(57)【要約】【課題】観察者の前面に設定した複数の表示面における散乱度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、眼鏡を用いないで三次元立体像を表示することが可能な三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二次元像を生成し、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、各表示面を通過する光の散乱度を変化させて、前記生成された二次元像をそれぞれ表示し、各表示面を通過する光の散乱度を、各表示面毎にそれぞれ独立に変化させることにより、各表示面に表示される二次元像における観察者から見た透過度を各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて三次元立体像を生成する。【選択図】        図１
2004163645.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二次元像を生成し、
前記観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面に、前記各表示面を通過する光の散乱度を変化させて、前記生成された二次元像をそれぞれ表示し、
前記各表示面を通過する光の散乱度を、前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させることにより、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて三次元立体像を生成することを特徴とする三次元表示方法。
【請求項２】
前記複数の表示面の少なくとも１つの表示面に表示される二次元像はカラー画像の二次元像であることを特徴とする三次元表示方法。
【請求項３】
前記二次元像が前記観察者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、前記二次元像を前記複数の表示面に表示し、かつ前記観察者の見る総体的な透過度が、元の表示対象物体の輝度と等しくなるように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方法。
【請求項４】
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の前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の散乱度を高くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の散乱度を低くし、
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、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像の散乱度を低くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像の散乱度を高くすることを特徴とする請求項３に記載の三次元表示方法。
【請求項５】
前記二次元像を時間的変化に応じて順次切り替えることにより、三次元の動画像を表示することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の三次元表示方法。
【請求項６】
前記二次元像が奥行き方向に移動する複数の物体像を含む場合であって、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、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像の散乱度を順次高くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像の散乱度を順次低くし、
また、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、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像の散乱度を順次低くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像の散乱度を順次高くすることを特徴とする請求項５に記載の三次元表示方法。
【請求項７】
光源と、
観察者と前記光源との間に前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、前記光源から照射される光の散乱度を変化させて二次元像を表示する複数の透過型表示装置と、
前記各透過型表示装置に表示される２次元像の散乱度を、各透過型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる手段とを備え、
前記各透過型表示装置は、前記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二次元像を表示することを特徴とする三次元表示装置。
【請求項８】
前記各透過型表示装置の少なくとも１つは、カラーフィルタを有することを特徴とする請求項７に記載の三次元表示装置。
【請求項９】
前記各透過型表示装置は、高分子分散型液晶表示装置であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の三次元表示装置。
【請求項１０】
光源と、
観察者と前記光源との間に前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、前記光源から照射される光の散乱度が他の領域と異なる領域から成る二次元像を有する複数の透過型表示体とを備え、
前記各透過型表示体に形成される二次元像は、前記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二次元像であり、当該二次元像は、散乱度を各透過型表示体毎にそれぞれ独立に変化させて前記各透過型表示体に形成されていることを特徴とする三次元表示装置。
【請求項１１】
前記各透過型表示体の少なくとも１つは、カラーフィルタを有することを特徴とする請求項１０に記載の三次元表示装置。
【請求項１２】
前記各透過型表示体は、前記二次元像が形成される領域の表面に散乱処理を施した透明体であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の三次元表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元表示方法および装置に係わり、特に、三次元立体像を、情報量を少なくして、電子的に動画再生できる三次元表示方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないでカラー画像の三次元立体像が表示可能な三次元表示装置を提案している（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
前述の特許文献１、あるいは、特許文献２に記載されている三次元表示装置では、観察者の前面に複数の表示面を設定し、これらの表示面に、二次元表示装置と種々の光学素子を用いて二次元像を表示する。
そして、観察者に提示したい三次元物体を、観察者の両眼の視線方向から、前述の表示面へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ）を生成し、前述した表示面に表示し、さらに、２Ｄ化像の各々の輝度（あるいは、透過度）を、観察者から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体の奥行き位置に対応して変化させる。
これにより、観察者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化像であっても、観察者にはあたかも三次元物体が位置しているように感じられる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０２２５５８号公報
【特許文献２】
特願２００１−１２６６８号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した三次元表示装置は、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三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散乱度を変化させても、前述した三次元表示装置と同様三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散乱度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、眼鏡を用いないで三次元立体像を表示することが可能な三次元表示方法および装置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及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００５】
【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、三次元表示方法であって、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二次元像を生成し、前記観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面に、前記各表示面を通過する光の散乱度を変化させて、前記生成された二次元像をそれぞれ表示し、前記各表示面を通過する光の散乱度を、前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させることにより、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて三次元立体像を生成することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、光源と、観察者と前記光源との間に前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、前記光源から照射される光の散乱度を変化させて二次元像を表示する複数の透過型表示装置と、前記各透過型表示装置に表示される２次元像の散乱度を、各透過型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、前記各透過型表示装置は、前記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二次元像を表示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、前記各透過型表示装置は、高分子分散型液晶表示装置であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、光源と、観察者と前記光源との間に前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、前記光源から照射される光の散乱度が他の領域と異なる領域から成る二次元像を有する複数の透過型表示体とを備える三次元表示装置であって、前記各透過型表示体に形成される二次元像は、前記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二次元像であり、当該二次元像は、散乱度を各透過型表示体毎にそれぞれ独立に変化させて前記各透過型表示体に形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記各透過型表示体は、前記二次元像が形成される領域の表面に散乱処理を施した透明体であることを特徴とする。
【０００８】
【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。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態の三次元表示装置では、観察者１００の前面に、複数の透過型表示装置、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）（透過型表示装置１０１が透過型表示装置１０２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。
前記透過型表示装置（１０１，１０２）としては、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）表示装置などの、透過する光の散乱度を可変できる透過型表示装置を使用する。
また、光学素子としは、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。
また、本実施の形態では、光源１１０が、観察者１００から見て最も後方に配置される。
【０００９】
図２〜図６は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の原理を説明するための図である。以下、図１〜６を用いて、本実施の形態の三次元表示装置の原理を説明する。
初めに、図２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から見て、前記透過型表示装置（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、観察者１００の視線方向から三次元物体１０４をカメラ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。
前記２Ｄ化像（１０５，１０６）を、図１に示すように、各々透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２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、２Ｄ化像１０６を透過し、さらに２Ｄ化像１０５を透過した光によって生成される。
【００１０】
本発明における重要な要点は、その観察者１００が見る像の輝度を、表示しようとする三次元物体１０４の輝度と同じになるように一定に保ちつつ、２Ｄ化像１０５と２Ｄ化像１０６の散乱度の配分を変化させ、観察者１００から見た透過度の配分を変えることで、観察者１００の感じる像の奥行き位置を変えることである。
その変え方の一例を以下に述べる。
なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように図面上では散乱度が高い方を濃く示してある。
例えば、三次元物体１０４が透過型表示装置１０１上にある場合には、図３に示すように、透過型表示装置１０１上の散乱度を、２Ｄ化像１０５の輝度が三次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度を、その透過型表示装置１０２の最小値（即ち、透過型表示装置１０２の透過度の最大値）とする。
【００１１】
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、透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側に少し寄った位置にある場合には、図４に示すように、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５の部分の散乱度を少し減少（即ち、透過度を増加）させ、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度を少し増加（即ち、透過度を減少）させる。
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、透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側にさらに寄った位置にある場合には、図５に示すように、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５の部分の散乱度をさらに減少させ、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度をさらに増加させる。
【００１２】
遂に、例えば、三次元物体１０４が透過型表示装置１０２上にある場合には、図６に示すように、透過型表示装置１０２上の散乱度を、２Ｄ化像１０６の輝度が三次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５の部分の散乱度を、その透過型表示装置１０１の最小値（透過型表示装置１０１の最大値の透過度）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２Ｄ化像（１０５，１０６）であっても、観察者１００にはあたかも透過型表示装置（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、透過型表示装置（１０１，１０２）の２Ｄ化像（１０５，１０６）の部分の散乱度をほぼ同じに設定した場合には、透過型表示装置（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。
【００１３】
本実施の形態では、透過型表示装置（１０１，１０２）として、高分子分散型液晶表示装置（２０１，２０２）を使用する。
図７は、代表的な高分子分散型液晶表示装置の構成を示す要部断面図である。
図７において、１３０は基板、１３１は電極、１３２は液晶、１３３は高分子マトリクス（例えば、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂など）であり、同図に示す構造から明らかなように、高分子分散型液晶表示装置は、配向膜も偏光板も不要である。
高分子分散型液晶表示装置は、各画素単位で散乱度を変化できるので、高分子分散型液晶表示装置を透過型表示装置（１０１，１０２）として使用することにより、透過型表示装置（１０１，１０２）の各画素単位に散乱度を変化させることができる。
また、図７に示すように、一方の基板の外側に、各画素単位に、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色から成るカラーフィルタ１３５を配置することにより、カラー画像の三次元立体像を表示することも可能である。
但し、この場合には、透過型表示装置（１０１，１０２）上に表示される２Ｄ化像（１０５，１０６）は、カラー画像の二次元像である必要がある。
【００１４】
なお、カラーフィルタ１３５は、透過型表示装置（１０１，１０２）の内部に形成されていてもよい。
また、カラーフィルタ１３５は、透過型表示装置（１０１，１０２）の少なくとも一方が有する構造であってもよい。即ち、例えば、透過型表示装置１０１が白黒（モノクロ）表示の透過型表示装置で、透過型表示装置１０２がカラー表示の透過型表示装置であってもよい。
但し、この場合には、透過型表示装置１０１上に表示される２Ｄ化像１０５は、白黒画像の二次元像であり、透過型表示装置１０２上に表示される２Ｄ化像１０６は、カラー画像の二次元像である必要がある。
このような構成によれば、カラーフィルタが一枚省略されるので、透過型表示装置（１０１，１０２）がそれぞれカラーフィルタを備える場合よりも表示が明るくなる。
そのため、表示が暗くならない範囲で、白黒表示の透過型表示装置と、カラー表示の透過型表示装置とを、複数組み合わせることも可能である。
【００１５】
また、本実施の形態において、前記した２Ｄ化像を観察者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、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、前記した複数の面（即ち、透過型表示装置（１０１，１０２）の配置位置）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記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、例えば、透過型表示装置（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。
その上、前記重なるように表示した２Ｄ化像の観察者１００から見た左右方向の大きさを拡大・縮小することは、知覚される深さや傾きなどを人工的に変化させることに有効である。
【００１６】
また、前記した効果を得るための、前記透過二次元像を表示する面間の奥行き距離（即ち、透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２との間の距離）は、同じ表示対象物体（三次元物体１０４）に対して、それらの面に表示された複数の二次元像（２Ｄ化像）が、観察者１００の右眼と左眼の位置から単眼で見て共通領域を有する範囲である。
即ち、共通領域がない状態では、この効果は消失し、観察者１００には前記面に奥行き方向に離れて感じられる。
なお、本実施の形態においては、２Ｄ化像を表示する透過型表示装置の中で主に２つの透過型表示装置に関してのみ記述し、かつ観察者１００に提示する三次元物体が２つの透過型表示装置の間にある場合について説明したが、２Ｄ化像を表示する透過型表示装置の個数がこれよりも多く、あるいは提示する三次元物体の位置が異なる場合であっても、同様な構成が可能であることは明らかである。
さらに、本実施の形態における二次元像の表示面は、本発明の趣旨から見て、必ずしも平面である必要はなく、球面や楕円面や二次曲面や他の複雑な曲面であっても同様な効果が得られることは明らかである。
【００１７】
前述の説明では、例えば、三次元物体１０４全体の奥行き位置を、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）に表示した２Ｄ化像を用いて表現する方法および装置について主に述べたが、本発明は、例えば、三次元物体自体が有する奥行きを表現する方法及び装置としても使用できることは明らかである。
この場合には、図１と同様な構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の部位の散乱度を、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。
その変え方の一例を、例えば、２つの透過型表示装置（例えば、図１の１０１，１０２）を用いる場合を例として、図８、図９を用いて以下に説明する。
なお、ここで、白黒図面であるため、図８、図９においては、分かりやすいように散乱が高い方を濃く示してある。
【００１８】
図８が観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）に表示される２Ｄ化像の一例であり、図９が観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の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、図９に示すようなケーキを例に取ると、上に立てたロウソクを除き、三次元物体（例えば、ケーキ）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とする。
この場合の２Ｄ化像では、上面及び下面においては上方の方が奥に位置することとなり、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。
この場合、上面及び下面における輝度変化は、観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）においては、図１１に示すように、観察者に近い部位（２Ｄ化像では、例えば、下方）が散乱度が高く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば、上方）が散乱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。
【００１９】
また、観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の１０２）においては、図９に示すように、観察者に近い部位（２Ｄ化像では、例えば、下方）が散乱度が低く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば、上方）が散乱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。
次に、円柱部分の透過度の変化もその奥行き位置に対応して、観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）においては、図８に示すように、観察者に近い部位（例えば、真ん中付近）が散乱度が高く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が散乱度が低くなるように徐々に変化させる。
また、観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の１０２）においては、図９に示すように、観察者に近い部位（例えば、真ん中付近）が散乱度が低く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が散乱度が低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、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化像であっても、観察者にはあたかも上面、下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】
さらに、前述の説明では、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透過型表示装置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前記した内容から複数の透過型表示装置における散乱度の変化を時間的に行うことで、三次元像の動画を表現することができることは明らかである。
この場合には、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の部分の散乱度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体の奥行き位置の時間的変化に対応して変化させることである。
その一例として、例えば、三次元物体が透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２まで時間的に移動する場合について、図３ないし図６を用いて説明する。
例えば、三次元物体が透過型表示装置１０１の奥行き位置にある場合には、図３に示すように、透過型表示装置１０１上の散乱度を、２Ｄ化像１０５の輝度が三次元物体の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度を、例えば、その透過型表示装置１０２の最小値とする。
【００２１】
次第に、例えば、三次元物体が観察者１００より時間的に少し遠ざかり透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側に時間的に少し寄ってくる場合には、図４に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５部分の散乱度を時間的に少しづつ減少させ、かつ透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度を時間的に少しづつ増加させる。
さらに、例えば、三次元物体が観察者１００より時間的にさらに遠ざかり透過型表示装置１０１より透過型表示装置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５に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５の部分の散乱度を時間的にさらに減少させ、かつ透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０６の部分の散乱度を時間的にさらに増加させる。
【００２２】
遂に、例えば、三次元物体が透過型表示装置１０２の奥行き位置まで時間的に移動してきた場合には、図７に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０２上の散乱度を２Ｄ化像１０６の輝度が三次元物体の輝度に等しくなるまで時間的に変化させ、かつ透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０５の部分の散乱度を、例えば、その透過型表示装置１０１の最小値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にはあたかも透過型表示装置（１０１，１０２）の間を、透過型表示装置１０１から透過型表示装置１０２に三次元物体１０４が奥行き方向に移動するように感じられる。
【００２３】
なお、前述の説明では、三次元物体１０４が透過型表示装置１０１から透過型表示装置１０２まで移動する場合について説明したが、これが透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から透過型表示装置１０２まで移動する場合や、透過型表示装置１０１から透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置まで移動する場合や、透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から透過型表示装置（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。
さらに、前述の説明では、２Ｄ化像（二次元像）を配置する透過型表示装置の中で主に２つの透過型表示装置（１０１，１０２）に関してのみ説明し、かつ観察者１００に提示する物体が２つの透過型表示装置（１０１，１０２）の間を移動する場合について説明したが、２Ｄ化像を配置する透過型表示装置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透過型表示装置をまたがって移動する場合であっても、同様な構成が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。
【００２４】
［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２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、静止画を表示するようにした三次元表示装置であり、図１０に示すように、本実施の形態の三次元表示装置では、観察者１００の前面に、２個の透過型表示体（２０１，２０２）（透過型表示体２０１が透過型表示体１０２より観察者１００に近い）と、光源１１０とが配置される。
この透過型表示体（２０１，２０２）の表面には二次元像が形成されている。
図１１は、図１に示す透過型表示体（２０１，２０２）を説明するための模式断面図である。
図１１に示すように、透過型表示体（２０１，２０２）は、ガラス、合成樹脂、または透明フィルムなどの透明体２１０の表面に、微細な凹凸処理などの散乱処理２１１を施し、この散乱処理２１１を施した領域で二次元像を形成する。この散乱処理２２１が施される面は、観察者側、あるいは光源側のどちらでも良い。
【００２５】
そして、透過型表示体２０１に形成する二次元像として、前述の図２で説明した２Ｄ化像１０５を用い、また、透過型表示体２０２に形成する二次元像として、前述の図２で説明した２Ｄ化像１０６を用い、さらに、各透過型表示体（２０１，２０２）における二次元像の散乱度を前述の図３ないし図６で説明したように変化させる。
これにより、本実施の形態においても、静止画の三次元立体像を表示することが可能となる。
また、図１１に示すように、透明体２１０の外側に、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色から成るカラーフィルタ１３５を配置することにより、カラー画像の三次元立体像を表示することも可能である。この場合に、カラーフィルタ１３５が配置される面は、観察者側、あるいが光源側のどちらでも良い。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、２Ｄ化像を表示する透過型表示体の中で主に２つの透過型表示体に関してのみ記述し、かつ観察者１００に提示する三次元物体が２つの透過型表示体の間にある場合について説明したが、２Ｄ化像を表示する透過型表示体の個数がこれよりも多く、あるいは提示する三次元物体の位置が異なる場合であっても、同様な構成が可能であることは明らかである。
さらに、本実施の形態における二次元像の表示面は、本発明の趣旨から見て、必ずしも平面である必要はなく、球面や楕円面や二次曲面や他の複雑な曲面であっても同様な効果が得られることは明らかである。
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。
【００２７】
【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、観察者の前面に設定した複数の表示面における散乱度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、眼鏡を用いないで三次元立体像を表示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１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の三次元表示装置において、各透過型表示装置に表示する２Ｄ化像の生成方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１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４】本発明の実施の形態１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５】本発明の実施の形態１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６】本発明の実施の形態１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７】代表的な高分子分散型液晶表示装置の構成を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の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１の三次元表示装置の後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１０】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の透過型表示体を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
１００…観察者、１０１，１０２…透過型表示装置、１０３…光学系、１０４…３次元物体、１０５，１０６…２Ｄ化像、１１０…光源、１３０…基板、１３１…電極、１３２…液晶、１３３…高分子マトリクス、１３５…カラーフィルタ、２０１，２０２…透過型表示体、２１０…透明体、２１１…散乱処理。
【図１】
2004163645.tif 000003
【図２】
2004163645.tif 000004
【図３】
2004163645.tif 000005
【図４】
2004163645.tif 000006
【図５】
2004163645.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004163645.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004163645.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月14日(2002.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記複数の表示面の少なくとも１つの表示面に表示される二次元像はカラー画像の二次元像であることを特徴とする請求項１に記載の三次元表示方法。