JP4451804B2 - ３次元表示方法、画像生成装置、および画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＦＤ表示方式の３次元表示方法、および、画像生成装置と画像表示装置に係り、特に、画像表示側において、画像生成側から転送された画像が、２次元画像と奥行き画像、あるいは、独立した２次元画像であるかを自動的に判別する際に有効な技術に関する。

本発明者らは、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制でき、かつ、簡便に、立体メガネを用いないで３次元表示が可能な、ＤＦＤ（Depth-Fused-3D）方式の３次元表示装置を提案している（特許文献１，特許文献２参照）。
前述した提案済みの３次元表示装置は、複数の表示面に２次元像を表示し、この複数の表示面に表示される２次元像の輝度を各表示面毎に変化させて３次元立体像を表示するものである。

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号明細書 特許第３４６０６７１号明細書

前述した３次元表示方法により、３次元表示を行うための画像データの転送方法として、画像生成側から２次元画像と奥行き画像を画像表示側に転送し、画像表示側において輝度の分配を行って表示する方法と、画像生成側から既に輝度の分配を済ませた複数の独立した２次元画像を画像表示側に転送し、画像表示側において表示する方法とが知られている。
しかし、この２種類の画像（２次元画像と奥行き画像、および、複数の独立した２次元画像）が混在して、画像生成側から画像表示側に転送された場合に、画像表示側において、どちらの画像が伝送されているかの識別ができず、手動で切り替える必要があった。
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、画像表示側において、画像生成側から転送された画像が、２次元画像と奥行き画像、あるいは、独立した２次元画像であるかを自動的に判別して、それぞれの画像に応じた方法でＤＦＤ方式の３次元表示を行う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。
前述の課題を解決するために、本発明は、画像表示側において、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それぞれ２次元像を表示し、表示される２次元像の輝度あるいは透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて、３次元立体像を表示する３次元表示方法であって、画像生成側において、画像表示側に転送する画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別するための識別画像を、前記画像表示側に転送する画像に埋め込んで前記画像表示側に転送し、前記画像表示側において、前記画像生成側から転送された画像に埋め込まれた識別画像に基づき、前記転送された画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別し、前記転送された画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成される場合には、前記奥行き画像に基づき前記各表示面毎にそれぞれ輝度あるいは透過度を変化させた前記２次元画像を前記各表示面に表示し、前記転送された画像が独立した複数の２次元画像で構成される場合には、前記複数の２次元画像を前記各表示面にそれぞれ表示することを特徴とする。

また、本発明では、前記識別画像として、２次元像が奥行き画像に切り替わった最初のフレームあるいは画素と、奥行き画像の最後のフレームあるいは画素に、奥行き画像であることを示す識別信号を埋め込むことを特徴とする。
また、本発明では、前記識別画像として、２次元像が奥行き画像に切り替わった最初のフレームあるいは画素に奥行き画像であることを示す識別信号を埋め込み、さらに、奥行き画像が継続されるフレーム数あるいは画素数の情報も埋め込むことを特徴とする。
また、本発明では、前記識別画像として、奥行き画像が転送されるフレームあるいは画素に常に識別信号を埋め込むことを特徴とする。
また、本発明では、前記識別画像として、画像が切り替わる直前のフレームに、奥行き画像である領域を指定するマップ画像埋め込むことを特徴とする。
また、本発明では、前記識別画像として、ライン毎の最初の画素に、奥行き画像の始点と終点の位置情報を埋め込むことを特徴とする。

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、画像表示側において、画像生成側から転送された画像が、２次元画像と奥行き画像、あるいは、独立した２次元画像であるかを自動的に判別して、それぞれの画像に応じた方法でＤＦＤ方式の３次元表示を行うことが可能となる。

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。
始めに、本発明の基本となるＤＦＤ型の３次元表示装置について説明する。
［ＤＦＤ型の３次元表示装置の一例］
図１１は、ＤＦＤ型の３次元表示装置の一例を説明するための図である。
図１１に示す３次元表示装置は、観察者１００の前面に複数の面、例えば、表示面（１０１，１０２）（表示面１０１が表示面１０２より観察者１００に近い）を設定し、これらの表示面（１０１，１０２）に複数の２次元像を表示するために、２次元表示装置と種々の光学素子を用いて光学系１０３を構築する。
前記２次元表示装置としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＦＥＤディスプレイ、ＤＭＤ、プロジェクション方式ディスプレイ、オシロスコープのような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１１は、前述の特許文献１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、前述の特許文献１を参照されたい。
図１１に示す３次元表示装置では、図１２に示すように、観察者１００に提示したい３次元物体１０４を、観察者１００の両眼の視線方向から、前述の表示面（１０１，１０２）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ）（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３次元物体１０４をカメラで撮影した２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２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。

図１１に示すように、前記２Ｄ化像（１０５，１０６）を、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。
かかる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、３次元物体１０４の奥行き位置に対応して変えることで、３次元物体１０４の３次元立体像を表示する。
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。なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように、以下の図面では、輝度の高い方を濃く示してある。
例えば、３次元物体１０４が表示面１０１上にある場合には、図１３に示すように、この上の２Ｄ化像１０５の輝度を３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。
次に、例えば、３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１４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。

次に、例えば、３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１５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。
さらに、例えば、３次元物体１０４が表示面１０２上にある場合には、図１６に示すように、この上の２Ｄ化像１０６の輝度を３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。
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３次元物体１０４が位置しているように感じられる。
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３次元物体１０４があるように感じられる。この場合に、この３次元物体１０４は、観察者１００には立体感を伴って知覚される。

なお、前記説明においては、例えば、３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２次元像を用いて表現する方法について主に述べたが、図１１に示す３次元表示装置は、例えば、３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。
３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１１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、３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。
なお、前述の説明では、２次元像を配置する面の中で主に２つの面に関してのみ記述し、かつ観察者に提示する物体が２つの面の間にある場合について述べたが、２次元像を配置する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３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、面が３つで、観察者１００に近い面と、中間の面との間に第１の３次元物体が、中間の面と、観察者１００に遠い面との間に第２の３次元物体が存在する場合には、観察者１００に近い面と、中間の面とに、第１の３次元物体の２Ｄ化像を表示し、中間の面と、観察者１００に遠い面とに第２の３次元物体の２Ｄ化像を表示することで、第１および第２の３次元物体の３次元立体像を表示することができる。
さらに、２Ｄ化像が３次元的に移動する場合に関しては、観察者の左右上下方向への移動に関しては通常の２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、３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、３次元像の動画を表現できることは明らかである。

［ＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例］
図１７は、本発明の前提となるＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例を説明するための図である。
図１７に示す３次元表示装置は、観察者１００の前方に、複数の透過型表示装置、例えば、透過型表示装置（１１１，１１２）（透過型表示装置１１１が透過型表示装置１１２より観察者１００に近い）と、種々の光学素子と、光源１１０を用いて光学系１０３を構築する。即ち、本実施例では、前述の図１１における表示面（１０１，１０２）に代えて、透過型表示装置（１１１，１１２）を用いるものである。
前記透過型表示装置（１１１，１１２）としては、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などを使用する。また、光学素子としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲面鏡、プリズム、偏光素子、波長板などを用いる。
なお、図１７では、バックライト（光源）１１０が、観察者１００から見て最も後方に配置された場合を示し、また、図１７は、前述の特許文献２に記載されているものと同じ構成のものである。

図１７に示す３次元表示装置においても、前述の図１２に示すように、観察者１００に提示したい３次元物体１０４を、観察者１００から見て、前記透過型表示装置（１１１，１１２）へ射影した２Ｄ化像（１０７，１０８）を生成する。
前記２Ｄ化像（１０７，１０８）を、図１７に示すように、各々透過型表示装置１１１と透過型表示装置１１２との双方に、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、２Ｄ化像（１０７，１０８）として表示する。
これは、例えば、２Ｄ化像（１０７，１０８）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。
前記構成を有する装置上で、観察者１００が見る像は、光源１１０から射出された光で、２Ｄ化像１０８を透過し、さらに２Ｄ化像１０７を透過した光によって生成される。
図１７に示す３次元表示装置では、前記構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の透過度の配分を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、３次元物体１０４の奥行き位置に対応して変えて、透過型表示装置１１１と透過型表示装置１１２との間に存在する３次元物体の３次元立体像を表示する。

その２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の透過度の変え方の一例について説明する。
例えば、３次元物体１０４が透過型表示装置１１１上にある場合には、透過型表示装置１１１上の透過度を、２Ｄ化像１０７の輝度が３次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１１２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を、例えば、その透過型表示装置１１２の最大値とする。
次に、例えば、３次元物体１０４が観察者１００より少し遠ざかって、透過型表示装置１１１より透過型表示装置１１２側に少し寄った位置にある場合には、透過型表示装置１１１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を少し増加させ、透過型表示装置１１２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を少し減少させる。
次に、例えば、３次元物体１０４が観察者１００よりさらに遠ざかって、透過型表示装置１１１より透過型表示装置１１２側にさらに寄った位置にある場合には、透過型表示装置１１１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度をさらに増加させ、透過型表示装置１１２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度をさらに減少させる。
さらに、例えば、３次元物体１０４が透過型表示装置１１２上にある場合には、透過型表示装置１１２上の透過度を、２Ｄ化像１０８の輝度が３次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１１１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を、例えば、透過型表示装置１１１の最大値とする。

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（１０７，１０８）であっても、観察者１００にはあたかも透過型表示装置（１１１，１１２）の中間に３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、透過型表示装置（１１１，１１２）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１０７，１０８）を表示した場合には、透過型表示装置（１１１，１１２）の奥行き位置の中間付近に３次元物体１０４があるように感じられる。この場合に、この３次元物体１０４は、観察者１００には立体感を伴って知覚される。
なお、前述の説明においては、例えば、３次元物体全体の奥行き位置を、例えば、透過型表示装置（１１１，１１２）に表示した２次元像を用いて表現する方法について主に述べたが、図１７に示す３次元表示装置においても、図１１に示す３次元表示装置で説明した方法と同様の手法により、例えば、３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。
また、図１７に示す３次元表示装置においても、２Ｄ化像が３次元的に移動する場合には、観察者１００の左右上下方向への移動に関しては通常の２次元表示装置の場合と同様に透過型表示装置内での動画再生によって可能であり、また、奥行き方向への移動に関しては、複数の透過型表示装置における透過度の変化を時間的に行うことで、３次元立体像の動画を表現することができることは明らかである。

ＤＦＤ型の３次元表示装置では、各表示面における観察者１００から見た輝度を、各表示面毎に変化させて３次元立体像を表示する。
即ち、図１１に示す３次元表示装置では、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度の配分を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、３次元物体１０４の奥行き位置に対応して変化させて３次元立体像を表示する。
また、図１７に示す３次元表示装置では、２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の透過度の配分を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、３次元物体１０４の奥行き位置に対応して変化させて３次元立体像を表示する。
このように、図１１に示す３次元表示装置では、３次元物体１０４に近い方の面に表示される２Ｄ化像の輝度を、３次元物体１０４に遠い方の面に表示される２Ｄ化像の輝度よりも増加させるのに対して、図１７に示す３次元表示装置では、３次元物体１０４に近い方の透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の透過度を、３次元物体１０４に遠い方の透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の透過度よりも減少させる点で異なっている。
したがって、図１７に示す３次元表示装置において、図１１に示す３次元表示装置と同様の手法を用いて、３次元物体自体が有する奥行きを表現する場合、あるいは、３次元立体像の動画を表現する場合には、図１１に示す３次元表示装置において、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度を増加させる場合には、各透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の透過度を減少させ、また、図１７に示す３次元表示装置において、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度を減少させる場合には、各透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の透過度を増加させるようにすればよい。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例の３次元表示方法を実現するための３次元表示システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施例の３次元表示システムでは、画像生成装置１０の画像生成手段２０１により生成された画像２１１が、画像表示装置１１に転送され、表示手段（２０４，２０５）に表示される。
本実施例では、画像表示装置１１において、画像生成装置１０の画像生成手段２０１から転送される画像２１１の種別を、画像判断手段２０２によって判断し、２次元画像と奥行き画像（２次元画像２１２，奥行き画像２１３）である場合には、輝度分配手段２０３によって複数の２次元画像に変換されて、表示手段（２０４，２０５）に表示される。
また、画像表示装置１１において、画像生成装置１０の画像生成手段２０１から伝送される画像２１１の種別を、画像判断手段２０２によって判断し、独立した２次元画像（２次元画像２１４，２次元画像２１５）である場合には、輝度分配手段２０３の処理を行わずにそのまま表示手段（２０４，２０５）に表示される。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各々の画像信号を転送する方式（例えば、パーソナルコンピュータに使用されているようなアナログＲＧＢ、ＤＶＩ、ＬＶＤＳなどを含む）において、２系統の画像信号を転送するためには、全部で６種類（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の信号を転送することになる。
そのため、独立した２次元画像（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）を転送する場合には６種類全ての信号を利用することになるが、２次元画像と奥行き画像（ＲＧＢ＋Ｚ）の画像を伝送する場合には４種類の信号しか用いずに２つの信号が余ることになる。
この余っている信号を利用して、（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）の画像なのか、（ＲＧＢ＋Ｚ）の画像なのかを判断させる。

奥行き画像２１３とは、３次元物体の奥行き方向の情報（Ｘ，Ｙ，ＺのＺ）を輝度の情報に置き換えて、輝度の濃淡画像として構成したものである。
なお、３次元物体の奥行き方向の情報は、例えば、視線方向から３次元物体をカメラで撮影する際に、カメラ位置から３次元物体までの距離を、距離測定装置で測定し、その距離データに基づき生成することができる。
前述したように、本発明の基本となる３次元表示装置の重要な要点は、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度、あるいは、２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の透過度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、３次元物体１０４の奥行き位置に対応して変えることである。
したがって、画像生成装置１０から画像表示装置１１へ送信する画像として、２次元画像２１２と奥行き画像２１３とを使用することにより、画像表示装置１１において、各表示面に表示する２次元画像を生成することが可能である。
例えば、表示面（１０１，１０２）の奥行き位置の中間に３次元物体１０４がある場合、画像生成装置１０は、３次元物体の奥行き方向の情報を輝度の情報に置き換えた奥行き画像２１３を、画像表示装置１１に対して送信する。
そして、画像表示装置１１は、当該奥行き画像２１３に基づき、転送された輝度情報を一対一に分割し、２個の表示手段（２０４，２０５）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１０５，１０６）を表示することにより、２個の表示手段（２０４，２０５）の奥行き位置の中間付近に３次元物体があるように、３次元立体像を表示することが可能となる。

本実施例では、画像判断手段２０２における、画像の種類の判断方法として、奥行き画像の転送に使用する信号系統の余った２信号を用いて識別画像を埋め込む。
埋め込む画像は、図２に示すように、（ＲＧＢ＋Ｚ）の始まりのフレームに始点、（ＲＧＢ＋Ｚ）の終わりのフレームに終点の識別画像を埋め込む。
識別画像は、例えば、図３に示すように、通常の２次元画像にはあまり出現しないパターン（１つの信号に最高輝度（１１１１１１１１／８ｂｉｔなど）、最低輝度（００００００００／８ｂｉｔなど）を交互に全ての画素に配置し、もう１つの信号には逆の最低輝度、最高輝度というように逆のパターンにするなど）として、始点と終点を判断するための識別とさせる。このパターンは、ここに例示したものに限らず、なるべく通常の２次元画像に出現しないものを選択する。
また、（ＲＧＢ＋Ｚ）の始まりのフレームに始点の識別画像を埋め込み、そこに継続させるフレームの枚数を埋め込み、そのフレーム数分だけ切り替えを行う方法もある。
また、埋め込む識別画像は、図４に示すように、（ＲＧＢ＋Ｚ）の場合には、常に識別画像を埋め込み、識別する方法もある。例えば、図５に示すように、通常の２次元画像にはあまり出現しないパターンとして、（ＲＧＢ＋Ｚ）であることを判断するための識別とさせる。
あるいは、図６に示すように、奥行き画像を反転させた画像を埋め込むなどの方法もある。この方法では、識別画像を１フレーム分読み込んでから判断されるために、１フレーム分のフレームバッファが必要となり、表示にも１フレームの遅れが生じる。
遅れを最小限にするためには、識別画像をフレーム全体とせずに、例えば、最初の１ラインのみ、最初の数画素のみなどに限定することで、フレームバッファを最小（最初の１ラインのみ、最初の数画素のみなど）とすることができ、表示までの遅れを小さくすることができる。

［実施例２］
本実施例では、フレーム内で、領域毎に、あるいは画素毎に、（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）、あるいは（ＲＧＢ＋Ｚ）を切り替えるために、１フレームを用いて奥行き画像である領域を指定するマップ画像を挿入し、そのマップ画像を元にして次のフレーム以降の領域の判断を行う。
マップ画像であることを示す識別画像を、余っている２つの信号に埋め込み、例えば、図７に示すように、通常の２次元画像にはあまり出現しないパターンとして、マップ画像であることを判断するための識別とさせる。
図７の例では、マップ画像の「白」で表した領域が奥行き画像である領域を、「黒」で表した領域が２次元画像である領域をそれぞれ表している。識別画像はマップ画像の反転画像などを利用する方法もある。
画像は、すぐには表示せずに、画像判断手段２０２に１フレーム分のフレームメモリを介して表示する方法とすることで、このフレームがマップ画像であると判断した場合には、マップ画像が直接表示されるのを避けるために、このフレームは表示せず、前のフレームの画像を保持して表示する。
次のフレームからはマップ画像に従い、画像判断手段２０２にて、領域あるいは画素毎に輝度分配手段２０３を通る画像（ＲＧＢ＋Ｚ）か、輝度分配手段２０３を通らない画像（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）かを切り替える。これを次のマップ画像が出現するまで繰り返す。
全面を、（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）にする場合には、図７に示すように、識別画像として全面が同一なマップ画像とすることで実現できる。逆に、全面（ＲＧＢ＋Ｚ）も同様である。これにより、フレーム内で領域あるいは画素単位での切り替えが可能となる。

［実施例３］
本実施例では、画素毎に（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）が、あるいは（ＲＧＢ＋Ｚ）を切り替えるために、１画素内に識別信号を埋め込むことで識別し判断する。
埋め込む信号は、図８に示すように（ＲＧＢ＋Ｚ）の始まりの画素に始点、（ＲＧＢ＋Ｚ）の終わりの画素に終点の識別信号を埋め込む。
識別信号は、例えば、図８に示すように、通常の２次元画像の画素にはあまり出現しないパターン（１つの信号に、０１０１０１０１／８ｂｉｔ、もう１つの信号には、１０１０１０１０／８ｂｉｔというように逆のパターンにするなど）として、始点と終点を判断するための識別とさせる。
識別信号は、２次元画像のビットを反転したものを利用することもできる。このパターンは、ここに例示したものに限らず、なるべく通常の２次元画像の画素に出現しないものを選択する。
また、埋め込む識別信号は、図９に示すように、（ＲＧＢ＋Ｚ）の場合には、常に識別信号を埋め込み、識別する方法もある。
例えば、図９に示すように、通常の２次元画像の画素にはあまり出現しないパターン（１つの信号に、０１０１０１０１／８ｂｉｔ、もう１つの信号には、１０１０１０１０／８ｂｉｔというように逆のパターンにする、あるいはそれを画素毎に交互に繰り返すなど）として、（ＲＧＢ＋Ｚ）であることを判断するための識別とさせる。または、奥行き画像の画素を反転させた画素を埋め込むなどの方法もある。

さらに、伝送路は８ビットであるが、画像のビット数が少ない場合（例えば、６ビットなど）には、埋め込む識別信号は、図１０に示すように、（ＲＧＢ＋Ｚ）の場合には常に識別信号を埋め込み、さらに画像の表示に必要のない全ての画素の下位２ビットに識別信号（例えば１０＊＊＊＊＊＊と、０１＊＊＊＊＊＊を交互にする：＊は任意）を埋め込むことで、識別する方法もある。
この方法では、識別画像を１画素分読み込んでから判断されるために、１画素分のバッファが必要となる。この方法は、奥行き画像の画素のみに埋め込む場合に比べて、通常の２次元画像で同様なパターンが出現する確立は低くなり、誤った判断を防止することができる。
画像のビット数が少なくない（例えば、８ｂｉｔ）場合にも、目立ちにくい下位のビットに同様に埋め込むことで、識別の精度を向上することも可能である。
また、画素が、（ＲＧＢ＋ＲＧＢ）から（ＲＧＢ＋Ｚ）に切り替わる画素の識別信号に、その画素から何画素分が（ＲＧＢ＋Ｚ）を維持するかの情報を埋め込むことで、常に識別信号を埋め込むことなく判断することもできる。
また、ライン毎の左端の画素（ライン走査する最初の画素）に識別信号として、そのライン中の奥行き画像の存在位置を示すために、例えば、信号２に始点信号（左端からの画素数など）、信号３に終点信号（左端からの画素数、あるいは右端からの画素数など）を埋め込んで、ライン中のどの範囲が奥行き画像であるかを判断する方法もある。

また、前述までの説明では、ＲＧＢの画像の内部に識別信号を埋め込むことを説明したが、画像の同期信号やブランク期間の部分に同様な方法にて識別信号を埋め込むことも可能である。
以上説明したように、本実施例によれば、画像生成側から画像表示側に対して、２次元画像と奥行き画像を転送し、画像表示側において輝度分配してＤＦＤ方式の３次元表示する場合と、画像生成側から画像表示側に対して、独立した２次元画像を転送し、画像表示側においてそのまま表示してＤＦＤ方式の３次元表示する場合との切り替えを、画像に埋め込んだ識別画像により自動的に行うことが可能となる。
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。

本発明の実施例の３次元表示方法を実現するための３次元表示システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の一例を説明するための図である。 本発明の実施例１の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例１の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例１の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例１の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例２の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例３の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例３の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例３の３次元表示方法において、画像生成装置から画像表示装置に転送される画像に埋め込まれる識別画像の他の例を説明するための図である。 本発明の基本となる３次元表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の基本となる３次元表示装置において、各表示面に表示する２Ｄ化像の生成方法を説明するための図である。 本発明の基本となる３次元表示装置の表示原理を説明するための図である。 本発明の基本となる３次元表示装置の表示原理を説明するための図である。 本発明の基本となる３次元表示装置の表示原理を説明するための図である。 本発明の基本となる３次元表示装置の表示原理を説明するための図である。 本発明の前提となるＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例を説明するための図である。

符号の説明

１０ 画像生成装置
１１ 画像表示装置
１００ 観察者
１０１，１０２ 表示面
１０３ 光学系
１０４ ３次元物体
１０５，１０６，１０７，１０８ ２Ｄ化像
１１１，１１２ 透過型表示装置
１１０ バックライト
２０１ 画像生成手段
２０２ 画像判断手段
２０３ 輝度分配手段
２０４，２０５ 表示手段
２１１ 画像
２１２，２１４，２１５ ２次元画像
２１３ 奥行き画像

Claims (8)

1. 画像表示側において、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それぞれ２次元像を表示し、表示される２次元像の輝度あるいは透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて、３次元立体像を表示する３次元表示方法であって、
   画像生成側において、画像表示側に転送する画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別するための識別画像を、前記画像表示側に転送する画像に埋め込んで前記画像表示側に転送し、
   前記画像表示側において、前記画像生成側から転送された画像に埋め込まれた識別画像に基づき、前記転送された画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別し、
   前記転送された画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成される場合には、前記奥行き画像に基づき前記各表示面毎にそれぞれ輝度あるいは透過度を変化させた前記２次元画像を前記各表示面に表示し、
   前記転送された画像が独立した複数の２次元画像で構成される場合には、前記複数の２次元画像を前記各表示面にそれぞれ表示することを特徴とする３次元表示方法。
2. 前記識別画像として、２次元像が奥行き画像に切り替わった最初のフレームあるいは画素と、奥行き画像の最後のフレームあるいは画素に、奥行き画像であることを示す識別信号を埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
3. 前記識別画像として、２次元像が奥行き画像に切り替わった最初のフレームあるいは画素に奥行き画像であることを示す識別信号を埋め込み、さらに、奥行き画像が継続されるフレーム数あるいは画素数の情報も埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
4. 前記識別画像として、奥行き画像が転送されるフレームあるいは画素に常に識別信号を埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
5. 前記識別画像として、画像が切り替わる直前のフレームに、奥行き画像である領域を指定するマップ画像埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
6. 前記識別画像として、ライン毎の最初の画素に、奥行き画像の始点と終点の位置情報を埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
7. 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２次元像をそれぞれ表示し、当該各表示面に表示される２次元像の輝度あるいは透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて３次元立体像を表示する画像表示装置に対して、画像を転送する画像生成装置であって、
   前記画像表示装置に転送する画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別するための識別画像を、前記画像表示装置に転送する画像に埋め込んで前記画像表示装置に転送する手段を備えることを特徴とする画像生成装置。
8. 画像生成装置から転送される画像に基づき、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２次元像をそれぞれ表示し、当該各表示面に表示される２次元像の輝度あるいは透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて３次元立体像を表示する画像表示装置であって、
   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を構成する表示手段と、
   前記画像生成装置から転送された画像に埋め込まれた識別画像に基づき、前記転送された画像が、２次元画像と奥行き画像とから構成されるか、あるいは、独立した複数の２次元画像で構成されるかを判別する判別手段と、
   前記判別手段において、前記転送された画像が２次元画像と奥行き画像とから構成されると判別された場合に、前記奥行き画像に基づき前記各表示手段毎にそれぞれ輝度あるいは透過度を変化させた前記２次元画像を前記各表示手段に表示する輝度分配手段と、
   前記判別手段において、前記転送された画像が独立した複数の２次元画像で構成されると判別された場合に、前記複数の２次元画像を前記各表示手段にそれぞれ表示する手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。

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