JP2000278715A - 立体画像表示データ生成方法、立体画像表示データ生成装置および立体画像表示データを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリーンを回転走査させながら表示対象物
の断面画像を順次投影することにより表示対象物の立体
画像を表示する場合に、断面画像のデータ量が多くな
る。特に、動画像を表示する場合にはデータ量が膨大に
なる。 【解決手段】 立体画像の各シーンＳＮ１，ＳＮ２，・
・・のぞれぞれにおいてスクリーンの回転位置θ１，θ
２，・・・に対応する断面画像を所定の順序にてＩピク
チャ、Ｐピクチャ、ＢピクチャとしてＧＯＰを構成す
る。そして、各ピクチャの量子化の後、ＧＯＰ間で差分
を求め、さらに可変長符号化を行う。これにより、一連
の断面画像は空間軸方向および時間軸方向に圧縮が行わ
れ、効率のよい圧縮が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーンの位置
および／または姿勢を変更しながら表示対象物の断面画
像をスクリーンに順次表示することで立体画像を表示す
る際の立体画像表示データ生成方法、立体画像表示デー
タ生成装置、および、立体画像表示データを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像が投影されるスクリーン
の位置および／または姿勢を変更してスクリーンを体積
走査させ、スクリーンの走査位置に同期させて表示対象
物の断面画像を順次表示することにより表示対象物の立
体画像を表示する方法が知られている。

【０００３】図３１はスクリーン９０１を主面に垂直な
方向（矢印９０２にて示す方向）に繰り返し移動させつ
つスクリーン９０１に表示対象物９０３の断面画像９０
４を順次表示することにより、表示対象物９０３の立体
画像を表示する方法を示す概念図である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な人間の目の残像効果を利用するいわゆる体積走査法に
より立体画像を表示する方法では、多数の断面画像を保
存、転送する必要がある。また、立体画像の動画表示を
行うにはさらに多数の断面画像の保存、転送が必要とな
る。

【０００５】そこで、この発明は上記課題に鑑みなされ
たものであり、立体画像を表示するための断面画像のデ
ータを効率よく圧縮することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、スク
リーンの位置および／または姿勢を変更することにより
前記スクリーンを走査させるとともに、前記スクリーン
の走査に同期しつつ表示対象物の一連の断面画像を前記
スクリーンに順次投影することにより前記表示対象物の
立体画像を表示する際に用いられる立体画像表示データ
を生成する立体画像表示データ生成方法であって、前記
表示対象物の一のシーンのデータから当該一のシーンに
おいて投影すべき断面画像群に対応する２次元画像デー
タ群を取得する工程と、前記２次元画像データ群を前記
スクリーンの走査位置の順序に従って圧縮する工程とを
有する。

【０００７】請求項２の発明は、スクリーンの位置およ
び／または姿勢を変更することにより前記スクリーンを
走査させるとともに、前記スクリーンの走査に同期しつ
つ表示対象物の一連の断面画像を前記スクリーンに順次
投影することにより前記表示対象物の立体画像を表示す
る際に用いられる立体画像表示データを生成する立体画
像表示データ生成方法であって、前記一連の断面画像に
対応する一連の２次元画像データを取得する工程と、前
記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査位
置における２次元画像データ群ごとに圧縮する工程とを
有する。

【０００８】請求項３の発明は、スクリーンの位置およ
び／または姿勢を変更することにより前記スクリーンを
走査させるとともに、前記スクリーンの走査に同期しつ
つ表示対象物の一連の断面画像を前記スクリーンに順次
投影することにより前記表示対象物の立体画像を表示す
る際に用いられる立体画像表示データを生成する立体画
像表示データ生成方法であって、前記一連の断面画像に
対応する一連の２次元画像データを取得する工程と、前
記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査位
置および各シーンごとに圧縮する工程とを有する。

【０００９】請求項４の発明は、スクリーンの位置およ
び／または姿勢を変更することにより前記スクリーンを
走査させるとともに、前記スクリーンの走査に同期しつ
つ表示対象物の一連の断面画像を前記スクリーンに順次
投影することにより前記表示対象物の立体画像を表示す
る際に用いられる立体画像表示データを生成する立体画
像表示データ生成装置であって、前記一連の断面画像に
対応する一連の２次元画像データを取得する手段と、前
記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査位
置および／または各シーンごとに圧縮する手段とを備え
る。

【００１０】請求項５の発明は、スクリーンの位置およ
び／または姿勢を変更することにより前記スクリーンを
走査させるとともに、前記スクリーンの走査に同期しつ
つ表示対象物の一連の断面画像を前記スクリーンに順次
投影することにより前記表示対象物の立体画像を表示す
る際に用いられる立体画像表示データを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記立体画像
表示データが、前記一連の断面画像に対応する一連の２
次元画像データを前記スクリーンの各走査位置および／
または各シーンごとに圧縮したデータを有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】＜Ａ．全体のシステム構成＞この
発明に係る立体画像表示データ生成装置を有する立体画
像表示システムの全体的な構成を図１に示す。この立体
画像表示システム１は、体積走査法によって表示対象物
の立体表示を行う立体画像表示装置１００と、立体画像
表示装置１００に対して表示対象物の断面画像に関する
２次元画像データを生成して供給する立体画像表示デー
タ生成装置であるホストコンピュータ３とから構成され
ている。

【００１２】立体画像表示装置１００は、後述するよう
に所定の回転軸を中心に高速で回転するスクリーンに対
して表示対象物の一連の断面画像を断続的に投影するこ
とによって残像効果を発生させて立体画像を表示する。
そして、回転するスクリーンの位置（角度）に応じて投
影する断面画像を更新していくことにより、様々な表示
対象物の立体像を表示する。

【００１３】ホストコンピュータ３は、ＣＰＵ３ａ、デ
ィスプレイ３ｂ、キーボード３ｃ、マウス３ｄ等を含ん
で構成されるいわゆる一般的なコンピュータシステムで
ある。このホストコンピュータ３には、予め入力されて
いる表示対象物の３次元画像データからスクリーンが回
転する際の各角度に対応する断面画像の２次元画像デー
タを生成する処理を行うソフトウェアが組み込まれてい
る。このため、ホストコンピュータ３は、表示対象物の
３次元画像データからスクリーンの回転角度（スクリー
ンの回転途上の位置をいい、以下、「回転位置」とい
う。）に応じてスクリーン上に投影すべき表示対象物の
断面画像に関する２次元画像データを生成することがで
き、その生成された２次元画像データを立体画像表示装
置１００に供給する。なお、ホストコンピュータ３の詳
細については後述する。

【００１４】ホストコンピュータ３と立体画像表示装置
１００との間では、オンラインによるデータの受け渡し
が可能であるとともに、可搬型のコンピュータ読み取り
可能な記録メディア４を介してのオフラインによるデー
タの受け渡しも可能である。記録メディア４としては、
光磁気ディスク（ＭＯ）、コンパクトディスク（ＣＤ−
ＲＷ）、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ）、メモリカード等がある。

【００１５】＜Ｂ．立体画像表示装置＞次に、立体画像
表示装置１００について説明する。図２は、立体画像表
示装置１００の概観を示す図である。この立体画像表示
装置１００は、スクリーン３８に断面画像を投影するた
めの光学系や各種データ処理を行うための制御機構が内
蔵されたハウジング２０と、そのハウジング２０の上部
側に設けられて内部に回転するスクリーンを収容する円
筒状の風防２０ａとを備えている。

【００１６】風防２０ａはガラスやアクリル樹脂等の透
明な材質で形成されており、内部側で回転するスクリー
ン３８に投影される断面画像を外部より視認することが
できるように構成されている。また、風防２０ａは内部
空間を密封しており、そのことによってスクリーン３８
の回転の安定化や回転駆動するモータの消費電力の低減
を図っている。

【００１７】ハウジング２０の前面側には液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）２１、着脱可能な操作スイッチ２２、記
録メディア４の着脱口２３が配置されており、また側面
側にはディジタル入出力端子２４が設けられている。液
晶ディスプレイ２１は、操作入力を行う際の操作案内画
面の表示手段および表示対象物のインデックスのための
２次元画像の表示手段として用いられる。ディジタル入
出力端子２４はＳＣＳＩ端子あるいはＩＥＥＥ１３９４
端子等である。さらにハウジング２０の外周面の４箇所
には音声出力のためのスピーカ２５が配置されている。

【００１８】図３は、着脱可能な操作スイッチ２２の拡
大図である。この操作スイッチ２２は、各種動作パラメ
ータを入力するための操作入力手段として機能させるべ
く、電源ボタン２２１、スタートボタン２２２、ストッ
プボタン２２３、カーソルボタン２２４、セレクトボタ
ン２２５、キャンセルボタン２２６、メニューボタン２
２７、ズームボタン２２８、音量調節ボタン２２９等の
各種ボタンが配置されている。

【００１９】スクリーン３８による立体画像の表示は、
操作スイッチ２２の各ボタン２２１〜２２７を操作する
ことによって記録メディア４に記録されているデータフ
ァイルから立体表示を行いたい２次元画像データを選択
したり、またはホストコンピュータ３側に保存されてい
るデータファイルから２次元画像データを選択すること
により開始される。

【００２０】次に、立体画像表示装置１００においてス
クリーン３８上に断面画像を投影するための光学系につ
いて説明する。図４は、立体画像表示装置１００におけ
る光学系を含む構成を示す図である。図４に示すように
立体画像表示装置１００における光学系は、照明光学系
４０と投影光学系５０とＤＭＤ（ディジタル・マイクロ
ミラー・デバイス）３３とＴＩＲプリズム４４とを備え
て構成される。

【００２１】まず、ＤＭＤ３３について説明する。ＤＭ
Ｄ３３は、スクリーン３８に投影する断面画像を生成す
る画像生成手段として機能するものであり、１辺が１６
μｍ程度の矩形の金属片（例えばアルミニウム片）の極
めて小さなミラーを１画素として１チップあたり数十万
枚の規模で平面に敷き詰めた構造を有し、各画素直下に
配置されたＳＲＡＭ出力の静電電界作用により各ミラー
の傾斜角を個々に±１０度で制御できるデバイスであ
る。なお、ミラーの角度制御は、ＳＲＡＭ出力の
「１」、「０」に対応して、ＯＮ／ＯＦＦのバイナリ制
御であり、光源からの光が当たると、ＯＮ（またはＯＦ
Ｆ）の方向を向いているミラーで反射した光だけが投影
光学系５０の方向に進み、ＯＦＦ（またはＯＮ）の方向
を向いているミラーで反射した光は有効な光路から外れ
投影光学系５０の方向には進まない。このミラーのＯＮ
／ＯＦＦ制御により、ＯＮ／ＯＦＦのミラー分布に対応
した断面画像が生成されてスクリーン３８に投影される
ことになる。

【００２２】なお、各ミラーの傾斜角を制御して反射す
る光の方向を切り換えるが、この切り換え時間の調整
（反射する時間の長さ）により各画素の濃淡（階調）を
表現することができ、１色につき２５６階調が表現でき
る。そして、光源からの白色光を周期的に切り替わるＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のカラーフィルター
に通し、通過した各色にＤＭＤチップを同期させること
でカラー画像を形成したり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ごとにＤ
ＭＤチップを準備して３色の光を同時に投影することで
カラー画像を形成することができる。

【００２３】このようなＤＭＤ３３は、第一に光利用効
率が非常に高いこと、第二に高速応答性を有することの
２つの大きな特徴を有しており、一般にはその高い光利
用効率を活かしてビデオプロジェクタ等の用途に使用さ
れている。

【００２４】この立体画像表示装置１００においては、
ＤＭＤ３３のもう一つの大きな特徴である高速応答性を
利用することにより、残像効果を利用する体積走査法に
おいて表示対象物の動画像をも表示することができるよ
うに実現される。

【００２５】ＤＭＤ３３は一枚一枚のミラーの偏向の応
答性が約１０μｓｅｃであることと、画像データの書き
込みが一般的なＳＲＡＭとほぼ同様の方法でできること
から、１枚の画像を生成するのに要する時間は１ｍｓｅ
ｃあるいはそれ以下ときわめて高速である。仮に１ｍｓ
ｅｃであるとすると、残像効果を実現するために１／１
８ｓｅｃで１８０゜（すなわち毎秒９回転）の体積走査
を行う場合に生成できる断面画像の数は約６０枚とな
る。従来の体積走査法で画像生成手段として使用されて
いたＣＲＴや液晶ディスプレイ等と比較すると、ＤＭＤ
３３は単位時間当たりはるかに多くの断面画像をスクリ
ーン３８上に投影することができ、非回転対称形状の立
体の表示のみならず、動画像の表示にも対応することが
できるのである。

【００２６】また、ＤＭＤ３３の特徴の１つである光の
利用効率の高さも、より明るい断面画像をスクリーン３
８上に投影することで残像効果を高めることに寄与し、
ＣＲＴ方式等と比較して高品位の立体画像の表示を可能
にする。

【００２７】なお、図４に示すようにＤＭＤ３３の画像
生成面側には、照明光学系４０からの照明光を各微小ミ
ラーに導くとともに、ＤＭＤ３３で生成された断面画像
を投影光学系５０に導くためにＴＩＲプリズム４４が配
設されている。

【００２８】照明光学系４０は、白色光源４１と照明レ
ンズ系４２とを有しており、白色光源４１からの照明光
は照明レンズ系４２により平行光とされる。照明レンズ
系４２はコンデンサレンズ４２１、インテグレータ４２
２、カラーフィルタ４３およびリレーレンズ４２３によ
り構成される。白色光源４１からの照明光はコンデンサ
レンズ４２１により集光されてインテグレータ４２２に
入射する。そして、インテグレータ４２２によって光量
分布が均一な状態とされた照明光は、回転式のカラーフ
ィルタ４３によってＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの色成分に分
光される。分光された照明光はリレーレンズ４２３によ
り平行光とされた上で、ＴＩＲプリズム４４に入射し、
ＤＭＤ３３上に照射される。

【００２９】ＤＭＤ３３は、ホストコンピュータ３から
与えられるデータを伸張して得られる２次元画像データ
に基づいて個々の微小ミラーの傾斜角度を変化させるこ
とにより照明光のうちの断面画像を投影するのに必要な
光成分のみを投影光学系５０に向けて反射させる。

【００３０】投影光学系５０は投影レンズ系５１とスク
リーン３８とを有している。投影レンズ系５１は両テレ
セントリックレンズ５１１と投影レンズ５１３と投影ミ
ラー３６，３７と像回転補償機構３４とを備えており、
このうち投影レンズ５１３と投影ミラー３６，３７はス
クリーン３８を回転軸Ｚのまわりに回転させる回転部材
３９の内部側に配置されている。

【００３１】ＤＭＤ３３で反射された光（断面画像）は
両テレセントリックレンズ５１１により平行光にされ、
断面画像の回転補償を行うために像回転補償機構３４を
通過する。そして、像回転補償機構３４において回転補
償が行われた光束は投影ミラー３６、投影レンズ５１
３、投影ミラー３７を経由して最終的にスクリーン３８
の主面（投影面）上に投影される。したがって、投影光
学系５０とＤＭＤ３３ととで、複数の断面画像を２次元
画像データに基づいて順次に生成し、スクリーン３８の
回転走査に同期して複数のの断面画像をスクリーン上に
順次に投影する投影画像生成手段を形成する。

【００３２】この光学系において、投影ミラー３６、投
影レンズ５１３、投影ミラー３７およびスクリーン３８
は回転部材３９に固定されており、回転部材３９の回転
とともにスクリーン３８の中心軸を含む垂直な回転軸Ｚ
の回りに角速度Ωで回転する。つまり、体積走査を行う
ためにスクリーン３８を回転させる際には、回転部材３
９内部に配置された投影ミラー３６、投影レンズ５１３
および投影ミラー３７もスクリーン３８と一体となって
回転するため、スクリーン３８がいかなる角度となって
も常にその正面側から断面画像の投影を行うことができ
るのである。

【００３３】なお、スクリーン３８の回転位置は位置検
出器７３により常に検出されている。

【００３４】こうしてＤＭＤ３３において生成された断
面画像がスクリーン３８上に投影される。投影レンズ５
１３の役割は、光束がスクリーン３８上に至るところで
適切な画像サイズをなすようにすることである。また、
投影ミラー３７はスクリーン３８に投影される立体像を
観察する際に観察者の視線を妨げないように、スクリー
ン３８の正面の斜め下方向（図４の場合は回転部材３９
の内部側）から断面画像を投影するように配置されてい
る。なお、投影レンズ５１３の投影ミラー３６および３
７に対する位置的な順序関係は必ずしも本実施形態にと
らわれるものではない。

【００３５】ここで、像回転補償機構３４について説明
する。図４に示す像回転補償機構３４は、いわゆるイメ
ージローテータの構成によって実現されている。スクリ
ーン３８が取り付けられている回転部材３９がある回転
位置に位置する場合に、スクリーン３８上に投影されて
いる断面画像を基準像とする。もし像回転補償機構３４
を用いないとすると、回転部材３９が回転するにつれ投
影される断面画像はスクリーン３８上で面内回転し、回
転部材３９が１８０゜回転したところで投影される断面
画像は基準像に対し上下が逆転した像になってしまう。
この現象を防ぐものが像回転補償機構３４である。

【００３６】図４に示す像回転補償機構３４は複数のミ
ラーを組み合わせて構成されるイメージローテータを使
用している。イメージローテータを光軸まわりに回転さ
せると、入射画像に対する出射画像がイメージローテー
タの角速度の２倍の角速度で回転して出射される性質が
ある。したがって、スクリーン３８が取り付けられてい
る回転部材３９の角速度の１／２の角速度でイメージロ
ーテータを回転させることによって、スクリーンの回転
にかかわらず正立した断面像を常に投影できる。

【００３７】なお、像回転補償機構としてはイメージロ
ーテータ以外にダブ（タイプ）プリズムを使用しても同
様の効果が得られる。また、ここに説明した像回転補償
機構３４を使用せず、ＤＭＤ３３の表面上に生成する断
面画像をスクリーン３８の回転位置に応じて光軸まわり
に回転する像とすることで投影像の回転を打ち消すよう
にしてもよい。

【００３８】すなわち、ＤＭＤ３３の表面上で生成され
る断面画像が、体積走査の開始時では正立像（あるいは
倒立像）であり、スクリーン３８の回転とともに自転し
て体積走査が完了した時点では倒立像（あるいは正立
像）となるように断面画像の生成のための２次元画像デ
ータを、ＤＭＤ３３に与える前の段階で補正するように
してもよい。

【００３９】ここで、スクリーン３８および回転部材３
９の斜視概観図の一例を図５に示す。図５に示すように
回転部材３９は円盤形状をなし、その側面に回転駆動手
段となるモータ７４の回転軸が接することによって回転
駆動される。なお、回転部材３９の中心軸にモータを直
結したり、歯車やベルトを介して駆動させるようにして
もよい。

【００４０】図５に示すようにスクリーン３８がある回
転位置θ１にあるとき、θ１に対応した表示対象物の断
面画像Ｐ１（ＤＭＤ３３で生成）が、図４に示した投影
ミラー３６と投影レンズ５１３と投影ミラー３７とを経
由してスクリーン３８上に投影される。そこから微小時
間が経過してスクリーン３８が回転し、その回転位置が
θ２になったとき、今度はθ２に対応した表示対象物の
断面画像Ｐ２（ＤＭＤ３３で生成）が、図４に示した投
影ミラー３６と投影レンズ５１３と投影ミラー３７とを
経由してスクリーン３８上に投影される。

【００４１】投影ミラー３６、投影レンズ５１３および
投影ミラー３７はスクリーン３８に対して一定の位置関
係を保ったまま共に回転するので、スクリーン３８上に
は回転にかかわらず常に断面像が投影され続ける。そし
て回転部材３９を１８０゜回転（若しくは３６０°回
転）させた時点で再び始めと同じ断面画像が現れ、１回
の体積走査が完了する。以上の動作を回転部材３９の回
転の速度を残像効果が起きるように十分に速く、かつ投
影する断面像の枚数を十分に多くすることによって、観
察者は断面画像の包絡として表示対象物の立体像を視認
することができるのである。

【００４２】次に断面画像の大きさ（解像度）について
述べる。図６はスクリーン３８に投影される断面画像の
大きさを示す図である。断面画像は２５６画素（水平方
向）×２５６画素（垂直方向）の大きさで、スクリーン
３８の回転軸に対して対称に投影される。すなわち、回
転軸を中心として周方向に向かって左右１２８画素の大
きさとなる。投影される断面画像はスクリーン３８と一
定の関係を保ったまま共に回転するので、スクリーン３
８の回転にかかわらず、投影される断面画像の大きさは
一定である。なお、図６に示す断面画像の大きさは単な
る一例であり、使用されるＤＭＤ３３に設けられた微小
ミラーの数に応じて任意の大きさが設定可能である。

【００４３】なお、断面画像の投影の際に用いられるデ
ータはホストコンピュータ３において図２０（ｃ）にて
示すように表示対象物を複数の切断面により切断するこ
とにより生成されるが、断面画像のデータの生成の詳細
については後述する。

【００４４】＜Ｃ．立体画像表示システムにおける制御
機構＞次に、この立体画像表示システム１において立体
画像を表示するための制御機構について説明する。

【００４５】図７は、立体画像表示システム１の機能構
成を示すブロック図である。図７において実線矢印は電
気信号の流れを示しており、破線矢印は光の流れを示し
ている。なお、図７に示す照明光学系４０および投影光
学系５０は上述した内容のものである。

【００４６】表示対象物の断面画像に関する２次元画像
データはディジタル入出力端子２４を経由してホストコ
ンピュータ３からインタフェース６６に入力されたり、
あるいは記録メディア４からインタフェース６６に入力
される。

【００４７】断面画像のデータである２次元画像データ
は他の種類のデータに比べデータ量が多いため、インタ
フェース６６に入力される２次元画像データには後述す
る圧縮処理が施されている。そこで、図７の構成では圧
縮された２次元画像データを伸張するためのデータ伸張
器６５が設けられている。

【００４８】伸張された２次元画像データは、ＤＭＤ３
３における断面画像の生成を制御するＤＭＤ駆動部６０
に与えられる。ＤＭＤ駆動部６０はＤＭＤ３３とＤＭＤ
コントローラ６２とメモリ６３ａ，６３ｂとを備えてい
る。メモリ６３ａおよび６３ｂはそれぞれ独立に書き込
みまたは読み出しが制御されるように構成され、それぞ
れが複数の２次元画像データを記憶する記憶手段として
機能する。ＤＭＤコントローラ６２はＤＭＤ３３に対し
て階調信号を与えたり、位置検出器７３で検出されるス
クリーン３８の回転位置に応じてカラーフィルタ４３を
駆動するためのドライバ７１を制御するとともにメモリ
６３ａ，６３ｂにおける書き込み動作と読み出し動作と
を制御する。

【００４９】ここで、記憶手段となるメモリの構成につ
いて説明する。上述した例示のように体積走査を行う場
合にＤＭＤ３３で生成できる断面画像の数を６０枚とす
る。立体表示を行うには断面画像をスクリーン３８の回
転位置に応じて断続的に投影するので、６０枚の断面画
像群を１シーンとするとその断面画像群に対応する２次
元画像データを順次に繰り返してＤＭＤ３３にデータ転
送する必要がある。このため、ＤＭＤ３３に２次元画像
データを供給するためのメモリの記憶容量は、少なくと
も１シーンに相当する６０枚分の２次元画像データ群を
記憶しておくことのできるメモリサイズが必要になる。

【００５０】つまり、２次元画像データ用のメモリサイ
ズが小さい場合、例えば６０枚に満たない断面画像分の
２次元画像データしかメモリに記憶することができない
場合は、ホストコンピュータ３あるいは記録メディア４
から断面画像ごとの２次元画像データを繰り返し転送し
続けないと静止画像ですら適切に立体表示することがで
きない。一般にはホストコンピュータ３あるいは記録メ
ディア４から２次元画像データを転送する際の速度はメ
モリからＤＭＤ３３に対して２次元画像データを供給す
る際の速度に比べて低速であるため、高速回転するスク
リーン３８の回転位置に応じた２次元画像データの供給
が間に合わないという事態が生じ、適切な立体表示がで
きなくなるのである。

【００５１】これに対して、６０枚分以上のメモリサイ
ズがあれば、１シーンを構成する断面画像群についての
２次元画像データ群を全てメモリに格納しておくことが
できるので、一旦メモリに２次元画像データ群を格納し
ておけば、このメモリからスクリーン３８の回転位置に
応じて２次元画像データ群を順次にＤＭＤ３３に与える
ことによって適切に立体画像の表示を行うことができる
のである。

【００５２】以上のことは、立体表示を行う際に静止画
像を表示する場合であっても動画像を表示する場合であ
っても同様である。

【００５３】次に、動画像を表示する場合のメモリ構成
について説明する。カラー表示を行うためにＲ，Ｇ，Ｂ
の各色成分ごとの画像を構成すると、これらＲ，Ｇ，Ｂ
画像が一組で１枚の断面画像を構成することになる。し
たがって、６０枚分をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応させ
ると各色成分ごとの画像は２０枚の構成となる。このた
め、１枚の立体表示を行うために必要なメモリサイズ
は、上記図６に示した断面画像の大きさについて考える
と、２５６×２５６×３×２０＝３．７５ＭＢｙｔｅ
（＝３０Ｍｂｉｔ）となる。

【００５４】図８は、メモリの構成例を示す図である。
図８（ａ）はＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像ごとに１つの
メモリを使用する例を示しており、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応す
る３つのメモリで１つの断面画像についての２次元画像
データを記憶する。したがって、図８（ａ）の場合は個
々のメモリのメモリサイズは小さくてもよいが１シーン
分の２次元画像データを記憶するために少なくとも６０
個のメモリが必要となる。また、図８（ｂ）は１つのメ
モリで構成した例を示しており、図８（ｃ）は２つのメ
モリで構成した例を示している。

【００５５】表示する立体画像が静止画像であれば、図
８（ｂ）のようにメモリ１つの構成で１シーン全ての断
面画像群に関する２次元画像データ群を記憶しておき、
それを順次に繰り返してＤＭＤ３３に出力することによ
り立体表示することができる。しかしながら、動画像を
表示する場合には、スクリーン３８の回転に伴って１シ
ーンとして表示すべき断面画像の内容が時々刻々と変化
していくため、メモリ内の２次元画像データを順次に更
新していく必要がある。つまり、動画像を扱う場合に
は、２次元画像データの読み出し（表示）と書き込み
（更新）とを並列的に同時に行うことが必要である。こ
のため、図８（ｂ）に示すようなメモリ１つの構成では
記憶された２次元画像データの読み出しと新たな２次元
画像データの書き込みとを同時に行うことができず、原
則として動画像表示に対応することができない。

【００５６】一方、図８（ａ）および（ｃ）に示すよう
に複数のメモリを備える構成の場合は、読み出し対象と
なるメモリと書き込み対象となるメモリとを順次に切り
換えていくようにすれば、２次元画像データの読み出し
と書き込みとを時間的に並行して行うことができ、動画
像表示に対応することができる。

【００５７】そこで、図８（ａ）と（ｃ）とのメモリ構
成を比較した場合、（ａ）の構成では６０個のメモリが
存在するため、装置構成が複雑化するとともに、読み出
し対象となるメモリと書き込み対象となるメモリとを順
次に切り換えていく際のメモリ制御も複雑化するのに対
し、（ｃ）の構成では２つのメモリで読み出し対象と書
き込み対象とを交互に切り換えていけばよいため構成お
よびメモリ制御が比較的簡単になる。このため、この実
施形態では表示対象物の動画像を立体表示することので
きるメモリ構成として図８（ｃ）のメモリ構成を採用し
たものを一例として図７に示している。

【００５８】ところが、図８（ｃ）に示すメモリ構成を
採用するにあたってはデータ転送速度の問題を解決する
必要がある。図８（ｃ）の構成の場合は、１シーン分の
２５６×２５６×３×２０Ｂｙｔｅの２次元画像データ
群を２つのメモリで分離して記憶する。この場合は、第
１メモリに格納された２５６×２５６×３×１０Ｂｙｔ
ｅの２次元画像データを読み出してＤＭＤ３３に供給し
ている間に第２メモリに対して次の２５６×２５６×３
×１０Ｂｙｔｅの２次元画像データを格納しなければな
らない。既述したようにホストコンピュータ３あるいは
記録メディア４から２次元画像データを転送する際の速
度はメモリからＤＭＤ３３に対して２次元画像データを
供給する際の速度に比べて低速であるため、一方のメモ
リからの１／２シーン分の２次元画像データを読み出し
ている間に他方のメモリに次の１／２シーン分の２次元
画像データの書き込みが完了しないことも考えられる。
このような事態が発生すると、スクリーン３８が１回転
するときの後半部分については断面画像の投影ができな
くなるのである。

【００５９】この問題を解決するために、この実施形態
においては図８（ｃ）に示すメモリ構成を採用するにあ
たって、各メモリの記憶容量を少なくとも１シーン分の
２次元画像データ群を記憶することができるように構成
する。例えば、図９に示すようにそれぞれのメモリにつ
いて２５６×２５６×３×２０Ｂｙｔｅのメモリサイズ
を確保し、それぞれのメモリで１シーン分の２次元画像
データ群を記憶することができるように構成するのであ
る。このような構成を採用することによって、一方のメ
モリからの１シーン分の２次元画像データ群を読み出し
ている間に他方のメモリに次の１シーン分の２次元画像
データ群の書き込みが完了していない場合には、もう一
度繰り返して前回と同じシーンを表示することができる
のである。この結果、断面画像がとぎれることなくスク
リーン３８上に投影され続けるため、残像効果を維持す
ることができる。

【００６０】したがって、この実施形態では図７に示す
メモリ６３ａとメモリ６３ｂとのそれぞれは、１シーン
分、すなわち、表示対象物の立体画像を表示するのに必
要な断面画像群に対応する２次元画像データ群を記憶す
ることができるメモリサイズを有するように構成され
る。

【００６１】図７の説明に戻り、システムコントローラ
６４は、投影レンズ系５１における像回転補償機構３４
の回転動作およびモータ７４の動作を制御するスクリー
ンコントローラ７２に対して駆動指令を与える。また、
システムコントローラ６４は白色光源４１を駆動するド
ライバ７０の制御や、インタフェース６６およびデータ
伸張器６５を管理・制御してＤＭＤ駆動部６０に対する
２次元画像データの供給状況等のＤＭＤコントローラ６
２への伝達等を行う。

【００６２】また、システムコントローラ６４はキャラ
クタジェネレータ６９に対して液晶ディスプレイ２１の
画面上に適切な文字や記号等を表示させるための指示を
与えるとともに、着脱可能な操作スイッチ２２からの入
力情報をも入力することができるように構成されてい
る。操作スイッチ２２と立体画像表示装置１００とは赤
外線通信を行うように構成されており、立体画像表示装
置１００側には赤外線通信用の送受信部７５ａとドライ
バ７５ｂとを有し、操作スイッチ２２側には送受信部７
６ａとドライバ７６ｂとを有している。

【００６３】なお、２次元画像データに含まれる音声デ
ータは、データ伸張器６５の内部に設けられた図示しな
いオーディオデコーダによって復元され、そこで得られ
た音声データはＤ／Ａ変換器６８ａとアンプ部６８ｂと
を経由してスピーカ２５から出力される。また、電源６
７は図７に示す立体画像表示装置１００の各部に対して
電源供給を行う。

【００６４】図１０は、図７に示した構成のうちの要部
を抜き出した図である。上述したようにこの立体画像表
示装置１００においては表示対象物の立体像を時々刻々
と変化させて表示対象物に関する動画像を表示させるた
めに２個のメモリ６３ａ，６３ｂを設け、一方のメモリ
への書き込み動作と他方のメモリからの読み出し動作と
を時間的に並行して行うような構成とされている。具体
的には、ＤＭＤコントローラ６２内におけるメモリ制御
部６２ａが読み出し対象となるメモリと書き込み対象と
なるメモリとを切り換える制御手段として機能し、位置
検出器７３によって得られるスクリーン３８の回転位置
に応じてメモリ６３ａおよび６３ｂの読み出し動作と書
き込み動作とを交互に切り換える。なお、このメモリ制
御部６２ａと２個のメモリ６３ａ，６３ｂが一体となっ
て表示対象物の１シーンの全体を複数の断面画像によっ
て集合的に表現した２次元画像データ群を入力した際に
バッファするバッファ手段として機能する。

【００６５】データ伸張器６５から供給される２次元画
像データはメモリ６３ａ，６３ｂの双方に供給される
が、２つのメモリのうちのメモリ制御部６２ａによって
書き込み指令の与えられたメモリのみが指定されたアド
レスから順次２次元画像データを書き込んでいく（また
は更新していく）。その一方で、メモリ制御部６２ａか
ら読み出し指令の与えられたメモリは既に格納している
複数の２次元画像データをメモリ制御部６２ａからの指
令に基づいて順次に出力してＤＭＤ３３に与える。

【００６６】メモリ制御部６２ａは位置検出器７３から
得られる回転位置に基づいてＤＭＤ３３において断面画
像の生成を行わせるべく、一方のメモリ６３ａ（または
６３ｂ）に対して読み出しアドレスを指定することによ
って２次元画像データの読み出し動作を制御することに
より、断面画像の表示を制御する。そして、１シーン分
の断面画像群の投影を完了したときに、他方のメモリ６
３ｂ（または６３ａ）に対する次の１シーン分の２次元
画像データ群の書き込みが終了しているかどうかを調
べ、終了している場合には読み出し対象と書き込み対象
とのメモリを切り換え、終了していない場合には読み出
し対象である一方のメモリ６３ａ（または６３ｂ）から
再度繰り返して同じシーンを投影させるべく、１シーン
分の２次元画像データ群を順次読み出すように制御す
る。

【００６７】このような制御を行うメモリ制御部６２ａ
の詳細を機能ブロック図として示すと図１１に示すよう
になる。すなわち、位置検出器７３から得られる回転位
置に応じたパルス信号をカウンタ８１がカウントしてそ
の結果を読み出しアドレス発生部８２と切換部８４に送
る。読み出しアドレス発生部８２では、カウント結果に
基づいてスクリーン３８の現在位置に適した断面画像を
特定してその２次元画像データを読み出すための読み出
しアドレスを発生させる。一方、書き込みアドレス発生
部８３は、システムコントローラ６４から伝達されるデ
ータ伸張器６５からの２次元画像データの供給状況に基
づいて供給される２次元画像データの書き込みアドレス
を発生させる。読み出しアドレス発生部８２と書き込み
アドレス発生部８３とで発生するアドレスはそれぞれ切
換部８４に導かれる。そして切換部８４はカウンタ８１
からの回転位置に基づいて１シーン分の断面画像群の投
影を完了したと判断したときに他方のメモリに対する次
の１シーン分の２次元画像データ群の書き込みが終了し
ているかどうかを調べて、終了している場合には読み出
し対象と書き込み対象とのメモリを切り換えて読み出し
アドレスと書き込みアドレスとの送出先を切り換え、終
了していない場合には切り換え動作を行わない。

【００６８】このような構成および制御を行うことによ
り、スクリーン３８の回転に伴ってスクリーン３８上に
投影される断面画像を更新していくことができ、体積走
査による立体表示において表示対象物の動画像をも表示
することが可能になる。また、読み出し対象となってい
るメモリから１シーン分の断面画像群に関する２次元画
像データ群の読み出しが終了したときに、ホストコンピ
ュータ３等からの入力またはデータ伸張器６５における
伸張処理が未だ終了しておらず、他方のメモリに対する
２次元画像データの書き込み（更新）が完了していない
場合であっても、スクリーン３８上に投影される断面画
像がとぎれることを回避することができ、常に適切な立
体表示を維持することが可能になる。

【００６９】＜Ｄ．投影像の補正＞次に、投影像の補正
の必要性について説明する。投影像を補正することが必
要な点として、２つの点がある。第１には、スクリーン
３８への断面画像の投影においてスクリーン３８の上方
と下方との間での光路長の相違による断面画像のひずみ
を補正することである。第２には、スクリーン３８を１
８０゜回転させた時点で１回の体積走査が完了するよう
にした場合に、スクリーン３８の投影面が観察者に対し
て前面側にあるときと裏面側にあるときとで、投影する
断面画像を左右反転させることである。

【００７０】まず、第１の投影像の補正について説明す
る。立体画像表示装置１００においては立体像の観察に
際して観察者の視線を防げないために、図４に示すよう
に、投影ミラー３７はスクリーン３８の正面よりも斜め
下方にずらした位置に配置されている。従ってスクリー
ン３８の上方と下方とで光路長が異なり、スクリーン３
８の下方に比べて上方では断面像が相対的に大きく拡大
されて投影されることになる。この状態では立体像がい
びつになるので、投影像のスケールの差違を補正する必
要がある。

【００７１】投影像の補正方法の一例としては、ＤＭＤ
３３で生成される断面画像に、予め像の上方と下方とで
スケールに差を与える補正を施す方法がある。具体的に
は、実際に投影したい断面画像Ｐ３が図１２（ａ）に示
すような矩形環状であるとき、ＤＭＤ３３で生成される
断面画像Ｐ４は、図１２（ｂ）に示すように下方に比べ
上方でスケールを縮小した台形環状の像となるようにＤ
ＭＤ３３に与える２次元画像データを補正しておく。こ
の補正を行う補正手段としては、ホストコンピュータ３
側で２次元画像データを生成する際に下方に比べて上方
のスケールを縮小するようにしてホストコンピュータ３
自体を補正手段としてもよく、また図７に示すデータ伸
張器６５において伸張を行う際に補正するようにしてデ
ータ伸張器６５を補正手段としてもよく、さらにはデー
タ伸張器６５の後段側に上記のような補正を行う補正手
段を単体で設けてもよい。なお、スケールの縮小率は、
スクリーン３８への投影の際の拡大係率を打ち消すよう
に設定することが好ましいため、補正手段は立体画像表
示装置１００側に設けることが好ましい。

【００７２】また、投影像の補正方法の他の例として
は、例えば、光軸に対して非対称な屈折特性を有するレ
ンズ系（上方側には倍率が小さく、下方側には倍率が大
きくなるレンズ系）を投影光学系に配置する方法があ
る。この場合、当該レンズ系は、投影ミラー３６と投影
ミラー３７の間、投影ミラー３７とスクリーン３８との
間、ＤＭＤ３３と像回転補償機構の間に配設することが
できる。

【００７３】また、投影ミラー３６と投影ミラー３７の
いずれかを上方側に投影される光に対しては像を縮小
し、下方側に投影される光に対しては像を拡大するよう
な複数の曲率を有する曲面ミラーにする方法を採用して
もよい。なお、投影ミラー３６と投影ミラー３７をとも
に曲面ミラーにして、最終的にスクリーン３８に投影す
る際に、上方側に投影される光に対しては像を縮小し、
下方側に投影される光に対しては像を拡大するようにし
てもよい。

【００７４】次に、第２の投影像の補正について説明す
る。スクリーン３８が３６０°回転する際に投影する断
面画像群の全ての２次元画像データをメモリ６３ａ，６
３ｂに格納し、スクリーン３８の３６０°回転を１回の
体積走査とする場合はスクリーン３８の投影面が観察者
に対して前面側と裏面側のいずれにあるときでも適切な
断面画像の投影を行うことができる。

【００７５】しかしながら、スクリーン３８が１８０°
回転する際に投影する断面画像群の２次元画像データを
メモリ６３ａ，６３ｂに格納し、スクリーン３８の１８
０°回転を１回の体積走査とする場合はスクリーン３８
上に非回転対称の立体像を投影する際には投影面が前面
側にあるときと裏面側にあるときとで断面画像を左右反
転させることが必要になる。なぜなら、例えば表示対象
物としてコーヒーカップの立体像を表示させようとして
左右反転を行わない場合には表示対象物のコーヒーカッ
プには取っ手部分が１つしかないにもかかわらず、立体
表示される表示像には回転軸に対して対称な位置関係に
２つの取っ手部分が表示されることになるからである。

【００７６】この左右反転を行う方法の一例として、メ
モリ６３ａ，６３ｂからＤＭＤ３３に対して２次元画像
データを供給する際におけるメモリ６３ａ，６３ｂの読
み出しアドレスをスクリーン３８の回転位置に応じて切
り換える方法がある。この方法では、スクリーン３８が
１８０°回転するごとに断面画像を反転させるために、
断面画像における水平方向についてのデータ読み出し順
序を切り換えるだけでよく、断面画像の垂直方向につい
ては変更する必要がない。

【００７７】例えば、断面画像の大きさが図６に示した
ような２５６画素（水平方向）×２５６画素（垂直方
向）である場合、各メモリ６３ａ，６３ｂから２次元画
像データを読み出す際の水平アドレスは８ビットとな
り、水平方向の０番目〜２５５番目までの画素を指定す
ることができる。そして、図１０に示したメモリ制御部
６２ａが位置検出器７３から得られるスクリーン３８の
回転位置に応じてメモリ６３ａ，６３ｂからＤＭＤ３３
に与える２次元画像データの水平方向の読み出し順序を
切り換える。

【００７８】図１３は、スクリーン３８の回転位置θに
応じてメモリ６３ａ，６３ｂからの読み出し順序を示す
図である。図１３に示すように、メモリ６３ａ，６３ｂ
にはスクリーン３８が１８０°回転する際に投影する断
面画像群としてｎ枚分の２次元画像データが格納され
る。そして図１３（ａ）に示すようにスクリーン３８の
回転位置θが０°≦θ＜１８０°の範囲内である場合に
は、ｎ枚分の２次元画像データはそれぞれ水平方向の右
方向に順次１画素ずつの画像データＤ０、Ｄ１、Ｄ２、
…、Ｄ２５５が読み出されてＤＭＤ３３に供給される。
これに対し、図１３（ｂ）に示すようにスクリーン３８
の回転位置θが１８０°≦θ＜３６０°の範囲内である
場合には、ｎ枚分の２次元画像データはそれぞれ水平方
向の左方向に順次１画素ずつの画像データＤ２５５、Ｄ
２５４、Ｄ２５３、…、Ｄ０が読み出されてＤＭＤ３３
に供給される。

【００７９】つまり、スクリーン３８の回転位置θが０
°≦θ＜１８０°の範囲内である場合には第１の読み出
しモードとして２次元画像データのそれぞれの画像デー
タを回転軸Ｚに直交する水平方向の右方向に順次読み出
していくのに対し、スクリーン３８の回転位置θが１８
０°≦θ＜３６０°の範囲内である場合には第２の読み
出しモードとして２次元画像データのそれぞれの画像デ
ータを回転軸Ｚに直交する水平方向の左方向に順次読み
出していくのである。

【００８０】このような読み出し順序を切り換えるため
の制御機構の一例を図１４に示す。図１４には図１１に
示した読み出しアドレス発生部８２の詳細構成を示して
いる。図１４に示すように読み出しアドレス発生部８２
は第１アドレス発生部８２ａと第２アドレス発生部８２
ｂとアドレス選択部８２ｃとを備える。第１アドレス発
生部８２ａはスクリーン３８の回転位置θが０°≦θ＜
１８０°の範囲内にあるときの読み出しアドレスを発生
し、第２アドレス発生部８２ｂはスクリーン３８の回転
位置θが１８０°≦θ＜３６０°の範囲内にあるときの
読み出しアドレス（すなわち第１アドレス発生部８２ａ
で発生される水平方向の読み出し順序を逆順序に設定し
た読み出しアドレス）を発生する。第１アドレス発生部
８２ａおよび第２アドレス発生部８２ｂは双方ともカウ
ンタ８１から得られるカウント結果に基づいてスクリー
ン３８の現在位置に適した断面画像を特定してその２次
元画像データを読み出すための読み出しアドレスを常時
発生させる。

【００８１】図１５はこれらのアドレス発生部８２ａ，
８２ｂで発生される８ビットの水平アドレス信号の一例
を示す図である。図１５において、（ａ）は第１アドレ
ス発生部８２ａで発生されるアドレス信号を示してお
り、（ｂ）は第２アドレス発生部８２ｂで発生されるア
ドレス信号を示している。なお、図１５（ａ），（ｂ）
においてＡ０〜Ａ７はビット単位ごとの信号を示してい
る。

【００８２】図１５に示すように、スクリーン３８の回
転位置が０°≦θ＜１８０°の範囲内にあるときと１８
０°≦θ＜３６０°の範囲内にあるときとでは各ビット
信号Ａ０〜Ａ７はレベル反転した関係にある。この結
果、０°≦θ＜１８０°の範囲内にあるときには図１３
（ａ）に示した順序で１画素ごとのデータが読み出され
ていき、１８０°≦θ＜３６０°の範囲内にあるときに
は図１３（ｂ）に示した順序で１画素ごとのデータが読
み出されていく。なお、図１５に示すように２次元画像
データの２ライン目以降についても１ライン目と同様の
読み出し手順（方向）で読み出しアドレスを設定する。

【００８３】このようにして第１アドレス発生部８２ａ
と第２アドレス発生部８２ｂとの双方で発生された読み
出しアドレスはアドレス選択部８２ｃに導かれる。アド
レス選択部８２ｃではカウンタ８１から得られる回転位
置θが０°≦θ＜１８０°の範囲と１８０°≦θ＜３６
０°の範囲とのいずれの範囲内にあるかを調べ、０°≦
θ＜１８０°の範囲内にある場合には第１アドレス発生
部８２ａで発生されたアドレス信号（図１５（ａ）参
照）を上述した切換部８４に供給し、また、１８０°≦
θ＜３６０°の範囲内にある場合には第２アドレス発生
部８２ｂで発生されたアドレス信号（図１５（ｂ）参
照）を上述した切換部８４に供給する。

【００８４】以上のような構成を採用することにより、
メモリ６３ａまたは６３ｂから２次元画像データを読み
出す際に断面画像の水平方向に相当する読み出し順序を
スクリーン３８の回転位置に応じて反転させる（切り換
える）ことが可能になる。この結果、ＤＭＤ３３に与え
られる２次元画像データはスクリーン３８の１８０°回
転ごとに左右の反転されたデータとなり、スクリーン３
８上に投影される断面画像も１８０°回転ごとに左右反
転が行われる。この結果、スクリーン３８の１８０°回
転を１回の体積走査とする場合における断面画像の左右
反転を実現することが可能になり、投影像の補正が良好
に行えるのである。

【００８５】＜Ｅ．立体画像表示装置における処理手順
の概要＞次に、立体画像表示装置１００において実際に
立体画像を表示する際の処理手順の概要について説明す
る。図１６ないし図１８はこの処理手順を示すフローチ
ャートであり、特に図１７は立体表示を行う際の画像が
静止画像である場合の表示処理に関するフローチャート
であり、図１８は立体表示を行う際の画像が動画像であ
る場合の表示処理に関するフローチャートである。

【００８６】図１６のフローチャートにおいて、まず初
期設定が行われる（ステップＳ１）。この初期設定の内
容には電源の安定化や各種処理条件に関するパラメータ
の初期化等が含まれる。また、スクリーン３８の回転走
査も開始される。

【００８７】ステップＳ２以降は立体画像を表示するた
めの工程であり、ステップＳ２では、観察者（操作者）
は操作スイッチ２２からデータファイルの選択のための
入力を行う。例えば、図７の構成において２次元画像デ
ータが記録メディア４内に格納されている場合には、そ
の２次元画像データに関するファイル名等が液晶ディス
プレイ２１上に表示され、観察者はこの液晶ディスプレ
イ２１の表示内容を視認しながら所望するデータファイ
ルの選択を行う。また、２次元画像データがホストコン
ピュータ３側に格納されている場合には、システムコン
トローラ６４の指令の下に立体画像表示装置１００とホ
ストコンピュータ３との間でデータ通信が行われ、ホス
トコンピュータ３において格納されている２次元画像デ
ータに関するファイル名等が液晶ディスプレイ２１上に
表示される。その結果、観察者はこの液晶ディスプレイ
２１の表示内容を視認しながら所望するデータファイル
の選択を行う。

【００８８】そして、データファイルの選択が行われる
とステップＳ３に進み、ステップＳ２で選択されたデー
タファイルのヘッダファイルの入力が行われる。すなわ
ち、システムコントローラ６４が記録メディア４または
ホストコンピュータ３からヘッダファイルを取得する。
このヘッダファイルには、断面画像の大きさ、すなわち
断面画像の水平方向および垂直方向がそれぞれ何画素で
構成されているかという情報、１シーンを構成する断面
画像の数、１回の体積走査が１８０°回転とするか３６
０°回転とするかという情報、動画像の場合におけるシ
ーン数、２次元画像データが静止画像形式であるか動画
像形式であるかを示すデータ形式等の立体表示のために
必要な各種情報が含まれている。

【００８９】そしてステップＳ４に進み、システムコン
トローラ６４はヘッダファイルからデータ形式を識別
し、表示すべき立体像が静止画像であるのか動画像であ
るのかを識別する。そして上記各種情報を各部に伝達し
て立体表示の準備段階に入る。

【００９０】ステップＳ４の後、操作スイッチ２２から
の入力待機状態となり（ステップＳ５）、観察者からの
表示開始指示（すなわちスタートボタン２２２の操作）
があった場合にはステップＳ６に進み、表示開始指示が
ない場合にはステップＳ２に戻る。なお、観察者は静止
画像についての表示開始指示を入力する場合にはその静
止画像の表示時間の設定をも行うものとする。

【００９１】ステップＳ６では、ステップＳ４で識別し
たデータ形式が静止画像であるか動画像であるかを判断
し、静止画像である場合はステップＳ７に進み、動画像
である場合はステップＳ８に進む。

【００９２】図１７に示すように静止画像表示モード
（ステップＳ７）に進んだ場合には、まず、システムコ
ントローラ６４による制御の下に記録メディア４または
ホストコンピュータ３からの圧縮された２次元画像デー
タの入力を開始する。この結果、静止画像についての２
次元画像データは断面画像ごとに順次にインタフェース
６６を介してデータ伸張器６５に供給される。そして、
データ伸張器６５において伸張処理を行いつつ伸張され
た２次元画像データは２つのメモリ６３ａ，６３ｂのう
ちの一方のメモリ６３ａ（または６３ｂ）に書き込まれ
ていく（ステップＳ７１）。このときＤＭＤコントロー
ラ６２におけるメモリ制御部６２ａは一方のメモリ６３
ａ（または６３ｂ）を指定して、そのメモリに対して書
き込みアドレスを順次に指定していくことになる。そし
て、静止画像を表示するための全ての断面画像に関する
２次元画像データの書き込みが終了すると、ステップＳ
７２に進む。

【００９３】そして、ステップＳ７２では２次元画像デ
ータが書き込まれた一のメモリ６３ａ（または６３ｂ）
からの２次元画像データを順次に読み出していき、その
読み出した２次元画像データをＤＭＤ３３に与える。こ
の結果、回転するスクリーン３８上にはＤＭＤ３３に与
えられた２次元画像データに対応する断面画像が投影さ
れる。

【００９４】そしてメモリ６３ａ（または６３ｂ）に格
納されている２次元画像データの全てが一通りＤＭＤ３
３に供給されると、ステップＳ７３に進み、表示時間が
設定された時間を超過したかどうかを判定し、設定時間
に満たない場合には再度同じ断面画像の表示を行うべく
ステップＳ７２に戻る。一方、設定時間を過ぎていた場
合には静止画像の表示に関する処理は終了する。

【００９５】なお、ステップＳ７２の処理が繰り返し行
われる場合であってスクリーン３８の１８０°回転を１
回の体積走査としている場合には、このステップＳ７２
が行われる度に上述した断面画像の左右の反転を行うよ
うな読み出しアドレスを発生させる。こうすることによ
り、静止画像表示における投影像の補正が良好に行える
のである。

【００９６】次に、図１８に示すように動画像表示モー
ド（ステップＳ８）に進んだ場合について説明する。動
画像表示モード（ステップＳ８）に進んだ場合にも、ま
ず、システムコントローラ６４による制御の下に記録メ
ディア４またはホストコンピュータ３からの２次元画像
データの入力を開始する。この結果、動画像についての
２次元画像データは断面画像ごとに順次にインタフェー
ス６６を介してデータ伸張器６５に供給される。ただ
し、動画像の場合は、１つの静止画像についての２次元
画像データが複数個集合したものと同様であるので、２
次元画像データの入力を開始しても直ぐにはデータ入力
は完了しない。このため、記録メディア４やホストコン
ピュータ３からのデータ入力を行いつつ動画像について
の立体表示を行うことになる。

【００９７】データ伸張器６５ではインタフェース６６
を介して入力される２次元画像データに対して順次に伸
張処理を施していき、その結果得られる２次元画像デー
タを順次にメモリ６３ａ，６３ｂに対して出力してい
く。

【００９８】ステップＳ８１では、ＤＭＤコントローラ
６２のメモリ制御部６２ａが一方のメモリ６３ａを書き
込み対象とし、そのメモリ６３ａに対して書き込みアド
レスの指定を行う。この結果、最初の１シーン分の２次
元画像データが順次にメモリ６３ａに書き込まれていく
ことになる。そして１シーン分の２次元画像データの書
き込みが終了すると、ステップＳ８２に進む。

【００９９】ステップＳ８２では、メモリ制御部６２ａ
はメモリ６３ａに書き込まれた２次元画像データをＤＭ
Ｄ３３に与えるために、メモリ６３ａを読み出し対象と
するとともに、他方のメモリ６３ｂを書き込み対象とし
て設定する。この結果、最初の１シーン分の２次元画像
データはＤＭＤ３３に供給されて回転するスクリーン３
８上に投影され、データ伸張器６５から得られる次の１
シーン分の２次元画像データはメモリ６３ｂに順次書き
込まれていく。なお、このステップＳ８２において、メ
モリ６３ａに格納されている２次元画像データの読み出
しが一通り終了したときにメモリ６３ｂに対する次の１
シーン分の書き込み動作が終了していない場合には、再
度メモリ６３ａからの読み出しを繰り返し行い、スクリ
ーン３８に対して前回と同じ断面画像を投影する。これ
に対し、メモリ６３ａに格納されている２次元画像デー
タの読み出しが一通り終了したときにメモリ６３ｂに対
する次の１シーン分の書き込み動作が終了していた場合
には、ステップＳ８３に進む。

【０１００】そして、ステップＳ８３ではデータ伸張器
６５からメモリ６３ａ，６３ｂ側に供給される２次元画
像データが終了したかどうかを判定する。すなわち、動
画像を表示するための全てのシーン分の２次元画像デー
タがメモリ６３ａ，６３ｂに格納されたかどうかを判定
するのである。そして、データ伸張器６５からメモリ６
３ａ，６３ｂ側に供給される２次元画像データが続く場
合は、さらに次のシーンが存在することになるので、ス
テップＳ８３において「ＮＯ」と判断され、ステップＳ
８４に進む。これに対して、メモリ６３ａ，６３ｂ側に
供給される２次元画像データが存在しない場合は、ステ
ップＳ８２でメモリ６３ｂに書き込んだ２次元画像デー
タが最後のシーンということになるので、その最後のシ
ーンを表示すべくステップＳ８６に進む。

【０１０１】ステップＳ８４では、メモリ制御部６２ａ
はメモリ６３ｂに書き込まれた２次元画像データをＤＭ
Ｄ３３に与えるために、メモリ６３ｂを読み出し対象と
するとともに、他方のメモリ６３ａを書き込み対象（更
新対象）として設定する。この結果、ステップＳ８２に
おいて表示された１シーンに続く１シーン分の２次元画
像データがＤＭＤ３３に供給されて回転するスクリーン
３８上に投影されるとともに、データ伸張器６５から得
られるさらに次の１シーン分の２次元画像データがメモ
リ６３ａに順次書き込まれていく。なお、このステップ
Ｓ８４においてもメモリ６３ｂに格納されている２次元
画像データの読み出しが一通り終了たときにメモリ６３
ａに対する次の１シーン分の書き込み動作が終了してい
ない場合には、再度メモリ６３ｂからの読み出しを繰り
返し行い、スクリーン３８に対して前回と同じ断面画像
を投影する。これに対し、メモリ６３ｂに格納されてい
る２次元画像データの読み出しが一通り終了したときに
メモリ６３ａに対する次の１シーン分の書き込み動作が
終了していた場合には、ステップＳ８５に進む。

【０１０２】そして、ステップＳ８５ではステップＳ８
３と同様の判定が行われる。したがって、データ伸張器
６５からメモリ６３ａ，６３ｂ側に供給される２次元画
像データがさらに続く場合は、さらに次のシーンが存在
することになるので、ステップＳ８５において「ＮＯ」
と判断されてステップＳ８２に進み、メモリ６３ａ，６
３ｂ側に供給される２次元画像データが存在しない場合
は、ステップＳ８５でメモリ６３ａに書き込んだ２次元
画像データが最後のシーンということになるので、その
最後のシーンを表示すべくステップＳ８６に進む。

【０１０３】なお、ステップＳ８２およびＳ８４では、
一方のメモリへの２次元画像データの書き込みと他方の
メモリからの２次元画像データの読み出しとを同時並列
的に行われることは既に説明した内容から明らかであ
る。

【０１０４】ステップＳ８６では、最後の１シーンをス
クリーン３８上に投影すべく、一方のメモリ６３ａまた
は６３ｂから２次元画像データを読み出してそれをＤＭ
Ｄ３３に与える動作が行われる。

【０１０５】このようにして動画像表示が行われるので
あるが、ステップＳ８２，Ｓ８４，Ｓ８６においてメモ
リ６３ａまたは６３ｂからの２次元画像データを読み出
す際に、スクリーン３８上に投影する断面画像を左右反
転させる必要のあるときには、上述したように水平方向
の読み出し方向を変更すべく読み出しアドレスの切り換
えが行われる。

【０１０６】上記のような処理手順を行うことにより、
静止画像のみならず動画像をも適切に立体表示すること
が可能になる。

【０１０７】＜Ｆ．立体画像表示データの生成＞次に、
立体画像表示データ生成装置であるホストコンピュータ
３の構成、並びに、ホストコンピュータ３にて行われる
断面画像に関する２次元画像データの生成の流れ、およ
び、一連の２次元画像データの圧縮による立体画像の表
示に用いられるデータ（以下、「立体画像表示データ」
という。）の生成の流れについて説明する。

【０１０８】ホストコンピュータ３は図１に示すよう
に、各種演算処理を行うＣＰＵ３ａ、操作者への表示を
行うディスプレイ３ｂ、操作者からの入力を受け付ける
キーボード３ｃおよびマウス３ｄ、生成したデータを立
体画像表示装置１００に転送する転送部３ｅ、記録メデ
ィア４にデータを記録する記録部３ｆ、立体画像表示デ
ータ生成プログラムＰＧを記憶したり作業領域となるメ
モリ３ｇ、並びに、立体データＤＤ０や生成した立体画
像表示データＤＤ１を記憶する固定ディスク３ｈを適宜
インターフェイスを介する等してバスライン３ｍに接続
して有する。

【０１０９】図１９はホストコンピュータ３の構成を機
能の面から示すブロック図である。図１９に示す構成の
一部は、実際には、ＣＰＵ３ａがＲＯＭ、ＲＡＭ等のメ
モリ３ｇや固定ディスク３ｈ等と通信をしながらＣＰＵ
３ａが立体画像表示データ生成プログラムＰＧの内容を
実行することにより実現される。

【０１１０】立体データ記憶部９１は、表示対象物の３
次元画像データである立体データＤＤ０を記憶する部位
であり、具体的には、固定ディスク３ｈに対応する部位
である。立体表示条件入力部９２は表示の大きさ、表示
対象物の姿勢、１シーンの断面画像数等の操作者からの
入力を受け付ける部位であり、具体的には、キーボード
３ｃおよびマウス３ｄに対応する部位である。断面画像
演算部９３は立体データＤＤ０から断面画像のデータで
ある２次元画像データを生成する部位であり、ＣＰＵ３
ａやメモリ３ｇ等の機能の一部に相当する部位である。
また、データ圧縮部９４は得られた一連の２次元画像デ
ータを圧縮して立体画像表示データＤＤ１を生成すると
ともに、生成した立体画像表示データＤＤ１を転送部３
ｅや記録部３ｆへと出力する部位であり、ＣＰＵ３ａや
メモリ３ｇ等の機能の一部に相当する部位である。な
お、断面画像演算部９３やデータ圧縮部９４は専用の電
気回路により構築されていてもよく、部分的に専用の電
気回路となっていてもよい。

【０１１１】立体データ記憶部９１に記憶される立体デ
ータＤＤ０は表示対象物の３次元画像データであるが、
ここで記憶される立体データＤＤ０は動画像表示の場合
には、表示対象物の初期状態から最終状態に至るまでの
各形態をそれぞれ１つの３次元画像データとする一連の
３次元画像データとなる。

【０１１２】そして、立体データ記憶部９１から読み出
される３次元画像データと、立体表示条件入力部９２か
ら与えられる表示条件に基づいて、所定の角度刻みごと
に表示対象物を切断した断面画像の２次元画像データを
断面画像演算部９３が導出する。

【０１１３】導出された一連の２次元画像データは、デ
ータ圧縮部９４にて後述する圧縮処理が行われ、その
後、転送部３ｅから直接、立体画像表示装置１００に転
送されたり、必要に応じて記録部３ｆにて記録メディア
４に記録されたり、あるいは、ホストコンピュータ３に
接続された固定ディスク３ｈ等の記録媒体に保存され
る。

【０１１４】図２０は、断面画像演算部９３において行
われる１つの３次元画像データから１シーン分の２次元
画像データ群への変換過程を説明するための図であり、
図２１はこの処理の流れを示す流れ図である。まず、図
２０（ａ）のような表示対象物の３次元画像データに対
して、回転表示を行う際の中心軸となる回転軸を決定す
る（図２１：ステップＳ９１１）。この回転軸は表示対
象物を切断する切断面の回転中心となるものであり、切
断面に平行となる。この状態が図２０（ｂ）である。そ
して、３次元画像データを１回転で何分割するかを設定
し、さらに断面画像の大きさ等の設定が行われてこれら
の情報がヘッダファイルとして生成される（ステップＳ
９１２）。生成されたヘッダファイルは適宜、立体画像
表示装置１００に転送されたり、記録メディア４や固定
ディスク等の記録媒体に保存される。

【０１１５】次に、図２０（ｃ）に示すように分割数ｎ
に応じて表示対象物をほぼ均等な角度Δθごとの切断面
により放射面状に切断する。この切断によって導かれる
表示対象物の断面画像を画像データとして表現すること
により、図２０（ｄ）に示すような所定角度ごとに切断
された（図２０（ｃ）中、θ０を基準として、θ１，θ
２，θ３・・・の回転位置にて切断された）表示対象物
の断面画像全体に関する２次元画像データが生成される
（ステップＳ９１３）。

【０１１６】以上のようにして１回転する際に表示対象
物の立体画像を表示するのに必要なｎ枚の断面画像群の
全ての２次元画像データが１シーン分の２次元画像デー
タ群として生成される。静止画像を表示する場合にはこ
のようにして得られた１シーン分の２次元画像データ群
が用いられるが、動画像を表示する場合には各シーンの
３次元画像データについて２次元画像データ群の取得が
行われる（ステップＳ９１４）。すなわち、図２２に示
すように各シーンＳＮ１，ＳＮ２，・・・，ＳＮｍのぞ
れぞれについて所定の角度Δθごとの断面画像（正確に
は、スクリーン３８上の表示可能領域の大きさの断面画
像の２次元画像データ）が取得される。

【０１１７】次に、得られた２次元画像データ群に対し
て行われる圧縮処理（ステップＳ９２１）について説明
する。図２３は図２２に示すようにして得られた複数の
断面画像群を図２３中に示す空間軸（縦軸）方向に各回
転位置θ１，θ２，・・・，θｎの順序に並べると共
に、空間軸に直交する時間軸（横軸）方向に各シーンＳ
Ｎ１，ＳＮ２，・・・，ＳＮｍの順序に並べた様子を示
す図である。もちろん、静止画像の表示の場合にはｍ＝
１であり、図２３に示す空間軸方向に並ぶ１列の断面画
像群のみしか存在しない。立体画像表示データＤＤ１が
動画像のデータである場合には、各シーン（すなわち、
時刻）についてスクリーン３８の回転位置に応じたｎ枚
の断面画像群が存在し、動画像のシーン数がｍである
と、合計ｎ×ｍ枚の断面画像が存在する。

【０１１８】ここで、表示対象物の表面は原則として連
続する面であることから、一般的に空間軸方向に隣り合
う断面画像同士は類似している。したがって、空間軸方
向に対して各シーンの断面画像群のデータ、すなわち、
２次元画像データ群に圧縮処理を行うことにより効率の
よい圧縮を行うことができる。

【０１１９】図２４は空間軸方向に２次元画像データ群
を圧縮する工程（ステップＳ９２１）の一例を示す流れ
図である。２次元画像データ群の圧縮処理では、最初に
各２次元画像データの圧縮が行われる。各２次元画像デ
ータの圧縮では、まず、対応する各断面画像が、例えば
８×８画素のブロックに分割され（ステップＳ９３
１）、各ブロックに離散コサイン変換(Discrete Cosine
Transform)が施されて量子化テーブルにより量子化さ
れる（ステップＳ９３２）。そして、量子化されたデー
タ（量子化係数）の高周波成分が除去される（ステップ
Ｓ９３３）。

【０１２０】次に、各断面画像（空間軸方向に対して先
頭のものを除く）の量子化されたデータについて空間軸
方向に対して前側に隣接する断面画像の量子化されたデ
ータとの差分が求められ、差分データとされる（ステッ
プＳ９３４）。その後、各差分データ（先頭の断面画像
については量子化されたデータ）がハフマン符号化等の
可変長符号化により冗長度が除去される（ステップＳ９
３５）。

【０１２１】以上の処理により、１シーンを構成する１
つの２次元画像データ群に関する空間軸方向に従った
（すなわち、走査位置の順序に従った）圧縮が行われる
（ステップＳ９２１）。そして、動画像の場合には他の
シーンについても同様の圧縮処理が行われる（図２１：
ステップＳ９２２）。空間軸方向に圧縮された一連の２
次元画像データは、ヘッダファイルと同様に、適宜、立
体画像表示装置１００に転送されたり、記録メディア４
や固定ディスク３ｈ等の記録媒体に保存される（ステッ
プＳ９２３）。

【０１２２】次に、ステップＳ９２１における空間軸方
向（各シーン）に対する２次元画像データ群の圧縮方法
の他の例としてＭＰＥＧ方式による圧縮技術の基本的部
分を利用する例を簡単に示す。

【０１２３】図２５はＭＰＥＧ技術と同様にＧＯＰ(Gro
up of Pictures)を構成して圧縮を行う方法を説明する
ための図である。図２５に示すように、各シーンＳＮ
１，ＳＮ２，・・・，ＳＮｍの断面画像群はそれぞれＧ
ＯＰとされ、空間軸方向対して所定の順序にてＩピクチ
ャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャとして扱われる。図２６は
各ＧＯＰを圧縮する際の処理の流れを示す流れ図であ
り、図２１中のステップＳ９２１の他の例を示す図であ
る。

【０１２４】図２６に示すように、まず、回転位置θ１
における断面画像がＩピクチャとされ、Ｉピクチャから
所定数の回転位置だけ離れた断面画像がＰピクチャとさ
れ、ＩピクチャやＰピクチャの間の断面画像がＢピクチ
ャとされる（ステップＳ９４１）。Ｉピクチャはフレー
ム内符号化により圧縮される（ステップＳ９４２）。す
なわち、ブロックに分割され、各ブロックに離散コサイ
ン変換が施されて量子化されて高周波成分が除去された
後、可変長符号化により冗長度が除去される。

【０１２５】ＰピクチャについてはＩピクチャまたは先
行するＰピクチャとの間で動き補償が考慮された上で予
測誤差信号（画像）が取得される。そして、予測誤差信
号がＩピクチャの圧縮と同様の手法により圧縮され、動
きベクトルも符号化される（ステップＳ９４３）。Ｂピ
クチャでは先行および／または後続するＩピクチャおよ
び／またはＰピクチャを基準に予測誤差信号が取得さ
れ、Ｐピクチャと同様に、この予測誤差信号が圧縮さ
れ、動きベクトルが符号化されることにより圧縮される
（ステップＳ９４４）。

【０１２６】なお、１シーンを構成する断面画像群にて
１つのＧＯＰが構成されていてもよく、１シーンに複数
のＧＯＰが含まれていてもよい。また、ＭＰＥＧの規格
と異なり、１シーンのＧＯＰにはタイムスタンプ等の時
間に関するパラメータを設定する必要はない。

【０１２７】このように、空間軸方向に隣り合う断面画
像が類似していることから、空間軸方向に対してＭＰＥ
Ｇによる圧縮技術の基本部分を利用することにより効率
よく２次元画像データ群の圧縮を行うことができる。

【０１２８】以上、各シーンの２次元画像データ群を空
間軸方向に対して圧縮することにより圧縮効率を高める
圧縮方法について説明したが、図２３に示す一連の断面
画像は、各回転位置において時間軸方向に隣り合うもの
同士も類似するという性質を有する。動画像における表
示対象物の動きは一般に滑らかだからである。

【０１２９】したがって、各回転位置θ１，θ２，・・
・，θｎにおいて、時間軸方向に並ぶ断面画像の２次元
画像データ群について、図２４ないし図２６を用いて説
明した様々な圧縮を行うことにより効率のよい圧縮が実
現される。すなわち、図２１におけるステップＳ９２１
を各回転位置における２次元画像データ群に対して圧縮
処理を施す処理に置き換え、これを各回転位置における
２次元画像データ群について行うことにより効率のよい
圧縮が行われる。このとき、図２４に例示す圧縮方法を
用いる場合にはステップＳ９３４が時間軸方向の差分デ
ータを取得する工程となり、ＭＰＥＧ技術を利用する場
合には図２７に示すように時間軸方向にＩピクチャ、Ｐ
ピクチャ、Ｂピクチャが定められる。

【０１３０】このように、いわゆる体積走査法による一
連の２次元画像データは各回転位置において時間軸方向
に並ぶ２次元画像データ群に圧縮処理を行うことより効
率のよい圧縮を実現することができる。

【０１３１】ところで、既述のように図２３に示した一
連の断面画像は空間軸方向に対しても時間軸方向に対し
ても互いに隣り合う断面画像同士は類似している。そこ
で、空間軸方向に対する圧縮と時間軸方向に対する圧縮
との双方を行うことによりさらに効果的な圧縮を行うこ
とができる。

【０１３２】図２８は図２１中のステップＳ９２１，Ｓ
９２２に代えて空間軸方向および時間軸方向に対する双
方の圧縮を行う際の処理の一例を示す流れ図である。図
２８に示す例では、まず、空間軸方向で各断面画像を図
２６に示した手法と同様の手法により圧縮し（ただし、
可変長符号化が行われる前の段階までの圧縮を行うもの
とする）、各シーンに対応する圧縮されたＧＯＰを構成
する（ステップＳ９５１）。なお、Ｉピクチャ、Ｐピク
チャ、Ｂピクチャの配列順序は各シーンで同様とされ
る。

【０１３３】次に、圧縮された各ＧＯＰ（最初のシーン
のＧＯＰを除く）について先行するシーンのＧＯＰとの
差分が求められ（ステップＳ９５２）、差分されたＧＯ
Ｐに可変長符号化を施して冗長度を除去する（ステップ
Ｓ９５３）。すなわち、時間軸方向に対して圧縮処理が
施される。以上の処理により、一連の２次元画像データ
は空間軸および時間軸方向に対して圧縮される。

【０１３４】図２９は、このような空間軸および時間軸
の双方に対する圧縮を行う場合の処理の流れを概念的に
示す流れ図である。図２９に示すように、図２８に示し
た処理は、各シーンの２次元画像データ群に圧縮処理を
施し（ステップＳ９６１，Ｓ９６２）、各回転位置にお
ける圧縮された２次元画像データ群に対してさらに圧縮
処理を施す処理の流れとなる（ステップＳ９６３，Ｓ９
６４）。この処理を機能的に表現した場合、図１９にお
けるデータ圧縮部９４が空間軸方向に圧縮を行う空間軸
方向圧縮部９４１および時間軸方向に圧縮を行う時間軸
方向圧縮部９４２を有する構成となる。

【０１３５】ただし、空間軸方向および時間軸方向の圧
縮の順序は任意であってよく、さらに、空間軸方向およ
び時間軸方向の圧縮は明確に分離されている必要もな
い。例えば、図２８に示す処理では、まず、圧縮された
ＧＯＰを構成し、その後、圧縮されたＧＯＰ間の時間軸
方向の差分を求めるようにしているが、圧縮される前の
各ＧＯＰ間で差分が求められた後に、各ＧＯＰが空間軸
方向に関して圧縮されてもよい。また、符号化の途中、
例えば、動き補償が行われた直後に各ＧＯＰ間の差分が
求められてもよく、空間軸方向に対する圧縮の途中に時
間軸方向に対する圧縮が行われてもよい。このように、
空間軸方向および時間軸方向に対する圧縮処理はおよそ
並行に行われてもよい。

【０１３６】なお、図２８に示す例では、空間軸方向に
はＧＯＰを構成して圧縮するようにし、時間軸方向には
単に差分を求めるようにしているが、空間軸方向および
時間軸方向の圧縮の方法はどのようなものであってもよ
い。

【０１３７】以上、一連の２次元画像データを圧縮する
様々な手法について説明してきたが、圧縮された２次元
画像データは画像データファイルとして既述のように立
体画像表示装置１００側に供給されたり、記録メディア
４や固定ディスクに保存される（ステップＳ９２３）。
そして、このような圧縮手法を用いることにより、立体
画像表示データは効率よく圧縮され、立体画像表示装置
１００に転送する際に効率よく転送することができる。
また、立体画像表示データを保存する場合にも、記録メ
ディア４や固定ディスクを経済的に利用することができ
る。

【０１３８】図３０は、記録メディア４や固定ディスク
等に保存された立体画像表示データＤＤ１の構造の例を
示す図である。立体画像表示データＤＤ１には表示対象
物の分割数や断面画像の大きさ等の情報がヘッダファイ
ルＤＤ１１として保存され、１シーン以上の圧縮された
２次元画像データが画像データファイルＤＤ１２として
保存される。もちろん、ヘッダファイルＤＤ１１および
画像データファイルＤＤ１２は図３０に示すように明り
ょうに分けられて保存される必要はなく、適宜混在して
保存されてもよい。

【０１３９】＜Ｇ．変形例＞以上、この発明に係る立体
画像表示データ生成装置をホストコンピュータ３として
有する立体画像表示システムの実施の形態について詳細
に説明したが、この発明は上記説明したものに限定され
るものではない。

【０１４０】例えば、ホストコンピュータ３にて生成さ
れる立体画像表示データが利用される立体画像表示装置
１００は以下のように様々な変形が可能である。

【０１４１】上記説明において立体画像表示装置１００
の記憶手段としてのメモリは２個の場合を例示したが２
個に限定されるべき技術的制限は伴わないので２個以上
の複数個であってもよい。この場合、読み出し対象とな
る一のメモリと書き込み対象となる一のメモリとを切り
換える際には、複数のメモリ間で循環的に切り換えが行
われるように構成すればよい。なお、既述のように静止
画像のみを表示する場合にはメモリは１つであってもよ
い。

【０１４２】また、読み出し対象となるメモリから与え
られる２次元画像データに基づいてスクリーン３８に投
影する断面画像を生成する画像生成手段の一例としてＤ
ＭＤ３３を例示したが、ＤＭＤ３３以外の素子を使用し
てもよい。

【０１４３】また、上記説明においては主として所定の
回転軸Ｚを中心に回転するスクリーン上に断面画像を投
影することによって表示対象物の立体像を表示する構成
例について説明したが、この発明はこれに限定されるも
のではなく、スクリーンの投影面に対して垂直な方向に
直進走査するような体積走査であってもよい。つまり、
スクリーンの位置および／または姿勢を変更することに
より３次元的な所定空間内を走査するものであればよい
のである。この場合、スクリーンの走査途上の位置が上
記実施の形態における回転位置に対応する。

【０１４４】なお、上記説明においてはスクリーン３８
の材質については特に言及しなかったが、スクリーン３
８の材質を工夫することで立体画像が表示されているデ
ューティー比を倍増させることができる。

【０１４５】すなわち、スクリーン３８を１８０゜回転
させることで体積走査が完了するが、スクリーン３８が
不透明な材質で構成されている場合、断面画像が投影さ
れているスクリーンの投影面が観察者から見て裏面側
（反対側）に向いている間は断面像を視認することがで
きない。従って、立体画像が表示されているデューティ
ー比は１／２となる。このため、体積走査終了後、観察
者の眼に残像があるうちにさらにスクリーン３８を回転
させて、結果的に３６０゜回転させる必要がある。

【０１４６】しかし、スクリーン３８の材質として、投
影像が投影側から十分に視認できるだけの拡散反射性能
を有すると同時に、その像をスクリーン３８の裏側の方
向からも視認できるような光透過性を有する材質を採用
することで、スクリーン３８の表裏両方から投影像を視
認することが可能となる。したがって、スクリーン３８
の角度にかかわらず断面画像を視認することができ、立
体画像表示のデューティー比は１となる。このため、残
像効果を維持できる時間内にスクリーン３８を回転させ
なければならない角度は１８０゜で済む。これにより、
スクリーン３８の回転数を１／２に抑えることが可能と
なり、その分だけ投影する断面画像の角度刻みを細かく
でき、断面画像の数を増して表示される立体画像の品位
を向上させることができる。

【０１４７】スクリーン３８の材質としては、例えば、
すりガラスや、透明樹脂板の表面をすりガラス状に加工
して白く曇らせたものや、薄い紙などのように半透明の
材質を利用すればよい。

【０１４８】また、ホストコンピュータ３についても、
一般的なコンピュータシステムとして構成されている必
要はなく、全体が専用のハードウェアとして構築されて
いてもよく、部分的に専用の電気回路にて構築されてい
てもよい。

【０１４９】また、空間軸方向および／または時間軸方
向の２次元画像データ群の圧縮には上記例以外にも様々
な手法が利用可能である。

【０１５０】

【発明の効果】請求項１ないし４に記載の発明では、立
体画像表示データを効率よく圧縮することができる。そ
の結果、立体画像表示データの転送を効率的に行った
り、立体画像表示データを経済的に保存することができ
る。

【０１５１】請求項５に記載の発明では、立体画像表示
データの保存を経済的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る立体画像表示シス
テムの全体的な構成を示す図である。

【図２】立体画像表示装置の概観を示す図である。

【図３】着脱可能な操作スイッチの拡大図である。

【図４】立体画像表示装置における光学系を含む構成を
示す図である。

【図５】スクリーンおよび回転部材の斜視概観図であ
る。

【図６】スクリーンに投影される断面画像の大きさ（解
像度）を示す図である。

【図７】立体画像表示システムの機能構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】メモリの構成例を示す図である。

【図９】この発明の実施の形態におけるメモリの構成例
を示す図である。

【図１０】図７に示した構成のうちの要部を抜き出した
図である。

【図１１】メモリ制御部の詳細を示すブロック図であ
る。

【図１２】断面画像（投影像）の補正の一例を示す図で
ある。

【図１３】スクリーンの回転位置θに応じたメモリから
の読み出し順序を示す図である。

【図１４】２次元画像データの読み出し順序を切り換え
るための制御機構の一例を示す図である。

【図１５】アドレス発生部で発生される８ビットの水平
アドレス信号の一例を示す図である。

【図１６】立体画像表示装置において実際に立体画像を
表示する際の処理手順を示すフローチャートである。

【図１７】立体画像表示装置において実際に立体画像を
表示する際の処理手順を示すフローチャートである。

【図１８】立体画像表示装置において実際に立体画像を
表示する際の処理手順を示すフローチャートである。

【図１９】ホストコンピュータにおける構成を機能の面
から示すブロック図である。

【図２０】３次元画像データから２次元画像データへの
変換過程を示す図である。

【図２１】ホストコンピュータにおける処理の流れを示
す流れ図である。

【図２２】動画像の場合の断面画像の取得の様子を示す
図である。

【図２３】一連の断面画像を各回転位置および各シーン
に関して配列配置した図である。

【図２４】空間軸方向に対して１シーン分の２次元画像
データ群を圧縮する処理の一例を示す流れ図である。

【図２５】空間軸方向に対してＭＰＥＧ技術を利用した
２次元画像データの圧縮方法を説明するための図であ
る。

【図２６】ＭＰＥＧ技術を利用した２次元画像データの
圧縮処理の例を示す流れ図である。

【図２７】時間軸方向に対してＭＰＥＧ技術を利用した
２次元画像データの圧縮方法を説明するための図であ
る。

【図２８】空間軸および時間軸方向に対して２次元画像
データを圧縮する処理の例を示す流れ図である。

【図２９】空間軸および時間軸方向に対して２次元画像
データを圧縮する処理の概念を示す流れ図である。

【図３０】立体画像表示データの構造の例を示す図であ
る。

【図３１】体積走査法による立体画像の表示原理を説明
するための図である。

【符号の説明】

３ ホストコンピュータ ３ａ ＣＰＵ ３ｇ メモリ ３ｈ 固定ディスク ４ 記録メディア ３８ スクリーン ９３ 断面画像演算部 ９４ データ圧縮部 ＤＤ１ 立体画像表示データ ＤＤ１２ 画像データファイル Ｐ１〜Ｐ４ 断面画像 Ｓ９１３，Ｓ９１４，Ｓ９２１，Ｓ９２２，Ｓ９３１〜
Ｓ９３５，Ｓ９４１〜Ｓ９４４，Ｓ９５１〜Ｓ９５３，
Ｓ９６１〜Ｓ９６４ ステップ ＳＮ１，ＳＮ２，・・・，ＳＮｍ シーン θ１，θ２，・・・，θｎ 回転位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 史也 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 杭迫 真奈美 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 糊田 寿夫 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 5C061 AA06 AA29 AB12 AB16 AB17 AB24 5C082 BA34 BA41 BA46 CA31 CA42 CA81 CB01 DA22 DA26 DA87 MM02 MM04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーンの位置および／または姿勢を
   変更することにより前記スクリーンを走査させるととも
   に、前記スクリーンの走査に同期しつつ表示対象物の一
   連の断面画像を前記スクリーンに順次投影することによ
   り前記表示対象物の立体画像を表示する際に用いられる
   立体画像表示データを生成する立体画像表示データ生成
   方法であって、 前記表示対象物の一のシーンのデータから当該一のシー
   ンにおいて投影すべき断面画像群に対応する２次元画像
   データ群を取得する工程と、 前記２次元画像データ群を前記スクリーンの走査位置の
   順序に従って圧縮する工程と、を有することを特徴とす
   る立体画像表示データ生成方法。
2. 【請求項２】 スクリーンの位置および／または姿勢を
   変更することにより前記スクリーンを走査させるととも
   に、前記スクリーンの走査に同期しつつ表示対象物の一
   連の断面画像を前記スクリーンに順次投影することによ
   り前記表示対象物の立体画像を表示する際に用いられる
   立体画像表示データを生成する立体画像表示データ生成
   方法であって、 前記一連の断面画像に対応する一連の２次元画像データ
   を取得する工程と、 前記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査
   位置における２次元画像データ群ごとに圧縮する工程
   と、を有することを特徴とする立体画像表示データ生成
   方法。
3. 【請求項３】 スクリーンの位置および／または姿勢を
   変更することにより前記スクリーンを走査させるととも
   に、前記スクリーンの走査に同期しつつ表示対象物の一
   連の断面画像を前記スクリーンに順次投影することによ
   り前記表示対象物の立体画像を表示する際に用いられる
   立体画像表示データを生成する立体画像表示データ生成
   方法であって、 前記一連の断面画像に対応する一連の２次元画像データ
   を取得する工程と、 前記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査
   位置および各シーンごとに圧縮する工程と、を有するこ
   とを特徴とする立体画像表示データ生成方法。
4. 【請求項４】 スクリーンの位置および／または姿勢を
   変更することにより前記スクリーンを走査させるととも
   に、前記スクリーンの走査に同期しつつ表示対象物の一
   連の断面画像を前記スクリーンに順次投影することによ
   り前記表示対象物の立体画像を表示する際に用いられる
   立体画像表示データを生成する立体画像表示データ生成
   装置であって、 前記一連の断面画像に対応する一連の２次元画像データ
   を取得する手段と、 前記一連の２次元画像データを前記スクリーンの各走査
   位置および／または各シーンごとに圧縮する手段と、を
   備えることを特徴とする立体画像表示データ生成装置。
5. 【請求項５】 スクリーンの位置および／または姿勢を
   変更することにより前記スクリーンを走査させるととも
   に、前記スクリーンの走査に同期しつつ表示対象物の一
   連の断面画像を前記スクリーンに順次投影することによ
   り前記表示対象物の立体画像を表示する際に用いられる
   立体画像表示データを記録したコンピュータ読み取り可
   能な記録媒体であって、 前記立体画像表示データが、 前記一連の断面画像に対応する一連の２次元画像データ
   を前記スクリーンの各走査位置および／または各シーン
   ごとに圧縮したデータ、を有することを特徴とする立体
   画像表示データを記録したコンピュータ読み取り可能な
   記録媒体。