显示装置用的信息处理装置、显示装置用的信息处理方法以及显示装置用的程序与流程
本发明涉及显示图像的显示装置用的信息处理装置、显示装置用的信息处理方法以及显示装置用的程序的技术领域。
背景技术：
在道路、广场等公共空间、车站内、集会会场、体育场等公共设施、超级市场、购物中心等商业设施中，优选相对显示装置位于各个位置的绝大部分的人能够易于观察地看到显示图像。例如，在专利文献1中，公开了具备以光源为中心形成圆筒形的双凸透镜和透射光控制单元，在该透射光控制单元中，针对构成双凸透镜的各透镜，形成在水平方向上缩小的透射图像的显示器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-272934号公报
技术实现要素：
然而，在如专利文献1的以往技术中，双凸透镜的各个透镜是具有平坦面的单凸构造，所以在视角成为预定值以上时，在透镜的平坦面中，来自透镜内部的光产生反射(内部反射)，所以存在无法确保充分的视角这样的问题。因此，仅显示器的中心部的图像充分显示，使用从宽的视点方向的变化的范围能够观察的宽的空间来表现，能够确认如实际上存在三维空间的视觉表现是困难的。
因此，本发明的课题的一个例子的目的在于提供一种用于用显示装置表现能够从宽的视点方向观察的三维空间表现的显示装置用的信息处理装置等。
为了解决上述课题，权利要求1记载的发明提供一种显示装置用的信息处理装置，该显示装置具备：折射单元，具有圆形形状的剖面，对光进行折射；配置支撑单元，相对视点侧凸形状地配置多个所述折射单元而支撑；以及图像形成单元，在相对所述折射单元与所述视点侧相反的一侧的面形成形成图像，其特征在于，具备：抽出单元，从用于在所述显示装置上对显示对象进行三维空间表现的三维空间表现数据，抽出看起来像所述三维空间表现那样显示于各折射单元的显示要素图像的图像数据；以及图像生成单元，以利用通过预定的所述折射单元的光，显示所述显示要素图像的方式，生成用于在所述预定的折射单元的与视点侧相反的一侧形成形成图像的形成图像用数据，所述三维空间表现数据具有由所述预定的折射单元中的所述凸形状的法线方向和所述视点侧的预定的视点方向规定的角度的角度数据、和根据所述角度从所述预定的视点方向能够观察所述显示对象的平面图像数据。
权利要求2记载的发明在权利要求1记载的显示装置用的信息处理装置中，所述抽出单元从所述三维空间表现数据中的所述平面图像数据，分别抽出与所述预定的每个折射单元对应的区域图像，作为区域图像数据，所述图像生成单元使各所述区域图像以与所述预定的折射单元的所述相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的所述角度对应的位置，生成用于形成所述预定的折射单元的所述形成图像的形成图像用数据。
权利要求3记载的发明在权利要求1或者2记载的显示装置用的信息处理装置中，所述抽出单元根据所述折射单元的大小，抽出所述显示要素图像的图像数据。
权利要求4记载的发明在权利要求1至3中的任意一项所述的显示装置用的信息处理装置中，还具备根据实际空间的立体物或者3dcg数据，生成用于在所述显示装置上表现三维空间的所述三维空间表现数据的原数据生成单元。
权利要求5记载的发明在权利要求1至4中的任意一项所述的显示装置用的信息处理装置中，还具备：图像取得单元，取得针对通过所述生成的形成图像用数据显示的所述三维空间表现从预定的摄影方向进行摄影而得到的摄影图像的图像数据；以及图像调节单元，依照所述摄影图像及摄影方向的数据、和所述三维空间表现数据的所述角度数据及所述平面图像数据的差异，调节所述形成图像用数据。
权利要求6记载的发明在权利要求5记载的显示装置用的信息处理装置中，所述图像调节单元通过调节所述抽出单元抽出的所述显示要素图像的图像数据，调节所述形成图像用数据。
权利要求7记载的发明在权利要求5或者6记载的显示装置用的信息处理装置中，所述图像调节单元通过调节用于在所述形成图像中形成的形成的标准，调节所述形成图像用数据。
权利要求8记载的发明在权利要求1至7中的任意一项所述的显示装置用的信息处理装置中，所述图像形成单元利用根据所述形成图像用数据印刷的图像形成所述形成图像。
权利要求9记载的发明提供一种显示装置用的信息处理方法，该显示装置具备：折射单元，具有圆形形状的剖面，对光进行折射；配置支撑单元，相对视点侧凸形状地配置多个所述折射单元而支撑；以及图像形成单元，在相对所述折射单元与所述视点侧相反的一侧的面形成形成图像，其特征在于，包括：抽出步骤，从用于在所述显示装置上对显示对象进行三维空间表现的三维空间表现数据，抽出看起来像所述三维空间表现那样显示于各折射单元的显示要素图像的图像数据；以及图像生成步骤，以利用通过预定的所述折射单元的光，显示所述显示要素图像的方式，生成用于在所述预定的折射单元的与视点侧相反的一侧形成形成图像的形成图像用数据，所述三维空间表现数据具有由所述预定的折射单元中的所述凸形状的法线方向和所述视点侧的预定的视点方向规定的角度的角度数据、和根据所述角度从所述预定的视点方向能够观察所述显示对象的平面图像数据。
权利要求10记载的发明提供一种显示装置用的程序，该显示装置具备：折射单元，具有圆形形状的剖面，对光进行折射；配置支撑单元，相对视点侧凸形状地配置多个所述折射单元而支撑；以及图像形成单元，在相对所述折射单元与所述视点侧相反的一侧的面形成形成图像，其特征在于，使计算机作为如下单元发挥功能：抽出单元，从用于在所述显示装置上对显示对象进行三维空间表现的三维空间表现数据，抽出看起来像所述三维空间表现那样显示于各折射单元的显示要素图像的图像数据；以及图像生成单元，以利用通过预定的所述折射单元的光，显示所述显示要素图像的方式，生成用于在所述预定的折射单元的与视点侧相反的一侧形成形成图像的形成图像用数据，所述三维空间表现数据具有由所述预定的折射单元中的所述凸形状的法线方向和所述视点侧的预定的视点方向规定的角度的角度数据、和根据所述角度从所述预定的视点方向能够观察所述显示对象的平面图像数据。
根据本发明，在如使用从宽的视点方向能够观察的宽的空间来表现，能够确认如存在三维空间的视觉表现的显示装置中，具备根据希望用该显示装置表现的三维空间表现数据生成输入到显示装置的形成图像用数据的信息处理装置，从而能够在显示装置上容易地实现如实际上存在三维空间的视觉表现。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的显示系统的概要结构例的示意图。
图2a是示出第1实施例的显示系统的概要结构例的示意图。
图2b是示出图2a的折射单元的一个例子的示意图。
图3a是示出立体地配置有图2a的折射单元的一个例子的示意图。
图3b是示出立体地配置有图2a的折射单元的一个例子的示意图。
图4a是示出折射单元的形状的变形例的示意图。
图4b是示出折射单元的形状的变形例的示意图。
图4c是示出折射单元的形状的变形例的示意图。
图4d是示出折射单元的形状的变形例的示意图。
图5a是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图5b是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图6a是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图6b是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图7a是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图7b是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图7c是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图8a是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图8b是示出折射单元的配置的一个例子的示意图。
图9a是示出图像投映单元的一个例子的示意图。
图9b是示出图像投映单元的一个例子的示意图。
图10a是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图10b是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图11a是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图11b是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图11c是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图12a是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图12b是示出图像投映单元的变形例的示意图。
图13是示出控制装置的概要结构的一个例子的框图。
图14是示出图像投影单元的变形例的示意图。
图15是示出折射单元中的光路的一个例子的示意图。
图16a是示出具有单凸的构造的透镜中的反射的一个例子的示意图。
图16b是示出具有单凸的构造的透镜中的反射的一个例子的示意图。
图17是示出视点与各折射单元的图像的关系的一个例子的示意图。
图18是示出视差与图像的关系的一个例子的示意图。
图19是示出控制装置中的图像生成的动作例的流程图。
图20a是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的示意图。
图20b是示出三维空间表现的从某个视点方向观察的平面图像的一个例子的示意图。
图20c是示出形成图像的一个例子的示意图。
图21a是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的示意图。
图21b是示出三维空间表现的从某个视点方向观察的平面图像的一个例子的示意图。
图21c是示出形成图像的一个例子的示意图。
图22a是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的示意图。
图22b是示出三维空间表现的从某个视点方向观察的平面图像的一个例子的示意图。
图22c是示出三维空间表现的从某个视点方向观察的平面图像的一个例子的示意图。
图22d是示出形成图像的一个例子的示意图。
图23a是示出针对三维空间表现的视点的一个例子的示意图。
图23b是示出针对三维空间表现着眼的点的决定方法的一个例子的示意图。
图23c是示出三维空间表现的从多个视点方向观察的平面图像的一个例子的示意图。
图23d是示出针对三维空间表现着眼的点的决定方法的一个例子的示意图。
图23e是示出形成图像的一个例子的示意图。
图24a是示出折射单元的配置的位置关系的一个例子的示意图。
图24b是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的一个例子的示意图。
图24c是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的一个例子的示意图。
图25是示出控制装置中的图像生成的动作的变形例的流程图。
图26是示出控制装置中的图像调节的动作例的流程图。
图27是示出显示装置的第1实施例中的球透镜的配置的一个例子的示意图。
图28a是示出显示装置的第1实施例中的显示的一个例子的示意图。
图28b是示出显示装置的第1实施例中的显示的一个例子的示意图。
图29是示出显示装置的变形例的示意图。
图30是示出显示装置的第2实施例中的圆柱透镜的配置的一个例子的示意图。
图31是示出显示装置的第2实施例中的图像投影单元的一个例子的示意图。
图32是示出显示装置中的反射单元的一个例子的示意图。
图33是示出显示装置的变形例的示意图。
图34a是示出第2实施例的显示系统的概要结构例的示意图。
图34b是示出图34a的折射单元的一个例子的示意图。
图34c是示出显示装置的第2实施例中的图像形成单元的变形例的示意图。
(符号说明)
1、1a、1b、1c、1d、1e、2、2c、dd：显示装置；1a：折射单元；1b：配置支撑单元；1c：图像形成单元；3：视点；5：形成图像；8：信息处理装置；9：摄影装置(摄影单元)；10：球透镜(折射单元)；11：圆柱透镜(折射单元)；12：圆锥台透镜(折射单元)；20：图像投映单元(图像形成单元)；21：图像投影单元(图像形成单元)；22：反射单元(图像形成单元)；25：显示器单元(图像形成单元)；26：显示器(图像形成单元)；50：控制装置(信息处理装置)；s、s1、s2：显示系统；op：平面图像；d1、d2、de、dc、da：区域图像。
具体实施方式
使用图1，说明用于实施本申请的方式。此外，图1是示出实施方式所涉及的显示系统s1的概要结构的一个例子的示意图。
如图1所示，显示系统s构成为具备显示装置dd、显示装置用的信息处理装置8、以及摄影装置9(摄影单元的一个例子)。
显示装置dd具有：多个折射单元1a，使光折射而放大图像；配置支撑单元1b，支撑配置各折射单元1a；以及图像形成单元1c，向折射单元1a形成图像。
折射单元1a例如具有圆形形状的剖面。作为折射单元1a的一个例子，例如，可以举出球形的球透镜、具有圆形形状的剖面的圆柱形的圆柱透镜、椭圆体、圆锥形等的透镜。圆形形状是曲率大致恒定的圆形。
配置支撑单元1b相对视点3侧凸形状地配置各折射单元1a。立体地，例如，球透镜配置于球面形状的曲面。在折射单元1a是圆柱透镜的情况下，相同的朝向的各圆柱透镜配置于圆筒面状的曲面。此外，在圆锥形状、圆锥梯形形状的透镜的情况下，在圆锥台状的侧面的曲面配置透镜。此外，视点3处于显示装置dd外。
在此，作为配置支撑单元1b的凸形状的一个例子，可以举出曲率大致恒定的球面形状、在与圆筒的轴垂直的面中剖面成为圆形形状的圆筒面形状。另外，球面形状是在形成全球面、半球面等球面的一部分的曲面中曲率大致恒定的曲面。另外，圆筒面形状是在形成全圆筒、半圆筒、1/4圆筒等圆筒面的一部分的曲面中与圆筒的轴方向垂直地交叉的平面所形成的剖面形状的曲率大致恒定的圆。此外，也可以是曲率并非一定恒定的曲面的形状等。
作为视点3的一个例子，可以举出人类的眼睛、照相机、机器人的眼睛等。另外，显示装置dd和视点3的距离也各种各样，也可以使显示装置dd接近或者远离来观察。视点3的视点方向也各种各样，看到折射单元1a即可。
图像形成单元1c在相对折射单元1a与视点3侧相反的一侧的面形成形成图像。作为图像形成单元1c的一个例子，可以举出显示图像的显示器单元、投映基于从投影仪等图像投影单元投影的投影光的图像的屏幕等图像投映单元等。
显示器单元优选为具有沿着折射单元1a的面的形状的形状的液晶显示器或者有机el(electroluminescence)显示器等。例如，可以举出半球面的显示器、半圆筒形的显示器等。
图像投映单元例如在透射型的屏幕中形成为球透镜的半球面、或者形成为圆柱透镜的半圆筒面。此外，关于图像投映单元以及显示器单元，后述。
另外，图像形成单元1c在向折射单元1a直接描绘图像的情况下，也可以利用墨水等形成图像。另外，在粘贴到折射单元1a的情况下，图像形成单元1c利用树脂制、纸制、金属制等的膜形成图像。图像形成单元1c也可以由印刷有图像的透射性的膜和背光源构成。
信息处理装置8具有抽出单元8a、图像生成单元8b以及图像调节单元8c。
抽出单元8a从用于在显示装置dd中对显示对象进行三维空间表现的三维空间表现数据，看起来像三维空间表现那样抽出显示于各折射单元1a的显示要素图像的图像数据。
三维空间表现是指：显示内容的各点、作为该点的集合的线、面、立体看起来像在显示装置表现的三维空间的期望的场所以期望的角度配置那样的表现。
成为表现对象的空间的宽的区域能够从宽的视点方向的变化的范围确认表现对象，从而能够实现看起来像存在现实的三维的空间那样的三维空间表现。
通过能够实现如在窄的角度范围中从不同的视点方向观察三维空间时的表现，在用两眼观察时，能够表现基于视差的纵深感，一般将其称为立体感、立体表现、立体像。三维空间表现是如从从正面方向观察某个空间的状况大幅旋转而能够从侧面、上部等大幅不同的角度确认相同的部分的、如能够通过宽的视点方向的变化三维地掌握空间内的布局、物体形状的整体图像的空间表现，是指一般的与基于纵深感的立体的表现不同的效果。
三维空间表现还被称为三维空间设计的表现。
作为显示对象的一个例子，可以举出实际空间的立体物、例如人物的身体、人物的脸、目标、风景、建筑物、饰品、服饰、车等产品、动植物、石头等自然物、其加工物、人物等。另外，作为显示对象的一个例子，也可以是通过cg(computergraphics)等制作的架空的立体物。
作为三维空间表现的一个例子，可以举出平面看起来像在空间内旋转那样的立体的表现、看起来像在观察的方向上建立不同的平面那样的立体表现、如放置立体物的表现等。
三维空间表现是如能够与宽的视点变化对应地确认宽的范围的空间的表现即可，还能够表现如在实际世界中不存在的、如根据视点方向表现的空间不同的空间。作为一个例子，可以举出根据视点方向的变化看起来像在空间内有不同的配置的平面那样的表现、不论针对什么样的视点方向都看起来像在空间内始终按照正面朝向配置与视点方向垂直的平面那样的表现、如与视点方向符合地表现的空间内的立体、面、点的配置、形状、颜色等逐次稍微变化的表现等。另外，三维空间表现也可以随着时间变化。作为一个例子，可以举出看起来像在空间内立体物、显示面随着时间旋转或者变形那样的表现、如在立体物的表面、平面描绘的图像如运动图像变化的表现等。
三维空间表现例如既可以用正交坐标系记述，也可以用极坐标系记述。
三维空间表现数据是在显示装置上表现以某种形式记述的三维空间表现的信息时，用针对显示装置的视点方向的角度数据、和从该角度观察三维空间表现时的图像数据记述的数据。
作为三维空间表现数据的一个例子，在圆筒形状的显示装置中，在从左右360度的视点方向观察圆筒的侧面而能够确认三维空间表现的情况下，三维空间表现数据是从某个视点方向观察显示装置表现的空间时的用二维的参数记述的图像数据、和用1个参数记述该视点方向的角度数据即可。
作为三维空间表现数据的一个例子，在球形状的显示装置中，在从上下左右360度的视点方向绕球观察而能够确认三维空间表现的情况下，三维空间表现数据是从某个视点方向观察显示装置表现的空间时的用二维的参数记述的图像数据和用2个参数记述该视点方向的角度数据即可。
作为三维空间表现数据的一个例子，可以举出预定的折射单元1a中的由凸形状的法线方向和视点3侧的预定的视点方向规定的角度的角度数据和根据角度而从预定的视点方向能够观察显示对象的平面图像的图像数据的数据等。角度数据和平面图像的图像数据对应。另外，三维空间表现数据也可以根据三维cg数据(3dcg数据)生成。
三维空间表现数据既可以是看起来像在空间存在立体物那样的表现，也可以是根据视点方向看起来像在空间内的不同的配置的平面有不同的图像那样的表现，还可以是不论针对什么样的视点方向在空间内配置与视点方向垂直的平面而始终看到正面朝向的图像的表现。三维空间表现数据也可以随着时间变化。例如，既可以使空间配置随着时间变化而看起来立体物、显示面旋转或者变形，也可以使颜色、明亮度随着时间变化而使立体表面、图像看起来成为运动图像。
具体而言，抽出单元8a从角度数据和平面图像数据中的与角度对应的平面图像数据，分别抽出与预定的各折射单元对应的区域图像，作为区域图像数据。
图像生成单元8b以利用通过预定的折射单元1a的光，显示显示要素图像的方式，生成用于在预定的折射单元1a的与视点3侧相反的一侧形成形成图像的形成图像用数据。
显示要素图像是从视点3侧能够在折射单元1a上观察的图像。例如，显示要素图像是从视点3侧能够在各球透镜的圆形上观察的图像、从视点3侧能够在各圆柱透镜的矩形上观察的图像。合成这些显示要素图像，在显示装置dd上看到立体物等三维空间表现。此外，区域图像通过折射单元1a在视点作为显示要素图像可见。显示要素图像用的图像数据是区域图像的图像数据(区域图像数据)。
具体而言，图像生成单元8b以使各区域图像与预定的折射单元的相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的角度对应的位置，生成用于形成预定的折射单元的形成图像的形成图像用数据。
图像调节单元8c依照摄影装置9摄影的摄影图像和摄影的角度的数据、与由平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据的差异，调节形成图像用数据。例如，图像调节单元8c通过调节抽出单元抽出的显示要素图像的区域图像数据，以使摄影图像和摄影的角度的数据、与由平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据的差异减少的方式，调节形成图像用数据。更具体而言，也可以通过图像调节单元8c调节抽出单元8a抽出的区域图像，以使摄影图像和摄影的角度的数据、与由平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据的差异减少的方式，调节形成图像用数据。
图像调节单元8c也可以通过调节用于在形成图像中形成的形成的标准，以使摄影图像和摄影的角度的数据、与由平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据的差异减少的方式，调节所述形成图像用数据。更具体而言，也可以通过图像调节单元8c调节图像生成单元8b变形的标准、或者、调节配置的标准，以使摄影图像和摄影的角度的数据、与由平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据的差异减少的方式，调节形成图像用数据。
摄影装置9对通过生成的形成图像用数据显示三维空间表现的显示装置dd进行摄影。作为摄影装置9的一个例子，可以举出具有ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合器件)影像传感器、cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)影像传感器等摄影元件的数字照相机。摄影装置9对静止图像、或者、运动图像进行摄影。摄影装置9是可动式，从各种视点方向对显示图像的显示装置dd进行摄影。此外，显示装置dd与摄影装置9的距离也可以可动。另外，也可以有多个摄影装置9。
如以上说明，根据实施方式所涉及的显示系统s，从由从预定的视点方向能够观察显示对象的平面图像数据和角度数据构成的三维空间表现数据，抽出看起来像三维表现那样显示于各折射单元1a的显示要素图像的区域图像数据，生成据此形成的形成图像用数据。生成的形成图像用数据从信息处理装置8被送到具有具有圆形形状的剖面且使光折射的折射单元1a的显示装置dd，在显示装置dd的图像形成单元1c中，形成用于使期望的显示要素图像显示的形成图像，在显示装置dd的各折射单元1a的视点侧显示期望的显示要素图像，所以能够在显示装置dd中表现能够从宽的视点方向观察的三维空间表现。
通过显示装置dd和信息处理装置8，能够从成为显示对象的三维空间表现，确认如存在该三维空间的视觉表现。信息处理装置8抽出在从预定的视点方向观察各折射单元1a时显示于各折射单元1a的显示要素图像的区域图像数据。以从抽出的区域图像数据，得到(在从预定的视点方向观察各折射单元时)期望的显示要素图像的方式，生成形成于与视点侧相反的一侧的形成图像用数据。显示装置dd从输入的形成图像，通过具有圆形形状的剖面且使光折射的折射单元1a从视点3侧显示显示要素图像。能够通过相对视点3侧按照凸形状配置而支撑多个折射单元1a的配置支撑单元1b，表现由显示于各折射单元1a的显示要素图像构成的三维空间。能够通过信息处理装置8，在显示装置dd上，容易地实现使用从宽的视点方向能够观察的宽的空间稳定地表现，而如实际上存在三维空间的视觉表现。
[实施例1]
接下来，使用附图，说明与上述实施方式对应的具体的实施例。此外，以下说明的实施例是针对图像形成单元1c设置于相对折射单元与视点侧相反的一侧，具有在来自图像投影单元的投影光被投影的投影面的背面投映从视点侧能够观察的图像的图像投映单元的情况的显示系统s应用本申请的情况的实施例。
[1.显示装置的结构以及功能]
(1.1显示装置的结构以及功能的概要)
首先，使用图2a至图3b，说明显示装置的结构的概要。
图2a是示出本实施例的显示系统s1的概要结构例的示意图。图2b是示出折射单元的一个例子的示意图。图3a以及图3b是示出立体地配置有折射单元的一个例子的示意图。
如图2a所示，本实施例的显示系统s1构成为具备显示装置1、控制装置50(信息处理装置的一个例子)、以及摄影装置9。
本实施例的显示装置1具备折射单元1a、支撑配置各折射单元1a的配置支撑单元1b、以及作为图像形成单元1c的一个例子的图像投映单元20。
作为折射单元1a的一个例子，例如，如图2b所示，可以举出球形的球透镜10。
配置支撑单元1b如图2a所示，相对视点3侧凸形状地配置各折射单元1a。立体地，例如，如图3a所示，各球透镜10(折射单元1a的一个例子)配置为球面形状的曲面。如图3b所示，在折射单元1a是圆柱透镜11的情况下，相同的朝向的各圆柱透镜11配置为圆筒面状的曲面。此外，在圆锥形状、圆锥梯形形状的透镜的情况下，在圆锥台状的侧面的曲面配置透镜。此外，视点3处于显示装置1外。
此外，如图3b所示，在视点3的情况(视点3的视点方向与圆柱透镜11的底面平行的情况)下，圆柱透镜11的剖面的形状成为圆形形状，圆柱透镜11的剖面的形状相同。
另外，图2a还是用从某个视点3的某个剖面记载如图3a以及图3b立体地配置的各折射单元1a的剖面图。另外，图2a还是用某个剖面记载作为立体地配置的各折射单元1a的一个例子的配置为圆筒面形状的曲面的球透镜10的剖面图。
图像投映单元20如图2a所示，设置于相对折射单元1a与视点3侧相反的一侧。例如，图像投映单元20设置于折射单元1a的相反侧的面。图像投映单元20是在相对折射单元与视点侧相反的一侧的面形成形成图像的图像形成单元的一个例子。
图像投映单元20例如是投映基于从图像投影单元21投影的投影光的图像的屏幕。从图像投影单元21输出的投影光被投影到屏幕的投影面而形成投影图像。图像投映单元20是在屏幕的面的背面投映在从背面侧观察时与投影图像成为镜像映射的图像的透射型的屏幕。
在此，是通过将从图像投影单元21输出(或者投射)的投影光投影到图像投映单元20的投影面而形成于投影面的图像。投影图像可以依赖于图像投映单元20的投影面的形状、图像投影单元21的投影光、以及该2个单元的位置关系(距离、方向等)而变化。
如图2b所示，通过对球透镜10的半球面进行例如表面处理，形成作为透射型的屏幕的图像投映单元20。在如图2b所示的透射型屏幕形成于球透镜10的半球面的情况下，图像投映单元20在投影光被投影的投影面的背面投映从视点3侧能够观察的图像。
图像投映单元20如图2a所示，设置于相对折射单元1a与视点3侧相反的一侧。即，图像投映单元20相对显示装置1的外侧的视点3，设置于显示装置1的内侧。如图2b所示，通过从图像投影单元21投影到图像投映单元20的投影光，在相对如球透镜10的折射单元1a与视点3侧相反的一侧的折射单元1a的面形成形成图像5(在图2b中、文字“e”的镜影像)。在图像投映单元20通过表面处理等设置于相反侧的折射单元的面的情况下，在图像投映单元20的投影面的背面投映的图像(如果从视点3侧观察则看成为文字“e”的正像的图像)成为形成图像5。在该情况下，图像投映单元20的投影面的投影图像也成为图像投映单元20图像5(如果从与视点3相反的一侧观察则看成为文字“e”的镜影像的图像)。
如图2a所示，图像投映单元20被设置成作为形成图像5的中心的部分朝向由配置支撑单元1b形成的凸形状的法线方向。即，以使图像投映单元20的中心部(作为形成图像的中心的部分)朝向凸形状的法线方向的方式，通过配置支撑单元1b支撑各折射单元1a。连接图像投映单元20的中心部和折射单元1a的中心部的线相对配置支撑单元1b的凸形状的面成为垂直方向。
在与视点3侧相反的一侧的折射单元1a的表面上形成的形成图像5的光在通过折射单元1a的内部从折射单元1a输出到外部时折射而到达视点3。形成图像5中的与视点3的方向对应的一部分(部分形成图像)通过折射单元1a放大。在此，在显示装置1的各折射单元1a中，从视点侧这些部分形成图像能看成为被放大的图像(显示要素图像)，在从视点侧能够观察的显示装置1的折射单元1a的整体中，合成显示要素图像，看到与立体物、视点方向符合的平面图像等三维空间表现。此外，部分形成图像与后述区域图像对应。
图像投影单元21(图像形成单元的一个例子)与控制装置50(显示装置用的信息处理装置的一个例子)连接，通过控制装置50控制。图像投影单元21输出(或者投射)从相对折射单元1a与视点3侧相反的一侧朝向折射单元1a的投影光。通过从图像投影单元21输出的投影光，在图像投映单元20的投影面形成投影图像。投影图像的光透射图像投映单元20，在投影面的背侧投映图像。通过投映的图像的光，在折射单元1a的表面形成形成图像。这样，图像投映单元20以及图像投影单元21是在相对折射单元与视点侧相反的一侧的面形成形成图像的图像形成单元的一个例子。
控制装置50生成从图像投影单元21输出的投影光在图像投映单元20的投影面形成的投影图像的图像数据。控制装置50以从图像投影单元21输出如使投影图像形成于图像投映单元20的投影面的投影光的方式，控制图像投影单元21。
另外，在各图像投映单元20的投影面的投影图像通过来自图像投影单元21的投影光在所有折射单元1a中形成同一或者类似的形成图像5的情况下，在显示装置1上，即使改变视点3，仍显示同一或者类似的图像。
在此，在配置为凸形状的曲面的折射单元1a中，作为相邻的各折射单元1a的一个例子，可以举出在以折射单元1a为中心的各方向上最接近的其他折射单元1a、第2接近的其他折射单元1a。
对控制装置50，连接对显示出图像的显示装置1进行摄影的摄影装置9。
(1.2折射单元的结构以及功能)
接下来，详细说明折射单元1a的结构以及功能。
折射单元1a是由玻璃、塑料等使光折射而透射的材质构成的透镜。关于折射单元1a的颜色，由于能够使光透射即可，所以不限于透明，也可以是着色的玻璃等。
折射单元1a的至少一部分的剖面是圆形形状。折射单元1a的立体形状是球形、圆柱、椭圆体、圆锥形等。例如，作为折射单元1a的一个例子，可以举出球透镜、圆柱透镜等。进而，折射单元1a的立体形状也可以是圆柱如桶膨胀的形状、或者、圆柱如鼓缩小的形状、圆锥形状、圆锥梯形形状。
在此，作为折射单元1a的剖面的形状的圆形形状不限于正圆，也可以稍微歪斜。例如，在从视点3观察时，由显示装置1显示的图像的形状也可以作为显示装置1整体按照可辨识为正圆的情况的图像的程度从正圆变形或者歪斜。
进而，如图4a至图4d所示，折射单元1a的剖面的圆形形状也可以是在从视点3观察时折射单元内部中的反射(内部反射)不会影响由显示装置1显示的图像的观察方式的程度稍微椭圆形等两凸的构造。例如，也可以如图4a所示，折射单元1a是椭圆体，椭圆体的轴朝向视点3，折射单元1a的剖面的圆形形状稍微成为椭圆。另外，既可以如图4b所示，折射单元1a是用2个半球夹住薄的圆板的形状的透镜，折射单元1a的剖面的圆形形状是用半圆夹住长方形的形状，也可以如图4c所示，球透镜的一部分被切割，折射单元1a的剖面的圆形形状是圆的一部分被切削的形状。也可以如图4d所示，相对视点3侧，在跟前侧的折射单元1a的曲面、和纵深侧的折射单元1a的曲面中，曲率稍微不同。
(1.3配置支撑单元的结构以及功能)
接下来，使用图5a至图8b，详细说明配置支撑单元1b的结构以及功能。
配置支撑单元1b具有树脂、粘土等能够将球透镜等折射单元1a连结而规定配置的材质。
此外，也可以将用粘接剂挠性地连结的折射单元1a载置到具有凸的面的支撑台上。在该情况下，配置支撑单元1b是粘接剂以及支撑台。另外，配置支撑单元1b也可以通过将附加有图像投映单元20的折射单元1a的一半埋入到可塑性的原材料来支撑。另外，在折射单元1a的形状是如圆柱、椭圆体、圆锥形的棒状的情况下，配置支撑单元1b也可以是插入折射单元1a而固定的支撑台。
接下来，说明折射单元1a的配置例。
配置支撑单元1b将多个折射单元1a相对视点3侧凸形状地配置。例如，也可以如图5a所示，折射单元1a排列成圆形形状s1。在该情况下，各折射单元1a的三维配置是球形、半球形、圆柱形、椭圆体等。在半球形、圆柱形、椭圆体的情况下，在某个切剖面中成为圆形形状s1的配置。
通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向如图5a所示相对折射单元1a的配置形状(圆形形状s1)成为垂直方向。即，以使作为形成图像的中心的部分(例如图像投映单元20的中心部)朝向凸形状的法线方向的方式，配置各折射单元1a。
另外，也可以如图5b所示，折射单元1a排列成椭圆形形状s2。在该情况下，各折射单元1a的三维配置例如是椭圆柱形、椭圆体等。在椭圆柱形、椭圆体的某个切剖面中，成为椭圆形形状s2的配置。通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向如图5b所示相对折射单元1a的配置形状(椭圆形形状s2)成为垂直方向。即，以使作为形成图像的中心的部分(例如图像投映单元20的中心部)朝向凸形状的法线方向的方式，配置各折射单元1a。
另外，如图6a所示，凸形状不限于通过各折射单元1a的中心的形状，也可以设定为与各折射单元1a内接或者外接的形状s3。通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向如图6a所示相对内接或者外接的形状s3成为垂直方向。
另外，凸形状(形状s3)也可以并非如图5a以及图5b闭合的形状，而是如图6a所示开放的形状。即，凸形状也可以并非如闭合的圆形形状、闭合的椭圆形形状那样闭合的凸形状，而也可以是他们的一部分的形状。
另外，也可以如图6b所示，凸形状是用直线连接各折射单元1a的中心附近的多边形s4。即，也可以各折射单元1a的三维配置是以各折射单元1a的中心附近为顶点的凸的多面体。
通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向如图6b所示在多边形的顶点中相对与多边形相接的1个面成为垂直方向。
另外，也可以如图6b所示，各折射单元1a不等间隔地配置。
另外，在基于配置支撑单元1b的相同的凸形状s5中，既可以如图7a所示，配置小的折射单元1a(例如直径小的球透镜)，也可以如图7b所示，配置大的折射单元1a(例如直径大的球透镜)。如图7a所示，在小的折射单元1a的情况下，由显示装置1显示的三维空间表现的显示的分辨率变高。
另外，通过配置支撑单元1b配置折射单元1a的凸形状的大小依赖于显示装置1的大小。例如，如图7c所示，在显示装置1的大小变小时，凸形状s6的曲率变大。图7c示出使用与图7a相同的大小的各个折射单元1a，配置支撑单元1b的半径小的例子。在该情况下，在图7c的显示装置1中显示的三维空间表现相比于图7a，显示的三维空间表现的大小与显示装置1的大小符合地变小，但成为相同的三维空间表现。
另外，也可以如图8a所示，所有折射单元1a未必配置于由配置支撑单元1b形成的凸形状s7的线上。例如，也可以一部分的折射单元1a比显示装置1的设计上的凸形状s7配置于视点3侧(显示装置1的外侧)、或者设置于与视点3侧相逆的内侧(显示装置1的内侧)。
在这些情况下，在显示装置1的三维空间表现中，这样的一部分的折射单元1a担当的表现的部分也可以不依照在制作前预定的设计的形状。在该情况下，在显示装置1显示的三维空间表现整体中，一部分的图像投映单元20担当的表现的部分成为偏移的三维空间表现。
另外，也可以如图8a所示，所有通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向未必与显示装置1的设计上的凸形状s7准确地垂直。这样的一部分的图像投映单元20担当的表现的部分也可以不依照在制作前预定的设计的方向。在该情况下，成为在显示装置1显示的三维空间表现整体中，一部分的图像投映单元20担当的表现的部分偏移的三维空间表现。
此外，使作为图像的中心的部分朝向凸形状的法线方向是指：通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向无需与显示装置1的设计上的凸形状s7准确地垂直，也可以作为显示装置1整体，按照能够辨识为通过各图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向准确地垂直的情况的三维空间表现的程度，通过图像投映单元20形成于折射单元1a的面的形成图像的朝向从垂直偏移。
另外，也可以如图8b所示，折射单元1a的大小分别不同。例如，也可以在从视点3观察时，作为显示装置1整体，按照能够辨识为各折射单元1a的大小相同的情况的三维空间表现的程度，各折射单元1a的大小分别不同。此外，根据在什么样的剖面中捕捉如图3a所示的球透镜10被三维配置的显示装置1，一部分的折射单元1a的剖面积也有时变小。
另外，也可以折射单元1a的折射率分别不同。例如，也可以在从视点3观察时，作为显示装置1整体，能够辨识为各折射单元1a的折射率相同的情况的三维空间表现的程度，各折射单元1a的折射率分别不同。
此外，在以使作为各图像形成单元形成的形成图像的中心的部分朝向凸形状的法线方向的方式，配置各折射单元1a时，关于各折射单元1a，从视点3的各折射单元1a的剖面形状成为相同的形状。即，特别，在折射单元1a如圆柱形、椭圆体、圆锥形等有方向性的立体的情况下，以使各折射单元1a的朝向大致对齐的方式，配置各折射单元1a。此外，各折射单元1a的剖面形状无需严密上相同，在从视点3观察各形成图像5时，在显示装置1整体中，能够辨识合成形成图像的三维空间表现即可。
另外，通过配置支撑单元1b配置折射单元1a的凸形状也可以是接合球面形状和圆筒面形状的形状。例如，显示装置1的整体的形状也可以是以用2个半球面夹住圆筒面的方式接合的形状。这样，各折射单元1a的三维配置也可以是球面、半球面、圆筒面、椭圆体面等的组合。
此外，显示装置1的整体的形状也可以是组合多个凸形状的形状。在该情况下，凸形状和凸形状的接缝的部分也可以不一定成为凸形状。例如，也可以如4个叶，向4个方向形成凸形状。
另外，关于折射单元1a的配置，是凸形状即可，所以球面形状也可以是与球面类似的形状。另外，关于折射单元1a的配置，圆筒面形状也可以是如圆筒面如桶膨胀的形状、圆筒面如鼓缩小的形状、或者、圆锥面的顶点侧被削掉的形状与圆筒面类似的形状。
(1.4图像投映单元的结构以及功能)
接下来，使用图9a至图10，详细说明图像投映单元20的结构以及功能。
图像投映单元20例如具有透射型的屏幕的功能。实施使折射单元1a的与视点3侧相反的一侧的表面成为半透明的处理、表面处理、或者、在折射单元1a的与视点3侧相反的一侧的表面粘贴半透明的片材(例如消光的聚酯纤维等膜)或涂敷半透明的涂料，而设置图像投映单元20。用研砂、药品等对折射单元1a的相反侧的表面进行表面处理，形成细的凹凸，而成为如抛光玻璃或者磨砂玻璃。
例如，如图2b所示，通过对球透镜10的半球面进行表面处理，形成半球形状的图像投映单元20。
图像投映单元20也可以是乙烯基或者丙烯酸等树脂、玻璃制等半透明的屏幕。
图像投映单元20具有在投影光被投影的投影面的背面投映图像的功能即可，也可以投影光被投影的投影面中的光的反射少、且透射图像投映单元20而从背面放射散射光。由图像投映单元20投映的图像通过折射单元1a被放大，能够从视点3侧看到。
图像投映单元20也可以如图9a所示，设置成覆盖由透明的材质构成的折射单元1a的半面。此外，图9a是示出在透明的球透镜10的表面半球状地形成有图像投映单元20的情况的剖面的示意图。此外，圆柱透镜也可以是设置有半圆筒面形状的图像投映单元20的情况的剖面。
连接半球状的图像投映单元20的中心部和球透镜10的中心部的线相对配置支撑单元1b的凸形状的面成为垂直方向。另外，在圆柱透镜的情况下，将圆柱透镜的中心线和半圆筒面形状的图像投映单元20的中心线垂直地连接的线相对配置支撑单元1b的凸形状的面成为垂直方向。
如图9b所示，在设置有半球状的图像投映单元20的球透镜10的表面，从图像投影单元21投影投影光，形成形成图像5。此外，在从形成有形成图像5的一侧观察形成于球透镜10的表面的形成图像5时，形成图像5是镜像映射的图像。
另外，形成图像5的中心部分未必限定于图像“e”自身的中心，球透镜10是在通过配置支撑单元1b固定各球透镜10之后，由配置支撑单元1b形成的凸形状面的法线通过球透镜10的中心部，和与视点3侧相反的一侧的球透镜10面交叉的位置成为形成图像的中心的部分。
如图10a所示，图像投映单元20也可以设置成不与折射单元1a密接，而与折射单元1a隔开间隙。如图10b所示，图像投映单元20也可以并非依照折射单元1a的面的形状的形状。在折射单元1a的剖面的形状是圆形形状的情况下，图像投映单元20的剖面形状不限于圆形形状，而也可以是椭圆形形状。投影光从图像投影单元21投影到图像投映单元20的投影面，在图像投映单元20的投影面的背面投映图像，经由折射单元1a从视点3侧能够看到投映的形成图像即可。
如图11a所示，图像投映单元20的形状也可以是平面。如图11b所示，平面的图像投映单元20通过大于折射单元1a的剖面形状的大小，能够看到形成图像的视角变宽。
如图11c所示，图像投映单元20也可以在相对各折射单元1a与视点3侧相反的一侧以成为一体的方式形成。例如，在球面形状地配置各折射单元1a的情况下，图像投映单元20成为球面形状，在圆筒形状地配置各折射单元1a的情况下，图像投映单元20成为圆筒形状。
如图12a以及12b所示，图像投映单元20也可以由多个平面构成。
如图4a至图4d所示，在视点3的相反侧的折射单元1a的面，设置图像投映单元20。
(1.5控制装置以及图像投影单元的结构以及功能)
接下来，使用图13至图14，详细说明控制装置50以及图像投影单元21的结构以及功能。
作为信息处理装置8的一个例子的控制装置50具有计算机的功能。控制装置50具备输出部51、存储部52、通信部53、输入部54、输入输出接口部55、以及控制部56。并且，控制部56和输入输出接口部55经由系统总线57电连接。另外，控制装置50与图像投影单元21以及摄影装置9以有线或者无线方式连接。控制装置50从摄影装置9取得针对显示于显示装置1的三维空间表现从某个视点方向的某个距离进行摄影而得到的摄影图像的图像数据。
此外，控制装置50也可以控制摄影装置9的位置。例如，控制摄影装置9的摄影方向(视点方向)以及从显示装置1至摄影装置9的摄影距离(视点距离)。控制装置50也可以代替控制摄影装置9的位置，根据摄影的摄影图像确定设置有摄影装置9的摄影方向以及摄影距离。另外，也可以将摄影装置9预先设定为预定的摄影方向以及摄影距离，摄影装置9将显示装置1显示的三维空间表现摄影为图像。也可以摄影装置9具备gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)、陀螺传感器，能够确定摄影装置9的摄影方向以及摄影距离。
输出部51向配置于各折射单元的各图像投映单元20，输出形成图像数据。也可以对输出部51，连接印刷形成图像的打印机。此外，也可以在折射单元的表面直接印刷形成图像。也可以在树脂制、纸制、金属制等的膜印刷形成图像，将印刷有形成图像的膜粘贴到折射单元的表面。
存储部52例如由硬盘驱动器、固态驱动器等构成。存储部52存储显示于显示装置1的三维空间表现数据。
另外，存储部52存储操作系统等各种程序、各种文件等。存储部52存储图像生成的程序、图像调整的程序等控制装置50执行的程序。此外，三维空间表现数据、各种程序等例如既可以从外部经由网络取得，也可以记录到记录介质而经由驱动器装置读入。
通信部53控制与外部的装置的通信状态。控制装置50也可以经由通信部53，以无线或者有线方式与因特网等网络连接。
输入部54是例如用于受理信号等的连接器。
输入输出接口部55进行输出部51以及存储部52等与控制部56之间的接口处理。
控制部56具有cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)56a、rom(readonlymemory，只读存储器)56b、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)56c等。并且，控制部56通过cpu56a读出并执行存储于rom56b、存储部52的各种程序的代码，生成投影图像的图像数据，或者，将如使投影图像形成于图像投映单元20的投影面的投影光的控制数据、图像数据发送到图像投影单元21。
控制装置50既可以从显示装置1的外部连接，也可以设置于显示装置1的内部。控制装置50既可以是个人计算机、智能手机、平板终端等，也可以与投影仪等图像投影单元21连接，而发送投影光的控制数据、投影的图像数据。
图像投影单元21例如是向投影面投影图像的投影仪。例如，投影仪是crt(cathoderaytube，阴极射线管)投影仪、液晶投影仪、dmd(digitalmirrordevice，数字镜像设备)投影仪、lcos(liquidcrystalonsilicon，硅上液晶)投影仪、glv(gratinglightvalve，光栅光阀)等。另外，图像投影单元21也可以是液晶显示器或者有机el(electroluminescence)显示器等。这些显示器也可以是曲面型、平面型、挠性型。图像投影单元21也可以使激光扫描，而向投影面投影图像。
图像投影单元21的一个例子的投影仪具有光源灯、透射型或者反射型的影像部、投影镜头、接口等。投影仪的接口与控制装置50的输出部51连接。投影仪经由接口，从控制装置50取得形成图像用数据。
控制装置50也可以控制图像投影单元21的电源的on/off、以及投影方向等。另外，控制装置50计算图像投影单元21的投影镜头、从图像投影单元21投影到图像投映单元20的投影光的角度、图像投映单元20的形状、折射单元的表面形状等，生成投影图像。控制装置50以在折射单元的表面形成被设计成在显示装置1上显示显示图像的形成图像的方式，生成投影图像的图像数据，以使投影图像形成于图像投映单元20的投影面的方式，控制图像投影单元21的投影光即可。以使投影图像形成于图像投映单元20的投影面的方式，控制图像投影单元21的投影光的功能也可以处于图像投影单元21。
也可以如图14所示，多个图像投影单元21从多个方向将投影光分别投影到图像投映单元20的各面(图像投映单元20的预定的部分、或者、预定的区域)。通过在图像投映单元20的各面投映的投影图像，形成折射单元1a的对应的面的形成图像。此外，各面也可以是曲面中的预定的部分。也可以针对半球面形状、曲面形状的图像投映单元20，多个图像投影单元21也从多个方向将投影光投影到图像投映单元20的投影面中的预定的部分。
在此，关于在各折射单元1a中同一或者类似的形成图像，也可以各形成图像稍微不同，在从视点3观察时，在各折射单元1a的显示要素图像的整体中，能够辨识显示装置1的三维空间表现即可。
[2.显示装置的作用]
接下来，使用附图，说明显示装置的作用。
(2.1折射单元的光路)
首先，使用图15、图16a以及图16b，说明折射单元的光路。
图15是示出折射单元中的光路的一个例子的示意图。图16a以及图16b是示出具有单凸的构造的透镜中的反射的一个例子的示意图。
在此，考虑如图15所示，折射单元1a的大小相对从视点3至折射单元1a的距离充分小的情况。在该情况下，从视点3至折射单元1a的距离看成为无限远(在相比于折射单元1a和视点3的距离，折射单元1a不小的情况下，不成为如图15的平行的光路，但效果相同，所以在图15中说明光路)。
关于剖面为半径r的折射单元1a中的光路(宽度2r)，平行的光路在折射单元1a中折射，而在与视点3侧相反的一侧，到达折射单元1a的圆弧的部分(长度a)，出到折射单元1a的外部。此外，折射单元1a的剖面形状是圆形形状，所以即使使视点3的视觉方向偏移，仍成为同样的光路。
另一方面，如图16a以及图16b所示，在折射单元的剖面形状是半圆的情况下，在相对法线方向，视点3的角度θd变大时，产生折射单元内部中的反射(内部反射)。即，在单凸的构造的透镜的情况下，从视点3能够看到外光。
但是，如图15所示，在折射单元1a的剖面形状是圆形形状时，入射到折射单元1a的光在折射单元1a内部无反射。
此外，长度a的圆弧被放大至宽度2r，所以折射单元1a的放大率能够成为大致2r/a。
(2.2从视点的各形成图像的观察方式)
接下来，使用图17以及图18，说明从各视点的形成图像的观察方式。图17是示出视点与各折射单元的形成图像的关系的一个例子的示意图。图18是示出视差与三维空间表现的关系的一个例子的示意图。
设为如图17所示，折射单元10a、10b、10c、10d通过配置支撑单元1b排列成中心c的半径r的圆形s10(凸形状的一个例子)。折射单元10a、10b、10c、10d的中心c、和配置的中心c的距离是r。此外，在视点和透镜的距离相比于透镜的尺寸、配置的径不特别大的情况下，连接视点和各透镜的线成为放射状。
设为在各折射单元10a、10b、10c、10d中，排列有按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的作为形成图像的部分图像的短剑的部分图像5a、方片的部分图像5b、黑桃的部分图像5c。另外，在该例子中，设为作为形成图像的中心的部分是方片的部分图像5b。此外，按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的形成图像通过从图像投影单元21投影的投影光在图像投映单元20的投影面投映而形成。另外，在后述显示器单元的情况下，按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的形成图像在显示器单元的显示面显示而形成。
作为作为形成图像的中心的部分的方片的部分图像5b处于连接折射单元的中心c和折射单元的配置的中心c的线上。连接作为作为形成图像的中心的部分的方片的部分图像5b和折射单元的中心c的线是中心c的半径r的圆形s10(凸形状的一个例子)的法线方向。即，作为作为形成图像的中心的部分的方片的部分图像5b的朝向是圆形s10(1b)的法线方向。
在从视点3a观察显示装置1时，在折射单元10a中，在中心能够看到短剑的部分图像5a，在折射单元10b中，在中心能够看到方片的部分图像5b，在折射单元10c中，在中心能够看到黑桃的部分图像5c。
根据各折射单元10a、10b、10c的放大功能，从视点3a，在折射单元10a中，如放大的部分图像6a那样能够看到短剑的部分图像5a，在折射单元10b中，如放大的部分图像6b那样能够看到方片的部分图像5b，在折射单元10c中，如放大的部分图像6c那样能够看到黑桃的部分图像5c。
因此，能够实现如将折射单元10a的部分图像6a、折射单元10b的部分图像6a、以及折射单元10c的部分图像6c合起来，在显示装置1的内部空间，存在与从视点3a的视线垂直的平面，在该平面，显示按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的显示合成图像的三维空间表现。
另一方面，在从视点3b观察显示装置1时，在折射单元10b中，在中心看到短剑的部分图像5a，在折射单元10c中，在中心看到方片的部分图像5b，在折射单元10d中，在中心看到黑桃的部分图像5c。
根据各折射单元10b、10c、10d的放大功能，从视点3b，在折射单元10b中，如放大的部分图像7a那样能够看到短剑的部分图像5a，在折射单元10c中，如放大的部分图像6b那样能够看到方片的部分图像5b，在折射单元10d中，如放大的部分图像7c那样能够看到黑桃的部分图像5c。
因此，能够表现如将折射单元10b的放大的部分图像7a、折射单元10c的放大的部分图像6b、以及折射单元10d的放大的部分图像7c合起来，在显示装置1的内部空间，存在与从视点3b的视线垂直的平面，在该平面，显示按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的显示合成图像的三维空间表现。
如以上所述，在从视点3a观察的情况和从视点3b观察的情况下，能够实现如在不同的显示装置1的内部空间，表现不同的配置的平面，该平面显示从各折射单元的放大的部分要素图像合成的、按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的显示合成图像的、与观察的角度对应的不同的三维空间表现。
另外，在图17的例子中，能够实现在从视点3a向3b移动的同时观察显示装置1时，按照作为记号的短剑、方片以及黑桃的顺序排列的显示合成图像在从面p1向面p2在显示装置内表现的三维空间中以折射单元的配置的中心c为中心轴而旋转的同时，在相对视点方向的变化朝向正面的平面上显示出的空间表现。
另外，如图18所示，在用两眼(视点3c以及视点3d)观察如图17的显示时，能够看到处于关于各个眼连接视点3c、3d和各折射单元的配置的中心c的线与圆形s10的交点附近的各折射单元中的方片的各部分图像5b。因此，像在作为两眼的视线的交点的折射单元的配置的中心c附近显示放大的部分图像6c那样看到方片的部分图像5b。这样，除了观察的视点3a和3b的视点方向的大的变化所达成的三维空间表现以外，还能够提供如由于从某个方向观察的情况的、两眼的视差所致的微小的角度的差异，直至作为记号的方片排列的空间位置的距离存在于显示装置1中的纵深感。
[3.控制装置的动作]
接下来，使用图19至图26，说明控制装置50的动作。
(3.1图像生成的动作例)
例示视点方向是1个或者2个，如图3b所示，折射单元1a的一个例子的圆柱透镜11按照凸形状的一个例子的圆筒形状配置的情况，使用图19至图22d，说明控制装置中的图像生成的动作例。图19是示出控制装置中的图像生成的动作例的流程图。图20a、图21a、以及图22a是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的示意图。图20b、图21b、图22b、以及图22c是示出三维空间表现数据中的、与某1个角度数据对应的平面图像数据的一个例子的示意图。图20c、图21c、图22d是示出形成图像的一个例子的示意图。
如图19所示，控制装置50取得具有1个以上的视点方向的角度数据和与其对应的1个以上的平面图像数据的三维空间表现数据(步骤s10)。具体而言，控制装置50的控制部56根据1个以上的视点方向的角度数据，从存储部52，取得从与该角度数据对应的各视点方向观察三维空间表现时的平面图像数据。
例如，设想如图20a所示，在从某1个视点方向观察某个三维空间表现时，在包括显示装置1的中心轴的位置存在平面，在该平面，例如如图20b所示，看起来像在图中有描绘右朝向的三角形的图像那样的平面图像op。平面图像op的宽度成为w，与显示装置1(圆筒形状的配置支撑单元1b)的直径2r对应。
也可以设想如图21a所示，视点方向是1个，如在显示装置1的表面的半面，存在向视点方向变凸的曲面的平面图像op的三维空间表现。如图21b所示，平面图像op的宽度与显示装置1(圆筒形状的配置支撑单元1b)的半圆周πr对应。
如图22a所示，在从2个视点方向观察时存在不同的平面，在从视点a观察时，如图22b所示看起来像在图中存在与右朝向的三角形的图像通过圆筒的轴的中心的视线垂直的平面，在从视点b观察时，如图22c所示看起来像在图中左朝向的图像存在于与从视点b的视线垂直的平面的情况下，从视点a，看起来像图22b的平面图像op1，从视点b，看起来像图22c的平面图像op2。控制部56取得使平面图像op1和平面图像op2与对应的角度数据符合的三维空间表现数据。
此外，在此，例示了视点方向是1个或者2个的情况，但各视点方向的个数既可以是折射单元的个数量，也可以比折射单元的个数多。各视点方向的个数既可以是折射单元的个数量，也可以比折射单元的个数少，还可以是1个。另外，视点方向既可以是1个角度，也可以如0°至45°、46°至90°是角度范围。
接下来，控制装置50计算预定的折射单元中的法线方向和各视点方向的各角度(步骤s11)。具体而言，控制装置50的控制部56选择生成形成图像的1个折射单元1a，取得显示装置1中的折射单元1a的配置的位置的数据。
如图3b所示，在圆柱透镜11按照圆筒形状配置的情况下，在控制部56中，作为法线方向，以显示装置1的中心轴为基准，计算圆柱透镜11的配置的配置角度。此外，控制部56也可以将从显示装置1的中心轴向1个圆柱透镜11的中心延伸的直线计算为法线。
控制部56从显示装置1的中心轴，取得各视点3的视点角度，作为视点方向的数据。控制部56根据圆柱透镜11的配置角度和各视点3的视点角度的差，计算法线方向和各视点方向的各角度。例如，如图20a、图21a所示，控制部56计算角度θ。在视点方向是2个的情况下，如图22a所示，控制部56针对预定圆柱透镜11，相对视点a计算角度θ，以及，相对视点b计算角度
接下来，控制装置50从平面图像数据的各平面图像，根据角度抽出针对折射单元的区域图像(步骤s12)。例如，控制装置50取得各视点方向和各视点方向的平面图像。更具体而言，控制装置50的控制部56如图20b所示，针对角度θ，在从平面图像op的中心线起wθ/π的位置，从平面图像op的图像数据，抽出宽度δ的区域图像d1的图像数据。宽度δ也可以是wa/(rπ)，宽度δ也可以是2r。如图15所示，a是与圆柱透镜的折射率对应的长度，r是圆柱透镜的半径。或者，控制部56也可以如图21b所示，相对角度θ，在从平面图像的中心线起θr的位置，从平面图像op的图像数据，抽出宽度δ的区域图像d1的图像数据。此外，宽度δ也可以并非准确地成为wa/(rπ)或者2r。他们是宽度δ的目标的值。
如图22a所示，在视点方向是2个的情况下，控制部56如图22b所示，相对角度θ，在从平面图像op1的中心线起wθ/π的位置，从平面图像op1的图像数据，抽出宽度δ的区域图像d1，如图22c所示，相对角度
这样控制装置50作为从用于在所述显示装置上对显示对象进行三维空间表现的三维空间表现数据，抽出看起来像所述三维空间表现那样显示于各折射单元的显示要素图像的图像数据的抽出单元的一个例子发挥功能。控制装置50作为从三维空间表现数据中的所述平面图像数据，分别抽出与预定的各折射单元对应的区域图像作为区域图像数据的抽出单元的一个例子发挥功能。
另外，控制装置50作为根据由预定的所述折射单元中的所述凸形状的法线方向和所述视点侧的预定的视点方向规定的角度，从从所述预定的视点方向能够观察的三维空间表现的所述平面图像数据，将与预定的各折射单元对应的区域图像抽出为区域图像数据的抽出单元的一个例子发挥功能。这样，区域图像的大小(例如宽度δ)根据折射单元的大小(例如透镜的半径r)规定。
接下来，经由折射单元将形成图像的一部分放大从预定的视点方向看起来像是区域图像那样，控制装置50将各区域图像变形为形成图像上的部分图像(步骤s13)。例如，控制装置50与形成图像的形状符合地使各区域图像变形。更具体而言，控制装置50的控制部56生成以使平面图像op与形成形成图像fp的圆柱透镜的单侧的半面符合地变形的方式，使区域图像d1变形的部分图像td1的图像数据。例如，控制部56如图20c或者图21c所示，生成宽度δ的部分图像td1的图像数据。平面图像op与形成图像fp的大小符合地，以在图中纵长地延伸的方式变形。
如图22a所示，在视点方向是2个的情况下，控制部56如图22d所示，分别生成与视点方向对应的宽度δ的部分图像td1、td2的图像数据。
接下来，控制装置50将变形后的各区域图像配置于与各角度对应的位置来生成形成图像用数据(步骤s14)。具体而言，控制装置50的控制部56生成例如如图20c或者图21c所示，在从形成图像fp的中心线起rθ的位置配置有宽度δ的部分图像td1的形成图像fp的图像数据。
如图22a所示，在视点方向是2个的情况下，控制部56生成如图22d所示，在从形成图像fp的中心线起rθ的位置配置有视点a的宽度δ的部分图像td1，在
这样控制装置50作为以利用通过所述预定的折射单元的光显示所述显示要素图像的方式，生成用于在所述预定的折射单元的与视点侧相反的一侧形成形成图像的形成图像用数据的图像生成单元的一个例子发挥功能。控制装置50作为使各所述区域图像以与所述预定的折射单元的所述相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的所述角度对应的位置，生成用于形成所述预定的折射单元的所述形成图像的形成图像用数据的图像生成单元的一个例子发挥功能。
另外，控制装置50作为使所述区域图像以与所述预定的折射单元的所述相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的区域图像配置于与所述角度对应的位置，生成用于形成所述预定的折射单元的所述形成图像的形成图像用数据的图像生成单元的一个例子发挥功能。
接下来，控制装置50判定是否针对显示装置1的所有折射单元，生成形成图像用数据(步骤s15)。
在未针对所有折射单元生成形成图像用数据的情况下(步骤s15；“否”)，控制装置50针对接下来的折射单元，进行步骤s11至s14的处理。具体而言，控制部56针对相邻的圆柱透镜11，进行步骤s11至s14的处理。
在针对所有折射单元生成形成图像用数据的情况下(步骤s15；“是”)，控制装置50结束处理。
控制装置50将形成图像用数据发送到图像投影单元21。图像投影单元21将基于形成图像用数据的投影光投影到图像投映单元20，在各折射单元1a中，形成与形成图像用数据对应的形成图像。根据视点方向，看到各折射单元1a的显示要素图像，在显示装置1上，显示与视点方向对应的显示合成图像。此外，在后述显示器单元的情况下，控制装置50将形成图像用数据发送到各显示器单元。
此外，在图20a至图21c中，例示1个视点方向，说明仅从预定的视点方向看起来像在三维空间存在平面图像那样的情况的三维空间表现。另外，在图22a至图22d中，例示2个视点方向，说明仅从预定的2个视点方向看起来像在三维空间存在平面图像那样的情况的三维空间表现。控制装置50也可以针对如从3个以上的视点方向看起来像在三维空间存在平面图像的三维空间表现，进行步骤s10至步骤s15的处理。进而，控制装置50能够表现如在步骤10中取得从多个一连串的视点方向观察的三维空间的多个平面图像的情况下，通过改变视点方向，一个空间根据观察的角度分别变化为不同的空间的表现。
这样控制装置50作为根据由多个一连串的所述视点方向上的各视点方向和所述预定的折射单元中的所述法线方向规定的各角度，从从所述各视点方向能够观察的各所述三维空间表现数据的各平面图像数据，分别抽出与预定的各折射单元对应的区域图像作为区域图像数据的抽出单元的一个例子发挥功能。另外，控制装置50作为使各所述区域图像以与所述预定的折射单元的所述相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的所述角度对应的位置，生成用于形成所述预定的折射单元的所述形成图像的形成图像用数据的图像生成单元的一个例子发挥功能。
(3.2表现立体物的情况)
接下来，使用图23a至图23e，说明从立体的实物生成形成图像。此外，说明显示装置如图3b所示，折射单元1a的一个例子的圆柱透镜11按照凸形状的一个例子的圆筒形状配置的情况。
图23a是示出针对三维空间表现的视点的一个例子的示意图。图23b以及图23d是示出针对三维空间表现着眼的点的决定方法的一个例子的示意图。图23c是示出平面图像的一个例子的示意图。图23e是示出形成图像的一个例子的示意图。
说明如图23a所示，使作为立体的实物的三维空间表现(例如人的脸)成为视点a(从横向观察脸的视点)、视点b(45°的倾斜方向的视点)、视点c(从正面方向观察人物的视点)、视点d(45°的倾斜方向的视点)、视点e(从横向观察脸的视点)的情况。
首先，控制装置50在步骤10中，如图23c所示，取得各视点中的三维空间表现数据。三维空间表现数据由从1个以上的视点方向观察到三维空间表现的情况下能观察到的平面图像的数据、和那种情况下能观察到的视点方向的角度数据构成。
如图23b所示，在设计成在圆柱(设为在该圆柱的表面配置有折射单元)内能够观察作为三维空间表现(实际空间的立体物的一个例子)的人的头的立体的情况下，控制装置50与各折射单元对应地绕三维空间表现的周围设定点。例如，在生成从作为三维空间表现的脸的正面能够观察的图像的情况下，控制装置50与预定的圆柱透镜11对应地如图23b所示设定点p1(与预定的折射单元对应)。
控制装置50在步骤s11中，计算点p1(预定的折射单元)中的外朝向的方向、和各视点方向的角度。例如，如图23b所示，控制装置50计算相当于脸的正面的圆柱透镜11的角度(与从显示装置1的中心向圆柱透镜11的方向(法线方向的一个例子)对应)、和从视点a到视点e的各视点方向的角度。
此外，向三维空间表现的某个视点方向的平面图像也可以是从各视点方向对三维空间表现进行摄像而得到的图像，但控制装置50也可以根据三维空间表现的三维数据，生成从各视点方向的平面图像的图像数据。
这样控制装置50作为根据实际空间的立体物，在所述显示装置上生成三维空间表现数据的原数据生成单元的一个例子发挥功能。例如，通过利用用照相机对立体物进行摄影等方法，制作根据视点方向(角度)平面投影的图像数据，并将该图像数据和角度数据对应关联，能够生成成为信息处理装置的输入的三维空间表现数据。
如图23c所示，控制装置50在步骤12中，在从各种视点方向a～e观察圆柱时，从各平面图像(例如平面图像opa、平面图像opc、平面图像ope)数据，抽出在点p1看到的部分图像。控制装置50根据各视点的角度、和相当于脸的正面的圆柱透镜11的角度的角度，抽出宽度δ的区域图像(例如如图23c所示区域图像de、dc、da)。以接近立体的实物的表面的部分、即脸的正面的鼻的部分(点p1)为基点，抽出针对从视点a到视点e的区域图像。
如图23b所示，表现的立体物、空间的各部分只要不被其他部分隐藏，就能够从宽的视点方向观察，如图23c所示，能够观察来自与各个视点方向对应的立体、空间的不同的角度的信息，从而辨识三维空间表现。
在图23b以及图23c的例子中，能够从以脸的正面为中心的180度的方向观察鼻，在从左(-90度)、正面(0度)、右(+90度)观察脸时，如图23c，分别在整体的空间的左侧、中央、右侧能够看到从左、正面、右观察的鼻，从而能够辨识为恰似实际上在三维空间中的点p1附近有鼻。在利用单凸的透镜的显示装置中，从各视点方向能够观察的范围窄，所以难以表现例如从图23c的3个角度的整体图像的三维的空间。在图23c的鼻的情况下，从正面(0度)的视点方向看到鼻，但在从左(-90度)、右(+90度)观察时，鼻由于不在平面图像的中央部分而看不到。因此，需要能够从宽的视点方向确认平面图像的宽的区域的显示装置和信息处理装置。
此外，如图23d所示，在其他预定的折射单元1a的情况下，控制装置50在与该折射单元1a对应的点p2，设定各种视点方向。
这样控制装置50作为根据由多个一连串的所述视点方向上的各视点方向和所述预定的折射单元中的所述法线方向规定的各角度，从所述三维空间表现数据的各平面图像数据，分别抽出与预定的各折射单元对应的区域图像作为区域图像数据的抽出单元的一个例子发挥功能。
控制装置50在步骤s13中，如图23e所示，使各视点的区域图像变形为宽度δ的部分图像。
控制装置50在步骤s14中，如图23e所示，在与点p1中的各视点方向和相当于脸的正面的圆柱透镜11的角度的角度对应的位置配置各视点的部分图像来制作形成图像，生成该预定的圆柱透镜11的形成图像用的数据。例如，配置变形后的部分图像tda、tdb、tdc、tdd、tde。此外，关于图23e中的涂黑的部分，在视点方向被设定得较细时，配置根据该视点方向变形的部分图像。
在步骤s15中“否”的情况下，针对其他点、即其他圆柱透镜11，控制装置50也同样地生成形成图像用数据。
针对各圆柱透镜11，生成形成图像用数据，控制装置50发送这些形成图像用数据，在显示装置1显示时，能够在显示装置1中，显示如存在三维空间表现的图像。此外，在三维空间表现随着时间变化的(例如在人的脸的情况下使口活动或者眨眼的)运动图像的情况下，针对每个帧图像，控制装置50生成这些形成图像用数据。
这样控制装置50作为使各所述区域图像以与所述预定的折射单元的所述相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的所述角度对应的位置，生成用于形成所述预定的折射单元的所述形成图像的形成图像用数据的图像生成单元的一个例子发挥功能。
另外，在折射单元是单凸透镜的情况下，可显示的范围变窄。因此，在折射单元是单凸透镜的情况下，难以实现能够从宽的视点方向确认表现空间的宽的区域的三维空间表现。
(3.3球透镜10按照球面形状配置的情况的区域图像)
接下来，使用图24a至图24c，说明球透镜10按照球面形状配置的情况的区域图像。
图24a是示出折射单元的配置的位置关系的一个例子的示意图。图24b以及图24c是示出显示合成图像与显示要素图像的关系的一个例子的示意图。
如图24a所示，从三维配置如图3a所示的球透镜10的显示装置1，将预定的球透镜10取出一个而进行说明。
如图24a所示，设为预定的球透镜10的坐标在xyz坐标系中是坐标(x1、y1，z1)。将连接原点和预定的球透镜10的线(长度r)与z轴所成的角度设为β，将将连接原点和预定的球透镜10的线向xy面射影的线与x轴所成的角设为α。在x1＝rsinβcosα、以及z1＝rcosβ，且将平面图像设为xz面时，平面图像中的预定的球透镜10的位置关系成为θ1＝arctan(z1/x1)、r12＝x12+z12。
如图24b所示，在极坐标显示中，区域图像d3在坐标(r1、θ1)的位置，成为直径为δr1或者δθ1的圆形。此外，区域图像d3也可以在坐标(r1、θ1)的位置，成为δr1、δθ的扇形的区域。
如图24c所示，在笛卡尔坐标显示中，区域图像d3成为以坐标(x1、z1)的位置为中心的、直径δx1或者δz1的圆形。此外，区域图像d3也可以在坐标(x1、z1)的位置，成为δx1、δz1的矩形的区域。
(3.4图像生成的动作的变形例)
接下来，使用图25，说明图像生成的动作的变形例。图25是示出控制装置50中的图像生成的动作的变形例的流程图。
在该变形例中，控制装置50并非决定预定的折射单元，而决定预定的视点方向，生成各折射单元中的形成图像的部分图像之后，针对各视点方向依次生成部分图像，从而生成形成图像。
如图25所示，控制装置50如步骤s10取得具有视点方向的角度数据和平面图像数据的三维空间表现数据(步骤s20)。
接下来，控制装置50计算预定的视点方向和各折射单元中的法线方向的各角度(步骤s21)。如步骤s11计算视点方向和折射单元中的法线方向的角度。
接下来，控制装置50从预定的视点方向的平面图像，根据角度，抽出针对折射单元的区域图像(步骤s22)。如步骤s12，从预定的视点方向的平面图像，抽出与角度对应的各区域图像。
接下来，控制装置50如步骤s13，以经由折射单元将形成图像的一部分放大，从预定的视点方向看起来像作为区域图像那样，将各区域图像变形为形成图像上的部分图像(步骤s23)。
接下来，控制装置50在各折射单元的形成图像中，将变形后的区域图像配置于与角度对应的位置(步骤s24)。如步骤s14，控制装置50将变形后的区域图像(部分图像)配置于与角度对应的位置，在各折射单元的形成图像中，依次配置部分图像，逐渐地形成形成图像。
接下来，控制装置50判定是否针对所有视点方向执行(步骤s25)。
在没有针对所有视点方向执行的情况下(步骤s25；“否”)，控制装置50针对接下来的视点方向，进行步骤s21至s24的处理。
在已针对所有视点方向执行的情况下(步骤s15；“是”)，控制装置50结束处理。由此，生成形成图像用数据。
(3.5图像调节的动作例)
接下来，使用图26，说明在显示装置1上显示图像之后的图像的调节的动作例。图26是示出控制装置50中的图像调节的动作例的流程图。
如图26所示，控制装置50通过生成的形成图像用数据表现三维空间设计(步骤s30)。具体而言，控制装置50的控制部56将形成图像用数据发送到投影仪等图像投影单元21。图像投影单元21将基于形成图像用数据的投影光投影到图像投映单元20，在各折射单元1a，形成与形成图像用数据对应的形成图像。根据视点方向，看到各折射单元1a的显示要素图像，在显示装置1，显示与视点方向对应的显示合成图像，表现三维空间设计。
接下来，控制装置50取得各视点方向的摄像图像(步骤s31)。具体而言，控制部56控制摄影装置9的位置(设定摄影方向以及摄影距离)，以使摄影装置9进行摄影的方式发送指令的信号，摄影装置9从各视点方向对表现于显示装置1的三维空间设计进行摄影。控制部56从摄影装置9取得摄影图像的图像数据和摄影方向的数据。
这样控制装置50作为取得对通过所述生成的形成图像用数据在显示装置上实现的所述三维空间设计进行摄影而得到的摄影图像的图像数据和摄影方向的数据的图像取得单元的一个例子发挥功能。
也可以用使形成图像针对每个部分区域点灭等方法，掌握形成图像上的点与用摄影装置9对显示装置进行摄影而得到的图像的点的对应关系。
接下来，控制装置50依照取得的摄像图像以及摄影方向的数据、和三维空间表现数据的角度数据以及平面图像数据的差异，调节形成图像用数据(步骤s32)。具体而言，控制部56在摄影方向的数据和三维空间表现的角度数据一致时，比较与该角度数据分别对应的摄影图像数据和平面图像数据。比较摄像图像数据中的与各折射单元1a对应的部分图像(与摄影装置9的摄影方向对应的部分图像)和与摄影装置9的摄影方向对应的平面图像并且与摄影装置9的摄影方向和各折射单元1a的法线方向对应的区域图像，求出差异。例如，是比较的部分图像和区域图像的位置的偏移大小以及方向、比较的部分图像和区域图像的大小的差异以及形状的差异等。
在比较区域图像和与各折射单元1a对应的部分图像的情况下，也可以控制部56通过图像处理抽出特征点(轮廓、内部的点等)，比较特征点彼此。
这样控制装置50作为依照所述摄影图像以及所述摄影方向的数据和所述三维空间表现数据的所述角度数据以及所述平面图像数据的差异，调节所述形成图像用数据的图像调节单元的一个例子发挥功能。
此外，在调节形成图像用数据时，控制装置50也可以利用步骤s12或者步骤s22中的区域图像的抽出阶段，进行调节。另外，控制装置50也可以利用步骤s13或者步骤s23中的区域图像的变形阶段，进行调节。另外，控制装置50也可以利用步骤s14或者步骤s24中的变形后的区域图像的配置阶段，进行调节。
这样控制装置50作为通过调节所述抽出单元抽出的所述区域图像，调节所述形成图像用数据的图像调节单元的一个例子发挥功能。控制装置50作为通过所述图像生成单元调节所述变形的标准或者调节所述配置的标准的至少一方，调节所述形成图像用数据的图像调节单元的一个例子发挥功能。
在此，作为产生差异的原因的一个例子，可以举出作为折射单元的透镜的材质不均质、透镜的形状与设计未准确地相同、透镜的配置(透镜彼此的关系、透镜与形成图像(或者用于形成其的图像形成单元)的关系)与设计未准确地相同、形成形成图像或者图像的图像形成单元的位置与设计未准确地相同、透镜的形状、材质随着时间变化而与设置当初的设计不相同等。另外，作为产生差异的原因的一个例子，在图像形成单元中使用图像投影单元(例如投影仪)和图像投映单元(例如屏幕)的情况下，可以举出投影仪的位置、投影光的角度与设计未准确地相同、屏幕的位置、形状与设计未准确地相同，在投影仪与屏幕之间使用反射单元的情况下，可以举出反射单元的位置、反射面的形状与设计未准确地相同等。在图像形成单元中使用显示器的情况下，可以举出显示器的位置、形状与设计未准确地相同等。另外，根据设置显示装置1的场所的设置环境，通常看到显示装置1的、视点方向的视点的位置不同。例如，在某个视点方向上，有障碍物，与显示装置1的视点距离变近的情况下，合成显示图像能够被放大观察到，所以有时产生差异。
接下来，控制部56以使摄像图像和平面图像的差异减少的方式，修正形成图像用数据。例如，在比较的部分图像和区域图像的位置的偏移的情况下，根据位置偏移的大小和方向，控制部56修正形成图像用数据。
此外，也可以在控制部56修正后，摄影装置9进行摄像，进而修正形成图像用数据，以使差异尽可能变少的方式，反复处理。
改变摄影方向，以使与各视点方向的平面图像的差异尽可能变少的方式，控制部56进行图像调节。
如以上说明，根据本实施例所涉及的显示装置1用的控制装置50，从根据预定的视点方向能够观察显示对象的平面图像，抽出看起来像三维空间表现那样显示于各折射单元的显示要素图像的区域图像数据，依照据此生成的形成图像用数据，在显示装置1中，在具有圆形形状的剖面且使光折射的折射单元显示显示要素图像，所以能够在显示装置1表现能够从宽的视点方向观察的三维空间设计。
从三维空间表现数据中的平面图像数据，分别抽出与预定的各折射单元对应的区域图像，作为区域图像数据，使区域图像以与预定的折射单元的相反侧的面的形状符合的方式变形，将该变形的各区域图像配置于和与该各区域图像对应的角度对应的位置，生成用于形成预定的折射单元的形成图像的形成图像用数据，从而能够在显示装置表现三维空间设计。
另外，根据由折射单元和视点方向规定的角度，抽出区域图像的图像数据，将变形后的区域图像配置于与角度对应的位置，生成形成图像用数据，所以能够根据视点方向，使显示于显示装置的显示图像容易地变更。
另外，在根据折射单元1a的大小，抽出显示要素图像的区域图像数据的情况下，能够抽出与折射单元的大小符合的对应的区域图像。
在多个一连串的视点方向上的平面图像的情况下，能够实现如在显示空间中连续地存在根据观察的角度而不同的平面，在此显示图像的三维空间表现。
另外，在根据实际空间的立体物或者3dcg数据，生成用于在显示装置上三维显示的三维空间表现数据的情况下，还能够表现为在显示装置1中恰似存在配置立体物的空间。
另外，控制装置50在针对通过生成的形成图像用数据显示出的显示图像，取得摄影装置9摄影的摄影图像的图像数据，依照摄影图像和平面图像的差异，调节形成图像用数据的情况下，能够显示失真少的图像。另外，能够根据设置显示装置1的场所，显示装置1表现最佳的三维空间设计。
在通过调节用于在形成图像中形成的形成的标准，调节形成图像用数据的情况下，显示装置1能够表现最佳的三维空间设计。
在通过调节抽出的显示要素图像的图像数据(例如区域图像)，调节形成图像用数据的情况下，从抽出区域图像的阶段调节，所以能够进行较粗的调整。
在通过调节变形的标准或者调节配置的标准的至少一方，调节形成图像用数据的情况下，能够进行较细的调整。
在通过根据形成图像用数据印刷的图像形成形成图像的情况下，能够在显示装置表现三维空间设计。
另外，将从图像投影单元21输出的投影光投到图像投映单元20的投影面而形成投影图像，通过投影图像在图像投映单元20的投影面的背面投映图像，经由各折射单元1a从视点3侧看到投映的图像，所以通过控制图像投影单元21的投影光变更投影图像，能够使在显示装置1表现的三维空间表现容易地变更。
无需在各折射单元的1个1个中将图像重新粘贴或者重新印刷。另外，在以往技术中，显示的图像的变更的自由度低，所以难以表现运动图像，但根据本实施例所涉及的显示装置1，能够实现运动图像、根据时间而形状、配置变化的三维空间表现。
通过使从图像投影单元21投影到图像投映单元20的投影面的投影光随着时间而变化，向图像投映单元20的投影面投影运动图像，从而能够在显示装置1上容易地实现运动图像、根据时间而形状、配置变化的三维空间表现。另外，通过来自图像投影单元21的投影光向图像投映单元20的投影面投影运动图像，所以无需在各折射单元1a中进行布线，所以布线变得简单。
另外，在用两眼观察显示装置1时，折射单元1a相对视点3侧凸形状地排列，所以由于视差，看起来在显示装置1中存在合成图像。在对运动图像的投影光进行投影时，在用两眼观察时，在显示装置1中，看起来像运动图像、根据时间而形状、配置变化的三维空间表现。
在图像投映单元20设置于相反侧的折射单元1a的面的情况下，无需另外设置图像投映单元20，零件点数减少，能够降低成本。
在通过从多个方向投影的投影光向图像投映单元20的投影面投影投影图像而在折射单元1a形成形成图像的情况下，能够使投影的死角减少。
在还具备如投影仪的图像投影单元的情况下，无需在各折射单元中设置液晶显示器、有机el显示器等显示器，所以布线变得简单。
配置支撑单元1b以使作为形成图像的中心的部分朝向凸形状的法线方向的方式，支撑各折射单元1a，所以在各折射单元1a中形成有相同的形成图像的情况下，即使改变观察的角度，显示装置1也能够表现为相同的三维空间。另外，显示装置1能够根据各折射单元1a的形成图像，表现各种三维空间设计。
在凸形状具有圆形形状的剖面的情况下，显示装置1显示的合成图像的失真变少。另外，即使用户改变观察的角度，也能够看到失真少的三维空间设计。
另外，双凸透镜的各个透镜是具有平坦面的单凸构造，所以在视角成为预定值以上时，在透镜的平坦面中，来自透镜内部的光产生反射(内部反射)，所以存在无法确保充分的视角这样的问题。进而，在专利文献1中，为了减少来自周围的外光所致的影响，在黑色的薄板设置有格子状地形成的狭缝等遮光单元，但由于遮光单元而图像变暗，存在特别在圆筒形的中心部分以外无法显示图像、或者图像不易看到而视觉辨认性降低这样的问题。
但是，根据折射单元1a具有圆形形状的剖面的情况的显示装置1，折射单元1a具有圆形形状的剖面，所以能够防止折射单元1a内部中的来自显示装置1的周围的外光的反射(内部反射)所致的视觉辨认性降低，切断外光的狭缝等遮光单元变得不需要，显示装置1显示的图像变亮，视觉辨认性提高。
通过这样视觉辨认性提高，在折射单元1a具有圆形形状的剖面的情况下，能够针对显示装置1将视觉辨认性高的显示范围确保得较宽，能够提高显示装置1的实用性。
另外，各折射单元1a的视角扩大，所以能够在从视点3侧能够观察的显示装置1的显示面整体，显示大的图像。另一方面，在具有单凸的构造的透镜中，由于内部反射而各折射单元的视角窄，所以无法显示在从视点3侧能够观察的显示装置的显示面整体投映的大的图像。
另外，在折射单元1a的形状是球状或者圆柱状的情况下，能够从显示装置1的周围针对外光，几乎消除折射单元1a的内部反射。另外，在该情况下，各个折射单元1a的视角扩大。
在折射单元1a的形状如球透镜10是球状的情况下，将球形的折射单元1a配置于球面或者配置于椭圆体的面等，配置的自由度提高。
在折射单元1a的形状是球透镜10等球状，且配置支撑单元1b按照球面形状配置各折射单元1a的情况下，显示装置1不仅针对平面上的视点3的移动，而且针对从立体上的方向的视点3的移动，也能够显示相同的图像。另外，在折射单元1a的形状是球透镜10等球状，且配置支撑单元1b按照圆筒形状配置各折射单元1a的情况下，能够在建筑物柱等设置显示装置1。
在折射单元1a的形状如圆柱透镜是圆柱状，且配置支撑单元1b按照圆筒面形状配置各折射单元1a的情况下，能够在建筑物柱等设置显示装置1。
[显示装置的实施例]
接下来，使用附图，说明与上述实施方式对应的具体的实施例。
(显示装置的第1实施例)
使用图27、图28a以及图28b，说明折射单元1a是球透镜10的情况的实施例。
如图27所示，显示装置1a是将多个球透镜10配置于球面的实施例。
此外，在图27中虽然未图示，在各球透镜10的半球面，作为屏幕面，形成有半球形状的图像投映单元20。在各球透镜10，从显示装置1a的内侧，如图9b所示，通过来自图像投影单元21的投影光在各球透镜10的图像投映单元20的投影面投映“e”的文字的投影图像，在球透镜10的与视点相反的一侧的面形成形成图像。形成图像的中心部分朝向显示装置1a的球面的中心。即，从形成图像的中心部分朝向球透镜10的中心的朝向成为球面的法线方向。
另外，在球面形状的塑料的面，形成嵌入各球透镜10的孔，各球透镜10被嵌入一半程度。
如图28a所示，由承担图像“e”的各部分的各球透镜10的部分图像(显示要素图像)合成的图像(合成显示图像)“e”显示于显示装置1a。
此外，在用两眼观察时，图像“e”看起来像存在于显示装置1a中。
如图28b所示，即使移动视点而观察，图像“e”看起来仍相同。此外，如图28b所示，承担图像“e”的各部分的球透镜10与图28a所示的情况不同。
在通过控制装置50，图像投影单元21向图像投映单元20的投影面投影形成不同的投影图像的投影光时，在显示装置1a，显示不同的图像。显示装置1a除了图像“e”以外，还能够容易地显示各种图像。
此外，显示装置的形状也可以是半球面等。
另外，如图29所示，显示装置的形状也可以是圆筒面形状的显示装置1b。在该情况下，球透镜10按照圆筒面形状配置。不论是个头高的人的视线还是个头低的人的视线，都能看到图像。
显示装置1b也可以并非完全的圆筒形状，而是半圆筒形状、其一部分的形状。
(显示装置的第2实施例)
接下来，使用图30、图31、图32以及图33，说明按照圆筒面形状配置圆柱透镜的实施例。
如图30所示，显示装置1c也可以按照圆筒面形状配置相同的长轴方向的圆柱透镜11。由各圆柱透镜11形成圆筒面s11(1b)。
如图30以及图31所示，在圆柱透镜11的单侧的面，作为屏幕面，形成有半圆筒面形状的图像投映单元20。半圆筒面形状的图像投映单元20设置于显示装置1c的各圆柱透镜11。
如图31所示，半圆筒面形状的图像投映单元20的朝向是显示装置1c的圆筒面s11(1b)的法线方向。即，在连接圆柱透镜11的中心c、和圆筒面s11的中心c的线上，有图像投映单元20的中心部分。
在此，配置支撑单元1b以使从视点的各折射单元1a的剖面形状成为相同的形状的方式，配置各折射单元1a。
此外，显示装置1c也可以并非完全的圆筒形状，而是半圆筒形状、其一部分的形状。
如图31所示，在显示装置1c的内部，设置有作为图像投影单元21的一个例子的投影仪。通过来自图像投影单元21的投影光向图像投映单元20的投影面投影投影图像，投影图像投映到图像投映单元20的背面，在圆柱透镜11的与视点相反的一侧的面形成形成图像。
如图32所示，显示装置1d也可以具备反射镜等反射单元22(图像形成单元的一个例子)。反射单元22也可以是研磨金属的面、镀敷金属的面、蒸镀的面、粘贴金属箔的面、如镜的具有光的反射效果的面、或者、与光的反射效果相似的向光路折射光的折射单元。
图像投影单元21也可以不在显示装置1d的内部。反射单元22也可以是如图24所示，相对图像投影单元21成为凸形状的球形状。反射单元22除了朝向图像投影单元21的轴以外也可以是凹面的形状。反射单元22也可以是半球、圆锥形、圆锥台、三角锥形、四角锥形等多角锥形、多角锥台、抛物线、双曲线型、将这些形状组合2个以上的形状、或者、如360度摄影时的反射镜的形状，是能够使来自图像投影单元21的投影光反射而向图像投映单元20的投影面投影图像的形状即可。
另外，也可以通过反射单元，从多个方向投影投影光而向图像投映单元20的投影面投影图像。或者，也可以通过反射单元(也可以是多个)使来自图像投映单元20的一部分的投影光反射，而从其他角度投影到图像投映单元20的其他投影面。
从图像投影单元21投影的投影光在被反射单元22反射之后被投影到图像投映单元20，在圆柱透镜11的与视点相反的一侧的面形成形成图像。此外，控制装置50生成以能够在各折射单元中形成形成图像的方式，考虑反射单元22的反射面的形状的投影图像。
图像投影单元21也可以不设置于显示装置1d的内部，所以能够使显示装置1d小型化。图像投影单元21也可以不设置于显示装置1d的内部，所以也可以并非小型的图像投影单元21。另外，显示装置1d也可以无需从一开始就具备图像投影单元21，所以能够以后设置图像投影单元21，易于更换。
在还具备使从图像投影单元21输出的投影光反射并将反射的投影光投影到图像投映单元20的投影面的反射单元22的情况下，能够与折射单元以及图像投映单元等光学系统独立地在后面将图像投影单元等投影系统安装到显示装置1，所以能够分别维护。另外，无需将如投影仪的图像投影单元设置于显示装置1的内部(配置支撑单元1b的内部)，所以能够使显示装置1小型化。如果从1个图像投映单元20将投影光投影到反射单元22，从反射单元22投影到各方向的折射单元1a，则无需如利用多个图像投映单元20的投影，考虑投影图像之间的连接部分的调节，易于生成折射单元1a的形成图像。
如图33所示，显示装置1e也可以是圆锥台状的形状。将多个圆锥台透镜12通过配置支撑单元1b的一个例子的支撑台15，配置为圆锥台侧面的曲面。如图33所示，能够设置于从上方的视点3向下看显示装置1e的位置。在将如图15所示的显示装置1e在图中上下反转的显示装置的情况下，能够设置于从下方的视点3向上看显示装置1e的位置。
此外，图像投映单元20也可以并非透射型的屏幕，而是反射型的屏幕。在该情况下，将小型的图像投影单元21设置于图像投映单元20与折射单元1a之间。另外，也可以组合透射型的屏幕和反射型的屏幕。
图像投映单元20也可以不设置到折射单元1a的与视点相反的一侧的面的全面，而向一部分从图像投影单元21或者反射单元22，投影如在折射单元1a直接形成投影图像的投影光。
[实施例2]
接下来，使用图34a至图34c，说明使用作为图像形成单元的一个例子的显示器单元的显示系统。本实施例是代替实施例1的图像投映单元20以及图像投影单元21而使用显示器单元的实施例。
本实施例的显示系统s2如图34a所示，构成为具备显示装置2、控制装置50以及摄影装置9。
本实施例的显示装置2具备折射单元1a、配置支撑单元1b以及设置于相对各折射单元1a与视点3侧相反的一侧的面的显示器单元25(图像形成单元的一个例子)。
显示器单元25例如是液晶显示器、有机el显示器等显示器。显示器单元25通过将图像显示于折射单元1a，在折射单元1a中形成形成图像。
显示器单元25如图34b所示，被设置成覆盖由透明的材质构成的折射单元1a的半面。显示器单元25与控制装置50连接。图34a中的各折射单元1a表示透明的球透镜10被半球状的显示器25覆盖的情况的剖面。此外，圆柱透镜也可以是被半圆筒面形状的显示器单元覆盖的情况的剖面。
如图34a所示，各显示器单元25与控制装置50连接。控制装置50向各显示器单元25发送形成图像用数据。各显示器单元25根据形成图像用数据显示形成图像5。根据视点方向，通过各显示器单元25在各折射单元1a中看到显示要素图像，在显示装置2上，显示与视点方向对应的显示合成图像。
控制装置50从摄影装置9取得对显示装置2的显示合成图像进行摄影而得到的摄影图像的图像数据，进行图像调节。
如图34c所示，显示装置2c也可以按照圆筒面形状配置视点侧的相反侧被半圆筒面形状的显示器26(显示器单元25的一个例子)覆盖的相同的朝向的圆柱透镜11。代替图31中的图像投映单元20，而设置有半圆筒面形状的显示器26。通过各圆柱透镜11形成圆筒面s11(1b)。
圆柱透镜11的轴方向的中心线的部分是作为图像的中心的部分(显示器26的中心部分)。如图34c所示，显示器26的朝向是显示装置2c的圆筒面s11(1b)的法线方向。即，在连接圆柱透镜11的中心c和圆筒面s11的中心c的线上，有显示器26的中心部分。
在显示系统s2中，除了图像投映单元20以及图像投影单元21所引起的特别的效果以外，还得到与实施例1同样的效果。
进而，本发明不限定于上述各实施方式。上述各实施方式是例示，具有与本发明的权利要求书记载的技术上的思想实质上相同的结构而起到同样的作用效果的发明也包含于本发明的技术上的范围。
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