JPH08136884A

JPH08136884A - ３次元画像表示装置

Info

Publication number: JPH08136884A
Application number: JP6271540A
Authority: JP
Inventors: Kenya Uomori; 謙也魚森; Kazuhiro Kayashima; 一弘萱嶋; Atsushi Morimura; 森村　　淳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】観察者のピント調節位置からあまり距離の異な
らない位置に画像を表示し、目の疲れにくい３次元画像
を表示すること。【構成】観察者から異なる距離に配置され、光透過率と
光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ１〜５
と、透過型ディスプレイそれぞれを駆動する駆動装置１
１〜１５と、視点の異なる位置から撮像された複数の入
力画像から被写体の３次元情報を抽出する視差処理部８
と、観察者の位置を検出する位置検出部７と、視差処理
部１０と位置検出部７の出力から各透過型ディスプレイ
に表示される画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各透過
型ディスプレイに表示すべき画像を抽出する切り出し処
理部Ｂ６と、画像のコントラストを改善する画像変換手
段、視距離変換手段、反射防止手段などから構成される
ことを特徴とする３次元画像表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元画像表示装置に
関するものであり、特に、奥行き方向の分解能や奥行き
方向のレンジを拡大したとき、コントラストや色の変化
または多重反射などを防ぎ、より自然な物体の表示する
３次元画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の３次元画像表示装置は、例えば図
１３に示すようなものが知られており、これは、互いに
直交した偏光フィルタで表面が覆われた２台のCRTを用
意し、これをハーフミラーで合成し、観察者はこれに対
応した偏光フィルタで構成された眼鏡を装着し、左右眼
に対応した画像を観察するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な３次元画像表示装置では、観察者の目の調節（水晶体
のピント調節）がCRT表面上に固定されているにもかか
わらず、知覚される被写体の奥行きはCRT表面以外の位
置になる。この為、両眼の視線の交点（輻輳情報）と調
節位置（ピント情報）が食い違ってしまい、矛盾した状
況で観察することになる。この、両眼の視線の交点と調
節位置の食い違いはある程度許容されるが、余り大きい
と、眼性疲労などを引き起こし、長時間の観賞が不可能
である、という問題点があった。

【０００４】また、従来の方式では奥行き方向の分解能
を増やした場合、奥行きの一番遠い部分の画像のコント
ラストと低下、色の変化、多重反射などで画質が低下す
る問題がある。また表示される物体の位置が奥行き方向
に集中している場合、奥行き方向の分解能が有効に活か
せない問題や、奥行き方向の表示範囲を広くとりたい場
合、表示装置の奥行きが増加する問題もある。

【０００５】本発明は、上記従来の３次元画像表示装置
の課題を解決するもので、両眼の視線の交点と調節位置
の食い違いを小さく抑えた見やすい立体画像を表示し、
眼性疲労などの発生しない長時間の観賞が可能であるよ
うな３次元画像表示装置を実現することを目的とする。

【０００６】また、奥行き方向の分解能を増やした場合
においても、奥行きの一番遠い部分の画像のコントラス
ト低下、色の変化、多重反射などで画質が低下すること
を改善し、自然な奥行きを持つ画像を表現できる画像表
示装置を実現することを目的とする。

【０００７】また、奥行き方向の分解能を有効に活用で
きる構成とし、さらに大きな奥行きのあるものを、奥行
きの小さい表示装置で表現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、観察者から異
なる距離に配置され、光透過率と光散乱を制御できる複
数の光透過型ディスプレイと、または、複数のディスプ
レイが散乱制御板と液晶と偏光板のサンドイッチ構造に
なっている一体型の透過型多層ディスプレイと、透過型
ディスプレイそれぞれを駆動する駆動装置と、視点の異
なる位置から撮像された複数の入力画像から被写体の３
次元情報を抽出する視差処理部と、観察者の位置を検出
する位置検出部と、視差処理部と位置検出部の出力から
各透過型ディスプレイに表示される画像中の物体間の隠
蔽関係を判断し各透過型ディスプレイに表示すべき画像
を抽出する切り出し処理部を有することを特徴とする３
次元画像表示装置である。

【０００９】観察者から異なる距離に複数のディスプレ
イを層状に構成することにより、観察者はそれぞれの位
置の画像をそれに近いディスプレイ表面にピントを合わ
せて観察する。

【００１０】また、本発明は、画像のコントラストを改
善する画像変換手段、視距離変換手段、反射防止手段な
どから構成される３次元画像表示装置である。

【００１１】

【作用】本発明によれば、層状に構成された各々のディ
スプレイがその近辺の奥行き位置の画像のみを表示し、
観察者はそれに対応した奥行き位置のディスプレイにピ
ントを合わせ観察することにより、調節と輻輳情報があ
まり矛盾しない状態で３次元画像を観察することが出
来、疲れにくい３次元画像を実現することが出来る。

【００１２】また本発明によれば、奥行き方向に十分な
解像度をもたせた場合にも、コントラストの低下や、色
の変化、及び多重反射がなくより自然な奥行きのある立
体画像を提示することが可能になる。また奥行き方向の
分解能を有効に活用することが可能になる。さらに大き
な奥行きのあるものを、奥行きの小さい表示装置で表現
することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施例における３
次元画像表示装置の構成図を示すものである。図１にお
いて、１〜５は透過型液晶ディスプレイ、７は位置検出
部、１０は切りだし処理部A、９はバックライト、１１
〜１５は透過型液晶ディスプレイ駆動回路である。ま
た、透過型液晶ディスプレイは図２に示すように、光透
過率御パネル１００と光散乱制御パネル１０１（電気浸
透ディスプレイなどを用いることが出来る）の２層構造
になっている。光透過率制御パネル１００は透過型液晶
ディスプレイ板で構成され、バックライトの光透過率を
制御する。光散乱制御パネル１０１はガラスのように透
明な状態と光を散乱する状態の２状態をパネルの任意の
領域に実現できる。

【００１５】以上のように構成された本実施例の３次元
画像表示装置について、以下その動作を説明する。

【００１６】まず、表示しようとする３次元画像がコン
ピュータ・グラフィクス（CG）データで与えられるとす
る。このデータは、通常よく用いられるCGデータであ
り、被写体の頂点の３次元座標、表面の色・反射率等が
記述されているものである。このデータをもとに、切り
だし処理部A１０は、観察者が見た場合に隠蔽される部
分の画像データについては、観察者から見えないように
各奥行きの位置に対応する画像のみを各液晶ディスプレ
イに表示する。即ち、奥の方にあるディスプレイは、手
前のディスプレイの画像が表示されていない部分（透明
部分）を通して観察することになる。透過型液晶ディス
プレイ１〜５は図３に示すように、光透過率制御パネル
１００と光散乱制御パネルの状態の組み合わせにより画
像を表示する。例えば、光透過率制御パネル１００（透
過型液晶ディスプレイ板）が光透過状態で光散乱制御パ
ネルが透明状態の部分は、ガラスのように透明な状態に
なり（透明モード）、バックライト光をそのまま通過さ
せる。光透過率制御パネル１００（透過型液晶ディスプ
レイ板）が光透過状態で光散乱制御パネル１０１が散乱
状態の部分は、バックライト光が光透過率に応じて変調
され、光透過率制御パネルの光透過率によって明るさ、
色の画像が制御され表示される（白色モード）。光透過
率制御パネルの光透過率が０で、遮断状態の場合は、黒
色モードとなる。画像は、光散乱制御パネルが散乱モー
ドで、光透過率制御パネルが黒色モードから白色モード
の間の値に制御されることにより表示され、この状態
と、透明モードを用いて、表示される画像が見える透過
型液晶ディスプレイの位置を制御できる。

【００１７】ある画像が表示されている透過型液晶ディ
スプレイよりも観察者側の透過型液晶ディスプレイは透
明モードになっており、観察者に対し、異なった奥行き
位置に対応する画像はその奥行き位置に最も近いディス
プレイに表示されるので、観察者の調節（目のピント）
位置と観察者が知覚する距離の矛盾は小さく、疲れにく
い３次元画像が表示される。

【００１８】ここで、液晶ディスプレイは透過光が直線
偏光するので、液晶ディスプレイの偏光方向を各層毎
に、直交するように配置しなければならない。また、観
察者から遠い配置の透過型液晶ディスプレイの画像は、
手前の透過型ディスプレイを通して観察されるため、画
像の明るさやコントラストが低下する。これを補償する
為、観察者から遠い位置のディスプレイほど、画像のコ
ントラストや明るさを大きく設定すれば、更に見やすい
画像を生成することが出来る。

【００１９】次に、図４を用いて切りだし処理部A１０
の動作について更に詳しく説明する。簡単のために、透
過型液晶ディスプレイの数を３つに限定して説明する。
多くの数の透過型液晶ディスプレイを用いれば、それだ
け奥行き方向に細かい画像を再現できる。

【００２０】ここで丸みを帯びた物体を表示することを
考える。図４（D）では、透過型液晶ディスプレイと物
体の平面図（上から見た図）である。表示物体の小さい
丸印は、頂点データの位置を表し、実線は頂点間の輪郭
画像データを内挿したものである。内挿の方法について
は、線形内挿、スプライン内挿等の公知技術で実現でき
る。１、２、３で示される実線の線分は透過型液晶ディ
スプレイの位置を示しており、表示物体の各々の点は、
最も近いディスプレイに表示される。破線で示された領
域内の物体は、それぞれの領域内での透過型ディスプレ
イに表示される。すなわち、範囲aの物体はディスプレ
イ１に、範囲bの物体はディスプレイ２に、範囲cの物体
はディスプレイ３に正射影または観察者の視点に対して
中心投影され、これが各々のディスプレイに表示され
る。例えば図４（D）において、太線部分はディスプレ
イ１に射影される。ディスプレイ１、２、３に投影され
る画像を図４（C）（B）（A）に示す。次に、各ディス
プレイに投影された画像を上から見た図（平面図）を図
５に示す。ちょうど、ディスプレイ１、２、３に表示さ
れる画像を水平面でスライスした様な構造になる。ここ
で観察者の視点から観察者に最も近い距離にあるディス
プレイ１に表示される画像（太線）に隠れてみえないデ
ィスプレイ２、３の画像およびディスプレイ２に表示さ
れる画像に隠れて見えないディスプレイ３の画像は、バ
ックライト９の照明により画像を表示された光透過率が
高いと、全面のディスプレイ１、２の画像と重なって見
えてしまう。これを防ぐため、ディスプレイ１の画像に
隠される部分α、ディスプレイ２に表示される画像に隠
される部分βに存在する画像を削除し、透明な表示と切
替える。観察者の視点の３次元位置を測定する方法は、
図７に示す様に例えば観察者が赤外LED１６を装着し、
これを赤外カメラ１７で撮像して位置を計測することが
できる。この場合、あらかじめ観察者と透過型液晶ディ
スプレイ１〜５との距離Lを測っておく必要がある。計
算は図８に示す様に、カメラにより撮像されたLEDの点
の座標を読みとり、これと距離Lにより観察者に装着さ
れたLEDの位置を計算する。図８では、水平方向（x）の
成分について示してあるが、垂直方向（y）成分につい
ても同様で、DxをDyに、dxをdyに入れ換えるだけで良
い。算出式は、

【００２１】

【数１】

【００２２】の場合（即ちカメラの焦点距離fに対して
被写体が大きく離れている場合）、

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】である。この後、LEDの位置と視点の位置
関係は一定であることを利用して、観察者の視点位置を
計算する。

【００２６】また、図５では平面図を用いて２次元的に
説明したが、実際は図６に示すように３次元的処理とな
る。図６中で、斜線部分はこれより観察者側に位置する
画像によって影になる部分で、この部分が削除され、透
明な表示となるように制御される。

【００２７】以上様に処理し、駆動回路によってそれぞ
れの画像を透過型液晶ディスプレイに表示することによ
り、画像観察時に手前の物体により隠されている物体が
見えないようにすることが出来、眼のピント調節と大き
く矛盾しない３次元画像を表示することが出来、違和感
のない３次元画像が観賞可能となる。

【００２８】また、図４において、ディスプレイ２に表
示される画像は被写体内部が中空になるような構造とし
たが、等価型液晶ディスプレイの画像が表示された部分
の光透過率が低く、２度以上画像が表示された部分を光
が通過すると観察者にはあまりその画像が見えない場合
には、被写体内部が詰まっていると解釈し、ディスプレ
イ２に表示される画像を円環状ではなく、図４（E）に
示すように中まで詰まった画像として表示してもよい。
また、この場合、切り出し処理部A１０の動作の内、観
察者に近い側のディスプレイによって隠蔽される画像を
削除して透明な表示とする様な処理は行なわなくても良
い。

【００２９】図９は、本発明の第２の実施例における３
次元画像表示装置の構成図を示すものである。図９にお
いて、１〜５は透過型液晶ディスプレイ、６は切り出し
処理部B、７は位置検出部、９はバックライト、１１〜
１５は透過型液晶ディスプレイ駆動回路であり、これら
は本発明の第１の実施例と同様なものである。本発明の
第１の実施例と異なる点は、切りだし処理部B６の入力
信号として、視差処理部８の出力を用いている点であ
る。

【００３０】以上のように構成された本実施例の３次元
画像表示装置について、以下その動作を説明する。

【００３１】まず、視差処理部８に、２つの視点から撮
像されたR、L画像が入力される。この画像は、既存技術
の２眼式ステレオカメラ、コンピュータ・グラフィクス
等による左右の視点からの画像である。これら左右眼の
画像から、視差地図（３次元地図）を計算する。計算方
法は左右画像の輝度パターンの相関を計算する相関マッ
チング法や左右画像のエッジ情報のマッチングを行う方
法等、多くの方法が提案されているが、ここでは例とし
て輝度パターンの相関を計算する相関マッチング法を用
いる方法を説明する。図１０を用いて詳細な動作を説明
する。図１０において、大きさＮ×Ｍ画素の左右画像を
考える。左画像でｎ×ｎ画素（図では３×３画素）のブ
ロック窓を考える。このブロック窓と同じ輝度パターン
を持つ画像を右画像で同じサイズの窓を用いて探し、こ
の時の左右のブロック位置のずれ（Δｘ、Δｙ）の水平
ずれ成分Δｘが、そのブロック窓の中心座標での左右画
像の両眼視差となる。基準となる左画像のブロック窓の
位置を全画面に渡って平行移動し、全ての場合において
右画像の対応するブロックの位置（両眼視差）を求めれ
ば、画面全体の視差地図（画面の各場所での奥行き距離
を示したもの）が求められる。ここで画像の座標（ｘ、
ｙ）における左右画像のずれ即ち両眼視差（Δｘ、Δ
ｙ）は

【００３２】

【数４】

【００３３】で与えられる。ここで、

【００３４】

【数５】

【００３５】である。ただし数式５のΣは,ｎ×ｎのブ
ロック窓内について座標ｘk、ｙkを変化させて絶対値内
の総和をとることを示す。両眼視差Δｘ、Δｙの内、奥
行き位置を直接示すのはΔｘである。左画像を基準とし
た場合、両眼視差の値が正の時は、基準画像に対して右
画像は右側、左画像は左側に位置し、両眼視差０の奥行
き位置より奥側を示し、両眼視差の値が負の時は両眼視
差０の奥行き位置より手前側に被写体が存在することを
示す。このΔxの値を用い、被写体の各点の３次元座標
を算出する。算出は、図１１に示すように、点Aを２台
のカメラで撮像する場合、Δxから左カメラの画像上の
点ALに対応する右画像上の点ARを求め、これとレンズの
中心点CL、CRを結ぶ直線LL、LRの交点を求めることによ
り点Aの３次元座標を得る。同様にして、画像上全ての
点について、その３次元座標を計算する。以上の様に
して得られた各画素の輝度、色、３次元位置座標を元
に、切りだし処理部B６は、観察者が見た場合に隠蔽さ
れる部分の画像データについては、観察者から見えない
ように各奥行きの位置に対応する画像のみを各液晶ディ
スプレイに割り振る。これ以後の処理、即ち各液晶ディ
スプレイに画像を割り振る手法、透過型液晶ディスプレ
イの構成などは、本発明の第１の実施例と同様である。
即ち、画像データを観察者からの距離により分離し、そ
れに最も近い層の透過型液晶ディスプレイに表示する。
この時、観察者の視点位置を計測し、観察者の視点から
見て、隠蔽される部分の画像についてはこれを削除し、
代わりにディスプレイを光がそのまま透過するように設
定する。

【００３６】また、切り出し処理部B６において、画像
データを観察者からの距離により分離し、最も近い層の
透過型液晶ディスプレイに表示する際に、被写体の３次
元座標を計算したが、両眼視差Δxの値をそのまま、ま
たは指数関数や三角関数の様な簡単な変換を行ない、そ
の値を複数の領域に分け、画像データを分離し各透過型
液晶ディスプレイに分配してもよい。

【００３７】これにより、カメラなどで撮像された生の
画像自身を用いることによっても、観察者に対し、異な
った奥行き位置に対応する画像はその奥行き位置に最も
近いディスプレイに表示される様な３次元ディスプレイ
を実現することが出来る。

【００３８】図１２は、本発明の第３の実施例における
３次元画像表示装置の構成図を示すものである。図１２
において、１〜５は透過型液晶ディスプレイ、３１は切
り出し処理部C、７は位置検出部、９はバックライト、
２５〜２８は透過型液晶ディスプレイ駆動回路であり、
これらは本発明の第１の実施例と同様なものである。本
発明の第１の実施例と異なる点は、ディスプレイがいわ
ゆる時分割多重立体画像表示装置の方式を用い、表示位
置の異なるディスプレイそれぞれに立体画像を表示する
ようになっている点で、液晶シャッタ眼鏡２９、液晶シ
ャッタ制御部３０が新たに導入され、それに伴い切り出
し処理部C３１、透過型液晶ディスプレイ駆動回路２５
ー２８が左右眼用の画像を処理するように変更されてい
る。

【００３９】以上のように構成された本実施例の第３の
３次元画像表示装置について、以下その動作を図１２を
用いて説明する。

【００４０】本発明の第１の実施例と同様に、３次元コ
ンピュータ・グラフィクスデータを（各画素の輝度、
色、３次元位置座標）を元に、切りだし処理部C３１
は、観察者が見た場合に隠蔽される部分の画像データに
ついては、観察者から見えないように処理し、各奥行き
の位置に対応する画像のみを各液晶ディスプレイに割り
振る。ただし、本発明の第１の実施例では生成される画
像は１視点からの画像であったが、ここでは、２視点か
らの画像、即ち左右眼用２種類の画像を生成する。この
時、表示される奥行き位置がディスプレイによって異な
るので、切り出し処理部３１において作成される左右眼
用の画像の両眼視差は、一つのディスプレイで表示する
場合のものより小さくなっている。

【００４１】各々の１視点から画像を生成する処理方法
は本発明の第１の実施例と同じである。即ち図１２にお
いて、切り出し処理部C３１の出力が、左右眼用の画像
データR、L２種類になり、これを駆動回路２５〜２８が
時分割立体画像信号に変換し透過型液晶ディスプレイ１
〜５に送る。

【００４２】奥行きの位置の違いを、観察者からの距離
の次分割立体画像信号は、時間方向に左右の画像を切替
えて交互に送出し、これに同期した信号を液晶シャッタ
制御部３０で生成し観察者の装着する液晶シャッタ眼鏡
２９を駆動し、左右それぞれの画像を観察者の左右眼に
交互に投影する既知の技術である。なお、本実施例では
液晶ディスプレイを用いているが、液晶の応答速度が遅
い為、画像表示速度を落すか、早い応答速度を持つ液晶
を用いるか、画面を垂直方向に分割して分割駆動する
等、動画が表示出来るように考慮された表示部を用いる
必要がある。

【００４３】この様にすることにより、各層の透過型液
晶ディスプレイの位置において、これを中心として若干
の奥行き方向の範囲の画像を表示し、これを複数の透過
型液晶ディスプレイを用いて奥行き方向に合成すること
により、各表示位置での両眼視差が小さくなり、観察者
の眼のピント情報（調節）と大きく異ならない画像を表
示することが出来、疲れにくい立体画像を実現できる。

【００４４】また、本実施例では、時分割立体画像表示
方式を用いたが、２眼式立体画像を実現できる他の方
式、例えば図１３に示した様な偏光式立体画像表示方式
を用いても同様の効果が得られる（この場合には、透過
型液晶ディスプレイ１〜５がもう１組必要であり、これ
を図１３においてCRT１、CRT２と入れ換えることにな
る）。

【００４５】以上本発明の第１、２、３の実施例におい
ては、透過型液晶ディスプレイを用いバックライトで照
明し、ディスプレイを透過してくる光を観察したが、バ
ックライトではなく、観察者の位置側からライトで照明
し、液晶からの反射を利用して画像を見る形式の反射型
液晶ディスプレイの場合二には、奥側のディスプレイに
表示された画像はライトの光が届かない為、切り出し処
理部A１０、切り出し処理部B６での処理のうち、手前の
画像によって奥の画像が隠蔽されることを判断して該当
する画像を削除してその部分のディスプレイを透明に制
御する必要はなく、隠蔽される画像もそのまま表示して
もよい。更に、この場合、位置検出部により観察者の位
置を検出する必要もなくなる。

【００４６】また、本発明の第１〜３の実施例におい
て、位置検出部７を用いて観察者の位置を測定したが、
予め観察者の位置を想定して常に一定の値を用いるか、
観察者が操作して観察者の位置を入力出来るようにして
もよい。

【００４７】図１４は、本発明の第４の実施例における
３次元画像表示装置の構成図を示すものである。図１４
において、１−１、１−２、１−３、１−４は偏光板、
２−１、２−２、２−３は液晶、A-1,A-2,A-3は光散乱
を制御する電気浸透ディスプレイ材料、３−１、３−２
は立体合成回路（立体合成回路は４−１、４−２の透過
領域作成回路、５−１、５−２の合成回路で構成され
る）、６−１、６−２、６−３は各奥行き位置の液晶に
表示するべき画像信号、９はバックライトである。本
発明の第１〜３の実施例では、５層の表示例を示した
が、ここでは簡便のため、３層の表示例を用いて説明す
る。

【００４８】本実施例では、本発明の第１の実施例の切
り出し処理部A１０の出力が３種類ある場合、これを画
像信号６−１、６−２、６−３としてもよいし、予め用
意された３種類の２次元画像を６−１、６−２、６−３
として用いても良い。

【００４９】以上のように構成された本実施例の第４の
３次元画像表示装置について、以下その動作を図１４を
用いて説明する。表示部分は、バックライト９により照
らされ、各液晶層により表示された画像を重ねて観察者
が観賞するところは、本発明の第１の実施例と同じであ
る。異なるところは、電気浸透ディスプレイ材料と液晶
表示板と液晶を交互に重ね、偏光板を省略している所で
ある。通常は偏光板２枚の間に液晶をサンドイッチして
液晶表示板を構成する為、これをそのまま用いると３層
の表示装置の場合６枚の偏光板が必要となるが、本実施
例では４枚で実現できる。更に、多層の液晶表示部分を
容易に一体化できるメリットもある。図１４中の偏光板
１−１、１−２、１−３、１−４の矢印は偏光方向を示
している。この多層構造により、奥行き位置の異なる複
数の画像を表示することができる。図１５はこの多層構
造の液晶表示部分の１画素当たりの詳細図である。この
図では２層分が表示されている。図中下からバックライ
トにより光を照射し、間隙２１６を通過した光は、透明
電極α１を含む電気浸透ディスプレイ材料αでこの画素
部分で散乱するか透過するかを制御され、TFT回路２１
４と透明導電膜を用いた画素電極２１２、各画素位置で
の液晶２１７の結晶配列が制御され、これとRGB色フィ
ルタと偏光板１３との組み合わせにより各色の光の通過
が制御され、カラー画像を表現する（白色モード〜黒色
モード）か、この画素の部分を透明にする（透明モー
ド）ことができる。同図ににおいて、間隙２１６をはさ
んでBの部分はAの部分と全く同じ構造をしており、これ
がAの表示位置よりも１段遠い位置での表示層である。
この層の画像は、表示層Aの透明部分を通して観察され
る。

【００５０】次に、各層に表示される画像信号はその重
なり具合から、奥側の画像は手前側の画像に重なった場
合には、その部分を光が透過するように変更する必要が
ある。これを実現しているのが図１４の右側の回路（立
体合成回路と各奥行き位置の液晶に表示するべき画像信
号６−１、６−２、６−３）である。この部分の動作に
ついて、図１６を用いて更に詳しく説明する。各奥行き
位置の液晶に表示するべき画像信号６−１、６−２、６
−３がそれぞれ、近景（人）、遠景（電車）、背景
（山）であるとする。この時、近景である人はそのまま
観察者に最も近い液晶１７に表示される。この近景の画
像のうち、人以外の領域は液晶で透明に表示される。こ
れよりも遠い位置の画像は、この透明部分を通して観察
される。次に、透過領域作成回路４−１により、この画
像の人の部分の領域を抽出し、合成回路５−１により遠
景画像６−２の内、この人の部分の領域を透明にする。
更に、人の部分と遠景の電車の部分を合わせた領域を、
透過領域作成回路４−２により作成し、背景６−３から
この部分を透明にする。このようにすることにより、近
い位置に表示される画像が、これより遠い位置に表示さ
れる画像と重ならず、２重像になったり、近い位置の画
像が暗くなったりするのを防ぐことができる。図１７は
立体合成回路３−１、３−２の動作をさらに詳しく説明
した図である。観察者はバックライト７からの透過光を
上部から観察する。簡単のため、２層の表示について説
明する。この時、近景の画像２２０（黒い部分）は、バ
ックライトが当たらなければ暗い表示となる。そこで、
遠景の画像の内、２２１の部分を透明にすれば、近景の
画像が明るく表示される。観察者の視点から見て、近景
画像２２０により隠蔽される様子を破線で示している。
ここで、単に隠蔽される部分よりも少し狭い部分を透明
にする。このようにすることにより、観察者の視点が若
干移動しても、遠景を表示している表示層の透明部分２
１が見えないように出来る。また、観察者が視点を動か
すことにより、図１７中斜線部分がこれに対応して見え
かくれすることになり、隠蔽領域の変化による立体感を
増すことが出来る。ここで、どの程度隠蔽される部分よ
りも狭い部分を透明にするかは、図１５（b）を用いて
以下のように設計できる。図１８は、図１７の２枚の画
像を真横から見た図である。観察者の視点をA（画面の
中心）とすると、A’の位置より内側の画像は見えない
が、観察者の視点がAからBに移動すると、B’の位置ま
で見えてくる。観察者の視点の動く範囲を予め規定し、
これをMと定義すれば、その時の隠蔽される部分よりも
内側に用意すべき画素の範囲Δは以下の数式６で計算で
きる。

【００５１】

【数６】

【００５２】ここで、観察者とスクリーンの距離をL、
表示層の間隙をd、画面中心から表示物体の端までの距
離をX とおいている。また、右側の内側に用意すべき画
素の範囲Δ’についても同様に計算できる。

【００５３】以上にように、本実施例によれば、多層構
造の表示部分の構成が簡略化され、また、各距離の画像
が重なって見えたり、近景の画像が暗くなったりするこ
とを防ぐことが出来る。

【００５４】本発明の第４の実施例において、偏光板の
構成を全て同じ方向としたが、交互でも良い。また、液
晶表示方法としてTFTの構造を用いて説明したが、光透
過率の高いSTN液晶、高分子散乱液晶を用いれば、更に
輝度の高い３次元表示装置を実現することができる。

【００５５】図１９は、本発明の第５の実施例における
３次元画像表示装置の構成図を示すものである。図１９
において、３−１、３−２は立体合成回路（立体合成回
路は４−１、４−２の透過領域作成回路、５−１、５−
２の合成回路で構成される）、６−１、６−２、６−３
は各奥行き位置の液晶に表示するべき画像信号であり、
これらは図１４に示される本発明の第４の実施例と同じ
ものである。第４の実施例とことなる所は、多層画像表
示部分に２２３−１、２２３−２、２２３−３のELパネ
ルを用いた所である。ELパネルは、ZnSにCu,I,Al,Mnを
添加し、R,G,Bそれぞれの画素が発光する透明な素子で
ある。

【００５６】本実施例では、本発明の第１の実施例の切
り出し処理部A１０の出力が３種類ある場合、これを画
像信号６−１、６−２、６−３としてもよいし、予め用
意された３種類の２次元画像を６−１、６−２、６−３
として用いても良い。

【００５７】以上の様に構成された本発明の第５の実施
例について、以下その動作を説明する。本発明の第４の
実施例と同様に、近景、遠景、背景の画像６−１、６−
２、６−３から、立体合成回路３−１、３−２を用い
て、各表示層に表示される画像が計算される。ここまで
の動作は、図１４に示したものと全く同様である。これ
らの画像を各層のELパネル２２３−１、２２３−２、２
２３−３で表示する。ここでELパネルは、表示画素自体
が発光するため、バックライトを用いる必要がないの
で、本発明の第４の実施例の様な液晶を用いた構造より
も、表示部分の構成を簡略化できる。図２０は、２２３
−１、２２３−２、２２３−３のELパネルを用いた画像
表示部分の詳細構造を示すものである。この図を用いて
ELパネルによる画像表示方法について更に詳しく説明す
る。電極２１０に印加される電圧により、RGBそれぞれ
の色に発光するEL画素２２８−１、２２８−２、２２８
−３の明るさを制御する。ここで２２９は酸化絶縁膜で
ある。これが一つの層における画像表示の動作である
（Aの部分）。同図ににおいて、間隙２１１をはさんでB
の部分はAの部分と全く同じ構造をしており、これがAの
表示位置よりも１段遠い位置での表示層である。この層
の画像は、表示層Aの透明部分（発光していない部分）
を通して観察される。また、ELパネルを持ちいた本実施
例においても、図１５に示すような、各層の表示画像の
隠蔽関係により、透明領域を作成し使用するが、透明領
域を作成することにより、ELパネルの未発光部分が出来
る為、消費電力を押える効果も期待できる。

【００５８】以上の様に、本実施例によれば、表示部分
にELパネルを用いることにより、表示部分の構造を簡略
化でき、更に表示が自己発光の為、バックライト無しで
も明るい３次元画像を観賞することが出来る。

【００５９】図２１は、本発明の第６の実施例における
３次元画像表示装置の構成図を示すものである。図２１
においてＭ１、Ｍ２、Ｍ３は透過型の液晶表示パネル、
Ｍ４、Ｍ５は画像変換手段である。透過型液晶パネルＭ
１、Ｍ２、Ｍ３は、本発明の第４の実施例（図１４）の
液晶２−１、２−２、２−３と偏光板１−１、１−２、
１−３、１−４で構成された多層型の表示部分と同様な
ものであり、本発明の第４の実施例における各液晶に入
力される画像信号と同じ物（図１６参照）が入力され
る。例えば、（近）の入力には近景（人物）、（遠）の
入力には遠景（電車）、（背）の入力には背景（山）の
画像が入力される。

【００６０】ここで、液晶透過パネルの透明部分の透過
率を９０％とした場合、Ｍ２で提示された画像を前面
（Ｍ１の前側）で見たとき、そのコントラストは９０％
に低下する。またＭ３に提示された画像を前面で見たと
き、そのコントラストは８１％に低下する。このように
奥行き表示のためのパネルが増えれば増えるほど、奥に
表示される画像のコントラストが低下する。即ち図１６
の画像であれば、近景画像ははっきり観察できるが、背
景画像は暗くてコントラストの低下した画像しか観察で
きない。

【００６１】このコントラスト低下を防止するため、画
像変換手段ａＭ４、画像変換手段ｂＭ５では、表示すべ
き入力信号をコントラストが高くなるよう変換する。表
示パネルにＤレンジの余裕があり、信号のゲインを上げ
コントラストが増加できる場合は、ゲインを上げる。表
示パネルのＤレンジがいっぱいの場合には、次に示す信
号処理を行い、見た目（主観的な）のコントラストが増
加する処理を行う。処理の内容を図２４と図２５を用い
て示す。図２４において、Ｍ１１はレベル変換手段、Ｍ
１２は低周波減衰手段、Ｍ１３は特性変換手段、Ｍ１４
は加算手段である。このように構成された画像変換手段
の動作を説明する。レベル変換手段Ｍ１１は、表示パネ
ルの表示能力を全てのレベルで均等になるようにに信号
レベルを変換するものである。０％から１０％及び９０
％から１００％までの表示能力が小さい場合、その部分
のゲインを大きくし、その他の部分のゲインを下げ、表
示パネルに入力される全ての信号レベルで均等な表示能
力になるようにする。全ての信号レベルでほぼ均等な表
示能力がある場合には、この部分はバイパスさせてもよ
い。またレベル変換手段Ｍ１１は、いわゆるヒストグラ
ムイコライゼーションを行い、信号のレベル分布の偏り
を補正して信号が映像として表示される表示の有効性の
改善を行うこともよい方法である。次に低周波減衰手段
Ｍ１２では、信号に含まれる低周波成分を減衰させる。
特性変換手段Ｍ１３では振幅の大きな部分を減衰させ設
定レベルより大きな信号に対して圧縮を行う。そうして
レベル変換手段Ｍ１１の出力と加算手段Ｍ１４で合成す
る。入力信号がステップ信号の場合を図２５に示す。図
２５において、（１）は有力信号であり、（２）はその
低周波成分である。（３）は低周波減衰手段Ｍ１２の出
力波形であり、（４）は特性変換手段Ｍ１３の出力波形
である。（５）は加算手段Ｍ１４の出力波形である。こ
のような波形を画像変換手段Ｍ４またはＭ５で変換し、
表示パネルＭ２、Ｍ３に出力する。

【００６２】図２５の（５）に示す信号波形は、人間が
画像として観察したとき、錯視を引き起こし、ａのレベ
ル差がほぼａ＋ｃのレベル差として観察される。このよ
うに信号差がある部分で２〜３０％づつレベル差（コン
トラスト）を付加することができ、画像全体でも２〜３
割のコントラストを改善した印象を与えることが可能と
なる。このようにすることにより、透過率が１００％で
ない表示パネルの後ろ側の表示パネルに表示した場合で
も、その見た目のコントラストを落とさずに表示でき
る。画像変換手段ｂＭ５では、画像変換手段ａＭ４より
更にコントラストが高くなるよう画像を変換し、表示パ
ネルＭ３に表示する。このような構成をとることによ
り、表示パネルＭ１からＭ３どこに表示した場合にも、
同一のコントラストとして観測でき、より自然な立体映
像の提示を可能とする立体表示装置を実現でき、その実
用的価値は高い。なお表示パネルＭ１からＭ３の物理的
な輝度を同じにする場合は、レベル変換手段を表示パネ
ルＭ１の信号にも挿入し、表示パネルＭ１、Ｍ２の輝度
を下げる変換をおこなえばよい。

【００６３】次に本願発明の第７の実施例について説明
する。第７の実施例の構成を図２２に示す。同図におい
て第６の実施例と同一のものは、同じ番号を付しその説
明は省略する。同図においてＭ６、Ｍ７は、表示パネル
の屈折率と屈折率が等しい液体である。このような構造
をとることにより、表示パネルＭ１、Ｍ２、Ｍ３間の多
重反射がなくなる。この表示パネル間の多重反射の低減
は、表示パネルの枚数が多くなればなるほど有効をな
る。これによりＭ１〜Ｍ３の表示パネル間の空間に存在
する、画像間の不要な反射がなくなり、見やすい画像提
示が実現でき、その実用的価値は高い。

【００６４】画像間の多重反射を低減するには、表示パ
ネルの表面に反射防止膜をコーティングすることによっ
ても低減可能である。しかし反射は完全には零になら
ず、一部の反射はのこるが、この方法も有効な方法であ
る。

【００６５】次に本願発明の第８の実施例について説明
する。第８の実施例の構成を図２３に示す。同図におい
て第６の実施例と同一のものは、同じ番号を付しその説
明は省略する。同図においてＭ８、Ｍ９は視距離変換光
学手段であり、Ｍ１０は距離変換駆動手段であり、Ｍ１
１はデータ表示信号変換手段である。この実施例では表
示パネルＭ１、Ｍ２、Ｍ３の間に視距離変換光学手段を
追加しているのが、これまでの実施例とは異なる点であ
る。視距離変換光学手段の１例を図２６に示す。同図に
おいてＭ２０は凸レンズ、Ｍ２１は凹レンズＭ２２は移
動台、Ｍ２３はモーター、Ｍ２４はネジである。この視
距離変換光学手段を用い、イの物体を前面（図示）から
見た場合、レンズ系の虚像がロの位置に観察され、実際
のイの位置よりも遠くに見える。さらにモーターＭ２３
を回転させ、移動台２２に取り付けられたレンズＭ２０
をレンズＭ２１から遠くに移動することにより、図２６
（ｂ）に示すように、虚像をロの位置からハの位置まで
移動することができ、図２６（ａ）に示した位置よりも
更に遠くに像を移動できる。当然ではあるがレンズＭ２
０を逆方向に移動させれば、虚像を近くに移動できる。
このように視距離変換光学手段Ｍ８、Ｍ９を用い、表示
パネルＭ２、Ｍ３に提示する画像を実際の位置より後ろ
（奥）に表示できる。表示する位置は、データ表示信号
変換手段Ｍ１１を用い、物体の位置のデータを表示画像
の位置のデータに変換して決定する。決定した表示位置
を距離変換駆動手段Ｍ１０を用い、距離変換手段のＭ
８、Ｍ９のモーターＭ２３を駆動し、視距離変換光学手
段Ｍ８、Ｍ９のレンズ系の位置を制御する。同時にデー
タ表示信号変換手段Ｍ１１は、物体位置のデータからそ
れぞれの表示パネルに表示する画像信号を合成する。

【００６６】以上の構成より立体表示装置それ自体の奥
行より大きな奥行きを持った物体でも、正しい奥行きを
表現することが可能になる。また表示する奥行きを制限
した場合、表示装置の奥行きを薄くすることが可能とな
る。また物体が奥行き方向の１部分にかたまって存在す
る場合、奥行き方向の分解能を物体がかたまって存在す
る部分に集中させ、その部分の奥行き分解能を改善する
ことが可能になる。つまり、物体が存在しない空間は、
視距離変換手段の光学系で奥行きを稼ぎ、物体が集中し
ている部分に表示パネルの画像表示を集中させる。この
ような使用をする場合は、視距離変換光学手段を表示パ
ネルＭ１の前面に追加すると更に効率的な表示が可能と
なる。このように同じ表示パネル数でも、パネル数で決
まる奥行き分解能を有効に活かすことができ、その実用
的価値は高い。

【００６７】尚本願発明の第６から第８の実施例では、
表示パネル数を３枚としたが表示パネル数は３枚に限る
必要がないのは当然である。また視距離変換手段Ｍ８、
Ｍ９の光学系は、同等の機能を有したものであれば、こ
こに示した光学系以外でもよいのは当然であり、視距離
を変化させるが像の大きさが不変となるような光学系
や、故意に像の大きさを視距離によって変化させるよう
な光学系であってもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、層状に構成された各々のディスプレイ
がその近辺の奥行き位置の画像のみを表示し、観察者は
それに対応した奥行き位置のディスプレイにピントを合
わせ観察することにより、調節と輻輳情報があまり矛盾
しない状態で３次元画像を観察することが出来、疲れに
くい３次元画像を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施例の３次元画像表示
装置の構成図

【図２】本発明における第１の実施例の透過型ディスプ
レイの斜視図

【図３】本発明における第１の実施例の透過型ディスプ
レイの動作図

【図４】本発明の実施例における切り出し処理部の動作
説明図

【図５】本発明の実施例における切り出し処理部の隠蔽
処理説明図（２次元図）

【図６】本発明の実施例における切り出し処理部の隠蔽
処理説明図（３次元図）

【図７】本発明の実施例における観察者位置測定処理説
明図（構成図）

【図８】本発明の実施例における観察者位置測定処理説
明図（計算の説明図）

【図９】本発明における第２の実施例の３次元画像表示
装置の構成図

【図１０】本発明の実施例における視差処理部の計算方
法の説明図

【図１１】本発明の実施例における両眼視差データから
距離データへの変換説明図

【図１２】本発明における第３の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図１３】従来の３次元画像表示装置の構成図

【図１４】本発明における第４の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図１５】３次元構造の液晶の構成図（本発明における
第４の実施例の３次元画像表示装置の表示部の詳細構成
図）

【図１６】立体合成の動作図

【図１７】３次元画像表示装置の透過領域の構成図

【図１８】隠蔽部分の処理の詳細説明図

【図１９】本発明における第５の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図２０】３次元構造のELの構成図

【図２１】本発明における第６の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図２２】本発明における第７の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図２３】本発明における第８の実施例の３次元画像表
示装置の構成図

【図２４】画像のコントラスト改善のための構成図

【図２５】画像のコントラスト改善動作の説明図

【図２６】視距離変換光学手段構成図

【符号の説明】

１透過型液晶ディスプレイ１２透過型液晶ディスプレイ２３透過型液晶ディスプレイ３４透過型液晶ディスプレイ４５透過型液晶ディスプレイ５６切り出し処理部B ７位置検出部８視差処理部９バックライト１０切り出し処理部A １１駆動回路１１２駆動回路２１３駆動回路３１４駆動回路４１５駆動回路５１６発光ダイオード（LED）１７カメラ１８位置計算部１９レンズ２０撮像面２１左カメラレンズ２２左画像用撮像面２３右カメラレンズ２４右画像用撮像面２５駆動回路６２６駆動回路７２７駆動回路８２８駆動回路９２９液晶シャッタ眼鏡３０液晶シャッタ制御部３１切り出し処理部C １００光透過率制御パネル１０１光散乱制御パネル１−１偏光板１−２偏光板１−３偏光板１−４偏光板２−１液晶２−２液晶２−３液晶３−１立体合成回路３−２立体合成回路４−１透過領域作成回路４−２透過領域作成回路５−１合成回路５−２合成回路６−１画像信号（２−１液晶表示用）６−２画像信号（２−２液晶表示用）６−３画像信号（２−３液晶表示用）２１０画素電極２１２画素電極（透明導電膜からなる電極）２１３偏光板２１４ TFT回路（トランジスタによる画像制御素子）２１５色フィルター（RGBのフイルター）２１６間隙２１７液晶２２０近景の画像２２１遠景の画像のうち、近景の画像で隠される部分２２３−１ ELパネル２２３−２ ELパネル２２３−３ ELパネル２２８−１ EL発光素子（R）２２８−２ EL発光素子（G）２２８−３ EL発光素子（B）２２９酸化絶縁膜 A-1 電気浸透ディスプレイ材料 A-2 電気浸透ディスプレイ材料 A-3 電気浸透ディスプレイ材料 α 電気浸透ディスプレイ材料 α１透明電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ
と、視点の異なる位置から撮像された複数の入力画像か
ら被写体の３次元情報を抽出する視差処理部と、観察者
の位置を検出する位置検出部と、前記視差処理部と位置
検出部の出力から前記各透過型ディスプレイに表示され
る画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプ
レイに表示すべき画像を抽出し、それ以外の部分が透明
になるように各々の透過型ディスプレイを駆動する切り
出し処理部と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に
配置されたバックライトとを備えたことを特徴とする３
次元画像表示装置。
【請求項２】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御でき、それぞれが左右眼に独立に画像
を表示できる複数の光透過型ディスプレイと、視点の異
なる位置から撮像された複数の入力画像から被写体の３
次元情報を抽出する視差処理部と、観察者の位置を検出
する位置検出部と、前記視差処理部と位置検出部の出力
から前記各透過型ディスプレイに表示される画像中の物
体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプレイに表示す
べき画像を抽出し、それ以外の部分が透明になるように
各々の透過型ディスプレイを駆動する切り出し処理部
と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に配置された
バックライトとを備えたことを特徴とする３次元画像表
示装置。
【請求項３】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ
と、視点の異なる位置から撮像された複数の入力画像か
ら被写体の３次元情報を抽出する視差処理部と、観察者
の位置を検出する位置検出部と、前記視差処理部と位置
検出部の出力から前記各透過型ディスプレイに表示され
る画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプ
レイに表示すべき画像を抽出し、それ以外の部分が透明
になるように各々の透過型ディスプレイを駆動する切り
出し処理部と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に
配置されたバックライトと、透過型ディスプレイで表示
すべき信号のコントラストまたは明るさを変換する画像
変換手段とを備えたことを特徴とする３次元画像表示装
置。
【請求項４】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御でき、それぞれが左右眼に独立に画像
を表示できる複数の光透過型ディスプレイと、視点の異
なる位置から撮像された複数の入力画像から被写体の３
次元情報を抽出する視差処理部と、観察者の位置を検出
する位置検出部と、前記視差処理部と位置検出部の出力
から前記各透過型ディスプレイに表示される画像中の物
体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプレイに表示す
べき画像を抽出し、それ以外の部分が透明になるように
各々の透過型ディスプレイを駆動する切り出し処理部
と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に配置された
バックライトと、透過型ディスプレイで表示すべき信号
のコントラストまたは明るさを変換する画像変換手段と
を備えたことを特徴とする３次元画像表示装置。
【請求項５】画像変換手段は前面から離れた部分の表示
パネルのコントラストを増加する信号処理を行うことを
特徴とする請求項３又は４記載の３次元画像表示装置。
【請求項６】画像変換手段は後面から離れた部分の表示
パネルの輝度を下げる信号処理を行うことを特徴とする
請求項３又は４記載の３次元画像表示装置。
【請求項７】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ
と、視点の異なる位置から撮像された複数の入力画像か
ら被写体の３次元情報を抽出する視差処理部と、観察者
の位置を検出する位置検出部と、前記視差処理部と位置
検出部の出力から前記各透過型ディスプレイに表示され
る画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプ
レイに表示すべき画像を抽出し、それ以外の部分が透明
になるように各々の透過型ディスプレイを駆動する切り
出し処理部と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に
配置されたバックライトと、前記透過型ディスプレイの
間に液体または固体の物質を挿入し、液体または固体の
屈折率を表示パネルの屈折率に近づけ表示パネル間の反
射を低減してなることを特徴とする３次元画像表示装
置。
【請求項８】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御でき、それぞれが左右眼に独立に画像
を表示できる複数の光透過型ディスプレイと、視点の異
なる位置から撮像された複数の入力画像から被写体の３
次元情報を抽出する視差処理部と、観察者の位置を検出
する位置検出部と、前記視差処理部と位置検出部の出力
から前記各透過型ディスプレイに表示される画像中の物
体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプレイに表示す
べき画像を抽出し、それ以外の部分が透明になるように
各々の透過型ディスプレイを駆動する切り出し処理部
と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に配置された
バックライトと、前記透過型ディスプレイの間に液体ま
たは固体の物質を挿入し、液体または固体の屈折率を表
示パネルの屈折率に近づけ表示パネル間の反射を低減し
てなることを特徴とする３次元画像表示装置。
【請求項９】観察者から異なる距離に配置され、光透過
率と光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ
と、視点の異なる位置から撮像された複数の入力画像か
ら被写体の３次元情報を抽出する視差処理部と、観察者
の位置を検出する位置検出部と、前記視差処理部と位置
検出部の出力から前記各透過型ディスプレイに表示され
る画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプ
レイに表示すべき画像を抽出し、それ以外の部分が透明
になるように各々の透過型ディスプレイを駆動する切り
出し処理部と、前記複数の透過型ディスプレイの背面に
配置されたバックライトと、物体のデータから表示すべ
き信号と表示位置を演算するデータ表示信号変換手段
と、ディスプレイ間またはディスプレイ前面とディスプ
レイ間に置かれた視距離変換手段と、演算された表示位
置から表示パネル間の前記視距離変換手段を制御する距
離変換駆動手段とを備えたことを特徴とする３次元画像
表示装置。
【請求項１０】観察者から異なる距離に配置され、光透
過率と光散乱を制御でき、それぞれが左右眼に独立に画
像を表示できる複数の光透過型ディスプレイと、視点の
異なる位置から撮像された複数の入力画像から被写体の
３次元情報を抽出する視差処理部と、観察者の位置を検
出する位置検出部と、視差処理部と位置検出部の出力か
ら前記各透過型ディスプレイに表示される画像中の物体
間の隠蔽関係を判断し各透過型ディスプレイに表示すべ
き画像を抽出し、それ以外の部分が透明になるように各
々の透過型ディスプレイを駆動する切り出し処理部と、
前記複数の透過型ディスプレイの背面に配置されたバッ
クライトと、物体のデータから表示すべき信号と表示位
置を演算するデータ表示信号変換手段と、ディスプレイ
間またはディスプレイ前面とディスプレイ間に置かれた
視距離変換手段と、演算された表示位置から表示パネル
間の前記視距離変換手段を制御する距離変換駆動手段と
を備えたことを特徴とする３次元画像表示装置。
【請求項１１】データ表示信号変換手段と距離変換駆動
手段は、物体がない部分は前記視距離変換手段の視距離
を大きく設定し、物体がある部分は前記視距離変換手段
の視距離を小さく設定することを特徴とする請求項９又
は１０記載の３次元画像表示装置。
【請求項１２】透過型ディスプレイは、反射率を下げる
処理を表面に施したことを特徴とする請求項１、２、
３、４、７、８、９、又は１０の立体画像表示装置。
【請求項１３】観察者から異なる距離に配置された、前
記複数のディスプレイは、自己発光型のディスプレイを
用い、前記バックライトを省略したことを特徴とする請
求項１、２、３、４、７、８、９、又は１０記載の３次
元画像表示装置。
【請求項１４】観察者から異なる距離に配置された前記
複数の発光型ディスプレイは、ELパネルと間隙の層を繰
り返して構成することにより一体化して構成したことを
特徴とする請求項１３記載の３次元画像表示装置。
【請求項１５】観察者から異なる距離に配置された複数
のディスプレイは、反射型のディスプレイを用い、前記
バックライトを省略したことを特徴とする請求項１、
２、３、４、７、８、９、又は１０項記載の３次元画像
表示装置。
【請求項１６】観察者から異なる距離に配置され、光透
過率と光散乱を制御できる複数の光透過型ディスプレイ
は、偏光板と液晶と間隙の層を繰り返して構成すること
により一体化して構成したことを特徴とする請求項１、
２、３、４、７、８、９、又は１０項記載の３次元画像
表示装置。
【請求項１７】視差処理部の代わりに、３次元コンピュ
ータ・グラフィクスにより作成された３次元画像を用
い、これと前記位置検出部の出力から各ディスプレイに
表示される画像中の物体間の隠蔽関係を判断し各ディス
プレイに表示すべき画像を抽出する切り出し処理部を有
することを特徴とする請求項１、２、３、４、７、８、
９、又は１０記載の３次元画像表示装置。
【請求項１８】位置検出部は、観察者の位置を検出する
代わりに、ある一定の位置を出力すること、または手動
で出力を設定出来ることを特徴とする請求項１、２、
３、４、７、８、９、又は１０項記載の３次元画像表示
装置。
【請求項１９】切り出し処理部は、視差検出部または３
次元コンピュータ・グラフィクスにより生成された３次
元画像と、位置検出部の出力を用いて各ディスプレイに
表示される画像中の物体間の隠蔽関係を判断する際に、
近景用ディスプレイに表示される被写体によって隠蔽さ
れる領域をよりも多少小さめに設定することを特徴とす
る請求項１、２、３、４、７、８、９、又は１０項記載
の３次元画像表示装置。