(57)【要約】【課題】立体的な画像を表示可能な表示装置において、例えば観察者の目に負担をかけることなく、信号処理に要する負荷を低減する。【解決手段】立体的な画像を表示可能な表示装置において、観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る立体表示用の画像を表示する複数の表示手段（１１、１２、１３、１４、１５）と、画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を、画像片の夫々の奥行の位置に応じて複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段に表示させるように複数の表示手段を制御する表示制御手段（１６）とを備える。【選択図】図１
2004240090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る画像を表示する複数の表示手段と、
前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を、該複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段に表示させるように前記複数の表示手段を制御する表示制御手段と
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の表示手段に供給され且つ前記画像片を示す画像信号は、前記奥行の位置を示す奥行情報を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画像片は、前記複数の表示手段の画素と相等しい大きさを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々を、前記複数の表示手段のうちいずれか一つの表示手段に表示させるように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の輝度を変化させた後に、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段の夫々に前記輝度を変化させた画像片を重ねて表示させるように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の輝度を、他の画像片と比較して変化させた後に表示させるように制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の表示色を、他の画像片と比較して変化させた後に表示させるように制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示処理手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の大きさを、他の画像片と比較して変化させた後に表示させるように制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記複数の表示手段に供給され且つ前記画像を示す画像信号に対して信号処理を施すことにより、前記複数の画像片の夫々を表示させるように制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数の表示手段の夫々は、隣り合う表示手段と密着していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記複数の表示手段のうち、少なくとも前記観察者から最も後方に配置された表示手段を除く表示手段は、半透明の表示手段を含んでなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記半透明の表示手段は、液晶表示デバイス又はエレクトロルミネッセンス表示デバイスであることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記複数の表示手段は、ハーフミラーにより合成される表示手段を含んでなることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る画像を表示する複数の表示手段を備えた表示装置における表示方法であって、
前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を表示させるための、前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段を、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて選択する表示選択工程と、
前記複数の画像片の夫々を、前記表示選択工程において選択された表示手段に表示出力する表示制御工程と
を備えたことを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の表示手段が観察者の視線方向に相前後して配置された表示装置であって、夫々の表示手段に表示する画像を制御して立体視することを可能とする表示装置及び方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立体的な画像を表示することが可能な装置として種々の形態の表示装置が提案され、或いは実用化がなされている。例えば、電気的に書き換え可能であり、立体的な画像を表示することが可能な表示装置として、液晶シャッタ眼鏡方式等が良く知られている。この液晶シャッタ眼鏡方式はカメラで物体を異なる方向から撮影し、得られた視差情報を含む画像データを合成して１つの画像信号に合成し、表示装置に入力し表示する。観察者は液晶シャッタ眼鏡をかけ、例えば奇数フィールド時に右目用の液晶シャッタを透過状態とし左目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。一方、偶フィールド時に左目用の液晶シャッタが透過状態とし右目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。このとき、奇数フィールドに右目用の画像を、偶フィールドに左目用の画像を同期して表示することで、観察者は、右目用、左目用の視差を含む画像を夫々の目で見ることにより立体的な画像を視覚するものである。
【０００３】
又、観察者の視線上に相前後して複数の表示装置を配置し、それらに表示される画像を重ねて見ることによって、奥行き方向には離散的であるが、立体的な画像として視覚される表示装置がある。又、その離散的な状態を改善するために、表示装置の夫々に表示される画像の輝度に変化を付けることによって、離散的な位置の中間位置に物体があるかの様に視覚され、より立体的な画像を表示することが可能となるように改良された表示装置がある。例えば、複数のハーフミラーを用いて複数の表示装置からの物体像を重ねて表示することで、半透明な物体や後ろの物体が透けて見えるような表示を可能ならしめる、輝度変調型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１５８１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば液晶シャッタ眼鏡方式に係る表示装置は、人間の右目と左目との視差を利用して立体的な画像を表示するため、観察者の目に負担がかかり、疲れやすいという問題点を有している。又、例えば輝度変調型の表示装置は、観察者の視線上に相前後して表示される複数の物体像の夫々を、所望の輝度にて表示しなければ立体的な画像を表示することは困難或いは不可能である。このため、所望の輝度にて複数の物体像の夫々を表示するための信号処理或いは所望の輝度計算処理に要する負荷が大きくなるという技術的な問題点を有している。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば観察者の目に負担をかけることなく、且つ表示装置の行う信号処理に要する負荷を低減可能な表示装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の表示装置は、観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る立体表示用の画像を表示する複数の表示手段と、前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を、該複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段に表示させるように前記複数の表示手段を制御する表示制御手段とを備える。
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１４に記載の表示方法は、観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る画像を表示する複数の表示手段を備えた表示装置における表示方法であって、前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を表示させるための、前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段を、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて選択する表示選択工程と、前記複数の画像片の夫々を、前記表示選択工程において選択された表示手段に表示出力する表示制御工程とを備える。
【０００９】
本発明の作用及び利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に説明する。
【００１１】
本発明の表示装置に係る実施形態は、観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る画像を表示する複数の表示手段と、前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を、該複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段に表示させるように前記複数の表示手段を制御する表示制御手段とを備える。
【００１２】
本発明の実施形態に係る実施形態によれば、その動作時には、例えば表示対象物に係る画像の実体情報を含んでなる画像信号を複数の表示手段の夫々に供給することで、例えばマイコン等を含んでなる表示制御手段により、表示対象物に係る立体表示用の画像が複数の表示手段に表示される。
【００１３】
ここで、本実施形態では特に、表示制御手段により、画像は複数の画像片単位に分割され、夫々の画像片毎に複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段に表示される。
【００１４】
夫々の画像片は、該画像片が占める表示対象物の部分に係る奥行の位置（即ち、画像片の奥行の位置）に応じて、例えば表示対象物のうち観察者の側から見てより奥側（即ち、後方或いは遠い方）の部分を占める画像片に該当する場合には、複数の表示手段のうち観察者の側から見てより奥側に配置されている表示手段に表示される。或いは、例えば表示対象物のうち観察者の側から見てより手前側（即ち、前方或いは近い方）の部分を占める画像片に該当する場合には、複数の表示手段のうち観察者の側から見てより手前側に配置されている表示手段に表示される。
【００１５】
従って、より奥側に配置されている表示手段に画像片を表示することで、該画像片が占める表示対象物に係る部分をへこませて或いは奥側へ遠ざかるように観察者に視覚させることが可能である。更に、より手前側に配置されている表示手段に画像片を表示することで、該画像片が占める表示対象物の部分を膨らませて或いは手前側に迫っているように観察者に視覚させることが可能となる。即ち、表示対象物に係る画像に対して、凹凸をつけて表示することが可能となる。従って、観察者は、奥行方向に離散的な立体感のある画像を視覚することが可能となる。
【００１６】
好ましくは、後述するように、複数の表示手段が密着して配置されていれば、奥行方向に連続的に立体感のある画像を表示することが可能となる。即ち、観察者は、より滑らかで立体感のある画像を視覚することが可能となる。
【００１７】
係る立体表示は、例えば一枚の平面画像を、その平面画像が示す表示対象物の奥行の位置に応じて、複数の表示手段のうち少なくとも一つに表示することで実現可能となる。即ち、液晶シャッタ眼鏡方式の如く、人間の視差を利用して立体表示をすることはないため、目に負担をかけることなく立体感のある画像を視覚可能という大きな利点を有する。
【００１８】
更に、輝度変調型の表示装置の如く、表示対象物の奥行の位置に応じて、複数の立体表示用の画像を、適切に輝度変調した状態で表示するといった表示処理を必要としない。即ち、例えば一枚の平面画像を用いても立体表示が可能となるため、信号処理に要する負荷を低減可能という大きな利点を有することとなる。
【００１９】
以上の結果、本実施形態に係る表示装置によれば、観察者の視差を利用することなく立体感のある画像を表示することが可能となる。即ち、観察者の目に負担をかけることなく立体感のある画像を表示することが可能である。更に、信号処理に要する負荷を大きく低減可能となる。従って、従来型の立体表示方式（即ち、例えば液晶シャッタ眼鏡方式或いは輝度変調型の表示方式）において見られる問題点を解消する優れた表示装置を実現することが可能である。加えて、表示装置自体の構成も簡略化することが可能である。
【００２０】
尚、複数の表示手段は、５つ以上の表示手段を備えていることが好ましい。或いは、１０枚以上の表示手段を備えていることがより好ましい。表示手段の数が多い方が、より滑らかな立体感のある画像を表示可能となるからである。但し、５つ以下の表示手段であっても、相応に立体感のある画像を表示することは可能である。例えば、２枚重ねるだけであっても、相応に立体感のある画像を表示することは可能であり、特に、不連続的に立体感のある画像を表示する場合には、２枚であっても、十分にその効果が発揮される。従って、装置用途や装置仕様或いは要求される画質、更には製造コストや装置サイズに応じて、表示手段の総数については適宜定めればよい。例えば、表示対象物に係る画像の奥行の幅に合わせて、所定数の表示手段を配置するような構成であってもよい。
【００２１】
又、より滑らかな立体感のある画像を表示する観点からは、複数の表示手段の夫々の間隔は、小さい方が好ましい。或いは、後述するように、複数の表示手段の夫々が密着していることがより好ましい。但し、複数の表示手段の夫々の間隔が小さくなくとも相応に立体感のある画像を表示することは可能である。また、より滑らかな立体感のある画像を表示する観点からは、画像単位についても、小さい方が好ましい。例えば、全画面に対応する一枚の画像が、例えば、数十、数百、数千、数万、…といった複数の画像単位に分割される。但し、例えば、全画面に対応する画像を２分割、３分割或いは４分割するのみなど、画像単位は任意の大きさであっても、相応の立体的な画像表示は可能である。
【００２２】
尚、複数の表示手段を重ねて配置しているため、観察者の側から見てより後方に配置された表示手段から出射する光は、その前方に配置された少なくとも一つの表示手段を透過して観察者に視覚されることとなる。このため、より後方に配置された表示手段は予め出力輝度を大きくした状態で光を出射してもよい。これにより、表示手段を透過することで観察者が視覚する画像の輝度にばらつきが生ずるという不都合を防ぐことが可能となる。この結果、観察者の側から見て、複数の表示手段に表示される画像片の明るさ（即ち、輝度）が揃った、より適切な立体感のある画像を視覚することが可能となる。
【００２３】
又、色（即ち、色度）についても同様に、前方に配置された少なくとも一つの表示手段を光が透過することを考慮して、より後方に配置された表示手段から光を出射してもよい。即ち、例えば複数の表示手段に同一輝度且つ同一色の画像を表示した場合に、観察者の側から見て、画像片の色度が揃って視覚可能なように、光を出射してもよい。これにより、表示手段を透過することで観察者が視覚する画像の色度にばらつきが生ずるという不都合を防ぐことが可能となる。この結果、観察者の側から見て、複数の表示手段に表示される画像片に係る色度のばらつきの少ない或いは殆どない、より適切な立体感のある画像を視覚することが可能となる。
【００２４】
更に、表示対象物に係る画像は、一つに限られず複数の表示対象物を表示する場合であっても、上述したように立体感のある画像として表示可能である。
【００２５】
加えて、複数の表示手段のうちいずれか一つの表示手段に表示対象物に係る画像（即ち、全ての画像片）を表示すれば、通常の平面表示或いは２次元表示も可能となる。従って、表示装置の使用態様に合わせて、適宜立体表示と平面表示とを切り替えることが可能となる。
【００２６】
本発明の表示装置に係る実施形態の一の態様は、前記複数の表示手段に供給され且つ前記画像片を示す画像信号は、前記奥行の位置を示す奥行情報を含んでなる。
【００２７】
この態様によれば、制御表示手段は、画像信号に含まれる奥行情報に基づき画像片を表示する表示手段を比較的容易に選択可能となる。従って、該選択された表示手段に所定の画像片を表示することで、立体表示が可能となる。即ち、夫々の画像片毎に付加された奥行情報を参照すれば、比較的容易に立体表示が可能となる。
【００２８】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記画像片は、前記複数の表示手段の画素と相等しい大きさを有している。
【００２９】
この態様によれば、画素単位で奥行情報を有して表示出力が可能となる。従って、より滑らかで立体感のある画像を表示することが可能となる。
【００３０】
或いは、複数の画素からなる画素ブロック又は画素ライン（即ち、２画素、４画素、８画素或いは１６画素等）と相等しい大きさの画像片であっても、本発明の表示装置に係る実施形態と同様の効果を得ることは可能である。
【００３１】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々を、前記複数の表示手段のうちいずれか一つの表示手段に表示させるように制御する。
【００３２】
この態様によれば、例えば画像片の夫々が有する奥行情報に応じて、複数の表示手段のうちいずれか一つの表示手段に表示させるかを選択すれば、比較的容易に立体表示が可能となる。即ち、表示対象物に係る画像の２次元座標に対して、奥行情報を付加すれば、比較的容易に立体表示が可能となる。即ち、例えば輝度変調型の表示装置において見られるように、複数の表示手段の夫々に表示される画像に対して、夫々の奥行に応じて所望の輝度の割振等を行う必要がないため、画像の表示出力に要する信号処理に要する負荷を低減可能である。
【００３３】
この場合、画像片の夫々が有する奥行情報は、該画像片が表示される複数の表示手段のうちいずれか一つの表示手段を示す情報であってもよい。これにより、表示制御手段は、画像片を、複数の表示手段のうちいずれの表示手段に表示するべきかを比較的容易に選択可能となる。
【００３４】
或いは、所定の奥行を示す値であってもよい。この場合には、例えば表示制御手段が予め有する関数による演算或いは変換テーブル等を有していてもよい。これにより、奥行情報から画像片を表示するべき表示手段を比較的容易に選択可能となる。
【００３５】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示制御手段は、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の輝度を変化させた後に、前記複数の表示手段のうち隣り合う二つの表示手段の夫々に前記輝度を変化させた画像片を重ねて表示させるように制御する。
【００３６】
この態様によれば、例えば、一つの画像片に対して、輝度変調型の表示装置の如く、輝度の割振を行って例えば隣り合う二つの表示手段に表示することが可能となる。このため、例えば、実際に表示手段が存在しない二つの表示手段の間に、該画像片が存在するかのように、観察者に視覚させることが可能となる。従って、画像片を表示する表示手段の数を見かけ上増加させることが可能となる。これにより、例えば表示する画像の立体感が乏しい場合、或いは、配置されている表示手段の数が少ない場合に、奥行方向の表示手段の数を見かけ上増加させることで、より滑らかで立体感のある画像として表示可能である。
【００３７】
この場合、係る輝度の割振を施した画像片の表示は、画像の滑らかさを補完するために行われるのが好ましい。即ち、輝度変調型の表示装置のように画像全体に対して輝度の割振を行うことなく、画像の一部の画像片に対して輝度の割振を行うことが好ましい。例えば、隣り合う二つの表示手段に対する輝度の割り振りは、単純に１／２（半分）ずつでよい。このため、画像全体についての適切な輝度の値を考慮することなく、比較的容易に輝度の割振を行って立体感のある画像を表示することが可能となる。これにより、輝度の割振に要する信号処理の負荷の増加を抑えながらも、より滑らかで立体感のある画像を表示することが可能となる。但し、例えば、隣り合う二つの表示手段に対する輝度の割り振りを、奥行位置に応じて１／３と２／３とにする場合と２／３と１／３とにする場合とに分けるといったように、輝度変調型に近い、より複雑な制御を行うことも可能である。
【００３８】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の輝度を、他の画像片と比較して変化させた後に表示させるように制御する。
【００３９】
この態様によれば、奥行の位置（即ち、例えば奥行情報）に応じて、例えばより手前側の表示手段に表示される画像片を、輝度が高い状態で表示可能である。このため、該輝度が高い状態で表示された画像片が、輝度が高い状態で表示されていない他の画像片と比較して、より手前側（即ち、より近づいた状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００４０】
或いは、奥行の位置に応じて、例えばより奥側の表示手段に表示される画像片を、輝度が低い状態で表示可能である。このため、該輝度が低い状態で表示された画像片を、輝度が低い状態で表示されていない他の画像片と比較して、より奥側（即ち、より遠ざかった状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００４１】
従って、複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の輝度の状態を変化させることで、より立体感のある画像を表示可能となる。
【００４２】
更に、輝度変調型の表示装置の如く、複数の表示手段の夫々に表示される画像毎に異なる輝度の状態にて表示する必要はない。即ち、画像毎に最適な輝度を計算する必要がなく、例えば奥行の位置に応じて所定の輝度（即ち、輝度が高い状態或いは輝度が低い状態）にて表示すれば、立体的な画像を表示することが可能となる。このため、信号処理に係る負荷も低減可能という大きな利点を有する。
【００４３】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示制御手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の表示色を、他の画像片と比較して変化させた後に表示させるように制御する。
【００４４】
一般的に、明るい色により表示される画像は、暗い色により表示される画像よりも、より迫って（即ち、より手前側或いは近づいて）視覚されることが知られている。
【００４５】
従って、この態様によれば、奥行の位置（即ち、例えば奥行情報）に応じて、例えばより手前側の表示手段に表示される画像片を、例えば緑や黄色或いはオレンジ色等の目立つ色或いはこれらの色に近い色等の所定の色彩を用いて表示可能である。このため、色彩を変化させた画像片が、色彩を変化させていない画像片と比較して、より手前側（即ち、より近づいた状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００４６】
或いは、奥行の位置に応じて、例えばより奥側の表示手段に表示される画像片を、例えば青或いは茶色等の目立たない色或いはこれらの色に近い色等の所定の色彩を用いて表示可能である。このため、色彩を変化させた画像片が、色彩を変化させていない画像片と比較して、より奥側（即ち、より遠ざかった状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００４７】
従って、複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の色彩を変化させることで、より立体感のある画像を表示可能となる。
【００４８】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示処理手段は、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて、前記複数の画像片の大きさを変化させた後に表示させるように制御する。
【００４９】
この態様によれば、奥行の位置（即ち、例えば奥行情報）に応じて、例えばより手前側の表示手段に表示される画像片を拡大した状態で表示可能である。このため、該拡大された状態で表示されている画像片が、拡大された状態で表示されていない他の画像片と比較して、より手前側（即ち、より近づいた状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００５０】
或いは、奥行の位置に応じて、例えばより奥側の表示手段に表示される画像片を、縮小した状態で表示可能である。このため、該縮小された状態で表示された画像片は、縮小された状態で表示されていない他の画像片と比較して、より奥側（即ち、より遠ざかった状態）にあるかのように視覚させることが可能となる。
【００５１】
従って、複数の画像片のうち少なくとも一つの画像片の大きさを変化させることで、より立体感のある画像を表示可能となる。
【００５２】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記表示制御手段は、前記複数の表示手段に供給され且つ前記画像を示す画像信号に対して信号処理を施すことにより、前記複数の画像片の夫々を表示させるように制御する。
【００５３】
この態様によれば、表示制御手段は、複数の表示手段の夫々に表示される画像片を示す実体情報を含む画像信号に対して、例えばその表示位置等を示す信号等を書き換える等の信号処理を行うことが可能である。これにより、表示対象物に係る立体表示用の画像を複数の表示手段に表示する工程での一つの処理を別段変更することなく、立体表示が可能という大きな利点を有することとなる。
【００５４】
或いは、上述の如く画像片の輝度、色彩或いは大きさ等を変化させた後に表示する場合であっても、画像信号に含まれる、画像片の輝度、色彩或いは大きさ等を示す信号等を書き換えることで、比較的容易に上述の態様を実現することが可能である。
【００５５】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記複数の表示手段の夫々は、隣り合う表示手段と密着している。
【００５６】
複数の表示手段の夫々が隣り合う表示手段と密着していなければ、画像片と画像片との間に空間的隔たりが発生するため、奥行方向に離散的な画像として視覚することとなる。しかるにこの態様によれば、奥行方向に連続的に表示されている画像片を表示可能となる。即ち、観察者は、係る画像片の集合を視覚することにより、奥行方向に連続的な画像として視覚することが可能となる。従って、観察者は、より滑らかで立体的な画像を視覚することが可能となる。
【００５７】
加えて、より多数の表示手段を配置することで、更に滑らかで立体感のある画像を表示することが可能となる。
【００５８】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記複数の表示手段のうち、少なくとも前記観察者から最も後方に配置された表示手段を除く表示手段は、半透明の表示手段を含んでなる。
【００５９】
この態様によれば、観察者の側から見て前方に配置された表示手段を通して観察者の側から見て後方に配置された表示手段に表示された画像を視覚することが可能となり、観察者の視線上に直接、その表示手段を配置することが可能となる。
【００６０】
又、観察者から見て最も後方（即ち、奥側或いは遠い方）に配置された表示手段は、半透明の表示手段でなくともよく、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、プラズマ表示デバイス或いはＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）等であってもよい。或いは、液晶表示デバイス或いはエレクトロルミネッセンス表示デバイス等のように半透明の表示手段であってもよい。
【００６１】
上述の如く半透明の表示手段を含んでなる表示装置の態様では、前記半透明の表示手段は、液晶表示デバイス又はエレクトロルミネッセンス表示デバイスであるように構成してもよい。
【００６２】
このように構成すれば、液晶表示デバイスやエレクトロルミネッセンス表示デバイスといった、半透明のパネル状の表示手段を用いて、立体的な画像を表示することが可能となる。
【００６３】
本発明の表示装置に係る実施形態の他の態様では、前記複数の表示手段は、ハーフミラーにより合成される表示手段を含んでなる。
【００６４】
この態様によれば、表示手段は観察者の視線上に直接配置されることはなく、ハーフミラーを介して画像が合成される。従って表示手段として光透過性を有しないものも用いることが可能となり、例えばＣＲＴ、プラズマ表示デバイス或いはＦＥＤ等を利用することが可能となる。
【００６５】
本発明の表示方法に係る実施形態は、観察者の視線上に相前後して配置され、表示対象物に係る画像を表示する複数の表示手段を備えた表示装置における表示方法であって、前記画像を所定の大きさの画像単位毎に分割した複数の画像片の夫々を表示させるための、前記複数の表示手段のうち少なくとも一つの表示手段を、前記複数の画像片の夫々の奥行の位置に応じて選択する表示選択工程と、前記複数の画像片の夫々を、前記表示選択工程において選択された表示手段に表示出力する表示制御工程とを備える。
【００６６】
本発明の表示方法に係る実施形態によれば、上述の本発明の表示装置に係る実施形態と同様に、画像片の奥行の位置に応じて画像片の夫々を、複数の表示手段のうち少なくとも一つに表示することで、観察者の視差を利用することなく立体感のある画像を表示することが可能となる。即ち、観察者の目に負担をかけることなく立体感のある画像を表示することが可能である。更に、信号処理に要する負荷を大きく低減可能な表示装置を実現することが可能となる。
【００６７】
尚、上述した本発明の表示装置に係る実施形態の各種態様に対応して、本発明の表示方法に係る実施形態も各種態様を採ることが可能である。
【００６８】
以上説明したように本発明の実施形態に係る表示装置によれば、表示手段及び表示制御手段を備える。又、本発明の実施形態によれば、表示選択工程及び表示制御工程を備える。これにより、観察者の視差を利用することなく、即ち、観察者の目に負担をかけることなく立体感のある画像を表示することが可能である。更に、信号処理に要する負荷を大きく低減可能な表示装置を実現することが可能となる。即ち、従来型の立体表示方式（即ち、例えば液晶シャッタ眼鏡方式或いは輝度変調型の表示方式）において見られる問題点を解消する優れた表示装置を実現することが可能である。又、本発明の実施形態によれば、動画或いは静止画にかかわらず、同様の効果、即ち、観察者は、立体感のある画像を視覚することが可能となる。
【００６９】
本発明のこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。
【００７０】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の表示装置に係る実施例を説明する。
【００７１】
（表示装置の基本構成）
図１及び図２を参照して、本発明の表示装置にかかる実施例の基本構成について説明する。ここに、図１は、本発明の表示装置に係る実施例の構成を示すブロック図であり、図２は、本実施例に係る画像表示部の他の構成について示した光学系の図式的な断面図である。
【００７２】
図１に示すように表示装置１は、第一画面１１と、第一画面１１の後方に配置された第二画面１２と、第二画面１２の後方に配置された第三画面１３と、第三画面１３の後方に配置された第四画面１４と、第四画面１４の後方に配置された第五画面１５と、これらの画面（１１から１５）の夫々に表示する画像を発生する画像発生部１６と、画像発生部１４からの画像信号をいずれかの画面に表示する表示駆動部１８と、表示装置１の全体制御を行う制御部１７とを備えて構成されている。
【００７３】
画面（１１から１５）は、表示装置１の画像表示部を形成し、観察者からの視線Ｌに対して、相前後して配置されている。画面（１１から１５）は、図１に示すように、夫々隣り合う画面と密着して配置されていることが好ましい。但し、所定の間隔を隔てて配置されていても立体表示は可能である。画面（１１から１４）は、最も後方にある画面１５の画像を透過して観察者が視覚することが可能となるために、光透過性の表示装置、例えば液晶表示デバイスやエレクトロルミネッセンス表示デバイスが用いられる。他方、最も後方に配置される画面１５は、液晶表示デバイスやエレクトロルミネッセンス表示デバイスであっても良く、又、光透過性の必要はないのでＣＲＴやプラズマ表示デバイス或いはＦＥＤ等であってもよい。
【００７４】
これらの画面（１１から１５）の夫々に、表示対象物に係る画像の画像片を表示することで、後述するように、観察者は、該画像片の集合を立体感のある画像として視覚することが可能となる。或いは、第一画面１１にのみ表示対象物に係る画像を表示することで、観察者は、平面的な画像として視覚することも可能である。また、第一画面１１以外の一枚の画面にのみ（例えば、第二画面１２にのみ）画像を表示することで、観察者は、平面的な画像として視覚することも可能である。
【００７５】
尚、画面（１１から１４）として液晶表示デバイスやエレクトロルミネッセンス表示デバイスを用いる他に、光透過性のないＣＲＴやプラズマ表示デバイス或いはＦＥＤ等を用いる構成を採ることも可能である。即ち、図２に示すように、例えば第一画面１１を画面（１２から１５）に対して視線Ｌを遮らないように配置し、観察者の視線上にハーフミラー１９を設け、このハーフミラー１９の角度を第一画面１１に表示される画像が画面（１２から１５）に表示される画像に重なるように定めることで、光透過性のない表示装置を画像表示部に導入することが可能となる。画面（１２から１４）についても同様の構成を採ることが可能である。例えば、２〜３枚の画面が重ねて配置された一の画面群からの表示光は、ハーフミラーを透過するようにし、これらとは別に２〜３枚の画面が重ねて配置された他の画面群からの表示光は、ハーフミラーを反射するようにし、これらの表示群からの表示光をハーフミラーで合成するように構成してもよい。
【００７６】
再び図１において、画像発生部１６は、画面（１１から１５）に表示される画像（即ち、複数の画像片）を発生し、記憶している。又、外部から入力される画像、例えばパソコン等で作成された画像を所定の記録エリアに記録しておき、必要に応じて読み出すようにしてもよい。単位としての画像は夫々個別に管理されていて、独立して表示のための処理が可能である。画面（１１から１５）のいずれに表示させるかは勿論、例えば表示の位置、大きさ、明るさ（即ち、輝度）、色相（即ち、色彩）、表示形態、画像変形等についても個別に制御可能である。
【００７７】
表示駆動部１８は、画面（１１から１５）を夫々表示駆動するためのものであり、画像発生部１６で形成された画面（１１から１５）用の画像信号に基づいて表示駆動する。制御部１７の制御に基づいて、表示のタイミングや点滅等の装飾的で効果的な駆動を行う機能を持たせても良い。
【００７８】
制御部１７は、表示装置１の全体的な制御を行う。立体的な画像の表示に関しては、画面（１１から１５）の夫々の表示形態、例えば輝度や大きさ等を設定し、画像発生部１６に対して夫々に表示させる画像信号を発生させる。又、表示駆動部１８の動作を制御する。
【００７９】
（表示装置の動作原理）
次に、図３から図５を参照して、本実施例に係る表示装置１の動作原理について説明する。ここに、図３は、表示対象物に係る画像を示す模式的斜視図であり、図４は、図３に示す画像を表示する際の各画面の表示態様を概念的に示す模式的断面図であり、図５は、図４に示す表示態様の比較例を概念的に示す模式的断面図である。
【００８０】
図３に示すように、観察者の側から見て手前側に膨らんだ山折形状の画像を表示する場合について説明する。この場合、該画像は、画像を所定の大きさに分割した画像片単位で管理されており、該画像片毎に、奥行の位置を示す奥行情報を含んでいる。画像片は、夫々の画面の一つの画素の大きさに合わせて分割されることが好ましい。或いは、複数の画素により構成される画素ブロック或いは画素ライン（即ち、２画素、４画素、８画素或いは１６画素）の大きさに合わせてもよい。
【００８１】
奥行情報は、例えば奥行方向の所定の位置を示す座標ｚであってもよい。この場合、座標ｚの値により、画像発生部１６は、いずれの画面（１１から１５）に該画素を表示するかを選択し、表示出力する。例えば、画像片の座標ｚが、０から所定値ｚ１の範囲にあれば、該画像片を第一画面１１に表示出力する。又、例えば、画像片の座標ｚが、所定値ｚ１から所定値ｚ２の範囲にあれば、該画像片を第二画面１２に表示出力する。画面（１３から１５）についても同様の処理により、表示出力する。
【００８２】
或いは、奥行情報は、奥行方向の座標を示していなくとも、例えば該画像片が表示される画面を直接示していてもよい。この場合は、画像発生部１６により、その奥行情報に示される画面に該画像片が表示出力されることとなる。
【００８３】
いずれの場合においても、図４に示すように、複数の画像片の夫々を、画面（１１から１５）のいずれかの画面に表示出力可能である。
【００８４】
図４に示すように、奥行情報に応じて、画像片の夫々が、画面（１１から１５）の夫々に表示出力されている。即ち、図４に示すような画像を夫々の画面（１１から１５）に表示出力することで、観察者は、立体感のある画像（即ち、図３に示す画像）を視覚することが可能となる。
【００８５】
このとき、図５に示すように、奥行方向で同じ位置の画素を２つ以上の画面が同時に表示出力することがないことが好ましい。即ち、一つの画像片は、いずれか一つの画面に表示されることが好ましい。従って、一枚の平面画像に対して、例えば画像片毎に奥行方向の位置情報（例えば、上述の座標ｚ等）を付加すれば、本実施例に係る表示装置において立体感のある画像として表示することが可能となる。即ち、立体表示に要する信号処理を大きく低減可能という利点を有する。このため、例えば制御部１７或いは画像発生部１６等の表示装置の構成を簡略化することも可能でもある。但し、後述の如く、画像片の輝度を変調することで、一つの画像片を二つ以上の画面に同時に表示出力してもよい。また、図５に示したような表示態様によっても、制御部１７の処理負担等は増大すると共に多少の違和感はあるものの、立体表示自体は可能である。即ち、図５の如き表示態様も、広義には本発明に含まれるものである。
【００８６】
更に、観察者の視差を利用して立体表示を行う表示装置と異なり、例えば液晶シャッタ眼鏡等の特別な装備を必要としない。このため、比較的容易に且つ観察者の目に負担をかけることなく、立体表示が可能という大きな利点を有することとなる。
【００８７】
以上の結果、本実施例に係る表示装置によれば、信号処理に要する負荷を大きく低減可能であると共に、観察者の目に負担をかることのない立体表示が可能となる。
【００８８】
尚、本実施例に係る表示装置においては、例えば同一輝度且つ同一色の画像に係る画像信号が画面（１１から１５）の夫々に供給された場合、観察者の側から見て画面（１１から１５）の夫々に表示される画像片の輝度が相等しくなるように表示されることが好ましい。例えば画面１５に表示される画像片は、画面（１１から１４）を透過することによる光の減衰を考慮して、その出力輝度を予め大きくした状態で表示することが好ましい。即ち、画面１１を除く画面（１２から１５）に表示される画像片は、その画面の前方に配置されている他の画面を透過することを考慮して、その出力輝度を予め大きくした状態で表示されることが好ましい。尚、ここに「相等しい」とは、文字通り等しい状態の他、観察者の側から見てその輝度或いは色度が同一程度に視覚可能な状態も含んだ趣旨である。
【００８９】
尚、本実施例に係る表示装置に表示される画像は、動画であっても静止画であってもよい。或いは一つの表示対象物に限られず、複数の表示対象物に係る画像を表示してもよい。即ち、任意の画像に対して、上述のように立体感のある画像として表示可能である。
【００９０】
（表示装置の変形例）
続いて、図６から図８を参照して、本実施例に係る表示装置１の変形動作例について説明する。ここに、図６は、一つの画像片を輝度変調した後に二つの画面に表示出力する例を概念的に示す模式的断面図であり、図７は、図６に示した画像が表示されている場合の、観察者が実際に視覚する画像を概念的に示す模式的断面図であり、図８は、所定の画像片の輝度を変化させて表示出力する例を概念的に示す模式的断面図である。
【００９１】
図６に示すように、画像発生部１６により、所定の一つの画像片を二つの画面に表示する構成を採ってもよい。この場合、一つの画像片は、隣り合う二つの画面に表示され、その輝度は、例えば一つの画面にのみ表示されている画像片の輝度が１００％であるとすると、二つの画面に表示される画像片の夫々は、５０％の輝度にて表示されることが好ましい。これにより、観察者は、二つの画面の間に、係る画像片が輝度１００％の状態にて表示されているように視覚することとなる。従って、図６に示す画像（即ち、夫々の画面が実際に表示している画像）は、観察者には、図７に示すような画像として視覚される。
【００９２】
図７に示すように、第一画面１１及び第二画面１２の夫々に輝度５０％で表示された画像片は、第一画面１１及び第二画面１２の間に該画像片が輝度１００％で表示されているかのように、観察者は視覚する。同様に、第二画面１２及び第三画面１３の夫々に輝度５０％で表示された画像片は、第二画面１２及び第三画面１３の間に該画像片が輝度１００％で表示されているかのように、観察者は視覚する。第三画面１３及び第四画面１４の夫々に輝度５０％で表示された画像片は、第三画面１３及び第四画面１４の間に該画像片が輝度１００％で表示されているかのように、観察者は視覚する。第四画面１４及び第五画面１５の夫々に輝度５０％で表示された画像片は、第四画面１４及び第五画面１５の間に該画像片が輝度１００％で表示されているかのように、観察者は視覚する。
【００９３】
従って、実際には５つの画面（１１から１５）が配置されているにもかかわらず、観察者は、９つの画面に画像片が表示されているかのように視覚する。即ち、見かけ上の画面の数を増加させることが可能となる。従って、観察者は、図３に係る表示対象物について、より滑らかで立体感のある画像として視覚することが可能となる。
【００９４】
尚、この場合において、例えば画像発生部１６は、輝度変調を行う所定の画像片を選択し、係る画像片の輝度を半減して二つの画面に表示出力する。従って、輝度変調型の表示装置のように、画像全体に対して、該画像の奥行の位置に応じて適切な輝度計算をする必要がないという点で大きな利点を有している。
【００９５】
又、図８に示すように、画像片の一部の輝度を変化させてもよい。画像片のうち、観察者の側から見て奥側に表示される画像片は、その輝度を相対的に低くした状態で表示し、観察者の側から見て手前側に表示される画像片は、その輝度を相対的に高くした状態で表示する。これにより、観察者は、輝度の高い状態で表示されている画像片は、より手前側に存在するかのように視覚し、輝度の低い状態で表示されている画像片は、より奥側に存在するかのように視覚する。従って、画像片毎に輝度を変化させることで、影が付加されたような画像として観察者に認識される。例えば図８においては、画像の中心部分がより手前側に、画像の両端部分がより奥側にあることが強調されることとなる。このため、より立体感のある画像を表示することが可能となる。
【００９６】
或いは、画像片の色彩或いは大きさ等を変化させて表示することによっても、輝度を変化させて表示した場合と同様に、より立体感のある画像を表示することが可能である。即ち、例えば画像片の一部の色彩を明るくすることで、画像を目立たせたり、或いは画像片の一部の大きさを変化させることで遠近感をより強調したりすることが可能となる。
【００９７】
尚、本実施例では、５つの画面を有する表示装置を例に説明したが、これに限定されることはない。例えば、５つ以上の画面を有する表示装置であればより滑らかで立体感のある画像を表示することが可能である。或いは、例えば５つ未満の複数の画面を有する表示装置であっても、相応に立体感のある画像を表示することは可能である。
【００９８】
本発明は、上述した実施形態或いは実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う表示装置及び方法もまた本発明の技術思想に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置に係る実施例のブロック図である。
【図２】本発明の表示装置に係る実施例の表示部の他の構成について示す光学系の図式的断面図である。
【図３】本発明の表示装置に係る実施例に表示される画像を示した模式図である。
【図４】本発明の表示装置に係る実施例の動作原理について概念的に示す模式図である。
【図５】本発明の表示装置に係る実施例の動作原理に係る比較例について概念的に示す模式図である。
【図６】本発明の表示装置に係る実施例の変形動作例の一の例について概念的に示す模式図である。
【図７】本発明の表示装置に係る実施例の変形動作例の一の例により観察者が視覚する画像片の状態を概念的に示す模式図である。
【図８】本発明の表示装置に係る実施例の変形動作例の他の例について概念的示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・表示装置
１１・・・第一画面
１２・・・第二画面
１３・・・第三画面
１４・・・第四画面
１５・・・第五画面
１６・・・画像発生部
１７・・・制御部
１８・・・表示駆動部
１９・・・ハーフミラー
【図１】
2004240090.tif 000003
【図２】
2004240090.tif 000004
【図３】
2004240090.tif 000005
【図４】
2004240090.tif 000006
【図５】
2004240090.tif 000007
【図６】
2004240090.tif 000008
【図７】
2004240090.tif 000009
【図８】
2004240090.tif 000010