JP2000324515A - 表示装置、立体画像表示装置および立体画像表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像のカラー表示を容易かつ安価に簡単な構
成で実現すること。 【解決手段】 画像をスクリーンに投影することで表示
を行う表示装置において、ＤＭＤ（ディジタル・マイク
ロミラー・デバイス）３３の画像生成面側にＲ成分、Ｇ
成分、Ｂ成分の各色成分の光を透過させる３つの領域を
有するカラーフィルタを配設する。これによってＤＭＤ
３３の画像生成面はＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応する３
つの領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃが形成される。ＤＭＤ
３３における領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃのそれぞれに
おいてＲ成分とＧ成分とＢ成分との投影画像を別個に生
成することにより、カラーを構成する３つの色成分の投
影画像が同時に生成される。そして各色成分ごとの３つ
の投影画像を所定の投影光学系にてスクリーンに導く過
程で合成することにカラー画像の表示を行うことができ
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、画像をカラー表示
する表示装置と立体画像をカラー表示する立体画像表示
装置とに関し、特に、スクリーン回転方式による立体画
像表示装置および立体画像表示システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より発明・考案されてきた立体画像
の表示方法の一つとして、人間の眼の残像効果を利用す
る体積走査法と呼ばれるものがある。

【０００３】従来の体積走査法には、スクリーンをその
投影面に垂直な方向に高速で直進移動させ、投影面の位
置に応じて物体の断面の２次元像あるいは断面の輪郭を
時々刻々と変化させつつ投影するという垂直走査を行う
方法と、回転自在なスクリーンを所定の回転軸を中心に
高速回転させ、スクリーンの回転角度に応じて物体の断
面の２次元像あるいは断面の輪郭を時々刻々と変化させ
つつ投影するという回転走査を行う方法とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
体積走査法を利用した装置においては、立体画像のカラ
ー表示を行うことができるものは存在しない。

【０００５】一方、立体画像の表示を目的とする表示装
置ではないが、プロジェクタ等の表示装置においては従
来よりカラー表示が実現されている。プロジェクタにお
けるカラー表示では、光源からの照射光を回転式のカラ
ーフィルタを用いてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３
つの色成分に時分割し、それぞれの色成分が発生するタ
イミングに同期してスクリーンに投影される画像の生成
が行われる。しかし、各色成分の光を時分割することに
よりカラー表示を行う場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分
の切り換えと各色成分に応じた画像を生成するタイミン
グとを同期させることが難しいという問題があった。

【０００６】そこで、この発明は、画像のカラー表示を
簡単に行うことができる構成の表示装置を提供すること
を第１の目的とし、また、人間の眼の残像効果を利用す
る体積走査法において表示対象物のカラー表示を行うこ
とのできる立体画像表示装置および立体画像表示システ
ムを提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、画像をスクリーンに投影
することで表示を行う表示装置であって、一体化された
画素配列面が分割されることによりそれぞれが画素の２
次元的な連続配列として規定された複数の領域を有し、
各領域においてそれぞれ異なる色成分についての複数の
投影画像を生成する画像生成手段と、前記複数の投影画
像を前記スクリーンに導き、前記スクリーン上に色合成
した画像を生成する投影光学系とを備えている。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の表示装置において、前記異なる色成分は赤と緑と青と
の３成分であり、前記複数の領域は前記３成分に対応し
て前記画素配列面を３分割した領域であることを特徴と
している。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の表示装置において、前記投影光学系は、
前記複数の投影画像を前記スクリーンに向かう過程で一
の光路上に合成する画像合成手段を備えている。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の表示装置において、前記画像合成手段は、前記一の光
路上に合成することによって生じる前記複数の投影画像
の光路差を補償する光路長調整手段を備えている。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の表示装置において、前記画像合成手段は、前記複数の
投影画像を一の光路上に合成して１つのカラー画像を生
成する合成プリズムと、前記一の光路上に合成すること
によって生じる前記複数の投影画像の光路差を補償する
光路長調整手段とを備えている。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の表示装置において、前記画像合成手段は、前記複数の
投影画像の光軸間距離を大きくする分解プリズムをさら
に備え、前記光路長調整手段は、光軸間距離が大きくさ
れた各投影画像の光路中に介挿され、前記合成プリズム
は、光軸間距離が大きくされた各投影画像を一の光路上
に合成することを特徴としている。

【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
請求項６のいずれかに記載の表示装置において、前記画
像生成手段は、個々に角度偏向が可能な複数のマイクロ
ミラーを平面的に敷き詰めた光反射面を前記複数の領域
に分割して構成され、所定の２次元画像データに基づい
て前記複数のマイクロミラーによる光の反射方向を制御
して、複数の投影画像を生成するディジタル・マイクロ
ミラー・デバイスと、前記複数の投影画像の光路に介挿
され、前記複数の投影画像のそれぞれを異なる色成分と
するカラーフィルタとを備えている。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項１ないし
請求項７のいずれかに記載の表示装置において、前記ス
クリーンは主面に平行な所定の回転軸の回りに回転自在
であることを特徴としている。

【００１５】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の表示装置において、前記投影画像は、表示対象物を前
記回転軸に対応する軸を中心として所定角度ごとに放射
状に切断して得られる各断面を表現した断面画像である
ことを特徴としている。

【００１６】請求項１０に記載の発明は、立体画像表示
装置であって、請求項９に記載の表示装置を備え、前記
スクリーンを等速回転させ、前記表示対象物の断面画像
を前記スクリーンの回転角度に対応させて断続的に投影
することにより、前記表示対象物の立体画像を表示する
ことを特徴としている。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、立体画像表示
システムであって、表示対象物の３次元画像データを記
憶する立体データ記憶手段と、前記３次元画像データに
基づいて、前記表示対象物を前記回転軸に対応する軸を
中心として所定角度ごとに放射状に切断して得られる各
断面での２次元画データを断面画像演算手段と、前記２
次元画像データ群に基づいて立体画像表示を行う請求項
１０に記載の立体画像表示装置とを備えている。

【００１８】

【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システムの実施の形態として、
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次元画像データを供給するホストコンピュータ
３とから構成されている。

【００１９】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。

【００２０】ホストコンピュータ３は、ＣＰＵ３ａとデ
ィスプレイ３ｂとキーボード３ｃとマウス３ｄとを含ん
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。

【００２１】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−ＲＡＭ）、メモリカード等がある。

【００２２】＜Ｂ．立体画像表示装置＞次に、立体画像
表示装置１００の一実施形態について説明する。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。

【００２３】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。

【００２４】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
面の表示手段及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。

【００２５】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。

【００２６】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、又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。

【００２７】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とカラー
フィルタ４５とを備えて構成される。

【００２８】まず、ＤＭＤ３３について説明する。ＤＭ
Ｄ３３とカラーフィルタ４５とは、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、このうちＤＭＤ３３は１辺が１６μｍ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ＯＦＦ）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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】この実施形態においては、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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】なお、図４に示すようにＤＭＤ３３の画像
生成面側には、複数の色成分ごとに領域分割されたカラ
ーフィルタ４５が設けられており、ＤＭＤ３３ではこの
複数の領域ごとに各色成分に対応する複数の断面画像
（投影画像）を生成する。また、ＤＭＤ３３の画像生成
面側にはカラーフィルタ４５を介して、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、ＤＭＤ３
３で生成された各色成分ごとの複数の断面画像を投影光
学系５０に導くためにＴＩＲプリズム４４が配設されて
いる。

【００３５】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、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、カラーフィルタ
４５を介してＤＭＤ３３上に照射される。

【００３６】ＤＭＤ３３は、ホストコンピュータ３から
与えられる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５
０に向けて反射させる。

【００３７】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
セントリック光学系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。

【００３８】ＤＭＤ３３で反射された光（断面画像）は
両テレセントリック光学系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。

【００３９】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及びスクリーン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３９
内部に配置された投影ミラー３６、投影レンズ５１３及
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。

【００４０】なお、スクリーン３８の回転角度は位置検
出器７３により常に検出されている。

【００４１】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及び３７
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。

【００４２】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
角度に位置する場合に、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。

【００４３】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。

【００４４】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の回転角度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
にしても良い。

【００４５】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
しても良い。

【００４６】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
も良い。

【００４７】図５に示すようにスクリーン３８がある回
転角度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、その回転角度が
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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】＜Ｃ．カラー表示のための構成＞この実施
形態におけるカラー表示を行うための構成について説明
する。カラーフィルタ４５は複数の領域に分割され、各
領域ごとに例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３つ
の色成分のうちのいずれかの色成分の光を透過するよう
に分割されている。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの色成分に分割す
ることによってスクリーン３８に断面画像をカラー表示
することができるのである。

【００５１】カラー表示を行うために、従来のようにＤ
ＭＤに照射する照明光をＲ成分とＧ成分とＢ成分とを時
分割で生成する方法や、ＤＭＤを３個準備してそれぞれ
のＤＭＤにおいてＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のそれぞれに
対応する断面画像を生成する方法が考えられる。しか
し、前者の方法ではＲ，Ｇ，Ｂの３枚の断面画像を投影
することによって１枚のカラーの断面画像を生成するも
のであるため、３倍の表示時間を必要とする。また、後
者の方法では３個のＤＭＤを必要とするためコストアッ
プの要因となり好ましくない。

【００５２】この実施形態では、１つのＤＭＤ３３を
Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する複数の領域に分割する構成を採用
し、１枚のカラー画像を投影する時間を短縮し、かつ、
低コストでカラー表示可能なように実現するものであ
る。

【００５３】このような観点から、ＤＭＤ３３を複数の
領域に分割し、それぞれの領域から異なる色成分の断面
画像を生成する場合におけるカラーフィルタ４５の配置
方法として図７に示すような形態が考えられる。図７は
ＤＭＤ３３の各微小ミラーを１画素とし、その１画素ご
とにＲ，Ｇ，Ｂ成分のいずれかの色成分のカラーフィル
タを対応させた構成を示している。図７（ａ）は斜めモ
ザイク状に各色成分のカラーフィルタを配置した例を示
しており、図７（ｂ）は縦ストライプ状に各色成分のカ
ラーフィルタを配置した例を示している。これら図７
（ａ），（ｂ）のいずれの場合もカラーフィルタを配置
する以外に、Ｒ，Ｇ，Ｂマスクを各ミラー上に着色（コ
ーティング）するようにしてもよい。

【００５４】しかしながら、上記図７のように１辺が１
６μｍ程度という微小なミラーごとにカラーフィルタ４
５を配置しようとすることは、技術的に非常に難しく実
用的なものではない。

【００５５】そこで、この実施形態では図８に示すよう
なカラーフィルタ４５を使用する。図８に示すカラーフ
ィルタ４５は、Ｒ成分の光を透過するフィルタ部分４５
ａとＧ成分の光を透過するフィルタ部分４５ｂとＢ成分
の光を透過するフィルタ部分４５ｃとの３つの領域に分
割されている。このようにカラーフィルタ４５を色成分
の数に応じた各領域に分割することは容易かつ安価に実
現可能である。そして、図８に示すように領域分割され
たカラーフィルタ４５をＤＭＤ３３の画像生成面側に配
置するのである。

【００５６】図９はＤＭＤ３３の画像生成面の概略を示
す図である。図８に示すようなカラーフィルタ４５をＤ
ＭＤ３３上に配置することにより、ＤＭＤ３３の画像生
成面は３つの領域３３ａ、３３ｂ、３３ｃに分割され
る。領域３３ａはカラーフィルタ４５を介してＲ成分の
光を受ける領域であり、領域３３ｂはＧ成分の光を受け
る領域であり、領域３３ｃはＢ成分の光を受ける領域で
ある。つまり、この実施形態では図７のように画素ごと
に色成分を規定するのではなく、図９に示すように２次
元的な画素の連続配列として各色成分ごとの領域を規定
するのである。

【００５７】そして、図６に示したようにスクリーン３
８上に２５６画素×２５６画素の断面画像を投影する場
合、図９に示すようにＤＭＤ３３の各領域３３ａ、３３
ｂ、３３ｃのそれぞれのほぼ中央付近に位置する２５６
画素×２５６画素の画像生成部分において各色成分に対
応する断面画像の生成が行われる。そして、ＤＭＤ３３
として画素数（微小ミラーの数）の多いものを使用すれ
ば、領域３３ａでの画像生成部分と領域３３ｂでの画像
生成部分および領域３３ｂでの画像生成部分と領域３３
ｃでの画像生成部分との間隔を十分に広く設定すること
ができるため、ＤＭＤ３３に対してカラーフィルタ４５
を配設する作業も容易に行うことができる。つまり、各
領域３３ａ〜３３ｃにおける画像生成部分が互いに隣接
していない状態であれば、カラーフィルタ４５を配設す
る際の取り付け位置が若干ずれたとしてもそれによって
各画像生成部分に他の色成分の光が入射することを避け
ることができるので各色成分の断面画像を問題なく生成
することが可能になる。

【００５８】以上のことを換言すると、この実施形態で
はＤＭＤ３３とカラーフィルタ４５とによって構成され
る画像生成手段が、一体化された画素配列面が分割され
ることによりそれぞれが画素の２次元的な連続配列とし
て規定された複数の領域を有しており、各領域において
それぞれ異なる色成分についての複数の断面画像を同時
に生成することによって、スクリーン３８に投影される
立体画像をカラー化するのに必要な各色成分ごとの断面
画像を生成することができるように構成されている。し
たがって、簡単な構成で比較的容易かつ安価にカラー表
示を行うことができるとともに、各色成分がＲ，Ｇ，Ｂ
の３つの色成分である場合には時分割によってカラー表
示を行う場合に比べて３倍の数の断面画像を投影するこ
とができるため、投影される立体カラー画像の高精細化
にも寄与するのである。さらに、時分割でカラー表示を
行う場合には回転式のカラーフィルタを回転させる駆動
部等が必要になるが、この実施形態のようにＤＭＤ３３
を複数の領域に分割し、それぞれの領域で同時に各色成
分に対応する断面画像を生成するように構成すれば、カ
ラー表示を行うための特別な駆動部等を設ける必要がな
いので、カラー表示を行うための構成を小型化すること
もできる。

【００５９】次に、両テレセントリック光学系５１１に
ついて説明する。図１０は図４に示した両テレセントリ
ック光学系５１１の詳細を示す図である。上記のように
異なる領域でＲ，Ｇ，Ｂの各成分ごとの断面画像が生成
される場合には、それらの断面画像がスクリーン３８に
投影される過程で１つの画像として合成されることが必
要になる。そうすることによって１つのカラー画像が形
成されるからである。

【００６０】このため、両テレセントリック光学系５１
１は両テレセントリックレンズ５１１ａと光路長調整器
５１１ｂ，５１１ｃとダイクロイックミラー５１１ｄ，
５１１ｅとミラー５１１ｆ，５１１ｇとを備えており、
図９の領域３３ａ〜３３ｃのそれぞれで生成される各色
成分ごとの断面画像を一の光路上に合成する。

【００６１】ＤＭＤ３３の各領域で生成されたＲ成分、
Ｇ成分、Ｂ成分のそれぞれの光（断面画像）はＴＩＲプ
リズム４４を通って両テレセントリックレンズ５１１ａ
によって平行光にされる。そして、平行光になったＲ，
Ｇ，Ｂの各成分の光（断面画像）はそれぞれ異なる３つ
の光路を形成する。例えば、図１０に示すようにＲ成分
の光はＧ成分の光の上側を通り、Ｂ成分の光はＧ成分の
光の下側を通るような３つの平行光が形成される。

【００６２】Ｒ成分の光は両テレセントリックレンズ５
１１ａによって平行光とされた後、光路長調整器５１１
ｂに入射し、この光路長調整器５１１ｂによってＲ成分
の断面画像がＧ成分の断面画像との間に生じる光路差の
補償が行われる。光路差の補償が行われたＲ成分の光は
ミラー５１１ｆによって全反射されてダイクロイックミ
ラー５１１ｄによってＧ成分の光と合成される。ダイク
ロイックミラー５１１ｄはＲ成分の光を反射し、他の成
分の光を透過させる。したがって、このダイクロイック
ミラー５１１ｄにおいてＲ成分の光が反射され、Ｇ成分
の光が透過して一の光路上にＲ成分とＧ成分との合成が
行われるのである。

【００６３】また、Ｂ成分の光についても両テレセント
リックレンズ５１１ａによって平行光とされた後、光路
長調整器５１１ｃに入射し、この光路長調整器５１１ｃ
によってＢ成分の断面画像がＧ成分の断面画像との間に
生じる光路差の補償が行われる。光路差の補償が行われ
たＢ成分の光はミラー５１１ｇによって全反射されてダ
イクロイックミラー５１１ｅによってＲ成分およびＧ成
分の光と合成される。ダイクロイックミラー５１１ｅは
Ｂ成分の光を反射し、他の成分の光を透過させる。した
がって、このダイクロイックミラー５１１ｅにおいてＢ
成分の光が反射され、Ｒ成分およびＧ成分の光が透過し
て一の光路上にＲ，Ｇ，Ｂの各成分の合成が行われるの
である。

【００６４】そして合成された各色成分の光は、図４に
示すように像回転補償機構３４、投影ミラー３６、投影
レンズ５１３、投影ミラー３７を介してスクリーン３８
上に投影される。

【００６５】このようにしてＤＭＤ３３の異なる領域で
Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分ごとの断面画像が生成される場合で
あっても、それらの断面画像をスクリーン３８に投影さ
れる過程で１つの画像として合成することができ、スク
リーン３８上には適切な１つのカラー表示された断面画
像を投影することが可能になる。

【００６６】なお、Ｒ成分とＢ成分との光路中に介挿さ
れている光路長調整器５１１ｂ，５１１ｃはそれぞれ所
定の屈折率を有する媒質によって構成されており、その
媒質中を各色成分の光が通過することによってその屈折
率と光軸方向の厚さとに基づいた光路長の補償が行われ
る。

【００６７】図１０において各色成分が一の光路に合成
された後の断面画像について考えると、Ｇ成分の光はＲ
成分、Ｂ成分の光に比して光路長が短いため、Ｇ成分の
光の結像位置はＲ成分とＢ成分との光の結像位置よりも
光軸方向に進んだ位置となる。つまり、各色成分に光路
差があることにより、各色成分の結像位置が一致しない
事態が生じるのである。この事態を放置することは、あ
る色成分の断面画像はスクリーン３８の投影面上に結像
するが、他の色成分の断面画像については投影面上に結
像しないことになる。この結果、スクリーン３８に投影
される各色成分の断面画像のうちにピントのぼけた画像
が存在することになり、表示画像の画質の低下を招くこ
とになる。

【００６８】そこで、上記のように光路長調整器５１１
ｂ，５１１ｃをＲ成分とＢ成分との光路中に介挿させて
Ｒ成分とＧ成分およびＢ成分とＧ成分の光路差を補償
し、各色成分の結像位置をＧ成分の光の結像位置に一致
させるのである。それによってＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の
光が同一位置に結像するようになり、各色成分の断面画
像は全てスクリーン３８の投影面上に結像してピントの
合った高画質な断面画像の表示が可能になる。

【００６９】＜Ｄ．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。

【００７０】図１１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１１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１１に示す照明光学系４０および
投影光学系５０は上述し内容のものである。

【００７１】表示対象物の各色成分ごとの断面画像に関
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。

【００７２】一般に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ＭＰＥＧ２方式等によるデータ
圧縮が施されている場合も多い。この場合は、圧縮され
た２次元画像データを伸張（復元）する必要がある。そ
こで、図１１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。な
お、インタフェース６６に入力される２次元画像データ
にデータ圧縮が施されていない場合ではデータ伸張器６
５を設ける必要性はない。

【００７３】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及び６３ｂはそれぞれ独立に書き込み
又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次元画像データを各色成分ごとに記憶する記憶
手段として機能する。ＤＭＤコントローラ６２はＤＭＤ
３３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の回転角度に応じてメモリ６３
ａ，６３ｂにおける書き込み動作と読み出し動作とを制
御する。

【００７４】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
転角度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含まれる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枚分の各色成分ごとの２次元
画像データ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。

【００７５】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。

【００７６】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
各色成分ごとの２次元画像データ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次元画像データを順次にＤＭＤ３３
に与えることによって適切に立体画像のカラー表示を行
うことができるのである。

【００７７】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。

【００７８】そして次に、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、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、２５６×２５６×３×６０＝１１．２５
ＭＢｙｔｅ（＝９０Ｍｂｉｔ）となる。

【００７９】図１２は、メモリの構成例を示す図であ
る。図１２（ａ）はＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像（１つ
のカラー断面画像）で１つのメモリを使用する例を示し
ており、１つのメモリで各色成分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１２
（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１
２（ｂ）は１つのメモリで構成した例を示している。

【００８０】表示する立体画像が静止画像であれば、図
１２（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１２（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、
動画像表示に対応することができない。

【００８１】そこで、この実施形態では図１２（ｂ）に
示す構成のメモリを２個配置した構成となっている。な
お、図１２（ａ）の構成でも読み出しと書き込みとを同
時に行うことができるが、図１２（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、図１２（ｂ）のメモリを２個備える構
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。

【００８２】そして、図１２（ｂ）に示すメモリを２個
備える構成とすることによって、一方のメモリからの１
シーン分の２次元画像データ（先に入力した先行データ
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（先行データ群よりも後に入力さ
れる後続データ群）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。

【００８３】したがって、この実施形態では図１１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
必要な断面画像群の各色成分ごとの全ての２次元画像デ
ータ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。

【００８４】図１１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３
４の回転動作及びモータ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及びデータ伸
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６２
への伝達等を行う。

【００８５】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。

【００８６】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１１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。

【００８７】図１３は、図１１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実施形態
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、ＤＭ
Ｄ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の回転角度に応じてメモ
リ６３ａ及び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。

【００８８】データ伸張器６５から供給される各色成分
ごとの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６
２ａ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（又は更新していく）。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次元画像データのうちからメモリ制
御部６２ａからの指令に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色
成分の２次元画像データをほぼ同時にＤＭＤ３３に与え
る。

【００８９】この結果、ＤＭＤ３３においては図９に示
すように領域３３ａでＲ成分の断面画像が生成され、領
域３３ｂでＧ成分の断面画像が生成され、領域３３ｃで
Ｂ成分の断面画像が生成される。

【００９０】メモリ制御部６２ａは位置検出器７３から
得られる回転角度に基づいてＤＭＤ３３においてカラー
断面画像の生成を行わせるべく、一方のメモリ６３ａ
（又は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６３ｂ（又は６３ａ）に対する次の１シーン分の２
次元画像データ（後続データ群）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（又
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（先行データ群）
を順次読み出すように制御する。つまり、このとき、メ
モリ制御部６２ａは先行データ群の読み出しを繰り返し
行わせる繰り返し制御手段として機能する。

【００９１】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１４に示すよう
になる。すなわち、位置検出器７３から得られる回転角
度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次元画像データを各色成分ごとに読み出
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各色成分ごとの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からの回転角度に基づい
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。

【００９２】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カラー表示を行
うことができ、さらには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
入力又はデータ伸張器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。

【００９３】次に、断面画像に関する２次元画像データ
の生成について説明する。図１５は図１１のホストコン
ピュータ３における機能構成を示すブロック図である。
ホストコンピュータ３のＣＰＵ３ａは、立体データ記憶
部９１、立体表示条件入力部９２、断面画像演算部９３
として機能する。そして、表示対象物の３次元画像デー
タから、スクリーン３８の回転角度に対応させた断面画
像ごとに２次元画像データを導出し、当該データを立体
画像表示装置１００側に供給する。

【００９４】立体データ記憶部９１は表示対象物の３次
元画像データを記憶する。ここで記憶される３次元画像
データは表示対象物がカラー表現された動画像について
のデータである。一例を挙げると、異なる色成分でカラ
ー表現された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次元画像データとして
立体データ記憶部９１に格納することによって、表示対
象物のカラー動画像に関する３次元画像データを記憶さ
せておくことができる。

【００９５】また、記憶されている表示対象物をどのよ
うな大きさや姿勢で表示するかについての表示条件等を
設定する立体表示条件入力部９２が設けられ、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で導出す
る。

【００９６】図１６は、断面画像演算部９３において行
われる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。まず、図１６（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設定する。この状態が図１６
（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、図１６（ｃ）に示すように分割数
に応じて表示対象物をほぼ均等な角度ごとの放射状に切
断する。この切断によって導かれる表示対象物の断面像
をＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３つの色成分ごとの画像デ
ータとして表現することにより、図１６（ｄ）に示すよ
うな所定角度ごとに切断された表示対象物の断面画像に
関する各色成分ごとの２次元画像データが生成される。

【００９７】図１６（ｄ）に示すような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断面画像群
の各色成分ごとの全ての２次元画像データが１シーン分
の２次元画像データとなる。この１シーン分の２次元画
像データに基づいてＤＭＤ３３の各領域ごとに各色成分
に対応する断面画像の同時生成を順次に行うことによ
り、表示対象物がある一つの状態にあるときの立体画像
をカラー表示で投影することができるのである。そし
て、動画像の場合は、断面画像演算部９３において表示
対象物の初期状態から最終状態に至るまでの各形態のそ
れぞれについて、１シーンを１つのまとまりとする２次
元画像データが順次に導出されていき、それらデータが
順次に立体画像表示装置１００側に供給されていくので
ある。

【００９８】なお、導出された２次元画像データは必要
に応じてＭＰＥＧ２等の方式によりデータ圧縮が行われ
る。

【００９９】＜Ｅ．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。

【０１００】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。

【０１０１】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１７（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１７（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１１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。

【０１０２】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。

【０１０３】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
も良い。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
ても良い。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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の回転角度に応じて切
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。

【０１０７】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から各色成分
の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１３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の回転角度に応じてメモリ６３ａ，６３ｂからＤ
ＭＤ３３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。

【０１０８】図１８は、スクリーン３８の回転角度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１８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
面画像群として各色成分ごとにｎ枚分の２次元画像デー
タが格納される。そして図１８（ａ）に示すようにスク
リーン３８の回転角度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１８（ｂ）に示すようにス
クリーン３８の回転角度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、Ｄ２５４、Ｄ２５３、…、Ｄ０が読み出され
てＤＭＤ３３に供給される。

【０１０９】つまり、スクリーン３８の回転角度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の回転角度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。

【０１１０】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１９に示す。図１９には図１４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１９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の回転角度θが０°≦θ＜
１８０°の範囲内にあるときの読み出しアドレスを各色
成分ごとに発生し、第２アドレス発生部８２ｂはスクリ
ーン３８の回転角度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）を各色成分ごとに
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各色成分ごとの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。

【０１１１】図２０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２０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２０（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。

【０１１２】図２０に示すように、スクリーン３８の回
転角度が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１８
（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１８（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２０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。

【０１１３】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から得られる回転角
度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２０（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２０（ｂ）参
照）を上述した切換部８４に供給する。

【０１１４】以上のような構成を採用することにより、
メモリ６３ａ又は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の回転角度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
れる各色成分ごとの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３８上に投影されるカラー表示された断面画
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。

【０１１５】＜Ｆ．立体画像表示装置１００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２１ないし図２３はこの処理手順を示すフ
ローチャートであり、特に図２２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２３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。

【０１１６】図２１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。

【０１１７】そしてステップＳ２に進み、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１１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１０
０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。

【０１１８】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又はホ
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３６０
°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。

【０１１９】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。

【０１２０】その後、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。

【０１２１】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。

【０１２２】図２２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又はホ
ストコンピュータ３からの各色成分ごとの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
各色成分ごとの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各色成分ごとの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６３
ａ（又は６３ｂ）に書き込まれていく（ステップＳ７
１）。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６３ａ（又は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Ｓ７２に進む。

【０１２３】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（又は６３ｂ）か
らの各色成分ごとの２次元画像データをほぼ同時に読み
出し、その読み出した各色成分ごとの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に与えられた各色成分ごとの２次
元画像データによって形成されるカラー表示された断面
画像が投影される。

【０１２４】このような動作をスクリーン３８の回転角
度に応じて順次に繰り返すことにより回転するスクリー
ン３８上には断面画像の包絡による立体画像がカラー表
示される。

【０１２５】そしてメモリ６３ａ（又は６３ｂ）に格納
されている２次元画像データの全てが一通りＤＭＤ３３
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。

【０１２６】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。

【０１２７】次に、図２３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又はホストコンピュータ３からの各色成分ごと
の２次元画像データの入力を開始する。この結果、動画
像についての各色成分ごとの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。

【０１２８】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各色成分ごとの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
各色成分ごとの２次元画像データを順次にメモリ６３
ａ，６３ｂに対して出力していく。

【０１２９】ステップＳ８１では、ＤＭＤコントローラ
６０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。

【０１３０】ステップＳ８２では、メモリ制御部６２ａ
はメモリ６３ａに書き込まれた各色成分ごとの２次元画
像データをＤＭＤ３３に同時かつ順次に与えていくため
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３８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６
３ａ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Ｓ
８３に進む。

【０１３１】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。

【０１３２】ステップＳ８４では、メモリ制御部６２ａ
はメモリ６３ｂに書き込まれた各色成分ごとの２次元画
像データをＤＭＤ３３に同時かつ順次に与えていくため
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ＤＭＤ３
３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。

【０１３３】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。

【０１３４】なお、ステップＳ８２及び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。

【０１３５】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又は
６３ｂから２次元画像データを読み出してそれをＤＭＤ
３３に与える動作が行われる。

【０１３６】このようにして動画像のカラー表示が行わ
れるのであるが、ステップＳ８２，Ｓ８４，Ｓ８６にお
いてメモリ６３ａ又は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。

【０１３７】上記のような処理手順を行うことにより、
静止画像のカラー表示のみならず動画像のカラー表示を
も適切に立体表示することが可能になるのである。

【０１３８】＜Ｇ．特徴的作用効果＞以上説明したよう
に、この実施形態における立体画像表示装置において
は、画像生成手段が、一体化された画素配列面が分割さ
れることによりそれぞれが画素の２次元的な連続配列と
して規定された複数の領域を有しており、各領域におい
てそれぞれ異なる色成分についての複数の投影画像を生
成し、投影光学系５０が画像生成手段によって生成され
た複数の投影画像をスクリーン３８に導き、スクリーン
３８上に色合成した画像を生成するように構成されてい
るため、比較的簡単な構成で容易かつ安価に立体画像の
カラー表示を行うことができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各
色成分を時分割で生成するのではなく、画像生成手段の
領域分割で生成するので、時分割の場合に比べて単位時
間当たりの画像の投影数を多くすることができ、立体画
像を高精細化することが可能になる。

【０１３９】また、画像生成手段の各領域において生成
される複数の投影画像がそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの３つの色
成分であり、分割された複数の領域がその３つの色成分
に対応して画素配列面を３分割した領域であるため、立
体画像のカラー表示を適切に行うことができるのであ
る。

【０１４０】また、投影光学系５０は、複数の投影画像
をスクリーン３８に向かう過程で一の光路上に合成する
画像合成手段として両テレセントリック光学系５１１を
備えるため、スクリーン３８上には複数の領域で生成さ
れた各色成分ごとの画像が合成して投影されるので適切
なカラー表示を行うことが可能になる。

【０１４１】また、画像合成手段として機能する両テレ
セントリック光学系５１１は、複数の投影画像を一の光
路上に合成することによって生じる複数の投影画像の光
路差を補償する光路長調整手段として光路長調整器５１
１ｂ，５１１ｃを備えるため、光路差によって生じる各
投影画像ごとの結像位置のずれを補償することができ、
スクリーン３８にピントの合った高画質な断面画像を投
影することが可能になる。

【０１４２】＜Ｈ．変形例＞以上、この発明に係る立体
画像表示装置および立体画像表示システムについての一
実施形態を詳細に説明したが、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。

【０１４３】例えば、上記説明において、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各色成分ごとの断面画像を合成するための両テレセント
リック光学系５１１の一例として図１０の構成を例示し
たが、これに限定されず、他の変形例を適用することも
可能である。

【０１４４】図２４は、両テレセントリック光学系５１
１の第１の変形構成を示す図である。なお、図２４にお
いては、図１０に示した両テレセントリックレンズ５１
１ａは図示を省略している。つまり、図２４に示した変
形構成は、図１０における光路長調整器５１１ｂ，５１
１ｃ、ダイクロイックミラー５１１ｄ，５１１ｅおよび
ミラー５１１ｆ，５１１ｇに関する構成（以下、「プリ
ズム部分の構成」という。）の変形構成である。

【０１４５】図２４に示すように、この両テレセントリ
ック光学系５１１は、１つの三色合成プリズム５２１
と、２つの光路長調整プリズム５２２，５２３とを備え
て構成され、図９の領域３３ａ〜３３ｃのそれぞれで生
成される各色成分ごとの断面画像を一の光路上に合成す
る。

【０１４６】図２５は、三色合成プリズム５２１を示す
図である。三色合成プリズム５２１は、キューブ型のプ
リズムであって内部の２つの対角線のうちの一方の対角
線（例えば、４５°方向の対角線）に沿った面にＲ成分
反射膜５２１ａが形成されており、他方の対角線（例え
ば、−４５°方向の対角線）に沿った面にＢ成分反射膜
５２１ｂが形成されている。Ｒ成分反射膜５２１ａはＲ
成分の光のみを反射させ、他の成分の光は透過させる。
同様に、Ｂ成分反射膜５２１ｂはＢ成分の光のみを反射
させ、他の成分の光は透過させる。そして、この三色合
成プリズム５２１は、Ｇ成分の光の光路中に配置され
る。

【０１４７】また、光路長調整プリズム５２２，５２３
は、直方体と直角二等辺三角柱とを組み合わせた形状を
有するように構成されており、直方体部分が光路長を調
整する光路長調整器としての機能を有し、直角二等辺三
角柱部分が反射部５２２ａ，５２３ａにおいて光路を９
０°折り曲げる機能を有する。

【０１４８】光路長調整プリズム５２２は、Ｒ成分の光
の光路中に介挿されるとともに三角柱部分によって折り
曲げられるＲ成分の光が三色合成プリズム５２１に対し
て適切に導かれるように配置される。また、光路長調整
プリズム５２３は、Ｂ成分の光の光路中に介挿されると
ともに三角柱部分によって折り曲げられるＧ成分の光が
三色合成プリズム５２１に対して適切に導かれるように
配置される。

【０１４９】したがって、Ｒ成分の光が光路長調整プリ
ズム５２２に入射すると、Ｒ成分の断面画像がＧ成分の
断面画像との間に生じる光路差の補償が行われる。光路
差の補償が行われたＲ成分の光は反射部５２２ａにおい
て全反射されて三色合成プリズム５２１に導かれ、三色
合成プリズム５２１内のＲ成分反射膜５２１ａによって
反射されてＧ成分の光と合成される。また、Ｂ成分の光
が光路長調整プリズム５２３に入射すると、Ｂ成分の断
面画像がＧ成分の断面画像との間に生じる光路差の補償
が行われる。光路差の補償が行われたＢ成分の光は反射
部５２３ａにおいて全反射されて三色合成プリズム５２
１に導かれ、三色合成プリズム５２１内のＢ成分反射膜
５２１ｂによって反射されてＧ成分の光と合成される。

【０１５０】このような両テレセントリック光学系５１
１によって、３つの色成分の画像を一の光路上に合成す
る画像合成手段を構成すると、３つの色成分の光を空間
的一点にて合成することが可能になる。つまり、図２４
において、三色合成プリズム５２１においてＲ，Ｇ，Ｂ
の全ての色成分の光を合成することが可能になるのであ
る。

【０１５１】ここで、図１０の両テレセントリック光学
系（特にプリズム部分の構成）を考えると、Ｒ成分とＧ
成分との光の合成位置と、Ｂ成分とＧ成分との光の合成
位置とは異なっている。したがって、図１０の構成の場
合には、各色成分ごとに合成するための空間を設ける必
要があるので、両テレセントリック光学系としての構成
自体が比較的大きくなり、これを設置するための空間占
有率も高くなる。

【０１５２】ところが、図２４に示した両テレセントリ
ック光学系５１１の場合であると、複数の色成分の光を
空間的一点にて合成することが可能になるため、光学系
自体の構成を小さくすることができるのである。この結
果、立体画像表示装置１００の小型化を実現することも
可能になる。

【０１５３】また、図２４に示すような両テレセントリ
ック光学系５１１を構成するにあたって、三色合成プリ
ズム５２１の大きさ、および、光路長調整プリズム５２
２と５２３との配置間隔は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の光
路幅および各色成分との光軸間距離に応じて最適に設定
することが必要である。例えば、図２６に示すように、
Ｇ成分の光が光路長調整プリズム５２２の一部または光
路長調整プリズム５２３の一部にかからないように配置
することが必要である。なぜなら、Ｇ成分の光が光路長
調整プリズム５２２，５２３の一部を通過するような場
合には、その通過した光は光路長の補償を受けることに
なり、適切な断面画像の投影を行うことが困難になるか
らである。同様の理由から、Ｒ成分とＢ成分の光につい
ても、それぞれの光が光路長調整プリズム５２２，５２
３のそれぞれの入射端面５２２ｂ，５２３ｂから適切に
入射するように、光路長調整プリズム５２２，５２３を
配置することが必要である。

【０１５４】また、図２４の構成の両テレセントリック
光学系をさらに変形した構成も適用することができる。
図２７は、両テレセントリック光学系５１１の第２の変
形構成を示す図である。なお、図２７においても両テレ
セントリックレンズは図示を省略しており、図１０にお
けるプリズム部分の構成に関する変形構成を示してい
る。

【０１５５】図２７に示すように、この両テレセントリ
ック光学系５１１は、図２４に示した両テレセントリッ
ク光学系とほぼ同様の構成であり、上述の光路長調整プ
リズムの構成のうち、光路長の調整を行う部分と光路の
折り曲げを行う部分とが別部材で構成される。すなわ
ち、図２７の両テレセントリック光学系５１１は、１つ
の三色合成プリズム５２１と、２つの反射プリズム５２
４ａ，５２５ａと、２つの光路長調整器５２４ｂ，５２
５ｂとを備えて構成される。そして、図２７における反
射プリズム５２４ａ，５２５ａを図示しない移動機構に
よってそれぞれ個別に矢印５２６，５２７に示す方向に
移動させるように構成することで、Ｇ成分の光に対する
Ｒ成分とＢ成分との光の位置に応じて反射プリズム５２
４ａ，５２５ａを設置することができるので、各色成分
の光の位置に応じた微調整を行うことが可能になる。な
お、図２７の構成においては、反射プリズム５２４ａ，
５２５ａは、Ｒ成分またはＧ成分の光を折り曲げる作用
を示す反射部材であればよいため、例えば、反射ミラー
等で構成されてもよい。

【０１５６】また、図２８は、両テレセントリック光学
系５１１の第３の変形構成を示す図である。なお、図２
８においても両テレセントリックレンズは図示を省略し
ており、図１０におけるプリズム部分の構成に関する変
形構成を示している。

【０１５７】図２８の両テレセントリック光学系５１１
は、１つの三色分解プリズム５３１と、２つの光路長調
整器５３２ｂ，５３３ｂと、４つの反射プリズム５３２
ａ，５３２ｃ，５３３ａ，５３３ｃと、１つの三色合成
プリズム５２１とを備えて構成され、図９の領域３３ａ
〜３３ｃのそれぞれで生成される各色成分ごとの断面画
像を一の光路上に合成する。

【０１５８】三色分解プリズム５３１は、図２５に示し
た三色合成プリズムと同様に構成され、キューブ型のプ
リズム内部にＲ成分反射膜５３１ａとＢ成分反射膜５３
１ｂとが形成されている。Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の光は
三色分解プリズム５３１の一面から入射し、Ｒ成分の光
はＲ成分反射膜５３１ａによって反射され、Ｂ成分の光
はＢ成分反射膜５３１ｂによって反射される。この結
果、Ｒ成分の光は三色分解プリズム５３１によって反射
プリズム５３２ｃに導かれ、Ｂ成分の光は三色分解プリ
ズム５３１によって反射プリズム５３３ｃに導かれる。
一方、Ｇ成分の光はいずれの反射膜をも透過して直進す
る。

【０１５９】このように三色分解プリズム５３１は、Ｒ
成分の光路をＧ成分の光路から遠ざけ、また、Ｂ成分の
光路をＧ成分の光路から遠ざけることによって、入射す
るＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の光の光軸間距離を大きくする
作用を有している。

【０１６０】上記図２４および図２７に示したような両
テレセントリック光学系におけるプリズム部分の構成で
は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の光軸間距離が非常に近接し
ている場合には、図２６に示した各光路幅の重複部分が
増大することから適切な光路長調整と各色成分の合成と
が困難になる。

【０１６１】そこで、図２８に示すような三色分解プリ
ズム５３１を用いて各色成分の光路間隔を適切に光路長
調整等を行うことが可能になる間隔に設定することで、
入射する各色成分の光軸間距離が非常に近接している場
合であっても適切に光路長調整と合成とを行うことが可
能になるのである。

【０１６２】そして、反射プリズム５３２ｃに導かれた
Ｒ成分の光は、反射プリズム５３２ｃ内の反射面で反射
されて光路長調整器５３２ｃに導かれ、Ｇ成分の光に対
する光路差の補償が適切に行われて、三色合成プリズム
５２１にてＧ成分の光と合成される。また、反射プリズ
ム５３３ｃに導かれたＢ成分の光についても同様に光路
差の補償が適切に行われて、三色合成プリズム５２１に
てＧ成分の光と合成される。

【０１６３】そして、図２８の両テレセントリック光学
系５１１においても３つの色成分の光を空間的一点にて
合成することが可能になるので、光学系自体の構成を小
さくすることができるのである。

【０１６４】次に、両テレセントリック光学系５１１の
第４の変形構成について説明する。図２９は、両テレセ
ントリック光学系５１１の第４の変形構成を示す図であ
る。なお、図２９においても両テレセントリックレンズ
は図示を省略しており、図１０におけるプリズム部分の
構成に関する変形構成を示している。図２９の両テレセ
ントリック光学系５１１は、３板式テレビカメラ等に使
用される光学系を適用したものであり、色分解プリズム
５４１と色合成プリズム５５１と、光路長調整器５４
４，５４５，５４６，５４７と、反射ミラー５４８ａ，
５４８ｂ，５４８ｃ，５４８ｄとを備えて構成され、各
色成分ごとの断面画像を一の光路上に合成する。

【０１６５】色分解プリズム５４１は第１プリズム５４
２と第２プリズム５４３とが接合されて構成されるプリ
ズムであり、第１プリズム５４２にはＢ成分反射膜５４
２ａが形成されており、第２プリズム５４３にはＲ成分
反射膜５４３ａが形成されている。

【０１６６】また、色合成プリズム５５１も第１プリズ
ム５５２と第２プリズム５５３とが接合されて構成され
るプリズムであり、第１プリズム５５２にはＲ成分反射
膜５５１ａが形成されており、第２プリズム５５３には
Ｂ成分反射膜５５３ａが形成されている。

【０１６７】そして、色分解プリズム５４１に入射する
Ｒ成分の光は、色分解プリズム５４１における第２プリ
ズム５４３内部にて２回反射して反射ミラー５４８ａに
導かれる。そして光路長調整器５４６にて光路差の補償
が行われ、反射ミラー５４８ｂを介して、色合成プリズ
ム５５１に導かれる。また、色分解プリズム５４１に入
射するＢ成分の光の同様に、色分解プリズム５４１にお
ける第１プリズム５４２内部にて２回反射して反射ミラ
ー５４８ｃに導かれる。そして光路長調整器５４７にて
光路差の補償が行われ、反射ミラー５４８ｄを介して、
色合成プリズム５５１に導かれる。そして、Ｒ，Ｂ成分
の光は、色合成プリズム５５１にてＧ成分の光と一の光
路上に合成される。

【０１６８】なお、図２９の構成においては、Ｇ成分の
光路中にも光路長調整器５４４，５４５が介挿されてい
る。この光路長調整器５４４，５４５は、Ｒ成分および
Ｂ成分の光が色分解プリズム５４１および色合成プリズ
ム５５１にて２回反射するのに対して、Ｇ成分の光は反
射することなく色合成プリズム５５１に導かれることか
ら、Ｒ成分とＢ成分との光の２回反射の影響を補償する
ために設けられるものである。

【０１６９】図２９に示すように両テレセントリック光
学系５１１のプリズム部分を構成することで、色分解お
よび色合成のためのプリズム形状が、キューブ型に比べ
て光軸方向に薄型形状となる。このため、両テレセント
リック光学系５１１の小型化を実現することが可能にな
り、それに伴って立体画像表示装置１００の小型化も行
うことができる。さらに、図２９の両テレセントリック
光学系５１１は、図２８の構成と同様に、Ｒ成分および
Ｂ成分の光軸とＧ成分の光軸との光軸間距離を一定距離
に広げた後に光路長調整を行い、そして一の光路上に合
成するように作用するため、入射する各色成分の光軸間
距離が非常に近接している場合であっても適切に光路長
調整と合成とを行うことが可能になるのである。

【０１７０】以上、両テレセントリック光学系５１１の
変形例について説明したが、他の変形例についても適用
可能である。

【０１７１】例えば、上記説明においては表示対象物の
立体表示を目的とした立体画像表示装置１００について
説明したが、上述のカラー表示を行うための構成は立体
画像表示装置のみに適用されることを限定するものでは
ない。すなわち、プロジェクタ等のその他の表示装置に
おいても適用することが可能であり、それらの装置にお
けるカラー表示のための構成を上述した内容のものにす
れば、容易かつ安価にカラー表示を実現することができ
るのである。したがって、立体的な画像を表示するもの
でなく、２次元的な画像を表示する装置であっても適用
することができる。

【０１７２】また、読み出し対象となるメモリから与え
られる各色成分ごとの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ＤＭＤ３３を使用する場合を例示したが、
ＤＭＤ３３以外の素子を使用しようしてもよい。

【０１７３】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、
スクリーンが３次元的な所定空間内を周期的に走査する
ものであればよいのである。

【０１７４】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。

【０１７５】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。

【０１７６】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。

【０１７７】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
材質を利用すれば良い。

【０１７８】

【発明の効果】本発明に係る請求項１に記載の表示装置
によれば、一体化された画素配列面が分割されることに
よりそれぞれが画素の２次元的な連続配列として規定さ
れた複数の領域を有し、各領域においてそれぞれ異なる
色成分についての複数の投影画像を生成する画像生成手
段と、複数の投影画像をスクリーンに導き、スクリーン
上に色合成した画像を生成する投影光学系とを備えるた
め、比較的簡単な構成で容易かつ安価に画像のカラー表
示を行うことができる。また、各色成分の投影画像を画
像生成手段の分割された各領域で生成するので、表示さ
れる画像の高精細化を行うことができる。

【０１７９】請求項２に記載の表示装置によれば、異な
る色成分は赤と緑と青との３成分であり、前記複数の領
域は前記３成分に対応して前記画素配列面を３分割した
領域であるため、表示される画像のカラー表示を適切に
行うことができる。

【０１８０】請求項３に記載の表示装置によれば、投影
光学系は、複数の投影画像をスクリーンに向かう過程で
一の光路上に合成する画像合成手段を備えるため、スク
リーンには複数の領域で生成された各色成分ごとの投影
画像が合成されて投影されるので適切なカラー表示を行
うことが可能になる。

【０１８１】請求項４に記載の表示装置によれば、画像
合成手段は、一の光路上に合成することによって生じる
複数の投影画像の光路差を補償する光路長調整手段を備
えるため、光路差によって生じる各投影画像ごとの結像
位置のずれを補償することができ、スクリーン上に高画
質な投影画像を投影することが可能になる。

【０１８２】請求項５に記載の表示装置によれば、画像
合成手段は、複数の投影画像を一の光路上に合成して１
つのカラー画像を生成する合成プリズムと、一の光路上
に合成することによって生じる複数の投影画像の光路差
を補償する光路長調整手段とを備えるため、合成プリズ
ム内の空間的一点にて複数の投影画像を合成することが
可能になるため、光学系自体の構成を小さくすることが
できる。そして、この結果、表示装置の小型化を実現す
ることも可能になる。

【０１８３】請求項６に記載の表示装置によれば、画像
合成手段は、複数の投影画像の光軸間距離を大きくする
分解プリズムをさらに備え、光路長調整手段は、光軸間
距離が大きくされた各投影画像の光路中に介挿され、合
成プリズムは、光軸間距離が大きくされた各投影画像を
一の光路上に合成するように構成されているため、適切
に光路長調整等を行うことが可能になるように各光軸間
距離を設定することが可能になるため、入射する複数の
投影画像の光軸間距離が近接している場合であっても適
切に光路長調整と合成とを行うことが可能になる。ま
た、合成プリズム内の空間的一点にて複数の投影画像を
合成することが可能になるため、光学系自体の構成を小
さくすることもできる。

【０１８４】請求項７に記載の表示装置によれば、画像
生成手段は、個々に角度偏向が可能な複数のマイクロミ
ラーを平面的に敷き詰めた光反射面を複数の領域に分割
して構成され、所定の２次元画像データに基づいて複数
のマイクロミラーによる光の反射方向を制御して、複数
の投影画像を生成するディジタル・マイクロミラー・デ
バイスと、複数の投影画像の光路に介挿され、複数の投
影画像のそれぞれを異なる色成分とするカラーフィルタ
とを備えて構成されるため、比較的簡単な構成で容易か
つ安価に画像のカラー表示を行うことができ、装置の小
型化にも寄与する。

【０１８５】請求項８に記載の表示装置によれば、スク
リーンは主面に平行な所定の回転軸の回りに回転自在で
あるため、回転軸の周囲に投影画像をカラー表示するこ
とができる。

【０１８６】請求項９に記載の表示装置によれば、投影
画像は、表示対象物を回転軸に対応する軸を中心として
所定角度ごとに放射状に切断して得られる各断面を表現
した断面画像であるため、表示対象物の立体画像をカラ
ー表示することができる。

【０１８７】請求項１０に記載の立体画像表示装置によ
れば、請求項７に記載の表示装置を備えて構成され、ス
クリーンを等速回転させ、表示対象物の断面画像をスク
リーンの回転角度に対応させて断続的に投影することに
より、表示対象物の立体画像を表示するため、表示対象
物の立体画像をカラー表示することができる。

【０１８８】請求項１１に記載の立体画像表示システム
によれば、表示対象物の３次元画像データに基づいて立
体画像のカラー表示を行うことが可能になる。

【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】画素ごとにカラーフィルタを配置する形態の一
例を示す図である。

【図８】２次元的な画素の連続配列としてカラーフィル
タを配置する形態の一例を示す図である。

【図９】ＤＭＤの画像生成面の領域分割の概略を示す図
である。

【図１０】両テレセントリック光学系の詳細を示す図で
ある。

【図１１】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１２】メモリの構成例を示す図である。

【図１３】図１１に示した構成のうちの要部を抜き出し
た図である。

【図１４】メモリ制御部の詳細を示すブロック図であ
る。

【図１５】ホストコンピュータにおける機能構成を示す
ブロック図である。

【図１６】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１７】断面画像（投影像）の補正の一例を示す図で
ある。

【図１８】スクリーンの回転角度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１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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２４】両テレセントリック光学系の第１の変形構成
を示す図である。

【図２５】三色合成プリズムを示す図である。

【図２６】両テレセントリック光学系における光路領域
を示す図である。

【図２７】両テレセントリック光学系の第２の変形構成
を示す図である。

【図２８】両テレセントリック光学系の第３の変形構成
を示す図である。

【図２９】両テレセントリック光学系の第４の変形構成
を示す図である。

【符号の説明】

１ 立体画像表示システム ３３ ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイ
ス） ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 分割された各領域 ３８ スクリーン ４５ カラーフィルタ ５０ 投影光学系 ５１１ 両テレセントリック光学系（画像合成手段） ５１１ｂ，５１１ｃ，５２４ｂ，５２５ｂ，５３２ｂ，
５３３ｂ，５４４，５ ４５，５４６，５４７ 光路長調整器（光路長調整手
段） ５２１ 三色合成プリズム（合成プリズム） ５２２，５２３ 光路長調整プリズム（光路長調整手
段） ５３１ 三色分解プリズム（分解プリズム） ５４１ 色分解プリズム（分解プリズム） ５５１ 色合成プリズム（合成プリズム） ６２ ＤＭＤコントローラ ６２ａ メモリ制御部 ６３ａ，６３ｂ メモリ ９１ 立体画像データ記憶部（立体画像データ記憶手
段） ９３ 断面画像演算部（断面画像演算手段） １００ 立体画像表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉井 謙 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 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 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） 2H059 AA33 AA38 5C060 AA17 BA03 BB01 BC01 BD02 BD05 GC01 GD01 HC01 HC10 HC14 HC16 5C061 AA29 AB01 AB12 AB14 AB16 AB17 AB24

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像をスクリーンに投影することで表示
   を行う表示装置であって、 一体化された画素配列面が分割されることによりそれぞ
   れが画素の２次元的な連続配列として規定された複数の
   領域を有し、各領域においてそれぞれ異なる色成分につ
   いての複数の投影画像を生成する画像生成手段と、 前記複数の投影画像を前記スクリーンに導き、前記スク
   リーン上に色合成した画像を生成する投影光学系と、を
   備えることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表示装置において、 前記異なる色成分は赤と緑と青との３成分であり、前記
   複数の領域は前記３成分に対応して前記画素配列面を３
   分割した領域であることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の表示装置
   において、 前記投影光学系は、前記複数の投影画像を前記スクリー
   ンに向かう過程で一の光路上に合成する画像合成手段を
   備えることを特徴とする表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の表示装置において、 前記画像合成手段は、前記一の光路上に合成することに
   よって生じる前記複数の投影画像の光路差を補償する光
   路長調整手段を備えることを特徴とする表示装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の表示装置において、 前記画像合成手段は、前記複数の投影画像を一の光路上
   に合成して１つのカラー画像を生成する合成プリズム
   と、 前記一の光路上に合成することによって生じる前記複数
   の投影画像の光路差を補償する光路長調整手段と、を備
   えることを特徴とする表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の表示装置において、 前記画像合成手段は、 前記複数の投影画像の光軸間距離を大きくする分解プリ
   ズムをさらに備え、 前記光路長調整手段は、光軸間距離が大きくされた各投
   影画像の光路中に介挿され、 前記合成プリズムは、光軸間距離が大きくされた各投影
   画像を一の光路上に合成することを特徴とする表示装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
   載の表示装置において、 前記画像生成手段は、 個々に角度偏向が可能な複数のマイクロミラーを平面的
   に敷き詰めた光反射面を前記複数の領域に分割して構成
   され、所定の２次元画像データに基づいて前記複数のマ
   イクロミラーによる光の反射方向を制御して、複数の投
   影画像を生成するディジタル・マイクロミラー・デバイ
   スと、 前記複数の投影画像の光路に介挿され、前記複数の投影
   画像のそれぞれを異なる色成分とするカラーフィルタ
   と、を備えることを特徴とする表示装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記
   載の表示装置において、 前記スクリーンは主面に平行な所定の回転軸の回りに回
   転自在であることを特徴とする表示装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の表示装置において、 前記投影画像は、表示対象物を前記回転軸に対応する軸
   を中心として所定角度ごとに放射状に切断して得られる
   各断面を表現した断面画像であることを特徴とする表示
   装置。
10. 【請求項１０】 立体画像表示装置であって、 請求項９に記載の表示装置を備え、 前記スクリーンを等速回転させ、前記表示対象物の断面
    画像を前記スクリーンの回転角度に対応させて断続的に
    投影することにより、前記表示対象物の立体画像を表示
    することを特徴とする立体画像表示装置。
11. 【請求項１１】 立体画像表示システムであって、 表示対象物の３次元画像データを記憶する立体データ記
    憶手段と、 前記３次元画像データに基づいて、前記表示対象物を前
    記回転軸に対応する軸を中心として所定角度ごとに放射
    状に切断して得られる各断面での２次元画データを断面
    画像演算手段と、 前記２次元画像データ群に基づいて立体画像表示を行う
    請求項１０に記載の立体画像表示装置と、を備えること
    を特徴とする立体画像表示システム。