JPH0342991A - ３次元表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は外部から入力され３次元座標データを直方体状
の表示体内にそのまま３次元表示する３次元表示装置に
関する。

（従来の技術） 従来から図形や文字を表示する表示装置として第８図に
示すＣＲ７表示装置１が使用されている。このようなＣ
Ｒ７表示装置１はコンピュータ等からなる情報処理装置
２か６２次元画像データを受領して、その２次元画像デ
ータを表示画面３に２次元表示する。そして、ＣＲ７表
示装置１に図示するような立体図形４を２次元表示する
場合、表示すべき立体像の各３次元座標ｃｘ、ｙ、ｚ＞
を２次元座標（Ｘ、’ｌ）に変換して、１枚分の表示画
面３の表示データを記憶す名・表示バッファに一旦設定
した後、その表示バッファの表示データをＣＲ７表示装
置１へ送出して表示画面３に表示させる。

しかし、この状態であると、表示された立体画像４にお
ける手前に存在する線と奥に存在する線との前後関係が
一瞥して判断できないので、奥に存在する線を点線で示
したり、又は、側面に影を付けたりして、監視者がその
立体図形４を立体的に視覚できるようにしている。この
奥の線を点線表示したり、側面に影を付けるソフト的処
理は前記情報処理装置２が実行して、実行された後の２
次元画像データを表示バッファに設定するようにしてい
る。

しかし、ＣＲ７表示装置１の表示画面３に表示された立
体画像４はあくまでも２次元画像であり、完全な３次元
立体像ではないので、監視者が錯覚する懸念が残る。

また、前述したように奥の線を点線表示したり、側面に
影を付けるソフト的処理は大変繁雑であるので、情報処
理装置２の処理負担が増大する。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の手法においては表示すべき立体像を２
次元画像に変換して、さらにこの２次元画像に対して奥
の線を点線表示したり、側面に影を付ける等のソフト的
処理を施した後ＣＲＴ表示装置１の表示画面３上に２次
元的に表示していたので、情報処理装置１の処理負担が
増大する問題があった。さらに、あくまでも３次元立体
像を２次元画像で表示しているので、監視者の錯覚を完
全に除去できない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
多数の液晶素子を３次元的に稠密配設した表示体を用い
て、表示体内の指定された３次元座標位置の液晶素子を
通電することにより、立体像を立体像のまま表示体内で
表示でき、情報処理装置内における処理負担を軽減でき
るとともに、監視者の錯覚を完全に除去できる３次元表
示装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記課題を解消するために本発明の３次元表示装置は、
通°常は透光状態を維持し、両端に電圧が印加されると
不透明状態に変化する多数の液晶素子を直方体状に稠密
配設してなる表示体と、この表示体の少なくとも２面に
取付けられ、表示体内の任意位置の液晶素子の両端に電
圧を印加するための複数の電極と、外部から入力された
３次元座標データをこの座標データの指示する位置に存
在する液晶素子の両端へ電圧を印加するための一対の電
極を前記複数の電極のうちから選択指定する電極指定部
と、この電極指定部にて指定された一対の電極間に電圧
を印加して、該当液晶素子を不透明にさせる液晶駆動部
とを備えたものである。

（作用） このように構成された３次元表示装置によれば、多数の
液晶表示素子を３次元的に稠密配設して直方体状の表示
体を形成している。そして、この直方体状の表示体を構
成する各液晶素子は表示体の外面に取付けられた複数の
電極のうち、液晶素子が配設された３次元座標にて一義
的に定まる一対の電極間に電圧を印加すれば、該当液晶
素子が不透明になる。なお、各液晶表示素子は電圧を印
加しない状態においては、透光状態を維持し、電圧が印
加されていない液晶素子は光を通過させるので、この表
示体を外部から見ると、電圧が印加されている液晶素子
が点として見える。

よって、隣接した複数の液晶素子に電圧を印加すると線
が立体表示され、複数の線で立体像を表示できる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の３次元表示装置を示す模式図である。

図中１１は各種情報処理を実行するコンピュータからな
る情報処理装置であり、この情報処理装置１１は３次元
表示装置１２に対して表示すべき立体像の一部を構成す
る３次元座標データＤ　（Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ）を送出す
る。

３次元表示装置１２は、電極指定部１３と、液晶駆動部
１４と、支持枠１５に上下面及び２側面が支持されたほ
ぼ直方体状に形成された表示体１６とで構成されている
。そして、監視者は表示体１６の隣接する２側面１６ｇ
、１６ｂからこの表示体１６の内部を観測することがで
きる。

第３図は前記表示体１６を示す斜視図である。

この表示体１はほぼ正方形状を有する極く薄い液晶板１
７をＹ方向にＮ枚積層して形成されている。

そして、各液晶板１７にはＸ方向にＬ個、２方向にＭ個
、合計（ＬｘＭ）個の液晶素子１８が２次元的に稠密配
列されている。したがって、表示体１６全体としては（
ＬＸＭＸＮ）個の液晶素子１８が３次元的に稠密配列さ
れている。

表示体１６の上面１６ｅには（ＬＸＮ）個の電極Ｚ　Ｉ
Ｉ＋　Ｚ　１２＋　”’ｒ　Ｚ　ＩＬ＋　Ｚ　２１＋　
”・ｒ　Ｚ　ｌｌ＋　”’Ｚ　Ｉｋ＋　・・’＋　　Ｚ
　ＩＬ＋　”’＊　　Ｚ　Ｎｌ＋　”’＋　　Ｚ　ＮＬ
が取付けられている。

さらに、表示体１６の一つの側面１６ｄには（Ｎ　Ｘ　
Ｍ）個の電極Ｘ　ｌｌ＋　Ｘ　１２１−＊　Ｘ　ＩＭＩ
　Ｘ　２＋１・・・、Ｘ、、、・・・、Ｘ、、、・・・
　ＸｒＭｚ　・・・、ＸＮ１ｒ　・・・ＸＮＭが取付け
られている。

第４図は上面１６ｅの各電極２と側面１６ｄの各電極Ｘ
と各液晶素子１８との接続関係を示す図であり、例えば
表示体１６内の３次元座標（ｋ。

１、Ｊ）に位置する液晶素子１８に０のアノードに上面
１６ｅの電極Ｚｌｋが接続され、カソードに側面１６ｄ
の電極Ｘ目が接続される。同様に３次元座標（ｋ＋１．
ｉ、ｊ）に位置する液晶素子１８に＋＋＋１のアノード
に上面１６ｅの電極Ｚ　＋＊＋ｒが接続され、カソード
に側面１６ｄの電極Ｘ、が接続される。

したがって、３次元座標（ｋ、ｌ＋　　ｊ）に位置する
液晶素子１８，１を不透明にするには電極２、と電極Ｘ
Ｉ、との間に所定の電圧ｖｏを印加すればよく、３次元
座標（ｋ＋１．ｔ、ｊ）に位置する液晶素子１８に＋１
゜を不透明にするには電極Ｚ、＋１と電極Ｘ１゜との間
に電圧ｖ０を印加すればよい。

次に、このような構成の３次元表示装置１２において、
情報処装置１１からこの３次元表示装置１２に表示すべ
き３次元座標データＤ　（Ｄｘ。

Ｄｙ、Ｄｚ）が電極指定部１３へ人力されると、この電
極指定部１３は、この３次元座標データＤ　（Ｄｘ、Ｄ
ｙ、Ｄｚ）に対応する表示体１６内の座標位置に存在す
る１個の液晶素子１８□、のアノードおよびカソードに
接続された一対の電極Ｚ　＋　ｋ、　Ｘ　＋　＋を選択
指定する。選択指定された一対の電極ｚ１１Ｘ目情報は
次の液晶駆動部１４へ送出される。

一対の電極Ｚ　＋　ｋ、　Ｘ＋　ｓ情報を受領した液晶
駆動部１４はその一対の電極Ｚ　ｌｋ＋　　Ｘ　＋４間
に前述した電圧Ｖ。を印加する。その結果、該当液晶素
子１８□、が不透明になり、表示体１６内における情報
処理装置１１の３次元座標データＤ　（Ｄｘ。

Ｄｙ、Ｄｚ）が指定する３次元位置が点で表示される。

よって、情報処理装置１１として、空間的に連続する３
次元座標データＤ、、Ｄ２．・・・・・・を出力すれば
、表示体１６内に任意方向の線が空間的に表示される。

さらに、多数の線を示す３次元座標データＤを送出すれ
ば、第２図に示すように、表示体１６内に立体像１９が
立体像のまま表示される。

この表示体１６内に表示された立体像１つは、２次元画
像でないので、監視者にとっては立体的にみえ、見る方
向を変えると当然異なった形状にみえる。したがって、
監視者が表示された立体像を錯覚することはなく、即座
に正しい立体形状を把握できる。

また、情報処理装置１１は立体象の３次元位置データを
そのまま３次元表示装置１２へ送出するのみでよく、こ
の立体象の３次元位置データを２次元画像に変換したり
、さらにこの２次元画像に対して奥の線を点線表示した
り、側面に影を付ける等のソフト的処理を実行、する必
要がない。したがって、情報処理装置１１における処理
負担が大幅に軽減される。

第５図は本発明の他の実施例に係わる３次元表示装置に
組込まれた表示体２１を示す斜視図である。なお、その
他の部分は第１図と同じである。

この実施例の表示体２１はＺ軸方向にほぼ正方形状を有
する極く薄い液晶板２２がＭ枚積層されて形成されてい
る。そして、各液晶板２２には（ＮＸＬ）個の液晶素子
２３が２次元的に配設されている。よって、この表示体
２１内には（ＮｘＬＸＭ）個の液晶素子２３が稠密配設
されている。

表示体２１の上面２１ｅには（ＮＸＬ）個の各液晶素子
２３に対応する（Ｎ　Ｘ　Ｌ）個の電’ａ　ｚ　ｒ□。

Ｚ　１２＋　”’＋　　Ｚ　ＩＬ＋　　２２１＋　”’
＋　Ｚ　ＩＩ＋　”’＋　　Ｚ　ｌｋ＋　”’ＺＮ１＋
　・・・＋ＺＮＬが取付けられている。さらに、表示体
２１の側面２１ｄの一方端には、各液晶板２２に対応す
るＭ個の電極Ｚ　Ｉ　ｒ　　２２　＋　”’＋　ＺＩ　
＋・・・、ｚＭが取付けられている。

第６図は各電極Ｚｌｋ、Ｚ、と各液晶素子２３との間の
接続関係を示す回路図である。表示体２１の上面２１ｅ
に取付けられた各電極Ｚ　Ｉ　ｌ　＋・・・ＺＩ□・・
・＋ＺＮＬは最上段に位置する液晶板２２の各液晶素子
２３のアノードに接続されるとともに、それより下方段
に位置する（Ｍ−１）枚の各液晶板２２の同一位置の各
液晶素子２３のアノードに接続されている。さらに、各
液晶板２２に配設された（ＮｘＬ）個の各液晶素子２３
のカソードは短絡されて共通の電極Ｚとして側面２１ｄ
に取付けられた電極２に接続されている。すなわち、下
からｊ番目の液晶板２２の各液晶素子２３のカソードは
電極２．に接続されている。

このような接続構造であっても、表示体２１内の任意の
３次元位置に存在する液晶素子２３を指定して電圧を印
加することが可能である。すなわち、表示体２１内の座
標位置（ｋ＋　　ｌ＋　　Ｊ）に位置する液晶素子２３
ｋｚを不透明にするには、上面２１ｅの電極１と側面２
１ｄの一方端に設けられた電極２．との間に電圧ｖＯを
印加すればよい。よって、情報処理装置１１から１個の
３次元座標データＤ　（Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ）が入力され
ると、その座標データの指定する位置の液晶素子２３が
不透明の点として表示される。したがって、先の実施例
とほぼ同様の効果を得ることができる。

また、この実施例においては、上面２１ｅに配設された
各電極ＺＩＩ”ＺＮＬを全部の液晶板２２の各液晶素子
２３に亘って配線する困難さがあるが、側面２１ｄに取
出す電極２１〜ＺＭの数はＭ個のみでよい。したがって
、全部の電極数は［（ＮｘＬ）＋Ｍ］個となり、前述し
た実施例における電極数（ＮＸＬＸＭ）に比較して大幅
に低減できる。

第７図は本発明の３次元表示装置１２の応用例を示す模
式図である。すなわち、１台の３次元表示装置に複数台
の情報処理装置１１ａ、ｌｌｂを接続して、表示体１６
における表示領域を各情報処理装置１１ａ、ｌｌｂ毎に
ソフト的に分割して、各表示領域にそれぞれ専用の立体
像を表示させることが可能である。また、一方には立体
段を表示させ、他方には従来のＣＲＴ表示装置と同様に
２次元画像を表示させることも可能である。すなわち、
従来のＣＲＴ表示装置におけるマルチウィンドの機能を
持たせることも可能である。

さらに、このような３次元表示装置を用いることによっ
て、例えば、半導体のような積層構造をもつ物体を表現
する場合に、実際に層を順次積み上げていく表現が可能
となり、半導体構造の設計作業の作業能率をより向上さ
せることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の３次元表示装置によれば、
多数の液晶素子を３次元的に稠密配設した表示体を用い
て、表示体の外面に表示体内の各液晶素子を通電させる
ための電極を取り付けている。したがって、表示体内の
指定された３次元座標位置の液晶素子を通電することに
より、立体像を立体像のまま表示体内で表示でき、情報
処理装置内におる処理負担を軽減できるとともに、監視
者の錯覚を完全に除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例に係わる３次元表
示装置を示すものであり、第１図は全体を示すブロック
図、第２図は表示された立体段を示す図、第３図は表示
体の構造を示す斜視図、第４図は表示体内の配線図であ
り、第５図は本発明の他の実施例に係わる３次元表示装
置における表示体の構造を示す斜視図、第６図は同表示
体内の配線図、第７図は実施例装置の応用例を示すブロ
ック図、第８図は従来のＣＲＴ’表示装置を示す模式図
である。 １１・・・情報処理装置、１２・・・３次元表示装置、
１３・・・電極指定部、１４・・・液晶駆動部、１６゜
２１−・・表示体、１６ａ、１６ｄ、２１ａ、２１ｄ・
・・側面、１６ｅ、２１ｅ・・・上面、１７．２２・・
・液晶板、１８．２３・・・液晶素子、１つ・・・立体
段。 第 １ 図 第 図 ｉ１ 第 図 第 図 第 図 Ｚｉｋ Ｚ＋に◆１ 第 図 １０ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通常は透光状態を維持し、両端に電圧が印加されると不
   透明状態に変化する多数の液晶素子を直方体状に稠密配
   設してなる表示体と、この表示体の少なくとも２面に取
   付けられ、前記表示体内の任意位置の液晶素子の両端に
   電圧を印加するための複数の電極と、外部から入力され
   た３次元座標データをこの座標データの指示する位置に
   存在する液晶素子の両端へ電圧を印加するための一対の
   電極を前記複数の電極のうちから選択指定する電極指定
   部と、この電極指定部にて指定された一対の電極間に電
   圧を印加して、該当液晶素子を不透明にさせる液晶駆動
   部とを備えたことを特徴とする３次元表示装置。