(57)【要約】【課題】視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された２Ｄ化像１７６を表示するスクリーン１６６と、スクリーン１６６と重なる方向に離間して配置され、二次元画像のうち所定の範囲の奥行情報に基づいて生成された２Ｄ化像１７３を表示するスクリーン１６３と、２Ｄ化像１７６と２Ｄ化像１７３とを異なる時間に表示させるスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２と、を備えている。そして、制御部は、２Ｄ化像１７６の表示対象物体と２Ｄ化像１７３の表示対象物体とが重なるようにスクリーン１６６、１６３に表示させている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された第１画像を表示する第１表示部と、
前記第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置され、前記奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示する第２表示部と、
前記第１画像と前記第２画像とを異なる時間に表示させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１画像の前記表示対象物体と前記第２画像の前記表示対象物体とが重なるように表示させる、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記二次元画像を複数に分割した領域毎に付されている奥行情報に基づいて前記第１画像及び前記第２画像を生成する生成部を更に備え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】
前記奥行情報が、前記二次元画像の画素毎に付されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記生成部は、前記第１画像と前記第２画像とを左右に並べた画像として生成することを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１表示部及び前記第２表示部は、光を透過する透過状態と前記透過状態よりも光の散乱が大きい散乱状態とに変化するスクリーンで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１表示部が前記散乱状態のときに前記第１画像を表示させ、前記第２表示部が前記散乱状態のときに前記第２画像を表示させることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
表示対象物体を表示する表示装置の表示方法であって、
第１表示部に前記表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された第１画像を表示させる第１表示工程と、
前記第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置されている第２表示部に前記奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示させる第２表示工程と、
前記第１画像と前記第２画像とを異なる時間に表示させる制御工程と、を含み、
前記制御工程は、前記第１画像の前記表示対象物体と前記第２画像の前記表示対象物体とが重なるように表示させる、
ことを特徴とする表示方法。
【請求項８】
請求項７に記載の表示方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする表示プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の表示プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像等の映像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から物体の奥行き感を表した表示（三次元表示或いは立体表示とも呼ばれる）を行う表示装置は、様々な方式が提案されている。例えば、特許文献１には、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対して二次元像を生成し、生成された二次元像の輝度を表示面毎に各々独立に変化させて、生成された二次元像を複数の表示面に表示することで三次元の再現像を再構成することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、分割領域ごとに透過状態又は散乱状態に切り替え可能なスクリーンを複数重ね、画像の深さ情報に応じた部分のスクリーンを散乱状態にすることで立体的に表示することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０２２５５８号公報
【特許文献２】特許第４３６７０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法の場合、観察者の視点から見た再現像の位置と奥行き情報から、再現像の輝度を変調し三次元物体を再現する原理であるため、観察者の視点が動いたり、あるいは観察者の近くにいる別の観察者が再現像を見た場合、観察像に明暗の斑が発生し、奥行き表示の再現が極めて困難になるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に記載された方法の場合、画像部分の背面には何も表示されていないので、視線を少しでもずらすと画像にスリットが入ったように見えてしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された第１画像を表示する第１表示部と、前記第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置され、前記奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示する第２表示部と、前記第１画像と前記第２画像とを異なる時間に表示させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１画像の前記表示対象物体と前記第２画像の前記表示対象物体とが重なるように表示させる、ことを特徴とする表示装置である。
【０００９】
請求項７に記載された発明は、表示対象物体を表示する表示装置の表示方法であって、第１表示部に前記表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された第１画像を表示させる第１表示工程と、前記第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置されている第２表示部に前記奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示させる第２表示工程と、前記第１画像と前記第２画像とを異なる時間に表示させる制御工程と、を含み、前記制御工程は、前記第１画像の前記表示対象物体と前記第２画像の前記表示対象物体とが重なるように表示させる、ことを特徴とする表示方法である。
【００１０】
請求項８に記載された発明は、請求項７に記載の表示方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする表示プログラムである。
【００１１】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載の表示プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例にかかる表示装置の原理の説明図である。
【図２】図１に示された説明図において三次元物体が表示面１０１上にある場合の図である。
【図３】図１に示された説明図において三次元物体が表示面１０１と表示面１０２との間にある場合の図である。
【図４】図１に示された説明図において三次元物体が表示面１０１と表示面１０２との間にある場合の図である。
【図５】図１に示された説明図において三次元物体が表示面１０２上にある場合の図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる表示装置の具体例の構成を示した概略構成図である。
【図７】図６に示されたスクリーンの模式的な断面図である。
【図８】図６に示された映像送出装置から送出される画像の説明図である。
【図９】図６に示された画像上下分割装置から出力される画像の説明図である。
【図１０】図６に示された表示装置の動作のフローチャートである。
【図１１】図６に示された表示装置の動作のタイミングチャートの例である。
【図１２】本発明の他の具体例の構成を示した概略構成図である。
【図１３】本発明の他の具体例の構成を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる表示装置は、表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像である第１画像を表示する第１表示部と、第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置され、奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示する第２表示部と、第１画像と第２画像とを異なる時間に表示させる制御部と、を備えている。そして、制御部は、第１画像の表示対象物体と第２画像の表示対象物体とが重なるように表示させている。このようにすることにより、例えば、第２表示部が第１表示部よりも手前側に配置されている場合は、表示対象物体のうち手前側に位置する部分を奥行情報に基づいて抜き出して第２画像とし、その部分が重なるように異なる時間に表示することができる。したがって、表示対象物体を立体的に表示させるとともに、視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる。
【００１４】
また、二次元画像を複数に分割した領域毎に付されている奥行情報に基づいて第１画像及び第２画像を生成する生成部を更に備える。このようにすることにより、表示する画像のうち奥行きを持たせる部分について第２画像として取り出すことができ、１つの二次元画像から立体表示をするための第１画像と第２画像とを容易に生成することができる。
【００１５】
また、奥行情報が、二次元画像の画素毎に付されていてもよい。このようにすることにより、より細かい単位で第二画像の切り出し領域を指定することができる。
【００１６】
また、生成部は、第１画像と前記第２画像とを左右に並べた画像として生成してもよい。このようにすることにより、第１画像と第２画像とを１つの画像に含めることができるので、第１画像と第２画像との同期が容易となる。
【００１７】
また、第１表示部及び第２表示部は、光を透過する透過状態と透過状態よりも光の散乱が大きい散乱状態とに変化するスクリーンで構成されていてもよい。このようにすることにより、散乱状態時に第１画像や第２画像をそれぞれの表示部に表示させることができる。したがって、散乱状態を互いにずらすことで奥行き感を表した表示をすることができる。
【００１８】
また、制御部は、第１表示部が散乱状態のときに第１画像を表示させ、第２表示部が散乱状態のときに第２画像を表示させる。このようにすることにより、重ねられるように離間して配置されている第１表示部と第２表示部に対して同じ側から第１画像及び第２画像の２つの画像を投影することができる。
【００１９】
また、本発明の一実施形態にかかる表示方法は、第１表示部に表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された第１画像を表示させる第１表示工程と、第１表示部と視線方向に重なるように離間して配置されている第２表示部に奥行情報が所定の範囲にあるものから生成された第２画像を表示させる第２表示工程と、第１画像と第２画像とを異なる時間に表示させる制御工程と、を含んでいる。そして、制御工程は、第１画像の表示対象物体と第２画像の表示対象物体とが重なるように表示させる。このようにすることにより、例えば、第２表示部が第１表示部よりも手前側に配置されている場合は、表示対象物体のうち手前側に位置する部分を奥行情報に基づいて抜き出して第２画像とし、その部分が重なるように異なる時間に表示することができる。したがって、表示対象物体を立体的に表示させるとともに、視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる。
【００２０】
また、上述した表示方法をコンピュータにより実行させる表示プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを利用して表示対象物体のうち手前側に位置する部分を奥行情報に基づいて抜き出して第２画像とし、その部分が重なるように異なる時間に表示することができる。したがって、表示対象物体を立体的に表示させるとともに、視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる。
【００２１】
また、上述した表示プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。
【００２２】
本発明の一実施例にかかる表示装置１を有する表示システム１００を図１乃至図５を参照して説明する。図１乃至５は、本実施例にかかる表示装置１における立体表示の原理を説明する図である。
【００２３】
図１に示すように、観察者１０の前面に複数の表示面１０１、１０２を設置し、これらの表示面１０１、１０２にそれぞれ二次元像を例えばプロジェクタを用いて表示する。ここで、表示面１０１は、表示面１０２よりも観察者１０側に配置されており、表示面１０１と表示面１０２とは所定の距離だけ離間している。なお、離間させる距離は立体表示として視認させる範囲等に応じて適宜設定される。図１の場合、表示面１０１が第２表示部、表示面１０２が第１表示部となる。
【００２４】
また、少なくとも観察者側に配置される表示面１０１は、画像を表示させる状態と、光を透過する透過状態とが切り替え可能となっており、表示面１０１を透過して表示面１０２に表示された画像が視認可能となっている。
【００２５】
次に、図２に示すように、観察者１０に提示したい三次元物体１０４（表示対象物体；ケーキ）を、観察者１０の視線方向から、表示面１０１、１０２へ射影した像である２Ｄ（二次元）化像１０５、１０６を生成する。この２Ｄ化像１０５、１０６の生成方法としては、例えば、視線方向から三次元物体１０４をカメラで撮影した二次元像を用いる方法、また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挙げられる。
【００２６】
２Ｄ化像１０５、１０６は、それぞれ、表示面１０１と表示面１０２に、観察者１０から見て重なるように交互に表示する。これは、例えば、２Ｄ化像１０５、１０６の各々の中心位置の平行移動と、各々の像の拡大・縮小などの相似変形を行うことで可能となる。また、交互に表示する際には、２Ｄ化像１０６を表示しているときは表示面１０１は透過状態となっている。
【００２７】
ここで、観察者１０に近い表示面１０１に表示させる２Ｄ化像１０５は、その表示領域を、三次元物体１０４の奥行きに対応した奥行情報に対応して決定する。奥行情報は、三次元物体１０４を撮影等して得られた二次元画像に付加される情報である。例えば、図２に示すように、三次元物体１０４が表示面１０１上（近傍）にあるように表示装置１に表示したい場合には、表示面１０１に表示する２Ｄ化像１０５は三次元物体１０４の全体を表示し、表示面１０２に表示する２Ｄ化像１０６も三次元物体１０４の全体を表示する。
【００２８】
次に、図３に示すように、三次元物体１０４が観察者１０より少し遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側に少し寄った位置にある場合には、２Ｄ化像１０５のうち、奥行き位置の遠い部分（最も表示面１０２側に近い部分）にあたる領域を表示せず、奥行き位置の遠い部分より手前部分にあたる領域を表示し、２Ｄ化像１０６は三次元物体１０４の全体を表示する。即ち、２Ｄ化像１０５は、二次元画像のうち所定の範囲の奥行情報に基づいて生成された第２画像となり、２Ｄ化像１０６は、二次元画像に基づいて生成された第１画像となる。
【００２９】
さらに、図４に示すように、三次元物体１０４が観察者１０よりさらに遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側にさらに近づいた位置にある場合には、２Ｄ化像１０５の内、奥行きの最も手前部分より遠い部分にあたる領域を表示せず、奥行きの最も手前部分にあたる領域のみを表示し、２Ｄ化像１０６は三次元物体１０４の全体を表示する。
【００３０】
そして、三次元物体１０４が表示面１０２上にある場合には、図５に示すように、表示面１０１の２Ｄ化像１０５では表示対象物体を表示せず、表示面１０２にのみ三次元物体１０４の全体を２Ｄ化像１０６として表示する。
【００３１】
このように表示することにより、観察者１０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１０にはあたかも表示面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。例えば、表示面１０１、１０２に、それぞれ三次元物体１０４と同じ明るさの２Ｄ化像１０５、１０６を表示した場合には、観察者１０の視線のピント面は最も近い表示面１０１の奥行き位置に合致し、もう一方の表示面１０２上に表示された２Ｄ化像１０６をマスキングする効果が働き、三次元物体１０４は表示面１０１の位置にあるように感じられる。
【００３２】
また、手前にある明るい映像が、奥にある同程度の明るさをもった映像をマスキングする効果は部分領域であっても発生し、表示面１０１上に表示された２Ｄ化像１０５の表示領域を変えることで、表示面１０１、１０２の中間位置に三次元物体１０４が位置しているように感じられる。さらに、このマスキング効果を利用した奥行き表示方法においては、観察者１０が動いて視点位置を変えても、それぞれの面の間に位置する三次元物体１０４の奥行きの見え方が大きく損なわれることがない。
【００３３】
次に、上述した原理に基づく表示装置１を有する表示システム１００の具体例を図６に示す。表示システム１００は、図６に示すように、プロジェクタ１６１、１６２と、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６と、シャッタ１６７、１６８と、映像送出装置１６９と、画像上下分割装置１７０と、３Ｄ同期信号受信部１７１と、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２と、を有している。表示装置１は、前記したスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６と、シャッタ１６７、１６８と、映像送出装置１６９と、３Ｄ同期信号受信部１７１と、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２と、を有して構成されている。
【００３４】
プロジェクタ１６１、１６２は、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６を挟んで観察者１０の反対側に配置されている（観察者１０側に配置してもよい）。プロジェクタ１６１、１６２は、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６へ映像情報により変調された映像光を投影できるものであればよい。特に本実施例におけるプロジェクタ１６１、１６２は、サイドバイサイド方式の３Ｄ映像信号が入力されて立体映像（３Ｄ映像）を投影可能な周知の３Ｄプロジェクタとなっている。
【００３５】
プロジェクタ１６１、１６２は、一般に、サイドバイサイド方式の映像信号として左目用の映像信号と右目用の映像信号とが左右に並んだ信号として１映像周期内に１回入力され、左目用、右目用の映像信号を時間をずらして投射する。つまり、入力された左目用の映像信号又は右目用の映像信号に応じてＬＥＤやレーザー等の光源を駆動して左目用の映像と右目用の映像とを交互に表示、いわゆる時分割表示による立体映像を投射する。本実施例では、左目用、右目用の映像の代わりに、奥行情報に応じた２Ｄ化像を交互に投射する。
【００３６】
また、プロジェクタ１６１、１６２は、一般に、入力された映像信号より同期信号を抽出する。そして抽出された同期信号より左目用映像、右目用映像に対応した所定の信号（３Ｄ同期信号）を発生し、３Ｄ表示用の眼鏡に対して赤外線等の無線信号として出力する。但し、本実施例では、３Ｄ表示用の眼鏡は使用せず、後述するように、３Ｄ同期信号を利用してスクリーンやシャッタの制御を行う。
【００３７】
なお、プロジェクタ１６１からの映像光はスクリーン１６４の全域をカバーしながら、フォーカス位置はスクリーン１６４とスクリーン１６３の中間を狙うとよい。プロジェクタ１６２からの映像光はスクリーン１６６の全域をカバーしながら、フォーカス位置はスクリーン１６６とスクリーン１６５の中間を狙うとよい。このようにすることにより、各スクリーンに表示される画像の焦点が合いやすくなる。
【００３８】
スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６は、所定距離だけ互いに離間して配置されている。図６の例ではスクリーンは４つであるが上記原理で説明したように２以上であればよい。スクリーンが２つの場合、プロジェクタ１６１及びシャッタ１６７、又は、プロジェクタ１６２及びシャッタ１６８の一方は不要となる。スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６は、電圧の印加により光学状態を変化できるものであればよい。スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６の光学状態は、散乱状態が映像状態であり、それよりも入射光の散乱が小さく且つ平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態である。即ち、光に対し透過状態と散乱状態とに変化（切り替え）可能となっている。以下、スクリーン１６３を代表として説明するが、スクリーン１６４、１６５、１６６も同様の構成である。なお、以下、スクリーン１６３に表示される２Ｄ化像に１７３の符号を付し、スクリーン１６４に表示される２Ｄ化像に１７４の符号を付し、スクリーン１６５に表示される２Ｄ化像に１７５の符号を付し、スクリーン１６６に表示される２Ｄ化像に１７６の符号を付して説明する。
【００３９】
スクリーン１６３は、例えば、液晶材料を用い、散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を変化させる調光スクリーンなどでよい。調光スクリーンには、例えば、高分子分散液晶などの液晶素子を用いたもの、透明セル内の白色粉体を移動させることで散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を制御する素子などを用いたものなどがある。
【００４０】
図７に、光学状態を制御可能なスクリーン１６３の模式的な断面図を示す。図７に示したスクリーン１６３は、一対の透明なガラス板２３、２４の間に液晶を含む複合材料等を挟み込んだ光学層２５を有する。一方のガラス板２４の光学層２５側には、全面に対向電極２６が形成される。他方のガラス板２３の光学層２５側には、全面に制御電極２７が配置される。なお、電極２６、２７と光学層２５との間に、絶縁体からなる中間層を形成してもよい。
【００４１】
また、対向電極２６および制御電極２７は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により、透明電極として形成される。光学層２５は、制御電極２７と対向電極２６との間に配置される。
【００４２】
スクリーン１６３は、第１電極としての対向電極２６と第２電極としての制御電極２７との間に電位差を生じるように電圧が印加される。光学層２５内の光学状態は、対向電極２６と制御電極２７の印加電圧により変化する。
【００４３】
スクリーン１６３は、電位差を生じるように電圧が印加された際の状態によりリバースモードとノーマルモードに分類される。リバースモードで動作するスクリーン１６３は、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン１６３が透明な透過状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線の散乱率の散乱状態となる。ノーマルモードで動作するスクリーンでは、電圧を印加していない通常状態において、スクリーンが散乱状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線透過率の透明な透過状態となる。そして、スクリーン１６３の光学状態は、所定の散乱状態が映像状態に対応し、それよりも平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態に対応する。なお、本実施例では、リバースモードで説明するが、ノーマルモードでも適用できる。
【００４４】
シャッタ１６７は、プロジェクタ１６１の前面（プロジェクタ１６１とスクリーン１６６との間）に配置されている。そして、シャッタ１６７をスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が開閉制御することで、プロジェクタ１６１が出射する映像光の透過または遮断の制御を行い、スクリーン１６３、１６４が散乱状態の期間に映像光が投射されるようにしている。
【００４５】
シャッタ１６８は、プロジェクタ１６２の前面（プロジェクタ１６２とスクリーン１６６との間）に配置されている。そして、シャッタ１６８をスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が開閉制御することで、プロジェクタ１６２が出射する映像光の透過または遮断の制御を行い、スクリーン１６５、１６６が散乱状態の期間に映像光が投射されるようにしている。
【００４６】
シャッタ１６７、１６８は、例えば、一部分が透明な黒色円板を回転させる光チョッパー式などで構成された機械式シャッタとその円盤を回転させる駆動装置等を含んでいる。そして、機械式シャッタの部分がプロジェクタ１６１やプロジェクタ１６２の投射光が出射されるレンズ等の前面に設けられている。なお、シャッタ１６７、１６８は、光チョッパー式に限らず、例えば、１枚ないし複数枚のシャッタ羽根により光路を開閉する方式など、開閉制御されることによって映像光の透過または遮断が制御できるものであれば他の方式の機械式シャッタでもよい。勿論シャッタ１６７はプロジェクタ１６１内に組み込んでもよい（シャッタ１６８はプロジェクタ１６２内に組み込んでもよい）。また、機械式シャッタに限らず、周知の液晶式シャッタによるものであってもよい。液晶式シャッタすることで、モータ等の駆動装置が不要となり、設置スペースの縮小や耐久性・安全性などを高めることができる。
【００４７】
映像送出装置１６９は、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６に表示する映像（画像）を画像上下分割装置１７０に送出する。映像送出装置１６９は、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６に表示する画像として、図８に示すように、表示対象物体の奥行情報に基づいて生成した４つの画像を、１つにまとめた画像とした（画面分割した）形式で作成し送出する。
【００４８】
図８において、（１）はスクリーン１６３に表示する２Ｄ化像１７３、（２）はスクリーン１６４に表示する２Ｄ化像１７４、（３）はスクリーン１６５に表示する２Ｄ化像１７５、（４）はスクリーン１６６に表示する２Ｄ化像１７６、をそれぞれ示している。図８には表示対象物体としてケーキが描画されている。
【００４９】
図８の画像は、映像送出装置１６９内部に保持或いは外部から取得する表示対象物体を撮影等した二次元画像から生成する。当該二次元画像には奥行情報として周知のデプスマップが付加されている。デプスマップは画素毎に付加されており、例えば、奥行きに応じて−５０〜＋５０の値を持つとする（＋値が大きくなるほど奥の情報とする）。この場合、スクリーン１６６には全ての値の画素を表示、つまり、元の画像を全て表示する（図８の（４））。スクリーン１６５には−５０〜＋２５の範囲（所定の範囲）の値を持つ画素を抽出する（図８の（３））。スクリーン１６４には−５０〜０の範囲の値を持つ画素を抽出する（図８の（２））。スクリーン１６３には−５０〜−２５の範囲の値を持つ画素を抽出する（図８の（１））。このようにすることにより、図８のように奥行き位置に応じた画像を生成することができる。
【００５０】
即ち、本実施例の場合、表示対象物体を撮影等した二次元画像がデプスマップを有する二次元画像であり、２Ｄ化像１７６が第１画像、２Ｄ化像１７５、１７４、１７３が第２画像となる。したがって、スクリーン１６６が第１表示部、スクリーン１６５、１６４、１６３が第２表示部となる。
【００５１】
なお、本実施例では、デプスマップは画素毎に値が付加されているとしているが、例えば複数画素×複数画素からなる領域等の所定の領域毎に付加されていてもよい。この場合、デプスマップのデータサイズを削減することができる。
【００５２】
画像上下分割装置１７０は、映像送出装置１６９で生成した画像が入力され、上下に分割して、２つのプロジェクタ１６１、１６２に出力する。上下分割の例を図９に示す。図９は図８を上下分割した例である。図９に示したように、図８において上側に配置されている（１）、（２）を上側画像、下側に配置されている（３）、（４）を下側画像として分割する。このように分割することにより、２つのプロジェクタ１６１、１６２にはサイドバイサイド方式の映像信号として入力される。即ち、映像送出装置１６９及び画像上下分割装置１７０は、二次元画像に付されている奥行情報に基づいて第１画像及び第２画像を生成する生成部として機能する。
【００５３】
３Ｄ同期信号受信部１７１は、プロジェクタ１６２から無線等により送信される３Ｄ同期信号を受信し、映像同期信号を生成してスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２に出力する。なお、３Ｄ同期信号受信部１７１は、プロジェクタ１６２から３Ｄ同期信号を受信するに限らず、プロジェクタ１６１であってもよいし、両方から受信するようにしてもよい。
【００５４】
スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、３Ｄ同期信号受信部１７１から入力された映像同期信号に基づいて、映像光が投影されるスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６の各光学層２５を、透過状態または散乱状態に制御する。また、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、３Ｄ同期信号受信部１７１から入力された映像同期信号に基づいて、シャッタ１６７、１６８の開閉状態を制御する。つまり、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、映像同期信号に基づいて、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６がそれぞれ散乱状態のときにシャッタ１６７、１６８を開制御してプロジェクタ１６１、１６２が投射する映像光が適切に投影されるようにしている。
【００５５】
なお、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備え、メモリ等の記録装置に記録されたプログラムの実行により動作が制御されるコンピュータで構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成された専用のハードウェアでもよい。
【００５６】
次に、上述した表示システム１００の動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０（ａ）は映像送出装置１６９における画像生成からプロジェクタ１６１、１６２における映像光の投射までのフローチャート、図１０（ｂ）は、３Ｄ同期信号受信部１７１が３Ｄ同期信号を受信してからスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２がスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６及びシャッタ１６７、１６８を制御するまでのフローチャートである。
【００５７】
まず、図１０（ａ）のフローチャートから説明する。ステップＳ１１において、映像送出装置１６９は、表示する画像に含まれているデプスマップに基づいてスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６のそれぞれに表示するための図８に示したような画像を生成する。次に、ステップＳ１２において、画像上下分割装置１７０は、映像送出装置１６９から入力された画像を図９に示したように上下に分割する。そして、ステップＳ１３において、プロジェクタ１６１、１６２は、画像上下分割装置１７０から入力された画像をスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６へ投射する。プロジェクタ１６１、１６２では、上述したようにサイドバイサイド方式の３Ｄ映像信号と同様にして画像処理し、１映像周期毎に、プロジェクタ１６１は図９の（１）と（２）の２つの画像（即ち、２Ｄ化像１７３、１７４）を交互にスクリーン１６３、１６４に投射する。プロジェクタ１６２は図９の（３）と（４）の２つの画像（即ち、２Ｄ化像１７５、１７６）を交互にスクリーン１６５、１６６に投射する。これらの２Ｄ化像１７３、１７４、１７５、１７６は、観察者１０から見て重なるように投影される。即ち、図１０（ａ）のフローチャートが第１表示工程、第２表示工程として機能する。
【００５８】
次に、図１０（ｂ）のフローチャートを説明する。ステップＳ２１において、３Ｄ同期信号受信部１７１は、プロジェクタ１６２から３Ｄ表示用の眼鏡に対して出力している３Ｄ同期信号を受信する。つまり、本実施例では、３Ｄ表示用の眼鏡に対して出力している３Ｄ同期信号を以降の制御信号等の生成に利用している。次に、ステップＳ２２において、３Ｄ同期信号受信部１７１は、受信した３Ｄ同期信号から１映像周期に同期した映像同期信号を生成する。そして、ステップＳ２３において、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、３Ｄ同期信号受信部１７１から入力された映像同期信号に基づいて、１映像周期の期間内に、プロジェクタ１６１、１６２の投射タイミングに合わせてスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６の透過状態と散乱状態の切り替え制御やシャッタ１７１、１７２の開閉制御を行う。また、２Ｄ化像１７３、１７４、１７５、１７６は、１映像周期内でそれぞれ時間的にずらして表示されるので、上述した原理のようなマスキング効果が働き奥行き感を得られる。即ち、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、２Ｄ化像１７６（第１画像）のケーキ（表示対象物体）と例えば２Ｄ化像１７３（第２画像）のケーキの一部（表示対象物体）とが重なるようにスクリーン１６３（第１表示部）及びスクリーン１６６（第２表示部）に表示させている。また、図１０（ｂ）のフローチャートが制御工程として機能する。
【００５９】
図１１に上述した表示システム１００のプロジェクタ１６１、１６２の映像出力（投射）と、３Ｄ同期信号受信部１７１、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２と、の動作例のタイミングチャートを示す。
【００６０】
図１１（ａ）はプロジェクタ１６１の映像出力（投射）を示し、（ｂ）はプロジェクタ１６２の映像出力を示し、（ｃ）は３Ｄ同期信号受信部１７１がプロジェクタ１６２からの３Ｄ同期信号に基づいて生成した映像同期信号を示し、（ｄ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したシャッタ１６７の駆動信号（開閉制御信号）を示し、（ｅ）はシャッタ１６７の動作を示している。
【００６１】
図１１（ｆ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したスクリーン１６３の駆動信号を示し、（ｇ）はスクリーン１６３の状態を示し、（ｈ）はスクリーン１６３の透過率を示している。
【００６２】
図１１（ｉ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したスクリーン１６４の駆動信号を示し、（ｊ）はスクリーン１６４の状態を示し、（ｋ）はスクリーン１６４の透過率を示している。
【００６３】
図１１（ｌ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したシャッタ１６８の駆動信号（開閉制御信号）を示し、（ｍ）はシャッタ１６８の動作を示している。
【００６４】
図１１（ｎ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したスクリーン１６５の駆動信号を示し、（ｏ）はスクリーン１６５の状態を示し、（ｐ）はスクリーン１６５の透過率を示している。
【００６５】
図１１（ｑ）は映像同期信号のタイミングを基準としてスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２が生成したスクリーン１６６の駆動信号を示し、（ｒ）はスクリーン１６６の状態を示し、（ｓ）はスクリーン１６６の透過率を示している。
【００６６】
図１１に示した例の場合、（ｄ）のシャッタ１６７の駆動信号、（ｆ）のスクリーン１６３の駆動信号、（ｉ）のスクリーン１６４の駆動信号、（ｌ）のシャッタ１６８の駆動信号、（ｎ）のスクリーン１６５の駆動信号、（ｑ）のスクリーン１６６の駆動信号は、（ｃ）の映像同期信号を基準としてそれぞれ１映像周期未満の信号遅延が与えられて４つの２Ｄ化像の表示が時間的に重ならないようにタイミングが調整されている。
【００６７】
図１１に示した駆動信号によって、プロジェクタ１６１の（１）映像表示のタイミングに合わせてシャッタ１６７が開かれ、プロジェクタ１６１からの映像光が４枚のスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６に届き、この時唯一散乱状態となっているスクリーン１６３上に、２Ｄ化像１７３を表示する。プロジェクタ１６１からの（２）映像表示のタイミングに合わせてシャッタ１６７が開かれると、プロジェクタ１６１からの映像光が４枚の透過／散乱スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６に届き、この時唯一散乱状態となっているスクリーン１６４上に、２Ｄ化像１７４を表示する。
【００６８】
さらに、プロジェクタ１６１と同様にプロジェクタ１６２からの（３）映像表示のタイミングに合わせてシャッタ１６８が開かれ、スクリーン１６５上に、２Ｄ化像１７５を表示し、プロジェクタ１６２からの（４）映像表示のタイミングに合わせてシャッタ１６８が開かれ、スクリーン１６６上に、２Ｄ化像１７６を表示する。
【００６９】
図１１の例では、スクリーンの散乱の順序が観察者１０に近い順又は遠い順となっていないが、順序がバラバラであってもマスキング効果は働くため表示した際の奥行き感に影響はない。勿論スクリーンの配置順に散乱させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００７０】
本実施例によれば、表示装置１は、表示対象物体の奥行情報を有する二次元画像に基づいて生成された２Ｄ化像１７６を表示するスクリーン１６６と、スクリーン１６６と重なる方向に離間して配置され、二次元画像のうち所定の範囲の奥行情報に基づいて生成された２Ｄ化像１７３を表示するスクリーン１６３、同様に２Ｄ化像１７４を表示するスクリーン１６４、同様に２Ｄ化像１７５を表示するスクリーン１６５と、２Ｄ化像１７６と２Ｄ化像１７３とを異なる時間に表示させるスクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２と、を備えている。そして、制御部は、２Ｄ化像１７６の表示対象物体と２Ｄ化像１７３の表示対象物体とが重なるようにスクリーン１６６、１６３に表示させている。このようにすることにより、例えば、スクリーン１６３がスクリーン１６６よりも手前側に配置されている場合は、２Ｄ化像１７６のうち手前側に位置する部分を抜き出して２Ｄ化像１６３とし、その部分が重なるように異なる時間に表示することができる。したがって、立体的に表示させるとともに、視点をずらしても違和感なく奥行き感を表した表示をすることができる。
【００７１】
また、デプスマップ（奥行情報）が二次元画像の画素毎に付されていている。このようにすることにより、より細かい単位で２Ｄ化像１７３等の切り出し領域を指定することができる。
【００７２】
また、スクリーン１６３、１６４、１６５、１６６は、光を透過する透過状態と透過状態よりも光の散乱が大きい散乱状態とに変化するスクリーンで構成されていている。このようにすることにより、散乱状態時に２Ｄ化像１７３、１７４、１７５、１７６をそれぞれのスクリーンに表示させることができる。したがって、散乱状態を互いにずらすことで奥行き感を表した表示をすることができる。
【００７３】
また、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、スクリーン１６６が散乱状態のときに２Ｄ化像１７６を表示させ、例えばスクリーン１６３が散乱状態のときに２Ｄ化像１７３を表示させる。このようにすることにより、重ねられるように離間して配置されているスクリーン１６６とスクリーン１６３に対して同じ側から２Ｄ化像１７６及び２Ｄ化像１７３の２つの画像を投影することができる。
【００７４】
また、映像送出装置１６９でサイドバイサイド方式の画像を画像上下分割装置１７０で上下に分割して３Ｄプロジェクタで投射するので、４つの２Ｄ化像の同期をとるのが容易となる。
【００７５】
なお、上述した実施例では、表示する画像の同期を容易にするために画像上下分割装置１７０を用いていたが、同期がとれるのであれば用いなくてもよい。図１２に画像上下分割装置１７０を用いない例を示す。図１２の場合、プロジェクタ１６１用の映像送出装置１６９ａとプロジェクタ１６２用の映像送出装置１６９ｂとを設ける。３Ｄ同期信号受信部１７１はプロジェクタ１６１、１６２の双方から３Ｄ同期信号を受信し、映像同期信号を生成する。
【００７６】
また、３Ｄプロジェクタを用いなくてもよい。図１３は通常の２Ｄプロジェクタを用いた例である。図１３の場合、スクリーンの数だけプロジェクタとシャッタを用意している。このようにしても、上述した原理により奥行き感を持った表示をすることができる。なお、図１３の場合、スクリーンおよびシャッタ駆動装置１７２は、映像送出装置２７１、２７２、２７３、２７４またはプロジェクタ２６１、２６２、２６３、２６４から映像同期信号を取得してスクリーン１６３、１６４、１６５、１６６およびシャッタ２８１、２８２、２８３、２８４を制御する。図１３では、１つのスクリーン当たり１／６０秒で表示する場合、４系統の映像を１／２４０秒ずつずらしたタイミングで同期させて動かす必要があるが、図８に示したように水平、垂直方向の解像度を落とす必要が無く画質は最良となる。但し、図８に示した形態であっても、例えば映像信号ソースとして４Ｋ（超高精細）映像を用いれば、投影される１枚１枚の映像情報量としてはＨＤ（高精細）を確保できる。
【００７７】
さらには、プロジェクタは１つであってもよい。例えば、スクリーン毎に表示する２Ｄ化像を１映像周期毎に順次表示させることであっても奥行き感を持った表示をすることができる。例えば図６のように４つのスクリーンがある場合は、４映像周期に１回の周期で各スクリーンが散乱状態となりそれぞれの２Ｄ化像を表示する。
【００７８】
また、上述した実施例は、スクリーン１６３等に表示する画像は静止画で説明したが、動画であってもよい。動画の場合は表示させる内容の変化に応じて画素の付与されているデプスマップの値が表示対象物体の動きによって変化するため、映像送出装置１６９では、デプスマップの変化に応じてスクリーンごとに表示する画像を生成する必要がある。
【００７９】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１        表示装置
１０１    表示面（第２表示部）
１０２    表示面（第１表示部）
１０５    ２Ｄ化像（第２画像）
１０６    ２Ｄ化像（第１画像）
１６３    スクリーン（第２表示部）
１６４    スクリーン（第２表示部）
１６５    スクリーン（第２表示部）
１６６    スクリーン（第１表示部）
１６９    映像送出装置（生成部）
１７０    画像上下分割装置（生成部）
１７２    スクリーンおよびシャッタ駆動装置（制御部）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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