JPH10232665A

JPH10232665A - 表示制御装置及び方法

Info

Publication number: JPH10232665A
Application number: JP9036332A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ozaka; 勉尾坂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】オブジェクト毎に３次元表示可能か否かを認識
することを可能とし、オブジェクトの表示を適切に制御
する。【解決手段】ホストコンピュータ１１より描画指示を受
けたディスプレイドライバ６は、オブジェクト解析部１
０によって描画対象のオブジェクトのファイルが３次元
画像データを有するか否かを判定する。当該ファイルが
３次元画像データを有する場合は、描画制御部９に対し
て３次元表示を行うべく指示を発行する。描画制御部９
は、２次元及び３次元画像描画部７とパララックス・バ
リヤパターン描画部８を用いて立体ディスプレイ１２に
立体表示を行う。一方、当該ファイルが３次元画像デー
タを有していない場合は、描画制御部９の制御により、
当該オブジェクトの描画部分のパララックス・バリヤパ
ターンを消去して、２次元表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空間に像点を再生し
て観察者に立体像を観察させる立体ディスプレイ装置を
制御する表示制御装置及び表示制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２次元表示と３次元表示の切
り替え或いは混在表示を行うことが可能なシステムがあ
る。立体像を表示する手段としては、両眼視差方式と奥
行き標本化が代表的である。両眼視差方式は、右眼と左
眼の画像の僅かな差、即ち、両眼視差を利用し、観察者
に立体像を観察させるものである。奥行き標本化は、物
体の多数枚の断面画像を結像系を移動させて観察空間中
に奥行き方向に表示面を変えながら時分割表示し、眼の
残像効果を利用して観察空間に断面像を重畳して浮かび
上がらせる方式である。

【０００３】また、従来より、操作性の向上を図るユー
ザインターフェースとして、グラフィカルユーザインタ
ーフェースを実装したコンピュータシステムが知られて
いる。以下、グラフィカルユーザインターフェースと立
体表示機構について更に詳しく説明する。

【０００４】（１）グラフィカル・ユーザ・インターフ
ェースの説明従来より、コンピュータを操作したりデータを入力する
ために、キーボード、タブレット、マウス、トラックボ
ール等の入力装置が用いられている。特に、タブレット
やマウスは、ウインドウ、アイコン、プルダウンメニュ
ー等の視覚的に認識し易いオブジェクトに関して、モニ
タを観ながら座標情報や軌跡の情報をコンピュータに入
力でき、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（以
下、ＧＵＩと呼ぶ）とともに用いられることが多い。そ
して、これらの入力装置やモニタ表示により、直感的な
操作を行うことができるようになり、コンピュータの操
作性を向上させる。

【０００５】図１７はＧＵＩをオペレーティングシステ
ムに用いた代表的なコンピュータ・システムの階層図で
ある。図中、２００はユーザが利用するアプリケーショ
ン・ソフト・ウェア（以下、単にアプリケーションと呼
ぶ）、２０１はユーザが実際にコンピュータと対話的か
つ視覚的に操作するための環境であるビジュアル・シェ
ルである。アプリケーション２００は、ＧＵＩ部品アプ
リケーションインターフェース（ＡＰＩ）２０２、ＧＵ
Ｉ部品ライブラリー／サーバー２０３、ディスプレイ２
０６上の描画を行うための描画ＡＰＩ２０４、描画ライ
ブラリー／サーバー２０５、その他の周辺機２０９を使
用するためのその他のＡＰＩ２０７、その他のライブラ
リー／サーバ２０８、各々のデバイスを制御するための
デバイスドライバ２１０等を利用することにより、ＧＵ
Ｉ環境のビジュアル・シェルを構築したり、外部の周辺
機器を制御したりする。

【０００６】コンピュータのソフトウェアやハードウェ
アの進歩は目覚ましく、ディスプレイ装置の発達も例外
ではなく、高品位カラー化、大画面化、高精細化等が進
められてきている。一方、ディスプレイを立体観察し、
より多くの情報や臨場感を追求する傾向もあり、その方
式も幾つか提案・実施されている。

【０００７】（２）両眼視差による立体表示機構の説明ディスプレイ上に立体表示を行う方式としては、パララ
ックス・バリヤをもちいた立体画像表示方式（以下、パ
ララックス・バリヤ方式と呼ぶ）が広く知られている。

【０００８】パララックス・バリヤ方式については、S.
H.Kaplan,“Theory of Parallax Barriers",J.SMPTE,Vo
l.59,No.7,pp.11-21(1952)に開示されている。このパラ
ラックス・バリヤ方式では、複数視点から得られる複数
の視差画像から、少なくとも左右画像が交互に配列され
たストライプ画像を表示する。そして、このストライプ
画像から所定の距離だけ離れた位置に設けられた所定の
開口部を有するスリット（パララックス・バリヤと呼ば
れる）を介して、それぞれの眼でそれぞれの眼に対応し
た視差画像を観察させる。このようにして、それぞれの
眼によって対応する視差画像を観察できるようになり、
立体視を行うことが可能となる。

【０００９】更に、２次元画像（一視点画像）表示装置
との両立性を向上させるために、パララックス・バリヤ
を透過型液晶表示素子などにより電子的に発生させ、バ
リヤ・ストライプの形状や位置などを電子的に可変制御
するようにした立体表示装置が、特開平３−１１９８８
９号公報、特開平５−１２２７３３号公報に開示されて
いる。

【００１０】図１８は特開平３−１１９８８９号公報に
開示されている立体画像表示装置の基本構成図である。
同図に示すように、画像表示を行う透過型液晶表示装置
１０１と透過型液晶表示素子から成る電子パララックス
・バリヤ１０３とが厚さｄのスペーサー１０２を介して
配置されている。透過型液晶表示素子１０１には２方向
または多方向から撮像した視差画像を縦ストライプ画像
として表示する。電子式パララックス・バリヤ１０３に
は、ＸＹアドレスをマイクロコンピュータ１０４等の制
御部で指定することにより、バリヤ面上の任意の位置に
パララックス・バリヤパターンを形成し、前記パララッ
クス・バリヤ方式の原理に従って立体視を可能とする。

【００１１】また、図１９は特開平３−１１９８８９号
公報に開示されている液晶パネルディスプレイ１１０と
電子式バリヤ１０３によって構成された立体画像表示装
置の表示部の構成図である。同図によれば、２枚の液晶
層１１５，１２５をそれぞれ２枚の偏光板１１１，１１
８および１２１，１２８で挟んだ構成になっている。こ
の装置において、２次元画像表示を行う際には、電子式
パララックス・バリヤパターンの表示を停止し、画像表
示領域の全域にわたって無色透明な状態にする。このよ
うな制御により、従来のパララックス・バリヤ方式を用
いた立体画像表示装置とは異なって２次元表示との両立
性を実現している。

【００１２】また、図２０は視点数の違いにより電子式
パララックス・バリヤに形成するパララックス・バリヤ
パターンの違いを示す図である。同図の（Ａ）に示すよ
うに、２視点用の視差画像から構成するストライプ画像
を観察する際はパララックス・バリヤとしての遮光部の
幅Ａと遮光部の幅Ｂは同じで良い。一方、図２０の
（Ｂ），（Ｃ）のように、視点数が３視点、６視点と増
えるに従い、電子式パララックス・バリヤの開口率は減
少する。

【００１３】また、特開平５−１２２７３３号公報に
は、図２１に示すように透過型液晶表示素子から成る電
子式パララックス・バリヤ１０３の一部領域にのみバリ
ヤ・ストライプのパターンを発生させることが出来る構
成とし、３次元画像と２次元画像とを同一面内で混在表
示することを可能とした例が開示されている。

【００１４】また、パララックス・バリヤ方式以外で、
右眼と左眼の両眼視差を用いて立体画像を表示する手法
として、レンチキュラ方式が広く知られている。レンチ
キュラ方式はディスプレイの前面にかまぼこ状のレンズ
を多数ならべたレンチキュラーレンズを設け、空間的に
左右の眼に入る画像を分離して、観察者に立体像を観察
させるものである。

【００１５】（３）奥行き標本化による立体表示機構の
説明奥行き標本化を利用して立体表示する装置の例を図２２
を用いて説明する。図示のように、小径に絞ったレーザ
ビームを光偏光走査器３０１を用いて２次元的にスキャ
ンして振動スクリーン３０１上に画像を表示させる。こ
こで、振動スクリーン３０１を高速で奥行き方向に往復
運動させるとともに、振動スクリーン３０１の前後位置
に同期して、その位置における物体断面の画像をレーザ
ビームで描画する。以上の動作を高速に繰返せば、残像
効果により３次元像が浮かび上がることになる。

【００１６】この方法によれば観察空間中に物体と同じ
形状の立体像が形成されるので、観察者は例え左右に移
動しても常にその位置から元の物体を見たのと同じ物体
を観察することができ、常に自然な見え方が得られる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２次元表示のみのディスプレイを備えてＧＵＩを実現す
るシステムにおいては、ユーザが操作するウインドウや
アイコン等のオブジェクトが３次元表示可能なオブジェ
クトか、２次元表示されるオブジェクトかをシステム自
身で判断する手段が無かった。このため、３次元表示が
可能なシステムを用いた場合に以下のような欠点があっ
た。

【００１８】（１）３次元表示と２次元表示を行う装置
において、複数のウインドウやアイコン等を表示してい
る際に、このうちの任意のオブジェクトをアクティブに
切り替えてアプリケーションのカレントを移動させたと
きに、２次元表示から３次元表示への切り替え、或いは
３次元表示から２次元表示へ切り替え、またはそのまま
の状態なのかをホストコンピュータ側で判断できないた
め、ユーザが逐一指定あるいは切り替えを行わなければ
ならなかった。

【００１９】（２）従来のコンピュータシステムで扱わ
れるオブジェクトは、表示ディスプレイに表示される場
所として平面座標のみで奥行き座標を持っていなかっ
た。このため、ユーザの望みによる奥行き方向の配置
や、奥行き方向の操作環境に選択できなかった。

【００２０】また、両眼視差方式においては、立体像を
右眼と左眼の両眼視差を用いて表示するため以下のよう
な問題があった。

【００２１】（３）両眼視差を用いた立体ディスプレイ
は、ユーザが実空間の事物を観察するのと異なり、輻輳
と焦点距離が異なり、生理的な面から長時間の観察に向
かず、長時間観察によって、不快感や違和感をユーザに
与えていた。

【００２２】（４）両眼視差を用いるパララックスバリ
ヤ方式やレンチキュラ方式の立体ディスプレイでは、立
体として観察できる領域が狭く、ユーザが立体視領域に
頭部を固定するように観察するか、ユーザの視点を検知
して、ユーザに立体視領域を追従させる必要があった。

【００２３】また、奥行き標本化を用いて立体表示する
方式においては、以下のような欠点があった。

【００２４】（５）再生したい３次元像の大きさと同程
度の大きさの高速移動像形成手段（振動スクリーン）が
必要になり、大がかりな装置となるとともに高速駆動が
困難になる。

【００２５】（６）大きい質量を持った物体（高速移動
像形成手段）が像再生空間を高速で移動するため、観察
時に危険が伴う。

【００２６】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、オブジェクト毎に３次元表示可能か否かを認識
することを可能とし、オブジェクトの表示を適切に制御
する表示制御装置及び表示制御方法を提供することを目
的とする。また、本発明の他の目的は、ウインドウなど
のオブジェクトや操作環境を奥行き方向に自由に配置で
きるようにし、ユーザインターフェースを改善する表示
制御装置及び表示制御方法を提供することを目的とす
る。

【００２７】また、本発明の他の目的は、輝点を時系列
に順次かつ高速に再生することで、自然な立体像を観察
者に見せるとともに、オブジェクト毎に３次元表示か否
かを認識することを可能とし、オブジェクトの表示を適
切に制御する表示制御装置及び表示制御方法を提供する
ことにある。

【００２８】更に本発明の他の目的は、奥行き標本化を
用いて立体表示する方式において、振動スクリーンを用
いずに立体視を行うことを可能とし、安全で、小型の表
示装置を提供しうる表示制御装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の表示制御装置は以下の構成を備える。即
ち、２次元表示と３次元表示が可能な表示制御装置であ
って、描画対象のオブジェクトが３次元画像データを有
するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によっ
て前記描画対象のオブジェクトが３次元画像データを有
すると判定された場合、該描画対象のオブジェクトにつ
いて３次元表示を行う３次元表示手段とを備える。

【００３０】また、好ましくは、前記３次元表示手段
は、少なくとも２つの視差画像をストライプ状に刻んで
交互に配列した合成画像を表示するとともに、ストライ
プ状の開口を制御して立体表示を行う。いわゆる、パラ
ラックス・バリヤ方式を用いることが可能となるからで
ある。

【００３１】また、好ましくは、複数のウインドウを１
画面上に表示するウインドウ表示手段と、前記複数のウ
インドウのうちの指定されたウインドウに対応するオブ
ジェクトに前記判定手段と前記３次元表示手段を実行す
る制御手段とを更に備える。表示空間内に２次元表示と
３次元表示を混在させることが可能となるからである。

【００３２】また、好ましくは、前記描画対象オブジェ
クトのファイルは、当該ファイルが３次元表示をするた
めの３次元画像データを含むか否かを示す描画情報を当
該ファイルのヘッダ部に含み、前記判定手段は、前記描
画情報に基づいて描画対象のオブジェクトが３次元画像
データを有するか否かを判定する。ファイルのヘッダに
３次元表示の可否を示す描画情報を持たせて、これを用
いて、３次元表示の実行を決定するので、３次元表示の
実行可否を容易に決定できるからである。

【００３３】また、好ましくは、前記３次元表示手段
は、立体表示空間内の奥行き方向に並ぶ複数の面上の夫
々に対応する位置に、３次元画像に基づく像の輝点によ
る描画を順次行うものである。これにより、観察者は前
記３次元表示手段より出射された輝点の集合を残像によ
って観察して立体視が行われる。特に輝点による描画位
置を奥行き方向に変化させるので、振動スクリーンが不
要となり、装置の安全性が向上すると共に、装置の小型
化が図られる。

【００３４】また、好ましくは、前記立体表示空間の奥
行き方向の任意の表示オブジェクトまたは操作環境をユ
ーザが操作でき、奥行き方向にも操作対象が増えること
で一層使い勝手の良いユーザインターフェースが提供で
きるからである。

【００３５】また、好ましくは、前記立体表示空間内の
少なくとも１つの平面上に、２次元画像データに基づく
平面画像を表示する２次元表示手段を更に備える。そし
て、更に好ましくは、前記平面画像が、プルダウンメニ
ューやアイコン等のユーザインターフェース部品を含
む。ユーザインターフェース部品が２次元平面で表示さ
れることで操作性が向上するからである。

【００３６】また、好ましくは、前記オブジェクトの表
示位置を移動する間、前記３次元表示手段による３次元
表示を禁止する禁止手段を更に備える。オブジェクトの
移動の間は３次元表示が行なわれなくなることで、装置
の処理負荷が軽減されるからである。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面参照して本発明
の好適な実施形態を説明する。なお、以下の実施形態に
おいて、２次元表示とは、３次元空間に平面的（２次
元）に表示されて観察者から見て奥行きのない表示で、
このときの画像を単に２次元画像と言う。また、３次元
表示とは、３次元空間に立体的（３次元）に表示されて
観察者から見て奥行きのある表示で、このときの画像を
単に３次元が像と言う。

【００３８】更に、２次元画像には３次元表示の空間に
奥行き座標を持つものと、従来の２次元表示のみのディ
スプレイで再生される奥行き座標を持たないものが存在
する。本実施形態では主に前者の２次元表示及び２次元
画像について述べるが、一部、後者の２次元表示及び２
次元画像にも言及する。

【００３９】［第１の実施形態］第１の実施形態では、
３次元空間で操作されるＧＵＩ環境で稼働し、立体表示
可能な立体ディスプレイを具備したコンピュータシステ
ムについて説明する。また、本実施形態の立体表示方法
としては、パララックス・バリヤ方式の構成をとるもの
とする。本発明の特徴を説明する前に３次元表示部に明
るさ補正を設けたパララックス・バリヤ方式の立体ディ
スプレイを説明する。

【００４０】（１）明るさ補正を備えたパララックス・
バリヤ方式と本実施形態の装置構成の説明図１は第１の実施形態によるコンピュータシステムの装
置構成を示す図である。本実施形態では画像表示に際し
て１視点からの２次元画像（非立体画像、１視点画像情
報）と複数の視点からの３次元画像（立体画像）を切り
替えて表示したり、或いはその表示画に幾つかのウイン
ドウを設け、該ウインドウで限られる領域毎に２次元画
像と３次元画像を表示する。

【００４１】先ず、実施形態の表示面に表示する３次元
画像を説明する。３次元画像は複数視点の複数の視差の
ある画像（視差画像）より合成する。３次元画像を合成
するには少なくとも２つの視差画像が必要となる。ここ
で、右眼に対応する視差画像をＲｓ、左眼に対応する視
差画像をＬｓとする。各視差画像を縦長のストライプ状
の画素群（以下、ストライプ画素という）Ｒｉ、Ｌｉ
（ｉ＝１，２，・・・）に分割する。そして、各視差画
像から得られるストライプ画素を交互に配列し、即ちス
トライプ画素をＲ１，Ｌ２，Ｒ３，Ｌ４・・（又はＬ
１，Ｒ２，Ｌ３，Ｒ４・・・）と配列して１つの画像を
構成したものが３次元画像である。以下、このような３
次元画像をストライプ画像とも呼称する。

【００４２】もし視差画像がＡ，Ｂ，Ｃの３つであれ
ば、ストライプ画像はストライプ画素をＡ１，Ｂ２，Ｃ
３，Ａ４，Ｂ５，Ｃ６…、若しくはＢ１，Ｃ２，Ａ３，
Ｂ４，Ｃ５，Ａ６，…、若しくはＣ１，Ａ２，Ｂ３，Ｃ
４，Ａ５，Ｂ６…と並べた画像となる。

【００４３】図１において、１は第１の光変調パネルで
あり、液晶表示素子（以下ＬＣＤ１）で構成している。
ＬＣＤ１はその表示面に２次元画像（２次元画像情報）
或いは３次元画像（３次元画像情報）或いは両者を混在
表示する。２は第２の光変調パネルであり、液晶表示素
子（ＬＣＤ２）で構成している。ＬＣＤ２はストライプ
画像の表示に応じて、パララックス・バリヤパターンを
表示する。また、従来から使用されてきている２次元デ
ィスプレイと互換性を持たせる場合には、ストライプ画
像を通常の２次元画像にし、パララックス・バリヤパタ
ーンの表示を止めればよい。

【００４４】パララックス・バリアパターンとはＬＣＤ
１に表示するストライプ画像を構成している左右視差画
像のストライプ画素からの光束をそれぞれ所定の観察位
置に導くストライプ状の光透過部と遮光部とを交互に水
平方向に並べたパターンである。１２は、これらＬＣＤ
１及びＬＣＤ２を含んで構成される立体ディスプレイで
ある。

【００４５】図２は本実施形態の立体ディスプレイ１２
の表示部の構成を説明する図である。３はＬＣＤ１とＬ
ＣＤ２を照明するバックライトである。２１，２２，２
３は偏光板であり、それぞれの偏光方向を矢印で示して
ある。図２に示すように、本実施形態の表示部は同じ構
成の２枚のＬＣＤ２，ＬＣＤ１で偏光板２２を挟み、そ
れを更に偏光板２２と偏光方向が直交した２枚の偏光板
２１，２２で挟み、偏光板２１の背後にバックライト３
を配している。

【００４６】再び、図１において、４はＬＣＤ２を駆動
するＬＣＤ２駆動回路、５はＬＣＤ１を駆動するＬＣＤ
１駆動回路である。６は本実施形態の立体ディスプレイ
の描画全体を制御するディスプレイドライバで、以下の
要素７，８，９，１０から構成される。

【００４７】７は２次元画像及び３次元画像描画部であ
り、立体ディスプレイ上に実際に描画されるデータ、即
ち従来より取り扱われてきた２次元画像やストライプ合
成された３次元画像を描画制御する。８はパララックス
・バリヤパターン描画部であり、３次元画像を生成させ
るためにパララックス・バリヤパターンを描画制御す
る。９は描画制御部であり、前述した２次元画像および
３次元画像描画部７とパララックス・バリヤパターン描
画部８への制御用の信号を生成し、割り振る。１０はオ
ブジェクト解析部であり、描画用のデータの種類を判別
・解析する。

【００４８】１１はホストコンピュータであり、２次元
画像と３次元画像の取り扱いが可能である。ホストコン
ピュータ１１は、描画用のデータがアップデートされる
毎にディスプレイドライバへの信号を更新する。なお、
このディスプレイドライバは電子回路によって構成して
ホストコンピュータ１１の外部或いはスロットルに実装
されてもよいし、ホストコンピュータの一つのソフトウ
ェア或いはソフトウェアと電子回路が混在する構成とし
て実装されてもよい。即ち、ホストコンピュータ１１は
ＣＰＵ１１ａと、添付のフローチャートを参照して説明
する処理手順を実現する制御プログラムを格納したメモ
リ１１ｂを備え、ディスプレイドライバ１２が実現する
機能をホストコンピュータ１１のＣＰＵが実現するよう
にしもよい。ここで、メモリ１１ｂは、ＲＯＭやＲＡ
Ｍ、あるいは磁気ディスクドライバを含む。従って、以
下に説明する処理手順をＣＰＵ１１ａによって実現する
ための制御プログラムを、フロッピーディスク等の記憶
媒体から提供して、ＲＡＭに格納するようにしてもよ
い。

【００４９】また、ユーザが２次元表示のみを備えたデ
ィスプレイとコンピュータ環境での作業を望む場合は、
所定の伝達手段によりパララックス・バリヤパターン描
画部８へ描画制御部９を介し、信号を送ることによりパ
ララックス・針やパターンの描画を止めることにより実
現する。

【００５０】（２）本実施形態の操作環境すなわちＧＵ
Ｉの説明図３は第１の実施形態で動作しているユーザインターフ
ェースの表示例を示す図である。ここでは、ホストコン
ピュータ１０１６に接続された立体ディスプレイ１１０
０の画面の表示状態が表されている。１０２０は立体デ
ィスプレイ１１００の立体像再生可能領域の中で、実際
に本システムで使用する範囲を示した作業空間範囲であ
る。この作業空間範囲をユーザの好みに応じて、明示的
に表示しても良い。１０２５は、任意の位置に移動可能
なディスクトップ平面で、この平面上には、コンピュー
タの操作に関るプルダウンメニュー等が設けられる。こ
のようなプルダウンメニューは、操作上、２次元平面に
配置した方が適切なものである。

【００５１】１０３１はディスクトップ平面のタイトル
バー、１０３２はプルダウンメニューで使用されるメニ
ューバー、１０３３ａと１０３３ｂは画像を表示するた
めのウインドウである。１０３４ａと１０３４ｂはディ
スクファイルや入力デバイスを仮想的に使用者に表示す
るためのオブジェクトであるアイコンである。１０３５
は作業空間座標内を３次元的に移動してオブジェクトを
選択したり３次元座標やローカルな２次元座標を入力す
るためのマウス（不図示）によって移動可能なポインタ
である。１０３６ａと１０３６ｂは、ウインドウの座標
系によって描画される像ではなく、直接、画面全体の座
標系であるグローバル座標系によって、作業空間範囲に
描画されるオブジェクトである。このように、アイコ
ン、ウインドウ、メニューなどを用いるユーザインター
フェースでは、ファイルの移動、コピー、削除、周辺機
器との入出力を行うためや、ディスプレイ空間内でその
様な作業を行うための場所を空ける目的で、ファイルシ
ステム上のディレクトリや、アプリケーションに関連付
けられたアイコン、ウインドウ、メニューなどのオブジ
ェクトを移動したりすることがある。

【００５２】（３）アプリケーションの動作、特にイベ
ント処理の概略説明次にアプリケーションの動作処理の概略を説明をする。
図４は上述のＧＵＩ環境で動作するアプリケーションの
処理の流れを示すフローチャートである。本例に示され
る処理は、イベント駆動型と呼ばれるものである。

【００５３】ステップＳ４０では初期化が行われる。初
期化の処理では、アプリケーションを実際に動作させる
ためにコンピュータシステム内のメモリ確保、或いは使
用するレジスタの内容の保護、或いは必要なウインドウ
やアイコン等のオブジェクトの生成が行われる。ステッ
プＳ４１は、ユーザがコンピュータに対してはたらきか
けるイベントを取得する処理である。ここで言うイベン
トとは、マウスの移動、マウスボタンの押圧・解除、各
種キーの押圧・解除、ディスクの挿入等である。

【００５４】ステップＳ４２では、前述のステップＳ４
１で取得したイベントに対応する処理を実行する。例え
ば、マウスを使用してプルダウンメニューよりファイル
を開く処理が指示された場合に、実際にファイルを開く
処理を実行する。ステップＳ４３では、動いているアプ
リケーションを終了するべくユーザがコンピュータに働
きかけたことによって発行されたイベント（終了イベン
ト）か否かを判断する。もし終了イベントでなければ、
新たなイベントを取得すべくステップＳ４１に処理を戻
す。また、終了イベントと判断された場合は、ステップ
Ｓ４４ヘ進み、確保していたメモリーを解放したりファ
イルを閉じるなどの所定の処理を実行して当該アプリケ
ーションを終了する。

【００５５】（４）本実施形態で用いられるローカル座
標系とグローバル座標系の説明本実施形態では、グローバル座標系とローカル座標径の
２種類の座標系を有する。グローバル座標系は、表示位
置の基準となる所定の点において直交する３軸の座標軸
からなる。そして、その３軸の値、例えば（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）は、表示オブジェクトの絶対位置を表す。一方、ロ
ーカル座標系は、オブジェクトの基準位置において直交
する３軸の座標軸からなり、その３軸の値、例えば、
（ｕ，ｖ，ｗ）で位置が表される。ウインドウやアイコ
ン等のオブジェクトは、表示範囲の表示場所のためのグ
ローバル座標値と表示内容のローカル座標値を有する。

【００５６】（５）本実施形態で使用する３次元画像フ
ァイルの構造本実施形態で使用されるオブジェクトで３次元画像が表
示可能なウインドウに描画される画像ファイルのデータ
構造を例にとって説明する。図５は本実施形態で３次元
画像データの構造を表す説明図である。５０は本実施形
態の３次元画像ファイルを示す。５１は当該画像ファイ
ルの属性を表すファイルヘッダ、５２はストライプ合成
された３次元画像データ、５３はストライプ合成に用い
た視差画像のなかで特徴的な２次元の様子を表す２次元
画像データである。

【００５７】従来の画像ファイルのヘッダには、ファイ
ル名、ファイル作成日、ファイルの容量、画像のフォー
マット、画像の圧縮方法等が記載され、アプリケーショ
ンはこのヘッダを解析して画像のデータを読み込み、コ
ンピュータに描画させていた。本実施形態の場合では、
上述の他に、３次元画像表示の可否、３次元画像の視点
画像の数、２次元画像の有無等の３次元画像特有のデー
タも表記される。

【００５８】なお、本実施形態では、３次元画像ファイ
ル５０の３次元画像データとしてストライプ合成された
３次元画像データを格納するが３次元画像データの形態
としてはこれに限らない。例えば、複数枚の視差画像の
組で構成され、アプリケーション上でストライプ合成さ
れる等の他の形態を取ってもよい。

【００５９】また、３次元画像データを有する画像のフ
ァイルであることを明確にするために、ファイル名に所
定の拡張子を設けるようにしても良い。また、このファ
イルヘッダにウインドウの枠やアイコンに関するデータ
を貼付してもよく、更に２次元表示と異なる３次元表示
用を示すウインドウ枠にしても良い。

【００６０】（６）本実施例のユーザインターフェース
の取り扱いの説明上述で図３を用いて、本実施形態のユーザインターフェ
ースについて説明した。次に図６と図７を用いて本実施
形態の特徴である３次元画像ファイルの取り扱いの説明
をする。図６は第１実施形態のユーザインターフェース
において部分的に３次元表示が実行された状態を示す図
である。

【００６１】ここで、図３と図６のオブジェクトのウイ
ンドウ１０３３ａは上述で図５を用いて説明した３次元
画像ファイルである。図３の状態では、ポインタ３１０
５はアイコン１０３４ａを指し示し、このときのアイコ
ン１０３４ａはアイコンの色または輝度が変わり、アク
ティブな状態を示している。即ち、処理のカレントがこ
のアイコンにあることを示している。このとき、マウス
でドラッグしてアイコン１０３４ａを他の場所に移動し
たり、ダブルクリックをしてアイコン１０３４ａに対応
付けられたファイルを開くこともできる。

【００６２】次にユーザが図３の状態から３次元画像フ
ァイルであるウインドウ１０３３ａへマウスを用いてポ
インタ１０３５を移動し、ウインドウ１０３３ａを選択
したとする。すると、図６に示すようにウインドウ１０
３３ａにカレントが移り、ウインドウ１０３３ａがアク
ティブの状態になる。ここで、ウインドウ１０３３ａは
３次元画像ファイルに対応しているので、ウインドウ１
０３３ａ内に３次元画像が描画される（紙面の制約か
ら、斜視図で代用する）。

【００６３】ここで用いられるマウスは表示空間の奥行
き指示手段（不図示）を備え、ユーザが望む３次元空間
の任意位置を指し示すことができる。また、マウスを用
いてこれら表示されているウインドウやアイコン等のオ
ブジェクトやコンピュータの操作に必要なデスクトップ
平面を３次元的に移動できる。

【００６４】この場合の処理を、図７を用いて説明す
る。図７は第１の実施形態における画像表示処理の手順
を説明するフローチャートである。

【００６５】ステップＳ６１ではマウスの移動及びマウ
スボタンの押圧の有無等を検出して、マウスイベントを
取得する。続くステップＳ６２では、ステップＳ６１で
取得されたマウスイベントの内容を更新する。ステップ
Ｓ６３では、ステップＳ６２によるイベント解析の結
果、当該マウスイベントがウインドウの描画に関係する
イベントかどうかを判断する。ここで、ウインドウの描
画に関係するイベントとは、例えばアクティブな状態が
あるウインドウに移るような場合である。ここで、ウイ
ンドウの描画に関係するものであると判定されれば、ス
テップＳ６４へ進む。ステップＳ６４では、当該ウイン
ドウが３次元画像データを有するかどうかをファイルヘ
ッダ５１の情報により判断する。

【００６６】ステップＳ６４で３次元画像ファイルであ
ると判断されると、ステップＳ６５へ進む。ステップＳ
１６５では、ディスプレイドライバ１０１５を制御し、
３次元表示を行う。即ち、像生成部１０１５ａが３次元
画像データ５２より得られる３次元画像データに基づい
て、輝点の再生位置と強度を求め、立体ディスプレイ１
１００の制御部１００１に信号を送り、前述した構成に
よって３次元像の描画を行う。一方、ステップＳ６４で
当該ウインドウの画像ファイルが３次元画像データを有
していないと判定されるとステップＳ１６６へ進み、所
定の位置で２次元（平面）画像を表示する。

【００６７】また、ステップＳ６３において、発生した
マウスイベントがウインドウの描画に関するものでなけ
れば、ステップＳ１６７へ進み、３次元表示しているウ
インドウに関して、その３次元画像の２次元データを用
いて２次元表示を行う。

【００６８】なお、ステップＳ１６５，Ｓ１６６におい
て、非カレント状態へ移行したウインドウが３次元表示
を行っていた場合、そのウインドウの表示を２次元に切
り替えるようにしても良い。

【００６９】以上説明した処理によれば、選択したオブ
ジェクトが３次元データを持つか否かを判断し、３次元
データを持つようであれば自動的に３次元表示へ切り替
えて表示することが可能となり、３次元表示を行う装置
での３次元画像と２次元画像の操作性が向上する。

【００７０】なお、ステップＳ１６５で３次元画像を描
画するときには、ステップＳ６２で解析された結果が当
然反映される。例えばウインドウを新たに開く時に、３
次元画像描画部がウインドウの描画部より小さい際にそ
の余白部分に適当な背景を保管することなどがこれにあ
たる。

【００７１】また、３次元表示をするときに３次元画像
データのファイルヘッダに記載されている視差画像の数
により、バックライトの光量の補正や、表示画像の輝度
の調整をする等、視差画像の数によるパララックス・バ
リアの開口率による明るさの補正をしてもよい。輝度の
調整は例えば次のようにして行える。即ち、予め、視点
数とバックライトへの印加電圧との対応（視点数が多い
ほど印加電圧を高くする）を示すテーブルをメモリ１１
ｂに格納しておき、ファイルヘッダに記録されている視
差画像の数（視点数）から該テーブルを参照して印加電
圧を獲得し、得られた印加電圧でバックライトを駆動す
る。このような制御を行うことで、視点数に関らず、安
定した輝度の画像が得られる。

【００７２】［第２の実施形態］（１）第１の実施形態との差異に関する概略説明第１の実施形態の装置構成では、パララックス・バリヤ
パターンを発生させる光変調素子である液晶表示素子が
通常の液晶表示素子を用いているため、マトリックス構
造となり、この電極パターンや駆動用の電子回路やドラ
イバ・ソフトが複雑となり、コスト高となる傾向があ
る。

【００７３】これに対して、第２の実施形態では、マト
リクス構造を有していない簡易な構成でパララックス・
バリヤの生成制御の構成をとる。

【００７４】（２）第２の実施形態のパララックス・バ
リヤの構成の説明第２の実施形態では、パララックス・バリヤパターンを
全面に渡って切り替える。従って、パララックス・バリ
ヤパターンを発生させる液晶ＬＣＤ２（図２）は、スト
ライプ構造を備えれば良い。即ち、第１の実施形態のＬ
ＣＤ２のような、通常の液晶表示素子の如きマトリック
ス制御が不要となり、ＬＣＤ２の制御は単にパララック
スバリヤパターンをＯＮ／ＯＦＦするための信号で足り
る。このため、液晶表示素子や駆動回路やドライバソフ
トに簡素かつ低コストなものが使用できる。

【００７５】また、第１の実施形態と同様に従来の２次
元画像のみを再生する装置と同様に使用するには、パラ
ラックス・バリヤパターンをＯＦＦにし、ＬＣＤ１に従
来の画像を表示すればよい。以上の構成で第１の実施形
態と同様の効果がある。

【００７６】［第３の実施形態］上述の実施形態では、
ユーザが各オブジェクトに働きかけることにより、なか
ば強制的に２次元と３次元の表示制御を行う構成をとっ
ている。このような構成においては、ユーザが３次元を
観察したくない場合や、常に３次元表示を観察したい場
合には対応できない。以下の、第３の実施形態では、上
述の各実施形態と同様に、ユーザが任意に３次元表示の
状態を設定できるようにした構成を説明する。

【００７７】図１６は第３の実施形態の操作方法を説明
した立体ディスプレイ画面の表示状態を示す図である。
第２の実施形態によるマウスによりポインタ１０３５を
移動しメニューバー上からプルダウン操作（図中のメニ
ューバー１０３２のエントリーである「オプション」を
選択）により３次元表示状態を設定し所定の処理を施す
ことで実行できる。図１６では、表示状態を第１の実
施形態のごとく選択されたオブジェクトにより表示を自
動的に変更（「オプション」のエントリーの「ａｕｔ
ｏ」）、３次元表示は行わず２次元表示のみ（「オプ
ション」のエントリーの「２Ｄ」）、カレントが２次
元表示に移っても３次元表示を続ける（「オプション」
のエントリーの「３Ｄ」）、３次元表示時間の設定
（「オプション」のエントリの「３ｄｔｉｍｅ」）の
いずれかを選択できる。

【００７８】なお、上記〜の設定に応じた動作は、
図７で示したフローチャートにおける、ステップＳ６
３、Ｓ６４の分岐条件を各設定に応じて切り替えること
で実現されることは当業者には明らかである。

【００７９】以上、第３の実施形態で説明した構成をと
ることによりユーザの好みに合う表示環境が設定でき
て、使い勝手のよい環境を提供できる。

【００８０】［第４の実施形態］右眼用の画像と左眼用
の画像の視差を利用し立体像を観察する立体ディスプレ
イでは、両目の輻輳角と眼の焦点距離に矛盾を生じてい
ることや視差量が適当でない場合等の理由で、観察者に
よっては長時間の観察により生理的違和感を訴える者も
いる。

【００８１】第４の実施形態では、ユーザが３次元画像
を任意に設定して、生理的違和感を緩和・解消できるよ
うにしたものである。ユーザがプルダウンメニューやキ
ーボード等のユーザインターフェース（不図示）を用い
て３次元標示時間を任意に設定できる。

【００８２】以上、第４の実施形態で説明したように、
３次元表示の表示時間を任意にユーザが設定できること
で、長時間の観察によって生じる生理的違和感を緩和或
いは解消できるようにしたものである。

【００８３】以上の第１から第４の実施形態では、両眼
視差を用いて立体視を実現する立体表示ディスプレイに
よる２次元画像と３次元画像の混在表示を説明した。そ
して、上記各実施形態によれば、３次元オブジェクトか
否かを判断し、その判断結果により２次元表示と３次元
表示の切換制御を行うことが可能となる。更に、第３、
第４の実施形態によれば３次元表示に関してユーザが所
望の設定を行えるので、快適な２次元表示と３次元表示
を扱うコンピュータシステムが提供される。

【００８４】また、上述の実施形態ではパララックス・
バリヤ方式について述べてきたが、その他の両眼視差を
利用する立体ディスプレイで２次元と３次元表示の混在
或いは切り替え可能な立体ディスプレイを具備したコン
ピュータシステムであっても、同様な構成を採ることで
同様な効果が得られる。更に上述の説明では、オブジェ
クトとして主にウインドウについて説明したが、他のア
イコン等のオブジェクトについても同様の構成が成り立
ち、同様の効果が得られる。

【００８５】［第５の実施形態］第５の実施形態では、
画像表示に際して表示空間に輝点を時系列的かつ高速に
順次再生し、観察者の残像を利用することにより、この
輝点の集合を立体像として観察者に観察させる立体表示
方式を採用する。このような立体表示方式と、３次元表
示空間でのグラフィカルな作業環境とにより、使い勝手
のよいユーザインターフェイスが提供される。

【００８６】（１）第５の実施形態によるコンピュータ
システムの説明図８は本実施形態によるコンピュータシステムの装置構
成を示すブロック図である。図中、１１００は本実施形
態で立体像を再生する立体ディスプレイであり、具体的
な表示原理及び構成は後述する。

【００８７】１０１５は第５の実施形態の立体ディスプ
レイの描画を制御するディスプレイドライバで、以下の
要素１０１５ａ，１０１５ｂ，１０１５ｃから構成され
る。１０１５ａは３次元像を再生するための像生成部で
あり、立体ディスプレイ上に実際に描画されるデータ
（輝点の位置と強度を示すデータ）の生成を行う。１０
１５ｂはオブジェクト解析部であり、描画用のデータの
種類を判別・解析する。１０１５ｃはイベント処理部で
あり、ホストコンピュータからのメッセージ、主に表示
内容の更新の処理を行う。１０１６はホストコンピュー
タであり、オペレーティングシステム（ＯＳ）やアプリ
ケーションソフトが処理される。ホストコンピュータ１
０１６は、描画用のデータがアップデートされる毎にデ
バイスドライバへの信号を更新する。

【００８８】なお、このディスプレイドライバは、電子
回路で構成されて、ホストコンピュータの外部或いはス
ロットルに実装されても良いし、ホストコンピュータの
一つのソフトウェア或いはソフトウェアと電子回路が混
在する構成として実現されても良い。即ち、ホストコン
ピュータ１０１６はＣＰＵ１０１６ａと、添付のフロー
チャートを参照して説明する処理手順を実現する制御プ
ログラムを格納したメモリ１０１６ｂを備え、ディスプ
レイドライバ１０１５が実現する機能をホストコンピュ
ータ１０１６のＣＰＵ１０１６ａが実現するようにして
も良い。ここで、メモリ１０１６ｂは、ＲＯＭやＲＡ
Ｍ、或いは磁気ディスクドライバを含む。従って、以下
に説明する処理手順をＣＰＵ１０１６ａによって実現す
るための制御プログラムをフロッピーディスク等の記憶
媒体から提供して、ＣＰＵ１０１６ａによる処理の実行
のためにＲＡＭにロードするようにしても良い。

【００８９】（２）第５の実施形態による立体ディスプ
レイの原理説明図８の立体ディスプレイ１１００について説明する。本
発明の立体ディスプレイは制御部１００１、パルスビー
ム形成部１１０２、輝点スキャン部１１０３、像観察光
学系１００９の４つに大別される。制御部１００１は輝
点のスキャン情報信号を輝点スキャン部１１０３より入
力し、輝点の輝度情報信号をパルスビーム形成部１１０
２に出力する。パルスビーム形成部１１０２は、光源か
らの光の強度を上記輝度情報信号に基づいて変調して高
い周波数のパルス状の光ビームを形成し、輝点射出す
る。輝点スキャン部１１０３は該光ビームを集光光束に
変換し、その集光点を光軸方向（Ｚ方向）をも含んで３
次元的に高速スキャンして、そのスキャンビームを像観
察光学系１００９へ射出する。像観察光学系１００９は
こうして処理されたスキャンビームによって、３次元空
間（観察空間）中で輝点を順次結像し、観察者に輝点を
認識せしめる。

【００９０】ここで、ビームのスキャンと輝度変調の速
度を十分に速くし、かつ両者の同期を正しくとっている
ので、像観察光学系１００９の所定方向より観察する観
察者は、残像効果により観察空間内で、輝点の集合とし
て３次元的な像を観察することができる。

【００９１】図９は本実施形態の立体ディスプレイの要
部概略図である。図中、１００１は制御部であり、電気
回路で構成している。制御部１００１は輝点スキャン部
１１０３よりスキャン情報を得て、形成する輝点の位置
を求め、対応する輝度情報信号をパルスビーム形成部１
１０２に出力する。

【００９２】１００２は光源であり、結像性能を高くす
るために可視域の単色ＬＥＤ点光源を用いる。この光源
１００２としては空間的コヒーレンシーの高いもの、例
えばＬＥＤ半導体レーザ、メタルハライドランプ等が適
切である。なお、この点光源は、平行ビームを結像光学
系に入射させて得られる点光源に置き換えられても良
い。

【００９３】１００４は強度調整手段としての透過率制
御部であり、ＡＯＭ（音響光学素子）や、ＥＯ（エレク
トロオプティカルデバイス）等の高周波変調素子を用い
る。透過率制御部１００４は、図示のように、上記光ビ
ームの光路上に配置され、制御部１００１より出力され
る輝度情報信号に応じて光源より放射される光束の透過
率、つまり光束の強度を調整する。ただし、光源１００
２自体の放射強度が高い周波数で変調可能なものであれ
ば、制御部１より出力される上記輝度信号に応じて、光
源の発光強度を直接調整できるため、透過率制御部４は
必要ない。以上の光源１００２、透過率制御部１００４
はパルスビーム形成部１１０２の１要素を構成してい
る。

【００９４】１００５は，光軸方向走査手段としてのｚ
スキャン部である。図１０はｚスキャン部の詳細な構成
を示す図である。ｚスキャン部１００５はビーム径より
やや大きい程度の有効径を有する小型のズームレンズ
（集光光学系）１００５−１、ズームレンズ１００５−
１中の可動レンズ（スキャン要素）１００５−４、光軸
方向にそって可動レンズ１００５−４を高速往復運動さ
せるリニアモータ１００５−２などを備えている。

【００９５】ズームレンズ１００５−１は光源１００２
からの光ビームを、光軸上のある距離に集光させる。ま
た、リニアモータ１００５−２は光軸方向（図１０では
ｘ方向であるが、光ビームは後述のビームスキャン部１
００６によってｚ方向へ偏向されるので、ここではｚ方
向として説明する）に沿って往復直線運動する。これら
の構成により、ズームレンズ１００５−１の焦点距離が
振動して、光ビームの集光点Ｆが光軸方向に高速に往復
スキャンするようになる。つまり、ｚスキャン部１００
５は光ビームの集光点（輝度）をＺ方向にスキャンす
る。

【００９６】可動レンズ部１００５−４の変位量ＺＬは
変位量検出部（変位量検出手段）１００５−３にて検出
し、スキャン情報信号として制御部１００１に送信す
る。第５の実施形態の場合、変位量検出部１００５−３
はリニアモータの位置検出用エンコーダを利用してい
る。なお、ズームレンズの可動部が複数存在する場合
は、リニアモータの数を増やすか、ギアやカムを駆使し
て適切に運動するように構成する。

【００９７】図９において、１００６はビームスキャン
部である。図１１はビームスキャン部６の詳細構成を示
すブロック図である。本実施形態の場合、ビームスキャ
ン部１００６は２次元走査手段として機能するもので、
走査方向の直交する１組のガルバノミラー１００６−
１，１００６−２により構成している。これらのガルバ
ノミラーを駆動するモータ１００６−３，１００６−４
は往復回転運動を行う。これにより、光ビームは各ガル
バノミラーの回転角に応じた方向、即ち観察空間内のｘ
方向、ｙ方向に偏向され、２次元的に走査される。

【００９８】本実施形態のガルバノミラー１００６−１
の回転方向は水平方向、ガルバノミラー１００６−２の
それは垂直方向となっているが、それぞれのミラーのふ
れ角θＨ、θＶはモータ１００６−３，１００６−４に
内蔵されているエンコーダによって検出され、輝点の位
置を示すスキャン情報として制御部１００１へ送信され
る。

【００９９】以上の、ｚスキャン部１００５、ビームス
キャン部１００６は輝点スキャン部１１０３の一要素を
構成している。また、本実施形態の輝点スキャン部１１
０３は３次元走査手段の一要素を構成している。

【０１００】図９において、１００９は像観察光学系で
あり、本実施形態の場合、像観察光学系１００９は２枚
の大口径の凸レンズを使用している。像観察光学系１０
０９は、ビームスキャン部１００６から出射してくる光
ビームを所定の観察領域へ収束させ、装置全体の射出瞳
を形成するとともに、観察領域中に輝点による３次元像
を形成する。

【０１０１】本実施形態の作用を説明する。光源１００
２を射出する光束は透過率制御部１００４で制御部１か
らの信号によりその強度が変調されて、ｚスキャン部１
００５へビームが射出される。ｚスキャン部１００５で
は、入射された光ビームを集光光束に変換するととも
に、その集光点を高速でｚ方向に往復スキャンする。そ
してビームスキャン部１００６は上記のｘ軸に平行に入
射する集光光をｚ方向に偏向させるとともにｘｙ平面内
の所定領域を２次元スキャンする。

【０１０２】図１２は実施形態５において、光ビームが
輝点スキャン部１１０３を射出するまでの光路を鉛直方
向より見た図である。

【０１０３】輝点スキャン部１１０３を射出した光ビー
ムの主光線７は、いずれも輝点スキャン部１１０３より
発散する方向に射出しており、このままでは観察者８の
目に入射する光ビームは中心部の極僅かでしかない。そ
こで本実施形態では輝点スキャン部１１０３を射出した
光ビームを像観察光学系１００９によって適切に収束せ
しめている。

【０１０４】図１３は第５の実施形態において、光ビー
ムが像観察光学系１００９を射出して観察者に達するま
での光路を鉛直上方から見た図である。この図１３を用
いて像観察光学系１００９の作用を説明する。

【０１０５】輝点スキャン部１１０３までの光学系と観
察光学系１００９とをあわせて１つの光学系と見ると、
この光学系の瞳１０１０の位置は、ガルバノミラーの回
転中心位置となっている（より正確には、メリディオナ
ル方向の光路の瞳中心は垂直方向ガルバノミラーの回転
中心となっている）。このとき、瞳１０１０は像観察光
学系１００９にとっては入射瞳であって、これは像観察
光学系１００９の結像作用によって射出瞳１０１０’に
結像する。

【０１０６】射出瞳１０１０’は全光学系にとっても射
出瞳である。よって、全光学系を通った光ビームはすべ
て射出瞳１０１０’を通過することになるから、観察者
１００８が射出瞳１０１０’内に眼をおけば全ての光ビ
ームの輝点を認識することができる。また、図１３に示
すように、本装置で３次元画像を観察する際の最適観察
距離は距離Ｌ（像観察光学系１００９のもっとも手前の
面から射出瞳１０１０’までの距離）、観察視域は射出
瞳１０１０’の径Ｄとなる。

【０１０７】像観察光学系１００９に求められる条件と
しては、第１に、射出瞳１０１０’が像観察光学系１０
０９により観察者１００８側で、観察距離が（数１０ｃ
ｍから数ｍ）程度の距離に形成されること、第２に、各
光ビームの主光線１００７が輝点形成後、射出瞳１０１
０’の中心で交わるようにするため、像観察光学系１０
０９の最大有効を再生する３次元像よりも大きく設定す
ること、第３に上記観察視域Ｄをできるだけ大きくとる
ために、Ｆナンバー（焦点距離を瞳の直径で除した値）
の小さいレンズであること（像観察光学系１００９の有
効径ができるだけ大きく、かつ焦点距離ができるだけ短
いレンズであること）があげられる。

【０１０８】こうして、輝度スキャン部１１０３による
スキャンの結果、光ビームは３次元空間内のある範囲に
輝点群（Ｘi，Ｙi，Ｚi）を形成する。

【０１０９】次にパルスビーム形成１１０２、輝点スキ
ャン部１１０３の制御と、制御部１００１で行われるデ
ータ処理、再生される３次元像の情報の関係について説
明する。本実施形態においては、はじめに輝点スキャン
部１１０３の各スキャンデバイスの状態、つまり、水平
走査ガルバノミラーの回転角θＨ、垂直走査ガルバノミ
ラーθＶ、リニアモータのｚ方向変位（スキャン要素の
変位）ＺＬの３つのパラメータを検出し、これらの各走
査手段の状態、即ちスキャン情報信号として制御部１０
０１に入力する。

【０１１０】制御部１００１は表示しようとする立体像
を基に、スキャン位置に応ずる光ビームの強度Ｌ（θ
Ｈ，θＶ，ＺＬ）を算出し、輝度信号をパルスビーム形
成部１１０２に送信する。こうして形成された光ビーム
は輝点スキャン部１１０３を通って像観察光学系１００
９による光学変換を受けたのち、最終的な集光位置（輝
度位置）に結像し、位置（ｘ，ｙ，ｚ）に輝度Ｌ’
（ｘ，ｙ，ｚ）の輝点を形成する。

【０１１１】図１４に表すように、像観察光学系９によ
る輝度位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び輝度Ｌ’（ｘ，ｙ，ｚ）
の光学変換をそれぞれφ１，φ２とすると、上記データ
の流れは図１５の模式図で表現できる。

【０１１２】輝点スキャン部１１０３より制御部１００
１に送信されるスキャンデバイスの情報（θH，θV，Ｚ
L）は制御部１００１の内部でΨ1の変換を受け、像点の
位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）に変換される。制御部１００１
は予め生成されている３次元画像データを参照して、位
置（ｘ，ｙ，ｚ）に一致する３次元像点を検索し、存在
すればその点の輝度情報Ｌ’（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。

【０１１３】次に、輝度情報Ｌ’（ｘ，ｙ，ｚ）に対し
て制御部１００１はΨ2の逆変換Ψ２^-1を施し、パルス
ビームの輝度情報Ｌ（θH，θV，ｚL）を得る。ただ
し、変換Ψ1と逆変換Ψ２^-1については、像観察光学系
１００９の特性（収差、透過率等）を予めシミュレーシ
ョンまたは実測で把握しておけば、制御部１００１上で
擬似実行することができる。

【０１１４】輝度情報Ｌ’（θH’，θV’，ｚL’）は
パルスビーム形成部１１０２へと送信され、パルスビー
ム形成部１１０２はこれに基づいて光ビーム強度を制御
する。こうして形成された光ビームは輝点スキャン部１
１０３へ射出される。そして、次いで像観察光学系１０
０９によって光学変換Ψ1，Ψ2を受け、位置（ｘ，ｙ，
ｚ）において輝度Ｌ’（ｘ，ｙ，ｚ）の輝点が形成され
る。

【０１１５】尚、図１５で説明した信号処理の一部また
は全てをデバイスドライバ１５やホストコンピュータ１
６に取り込んでも良い。

【０１１６】上記の輝点は各位置に応じた輝度を有して
いる。そして、輝度の移動を人間の眼で認識できないほ
ど高速で行い、かつ、これらの輝点の集合が一度に全体
的に観察され得る（光ビームの３次元的なスキャンの１
つのサイクル（１個の立体像の再生）を１／３０秒以下
の高速で行えば、残像効果が現れるため）。

【０１１７】本実施形態は輝度の高い光源からの光束に
よる輝点によって３次元像が構成され、該光束の一部が
観察者の眼に直接入射されるので、明るい３次元像を再
生することができる。更に、従来の立体ディスプレイに
較べて、像観察光学系１００を適切に選ぶことにより観
察視野を広く、また、大きい３次元像を得ることができ
る。また、２次元の液晶表示装置を高速に移動させて、
その残像により立体像を観察させる方式に対して、大き
い移動物体を使用しないので観察に際して安全である。

【０１１８】以上、３次元空間にオブジェクトの３次元
座標に対応した輝点を実空間に高速かつ、順次再生する
ことで自然な立体感を持つ立体ディスプレイが実現でき
る。第１の実施形態との差異は、この３次元標示方法と
３次元標示座標変換部分であり、残りの部分、例えば、
ユーザインターフェース、イベント処理の方法等は、第
１の実施形態と同様の構成を取ることができる。従っ
て、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果
が得られる。

【０１１９】［第６の実施形態］３次元表示を行うシス
テムにおいて、ユーザがある目的でオブジェクトを表示
領域の任意の位置に移動することがある。このような移
動の対象となるオブジェクトには、当然のことながら３
次元表示を行っているウインドウも含まれる。しかしな
がら、第１の実施形態で説明したような立体表示を行う
ディスプレイでは、３次元表示中のウインドウを移動す
ると、当該ウインドウ内の視差画像の表示制御によりコ
ンピュータの処理負荷が増大する。更に、第５の実施形
態で説明したような立体表示ディスプレイにおいても、
３次元ウインドウを移動すると同時に光学変換Ψ1，Ψ2
等の処理が必要となり、やはりコンピュータ処理の負荷
が増大する。即ち、立体表示装置においてオブジェクト
の移動を３次元画像の描画と同時に行うのは、コンピュ
ータの処理の負荷が非常に重くなっていまし、望ましく
ない。

【０１２０】そこで第６の実施形態では、３次元表示し
ているオブジェクトを移動（ドラッグ操作）していると
きには、コンピュータのシステムの負荷を軽減するため
に、対象オブジェクトを２次元表示する。そして、ドラ
ッグ操作が終了すると再び当該オブジェクトを３次元表
示に戻すという処理を行う。なお、このような処理は図
７に示される各フローチャートの、ステップＳ６３にお
ける分岐条件を適切に設定することで実現される。

【０１２１】このように３次元表示のオブジェクトをド
ラッグしているときに、２次元表示することで、ハード
ウェアとソフトウェアの処理の負担を軽減することがで
きる。またユーザがウインドウをドラッグしている際に
は、そのドラッグしているオブジェクトを何処に置けば
良いのかが分かれば十分であるから、ドラッグ中に２次
元表示しても実用上の問題はない。

【０１２２】以上第５の実施形態では、輝点を高速に順
次再生し、残像効果によって立体視を実現する立体表示
ディスプレイによる２次元画像と３次元画像の混在表示
を説明した。そして、上記各実施形態によれば、３次元
オブジェクトか否かを判断し、その判断結果により２次
元表示と３次元表示の切換制御を行うことが可能とな
る。

【０１２３】特に、第３及び第４の実施形態によれば３
次元表示に関してユーザが所望の設定を行えるので、快
適な３次元表示を行うコンピュータシステムが提供され
る。

【０１２４】また、上記第５の実施形態で示される立体
表示方法によれば、振動スクリーンを用いず、焦点レン
ズ系を駆動するので、装置を小型化できると共に、装置
の安全性も向上する。

【０１２５】また、上述の実施形態以外で、輝点を順次
高速に再生し残像効果によって立体像を観察させる立体
ディスプレイを具備したコンピュータシステムであって
も、同様な構成をとることで同様な効果が得られる。更
に上述の説明では、オブジェクトして主にウインドウに
ついて説明したが、他のアイコン等のオブジェクトにつ
いても同様の構成が成り立ち、同様の効果が得られる。

【０１２６】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０１２７】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【０１２８】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１２９】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１３０】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１３１】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【０１３２】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになるが、簡単に説
明すると、図２３のメモリマップ例に示す各モジュール
を記憶媒体に格納することになる。

【０１３３】すなわち、少なくとも「判定処理モジュー
ル」と「３次元表示処理モジュール」のプログラムコー
ドを記憶媒体に格納すればよい。また、好ましくは、図
２３に示されるように、「ウインドウ表示処理モジュー
ル」、「制御処理モジュール」「２次元表示処理モジュ
ール」を記憶する。

【０１３４】ここで、判定処理モジュールは、描画対象
のオブジェクトが３次元画像データを有するか否かを判
定する判定処理を実現するプログラムモジュールであ
る。また、３次元表示処理モジュールは、前記判定処理
によって前記描画対象のオブジェクトが３次元画像デー
タを有すると判定された場合、該描画対象のオブジェク
トについて３次元表示を行う３次元表示処理を実現する
プログラムモジュールである。

【０１３５】また、ウインドウ表示処理モジュールは、
複数のウインドウを１画面上に表示するウインドウ表示
処理を実現するプログラムモジュールである。また、制
御処理モジュールは、前記複数のウインドウのうちの指
定されたウインドウに対応するオブジェクトに前記判定
処理と前記３次元表示処理を実行する制御処理を実現す
るプログラムモジュールである。更に、２次元表示処理
モジュールは、前記複数のウインドウの非指定状態のウ
インドウについて２次元表示を行う２次元表示処理を実
現するプログラムモジュールである。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オブジェクト毎に３次元表示可能か否かを認識すること
が可能となり、オブジェクトの表示を適切に制御するこ
とが可能となる。

【０１３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態によるコンピュータシステムの
装置構成を示す図である。

【図２】本実施形態の立体ディスプレイ１２の表示部の
構成を説明する図である。

【図３】第１の実施形態で動作しているユーザインター
フェースの表示例を示す図である。

【図４】ＧＵＩ環境で動作するアプリケーションの処理
の流れを示すフローチャートである。

【図５】本実施形態による３次元画像データの構造を表
す説明図である。

【図６】第１の実施形態のユーザインターフェースにお
いて部分的に３次元表示が実行された状態を示す図であ
る。

【図７】第１の実施形態における画像表示処理の手順を
説明するフローチャートである。

【図８】第５の実施形態によるコンピュータシステムの
装置構成を示すブロック図である。

【図９】本実施形態の立体ディスプレイの要部概略図で
ある。

【図１０】ｚスキャン部の詳細な構成を示す図である。

【図１１】ビームスキャン部６の詳細構成を示すブロッ
ク図である。

【図１２】実施形態５において、光ビームが輝点スキャ
ン部１１０３を射出するまでの光路を鉛直方向より見た
図である。

【図１３】第５の実施形態において、光ビームが像観察
光学系１００９を射出して観察者に達するまでの光路を
鉛直上方から見た図である。

【図１４】本実施形態の像観察光学系９による光学変換
を説明する図である。

【図１５】本実施形態におけるデータの流れの模式図で
ある。

【図１６】第６の実施形態の操作方法を説明した立体デ
ィスプレイ画面の表示状態を示す図である。

【図１７】ＧＵＩをオペレーティングシステムに用いた
代表的なコンピュータ・システムの階層図である。

【図１８】特開平３−１１９８８９号公報に開示されて
いる立体画像表示装置の基本構成図である。

【図１９】特開平３−１１９８８９号公報に開示されて
いる液晶パネルディスプレイ１１０と電子式バリヤ１０
３によって構成された立体画像表示装置の表示部の構成
図である。

【図２０】視点数の違いにより電子式パララックス・バ
リヤに形成するパララックス・バリヤパターンの違いを
示す図である。

【図２１】部分的にバリヤストライプのパターンを発生
した状態を示す図である。

【図２２】奥行き標本化を利用して立体表示する装置の
例を示す図である。

【図２３】本発明に関る制御プログラムを格納する記憶
媒体のメモリマップ例を示す図である。

【符号の説明】

１第１の光変調パネル（ＬＣＤ）２第２の光変調パネル（ＬＣＤ）３バックライト４、５駆動回路６ディスプレイドライバ７２次元画像及び３次元画像描画部８パララックス・バリヤパターン描画部９描画制御部１０オブジェクト解析部１１ホストコンピュータ２１，２２，２３偏光板３０外枠３１タイトルバー３２メニューバー３３ウインドウ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄアイコン３５ポインタ３６背景５０３次元画像ファイル５１ファイルヘッダ５２３次元画像データ５３２次元画像データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元表示が可能な表示装置であって、前記表示装置の表示対象のオブジェクトが３次元画像デ
ータを有するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記表示対象のオブジェクトが３次
元画像データを有すると判断された場合、該オブジェク
トについて３次元表示を行う３次元表示手段と、前記判定手段により前記表示対象のオブジェクトが３次
元画像データを有さないと判断された場合、該オブジェ
クトについて、前記表示空間内に２次元表示を行う２次
元表示手段とを備えることを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】前記３次元表示が可能な表示装置は、少
なくとも２つの視差画像を観察者の左右の眼に選択的に
見せることで立体表示を行うことを特徴とする請求項１
に記載の表示制御装置。
【請求項３】前記３次元表示が可能な表示装置は、少
なくとも２つの視差画像をストライプ状に刻んで交互に
配列した合成画像とともに、ストライプ状の開口を発生
させ３次元表示を行う３次元表示手段と、視差画像を有さない２次元画像とともに、ストライプ上
の開口を除去させ２次元表示を行う２次元表示制御手段
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の表示制御
装置。
【請求項４】前記３次元表示手段は、少なくとも２つ
の視差画像をストライプ状に刻んで交互に配列した合成
画像を表示するとともに、ストライプ状の開口を制御し
て立体表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の表
示制御装置。
【請求項５】複数のウインドウを表示空間内に表示す
るウインドウ表示手段と、前記複数のウインドウのうちの指定されたウインドウに
対応するオブジェクトに前記判定手段と前記３次元表示
手段を実行する制御手段とを更に備えることを特徴とす
る請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項６】前記複数のウインドウの非指定状態のウ
インドウについて２次元表示を行う２次元表示手段を更
に備えることを特徴とする請求項５に記載の表示制御装
置。
【請求項７】前記描画対象オブジェクトのファイル
は、当該ファイルが３次元表示をするための３次元画像
データを含むか否かを示す描画情報を当該ファイルのヘ
ッダ部に含み、前記判定手段は、前記描画情報に基づいて描画対象のオ
ブジェクトが３次元画像データを有するか否かを判定す
ることを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項８】ストライプ状の画像とストライプ状の開
口を制御するに際して、視差画像の数をもとに、該スト
ライプ状の画像の表示輝度を調整する調整手段を更に備
えることを特徴とする請求項３に記載の表示制御装置。
【請求項９】前記３次元表示手段における３次元表示
時間を所望の時間に設定する設定手段を更に備えること
を特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項１０】前記複数のウインドウの各々の指定状
態に関わらず、３次元表示可能部分の３次元表示を常に
行う場合と、３次元表示可能部分の２次元表示を常に行
う場合をユーザが任意に設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項５に記載の表示制御装置。
【請求項１１】前記判定手段は、描画対象のオブジェ
クトのファイルに付加された拡張子に基づいて当該描画
対象のオブジェクトが３次元画像データを有するか否か
を判定することを特徴とする請求項１に記載の表示制御
装置。
【請求項１２】前記３次元表示手段は、立体表示空間
内の奥行き方向に並ぶ複数の面上の夫々に対応する位置
に、３次元画像に基づく像の輝点による描画を順次行う
ものであり、観察者は前記３次元表示手段より出射された輝点の集合
を残像によって観察して立体視を行うことを特徴とする
請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項１３】前記立体表示空間内に少なくとも１つ
の平面上に、２次元画像データに基づく平面画像を表示
する２次元表示手段を更に備えることを特徴とする請求
項１２に記載の表示制御装置。
【請求項１４】前記平面画像が、プルダウンメニュー
やアイコン等のユーザインターフェース部品を含むこと
を特徴とする請求項１３に記載の表示制御装置。
【請求項１５】前記オブジェクトの表示位置を移動す
る間、前記３次元表示手段による３次元表示を禁止する
禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載
の表示制御装置。
【請求項１６】２次元表示と３次元表示が可能な表示
装置の制御方法であって、描画対象のオブジェクトが３次元画像データを有するか
否かを判定する判定工程と、前記判定工程によって前記描画対象のオブジェクトが３
次元画像データを有すると判定された場合、該描画対象
のオブジェクトについて３次元表示を行う３次元表示工
程とを備えることを特徴とする表示制御方法。
【請求項１７】複数のウインドウを表示空間内に表示
するウインドウ表示工程と、前記複数のウインドウのうちの指定されたウインドウに
対応するオブジェクトに前記判定工程と前記３次元表示
工程を実行する制御工程とを更に備えることを特徴とす
る請求項１７に記載の表示制御方法。
【請求項１８】前記複数のウインドウの非指定状態の
ウインドウについて２次元表示を行う２次元表示工程を
更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の表示制
御方法。
【請求項１９】前記オブジェクトの表示位置を移動す
る間、前記３次元表示工程による３次元表示を禁止する
禁止工程を更に備えることを特徴とする請求項１６に記
載の表示制御方法。
【請求項２０】２次元表示と３次元表示が可能な表示
装置を制御する制御プログラムを格納するコンピュータ
可読メモリであって、描画対象のオブジェクトが３次元画像データを有するか
否かを判定する判定工程のコードと、前記判定工程によって前記描画対象のオブジェクトが３
次元画像データを有すると判定された場合、該描画対象
のオブジェクトについて３次元表示を行う３次元表示工
程のコードとを備えることを特徴とするコンピュータ可
読メモリ。
【請求項２１】複数のウインドウを表示空間内に表示
するウインドウ表示工程のコードと、前記複数のウインドウのうちの指定されたウインドウに
対応するオブジェクトに前記判定工程と前記３次元表示
工程を実行する制御工程のコードとを更に備えることを
特徴とする請求項２０に記載のコンピュータ可読メモ
リ。
【請求項２２】前記複数のウインドウの非指定状態の
ウインドウについて２次元表示を行う２次元表示工程の
コードを更に備えることを特徴とする請求項２１に記載
のコンピュータ可読メモリ。
【請求項２３】前記オブジェクトの表示位置を移動す
る間、前記３次元表示工程による３次元表示を禁止する
禁止工程のコードを更に備えることを特徴とする請求項
２２に記載のコンピュータ可読メモリ。