JPH08262369A - Three-dimensional stereoscopic display and its production - Google Patents

Three-dimensional stereoscopic display and its production

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JPH08262369A
JPH08262369A JP7066490A JP6649095A JPH08262369A JP H08262369 A JPH08262369 A JP H08262369A JP 7066490 A JP7066490 A JP 7066490A JP 6649095 A JP6649095 A JP 6649095A JP H08262369 A JPH08262369 A JP H08262369A
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JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
sheet material
points
stereoscopic display
rear surface
Prior art date
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Application number
JP7066490A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Suzuki
徹 鈴木
Hideyuki Wakai
秀之 若井
Manabu Ando
学 安藤
Hiroyuki Mizukami
裕之 水上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00Stereoscopic photography
    • G03B35/08Stereoscopic photography by simultaneous recording
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G03B35/18Stereoscopic photography by simultaneous viewing
    • G03B35/24Stereoscopic photography by simultaneous viewing using apertured or refractive resolving means on screens or between screen and eye
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms

Abstract

PURPOSE: To embody a beautiful color three-dimensional stereoscopic display in a short production period without using objects to be displayed and without requiring exposure equipment, development equipment and a light source at the time of reproduction. CONSTITUTION: This process for production of the three-dimensional stereoscopic display comprises producing the three-dimensional stereoscopic display by using sheet materials S which have the diffraction effect corresponding to small lens arrays S and condense parallel rays onto the plural points on the rear surfaces of these sheet materials when these parallel rays are made incident thereon. The process described above has a first stage for approximating the surface of the object P desired to be displayed with the sets of plural object points P1 to Pn and respectively calculating the diffraction positions Q11 to Qnm at the rear surfaces of the sheet materials of the time the spot light source light from the respective object points is assumed to be made incident on the sheet materials and a second stage for directly recording the color gradations corresponding to the respective object points in the respective positions of the rear surfaces of the sheet materials calculated in the first stage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は3次元立体物を眼鏡な
どの補助具なしに立体表示可能な3次元立体表示物およ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional three-dimensional display object capable of three-dimensionally displaying a three-dimensional three-dimensional object without auxiliary tools such as eyeglasses, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】3次元立体表示に関する技術として、ホ
ログラムを用いた技術が着目されている。
2. Description of the Related Art As a technique relating to three-dimensional stereoscopic display, a technique using a hologram is drawing attention.

【0003】その1方式であるディスプレイホログラム
方式では、表示したい物体そのものを用意し、物体光と
いわれる被写体からの光波と、参照光といわれる別方向
からくる光波を干渉させ、この干渉縞を高解像度感光材
料に記録する。その後、現像処理した感光材料に対し参
照光と同一方向から光を照射することにより3次元立体
表示を行う。
In the display hologram method, which is one of the methods, an object itself to be displayed is prepared, and a light wave from an object called object light and a light wave from another direction called reference light are caused to interfere with each other, and the interference fringes have high resolution. Record on light-sensitive material. Then, three-dimensional stereoscopic display is performed by irradiating the developed photosensitive material with light from the same direction as the reference light.

【0004】また、他の方式であるホログラフィックス
テレオグラム方式では、表示したい物体を複数の異なる
方向からカメラで撮像し、そのフィルムを現像すること
により、複数コマ分の物体像が記録された原画写真列を
得る。前記原画写真列を1コマずつずらせながら各コマ
にレーザ光を照射して撮像した物体像を透過拡散スクリ
ーン上に投影する。透過拡散スクリーンの背面にはホロ
グラム乾板が配置され、またホログラム乾板には参照光
が照射されている。したがって、透過拡散スクリーンを
透過した物体光と参照光との干渉縞がホログラム乾板上
に記録される。なお、1コマ分の干渉像はホログラム乾
板上の細い縦長の領域に記録されるようになっており、
1コマ毎にホログラム乾板は前記細い領域に対応する長
さ分スライド移動されるようになっているので、結果的
にホログラム乾板上に前記原画写真列分の画像に対応す
る物体画像が記録されることになる。したがって、この
ホログラム乾板に対して現像処理を行った後、このホロ
グラム乾板に対し参照光と同一方向より光を照射するこ
とにより、前記撮像された物体に対応する3次元立体像
を再生することができる。
In another method, a holographic stereogram method, an object to be displayed is imaged by a camera from a plurality of different directions, and the film is developed to record an object image for a plurality of frames. Get a row of photos. Each frame is irradiated with laser light while shifting the original image photograph row by frame, and the imaged object image is projected on the transmission diffusion screen. A hologram dry plate is arranged on the back surface of the transmissive diffusion screen, and the hologram dry plate is irradiated with reference light. Therefore, the interference fringes of the object light and the reference light transmitted through the transmission diffusion screen are recorded on the hologram dry plate. The interference image for one frame is recorded in a thin vertically long area on the hologram dry plate.
Since the hologram dry plate is slid and moved by the length corresponding to the narrow area for each frame, as a result, an object image corresponding to the image of the original image photograph row is recorded on the hologram dry plate. It will be. Therefore, after the hologram dry plate is developed, the hologram dry plate is irradiated with light in the same direction as the reference light, whereby a three-dimensional stereoscopic image corresponding to the imaged object can be reproduced. it can.

【0005】また、ホログラフィ以外の3次元立体表示
に関する技術として、インテグラルフォトグラフィ方式
がある。このインテグラルフォトグラフィ方式では、乾
板の前に複眼レンズ(昆虫の複眼レンズのような極めて
小さいレンズの集合体)を配置し、被写体を撮像する。
この結果、1つの被写体が微細なレンズを介して、その
裏面の乾板上に、複数の倒立像として結像する。したが
って、この撮像済みの乾板を現像の後、再度複眼レンズ
の裏面に配置し、乾板の裏面から照明を当てると、立体
像が元の位置に実像として再生される。
Further, there is an integral photography system as a technique relating to three-dimensional stereoscopic display other than holography. In this integral photography method, a compound eye lens (a group of extremely small lenses such as an insect compound eye lens) is arranged in front of a dry plate to image a subject.
As a result, one subject is imaged as a plurality of inverted images on the dry plate on the back surface thereof through the fine lens. Therefore, when this imaged dry plate is developed and then placed again on the back surface of the compound eye lens and illuminated from the back surface of the dry plate, the stereoscopic image is reproduced as a real image at the original position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した何れ
の方式においても、以下のような問題点を有する (1)3次元表示のためには表示する物体そのものを用意
する必要であり、またこれに伴い反射率の低い物体は撮
影が困難となる (2)レーザなどの露光設備が必要となる (3)感光材料の現像処理が必要となる (4)物体と光学系の位置合わせ、露光、撮像などにより
作業時間が長くなる (5)再生時に光源が必要となる (6)綺麗なカラー化が困難である などの問題がある。
However, in any of the above-mentioned methods, there are the following problems (1) It is necessary to prepare an object to be displayed for three-dimensional display. As a result, it becomes difficult to shoot objects with low reflectance (2) Exposure equipment such as laser is required (3) Development processing of photosensitive material is required (4) Positioning of object and optical system, exposure, There is a problem that the working time becomes long due to imaging, etc. (5) A light source is required for reproduction (6) It is difficult to make beautiful colors.

【0007】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、表示する物体を用いず、かつ露光設備、現像
設備、再生時の光源も必要とせずに、短い製造時間で美
しいカラー3次元立体表示を実現する3次元立体表示物
およびその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not use an object to be displayed, and does not require an exposure equipment, a development equipment, or a light source at the time of reproduction, and a beautiful three-dimensional color in a short manufacturing time. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional stereoscopic display object that realizes stereoscopic display and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明では、
小レンズアレイに対応する回折作用を有し、平行光線が
入射されるとこの平行光線をシート材の後面上の複数の
点に集光するシート材を用いて3次元立体表示物を製造
する3次元立体表示物の製造方法において、表示を所望
する物体表面を複数の物点の集合で近似し、これら各物
点からの点光源光が前記シート材に入射されたと仮定し
たときの、前記シート材後面での回折位置をそれぞれ演
算する第1の工程と、この第1の工程で演算されたシー
ト材後面の各位置に前記各物点に対応する色階調を直接
記録する第2の工程とを具えるようにしている。
According to the present invention,
3D stereoscopic display is manufactured using a sheet material that has a diffractive action corresponding to the lenslet array and that collects the parallel light rays at a plurality of points on the rear surface of the sheet material when the parallel light rays are incident. In the method for producing a three-dimensional display object, the object surface desired to be displayed is approximated by a set of a plurality of object points, and it is assumed that point source light from each of these object points is incident on the sheet material, A first step for calculating the diffraction position on the rear surface of the material, and a second step for directly recording the color gradation corresponding to each object point at each position on the rear surface of the sheet material calculated in the first step. I am trying to prepare.

【0009】かかる発明によれば、小レンズアレイに対
応する回折作用を有し、平行光線が入射されるとこの平
行光線をシート材の後面上の複数の点に集光するシート
材を用いて3次元立体表示物を製造する。
According to the invention, a sheet material having a diffractive action corresponding to the small lens array and condensing the parallel light rays at a plurality of points on the rear surface of the sheet material when the parallel light rays are incident is used. A three-dimensional display object is manufactured.

【0010】製造に当たっては、表示を所望する物体の
表面を複数の物点の集合で近似し、これら各物点からの
点光源光が、シート材に入射されたと仮定したときの、
前記シート材後面での回折位置をそれぞれ演算する。つ
ぎに、該演算されたシート材後面の各位置に前記各物点
に対応する色階調を直接記録する。
In manufacturing, the surface of the object desired to be displayed is approximated by a set of a plurality of object points, and it is assumed that the point light source light from each of these object points is incident on the sheet material.
The diffraction position on the rear surface of the sheet material is calculated. Next, the color gradation corresponding to each object point is directly recorded at each calculated position on the rear surface of the sheet material.

【0011】またこの発明では、小レンズアレイに対応
する回折作用を有しかつ平行光線が入射されるとこの平
行光線をシート材の後面上の複数の点に集光する作用を
なすシート材の後面に、3次元物体を立体表示するため
のデータを直接印刷することにより3次元立体表示物を
構成する。
Further, according to the present invention, the sheet material having a diffractive action corresponding to the small lens array and condensing the parallel rays at a plurality of points on the rear surface of the sheet material when the parallel rays are incident. A three-dimensional stereoscopic display object is constructed by directly printing data for stereoscopically displaying a three-dimensional object on the rear surface.

【0012】[0012]

【実施例】以下この発明の実施例を添付図面に従って詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0013】図1はこの発明の実施例を示すもので、P
は表示を所望する3次元物体であるが、本実施例におい
てはこの3次元物体Pそのものが3次元表示の為の撮像
処理などに用いられることはなく、この3次元物体Pの
表面を構成する物点群の3次元座標値が3次元表示物の
製作のために用いられる。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which P
Is a three-dimensional object desired to be displayed, but in the present embodiment, the three-dimensional object P itself is not used for image pickup processing or the like for three-dimensional display and constitutes the surface of the three-dimensional object P. The three-dimensional coordinate value of the object point group is used for manufacturing the three-dimensional display object.

【0014】すなわち、表示を所望する3次元物体Pの
表面を複数の物点P1〜Pnの集合で近似し、これら近似
した各物点の所定のX−Y−Z座標系における3次元座
標データを予め用意しておく。この3次元座標データ
は、実際に計測を行ったり、あるいは設計データに基づ
く計算などによって用意する。
That is, the surface of a three-dimensional object P desired to be displayed is approximated by a set of a plurality of object points P1 to Pn, and three-dimensional coordinate data of each of these approximated object points in a predetermined XYZ coordinate system. Are prepared in advance. The three-dimensional coordinate data is prepared by actually measuring or calculating based on the design data.

【0015】図1において、Sは複数の同一光学特性を
有する小レンズL1〜Lmが2次元的に密に配設されたシ
ート状の小レンズアレイ(複眼レンズ、蝿の目レンズと
もいう)であり、個々のレンズL1〜Lmは、図2に示す
ように、その光軸方向に沿って平行光線が入射したとき
入射光がそれぞれ各別の点に集光する作用を有し、かつ
これら集光点で構成される面が小レンズアレイSのシー
ト後面Fに一致するよう小レンズアレイSを設計する。
なお、小レンズの配置としては、図3(a)に示すように
正方形状に配置するようにしてもよく、また図3(b)に
示すように六角形状に配置する用にしてもよい。
In FIG. 1, S is a sheet-like small lens array (also called a compound eye lens or a fly's eye lens) in which a plurality of small lenses L1 to Lm having the same optical characteristics are densely arranged. As shown in FIG. 2, each of the lenses L1 to Lm has a function of condensing the incident light at a different point when a parallel light beam is incident along the optical axis direction thereof, and these lenses are collected. The small lens array S is designed so that the surface formed by the light spots matches the sheet rear surface F of the small lens array S.
The small lenses may be arranged in a square shape as shown in FIG. 3 (a) or may be arranged in a hexagonal shape as shown in FIG. 3 (b).

【0016】かかる小レンズアレイSを用いて3次元立
体表示物を作製する際は、図4に示す手順に従う。
When a three-dimensional display object is manufactured using the small lens array S, the procedure shown in FIG. 4 is followed.

【0017】すなわち、表示する物体について近似した
複数の物点P1〜Pnをそれぞれ点光源と考え、これら複
数の点光源P1〜Pnから出る光が小レンズアレイSの各
小レンズを通過してシート後面Fに到達した際の位置
を、光波伝播の原理を用いてそれぞれ演算する(ステッ
プ100)。
That is, the plurality of object points P1 to Pn that are approximate to the object to be displayed are considered as point light sources, and the light emitted from the plurality of point light sources P1 to Pn passes through each small lens of the small lens array S and the sheet. The position when reaching the rear surface F is calculated using the principle of light wave propagation (step 100).

【0018】すなわち、例えば幾何光学の原理を用いる
と、小レンズアレイSの各小レンズの主点をZ=0の位
置に位置させたとし、1つの物点P1の3次元座標を
(Xp1,Yp1,Zp1)とし、1つの小レンズL1のレン
ズ主点位置を(Xr1,Yr1,0)とし、各小レンズの焦
点距離をfとすると、小レンズL1による物点P1の集光
位置Q11(Xq11,Yq11,−f)は、下式のようにな
る。
That is, using the principle of geometrical optics, for example, assuming that the principal point of each small lens of the small lens array S is located at the position Z = 0, the three-dimensional coordinate of one object point P1 is (Xp1, Yp1, Zp1), the lens principal point position of one small lens L1 is (Xr1, Yr1, 0), and the focal length of each small lens is f, the focus position Q11 of the object point P1 by the small lens L1 ( Xq11, Yq11, -f) is expressed by the following equation.

【0019】 Xq11=Xr1−(f/Zp1)(Xp1−Xr1) …(1) Yq11=Yr1−(f/Zp1)(Yp1−Yr1) …(2) 以下同様にして、図5に示すように、他のレンズL2〜
Lmによる物点P1の集光位置Q12〜Q1mを演算する。さ
らに、他の物点P2〜Pnの各レンズL1〜Lmによる集光
位置Q21〜Q2m,…,Qn1〜Qnmを演算する。
Xq11 = Xr1− (f / Zp1) (Xp1−Xr1) (1) Yq11 = Yr1− (f / Zp1) (Yp1−Yr1) (2) Similarly, as shown in FIG. , Other lens L2 ~
The light collection positions Q12 to Q1m of the object point P1 by Lm are calculated. Further, the condensing positions Q21 to Q2m, ..., Qn1 to Qnm by the lenses L1 to Lm of the other object points P2 to Pn are calculated.

【0020】つぎに、先の演算によって求められたシー
ト後面上の各集光位置Q11〜Qnmに物点P1〜Pnに対応
する色階調を直接、着色記録する(ステップ110)。
例えば、図5には、物点P1の各集光点Q11〜Q1mが示
されているが、各集光点Q11〜Q1mに対し物点P1に対
応する同一の色階調をそれぞれ着色記録する。すなわ
ち、同一物点に関する各集光点へは該当物点に対応する
同一の色階調を着色記録する。
Next, the color gradations corresponding to the object points P1 to Pn are directly colored and recorded at the respective focusing positions Q11 to Qnm on the rear surface of the sheet obtained by the above calculation (step 110).
For example, although FIG. 5 shows the respective condensing points Q11 to Q1m of the object point P1, the same color gradation corresponding to the object point P1 is color-recorded for each condensing point Q11 to Q1m. . That is, the same color gradation corresponding to the corresponding object point is colored and recorded on each condensing point regarding the same object point.

【0021】着色記録の手法としては、以下のような手
法がある、(1)インクジェットプリンタ用ヘッドを近接
させて、インクをシート後面に塗布する手法、(2)レー
ザを細いビームに絞り、各集光点Q11〜Qnmを局所的に
溶融もしくは変質させて着色する手法、(3)シート後面
に感熱材料を予め塗布しておき、各集光点Q11〜Qnmを
局所的に加熱することにより着色する手法、(4)非常に
細いピンでシート後面に打痕をつけることにより着色す
る手法。
Color recording methods include the following methods: (1) a method for applying ink to the back surface of the sheet by bringing an ink jet printer head close to each other; A method of locally melting or degrading the condensing points Q11 to Qnm for coloring, (3) applying heat-sensitive material in advance to the back surface of the sheet, and coloring each condensing point Q11 to Qnm locally. Method (4) Coloring by making a dent on the back surface of the sheet with a very thin pin.

【0022】以上のようにして、シート後面に着色記録
が施されたシート上の小レンズアレイSを、図1のA方
向から観察することにより、3次元物体Pに対応する立
体像を、3次元物体Pの現位置で、すなわち手前側に飛
び出しているように、視認することができる。
As described above, the three-dimensional image corresponding to the three-dimensional object P can be obtained by observing the small lens array S on the sheet with the colored recording on the rear surface of the sheet from the direction A in FIG. It can be visually recognized at the current position of the three-dimensional object P, that is, as if it is protruding toward the front side.

【0023】なお、図1の例では、表示する3次元物体
Pが手前側に飛び出しているように表示する場合につい
て示したが、物体PのZ座標を負にして、先の第(1)
(2)式の演算を行うことにより、シートの背面側にも
3次元物体を表示することができる。
In the example of FIG. 1, the three-dimensional object P to be displayed is displayed as if it is projected to the front side. However, the Z coordinate of the object P is made negative, and the first (1) above is set.
A three-dimensional object can be displayed on the back side of the sheet by performing the calculation of the equation (2).

【0024】また、小レンズアレイSの代わりに、該小
レンズアレイSと同等の光学的特性を有するホログラ
ム、回折格子、フレネルレンズを用いるようにしてもよ
い。
Instead of the small lens array S, a hologram, a diffraction grating, or a Fresnel lens having the same optical characteristics as the small lens array S may be used.

【0025】ホログラムを使用する場合は、小レンズア
レイSと同等の光回折作用が実現されるようホログラム
を露光処理する。なお、ホログラムを使用すれば、視野
を任意の方向に制御することを容易になし得る。また、
ホログラムとしてエンボス型ホログラムのようなプレス
技術を利用するタイプのものを用いれば、同一のものを
大量生産することを容易になし得る。
When a hologram is used, the hologram is exposed so that the optical diffraction effect equivalent to that of the small lens array S is realized. If a hologram is used, the field of view can be easily controlled in any direction. Also,
If a hologram that uses a pressing technique such as an embossed hologram is used, the same hologram can be easily mass-produced.

【0026】また、光回折格子を利用する場合は、小レ
ンズアレイSと同等の光回折作用を持つ回折格子をシー
ト状フィルム上に形成する。光回折格子またはフレネル
レンズを用いる場合でも、プレス技術を利用することに
より、レンズシートの大量生産が可能になる。
When a light diffraction grating is used, a diffraction grating having the same light diffraction action as the small lens array S is formed on the sheet film. Even when the light diffraction grating or the Fresnel lens is used, the press technology enables the mass production of the lens sheet.

【0027】また、上記実施例では、シートSの面に垂
直な方向から観察することにより3次元立体像を視認で
きるようにしているが、シートSの面に対し所定の角度
を持った方向から観察した場合に3次元立体像が視認で
きるように、視野に指向性をつけるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the three-dimensional stereoscopic image is made visible by observing from the direction perpendicular to the surface of the sheet S, but from the direction having a predetermined angle with respect to the surface of the sheet S. The visual field may be provided with directivity so that a three-dimensional stereoscopic image can be visually recognized when observed.

【0028】すなわち、1つの小レンズLiに着目した
場合、そのレンズから出射する光は、図6に示すよう
に、光軸を中心にして、レンズの焦点距離及び瞳径で決
まる角度2θiの範囲(逆円錐状)に制限されるため、
表示する立体像を観察できる位置は、前記角度範囲2θ
i内に観察者の目があるときに限られる。そこで、図7
に示すように、小レンズLiの光軸kiをシートSの法線
方向nより角度αだけ傾けると、法線方向に対して+
(θi+α)〜−(θi−α)の範囲に視野が移動して視
野に指向性を持たせることが可能になる。勿論その場
合、図8に示すように、法線方向nに対して角度αをも
って入射される平行光線が、レンズ主点位置Riをシー
トSの面に垂直に下ろした線とシート後面Fが交わる位
置Tiに、レンズLiによる光を集光させる必要があり、
このようなレンズはホログラムを用いることにより容易
に製作することができる。
That is, when focusing on one small lens Li, the light emitted from that lens has a range of an angle 2θi determined by the focal length of the lens and the pupil diameter with the optical axis as the center, as shown in FIG. Since it is limited to (inverted cone),
The position where the displayed stereoscopic image can be observed is the angle range 2θ.
Only when the observer's eyes are inside i. Therefore, FIG.
When the optical axis ki of the small lens Li is tilted by an angle α with respect to the normal direction n of the sheet S as shown in FIG.
The visual field moves within the range of (θi + α) to − (θi−α), so that the visual field can be provided with directivity. In that case, as a matter of course, as shown in FIG. 8, parallel rays incident at an angle α with respect to the normal direction n intersect the line obtained by dropping the lens principal point position Ri perpendicularly to the surface of the sheet S and the sheet rear surface F. It is necessary to collect the light from the lens Li at the position Ti,
Such a lens can be easily manufactured by using a hologram.

【0029】また、前記シートSを可撓性とする事によ
り、シートSを図9に示すような円筒形、あるいは円錐
形にすることができ、これにより360度方向から3次
元物体を観察できる3次元立体表示物を実現できる。
Further, by making the sheet S flexible, the sheet S can be formed into a cylindrical shape or a conical shape as shown in FIG. 9, whereby a three-dimensional object can be observed from a 360-degree direction. A three-dimensional display object can be realized.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
表示を所望する物体の表面を複数の物点の集合で近似
し、これら各物点からの点光源光が、小レンズアレイに
対応する回折効果を有するシート材に入射されたと仮定
したときの、シート材後面での回折位置をそれぞれ演算
し、該演算されたシート材後面の各位置に前記各物点に
対応する色階調を直接記録することにより、3次元立体
表示物を作製するようにしたので、以下のような効果を
奏する。
As described above, according to the present invention,
When approximating the surface of the object desired to be displayed with a set of a plurality of object points and assuming that the point source light from each of these object points is incident on the sheet material having the diffraction effect corresponding to the small lens array, By calculating the diffraction position on the rear surface of the sheet material and directly recording the color gradation corresponding to each object point at each calculated position on the rear surface of the sheet material, a three-dimensional stereoscopic display object is produced. Therefore, the following effects are achieved.

【0031】(1)表示する物体そのものを用いずに該物
体表面の座標データを用いるようにしたので、製造時間
が短縮されると共に、コンピュータグラフィックデータ
等が利用できより自由度のある3次元表示が可能にな
る。
(1) Since the coordinate data of the surface of the object is used without using the object itself to be displayed, the manufacturing time is shortened and the computer graphic data and the like can be used. Will be possible.

【0032】(2)3次元立体像に対応する画像をシート
後面に直接印刷するようにしたので、露光設備、現像設
備、再生時の光源などが不要になり、またより美しいカ
ラーの3次元立体表示が可能になる。
(2) Since the image corresponding to the three-dimensional three-dimensional image is printed directly on the back surface of the sheet, the exposure equipment, the developing equipment, the light source at the time of reproduction, etc. are not required, and the three-dimensional solid of a more beautiful color is obtained. Can be displayed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】小レンズアレイの光学的作用の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical action of a small lens array.

【図3】小レンズアレイの小レンズの配置態様を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement mode of small lenses of a small lens array.

【図4】3次元立体表示物の製造手順を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing procedure of a three-dimensional stereoscopic display object.

【図5】小レンズアレイの光学的作用の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of an optical action of the small lens array.

【図6】1つの小レンズアレイの視野を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a field of view of one lenslet array.

【図7】小レンズアレイの小レンズの視野に指向性をつ
けた場合の説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram in the case where the field of view of the small lenses of the small lens array is provided with directivity.

【図8】小レンズアレイの小レンズの視野に指向性をつ
けた場合の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram in the case where the field of view of the small lenses of the small lens array is provided with directivity.

【図9】円筒形の3次元立体表示物を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a cylindrical three-dimensional display object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

P…3次元立体表示体 S…小レンズアレイ P ... 3D stereoscopic display S ... Small lens array

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 裕之 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Mizukami 1200 Manda, Hiratsuka, Kanagawa Prefecture Komatsu Seisakusho Laboratory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】小レンズアレイに対応する回折作用を有
し、平行光線が入射されるとこの平行光線をシート材の
後面上の複数の点に集光するシート材を用いて3次元立
体表示物を製造する3次元立体表示物の製造方法におい
て、 表示を所望する物体表面を複数の物点の集合で近似し、
これら各物点からの点光源光が前記シート材に入射され
たと仮定したときの、前記シート材後面での回折位置を
それぞれ演算する第1の工程と、 この第1の工程で演算されたシート材後面の各位置に前
記各物点に対応する色階調を直接記録する第2の工程
と、 を具えるようにしたことを特徴とする3次元立体表示物
の製造方法。
1. A three-dimensional stereoscopic display using a sheet material having a diffractive action corresponding to a small lens array and condensing the parallel rays at a plurality of points on the rear surface of the sheet material when the parallel rays are incident. In a method of manufacturing a three-dimensional display object for manufacturing an object, an object surface desired to be displayed is approximated by a set of object points,
A first step of calculating diffraction positions on the rear surface of the sheet material, assuming that point source light from each of these object points is incident on the sheet material, and the sheet calculated in the first step. A second step of directly recording color gradations corresponding to the respective object points at respective positions on the rear surface of the material, and a method for producing a three-dimensional stereoscopic display object.
【請求項2】前記シート材は、ホログラムである請求項
1記載の3次元立体表示物の製造方法
2. The method for manufacturing a three-dimensional display object according to claim 1, wherein the sheet material is a hologram.
【請求項3】前記シート材は、回折格子である請求項1
記載の3次元立体表示物の製造方法。
3. The sheet material is a diffraction grating.
A method for producing the described three-dimensional stereoscopic display object.
【請求項4】小レンズアレイに対応する回折作用を有し
かつ平行光線が入射されるとこの平行光線をシート材の
後面上の複数の点に集光する作用をなすシート材の後面
に、3次元物体を立体表示するためのデータが直接印刷
されて成る3次元立体表示物。
4. A rear surface of the sheet material, which has a diffractive action corresponding to the lenslet array and has a function of condensing the parallel light rays at a plurality of points on the rear surface of the sheet material when the parallel light rays are incident on the rear surface of the sheet material. A three-dimensional display object in which data for three-dimensionally displaying a three-dimensional object is directly printed.
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