JP3292354B2 - ３次元画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タや、自動車、航空機などにおける画像表示装置に関
し、特に３次元画像表示方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフラットパネルによる３次元表示
方式には、疑似的なものとしては透視図があるが、本格
的なものとしては左右の目に別々の画像を伝達できるよ
うに光の偏光特性や光スイッチなど複雑なデバイスを用
いて実現したものがある。この表示方式は、例えば左右
の目にそれぞれが直交した偏光光を通す眼鏡を掛け、右
目で見る画像と左目で見る画像を交互に偏光状態を直交
して平面ディスプレイから出力すると、平面ディスプレ
イ上の画像があたかも３次元の画像のように感じられる
ようにした方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな画像表示方式では上述したように複雑なデバイスを
用いる必要があるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、このような点に鑑みて、
透視図などで表現される疑似的な３次元表示方式と偏光
や光スイッチなどによる本格的な３次元表示方式の中間
に位置する簡易形の３次元表示方式であり、構成が簡単
な３次元画像表示装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本願発明では、画像を表示するディスプレイ
と、このディスプレイを見る人間の目の位置を測定する
位置計測器と、外部から前記ディスプレイに入射する光
の方向を検出する光線方向検出装器と、 前記位置計測器
から与えられる人間の目の位置を示す情報と前記光線方
向検出器から与えられる光の方向を示す情報を用いて、
前記ディスプレイに表示する画像が前記見る人間の目の
位置の方向から見たような形状となると同時に陰影を持
つ３次元画像を計算により求め、前記ディスプレイ上に
表示させる処理手段を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】位置計測器でフラットパネルディスプレイを見
る人間の目の位置を計測する。また、光線方向検出装置
で外部からディスプレイに入射する光の方向を検出す
る。処理手段は、位置計測器と光線方向検出装置からの
情報を用いてディスプレイ上に表示される仮想物体の３
次元画像を計算により求め、ディスプレイ上に表示させ
る。このときの３次元画像は見る人間の目の位置の方向
から見たような形状であり、その画像には陰影が施され
ている。 このような表示手法は、ディスプレイがあたか
も窓に相当し、外部の物体をその窓を通して眺めるのに
等価である。

【０００７】

【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図３はフラットパネルディスプレイ上に６面体を表示し
た例である。このままであれば通常の３次元表示方法と
なんら変わりはないが、本発明においてはこの画面を見
る人の目の位置と外部から来る光線の方向を検出し、人
間が見る位置を変えたり、入射する光線の方向が変化し
た場合など、画面に表示される物体の形状が変化し、あ
たかも３次元の物体であるような印象を与えるようにし
ている点に特徴がある。

【０００８】本発明では、図１に示すように、Ｐの位置
（P(x,y,z)）にいる人間が仮想物体（g(x,y,z)）を見る
場合、フラットパネルディスプレイ上にはＧの関数とし
て表示される。しかし、人間がＰからＰ’に位置を変え
た場合、表示はＧからＧ’に移動し、表示される物体の
形状も変化する。この場合の形状の変化の求め方は、従
来より周知の３次元表示の計算手法と同一でよい。

【０００９】図２は本発明に係る３次元画像表示装置の
一実施例を示す構成図である。図において、１は人間の
目の位置（P(x,y,z)）を計測する位置計測器、２は仮想
物体（g(x,y,z)）に対する光の入射方向および強度を計
測する光線方向検出器、３は仮想物体のデータを外部よ
り取り込み、前記目の位置（P(x,y,z)）や光の入射方向
および強度（ベクトルＩ）を用いて仮想物体の表示画面
上の形状（画像）を計算する処理手段である。この処理
手段としては通常コンピュータが用いられる。４はコン
ピュータで求めた画像を表示するフラットパネルディス
プレイである。

【００１０】このような構成において、コンピュータ３
は表示物体の３次元画像データg(x,y,z)を、位置計測器
１で得た人間の目の位置データと光線方向検出器２で得
た仮想物体に対する光の入射方向および強度に基づいて
計算する。光の入射方向は表示画像に陰影を付けるた
め、また光の強度は明暗をつけるために用いられる。フ
ラットパネルディスプレイ上に表示する３次元画像を得
る方法およびその画像を表示する方法は周知のソフトウ
ェアが利用できる。

【００１１】このようにして人間の目の位置や光の入射
方向、光の強度に応じて形状の変化する３次元表示画像
を容易にフラットパネルディスプレイ上に表示すること
ができる。

【００１２】なお、本発明は実施例に限定されるもので
はなく、各種の変形が考えられる。例えば、実施例にお
いては人間の目の位置と光の方向の両方を使用して３次
元表示する例を示したが、いずれか一方だけで３次元表
示するようにしてもよく、それ相当の効果を発揮する。
また、ディスプレイ４はフラットパネルディスプレイに
限らず、通常のＣＲＴ表示器等も適用できる。

【００１３】また、人間の目の位置を測定する位置計測
器１と光の入射方向と強度を検出する光線方向検出器２
をフラットパネルディスプレイ４とは別置としている
が、フラットパネルディスプレイ４の額縁上に配置して
フラットパネルディスプレイと一体形にしてもよい。こ
のように構成すれば、システムを容易にコンパクトにま
とめることができる。

【００１４】また、ディスプレイ４に表示する物体は実
施例のような６面体に限らず、メーターやバーグラフ計
器のようなものでもよい。メーターの場合、指針に陰影
がつくことにより、従来の指針型のメーターと同様に画
面の中での可動部分が何であるかたちどころに判断でき
るというメリットがある。

【００１５】さらに、実施例では１人の人間がフラット
パネルディスプレイ４を見る場合を例にとって説明した
が、複数の人間が同時に見る場合にも本発明は適用でき
る。複数の人間が同時に見る場合、例えば、位置計測器
１では各人の目の位置を測定することができるように構
成し、表示画像を計算する際には観測する複数の人間の
目の位置を単純平均した座標を代表的な見る方向と決め
ればよい。

【００１６】また、単純平均の代わりに必要に応じて重
み付けをし、使用するのも１つの方法である。例えば、
航空機のフライトデッキ内のフラットパネルディスプレ
イの場合、操縦士側を主たる方向としておき、必要に応
じて副操縦士側に切り換えるようにすればよい。このよ
うな場合、デフォルト状態では操縦士側からはフラット
パネルディスプレイ上の情報や計器を示す表示に最適な
画像が得られるが、副操縦士側からはフラットパネルデ
ィスプレイ上に表示されている内容に多少おかしい面が
ある。しかし容易に理解することができる内容にはなっ
ている。より明確に見たい場合には副操縦士側に切り換
えればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の３次元表示のソフトウェアをそのまま使用して、フ
ラットパネルディスプレイがあたかも窓に当たり、外部
の物体をその窓を通して眺めている場合と等価な疑似的
３次元表示を簡単な構成で容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示方式を説明するための原理図であ
る。

【図２】本発明に係る３次元画像表示装置の一実施例を
示す構成図である。

【図３】フラットパネルディスプレイ上の６面体表示例
である。

【符号の説明】

１ 位置計測器 ２ 光線方向検出器 ３ 処理手段 ４ フラットパネルディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 11/60 - 17/50 G09G 3/00 - 3/16 G09G 3/19 - 3/34 G09G 3/38 G09G 5/00 - 5/40 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を表示するディスプレイと、 このディスプレイを見る人間の目の位置を測定する位置
   計測器と、外部から前記ディスプレイに入射する光の方向を検出す
   る光線方向検出装器と、 前記 位置計測器から与えられる人間の目の位置を示す情
   報と前記光線方向検出器から与えられる光の方向を示す
   情報を用いて、前記ディスプレイに表示する画像が前記
   見る人間の目の位置の方向から見たような形状となると
   同時に陰影を持つ３次元画像を計算により求め、前記デ
   ィスプレイ上に表示させる処理手段 を備えたことを特徴とする３次元画像表示装置。