表示装置
【課題】立体像をユーザに提供できるようにする。
【解決手段】回転軸を有する回転台と、回転軸を回転中心として、回転台を回転させる駆動部と、回転部に取り付けられ、複数の発光素子がマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイとが備えられている。この発光素子アレイは、平面形状に構成され、発光面には、発光素子からの所定の方向以外の光を遮光する指向性制御ユニットが装着されている。指向性制御ユニットが装着されていることにより、所定の方向に対してのみ発光素子アレイからの発光が届かないように制御される。本技術は、立体像を表示する立体像表示装置に適用できる。
【解決手段】回転軸を有する回転台と、回転軸を回転中心として、回転台を回転させる駆動部と、回転部に取り付けられ、複数の発光素子がマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイとが備えられている。この発光素子アレイは、平面形状に構成され、発光面には、発光素子からの所定の方向以外の光を遮光する指向性制御ユニットが装着されている。指向性制御ユニットが装着されていることにより、所定の方向に対してのみ発光素子アレイからの発光が届かないように制御される。本技術は、立体像を表示する立体像表示装置に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、表示装置に関する。詳しくは、立体的に画像を表示するのに適した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成したりした立体画像表示用の２次元映像情報等に基づいて被写体の全周囲に渡る立体画像を再生する光線再生方式の立体像表示装置に関しての提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、立体画像表示装置が開示されている。この立体画像表示装置によれば、光線束割り当て手段及び円筒状の２次元パターン表示手段を備える。光線束割り当て手段は、観測者から見て凸状の曲面を有する表示部の前面あるいは背面に設けられる。当該手段は、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有し、開口部あるいはレンズのそれぞれに表示部の複数の画素からの光線束が割り当てられる。２次元パターン表示手段は、２次元パターンを表示部に表示するようになされる。
【０００４】
この立体画像表示装置によれば、フルモーション動画表示が容易な立体画像の画像マッピングを効率的に実行することができ、視点位置を変えても立体画像が破綻することなく、かつ、高い解像度で立体画像を表示できるというものである。
【０００５】
また、特許文献２には、発光素子を棒状発光体に多数列をなして並べ、発光体をらせん上に配置して表示体を構成し、その表示体を高速回転することで、立体像を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７７７０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２２６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に見られる立体画像表示装置によれば、観測者から見て凸状の曲面を有する表示部の前面あるいは背面に設けられ、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有する光線束割り当て手段を備える。開口部あるいはレンズのそれぞれに表示部の複数の画素からの光線束が割り当てられるので、実用的な画質が得られない可能性が有り、画質の向上が望まれている。
【０００８】
特許文献２では、発光体をらせん状に配置した表示体を回転させることで、立体像を提供するが、点光源の時分割による３次元分布形成であり、マトリクス表示体の概念、視点生成の概念、視点における２次元画像の走査表示の概念はない。特許文献２によれば、３次元的に配置された発光体を発光させることで、３次元を実現するため、２次元の画像を全周囲から見えるように提供することは困難である。また、信号処理が複雑になる可能性がある。
【０００９】
立体像を提供する際、立体表示機構を複雑化することなく、立体画像を全周囲から再現性良く視認できるようにすることが望まれている。
【００１０】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、立体像をユーザに提供し、その立体像を再現性良く視認できるようにすることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術の一側面の表示装置は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部とを備え、前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される。
【００１２】
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光するようにすることができる。
【００１３】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動されるようにすることができる。
【００１４】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記各ブロックは、所定の角度を有して配されているようにすることができる。
【００１５】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成されるようにすることができる。
【００１６】
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行うようにすることができる。
【００１７】
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御するようにすることができる。
【００１８】
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供するようにすることができる。
【００１９】
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされるようにすることができる。
【００２０】
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされるようにすることができる。
【００２１】
本技術の一側面の表示装置においては、回転軸を有する回転部と、回転軸を回転中心として、回転部を回転させる駆動部と、回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部が備えられ、表示部には、表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着されている。
【発明の効果】
【００２２】
本技術の一側面によれば、立体像をユーザに提供し、その立体像を再現性良く視認できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態における表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示装置の内部構成を示す図である。
【図３】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図４】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図５】表示装置の動作について説明するための図である。
【図６】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図７】第２の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態における表示装置の構成を示す図である。
【図９】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１０】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１１】第３の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１２】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１３】第４の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１４】画像の表示のタイミングについて説明するための図である。
【図１５】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１６】第５の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１７】輝度制御により書き込み時間を得る場合について説明するための図である。
【図１８】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図１９】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２０】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２１】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２２】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２３】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２４】第６の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図２５】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
［立体像表示装置の構成について］
図１は、立体像表示装置１０の構成例を示す斜視図である。また、図２は、立体像表示装置１０の組立例を示す斜視図である。図１および図２を参照し、立体像表示装置１０の構造について説明する。立体像表示装置１０は、３次元で動画像や静止画像をユーザに提供する。また、３次元に係わらず、２次元の動画像や静止画像をユーザに提供することもできる。また、立体像表示装置１０は、その周りの３６０度の視点の範囲内に、画像を認識できる領域があり、複数の視点（多視点）において画像を提供できる表示装置である。
【００２６】
以下の説明においては、立体像表示装置１０は、被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成されたりした立体画像表示用の２次元映像情報等（以下単に映像データDinという）に基づいて被写体の全周囲に渡る立体像を再生するものである場合を例に挙げて説明をする。
【００２７】
図１、図２に示す立体像表示装置１０は、光線再生方式の立体像表示装置の一例を構成し、２次元発光素子アレイ１０１、スリット付きの回転部１０４及び駆動機構付きの設置架台１０５を備えている。回転部１０４は、スリット付きの外装体４１及び、吸気口付きの回転台４２を有する。回転台４２上には、外装体４１が取り付けられる。回転台４２は、円盤状を成しており、その中心位置には回転軸１０３が設けられている。
【００２８】
回転軸１０３は、回転台４２の回転中心とされる。また、回転軸１０３は、外装体４１の回転中心にもなされている。以下の説明において、回転部１０４の回転軸１０３との記載をするが、回転軸１０３は、回転台４２と外装体４１の回転軸である。
【００２９】
回転台４２の所定の位置には吸気口１０６が設けられ、外装体４１の内側へ空気を取り込むように構成されている。回転台４２上の外装体４１の内側には、所定の形状を有した１以上の２次元発光素子アレイ１０１が備えられている。２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、ｍ行×ｎ列個の発光素子がマトリクス状に配列されたものである。発光素子には、発光ダイオードや、レーザダイオード、有機ＥＬなどの自発光素子を用いることができる。
【００３０】
２次元発光素子アレイ１０１は、回転部１０４の回転に応じて複数の発光素子が発光し、かつ、立体画像用の映像データDinに基づいて発光制御されるようになっている。２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、プリント配線基板を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠いた小口面に、複数の発光素子をライン状に配設（実装）した１次元発光素子基板＃１を回転軸１０３に沿って複数枚積層した積層構造を有する。このように構成すると、曲面形状（例えば円弧状）の発光面を有した２次元発光素子アレイ１０１を容易に構成できるようになる。この形態を、第１の実施の形態として説明する。
【００３１】
回転台４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように取り付けられた外装体４１は、所定の口径φ及び所定の高さＨを有した円筒状で構成されている。外装体４１の周面の所定の位置にはスリット１０２が設けられる。スリット１０２は、外装体４１の周面において、回転軸１０３に平行する方向に穿設され、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方に固定され、光の放射角度を所定の範囲に制限する。
【００３２】
外装体４１の天板部位はファン構造とされ、回転台４２の吸気口１０６から取り入れた冷却用の空気を外部へ排気するように構成される。例えば、外装体４１の天板部位（上部）に、冷却用の羽根部材の一例となるブレード等のわずかなファン部１０７（排気口）が設けられ、回転動作を利用して空気の流れが作り出され、２次元発光素子アレイ１０１やその駆動回路から発生する熱が強制排気される。
【００３３】
設置架台１０５は、回転台４２を回転自在に支持する部分である。設置架台１０５の上部には、図示しない軸受け部が設けられる。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合すると共に、回転部１０４を支持する。設置架台１０５の内部にはモータ５２が設けられ、回転台４２を所定の回転（変調）速度で回転するように構成される。例えば、回転軸１０３の下端には、直結方式のＡＣモータ等が係合される。モータ５２は、回転力を回転軸１０３に直接伝達し、回転軸１０３が回転することで、回転部１０４が所定の変調速度で回転される構成とされる。
【００３４】
図１、図２に示した方式においては、回転部１０４に対して電力や映像データDinを送る際に、スリップリング５１を介して送られる。スリップリング５１は、固定側部品と回転側部品とに区分される。回転側部品は回転軸１０３に取り付けられる。固定側部品にはハーネス５３（配線ケーブル）が接続される。回転側部品には他のハーネス５４を介して２次元発光素子アレイ１０１が接続される。固定側部品と回転側部品との間は、図示しない摺動子が環状体に電気的に接触する構造となされている。摺動子は固定側部品または回転側部品を構成し、環状体は回転側部品または固定側部品を構成する。この構造により、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データDinが、スリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送されるようになる。
【００３５】
図３は、１次元発光素子基板＃１の構成例を示す図である。１次元発光素子基板＃１は、図示しない銀箔基板をパターニングして配線パターンを形成し、配線パターンが形成されたプリント配線基板３１の外観をＹ形状に切断し、その内側を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠くことで形成されている。
【００３６】
この例では、湾曲状部位の反対側に配線構造のコネクタ３４が形成される。さらに、１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板３１の両辺に位置決め用の孔部３２，３３が形成される。外観がＹ形状に、その内側が湾曲状に切り欠かれたプリント配線基板３１にシリアルパラレル変換用とドライバ用のＩＣ３５（半導体集積回路装置）が実装される。次いで、ＩＣ３５が実装されたプリント配線基板３１の湾曲状の織部または小口面に、ｊ行個の発光素子２０ｊがライン状に配設される。さらにライン状のレンズ部材１０９が発光素子２０ｊの前面に配設されて１次元発光素子基板＃１（基板）が形成される。
【００３７】
このような１次元発光素子基板＃１がｎ枚分だけ準備される。ｎ枚の１次元発光素子基板＃１を積層してｍ行×ｎ列の２次元発光素子アレイ１０１を形成するためである。図４は、ｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の積層例を示す斜視図である。この例では、１次元発光素子基板＃ｋを必要な枚数だけ積層して、ｊ行個の発光素子２０ｊをライン状に配設した曲面形状の２次元発光素子アレイ１０１が製造される。
【００３８】
このようにして構成される２次元発光素子アレイ１０１は、図２に示した回転部１０４の所定の位置、この例では、回転台４２上に取り付けられる。このとき、回転台４２上に突出する棒状の位置決めピン８３に、ｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板の孔部が差し込まれると、各々の１次元発光素子基板＃ｋが自己整合的に位置決めされた状態とされる。この状態が維持されるように、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎが回転軸１０３に沿って積層されるように取り付けられる。
【００３９】
この例では、所定の基板に実装された接続基板１１が、回転台４２上に立設される。接続基板１１には、１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタと接続するための差し込み構造のコネクタが設けられる。上述の接続基板１１の差し込み構造のコネクタに１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタが嵌合され、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎが接続基板１１に接続される。
【００４０】
また、曲面形状の発光面（凹面側）がスリット１０２の位置に向くように、回転部１０４の回転軸１０３と、外装体４１のスリット１０２との間に２次元発光素子アレイ１０１が配置される。２次元発光素子アレイ１０１は、スリップリング５１の回転側部品からのハーネス５４に接続される。視聴者検出センサ８１が、外装体４１の内部から外部を見通せる位置に取り付けられている。視聴者検出センサ８１は、アーム部材８２を介して上述の接続基板１１に取り付けられる。視聴者検出センサ８１はアーム部材８２の一端に取り付けられ、モータ５２によって回転される回転部１０４の外部で、当該立体像を視聴する視聴者を検出して、視聴有無を判別する際に使用されるようにすることができるが、このような検出が必要ない場合には、視聴者検出センサ８１を備えない構成とすることもできる。
【００４１】
回転台４２上に２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられると、回転台４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように外装体４１が取り付けられる。このとき、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方にスリット１０２が固定されることで、光の放射角度を所定の範囲に制限できるようになる。これにより、外装体４１の周面のスリット１０２と、その内側の２次元発光素子アレイ１０１とにより発光ユニットＵＩを構成できるようになる。
【００４２】
他方で、回転台４２を回転自在に支持するための設置架台１０５が作成される。この例で、設置架台１０５の上部にスリップリング５１を設けると共に、図示しない軸受け部が実装される。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合する共に、回転部１０４を支持するようになる。設置架台１０５内にはスリップリング５１の他に、モータ５２や制御部５５、Ｉ／Ｆ基板５６、電源部５７等が実装される。モータ５２は、回転軸１０３に直結される。
【００４３】
制御部５５及び電源部５７はハーネス５３を介してスリップリング５１の固定側部品に接続される。これにより、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データD１nが、スリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送できるように構成される。設置架台１０５が準備できたら、２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられた回転部１０４が設置架台１０５に取り付けられる。これにより、立体像表示装置１０が完成する。
【００４４】
図５は、立体像表示装置１０の動作例を示す回転軸方向から見下ろした複式図である。図中、レンズ部材１０９は省略している。図５に示す立体像表示装置１０は光線再生方式を採用しており、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒ（図１参照）の方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【００４５】
立体像表示装置１０では、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられ、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。このスリット構造により、２次元発光素子アレイ１０１の各発光素子２０１〜２１２から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【００４６】
この例では、発光素子２０１〜２１２の数をｍ＝１２行個としているが幾つでもよい。この１２個の発光素子２０１〜２１２によって、回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光は、回転部１０４の内部からスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。ここで、１２個の発光素子２０１〜２１２の各々と、スリット１０２と結んだ各々の方向をベクトルで示すことにする。
【００４７】
発光素子２０１とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、当該発光素子２０１からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。以後、この方向を“ベクトル２０１Ｖ方向”と記述する。以下、同様にして、発光素子２０２とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、発光素子２０２からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。この方向を“ベクトル２０２Ｖ方向”と記述する。例えば、発光素子２０１から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０１Ｖ方向に放射される。発光素子２０２から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０２Ｖ方向に放射される。
【００４８】
このように、各発光素子２０１〜２１２の光が各々違った方向に放射されるため、スリット１０２で規制される縦１ライン分の光線再生が可能となっている。こうしたスリット構造の回転部１０４を視点ｐに対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。さらに、視点ｐに対する回転走査の角度に応じて、外部からの映像データDin、あるいは、回転部内部のＲＯＭ等の記憶装置からの映像データDinを２次元発光素子アレイ１０１の発光ユニットＵＩに反映することで、任意の再生光線を出力することが可能となる。
【００４９】
図６は、視点ｐから観察される発光点の軌跡例を示す図である。発光ユニットＵＩを有する回転部１０４が等速で回転され、視点ｐ＝３００に対して回転走査される場合、視点３００から観測される発光素子が時間Ｔの間隔で発光素子２０１から順に発光素子２０２，２０３，・・・２１２と移って行く。
【００５０】
発光点の軌跡（図中の黒小丸印）が、例えば平面を成して見える構造は、２次元発光素子アレイ１０１の発光面形状とスリット１０２の位置を調整することで実現される。例えば、図６Ａに示す時刻ｔ＝０において、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。図６Ｂに示す時刻ｔ＝Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図中の右側から第１番目の白抜きの小丸印は、発光素子２０１の発光点を示している。
【００５１】
図示はしないが、時刻ｔ＝２Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測され、ｔ＝３Ｔにおいて、発光素子２０４から漏れ出る光が観測され、ｔ＝４Ｔにおいて、発光素子２０５から漏れ出る光が観測され、ｔ＝５Ｔにおいて、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。さらにｔ＝６Ｔにおいて、発光素子２０７から漏れ出る光が観測され、ｔ＝７Ｔにおいて、発光素子２０８から漏れ出る光が観測され、ｔ＝８Ｔにおいて、発光素子２０９から漏れ出る光が観測され、ｔ＝９Ｔにおいて、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【００５２】
このように時間が経過し、図６Ｃに示す時刻ｔ＝１０Ｔになり、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。同様に図６Ｄに示す時刻ｔ＝１１Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【００５３】
このように、時間経過とともに、順次、発光素子２０１から２１２までの光が観測されるため、図６Ｄに示したように、白抜きの小丸印が横１列に並んでいる部分に像が映し出され、ユーザは、その像を観測することができる。このような構成の立体像表示装置１０においては、上述したように、回転により視点を生成し（ポイント１）、情報伝搬の指向性により視差を生成し（ポイント２）、高速一括駆動の発光素子アレイを用いる（ポイント３）ことで、立体像の表示を可能としている。
【００５４】
ポイント１とポイント２を実現する他の実施の形態であり、ポイント３の代替手段を以下に説明する。また、以下の説明においては、２次元発光素子アレイ１０１の構成を変え、他の構成は、基本的に第１の実施形態と同じく構成することが可能であるため、第１の実施の形態と同様の部分に関しては、説明や図示を省略する。
【００５５】
［第２の実施の形態について］
図７は、２次元発光素子アレイ１０１の第２の実施の形態における構成を説明するための図である。図７に示した２次元発光素子アレイ５００は、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２から構成される。図７は、上側（または下側）から２次元発光素子アレイ５００を見た場合を示している。表示体５０１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなど、平面のディスプレイを用いることができる。なおここでは、平面のディスプレイとして説明を続けるが、本実施の形態の適用範囲が、平面形状のディスプレイに限定される分けではなく、他の形状のディスプレイ（表示体）にも適用できる。
【００５６】
指向性制御ユニット５０２は、表示体５０１の表面を加工する、装着するなどにより表示体５０１に設けられる。この指向性制御ユニット５０２は、所定の位置から表示体５０１を見ると、表示体５０１に表示されている画像を視認することができるが、所定の位置以外から表示体５０１を見ると、表示体５０１に表示されている画像を視認することができない状態に制御する。
【００５７】
例えば、視点５５１から表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できるが、視点５５１から角度θだけずれた視点５５２から表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できない。このような制御を行う指向性制御ユニット５０２について、複数の実施の形態を挙げ、後述し、ここでは、このような制御を行うとして説明を続ける。
【００５８】
このような指向性制御ユニット５０２を用いることで、情報伝搬の指向性による視差生成（ポイント２）を実現する。また、このように構成することで、第１の実施の形態においては必要とされるスリット１０２で、情報伝搬の指向性による視差生成を行わなくても良い構成とすることが可能となる。すなわち、表示部５０１に指向性制御ユニット５０２が備えられることで、表示部５０１の形状を、スリット１０２を考慮した形状とする必要がなくなる。よって、表示部５０１を、平面に構成したり、湾曲形状に構成したりすることが可能となり、その形状に自由度を増すことが可能となる。
【００５９】
このような２次元発光素子アレイ５００が、２次元発光素子アレイ１０１の代わりに、図８に示すように接続基板１１に接続される。接続基板１１は、回転台４２に設けられているため、２次元発光素子アレイ５００は、回転軸１０３を回転軸として回転する構成とされる。このように、２次元発光素子アレイ５００を回転することで、回転による視点生成（ポイント１）を実現する。
【００６０】
このように、第２の実施の形態においては、回転軸１０３を有する回転台４２と、回転軸１０３を回転中心として、回転台４２を回転させるモータ５２と、回転台４２に取り付けられ、複数の発光素子がマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイ５００により立体像表示装置１０が構成される。また、発光素子アレイ５００は、平面形状の表示体５０１で構成され、その発光素子アレイ５００の発光面には、発光素子からの所定の方向以外の光を遮光する指向性制御ユニット５０２が装着される。
【００６１】
第２の実施の形態の場合、指向性制御ユニット５０２を用いることで、情報伝搬の指向性による視差生成を実現している。このため、第１の実施の形態において、情報の伝搬の指向性を実現していたスリット１０２をなくした構成とされる。すなわち、このような２次元発光素子アレイ５００を用いた場合、回転部１０４の外装体４１に設けられていたスリット１０２をなくし、単なる筒状に構成することができる。
【００６２】
また、外装体４１全体を透明な部材で構成する、２次元発光素子アレイ５００が見える部分だけ透明な部材で構成する、または２次元発光素子アレイ５００が見える部分だけスリット１０２が大きくなったような穴が開いているような構成としてもよい。すなわち、２次元発光素子アレイ５００の表示部全体が見えるように、外装体４１が構成される。
【００６３】
または、外装体４１自体をなくすことも可能である。しかしながら、２次元発光素子アレイ５００は回転するため、回転している２次元発光素子アレイ５００にユーザが接触するなどの危険性を回避するためには、外装体４１を設けた方が良く、設ける場合には、上記したように構成される。
【００６４】
また、外装体４１を透明な部材で構成した場合、外装体４１は回転させる構成とする必要がない。換言すれば、２次元発光素子アレイ５００のみが回転される構成とすることが可能である。外装体４１などを回転させなくて良くなる分だけ、モータ５２などにかかる負荷が低減されるため、電力消費を低減させることが可能となる。
【００６５】
２次元発光素子アレイ５００が回転されることで、ユーザ（観測者）に立体像を提供することができる。図９を参照する。図９は、２つの時刻における２次元発光素子アレイ５００が位置する位置を例示している。時刻ｔ０における２次元発光素子アレイ５００の位置と、時刻ｔ１における２次元発光素子アレイ５００の位置は、１８０度回転された状態の位置関係にある。
【００６６】
時刻ｔ０のとき、視点５５１からは、２次元発光素子アレイ５００に表示されている画像が見える状態である。その後、２次元発光素子アレイ５００が回転され、時刻ｔ１のときに、視点５５２から、２次元発光素子アレイ５００に表示されている画像が見える状態になる。例えば、時刻ｔ０のときに、視点５５１から見える画像が、車を正面から見たときの画像であったとすると、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像を書き換えると、時刻ｔ１のときに、視点５５２から見える画像を、車を背後から見たときの画像とすることができる。
【００６７】
このように、車を立体的に表示することが可能となる。また図示はしないが、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に、車の側面の画像を表示するようにすれば、所定の視点からは、車の側面が見えるようになる。すなわち、ユーザが立体像表示装置１０の周りを一周すると、まるで車の周りを一周したかのような立体像をユーザに提供することが可能となる。このようなことを可能とするには、表示の切り換えを高速で行う必要がある。
【００６８】
このような２次元発光素子アレイ５００は、図１０Ａに示すように、全面が一括して表示できるように構成することができる。このようにした場合、比較的早く、画像の切り換えが行えることが望ましい。上記したように、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像を、例えば、車の周りを一周して見たような画像とした場合、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像は、回転とともに瞬時に切り換えられるように構成する必要がある。
【００６９】
しかしながら、そのような切り換えが難しい場合、図１０Ｂに示すように、１画面をＭ個のブロックに分割し、それぞれのブロックの始めから同時に描画が始まるように構成しても良い。Ｍブロックに分割し、各ブロックの先頭から、同時に描画を始めることで、全体としての描画を早めることが可能となる。
【００７０】
ここで、角速度ω、周期Ｔ＝２π／ω、視点数（分割数）＝Ｎ、表示体画素分割数Ｈ×Ｖとする。また、視点毎の１フレームの表示時間は
Ｔｆ＝Ｔ／Ｎ
とする。また周期Ｔは、
Ｔ≦３３ｍｓ
を満たす値とされる。
【００７１】
図１０Ａに示したように、２次元発光素子アレイ５００の全画面を一括表示する場合、画素あたりの表示保持時間は、Ｔｈ＝Ｔｆとなる。視点毎に１フレーム画像を表示することで、各視点に対して光線再生型の画像を生成する多視点立体画像を提供することが可能となる。
【００７２】
水平走査線で順次表示するようにした場合、１ラインあたりの走査時間をtoとすると、全面を順次走査すると最下ラインの表示遅延時間は、
Ｔｄ＝ｔ０×Ｈ
となる。１画面の書き込み後の表示が歪まないためには、以下の条件が満たされる必要がある。
Ｔｄ≪Ｔobs＝Ｔ／Ｎ
【００７３】
この条件を満たすことが困難な場合、図１０Ｂに示すようにＭブロックに分割することで解決することができる。すなわち、この条件を走査時間に関して緩和するには走査線をＭブロックに分割してＮをＮ／Ｍ表示することが有効である。また、１ラインあたりの走査時間ｔ０を短くすることや、視点数Ｎを小さくすることも有効である。
【００７４】
フルハイビジョンのＬＣＤテレビジョン受像機を、２４０Ｈｚで駆動する技術（to=1.0×10-4×33ms）で、走査線６００本を１０分割駆動したときＴｄ＝0.006×33ms、ＴｄがＴobsの１０%以下という制限を設けると、Ｎ＝１６の視点数設定が可能となる。さらに高速駆動で走査線分割数を増やせばさらに視点数増加が可能である。
【００７５】
第２の実施の形態のように、２次元発光素子アレイ５００を表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を用いて構成すると、以下のような効果が期待できる。まず、平面のディスプレイを用いることで、信号処理が容易となる。すなわち、第１の実施の形態のように、湾曲した２次元発光素子アレイ１０１を用いた場合、湾曲している表示部を考慮して画像が適切に表示されるように信号処理を行わなくてはならないが、平面（平面に近い形状）の２次元発光素子アレイ５００であれば、従来の表示形式を適用することも可能となるため、信号処理が容易となる。
【００７６】
また、このような２次元発光素子アレイ５００を構成とすることで、２次元発光素子アレイ１０１よりもモジュール化が容易となる。また、平面で２次元発光素子アレイ５００を構成することで、２次元発光素子アレイ５００を回転させていない状態、すなわち、静止状態でも画像を提供することが可能となる。また、平面で２次元発光素子アレイ５００を構成することで、周辺画素の歪みがない画像を提供することが可能となる。また、上述したように、外装体４１を透明な筐体とすることが可能となる。
【００７７】
［第３の実施の形態について］
図１０Ｂのように、１画面をＭブロックに分割するようにした場合、図１１に示すような構成とすることもできる。但し、Ｍブロックに分割はしているが、図１０Ａに示した場合と同じく、一括表示にも対応できる。図１１に示した２次元発光素子アレイ６００は、２次元発光素子アレイ５００をＭ個に分割した２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍから構成されている。
【００７８】
図１１に示した２次元発光素子アレイ６００も、詳細は図示しないが、図７に示した第２の実施の形態と同じく、表示体６０１と指向性制御ユニット６０２から構成される。例えば、２次元発光素子アレイ６００−１は、表示体６０１−１と指向性制御ユニット６０２−１から構成され、２次元発光素子アレイ６００−２は、表示体６０１−２と指向性制御ユニット６０２−２から構成され、２次元発光素子アレイ６００−Ｍは、表示体６０１−Ｍと指向性制御ユニット６０２−Ｍから構成される
【００７９】
このようにＭブロックに分割された２次元発光素子アレイ６００を、上（または下）から見た場合、図１２のようになる。第３の実施の形態においても、各２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍを構成するディスプレイは、平面に構成されているため、既に生産されている液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどを用いることができるため、コストを低減させることが可能となる。
【００８０】
各２次元発光素子アレイ６００に装着されている指向性制御ユニット６０２は、装着されている２次元発光素子アレイ６００に表示されている画像を、所定の位置からしか見えないように制御するために設けられている。
【００８１】
例えば、視点６５１から表示体６０１−１に表示されている画像を見ると視認できるが、視点６５１から角度θだけずれた視点６５２などからは、表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できない状態となる。同様に、視点６５２からは、表示体６０１−２に表示される画像のみが視認でき、視点６５３からは、表示体６０１−３に表示される画像のみが視認できる。
【００８２】
このように、２次元発光素子アレイ６００は、複数（Ｍ個）のブロックに分割され、各ブロック（２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍ）は、所定の角度を有して配列されている。
【００８３】
このような２次元発光素子アレイ６００が、２次元発光素子アレイ１０１の代わりに接続基板１１に接続される（不図示）。接続基板１１と接続されることで、２次元発光素子アレイ６００は、回転軸１０３を回転軸として回転する構成とされる。第２の実施の形態と同じく、回転により視点生成が実現され、指向性制御ユニット６０２が用いられることで、情報伝播の指向性による視差生成が実現される。よって、この場合も第２の実施の形態と同じく、外装体４１にスリット１０２は必要なく、スリット１０２は設けられない構成とされる。
【００８４】
また外装体４１全体を透明な部材で構成する、２次元発光素子アレイ６００が見える部分だけ透明な部材で構成する、または２次元発光素子アレイ６００が見える部分だけスリット１０２が大きくなったような穴が開いているような構成とすることも可能である。すなわち、２次元発光素子アレイ６００の表示部全体が見えるように、外装体４１が構成されればよい。
【００８５】
再度図１２を参照する。視点６５１においては、２次元発光素子アレイ６００−１に表示されている画像が見える状態である。２次元発光素子アレイ６００は、回転しているため、その同じ視点６５１において、次の時点では、２次元発光素子アレイ６００−２に表示されている画像が見える状態となる。さらに、次の時点では、２次元発光素子アレイ６００−３に表示されている画像が見える状態となる。
【００８６】
このように、同一視点から見える画像は、２次元発光素子アレイ６００−１から２次元発光素子アレイ６００−Ｍまで、順次提示される画像で１枚の画像となるように構成されている。残像を利用することで、異なる時間で供給される画像であっても、ユーザにとっては、１枚の絵として見えることになる。このように残像を利用してユーザに１枚の画を提供するようにした場合、以下の条件を満たす必要がある。
【００８７】
まず、２次元発光素子アレイ６００が、Ｍブロックに分割されている場合、視点との関係から、螺旋角制約条件として、θ＝２π／Ｎが満たされる。すなわち、隣接する２次元発光素子アレイ６００同士のなす角は、このθを満たす角度とされる。
【００８８】
螺旋表示体により水平ブロック走査が行われる場合、１フレーム時間は、ブロック表示よりも長くなる。水平ブロック表示時間は、
Ｔb＝Ｔ／Ｎ
とされ、１フレーム表示時間は、
Ｔf＝Ｔb×Ｍ＝ＴＭ／Ｎ
とされ、周期Ｔは、
Ｔ≦３３ｍｓ
を満たす値とされる。
【００８９】
２次元発光素子アレイ６００の全画面を一括表示する場合、画素あたりの表示保持時間は、Ｔｈ＝Ｔbとなる。視点毎に１フレーム画像を表示することで、各視点に対して光線再生型の画像を生成する多視点立体画像を提供することが可能となる。
【００９０】
水平ブロック内の水平走査線で順次表示するようにした場合、１ラインあたりの走査時間をtoとすると、全面を順次走査すると最下ラインの表示遅延時間は、
Ｔｄ＝ｔ０×Ｈ／Ｍ
となる。１画面の書き込み後の表示が歪まないためには、以下の条件が満たされる必要がある。
Ｔｄ≪Ｔobs＝Ｔ／（ＮＭ）
この制約は、上述した第２の実施の形態と等価となるため、第２の実施の形態と同様に多視点画像表示が可能となる。
【００９１】
第３の実施の形態のように、２次元発光素子アレイ６００を表示体６０１と指向性制御ユニット６０２を用いて構成し、Ｍブロックに分割して構成すると、以下のような効果を期待できる。まず、平面の表示体を用いることで、信号処理が容易となる。また、周辺への発光輝度を分散化することが可能となる。
【００９２】
また、図１１に示したように、各２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍが所定の角度だけずらして配置された場合、図７に示したような、ずらさないで構成される２次元発光素子アレイ５００と比較して、風の抵抗を受けづらい構成となる。２次元発光素子アレイ６００は、外装体４１内で回転されるため、空気抵抗を受けやすい。よって、空気抵抗を受けづらい構成とすることで、抵抗を減らすことができるため、回転のために係るモータ５２の動力を弱めることができ、電力の低減を図ることが可能となる。
【００９３】
また、２次元発光素子アレイ６００は、Ｍ個の２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍから構成されているため、仮に、このうちの１つの２次元発光素子アレイ６００、例えば、２次元発光素子アレイ６００−１が壊れたとしても、この２次元発光素子アレイ６００−１だけを交換すれば、２次元発光素子アレイ６００を継続して使用することができる。すなわち、不良モジュールの交換を容易にすることが可能となる。
【００９４】
［第４の実施の形態について］
次に、第４の実施の形態として、解像度を向上させる２次元発光素子アレイの構成について説明する。図１３は、第４の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。図１４に示した２次元発光素子アレイは、２次元発光素子アレイ７００−１、２次元発光素子アレイ７００−２、２次元発光素子アレイ７００−３から構成されている。ここでは、３個の２次元発光素子アレイが配置されている例を挙げて説明を続けるが、３個以上の２次元発光素子アレイが配置されるようにしてもよい。
【００９５】
３個の２次元発光素子アレイ７００が配置される場合、図１３に示すように、配置された２次元発光素子アレイ７００により三角形が構成される。このように、複数の２次元発光素子アレイ７００の各２次元発光素子アレイ７００は、異なる方向に向けられて設置される。
【００９６】
１枚の２次元発光素子アレイ７００、例えば、２次元発光素子アレイ７００−１は、図７に示した２次元発光素子アレイ５００と同一の構成とすることができる。すなわち、２次元発光素子アレイ７００は、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２から構成される。
【００９７】
またこれらの３個の２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３は、回転軸１０３を回転軸として、回転されるように外装体４１内に設けられる。外装体４１は、透明な筺体で構成される。このように構成されることで、視点７５１からは、２次元発光素子アレイ７００−１で表示されている画像が見え、視点７５２からは、２次元発光素子アレイ７００−２で表示されている画像が見え、視点７５３からは、２次元発光素子アレイ７００−３で表示されている画像が見える状態となる。
【００９８】
また視点７５１にとどまって２次元発光素子アレイ７００を見た場合、まず、２次元発光素子アレイ７００−１で表示されている画像が見え、次の時点で、２次元発光素子アレイ７００−２で表示されている画像が見え、さらに次の時点で、２次元発光素子アレイ７００−３で表示されている画像が見えることになる。この場合、図１４に示すようなタイミングで、各２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３で画像の表示が行われ、図１５に示すような画像がユーザに提供されることになる。
【００９９】
まず図１４を参照する。２次元発光素子アレイ７００−１の描画開始ラインから、IMG1a、IMG2a、IMG3a、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。時間がＴ／３だけ経過すると、２次元発光素子アレイ７００−２の描画開始ラインから、IMG1b、IMG2b、IMG3b、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。Ｔは、回転周期を表す。またここでは、１枚の完成される画像（２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３で提供される画像）がユーザに提供されるまでの時間と等価となる。
【０１００】
さらに時間がＴ／３だけ経過すると、２次元発光素子アレイ７００−３の描画開始ラインから、IMG1c、IMG2c、IMG3c、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。このような表示が行われることで、視点７５１に位置するユーザには、まず２次元発光素子アレイ７００−１に表示されたIMG1a、IMG2a、IMG3a、・・・が提供され、Ｔ／３時間経過後に、２次元発光素子アレイ７００−２に表示されたIMG1b、IMG2b、IMG3b、・・・が提供され、さらにＴ／３時間経過後に、２次元発光素子アレイ７００−３に表示されたIMG1c、IMG2c、IMG3c、・・・が提供されることで、１枚の画像が提供される。
【０１０１】
すなわち、１枚の画像が、３回に分割された状態で提供される。図１５を参照するに、ラインa-1は、IMG1aに相当する画を表示し、ラインb-1は、IMG1bに相当する画を表示し、ラインc-1は、IMG1cに相当する画を表示する。同様に、ラインa-2は、IMG2aに相当する画を表示し、ラインb-2は、IMG2bに相当する画を表示し、ラインc-2は、IMG2cに相当する画を表示する。このように、IMG1aが表示されるラインa-1の隣のラインb-1にはIMG1bが表示され、IMG1bが表示されるラインb-1の隣のラインc-1にはIMG1cが表示される。
【０１０２】
このように、２次元発光素子アレイ７００−１で表示される画像の間に、２次元発光素子アレイ７００−２と２次元発光素子アレイ７００−３でそれぞれ表示される画像が補間される。換言すれば、２次元発光素子アレイ７００-１乃至７００−３は、それぞれ１枚の画像のうちの1/3を表示するように構成される。１枚の画像を複数の２次元発光素子アレイ７００で表示することで、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０３】
このように、２次元発光素子アレイ７００をＬ個（上記した例では３個）、回転軸対象に配置し、回転周期Ｔに対してＴ／Ｌごとに１枚の画像に対応した、解像度１／Ｌの間引き画像を、所定の視点に対して、画素をずらしてシーケンシャルに表示させることで、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０４】
第４の実施の形態においても、第２の実施の形態と同じく、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２で２次元発光素子アレイ７００を構成しているので、第２の実施の形態と同じく信号処理が容易となる、モジュール化が容易となる、静止状態でも２Ｄ表示が可能となる、周辺画素ひずみがない、透明な筺体を用いることができるなどの効果を期待することができる。さらに第４の実施の形態によれば、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０５】
［第５の実施の形態について］
次に、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態によれば、例えば、画像を表示するまでの時間（走査時間）がかかるような２次元発光素子アレイを用いることができる。上述したように、例えば、複数の視点から、異なる画像を見せるようにするためには、視点毎に表示される画像を切り換える必要があるが、そのような切り換えを実現するためには、２次元発光素子アレイや、その表示を制御するための制御部の構成などに、ある程度の性能が必要となる。
【０１０６】
仮に、そのような性能が得られない２次元発光素子アレイを用いても、全周囲に画像を提供できるようにするための実施の形態について説明する。図１６は、第５の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。図１６に示した２次元発光素子アレイ８００は、第２の実施の形態における２次元発光素子アレイ５００と同様の構成を有する。第５の実施の形態においては、外装体４１の構成が、図１６に示すように、遮光部分８３１を有する構成とされている。
【０１０７】
外装体４１は、回転せず、２次元発光素子アレイ８００は、外装体４１内で回転するように構成されている。外装体４１の遮光部分８３１以外の部分は、透明な部材などで構成され、２次元発光素子アレイ８００に表示される画像を見える状態に構成される。または、遮光部分８３１のみが、外装体４１として設けられる。遮光部分８３１は、２次元発光素子アレイ８００に表示される画像が見えない状態に構成される。この遮光部分８３１は、２次元発光素子アレイ８００の表示を書き換える時間の間、２次元発光素子アレイ８００の発光面をユーザに見せないようにするために設けられている。
【０１０８】
この遮光部分８３１に隠れて、２次元発光素子アレイ８００が見えない状態になったときから、２次元発光素子アレイ８００の表示の切り換えが開始され、遮光部分８３１から２次元発光素子アレイ８００が出て、２次元発光素子アレイ８００が見える状態になったときには、画像の書き換えが全て終了し、２次元発光素子アレイ８００に画像が表示されている状態とされる。このように、書き換えの時間の間、ユーザからは、２次元発光素子アレイ８００が見えない状態とすることで、書き換え時間がかかるような２次元発光素子アレイ８００であっても、ユーザに書き換え途中の画像を見せるようなことなく、画像を提供することができる。
【０１０９】
図１６に示した外装体４１には、遮光部分８３１が１箇所設けられているため、１回の書き換えに対応している。複数の書き換えに対応させるには、複数の遮光部分８３１を設けることで実現できる。このように、遮光部分８３１を設けることで、１枚の画像信号の書き込みが完了するまでのブランキング期間の間、遮光することができ、そのような遮光を行うことで、良好な画像を表示することが可能となる。
【０１１０】
また、外装体４１に遮光部分８３１を設けない他の方法により、書き込み時間を得られるようにしてもよい。図１７は、バックライトのオン、オフで書き込み時間を得られるようにした場合について説明するための図である。２次元発光素子アレイ８００が液晶などの表示素子で構成され、バックライトが備えられている場合、そのバックライトのオン、オフで２次元発光素子アレイ８００の書き込み時間を得られるようにする。
【０１１１】
図１７において、上段は画像の書き込み率を示し、下段は光源輝度を示す。画像書き込み率が１００％のときだけ、バックライトがオン（高原輝度が１００％）とされることが読み取れる。図中、Ｔは、回転周期である。１周する間に、画像書き込み率は、０〜１００％まで変化する時間と、１００％が維持される時間がある。この０〜１００％まで変化する間は、光源輝度が０％、すなわちバックライトがオフの状態にされるため、ユーザは、２次元発光素子アレイ８００に書き込まれ途中である画像を視認することができない。
【０１１２】
そして、書き込み率が１００％になり、その状態が維持されている間は、光源輝度が１００％、すなわちバックライトがオンの状態にされるため、ユーザは、２次元発光素子アレイ８００に書き込まれた画像を視認することができる。
【０１１３】
このように、液晶表示素子などのバックライトのオン、オフを制御することで、１枚の画像信号の書き込みが完了するまでの時間（ブランキング期間）の間、遮光することができ、そのような遮光を行うことで、良好な画像を表示することが可能となる。
【０１１４】
［指向性制御ユニットについて］
図１８は、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を拡大した図である。表示体５０１と指向性制御ユニット５０２、表示体６０１と指向性制御ユニット６０２、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２、および表示体８０１と指向性制御ユニット８０２は、同一なので、ここでは、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を例に挙げて説明する。
【０１１５】
表示体５０１は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各画素から構成されている。指向性制御ユニット５０２には、図１９に示すように、隣接する画素同士を仕切るように設けられた縦方向のスリットが構成されている。このような表示体５０１の表示部から前方に向けて、縦に列状に遮光バリアを形成することで、表示部の法線方向に限定的な広がりをもつ指向性を付与することができる。
【０１１６】
指向性制御ユニット５０２のバリア断面形状は、平坦構造を適用することもできるが、ランプ反射板のように、表示体５０１の表示画素中心を焦点とする放物線や楕円弧状を適用することもできる。例えば、指向性制御ユニット５０２の指向性の強度分布を例示すると、図２０に示すようにごく狭い角度の範囲で、強度が最大となるような指向性を有するように指向性制御ユニット５０２は構成される。
【０１１７】
このような指向性制御ユニット５０２は、表示体５０１の表示体に直接あるいは透明基板上に樹脂材料などにより構成される。また、バリア上方に画素配列と異なるピッチの透過窓を配置し、特定の視点に焦点を結ばせるように、指向性制御ユニット５０２を構成してもよい。
【０１１８】
さらに、指向性制御ユニット５０２は、遮光機能で出射光の方向を制御するために設けるので、図２１に示すように、指向性制御ユニット５０２のバリアを表示体５０１の表示部に並行な上下方向に複数層の遮光領域の組み合わせ、置き換える構成とすることも可能である。すなわち、図２１に示すように、画素配列と異なるピッチで、表示体５０１上に、上下２層の遮光領域を設けることで、特定の視点に対して出射光の方向を制御することができる。
【０１１９】
さらに、図２２に示すように、指向性フィルムを用いてもよい。この指向性フィルムは、図２３に示すような指向性の強度分布を有する。図２３に示した強度分布における極角は、図２０に示した強度分布よりも極角も広い。よって、指向性としては精度が低いが、簡易的に構成してもよい場合などに指向性制御ユニット５０２として用いることができる。
【０１２０】
このように、指向性制御ユニット５０２として、どのような構造を有するものを用いるかは、表示体５０１との関係や、どの程度の精度が必要となるかなど、種々のことが考慮され、決定される。また、ここで例として挙げた指向性制御ユニット５０２は、一例であり、これらの記載のみに限定を示すものではない。
【０１２１】
［第６の実施の形態について］
次に、第６の実施の形態について説明する。図２４は、第６の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。第６の実施の形態においても、表示体９０１と指向性制御ユニット９０２との組み合わせから２次元発光素子アレイ９００が構成される。図２４に示すように、表示体９０１には、IMG1、IMG2、IMG3、およびIMG4といった４視点用の４つの画像が表示され、指向性制御ユニット９０２と組み合わされることで、静止状態で多方向に光線の指向性を付与できるように構成されている。
【０１２２】
２次元発光素子アレイ９００が静止状態において、視点９５１からは、表示体９０１に表示されているIMG1が見え、視点９５２からは、表示体９０１に表示されているIMG2が見え、視点９５３からは、表示体９０１に表示されているIMG3が見え、視点９５４からは、表示体９０１に表示されているIMG4が見えるように構成されている。
【０１２３】
このような２次元発光素子アレイ９００を回転させることで、周囲にも視点を生成することが可能となる。図２５は、２次元発光素子アレイ９００を回転させたときに、各視点において見える画像（IMG）を説明するための図である。２次元発光素子アレイ９００が、位置Ａに位置しているときには、視点９５１では、IMG1が見える状態であり、視点９５２では、IMG2が見える状態であり、視点９５３では、IMG3が見える状態であり、視点９５４では、IMG4が見える状態である。
【０１２４】
２次元発光素子アレイ９００が回転され、位置Ｂに位置すると、視点９５２で、IMG1が見える状態となり、視点９５３で、IMG2が見える状態となり、視点９５４で、IMG3が見える状態となり、視点９５５で、IMG4が見える状態となる。さらに２次元発光素子アレイ９００が回転され、位置Ｃに位置すると、視点９５３で、IMG1が見える状態となり、視点９５４で、IMG2が見える状態となりであり、視点９５５で、IMG3が見える状態となり、視点９５６で、IMG4が見える状態となる。
【０１２５】
このように、回転されることで、各視点に順次、２次元発光素子アレイ９００で表示されている画像が提供される。例えば視点９５４においては、２次元発光素子アレイ９００が位置Ａに位置しているときに、IMG4が提供され、次に、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｂに位置するため、IMG3が提供される。そして、さらに次の時点で、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｃに位置するため、IMG2が提供され、次の時点で、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｄに位置するため、IMG1が提供される。このように、所定の視点においては、順次、方位に応じた画像がユーザに提供される。
【０１２６】
このような２次元発光素子アレイ９００においても、第５の実施の形態として説明した遮光部分８３１を用いて、画像の書き換えの時間を確保したり、上述した指向性制御ユニットを用いたりすることは可能である。また、遮光による指向性付与の代わりに、屈折、すなわち例えば、レンズを用いて指向性を付与する構成とすることも可能である。
【０１２７】
上述した実施の形態を適用することで、実施の形態によっては制限があるが、ほぼ３６０度のどの位置からも２次元発光素子アレイで表示されている画像を閲覧することが可能となる。また、その画像としては、閲覧する位置により異なる画像とすることも可能であるし、同一の画像とすることも可能である。異なる画像とすることで、複数の視点に異なる情報を提供することができるし、同一の画像とすることで、複数の視点で、同一の情報を閲覧することが可能となる。
【０１２８】
異なる画像とした場合、例えば、車などの商品の全形を見せることができるようになり、利用者が実際の商品を見られなくても、その商品のイメージをつかみやすくなり、宣伝効果を向上させることが可能となる。また、同一の画像とした場合も、ほぼ同じタイミングで複数の方向に画像を提供し、宣伝することができるため、他の宣伝との差別化をはかることができ、効率良い宣伝を行うことが可能となる。
【０１２９】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１３０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１３１】
（１）
回転軸を有する回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部と
を備え、
前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される
表示装置。
（２）
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光する
前記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動される
前記（１）に記載の表示装置。
（４）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックは、所定の角度を有して配されている
前記（１）に記載の表示装置。
（５）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成される
前記（１）に記載の表示装置。
（６）
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、
前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、
前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行う
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の表示装置。
（７）
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の表示装置。
（８）
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供する
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の表示装置。
（９）
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされる
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置。
（１０）
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされる
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置。
【符号の説明】
【０１３２】
５００ ２次元発光素子アレイ, ５０１ 表示体， ５０２ 指向性制御ユニット， ６００ ２次元発光素子アレイ, ６０１ 表示体， ６０２ 指向性制御ユニット， ７００ ２次元発光素子アレイ, ７０１ 表示体， ７０２ 指向性制御ユニット， ８００ ２次元発光素子アレイ, ８０１ 表示体， ８０２ 指向性制御ユニット， ８３１ 部分遮光， ９００ ２次元発光素子アレイ, ９０１ 表示体， ９０２ 指向性制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
本技術は、表示装置に関する。詳しくは、立体的に画像を表示するのに適した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成したりした立体画像表示用の２次元映像情報等に基づいて被写体の全周囲に渡る立体画像を再生する光線再生方式の立体像表示装置に関しての提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、立体画像表示装置が開示されている。この立体画像表示装置によれば、光線束割り当て手段及び円筒状の２次元パターン表示手段を備える。光線束割り当て手段は、観測者から見て凸状の曲面を有する表示部の前面あるいは背面に設けられる。当該手段は、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有し、開口部あるいはレンズのそれぞれに表示部の複数の画素からの光線束が割り当てられる。２次元パターン表示手段は、２次元パターンを表示部に表示するようになされる。
【０００４】
この立体画像表示装置によれば、フルモーション動画表示が容易な立体画像の画像マッピングを効率的に実行することができ、視点位置を変えても立体画像が破綻することなく、かつ、高い解像度で立体画像を表示できるというものである。
【０００５】
また、特許文献２には、発光素子を棒状発光体に多数列をなして並べ、発光体をらせん上に配置して表示体を構成し、その表示体を高速回転することで、立体像を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７７７０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２２６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に見られる立体画像表示装置によれば、観測者から見て凸状の曲面を有する表示部の前面あるいは背面に設けられ、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有する光線束割り当て手段を備える。開口部あるいはレンズのそれぞれに表示部の複数の画素からの光線束が割り当てられるので、実用的な画質が得られない可能性が有り、画質の向上が望まれている。
【０００８】
特許文献２では、発光体をらせん状に配置した表示体を回転させることで、立体像を提供するが、点光源の時分割による３次元分布形成であり、マトリクス表示体の概念、視点生成の概念、視点における２次元画像の走査表示の概念はない。特許文献２によれば、３次元的に配置された発光体を発光させることで、３次元を実現するため、２次元の画像を全周囲から見えるように提供することは困難である。また、信号処理が複雑になる可能性がある。
【０００９】
立体像を提供する際、立体表示機構を複雑化することなく、立体画像を全周囲から再現性良く視認できるようにすることが望まれている。
【００１０】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、立体像をユーザに提供し、その立体像を再現性良く視認できるようにすることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術の一側面の表示装置は、回転軸を有する回転部と、前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部とを備え、前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される。
【００１２】
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光するようにすることができる。
【００１３】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動されるようにすることができる。
【００１４】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記各ブロックは、所定の角度を有して配されているようにすることができる。
【００１５】
前記表示部は、複数のブロックを有し、前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成されるようにすることができる。
【００１６】
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行うようにすることができる。
【００１７】
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御するようにすることができる。
【００１８】
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供するようにすることができる。
【００１９】
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされるようにすることができる。
【００２０】
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされるようにすることができる。
【００２１】
本技術の一側面の表示装置においては、回転軸を有する回転部と、回転軸を回転中心として、回転部を回転させる駆動部と、回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部が備えられ、表示部には、表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着されている。
【発明の効果】
【００２２】
本技術の一側面によれば、立体像をユーザに提供し、その立体像を再現性良く視認できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態における表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示装置の内部構成を示す図である。
【図３】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図４】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図５】表示装置の動作について説明するための図である。
【図６】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図７】第２の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態における表示装置の構成を示す図である。
【図９】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１０】２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１１】第３の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１２】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１３】第４の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１４】画像の表示のタイミングについて説明するための図である。
【図１５】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【図１６】第５の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図１７】輝度制御により書き込み時間を得る場合について説明するための図である。
【図１８】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図１９】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２０】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２１】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２２】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２３】指向性制御ユニットについて説明するための図である。
【図２４】第６の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成について説明するための図である。
【図２５】画像の提供の仕方について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
［立体像表示装置の構成について］
図１は、立体像表示装置１０の構成例を示す斜視図である。また、図２は、立体像表示装置１０の組立例を示す斜視図である。図１および図２を参照し、立体像表示装置１０の構造について説明する。立体像表示装置１０は、３次元で動画像や静止画像をユーザに提供する。また、３次元に係わらず、２次元の動画像や静止画像をユーザに提供することもできる。また、立体像表示装置１０は、その周りの３６０度の視点の範囲内に、画像を認識できる領域があり、複数の視点（多視点）において画像を提供できる表示装置である。
【００２６】
以下の説明においては、立体像表示装置１０は、被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成されたりした立体画像表示用の２次元映像情報等（以下単に映像データDinという）に基づいて被写体の全周囲に渡る立体像を再生するものである場合を例に挙げて説明をする。
【００２７】
図１、図２に示す立体像表示装置１０は、光線再生方式の立体像表示装置の一例を構成し、２次元発光素子アレイ１０１、スリット付きの回転部１０４及び駆動機構付きの設置架台１０５を備えている。回転部１０４は、スリット付きの外装体４１及び、吸気口付きの回転台４２を有する。回転台４２上には、外装体４１が取り付けられる。回転台４２は、円盤状を成しており、その中心位置には回転軸１０３が設けられている。
【００２８】
回転軸１０３は、回転台４２の回転中心とされる。また、回転軸１０３は、外装体４１の回転中心にもなされている。以下の説明において、回転部１０４の回転軸１０３との記載をするが、回転軸１０３は、回転台４２と外装体４１の回転軸である。
【００２９】
回転台４２の所定の位置には吸気口１０６が設けられ、外装体４１の内側へ空気を取り込むように構成されている。回転台４２上の外装体４１の内側には、所定の形状を有した１以上の２次元発光素子アレイ１０１が備えられている。２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、ｍ行×ｎ列個の発光素子がマトリクス状に配列されたものである。発光素子には、発光ダイオードや、レーザダイオード、有機ＥＬなどの自発光素子を用いることができる。
【００３０】
２次元発光素子アレイ１０１は、回転部１０４の回転に応じて複数の発光素子が発光し、かつ、立体画像用の映像データDinに基づいて発光制御されるようになっている。２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、プリント配線基板を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠いた小口面に、複数の発光素子をライン状に配設（実装）した１次元発光素子基板＃１を回転軸１０３に沿って複数枚積層した積層構造を有する。このように構成すると、曲面形状（例えば円弧状）の発光面を有した２次元発光素子アレイ１０１を容易に構成できるようになる。この形態を、第１の実施の形態として説明する。
【００３１】
回転台４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように取り付けられた外装体４１は、所定の口径φ及び所定の高さＨを有した円筒状で構成されている。外装体４１の周面の所定の位置にはスリット１０２が設けられる。スリット１０２は、外装体４１の周面において、回転軸１０３に平行する方向に穿設され、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方に固定され、光の放射角度を所定の範囲に制限する。
【００３２】
外装体４１の天板部位はファン構造とされ、回転台４２の吸気口１０６から取り入れた冷却用の空気を外部へ排気するように構成される。例えば、外装体４１の天板部位（上部）に、冷却用の羽根部材の一例となるブレード等のわずかなファン部１０７（排気口）が設けられ、回転動作を利用して空気の流れが作り出され、２次元発光素子アレイ１０１やその駆動回路から発生する熱が強制排気される。
【００３３】
設置架台１０５は、回転台４２を回転自在に支持する部分である。設置架台１０５の上部には、図示しない軸受け部が設けられる。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合すると共に、回転部１０４を支持する。設置架台１０５の内部にはモータ５２が設けられ、回転台４２を所定の回転（変調）速度で回転するように構成される。例えば、回転軸１０３の下端には、直結方式のＡＣモータ等が係合される。モータ５２は、回転力を回転軸１０３に直接伝達し、回転軸１０３が回転することで、回転部１０４が所定の変調速度で回転される構成とされる。
【００３４】
図１、図２に示した方式においては、回転部１０４に対して電力や映像データDinを送る際に、スリップリング５１を介して送られる。スリップリング５１は、固定側部品と回転側部品とに区分される。回転側部品は回転軸１０３に取り付けられる。固定側部品にはハーネス５３（配線ケーブル）が接続される。回転側部品には他のハーネス５４を介して２次元発光素子アレイ１０１が接続される。固定側部品と回転側部品との間は、図示しない摺動子が環状体に電気的に接触する構造となされている。摺動子は固定側部品または回転側部品を構成し、環状体は回転側部品または固定側部品を構成する。この構造により、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データDinが、スリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送されるようになる。
【００３５】
図３は、１次元発光素子基板＃１の構成例を示す図である。１次元発光素子基板＃１は、図示しない銀箔基板をパターニングして配線パターンを形成し、配線パターンが形成されたプリント配線基板３１の外観をＹ形状に切断し、その内側を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠くことで形成されている。
【００３６】
この例では、湾曲状部位の反対側に配線構造のコネクタ３４が形成される。さらに、１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板３１の両辺に位置決め用の孔部３２，３３が形成される。外観がＹ形状に、その内側が湾曲状に切り欠かれたプリント配線基板３１にシリアルパラレル変換用とドライバ用のＩＣ３５（半導体集積回路装置）が実装される。次いで、ＩＣ３５が実装されたプリント配線基板３１の湾曲状の織部または小口面に、ｊ行個の発光素子２０ｊがライン状に配設される。さらにライン状のレンズ部材１０９が発光素子２０ｊの前面に配設されて１次元発光素子基板＃１（基板）が形成される。
【００３７】
このような１次元発光素子基板＃１がｎ枚分だけ準備される。ｎ枚の１次元発光素子基板＃１を積層してｍ行×ｎ列の２次元発光素子アレイ１０１を形成するためである。図４は、ｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の積層例を示す斜視図である。この例では、１次元発光素子基板＃ｋを必要な枚数だけ積層して、ｊ行個の発光素子２０ｊをライン状に配設した曲面形状の２次元発光素子アレイ１０１が製造される。
【００３８】
このようにして構成される２次元発光素子アレイ１０１は、図２に示した回転部１０４の所定の位置、この例では、回転台４２上に取り付けられる。このとき、回転台４２上に突出する棒状の位置決めピン８３に、ｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板の孔部が差し込まれると、各々の１次元発光素子基板＃ｋが自己整合的に位置決めされた状態とされる。この状態が維持されるように、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎが回転軸１０３に沿って積層されるように取り付けられる。
【００３９】
この例では、所定の基板に実装された接続基板１１が、回転台４２上に立設される。接続基板１１には、１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタと接続するための差し込み構造のコネクタが設けられる。上述の接続基板１１の差し込み構造のコネクタに１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタが嵌合され、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎが接続基板１１に接続される。
【００４０】
また、曲面形状の発光面（凹面側）がスリット１０２の位置に向くように、回転部１０４の回転軸１０３と、外装体４１のスリット１０２との間に２次元発光素子アレイ１０１が配置される。２次元発光素子アレイ１０１は、スリップリング５１の回転側部品からのハーネス５４に接続される。視聴者検出センサ８１が、外装体４１の内部から外部を見通せる位置に取り付けられている。視聴者検出センサ８１は、アーム部材８２を介して上述の接続基板１１に取り付けられる。視聴者検出センサ８１はアーム部材８２の一端に取り付けられ、モータ５２によって回転される回転部１０４の外部で、当該立体像を視聴する視聴者を検出して、視聴有無を判別する際に使用されるようにすることができるが、このような検出が必要ない場合には、視聴者検出センサ８１を備えない構成とすることもできる。
【００４１】
回転台４２上に２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられると、回転台４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように外装体４１が取り付けられる。このとき、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方にスリット１０２が固定されることで、光の放射角度を所定の範囲に制限できるようになる。これにより、外装体４１の周面のスリット１０２と、その内側の２次元発光素子アレイ１０１とにより発光ユニットＵＩを構成できるようになる。
【００４２】
他方で、回転台４２を回転自在に支持するための設置架台１０５が作成される。この例で、設置架台１０５の上部にスリップリング５１を設けると共に、図示しない軸受け部が実装される。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合する共に、回転部１０４を支持するようになる。設置架台１０５内にはスリップリング５１の他に、モータ５２や制御部５５、Ｉ／Ｆ基板５６、電源部５７等が実装される。モータ５２は、回転軸１０３に直結される。
【００４３】
制御部５５及び電源部５７はハーネス５３を介してスリップリング５１の固定側部品に接続される。これにより、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データD１nが、スリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送できるように構成される。設置架台１０５が準備できたら、２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられた回転部１０４が設置架台１０５に取り付けられる。これにより、立体像表示装置１０が完成する。
【００４４】
図５は、立体像表示装置１０の動作例を示す回転軸方向から見下ろした複式図である。図中、レンズ部材１０９は省略している。図５に示す立体像表示装置１０は光線再生方式を採用しており、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒ（図１参照）の方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【００４５】
立体像表示装置１０では、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられ、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。このスリット構造により、２次元発光素子アレイ１０１の各発光素子２０１〜２１２から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【００４６】
この例では、発光素子２０１〜２１２の数をｍ＝１２行個としているが幾つでもよい。この１２個の発光素子２０１〜２１２によって、回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光は、回転部１０４の内部からスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。ここで、１２個の発光素子２０１〜２１２の各々と、スリット１０２と結んだ各々の方向をベクトルで示すことにする。
【００４７】
発光素子２０１とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、当該発光素子２０１からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。以後、この方向を“ベクトル２０１Ｖ方向”と記述する。以下、同様にして、発光素子２０２とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、発光素子２０２からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。この方向を“ベクトル２０２Ｖ方向”と記述する。例えば、発光素子２０１から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０１Ｖ方向に放射される。発光素子２０２から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０２Ｖ方向に放射される。
【００４８】
このように、各発光素子２０１〜２１２の光が各々違った方向に放射されるため、スリット１０２で規制される縦１ライン分の光線再生が可能となっている。こうしたスリット構造の回転部１０４を視点ｐに対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。さらに、視点ｐに対する回転走査の角度に応じて、外部からの映像データDin、あるいは、回転部内部のＲＯＭ等の記憶装置からの映像データDinを２次元発光素子アレイ１０１の発光ユニットＵＩに反映することで、任意の再生光線を出力することが可能となる。
【００４９】
図６は、視点ｐから観察される発光点の軌跡例を示す図である。発光ユニットＵＩを有する回転部１０４が等速で回転され、視点ｐ＝３００に対して回転走査される場合、視点３００から観測される発光素子が時間Ｔの間隔で発光素子２０１から順に発光素子２０２，２０３，・・・２１２と移って行く。
【００５０】
発光点の軌跡（図中の黒小丸印）が、例えば平面を成して見える構造は、２次元発光素子アレイ１０１の発光面形状とスリット１０２の位置を調整することで実現される。例えば、図６Ａに示す時刻ｔ＝０において、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。図６Ｂに示す時刻ｔ＝Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図中の右側から第１番目の白抜きの小丸印は、発光素子２０１の発光点を示している。
【００５１】
図示はしないが、時刻ｔ＝２Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測され、ｔ＝３Ｔにおいて、発光素子２０４から漏れ出る光が観測され、ｔ＝４Ｔにおいて、発光素子２０５から漏れ出る光が観測され、ｔ＝５Ｔにおいて、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。さらにｔ＝６Ｔにおいて、発光素子２０７から漏れ出る光が観測され、ｔ＝７Ｔにおいて、発光素子２０８から漏れ出る光が観測され、ｔ＝８Ｔにおいて、発光素子２０９から漏れ出る光が観測され、ｔ＝９Ｔにおいて、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【００５２】
このように時間が経過し、図６Ｃに示す時刻ｔ＝１０Ｔになり、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。同様に図６Ｄに示す時刻ｔ＝１１Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【００５３】
このように、時間経過とともに、順次、発光素子２０１から２１２までの光が観測されるため、図６Ｄに示したように、白抜きの小丸印が横１列に並んでいる部分に像が映し出され、ユーザは、その像を観測することができる。このような構成の立体像表示装置１０においては、上述したように、回転により視点を生成し（ポイント１）、情報伝搬の指向性により視差を生成し（ポイント２）、高速一括駆動の発光素子アレイを用いる（ポイント３）ことで、立体像の表示を可能としている。
【００５４】
ポイント１とポイント２を実現する他の実施の形態であり、ポイント３の代替手段を以下に説明する。また、以下の説明においては、２次元発光素子アレイ１０１の構成を変え、他の構成は、基本的に第１の実施形態と同じく構成することが可能であるため、第１の実施の形態と同様の部分に関しては、説明や図示を省略する。
【００５５】
［第２の実施の形態について］
図７は、２次元発光素子アレイ１０１の第２の実施の形態における構成を説明するための図である。図７に示した２次元発光素子アレイ５００は、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２から構成される。図７は、上側（または下側）から２次元発光素子アレイ５００を見た場合を示している。表示体５０１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなど、平面のディスプレイを用いることができる。なおここでは、平面のディスプレイとして説明を続けるが、本実施の形態の適用範囲が、平面形状のディスプレイに限定される分けではなく、他の形状のディスプレイ（表示体）にも適用できる。
【００５６】
指向性制御ユニット５０２は、表示体５０１の表面を加工する、装着するなどにより表示体５０１に設けられる。この指向性制御ユニット５０２は、所定の位置から表示体５０１を見ると、表示体５０１に表示されている画像を視認することができるが、所定の位置以外から表示体５０１を見ると、表示体５０１に表示されている画像を視認することができない状態に制御する。
【００５７】
例えば、視点５５１から表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できるが、視点５５１から角度θだけずれた視点５５２から表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できない。このような制御を行う指向性制御ユニット５０２について、複数の実施の形態を挙げ、後述し、ここでは、このような制御を行うとして説明を続ける。
【００５８】
このような指向性制御ユニット５０２を用いることで、情報伝搬の指向性による視差生成（ポイント２）を実現する。また、このように構成することで、第１の実施の形態においては必要とされるスリット１０２で、情報伝搬の指向性による視差生成を行わなくても良い構成とすることが可能となる。すなわち、表示部５０１に指向性制御ユニット５０２が備えられることで、表示部５０１の形状を、スリット１０２を考慮した形状とする必要がなくなる。よって、表示部５０１を、平面に構成したり、湾曲形状に構成したりすることが可能となり、その形状に自由度を増すことが可能となる。
【００５９】
このような２次元発光素子アレイ５００が、２次元発光素子アレイ１０１の代わりに、図８に示すように接続基板１１に接続される。接続基板１１は、回転台４２に設けられているため、２次元発光素子アレイ５００は、回転軸１０３を回転軸として回転する構成とされる。このように、２次元発光素子アレイ５００を回転することで、回転による視点生成（ポイント１）を実現する。
【００６０】
このように、第２の実施の形態においては、回転軸１０３を有する回転台４２と、回転軸１０３を回転中心として、回転台４２を回転させるモータ５２と、回転台４２に取り付けられ、複数の発光素子がマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイ５００により立体像表示装置１０が構成される。また、発光素子アレイ５００は、平面形状の表示体５０１で構成され、その発光素子アレイ５００の発光面には、発光素子からの所定の方向以外の光を遮光する指向性制御ユニット５０２が装着される。
【００６１】
第２の実施の形態の場合、指向性制御ユニット５０２を用いることで、情報伝搬の指向性による視差生成を実現している。このため、第１の実施の形態において、情報の伝搬の指向性を実現していたスリット１０２をなくした構成とされる。すなわち、このような２次元発光素子アレイ５００を用いた場合、回転部１０４の外装体４１に設けられていたスリット１０２をなくし、単なる筒状に構成することができる。
【００６２】
また、外装体４１全体を透明な部材で構成する、２次元発光素子アレイ５００が見える部分だけ透明な部材で構成する、または２次元発光素子アレイ５００が見える部分だけスリット１０２が大きくなったような穴が開いているような構成としてもよい。すなわち、２次元発光素子アレイ５００の表示部全体が見えるように、外装体４１が構成される。
【００６３】
または、外装体４１自体をなくすことも可能である。しかしながら、２次元発光素子アレイ５００は回転するため、回転している２次元発光素子アレイ５００にユーザが接触するなどの危険性を回避するためには、外装体４１を設けた方が良く、設ける場合には、上記したように構成される。
【００６４】
また、外装体４１を透明な部材で構成した場合、外装体４１は回転させる構成とする必要がない。換言すれば、２次元発光素子アレイ５００のみが回転される構成とすることが可能である。外装体４１などを回転させなくて良くなる分だけ、モータ５２などにかかる負荷が低減されるため、電力消費を低減させることが可能となる。
【００６５】
２次元発光素子アレイ５００が回転されることで、ユーザ（観測者）に立体像を提供することができる。図９を参照する。図９は、２つの時刻における２次元発光素子アレイ５００が位置する位置を例示している。時刻ｔ０における２次元発光素子アレイ５００の位置と、時刻ｔ１における２次元発光素子アレイ５００の位置は、１８０度回転された状態の位置関係にある。
【００６６】
時刻ｔ０のとき、視点５５１からは、２次元発光素子アレイ５００に表示されている画像が見える状態である。その後、２次元発光素子アレイ５００が回転され、時刻ｔ１のときに、視点５５２から、２次元発光素子アレイ５００に表示されている画像が見える状態になる。例えば、時刻ｔ０のときに、視点５５１から見える画像が、車を正面から見たときの画像であったとすると、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像を書き換えると、時刻ｔ１のときに、視点５５２から見える画像を、車を背後から見たときの画像とすることができる。
【００６７】
このように、車を立体的に表示することが可能となる。また図示はしないが、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に、車の側面の画像を表示するようにすれば、所定の視点からは、車の側面が見えるようになる。すなわち、ユーザが立体像表示装置１０の周りを一周すると、まるで車の周りを一周したかのような立体像をユーザに提供することが可能となる。このようなことを可能とするには、表示の切り換えを高速で行う必要がある。
【００６８】
このような２次元発光素子アレイ５００は、図１０Ａに示すように、全面が一括して表示できるように構成することができる。このようにした場合、比較的早く、画像の切り換えが行えることが望ましい。上記したように、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像を、例えば、車の周りを一周して見たような画像とした場合、２次元発光素子アレイ５００に表示される画像は、回転とともに瞬時に切り換えられるように構成する必要がある。
【００６９】
しかしながら、そのような切り換えが難しい場合、図１０Ｂに示すように、１画面をＭ個のブロックに分割し、それぞれのブロックの始めから同時に描画が始まるように構成しても良い。Ｍブロックに分割し、各ブロックの先頭から、同時に描画を始めることで、全体としての描画を早めることが可能となる。
【００７０】
ここで、角速度ω、周期Ｔ＝２π／ω、視点数（分割数）＝Ｎ、表示体画素分割数Ｈ×Ｖとする。また、視点毎の１フレームの表示時間は
Ｔｆ＝Ｔ／Ｎ
とする。また周期Ｔは、
Ｔ≦３３ｍｓ
を満たす値とされる。
【００７１】
図１０Ａに示したように、２次元発光素子アレイ５００の全画面を一括表示する場合、画素あたりの表示保持時間は、Ｔｈ＝Ｔｆとなる。視点毎に１フレーム画像を表示することで、各視点に対して光線再生型の画像を生成する多視点立体画像を提供することが可能となる。
【００７２】
水平走査線で順次表示するようにした場合、１ラインあたりの走査時間をtoとすると、全面を順次走査すると最下ラインの表示遅延時間は、
Ｔｄ＝ｔ０×Ｈ
となる。１画面の書き込み後の表示が歪まないためには、以下の条件が満たされる必要がある。
Ｔｄ≪Ｔobs＝Ｔ／Ｎ
【００７３】
この条件を満たすことが困難な場合、図１０Ｂに示すようにＭブロックに分割することで解決することができる。すなわち、この条件を走査時間に関して緩和するには走査線をＭブロックに分割してＮをＮ／Ｍ表示することが有効である。また、１ラインあたりの走査時間ｔ０を短くすることや、視点数Ｎを小さくすることも有効である。
【００７４】
フルハイビジョンのＬＣＤテレビジョン受像機を、２４０Ｈｚで駆動する技術（to=1.0×10-4×33ms）で、走査線６００本を１０分割駆動したときＴｄ＝0.006×33ms、ＴｄがＴobsの１０%以下という制限を設けると、Ｎ＝１６の視点数設定が可能となる。さらに高速駆動で走査線分割数を増やせばさらに視点数増加が可能である。
【００７５】
第２の実施の形態のように、２次元発光素子アレイ５００を表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を用いて構成すると、以下のような効果が期待できる。まず、平面のディスプレイを用いることで、信号処理が容易となる。すなわち、第１の実施の形態のように、湾曲した２次元発光素子アレイ１０１を用いた場合、湾曲している表示部を考慮して画像が適切に表示されるように信号処理を行わなくてはならないが、平面（平面に近い形状）の２次元発光素子アレイ５００であれば、従来の表示形式を適用することも可能となるため、信号処理が容易となる。
【００７６】
また、このような２次元発光素子アレイ５００を構成とすることで、２次元発光素子アレイ１０１よりもモジュール化が容易となる。また、平面で２次元発光素子アレイ５００を構成することで、２次元発光素子アレイ５００を回転させていない状態、すなわち、静止状態でも画像を提供することが可能となる。また、平面で２次元発光素子アレイ５００を構成することで、周辺画素の歪みがない画像を提供することが可能となる。また、上述したように、外装体４１を透明な筐体とすることが可能となる。
【００７７】
［第３の実施の形態について］
図１０Ｂのように、１画面をＭブロックに分割するようにした場合、図１１に示すような構成とすることもできる。但し、Ｍブロックに分割はしているが、図１０Ａに示した場合と同じく、一括表示にも対応できる。図１１に示した２次元発光素子アレイ６００は、２次元発光素子アレイ５００をＭ個に分割した２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍから構成されている。
【００７８】
図１１に示した２次元発光素子アレイ６００も、詳細は図示しないが、図７に示した第２の実施の形態と同じく、表示体６０１と指向性制御ユニット６０２から構成される。例えば、２次元発光素子アレイ６００−１は、表示体６０１−１と指向性制御ユニット６０２−１から構成され、２次元発光素子アレイ６００−２は、表示体６０１−２と指向性制御ユニット６０２−２から構成され、２次元発光素子アレイ６００−Ｍは、表示体６０１−Ｍと指向性制御ユニット６０２−Ｍから構成される
【００７９】
このようにＭブロックに分割された２次元発光素子アレイ６００を、上（または下）から見た場合、図１２のようになる。第３の実施の形態においても、各２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍを構成するディスプレイは、平面に構成されているため、既に生産されている液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどを用いることができるため、コストを低減させることが可能となる。
【００８０】
各２次元発光素子アレイ６００に装着されている指向性制御ユニット６０２は、装着されている２次元発光素子アレイ６００に表示されている画像を、所定の位置からしか見えないように制御するために設けられている。
【００８１】
例えば、視点６５１から表示体６０１−１に表示されている画像を見ると視認できるが、視点６５１から角度θだけずれた視点６５２などからは、表示体５０１に表示されている画像を見ると視認できない状態となる。同様に、視点６５２からは、表示体６０１−２に表示される画像のみが視認でき、視点６５３からは、表示体６０１−３に表示される画像のみが視認できる。
【００８２】
このように、２次元発光素子アレイ６００は、複数（Ｍ個）のブロックに分割され、各ブロック（２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍ）は、所定の角度を有して配列されている。
【００８３】
このような２次元発光素子アレイ６００が、２次元発光素子アレイ１０１の代わりに接続基板１１に接続される（不図示）。接続基板１１と接続されることで、２次元発光素子アレイ６００は、回転軸１０３を回転軸として回転する構成とされる。第２の実施の形態と同じく、回転により視点生成が実現され、指向性制御ユニット６０２が用いられることで、情報伝播の指向性による視差生成が実現される。よって、この場合も第２の実施の形態と同じく、外装体４１にスリット１０２は必要なく、スリット１０２は設けられない構成とされる。
【００８４】
また外装体４１全体を透明な部材で構成する、２次元発光素子アレイ６００が見える部分だけ透明な部材で構成する、または２次元発光素子アレイ６００が見える部分だけスリット１０２が大きくなったような穴が開いているような構成とすることも可能である。すなわち、２次元発光素子アレイ６００の表示部全体が見えるように、外装体４１が構成されればよい。
【００８５】
再度図１２を参照する。視点６５１においては、２次元発光素子アレイ６００−１に表示されている画像が見える状態である。２次元発光素子アレイ６００は、回転しているため、その同じ視点６５１において、次の時点では、２次元発光素子アレイ６００−２に表示されている画像が見える状態となる。さらに、次の時点では、２次元発光素子アレイ６００−３に表示されている画像が見える状態となる。
【００８６】
このように、同一視点から見える画像は、２次元発光素子アレイ６００−１から２次元発光素子アレイ６００−Ｍまで、順次提示される画像で１枚の画像となるように構成されている。残像を利用することで、異なる時間で供給される画像であっても、ユーザにとっては、１枚の絵として見えることになる。このように残像を利用してユーザに１枚の画を提供するようにした場合、以下の条件を満たす必要がある。
【００８７】
まず、２次元発光素子アレイ６００が、Ｍブロックに分割されている場合、視点との関係から、螺旋角制約条件として、θ＝２π／Ｎが満たされる。すなわち、隣接する２次元発光素子アレイ６００同士のなす角は、このθを満たす角度とされる。
【００８８】
螺旋表示体により水平ブロック走査が行われる場合、１フレーム時間は、ブロック表示よりも長くなる。水平ブロック表示時間は、
Ｔb＝Ｔ／Ｎ
とされ、１フレーム表示時間は、
Ｔf＝Ｔb×Ｍ＝ＴＭ／Ｎ
とされ、周期Ｔは、
Ｔ≦３３ｍｓ
を満たす値とされる。
【００８９】
２次元発光素子アレイ６００の全画面を一括表示する場合、画素あたりの表示保持時間は、Ｔｈ＝Ｔbとなる。視点毎に１フレーム画像を表示することで、各視点に対して光線再生型の画像を生成する多視点立体画像を提供することが可能となる。
【００９０】
水平ブロック内の水平走査線で順次表示するようにした場合、１ラインあたりの走査時間をtoとすると、全面を順次走査すると最下ラインの表示遅延時間は、
Ｔｄ＝ｔ０×Ｈ／Ｍ
となる。１画面の書き込み後の表示が歪まないためには、以下の条件が満たされる必要がある。
Ｔｄ≪Ｔobs＝Ｔ／（ＮＭ）
この制約は、上述した第２の実施の形態と等価となるため、第２の実施の形態と同様に多視点画像表示が可能となる。
【００９１】
第３の実施の形態のように、２次元発光素子アレイ６００を表示体６０１と指向性制御ユニット６０２を用いて構成し、Ｍブロックに分割して構成すると、以下のような効果を期待できる。まず、平面の表示体を用いることで、信号処理が容易となる。また、周辺への発光輝度を分散化することが可能となる。
【００９２】
また、図１１に示したように、各２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍが所定の角度だけずらして配置された場合、図７に示したような、ずらさないで構成される２次元発光素子アレイ５００と比較して、風の抵抗を受けづらい構成となる。２次元発光素子アレイ６００は、外装体４１内で回転されるため、空気抵抗を受けやすい。よって、空気抵抗を受けづらい構成とすることで、抵抗を減らすことができるため、回転のために係るモータ５２の動力を弱めることができ、電力の低減を図ることが可能となる。
【００９３】
また、２次元発光素子アレイ６００は、Ｍ個の２次元発光素子アレイ６００−１乃至６００−Ｍから構成されているため、仮に、このうちの１つの２次元発光素子アレイ６００、例えば、２次元発光素子アレイ６００−１が壊れたとしても、この２次元発光素子アレイ６００−１だけを交換すれば、２次元発光素子アレイ６００を継続して使用することができる。すなわち、不良モジュールの交換を容易にすることが可能となる。
【００９４】
［第４の実施の形態について］
次に、第４の実施の形態として、解像度を向上させる２次元発光素子アレイの構成について説明する。図１３は、第４の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。図１４に示した２次元発光素子アレイは、２次元発光素子アレイ７００−１、２次元発光素子アレイ７００−２、２次元発光素子アレイ７００−３から構成されている。ここでは、３個の２次元発光素子アレイが配置されている例を挙げて説明を続けるが、３個以上の２次元発光素子アレイが配置されるようにしてもよい。
【００９５】
３個の２次元発光素子アレイ７００が配置される場合、図１３に示すように、配置された２次元発光素子アレイ７００により三角形が構成される。このように、複数の２次元発光素子アレイ７００の各２次元発光素子アレイ７００は、異なる方向に向けられて設置される。
【００９６】
１枚の２次元発光素子アレイ７００、例えば、２次元発光素子アレイ７００−１は、図７に示した２次元発光素子アレイ５００と同一の構成とすることができる。すなわち、２次元発光素子アレイ７００は、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２から構成される。
【００９７】
またこれらの３個の２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３は、回転軸１０３を回転軸として、回転されるように外装体４１内に設けられる。外装体４１は、透明な筺体で構成される。このように構成されることで、視点７５１からは、２次元発光素子アレイ７００−１で表示されている画像が見え、視点７５２からは、２次元発光素子アレイ７００−２で表示されている画像が見え、視点７５３からは、２次元発光素子アレイ７００−３で表示されている画像が見える状態となる。
【００９８】
また視点７５１にとどまって２次元発光素子アレイ７００を見た場合、まず、２次元発光素子アレイ７００−１で表示されている画像が見え、次の時点で、２次元発光素子アレイ７００−２で表示されている画像が見え、さらに次の時点で、２次元発光素子アレイ７００−３で表示されている画像が見えることになる。この場合、図１４に示すようなタイミングで、各２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３で画像の表示が行われ、図１５に示すような画像がユーザに提供されることになる。
【００９９】
まず図１４を参照する。２次元発光素子アレイ７００−１の描画開始ラインから、IMG1a、IMG2a、IMG3a、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。時間がＴ／３だけ経過すると、２次元発光素子アレイ７００−２の描画開始ラインから、IMG1b、IMG2b、IMG3b、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。Ｔは、回転周期を表す。またここでは、１枚の完成される画像（２次元発光素子アレイ７００−１乃至７００−３で提供される画像）がユーザに提供されるまでの時間と等価となる。
【０１００】
さらに時間がＴ／３だけ経過すると、２次元発光素子アレイ７００−３の描画開始ラインから、IMG1c、IMG2c、IMG3c、・・・の順で、割り当てられた画像の一部分が表示される。このような表示が行われることで、視点７５１に位置するユーザには、まず２次元発光素子アレイ７００−１に表示されたIMG1a、IMG2a、IMG3a、・・・が提供され、Ｔ／３時間経過後に、２次元発光素子アレイ７００−２に表示されたIMG1b、IMG2b、IMG3b、・・・が提供され、さらにＴ／３時間経過後に、２次元発光素子アレイ７００−３に表示されたIMG1c、IMG2c、IMG3c、・・・が提供されることで、１枚の画像が提供される。
【０１０１】
すなわち、１枚の画像が、３回に分割された状態で提供される。図１５を参照するに、ラインa-1は、IMG1aに相当する画を表示し、ラインb-1は、IMG1bに相当する画を表示し、ラインc-1は、IMG1cに相当する画を表示する。同様に、ラインa-2は、IMG2aに相当する画を表示し、ラインb-2は、IMG2bに相当する画を表示し、ラインc-2は、IMG2cに相当する画を表示する。このように、IMG1aが表示されるラインa-1の隣のラインb-1にはIMG1bが表示され、IMG1bが表示されるラインb-1の隣のラインc-1にはIMG1cが表示される。
【０１０２】
このように、２次元発光素子アレイ７００−１で表示される画像の間に、２次元発光素子アレイ７００−２と２次元発光素子アレイ７００−３でそれぞれ表示される画像が補間される。換言すれば、２次元発光素子アレイ７００-１乃至７００−３は、それぞれ１枚の画像のうちの1/3を表示するように構成される。１枚の画像を複数の２次元発光素子アレイ７００で表示することで、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０３】
このように、２次元発光素子アレイ７００をＬ個（上記した例では３個）、回転軸対象に配置し、回転周期Ｔに対してＴ／Ｌごとに１枚の画像に対応した、解像度１／Ｌの間引き画像を、所定の視点に対して、画素をずらしてシーケンシャルに表示させることで、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０４】
第４の実施の形態においても、第２の実施の形態と同じく、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２で２次元発光素子アレイ７００を構成しているので、第２の実施の形態と同じく信号処理が容易となる、モジュール化が容易となる、静止状態でも２Ｄ表示が可能となる、周辺画素ひずみがない、透明な筺体を用いることができるなどの効果を期待することができる。さらに第４の実施の形態によれば、解像度を向上させることが可能となる。
【０１０５】
［第５の実施の形態について］
次に、第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態によれば、例えば、画像を表示するまでの時間（走査時間）がかかるような２次元発光素子アレイを用いることができる。上述したように、例えば、複数の視点から、異なる画像を見せるようにするためには、視点毎に表示される画像を切り換える必要があるが、そのような切り換えを実現するためには、２次元発光素子アレイや、その表示を制御するための制御部の構成などに、ある程度の性能が必要となる。
【０１０６】
仮に、そのような性能が得られない２次元発光素子アレイを用いても、全周囲に画像を提供できるようにするための実施の形態について説明する。図１６は、第５の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。図１６に示した２次元発光素子アレイ８００は、第２の実施の形態における２次元発光素子アレイ５００と同様の構成を有する。第５の実施の形態においては、外装体４１の構成が、図１６に示すように、遮光部分８３１を有する構成とされている。
【０１０７】
外装体４１は、回転せず、２次元発光素子アレイ８００は、外装体４１内で回転するように構成されている。外装体４１の遮光部分８３１以外の部分は、透明な部材などで構成され、２次元発光素子アレイ８００に表示される画像を見える状態に構成される。または、遮光部分８３１のみが、外装体４１として設けられる。遮光部分８３１は、２次元発光素子アレイ８００に表示される画像が見えない状態に構成される。この遮光部分８３１は、２次元発光素子アレイ８００の表示を書き換える時間の間、２次元発光素子アレイ８００の発光面をユーザに見せないようにするために設けられている。
【０１０８】
この遮光部分８３１に隠れて、２次元発光素子アレイ８００が見えない状態になったときから、２次元発光素子アレイ８００の表示の切り換えが開始され、遮光部分８３１から２次元発光素子アレイ８００が出て、２次元発光素子アレイ８００が見える状態になったときには、画像の書き換えが全て終了し、２次元発光素子アレイ８００に画像が表示されている状態とされる。このように、書き換えの時間の間、ユーザからは、２次元発光素子アレイ８００が見えない状態とすることで、書き換え時間がかかるような２次元発光素子アレイ８００であっても、ユーザに書き換え途中の画像を見せるようなことなく、画像を提供することができる。
【０１０９】
図１６に示した外装体４１には、遮光部分８３１が１箇所設けられているため、１回の書き換えに対応している。複数の書き換えに対応させるには、複数の遮光部分８３１を設けることで実現できる。このように、遮光部分８３１を設けることで、１枚の画像信号の書き込みが完了するまでのブランキング期間の間、遮光することができ、そのような遮光を行うことで、良好な画像を表示することが可能となる。
【０１１０】
また、外装体４１に遮光部分８３１を設けない他の方法により、書き込み時間を得られるようにしてもよい。図１７は、バックライトのオン、オフで書き込み時間を得られるようにした場合について説明するための図である。２次元発光素子アレイ８００が液晶などの表示素子で構成され、バックライトが備えられている場合、そのバックライトのオン、オフで２次元発光素子アレイ８００の書き込み時間を得られるようにする。
【０１１１】
図１７において、上段は画像の書き込み率を示し、下段は光源輝度を示す。画像書き込み率が１００％のときだけ、バックライトがオン（高原輝度が１００％）とされることが読み取れる。図中、Ｔは、回転周期である。１周する間に、画像書き込み率は、０〜１００％まで変化する時間と、１００％が維持される時間がある。この０〜１００％まで変化する間は、光源輝度が０％、すなわちバックライトがオフの状態にされるため、ユーザは、２次元発光素子アレイ８００に書き込まれ途中である画像を視認することができない。
【０１１２】
そして、書き込み率が１００％になり、その状態が維持されている間は、光源輝度が１００％、すなわちバックライトがオンの状態にされるため、ユーザは、２次元発光素子アレイ８００に書き込まれた画像を視認することができる。
【０１１３】
このように、液晶表示素子などのバックライトのオン、オフを制御することで、１枚の画像信号の書き込みが完了するまでの時間（ブランキング期間）の間、遮光することができ、そのような遮光を行うことで、良好な画像を表示することが可能となる。
【０１１４】
［指向性制御ユニットについて］
図１８は、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を拡大した図である。表示体５０１と指向性制御ユニット５０２、表示体６０１と指向性制御ユニット６０２、表示体７０１と指向性制御ユニット７０２、および表示体８０１と指向性制御ユニット８０２は、同一なので、ここでは、表示体５０１と指向性制御ユニット５０２を例に挙げて説明する。
【０１１５】
表示体５０１は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の各画素から構成されている。指向性制御ユニット５０２には、図１９に示すように、隣接する画素同士を仕切るように設けられた縦方向のスリットが構成されている。このような表示体５０１の表示部から前方に向けて、縦に列状に遮光バリアを形成することで、表示部の法線方向に限定的な広がりをもつ指向性を付与することができる。
【０１１６】
指向性制御ユニット５０２のバリア断面形状は、平坦構造を適用することもできるが、ランプ反射板のように、表示体５０１の表示画素中心を焦点とする放物線や楕円弧状を適用することもできる。例えば、指向性制御ユニット５０２の指向性の強度分布を例示すると、図２０に示すようにごく狭い角度の範囲で、強度が最大となるような指向性を有するように指向性制御ユニット５０２は構成される。
【０１１７】
このような指向性制御ユニット５０２は、表示体５０１の表示体に直接あるいは透明基板上に樹脂材料などにより構成される。また、バリア上方に画素配列と異なるピッチの透過窓を配置し、特定の視点に焦点を結ばせるように、指向性制御ユニット５０２を構成してもよい。
【０１１８】
さらに、指向性制御ユニット５０２は、遮光機能で出射光の方向を制御するために設けるので、図２１に示すように、指向性制御ユニット５０２のバリアを表示体５０１の表示部に並行な上下方向に複数層の遮光領域の組み合わせ、置き換える構成とすることも可能である。すなわち、図２１に示すように、画素配列と異なるピッチで、表示体５０１上に、上下２層の遮光領域を設けることで、特定の視点に対して出射光の方向を制御することができる。
【０１１９】
さらに、図２２に示すように、指向性フィルムを用いてもよい。この指向性フィルムは、図２３に示すような指向性の強度分布を有する。図２３に示した強度分布における極角は、図２０に示した強度分布よりも極角も広い。よって、指向性としては精度が低いが、簡易的に構成してもよい場合などに指向性制御ユニット５０２として用いることができる。
【０１２０】
このように、指向性制御ユニット５０２として、どのような構造を有するものを用いるかは、表示体５０１との関係や、どの程度の精度が必要となるかなど、種々のことが考慮され、決定される。また、ここで例として挙げた指向性制御ユニット５０２は、一例であり、これらの記載のみに限定を示すものではない。
【０１２１】
［第６の実施の形態について］
次に、第６の実施の形態について説明する。図２４は、第６の実施の形態における２次元発光素子アレイの構成を示す図である。第６の実施の形態においても、表示体９０１と指向性制御ユニット９０２との組み合わせから２次元発光素子アレイ９００が構成される。図２４に示すように、表示体９０１には、IMG1、IMG2、IMG3、およびIMG4といった４視点用の４つの画像が表示され、指向性制御ユニット９０２と組み合わされることで、静止状態で多方向に光線の指向性を付与できるように構成されている。
【０１２２】
２次元発光素子アレイ９００が静止状態において、視点９５１からは、表示体９０１に表示されているIMG1が見え、視点９５２からは、表示体９０１に表示されているIMG2が見え、視点９５３からは、表示体９０１に表示されているIMG3が見え、視点９５４からは、表示体９０１に表示されているIMG4が見えるように構成されている。
【０１２３】
このような２次元発光素子アレイ９００を回転させることで、周囲にも視点を生成することが可能となる。図２５は、２次元発光素子アレイ９００を回転させたときに、各視点において見える画像（IMG）を説明するための図である。２次元発光素子アレイ９００が、位置Ａに位置しているときには、視点９５１では、IMG1が見える状態であり、視点９５２では、IMG2が見える状態であり、視点９５３では、IMG3が見える状態であり、視点９５４では、IMG4が見える状態である。
【０１２４】
２次元発光素子アレイ９００が回転され、位置Ｂに位置すると、視点９５２で、IMG1が見える状態となり、視点９５３で、IMG2が見える状態となり、視点９５４で、IMG3が見える状態となり、視点９５５で、IMG4が見える状態となる。さらに２次元発光素子アレイ９００が回転され、位置Ｃに位置すると、視点９５３で、IMG1が見える状態となり、視点９５４で、IMG2が見える状態となりであり、視点９５５で、IMG3が見える状態となり、視点９５６で、IMG4が見える状態となる。
【０１２５】
このように、回転されることで、各視点に順次、２次元発光素子アレイ９００で表示されている画像が提供される。例えば視点９５４においては、２次元発光素子アレイ９００が位置Ａに位置しているときに、IMG4が提供され、次に、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｂに位置するため、IMG3が提供される。そして、さらに次の時点で、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｃに位置するため、IMG2が提供され、次の時点で、２次元発光素子アレイ９００が位置Ｄに位置するため、IMG1が提供される。このように、所定の視点においては、順次、方位に応じた画像がユーザに提供される。
【０１２６】
このような２次元発光素子アレイ９００においても、第５の実施の形態として説明した遮光部分８３１を用いて、画像の書き換えの時間を確保したり、上述した指向性制御ユニットを用いたりすることは可能である。また、遮光による指向性付与の代わりに、屈折、すなわち例えば、レンズを用いて指向性を付与する構成とすることも可能である。
【０１２７】
上述した実施の形態を適用することで、実施の形態によっては制限があるが、ほぼ３６０度のどの位置からも２次元発光素子アレイで表示されている画像を閲覧することが可能となる。また、その画像としては、閲覧する位置により異なる画像とすることも可能であるし、同一の画像とすることも可能である。異なる画像とすることで、複数の視点に異なる情報を提供することができるし、同一の画像とすることで、複数の視点で、同一の情報を閲覧することが可能となる。
【０１２８】
異なる画像とした場合、例えば、車などの商品の全形を見せることができるようになり、利用者が実際の商品を見られなくても、その商品のイメージをつかみやすくなり、宣伝効果を向上させることが可能となる。また、同一の画像とした場合も、ほぼ同じタイミングで複数の方向に画像を提供し、宣伝することができるため、他の宣伝との差別化をはかることができ、効率良い宣伝を行うことが可能となる。
【０１２９】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１３０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１３１】
（１）
回転軸を有する回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部と
を備え、
前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される
表示装置。
（２）
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光する
前記（１）に記載の表示装置。
（３）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動される
前記（１）に記載の表示装置。
（４）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックは、所定の角度を有して配されている
前記（１）に記載の表示装置。
（５）
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成される
前記（１）に記載の表示装置。
（６）
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、
前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、
前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行う
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の表示装置。
（７）
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の表示装置。
（８）
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供する
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の表示装置。
（９）
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされる
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置。
（１０）
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされる
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置。
【符号の説明】
【０１３２】
５００ ２次元発光素子アレイ, ５０１ 表示体， ５０２ 指向性制御ユニット， ６００ ２次元発光素子アレイ, ６０１ 表示体， ６０２ 指向性制御ユニット， ７００ ２次元発光素子アレイ, ７０１ 表示体， ７０２ 指向性制御ユニット， ８００ ２次元発光素子アレイ, ８０１ 表示体， ８０２ 指向性制御ユニット， ８３１ 部分遮光， ９００ ２次元発光素子アレイ, ９０１ 表示体， ９０２ 指向性制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部と
を備え、
前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される
表示装置。
【請求項２】
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックは、所定の角度を有して配されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、
前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、
前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１】
回転軸を有する回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部に取り付けられ、複数の表示素子が配設される表示部と
を備え、
前記表示部には、前記表示素子から出射される光の方向を制御する指向性部材が装着される
表示装置。
【請求項２】
前記指向性部材は、前記表示素子からの所定の方向以外の光を遮光する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックにおいて、前記表示素子は線順次駆動される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記各ブロックは、所定の角度を有して配されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示部は、複数のブロックを有し、
前記複数のブロックのそれぞれで提供される画像から１枚の画像が形成される
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示部の外側に配され、回転しない外装体をさらに有し、
前記外装体は前記表示部からの光を遮光する遮光部を備え、
前記遮光部によって遮光されている間に、表示部の表示の切り換えを行う
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示部における表示の切り換えの間、前記表示部を発光しないように制御する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示部は、複数の方向に異なる画像を提供する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記指向性部材は、前記表示素子の中心を焦点とする所定の形状で形成され、縦に列状に形成され、前記表示素子からの出射光の方向を制限する形状とされる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記指向性部材は、各層でピッチの異なる遮光領域が複数の層に亘って設けられた形状とされる
請求項１に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１３−１５６９０（Ｐ２０１３−１５６９０Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８７４５（Ｐ２０１１−１４８７４５）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]