(57)【要約】【課題】  １つの２次元像表示装置で３次元像を表示することができる３次元像表示技術（装置，方法，およびプログラム）を提供すること。【解決手段】  ２次元像入力手段１と、２次元像表示装置５と、輝度と大きさを調整する映像調整手段２と、輝度と大きさの調整量を決める映像調整量決定手段３と、２次元像入力手段１から得られた２次元像と、前記２次元像入力手段１から得られた２次元像に対して該映像調整量決定手段３で決められた輝度と大きさの調整量に基づき映像調整手段２により調整して得られた２次元像とを、互いに異なるタイミングで所定の割合で２次元像表示装置５に出力する２次元像出力手段４とを有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元像入力手段と、
１つの２次元像表示装置と、
輝度と大きさを調整する映像調整手段と、
前記輝度と大きさの調整量を決める映像調整量決定手段と、
前記２次元像入力手段から得られた２次元像と、前記２次元像入力手段から得られた２次元像に対して該映像調整量決定手段で決められた輝度と大きさの調整量に基づき前記映像調整手段により輝度と大きさを調整して得られた２次元像とを、互いに異なるタイミングで所定の割合で前記２次元像表示装置に出力する２次元像出力手段と
を有することを特徴とする３次元像表示装置。
【請求項２】
前記所定の割合が、１対１であることを特徴とする請求項１記載の３次元像表示装置。
【請求項３】
前記映像調整量決定手段は、映像を構成する２次元像ごとに輝度と大きさをあらかじめ定められた条件で変化させることを特徴とする請求項１または２記載の３次元像表示装置。
【請求項４】
２次元像入力手段と表示装置を有し、前記２次元像入力手段から入力された２次元像を前記表示装置に３次元像として表示する３次元像表示方法であって、
前記２次元像入力手段により２次元像を入力する２次元像入力ステップと、
輝度と大きさの調整量を決める映像調整量決定ステップと、
前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像と、前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像に対して前記映像調整量決定ステップで決められた輝度と大きさの調整量に基づき輝度と大きさが調整された２次元像を生成する調整２次元像生成ステップと、
該調整２次元像生成ステップにより生成された輝度と大きさが調整された２次元像と、前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像とを、互いに異なるタイミングで所定の割合で２次元像表示装置に出力する２次元像出力ステップと
を有することを特徴とする３次元像表示方法。
【請求項５】
前記所定の割合が、１対１であることを特徴とする請求項４記載の３次元像表示方法。
【請求項６】
前記映像調整量決定ステップは、映像を構成する２次元像ごとに輝度と大きさをあらかじめ定められた条件で変化させることを特徴とする請求項４または５記載の３次元像表示方法。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の３次元像表示方法における各ステップを、コンピュータに実行させるための３次元像表示用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元像表示装置を使用して３次元像を表示する３次元像表示技術に係わり、特に、錯視現象を利用することにより１つの２次元像表示装置で３次元像を表示することができる３次元像表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、奥行き位置の異なる複数の２次元表示面を配置し、これらの表示面に対して、異なる輝度で２次元像を表示するとその映像が３次元像として認知される錯視現象を利用した３次元像表示装置が考案されている（特許文献１，２、非特許文献１、２）。
【０００３】
図８は、従来技術の説明図を示す図である。
同図に示すように、異なる奥行きの位置に輝度の異なる２次元像を表示すると、視聴者には、錯視により３次元像として認識される。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１４４１３号公報「三次元表示方法及び装置」
【特許文献２】特開２００１−０８６５３２号公報「三次元表示方法」
【非特許文献１】ＮＴＴニュースリリース：  世界初！３Ｄ映像表示の新原理を発見（２０００．５．３０）
【非特許文献２】陶山史朗、高田英明、“新現象に基づく３Ｄディスプレイを開発”、ＮＴＴ技術ジャーナル１４巻、８号、ｐ.７４−７７（２００２年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の技術では以下のような問題点が生じていた。
（１）奥行き方向に異なる複数の２次元像表示装置を配置する必要があるため、装置に厚みが必要である。
（２）複数の２次元像表示装置を必要とするため、製造コストが高くなる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題点を解決した、１つの２次元像表示装置で３次元像を表示することができる３次元像表示技術（装置，方法，およびプログラム）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の係る３次元像表示装置は、２次元像入力手段と、１つの２次元像表示装置と、輝度と大きさを調整する映像調整手段と、前記輝度と大きさの調整量を決める映像調整量決定手段と、前記２次元像入力手段から得られた２次元像と、前記２次元像入力手段から得られた２次元像に対して該映像調整量決定手段で決められた輝度と大きさの調整量に基づき前記映像調整手段により輝度と大きさを調整して得られた２次元像とを、互いに異なるタイミングで所定の割合で前記２次元像表示装置に出力する２次元像出力手段とを有することを特徴としている。また、前記所定の割合が、１対１であること、前記映像調整量決定手段は、映像を構成する２次元像ごとに輝度と大きさをあらかじめ定められた条件で変化させることも特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る３次元像表示方法は、２次元像入力手段と表示装置を有し、前記２次元像入力手段から入力された２次元像を前記表示装置に３次元像として表示する３次元像表示方法であって、前記２次元像入力手段により２次元像を入力する２次元像入力ステップと、輝度と大きさの調整量を決める映像調整量決定ステップと、前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像と、前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像に対して前記映像調整量決定ステップで決められた輝度と大きさの調整量に基づき輝度と大きさが調整された２次元像を生成する調整２次元像生成ステップと、該調整２次元像生成ステップにより生成された輝度と大きさが調整された２次元像と、前記２次元像入力ステップにより入力された２次元像とを、互いに異なるタイミングで所定の割合で２次元像表示装置に出力する２次元像出力ステップとを有することを特徴としている。また、前記所定の割合が、１対１であること、前記映像調整量決定ステップは、映像を構成する２次元像ごとに輝度と大きさをあらかじめ定められた条件で変化させることも特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明に係る３次元像表示用プログラムは、前記３次元像表示方法における各ステップを、コンピュータに実行させるための３次元像表示用プログラムである。
以上の構成により、１つの２次元像表示装置で３次元像表示を達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明の３次元像表示装置および方法を用いれば、以下の効果が得られる。
（１）１つの２次元像表示装置しか必要としないため、装置の厚みを薄くすることができる。
（２）１つの２次元像表示装置のみを利用するため、製造コストを従来手法よりも安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１および２は、本発明の基本構成を説明するための図であり、図１は輝度と大きさを変えて表示するための基本構成、図２は本発明に係る３次元像表示装置の実施例の基本構成である。
【００１３】
図１および図２において、１は３次元像表示装置に２次元像を読み込む２次元像入力部、２は読み込んだ２次元像に対して輝度と大きさのいずれかあるいは両方を変更する処理を行う映像調整部、３は輝度と大きさの調整量をあらかじめ決められた条件によって決定する映像調整量決定部、４は処理された２次元像を２次元像表示部に送出する２次元像出力部、５はＣＲＴや液晶ディスプレイなどの装置からなる２次元像表示装置である。６は入力２次元像を複製するための映像複製部である。なお、図１、図２における各部の働きは異なっている（図３と図７を用いて以下に説明）。
【００１４】
図３は、図１に示す基本構成に対する動作の概略フローチャート図である。
今、図４に示す入力映像があった場合を考える。図４において、入力映像は時刻ｔi（ｉ＝１〜ｎ＋３・・）（ｉは整数、以下同様）に入力されるものとする。
【００１５】
図４の入力映像に対する出力映像を図５に示す。図５に示すように、本例においては、時刻ｔi（ｉ＝１〜ｎ＋３・・）における各入力映像のうち、ｉが偶数の映像のみ輝度と大きさの異なる２次元映像に変換される。
【００１６】
以下、図３に従って図１の動作を説明する。
（ステップＳ１１）映像調整量決定部３では、２次元像を読み込む時刻を初期化するために、ｉを１に設定する。
【００１７】
（ステップＳ１２）２次元像入力部１では、時刻ｔiの２次元像を読み込み、映像調整部２に送る。
【００１８】
（ステップＳ１３）映像調整部２では、ｉが偶数であるか否かによって輝度と大きさを変える２次元像であるか否かを判定する。ｉが偶数の場合には輝度と大きさを変える（ステップＳ１４へ）。ｉが奇数の場合にはそのまま２次元像出力部４へ送る（ステップＳ１６へ）。
【００１９】
（ステップＳ１４）映像調整量決定部３では、輝度と大きさを変える調整量を決定する。遠くにあると感じさせたいものほど輝度を暗く、大きさを小さくする。この調整量については、あらかじめ与えられているものとする。なお、輝度と大きさの調整量は元の２０％を越えないものとする。
【００２０】
（ステップＳ１５）映像調整部２では、映像調整量決定部３で決定された調整量に従って輝度と大きさを変え、２次元像出力部４へ送る。
【００２１】
（ステップＳ１６）２次元像出力部４では、ｉが偶数の場合にはステップＳ１５での変更後の２次元像を時刻ｔiの２次元像として、ｉが奇数の場合にはそのままの２次元像を時刻ｔiの２次元像として２次元像表示装置５に送出する。
【００２２】
（ステップＳ１７）映像調整量決定部３では、次の２次元像を読み込むためにｉに１を加える。
【００２３】
（ステップＳ１８）入力映像が終わりか否かによって処理を分ける。入力映像が終わりでなければステップＳ１２に戻ってステップＳ１３〜ステップＳ１８を繰り返す。入力映像が終わりであれば処理を終了する。
【００２４】
以上の処理により、１つの２次元像表示装置で３次元像表示を達成することができる。
なお、ステップＳ１３では、ｉが偶数か奇数かによって２次元像の輝度と大きさを変える例を示しているが、輝度と大きさを変える２次元像の選択方法（たとえば２枚ごとに変えるなど）については特に規定しない。
【００２５】
図７は、図２に示す本発明の実施例に係る基本構成に対する動作の概略フローチャート図である。
【００２６】
本実施例において、図４に示す入力映像があった場合を考える。図４において、入力映像は時刻ｔi（ｉ＝１〜ｎ＋３・・）に入力されるものとする。
【００２７】
図４の入力映像に対する出力映像を図６に示す。図６に示すように、本実施例においては、時刻ｔi（ｉ＝１〜ｎ＋３・・）における各入力映像の間に、輝度と大きさの異なる２次元映像が挿入された出力映像が得られる。
【００２８】
以下、図７に従って図２の動作を説明する。
（ステップＳ２１）映像調整量決定部３では、２次元像を読み込む時刻を初期化するために、ｉを１に設定する。
【００２９】
（ステップＳ２２）２次元像入力部１では、時刻ｔiの２次元像を読み込み、映像複製部６に送る。
【００３０】
（ステップＳ２３）映像複製部６では、時刻ｔiの２次元像を複製し、元の画像を映像調整部２に、複製された画像を映像調整量決定部３にそれぞれ送る。
【００３１】
（ステップＳ２４）映像調整量決定部３では、映像複製部６で複製された画像に対して輝度と大きさを変える調整量を決定する。遠くにあると感じさせたいものほど輝度を暗く、大きさを小さくする。この調整量については、あらかじめ与えられているものとする。なお、輝度と大きさの調整量は元の２０％を越えないものとする。
【００３２】
（ステップＳ２５）映像調整部２では、ステップＳ２４で決定された調整量にしたがって複製された時刻ｔiの２次元像の輝度と大きさを変える。
【００３３】
（ステップＳ２６）映像調整部２では、輝度と大きさを変えた複製された時刻ｔiの２次元像を時刻ｔi'（i'＝i＋0.5）の２次元像として２次元像出力部４へ送る。
【００３４】
（ステップＳ２７）映像調整量決定部３では、次の時刻の２次元像を読み込むためにｉに１を加える。
【００３５】
（ステップＳ２８）２次元像出力部４では、送られてきた２次元像を時刻順に２次元像表示装置５に送出する。このとき、２次元像枚数が元の映像の倍となるので、２次元像表示装置５には映像を表示するためには元の２次元像を表示する倍の速度が必要となる。
【００３６】
（ステップＳ２９）入力映像が終わりか否かによって処理を分ける。入力映像が終わりでなければステップＳ２２に戻ってステップＳ２３〜２９を繰り返す。入力映像が終わりであれば処理を終了する。
【００３７】
以上の処理により、１つの２次元像表示装置で３次元像表示を達成することができる。
なお、ステップＳ２４、ステップＳ２５では、すべての複製２次元像について輝度と大きさを変えるとしているが、輝度と大きさを変える複製２次元像の選択方法（たとえば２枚ごとに変えるなど）については特に規定しない。
【００３８】
また、ステップＳ２６では、複製２次元像を元の２次元像の間に挿入する方法を示しているが、挿入方法（たとえば元の２次元像２枚に対して複製２次元像を１枚挿入するなど）についても特に規定しない。
【００３９】
また、輝度と大きさを変える対象は、２次元像の部分画像（たとえば、２次元像中の人物だけ、建物だけなど）であり、対象毎に輝度と大きさを変えることにより、全体映像を立体的に表示することが可能である。
【００４０】
以上の２つの実施例において、映像調整量決定部３で決定する輝度と大きさの調整量については、原理となる錯視現象が最も効果的に起こる量とすればよい。
【００４１】
また、上記の２つの実施例では映像調整量決定部３における調整量はあらかじめ与えられているとしているが、あらかじめ与えられるのは３次元像の奥行きとし、映像調整量決定部３では、３次元像の奥行きと輝度および大きさとの関係をあらかじめ記載した変換表を参照して調整量を決定する方法もあるが、本発明では調整量の決め方については特に規定しない。
【００４２】
なお、図３および図７で示したフローチャートの各ステップの処理をプログラムコード化したプログラムを、表示装置に内蔵されるＣＰＵやメモリなどからなるコンピュータ（図示せず）に実行させることによって、これらの各処理を表示装置で実現させることができる。
【００４３】
また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，ＦＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して頒布したり、インターネット等のネットワークを介してユーザ装置にダウンロードさせること等により広く市場に普及させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る基本構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例に係る基本構成を説明するための図である。
【図３】図１の構成に対する動作の概略フローチャート図である。
【図４】実施例の説明に用いる入力映像の例である。
【図５】本発明の出力映像の例である。
【図６】本発明の別の出力映像の例である。
【図７】図２の構成に対する動作の概略フローチャート図である。
【図８】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：２次元像入力部
２：映像調整部
３：映像調整量決定部
４：２次元像出力部
５：２次元像表示装置
６：映像複製部
【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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