(57)【要約】【課題】  面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、ＤＦＤ方式特有の限られた奥行き表示範囲を有効に活用でき、従来のＤＦＤ方式の３次元表示に比べて違和感の少ない３次元表示を可能とする。【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３次元表示方法であって、表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割し、当該分割した各範囲毎に前記奥行き方向の距離の圧縮率を変化させることにより、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を前記複数の表示面の間隔に圧縮する。【選択図】        図４
2006197240.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３次元表示方法であって、
表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割し、当該分割した各範囲毎に前記奥行き方向の距離の圧縮率を変化させることにより、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を前記複数の表示面の間隔に圧縮することを特徴とする３次元表示方法。
【請求項２】
前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する範囲と、像が存在しない範囲で分割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】
前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する数に応じて分割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】
前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像の奥行き方向の距離の大きさに応じて分割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】
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３次元表示装置であって、
表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割する手段１と、
前記手段１で分割した各範囲毎に前記奥行き方向の距離の圧縮率を変化させる手段２とを備え、
前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を前記複数の表示面の間隔に圧縮することを特徴とする３次元表示装置。
【請求項６】
前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する範囲と、像が存在しない範囲で分割することを特徴とする請求項５に記載の３次元表示装置。
【請求項７】
前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する数に応じて分割することを特徴とする請求項５に記載の３次元表示装置。
【請求項８】
前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像の奥行き方向の距離の大きさに応じて分割することを特徴とする請求項５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、ＤＦＤ表示方式の３次元表示方法および３次元表示装置に係り、特に、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する際に有効な技術に関する。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＦＤ方式の３次元表示方法では、表示できる３次元表示エリアは、前後の表示面の間のみと限られている。
通常、その限られた面間隔の奥行きで設計された３次元画像をそのまま表示すれば期待通りの３次元表示が可能である。しかし、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像を表示する場合には、面間隔に入りきらない奥行き部分に存在する画像は切り取られ、表示することができない。
そこで、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、ＤＦＤ表示可能な面間隔に元の３次元画像の全てが入るように奥行き間隔のみを圧縮することで、元の３次元画像の全てを３次元表示することが可能となる。
しかし、この方法では、全ての３次元画像を表示することは可能となるが、奥行きが圧縮された表示となり、違和感のある３次元表示となることが多いという問題点があった。
また、３次元表示したい像の全ての奥行きが圧縮されているため、元の３次元画像中にある各々の像の奥行きが小さい場合には平面（２次元）に近い画像となり、ＤＦＤ表示方式の限られた奥行きを有効に活用した３次元表示を行うことができないことが多い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、ＤＦＤ表示方式の３次元表示方法および３次元表示装置において、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、ＤＦＤ方式特有の限られた奥行き表示範囲を有効に活用でき、従来のＤＦＤ方式の３次元表示に比べて違和感の少ない３次元表示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３次元表示方法であって、表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割し、当該分割した各範囲毎に前記奥行き方向の距離の圧縮率を変化させることにより、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を前記複数の表示面の間隔に圧縮することを特徴とする。
また、本発明では、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する範囲と、像が存在しない範囲で分割することを特徴とする。
また、本発明では、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する数に応じて分割することを特徴とする。
また、本発明では、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像の奥行き方向の距離の大きさに応じて分割することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、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３次元表示装置であって、表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割する手段１と、前記手段１で分割した各範囲毎に前記奥行き方向の距離の圧縮率を変化させる手段２とを備え、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を前記複数の表示面の間隔に圧縮することを特徴とする。
また、本発明では、前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する範囲と、像が存在しない範囲で分割することを特徴とする。
また、本発明では、前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像が存在する数に応じて分割することを特徴とする。
また、本発明では、前記手段１は、前記表示したい３次元画像の奥行き方向の距離を、像の奥行き方向の距離の大きさに応じて分割することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
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、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、３次元画像の奥行きの間隔を変更することにより、ＤＦＤ方式特有の限られた奥行き表示範囲を有効に活用でき、従来のＤＦＤ方式に比べて違和感の少ない３次元表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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１４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１４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１４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１４に示す３次元表示装置では、図１５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。
【０００９】
図１４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１６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１７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。
【００１０】
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１８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１９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。
【００１１】
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１４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１４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。
【００１２】
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１６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１７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。
【００１３】
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１８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１９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。
【００１４】
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。
【００１５】
［ＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例］
図２０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２０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１４における表示面（１０１，１０２）に代えて、透過形表示装置（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２０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２０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。
【００１６】
図２０に示す３次元表示装置においても、前述の図１５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２０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２０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。
【００１７】
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。
【００１８】
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２０に示す３次元表示装置においても、図１４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２０に示す３次元表示装置においても、図１４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。
【００１９】
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１４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２０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１４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２０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２０に示す３次元表示装置において、図１４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１４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２０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。
【００２０】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例の３次元表示方法における３次元空間の位置関係を示す図であり、横Ｘ軸、縦Ｙ軸、奥行きＺ軸として、３次元空間を表現する。
図１では、Ｚ軸の手前をＺＯＦ、奥をＺＯＲとし、ＤＦＤ表示面をＺ軸方向に２面配置している。ＤＦＤ表示面の前面１０１の奥行き位置をＺＦとし、後面１０２の奥行き位置をＺＲとする。
なお、本実施例では、説明のためにＤＦＤ表示の面数を２面で表すが、実際の実施には複数面でも同様の方法にて実現することができる。
ＤＦＤ表示方式では、表示できる３次元表示エリアは、前後の表示面の間のみと限られている。通常、その限られた面間隔の奥行きで設計された３次元画像をそのまま表示すれば期待通りの３次元表示が可能である。
しかし、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像を表示する場合には、面間隔に入りきらない奥行き部分に存在する画像は切り取られ、表示することができない。
そこで、図２に示すように、ＤＦＤ方式の３次元表示方法において、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、ＤＦＤ表示可能な面間隔に元の３次元画像の全てが入るように奥行き間隔を圧縮することで、元の３次元画像の全てを３次元表示することが可能となる。
【００２１】
しかし、図２に示す方法では、全ての３次元画像を表示することは可能となるが、奥行きが圧縮された表示となり、違和感のある３次元表示となることが多い。
また、３次元表示したい像の全ての奥行きが圧縮されているため、元の３次元画像中にある各々の像の奥行きが小さい場合には平面（２次元）に近い画像となり、ＤＦＤ表示方式の限られた奥行きを有効に活用した３次元表示を行うことができないことが多い。
そこで、図３に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割し、各々の範囲毎に奥行き間隔の圧縮の大きさ（圧縮率）を異ならせることで、前記違和感や前記平面的になる問題を軽減することができる。
例えば、３次元画像中の像毎に、あるいはシーン毎に、あるいは強調したい部分毎に、３次元画像の奥行き方向の距離を複数の範囲に分割する。そして、この範囲毎に奥行き間隔をあまり圧縮せずに違和感を軽減したり、大きく圧縮してＤＦＤ表示方式の限られた奥行きの有効活用をしたりすることが可能となる。
３次元画像の奥行き方向の距離の範囲の指定は、図４に示すように、任意の範囲を指定して個別に圧縮することで、作成者が意図した３次元画像のイメージに近い３次元表示ができる。また、観察者が３次元として詳細に観察したい範囲を指定するなどの利用方法もある。
【００２２】
３次元画像の内容によっては、図５に示すように、ある奥行き範囲には像が存在しない３次元画像もある。この場合には、３次元画像の奥行き方向の距離を、像の存在する範囲と像の存在しない範囲に分割し、例えば、像の存在する範囲はあまり圧縮せず、像の存在しない範囲は大きく圧縮して、ＤＦＤ表示方式の限られた奥行きの有効活用をすることも可能である。
また、図６に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を、像の存在する数によって複数の範囲に分割することで、例えば、像の数が多い範囲はあまり圧縮せず、像の数が少ない範囲は大きく圧縮して、像が多く集まっている範囲の像の違和感を軽減して３次元表示することも可能である。
さらに、図７に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を、像の奥行き方向の大きさによって複数の範囲に分割することで、例えば、像の奥行きが大きい範囲はあまり圧縮せず、像の奥行きが小さい範囲は大きく圧縮して、奥行きが大きい像の違和感を軽減して３次元表示することも可能である。逆に奥行きが大きい像の範囲を大きく圧縮してＤＦＤ表示方式の限られた奥行きの有効活用をすることも可能である。
【００２３】
３次元画像の奥行き方向の距離を圧縮する方法としては、図９に示すように、奥行き方向の距離を均等に圧縮させることにより、像の相対的な間隔関係を維持したまま３次元表示することが可能である。
また、図１０あるいは図１１に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を、奥行き方向の前面方向あるいは後面方向に向かって、圧縮の大きさを非線形に変化させることにより、例えば、遠景が多い風景画像に人物が手前にいるような画像で、人物を見せたい場合には、後面方向に向かって大きく圧縮させて手前にある人物の違和感を軽減させる、あるいは風景を見せたい場合には前面方向に向かって大きく圧縮させて奥にある風景の圧縮による違和感を軽減して３次元表示することなどが可能である。
また、連続的に圧縮の大きさを変化させることにより、奥行き方向に継ぎ目のような奥行きの段差を無くし、違和感を軽減することができる。
また、図１２あるいは図１３に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を、奥行きの中央方向あるいは前後の両端方向に向かって、圧縮の大きさを非線形に変化させることにより、例えば、遠景が多い風景画像に人物が手前にいるような画像で、風景と人物の両方を見せたい場合には中央方向に向かって大きく圧縮させることで風景と人物の違和感を軽減させる、あるいは、逆に見せたい部分が中央付近に集まっている場合には前後両端方向に向けて圧縮させて中央付近の違和感を軽減して３次元表示することが可能である。
また、図８に示すように、３次元画像の奥行き方向の距離を、所定の範囲の圧縮として最大に圧縮し、奥行きが０（２次元）となるようにすることで、例えば、３次元表示の必要性が低い部分、あるいは３次元表示の不要な部分を圧縮し、ＤＦＤ表示方式の限られた奥行きの有効活用をすることも可能である。
なお、図面を用いて個別に詳細な実施例を示したが、表示する３次元画像の内容は様々であり、前記した各々の方法の組み合わせによるＤＦＤ表示も可能である。
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】
【００２４】
【図１】本発明の実施例の３次元表示方法における３次元空間の位置関係を示す図である。
【図２】ＤＦＤ方式の３次元表示方法において、面間隔を考慮せずに作成された３次元画像、あるいは面間隔と異なった設計で作成された３次元画像を表示する場合に、ＤＦＤ表示可能な面間隔に元の３次元画像の全てが入るように奥行き間隔を圧縮する方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例の３次元表示方法の原理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例の３次元表示方法の一例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施例の３次元表示方法の他の例を説明するための図である。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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】
【００２５】
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  光源
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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