JP3628967B2 - 三次元表示方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元表示方法および装置に係わり、特に、三次元立体像を、情報量を少なくして、電子的に動画再生できる三次元表示方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気的に書き換え可能で、情報量が少なく、動画の立体表示を可能とする装置として、図２６に示す液晶シャッタ眼鏡方式がよく知られている。
以下、この液晶シャッタ眼鏡方式の原理について説明する。
この液晶シャッタ眼鏡方式においては、カメラ（６０２，６０３）により、三次元物体６０１を異なる方向から撮影し、三次元物体６０１を異なる方向から撮影した像（視差像）を生成する。
カメラ（６０２，６０３）により撮影された映像を、映像信号変換装置６０４で合成して１つの映像信号とし、二次元表示装置（例えば、ＣＲＴ表示装置）６０５に入力する。
観察者６０７は、液晶シャッタ眼鏡６０６をかけて二次元表示装置６０５の映像を観察する。
【０００３】
ここで、二次元表示装置６０５がカメラ６０３の映像を表示している時に、液晶シャッタ眼鏡６０６は左側が非透過状態、右側が透過状態とされ、また、二次元表示装置６０５がカメラ６０２の映像を表示している時に、液晶シャッタ眼鏡６０６は左側が透過状態、右側が非透過状態とされる。
前記動作を高速で切り替えると、眼の残像効果により両眼に視差像が見えるように感じる。したがって、両眼視差による立体視が可能となる。
また、従来の電気的に書き換え可能で、情報量が少なく、動画の立体表示を可能とする装置として、図２７に示す体積型方式も提案されている。
以下、この体積型方式の原理について説明する。
この体積型方式においては、図２７（ｂ）に示すように、三次元物体６１１を観察者から見て奥行き方向に標本化して二次元像の集まり６１２とし、この二次元像の集まり６１２を、図２７（ａ）に示す体積型三次元表示装置６１３を用いて、例えば、時分割で再び奥行き方向に配置して三次元の再現像６１４を再構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図２６に示す液晶シャッタ眼鏡方式は、液晶シャッタ眼鏡６０６が必須であるため、テレビ会議のような場合には、非常に不自然であるという問題点があった。
また、立体視の生理的要因の中で、両眼視差、輻輳と、ピント調節との間に大きな矛盾が生じる。
即ち、前記図２６に示す液晶シャッタ眼鏡方式では、両眼視差と輻輳はほぼ満足できるが、ピント面が表示面にあるため、この矛盾により、眼精疲労などを生じるという問題点があった。
また、前記図２７に示す体積型方式は、再現する三次元物体６１１の奥行き位置が実際に像を表示する面に近くて、かつその面に挟まれているため、前記図２６に示す液晶シャッタ眼鏡方式と異なり、両眼視差、輻輳と、ピント調節との間の矛盾を抑制することができる。
しかしながら、この体積型方式では、奥行き方向に位置が離散的であるため、その中間位置の三次元物体や奥行き方向に大きく変化している三次元物体を再現するのが困難であるという問題点があった。
【０００５】
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、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないでカラー画像の三次元立体像を表示することが可能な三次元表示方法および装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、電気的に書換え可能な、カラー画像の三次元動画像を表示することが可能な三次元表示方法および装置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及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
即ち、本発明は、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、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した二次元像を生成し、前記生成された二次元像を前記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それぞれ表示し、当該表示される二次元像の偏光方向を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させることにより、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を前記各表示面毎にそれぞれ変化させて、三次元立体像を生成する三次元表示方法であって、前記複数の表示面の少なくとも１つの表示面に表示される二次元像はカラー画像の二次元像とし、前記複数の表示面の少なくとも他の１つの表示面に表示される二次元像はモノクロ画像の二次元像とすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態では、前記二次元像が前記観察者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、前記二次元像を前記複数の表示面に表示し、かつ前記観察者の見る総体的な輝度が、元の表示対象物体の輝度と等しくなるように、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を設定することを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記表示対象物体が、前記観察者に近い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を低くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を高くし、また、前記表示対象物体が、前記観察者から遠い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を高くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を低くすることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態では、前記観察者の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点を、右眼と左眼との間の一点とすることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記観察者の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点を、右眼と左眼の中心点とすることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記二次元像を時間的変化に応じて順次切り替えることにより、三次元の動画像を表示することを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記二次元像が奥行き方向に移動する物体像を含む場合であって、当該物体の移動方向が前記観察者に近づく方向である場合に、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次低くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次高くし、また、当該物体の移動方向が前記観察者から遠ざかる方向である場合に、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次高くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次低くすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、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、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した二次元像を生成する第１の手段と、前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、それぞれ前記第１の手段で生成された二次元像が表示される複数の透過型表示装置と、前記各透過型表示装置に表示される二次元像の偏光方向を、各透過型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる第２の手段と、前記各透過型表示装置を挟むように配置される一対の偏光板とを具備する三次元表示装置であって、前記各透過型表示装置は、画素単位で光の偏光方向を変化できる偏光可変装置を含み、前記複数の透過型表示装置の少なくとも１つの透過型表示装置は、カラーフィルタを備え、カラー画像の二次元像を表示し、前記複数の透過型表示装置の少なくとも他の１つの透過型表示装置は、カラーフィルタを備えず、モノクロ画像の二次元像を表示することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態では、前記カラー画像の二次元像を表示する透過型表示装置を複数具備する場合に、当該複数のカラー画像の二次元像を表示する透過型表示装置の間に配置される散乱板を有することを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記観察者から見て前記複数の透過型表示装置の後方に配置される光源を有し、前記各透過型表示装置は、前記光源からの照射光の偏光方向を変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記偏光可変装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶層とを有し、前記液晶層に印加する電圧により、光源からの照射光の偏光方向を変化させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態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。
［実施の形態１］
なお、以下の実施の形態では、提示する三次元物体を主に２つの透過型表示装置に二次元像として表示する場合について述べるが、これを２つ以上の透過型表示装置としても同様な効果が期待できることは明らかである。
［本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理］
図２〜図７は、本発明の基本となる三次元表示装置の原理を説明するための図である。
図２に示す三次元表示装置では、観察者１００の前面に、複数の透過型表示装置、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）（透過型表示装置１０１が透過型表示装置１０２より観察者１００に近い）と、種々の光学素子と、光源１１０を用いて光学系１０３を構築する。
前記透過型表示装置（１０１，１０２）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、イン・プレイン型液晶ディスプレイ、ホモジニアス型液晶ディスプレイ、強誘電液晶ディスプレイ、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。
本実施の形態では、一例として光源１１０が、観察者１００から見て最も後方に配置された場合を示す。
【００１３】
次に、図３に示すように、観察者１００に提示したい三次元物体１０４を、観察者１００から見て、前記透過型表示装置（１０１，１０２）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ。）である２Ｄ化像（１０５，１０６）を生成する。
この２Ｄ化像の生成方法としては、例えば、観察者１００の視線方向から三次元物体１０４をカメラ撮影した二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ある。
前記２Ｄ化像（１０５，１０６）を、図２に示すように、各々透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２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（１０７，１０８）として表示する。これは、例えば、２Ｄ化像（１０５，１０６）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、２Ｄ化像１０８を透過し、さらに２Ｄ化像１０７を透過した光によって生成される。
【００１４】
本発明における重要な要点は、その観察者１００が見る像の輝度を、表示しようとする三次元物体１０４の輝度と同じになるように一定に保ちつつ、２Ｄ化像１０７と２Ｄ化像１０８の透過度の配分を変えることで、観察者１００の感じる像の奥行き位置を変えることである。
その変え方の一例を以下に述べる。
なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように図面上では透過度が低い方を濃く示してある。
例えば、三次元物体１０４が透過型表示装置１０１上にある場合には、図４に示すように、透過型表示装置１０１上の透過度を、２Ｄ化像１０７の輝度が三次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を、例えば、その透過型表示装置１０２の最大値とする。
次に、例えば、三次元物体１０４が観察者１００より少し遠ざかって、透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側に少し寄った位置にある場合には、図５に示すように、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を少し増加させ、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を少し減少させる。
【００１５】
さらに、例えば、三次元物体１０４が観察者１００よりさらに遠ざかって、透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側にさらに寄った位置にある場合には、図６に示すように、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度をさらに増加させ、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度をさらに減少させる。
遂に、例えば、三次元物体１０４が透過型表示装置１０２上にある場合には、図７に示すように、透過型表示装置１０２上の透過度を、２Ｄ化像１０８の輝度が三次元物体１０４の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を、例えば、透過型表示装置１０１の最大値とする。
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（１０７，１０８）であっても、観察者１００にはあたかも透過型表示装置（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。
即ち、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）の２Ｄ化像（１０７，１０８）の部分の透過度をほぼ同じに設定した場合には、透過型表示装置（１０１，１０２）の奥行き位置の中間付近に三次元物体１０４があるように感じられる。
【００１６】
［本実施の形態の三次元表示装置の特徴］
図１は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態では、偏光板２０３と、偏光板２１３との間に、透過型表示装置１０１と、散乱板２０４と、透過型表示装置１０２とが配置される。
透過型表示装置１０１は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル２０１と、カラーフィルタ２０２とで構成され、同様に、透過型表示装置１０２は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル２１１と、カラーフィルタ２１２とで構成される。
また、偏光板２１３の後方（偏光板２１３の透過型表示装置１０２と反対の側）に、光源（バックライト）２０５が配置される。
ここで、液晶表示パネル（２０１，２１１）は、ツイストネマティック型液晶ディスプレイ、イン・プレイン型液晶表示装置、ホモジニアス型液晶表示装置、強誘電液晶表示装置、反強誘電液晶表示装置などから偏光枚を取り除いた装置で構成される。
【００１７】
液晶表示パネル（２０１，２１１）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（２０１，２１１）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２０１および液晶表示パネル２１１毎に、独立に透過度を変化させることができる。
但し、本実施の形態では、透過型表示装置（１０１，１０２）上に表示される２Ｄ化像（１０７，１０８）は、カラー画像の二次元像である必要がある。
これにより、前記［本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理］で説明した原理により、透過型表示装置（１０１，１０２）上、あるいは、透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２との間の任意の位置に、三次元立体像を表示することが可能である。
しかも、本実施の形態では、各液晶表示パネル（２０１，２１１）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（２０２，２１２）を配置するようにしたので、カラー画像の三次元立体像を表示することができる。
【００１８】
但し、本実施の形態では、偏光方向が、液晶表示パネル２０１と液晶表示パネル２１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（２０１，２１２）の偏光方向の制御を行う必要がある。
なお、図８に示すように、透過型表示装置１０１として、両側に偏光板（２０３，２０３１）を設けた液晶表示パネル２０１、および、透過型表示装置１０２として、両側に偏光板（２１３，２１３１）を設けた液晶表示パネル２１１を使用する場合には、光源２０５からの照射光の光路中に４枚の偏光板（２０３，２０３１，２１３，２１３１）が挿入されることになるので、全体としての透過度が低くなり、表示が暗くなる欠点がある。
図８は、図２に示す透過型表示装置（１０１，１０２）の一例の概略構成を示す図である。
これに対して、本実施の形態では、透過型表示装置（１０１，１０２）を、２枚の偏光板（２０３，２１３）で挟むようにしたので、表示が暗くなるのを防止することができる。
その上、本実施の形態では、液晶表示パネル（２０１，２１１）における輝度を実質的に大きな自由度で制御できる利点も有する。
【００１９】
すなわち、図８に示す透過型表示装置（１０１，１０２）の場合には、光源２０５からの照射光は、各透過型表示装置（１０１，１０２）を通過する間に変化しない、あるいは減少するしかなく、各透過型表示装置（１０１，１０２）における輝度は、変化しなし、あるいは、減少するしかない。
これに対して、本実施の形態においては、出射側の偏光板２０３までは、光量は実質的にほとんど変化せず、各液晶表示パネル（２０１，２１１）ではその偏光方向のみが変化している。
しかも、偏光方向は、各液晶表示パネル（２０１，２１１）でほぼ加算されて回転していくが、出射側の偏光板２０３の外から観察した場合、出射側の偏光板２０３の透過偏光方向を基準として０〜９０度までは各液晶表示パネル（２０１，２１１）の輝度は減少し、９０〜１８０度までは輝度は上昇し、１８０〜２７０度までは輝度は減少し、２７０〜３６０度までは輝度は上昇するというように輝度の上昇、減少を繰り返せる。
【００２０】
したがって、各液晶表示パネル（２０１，２１１）の輝度は、その直前の偏光可変装置の輝度に比べて、上昇することも、変化しないことも、減少することも可能となる。
但し、実際には、例えば、ツイストネマティック型液晶表示装置などにおいては、最大の角度変化が９０度である場合が多いため、これを考慮して設計を行う必要がある。
本実施の形態では、各透過型表示装置（１０１，１０２）は、偏光可変装置として機能する液晶表示パネル（２０１，２１１）と、カラーフィルタ（２０２，２１２）とで構成される。
そのため、カラーフィルタ２０２と、カラーフィルタ２１２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、本実施の形態では、カラーフィルタ２０２とカラーフィルタ２１２との間に、散乱板２０４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。
【００２１】
［本実施の形態の三次元表示装置の変形例］
図９は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の変形例の概略構成を示す図である。
図９に示す三次元表示装置は、透過型表示装置１０１のカラーフィルタ２０２が省略され、透過型表示装置１０１が白黒（モノクロ）表示の透過型表示装置である点で、図１に示す三次元表示装置と異なっている。
また、図９に示す三次元表示装置では、前述したカラーフィルタ２０２と、カラーフィルタ２１２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ないので、散乱板２０４も省略されている。
図９に示す三次元表示装置でも、前記［本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理］で説明した原理により、透過型表示装置（１０１，１０２）上、あるいは、透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２との間の任意の位置に、カラー画像の三次元立体像を表示することが可能である。
但し、図９に示す三次元表示装置では、透過型表示装置１０１上に表示される２Ｄ化像１０７は、白黒画像の二次元像であり、透過型表示装置１０２上に表示される２Ｄ化像１０８は、カラー画像の二次元像である必要がある。
また、図９に示す三次元表示装置では、図１に示す三次元表示装置に比して、カラーフィルタが一枚省略されているので、図１に示す三次元表示装置よりも表示が明るくなる。
そのため、例えば、図１０に示す三次元表示装置のように、表示が暗くならない範囲で、白黒表示の透過型表示装置１０１と、カラー表示の透過型表示装置１０２とを、複数組み合わせることも可能である。
【００２２】
図１０は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の他の変形例の概略構成を示す図である。
図１０に示す三次元表示装置は、図９に示す三次元表示装置の前面に、白黒（モノクロ）表示の透過型表示装置１５１と、カラー表示の透過型表示装置１５２とを配置した三次元表示装置である。
ここで、透過型表示装置１５１は、液晶表示パネル２５１と、偏光板２５３とで構成され、透過型表示装置１５２は、液晶表示パネル２６１と、カラーフィルタ２６２とで構成される。
さらに、図１０に示す三次元表示装置では、透過型表示装置１０１の偏光板は省略されるとともに、カラーフィルタ２６２と、カラーフィルタ２１２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ので、散乱板２０４が配置される。
図１０に示す三次元表示装置でも、前記［本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理］で説明した原理により、透過型表示装置（１０１，１０２，１５１，１５２）上、あるいは、各透過型表示装置の任意の位置に、カラー画像の三次元立体像を表示することが可能である。
【００２３】
また、本実施の形態において、前記した２Ｄ化像を観察者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表示する場合において、特に、観察者１００の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点として、右眼と左眼の間の一点を用いる場合には、前記した複数の面（即ち、透過型表示装置（１０１，１０２）の配置位置）の中間位置における三次元知覚の効果を得られる信頼性が大きくなる（簡単に言うと多くの人が、あるいは多くの場合に効果が得られる）。
さらに、観察者１００の左右眼の中心位置を前記一点として用いると、さらに効果を得やすくなるとともに、左右眼における、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）上に表示される透過二次元像から生じる二重像の大きさを小さくできる利点を有する。
【００２４】
その上、前記重なるように表示した２Ｄ化像の観察者１００から見た左右方向の大きさを拡大・縮小することは、知覚される深さや傾きなどを人工的に変化させることに有効である。
また、前記した効果を得るための、前記透過二次元像を表示する面間の奥行き距離（即ち、透過型表示装置１０１と透過型表示装置１０２との間の距離）は、同じ表示対象物体（三次元物体１０４）に対して、それらの面に表示された複数の二次元像（２Ｄ化像）が、観察者１００の右眼と左眼の位置から単眼で見て共通領域を有する範囲である。
即ち、共通領域がない状態では、この効果は消失し、観察者１００には前記面に奥行き方向に離れて感じられる。
【００２５】
本実施の形態においては、図２６に示した従来法と異なり、実際に像を表示する面が、その錯覚位置を挟んで少なくとも２つ以上存在するため、従来法にあった両眼視差、輻輳と、ピント調節との間の矛盾を大きく抑制でき、眼精疲労などを抑制できると考えられる。
また、ピント調節自体は、観察者１００が２つ以上の面を同時に見ることになるため、双方の像を最もぼけさずに見ることができる位置に定位することとなるため、従来法の欠点を大きく改善できる。
この場合、複数の２Ｄ化像（１０７，１０８）を表示する複数の面の奥行き距離は、観察者１００から見て表示対象物体の奥行き位置にピントを合わせた方が、前記複数の面にピントを合わせるより画像のぼけが少ない範囲内とする必要がある。
【００２６】
また、図２７に示した従来法と異なり、面の中間位置に存在する三次元物体（即ち、複数の透過型表示装置の間にある三次元物体）も観察者１００に対しては三次元的に見えるため、従来の書割り的な立体感ではない利点を有する。
さらに、本実施の形態では、複数の透過型表示装置の間にある三次元物体も表現できることから、三次元表示を行う場合のデータ量を大きく減らせる利点も有する。
また、本実施の形態では、透過度の制御のみによる人の生理的、あるいは心理的要因、あるいは錯覚を利用しているため、光源として、特に、レーザーなどのコヒーレント光源を必要とせず、かつカラー化も容易である利点を有している。また、本実施の形態は、機械的駆動部を含まないため、軽量化、信頼性の向上などに適している利点を有する。
【００２７】
なお、前記説明では、複数の２Ｄ化像（１０７，１０８）の部分の透過度を変化させる場合について説明したが、例えば、複数の２Ｄ化像（１０７，１０８）の透過度の変化は前記した通りとし、かつ、観察者１００から見た総体的な色を変化させない範囲で、各２Ｄ化像（１０７，１０８）の色を変えても、本発明の効果としては同様な効果が得られる。
本実施の形態では、前後の２Ｄ化像（１０７，１０８）の輝度比で見かけの奥行き位置を変化させている。
したがって、観察者１００がこれを重ねて見たときに提示したい三次元立体像の色（例えば、黄色）と同じになるように、前方の透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の色（例えば、赤色）と、後方の透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の色（例えば、緑色）とを変えることができる。
これは、例えば、輪郭の部分の色が中とは異なり、通常の場合では違和感を感じる要因となるが、例えば背景との色彩的なマッチングなどの点で効果を得られる場合がある。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、２Ｄ化像を表示する透過型表示装置の中で主に２つの透過型表示装置に関してのみ記述し、かつ観察者１００に提示する三次元物体が２つの透過型表示装置の間にある場合について説明したが、２Ｄ化像を表示する透過型表示装置の個数がこれよりも多く、あるいは提示する三次元物体の位置が異なる場合であっても、同様な構成が可能であることは明らかである。
但し、本実施の形態では、光源２０５からの照射光は、偏光板（２０３，２１３）およびカラーフィルタ（２０２，２１２）において、それぞれ減衰されるので、透過型表示装置の数を多くすると全体としての透過度が低くなり、表示が暗くなってしまうので、透過型表示装置の数は、表示があまり暗くならない範囲で選択する必要がある。
さらに、本実施の形態における二次元像の表示面は、本発明の趣旨から見て、必ずしも平面である必要はなく、球面や楕円面や二次曲面や他の複雑な曲面であっても同様な効果が得られることは明らかである。
【００２９】
［実施の形態２］
前記実施の形態では、例えば、三次元物体１０４全体の奥行き位置を、例えば、透過型表示装置（１０１，１０２）に表示した２Ｄ化像を用いて表現する方法および装置について主に述べたが、本発明は、例えば、三次元物体自体が有する奥行きを表現する方法及び装置としても使用できることは明らかである。
本実施の形態における重要な要点は、図１と同様な構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の部位の透過度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体１０４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。
その変え方の一例を、例えば、２つの透過型表示装置（例えば、図１の１０１，１０２）を用いる場合を例として、図１１、図１２を用いて以下に説明する。
なお、ここで、白黒図面であるため、図１１、図１２においては、分かりやすいように輝度が高い方を濃く示してある。
【００３０】
図１１が観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）に表示される２Ｄ化像の一例であり、図１２が観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の１０２）に表示される２Ｄ化像の一例である。
例えば、三次元物体として、図１１、図１２に示すようなケーキを例に取ると、上に立てたロウソクを除き、三次元物体（例えば、ケーキ）の上面及び下面は、例えば、ほぼ平坦であり、かつその側面は、例えば、円柱状であり、ロウソクは、例えば、上面の円周近傍に配置するとする。
この場合の２Ｄ化像では、上面及び下面においては上方の方が奥に位置することとなり、かつその側面では真ん中が手前で端に行くに従って奥に位置し、さらに隠れている上方の真ん中は奥に位置することとなる。
この場合、上面及び下面における輝度変化は、観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）においては、図１１に示すように、観察者に近い部位（２Ｄ化像では、例えば、下方）が透過度が低く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば、上方）が透過度が高くなるようにその奥行き位置に対応して徐々に変化させる。
【００３１】
また、観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の１０２）においては、図１２に示すように、観察者に近い部位（２Ｄ化像では、例えば、下方）が透過度が高く、かつ遠い部位（２Ｄ化像では、例えば、上方）が透過度が低くなるようにその奥行き位置に対応して徐々に変化させる。
次に、円柱部分の透過度の変化もその奥行き位置に対応して、観察者に近い透過型表示装置（例えば、図２の１０１）においては、図１１に示すように、観察者に近い部位（例えば、真ん中付近）が透過度が低く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が透過度が高くなるように徐々に変化させる。
また、観察者に遠い透過型表示装置（例えば、図２の１０２）においては、図１２に示すように、観察者に近い部位（例えば、真ん中付近）が透過度が高く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が透過度が低くなるように徐々に変化させる。
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化像であっても、観察者（例えば、図２の１００）にはあたかも上面、下面がほぼ平らな円柱状のケーキがあるように感じられる。
【００３２】
［実施の形態３］
前記各実施の形態においては、２Ｄ化像が三次元的に移動する場合に関しては特に述べなかったが、観察者の左右上下方向への移動に関しては通常の二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、奥行き方向への移動に関しては前記した内容から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、三次元像の動画を表現することができることは明らかである。
本実施の形態における要点は、前記実施の形態１と同様な構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０７，１０８）の各々の部分の透過度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体の奥行き位置の時間的変化に対応して変化させることである。
【００３３】
その一例として、例えば、三次元物体が透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２まで時間的に移動する場合について、図４ないし図７を用いて説明する。
例えば、三次元物体が透過型表示装置１０１の奥行き位置にある場合には、図４に示すように、透過型表示装置１０１上の透過度を、２Ｄ化像１０７の輝度が三次元物体の輝度に等しくなるように設定し、透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を例えばその透過型表示装置の最大値とする。
次第に、例えば、三次元物体が観察者１００より時間的に少し遠ざかり透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側に時間的に少し寄ってくる場合には、図５に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７部分の透過度を時間的に少しづつ増加させ、かつ透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を時間的に少しづつ減少させる。
【００３４】
さらに、例えば、三次元物体が観察者１００より時間的にさらに遠ざかり透過型表示装置１０１より透過型表示装置１０２側にさらに寄った位置に時間的に移動する場合には、図６に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を時間的にさらに増加させ、かつ透過型表示装置１０２上の２Ｄ化像１０８の部分の透過度を時間的にさらに減少させる。
遂に、例えば、三次元物体が透過型表示装置１０２の奥行き位置まで時間的に移動してきた場合には、図７に示すように、三次元物体の奥行き位置の移動に対応させて、透過型表示装置１０２上の透過度を２Ｄ化像１０８の輝度が三次元物体の輝度に等しくなるまで時間的に変化させ、かつ透過型表示装置１０１上の２Ｄ化像１０７の部分の透過度を、例えば、その透過型表示装置の最大値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（１０７，１０８）であっても、観察者１００にはあたかも透過型表示装置（１０１，１０２）の間を、透過型表示装置１０１から透過型表示装置１０２に三次元物体１０４が奥行き方向に移動するように感じられる。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、三次元物体１０４が透過型表示装置１０１から透過型表示装置１０２まで移動する場合について説明したが、これが透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から透過型表示装置１０２まで移動する場合や、透過型表示装置１０１から透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置まで移動する場合や、透過型表示装置（１０１，１０２）の間の途中の奥行き位置から透過型表示装置（１０１，１０２）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。
また、本実施の形態においては、２Ｄ化像（二次元像）を配置する透過型表示装置の中で主に２つの透過型表示装置（１０１，１０２）に関してのみ説明し、かつ観察者１００に提示する物体が２つの透過型表示装置（１０１，１０２）の間を移動する場合について説明したが、２Ｄ化像を配置する透過型表示装置の個数がこれよりも多く、あるいは提示する三次元物体が複数の透過型表示装置をまたがって移動する場合であっても、同様な構成が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。
【００３６】
［実施の形態４］
前記各実施の形態では、観察者（例えば、図２の１００）から見て、前記複数の透過型表示装置（例えば、図２の１０１、１０２）の後方に光源（例えば、図２の１１０）を配置し、透過度の変化を利用する場合について説明したが、複数の透過型表示装置に、透過度とともに散乱度も変化できる装置を用いて透過度の変化とともに散乱度の変化を利用しても本発明の効果を得ることができる。
図１３〜図１５に、その一例を示す。
まず、図１３に示すように、観察者４００から見て前方に複数の透過型表示装置（４０１，４０２）の各々に光源（４０３，４０４）が配置される場合が考えられる。
例えば、２つの透過型表示装置（４０１，４０２）と光源（４０３，４０４）を用いる場合を例にとると、図２と前記各実施の形態で述べた透過度の変化によりもたらされた本発明の効果は、前方の光源４０３からの光の前方の透過型表示装置４０１における散乱度の変化、および後方の透過型表示装置４０２からの光の前方の透過型表示装置４０１における透過度の変化によりもたらされることとなる。
【００３７】
即ち、前方の透過型表示装置４０１に表示される２Ｄ化像４０７は、光源４０３からの散乱度、後方の透過型表示装置４０２からの光の強さとその前方の透過型表示装置４０１における透過度により決定され、後方の透過型表示装置４０２に表示される２Ｄ化像４０８は、光源４０４の光の強さによって決定される。
これにより、その奥行き位置の制御は、前記各実施の形態に比べて多少複雑になるが、光源の配置の自由度など装置構成における自由度などの利点がある。
この場合に、図１４に示すように、さらに光源を追加して、後方の透過型表示装置４０２の後方に光源４０５を設けることも考えられる。
この場合には、前方の透過型表示装置４０１と、後方の透過型表示装置４０２とをほぼ対等に扱えるため、装置制御上で簡便となる利点を有する。
さらに、図１５に示すように、各光源（４０３，４０４）を前後の透過型表示装置（４０１，４０２）を照らすようにすることも、光源の光の有効利用から有益である。
なお、本実施の形態では、例として２つの透過型表示装置（４０１，４０２）を用いた場合を示したが、これがさらに多数となっても同様な効果が期待できることは明らかである。
また、本実施の形態における複数の透過型表示装置（４０１，４０２）にレンズやミラーなどを組み合わせて、その配置の自由度を増したり、像の奥行き位置などを自由に変化できることは光学上から明らかである。
【００３８】
［実施の形態５］
前記実施の形態１の液晶表示パネル（２０１，２１１）は、ツイストネマティック型液晶ディスプレイ、イン・プレイン型液晶表示装置、ホモジニアス型液晶表示装置、強誘電液晶表示装置、反強誘電液晶表示装置などから偏光枚を取り除いた装置で構成される。
図１６は、ツイストネマティック型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
ツイストネマティック型液晶ディスプレイの基本構成は、例えば、ＩＴＯやＳｎＯｘなどで形成される透明導電膜（５０３，５０４）で、液晶５０１を挟み、その外側に偏光板（５０７，５０８）を配置した構成である。
ここで、透明導電膜（５０３，５０４）上には液晶５０１を配向させるための配向膜（５０５，５０６）が配置されており、配向膜（５０５，５０６）の配向方向は、例えば、上下で直交化されている。
透明導電膜（５０３，５０４）に電圧を印加しない場合には、液晶５０１の液晶分子は配向膜（５０５，５０６）の配向規制力により、配向膜（５０５，５０６）の近傍では、例えば、透明導電膜（５０３，５０４）に平行に配向方向に沿って並ぶ。
【００３９】
この場合、図１７（ａ）に示すように、液晶分子は、ねじれた構造となり、入射光はこの構造に従って偏光方向が、例えば、９０度変化する。
一方、図１７（ｂ）に示すように、透明導電膜（５０３，５０４）に十分な電圧Ｖ５ａを印加した場合には、液晶分子は、電界により電界方向例えば透明導電膜（５０３，５０４）に垂直に並び、透過する光の偏光は変化しない。
電圧が、電圧Ｖ５ａ以下の場合にはその電圧に応じて偏光方向は連続的に変化する。
このように、ツイストネマティック型液晶ディスプレイでは、透明導電膜（５０３，５０４）に印加する電圧により、出射光の偏光方向を変化でき、これにより、光の出射側に設けられた偏光板５０７により、出射する光の強度を変化できるので、全体として光の透過度を変化させることができる。
前記実施の形態１の液晶表示パネル（２０１，２１１）として、この図１６に示すツイストネマティック型液晶ディスプレイから偏光板（５０７，５０８）を取り除いた装置が使用可能である。
【００４０】
図１８は、イン・プレイン型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
イン・プレイン型液晶ディスプレイの基本構成は、配向膜（５１２，５１４）で液晶５１３を挟み、配向膜５１４の外側に、例えば、ＩＴＯやＳｎＯｘなどで形成される透明導電膜（５１１，５１５）を設け、さらに、その外側に偏光板（５０７，５０８）を配置した構成である。
ここで、透明導電膜（５１１，５１５）は同一平面内にあり、また、配向膜５１２と配向膜５１４との配向方向は平行である。
図１９（ａ）に示すように、透明導電膜（５１１，５１５）間に電圧を印加しない場合には、液晶５１３の液晶分子は、配向膜（５１２，５１４）の配向規制力により、配向膜（５１２，５１４）の配向方向に整列する。
これに対して、図１９（ｂ）に示すように、透明導電膜（５１１，５１５）間に閾値電圧以上の充分な電圧Ｖ５ｂを印加すると、液晶分子はその印加電圧方向に整列する。
【００４１】
このように、複屈折性を有する液晶分子の整列する向きが変化するため、出射光の偏光状態を変化できる。
さらに、透明導電膜（５１１，５１５）間に印加する電圧がＶ５ｂ以下の場合には、その電圧に応じた偏光方向の変化が連続的に得られる。
このように、イン・プレイン型液晶ディスプレイでは、透明導電膜（５１１，５１５）間に印加する電圧により、出射光の偏光方向を変化でき、これにより、光の出射側に設けられた偏光板５０７により、出射する光の強度を変化できるので、全体として光の透過度を変化させることができる。
前記実施の形態１の液晶表示パネル（２０１，２１１）として、この図１８に示すイン・プレイン型液晶ディスプレイから偏光板（５０７，５０８）を取り除いた装置が使用可能である。
【００４２】
図２０は、ホモジニアス型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
ホモジニアス型液晶ディスプレイの基本構成は、例えば、ＩＴＯやＳｎＯｘなどで形成される透明導電膜（５２１，５２５）で、液晶（例えば、ネマティック液晶など）５２３を挟み、その外側に偏光板（５０７，５０８）を配置した構成である。
ここで、透明導電膜（５２１，５２５）上には液晶５２３を配向させるための配向膜（５２２，５２４）が配置される。
なお、図２０に示す透過型表示装置では、ホモジニアス配向の液晶を用いるため、配向膜５２２の配向方向と配向膜５２４との配向方向を同じ（平行）とする。
さらに、ホモジニアス型液晶ディスプレイでは、図２１に示すように、入射光の偏光方向を、この配向膜（５２２，５２４）の配向方向とずらして入射する。
例えば、直線偏光の時は０度方向と９０度方向の中間方向であり、例えば、特に、４５度ずらして入射する、あるいは円偏光あるいは楕円偏光とする。
図２２（ｂ）に示すように、透明導電膜（５２１，５２５）間に閾値電圧以上の充分な電圧Ｖ５ｃを加えると、液晶５２３の液晶分子はその印加電圧方向に整列する。このため、入射光の偏光方向はほとんど変化せずに出射していく。
【００４３】
これに対して、図２２（ａ）に示すように、透明導電膜（５２１，５２５）間に電圧を印加しない場合には、配向膜（５２２，５２４）の配向規制力により、液晶分子は、配向膜（５２２，５２４）の配向方向に向き、かつ配向膜（５２２，５２４）に平行に並ぶ。
このため、入射光はこの液晶分子の複屈折性により偏光方向が変化して出射する。
また、透明導電膜（５２１，５２５）間に印加する電圧がＶ５ｃ以下の場合には、その電圧に応じた偏光方向の変化が連続的に得られる。
このように、ホモジニアス型液晶ディスプレイでは、透明導電膜（５２１，５２５）間に印加する電圧により、出射光の偏光方向を可変でき、これにより、光の出射側に設けられた偏光板５０７により、出射する光の強度を変化できるので、全体として光の透過度を変化させることができる。
前記実施の形態１の液晶表示パネル（２０１，２１１）として、この図２０に示すホモジニアス型液晶ディスプレイから偏光板（５０７，５０８）を取り除いた装置が使用可能である。
【００４４】
図２３は、強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイの基本構成は、例えば、ＩＴＯやＳｎＯｘなどで形成される透明導電膜（５３３，５３４）で、液晶（例えば、強誘電液晶、あるいは反強誘電液晶など）５３１を挟み、その外側に偏光板（５０７，５０８）を配置した構成である。
ここで、透明導電膜（５３３，５３４）上には液晶５３１を配向させるための配向膜（５３５，５３６）が配置される。
図２４に示すように、透明導電膜（５３３，５３４）間に印加する電界の方向にしたがって、液晶５３１の自発分極の向きが変化するため、液晶５３１（強誘電液晶あるいは反強誘電液晶）の厚さを充分に薄く（例えば、１μｍ〜２μｍ程度など）しておくと、液晶５３１の自発分極が透明導電膜（５３３，５３４）と同じ平面内で変化する。
【００４５】
このように、強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイでは、透明導電膜（５３３，５３４）間に印加する電圧により、複屈折性を有する液晶分子の整列する向きが変化するため、出射光の偏光状態を変化でき、これにより、光の出射側に設けられた偏光板５０７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。
前記実施の形態１の液晶表示パネル（２０１，２１１）として、この図２３に示す強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイから偏光板（５０７，５０８）を取り除いた装置が使用可能である。
【００４６】
前記図１、図９、図１０に示す構成では、カラーフィルタ（２０２，２１２，２６２）は、液晶表示パネル（２０１，２１２，２６１）の外側に配置される構成であったが、このカラーフィルタは、一般に市販されているＴＦＴ方式の液晶表示パネル、あるいはＳＴＮ方式の液晶表示パネルのように、カラーフィルタを液晶表示パネル内に設けるようにしてもよい。
図２５は、内部にカラーフィルタを設けた液晶表示パネルの概略構成を示す要部断面図である。
この図２５において、ガラス基板３１０上には、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）のカラーフィルタ３０２と、ブラックマトリクス３０３とが設けられ、これらの上に透明電極から成る対向電極３０６が形成される。
また、ガラス基板３１１上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；非晶質シリコンＴＦＴ）３０４と、透明電極から成る画素電極３０５とが形成される。
なお、実際には、対向電極３０６上、および画素電極３０５上には、配向膜、あるいは保護膜などが形成されるが、図２５では、それらの図示は省略している。
【００４７】
画素電極３０５には、１水平走査ラインの間オンとなる薄膜トランジスタ３０４を介して、駆動電圧が印加される。
この画素電極３０５に印加する電圧を制御し、画素電極３０５と対向電極３０６との間の液晶層３０１に印加される印加電圧を変化させることにより、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各画素単位に、光の偏光方向を制御することができる。
図１に示す構成において、この図２５に示す液晶表示パネルを使用しても、前述したような三次元立体像を得ることができる。
また、図１に示す構成において、この図２５に示す液晶表示パネルを使用する場合には、一般に市販されている液晶表示パネルの一方の外側に設けられる偏光板を取り除くだけで使用可能となるという利点を有する。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態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。
【００４８】
【発明の効果】
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。
（１）本発明によれば、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないでカラー画像の三次元立体像を表示することが可能となる。
（２）本発明によれば、情報量を少なくできるので、電気的に書換え可能なカラー画像の三次元動画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図３】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図４】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図５】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図６】本発明の基本となる三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三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】図２に示す透過型表示装置の一例の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の変形例の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の他の変形例の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の前方の透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の後方の透過型表示装置に表示される２Ｄ化像の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４の三次元表示装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態４の三次元表示装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図１６】ツイストネマティック型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
【図１７】ツイストネマティック型液晶ディスプレイの動作を説明するための図である。
【図１８】イン・プレイン型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
【図１９】イン・プレイン型液晶ディスプレイの動作を説明するための図である。
【図２０】ホモジニアス型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
【図２１】ホモジニアス型液晶ディスプレイの動作を説明するための図である。
【図２２】ホモジニアス型液晶ディスプレイの動作を説明するための図である。
【図２３】強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイの一例を示す要部断面図である。
【図２４】強誘電あるいは反強誘電型液晶ディスプレイの動作を説明するための図である。
【図２５】本発明の各実施の形態の透過型表示装置の変形例の概略構成を示す要部断面図である。
【図２６】従来の三次元表示装置の一例の概略構成を示す図である。
【図２７】従来の三次元表示装置の他の例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１００，４００，６０７…観察者、１０１，１０２，１５１，１５２，４０１，４０２…透過型表示装置、１０３…光学系、１０４，６０１，６１１…３次元物体、１０５，１０６，１０７，１０８，４０７，４０８…２Ｄ化像、１１０，２０５，４０３，４０４，４０５…光源、２０１，２１１，２５１，２６１…液晶表示パネル、２０２，２１２，２６２，３０２…カラーフィルタ、２０３，２１３，２５３，５０７，５０８，２０３１，２１３１…偏光板、３０４…散乱板、３０１，５０１，５１３，５２３，５３１…液晶層、３０３…ブラックマトリクス、３０４…薄膜トランジスタ、３０５…画素電極、３０６…対向電極、３１０，３１１…ガラス基板、５０３，５０４，５１１，５１５，５２１，５２５，５３３，５３４…透明導電膜、５０５，５０６，５１２，５１４，５２２，５２４，５３５，５３６…配向膜、６０２，６０３…カメラ、６０４…映像信号変換装置、６０５…ＣＲＴ表示装置、６０６…液晶シャッタ眼鏡、６１２…奥行き標本化像の集まり、６１３…体積型表示装置、６１４…三次元の再現像。

Claims (11)

1. 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、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した二次元像を生成し、
   前記生成された二次元像を前記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それぞれ表示し、
   当該表示される二次元像の偏光方向を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させることにより、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を前記各表示面毎にそれぞれ変化させて、三次元立体像を生成する三次元表示方法であって、
   前記複数の表示面の少なくとも１つの表示面に表示される二次元像はカラー画像の二次元像とし、
   前記複数の表示面の少なくとも他の１つの表示面に表示される二次元像はモノクロ画像の二次元像とすることを特徴とする三次元表示方法。
2. 前記二次元像が前記観察者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、前記二次元像を前記複数の表示面に表示し、かつ前記観察者の見る総体的な輝度が、元の表示対象物体の輝度と等しくなるように、前記各表示面に表示される前記二次元像における前記観察者から見た透過度を設定することを特徴とする請求項１に記載の三次元表示方法。
3. 前記表示対象物体が、前記観察者に近い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を低くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を高くし、
   また、前記表示対象物体が、前記観察者から遠い奥行き位置に表示される物体である場合に、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を高くし、前記観察者から遠い表示面に表示する前記二次元像における前記観察者から見た透過度を低くすることを特徴とする請求項２に記載の三次元表示方法。
4. 前記観察者の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点を、右眼と左眼との間の一点とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の三次元表示方法。
5. 前記観察者の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点を、右眼と左眼の中心点とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の三次元表示方法。
6. 前記二次元像を時間的変化に応じて順次切り替えることにより、三次元の動画像を表示することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の三次元表示方法。
7. 前記二次元像が奥行き方向に移動する物体像を含む場合であって、当該物体の移動方向が前記観察者に近づく方向である場合に、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次低くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次高くし、
   また、当該物体の移動方向が前記観察者から遠ざかる方向である場合に、前記二次元像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの前記観察者に近い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次高くし、前記観察者から遠い表示面に表示される前記物体像における前記観察者から見た透過度を順次低くすることを特徴とする請求項６に記載の三次元表示方法。
8. 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、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した二次元像を生成する第１の手段と、
   前記観察者から見て異なった奥行き位置に配置され、それぞれ前記第１の手段で生成された二次元像が表示される複数の透過型表示装置と、
   前記各透過型表示装置に表示される二次元像の偏光方向を、各透過型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる第２の手段と、
   前記各透過型表示装置を挟むように配置される一対の偏光板とを具備する三次元表示装置であって、
   前記各透過型表示装置は、画素単位で光の偏光方向を変化できる偏光可変装置を含み、
   前記複数の透過型表示装置の少なくとも１つの透過型表示装置は、カラーフィルタを備え、カラー画像の二次元像を表示し、
   前記複数の透過型表示装置の少なくとも他の１つの透過型表示装置は、カラーフィルタを備えず、モノクロ画像の二次元像を表示することを特徴とする三次元表示装置。
9. 前記カラー画像の二次元像を表示する透過型表示装置を複数具備する場合に、当該複数のカラー画像の二次元像を表示する透過型表示装置の間に配置される散乱板を有することを特徴とする請求項８に記載の三次元表示装置。
10. 前記観察者から見て前記複数の透過型表示装置の後方に配置される光源を有し、
    前記各透過型表示装置は、前記光源からの照射光の偏光方向を変化させることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の三次元表示装置。
11. 前記偏光可変装置は、一対の基板と、
    前記一対の基板間に狭持される液晶層とを有し、
    前記液晶層に印加する電圧により、光源からの照射光の偏光方向を変化させることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の三次元表示装置。

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