JP2007225976A - ３次元表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、奥行き位置の異なる複数の表示面上に表示することにより、３次元立体像を表示する３次元表示方法において、広い視野角にわたっても、複数の画像が重なって見えず、高い品質の立体像を表示させる。
【解決手段】表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、分割したそれぞれの２次元像を、奥行き位置の異なる複数の表示面の、奥行き位置に応じた表示面上に重ね合わせることなく表示させる。また、立体表示させる部分の２次元像の輝度を、相対的に奥行き位置が手前に表示させる部分から奥に表示させる部分にかけて段階的に低くし、かつ、奥行き方向に相隣り合った表示面上に表示される２次元像が互いに接する部分のそれぞれの輝度を、観察者からみて手前に位置する２次元像より、奥に位置する２次元像の方を高くして表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３次元表示方法に係り、特に、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、奥行き位置の異なる複数の表示面上に表示することにより、３次元立体像を表示する３次元表示方法に関する。

従来から、印刷物やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の画面の表示において、立体映像を表示させる方法はいくつか提案されており、その中で、複数の２次元像を重ね合わせ、表示対象物体を立体表示させる方法が提案されている。（下記特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の３次元表示方法では、複数の表示面に２次元像を表示し、各表示面に表示する２次元像の輝度をそれぞれ独立に変化させることで、奥行き方向に立体感のある３次元立体像を表示する。
この３次元表示方法では、表示対象物体の解像度は、通常の２次元像の解像度と等しくなるため、小さな文字などの細かな表示対象物体でも、解像度を高くはっきりと表示できる特徴を有している。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特許第３０２２５５８号公報 特許第３４６０６７１号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載の３次元表示方法では、複数の表示面上の同じ平面的な位置に、それぞれ異なった輝度の２次元像を表示しているため、観察者の視線位置が多少ずれただけで、複数の２次元像が重なって見えてしまい、立体表示させる表示対象物体の画像品質が劣化し、立体像を高い解像度で表示できる本方法の特徴が失われていた。また、複数の表示面上に表示される２次元像を重ね合わせるため、観察者が感じる全体の２次元像の輝度を調整する事は難しかった。
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、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、奥行き位置の異なる複数の表示面上に表示することにより、３次元立体像を表示する３次元表示方法において、広い視野角にわたっても、複数の画像が重なって見えず、高い品質の立体像を表示させることが可能となる技術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。

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。
前述の目的を達成するために、本発明においては、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、分割したそれぞれの２次元像を、奥行き位置の異なる複数の表示面の、奥行き位置に応じた表示面上に重ね合わせることなく表示させる。
また、立体表示させる部分の２次元像の輝度を、相対的に奥行き位置が手前に表示させる部分から奥に表示させる部分にかけて段階的に低くし、かつ、奥行き方向に相隣り合った表示面上に表示される２次元像が互いに接する部分のそれぞれの輝度を、観察者からみて手前に位置する２次元像より、奥に位置する２次元像の方を高くして表示する。
本発明によれば、立体的な２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、奥行き位置の異なる複数の表示面上に、重ね合わせることなく表示させることで、広い視野角にわたっても、複数の画像が重なって見えることなく画像の劣化が防げる。
また、一平面上に表示される、立体的に表示させる２次元像部分を、表示させたい奥行き位置が手前の部分から奥の部分にかけて、輝度を段階的に低くするとともに、その２次元像の、奥行き方向で次の位置に存在する表示面上に表示される２次元像と接する部分の輝度を、次の位置に存在する表示面上での２次元像の接する部分より低くすることで、観察者には、段階的に輝度が低くなる部分が奥行き方向に立体的に、かつ、一つ奥の位置にある表示面と繋がっているように知覚され、高品質な３次元立体像の表示が可能になる。

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。
本発明によれば、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を、表示させる奥行き位置に応じて幾つかの部分に分割し、奥行き位置の異なる複数の表示面上に表示することにより、３次元立体像を表示する３次元表示方法において、広い視野角にわたっても、複数の画像が重なって見えず、高い品質の立体像を表示させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例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。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の３次元表示方法を説明するための図であり、４枚の表示面上に円錐形状の対象物体を立体表示する例を示す図である。
図１において、１は観察者、２は表示対象物体の円錐、１１、１２、１３、１４は観察者から見て異なった奥行き位置にある４枚の表示面、Ｌ１１からＬ１４は、立体的に表示させる対象物体の縁と各表示面が交わる点を結んだ線、ＡからＥは、表示対象物体（円錐２）が、各表示面（１１，１２，１３，１４）により分割される部分の表面、Ａ’からＥ’は、ＡからＥのそれぞれを、観察者の視線方向から射影した射影像である。
図１（ａ）は、観察者１と、表示対象物体の円錐２と、４枚の表示面（１１，１２，１３，１４）との位置関係を表す概略図、図１（ｂ）は、４枚の表示面（１１，１２，１３，１４）と、対象物体である円錐２を表示させる位置との関係を、上方から見た図、図１（ｃ）は各表示面（１１，１２，１３，１４）に表示する２次元像を、観察者１の視線方向から見た状態を示す図、図１（ｄ）、（ｅ）は、それぞれの表示面（１１，１２，１３，１４）に表示される２次元像を示す図である。

図１に示すように、本実施例では、円錐２の頂点を観察者１の方向に向けた状態で、頂点は最前面の表示面１１より手前に、底面部分が最後面の表示面１４より後になるように表示させている。
そのため、始めに、観察者１の視線方向からの円錐２の射影像（Ａ’〜Ｅ’）を生成し、表示面より手前にある部分Ａの射影像Ａ’、中間部（Ｂ，Ｃ，Ｄ）のそれぞれの射影像（Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’）、最後面より奥に位置する部分Ｅの射影像Ｅ’に分割する。
次に、Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’の射影像の部分は、それぞれ表示面１１から表示面１２、表示面１２から表示面１３、表示面１３から表示面１４の方向に向かって、それぞれ段階的に輝度を低くする。
この輝度を低くする様子を、図１（ｃ）で示す領域２１の部分を拡大した図３を用いて示す。図３において、ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥは、それぞれＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４を境として、射影像（Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｅ’）がお互いに接する領域を表している。なお、図３では、輝度が低い部分を黒く表している。

本実施例においては、表示対象物体は円錐形で、観察者１からみて円錐形の側面が位置する奥行きの値は、直線的に大きくなるため、図３（ａ）に示すように、Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’の射影像において、それぞれ、観察者１に近い側、即ち、Ｂ’の射影像では、領域ＡＢから領域ＢＣに向かって、Ｃ’の射影像では、領域ＢＣから領域ＣＤに向かって、Ｄ’の射影像では、領域ＣＤから領域ＤＥに向かって、輝度を一様に段階的に低くする。
また、図３（ｂ）に示すように、立体表示させるＢ’，Ｃ’，Ｄ’の射影像において、Ｌ１１からＬ１４の間において、それぞれの領域が互いに接するＢＣの領域と、ＣＤの領域における輝度が、それぞれ観察者１の視線方向から見て近い領域の方が、観察者１の視線方向から見て遠い方の輝度と同じか、或いは低くなっている。
本実施例で具体的に説明すると、領域ＢＣにおけるＢ’側とＣ’側の輝度は同じであり、領域ＣＤにおけるＣ’側の輝度は、Ｄ’側の輝度より低く設定されている。

図１（ｄ）の場合においては、最前面の表示面１１より手前に位置する最前部の部分（射影像Ａ’）を表示面１１に表示させる。
また、最後面の表示面１４と同じ奥行き位置（Ｌ１４）、及び、それより後に位置する最後部の部分（射影像Ｄ’）を表示面１４に表示させる。
また、表示面１４を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、観察者から見て第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、第１の表示面と第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、第１の表示面と同じ奥行き位置、及び、第１の表示面より奥で、かつ、第２の表示面より手前の位置に表示させたい部分を第１の表示面に表示させる。
さらに、第１の表示面が最前面の表示面１１に等しい場合は、最前面の表示面１１に表示される２次元像と、第１の表示面に表示される２次元像の両方を最前面の表示面１１に表示する。
したがって、本実施例では、表示対象物体と各表示面が交わる部分（例えば、Ｌ１１）は、その交わっている面上（例えば、表示面１１）に表示されるので、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４はそれぞれ、表示面（１１，１２，１３，１４）上に表示される。
即ち、表示対象物体（円錐２）で、観察者１から見て最も奥に位置する最後面の表示面１４と同じ奥行き位置にある部分（Ｌ１４）は、表示面１４に表示される。

一方、図１（ｅ）の場合においては、最前面の表示面１１と同じ奥行き位置（Ｌ１１）、及び、それより手前に位置する最前部の部分（射影像Ａ’）を最前面の表示面１１に表示させる。
また、最後面の表示面１４より後に位置する最後部の部分（射影像Ｄ’）を最後面の表示面１４に表示させる。
また、表示面１４を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、観察者から見て第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、第１の表示面と第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、第１の表示面より奥で、かつ、第２の表示面と同じ、及び、それより手前の位置に表示させたい部分を第１の表示面に表示させる。
さらに、第１の表示面が最前面の表示面１１に等しい場合は、最前面の表示面１１に表示される２次元像と、第１の表示面に表示される２次元像の両方を最前面の表示面１１に表示する。
したがって、本実施例では、第２の表示面と対象物体が交わる部分（例えば、Ｌ１２）は、第１の表示面上に表示されるので、Ｌ１１とＬ１２は表示面１１に、Ｌ１３は表示面１２に、Ｌ１４は表示面１３に表示される。
即ち、表示対象物体（円錐２）で、観察者１から見て最も手前に位置する最前面の表示面１１と同じ奥行き位置にある部分（Ｌ１１）は最前面の表示面に表示される。
このように、本実施例では、表示対象物体（円錐２）の射影像を複数の表示面に表示するが、表示対象物体の同じ部分が複数の表示面にわたって表示されることは無く、正面から見る観察者１にとって、対象物体が二重に見えるようなことがない。
なお、本実施例においては表示面を４枚の場合を用いて説明したが、本発明は、表示面の枚数は複数枚であれば、その数に制限を受けるものではない。

［実施例２］
図２は、本発明の実施例２の３次元表示方法を説明するための図であり、４枚の表示面上に、途中で半径が異なった段差のある円錐形状の対象物体を立体表示する例を示す図である。
図２において、ＬＣ１、ＬＣ２は、表示対象物体である段差のある円錐２’の側面と、段差部分の交点を結んだ線、Ｃ’１，Ｃ’２，Ｃ’３は、中間部Ｃの射影像である。
本実施例において、表示面の枚数や構成、表示対象物体を表示する位置は、基本的には図１で示した実施例１と同じであり、繰り返しとなる説明は省略し、相違部分のみを説明する。
本実施例では、表示対象物体は中間部Ｃの中に、観察者１の視線方向からみて同じ奥行き位置となる部分を含むため、図２（ｃ）で示す２次元像のうちその部分に相当するＣ’２の射影像においては、輝度は変化させないで表示することになる。
その様子を、図３（ｃ）により説明する。図３（ｃ）において、領域ＢＣと領域ＣＤの間にある（Ｃ’１、Ｃ’２、Ｃ’３）の射影像は、図２（ｂ）で示すように、観察者１の視線方向から見て、奥行き位置が一様に変化している射影像（Ｃ’１，Ｃ’３）と、奥行き位置が変化しない射影像（Ｃ’２）であり、その輝度は、射影像（Ｃ’１，Ｃ’３）では、領域ＢＣから領域ＣＤの方向に向かって段階的に低下しているのに対し、射影像（Ｃ’２）ではその輝度は同一に保たれている。

また、本実施例では、任意に選ばれた第１の表示面と第２の表示面の間の部分の射影像は、第２の表示面上に表示されるため、図２（ｄ）と図２（ｅ）で示すように、各表示面上で示される射影像は異なってくる。
図２（ｄ）の場合には、最前面の表示面１１より手前に位置する最前部の部分（射影像Ａ’）を最前面の表示面１１に表示させる。
また、最後面の表示面１４と同じ奥行き位置（Ｌ１４）、及び、それより後に位置する最後部の部分（射影像Ｅ’）を最後面の表示面１４に表示させる。
また、最後面の表示面１４を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、観察者から見て第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、第１の表示面と第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、第１の表示面と同じ奥行き位置、及び、第１の表示面より奥で、かつ、第２の表示面より手前の位置に表示させたい部分を第２の表示面に表示させる。
さらに、第２の表示面が最後面の表示面１４に等しい場合は、最後面の表示面１４に表示される２次元像と、第２の表示面に表示される２次元像の両方を最後面の表示面１４に表示する。
したがって、本実施例では、表示対象物体と各表示面が交わる部分（例えば、Ｌ１１）は、その交わっている表示面１１よりひとつ奥に位置する表示面１２に表示されるので、Ｌ１１は表示面１２上に表示され、Ｌ１２は表示面１３上に表示され、Ｌ１３とＬ１４は表示面１４上に表示される。

一方、図２（ｅ）の場合においては、最前面の表示面１１と同じ奥行き位置（Ｌ１１）、及び、それより手前に位置する最前部の部分（射影像Ａ’）を最前面の表示面１１に表示させる。
また、最後面の表示面より後に位置する最後部の部分（射影像Ｅ’）を最後面の表示面１４に表示させる。
また、最後面の表示面１４を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、観察者から見て第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、第１の表示面と第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、第１の表示面より奥で、かつ、第２の表示面と同じ、及び、それより手前の位置に表示させたい部分を第２の表示面に表示させる。
さらに、第２の表示面が最後面の表示面１４に等しい場合は、最後面の表示面１４に表示される２次元像と、第２の表示面に表示される２次元像の両方を最後面の表示面１４に表示する。
したがって、本実施例では、表示面１２と対象物体が交わる部分（Ｌ１２）は、表示面１２上に表示されるので、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、それぞれ表示面（１１，１２，１３，１４）上に表示される。
なお、本実施例においても、表示面を４枚の場合を用いて説明したが、本発明は、表示面の枚数は複数枚であれば、その数に制限を受けるものではない。
また、図３（ｄ）は、実施例１、あるいは、実施例２で示した例において、射影像の輝度を変化させて表示する（Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’）の射影像に、文字３１、線３２、２次元の図形３３、印３４、連続した模様３５、不連続な模様３６など、テクスチャが含まれている例を示している。これらの文字や模様等が含まれていても物体は立体に見える。

［実施例３］
図４は、本発明の実施例３の３次元表示方法を説明するための図であり、表示面が二枚の場合の例を示す図である。
本実施例では、第１の表示面と第２の表示面の間の部分の射影像を、第１の表示面に表示する例を示しており、表示面が二枚であること以外は、基本的に図１で示した前述の実施例１と同様である。
相違点は、本実施例では、表示面が二枚であるため、最前面の表示面と第１の表示面（１１）は同じであり、第２の表示面（１２）と最後面の表示面もまた同じになる。
したがって、第１の表示面１１には、Ａ’とＢ’の射影像が、第２の表示面１２には、Ｃ’の射影像が表示される。
また、表示面と同じ奥行き位置部分を第１の表示面１１に表示するか、第２の表示面１２に表示するかの違いによって、図４（ｄ）、図４（ｅ）で示すような相違が出てくることも、図１に示す実施例と同様である。

［実施例４］
図５は、本発明の実施例４の３次元表示方法を説明するための図である。
本実施例では、図４に示す前述の実施例と同様に、表示面が二枚の場合の例を示しており、本実施例では、第１の表示面１１と第２の表示面１２の間の部分の射影像を、第２の表示面１２に表示する例を示している。
表示面の枚数が異なる以外は、基本的に図２で示す前述の実施例２と同様である。
表示面の枚数が同じである図４に示す実施例との違いは、図５（ｄ）、図５（ｅ）で示すような、表示面上に表示される射影像の部分が異なっていることである。
また、表示面と同じ奥行き位置部分を第１の表示面に表示するか、第２の表示面に表示するかの違いによって、図５（ｄ）、図５（ｅ）で示すような相違が出てくることも、図２に示す実施例と同様である。
図６は、図４，図５に示す実施例３，４における、中間部分の射影像に施される、輝度の変化例を示す図である。
図６（ａ）は、Ｂ’とＣ’の射影像が互いに接する部分ＢＣにおいて、Ｂ’の射影像の輝度の方がＣ’の射影像の輝度よりも高い例を、図６（ｂ）は、同じ輝度の場合を、図６（ｃ）は、Ｃ’の射影像の輝度の方が高い場合を示している。また、図６（ｃ）では、文字や線、図形といったテクスチャが含まれている例を、あわせて図示している。

［実施例５］
図７は、本発明の実施例５の３次元表示方法を説明するための図であり、表示対象物体の形状が、観察者１に最も近い位置にあたる部分が、表示面に平行である場合で、表示面が二枚の場合を示す図である。
図７において、図７（ａ）は２枚の表示面と観察者１、および表示対象物体との位置関係の概略図、図７（ｂ）は２枚の表示面と、対象物体を表示させる位置との関係を、上方から見た図、図７（ｃ）は二枚の表示面にそれぞれ表示される射影像を示す図である。
図７において、３、４は、観察者１に最も近い位置にあたる部分が、表示面に平行な形状の表示対象物体であり、観察者１に最も近い表示面と平行な部分（Ｚ）が、表示対象物体３では第１の表示面（最前面の表示面）１１より前に、表示対象物体４では第１の表示面１１と同じ位置になっている。また、観察者１の視線方向から見える最も遠い位置に存在する部分は、表示対象物体（３，４）ともに、第２の表示面（最後面の表示面）１２より後になっている。
本実施例では、表示面が二枚の場合で、かつ、第１の表示面１１と第２の表示面１２との間の部分の射影像を、第１の表示面１１に表示する場合を示しているが、表示面の数に制限の無いことは言うまでも無く、また、前述の実施例２に示す表示方法でも問題は無い。

しかしながら、各表示面と同じ奥行き位置にある部分（Ｌ１１）の表示の仕方は、表示対象物体３では、最前面の第１の表示面１１、或いは、最後面の第２の表示面１２に表示する方法でも問題ないが、表示対象物体４では、最前面の第１の表示面と平行な部分（Ｚ）の射影像（Ｚ’）が最前面の表示面１１と同じ位置になるため、第１の表示面１１に表示する方法のみ有効となり、本実施例ではこの方法による例を示している。
図７において、二つの表示面の間で立体表示する部分の射影像（Ａ’，Ｂ’，Ｃ’）の生成については、前に示している実施例と同様であり、ここでは省略する。
表示対象物体３では、最前面の表示面１１と同じ奥行き位置、及びそれより手前の位置Ａには、平面（Ｚ）のほか、奥行き位置が変化する、側面部分も含まれるため、そこを含めた射影像が、輝度を変化させないで最前面の表示面１１に表示されている。
一方、表示対象物体４では、最前面の表示面１１と同じ奥行き位置、及びそれより手前の位置には、平面（Ｚ）のみ存在するため、最前面の表示面１１には、平面（Ｚ）と、Ｚの縁の部分にあたるＬ１１のみが輝度を変えずに表示され、側面にあたる（Ｂ’）の射影像は、輝度を変えて表示されることになる。
このように、最前面の表示面１１に、表示物体の平行部分のみが輝度を変化させずに表示すると、観察者１からみて、対象物体の存在がより鮮明になり、分かり易くなる。

［実施例６］
図８は、本発明の実施例６の３次元表示方法を説明するための図である。図８において、図８（ａ）は２枚の表示面と観察者１、および表示対象物体との位置関係の概略図、図８（ｂ）は２枚の表示面と、対象物体を表示させる位置との関係を、上方から見た図、図８（ｃ）は二枚の表示面にそれぞれ表示される射影像を示す図である。
本実施例は、図７と同様の構成であるが、表示対象物体（３’、４’）が最後面の表示面１２より手前にある例について示している。
本実施例では、射影像に、図７のＣ’の射影像に相当する部分は含まれず、結果、全ての射影像（Ａ’，Ｂ’，Ｚ’）は、表示面１１にのみ表示される。
図９は、本発明の実施例６の３次元表示方法の変形例を説明するための図である。
図９に示す実施例は、図８と同じ構成であるが、最前面の表示面１１と最後面の表示面１２の間の部分にあたる射影像（Ｂ’）を、最後面の表示面１２に表示する方法を用いた場合を示している。
図９に示す実施例において、表示対象物体（４’）では、最前面の表示面１１には表示対象物体の中で表示面と平行な部分のみが輝度を変化させずに表示され、最後面の表示面１２には、輝度を変化させた、中間部Ｂの射影像（Ｂ’）のみが表示されることになる。

図１０は、図８に示す構成において、最後面の表示面１２に表示される背景画像を説明する図である。
図８では表示対象物体の表示の仕方についてのみ述べたが、図８の構成だけでは １つの表示面だけにしか物体が表示されないため、２次元表示となっている。図８において、図１０に示すように、後ろの面に背景画像を表示することで、３次元表示が実現される。
図１０において、図１０（ａ）は２枚の表示面と観察者１、および表示対象物体との位置関係の概略図、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）は最後面の表示面１２に表示される背景画像を示す図である。
図１０（ｂ）では、最前面の表示面１１に表示対象物体（３”，４”）の射影像が表示されている平面上の位置に相当する、最後面の表示面１２上の位置で、表示対象物体（３”）の後には背景を表示した場合と、表示対象物体（４”）の後には、最前面の表示面に表示されている部分を切り取った形（図１０のＹで示す部分）で表示した場合を示している。
図１０（ｂ）は、一般的な画像を背景とした場合、図１０（ｃ）は単色で色が黒の場合、図１０（ｄ）は単色で色が白の場合である。
なお、図１０では、単色の背景として、白色と黒色の場合のみ示しているが、他の色であっても問題ない。
また、本実施例では、中間部に相当する射影像を、最前面の表示面に表示する場合を例にとり説明しているため、最後面の表示面１２は背景のみが表示されることになるが、中間部分の射影像を最後面の表示面１２に表示する場合では、最後面の表示面１２には、背景の上に、中間部の射影像、及び、最後面の表示面より後の位置にも表示対象物体が存在する場合は、その部分の射影像を重ね合わせた状態で表示することになる。

［実施例７］
図１１は、本発明の実施例７の３次元表示方法を説明するための図であり、表示対象物体が、タッチパネルなどに使われるボタンの形状である場合の例を示す図である。
図１１において、５，６は、ボタン形状の表示対象物体であり、表示面が二枚の場合を示している。実際に二枚の表示面に表示させる画像の生成については、先に示している実施例の場合と同様であるため、ここでは説明を省略している。
本実施例において、表示対象物体（５，６）は、ボタンの形状として特に優れている、観察者１に最も近い位置にあたる部分が、表示面に平行である形状のみを示しているが、ボタンとして認識できる形状であれば、その形状に制限を受けないことは自明である。
なお、図１１では、表示面に平行な部分に文字が書かれているが、前述の「００１４」段落で述べたように、表示面に平行な部分に文字を書いても立体形状の見え方に影響を与えることはない。

［実施例８］
図１２は、本発明の実施例８の３次元表示方法を説明するための図であり、表示面上に表示される射影像部分を、表示面の透過率を変化させて輝度を変化させる場合を示している。
図１２において、１１’、１２’は、透明シートなど、光源からの光を透過する表示面、８は表示面（１１’，１２’）の後ろにおかれた光源、Ａ'''、Ｂ'''は、表示面（１１’，１２’）上に存在し、表示面の透過率を変化させるものによって表された射影像である。
透過率を変化させて射影像を生成する方法については、例えば、透明シートに印刷するなど、前述の特許文献２に詳しい。
本実施例においても、各表示面上に表示する射影像の生成の仕方は、前に示した例と同様であり、複数の表示面上に印刷された部分を、観察者１が重ね合わせて見ることは無く、輝度の変化など、表示方法は単純である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例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。

本発明の実施例１の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例２の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例１、２の３次元表示方法において、奥行き位置が変化する部分の射影図の輝度を変化を説明するための図である。 本発明の実施例３の３次元表示方法を説明するための図である。 図５は、本発明の実施例４の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例３、４の３次元表示方法において、中間部分の射影像に施される輝度の変化例を示す図である。 本発明の実施例５の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例６の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例６の３次元表示方法の変形例を説明するための図である。 図８に示す構成において、最後面の表示面に表示される背景画像を説明する図である。 本発明の実施例７の３次元表示方法を説明するための図である。 本発明の実施例８の３次元表示方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 観察者
２，２’，３，３’，３”，４，４’，４”，５，６ 表示対象物体
８ 光源
１１，１１’，１２，１２’，１３，１４ 表示面
３１ 文字
３２ 線
３３ ２次元の図形
３４ 印
３５ 連続した模様
３６ 不連続な模様
Ｌ１１〜Ｌ１４ 表示対象物体の縁と各表示面が交わる点を結んだ線
Ａ〜Ｅ 表示対象物体が各表示面により分割される部分の表面、
Ａ’，Ａ'''，Ｂ’，Ｂ'''，Ｃ’，Ｃ’１，Ｃ’２，Ｃ’３，Ｄ’，Ｅ’、Ｚ’ 射影像
ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ 射影像がお互いに接する領域
Ｙ 切り取った部分
Ｚ 平面

Claims (13)

1. 観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面にそれぞれ２次元像を表示して、３次元立体像を生成する３次元表示方法であって、
   表示対象物体に対して、前記観察者の視線方向から射影した２次元像を生成し、
   当該生成した２次元像の中で、前記観察者から見て最も手前に位置する最前面の表示面より手前に位置する最前部の部分を前記最前面の表示面に表示させ、また、前記観察者から見て最も奥に位置する最後面の表示面と同じ奥行き位置、及び、それより後に位置する最後部の部分を前記最後面の表示面に表示させ、さらに、前記最後面の表示面を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、前記観察者から見て前記第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、前記第１の表示面と同じ奥行き位置、及び、前記第１の表示面より奥で、かつ、前記第２の表示面より手前の位置に表示させたい部分を前記第１の表示面に表示させる３次元表示方法において、
   前記第１の表示面に表示させる面間部分に相当する２次元像について、表示させたい奥行き位置に応じて、表示位置が奥になるほど２次元像の輝度が低くなるように表示し、前記第１の表示面が前記最前面の表示面に等しい場合は、前記最前面の表示面に表示される２次元像と、前記第１の表示面に表示される２次元像の両方を前記最前面の表示面に表示することを特徴とする３次元表示方法。
2. 観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面にそれぞれ２次元像を表示して、３次元立体像を生成する３次元表示方法であって、
   表示対象物体に対して、前記観察者の視線方向から射影した２次元像を生成し、
   当該生成した２次元像の中で、前記観察者から見て最も手前に位置する最前面の表示面と同じ奥行き位置、及び、それより手前に位置する最前部の部分を前記最前面の表示面に表示させ、また、前記観察者から見て最も奥に位置する最後面の表示面より後に位置する最後部の部分を前記最後面の表示面に表示させ、さらに、前記最後面の表示面を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、前記観察者から見て前記第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、前記第１の表示面より奥で、かつ、前記第２の表示面と同じ、及び、それより手前の位置に表示させたい部分を前記第１の表示面に表示させる３次元表示方法において、
   前記第１の表示面に表示させる面間部分に相当する２次元像について、表示させたい奥行き位置に応じて、表示位置が奥になるほど２次元像の輝度が低くなるように表示し、前記第１の表示面が前記最前面の表示面に等しい場合は、前記最前面の表示面に表示される２次元像と、前記第１の表示面に表示される２次元像の両方を前記最前面の表示面に表示することを特徴とする３次元表示方法。
3. 観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面にそれぞれ２次元像を表示して、３次元立体像を生成する３次元表示方法であって、
   表示対象物体に対して、前記観察者の視線方向から射影した２次元像を生成し、
   当該生成した２次元像の中で、前記観察者から見て最も手前に位置する最前面の表示面より手前に位置する最前部の部分を前記最前面の表示面に表示させ、また、前記観察者から見て最も奥に位置する最後面の表示面と同じ奥行き位置、及び、それより後に位置する最後部の部分を前記最後面の表示面に表示させ、さらに、前記最後面の表示面を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、前記観察者から見て前記第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、前記第１の表示面と同じ奥行き位置、及び、前記第１の表示面より奥で、かつ、前記第２の表示面より手前の位置に表示させたい部分を前記第２の表示面に表示させる３次元表示方法であって、
   前記第２の表示面に表示させる面間部分に相当する２次元像について、表示させたい奥行き位置に応じて、表示位置が奥になるほど２次元像の輝度が低くなるように表示し、前記第２の表示面が前記最後面の表示面に等しい場合は、前記最後面の表示面に表示される２次元像と、前記第２の表示面に表示される２次元像の両方を前記最後面の表示面に表示することを特徴とする３次元表示方法。
4. 観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面にそれぞれ２次元像を表示して、３次元立体像を生成する３次元表示方法において、
   表示対象物体に対して、前記観察者の視線方向から射影した２次元像を生成し、
   当該生成した２次元像の中で、前記観察者から見て最も手前に位置する最前面の表示面と同じ奥行き位置、及び、それより手前に位置する最前部の部分を前記最前面の表示面に表示させ、また、前記観察者から見て最も奥に位置する最後面の表示面より後に位置する最後部の部分を前記最後面の表示面に表示させ、さらに、前記最後面の表示面を除く、任意の１つの表示面を第１の表示面、前記観察者から見て前記第１の表示面より一つ奥に位置する表示面を第２の表示面とするとき、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の空間に表示させる面間部分のうち、前記第１の表示面より奥で、かつ、前記第２の表示面と同じ、及び、それより手前の位置に表示させたい部分を前記第２の表示面に表示させる３次元方法において、
   前記第２の表示面に表示させる面間部分に相当する２次元像について、表示させたい奥行き位置に応じて、表示位置が奥になるほど２次元像の輝度が低くなるように表示し、前記第２の表示面が前記最後面の表示面に等しい場合は、前記最後面の表示面に表示される２次元像と、前記第２の表示面に表示される２次元像の両方を前記最後面の表示面に表示することを特徴とする３次元表示方法。
5. 前記第１の表示面と前記第２の表示面の間に表示させる前記表示対象物体の奥行き位置が一様に変化する形状である場合に、前記第１の表示面、あるいは、前記第２の表示面に表示させる面間部分に相当する２次元像について、奥行き位置が前記第１の表示面の位置に相当する部分から、前記第２の表示面の奥行き位置に最も近い位置にあたる部分に向けて、一様に段階的に輝度を低下させて表示することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の３次元表示方法。
6. 前記第１の表示面に表示される２次元像の中で、前記観察者の視線方向から見て、前記第２の表示面に表示される面間部分と接する部分の輝度は、前記第２の表示面に表示される面間部分で前記第１の表示面に表示される２次元像と接する部分と同じ輝度、あるいは、それより高い輝度とす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３次元表示方法。
7. 前記表示対象物体の形状が、前記観察者に最も近い位置にあたる部分が表示面に平行である場合において、当該平面部分の投射像を、最前面の表示面に表示させることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の３次元表示方法。
8. 前記表示対象物体の中の前記平面部分以外の投射像を、前記面間部分の２次元像として表示させることを特徴とする請求項７に記載の３次元表示方法。
9. 立体表示させる前記表示対象物体の背景となる２次元像を、最後面の表示面に表示させ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３次元表示方法。
10. 前記最後面の表示面に表示する前記背景となる２次元像を、最後面以外の表示面に表示される前記表示対象物体の投射像と重ならない部分だけを切り出して、前記最後面の表示面に表示させることを特徴とする請求項９に記載の３次元表示方法。
11. 前記最後面の表示面には背景となる２次元像のみを表示することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の３次元表示方法。
12. 前記観察者から見て異なった奥行き位置にある２枚の表示面を用いて、前記観察者に最も近い位置にあたる部分が表示面に平行な３次元立体像を生成する３次元表示方法であって、
    前記観察者に近い前面の表示面には表示対象物体の投影像の２次元像が表示され、前記観察者から遠い後面の表示面には背景画像の２次元像が表示されるとともに、前記前面の表示面に表示される前記表示対象物体の投影像が前記観察者から遠くなるほど輝度が低くなるように表示され、かつ、前記表示対象物体の投影像の輪郭部の輝度よりも、前記後面の表示面に表示される背景画像のうち前記輪郭部に隣接する部分の輝度が高いことを特徴とする３次元表示方法。
13. 前記各表示面に表示される２次元像の透過度を、前記各表示面に表示される画像に応じてそれぞれ変化させて、前記各表示面に表示される前記２次元像の輝度をそれぞれ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３次元表示方法。

Images