JP2001320739A - 三次元表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 眼鏡なしで、立体視の生理的要因間での矛盾
を抑制でき、かつ簡便に既存の二次元表示装置に追加し
て三次元表示が可能となる三次元表示装置を提供する。 【解決手段】 発光型二次元表示装置で構成される第１
の表示装置と、透過型二次元表示装置と、観察者から見
て、前記第１の表示装置の前面に、前記透過型二次元表
示装置を配置する手段とを備える三次元表示装置であっ
て、前記第１の表示装置と、前記透過型二次元表示装置
とは、観察者から見て重なるように同一の二次元像を表
示し、かつ、前記第１の表示装置に表示される二次元像
の輝度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二次
元像の透過度とを、各々独立に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元表示装置に
係わり、特に、通常の二次元像表示装置に追加して、三
次元像を簡便に表示できる三次元表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、簡便に二次元表示装置の前に置い
て、三次元表示ができる装置としては、二眼式立体表示
装置があった。その一例として、図２０に示す液晶シャ
ッター眼鏡方式がよく知られている。以下、この方式の
原理について以下に説明する。三次元物体２０１を異な
る方向から撮像した像（視差像）をカメラ（２０２，２
０３）によって撮像する。カメラ（２０２，２０３）か
らの映像を合成してひとつの映像信号とするための映像
信号変換装置２０４を通してＣＲＴ表示装置２０５に入
力する。観察者２０７は、液晶シャッター眼鏡２０６を
かけて、ＣＲＴ表示装置２０５の映像を観察する。液晶
シャッター眼鏡２０６は、ＣＲＴ表示装置２０５がカメ
ラ２０３の映像を表示している時には、右側が透過状
態、左側が非透過状態とし、ＣＲＴ表示装置２０５がカ
メラ２０２の映像を表示している時には、左側が透過状
態、右側が非透過状態とする。これを高速で切替える
と、眼の残像効果により両眼に視差像が見えるように感
じる。したがって、両眼視差による立体視が可能とな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
方式では、液晶シャッター眼鏡２０６が必須であるた
め、テレビ会議のような場合には、非常に不自然である
欠点を有する。さらに、立体視の生理的要因の中で、両
眼視差、輻輳と、ピント調節との間に大きな矛盾が生じ
る問題点を有する。即ち、両眼視差と輻輳はほぼ満足で
きるが、ピント面が表示面にあるため、この矛盾により
眼精疲労などを生じる。特に、立体視の能力が成長中で
ある１０才以下の子供には、このような立体表示装置を
見せることは禁止される場合さえもある。本発明は、前
記従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、本発明の目的は、眼鏡なしで、立体視の生理的要因
間での矛盾を抑制でき、かつ簡便に既存の二次元表示装
置に追加して三次元表示が可能となる三次元表示装置を
提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目
的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によっ
て明らかにする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、発光型二次元表示
装置で構成される第１の表示装置と、透過型二次元表示
装置と、観察者から見て、前記第１の表示装置の前面
に、前記透過型二次元表示装置を配置する手段とを備え
る三次元表示装置であって、前記第１の表示装置と、前
記透過型二次元表示装置とは、観察者から見て重なるよ
うに同一の二次元像を表示し、かつ、前記第１の表示装
置に表示される二次元像の輝度と、前記透過型二次元表
示装置に表示される二次元像の透過度とを、各々独立に
変化させることを特徴とする。

【０００５】また、本発明は、反射型二次元表示装置で
構成される第１の表示装置と、透過型二次元表示装置
と、観察者から見て、前記第１の表示装置の前面に、前
記透過型二次元表示装置を配置する手段とを備える三次
元表示装置であって、前記第１の表示装置と、前記透過
型二次元表示装置とは、観察者から見て重なるように同
一の二次元像を表示し、かつ、前記第１の表示装置に表
示される二次元像の反射度と、前記透過型二次元表示装
置に表示される二次元像の透過度とを、各々独立に変化
させることを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、透過型二次元表示装置で
構成される第１の表示装置と、透過型二次元表示装置
と、観察者から見て、前記第１の表示装置の前面に、前
記透過型二次元表示装置を配置する手段とを備える三次
元表示装置であって、前記第１の表示装置と、前記透過
型二次元表示装置とは、観察者から見て重なるように同
一の二次元像を表示し、かつ、前記第１の表示装置に表
示される二次元像の透過度と、前記透過型二次元表示装
置に表示される二次元像の透過度とを、各々独立に変化
させることを特徴とする。また、本発明の好ましい実施
の形態では、前記第１の表示装置および透過型二次元表
示装置は、光の偏光方向を変化できる偏光可変装置を有
し、さらに、前記第１の表示装置および透過型二次元表
示装置の両側に配置される偏光板を有する。

【０００７】また、本発明の好ましい実施の形態では、
前記透過型二次元表示装置は、前記第１の表示装置から
着脱可能とされている。また、本発明の好ましい実施の
形態では、前記透過型二次元表示装置は、前記第１の表
示装置上にほぼ密着するように移動可能である。また、
本発明の好ましい実施の形態では、前記透過型二次元表
示装置は、前記第１の表示装置と重ならないように移動
可能である。また、本発明の好ましい実施の形態では、
前記第１の表示装置は、携帯型端末の表示装置である。
また、本発明の好ましい実施の形態では、前記第１の表
示装置と、前記透過型二次元表示装置とは、前記第１の
表示装置に表示される二次元像の輝度、反射度、あるい
は透過度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二
次元像の透過度を、表示対象物体の奥行き位置に対応し
て変化させる。

【０００８】また、本発明の好ましい実施の形態では、
前記表示対象物体の奥行き位置が前記観察者に近い位置
である場合に、前記透過型二次元表示装置は、表示され
る二次元像の透過度を低くし、前記第１の表示装置は、
表示される二次元像の輝度を低くし、または反射度を低
くし、あるいは透過度を高くし、また、前記表示対象物
体の奥行き位置が前記観察者に遠い位置である場合に、
前記透過型二次元表示装置は、表示される二次元像の透
過度を高くし、前記第１の表示装置は、表示される二次
元像の輝度を高くし、または反射度を高くし、あるいは
透過度を低くする。また、本発明の好ましい実施の形態
では、前記第１の表示装置と、前記透過型二次元表示装
置とは、観察者の見る総体的な輝度が、前記表示対象物
体の輝度と等しくなるように、前記第１の表示装置に表
示される二次元像の輝度、反射度、あるいは透過度と、
前記透過型二次元表示装置に表示される二次元像の透過
度を変化させる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 ［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１の三次
元表示装置の概略構成を示す図である。まず、本実施の
形態では、二次元表示装置１０１は、機器１１０の表示
装置である場合について説明する。本実施の形態の三次
元表示装置は、観察者１００から見て、その二次元表示
装置１０１の前に、支持部材（以下、単に支持ともい
う）１０６で配置された透過型二次元表示装置（以下、
単に、透過型表示装置という）１０２とで構成される。
二次元表示装置１０１と透過型表示装置１０２には、観
察者から見て重なった二次元像（１０３，１０４）が表
示され、また、二次元表示装置１０１と透過型表示装置
とは、それぞれ表示する二次元像（１０３，１０４）の
輝度あるいは透過度を独立に変化させる。むろん、観察
者１００から見て、このような二次元像の配置となるよ
うに光学系（レンズやミラーなど）を用いて構成しても
よい。

【００１０】ここで、二次元表示装置１０１は、例え
ば、ツイストネマティック型液晶ディスプレイ、インプ
レイン型液晶ディスプレイ、ホモジニアス型液晶ディス
プレイ、強誘電液晶ディスプレイ、ゲスト−ホスト型液
晶ディスプレイ、高分子分散型液晶ディスプレイ、ホロ
グラフィック高分子分散型液晶ディスプレイ、あるい
は、これらの組み合わせの液晶ディスプレイ、あるいは
ＣＲＴ表示装置、あるいはプラズマディスプレイなどで
構成される。また、透過型表示装置１０２は、例えば、
ツイストネマティック型液晶ディスプレイ、インプレイ
ン型液晶ディスプレイ、ホモジニアス型液晶ディスプレ
イ、強誘電液晶ディスプレイ、ゲスト−ホスト型液晶デ
ィスプレイ、高分子分散型液晶ディスプレイ、ホログラ
フィック高分子分散型液晶ディスプレイ、あるいはこれ
らの組み合わせの液晶ディスプレイで構成される。

【００１１】次に、図２に示すように、観察者１００に
提示したい三次元物体（表示対象物体）１０５を、観察
者１００から見て、前述の二次元表示装置１０１および
透過型表示装置１０２へ射影した二次元像として、例え
ば、二次元像（１０３，１０４）を生成する。この二次
元像の生成方法としては、例えば、視線方向から三次元
物体１０５をカメラ撮影した二次元像を用いる方法、あ
るいは別の方向からから撮影した複数枚の二次元像から
合成する方法、あるいはコンピュータグラフィックによ
る合成技術やモデル化を用いる方法など種々の方法があ
る。この二次元像（１０３，１０４）を、図１に示すよ
うに、各々二次元表示装置１０１および透過型表示装置
１０２の双方に、観察者の右眼と左眼を結ぶ線上の一点
から見て重なるように、表示する。これは、例えば、二
次元像（１０３，１０４）の各々の中心位置や重心位置
の配置と、各々の像の拡大／縮小率を制御することで可
能となる。

【００１２】本発明における重要な要点は、前述の構成
を有する装置上で、二次元像（１０３，１０４）を構成
する各々の部分における輝度あるいは透過度を、観察者
１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元
物体１０５の奥行き位置に対応して変えることである。
その変え方の一例を以下に述べる。例えば、図３に示す
ように、三次元物体１０５が透過型表示装置１０２上に
ある場合には、この部分の輝度あるいは透過度を二次元
像１０４の輝度が三次元物体１０５の輝度に等しくなる
ように設定し、二次元表示装置１０１上の二次元像１０
３の部分の輝度をゼロ、あるいは透過度を、例えば、そ
の透過型表示装置１０２の最大値とする。ここで、白黒
図面であるため、分かりやすいように図面上では、輝度
が高い方あるいは透過度が低い方を濃く示してある。

【００１３】次に、例えば、図４に示すように、三次元
物体１０５が観察者１００より少し遠ざかって、透過型
表示装置１０２より二次元表示装置１０１側に少し寄っ
た位置にある場合には、二次元像１０４の部分の輝度を
低下し、あるいは透過度を少し増加し、二次元像１０３
の部分の輝度を上昇し、あるいは透過度を少し減少す
る。さらに、例えば、図５に示すように、三次元物体１
０５が観察者１００よりさらに遠ざかって、透過型表示
装置１０２より二次元表示装置１０１側にさらに寄った
位置にある場合には、二次元像１０４の部分の輝度をさ
らに減少し、あるいは透過度をさらに増加し、二次元像
１０３の部分の輝度をさらに上昇させ、あるいは透過度
をさらに減少する。遂に、例えば、図６に示すように、
三次元物体１０５が二次元表示装置１０１上にある場合
には、この部分の輝度あるいは透過度を二次元像１０３
の輝度が三次元物体１０５の輝度に等しくなるように設
定し、透過型表示装置１０２上の二次元像１０４の部分
の輝度をゼロ、あるいは、透過度を、例えば、その透過
型表示装置１０２の最大値とする。

【００１４】このように表示することにより、人の生理
的あるいは心理的要因あるいは錯覚により、表示してい
るのが二次元像（１０３，１０４）であっても、観察者
１００にはあたかも二次元表示装置１０１、透過型表示
装置１０２の中間に三次元物体１０５が位置しているよ
うに感じられる。即ち、例えば、二次元表示装置１０
１、透過型表示装置１０２の二次元像（１０３，１０
４）の部分の輝度あるいは透過度をほぼ同じに設定した
場合には、二次元表示装置１０１、透過型表示装置１０
２の奥行き位置の中間付近に三次元物体１０５があるよ
うに感じられる。前述したような効果を得るための、前
記二次元像（１０３，１０４）を表示する表示面間の奥
行き距離は、同じ三次元物体１０５に対して、それらの
表示面に表示された複数の二次元像（１０３，１０４）
が、観察者１００の右眼と左眼の位置から単眼で見て共
通領域を有する範囲である。即ち、共通領域がない状態
では、この効果は消失し、観察者１００には前記表示面
に奥行き方向に離れて感じられる。

【００１５】このように、本発明においては、既存の二
次元表示装置１０１に単純に透過型表示装置１０２を追
加するのみで、眼鏡なしの三次元表示を簡便に実現でき
る利点を有する。特に、二次元表示装置１０１を含む機
器１１０が携帯端末である場合には、前記簡便さは重要
な要件である。むろん、本発明では、光源として、特
に、レーザー光などのコヒーレント光源を必要とせず、
かつカラー化も容易であり、さらに機械的駆動部を含ま
ないために軽量化、信頼性の向上などに適していること
もさらに利点となる。本発明においては、図２０に示し
た従来法とは異なり、実際に像を表示する表示面が、そ
の錯覚位置を挟んで少なくとも２つ以上存在するため、
従来法にあった両眼視差、輻輳と、ピント調節との間の
矛盾を大きく抑制でき、眼精疲労などを抑制できると考
えられる。

【００１６】また、ピント調節自体は、観察者１００が
２つ以上の面を同時に見ることになるため、双方の像を
最もぼけさずに見ることができる位置に定位することと
なるため、従来法の欠点を大きく改善できる。このた
め、立体視の能力が成長中である１０才以下の子供に見
せても問題とならない。また、前述の説明では、複数の
二次元像（１０３，１０４）の部分の透過度の変化のみ
を記述してきたが、例えば、輝度あるいは透過度の変化
は上記した通りとし、かつ観察者１００から見た総体的
な色を変化させない範囲で各々の色を変えても、本発明
の効果としては同様な効果が得られる。これは、例え
ば、輪郭の部分の色が中とは異なり、通常の場合では違
和感を感じる要因となるが、例えば、背景との色彩的な
マッチングなどの点で効果を得られる場合がある。さら
に、前述の実施の形態における二次元像面としては、本
発明の趣旨から見て、必ずしも平面である必要はなく、
球面や楕円面や二次曲面や他の複雑な曲面であっても同
様な効果が得られることは明らかである。

【００１７】［実施の形態２］機器１１０における二次
元表示装置１０１が、偏光子と液晶と検光子を含んで構
成される場合の実施の形態について説明する。この場合
には、図１と同様な構成において、二次元表示装置１０
１の検光子を除き、かつ、透過型表示装置１０２とし
て、偏光子と液晶と検光子を含んで構成される装置（偏
光可変装置）を採用し、さらに、透過型表示装置１０２
の偏光子を除いて使用することにより、前述の実施の形
態と同様な効果が得られる。この場合に、向かい合う検
光子と偏光子を除くことにより、余分な素子を経ること
による光の利用効率の劣化を防ぐことができる利点を有
する。但し、途中において偏光の加算となるため、二次
元表示装置１０１あるいは透過型表示装置１０２の設計
パラメータを変更する必要がある場合もある。

【００１８】［実施の形態３］本発明において、観察者
から見て奥に配置される二次元表示装置の種類（例え
ば、反射型、発光型、透過型など）が異なっても、本発
明の効果を得ることができる。以下、この点について説
明する。初めに、観察者から見て奥に配置される二次元
表示装置が、反射型の二次元表示装置の場合について説
明する。まず、観察者から見て二次元表示装置の前方の
みにもっぱら二次元表示装置のみを照らすように光源が
配置される場合が考えられる。例えば、図７に示すよう
に、透過型表示装置３０１と二次元表示装置３０２と、
光源３０３を用いる場合を例にとる。本発明の効果は、
二次元表示装置３０２において、光源３０３の光が散乱
された散乱光が、前方の透過型表示装置３０１の透過度
の変化により変化することによりもたらされることとな
る。即ち、前方の透過型表示装置３０１における表示
は、後方の二次元表示装置３０２からの光の強さと、そ
の前方の透過型表示装置３０１における透過度により決
定され、後方の二次元表示装置３０２における表示は、
光源３０３の光の強さと、二次元表示装置３０２におけ
る散乱度によって決定される。

【００１９】また、観察者から見て複数の透過型表示装
置と二次元表示装置の前方に双方を照らすように光源が
配置される場合が考えられる。例えば、図８に示すよう
に、透過型表示装置３０１と二次元表示装置３０２と、
光源３０４を用いる場合を例にとる。本発明の効果は、
光源３０４の光が透過型表示装置３０１を通して二次元
表示装置３０２を照射し、かつ、二次元表示装置３０２
において散乱された散乱光が前方の透過型表示装置３０
１の透過度の変化により変化した輝度と、光源３０４の
光が前方の透過型表示装置３０１によって散乱された輝
度との和の変化によりもたらされることとなる。即ち、
前方の透過型表示装置３０１における表示は、後方の二
次元表示装置３０２からの光の強さと、その前方の透過
型表示装置３０１における透過度と、透過型表示装置３
０１における光源３０４の光の散乱度により決定され、
後方の二次元表示装置３０２における表示は、光源３０
４の光の強さと、二次元表示装置３０２における散乱度
によって決定される。これにより、その奥行き位置の制
御は、前述の実施の形態に比べて、多少複雑こなるが、
光源の配置の自由度など装置構成における自由度などの
利点がある。

【００２０】また、観察者から見て前方に、複数の透過
型表示装置と二次元表示装置の各々に光源が配置される
場合が考えられる。例えば、図９に示すように、透過型
表示装置３０１、二次元表示装置３０２と光源（３０
３，３０５）を用いる場合を例にとる。本発明の効果
は、前方の光源３０５の光に対する前方の透過型表示装
置３０１における散乱度の変化と、後方の二次元表示装
置３０２からの光の前方の透過型表示装置３０１におけ
る透過度の変化によりもたらされることとなる。即ち、
前方の透過型表示装置３０１における表示は、光源３０
５からの散乱度と、後方の二次元表示装置３０２からの
光の強さと、その前方の透過型表示装置３０１における
透過度により決定され、後方の二次元表示装置３０２に
おける表示は、光源３０３の光の強さと二次元表示装置
３０２における散乱度によって決定される。これによ
り、その奥行き位置の制御は、前述の実施の形態に比べ
て、多少複雑になるが、光源の配置の自由度など装置構
成における自由度などの利点がある。さらに、この場合
には、複数の透過型表示装置を用いる場合には、これら
をほぼ対等に扱えるため、装置制御上で簡便となる利点
を有する。

【００２１】さらに、図１０に示すように、各光源（３
０６，３１０）で、前後の透過型表示装置３０１あるい
は二次元表示装置３０２を照らすようにすることも光源
の光の有効利用から有益である。また、前述の実施の形
態において、図１１に示すように、透過型表示装置３０
１などを観察者から見て後方から照明する光源３１１を
追加して配置することも考えられる。この場合には、二
次元表示装置３０２からの散乱光だけでなく光源３１１
からの光を加算した光が透過型表示装置３０１の透過度
によりコントロールされることとなる。これにより、そ
の輝度制御にパラメータの数が多くなる利点を有し、さ
らに、暗くなりがちな映像を明るくすることもできる。
なお、前述の実施の形態では、例として、一つの透過型
表示装置３０１と反射型二次元表示装置３０２を用いた
場合を示したが、これがさらに多数となっても同棟な効
果が期待できることは明らかである。

【００２２】次に、観察者から見て奥に配置される二次
元表示装置が、発光型の二次元表示装置の場合について
説明する。まず、観察者から見て実質的に他に光源がな
い場合が考えられる。例えば、図１２に示すように、透
過型表示装置４０１と二次元表示装置４０２とを用いる
場合を例にとる。本発明の効果は、二次元表示装置４０
２により発光した光が、前方の透過型表示装置４０１の
透過度の変化により変化することによりもたらされるこ
ととなる。即ち、前方の透過型表示装置４０１における
表示は、後方の二次元表示装置４０２からの光の強さ
と、その前方の透過型表示装置４０１における透過度に
より決定され、後方の二次元表示装置４０２における表
示は発光の強さによって決定される。

【００２３】また、図１３に示すように、透過型表示装
置４０１などを観察者から見て後方から照明する光源４
１１を追加して配置することも考えられる。この場合に
は、二次元表示装置４０２の発光による光だけでなく、
光源４１１からの光を加算した光が、透過型表示装置４
０１の透過度によりコントロールされることとなる。こ
れにより、その輝度制御にパラメータの数が多くなる利
点を有し、さらに、暗くなりがちな映像を明るくするこ
ともできる。前述の実施の形態では、例として、一つの
透過型表示装置４０１と発光型二次元表示装置４０２を
用いた場合を示したが、これがさらに多数となっても同
様な効果が期待できることは明らかである。

【００２４】次に、観察者から見て奥に配置される二次
元表示装置が、透過型の二次元表示装置の場合について
説明する。この場合には、後ろの景色などを透かしてみ
ることのできる利点を有するが、二次元表示装置５０２
も透過型となるため、図１４に示すように、通常は二次
元表示装置５０２の後ろに光源５１０が必要である。む
ろん、透過型の場合でも前方のみに光源を配置して、そ
の散乱のみにより表示を行うことも可能であるが暗くな
ることが考えられる。以下の説明では、前記以外の光源
配置による例を示す。まず、観察者から見て二次元表示
装置の前方のみに、二次元表示装置のみを照らすように
光源が配置される場合が考えられる。例えば、図１４に
示すように、透過型表示装置５０１と二次元表示装置５
０２と、光源５０３を用いる場合を例にとる。本発明の
効果は、二次元表示装置５０２で光源５１０の光が透過
された光と、二次元表示装置５０２において光源５０３
の光が散乱された散乱光が前方の透過型表示装置５０１
の透過度の変化により変化することによりもたらされる
こととなる。即ち、前方の透過型表示装置５０１におけ
る表示は、後方の二次元表示装置５０２からの光の強さ
と、その前方の透過型表示装置５０１における透過度に
より決定され、後方の二次元表示装置５０２における表
示は光源５０３の光の強さと二次元表示装置５０２にお
ける散乱度と、光源５１０の光の強さと二次元表示装置
５０２における透過度によって決定される。

【００２５】また、観察者から見て複数の透過型表示装
置と二次元表示装置の前方に双方を照らすように光源が
配置される場合が考えられる。例えば、図１５に示すよ
うに、透過型表示装置５０１と二次元表示装置５０２
と、光源５０４を用いる場合を例にとる。本発明の効果
は、光源５０４の光が、透過型表示装置５０１を通して
二次元表示装置５０２を照射し、かつ、二次元表示装置
５０２において散乱された散乱光と、二次元表示装置５
０２で光源５１０の光が透過された光との和が前方の透
過型表示装置５０１の透過度の変化により変化した輝度
と、光源５０４の光が前方の透過型表示装置５０１によ
って散乱された輝度との和の変化によりもたらされるこ
ととなる。即ち、前方の透過型表示装置５０１における
表示は、後方の二次元表示装置５０２からの光の強さ
と、その前方の透過型表示装置５０１における透過度
と、透過型表示装置５０１における光源５０４の光の散
乱度により決定され、後方の二次元表示装置５０２にお
ける表示は、光源５０３の光の強さと二次元表示装置５
０２における散乱度によって決定される。これにより、
その奥行き位置の制御は、前述の実施の形態に比べて、
多少複雑になるが、光源の配置の自由度など装置構成に
おける自由度などの利点がある。

【００２６】また、観察者から見て前方に複数の透過型
表示装置と二次元表示装置の各々に光源が配置される場
合が考えられる。例えば、図１６に示すように、透過型
表示装置５０１、二次元表示装置５０２と光源（５０
３，５０５）を用いる場合を例にとる。本発明の効果
は、前方の光源５０５の光に対する前方の透過型表示装
置５０１における散乱度の変化と、後方の二次元表示装
置５０２からの光の前方の透過型表示装置５０１におけ
る透過度の変化によりもたらされることとなる。即ち、
前方の透過型表示装置５０１における表示は、光源５０
５からの散乱度、後方の二次元表示装置５０２からの光
の強さと、その前方の透過型表示装置５０１における透
過度により決定され、後方の二次元表示装置５０２にお
ける表示は、光源５０３の光の強さと、二次元表示装置
５０２における散乱度と、光源５１０の光の強さと、二
次元表示装置５０２における透過度によって決定され
る。これにより、その奥行き位置の制御は、前述の実施
の形態に比べて、多少複雑になるが、光源の配置の自由
度など装置構成における自由度などの利点がある。さら
に、複数の透過型表示装置を用いる場合には、これらを
ほぼ対等に扱えるため、装置制御上で簡便となる利点を
有する。

【００２７】さらに、図１７に示すように、各光源（５
０６，５１１）で、前後の透過型表示装置あるいは二次
元表示装置を照らすようにすることも光源の光の有効利
用から有益である。また、前述の実施の形態において、
図１８に示すように、透過型表示装置５０１などを観察
者５００から見て後方から照明する光源５１２を追加し
て配置することも考えられる。この場合には、二次元表
示装置５０２からの散乱光だけでなく光源５１２からの
光を加算した光が透過型表示装置５０１の透過度により
コントロールされることとなる。これにより、その輝度
制御にパラメータの数が多くなる利点を有し、さらに、
暗くなりがちな映像を明るくすることもできる。なお、
前述の実施の形態では、例として、一つの透過型表示装
置５０１と透過型二次元表示装置５０２を用いた場合を
示したが、これがさらに多数となっても同様な効果が期
待できることは明らかである。

【００２８】［実施の形態４］以下、前述の支持部材１
０６について説明する。透過型表示装置１０２は、支持
部材１０６によって二次元表示装置１０１に着脱可能と
することが可能である。これにより、例えば、機器１１
０が携帯端末の場合には三次元表示が不要な際には取り
外せるというメリットがある。また、透過型表示装置１
０２を、支持部材１０６を伸び縮み可能な材料などで製
作することにより、不要な場合に二次元表示装置１０１
に密着させることも可能である。これにより、例えば、
機器１１０が携帯端末の場合には三次元表示が不要な際
には小型化できる利点がある。さらに、図１９に示すよ
うに、透過型表示装置１０２を二次元表示装置１０１の
横位置に移動できるようにすることにより、三次元表示
を行わない場合には二次元表示装置１０１の表示面を大
きくできる利点を有する。以上、本発明者によってなさ
れた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明した
が、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。本発明の三次元表示装置によれば、眼
鏡なしで、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制でき、
かつ、簡便に既存の二次元表示装置に追加して三次元立
体像を表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の概略
構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の原理
を説明するための図である。

【図３】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の原理
を説明するための図である。

【図４】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の原理
を説明するための図である。

【図５】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の原理
を説明するための図である。

【図６】本発明の実施の形態１の三次示表示装置の原理
を説明するための図である。

【図７】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の一例
の概略構成を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他の
例の概略構成を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他の
例の概略構成を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１３】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１５】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１６】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１７】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１８】本発明の実施の形態３の三次示表示装置の他
の例の概略構成を示す図である。

【図１９】本発明の実施の形態の支持部材の他の例を示
す図である。

【図２０】従来の液晶シャッター眼鏡方式の三次元表示
装置の原理を説明するための図である。

【符号の説明】

１００，２０７，３００，４００、５００…観察者、１
０１，３０２，４０２，５０２…二次元表示装置、１０
２，３０１，４０１，５０１…透過型表示装置、１０
３，１０４，３０７，３０８，４０７，４０８，５０
７，５０８…二次元像、１０５，２０１…三次元物体、
１０６…支持部材、１１０…機器、２０２，２０３…カ
メラ、２０４…画像変換装置、２０５…ＣＲＴ表示装
置、２０６…液晶シャッター眼鏡、３０３，３０４，３
０５，３０６，３１０，３１１，４１１，５０３，５０
４，５０５，５０６，５１０，５１１，５１２…光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｘ ５Ｇ４３５ 5/36 ５１０ 5/36 ５１０Ｖ (72)発明者 伊達 宗和 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H059 AA35 2H088 EA05 FA11 FA30 GA10 JA05 JA06 JA11 JA17 JA28 MA01 5C061 AA20 AB08 AB14 AB18 5C080 AA01 AA09 BB05 DD01 EE32 JJ01 JJ02 JJ06 5C082 BA46 DA51 MM05 MM08 5G435 AA00 AA18 BB12 BB15 CC11 LL07

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光型二次元表示装置で構成される第１
   の表示装置と、 透過型二次元表示装置と、 観察者から見て、前記第１の表示装置の前面に、前記透
   過型二次元表示装置を配置する手段とを備える三次元表
   示装置であって、 前記第１の表示装置と、前記透過型二次元表示装置と
   は、観察者から見て重なるように同一の二次元像を表示
   し、かつ、前記第１の表示装置に表示される二次元像の
   輝度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二次元
   像の透過度とを、各々独立に変化させることを特徴とす
   る三次元表示装置。
2. 【請求項２】 反射型二次元表示装置で構成される第１
   の表示装置と、 透過型二次元表示装置と、 観察者から見て、前記第１の表示装置の前面に、前記透
   過型二次元表示装置を配置する手段とを備える三次元表
   示装置であって、 前記第１の表示装置と、前記透過型二次元表示装置と
   は、観察者から見て重なるように同一の二次元像を表示
   し、かつ、前記第１の表示装置に表示される二次元像の
   反射度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二次
   元像の透過度とを、各々独立に変化させることを特徴と
   する三次元表示装置。
3. 【請求項３】 透過型二次元表示装置で構成される第１
   の表示装置と、 透過型二次元表示装置と、 観察者から見て、前記第１の表示装置の前面に、前記透
   過型二次元表示装置を配置する手段とを備える三次元表
   示装置であって、 前記第１の表示装置と、前記透過型二次元表示装置と
   は、観察者から見て重なるように同一の二次元像を表示
   し、かつ、前記第１の表示装置に表示される二次元像の
   透過度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二次
   元像の透過度とを、各々独立に変化させることを特徴と
   する三次元表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１の表示装置および透過型二次元
   表示装置は、光の偏光方向を変化できる偏光可変装置を
   有し、 さらに、前記第１の表示装置および透過型二次元表示装
   置の両側に配置される偏光板を有することを特徴とする
   請求項３に記載の三次元表示装置。
5. 【請求項５】 前記観察者から見て、前記第１の表示装
   置の前方に配置される第１の光源を有し、 前記第１の表示装置は、前記第１の光源からの光の散乱
   度も変化させることを特徴とする請求項３に記載の三次
   元表示装置。
6. 【請求項６】 前記透過型二次元表示装置は、前記第１
   の表示装置から着脱可能とされていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の三次元
   表示装置。
7. 【請求項７】 前記透過型二次元表示装置は、前記第１
   の表示装置上にほぼ密着するように移動可能であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に
   記載の三次元表示装置。
8. 【請求項８】 前記透過型二次元表示装置は、前記第１
   の表示装置と重ならないように移動可能であることを特
   徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載
   の三次元表示装置。
9. 【請求項９】 前記第１の表示装置は、携帯型端末の表
   示装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項８
   のいずれか１項に記載の三次元表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の表示装置と、前記透過型二
    次元表示装置とは、前記第１の表示装置に表示される二
    次元像の輝度、反射度、あるいは透過度と、前記透過型
    二次元表示装置に表示される二次元像の透過度を、表示
    対象物体の奥行き位置に対応して変化させることを特徴
    とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の
    三次元表示装置。
11. 【請求項１１】 前記表示対象物体の奥行き位置が前記
    観察者に近い位置である場合に、前記透過型二次元表示
    装置は、表示される二次元像の透過度を低くし、前記第
    １の表示装置は、表示される二次元像の輝度を低くし、
    または反射度を低くし、あるいは透過度を高くし、 また、前記表示対象物体の奥行き位置が前記観察者に遠
    い位置である場合に、前記透過型二次元表示装置は、表
    示される二次元像の透過度を高くし、前記第１の表示装
    置は、表示される二次元像の輝度を高くし、または反射
    度を高くし、あるいは透過度を低くすることを特徴とす
    る請求項１０に記載の三次元表示装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の表示装置と、前記透過型二
    次元表示装置とは、観察者の見る総体的な輝度が、前記
    表示対象物体の輝度と等しくなるように、前記第１の表
    示装置に表示される二次元像の輝度、反射度、あるいは
    透過度と、前記透過型二次元表示装置に表示される二次
    元像の透過度を変化させることを特徴とする請求項１な
    いし請求項１１のいずれか１項に記載の三次元表示装
    置。
13. 【請求項１３】 前記観察者から見て、前記透過型二次
    元表示装置の後方に配置される第２の光源を有し、 前記透過型二次元表示装置は、前記第２の光源からの光
    の透過度も変化させることを特徴とする請求項１ないし
    請求項１２のいずれか１項に記載の三次元表示装置。
14. 【請求項１４】 前記観察者から見て、前記透過型二次
    元表示装置の前方に配置される第３の光源を有し、 前記透過型二次元表示装置は、前記第３の光源からの光
    の散乱度も変化させることを特徴とする請求項１ないし
    請求項１３のいずれか１項に記載の三次元表示装置。