JP3081589B2 - 三次元表示方法および装置 - Google Patents
三次元表示方法および装置Info
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- JP3081589B2 JP3081589B2 JP10280739A JP28073998A JP3081589B2 JP 3081589 B2 JP3081589 B2 JP 3081589B2 JP 10280739 A JP10280739 A JP 10280739A JP 28073998 A JP28073998 A JP 28073998A JP 3081589 B2 JP3081589 B2 JP 3081589B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元表示方法お
よび装置に係わり、特に、前後にある物体が互いに隠さ
れることなく、透かせて見せることが可能な三次元表示
装置に関するものである。
よび装置に係わり、特に、前後にある物体が互いに隠さ
れることなく、透かせて見せることが可能な三次元表示
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気的に書き換え可能で、情報量
が少なく、動画の立体表示を可能とする装置として、図
９に示す液晶シャッタ眼鏡方式がよく知られている。以
下、この液晶シャッタ眼鏡方式の原理について説明す
る。この液晶シャッタ眼鏡方式においては、カメラ（９
０２，９０３）により、三次元物体９０１を異なる方向
から撮影し、三次元物体９０１を異なる方向から撮影し
た像（視差像）を生成する。カメラ（９０２，９０３）
により撮影された映像を、映像信号変換装置９０４で合
成して１つの映像信号とし、二次元表示装置９０５に入
力する。観察者９０７は、液晶シャッタ眼鏡９０６をか
けて二次元表示装置９０５の映像を観察する。ここで、
二次元表示装置９０５がカメラ９０３の映像を表示して
いる時に、液晶シャッタ眼鏡９０６は左側が非透過状
態、右側が透過状態とされ、また、二次元表示装置９０
５がカメラ９０２の映像を表示している時に、液晶シャ
ッタ眼鏡９０６は左側が透過状態、右側が非透過状態と
される。前記動作を高速で切り替えると、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。しかしなが
ら、この液晶シャッタ眼鏡方式は、液晶シャッタ眼鏡９
０６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という問題点があった。また、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。即ち、液晶シャッタ眼鏡
方式では、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
を生じるという問題点があった。
が少なく、動画の立体表示を可能とする装置として、図
９に示す液晶シャッタ眼鏡方式がよく知られている。以
下、この液晶シャッタ眼鏡方式の原理について説明す
る。この液晶シャッタ眼鏡方式においては、カメラ（９
０２，９０３）により、三次元物体９０１を異なる方向
から撮影し、三次元物体９０１を異なる方向から撮影し
た像（視差像）を生成する。カメラ（９０２，９０３）
により撮影された映像を、映像信号変換装置９０４で合
成して１つの映像信号とし、二次元表示装置９０５に入
力する。観察者９０７は、液晶シャッタ眼鏡９０６をか
けて二次元表示装置９０５の映像を観察する。ここで、
二次元表示装置９０５がカメラ９０３の映像を表示して
いる時に、液晶シャッタ眼鏡９０６は左側が非透過状
態、右側が透過状態とされ、また、二次元表示装置９０
５がカメラ９０２の映像を表示している時に、液晶シャ
ッタ眼鏡９０６は左側が透過状態、右側が非透過状態と
される。前記動作を高速で切り替えると、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。しかしなが
ら、この液晶シャッタ眼鏡方式は、液晶シャッタ眼鏡９
０６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という問題点があった。また、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。即ち、液晶シャッタ眼鏡
方式では、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
を生じるという問題点があった。
【０００３】前記した両眼視差、輻輳と、ピント調節と
の間の矛盾を解決するために、図１０（ａ）及び（ｂ）
に示すように、観察者の前に二次元表示装置を多数枚表
示することにより、三次元物体を表示する体積型方式が
提案されている。以下、この体積型方式の原理について
説明する。この体積型方式においては、三次元物体１０
０１を観察者から見て奥行き方向に標本化された二次元
像の集まり１００２とし、この二次元像の集まり１００
２を、図１０（ａ）に示す体積型三次元表示装置１００
３を用いて、例えば、図１０（ｂ）に示すように、時分
割で再び奥行き方向に配置して三次元の再現像１００４
を再構成する。この体積型方式は、再現する三次元物体
１００１の奥行き位置が実際に像を表示する面に近く
て、かつその面に挟まれているため、前記図９に示す液
晶シャッタ眼鏡方式と異なり、両眼視差、輻輳と、ピン
ト調節との間の矛盾を抑制できる。しかしながら、この
体積型方式では、奥行き方向に位置が離散的であるた
め、その中間位置の物体や奥行き方向に大きく変化して
いる物体を再現するのが困難であるという問題点があっ
た。
の間の矛盾を解決するために、図１０（ａ）及び（ｂ）
に示すように、観察者の前に二次元表示装置を多数枚表
示することにより、三次元物体を表示する体積型方式が
提案されている。以下、この体積型方式の原理について
説明する。この体積型方式においては、三次元物体１０
０１を観察者から見て奥行き方向に標本化された二次元
像の集まり１００２とし、この二次元像の集まり１００
２を、図１０（ａ）に示す体積型三次元表示装置１００
３を用いて、例えば、図１０（ｂ）に示すように、時分
割で再び奥行き方向に配置して三次元の再現像１００４
を再構成する。この体積型方式は、再現する三次元物体
１００１の奥行き位置が実際に像を表示する面に近く
て、かつその面に挟まれているため、前記図９に示す液
晶シャッタ眼鏡方式と異なり、両眼視差、輻輳と、ピン
ト調節との間の矛盾を抑制できる。しかしながら、この
体積型方式では、奥行き方向に位置が離散的であるた
め、その中間位置の物体や奥行き方向に大きく変化して
いる物体を再現するのが困難であるという問題点があっ
た。
【０００４】それを解決するために、眼鏡を用いず、立
体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、電気的に書き換
えが可能で、奥行き方向での前後像に輝度変化を付ける
ことにより、位置が離散的であったものの間を補完する
ことのできる三次元立体表示方式を図１１に示す。この
図１１に示す三次元立体表示方式では、まず、図１１
（ａ）に示すように、観察者１１０１の前面に複数の像
面、例えば、像面（１１０２，１１０３）を設定し、こ
れらの像面に複数の二次元像を、二次元表示装置と光学
系とを用いて表示する。次に、観察者１１０１に表示し
たい三次元物体を、観察者１１０１の両眼の視線方向か
ら、像面（１１０２，１１０３）へ射影した二次元像
（１１０４，１１０５）を生成する。
体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、電気的に書き換
えが可能で、奥行き方向での前後像に輝度変化を付ける
ことにより、位置が離散的であったものの間を補完する
ことのできる三次元立体表示方式を図１１に示す。この
図１１に示す三次元立体表示方式では、まず、図１１
（ａ）に示すように、観察者１１０１の前面に複数の像
面、例えば、像面（１１０２，１１０３）を設定し、こ
れらの像面に複数の二次元像を、二次元表示装置と光学
系とを用いて表示する。次に、観察者１１０１に表示し
たい三次元物体を、観察者１１０１の両眼の視線方向か
ら、像面（１１０２，１１０３）へ射影した二次元像
（１１０４，１１０５）を生成する。
【０００５】前記二次元像（１１０４，１１０５）を、
各々像面１１０２と像面１１０３の双方に、観察者１１
０１の視線上で重なるように表示する。そして、二次元
像（１１０４，１１０５）の各々の部位（１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ）の輝度を、観察者１１０１から見た総体的
な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体の各部位が有する
奥行き位置に対応して変化させることにより、観察者１
１０１に三次元像（１１０６Ａ，１１０６Ｂ，１１０６
Ｃ）を表示し、かつ、当該三次元像（１１０６Ａ，１１
０６Ｂ，１１０６Ｃ）の位置を観察者１１０１から見て
変化させるものである。また、図１１（ｂ）に示す三次
元立体表示方式は、二次元像（１１１２，１１１３）と
観察者１１１１との間に、光学系１１１４を配置し、観
察者１１１１から見て、奥行きのある三次元像１１１５
を実像として再現できるようにしたものである。なお、
この図１１に示す三次元表示方式は、特願平１０−１３
９６０２号に記載されている。
各々像面１１０２と像面１１０３の双方に、観察者１１
０１の視線上で重なるように表示する。そして、二次元
像（１１０４，１１０５）の各々の部位（１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ）の輝度を、観察者１１０１から見た総体的
な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体の各部位が有する
奥行き位置に対応して変化させることにより、観察者１
１０１に三次元像（１１０６Ａ，１１０６Ｂ，１１０６
Ｃ）を表示し、かつ、当該三次元像（１１０６Ａ，１１
０６Ｂ，１１０６Ｃ）の位置を観察者１１０１から見て
変化させるものである。また、図１１（ｂ）に示す三次
元立体表示方式は、二次元像（１１１２，１１１３）と
観察者１１１１との間に、光学系１１１４を配置し、観
察者１１１１から見て、奥行きのある三次元像１１１５
を実像として再現できるようにしたものである。なお、
この図１１に示す三次元表示方式は、特願平１０−１３
９６０２号に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記図１１に示す三次
元表示方式は、実際に二次元像を表示する像面が、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することができる。また、像面
の中間位置に存在する物体も観察者に対しては三次元的
に見えるため、従来の書割り的な立体感ではない利点を
有し、さらに、複数の面の間にある物体も表現できるこ
とから、三次元表示を行う場合のデータ量を大きく減ら
せる利点も有する。しかしながら、前記図１１に示す三
次元表示方式では、後ろの物体が透けて見えるような半
透明な物体や、後ろの像を透かせて見せるような表示が
できないという問題点があった。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、後ろの物体を隠すことなく再現し、透かせ
て見せることのできる三次元表示方法および装置を提供
することにある。本発明の前記ならびにその他の目的及
び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって
明らかにする。
元表示方式は、実際に二次元像を表示する像面が、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することができる。また、像面
の中間位置に存在する物体も観察者に対しては三次元的
に見えるため、従来の書割り的な立体感ではない利点を
有し、さらに、複数の面の間にある物体も表現できるこ
とから、三次元表示を行う場合のデータ量を大きく減ら
せる利点も有する。しかしながら、前記図１１に示す三
次元表示方式では、後ろの物体が透けて見えるような半
透明な物体や、後ろの像を透かせて見せるような表示が
できないという問題点があった。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、後ろの物体を隠すことなく再現し、透かせ
て見せることのできる三次元表示方法および装置を提供
することにある。本発明の前記ならびにその他の目的及
び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって
明らかにする。
【０００７】
【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、表示対象物体を観
察者の視線から平面に射影した二次元像を、奥行き位置
の異なる複数の表示面のそれぞれに、各表示面毎に所望
の輝度で表示して、三次元立体像を生成する三次元表示
方法において、表示対象物体が奥行き位置の異なる複数
の物体からなる場合に、前記複数の物体の中の一つを選
択して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に
射影してできる二次元像を生成し、当該生成された二次
元像を前記各表示面に表示するステップを、前記複数の
物体の全てについて人間の眼の残像時間内に繰り返し、
前記複数の物体の三次元立体像を人間の眼の残像時間内
に時分割で順次表示することを特徴とする。また、本発
明は、前記複数の物体のそれぞれの二次元像を前記各表
示面に、人間の目の残像時間内に時分割で順次表示する
際に、各二次元像毎に各表示面に表示する二次元像の輝
度を所望の輝度に変化させて表示することを特徴とす
る。また、本発明は、前記複数の表示面の輝度を周期的
に変化させ、所望の輝度となるタイミングに同期して、
前記複数の物体の中から前記所望の輝度で表示する二次
元像の物体を選択して、当該選択された物体の二次元像
を前記各表示面に表示することを特徴とする。
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、表示対象物体を観
察者の視線から平面に射影した二次元像を、奥行き位置
の異なる複数の表示面のそれぞれに、各表示面毎に所望
の輝度で表示して、三次元立体像を生成する三次元表示
方法において、表示対象物体が奥行き位置の異なる複数
の物体からなる場合に、前記複数の物体の中の一つを選
択して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に
射影してできる二次元像を生成し、当該生成された二次
元像を前記各表示面に表示するステップを、前記複数の
物体の全てについて人間の眼の残像時間内に繰り返し、
前記複数の物体の三次元立体像を人間の眼の残像時間内
に時分割で順次表示することを特徴とする。また、本発
明は、前記複数の物体のそれぞれの二次元像を前記各表
示面に、人間の目の残像時間内に時分割で順次表示する
際に、各二次元像毎に各表示面に表示する二次元像の輝
度を所望の輝度に変化させて表示することを特徴とす
る。また、本発明は、前記複数の表示面の輝度を周期的
に変化させ、所望の輝度となるタイミングに同期して、
前記複数の物体の中から前記所望の輝度で表示する二次
元像の物体を選択して、当該選択された物体の二次元像
を前記各表示面に表示することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、奥行き位置の異なる複数
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、人間の眼の残像時間内に
順次繰り返し表示する表示手段と、前記各表示面に表示
される二次元像に同期して、前記表示手段により前記各
表示面に表示される二次元像の輝度を調整する輝度調整
手段とを備えることを特徴とする。また、本発明は、奥
行き位置の異なる複数の物体からなる表示対象物の複数
の物体の中から順次一つの物体を選択して、当該選択さ
れた物体を観察者の視線から平面に射影してできる二次
元像を生成する二次元像生成手段と、前記二次元像生成
手段で順次生成された各二次元像を、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のそれぞれに、所
定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時間内に順次繰り返
し表示する表示手段とを備える三次元表示装置であっ
て、前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次
元像生成手段で生成された二次元像を表示する二次元表
示手段と、前記二次元表示手段の前面に配置される輝度
調整手段とを有することを特徴とする。
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、人間の眼の残像時間内に
順次繰り返し表示する表示手段と、前記各表示面に表示
される二次元像に同期して、前記表示手段により前記各
表示面に表示される二次元像の輝度を調整する輝度調整
手段とを備えることを特徴とする。また、本発明は、奥
行き位置の異なる複数の物体からなる表示対象物の複数
の物体の中から順次一つの物体を選択して、当該選択さ
れた物体を観察者の視線から平面に射影してできる二次
元像を生成する二次元像生成手段と、前記二次元像生成
手段で順次生成された各二次元像を、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のそれぞれに、所
定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時間内に順次繰り返
し表示する表示手段とを備える三次元表示装置であっ
て、前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次
元像生成手段で生成された二次元像を表示する二次元表
示手段と、前記二次元表示手段の前面に配置される輝度
調整手段とを有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、奥行き位置の異なる複数
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人
間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示する表示手段と
を備える三次元表示装置であって、前記表示手段は、各
表示面毎に配置され、前記二次元像生成手段で生成され
た複数の二次元像の中の所定の二次元像を表示する複数
の二次元表示手段と、前記複数の二次元表示手段の前面
に配置される輝度調整手段とを有することを特徴とす
る。また、本発明は、前記輝度調整手段が、定期的に輝
度を変化させ、前記二次元像生成手段は、前記輝度調整
手段の輝度の変化に同期して、前記複数の物体の中から
所望の輝度で表示する二次元像の物体を選択し、当該物
体の二次元像を生成することを特徴とする。また、本発
明は、前記二次元像生成手段が、前記複数の物体の中の
一つを所定の順番で選択して、当該選択された物体の二
次元像を生成し、前記輝度調整手段は、前記二次元像生
成手段で生成された二次元像に同期して、輝度を変化さ
せることを特徴とする。
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人
間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示する表示手段と
を備える三次元表示装置であって、前記表示手段は、各
表示面毎に配置され、前記二次元像生成手段で生成され
た複数の二次元像の中の所定の二次元像を表示する複数
の二次元表示手段と、前記複数の二次元表示手段の前面
に配置される輝度調整手段とを有することを特徴とす
る。また、本発明は、前記輝度調整手段が、定期的に輝
度を変化させ、前記二次元像生成手段は、前記輝度調整
手段の輝度の変化に同期して、前記複数の物体の中から
所望の輝度で表示する二次元像の物体を選択し、当該物
体の二次元像を生成することを特徴とする。また、本発
明は、前記二次元像生成手段が、前記複数の物体の中の
一つを所定の順番で選択して、当該選択された物体の二
次元像を生成し、前記輝度調整手段は、前記二次元像生
成手段で生成された二次元像に同期して、輝度を変化さ
せることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、奥行き位置の異なる複数
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人
間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示する表示手段と
を備える三次元表示装置であって、前記表示手段は、各
表示面毎に配置され、前記二次元像生成手段で生成され
た二次元像を所定の輝度で表示する二次元表示手段を有
することを特徴とする。また、本発明は、奥行き位置の
異なる複数の物体からなる表示対象物の複数の物体の中
から順次一つの物体を選択して、当該選択された物体を
観察者の視線から平面に射影してできる二次元像を生成
する二次元像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次
生成された各二次元像を、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のそれぞれに、所定の輝度
で、かつ、人間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示す
る表示手段とを備える三次元表示装置であって、前記表
示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像生成手
段で生成された複数の二次元像の中の所定の二次元像を
所定の輝度で表示する複数の二次元表示手段を有するこ
とを特徴とする。また、本発明は、前記二次元表示手段
が、定期的に輝度を変化させ、前記二次元像生成手段
は、前記二次元表示手段の輝度の変化に同期して、前記
複数の物体の中から所望の輝度で表示する二次元像の物
体を選択し、当該物体の二次元像を生成することを特徴
とする。また、本発明は、前記二次元像生成手段が、前
記複数の物体の中の一つを所定の順番で選択して、当該
選択された物体の二次元像を生成し、前記二次元表示手
段は、前記二次元像生成手段で生成された二次元像に同
期して、輝度を変化させることを特徴とする。
の物体からなる表示対象物の複数の物体の中から順次一
つの物体を選択して、当該選択された物体を観察者の視
線から平面に射影してできる二次元像を生成する二次元
像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された
各二次元像を、観察者から見て異なった奥行き位置にあ
る複数の表示面のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人
間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示する表示手段と
を備える三次元表示装置であって、前記表示手段は、各
表示面毎に配置され、前記二次元像生成手段で生成され
た二次元像を所定の輝度で表示する二次元表示手段を有
することを特徴とする。また、本発明は、奥行き位置の
異なる複数の物体からなる表示対象物の複数の物体の中
から順次一つの物体を選択して、当該選択された物体を
観察者の視線から平面に射影してできる二次元像を生成
する二次元像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次
生成された各二次元像を、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のそれぞれに、所定の輝度
で、かつ、人間の眼の残像時間内に順次繰り返し表示す
る表示手段とを備える三次元表示装置であって、前記表
示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像生成手
段で生成された複数の二次元像の中の所定の二次元像を
所定の輝度で表示する複数の二次元表示手段を有するこ
とを特徴とする。また、本発明は、前記二次元表示手段
が、定期的に輝度を変化させ、前記二次元像生成手段
は、前記二次元表示手段の輝度の変化に同期して、前記
複数の物体の中から所望の輝度で表示する二次元像の物
体を選択し、当該物体の二次元像を生成することを特徴
とする。また、本発明は、前記二次元像生成手段が、前
記複数の物体の中の一つを所定の順番で選択して、当該
選択された物体の二次元像を生成し、前記二次元表示手
段は、前記二次元像生成手段で生成された二次元像に同
期して、輝度を変化させることを特徴とする。
【００１１】
【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。
施の形態を詳細に説明する。
【００１２】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。
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。
【００１３】［実施の形態１］図１は、本発明の三次元
表示装置の概念を示すブロック図である。本発明の三次
元表示方法においても、例えば、図１に示すように、観
察者１０１の前面に複数の像面（本発明の表示面）、例
えば、像面（１０２，１０３）を設定し、これらの像面
に複数の二次元像を、二次元表示装置と光学系とを用い
て表示する。また、観察者１０１に表示したい三次元物
体を、観察者１０１の両眼の視線方向から、像面（１０
２，１０３）へ射影した二次元像（例えば、図１１
（ａ）に示す１１０４、１１０５）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
元物体をカメラで撮影した二次元像を用いる方法、ある
いは別の方向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。
表示装置の概念を示すブロック図である。本発明の三次
元表示方法においても、例えば、図１に示すように、観
察者１０１の前面に複数の像面（本発明の表示面）、例
えば、像面（１０２，１０３）を設定し、これらの像面
に複数の二次元像を、二次元表示装置と光学系とを用い
て表示する。また、観察者１０１に表示したい三次元物
体を、観察者１０１の両眼の視線方向から、像面（１０
２，１０３）へ射影した二次元像（例えば、図１１
（ａ）に示す１１０４、１１０５）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
元物体をカメラで撮影した二次元像を用いる方法、ある
いは別の方向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。
【００１４】本発明では、この二次元像を生成する際
に、表示対象物が奥行き位置の異なる複数の物体で、か
つ、観察者１０１の視線上で重なりのある複数の物体で
ある場合に、画像生成装置１０５により、複数の像面、
例えば、像面（１０２，１０３）に同時に表示する二次
元像を、前記表示対象物のそれぞれの物体毎に生成す
る。即ち、本発明では、表示対象物のそれぞれの物体毎
に、観察者１０１の両眼の視線方向から、像面（１０
２，１０３）へ射影した二次元像をそれぞれ生成する。
に、表示対象物が奥行き位置の異なる複数の物体で、か
つ、観察者１０１の視線上で重なりのある複数の物体で
ある場合に、画像生成装置１０５により、複数の像面、
例えば、像面（１０２，１０３）に同時に表示する二次
元像を、前記表示対象物のそれぞれの物体毎に生成す
る。即ち、本発明では、表示対象物のそれぞれの物体毎
に、観察者１０１の両眼の視線方向から、像面（１０
２，１０３）へ射影した二次元像をそれぞれ生成する。
【００１５】この場合に、図１に示す画像生成装置１０
５は、表示したい奥行き位置の二次元画像（表示対象物
のそれぞれの物体毎の二次元画像）を、観察者から近い
奥行き位置から遠い奥行き位置の方向、または逆の順
番、あるいは任意（ランダム）の順番に生成する。そし
て、像面（１０２，１０３）に表示する当該生成された
二次元画像の輝度を、輝度変換装置１０４により、その
奥行き位置に応じた輝度値に変換し、当該生成された二
次元画像を像面（１０２，１０３）に表示する。
５は、表示したい奥行き位置の二次元画像（表示対象物
のそれぞれの物体毎の二次元画像）を、観察者から近い
奥行き位置から遠い奥行き位置の方向、または逆の順
番、あるいは任意（ランダム）の順番に生成する。そし
て、像面（１０２，１０３）に表示する当該生成された
二次元画像の輝度を、輝度変換装置１０４により、その
奥行き位置に応じた輝度値に変換し、当該生成された二
次元画像を像面（１０２，１０３）に表示する。
【００１６】このときに画像生成装置１０５が生成して
いる奥行き位置と輝度変換装置１０４が変換する奥行き
位置を同期させる同期装置１０６を配置することによ
り、画像と奥行き位置とを同期させる。なお、図１に示
す同期装置１０６は、概念図であり、機械的に変換する
方法、またはソフトウェア的に変換する実現方法があ
り、また、この同期装置１０６は複数の装置で構成され
る場合もある。さらに、この輝度変換装置１０４と同期
装置１０６とは一体に構成されていてもかまわない。
いる奥行き位置と輝度変換装置１０４が変換する奥行き
位置を同期させる同期装置１０６を配置することによ
り、画像と奥行き位置とを同期させる。なお、図１に示
す同期装置１０６は、概念図であり、機械的に変換する
方法、またはソフトウェア的に変換する実現方法があ
り、また、この同期装置１０６は複数の装置で構成され
る場合もある。さらに、この輝度変換装置１０４と同期
装置１０６とは一体に構成されていてもかまわない。
【００１７】本実施の形態の三次元表示装置における、
三次元像の表示方法について図２を用いて説明する。 （ａ）三次元像２０４のように観察者から見て、前方の
位置に再現したい物体の二次元像を、輝度変換装置１０
４、および同期装置１０６により、像面（２０２，２０
３）に輝度を変えて表示することにより、三次元像２０
４を再現する。 （ｂ）次に、三次元像２１４のように観察者から見て、
中間の位置に再現したい物体の二次元像を、像面（２１
２，２１３）に輝度を変えて表示することにより、三次
元像２１４を再現する。 （ｃ）次に、三次元像２２４のように観察者から見て、
後方の位置に再現したい物体の二次元像を、像面（２２
２，２２３）に輝度を変えて表示することにより、三次
元像２２４を再現する。 輝度の変化のさせ方は、表示する三次元像に応じて輝度
を変化させて表示する方法と、輝度を連続的に変化さ
せ、それに応じた三次元像を表示する方法がある。例え
ば、前方の像面を高輝度→中間→低輝度、後方の像面を
低輝度→中間→高輝度、というように変化させ、観察者
から見たときの輝度は一定とし、再現できる三次元像の
位置を、前方から後方というように変化させる方法、あ
るいはこの逆の順番の方法と、表示したい三次元像の任
意な位置に応じて、輝度を自由に変化させ、再現する方
法がある。
三次元像の表示方法について図２を用いて説明する。 （ａ）三次元像２０４のように観察者から見て、前方の
位置に再現したい物体の二次元像を、輝度変換装置１０
４、および同期装置１０６により、像面（２０２，２０
３）に輝度を変えて表示することにより、三次元像２０
４を再現する。 （ｂ）次に、三次元像２１４のように観察者から見て、
中間の位置に再現したい物体の二次元像を、像面（２１
２，２１３）に輝度を変えて表示することにより、三次
元像２１４を再現する。 （ｃ）次に、三次元像２２４のように観察者から見て、
後方の位置に再現したい物体の二次元像を、像面（２２
２，２２３）に輝度を変えて表示することにより、三次
元像２２４を再現する。 輝度の変化のさせ方は、表示する三次元像に応じて輝度
を変化させて表示する方法と、輝度を連続的に変化さ
せ、それに応じた三次元像を表示する方法がある。例え
ば、前方の像面を高輝度→中間→低輝度、後方の像面を
低輝度→中間→高輝度、というように変化させ、観察者
から見たときの輝度は一定とし、再現できる三次元像の
位置を、前方から後方というように変化させる方法、あ
るいはこの逆の順番の方法と、表示したい三次元像の任
意な位置に応じて、輝度を自由に変化させ、再現する方
法がある。
【００１８】本発明は、前記した図２（ａ），図２
（ｂ），図２（ｃ）の手順を高速に繰り返し表示する点
で、前記図１１に示す三次元表示方式と大きく異なって
いる。前記した図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）の
手順を高速に繰り返すことにより、観察者２３１から見
た時に、図２（ｄ）に示すように三次元像（２３４，２
３５，２３６）が各々の位置に再現され、かつ後ろの像
を透かして見ることができる。前記した図２（ａ），図
２（ｂ），図２（ｃ）の手順を繰り返す速度を、人間の
眼の残像時間内、例えば、６０Ｈｚ以上で高速に繰り返
すことにより、フリッカーの無い三次元表示を実現する
ことができる。即ち、互いに重なり合う２つ以上の像を
表示する場合には、それぞれの像を表示する手順を、人
間の眼の残像時間以内で時分割してそれぞれ表示するこ
とにより実現することができる。必要な奥行き枚数は、
重ねて表示する必要のある部分の最大重なり枚数分以上
あれば、時分割表示などを用いることにより実現でき
る。
（ｂ），図２（ｃ）の手順を高速に繰り返し表示する点
で、前記図１１に示す三次元表示方式と大きく異なって
いる。前記した図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）の
手順を高速に繰り返すことにより、観察者２３１から見
た時に、図２（ｄ）に示すように三次元像（２３４，２
３５，２３６）が各々の位置に再現され、かつ後ろの像
を透かして見ることができる。前記した図２（ａ），図
２（ｂ），図２（ｃ）の手順を繰り返す速度を、人間の
眼の残像時間内、例えば、６０Ｈｚ以上で高速に繰り返
すことにより、フリッカーの無い三次元表示を実現する
ことができる。即ち、互いに重なり合う２つ以上の像を
表示する場合には、それぞれの像を表示する手順を、人
間の眼の残像時間以内で時分割してそれぞれ表示するこ
とにより実現することができる。必要な奥行き枚数は、
重ねて表示する必要のある部分の最大重なり枚数分以上
あれば、時分割表示などを用いることにより実現でき
る。
【００１９】図３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ブロック図である。本実施の形
態の三次元表示装置は、二次元表示装置（３０４，３０
５）により前方の像面と後方の像面とを設定し、この２
面の像面に表示された二次元像を、ハーフミラー（３０
２，３０３）により同じ光軸上に並べるようにした実施
の形態である。この場合に、二次元表示装置（３０４，
３０５）に表示する像を前記図２に示すように高速に輝
度を変化させ、繰り返して表示する。
示装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形
態の三次元表示装置は、二次元表示装置（３０４，３０
５）により前方の像面と後方の像面とを設定し、この２
面の像面に表示された二次元像を、ハーフミラー（３０
２，３０３）により同じ光軸上に並べるようにした実施
の形態である。この場合に、二次元表示装置（３０４，
３０５）に表示する像を前記図２に示すように高速に輝
度を変化させ、繰り返して表示する。
【００２０】二次元表示装置（３０４，３０５）には、
ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなど
を用い、より高速性が必要なときには、強誘電性液晶あ
るいは反強誘電性液晶を用いたディスプレイを用いるこ
とができる。あるいは、例えば、オシロスコープのディ
スプレイのように、画素の各々を独立に、かつ高速にラ
ンダムアクセス可能なディスプレイなどを用いることが
できる。本実施の形態の三次元表示装置によれば、前後
の像面の間の全ての位置に連続した三次元像を再現する
ことができる。この場合に、輝度変化については、二次
元表示装置（３０４，３０５）自身で、二次元表示装置
（３０４，３０５）に表示する二次元像の輝度を変化さ
せる。
ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなど
を用い、より高速性が必要なときには、強誘電性液晶あ
るいは反強誘電性液晶を用いたディスプレイを用いるこ
とができる。あるいは、例えば、オシロスコープのディ
スプレイのように、画素の各々を独立に、かつ高速にラ
ンダムアクセス可能なディスプレイなどを用いることが
できる。本実施の形態の三次元表示装置によれば、前後
の像面の間の全ての位置に連続した三次元像を再現する
ことができる。この場合に、輝度変化については、二次
元表示装置（３０４，３０５）自身で、二次元表示装置
（３０４，３０５）に表示する二次元像の輝度を変化さ
せる。
【００２１】［実施の形態２］図４は、本発明の実施の
形態２の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、表示像の輝度
変化を、二次元表示装置（４０４，４０５）の前面に配
した減光フィルター（４０６，４０７）等により行うよ
うにした点で、前記実施の形態１の三次元表示装置と相
違する。本実施の形態の減光フィルター（４０６，４０
７）としては、機械的な回転に応じて連続して減光量の
変化するフィルターや、液晶などを用い電気的に減光さ
せるフィルター、開口面積が変化しているスリットを回
転方向に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させ
るもの、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させる
ことにより輝度を変化させるもの等が使用可能である。
本実施の形態の三次元表示装置では、この減光フィルタ
ー（４０６，４０７）の減光量を、二次元表示装置（４
０４，４０５）に表示する二次元像と同期させて、三次
元像を表示する。
形態２の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、表示像の輝度
変化を、二次元表示装置（４０４，４０５）の前面に配
した減光フィルター（４０６，４０７）等により行うよ
うにした点で、前記実施の形態１の三次元表示装置と相
違する。本実施の形態の減光フィルター（４０６，４０
７）としては、機械的な回転に応じて連続して減光量の
変化するフィルターや、液晶などを用い電気的に減光さ
せるフィルター、開口面積が変化しているスリットを回
転方向に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させ
るもの、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させる
ことにより輝度を変化させるもの等が使用可能である。
本実施の形態の三次元表示装置では、この減光フィルタ
ー（４０６，４０７）の減光量を、二次元表示装置（４
０４，４０５）に表示する二次元像と同期させて、三次
元像を表示する。
【００２２】［実施の形態３］図５は、本発明の実施の
形態３の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、二次元表示装
置として投影型のプロジェクタからなる二次元表示装置
（５０６〜５１１）を複数台用いた実施の形態である。
例えば、二次元表示装置５０６に観察者から見て前方の
三次元像、二次元表示装置５０７に中間の三次元像、お
よび二次元表示装置５０８に後方の三次元像の二次元像
を表示し、シャッター（５１２〜５１４）によって、時
分割に順番に表示させ、スクリーン５０４に投影する。
同様に、二次元表示装置５０９に観察者から見て前方の
三次元像、二次元表示装置５１０に中間の三次元像、お
よび二次元表示装置５１１に後方の三次元像の二次元像
を表示し、シャッター（５１５〜５１７）によって、時
分割に順番に表示させ、スクリーン５０５に投影する。
そして、スクリーン（５０４，５０５）に表示された二
次元像を、ハーフミラー（５０２，５０３）により同じ
光軸上に並べる構成である。なお、本実施の形態では、
各二次元表示装置（５０６〜５１１）から投影される二
次元像の輝度は、各二次元表示装置（５０６〜５１１）
が表示する二次元像の奥行位置に応じた所望の輝度に予
め設定しておく。
形態３の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、二次元表示装
置として投影型のプロジェクタからなる二次元表示装置
（５０６〜５１１）を複数台用いた実施の形態である。
例えば、二次元表示装置５０６に観察者から見て前方の
三次元像、二次元表示装置５０７に中間の三次元像、お
よび二次元表示装置５０８に後方の三次元像の二次元像
を表示し、シャッター（５１２〜５１４）によって、時
分割に順番に表示させ、スクリーン５０４に投影する。
同様に、二次元表示装置５０９に観察者から見て前方の
三次元像、二次元表示装置５１０に中間の三次元像、お
よび二次元表示装置５１１に後方の三次元像の二次元像
を表示し、シャッター（５１５〜５１７）によって、時
分割に順番に表示させ、スクリーン５０５に投影する。
そして、スクリーン（５０４，５０５）に表示された二
次元像を、ハーフミラー（５０２，５０３）により同じ
光軸上に並べる構成である。なお、本実施の形態では、
各二次元表示装置（５０６〜５１１）から投影される二
次元像の輝度は、各二次元表示装置（５０６〜５１１）
が表示する二次元像の奥行位置に応じた所望の輝度に予
め設定しておく。
【００２３】［実施の形態４］図６は、本発明の実施の
形態４の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、各二次元表示
装置（６０６〜６１１）に表示された二次元像の輝度
を、各二次元表示装置（６０６〜６１１）の前面に配置
した減光フィルター（６１８〜６２３）により変化させ
るようにした点で、前記実施の形態３の三次元表示装置
と相違する。例えば、前方の像面に二次元像を表示する
二次元表示装置（６０６〜６０８）と、後方の像面に二
次元像を表示する二次元表示装置（６０９〜６１１）と
により、奥行き方向に３枚の三次元像を再現する場合に
は、各二次元表示装置の輝度は一定でよいので、この減
光フィルター（６１８〜６２３）は、減光量が固定され
た減光フィルターを用いることができる。
形態４の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、各二次元表示
装置（６０６〜６１１）に表示された二次元像の輝度
を、各二次元表示装置（６０６〜６１１）の前面に配置
した減光フィルター（６１８〜６２３）により変化させ
るようにした点で、前記実施の形態３の三次元表示装置
と相違する。例えば、前方の像面に二次元像を表示する
二次元表示装置（６０６〜６０８）と、後方の像面に二
次元像を表示する二次元表示装置（６０９〜６１１）と
により、奥行き方向に３枚の三次元像を再現する場合に
は、各二次元表示装置の輝度は一定でよいので、この減
光フィルター（６１８〜６２３）は、減光量が固定され
た減光フィルターを用いることができる。
【００２４】奥行き方向に３枚以上の三次元像を再現す
る場合には、この減光フィルター（６１８〜６２３）と
しては、機械的な回転に応じて連続して減光量の変化す
るフィルターや、液晶などを用い電気的に減光させるフ
ィルター、開口面積が変化しているスリットを回転方向
に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させるも
の、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させること
により輝度を変化させるもの等が使用可能である。そし
て、この減光フィルター（６１８〜６２３）の減光量
を、二次元表示装置（６０６〜６１１）から投影される
二次元像と同期させて、三次元像を表示する。
る場合には、この減光フィルター（６１８〜６２３）と
しては、機械的な回転に応じて連続して減光量の変化す
るフィルターや、液晶などを用い電気的に減光させるフ
ィルター、開口面積が変化しているスリットを回転方向
に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させるも
の、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させること
により輝度を変化させるもの等が使用可能である。そし
て、この減光フィルター（６１８〜６２３）の減光量
を、二次元表示装置（６０６〜６１１）から投影される
二次元像と同期させて、三次元像を表示する。
【００２５】［実施の形態５］図７は、本発明の実施の
形態５の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、ハーフミラー
（７０４，７０５）により、二次元表示装置（７０８〜
７１０）の光軸を同じにし、二次元表示装置（７０８〜
７１０）に表示された二次元像をシャッター（７１４〜
７１６）によって、前方の像面に時分割表示し、また、
ハーフミラー（７０６，７０７）により、二次元表示装
置（７１１〜７１３）の光軸を同じにし、二次元表示装
置（７１１〜７１３）に表示された二次元像をシャッタ
ー（７１７〜７１９）によって、後方の像面に時分割表
示するようにした実施の形態である。
形態５の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、ハーフミラー
（７０４，７０５）により、二次元表示装置（７０８〜
７１０）の光軸を同じにし、二次元表示装置（７０８〜
７１０）に表示された二次元像をシャッター（７１４〜
７１６）によって、前方の像面に時分割表示し、また、
ハーフミラー（７０６，７０７）により、二次元表示装
置（７１１〜７１３）の光軸を同じにし、二次元表示装
置（７１１〜７１３）に表示された二次元像をシャッタ
ー（７１７〜７１９）によって、後方の像面に時分割表
示するようにした実施の形態である。
【００２６】二次元表示装置（７０８〜７１３）には、
ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなど
を用い、より高速性が必要なときには、強誘電性液晶あ
るいは反強誘電性液晶を用いたディスプレイを用いるこ
とができる。
ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなど
を用い、より高速性が必要なときには、強誘電性液晶あ
るいは反強誘電性液晶を用いたディスプレイを用いるこ
とができる。
【００２７】あるいは、例えば、オシロスコープのディ
スプレイのように、画素の各々を独立に、かつ高速にラ
ンダムアクセス可能なディスプレイなどを用いることが
できる。この場合に、輝度変化については、二次元表示
装置（７０８〜７１３）自身で、二次元表示装置（７０
８〜７１３）に表示する二次元像の輝度を変化させる。
スプレイのように、画素の各々を独立に、かつ高速にラ
ンダムアクセス可能なディスプレイなどを用いることが
できる。この場合に、輝度変化については、二次元表示
装置（７０８〜７１３）自身で、二次元表示装置（７０
８〜７１３）に表示する二次元像の輝度を変化させる。
【００２８】［実施の形態６］図８は、本発明の実施の
形態６の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、各二次元表示
装置（８０８〜８１３）に表示された二次元像の輝度
を、各二次元表示装置（８０８〜８１３）の前面に配置
した減光フィルター（７２０〜７２５）により変化させ
るようにした点で、前記実施の形態３の三次元表示装置
と相違する。例えば、前方の像面に二次元像を表示する
二次元表示装置（８０８〜８１０）と、後方の像面に二
次元像を表示する二次元表示装置（８１１〜８１３）と
により、奥行き方向に３枚の三次元像を再現する場合に
は、各二次元表示装置の輝度は一定でよいので、この減
光フィルター（７２０〜７２５）は、減光量が固定され
た減光フィルターを用いることができる。
形態６の三次元表示装置の概略構成を示すブロック図で
ある。本実施の形態の三次元表示装置は、各二次元表示
装置（８０８〜８１３）に表示された二次元像の輝度
を、各二次元表示装置（８０８〜８１３）の前面に配置
した減光フィルター（７２０〜７２５）により変化させ
るようにした点で、前記実施の形態３の三次元表示装置
と相違する。例えば、前方の像面に二次元像を表示する
二次元表示装置（８０８〜８１０）と、後方の像面に二
次元像を表示する二次元表示装置（８１１〜８１３）と
により、奥行き方向に３枚の三次元像を再現する場合に
は、各二次元表示装置の輝度は一定でよいので、この減
光フィルター（７２０〜７２５）は、減光量が固定され
た減光フィルターを用いることができる。
【００２９】また、奥行き方向に３枚以上の三次元像を
再現する場合には、この減光フィルター（７２０〜７２
５）としては、機械的な回転に応じて連続して減光量の
変化するフィルターや、液晶などを用い電気的に減光さ
せるフィルター、開口面積が変化しているスリットを回
転方向に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させ
るもの、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させる
ことにより輝度を変化させるもの等が使用可能である。
そして、この減光フィルター（７２０〜７２５）の減光
量を、二次元表示装置（８０８〜８１３）に表示する二
次元像と同期させて、三次元像を表示する。
再現する場合には、この減光フィルター（７２０〜７２
５）としては、機械的な回転に応じて連続して減光量の
変化するフィルターや、液晶などを用い電気的に減光さ
せるフィルター、開口面積が変化しているスリットを回
転方向に並べたものを機械的に回転させ輝度を変化させ
るもの、強誘電シャッターなどで開口時間を変化させる
ことにより輝度を変化させるもの等が使用可能である。
そして、この減光フィルター（７２０〜７２５）の減光
量を、二次元表示装置（８０８〜８１３）に表示する二
次元像と同期させて、三次元像を表示する。
【００３０】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。
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。
【００３１】
【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。
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。
【００３２】本発明によれば、奥行き位置の異なる複数
の物体で、かつ、観察者の視線上で重なりのある複数の
物体の三次元画像を、前方にある物体の画像に隠される
ことなく、透過して表示することが可能となる。
の物体で、かつ、観察者の視線上で重なりのある複数の
物体の三次元画像を、前方にある物体の画像に隠される
ことなく、透過して表示することが可能となる。
【図１】本発明の三次元表示装置の概念を示すブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の三次元表示方法の原理を説明するため
の図である。
の図である。
【図３】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態５の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態６の三次元表示装置の概略
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図９】従来の三次元表示装置の一例の概略構成を示す
図である。
図である。
【図１０】従来の三次元表示装置の他の例の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図１１】従来の三次元表示装置の他の例の概略構成を
示す図である。
示す図である。
１０１，２０１，２１１，２２１，２３１，３０１，４
０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０７，１１
０１．１１１１…観察者、１０２，１０３，２０２，２
０３，２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３
３，１１０２，１１０３…像面、１０４…輝度変換装
置、１０５…画像生成装置、１０６…同期装置、２０
４、２１４、２２４、２３４、２３５、２３６，１１０
６Ａ，１１０６Ｂ，１１０６Ｃ，１１１５…三次元像、
３０２，３０３，４０２，４０３，５０２，５０３，６
０２，６０３，７０２，７０３，７０４，７０５，７０
６，７０７，８０２，８０３，８０４，８０５，８０
６，８０７…ハーフミラー、３０４，３０５，４０４，
４０５，５０６，５０７，５０８，５０９，５１０，５
１１，６０６，６０７，６０８，６０９，６１０，６１
１，７０８，７０９，７１０，７１１，７１２，７１
３，８０８，８０９，８１０，８１１，８１２，８１
３，９０５…二次元表示装置、４０６，４０７，６１
８，６１９，６２０，６２１，６２２，６２３，７２
０，７２１，７２２，７２３，７２４，７２５…減光フ
ィルター、５０４，５０５，６０４，６０５…スクリー
ン、５１２，５１３，５１４，５１５，５１６，５１
７，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６１
７，７１４，７１５，７１６，７１７，７１８，７１９
…シャッター、９０１，１００１…三次元物体、９０
２，９０３…カメラ、９０４…映像信号変換装置、９０
６…液晶シャッタ眼鏡、、１００２…奥行き方向に標本
化された二次元像の集まり、１００３…体積型三次元表
示装置、１００４…三次元の再現像、１１０４，１１０
５，１１１２，１１１３…二次元像、１１１４…光学
系。
０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０７，１１
０１．１１１１…観察者、１０２，１０３，２０２，２
０３，２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３
３，１１０２，１１０３…像面、１０４…輝度変換装
置、１０５…画像生成装置、１０６…同期装置、２０
４、２１４、２２４、２３４、２３５、２３６，１１０
６Ａ，１１０６Ｂ，１１０６Ｃ，１１１５…三次元像、
３０２，３０３，４０２，４０３，５０２，５０３，６
０２，６０３，７０２，７０３，７０４，７０５，７０
６，７０７，８０２，８０３，８０４，８０５，８０
６，８０７…ハーフミラー、３０４，３０５，４０４，
４０５，５０６，５０７，５０８，５０９，５１０，５
１１，６０６，６０７，６０８，６０９，６１０，６１
１，７０８，７０９，７１０，７１１，７１２，７１
３，８０８，８０９，８１０，８１１，８１２，８１
３，９０５…二次元表示装置、４０６，４０７，６１
８，６１９，６２０，６２１，６２２，６２３，７２
０，７２１，７２２，７２３，７２４，７２５…減光フ
ィルター、５０４，５０５，６０４，６０５…スクリー
ン、５１２，５１３，５１４，５１５，５１６，５１
７，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６１
７，７１４，７１５，７１６，７１７，７１８，７１９
…シャッター、９０１，１００１…三次元物体、９０
２，９０３…カメラ、９０４…映像信号変換装置、９０
６…液晶シャッタ眼鏡、、１００２…奥行き方向に標本
化された二次元像の集まり、１００３…体積型三次元表
示装置、１００４…三次元の再現像、１１０４，１１０
５，１１１２，１１１３…二次元像、１１１４…光学
系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 13/00 - 15/00
Claims (16)
- 【請求項１】 表示対象物体を観察者の視線から平面に
射影した二次元像を、奥行き位置の異なる複数の表示面
のそれぞれに、各表示面毎に所望の輝度で表示して、三
次元立体像を生成する三次元表示方法において、 表示対象物体が奥行き位置の異なる複数の物体からなる
場合に、前記複数の物体の中の一つを選択して、当該選
択された物体を観察者の視線から平面に射影してできる
二次元像を生成し、当該生成された二次元像を前記各表
示面に表示するステップを、前記複数の物体の全てにつ
いて人間の眼の残像時間内に繰り返し、前記複数の物体
の三次元立体像を人間の眼の残像時間内に時分割で順次
表示することを特徴とする三次元表示方法。 - 【請求項２】 前記複数の物体のそれぞれの二次元像を
前記各表示面に、人間の目の残像時間内に時分割で順次
表示する際に、各二次元像毎に各表示面に表示する二次
元像の輝度を所望の輝度に変化させて表示することを特
徴とする請求項１に記載の三次元表示方法。 - 【請求項３】 前記複数の表示面の輝度を周期的に変化
させ、所望の輝度となるタイミングに同期して、前記複
数の物体の中から前記所望の輝度で表示する二次元像の
物体を選択して、当該選択された物体の二次元像を前記
各表示面に表示することを特徴とする請求項１に記載の
三次元表示方法。 - 【請求項４】 奥行き位置の異なる複数の物体からなる
表示対象物の複数の物体の中から順次一つの物体を選択
して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に射
影してできる二次元像を生成する二次元像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された各二次元像を、
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
のそれぞれに、人間の眼の残像時間内に順次繰り返し表
示する表示手段と、 前記各表示面に表示される二次元像に同期して、前記表
示手段により前記各表示面に表示される二次元像の輝度
を調整する輝度調整手段とを備えることを特徴とする三
次元表示装置。 - 【請求項５】 奥行き位置の異なる複数の物体からなる
表示対象物の複数の物体の中から順次一つの物体を選択
して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に射
影してできる二次元像を生成する二次元像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された各二次元像を、
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
のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時
間内に順次繰り返し表示する表示手段とを備える三次元
表示装置であって、 前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像
生成手段で生成された二次元像を表示する二次元表示手
段と、 前記二次元表示手段の前面に配置される輝度調整手段と
を有することを特徴とする三次元表示装置。 - 【請求項６】 奥行き位置の異なる複数の物体からなる
表示対象物の複数の物体の中から順次一つの物体を選択
して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に射
影してできる二次元像を生成する二次元像生成手段と、前記二次元像生成手段で順次生成された各二次元像を、
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
のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時
間内に順次繰り返し表示する表示手段とを備える三次元
表示装置であって、 前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像
生成手段で生成された複数の二次元像の中の所定の二次
元像を表示する複数の二次元表示手段と、 前記複数の二次元表示手段の前面に配置される輝度調整
手段とを有することを特徴とする三次元表示装置。 - 【請求項７】 前記輝度調整手段は、定期的に輝度を変
化させ、 前記二次元像生成手段は、前記輝度調整手段の輝度の変
化に同期して、前記複数の物体の中から所望の輝度で表
示する二次元像の物体を選択し、当該物体の二次元像を
生成することを特徴とする請求項４ないし請求項６のい
ずれか１項に記載の三次元表示装置。 - 【請求項８】 前記二次元像生成手段は、前記複数の物
体の中の一つを所定の順番で選択して、当該選択された
物体の二次元像を生成し、 前記輝度調整手段は、前記二次元像生成手段で生成され
た二次元像に同期して、輝度を変化させることを特徴と
する請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の三
次元表示装置。 - 【請求項９】 前記二次元表示手段は、プロジェクタで
あり、 前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記複数のプ
ロジェクタから二次元像が投影されるスクリーンを、さ
らに有することを特徴とする請求項６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。 - 【請求項１０】 前記輝度調整手段は減光フィルターで
あることを特徴とする請求項５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。 - 【請求項１１】 前記減光フィルターは、減光量が連続
的に変化する回転フィルター、複数のスリットを回転さ
せるフィルター、シャッタによる遮断／透過の時間の変
化を用いたフィルター、シャッタによる遮断／透過の回
数の変化を用いたフィルターのいずれかであることを特
徴とする請求項１０に記載の三次元表示装置。 - 【請求項１２】 奥行き位置の異なる複数の物体からな
る表示対象物の複数の物体の中から順次一つの物体を選
択して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に
射影してできる二次元像を生成する二次元像生成手段
と、前記二次元像生成手段で順次生成された各二次元像を、
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
のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時
間内に順次繰り返し表示する表示手段とを備える三次元
表示装置であって、 前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像
生成手段で生成された二次元像を所定の輝度で表示する
二次元表示手段を有することを特徴とする三次元表示装
置。 - 【請求項１３】 奥行き位置の異なる複数の物体からな
る表示対象物の複数の物体の中から順次一つの物体を選
択して、当該選択された物体を観察者の視線から平面に
射影してできる二次元像を生成する二次元像生成手段
と、前記二次元像生成手段で順次生成された各二次元像を、
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
のそれぞれに、所定の輝度で、かつ、人間の眼の残像時
間内に順次繰り返し表示する表示手段とを備える三次元
表示装置であって、 前記表示手段は、各表示面毎に配置され、前記二次元像
生成手段で生成された複数の二次元像の中の所定の二次
元像を所定の輝度で表示する複数の二次元表示手段を有
することを特徴とする三次元表示装置。 - 【請求項１４】 前記二次元表示手段は、定期的に輝度
を変化させ、 前記二次元像生成手段は、前記二次元表示手段の輝度の
変化に同期して、前記複数の物体の中から所望の輝度で
表示する二次元像の物体を選択し、当該物体の二次元像
を生成することを特徴とする請求項１２または請求項１
３に記載の三次元表示装置。 - 【請求項１５】 前記二次元像生成手段は、前記複数の
物体の中の一つを所定の順番で選択して、当該選択され
た物体の二次元像を生成し、 前記二次元表示手段は、前記二次元像生成手段で生成さ
れた二次元像に同期して、輝度を変化させることを特徴
とする請求項１２または請求項１３に記載の三次元表示
装置。 - 【請求項１６】 前記二次元表示手段は、画素を独立に
ランダムアクセス可能なディスプレイであることを特徴
とする請求項５ないし請求項１５のいずれか１項に記載
の三次元表示装置。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10280739A JP3081589B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 三次元表示方法および装置 |
| US09/314,072 US6525699B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-19 | Three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
| DE69935883T DE69935883T2 (de) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | Verfahren und Vorrichtung für eine dreidimensionale Darstellung |
| DE69942432T DE69942432D1 (de) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | Dreidimensionales Darstellungsverfahren und Vorrichtung dafür |
| EP06075188A EP1657586B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | A three dimensional representation method and apparatus thereof |
| EP06075186A EP1657584B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | A three dimentional representation method and an apparatus thereof |
| EP99303917A EP0959377B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | A three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
| EP06075185A EP1657583B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | A three dimensional representation method |
| EP06075187A EP1657585B1 (en) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | A three dimensional representation method and an apparatus thereof |
| DE69942434T DE69942434D1 (de) | 1998-05-21 | 1999-05-20 | Verfahren und Vorrichtung für eine dreidimensionale Darstellung |
| US10/291,404 US7002532B2 (en) | 1998-05-21 | 2002-11-12 | Three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
| US10/291,377 US7148859B2 (en) | 1998-05-21 | 2002-11-12 | Three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
| US10/291,873 US6950078B2 (en) | 1998-05-21 | 2002-11-12 | Three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
| US10/291,731 US6940473B2 (en) | 1998-05-21 | 2002-11-12 | Three-dimensional representation method and an apparatus thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10280739A JP3081589B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 三次元表示方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000115812A JP2000115812A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3081589B2 true JP3081589B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=17629287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10280739A Expired - Lifetime JP3081589B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-10-02 | 三次元表示方法および装置 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2004226835A (ja) | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Pioneer Electronic Corp | 表示装置及び方法 |
| JP2004226857A (ja) | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Pioneer Electronic Corp | 表示装置及び表示デバイス |
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| WO2022259492A1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 映像投影装置、映像投影方法、及びプログラム |
-
1998
- 1998-10-02 JP JP10280739A patent/JP3081589B2/ja not_active Expired - Lifetime
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