(57)【要約】【課題】３次元表示に必要な２次元画像と奥行き情報からなる３次元画像情報を、画質への影響を最小限にしたまま従来の２次元画像と同様なインターフェースに変換し、従来の伝送路を用いて伝送する。【解決手段】２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報の伝送方法であって、送信側において、前記２次元画像情報に前記奥行き情報を付加した画像情報を生成し、当該画像情報を、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて受信側に伝送し、受信側において、画像情報から、前記２次元画像情報と、前記奥行き情報とを分離し、３次元表示装置に出力する。前記画像情報は、従来の２次元画像のＲ、Ｇ、Ｂの各々のチャンネルの最下位のビットの下に、前記奥行き情報のビットを３分割したビットを追加したものである。【選択図】図２
2007166277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報の伝送方法であって、
送信側において、前記２次元画像情報に前記奥行き情報を付加した画像情報を生成し、
当該画像情報を、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて受信側に伝送し、
受信側において、受信した前記画像情報から、前記２次元画像情報と、前記奥行き情報とを分離し、３次元表示装置に出力することを特徴とする３次元画像情報の伝送方法。
【請求項２】
前記３次元表示装置は、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前記２次元画像情報に基づく２次元像をそれぞれ表示し、前記奥行き情報に基づき、当該表示される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ことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像情報の伝送方法。
【請求項３】
前記画像情報は、従来の２次元画像のＲ、Ｇ、Ｂの各々のチャンネルの最下位のビットの下に、前記奥行き情報のビットを３分割したビットを追加したものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３次元画像情報の伝送方法。
【請求項４】
前記画像情報は、従来の２次元画像のＲ、Ｇ、Ｂの各々のチャンネルの下位ビットの少なくとも１つを削除し、前記奥行き情報のビットを３分割したビットを、前記削除した下位ビット部分に追加し、前記従来の２次元画像と同じビット数にしたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３次元画像情報の伝送方法。
【請求項５】
前記奥行き情報は、下位ビットの少なくとも１つが削除されたものであることを特徴とする請求項４に記載の３次元画像情報の伝送方法。
【請求項６】
２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報を受信側装置に伝送する送信側装置であって、
入力される奥行き情報をｎ（ｎ≧２）分割する分割手段と、
入力されるｎチャンネルの２次元画像情報に、前記分割手段でｎ分割された奥行き情報を挿入するデータ挿入手段と、
前記データ挿入手段から出力される、前記２次元画像情報に前記奥行き情報を付加した画像情報を、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて、受信側装置に伝送するデータ送信手段とを備えることを特徴とする送信側装置。
【請求項７】
２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報を送信側装置から受信する受信側装置であって、
従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて送信側装置から伝送された、２次元画像情報に前記奥行き情報を付加された画像情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した画像情報から、ｎ（ｎ≧２）チャンネルの２次元画像情報と、ｎ分割された奥行き情報とを分離する分離手段と、
前記分離手段で分離されたｎ分割された奥行き情報から、元の奥行き情報を合成する合成手段と、
前記分離手段で分離されたｎチャンネルの２次元画像情報と、前記合成手段で合成された奥行き情報とを、３次元表示装置に出力する出力手段とを備えることを特徴とする受信側装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像情報の伝送方法、送信側装置および受信側装置に係り、特に、３次元表示に必要な２次元画像と奥行き情報を、従来の伝送路を用いて伝送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。（例えば、下記特許文献１、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。
また、前述した提案済みの３次元表示装置の画像情報の伝送方法についても提案している（例えば、下記特許文献３参照）。
この提案済みの伝送方法では、伝送する画像の余分な部分に奥行き情報を埋め込む、あるいは表示に不要な別の画像が表示されるが、画像の一部を奥行き情報に置き換えて伝送するものである。
【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号公報
【特許文献２】特許第３４６０６７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７４６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した３次元表示方法では、従来の２次元画像情報に加えて奥行き情報を用いることで、複数面の輝度あるいは透過度を変化させている。
しかし、従来の伝送路を用いて、２次元画像情報と、当該２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報を伝送するには、奥行き情報の分だけデータ量が増えたことにより、画像の伝送ができず、専用の伝送路が必要であった。
従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いる場合には、前述の特許文献３に記載されているように、画像の余分な部分に奥行き情報を埋め込む、あるいは表示に不要な別の画像が表示されるが、画像の一部を奥行き情報に置き換えて伝送する必要があった。
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、３次元表示に必要な２次元画像と奥行き情報からなる３次元画像情報を、画質への影響を最小限にしたまま従来の２次元画像と同様なインターフェースに変換し、従来の伝送路を用いて伝送すること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。
前述の目的を達成するための、本発明は、２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報の伝送方法であって、送信側において、前記２次元画像情報に前記奥行き情報を付加した画像情報を生成し、当該画像情報を、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて受信側に伝送し、受信側において、受信した前記画像情報から、前記２次元画像情報と、前記奥行き情報とを分離し、３次元表示装置に出力することを特徴とする。
また、本発明では、前記３次元表示装置は、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前記２次元画像情報に基づく２次元像をそれぞれ表示し、前記奥行き情報に基づき、当該表示される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。
【０００６】
また、本発明では、前記画像情報は、従来の２次元画像のＲ、Ｇ、Ｂの各々のチャンネルの最下位のビットの下に、前記奥行き情報のビットを３分割したビットを追加したものである。
また、本発明では、前記画像情報は、従来の２次元画像のＲ、Ｇ、Ｂの各々のチャンネルの下位ビットの少なくとも１つを削除し、前記奥行き情報のビットを３分割したビットを、前記削除した下位ビット部分に追加し、前記従来の２次元画像と同じビット数にしたものである。
また、本発明では、前記奥行き情報は、下位ビットの少なくとも１つが削除されたものである。
【０００７】
また、本発明は、２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報を受信側装置に伝送する送信側装置であって、入力される奥行き情報をｎ（ｎ≧２）分割する分割手段と、入力されるｎチャンネルの２次元画像情報に、前記分割手段でｎ分割された奥行き情報を挿入するデータ挿入手段と、前記データ挿入手段から出力される、前記２次元画像情報に前記奥行き情報を付加した画像情報を、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて、受信側装置に伝送するデータ送信手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、２次元画像情報と、前記２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報とで構成される３次元画像情報を送信側装置から受信する受信側装置であって、従来の２次元画像を伝送する伝送路を用いて送信側装置から伝送された、２次元画像情報に前記奥行き情報を付加された画像情報を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した画像情報から、ｎ（ｎ≧２）チャンネルの２次元画像情報と、ｎ分割された奥行き情報とを分離する分離手段と、前記分離手段で分離されたｎ分割された奥行き情報から、元の奥行き情報を合成する合成手段と、前記分離手段で分離されたｎチャンネルの２次元画像情報と、前記合成手段で合成された奥行き情報とを、３次元表示装置に出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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、３次元表示に必要な２次元画像と奥行き情報からなる３次元画像情報を、画質への影響を最小限にしたまま、従来の２次元画像と同様なインターフェースに変換し、従来の伝送路を用いて伝送することが可能となる。
また、３次元表示装置だけでなく、通常の２次元表示装置をそのまま接続した場合でも、そのままで違和感の無い２次元画像を表示することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
［ＤＦＤ型の３次元表示装置の一例］
図４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４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（１１，１２）（表示面１１が表示面１２より観察者１００に近い）を設定し、これらの表示面（１１，１２）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１３を構築する。
前記２次元表示装置としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイパネル、ＬＥＤディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、ＥＬディスプレイパネル、ＦＥＤディスプレイパネル、ＤＭＤ、プロジェクション方式ディスプレイパネル、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４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４に示す３次元表示装置では、図５に示すように、観察者１００に提示したい３次元物体１６を、観察者１００の両眼の視線方向から、前述の表示面（１１，１２）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ）（１４，１５）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１６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。
【００１１】
図４に示すように、前記２Ｄ化像（１４，１５）を、各々表示面１１と表示面１２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（１４，１５）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（１４，１５）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１６の奥行き位置に対応して変えることで、３次元物体１６の３次元立体像を表示する。
その２Ｄ化像（１４，１５）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１６が表示面１１上にある場合には、図６に示すように、この上の２Ｄ化像１４の輝度を３次元物体１６の輝度に等しくし、表示面１２上の２Ｄ化像１５の輝度はゼロとする。
次に、例えば、３次元物体１６が観察者１００より少し遠ざかって表示面１１より表示面１２側に少し寄った位置にある場合には、図７に示すように、２Ｄ化像１４の輝度を少し下げ、２Ｄ化像１５の輝度を少し上げる。
【００１２】
次に、例えば、３次元物体１６が観察者１００よりさらに遠ざかって表示面１１より表示面１２側にさらに寄った位置にある場合には、図８に示すように、２Ｄ化像１４の輝度をさらに下げ、２Ｄ化像１５の輝度をさらに上げる。
さらに、例えば、３次元物体１６が表示面１２上にある場合には、図９に示すように、この上の２Ｄ化像１５の輝度を３次元物体１６の輝度に等しくし、表示面１１上の２Ｄ化像１４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（１４，１５）であっても、観察者１００にはあたかも表示面（１１，１２）の中間に３次元物体１６が位置しているように感じられる。
例えば、表示面（１１，１２）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１４，１５）を表示した場合には、表示面（１１，１２）の奥行き位置の中間付近に３次元物体１６があるように感じられる。この場合に、この３次元物体１６は、観察者１００には立体感を伴って知覚される。
【００１３】
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（１１，１２）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４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４に示す構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１４，１５）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１６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。
【００１４】
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（１４，１５）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１１より表示面１２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１１上にある場合には、図６に示すように、表示面１１上の２Ｄ化像１４の輝度を３次元立体像の輝度に等しくし、表示面１２上の２Ｄ化像１５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１１より表示面１２側に時間的に少し寄ってくる場合には、図７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１４の輝度を時間的に少し下げ、かつ２Ｄ化像１５の輝度を時間的に少し上げる。
【００１５】
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１１より表示面１２側にさらに寄った位置に時間的に移動する場合には、図８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１４の輝度を時間的にさらに下げ、かつ２Ｄ化像１５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１２上まで時間的に移動してきた場合には、図９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１５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１１上の２Ｄ化像１４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（１４，１５）であっても、観察者１００にはあたかも表示面（１１，１２）の間を、表示面１１から表示面１２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。
【００１６】
なお、前述の説明では、３次元立体像が表示面１１から表示面１２まで移動する場合について述べたが、これが表示面（１１，１２）の間の途中の奥行き位置から表示面１２まで移動する場合や、表示面１１から表示面（１１，１２）の間の途中の奥行き位置まで移動する場合や、表示面（１１，１２）の間の途中の奥行き位置から表示面（１１，１２）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。
【００１７】
［ＤＦＤ型の３次元表示装置の他の例］
図１０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１０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（２１，２２）（透過型表示装置２１が透過型表示装置２２より観察者１００に近い）と、種々の光学素子と、光源２３を用いて光学系１３を構築する。即ち、本実施例では、前述の図４における表示面（１１，１２）に代えて、透過型表示装置（２１，２２）を用いるものである。
前記透過型表示装置（２１，２２）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パネル、イン・プレイン型液晶ディスプレイパネル、ホモジニアス型液晶ディスプレイパネル、強誘電液晶ディスプレイパネル、ゲスト−ホスト型液晶ディスプレイパネル、高分子分散型液晶ディスプレイパネル、ホログラフィック高分子分散型液晶ディスプレイパネル、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１０では、バックライト（光源）２３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１０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。
【００１８】
図１０に示す３次元表示装置においても、前述の図５に示すように、観察者１００に提示したい３次元物体１６を、観察者１００から見て、前記透過型表示装置（２１，２２）へ射影した２Ｄ化像（１４，１５）を生成する。
前記２Ｄ化像（１４，１５）を、図１０に示すように、各々透過型表示装置２１と透過型表示装置２２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（１４，１５）として表示する。
これは、例えば、２Ｄ化像（１４，１５）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２３から射出された光で、２Ｄ化像１５を透過し、さらに２Ｄ化像１４を透過した光によって生成される。
図１０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（１４，１５）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１６の奥行き位置に対応して変えて、透過型表示装置２１と透過型表示装置２２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。
【００１９】
その２Ｄ化像（１４，１５）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１６が透過型表示装置２１上にある場合には、透過型表示装置２１上の透過度を、２Ｄ化像１４の輝度が３次元物体１６の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置２２上の２Ｄ化像１５の部分の透過度を、例えば、その透過型表示装置２２の最大値とする。
次に、例えば、３次元物体１６が観察者１００より少し遠ざかって、透過型表示装置２１より透過型表示装置２２側に少し寄った位置にある場合には、透過型表示装置２１上の２Ｄ化像１４の部分の透過度を少し増加させ、透過型表示装置２２上の２Ｄ化像１５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１６が観察者１００よりさらに遠ざかって、透過型表示装置２１より透過型表示装置２２側にさらに寄った位置にある場合には、透過型表示装置２１上の２Ｄ化像１４の部分の透過度をさらに増加させ、透過型表示装置２２上の２Ｄ化像１５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１６が透過型表示装置２２上にある場合には、透過型表示装置２２上の透過度を、２Ｄ化像１５の輝度が３次元物体１６の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置２１上の２Ｄ化像１４の部分の透過度を、例えば、透過型表示装置２１の最大値とする。
【００２０】
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（１４，１５）であっても、観察者１００にはあたかも透過型表示装置（２１，２２）の中間に３次元物体１６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（２１，２２）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１４，１５）を表示した場合には、透過型表示装置（２１，２２）の奥行き位置の中間付近に３次元物体１６があるように感じられる。この場合に、この３次元物体１６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（２１，２２）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１０に示す３次元表示装置においても、図４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１０に示す３次元表示装置においても、図４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。
【００２１】
［図１０に示す３次元表示装置の変形例］
図１１は、図１０に示す３次元表示装置の変形例を説明するための図である。
図１１に示す３次元表示装置では、偏光板３０と、偏光板３６との間に、透過型表示装置２１と、散乱板３３と、透過型表示装置２２とが配置される。
透過型表示装置２１は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル３２と、カラーフィルタ３１とで構成され、同様に、透過型表示装置２２は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル３５と、カラーフィルタ３４とで構成される。
また、偏光板３６の後方（偏光板３６の透過型表示装置２２と反対の側）に、光源（バックライト）２３が配置される。
ここで、液晶表示パネル（３２，３５）は、ツイストネマティック型液晶ディスプレイパネル、イン・プレイン型液晶ディスプレイパネル、ホモジニアス型液晶ディスプレイパネル、強誘電液晶ディスプレイパネル、反強誘電液晶ディスプレイパネルなどから偏光板を取り除いた装置で構成される。
液晶表示パネル（３２，３５）は、各画素単位で、偏光の方向を変化できるので、出射光の偏光方向と、出射側の偏光板の偏光方向により、出射する光の強度を変化でき、全体として光の透過度を変化させることができる。
したがって、液晶表示パネル（３２，３５）の各画素単位に、通過する光の偏光方向を制御することにより、液晶表示パネル３２および液晶表示パネル３５毎に、独立に透過度を変化させることができる。
【００２２】
図１１に示す３次元表示装置でも、前述した手法により、透過型表示装置（２１，２２）上、あるいは、透過型表示装置２１と透過型表示装置２２との間の任意の位置に、３次元立体像を表示することが可能である。
しかも、図１１に示す３次元表示装置では、液晶表示パネル（３２，３５）を、２枚の偏光板（３０，３６）で挟むようにしたので、透過型表示装置として、両側に偏光板を設けた液晶表示パネルを使用する場合に比して、光源２３からの照射光の光路中に挿入される偏光板の数を少なくすることができ、表示が暗くなるのを防止することができる。
また、図１１に示す３次元表示装置では、各液晶表示パネル（３２，３５）の各画素単位に、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色から成るカラーフィルタ（３１，３４）を配置するようにしたので、カラー画像の３次元立体像を表示することができる。
但し、図１１に示す３次元表示装置では、偏光方向が、液晶表示パネル３２と液晶表示パネル３５とを通過する間に変化することを考慮して、各液晶表示パネル（３２，３５）の偏光方向の制御を行う必要がある。
図１１に示す３次元表示装置では、各透過型表示装置（２１，２２）は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル（３２，３５）と、カラーフィルタ（３１，３４）とで構成される。そのため、カラーフィルタ３１と、カラーフィルタ３４とにおける、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各フィルタの配列方向、配列ピッチ等の違いにより、モアレが発生する恐れがある。
そのため、図１１に示す３次元表示装置では、カラーフィルタ３１とカラーフィルタ３４との間に、散乱板３３を配置し、前述したモアレが発生するのを防止するようにしている。
【００２３】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例の３次元画像情報の伝送方法を実施する送信側装置と、受信側装置の概略構成を示すブロック図である。
３次元画像の元データは、従来の２次元画像と同様な２Ｄデータ（Ｒ・Ｇ・Ｂの画像データ）と、２次元画像情報の各画素毎に付加される奥行き情報であるＺデータ（Ｚ画像データ）から構成される。
従来の伝送路やインターフェースを用いてこの３次元画像を伝送するには、従来の伝送路やインターフェースに加えて奥行き情報を伝送する伝送路や、インターフェースを別に用意する必要があった。
本実施例では、送信側装置１１０において、入力された元データ１０１のＺデータ（奥行き情報）を、Ｚ分割装置１０２で、複数のチャンネルに分割し、データ挿入装置１０３にて、入力された元データ１０１の２Ｄデータに挿入し、２ＤデータにＺデータを付加した画像情報を生成する。
【００２４】
そして、当該画像情報を、従来のデータ送信装置１０４、伝送路１０５を介して、受信側装置１２０のデータ受信装置１０６に伝送する。
受信側装置１２０では、データ分離装置１０７で、受信した画像情報から２Ｄデータと、複数のチャンネルから成るＺデータを分離し、Ｚ合成装置１０８で、複数のチャンネルから成るＺデータを、１つのＺデータに合成する。
そして、データ分離装置１０７で分離した２Ｄデータと、Ｚ合成装置１０８で合成したＺデータを、３次元表示装置（前述の図４〜図１１を用いて説明したＤＦＤ方式の３次元表示装置）に出力する。
３次元表示装置は、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を有し、各表示面に、２Ｄデータに基づく２次元像をそれぞれ表示し、さらにＺデータに基づき、当該表示される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。
【００２５】
図２は、本発明の実施例１の３次元画像情報の伝送方法を説明するための図である。
図２に示すように、元データ２０１（ここでは、例として、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｚ各々６ビットからなるデータ）を、伝送路２０３のデータ幅（２４ビット［Ｒ・Ｇ・Ｂ各々８ビット］）に収めて送信する。
具体的には、送信側装置１１０のデータ挿入装置１０３で、元データ２０１のＲ・Ｇ・Ｂの各々６ビットのデータを、伝送路２０３のＲ・Ｇ・Ｂの各々８ビットの上位６ビットに収め、空いた下位２ビットに、Ｚ分割装置１０２で３分割されたＺデータを収める。
奥行きデータは、Ｚ分割装置１０２において、２ビットずつに３分割し、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれの下位２ビットに収めて送信する。
受信側装置１２０で受信されたデータ２０４は、データ分離装置１０７で分離され、送信とは、逆に、Ｒ・Ｇ・Ｂの各々の上位６ビットは、２次元画像情報として３次元表示装置へ受け渡され、Ｒ・Ｇ・Ｂの各々の下位２ビットは、Ｚ合成装置１０８で１つのＺデータに合成された後、奥行き情報として３次元表示装置へ受け渡される。
受信側の３次元表示装置の入力インターフェースが８ビットの場合には、下位２ビットには、「０」あるいは任意のビットを入れることで、８ビットのインターフェースに入力することができる。
【００２６】
ここで、もし、受信側に３次元表示装置ではなく、通常の２次元表示装置（例えば、通常の液晶表示装置（ＬＣＤ），ＣＲＴなど）をそのまま接続した場合でも、Ｒ・Ｇ・Ｂの各々の下位ビットのみを変更しており、従来のように、画像の一部として観察者に見える形で奥行き画像が埋め込まれているわけではないため、大きな画像の劣化などは無く（最大階調数が減少するのみである）、通常の２次元画像として見ることが可能である。
特に、切り替え動作などを必要とせずに、従来の２次元画像のインターフェースとの共用が可能である。
このため、受信側では、特に、下位ビットの分離、消去の操作等は必要とせず、そのまま受信するだけでよい。
また、小型な液晶表示装置（ＬＣＤ）では、インターフェースとして、元々５ビットあるいは６ビットしか入力を持っていないものも多々あり、その場合には、本方法による画像劣化は全く起こらない。
伝送路やインターフェースの形式としては、例えば、ＤＶＩ−Ｉ、ＬＶＤＳ、デジタルＲＧＢ、Ｃ−ＭＯＳパラレル、その他デジタル信号を受け渡している伝送路、インターフェースを用いることができる。
【００２７】
［実施例２］
図３は、本発明の実施例２の３次元画像情報の伝送方法を説明するための図である。
図３に示すように、本実施例では、元データ３０１（ここでは、例として、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｚ各々８ビットから成るデータ）を、伝送路３０３のデータ幅（２４ビット［Ｒ・Ｇ・Ｂ各々８ビット］）に収めて送信する。
具体的には、送信側装置１１０のデータ挿入装置１０３で、元データ３０１のＲ・Ｇ・Ｂの各８ビットのデータのうち、画質に大きく影響を及ぼさない下位２ビットを削除して６ビットとし、伝送路３０３のＲ・Ｇ・Ｂの各々８ビットの上位６ビットに収め、空いた下位２ビットにＺデータを収める。
奥行きデータも同様に、Ｚ分割装置１０２で、下位２ビットを削除して６ビットとし、それぞれ２ビットずつに３分割し、各々Ｒ・Ｇ・Ｂの下位２ビットに収めて送信する。
受信側装置１２０で受信されたデータ３０４は、データ分離装置１０７で分離され、送信とは、逆に、Ｒ・Ｇ・Ｂの各々の上位６ビットは、２次元画像情報として３次元表示装置へ受け渡され、Ｒ・Ｇ・Ｂの各々の下位２ビットは、Ｚ合成装置１０８で１つのＺデータに合成された後、奥行き情報として３次元表示装置へ受け渡される。
受信側の３次元表示装置の入力インターフェースが８ビットの場合には、下位２ビットには、「０」あるいは任意のビットを入れることで、８ビットのインターフェースに入力することができる。
なお、前述した実施例以外に、例えば、伝送路が、Ｒ・Ｇ・Ｂ各々１０ビットのものや、元データが１０ビットのものなど様々な組み合わせが考えられるが、伝送路の下位ビットに奥行き情報を入れることで、同様な効果が期待できる。
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】
【００２８】
【図１】本発明の実施例の３次元画像情報の伝送方法を実施する送信側装置と、受信側装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の３次元画像情報の伝送方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例２の３次元画像情報の伝送方法を説明するための図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】図１０に示す３次元表示装置の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１，１２  表示面
１３  光学系
１４，１５  ２Ｄ化像
１６  ３次元物体
２１，２２  透過型表示装置
２３  バックライト
３２，３５  液晶表示パネル
３１，３４  カラーフィルタ
３０，３６  偏光板
３３  散乱板
１００  観察者
１０１，２０１，３０１  元データ
１０２  Ｚ分割装置
１０３  データ挿入装置
１０４  データ送信装置
１０５，２０３，３０３  伝送路
１０６  データ受信装置
１０７  データ分離装置
１０８  Ｚ合成装置
１１０  送信側装置
１２０  受信側装置
２０２，３０２  送信データ
２０４，３０４  受信データ
【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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