JP3789332B2 - 三次元表示装置 - Google Patents

Description

【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、プロジェクタを用いて、複数の表示面に表示される二次元像の輝度を、それぞれ独立に変化させて三次元立体像を表示する三次元表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、二次元像を表示し、かつ、それぞれの表示面に表示される二次元像の輝度を独立に変化させて、三次元立体像を連続的に表示可能な三次元表示装置が、例えば、特許第３０２２５５８号明細書（以下、文献（イ）という。）に開示されている。
この文献（イ）に記載されている三次元表示装置は、光学的に、複数の表示面、例えば、表示面Ａと、表示面Ｂの２個の表示面を観察者から見て異なった奥行き位置に配置する。
ここで、表示面Ａのほうが、表示面Ｂよりも観察者側に近いものとする。
【０００３】
そして、表示面Ａと表示面Ｂの間に存在する三次元物体の三次元立体像を表示する場合には、三次元物体を観察者から見て表示面Ａと表示面Ｂとに射影した二次元像を生成し、これらの二次元像を、表示面Ａと表示面Ｂとに各々表示し、かつ、これらの二次元像の輝度を三次元物体の奥行き位置に応じて変化させる。
このようにすることで、二次元像は、表示面Ａと表示面Ｂの奥行き位置のみに表示されるにも拘わらず、観察者には、三次元立体像が、三次元物体の奥行き位置にあると感じさせることができる。
このように、前述の文献（イ）に記載の三次元表示装置では、立体視の生理的要因間の矛盾を抑制でき、かつ情報量を少なくでき、電気的に書き換え可能な三次元動画像を再生することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、前述の文献（イ）に記載されている三次元表示装置の一例を示す図であり、前述の文献（イ）の図２１に記載されている三次元表示装置を示す図である。
図１０に示す三次元表示装置は、複数のプロジェクタ型二次元表示装置（例えば、ＣＲＴ型、ＬＣＤ型、ＩＬＶ型、ＤＭＤ型など）（１６１〜１６５）と、散乱板（１６６〜１７０）とを用いて、前述した表示面を構成したものである。
ここで、散乱板（１６６〜１７０）は、例えば、高分子分散型液晶素子、あるいはホログラフィック高分子分散型液晶素子、あるいは液晶とマルチレンズアレイの組み合わせ素子などのように散乱／透過、あるいは反射／透過を制御でき、またシャッタ（１７１〜１７５）は、例えば、ツイストネマティック液晶素子、あるいは強誘電液晶素子、あるいは機械的シャッタ素子などのように透過／遮断を制御できるものとする。
【０００５】
図１０に示す三次元表示装置では、散乱板（１６６〜１７０）を奥行き位置を変えて配置し、これらの散乱板（１６６〜１７０）にプロジェクタ型二次元表示装置（１６１〜１６５）の各々のピント面を合わせて、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１〜１６５）から映像を投射し、かつ、散乱板（１６６〜１７０）の散乱／透過のタイミングとシャッタ（１７１〜１７５）の透過／遮断のタイミングを合わせて駆動することにより、時分割で、散乱板（１６６〜１７０）上に形成される像面の奥行き位置を制御できる。
したがって、三次元物体を観察者から見て散乱板（１６６〜１７０）に射影した二次元像を生成し、これらの二次元像を、時分割で散乱板（１６６〜１７０）に各々表示することにより、観察者には、三次元立体像が、三次元物体の奥行き位置にあると感じさせることができる。
このように、プロジェクタを用いる場合には、装置のレイアウトの自由度が大きい利点を有する。
【０００６】
しかしながら、図１０に示す三次元表示装置では、時分割で散乱板（１６６〜１７０）を散乱／透過状態に制御する必要があり、そのため、図１０に示す三次元表示装置では、散乱板（１６６〜１７０）を散乱／透過状態にするため制御装置が必要となり、装置構成が複雑になる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、プロジェクタを用いて、複数の表示面に表示される二次元像の輝度を、それぞれ独立に変化させて三次元立体像を表示する三次元表示装置において、簡単な構成で、観察者に三次元立体像を表示す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。
【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、観察者から見て異なった奥行き位置に配置される複数の表示面に対して、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した二次元像を生成する第１の手段と、前記第１の手段で生成された二次元像を前記各表示面に表示する第２の手段と、前記各表示面に表示される二次元像の輝度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させる第３の手段とを備える三次元表示装置であって、前記第２の手段は、観察者から見て異なった奥行き位置に配置される複数の反射型ホログラフィック拡散板と、前記観察者側の方から、前記各反射型ホログラフィック拡散板に二次元像を投影する複数のプロジェクタとで構成されることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記各プロジェクタの少なくとも一つは、前記反射型ホログラフィック拡散板側に配置されるシャッタを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態では、前記第３の手段は、前記表示対象物体が、前記観察者に近い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の輝度を高くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の輝度を低くし、また、前記表示対象物体が、前記観察者から遠い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の輝度を低くし、観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の輝度を高くすることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記第３の手段は、前記観察者の見る総体的な輝度が元の表示対象物体の輝度と等しくなるように、前記各表示面に表示される二次元像の輝度を変化させることを特徴とする。
【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。
なお、本実施の形態では、像を配置する「表示面」という表現を用いるが、これは光学などで多用される像面などと同様な表現であり、かつこのような像面を実現する手段としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲鏡、プリズム、偏光素子、波長板などの種々の光学素子と、二次元表示装置とを用いて、多くの光学的組み合わせ技術により、実現可能なことは明らかである。
また、提示する三次元立体像を主に２つの表示面に二次元像として表示する場合について述べるが、これを２つ以上の表示面としても同様な効果が期待できることは明らかである。
【００１０】
［本発明の実施の形態の三次元表示方法の原理］
図２は、本発明の実施の形態の三次元表示方法の原理を説明するための図である。
本実施の形態では、図１に示すように、観察者１００の前面に複数の表示面、例えば、表示面（１０１，１０２）（面１０１が面１０２より観察者１００に近い）を設定し、これらの表示面（１０１，１０２）にそれぞれ二次元像を表示する。
これらの表示面（１０１，１０２）に複数の二次元像を表示するためには、二次元表示装置と種々の光学素子を用いて光学系を構築する。
【００１１】
この二次元表示装置としては、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emission Diode）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＤＭＤ（Digital Mirror Display）、プロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディスプレイなどを用い、光学素子としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲鏡、プリズム、偏光素子、波長板などを用いる。
なお、図１は、前述の文献（イ）（特許第３０２２５５８号明細書）に記載されているものと同じ構成のものであり、また、この表示面の設定方法については、前述の文献（イ）を参照されたい。
【００１２】
以下、本実施の形態の三次元表示方法について説明する。
初めに、図３に示すように、観察者１００に提示したい三次元物体１０４を、観察者１００の両眼の視線方向から、前記の表示面（１０１，１０２）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ）である２Ｄ化像（１０５，１０６）を生成する。
この２Ｄ化像の生成方法としては、例えば、視線方向から三次元物体１０４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。
【００１３】
前記２Ｄ化像（１０５，１０６）を、図２に示すように、各々表示面１０１と表示面１０２の双方に、観察者１００の右眼と左眼と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、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の中心位置や重心位置の配置と、各々の像の拡大・縮小を制御することで可能となる。
本実施の形態では、前記構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度を、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１０４の奥行き位置に対応して変えて、表示面１０１と表示面１０２の間に存在する三次元物体１０４の三次元立体像を表示する。
【００１４】
その２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度の変え方の一例について説明する。
例えば、三次元物体１０４が表示面１０１上にある場合には、図４に示すように、この上の２Ｄ化像１０５の輝度を三次元物体１０４の輝度に等しくし、表示面１０２上の２Ｄ化像１０６の輝度はゼロとする。
なお、図４ないし図７では、白黒図面であるため、分かりやすいように、輝度の高い方を濃く示してある。
次に、例えば、三次元物体１０４が観察者１００より少し遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側に少し寄った位置にある場合には、図５に示すように、２Ｄ化像１０５の輝度を少し下げ、２Ｄ化像１０６の輝度を少し上げる。
さらに、例えば、三次元物体１０４が観察者１００よりさらに遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側にさらに寄った位置にある場合には、図６に示すように、２Ｄ化像１０５の輝度をさらに下げ、２Ｄ化像１０６の輝度をさらに上げる。
【００１５】
さらに、例えば、三次元物体１０４が表示面１０２上にある場合には、図７に示すように、この上の２Ｄ化像１０６の輝度を三次元物体１０４の輝度に等しくし、表示面１０１上の２Ｄ化像１０５の輝度はゼロとする。
なお、前述の説明において、表示面（１０１，１０２）上に表示される２Ｄ化像の輝度をゼロとすることは、表示面（１０１，１０２）上に何も表示しないことを意味する。
このように表示することにより、観察者（人）１００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２Ｄ化像（１０５，１０６）であっても、観察者１００にはあたかも表示面（１０１，１０２）の中間に三次元物体１０４が位置しているように感じられる。
即ち、例えば、表示面（１０１，１０２）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１０５，１０６）を表示した場合には、表示面（１０１，１０２）の奥行き位置の中間付近に三次元物体１０４があるように感じられる。この場合に、この三次元物体１０４は、観察者１００には立体感を伴って知覚される。
【００１６】
なお、前記説明においては、例えば、三次元物体全体の奥行き位置を、例えば、表示面（１０１，１０２）に表示した二次元像を用いて表現する方法について主に述べたが、本実施の形態は、例えば、三次元物体自体が有する奥行きを表現する方法としても使用できることは明らかである。
三次元物体自体が有する奥行きを表現する場合における重要な要点は、図２に示す構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の部位の輝度を、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１０４の各部位が有する奥行き位置に対応して変えることである。
その２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度の変え方の一例について説明する。
【００１７】
図８（ａ）が観察者１００に近い表示面、例えば、表示面１０１に表示される２Ｄ化像の一例であり、図８（ｂ）が観察者１００に遠い表示面、例えば、表示面１０２に表示される２Ｄ化像の一例である。
例えば、三次元物体として、図８に示したようなケーキを例に取ると、上に立てたロウソクを除き、ケーキ（三次元物体）の上面及び下面は、例えば、ほぼ平坦であり、かつその側面は、例えば、円柱状であり、ロウソクは、例えば、上面の円周近傍に配置する。
この場合の２Ｄ化像では、上面及び下表示面においては、上方の方が奥に位置し、かつその側面では真ん中が手前で端に行くに従って奥に位置し、さらに隠れている上方の真ん中は奥に位置することとなる。
【００１８】
この場合、上面及び下表示面における輝度変化は、観察者１００に近い表示面、例えば、表示面１０１においては、図８（ａ）に示すように、観察者１００に近い部位（２Ｄ化像では、例えば下方）が輝度が高く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば上方）が輝度が低くなるようにその奥行き位置に対応して徐々に変化させる。
また、観察者に遠い表示面、例えば表示面１０２においては、図８（ｂ）に示すように、観察者に近い部位（２Ｄ化像では、例えば下方）が輝度が低く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば上方）が輝度が高くなるようにその奥行き位置に対応して徐々に変化させる。
【００１９】
次に、円柱部分の輝度変化もその奥行き位置に対応して、観察者１００に近い表示面、例えば、表示面１０１においては、図８（ａ）に示すように、観察者１００に近い部位（例えば、真中付近）が輝度が高く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が輝度が低くなるように徐々に変化させる。
また、観察者１００に遠い表示面、例えば、表示面１０２においては、図８（ｂ）に示すように、観察者１００に近い部位（例えば、真中付近）が輝度が低く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が輝度が高くなるように徐々に変化させる。
このように表示することにより、観察者（人）１００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であっても、観察者１００にはあたかも上面、下表示面がほぼ平らな円柱状のケーキがあるように感じられる。
【００２０】
なお、前述の説明では、二次元像を配置する表示面の中で主に２つの表示面に関してのみ記述し、かつ観察者に提示する物体が２つの表示面の間にある場合について述べたが、二次元像を配置する表示面の個数がこれよりも多く、あるいは提示する物体の位置が異なる場合であっても、同様な手法により三次元立体像を表示することが可能であることは明らかである。
例えば、表示面が３つで、観察者１００に近い表示面と、中間の表示面との間に第１の三次元物体が、中間の表示面と、観察者１００に遠い表示面との間に第２の三次元物体が存在する場合には、観察者１００に近い表示面と、中間の表示面とに、第１の三次元物体の２Ｄ化像を表示し、中間の表示面と、観察者１００に遠い表示面とに第２の三次元物体の２Ｄ化像を表示することで、第１および第２の三次元物体の三次元立体像を表示することができる。
【００２１】
さらに、本実施の形態においては、２Ｄ化像が三次元的に移動する場合に関しては特に述べなかったが、観察者の左右上下方向への移動に関しては通常の二次元表示装置の場合と同様に表示面内での動画再生によって可能であり、奥行き方向への移動に関しては、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元立体像の奥行き位置の時間的変化に対応して変化させることにより、三次元像の動画を表現できることは明らかである。
例えば、三次元立体像が表示面１０１より表示面１０２まで時間的に移動する場合について説明する。
三次元立体像が表示面１０１上にある場合には、表示面１０１上の２Ｄ化像１０５の輝度を三次元立体像の輝度に等しくし、表示面１０２上の２Ｄ化像１０６の輝度はゼロとする。
【００２２】
次に、例えば、三次元立体像が、次第に観察者１００より時間的に少し遠ざかり、表示面１０１より表示面１０２側に時間的に少し寄ってくる場合には、三次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて２Ｄ化像１０５の輝度を時間的に少し下げ、かつ２Ｄ化像１０６の輝度を時間的に少し上げる。
次に、例えば、三次元立体像が観察者１００より時間的にさらに遠ざかり、表示面１０１より表示面１０２側にさらに寄った位置に時間的に移動する場合には、三次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて２Ｄ化像１０５の輝度を時間的にさらに下げ、かつ２Ｄ化像１０６の輝度を時間的にさらに上げる。
また、例えば、三次元立体像が、遂に表示面１０２上まで時間的に移動してきた場合には、三次元立体像の奥行き位置の移動に対応させてこの上の２Ｄ化像１０６の輝度を三次元立体像の輝度に等しくなるまで時間的に変化させ、かつ表示面１０１上の２Ｄ化像１０５の輝度がゼロとなるまで変化させる。
【００２３】
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２Ｄ化像（１０５，１０６）であっても、観察者１００にはあたかも表示面（１０１，１０２）の間を、表示面１０１から表示面１０２に三次元立体像が奥行き方向に移動するように感じられる。
なお、前述の説明では、三次元立体像が表示面１０１から表示面１０２まで移動する場合について述べたが、これが表示面（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から表示面１０２まで移動する場合や、表示面１０１から表示面（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置まで移動する場合や、表示面（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から表示面（１０１，１０２）の間の途中の別な奥行き位置まで移動する場合であっても、同様なことが可能なことは明らかである。
【００２４】
また、前述の説明では、２Ｄ化像を配置する表示面の中で主に２つの表示面に関してのみ記述し、かつ観察者１００に提示する三次元立体像が２つの表示面の間を移動する場合について述べたが、二次元像を配置する表示面の個数がこれよりも多く、あるいは提示する三次元物体が複数の表示面をまたがって移動する場合であっても、同様な手法により、三次元立体像を表示可能であり、同様な効果が期待できることは明らかである。
さらに、前述の説明では、１個の三次元立体像が二次元像を配置する２つの表示面内で移動する場合について説明したが、複数個の三次元物体が移動する場合、即ち、表示される二次元像が、それぞれ移動方向の異なる複数の物体像を含む場合には、各表示面に表示される物体像の輝度を、物体像毎に、その物体の移動方向および移動速度に応じて変化させればよいことは明らかである。
なお、本実施の形態の三次元表示方法の詳細な説明については、前述の文献（イ）（特許第３０２２５５８号明細書）を参照されたい。
【００２５】
［本実施の形態の三次元表示装置の特徴］
図１は、本発明の実施の形態の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態の三次元表示装置は、図２に示す表示面（１０１，１０２）を、プロジェクタ型二次元表示装置と、反射型ホログラフィック拡散板とを用いて構成したものである。
同図に示すように、図１に示す三次元表示装置は、散乱板（１６６〜１７０）に代えて、反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）を使用する点で、図１０に示す三次元表示装置と相異する。
ここで、それぞれの反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）は、その各部分が各々設定された一定の方向からの光は反射・散乱させるのに対して、その他の方向からの光は透過させる。
したがって、図１に示す三次元表示装置では、それぞれの反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）に対応するプロジェクタ（１６１，１６２）からの光は、それぞれの反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）で反射（または、散乱）し、その他の光は透過する。
【００２６】
したがって、図１に示す三次元表示装置において、反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）に、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）の各々のピント面を合わせて、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）から二次元像を投射し、かつ、反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）に投影される二次元像の輝度を、各反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）毎に、独立に変化させることにより、前述の［本発明の実施の形態の三次元表示方法の原理］で述べた原理により、三次元立体像を表示することが可能である。
その上、図１に示す三次元表示装置では、図１０に示す三次元表示装置のように、時分割で散乱板（１６６〜１７０）を散乱／透過状態に制御する必要がなく、そのため、シャッタ（１７１〜１７５）も必要ではないので、装置構成を簡略化することが可能となる。
なお、図１では、対を成すプロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）と反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）とが２個の場合の構成を図示しているが、対を成すプロジェクタ型二次元表示装置と反射型ホログラフィック拡散板とが２個以上であってもよいことはいうまでもない。
この場合に、二次元像を投影しないプロジェクタは、ランプをＯＦＦにする必要がある。
【００２７】
図９は、本実施の形態の三次元表示装置の変形例を示す図である。
図９に示す三次元表示装置は、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）の前方（換言すれば、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）と、反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）との間）にシャッタ（１７１，１７２）を設けた点で、図１に示す三次元表示装置と相異する。
ここで、シャッタ（１７１，１７２）は、透過／遮断が制御可能であり、例えば、ツイストネマティック液晶素子、あるいは強誘電液晶素子、あるいは機械的シャッタ素子などが使用される。
即ち、図９に示す三次元表示装置は、プロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）が二次元像を投影、あるいは、投影しない場合、ランプをＯＮ／ＯＦＦする代わりに、シャッタ（１７１，１７２）を透過／遮断状態にするようにしたものである。
【００２８】
図９に示す三次元表示装置においても、シャッタ（１７１，１７２）が透過状態の時に、反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）に投影される二次元像の輝度を、各反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）毎に、独立に変化させることにより、前述の［本発明の実施の形態の三次元表示方法の原理］で述べた原理により、三次元立体像を表示することが可能である。
なお、図９に示す三次元表示装置では、図１０に示す三次元表示装置のように、時分割で散乱板（１６６〜１７０）を散乱／透過状態とするタイミングに合わせて、シャッタ（１７１〜１７５）を透過／遮断状態とする必要がないので、図１０に示す三次元表示装置に比して、シャッタ（１７１，１７２）を制御するための制御機構を簡略化することが可能となる。
なお、図９では、対を成すプロジェクタ型二次元表示装置（１６１，１６２）と反射型ホログラフィック拡散板（１３１，１３２）とが２個の場合の構成を図示しているが、対を成すプロジェクタ型二次元表示装置と反射型ホログラフィック拡散板とが２個以上であってもよいことはいうまでもない。
【００２９】
さらに、本実施の形態において、透過型ホログラフィック拡散板を使用することも考えられるが、反射型ホログラフィック拡散板を用いることにより、下記のような効果を得ることが可能である。
（１）反射型ホログラフィック拡散板は、透過型ホログラフィック拡散板に比して、光が通過する層数が大幅に増えるため、方向と波長に対する選択性が格段に向上する。
（２）反射型ホログラフィック拡散板は、透過型ホログラフィック拡散板に比して、後面からの光の方向とプロジェクタからの光の方向に大きな角度差があるため、選択制を大きく取りやすい。
即ち、透過型ホログラフィック拡散板では、後面からの成分が前面部分で若干散乱されて白茶けた画像になるのに対して、反射型ホログラフィック拡散板では、前面部分を透過しても散乱されないため、後面の画像をかなり鮮明な画像とみることが可能である。
また、プロジェクタの輝線に合わせることにより、画像を効率的で鮮明な画像とすることが可能である。
【００３０】
なお、本実施の形態において、前記した２Ｄ化像（１０５，１０６）を観察者１００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場合において、特に、特に、観察者１００の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点として、右眼と左眼の間の一点を用いる場合には、前述した表示面（１０１，１０２）の中間位置における三次元知覚の効果を得られる信頼性が大きくなる（簡単に言うと多くの人が、あるいは多くの場合に効果が得られる）。
さらに、観察者１００の左右眼の中心位置を前述の一点として用いると、さらに効果を得やすくなるとともに、左右眼における、表示面（１０１，１０２）上に表示される二次元像から生じる二重像の大きさを小さ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。
【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。
本発明によれば、プロジェクタを用いて、複数の表示面に表示される二次元像の輝度を、それぞれ独立に変化させて三次元立体像を表示する三次元表示装置において、装置構成を簡略化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の三次元表示装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の三次元表示装置の表示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の表示面に表示される２Ｄ化像の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態の三次元表示装置における、三次元立体像の表示方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態の三次元表示装置における、三次元立体像の表示方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態の三次元表示装置における、三次元立体像の表示方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態の三次元表示装置における、三次元立体像の表示方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の三次元表示装置において、三次元物体自体が有する奥行きを表現する場合に、前方の透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の三次元表示装置の変形例の基本構成を示す図である。
【図１０】特許第３０２２５５８号明細書に記載されている三次元表示装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００…観察者、１０１，１０２…表示面、１０４…三次元物体、１０５，１０６…２Ｄ化像、１３１，１３２…反射型ホログラフィック拡散板、１６１〜１６５…プロジェクタ型二次元表示装置、１６６〜１７０…散乱板、１７１〜１７５…シャッタ。

Claims (4)

1. 観察者から見て異なった奥行き位置に配置される複数の表示面に対して、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した二次元像を生成する第１の手段と、
   前記第１の手段で生成された二次元像を前記各表示面に表示する第２の手段と、
   前記各表示面に表示される二次元像の輝度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させる第３の手段とを備える三次元表示装置であって、
   前記第２の手段は、観察者から見て異なった奥行き位置に配置される複数の反射型ホログラフィック拡散板と、
   前記観察者側の方から、前記各反射型ホログラフィック拡散板に二次元像を投影する複数のプロジェクタとで構成されることを特徴とする三次元表示装置。
2. 前記各プロジェクタの少なくとも一つは、前記反射型ホログラフィック拡散板側に配置されるシャッタを備えることを特徴とする請求項１に記載の三次元表示装置。
3. 前記第３の手段は、前記表示対象物体が、前記観察者に近い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の輝度を高くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の輝度を低くし、
   また、前記表示対象物体が、前記観察者から遠い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の輝度を低くし、観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の輝度を高くすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三次元表示装置。
4. 前記第３の手段は、前記観察者の見る総体的な輝度が元の表示対象物体の輝度と等しくなるように、前記各表示面に表示される二次元像の輝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３のいずれか１項に記載の三次元表示装置。

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