JP3462796B2 - 三次元表示方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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
２２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（６
０２，６０３）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。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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
２２に示す液晶シャッタ眼鏡方式では、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２２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。そして、前記し
た問題点は、従来の二眼式立体表示装置、多眼式立体表
示装置に共通する問題点である。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、電気的に書換えが可能
で、かつ動画表示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。

【０００４】

【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、奥行き位置の異な
る複数の表示面のそれぞれに、複数の二眼式あるいは多
眼式立体表示手段によって、観察者の右眼および左眼に
それぞれ分離して提示する表示対象物体の右および左視
差像を表示して、三次元立体像を生成する三次元表示方
法であって、前記複数の表示面に表示する前記表示対象
物体の右および左視差像の輝度を、前記各表示面毎に各
々独立に変化させることを特徴とする。また、本発明
は、前記表示対象物体が、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
観察者に近い表示面に表示する前記表示対象物体の右お
よび左視差像の輝度を高くし、観察者から遠い表示面に
表示する前記表示対象物体の右および左視差像の輝度を
低くし、また、前記表示対象物体が、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
示面のうちの観察者に近い表示面に表示する前記表示対
象物体の右および左視差像の輝度を低くし、観察者から
遠い表示面に表示する前記表示対象物体の右および左視
差像の輝度を高くすることを特徴とする。また、本発明
は、前記表示対象物体の右および左視差像が、観察者の
右眼および左眼から見て重なるように、前記表示対象物
体の右および左視差像を前記複数の表示面に表示し、か
つ観察者の見る総体的な輝度が前記表示対象物体の輝度
と等しくなるようにすることを特徴とする。また、本発
明は、前記表示対象物体の右および左視差像を時間的に
順次切り替えて表示することにより、三次元の動画像を
生成することを特徴とする。また、本発明は、前記表示
対象物体の右および左視差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観察者
に近づく方向である場合に、前記表示対象物体の右およ
び左視差像の切り替えに同期して、前記複数の表示面の
うちの観察者に近い表示面に表示する前記物体像の輝度
を順次高くし、観察者から遠い表示面に表示する前記物
体像の輝度を順次低くし、また、当該物体の移動方向が
観察者から遠ざかる方向である場合に、前記表示対象物
体の右および左視差像の切り替えに同期して、前記複数
の表示面のうちの観察者に近い表示面に表示する前記物
体像の輝度を順次低くし、観察者から遠い表示面に表示
する前記物体像の輝度を順次高くすることを特徴とす
る。

【０００５】また、本発明は、三次元表示装置であっ
て、表示対象物体の右および左視差像を生成する第１の
手段と、前記第１の手段で生成された表示対象物体の右
および左視差像を観察者から見て異なった奥行き位置に
ある複数の表示面のそれぞれに表示することにより、前
記表示対象物体の右および左視差像をそれぞれ観察者の
右眼および左眼に分離して提示する、複数の二眼式ある
いは多眼式立体表示手段からなる第２の手段と、前記各
表示面に表示される表示対象物体の右および左視差像の
輝度を、各表示面毎に各々独立に変化させる第３の手段
とを具備することを特徴とする。また、本発明は、前記
第２の手段が、複数の眼鏡有り二眼式立体表示装置と、
前記複数の眼鏡有り二眼式立体表示装置のうち観察者よ
り最も遠い奥行き位置に配置される二眼式立体表示装置
と組み合わされ、当該二眼式立体表示装置に表示される
像を観察者の視線上の像として配置する全反射鏡あるい
は部分反射鏡と、前記観察者より最も遠い奥行き位置に
配置される二眼式立体表示装置以外の二眼式立体表示装
置と組み合わされ、各二眼式立体表示装置に表示される
像をそれぞれ観察者の視線上の像として配置する部分反
射鏡と、二眼式用眼鏡とで構成されることを特徴とす
る。また、本発明は、前記第２の手段が、複数の眼鏡有
り二眼式立体表示装置と、前記複数の眼鏡有り二眼式立
体表示装置のうち観察者より最も遠い奥行き位置に配置
される二眼式立体表示装置と組み合わされ、当該二眼式
立体表示装置に表示される像を観察者の視線上の像とし
て配置する全反射鏡とレンズの組合わせ、あるいは部分
反射鏡とレンズの組合わせと、前記観察者より最も遠い
奥行き位置に配置される二眼式立体表示装置以外の二眼
式立体表示装置と組み合わされ、各二眼式立体表示装置
に表示される像をそれぞれ観察者の視線上の像として配
置する部分反射鏡とレンズの組合わせと、二眼式用眼鏡
とで構成されることを特徴とする。また、本発明は、前
記第２の手段が、複数の眼鏡無し二眼式あるいは多眼式
立体表示装置と、前記複数の眼鏡無し二眼式あるいは多
眼式立体表示装置のうち観察者より最も遠い奥行き位置
に配置される二眼式あるいは多眼式立体表示装置と組み
合わされ、当該二眼式あるいは多眼式立体表示装置に表
示される像を観察者の視線上の像として配置する全反射
鏡あるいは部分反射鏡と、前記観察者より最も遠い奥行
き位置に配置される二眼式あるいは多眼式立体表示装置
以外の二眼式あるいは多眼式立体表示装置と組み合わさ
れ、各二眼式あるいは多眼式立体表示装置に表示される
像をそれぞれ観察者の視線上の像として配置する部分反
射鏡とで構成されることを特徴とする。また、本発明
は、前記第２の手段が、複数の眼鏡無し二眼式あるいは
多眼式立体表示装置と、前記複数の眼鏡無し二眼式ある
いは多眼式立体表示装置のうち観察者より最も遠い奥行
き位置に配置される二眼式あるいは多眼式立体表示装置
と組み合わされ、当該二眼式あるいは多眼式立体表示装
置に表示される像を観察者の視線上の像として配置する
全反射鏡とレンズの組合わせ、あるいは部分反射鏡とレ
ンズの組合わせと、前記観察者より最も遠い奥行き位置
に配置される二眼式あるいは多眼式立体表示装置以外の
二眼式あるいは多眼式立体表示装置と組み合わされ、各
二眼式あるいは多眼式立体表示装置に表示される像をそ
れぞれ観察者の視線上の像として配置する部分反射鏡と
レンズの組合わせとで構成されることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記第２の手段が、観察者から見て異な
った奥行き位置に配置された、透過状態と散乱状態の切
替制御が可能な複数の散乱板、または反射状態と透過状
態の切替制御が可能な複数の反射板と、前記複数の散乱
板または複数の反射板の各々に視差像を投射する複数の
投射型二眼式あるいは多眼式立体表示装置と、前記複数
の散乱板または複数の反射板と前記複数の投射型二眼式
あるいは多眼式立体表示装置との間に配置され、前記複
数の散乱板の透過状態と散乱状態の切替、または前記複
数の反射板の反射状態と透過状態の切替と同期して透過
状態と遮断状態を切替る複数のシャッタとから構成され
ることを特徴とする。また、本発明は、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と観察者と
の間に、レンズ光学系を設置したことを特徴とする。

【０００６】

【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。

【０００７】［実施の形態１］以下の実施の形態では、
像を配置する「面」という表現を用いるが、これは光学
などで多用される像面などと同様な表現であり、かっこ
のような像面を実現する手段としては、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、波長板等の種々の光学素子と、例えば、ＣＲＴ、液
晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディス
プレイ、ＦＥＤディスプレイ、ＤＭＤディスプレイ、プ
ロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディスプレイ
等の二次元表示装置を用いて、多くの光学的組み合わせ
技術により、実現可能なことは明らかである。また、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
面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つ以上の面としても同様な効果が期待できること
は明らかである。

【０００８】図１は、本発明の実施の形態の三次元表示
装置の原理を説明するための図である。本実施の形態で
は、観察者１００の右眼と左眼の前面に、複数の面、例
えば、面（１０１，１０２）（例えば、面１０１が面１
０２より観察者１００に近い）を設定し、これらの面に
複数の二次元像を表示するために、例えば、二眼式立体
表示装置、あるいは多眼式立体表示装置と、種々の光学
素子とを用いて光学系１０３を構築する（なお、詳細は
実施の形態２以下で後述する）。ここで、二眼式立体表
示装置としては、例えば、アナグリフ眼鏡方式、偏光眼
鏡方式、液晶シャッタ眼鏡方式、パララックス・バリア
方式、レンティキュラ方式、回折格子方式、大凹凸レン
ズ方式等が、また、多眼式立体表示装置としては、例え
ば、レンティキュラ方式、プロジェクタ多眼方式、回折
格子方式等が使用でき、さらに、種々の光学素子として
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、波長板等が使用可能である。

【０００９】次に、図２に示すように、観察者１００に
提示したい三次元物体１０４の左視差像ＧＬ、右視差像
ＧＲを生成する。この左眼用の視差像ＧＬを、図１に示
すように、各面（１０１，１０２）に二次元像（１Ｌ
５，１Ｌ６）として表示する。この場合に、各面（１０
１，１０２）に表示される二次元像（１Ｌ５，１Ｌ６）
は、観察者１００の左眼から見て重なるようにされる。
同様に、右眼用の視差像ＧＲを、各面（１０１，１０
２）に二次元像（１Ｒ５，１Ｒ６）として表示する。こ
の場合に、各面（１０１，１０２）に表示される二次元
像（１Ｒ５，１Ｒ６）は、観察者１００の右眼から見て
重なるようにされる。この左右の視差像を生成する方法
は、例えば、各眼の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、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、あるいはモデ
ル化を用いる方法など種々の方法がある。

【００１０】本実施の形態では、この二次元像（１Ｒ
５，１Ｒ６，１Ｌ５，１Ｌ６）を、図１に示すように、
左眼から見て完全に重なるように面（１０１，１０２）
に、右眼から見て完全に重なるように面（１０１，１０
２）に、前記二眼式立体表示装置あるいは多眼式立体表
示装置の原理を用いて左右眼別々に表示する構成をと
る。この構成により、観察者１００の左眼には、左視差
像ＧＬから作成された左二次元画像（１Ｌ５，１Ｌ６）
のみが見え、観察者１００の右目には、右視差像ＧＲか
ら作成された右二次元画像（１Ｒ５，１Ｒ６）のみが見
える。本実施の形態における重要な要点は、前記構成を
有する装置で、二次元像（１Ｒ５，１Ｒ６，１Ｌ５，１
Ｌ６）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（即ち、観察者１００から見た総
体的な輝度が表示対象の三次元物体の輝度と等しくなる
ように）、三次元物体１０４の視差に対応する奥行き位
置に対応して変えることである。その変え方の一例を、
以下に述ベる。なお、両眼ともに同様であるため、図３
ないし図６では右眼のみを記し、さらに、図３ないし図
６では、白黒図面であるため、分かりやすいように輝度
が高い方を濃く示している。

【００１１】例えば、三次元物体を、面１０１上の位置
に対応する奥行き位置に表示する場合には、図３に示す
ように、面１０１の二次元像１Ｒ５の輝度を三次元物体
の輝度に等しくし、面１０２上の二次元像１Ｒ６の輝度
はゼロとする。次に、例えば、三次元物体が観察者１０
０より少し遠ざかり、三次元物体を、面１０１より面１
０２側に少し寄った位置の奥行き位置に表示する場合に
は、図４に示すように、二次元像１Ｒ５の輝度を少し下
げ、二次元像１Ｒ６の輝度を少し上げる。さらに、例え
ば、三次元物体が観察者１００よりさらに遠ざかり、三
次元物体を、面１０１より面１０２側にさらに寄った位
置の奥行き位置に表示する場合には、図５に示すよう
に、二次元像１Ｒ５の輝度をさらに下げ、二次元像１Ｒ
６の輝度をさらに上げる。遂に、例えば、三次元物体
を、面１０２上に対応する奥行き位置に表示する場合に
は、図６に示すように、面１０２上の二次元像１Ｒ６の
輝度を三次元物体の輝度に等しくし、面１０１上の二次
元像１Ｒ５の輝度をゼロとする。

【００１２】本実施の形態では、左右の眼に提示される
二次元像は、左右の視差像であるため、人の視差による
要因のみで、二眼式立体表示装置あるいは多眼式立体表
示装置と同様に、観察者は立体知覚できる。さらに、本
実施の形態のように、左右の視差像を表示することによ
り、人の生理的要因、あるいは心理的要因により、表示
している面が、面（１０１，１０２）と奥行き方向に離
れた面であっても、観察者１００のピント調節は、面１
０１と面１０２の中間にある三次元物体の位置に定位す
る。即ち、例えば、面１０１と面１０２にほぼ等輝度の
二次元像を表示した場合には、面１０１と面１０２の奥
行き位置の中間付近に三次元物体があるように感じられ
る。また、本実施の形態では、前記図２２に示す従来装
置とは異なり、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、従来装置と大きく異なり、ピント調節が完全に錯
覚位置に合致する利点を有する。また、本実施の形態で
は、左眼、右眼双方において、完全に重なった像を用い
るため、提示する三次元立体像の解像度を容易に高めら
れる利点を有する。

【００１３】また、本実施の形態では、２次元像の輝度
の変化のみによる人の生理的または心理的要因、あるい
は人の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
態では、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。なお、本実施例
においては、二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１００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、二次元像
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、同様な構成が可
能であることはいうまでもない。本発明は、各二眼式立
体表示装置あるいは多眼式立体表示装置が動画対応でき
る表示速度を有しているだけで、観察者１００からみて
左右上下方向には動画表示ができることは明らかであ
り、かつ深さ方向にも複数の面の輝度変化を１フレーム
毎に行っていけば可能であることは明らかである。さら
に、上記した二次元画像は、１フレーム中に表示するの
であれば、同時に表示しても、別々の時間に表示して
も、あるいはある時間だけ同時に表示して、他の時間は
別々に表示しても、残像効果の原理から本発明の効果に
は影響がないことは明らかである。

【００１４】［実施の形態２］以下、前記実施の形態に
おいて、光学系１０３を構成要素である二眼式立体表示
装置あるいは多眼式立体表示装置について説明する。始
めに、前記実施の形態において、光学系１０３を構成要
素として、眼鏡なし二眼式立体表示装置あるいは多眼式
立体表示装置を用いる場合の全体の概略構成は、図１に
示した通りである。次に、前記実施の形態において、光
学系１０３を構成要素として、眼鏡有り二眼式立体表示
装置を用いる場合の全体の概略構成を図７に示す。観察
者１００の前面に複数の面、例えば、面（１０１，１０
２）（例えば、面１０１が面１０２より観察者１００に
近い）を設定し、これらの面に複数の左右の視差像を表
示するために、例えば、眼鏡有り二眼式立体表示装置
（例えば、アナグリフ眼鏡方式、偏光眼鏡方式、液晶シ
ャッタ眼鏡方式など）と種々の光学素子（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）を用いて光学系１０３を構築する（詳
細は以下に後述する）。観察者１００は、前記した眼鏡
有り二眼式立体表示装置と合致する方式の二眼式用眼鏡
（例えば、アナグリフ眼鏡、偏光眼鏡、液晶シャッタ眼
鏡など）１１０を装着する。この構成により、観察者１
００の左眼には、左視差像ＧＬから作成された左二次元
画像（１Ｌ５，１Ｌ６）のみが見え、観察者１００の右
眼には、右視差像ＧＲから作成された右二次元画像（１
Ｒ５，１Ｒ６）のみが見えるようにできる。

【００１５】以下に、図１あるいは図７に示す光学系１
０３の具体的構成について説明する。図８は、図１ある
いは図７に示す光学系１０３の一例を示す図である。図
８に示す光学系１０３は、複数の二眼式立体表示装置、
あるいは多眼式立体表示装置（２０１，２０２）と、全
反射鏡２０３（例えば、反射率／透過率＝１００／
０）、部分反射鏡２０４（例えば、反射率／透過率＝５
０／５０）とを使用するものである。ここで、二眼式立
体表示装置としては、例えば、アナグリフ眼鏡方式、偏
光眼鏡方式、液晶シャッタ眼鏡方式、パララックス・バ
リア方式、レンティキュラ方式、回折格子方式、大凸レ
ンズ方式等を、また、多眼式立体表示装置としては、例
えば、レンティキュラ方式、プロジェクタ多眼方式、回
折格子方式などを用いる。図８に示す光学系において、
各々の配置を変えることにより、二眼式あるいは多眼式
立体表示装置２０１の２次元像が全反射鏡２０３で反射
し、部分反射鏡２０４を透過してできる面２０５と、二
眼式あるいは多眼式立体表示装置２０２の二次元像が部
分反射鏡２０４を反射してできる面２０６とを奥行き方
向に異なる位置に配置することができる。このような光
学系では、鏡のみを用いるため、画質の劣化が少ない利
点を有する。

【００１６】図９は、図１あるいは図７に示す光学系１
０３の他の例を示す図である。図９に示す光学系１０３
は、図８に示す光学系に凸レンズ（２０７，２０８）な
どを含めることにより、面の位置をよりフレキシブルに
変更できるようにしたものである。図９に示す光学系で
は、複数の二眼式あるいは多眼式立体表示装置（２０
１，２０２）と、全反射鏡２０３（例えば、反射率／透
過率＝１００／０）、部分反射鏡２０４（例えば、反射
率／透過率＝５０／５０）の構成に、例えば、凸レンズ
（２０７，２０８）を加えて像位置を変えることによ
り、装置の大きさの制約などにより限られていた面２０
５と面２０６の位置関係をより柔軟に設定することがで
きる。勿論、凸レンズだけでなく組み合わせレンズなど
を用いたレンズ光学系を用いることにより、歪みなどの
点で有利になる場合もあることは通常のレンズ光学系と
同様である。また、この場合は虚像を用いる場合を例と
して示したが、実像を用いる場合でも同様なことができ
ることは明らかである。

【００１７】図１０は、図１あるいは図７に示す光学系
１０３の他の例を示す図である。図１０に示す光学系１
０３は、図８に示す光学系に、さらに二眼式あるいは多
眼式立体表示装置を追加したものである。即ち、複数の
二眼式あるいは多眼式立体表示装置（２１１，２１２，
２１３，２１４，２１５）と、例えば、全反射鏡２１６
（例えば、反射率／透過率＝１００／０）、部分反射鏡
２１７（例えば、反射率／透過率＝５０／５０）、２１
８（例えば、反射率／透過率＝３３．３／６６．７）、
２１９（例えば、反射率／透過率＝２５／７５）、２２
０（例えば、反射率／透過率＝２０／８０）を用いて、
複数の二元像を配置するための光学系を構成したもので
ある。図１０に示す光学系１０３において、各々の配置
を変えることにより、二眼式あるいは多眼式立体表示装
置２１１の二次元像が全反射鏡２１６を反射して部分反
射鏡（２１７〜２２０）を透過してできる面２２１と、
二眼式あるいは多眼式立体表示装置（２１２〜２１５）
の二次元像が各々部分反射鏡（２１７〜２２０）で反射
し、さらに部分反射鏡を透過してできる面（２２２〜２
２５）を、各々奥行き方向に異なる位置に配置すること
ができる。この図１０に示す光学系１０３では、鏡のみ
を用いるため、画質の劣化が少ない利点を有する。な
お、図１０では、二眼式あるいは多眼式立体表示装置が
５個の場合について述べたが、それ以外の個数でも同様
な構成が可能なことは明らかである。この場合において
も、図９に示すように、レンズ光学系を付加することに
より、面の位置を制御しやすくなることは同様に明らか
である。

【００１８】図１１は、図１あるいは図７に示す光学系
１０３の他の例を示す図である。図１１に示す光学系１
０３は、複数のプロジェクタ型二眼式あるいは多眼式立
体表示装置（２３１，２３２，２３３，２３４，２３
５）と、シャッタ（２４１，２４２，２４３，２４４，
２４５）と、散乱板（２３６，２３７，２３８，２３
９，２４０）とを用いて、各プロジェクタ型二眼式ある
いは多眼式立体表示装置（２３１〜２３５）からシャッ
タ（２４１〜２４５）を介して散乱板（２３６〜２４
０）に二次元像を投影することにより、複数の二元像を
配置するための光学系を構成したものである。ここで、
散乱板（２３６〜２４０）は、例えば、高分子分散型液
晶素子、ホログラフィック高分子分散型液晶素子、液晶
とマルチレンズアレイの組合せ素子などのように、散乱
状態／透過状態、反射状態／透過状態を制御できるもと
する。さらに、シャッタ（２４１〜２４５）は、例え
ば、ツイストネマティック液晶素子、強誘電液晶素子、
あるいは機械的シャッタ素子などのように透過状態／遮
断状態を制御できるものとする。散乱板（２３６〜２４
０）の奥行き位置を変えて配置し、これらの散乱板（２
３６〜２４０）に、各プロジェクタ型二眼式あるいは多
眼式立体表示装置（２３１〜２３５）の各々のピント面
を合わせて二次元像を投射し、かつ散乱板（２３６〜２
４０）の散乱状態／透過状態のタイミングと、シャッタ
（２４１〜２４５）の透過状態／遮断状態のタイミング
を合わせて駆動することにより、時分割で、散乱板（２
３６〜２４０）上に形成される面の奥行き位置を制御で
きる。この図１１に示す光学系１０３のように、プロジ
ェクタ型二眼式あるいは多眼式立体表示装置（２３１〜
２３５）を用いる場合には、装置のレイアウトの自由度
が大きい利点を有する。なお、この図１１に示す光学系
１０３では、プロジェクタ型二眼式あるいは多眼式立体
表示装置が５個の場合について述べたが、それ以外の個
数でも同様な構成が可能なことは明らかである。また、
シャッタ（２４１〜２４５）の代わりに、プロジェクタ
型二次元表示装置（２３１〜２３５）のランプをＯＮ／
ＯＦＦしてもよいことは明らかである。前記実施の形態
では、三次元表示装置付近、または内部あるいはこれよ
り奥に面がある場合について主に述べたが、これらの面
を光学装置を追加することにより、二次元表示装置より
離して、あるいは前面に配置することも容易に可能であ
る。その一例を、図１２に示す。例えば、前記実施の形
態に示す光学系３０１の前面に、例えば、レンズ光学系
３０３を配置することにより、内部の面３０２を外部の
面３０４の位置へ変換できることは明らかである。この
ような場合には、三次元立体像が空間に浮いて再現され
るため、三次元立体像が装置内部や後方にある場合に比
べ、人にとってより三次元に感じやすいという利点を有
する。

【００１９】［実施の形態３］本実施の形態では、前記
各実施の形態に使用可能な二眼式あるいは多眼式立体表
示装置について説明する。例えば、「３次元ディスプレ
イ」（増田千尋著、産業図書（株））に記述されている
ように、二眼式あるいは多眼式立体表示装置は、三次元
物体の左右視差像を各々右眼、左眼に分配する手段を提
供する装置であり、観察者がこの分配された左右視差像
を融合することにより三次元表示を感じることができる
方式である。特に、多眼式の場合には観察者が移動する
場合にも観察者の位置から見た視差像を提供することに
より適用できる方式である。図１３は、前記各実施の形
態に使用可能な偏光眼鏡方式の二眼式立体表示装置の一
例を示す図である。図１３に示す偏光眼鏡方式の二眼式
立体表示装置は、二次元表示装置（例えば、ＣＲＴ、Ｐ
ＤＰ、液晶ディスプレイなど）（４０１，４０２）と、
偏光フィルター（４０３，４０４）、ハーフミラー４０
５とを含む光学系で構成される。偏光方向には主軸が２
本有り、偏光フィルターは、偏光フィルターの偏光方向
と同じ偏光方向の光を透過し、これと直交する偏光方向
の光は透過しない。したがって、図１３に示すように二
次元表示装置（４０１，４０２）の前に配置される各偏
光フィルター（４０３，４０４）の偏光方向と、偏光眼
鏡４０６との偏光方向を適宜にあわせることにより、右
眼には右眼用の二次元表示装置４０１からの光しか届か
ず、左眼には左眼用の二次元表示装置４０２からの光し
か届かなくできる。

【００２０】図１４は、前記各実施の形態に使用可能な
アナグリフ方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図で
ある。図１４に示すアナグリフ方式の二眼式立体表示装
置は、二次元表示装置（例えば、ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶
ディスプレイなど）と、赤青フィルター付き眼鏡４１２
とを含む光学系で構成される。赤色と青色はほぼ補色関
係にあり、青色のフィルターでは赤色の部分はほとんど
見えず、逆も成り立つ。したがって、図１４に示すよう
に、二次元表示装置の表示面４１１に、左右視差像を各
々赤、青で表示し、かつ赤青フィルター付き眼鏡４１２
と組合わせることにより、右眼には右視差像からの光し
か届かず、左眼には左視差像の光しか届かなくなる。

【００２１】図１５は、前記各実施の形態に使用可能な
液晶シャッタ眼鏡方式の二眼式立体表示装置の一例を示
す図である。図１５に示す液晶シャッタ眼鏡方式の二眼
式立体表示装置は、二次元表示装置（例えば、ＣＲＴ、
ＰＤＰ、液晶ディスプレイなど）４２１と、シャッタ眼
鏡４２２とで構成される。ここで、シャッタ眼鏡４２２
は、偏光板（４２３，４２５）と電圧により時間的に偏
光方向を変化できる偏光素子４２４で構成される。な
お、図１５において、４２６は素子ドライバである。図
１５に示す液晶シャッタ眼鏡方式の二眼式立体表示装置
では、二次元表示装置４２１に左右の視差像を時間的に
交互に表示し、これに同期してシャッタ眼鏡４２２の左
眼、右眼を交互にＯＮ／ＯＦＦする。これを人の残像時
間以内に行うことによりフリッカーもなく、右眼には二
次元表示装置４２１に表示される右眼用の視差像しか届
かず、左眼には二次元表示装置４２１に表示される左眼
用の視差像しか届かなくできる。以上、観察者に眼鏡が
必要となる二眼式立体表示装置を用いる場合の例につい
て説明した。このような方式では、観察者に眼鏡をかけ
ることを強要する欠点はあるが、観察位置への制限がほ
とんどないため、本発明のようにこれらの装置を複数台
用いて構成する場合でもその配置を容易とし、観察位置
の範囲も大きくとれる利点を有する。

【００２２】次に、眼鏡なしの二眼式あるいは多眼式立
体表示装置を用いる場合の例について以下に説明する。
この場合、多くは、観察者の位置に大きな制限が加わ
る。したがって、これを本発明に適用する場合には、複
数台の二眼式あるいは多眼式立体表示装置の観察位置が
重なるように装置配置を行う必要があることは明らかで
ある。この方式においては、これにより観察位置が制限
される欠点はあるが、観察者に眼鏡の装着を強要せず、
また、多眼式の場合には観察者の動きにも対応できる利
点を有する。図１６は、前記各実施の形態に使用可能な
パララックス・バリア方式の二眼式立体表示装置の一例
を示す図である。図１６に示すパララックス・バリア方
式の二眼式立体表示装置は、二次元表示装置（例えば、
ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶ディスプレイなど）４３１と、パ
ララックス・バリア４３２とを含む光学系で構成され
る。パララックス・バリア４３２は、図１６に示すよう
に、その直前にある二次元表示装置４３１の画素の位置
と左右眼の位置によって、右眼用と左眼用の視差像を分
離して提示できる。したがって、図１６に示すように、
二次元表示装置４３１の画素配列と、パララックス・バ
リア４３２のピッチを適宜にあわせることにより、右眼
には二次元表示装置４３１に表示される右眼用の視差像
しか届かず、左眼には二次元表示装置４３１に表示され
る左眼用の視差像しか届かなくできる。

【００２３】図１７は、前記各実施の形態に使用可能な
レンティキュラ方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装
置の一例を示す図である。図１７（ａ）に示すレンティ
キュラ方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置は、二
次元表示装置（例えば、ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶ディスプ
レイなど）４４１と、レンティキュラスクリーン４４２
とを含む光学系で構成される。レンティキュラスクリー
ン４４２は、図１７（ｂ）の原理図に示すように、その
直前にある二次元表示装置４４１の画素の位置に従っ
て、その画素の光の進む方向を変化できる機能がある。
したがって、図１７に示すように、二次元表示装置４４
１の画素配列と、レンティキュラスクリーン４４２のピ
ッチを適宜にあわせることにより、右眼には二次元表示
装置４４１に表示される右眼用の視差像しか届かず、左
眼には二次元表示装置４４１に表示される左眼用の視差
像しか届かなくできる。また、レンティキュラスクリー
ン４４２の１ピッチ内に多くの多眼視差像（種々の角度
から見た場合の左右視差像）を表示することにより、多
眼式立体表示装置とすることもできる。

【００２４】図１８は、前記各実施の形態に使用可能な
プロジェクタ型方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装
置の一例を示す図である。図１８に示すプロジェクタ型
方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置は、複数の二
次元表示用のプロジェクタ（例えば、ＣＲＴ型、液晶
型、ＤＬＰ型など）４５１と、フレネルレンズ４５３
と、レンティキュラスクリーン（両面レンズ型）４５４
とを含む光学系で構成される。図１８に示すように、両
面レンズ型のレンティキュラスクリーン４５４は、複数
のプロジェクタ４５１からの光をその方向に沿った位置
にある眼に画像を提供する機能がある。したがって、図
１８に示すように、複数のプロジェクタ４５１の配列
と、レンティキュラスクリーン４５４の位置とを適宜に
あわせることにより、右眼には右眼用のプロジェクタか
らの光しか届かず、左眼には左眼用のプロジェクタから
の光しか届かなくできる。また、図１８に示すように、
プロジェクタを２台以上の複数台と、必要に応じてハー
フミラー４５２とを用いて、多くの多眼視差像（種々の
角度から見た場合の左右視差像）を表示することによ
り、多眼式立体表示装置とすることもできる。

【００２５】図１９は、前記各実施の形態に使用可能な
回折格子方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置の一
例を示す図である。図１９に示す回折格子方式の二眼式
あるいは多眼式立体表示装置は、二次元表示装置（例え
ば、ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶ディスプレイなど）４６１
と、マルチ回折格子素子４６２を含む光学系で構成され
る。回折格子４６２は、図１９に示すように、その直前
にある二次元表示装置４６１の画素の光の進む方向を変
化できる機能がある。したがって、図１９に示すよう
に、その方向を異ならせた複数の回折格子を組み合わせ
たマルチ回折格子素子４６２と、二次元表示装置４６１
の画素配列とのピッチを適宜にあわせることにより、右
眼には二次元表示装置４６１に表示される右眼用の視差
像しか届かず、左眼には二次元表示装置４６１に表示さ
れる左眼用の視差像しか届かなくできる。また、回折格
子の種類の数を２種類以上とし、これに多くの多眼視差
像（種々の角度から見た場合の左右視差像）を表示する
ことにより、多眼式立体表示装置とすることもできる。

【００２６】次に、ヘッドトラック手法を用いる場合に
ついて説明する。前記したように、眼鏡有り二眼式立体
表示装置では、観察者の移動に対しては画像が変化でき
ない。また、眼鏡なし二眼式立体表示装置では、観察者
に許容される位置範囲が狭い。そこで、観察者の位置
を、例えば、赤外線センサー、磁気センサー、カメラと
画像処理を用いたセンサーなどにより検出し、これによ
り、画像を変化させたり、観察位置を変化させたりする
のが、ヘッドトラック手法である。この手法を用いるこ
とは、本発明においても有益であることは明らかであ
る。ヘッドトラック方式の一例として、大凸レンズ方式
（バックライト分割方式）について説明する。

【００２７】図２０、図２１は、前記各実施の形態に使
用可能な大凸レンズ方式の二眼式立体表示装置の一例を
示す図である。図２０は右眼用の動作部、図２１は左眼
用の動作部を示す。大凸レンズ方式の多眼式立体表示装
置は、右眼用と左眼用の動作部からくる右眼用と左眼用
の画像をハーフミラー（５０１，５１１）で合成して観
察者５００に提示する手法をとっている。この方式の動
作原理を以下に説明する。まず、観察者５００に赤外線
を照射し、これをカメラで撮影し、輝度の高い部分を人
の顔ないし頭であるとし、これを二値化処理した後に左
右に半分し、それぞれの部分を左眼用の二次元表示装置
５１３と、右眼用の二次元表示装置５０３に分配する。
この分配された二次元表示装置（５０３，５１３）上の
顔の半分の画像を液晶の表示部（５０２，５１２）のバ
ックライトとして用いることが特徴である。即ち、この
二次元表示装置（５０３，５１３）上の顔の半分の画像
は、液晶の表示部（５０２，５１２）と同じ位置にある
フレネル凸レンズ（５０４，５１４）によって、光学的
に観察者５００の顔半分を照射することになる。観察者
５００が移動すると、二次元表示装置（５０３，５１
３）に表示される顔の半分の画像も自動的に移動するこ
とになるため、常に、観察者５００の顔は左右別々に照
射される。この顔の半分の画像が液晶の表示部（５０
２，５１２）のバックライトであるため、常に、観察者
５００の位置に関わらず、観察者５００の左右眼には別
々の画像を提示できる。したがって、広い観察領域を有
する眼鏡なし二眼式立体表示装置できる。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。

【００２８】

【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の矛盾を
抑制することが可能となる。 （２）本発明によれば、情報量が少なくでき、電気的に
書き換え可能で、かつ、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の三次元表示装置の原理を
説明するための図である。

【図２】本発明の実施の形態の三次元表示装置の原理を
説明するための図である。

【図３】本発明の実施の形態の三次元表示装置における
三次元立体像の表示方法を説明するための図である。

【図４】本発明の実施の形態の三次元表示装置における
三次元立体像の表示方法を説明するための図である。

【図５】本発明の実施の形態の三次元表示装置における
三次元立体像の表示方法を説明するための図である。

【図６】本発明の実施の形態の三次元表示装置における
三次元立体像の表示方法を説明するための図である。

【図７】本発明の実施の形態の三次元表示装置形態にお
いて、光学系の構成要素として、眼鏡有り二眼式立体表
示装置を用いる場合の全体の概略構成を示す図である。

【図８】図１あるいは図７に示す光学系の一例を示す図
である。

【図９】図１あるいは図７に示す光学系の他の例を示す
図である。

【図１０】図１あるいは図７に示す光学系の他の例を示
す図である。

【図１１】図１あるいは図７に示す光学系の他の例を示
す図である。

【図１２】図１あるいは図７に示す光学系の他の例を示
す図である。

【図１３】本発明の各実施の形態に使用可能な偏光眼鏡
方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図である。

【図１４】本発明の各実施の形態に使用可能なアナグリ
フ方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図である。

【図１５】本発明の各実施の形態に使用可能な液晶シャ
ッタ眼鏡方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図であ
る。

【図１６】本発明の各実施の形態に使用可能なパララッ
クス・バリア方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図
である。

【図１７】本発明の各実施の形態に使用可能なレンティ
キュラ方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置の一例
を示す図である。

【図１８】本発明の各実施の形態に使用可能なプロジェ
クタ型方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置の一例
を示す図である。

【図１９】本発明の各実施の形態に使用可能な回折格子
方式の二眼式あるいは多眼式立体表示装置の一例を示す
図である。

【図２０】本発明の各実施の形態に使用可能な大凸レン
ズ方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図である。

【図２１】本発明の各実施の形態に使用可能な大凸レン
ズ方式の二眼式立体表示装置の一例を示す図である。

【図２２】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。

【符号の説明】

ＧＬ…左視差像、ＧＲ…右視差像、１Ｌ５，１Ｌ６…左
二次元像、１Ｒ５，１Ｒ６…右二次元像、１００，５０
０，６０７…観察者、１０１，１０２，２０５，２０
６，２２１〜２２５，３０２，３０４…面、１０３，３
０１…光学系、１０４，６０１…３次元物体、２０１，
２０２，２１１〜２１５…二眼式あるいは多眼式立体表
示装置、２０３，２１６…全反射鏡、２０４，２１７〜
２２０，４０５，４５２，５０１，５１１…部分反射
鏡、２０７，２０８…凸レンズ、２３１〜２３５…プロ
ジェクタ型二眼式あるいは多眼式立体表示装置、２３６
〜２４０…散乱板、２４１〜２４５…シャッタ、３０３
…レンズ光学系、４０１，４０２，４２１，４３１，４
４１，４６１，５０３，５１３，６０５…二次元表示装
置、４０３，４０４…偏光フィルター、４０６…偏光眼
鏡、４１１…二次元表示装置の表示面、４１２…赤青フ
ィルター付き眼鏡、４２２…シャッタ眼鏡、４２３，４
２５…偏光板、４２４…偏光素子、４２６…素子ドライ
バ、４３２…パララックス・バリア、４４２，４５４…
レンチキュラスクリーン、４５１…プロジェクタ型二次
元表示装置、４５３…フレネルレンズ、４６２…回折格
子、５０２，５１２…液晶の表示部、５０４，５１４…
フレネル凸レンズ、６０２，６０３…カメラ、６０４…
映像信号変換装置、６０６…液晶シャッタ眼鏡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−333211（ＪＰ，Ａ) 特許3324695（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 13/04

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 奥行き位置の異なる複数の表示面のそれ
   ぞれに、複数の二眼式あるいは多眼式立体表示手段によ
   って、観察者の右眼および左眼にそれぞれ分離して提示
   する表示対象物体の右および左視差像を表示して、三次
   元立体像を生成する三次元表示方法であって、 前記複数の表示面に表示する前記表示対象物体の右およ
   び左視差像の輝度を、前記各表示面毎に各々独立に変化
   させることを特徴とする三次元表示方法。
2. 【請求項２】 前記表示対象物体が、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
   面のうちの観察者に近い表示面に表示する前記表示対象
   物体の右および左視差像の輝度を高くし、観察者から遠
   い表示面に表示する前記表示対象物体の右および左視差
   像の輝度を低くし、 また、前記表示対象物体が、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
   ちの観察者に近い表示面に表示する前記表示対象物体の
   右および左視差像の輝度を低くし、観察者から遠い表示
   面に表示する前記表示対象物体の右および左視差像の輝
   度を高く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. 【請求項３】 前記表示対象物体の右および左視差像
   が、観察者の右眼および左眼から見て重なるように、前
   記表示対象物体の右および左視差像を前記複数の表示面
   に表示し、かつ観察者の見る総体的な輝度が前記表示対
   象物体の輝度と等しくなるようにすることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の三次元表示方法。
4. 【請求項４】 前記表示対象物体の右および左視差像を
   時間的に順次切り替えて表示することにより、三次元の
   動画像を生成することを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれか１項に記載の三次元表示方法。
5. 【請求項５】 前記表示対象物体の右および左視差像が
   奥行き方向に移動する物体像を含む場合であって、当該
   物体の移動方向が観察者に近づく方向である場合に、前
   記表示対象物体の右および左視差像の切り替えに同期し
   て、前記複数の表示面のうちの観察者に近い表示面に表
   示する前記物体像の輝度を順次高くし、観察者から遠い
   表示面に表示する前記物体像の輝度を順次低くし、 また、当該物体の移動方向が観察者から遠ざかる方向で
   ある場合に、前記表示対象物体の右および左視差像の切
   り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの観察者に
   近い表示面に表示する前記物体像の輝度を順次低くし、
   観察者から遠い表示面に表示する前記物体像の輝度を順
   次高くすることを特徴とする請求項４に記載の三次元表
   示方法。
6. 【請求項６】 表示対象物体の右および左視差像を生成
   する第１の手段と、前記第１の手段で生成された表示対
   象物体の右および左視差像を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のそれぞれに表示すること
   により、前記表示対象物体の右および左視差像をそれぞ
   れ観察者の右眼および左眼に分離して提示する、複数の
   二眼式あるいは多眼式立体表示手段からなる第２の手段
   と、 前記各表示面に表示される表示対象物体の右および左視
   差像の輝度を、各表示面毎に各々独立に変化させる第３
   の手段とを具備することを特徴とする三次元表示装置。
7. 【請求項７】 前記第２の手段は、前記表示対象物体の
   右および左視差像を、観察者の右眼および左眼から見て
   重なるように前記複数の表示面に表示することを特徴と
   する請求項６に記載の三次元表示装置。
8. 【請求項８】 前記第２の手段は、前記表示対象物体の
   右および左視差像を時間的に順次切り替えて表示して、
   三次元の動画像を生成することを特徴とする請求項６ま
   たは請求項７に記載の三次元表示装置。
9. 【請求項９】 前記第３の手段は、前記表示対象物体の
   右および左視差像が、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観察者に近づく
   方向である場合に、前記表示対象物体の右および左視差
   像の切り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの観
   察者に近い表示面に表示する前記物体像の輝度を順次高
   くし、観察者から遠い表示面に表示する前記物体像の輝
   度を順次低くし、 また、当該物体の移動方向が観察者から遠ざかる方向で
   ある場合に、前記表示対象物体の右および左視差像の切
   り替えに同期して、前記複数の表示面のうちの観察者に
   近い表示面に表示する前記物体像の輝度を順次低くし、
   観察者から遠い表示面に表示する前記物体像の輝度を順
   次高く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. 【請求項１０】 前記第２の手段は、複数の眼鏡有り二
    眼式立体表示装置と、 前記複数の眼鏡有り二眼式立体表示装置のうち観察者よ
    り最も遠い奥行き位置に配置される二眼式立体表示装置
    と組み合わされ、当該二眼式立体表示装置に表示される
    像を観察者の視線上の像として配置する全反射鏡あるい
    は部分反射鏡と、 前記観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼式
    立体表示装置以外の二眼式立体表示装置と組み合わさ
    れ、各二眼式立体表示装置に表示される像をそれぞれ観
    察者の視線上の像として配置する部分反射鏡と、 二眼式用眼鏡とで構成されることを特徴とする請求項６
    ないし請求項９のいずれか１項に記載の三次元表示装
    置。
11. 【請求項１１】 前記第２の手段は、複数の眼鏡有り二
    眼式立体表示装置と、 前記複数の眼鏡有り二眼式立体表示装置のうち観察者よ
    り最も遠い奥行き位置に配置される二眼式立体表示装置
    と組み合わされ、当該二眼式立体表示装置に表示される
    像を観察者の視線上の像として配置する全反射鏡とレン
    ズの組合わせ、あるいは部分反射鏡とレンズの組合わせ
    と、 前記観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼式
    立体表示装置以外の二眼式立体表示装置と組み合わさ
    れ、各二眼式立体表示装置に表示される像をそれぞれ観
    察者の視線上の像として配置する部分反射鏡とレンズの
    組合わせと、 二眼式用眼鏡とで構成されることを特徴とする請求項６
    ないし請求項９のいずれか１項に記載の三次元表示装
    置。
12. 【請求項１２】 前記第２の手段は、複数の眼鏡無し二
    眼式あるいは多眼式立体表示装置と、 前記複数の眼鏡無し二眼式あるいは多眼式立体表示装置
    のうち観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼
    式あるいは多眼式立体表示装置と組み合わされ、当該二
    眼式あるいは多眼式立体表示装置に表示される像を観察
    者の視線上の像として配置する全反射鏡あるいは部分反
    射鏡と、 前記観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼式
    あるいは多眼式立体表示装置以外の二眼式あるいは多眼
    式立体表示装置と組み合わされ、各二眼式あるいは多眼
    式立体表示装置に表示される像をそれぞれ観察者の視線
    上の像として配置する部分反射鏡とで構成されることを
    特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記
    載の三次元表示装置。
13. 【請求項１３】 前記第２の手段は、複数の眼鏡無し二
    眼式あるいは多眼式立体表示装置と、 前記複数の眼鏡無し二眼式あるいは多眼式立体表示装置
    のうち観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼
    式あるいは多眼式立体表示装置と組み合わされ、当該二
    眼式あるいは多眼式立体表示装置に表示される像を観察
    者の視線上の像として配置する全反射鏡とレンズの組合
    わせ、あるいは部分反射鏡とレンズの組合わせと、 前記観察者より最も遠い奥行き位置に配置される二眼式
    あるいは多眼式立体表示装置以外の二眼式あるいは多眼
    式立体表示装置と組み合わされ、各二眼式あるいは多眼
    式立体表示装置に表示される像をそれぞれ観察者の視線
    上の像として配置する部分反射鏡とレンズの組合わせと
    で構成されることを特徴とする請求項６ないし請求項９
    のいずれか１項に記載の三次元表示装置。
14. 【請求項１４】 前記第２の手段は、観察者から見て異
    なった奥行き位置に配置された、透過状態と散乱状態の
    切替制御が可能な複数の散乱板、または反射状態と透過
    状態の切替制御が可能な複数の反射板と、 前記複数の散乱板または複数の反射板の各々に視差像を
    投射する複数の投射型二眼式あるいは多眼式立体表示装
    置と、 前記複数の散乱板または複数の反射板と前記複数の投射
    型二眼式あるいは多眼式立体表示装置との間に配置さ
    れ、前記複数の散乱板の透過状態と散乱状態の切替、ま
    たは前記複数の反射板の反射状態と透過状態の切替と同
    期して透過状態と遮断状態を切替る複数のシャッタとか
    ら構成されることを特徴とする請求項６ないし請求項９
    のいずれか１項に記載の三次元表示装置。
15. 【請求項１５】 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と観察者との間に、レンズ光学系
    を設置したことを特徴とする請求項１０ないし請求項１
    ４のいずれか１項に記載の三次元表示装置。
16. 【請求項１６】 前記眼鏡有り複数の二眼式立体表示装
    置は、前記表示対象物体の右視差像を表示する第１の二
    次元表示装置と、 前記表示対象物体の左視差像を表示する第２の二次元表
    示装置と、 前記第１の二次元表示装置の前方に配置される第１の偏
    光フィルターと、 前記第２の二次元表示装置の前方に配置される第２の偏
    光フィルターとを有し、 前記二眼式用眼鏡は、偏光眼鏡であることを特徴とする
    請求項１０または請求項１１に記載の三次元表示装置。
17. 【請求項１７】 前記眼鏡有り複数の二眼式立体表示装
    置は、前記表示対象物体の右および左視差像をそれぞれ
    異なる色で表示する二次元表示装置を有し、 前記二眼式用眼鏡は、右および左眼用に、前記二次元表
    示装置に表示される前記表示対象物体の右および左視差
    像の色と同じ色の色フィルターが設けられる色フィルタ
    ー付き眼鏡であることを特徴とする請求項１０または請
    求項１１に記載の三次元表示装置。
18. 【請求項１８】 前記眼鏡有り複数の二眼式立体表示装
    置は、前記表示対象物体の右または左視差像を交互に表
    示する二次元表示装置を有し、 前記二眼式用眼鏡は、前記二次元表示装置に表示される
    前記表示対象物体の右または左視差像に同期して、右眼
    または左眼が交互にオン／オフするシャッタ眼鏡である
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の
    三次元表示装置。
19. 【請求項１９】 前記眼鏡無し複数の二眼式あるいは多
    眼式立体表示装置の少なくとも１つは、前記表示対象物
    体の右および左視差像をそれぞれ異なる領域に同時に表
    示する二次元表示装置と、 前記二次元表示装置の前方に配置され、前記二次元表示
    装置に表示される前記表示対象物体の右および左視差像
    を分離するパララックス・バリアとを有することを特徴
    とする請求項１２または請求項１３に記載の三次元表示
    装置。
20. 【請求項２０】 前記眼鏡無し複数の二眼式あるいは多
    眼式立体表示装置の少なくとも１つは、前記表示対象物
    体の右および左視差像をそれぞれ異なる領域に同時に表
    示する二次元表示装置と、 前記二次元表示装置の前方に配置され、前記二次元表示
    装置に表示される前記表示対象物体の右および左視差像
    を分離するレンチキュラスクリーンとを有することを特
    徴とする請求項１２または請求項１３に記載の三次元表
    示装置。
21. 【請求項２１】 前記眼鏡無し複数の二眼式あるいは多
    眼式立体表示装置の少なくとも１つは、前記表示対象物
    体の右および左視差像をそれぞれ異なる領域に同時に表
    示する二次元表示装置と、 前記二次元表示装置の前方に配置され、前記二次元表示
    装置に表示される前記表示対象物体の右および左視差像
    を分離する回折格子素子とを有することを特徴とする請
    求項１２または請求項１３に記載の三次元表示装置。
22. 【請求項２２】 前記眼鏡無し複数の二眼式あるいは多
    眼式立体表示装置の少なくとも１つは、前記表示対象物
    体の右および左視差像を投射する複数のプロジェクタ
    と、 前記複数のプロジェクタの前方に配置されるレンチキュ
    ラスクリーンとを有することを特徴とする請求項１２ま
    たは請求項１３に記載の三次元表示装置。
23. 【請求項２３】 前記眼鏡無し複数の二眼式立体表示装
    置の少なくとも１つは、前記観察者を撮影する撮影手段
    と、 前記撮影手段により撮影された前記観察者の顔の半分の
    一方の画像を表示する第１の表示装置と、 前記撮影手段により撮影された前記観察者の顔の半分の
    他方の画像を表示する第２の表示装置と、 表示対象物体の右視差像を表示する透過型二次元表示装
    置で、前記第１の表示装置に表示される前記観察者の顔
    の半分の画像を照射光として用いる第１の透過型二次元
    表示装置と、 左視差像を表示する透過型二次元表示装置で、前記第２
    の表示装置に表示される前記観察者の顔の半分の画像を
    照射光として用いる第２の透過型二次元表示装置と、 前記第１の表示装置に表示される前記観察者の顔の半分
    の画像を前記観察者の右眼に入射する第１の光学系と、 前記第２の表示装置に表示される前記観察者の顔の半分
    の画像を前記観察者の左眼に入射する第２の光学系とを
    有することを特徴とする請求項１２または請求項１３に
    記載の三次元表示装置。