(57)【要約】【課題】３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する技術において、その表示対象の奥行きを立体的な画像によって効率よく表現するための新規な技術を提供する。【解決手段】網膜走査型の画像表示装置１０において、波面変調素子７８により、表示すべき画像が分割された各領域ごとに（例えば、各画素ごとに）、その画像を表示するための光束の波面曲率を変調する。それにより、３次元の表示対象の奥行きが表現される。その奥行きを表現するために利用する奥行き信号は、信号処理装置１２のレンダリング部３４において、その表示対象を３次元的に幾何学的に表現するポリゴンデータに対して隠面消去処理をＺバッファ法によって行う際に使用された奥行きデータに対応する信号とする。【選択図】図２
2005267185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する画像表示装置であって、
光を出射する出射部であって、その出射する光の強度を、前記画像が分割された複数の領域に関して個別的に変調する強度変調が可能である強度変調部を有するものと、
その出射部から出射した光の波面曲率を、前記複数の領域に関して個別的に変調する波面曲率変調が可能である波面曲率変調器と、
前記画像の輝度を前記各領域に関連付けて表す輝度信号と、前記画像の奥行きを前記各領域に関連付けて表す奥行き信号とに基づき、前記強度変調と前記波面曲率変調とをそれぞれ制御するコントローラと
を含み、前記奥行き信号は、前記表示対象のレンダリング工程において生成される奥行きデータに対応する信号である画像表示装置。
【請求項２】
前記奥行き信号は、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行う際に生成される奥行きデータに対応する信号である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記奥行きデータは、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行うためにＺバッファ法が実施される際にＺバッファに一時的に保存されるＺ値を表すＺ値データである請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記輝度信号と前記奥行き信号とを互いに同期させる同期化部と、
それら同期させられた輝度信号と奥行き信号とを前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記輝度信号は、前記画像を表示するための有効信号が存在する有効領域と存在しない無効領域とを含む信号として構成されており、
その輝度信号のうち、前記有効領域に先行する前記無効領域に、その有効領域に存在する有効信号とは無関係に予め定められたスタート信号が埋め込まれており、
前記同期化部は、その埋め込まれたスタート信号に基づき、前記輝度信号と前記奥行き信号とを互いに同期させるものである請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
（ａ）前記奥行き信号が前記輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される入力部と、
（ｂ）その入力された画像信号から前記輝度信号と前記奥行き信号とを抽出し、それら抽出された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期させる処理を行った後に、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記輝度信号は、当該画像表示装置の画像表示領域に対応する有効領域と、当該画像表示装置の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する前記画像表示領域のうちの縁部に対応する請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
さらに、前記波面曲率変調器によって変調された光を２次元的に走査する走査部を含み、
その走査部は、表示すべき画像の１フレームごとに、前記光を互いに平行な複数本の走査線に沿って走査する第１走査と、前記光を最初の走査線から最後の走査線に向かって走査する第２走査とを行うものであり、
その走査部によって前記光が２次元的に走査される全領域である走査領域は、前記画像表示領域より広く設定され、それにより、その画像表示領域の外側に前記非画像表示領域が存在しており、
前記画像表示領域は、前記複数本の走査線によって形成され、
前記有効領域は、それら複数本の走査線についてそれぞれ存在し、
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する１本の走査線のうちの端部に対応する請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、
前記輝度信号と前記奥行き信号とを、予め互いに同期させられている状態で、入力する入力部と、
それら入力された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期する状態で、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
３次元の表示対象を表す画像を画像表示領域に表示する画像表示部に前記画像の輝度を表す輝度信号を出力する信号処理装置であって、
前記輝度信号を前記画像表示部に出力することと、前記画像の奥行きを表す奥行き信号として、前記表示対象のレンダリング工程において生成される奥行きデータに対応する信号を前記画像表示部に出力することとを行う信号出力部を含む信号処理装置。
【請求項１４】
前記奥行き信号は、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行う際に生成される奥行きデータに対応する信号である請求項１３に記載の信号処理装置。
【請求項１５】
前記奥行きデータは、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行うためにＺバッファ法が実施される際にＺバッファに一時的に保存されるＺ値を表すＺ値データである請求項１３または１４に記載の信号処理装置。
【請求項１６】
前記信号出力部は、前記輝度信号と前記奥行き信号とを、互いに同期しない状態で、出力するものである請求項１３ないし１５のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項１７】
前記信号出力部は、前記輝度信号を、前記画像を表示するための有効信号が存在する有効領域と存在しない無効領域とを含む信号として出力するものであり、
当該信号処理装置は、さらに、前記輝度信号のうち、前記有効領域に先行する前記無効領域に、その有効領域に存在する有効信号とは無関係に予め定められたスタート信号を埋め込むスタート信号埋め込み手段を含む請求項１６に記載の信号処理装置。
【請求項１８】
さらに、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで画像信号を生成する画像信号生成部を含み、
前記信号出力部は、その生成された画像信号を前記画像表示部に出力するものである請求項１３ないし１５のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項１９】
前記輝度信号は、前記画像表示部の画像表示領域に対応する有効領域と、前記画像表示部の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている請求項１８に記載の信号処理装置。
【請求項２０】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている請求項１９に記載の信号処理装置。
【請求項２１】
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する前記画像表示領域のうちの縁部に対応する請求項２０に記載の信号処理装置。
【請求項２２】
前記画像表示部は、前記波面曲率変調器によって変調された光を２次元的に走査する走査部を含み、
その走査部は、表示すべき画像の１フレームごとに、前記光を互いに平行な複数本の走査線に沿って走査する第１走査と、前記光を最初の走査線から最後の走査線に向かって走査する第２走査とを行うものであり、
その走査部によって前記光が２次元的に走査される全領域である走査領域は、前記画像表示領域より広く設定され、それにより、その画像表示領域の外側に前記非画像表示領域が存在しており、
前記画像表示領域は、前記複数本の走査線によって形成され、
前記有効領域は、それら複数本の走査線についてそれぞれ存在し、
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する１本の走査線のうちの端部に対応する請求項２１に記載の信号処理装置。
【請求項２３】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている請求項１９に記載の信号処理装置。
【請求項２４】
前記信号出力部は、前記輝度信号と前記奥行き信号とを、互いに同期する状態で、出力するものである請求項１３ないし１５のいずれかに記載の信号処理装置。
【請求項２５】
前記信号出力部は、前記輝度信号を１組のＲＧＢ信号線を経て出力する一方、前記奥行き信号をＲＧＢ信号線とは種類が異なる信号線を経て出力するものである請求項１６または２４に記載の信号処理装置。
【請求項２６】
前記信号出力部は、前記輝度信号を複数組のＲＧＢ信号線のうちの１組を経て出力する一方、前記奥行き信号を別の組のＲＧＢ信号線を経て出力するものである請求項１６または２４に記載の信号処理装置。
【請求項２７】
３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する画像表示装置であって、
光を出射する出射部であって、その出射する光の強度を、前記画像が分割された複数の領域に関して個別的に変調する強度変調が可能である強度変調部を有するものと、
その出射部から出射した光の波面曲率を、前記複数の領域に関して個別的に変調する波面曲率変調が可能である波面曲率変調器と、
前記画像の輝度を前記各領域に関連付けて表す輝度信号と、前記画像の奥行きを前記各領域に関連付けて表す奥行き信号とに基づき、前記強度変調と前記波面曲率変調とをそれぞれ制御するコントローラであって、
（ａ）前記奥行き信号が前記輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される入力部と、
（ｂ）その入力された画像信号から前記輝度信号と奥行き信号とを抽出し、それら抽出された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期させる処理を行った後に、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を有するものと
を含む画像表示装置。
【請求項２８】
前記輝度信号は、当該画像表示装置の画像表示領域に対応する有効領域と、当該画像表示装置の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている請求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３１】
３次元の表示対象を表す画像を画像表示領域に表示する画像表示部に前記画像の輝度を表す輝度信号を出力する信号処理装置であって、
前記画像の奥行きを表す奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで画像信号を生成する画像信号生成部と、
その生成された画像信号を前記画像表示部に出力する信号出力部と
を含む信号処理装置。
【請求項３２】
前記輝度信号は、前記画像表示部の画像表示領域に対応する有効領域と、前記画像表示部の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている請求項３１に記載の信号処理装置。
【請求項３３】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている請求項３２に記載の信号処理装置。
【請求項３４】
前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている請求項３２に記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する技術に関するものであり、特に、その表示対象の奥行きを立体的な画像によって表現する技術の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する技術として、３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する画像表示装置が既に知られている。
【０００３】
この種の画像表示装置の一例は、光束を出射する光源（例えば、レーザ）と、その光源から出射した光束を２次元的に走査する走査するスキャナとの間に、光源から出射した光束の波面曲率を変調する波面曲率変調器を備え、光束を走査しつつ観察者の眼の網膜上に投影する形式の画像表示装置である（例えば、特許文献１参照。）。この例は、網膜走査型ディスプレイと称される場合がある。別の例は、画像を２次元的に表示するスクリーンと観察者の眼との間に、そのスクリーンから発せられた光の波面曲率を画素ごとにまたは画素グループごとに変調可能なレンズアレイを備えた形式の画像表示装置である。さらに別の例は、そのようなスクリーンと観察者の眼との間に光空間位相変調器を備えた形式の画像表示装置である。
【０００４】
それら例は、いずれにしても、光を出射する出射部と観察者の眼との間に波面曲率変調器を備えており、それにより、３次元の表示対象を立体的な表示することが可能である。
【０００５】
ここに、「３次元の表示対象」の一例は、３次元で構成されるオブジェクトを少なくとも１個含む表示対象である。別の例は、少なくとも１個のオブジェクトとバックグラウンドとを含む表示対象であって、そのオブジェクトが３次元で構成されるか否かを問わず、それらオブジェクトとバックグラウンドとが観察者からの距離に関して互いに異なるものである。さらに別の例は、複数個のオブジェクトを含む表示対象であって、各オブジェクトが３次元で構成されるか否かを問わず、それらオブジェクトが観察者からの距離に関して互いに異なるものである。
【０００６】
いずれにしても、この種の画像表示装置においては、３次元の表示対象を立体的な画像によって表示するために、その画像によって再現されるべき３次元の表示対象の奥行きに関する情報が利用される。この画像表示装置においては、画像を構成する光の波面曲率が、その画像が分割された複数の部分領域の各々（例えば、画像における１個の画素、または、互いに隣接した複数の画素より成る１個の画素グループ）について変調可能とされる。それにより、光の波面曲率が各部分領域ごとに（例えば、画素ごとに、または、画素グループごとに）、対応する奥行き情報に応じて変調される。
【０００７】
一方、コンピュータ・グラフィックスの分野においては、平らなスクリーン上に表示される画像が２次元であることから、厳密に言えば、３次元の表示対象を立体的な画像によって表現することはできない。しかし、３次元の表示対象ができる限り立体的に観察者によって知覚されるようにするために、画像を表示するデータが生成される（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
このデータ生成のために、表示対象を３次元的に幾何学的に表現する幾何学データに対してレンダリング工程が実施され、それにより、その幾何学データが、画素ごとに表示条件を定義するピクセルデータに変換される。
【０００９】
ここに、「幾何学データ」は、例えば、表示対象が３次元のオブジェクトを含む場合には、そのオブジェクトをポリゴンで近似的に表現するポリゴンデータを意味する。このポリゴンデータは、例えば、ベクトルデータとして構成される。
【００１０】
これに対し、「ピクセルデータ」は、表示対象を画素の集合によって表現するデータである。このピクセルデータは、スクリーン上における各画素ごとに、輝度値を表す輝度値データと、Ｚ値すなわちスクリーンの奥行き方向の情報（すなわち、その奥行き方向をＺ軸方向にとった場合におけるＺ値）を表す奥行きデータとを含んでいる。
【００１１】
ここに、「輝度値データ」は、例えば、各画素の座標位置に関連付けて輝度値を表すデータとして構成したり、輝度値のみならず色（例えば、ＲＧＢ）をも表すデータとして構成することが可能である。これに対し、「奥行きデータ」は、例えば、各画素の座標位置に関連付けて、観察者の仮想視点または現実視点からの距離を表すデータとして構成することが可能である。したがって、注目する画素が特定されれば、輝度値と奥行きとの組合せが特定されることになる。
【００１２】
このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、画像によってスクリーン上に表示すべき表示対象が３次元のオブジェクトを含む場合には、そのオブジェクトのうちの一部は、別の部分によって隠れてしまうために観察者から見えない。
【００１３】
また、表示対象中のオブジェクトが２次元である場合であっても、同じ表示対象中にオブジェクトが複数、観察者からの距離に関して互いに異なるように存在し、かつ、あるオブジェクトが別のオブジェクトの背後に位置すると、そのあるオブジェクトは、別のオブジェクトによって部分的にまたは完全に隠れてしまうために観察者から見えない。
【００１４】
そのため、表示対象すなわちコンテンツのレンダリング工程においては、幾何学データから直接的に変換されたピクセルデータに対して隠面消去処理が実施され、その結果、最終的なピクセルデータが得られる。その隠面消去処理においては、画像の奥行き情報すなわちＺ値が利用される。
【００１５】
その隠面消去処理のために、例えば、Ｚバッファ法が実施される。このＺバッファ法においては、表示すべき画像を構成する複数の画素のうち、スクリーン上の表示位置を共通にする複数の画素が、Ｚ値に関して互いに比較されることにより、前後関係、すなわち、観察者にとって手前に位置するか奥に位置するかが判定される。そして、それら複数の画素のうち奥に位置するものの輝度値データが無視され、手前に位置する画素の輝度値データのみが採用されることにより、画像表示において隠面消去が達成される。
【特許文献１】特許第２８７４２０８号公報
【特許文献２】特開平１１−２５２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、隠面消去処理を実施するために奥行きデータが作成されるが、この奥行きデータは画像表示に際しては利用されない。なぜなら、このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、画像を立体的に表示することが不可能であるからである。すなわち、このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、画像を形成する光の波面曲率を、画素ごとまたは画素グループごとに変調することが不可能であるために、表示対象の奥行きを表現することが不可能であるからである。
【００１７】
そのため、このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、ピクセルデータのうち画像表示のために利用されるデータは、輝度値データのみである。すなわち、このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、表示対象の奥行き情報が、レンダリング工程においてのみ利用され、画像が表示される工程においては利用されないのである。よって、このコンピュータ・グラフィックスの分野においては、表示対象を画像によって表示するための画像信号が、奥行きを表す奥行き信号を含まないように構成される。
【００１８】
そのため、そのように構成される画像信号を利用して前述の画像表示装置において画像を表示する場合には、従来、前述の隠面消去処理において利用された奥行きデータを再利用することができず、新たに奥行きデータを生成しなければならなかった。よって、従来においては、奥行き情報が、隠面消去処理のためと、画像表示装置による奥行き表現のためとに重複的に作成されていた。
【００１９】
しかし、この画像表示装置においては、奥行き情報の取得技術の改善という観点から、表示対象の奥行きが立体的な画像によって効率よく表現されるように改良することが望ましい。
【００２０】
さらに、この画像表示装置においては、奥行きデータが再利用されるか新たに生成されるかを問わず、同じ画素または画素グループに関し、輝度信号と奥行き信号とが、互いに同期する状態で処理されるようにすることが必要である。
【００２１】
その際、それら輝度信号と奥行き信号との同期を達成するためのハードウエア構成および／またはソフトウエア構成が、簡単であるか、または既存の構成からの変更が不要であるかもしくは必要であるにしてもそれが少なくて済むことが望ましい。
【００２２】
すなわち、この画像表示装置においては、信号処理技術の改善という観点からも、表示対象の奥行きが立体的な画像によって効率よく表現されるように改良することが望ましいのである。
【００２３】
以上説明した事情を背景とし、本発明は、３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する技術において、その表示対象の奥行きを立体的な画像によって効率よく表現するための新規な技術を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。
【００２５】
さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。
【００２６】
（１）  ３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する画像表示装置であって、
光を出射する出射部であって、その出射する光の強度を、前記画像が分割された複数の領域に関して個別的に変調する強度変調が可能である強度変調部を有するものと、
その出射部から出射した光の波面曲率を、前記複数の領域に関して個別的に変調する波面曲率変調が可能である波面曲率変調器と、
前記画像の輝度を前記各領域に関連付けて表す輝度信号と、前記画像の奥行きを前記各領域に関連付けて表す奥行き信号とに基づき、前記強度変調と前記波面曲率変調とをそれぞれ制御するコントローラと
を含み、前記奥行き信号は、前記表示対象のレンダリング工程において生成される奥行きデータに対応する信号である画像表示装置。
【００２７】
この画像表示装置においては、表示すべき画像が分割された各領域ごとに、その画像を表示するための光の波面曲率が変調される。それにより、３次元の表示対象の奥行きを表現することが可能である。さらに、その奥行きを表現するために利用される奥行き信号は、表示対象のレンダリング工程において生成される奥行きデータに対応する信号である。
【００２８】
したがって、この画像表示装置によれば、表示対象の奥行きが表現されるように画像を立体的に表示するために必要な奥行き信号を、その画像表示のためにあえて作成せずに済む。その結果、奥行き信号の取得技術が改善され、表示対象の奥行きを立体的な画像によって効率よく表現することが容易となる。
【００２９】
本項における「出射部」は、例えば、光源と、その光源から物理的に独立した強度変調器（これが前記強度変調部の一例である。）との組合せとして構成することが可能である。また、強度変調機能を内蔵した光源（例えば、半導体レーザ）として構成することが可能である。後者においては、光源のうち、強度変調機能を発揮する部分が、上記強度変調部に該当する。
【００３０】
（２）  前記奥行き信号は、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行う際に生成される奥行きデータに対応する信号である（１）項に記載の画像表示装置。
【００３１】
（３）  前記奥行きデータは、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行うためにＺバッファ法が実施される際にＺバッファに一時的に保存されるＺ値を表すＺ値データである（１）または（２）項に記載の画像表示装置。
【００３２】
（４）  前記コントローラは、
前記輝度信号と前記奥行き信号とを互いに同期させる同期化部と、
それら同期させられた輝度信号と奥行き信号とを前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む（１）ないし（３）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００３３】
画像を表示するためには、輝度信号と奥行き信号とが、コントローラから強度変調部と波面曲率変調器とに、出力される。その出力の際には、それら輝度信号と奥行き信号とが互いに同期することが必要である。
【００３４】
しかし、輝度信号と奥行き信号とは、最初から互いに同期していることは不可欠ではない。それら輝度信号と奥行き信号とについては、両者の対応関係が、画像が分割された各領域ごとに定義されておりさえすれば、事後的に両者を互いに同期させることが可能であるからである。
【００３５】
以上説明した知見に基づき、本項に係る画像表示装置においては、輝度信号と奥行き信号とが、同期化部により、互いに同期させられ、それら入力された輝度信号と奥行き信号とは、出力部により、互いに同期する状態で、強度変調部と波面曲率変調器とに出力される。
【００３６】
（５）  前記輝度信号は、前記画像を表示するための有効信号が存在する有効領域と存在しない無効領域とを含む信号として構成されており、
その輝度信号のうち、前記有効領域に先行する前記無効領域に、その有効領域に存在する有効信号とは無関係に予め定められたスタート信号が埋め込まれており、
前記同期化部は、その埋め込まれたスタート信号に基づき、前記輝度信号と前記奥行き信号とを互いに同期させるものである（４）項に記載の画像表示装置。
【００３７】
この画像表示装置においては、輝度信号が、画像を表示するための有効信号が存在する有効領域と存在しない無効領域とを含む信号として構成されている。さらに、その輝度信号のうち、有効領域に先行する無効領域に、その有効領域に存在する有効信号とは無関係に予め定められたスタート信号が埋め込まれる。
【００３８】
さらに、この画像表示装置においては、輝度信号に埋め込まれたスタート信号に基づき、その輝度信号と奥行き信号とが互いに同期させられる。
【００３９】
したがって、この画像表示装置においては、輝度信号と奥行き信号との対応関係が、輝度信号のうちの無効領域に埋め込まれたスタート信号を利用することにより、定義される。よって、そのようなスタート信号を利用しない場合より、輝度信号と奥行き信号との対応関係を正確に定義することが容易となる。
【００４０】
（６）  前記コントローラは、
（ａ）前記奥行き信号が前記輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される入力部と、
（ｂ）その入力された画像信号から前記輝度信号と前記奥行き信号とを抽出し、それら抽出された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期させる処理を行った後に、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む（１）ないし（３）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４１】
例えば、輝度信号と奥行き信号とが、共通のシリアル信号としてコントローラに入力される場合がある。この場合には、それら輝度信号と奥行き信号とが別々の信号として入力される場合とは異なり、輝度信号と奥行き信号とを互いに同期させてコントローラに入力することは物理的に不可能である。しかし、それら輝度信号と奥行き信号とが共通のシリアル信号として入力される場合には、別々の信号として入力される場合より、輝度信号と奥行き信号との対応関係を正確に定義することが容易である。複数の情報がシリアル信号として入力される場合には、それら複数の情報が伝送される順序がみだりに入れ替わってしまうことがないからである。
【００４２】
このような知見に基づき、本項に係る画像表示装置においては、奥行き信号が輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される。例えば、輝度信号と奥行き信号とがそれらに共通のシリアル信号として入力されるのである。
【００４３】
さらに、この画像表示装置においては、その入力された画像信号から輝度信号と奥行き信号とが抽出される。それら抽出された輝度信号と奥行き信号とは、互いに同期させられた後に、強度変調部と波面曲率変調器とに出力される。
【００４４】
（７）    前記輝度信号は、当該画像表示装置の画像表示領域に対応する有効領域と、当該画像表示装置の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている（６）項に記載の画像表示装置。
【００４５】
一般に、輝度信号は、画像表示領域に対応する有効領域と、非画像表示領域に対応する無効領域とを含むシリアル信号として構成される。その有効領域に、複数の個別輝度信号、すなわち、表示すべき画像が分割された複数の領域に関して個別に輝度を表す複数の個別輝度信号が存在する。したがって、輝度信号から輝度値を抽出する場合には、その輝度信号のうちの有効領域に対して、輝度値を抽出するための処理が施される。この処理は、表示される画像が立体的であるか平面的であるかを問わず、実行される。
【００４６】
（８）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている（７）項に記載の画像表示装置。
【００４７】
前記（７）項に係る画像表示装置においては、輝度信号に奥行き信号を埋め込む場合には、輝度信号のうち奥行き信号が埋め込まれる場所が既知であることが望ましい。そのような場所は、輝度信号のうち有効領域に選定することも無効領域に選定することも可能である。
【００４８】
しかし、輝度信号のうちの無効領域はそもそも、何らかの情報を輝度信号から抽出するための情報抽出処理が実行されない領域である。それにもかかわらず、そのような無効領域に奥行き信号を埋め込むと、情報抽出処理を、有効領域のみならず無効領域に対しても実行しなければならず、その情報抽出処理の内容を従来から大きく変更することを余儀なくされる。
【００４９】
これに対し、本項に係る画像表示装置においては、輝度信号のうちの有効領域の一部に存在する個別輝度信号が、その有効領域の全体に対応する画像に対応する個別奥行き信号に置き換えられ、それにより、奥行き信号が輝度信号に埋め込まれる。輝度信号に奥行き信号が埋め込まれることにより、それら輝度信号と奥行き信号とを含む画像信号が構成される。
【００５０】
したがって、この画像表示装置によれば、画像信号から奥行き信号を抽出するために、情報抽出処理を画像信号のうちの無効領域に対しては実行せずに済むため、情報抽出処理の内容を従来から大きく変更することなく、画像信号から奥行き信号を抽出することが可能となる。
【００５１】
（９）  前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する前記画像表示領域のうちの縁部に対応する（８）項に記載の画像表示装置。
【００５２】
前記（８）項に係る画像表示装置においては、輝度信号に奥行き信号を埋め込むためにその輝度信号のうちの有効領域の一部が犠牲にされるため、その影響が、表示される画像に現れてしまう可能性がある。
【００５３】
これに対し、本項に係る画像表示装置においては、輝度信号のうち、それに奥行き信号を埋め込むために犠牲にされる部分が、画像表示領域のうちの縁部に対応するように選定されている。一方、画像表示領域にノイズが局所的に発生する場合には、その発生箇所が縁部である場合には、中央部である場合に比べて、観察者がそのノイズの存在を認識し難い。
【００５４】
したがって、この画像表示装置によれば、輝度信号のうちの有効領域に奥行き信号が埋め込まれるにもかかわらず、それに起因する画質の変化が観察者に強く認識されずに済む。
【００５５】
（１０）  さらに、前記波面曲率変調器によって変調された光を２次元的に走査する走査部を含み、
その走査部は、表示すべき画像の１フレームごとに、前記光を互いに平行な複数本の走査線に沿って走査する第１走査と、前記光を最初の走査線から最後の走査線に向かって走査する第２走査とを行うものであり、
その走査部によって前記光が２次元的に走査される全領域である走査領域は、前記画像表示領域より広く設定され、それにより、その画像表示領域の外側に前記非画像表示領域が存在しており、
前記画像表示領域は、前記複数本の走査線によって形成され、
前記有効領域は、それら複数本の走査線についてそれぞれ存在し、
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する１本の走査線のうちの端部に対応する（９）項に記載の画像表示装置。
【００５６】
本項における「走査部」の一例は、狭義のスキャナであるが、走査機能を有する限り、その種類を問わず、本項における「走査部」に該当する。
【００５７】
（１１）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている（７）項に記載の画像表示装置。
【００５８】
この画像表示装置においては、輝度信号に奥行き信号を埋め込むために、輝度信号のうちの有効領域すなわち画像表示領域に対応する領域が一切犠牲にされずに済むため、輝度信号に奥行き信号を埋め込むことに起因する画質の変化に配慮することなく、輝度信号に奥行き信号を埋め込むことが可能となる。
【００５９】
（１２）  前記コントローラは、
前記輝度信号と前記奥行き信号とを、予め互いに同期させられている状態で、入力される入力部と、
それら入力された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期する状態で、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を含む（１）ないし（３）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００６０】
この画像表示装置においては、輝度信号と奥行き信号とが、予め互いに同期させられている状態で、入力され（例えば、パラレルに入力され）、それら入力された輝度信号と奥行き信号とは、互いに同期する状態で、強度変調部と波面曲率変調器とに出力される。
【００６１】
（１３）  ３次元の表示対象を表す画像を画像表示領域に表示する画像表示部に前記画像の輝度を表す輝度信号を出力する信号処理装置であって、
前記輝度信号を前記画像表示部に出力することと、前記画像の奥行きを表す奥行き信号として、前記表示対象のレンダリング工程において生成される奥行きデータに対応する信号を前記画像表示部に出力することとを行う信号出力部を含む信号処理装置。
【００６２】
この信号処理装置によれば、前記（１）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００６３】
この信号処理装置は、輝度信号と奥行き信号とを前記コントローラにパラレルに出力する形式としたり、シリアルに出力する形式としたり、それら輝度信号と奥行き信号とを前記コントローラに、クロック信号に合わせて互いに同期させて出力する形式としたり、事後的に互いに同期させ得る信号フォーマットに従うかまたは制御信号を輝度信号と奥行き信号とについてそれぞれ使用することにより、互いに同期させないで出力する形式とすることが可能である。
【００６４】
この信号処理装置は、機能に関して、前記（１）ないし（１２）項のいずれかに係る画像表示装置と区別するためには、例えば、その信号処理装置に入力される信号と、その画像表示装置に出力される信号との間のインターフェイスを専ら行う装置として定義することが可能である。ただし、このような信号処理装置は、その画像表示装置から物理的に独立して構成するものであることは不可欠ではなく、その画像表示装置と一体的に、例えば、共通のハウジング内にその画像表示装置と一緒に収容される状態で構成することが可能である。
【００６５】
具体的には、本項に係る信号処理装置と、前記（１）ないし（１２）項のいずれかに記載のコントローラとを、共通のハウジング内に収容する一体型の画像表示装置として構成したり、本項に係る信号処理装置と、前記（１）ないし（１２）項のいずれかに係る画像表示装置とを、別体のハウジング内に収容することにより、物理的に互いに独立する状態で提供することが可能である。
【００６６】
したがって、本項における「画像表示部」は、例えば、本項に係る信号処理装置と上記画像表示装置とが共通のハウジング内に収容されたシステムのうちの画像表示装置に対応する部分を意味するように解釈したり、本項に係る信号処理装置と上記画像表示装置とが別々のハウジング内に個別に収容される場合における画像表示装置を意味するように解釈することが可能である。この解釈は、後述の信号処理装置についても適用することが可能である。
【００６７】
（１４）  前記奥行き信号は、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行う際に生成される奥行きデータに対応する信号である（１３）項に記載の信号処理装置。
【００６８】
（１５）  前記奥行きデータは、前記レンダリング工程において隠面消去処理を行うためにＺバッファ法が実施される際にＺバッファに一時的に保存されるＺ値を表すＺ値データである（１３）または（１４）項に記載の信号処理装置。
【００６９】
この信号処理装置によれば、前記（２）または（３）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００７０】
（１６）  前記信号出力部は、前記輝度信号と前記奥行き信号とを、互いに同期しない状態で、出力するものである（１３）ないし（１５）項のいずれかに記載の信号処理装置。
【００７１】
この信号処理装置によれば、前記（４）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００７２】
（１７）  前記信号出力部は、前記輝度信号を、前記画像を表示するための有効信号が存在する有効領域と存在しない無効領域とを含む信号として出力するものであり、
当該信号処理装置は、さらに、前記輝度信号のうち、前記有効領域に先行する前記無効領域に、その有効領域に存在する有効信号とは無関係に予め定められたスタート信号を埋め込むスタート信号埋め込み手段を含む（１６）項に記載の信号処理装置。
【００７３】
この信号処理装置によれば、前記（５）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００７４】
（１８）  さらに、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで画像信号を生成する画像信号生成部を含み、
前記信号出力部は、その生成された画像信号を前記画像表示部に出力するものである（１３）ないし（１５）項のいずれかに記載の信号処理装置。
【００７５】
この信号処理装置によれば、前記（６）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００７６】
（１９）  前記輝度信号は、前記画像表示部の画像表示領域に対応する有効領域と、前記画像表示部の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている（１８）項に記載の信号処理装置。
【００７７】
この信号処理装置によれば、前記（７）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００７８】
（２０）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている（１９）項に記載の信号処理装置。
【００７９】
この信号処理装置によれば、前記（８）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００８０】
（２１）  前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する前記画像表示領域のうちの縁部に対応する（２０）項に記載の信号処理装置。
【００８１】
この信号処理装置によれば、前記（９）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００８２】
（２２）  前記画像表示部は、前記波面曲率変調器によって変調された光を２次元的に走査する走査部を含み、
その走査部は、表示すべき画像の１フレームごとに、前記光を互いに平行な複数本の走査線に沿って走査する第１走査と、前記光を最初の走査線から最後の走査線に向かって走査する第２走査とを行うものであり、
その走査部によって前記光が２次元的に走査される全領域である走査領域は、前記画像表示領域より広く設定され、それにより、その画像表示領域の外側に前記非画像表示領域が存在しており、
前記画像表示領域は、前記複数本の走査線によって形成され、
前記有効領域は、それら複数本の走査線についてそれぞれ存在し、
前記一部の有効領域は、その有効領域の全体に対応する１本の走査線のうちの端部に対応する（２１）項に記載の信号処理装置。
【００８３】
この信号処理装置によれば、前記（１０）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００８４】
（２３）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている（１９）項に記載の信号処理装置。
【００８５】
この信号処理装置によれば、前記（１１）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００８６】
（２４）  前記信号出力部は、前記輝度信号と前記奥行き信号とを、互いに同期する状態で、出力するものである（１３）ないし（１５）項のいずれかに記載の信号処理装置。
【００８７】
この信号処理装置によれば、前記（１２）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【００８８】
（２５）  前記信号出力部は、前記輝度信号を１組のＲＧＢ信号線を経て出力する一方、前記奥行き信号をＲＧＢ信号線とは種類が異なる信号線を経て出力するものである（１６）または（２４）項に記載の信号処理装置。
【００８９】
（２６）  前記信号出力部は、前記輝度信号を複数組のＲＧＢ信号線のうちの１組を経て出力する一方、前記奥行き信号を別の組のＲＧＢ信号線を経て出力するものである（１６）または（２４）項に記載の信号処理装置。
【００９０】
（２７）  ３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する画像表示装置であって、
光を出射する出射部であって、その出射する光の強度を、前記画像が分割された複数の領域に関して個別的に変調する強度変調が可能である強度変調部を有するものと、
その出射部から出射した光の波面曲率を、前記複数の領域に関して個別的に変調する波面曲率変調が可能である波面曲率変調器と、
前記画像の輝度を前記各領域に関連付けて表す輝度信号と、前記画像の奥行きを前記各領域に関連付けて表す奥行き信号とに基づき、前記強度変調と前記波面曲率変調とをそれぞれ制御するコントローラであって、
（ａ）前記奥行き信号が前記輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される入力部と、
（ｂ）その入力された画像信号から前記輝度信号と奥行き信号とを抽出し、それら抽出された輝度信号と奥行き信号とを、互いに同期させる処理を行った後に、前記強度変調部と前記波面曲率変調器とに出力する出力部と
を有するものと
を含む画像表示装置。
【００９１】
前記（６）項において説明した知見に基づき、本項に係る画像表示装置においても、奥行き信号が輝度信号に埋め込まれて成る画像信号が入力される。例えば、輝度信号と奥行き信号とがそれらに共通のシリアル信号として入力されるのである。
【００９２】
さらに、この画像表示装置においても、その入力された画像信号から輝度信号と奥行き信号とが抽出される。それら抽出された輝度信号と奥行き信号とは、互いに同期させられた後に、強度変調部と波面曲率変調器とに出力される。
【００９３】
（２８）  前記輝度信号は、当該画像表示装置の画像表示領域に対応する有効領域と、当該画像表示装置の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている（２７）項に記載の画像表示装置。
【００９４】
（２９）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている（２８）項に記載の画像表示装置。
【００９５】
この画像表示装置によれば、前記（８）項に係る画像表示装置と同様に、画像信号から奥行き信号を抽出するために、情報抽出処理を画像信号のうちの無効領域に対しては実行せずに済むため、情報抽出処理の内容を従来から大きく変更することなく、画像信号から奥行き信号を抽出することが可能となる。
【００９６】
（３０）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている（２８）項に記載の画像表示装置。
【００９７】
この画像表示装置においては、前記（１１）項に係る画像表示装置と同様に、輝度信号に奥行き信号を埋め込むことに起因する画質の変化に配慮することなく、輝度信号に奥行き信号を埋め込むことが可能となる。
【００９８】
（３１）  ３次元の表示対象を表す画像を画像表示領域に表示する画像表示部に前記画像の輝度を表す輝度信号を出力する信号処理装置であって、
前記画像の奥行きを表す奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで画像信号を生成する画像信号生成部と、
その生成された画像信号を前記画像表示部に出力する信号出力部と
を含む信号処理装置。
【００９９】
この信号処理装置によれば、前記（２７）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【０１００】
（３２）  前記輝度信号は、当該画像表示装置の画像表示領域に対応する有効領域と、当該画像表示装置の非画像表示領域に対応する無効領域とを含む信号として構成され、前記有効領域に、前記複数の領域に関して個別に前記輝度を表す複数の個別輝度信号が存在しており、
前記奥行き信号は、前記複数の領域に関して個別に前記奥行きを表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている（３１）項に記載の信号処理装置。
【０１０１】
この信号処理装置によれば、前記（２８）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【０１０２】
（３３）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記有効領域の一部に存在する前記個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号に置き換えることにより、前記奥行き信号を前記輝度信号に埋め込んで構成されている（３２）項に記載の信号処理装置。
【０１０３】
この信号処理装置によれば、前記（２９）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【０１０４】
（３４）  前記画像信号は、前記輝度信号のうちの前記無効領域に、その無効領域に先行するかまたは後続する前記有効領域に対応する画像に対応する前記個別奥行き信号を埋め込んで構成されている（３２）項に記載の信号処理装置。
【０１０５】
この信号処理装置によれば、前記（３０）項に係る画像表示装置と組み合わせて使用することが好適な信号処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０６】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０１０７】
図１には、本発明の第１実施形態に従う網膜走査型の画像表示装置１０がブロック図で概念的に表されている。この画像表示装置１０は、それから物理的に独立するかまたは一体的に構成された信号処理装置１２に接続されて使用される。
【０１０８】
画像表示装置１０は、信号処理装置１２から供給されたＲＧＢ信号（これが前記（１）項における「輝度信号」の一例である。）と奥行き信号とに基づき、光束（これが前記（１）項における「光」の一例である。）を走査しつつ観察者の眼の網膜上に投影することにより、３次元の表示対象を立体的に表す画像を観察者に表示する。すなわち、この画像表示装置１０は、いわゆる網膜走査型ディスプレイに分類されるのである。
【０１０９】
ＲＧＢ信号は、一般には、赤色の光束の輝度を表すＲ輝度信号と、緑色の光束の輝度を表すＧ輝度信号と、青色の光束の輝度を表すＢ輝度信号とが互いにパラレルに組み合わされて成る信号である。
【０１１０】
これに対し、信号処理装置１２は、コンピュータ２０と、メモリ部２２と、クロック発振器２４とを含むように構成されている。メモリ部２２には、後述のＲ／Ｇ／Ｂバッファ３０およびＺバッファ３２が設けられている。
【０１１１】
この信号処理装置１２は、その処理内容を図２に概念的にブロック図で表すように、レンダリング部３４を備えている。このレンダリング部３４においては、画像表示装置１０によって表示されるべき３次元の表示対象すなわちコンテンツを幾何学的に表現するポリゴンデータに基づき、各画素ごとに輝度値を表す輝度値データと、各画素ごとに奥行きすなわちＺ値を表す奥行きデータとが生成される。輝度値データは各画素に関連付けてＲ／Ｇ／Ｂバッファ３０に、奥行きデータは各画素に関連付けてＺバッファ３２にそれぞれ格納される。それら輝度値データと奥行きデータとの集まりが、各画素ごとに表示条件を定義するピクセルデータである。
【０１１２】
このレンダリング部３４においては、さらに、そのようにして生成されたピクセルデータに対して隠面消去処理がＺバッファ法によって行われる。
【０１１３】
このＺバッファ法においては、よく知られているように、表示すべき画像を構成する複数の画素のうち、画像表示装置１０の画像表示領域上における表示位置を共通にする複数の画素が、Ｚバッファ３２に格納されているＺ値に関して互いに比較され、それにより、各画素の前後関係、すなわち、観察者にとって手前に位置するか奥に位置するかが判定される。そして、Ｒ／Ｇ／Ｂバッファ３０において、それら複数の画素のうち奥に位置するものの輝度値データは格納されないか、または格納されても、それより手前に位置する画素の輝度値データによって上書きされることにより、手前に位置する画素の輝度値データのみが最終的に格納されることになる。
【０１１４】
この信号処理装置１２は、ＲＧＢ端子（映像端子）４０（Ｒ信号用端子とＧ信号用端子とＢ信号用端子とを含む。）と、ＵＳＢ端子４２と、同期信号端子４４とを備えている。これに対応して、画像表示装置１０も、ＲＧＢ端子５０（Ｒ信号用端子とＧ信号用端子とＢ信号用端子とを含む。）と、ＵＳＢ端子５２と、同期信号端子５４とを備えている。
【０１１５】
具体的には、信号処理装置１２は、赤色について生成された輝度値データを表すＲ信号を、Ｒ信号用のＲＧＢ端子４０，５０間のケーブル５６を介して（ワイヤレスでも可。）画像表示装置１０に出力し、緑色について生成された輝度値データを表すＧ信号を、Ｇ信号用のＲＧＢ端子４０，５０間のケーブル５６を介して（ワイヤレスでも可。）画像表示装置１０に出力し、青色について生成された輝度値データを表すＢ信号を、Ｂ信号用のＲＧＢ端子４０，５０間のケーブル５６を介して（ワイヤレスでも可。）画像表示装置１０に出力する。すなわち、信号処理装置１２は、赤色の輝度値データと緑色の輝度値データと青色の輝度値データとを互いにパラレルに画像表示装置１０に出力するのである。
【０１１６】
さらに、信号処理装置１２は、生成された奥行きデータを、ＵＳＢ端子４２，５２間のケーブル５８を介して（ワイヤレスでも可。）画像表示装置１０に出力する。
【０１１７】
この信号処理装置１２は、メモリ部２２からＲＧＢ信号と奥行き信号とを互いに同期させて出力することを能動的に行うようには設計されていない。それらＲＧＢ信号と奥行き信号との同期は、画像表示装置１０によって行われる。そのために、画像表示装置１０は、信号処理装置１２から入力される、後述のクロック信号を参照するようになっている。ただし、この信号処理装置１２においては、事後的にＲＧＢ信号と奥行き信号との同期が達成可能であるように、それらＲＧＢ信号と奥行き信号とが、各画素ごとに、互いに関連付けられている。それらＲＧＢ信号と奥行き信号との間における既知の対応関係を前提にして画像表示装置１０の信号処理が設計されている。
【０１１８】
信号処理装置１２は、クロック発振器２４から発生させられたクロック信号を、同期信号端子４４，５４間のケーブル６０を介して（ワイヤレスでも可。）画像表示装置１０に出力する。クロック信号は、水平同期信号（図１においては「Ｈ信号」で表す。）と、垂直同期信号（図１においては「Ｖ信号」で表す。）とを含んでいる。
【０１１９】
図３の（ａ）にタイムチャートで示すように、垂直同期信号は、画像のフレームごとに発生させられる。これに対し、水平同期信号は、各フレームの走査線ごとに発生させられる。
【０１２０】
以下、図１を参照しつつ画像表示装置１０を詳細に説明する。
【０１２１】
画像表示装置１０は、光学系７０と信号処理系すなわちコントローラ７２とを含むように構成されている。光学系７０においては、レーザ光束（以下、単に「光束」という。）を発生させる光源（例えば、半導体レーザ）７４が、ＲＧＢの各色ごとに設けられている。
【０１２２】
さらに、各色ごとに、強度変調素子（例えば、音響光学変調素子）７６も設けられている。各強度変調素子７６は、それに入力された各輝度信号（Ｒ／Ｇ／Ｂ）に応じ、各色の光束の強度を変調する。ただし、光源７４が半導体レーザである場合のように、光源７４自体に強度変調機能がある場合には、光源７４から独立した強度変調素子７６は省略可能である。
【０１２３】
この光学系７０においては、さらに、光束の波面曲率を変調する波面変調素子７８も設けられている。波面変調素子７８は、各色の光束について個別に設けてもよいが、ＲＧＢの３色が合成された合成光束について波面変調素子７８を１個だけ設けてもよい。いずれにしても、波面変調素子７８は、例えば、光束の光軸上に、位置または曲率が可変であるように配置された集光レンズまたは反射ミラーを含むように構成される。これにより、波面変調素子７８に入射した光束（例えば、平行光）が拡散光または収束光に変換されるとともに、それら拡散光または収束光の波面曲率が、波面変調素子７８に入力された奥行き信号に応じて変調される。
【０１２４】
この光学系７０においては、さらに、合成光束が波面変調後に入射するスキャナ８０も設けられている。スキャナ８０は、表示すべき画像の１フレームごとに、合成光束を互いに平行な複数本の走査線に沿って走査する第１走査と、合成光束を最初の走査線から最後の走査線に向かって走査する第２走査とを行う。
【０１２５】
本実施形態においては、第１走査は、水平同期信号に基づいて合成光束を水平に走査する水平走査（ラスタスキャン）として行われ、第２走査は、垂直同期信号に基づいて合成光束を垂直に走査する垂直走査として行われる。
【０１２６】
スキャナ８０は、水平走査と垂直走査とを共通の光学素子を用いて行う形式としたり、別個の光学素子を用いて行う形式とすることが可能である。後者の形式の一例によれば、水平走査がポリゴンミラーを用いて行われる一方、垂直走査が、そのポリゴンミラーより下流側に配置されたガルバノミラーを用いて行われる。
【０１２７】
このスキャナ８０によって走査された光束は、観察者の瞳孔を経て眼の網膜上に投影される。その結果、３次元の表示対象を立体的に表す画像が観察者に表示されることになる。
【０１２８】
図４に示すように、このスキャナ８０によって光束が２次元的に走査される全領域である走査領域は、光束が観察者の眼の瞳孔に入射して画像を表示する画像表示領域より広く設定され、それにより、その画像表示領域の外側に、画像が表示されない非画像表示領域が存在している。本実施形態においては、画像表示領域が、例えば、各々８００個の画素によって構成される走査線が６００本用いられることによって構成されている。
【０１２９】
ここで、信号処理装置１２から画像表示装置１０に供給されるＲＧＢ信号と奥行き信号との各フォーマットを説明する。
【０１３０】
図５に示すように、ＲＧＢ信号（図５においてはＲＧＢ信号のうちＲ輝度信号のみが代表的に表されている。）は、画像表示領域に対応する有効領域と、非画像表示領域に対応する無効領域とを含むシリアル信号として構成されている。ＲＧＢ信号のうちの有効領域に、各画素ごとに輝度を表す複数の個別輝度信号が存在している。同様にして、奥行き信号は、各画素ごとに奥行きすなわちＺ値を表す複数の個別奥行き信号を含むように構成されている。
【０１３１】
以上、画像表示装置１０のうちの光学系７０を説明したが、以下、コントローラ７２を説明する。
【０１３２】
図１に示すように、コントローラ７２においては、ＲＧＢ端子５０，５０，５０と強度変調素子７６との間に、映像信号同期回路９０とＲ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２と映像信号処理回路９４とがそれらの順に直列接続されている。Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２は、各輝度値データを画像フレーム単位で画素に関連付けて格納するためのバッファである。
【０１３３】
同様な直列回路が、ＵＳＢ端子５２と波面変調素子７８との間にも設けられている。ただし、ＵＳＢ端子５２はＲＡＭ９６を経て、映像信号同期回路９８とＺフレームバッファ１００と映像信号処理回路１０２との直列回路に接続されている。
【０１３４】
画像表示装置１０は、さらに、内部クロックとしてのクロック発振器１０４も備えている。このクロック発振器１０４は、図３の（ｂ）に示すように、内部クロック信号を発生させ、その内部クロック信号の分周を行うことにより、垂直同期信号（図１においては「Ｖ信号」で表す。）と水平同期信号（図１においては「Ｈ信号」で表す。）とを生成する。
【０１３５】
信号処理装置１２からＵＳＢ端子５２を経てコントローラ７２に供給された奥行き信号は、奥行きデータに変換された後、ＲＡＭ９６に格納されるが、奥行きデータは、各走査線ごとに、ＲＡＭ９６に格納される。映像信号同期回路９８は、図３の（ａ）に示すように、信号処理装置１２から供給される垂直同期信号と水平同期信号とに応答して、ＲＡＭ９６から奥行きデータを読み込んでＺフレームバッファ１００に書き込む。同図において、「１−１」は、第１走査線についての最初の画素、すなわち、第１画素を意味しており、「１−８００」は、第１走査線についての最後の画素、すなわち、第８００画素を意味している。
【０１３６】
同様にして、信号処理装置１２からＲＧＢ端子５０，５０，５０を経てコントローラ７２に供給されたＲＧＢ信号は、輝度値データ（Ｒ輝度値データ、Ｇ輝度値データおよびＢ輝度値データ）に変換された後、映像信号同期回路９０により、信号処理装置１２から供給される垂直同期信号と水平同期信号とに応答して、各走査線ごとに、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２に格納される。
【０１３７】
それら映像信号同期回路９０，９８は、共通のクロック信号に応答して作動するため、結局、走査線ごとに、ＲＧＢ信号（輝度値データ）と奥行き信号（奥行きデータすなわちＺ値データ）とが同時に、Ｒ／Ｇ／Ｂバッファ３０およびＲＡＭ９６からそれぞれパラレルに読み出されることになる。
【０１３８】
映像信号処理回路９４は、図３の（ｂ）にタイムチャートで示すように、クロック発振器１０４から供給される垂直同期信号と水平同期信号とに応答して、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２から輝度値データ（Ｒ輝度値データ、Ｇ輝度値データおよびＢ輝度値データ）を各画素ごとに読み出して強度変調素子７６に出力する。同図においては、このことが「ＲＧＢ出力」として示されている。
【０１３９】
同様にして、映像信号処理回路１０２は、図３の（ｂ）にタイムチャートで示すように、クロック発振器１０４から供給される垂直同期信号と水平同期信号とに応答して、Ｚフレームバッファ１００から奥行きデータ（Ｚ値データ）を各画素ごとに読み出して波面変調素子７８に出力する。同図においては、このことが「Ｚ出力」として示されている。
【０１４０】
それら映像信号処理回路９４，１０２は、共通のクロック信号に応答して作動するため、結局、画素ごとに、輝度値データと奥行きデータすなわちＺ値データとが同時に、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２およびＺフレームバッファ１００からそれぞれパラレルに読み出されて、強度変調素子７６と波面変調素子７８とに、互いに同期する状態で、パラレルに出力されることになる。
【０１４１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、信号処理装置１２のレンダリング部３４においてポリゴンデータがピクセルデータに変換される際に生成されたＺ値が、信号処理装置１２から画像表示装置１０に転送され、その転送されたＺ値を利用することにより、画像表示装置１０において立体的な画像が表示される。レンダリング部３４において生成されたＺ値が画像の奥行きを表現するためにも利用されるのである。
【０１４２】
したがって、本実施形態によれば、画像表示装置１０において信号処理装置１２とは独立して奥行き情報を作成することが不要となり、奥行き情報の取得技術が改善され、３次元の表示対象の奥行きが立体的な画像によって効率よく表現される。
【０１４３】
さらに、本実施形態においては、予め互いに同期させられていないＲＧＢ信号と奥行き信号とが、２個の映像信号同期回路９０，９８の共同作用により、事後的に互いに同期させられて、信号処理装置１２からコントローラ７２にパラレルに入力される。さらに、それらＲＧＢ信号と奥行き信号とが、互いに同期する状態で、強度変調素子７６と波面変調素子７８とにそれぞれパラレルに出力される。
【０１４４】
したがって、本実施形態によれば、輝度値と奥行きとの同期が正確に達成されることにより、３次元の表示対象の奥行きが精度よく表現され、その結果、立体的画像の再現精度を向上させることが容易となる。
【０１４５】
さらに、本実施形態によれば、信号処理装置１２から画像表示装置１０への奥行き信号の転送が、それら装置１０，１２に通常装着される端子であるＵＳＢ端子４２，５２を利用して、信号劣化なしで行うことが可能となる。したがって、奥行き信号の転送のために、それら装置に特別な端子を装着せずに済む。
【０１４６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、画像表示装置１０が前記（１）項に係る「画像表示装置」の一例を構成し、光源７４と強度変調素子７６とが互いに共同して同項における「出射部」の一例を構成し、その強度変調素子７６が同項における「強度変調部」の一例を構成し、波面変調素子７８が同項における「波面曲率変調器」の一例を構成しているのである。
【０１４７】
さらに、本実施形態においては、映像信号同期回路９０および９８とＲＡＭ９６とが互いに共同して前記（４）項における「同期化部」の一例を構成し、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２とＺフレームバッファ１００と映像信号処理回路９４および１０２とクロック発振器１０４とが互いに共同して同項における「出力部」の一例を構成しているのである。
【０１４８】
さらに、本実施形態においては、信号処理装置１２が前記（１３）項に係る「信号処理装置」の一例を構成し、画像表示装置１０が同項における「画像表示部」の一例を構成しているのである。
【０１４９】
さらに、本実施形態においては、ＲＧＢ端子４０，４０，４０と、ＵＳＢ端子４２と、コンピュータ２０のうち、Ｒ／Ｇ／ＢバッファからＲＧＢ信号を読み出してＲＧＢ端子４０，４０，４０を経て画像表示装置１０に出力することと、Ｚバッファ３２からＺ値データを読み出してＵＳＢ端子４２を経て画像表示装置１０に出力することとを行う部分とが互いに共同して前記（１３）項、（１６）項、（２４）項または（２５）項における「信号出力部」の一例を構成しているのである。
【０１５０】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素があるため、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１５１】
本実施形態においては、図６に示すように、画像表示装置１２０および信号処理装置１２２が、第１実施形態における画像表示装置１０および信号処理装置１２と基本的な構成をそれぞれ共通にしている。
【０１５２】
さらに、第１実施形態と同様に、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号とは、信号処理装置１２２のＲＧＢ端子４０，４０，４０と、画像表示装置１２０のＲＧＢ端子５０，５０，５０とを接続するケーブル５６，５６，５６を介して信号処理装置１２２から画像表示装置１０にパラレルに転送される。さらに、奥行き信号は、信号処理装置１２２のＵＳＢ端子４２と、画像表示装置１２０のＵＳＢ端子５２とを接続するケーブル５８を介して信号処理装置１２２から画像表示装置１２０に転送される。すなわち、第１実施形態と同様に、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号と奥行き信号とがそれぞれパラレルに信号処理装置１２２から画像表示装置１２０に転送されるのである。
【０１５３】
ただし、本実施形態においては、信号処理装置１２２が、第１実施形態とは異なり、スタート信号埋め込み回路１３０を追加的に備えている。
【０１５４】
図７に示すように、スタート信号埋め込み回路１３０は、Ｒ／Ｇ／Ｂバッファ３０から供給された各ＲＧＢ信号のうちの無効領域に、それに後続する有効領域に存在する個別輝度信号とは無関係に、一定のスタート信号を埋め込むために設けられている。スタート信号は、例えば、シリアルな各ＲＧＢ信号（例えば、Ｒ輝度信号）のうち、一連の映像を表示するための有効領域に先行する無効領域に埋め込まれる。すなわち、スタート信号は、例えば、一連の画像フレーム列の直前に埋め込まれるのである。
【０１５５】
図７の例においては、個別輝度信号が、画像のフレームを単位にして集合的に簡略的に示されている。スタート信号は、有効領域に存在する個別輝度信号と区別できるようにするため、個別輝度信号ではあり得ない輝度信号が予め選択される。
【０１５６】
図７の例においては、全体が赤色である画像フレームと、全体が緑色である画像フレームと、全体が青色である画像フレームと、全体が黒色である画像フレームとをそれらの順に表示する輝度信号としてスタート信号が選択されている。
【０１５７】
そのようなスタート信号が埋め込まれた各ＲＧＢ信号を画像表示装置１２０が受信すると、映像信号同期回路１３２は、まず、スタート信号を検出しようとする。スタート信号が検出されたならば、最初の画像フレームにつき、各ＲＧＢ信号をＲ／Ｇ／Ｂバッファ３０から読み込むと同時に、奥行き信号を映像信号同期回路９８を経てＲＡＭ９６から読み込む。これにより、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号と奥行き信号とが互いに同期させられることになる。
【０１５８】
それらＲ信号とＧ信号とＢ信号と奥行き信号とは、画像表示装置１２０のコントローラ１３４において、第１実施形態と同様にして処理され、やがて、強度変調素子７６と波面変調素子７８とにそれぞれパラレルに、互いに同期する状態で出力される。
【０１５９】
したがって、本実施形態によれば、一連の各ＲＧＢ信号の開始位置を特定し得るスタート信号がもともとの各ＲＧＢ信号と共に画像表示装置１２０に入力され、その画像表示装置１２０においてそのスタート信号を利用して一連の各ＲＧＢ信号の頭出しを行うことができる。その結果、輝度値と奥行きとの同期を精度よく確保することが容易となる。
【０１６０】
さらに、本実施形態によれば、各ＲＧＢ信号とスタート信号とがそれぞれパラレルに画像表示装置１２０に供給されるのではなく、共通のシリアル信号として供給されるため、スタート信号を画像表示装置１２０に供給可能とするためにその画像表示装置１２０の入力端子の数を増やさずに済む。
【０１６１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、映像信号同期回路１３２および９８が互いに共同して前記（５）項における「同期化部」の一例を構成し、スタート信号埋め込み回路１３０が前記（１７）項における「スタート信号埋め込み手段」の一例を構成しているのである。
【０１６２】
なお付言するに、本実施形態においては、スタート信号が一連の映像ごとにＲＧＢ信号に埋め込まれるが、例えば、フレームごとに埋め込んで垂直同期の代わりとする態様、走査線ごとに埋め込んで水平同期の代わりとする態様などを採用して本発明を実施することが可能である。
【０１６３】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素があるため、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１６４】
本実施形態においては、図８に示すように、画像表示装置１５０および信号処理装置１５２が、第１実施形態における画像表示装置１０および信号処理装置１２と基本的な構成をそれぞれ共通にしている。ただし、信号処理装置１５２は、第１実施形態とは異なり、各ＲＧＢ信号に奥行き信号を埋め込んでシリアルな画像信号（映像信号）を生成する奥行き信号埋め込み回路１５６を追加的に備えている。さらに、画像表示装置１５０のうちのコントローラ１６０は、その信号処理装置１５２の変更に合わせて、その信号処理装置１５２から入力されたシリアルな画像信号を、互いに同期したＲＧＢ信号と奥行き信号とにパラレル信号として変換するように設計されている。
【０１６５】
奥行き信号は、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号とにそれぞれ埋め込むことは可能であるが、それらＲ信号とＧ信号とＢ信号とのうちのいずれかのみに埋め込むようにして本発明を実施することが可能である。通常、それらＲ信号とＧ信号とＢ信号との間で同期をとることは比較的容易であるからである。
【０１６６】
奥行き信号埋め込み回路１５６は、図９に示すように、各ＲＧＢ信号のうちの有効領域の一部に存在する個別輝度信号を、その有効領域の全体に対応する画像に対応する個別奥行き信号に置き換えることにより、奥行き信号を各ＲＧＢ信号に埋め込む。図９には、ＲＧＢ信号のうちＲ輝度信号のみが代表的に示されている。図９の例においては、Ｒ輝度信号が、各走査線ごとに有効領域を含み、次の走査線に対応する有効領域との間に無効領域が存在している。垂直走査の回帰時間に対応する無効領域も存在する。
【０１６７】
図９の例においては、各走査線ごとに、Ｒ輝度信号のうちの有効領域の両端部のうち次の走査線に近いものに存在していた個別輝度信号（各画素ごとに輝度値を表す信号）が、その走査線に対応する画像に対応する個別奥行き信号（各画素ごとまたは各画素グループごとに奥行きすなわちＺ値を表す信号）に置き換えられている。その結果、もともとの有効領域のうち、次の有効領域に近い端部を除く部分には、個別輝度信号が各画素に関連付けて存在し、一方、その端部に、個別奥行き信号が各画素または各画素グループに関連付けて存在している。
【０１６８】
そして、本実施形態においては、図９に示すように、６００本の走査線に対応する有効領域と無効領域とにより、１個のフレームに対応する画像信号が構成されている。
【０１６９】
図１０に示すように、各ＲＧＢ信号のうちの有効領域は、画像表示領域に対応し、無効領域は、非画像表示領域に対応している。上述のように、各ＲＧＢ信号のうちの有効領域のうちの末端に、奥行き信号が埋め込まれた埋め込み領域が存在しているため、図１０に示すように、その埋め込み領域が、画像表示領域のうちの右端部に対応している。
【０１７０】
図８に示すように、奥行き信号が埋め込まれた各ＲＧＢ信号は、信号処理装置１５２のＲＧＢ端子４０と画像表示装置１５０のＲＧＢ端子５０とを接続するケーブル５６を介して信号処理装置１５２から画像表示装置１５０に、互いにパラレルに転送される。
【０１７１】
図１１には、図８における映像信号同期回路１６２による信号処理がフローチャートで概念的に表されている。
【０１７２】
この映像信号同期回路１６２においては、まず、ステップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、信号処理装置１５２におけるクロック発振器２４または画像表示装置１５０におけるクロック発振器１０４から垂直同期信号が入力されるのが待たれる。入力されたならば、Ｓ２において、信号処理装置１５２におけるクロック発振器２４または画像表示装置１５０におけるクロック発振器１０４から水平同期信号が入力されるのが待たれる。
【０１７３】
入力されたならば、Ｓ３において、走査線の番号を表すｎの値が１にセットされる。続いて、Ｓ４において、信号処理装置１５２から入力された第ｎ走査線の画像信号から輝度値が各画素に関連付けて抽出される。その画素信号のうち、輝度値を抽出するために信号を読み出す領域の位置は予め設定されている。その後、Ｓ５において、その抽出された輝度値を表す輝度値データがＲ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２に、今回の走査線と各画素とに関連付けて格納される。
【０１７４】
続いて、Ｓ６において、信号処理装置１５２から入力された第ｎ走査線の画像信号からＺ値が各画素に関連付けて抽出される。その画素信号のうち、Ｚ値を抽出するために信号を読み出す領域の位置は予め設定されている。その後、Ｓ７において、その抽出されたＺ値を表すＺ値データがＺフレームバッファ１００に、今回の走査線と各画素とに関連付けて格納される。
【０１７５】
続いて、Ｓ８において、次の水平同期信号が入力されるのが待たれる。入力されたならば、Ｓ９において、走査線番号ｎの値が１だけインクリメントされ、その後、Ｓ１０において、１個の画像フレームについて輝度値およびＺ値の抽出が終了したか否かが判定される。終了していなければ、判定がＮＯとなり、Ｓ４に戻り、次の走査線について輝度値およびＺ値の抽出が行われる。
【０１７６】
Ｓ４ないしＳ１０の実行が繰り返された結果、１個の画像フレームについて輝度値およびＺ値の抽出が終了したならば、Ｓ１０の判定がＹＥＳとなり、以上で、映像信号同期回路１６２の信号処理の一回のサイクルが終了する。
【０１７７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、ＲＧＢ信号と奥行き信号とを信号処理装置１５２から画像表示装置１５０に転送するために、ＲＧＢ信号を転送するためのＲＧＢ端子４０，５０を使用すれば足り、奥行き信号を専ら転送する端子を使用せずに済む。
【０１７８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＲＧＢ端子５０，５０，５０と映像信号同期回路１６２とが互いに共同して前記（６）項における「入力部」の一例を構成し、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２とＺフレームバッファ１００と映像信号処理回路９４および１０２とクロック発振器１０４とが互いに共同して同項における「出力部」の一例を構成しているのである。
【０１７９】
さらに、本実施形態においては、奥行き信号埋め込み回路１５６が前記（１８）項における「画像信号生成部」の一例を構成しているのである。
【０１８０】
さらに、本実施形態においては、ＲＧＢ端子５０，５０，５０と映像信号同期回路１６２とが互いに共同して前記（２７）項における「入力部」の一例を構成し、Ｒ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２とＺフレームバッファ１００と映像信号処理回路９４および１０２とクロック発振器１０４とが互いに共同して同項における「出力部」の一例を構成しているのである。
【０１８１】
さらに、本実施形態においては、奥行き信号埋め込み回路１５６が前記（３１）項における「画像信号生成部」の一例を構成し、ＲＧＢ端子４０，４０，４０と、コンピュータ２０のうち、Ｒ／Ｇ／ＢバッファからＲＧＢ信号を読み出してＲＧＢ端子４０を経て画像表示装置１０に出力することと、Ｚバッファ３２からＺ値データを読み出してＲＧＢ端子４０，４０，４０を経て画像表示装置１０に出力することとを行う部分とが互いに共同して同項における「信号出力部」の一例を構成しているのである。
【０１８２】
なお付言すれば、本実施形態においては、各ＲＧＢ信号のうちの有効領域に奥行き信号が埋め込まれるようになっているが、例えば、図１２においてタイムチャートで示すように、各ＲＧＢ信号のうちの無効領域に奥行き信号が埋め込まれる態様で本発明を実施することが可能である。
【０１８３】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素があるため、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１８４】
本実施形態においては、図１３に示すように、画像表示装置１８０および信号処理装置１８２が、第１実施形態における画像表示装置１０および信号処理装置１２と基本的な構成をそれぞれ共通にしている。ただし、信号処理装置１８２は、第１実施形態とは異なり、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号と奥行き信号とが、互いに同期した状態で、パラレルに出力する。
【０１８５】
さらに、本実施形態においては、画像表示装置１８０のうちのコントローラ１８６が、その信号処理装置１８２の変更に合わせて、その信号処理装置１８２から入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号と奥行き信号とを、互いに同期した状態で、強度変調素子７６と波面変調素子７８とにそれぞれパラレルに出力するように設計されている。
【０１８６】
具体的には、図１３に示すように、信号処理装置１８２は、同期的Ｄ／Ａ変換器１９０を備えている。この同期的Ｄ／Ａ変換器１９０は、メモリ部２２から互いにパラレルに供給されたＲ輝度値データと、Ｇ輝度値データと、Ｂ輝度値データと、Ｚ値データとを、互いにパラレルに、かつ、互いに同期させて、画像表示装置１８０に出力する。
【０１８７】
さらに、同期的Ｄ／Ａ変換器１９０は、それらデジタルデータをアナログ信号に変換する。具体的には、同期的Ｄ／Ａ変換器１９０は、互いにパラレルなＲ輝度値データとＧ輝度値データとＢ輝度値データとＺ値データとを、いずれもアナログ信号で互いにパラレルなＲ輝度信号とＧ輝度信号とＢ輝度信号とＺ値信号とに変換する。
【０１８８】
信号処理装置１８２は、Ｒ輝度値データとＧ輝度値データとＢ輝度値データとＺ値データとをそれぞれ表すＲ信号とＧ信号とＢ信号とＺ値信号とをそれぞれ出力するためのＲ信号用端子４０とＧ信号用端子４０とＢ信号用端子４０とＺ値信号端子１９４とを備えている。これに対応して、画像表示装置１８０は、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号とＺ値信号とをそれぞれ入力するためのＲ信号用端子５０とＧ信号用端子５０とＢ信号用端子５０とＺ値信号端子１９６とを備えている。
【０１８９】
本実施形態においては、信号処理装置１８２と画像表示装置１８０とのそれぞれにつき、Ｚ値信号端子１９４，１９６は、奥行き再現用の専用端子として装着されている。ただし、信号処理装置１８２はＲＧＢ端子４０，４０，４０を２組、画像表示装置１８０はＲＧＢ端子５０，５０，５０を２組備えている場合には、ＲＧＢ信号の転送に使用しない組のＲＧＢ端子４０，４０，４０，５０，５０，５０のうちの一部のピン（例えば、Ｒ輝度信号用ピン）をＺ値信号端子１９４，１９６として使用することが可能である。また、信号処理装置１８２および画像表示装置１８０がいずれも、音声端子を備えている場合には、その音声端子をＺ値信号端子１９４，１９６として使用することが可能である。
【０１９０】
図１３に示すように、画像表示装置１８０のうちのコントローラ１８６は、信号処理回路２００を備えている。信号処理回路２００は、同期する状態でそのコントローラ１８６に入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号とＺ値信号とを、その同期状態を維持しつつ、強度変調素子７６と波面変調素子７８とにそれぞれパラレルに出力する。
【０１９１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ＲＧＢ端子５０，５０，５０とＺ値信号端子１９６とが互いに共同して前記（１２）項における「入力部」の一例を構成し、信号処理回路２００が同項における「出力部」の一例を構成しているのである。
【０１９２】
さらに、本実施形態においては、ＲＧＢ端子４０，４０，４０とＺ値信号端子１９４と同期的Ｄ／Ａ変換器１９０とが互いに共同して前記（２４）項における「信号出力部」の一例を構成しているのである。
【０１９３】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の第１実施形態に従う画像表示装置１０を信号処理装置１２と共に概念的に表すブロック図である。
【図２】図１における信号処理装置１２のうちのレンダリング部３４を概念的に表すブロック図である。
【図３】図１におけるＲＡＭ９６とＲ／Ｇ／Ｂフレームバッファ９２およびＺフレームバッファ１００とのそれぞれからのデータの読み出しタイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図４】図１に示す画像表示装置１０によって使用される走査領域と画像表示領域と非画像表示領域との関係を説明するための正面図である。
【図５】図１におけるＲＧＢ信号と奥行き信号とのそれぞれの形態を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に従う画像表示装置１２０を信号処理装置１２２と共に概念的に表すブロック図である。
【図７】図６におけるスタート信号埋め込み回路１３０から出力されるＲＧＢ信号を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態に従う画像表示装置１５０を信号処理装置１５２と共に概念的に表すブロック図である。
【図９】図６における奥行き信号埋め込み回路１５６によって生成される画像信号を示すタイムチャートである。
【図１０】図９に示す画像信号と画像表示領域および非画像表示領域との対応関係を説明するための正面図である。
【図１１】図８における映像信号同期回路１６２の作動内容を概念的に説明するためのフローチャートである。
【図１２】図９に示す画像信号の一変形例を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に従う画像表示装置１８０を信号処理装置１８２と共に概念的に表すブロック図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１０，１２０，１５０，１８０  画像表示装置
１２，１２２，１５２，１８２  信号処理装置
３２  Ｚバッファ
３４  レンダリング部
７２，１３４，１６０，１８６  コントローラ
７４  光源
７６  強度変調素子
７８  波面変調素子
８０  スキャナ
９０，９８，１３２，１６２  映像信号同期回路
１３０  スタート信号埋め込み回路
１５６  奥行き信号埋め込み回路
１９０  同期的Ｄ／Ａ変換器
２００  信号処理回路
【図１】
2005267185.tif 000003
【図２】
2005267185.tif 000004
【図３】
2005267185.tif 000005
【図４】
2005267185.tif 000006
【図５】
2005267185.tif 000007
【図６】
2005267185.tif 000008
【図７】
2005267185.tif 000009
【図８】
2005267185.tif 000010
【図９】
2005267185.tif 000011
【図１０】
2005267185.tif 000012
【図１１】
2005267185.tif 000013
【図１２】
2005267185.tif 000014
【図１３】
2005267185.tif 000015