JP2000105350A - 三次元立体像表示方法および三次元立体像表示装置および三次元立体像表示システムおよび三次元像表示方法および三次元像表示装置 - Google Patents

三次元立体像表示方法および三次元立体像表示装置および三次元立体像表示システムおよび三次元像表示方法および三次元像表示装置

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JP2000105350A
JP2000105350A JP10276737A JP27673798A JP2000105350A JP 2000105350 A JP2000105350 A JP 2000105350A JP 10276737 A JP10276737 A JP 10276737A JP 27673798 A JP27673798 A JP 27673798A JP 2000105350 A JP2000105350 A JP 2000105350A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 像歪みのない立体像を三次元空間内に描像可
能な三次元立体像表示方法と三次元立体像表示装置を提
供する。 【解決手段】 三次元空間を有する直方体ＤＰ１内に呈
色（発光、発色、着色）材を分散し、二次元レーザ光と
帯状レーザ光とライン状レーザ光のうち任意の二本のレ
ーザ光ビームＢｍ１１、Ｂｍ１２を用い、異なる光路で
直方体ＤＰ１内を照射し、選択的に交差部分を呈色させ
ることで立体動像または立体静止像を描像する。レーザ
光出射から交差部分までの距離差で生じる、交差位置に
係る像歪みを、具備する光路制御手段Ｃｐ２が反射角の
微調整により補正する。また精細度制御手段Ｃｐ５が、
精細度を調整して表示領域寸法を所望値にするか、表示
領域寸法を調整して精細度を所望値にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三次元立体像表示
方法および三次元立体像表示装置および三次元立体像表
示システムおよび三次元像表示方法および三次元像表示
装置に関し、とりわけ表示が三次元空間内に立体として
なされる表示方法および表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像あるいは物体の形状の三次元的な表
示を希求する技術として、従来技術に一貫する基本概念
は、物体の立体像を平面の画面上へ画像として表示する
ものであった。したがって、立体像の表示を行う従来の
各種の技術は、いずれも二次元の表示画面を有する表示
機器、すなわち二次元ディスプレイ装置として例えばブ
ラウン管による装置や液晶表示パネルに代表されるフラ
ットパネルディスプレイ装置などに適用されるものであ
り、これにより疑似的な三次元画像を二次元平面上で表
示させるという共通点があった。
【０００３】たとえば、従来の三次元ＣＧ（コンピュー
タ・グラヒックス）では斜視図的表示のために、シャド
ウ（陰影）を施した画面を、二次元の表示画面を有する
表示機器へ表示して、観察者に立体を想起させることを
原理としている。
【０００４】したがって、前記のシャドウ処理をはじ
め、グラデーションという段階的な色濃度の変化や、ヒ
ドンライン（陰線や陰面の消去）技術などのＣＧにかか
わる技術は、すべて前記の疑似的な三次元画像を二次元
平面上で表示させる原理を前提とするものであった。
【０００５】さらに、投影の原点、すなわち視点位置か
らの画像を形成させるという構成も、あわせて前記の疑
似的な三次元画像を二次元平面上で表示させる原理を前
提とするものであった。
【０００６】一方、上記のＣＧ系の方法とは別の原理と
して、観察者の視覚特性を利用して両眼の視差に基づき
立体画像を想念させる、たとえばステレオグラムに代表
される技術が種々提案され、試みられている。
【０００７】さらに、ホログラフィー技術による三次元
画像表示も、観察者の視覚特性に基づき立体画像を想念
させる技術として種々提案され、また一部実用化されて
いる。
【０００８】しかしながら、これら視覚特性を利用する
原理も前記のように観察者に立体像を疑似体験させるこ
とを大前提とするものであり、よって実際には真に立体
表示がなされる技術ではなかった。すなわち、従来の３
Ｄ（３―Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）画像と称せられ、実用化
されてきた立体画像の表示方法および表示装置は、二次
元的な平面画面上に擬似的な三次元画像を表示するもの
であり、従って真の三次元立体像を三次元空間領域に形
成させる構成のものではなかった。
【０００９】このため、現在、表示対象である客体の実
際のフォルムや立体構造、さらに量感などを伝達するの
に最良の方法として、三次元空間領域内に立体像を現実
に形成させる表示方法および装置が要求されるに至って
いる。さらに、その動像の表示が要求されている。この
ような構成を実現できると、夫々異なる位置に在って視
点が異なる複数の観察者が同時に、該立体像を各視点か
ら観察することが可能になる。しかも静止像だけでな
く、動像で観察することが可能になる。
【００１０】ところで、このような三次元立体像表示方
法については、これまで三次元像を形成する微小部分を
着色または発光状態として実際に三次元空間内に分布さ
せることによる、疑似的ではない三次元画像を具現する
ための数種類の原理的な提案がなされてきた。
【００１１】このような技術として開示され、あるいは
知られているものとして、例えば以下のものがある。 ａ：奥行き標本化式（ＶＡＲＩ ＦＯＣＡＬ ＭＩＲＲ
ＯＲ式、摂動面利用式、ＨＡＬＦ ＭＩＲＲＯＲ式、回
転円筒式など）ｂ：表示面積層式 ｃ：体積表示式
【００１２】このうち、奥行き標本化式は構成上、ファ
ントムイメージ発生が顕著であり、応用範囲が限定され
るという問題があり、また表示面積層式は従来のフラッ
トパネルディスプレイにおけると同様に、視野角度が限
定されるという問題があった。
【００１３】一方、体積表示式に分類される技術とし
て、例えば特開平５ー２２４８６０８号公報で開示され
た内容によれば、レーザ光により高エネルギ状態に励起
されたガス状の蛍光発光体が低エネルギ状態に戻る際に
放出する可視領域の蛍光によって三次元空間内に輝点を
形成させ、この輝点を三次元空間内で掃引することによ
り立体像を三次元空間領域に形成させるとされる。
【００１４】そして三次元立体像の表示部として、カリ
ウム系ガスが封入された透明容器を用い、それぞれ波長
が異なる二本の赤外レーザ光を照射して交差点にあるガ
スを二段階に励起して蛍光を発光させるものとされる。
【００１５】さらに、レーザ光の機械的掃引構成によら
ず、多数のレーザダイオードを二次元配列したレーザダ
イオードアレイか、面発光型レーザデバイスを二基、直
角に配置して照射し、レーザダイオードを順に駆動する
ことにより輝点を移動する提案であった。
【００１６】また別の提案によれば、固体状のフッ化ガ
ラス内に希土類元素を封入して、二本のライン状レーザ
光を照射し、この照射による二段階励起ＴＳＴＦで高エ
ネルギ準位に励起された希土類元素が、低エネルギ準位
に戻る際に放出する可視領域の蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃ
ｅｎｃｅ）によって三次元空間内に輝点を形成させ、こ
の輝点を三次元空間内でベクトル掃引することによりワ
イヤフレーム像を三次元空間領域に形成させ、かつ該ワ
イヤフレーム像を時間的に遷移させることにより立体動
像を形成させるとされる。（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ２
７３、Ａｕｇ１９６６、ｐｐ１１８５〜１１８９）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような二次元配列レーザダイオードアレイを光源とする
構成では、各直交軸ごとの輝点の線密度が、配列された
レーザダイオードの線密度に対応して固定されるから、
よって形成される像の精細度が固定されることになり、
精細度を可変とする機能を有するものではなかった。
【００１８】さらに、像が表示される領域の寸法も、配
列されたレーザダイオード素子数に対応して固定される
から、よって例えば像を形成する輝点の線密度を維持し
つつ、且つ像の表示領域を変更可能にする機能を備える
ものではなかった。
【００１９】また、二本のライン状レーザ光ビームの交
差点によりワイヤフレーム像を三次元空間領域に形成さ
せる構成では、ワイヤフレーム間の面を塗りつぶし描像
するには両方のライン状レーザ光ビームの多数回の反復
が必要となり、より大きい走査速度（より短い走査周
期）を実現する走査機構が両方のライン状レーザ光ビー
ムにつき夫々必要となって、動像を表示するには実用的
でないという問題があった。
【００２０】更に、小寸法の光源と、大寸法の表示領域
内の各位置との距離が均一でないことにより発生する、
照射位置に係る（または交差位置に係る）像歪みを解決
する方途がなかった。加えて原理上の制約から、光源と
表示領域間の距離が大きく構成されているゆえに、表示
領域の寸法が小型である一方、装置全体の容積が大きく
なる欠点があった。このため像の表示領域を大とし、且
つ一方において光源と表示領域間の距離を短縮すること
により、表示領域を広く維持しつつ装置全体の容積の縮
小を図ると、描像に歪みが生じるという問題があった。
【００２１】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、像の精細度を可
変にでき、また像の表示領域が可変であり、しかも像の
表示領域が大きく、さらに像の歪みが小さく、掃引機構
が簡素であり、装置全体の小型化が可能な上、且つ全ゆ
る角度からの立体像観察を可能とする、三次元立体像表
示方法および三次元立体像表示装置および三次元立体像
表示システムおよび三次元像表示方法および三次元像表
示装置を提供することを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】以下、本発明の原理と骨
子を説明し、ついで使用する用語の定義を行い、さらに
本発明の手段を説明する。
【００２３】本発明は、波長の異なる少なくとも二本の
レーザ光、または同一波長の少なくとも二本のレーザ光
を、光路を制御する手段によって空間上の所望の領域に
同一時間に交差させることで、該領域に存在する、像形
成物質である呈色材を照射することにより、光化学反応
を生起せしめて呈色（発光または着色）させ、これらレ
ーザ光ビームの光路を制御して、交差させるとともに、
交差位置に係る像歪みを補正し、さらに交差位置を所望
方向に、精細度を制御する手段によって制御された所望
距離だけ掃引することにより、掃引下にある呈色材を次
々に呈色させて、所望の精細度の三次元立体像を所望の
寸法の表示領域へ形成させる原理を以て第一の骨子とす
るものである。
【００２４】または本発明は、波長の異なる少なくとも
二本のレーザ光、または同一波長の少なくとも二本のレ
ーザ光を、光路を制御する手段によって空間上の所望の
領域に同一時間に交差させることで、該領域に存在する
呈色材を照射することにより、呈色材の電子を高いエネ
ルギ準位へ励起させ、該励起電子が低エネルギ準位へ戻
る際のエネルギー差に相当する波長の光放出により呈色
させ、これらレーザ光ビームの光路を制御して、交差さ
せるとともに、交差位置に係る像歪みを補正し、さらに
交差位置を所望方向に、精細度を制御する手段の制御下
で所望距離だけ掃引することにより、掃引下にある呈色
材を次々に呈色させて、所望の精細度の三次元立体像を
所望の寸法の表示領域へ形成させる原理を以て第二の骨
子とするものである。
【００２５】本発明では、発光または着色現象と、さら
に、透明または半透明での屈折現象を総称して、呈色と
定義する。したがって本発明では、発光体や着色体およ
び、屈折率を有する透明体または半透明体を含めて呈色
材と定義する。
【００２６】ここで、三次元立体像を形成させる立体像
単位は、従来の平面画像について定義された平面像単位
である画素またはピクセルとは異なり、三次元の拡がり
を有するものであるから、従来の画素またはピクセルを
単位として適用するのは適切ではない。また、従来の三
次元ＣＧ等で用いられているボクセルという画像単位
も、平面画像表示上での疑似三次元構成において主とし
て適用されてきた単位であるから、やはり本発明の構成
において適用するのは適切ではない。このように、本発
明におけるような三次元立体像を形成させる立体像単位
を表現する用語は、従来において適切なものがなかっ
た。
【００２７】そこで本発明では、三次元の拡がりを有す
る立体像単位を、キュビセル（Ｃｕｂｃ）として定義す
る。すなわち、三次元の微小基本領域を以て、キュビセ
ル（Ｃｕｂｉｃ ｃｅｌｌ：キュービック・セルの意）
として定義する。したがって、本発明に係る三次元立体
像は、三次元の拡がりを有する像単位であるキュビセル
の複数個の集合で以て形成される。
【００２８】そして、本発明に係る三次元立体像表示装
置は、三次元の拡がりを有する像単位であるキュビセル
を複数個、空間的に形成させる構成とするものである。
したがって、時間的に遷移する動像を描像する場合は、
三次元の拡がりを有する像単位であるキュビセルを複数
個、空間的および時間的に形成させる構成となる。
【００２９】つぎに、前記の立体像単位であるキュビセ
ルを、情報量として扱う際の構成につき説明する。そも
そもキュビセルは、三次元立体像の表示上での像単位で
あり、物体各部分の表示に関わる情報（たとえば各部分
の輝度および色情報）を有するが、従来におけるような
疑似三次元表示とは異なり、各キュビセルは真に三次元
的な拡がりを有して、原像である現実の三次元物体の各
構成部分と一対一の対応をするものである。
【００３０】したがって、立体像単位であるキュビセル
に、情報量として、現実の三次元物体の各構成部分の表
示に関わる情報以外の属性を持たせるように拡張させる
ことが可能である。すなわち、拡張されたキュビセル
は、輝度および色のデータを備える以外に、たとえば屈
折率、粗さ等の表面状態や加工状態、材質、硬度、密
度、重量、価格などの属性データが付与され、よって各
キュビセルの拡張された情報はデータベースとして情報
処理可能な構成とすることができる。
【００３１】更に、このようにしてキュビセルの集合で
構成された、１個の三次元立体像を、本発明ではキュビ
ット（Ｃｕｂｉｔ：Ｃｕｂｉｃ ｕｎｉｔの意）と定義
する。
【００３２】つぎに、本発明に適用されるレーザ光ビー
ムにつき定義する。レーザ光ビームは、半導体レーザダ
イオードや固体レーザ素子あるいは気体レーザ放射源か
ら放射されるレーザ光のビームであり、また該ビームの
光強度を情報信号に基づいて変調することが可能であ
る。
【００３３】本発明に適用されるレーザ光ビームには、
少なくともライン状レーザ光ビーム、帯状レーザ光ビー
ム、二次元レーザ光ビームがある。
【００３４】ライン状レーザ光ビームは、点光源から放
射され、進行方向に垂直な断面が点状またはスポット状
のビームである。点光源からの出力が情報信号に基づい
て光強度変調されている場合は、同一時間において進行
方向上のどの位置での垂直断面スポット上にも同じ情報
信号が載っている。本発明ではこれを点光源から放射さ
れるライン状レーザ光ビームと記述する。
【００３５】帯状レーザ光ビームは、線光源から放射さ
れ、進行方向に垂直な断面が線状のビームである。線光
源は、たとえば１次元方向に並設された複数のレーザ発
振要素の集合として実現され、構成部分である各レーザ
発振要素の出力がそれぞれ独立して光強度変調されるこ
とにより、各情報が光強度として載せられたレーザ光ビ
ームが複数本、進行方向と直角に並び、よって進行方向
に帯状面を形成する。したがって、同一時間において帯
状レーザ光ビーム進行方向上のどの位置での垂直断面に
も同じ情報列が載っている。したがって時間経過ととも
に各レーザ発振要素の変調信号の更新がなされると、帯
状レーザ光ビームに載った各情報全体が更新される。本
発明ではこれを線光源から放射される帯状レーザ光ビー
ムと記述する。
【００３６】二次元レーザ光ビームは、二次元光源から
放射され、進行方向に垂直に面状の拡がりを有するレー
ザ光ビームである。二次元光源は、たとえば２次元方向
に配設されたレーザ発振要素の集合として実現され、構
成部分である各レーザ発振要素の出力がそれぞれ独立し
て光強度変調されることにより、面状の拡がりに沿って
情報が光強度として載せられている。かつ同一時間にお
いてレーザ光ビーム進行方向上のどの位置での垂直断面
にも同じ情報が載っている。したがって時間経過ととも
に各レーザ発振要素の変調信号の更新がなされると、二
次元レーザ光ビームに載った各情報全体が更新される。
本発明ではこれを面光源から放射される二次元レーザ光
ビームと記述する。
【００３７】本発明では、立体像表示体に至る複数のレ
ーザ光ビームの少なくとも一本は、三次元立体像信号に
よってその光強度が変調されている。このような、レー
ザ素子の出力の変調またはレーザ光ビームの光強度の変
調を、ここでは光強度変調として定義する。
【００３８】つぎに、本発明に適用されるレーザ光ビー
ムの掃引につき定義する。本発明においては前記のよう
に、発光状態または着色状態を以て呈色と称するものと
し、しかも少なくとも２本のレーザ光ビームの照射によ
って電子励起されて呈色し、または光化学反応を起こし
て呈色する材質を呈色材として、この呈色材が分散配設
された立体像表示体中の一領域、たとえば点や線分や面
を選択的に呈色させるために、少なくとも２本のレーザ
光ビームを着目領域において交差するように照射し、且
つこの交差を掃引して像を形成させる。
【００３９】ここで、少なくとも２本のレーザ光ビーム
の進行方向である光路方向が、立体像表示体中において
直交状態を維持して掃引されるものを直交掃引と定義
し、また、少なくとも２本のレーザ光ビームの光路方向
が、立体像表示体中において非直交状態を維持して掃引
されるものを非直交掃引と定義する。
【００４０】さらに、掃引面の形成につき、以下の二種
類を定義する。本発明の立体像表示にあって、立体像表
示体中に形成される三次元の表示領域を二次元描像層の
重ね合わせで構成するものとし、よってレーザ光ビーム
を掃引して該各二次元描像層を形成させ、さらにこの二
次元描像層の形成操作を反復することにより、複数の二
次元描像層を重ねて三次元の表示領域を形成させるもの
を、レイヤー掃引（または層状掃引）と定義する。
【００４１】すなわち、キュビセルが複数個、連続した
列が複数本、時系列的に並べられた平面像を形成させる
信号の組を１レイヤーとして、複数レイヤーを時系列的
に重ねて配列して１キュビットを構成させる。このレイ
ヤー掃引では、立体像が含まれる三次元の表示領域全体
を掃引するものである。また、このレイヤー掃引は、前
記の直交掃引によっても、また非直交掃引によっても実
現できる。
【００４２】一方、レーザ光ビームによって像形成部分
のみを選択的に掃引するものをベクトル掃引と定義す
る。すなわち、このベクトル掃引は、表示される立体像
を、線分や曲線を用いた外郭線や稜線により表示し、こ
の外郭線や稜線の表示を時系列的に連ねるようにして描
像するものであり、したがって表示される立体像以外の
表示領域は掃引されない。また、立体像の面の描像に
は、線分や曲線を複数本、並べることにより表示する。
【００４３】すなわち、ベクトル掃引では三次元掃引の
始端と終端間に形成された複数個のキュビセルから成る
ベクトルを複数個、立体像の外殻または稜線に沿うよう
時系列的に並べて、１キュビットを構成させる。
【００４４】このベクトル掃引は、たとえば像の外郭線
または外郭面のみを表示するワイヤフレーム像の形成に
適し、前記の直交掃引または非直交掃引のいずれによっ
ても実現できる。
【００４５】次に、交差位置に係る像歪み、の定義を説
明する。一般的に、光源から像が表示される各位置まで
の距離はそれぞれの位置ごとに異なっている。このよう
に、像が表示される位置が端部と中央部とでは光源から
の距離が異なるから、光源から出射するレーザ光ビーム
が同じ角度だけ振られても、レーザ光ビームの掃引面上
の単位時間内の移動距離は位置によって変わることにな
る。
【００４６】この結果、端部側の位置へ形成されるキュ
ビセルの寸法が、中央部側へ形成されるキュビセルの寸
法よりも大となり、このため均一なキュビセル寸法にな
らず、像に歪みが生じる原因となる。本発明ではこの歪
みを、交差位置に係る像歪み、として定義する。
【００４７】つぎに、三次元立体像を構成させる三次元
立体像信号について説明する。従来の平面画像表示にお
いては、二次元的に例えばライン走査することにより二
次元の平面画像を表示するから、よって信号は一次元の
ライン像（ラスター）の信号を複数個、時系列的に並べ
て構成させている。または平面画像表示のベクトル走査
では二次元走査の始端と終端に係る信号を複数個、時系
列的に並べて構成させるものであった。
【００４８】これに対して本発明の前記レイヤー掃引に
よる立体像表示に適用される三次元立体像信号は、一次
元の像の信号が複数個、時系列的に連なって二次元描像
を形成させる信号の組となり、さらに該信号の組が複数
組、時系列的に連なって構成される。
【００４９】また本発明の前記ベクトル掃引による立体
像表示に適用される三次元立体像信号は、各稜線や各外
殻線の信号が複数個、時系列的に連ねられて構成され
る。
【００５０】つぎに、時間的に動きのある三次元立体像
の表示信号を説明する。従来、平面画像表示において時
間的に動きのある二次元平面像の表示は、所謂、動画像
という言葉によって表現されてきた。これは単位時間内
に複数枚の二次元平面像を更新しつつ逐次表示すること
により、遷移する動きのある画像を形成させるものであ
った。
【００５１】一方、本発明の立体像表示において時間的
に遷移する、動きのある三次元立体像を表示させるに
は、単位時間内に複数個の三次元立体像（すなわち複数
個のキュビット）を更新しつつ逐次表示することによ
り、動きのある三次元立体像を形成させる。これを、従
来の平面画像表示における動画像に対応するものとし
て、立体動像、または簡素に、動像として定義する。し
たがって、立体動像の表示信号は、個々の三次元立体像
の表示信号（１キュビットの表示信号）を複数個、時系
列的に並べて構成させることになる。
【００５２】以下、本発明に係る手段を述べる。
【００５３】前記原理に基づいて前記従来技術の課題を
解決するため、本発明に係る三次元立体像表示方法は、
少なくとも、表示対象である立体の各部分の位置情報を
含むデータを編成する過程と、前記編成されたデータを
伝送する過程と、前記伝送されたデータを受理して、該
データに基づき、三次元方向に拡がる表示体内に立体像
を描像する過程とを含んで成り、且つ、前記データは、
前記表示対象である立体の各部分の位置情報に加えて前
記各部分の属性情報を含み、且つ前記属性情報は、色
調、濃淡、光沢、屈折率、材質、密度、重量の少なくと
もいずれか一つの情報を含むことを特徴とする。
【００５４】前記の方法によれば、データの編成から伝
送をへてデータ受理と描像表示に至るまでの、三次元方
向に拡がる表示体内に立体像を描像するための一貫した
過程が成立する。
【００５５】しかもデータには位置情報に加えて属性情
報が含まれるから、立体像の輪郭や形状の表示にとどま
らず、各部分の色調や濃淡はもとより、その光沢をはじ
め、各部分の屈折率などの再現がなされる。すなわち、
属性情報が三次元方向に拡がる空間内に再現可能にな
る。
【００５６】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、前記データの伝送過程に先立って前記データに圧縮
処理を施す過程と、前記圧縮データの受理後に復元処理
を施す過程とを備える場合は、三次元位置情報やその各
部分の属性情報が載せられることで膨大となるデータ量
が圧縮によって減少され、よってとりわけデータ伝送方
法を簡略化される。
【００５７】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、少なくとも前記データの編成過程後または前記デー
タの圧縮過程後に該データを少なくとも記録または再生
する過程を備える場合は、データの編成時期と該データ
の再生時期が独立することになり、任意の時期において
データの編成がなされるとともに記録がなされ、また任
意の時期においてデータの編成側においてこの記録再生
により伝送がなされ、一方、データの受理側においてこ
の再生されたデータに基づく描像表示がなされるか、ま
たはデータの受理側での再度記録がなされる。
【００５８】しかも、データの圧縮後での該圧縮データ
の記録によって、三次元位置情報やその各部分の属性情
報が載せられることで膨大となるデータ量が圧縮によっ
て減少され、記録に要する時間が短縮される。
【００５９】本発明に係る三次元立体像表示システム
は、少なくとも、表示対象である立体を構成する各部分
の位置情報を含むデータを編成する手段と、前記編成さ
れたデータを伝送する手段と、前記伝送されたデータを
受理して、該データに基づき、三次元方向に拡がる表示
体内に立体像を描像する手段とを備え、且つ、前記デー
タは、前記表示対象である立体の各部分の位置情報に加
えて前記各部分の属性情報を含み、且つ前記属性情報
は、色調、濃淡、光沢、屈折率、材質、密度、重量の少
なくともいずれか一つの情報を含むことを特徴とする。
【００６０】前記の構成によれば、データの編成手段か
ら伝送手段をへてデータ受理と描像表示の手段に至るま
での、三次元方向に拡がる表示体内に立体像を描像する
ための一貫した手段が提供される。
【００６１】しかもデータには位置情報に加えて属性情
報が含まれるから、立体像の輪郭や形状の表示にとどま
らず、各部分の色調や濃淡はもとより、その光沢をはじ
め、各部分の屈折率などの再現がなされる。すなわち、
三次元方向に拡がる空間内に属性情報を再現する装置が
実現される。
【００６２】あるいは、前記の三次元立体像表示システ
ムが、前記データの伝送手段の実行に先立って前記デー
タに圧縮を施す手段と、前記圧縮データの受理後に復元
処理を施す手段とを備える場合は、三次元位置情報やそ
の各部分の属性情報が載せられることで膨大となるデー
タ量が圧縮によって減少され、よってとりわけデータ伝
送手段の簡略化がなされる。
【００６３】あるいは、前記の三次元立体像表示システ
ムが、少なくとも前記データの編成手段または前記デー
タの圧縮手段の実行後に該データを少なくとも記録また
は再生する手段を備える場合は、データの編成時期と該
データの再生時期が独立し、よって任意の時期において
データ編成と記録がなされ、また任意の時期においてデ
ータ編成手段による該記録の再生と伝送がなされ、一
方、データ受理側でこの再生データに基づき直ちに描像
表示するか、または再度記録がなされる。
【００６４】しかも、データの圧縮後に該圧縮データが
記録されることによって、三次元位置情報やその各部分
の属性情報が載せられることで膨大となるデータ量の減
少が圧縮によってなされ、記録手段の構成が簡素化され
るとともに、記録に要する時間短縮がなされる。
【００６５】本発明に係る三次元立体像表示方法は、出
射光が光路方向にラインを形成する少なくとも二本のラ
イン状レーザ光ビームを用い、該ライン状レーザ光ビー
ムのうち少なくとも一本を、立体を構成する各部分の位
置情報を含む三次元立体像信号に基づいて光強度変調
し、前記各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、
前記各ライン状レーザ光ビームの交差点が、立体像表示
体内部の所望の位置を照射するとともに、該各交差点に
おける前記両レーザ光ビームが張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内とし、且つ、該交差点における光エネルギによ
り、前記立体像表示体の内部に三次元方向に分布されて
いる気体または液体または固体、またはこれらの組み合
わせで構成された呈色材を照射して発色または着色さ
せ、ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一
本の光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、
ついで前記各レーザ光ビームの光路を掃引して、前記交
差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引
後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に
連続掃引し、上記操作を反復して一層の掃引面を形成さ
せ、ついで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引
の後、前記操作を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することを特徴とする。
【００６６】前記の方法によれば、二本のライン状レー
ザ光ビームの採用により、三軸方向の高精細度の立体像
描像がなされる。さらに、三軸方向へ直交掃引すること
で、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度で
なされる。また、複数の掃引面が層状に重ねられた立体
像表示領域の形成により、複雑な形状の像や、表示され
るべき像が複数個、独立して存在し、立体像表示体中に
離れて分散して存在する場合などでも一定の時間で描像
がなされる。
【００６７】あるいは、前記三次元立体像表示方法が、
前記各レーザ光ビームの前記交差点を三軸直交座標の第
一軸方向に連続して反復掃引するとともに、同時に第二
軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸方向の一回の掃引
に対応した前記第二軸方向の掃引を所定距離だけおこな
い、よって一層の掃引面を形成させ、該掃引面形成につ
いで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、
第一軸方向および第二軸方向に同時に前記連続掃引を反
復してつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の反復によ
り複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形
成する場合は、ライン状レーザ光ビームの採用で三軸方
向の高精細度の立体像の描像がなされ、第一軸方向への
連続掃引と同時に第二軸方向への連続掃引がなされるこ
とで、掃引動作が連続になり、掃引が簡素化される。
【００６８】あるいは、前記の三次元立体像表示方法が
前記各レーザ光ビームの光路を掃引して、前記交差点を
三軸直交座標の第一軸方向および第二軸方向および第三
軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続掃引し、前記掃引
を反復して一層の掃引面を形成させ、さらに前記の操作
の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表
示領域を形成する場合は、ライン状レーザ光ビームの採
用で三軸方向の高精細度の立体像の描像がなされ、第一
軸方向への連続掃引と同時に第二軸方向および第三軸方
向への連続掃引がなされることで、掃引動作すべてが連
続になり、よって掃引がさらに簡素化される。
【００６９】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期が異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して前記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前
記所定掃引距離のうち少なくとも一つの距離を変更する
ことにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所
望値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に
対応して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を
変更することにより、前記各軸方向への前記所定掃引距
離を所望値とするものである場合は、繰り返し周期の長
い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が
変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成され
る立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【００７０】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【００７１】本発明に係る三次元立体像表示装置は、少
なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ発振器
を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる少なく
とも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前記少な
くとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成する各
部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づいて光強
度変調するか、または前記少なくとも二本のレーザ光ビ
ームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体像信号
に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光ビーム
の光路の交差部分によって内部が照射され、該交差部分
に照射されることで発色または着色する気体または液体
または固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈
色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、前記少
なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前
記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置
において交差させるとともに、前記交差位置を移動させ
る掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且つ、前記
少なくとも二本のレーザ光ビームは、夫々の出射光が光
路方向にラインを形成する第一のライン状レーザ光ビー
ムと第二のライン状レーザ光ビームを含んで構成され、
前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一
方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、
前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの光路を制
御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示体中の前
記各交差位置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御し、且つ前記光路制御手段は前記各レー
ザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、
前記交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交差位
置を三軸直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引後
に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に連
続掃引し、上記操作を反復して掃引面を一層形成させ、
ついで前記交差位置を第三軸方向に所定距離だけ掃引の
後、前記操作を反復して掃引面を一層形成させ、以上の
反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示
領域を形成する構成としたことを特徴とする。
【００７２】前記の構成によれば、ライン状レーザ光ビ
ームの採用によって三軸方向の高精細度の立体像の描像
がなされる。さらに、三軸方向へ直交掃引する構成に、
立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなさ
れ、掃引機構が簡素化される。 その上、複数の掃引面
が層状に重ねられた立体像表示領域を形成することによ
り、複雑な形状の像や、表示されるべき像が複数個、独
立して存在し、立体像表示体中に離れて分散して存在す
る場合などでも描像時間が一定になる。
【００７３】あるいは、前記構成が前記各レーザ光ビー
ムの前記交差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続して
反復掃引するとともに、同時に第二軸方向に連続掃引
し、且つ前記第一軸方向の一回の掃引に対応した前記第
二軸方向の掃引距離を所定距離となし、よって一層の掃
引面を形成させ、ついで前記交差点を第三軸方向に所定
距離だけ掃引の後、第一軸方向および第二軸方向に同時
に連続掃引してつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の
反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示
領域を形成する構成である場合は、ライン状レーザ光ビ
ームを用いることにより三軸方向の高精細度の立体像の
描像がなされる上、第一軸方向への連続掃引と同時に第
二軸方向に連続掃引されることで、掃引機構の動作が連
続になり、よって少なくとも第一軸方向と第二軸方向へ
の掃引機構が簡素化される。
【００７４】あるいは、前記三次元立体像表示装置が前
記各レーザ光ビームの前記交差点を三軸直交座標の第一
軸方向および第二軸方向および第三軸方向に同時に夫々
所定距離だけ連続掃引し、前記掃引を反復して一層の掃
引面を形成させ、さらに前記の操作の反復により複数の
掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構
成である場合は、ライン状レーザ光ビームを用いること
により三軸方向の高精細度の立体像の描像がなされる
上、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸方向および
第三軸方向に連続掃引がなされて掃引機構の動作がすべ
て連続になり、掃引機構がさらに簡素化される。
【００７５】あるいは、前記三次元立体像表示装置が精
細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返し
周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれかが
前記三次元立体像信号として適用される場合に、該三次
元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の周
期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像の
繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応して、前
記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記所定掃
引距離のうち少なくとも一つの距離を変更することによ
り、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値とす
るか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表示領
域の寸法を変更することにより、前記各軸方向への前記
所定掃引距離を所望値とする場合は、繰り返し周期の長
い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が
変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成され
る立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【００７６】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【００７７】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、夫々の出射光が光路方向にラインを形成する少なく
とも二本のライン状レーザ光ビームを用い、該ライン状
レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、表示対象であ
る立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構成
された三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記
各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記各ラ
イン状レーザ光ビームの交差点が、立体像表示体内部の
所望の位置を照射するとともに、該各交差点における前
記両レーザ光ビームが張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内とし、且つ、該交差点により、前記立体像表示
体の内部に三次元方向に分布されている気体または液体
または固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈
色材を照射して発色または着色させ、さらに前記各レー
ザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、
交差位置に係る像歪みを補正し、ついで前記各レーザ光
ビームの交差点を前記三次元立体像信号に基づき所定掃
引距離だけ掃引して、前記交差点において発色または着
色する前記呈色材が、表示対象である立体の表面または
稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表示体内に形
成させ、前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場
合に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記
所定掃引距離を変更することにより、形成される前記立
体像の表示領域の寸法を所望値とするか、または前記三
次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記形成され
る前記立体像の表示領域の寸法を変更することにより、
前記所定掃引距離を所望値とすることを特徴とする。
【００７８】前記の方法によれば、ライン状レーザ光ビ
ームの採用により、高精細度の立体像の描像がなされ
る。さらに、表示対象の立体の表面または稜線に沿って
掃引がなされるから、立体像表示体内の全ての位置の掃
引の必要がなくなり、描像時間が短縮される。
【００７９】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離が変更されることによ
り、形成される立体像の寸法が所望値となる。
【００８０】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が
変更されることにより、所定掃引距離の描画がなされ、
よって描像の精細度が所望値となる。
【００８１】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構
成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
変調する変調手段と、前記各レーザ光ビームの光路の交
差部分によって内部が照射され、該交差部分に照射され
ることで発色または着色する気体または液体または固
体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、前記少なくとも
二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前記各レー
ザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置において
交差させるとともに、前記交差位置を移動させる掃引機
能を備える光路制御手段と、を備え、且つ、前記少なく
とも二本のレーザ光ビームは、それぞれ出射光が光路方
向にラインを形成する第一のライン状レーザ光ビームと
第二のライン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記
変調手段は前記両ライン状レーザ光ビーム中の少なくと
も一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度変調
し、前記光路制御手段は、前記両ライン状レーザ光ビー
ムの光路を制御して前記両レーザ光ビームが前記立体像
表示体中の前記各交差位置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御し、且つ前記光路制御手段が前記各レー
ザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、
前記交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交差位
置を前記三次元立体像信号に基づき所定掃引距離だけ掃
引することにより、前記交差位置において発色または着
色する前記呈色材が、表示対象である立体の表面または
稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表示体内に形
成させるとともに、前記三次元立体像信号の繰返し周期
が異なる場合に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して前記所定掃引距離を変更することにより、形成さ
れる前記立体像の表示領域の寸法を所望値とするか、ま
たは前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前
記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更するこ
とにより、前記所定掃引距離を所望値とする精細度制御
手段を備える構成としたことを特徴とする。
【００８２】前記の構成によれば、ライン状レーザ光ビ
ームの採用により、高精細度の立体像の描像がなされ
る。さらに、表示対象の立体の表面または稜線に沿って
掃引がなされるから、立体像表示体内の全ての位置の掃
引の必要がなくなり、描像時間が短縮される。
【００８３】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離が変更されることによ
り、形成される立体像の寸法が所望値となる。
【００８４】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が
変更されることにより、所定掃引距離の描画がなされ、
よって描像の精細度が所望値となる。
【００８５】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、少なくとも二本のライン状レーザ光ビームを用い、
該ライン状レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、立
体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号
に基づいて光強度変調し、前記各ライン状レーザ光ビー
ムの光路を制御して、前記各ライン状レーザ光ビームの
交差点が、立体像表示体内部の所望の位置を照射すると
ともに、各交差点における前記両レーザ光ビームが張る
最小角度のうちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、且つ、該交差点により、前記立体像表示
体の内部に三次元方向に分布されている気体または液体
または固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈
色材を照射して発色または着色させ、ついで前記各レー
ザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、
交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記各レーザ光
ビームの光路を掃引して、前記交差点を三軸直交座標の
第一軸方向に連続掃引し、該掃引後に第二軸方向に所定
距離だけ掃引の後、第一軸方向に連続掃引し、上記操作
を反復して一層の掃引面を形成させ、ついで前記交差点
を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、前記操作を反復
してつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の反復により
複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成
することを特徴とする。
【００８６】前記の方法によれば、ライン状レーザ光ビ
ームの採用で、三軸方向の高精細度の立体像の描像がな
される。さらに、非直交で掃引がなされるから、各ライ
ン状レーザ光ビームが同じ側から照射され、各ライン状
レーザ光ビームに邪魔されない広い位置から、立体像の
観察がなされる。
【００８７】また三軸方向へ掃引されることで、立体像
表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされる。
その上、複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領
域を形成することにより、複雑な形状の像や、表示され
るべき像が複数個、独立して存在し、立体像表示体中に
離れて分散して存在する場合などでも描像時間が一定に
なる。
【００８８】あるいは、前記の三次元立体像表示方法が
前記各レーザ光ビームの前記交差点を三軸直交座標の第
一軸方向に連続して反復掃引するとともに、同時に第二
軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸方向の一回の掃引
に対応した前記第二軸方向の掃引を所定距離だけおこな
い、よって一層の掃引面を形成させ、該掃引面形成につ
いで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、
第一軸方向および第二軸方向に同時に前記連続掃引を反
復してつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の反復によ
り複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形
成するものである場合は、前記請求項１７の作用に加え
て、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸方向に連続
掃引されることにより、掃引が簡素化される。
【００８９】あるいは、前記三次元立体像表示方法が前
記各レーザ光ビームの光路を掃引して、前記交差点を三
軸直交座標の第一軸方向および第二軸方向および第三軸
方向に同時に夫々所定距離だけ連続掃引し、前記掃引を
反復して一層の掃引面を形成させ、さらに前記の操作の
反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示
領域を形成するものである場合は、第一軸方向への連続
掃引と同時に第二軸方向および第三軸方向に連続掃引さ
れることにより、掃引がさらに簡素化される。
【００９０】あるいは、前記三次元立体像表示方法が、
像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用される
際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、前記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記
所定掃引距離のうち少なくとも一つの距離を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変
更することにより、前記各軸方向への前記所定掃引距離
を所望値とする場合は、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離が変更され、所
定の表示領域に描像がなされて、形成される立体像表示
領域の寸法が所望値となる。
【００９１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【００９２】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、夫々の出
射光が光路方向にラインを形成する第一のライン状レー
ザ光ビームと第二のライン状レーザ光ビームを含んで構
成され、前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少な
くとも一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度
変調し、前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの
光路を制御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示
体中の前記各交差位置において張る最小角度のうちの少
なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、且つ前記光路制御手段は前記各レーザ光
ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、交差
位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交差位置を三軸
直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引後に第二軸
方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に連続掃引
し、上記操作を反復して掃引面を一層形成させ、ついで
前記交差位置を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、前
記操作を反復して掃引面を一層形成させ、以上の反復に
より複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を
形成する構成としたことを特徴とする。
【００９３】前記の構成によれば、ライン状レーザ光ビ
ームの採用で三軸方向の高精細度の立体像の描像がなさ
れる。さらに、非直交で掃引されることにより、各ライ
ン状レーザ光ビームの障害がない位置が広くなり、描像
された立体像の観察可能位置が広くなる。
【００９４】また三軸方向へ掃引されることで、立体像
表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされる。
その上、複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領
域が形成されることにより、複雑な形状の像や、表示さ
れるべき像が複数個、独立して存在し、立体像表示体中
に離れて分散して存在する場合などでも描像時間が一定
になる。
【００９５】あるいは、前記三次元立体像表示装置が前
記各レーザ光ビームの前記交差点を三軸直交座標の第一
軸方向に連続して反復掃引するとともに、同時に第二軸
方向に連続掃引し、且つ前記第一軸方向の一回の掃引に
対応した前記第二軸方向の掃引距離を所定距離となし、
よって一層の掃引面を形成させ、ついで前記交差点を第
三軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向および第
二軸方向に同時に連続掃引してつぎの一層の掃引面を形
成させ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねら
れた立体像表示領域を形成する構成である場合は、第一
軸方向への連続掃引と同時に第二軸方向への連続掃引が
なされることにより、掃引機構の簡素化がなされる。
【００９６】あるいは、前記三次元立体像表示装置が前
記各レーザ光ビームの前記交差点を三軸直交座標の第一
軸方向および第二軸方向および第三軸方向に同時に夫々
所定距離だけ連続掃引し、前記掃引を反復して一層の掃
引面を形成させ、さらに前記の操作の反復により複数の
掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構
成である場合は、第一軸方向への連続掃引と同時に第二
軸方向および第三軸方向への連続掃引がなされることに
より、さらに掃引機構の簡素化がなされる。
【００９７】あるいは、前記の三次元立体像表示装置が
精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返
し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれか
が前記三次元立体像信号として適用される際において、
該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、
該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
て、前記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記
所定掃引距離のうち少なくとも一つの距離を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表
示領域の寸法を変更することにより、前記各軸方向への
前記所定掃引距離を所望値とする構成とする場合は、繰
り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し周期の
短い三次元立体像信号が入力された際に、その周期に応
じて掃引距離が変更されることにより、所定の表示領域
への描像がなされ、よって形成される立体像表示領域の
寸法が所望値となる。
【００９８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【００９９】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、夫々の出射光が光路方向にラインを形成する少なく
とも二本のライン状レーザ光ビームを用い、該ライン状
レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、表示対象であ
る立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構成
された三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記
各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記各ラ
イン状レーザ光ビームを交差させ、該交差点が、立体像
表示体内部の所望の位置を照射するとともに、該各交差
点における前記両レーザ光ビームが張る最小角度のうち
の少なくとも一部の最小角度θを θ＜
８６°の範囲内とし、且つ、前記交差により、前記立体
像表示体の内部に三次元方向に分布されている気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材を照射して発色または着色させ、ついで前記
各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御
して、前記交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記
各レーザ光ビームの交差点を前記三次元立体像信号に基
づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差点において発
色または着色する前記呈色材が、表示対象である立体の
表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表
示体内に形成させ、前記三次元立体像信号の繰返し周期
が異なる場合に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して前記所定掃引距離を変更することにより、形成さ
れる前記立体像の表示領域の寸法を所望値とするか、ま
たは前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前
記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更するこ
とにより、前記所定掃引距離を所望値とすることを特徴
とする。
【０１００】前記の方法によれば、ライン状レーザ光ビ
ームが採用されることにより、高精細度の立体像の描像
がなされる。さらに非直交で掃引がなされるから、各ラ
イン状レーザ光ビームを同じ側から照射がなされ、よっ
て描像された立体像の観察位置が広くなる。
【０１０１】さらに、立体の表面または稜線に沿った掃
引がなされるから、立体像表示体内の全ての位置を掃引
する必要がなく、描像時間が短縮される。
【０１０２】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力されると、
その周期に応じて掃引距離が変更され、よって形成され
る立体像の寸法が所望値となる。
【０１０３】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力されると、
その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が変更
されて所定掃引距離での描画がなされ、よって描像の精
細度が所望値となる。
【０１０４】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構
成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
変調する変調手段と、前記各レーザ光ビームの光路の交
差部分によって内部が照射され、該交差部分に照射され
ることで発色または着色する気体または液体または固
体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、前記少なくとも
二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前記各レー
ザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置において
交差させるとともに、前記交差位置を移動させる掃引機
能を備える光路制御手段とを備え、且つ、前記少なくと
も二本のレーザ光ビームは、夫々の出射光が光路方向に
ラインを形成する第一のライン状レーザ光ビームと第二
のライン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調
手段は前記両ライン状レーザ光ビーム中の少なくとも一
方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、
前記光路制御手段は、前記両ライン状レーザ光ビームの
光路を制御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示
体中の前記各交差位置において張る最小角度のうちの少
なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、且つ前記光路制御手段が前記各レーザ光
ビームのうちの少なくとも一本の光路を制御して、交差
位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交差位置を前記
三次元立体像信号に基づき掃引することにより、前記交
差位置において発色または着色する前記呈色材が、表示
対象である立体の表面または稜線に沿う像を前記立体像
表示体内に形成させ、さらに前記三次元立体像信号の繰
返し周期が異なる場合に、該三次元立体像信号の繰返し
周期に対応して前記所定掃引距離を変更することによ
り、形成される前記立体像の表示領域の寸法を一定とす
るか、または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して、前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変
更することにより、前記所定掃引距離を一定とする精細
度制御手段を備える構成としたことを特徴とする。
【０１０５】前記の構成によれば、ライン状レーザ光ビ
ームが採用されることにより、高精細度の立体像の描像
がなされる。さらに非直交で掃引がなされるから、各ラ
イン状レーザ光ビームの光源等が立体像表示体の同じ面
側に集中して設置されることにより、光源等の障害がな
く広い位置からの描像された立体像の観察がなされる。
【０１０６】さらに、立体の表面または稜線に沿った掃
引がなされるから、立体像表示体内の全ての位置を掃引
する必要がなく、描像時間が短縮される。
【０１０７】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力されると、
その周期に応じて掃引距離が変更され、よって形成され
る立体像の寸法が所望値となる。
【０１０８】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力されると、
その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が変更
されて所定掃引距離での描画がなされ、よって描像の精
細度が所望値となる。
【０１０９】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光が光路方向に
ラインを形成する一本のライン状レーザ光ビームを少な
くとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光ビーム
の光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビームが、前
記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成される帯
状平面と同一平面上にあり、且つ該帯状レーザ光ビーム
を貫いて交差するようにし、前記交差部分が、三次元方
向に拡がりを有する立体像表示体の内部の所望の各位置
を照射するとともに、該各交差部分における光エネルギ
により、前記立体像表示体の内部に三次元方向に分布さ
れている気体または液体または固体、またはこれらの組
み合わせで構成された呈色材を照射して発色または着色
させ、ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも
一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正
し、さらに前記交差部分を前記帯状レーザ光ビームの光
路方向と、さらに該光路方向及び前記ライン状レーザ光
ビームの光路方向または光路と逆方向に対し直角方向
に、夫々所定距離だけ掃引して多層の掃引面を形成さ
せ、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示
領域を前記立体像表示体の内部に形成させることを特徴
とする。
【０１１０】前記の方法によれば、帯状レーザ光ビーム
が適用されることにより、このレーザ光ビームの掃引は
一軸方向のみとなり、よって掃引が簡素化される。
【０１１１】また、ライン状レーザ光ビームが帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と同
一平面上にあり、且つ帯状レーザ光ビームを貫いて交差
する構成となるから、このレーザ光ビームの掃引は二軸
方向のみとなり、よって掃引が簡素化される。
【０１１２】さらに、直交三軸方向へ位置設定する構成
であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが
高精度でなされる。
【０１１３】また、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間が
一定になる。
【０１１４】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への所定掃
引距離と、さらに該光路方向及び前記ライン状レーザ光
ビームの光路方向または光路と逆方向に対し直角方向へ
の所定掃引距離のうち、少なくとも一方を変更すること
により、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値
とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変更
することにより、前記各所定掃引距離の少なくとも一方
を所望値とする場合は、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離が変更され、所
定の表示領域に描像がなされて、形成される立体像表示
領域の寸法が所望値となる。
【０１１５】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０１１６】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光の
光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ
光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するライ
ン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は
前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次
元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記光路制御手
段は、前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さら
に前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン
状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって
光路方向に形成される帯状平面と同一平面上にあり、且
つ該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するよう制御する
とともに、前記交差部分を前記帯状レーザ光ビームの光
路方向と、さらに該光路方向及び前記ライン状レーザ光
ビームの光路方向または光路と逆方向に対し直角方向に
夫々所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よ
って複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を
前記立体像表示体の内部に形成させる構成としたことを
特徴とする。
【０１１７】前記の構成によれば、帯状レーザ光ビーム
を用いることにより、このレーザ光ビームの掃引は一軸
方向へ限定され、よって光路制御手段の掃引機構の簡素
化がなされる。
【０１１８】また、ライン状レーザ光ビームが帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と同
一平面上にあり、且つ帯状レーザ光ビームを貫いて交差
する構成となるから、このレーザ光ビームの掃引は二軸
方向へ限定され、よって光路制御手段の掃引機構の簡素
化がなされる。
【０１１９】さらに、直交三軸方向へ位置設定される構
成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセス
が高精度でなされる。
【０１２０】また、複数の掃引面が層状に重ねられて立
体像表示領域が形成されることにより、表示されるべき
像が複数個、立体像表示体中に離れて分散して存在する
場合などでも描像時間が一定になる。
【０１２１】あるいは前記の三次元立体像表示装置が精
細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返し
周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれかが
前記三次元立体像信号として適用される際において、該
三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号
の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該
像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
て、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への所定掃引距
離と、該光路方向及び前記ライン状レーザ光ビームの光
路方向または光路と逆方向に対し直角方向への所定掃引
距離のうち少なくとも一方を変更することにより、形成
される前記立体像表示領域の寸法を所望値とするか、ま
たは三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記立
体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法を
変更することにより、前記所定掃引距離のうち少なくと
も一つを所望値とする構成にする場合は、繰り返し周期
の長い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元
立体像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距
離が変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成
される立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１２２】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０１２３】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光が光路方向に
ラインを形成する一本のライン状レーザ光ビームを少な
くとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光ビーム
の光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビームが、前
記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成される帯
状平面と鉛直方向に該帯状レーザ光ビームを貫いて交差
するようにし、前記交差点が、三次元方向に拡がりを有
する立体像表示体の内部の所望の各位置を照射するとと
もに、該各交差部分における光エネルギにより、前記立
体像表示体の内部に三次元方向に分布されている気体ま
たは液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成
された呈色材を照射して発色または着色させ、ついで前
記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制
御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交
差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃引して
一次元像を形成し、前記交差点を少なくとも前記帯状レ
ーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後に、また
は移動させつつ前記掃引を反復して前記一次元像の集合
で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記交差点を前記
帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所定距離だ
け移動後に、または移動させつつ前記掃引を反復して前
記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記立体像表示体
の内部に形成させることを特徴とする。
【０１２４】前記の方法によれば、帯状レーザ光ビーム
が適用されることにより、このレーザ光ビームの掃引は
一軸方向のみとなり、よって掃引が簡素化される。
【０１２５】さらに、直交三軸方向へ位置設定する構成
であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが
高精度でなされる。
【０１２６】また、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間が
一定になる。
【０１２７】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して前記帯状レーザ光ビームの光路方向への所定移動
距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向
への所定移動距離のうち少なくとも一方を変更すること
により、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値
とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変更
することにより、前記各所定移動距離の少なくとも一方
を所望値とする場合は、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離が変更され、所
定の表示領域に描像がなされて、形成される立体像表示
領域の寸法が所望値となる。
【０１２８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０１２９】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光の
光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ
光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するライ
ン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は
前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次
元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記光路制御手
段は、前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さら
に前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン
状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって
光路方向に形成される帯状平面に鉛直に該帯状レーザ光
ビームを貫いて交差するよう制御するとともに、前記交
差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃引して
一次元像を形成させ、前記交差点を少なくとも前記帯状
レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後に、ま
たは移動させつつ前記掃引を反復して前記一次元像の集
合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記交差点を前
記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所定距離
だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引を反復して
前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記立体像表示
体の内部に形成させる構成としたことを特徴とする。
【０１３０】前記の構成によれば、帯状レーザ光ビーム
を用いることにより、このレーザ光ビームの掃引は一軸
方向へ限定され、よって光路制御手段の掃引機構の簡素
化がなされる。
【０１３１】さらに、直交三軸方向へ位置設定される構
成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセス
が高精度でなされる。
【０１３２】また、複数の掃引面が層状に重ねられて立
体像表示領域が形成されることにより、表示されるべき
像が複数個、立体像表示体中に離れて分散して存在する
場合などでも描像時間が一定になる。
【０１３３】あるいは、前記の三次元立体像表示装置構
成が精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の
繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいず
れかが前記三次元立体像信号として適用される場合に、
該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、
該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
て、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への前記所定移
動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方
向への前記所定移動距離のうち少なくとも一方を変更す
ることにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を
所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期
に対応して、前記立体像表示体内に形成される前記立体
像表示領域の寸法を変更することにより、前記所定移動
距離のうち少なくとも一方を所望値とする構成とする場
合は、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返
し周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、その
周期に応じて掃引距離が変更され、所定の表示領域に描
像がなされて、形成される立体像表示領域の寸法が所望
値となる。
【０１３４】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０１３５】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光が光路方向に
ラインを形成する一本のライン状レーザ光ビームを少な
くとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
を、表示対象である立体の表面または稜線に沿った三次
元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光
ビームの光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビーム
が、前記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成さ
れる帯状平面と鉛直方向に該帯状レーザ光ビームを貫い
て交差するようにし、前記交差部分が、三次元方向に拡
がりを有する立体像表示体の内部の所望の各位置を照射
するとともに、該各交差部分における光エネルギによ
り、前記立体像表示体の内部に三次元方向に分布されて
いる気体または液体または固体、またはこれらの組み合
わせで構成された呈色材を照射して発色または着色さ
せ、ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一
本の光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、
さらに前記各レーザ光ビームの交差点を前記三次元立体
像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差点
において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
記立体像表示体内に形成させ、前記三次元立体像信号の
繰返し周期が異なる場合に、該三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して前記所定掃引距離を変更することによ
り、形成される前記立体像の表示領域の寸法を所望値と
するか、または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を
変更することにより、前記所定掃引距離を所望値とする
ことを特徴とする。
【０１３６】前記の方法によれば、帯状レーザ光ビーム
は断面である一次元方向に同時に像を形成するから、し
たがって帯状レーザ光ビームは一軸方向への掃引のみが
なされ、その掃引周期が長くなることにより掃引が簡素
化される。またライン状レーザ光ビームが直交すること
により、高精細度の立体像の描像がなされる。
【０１３７】さらに、立体の表面または稜線に沿う掃引
により、立体像のみにつき掃引が実行され、立体像表示
体内の全ての位置を掃引する必要がなく、よって描像時
間が短縮される。
【０１３８】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離が変更されることによ
り、形成される立体像の寸法が所望値となる。
【０１３９】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が
変更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、
よって描像の精細度が所望値となる。
【０１４０】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構
成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
変調する変調手段と、前記各レーザ光ビームの光路の交
差部分によって内部が照射され、該交差部分に照射され
ることで発色または着色する気体または液体または固
体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、前記少なくとも
二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前記各レー
ザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置において
交差させるとともに、前記交差位置を移動させる掃引機
能を備える光路制御手段と、を備え、且つ、前記少なく
とも二本のレーザ光ビームは、出射光の光路方向断面が
一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビームと、出
射光が光路方向にラインを形成するライン状レーザ光ビ
ームを含んで構成され、前記光路制御手段は、前記両レ
ーザ光ビームの光路を制御して前記ライン状レーザ光ビ
ームが、前記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形
成される帯状平面と鉛直方向に該帯状レーザ光ビームを
貫いて交差するよう制御し、且つ前記光路制御手段が前
記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を制
御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前記交
差位置を前記三次元立体像信号に基づき所定掃引距離だ
け掃引することにより、前記交差位置において発色また
は着色する前記呈色材が、表示対象である立体の表面ま
たは稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表示体内
に形成させ、さらに前記三次元立体像信号の繰返し周期
が異なる場合に、該三次元立体像信号の解像の繰返し周
期に対応して前記所定掃引距離を変更することにより、
形成される前記立体像の表示領域の寸法を所望値とする
か、または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更
することにより、前記所定掃引距離を所望値とする精細
度制御手段を備える構成としたことを特徴とする。
【０１４１】前記の構成によれば、帯状レーザ光ビーム
は断面である一次元方向に同時に像を形成するから、し
たがって光路制御手段により帯状レーザ光ビームの一軸
方向への掃引がなされ、その掃引周期が長くなることに
より掃引機構が簡素化される。またライン状レーザ光ビ
ームが直交することにより、高精細度の立体像の描像が
なされる。
【０１４２】さらに、立体の表面または稜線に沿う掃引
により、立体像のみにつき掃引が実行され、立体像表示
体内の全ての位置の掃引の必要がなく、よって描像時間
が短縮される。
【０１４３】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段によりその周期に応じて掃引距離が
変更され、よって形成される立体像の寸法が所望値とな
る。
【０１４４】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段によりその周期に応じて立体像が表
示される領域の寸法が変更され、よって所定掃引距離で
描画がなされて描像の精細度が所望値となる。
【０１４５】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光が光路方向に
ラインを形成する一本のライン状レーザ光ビームを少な
くとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光ビーム
の光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビームが、前
記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成される帯
状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、前記交差点
が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示体の内部の
所望の各位置を照射するとともに、該各交差点における
光エネルギにより、前記立体像表示体の内部に三次元方
向に分布されている気体または液体または固体、または
これらの組み合わせで構成された呈色材を照射して発色
または着色させ、ついで前記各レーザ光ビームのうちの
少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
みを補正し、さらに前記交差点を前記帯状レーザ光ビー
ムを横切る方向に掃引して一次元像を形成し、前記交差
点を少なくとも前記帯状レーザ光ビームの光路方向に所
定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引を反
復して前記一次元像の集合で成る一層の掃引面を形成さ
せ、且つ前記交差点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平
面と鉛直方向に所定距離だけ移動後に、または移動させ
つつ前記掃引を反復して前記掃引面の集合で成る立体表
示領域を前記立体像表示体の内部に形成させることを特
徴とする。
【０１４６】前記の方法によれば、帯状レーザ光ビーム
及びライン状レーザ光ビームが所定距離だけ移動され、
または移動しつつ掃引されることにより、三軸方向の高
精細度の立体像の描像がなされる。
【０１４７】また、帯状レーザ光ビームは断面である一
次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ光ビー
ムは一軸方向へのみ掃引され、よってその掃引周期が長
くなることで掃引が簡素化される。
【０１４８】さらに、非直交で掃引する構成であるか
ら、各レーザ光ビームが同じ側から照射され、よって広
い位置からの、描像された立体像の観察がなされる。
【０１４９】また、直交三軸方向へ位置設定されるか
ら、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度で
なされる。さらに、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域が形成されることにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間が
一定になる。
【０１５０】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への所定移
動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方
向への所定移動距離のうち少なくとも一方を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変
更することにより、前記各所定移動距離の少なくとも一
方を所望値とするものである場合は、繰り返し周期の長
い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が
変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成され
る立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１５１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０１５２】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光の
光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ
光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するライ
ン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は
前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次
元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記光路制御手
段は、前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さら
に前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン
状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって
光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御するとともに、
前記交差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃
引して一次元像を形成させ、前記交差点を少なくとも前
記帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後
に、または移動させつつ前記掃引を反復して前記一次元
像の集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記交差
点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所
定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引を反
復して前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記立体
像表示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とす
る。
【０１５３】前記の構成によれば、光路制御手段によっ
て帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビームが掃引
されることで、三軸方向の高精細度の立体像の描像がな
される。また、帯状レーザ光ビームは断面である一次元
方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ光ビームは
一軸方向への掃引のみがなされ、その掃引周期が長くな
ることで光路制御手段の掃引機構が簡素化される。
【０１５４】さらに、二本のレーザ光ビームが非直交の
状態として光路制御手段により掃引されるから、各レー
ザ光ビームの光源等が立体像表示体の同じ面側に集中し
て設置され、よって光源等の障害がない広い位置から
の、描像された立体像の観察がなされる。
【０１５５】また光路制御手段によって直交三軸方向へ
位置設定されるから、立体像表示体内の任意の位置のア
クセスが高精度でなされる。また、複数の掃引面が層状
に重ねられた立体像表示領域が形成されることで、複雑
な形状の像や、表示されるべき像が複数個、独立して立
体像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描
像時間が一定なる。
【０１５６】あるいは、前記の三次元立体像表示装置が
精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返
し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれか
が前記三次元立体像信号として適用される場合に、該三
次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の
周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像
の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応して、
前記帯状レーザ光ビームの光路方向への前記所定移動距
離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向へ
の前記所定移動距離のうち少なくとも一方を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表
示領域の寸法を変更することにより、前記所定移動距離
のうち少なくとも一方を所望値とする構成とする場合
は、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し
周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、その周
期に応じて掃引距離が変更され、所定の表示領域に描像
がなされて、形成される立体像表示領域の寸法が所望値
となる。
【０１５７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０１５８】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光が光路方向に
ラインを形成する一本のライン状レーザ光ビームを少な
くとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
を、表示対象である立体の表面または稜線に沿った三次
元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光
ビームの光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビーム
が、前記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成さ
れる帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、前記交差点
が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示体の内部の
所望の各位置を照射するとともに、該各交差点における
光エネルギにより、前記立体像表示体の内部に三次元方
向に分布されている気体または液体または固体、または
これらの組み合わせで構成された呈色材を照射して発色
または着色させ、ついで前記各レーザ光ビームのうちの
少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
みを補正し、さらに前記各レーザ光ビームの交差点を前
記三次元立体像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引し
て、前記交差点において発色または着色する前記呈色材
が、表示対象である立体の表面または稜線に沿う立体像
の表示領域を前記立体像表示体内に形成させ、前記三次
元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該三次元立
体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引距離を変
更することにより、形成される前記立体像の表示領域の
寸法を所望値とするか、または前記三次元立体像信号の
繰返し周期に対応して、前記形成される前記立体像の表
示領域の寸法を変更することにより、前記所定掃引距離
を所望値とすることを特徴とする。
【０１５９】前記の方法によれば、帯状レーザ光ビーム
とライン状レーザ光ビームが所定掃引距離だけ掃引され
ることで、高精細度の立体像の描像がなされる。さら
に、非直交で掃引されるから、各レーザ光ビームが一つ
の方向から集中して出射され、よって光源等の障害がな
く広い位置からの描像された立体像の観察がなされる。
また、各レーザ光ビームを三軸方向に平行に整列させる
必要がないから、掃引が簡素化される。
【０１６０】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引されるから、掃引は立体像のみにつき実行されればよ
く、よって立体像表示体内の全ての位置の掃引の必要が
なくなり、描像時間が短縮される。
【０１６１】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離が変更されるから、形成
される立体像の寸法が所望値となる。
【０１６２】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が
変更されるから、所定掃引距離で描画がなされ、よって
描像の精細度が所望値となる。
【０１６３】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構
成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
変調する変調手段と、前記各レーザ光ビームの光路の交
差部分によって内部が照射され、該交差部分に照射され
ることで発色または着色する気体または液体または固
体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、前記少なくとも
二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前記各レー
ザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置において
交差させるとともに、前記交差位置を移動させる掃引機
能を備える光路制御手段と、を備え、且つ、前記少なく
とも二本のレーザ光ビームは、出射光の光路方向断面が
一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビームと、出
射光が光路方向にラインを形成するライン状レーザ光ビ
ームを含んで構成され、前記光路制御手段は、前記両レ
ーザ光ビームの光路を制御して前記ライン状レーザ光ビ
ームが、前記帯状レーザ光ビームによって光路方向に形
成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、且つ前記光
路制御手段が前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも
一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正
し、さらに前記交差位置を前記三次元立体像信号に基づ
き所定掃引距離だけ掃引することにより、前記交差位置
において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
記立体像表示体内に形成させ、さらに前記三次元立体像
信号の繰返し周期が異なる場合に、該三次元立体像信号
の解像の繰返し周期に対応して前記所定掃引距離を変更
することにより、形成される前記立体像の表示領域の寸
法を所望値とするか、または前記三次元立体像信号の繰
返し周期に対応して、前記形成される前記立体像の表示
領域の寸法を変更することにより、前記所定掃引距離を
所望値とする精細度制御手段を備える構成としたことを
特徴とする。
【０１６４】前記の構成によれば、帯状レーザ光ビーム
とライン状レーザ光ビームが所定掃引距離だけ掃引され
ることで、高精細度の立体像の描像がなされる。さら
に、非直交で掃引されるから、各レーザ光ビームの光源
等が立体像表示体の同じ面側に集中して設置され、よっ
て光源等の障害がなく広い位置からの描像された立体像
の観察がなされる。また、各レーザ光ビームを三軸方向
に平行に整列させる必要がないから、光学系が簡素化さ
れる。
【０１６５】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引されるから、掃引は立体像のみにつき実行されればよ
く、よって立体像表示体内の全ての位置の掃引の必要が
なくなり、描像時間が短縮される。
【０１６６】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離が変更されるから、形成
される立体像の寸法が所望値となる。
【０１６７】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法が
変更されるから、所定掃引距離で描画がなされ、よって
描像の精細度が所望値となる。
【０１６８】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る少なくとも二本の帯状レーザ光ビームを用い、該各レ
ーザ光ビームのうち少なくとも一本を、立体を構成する
各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づいて光
強度変調し、前記各レーザ光ビームの光路を制御して、
前記二本の帯状レーザ光ビームの光路が ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するようにし、前記交差部分
が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示体の内部の
所望の各位置を照射するとともに、該各交差部分におけ
る光エネルギにより、前記立体像表示体の内部に三次元
方向に分布されている気体または液体または固体、また
はこれらの組み合わせで構成された呈色材を照射して発
色または着色させ、ついで前記各レーザ光ビームのうち
の少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像
歪みを補正し、さらに前記交差部分を三軸直交座標の一
軸として該交差部分を他の二本の軸方向のうちの少なく
とも一本の軸方向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面
を形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を前記立体像表示体の内部に形成させるこ
とを特徴とする。
【０１６９】前記の方法によれば、各帯状レーザ光ビー
ムは、断面である一次元方向に同時に像を形成するか
ら、各帯状レーザ光ビームの該方向への掃引が省略さ
れ、よって各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向の
削減がなされる。この結果、掃引周期が長くなり、掃引
の簡素化がなされる。
【０１７０】このように、二本の帯状レーザ光ビームの
交差部分が所定距離だけ掃引されることによって直交三
軸方向の位置設定がなされ、立体像表示体内の任意の位
置のアクセスが高精度でなされる。
【０１７１】さらに、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域の形成により、複雑な形状の像や、表示
されるべき像が複数個、独立して立体像表示体中に離れ
て分散して存在する場合などでも、描像時間が一定にな
る。
【０１７２】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記交差部分を前記二本の軸方向に夫々掃引す
る前記所定掃引距離のうち少なくとも一方を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変
更することにより、前記各所定掃引距離の少なくとも一
方を所望値とするものである場合は、繰り返し周期の長
い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が
変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成され
る立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１７３】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０１７４】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記レーザ光ビームは各々の出射光の光路方向断面
が一次元方向に拡がりを有する少なくとも二本の帯状レ
ーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は前記両
レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、前記光路制御手段は、
前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の光路を
制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、且つ前記各
レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本の帯状レー
ザ光ビームが ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、且つ前記交
差部分を三軸直交座標の一軸として該交差部分を他の二
本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方向に所定距離
だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よって複数の掃
引面が層状に重ねられた立体像表示領域を前記立体像表
示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とする。
【０１７５】前記の構成によれば、各帯状レーザ光ビー
ムはその断面である一次元方向に同時に像を形成するか
ら、各帯状レーザ光ビームの該方向への掃引が省略さ
れ、よって各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向が
削減される。この結果、掃引周期が長くなり、光路制御
手段の掃引機構が簡素化される。
【０１７６】このように、二本の帯状レーザ光ビームの
交差部分を所定距離だけ掃引して直交三軸方向の位置設
定がなされるから、立体像表示体内の任意の位置のアク
セスが高精度でなされる。
【０１７７】さらに、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域が形成されることにより、複雑な形状の
像や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示
体中に離れて分散して存在する場合などであっても、描
像時間が一定になる。
【０１７８】あるいは、前記の三次元立体像表示装置が
精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返
し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれか
が前記三次元立体像信号として適用される場合に、該三
次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の
周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像
の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応して、
前記交差部分を前記二本の軸方向に夫々掃引する前記所
定掃引距離のうち少なくとも一方を変更することによ
り、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値とす
るか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表示領
域の寸法を変更することにより、前記所定掃引距離のう
ち少なくとも一方を所望値とする構成の場合は、繰り返
し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い
三次元立体像信号が入力された際に、その周期に応じて
掃引距離が変更され、所定の表示領域に描像がなされ
て、形成される立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１７９】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０１８０】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、各々の出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がり
を有する少なくとも二本の帯状レーザ光ビームを用い、
該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、立体を構
成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
いて光強度変調し、前記各レーザ光ビームの光路を制御
して、前記二本の帯状レーザ光ビームの光路が θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、前記交差部分
が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示体の内部の
所望の各位置を照射するとともに、該各交差部分におけ
る光エネルギにより、前記立体像表示体の内部に三次元
方向に分布されている気体または液体または固体、また
はこれらの組み合わせで構成された呈色材を照射して発
色または着色させ、ついで前記各レーザ光ビームのうち
の少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像
歪みを補正し、さらに前記交差部分を三軸直交座標の一
軸として該交差部分を他の二本の軸方向のうちの少なく
とも一本の軸方向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面
を形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を前記立体像表示体の内部に形成させるこ
とを特徴とする。
【０１８１】前記の方法によれば、各帯状レーザ光ビー
ムは断面である一次元方向に同時に像を形成するから、
各帯状レーザ光ビームの該方向への掃引が省略され、よ
って各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向が削減さ
れる。この結果、掃引周期が長くなり、光路制御手段の
掃引機構が簡素化される。
【０１８２】また、光路制御手段は二本の帯状レーザ光
ビームを所定距離だけ移動し、または移動させつつ掃引
するから、三軸方向の高精細度の立体像の描像がなされ
る
【０１８３】さらに、各レーザ光ビームは非直交で掃引
されるから、各レーザ光ビームは同じ側から照射され、
よって描像された立体像の観察が広い位置からなされ
る。
【０１８４】また、直交三軸方向へ位置設定されことに
より、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度
でなされる。
【０１８５】さらに、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域の形成がなされることにより、複雑な形
状の像や、表示されるべき像が複数個、独立して存在
し、立体像表示体中に離れて分散して存在する場合など
でも描像時間が一定になる。
【０１８６】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記交差部分を前記二本の軸方向に夫々掃引す
る前記所定掃引距離のうち少なくとも一方を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像表示領域の寸法を変
更することにより、前記各所定掃引距離の少なくとも一
方を所望値とするものである場合は、繰り返し周期の長
い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が
変更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成され
る立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１８７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０１８８】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記レーザ光ビームは各々の出射光の光路方向断面
が一次元方向に拡がりを有する少なくとも二本の帯状レ
ーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は前記両
レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、前記光路制御手段は、
前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本の帯
状レーザ光ビームが θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、且つ前記交
差部分を三軸直交座標の一軸として該交差部分を他の二
本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方向に所定距離
だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よって複数の掃
引面が層状に重ねられた立体像表示領域を前記立体像表
示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とする。
【０１８９】前記の構成によれば、各帯状レーザ光ビー
ムは断面である一次元方向に同時に像を形成するから、
各帯状レーザ光ビームの該方向への掃引が省略され、よ
って各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向が削減さ
れる。この結果、掃引周期が長くなり、光路制御手段の
掃引機構が簡素化される。
【０１９０】また、光路制御手段は二本の帯状レーザ光
ビームを所定距離だけ移動し、または移動させつつ掃引
するから、三軸方向の高精細度の立体像の描像がなされ
る。
【０１９１】さらに、各レーザ光ビームは非直交で掃引
されるから、各レーザ光ビームは同じ側から照射され、
よって描像された立体像の観察が広い位置からなされ
る。
【０１９２】また、直交三軸方向へ位置設定されことに
より、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度
でなされる。
【０１９３】さらに、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域の形成がなされることにより、複雑な形
状の像や、表示されるべき像が複数個、独立して存在
し、立体像表示体中に離れて分散して存在する場合など
でも描像時間が一定になる。
【０１９４】あるいは、前記の三次元立体像表示装置が
精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返
し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれか
が前記三次元立体像信号として適用される場合に、該三
次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の
周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像
の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応して、
前記交差部分を前記二本の軸方向に夫々掃引する前記所
定掃引距離のうち少なくとも一方を変更することによ
り、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値とす
るか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表示領
域の寸法を変更することにより、前記各所定掃引距離の
うち少なくとも一方を所望値とする構成の場合は、繰り
返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短
い三次元立体像信号が入力された際に、その周期に応じ
て掃引距離が変更され、所定の表示領域に描像がなされ
て、形成される立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０１９５】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０１９６】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有す
る一本の二次元レーザ光ビームと、出射光の光路方向断
面が一次元方向に拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビ
ームとを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
なくとも一本を、立体を構成する各部分の位置情報を含
む三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記各レ
ーザ光ビームの光路を制御して、前記帯状レーザ光ビー
ムが前記二次元レーザ光ビームの光路方向に垂直な平面
上にあって、前記二次元レーザ光ビームと交差するよう
にし、前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立
体像表示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、
該各交差部分における光エネルギにより、前記立体像表
示体の内部に三次元方向に分布されている気体または液
体または固体、またはこれらの組み合わせで構成された
呈色材を照射して発色または着色させ、ついで前記帯状
レーザ光ビームの光路を制御して、交差位置に係る像歪
みを補正し、さらに前記交差部分を三軸直交座標の二軸
上の平面として該交差部分を他の一本の軸方向に所定距
離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よって複数の
掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を前記立体像
表示体の内部に形成させることを特徴とする。
【０１９７】前記の方法によれば、二次元レーザ光ビー
ムは断面である二次元平面上に同時に像を形成するか
ら、描像時に二次元レーザ光ビームは時間経過に伴う像
の更新のみを為し、よって二次元レーザ光ビーム自体は
空間的に掃引がなされない。一方、帯状レーザ光ビーム
によって、その断面である一次元方向に同時に像の形成
がなされるとともに、該像が光路方向に帯状に拡がり、
これが二次元レーザ光ビームと交差して面状の像を形成
させるから、帯状レーザ光ビームは一軸方向へのみ掃引
される。この結果、その掃引周期が長くなる。
【０１９８】さらに、上記のように帯状レーザ光ビーム
を所定距離だけ掃引することによって直交三軸方向の位
置設定がなされるから、立体像表示体内の任意の位置の
アクセスが高精度でなされる。
【０１９９】また、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域が形成さることにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散存在する場合などでも、描像時間が一定
になる。
【０２００】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記交差部分を前記一本の軸方向に掃引する前
記所定掃引距離を変更することにより、形成される前記
立体像表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元
立体像信号の繰返し周期に対応して、前記形成される前
記立体像表示領域の寸法を変更することにより、前記所
定掃引距離を所望値とする場合は、繰り返し周期の長い
三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離が変
更され、所定の表示領域に描像がなされて、形成される
立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０２０１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０２０２】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記レーザ光ビームは出射光の光路方向断面が二次
元方向に拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビーム
と、一本の帯状レーザ光ビームとを少なくとも含んで構
成され、前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少な
くとも一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度
変調し、前記光路制御手段は、前記帯状レーザ光ビーム
の光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さ
らに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記帯状
レーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームの光路方向
に垂直な平面上にあって、前記二次元レーザ光ビームと
交差させるとともに、前記交差部分を三軸直交座標の二
軸上の平面として該交差部分を他の一本の軸方向に所定
距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よって複数
の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を前記立体
像表示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とす
る。
【０２０３】前記の構成によれば、二次元レーザ光ビー
ムは断面である二次元平面上に同時に像を形成するか
ら、描像時に二次元レーザ光ビームは時間経過に伴う像
の更新のみを為し、よって二次元レーザ光ビーム自体は
空間的に掃引されない。一方、帯状レーザ光ビームによ
りその断面である一次元方向に同時に像が形成され、且
つ該像が光路方向に帯状に拡がり、これが二次元レーザ
光ビームと交差して面状の像を形成させるから、帯状レ
ーザ光ビームの掃引は一軸方向へのみなされ、よってそ
の掃引周期が長くなる。
【０２０４】さらに、上記のように帯状レーザ光ビーム
が所定距離だけ掃引されることで直交三軸方向の位置設
定がなされるから、立体像表示体内の任意の位置のアク
セスが高精度でなされる。
【０２０５】また、複数の掃引面が層状に重なった立体
像表示領域が形成されることにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散存在する場合などでも、描像時間が一定
となる。
【０２０６】あるいは前記の構成が精細度制御手段を備
え、該精細度制御手段は、像の繰返し周期が異なる複数
の三次元立体像信号の内のいずれかが前記三次元立体像
信号として適用される場合に、該三次元立体像信号の種
類を特定する信号または同期信号の周期に基づき像の繰
返し周期を検出するとともに、該像の繰返し周期及び前
記立体像表示体の寸法に対応して、前記交差部分を前記
一本の軸方向に掃引する前記所定掃引距離を変更するこ
とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記立体像表示体内に形成される前記立体像表
示領域の寸法を変更することにより、前記所定掃引距離
を所望値とする場合は、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離が変更され、所
定の表示領域に描像がなされて、形成される立体像表示
領域の寸法が所望値となる。
【０２０７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０２０８】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有す
る一本の二次元レーザ光ビームと、出射光が光路方向に
沿ってラインとなる一本のライン状レーザ光ビームを少
なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一
本を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立
体像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ光ビー
ムの光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビームが前
記二次元レーザ光ビームを貫いて交差するようにし、
前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
を照射して発色または着色させ、ついで前記ライン状レ
ーザ光ビームの光路を制御して、交差位置に係る像歪み
を補正し、且つ前記交差部分を前記ライン状レーザ光ビ
ームの光路方向に直交する方向へ掃引して掃引面を形成
させ、さらに前記掃引面から所定距離だけ離れて次の掃
引面を形成させ、前記の反復により複数の掃引面が層状
に重ねられた立体像表示領域を前記立体像表示体の内部
に形成させることを特徴とする。
【０２０９】前記の方法によれば、二次元レーザ光ビー
ムによりその断面である二次元方向に同時に像が形成さ
れるから、二次元レーザ光ビームは時間経過に伴う像の
更新のみをなし、よって二次元レーザ光ビーム自体は空
間的に掃引されない。一方、ライン状レーザ光ビームは
二次元レーザ光ビームを貫いて交差するから、ライン状
レーザ光ビームは二軸方向への掃引のみがなされ、よっ
てその掃引周期が長くなる。
【０２１０】さらに、ライン状レーザ光ビームの所定距
離だけの掃引によって直交三軸方向の位置設定がなされ
るから、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精
度でなされる。
【０２１１】また、複数の掃引面が層状に重なった立体
像表示領域の形成により、複雑な形状の像や、表示され
るべき像が複数個、独立して立体像表示体中に離れて分
散存在する場合などでも、描像時間が一定になる。
【０２１２】あるいは、前記の三次元立体像表示方法
が、像の繰返し周期の異なる三次元立体像信号が適用さ
れる際において、該三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記所定距離を変更することにより、形成され
る前記立体像表示領域の寸法を所望値とするか、または
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記形成さ
れる前記立体像表示領域の寸法を変更することにより、
前記所定距離を所望値とするものである場合は、繰り返
し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し周期の短い
三次元立体像信号が入力された際に、その周期に応じて
掃引距離が変更され、所定の表示領域に描像がなされ
て、形成される立体像表示領域の寸法が所望値となる。
【０２１３】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更され、所定掃引距離で描画がなされて、描像の精細度
が所望値となる。
【０２１４】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構成
する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づい
て光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレー
ザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立体
像信号に基づいて変調する変調手段と、前記各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
動させる掃引機能を備える光路制御手段とを備え、且
つ、前記レーザ光ビームは出射光の光路方向断面が二次
元方向に拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビーム
と、出射光が光路方向に沿ってラインとなる一本のライ
ン状レーザ光ビームとを少なくとも含んで構成され、前
記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方
を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、前
記光路制御手段は、前記ライン状レーザ光ビームの光路
を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、さらに前
記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状レ
ーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームを貫いて交差
し、且つ前記交差部分を前記ライン状レーザ光ビームの
光路方向に直交する方向へ掃引して掃引面を形成させ、
さらに前記掃引面から所定距離だけ離れて次の掃引面を
形成させ、前記の反復により複数の掃引面が層状に重ね
られた立体像表示領域を前記立体像表示体の内部に形成
させる構成としたことを特徴とする。
【０２１５】前記の構成によれば、二次元レーザ光ビー
ムによりその断面である二次元方向に同時に像が形成さ
れるから、二次元レーザ光ビームは時間経過に伴う像の
更新のみをなし、よって二次元レーザ光ビーム自体は空
間的に掃引されない。一方、ライン状レーザ光ビームは
二次元レーザ光ビームを貫いて交差するから、ライン状
レーザ光ビームは光路制御手段により二軸方向への掃引
のみがなされ、よってその掃引周期が長くなる。
【０２１６】さらに、光路制御手段によるライン状レー
ザ光ビームの所定距離だけの掃引によって直交三軸方向
の位置設定がなされるから、立体像表示体内の任意の位
置のアクセスが高精度でなされる。
【０２１７】また、複数の掃引面が層状に重なった立体
像表示領域の形成により、複雑な形状の像や、表示され
るべき像が複数個、独立して立体像表示体中に離れて分
散存在する場合などでも、描像時間が一定になる。
【０２１８】あるいは、前記の三次元立体像表示装置が
精細度制御手段を備え、該精細度制御手段は、像の繰返
し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれか
が前記三次元立体像信号として適用される場合に、該三
次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の
周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像
の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応して、
前記掃引面間の前記所定距離を変更することにより、形
成される前記立体像表示領域の寸法を所望値とするか、
または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
を変更することにより、前記掃引面間の前記所定距離を
所望値とする構成の場合は、繰り返し周期の長い三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が
入力された際に、その周期に応じて掃引距離が変更さ
れ、所定の表示領域に描像がなされて、形成される立体
像表示領域の寸法が所望値となる。
【０２１９】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法が変
更されることにより、所定掃引距離で描画がなされ、よ
って描像の精細度が所望値となる。
【０２２０】または本発明に係る三次元立体像表示方法
は、出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有す
る一本の二次元レーザ光ビームと、出射光が光路方向に
沿ってラインとなる一本のライン状レーザ光ビームを少
なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一
本を、表示対象である立体の表面または稜線に沿った三
次元立体像信号に基づいて光強度変調し、前記各レーザ
光ビームの光路を制御して、前記ライン状レーザ光ビー
ムが前記二次元レーザ光ビームを貫いて交差するように
し、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立
体像表示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、
該各交差部分における光エネルギにより、前記立体像表
示体の内部に三次元方向に分布されている気体または液
体または固体、またはこれらの組み合わせで構成された
呈色材を照射して発色または着色させ、ついで前記ライ
ン状レーザ光ビームの光路を制御して、交差位置に係る
像歪みを補正し、且つ前記交差部分を前記三次元立体像
信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差部分
において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
記立体像表示体内に形成させ、前記三次元立体像信号の
繰返し周期が異なる場合に、該三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して前記所定掃引距離を変更することによ
り、形成される前記立体像の表示領域の寸法を所望値と
するか、または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を
変更することにより、前記所定掃引距離を所望値とする
ことを特徴とする。
【０２２１】前記の方法によれば、ライン状レーザ光ビ
ームによる交差と所定掃引距離だけの掃引によって、直
交する二次元レーザ光ビームの二次元断面の像が呈色さ
れ、よって高精細度の立体像の描像がなされる。
【０２２２】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引がなされるから、立体像のみにつき掃引が実行され、
よって立体像表示体内の全ての位置の掃引の必要がない
ゆえ描像時間が短縮される。
【０２２３】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離の変更がなされ、よって
形成される立体像の寸法が所望値となる。
【０２２４】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法の
変更がなされ、よって所定掃引距離で描画がなされて、
描像の精細度が所望値となる。
【０２２５】または本発明に係る三次元立体像表示装置
は、少なくとも一基のレーザ発振器および、前記レーザ
発振器を駆動させる駆動回路を備え、進行方向の異なる
少なくとも二本のレーザ光ビームを発射する光源と、前
記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象で
ある立体の表面または稜線に沿った位置情報によって構
成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
変調する変調手段と、前記各レーザ光ビームの光路の交
差部分によって内部が照射され、該交差部分に照射され
ることで発色または着色する気体または液体または固
体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、前記少なくとも
二本のレーザ光ビームの各光路を制御して、前記各レー
ザ光ビームを前記立体像表示体中の所望の位置において
交差させるとともに、前記交差位置を移動させる掃引機
能を備える光路制御手段とを備え、且つ、前記少なくと
も二本のレーザ光ビームは、出射光の光路方向断面が二
次元方向に拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビーム
と、出射光が光路方向に沿ってラインとなる一本のライ
ン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記光路制御手
段は、前記ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、
交差位置に係る像歪みを補正し、且つ前記ライン状レー
ザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームを貫いて交差す
るよう前記両レーザ光ビームの光路を制御し、且つ前記
交差部分を前記三次元立体像信号に基づき所定掃引距離
だけ掃引することにより、前記交差部分において発色ま
たは着色する前記呈色材が、表示対象である立体の表面
または稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表示体
内に形成させ、さらに前記三次元立体像信号の繰返し周
期が異なる場合に、該三次元立体像信号の解像の繰返し
周期に対応して前記所定掃引距離を変更することによ
り、形成される前記立体像の表示領域の寸法を所望値と
するか、または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して、前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を
変更することにより、前記所定掃引距離を所望値とする
精細度制御手段を備える構成としたことを特徴とする。
【０２２６】前記の構成によれば、光路制御手段によっ
て、ライン状レーザ光ビームによる交差と所定掃引距離
の掃引がなされ、よって直交する二次元レーザ光ビーム
の二次元断面の像を呈色させることにより、高精細度の
立体像の描像がなされる。
【０２２７】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引がなされるから、光路制御手段は掃引を立体像のみに
つき実行し、よって立体像表示体内の全ての位置の掃引
の必要がないゆえ描像時間が短縮される。
【０２２８】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段による掃引距離の
変更がなされ、よって形成される立体像の寸法が所望値
となる。
【０２２９】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段による、立体像が
表示される領域の寸法の変更がなされ、よって所定掃引
距離で描画がなされて、描像の精細度が所望値となる。
【０２３０】本発明に係る三次元像表示方法は、三次元
拡がりを有する立体像表示体内に三次元拡がりを有する
立体像をレーザ光ビームの照射によって描像するととも
に、該立体像表示体の背面に配設した二次元ディスプレ
イ装置によって画像を表示させることにより、前記立体
像に前記画像を重畳して表示させることを特徴とする。
【０２３１】前記の方法によれば、描像されるべき対象
が、速い動きをする立体による部分と、遠景による背景
などの動きが顕著でない部分とから成る場合に、立体像
表示体には速い動きの立体のみが立体像として表示さ
れ、一方、二次元ディスプレイ装置には動きが顕著でな
い部分が画像として表示され、よって分割表示がなさ
れ、しかも立体像の背面に画像が位置することにより、
立体像表示体の前面側からは立体像に画像が重畳されて
表示される。
【０２３２】あるいは、前記立体像の描像方法が、前記
の三次元立体像表示方法である場合は、立体像表示体に
表示される立体像の精細度調整がなされ、よって二次元
ディスプレイ装置に表示される画像の解像度との均衡が
なされる。
【０２３３】または本発明に係る三次元像表示装置は、
レーザ光ビームに照射されることで発色または着色する
気体または液体または固体、またはこれらの組み合わせ
で構成された呈色材が三次元方向に分布された立体像表
示体を備える三次元立体像表示装置の背面に、二次元の
表示画面を有して通電により画像表示する二次元ディス
プレイ装置を配設し、前記立体像表示体により表示され
る立体像の背面に前記二次元ディスプレイ装置により表
示される画像を重畳させる構成としたことを特徴とす
る。
【０２３４】前記の構成によれば、描像されるべき対象
が、速い動きをする立体による部分と、遠景による背景
などの動きが顕著でない部分とから成る場合に、立体像
表示体には速い動きの立体のみが立体像として表示さ
れ、一方、二次元ディスプレイ装置には動きが顕著でな
い部分が画像として表示され、よって分割表示がなさ
れ、しかも三次元立体像表示装置の背面に二次元ディス
プレイ装置が位置することにより、三次元立体像表示装
置の前面側からは立体像に画像が重畳されて表示され
る。
【０２３５】あるいは、前記三次元立体像表示装置が、
前記の三次元立体像表示装置である場合は、立体像表示
体に表示される立体像の精細度調整がなされ、よって二
次元ディスプレイ装置に表示される画像の解像度との均
衡がなされる。
【０２３６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の本質的な構成と作用を示すた
めの好適な例の一部であり、したがって技術構成上好ま
しい種々の限定が付されている場合があるが、この発明
の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する
旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものでは
ない。
【０２３７】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、ライン状レーザ光ビームを二本、直交状態
で交差させ、交差部分を反復してレイヤー掃引すること
により、掃引面の積層による三次元立体像の描像をなす
構成である。
【０２３８】図１は、本発明の第１実施形態に係る三次
元立体像表示装置の要部の模式的な斜視図である。図２
は、その機能ブロック図である。図３は、本発明の第１
実施形態に係る三次元立体像表示装置の立体像表示体内
における三次元立体像の描像原理を説明する図である。
図４は、キュビット構成の例を示す図である。つぎに図
５は、本実施形態の三次元立体像表示装置に適用される
三次元立体像信号の例を示すタイミングチャートであ
る。また図６は、動作タイミングチャートである。
【０２３９】図１および図２に示されるように、本発明
の第１実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ
１は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ１、
二本のレーザ光ビームを発射する光源Ｃｐ１、発射され
た二本のレーザ光ビームの光路を管理するとともに交差
位置に係る像歪みを除去する光路制御手段Ｃｐ２、少な
くとも一本のレーザ光ビームの光強度を像信号により変
調するレーザ光強度変調手段Ｃｐ３、入力された像信号
を処理する信号処理部Ｃｐ４、立体像表示体ＤＰ１内に
形成される立体像の精細度を制御するか、または表示領
域の寸法を制御する精細度制御手段Ｃｐ５、立体像表示
体ＤＰ１内を照らす照明部Ｃｐ６、電源回路１２９を備
えて構成されている。
【０２４０】立体像表示体ＤＰ１は、図３に示されるよ
うに透明な直方体形状であり、その内部に立体像Ｖｇ１
が描像される。なお本発明では、直方体の有する８個の
頂点のうちの任意の頂点を原点Ｏとして、原点Ｏから伸
びる三軸直交方向を、説明上、それぞれｆ軸、ｄ軸、ｈ
軸として記載する。この記載ではｆ軸は間口（ｆｒｏｎ
ｔａｇｅ）、ｄ軸は奥行き（ｄｅｐｔｈ）、ｈ軸は高さ
（ｈｅｉｇｈｔ）を意味するが、これは説明上の便宜的
なものであって、立体像Ｖｇ１の観察は間口に対応した
面側から為されるのみでなく、他の全ての面からも、さ
らに全ての角度から観察可能である。したがって、本発
明では視野角度が限定されることがない。さらに、立体
像表示体ＤＰ１は図示されている直方体形状に限定され
ることなく、三次元方向に拡がりを有するものであれば
形状を問わない。
【０２４１】また立体像表示体ＤＰ１は、２面づつ対に
なった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｄ平
面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｄ＋、ｆｄ平面に平行
で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−、ｆｈ平面に平行
で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｈ平面に平行で原点Ｏ
から遠い側にある面をｆｈ−、ｄｈ平面に平行で原点Ｏ
側にある面をｄｈ＋、ｄｈ平面に平行で原点Ｏから遠い
側にある面をｄｈ−とする。
【０２４２】立体像表示体ＤＰ１は、透明な直方体コン
テナ中に気体状の呈色材Ｃｍが封入されているか、また
は、透明な液体状あるいは固体状のマトリクス材Ｍｘが
充填され、このマトリクス材Ｍｘ中に、透明な液体状あ
るいは固体状の呈色材（コア材）Ｃｍが一様分散されて
いる。すなわち、気体または液体または固体、またはこ
れらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方向に一
様分散されている。コンテナを構成する材質には、ガラ
ス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、硬質スチレ
ン樹脂などが好ましい。またマトリクス材Ｍｘが固体の
場合はコンテナは不要である。
【０２４３】分散された呈色材Ｃｍのうち、光源Ｃｐ１
から発射され、光路制御手段Ｃｐ２によって光路が制御
された二本のレーザ光ビーム、即ち第１ライン光ビーム
Ｂｍ１１と第２ライン光ビームＢｍ１２との交差部分
（ターゲットポイント）ＴＰにある呈色材Ｃｍが、両レ
ーザ光ビームＢｍ１１とＢｍ１２により同時に照射を受
けると、所定の色に呈色する。前述したように、本発明
においては発色または着色する状態を呈色としている。
なお呈色原理については後述する。
【０２４４】両レーザ光ビームはそれぞれライン状であ
るが、レーザ光ビーム夫々に数ミクロン程度の太さがあ
るから、交差部分は数ミクロン程度の三次元拡がりを有
する。しかも交差部分は掃引によって微小時間で掃引方
向へ移動するから、この間に照射を受けて呈色する呈色
材の集合は掃引方向へ更に拡がり、このようにして単位
時間内に呈色された呈色材が含まれる微小領域が、キュ
ビセルＣｕｂｃを形成する。
【０２４５】したがって、キュビセルＣｕｂｃの形状と
寸法はレーザ光ビーム交差部分の形状、掃引方向と掃引
速度によって決定される。よって、とりわけ形状は不定
形となるが、図３ではキュビセルＣｕｂｃを等価的に、
Δｆ、Δｄ、Δｈを三辺とする直方体で表示している。
【０２４６】呈色材Ｃｍがサブミクロン程度の微粒子ま
たは、平均径が数十ナノメートル乃至数ナノメートル程
度の超微粒子で構成される場合は、１個のキュビセルＣ
ｕｂｃ内に多数の呈色材Ｃｍが存在する。また、呈色材
Ｃｍがイオン打ち込み等で構成される場合は、１個のキ
ュビセルＣｕｂｃ内にさらに多くの呈色材Ｃｍが存在す
る。
【０２４７】前記のようにして両レーザ光ビームＢｍ１
１、Ｂｍ１２の交差部分ＴＰの掃引方向へキュビセルＣ
ｕｂｃが続々と形成され、キュビセルＣｕｂｃの列によ
るキュビセル・ラインが形成される。さらに掃引方向を
移動させて掃引を反復することで、次のキュビセル・ラ
インが形成され、この反復で多数のキュビセル・ライン
から成る層状のレイヤーＬｙが形成される。さらに、レ
イヤーＬｙが複数層、重ねられて表示領域が構成され、
この表示領域内に立体像Ｖｇ１が形成される。
【０２４８】二本のライン状レーザ光ビームを発射する
光源Ｃｐ１は、レーザダイオード駆動増幅器Ａｍｐと、
このレーザダイオード駆動増幅器Ａｍｐからの出力で駆
動され、所定の波長のライン状の光ビーム（ライン光ビ
ーム）Ｂｆを出射する、点光源であるレーザダイオード
（レーザ発振器）Ｌｄｐ１を少なくとも一基備えて構成
される。さらに、ライン光ビームＢｆが入射されると非
線形効果により二倍の周波数のライン光ビームＢｓを出
射する光第２高調波発生器ＳＨＧを含んで構成される。
このようにして生成された、進行方向の異なる少なくと
も二本のライン光ビームＢｆとＢｓは、光路制御手段Ｃ
ｐ２へ入射される。
【０２４９】後述するＤ／Ａ変換器１２３によりアナロ
グ変換された三次元立体像信号は、レーザ光強度変調手
段Ｃｐ３で変調され、レーザダイオード駆動増幅器Ａｍ
ｐへ入力される。この結果、レーザダイオードＬｄｐ１
の出力が三次元立体像信号で変調され、レーザダイオー
ドＬｄｐ１からのライン光ビームＢｆは三次元立体像信
号によって光強度変調されたものとなる。
【０２５０】ここで、レーザダイオードＬｄｐ１を２基
用いて、それぞれのレーザ光ビームに基づきライン光ビ
ームＢｆとライン光ビームＢｓを形成させる場合は、少
なくとも一方のレーザダイオードを三次元立体像信号に
よって変調するようにできる。
【０２５１】さらに、レーザダイオードＬｄｐ１の出力
を一定として、レーザ光強度変調手段Ｃｐ３を後述する
外付けの、光ビーム自体に光強度変調を施す非線形光学
系の変調器を適用するものであってもよい。
【０２５２】光路制御手段Ｃｐ２は、少なくとも二本の
レーザ光ビームの各光路を制御して、各レーザ光ビーム
を立体像表示体中の所望の位置において交差させるとと
もに、この交差位置を移動させる掃引機能を備える。
【０２５３】具体的には、光路制御手段Ｃｐ２は、ライ
ン光ビームＢｓの掃引を制御する第１ライン光ビーム掃
引制御回路１２６、図２に示されるように第１ライン光
ビーム掃引制御回路１２６からの制御信号１２６ａによ
り駆動されるアクチュエータＡｃｔ１１、アクチュエー
タＡｃｔ１１によりｄ軸中心に回動する平面状（ガルバ
ノ型）の反射鏡Ｇｖ１１１、さらに第１ライン光ビーム
掃引制御回路１２６からの制御信号１２６ｂにより駆動
されるアクチュエータＡｃｔ１２、アクチュエータＡｃ
ｔ１２によりｆ軸を回動中心として角度が変化するガル
バノ型の反射鏡Ｇｖ１１２を備える。また、第１集束光
学系Ｌｚ１１を備える。
【０２５４】レーザダイオードＬｄｐ１の位置を第１集
束光学系Ｌｚ１１の焦点上に置くようにすると、第１集
束光学系Ｌｚ１１を出た第１ライン光ビームＢｍ１１は
平行光となる。
【０２５５】第１ライン光ビームＢｍ１１は、立体像表
示体ＤＰ１の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ１内に入射
する。したがって第１集束光学系Ｌｚ１１等の機構部品
は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０２５６】さらに光路制御手段Ｃｐ２は、ライン光ビ
ームＢｆの掃引を制御する第２ライン光ビーム掃引制御
回路１２７、図２に示されるように第２ライン光ビーム
掃引制御回路１２７からの制御信号１２７ａにより駆動
されるアクチュエータＡｃｔ２１、アクチュエータＡｃ
ｔ２１によりｈ軸中心に回動する平面状（ガルバノ型）
の反射鏡Ｇｖ１２１、さらに第２ライン光ビーム掃引制
御回路１２７からの制御信号１２７ｂにより駆動される
アクチュエータＡｃｔ２２、アクチュエータＡｃｔ２２
によりｆ軸を回動中心として角度が変化するガルバノ型
の反射鏡Ｇｖ１２２を備える。また、第２集束光学系Ｌ
ｚ１２を備える。さらに、ハーフミラーＨｆｍやフルミ
ラーＦｍｒを備える。
【０２５７】なお、反射鏡Ｇｖ１１１に代えて回転ミラ
ーユニットＲＭＵ１１１を使用することもできる。同様
に、反射鏡Ｇｖ１２１に代えて回転ミラーユニットＲＭ
Ｕ１２１を使用することもできる。
【０２５８】レーザダイオードＬｄｐ１の位置を第２集
束光学系Ｌｚ１２の焦点上に置くようにすると、第２集
束光学系Ｌｚ１２を出た第２ライン光ビームＢｍ１２は
平行光となる。
【０２５９】第２ライン光ビームＢｍ１２は、立体像表
示体ＤＰ１の面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ１内に入射
する。したがって第２集束光学系Ｌｚ１２等の機構部品
は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０２６０】図１に示されるように、ハーフミラーＨｆ
ｍを経て分離され、光第２高調波発生器ＳＨＧをへて半
波長となり、ｆ軸方向に光路をとるライン光ビームＢｓ
は、ｄ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ１１１で反射され
て、ｆｈ平面上で振れる。このｆｈ平面上で振れた反射
光ビームが、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ１１２で反
射され、さらにレンズによる第１集束光学系Ｌｚ１１を
経て、ｆｄ平面上でｆ軸方向へ振れ、かつｄ軸方向へ直
進する第１ライン光ビームＢｍ１１となり、立体像表示
体ＤＰ１内に入射する。
【０２６１】反射鏡Ｇｖ１１１の回動に伴い、第１ライ
ン光ビームＢｍ１１はｆ軸方向へ掃引され、しかもこの
掃引は反復される。
【０２６２】ここで反射鏡Ｇｖ１１２がｆ軸中心に回動
して角度を変えると、第１ライン光ビームＢｍ１１はｈ
軸方向へ掃引される。よって以上の動作の反復により、
第１ライン光ビームＢｍ１１は立体像表示体ＤＰ１内の
所定三次元領域を掃引することになる。
【０２６３】一方、ハーフミラーＨｆｍやフルミラーＦ
ｍｒで反射された結果ｆ軸方向に光路をとるライン光ビ
ームＢｆは、ｈ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ１２１で反
射されて、ｆｄ平面上で振れる。
【０２６４】このｆｄ平面上で振れた反射光ビームが、
ｆ軸を軸として回動可能な反射鏡Ｇｖ１２２で反射さ
れ、さらに第２集束光学系Ｌｚ１２を経て、ｆｄ平面上
でｄ軸方向へ振れ、かつｈ軸方向へ直進する第２ライン
光ビームＢｍ１２となる。
【０２６５】反射鏡Ｇｖ１２１の回転に伴い、第２ライ
ン光ビームＢｍ１２はｆ軸方向へ掃引され、しかもこの
掃引は反復される。
【０２６６】ここで反射鏡Ｇｖ１２２がｆ軸中心に回動
して角度を変えると、第２ライン光ビームＢｍ１２はｄ
軸方向へ掃引される。よって以上の動作の反復により、
第２ライン光ビームＢｍ１２は立体像表示体ＤＰ１内の
所定三次元領域を掃引することになる。
【０２６７】前記で、第１ライン光ビームＢｍ１１と第
２ライン光ビームＢｍ１２が同じｆ座標、同じｄ座標、
同じｈ座標を有するように光路を制御すると、両方が一
点で交差し、その交差点ＴＰがキュビセルＣｕｂｃを形
成させる。光路制御手段Ｃｐ２は、この交差点ＴＰを三
次元方向に移動させるよう、第１ライン光ビームＢｍ１
１と第２ライン光ビームＢｍ１２の光路を制御する。
【０２６８】ここで光路制御手段Ｃｐ２は、両レーザ光
ビームが立体像表示体中の各交差点において張る最小角
度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御するものとする。具体的には、両レーザ
光ビームが上記θの範囲内で交差するよう、第１ライン
光ビーム掃引制御回路１２６と第２ライン光ビーム掃引
制御回路１２７が各アクチュエータに制御信号を送る。
【０２６９】さらに第１ライン光ビーム掃引制御回路１
２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路１２７のうちの
少なくとも一方は、立体像表示体ＤＰ１内に形成される
立体像に発生する、前記交差位置に係る像歪みの補正処
理の機能を備える。
【０２７０】この像歪み補正は以下の原理に基づいてい
る。各反射鏡から立体像表示体ＤＰ１の各位置までの距
離はそれぞれの位置ごとに異なる。したがって、反射鏡
から光源までの距離が一定であっても、光源から立体像
表示体ＤＰ１の各位置までの距離はそれぞれの位置ごと
に異なることになる。
【０２７１】一方、反射鏡が単位時間あたり等角度でレ
ーザ光ビームを反射して掃引すると、反射レーザ光ビー
ムの軌跡は該回転（回動）角度方向に拡がる扇状面とな
って各集束光学系に至り、帯状軌跡となる。一方、レー
ザ光ビームは単位時間あたり等角度で振られるが、前記
のように距離が位置ごとに異なるから、この結果、回転
（回動）角度が均一であっても、掃引面の端部と中央部
とでは、掃引面上の単位時間内の移動距離が等しくなら
ず、端部側の移動距離が中央部側の移動距離に比べて大
となる。
【０２７２】これは、反射鏡からの距離が大である位
置、すなわち掃引面上で端部側の位置へ形成されるキュ
ビセルの寸法が、中央部側へ形成されるキュビセルの寸
法よりも大となることであり、このため均一なキュビセ
ル寸法にならず、前述した交差位置に係る像歪みが生じ
る原因となる。
【０２７３】そこで、反射鏡の回転（回動）角度を端部
掃引時には小とし、中央部掃引時には大とするよう調整
して動作することにより、この交差位置に係る像歪みを
補正することができる。
【０２７４】したがって、レーザ光ビームの交差位置が
立体像表示領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度
を小とすることにより、端部側における交差部分の単位
時間あたりの移動距離が所定値になるようにし、一方、
レーザ光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側
にあるときの反射鏡の回動速度を大とすることにより、
中央部側における交差部分の単位時間あたりの移動距離
が同じ所定値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０２７５】具体的には、第１ライン光ビーム掃引制御
回路１２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路１２７
が、回動角速度を変動させるための例えば非線形波形の
制御信号を各アクチュエータに送る構成とする。
【０２７６】ｆ軸方向の歪補正は、第１ライン光ビーム
掃引制御回路１２６が制御信号１２６ａをアクチュエー
タＡｃｔ１１へ送るとともに、第２ライン光ビーム掃引
制御回路１２７が制御信号１２７ａをアクチュエータＡ
ｃｔ２１へ送ることにより為される。
【０２７７】ｄ軸方向の歪補正は、第２ライン光ビーム
掃引制御回路１２７が制御信号１２７ｂをアクチュエー
タＡｃｔ２２へ送ることにより為される。
【０２７８】さらにｈ軸方向の歪補正は、第１ライン光
ビーム掃引制御回路１２６が制御信号１２６ｂをアクチ
ュエータＡｃｔ１２へ送ることにより為される。
【０２７９】前記により、交差位置に係る像歪みが補正
される。この機能は通常の立体像表示体寸法の構成に有
効であるばかりでなく、とりわけ立体像表示体寸法が大
であり、しかも装置全体の容積を縮小させた三次元立体
像表示装置における交差位置に係る像歪み補正に有効で
ある。
【０２８０】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０＝１３、８２４、０００個に亘る掃引が
必要である。表示体の一端から他端までを以って一回の
主掃引とすると、全部のキュビセルを掃引するには、２
４０×２４０＝５７、６００回の主掃引が必要となる。
【０２８１】立体静止像を表示させる場合、呈色状態が
長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用す
る場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状
態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き換え
が必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合
は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好まし
い。
【０２８２】リフレッシュ書き換えを１秒に１回のレー
トとする場合、レーザ光ビームの機械的掃引では主掃引
用の反射鏡Ｇｖ１１１、Ｇｖ１２１によって５７、６０
０回／秒の回動がなされる。また副掃引用の反射鏡Ｇｖ
１１２、Ｇｖ１２２は、２４０回／秒の回動がなされ
る。これは１秒に１回のリフレッシュレートの場合であ
るが、呈色材の残光特性によってリフレッシュレートは
最適に設定可能である。
【０２８３】つぎに、上記の反射鏡につき説明する。本
発明では、立体像表示体中での単位時間あたりの所望の
掃引距離、または移動距離を得るために、自ら回動軸ま
たは揺動軸を有する反射鏡を用い、この反射鏡の回動角
または揺動角を制御し、さらに回動角速度（単位時間あ
たりの回動角度）または揺動角速度を制御する構成とす
る。この構成により、反射光の光路を調節して立体像表
示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法を均一と
し、よって交差位置に係る像歪みを極小にできる。
【０２８４】さらに、立体像表示体中に形成されるキュ
ビセルの寸法を所望値に制御でき、よって精細度を所望
値に制御できる。あるいは、立体像表示体中の表示範囲
を所望の範囲に調整することが可能になる。
【０２８５】さらに本発明では、立体像表示体中での単
位時間あたりの所望の掃引距離、または移動距離を得る
ために、回動角の絶対値の制御または回動角速度の制御
が可能な反射鏡と、単位時間あたりの回転数の制御が可
能な回転型反射鏡との組み合わせで構成することもでき
る。この構成により、交差位置に係る像歪みを極小にで
き、また立体像表示体中に形成されるキュビセルの寸法
を所望値に制御でき、よって精細度を所望値に制御でき
る。あるいは、立体像表示体中の表示範囲を所望の範囲
に調整することが可能になる。
【０２８６】この表示範囲調整機能はとりわけ、表示立
体像の精細度の調整において有効となる。たとえば、入
力される三次元立体像信号が、より少ない像データで構
成された信号系の場合に、このまま立体像表示体全体に
表示させると、表示像の基本単位となるキュビセルの寸
法が大になって粗い表示像となるが、本発明の構成によ
り反射鏡と立体像表示体間の距離を短距離に調節するこ
とで、表示範囲をより狭くし、よってキュビセルの寸法
を小さくして高い精細度を確保することができる。
【０２８７】また、利用の都合上、表示領域を所望寸法
に限定する必要がある場合も、上記の構成によって有効
に制御可能となる。
【０２８８】また、反射鏡がガルバノミラーに代表され
る平面鏡の場合は、平面鏡が電磁的手段等に基づいたア
クチェータによって回動または揺動し、回動角または揺
動角の自在な調節のみならず、回動角または揺動角の保
持が可能となる。したがって、連続的な回動または揺動
のみならず、例えばパルス駆動による離散的な回動また
は揺動が容易になる。
【０２８９】前記の離散的な回動または揺動によって、
反射光の掃引と停止の組み合わせが可能になる。すなわ
ち、或る期間だけ掃引し、ついでその位置に或る期間だ
け停止させ、この後さらに掃引を続行させる動作が可能
になる。
【０２９０】したがって、反射光自体の光強度が変調に
より時間的に更新される特性を利用して、反射鏡が停止
中に反射光の進行方向に時間的に変化更新される像を形
成させることが可能になる。しかも像の更新周期の短
い、すなわち短変調周期の信号が載ったレーザ光ビーム
を第一の照射光とし、このレーザ光ビームに第二の照射
光であるレーザ光ビームを交差させるとともに、前記短
変調周期に対応させて交差位置を所望の短い距離だけ移
動させることによって、反射光の進行方向形成像を高精
細度とすることが容易に可能になる。
【０２９１】ここで、平面鏡と立体像表示体間の距離を
調節可能に構成することも可能である。この構成によ
り、立体像表示体中の表示範囲を所望の範囲に調整する
ことが可能になる。この表示範囲の調整機能は、表示立
体像の精細度の調整において有効となる。すなわち、入
力される三次元立体像信号が、より少ない像データで構
成された信号系の場合に、このまま立体像表示体全体に
表示させると、表示像の基本単位となるキュビセルの寸
法が大になって粗い表示像となるが、本発明の構成によ
り反射鏡である平面鏡と立体像表示体間の距離を短距離
に調節することで、表示範囲をより狭くし、よってキュ
ビセルの寸法を小さくして高い精細度を確保することが
できる。
【０２９２】つぎに、上記の平面状の反射鏡に代えて適
用可能な回転反射鏡につき詳説する。回転型反射鏡は、
回転軸に鉛直方向断面が正多角形たとえば正３角形、正
４角形、正８角形、正２５角形などであり、正Ｎ角形断
面の構成では夫々が同寸法の短冊状のＮ枚の反射鏡がそ
れぞれ本体の半径方向に鉛直に、隣接して配設されてい
る。このような回転型反射鏡に、所定の方向からレーザ
光ビームを入射させる場合には、回転型反射鏡の回転角
度によって決まる１枚の反射鏡にだけレーザ光ビームが
入射するように、光学系を調整する。しかも回転にとも
ない、レーザ光ビームに対するこの反射鏡の角度が徐々
に変化するから、この反射鏡によって反射されたレーザ
光ビームの進行方向も徐々に変化する。この結果、１枚
の反射鏡にレーザ光ビームが入射を開始した際の反射光
と、この反射鏡へのレーザ光ビームの入射が終わる際の
反射光との張る角度が、１枚の反射鏡についての反射光
掃引角度となる。このように、１枚の反射鏡によって１
回の反射光掃引が為され、正Ｎ角形断面の構成の回転型
反射鏡の１回転でＮ回の反射光掃引が為される。
【０２９３】１枚の反射鏡についての反射光掃引角度
は、回転型反射鏡を構成する鏡の数によって決まり、よ
って該角度は回転型反射鏡本体の直径、すなわち回転軸
から反射鏡までの距離には依存しない。一方、掃引され
た反射光の拡がり距離は、反射鏡からの距離に依存す
る。そして、この掃引された反射光の拡がり距離は、立
体像表示体中で所望方向へのレーザ光ビームの掃引距
離、またはレーザ光ビームの移動距離となる。且つ、他
のレーザ光ビームと交差する場合は、該交差部分の掃引
距離、または移動距離となる。
【０２９４】さらに、単位時間あたりの上記の各掃引距
離、または移動距離は、掃引速度あるいは移動速度に依
存する。且つ、該掃引速度あるいは移動速度は、回転型
反射鏡の回転角速度すなわち回転型反射鏡の単位時間あ
たりの回転数によって決まる。
【０２９５】また本発明では、回転型反射鏡と立体像表
示体間の距離を調節可能に構成することもできる。この
構成によっても、立体像表示体中の表示範囲を所望の範
囲に調整することが可能になる。
【０２９６】ここで、反射鏡と立体像表示体間の距離調
節は、反射鏡と立体像表示体の少なくともいずれかを移
動させる自動移動機構によって自動調節可能な構成にす
ることが好ましいが、手動で調節可能な構成にすること
も可能である。自動移動機構による構成の場合、入力さ
れる三次元立体像信号から同期信号を検出して該同期信
号の周期から精細度制御手段が精細度を割り出し、自動
移動機構を制御して反射鏡と立体像表示体の少なくとも
いずれかを必要な距離だけ移動させる構成となる。
【０２９７】レーザ光強度変調手段Ｃｐ３は、少なくと
も一基のレーザ発振器の出力を三次元立体像信号に基づ
いて光強度変調するか、または二本のレーザ光ビームの
少なくとも一本の光強度を三次元立体像信号に基づいて
変調する。光強度変調は、光の強度を変調信号に応じて
変化させる変調であり、三次元立体像信号入力によっ
て、例えば半導体レーザを直接駆動して変調波を得る。
これは半導体レーザの駆動電流を直接変調することでで
きる。あるいは、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の
結晶を用いた外付けの変調器でも実現できる。
【０２９８】信号処理部Ｃｐ４は、入力された三次元立
体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるいは場
合によってこれらに加え、三次元立体像が動像か静止像
か、さらに動像データの場合に像繰り返し周期などの種
別を同定するための信号が載った入力信号に基づき、少
なくとも一基のレーザ発振器からの出力を光強度変調す
るための変調信号をレーザ光強度変調手段Ｃｐ３に送
り、また光路制御手段Ｃｐ２へ同期信号を送り、さらに
精細度制御手段Ｃｐ５へ信号の種別情報か、同期信号の
周期情報を送るものであり、信号入力端子Ｉｓ、符号化
／復号化手段１２１、キュビットメモリ１２２、Ｄ／Ａ
変換器１２３、記録手段１２４、種別・同期信号抽出回
路１２５などを備えて成る。キュビットメモリ１２２
は、１個の立体像を示すキュビットの構成データを、キ
ュビット単位で格納可能なメモリである。
【０２９９】信号入力端子Ｉｓから入力されるか、また
は記録手段１２４から再生された符号化されている三次
元立体像信号は、符号化／復号化手段１２１により復号
化処理がなされ、Ｄ／Ａ変換器１２３によりアナログ信
号に変換される。なお、この復合化処理においてキュビ
ットメモリ１２２がワーキングメモリとして利用され
る。
【０３００】なお、信号入力端子Ｉｓから入力された三
次元立体像信号が符号化されていない場合は、符号化／
復号化手段１２１による復号化処理はスキップされる。
また、このとき入力された三次元立体像信号を符号化／
復号化手段１２１により符号化処理して、記録手段１２
４へ記録することもできる。
【０３０１】前記Ｄ／Ａ変換器１２３により変換された
信号は、三次元立体像信号としてレーザ光強度変調手段
Ｃｐ３に入力される。
【０３０２】一方、前記Ｄ／Ａ変換器１２３により変換
された信号は、種別・同期信号抽出回路１２５にも入力
され、抽出された同期信号は第１ライン光ビーム掃引制
御回路１２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路１２７
へ送られる。また、三次元立体像信号の種別を同定する
ための信号は、精細度制御手段Ｃｐ５へ送られる。
【０３０３】精細度制御手段Ｃｐ５は、立体像表示体Ｄ
Ｐ１内に形成される立体像の精細度を制御するか、また
は表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、精
細度制御手段Ｃｐ５は、異なる像の繰返し周期をそれぞ
れ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内のい
ずれかが三次元立体像信号として適用される場合に、こ
の三次元立体像信号に搭載された、種別を特定する信号
または同期信号の周期に基づき種別を特定するか、像の
繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して、第一軸方向、第二軸方
向、第三軸方向への所定掃引距離のうち少なくとも一つ
の距離を変更することにより、形成される立体像表示領
域の寸法を、入力などによって指定された所望値とする
か、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
立体像表示体内に形成される立体像表示領域の寸法を変
更することにより、各軸方向への所定掃引距離を、入力
などによって指定された所望値とする。
【０３０４】照明部Ｃｐ６は、立体像表示体ＤＰ１内を
照らすものであり、電源回路１２９に接続された照明燈
Ｌａｍｐによって構成される。この照明部Ｃｐ６は、立
体像表示体ＤＰ１内の呈色材として、例えばレーザ光照
射により光化学反応を起こして分子構造が変わることで
外殻電子の状態が変化し、赤外光や可視光などのの照射
によって着色するようなフォトクロミック材が適用され
た、三次元立体像表示装置に具備されるものである。例
えばスピロベンゾピランを呈色材として用いると、レー
ザ光照射により光化学反応が進行した部分は、可視光線
による照明下で赤色に呈色する。
【０３０５】つぎに、呈色原理および呈色材につき説明
する。本発明では、発色現象と着色現象を含めて呈色と
定義する。発色は、呈色材が自ら発光するものであり、
電子の励起および緩和に伴って放射される可視光によっ
て呈色する。また着色は、外部光の照射によって特定の
波長の光を選択的に反射して呈色するものである。
【０３０６】本発明においては、空間的に分布した呈色
材のうち、着目する位置にある呈色材のみを選択的に呈
色させるために、光路が異なる複数本のレーザ光ビーム
を用いて着目する位置においてこれらを交差させ、これ
ら複数本のレーザ光ビームの有する各エネルギによる作
用、または交差部分での和周波混合を利用して該位置に
ある呈色材を呈色させる構成としている。したがって、
本発明で適用可能な呈色原理および呈色材は、複数本の
レーザ光ビームに作用するものでなければならない。
【０３０７】そこで本発明で適用可能な呈色原理および
呈色材には、以下の種類がある。 ａ）電子励起・緩和発光型 レーザ光ビームの照射により電子が高いエネルギ準位に
励起され、次いでこのエネルギ緩和過程で可視光を放出
するものであり、よってこの場合の呈色は可視光の発光
となる。 ａ−１ 多段階励起方式 複数のレーザ光ビームの照射により、電子が少なくとも
一つの中間段階のエネルギ準位を順に経て高いエネルギ
準位に多段階励起され、次いでこのエネルギ緩和過程で
可視領域の光を放出して発光する原理によるもので、複
数のレーザ光ビームの各々が各段階の励起に寄与する。
【０３０８】このうち、とりわけ立体像の表示に適する
ものが、異なる波長の二本のレーザ光ビームにより原
子、分子、またはイオンが励起される二波長二段階励起
方式（ＴＳＴＦ）である。二波長のレーザ光ビームで二
段階の励起後に緩和による可視光を発光する材料として
は、カリウム系の気体や、希土類元素テルビウムやＥｒ
をフッ化ガラス中にドープした特殊ガラス等が知られて
いる。
【０３０９】したがって異なる波長の二本のレーザ光ビ
ームを異なった光路から交差させると、交差部分にある
二段階励起型の呈色材のみが両レーザ光ビームの照射を
受けて二段階励起し、発光する。
【０３１０】ａ−２ 和周波混合方式 複数の異なる波長のレーザ光ビームの夫々単独では励起
されないが、混合により発生する和周波レーザ光によっ
て励起され、緩和により可視光を発光するもので、例え
ば平均粒径が数ナノメートル級のシリコン超微粒子材料
（Ｓｉ−ＵＦＰ）や酸化シリコン超微粒子材料、さらに
酸化チタン系超微粒子材料等が知られている。
【０３１１】したがって例えば異なる波長の二本のレー
ザ光ビームを異なった光路から交差させると、交差部分
においてのみ両波の和周波混合がなされ、その位置にあ
る呈色材のみが生成された和周波レーザ光ビームの照射
を受けて励起し、発光する。
【０３１２】シリコン超微粒子材料（Ｓｉ−ＵＦＰ）や
酸化シリコン超微粒子材料は、表面の水素処理等によっ
て、赤色から紫色までの各色に発光する。従って、例え
ばこれら表面処理等が施されたＳｉ−ＵＦＰや酸化シリ
コン超微粒子によって、三原色の発光材が具現される。
【０３１３】ｂ）光化学反応型 赤外または遠赤外領域、あるいは紫外領域のレーザ光ビ
ームの照射により開環反応などの光化学反応が進行して
分子構造が変化するものであり、この結果、可視光下で
着色するか、あるいはこの分子構造が変化後のレーザ光
ビーム照射で発光する。よってこの場合の呈色は可視光
の発光または着色となる。ここで、異なる波長の多光
子、たとえば異なる波長の２光子により光化学反応が進
行するものと、同一波長の多光子、たとえば同一波長の
２光子により光化学反応が進行するものがある。
【０３１４】このような光化学反応型の呈色材として
は、ニトロスピロベンゾピラン等が知られている。ニト
ロスピロベンゾピランは、それぞれ波長が１０６４ｎｍ
と５３２ｎｍの二本のレーザ光ビームで同時に照射する
と、二波長二光子吸収により開環反応のためのエネルギ
が得られてフォトメロシアニンが生成され、このフォト
メロシアニンによって可視光下で鮮明な青色ないし青紫
色に着色する。
【０３１５】また、上記のフォトメロシアニンはさら
に、５３２ｎｍのレーザ光ビームの照射で励起される
と、赤い蛍光を発する。ここで照射するレーザ光ビーム
は、波長５３２ｎｍのレーザ光のビームか、または波長
１０６４ｎｍのレーザ光のビームを二本、同時に照射す
るようにしてもよい。
【０３１６】本発明では、上記の電子励起・緩和発光型
および光化学反応型の、いずれの原理も適用可能であ
る。また、材質として気体呈色材、液体呈色材、固体呈
色材のいずれか、またはこれらの任意な混成によるもの
が使用可能である。
【０３１７】図４は、レイヤー掃引によるキュビット構
成の例を示す図である。また図５は、適用される三次元
立体像信号のタイミングチャートである。
【０３１８】レイヤー掃引による立体像表示に適用され
る三次元立体像信号は、図５に示されるように、振幅変
調像信号ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３等ｓ１Ｎまでの、Ｎ個
の一次元の像の信号がそれぞれ期間ｈ１ｄ１、ｈ１ｄ
２、ｈ１ｄ３、‥‥、ｈ１ｄＮで、水平同期信号Ｈの属
する期間ｈ１ｄ１ｒ、ｈ１ｄ２ｒ、‥‥等を挟んで時系
列的に連なって、二次元描像を形成させる第１レイヤー
Ｌｙ１の信号となり、ついで垂直同期信号Ｖの属する期
間ｈ２ｒを挟んで、振幅変調像信号ｓ２１、ｓ２２、ｓ
２３等のＮ個の一次元の像の信号がそれぞれ期間ｈ２ｄ
１、ｈ２ｄ２、ｈ２ｄ３等で、水平同期信号Ｈの属する
期間ｈ２ｄ１ｒ、ｈ２ｄ２ｒ、‥‥等を挟んで時系列的
に連なって、二次元描像を形成させる第２レイヤーの信
号となり、このようにして振幅変調像信号ｓＮＮを有す
る第ＮレイヤーＬｙＮまで、Ｎ層のレイヤーの信号が時
系列的に連なって第１キュビットＣｕｂｉｔ＃１の信号
を構成する。
【０３１９】さらに、第１キュビットＣｕｂｉｔ＃１の
信号に続き、原点Ｏ復帰同期信号Ｒが属する原点復帰期
間ｒｔＯＲを挟んで、第２キュビットＣｕｂｉｔ＃２の
信号が時系列的に連なり、このようにしてレイヤー掃引
による立体像表示に適用される三次元立体像信号が構成
される。この三次元立体像信号は、図２に示される信号
処理部１２３からの出力信号として具現される。
【０３２０】以下、図４および図５に基づき、さらに図
１を参照して、キュビットの構成と、キュビットの形成
動作を詳細に説明する。
【０３２１】図１に示される第１ライン光ビームＢｍ１
１と第２ライン光ビームＢｍ１２の光路制御により、先
ず原点Ｏにある両光ビームの交差位置を三軸直交座標の
ｆ軸（第一軸：フロンテージ方向）方向に始端Ｏ（ｆ＝
０）から末端Ｐ２（ｆ＝ｆＮ）まで連続掃引する。この
期間が前記期間ｈ１ｄ１となる。期間ｈ１ｄ１中は、本
構成では交差位置がｄ方向とｈ方向に移動しない。
【０３２２】このｆ方向への掃引が、バンド幅（帯域）
を有して像信号でアナログ振幅変調されたレーザ光に基
づき為される場合は、表示体中の呈色材が連続的にｆ方
向に照射されて、ｆ方向に連続的にキュビセルの列が形
成され、キュビセル・ラインｈ１ｄ１’となる。なお各
キュビセルのｆ方向寸法の下限は、帯域幅に依存する。
但し、入力される三次元立体像信号が元来、有限の画素
数の撮像機が撮像した信号に基づき構成されるから、連
続的な振幅変調がなされていても、実質的には該撮像側
の画素数に対応した離散値が載っていることになる。
【０３２３】キュビセル・ラインｈ１ｄ１’形成後、両
レーザ光ビームの交差位置は期間ｈ１ｄ１ｒでｆ方向に
復帰しつつ、同時にｄ軸（第二軸）方向にεｄ（所定距
離）だけ掃引されて点Ｐ３０１に移動し、ついで前記同
様に期間ｈ１ｄ２で第一軸方向に点Ｐ３０２まで連続掃
引されてキュビセル・ラインｈ１ｄ２’が形成される。
この期間ｈ１ｄ２中は、交差位置がｄ方向とｈ方向に移
動しない。この後、交差位置は期間ｈ１ｄ２ｒでｆ方向
に復帰しつつ、同時にｄ軸（第二軸）方向にεｄ（所定
距離）だけ掃引されて点Ｐ３０３に移動し、ついで前記
同様に第一軸方向に点Ｐ３０４まで連続掃引されてキュ
ビセル・ラインｈ１ｄ３’が形成される。
【０３２４】前記のようにして、両レーザ光ビームの交
差位置を掃引することにより、点Ｐ３からＰ４に至るキ
ュビセル・ラインｈ１ｄＮ’が形成されると、これらキ
ュビセル・ラインｈ１ｄ１’〜ｈ１ｄＮ’から成る第１
レイヤーＬｙ１が生成される。
【０３２５】ついで、両レーザ光ビームの交差位置は期
間ｈ２ｒで原点方向に復帰しつつ、同時にｈ軸（第三
軸）方向にεＬｙ（所定距離）だけ掃引されて点Ｐ５に
移動し、つぎに点Ｐ５から点Ｐ６に至るキュビセル・ラ
インｈ２ｄ１’を形成後、期間ｈ２ｄ１ｒで復帰し、以
下前記同様の掃引を反復して第２レイヤーＬｙ２が生成
される。以下、同様にしてレイヤーが順次生成され、キ
ュビセル・ラインｈＮｄＮ’を含む第ＮレイヤーＬｙＮ
が生成されると、第１キュビットＣｕｂｉｔが形成され
たことになる。
【０３２６】１キュビットＣｕｂｉｔが形成されると、
両レーザ光ビームの交差位置は期間ｒｔＯＲで原点Ｏに
復帰し、第２キュビットＣｕｂｉｔ形成のための掃引が
始まる。
【０３２７】前記のように、図４のキュビットは、各レ
イヤーがｆｄ平面に平行となり、また各キュビセル・ラ
インはｆ軸に平行となる構成である。この構成のキュビ
ットを具現するためには、光路制御による両レーザ光ビ
ームの光路変更を連続的ではなく、停止期間と移動期間
とが連なる間欠動作をさせる必要がある。
【０３２８】図６は、装置動作のタイミングチャートで
ある。同図および図２に基づいて本実施形態の装置の動
作を説明する。期間ｈ１ｄ１において、制御信号１２６
ｂと１２７ｂにしたがい反射鏡Ｇｖ１１２と反射鏡Ｇｖ
１２２は停止している。よって両レーザ光ビームの交差
位置は、ｄ、ｈ両軸方向へは掃引されない。一方、制御
信号１２６ａにしたがう回転ミラーユニットＲＭＵ１１
１の回転により、第１ライン光ビームＢｍ１１はｆ軸方
向にｆ＝０からｆ＝ｆＮまで掃引され、また制御信号１
２７ａにしたがう回転ミラーユニットＲＭＵ１２１の回
転により、第２ライン光ビームＢｍ１２もｆ軸方向にｆ
＝０からｆ＝ｆＮまで掃引される。この結果、交差点が
連続してキュビセルＣｕｂｃを形成させ、これがキュビ
セルラインとなる。
【０３２９】ｆ＝ｆＮまで掃引ののち、期間ｈ１ｄ１ｒ
で、回転ミラーユニットＲＭＵ１１１と回転ミラーユニ
ットＲＭＵ１２１の回転に伴い次のサブミラーへ移行す
ることで、両レーザ光ビームの交差位置はｆ軸方向にｆ
＝ｆＮからｆ＝０まで戻るが、これとともに、制御信号
１２７ｂにしたがい反射鏡Ｇｖ１２２がｆ軸中心に脈動
して角度を変えると、第２ライン光ビームＢｍ１２はｄ
軸方向へεｄだけ掃引される。この間、ｈ軸方向へは掃
引されない。
【０３３０】上記のようなｆ軸方向にｆ＝０からｆ＝ｆ
Ｎまで掃引と、その後のｆ軸方向にｆ＝ｆＮからｆ＝０
まで掃引ならびにｄ軸方向へεｄだけの掃引が反復さ
れ、ｄ軸方向への移動がｄ＝ｄＮに至ると、レイヤーＬ
ｙ１が形成される。ついで、帰線期間ｈ２ｒでｆ＝０、
ｄ＝０へ戻ると同時に、制御信号１２６ｂにしたがい反
射鏡Ｇｖ１１２がｆ軸中心に脈動して角度を変えると、
ｈ軸方向へεＬｙだけ掃引される。
【０３３１】前記を反復して順にレイヤーＬｙ２からレ
イヤーＬｙｎまで形成させると、ｈ軸方向への移動がｈ
＝ｈＮに至り、キュビットが形成される。この後、両レ
ーザ光ビームの交差位置は期間ｒｔＯＲにおいて原点Ｏ
へ復帰し、以降、つぎのキュビットの形成過程が進行す
る。
【０３３２】図７は、本発明に係る三次元立体像表示装
置に適用される光源Ｃｐ１要部の構成例の説明図であ
る。この構成による光源は、１基のレーザ発振器Ｌｄｐ
を用いて、出力されるビームをビームスプリッタＢｓｐ
で二分割し、一方のビームＢｍ１はそのまま使用し、他
方のビームは二倍高調波変換素子ＳＨＧを経て二分の一
の波長のビームＢｍ２とする。この構成により、例えば
Ｎｄ／ＹＡＧレーザ発振器を１基用いて、波長が１０６
４ｎｍのビームと、波長が５３２ｎｍのビームとの二本
のコヒーレントなビームが得られる。
【０３３３】図８は、本発明に係る三次元立体像表示装
置に適用される光源の別の構成例の説明図である。この
構成による光源は、２基のレーザ発振器Ｌｄｐ１、Ｌｄ
ｐ２を用い、それぞれフルミラーＦｍｒ１、Ｆｍｒ２に
より光路が制御された二本のビームを得るものである。
このように、本発明に係る三次元立体像表示装置には図
７、図８いずれの構成の光源も適用可能である。
【０３３４】図９は、図１に示される三次元立体像表示
装置に適用される光路制御手段Ｃｐ２の要部である、ガ
ルバノミラーユニットの斜視図である。ガルバノミラー
ユニットＧＭＵは、三軸方向をｆ、ｄ、ｈとして、回動
軸がｄ軸方向のガルバノ型の反射鏡Ｇｖ１１と、回動軸
がｆ軸方向のガルバノ型の反射鏡Ｇｖ１２を備える。さ
らに各反射鏡Ｇｖ１１、Ｇｖ１２は、図示されないアク
チュエータによって駆動される。
【０３３５】ｆ軸方向から入射した光ビームＢｆ１が、
回動する反射鏡Ｇｖ１１により反射してｆｈ平面上で振
られ、この光ビームＢｈ１がついで回動する反射鏡Ｇｖ
１１により反射して、光路方向断面がｆｈ方向に拡がる
光ビームＢｍ１が出力される。
【０３３６】図１０は、本発明に係る三次元立体像表示
装置に適用される光路制御手段のさらに別の例である回
転ミラーユニットの要部斜視図である。回転ミラーユニ
ットＲＭＵは、モータＭ１１によってｄ軸中心に回転す
るポリゴンミラーＰｇｍ１１と、モータＭ１２によって
ｆ軸中心に回転するポリゴンミラーＰｇｍ１２を備え
る。
【０３３７】ポリゴンミラーＰｇｍ１１、Ｐｇｍ１２は
それぞれ複数の短冊状のサブミラーｓｍｒ１１、ｓｍｒ
１２から構成されている。
【０３３８】ｆ軸方向から入射した光ビームＢｆ１が、
回転するポリゴンミラーＰｇｍ１１の１枚のサブミラー
ｓｍｒ１１により反射してｆｈ平面上で振られ、この光
ビームＢｈ１’がついで回転するポリゴンミラーＰｇｍ
１２の１枚のサブミラーｓｍｒ１２により反射して、光
路方向断面がｆｈ方向に拡がる光ビームＢｍ１’が出力
される。
【０３３９】図１１は、本実施形態に係る三次元立体像
表示装置ＯＲＩＩＮ１におけるキュビット構成の別の例
を示す図である。原点Ｏにある両光ビームの交差位置を
三軸直交座標のｆ軸およびｄ軸方向に、始端Ｏから末端
Ｐ１３０１まで連続掃引する。この期間が前記期間ｈ１
ｄ１となる。期間ｈ１ｄ１中は、本構成では交差位置が
ｈ方向に移動しない。
【０３４０】このｆおよびｄ方向への同時掃引が、バン
ド幅（帯域）を有して像信号でアナログ振幅変調された
レーザ光に基づき為される場合は、表示体中の呈色材が
連続的にｆｄ方向に照射されて、ｆｄ方向に連続的にキ
ュビセルの列が形成され、キュビセル・ラインｈ１ｄ
１’となる。但し、入力される三次元立体像信号が元
来、有限の画素数の撮像機が撮像した信号に基づき構成
されるから、連続的な振幅変調がなされていても、実質
的には該撮像側の画素数に対応した離散値となり、これ
に対応してキュビセルが生成されることになる。
【０３４１】キュビセル・ラインｈ１ｄ１’形成後、両
レーザ光ビームの交差位置は期間ｈ１ｄ１ｒで点Ｐ１３
０１からｆ方向に復帰しつつ、同時にｄ軸方向に掃引さ
れて点Ｐ１３０２に至る。ここで、原点Ｏ〜点Ｐ１３０
２間の距離がεｄ（所定距離）となるよう、掃引速度が
決められる。ついで点Ｐ１３０２から、前記同様に期間
ｈ１ｄ２でｆｄ方向に点Ｐ１３０３まで連続掃引されて
キュビセル・ラインｈ１ｄ２’が形成される。この期間
ｈ１ｄ２中は、交差位置がｈ方向に移動しない。
【０３４２】前記のようにして、両レーザ光ビームの交
差位置を掃引することにより、点Ｐ４に至るキュビセル
・ラインｈ１ｄＮ’が形成されると、これらキュビセル
・ラインｈ１ｄ１’〜ｈ１ｄＮ’から成る第１レイヤー
Ｌｙ１が生成される。
【０３４３】ついで、両レーザ光ビームの交差位置は期
間ｈ２ｒで原点方向に復帰しつつ、同時にｈ軸（第三
軸）方向にεＬｙ（所定距離）だけ掃引されて点Ｐ１３
２１に移動し、点Ｐ１３２１から始まるキュビセル・ラ
イン形成を反復して第２レイヤーＬｙ２が生成される。
以下、同様にしてレイヤーが順次生成され、キュビセル
・ラインｈＮｄ１’、ｈＮｄ２’を含む第ＮレイヤーＬ
ｙＮが生成されると、ひとつのキュビットＣｕｂｉｔが
形成されたことになる。
【０３４４】１キュビットＣｕｂｉｔが形成されると、
両レーザ光ビームの交差位置は原点Ｏに復帰し、つぎの
キュビットＣｕｂｉｔ形成のための掃引が始まる。
【０３４５】前記のように、図１１のキュビットは、各
レイヤーがｆｄ平面に平行となり、また各キュビセル・
ラインはｆ軸、ｄ軸に角度を有する構成である。この構
成のキュビットを具現するためには、光路制御による両
レーザ光ビームのｆ軸、ｄ軸方向の光路変更を連続的に
し、一方、ｈ方向の光路変更は停止期間と移動期間とが
連なる間欠動作をさせる。
【０３４６】このように、ライン状レーザ光ビームを用
いて上記のように掃引することで、三軸各方向に高精細
度の立体像の描像が可能になる上、第一軸方向への連続
掃引と同時に第二軸方向に連続掃引することで、掃引機
構の動作を連続にでき、よって少なくとも第一軸方向と
第二軸方向への掃引機構の脈動動作を排除できて、掃引
機構を簡素化できるという利点がある。
【０３４７】図１２は、本実施形態に係る三次元立体像
表示装置ＯＲＩＩＮ１におけるキュビット構成のさらに
別の例を示す図である。原点Ｏにある両光ビームの交差
位置を三軸直交座標の全軸方向、すなわちｆ軸およびｄ
軸およびｈ軸方向に、始端Ｏから末端Ｐ１４０１まで連
続掃引する。この期間が前記期間ｈ１ｄ１となる。期間
ｈ１ｄ１中は、本構成では交差位置がｆ、ｄ、ｈ方向す
べてに移動する。
【０３４８】この掃引により、表示体中の呈色材が連続
的にｆｄｈ方向に照射されて、ｆｄｈ方向に連続的にキ
ュビセルの列が形成され、キュビセル・ラインｈ１ｄ
１’となる。
【０３４９】キュビセル・ラインｈ１ｄ１’形成後、両
レーザ光ビームの交差位置は期間ｈ１ｄ１ｒで点Ｐ１４
０１からｆ方向に復帰しつつ、同時にｄ軸方向とｈ軸方
向に掃引されて点Ｐ１４０２に至る。ここで、原点Ｏ〜
点Ｐ１４０２間のｄ軸方向距離がεｄ（所定距離）とな
るよう、掃引速度が決められる。ついで点Ｐ１４０２か
ら、前記同様に期間ｈ１ｄ２でｆｄｈ方向に点Ｐ１４０
３まで連続掃引されてキュビセル・ラインｈ１ｄ２’が
形成される。この期間ｈ１ｄ２中は、交差位置がｆ、
ｄ、ｈ方向すべてに移動する。
【０３５０】前記のようにして、両レーザ光ビームの交
差位置を掃引することにより、点Ｐ１４０４に至るキュ
ビセル・ラインｈ１ｄＮ’が形成されると、これらキュ
ビセル・ラインｈ１ｄ１’〜ｈ１ｄＮ’から成る、傾斜
した第１レイヤーＬｙ１が生成される。
【０３５１】ついで、両レーザ光ビームの交差位置は期
間ｈ２ｒでｆ＝０、ｄ＝０方向に復帰しつつ、同時にｈ
軸方向にも移動して点Ｐ１４２１に移動する。このとき
原点Ｏから点Ｐ１４２１に至る距離がεＬｙ（所定距
離）になるよう、掃引制御がなされる。
【０３５２】以下、点Ｐ１４２１から始まるキュビセル
・ライン形成を反復して第２レイヤーＬｙ２が生成さ
れ、同様にしてレイヤーが順次生成され、ひとつのキュ
ビットＣｕｂｉｔが形成されたことになる。
【０３５３】１キュビットＣｕｂｉｔが形成されると、
両レーザ光ビームの交差位置は原点Ｏに復帰し、つぎの
キュビットＣｕｂｉｔ形成のための掃引が始まる。
【０３５４】前記のように、図１２のキュビットは、各
レイヤーがｆｄｈ各軸から傾斜し、また各キュビセル・
ラインもｆｄｈ軸に角度を有する構成となる。この構成
のキュビットを具現するためには、光路制御による両レ
ーザ光ビームのｆ軸、ｄ軸およびｈ軸方向の光路変更を
連続的にする。
【０３５５】したがって、ライン状レーザ光ビームを用
いて前記のように掃引することにより、三軸各方向の高
精細度の立体像の描像が可能になる上、第一軸方向への
連続掃引と同時に第二軸方向および第三軸方向に連続掃
引することで、掃引機構の動作をすべて連続にでき、よ
って掃引機構の動作をすべて連続にできることで、掃引
機構をさらに簡素化できるという利点がある。とりわ
け、掃引機構の間欠動作によるバックラッシュを小さく
でき、安定した像を得ることが可能になる。
【０３５６】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ５の動作を説
明する。精細度制御手段Ｃｐ５は、種別・同期信号抽出
回路１２５から供給される種別・同期信号及び、外から
の指定値として入力された、精細度や表示領域の寸法の
所望値Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｆ方向の単位
掃引移動距離εｆ、ｄ方向の単位掃引移動距離εｄ、ｈ
方向の単位掃引移動距離εＬｙを算出し、εｆとεＬｙ
が載った制御信号１３０ａを第１ライン光ビーム掃引制
御回路１２６に、εｆとεｄが載った制御信号１３０ｂ
を第２ライン光ビーム掃引制御回路１２７へ送出する。
【０３５７】第１ライン光ビーム掃引制御回路１２６
は、このεｆとεＬｙが載った制御信号１３０ａを受け
て、εｆに基づきｆ軸方向の掃引開始角度や反射鏡Ｇｖ
１１１の回動速度を制御する信号１２６ａをアクチュエ
ータＡｃｔ１１へ送る。さらにεＬｙに基づきｈ軸方向
の掃引開始角度や反射鏡Ｇｖ１１２の回動速度を制御す
る信号１２６ｂをアクチュエータＡｃｔ１２へ送る。
【０３５８】さらに、第２ライン光ビーム掃引制御回路
１２７は、このεｆとεｄが載った制御信号１３０ｂを
受けて、εｆに基づきｆ軸方向の掃引開始角度や反射鏡
Ｇｖ１２１の回動速度を制御する信号１２７ａをアクチ
ュエータＡｃｔ２１へ送る。さらにεｄに基づきｄ軸方
向の掃引開始角度や反射鏡Ｇｖ１２２の回動速度を制御
する信号１２７ｂをアクチュエータＡｃｔ２２へ送る。
【０３５９】この結果、繰り返し周期の長い動像の三次
元立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離を
変更することにより、所定の表示領域に描像することが
でき、よって形成される立体像表示領域の寸法を所望値
とすることができる。
【０３６０】または、繰り返し周期の長い動像の三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定の単位掃引距離で
描画でき、よって描像の精細度を所望値とすることがで
きる。
【０３６１】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ５と光路制御手段Ｃｐ２によ
って、前記各軸方向の単位移動距離εｄ、εＬｙを所望
の距離に制御可能であるから、同一の立体像表示体を用
いる場合に、描像の精細度または立体像表示領域を所望
のものに調節することができる。この機能は、キュビッ
トの構成を問わず実現できる。
【０３６２】これにより、本実施形態によれば三軸方向
の高精細度かつ像歪みのない立体像の描像が可能にな
り、さらに三軸方向へ直交掃引する構成であるから、立
体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなさ
れ、表示像への信頼度が向上する上、掃引機構が簡素化
できるという効果がある。
【０３６３】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０３６４】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
用途は、立体静止像が適用される分野にとりわけ適して
いる。
【０３６５】特に適する用途としては、第一に、臨床医
学や基礎医学分野のうちでもとりわけ検査・治療分野に
おける、従来平面画像表示されていた断層像に代わる立
体断層静止像の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ
断層の立体静止像の表示がある。
【０３６６】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、立体静止像表示に適する。
【０３６７】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０３６８】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０３６９】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０３７０】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０３７１】図１３は、本発明に係る三次元立体像表示
システム構成例のブロック図である。同図に示されるよ
うに、本発明に係る三次元立体像表示システムＯＲＮ１
１は、表示対象である立体を構成する各部分の位置情報
を含むデータを編成する手段である三次元立体像信号生
成系ＯＲＮ１１１と、前記編成されたデータを伝送する
手段である伝送系ＯＲＮ１１２と、伝送されたデータを
受理して、該データに基づき、三次元方向に拡がる表示
体内に立体像を描像する手段である立体像表示系ＯＲＮ
１１３とを備えて成る。
【０３７２】三次元立体像信号生成系ＯＲＮ１１１は、
表示対象である立体を撮像する立体撮像手段１１１１
と、立体撮像手段１１１１から入力された信号に基づい
て三次元立体像信号を形成するデータを編集・生成する
３次元像データ生成手段１１１２と、３次元像データ圧
縮及びエラーコードのエンコーダ１１１３を備える。３
次元像データ圧縮及びエラーコードのエンコーダ１１１
３では、伝送や記録に適した形式で像データの符号化や
変換がなされる。
【０３７３】前記に加え、さらに三次元ＣＧデータに基
づき三次元立体像信号を形成するデータに変換するコン
バータ１１１４を備えた構成とすることもできる。
【０３７４】また、前記に加えさらに、三次元立体像信
号を形成するデータの記録手段１１１５を備えた構成と
することもできる。記録手段１１１５は、３次元像デー
タ圧縮及びエラーコードのエンコーダ１１１３により符
号化や変換がなされた三次元立体像信号を形成するデー
タを記録するほか、３次元像データ生成手段１１１２や
コンバータ１１１４からのデータを直接、記録すること
も可能である。 なお、記録手段１１１５はデータの記
録機能および再生機能を備える。
【０３７５】ここで、前記三次元立体像信号を形成する
データには、表示対象である立体の各部分の位置情報に
加えて各部分の属性情報、たとえば色調、濃淡、光沢、
屈折率、材質、密度、重量などの情報が含まれる。
【０３７６】このようにして、属性情報を含んだ三次元
立体像信号を形成するデータが、エンコーディングされ
て三次元立体像信号生成系ＯＲＮ１１１から放出され、
伝送系ＯＲＮ１１２を経て伝送される。
【０３７７】立体像表示系ＯＲＮ１１３は、伝送系ＯＲ
Ｎ１１２から受理した三次元立体像信号に基づき復号と
エラー補正を行なうデータ復号／エラー補正手段１１３
１と、データ復号／エラー補正手段１１３１から受けた
三次元立体像信号に基づきレーザ発振器を光強度変調し
て駆動させる変調／駆動手段１１３２と、変調／駆動手
段１１３２の制御下でレーザ光ビームを発するレーザダ
イオードＬｄｐと、レーザダイオードＬｄｐが出射した
レーザ光ビームの光路を制御する光路制御手段１１３４
と、光路制御手段１１３４によって光路制御された複数
本のレーザ光ビームの交差によるエネルギで呈色材を呈
色させることで描像する立体像表示体ＤＰ１１３を備え
て構成される。
【０３７８】前記に加えさらに、像データの記録手段１
１３５を備えた構成とすることもできる。記録手段１１
３５は、データ復号／エラー補正手段１１３１から受け
た三次元立体像信号が記録可能のほか、伝送系ＯＲＮ１
１２から受理した三次元立体像信号を直接、記録可能に
構成される。
【０３７９】前記のように、本三次元立体像表示システ
ムＯＲＮ１１では、三次元立体像信号を形成するデータ
の伝送手段の実行に先立ってデータに圧縮を施す手段
と、圧縮データの受理後に復元処理を施す手段とを備え
る構成とする。図１４は、本三次元立体像表示システム
ＯＲＮ１１における、このような信号処理の例の概念図
である。
【０３８０】同図は、一例として、ある時間におけるキ
ュビットＣｕｂｉｔ＃Ｎを構成する三次元分布のキュビ
セルＣｕｂｃ間の空間的圧縮、すなわちインナー・キュ
ビットによる処理と、別の時間におけるキュビットＣｕ
ｂｉｔ＃Ｎ＋１間での時間差的圧縮、すなわちインター
・キュビットによる処理を概念的に示すものである。
【０３８１】ところで、従来の二次元平面画像や疑似三
次元画像に適用されてきたデータ圧縮原理により処理さ
れたデータには、符号化時の量子化テーブル、動きベク
トルといった符号化情報など種々の情報があり、これら
を符号化ストリームに添付して伝送し、このようにして
像圧縮データを機器間で授受してきた。
【０３８２】一方、三次元立体像の表示においては、た
とえば三次元立体像信号を形成するデータを三次元空間
方向および時間方向に分割した複数のクラスタ間での、
鏡像処理やたたみこみ演算により生成される複数の像デ
ータストリームを並列に符号化し、また並列に復号化す
るといった、平面画像においてＭＰＥＧ方式が果たす機
能を凌駕するような符号化／復号化アルゴリズムが、こ
うした三次元立体像信号を形成するデータ圧縮・伝送技
術として新たに適用される必要があることは論をまたな
い。
【０３８３】このように、本発明では三次元位置情報や
その各部分の属性情報が載せられることで膨大となるデ
ータ量を、従来の二次元平面画像の圧縮原理や疑似三次
元画像に適用されてきたデータ圧縮原理に代えた、真の
三次元立体像信号を形成するデータの空間的／時間的圧
縮原理を新規に適用することによって減少させることが
でき、よってとりわけデータ伝送手段を簡略化すること
ができる。
【０３８４】前記のように、本発明に係る三次元立体像
表示システムＯＲＮ１１によれば、三次元方向に拡がる
表示体内に立体像を描像するための手段を、データの編
成手段から伝送手段をへてデータ受理と描像表示の手段
に至るまで、一貫して提供することができる。
【０３８５】すなわち、三次元立体像表示システムＯＲ
Ｎ１１によって、属性情報までも三次元方向に拡がる空
間内に再現する一貫した装置群を実現することが可能に
なるという効果を奏する。
【０３８６】しかも三次元立体像信号を形成するデータ
には位置情報に加えて属性情報を含むから、立体像の輪
郭や形状の表示にとどまらず、各部分の色調や濃淡はも
とより、その光沢をはじめ、各部分の屈折率までも再現
することが可能になる。
【０３８７】たとえば立体像表示体ＤＰ１１３内に分散
配設される呈色材に、光エネルギなどを付与することに
より屈折率が変化する非線形光学材料を適用することに
より、光照射により像信号に応じて着目部分の屈折率を
変化させることが可能となる。
【０３８８】例えば表示対象立体として、空気よりも光
屈折率が大のレンズを備えるカメラを描像する場合、従
来のステレオグラムなどの疑似的な三次元立体像表示装
置では、レンズの屈折率まで再現されることはなかっ
た。
【０３８９】一方、本発明に係る三次元立体像表示シス
テムＯＲＮ１１によれば、立体像表示体ＤＰ１１３内に
描像されるカメラのレンズ部分が、非線形光学材料によ
る呈色材によって屈折率まで再現されることになり、こ
の結果、描像された立体像においてレンズの背面部分が
実際にレンズ作用で拡大または縮小して観察されること
になる。こうした効果は、従来の三次元立体像表示シス
テムでは実現されることがなかった。
【０３９０】前記のような光屈折率の変化は、立体像の
描像再現において効果的であるばかりか、一般的な展示
デスプレイにおいても、特殊な効果を生みだす上でとり
わけ効果的となる。
【０３９１】以上は、属性を特に光屈折率に限って説明
したが、光屈折率に限られることなく、他の属性につい
ても類似の効果を具現することができる。
【０３９２】つぎに、記録手段の機能と動作につき説明
する。三次元立体像表示システムＯＲＮ１１は、前記の
ように三次元立体像信号生成系ＯＲＮ１１１に記録手段
１１１５が、また立体像表示系ＯＲＮ１１３に記録手段
１１３５が、それぞれ具備されている。これら記録手段
１１１５と記録手段１１３５は、少なくとも一方が具備
された構成でもよい。
【０３９３】これら記録手段１１１５、１１３５の機能
によって、データの編成時期と該データの再生時期を独
立させることができ、よって任意の時期においてデータ
の編成を実行するとともにこれを記録し、また任意の時
期においてデータの編成手段がこの記録を再生して伝送
し、一方、データの受理側がこの再生されたデータに基
づき直ちに描像表示するか、またはデータの受理側で再
度記録することが可能になる。なおデータとは、三次元
立体像信号を形成するデータを略したものであり、以下
同様である。
【０３９４】しかも、データの圧縮後に該圧縮データを
記録することによって、三次元位置情報やその各部分の
属性情報が載せられることで膨大となるデータ量を圧縮
によって減少させることができるから、記録手段の構成
が簡素化されるばかりか、記録に要する時間を短縮する
ことができる。
【０３９５】本実施形態に係る三次元立体像表示システ
ムの特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎
医学分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、
従来平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静
止像の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立
体静止像の表示がある。
【０３９６】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０３９７】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０３９８】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０３９９】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０４００】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０４０１】本発明の第２実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、ライン状レーザ光ビームを二本、直交状態
で交差させ、交差部分をベクトル掃引することにより、
立体の表面または稜線の連結による三次元立体像の描像
をなす構成である。
【０４０２】図１５は、本発明の第２実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部斜視図である。図１６は、そ
の機能ブロック図である。さらに図１７は、その動作タ
イミングチャートである。
【０４０３】図１５および図１６に示されるように、本
発明の第２実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩ
ＩＮ２は、立体像Ｖｇ２が内部に形成される立体像表示
体ＤＰ２と、二基のレーザ発振器Ｌｄｐ２１、Ｌｄｐ２
２および、その駆動回路Ａｍｐ２１、Ａｍｐ２２を備
え、それぞれ出射光が光路方向にラインを形成するとと
もに光路方向の異なる第一のライン状レーザ光ビームＢ
ｍ２１と第二のライン状レーザ光ビームＢｍ２２を発射
する光源Ｃｐ２１と、発射された二本のレーザ光ビーム
Ｂｍ２１、Ｂｍ２２の光路を管理して立体像表示体ＤＰ
２中の所望の位置において交差させ、且つ交差位置に係
る像歪みを制御するとともに、この交差位置を移動させ
る掃引機能を備える光路制御手段Ｃｐ２２と、二基のレ
ーザ発振器Ｌｄｐ２１、Ｌｄｐ２２のうち少なくとも一
基の出力か、または両ライン状レーザ光ビームＢｍ２
１、Ｂｍ２２の少なくとも一方を、表示対象である立体
の表面または稜線に沿った位置情報によって構成された
三次元立体像信号に基づいて光強度変調するレーザ光強
度変調手段Ｃｐ２３と、入力された像信号を処理する信
号処理部Ｃｐ２４と、立体像表示体ＤＰ２内に形成され
る立体像Ｖｇ２の精細度を制御するか、または表示領域
の寸法を制御する精細度制御手段Ｃｐ２５と、立体像表
示体ＤＰ２内を照らす照明部Ｃｐ２６と、さらに電源回
路２２９を備えて構成されている。
【０４０４】立体像表示体ＤＰ２は、三軸方向寸法が
Ｆ、Ｄ、Ｈの透明な直方体であり、両ライン状レーザ光
ビームＢｍ２１、Ｂｍ２２の光路の交差部分によって内
部が照射され、該交差部分に照射されることで発色また
は着色する気体または液体または固体、またはこれらの
組み合わせで構成された呈色材が内部に三次元方向に一
様分散され、交差部分の集合として立体像Ｖｇ２が描像
される。ただし立体像表示体ＤＰ２は図示されているよ
うな直方体形状に限定されることなく、三次元方向に拡
がりを有するものであれば形状を問わない。
【０４０５】光源Ｃｐ２１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ２２によって光路が制御された第１ライン光ビーム
Ｂｍ２１と第２ライン光ビームＢｍ２２との交差部分に
ある呈色材が、両レーザ光ビームＢｍ２１とＢｍ２２に
より同時に照射を受けることによって、所定の色に呈色
する。
【０４０６】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポットとなる。しかも交差部分は掃引によって微小時間
で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受けて呈色
する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、このように
して呈色された呈色材が含まれる微小領域キュビセルＣ
ｕｂｃの列によって、キュビセル・ラインが形成され
る。
【０４０７】さらに掃引方向を移動させて掃引を反復す
ることで、次のキュビセル・ラインが形成され、この反
復で多数のキュビセル・ラインから成る立体像Ｖｇ２が
形成される。
【０４０８】レーザ光強度変調手段Ｃｐ２３へ入力され
る三次元立体像信号は、表示対象である立体の表面また
は稜線に沿って形成されており、この三次元立体像信号
で変調された駆動電流が、レーザダイオード駆動増幅器
Ａｍｐ２１またはＡｍｐ２２の少なくとも一方へ入力さ
れる。この結果、レーザダイオードＬｄｐ２１またはＬ
ｄｐ２２の少なくとも一方の出力が三次元立体像信号で
変調され、三次元立体像信号によって光強度変調された
ライン光ビームが発射される。
【０４０９】光路制御手段Ｃｐ２は、ライン状レーザ光
ビームＢｍ２１の掃引を制御する第１ライン光ビーム掃
引制御回路２２６、第１ライン光ビーム掃引制御回路２
２６からの制御信号２２６ａにより駆動されるアクチュ
エータＡｃｔ２１１、アクチュエータＡｃｔ２１１によ
りｄ軸を回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇｖ２１
１、さらに第１ライン光ビーム掃引制御回路２２６から
の制御信号２２６ｂにより駆動されるアクチュエータＡ
ｃｔ２１２、アクチュエータＡｃｔ２１２によりｆ軸を
回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇｖ２１２を備え
る。また、第１集束光学系Ｌｚ２１を備える。
【０４１０】さらに光路制御手段Ｃｐ２は、ライン状レ
ーザ光ビームＢｍ２２の掃引を制御する第２ライン光ビ
ーム掃引制御回路２２７、第２ライン光ビーム掃引制御
回路２２７からの制御信号２２７ａにより駆動されるア
クチュエータＡｃｔ２２１、アクチュエータＡｃｔ２２
１によりｈ軸を回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇ
ｖ２２１、さらに第２ライン光ビーム掃引制御回路２２
７からの制御信号２２７ｂにより駆動されるアクチュエ
ータＡｃｔ２２２、アクチュエータＡｃｔ２２２により
ｆ軸を回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇｖ２２２
を備える。また、第２集束光学系Ｌｚ２２を備える。
【０４１１】図１５に示されるように、レーザ発振器Ｌ
ｄｐ２１から発射されｆ軸方向に光路をとるライン状レ
ーザ光ビームは、ｄ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ２１１
で反射されて、ｆｈ平面上で振れる。このｆｈ平面上で
振れた反射光ビームが、ｆ軸を軸として回動可能な反射
鏡Ｇｖ２１２で反射され、さらに第１集束光学系Ｌｚ２
１を経ることにより、ｆｄ平面上でｆ軸方向へ振れ、か
つｄ軸方向へ直進するビームとなり、立体像表示体ＤＰ
２内に入射する。
【０４１２】一方、反射鏡Ｇｖ２１２がｆ軸中心に回動
して角度を変えると、ライン光ビームＢｍ２１はｈ軸方
向へ掃引される。よって以上の動作により、ライン光ビ
ームＢｍ２１は立体像表示体ＤＰ２内の位置（ｆ、ｈ）
をｄ軸方向に掃引することになる。
【０４１３】このようにライン光ビームＢｍ２１は、立
体像表示体ＤＰ２の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ２内
に入射する。したがって第１集束光学系Ｌｚ２１等の機
構部品は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０４１４】一方、レーザ発振器Ｌｄｐ２２から発射さ
れｆ軸方向に光路をとるライン状レーザ光ビームは、ｈ
軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ２２１で反射されて、ｆｄ
平面上で振れる。このｆｄ平面上で振れた反射光ビーム
が、ｆ軸を軸として回動可能な反射鏡Ｇｖ２２２で反射
され、さらに第２集束光学系Ｌｚ２２を経ることによ
り、ｆｈ平面上でｆ軸方向へ振れ、かつｈ軸方向へ直進
するビームとなり、立体像表示体ＤＰ２内に入射する。
【０４１５】一方、反射鏡Ｇｖ２２２がｆ軸中心に回動
して角度を変えると、ライン光ビームＢｍ２２はｄ軸方
向へ掃引される。よって以上の動作により、ライン光ビ
ームＢｍ２２は立体像表示体ＤＰ２内の位置（ｆ、ｄ）
をｈ軸方向に掃引することになる。
【０４１６】このようにライン光ビームＢｍ２２は、立
体像表示体ＤＰ２の面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ２内
に入射する。したがって第２集束光学系Ｌｚ２２等の機
構部品は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０４１７】前記で、ライン光ビームＢｍ２１とライン
光ビームＢｍ２２が同じ座標位置（ｆ、ｄ、ｈ）を通過
するように光路を制御すると、両方が一点で交差し、そ
の交差点がキュビセルＣｕｂｃを形成させる。光路制御
手段Ｃｐ２２は、三次元立体像信号にしたがい、第１ラ
イン光ビームＢｍ２１と第２ライン光ビームＢｍ２２の
光路を制御して交差点を移動させると、立体像Ｖｇ２が
立体像表示体ＤＰ２内に形成される。
【０４１８】たとえばライン光ビームＢｍ２１は、第１
集束光学系Ｌｚ２１上で点Ｐ２１’から点Ｐ２２’へ移
動し、ついで点Ｐ２２’から点Ｐ２３’へ移動し、つい
で点Ｐ２３’から点Ｐ２１’へ移動するよう制御され
る。
【０４１９】一方ライン光ビームＢｍ２２は、第２集束
光学系Ｌｚ２２上で点Ｐ２１’’から点Ｐ２２’’へ移
動し、ついで点Ｐ２２’’から点Ｐ２３’’へ移動し、
ついで点Ｐ２３’’から点Ｐ２１’’へ移動するよう制
御される。
【０４２０】この結果、立体像表示体ＤＰ２内に点Ｐ２
１〜点Ｐ２２〜点Ｐ２３〜点Ｐ２１を結ぶ立体像Ｖｇ２
が形成される。
【０４２１】ここで光路制御手段Ｃｐ２２は、両レーザ
光ビームが立体像表示体ＤＰ２中の各交差点において張
る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御するものとする。具体的には、両レーザ
光ビームＢｍ２１、Ｂｍ２２が上記θの範囲内で交差す
るよう、第１ライン光ビーム掃引制御回路２２６と第２
ライン光ビーム掃引制御回路２２７が各アクチュエータ
に制御信号を送る。
【０４２２】さらに第１ライン光ビーム掃引制御回路２
２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路２２７のうちの
少なくとも一方は、立体像表示体ＤＰ２内に形成される
立体像に発生する、前記交差位置に係る像歪みの補正処
理の機能を備える。
【０４２３】すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立
体像表示領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を
小とすることにより、端部側における交差部分の単位時
間あたりの移動距離が所定値になるようにし、一方、レ
ーザ光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側に
あるときの反射鏡の回動速度を大とすることにより、中
央部側における交差部分の単位時間あたりの移動距離が
同じ所定値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０４２４】具体的には、第１ライン光ビーム掃引制御
回路２２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路２２７
が、回動角速度を変動させるための例えば非線形波形の
制御信号を各アクチュエータに送る構成とする。
【０４２５】ｆ軸方向の歪補正は、第１ライン光ビーム
掃引制御回路２２６が制御信号１２６ａをアクチュエー
タＡｃｔ２１１へ送るとともに、第２ライン光ビーム掃
引制御回路２２７が制御信号２２７ａをアクチュエータ
Ａｃｔ２２１へ送ることにより為される。
【０４２６】ｄ軸方向の歪補正は、第２ライン光ビーム
掃引制御回路２２７が制御信号２２７ｂをアクチュエー
タＡｃｔ２２２へ送ることにより為される。
【０４２７】さらにｈ軸方向の歪補正は、第１ライン光
ビーム掃引制御回路２２６が制御信号２２６ｂをアクチ
ュエータＡｃｔ２１２へ送ることにより為される。
【０４２８】前記により、立体像表示体ＤＰ２中の各位
置に形成されるキュビセルの寸法を均一とし、よって交
差位置に係る像歪みが補正される。この機能は通常の立
体像表示体ＤＰ２寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体ＤＰ２寸法が大であり、しか
も立体像表示体ＤＰ２と周辺機構部品の距離を小さくし
て装置全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置に
おける、交差位置に係る像歪み補正に有効である。
【０４２９】さらに、立体像表示体中に形成されるキュ
ビセルの寸法を所望値に、かつ上記のように寸法を均一
に制御でき、よって精細度を所望値に制御できる。ある
いは、利用の都合上、表示領域を所望寸法に限定する必
要がある場合も、上記の構成によってキュビセルの寸法
を縮小し、かつ均一寸法に制御することで、立体像表示
体中の表示範囲を所望の範囲に調整することが可能にな
る。
【０４３０】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並んで形成可能なキュビセル数
を各２４０とすると、２４０×２４０×２４０＝１３、
８２４、０００個のキュビセル形成が可能である。本実
施形態における掃引はベクトル掃引であるから、全部の
キュビセルを掃引する必要はなく、立体を構成している
稜線や外郭線に沿うキュビセルのみを形成させるよう、
稜線や外郭線に沿った掃引を行なう。
【０４３１】したがって単位時間あたりの掃引回数つま
り掃引レートは、描像される稜線や外郭線の数に依存す
る。立体静止像を表示させる場合、呈色状態が長時間維
持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用する場合は
リフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状態が長時
間維持されない材料ではリフレッシュ書き換えが必要と
なる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合は、残光
時間が長いりん光体の呈色材の適用が好ましい。
【０４３２】信号処理部Ｃｐ２４は、入力された三次元
立体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるいは
場合によってこれらに加え、種別を同定するための信号
が載った入力信号に基づき、レーザ発振器からの出力を
光強度変調するための変調信号をレーザ光強度変調手段
Ｃｐ２３に送り、また光路制御手段Ｃｐ２２へ同期信号
を送り、さらに精細度制御手段Ｃｐ２５へ信号の種別情
報か、同期信号の周期情報を送るものであり、信号入力
端子Ｉｓ、符号化／復号化手段２２１、キュビットメモ
リ２２２、Ｄ／Ａ変換器２２３、記録手段２２４、種別
・同期信号抽出回路２２５などを備えて成る。
【０４３３】なお、 信号入力端子Ｉｓから種別・同期
信号抽出回路２２５に至る各部の機能と動作は前記実施
形態におけると略同様である。
【０４３４】Ｄ／Ａ変換器２２３により変換された信号
は、種別・同期信号抽出回路２２５において、同期信号
と、三次元立体像信号の種別を同定するための信号が抽
出され、同期信号は少なくとも第１ライン光ビーム掃引
制御回路２２６と第２ライン光ビーム掃引制御回路２２
７へ送られる。また、三次元立体像信号の種別を同定す
るための信号は、精細度制御手段Ｃｐ２５へ送られる。
【０４３５】精細度制御手段Ｃｐ２５は、立体像表示体
ＤＰ２内に形成される立体像の精細度を制御するか、ま
たは表示領域の寸法を制御するものである。以下、精細
度制御手段Ｃｐ２５の構成と動作を説明する。
【０４３６】精細度制御手段Ｃｐ２５は、種別・同期信
号抽出回路２２５から供給される種別・同期信号２２５
ｃ及び、外から入力された、精細度や表示領域の寸法の
所望値Ｓｔｄに基づき、交差部分の必要なｆ方向単位掃
引移動距離εｆ、ｄ方向単位掃引移動距離εｄ、ｈ方向
単位掃引移動距離εｈを算出し、εｆとεｈが載った制
御信号２３０ａを第１ライン光ビーム掃引制御回路２２
６に、εｆとεｄが載った制御信号２３０ｂを第２ライ
ン光ビーム掃引制御回路２２７へ送出するよう構成され
ている。
【０４３７】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号といっ
た、異なる像繰返し周期をそれぞれ有して種別が異なる
複数の三次元立体像信号の内のいずれかが適用された場
合に、種別を特定する信号または同期信号の周期に基づ
き種別を特定するか、像の繰返し周期が検出されると、
この像の繰返し周期及び立体像表示体の寸法ならびに、
精細度や表示領域の寸法の所望値Ｓｔｄに対応して、
ｆ、ｄ、ｈ三軸方向への所定掃引距離εｆ、εｄ、εｈ
のうち少なくとも一つの距離を変更することにより、所
定の表示領域に描像することができ、よって形成される
立体像表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【０４３８】または、周期に応じて立体像表示領域の寸
法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、よ
って描像の精細度を所望値とすることができる。
【０４３９】照明部Ｃｐ２６は、立体像表示体ＤＰ２内
を照らすものであり、その機能と動作は前記実施形態に
おけると略同様である。
【０４４０】図１７は、装置動作のタイミングチャート
である。同図および図２に基づいて本実施形態の装置の
動作を説明する。期間ｔ１〜ｔ２において、ライン光ビ
ームＢｍ２１はｆ軸方向にｆ＝ｆ１からｆ＝ｆ２まで掃
引され、一方ｈ軸方向にｈ＝ｈ１からｈ＝ｈ２まで掃引
される。
【０４４１】同期間においてライン光ビームＢｍ２２
は、ｆ軸方向にｆ＝ｆ１からｆ＝ｆ２まで掃引され、一
方ｄ軸方向にｄ＝ｄ１からｄ＝ｄ２まで掃引される。
【０４４２】この結果、交差点が連続してキュビセルＣ
ｕｂｃを形成させ、これがキュビセルラインとなる。な
お上記掃引において、前記のように交差位置に係る像歪
みの補正がなされている。
【０４４３】前記を反復して順にキュビセルラインを形
成させ、時間ｔ４においてベクトル掃引による１個の立
体像が形成される。以降、つぎのキュビットの形成過程
が進行する。
【０４４４】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ５と光路制御手段Ｃｐ２によ
って、前記各軸方向の単位移動距離εｄ、εＬｙを所望
の距離に制御可能であるから、同一の立体像表示体を用
いる場合に、描像の精細度を所望のものに調節すること
ができる。この機能は、キュビットの構成を問わず実現
できる。
【０４４５】これにより、本実施形態によれば三軸方向
の高精細度かつ像歪みのない立体像の描像が可能にな
り、さらに三軸方向へ直交掃引する構成であるから、立
体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなさ
れ、表示像への信頼度が向上する上、掃引機構が簡素化
できるという効果がある。
【０４４６】また光路制御手段が、表示領域を大にし、
且つ光源と表示領域間の距離を短縮する際に生じる像の
歪みを補正することによって、立体像表示体寸法が大で
あり、しかも装置全体の容積を縮小させた三次元立体像
表示装置を実現することができる。
【０４４７】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がなく、描像時間を短縮できるという効果
があり、動像の描像表示に有利である。
【０４４８】さらに、周期の長い立体動像信号や、繰り
返し周期の短い立体動像信号が入力された際に、その周
期に応じて掃引距離を変更することにより、形成される
立体動像の寸法を所望値とすることができる。
【０４４９】または、周期の長い立体動像信号や、繰り
返し周期の短い立体動像信号が入力された際に、その周
期に応じて立体動像が表示される領域の寸法を変更する
ことにより、所定掃引距離で描画でき、よって描像の精
細度を所望値とすることができる。
【０４５０】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎医学
分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、従来
平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静止像
の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静
止像の表示がある。
【０４５１】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０４５２】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０４５３】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０４５４】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０４５５】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０４５６】本発明の第３実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、ライン状レーザ光ビームを二本、非直交状
態で交差させ、交差部分を反復してレイヤー掃引するこ
とにより、掃引面の積層による三次元立体像の描像をな
す構成である。
【０４５７】図１８は、本発明の第３実施形態に係る三
次元立体像表示装置の原理を説明する図である。図１９
は、本発明の第３実施形態に係る三次元立体像表示装置
の要部斜視図である。
【０４５８】図１９に示されるように、本発明の第３実
施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ３は、立
体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ３、発振周波
数の異なる二基のレーザ発振器Ｌｄｐ３１、Ｌｄｐ３２
および、その駆動回路を備え、それぞれ出射光が光路方
向にラインを形成するとともに光路方向の異なる第一の
ライン状レーザ光ビームＢｍ３１と第二のライン状レー
ザ光ビームＢｍ３２を発射する光源Ｃｐ３１、発射され
た二本のレーザ光ビームＢｍ３１とＢｍ３２の光路を管
理して立体像表示体ＤＰ３中の所望の位置において交差
させ、且つ交差位置に係る像歪みを制御するとともに、
この交差位置を移動させる掃引機能を備える光路制御手
段Ｃｐ３２、少なくとも一基のレーザ発振器の出力か、
または両ライン状レーザ光ビーム中の少なくとも一方
を、三次元立体像信号に基づいて光強度変調するレーザ
光強度変調手段Ｃｐ３３、入力された像信号ＳＧを処理
する信号処理部Ｃｐ３４、立体像表示体ＤＰ３内に形成
される立体像の精細度を制御するか、または表示領域の
寸法を制御する精細度制御手段Ｃｐ３５を備えて構成さ
れている。
【０４５９】立体像表示体ＤＰ３は、透明な直方体であ
り、各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
合わせで構成された呈色材が内部に三次元方向に一様分
散され、交差部分の集合として立体像Ｖｇ３が描像され
る。ただし立体像表示体ＤＰ３は図示されているような
直方体形状に限定されることなく、三次元方向に拡がり
を有するものであれば形状を問わない。
【０４６０】光源Ｃｐ３１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ３２によって光路が制御されたライン光ビームＢｍ
３１とライン光ビームＢｍ３２との交差部分にある呈色
材が、両レーザ光ビームＢｍ３１とＢｍ３２により同時
に照射を受けることによって、所定の色に呈色する。
【０４６１】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポット状となる。しかもこの交差部分は掃引によって微
小時間で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受け
て呈色する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、この
ようにして単位時間内に呈色された呈色材が含まれる微
小領域キュビセルＣｕｂｃの列によって、キュビセル・
ラインが形成される。
【０４６２】さらに位置を移動させて掃引を反復するこ
とで、次のキュビセル・ラインが形成され、この反復で
多数のキュビセル・ラインから成る層状のレイヤーＬｙ
ｉが形成される。さらに、レイヤーＬｙｉが複数層、重
ねられて表示領域が構成され、この表示領域内に立体像
Ｖｇ３が形成される。
【０４６３】レーザダイオードＬｄｐ３１はレーザ光強
度変調手段Ｃｐ３３により三次元立体像信号で変調さ
れ、よってレーザダイオードＬｄｐ３１から発射される
ライン光ビームは三次元立体像信号によって光強度変調
されたものとなる。なおこの変調は、少なくともいずれ
か一方のレーザダイオードでなされるよう構成される。
【０４６４】光路制御手段Ｃｐ２は、二本のレーザ光ビ
ームの各光路を制御して、各レーザ光ビームを立体像表
示体ＤＰ３中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を三次元立体像信号に基づき所定掃引
距離だけ掃引することにより、交差位置において発色ま
たは着色する呈色材が、表示対象である立体の像を立体
像表示体ＤＰ３内に形成させる、掃引機能を備える。
【０４６５】光路制御手段Ｃｐ３２は、二基の反射鏡ユ
ニットＧＭＵ３１、ＧＭＵ３２を備え、反射鏡ユニット
ＧＭＵ３１は少なくとも一基の回動自在の反射鏡Ｍ３１
を内蔵し、また反射鏡ユニットＧＭＵ３２は少なくとも
一基の回動自在の反射鏡Ｍ３２を内蔵する。さらに各々
のユニットは、反射鏡の回動手段やライン光ビーム掃引
制御回路（いずれも図示されない）を備える。
【０４６６】反射鏡ユニットＧＭＵ３１から放出される
ライン光ビームＢｍ３１は、反射鏡Ｍ３１により偏向さ
れて、途中にレンズを経由することなく立体像表示体Ｄ
Ｐ３内の各位置へ達する。同様に、反射鏡ユニットＧＭ
Ｕ３２から放出されるライン光ビームＢｍ３２は、反射
鏡Ｍ３２により偏向されて、途中にレンズを経由するこ
となく立体像表示体ＤＰ３内の各位置へ達する。
【０４６７】ここで、両ライン光ビームＢｍ３１とＢｍ
３２は、それぞれ異なる発射位置から、いずれも立体像
表示体ＤＰ３の面ｆｈ＋をへて立体像表示体ＤＰ３内に
入射するようにする。したがって反射鏡ユニットＧＭＵ
３１、ＧＭＵ３２等の機構部品は主として面ｆｈ＋側に
配設される。
【０４６８】また光路制御手段Ｃｐ３２は、両ライン光
ビームＢｍ３１とＢｍ３２の光路を制御して両レーザ光
ビームが立体像表示体ＤＰ３中の各交差点において張る
最小角度のうちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内に制御するものとする。すなわち非直交掃引を
行なう。
【０４６９】前記で、ライン光ビームＢｍ３１とライン
光ビームＢｍ３２が同じ（ｆ、ｄ、ｈ）座標を有するよ
うに光路を制御すると、両方が一点で交差し、その交差
点がキュビセルＣｕｂｃを形成させる。光路制御手段Ｃ
ｐ３２は、この交差点を三次元方向に移動させるよう、
ライン光ビームＢｍ３１とライン光ビームＢｍ３２の光
路を制御する。
【０４７０】このとき光路制御手段Ｃｐ３２は同時に、
反射鏡から到達位置までの距離が変動することにより発
生する、前記交差位置に係る像歪みの補正処理の機能を
備える。すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立体像
表示領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を小と
することにより、端部側における交差部分の単位時間あ
たりの移動距離が所定値になるようにし、一方、レーザ
光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側にある
ときの反射鏡の回動速度を大とすることにより、中央部
側における交差部分の単位時間あたりの移動距離が同じ
所定値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０４７１】この、交差位置に係る像歪み補正機能は、
通常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置における
交差位置に係る像歪み補正に有効である。
【０４７２】とりわけ、本実施形態のような非直交掃引
の場合は、レーザ光ビームが立体像表示体ＤＰ３の各軸
方向に角度を有して入射されるから、前記のレーヤー掃
引の場合に比して掃引面間においても到達距離が変化す
る。したがって、この構成の場合、掃引面内に対する補
正に加えて、掃引面間についての補正を加えた補正動作
を行なう。この構成により、反射光の光路を調節して立
体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法を
均一とし、よって交差位置に係る像歪みを極小にでき
る。
【０４７３】精細度制御手段Ｃｐ３５は、立体像表示体
ＤＰ３内に形成される立体像の精細度を制御するか、ま
たは表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、
精細度制御手段Ｃｐ５は、異なる像の繰返し周期をそれ
ぞれ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内の
いずれかが三次元立体像信号として適用される場合に、
この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定する信
号または同期信号の周期に基づき種別を特定するか、像
の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周期及び
立体像表示体の寸法に対応して、第一軸方向、第二軸方
向、第三軸方向への所定掃引距離のうち少なくとも一つ
の距離を変更することにより、形成される立体像表示領
域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の
繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向へ
の所定掃引距離を、入力などによって指定された所望値
とする。
【０４７４】この結果、繰り返し周期の長い動像の三次
元立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離を
変更することにより、所定の表示領域に描像することが
でき、よって立体像表示体ＤＰ３中に形成される立体像
表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【０４７５】または、繰り返し周期の長い動像の三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画で
き、立体像表示体ＤＰ３中に形成されるキュビセルの寸
法を所望値に制御でき、よって精細度を所望値に制御で
きる。
【０４７６】また、反射鏡がガルバノミラーに代表され
る平面鏡の場合は、平面鏡が電磁的手段等に基づいたア
クチェータによって回動または揺動し、回動角または揺
動角の自在な調節のみならず、回動角または揺動角の保
持が可能となる。したがって、連続的な回動または揺動
のみならず、例えばパルス駆動による離散的な回動また
は揺動が容易になる。
【０４７７】前記の離散的な回動または揺動によって、
反射光の掃引と停止の組み合わせが可能になる。すなわ
ち、或る期間だけ掃引し、ついでその位置に或る期間だ
け停止させ、この後さらに掃引を続行させる動作が可能
になる。
【０４７８】前記の機能によって、本実施形態の三次元
立体像表示装置ＯＲＩＩＮ３は以下のように動作する。
光路制御手段Ｃｐ３２は交差位置を三軸直交座標の第一
軸（ｆ軸）方向に連続掃引してキュビセルラインｖｉを
形成させ、該掃引後に第二軸（ｄ軸）方向に所定距離だ
け掃引の後、再度第一軸方向に連続掃引し、上記操作を
反復して掃引面ｌｙｉを一層形成させ、ついで交差位置
を第三軸（ｈ軸）方向に所定距離だけ掃引の後、前記操
作を反復して掃引面をさらに一層形成させ、以上の反復
により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
を形成するものである。
【０４７９】または、両レーザ光ビームＢｍ３１、Ｂｍ
３２の交差点を三軸直交座標のｆ、ｄ両軸方向に同時に
夫々所定距離だけ連続掃引し、この反復によって一層の
掃引面を形成させ、ついで交差点をｈ軸方向に所定距離
だけ掃引の後、ｆ、ｄ両軸方向に同時に夫々所定距離だ
け連続掃引してつぎの一層の掃引面を形成させ、ついで
交差点をｈ軸方向に所定距離だけ掃引し、さらに前記操
作の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像
表示領域を形成するように構成することもできる。この
構成によれば、ｆ、ｄ両軸方向への間欠的な回動を排除
できて、掃引機構を簡素化できるという利点がある。
【０４８０】または、両レーザ光ビームＢｍ３１、Ｂｍ
３２の交差点を三軸直交座標のｆ、ｄ、ｈ軸方向に同時
に夫々所定距離だけ連続掃引し、この掃引を反復して一
層の掃引面を形成させ、さらに前記操作の反復により複
数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成す
るように構成することもできる。この構成によれば、掃
引動作をすべて連続にでき、よって掃引機構をさらに簡
素化できるという利点がある。
【０４８１】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０＝１３、８２４、０００個が形成され
る。したがって各レーザ光ビームは２４０×２４０＝５
７、６００回の掃引がなされる。
【０４８２】立体静止像を表示させる場合、呈色状態が
長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用す
る場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状
態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き換え
が必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合
は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好まし
い。
【０４８３】上記の構成により、本実施形態によれば三
軸方向の高精細度かつ像歪みのない立体像の描像が可能
になり、さらに三軸方向へ直交掃引する構成であるか
ら、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度で
なされ、表示像への信頼度が向上する上、掃引機構が簡
素化できるという効果がある。
【０４８４】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０４８５】しかも一側面側から集中して照射する構成
であるから、機構に邪魔されることなく凡ゆる面側から
立体像の観察ができる。
【０４８６】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途の第一は医療分野であり、検査・治療分
野における立体断層静止像の形成、例えばＸ線ＣＴやポ
ジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示に適する。
【０４８７】用途分野の第二は、教育分野とりわけ教材
の三次元立体像表示であり、特に理科、図工、数学の教
材の各種立体像表示に有効である。
【０４８８】第三の用途分野としては、自動車などをデ
ザインする工程でのデザイン・イメージの三次元静止像
表示、さらに建築設計における三次元パース像の作成が
ある。
【０４８９】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０４９０】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０４９１】さらに、他の用途分野としては、シミュレ
ーション結果の三次元静止像表示や、あるいは芸術、美
術の制作過程におけるデザイン・イメージの三次元静止
像の表示・展示がある。さらに、三次元立体像表示装置
をショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体像
を、動像や静止像で表示させる、所謂バーチャルショー
ウインドウといった商業用途にも好適である。
【０４９２】本発明の第４実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、ライン状レーザ光ビームを二本、非直交状
態で交差させ、交差部分をベクトル掃引することによ
り、立体の表面または稜線の連結等による三次元立体像
の描像をなす構成である。
【０４９３】図２０は、本発明の第４実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部斜視図である。
【０４９４】同図に示されるように、本発明の第４実施
形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ４は、立体
像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ４、発振周波数
の異なる二基のレーザ発振器Ｌｄｐ４１、Ｌｄｐ４２お
よび、その駆動回路を備え、それぞれ出射光が光路方向
にラインを形成するとともに光路方向の異なる第一のラ
イン状レーザ光ビームＢｍ４１と第二のライン状レーザ
光ビームＢｍ４２を発射する光源Ｃｐ４１、発射された
二本のレーザ光ビームＢｍ４１とＢｍ４２の光路を管理
して立体像表示体ＤＰ４中の所望の位置において交差さ
せ、且つ交差位置に係る像歪みを制御するとともに、こ
の交差位置を移動させる掃引機能を備える光路制御手段
Ｃｐ４２、少なくとも一基のレーザ発振器の出力か、ま
たは両ライン状レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、
三次元立体像信号に基づいて光強度変調するレーザ光強
度変調手段Ｃｐ４３、入力された像信号ＳＧを処理する
信号処理部Ｃｐ４４、立体像表示体ＤＰ４内に形成され
る立体像の精細度を制御するか、または表示領域の寸法
を制御する精細度制御手段Ｃｐ４５を備えて構成されて
いる。
【０４９５】立体像表示体ＤＰ４は、透明な直方体であ
り、各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
合わせで構成された呈色材が内部に三次元方向に一様分
散され、交差部分の集合として立体像Ｖｇ４が描像され
る。ただし立体像表示体ＤＰ４は図示されているような
直方体形状に限定されることなく、三次元方向に拡がり
を有するものであれば形状を問わない。
【０４９６】光源Ｃｐ４１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ４２によって光路が制御されたライン光ビームＢｍ
４１とライン光ビームＢｍ４２との交差部分にある呈色
材が、両レーザ光ビームＢｍ４１とＢｍ４２により同時
に照射を受けることによって、所定の色に呈色する。
【０４９７】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポット状となる。しかもこの交差部分は掃引によって微
小時間で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受け
て呈色する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、この
ようにして単位時間内に呈色された呈色材が含まれる微
小領域キュビセルＣｕｂｃの列によって、キュビセル・
ラインが形成される。
【０４９８】レーザ光強度変調手段Ｃｐ４３へ入力され
る三次元立体像信号は、表示対象である立体の表面また
は稜線に沿った位置情報を含んで構成されており、この
三次元立体像信号で変調された駆動電流が、それぞれの
レーザダイオード駆動増幅器の少なくとも一方へ入力さ
れる。この結果、レーザダイオードＬｄｐ４１またはＬ
ｄｐ４２の少なくとも一方の出力が三次元立体像信号で
変調され、三次元立体像信号によって光強度変調された
ライン光ビームが発射される。
【０４９９】光路制御手段Ｃｐ４２は、二本のレーザ光
ビームの各光路を制御して、各レーザ光ビームを立体像
表示体ＤＰ４中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を三次元立体像信号に基づき所定掃引
距離だけ順次掃引することにより、交差位置において呈
色材を順次発色または着色させて一連のキュビセル・ラ
インを形成させ、この複数のキュビセル・ラインから成
る立体像Ｖｇ４を立体像表示体ＤＰ４内に形成させる。
【０５００】光路制御手段Ｃｐ４２は、二基の反射鏡ユ
ニットＧＭＵ４１、ＧＭＵ４２を備え、反射鏡ユニット
ＧＭＵ４１は少なくとも一基の回動自在の反射鏡Ｍ４１
を内蔵し、また反射鏡ユニットＧＭＵ４２は少なくとも
一基の回動自在の反射鏡Ｍ４２を内蔵する。さらに各々
のユニットは、反射鏡の回動手段やライン光ビーム掃引
制御回路（いずれも図示されない）を備える。
【０５０１】反射鏡ユニットＧＭＵ４１から放出される
ライン光ビームＢｍ４１は、反射鏡Ｍ４１により偏向さ
れて、途中にレンズを経由することなく立体像表示体Ｄ
Ｐ４内の各位置へ達する。同様に、反射鏡ユニットＧＭ
Ｕ４２から放出されるライン光ビームＢｍ４２は、反射
鏡Ｍ４２により偏向されて、途中にレンズを経由するこ
となく立体像表示体ＤＰ４内の各位置へ達する。
【０５０２】ここで、両ライン光ビームＢｍ４１とＢｍ
４２は、それぞれ異なる発射位置から、いずれも立体像
表示体ＤＰ４の面ｆｈ＋をへて立体像表示体ＤＰ４内に
入射するようにする。したがって反射鏡ユニットＧＭＵ
４１、ＧＭＵ４２等の機構部品は主として面ｆｈ＋側に
配設される。
【０５０３】また光路制御手段Ｃｐ４２は、両ライン光
ビームＢｍ４１とＢｍ４２の光路を制御して両レーザ光
ビームが立体像表示体ＤＰ４中の各交差点において張る
最小角度のうちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内に制御するものとする。すなわち非直交掃引を
行なう。
【０５０４】前記で、ライン光ビームＢｍ４１とライン
光ビームＢｍ４２が同じ（ｆ、ｄ、ｈ）座標を有するよ
うに光路を制御すると、両方が一点で交差し、その交差
点がキュビセルＣｕｂｃを形成させる。光路制御手段Ｃ
ｐ４２は、三次元立体像信号にしたがい、ライン光ビー
ムＢｍ４１とライン光ビームＢｍ４２の光路を制御して
交差点を移動させると、立体像Ｖｇ４が立体像表示体Ｄ
Ｐ４内に形成される。
【０５０５】たとえばライン光ビームＢｍ４１とライン
光ビームＢｍ４２は、同時に点Ｐ４１から点Ｐ４２へ移
動し、ついで点Ｐ４２から点Ｐ４３へ移動し、ついで点
Ｐ４３から点Ｐ４１へ移動するよう制御される。
【０５０６】この結果、立体像表示体ＤＰ４内に点Ｐ４
１〜点Ｐ４２〜点Ｐ４３〜点Ｐ４１を結ぶ立体像Ｖｇ４
が形成される。
【０５０７】このとき光路制御手段Ｃｐ４２は同時に、
反射鏡から到達位置までの距離が変動することにより発
生する、前記交差位置に係る像歪みを補正処理する機能
を備える。すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立体
像表示領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を小
とすることにより、端部側における交差部分の単位時間
あたりの移動距離が所定値になるようにし、一方、レー
ザ光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側にあ
るときの反射鏡の回動速度を大とすることにより、中央
部側における交差部分の単位時間あたりの移動距離が同
じ所定値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０５０８】この、交差位置に係る像歪み補正機能は、
通常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも各反
射鏡ユニットを立体像表示体に近接させた構成により全
体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置における、
交差位置に係る像歪み補正に有効である。
【０５０９】この構成により、反射光の光路を調節して
立体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法
を均一とし、よって交差位置に係る像歪みが補正され
る。この機能は通常の寸法の立体像表示体ＤＰ４に有効
であるばかりでなく、とりわけ立体像表示体ＤＰ４の寸
法が大であり、しかも立体像表示体ＤＰ４と周辺機構部
品の距離を小さくして装置全体の容積を縮小させた三次
元立体像表示装置における、交差位置に係る像歪み補正
に有効である。
【０５１０】精細度制御手段Ｃｐ４５は、立体像表示体
ＤＰ４内に形成される立体像の精細度を制御するか、ま
たは表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、
精細度制御手段Ｃｐ４５は、異なる像の繰返し周期をそ
れぞれ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内
のいずれかが三次元立体像信号として適用される場合
に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定す
る信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周
期及び立体像表示体の寸法に対応して、ｆ軸方向、ｄ軸
方向、ｈ軸方向への所定掃引距離のうち少なくとも一つ
の距離を変更することにより、形成される立体像表示領
域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の
繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向へ
の所定掃引距離を、入力などによって指定された所望値
とする。
【０５１１】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離を変更すること
により、キュビセルの寸法を拡大または縮小させ、かつ
前記のように均一寸法に制御して、所望の表示領域内に
描像することができ、よって立体像表示体ＤＰ４中に形
成される立体像表示領域の寸法を所望値とすることがで
きる。
【０５１２】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、立体像表
示体ＤＰ４中に形成されるキュビセルの寸法を所望値
に、かつ前記のように寸法を均一に制御でき、よって精
細度を所望値に制御できる。
【０５１３】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並んで形成可能なキュビセル数
を各２４０とすると、２４０×２４０×２４０＝１３、
８２４、０００個のキュビセル形成が可能である。本実
施形態における掃引はベクトル掃引であるから、全部の
キュビセルを掃引する必要はなく、立体を構成している
稜線や外郭線に沿うキュビセルのみを形成させるよう、
稜線や外郭線に沿った掃引を行なう。
【０５１４】したがって単位時間あたりの掃引回数つま
り掃引レートは、描像される稜線や外郭線の数に依存す
るが、立体の表面または稜線に沿って掃引する構成であ
るから、立体像表示体内の全ての位置を掃引する必要が
ないので描像時間を短縮でき、よって動像の描像表示に
有利である。
【０５１５】また立体静止像を表示させる場合、呈色状
態が長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適
用する場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈
色状態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き
換えが必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の
場合は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好ま
しい。
【０５１６】本実施形態によれば、高精細度の、且つ像
歪みのない立体像の描像が可能になる。さらに、非直交
で掃引する構成であるから、各ライン状レーザ光ビーム
の光源等を立体像表示体の同じ面側に集中して設置で
き、よって光源等の障害がなく広い位置からの描像され
た立体像の観察が可能となる。
【０５１７】また表示領域を大にし、且つ光源と表示領
域間の距離を短縮する際に生じる像の歪みを補正するこ
とによって、立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置を実現す
ることができる。
【０５１８】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される立体像の寸法を所望値とすることができる。
【０５１９】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法を
変更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって
描像の精細度を所望値とすることができる。
【０５２０】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎医学
分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、従来
平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静止像
の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静
止像の表示がある。
【０５２１】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０５２２】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０５２３】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０５２４】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０５２５】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０５２６】本発明の第５実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを直交状態で交差させ、交差部分を反復してレイヤ
ー掃引することにより、掃引面の積層による三次元立体
像の描像をなす構成であり、とりわけライン状レーザ光
ビームが帯状レーザ光ビームと同じ平面上にあって帯状
レーザ光ビームを貫く構成となる。
【０５２７】図２１は、本発明の第５実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部正面図である。また図２２
は、その要部上面図である。さらに図２３は、その機能
ブロック図である。
【０５２８】図２１乃至図２３に示されるように、本発
明の第５実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩ
Ｎ５は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ
５、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有す
る帯状レーザ光ビームＢｍ５１を発射するレーザダイオ
ードＬｄｐ５１、出射光が光路方向にラインを形成する
ライン状レーザ光ビームＢｍ５２を発射するレーザダイ
オードＬｄｐ５２、発射された二本のレーザ光ビームの
光路を管理するとともに交差位置に係る像歪みを除去す
る光路制御手段Ｃｐ５２、少なくとも一本のレーザ光ビ
ームの光強度を像信号により変調するレーザ光強度変調
手段Ｃｐ５３、入力された像信号を処理する信号処理部
Ｃｐ５４、立体像表示体ＤＰ５内に形成される立体像の
精細度を制御するか、または表示領域の寸法を制御する
精細度制御手段Ｃｐ５５、立体像表示体ＤＰ５内を照ら
す照明部Ｃｐ５６、電源回路５５９を備えて構成されて
いる。
【０５２９】立体像表示体ＤＰ５は透明な直方体形状で
あり、その内部に気体または液体または固体、またはこ
れらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方向に一
様分散され、立体像が描像される。さらに、立体像表示
体ＤＰ５は図示されている直方体形状に限定されること
なく、三次元方向に拡がりを有するものであれば形状を
問わない。
【０５３０】また立体像表示体ＤＰ５は、２面づつ対に
なった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ平
面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｄｈ平面に平行
で原点Ｏから遠い側にある面をｄｈ−とする。
【０５３１】帯状レーザ光ビームＢｍ５１を発射するレ
ーザダイオードＬｄｐ５１と、ライン状レーザ光ビーム
Ｂｍ５２を発射するレーザダイオードＬｄｐ５２は、そ
れぞれレーザダイオード駆動増幅器Ａｍｐ５１、Ａｍｐ
５２によって駆動され、これらレーザダイオードと駆動
増幅器が光源Ｃｐ５１を構成している。
【０５３２】三次元立体像信号は、後述するＤ／Ａ変換
器５５３によりアナログ変換され、レーザ光強度変調手
段Ｃｐ５３で変調され、レーザダイオード駆動増幅器Ａ
ｍｐ１、Ａｍｐ５２の少なくとも一方へ入力される。こ
の結果、レーザダイオードＬｄｐ１とＬｄｐ５２の少な
くとも一方が三次元立体像信号で変調され、出力される
レーザダイオードからのライン光ビームは三次元立体像
信号によって光強度変調されたものとなる。
【０５３３】光路制御手段Ｃｐ５２は、レーザ光ビーム
Ｂｍ５１、Ｂｍ５２の各光路を制御して、両レーザ光ビ
ームを立体像表示体中の所望の位置において交差させる
とともに、この交差位置を移動させる掃引機能を備え
る。
【０５３４】具体的には、光路制御手段Ｃｐ５２は、帯
状レーザ光ビームＢｍ５１の掃引を制御する第１帯状光
ビーム掃引制御回路５５６、第１帯状光ビーム掃引制御
回路５５６からの制御信号により駆動されるモータＭ５
１、モータＭ５１によりｆ軸中心に回転する回転多面鏡
ユニットＲＭＵ５１、さらに第１帯状光ビーム掃引制御
回路５５６からの制御信号により駆動されるアクチュエ
ータＡｃｔ５１、アクチュエータＡｃｔ５１によりｆ軸
中心に回動する平面状（ガルバノ型）の反射鏡Ｇｖ５１
を備える。また、第１集束光学系Ｌｚ５１を備える。
【０５３５】さらに光路制御手段Ｃｐ５２は、ライン状
レーザ光ビームＢｍ５２の掃引を制御する第２ライン光
ビーム掃引制御回路５５７、第２ライン光ビーム掃引制
御回路５５７からの制御信号により駆動されるアクチュ
エータＡｃｔ５２、アクチュエータＡｃｔ５２によりｆ
軸中心に回動する平面状（ガルバノ型）の反射鏡Ｇｖ５
２、さらに第２ライン光ビーム掃引制御回路５５７から
の制御信号により駆動されるモータＭ５２、モータＭ５
２によりｈ軸中心に回転する回転多面鏡ユニットＲＭＵ
５２を備える。また、第２集束光学系Ｌｚ５２を備え
る。
【０５３６】図２１に示されるように、ｄ軸方向に光路
をとる帯状レーザ光ビームＢｍ５１は、ｆ軸中心に回転
する回転多面鏡ユニットＲＭＵ５１で反射されて、ｄｈ
平面上で振れる。このｄｈ平面上で振れた反射光ビーム
が、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ５１で反射され、さ
らにレンズによる第１集束光学系Ｌｚ５１を経て、立体
像表示体ＤＰ５内に入射し、ｄ軸方向へ直進する帯状レ
ーザ光ビームＢｍ５１ａとなる。
【０５３７】レーザダイオードＬｄｐ５１の位置を第１
集束光学系Ｌｚ５１の焦点上に置くようにすると、第１
集束光学系Ｌｚ５１を出て立体像表示体ＤＰ５内に入っ
た帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａは平行光となる。
【０５３８】帯状レーザ光ビームＢｍ５１は、立体像表
示体ＤＰ５の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ５内に入射
する。したがって第１集束光学系Ｌｚ５１等の機構部品
は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０５３９】回転多面鏡ユニットＲＭＵ５１の回転に伴
い、立体像表示体ＤＰ５内の帯状レーザ光ビームＢｍ５
１ａはｈ軸方向へ掃引され、立体像表示体ＤＰ５内の所
定三次元領域を掃引することになる。
【０５４０】ここで反射鏡Ｇｖ５１がｆ軸中心に回動し
て角度を変えることにより、前記ｈ軸方向の交差位置に
係る像歪みの補正処理がなされる。
【０５４１】一方、ｈ軸方向に光路をとるライン状レー
ザ光ビームＢｍ５２は、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ
５２で反射されて、ｄｈ平面上で振れる。
【０５４２】このｄｈ平面上で振れた反射光ビームが、
ｈ軸中心に回転する回転多面鏡ユニットＲＭＵ５２で反
射掃引され、さらに第２集束光学系Ｌｚ５２を経て、立
体像表示体ＤＰ５の面ｄｈ−から立体像表示体ＤＰ５内
に入射し、ｆ軸方向へ直進しつつ、ｄ軸方向およびｈ軸
方向に掃引されるライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａと
なる。
【０５４３】レーザダイオードＬｄ５２の位置を第２集
束光学系Ｌｚ５２の焦点上に置くようにすると、第２集
束光学系Ｌｚ５２を出て立体像表示体ＤＰ５内に入射し
たライン状レーザ光ビームＢｍ５２はｆ軸に平行光とな
る。
【０５４４】ライン状レーザ光ビームＢｍ５２は、立体
像表示体ＤＰ５の面ｄｈ−から立体像表示体ＤＰ５内に
入射する。したがって第２集束光学系Ｌｚ５２等の機構
部品は主として面ｄｈ−側に配設される。
【０５４５】回転多面鏡ユニットＲＭＵ５２の回転に伴
い、ライン状レーザ光ビームＢｍ５２はｄ軸方向へ掃引
され、しかもこの掃引は反復される。
【０５４６】ここで反射鏡Ｇｖ５２がｆ軸中心に回動し
て角度を変えることにより、ライン状レーザ光ビームＢ
ｍ５２はｈ軸方向へ掃引されるが、同時に角度が微調整
されることによって、前記ｈ軸方向の交差位置に係る像
歪みの補正処理がなされる。よって以上の動作の反復に
より、ライン状レーザ光ビームＢｍ５２は立体像表示体
ＤＰ５内の所定三次元領域を掃引することになる。
【０５４７】なお、上記のように立体像表示体ＤＰ５内
の帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａとライン状レーザ光ビ
ームＢｍ５２ａは、前記ｈ軸方向の交差位置に係る像歪
みの補正処理がなされ、これらの制御は第１帯状光ビー
ム掃引制御回路５５６と第２ライン光ビーム掃引制御回
路５５７が行なうが、交差位置に係る像歪み補正の原理
および動作は前記実施形態におけると同様である。
【０５４８】この交差位置に係る像歪み補正機能は、通
常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置における
交差位置に係る像歪み補正に有効である。
【０５４９】上記のように光路制御手段Ｃｐ５２は、各
レーザ光ビームＢｍ５１とＢｍ５２の光路を制御して、
立体像表示体ＤＰ５内の交差位置に係る像歪みを補正
し、さらに各レーザ光ビームＢｍ５１とＢｍ５２の光路
を制御して、立体像表示体ＤＰ５内におけるライン状レ
ーザ光ビームＢｍ５２ａが、帯状レーザ光ビームＢｍ５
１ａによって光路方向（ｄ軸方向）に形成される帯状平
面と同一平面上にあり、しかもこの帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ５１ａを貫いて交差するよう制御する。この交差部
分は、ｆ軸方向に伸びるキュビセル・ラインＬ５とな
る。
【０５５０】ついで、この交差部分であるキュビセル・
ラインＬ５を、ｄ軸方向およびｈ軸方向へ掃引して複数
のレイヤー層を形成させる。
【０５５１】ここで、本実施形態については、キュビセ
ル・ラインＬ５をｄ軸方向およびｈ軸方向へ掃引するに
つき二種類の方式が可能である。第１の方式は、キュビ
セル・ラインＬ５をｄ軸方向およびｈ軸方向へ同時に掃
引するものであり、第２の方式は、キュビセル・ライン
Ｌ５をｈ軸位置を暫く固定してｄ軸方向のみ掃引し、つ
いでキュビセル・ラインＬ５のｈ軸位置を移動ののち新
ｈ軸位置を暫く固定してｄ軸方向のみ掃引するものであ
る。
【０５５２】以下、両方式を説明する。どちらの方式に
おいても、線光源であるレーザダイオードＬｄｐ５１か
らは帯状レーザ光ビーム光Ｂｍ５１が発射され、光学系
Ｌｚ５１を経ることによって立体像表示体ＤＰ５内では
常に直交座標のｆ軸方向へ帯状拡がりを有してｄ軸方向
に進行する状態にされる。すなわち、立体像表示体ＤＰ
５内の帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａは常にｆｄ平面に
平行となる。
【０５５３】一方、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａの光
強度が三次元立体像信号に応じて変化する場合、ライン
状レーザ光ビームＢｍ５２ａが、帯状レーザ光ビームＢ
ｍ５１ａの進行方向と直交する方向から入射し、帯状レ
ーザ光ビームＢｍ５１ａに重なるように（すなわちｆｄ
面に平行に）照射されると、帯状レーザ光ビームＢｍ５
１ａがライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａによって貫通
される部分はｆ軸に平行な線分となり、よってこの貫通
線分上で両レーザ光ビームのエネルギーが加算される結
果、この貫通線分に位置する呈色材が励起され呈色す
る。この呈色は帯状レーザ光ビームＢｍ５１に載る三次
元立体像信号に対応して発生するから、ｆ軸方向に線状
に像が形成される。これが１本のキュビセル・ラインＬ
５となる。
【０５５４】第１の方式では、帯状レーザ光ビームＢｍ
５１ａが光路制御系Ｃｐ５２によってｈ軸方向に連続掃
引され、同時にライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａが、
光路制御系Ｃｐ５２によってｄ軸方向およびｈ軸方向に
連続掃引される。この結果、キュビセル・ラインＬ５は
時間経過とともにｄ軸方向およびｈ軸方向に同時に移動
することになり、その軌跡によって多数のキュビセル・
ラインが順次形成される。一方、帯状レーザ光ビームＢ
ｍ５１ａの光強度は前記のように三次元立体像信号に基
づき刻々と更新されるから、順次形成されるキュビセル
・ラインの軌跡が立体像の一部分を刻々と形成してい
く。
【０５５５】以上のようにしてライン状レーザ光ビーム
Ｂｍ５２ａがｄ軸方向末端部まで連続掃引されると、三
次元立体像信号が載った１層のレイヤーＬｙｉが形成さ
れる。このレイヤーＬｙｉはｆ軸に平行かつｆｄ平面に
傾斜し、そのｆ軸方向の精細度は線光源の発光素子密度
によって決まり、またｄ軸方向の精細度は、帯状レーザ
光ビームＢｍ５１ａに載る三次元立体像信号の更新頻度
とライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａの単位時間あたり
のｄ軸方向掃引距離εｄによって決まる。
【０５５６】上記のようにして１層のレイヤーＬｙｉが
形成されると、ライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａはｄ
軸方向始端部まで帰線するが、この帰線期間中にもライ
ン状レーザ光ビームＢｍ５２ａのｈ軸方向掃引は継続さ
れているから、この帰線期間終了時にはｄ軸方向始端部
においてｈ軸方向に当初の位置からεＬｙだけ下った新
しいｈ軸位置となる。
【０５５７】一方、前記の帰線期間中にも帯状レーザ光
ビームＢｍ５１ａのｈ軸方向掃引は継続され、しかもこ
の帰線期間終了時にｈ軸方向に当初の位置からεＬｙだ
け下った新しいｈ軸位置となるよう、光路制御系Ｃｐ５
２によって制御される。
【０５５８】ついで次の１層のレイヤーＬｙｉの形成過
程が開始され、上記の掃引が続行される。このようにｈ
軸方向の精細度は、ｈ軸方向掃引距離εＬｙによって決
まる。
【０５５９】以下、同様にしてｈ軸方向末端部まで複数
のレイヤーＬｙｉが順次形成され、１キュビットの立体
像が形成される。
【０５６０】一方、第２の方式では、前記同様、帯状レ
ーザ光ビームＢｍ５１ａは常にｆｄ平面に平行となる
が、ここで光路制御系Ｃｐ５２は帯状レーザ光ビームＢ
ｍ５１ａのｈ軸位置を暫くの固定期間だけ固定させる。
一方、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａに光強度として載
る三次元立体像信号は、この固定期間中に刻々と更新さ
れる。
【０５６１】前記の状態において、点光源Ｌｄｐ５２か
ら発射されライン状レーザ光ビームＢｍ５２が、帯状レ
ーザ光ビームＢｍ５１の進行方向と直交する方向から入
射し、帯状レーザ光ビームＢｍ５１に重なるように（す
なわちｆｄ面に平行に）照射されると、ｆ軸方向に１本
のキュビセル・ラインが形成される。
【０５６２】ついでライン状レーザ光ビームＢｍ５２
は、この固定期間中に光路制御系Ｃｐ５２によってｄ軸
方向に連続掃引されるから、キュビセル・ラインは時間
経過とともにｄ軸方向にのみ移動することになり、その
軌跡によって多数のキュビセル・ラインが順次形成され
る。一方、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａの光強度は前
記のように三次元立体像信号に基づき刻々と更新される
から、順次形成されるキュビセル・ラインの軌跡が立体
像の一部分を刻々と形成していく。
【０５６３】以上のようにしてライン状レーザ光ビーム
Ｂｍ５２ａがｄ軸方向末端部まで連続掃引されると、こ
の固定期間が終了するとともに、三次元立体像信号が載
った１層のレイヤーＬｙｉが形成される。このレイヤー
Ｌｙｉはｆｄ平面に平行であり、そのｆ軸方向の精細度
は線光源の発光素子数密度によって決まるが、ｄ軸方向
の精細度は、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａに載る三次
元立体像信号の更新頻度とライン状レーザ光ビームＢｍ
５２ａの単位時間あたりのｄ軸方向掃引距離εｄによっ
て決まる。
【０５６４】上記のようにして１層のレイヤーＬｙｉが
形成されると、光路制御系Ｃｐ５２は帯状レーザ光ビー
ムＢｍ５１ａをｈ軸方向へ距離εＬｙだけ移動させて新
しいｈ軸位置に固定するとともに、ライン状レーザ光ビ
ームＢｍ５２ａを新しいｈ軸位置のｄ軸方向始端部まで
帰線させる。
【０５６５】ついで次の固定期間が開始され、上記の掃
引が続行され、つぎの１層のレイヤーＬｙｉの形成過程
が開始される。したがってｈ軸方向の精細度は、ｈ軸方
向掃引距離εＬｙによって決まる。
【０５６６】以下、同様にしてｈ軸方向末端部まで複数
のレイヤーＬｙｉが順次形成され、１キュビットの立体
像が形成される。
【０５６７】この第２の方式は、反射鏡にガルバノミラ
ーに代表される平面鏡を適用することで実現できる。こ
のような平面鏡の場合は、微細な回動角または揺動角の
調節のみならず、回動角または揺動角の保持が可能であ
り、またパルス駆動等による離散的な回動または揺動が
容易である。この機能により、或る期間だけ掃引し、つ
いでその位置に或る期間だけ停止させ、この後さらに掃
引を続行させる動作が可能になる。
【０５６８】前記のように、第１方式および第２方式と
もに、ｆ軸方向の精細度は線光源のレーザダイオードア
レイの線密度に依存し、ｄ軸方向の精細度は、三次元立
体像信号の更新頻度とライン状レーザ光ビームＢｍ５２
ａのｄ軸方向への単位時間あたりの掃引距離εｄによっ
て決まり、またｈ軸方向の精細度は帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ５１およびライン状レーザ光ビームＢｍ５２のｈ軸
方向への掃引距離εＬｙによって決まる。光路制御手段
Ｃｐ５２は、前記第１方式または第２方式のいずれにも
対応可能な構成とすることができる。
【０５６９】上記のように立体像表示体ＤＰ５内の帯状
レーザ光ビームＢｍ５１ａは、断面であるｆ軸方向に同
時に像を形成しつつｄ軸方向へ進行するから、ｆｄ平面
に帯状を形成する。さらに光源からの光強度が変化する
と、瞬時に帯状面が更新される。したがって光路制御手
段Ｃｐ５２は、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａの掃引に
あたり、これをｈ軸方向へ掃引するのみでよい。すなわ
ち、形成される帯状面をｈ軸方向へ掃引しつつ光強度更
新がなされてｆｄ平面から傾斜するレイヤー層が一層形
成されると更にｈ軸方向へ掃引されるか、または、形成
される帯状面をｈ軸位置に固定した状態で光強度更新が
なされてｆｄ平面に平行なレイヤー層が一層形成される
とｈ軸方向へ掃引されるか、のいずれかとなる。従っ
て、帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａの掃引周期を長くで
き、よって掃引の簡素化が可能になる。
【０５７０】また、ライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａ
が帯状レーザ光ビームＢｍ５１ａによって光路方向に形
成される帯状面と同一平面上にあり、且つ帯状レーザ光
ビームＢｍ５１ａをｆ軸方向に貫いて交差する構成とな
るから、したがって光路制御手段Ｃｐ５２は、このライ
ン状レーザ光ビームＢｍ５２ａをｄ軸またはｈ軸方向へ
掃引するのみでよい。すなわち、帯状レーザ光ビームＢ
ｍ５１ａによって形成される帯状面に沿って、または帯
状面の移動に沿って、ｄ軸またはｈ軸方向へのみ掃引す
ればよい。
【０５７１】よって掃引機構を簡素に構成できる。従っ
てとりわけ、動像の描像と表示に適する。さらに、交差
位置に係る像歪みのない立体像の描像が可能になり、ま
た三軸方向へ直交掃引する構成であるから、立体像表示
体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表示像
への信頼度が向上する上、掃引機構が簡素化できるとい
う効果がある。
【０５７２】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０５７３】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０＝１３、８２４、０００個に亘る掃引が
必要である。表示体の一端から多端までを以って一回の
主掃引とすると、全部のキュビセルを形成するには、帯
状レーザ光ビームＢｍ５１ａは１回の掃引のみでよい。
またライン状レーザ光ビームＢｍ５２ａは２４０回の掃
引でよい。
【０５７４】この結果、１秒間あたり３０キュビセルの
更新レートの動像表示では、帯状レーザ光ビームＢｍ５
１ａは３０回／秒の掃引レートでよく、またライン状レ
ーザ光ビームＢｍ５２ａは７２００回／秒の掃引レート
が必要となる。
【０５７５】つぎに信号処理部Ｃｐ５４につき説明す
る。信号処理部Ｃｐ５４は、入力された三次元立体像信
号を形成するデータおよび同期信号、あるいは場合によ
ってこれらに加え、種別を同定するための信号が載った
入力信号に基づき、少なくとも一基のレーザ発振器から
の出力を光強度変調するための変調信号をレーザ光強度
変調手段Ｃｐ５３に送り、また光路制御手段Ｃｐ５２へ
同期信号を送り、さらに精細度制御手段Ｃｐ５５へ信号
の種別情報か、同期信号の周期情報を送るものであり、
信号入力端子Ｉｓ、符号化／復号化手段５５１、キュビ
ットメモリ５５２、Ｄ／Ａ変換器５５３、記録手段５５
４、種別・同期信号抽出回路５５５などを備えて成る。
【０５７６】信号入力端子Ｉｓから入力されるか、また
は記録手段５５４から再生された符号化されている三次
元立体像信号は、符号化／復号化手段５５１により復号
化処理がなされ、Ｄ／Ａ変換器５５３によりアナログ信
号に変換される。
【０５７７】なお、信号入力端子Ｉｓから入力された三
次元立体像信号が符号化されていない場合は、符号化／
復号化手段５５１による復号化処理はスキップされる。
また、このとき入力された三次元立体像信号を符号化／
復号化手段５５１により符号化処理して、記録手段５５
４へ記録することもできる。
【０５７８】Ｄ／Ａ変換器５５３により変換された信号
は、三次元立体像信号としてレーザ光強度変調手段Ｃｐ
５３に入力される。
【０５７９】一方、Ｄ／Ａ変換器５５３により変換され
た信号は、種別・同期信号抽出回路５５５にも入力さ
れ、抽出された同期信号は第１帯状光ビーム掃引制御回
路５５６と第２ライン光ビーム掃引制御回路５５７へ送
られる。また、三次元立体像信号の種別を同定するため
の信号は、精細度制御手段Ｃｐ５５へ送られる。
【０５８０】照明部Ｃｐ５６は、立体像表示体ＤＰ５内
を照らすものであり、電源回路５５９に接続された照明
燈によって構成される。この照明部Ｃｐ６は、立体像表
示体ＤＰ５内の呈色材として、例えば赤外光や可視光な
どの照射によって着色するフォトクロミック材などが適
用された場合に、とりわけ有効である。
【０５８１】なお本実施形態では、他の実施形態と同様
に呈色原理として前記の電子励起・緩和発光型および光
化学反応型の、いずれの原理も適用可能である。また、
呈色材として気体呈色材、液体呈色材、固体呈色材のい
ずれか、またはこれらの任意な混成によるものが使用可
能である。
【０５８２】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ５５を説明す
る。精細度制御手段Ｃｐ５５は、立体像表示体ＤＰ５内
に形成される立体像の精細度を制御するか、または表示
領域の寸法を制御するものである。すなわち、精細度制
御手段Ｃｐ５５は、異なる像の繰返し周期をそれぞれ有
して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれ
かが三次元立体像信号として適用される場合に、この三
次元立体像信号に搭載された、種別を特定する信号また
は同期信号の周期に基づき種別を特定するか、像の繰返
し周期を検出するとともに、像の繰返し周期及び立体像
表示体ＤＰ５の寸法に対応して、ｈ軸への所定掃引距離
を変更することにより、形成される立体像表示領域の寸
法を、入力などによって指定された所望値とするか、ま
たは三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、立体像
表示体ＤＰ５内に形成される立体像表示領域の寸法を変
更することにより、ｈ軸方向への所定掃引距離を、入力
などによって指定された所望値とするよう構成され、具
体的にはストアードプログラム形式のマイクロコンピュ
ータによって実現される。
【０５８３】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ５５の動作を
説明する。精細度制御手段Ｃｐ５５は、種別・同期信号
抽出回路５５５から供給される種別・同期信号及び、外
からの指定値として入力された、精細度や表示領域の寸
法の所望値Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｈ方向掃
引移動距離εＬｙを算出し、εＬｙを制御信号５６０ａ
として第１帯状光ビーム掃引制御回路５５６および第２
ライン光ビーム掃引制御回路５５７へ送出する。
【０５８４】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離を変更すること
により、所定の表示領域に描像することができ、よって
形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすることが
できる。
【０５８５】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【０５８６】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ５５と光路制御手段Ｃｐ５２
によって、ｈ軸方向の移動距離εＬｙを所望の距離に制
御可能であるから、同一の立体像表示体を用いる場合
に、描像の精細度を所望のものに調節することができ
る。この機能は、キュビットの構成を問わず実現でき
る。
【０５８７】また上記の構成では、回転多面鏡ユニット
ＲＭＵ５２を用いてライン状レーザ光ビームＢｍ５２を
掃引するものであったが、回転多面鏡ユニットＲＭＵ５
２に代わり回動角度の調整が可能な平面鏡を適用するこ
とによって、帯状レーザ光ビームの光路方向（ｄ軸方
向）への単位掃引距離εｄを可変とすることができる。
これにより、ｈ軸方向に加えてｄ軸方向の描像の精細度
を所望値とする構成にすることができる。あるいはｄ軸
方向の立体像表示領域の寸法を所望値とする構成にする
ことができる。
【０５８８】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
用途は、立体動像および立体静止像に亘り、うちでも以
下に示す各種の立体動像が表示される分野にとりわけ適
している。 ａ テレビジョン放送の受信側における立体動像の表示 ｂ 医療分野における従来平面画像表示されていた断層
像の立体動像形成、たとえばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ
断層の立体動像、手術中の患部および周辺のリアルタイ
ム立体動像、 ｃ 建築設計における三次元レイアウトの動像表示や、
動像による三次元パース像の作成 ｄ 生産工程での例えばマイクロ部品など、従来では顕
微鏡作業となっていた実装作業における三次元拡大動像
表示 ｅ 自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元動像ＣＦやドラマ、映画、ゲームの立
体動像表示 ｆ ショーウインドウとして、商品の三次元の立体動像
を表示させる、所謂バーチャルショーウインドウといっ
た商業用途
【０５８９】以上の立体動像に加え、別の用途として以
下のような立体静止像の表示がある。
【０５９０】立体静止像表示の特に適する用途として
は、第一に、臨床医学や基礎医学分野のうちでもとりわ
け検査・治療分野における、従来平面画像表示されてい
た断層像に代わる立体断層静止像の形成、例えばＸ線Ｃ
ＴやポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示がある。
【０５９１】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０５９２】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０５９３】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０５９４】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０５９５】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体静止像を表示させるバーチャル
ショーウインドウといった商業用途にも好適である。
【０５９６】本発明の第６実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを直交状態で交差させ、交差部分を反復してレイヤ
ー掃引することにより、掃引面の積層による三次元立体
像の描像をなす構成であり、とりわけライン状レーザ光
ビームが帯状レーザ光ビームのなす平面に角度を有して
貫く構成である。
【０５９７】図２４は、本発明の第６実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部正面図である。また図２５
は、その要部上面図である。
【０５９８】図２４および図２５に示されるように、本
発明の第６実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩ
ＩＮ６は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ
６、出射光が光路方向にラインを形成するライン状レー
ザ光ビームＢｍ６１を発射するレーザダイオードＬｄｐ
６１、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有
する帯状レーザ光ビームＢｍ６２を発射するレーザダイ
オードＬｄｐ６２、発射された二本のレーザ光ビームの
光路を管理するとともに交差位置に係る像歪みを除去す
る光路制御手段Ｃｐ６２、少なくとも一本のレーザ光ビ
ームの光強度を像信号により変調するレーザ光強度変調
手段Ｃｐ６３、入力された像信号を処理する信号処理部
Ｃｐ６４、立体像表示体ＤＰ６内に形成される立体像の
精細度を制御するか、または表示領域の寸法を制御する
精細度制御手段Ｃｐ６５を備えて構成されている。
【０５９９】立体像表示体ＤＰ６は透明な直方体形状で
あり、その内部に気体または液体または固体、またはこ
れらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方向に一
様分散され、立体像が描像される。さらに、立体像表示
体ＤＰ６は図示されている直方体形状に限定されること
なく、三次元方向に拡がりを有するものであれば形状を
問わない。
【０６００】また立体像表示体ＤＰ６は、２面づつ対に
なった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ平
面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｄ平面に平行
で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−とする。
【０６０１】ライン状レーザ光ビームＢｍ６１を発射す
るレーザダイオードＬｄｐ６１と、帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ６２を発射するレーザダイオードＬｄｐ６２は、そ
れぞれ図示されないレーザダイオード駆動増幅器によっ
て駆動され、これらレーザダイオードと駆動増幅器が光
源Ｃｐ６１を構成している。
【０６０２】信号処理部Ｃｐ６４は、入力された三次元
立体像信号を形成するデータＳＧおよび同期信号、ある
いは場合によってこれらに加え、種別を同定するための
信号が載った入力信号に基づき、少なくとも一基のレー
ザ発振器からの出力を光強度変調するための変調信号を
レーザ光強度変調手段Ｃｐ６３に送り、また光路制御手
段Ｃｐ６２へ同期信号を送り、さらに精細度制御手段Ｃ
ｐ６５へ信号の種別情報か、同期信号の周期情報を送る
ものである。
【０６０３】レーザ光強度変調手段Ｃｐ６３は、三次元
立体像信号で変調された電流を両レーザダイオード駆動
増幅器の少なくとも一方へ入力する。この結果、レーザ
ダイオードＬｄｐ６１とＬｄｐ６２の少なくとも一方が
三次元立体像信号で変調され、レーザダイオードから出
力されるライン光ビームは三次元立体像信号によって光
強度変調されたものとなる。
【０６０４】光路制御手段Ｃｐ６２は、レーザ光ビーム
Ｂｍ６１、Ｂｍ６２の各光路を制御して、両レーザ光ビ
ームを立体像表示体中の所望の位置において交差させる
とともに、この交差位置を移動させる掃引機能を備え
る。
【０６０５】具体的には、光路制御手段Ｃｐ６２は、ラ
イン状レーザ光ビームＢｍ６１の掃引を制御する掃引制
御手段６１１、掃引制御手段６１１からの制御信号によ
り駆動されるアクチュエータＡｃｔ６１、アクチュエー
タＡｃｔ６１によりｆ軸中心に回動する平面状（ガルバ
ノ型）の反射鏡Ｇｖ６１、さらに掃引制御手段６１１か
らの制御信号により駆動されるモータＭ６１、モータＭ
６１によりｈ軸中心に回転する回転多面鏡ユニットＲＭ
Ｕ６１を備える。また、第１集束光学系Ｌｚ６１を備え
る。
【０６０６】ライン状レーザ光ビームＢｍ６１は、立体
像表示体ＤＰ６の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ６内に
入射する。したがって第１集束光学系Ｌｚ６１等の機構
部品は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０６０７】また第１集束光学系Ｌｚ６１を出て立体像
表示体ＤＰ６内に入射したライン状レーザ光ビームＢｍ
６１ａをｄ軸に平行光とするため、レーザダイオードＬ
ｄ６１は第１集束光学系Ｌｚ６１の焦点上に配置され
る。
【０６０８】さらに光路制御手段Ｃｐ６２は、帯状レー
ザ光ビームＢｍ６２の掃引を制御する掃引制御手段６１
２、掃引制御手段６１２からの制御信号により駆動され
るアクチュエータＡｃｔ６２、アクチュエータＡｃｔ６
２によりｆ軸中心に回動する平面状（ガルバノ型）の反
射鏡Ｇｖ６２を備える。また、第２集束光学系Ｌｚ６２
を備える。
【０６０９】帯状レーザ光ビームＢｍ６２は、立体像表
示体ＤＰ６の面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ６内に入射
する。したがって第２集束光学系Ｌｚ６２等の機構部品
は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０６１０】また第２集束光学系Ｌｚ６２を出て立体像
表示体ＤＰ６内に入った帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａ
をｈ軸に平行光とするため、レーザダイオードＬｄｐ６
２が第２集束光学系Ｌｚ６２の焦点上に配置される。
【０６１１】次に動作を説明する。両図に示されるよう
に、ｈ軸方向に光路をとるライン状レーザ光ビームＢｍ
６１は、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ６１で反射され
て、ｄｈ平面上で振れる。
【０６１２】このｄｈ平面上で振れた反射光ビームが、
ｈ軸中心に回転する回転多面鏡ユニットＲＭＵ６１で反
射掃引され、さらに第１集束光学系Ｌｚ６１を経て、立
体像表示体ＤＰ６の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ６内
に入射し、ｄ軸方向へ直進しつつ、ｆ軸方向およびｈ軸
方向に掃引されるライン状レーザ光ビームＢｍ６１ａと
なる。
【０６１３】一方、ｄ軸方向に光路をとる帯状レーザ光
ビームＢｍ６２は、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ６２
で反射されてｄｈ平面上で振れ、さらにレンズによる第
２集束光学系Ｌｚ６２を経て、立体像表示体ＤＰ６内に
入射し、ｈ軸方向へ直進する帯状レーザ光ビームＢｍ６
２ａとなる。
【０６１４】これらライン状レーザ光ビームＢｍ６１ａ
と帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａとが交差する点Ｐ６に
ある呈色材が呈色可能となる。
【０６１５】ここで回転多面鏡ユニットＲＭＵ６１の回
転に伴い、立体像表示体ＤＰ６内のライン状レーザ光ビ
ームＢｍ６１ａはｆ軸方向へ掃引され、交差する点Ｐ６
がｆ軸方向へ掃引されてキュビセル・ラインｖ６１が形
成される。
【０６１６】ついで反射鏡Ｇｖ６１がｆ軸中心に回動し
て角度を変えることにより、ライン状レーザ光ビームＢ
ｍ６１ａはｈ軸方向へ距離εＬｙだけ掃引されてライン
状レーザ光ビームＢｍ６１ｂとなり、ｆ軸方向への掃引
が反復されてつぎのキュビセル・ラインが形成される。
以下、この掃引は反復され、ｆｈ平面に平行なレイヤー
層が１層形成される。
【０６１７】また反射鏡Ｇｖ６１が、掃引制御手段６１
１の制御によりｆ軸中心に回動して角度を微調整するこ
とにより、前記ｈ軸方向の交差位置に係る像歪みの補正
処理がなされる。
【０６１８】上記レイヤー層の形成後に、反射鏡Ｇｖ６
２が回動して帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａをｄ軸方向
に掃引する。この結果、ｄ軸方向に掃引距離εｄだけ離
れた位置に帯状レーザ光ビームＢｍ６２ｂが生成され
る。ついで帯状レーザ光ビームＢｍ６２ｂにライン状レ
ーザ光ビームＢｍ６１ａが交差し、交差部分がｆ軸およ
びｈ軸方向に掃引されて次のレイヤー層を生成させる。
【０６１９】上記において反射鏡Ｇｖ６２が、掃引制御
手段６１２の制御によりｆ軸中心に回動して角度を微調
整することにより、前記ｄ軸方向の交差位置に係る像歪
みの補正処理がなされる。
【０６２０】なお、上記の交差位置に係る像歪み補正の
原理および動作は前記実施形態におけると同様である この交差位置に係る像歪み補正機能は、通常の立体像表
示体寸法の構成に有効であるばかりでなく、とりわけ立
体像表示体寸法が大であり、しかも装置全体の容積を縮
小させた三次元立体像表示装置における交差位置に係る
像歪み補正に有効である。
【０６２１】上記のように光路制御手段Ｃｐ６２は、各
レーザ光ビームＢｍ６１とＢｍ６２の光路を制御して、
立体像表示体ＤＰ６内の交差位置に係る像歪みを補正
し、さらに立体像表示体ＤＰ６内におけるライン状レー
ザ光ビームＢｍ６１ａが、帯状レーザ光ビームＢｍ６２
ａによって光路方向（ｈ軸方向）に形成される帯状平面
と直角（ｄ軸方向）に、この帯状レーザ光ビームＢｍ６
２ａを貫いて交差するよう制御する。
【０６２２】また本実施形態では、ｆ軸方向の精細度は
レーザダイオードＬｄｐ６２の発光部の密度に依存し、
ｄ軸方向の精細度は、三次元立体像信号の更新周期と帯
状レーザ光ビームＢｍ６２ａのｄ軸方向への単位時間あ
たりの掃引距離εｄによって決まり、またｈ軸方向の精
細度はライン状レーザ光ビームＢｍ６１のｈ軸方向への
掃引距離εＬｙによって決まる。
【０６２３】上記のように立体像表示体ＤＰ６内の帯状
レーザ光ビームＢｍ６２ａは、断面であるｆ軸方向に同
時に像を形成しつつｈ軸方向へ進行するから、ｆｈ平面
に帯状を形成する。さらに光源からの光強度が変化する
と、瞬時に帯状面が更新される。したがって光路制御手
段Ｃｐ６２は、帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａの掃引に
あたり、これをｄ軸方向へ掃引するのみでよい。従っ
て、帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａの掃引周期を長くで
き、よって掃引の簡素化が可能になる。
【０６２４】また、ライン状レーザ光ビームＢｍ６１ａ
が帯状レーザ光ビームＢｍ６２ａによって光路方向に形
成される帯状面をｄ軸方向に貫いて交差する構成となる
から、したがって光路制御手段Ｃｐ６２は、このライン
状レーザ光ビームＢｍ６１ａをｆ軸およびｈ軸方向へ掃
引するのみでよい。
【０６２５】よって掃引機構を簡素に構成できる。従っ
てとりわけ、動像の描像と表示に適する。さらに、交差
位置に係る像歪みのない立体像の描像が可能になり、ま
た三軸方向へ直交掃引する構成であるから、立体像表示
体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表示像
への信頼度が向上する上、掃引機構が簡素化できるとい
う効果がある。
【０６２６】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０６２７】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０＝１３、８２４、０００個に亘る掃引が
必要である。表示体の一端から多端までを以って一回の
主掃引とすると、全部のキュビセルを形成するには、帯
状レーザ光ビームＢｍａはｄ軸方向に１回の掃引のみで
よい。一方、ライン状レーザ光ビームＢｍ６１ａはｆ軸
方向に２４０×２４０回の掃引、またｈ軸方向に２４０
回の掃引がなされる。
【０６２８】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ６５を説明す
る。精細度制御手段Ｃｐ６５は、立体像表示体ＤＰ６内
に形成される立体像の精細度を制御するか、または表示
領域の寸法を制御するものである。すなわち、精細度制
御手段Ｃｐ６５は、異なる像の繰返し周期をそれぞれ有
して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれ
かが三次元立体像信号として適用される場合に、この三
次元立体像信号に搭載された、種別を特定する信号また
は同期信号の周期に基づき種別を特定するか、像の繰返
し周期を検出するとともに、像の繰返し周期及び立体像
表示体ＤＰ６の寸法に対応して、ｄ軸およびｈ軸への所
定掃引距離を変更することにより、形成される立体像表
示領域の寸法を、入力などによって指定された所望値と
するか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て、立体像表示体ＤＰ６内に形成される立体像表示領域
の寸法を変更することにより、ｈ軸方向への所定掃引距
離を、入力などによって指定された所望値とするよう構
成され、具体的にはストアードプログラム形式のマイク
ロコンピュータによって実現される。
【０６２９】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ６５の動作を
説明する。精細度制御手段Ｃｐ６５は、信号処理部Ｃｐ
６４から供給される種別・同期信号及び、外からの指定
値として入力された、精細度や表示領域の寸法の所望値
Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｈ方向単位掃引移動
距離εＬｙとｄ方向単位掃引移動距離εｄを算出し、ε
Ｌｙの載った制御信号６５ｂとして掃引制御手段６１１
へ送出し、εｄの載った制御信号６５ａとして掃引制御
手段６１２へ送出する。
【０６３０】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて単位掃引移動距離εＬｙ
または単位掃引移動距離εｄを変更することにより、所
定の表示領域に描像することができ、よって形成される
立体像表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【０６３１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定の単位掃引移動距離εＬｙまた
は単位掃引移動距離εｄで描画でき、よって描像の精細
度を所望値とすることができる。
【０６３２】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途に医療分野があり、たとえば検査・治療
分野における立体断層静止像の形成、例えばＸ線ＣＴや
ポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示に適する。
【０６３３】また別の用途は、教育分野とりわけ教材の
三次元立体像表示であり、特に理科、図工、数学の教材
の各種立体像表示に有効である。
【０６３４】さらに、自動車などをデザインする工程で
のデザイン・イメージの三次元静止像表示、建築設計に
おける三次元パース像の作成に適する。
【０６３５】さらに、生産現場においても有効に適用可
能であり、設計工程での部品設計における三次元静止像
表示や、生産工程での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示
などに適する。
【０６３６】さらに、他の用途分野としては、シミュレ
ーション結果の三次元静止像表示や、あるいは芸術、美
術の制作過程におけるデザイン・イメージの三次元静止
像の表示・展示がある。さらに、三次元立体像表示装置
をショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体静
止像を表示させる、所謂バーチャルショーウインドウと
いった商業用途にも好適である。
【０６３７】本発明の第７実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを直交状態で交差させ、交差部分をベクトル掃引す
ることにより、立体の表面または稜線の連結による三次
元立体像の描像をなす構成である。
【０６３８】図２６は、本発明の第７実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部正面図である。また図２７
は、その要部上面図である。
【０６３９】図２６および図２７に示されるように、本
発明の第７実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩ
ＩＮ７は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ
７と、二基のレーザ発振器Ｌｄｐ７１、Ｌｄｐ７２およ
び、その駆動回路を備え、それぞれ出射光が光路方向に
ラインとなるライン状レーザ光ビームＢｍ７１および、
出射光が光路方向に帯状面を形成する帯状レーザ光ビー
ムＢｍ７２とを発射する光源Ｃｐ７１と、発射された二
本のレーザ光ビームＢｍ７１、Ｂｍ７２の光路を管理し
て立体像表示体ＤＰ７中の所望の位置において交差さ
せ、且つ交差位置に係る像歪みを制御するとともに、こ
の交差位置を移動させる掃引機能を備える光路制御手段
Ｃｐ７２と、二基のレーザ発振器Ｌｄｐ７１、Ｌｄｐ７
２のうち少なくとも一基の出力か、または両レーザ光ビ
ームＢｍ７１、Ｂｍ７２の少なくとも一方を、表示対象
である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
レーザ光強度変調手段Ｃｐ７３と、入力された像信号を
処理する信号処理部Ｃｐ７４と、立体像表示体ＤＰ７内
に形成される立体像の精細度を制御するか、または表示
領域の寸法を制御する精細度制御手段Ｃｐ７５を備えて
構成されている。
【０６４０】立体像表示体ＤＰ２は、透明な直方体であ
り、両レーザ光ビームＢｍ７１、Ｂｍ７２の光路の交差
部分によって内部が照射され、該交差部分に照射される
ことで発色または着色する気体または液体または固体、
またはこれらの組み合わせで構成された呈色材が内部に
三次元方向に一様分散され、交差部分の集合として立体
像が描像される。ただし立体像表示体ＤＰ２は図示され
ているような直方体形状に限定されることなく、三次元
方向に拡がりを有するものであれば形状を問わない。
【０６４１】光源Ｃｐ７１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ７２によって光路が制御されたライン光ビームＢｍ
７１と帯状レーザ光ビームＢｍ７２との交差部分にある
呈色材が、両レーザ光ビームＢｍ７１とＢｍ７２により
同時に照射を受けることによって、所定の色に呈色す
る。
【０６４２】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポットとなる。しかも交差部分は掃引によって微小時間
で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受けて呈色
する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、このように
して呈色された呈色材が含まれる微小領域キュビセルの
列によって、キュビセル・ラインが形成される。
【０６４３】さらに掃引方向を三次元立体像信号に基づ
いて移動させて掃引を反復することで、次のキュビセル
・ラインが形成され、この反復で多数のキュビセル・ラ
インから成るが形成される。
【０６４４】信号処理部Ｃｐ７４は、入力された三次元
立体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるいは
種別を同定するための信号が載った入力信号に基づき、
レーザ発振器からの出力を光強度変調するための変調信
号をレーザ光強度変調手段Ｃｐ７３に送り、また光路制
御手段Ｃｐ７２へ同期信号を送り、さらに精細度制御手
段Ｃｐ７５へ信号の種別情報か、同期信号の周期情報を
送る。
【０６４５】レーザ光強度変調手段Ｃｐ７３へ入力され
る三次元立体像信号は、表示対象である立体の表面また
は稜線に沿って形成されており、この三次元立体像信号
で変調された駆動電流によりレーザダイオードＬｄｐ７
１またはＬｄｐ７２の少なくとも一方の出力が三次元立
体像信号で変調され、三次元立体像信号によって光強度
変調された光ビームが発射される。
【０６４６】光路制御手段Ｃｐ７２は、ライン状レーザ
光ビームＢｍ７１の掃引を制御する図示されない第１ラ
イン光ビーム掃引制御回路により駆動されるアクチュエ
ータＡｃｔ７１１、アクチュエータＡｃｔ７１１により
ｈ軸を回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇｖ７１
１、さらに第１ライン光ビーム掃引制御回路により駆動
されるアクチュエータＡｃｔ７１２、アクチュエータＡ
ｃｔ７１２によりｆ軸を回動中心として角度が変化する
反射鏡Ｇｖ７１２を備える。また、第１集束光学系Ｌｚ
７１を備える。
【０６４７】さらに光路制御手段Ｃｐ７２は、帯状レー
ザ光ビームＢｍ７２の掃引を制御する図示されない第２
ライン光ビーム掃引制御回路により駆動されるアクチュ
エータＡｃｔ７２、アクチュエータＡｃｔ７２によりｆ
軸を回動中心として角度が変化する反射鏡Ｇｖ７２を備
える。また、第２集束光学系Ｌｚ７２を備える。
【０６４８】両図に示されるように、レーザ発振器Ｌｄ
ｐ７１から発射されｄ軸方向に光路をとるライン状レー
ザ光ビームは、ｈ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ７１１で
反射されて、ｆｈ平面上で振れる。このｆｈ平面上で振
れた反射光ビームが、ｆ軸を軸として回動可能な反射鏡
Ｇｖ７１２で反射され、さらに第１集束光学系Ｌｚ７１
を経ることにより、ｆｈ両軸方向へ振れ、かつｄ軸方向
へ直進するビームとなり、立体像表示体ＤＰ７内に入射
する。
【０６４９】このようにライン状レーザ光ビームＢｍ７
１は、立体像表示体ＤＰ７の面ｆｈ＋から立体像表示体
ＤＰ７内に入射する。したがって第１集束光学系Ｌｚ７
１等の機構部品は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０６５０】一方、レーザ発振器Ｌｄｐ７２から発射さ
れｄ軸方向に光路をとる帯状レーザ光ビームＢｍ７２
は、ｆ軸中心に回動する反射鏡Ｇｖ７２で反射されて、
ｄｈ平面上で振れる。このｄｈ平面上で振れた反射光ビ
ームが第２集束光学系Ｌｚ７２を経ることによりｈ軸に
平行な帯状レーザ光ビームとなり、立体像表示体ＤＰ７
内に、ｈ軸方向に立ち上がる状態で入射する。ここで反
射鏡Ｇｖ７２がｆ軸中心に回動して角度を変えることに
より、帯状レーザ光ビームＢｍ７２はｄ軸方向へ掃引さ
れる。
【０６５１】このように帯状レーザ光ビームＢｍ７２
は、立体像表示体ＤＰ７の面ｆｄ−から立体像表示体Ｄ
Ｐ７内に入射する。したがって第２集束光学系Ｌｚ７２
等の機構部品は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０６５２】前記の結果、立体像表示体ＤＰ７内でライ
ン光ビームＢｍ７１が帯状レーザ光ビームＢｍ７２と直
交するが、両レーザ光ビームが同じ座標位置（ｆ、ｄ、
ｈ）を通過するように光路を制御すると、両方が一点で
交差し、その交差点がキュビセルを形成させる。光路制
御手段Ｃｐ７２は、三次元立体像信号にしたがい、両レ
ーザ光ビームの光路を制御して交差点を移動させると、
立体像が立体像表示体ＤＰ７内に形成される。
【０６５３】たとえば、反射角度の制御により光路が変
化したライン光ビームＢｍ７１ａは点Ｐ７１を通過す
る。ここで同時に、反射角度の制御により光路が変化し
た帯状レーザ光ビームＢｍ７２ａが同じ点Ｐ７１を通過
するように光路制御手段Ｃｐ７２がすることにより、点
Ｐ７１が呈色してキュビセルが形成される。
【０６５４】ついで光路制御手段Ｃｐ７２は反射角度の
制御により、ライン光ビームＢｍ７１ａを点Ｐ７２まで
連続掃引してライン光ビームＢｍ７１ｂとし、また同時
に帯状レーザ光ビームＢｍ７２ａを点Ｐ７２まで連続掃
引して帯状レーザ光ビームＢｍ７２ｂとすると、点Ｐ７
１から点Ｐ７２までが呈色して、キュビセルの列である
キュビセル・ラインが形成される。このキュビセル・ラ
インが立体像の一部を描像している。
【０６５５】以下、同様に点Ｐ７２〜点Ｐ７３〜点Ｐ７
１と順にベクトル掃引することにより、稜線からなるワ
イヤーフレーム像として立体像が描像される。
【０６５６】さらに光路制御手段Ｃｐ７２は、立体像表
示体ＤＰ７内に形成される立体像に発生する、前記交差
位置に係る像歪みの補正処理の機能を備える。
【０６５７】すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立
体像表示領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を
小とすることにより、端部側における交差部分の単位時
間あたりの移動距離が所定値になるようにし、一方、レ
ーザ光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側に
あるときの反射鏡の回動速度を大とすることにより、中
央部側における交差部分の単位時間あたりの移動距離が
同じ所定値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０６５８】ｆ軸方向の歪補正は、アクチュエータＡｃ
ｔ７１１へ送る電流を制御することにより、反射鏡Ｇｖ
７１１の回動角度を微調整することにより為される。
【０６５９】ｄ軸方向の歪補正は、アクチュエータＡｃ
ｔ７２へ送る電流を制御することにより、反射鏡Ｇｖ７
２の回動角度を微調整することにより為される。
【０６６０】さらにｈ軸方向の歪補正は、アクチュエー
タＡｃｔ７１２へ送る電流を制御することにより、反射
鏡Ｇｖ７１２の回動角度を微調整することにより為され
る。
【０６６１】前記により、立体像表示体ＤＰ７中の各位
置に形成されるキュビセルの寸法を均一とし、よって交
差位置に係る像歪みが補正される。この機能は通常の立
体像表示体ＤＰ７寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体ＤＰ７寸法が大であり、しか
も立体像表示体ＤＰ７と周辺機構部品の距離を小さくし
て装置全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置に
おける、交差位置に係る像歪み補正に有効である。
【０６６２】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並んで形成可能なキュビセル数
を各２４０とすると、２４０×２４０×２４０＝１３、
８２４、０００個のキュビセル形成が可能である。本実
施形態における掃引はベクトル掃引であるから、全部の
キュビセルを掃引する必要はなく、立体を構成している
稜線や外郭線に沿うキュビセルのみを形成させるよう、
稜線や外郭線に沿った掃引を行なう。
【０６６３】したがって単位時間あたりの掃引回数つま
り掃引レートは、描像される稜線や外郭線の数に依存す
る。立体静止像を表示させる場合、呈色状態が長時間維
持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用する場合は
リフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状態が長時
間維持されない材料ではリフレッシュ書き換えが必要と
なる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合は、残光
時間が長いりん光体の呈色材の適用が好ましい。
【０６６４】精細度制御手段Ｃｐ７５は、立体像表示体
ＤＰ７内に形成される立体像の精細度を制御するか、ま
たは表示領域の寸法を制御するものである。以下、精細
度制御手段Ｃｐ７５の構成と動作を説明する。
【０６６５】精細度制御手段Ｃｐ７５は、信号処理部Ｃ
ｐ７４から供給される種別・同期信号及び、外から入力
された、精細度や表示領域の寸法の所望値Ｓｔｄに基づ
き、交差部分の必要なｆ方向単位掃引移動距離εｆ、ｄ
方向単位掃引移動距離εｄ、ｈ方向単位掃引移動距離ε
ｈを算出し、εｆが載った制御信号をアクチュエータＡ
ｃｔ７１１へ送り、εｄが載った制御信号をアクチュエ
ータＡｃｔ７２へ送り、εｈが載った制御信号をアクチ
ュエータＡｃｔ７１２へ送出するよう構成されている。
【０６６６】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号といっ
た、異なる像繰返し周期をそれぞれ有して種別が異なる
複数の三次元立体像信号の内のいずれかが適用された場
合に、種別を特定する信号または同期信号の周期に基づ
き種別を特定するか、像の繰返し周期が検出されると、
この像の繰返し周期及び立体像表示体の寸法ならびに、
精細度や表示領域の寸法の所望値Ｓｔｄに対応して、
ｆ、ｄ、ｈ三軸方向への単位掃引距離εｆ、εｄ、εｈ
のうち少なくとも一つの距離を変更することにより、所
定の表示領域に描像することができ、よって形成される
立体像表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【０６６７】または、周期に応じて立体像表示領域の寸
法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、よ
って描像の精細度を所望値とすることができる。
【０６６８】前記のように、立体像表示体中に形成され
るキュビセルの寸法を所望値に、かつ上記のように寸法
を均一に制御でき、よって精細度を所望値に制御でき
る。あるいは、利用の都合上、表示領域を所望寸法に限
定する必要がある場合も、上記の構成によってキュビセ
ルの寸法を縮小し、かつ均一寸法に制御することで、立
体像表示体中の表示範囲を所望の範囲に調整することが
可能になる。
【０６６９】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がなく、描像時間を短縮できるという効果
があり、動像の描像表示に有利である。
【０６７０】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎医学
分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、従来
平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静止像
の形成、例えばＸ線ＣＴ断層の立体静止像の表示があ
る。
【０６７１】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０６７２】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０６７３】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０６７４】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０６７５】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０６７６】本発明の第８実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを非直交状態で交差させ、交差部分を反復してレイ
ヤー掃引することにより、掃引面の積層による三次元立
体像の描像をなす構成である。
【０６７７】図２８は、本発明の第８実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部正面図である。また図２９
は、その要部上面図である。
【０６７８】両図に示されるように、本発明の第８実施
形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ８は、立体
像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ８、それぞれ発
振周波数の異なる一基の点光源レーザダイオードＬｄｐ
８１と一基の線光源レーザダイオードＬｄｐ８２およ
び、それらの駆動回路を備え、それぞれ光路方向が異な
り、出射光が光路方向にラインを形成するライン状レー
ザ光ビームＢｍ８１と、出射光の光路方向断面が一次元
方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビームＢｍ８２とを
発射する光源Ｃｐ８１、発射された二本のレーザ光ビー
ムＢｍ８１とＢｍ８２の光路を管理して立体像表示体Ｄ
Ｐ８中の所望の位置において交差させ、且つ交差位置に
係る像歪みを制御するとともに、この交差位置を移動さ
せる掃引機能を備える光路制御手段Ｃｐ８２、少なくと
も一基のレーザダイオードの出力か、または両レーザ光
ビーム中の少なくとも一方を、三次元立体像信号に基づ
いて光強度変調するレーザ光強度変調手段Ｃｐ８３、入
力された像信号ＳＧを処理する信号処理部Ｃｐ８４、立
体像表示体ＤＰ８内に形成される立体像の精細度を制御
するか、または表示領域の寸法を制御する精細度制御手
段Ｃｐ８５を備えて構成されている。
【０６７９】立体像表示体ＤＰ８は、透明な直方体であ
り、各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
合わせで構成された呈色材が内部に三次元方向に一様分
散され、交差部分の集合として立体像が描像される。た
だし立体像表示体ＤＰ８は図示されているような直方体
形状に限定されることなく、三次元方向に拡がりを有す
るものであれば形状を問わない。
【０６８０】光源Ｃｐ８１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ８２によって光路が制御されたライン状レーザ光ビ
ームＢｍ８１と帯状レーザ光ビームＢｍ８２との交差部
分にある呈色材が、両レーザ光ビームＢｍ８１とＢｍ８
２により同時に照射を受けることによって、所定の色に
呈色する。
【０６８１】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポット状となる。しかもこの交差部分は掃引によって微
小時間で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受け
て呈色する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、この
ようにして単位時間内に呈色された呈色材が含まれる微
小領域キュビセルＣｕｂｃの列によって、キュビセル・
ラインが形成される。
【０６８２】とりわけ、帯状レーザ光ビームＢｍ８２は
ビームの断面形状が線分であるから、ライン状レーザ光
ビームＢｍ８１をこの断面に沿って交差させることによ
り、キュビセル・ラインが容易に形成される。
【０６８３】レーザ光強度変調手段Ｃｐ８３へ入力され
る三次元立体像信号で変調された駆動電流が、それぞれ
のレーザダイオード駆動増幅器の少なくとも一方へ入力
される。この結果、レーザダイオードＬｄｐ８１または
Ｌｄｐ８２の少なくとも一方の出力が三次元立体像信号
で変調され、三次元立体像信号によって光強度変調され
たレーザ光ビームが発射される。
【０６８４】光路制御手段Ｃｐ８２は、二本のレーザ光
ビームの各光路を制御して、各レーザ光ビームを立体像
表示体ＤＰ８中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を三次元立体像信号に基づき所定掃引
距離だけ順次掃引することにより、交差位置において呈
色材を順次発色または着色させて一連のキュビセル・ラ
インを形成させ、この複数のキュビセル・ラインから成
るレイヤー層Ｌｙ８を立体像表示体ＤＰ８内に形成させ
る。
【０６８５】光路制御手段Ｃｐ８２は、二組のレーザ光
偏向機構を備える。第一組のレーザ光偏向機構はライン
状レーザ光ビームＢｍ８１の光路を制御するもので、ア
クチュエータＡｃｔ８１１により回動する反射鏡Ｇｖ８
１１と、アクチュエータＡｃｔ８２により回動する反射
鏡Ｇｖ８２と、図示されない掃引制御回路を備える。
【０６８６】レーザダイオードＬｄｐ８１から放出され
るライン状レーザ光ビームＢｍ８１は、反射鏡Ｇｖ８１
１および反射鏡Ｇｖ８１２によりこの順に偏向されて、
途中にレンズを経由することなく立体像表示体ＤＰ８内
の各位置へ達する。
【０６８７】ここで、図示されるようなライン状レーザ
光ビームＢｍ８１を立体像表示体ＤＰ８の面ｆｈ＋をへ
て立体像表示体ＤＰ８内に入射する構成とする場合は、
第一組のレーザ光偏向機構等の機構部品は主として面ｆ
ｈ＋側に配設される。
【０６８８】一方、第二組のレーザ光偏向機構は帯状レ
ーザ光ビームＢｍ８２の光路を制御するもので、アクチ
ュエータＡｃｔ８２により回動する反射鏡Ｇｖ８２と、
図示されない掃引制御回路を備える。
【０６８９】レーザダイオードＬｄｐ８２から放出され
る帯状レーザ光ビームＢｍ８２は、反射鏡Ｇｖ８２によ
り偏向されて、途中にレンズを経由することなく立体像
表示体ＤＰ８内の各位置へ達する。
【０６９０】ここで、図示されるような帯状レーザ光ビ
ームＢｍ８２を立体像表示体ＤＰ８の面ｆｄ−をへて立
体像表示体ＤＰ８内に入射する構成とする場合は、第二
組のレーザ光偏向機構等の機構部品は主として面ｆｄ−
側に配設される。
【０６９１】前記の構成と異なる、ライン状レーザ光ビ
ームＢｍ８１と帯状レーザ光ビームＢｍ８２を立体像表
示体ＤＰ８の同一面から入射させる構成も可能である。
これにより機構部分に邪魔されることなく、立体像表示
体ＤＰ８の各面側からの立体像の観察が可能になる。
【０６９２】また光路制御手段Ｃｐ８２は、両レーザ光
ビームＢｍ８１とＢｍ８２の光路を制御して両レーザ光
ビームが立体像表示体ＤＰ８中の各交差点において張る
最小角度のうちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内に制御するものとする。すなわち非直交掃引を
行なう。
【０６９３】前記で、ライン状レーザ光ビームＢｍ８１
と帯状レーザ光ビームＢｍ８２が同じ（ｆ、ｄ、ｈ）座
標を有するように光路を制御すると、両方が一点（たと
えば図２８中の点Ｐ８）で交差し、その交差点がキュビ
セルを形成させる。光路制御手段Ｃｐ８２が三次元立体
像信号にしたがい、ライン状レーザ光ビームＢｍ８１と
帯状レーザ光ビームＢｍ８２の光路を制御して交差点を
移動させると、この間に照射を受けて呈色する呈色材の
集合は掃引方向へ更に拡がり、このようにして単位時間
内に呈色された呈色材が含まれる微小領域キュビセルＣ
ｕｂｃの列によって、キュビセル・ラインｖ８１が形成
される。
【０６９４】さらに位置を移動させて掃引を反復するこ
とで、次のキュビセル・ラインが形成され、この反復で
多数のキュビセル・ラインから成る層状のレイヤーＬｙ
８が形成される。さらに、レイヤーＬｙ８が複数層、重
ねられて表示領域が構成され、この表示領域内に立体像
が形成される。
【０６９５】ここで本実施形態の構成によれば、ｆ軸に
平行なキュビセルラインｖ８１を描像する際には帯状レ
ーザ光ビームの掃引を省略できるから、掃引機構を簡素
化することができる。
【０６９６】光路制御手段Ｃｐ８２は同時に、反射鏡か
ら到達位置までの距離が変動することにより発生する、
前記交差位置に係る像歪みを補正処理する機能を備え
る。すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立体像表示
領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を小とする
ことにより、端部側における交差部分の単位時間あたり
の移動距離が所定値になるようにし、一方、レーザ光ビ
ームの交差位置が立体像表示領域の中央部側にあるとき
の反射鏡の回動速度を大とすることにより、中央部側に
おける交差部分の単位時間あたりの移動距離が同じ所定
値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０６９７】この構成により、反射光の光路を調節して
立体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法
を均一とし、よって交差位置に係る像歪みが補正され
る。この機能は通常の寸法の立体像表示体ＤＰ８に有効
であるばかりでなく、とりわけ立体像表示体ＤＰ８の寸
法が大であり、しかも立体像表示体ＤＰ８と周辺機構部
品の距離を小さくして装置全体の容積を縮小させた三次
元立体像表示装置における、交差位置に係る像歪み補正
に有効である。
【０６９８】とりわけ、本実施形態のような非直交掃引
の場合は、レーザ光ビームが立体像表示体ＤＰ８の各軸
方向に角度を有して入射されるから、前記のレーヤー掃
引の場合に比して掃引面間においても到達距離が変化す
る。したがって、この構成の場合、掃引面内に対する補
正に加えて、掃引面間についての補正を加えた補正動作
を行なう。この構成により、反射光の光路を調節して立
体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法を
均一とし、よって交差位置に係る像歪みを極小にでき
る。
【０６９９】前記の機能によって、本実施形態の三次元
立体像表示装置ＯＲＩＩＮ８は以下のように動作する。
光路制御手段Ｃｐ８２は、帯状レーザ光ビームＢｍ８２
の光路を制御して立体像表示体ＤＰ８の面ｆｈ＋と交わ
るビームＢｍ８２ａとし、一方、ライン状レーザ光ビー
ムＢｍ８１の光路を制御して前記のビームＢｍ８２ａと
面ｆｈ＋とが交わる部分に交差させつつｆ軸方向になぞ
り、このように交差位置をｆ軸方向に連続掃引して１本
のキュビセルラインを形成させる。
【０７００】前記のライン状レーザ光ビームＢｍ８１に
よるｆ軸方向への掃引中、帯状レーザ光ビームＢｍ８２
を静止させることによって、ｆ軸に平行なキュビセルラ
インが形成される。
【０７０１】この１本のキュビセルライン形成ののち、
次のキュビセルラインを形成させるべく、反射鏡Ｇｖ８
２を微少回動させてｄ軸方向に振れた帯状レーザ光ビー
ムＢｍ８２ｂとし、一方、ライン状レーザ光ビームＢｍ
８１の光路を制御してビームＢｍ８１ｂとし、前記掃引
を反復して２本目のキュビセルラインｖ８１を形成させ
る。
【０７０２】ここで２本目のキュビセルラインｖ８１
は、１本目のキュビセルラインとｈ軸方向は同一位置に
あり、ｄ軸方向に所定距離のεｄだけ振れるように、二
基のアクチュエータＡｃｔ８１２、Ａｃｔ８２が駆動さ
れ、またキュビセルラインｖ８１を単位時間あたり所定
距離εｆだけ掃引するようにアクチュエータＡｃｔ８１
１が駆動される。
【０７０３】このようにしてライン状レーザ光ビームＢ
ｍ８１ｃと帯状レーザ光ビームＢｍ８２ｃによりｄ軸方
向端部においてキュビセルラインが形成されると、第１
のレイヤー層が生成され、ついで両レーザ光ビームは元
に戻って第２のレイヤー層の生成過程に入る。
【０７０４】ここで、第２のレイヤー層が第１のレイヤ
ー層からｈ軸方向に所定距離のεｈだけ振れるように、
二基のアクチュエータＡｃｔ８１２、Ａｃｔ８２が駆動
される。以上の反復により複数のレイヤー層（掃引面）
が層状に重ねられた立体像表示領域が形成される。
【０７０５】また、精細度制御手段Ｃｐ８５は、立体像
表示体ＤＰ８内に形成される立体像の精細度を制御する
か、または表示領域の寸法を制御する機能を具備してい
る。すなわち、精細度制御手段Ｃｐ８５は、通常はｆ軸
方向、ｄ軸方向、ｈ軸方向への所定掃引距離εｆ、ε
ｄ、εｈなどを出力するが、異なる像の繰返し周期をそ
れぞれ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内
のいずれかが三次元立体像信号として適用される場合
に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定す
る信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周
期及び立体像表示体の寸法に対応して、ｆ軸方向、ｄ軸
方向、ｈ軸方向への所定掃引距離εｆ、εｄ、εｈのう
ち少なくとも一つの距離を変更することにより、形成さ
れる立体像表示領域の寸法を所望値とするか、または三
次元立体像像信号の繰返し周期に対応して、立体像表示
体内に形成される立体像表示領域の寸法を変更すること
により、各軸方向への所定掃引距離を、入力などによっ
て指定された所望値とする。
【０７０６】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて単位時間あたりの掃引距
離を変更することにより、キュビセルの寸法を拡大また
は縮小させ、かつ前記のように均一寸法に制御して、所
望の表示領域内に描像することができ、よって立体像表
示体ＤＰ８中に形成される立体像表示領域の寸法を所望
値とすることができる。
【０７０７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、単位時間あたりの所定掃引距離で描
画でき、立体像表示体ＤＰ８中に形成されるキュビセル
の寸法を所望値に、かつ前記のように寸法を均一に制御
でき、よって精細度を所望値に制御できる。
【０７０８】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０＝１３、８２４、０００個が形成され
る。したがって１キュビセルを形成するのにライン状レ
ーザ光ビームＢｍ８１は２４０×２４０＝５７、６００
回の掃引がなされる。一方、帯状レーザ光ビームＢｍ８
２は２４０回の掃引がなされる。
【０７０９】立体静止像を表示させる場合、呈色状態が
長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用す
る場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状
態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き換え
が必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合
は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好まし
い。
【０７１０】本実施形態によれば、高精細度の、且つ像
歪みのない立体像の描像が可能になる。さらに、非直交
で掃引する構成であるから、各レーザ光ビームの光源等
を立体像表示体の同じ面側に集中して設置することもで
き、よって光源等の障害がなく広い位置からの描像され
た立体像の観察が可能となる。
【０７１１】さらに座標軸に平行なキュビセルラインを
描像する際に、帯状レーザ光ビームの掃引が簡略化さ
れ、よって掃引機構を簡素化できる。
【０７１２】また表示領域を大にし、且つ光源と表示領
域間の距離を短縮する際に生じる像の歪みを補正するこ
とによって、立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置を実現す
ることができる。
【０７１３】さらに、前述したように周期の長い三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が
入力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更する
ことにより、形成される立体像の寸法を所望値とするこ
とができ、または、周期の長い三次元立体像信号や、繰
り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、
その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法を変更
することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描像
の精細度を所望値とすることができる。
【０７１４】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０７１５】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途に医療分野があり、たとえば検査・治療
分野における立体断層静止像の形成、例えばＸ線ＣＴや
ポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示に適する。
【０７１６】また別の用途は、教育分野とりわけ教材の
三次元立体像表示であり、特に理科、図工、数学の教材
の各種立体像表示に有効である。
【０７１７】さらに、自動車などをデザインする工程で
のデザイン・イメージの三次元静止像表示、さらに建築
設計における三次元パース像の作成に適する。
【０７１８】この外、マルチメディア・エンターテイン
メント分野として、大・小劇場やコンサートホールにお
ける大型立体像の表示、アーケードゲームにおける立体
像表示がある。
【０７１９】さらに、生産現場においても有効に適用可
能であり、設計工程での部品設計における三次元静止像
表示や、生産工程での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示
などに適する。
【０７２０】さらに、他の用途分野としては、シミュレ
ーション結果の三次元静止像表示や、あるいは芸術、美
術の制作過程におけるデザイン・イメージの三次元静止
像の表示・展示がある。さらに、三次元立体像表示装置
をショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体像
を、動像や静止像で表示させる、所謂バーチャルショー
ウインドウといった商業用途にも好適である。
【０７２１】本発明の第９実施形態に係る三次元立体像
表示装置は、帯状レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを非直交状態で交差させ、交差部分をベクトル掃引
することにより、立体の表面または稜線の連結による三
次元立体像の描像をなす構成である。
【０７２２】図３０は、本発明の第９実施形態に係る三
次元立体像表示装置の要部正面図である。また図３１
は、その要部上面図である。
【０７２３】両図に示されるように、本発明の第９実施
形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ９は、立体
像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ９、それぞれ発
振周波数の異なる一基の点光源レーザダイオードＬｄｐ
９１と一基の線光源レーザダイオードＬｄｐ９２およ
び、それらの駆動回路を備え、それぞれ光路方向が異な
り、出射光が光路方向にラインを形成するライン状レー
ザ光ビームＢｍ９１と、出射光の光路方向断面が一次元
方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビームＢｍ９２とを
発射する光源Ｃｐ９１、発射された二本のレーザ光ビー
ムＢｍ９１とＢｍ９２の光路を管理して立体像表示体Ｄ
Ｐ９中の所望の位置において交差させ、且つ交差位置に
係る像歪みを制御するとともに、この交差位置を移動さ
せる掃引機能を備える光路制御手段Ｃｐ９２、少なくと
も一基のレーザダイオードの出力か、または両レーザ光
ビーム中の少なくとも一方を、三次元立体像信号に基づ
いて光強度変調するレーザ光強度変調手段Ｃｐ９３、入
力された像信号ＳＧを処理する信号処理部Ｃｐ９４、立
体像表示体ＤＰ９内に形成される立体像の精細度を制御
するか、または表示領域の寸法を制御する精細度制御手
段Ｃｐ９５を備えて構成されている。
【０７２４】立体像表示体ＤＰ９は、透明な直方体であ
り、各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
合わせで構成された呈色材が内部に三次元方向に一様分
散され、交差部分の集合として立体像Ｖｇ９が描像され
る。ただし立体像表示体ＤＰ９は図示されているような
直方体形状に限定されることなく、三次元方向に拡がり
を有するものであれば形状を問わない。
【０７２５】光源Ｃｐ９１から発射され、光路制御手段
Ｃｐ９２によって光路が制御されたライン状レーザ光ビ
ームＢｍ９１と帯状レーザ光ビームＢｍ９２との交差部
分にある呈色材が、両レーザ光ビームＢｍ９１とＢｍ９
２により同時に照射を受けることによって、所定の色に
呈色する。
【０７２６】両レーザ光ビームはそれぞれ数ミクロン乃
至数十ミクロン程度の太さがあるから、交差部分は数ミ
クロン乃至数十ミクロン程度の径の断面を有する立体ス
ポット状となる。しかもこの交差部分は掃引によって微
小時間で掃引方向へ移動するから、この間に照射を受け
て呈色する呈色材の集合は掃引方向へ更に拡がり、この
ようにして単位時間内に呈色された呈色材が含まれる微
小領域キュビセルＣｕｂｃの列によって、キュビセル・
ラインが形成される。
【０７２７】とりわけ、帯状レーザ光ビームＢｍ９２は
ビームの断面形状が線分であるから、ライン状レーザ光
ビームＢｍ９１をこの断面に沿って交差させることによ
り、キュビセル・ラインが容易に形成される。
【０７２８】レーザ光強度変調手段Ｃｐ９３へ入力され
る三次元立体像信号は、表示対象である立体の表面また
は稜線に沿った位置情報を含んで構成されており、この
三次元立体像信号で変調された駆動電流が、それぞれの
レーザダイオード駆動増幅器の少なくとも一方へ入力さ
れる。この結果、レーザダイオードＬｄｐ９１またはＬ
ｄｐ９２の少なくとも一方の出力が三次元立体像信号で
変調され、三次元立体像信号によって光強度変調された
レーザ光ビームが発射される。
【０７２９】光路制御手段Ｃｐ９２は、二本のレーザ光
ビームの各光路を制御して、各レーザ光ビームを立体像
表示体ＤＰ９中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を三次元立体像信号に基づき所定掃引
距離だけ順次掃引することにより、交差位置において呈
色材を順次発色または着色させて一連のキュビセル・ラ
インを形成させ、この複数のキュビセル・ラインから成
る立体像Ｖｇ９を立体像表示体ＤＰ９内に形成させる。
【０７３０】光路制御手段Ｃｐ９２は、二組のレーザ光
偏向機構を備える。第一組のレーザ光偏向機構はライン
状レーザ光ビームＢｍ９１の光路を制御するもので、ア
クチュエータＡｃｔ９１１により回動する反射鏡Ｇｖ９
１１と、アクチュエータＡｃｔ９１２により回動する反
射鏡Ｇｖ９１２と、図示されない掃引制御回路を備え
る。
【０７３１】レーザダイオードＬｄｐ９１から放出され
るライン状レーザ光ビームＢｍ９１は、反射鏡Ｇｖ９１
１および反射鏡Ｇｖ９１２によりこの順に偏向されて、
途中にレンズを経由することなく立体像表示体ＤＰ９内
の各位置へ達する。
【０７３２】ここで、図示されるようなライン状レーザ
光ビームＢｍ９１を立体像表示体ＤＰ９の面ｆｈ＋をへ
て立体像表示体ＤＰ９内に入射する構成とする場合は、
第一組のレーザ光偏向機構等の機構部品は主として面ｆ
ｈ＋側に配設される。
【０７３３】一方、第二組のレーザ光偏向機構は帯状レ
ーザ光ビームＢｍ９２の光路を制御するもので、アクチ
ュエータＡｃｔ９２により回動する反射鏡Ｇｖ９２と、
図示されない掃引制御回路を備える。
【０７３４】レーザダイオードＬｄｐ９２から放出され
る帯状レーザ光ビームＢｍ９２は、反射鏡Ｇｖ９２によ
り偏向されて、途中にレンズを経由することなく立体像
表示体ＤＰ９内の各位置へ達する。
【０７３５】ここで、図示されるような帯状レーザ光ビ
ームＢｍ９２を立体像表示体ＤＰ９の面ｆｄ−をへて立
体像表示体ＤＰ９内に入射する構成とする場合は、第二
組のレーザ光偏向機構等の機構部品は主として面ｆｄ−
側に配設される。
【０７３６】前記の構成と異なる、ライン状レーザ光ビ
ームＢｍ９１と帯状レーザ光ビームＢｍ９２を立体像表
示体ＤＰ９の同一面から入射させる構成も可能である。
これにより機構部分に邪魔されることなく、立体像表示
体ＤＰ９の各面側からの立体像の観察が可能になる。
【０７３７】前記で、ライン状レーザ光ビームＢｍ９１
と帯状レーザ光ビームＢｍ９２が同じ（ｆ、ｄ、ｈ）座
標を有するように光路を制御すると、両方が一点で交差
し、その交差点がキュビセルＣｕｂｃを形成させる。光
路制御手段Ｃｐ９２が三次元立体像信号にしたがい、ラ
イン状レーザ光ビームＢｍ９１と帯状レーザ光ビームＢ
ｍ９２の光路を制御して交差点を移動させると、立体像
Ｖｇ９が立体像表示体ＤＰ９内に形成される。
【０７３８】たとえばライン状レーザ光ビームＢｍ９１
と帯状レーザ光ビームＢｍ９２は、同時に点Ｐ９１から
点Ｐ９２へ移動し、ついで点Ｐ９２から点Ｐ９３へ移動
し、ついで点Ｐ９３から点Ｐ９１へ移動するよう制御さ
れる。
【０７３９】この結果、立体像表示体ＤＰ９内に点Ｐ９
１〜点Ｐ９２〜点Ｐ９３〜点Ｐ９１を結ぶ立体像Ｖｇ９
が形成される。
【０７４０】ここで本実施形態の構成によれば、立体像
を構成する各稜線のうち、座標軸ｆ、ｄ、ｈに平行な稜
線を描像する際には帯状レーザ光ビームの掃引を省略で
きるから、掃引機構を簡素化することができる。
【０７４１】光路制御手段Ｃｐ９２は同時に、反射鏡か
ら到達位置までの距離が変動することにより発生する、
前記交差位置に係る像歪みを補正処理する機能を備え
る。すなわち、レーザ光ビームの交差位置が立体像表示
領域の端部側にあるときの反射鏡の回動速度を小とする
ことにより、端部側における交差部分の単位時間あたり
の移動距離が所定値になるようにし、一方、レーザ光ビ
ームの交差位置が立体像表示領域の中央部側にあるとき
の反射鏡の回動速度を大とすることにより、中央部側に
おける交差部分の単位時間あたりの移動距離が同じ所定
値になるように、反射鏡の動作を制御する。
【０７４２】この構成により、反射光の光路を調節して
立体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法
を均一とし、よって交差位置に係る像歪みが補正され
る。この機能は通常の寸法の立体像表示体ＤＰ９に有効
であるばかりでなく、とりわけ立体像表示体ＤＰ９の寸
法が大であり、しかも立体像表示体ＤＰ９と周辺機構部
品の距離を小さくして装置全体の容積を縮小させた三次
元立体像表示装置における、交差位置に係る像歪み補正
に有効である。
【０７４３】精細度制御手段Ｃｐ９５は、立体像表示体
ＤＰ９内に形成される立体像の精細度を制御するか、ま
たは表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、
精細度制御手段Ｃｐ９５は、異なる像の繰返し周期をそ
れぞれ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内
のいずれかが三次元立体像信号として適用される場合
に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定す
る信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周
期及び立体像表示体の寸法に対応して、ｆ軸方向、ｄ軸
方向、ｈ軸方向への単位時間あたりの所定掃引距離のう
ち少なくとも一つの距離を変更することにより、形成さ
れる立体像表示領域の寸法を所望値とするか、または三
次元立体像信号の繰返し周期に対応して、立体像表示体
内に形成される立体像表示領域の寸法を変更することに
より、各軸方向への所定掃引距離を、入力などによって
指定された所望値とする。
【０７４４】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて単位時間あたりの掃引距
離を変更することにより、キュビセルの寸法を拡大また
は縮小させ、かつ前記のように均一寸法に制御して、所
望の表示領域内に描像することができ、よって立体像表
示体ＤＰ９中に形成される立体像表示領域の寸法を所望
値とすることができる。
【０７４５】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、単位時間あたりの所定掃引距離で描
画でき、立体像表示体ＤＰ９中に形成されるキュビセル
の寸法を所望値に、かつ前記のように寸法を均一に制御
でき、よって精細度を所望値に制御できる。
【０７４６】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並んで形成可能なキュビセル数
を各２４０とすると、２４０×２４０×２４０＝１３、
８２４、０００個のキュビセル形成が可能である。本実
施形態における掃引はベクトル掃引であるから、全部の
キュビセルを掃引する必要はなく、立体を構成している
稜線や外郭線に沿うキュビセルのみを形成させるよう、
稜線や外郭線に沿った掃引を行なう。
【０７４７】したがって単位時間あたりの掃引回数つま
り掃引レートは、描像される稜線や外郭線の数に依存す
るが、立体の表面または稜線に沿って掃引する構成であ
るから、立体像表示体内の全ての位置を掃引する必要が
ないので描像時間を短縮でき、よって動像の描像表示に
有利である。
【０７４８】また立体静止像を表示させる場合、呈色状
態が長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適
用する場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈
色状態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き
換えが必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の
場合は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好ま
しい。
【０７４９】本実施形態によれば、高精細度の、且つ像
歪みのない立体像の描像が可能になる。さらに、非直交
で掃引する構成であるから、各レーザ光ビームの光源等
を立体像表示体の同じ面側に集中して設置することもで
き、よって光源等の障害がなく広い位置からの描像され
た立体像の観察が可能となる。
【０７５０】さらに、各レーザ光ビームを三軸方向に平
行に整列させる必要がなく、よって光学系を簡素化でき
る。しかも立体像を構成する各稜線のうち、座標軸に平
行な稜線を描像する際に、帯状レーザ光ビームの掃引が
簡略化され、よって掃引機構を簡素化できる。
【０７５１】また表示領域を大にし、且つ光源と表示領
域間の距離を短縮する際に生じる像の歪みを補正するこ
とによって、立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置を実現す
ることができる。
【０７５２】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される立体像の寸法を所望値とすることができる。
【０７５３】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法を
変更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって
描像の精細度を所望値とすることができる。
【０７５４】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎医学
分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、従来
平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静止像
の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静
止像の表示がある。
【０７５５】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【０７５６】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０７５７】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０７５８】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０７５９】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０７６０】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体
像表示装置は、二本の帯状レーザ光ビームを直交状態で
交差させ、交差部分を反復してレイヤー掃引することに
より、掃引面の積層による三次元立体像の描像をなす構
成である。
【０７６１】図３２は、本発明の第１０実施形態に係る
三次元立体像表示装置の要部斜視図である。図３３は、
その機能ブロック図である。また図３４は、本実施形態
の三次元立体像表示装置における信号構成の説明図であ
る。図３５は、本実施形態におけるキュビット構成の例
を示す図である。図３６は、本実施形態に係る三次元立
体像表示装置の動作タイミングチャートである。図３７
は、本実施形態におけるキュビット構成の別の例を示す
図である。
【０７６２】図３２および図３３に示されるように、本
発明の第１０実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲ
ＩＩＮ１０は、立体像Ｖｇ１０が内部に形成される立体
像表示体ＤＰ１０、二本の帯状レーザ光ビームを発射す
る線光源Ｃｐ１０１、発射された二本の帯状レーザ光ビ
ーム（または帯状光ビーム）の光路を管理する光路制御
手段Ｃｐ１０２、少なくとも一本の帯状レーザ光ビーム
の光強度を像信号により変調するレーザ光強度変調手段
Ｃｐ１０３、入力された像信号を処理する信号処理部Ｃ
ｐ１０４、立体像表示体ＤＰ１０内に形成される立体像
Ｖｇ１０の精細度を制御するか、または表示領域の寸法
を制御する精細度制御手段Ｃｐ１０５、立体像表示体Ｄ
Ｐ１０内を照らす照明部Ｃｐ１０６、電源回路１０１０
を備えて構成されている。
【０７６３】立体像表示体ＤＰ１０は透明な直方体形状
であり、その内部に気体または液体または固体、または
これらの組み合わせで構成された呈色材がｆ、ｄ、ｈ軸
の三次元方向に一様分散され、これら呈色材の呈色によ
り立体像が描像される。
【０７６４】本実施形態においても他の実施形態と同様
に、呈色原理として前記の電子励起・緩和発光型および
光化学反応型の、いずれの原理も適用可能である。ま
た、呈色材として気体呈色材、液体呈色材、固体呈色材
のいずれか、またはこれらの任意な混成によるものが使
用可能である。
【０７６５】さらに、立体像表示体ＤＰ１０は図示され
ている直方体形状に限定されることなく、三次元方向に
拡がりを有するものであれば形状を問わない。
【０７６６】また立体像表示体ＤＰ１０は、２面づつ対
になった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ
平面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｄ平面に平
行で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−とする。立体像
表示体ＤＰ１０の内部にレイヤーＬｙが複数層、重ねら
れて表示領域が構成され、この表示領域内に立体像Ｖｇ
１０が形成される。
【０７６７】二本の帯状レーザ光ビームを発射する光源
Ｃｐ１０１は、二基のレーザダイオード駆動増幅器Ａｍ
ｐ１０１、Ａｍｐ１０２と、これらのレーザダイオード
駆動増幅器からの出力で駆動され、それぞれ所定の波長
の帯状レーザ光ビームを出射する、第１線光源であるレ
ーザダイオードＬｄｐ１０１と第２線光源であるレーザ
ダイオードＬｄｐ１０２を備えて構成される。このよう
にして生成された第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１と
第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２は、光路制御手段Ｃ
ｐ１０２へ入射され、異なった光路で立体像表示体ＤＰ
１０内に導入される。
【０７６８】レーザ光強度変調手段Ｃｐ１０３は、後述
するＤ／Ａ変換器１００３によりアナログ変換された三
次元立体像信号で変調された電流をレーザダイオード駆
動増幅器Ａｍｐ１０１、Ａｍｐ１０２へ入力する。この
結果、レーザダイオードＬｄｐ１０１、Ｌｄｐ１０２の
出力が三次元立体像信号で変調され、これらレーザダイ
オードからの帯状レーザ光ビームＢｍ１０１、Ｂｍ１０
２は三次元立体像信号によって光強度変調されたものと
なる。ここで、一方のレーザダイオードのみを三次元立
体像信号によって変調するようにもできる。
【０７６９】さらに、レーザダイオードＬｄｐ１０１、
Ｌｄｐ１０２の出力を一定として、レーザ光強度変調手
段Ｃｐ１０３を外付けの、光ビーム自体に光強度変調を
施す非線形光学系の変調器を適用するものであってもよ
い。
【０７７０】信号処理部Ｃｐ１０４は、信号入力端子Ｉ
ｓ、符号化／復号化手段１００１、キュビットメモリ１
００２、Ｄ／Ａ変換器１００３、記録手段１００４、種
別・同期信号抽出回路１００５などを備えて成る。
【０７７１】信号処理部Ｃｐ１０４は、入力された三次
元立体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるい
は場合によってこれらに加え、種別を同定するための信
号が載った入力信号に基づき、少なくとも一基のレーザ
発振器からの出力を光強度変調するための変調信号をレ
ーザ光強度変調手段Ｃｐ１０３に送り、また光路制御手
段Ｃｐ１０２へ同期信号を送り、さらに精細度制御手段
Ｃｐ１０５へ信号の種別情報か、同期信号の周期情報を
送る。
【０７７２】信号入力端子Ｉｓから入力されるか、また
は記録手段１００４から再生された符号化されている三
次元立体像信号は、符号化／復号化手段１００１により
復号化処理がなされ、Ｄ／Ａ変換器１００３によりアナ
ログ信号に変換される。なお、この復合化処理において
キュビットメモリ１００２がワーキングメモリとして利
用される。
【０７７３】なお、信号入力端子Ｉｓから入力された三
次元立体像信号が符号化されていない場合は、符号化／
復号化手段１００１による復号化処理はスキップされ
る。また、このとき入力された三次元立体像信号を符号
化／復号化手段１００１により符号化処理して、記録手
段１００４へ記録することもできる。
【０７７４】前記Ｄ／Ａ変換器１００３により変換され
た信号は、三次元立体像信号としてレーザ光強度変調手
段Ｃｐ１０３に入力される。
【０７７５】一方、前記Ｄ／Ａ変換器１００３により変
換された信号は、種別・同期信号抽出回路１００５にも
入力され、抽出された同期信号は第１帯状光ビーム掃引
制御回路１００６と第２帯状光ビーム掃引制御回路１０
０７へ送られる。また、三次元立体像信号の種別を同定
するための信号と同期信号は、精細度制御手段Ｃｐ１０
５へ送られる。
【０７７６】光路制御手段Ｃｐ１０２は、二本の帯状レ
ーザ光ビームＢｍ１０１、Ｂｍ１０２の各光路を制御し
て、各帯状レーザ光ビームを立体像表示体中の所望の位
置において交差させるとともに、この交差位置を移動さ
せる掃引機能を備える。
【０７７７】具体的には、光路制御手段Ｃｐ１０２は、
レーザダイオードＬｄｐ１０１からの帯状レーザ光ビー
ムＢｍ１０１を制御する第１帯状光ビーム掃引制御回路
１００６、この第１帯状光ビーム掃引制御回路１００６
からの制御信号１００６ａにより駆動されるアクチュエ
ータＡｃｔ１０１、アクチュエータＡｃｔ１０１により
ｆ軸中心に回転する反射鏡Ｇｖ１０１を備える。また、
第１集束光学系Ｌｚ１０１を備える。
【０７７８】レーザダイオードＬｄｐ１０１の位置を第
１集束光学系Ｌｚ１０１の焦点上に置くようにすると、
第１集束光学系Ｌｚ１０１を出た第１帯状レーザ光ビー
ムＢｍ１０１は平行光となり、立体像表示体ＤＰ１０の
面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ１０内に入射する。した
がって第１集束光学系Ｌｚ１０１や反射鏡Ｇｖ１０１や
アクチュエータＡｃｔ１０１等の機構部品は主として面
ｆｈ＋側に配設される。
【０７７９】さらに光路制御手段Ｃｐ１０２は、レーザ
ダイオードＬｄｐ１０２からの帯状レーザ光ビームＢｍ
１０２を制御する第２帯状光ビーム掃引制御回路１００
７、この第２帯状光ビーム掃引制御回路１００７からの
制御信号１００７ａにより駆動されるモータＭ１０２、
モータＭ１０２によりｆ軸中心に回転する回転多面鏡ユ
ニットＲＭＵ１０２、さらに制御信号１００７ｂにより
駆動されるアクチュエータＡｃｔ１０２、アクチュエー
タＡｃｔ１０２によりｆ軸中心に回転する反射鏡Ｇｖ１
０２を備える。また、第２集束光学系Ｌｚ１０２を備え
る。
【０７８０】レーザダイオードＬｄｐ１０２の位置を第
２集束光学系Ｌｚ１０２の焦点上に置くようにすると、
第２集束光学系Ｌｚ１０２を出た第２帯状レーザ光ビー
ムＢｍ１０２は平行光となり、立体像表示体ＤＰ１０の
面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ１０内に入射する。した
がって第２集束光学系Ｌｚ１０２や回転多面鏡ユニット
ＲＭＵ１０２等の機構部品は主として面ｆｄ−側に配設
される。
【０７８１】以下、動作を説明する。図３２に示される
ように、第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１は、ｆ軸中
心に回動する反射鏡Ｇｖ１０１で反射されて、ｄｈ平面
上で振れる。この振れた反射光ビームが、レンズによる
第１集束光学系Ｌｚ１０１を経て、ｄ軸方向へ直進して
立体像表示体ＤＰ１０内に入射し、第１帯状レーザ光ビ
ームＢｍ１０１ａとなる。
【０７８２】反射鏡Ｇｖ１０１の回転に伴い、立体像表
示体ＤＰ１０内の第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１ａ
はｈ軸方向へ掃引される。よってｈ軸方向への１回の掃
引により、第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１ａは立体
像表示体ＤＰ１０内の所定三次元領域を掃引することに
なる。
【０７８３】一方、第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２
は、ｆ軸中心に回転する回転多面鏡ユニットＲＭＵ１０
２で反射され、さらに反射鏡Ｇｖ１０２で反射され、レ
ンズによる第２集束光学系Ｌｚ１０２を経て立体像表示
体ＤＰ１０内に入射し、ｈ軸方向へ直進する第２帯状レ
ーザ光ビームＢｍ１０２ａとなる。
【０７８４】反射鏡Ｇｖ１０２の回転に伴い、立体像表
示体ＤＰ１０内の第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２ａ
はｄ軸方向へ掃引される。よってｄ軸方向への１回の掃
引により、第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２ａは立体
像表示体ＤＰ１０内の所定三次元領域を掃引することに
なる。
【０７８５】前記で、第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０
１ａと第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２ａが同じ
（ｆ、ｄ、ｈ）座標を有するように光路を制御すると、
両方が交差してｆ軸方向に伸びる線分を形成する。
【０７８６】このとき光路制御手段Ｃｐ１０２は、立体
像表示体ＤＰ１０内で第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０
１ａと第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２ａが各交差部
分において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御するものとする。
【０７８７】この交差部分がｆ軸方向に伸びるキュビセ
ルラインｈｊｄｊを一挙に形成させる。光路制御手段Ｃ
ｐ１０２は、この交差部分をｄ軸およびｈ軸方向に移動
させるよう、第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１ａと第
２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２ａの光路を制御する。
【０７８８】キュビセルラインｈｊｄｊの掃引方向と順
序により、二種の表示領域形成方式がある。その第１は
キュビセルラインｈｊｄｊをｄ軸方向に主掃引し、ｈ軸
方向に副掃引するもので、ｆｄ平面に平行なレイヤー層
が形成される。その第２はキュビセルラインｈｊｄｊを
ｈ軸方向に主掃引し、ｄ軸方向に副掃引するもので、ｆ
ｈ平面に平行なレイヤー層が形成される。いずれの方式
でも同様の描像が為されるが、主掃引回数が副掃引回数
よりも多いので掃引機構の構成が異なる。
【０７８９】本実施形態は第１の方式を採用し、第２帯
状レーザ光ビームＢｍ１０２ａをｄ軸方向に主掃引し、
第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１ａをｈ軸方向に副掃
引する。これにより、ｆｄ平面に平行なレイヤー層が積
層された表示領域が形成される。
【０７９０】さらに光路制御手段Ｃｐ１０２は、立体像
表示体ＤＰ１０内に形成される立体像に発生する像歪み
の補正処理の機能を備える。
【０７９１】光路制御手段Ｃｐ１０２には回転または回
動する反射鏡が適用されるが、この反射鏡から立体像表
示体ＤＰ１０の各位置までの距離はそれぞれの位置ごと
に異なる。したがって、反射鏡から光源までの距離が一
定であっても、光源から立体像表示体ＤＰ１０の各位置
までの距離はそれぞれの位置ごとに異なることになる。
【０７９２】一方、反射鏡が単位時間あたり等角度でレ
ーザ光ビームを掃引すると、レーザ光ビームの軌跡は該
回転（回動）角度方向に拡がる扇状面となり、一方、立
体像表示体ＤＰ１０内に形成される掃引面（描像平面）
はこの扇状面を横断して形成される。
【０７９３】この結果、回転（回動）角度が等しい角度
であっても、掃引面の端部と中央部とでは、掃引面上の
移動距離が等しくならず、端部側の単位時間内の移動距
離が中央部側の移動距離に比べて大となる。
【０７９４】これは、反射鏡からの距離が大である位
置、すなわち掃引面上で端部側の位置へ形成されるキュ
ビセルの寸法が、中央部側へ形成されるキュビセルの寸
法よりも大となることであり、このため均一なキュビセ
ル寸法にならず、像に歪みが生じる原因となる。
【０７９５】そこで光路制御手段Ｃｐ１０２は、反射鏡
の回転（回動）角度を端部掃引時には小とし、中央部掃
引時には大とするよう調整することにより、この交差位
置に係る像歪みを補正するように動作する。
【０７９６】この交差位置に係る像歪みは、表示領域を
大にし、且つ光源と表示領域間の距離を短縮する際にと
りわけ顕著に生じるが、光路制御手段Ｃｐ１０２が上記
のように像の歪みを補正することによって、立体像表示
体寸法が大であり、しかも装置全体の容積を縮小させた
三次元立体像表示装置を実現することができる。
【０７９７】ここで本実施形態の三次元立体像表示装置
における三次元立体像信号の構成を、図３４に基づき説
明する。同図に示されるように、この例では第１帯状レ
ーザ光ビームＢｍ１０１が三次元立体像信号により振幅
変調されており、第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２の
光強度は一定である。
【０７９８】第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１は等価
的に並列する複数本のライン状レーザ光ビームとして示
される。時間ｔ１１において、第１帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ１０１の一端の光強度はＬＧ１１（ｔ１１）であ
り、この強度が期間ｈ１ｄ１だけ保持される。時間ｔ１
２における周期では、変調により光強度はＬＧ１１（ｔ
１２）となり、この強度が期間ｈ１ｄ１だけ保持され
る。以下、時間経過に伴って光強度は変化する。
【０７９９】これに隣接する位置における光強度は、時
間ｔ１１においてＬＧ１２（ｔ１１）であり、この強度
が期間ｈ２ｄ１だけ保持される。これが時間ｔ１２にお
ける周期では、変調により光強度はＬＧ１２（ｔ１２）
となり、この強度が期間ｈ２ｄ１だけ保持される。以
下、時間経過に伴って光強度は変化する。同様に、他端
位置における光強度は、時間ｔ１１においてＬＧ１Ｎ
（ｔ１１）であり、この強度が期間ｈ１ｄ１だけ保持さ
れる。これが時間ｔ１２における周期では、変調により
光強度はＬＧ１Ｎ（ｔ１２）となり、この強度が期間ｈ
２ｄ１だけ保持される。以下、時間経過に伴って光強度
は変化する。
【０８００】第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２も、等
価的に並列する複数本のライン状レーザ光ビームとして
示されるが、変調が施されていないから、一定の光強度
ＬＧ１２（ｔ１１）、ＬＧ１２（ｔ１２）を示す。
【０８０１】したがって、両帯状レーザ光ビームの交差
部分は帯の幅方向にライン状に形成され、該交差部分の
長軸方向の各位置は、時間軸上の各周期毎に異なる光強
度を示すことになる。したがって、この周期内に掃引さ
れる距離が、キュビセルの一方向の寸法を決定する。
【０８０２】図３５は、本実施形態のレイヤー掃引によ
るキュビット構成の例を示す図である。立体像表示体の
原点Ｏを通りｆ軸方向にある稜線上に両帯状光ビームを
交差させて交差部分を形成させ、さらにこの交差部分を
ｄ軸方向にεｄだけ掃引することにより、キュビセルラ
インｈ１ｄ１’が形成される。キュビセルラインｈ１ｄ
１’を構成する各キュビセルＣｕｂｃのｆ方向寸法Δｆ
は、線光源を構成する各レーザダイオード素子の寸法に
依存する。また各キュビセルＣｕｂｃのｈ方向寸法Δｈ
は、両帯状光ビームの交差部分のｈ方向寸法となる。一
方、各キュビセルＣｕｂｃのｄ方向寸法Δｄは、前記ε
ｄであるが、三次元立体像信号により変調された第１帯
状レーザ光ビームＢｍ１０１の、像の変調周期にも依存
する。
【０８０３】第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１は、反
射鏡Ｇｖ１０１の回動により連続的にｈ方向に移動する
から、次の変調周期で形成されるキュビセルラインｈ１
ｄ２’はｈ方向にずれた位置に形成される。このように
して順にキュビセルラインがｈ１ｄＮ’まで形成される
ことにより生成されるレイヤーＬｙ１は、ｆｄ平面から
傾斜する。
【０８０４】この後、帰線期間Ｒｂ１でさらにｈ軸方向
へ移動しつつ面ｆｈ＋まで戻り、キュビセルラインｈ２
ｄ１’を形成するが、ここでキュビセルラインｈ１ｄ
１’〜ｈ２ｄ１’間のｈ軸方向距離が所望または指定の
距離εＬｙとなるように、掃引速度が制御される。
【０８０５】以下、同様にしてレイヤーが順次生成さ
れ、キュビセル・ラインｈＮｄＮ’を含む第Ｎレイヤー
ＬｙＮが生成されると、ひとつのキュビットＣｕｂｉｔ
が形成されたことになる。
【０８０６】１キュビットＣｕｂｉｔが形成されると、
両レーザ光ビームの交差位置は再度、原点Ｏを含む位置
に復帰し、つぎのキュビットＣｕｂｉｔ形成のための掃
引が始まる。
【０８０７】前記のように、図３５のキュビットは、各
レイヤーがｆｄ平面に対して傾斜し、また各キュビセル
・ラインはｆ軸に平行となる構成である。この構成のキ
ュビットを具現するためには、光路制御による両レーザ
光ビームの光路変更を、停止期間と移動期間とが連なる
間欠動作ではなく、連続的になす必要がある。
【０８０８】図３６は、装置動作のタイミングチャート
である。同図および図３３に基づいて、本実施形態の装
置の動作を説明する。期間ｈ１ｄ１において、第１帯状
レーザ光ビーム掃引制御回路１００６と第２帯状レーザ
光ビーム掃引制御回路１００７からの制御信号にしたが
い、反射鏡Ｇｖ１０１は第１帯状レーザ光ビームＢｍ１
０１をｈ軸方向に、回転多面鏡ユニットＲＭＵ１０２と
反射鏡Ｇｖ１０２は第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２
をｄ軸方向に連続掃引している。
【０８０９】ｆ軸方向へは、交差部分がライン状に形成
されており、該交差部分の長手方向の各位置の光強度が
異なっている。この状態でｄ軸およびｈ軸方向に掃引さ
れると、該交差部分の長手方向の各位置においてキュビ
セルＣｕｂｃが生成し、よって形成された複数のキュビ
セルが長手方向に並ぶキュビセル・ラインが生成され
る。
【０８１０】ついで続く期間ｈ１ｄ１に入ると、像変調
の周期が次の周期となり、交差部分の長手方向の各位置
の光強度が変化する。この状態でｄ軸およびｈ軸方向に
掃引されることにより、次のキュビセル・ラインが生成
される。この間、反射鏡Ｇｖ１０１と回転多面鏡ユニッ
トＲＭＵ１０２と反射鏡Ｇｖ１０２はそれぞれの所定の
回転速度または回動速度で等速回転または回動を続行し
ている。また、この間、第２帯状レーザ光ビームＢｍ１
０２は回転多面鏡ユニットＲＭＵ１０２の同一の鏡面に
よる反射が続行されている。
【０８１１】上記のようにして期間ｈ１ｄＮまで進む
と、第１層のレイヤーＬｙ１が生成されるが、ここで第
２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２が回転多面鏡ユニット
ＲＭＵ１０２の鏡面の端部を越えて、期間Ｒｂ１で隣接
の鏡面に移るが、この期間Ｒｂ１に反射光は元のｄ＝０
の位置まで戻り、ついで隣接の鏡面による反射による掃
引が進行する。一方、この間も第１帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ１０１は反射鏡Ｇｖ１０１による反射が続行されて
いて、ｈ軸方向に漸次移動を続けている。
【０８１２】前記のようにして第Ｎ層のレイヤーＬｙＮ
が生成されると、第１キュビットＣｕｂｉｔ＃１が描像
され、ここで第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２が回転
多面鏡ユニットＲＭＵ１０２の鏡面の端部を越えて隣接
の鏡面に移るが、同時に反射鏡Ｇｖ１０１が期間ＯＲ１
で元の角度まで戻る。この期間ＯＲ１に反射光は元のｈ
＝０の位置まで戻り、ついで反射鏡Ｇｖ１０１による掃
引が進行する。この後、第２キュビットＣｕｂｉｔ＃２
の生成過程が進行する。
【０８１３】本実施形態のレイヤー掃引によるキュビッ
ト構成の他の例を、図３７に示す。立体像表示体の原点
Ｏを通りｆ軸方向にある稜線上に両帯状光ビームを交差
させて交差部分を形成させ、さらにこの交差部分をｈ軸
方向にεｈだけ掃引することにより、キュビセルライン
ｈ１ｄ１’が形成される。
【０８１４】キュビセルラインｈ１ｄ１’を構成する各
キュビセルＣｕｂｃのｆ方向寸法Δｆは、線光源を構成
する各レーザダイオード素子の寸法に依存する。また各
キュビセルＣｕｂｃのｄ方向寸法Δｄは、両帯状光ビー
ムの交差部分のｄ方向寸法となる。一方、各キュビセル
Ｃｕｂｃのｈ方向寸法Δｈはεｈであるが、三次元立体
像信号により変調された第１帯状レーザ光ビームＢｍ１
０１の、像の変調周期にも依存する。
【０８１５】ここで第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２
をｄ方向へ間欠的に移動させる構成の場合、第２帯状レ
ーザ光ビームＢｍ１０２は現在のｄ方向位置に停止して
いるから、次の変調周期で形成されるキュビセルライン
ｈ２ｄ１’は同じｄ方向位置に形成される。このように
して順にキュビセルラインがｈＮｄ１’まで形成される
ことにより生成されるレイヤーＬｙ１は、ｆｈ平面に平
行になる。
【０８１６】この後、帰線期間Ｒｂ１でｄ軸方向へ移動
しつつ面ｆｄ＋まで戻り、キュビセルラインｈ１ｄ２’
を形成するが、ここでキュビセルラインｈ１ｄ１’〜ｈ
１ｄ２’間のｄ軸方向距離が所望または指定の距離εｄ
となるように、掃引速度が制御される。
【０８１７】以下、同様にしてｆｈ平面に平行なレイヤ
ーが順次生成され、キュビセル・ラインｈＮｄＮ’を含
む第ＮレイヤーＬｙＮが生成されると、ひとつのキュビ
ットＣｕｂｉｔが形成されたことになる。
【０８１８】１キュビットＣｕｂｉｔが形成されると、
両レーザ光ビームの交差位置は再度、原点Ｏを含む位置
に復帰し、つぎのキュビットＣｕｂｉｔ形成のための掃
引が始まる。
【０８１９】つぎに掃引レートにつき説明する。三次元
表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０とす
ると、帯状レーザ光ビームはその光路に直角方向上に一
軸方向の全キュビセル（この場合、２４０個）を一挙に
形成させるから、レイヤー掃引では、１キュビットの像
を形成するのに第１帯状レーザ光ビームＢｍ１０１はｈ
軸方向に１回の掃引がなされる。
【０８２０】一方、第２帯状レーザ光ビームＢｍ１０２
は、ｄ軸方向への掃引を２４０回反復して第１帯状レー
ザ光ビームＢｍ１０１との交差部分を移動させる。これ
によって、１キュビットの像が形成される。
【０８２１】１秒間３０キュビットの立体動像を描像す
る場合、回転多面鏡ユニットＲＭＵ１０２を２５面構成
の多面鏡とすると、２４０×３０÷２５＝２８８ｒｐｓ
＝１７２８０ｒｐｍの回転がなされることになる。
【０８２２】つぎに精細度につき説明する。本実施形態
における精細度は、ｆ軸方向の精細度が光源の線密度に
よって決まり、ｄ軸方向の精細度が像の変調周期とｄ軸
方向掃引速度（単位時間あたり掃引距離εｄ）に依存
し、ｈ軸方向の精細度がｈ軸方向掃引速度（単位時間あ
たり掃引距離εｈ）によって決まる。
【０８２３】精細度制御手段Ｃｐ１０５は、立体像表示
体ＤＰ１０内に形成される立体像の精細度を制御する
か、または表示領域の寸法を制御するものであり、キュ
ビセル・ライン更新周期決定手段１０１１、第２帯状ビ
ーム掃引速度変更手段１０１２、キュビット更新周期決
定手段１０２１、第１帯状ビーム掃引速度変更手段１０
２２を備えて成る。
【０８２４】これによれば、異なる像の繰返し周期をそ
れぞれ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内
のいずれかが三次元立体像信号として適用される場合
に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定す
る信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周
期及び立体像表示体の寸法に対応して、ｆ、ｄ、ｈ軸方
向それぞれへの単位時間あたり掃引距離のうち少なくと
も一つの距離を変更することにより、形成される立体像
表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像
信号の繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成さ
れる立体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸
方向への所定掃引距離を所望値とする。
【０８２５】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１０５の動作
を説明する。精細度制御手段Ｃｐ１０５は、種別・同期
信号抽出回路１００５から供給される種別・同期信号Ｓ
Ｓ１０及び、外から入力された、精細度や表示領域の寸
法の所望値Ｓｔｄに基づき、キュビセル・ライン更新周
期決定手段１０１１とキュビット更新周期決定手段１０
２１が交差部分のｄ方向の単位掃引距離εｄ、ｈ方向の
単位掃引距離εＬｙを算出し、ついで第２帯状ビーム掃
引速度変更手段１０１２と第１帯状ビーム掃引速度変更
手段１０２２が、算出結果に基づき、εｄが載った制御
信号を第２帯状光ビーム掃引制御回路１００７へ、εＬ
ｙが載った制御信号を第１帯状光ビーム掃引制御回路１
００６へ夫々送出する。
【０８２６】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離を変更すること
により、所定の表示領域に描像することができ、よって
形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすることが
できる。
【０８２７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【０８２８】前記のように、本実施形態によれば三軸方
向の高精細度の立体像の描像が可能になり、さらに三軸
方向へ直交掃引する構成であるから、立体像表示体内の
任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表示像への信
頼度が向上する上、掃引機構が簡素化できるという効果
がある。
【０８２９】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０８３０】また、各帯状レーザ光ビームは、断面であ
る一次元方向に同時に像を形成するから、各帯状レーザ
光ビームの該方向への掃引を省略することができ、よっ
て各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向を削減する
ことができる。この結果、掃引周期を長くでき、よって
光路制御手段の掃引機構を簡素化できる。従ってとりわ
け、動像の描像と表示に適する。
【０８３１】なお照明部Ｃｐ１０６は、立体像表示体Ｄ
Ｐ１０内を照らすものであり、電源回路１０１０に接続
された照明燈によって構成される。この照明燈は、たと
えば照射により分子構造が変わって可視光において蛍光
を発するような呈色材を用いた場合に適用される。
【０８３２】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途は、以下に示す各種の立体動像である。 ａ テレビジョン放送の受信側における立体動像の表示 ｂ 医療分野における従来平面画像表示されていた断層
像の立体動像形成、たとえばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ
断層の立体動像、超音波診断の立体動像、手術中の患部
および周辺のリアルタイム立体動像、 ｃ 建築設計における三次元レイアウトの動像表示や、
動像による三次元パース像の作成 ｄ 生産工程での例えばマイクロ部品など、従来では顕
微鏡作業となっていた実装作業における三次元拡大動像
表示 ｅ 自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元動像ＣＦやドラマ、映画、ゲームの立
体動像表示 ｆ ショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体
像を動像で表示させるバーチャルショーウインドウとい
った商業用途
【０８３３】以上の立体動像に加えて、さらに以下のよ
うな立体静止像の用途がある。
【０８３４】第一に、臨床医学や基礎医学分野のうちで
もとりわけ検査・治療分野における、従来平面画像表示
されていた断層像に代わる立体断層静止像の形成、例え
ばＸ線ＣＴの立体静止像の表示がある。
【０８３５】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体静止像表示に有効である。
【０８３６】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【０８３７】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【０８３８】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【０８３９】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を静止像で表示させる、所謂
バーチャルショーウインドウといった商業用途にも好適
である。
【０８４０】本発明の第１１実施形態に係る三次元立体
像表示装置は、二本の帯状レーザ光ビームを非直交状態
で交差させ、交差部分を反復してレイヤー掃引すること
により、掃引面の積層による三次元立体像の描像をなす
構成である。
【０８４１】図３８は、本発明の第１１実施形態に係る
三次元立体像表示装置の要部斜視図である。図３９は、
一部分に変更を加えた要部による動作説明図である。
【０８４２】図３８に示されるように、本発明の第１１
実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ１１
は、立体像Ｖｇ１１が内部に形成される立体像表示体Ｄ
Ｐ１１、それぞれ発振周波数の異なる、出射光の光路方
向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビー
ムＢｍ１１１を発射する線光源レーザダイオードＬｄｐ
１１１、出射光の光路方向断面が一次元方向に拡がりを
有する帯状レーザ光ビームＢｍ１１２を発射する線光源
レーザダイオードＬｄｐ１１２を備える。
【０８４３】さらに、帯状レーザ光ビームＢｍ１１１を
反射してその光路を制御する第１ポリゴンミラーＰｇｍ
１１１と第１揺動ミラーＷｇｒ１１１および駆動手段で
あるモータおよび揺動機構Ｗｇｍ１１１、帯状レーザ光
ビームＢｍ１１２を反射してその光路を制御する第２ポ
リゴンミラーＰｇｍ１１２と第２揺動ミラーＷｇｒ１１
２および駆動手段であるモータＭ１１２および揺動機構
Ｗｇｍ１１２を備える。
【０８４４】上記に加え、少なくとも一基のレーザダイ
オードの出力か、または両レーザ光ビーム中の少なくと
も一方を、三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
レーザ光強度変調手段、入力された像信号を処理する信
号処理部Ｃｐ１１４、立体像表示体ＤＰ１１内に形成さ
れる立体像の精細度を制御するか、または表示領域の寸
法を制御する精細度制御手段Ｃｐ１１５を備えて構成さ
れている。
【０８４５】立体像表示体ＤＰ１１は、コンテナＤＰ１
１Ａを有する透明な直方体であり、内部には各レーザ光
ビームの光路の交差部分によって内部が照射され、該交
差部分に照射されることで発色または着色する気体また
は液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成さ
れた呈色材（コア材）Ｃｍがマトリクス材Ｍｘ中に一様
分散され、交差部分の集合として立体像Ｖｇ１１が描像
される。
【０８４６】とりわけ、両帯状レーザ光ビームＢｍ１１
１とＢｍ１１２はビームの断面形状が線分であるから、
交差部分が線分となり、キュビセル・ラインＣＬ１１が
瞬時に形成される。
【０８４７】レーザ光強度変調手段によって、レーザダ
イオードＬｄｐ１１１またはＬｄｐ１１２の少なくとも
一方の出力が三次元立体像信号で変調され、三次元立体
像信号によって光強度変調されたレーザ光ビームが発射
される。
【０８４８】前記の各ポリゴンミラーや揺動ミラーは、
発射された二本のレーザ光ビームＢｍ１１１とＢｍ１１
２２の光路を制御して立体像表示体ＤＰ１１中の所望の
位置において交差させ、且つ交差位置に係る像歪みを制
御するとともに、この交差位置を所定掃引距離だけ順次
掃引することにより、交差位置において呈色材を順次発
色または着色させて一連のキュビセル・ラインを形成さ
せ、この複数のキュビセル・ラインから成るレイヤー層
を立体像表示体ＤＰ１１内に形成させる。さらに位置を
移動させて掃引を反復することで、レイヤー層が複数
層、重ねられて表示領域が構成され、この表示領域内に
立体像Ｖｇ１１が形成される。
【０８４９】また、両レーザ光ビームＢｍ１１１とＢｍ
１１２の光路を制御して両レーザ光ビームが立体像表示
体ＤＰ１１中の各交差部分において張る最小角度のうち
の少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内に制御するものとする。すなわち非直交掃引を
行なう。
【０８５０】レーザダイオードＬｄｐ１１１から放出さ
れる帯状レーザ光ビームＢｍ１１１は、第１ポリゴンミ
ラーＰｇｍ１１１と第１揺動ミラーＷｇｒ１１１により
この順に偏向されて、途中にレンズを経由することなく
立体像表示体ＤＰ１１内の各位置へ達する。この偏向に
より、帯状レーザ光ビームＢｍ１１１は第１円筒掃引面
Ｓｆ１１１を形成することになる。
【０８５１】ここで、図示されるように帯状レーザ光ビ
ームＢｍ１１１を立体像表示体ＤＰ１１の面ｆｄ−から
立体像表示体ＤＰ１１内に入射する構成とする場合は、
関連の機構部品は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０８５２】一方、レーザダイオードＬｄｐ１１２から
放出される帯状レーザ光ビームＢｍ１１２は、第２ポリ
ゴンミラーＰｇｍ１１２と第２揺動ミラーＷｇｒ１１２
によりこの順に偏向されて、途中にレンズを経由するこ
となく立体像表示体ＤＰ１１内の各位置へ達する。この
偏向により、帯状レーザ光ビームＢｍ１１２は第２円筒
掃引面Ｓｆ１１２を形成することになる。
【０８５３】ここで、図示されるように帯状レーザ光ビ
ームＢｍ１１２を立体像表示体ＤＰ１１の面ｆｄ−から
立体像表示体ＤＰ１１内に入射する構成とする場合は、
関連の機構部品は主として面ｆｄ−側に配設される。
【０８５４】これにより機構部分に邪魔されることな
く、立体像表示体ＤＰ１１の各面側からの立体像の観察
が可能になる。
【０８５５】また前記の構成と異なる、両帯状レーザ光
ビームを立体像表示体ＤＰ１１の異なる面から入射させ
る構成も可能である。
【０８５６】また、線光源として図３９に示されるよう
に１基のレーザダイオードＬｄｐ１１１’のみで構成
し、分岐ののち高調波素子ＳＨＧを経由させて波長の異
なる２本の帯状レーザ光ビームを得る構成とすることも
できる。さらにランプから構成された照明手段Ｃｐ１１
６を具備する構成とすることもできる。
【０８５７】本実施形態の構成では、反射鏡から到達位
置までの距離が変動することにより発生する、交差位置
に係る像歪みを補正処理する機能を備える。すなわち、
レーザ光ビームの交差位置が立体像表示領域の端部側に
あって距離が大であるときは、反射鏡の回動速度を小と
することにより、端部側における交差部分の単位時間あ
たりの移動距離が所定値になるようにし、一方、レーザ
光ビームの交差位置が立体像表示領域の中央部側にあっ
て距離が小であるときは、反射鏡の回動速度を大とする
ことにより、中央部側における交差部分の単位時間あた
りの移動距離が同じ所定値になるように、反射鏡の動作
を制御する。
【０８５８】この構成により、反射光の光路を調節して
立体像表示体中の各位置に形成されるキュビセルの寸法
を均一とし、よって交差位置に係る像歪みが補正され
る。この機能は通常の寸法の立体像表示体ＤＰ１１に有
効であるばかりでなく、とりわけ立体像表示体ＤＰ１１
の寸法が大であり、しかも立体像表示体ＤＰ１１と周辺
機構部品の距離を小さくして装置全体の容積を縮小させ
た三次元立体像表示装置における、交差位置に係る像歪
み補正に有効である。
【０８５９】さらに、とりわけ本実施形態のような非直
交掃引の場合は、レーザ光ビームが立体像表示体ＤＰ１
１の各軸方向に角度を有して入射されるから、直交掃引
の場合と異なり掃引面が前記の円筒掃引となり、よって
円筒掃引の曲率とレイヤー層の直線との収差が像歪みを
発生させる。これを本発明では収差に係る像歪みと称す
る。
【０８６０】本実施形態の構成では、この収差に係る像
歪みの補正が有効に実施される。たとえば本実施形態の
三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ１１は、以下のように
動作して収差に係る像歪みの補正をする。
【０８６１】第１ポリゴンミラーＰｇｍ１１１と第１揺
動ミラーＷｇｒ１１１は、帯状レーザ光ビームＢｍ１１
１の光路を制御して立体像表示体ＤＰ１１内に入射する
ようにし、一方、第２ポリゴンミラーＰｇｍ１１２と第
２揺動ミラーＷｇｒ１１２は帯状レーザ光ビームＢｍ１
１２の光路を制御して立体像表示体ＤＰ１１内に入射す
るようにし、且つ両帯状ビームが所望の位置ＴＰ１１１
で交差して、ｄ軸方向に伸張する１本のキュビセル・ラ
インＣＬ１１を形成するように制御する。
【０８６２】ついで第１ポリゴンミラーＰｇｍ１１１と
第１揺動ミラーＷｇｒ１１１は、角度を連続的に変えて
帯状レーザ光ビームＢｍ１１１を掃引し、ＴＰ１１１と
同じｈ軸位置でｆ軸方向にある位置ＴＰ１１２を通過す
るまで移動させる。
【０８６３】同様に第２ポリゴンミラーＰｇｍ１１２と
第１揺動ミラーＷｇｒ１１２は、角度を連続的に変えて
帯状レーザ光ビームＢｍ１１２を掃引し、同じ位置ＴＰ
１１２を通過するまで移動させる。
【０８６４】これにより、両帯状レーザ光ビームの交差
部分が位置ＴＰ１１１から位置ＴＰ１１２まで移動し、
この間に複数のキュビセル・ラインが形成される。各ポ
リゴンミラーと揺動ミラーの角速度を制御することによ
り、ｆ軸方向への単位時間の掃引距離を所定のεｆにす
る。
【０８６５】このとき、角度の微調整がなされないと、
図３９に示されるように帯状レーザ光ビームＢｍ１１１
はθ１１１’だけ振れる。同様に角度の微調整がなされ
ないと、帯状レーザ光ビームＢｍ１１２はθ１１２’だ
け振れる。この結果、両帯状レーザ光ビームの交差部分
は目的とする位置ＴＰ１１２よりも上方の位置ＴＰ１０
２’に発生することになり、位置ＴＰ１１２〜ＴＰ１０
２’が収差となって像が歪む。
【０８６６】そこで第１揺動ミラーＷｇｒ１１１は、角
度の微調整φ１１１またはφ１１１’を行う。この結
果、帯状レーザ光ビームＢｍ１１１は修正された角度θ
１１１だけ振れて、位置ＴＰ１１２を通過する。
【０８６７】同様に第２揺動ミラーＷｇｒ１１２は、角
度の微調整φ１１２またはφ１１２’を行う。この結
果、帯状レーザ光ビームＢｍ１１２は修正された角度θ
１１２だけ振れて、位置ＴＰ１１２を通過する。このよ
うにして収差が補正され、位置ＴＰ１１２にキュビセル
・ラインが形成されて歪みのない像が描像される。
【０８６８】前記ｆ軸方向への掃引が継続され、レイヤ
ー層が１層形成されると、両帯状レーザ光ビームの光路
が変更されてｈ軸方向に所定の掃引距離εＬｙだけ移動
した位置から次のレイヤー層の形成過程が進行する。以
上の反復により複数のレイヤー層が層状に重ねられた立
体像表示領域が形成される。
【０８６９】また、精細度制御手段Ｃｐ１１５は、立体
像表示体ＤＰ１１内に形成される立体像の精細度を制御
するか、または表示領域の寸法を制御する機能を具備し
ている。すなわち、精細度制御手段Ｃｐ１１５は、通常
はｆ軸方向、ｈ軸方向への所定の単位掃引距離εｆ、ε
Ｌｙなどを出力するが、異なる像の繰返し周期をそれぞ
れ有して種別が異なる複数の三次元立体像信号の内のい
ずれかが三次元立体像信号として適用される場合に、こ
の三次元立体像信号に搭載された、種別を特定する信号
または同期信号の周期に基づき種別を特定するか、像の
繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して、ｆ軸方向、ｈ軸方向への
所定の単位掃引距離εｆ、εＬｙのうち少なくとも一つ
の距離を変更することにより、形成される立体像表示領
域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の
繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向へ
の所定掃引距離を、入力などによって指定された所望値
とする。
【０８７０】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて単位時間あたりの掃引距
離を変更することにより、キュビセルの寸法を拡大また
は縮小させ、かつ前記のように均一寸法に制御して、所
望の表示領域内に描像することができ、よって立体像表
示体ＤＰ１１中に形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とすることができる。
【０８７１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、単位時間あたりの所定掃引距離で描
画でき、立体像表示体ＤＰ１１中に形成されるキュビセ
ルの寸法を所望値に、かつ前記のように寸法を均一に制
御でき、よって精細度を所望値に制御できる。
【０８７２】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を各２４０と
すると、レイヤー掃引では、全部のキュビセル２４０×
２４０×２４０個が形成される。したがって１キュビッ
トを形成するのにライン状レーザ光ビームＢｍ８１は２
４０×２４０＝５７、６００回の掃引がなされる。一
方、帯状レーザ光ビームＢｍ８２は２４０回の掃引がな
される。
【０８７３】立体静止像を表示させる場合、呈色状態が
長時間維持されるバイナリ効果を有する呈色材を適用す
る場合はリフレッシュ書き換えの必要がないが、呈色状
態が長時間維持されない材料ではリフレッシュ書き換え
が必要となる。リフレッシュ書き換えをする構成の場合
は、残光時間が長いりん光体の呈色材の適用が好まし
い。
【０８７４】本実施形態によれば、二本の帯状レーザ光
ビームを所定距離だけ移動し、または移動させつつ掃引
するとともに、交差位置に係る像歪みを補正し、且つ収
差に係る像歪みを補正することにより、三軸方向の高精
細度の、しかも像歪みのない良質の立体像の描像が可能
になる。
【０８７５】さらに、各レーザ光ビームを非直交の角度
を有して掃引する構成であるから、各レーザ光ビームの
光源等を立体像表示体の同じ面側に集中して設置するこ
とで各レーザ光ビームを同じ側から照射でき、よって光
源等の障害がなく広い位置からの描像された立体像の観
察が可能となる。
【０８７６】また表示領域を大にし、且つ光源と表示領
域間の距離を短縮する際に生じる像の歪みを補正するこ
とによって、立体像表示体寸法が大であり、しかも装置
全体の容積を縮小させた三次元立体像表示装置を実現す
ることができる。
【０８７７】また、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【０８７８】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
適する用途として、前記実施形態において示された各種
の立体動像に加え、別の用途として以下のような立体静
止像の表示がある。
【０８７９】第一に、臨床医学や基礎医学分野のうちで
もとりわけ検査・治療分野における、従来平面画像表示
されていた断層像に代わる立体断層静止像の形成、例え
ばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示が
ある。
【０８８０】立体静止像の用途分野の第二は、教育分野
とりわけ各教科・科目の学習課程における教材の三次元
立体像表示であり、特に理科、図工、数学での教材のマ
ルチメディア技術にもとづく各種の立体像表示に有効で
ある。とりわけ、本実施形態の構成は立体静止像表示に
適する。
【０８８１】立体静止像の第三の用途分野としては、服
飾や自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元静止像としての表示、さらに建築設計
における三次元パース像（静止像）の作成や、三次元レ
イアウト表示がある。
【０８８２】立体静止像の第四の用途分野としては、マ
ルチメディア・エンターテインメント分野として、大・
小劇場やコンサートホールにおける大型立体像の表示、
アーケードゲームにおける立体像表示がある。
【０８８３】立体静止像の第五の用途分野は生産現場で
あり、設計工程での部品設計における三次元静止像表示
や、生産工程での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示など
に適する。さらに、三次元立体像表示装置をショーウイ
ンドウとして使用し、商品の三次元立体静止像を表示さ
せる、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用
途にも好適である。
【０８８４】本発明の第１２実施形態に係る三次元立体
像表示装置は、二次元レーザ光ビームと帯状レーザ光ビ
ームを直交状態で交差させてレイヤー層を形成し、交差
部分を反復して掃引することにより、レイヤー層の積層
による三次元立体像の描像をなす構成である。
【０８８５】図４０は、本発明の第１２実施形態に係る
三次元立体像表示装置の要部斜視図である。図４１は、
その機能ブロック図である。さらに図４２は、本実施形
態の動作タイミングチャートである。
【０８８６】図４０および図４１に示されるように、本
発明の第１２実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲ
ＩＩＮ１２は、立体像が内部に形成される立体像表示体
ＤＰ１２、出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がり
を有する二次元レーザ光ビームＢｍ１２１を発射する面
発光型レーザ素子Ｌｄｐ１２１、出射光の光路方向断面
が一次元方向に拡がりを有する帯状レーザ光ビームＢｍ
１２２を発射する線光源としてのレーザダイオードＬｄ
ｐ１２２、２次元レーザ光ビームＢｍ１２１を反射し、
この反射光を三次元立体像信号により変調された反射光
にする反射光パターン制御手段Ｃｐ１２３、発射された
二本のレーザ光ビームの光路を管理するとともに交差位
置に係る像歪みを除去する光路制御手段Ｃｐ１２２、入
力された像信号を処理する信号処理部Ｃｐ１２４、立体
像表示体ＤＰ１２内に形成される立体像の精細度を制御
するか、または表示領域の寸法を制御する精細度制御手
段Ｃｐ１２５、立体像表示体ＤＰ１２内を照らす照明部
Ｃｐ１２６、電源回路１２１０を備えて構成されてい
る。
【０８８７】立体像表示体ＤＰ１２は透明な直方体形状
であり、その内部に気体または液体または固体、または
これらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方向に
一様分散され、これら呈色材の呈色により立体像が描像
される。
【０８８８】本実施形態においても他の実施形態と同様
に、呈色原理として前記の電子励起・緩和発光型および
光化学反応型の、いずれの原理も適用可能である。ま
た、呈色材として気体呈色材、液体呈色材、固体呈色材
のいずれか、またはこれらの任意な混成によるものが使
用可能である。
【０８８９】さらに、立体像表示体ＤＰ１２は図示され
ている直方体形状に限定されることなく、三次元方向に
拡がりを有するものであれば形状を問わない。
【０８９０】また立体像表示体ＤＰ１２は、２面づつ対
になった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ
平面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｄ平面に平
行で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−とする。
【０８９１】２次元レーザ光ビームＢｍ１２１を発射す
る面発光型レーザ素子Ｌｄｐ１２１と、帯状レーザ光ビ
ームＢｍ１２２を発射するレーザダイオードＬｄｐ１２
２は、それぞれレーザダイオード駆動増幅器Ａｍｐ１２
１、Ａｍｐ１２２によって駆動され、これらレーザダイ
オードと駆動増幅器が光源Ｃｐ１２１を構成している。
【０８９２】レーザダイオード駆動増幅器Ａｍｐ１２
１、Ａｍｐ１２２は、後述するＤ／Ａ変換器１２０３に
よりアナログ変換された三次元立体像信号が入力される
期間中、作動して、いずれも夫々の一様の光強度となる
よう面発光型レーザ素子Ｌｄｐ１２１とレーザダイオー
ドＬｄｐ１２２の作動を制御する。
【０８９３】反射光パターン制御手段Ｃｐ１２３は、デ
ジタル型マイクロミラー素子ＤＭＤと、その駆動制御回
路と、ビームスプリッタＢＳから構成される。デジタル
型マイクロミラー素子ＤＭＤは、矩形チップ形状の光反
射型デバイスであり、基板上に２次元配列された各単位
セルの真上に微小ミラーを半導体製造技術を用いて形成
し、全微小ミラーを均一な光強度の２次元レーザ光ビー
ムＢｍ１２１により均一に照らし、一方、駆動制御回路
が各単位セルに、三次元立体像信号に対応した駆動信号
をそれぞれ印加することによって静電気の反発力により
各微小ミラーを傾斜させることにより、反射光の方向を
各微小ミラー毎に変化させ、このうちの所定方向のみの
反射光によって立体像パターン光を形成させる。
【０８９４】さらに各微小ミラーの単位時間内の傾斜回
数を像信号に対応させて変化させることにより、強度の
異なる反射光とする。あるいはデユーティ比を変化させ
ることにより、強度の異なる反射光とする。
【０８９５】これにより、デジタル型マイクロミラー素
子ＤＭＤによって反射された２次元レーザ光ビームＢｍ
１２１は、三次元立体像信号によって光強度変調された
ものとなる。なお配置される微小ミラーの個数構成とし
ては、たとえばｆ軸方向に２４０個、ｈ軸方向に２４０
個などがある。
【０８９６】つぎに信号処理部Ｃｐ１２４につき説明す
る。信号処理部Ｃｐ１２４は、入力された三次元立体像
信号を形成するデータおよび同期信号、あるいは場合に
よってこれらに加え、三次元立体像信号を形成するデー
タの種別を同定するための信号が載った入力信号に基づ
き、２次元レーザ光ビームＢｍ１２１を光反射によって
光強度変調するための変調信号を反射光パターン制御手
段Ｃｐ１２３に送り、また光源Ｌｄｐ１２１へ作動信号
を送り、光路制御手段Ｃｐ１２２へ同期信号を送り、さ
らに精細度制御手段Ｃｐ１２５へ信号の種別情報か、同
期信号の周期情報を送るものであり、信号入力端子Ｉ
ｓ、符号化／復号化手段１２０１、キュビットメモリ１
２０２、Ｄ／Ａ変換器１２０３、記録手段１２０４、種
別・同期信号抽出回路１２０５などを備えて成る。
【０８９７】信号入力端子Ｉｓから入力されるか、また
は記録手段１２０４から再生された符号化されている三
次元立体像信号は、符号化／復号化手段１２０１により
復号化処理がなされ、Ｄ／Ａ変換器１２０３によりアナ
ログ信号に変換される。
【０８９８】なお、信号入力端子Ｉｓから入力された三
次元立体像信号が符号化されていない場合は、符号化／
復号化手段１２０１による復号化処理はスキップされ
る。また、このとき入力された三次元立体像信号を符号
化／復号化手段１２０１により符号化処理して、記録手
段１２０４へ記録することもできる。
【０８９９】Ｄ／Ａ変換器１２０３により変換された三
次元立体像信号は、種別・同期信号抽出回路１２０５に
入力されるほか、変調信号として反射光パターン制御手
段Ｃｐ１２３へ、また作動信号として光源Ｃｐ１２１へ
夫々入力される。
【０９００】種別・同期信号抽出回路１２０５によって
抽出された同期信号は、帯状光ビーム掃引制御回路１２
０６へ送られる。また、三次元立体像信号の種別を同定
するための信号は、種別・同期信号抽出回路１２０５か
ら精細度制御手段Ｃｐ１２０５へ送られる。
【０９０１】照明部Ｃｐ１２６は、立体像表示体ＤＰ１
２内を照らすものであり、電源回路１２１０に接続され
た照明燈によって構成される。この照明部Ｃｐ１２６
は、立体像表示体ＤＰ１２内の呈色材として、例えば赤
外光や可視光などの照射によって着色するフォトクロミ
ック材などが適用された場合に有効である。
【０９０２】以下、光路制御手段Ｃｐ１２２の構成を説
明する。光路制御手段Ｃｐ１２２は、２次元レーザ光ビ
ームＢｍ１２１と帯状レーザ光ビームＢｍ１２２の各光
路を制御して、両レーザ光ビームを立体像表示体ＤＰ１
２中の所望の位置において交差させるとともに、この交
差位置を移動させる掃引機能を備える。
【０９０３】具体的には、光路制御手段Ｃｐ１２２は、
デジタル型マイクロミラー素子ＤＭＤによって反射され
た２次元レーザ光ビームＢｍ１２１を立体像表示体ＤＰ
１２内へ平行光として入射させるための、いずれもレン
ズから成る第１集束光学系Ｌｚ１２１１とＬｚ１２１２
を備える。
【０９０４】ここで立体像表示体ＤＰ１２内に入る２次
元レーザ光ビームＢｍ１２１が平行光となるように、面
発光型レーザ素子Ｌｄｐ１２１、デジタル型マイクロミ
ラー素子ＤＭＤの位置、および第１集束光学系Ｌｚ１２
１１とＬｚ１２１２の焦点位置が調整される。
【０９０５】なお２次元レーザ光ビームＢｍ１２１を立
体像表示体ＤＰ１２の面ｆｈ＋から入射させるべく、第
１集束光学系Ｌｚ１２１１やＬｚ１２１２等の機構部品
は主として面ｆｈ＋側に配設される。
【０９０６】また光路制御手段Ｃｐ１２２は、帯状レー
ザ光ビームＢｍ１２２の掃引を制御する帯状光ビーム掃
引制御回路１２０６、帯状光ビーム掃引制御回路１２０
６からの制御信号１２０６ａにより駆動される揺動アク
チュエータＡｃｔ１２２、揺動アクチュエータＡｃｔ１
２２によりｆ軸方向を中心軸に揺動する平面状（ガルバ
ノ型）の揺動反射鏡ＳＷ１２２を備える。また、シリン
ドリカルレンズから成る第２集束光学系Ｌｚ１２２を備
える。
【０９０７】ここで第２集束光学系Ｌｚ１２２を経て立
体像表示体ＤＰ１２内に入る帯状レーザ光ビームＢｍ１
２２が、立体像表示体ＤＰ１２内においてｈ軸方向へ立
ち上がる帯状の平行光となるように、第２集束光学系Ｌ
ｚ１２２の焦点上にレーザダイオードＬｄ１２２が配置
される。
【０９０８】なお帯状レーザ光ビームＢｍ１２２を立体
像表示体ＤＰ１２の面ｆｄ−から入射させるべく、第２
集束光学系Ｌｚ１２２等の機構部品は主として面ｆｄ−
側に配設される。
【０９０９】つぎに動作を説明すると、図４０に示され
るように、面発光型レーザ素子Ｌｄｐ１２１から発射さ
れｆ軸方向に光路をとる均一な光強度の２次元レーザ光
ビームＢｍ１２１は、ビームスプリッタＢＳで分離され
てデジタル型マイクロミラー素子ＤＭＤに至り、前記の
ように微小ミラーによって反射される。ここで各微小ミ
ラーは駆動制御回路により制御されることにより、三次
元立体像信号に基づいてその角度を変え、または単位時
間あたりの振動数を変化させる。この結果、反射光は三
次元立体像信号に基づき光強度変調されたものとなる。
【０９１０】このようにして、ｆｈ両軸方向に拡がる２
次元レーザ光ビームＢｍ１２１が立体像表示体ＤＰ１２
の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ１２内に入射して、ｄ
軸方向に立体像表示体ＤＰ１２内を貫くが、この２次元
レーザ光ビームＢｍ１２１の光強度は三次元立体像信号
の更新にしたがい更新周期τで刻々と更新され変化する
ことになる。
【０９１１】一方、レーザダイオードＬｄｐ１２２から
発射されｄ軸方向に光路をとる帯状レーザ光ビームＢｍ
１２２は、帯状光ビーム掃引制御回路１２０６の制御下
でｆ軸中心に揺動する揺動反射鏡ＳＷ１２２で反射され
て、ｄｈ平面上で振れる。
【０９１２】このｄｈ平面上で振れた反射光ビームが、
第２集束光学系Ｌｚ１２２を経て、立体像表示体ＤＰ１
２の面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ１２内に入射して、
ｈ軸方向へ立ち上がる帯状レーザ光ビームＢｍ１２２と
なる。
【０９１３】このｈ軸方向へ立ち上がる帯状レーザ光ビ
ームＢｍ１２２は、ｄ軸方向に進む前記２次元レーザ光
ビームＢｍ１２１をｈ軸方向へ貫き、これにより両レー
ザ光ビームの交差部分はｆｈ平面に平行な面状となり、
この面上に位置する呈色材が両レーザ光ビームの作用で
呈色する。
【０９１４】この状態で揺動反射鏡ＳＷ１２２が帯状光
ビーム掃引制御回路１２０６の制御下で揺動すると、立
体像表示体ＤＰ１２内の帯状レーザ光ビームＢｍ１２２
はｄ軸方向へ連続掃引されるが、三次元立体像信号の更
新周期τに距離εｄだけ連続掃引されると、これにより
ｄ軸方向寸法がεｄのキュビセルＣｂｃが２次元方向に
所定数並んだ、図４０に示されるレイヤー層Ｌｙ１２ｊ
が１層生成される。ここでキュビセルＣｂｃのｆ軸方向
の個数およびｈ軸方向の個数は、デジタル型マイクロミ
ラー素子ＤＭＤを構成する微小ミラーの両軸方向個数
（例えば２４０×２４０個）に依存する。
【０９１５】上記の連続掃引が続行されるにつれ、レイ
ヤー層Ｌｙ１２ｊがｄ軸方向に順次生成され、これら複
数のレイヤー層Ｌｙ１２ｊの集合として立体像表示領域
が形成され、立体像Ｖｇ１２はこの立体像表示領域内に
描像される。
【０９１６】さらに、揺動反射鏡ＳＷ１２２が帯状光ビ
ーム掃引制御回路１２０６の制御下でｆ軸中心に揺動し
て角度を微細調整することにより、帯状レーザ光ビーム
Ｂｍ１２２に対するｄ軸方向の交差位置に係る像歪みの
補正処理がなされる。この交差位置に係る像歪みの補正
処理の制御は、帯状光ビーム掃引制御回路１２０６が行
なうが、像歪み補正の原理は前記実施形態におけると同
様である。
【０９１７】この交差位置に係る像歪み補正機能は、通
常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも光路
制御手段を含む装置全体の容積を縮小させた三次元立体
像表示装置における交差位置に係る像歪み補正に有効で
ある。
【０９１８】上記のように光路制御手段Ｃｐ１２２は、
帯状レーザ光ビームの光路を制御して、立体像表示体Ｄ
Ｐ１２内のｄ軸方向交差位置に係る像歪みを補正し、さ
らに帯状レーザ光ビームの光路を制御して、帯状レーザ
光ビームを二次元レーザ光ビームの光路方向に垂直な平
面上にあって、二次元レーザ光ビームと交差させるとと
もに、ｆｈ平面に平行な面として生成された交差部分を
ｄ軸方向に所定距離だけ掃引して複数のレイヤー層（ま
たは掃引面）を形成させることにより、１キュビットの
立体像を形成させるよう制御する。
【０９１９】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を例えば各２
４０とすると、１キュビットは２４０×２４０×２４０
＝１３、８２４、０００個のキュビセルから構成され
る。レイヤー掃引により全部のキュビセルを形成して１
キュビットとする場合、２次元レーザ光ビームＢｍ１２
１については機械的掃引の必要はなく、光強度変調が為
されるだけで良い。
【０９２０】一方、立体像表示体ＤＰ１２のｄ軸方向の
一端から多端までを以って一回のｄ軸方向機械的掃引と
すると、帯状レーザ光ビームＢｍ１２２は１キュビット
生成させるのに１回の掃引のみで良い。
【０９２１】このように、２次元レーザ光ビームＢｍ１
２１は断面である二次元のｆｈ平面上に同時に像を形成
するから、描像時に２次元レーザ光ビームＢｍ１２１は
時間経過に伴う像の更新を為すのみでよく、よって光路
制御手段Ｃｐ１２２は２次元レーザ光ビームＢｍ１２１
自体を空間的に掃引する必要がない。一方、帯状レーザ
光ビームＢｍ１２２は光路方向に帯状に拡がり、これが
２次元レーザ光ビームＢｍ１２１と交差して面状の像を
一挙に形成させるから、光路制御手段Ｃｐ１２２は帯状
レーザ光ビームＢｍ１２２だけを、しかも一軸方向（ｄ
軸）へのみ掃引すればよく、よってその掃引周期を長く
でき、以上の結果として掃引を大幅に簡素化できる。
【０９２２】したがって、像の更新周期が短い動像の描
像表示がとりわけ容易になるという顕著な効果がある。
【０９２３】たとえば１秒間あたり３０キュビットの更
新レートの動像表示の場合では、帯状レーザ光ビームＢ
ｍ１２２は３０回／秒の機械的掃引レートで良く、また
上記のように２次元レーザ光ビームＢｍ１２１には機械
的掃引を施す必要がない。
【０９２４】このように、本実施形態では帯状レーザ光
ビームＢｍ１２２の掃引周期を長くでき、よって掃引機
構を簡素に構成できる。従ってとりわけ動像の描像と表
示に適する。
【０９２５】ついで、本実施形態の精細度について説明
する。前記のように、ｆ軸方向とｈ軸方向の精細度はデ
ジタル型マイクロミラー素子ＤＭＤを構成する微小ミラ
ーの両軸方向の個数（例えば２４０×２４０個）に依存
する。またｄ軸方向の精細度は、帯状レーザ光ビームＢ
ｍ１２２のｄ軸方向への単位時間あたりの掃引距離εｄ
によって決まる。これは、立体像表示体ＤＰ１２内の２
次元レーザ光ビームＢｍ１２１の進行速度が帯状レーザ
光ビームＢｍ１２２の機械的掃引速度よりも極端に速い
ことに依る。さらに、各軸方向の限界精細度は、使用さ
れる呈色材の個々の寸法となる。
【０９２６】上記の構成の結果、２次元拡がりのレーザ
光ビームと帯状のレーザ光ビームの直交によりレイヤー
層が一挙に生成されるから、極めて高効率で像形成が為
される。しかもレーザ光ビームの機械的掃引は帯状レー
ザ光ビームＢｍ１２２に対してのみ行う構成であるか
ら、表示像への信頼度が向上する上、掃引機構が簡素化
できるという効果がある。
【０９２７】さらに帯状レーザ光ビームＢｍ１２２の掃
引に揺動反射鏡ＳＷ１２２を用いることにより、ｄ軸方
向の交差位置に係る像歪み調整が容易にでき、よって像
歪みのない良質の立体像の描像が可能になる。
【０９２８】その上、表示領域の全体に拡がるレイヤー
層が複数層重ねられた立体像表示領域を形成することに
より、複雑な形状の像や、表示されるべき像が複数個、
独立して存在し、立体像表示体中に離れて分散して存在
する場合などでも描像時間を一定にできるという効果が
得られる。
【０９２９】動像の表示における動作を図４２に基づい
て説明すると、単位時間τの期間、２次元レーザ光ビー
ムＢｍ１２１はｆｈ両方向に拡がるビームを立体像表示
体ＤＰ１２内へ入射させ、しかも光速で進行するから立
体像表示体ＤＰ１２内は瞬時に２次元レーザ光ビームＢ
ｍ１２１で満たされる。
【０９３０】２次元レーザ光ビームＢｍ１２１の光強度
は三次元立体像信号によって変調され、しかも時間的に
刻々と連続更新されるが、前述したように三次元立体像
信号の形成過程で有限の画素数の撮像機によって撮像さ
れることにより、また伝送過程で時間軸にシリアルに構
成されることもあって、実質的にはある周期毎に更新さ
れる離散構成となっている。
【０９３１】この三次元立体像信号の実質的な更新周期
を単位時間τとして、単位時間τの期間、帯状レーザ光
ビームＢｍ１２２がｄ軸方向に単位掃引距離εｄだけ掃
引されると、呈色材によって呈色されたレイヤー層Ｌｙ
１２１が生成される。
【０９３２】続く次の単位時間τに移ると、三次元立体
像信号は実質的に更新され、この単位時間τの期間、帯
状レーザ光ビームＢｍ１２２がｄ軸方向に引き続き単位
掃引距離εｄだけ掃引され、レイヤー層Ｌｙ１２２が生
成される。
【０９３３】以下同様にしてレイヤー層Ｌｙ１２Ｎが生
成されると、第１のキュビットＣｕｂｉｔ＃１が形成さ
れ、帰線期間のあと引き続き第２のキュビットＣｕｂｉ
ｔ＃２の形成過程に移る。
【０９３４】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１２５を説明
する。精細度制御手段Ｃｐ１２５は、立体像表示体ＤＰ
１２内に形成される立体像の精細度を制御するか、また
は表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、精
細度制御手段Ｃｐ１２５は、動像の繰返し周期がそれぞ
れ異なる種別の複数の三次元立体像信号が適用される場
合に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定
する信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、動像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し
周期及び立体像表示体ＤＰ１２の寸法に対応して、ｄ軸
方向への単位時間あたりの所定掃引距離を変更すること
により、形成される立体像表示領域の寸法を、入力など
によって指定された所望値とするか、または立体像表示
体ＤＰ１２内に形成される立体像表示領域の寸法を変更
することにより、ｄ軸方向への単位時間あたりの所定掃
引距離を、入力などによって指定された所望値とするよ
う構成される。上記の機能は具体的にはストアードプロ
グラム形式のマイクロコンピュータ等によって具現され
る。
【０９３５】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１２５の動作
を説明する。精細度制御手段Ｃｐ１２５は、種別・同期
信号抽出回路１２０５から供給される種別・同期信号及
び、外からの指定値として入力された、精細度や表示領
域の寸法の所望値Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｄ
方向単位時間の掃引移動距離εｄを算出し、εｄを制御
信号１２０７ａとして帯状光ビーム掃引制御回路１２０
６へ送出する。
【０９３６】この結果、繰り返し周期の長い動像の三次
元立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離を
変更することにより、所定の表示領域に描像することが
でき、よって形成される立体像表示領域の寸法を所望値
とすることができる。
【０９３７】または、繰り返し周期の長い動像の三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定の単位時間あたり
掃引距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とす
ることができる。
【０９３８】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ１２５と光路制御手段Ｃｐ１
２２によって、ｄ軸方向の単位移動距離εｄを所望の距
離に制御可能であるから、同一の立体像表示体ＤＰ１２
を用いる場合に、表示領域または描像の精細度を所望の
ものに調節することができる。
【０９３９】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
適する用途のひとつとして、以下に示す各種の立体動像
がある。 ａ テレビジョン放送の受信側における立体動像の表示 ｂ 医療分野における従来平面画像表示されていた断層
像の立体動像形成、たとえばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ
断層の立体動像、手術中の患部および周辺のリアルタイ
ム立体動像、 ｃ 建築設計における三次元レイアウトの動像表示や、
動像による三次元パース像の作成 ｄ 生産工程での例えばマイクロ部品など、従来では顕
微鏡作業となっていた実装作業における三次元拡大動像
表示 ｅ 自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元動像ＣＦやドラマ、映画、ゲームの立
体動像表示 ｆ ショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体
像を、動像で表示させる商業用途
【０９４０】以上の立体動像に加え、別の用途として以
下のような立体静止像の表示がある。
【０９４１】第一に、臨床医学や基礎医学分野のうちで
もとりわけ検査・治療分野における、従来平面画像表示
されていた断層像に代わる立体断層静止像の形成、例え
ばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示が
ある。
【０９４２】立体静止像の用途分野の第二は、教育分野
とりわけ各教科・科目の学習課程における教材の三次元
立体像表示であり、特に理科、図工、数学での教材のマ
ルチメディア技術にもとづく各種の立体像表示に有効で
ある。とりわけ、本実施形態の構成は立体静止像表示に
適する。
【０９４３】立体静止像の第三の用途分野としては、服
飾や自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元静止像としての表示、さらに建築設計
における三次元パース像（静止像）の作成や、三次元レ
イアウト表示がある。
【０９４４】立体静止像の第四の用途分野としては、マ
ルチメディア・エンターテインメント分野として、大・
小劇場やコンサートホールにおける大型立体像の表示、
アーケードゲームにおける立体像表示がある。
【０９４５】立体静止像の第五の用途分野は生産現場で
あり、設計工程での部品設計における三次元静止像表示
や、生産工程での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示など
に適する。
【０９４６】さらに、立体静止像の他の用途分野として
は、学術研究分野でのシミュレーション結果の三次元静
止像表示や、あるいは芸術、美術の制作過程におけるデ
ザイン・イメージの三次元静止像または、これら作品自
体の三次元静止像として表示・展示、すなわち粘土や合
成樹脂、木材、金属などの材質を用いた造形に代わり、
三次元立体像表示装置で再現される作品の表示・展示が
ある。さらに、三次元立体像表示装置をショーウインド
ウとして使用し、商品の三次元立体静止像を表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【０９４７】本発明の第１３実施形態に係る三次元立体
像表示装置は、二次元レーザ光ビームとライン状レーザ
光ビームを直交状態で交差させ、交差部分を反復してレ
イヤー掃引することにより、掃引面の積層による三次元
立体像の描像をなす構成である。
【０９４８】図４３は、本発明の第１３実施形態に係る
三次元立体像表示装置の要部斜視図である。図４４は、
その動作タイミングチャートである。
【０９４９】図４３に示されるように、本発明の第１３
実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ１３
は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ１３、
出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有する二
次元レーザ光ビームを発射する光源Ｃｐ１３１１、出射
光が光路方向に直線状となるライン状レーザ光ビームを
発射する光源Ｃｐ１３１２、光源Ｃｐ１３１１からの２
次元レーザ光ビームを反射し、この反射光を三次元立体
像信号により変調された２次元レーザ光ビームＢｍ１３
１にする反射光パターン制御手段Ｃｐ１３３、発射され
た二本のレーザ光ビームの光路を管理するとともに交差
位置に係る像歪みを除去する光路制御手段Ｃｐ１３２、
入力された像信号を処理する信号処理部Ｃｐ１３４、立
体像表示体ＤＰ１３内に形成される立体像の精細度を制
御するか、または表示領域の寸法を制御する精細度制御
手段Ｃｐ１３５を備えて構成されている。
【０９５０】立体像表示体ＤＰ１３は透明な直方体形状
であり、その内部に一様分散された呈色材や、その呈色
原理などは前記実施形態におけると同様である。
【０９５１】また立体像表示体ＤＰ１３は、２面づつ対
になった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ
平面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｄ平面に平
行で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−とする。
【０９５２】光源Ｃｐ１３１１は、面発光型レーザ素子
とレーザダイオード駆動増幅器を備え、光源Ｃｐ１３１
２は点光源であるレーザダイオードとレーザダイオード
駆動増幅器を備える。
【０９５３】また反射光パターン制御手段Ｃｐ１３３
は、デジタル型マイクロミラー素子と、その駆動制御回
路と、ビームスプリッタを備え、それぞれの構成は前記
実施形態におけると同様である。
【０９５４】信号処理部Ｃｐ１３４は、入力された三次
元立体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるい
は三次元立体像信号を形成するデータの種別を同定する
ための信号が載った入力信号に基づき、２次元レーザ光
ビームＢｍ１３１を光反射によって光強度変調するため
の変調信号を反射光パターン制御手段Ｃｐ１３３に送
り、また光源Ｃｐ１３１１、Ｃｐ１３１２へ作動信号を
送り、光路制御手段Ｃｐ１３２へ同期信号を送り、さら
に精細度制御手段Ｃｐ１３５へ信号の種別情報か、同期
信号の周期情報を送るものである。
【０９５５】光路制御手段Ｃｐ１３２は、２次元レーザ
光ビームＢｍ１３１と、ライン状レーザ光ビームＢｍ１
３２の各光路を制御して、両レーザ光ビームを立体像表
示体ＤＰ１３中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を移動させる掃引機能を備えるもの
で、いずれも図示されない反射機構と該反射機構の制御
回路、および、デジタル型マイクロミラー素子によって
反射された２次元レーザ光ビームＢｍ１３１を立体像表
示体ＤＰ１３内へ平行光として入射させるためのレンズ
から成る第１集束光学系Ｌｚ１３１と、ライン状レーザ
光ビームＢｍ１３２を立体像表示体ＤＰ１３内において
ｈ軸方向へ立ち上がる平行光とするための第２集束光学
系Ｌｚ１３２を備える。
【０９５６】なお２次元レーザ光ビームＢｍ１３１を立
体像表示体ＤＰ１３の面ｆｈ＋から入射させるべく、第
１集束光学系Ｌｚ１３１等の機構部品は主として面ｆｈ
＋側に配設される。
【０９５７】またライン状レーザ光ビームＢｍ１３２を
立体像表示体ＤＰ１３の面ｆｄ−から入射させるべく、
第２集束光学系Ｌｚ１３２等の機構部品は主として面ｆ
ｄ−側に配設される。
【０９５８】つぎに動作を説明すると、三次元立体像信
号に基づき光強度変調されたｆｈ両軸方向に拡がる２次
元レーザ光ビームＢｍ１３１は、立体像表示体ＤＰ１３
の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ１３内に入射して、ｄ
軸方向に立体像表示体ＤＰ１３内を貫くが、この２次元
レーザ光ビームＢｍ１３１の光強度は三次元立体像信号
の更新にしたがい更新周期で刻々と更新され変化する。
【０９５９】一方、光源Ｃｐ１３１２から発射され、光
路制御手段Ｃｐ１３２によってｆｄ両軸方向に振られた
ライン状レーザ光ビームＢｍ１３２は、第２集束光学系
Ｌｚ１３２を経て、立体像表示体ＤＰ１３の面ｆｄ−か
ら立体像表示体ＤＰ１３内に入射して、ｈ軸方向へ立ち
上がる。
【０９６０】このｈ軸方向へ立ち上がるライン状レーザ
光ビームＢｍ１３２は、ｄ軸方向に進む前記２次元レー
ザ光ビームＢｍ１３１をｈ軸方向へ貫き、これにより両
レーザ光ビームの交差部分はｈ軸に平行な線分状とな
り、この線分上に位置する呈色材が両レーザ光ビームの
作用で呈色する。
【０９６１】この状態で光路制御手段Ｃｐ１３２がライ
ン状レーザ光ビームＢｍ１３２をｆ軸方向に掃引してＢ
ｍ１３２’にすると、ｈ軸に平行なキュビセル・ライン
ＣｂＬ１３１が生成される。このようにして連続掃引す
ると、ｈ軸に平行なキュビセル・ラインＣｂＬ１３１、
ＣｂＬ１３２などが続々と生成され、ｆｈ平面に平行な
レイヤー層Ｌｙ１３１が形成される。ここで、レイヤー
層Ｌｙ１３１を構成するキュビセルのｆ軸方向の個数お
よびｈ軸方向の個数は、デジタル型マイクロミラー素子
を構成する微小ミラーの両軸方向個数（例えば２４０×
２４０個）に依存する。
【０９６２】このようにしてレイヤー層Ｌｙ１３１が生
成されると、光路制御手段Ｃｐ１３２はライン状レーザ
光ビームＢｍ１３２をｆ軸方向の原点Ｏ側へ戻すととも
に、ｄ軸方向へ単位掃引距離εｄだけ掃引し、新しい位
置から前記の掃引を繰り返すことにより、レイヤー層Ｌ
ｙ１３２が生成される。
【０９６３】上記の連続掃引が続行されるにつれ、レイ
ヤー層がｄ軸方向に順次生成され、これら複数のレイヤ
ー層の集合として立体像表示領域が形成され、立体像は
この立体像表示領域内に描像される。
【０９６４】前記の掃引において、光路制御手段Ｃｐ１
３２は前述したように掃引角度を微調整して、ｄ軸方向
の交差位置に係る像歪みの補正処理をする。この交差位
置に係る像歪みの補正処理の原理は前記実施形態におけ
ると同様である。
【０９６５】この交差位置に係る像歪み補正機能は、通
常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも光路
制御手段を含む装置全体の容積を縮小させた三次元立体
像表示装置における交差位置に係る像歪み補正に有効で
ある。
【０９６６】上記のように光路制御手段Ｃｐ１３２は、
ライン状レーザ光ビームＢｍ１３２が二次元レーザ光ビ
ームＢｍ１３１を貫いて交差し、且つ交差部分をライン
状レーザ光ビームＢｍ１３２の光路方向（ｈ軸方向）に
直交する方向（ｆ軸方向）へ掃引してレイヤー層を形成
させ、さらにこのレイヤー層からｄ軸方向へ所定距離ε
ｄだけ離れて次のレイヤー層を形成させ、前記の反復に
より複数のレイヤー層が重ねられた立体像表示領域を立
体像表示体の内部に形成させることにより、１キュビッ
トの立体像を形成させるよう制御する。
【０９６７】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を例えば各２
４０とすると、１キュビットは２４０×２４０×２４０
＝１３、８２４、０００個のキュビセルから構成され
る。レイヤー掃引により全部のキュビセルを形成して１
キュビットとする場合、２次元レーザ光ビームＢｍ１３
１については機械的掃引の必要はなく、光強度変調が為
されるだけで良い。
【０９６８】一方、立体像表示体ＤＰ１３のｆ軸または
ｄ軸方向の一端から多端までを以って一回のｆ軸方向ま
たはｄ軸方向機械的掃引とすると、ライン状レーザ光ビ
ームＢｍ１３２は１キュビット生成させるのに、ｆ軸方
向に２４０回、ｄ軸方向に１回の掃引となる。
【０９６９】このように、２次元レーザ光ビームＢｍ１
３１は断面である二次元のｆｈ平面上に同時に像を形成
するから、描像時に２次元レーザ光ビームＢｍ１３１は
時間経過に伴う像の更新が施されるのみでよく、よって
光路制御手段Ｃｐ１３２は２次元レーザ光ビームＢｍ１
３１自体を空間的に掃引する必要がない。一方、ライン
状レーザ光ビームＢｍ１３２は二次元レーザ光ビームＢ
ｍ１３１を貫いて交差して線状の像を形成させるから、
光路制御手段Ｃｐ１３２はライン状レーザ光ビームＢｍ
１３２だけを、しかも二軸方向（ｆ軸とｄ軸）へのみ掃
引すればよく、よってその掃引周期を長くでき、以上の
結果として掃引を簡素化できる。
【０９７０】ついで、本実施形態の精細度について説明
する。前記のように、ｆ軸方向とｈ軸方向の精細度はデ
ジタル型マイクロミラー素子を構成する微小ミラーの両
軸方向の個数（例えば２４０×２４０個）に依存する。
またｄ軸方向の精細度は、ライン状レーザ光ビームＢｍ
１３２のｄ軸方向への単位時間あたりの掃引距離εｄに
よって決まる。
【０９７１】上記の構成の結果、２次元拡がりのレーザ
光ビームとライン状レーザ光ビームの直交により、ライ
ン状レーザ光ビームの一軸方向掃引でレイヤー層が生成
されるから、高効率で像形成が為される。しかもレーザ
光ビームの機械的掃引はライン状レーザ光ビームＢｍ１
３２に対してのみ行う構成であるから、表示像への信頼
度が向上する上、掃引機構が簡素化できるという効果が
ある。
【０９７２】さらに光路制御手段Ｃｐ１３２により、ｄ
軸方向の交差位置に係る像歪み調整がなされ、よって像
歪みのない良質の立体像の描像が可能になる。
【０９７３】その上、表示領域の全体に拡がるレイヤー
層が複数層重ねられた立体像表示領域を形成することに
より、複雑な形状の像や、表示されるべき像が複数個、
独立して存在し、立体像表示体中に離れて分散して存在
する場合などでも描像時間を一定にできるという効果が
得られる。
【０９７４】動像の表示における動作を図４４に基づい
て説明すると、単位時間τの期間、２次元レーザ光ビー
ムＢｍ１３１はｆｈ両方向に拡がるビームを立体像表示
体ＤＰ１３内へ入射させ、しかも高速で進行するから立
体像表示体ＤＰ１３内は瞬時に２次元レーザ光ビームＢ
ｍ１３１で満たされる。
【０９７５】２次元レーザ光ビームＢｍ１３１の光強度
は三次元立体像信号によって変調され、しかも時間的に
刻々と連続更新されるが、前述したように三次元立体像
信号の形成過程で有限の画素数の撮像機によって撮像さ
れることにより、また伝送過程で時間軸にシリアルに構
成されることもあって、実質的にはある周期毎に更新さ
れる離散構成となっている。
【０９７６】この三次元立体像信号の実質的な更新周期
を単位時間τとして、単位時間τの期間、ライン状レー
ザ光ビームＢｍ１３２がｆ軸方向に位置ｆ０からｆＮま
で掃引されると、呈色材によって呈色された第１レイヤ
ー層Ｌｙ１が生成される。このあと水平帰線期間で帰還
するが、この帰還と同時に、ｄ軸方向へεｄだけ掃引さ
れる。なお、この構成ではｄ軸方向への掃引が間欠的で
あるが、前述した実施形態におけると同様に、ｄ軸方向
へ連続掃引する構成とすることもできる。
【０９７７】続く次の単位時間τに移ると、三次元立体
像信号は実質的に更新され、この単位時間τの期間、ラ
イン状レーザ光ビームＢｍ１３２には前記の掃引がなさ
れ、単位掃引距離εｄだけ離れた第２レイヤー層Ｌｙ２
が生成される。
【０９７８】以下同様にして第Ｎレイヤー層ＬｙＮが生
成されると、第１のキュビットＣｕｂｉｔ＃１が形成さ
れ、原点帰線期間のあと引き続き第２のキュビットＣｕ
ｂｉｔ＃２の形成過程に移る。
【０９７９】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１３５を説明
する。精細度制御手段Ｃｐ１３５は、立体像表示体ＤＰ
１３内に形成される立体像の精細度を制御するか、また
は表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、精
細度制御手段Ｃｐ１３５は、動像の繰返し周期がそれぞ
れ異なる種別の複数の三次元立体像信号が適用される場
合に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定
する信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、動像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し
周期及び立体像表示体ＤＰ１３の寸法に対応して、ｄ軸
方向への単位時間あたりの掃引距離εｄを変更すること
により、形成される立体像表示領域の寸法を、入力Ｓｔ
ｄなどによって指定された所望値とするか、または立体
像表示体ＤＰ１３内に形成される立体像表示領域の寸法
を変更することにより、ｄ軸方向への単位時間あたりの
掃引距離εｄを、入力Ｓｔｄなどによって指定された所
望値とするよう構成される。上記の機能は具体的にはス
トアードプログラム形式のマイクロコンピュータ等によ
って具現される。
【０９８０】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１３５の動作
を説明する。精細度制御手段Ｃｐ１３５は、信号処理手
段Ｃｐ１３４から供給される種別・同期信号及び、指定
値として入力された、精細度や表示領域の寸法の所望値
Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｄ方向の単位時間掃
引移動距離εｄを算出し、εｄを光路制御手段Ｃｐ１３
２へ送出する。
【０９８１】この結果、繰り返し周期の長い動像の三次
元立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離を
変更することにより、所定の表示領域に描像することが
でき、よって形成される立体像表示領域の寸法を所望値
とすることができる。
【０９８２】または、繰り返し周期の長い動像の三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定の単位時間あたり
掃引距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とす
ることができる。
【０９８３】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ１３５と光路制御手段Ｃｐ１
３２によって、ｄ軸方向の単位移動距離εｄを所望の距
離に制御可能であるから、同一の立体像表示体ＤＰ１３
を用いる場合に、表示領域または描像の精細度を所望の
ものに調節することができる。
【０９８４】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
適する用途のひとつとして、以下に示す各種の立体動像
がある。 ａ テレビジョン放送の受信側における立体動像の表示 ｂ 医療分野における従来平面画像表示されていた断層
像の立体動像形成、たとえばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ
断層の立体動像、手術中の患部および周辺のリアルタイ
ム立体動像、 ｃ 建築設計における三次元レイアウトの動像表示や、
動像による三次元パース像の作成 ｄ 生産工程での例えばマイクロ部品など、従来では顕
微鏡作業となっていた実装作業における三次元拡大動像
表示 ｅ 自動車をはじめとするデザイン工程でのデザイン・
イメージの三次元動像ＣＦやドラマ、映画、ゲームの立
体動像表示 ｆ バーチャルショーウインドウとして、商品の三次元
立体像を動像で表示させる商業用途
【０９８５】以上の立体動像に加え、さらに三次元の立
体静止像表示の用途として医療分野があり、たとえば検
査・治療分野における立体断層静止像の形成、例えばＸ
線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静止像の表示に適す
る。
【０９８６】また別の用途は、教育分野とりわけ教材の
三次元立体像表示であり、特に理科、図工、数学の教材
の各種立体像表示に有効である。
【０９８７】さらに、自動車などをデザインする工程で
のデザイン・イメージの三次元静止像表示、さらに建築
設計における三次元パース像の作成に適する。
【０９８８】この外、マルチメディア・エンターテイン
メント分野として、大・小劇場やコンサートホールにお
ける大型立体像の表示、アーケードゲームにおける立体
像表示がある。
【０９８９】さらに、生産現場においても有効に適用可
能であり、設計工程での部品設計における三次元静止像
表示や、生産工程での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示
などに適する。
【０９９０】さらに、他の用途分野としては、シミュレ
ーション結果の三次元静止像表示や、あるいは芸術、美
術の制作過程におけるデザイン・イメージの三次元静止
像の表示・展示がある。さらに、三次元立体像表示装置
をショーウインドウとして使用し、商品の三次元立体像
を静止像で表示させる、所謂バーチャルショーウインド
ウといった商業用途にも好適である。
【０９９１】本発明の第１４実施形態に係る三次元立体
像表示装置は、二次元レーザ光ビームとライン状レーザ
光ビームを直交状態で交差させ、交差部分をベクトル掃
引することにより、立体の表面または稜線の連結による
三次元立体像の描像をなす構成である。
【０９９２】図４５は、本発明の第１４実施形態に係る
三次元立体像表示装置の要部斜視図である。図４６は、
本実施形態の動作タイミングチャートである。
【０９９３】図４５に示されるように、本発明の第１４
実施形態に係る三次元立体像表示装置ＯＲＩＩＮ１４
は、立体像が内部に形成される立体像表示体ＤＰ１４、
出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有する二
次元レーザ光ビームを発射する光源Ｃｐ１４１１、出射
光が光路方向に直線状となるライン状レーザ光ビームを
発射する光源Ｃｐ１４１２、光源Ｃｐ１４１１からの２
次元レーザ光ビームを反射し、この反射光を三次元立体
像信号により変調された２次元レーザ光ビームＢｍ１４
１にする反射光パターン制御手段Ｃｐ１４３１、三次元
立体像信号により光源Ｃｐ１４１２の出力を変調する変
調手段Ｃｐ１４３２、発射された二本のレーザ光ビーム
の光路を管理するとともに交差位置に係る像歪みを除去
する光路制御手段Ｃｐ１４２、入力された像信号を処理
する信号処理部Ｃｐ１４４、立体像表示体ＤＰ１４内に
形成される立体像の精細度を制御するか、または表示領
域の寸法を制御する精細度制御手段Ｃｐ１４５を備えて
構成されている。
【０９９４】立体像表示体ＤＰ１４は透明な直方体形状
であり、その内部に一様分散された呈色材や、その呈色
原理などは前記実施形態におけると同様である。
【０９９５】また立体像表示体ＤＰ１４は、２面づつ対
になった３組の面から成るが、これらの面のうち、ｆｈ
平面に平行で原点Ｏ側にある面をｆｈ＋、ｆｄ平面に平
行で原点Ｏから遠い側にある面をｆｄ−とする。
【０９９６】光源Ｃｐ１４１１は、面発光型レーザ素子
とレーザダイオード駆動増幅器を備え、光源Ｃｐ１４１
２は点光源であるレーザダイオードとレーザダイオード
駆動増幅器を備える。
【０９９７】また反射光パターン制御手段Ｃｐ１４３１
は、デジタル型マイクロミラー素子と、その駆動制御回
路と、ビームスプリッタを備え、それぞれの構成は前記
実施形態におけると同様である。
【０９９８】変調手段Ｃｐ１４３２は、レーザダイオー
ド駆動増幅器を介してレーザダイオード出力を変調す
る。
【０９９９】信号処理部Ｃｐ１４４は、入力された三次
元立体像信号を形成するデータおよび同期信号、あるい
は三次元立体像信号を形成するデータの種別を同定する
ための信号が載った入力信号に基づき、２次元レーザ光
ビームＢｍ１４１を光反射によって光強度変調するため
の変調信号を反射光パターン制御手段Ｃｐ１４３１に送
り、変調信号を変調手段Ｃｐ１４３２へ送り、また光源
Ｃｐ１４１１、Ｃｐ１４１２へ作動信号を送り、光路制
御手段Ｃｐ１４２へ同期信号を送り、さらに精細度制御
手段Ｃｐ１４５へ信号の種別情報か、同期信号の周期情
報を送るものである。
【１０００】光路制御手段Ｃｐ１４２は、２次元レーザ
光ビームＢｍ１４１と、ライン状レーザ光ビームＢｍ１
４２の各光路を制御して、両レーザ光ビームを立体像表
示体ＤＰ１４中の所望の位置において交差させるととも
に、この交差位置を移動させる掃引機能を備えるもの
で、いずれも図示されない反射機構と該反射機構の制御
回路、および、デジタル型マイクロミラー素子によって
反射された２次元レーザ光ビームＢｍ１４１を立体像表
示体ＤＰ１４内へ平行光として入射させるためのレンズ
から成る第１集束光学系Ｌｚ１４１と、ライン状レーザ
光ビームＢｍ１４２を立体像表示体ＤＰ１４内において
ｈ軸方向へ立ち上がる平行光とするための第２集束光学
系Ｌｚ１４２を備える。
【１００１】なお２次元レーザ光ビームＢｍ１４１を立
体像表示体ＤＰ１４の面ｆｈ＋から入射させるべく、第
１集束光学系Ｌｚ１４１等の機構部品は主として面ｆｈ
＋側に配設される。
【１００２】またライン状レーザ光ビームＢｍ１４２を
立体像表示体ＤＰ１４の面ｆｄ−から入射させるべく、
第２集束光学系Ｌｚ１４２等の機構部品は主として面ｆ
ｄ−側に配設される。
【１００３】つぎに動作を説明すると、三次元立体像信
号に基づき光強度変調されたｆｈ両軸方向に拡がる２次
元レーザ光ビームＢｍ１４１は、立体像表示体ＤＰ１４
の面ｆｈ＋から立体像表示体ＤＰ１４内に入射して、ｄ
軸方向に立体像表示体ＤＰ１４内を貫くが、この２次元
レーザ光ビームＢｍ１４１の光強度は三次元立体像信号
の更新にしたがい更新周期で刻々と更新され変化する。
【１００４】一方、光源Ｃｐ１４１２から光強度が変調
されて発射され、光路制御手段Ｃｐ１４２によってｆｄ
両軸方向に振られたライン状レーザ光ビームＢｍ１４２
は、第２集束光学系Ｌｚ１４２を経て、立体像表示体Ｄ
Ｐ１４の面ｆｄ−から立体像表示体ＤＰ１４内に入射し
て、ｈ軸方向へ立ち上がる。
【１００５】このｈ軸方向へ立ち上がるライン状レーザ
光ビームＢｍ１４２は、ｄ軸方向に進む前記２次元レー
ザ光ビームＢｍ１４１をｈ軸方向へ貫き、これにより両
レーザ光ビームの交差部分はｈ軸に平行な線分状とな
り、この線分上に位置する呈色材が両レーザ光ビームの
作用で呈色可能となる。
【１００６】たとえば、ある時間において２次元レーザ
光ビームＢｍ１４１の、立体像表示体ＤＰ１４内の点Ｐ
ｔ１４１を通過する部分の光強度が高く、かつこの点Ｐ
ｔ１４１を通過するライン状レーザ光ビームＢｍ１４２
の光強度が高いと、このレイヤー層π１上の点Ｐｔ１４
１が呈色する。
【１００７】２次元レーザ光ビームＢｍ１４１は、三次
元立体像信号にしたがい短期間で光強度が更新される。
同様に、ライン状レーザ光ビームＢｍ１４２の光強度も
三次元立体像信号にしたがい短期間で更新される。
【１００８】光路制御手段Ｃｐ１４２は、この短期間で
ライン状レーザ光ビームＢｍ１４２をｆｄ両軸方向に掃
引する。これにより、レイヤー層π１の近傍に形成され
るレイヤー層上の、点Ｐｔ１４１の近傍に相当した点が
呈色し、よって短いキュビセル・ラインが形成される。
【１００９】このようにして、光路制御手段Ｃｐ１４２
がライン状レーザ光ビームＢｍ１４２を、レイヤー層π
２上の点Ｐｔ１４２まで掃引すると、呈色するキュビセ
ル・ラインが点Ｐｔ１４２まで伸張し、これにより描画
すべき立体像の稜線または外郭の一部分ｖ１が形成され
る。
【１０１０】ついで上記の連続掃引が点Ｐｔ１４２から
レイヤー層π３上の点Ｐｔ１４３までなされると立体像
の稜線または外郭の一部分ｖ２が形成され、さらに同様
に点Ｐｔ１４３から前記点Ｐｔ１４１まで掃引される
と、立体像の稜線または外郭の一部分ｖ３が形成され、
よってこれらｖ１、ｖ２、ｖ３から立体像が描像され
る。
【１０１１】また前記の掃引において、光路制御手段Ｃ
ｐ１４２は前述したようにライン状レーザ光ビームＢｍ
１４２の出射角度を微調整して、ｄ軸方向の交差位置に
係る像歪みの補正処理をする。この交差位置に係る像歪
みの補正処理の原理は前記実施形態におけると同様であ
る。この機能により像歪みのない良質の立体像の描像が
可能になる。
【１０１２】この交差位置に係る像歪み補正機能は、通
常の立体像表示体寸法の構成に有効であるばかりでな
く、とりわけ立体像表示体寸法が大であり、しかも光路
制御手段を含む装置全体の容積を縮小させた三次元立体
像表示装置における交差位置に係る像歪み補正に有効で
ある。
【１０１３】上記のように光路制御手段Ｃｐ１４２は、
ライン状レーザ光ビームＢｍ１３２が二次元レーザ光ビ
ームＢｍ１３１を貫いて交差するよう両レーザ光ビーム
の光路を制御し、且つ交差部分を三次元立体像信号に基
づき所定掃引距離だけ掃引することにより、この交差部
分において発色または着色する呈色材が、表示対象であ
る立体の表面または稜線に沿う三次元立体像を形成させ
るよう制御する。
【１０１４】つぎに、掃引レートにつき説明する。三次
元表示領域の各軸方向に並ぶキュビセル数を例えば各２
４０とすると、１キュビットは２４０×２４０×２４０
＝１３、８２４、０００個のキュビセルから構成され
る。２次元レーザ光ビームＢｍ１４１については機械的
掃引の必要はなく、光強度変調が為されるだけで良い。
【１０１５】一方、ライン状レーザ光ビームＢｍ１４２
は前記のように三次元立体像信号に基づき稜線に沿って
ベクトル掃引されるから、レイヤー掃引に比して掃引回
数を少なくすることができる。よってその掃引周期を長
くでき、以上の結果として掃引を簡素化できる。
【１０１６】ついで、本実施形態の精細度について説明
する。前記のように、ｆ軸方向とｈ軸方向の精細度はデ
ジタル型マイクロミラー素子を構成する微小ミラーの両
軸方向の個数（例えば２４０×２４０個）に依存する。
またｄ軸方向の精細度は、ライン状レーザ光ビームＢｍ
１４２のｄ軸方向への単位時間あたりの掃引距離εｄに
よって決まる。
【１０１７】図４６は、動作のタイミングチャートであ
る。ライン状レーザ光ビームＢｍ１４２は、ｄ軸方向へ
ｄ１からｄ２まで、且つｆ軸方向へｆ１からｆ２まで掃
引されると、キュビセルが続々と形成され、キュビセル
・ラインｖ１が生成される。
【１０１８】ついでライン状レーザ光ビームＢｍ１４２
は、ｄ軸方向へｄ２からｄ３まで、且つｆ軸方向へｆ２
からｆ３まで掃引されると、キュビセルが続々と形成さ
れ、キュビセル・ラインｖ２が生成される。
【１０１９】ついでライン状レーザ光ビームＢｍ１４２
は、ｄ軸方向へｄ３からｄ１まで、且つｆ軸方向へｆ３
からｆ１まで掃引されると、キュビセルが続々と形成さ
れ、キュビセル・ラインｖ３が生成される。なお上記掃
引において、前記のように交差位置に係る像歪みの補正
がなされている。
【１０２０】これにより、第１キュビットＣｕｂｉｔ＃
１が形成され、引き続き第２キュビットＣｕｂｉｔ＃２
の形成過程に移る。
【１０２１】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１４５を説明
する。精細度制御手段Ｃｐ１４５は、立体像表示体ＤＰ
１４内に形成される立体像の精細度を制御するか、また
は表示領域の寸法を制御するものである。すなわち、精
細度制御手段Ｃｐ１４５は、動像の繰返し周期がそれぞ
れ異なる種別の複数の三次元立体像信号が適用される場
合に、この三次元立体像信号に搭載された、種別を特定
する信号または同期信号の周期に基づき種別を特定する
か、動像の繰返し周期を検出するとともに、像の繰返し
周期及び立体像表示体ＤＰ１４の寸法に対応して、ｄ軸
方向への単位時間あたりの掃引距離εｄを変更すること
により、形成される立体像表示領域の寸法を、入力Ｓｔ
ｄなどによって指定された所望値とするか、または立体
像表示体ＤＰ１４内に形成される立体像表示領域の寸法
を変更することにより、ｄ軸方向への単位時間あたりの
掃引距離εｄを、入力Ｓｔｄなどによって指定された所
望値とするよう構成される。上記の機能は具体的にはス
トアードプログラム形式のマイクロコンピュータ等によ
って具現される。
【１０２２】つぎに、精細度制御手段Ｃｐ１４５の動作
を説明する。精細度制御手段Ｃｐ１４５は、信号処理手
段Ｃｐ１４４から供給される種別・同期信号及び、指定
値として入力された、精細度や表示領域の寸法の所望値
Ｓｔｄに基づき、交差部分の適切なｄ方向の単位時間掃
引移動距離εｄを算出し、εｄを光路制御手段Ｃｐ１４
２へ送出する。
【１０２３】この結果、繰り返し周期の長い動像の三次
元立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体
像信号が入力された際に、その周期に応じて掃引距離を
変更することにより、所定の表示領域に描像することが
でき、よって形成される立体像表示領域の寸法を所望値
とすることができる。
【１０２４】または、繰り返し周期の長い動像の三次元
立体像信号や、繰り返し周期の短い動像の三次元立体像
信号が入力された際に、その周期に応じて立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定の単位時間あたり
掃引距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とす
ることができる。
【１０２５】上記から明らかなように本実施形態におい
ては、精細度制御手段Ｃｐ１４５と光路制御手段Ｃｐ１
４２によって、ｄ軸方向の単位移動距離εｄを制御可能
であるから、同一の立体像表示体ＤＰ１４を用いる場合
に、表示領域または描像の精細度を所望のものに調節す
ることができる。
【１０２６】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、光路制御手段Ｃｐ１４２は掃引
を立体像のみにつき実行すればよく、よって立体像表示
体内の全ての位置を掃引する必要がないゆえ描像時間を
短縮できるという効果があり、動像の描像表示に有利で
ある。
【１０２７】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途は、教育分野とりわけ教材の三次元立体
像表示であり、特に理科、図工、数学の教材の各種立体
像表示に有効である。
【１０２８】さらに、自動車などをデザインする工程で
のデザイン・イメージのワイヤフレーム静止像表示、さ
らに建築設計における三次元パース像の作成に適する。
【１０２９】さらに、生産現場においても有効に適用可
能であり、設計工程での部品設計における三次元静止像
表示などに適する。さらに、三次元立体像表示装置をシ
ョーウインドウとして使用し、商品の三次元立体像を、
動像や静止像で表示させる、所謂バーチャルショーウイ
ンドウといった商業用途にも好適である。
【１０３０】図４７は、本発明の第１５実施形態に係る
三次元像表示装置の要部斜視図である。同図に示される
ように、本実施形態に係る三次元像表示装置ＯＲＩＩＮ
１５は、立体像表示体を備える三次元立体像表示装置
と、この三次元立体像表示装置に隣接して背面に配設さ
れた二次元ディスプレイ装置を備えて構成される。
【１０３１】立体像表示体は、四角錐の一部分の形状の
透明中空コンテナ内に、レーザ光ビームに照射されるこ
とで発色または着色する気体または液体または固体、ま
たはこれらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方
向に分布されている。
【１０３２】とりわけ呈色材が固体物質で構成される場
合は、この固体物質自体がコンテナを兼ねるように構成
することができる。
【１０３３】三次元方向に分布された呈色材は、レーザ
光ビームにより選択的に照射されることによって該部分
が呈色すなわち発色または着色し、この呈色部分の集合
として立体像が立体像表示体内に形成される。
【１０３４】一方、二次元ディスプレイ装置は二次元の
表示画面を有するＣＲＴ装置や、液晶パネルあるいはプ
ラズマディスプレイパネル等のフラットパネルディスプ
レイ装置であり、この二次元の表示画面は通電により画
像を表示する。この画像は、平面画像以外にも、例えば
ステレオグラムあるいはホログラム等による疑似三次元
画像が可能である。
【１０３５】描像されるべき対象の像信号は、速い動き
をする立体による部分に関する第一像信号と、遠景によ
る背景などの動きが顕著でない部分に関する第二像信号
とに分割され、第一像信号は三次元立体像表示装置へ供
給され、一方、第二信号は二次元ディスプレイ装置へ供
給される。
【１０３６】これにより、第一像信号による立体像は三
次元立体像表示装置の立体像表示体へ表示され、一方、
第二像信号による画像は二次元ディスプレイ装置の二次
元表示画面へ表示される。
【１０３７】これにより、速い動きをする立体部分だけ
を立体像表示体に描像することで、立体像表示体の描像
を限定的にでき、立体像表示体全体の描像が不必要とな
るから、描像周期を短縮できて、動像をより円滑に、ま
たより高い精細度で表示することが可能になる。
【１０３８】一方、遠景による背景などの動きが顕著で
ない部分の二次元ディスプレイ装置への表示は、従来の
平面画像または従来の疑似三次元画像で差し支えないか
ら、これによって信号の伝送帯域の節約がなされる。
【１０３９】このように分割表示とした上に、しかも三
次元立体像表示装置の背面に二次元ディスプレイ装置を
配置することで、三次元立体像表示装置の前面側では立
体像に画像が重畳して表示されるようにできる。このよ
うに、立体の特に速い動きに対応する三次元像表示が可
能になる。
【１０４０】また、三次元立体像表示装置として前記各
実施形態の三次元立体像表示装置を適用することによ
り、三次元立体像表示装置に表示する立体像の精細度調
整ができ、よって二次元ディスプレイ装置に表示する画
像の解像度との均衡をとった三次元像表示が可能にな
る。
【１０４１】本実施形態に係る三次元立体像表示装置の
特に適する用途としては、第一に、臨床医学や基礎医学
分野のうちでもとりわけ検査・治療分野における、従来
平面画像表示されていた断層像に代わる立体断層静止像
の形成、例えばＸ線ＣＴやポジトロンＣＴ断層の立体静
止像の表示がある。
【１０４２】用途分野の第二は、教育分野とりわけ各教
科・科目の学習課程における教材の三次元立体像表示で
あり、特に理科、図工、数学での教材のマルチメディア
技術にもとづく各種の立体像表示に有効である。とりわ
け、本実施形態の構成は立体静止像表示に適する。
【１０４３】第三の用途分野としては、服飾や自動車を
はじめとするデザイン工程でのデザイン・イメージの三
次元静止像としての表示、さらに建築設計における三次
元パース像（静止像）の作成や、三次元レイアウト表示
がある。
【１０４４】第四の用途分野としては、マルチメディア
・エンターテインメント分野として、大・小劇場やコン
サートホールにおける大型立体像の表示、アーケードゲ
ームにおける立体像表示がある。
【１０４５】第五の用途分野は生産現場であり、設計工
程での部品設計における三次元静止像表示や、生産工程
での工業用ＣＴ検査の立体静止像表示などに適する。
【１０４６】さらに、他の用途分野としては、学術研究
分野でのシミュレーション結果の三次元静止像表示や、
あるいは芸術、美術の制作過程におけるデザイン・イメ
ージの三次元静止像または、これら作品自体の三次元静
止像として表示・展示、すなわち粘土や合成樹脂、木
材、金属などの材質を用いた造形に代わり、三次元立体
像表示装置で再現される作品の表示・展示がある。さら
に、三次元立体像表示装置をショーウインドウとして使
用し、商品の三次元立体像を、動像や静止像で表示させ
る、所謂バーチャルショーウインドウといった商業用途
にも好適である。
【１０４７】なお、前記各実施形態では直交座標系を適
用した構成としたが、直交座標系による掃引以外にも、
球面座標系掃引や、円筒座標系掃引や極座標系掃引など
が適用可能である。同様に、立体像表示体も直方体や立
方体形状以外に、球形や円筒形をはじめ、任意の不定形
状の立体像表示体を適用することができる。
【１０４８】また、掃引過程のレーザ光ビームが観察さ
れないようにするために、各レーザ光の波長は共に可視
領域外であることが望ましいが、これに限定される必要
はない。
【１０４９】さらに、本発明の三次元立体像表示装置、
または三次元像表示装置によるカラー表示構成につき説
明する。カラー表示構成においては呈色材に例えば夫々
特定の波長のレーザ光照射で三原色の呈色が可能なもの
を適用し、これら呈色材を立体像表示体中に分散させ
る。一方、光源には出射光の波長が可変のレーザ発振器
を用いるか、または夫々の呈色が可能な複数の波長の光
をそれぞれ出射する光源を複数基用いて、夫々の光源か
らの出射光が、各色に対応した呈色材を夫々照射するこ
とにより、カラー表示構成とすることが可能になる。
【１０５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係る三次元立体像表示方法は、立体の各部分の位置情
報を含むデータの編成過程と、編成データの伝送過程
と、伝送データを受理して、該データに基づき、三次元
方向に拡がる表示体内に立体像を描像する過程とを含
み、且つ前記データは位置情報に加えて各部分の色調、
濃淡、光沢、屈折率、材質、密度、重量の少なくともい
ずれかを属性情報を含むものであるから、したがって三
次元方向に拡がる表示体内に立体像を描像するための過
程を、データの編成から伝送をへてデータ受理と描像表
示に至るまで、一貫して提供することができる。
【１０５１】しかもデータには位置情報に加えて属性情
報を含むから、立体像の輪郭や形状の表示にとどまら
ず、各部分の色調や濃淡はもとより、その光沢をはじ
め、各部分の屈折率まで再現することが可能になる。
【１０５２】すなわち、本発明の請求項１に係る三次元
立体像表示方法によって、属性情報までも三次元方向に
拡がる空間内に再現することが可能になるという効果を
奏する。
【１０５３】本発明の請求項２に係る三次元立体像表示
方法は、請求項１記載のものであって、データの伝送過
程に先立ってデータに圧縮処理を施す過程と、圧縮デー
タの受理後に復元処理を施す過程とを備えた構成とする
ものであるから、三次元位置情報やその各部分の属性情
報が載せられることで膨大となるデータ量を圧縮によっ
て減少させることができ、よってとりわけデータ伝送方
法を簡略化することができる。
【１０５４】本発明の請求項３に係る三次元立体像表示
方法は、請求項１または２記載のものであって、少なく
ともデータの編成過程後またはデータの圧縮過程後に該
データを少なくとも記録する過程を備えるものであるか
ら、データの編成時期と該データの再生時期を独立させ
ることにより、任意の時期においてデータの編成を実行
するとともにこれを記録し、また任意の時期においてデ
ータの編成側がこの記録を再生して伝送し、一方、デー
タの受理側がこの再生されたデータに基づき直ちに描像
表示するか、またはデータの受理側で再度記録すること
が可能になる。
【１０５５】しかも、データの圧縮後に該圧縮データを
記録することによって、三次元位置情報やその各部分の
属性情報が載せられることで膨大となるデータ量を圧縮
によって減少させることができるから、記録に要する時
間短縮が可能になるという効果がある。
【１０５６】本発明の請求項４に係る三次元立体像表示
システムは、立体を構成する各部分の位置情報を含むデ
ータの編成手段と、編成されたデータの伝送手段と、伝
送されたデータを受理し、該データに基づき三次元方向
に拡がる表示体内に立体像を描像する手段とを備え、且
つ該データは立体各部分の位置情報に加えて、各部分の
色調、濃淡、光沢、屈折率、材質、密度、重量の少なく
ともいずれか一つの情報を属性情報を含むものである。
【１０５７】したがって、したがって三次元方向に拡が
る表示体内に立体像を描像するための手段を、データの
編成手段から伝送手段をへてデータ受理と描像表示の手
段に至るまで、一貫して提供することができる。
【１０５８】しかもデータには位置情報に加えて属性情
報を含むから、立体像の輪郭や形状の表示にとどまら
ず、各部分の色調や濃淡はもとより、その光沢をはじ
め、各部分の屈折率までも再現することが可能になる。
【１０５９】すなわち、本発明の請求項４に係る三次元
立体像表示システムによって、属性情報までも三次元方
向に拡がる空間内に再現する一貫した装置群を実現する
ことが可能になるという効果を奏する。
【１０６０】本発明の請求項５に係る三次元立体像表示
システムは、請求項４記載のものであって、データの伝
送手段の実行に先立ってデータに圧縮を施す手段と、圧
縮データの受理後に復元処理を施す手段とを備えるもの
であるから、三次元位置情報やその各部分の属性情報が
載せられることで膨大となるデータ量を圧縮によって減
少させることができ、よってとりわけデータ伝送手段を
簡略化することができる。
【１０６１】本発明の請求項６に係る三次元立体像表示
システムは、請求項４または５記載のものであって、少
なくともデータの編成手段またはデータの圧縮手段の実
行後に該データを少なくとも記録する手段を備えて構成
されるものであるから、記録手段の効果によってデータ
の編成時期と該データの再生時期を独立させることがで
き、よって任意の時期においてデータの編成を実行する
とともにこれを記録し、また任意の時期においてデータ
の編成手段がこの記録を再生して伝送し、一方、データ
の受理側がこの再生されたデータに基づき直ちに描像表
示するか、またはデータの受理側で再度記録することが
可能になる。
【１０６２】しかも、データの圧縮後に該圧縮データを
記録することによって、三次元位置情報やその各部分の
属性情報が載せられることで膨大となるデータ量を圧縮
によって減少させることができるから、記録手段の構成
を簡素化できるばかりか、記録に要する時間短縮が可能
になるという効果がある。
【１０６３】本発明の請求項７に係る三次元立体像表示
方法は、少なくとも一本が三次元立体像信号に基づいて
光強度変調された二本のライン状レーザ光ビームを用
い、各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、それ
らの交差点が立体像表示体内の所望位置を照射するとと
もに、該各交差点における両レーザ光ビームが張る最小
角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内とし、交差点の呈色材を照射して呈色させ、ま
た交差位置に係る像歪みを補正し、各レーザ光ビームの
光路を掃引して交差点を第一軸方向に連続掃引し、該掃
引後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向
に連続掃引し、上記操作を反復して一層の掃引面を形成
させ、ついで交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引の
後、前記操作を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成するものである。
【１０６４】したがって、ライン状レーザ光ビームを用
いることにより、三軸方向の高精細度の、且つ像歪みの
ない立体像の描像が可能になる。とりわけ、静止像の描
像と表示に適する。さらに、三軸方向へ直交掃引する構
成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセス
が高精度でなされ、表示像への信頼度が向上するという
効果がある。その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１０６５】本発明の請求項８に係る三次元立体像表示
方法は、請求項７記載のものであって、各レーザ光ビー
ムの交差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続して反復
掃引するとともに、同時に第二軸方向に連続掃引し、且
つ第一軸方向の一回の掃引に対応した第二軸方向の掃引
を所定距離だけおこない、よって一層の掃引面を形成さ
せ、該掃引面形成についで交差点を第三軸方向に所定距
離だけ掃引の後、第一軸方向および第二軸方向に同時に
連続掃引を反復してつぎの一層の掃引面を形成させ、以
上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像
表示領域を形成するものである。
【１０６６】したがって、ライン状レーザ光ビームを用
いることにより、三軸方向の高精細度の立体像の描像が
可能になる上、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸
方向に連続掃引することで、掃引動作を連続にでき、よ
って少なくとも第一軸方向と第二軸方向への脈動動作を
排除できて、掃引を簡素化できるという利点がある。
【１０６７】本発明の請求項９に係る三次元立体像表示
方法は、請求項７記載のものであって、各レーザ光ビー
ムの光路を掃引して、交差点を三軸直交座標の第一軸方
向および第二軸方向および第三軸方向に同時に夫々所定
距離だけ連続掃引し、この掃引を反復して一層の掃引面
を形成させ、さらに前記操作の反復により複数の掃引面
が層状に重ねられた立体像表示領域を形成するものであ
る。
【１０６８】したがって、ライン状レーザ光ビームを用
いることにより、三軸方向の高精細度の立体像の描像が
可能になる上、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸
方向およｂ第三軸方向に連続掃引することで、掃引動作
をすべて連続にでき、よって掃引をさらに簡素化できる
という利点がある。
【１０６９】本発明の請求項１０に係る三次元立体像表
示方法は、請求項７乃至９記載のものであって、像の繰
返し周期が異なる複数の三次元立体像信号の内のいずれ
かが三次元立体像信号として適用される場合に、該三次
元立体像信号の繰返し周期に対応して、第一軸方向、第
二軸方向、第三軸方向への所定掃引距離のうち少なくと
も一つの距離を変更することにより、形成される立体像
表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像
信号の繰返し周期に対応して、形成される立体像表示領
域の寸法を変更することにより、各軸方向への前記所定
掃引距離を所望値とするものである。
【１０７０】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離を変更すること
により、所定の表示領域に描像することができ、よって
形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすることが
できる。
【１０７１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１０７２】本発明の請求項１１に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
ライン状レーザ光ビームを発射する光源と、三次元立体
像信号に基づいてレーザ発振器の出力か、または少なく
とも一本のレーザ光ビームの光強度を変調する変調手段
と、呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
光路を制御して両レーザ光ビームが立体像表示体中の各
交差位置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御するとともに、交差位置に係る像歪みを
補正し、且つ交差位置の掃引機能を備える光路制御手段
とを備え、且つ光路制御手段は交差位置を三軸直交座標
の第一軸方向に連続掃引し、該掃引後に第二軸方向に所
定距離だけ掃引の後、第一軸方向に連続掃引し、上記操
作を反復して掃引面を一層形成させ、ついで交差位置を
第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、前記操作を反復し
て掃引面を一層形成させ、以上の反復により複数の掃引
面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構成と
する。
【１０７３】この結果、ライン状レーザ光ビームを用い
ることにより、三軸方向の高精細度の立体像の描像が可
能になる。とりわけ、静止像の描像と表示に適する。さ
らに、三軸方向へ直交掃引する構成であるから、立体像
表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表
示像への信頼度が向上する上、像歪みの補正が可能な掃
引機構が簡素化できるという効果がある。その上、複数
の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する
ことにより、複雑な形状の像や、表示されるべき像が複
数個、独立して存在し、立体像表示体中に離れて分散し
て存在する場合などでも描像時間を一定にできるという
効果が得られる。
【１０７４】本発明の請求項１２に係る三次元立体像表
示装置は、請求項１１記載のものであって、各レーザ光
ビームの交差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続して
反復掃引するとともに、同時に第二軸方向に連続掃引
し、且つ第一軸方向の一回の掃引に対応した第二軸方向
の掃引距離を所定距離となし、よって一層の掃引面を形
成させ、ついで交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引
の後、第一軸方向および第二軸方向に同時に連続掃引し
てつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の反復により複
数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成す
る構成である。
【１０７５】この結果、ライン状レーザ光ビームを用い
ることにより、三軸方向の高精細度の立体像の描像が可
能になる上、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸方
向に連続掃引することで、掃引機構の動作を連続にで
き、よって少なくとも第一軸方向と第二軸方向への掃引
機構の脈動動作を排除できて、掃引機構を簡素化できる
という利点がある。
【１０７６】本発明の請求項１３に係る三次元立体像表
示装置は、請求項１１記載のものであって、各レーザ光
ビームの交差点を三軸直交座標の第一軸方向および第二
軸方向および第三軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続
掃引し、この掃引を反復して一層の掃引面を形成させ、
さらに前記の操作の反復により複数の掃引面が層状に重
ねられた立体像表示領域を形成する構成である。
【１０７７】従って、ライン状レーザ光ビームを用いる
ことにより、三軸方向の高精細度の立体像の描像が可能
になる上、第一軸方向への連続掃引と同時に第二軸方向
およｂ第三軸方向に連続掃引することで、掃引機構の動
作をすべて連続にでき、よって掃引機構の動作をすべて
連続にできることで、掃引機構をさらに簡素化できると
いう利点がある。とりわけ、掃引機構の間欠動作による
バックラッシュを小さくでき、安定した像を得ることが
可能になる。
【１０７８】本発明の請求項１４に係る三次元立体像表
示装置は、請求項１１乃至１３記載のものであって三次
元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の周
期に基づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周期
及び立体像表示体の寸法に対応して第一軸方向、第二軸
方向、第三軸方向への所定掃引距離のうち少なくとも一
つの距離を変更することにより、形成される立体像表示
領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号
の繰返し周期に対応して立体像表示体内に形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向へ
の所定掃引距離を所望値とする精細度制御手段を備え
る。
【１０７９】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて掃引距離を変更すること
により、所定の表示領域に描像することができ、よって
形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすることが
できる。
【１０８０】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１０８１】本発明の請求項１５に係る三次元立体像表
示方法は、二本のライン状レーザ光ビームを用い、少な
くとも一本を立体の表面または稜線に沿った三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、光路制御によりレーザ
光ビームの交差点における両レーザ光ビームが張る最小
角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御しつつ所定掃引距離だけ掃引し、また交
差位置に係る像歪みを補正し、照射により交差点上の呈
色材を呈色させて立体像の表示領域を立体像表示体内に
形成させ、三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
に、三次元立体像信号の繰返し周期に対応して所定掃引
距離を変更することにより、三次元立体像の表示領域の
寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して立体像の表示領域の寸法を変更するこ
とにより、所定掃引距離を所望値とするものである。
【１０８２】この結果、ライン状レーザ光ビームを用
い、しかも直交させることにより、高精細度の、且つ像
歪みのない立体像の描像が可能になる。さらに、立体の
表面または稜線に沿って掃引する構成であるから、掃引
は立体像のみにつき実行すればよく、よって立体像表示
体内の全ての位置を掃引する必要がないゆえ描像時間を
短縮できるという効果があり、動像の描像表示に有利で
ある。
【１０８３】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される立体像の寸法を所望値とすることができる。
【１０８４】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて立体像が表示される領域の寸法を
変更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって
描像の精細度を所望値とすることができる。
【１０８５】本発明の請求項１６に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
ライン状レーザ光ビームを発射する光源と、表示対象立
体の表面または稜線に沿った三次元立体像信号に基づい
てレーザ発振器の出力か、または少なくとも一本のレー
ザ光ビームの光強度を変調する変調手段と、呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、光路制御により
両レーザ光ビームが前記立体像表示体中の前記各交差位
置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御しつつ所定掃引距離だけ掃引し、また交
差位置に係る像歪みを補正し、照射により交差点上の呈
色材を呈色させて三次元立体像の表示領域を立体像表示
体内に形成させる光路制御手段と、三次元立体像信号の
繰返し周期が異なる場合に、三次元立体像信号の繰返し
周期に対応して所定掃引距離を変更することにより、立
体像の表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元
立体像信号の繰返し周期に対応して三次元立体像の表示
領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離を所望
値とする精細度制御手段を備えるものである。
【１０８６】この結果、ライン状レーザ光ビームを用
い、しかも直交させることにより、高精細度の、且つ像
歪みのない三次元立体像の描像が可能になる。さらに、
立体の表面または稜線に沿って掃引する構成であるか
ら、光路制御手段は掃引を立体像のみにつき実行すれば
よく、よって立体像表示体内の全ての位置を掃引する必
要がないゆえ描像時間を短縮できるという効果があり、
動像の描像表示に有利である。
【１０８７】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距離を変更
することにより、形成される三次元立体像の寸法を所望
値とすることができる。
【１０８８】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段がその周期に応じて三次元立体像が
表示される領域の寸法を変更することにより、所定掃引
距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とするこ
とができる。
【１０８９】本発明の請求項１７に係る三次元立体像表
示方法は、二本のライン状レーザ光ビームを用い、少な
くとも一本を三次元立体像信号に基づいて光強度変調
し、光路を制御してライン状レーザ光ビームの交差点に
おける両レーザ光ビームが張る最小角度のうちの少なく
とも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、また交差位置に係る像歪みを補正し、交
差点上の呈色材を照射して呈色させ、ついで各レーザ光
ビームの光路を掃引して、交差点を三軸直交座標の第一
軸方向に連続掃引し、該掃引後に第二軸方向に所定距離
だけ掃引の後、第一軸方向に連続掃引し、上記操作を反
復して一層の掃引面を形成させ、ついで交差点を第三軸
方向に所定距離だけ掃引の後、前記操作を反復してつぎ
の一層の掃引面を形成させ、以上の反復により複数の掃
引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成するもの
である。
【１０９０】この結果、ライン状レーザ光ビームを用い
ることにより、三軸方向の高精細度の、且つ像歪みのな
い三次元立体像の描像が可能になる。とりわけ、静止像
の描像と表示に適する。さらに、非直交で掃引する構成
であるから、各ライン状レーザ光ビームを同じ側から照
射でき、描像された三次元立体像の観察が広い位置から
可能となる。
【１０９１】また三軸方向へ掃引する構成であるから、
立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなさ
れ、表示像への信頼度が向上するという効果がある。そ
の上、複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
を形成することにより、複雑な形状の像や、表示される
べき像が複数個、独立して存在し、立体像表示体中に離
れて分散して存在する場合などでも描像時間を一定にで
きるという効果が得られる。
【１０９２】本発明の請求項１８に係る三次元立体像表
示方法は、請求項１７記載のものであって、各レーザ光
ビームの交差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続して
反復掃引するとともに、同時に第二軸方向に連続掃引
し、且つ第一軸方向の一回の掃引に対応した第二軸方向
の掃引を所定距離だけおこない、よって一層の掃引面を
形成させ、該掃引面形成についで交差点を第三軸方向に
所定距離だけ掃引の後、第一軸方向および第二軸方向に
同時に連続掃引を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成するものである。
【１０９３】したがって、請求項１７の効果で述べた三
軸方向の高精細度の立体像の描像や、広い位置からの立
体像の観察や、高精度アクセスや、描像時間を一定にで
きるという効果に加えて、第一軸方向への連続掃引と同
時に第二軸方向に連続掃引することで、掃引動作を連続
にでき、よって少なくとも第一軸方向と第二軸方向への
脈動動作を排除できて、掃引を簡素化できるという利点
がある。
【１０９４】本発明の請求項１９に係る三次元立体像表
示方法は、請求項１７記載のものであって、各レーザ光
ビームの光路を掃引して、交差点を三軸直交座標の第一
軸方向および第二軸方向および第三軸方向に同時に夫々
所定距離だけ連続掃引し、この掃引を反復して一層の掃
引面を形成させ、さらに前記の操作の反復により複数の
掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成するも
のである。
【１０９５】この結果、請求項１７の効果で述べた三軸
方向の高精細度の立体像の描像や、広い位置からの立体
像の観察や、高精度アクセスや、描像時間を一定にでき
るという効果に加えて、第一軸方向への連続掃引と同時
に第二軸方向および第三軸方向に連続掃引することで、
掃引動作をすべて連続にでき、よって掃引をさらに簡素
化できるという利点がある。
【１０９６】本発明の請求項２０に係る三次元立体像表
示方法は、請求項１７乃至１９記載のものであって、像
の繰返し周期が異なる三次元立体像信号が適用される場
合に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して第一
軸方向、第二軸方向、第三軸方向への所定掃引距離のう
ち少なくとも一つの距離を変更することにより、形成さ
れる立体像表示領域の寸法を所望値とするか、または三
次元立体像信号の繰返し周期に対応して、形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向へ
の所定掃引距離を所望値とするものである。
【１０９７】この結果、請求項１７〜１９で述べた効果
に加えて、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰
り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、
その周期に応じて掃引距離を変更することにより、所定
の表示領域に描像することができ、よって形成される立
体像表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【１０９８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１０９９】本発明の請求項２１に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
ライン状レーザ光ビームを発射する光源と、三次元立体
像信号に基づいてレーザ発振器の出力か、または少なく
とも一本のレーザ光ビームの光強度を変調する変調手段
と、呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
光路を制御して両レーザ光ビームが立体像表示体中の各
交差位置において張る最小角度のうちの少なくとも一部
の最小角度θをθ＜８６°の範囲内としつつ交差位置を
移動させ、また交差位置に係る像歪みを補正する掃引機
能を備える光路制御手段とを備え、光路制御手段は交差
位置を三軸直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引
後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に
連続掃引し、上記操作を反復して掃引面を一層形成さ
せ、ついで交差位置を第三軸方向に所定距離だけ掃引の
後、前記操作を反復して掃引面を一層形成させ、以上の
反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示
領域を形成する構成である。
【１１００】前記のようにライン状レーザ光ビームを用
いて光路制御手段が掃引することにより、三軸方向の高
精細度の、且つ像歪みのない立体像の描像が可能にな
る。とりわけ、静止像の描像と表示に適する。さらに、
二本のライン状レーザ光ビームを非直交の状態として光
路制御手段が掃引する構成であるから、各ライン状レー
ザ光ビームの光源等を立体像表示体の同じ面側に集中し
て設置でき、よって光源等の障害がなく広い位置からの
描像された立体像の観察が可能となる。
【１１０１】また光路制御手段が三軸方向へ掃引する構
成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセス
が高精度ででき、表示像への信頼度が向上するという効
果がある。その上、複数の掃引面が層状に重ねられた立
体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１０２】本発明の請求項２２に係る三次元立体像表
示装置は、請求項２１記載のものであって、各レーザ光
ビームの交差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続して
反復掃引するとともに、同時に第二軸方向に連続掃引
し、且つ第一軸方向の一回の掃引に対応した第二軸方向
の掃引距離を所定距離となし、よって一層の掃引面を形
成させ、ついで交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引
の後、第一軸方向および第二軸方向に同時に連続掃引し
てつぎの一層の掃引面を形成させ、以上の反復により複
数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成す
るものである。
【１１０３】この結果、請求項２１の効果で述べた三軸
方向の高精細度の立体像の描像や、広い位置からの立体
像の観察や、高精度アクセスや、描像時間を一定にでき
るという効果に加えて、第一軸方向への連続掃引と同時
に第二軸方向に連続掃引することで、掃引動作を連続に
でき、よって少なくとも第一軸方向と第二軸方向への脈
動動作を排除できて、掃引機構を簡素化できるという利
点がある。
【１１０４】本発明の請求項２３に係る三次元立体像表
示装置は、請求項２１記載のものであって、各レーザ光
ビームの交差点を三軸直交座標の第一軸方向および第二
軸方向および第三軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続
掃引し、この掃引を反復して一層の掃引面を形成させ、
さらに前記の操作の反復により複数の掃引面が層状に重
ねられた立体像表示領域を形成する構成である。
【１１０５】これにより、請求項２１の効果で述べた三
軸方向の高精細度の立体像の描像や、広い位置からの立
体像の観察や、高精度アクセスや、描像時間を一定にで
きるという効果に加えて、第一軸方向への連続掃引と同
時に第二軸方向および第三軸方向に連続掃引すること
で、掃引動作をすべて連続にでき、よって掃引機構をさ
らに簡素化できるという利点がある。
【１１０６】本発明の請求項２４に係る三次元立体像表
示装置は、請求項２１乃至２３記載のものであって、三
次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信号の
周期に基づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周
期及び立体像表示体の寸法に対応して第一軸方向、第二
軸方向、第三軸方向への所定掃引距離のうち少なくとも
一つの距離を変更することにより、形成される立体像表
示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信
号の繰返し周期に対応して立体像表示体内に形成される
立体像表示領域の寸法を変更することにより、各軸方向
への所定掃引距離を所望値とする精細度制御手段を備え
る。
【１１０７】これにより、請求項２１〜２３で述べた効
果に加えて、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
所定の表示領域に描像することができ、よって形成され
る立体像表示領域の寸法を所望値とすることができる。
【１１０８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１１０９】本発明の請求項２５に係る三次元立体像表
示方法は、二本のライン状レーザ光ビームを用い、少な
くとも一本を立体の表面または稜線に沿った三次元立体
像信号に基づいて光強度変調し、光路制御によりレーザ
光ビームの交差点における両レーザ光ビームが張る張る
最小角度のうちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内に制御しつつ所定掃引距離だけ掃引し、また交
差位置に係る像歪みを補正し、照射により交差点上の呈
色材を呈色させて立体像の表示領域を立体像表示体内に
形成させ、三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
に、三次元立体像信号の繰返し周期に対応して所定掃引
距離を変更することにより、三次元立体像の表示領域の
寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して三次元立体像の表示領域の寸法を変更
することにより、所定掃引距離を所望値とするものであ
る。
【１１１０】この結果、ライン状レーザ光ビームを用い
ることで、高精細度の、且つ像歪みのない立体像の描像
が可能になる。さらに非直交で掃引する構成であるか
ら、各ライン状レーザ光ビームを同じ側から照射でき、
よって描像された三次元立体像の観察位置を広くするこ
とが可能となる。また、各ライン状レーザ光ビームを三
軸方向に平行に整列させる必要がなく、よって光学系を
簡素化できる。
【１１１１】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、掃引は三次元立体像のみにつき
実行すればよく、よって立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮できるという効
果があり、動像の描像表示に有利である。
【１１１２】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される立体像の寸法を所望値とすることができる。
【１１１３】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて三次元立体像が表示される領域の
寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、
よって描像の精細度を所望値とすることができる。
【１１１４】本発明の請求項２６に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
ライン状レーザ光ビームを発射する光源と、表示対象立
体の表面または稜線に沿った三次元立体像信号に基づい
てレーザ発振器の出力か、または少なくとも一本のレー
ザ光ビームの光強度を変調する変調手段と、呈色材が三
次元方向に分布された立体像表示体と、光路制御により
両レーザ光ビームが前記立体像表示体中の前記各交差位
置において張る最小角度のうちの少なくとも一部の最小
角度θを θ＜８６° の範囲内に制御しつつ所定掃引距離だけ掃引し、また交
差位置に係る像歪みを補正し、照射により交差点上の呈
色材を呈色させて三次元立体像の表示領域を立体像表示
体内に形成させる光路制御手段と、三次元立体像信号の
繰返し周期が異なる場合に、三次元立体像信号の繰返し
周期に対応して所定掃引距離を変更することにより、三
次元立体像の表示領域の寸法を所望値とするか、または
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して立体像の表示
領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離を所望
値とする精細度制御手段を備えるものである。
【１１１５】この結果、ライン状レーザ光ビームを用い
ることで、高精細度の、且つ像歪みのない三次元立体像
の描像が可能になる。さらに、非直交で掃引する構成で
あるから、各ライン状レーザ光ビームの光源等を立体像
表示体の同じ面側に集中して設置でき、よって光源等の
障害がなく広い位置からの描像された三次元立体像の観
察が可能となる。また、各ライン状レーザ光ビームを三
軸方向に平行に整列させる必要がなく、よって光学系を
簡素化できる。
【１１１６】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、掃引は三次元立体像のみにつき
実行すればよく、よって立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮できるという効
果があり、動像の描像表示に有利である。
【１１１７】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される三次元立体像の寸法を所望値とすることがで
きる。
【１１１８】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて三次元立体像が表示される領域の
寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、
よって描像の精細度を所望値とすることができる。
【１１１９】本発明の請求項２７に係る三次元立体像表
示方法は、帯状レーザ光ビーム及びライン状レーザ光ビ
ームを直交させ、少なくとも一方を三次元立体像信号に
基づいて光強度変調し、各レーザ光ビームの光路を制御
して、ライン状レーザ光ビームが帯状レーザ光ビームに
よって光路方向に形成される帯状平面と同一平面上にあ
り、且つ帯状レーザ光ビームを貫いて交差するように
し、また交差位置に係る像歪みを補正し、交差部分が呈
色材を照射して発色または着色させ、ついで交差部分を
帯状レーザ光ビームの光路方向と、さらに該光路方向及
びライン状レーザ光ビームの光路方向または光路と逆方
向に対し直角方向に、夫々所定距離だけ掃引して多層の
掃引面を形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねら
れた立体像表示領域を前記立体像表示体の内部に形成さ
せるものである。
【１１２０】したがって、帯状レーザ光ビームは断面で
ある一次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ
光ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期
を長くでき、よって掃引を簡素化できる。
【１１２１】また、ライン状レーザ光ビームが帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と同
一平面上にあり、且つ帯状レーザ光ビームを貫いて交差
する構成となるから、このレーザ光ビームは二軸方向へ
の掃引のみでよく、よって掃引の簡素化が可能になる。
従ってとりわけ、動像の描像と表示に適する。
【１１２２】このように、直交三軸方向へ位置設定する
構成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセ
スが高精度でなされ、表示像への信頼度が向上し、且つ
像歪みのない表示ができるという効果がある。
【１１２３】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１２４】本発明の請求項２８に係る三次元立体像表
示方法は、請求項２７記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、該
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、帯状レーザ
光ビームの光路方向への所定掃引距離と、さらに該光路
方向及びライン状レーザ光ビームの光路方向または光路
と逆方向に対し直角方向への所定掃引距離のうち、少な
くとも一方を変更することにより、形成される立体像表
示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信
号の繰返し周期に対応して、形成される立体像表示領域
の寸法を変更することにより、各所定掃引距離の少なく
とも一方を所望値とするものである。
【１１２５】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更するこ
とにより、所定の表示領域に描像することができ、よっ
て形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすること
ができる。
【１１２６】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１１２７】本発明の請求項２９に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、帯状レ
ーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光源
と、三次元立体像信号に基づいてレーザ発振器の出力
か、または少なくとも一方のレーザ光ビームの光強度を
変調する変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された
立体像表示体と、各レーザ光ビームの光路を制御して立
体像表示体中の所望の位置において交差させ、交差位置
を掃引し、且つ交差位置に係る像歪みを補正する機能の
光路制御手段とを備え、光路制御手段は、ライン状レー
ザ光ビームが帯状レーザ光ビームによって光路方向に形
成される帯状平面と同一平面上にあり、且つ帯状レーザ
光ビームを貫いて交差するよう制御するとともに、交差
部分を帯状レーザ光ビームの光路方向と、さらに該光路
方向及びライン状レーザ光ビームの光路方向または光路
と逆方向に対し直角方向に、夫々所定距離だけ掃引して
複数の掃引面を形成させ、よって複数の掃引面が層状に
重ねられた立体像表示領域を立体像表示体の内部に形成
させる構成である。
【１１２８】帯状レーザ光ビームは断面である一次元方
向に同時に像を形成するから、したがって帯状レーザ光
ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期を
長くでき、よって掃引の簡素化が可能になる。
【１１２９】また、ライン状レーザ光ビームが帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と同
一平面上にあり、且つ帯状レーザ光ビームを貫いて交差
する構成となるから、このレーザ光ビームは二軸方向へ
の掃引のみでよく、よって掃引機構を簡素に構成でき
る。従ってとりわけ、動像の描像と表示に適する。
【１１３０】このように、直交三軸方向へ位置設定する
構成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセ
スが高精度でなされ、表示像への信頼度が向上する上、
像歪みのない表示ができるという効果がある。
【１１３１】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１３２】本発明の請求項３０に係る三次元立体像表
示装置は、請求項２９記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して帯状レーザ光ビームの光路
方向への所定掃引距離と、該光路方向及びライン状レー
ザ光ビームの光路方向または光路と逆方向に対し直角方
向への所定掃引距離のうち、少なくとも一方を変更する
ことにより、形成される立体像表示領域の寸法を所望値
とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して、立体像表示体内に形成される立体像表示領域の寸
法を変更することにより、所定掃引距離のうち少なくと
も一つを所望値とする精細度制御手段を備える。
【１１３３】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距
離を変更することにより、所定の表示領域に描像するこ
とができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とすることができる。
【１１３４】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１１３５】本発明の請求項３１に係る三次元立体像表
示方法は、帯状レーザ光ビーム及びライン状レーザ光ビ
ームを直交させ、少なくとも一方を三次元立体像信号に
基づいて光強度変調し、光路制御によりライン状レーザ
光ビームが帯状レーザ光ビームによって光路方向に形成
される帯状平面と鉛直方向に該帯状レーザ光ビームを貫
いて交差するようにし、また交差位置に係る像歪みを補
正し、該交差点上の呈色材を照射して呈色させ、ついで
交差点を帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃引して一
次元像を形成し、交差点を少なくとも帯状レーザ光ビー
ムの光路方向に所定距離だけ移動後に、または移動させ
つつ掃引を反復して一次元像の集合で成る一層の掃引面
を形成させ、且つ交差点を帯状レーザ光ビームの帯状平
面と鉛直方向に所定距離だけ移動後に、または移動させ
つつ掃引を反復して掃引面の集合で成る立体表示領域を
立体像表示体の内部に形成させるものである。
【１１３６】したがって、帯状レーザ光ビームは断面で
ある一次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ
光ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期
を長くでき、よって掃引の簡素化が可能になる。
【１１３７】このように、直交三軸方向へ位置設定する
構成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセ
スが高精度でなされ、表示像への信頼度が向上する上、
像歪みのない表示ができるという効果がある。
【１１３８】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１３９】本発明の請求項３２に係る三次元立体像表
示方法は、請求項３１記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、該
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して帯状レーザ光
ビームの光路方向への所定移動距離と、帯状レーザ光ビ
ームの帯状平面と鉛直方向への所定移動距離のうち少な
くとも一方を変更することにより、形成される前記立体
像表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体
像信号の繰返し周期に対応して、形成される立体像表示
領域の寸法を変更することにより、各所定移動距離の少
なくとも一方を所望値とするものである。
【１１４０】したがって、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更するこ
とにより、所定の表示領域に描像することができ、よっ
て形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすること
ができる。
【１１４１】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１１４２】本発明の請求項３３に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、帯状レ
ーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光源
と、三次元立体像信号に基づいてレーザ発振器の出力
か、または少なくとも一方レーザ光ビームの光強度を変
調する変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された立
体像表示体と、各レーザ光ビームの光路を制御して、ラ
イン状レーザ光ビームが帯状レーザ光ビームによって光
路方向に形成される帯状平面に鉛直に該帯状レーザ光ビ
ームを貫いて交差するよう制御するとともに、交差点を
帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃引して一次元像を
形成させ、交差点を少なくとも帯状レーザ光ビームの光
路方向に所定距離だけ移動後に、または移動させつつ掃
引を反復して一次元像の集合で成る一層の掃引面を形成
させ、且つ交差点を帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛
直方向に所定距離だけ移動後に、または移動させつつ掃
引を反復して掃引面の集合で成る立体表示領域を立体像
表示体の内部に形成させ、且つ交差位置に係る像歪みを
補正する光路制御手段を備えるものである。
【１１４３】したがって、帯状レーザ光ビームは断面で
ある一次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ
光ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期
を長くでき、よって光路制御手段の掃引機構の簡素化が
可能になる。
【１１４４】このように、直交三軸方向へ位置設定する
構成であるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセ
スが高精度でなされ、表示像への信頼度が向上する上、
像歪みのない表示ができるという効果がある。
【１１４５】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１４６】本発明の請求項３４に係る三次元立体像表
示装置は、請求項３３記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して、帯状レーザ光ビームの光
路方向への所定移動距離と、帯状レーザ光ビームの帯状
平面と鉛直方向への所定移動距離とのうち少なくとも一
方を変更することにより、形成される立体像表示領域の
寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して立体像表示体内に形成される立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定移動距離のう
ち少なくとも一方を所望値とする精細度制御手段を備え
るものである。
【１１４７】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距
離を変更することにより、所定の表示領域に描像するこ
とができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とすることができる。
【１１４８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１１４９】本発明の請求項３５に係る三次元立体像表
示方法は、帯状レーザ光ビーム及びライン状レーザ光ビ
ームを少なくとも用い、少なくとも一方を立体の表面ま
たは稜線に沿った三次元立体像信号に基づいて光強度変
調し、光路制御によりライン状レーザ光ビームが帯状レ
ーザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と
鉛直方向に該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するよう
にし、照射により交差部分上の呈色材を呈色させつつ所
定掃引距離だけ掃引して立体像の表示領域を立体像表示
体内に形成させ、また交差位置に係る像歪みを補正し、
三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、三次元
立体像信号の繰返し周期に対応して所定掃引距離を変更
することにより、三次元立体像の表示領域の寸法を所望
値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対
応して三次元立体像の表示領域の寸法を変更することに
より、所定掃引距離を所望値とするものである。
【１１５０】帯状レーザ光ビームは断面である一次元方
向に同時に像を形成するから、したがって帯状レーザ光
ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期を
長くでき、よって掃引を簡素化できる。またライン状レ
ーザ光ビームを用い、しかも直交させることにより、高
精細度の、且つ像歪みのない立体像の描像が可能にな
る。
【１１５１】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、掃引は立体像のみにつき実行す
ればよく、よって立体像表示体内の全ての位置を掃引す
る必要がないゆえ描像時間を短縮できるという効果があ
り、動像の描像表示に有利である。
【１１５２】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される三次元立体像の寸法を所望値とすることがで
きる。
【１１５３】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて三次元立体像が表示される領域の
寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、
よって描像の精細度を所望値とすることができる。
【１１５４】本発明の請求項３６に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、帯状レ
ーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光源
と、表示対象立体の表面または稜線に沿った三次元立体
像信号に基づいてレーザ発振器の出力か、または少なく
とも一方のレーザ光ビームの光強度を変調する変調手段
と、呈色材が三次元方向に分布された立体像表示体と、
光路制御によりライン状レーザ光ビームが帯状レーザ光
ビームによって光路方向に形成される帯状平面と鉛直方
向に該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するようにし、
照射により交差部分上の呈色材を呈色させつつ所定掃引
距離だけ掃引して立体像の表示領域を立体像表示体内に
形成させ、また交差位置に係る像歪みを補正する光路制
御手段とを備え、さらに三次元立体像信号の繰返し周期
が異なる場合に、三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して所定掃引距離を変更することにより、三次元立体像
の表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体
像信号の繰返し周期に対応して三次元立体像の表示領域
の寸法を変更することにより、所定掃引距離を所望値と
する精細度制御手段を備えるものである。
【１１５５】帯状レーザ光ビームは断面である一次元方
向に同時に像を形成するから、したがって帯状レーザ光
ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期を
長くでき、よって光路制御手段の掃引機構を簡素化でき
る。また、ライン状レーザ光ビームを用い、しかも直交
させることにより、高精細度の、且つ像歪みのない立体
像の描像が可能になる。
【１１５６】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、光路制御手段は掃引を立体像の
みにつき実行すればよく、よって立体像表示体内の全て
の位置を掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮できる
という効果があり、動像の描像表示に有利である。
【１１５７】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距離を変更
することにより、形成される三次元立体像の寸法を所望
値とすることができる。
【１１５８】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段がその周期に応じて三次元立体像が
表示される領域の寸法を変更することにより、所定掃引
距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とするこ
とができる。
【１１５９】本発明の請求項３７に係る三次元立体像表
示方法は、帯状レーザ光ビーム及びライン状レーザ光ビ
ームを用い、少なくとも一方を三次元立体像信号に基づ
いて光強度変調し、ライン状レーザ光ビームが帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう光路制御し、照射に
より交差点上の呈色材を呈色させ、また交差位置に係る
像歪みを補正し、ついで交差点を帯状レーザ光ビームを
横切る方向に掃引して一次元像を形成し、交差点を少な
くとも帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移
動後に、または移動させつつ掃引を反復して一次元像の
集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ交差点を帯状
レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所定距離だけ移
動後に、または移動させつつ掃引を反復して掃引面の集
合で成る立体表示領域を立体像表示体の内部に形成させ
るものである。
【１１６０】この結果、帯状レーザ光ビーム及びライン
状レーザ光ビームを所定距離だけ移動し、または移動さ
せつつ掃引することにより、三軸方向の高精細度の、且
つ像歪みのない立体像の描像が可能になる。
【１１６１】また、帯状レーザ光ビームは断面である一
次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ光ビー
ムは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期を長く
でき、よって掃引を簡素化できる。
【１１６２】さらに、非直交で掃引する構成であるか
ら、各レーザ光ビームを同じ側から照射でき、描像され
た立体像の観察が広い位置から可能となる。
【１１６３】また、直交三軸方向へ位置設定する構成で
あるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高
精度でなされ、立体像の表示精度が向上するという効果
がある。
【１１６４】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１１６５】本発明の請求項３８に係る三次元立体像表
示方法は、請求項３７記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、該
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して帯状レーザ光
ビームの光路方向への所定移動距離と、帯状レーザ光ビ
ームの帯状平面と鉛直方向への所定移動距離のうち少な
くとも一方を変更することにより、形成される立体像表
示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信
号の繰返し周期に対応して、形成される立体像表示領域
の寸法を変更することにより、各所定移動距離の少なく
とも一方を所望値とするものである。
【１１６６】この結果、請求項３７で述べた効果に加え
て、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し
周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、その周
期に応じて掃引距離を変更することにより、所定の表示
領域に描像することができ、よって形成される立体像表
示領域の寸法を所望値とすることができる。
【１１６７】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１１６８】本発明の請求項３９に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、帯状レ
ーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光源
と、三次元立体像信号に基づいてレーザ発振器の出力
か、または少なくとも一方のレーザ光ビームの光強度を
変調する変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された
立体像表示体と、ライン状レーザ光ビームが、帯状レー
ザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう光路制御するととも
に、交差点を帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃引し
て一次元像を形成させ、交差点を少なくとも帯状レーザ
光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後に、または移
動させつつ掃引を反復して一次元像の集合で成る一層の
掃引面を形成させ、且つ交差点を帯状レーザ光ビームの
帯状平面と鉛直方向に所定距離だけ移動後に、または移
動させつつ掃引を反復して掃引面の集合で成る立体表示
領域を立体像表示体の内部に形成させ、且つ交差位置に
係る像歪みを補正する光路制御手段とを備える。
【１１６９】光路制御手段が前記のように帯状レーザ光
ビームとライン状レーザ光ビームを掃引することによ
り、三軸方向の高精細度の、且つ像歪みのない立体像の
描像が可能になる。また、帯状レーザ光ビームは断面で
ある一次元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ
光ビームは一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期
を長くでき、よって光路制御手段の掃引機構を簡素化で
きる。
【１１７０】さらに、二本のレーザ光ビームを非直交の
状態として光路制御手段が掃引する構成であるから、各
レーザ光ビームの光源等を立体像表示体の同じ面側に集
中して設置でき、よって光源等の障害がなく広い位置か
らの描像された立体像の観察が可能となる。
【１１７１】また光路制御手段によって直交三軸方向へ
位置設定する構成であるから、立体像表示体内の任意の
位置のアクセスが高精度ででき、立体像の表示精度が向
上するという効果がある。その上、複数の掃引面が層状
に重ねられた立体像表示領域を形成することにより、複
雑な形状の像や、表示されるべき像が複数個、独立して
存在し、立体像表示体中に離れて分散して存在する場合
などでも描像時間を一定にできるという効果が得られ
る。
【１１７２】本発明の請求項４０に係る三次元立体像表
示装置は、請求項３９記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して帯状レーザ光ビームの光路
方向への所定移動距離と、帯状レーザ光ビームの帯状平
面と鉛直方向への所定移動距離のうち少なくとも一方を
変更することにより、形成される立体像表示領域の寸法
を所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周
期に対応して、立体像表示体内に形成される立体像表示
領域の寸法を変更することにより、所定移動距離のうち
少なくとも一方を所望値とする精細度制御手段を備える
ものである。
【１１７３】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距
離を変更することにより、所定の表示領域に描像するこ
とができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とすることができる。
【１１７４】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１１７５】本発明の請求項４１に係る三次元立体像表
示方法は、帯状レーザ光ビーム及びライン状レーザ光ビ
ームを用い、少なくとも何れか一本を、立体の表面また
は稜線に沿った三次元立体像信号に基づいて光強度変調
し、ライン状レーザ光ビームが帯状レーザ光ビームによ
って光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう光路を制御し、交差
点が呈色材を照射して呈色させ、また交差位置に係る像
歪みを補正し、交差点を三次元立体像信号に基づき所定
掃引距離だけ掃引して、表面または稜線に沿う立体像の
表示領域を立体像表示体内に形成させ、三次元立体像信
号の繰返し周期に対応して所定掃引距離を変更すること
により、三次元立体像の表示領域の寸法を所望値とする
か、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して三
次元立体像の表示領域の寸法を変更することにより、所
定掃引距離を所望値とする。
【１１７６】この結果、帯状レーザ光ビーム及びライン
状レーザ光ビームを所定掃引距離だけ掃引することで、
高精細度の、且つ像歪みのない三次元立体像の描像が可
能になる。また、帯状レーザ光ビームは断面である一次
元方向に同時に像を形成するから、帯状レーザ光ビーム
は一軸方向への掃引のみでよく、その掃引周期を長くで
き、よって掃引を簡素化できる。
【１１７７】さらに非直交で掃引する構成であるから、
各レーザ光ビームを同じ側から照射でき、よって描像さ
れた三次元立体像の観察位置を広くすることが可能とな
る。また、各レーザ光ビームを三軸方向に平行に整列さ
せる必要がなく、よって光学系を簡素化できる。
【１１７８】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、掃引は三次元立体像のみにつき
実行すればよく、よって立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮できるという効
果があり、動像の描像表示に有利である。
【１１７９】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される立体像の寸法を所望値とすることができる。
【１１８０】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて三次元立体像が表示される領域の
寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、
よって描像の精細度を所望値とすることができる。
【１１８１】本発明の請求項４２に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、帯状レ
ーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光源
と、表示対象である立体の表面または稜線に沿った三次
元立体像信号に基づいてレーザ発振器の出力か、または
少なくとも一本のレーザ光ビームの光強度を変調する変
調手段と、呈色材が三次元方向に分布された立体像表示
体と、光路制御によりライン状レーザ光ビームが帯状レ
ーザ光ビームによって光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御するとともに、
交差位置を所定掃引距離だけ掃引し、また交差位置に係
る像歪みを補正する機能の光路制御手段とを備え、さら
に三次元立体像信号の繰返し周期に対応して所定掃引距
離を変更することにより、形成される三次元立体像の表
示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信
号の繰返し周期に対応して、形成される三次元立体像の
表示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離を
所望値とする精細度制御手段を備える構成である。
【１１８２】この結果、帯状レーザ光ビームとライン状
レーザ光ビームを所定掃引距離だけ掃引することで、高
精細度の、且つ像歪みのない立体像の描像が可能にな
る。また、帯状レーザ光ビームは断面である一次元方向
に同時に像を形成するから、帯状レーザ光ビームは一軸
方向への掃引のみでよく、その掃引周期を長くでき、よ
って光路制御手段の掃引機構を簡素化できる。
【１１８３】さらに、非直交で掃引する構成であるか
ら、各レーザ光ビームの光源等を立体像表示体の同じ面
側に集中して設置でき、よって光源等の障害がなく広い
位置からの描像された三次元立体像の観察が可能とな
る。また、各レーザ光ビームを三軸方向に平行に整列さ
せる必要がなく、よって光学系を簡素化できる。
【１１８４】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、掃引は三次元立体像のみにつき
実行すればよく、よって立体像表示体内の全ての位置を
掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮できるという効
果があり、動像の描像表示に有利である。
【１１８５】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて掃引距離を変更することにより、
形成される三次元立体像の寸法を所望値とすることがで
きる。
【１１８６】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて三次元立体像が表示される領域の
寸法を変更することにより、所定掃引距離で描画でき、
よって描像の精細度を所望値とすることができる。
【１１８７】本発明の請求項４３に係る三次元立体像表
示方法は、二本の帯状レーザ光ビームを用い、少なくと
も一本を三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、二
本の帯状レーザ光ビームの光路が ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するようにし、また交差位置
に係る像歪みを補正し、ついで三軸直交座標の一軸方向
に形成された交差部分を他の二軸方向のうちの少なくと
も一本の軸方向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を
形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体
像表示領域を立体像表示体の内部に形成させるものであ
る。
【１１８８】各帯状レーザ光ビームは、断面である一次
元方向に同時に像を形成するから、各帯状レーザ光ビー
ムの該方向への掃引を省略することができ、よって各帯
状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向の数を削減するこ
とができる。この結果、掃引周期を長くでき、よって掃
引の簡素化が可能になる。従ってとりわけ、動像の描像
と表示に適する。
【１１８９】このように、二本の帯状レーザ光ビームの
交差部分を所定距離だけ掃引することによって直交三軸
方向の位置設定をする構成であるから、立体像表示体内
の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表示像への
信頼度が向上する上、像歪みのない表示ができるという
効果がある。
【１１９０】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも描像時間を一
定にできるという効果が得られる。
【１１９１】本発明の請求項４４に係る三次元立体像表
示方法は、請求項４３記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、該
三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、交差部分を
二軸方向の少なくとも一本の軸方向に掃引する夫々所定
掃引距離のうち少なくとも一方を変更することにより、
形成される立体像表示領域の寸法を所望値とするか、ま
たは三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、形成さ
れる立体像表示領域の寸法を変更することにより、各所
定掃引距離の少なくとも一方を所望値とするものであ
る。
【１１９２】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更するこ
とにより、所定の表示領域に描像することができ、よっ
て形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすること
ができる。
【１１９３】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１１９４】本発明の請求項４５に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
帯状レーザ光ビームを発射する光源と、三次元立体像信
号に基づいてレーザ発振器の出力を光強度変調するか、
または少なくとも一本のレーザ光ビームの光強度を変調
する変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された立体
像表示体と、光路制御により二本の帯状レーザ光ビーム
が ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するよう制御するとともに、
交差位置を掃引し、また交差位置に係る像歪みを補正す
る機能の光路制御手段とを備え、且つ三軸直交座標の一
軸方向に形成された交差部分を他の二軸方向のうちの少
なくとも一本の軸方向に所定距離だけ掃引して複数の掃
引面を形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねられ
た立体像表示領域を立体像表示体の内部に形成させる構
成とする。
【１１９５】各帯状レーザ光ビームは、断面である一次
元方向に同時に像を形成するから、各帯状レーザ光ビー
ムの該方向への掃引を省略することができ、よって各帯
状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向を削減することが
できる。この結果、掃引周期を長くでき、よって光路制
御手段の掃引機構を簡素化できる。従ってとりわけ、動
像の描像と表示に適する。
【１１９６】このように、二本の帯状レーザ光ビームの
交差部分を所定距離だけ掃引することによって直交三軸
方向の位置設定をする構成であるから、立体像表示体内
の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、表示像への
信頼度が向上する上、像歪みのない表示ができるという
効果がある。
【１１９７】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも描像時間を一
定にできるという効果が得られる。
【１１９８】本発明の請求項４６に係る三次元立体像表
示装置は、請求項４５記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出し、該像の繰返し周期及び立
体像表示体の寸法に対応して、交差部分を二軸方向の少
なくとも一本の軸方向に掃引する夫々所定掃引距離のう
ち少なくとも一方を変更することにより、形成される立
体像表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立
体像信号の繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形
成される立体像表示領域の寸法を変更することにより、
所定掃引距離のうち少なくとも一方を所望値とする精細
度制御手段を備える。
【１１９９】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引
距離を変更することにより、所定の表示領域に描像する
ことができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を
所望値とすることができる。
【１２００】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１２０１】本発明の請求項４７に係る三次元立体像表
示方法は、二本の帯状レーザ光ビームを用い、少なくと
も一本を三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、二
本の帯状レーザ光ビームの光路が θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、また交差位置
に係る像歪みを補正し、ついで三軸直交座標の一軸方向
に形成される交差部分を他の二軸方向のうちの少なくと
も一本の軸方向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を
形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体
像表示領域を立体像表示体の内部に形成させるものであ
る。
【１２０２】各帯状レーザ光ビームは、断面である一次
元方向に同時に像を形成するから、各帯状レーザ光ビー
ムの該方向への掃引を省略することができ、よって各帯
状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向を削減することが
できる。この結果、掃引周期を長くでき、よって掃引の
簡素化が可能になる。従ってとりわけ、動像の描像と表
示に適する。
【１２０３】また、二本の帯状レーザ光ビームを所定距
離だけ移動し、または移動させつつ掃引することによ
り、三軸方向の高精細度の、且つ像歪みのない立体像の
描像が可能になる。
【１２０４】さらに、非直交で掃引する構成であるか
ら、各レーザ光ビームを同じ側から照射でき、描像され
た立体像の観察が広い位置から可能となる。
【１２０５】また、直交三軸方向へ位置設定する構成で
あるから、立体像表示体内の任意の位置のアクセスが高
精度でなされ、表示像への信頼度が向上するという効果
がある。
【１２０６】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１２０７】本発明の請求項４８に係る三次元立体像表
示方法は、請求項４７記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、こ
の三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、交差部分
を二軸方向の少なくとも一本の軸方向に掃引する夫々所
定掃引距離のうち少なくとも一方を変更することによ
り、形成される立体像表示領域の寸法を所望値とする
か、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
形成される立体像表示領域の寸法を変更することによ
り、各所定掃引距離の少なくとも一方を所望値とするも
のである。
【１２０８】この結果、請求項４７で述べた効果に加え
て、繰り返し周期の長い三次元立体像信号や、繰り返し
周期の短い三次元立体像信号が入力された際に、その周
期に応じて掃引距離を変更することにより、所定の表示
領域に描像することができ、よって形成される立体像表
示領域の寸法を所望値とすることができる。
【１２０９】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１２１０】本発明の請求項４９に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二本の
帯状レーザ光ビームを発射する光源と、三次元立体像信
号に基づいてレーザ発振器の出力を光強度変調するか、
または何れか一本のレーザ光ビームの光強度を変調する
変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された立体像表
示体と、光路制御により二本の帯状レーザ光ビームが θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御するとともに交
差位置を掃引し、且つ交差位置に係る像歪みを補正す機
能の光路制御手段とを備え、且つ一軸方向に形成の交差
部分を他の二軸方向のうちの少なくとも一本の軸方向に
所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、よって
複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を立体
像表示体の内部に形成させる構成である。
【１２１１】各帯状レーザ光ビームは、断面である一次
元方向に同時に像を形成するから、光路制御手段は各帯
状レーザ光ビームの該方向への掃引を省略することがで
き、よって各帯状レーザ光ビームの掃引すべき軸方向を
削減することができる。この結果、掃引周期を長くで
き、よって光路制御手段の掃引機構の簡素化が可能にな
る。従ってとりわけ、動像の描像と表示に適する。
【１２１２】また、光路制御手段が二本の帯状レーザ光
ビームを所定距離だけ移動し、または移動させつつ掃引
することにより、三軸方向の高精細度の、且つ像歪みの
ない立体像の描像が可能になる。
【１２１３】さらに、光路制御手段は各レーザ光ビーム
を非直交で掃引する構成であるから、各レーザ光ビーム
を同じ側から照射でき、描像された立体像の観察が広い
位置から可能となる。
【１２１４】また、光路制御手段は直交三軸方向へ位置
設定する構成であるから、立体像表示体内の任意の位置
のアクセスが高精度でなされ、立体像の表示精度が向上
するという効果がある。
【１２１５】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して存在し、立体
像表示体中に離れて分散して存在する場合などでも描像
時間を一定にできるという効果が得られる。
【１２１６】本発明の請求項５０に係る三次元立体像表
示装置は、請求項４９記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出し、像の繰返し周期及び立体
像表示体の寸法に対応して、交差部分を二軸方向の少な
くとも一本の軸方向に掃引する夫々所定掃引距離のうち
少なくとも一方を変更することにより、形成される立体
像表示領域の寸法を所望値とするか、または三次元立体
像信号の繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成
される立体像表示領域の寸法を変更することにより、各
所定掃引距離のうち少なくとも一方を所望値とする精細
度制御手段を備える。
【１２１７】この結果、繰り返し周期の長い三次元立体
像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力
された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距
離を変更することにより、所定の表示領域に描像するこ
とができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とすることができる。
【１２１８】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１２１９】本発明の請求項５１に係る三次元立体像表
示方法は、二次元レーザ光ビームと帯状レーザ光ビーム
を直交させ、少なくとも何れかを三次元立体像信号に基
づいて光強度変調し、また交差位置に係る像歪みを補正
し、帯状レーザ光ビームが二次元レーザ光ビームの光路
方向に垂直な平面上にあって二次元レーザ光ビームと交
差するようにし、ついで二軸上の平面として形成される
交差部分を他の一軸方向に所定距離だけ掃引して複数の
掃引面を形成させ、よって複数の掃引面が層状に重ねら
れた立体像表示領域を立体像表示体の内部に形成させる
ものである。
【１２２０】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
平面上に同時に像を形成するから、描像時に二次元レー
ザ光ビームは時間経過に伴う像の更新を為すのみでよ
く、よって二次元レーザ光ビーム自体を空間的に掃引す
る必要がない。一方、帯状レーザ光ビームは断面である
一次元方向に同時に像を形成するとともに、該像が光路
方向に帯状に拡がり、これが二次元レーザ光ビームと交
差して面状の像を形成させるから、帯状レーザ光ビーム
は一軸方向への掃引のみでよく、よってその掃引周期を
長くでき、以上の結果として掃引を大幅に簡素化でき
る。
【１２２１】したがって、像の更新周期が短い動像の描
像表示がとりわけ容易になるという顕著な効果がある。
【１２２２】さらに、上記のように帯状レーザ光ビーム
を所定距離だけ掃引することによって直交三軸方向の位
置設定をする構成であるから、立体像表示体内の任意の
位置のアクセスが高精度でなされ、表示像への信頼度が
向上する上、像歪みのない表示ができるという効果があ
る。
【１２２３】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間を
一定にできるという効果が併せ得られる。
【１２２４】本発明の請求項５２に係る三次元立体像表
示方法は、請求項５１記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、そ
の像の繰返し周期に対応して交差部分の所定掃引距離を
変更することにより、立体像表示領域の寸法を所望値と
するか、または三次元立体像信号の繰返し周期に対応し
て立体像表示領域の寸法を変更することにより所定掃引
距離を所望値とするものである。
【１２２５】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更するこ
とにより、所定の表示領域に描像することができ、よっ
て形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすること
ができる。
【１２２６】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１２２７】本発明の請求項５３に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器およびその駆動回路を備え、二
次元レーザ光ビームと帯状レーザ光ビームを発射する光
源と、三次元立体像信号に基づいてレーザ発振器の出力
を光強度変調するか、またはレーザ光ビームの光強度を
変調する変調手段と、呈色材が三次元方向に分布された
立体像表示体と、各レーザ光ビームの交差と掃引および
交差位置に係る像歪み補正機能の光路制御手段とを備
え、この光路制御手段は帯状レーザ光ビームを二次元レ
ーザ光ビームの光路方向に垂直な平面上にあって二次元
レーザ光ビームと交差させるとともに、二軸方向に平面
を形成する交差部分を他の一本の軸方向に所定距離だけ
掃引し、よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像
表示領域を立体像表示体の内部に形成させる構成であ
る。
【１２２８】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
平面上に同時に像を形成するから、描像時に二次元レー
ザ光ビームは時間経過に伴う像の更新を為すのみでよ
く、よって光路制御手段は二次元レーザ光ビーム自体を
空間的に掃引する必要がない。一方、帯状レーザ光ビー
ムは断面である一次元方向に同時に像を形成するととも
に、該像が光路方向に帯状に拡がり、これが二次元レー
ザ光ビームと交差して面状の像を形成させるから、光路
制御手段は帯状レーザ光ビームを一軸方向へのみ掃引す
ればよく、よってその掃引周期を長くでき、以上の結果
として掃引を大幅に簡素化できる。
【１２２９】したがって、像の更新周期が短い動像の描
像表示がとりわけ容易になるという顕著な効果がある。
【１２３０】さらに、上記のように光路制御手段は帯状
レーザ光ビームを所定距離だけ掃引することによって直
交三軸方向の位置設定をする構成であるから、立体像表
示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、立体
像の表示精度が向上する上、像歪みのない表示ができる
という効果がある。
【１２３１】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間を
一定にできるという効果が併せ得られる。
【１２３２】本発明の請求項５４に係る三次元立体像表
示装置は、請求項５３記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき検出した像の繰返し周期と、立体像表示体の寸法に
対応して、交差部分を一本の軸方向に掃引する所定掃引
距離を変更することで立体像表示領域の寸法を所望値と
するか、または像の繰返し周期に対応して立体像表示領
域の寸法を変更することにより、所定掃引距離を所望値
とする精細度制御手段を備えるものである。
【１２３３】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引
距離を変更することにより、所定の表示領域に描像する
ことができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を
所望値とすることができる。
【１２３４】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引
距離を変更することにより、所定の表示領域に描像する
ことができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を
所望値とすることができる。
【１２３５】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１２３６】本発明の請求項５５に係る三次元立体像表
示方法は、二次元レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームの少なくともいずれかを三次元立体像信号に基づい
て光強度変調し、ライン状レーザ光ビームが二次元レー
ザ光ビームを貫いて交差するよう光路を制御し、また交
差位置に係る像歪みを補正し、交差部分をライン状レー
ザ光ビームの光路方向に直交する方向へ掃引して掃引面
を形成させ、さらにこの掃引面から所定距離だけ離れて
次の掃引面を形成させ、前記の反復により複数の掃引面
が層状に重ねられた立体像表示領域を形成させるもので
ある。
【１２３７】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
方向に同時に像を形成するから、二次元レーザ光ビーム
は時間経過に伴う像の更新を為すのみでよく、よって二
次元レーザ光ビーム自体を空間的に掃引する必要がな
い。一方、ライン状レーザ光ビームは二次元レーザ光ビ
ームを貫いて交差するから、ライン状レーザ光ビームは
二軸方向への掃引のみでよく、よってその掃引周期を長
くでき、以上の結果として掃引を大幅に簡素化できる。
【１２３８】さらに、上記のようにライン状レーザ光ビ
ームを所定距離だけ掃引することによって直交三軸方向
の位置設定をする構成であるから、立体像表示体内の任
意の位置のアクセスが高精度でなされ、立体像の表示精
度が向上する上、像歪みのない表示ができるという効果
がある。
【１２３９】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間を
一定にできるという効果が併せ得られる。
【１２４０】本発明の請求項５６に係る三次元立体像表
示方法は、請求項５５記載のものであって、像の繰返し
周期が異なる三次元立体像信号が適用される場合に、三
次元立体像信号の繰返し周期に対応して所定距離を変更
することにより、形成される立体像表示領域の寸法を所
望値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期に
対応して、形成される立体像表示領域の寸法を変更する
ことにより、所定掃引距離を所望値とするものである。
【１２４１】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて掃引距離を変更するこ
とにより、所定の表示領域に描像することができ、よっ
て形成される立体像表示領域の寸法を所望値とすること
ができる。
【１２４２】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて立体像表示領域の寸法を変
更することにより、所定掃引距離で描画でき、よって描
像の精細度を所望値とすることができる。
【１２４３】本発明の請求項５７に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器および、その駆動回路を備え、
二次元レーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射
する光源と、三次元立体像信号に基づいてレーザ発振器
の出力か、または少なくとも何れかのレーザ光ビームの
光強度を変調する変調手段と、呈色材が三次元方向に分
布された立体像表示体と、光路を制御して交差させ、ま
た交差位置に係る像歪みを補正し、且つ交差位置の掃引
機能を備える光路制御手段とを備え、該光路制御手段は
ライン状レーザ光ビームが二次元レーザ光ビームを貫い
て交差するようにし、且つ交差部分をライン状レーザ光
ビームの光路方向に直交する方向へ掃引して掃引面を形
成させ、さらに該掃引面から所定距離だけ離れて次の掃
引面を形成させ、前記の反復により複数の掃引面が層状
に重ねられた立体像表示領域を形成させる構成である。
【１２４４】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
方向に同時に像を形成するから、二次元レーザ光ビーム
は時間経過に伴う像の更新を為すのみでよく、よって二
次元レーザ光ビーム自体を空間的に掃引する必要がな
い。一方、ライン状レーザ光ビームは二次元レーザ光ビ
ームを貫いて交差するから、ライン状レーザ光ビームは
二軸方向への掃引のみでよく、よってその掃引周期を長
くでき、以上の結果として光路制御手段の掃引機構を大
幅に簡素化できる。
【１２４５】さらに、上記のように光路制御手段は帯状
レーザ光ビームを所定距離だけ掃引することによって直
交三軸方向の位置設定をする構成であるから、立体像表
示体内の任意の位置のアクセスが高精度でなされ、立体
像の表示精度が向上する上、且つ像歪みのない表示がで
きるという効果がある。
【１２４６】その上、複数の掃引面が層状に重ねられた
立体像表示領域を形成することにより、複雑な形状の像
や、表示されるべき像が複数個、独立して立体像表示体
中に離れて分散して存在する場合などでも、描像時間を
一定にできるという効果が併せ得られる。
【１２４７】本発明の請求項５８に係る三次元立体像表
示装置は、請求項５７記載のものであって、三次元立体
像信号の種類を特定する信号または同期信号の周期に基
づき像の繰返し周期を検出するとともに、該像の繰返し
周期及び立体像表示体の寸法に対応して、掃引面間の所
定距離を変更することにより、形成される立体像表示領
域の寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の
繰返し周期に対応して、立体像表示体内に形成される立
体像表示領域の寸法を変更することにより、掃引面間の
所定距離を所望値とする精細度制御手段を備える。
【１２４８】これにより、繰り返し周期の長い三次元立
体像信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入
力された際に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引
距離を変更することにより、所定の表示領域に描像する
ことができ、よって形成される立体像表示領域の寸法を
所望値とすることができる。
【１２４９】または、繰り返し周期の長い三次元立体像
信号や、繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力さ
れた際に、その周期に応じて精細度制御手段が立体像表
示領域の寸法を変更することにより、所定掃引距離で描
画でき、よって描像の精細度を所望値とすることができ
る。
【１２５０】本発明の請求項５９に係る三次元立体像表
示方法は、二次元レーザ光ビームとライン状レーザ光ビ
ームを用い、少なくとも一本を、表示対象である立体の
表面または稜線に沿った三次元立体像信号に基づいて光
強度変調し、ライン状レーザ光ビームが二次元レーザ光
ビームを貫いて交差するようにし、また交差位置に係る
像歪みを補正し、この交差部分を三次元立体像信号に基
づき所定掃引距離だけ掃引して、交差部分の呈色材が、
表示対象である立体の表面または稜線に沿う三次元立体
像の表示領域を立体像表示体内に形成させ、且つ三次元
立体像信号の繰返し周期に対応して所定掃引距離を変更
することにより、形成される三次元立体像の表示領域の
寸法を所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返
し周期に対応して三次元立体像の表示領域の寸法を変更
することにより、所定掃引距離を所望値とするものであ
る。
【１２５１】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
方向に同時に像を形成するから、二次元レーザ光ビーム
は時間経過に伴う像の更新を為すのみでよく、よって二
次元レーザ光ビーム自体を空間的に掃引する必要がな
い。一方、ライン状レーザ光ビームは二次元レーザ光ビ
ームを貫いて交差するから、ライン状レーザ光ビームは
二軸方向への掃引のみでよく、よってその掃引周期を長
くでき、以上の結果として掃引を大幅に簡素化できる。
【１２５２】この結果、二次元レーザ光ビームの二次元
断面の像を、直交するライン状レーザ光ビームによる交
差と所定掃引距離だけの掃引によって呈色させることに
より、高精細度の、且つ像歪みのない三次元立体像の描
像が可能になる。
【１２５３】さらに、立体の表面または稜線に沿って掃
引する構成であるから、光路制御手段は掃引を三次元立
体像のみにつき実行すればよく、よって立体像表示体内
の全ての位置を掃引する必要がないゆえ描像時間を短縮
できるという効果があり、動像の描像表示に有利であ
る。
【１２５４】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距離を変更
することにより、形成される三次元立体像の寸法を所望
値とすることができる。
【１２５５】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段がその周期に応じて三次元立体像が
表示される領域の寸法を変更することにより、所定掃引
距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とするこ
とができる。
【１２５６】本発明の請求項６０に係る三次元立体像表
示装置は、レーザ発振器とその駆動回路を備え、二次元
レーザ光ビームとライン状レーザ光ビームを発射する光
源と、表示対象である立体の表面または稜線に沿った位
置情報によって構成された三次元立体像信号に基づいて
レーザ発振器の出力を光強度変調するか、または少なく
とも何れかのレーザ光ビームの光強度を変調する変調手
段と、光路制御によりライン状レーザ光ビームを二次元
レーザ光ビームを貫いて交差させ、且つ交差部分を三次
元立体像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引することに
より、呈色材が表示対象である立体の表面または稜線に
沿う三次元立体像の表示領域を立体像表示体内に形成さ
せ、また交差位置に係る像歪みを補正する光路制御手段
とを備え、さらに三次元立体像信号の繰返し周期に対応
して所定掃引距離を変更することで、表示領域の寸法を
所望値とするか、または三次元立体像信号の繰返し周期
に対応して表示領域の寸法を変更することにより、所定
掃引距離を所望値とする精細度制御手段を備える構成で
ある。
【１２５７】二次元レーザ光ビームは断面である二次元
方向に同時に像を形成するから、二次元レーザ光ビーム
は時間経過に伴う像の更新を為すのみでよく、よって二
次元レーザ光ビーム自体を空間的に掃引する必要がな
い。一方、ライン状レーザ光ビームは二次元レーザ光ビ
ームを貫いて交差するから、ライン状レーザ光ビームは
二軸方向への掃引のみでよく、よってその掃引周期を長
くでき、以上の結果として光路制御手段の掃引機構を大
幅に簡素化できる。
【１２５８】この結果、光路制御手段が直交するライン
状レーザ光ビームによる交差と所定掃引距離だけの掃引
によって、二次元レーザ光ビームの二次元断面の像を呈
色させることにより、高精細度の、且つ像歪みのない立
体像の描像が可能になる。さらに、立体の表面または稜
線に沿って掃引する構成であるから、光路制御手段は掃
引を立体像のみにつき実行すればよく、よって立体像表
示体内の全ての位置を掃引する必要がないゆえ描像時間
を短縮できるという効果があり、動像の描像表示に有利
である。
【１２５９】さらに、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、その周期に応じて精細度制御手段が掃引距離を変更
することにより、形成される三次元立体像の寸法を所望
値とすることができる。
【１２６０】または、周期の長い三次元立体像信号や、
繰り返し周期の短い三次元立体像信号が入力された際
に、精細度制御手段がその周期に応じて三次元立体像が
表示される領域の寸法を変更することにより、所定掃引
距離で描画でき、よって描像の精細度を所望値とするこ
とができる。
【１２６１】本発明の請求項６１に係る三次元像表示方
法は、三次元拡がりを有する立体像表示体内に三次元拡
がりを有する三次元立体像をレーザ光ビームの照射によ
って描像するとともに、該立体像表示体の背面に配設し
た二次元ディスプレイ装置に画像を表示させることによ
り、三次元立体像に画像を重畳して表示させるものであ
る。
【１２６２】これにより、描像されるべき対象を、速い
動きをする立体による部分と、遠景による背景などの動
きが顕著でない部分とに分割し、速い動きの立体を立体
像表示体にのみ三次元立体像として表示し、一方、動き
が顕著でない部分を二次元ディスプレイ装置にのみ表示
して分割表示し、しかも三次元立体像の背面に画像を位
置させるから、立体像表示体の前面側には三次元立体像
に画像が重畳されて表示され、且つ速い動きをする立体
部分だけを立体像表示体に描像するから、立体の速い動
きに対応することができる。
【１２６３】本発明の請求項６２に係る三次元像表示方
法は、請求項６１記載のものであって、前記立体像の描
像方法は、請求項１、２、３、７、８、９、１０、１
５、１７、１８、１９、２０、２５、２７、２８、３
１、３２、３５、３７、３８、４１、４３、４４、４
７、４８、５１、５２、５５、５６または５９記載の三
次元立体像表示方法とするものであるから、立体像表示
体に表示される三次元立体像の精細度調整が可能にな
り、よって二次元ディスプレイ装置に表示される画像の
解像度との均衡を容易に実現できる。
【１２６４】本発明の請求項６３に係る三次元像表示装
置は、レーザ光ビームに照射されることで発色または着
色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
体像表示体を備える三次元立体像表示装置の背面に、二
次元の表示画面を有して通電により画像表示する二次元
ディスプレイ装置を配設し、立体像表示体により表示さ
れる三次元立体像の背面に二次元ディスプレイ装置によ
り表示される画像を重畳させる構成である。
【１２６５】これにより、描像されるべき対象を、速い
動きをする立体による部分と、遠景による背景などの動
きが顕著でない部分とに分割し、速い動きの三次元立体
像を三次元立体像表示装置の立体像表示体にのみ表示
し、一方、動きが顕著でない部分を二次元ディスプレイ
装置にのみ表示して分割表示し、しかも三次元立体像表
示装置の背面に二次元ディスプレイ装置を配置すること
で、三次元立体像表示装置の前面側では三次元立体像に
画像が重畳して表示されるようにできる。このように、
速い動きをする立体部分だけを立体像表示体に描像する
から、立体の速い動きに対応する三次元像表示が可能に
なる。
【１２６６】本発明の請求項６４に係る三次元像表示装
置は、請求項６３記載のものであって、三次元立体像表
示装置は請求項４、５、６、１１、１２、１３、１４、
１６、２１、２２、２３、２４、２６、２９、３０、３
３、３４、３６、３９、４０、４２、４５、４６、４
９、５０、５３、５４、５７、５８または６０記載の三
次元立体像表示装置とするものであるから、三次元立体
像表示装置に表示する三次元立体像の精細度調整がで
き、よって二次元ディスプレイ装置に表示する画像の解
像度との均衡をとった三次元像表示が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置の要部斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置の表示原理の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置におけるキュビット構成の例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置に適用される三次元立体像信号の例を示すタイミン
グチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表示
装置の動作タイミングチャートである。
【図７】本発明に係る三次元立体像表示装置に適用され
る光源の構成例の説明図である。
【図８】本発明に係る三次元立体像表示装置に適用され
る光源の別の構成例の説明図である。
【図９】本発明に係る三次元立体像表示装置に適用され
る光路制御手段の例の要部斜視図である。
【図１０】本発明に係る三次元立体像表示装置に適用さ
れる光路制御手段の別の例の要部斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表
示装置におけるキュビット構成の別の例を示す図であ
る。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る三次元立体像表
示装置におけるキュビット構成のさらに別の例を示す図
である。
【図１３】本発明に係る三次元立体像表示システム構成
例のブロック図である。
【図１４】本発明に係る三次元立体像表示システムにお
ける信号処理の例の概念図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部斜視図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る三次元立体像表
示装置の機能ブロック図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る三次元立体像表
示装置の動作タイミングチャートである。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る三次元立体像表
示装置の原理を説明する図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部斜視図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部正面図である。
【図２２】本発明の第５実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部上面図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係る三次元立体像表
示装置の機能ブロック図である。
【図２４】本発明の第６実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部正面図である。
【図２５】本発明の第６実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部上面図である。
【図２６】本発明の第７実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部正面図である。
【図２７】本発明の第７実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部上面図である。
【図２８】本発明の第８実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部正面図である。
【図２９】本発明の第８実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部上面図である。
【図３０】本発明の第９実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部正面図である。
【図３１】本発明の第９実施形態に係る三次元立体像表
示装置の要部上面図である。
【図３２】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部斜視図である。
【図３３】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置の機能ブロック図である。
【図３４】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置における信号構成の説明図である。
【図３５】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置におけるキュビット構成の例を示す図である。
【図３６】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置の動作タイミングチャートである。
【図３７】本発明の第１０実施形態に係る三次元立体像
表示装置におけるキュビット構成の別の例を示す図であ
る。
【図３８】本発明の第１１実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部斜視図である。
【図３９】本発明の第１１実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部動作の説明図である。
【図４０】本発明の第１２実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部斜視図である。
【図４１】本発明の第１２実施形態に係る三次元立体像
表示装置の機能ブロック図である。
【図４２】本発明の第１２実施形態に係る三次元立体像
表示装置の動作タイミングチャートである。
【図４３】本発明の第１３実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部斜視図である。
【図４４】本発明の第１３実施形態に係る三次元立体像
表示装置の動作タイミングチャートである。
【図４５】本発明の第１４実施形態に係る三次元立体像
表示装置の要部斜視図である。
【図４６】本発明の第１４実施形態に係る三次元立体像
表示装置の動作タイミングチャートである。
【図４７】本発明の第１５実施形態に係る三次元像表示
装置の要部斜視図である。
【符号の説明】
ＯＲＩＩＮ１……三次元立体像表示装置、Ｃｐ１……光
源、Ｃｐ２……光路制御手段、Ｃｐ３……レーザ光強度
変調手段、Ｃｐ４……信号処理部、Ｃｐ５……精細度制
御手段、Ｃｐ６……照明部、１２１……符号化／復号化
手段、１２２……キュビットメモリ、１２３……Ｄ／Ａ
変換器、１２４……記録手段、１２５……種別・同期信
号抽出回路、１２６……第１ライン光ビーム掃引制御回
路、１２７……第２ライン光ビーム掃引制御回路、１２
９……電源回路、Ａｃｔ１……アクチュエータ、Ａｃｔ
２……アクチュエータ、Ａｍｐ……レーザダイオード駆
動増幅器、Ｂｆ……ライン光ビーム、Ｂｓ……ライン光
ビーム、Ｂｍ１１……第１ライン光ビーム、Ｂｍ１２…
…第２ライン光ビーム、Ｃｕｂｃ……キュビセル、ＤＰ
１……立体像表示体、Ｇｖ１１２……反射鏡、Ｇｖ１２
２……反射鏡、Ｉｓ……信号入力端子、Ｌａｍｐ……ラ
ンプ、Ｌｄｐ１……レーザダイオード、Ｌｚ１１……第
１集束光学系、Ｌｚ１２……第２集束光学系、Ｍ１１…
…モータ、Ｍ１２……モータ、ＲＭＵ１１１……回転ミ
ラーユニット、ＲＭＵ１２１……回転ミラーユニット、
ＳＨＧ……光第２高調波発生器、Ｓｔｄ……所望値、ｆ
……三軸直交座標系の第１軸、ｄ……三軸直交座標系の
第２軸、ｈ……三軸直交座標系の第３軸、ＴＰ……ター
ゲットポイント（交差部分）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/101 Ｈ０１Ｓ 3/101 ５Ｇ４３５ Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｆターム(参考） 2H059 AA35 AC06 5C061 AA06 AA20 AB01 AB08 AB11 AB12 AB14 AB16 AB17 5C080 AA18 BB08 CC02 CC03 DD01 DD07 DD22 EE29 EE30 FF14 GG02 GG09 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06 5C094 AA02 AA15 AA45 AA55 AA56 BA15 BA16 BA21 BA99 CA21 DA08 DA20 ED20 GA10 5F072 AB13 JJ20 MM03 MM12 QQ02 RR03 5G435 AA01 AA18 BB01 BB11 BB17 CC11 CC12 DD02 DD04 DD09 DD18 EE11 EE30 FF02 FF11 FF12 FF15 GG23 GG24 GG26 GG46

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも、表示対象である立体の各部
    分の位置情報を含むデータを編成する過程と、 前記編成されたデータを伝送する過程と、 前記伝送されたデータを受理して、該データに基づき、
    三次元方向に拡がる表示体内に立体像を描像する過程
    と、 を含んで成り、 且つ、前記データは、前記表示対象である立体の各部分
    の位置情報に加えて前記各部分の属性情報を含み、 且つ、前記属性情報は、色調、濃淡、光沢、屈折率、材
    質、密度、重量の少なくともいずれか一つの情報を含む
    ことを特徴とする三次元立体像表示方法。
  2. 【請求項２】 前記の三次元立体像表示方法であって、
    前記データの伝送過程に先立って前記データに圧縮処理
    を施す過程と、前記圧縮データの受理後に復元処理を施
    す過程とを備えることを特徴とする請求項１記載の三次
    元立体像表示方法。
  3. 【請求項３】 前記の三次元立体像表示方法であって、
    前記データの少なくとも編成過程後または前記データの
    圧縮過程後に該データを記録または再生する過程を備え
    ることを特徴とする請求項１または２記載の三次元立体
    像表示方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも、表示対象である立体を構成
    する各部分の位置情報を含むデータを編成する手段と、 前記編成されたデータを伝送する手段と、 前記伝送されたデータを受理して、該データに基づき、
    三次元方向に拡がる表示体内に立体像を描像する手段
    と、 を備え、 且つ、前記データは、前記表示対象である立体の各部分
    の位置情報に加えて前記各部分の属性情報を含み、 且つ、前記属性情報は、色調、濃淡、光沢、屈折率、材
    質、密度、重量の少なくともいずれか一つの情報を含む
    ことを特徴とする三次元立体像表示システム。
  5. 【請求項５】 前記の三次元立体像表示システムであっ
    て、前記データの伝送手段の実行に先立って前記データ
    に圧縮を施す手段と、前記圧縮データの受理後に復元処
    理を施す手段とを備えることを特徴とする請求項４記載
    の三次元立体像表示システム。
  6. 【請求項６】 前記の三次元立体像表示システムであっ
    て、少なくとも前記データの編成手段または前記データ
    の圧縮手段の実行後に該データを記録または再生する手
    段を備えることを特徴とする請求項４または５記載の三
    次元立体像表示システム。
  7. 【請求項７】 出射光が光路方向にラインを形成する少
    なくとも二本のライン状レーザ光ビームを用い、該ライ
    ン状レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調し、 前記各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記
    各ライン状レーザ光ビームの交差点が、立体像表示体内
    部の所望の位置を照射するとともに、該各交差点におけ
    る前記両レーザ光ビームが張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内とし、 且つ、該交差点における光エネルギにより、前記立体像
    表示体の内部に三次元方向に分布されている気体または
    液体または固体、またはこれらの組み合わせで構成され
    た呈色材を照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 ついで前記各レーザ光ビームの光路を掃引して、前記交
    差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引
    後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に
    連続掃引し、上記操作を反復して一層の掃引面を形成さ
    せ、ついで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引
    の後、前記操作を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
    せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
    立体像表示領域を形成することを特徴とする三次元立体
    像表示方法。
  8. 【請求項８】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を三
    軸直交座標の第一軸方向に連続して反復掃引するととも
    に、同時に第二軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸方
    向の一回の掃引に対応した前記第二軸方向の掃引を所定
    距離だけおこない、よって一層の掃引面を形成させ、該
    掃引面形成についで前記交差点を第三軸方向に所定距離
    だけ掃引の後、第一軸方向および第二軸方向に同時に前
    記連続掃引を反復してつぎの一層の掃引面を形成させ、
    以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体
    像表示領域を形成することを特徴とする請求項７記載の
    三次元立体像表示方法。
  9. 【請求項９】 前記各レーザ光ビームの光路を掃引し
    て、前記交差点を三軸直交座標の第一軸方向および第二
    軸方向および第三軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続
    掃引し、前記掃引を反復して一層の掃引面を形成させ、
    さらに前記の操作の反復により複数の掃引面が層状に重
    ねられた立体像表示領域を形成することを特徴とする請
    求項７記載の三次元立体像表示方法。
  10. 【請求項１０】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記第一
    軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記所定掃引距離
    のうち少なくとも一つの距離を変更することにより、形
    成される前記立体像表示領域の寸法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各軸方向への前記所定掃引距離を一定とする
    ことを特徴とする請求項７乃至９記載の三次元立体像表
    示方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、夫々の
    出射光が光路方向にラインを形成する第一のライン状レ
    ーザ光ビームと第二のライン状レーザ光ビームを含んで
    構成され、前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少
    なくとも一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強
    度変調し、 前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの光路を制
    御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示体中の前
    記各交差位置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御し、 且つ前記光路制御手段は前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、前記交差位置に係る
    像歪みを補正し、 さらに前記交差位置を三軸直交座標
    の第一軸方向に連続掃引し、該掃引後に第二軸方向に所
    定距離だけ掃引の後、第一軸方向に連続掃引し、上記操
    作を反復して掃引面を一層形成させ、ついで前記交差位
    置を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、前記操作を反
    復して掃引面を一層形成させ、以上の反復により複数の
    掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構
    成としたことを特徴とする三次元立体像表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を
    三軸直交座標の第一軸方向に連続して反復掃引するとと
    もに、同時に第二軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸
    方向の一回の掃引に対応した前記第二軸方向の掃引距離
    を所定距離となし、よって一層の掃引面を形成させ、つ
    いで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、
    第一軸方向および第二軸方向に同時に連続掃引してつぎ
    の一層の掃引面を形成させ、以上の反復により複数の掃
    引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構成
    としたことを特徴とする請求項１１記載の三次元立体像
    表示方装置。
  13. 【請求項１３】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を
    三軸直交座標の第一軸方向および第二軸方向および第三
    軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続掃引し、前記掃引
    を反復して一層の掃引面を形成させ、さらに前記の操作
    の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表
    示領域を形成する構成としたことを特徴とする請求項１
    １記載の三次元立体像表示方装置。
  14. 【請求項１４】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記
    所定掃引距離のうち少なくとも一つの距離を変更するこ
    とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を一定
    とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記各軸方向への前記所定掃引
    距離を一定とする構成としたことを特徴とする請求項１
    １乃至１３記載の三次元立体像表示装置。
  15. 【請求項１５】 夫々の出射光が光路方向にラインを形
    成する少なくとも二本のライン状レーザ光ビームを用
    い、該ライン状レーザ光ビームのうち少なくとも一本
    を、表示対象である立体の表面または稜線に沿った位置
    情報によって構成された三次元立体像信号に基づいて光
    強度変調し、 前記各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記
    各ライン状レーザ光ビームの交差点が、立体像表示体内
    部の所望の位置を照射するとともに、該各交差点におけ
    る前記両レーザ光ビームが張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内とし、 且つ、該交差点により、前記立体像表示体の内部に三次
    元方向に分布されている気体または液体または固体、ま
    たはこれらの組み合わせで構成された呈色材を照射して
    発色または着色させ、 さらに前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 ついで前記各レーザ光ビームの前記交差点を前記三次元
    立体像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交
    差点において発色または着色する前記呈色材が、表示対
    象である立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域
    を前記立体像表示体内に形成させ、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該
    三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引
    距離を変更することにより、形成される前記立体像の表
    示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とすることを特徴
    とする三次元立体像表示方法。
  16. 【請求項１６】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象
    である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
    構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
    か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
    くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
    変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、それぞ
    れ出射光が光路方向にラインを形成する第一のライン状
    レーザ光ビームと第二のライン状レーザ光ビームを含ん
    で構成され、前記変調手段は前記両ライン状レーザ光ビ
    ーム中の少なくとも一方を、前記三次元立体像信号に基
    づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記両ライン状レーザ光ビームの
    光路を制御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示
    体中の前記各交差位置において張る最小角度θを ８６°≦θ≦９０° の範囲内に制御し、 且つ前記光路制御手段が前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、前記交差位置に係る
    像歪みを補正し、 さらに前記交差位置を前記三次元立
    体像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引することによ
    り、前記交差位置において発色または着色する前記呈色
    材が、表示対象である立体の表面または稜線に沿う立体
    像の表示領域を前記立体像表示体内に形成させるととも
    に、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
    に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所
    定掃引距離を変更することにより、形成される前記立体
    像の表示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とする精細度制御
    手段を備える構成としたことを特徴とする三次元立体像
    表示装置。
  17. 【請求項１７】 少なくとも二本のライン状レーザ光ビ
    ームを用い、該ライン状レーザ光ビームのうち少なくと
    も一本を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次
    元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記
    各ライン状レーザ光ビームの交差点が、立体像表示体内
    部の所望の位置を照射するとともに、各交差点における
    前記両レーザ光ビームが張る最小角度のうちの少なくと
    も一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、 且つ、該交差点により、前記立体像表示体の内部に三次
    元方向に分布されている気体または液体または固体、ま
    たはこれらの組み合わせで構成された呈色材を照射して
    発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を掃引して、前記交
    差点を三軸直交座標の第一軸方向に連続掃引し、該掃引
    後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の後、第一軸方向に
    連続掃引し、上記操作を反復して一層の掃引面を形成さ
    せ、ついで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引
    の後、前記操作を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
    せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
    立体像表示領域を形成することを特徴とする三次元立体
    像表示方法。
  18. 【請求項１８】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を
    三軸直交座標の第一軸方向に連続して反復掃引するとと
    もに、同時に第二軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸
    方向の一回の掃引に対応した前記第二軸方向の掃引を所
    定距離だけおこない、よって一層の掃引面を形成させ、
    該掃引面形成についで前記交差点を第三軸方向に所定距
    離だけ掃引の後、第一軸方向および第二軸方向に同時に
    前記連続掃引を反復してつぎの一層の掃引面を形成さ
    せ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた
    立体像表示領域を形成することを特徴とする請求項１７
    記載の三次元立体像表示方法。
  19. 【請求項１９】 前記各レーザ光ビームの光路を掃引し
    て、前記交差点を三軸直交座標の第一軸方向および第二
    軸方向および第三軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続
    掃引し、前記掃引を反復して一層の掃引面を形成させ、
    さらに前記の操作の反復により複数の掃引面が層状に重
    ねられた立体像表示領域を形成することを特徴とする請
    求項１７記載の三次元立体像表示方法。
  20. 【請求項２０】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記第一
    軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記所定掃引距離
    のうち少なくとも一つの距離を変更することにより、形
    成される前記立体像表示領域の寸法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各軸方向への前記所定掃引距離を一定とする
    ことを特徴とする請求項１７乃至１９記載の三次元立体
    像表示方法。
  21. 【請求項２１】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、夫々の
    出射光が光路方向にラインを形成する第一のライン状レ
    ーザ光ビームと第二のライン状レーザ光ビームを含んで
    構成され、前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少
    なくとも一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強
    度変調し、 前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの光路を制
    御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示体中の前
    記各交差位置において張る最小角度のうちの少なくとも
    一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、 且つ前記光路制御手段は前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
    みを補正し、 さらに前記交差位置を三軸直交座標の第一軸方向に連続
    掃引し、該掃引後に第二軸方向に所定距離だけ掃引の
    後、第一軸方向に連続掃引し、上記操作を反復して掃引
    面を一層形成させ、ついで前記交差位置を第三軸方向に
    所定距離だけ掃引の後、前記操作を反復して掃引面を一
    層形成させ、以上の反復により複数の掃引面が層状に重
    ねられた立体像表示領域を形成する構成としたことを特
    徴とする三次元立体像表示装置。
  22. 【請求項２２】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を
    三軸直交座標の第一軸方向に連続して反復掃引するとと
    もに、同時に第二軸方向に連続掃引し、且つ前記第一軸
    方向の一回の掃引に対応した前記第二軸方向の掃引距離
    を所定距離となし、よって一層の掃引面を形成させ、つ
    いで前記交差点を第三軸方向に所定距離だけ掃引の後、
    第一軸方向および第二軸方向に同時に連続掃引してつぎ
    の一層の掃引面を形成させ、以上の反復により複数の掃
    引面が層状に重ねられた立体像表示領域を形成する構成
    としたことを特徴とする請求項２１記載の三次元立体像
    表示方装置。
  23. 【請求項２３】 前記各レーザ光ビームの前記交差点を
    三軸直交座標の第一軸方向および第二軸方向および第三
    軸方向に同時に夫々所定距離だけ連続掃引し、前記掃引
    を反復して一層の掃引面を形成させ、さらに前記の操作
    の反復により複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表
    示領域を形成する構成としたことを特徴とする請求項２
    １記載の三次元立体像表示方装置。
  24. 【請求項２４】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記第一軸方向、第二軸方向、第三軸方向への前記
    所定掃引距離のうち少なくとも一つの距離を変更するこ
    とにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を一定
    とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記各軸方向への前記所定掃引
    距離を一定とする構成としたことを特徴とする請求項２
    １乃至２３記載の三次元立体像表示装置。
  25. 【請求項２５】 夫々の出射光が光路方向にラインを形
    成する少なくとも二本のライン状レーザ光ビームを用
    い、該ライン状レーザ光ビームのうち少なくとも一本
    を、表示対象である立体の表面または稜線に沿った位置
    情報によって構成された三次元立体像信号に基づいて光
    強度変調し、 前記各ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、前記
    各ライン状レーザ光ビームを交差させ、該交差点が、立
    体像表示体内部の所望の位置を照射するとともに、該各
    交差点における前記両レーザ光ビームが張る最小角度の
    うちの少なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、 且つ、前記交差により、前記立体像表示体の内部に三次
    元方向に分布されている気体または液体または固体、ま
    たはこれらの組み合わせで構成された呈色材を照射して
    発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、前記交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの交差点を前記三次元立体
    像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差点
    において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
    ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
    記立体像表示体内に形成させ、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該
    三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引
    距離を変更することにより、形成される前記立体像の表
    示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とすることを特徴
    とする三次元立体像表示方法。
  26. 【請求項２６】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象
    である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
    構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
    か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
    くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
    変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、夫々の
    出射光が光路方向にラインを形成する第一のライン状レ
    ーザ光ビームと第二のライン状レーザ光ビームを含んで
    構成され、前記変調手段は前記両ライン状レーザ光ビー
    ム中の少なくとも一方を、前記三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記両ライン状レーザ光ビームの
    光路を制御して前記両レーザ光ビームが前記立体像表示
    体中の前記各交差位置において張る最小角度のうちの少
    なくとも一部の最小角度θを θ＜８６° の範囲内とし、 且つ前記光路制御手段が前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
    みを補正し、 さらに前記交差位置を前記三次元立体像信号に基づき所
    定掃引距離だけ掃引することにより、前記交差位置にお
    いて発色または着色する前記呈色材が、表示対象である
    立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前記立
    体像表示体内に形成させ、 さらに前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
    に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所
    定掃引距離を変更することにより、形成される前記立体
    像の表示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とする精細度制御
    手段を備える構成としたことを特徴とする三次元立体像
    表示装置。
  27. 【請求項２７】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光
    が光路方向にラインを形成する一本のライン状レーザ光
    ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
    なくとも一本を、立体を構成する各部分の位置情報を含
    む三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって光
    路方向に形成される帯状平面と同一平面上にあり、且つ
    該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
    示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
    差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
    内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
    は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
    を照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差部分を前記帯状レーザ光ビームの光路方
    向と、さらに該光路方向及び前記ライン状レーザ光ビー
    ムの光路方向または光路と逆方向に対し直角方向に、夫
    々所定距離だけ掃引して多層の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させることを特徴とす
    る三次元立体像表示方法。
  28. 【請求項２８】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記帯状
    レーザ光ビームの光路方向への所定掃引距離と、さらに
    該光路方向及び前記ライン状レーザ光ビームの光路方向
    または光路と逆方向に対し直角方向への所定掃引距離の
    うち、少なくとも一方を変更することにより、形成され
    る前記立体像表示領域の寸法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各所定掃引距離の少なくとも一方を一定とす
    ることを特徴とする請求項２７記載の三次元立体像表示
    方法。
  29. 【請求項２９】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レー
    ザ光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するラ
    イン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段
    は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三
    次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記各レーザ光ビームのうちの少
    なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪み
    を補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ラ
    イン状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによ
    って光路方向に形成される帯状平面と同一平面上にあ
    り、且つ該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するよう制
    御するとともに、前記交差部分を前記帯状レーザ光ビー
    ムの光路方向と、さらに該帯状レーザ光ビームの光路方
    向に直角且つ前記ライン状レーザ光ビームの光路方向ま
    たは光路と逆方向に対し直角方向に、夫々所定距離だけ
    掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させる構成としたこと
    を特徴とする三次元立体像表示装置。
  30. 【請求項３０】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への所定掃引距
    離と、該帯状レーザ光ビームの光路方向に直角で且つ前
    記ライン状レーザ光ビームの光路方向または光路と逆方
    向に対し直角方向への所定掃引距離とのうち少なくとも
    一方を変更することにより、形成される前記立体像表示
    領域の寸法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記所定掃引距離のうち少なく
    とも一つを一定とする構成としたことを特徴とする請求
    項２９記載の三次元立体像表示装置。
  31. 【請求項３１】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光
    が光路方向にラインを形成する一本のライン状レーザ光
    ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
    なくとも一本を、立体を構成する各部分の位置情報を含
    む三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって光
    路方向に形成される帯状平面と鉛直方向に該帯状レーザ
    光ビームを貫いて交差するようにし、 前記交差点が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示
    体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交差
    部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の内
    部に三次元方向に分布されている気体または液体または
    固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材を
    照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方
    向に掃引して一次元像を形成し、前記交差点を少なくと
    も前記帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移
    動後に、または移動させつつ前記掃引を反復して前記一
    次元像の集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記
    交差点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向
    に所定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引
    を反復して前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記
    立体像表示体の内部に形成させることを特徴とする三次
    元立体像表示方法。
  32. 【請求項３２】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、該三次元立体像信号の繰返し
    周期に対応して、前記帯状レーザ光ビームの光路方向へ
    の所定移動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面
    と鉛直方向への所定移動距離のうち少なくとも一方を変
    更することにより、形成される前記立体像表示領域の寸
    法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各所定移動距離の少なくとも一方を一定とす
    ることを特徴とする請求項３１記載の三次元立体像表示
    方法。
  33. 【請求項３３】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、 を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レー
    ザ光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するラ
    イン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段
    は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三
    次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記各レーザ光ビームのうちの少
    なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪み
    を補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ラ
    イン状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによ
    って光路方向に形成される帯状平面に鉛直に該帯状レー
    ザ光ビームを貫いて交差するよう制御するとともに、 前記交差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃
    引して一次元像を形成させ、前記交差点を少なくとも前
    記帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後
    に、または移動させつつ前記掃引を反復して前記一次元
    像の集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記交差
    点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所
    定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引を反
    復して前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記立体
    像表示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とす
    る三次元立体像表示装置。
  34. 【請求項３４】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への前記所定移
    動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方
    向への前記所定移動距離のうち少なくとも一方を変更す
    ることにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を
    一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記所定移動距離のうち少なく
    とも一方を一定とする構成としたことを特徴とする請求
    項３３記載の三次元立体像表示装置。
  35. 【請求項３５】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光
    が光路方向にラインを形成する一本のライン状レーザ光
    ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
    なくとも一本を、表示対象である立体の表面または稜線
    に沿った三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって光
    路方向に形成される帯状平面と鉛直方向に該帯状レーザ
    光ビームを貫いて交差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
    示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
    差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
    内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
    は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
    を照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの交差点を前記三次元立体
    像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差点
    において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
    ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
    記立体像表示体内に形成させ、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該
    三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引
    距離を変更することにより、形成される前記立体像の表
    示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とすることを特徴
    とする三次元立体像表示方法。
  36. 【請求項３６】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象
    である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
    構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
    か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
    くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
    変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レー
    ザ光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するラ
    イン状レーザ光ビームを含んで構成され、 前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの光路を制
    御して前記ライン状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ
    光ビームによって光路方向に形成される帯状平面と鉛直
    方向に該帯状レーザ光ビームを貫いて交差するよう制御
    し、 且つ前記光路制御手段が前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
    みを補正し、 さらに前記交差位置を前記三次元立体像信号に基づき所
    定掃引距離だけ掃引することにより、前記交差位置にお
    いて発色または着色する前記呈色材が、表示対象である
    立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前記立
    体像表示体内に形成させ、 さらに前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
    に、該三次元立体像信号の解像の繰返し周期に対応して
    前記所定掃引距離を変更することにより、形成される前
    記立体像の表示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とする精細度制御
    手段を備える構成としたことを特徴とする三次元立体像
    表示装置。
  37. 【請求項３７】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光
    が光路方向にラインを形成する一本のライン状レーザ光
    ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
    なくとも一本を、立体を構成する各部分の位置情報を含
    む三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって光
    路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、 前記交差点が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示
    体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交差
    点における光エネルギにより、前記立体像表示体の内部
    に三次元方向に分布されている気体または液体または固
    体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材を照
    射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方
    向に掃引して一次元像を形成し、前記交差点を少なくと
    も前記帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移
    動後に、または移動させつつ前記掃引を反復して前記一
    次元像の集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記
    交差点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向
    に所定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引
    を反復して前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記
    立体像表示体の内部に形成させることを特徴とする三次
    元立体像表示方法。
  38. 【請求項３８】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、該三次元立体像信号の繰返し
    周期に対応して、前記帯状レーザ光ビームの光路方向へ
    の所定移動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面
    と鉛直方向への所定移動距離のうち少なくとも一方を変
    更することにより、形成される前記立体像表示領域の寸
    法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各所定移動距離の少なくとも一方を一定とす
    ることを特徴とする請求項３７記載の三次元立体像表示
    方法。
  39. 【請求項３９】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レー
    ザ光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するラ
    イン状レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段
    は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三
    次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記各レーザ光ビームのうちの少
    なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪み
    を補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ラ
    イン状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによ
    って光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御するとともに、 前記交差点を前記帯状レーザ光ビームを横切る方向に掃
    引して一次元像を形成させ、前記交差点を少なくとも前
    記帯状レーザ光ビームの光路方向に所定距離だけ移動後
    に、または移動させつつ前記掃引を反復して前記一次元
    像の集合で成る一層の掃引面を形成させ、且つ前記交差
    点を前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方向に所
    定距離だけ移動後に、または移動させつつ前記掃引を反
    復して前記掃引面の集合で成る立体表示領域を前記立体
    像表示体の内部に形成させる構成としたことを特徴とす
    る三次元立体像表示装置。
  40. 【請求項４０】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記帯状レーザ光ビームの光路方向への前記所定移
    動距離と、前記帯状レーザ光ビームの帯状平面と鉛直方
    向への前記所定移動距離のうち少なくとも一方を変更す
    ることにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を
    一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記所定移動距離のうち少なく
    とも一方を一定とする構成としたことを特徴とする請求
    項３９記載の三次元立体像表示装置。
  41. 【請求項４１】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する一本の帯状レーザ光ビーム及び、出射光
    が光路方向にラインを形成する一本のライン状レーザ光
    ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち少
    なくとも一本を、表示対象である立体の表面または稜線
    に沿った三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが、前記帯状レーザ光ビームによって光
    路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、 前記交差点が、三次元方向に拡がりを有する立体像表示
    体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交差
    点における光エネルギにより、前記立体像表示体の内部
    に三次元方向に分布されている気体または液体または固
    体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材を照
    射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの交差点を前記三次元立体
    像信号に基づき所定掃引距離だけ掃引して、前記交差点
    において発色または着色する前記呈色材が、表示対象で
    ある立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前
    記立体像表示体内に形成させ、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該
    三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引
    距離を変更することにより、形成される前記立体像の表
    示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とすることを特徴
    とする三次元立体像表示方法。
  42. 【請求項４２】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象
    である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
    構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
    か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
    くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
    変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する帯状レー
    ザ光ビームと、出射光が光路方向にラインを形成するラ
    イン状レーザ光ビームを含んで構成され、 前記光路制御手段は、前記両レーザ光ビームの光路を制
    御して前記ライン状レーザ光ビームが、前記帯状レーザ
    光ビームによって光路方向に形成される帯状平面に θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、 且つ前記光路制御手段が前記各レーザ光ビームのうちの
    少なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪
    みを補正し、 さらに前記交差位置を前記三次元立体像信号に基づき所
    定掃引距離だけ掃引することにより、前記交差位置にお
    いて発色または着色する前記呈色材が、表示対象である
    立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領域を前記立
    体像表示体内に形成させ、 さらに前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
    に、該三次元立体像信号の解像の繰返し周期に対応して
    前記所定掃引距離を変更することにより、形成される前
    記立体像の表示領域の寸法を一定とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を一定とする精細度制御
    手段を備える構成としたことを特徴とする三次元立体像
    表示装置。
  43. 【請求項４３】 出射光の光路方向断面が一次元方向に
    拡がりを有する少なくとも二本の帯状レーザ光ビームを
    用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本を、立
    体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号
    に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本の帯
    状レーザ光ビームの光路が ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
    示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
    差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
    内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
    は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
    を照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差部分を三軸直交座標の一軸として該交差
    部分を他の二本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方
    向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させることを特徴とす
    る三次元立体像表示方法。
  44. 【請求項４４】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記交差
    部分を前記二本の軸方向の少なくとも一本の軸方向に掃
    引する夫々所定掃引距離のうち少なくとも一方を変更す
    ることにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を
    一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各所定掃引距離の少なくとも一方を一定とす
    ることを特徴とする請求項４３記載の三次元立体像表示
    方法。
  45. 【請求項４５】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記レーザ光ビームは各々の出射光の光路方向断
    面が一次元方向に拡がりを有する少なくとも二本の帯状
    レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は前記
    両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次元立
    体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記各レーザ光ビームのうちの少
    なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪み
    を補正し、 且つ前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本
    の帯状レーザ光ビームが ８６°≦θ≦９０° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、 且つ前記交差部分を三軸直交座標の一軸として該交差部
    分を他の二本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方向
    に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させる構成としたこと
    を特徴とする三次元立体像表示装置。
  46. 【請求項４６】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記交差部分を前記二本の軸方向の少なくとも一本
    の軸方向に掃引する夫々所定掃引距離のうち少なくとも
    一方を変更することにより、形成される前記立体像表示
    領域の寸法を一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記所定掃引距離のうち少なく
    とも一方を一定とする構成としたことを特徴とする請求
    項４５記載の三次元立体像表示装置。
  47. 【請求項４７】 各々の出射光の光路方向断面が一次元
    方向に拡がりを有する少なくとも二本の帯状レーザ光ビ
    ームを用い、該各レーザ光ビームのうち少なくとも一本
    を、立体を構成する各部分の位置情報を含む三次元立体
    像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本の帯
    状レーザ光ビームの光路が θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
    示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
    差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
    内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
    は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
    を照射して発色または着色させ、 ついで前記各レーザ光ビームのうちの少なくとも一本の
    光路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差部分を三軸直交座標の一軸として該交差
    部分を他の二本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方
    向に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させることを特徴とす
    る三次元立体像表示方法。
  48. 【請求項４８】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記交差
    部分を前記二本の軸方向の少なくとも一本の軸方向に掃
    引する夫々所定掃引距離のうち少なくとも一方を変更す
    ることにより、形成される前記立体像表示領域の寸法を
    一定とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記各所定掃引距離の少なくとも一方を一定とす
    ることを特徴とする請求項４７記載の三次元立体像表示
    方法。
  49. 【請求項４９】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記レーザ光ビームは各々の出射光の光路方向断
    面が一次元方向に拡がりを有する少なくとも二本の帯状
    レーザ光ビームを含んで構成され、前記変調手段は前記
    両レーザ光ビーム中の少なくとも一方を、前記三次元立
    体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記各レーザ光ビームのうちの少
    なくとも一本の光路を制御して、交差位置に係る像歪み
    を補正し、 且つ前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記二本
    の帯状レーザ光ビームが θ＜８６° の範囲にある角度θで交差するよう制御し、 且つ前記交差部分を三軸直交座標の一軸として該交差部
    分を他の二本の軸方向のうちの少なくとも一本の軸方向
    に所定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させる構成としたこと
    を特徴とする三次元立体像表示装置。
  50. 【請求項５０】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記交差部分を前記二本の軸方向の少なくとも一本
    の軸方向に掃引する夫々所定掃引距離のうち少なくとも
    一方を変更することにより、形成される前記立体像表示
    領域の寸法を所望値とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記各所定掃引距離のうち少な
    くとも一方を所望値とする構成としたことを特徴とする
    請求項４９記載の三次元立体像表示装置。
  51. 【請求項５１】 出射光の光路方向断面が二次元方向に
    拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビームと、出射光
    の光路方向断面が一次元方向に拡がりを有する一本の帯
    状レーザ光ビームとを少なくとも用い、該各レーザ光ビ
    ームのうち少なくとも一本を、立体を構成する各部分の
    位置情報を含む三次元立体像信号に基づいて光強度変調
    し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記帯状レー
    ザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームの光路方向に垂
    直な平面上にあって、前記二次元レーザ光ビームと交差
    するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡がりを有する立体像表
    示体の内部の所望の各位置を照射するとともに、該各交
    差部分における光エネルギにより、前記立体像表示体の
    内部に三次元方向に分布されている気体または液体また
    は固体、またはこれらの組み合わせで構成された呈色材
    を照射して発色または着色させ、 ついで前記帯状レーザ光ビームの光路を制御して、交差
    位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記交差部分を三軸直交座標の二軸上の平面とし
    て該交差部分を他の一本の軸方向に所定距離だけ掃引し
    て複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させることを特徴とす
    る三次元立体像表示方法。
  52. 【請求項５２】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記交差
    部分を前記一本の軸方向に掃引する前記所定掃引距離を
    変更することにより、形成される前記立体像表示領域の
    寸法を所望値とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記所定掃引距離を所望値とすることを特徴とす
    る請求項５１記載の三次元立体像表示方法。
  53. 【請求項５３】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記レーザ光ビームは出射光の光路方向断面が二
    次元方向に拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビーム
    と、一本の帯状レーザ光ビームとを少なくとも含んで構
    成され、前記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少な
    くとも一方を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度
    変調し、 前記光路制御手段は、前記帯状レーザ光ビームの光路を
    制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記帯
    状レーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームの光路方
    向に垂直な平面上にあって、前記二次元レーザ光ビーム
    と交差させるとともに、前記交差部分を三軸直交座標の
    二軸上の平面として該交差部分を他の一本の軸方向に所
    定距離だけ掃引して複数の掃引面を形成させ、 よって複数の掃引面が層状に重ねられた立体像表示領域
    を前記立体像表示体の内部に形成させる構成としたこと
    を特徴とする三次元立体像表示装置。
  54. 【請求項５４】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記交差部分を前記一本の軸方向に掃引する前記所
    定掃引距離を変更することにより、形成される前記立体
    像表示領域の寸法を所望値とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記所定掃引距離を所望値とす
    る構成としたことを特徴とする請求項５３記載の三次元
    立体像表示装置。
  55. 【請求項５５】 出射光の光路方向断面が二次元方向に
    拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビームと、出射光
    が光路方向に沿ってラインとなる一本のライン状レーザ
    光ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち
    少なくとも一本を、立体を構成する各部分の位置情報を
    含む三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームを貫いて交
    差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡が
    りを有する立体像表示体の内部の所望の各位置を照射す
    るとともに、該各交差部分における光エネルギにより、
    前記立体像表示体の内部に三次元方向に分布されている
    気体または液体または固体、またはこれらの組み合わせ
    で構成された呈色材を照射して発色または着色させ、 ついで前記ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、
    交差位置に係る像歪みを補正し、 且つ前記交差部分を前記ライン状レーザ光ビームの光路
    方向に直交する方向へ掃引して掃引面を形成させ、さら
    に前記掃引面から所定距離だけ離れて次の掃引面を形成
    させ、前記の反復により複数の掃引面が層状に重ねられ
    た立体像表示領域を前記立体像表示体の内部に形成させ
    ることを特徴とする三次元立体像表示方法。
  56. 【請求項５６】 像の繰返し周期が異なる三次元立体像
    信号が適用される場合に、 該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記所定
    距離を変更することにより、形成される前記立体像表示
    領域の寸法を所望値とするか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    形成される前記立体像表示領域の寸法を変更することに
    より、前記所定距離を所望値とすることを特徴とする請
    求項５５記載の三次元立体像表示方法。
  57. 【請求項５７】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、立体を構
    成する各部分の位置情報を含む三次元立体像信号に基づ
    いて光強度変調するか、または前記少なくとも二本のレ
    ーザ光ビームの少なくとも一本の光強度を前記三次元立
    体像信号に基づいて変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記レーザ光ビームは出射光の光路方向断面が二
    次元方向に拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビーム
    と、出射光が光路方向に沿ってラインとなる一本のライ
    ン状レーザ光ビームとを少なくとも含んで構成され、前
    記変調手段は前記両レーザ光ビーム中の少なくとも一方
    を、前記三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記光路制御手段は、前記ライン状レーザ光ビームの光
    路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 さらに前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ラ
    イン状レーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームを貫
    いて交差し、且つ前記交差部分を前記ライン状レーザ光
    ビームの光路方向に直交する方向へ掃引して掃引面を形
    成させ、さらに前記掃引面から所定距離だけ離れて次の
    掃引面を形成させ、前記の反復により複数の掃引面が層
    状に重ねられた立体像表示領域を前記立体像表示体の内
    部に形成させる構成としたことを特徴とする三次元立体
    像表示装置。
  58. 【請求項５８】 精細度制御手段を備え、該精細度制御
    手段は、像の繰返し周期が異なる複数の三次元立体像信
    号の内のいずれかが前記三次元立体像信号として適用さ
    れる場合に、 該三次元立体像信号の種類を特定する信号または同期信
    号の周期に基づき像の繰返し周期を検出するとともに、 該像の繰返し周期及び前記立体像表示体の寸法に対応し
    て、前記掃引面間の前記所定距離を変更することによ
    り、形成される前記立体像表示領域の寸法を所望値とす
    るか、 または三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、前記
    立体像表示体内に形成される前記立体像表示領域の寸法
    を変更することにより、前記掃引面間の前記所定距離を
    所望値とする構成としたことを特徴とする請求項５７記
    載の三次元立体像表示装置。
  59. 【請求項５９】 出射光の光路方向断面が二次元方向に
    拡がりを有する一本の二次元レーザ光ビームと、出射光
    が光路方向に沿ってラインとなる一本のライン状レーザ
    光ビームを少なくとも用い、該各レーザ光ビームのうち
    少なくとも一本を、表示対象である立体の表面または稜
    線に沿った三次元立体像信号に基づいて光強度変調し、 前記各レーザ光ビームの光路を制御して、前記ライン状
    レーザ光ビームが前記二次元レーザ光ビームを貫いて交
    差するようにし、 前記交差部分が、三次元方向に拡が
    りを有する立体像表示体の内部の所望の各位置を照射す
    るとともに、該各交差部分における光エネルギにより、
    前記立体像表示体の内部に三次元方向に分布されている
    気体または液体または固体、またはこれらの組み合わせ
    で構成された呈色材を照射して発色または着色させ、 ついで前記ライン状レーザ光ビームの光路を制御して、
    交差位置に係る像歪みを補正し、 且つ前記交差部分を前記三次元立体像信号に基づき所定
    掃引距離だけ掃引して、前記交差部分において発色また
    は着色する前記呈色材が、表示対象である立体の表面ま
    たは稜線に沿う立体像の表示領域を前記立体像表示体内
    に形成させ、 前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合に、該
    三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所定掃引
    距離を変更することにより、形成される前記立体像の表
    示領域の寸法を所望値とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を所望値とすることを特
    徴とする三次元立体像表示方法。
  60. 【請求項６０】 少なくとも一基のレーザ発振器およ
    び、前記レーザ発振器を駆動させる駆動回路を備え、進
    行方向の異なる少なくとも二本のレーザ光ビームを発射
    する光源と、 前記少なくとも一基のレーザ発振器の出力を、表示対象
    である立体の表面または稜線に沿った位置情報によって
    構成された三次元立体像信号に基づいて光強度変調する
    か、または前記少なくとも二本のレーザ光ビームの少な
    くとも一本の光強度を前記三次元立体像信号に基づいて
    変調する変調手段と、 前記各レーザ光ビームの光路の交差部分によって内部が
    照射され、該交差部分に照射されることで発色または着
    色する気体または液体または固体、またはこれらの組み
    合わせで構成された呈色材が三次元方向に分布された立
    体像表示体と、 前記少なくとも二本のレーザ光ビームの各光路を制御し
    て、前記各レーザ光ビームを前記立体像表示体中の所望
    の位置において交差させるとともに、前記交差位置を移
    動させる掃引機能を備える光路制御手段と、を備え、 且つ、前記少なくとも二本のレーザ光ビームは、出射光
    の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有する一本の二
    次元レーザ光ビームと、出射光が光路方向に沿ってライ
    ンとなる一本のライン状レーザ光ビームを含んで構成さ
    れ、 前記光路制御手段は、前記ライン状レーザ光ビームの光
    路を制御して、交差位置に係る像歪みを補正し、 且つ前記ライン状レーザ光ビームが前記二次元レーザ光
    ビームを貫いて交差するよう前記両レーザ光ビームの光
    路を制御し、且つ前記交差部分を前記三次元立体像信号
    に基づき所定掃引距離だけ掃引することにより、前記交
    差部分において発色または着色する前記呈色材が、表示
    対象である立体の表面または稜線に沿う立体像の表示領
    域を前記立体像表示体内に形成させ、 さらに前記三次元立体像信号の繰返し周期が異なる場合
    に、該三次元立体像信号の繰返し周期に対応して前記所
    定掃引距離を変更することにより、形成される前記立体
    像の表示領域の寸法を所望値とするか、 または前記三次元立体像信号の繰返し周期に対応して、
    前記形成される前記立体像の表示領域の寸法を変更する
    ことにより、前記所定掃引距離を所望値とする精細度制
    御手段を備える構成としたことを特徴とする三次元立体
    像表示装置。
  61. 【請求項６１】 三次元拡がりを有する立体像表示体内
    に三次元拡がりを有する立体像をレーザ光ビームの照射
    によって描像するとともに、該立体像表示体の背面に配
    設した二次元ディスプレイ装置に画像を表示させること
    により、前記立体像に前記画像を重畳して表示させるこ
    とを特徴とする三次元像表示方法。
  62. 【請求項６２】 前記三次元立体像の描像方法は、請求
    項１、２、３、７、８、９、１０、１５、１７、１８、
    １９、２０、２５、２７、２８、３１、３２、３５、３
    ７、３８、４１、４３、４４、４７、４８、５１、５
    ２、５５、５６または５９記載の三次元立体像表示方法
    であることを特徴とする請求項６１記載の三次元像表示
    方法。
  63. 【請求項６３】 レーザ光ビームに照射されることで発
    色または着色する気体または液体または固体、またはこ
    れらの組み合わせで構成された呈色材が三次元方向に分
    布された立体像表示体を備える三次元立体像表示装置の
    背面に、二次元の表示画面を有して通電により画像表示
    する二次元ディスプレイ装置を配設し、前記立体像表示
    体により表示される立体像の背面に前記二次元ディスプ
    レイ装置により表示される画像を重畳させる構成とした
    ことを特徴とする三次元像表示装置。
  64. 【請求項６４】 前記三次元立体像表示装置は、請求項
    ４、５、６、１１、１２、１３、１４、１６、２１、２
    ２、２３、２４、２６、２９、３０、３３、３４、３
    ６、３９、４０、４２、４５、４６、４９、５０、５
    ３、５４、５７、５８または６０記載の三次元立体像表
    示装置であることを特徴とする請求項６３記載の三次元
    像表示装置。
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