(57)【要約】【課題】  観察者の表示面に設定した複数の表示面におけるぼかしの度合いを変化させることにより、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、立体メガネを用いないで３次元立体像を表示することが可能な３次元表示方法を提供する。【解決手段】  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対して、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した複数の２次元像を生成し、前記観察者から見て異なった奥行き位置にある前記複数の表示面に、前記生成した２次元像をそれぞれ表示し、当該表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記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。【選択図】        図１
2006221128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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対して、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した複数の２次元像を生成し、
前記観察者から見て異なった奥行き位置にある前記複数の表示面に、前記生成した２次元像をそれぞれ表示し、当該表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記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ことを特徴とする３次元表示方法。
【請求項２】
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、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、
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、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くすることを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
【請求項３】
前記複数面のうち対になる前後２面において、前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、
前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、
前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとすることを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
【請求項４】
前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が前記観察者に近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次高くし、
当該物体の移動方向が前記観察者から遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次低くすることを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
【請求項５】
前記複数面のうち対になる前後２面において、前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、
当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、
当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、
当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者から遠い表示面に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとすることを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
【請求項６】
前記複数面のうち対になる前後２面を表示面０１と表示面０２とするとき、前記表示面０１と表示面０２のそれぞれにおいて、前記２次元像の前記観察者から見た輝度から、その周辺部の前記観察者から見た輝度を減算し、そのときの輝度の差の符号を前記表示面０１と表示面０２とで逆転させ、かつ、表示面０１あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを独立に変化させることを特徴とする請求項１に記載の３次元表示方法。
【請求項７】
前記表示面０１、あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを、前記輝度の差の絶対値が大きい表示面の方を大きくぼけさせることを特徴とする請求項６に記載の３次元表示方法。
【請求項８】
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と、
前記複数の表示面に対して、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した複数の２次元像を生成する手段１と、
前記複数の表示面に、前記生成した２次元像をそれぞれ表示し、当該表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記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手段２とを有することを特徴とする３次元表示装置。
【請求項９】
前記手段２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、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、
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は、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くすることを特徴とする請求項８に記載の３次元表示装置。
【請求項１０】
前記手段２は、前記複数面のうち対になる前後２面において、前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、
前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、
前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとすることを特徴とする請求項８に記載の３次元表示装置。
【請求項１１】
前記手段２は、前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が前記観察者に近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次高くし、
当該物体の移動方向が前記観察者から遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次低くすることを特徴とする請求項８に記載の３次元表示装置。
【請求項１２】
前記手段２は、前記複数面のうち対になる前後２面において、前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、
当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、
当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、
当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者から遠い表示面に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとすることを特徴とする請求項８に記載の３次元表示装置。
【請求項１３】
前記複数面のうち対になる前後２面を表示面０１と表示面０２とするとき、
前記手段２は、前記表示面０１と表示面０２のそれぞれにおいて、前記２次元像の前記観察者から見た輝度から、その周辺部の前記観察者から見た輝度を減算し、そのときの輝度の差の符号を前記表示面０１と表示面０２とで逆転させ、かつ、表示面０１あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを独立に変化させることを特徴とする請求項８に記載の３次元表示装置。
【請求項１４】
前記手段２は、前記表示面０１、あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを、前記輝度の差の絶対値が大きい表示面の方を大きくぼけさせることを特徴とする請求項１３に記載の３次元表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元表示方法および３次元表示装置に係り、特に、観察者の前面に設定した複数の表示面におけるぼかしの度合いを変化させて３次元立体像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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-Fused3-D）方式の３次元表示装置を提案している（下記特許文献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、輝度あるいは透過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。
【０００３】
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。
【特許文献１】特許第３０２２５５８号明細書
【特許文献２】特許第３４６０６７１号明細書
【特許文献３】特許第３４７２５５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した３次元表示方法は、表示面に表示される２Ｄ化像の輝度、あるいは透過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。
しかしながら、本発明者らは、観察者の前面に設定した複数の表示面におけるぼかしの度合いを変化させても、前述した３次元表示方法と同様な３次元立体像が表示できることを見いだした。
本発明は、前記知見に基づき成されたものであり、本発明の目的は、観察者の前面に設定した複数の表示面におけるぼかしの度合いを変化させることにより、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、立体メガネを用いないで３次元立体像を表示することが可能な３次元表示方法および３次元表示装置を提供することである。
また、本発明他の目的は、前述した３次元表示方法および３次元表示装置において、一対の表示面の位置から、より観察者側に近い位置、あるいは、より観察者側に遠い位置に、３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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、本発明では、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対して、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した複数の２次元像を生成し、前記観察者から見て異なった奥行き位置にある前記複数の表示面に、前記生成した２次元像をそれぞれ表示し、当該表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記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。
また、本発明では、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、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、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、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを低くする。
また、本発明では、前記複数面のうち対になる前後２面において、前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、前記表示対象物体が、前記２面の奥行きの中心と、前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置に表示される物体である場合に、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示する前記２次元像のぼかしの度合いを高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとする。
【０００６】
また、本発明では、前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が前記観察者に近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次高くし、当該物体の移動方向が前記観察者から遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを順次低くする。
また、本発明では、前記複数面のうち対になる前後２面において、前記２次元像が奥行き方向に移動する動画像である場合に、当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者から遠い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像のぼかしの度合いを低い一定の度合いとし、当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者に向かって近づく方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、当該物体の移動方向が、前記２面の奥行きの中心と前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面との間の奥行き位置から前記２面の奥行きの中心に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次低くし、当該物体の移動方向が前記２面の奥行きの中心から前記観察者から遠い表示面に向かって遠ざかる方向である場合に、前記２次元像の切り替えに同期して、前記２面の表示面のうち前記観察者に近い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを順次高くし、かつ前記観察者から遠い表示面に表示される前記２次元像のぼかしの度合いを前記低い一定の度合いとする。
【０００７】
また、本発明では、前記複数面のうち対になる前後２面を表示面０１と表示面０２とするとき、前記表示面０１と表示面０２のそれぞれにおいて、前記２次元像の前記観察者から見た輝度から、その周辺部の前記観察者から見た輝度を減算し、そのときの輝度の差の符号を前記表示面０１と表示面０２とで逆転させ、かつ、表示面０１あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを独立に変化させる。
この場合に、前記表示面０１、あるいは表示面０２における２次元像のぼかしの度合いを、前記輝度の差の絶対値が大きい表示面の方を大きくぼけさせる。
【発明の効果】
【０００８】
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、観察者の前面に設定した複数の表示面におけるぼかしの度合いを変化させることにより、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、立体メガネを用いないで３次元立体像を表示することが可能となる。
また、従来のＤＦＤ表示では実写の撮像は困難であったが、本発明により簡単な方法で撮像から表示まで行うことが可能となる。
また、一対の表示面の位置から、より観察者側に近い位置、あるいは、より観察者側に遠い位置に、３次元立体像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、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４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４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４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４に示す３次元表示装置では、図５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。
【００１０】
図４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６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７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。
【００１１】
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８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９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。
【００１２】
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４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４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。
【００１３】
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。
例えば、３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。
３次元立体像が表示面１０１上にある場合には、図６に示すように、表示面１０１上の２Ｄ化像１０５の輝度を３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。
次に、例えば、３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、図７に示すように、３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。
【００１４】
次に、例えば、３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、図８に示すように、３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。
さらに、例えば、３次元立体像が表示面１０２上まで時間的に移動してきた場合には、図９に示すように、３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３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。
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３次元立体像が奥行き方向に移動するように感じられる。
【００１５】
なお、前述の説明では、３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。
なお、前述の説明では、２Ｄ化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１００に提示する３次元立体像が２つの面の間を移動す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３次元物体が複数の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、３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。
また、前述の説明では、１個の３次元立体像が２次元像を配置する二つの面内で移動する場合について説明したが、複数個の３次元物体が移動する場合、即ち、表示される２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。
【００１６】
［ＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例］
図１０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１０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（１３１，１３２）（透過型表示装置１３１が透過型表示装置１３２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４における表示面（１０１，１０２）に代えて、透過形表示装置（１３１，１３２）を用いるものである。
前記透過型表示装置（１３１，１３２）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１０では、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１０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。
【００１７】
図１０に示す３次元表示装置においても、前述の図５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（１３１，１３２）へ射影した２Ｄ化像（１０７，１０８）を生成する。
前記２Ｄ化像（１０７，１０８）を、図１０に示すように、各々透過型表示装置１３１と透過型表示装置１３２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１０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１３１と透過型表示装置１３２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。
【００１８】
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１３１上にある場合には、透過型表示装置１３１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１３２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１３２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１３１より透過型表示装置１３２側に少し寄った位置にある場合には、透過型表示装置１３１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１３２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１３１より透過型表示装置１３２側にさらに寄った位置にある場合には、透過型表示装置１３１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１３２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１３２上にある場合には、透過型表示装置１３２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１３１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を、例えば、透過型表示装置１３１の最大値とする。
【００１９】
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（１３１，１３２）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（１３１，１３２）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（１３１，１３２）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（１３１，１３２）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１０に示す３次元表示装置においても、図４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１０に示す３次元表示装置においても、図４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、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。
【００２０】
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４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１０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４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１０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１０に示す３次元表示装置において、図４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４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１０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。
【００２１】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の３次元表示方法を説明するための図である。
本実施例では、図１（ａ）に示すように、表示したい３次元立体像が前面の表示面１０１に近い奥行きにある場合には、表示面１０１と後面の表示面１０２に表示する２次元像（２Ｄ化像）の輝度を同じとし、表示面１０１に表示する２次元像のぼかしの割合を小さくし、かつ表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの割合を大きくする。これにより、３次元立体像１１１が表示面１０１に近い奥行き位置に感じられる。
また、図１（ｂ）に示すように、表示したい３次元立体像が表示面１０１と表示面１０２との中間に近い奥行きにある場合には、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像の輝度を同じとし、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの割合を中くらいにする。これにより、３次元立体像１１２が表示面１０１と表示面１０２との中間に近い奥行き位置に感じられる。
また、図１（ｃ）に示すように、表示したい３次元立体像が表示面１０２に近い奥行きにある場合には、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像の輝度を同じとし、表示面１０１に表示する２次元像のぼかしの割合を大きくし、かつ表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの割合を小さくする。これにより、３次元立体像１１３が表示面１０２に近い奥行き位置に感じられる。
すなわち、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの割合を、表示面１０１と表示面１０２とで変化させると、その割合に応じて３次元立体像の奥行き位置が前表示面の間で変化して感じられる。
【００２２】
例えば、表示面：表示面のぼかしの割合を０：１００から１００：０まで徐々に変化させると、３次元立体像は表示面から表示面へと徐々に移動していく。この方法で動画像の再生も可能である。
即ち、２次元像が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、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像の輝度を同じとし、表示面１０１と表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの割合を、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することができる。
例えば、３次元立体像が表示面１０１から表示面１０２まで時間的に移動する場合について説明する。
３次元立体像が表示面１０１上にある場合には、表示面１０１に表示される２次元像のぼかしの度合いを最小とし、表示面１０２に表示される２次元像のぼかしの度合いを最大とする。
次に、３次元立体像が観察者１００より時間的に遠ざかり、表示面１０１より表示面１０２側に少し寄った位置に時間的に移動する場合には、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面１０１に表示する２次元像のぼかしの度合いを少し高くし、かつ表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを少し低くする。
次に、３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、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面１０１に表示する２次元像のぼかしの度合いをさらに高くし、かつ表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの度合いをさらに低くする。
次に、３次元立体像が表示面１０２上まで時間的に移動してきた場合には、表示面１０１に表示する２次元像のぼかしの度合いを最大とし、かつ表示面１０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを最小とする。
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２次元像であっても、観察者１００には、あたかも表示面１０１から表示面１０２に３次元立体像が奥行き方向に移動するように感じられる。
【００２３】
また、本実施例において、表示する２次元像にカラー画像を用いることで、カラー表示も可能となる。この際、特に、透過型表示装置を用いた場合には、前記複数の表示面の少なくとも１つの表示面のみに表示される２次元像をカラー画像とすればよい。
図１１は、前述の構成を実現するための３次元表示装置の概略構成を示す図である。
図１１に示す３次元表示装置では、透過型表示装置１３１が白黒（モノクロ）表示の透過型表示装置であり、透過型表示装置１３２がカラー表示の透過型表示装置であり、図１１において、２５１，２６１は液晶表示パネル、２５２，２６２は偏光板、１１０は光源（バックライト）、２６３はカラーフィルタである。
図１１に示す３次元表示装置でも、前述したように、透過型表示装置１３１に表示される２次元像のぼかしと、透過型表示装置１３２に表示される２次元像のぼかしとをそれぞれ独立に変化させることにより、透過型表示装置１３１と透過型表示装置１３２との間の任意の位置に、カラー画像の３次元立体像を表示することが可能である。
但し、図１１に示す３次元表示装置では、透過型表示装置１３１上に表示される２次元像は、白黒画像の二次元像であり、透過型表示装置１３２上に表示される２次元像は、カラー画像の二次元像である必要がある。
なお、透過型表示装置１３１として、両側に偏光板を設けた液晶表示パネル、および、透過型表示装置として、両側に偏光板を設けた液晶表示パネルを使用する場合には、光源１１０からの照射光の光路中に４枚の偏光板が挿入されることになるので、全体としての透過度が低くなり、表示が暗くなる欠点があるが、図１１に示す３次元表示装置では、透過型表示装置（１３１，１３２）を、２枚の偏光板（２５２，２６２）で挟むようにしたので、表示が暗くなるのを防止することができる。
【００２４】
本実施例において、２次元像のぼかし方としては、例えば、画像処理にて２次元像にぼかしをかけて、２次元像を加工する方法や、各々のディスプレイの表示面に散乱度を変化させることが可能な光学デバイス（液晶を用いたＰＤＬＣなどを用い、印加する電圧を制御して散乱を制御するものなど）を配置し、時分割にて表示面と表示面の画像を交互に表示させ、それに同期して散乱の制御も交互に時分割にて行うことで各々の表示面のぼかしの度合いを変化させる、あるいは静止画の場合は散乱体（散乱シート、散乱板など）を用いて実現することができる。
また、従来のＤＦＤ表示方法おいて、各表示面に表示するための３次元画像はコンピュータグラフィックスにて生成することは容易だが、実写画像を撮像するのが困難であった。
これに対し、本実施例では、図３に示すように、３次元物体３４１を撮像する場合に、２次元カメラ３３１の焦点距離を焦点位置３２１に合わせて撮像した２次元画像と、焦点位置３２２に合わせて撮像した２次元画像を各々表示面３０１と表示面３０２に表示するだけで、３次元立体像３１１を再生可能となるという利点がある。さらに、これを連続的に繰り返すことで、動画の撮像、表示が可能である。
【００２５】
［実施例２］
図２は、本発明の実施例２の３次元表示方法を説明するための図である。
本実施例では、図２（ａ）に示すように、表示したい３次元立体像が、前面の表示面２０１と、表示面２０１と後面の表示面２０２との中間位置までの間で、表示面２０１に近い奥行きにある場合には、表示面２０１と表示面２０２に表示する２次元像の輝度を同じとし、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いを低く一定とし、かつ表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを高くする。これにより、３次元立体像２１１が表示面２０１に近い奥行き位置に感じられる。
また、図２（ｂ）に示すように、表示したい３次元立体像が、表示面２０１と表示面２０２との中間位置に近い奥行きにある場合には、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いを低く一定のままとし、かつ表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを低くする。これにより、３次元立体像２１２が、表示面２０１と表示面２０２との中間に近い奥行き位置に感じられる。
表示したい３次元立体像が、ちょうど表示面２０１と表示面２０２との中間位置の時には、表示面２０１に表示される２次元像のぼかしの度合いと、表示面２０２に表示される２次元像のぼかしの度合いは各々最小となる。
すなわち、表示面２０１のぼかしの度合いを低く固定したまま、表示面２０２のぼかしの度合いを変化させると、そのぼかしの度合いに応じて３次元立体像の奥行き位置が、表示面２０１側から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置までの間で変化して感じられる。
【００２６】
例えば、表示面２０１のぼかしの度合いを最小とし、表示面２０２のぼかしの度合いを最大から最小まで徐々に変化させると、３次元立体像は、表示面２０１から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置まで徐々に移動していく。この方法で動画像の再生も可能である。
即ち、３次元立体像が表示面２０１上にある場合には、表示面２０１に表示される２次元像のぼかしの度合いを最小とし、表示面２０２に表示される２次元像のぼかしの度合いを最大とする。
次に、３次元立体像が観察者１００より時間的に遠ざかり、表示面２０１より表示面２０１と表示面２０２との中間位置に少し寄った位置に時間的に移動する場合には、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いは最小のままで、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを少し低くする。
次に、３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２０１より表示面２０１と表示面２０２との中間位置にさらに寄った位置に時間的に移動する場合には、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いは最小のままで、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いをさらに低くする。
次に、３次元立体像が表示面２０１と表示面２０２との中間位置まで時間的に移動してきた場合には、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いは最小のままで、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしを最小とする。
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２次元像であっても、観察者１００には、あたかも表示面２０１から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置までに、３次元立体像が奥行き方向に移動するように感じられる。
【００２７】
表示したい３次元立体像が、図２（ｃ）に示すように、表示面２０２と、表示面２０１と表示面２０２との中間位置までの間で、表示面２０２に近い奥行きにある場合には、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを低くし、かつ表示面２０１に表示するぼかしの度合いを高くする。これにより、３次元立体像２１３が表示面２０２に近い奥行き位置に感じられる。
また、図２（ｄ）に示すように、表示したい３次元立体像が、表示面２０１と表示面２０２との中間に近い奥行きにある場合には、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いを低く一定のままとし、かつ表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの度合いを低くする。これにより、３次元立体像２１４が、表示面２０１と表示面２０２との中間に近い奥行き位置に感じられる。
表示したい３次元立体像が、ちょうど表示面２０１と表示面２０２との中間位置の時には、表示面２０１に表示される２次元像のぼかしの度合いと、表示面２０２に表示される２次元像のぼかしの度合いは各々最小となる。
すなわち、表示面２０２のぼかしの度合いを低く固定したまま、表示面２０１のぼかしの度合いを変化させると、そのぼかしの度合いに応じて３次元立体像の奥行き位置が表示面２０２から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置までの間で変化して感じられる。
【００２８】
例えば、表示面２０２のぼかしの度合いを最小とし、表示面２０１のぼかしの度合いを最大から最小まで徐々に変化させると、３次元立体像は、表示面２０２から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置まで徐々に移動していく。この方法で動画像の再生も可能である。
即ち、３次元立体像が表示面２０２上にある場合には、表示面２０１に表示される２次元像のぼかしの度合いを最大とし、表示面２０１に表示される２次元像のぼかしの度合いを最小とする。
次に、３次元立体像が観察者１００に時間的に近づいて、表示面２０２より表示面２０１と表示面２０２との中間位置に少し寄った位置に時間的に移動する場合には、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの程度は最小のままで、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの程度を少し低くする。
次に、３次元立体像が観察者１００に時間的にさらに近づいて、表示面２０２より表示面２０１と表示面２０２との中間位置にさらに寄った位置に時間的に移動する場合には、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの程度は最小のままで、３次元立体像の奥行き位置の移動に対応させて、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしの程度をさらに低くする。
次に、３次元立体像が表示面２０１と表示面２０２との中間位置まで時間的に移動してきた場合には、表示面２０２に表示する２次元像のぼかしの度合いは最小のままで、表示面２０１に表示する２次元像のぼかしを最小とする。
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２次元像であっても、観察者１００には、あたかも表示面２０２から、表示面２０１と表示面２０２との中間位置までに、３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、前述の説明において、ぼかしの度合いを最小と表現している部分は、それが２次元像のまま変化させない場合でも同様であることを意味している。
【００２９】
［実施例３］
始めに、本実施例の前提となる特許文献３に記載されている３次元表示方法について説明する。
［特許文献３に記載されている３次元表示方法の特徴］
図１５は、前述の特許文献３に記載されている３次元表示方法における、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度と、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度との関係の一例を示す図である。
図１５において、１０が表示面１０１のある１水平方向（左右両眼を結ぶ方向）の輝度分布を、１１が表示面１０２のある１水平方向の緯度分布を示し、点線で囲まれる領域（図１５のβに示す領域）が各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度を表し、それ以外の領域が、２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度を表す。
図１５では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度が、周囲部分の輝度より小さく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より大きくなっている。
【００３０】
この図１５において、観察者１００の左眼から各表示面（１０１，１０２）を観察した場合に、観察者１００の左眼には、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分が重なって観察される第１の領域（図１５に矢印で示すように、Ａから左の領域、Ｄから右の領域）と、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の周囲部分と、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６とが重なって観察される第２の領域（図１５のＡとＢとの間の領域）と、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）が重なって観察される第３の領域（図１５のＢとＣとの間の領域）と、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５と、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の周囲部分とが重なって観察される第４の領域（図１５のＣとＤとの間の領域）とが観察される。
この第１ないし第４の領域において、前記観察者１００の左眼により、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度（即ち、各表示面（１０１，１０２）の輝度の和）を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１５の（イ）に示すグラフである。
【００３１】
また、右眼で見たときも、左眼と同様であり、第１ないし第４の領域において、右目により、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１５の（ロ）に示すグラフである。
この図１５の（イ）に示す輝度分布が、観察者１００の左眼の網膜で感知され、図１５の（ロ）に示す輝度分布が、観察者１００の右目の網膜で感知される。
また、図１５の（ハ）は、図１５の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
この図１５の（ハ）に示すように、観察者１００が立体視を知覚する際に、左眼で感知される二次元像の輝度は、急激に立ち上がる部分（図１５の（イ）のグラフのＡの部分）と、緩やかに減少する部分（図１５の（イ）のグラフのＡからＣの部分）と、突起状部分（図１５の（イ）のグラフのＣからＤの部分）とを有する。
この場合に、人間の眼の知覚により、観察者１００には、後方の表示面１０２の後方の位置（即ち、表示面１０２の位置より、さらに後側の位置）に、３次元立体像が観察される。
この場合に、この突起状部分の飛び出し量、即ち、例えば、図１５の（イ）のグラフのＡとＢとの間の輝度と、ＢとＣとの間の輝度との間の輝度差が大きいほど、３次元立体像が観察される位置が、後方の表示面１０２からより遠く離れた位置となり、この突起状部分の飛び出し量、即ち、例えば、図１５の（イ）のグラフのＡとＢとの間の輝度と、ＢとＣとの間の輝度との間の輝度差が小さいほど、３次元立体像が観察される位置が、後方の表示面１０２により近い位置となる。
【００３２】
図１６は、特許文献３における、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度と、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度との関係の他の例を示す図である。なお、図１６における符号は、図１５と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
図１６では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度が、周囲部分の輝度より大きく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より小さくなっている。
この図１６において、左眼で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１６の（イ）に示すグラフであり、右目で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１６の（ロ）に示すグラフである。
また、図１６の（ハ）は、図１６の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
図１６の（ハ）に示すように、観察者１００が立体視を知覚する際に、左眼で感知される二次元像の輝度は、急激に立ち下がる部分（図１６の（イ）のグラフのＡの部分）と、緩やかに上昇する部分（図１６の（イ）のグラフのＡからＣの部分）と、突起状部分（図１６の（イ）のグラフのＣからＤの部分）とを有する。
この図１６に示す場合でも、人間の眼の知覚により、観察者１００には、後方の表示面１０２の後方の位置（即ち、表示面１０２の位置より、さらに後側の位置）に、３次元立体像が観察される。
【００３３】
即ち、観察者１００の左眼および右眼の網膜に感知される二次元像の輝度において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフで、突起状部分（図１５、または図１６の（イ）のグラフのＣからＤの部分）が、内側（他方の眼に近い方の側）に生じる場合には、観察者１００には、後方の表示面１０２の後方の位置（即ち、表示面１０２の位置より、さらに後側の位置）に、３次元立体像が観察される。
逆に、観察者１００の左眼および右眼の網膜に感知される二次元像の輝度において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフで、突起状部分（図１５、または図１６の（イ）のグラフのＣからＤの部分）が、外側（他方の眼に遠い方の側）に生じる場合には、観察者１００には、前方の表示面１０１の前方の位置（即ち、表示面１０１の位置より、さらに前方の位置）に、３次元立体像が観察される。
この状態のときの、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度と、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度との関係を、図１７、図１８に示す。
なお、図１７、図１８における符号は、図１５と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
図１７では、図１５と同様、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度は、周囲部分の輝度より小さく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より大きくなっている。
但し、図１７では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度が、図１５に示す場合よりも小さく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、図１５に示す場合よりも小さくなっている。
この図１７において、左眼で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１７の（イ）に示すグラフであり、右目で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１７の（ロ）に示すグラフである。
また、図１７の（ハ）は、図１７の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
この場合に、突起状部分（図１７の（イ）のグラフのＡからＢ、およびＣからＤの部分）の飛び出し量、即ち、例えば、図１７の（イ）のグラフのＡとＢとの間の輝度と、ＢとＣとの間の輝度との間の輝度差が大きいほど、３次元立体像が観察される位置が、前方の表示面１０１からより前方の位置となり、この突起状部分の飛び出し量、即ち、例えば、図１７の（イ）のグラフのＡとＢとの間の輝度と、ＢとＣとの間の輝度との間の輝度差が小さいほど、３次元立体像が観察される位置が、前方の表示面１０１により近い位置となる。
【００３５】
図１８では、図１６と同様、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度は、周囲部分の輝度より大きく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より小さくなっている。
但し、図１８では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度が、図１６に示す場合よりも大きく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、図１６に示す場合よりも大きくなっている。
この図１８において、左眼で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１８の（イ）に示すグラフであり、右目で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１８の（ロ）に示すグラフである。
また、図１８の（ハ）は、図１８の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
【００３６】
図１９、図２０は、前述の特許文献１に記載されている３次元表示方法の場合における、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度と、各表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度との関係を示す図である。
図１９では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度は、周囲部分の輝度より小さく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より小さくなっている。
この図１９において、左眼で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１９の（イ）に示すグラフであり、右目で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図１９の（ロ）に示すグラフである。また、図１９の（ハ）は、図１９の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
【００３７】
図２０では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の輝度は、周囲部分の輝度より大きく、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度が、周囲部分の輝度より大きくなっている。
この図２０において、左眼で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図２０の（イ）に示すグラフであり、右目で観察した場合に、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度を縦軸に取って、グラフ化したものが、図２０の（ロ）に示すグラフである。
また、図２０の（ハ）は、図２０の（イ）に示す輝度分布において、人が立体視を知覚する際に使用していると考えられる低い空間周波数部分を取り出したグラフである。
図１９、図２０の（ハ）のグラフには、図１５ないし図１８に現れた突起状部分が現れていない。このような場合には、観察者には、各表示面（１０１，１０２）あるいは各表示面（１０１，１０２）の間に、３次元立体像が観察される。
【００３８】
このように、特許文献３に記載されている３次元表示方法では、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度と、その周囲部分の輝度とが、所定の関係を満たすようにして、表示面１０１の前方、あるいは、表示面の後方に３次元立体像を表示することができる。
このような現象が発現される条件は、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の左右両端部の少なくとも一方において、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の輝度から、２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度を差し引いたときの符号が、前方の表示面１０１と後方の表示面１０２とで異なっていることである。
例えば、図１５の場合では、前方の表示面１０１に表示される２Ｄ化像１０５の左右両端部の輝度から、２Ｄ化像１０５の周囲部分の輝度を差し引いたときの符号は（−）であるのに対して、後方の表示面１０２に表示される２Ｄ化像１０６の輝度から、２Ｄ化像１０６の周囲部分の輝度を差し引いたときの符号は（＋）となる。これは、図１６ないし図１８の場合でも同様である。
【００３９】
特に、図１５ないし図１８に示すように、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の左右両端部の輝度と、２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分との輝度との差がほぼ同じであり、かつ、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の左右両端部の輝度から、２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度を差し引いたときの符号が、前方の表示面１０１と後方の表示面１０２とで異なっており、さらに、前後の表示面（１０１，１０２）に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）の左右両端部の輝度と、２Ｄ化像（１０５，１０６）の周囲部分の輝度との差が、一方の表示面（例えば、図１５では表示面１０１）の方が、他方の表示面（例えば、図１５では表示面１０２）より比較的小さい場合には、前述した現象は必ず発現される。
ここで、前述の「比較的小さい」という意味は、網膜像の突起状部分（例えば、図１５の（ハ）のグラフの突起状部分）が小さければ、この突起状部分を新たな物体と知覚することが少ないということである。
【００４０】
即ち、例えば、図１５の（イ）に示すグラフ上で、観察者１００の左眼、および、右眼により観察される第２の領域の輝度（即ち、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される輝度）、および第４の領域の輝度が、第１の領域の輝度と、第３の領域の輝度との間に位置せず、かつ、第１の領域の輝度と第３の領域の輝度との中間に仮想基準線（例えば、図１５に示す（ニ）の線）を引いたときに、第２の領域の輝度および第４の領域の輝度が、前記仮想基準を境にして、上下反対方向にある場合には、前述した現象は必ず発現される。
なお、前述した特許文献３に記載されている３次元表示方法の詳細については、前述の特許文献３を参照されたい。
また、前述の特許文献２に記載されている３次元表示装置においても、前後の透過型表示装置（１１１，１１２）に表示される２Ｄ化像（１０７，１０８）の透過度と、その周囲部分の透過度とが、前述の特許文献３に記載の３次元表示方法において説明した関係を満たすようにすることにより、透過型表示装置１１１の前方、あるいは、透過型表示装置１１２の後方に３次元立体像を表示することができる。
なお、この場合には、各領域において、観察者１００の左眼、あるいは、右目により、各表示面（１０１，１０２）で合わせて観察される透過度は、各表示面（１０１，１０２）の透過度の積となる。
【００４１】
前述したように、奥行き方向に距離をおいて設置された、例えば、２面の表示面に３次元表示したい物体の射影した２次元像を表示し、かつ、例えば、図１２（ａ）に示すように、その２面において２次元像の輝度とその周辺部の輝度の差の符号を逆転させることにより、立体錯視により２次元像は２面間の外側に飛び出して知覚される。
即ち、２面の表示面をそれぞれ表示面０１と表示面０２とするとき、表示面０１と表示面０２のそれぞれにおいて、２次元像の輝度（観察者から見た輝度）から、その周辺部の輝度（観察者から見た輝度）を減算し、そのときの輝度の差の符号が、表示面０１と表示面０２とで逆転する場合に、立体錯視により２次元像は２面間の外側に飛び出して知覚される。
この時の、２次元像の飛び出す方向は、２次元像の輝度とその周辺部の輝度の差の絶対値が大きい方向、即ち、前述の輝度の差の絶対値が大きい表示面の方に飛び出す。
本実施例においては、これに２面の２次元像に独立にボケを加えることにより、この飛び出し量を増加させたり減少させたりできることに関するものである。
例えば、図１２（ｂ）に示すように、前面より前に飛び出す場合において、前面の２次元像をぼけさせるとさらに前に飛び出して知覚され、ぼけ量に応じて飛び出し量を変化できる利点がある。
また、後面の２次元像をぼけさせると飛び出しが減少し、ぼけ量に応じて飛び出し量を変化できる。さらに、前後面の双方の２次元像のボケ量を制御することにより、より精密に飛び出し量を制御できる。
【００４２】
次に、例えば、図１３（ａ）に示すように、後面より後に飛び出す場合において、図１３（ｂ）に示すように、後面の２次元像をぼけさせるとさらに後に飛び出して知覚され、ぼけ量に応じて飛び出し量を変化できる利点がある。
また、前面の２次元像をぼけさせると飛び出しが減少し、ぼけ量に応じて飛び出し量を変化できる。さらに、前後面の双方の２次元像のボケ量を制御することにより、より精密に飛び出し量を制御できる。
このような飛び出しの場合には、前に飛び出すかあるいは後に飛び出すかと、物体の全輝度が周辺の全輝度より大きいかあるいは小さいかにより、図１４（ａ）〜（ｄ）に示すように大まかに考えて４種類がある。
前述したボケによる飛び出し量の変化は、この４種類全てに適用可能なことは明らかである。
本実施例のもうひとつの利点としては、前述の特許文献３に記述されている３次元表示方法は、輝度のみにより飛び出し量を制御するためにディスプレイの最大輝度、最小輝度の影響あるいは表示したい物体や周辺の輝度によって飛び出し量が限定されたり制御しにくかったりするのに対して、本実施例を併用することにより飛び出し量を大きくでき、かつその制御にもフレキシビリティが出てきて容易になることがあげられる。
【００４３】
一般に、人間の目には、通常、はっきりした物の方がボケている物よりも認識され易いが、例外として、像が飛び出して知覚されるような場合には、枠から飛び出している物として、はっきりした枠よりもボケている物の方が位置が認識され易くなる。
したがって、前述の実施例１、２のように、像が飛び出して知覚されない場合には、観察者は主にボケの少ない方の表示面に注目することになる。そのため、観察者には、前後の表示面の間における、ボケの少ない方の表示面に近い奥行きが感じられる。
これに対して、本実施例のように、像が飛び出して知覚される場合には、観察者は主にボケの大きい方の表示面に注目することになる。そのため、観察者には、ボケの大きい方の表示面の奥行きが、より飛び出して感じられる。
このように、実施例１、２と実施例３とでは、観察者が注目する表示面が異なっているため、例えば、物体を前面側に知覚させたい場合には、実施例１、２では、前面の像のボケを小さくし、後面の像のボケを大きくするのに対し、実施例３では、前面の像のボケを大きくし、後面の像のボケを小さくする。
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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１の３次元表示方法を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例２の３次元表示方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１，２において、各表示面に表示する２次元像の生成方法の一例を示す図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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１１】本発明の実施例１に適用可能な３次元表示装置の一例の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例３の３次元表示方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施例３の３次元表示方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施例３の３次元表示方法を説明するための図である。
【図１５】特許文献３に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の一例を示す図である。
【図１６】特許文献３に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の他の例を示す図である。
【図１７】特許文献３に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の他の例を示す図である。
【図１８】特許文献３に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の他の例を示す図である。
【図１９】特許文献１に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の一例を示す図である。
【図２０】特許文献１に記載されている３次元表示方法における、各表示面に表示される２Ｄ化像の輝度と、各表示面に表示される２Ｄ化像の周囲部分の輝度との関係の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  観察者
１０，１１，１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２  表示面
１０３  光学系
１０４，３４１  ３次元物体
１０５，１０６，１０７，１０８  ２Ｄ化像
１１０  光源（バックライト）
１１１，１１２，１１３，２１１，２１２，２１３，２１４  ３次元立体像
１３１，１３２  透過型表示装置
３１１  ３次元立体像
３３１  ２次元カメラ
３２１，３２２  焦点位置
２５１，２６１  液晶表示パネル
２５２，２６２  偏光板
２６３  カラーフィルタ
【図１】
2006221128.tif 000003
【図２】
2006221128.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006221128.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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