JP2000338900A - Display device for three-dimensional stereoscopic image and method for displaying three-dimensional stereoscopic image - Google Patents

Display device for three-dimensional stereoscopic image and method for displaying three-dimensional stereoscopic image

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JP2000338900A
JP2000338900A JP11147995A JP14799599A JP2000338900A JP 2000338900 A JP2000338900 A JP 2000338900A JP 11147995 A JP11147995 A JP 11147995A JP 14799599 A JP14799599 A JP 14799599A JP 2000338900 A JP2000338900 A JP 2000338900A
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dimensional
reflected light
light beam
image display
stereoscopic image
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Makoto Niino
誠 新納
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Sony Corp
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device and method for the display of a three-dimensional stereoscopic image. SOLUTION: The device is equipped with light sources Ld1, Ld2 which emit two two-dimensional laser light beams at a first wavelength and a second wavelength, a stereoscopic image display DP having distribution of a recording material which emits light by simultaneous irradiation of the beams, reflection mirror groups DMD1, DMD2 which reflect the laser light beams into reflected light beams Bm1, Bm2 based on a reflection patterns, a controlling means Cp31 for the pattern of the reflected light to change the reflection mirror group DMD1 corresponding to three-dimensional stereoscopic image signals to modulate the reflected light beam Bm1, and a controlling means Cp32 for the pattern of the reflected light which changes the reflection mirror group DMD2 into a reflection mirror of a single line to modulate the reflected light beams Bm2 and which updates the line to form a position of the planer crossing part of both of the reflected light beams Bm1, Bm2 at the different position in the stereoscopic image display DP.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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装置および表
示方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional stereoscopic image display method and a three-dimensional stereoscopic image display device, and more particularly to a display device and a display method for displaying a three-dimensional image in a three-dimensional space.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a technique for seeking a three-dimensional display of an image or the shape of an object, a basic concept consistent with the prior art is to display a three-dimensional image of an object as an image on a plane screen. Therefore, various conventional technologies for displaying a stereoscopic image are all display devices having a two-dimensional display screen, that is, a two-dimensional display device such as a device using a cathode ray tube or a flat panel display device represented by a liquid crystal display panel. This has the common feature of displaying a pseudo three-dimensional image on a two-dimensional plane.

【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。
[0003] For example, in a conventional three-dimensional CG (computer graphics), a screen with a shadow (shading) is displayed on a display device having a two-dimensional display screen for a perspective view display, and an observer is displayed. It is based on the principle of recalling a solid.

【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。
[0004] Therefore, in the above-described shadow processing, gradual changes in color density called gradation, and techniques related to CG such as hidden line (elimination of hidden lines and hidden surfaces) techniques, all of the above-described pseudo three-dimensional images are used. It was based on the principle of displaying on a two-dimensional plane.

【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。
Further, the configuration for forming an image from the origin of projection, that is, the viewpoint position, also presupposes the principle of displaying the pseudo three-dimensional image on a two-dimensional plane.

【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。
On the other hand, as a principle different from the above-mentioned CG method, various proposals are made of a technique for reminiscent of a stereoscopic image based on the parallax of both eyes using the visual characteristics of an observer, for example, a stereogram. Has been tried.

【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。
Further, three-dimensional image display using a holographic technique has been variously proposed as a technique for reminiscent of a three-dimensional image based on the visual characteristics of an observer, and some of them have been put to practical use.

【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。
However, the principle of utilizing these visual characteristics is based on the premise that the observer has a simulated experience of a stereoscopic image as described above, and is not, in fact, a technology for truly displaying a stereoscopic image. Was. That is, the conventional 3
A stereoscopic image display method and display device, which is called a D (3-Dimension) image and has been put to practical use, displays a pseudo three-dimensional image on a two-dimensional planar screen. This is not a configuration in which a three-dimensional stereoscopic image is formed in a three-dimensional space region.

【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。
For this reason, as a best method for transmitting the actual form, three-dimensional structure, and sense of volume of an object to be displayed at present, a display method for actually forming a three-dimensional image in a three-dimensional space region, and Equipment has been required. Further, display of the moving image is required. When such a configuration can be realized, a plurality of observers located at different positions and having different viewpoints can simultaneously observe the stereoscopic image from each viewpoint. Moreover, it is possible to observe not only a still image but also a moving image.

【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。
By the way, such a three-dimensional three-dimensional image display method is not pseudo-three-dimensional by actually distributing minute parts forming a three-dimensional image in a three-dimensional space as colored or luminescent states. Several principle proposals have been made for implementing the original image.

【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
The following are disclosed or known as such techniques, for example. a: Depth sampling formula (VARI FOCAL MIRR
(OR type, perturbation surface utilization type, HALF MIRROR type, rotating cylinder type, etc.) b: Display area layer type c: Volume display type

【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。
[0012] Of these, the depth sampling type has a problem in that the phantom image generation is remarkable due to its configuration, and the range of application is limited, and the display area layer type has a field of view similar to that of a conventional flat panel display. There was a problem that the angle was limited.

【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。
On the other hand, as a technique classified into a volume display type, for example, according to the contents disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-2248608, a gaseous fluorescent luminous body excited to a high energy state by a laser beam is low. It is said that a fluorescent point is formed in a three-dimensional space by fluorescence in the visible region emitted when returning to the energy state, and a three-dimensional image is formed in the three-dimensional space region by sweeping the bright point in the three-dimensional space. .

【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。
As a display section for a three-dimensional stereoscopic image, a transparent container filled with a potassium-based gas is used, and two infrared laser beams having different wavelengths are irradiated to excite the gas at the intersection in two steps. To emit fluorescent light.

【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。
Further, regardless of the mechanical sweeping configuration of the laser beam, a laser diode array in which a large number of laser diodes are two-dimensionally arranged or two surface emitting laser devices are arranged at right angles to irradiate the laser diode. The proposal was to move the bright spot by sequentially driving.

【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)
According to another proposal, a rare-earth element is sealed in solid fluoride glass, and two lines of laser light are irradiated. When the excited rare earth element returns to a low energy level, it emits fluorescence in the visible region (fluoresc).
ence), a bright point is formed in the three-dimensional space, and the bright point is vector-swept in the three-dimensional space to form a wire-frame image in the three-dimensional space area, and the wire-frame image is temporally transitioned. By doing so, a three-dimensional moving image is formed. (Science Vol2
73, Aug1966, pp1185-1189)

【0017】[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するから、よって二次
元配列レーザダイオードアレイ高密度に構成する必要が
あるが、各レーザダイオードを超小型の寸法で二次元方
向へ多数配列する構成の実現には難があった。また各レ
ーザダイオード毎に駆動アンプを準備することになり、
さらに小型化に困難が伴うという問題があった。
However, in the configuration using the two-dimensional arrayed laser diode array as a light source, the linear density of the luminescent spot for each orthogonal axis corresponds to the linear density of the arrayed laser diodes. Therefore, it is necessary to configure a two-dimensionally arrayed laser diode array with high density. However, it has been difficult to realize a configuration in which a large number of laser diodes are arrayed in a two-dimensional direction with a very small size. In addition, a drive amplifier will be prepared for each laser diode,
Further, there is a problem that miniaturization involves difficulty.

【0018】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、このため動像を表示するに
は実用的でないという問題があった。
Further, in a configuration in which a wire frame image is formed in a three-dimensional space region by an intersection of two linear laser light beams, a large number of both linear laser light beams are used to paint a plane between the wire frames. Times, and a scanning mechanism that achieves a higher scanning speed (shorter scanning period) is required for each of the linear laser light beams, which is not practical for displaying a moving image. There was a problem.

【0019】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。
Furthermore, the distance between the small-sized light source and each position in the large-sized display area is not uniform.
There was no way to solve the image distortion related to the irradiation position (or to the intersection position). In addition, the distance between the light source and the display area is configured to be large because of the principle, so that the size of the display area is small, but the volume of the entire apparatus is large. For this reason, if the display area of the image is enlarged and the distance between the light source and the display area is shortened on the one hand, the display area is widened and the volume of the entire apparatus is reduced. was there.

【0020】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、機械的な掃引機
構が不要であり、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
表示装置および三次元立体像表示方法を提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, does not require a mechanical sweeping mechanism, can reduce the size of the entire apparatus, and can be used from all angles. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional stereoscopic image display device and a three-dimensional stereoscopic image display method that enable three-dimensional image observation.

【0021】[0021]

【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。
The principle and the gist of the present invention will be described below, terms used will be defined, and the means of the present invention will be further described.

【0022】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、交差部分を形
成させるとともに、交差部分を次々に異なる位置に更新
形成させることにより、交差部分にある呈色材を次々に
呈色させて三次元立体像を形成させる原理を以て第一の
骨子とするものである。
According to the present invention, at least two laser lights having different wavelengths or at least two laser lights having the same wavelength are caused to cross a desired area in space at the same time by means of controlling an optical path. By irradiating a coloring material, which is an image forming substance, present in the region, a photochemical reaction is caused to cause coloration (emission or coloring), and the optical paths of these laser light beams are controlled so as to intersect with each other. The first principle is based on the principle of forming a three-dimensional three-dimensional image by successively coloring the coloring materials at the intersection by successively updating and forming the intersection at different positions one after another. is there.

【0023】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。
According to the present invention, at least two laser lights having different wavelengths or at least two laser lights having the same wavelength are caused to cross a desired area in space at the same time by means of controlling an optical path. Irradiating the coloring material present in the region to excite electrons of the coloring material to a high energy level, and light emission of a wavelength corresponding to the energy difference when the excited electrons return to the low energy level. By controlling the optical paths of these laser light beams so that they intersect, correct the image distortion related to the intersection position, and further move the intersection position in a desired direction to a desired distance under the control of means for controlling the definition. Only by sweeping, the coloring material under the sweep is colored one after another, and the principle of forming a three-dimensional image of desired definition in a display area of desired dimensions is used as a second main point. Ah .

【0024】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。
In the present invention, the phenomenon of light emission or coloring and the phenomenon of refraction in a transparent or translucent state are collectively defined as coloration. Therefore, in the present invention, a coloring material is defined as including a luminous body, a colored body, and a transparent or translucent body having a refractive index.

【0025】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。
Here, a stereoscopic image unit for forming a three-dimensional stereoscopic image has a three-dimensional spread unlike a pixel or pixel which is a plane image unit defined for a conventional planar image. It is not appropriate to apply the pixel or pixel as a unit. Also, the image unit called voxel used in the conventional three-dimensional CG or the like is also a unit that has been mainly applied in the pseudo three-dimensional configuration on the two-dimensional image display. Not appropriate. As described above, there has been no appropriate term for expressing a stereoscopic image unit for forming a three-dimensional stereoscopic image as in the present invention.

【0026】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。
Therefore, in the present invention, a stereoscopic image unit having a three-dimensional spread is defined as a cubic cell (Cubc). That is, a cubic cell (meaning cubic cell) with a three-dimensional micro basic region
Is defined as Therefore, the three-dimensional stereoscopic image according to the present invention is formed by a plurality of sets of cubic cells, which are image units having three-dimensional spread.

【0027】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。
The three-dimensional stereoscopic image display apparatus according to the present invention has a configuration in which a plurality of cubic cells, which are image units having three-dimensional spread, are spatially formed.
Therefore, when depicting a moving image that transits over time,
A configuration in which a plurality of cubic cells as image units having three-dimensional spread are formed spatially and temporally.

【0028】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。
Next, a description will be given of a configuration in which the cubic cell, which is a unit of the three-dimensional image, is treated as an information amount. A cubic cell is an image unit on the display of a three-dimensional stereoscopic image in the first place, and has information relating to the display of each part of an object (for example, luminance and color information of each part). Differently, each cubic cell has a true three-dimensional spread and has a one-to-one correspondence with each component of the real three-dimensional object which is the original image.

【0029】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。
Therefore, it is possible to extend the cubic cell, which is a unit of a three-dimensional image, to have an attribute other than information relating to the display of each component of the actual three-dimensional object as an information amount. That is, the extended cubicel is provided with attribute data such as surface state and processing state such as refractive index and roughness, material, hardness, density, weight, and price, in addition to including luminance and color data. The extended information of each cubicel can be configured to be capable of processing information as a database.

【0030】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。
Further, in the present invention, one three-dimensional stereoscopic image constituted by a set of cubic cells is defined as a cubit (Cubit: Cubic unit) in the present invention.

【0031】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。
Next, a laser beam applied to the present invention will be defined. The laser light beam is a laser light beam emitted from a semiconductor laser diode, a solid-state laser device, or a gas laser radiation source, and the light intensity of the beam can be modulated based on an information signal.

【0032】本発明に適用されるレーザ光ビームは、二
次元レーザ光ビームである。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
て実現されるか、または点状のビームが分散されて2次
元方向に離散的に展開する構成として実現される。本発
明ではこれら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。
The laser light beam applied to the present invention is a two-dimensional laser light beam. The two-dimensional laser light beam is
This is a laser light beam emitted from a two-dimensional light source and having a planar spread perpendicular to the traveling direction. The two-dimensional light source is realized, for example, as a set of laser oscillation elements arranged in a two-dimensional direction, or as a configuration in which a point beam is dispersed and discretely developed in a two-dimensional direction. In the present invention, these are described as two-dimensional laser light beams emitted from a surface light source.

【0033】本発明では、二次元レーザ光ビームのいず
れもが微小反射鏡の集合によって反射され、この反射光
が立体像表示体へ導入されるが、そのうち一本は反射時
に、三次元立体像信号に基づいた反射パターンよってそ
の光強度が変調されている。このような、レーザ光ビー
ムの反射パターンに基づく反射を、ここでは光強度変調
として定義する。
In the present invention, each of the two-dimensional laser light beams is reflected by a set of minute reflecting mirrors, and this reflected light is introduced into a three-dimensional image display. The light intensity is modulated by a reflection pattern based on the signal. Such reflection based on the reflection pattern of the laser light beam is defined here as light intensity modulation.

【0034】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
つ時間経過とともにこの交差部分を立体像表示体中の異
なる位置に順次、交代に形成させることにより、立体像
表示体中に像を形成させる。
Next, the sweep of the laser beam applied to the present invention will be defined. In the present invention, as described above, a light emitting state or a colored state is referred to as coloration, and furthermore, the coloration is achieved by electronic excitation by irradiation of at least two laser light beams, or the coloration is caused by a photochemical reaction. The material is a coloring material, and at least two laser light beams are used to selectively color one region, for example, a point, a line segment, or a surface, in the three-dimensional image display body in which the coloring material is dispersed. Are illuminated so as to intersect in the region of interest, and this intersecting portion is sequentially and alternately formed at different positions in the three-dimensional image display body with the passage of time, whereby an image is formed in the three-dimensional image display body.

【0035】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す
る。
Here, an optical path, which is the traveling direction of at least two laser light beams, which is swept while maintaining the orthogonal state in the stereoscopic image display is defined as orthogonal sweep.

【0036】さらに、レイヤ掃引を定義する。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、レイヤ掃引(または
層状掃引)と定義する。
Further, a layer sweep is defined. In the three-dimensional image display of the present invention, the three-dimensional display area formed in the three-dimensional image display body is configured by superimposing a two-dimensional image layer. A layer sweep (or layered sweep) is defined as forming a three-dimensional display area by overlapping a plurality of two-dimensional image layers by forming an image layer and repeating the forming operation of the two-dimensional image layer. I do.

【0037】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レイヤとして、複数レイヤを時系列的に重ね
て配列して1キュビットを構成させる。
That is, a plurality of columns each having a plurality of continuous cubic cells, a set of signals for forming a plane image arranged in chronological order is defined as one layer, and a plurality of layers are arranged in chronological order to form one qubit. Are configured.

【0038】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。
Next, a three-dimensional stereoscopic image signal for forming a three-dimensional stereoscopic image will be described. In a conventional planar image display, a two-dimensional planar image is displayed by, for example, line scanning two-dimensionally. Therefore, a signal is obtained by arranging a plurality of one-dimensional line image (raster) signals in a time-series manner. It is composed. Alternatively, in vector scanning for displaying a planar image, a plurality of signals related to the start and end of two-dimensional scanning are arranged in time series.

【0039】これに対して本発明の前記レイヤ掃引によ
る立体像表示に適用される三次元立体像信号は、二次元
の像の信号が複数個、時系列的に連なって三次元描像を
形成させる構成である。
On the other hand, the three-dimensional stereoscopic image signal applied to the stereoscopic image display by the layer sweep of the present invention forms a three-dimensional image by connecting a plurality of two-dimensional image signals in time series. Configuration.

【0040】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。
Next, a display signal of a three-dimensional stereoscopic image having a temporal movement will be described. 2. Description of the Related Art Conventionally, display of a two-dimensional planar image having a temporal movement in planar image display has been expressed by a so-called moving image. In this method, a plurality of two-dimensional plane images are sequentially displayed while being updated within a unit time to form an image having a moving motion.

【0041】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。
On the other hand, in order to display a moving three-dimensional stereoscopic image that transitions with time in the stereoscopic image display of the present invention, a plurality of three-dimensional stereoscopic images (ie, a plurality of qubits) are displayed within a unit time. By displaying sequentially while updating, a moving three-dimensional stereoscopic image is formed. This is defined as a three-dimensional moving image, or simply as a moving image, as corresponding to a moving image in conventional planar image display. Therefore, the display signal of the three-dimensional moving image is configured by arranging a plurality of display signals (display signals of one qubit) of each three-dimensional three-dimensional image in a time-series manner.

【0042】以下、本発明に係る手段を述べる。Hereinafter, the means according to the present invention will be described.

【0043】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装置は、
所定の第一波長の光線と所定の第二波長の光線に同時に
照射されることによって発光する記録材が、三次元方向
に分布された立体像表示体と、いずれか一方が前記所定
の第一波長であり、他方が前記所定の第二波長である、
いずれもの出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がり
を有する第一および第二の二本の二次元レーザ光ビーム
を発射する光源と、前記第一の二次元レーザ光ビームを
反射させて第一の反射光ビームとする、二次元方向に配
列された複数の回動自在の第一の反射鏡群と、前記第二
の二次元レーザ光ビームを反射させて第二の反射光ビー
ムとする、二次元方向に配列された複数の回動自在の第
二の反射鏡群と、前記第一の反射鏡群の各回動角度を、
所与の、立体の各部位に係る三次元のデータから成る三
次元立体像信号に対応して変化させることで前記第一の
反射光ビームの二次元方向へ分布する光強度を、当該三
次元立体像信号に対応して変調する第一反射光パターン
制御手段と、前記第二の反射鏡群のうちで、所定の一次
元方向へ連なる所望の一本の列を形成する反射鏡からの
反射光がオンであり、他のすべての列を形成する反射鏡
からの反射光がオフとなるよう各回動角度を制御する第
二反射光パターン制御手段と、前記記録材が分布された
前記立体像表示体内において前記第一および第二の反射
光ビームを直交させる第一および第二集束光学系と、を
備え、且つ前記第二反射光パターン制御手段は、前記第
二の反射光ビーム中のオンとする前記の列を選択して、
前記第一および第二の反射光ビームの直交により形成さ
れる面状交差部分を、前記立体像表示体内部の予め定め
た複数の所定位置のうちの少なくとも一つの位置に形成
させ、且つ前記選択する列を更新する構成としたことを
特徴とする。
In order to solve the problems of the prior art based on the above principle, a three-dimensional stereoscopic image display device according to the present invention comprises:
A recording material that emits light by being simultaneously irradiated with a light beam having a predetermined first wavelength and a light beam having a predetermined second wavelength, a three-dimensional image display body distributed in a three-dimensional direction, and either one of the predetermined first light Wavelength, and the other is the predetermined second wavelength,
A light source that emits first and second two two-dimensional laser light beams having a cross section in the optical path direction of any emitted light having a two-dimensional direction, and a second light source that reflects the first two-dimensional laser light beam. One reflected light beam, a plurality of rotatable first reflector groups arranged in a two-dimensional direction, and a second reflected light beam by reflecting the second two-dimensional laser light beam A plurality of rotatable second reflector groups arranged in a two-dimensional direction, and the respective rotation angles of the first reflector group,
Given, the light intensity distributed in the two-dimensional direction of the first reflected light beam by changing corresponding to a three-dimensional stereoscopic image signal consisting of three-dimensional data related to each part of the three-dimensional, the three-dimensional A first reflected light pattern control unit that modulates in response to a stereoscopic image signal, and a reflection from a reflection mirror that forms a desired one row extending in a predetermined one-dimensional direction in the second reflection mirror group Second reflected light pattern control means for controlling each rotation angle so that light is on and reflected light from the reflecting mirrors forming all other rows is off, and the three-dimensional image in which the recording material is distributed First and second focusing optical systems for orthogonalizing the first and second reflected light beams within the display body, and wherein the second reflected light pattern control means includes an on-off switch in the second reflected light beam. And select the above column,
The planar intersection formed by the orthogonality of the first and second reflected light beams is formed at at least one of a plurality of predetermined positions inside the stereoscopic image display, and the selection is performed. The configuration is such that a column to be updated is updated.

【0044】前記の構成によれば、第二の反射鏡群の反
射鏡によって一本の列状となった第二の反射光ビーム
が、三次元立体像信号によって変調された第一の反射光
ビームに直交することにより形成される面状交差部分に
位置する記録材が、両反射光ビームによって照射される
ことで、この照射にともない、発光する記録材が二次元
方向へ分布された面上に、像が一挙に形成され、さらに
選択された列が順次更新されることで、異なる位置に形
成された面状交差部分上につぎの像が一挙に形成され、
前記が順次反復されることにより、立体像が立体像表示
体内に形成される。しかも機械的掃引が必要とされな
い。
According to the above configuration, the second reflected light beams arranged in a row by the reflecting mirrors of the second reflecting mirror group are converted into the first reflected light modulated by the three-dimensional stereoscopic image signal. The recording material located at the planar intersection formed by being orthogonal to the beam is irradiated by the two reflected light beams, so that the recording material that emits light is distributed in a two-dimensional direction with this irradiation. Then, the images are formed all at once, and the selected rows are sequentially updated, so that the next image is formed all at once on the planar intersection formed at a different position,
By repeating the above sequentially, a stereoscopic image is formed in the stereoscopic image display. Moreover, no mechanical sweep is required.

【0045】さらに、三次元立体像信号による変調は反
射鏡群によって反射時になされ、よってレーザ光ビーム
を発射する光源に三次元立体像信号による変調が施され
ないことにより、装置構成が簡素化される。
Further, the modulation by the three-dimensional stereoscopic image signal is performed at the time of reflection by the group of reflecting mirrors, so that the light source for emitting a laser beam is not modulated by the three-dimensional stereoscopic image signal, thereby simplifying the device configuration. .

【0046】さらに、選択される列が順次更新されるこ
とによって立体像表示体内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かつ高
速度でなされる。
Further, since the selected column is sequentially updated, the position in the three-dimensional image display is set.
Access to an arbitrary position in the three-dimensional image display body is performed with high accuracy and at high speed.

【0047】また、複数の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。
Further, by forming a three-dimensional image display area in which a plurality of surfaces are layered, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed are independently separated in the three-dimensional image display body. Even when the image is dispersed, the imaging time is constant.

【0048】また、本発明に係る三次元立体像表示方法
は、所定の第一波長の光線と所定の第二波長の光線に同
時に照射されることによって発光する記録材が、三次元
方向に分布された立体像表示体に対して、いずれか一方
が前記所定の第一波長であり、他方が前記所定の第二波
長である、いずれも出射光の光路方向断面が二次元方向
に拡がりを有する第一および第二の二本の二次元レーザ
光ビームを用い、前記第一の二次元レーザ光ビームを、
二次元方向に配列された複数の回動自在の第一の反射鏡
群によって反射させて第一の反射光ビームとし、且つ当
該反射鏡群の各回動角度を、所与の、立体の各部位に係
る三次元のデータから成る三次元立体像信号に対応して
変化させることで当該第一の反射光ビームの二次元方向
へ分布する光強度を、当該三次元立体像信号に対応して
変調し、前記第二の二次元レーザ光ビームを、二次元方
向に配列された複数の回動自在の第二の反射鏡群によっ
て反射させて第二の反射光ビームとし、且つ当該反射鏡
群のうち一次元方向へ連なる所望の一本の列を形成する
反射鏡からの反射光がオンであり、他のすべての列を形
成する反射鏡からの反射光がオフとなるよう回動角度を
制御し、前記記録材が分布された前記立体像表示体内
へ、前記二本の反射光ビームを導入し、光路を制御して
当該両反射光ビームを直交させて面状交差部分を形成さ
せ、且つ前記第二の反射光ビームの、オンとする前記の
列を他の列に更新して当該面状交差部分を前記立体像表
示体内部の異なる位置に形成させ、これを反復して立体
像を形成させることを特徴とする。
Further, in the three-dimensional stereoscopic image display method according to the present invention, the recording material which emits light by being simultaneously irradiated with the predetermined first wavelength light beam and the predetermined second wavelength light beam is distributed in the three-dimensional direction. For the three-dimensional image display body, one of them is the predetermined first wavelength and the other is the predetermined second wavelength, and the cross section in the optical path direction of the outgoing light has a two-dimensional spread. Using the first and second two two-dimensional laser light beam, the first two-dimensional laser light beam,
The first reflected light beam is reflected by a plurality of rotatable first reflecting mirrors arranged in a two-dimensional direction, and each rotation angle of the reflecting mirrors is given by a given solid part. The light intensity distributed in the two-dimensional direction of the first reflected light beam is modulated in accordance with the three-dimensional image signal composed of three-dimensional data according to the three-dimensional image signal. Then, the second two-dimensional laser light beam is reflected by a plurality of rotatable second reflecting mirror groups arranged in a two-dimensional direction to form a second reflected light beam, and The rotation angle is controlled so that the reflected light from the reflecting mirrors forming the desired one row extending in one dimension is turned on and the reflected light from the reflecting mirrors forming all other rows is turned off. The two reflections enter the three-dimensional image display body in which the recording material is distributed. Introducing a beam, controlling the optical path to make the two reflected light beams orthogonal to each other to form a planar intersection, and updating the column of the second reflected light beam that is turned on to another column. Thus, the planar intersection is formed at different positions inside the three-dimensional image display body, and this is repeated to form a three-dimensional image.

【0049】前記の方法によれば、第二の反射鏡群の反
射鏡によって一本の列状となった第二の反射光ビーム
が、三次元立体像信号によって変調された第一の反射光
ビームに直交することにより形成される面状交差部分に
位置する記録材が、両反射光ビームによって照射される
ことで、この照射にともない、発光する記録材が二次元
方向へ分布された面上に、像が一挙に形成され、さらに
選択された列が順次更新されることで、異なる位置に形
成された面状交差部分上につぎの像が一挙に形成され、
前記が順次反復されることにより、立体像が立体像表示
体内に形成される。しかも機械的掃引が必要とされな
い。
According to the above-described method, the second reflected light beams arranged in one row by the reflecting mirrors of the second reflecting mirror group are converted into the first reflected light modulated by the three-dimensional stereoscopic image signal. The recording material located at the planar intersection formed by being orthogonal to the beam is irradiated by the two reflected light beams, so that the recording material that emits light is distributed in a two-dimensional direction with this irradiation. Then, the images are formed all at once, and the selected rows are sequentially updated, so that the next image is formed all at once on the planar intersection formed at a different position,
By repeating the above sequentially, a stereoscopic image is formed in the stereoscopic image display. Moreover, no mechanical sweep is required.

【0050】さらに、三次元立体像信号による変調は反
射鏡群によって反射時になされ、よってレーザ光ビーム
を発射する光源に三次元立体像信号による変調が施され
ないことにより、装置構成が簡素化される。
Further, the modulation by the three-dimensional stereoscopic image signal is performed at the time of reflection by the group of reflecting mirrors, so that the light source for emitting a laser beam is not modulated by the three-dimensional stereoscopic image signal, thereby simplifying the device configuration. .

【0051】さらに、選択される列が順次更新されるこ
とによって立体像表示体内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かつ高
速度でなされる。
Further, since the position in the three-dimensional image display is set by sequentially updating the selected column,
Access to an arbitrary position in the three-dimensional image display body is performed with high accuracy and at high speed.

【0052】また、複数の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。
Further, by forming a three-dimensional image display area in which a plurality of surfaces are layered, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed are independently separated in the three-dimensional image display body. Even when the image is dispersed, the imaging time is constant.

【0053】[0053]

【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。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is a part of a preferred example for showing the essential configuration and operation of the present invention, and therefore, various restrictions which are preferable in the technical configuration may be given. The scope of the invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified in the following description.

【0054】本発明の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を二本、直交状態で交差
させ、交差部分を異なる位置に順次、形成させることに
より、交差面の積層による三次元立体像の描像をなす構
成である。
In the three-dimensional stereoscopic image display apparatus according to the embodiment of the present invention, two two-dimensional laser light beams intersect in an orthogonal state, and the intersecting portions are sequentially formed at different positions, so that the intersecting surfaces are stacked. Is a configuration that forms a three-dimensional stereoscopic image.

【0055】図1は、本発明に係る三次元立体像表示装
置の一実施形態の機能ブロック図である。図2は、その
要部斜視図である。さらに図3及び図4は、本実施形態
の動作タイミングチャートである。また図5は、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。
FIG. 1 is a functional block diagram of one embodiment of a three-dimensional stereoscopic image display apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the main part. 3 and 4 are operation timing charts of the present embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of drawing a three-dimensional stereoscopic image in the three-dimensional image display of the three-dimensional stereoscopic image display device.

【0056】図1および図2に示されるように、本発明
の実施形態に係る三次元立体像表示装置ORIINは、
立体像が内部に形成される立体像表示体DP、出射光の
光路方向断面が二次元方向に拡がりを有する第1二次元
レーザ光ビームBm1’を発射する面発光型レーザ素子
Ld1、第1二次元レーザ光ビームBm1’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第1反
射光ビームBm1にする第1のデジタル・マイクロミラ
ー・デバイスDMD1、デジタル・マイクロミラー・デ
バイスDMD1へ反射光パターンを制御信号として付与
する第1反射光パターン制御手段Cp31を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the three-dimensional stereoscopic image display device ORIIN according to the embodiment of the present invention comprises:
A three-dimensional image display body DP in which a three-dimensional image is formed, a surface-emitting type laser element Ld1, which emits a first two-dimensional laser light beam Bm1 ′ having a cross section in the optical path direction of emitted light extending in two-dimensional directions, Reflects the two-dimensional laser light beam Bm1 ',
A first digital micromirror device DMD1 that converts the reflected light into a first reflected light beam Bm1 modulated by a three-dimensional stereoscopic image signal, and a process of giving a reflected light pattern as a control signal to the digital micromirror device DMD1. One reflected light pattern control means Cp31 is provided.

【0057】さらに、出射光の光路方向断面が二次元方
向に拡がりを有する第2二次元レーザ光ビームBm2’
を発射する面発光型レーザ素子Ld2、第2二次元レー
ザ光ビームBm2’を反射し、この反射光を帯状の第2
反射光ビームBm2にする第2のデジタル・マイクロミ
ラー・デバイスDMD2、デジタル・マイクロミラー・
デバイスDMD2へ反射光パターンを制御信号として付
与する第2反射光パターン制御手段Cp32を備える。
Further, a second two-dimensional laser light beam Bm2 'having a cross section in the optical path direction of the emitted light extending in a two-dimensional direction.
And a second two-dimensional laser light beam Bm2 'that reflects the surface light emitting laser element Ld2 that emits
A second digital micromirror device DMD2 for forming a reflected light beam Bm2,
There is provided second reflected light pattern control means Cp32 for giving the reflected light pattern as a control signal to the device DMD2.

【0058】さらに反射された第1反射光ビームBm1
を立体像表示体DPへ導く第1集束光学系Lz1、反射
された第2反射光ビームBm2を立体像表示体DPへ導
く第2集束光学系Lz2、入力された像信号を処理する
信号処理部Cp1、立体像表示体DP内を照らすランプ
Lmp、この装置全体の動作を制御する制御手段Cp2
を備えて構成されている。
The first reflected light beam Bm1 further reflected
Focusing optical system Lz1 for guiding the light to the three-dimensional image display DP, a second focusing optical system Lz2 for guiding the reflected second reflected light beam Bm2 to the three-dimensional image display DP, and a signal processing unit for processing the input image signal Cp1, a lamp Lmp for illuminating the inside of the three-dimensional image display body DP, and control means Cp2 for controlling the operation of the entire apparatus.
It is provided with.

【0059】立体像表示体DPは、図5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Vg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(fronta
ge)、d軸は奥行き(depth)、h軸は高さ(h
eight)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DP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。
The three-dimensional image display body DP has a transparent rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 5, and a three-dimensional image Vg is drawn therein. In the present invention, an arbitrary vertex out of the eight vertexes of the rectangular parallelepiped is defined as the origin O, and the three-axis orthogonal directions extending from the origin O are described as f-axis, d-axis, and h-axis, respectively. In this description, the f-axis is the frontage (fronta
ge), the d-axis is depth (depth), and the h-axis is height (h).
(Eight), which is for convenience of explanation, and the observation of the stereoscopic image Vg1 is performed not only from the surface corresponding to the frontage, but also from all other surfaces. Observable from an angle of Therefore, the present invention does not limit the viewing angle. Furthermore, the three-dimensional image display body DP is not limited to the illustrated rectangular parallelepiped shape, and may have any shape as long as it has a three-dimensional spread.

【0060】また立体像表示体DP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。
The three-dimensional image display body DP is composed of three sets of two pairs of faces. Of these faces, the face parallel to the fd plane and on the origin O side is parallel to the fd + and fd planes. The surface farther from the origin O is fd-, the surface parallel to the fh plane and the side closer to the origin O is fh +, the surface parallel to the fh plane and farther from the origin O is fh-, and the origin is parallel to the dh plane. The surface on the O side is dh +, and the surface parallel to the dh plane and far from the origin O is dh-.

【0061】立体像表示体DP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。
In the three-dimensional image display body DP, a gaseous coloring material Cm is sealed in a transparent rectangular parallelepiped container, or a transparent liquid or solid matrix material Mx is filled. Inside, a transparent liquid or solid color material (core material) Cm is uniformly dispersed. That is, the coloring material composed of a gas, a liquid, a solid, or a combination thereof is uniformly dispersed in the three-dimensional direction. The material forming the container is preferably glass, acrylic resin, polycarbonate resin, hard styrene resin, or the like. If the matrix material Mx is solid, no container is required.

【0062】分散された呈色材Cmのうち、レーザ光源
から発射され、デジタル・マイクロミラー・デバイスD
MD1、DMD2によって反射された第1および第2反
射光ビームBm1とBm2との交差部分(ターゲットポ
イント)TPにある呈色材Cmが、2次元に拡がる第1
反射光ビームBm1と、これに直交して貫通する帯状の
第2反射光ビームBm2の面状の交差部分により同時に
照射を受けると、所定の色に呈色し、このようにして呈
色された呈色材が含まれる微小領域が、キュビセルCu
bcを形成する。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。
Of the dispersed coloring materials Cm, the digital micromirror device D emitted from the laser light source is used.
The coloring material Cm at the intersection (target point) TP between the first and second reflected light beams Bm1 and Bm2 reflected by the MD1 and DMD2 is expanded in two dimensions.
When the reflected light beam Bm1 and the band-shaped second reflected light beam Bm2 penetrating perpendicularly to the reflected light beam Bm1 were simultaneously irradiated with the light, a predetermined color was obtained, and the color was thus obtained. The minute area containing the coloring material is cubicel Cu
bc is formed. As described above, in the present invention, the state of coloring or coloring is referred to as coloring.

【0063】両反射光ビームBm1とBm2の面状の交
差部分は、帯状の第2反射光ビームBm2の有する数ミ
クロン程度の厚さで形成される。しかも交差部分は時間
経過とともに異なる位置に順次、交代に形成される。
The planar intersection between the two reflected light beams Bm1 and Bm2 is formed to have a thickness of about several microns of the second reflected light beam Bm2 in the form of a strip. Moreover, the intersections are alternately formed at different positions sequentially with the passage of time.

【0064】キュビセルCubcのf軸方向とh軸方向
の寸法は第1反射光ビームBm1の有するパターン精度
によって決定される。よって、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す
ることができる。
The dimensions of the cubic cell Cubc in the f-axis direction and the h-axis direction are determined by the pattern accuracy of the first reflected light beam Bm1. Therefore, the cubic cell Cubc can be equivalently displayed as a rectangular parallelepiped having three sides Δf, Δd, and Δh.

【0065】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。
In the case where the coloring material Cm is composed of fine particles having a submicron size or ultrafine particles having an average diameter of several tens to several nanometers, one cubicel C
There are many coloring materials Cm in the ubc. When the coloring material Cm is formed by ion implantation or the like, more coloring materials Cm exist in one cubicel Cubc.

【0066】前記のようにして両反射光ビームBm1、
Bm2の面状の交差部分上にキュビセルCubcが2次
元方向に拡がって形成され、キュビセルCubcの面に
よる層状のレイヤLyが形成される。さらに、レイヤL
y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が形成される。
As described above, the two reflected light beams Bm1,
The cubic cell Cubc is formed to extend in the two-dimensional direction on the planar intersection of Bm2, and the layer Ly of the surface of the cubic cell Cubc is formed. Further, the layer L
A plurality of layers of y are overlapped to form a display area, and a stereoscopic image Vg is formed in this display area.

【0067】第1照射光ユニットLeu1は、波長が1
064nmの2次元レーザ光ビームBm1’を発射する
面発光型レーザ素子Ld1と、これを駆動するレーザダ
イオード駆動増幅器Amp1を備え、レーザダイオード
駆動増幅器Amp1は同期制御回路15からの同期信号
が入力される期間中、作動して、一様の光強度となるよ
う面発光型レーザ素子Ld1の作動を制御する。
The first irradiation light unit Leu1 has a wavelength of 1
A surface emitting laser element Ld1 for emitting a two-dimensional laser light beam Bm1 'of 064 nm and a laser diode drive amplifier Amp1 for driving the same are provided. The laser diode drive amplifier Amp1 receives a synchronization signal from the synchronization control circuit 15. During the period, it operates to control the operation of the surface emitting laser element Ld1 so that the light intensity becomes uniform.

【0068】また第2照射光ユニットLeu2は、波長
が532nmの2次元レーザ光ビームBm2’を発射す
る面発光型レーザ素子Ld2と、これを駆動するレーザ
ダイオード駆動増幅器Amp2を備え、レーザダイオー
ド駆動増幅器Amp2は同期制御回路15からの同期信
号が入力される期間中、作動して、一様の光強度となる
よう面発光型レーザ素子Ld2の作動を制御する。
The second irradiation light unit Leu2 includes a surface emitting laser element Ld2 for emitting a two-dimensional laser light beam Bm2 'having a wavelength of 532 nm, and a laser diode drive amplifier Amp2 for driving the same. Amp2 operates during the period when the synchronization signal from the synchronization control circuit 15 is input, and controls the operation of the surface-emitting type laser element Ld2 so that the light intensity becomes uniform.

【0069】この場合、レーザ素子Ld2の出射光を1
064nmとして、二倍高調波変換素子SHGを経て二
分の一の波長532nmの2次元ビームとする構成も可
能である。
In this case, the output light of the laser element Ld2 is 1
A configuration is also possible in which the wavelength is set to 064 nm and a two-dimensional beam having a half wavelength of 532 nm passes through the double harmonic conversion element SHG.

【0070】以上の構成により、波長が1064nmと
532nmの二本のコヒーレントなビームが得られる。
With the above configuration, two coherent beams having wavelengths of 1064 nm and 532 nm can be obtained.

【0071】第1反射光パターン変調手段Cp31は、
D/A変換器13から付与された三次元立体像信号に基
づき反射パターンを作成して、デジタル・マイクロミラ
ー・デバイスDMD1に駆動信号dvsとして付与す
る。三次元立体像信号は後述する単位時間ごとに更新さ
れるから、反射パターンも単位時間ごとに更新されてデ
ジタル・マイクロミラー・デバイスDMD1に入力され
る。
The first reflected light pattern modulating means Cp31 is
A reflection pattern is created based on the three-dimensional stereoscopic image signal given from the D / A converter 13, and given as a drive signal dvs to the digital micromirror device DMD1. Since the three-dimensional stereoscopic image signal is updated every unit time described later, the reflection pattern is also updated every unit time and input to the digital micromirror device DMD1.

【0072】一方、第2反射光パターン変調手段Cp3
2は、同期制御回路15から付与された同期信号に基づ
き、反射パターンを作成してデジタル・マイクロミラー
・デバイスDMD2に駆動信号dvsとして付与する。
この反射パターンは1本の列状のパターンであり、しか
も後述する単位時間ごとに更新されて、列状のパターン
が隣接する列に順次置換されたものとなり、これが単位
時間ごとに順次、デジタル・マイクロミラー・デバイス
DMD2に入力される。
On the other hand, the second reflected light pattern modulation means Cp3
2 creates a reflection pattern based on the synchronization signal given from the synchronization control circuit 15 and gives it to the digital micromirror device DMD2 as a drive signal dvs.
This reflection pattern is a single row pattern, and is updated every unit time described later, and the row pattern is sequentially replaced with an adjacent row. Input to the micromirror device DMD2.

【0073】デジタル型マイクロミラー素子DMD1お
よびDMD2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Bm1またはBm2により均一に照ら
し、一方、駆動制御回路が各単位セルに反射パターンに
対応した駆動信号を印加することによって各微小ミラー
に角度を与えることにより、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。
Each of the digital micromirror elements DMD1 and DMD2 is a light-reflection type device having a rectangular chip shape. A micromirror is formed immediately above each unit cell two-dimensionally arranged on a substrate, and all micromirrors are uniformly formed. The light is uniformly illuminated by the two-dimensional laser light beam Bm1 or Bm2 having a high light intensity, while the drive control circuit applies a drive signal corresponding to the reflection pattern to each unit cell to give an angle to each micromirror, thereby reflecting light. The direction of the light is changed for each micromirror, and the three-dimensional image pattern light is formed by the reflected light only in a predetermined direction.

【0074】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。
Further, reflected light having different intensities is obtained by changing the number of tilts of each micromirror in a unit time in accordance with the image signal. Alternatively, reflected light having different intensities is obtained by changing the duty ratio.

【0075】このデジタル・マイクロミラー・デバイス
DMDの構成を、図6に基づきさらに説明する。デジタ
ル・マイクロミラー・デバイスDMDは、基板sbt上
に半導体製造技術を用いて作成された複数の微小鏡面m
irが2次元方向へ配列されている。各微小鏡面mir
は、外部から入力される駆動信号dvsに応じて個々に
反射角度を変えて照射光を反射させる。
The structure of the digital micromirror device DMD will be further described with reference to FIG. The digital micromirror device DMD has a plurality of micromirror surfaces m formed on a substrate sbt using semiconductor manufacturing technology.
ir are arranged in a two-dimensional direction. Each mirror surface mir
Reflects the irradiation light by individually changing the reflection angle according to the drive signal dvs input from the outside.

【0076】したがって、各微小鏡面mirの張る個々
の反射角度を、外部からの反射パターンが載った駆動信
号dvsに応じて調節することによって、デジタル・マ
イクロミラー・デバイスDMD全体が発する反射光を反
射パターンが載った光束とすることができる。
Therefore, by adjusting the individual reflection angle of each micromirror mir in accordance with the drive signal dvs on which a reflection pattern from the outside is applied, the reflection light emitted by the entire digital micromirror device DMD is reflected. It can be a light beam carrying a pattern.

【0077】デジタル・マイクロミラー・デバイスDM
D1に、第1反射光パターン変調手段Cp31から入力
される駆動信号dvsは、前記のように反射パターンと
して三次元立体像信号を搭載している。
Digital micromirror device DM
The drive signal dvs input to the D1 from the first reflected light pattern modulation unit Cp31 has a three-dimensional stereoscopic image signal as a reflection pattern as described above.

【0078】一方、デジタル・マイクロミラー・デバイ
スDMD2に、第2反射光パターン変調手段Cp32か
ら入力される駆動信号dvsは、反射パターンとして前
記のように1本の列状のパターンを搭載している。
On the other hand, in the digital micromirror device DMD2, the drive signal dvs input from the second reflected light pattern modulating means Cp32 has a single row pattern as a reflection pattern as described above. .

【0079】基板sbt上の矩形状の各微小ミラーmi
rは、アルミ薄膜dmlによって対角線寸法が例えば5
μm前後に構成され、図7に示されるように、基板sb
tから浮いた状態で対角線両端位置に設けられたカンチ
レバーdmrを介して2本の支柱dmpに支えられてい
る。各微小ミラーmirの下方には各微小ミラーmir
を駆動させるための電極dmeがあり、この電極dme
から電荷が流入蓄積されることにより生じる静電気力
で、各微小ミラーmirが矩形対角線を軸に最大角度2
0度で揺動回転する。したがって画素毎に反射光の反射
角を最大20度振らせることができる。
Each rectangular minute mirror mi on the substrate sbt
r is an aluminum thin film dml whose diagonal dimension is, for example, 5
μm, and as shown in FIG.
It is supported by two columns dmp via cantilevers dmr provided at both ends of a diagonal line while floating from t. Below each micromirror mir, each micromirror mir
There is an electrode dme for driving the
Each micromirror mir has a maximum angle 2
It swings and rotates at 0 degrees. Therefore, the reflection angle of the reflected light can be shifted up to 20 degrees for each pixel.

【0080】各微小ミラーmirのオン/オフ切り替え
速度は、例えば数マイクロ秒以下であり、パルス駆動で
振動させることによって、多階調の光強度に変調した反
射光を出射させることができる。また、支柱dmpと微
小ミラーmirを結ぶカンチレバーdmrは、ねじれ動
作を反復することにより起きる金属疲労の特性に勝れる
構造および材質が適用される。
The on / off switching speed of each micromirror mir is, for example, several microseconds or less. By oscillating by pulse driving, reflected light modulated to multi-gradation light intensity can be emitted. The cantilever dmr connecting the column dmp and the micromirror mir has a structure and a material that can excel in the characteristics of metal fatigue caused by repetitive twisting operations.

【0081】このようにして、デジタル・マイクロミラ
ー・デバイスDMD1で反射された反射光のうち、特定
の方向のものだけを立体像表示体DPに入射させること
により、明と暗が多階調で空間的に分布した像が載った
2次元光ビームが第1反射光ビームBm1として立体像
表示体DP内を貫通する状態となる。
As described above, of the light reflected by the digital micromirror device DMD 1, only light of a specific direction is incident on the three-dimensional image display body DP, so that light and dark are multi-grayscale. The two-dimensional light beam on which the spatially distributed image is placed passes through the three-dimensional image display body DP as the first reflected light beam Bm1.

【0082】また、デジタル・マイクロミラー・デバイ
スDMD2で反射された反射光のうち、特定の方向のも
のだけを立体像表示体DPに入射させることにより、帯
状の反射光ビームが第2反射光ビームBm2として立体
像表示体DP内を貫通する状態となる。とりわけ反射パ
ターンに載った列のパターンが隣接する列に順次更新さ
れることにより、帯状の反射光ビームが立体像表示体D
P内を貫通する位置が順次、移動する。
Also, of the reflected light reflected by the digital micromirror device DMD2, only the light of a specific direction is incident on the three-dimensional image display body DP, so that the belt-shaped reflected light beam is converted into the second reflected light beam. Bm2 penetrates the inside of the three-dimensional image display body DP. In particular, by sequentially updating the pattern of the row on the reflection pattern to the adjacent row, the strip-shaped reflected light beam is turned into the three-dimensional image display body D.
Positions penetrating through P move sequentially.

【0083】第1集束光学系Lz1は、レーザ素子Ld
1の位置を焦点上に置くようにして、第1集束光学系L
z1を出た第1反射光ビームBm1を平行光とする。同
様に第2集束光学系Lz2は、レーザ素子Ld2の位置
を焦点上に置くようにして、第2集束光学系Lz2を出
た第2反射光ビームBm2を平行光とする。
The first focusing optical system Lz1 has a laser element Ld
1 is positioned on the focal point, and the first focusing optical system L
The first reflected light beam Bm1 exiting from z1 is set as parallel light. Similarly, the second focusing optical system Lz2 sets the position of the laser element Ld2 at the focal point, and converts the second reflected light beam Bm2 exiting from the second focusing optical system Lz2 into parallel light.

【0084】第1反射光ビームBm1は、立体像表示体
DPの面fh+から立体像表示体DP内に入射する。し
たがって第1集束光学系Lz1等の機構部品は主として
面fh+側に配設される。
The first reflected light beam Bm1 enters the three-dimensional image display DP from the surface fh + of the three-dimensional image display DP. Therefore, the mechanical components such as the first focusing optical system Lz1 are mainly disposed on the surface fh +.

【0085】一方、第2反射光ビームBm2は、立体像
表示体DPの面fd−から立体像表示体DP内に入射す
る。したがって第2集束光学系Lz2等の機構部品は主
として面fd−側に配設される。
On the other hand, the second reflected light beam Bm2 enters the three-dimensional image display DP from the surface fd− of the three-dimensional image display DP. Therefore, the mechanical components such as the second focusing optical system Lz2 are mainly disposed on the surface fd− side.

【0086】ここで両反射光ビームBm1、Bm2が立
体像表示体DP中の各交差点において張る最小角度θが 86°≦θ≦90° の範囲内になるように光学系を配置する。
Here, the optical system is arranged such that the minimum angle θ that the two reflected light beams Bm1 and Bm2 extend at each intersection in the stereoscopic image display body DP is within the range of 86 ° ≦ θ ≦ 90 °.

【0087】つぎに信号処理部Cp1につき説明する。
信号処理部Cp1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が載った入力信号SGに基
づき、変調信号を第1反射光パターン制御手段Cp31
に送り、また第1照射光ユニットLeu1および第2照
射光ユニットLeu2へ同期信号を送り、さらに制御手
段Cp2へ同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11、キュビットメモリ12、
D/A変換器13、記録手段14、同期制御回路15な
どを備えて成る。キュビットメモリ12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。
Next, the signal processing section Cp1 will be described.
The signal processing unit Cp1 converts the modulated signal into the first reflected light pattern control unit Cp31 based on the input signal SG on which the data forming the three-dimensional stereoscopic image signal and the synchronization signal are input.
And sends a synchronization signal to the first irradiation light unit Leu1 and the second irradiation light unit Leu2, and further sends synchronization information to the control means Cp2.
s, encoding / decoding means 11, qubit memory 12,
It comprises a D / A converter 13, a recording means 14, a synchronization control circuit 15, and the like. The qubit memory 12 is a memory capable of storing qubit configuration data indicating one stereoscopic image in qubit units.

【0088】信号入力端子Isから入力されるか、また
は記録手段14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11により復号化処
理がなされ、D/A変換器13によりアナログ信号に変
換される。この復号化処理においてキュビットメモリ1
2がワーキングメモリとして利用される。
The encoded three-dimensional image signal input from the signal input terminal Is or reproduced from the recording means 14 is subjected to decoding processing by the encoding / decoding means 11 to obtain a D / A signal. The signal is converted into an analog signal by the converter 13. In this decoding process, the qubit memory 1
2 is used as a working memory.

【0089】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11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11により符号化処理して、記録手段14へ記
録することもできる。
When the three-dimensional stereoscopic image signal input from the signal input terminal Is is not coded,
The decoding process by the decoding means 11 is skipped. Also, the input three-dimensional stereoscopic image signal can be encoded by the encoding / decoding means 11 and recorded on the recording means 14.

【0090】前記D/A変換器13により変換された信
号は、三次元立体像信号として第1反射光パターン制御
手段Cp31に入力される。
The signal converted by the D / A converter 13 is input to the first reflected light pattern control means Cp31 as a three-dimensional stereoscopic image signal.

【0091】一方、前記D/A変換器13により変換さ
れた信号は、同期制御回路15に入力され、同期信号が
第1照射光ユニットLeu1と第2照射光ユニットLe
u2および第2反射光パターン制御手段Cp32に入力
される。さらにこの同期信号は、同期情報として制御手
段Cp2へ送られる。
On the other hand, the signal converted by the D / A converter 13 is input to the synchronization control circuit 15, and the synchronization signal is converted into the first irradiation light unit Leu1 and the second irradiation light unit Le.
u2 and the second reflected light pattern control means Cp32. Further, this synchronization signal is sent to the control means Cp2 as synchronization information.

【0092】ランプLmpは、立体像表示体DP内を照
らすものであり、制御手段Cp2によって点灯と消灯が
制御される。このランプLmpは、立体像表示体DP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。
The lamp Lmp illuminates the inside of the three-dimensional image display body DP, and is turned on and off by the control means Cp2. This lamp Lmp is used as a coloring material in the three-dimensional image display body DP, for example, a photochemical reaction is caused by irradiation with laser light to change the molecular structure, thereby changing the state of outer shell electrons, and changing the state of infrared light or visible light. Provided in a three-dimensional stereoscopic image display device to which a photochromic material that is colored by irradiation with light is applied.

【0093】例えばニトロ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、フォトメロシアニンに変化し、波長532
nmの光線による照明下で赤色に蛍光呈色する。
For example, when nitrospirobenzopyran is used as a coloring material, the portion where the photochemical reaction has progressed by irradiation with laser light is changed to photomerocyanine, and the wavelength is 532.
It emits red fluorescence under illumination with a light beam of nm.

【0094】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。
Next, the coloring principle and coloring material will be described. In the present invention, a color is defined as including a coloring phenomenon and a coloring phenomenon. In color development, the coloring material emits light by itself,
It is colored by visible light emitted in association with excitation and relaxation of electrons. Coloring is to selectively reflect light of a specific wavelength by irradiation with external light to give a color.

【0095】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。
In the present invention, a plurality of laser light beams having different optical paths are used in order to selectively color only the color material at the position of interest among the color materials spatially distributed. These are crossed at the position of interest, and the coloring material at the position is colored by utilizing the action of each energy of the plurality of laser light beams or the sum frequency mixing at the crossing portion. Therefore,
The coloring principle and coloring material applicable in the present invention must act on a plurality of laser light beams.

【0096】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。
Therefore, there are the following types of coloring principles and coloring materials applicable to the present invention. a) Electron excitation / relaxation emission type The electron is excited to a high energy level by the irradiation of a laser light beam, and then emits visible light in the energy relaxation process. Becomes a-1 Multi-step Excitation Method By irradiating a plurality of laser light beams, electrons are sequentially multi-stepped to a high energy level through at least one intermediate energy level, and then, in this energy relaxation process, light in the visible region is emitted. Is emitted and light is emitted, and each of the plurality of laser light beams contributes to the excitation of each stage.

【0097】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。
Among them, a two-wavelength two-stage excitation method (TSTF) in which atoms, molecules, or ions are excited by two laser light beams having different wavelengths, which is particularly suitable for displaying a three-dimensional image. Materials that emit visible light due to relaxation after two-step excitation with a laser beam of two wavelengths include potassium-based gases, rare-earth elements terbium and Er.
Is known as a special glass in which is doped into a fluoride glass.

【0098】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。
Therefore, when two laser light beams of different wavelengths are crossed from different optical paths, only the two-stage excitation type coloring material at the intersection is irradiated with both laser light beams and is excited in two stages. Emits light.

【0099】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。
A-2 Sum Frequency Mixing Method A plurality of laser light beams of different wavelengths are not excited by themselves, but are excited by sum frequency laser light generated by mixing and emit visible light by relaxation. Ultrafine silicon particles (Si-UFP), silicon oxide ultrafine particles, and titanium oxide ultrafine particles having a particle size of several nanometers are known.

【0100】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。
Therefore, for example, when two laser light beams having different wavelengths intersect from different optical paths, the sum frequency mixing of both waves is performed only at the intersection, and only the color material at that position is generated. It is excited by receiving the irradiation of the laser light beam and emits light.

【0101】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。
The silicon ultra-fine particle material (Si-UFP) and the silicon oxide ultra-fine particle material emit light of each color from red to purple due to the surface hydrogen treatment or the like. Therefore, for example, a light emitting material of three primary colors is embodied by Si-UFP or silicon oxide ultrafine particles subjected to such surface treatment.

【0102】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。
B) Photochemical reaction type Irradiation of a laser beam in the infrared or far-infrared region or the ultraviolet region causes a photochemical reaction such as a ring-opening reaction to proceed, thereby changing the molecular structure. It is colored under light or emits light by irradiation with a laser beam after its molecular structure has changed. Therefore, the color in this case is emission of visible light or coloring. Here, there are multiphotons having different wavelengths, for example, a photochemical reaction proceeds by two photons of different wavelengths, and multiphotons having the same wavelength, for example, photochemical reactions proceeding by two photons of the same wavelength.

【0103】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。
As such a photochemical reaction type coloring material, nitrospirobenzopyran and the like are known. Nitrospirobenzopyran has a wavelength of 1064 nm each.
And two laser light beams of 532 nm at the same time, the energy for the ring opening reaction is obtained by two-wavelength two-photon absorption to produce photomerocyanine, which is vivid blue or blue under visible light by the photomerocyanine. Color purple.

【0104】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。
The photomerocyanine emits red fluorescence when excited by irradiation with a laser beam of 532 nm. Here, the laser beam to be irradiated may be a laser beam having a wavelength of 532 nm or two laser beams having a wavelength of 1064 nm.

【0105】また、上記のように形成されたフォトメロ
シアニンは、熱線の照射でもとのニトロスピロベンゾピ
ランへ変化する。よって前記のランプLmpにより熱線
を照射すれば、形成されたフォトメロシアニンによる像
を消去することができる。これにより、前記のレイヤを
順次、消去して更新することが可能になる。
The photomerocyanine formed as described above changes to the original nitrospirobenzopyran by irradiation with heat rays. Therefore, if the lamp Lmp is used to irradiate heat rays, the formed image of photomerocyanine can be erased. As a result, the layers can be sequentially deleted and updated.

【0106】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。
In the present invention, any of the above-mentioned electronic excitation / relaxation emission type and photochemical reaction type principles can be applied. Further, as the material, any of a gas coloring material, a liquid coloring material, and a solid coloring material, or a material obtained by optionally mixing these materials can be used.

【0107】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。
When a three-dimensional still image is displayed, when a coloring material having a binary effect that maintains the color state is applied for a long time, refresh rewriting is not necessary, but a material that does not maintain the color state for a long time is required. Then, refresh rewriting is required. In the case of a configuration in which refresh rewriting is performed, it is preferable to use a phosphor coloring material having a long afterglow time.

【0108】つぎに動作を説明すると、面発光型レーザ
素子Ld1は、同期信号が存在する間は発振を続け、レ
ーザ光を出射する。面発光型レーザ素子Ld1から発射
された均一な光強度の2次元レーザ光ビームBm1’
は、ビームスプリッタBSで分離されて第1のデジタル
型マイクロミラー素子DMD1に至り、前記のように微
小ミラーによって反射される。ここで第1反射光パター
ン制御手段Cp31はDA/C13からの、三次元立体
像信号が載った出力を取り込んで、制御信号が編成され
る。
Next, the operation will be described. The surface emitting laser element Ld1 keeps oscillating and emits laser light while the synchronization signal is present. Two-dimensional laser light beam Bm1 'with uniform light intensity emitted from surface-emitting laser element Ld1
Is split by the beam splitter BS to reach the first digital micromirror element DMD1, and is reflected by the micromirrors as described above. Here, the first reflected light pattern control means Cp31 takes in the output from the DA / C 13 on which the three-dimensional stereoscopic image signal is loaded, and forms a control signal.

【0109】第1のデジタル・マイクロミラー・デバイ
スDMD1の各微小ミラーは第1反射光パターン制御手
段Cp31からの三次元立体像信号が載った駆動信号に
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、2次元レーザ光ビームBm1’は
反射によって三次元立体像信号により光強度変調されて
2次元に拡がる第1反射光ビームBm1となる。
Each micromirror of the first digital micromirror device DMD1 is controlled by a drive signal on which a three-dimensional stereoscopic image signal from the first reflected light pattern control means Cp31 is loaded, thereby obtaining a three-dimensional stereoscopic image signal. Or the frequency per unit time. As a result, the two-dimensional laser light beam Bm1 ′ becomes a first reflected light beam Bm1 that is light-intensity-modulated by a three-dimensional stereoscopic image signal by reflection and spreads two-dimensionally.

【0110】このようにして、fh両軸方向に拡がる2
次元の第1反射光ビームBm1が立体像表示体DPの面
fh+から立体像表示体DP内に入射して、d軸方向に
立体像表示体DP内を貫くが、この第1反射光ビームB
m1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。
In this way, fh is expanded in both axial directions.
The three-dimensional first reflected light beam Bm1 enters the three-dimensional image display body DP from the surface fh + of the three-dimensional image display body DP and penetrates the three-dimensional image display body DP in the d-axis direction.
The light intensity of m1 is updated and changed every update cycle τ according to the update of the three-dimensional stereoscopic image signal.

【0111】一方、面発光型レーザ素子Ld2は、同期
信号が存在する間は発振を続け、レーザ光を出射する。
面発光型レーザ素子Ld2から発射された均一な光強度
の2次元レーザ光ビームBm2’は、ビームスプリッタ
BSで分離されて第2のデジタル型マイクロミラー素子
DMD2に至り、微小ミラーによって反射される。ここ
で各微小ミラーは第2反射光パターン制御手段Cp32
からの列状の反射パターンが載った駆動信号により制御
されることにより、指定された一列の微小ミラーがその
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、2次元レーザ光ビームBm2’は反射に
よって反射パターンどおりに光強度変調されて、帯状の
第2反射光ビームBm2となる。
On the other hand, the surface emitting laser element Ld2 continues to oscillate while emitting the synchronization signal, and emits laser light.
The two-dimensional laser light beam Bm2 'having uniform light intensity emitted from the surface-emitting laser element Ld2 is split by the beam splitter BS, reaches the second digital micromirror element DMD2, and is reflected by the minute mirror. Here, each micromirror is a second reflected light pattern control means Cp32
Is controlled by a drive signal on which a reflection pattern in a row from is mounted, the designated one row of micromirrors changes its angle or changes the frequency per unit time. As a result, the light intensity of the two-dimensional laser light beam Bm2 'is modulated according to the reflection pattern by reflection, and becomes a second belt-like reflected light beam Bm2.

【0112】このようにして、帯状の第2反射光ビーム
Bm2が立体像表示体DPの面fd−から立体像表示体
DP内に入射して、h軸方向に立体像表示体DP内を貫
くが、この第2反射光ビームBm2の光強度は反射パタ
ーンの列パターン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。
In this way, the belt-like second reflected light beam Bm2 enters the three-dimensional image display DP from the surface fd- of the three-dimensional image display DP, and penetrates the three-dimensional image display DP in the h-axis direction. However, the light intensity of the second reflected light beam Bm2 is updated and changed every time at the update period τ according to the update of the row pattern of the reflection pattern.

【0113】このh軸方向へ立ち上がる帯状の第2反射
光ビームBm2は、d軸方向に進む前記2次元に拡がる
第1反射光ビームBm1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。
The band-shaped second reflected light beam Bm2 rising in the h-axis direction penetrates the two-dimensionally expanded first reflected light beam Bm1 traveling in the d-axis direction in the h-axis direction, thereby intersecting the two laser light beams. The portion becomes a plane parallel to the fh plane, and the coloring material located on this surface is colored by the action of both laser light beams.

【0114】上記をさらに詳説すると、第二反射光パタ
ーン制御手段Cp32によって編成される、この第2の
デジタル・マイクロミラー・デバイスDMD2への制御
信号には、DMD2を構成している、二次元方向に配列
された各反射鏡の角度を更新する指示が載せられてい
る。この制御信号は、二次元方向に配列された反射鏡の
うちの所定の一列の反射鏡の角度を更新し、しかも時間
の経過とともに、この列を隣接する列に順に移してゆく
ものである。
More specifically, the control signals to the second digital micromirror device DMD2 organized by the second reflected light pattern control means Cp32 include two-dimensional directions constituting the DMD2. The instruction for updating the angle of each of the reflecting mirrors arranged in the table is placed. The control signal updates the angle of a predetermined one of the two-dimensionally arranged reflecting mirrors, and sequentially moves this row to an adjacent row as time passes.

【0115】すなわち、第2のデジタル・マイクロミラ
ー・デバイスDMD2の最初の列の各微小ミラーmir
の角度がすべて反射光を立体像表示体PD方向へ向ける
角度となり、よって立体像表示体PD方向へ帯状の第2
反射光ビームBm2が伝搬される。この帯状の第2反射
光ビームBm2は立体像表示体PD内をh軸方向に進む
ことにより、第1のデジタル・マイクロミラー・デバイ
スDMD1から反射されて立体像表示体PD内をd軸方
向へ進む第1反射光ビームBm1に直交して貫通し、こ
うして形成される面状の交差部分であるレイヤが平面像
を形成する。この平面像の形成が単位時間τだけ維持さ
れたのち、ついで次の単位時間τでは隣接する反射鏡の
列から発した帯状の反射光によって、前に形成された平
面像から所定間隔で次の平面像が形成される。このよう
にして順にN枚の平面像がN倍の単位時間Nτに形成さ
れることにより、一枚の立体像が立体像表示体PD内に
形成されることになる。
That is, each micromirror mir in the first column of the second digital micromirror device DMD2
Are all angles at which the reflected light is directed in the direction of the three-dimensional image display body PD.
The reflected light beam Bm2 propagates. The band-shaped second reflected light beam Bm2 travels in the h-axis direction in the three-dimensional image display body PD, is reflected from the first digital micromirror device DMD1, and moves in the three-dimensional image display body PD in the d-axis direction. The layer which penetrates the first reflected light beam Bm1 orthogonally to the traveling first reflected light beam Bm1 and which is a planar intersection formed in this way forms a plane image. After the formation of this plane image is maintained for the unit time τ, then, at the next unit time τ, the band-like reflected light emitted from the row of adjacent reflecting mirrors causes the next time interval from the previously formed plane image at a predetermined interval. A planar image is formed. In this way, N planar images are sequentially formed in N times the unit time Nτ, so that one stereoscopic image is formed in the stereoscopic image display body PD.

【0116】この間、第1のデジタル・マイクロミラー
・デバイスDMD1の各反射鏡は、N枚の平面像を順次
発生させるように角度を順次更新し、また第2のデジタ
ル・マイクロミラー・デバイスDMD2の各反射鏡は、
N枚の帯状の反射光を順次発生させるように角度を順次
更新する。ここで像の形成は、両レーザ光の交差におけ
る論理積でなされるから、三次元立体像信号による光強
度の変調は第1のデジタル・マイクロミラー・デバイス
DMD1からの第1反射光ビームBm1のみについて実
行されればよく、第2のデジタル・マイクロミラー・デ
バイスDMD2からの帯状の第2反射光ビームBm2に
三次元立体像信号による変調を加える必要はない。すな
わち第2のデジタル・マイクロミラー・デバイスDMD
2からの帯状の第2反射光ビームBm2の光強度は均一
として差し支えない。
During this time, the angles of the reflecting mirrors of the first digital micromirror device DMD1 are sequentially updated so as to sequentially generate N plane images, and the reflecting angles of the second digital micromirror device DMD2 are changed. Each reflector is
The angles are sequentially updated so that N strips of reflected light are sequentially generated. Since the image is formed by the logical product at the intersection of the two laser beams, the modulation of the light intensity by the three-dimensional stereoscopic image signal is performed only by the first reflected light beam Bm1 from the first digital micromirror device DMD1. It is not necessary to apply the modulation by the three-dimensional stereoscopic image signal to the band-like second reflected light beam Bm2 from the second digital micromirror device DMD2. That is, the second digital micromirror device DMD
The light intensity of the band-shaped second reflected light beam Bm2 from No. 2 may be uniform.

【0117】ところで2基の面状発光型のレーザ素子L
d1、Ld2には三次元立体像信号による変調が施され
ず、よってその出力は均一な発光となるが、例えば発光
領域の周辺側部分からの発光が中央部分からの発光より
も弱いなどの発光特性に不均一がある場合でも、デジタ
ル・マイクロミラー・デバイスDMD1、DMD2にお
いてこの補償をして光強度を均一に補正することができ
る。すなわち、反射鏡を交流振動させて所望の光強度を
得る際に、デユーテイー比を調整するこによってレーザ
素子の発光の不均一の補正を行う。これは各反射鏡の最
大反射光のノルムを、デユーテイー比により調整するこ
とになる。
Incidentally, two planar light emitting laser elements L
Modulation by the three-dimensional stereoscopic image signal is not applied to d1 and Ld2, so that the output becomes uniform light emission. For example, light emission from the peripheral portion of the light emitting region is weaker than light emission from the central portion. Even if the characteristics are non-uniform, the digital micromirror devices DMD1 and DMD2 can make this compensation to uniformly correct the light intensity. That is, when obtaining a desired light intensity by alternating-vibrating the reflecting mirror, the unevenness of the emission of the laser element is corrected by adjusting the duty ratio. This means that the norm of the maximum reflected light of each reflecting mirror is adjusted by the duty ratio.

【0118】つぎに、電子掃引につき説明する。三次元
表示領域のd軸方向に並ぶレイヤ数を例えば各1024
とすると、1キュビットは1024レイヤから構成され
る。レイヤー形成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次元のレーザ光ビームである
第1反射光ビームBm1は掃引の必要はなく、時間経過
とともに光強度変調パターンが更新されるだけで良い。
Next, the electron sweep will be described. The number of layers arranged in the d-axis direction of the three-dimensional display area is, for example, 1024 for each.
Then, one qubit is composed of 1024 layers. By forming all cubicels by layer formation, 1
In the case of a qubit, the first reflected light beam Bm1, which is a two-dimensional laser light beam, does not need to be swept, and only the light intensity modulation pattern needs to be updated with time.

【0119】一方、立体像表示体DPのd軸方向の一端
から他端までを以って一回のd軸方向の電子掃引とする
と、第2反射光ビームBm2は1キュビット生成させる
のにd軸方向の一端から他端まで1回の電子掃引のみで
良く、従来のような機械的掃引は不必要である。
On the other hand, if one electron sweep in the d-axis direction is performed from one end to the other end in the d-axis direction of the three-dimensional image display body DP, the second reflected light beam Bm2 needs d to generate one qubit. Only one electron sweep from one end to the other end in the axial direction is required, and a mechanical sweep as in the related art is unnecessary.

【0120】このように、2次元の第1反射光ビームB
m1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、描像時に第1のデジタル・マイクロミラー・
デバイスDMD1によって時間経過に伴う反射像(反射
パターン)の更新を為すのみでよく、よって第1反射光
ビームBm1自体を空間的に掃引する必要がない。一
方、帯状の第2反射光ビームBm2は帯状に拡がり、こ
れが第1反射光ビームBm1と交差して面状の像を一挙
に形成させるから、描像時に第2のデジタル・マイクロ
ミラー・デバイスDMD2によって時間経過に伴う列パ
ターン(反射パターン)の更新、すなわち電子掃引を為
すのみでよく、よってその掃引操作は大幅に簡素化され
る。
As described above, the two-dimensional first reflected light beam B
Since m1 simultaneously forms an image on a two-dimensional fh plane, which is a cross section, the first digital micromirror
It is only necessary to update the reflection image (reflection pattern) with the passage of time by the device DMD1, and there is no need to spatially sweep the first reflection light beam Bm1 itself. On the other hand, the band-shaped second reflected light beam Bm2 spreads in a band shape and intersects with the first reflected light beam Bm1 to form a planar image at a time. Therefore, at the time of drawing, the second digital micromirror device DMD2. It is only necessary to update the row pattern (reflection pattern) with the passage of time, that is, to perform the electron sweep, and thus the sweep operation is greatly simplified.

【0121】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。
Accordingly, there is a remarkable effect that it is particularly easy to display a moving image whose image updating cycle is short.

【0122】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、帯状のレーザ光である
第2反射光ビームBm2は30回/秒の電子掃引レート
で良く、機械的掃引を施す必要がない。
For example, in the case of displaying a moving image at an update rate of 30 qubits per second, the second reflected light beam Bm2, which is a belt-like laser beam, may have an electron sweep rate of 30 times / second, and it is necessary to perform mechanical sweep. There is no.

【0123】このように、本実施形態では反射によって
第2反射光ビームBm2を発射させる第2反射光パター
ン制御手段Cp32の電子掃引周期を長くでき、よって
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。
As described above, in the present embodiment, the electron sweep cycle of the second reflected light pattern control means Cp32 for emitting the second reflected light beam Bm2 by reflection can be lengthened, and the mechanism can be simplified. Therefore, it is particularly suitable for the picture and display of moving images.

【0124】ついで、本実施形態における像の精細度に
ついて説明する。前記のように、f軸方向とh軸方向の
精細度は第1のデジタル型マイクロミラー素子DMD1
を構成する微小ミラーmirの両軸方向の個数に依存す
る。一方、d軸方向の精細度は、第2のデジタル型マイ
クロミラー素子DMD2を構成する微小ミラーmirの
d軸方向の個数に依存する。すなわち、デジタル型マイ
クロミラー素子DMD2上に、d軸方向と直角に並ぶ一
連の微小ミラーmirから形成される列の、d軸方向へ
形成される列の数によって決まる。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。
Next, the definition of an image in the present embodiment will be described. As described above, the definition in the f-axis direction and the h-axis direction is the first digital micromirror element DMD1.
Is dependent on the number of micromirrors mir in both axial directions. On the other hand, the definition in the d-axis direction depends on the number of micromirrors mir constituting the second digital micromirror element DMD2 in the d-axis direction. That is, it is determined by the number of rows formed in the d-axis direction on the digital micromirror element DMD2, which is formed by a series of micromirrors mir arranged at right angles to the d-axis direction. Furthermore, the critical definition in each axial direction is the individual dimension of the colorant used.

【0125】上記の構成の結果、2次元拡がりの第1反
射光ビームBm1と、帯状のビームである第2反射光ビ
ームBm2との直交によりレイヤLyj(j=1、2、
‥‥)が単位時間に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電子掃
引は第2反射光ビームBm2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。
As a result of the above configuration, the layer Lyj (j = 1, 2,...) Is formed by the orthogonality of the two-dimensionally expanded first reflected light beam Bm1 and the band-shaped second reflected light beam Bm2.
Since ‥‥) is generated all at once in a unit time, image formation is performed with extremely high efficiency. In addition, since the electron sweep of the laser light beam is performed only on the second reflected light beam Bm2, the reliability of the displayed image is improved and the sweep mechanism can be simplified.

【0126】その上、表示領域の全体に拡がるレイヤL
yj(j=1、2、‥‥、N)がN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。
Further, a layer L extending over the entire display area
By forming a three-dimensional image display area in which yj (j = 1, 2,..., N) are overlapped by N layers, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed independently exist. Also, the effect that the imaging time can be kept constant can be obtained even when the image is scattered and dispersed in the three-dimensional image display body.

【0127】動像の表示における動作を図3及び図4に
基づいて説明すると、単位時間τの期間、2次元の第1
反射光ビームBm1はfh両方向に拡がるビームを立体
像表示体DP内へ入射させ、しかも光速で進行するから
立体像表示体DP内は瞬時に第1反射光ビームBm1で
満たされる。
The operation in displaying a moving image will be described with reference to FIGS. 3 and 4. During the unit time τ, the two-dimensional first
The reflected light beam Bm1 causes a beam that spreads in both directions fh to enter the three-dimensional image display body DP and travels at the speed of light, so that the three-dimensional image display body DP is instantly filled with the first reflected light beam Bm1.

【0128】第1反射光ビームBm1の光強度は三次元
立体像信号SGによって変調され、この三次元立体像信
号SGは単位時間τごとに刻々と連続更新される。三次
元立体像信号SGはそ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により、単位時間τの周
期で更新される離散構成となっている。
The light intensity of the first reflected light beam Bm1 is modulated by the three-dimensional image signal SG, and the three-dimensional image signal SG is continuously updated every unit time τ. The three-dimensional stereoscopic image signal SG is discretely updated at a period of a unit time τ by being imaged by an imager having a finite number of pixels in a forming process and being serially formed on a time axis in a transmitting process. It has a configuration.

【0129】この単位時間τを三次元立体像信号の更新
周期として、最初の単位時間τの期間、図3に示される
ように第1反射光ビームBm1は立体像の最初のパター
ンPt1で立体像表示体DPをd軸方向に照射し、この
期間中は変化させることがない。一方、第2反射光ビー
ムBm2はd軸方向位置d1で帯状のビーム光をh軸方
向に照射し、この期間中は変化させることがない。この
結果、第1反射光ビームBm1とこれを直交貫通する第
2反射光ビームBmとでd軸方向位置d1に形成される
帯状の交差面は、帯状の第2反射光ビームBmのd軸方
向の厚さに相当する厚みを有する。したがって呈色材に
よって呈色された、この厚みのレイヤLy1が生成され
る。
With this unit time τ as an update period of the three-dimensional stereoscopic image signal, during the first unit time τ, as shown in FIG. 3, the first reflected light beam Bm1 is converted into the stereoscopic image by the first stereoscopic image pattern Pt1. The display body DP is irradiated in the d-axis direction, and does not change during this period. On the other hand, the second reflected light beam Bm2 irradiates a band-shaped light beam in the h-axis direction at the position d1 in the d-axis direction, and does not change during this period. As a result, the band-shaped crossing surface formed at the d-axis direction position d1 by the first reflected light beam Bm1 and the second reflected light beam Bm orthogonally penetrating the first reflected light beam Bm1 is in the d-axis direction of the band-shaped second reflected light beam Bm. Has a thickness corresponding to the thickness of Therefore, the layer Ly1 of this thickness, which is colored by the coloring material, is generated.

【0130】続く次の単位時間τに移ると、第1反射光
ビームBm1は立体像の次のパターンPt2で立体像表
示体DPをd軸方向に照射し、この期間中は変化させる
ことがない。一方、第2反射光ビームBm2はd軸方向
位置d2において帯状のビーム光をh軸方向に照射し、
この期間中は変化させることがない。この結果、第1反
射光ビームBm1とこれを直交貫通する第2反射光ビー
ムBmとでd軸方向位置d2に形成される帯状の交差面
は、帯状の第2反射光ビームBmのd軸方向の厚さに相
当する厚みを有する。したがって呈色材によって呈色さ
れた、この厚みのレイヤLy2が生成される。レイヤL
y1とレイヤLy2間の距離はεdで示される。
At the next next unit time τ, the first reflected light beam Bm1 irradiates the three-dimensional image display body DP in the d-axis direction with the next pattern Pt2 of the three-dimensional image, and does not change during this period. . On the other hand, the second reflected light beam Bm2 irradiates a band-shaped light beam in the h-axis direction at the d-axis direction position d2,
There is no change during this period. As a result, the band-shaped intersection surface formed at the d-axis direction position d2 between the first reflected light beam Bm1 and the second reflected light beam Bm orthogonally penetrating the first reflected light beam Bm1 is in the d-axis direction of the band-shaped second reflected light beam Bm. Has a thickness corresponding to the thickness of Therefore, the layer Ly2 of this thickness, which is colored by the coloring material, is generated. Layer L
The distance between y1 and layer Ly2 is indicated by εd.

【0131】以下同様にして最後のレイヤLyNが生成
されると、第1のキュビットCubit#1が形成され
る。そして帰線期間のあと引き続き第2のキュビットC
ubit#2の形成過程に移る。
Thereafter, when the last layer LyN is generated in the same manner, the first qubit Cubit # 1 is formed. And the second qubit C continues after the flyback period
The process proceeds to the formation process of the Ubit # 2.

【0132】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
As one of suitable applications of the three-dimensional stereoscopic image display device according to the present embodiment, there are various stereoscopic moving images described below. a Display of a stereoscopic video on the receiving side of a television broadcast b Formation of a stereoscopic video of a tomographic image conventionally displayed as a planar image in the medical field, for example, X-ray CT or positron CT
Three-dimensional moving images of tomography, real-time three-dimensional moving images of the affected area during surgery and surroundings, c Moving images of three-dimensional layouts in architectural design,
Creation of 3D perspective images using moving images d Display of 3D magnified moving images in the mounting work, which was conventionally a microscope work, such as micro parts in the production process e.
3D moving image of images CF, 3D moving image display of dramas, movies, and games f Commercial use for displaying 3D stereoscopic images of products as moving images, used as show windows

【0133】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。
In addition to the above three-dimensional moving images, there is another application for displaying a three-dimensional still image as follows.

【0134】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。
First, in the field of clinical medicine and basic medicine, particularly in the field of examination and treatment, the formation of a stereoscopic tomographic image instead of a tomographic image that has been conventionally displayed as a planar image, for example, the X-ray CT or positron CT tomography. There is a display of a stereoscopic still image.

【0135】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。
The second field of application of stereoscopic still images is the display of three-dimensional stereoscopic images of teaching materials in the educational field, especially in the course of study of each subject, and is particularly based on the multimedia technology of teaching materials in science, drawings and mathematics. This is effective for displaying various stereoscopic images. In particular, the configuration of the present embodiment is suitable for displaying a stereoscopic still image.

【0136】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。
The third field of application of stereoscopic still images is in the design process in the design process of clothing and automobiles.
There is display of an image as a three-dimensional still image, creation of a three-dimensional perspective image (still image) in architectural design, and three-dimensional layout display.

【0137】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。
A fourth field of application of stereoscopic still images is a large-scale multimedia entertainment field.
Display of large stereoscopic images in small theaters and concert halls,
There is a stereoscopic image display in an arcade game.

【0138】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。
The fifth application field of the stereoscopic still image is a production site, which is suitable for displaying a three-dimensional still image in part design in a design process, displaying a stereoscopic still image in an industrial CT inspection in a production process, and the like.

【0139】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。
[0139] Further, other application fields of the three-dimensional still image include a three-dimensional still image display of a simulation result in an academic research field, or a three-dimensional still image of a design image in the art and art production process, or Display and display as a three-dimensional still image of the work itself, that is, instead of modeling using materials such as clay, synthetic resin, wood, metal,
There are displays and exhibits of works reproduced on the three-dimensional stereoscopic image display device. Further, the present invention is suitable for a commercial use such as a so-called virtual show window in which a three-dimensional stereoscopic image display device is used as a show window to display a three-dimensional stereoscopic still image of a product.

【0140】つぎに、本発明に係る三次元立体像表示方
法の実施形態を説明する。本三次元立体像表示方法の実
施形態は、波長1064nm(これを第一の波長とす
る)の光線と、波長532nm(これを第二の波長とす
る)の光線に同時に照射されることによって発光する記
録材であるニトロベンゾスピロピランが、三次元方向に
分布された立体像表示体に対して、波長1064nm
の、出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有す
る第1の二次元レーザ光ビームと、波長532nmの、
出射光の光路方向断面が二次元方向に拡がりを有する第
2の二次元レーザ光ビームを用い、第1の二次元レーザ
光ビームを、二次元方向に配列された複数の回動自在の
反射鏡群を有する第1のデジタル・マイクロミラー・デ
バイスによって反射させて第1反射光ビームとし、且つ
第1のデジタル・マイクロミラー・デバイスの各反射鏡
の回動角度を、立体の各部位に係る三次元のデータから
成る三次元立体像信号に対応して変化させることで、第
1反射光ビームの二次元方向へ分布する光強度を三次元
立体像信号に対応して変調する。
Next, an embodiment of the three-dimensional stereoscopic image display method according to the present invention will be described. In the embodiment of the present three-dimensional stereoscopic image display method, light is emitted by simultaneously irradiating a light beam having a wavelength of 1064 nm (this is a first wavelength) and a light beam of 532 nm (this is a second wavelength). Nitrobenzospiropyran, which is a recording material to be illuminated, has a wavelength of 1064 nm with respect to a three-dimensional image display body distributed in a three-dimensional direction.
A first two-dimensional laser light beam having a cross-section in the optical path direction of emitted light extending in a two-dimensional direction;
Using a second two-dimensional laser light beam whose cross section in the optical path direction of the emitted light extends in a two-dimensional direction, the first two-dimensional laser light beam is converted into a plurality of rotatable reflectors arranged in a two-dimensional direction. The first digital micromirror device having a group reflects the light into a first reflected light beam, and the rotation angle of each reflecting mirror of the first digital micromirror device is set to a tertiary value related to each part of the solid. The light intensity distributed in the two-dimensional direction of the first reflected light beam is modulated according to the three-dimensional stereoscopic image signal by changing the three-dimensional stereoscopic image signal composed of the original data.

【0141】一方、第2の二次元レーザ光ビームを、二
次元方向に配列された複数の回動自在の第二の反射鏡群
を有する第2のデジタル・マイクロミラー・デバイスに
よって反射させて第2反射光ビームとし、且つ第2のデ
ジタル・マイクロミラー・デバイスの各反射鏡の回動角
度を、一次元方向へ連なる所望の一本の列を形成する反
射鏡からの反射光がオンであり、他のすべての列を形成
する反射鏡からの反射光がオフとなるよう回動角度を制
御する。
On the other hand, the second two-dimensional laser light beam is reflected by a second digital micromirror device having a plurality of rotatable second reflecting mirrors arranged in a two-dimensional direction. The reflected light from the reflecting mirrors that form two rows of reflected light and form the desired one row extending in the one-dimensional direction with the rotation angle of each reflecting mirror of the second digital micromirror device turned on. The rotation angle is controlled so that the reflected light from the reflecting mirrors forming all the other rows is turned off.

【0142】さらに、ニトロベンゾスピロピランが記録
材として分布された立体像表示体内へ、第1および第2
反射光ビームを導入し、光路を制御して両反射光ビーム
を直交させて面状交差部分を形成させ、且つ第2反射光
ビームの、オンとする前記の列を他の列に更新して面状
交差部分を立体像表示体内部の異なる位置に形成させ、
これを反復して立体像を形成させる。
Furthermore, the first and second nitrobenzospiropyran are distributed as a recording material into the three-dimensional image display.
Introducing the reflected light beam, controlling the optical path, making the two reflected light beams orthogonal to form a planar intersection, and updating the above-mentioned column of the second reflected light beam, which is turned on, to another column. The planar intersection is formed at a different position inside the stereoscopic image display,
This is repeated to form a stereoscopic image.

【0143】この結果、第2のデジタル・マイクロミラ
ー・デバイスによって一本の列状となった第2反射光ビ
ームが、三次元立体像信号によって変調された第1反射
光ビームに直交することにより形成される面状交差部分
に位置するニトロベンゾスピロピランが、両反射光ビー
ムによって照射されることで、この照射にともない、二
次元方向へ分布された面上に、発光像が一挙に形成され
る。
As a result, the second reflected light beam formed in one row by the second digital micromirror device is orthogonal to the first reflected light beam modulated by the three-dimensional image signal. By irradiating the nitrobenzospiropyran located at the formed planar intersection with the two reflected light beams, a light emission image is formed at a stroke on the surface distributed in a two-dimensional direction with this irradiation .

【0144】さらに選択列を順次更新することで、異な
る位置に形成された面状交差部分上につぎの像が一挙に
形成され、上記の手順を順次反復することにより、立体
像が立体像表示体内に形成される。しかも機械的掃引を
必要としない。
Further, by successively updating the selected columns, the next image is formed at once on the planar intersection formed at a different position. By repeating the above procedure sequentially, a stereoscopic image is displayed. Formed in the body. Moreover, no mechanical sweep is required.

【0145】さらに、三次元立体像信号による変調はデ
ジタル・マイクロミラー・デバイスによって反射時にな
され、よってレーザ光ビームを発射する光源に三次元立
体像信号による変調を施さないことにより、装置構成を
簡素化できる。
Further, the modulation by the three-dimensional image signal is performed at the time of reflection by the digital micromirror device, so that the light source for emitting the laser beam is not subjected to the modulation by the three-dimensional image signal, thereby simplifying the device configuration. Can be

【0146】さらに、選択する列を順次更新することに
よって立体像表示体内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を高精度かつ高速度
でなすことができる。
Furthermore, since the position in the three-dimensional image display body is set by sequentially updating the selected column, an arbitrary position in the three-dimensional image display body can be accessed with high accuracy and at high speed.

【0147】また、複数の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、描像時間を一定にでき
る。
Further, by forming a three-dimensional image display area in which a plurality of planes are layered, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed are independently separated in the three-dimensional image display body. Even when the image is dispersed, the imaging time can be kept constant.

【0148】図9は、本発明に係る三次元立体像表示装
置が適用されるシステムのブロック構成図である。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ORN11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ORN113とを備えて成る。
FIG. 9 is a block diagram of a system to which the three-dimensional stereoscopic image display device according to the present invention is applied. As shown in the drawing, a three-dimensional stereoscopic image display system ORN11 according to the present invention is a three-dimensional stereoscopic image signal generation system which is a means for organizing data including positional information of each part constituting a three-dimensional object to be displayed. An ORN 111, a transmission system ORN 112 which is a means for transmitting the organized data, and a three-dimensional which is a means for receiving the transmitted data and drawing a three-dimensional image in a three-dimensionally expanding display body based on the data. And an image display system ORN113.

【0149】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。
The three-dimensional stereoscopic image signal generation system ORN111 is
Stereoscopic imaging means 1111 for imaging a stereoscopic object to be displayed
A three-dimensional image data generating unit 1112 for editing and generating data for forming a three-dimensional image signal based on a signal input from the three-dimensional imaging unit 1111; and a three-dimensional image data compression and error code encoder 1113. . 3
Dimensional image data compression and error code encoder 111
In 3, the image data is encoded and converted in a format suitable for transmission and recording.

【0150】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。
In addition to the above, it is also possible to provide a converter 1114 for converting the three-dimensional CG data into data for forming a three-dimensional image signal.

【0151】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。
Further, in addition to the above, it is also possible to adopt a configuration further comprising a data recording means 1115 for forming a three-dimensional stereoscopic image signal. The recording unit 1115 records data forming a three-dimensional stereoscopic image signal that has been encoded and converted by the three-dimensional image data compression and error code encoder 1113, and also receives data from the three-dimensional image data generation unit 1112 and the converter 1114. It is also possible to record data directly. The recording means 1115 has a data recording function and a data reproducing function.

【0152】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。
Here, the data forming the three-dimensional stereoscopic image signal includes attribute information of each part, such as color tone, light and shade, gloss,
Information such as refractive index, material, density, and weight is included.

【0153】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。
In this way, the data forming the three-dimensional stereoscopic image signal including the attribute information is encoded and released from the three-dimensional stereoscopic image signal generation system ORN111,
The data is transmitted via the transmission system ORN 112.

【0154】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。
The three-dimensional image display system ORN 113 is a transmission system OR.
Data decoding / error correction means 113 for performing decoding and error correction based on the three-dimensional stereoscopic image signal received from N112
1, a modulation / driving unit 1132 that modulates and drives the laser oscillator based on the three-dimensional stereoscopic image signal received from the data decoding / error correcting unit 1131, and a laser beam under the control of the modulation / driving unit 1132. A laser diode Ldp emitted and an optical path control unit 1134 for controlling the optical path of the laser light beam emitted from the laser diode Ldp.
And a three-dimensional image display body DP113 that forms an image by coloring a coloring material with energy caused by the intersection of a plurality of laser light beams whose optical paths are controlled by the optical path control unit 1134.

【0155】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。
In addition to the above, image data recording means 1
135 may be provided. Recording means 11
Reference numeral 35 denotes a unit capable of recording a three-dimensional stereoscopic image signal received from the data decoding / error correction unit 1131 and a transmission system ORN1.
The three-dimensional stereoscopic image signal received from 12 is directly recordable.

【0156】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10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。
As described above, in the three-dimensional stereoscopic image display system ORN11, means for compressing data prior to execution of the means for transmitting data for forming a three-dimensional stereoscopic image signal, and restoration processing after reception of the compressed data And means for performing the following. FIG. 10 is a conceptual diagram of an example of such signal processing in the three-dimensional stereoscopic image display system ORN11.

【0157】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。
The figure shows, as an example, the spatial compression between the three-dimensional distribution cubic cells Cubc constituting the qubit Cubit #N at a certain time, that is, the processing by the inner qubit and the qubit Cu at another time.
This conceptually illustrates time-differential compression between bit # N + 1, that is, processing by inter-qubit.

【0158】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。
By the way, the data processed according to the data compression principle applied to the conventional two-dimensional plane image or pseudo three-dimensional image includes various information such as a quantization table at the time of encoding and encoding information such as a motion vector. These are attached to the coded stream and transmitted, and thus the image compression data is exchanged between the devices.

【0159】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。
On the other hand, in displaying a three-dimensional stereoscopic image, for example, data forming a three-dimensional stereoscopic image signal is divided into a plurality of clusters divided in a three-dimensional space direction and a time direction.
An encoding / decoding algorithm that surpasses the function of the MPEG method in a plane image, such as encoding and decoding a plurality of image data streams generated by mirror image processing and convolution operation in parallel, has been developed. There is no doubt that it needs to be newly applied as a data compression / transmission technique for forming a three-dimensional stereoscopic image signal.

【0160】このように、本システムでは三次元位置情
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。
As described above, in the present system, a large amount of data due to the three-dimensional position information and the attribute information of each part is applied to the conventional two-dimensional plane image compression principle and the pseudo three-dimensional image. Data compression principle,
A new application of the principle of spatial / temporal compression of the data forming the true three-dimensional stereoscopic image signal can be reduced, and in particular the data transmission means can be simplified.

【0161】前記のように、三次元立体像表示システム
ORN11によって、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可能になる。
As described above, by means of the three-dimensional stereoscopic image display system ORN11, means for drawing a three-dimensional image in the display body which extends in the three-dimensional direction is changed from data organizing means to data transmitting means and to data reception and image display. Up to the means of
It becomes possible to provide consistently.

【0162】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。
That is, the three-dimensional stereoscopic image display system OR
The effect of N11 is that it is possible to realize a consistent device group that reproduces even the attribute information in a space extending in the three-dimensional direction.

【0163】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。
Further, since the data forming the three-dimensional stereoscopic image signal includes attribute information in addition to the position information, the data is not limited to the display of the contour and shape of the three-dimensional image, but also the gloss and the tone of each part as well as the color tone and shading. First, it is possible to reproduce even the refractive index of each part.

【0164】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。
For example, by applying a non-linear optical material whose refractive index changes by applying light energy or the like to the coloring material dispersedly arranged in the three-dimensional image display body DP113, it responds to an image signal by light irradiation. Thus, the refractive index of the portion of interest can be changed.

【0165】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。
For example, when a camera having a lens having a higher light refractive index than air is imaged as a three-dimensional object to be displayed, a conventional pseudo-stereoscopic three-dimensional stereoscopic image display device such as a stereogram reproduces even the refractive index of the lens. It was never done.

【0166】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。
On the other hand, according to the three-dimensional stereoscopic image display system ORN11 according to the present invention, the lens portion of the camera, which is imaged in the stereoscopic image display body DP113, is reproduced to the refractive index by the coloring material made of the nonlinear optical material. As a result, in the rendered three-dimensional image, the rear portion of the lens is actually observed by being enlarged or reduced by the action of the lens. Such an effect has not been realized in the conventional three-dimensional stereoscopic image display system.

【0167】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。
The change in the light refractive index as described above is effective not only in reproducing a stereoscopic image but also in producing a special effect in a general display.

【0168】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。
In the above description, the attribute is particularly limited to the light refractive index. However, the present invention is not limited to the light refractive index, and similar effects can be realized for other attributes.

【0169】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。
Next, the function and operation of the recording means will be described. As described above, the three-dimensional stereoscopic image display system ORN11 includes the recording unit 1115 in the three-dimensional stereoscopic image signal generation system ORN111 and the recording unit 1135 in the three-dimensional image display system ORN113. The recording unit 1115 and the recording unit 1135 may be provided with at least one of them.

【0170】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。
By the functions of the recording means 1115 and 1135, the data organization time and the data reproduction time can be made independent, so that the data organization can be executed and recorded at any time, In time, the data organizing means reproduces and transmits this record, while the data receiving side can immediately display a picture based on the reproduced data or record it again at the data receiving side. Note that the data is short for data forming a three-dimensional stereoscopic image signal, and the same applies hereinafter.

【0171】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。
Furthermore, by recording the compressed data after the data is compressed, the enormous amount of data due to the inclusion of the three-dimensional position information and the attribute information of each part can be reduced by the compression. Not only the configuration of the means is simplified, but also the time required for recording can be reduced.

【0172】本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。
The three-dimensional stereoscopic image display system according to the present invention is particularly suitable for use, first of all, in the field of clinical medicine and basic medicine, especially in the field of examination and treatment, in place of a tomographic image conventionally displayed as a planar image. There is the formation of a still image, for example, the display of a stereoscopic still image of an X-ray CT or a positron CT tomography.

【0173】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。
The second field of application is the display of three-dimensional stereoscopic images of teaching materials in the education field, particularly in the course of study of each subject, and in particular, various stereoscopic images based on the multimedia technology of teaching materials in science, drawing and mathematics. Effective for display. In particular, the configuration of the present embodiment is suitable for displaying a stereoscopic still image.

【0174】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。
The third field of application is to display a design image as a three-dimensional still image in a design process such as clothing and automobiles, and to create a three-dimensional perspective image (still image) in architectural design. There is a three-dimensional layout display.

【0175】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。
The fourth field of application is the field of multimedia entertainment, which is the display of large stereoscopic images in large and small theaters and concert halls, and the display of stereoscopic images in arcade games.

【0176】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。
The fifth field of application is a production site, which is suitable for displaying a three-dimensional still image in designing parts in the designing process, displaying a stereoscopic still image in an industrial CT inspection in the manufacturing process, and the like.

【0177】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。
Further, as other application fields, a three-dimensional still image display of a simulation result in an academic research field,
Alternatively, instead of displaying and displaying a three-dimensional still image of the design image in the art or art production process, or a three-dimensional still image of these works themselves, that is, instead of modeling using materials such as clay, synthetic resin, wood, metal, There are displays and exhibits of works reproduced on the three-dimensional stereoscopic image display device. Further, the present invention is suitable for commercial use such as a so-called virtual show window in which a three-dimensional stereoscopic image display device is used as a show window to display a three-dimensional stereoscopic image of a product as a moving image or a still image.

【0178】[0178]

【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装置は、第一波長と第二波長の
二本の光線に同時に照射されると発光する記録材が分布
された立体像表示体と、第一波長と第二波長の二本の二
次元レーザ光ビームを発射する光源と、これら二本の二
次元レーザ光ビームを反射パターンに基づき反射させて
第一と第二の反射光ビームとする、第一と第二の反射鏡
群と、第一の反射鏡群の角度を三次元立体像信号に対応
して変化させて第一の反射光ビームを変調する第一反射
光パターン制御手段と、第二の反射鏡群の角度を一本の
列が載った反射パターンに基づき変化させて第二の反射
光ビームを変調する第二反射光パターン制御手段とを備
え、第二反射光パターン制御手段は、選択する列を更新
することで両反射光ビームで形成される面状交差部分の
位置を立体像表示体内の異なる位置に形成させるもので
ある。
As described in detail above, claim 1 of the present invention
The three-dimensional stereoscopic image display device according to the three-dimensional image display body in which the recording material that emits light when simultaneously irradiated with two light beams of the first wavelength and the second wavelength, the first wavelength and the second wavelength A light source that emits two two-dimensional laser light beams, and first and second reflections that reflect these two two-dimensional laser light beams into first and second reflected light beams based on a reflection pattern. Mirror group, first reflected light pattern control means for modulating the first reflected light beam by changing the angle of the first reflecting mirror group according to the three-dimensional stereoscopic image signal, and the second reflecting mirror group Second reflected light pattern control means for modulating the second reflected light beam by changing the angle based on the reflection pattern on which one row is placed, wherein the second reflected light pattern control means updates the selected row 3D image display of the position of the planar intersection formed by both reflected light beams It is intended to form the different positions of the inner.

【0179】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、この結果、描像時に
第一の反射光ビームは時間経過に伴う像の更新を為すの
みでよく、よって機械的に掃引する必要がない。一方、
第二の反射光ビームは反射パターンを更新するだけでそ
の位置を変えるから、機械的に掃引を加えることなく面
状の像を順次、異なる位置に形成でき、これによって複
数の面状の像が層状に重ねられた立体像を立体像表示体
の内部に形成させることができる。
Since the two-dimensional laser light beam simultaneously forms an image on a two-dimensional plane which is a cross section, as a result, the first reflected light beam only needs to update the image with the lapse of time at the time of image formation. There is no need to sweep mechanically. on the other hand,
Since the position of the second reflected light beam changes only by updating the reflection pattern, planar images can be sequentially formed at different positions without mechanically applying a sweep, thereby forming a plurality of planar images. The three-dimensional images stacked in layers can be formed inside the three-dimensional image display.

【0180】このように機械的な掃引を行わないこと
で、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。
By not performing the mechanical sweep in this way, there is a remarkable effect that it is particularly easy to display a moving image with a short image update cycle.

【0181】さらに、上記のように光ビームの変調は反
射機構において実行し、レーザ素子の出力を変調するも
のではないから、駆動回路およびレーザ素子の構成を簡
素化することができるという効果がある。
Further, as described above, since the light beam is modulated by the reflection mechanism and does not modulate the output of the laser element, the structure of the drive circuit and the laser element can be simplified. .

【0182】その上、複数の面が層状に順次重ねられた
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。
In addition, by forming a three-dimensional image display area in which a plurality of surfaces are sequentially stacked in layers, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed are independently formed in the three-dimensional image display body. In addition, even in the case where the image is dispersed at a distance, the effect of making the imaging time constant can be obtained.

【0183】本発明の請求項2に係る三次元立体像表示
方法は、第一波長と第二波長の二本の光線に同時に照射
されると発光する記録材が分布された立体像表示体に対
して、第一波長と第二波長の二本の二次元レーザ光ビー
ムを用いて、これら二本の二次元レーザ光ビームをそれ
ぞれ第一と第二の反射鏡群によって反射させて第一と第
二の反射光ビームとし、第一の反射鏡群の各角度を三次
元立体像信号に対応して変化させる変調を第一の反射光
ビームに加え、第二の反射鏡群のうち一本の列を形成す
る反射鏡からの反射光がオンであり、他のすべての列を
形成する反射鏡からの反射光がオフとなるよう各角度を
制御し、立体像表示体内で両反射光ビームを直交させて
面状交差部分を形成させ、且つ第二の反射光ビームの、
オンとする列を他の列に更新して面状交差部分を異なる
位置に形成させ、これを反復して立体像を形成させるも
のである。
A three-dimensional stereoscopic image display method according to claim 2 of the present invention is directed to a three-dimensional image display body in which recording materials that emit light when simultaneously irradiated with two light beams of a first wavelength and a second wavelength are distributed. On the other hand, using two two-dimensional laser light beams of the first wavelength and the second wavelength, these two two-dimensional laser light beams are reflected by the first and second reflecting mirror groups, respectively, and the first and the second are reflected. A second reflected light beam, and a modulation for changing each angle of the first reflecting mirror group according to the three-dimensional stereoscopic image signal is applied to the first reflected light beam, and one of the second reflecting mirror groups is modulated. Each angle is controlled so that the reflected light from the reflecting mirrors forming the row of columns is turned on and the reflected light from the reflecting mirrors forming all the other rows is turned off. Are perpendicular to each other to form a planar intersection, and the second reflected light beam,
The row to be turned on is updated to another row to form a planar intersection at a different position, and this is repeated to form a stereoscopic image.

【0184】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、この結果、描像時に
第一の反射光ビームは時間経過に伴う像の更新を為すの
みでよく、よって機械的に掃引する必要がない。一方、
第二の反射光ビームは第二の反射鏡群のうちオンとする
列を他の列に更新するだけでその位置を変えるから、機
械的に掃引を加えることなく面状の像を順次、異なる位
置に形成でき、これによって複数の面状の像が層状に重
ねられた立体像を立体像表示体の内部に形成させること
ができる。
Since the two-dimensional laser light beam simultaneously forms an image on a two-dimensional plane which is a cross section, as a result, the first reflected light beam only needs to update the image with the passage of time at the time of drawing. There is no need to sweep mechanically. on the other hand,
Since the second reflected light beam changes its position only by updating the column to be turned on in the second mirror group to another column, the planar image is sequentially changed without mechanically sweeping. Position, whereby a three-dimensional image in which a plurality of planar images are layered can be formed inside the three-dimensional image display.

【0185】このように機械的な掃引を行わないこと
で、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。
By not performing the mechanical sweep as described above, there is a remarkable effect that the display of a moving image having a short image update cycle becomes particularly easy.

【0186】さらに、上記のように光ビームの変調は反
射鏡によって実行し、レーザ素子の出力を変調するもの
ではないから、駆動回路およびレーザ素子の構成を簡素
化することができるという効果がある。
Further, as described above, the light beam is modulated by the reflecting mirror and does not modulate the output of the laser element, so that the structure of the drive circuit and the laser element can be simplified. .

【0187】その上、複数の面が層状に順次重ねられた
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。
In addition, by forming a three-dimensional image display area in which a plurality of surfaces are sequentially stacked in layers, a plurality of images having a complicated shape and a plurality of images to be displayed can be independently formed in the three-dimensional image display body. In addition, even in the case where the image is dispersed at a distance, the effect of making the imaging time constant can be obtained.

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

【図1】本発明の三次元立体像表示装置の実施形態に係
る機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram according to an embodiment of a three-dimensional stereoscopic image display device of the present invention.

【図2】図1に示される三次元立体像表示装置の要部構
成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a main configuration of the three-dimensional stereoscopic image display device shown in FIG.

【図3】本発明の第1実施形態に係る三次元立体像表示
装置における第1反射光の照射タイミングチャートであ
る。
FIG. 3 is an irradiation timing chart of first reflected light in the three-dimensional stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態に係る三次元立体像表示
装置における第2反射光の照射タイミングチャートであ
る。
FIG. 4 is an irradiation timing chart of second reflected light in the three-dimensional stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の三次元立体像表示装置の実施形態に係
る表示原理の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a display principle according to the embodiment of the three-dimensional stereoscopic image display device of the present invention.

【図6】本発明の三次元立体像表示装置に適用されるデ
ジタル・マイクロミラー・デバイスの要部斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view of a main part of a digital micromirror device applied to the three-dimensional stereoscopic image display device of the present invention.

【図7】図6に示されるデジタル・マイクロミラー・デ
バイスの部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the digital micromirror device shown in FIG.

【図8】図6に示されるデジタル・マイクロミラー・デ
バイスの微小反射鏡の部分の拡大平面図である。
FIG. 8 is an enlarged plan view of a micro-reflector of the digital micro-mirror device shown in FIG. 6;

【図9】本発明に係る三次元立体像表示装置が適用され
る三次元立体像表示システムのブロック構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of a three-dimensional stereoscopic image display system to which the three-dimensional stereoscopic image display device according to the present invention is applied.

【図10】図9に示され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。
FIG. 10 is a conceptual diagram of an example of signal processing in the three-dimensional stereoscopic image display system shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ORIIN1……三次元立体像表示装置、Cp1……信
号処理部、Cp2……制御手段、Cp31……第1反射
光パターン制御手段、Cp32……第2反射光パターン
制御手段、11……符号化/復号化手段、12……キュ
ビットメモリ、13……D/A変換器、14……記録手
段、15……同期制御回路、Amp1……レーザダイオ
ード駆動増幅器、Bm1……第1反射光ビーム、Bm2
……第2反射光ビーム、Bs……ビームスプリッタ、C
ubc……キュビセル、DMD1……デジタル・マイク
ロミラー・デバイス、DMD2……デジタル・マイクロ
ミラー・デバイス、DP……立体像表示体、Is……信
号入力端子、Leu1……第1照射光ユニット、Leu
2……第2照射光ユニット、Lmp……ランプ、Ld1
……面発光型レーザ素子、Ld2……面発光型レーザ素
子、Lz1……第1集束光学系、Lz2……第2集束光
学系、SHG……光第2高調波発生器、SG……三次元
立体像信号、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
ORIIN1 ... three-dimensional stereoscopic image display device, Cp1 ... signal processing unit, Cp2 ... control means, Cp31 ... first reflected light pattern control means, Cp32 ... second reflected light pattern control means, 11 ... encoding / Decoding means, 12 qubit memory, 13 D / A converter, 14 recording means, 15 synchronization control circuit, Amp 1 laser diode drive amplifier, Bm 1 first reflected light beam, Bm2
... Second reflected light beam, Bs... Beam splitter, C
ubc: Cubicell, DMD1: Digital micromirror device, DMD2: Digital micromirror device, DP: Stereoscopic image display, Is: Signal input terminal, Leu1: First irradiation light unit, Leu
2 ... second irradiation light unit, Lmp ... lamp, Ld1
... Surface-emitting laser element, Ld2 Surface-emitting laser element, Lz1 First focusing optical system, Lz2 Second focusing optical system, SHG Optical second harmonic generator, SG Tertiary Original stereoscopic image signal, f: first axis of three-axis rectangular coordinate system, d: second axis of three-axis rectangular coordinate system, h: third axis of three-axis rectangular coordinate system

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の第一波長の光線と所定の第二波長
の光線に同時に照射されることによって発光する記録材
が、三次元方向に分布された立体像表示体と、 いずれか一方が前記所定の第一波長であり、他方が前記
所定の第二波長である、いずれもの出射光の光路方向断
面が二次元方向に拡がりを有する第一および第二の二本
の二次元レーザ光ビームを発射する光源と、 前記第一の二次元レーザ光ビームを反射させて第一の反
射光ビームとする、二次元方向に配列された複数の回動
自在の第一の反射鏡群と、 前記第二の二次元レーザ光ビームを反射させて第二の反
射光ビームとする、二次元方向に配列された複数の回動
自在の第二の反射鏡群と、 前記第一の反射鏡群の各回動角度を、所与の、立体の各
部位に係る三次元のデータから成る三次元立体像信号に
対応して変化させることで前記第一の反射光ビームの二
次元方向へ分布する光強度を、当該三次元立体像信号に
対応して変調する第一反射光パターン制御手段と、 前記第二の反射鏡群のうちで、所定の一次元方向へ連な
る所望の一本の列を形成する反射鏡からの反射光がオン
であり、他のすべての列を形成する反射鏡からの反射光
がオフとなるよう各回動角度を制御する第二反射光パタ
ーン制御手段と、 前記記録材が分布された前記立体像表示体内において前
記第一および第二の反射光ビームを直交させる第一およ
び第二集束光学系と、を備え、 且つ前記第二反射光パターン制御手段は、前記第二の反
射光ビーム中のオンとする前記の列を選択して、前記第
一および第二の反射光ビームの直交により形成される面
状交差部分を、前記立体像表示体内部の予め定めた複数
の所定位置のうちの少なくとも一つの位置に形成させ、
且つ前記選択する列を更新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。
1. A three-dimensional image display body in which a recording material that emits light by being simultaneously irradiated with a light beam having a predetermined first wavelength and a light beam having a predetermined second wavelength is a three-dimensional image display body. The first wavelength is the predetermined first wavelength, and the other is the predetermined second wavelength, the first and second two-dimensional laser light beams each having a two-dimensional direction in a cross section in the optical path direction of emitted light. A plurality of rotatable first reflecting mirror groups arranged in a two-dimensional direction, reflecting the first two-dimensional laser light beam to form a first reflected light beam; and A plurality of rotatable second reflecting mirrors arranged in a two-dimensional direction, reflecting the second two-dimensional laser light beam as a second reflected light beam; and Each rotation angle is set to a three-dimensional data consisting of three-dimensional data for each given part of the solid. A first reflected light pattern control unit that modulates the light intensity distributed in the two-dimensional direction of the first reflected light beam by changing the first reflected light beam in accordance with the original three-dimensional image signal in accordance with the three-dimensional image signal; Of the second reflecting mirror group, the reflected light from the reflecting mirrors forming a desired single row extending in a predetermined one-dimensional direction is on, and the reflecting mirrors forming all other rows are turned on. A second reflected light pattern control means for controlling each rotation angle so that reflected light is turned off, and a first orthogonalizing the first and second reflected light beams in the three-dimensional image display body in which the recording material is distributed. First and second focusing optical systems, and the second reflected light pattern control means selects the row to be turned on in the second reflected light beam, and selects the first and second Planar intersection formed by orthogonality of reflected light beam Is formed at least one of a plurality of predetermined positions inside the stereoscopic image display,
The three-dimensional stereoscopic image display device is characterized in that the column to be selected is updated.
【請求項2】 所定の第一波長の光線と所定の第二波長
の光線に同時に照射されることによって発光する 記録
材が、三次元方向に分布された立体像表示体に対して、 いずれか一方が前記所定の第一波長であり、他方が前記
所定の第二波長である、いずれも出射光の光路方向断面
が二次元方向に拡がりを有する第一および第二の二本の
二次元レーザ光ビームを用い、 前記第一の二次元レーザ光ビームを、二次元方向に配列
された複数の回動自在の第一の反射鏡群によって反射さ
せて第一の反射光ビームとし、且つ当該反射鏡群の各回
動角度を、所与の、立体の各部位に係る三次元のデータ
から成る三次元立体像信号に対応して変化させることで
当該第一の反射光ビームの二次元方向へ分布する光強度
を、当該三次元立体像信号に対応して変調し、 前記第二の二次元レーザ光ビームを、二次元方向に配列
された複数の回動自在の第二の反射鏡群によって反射さ
せて第二の反射光ビームとし、且つ当該反射鏡群のうち
一次元方向へ連なる所望の一本の列を形成する反射鏡か
らの反射光がオンであり、他のすべての列を形成する反
射鏡からの反射光がオフとなるよう回動角度を制御し、 前記記録材が分布された前記立体像表示体内へ、前記二
本の反射光ビームを導入し、光路を制御して当該両反射
光ビームを直交させて面状交差部分を形成させ、且つ前
記第二の反射光ビームの、オンとする前記の列を他の列
に更新して当該面状交差部分を前記立体像表示体内部の
異なる位置に形成させ、これを反復して立体像を形成さ
せることを特徴とする三次元立体像表示方法。
2. A recording material, which emits light by being simultaneously irradiated with a light beam having a predetermined first wavelength and a light beam having a predetermined second wavelength, is provided on a three-dimensional image display body distributed in a three-dimensional direction. One is the predetermined first wavelength and the other is the predetermined second wavelength, both of which are first and second two-dimensional lasers each having a cross section in the optical path direction of the emitted light having a two-dimensional direction. Using a light beam, the first two-dimensional laser light beam is reflected by a plurality of rotatable first reflecting mirrors arranged in a two-dimensional direction to form a first reflected light beam, and Distribution of the first reflected light beam in the two-dimensional direction by changing each rotation angle of the mirror group corresponding to a three-dimensional stereoscopic image signal composed of three-dimensional data relating to a given part of the three-dimensional body. Light intensity is modulated in accordance with the three-dimensional stereoscopic image signal. The second two-dimensional laser light beam is reflected by a plurality of rotatable second reflecting mirror groups arranged in a two-dimensional direction to form a second reflected light beam, and among the reflecting mirror groups, The rotation angle is controlled so that the reflected light from the reflecting mirrors forming the desired one row extending in the one-dimensional direction is on, and the reflected light from the reflecting mirrors forming all other rows is off. Introducing the two reflected light beams into the three-dimensional image display in which the recording material is distributed, controlling an optical path to make the two reflected light beams orthogonal to form a planar intersection, and In the second reflected light beam, the above-mentioned row to be turned on is updated to another row, and the planar intersection is formed at a different position inside the three-dimensional image display body, and this is repeated to form a three-dimensional image. A method for displaying a three-dimensional stereoscopic image.
【請求項3】 前記記録材が、ニトロベンゾスピロピラ
ンであることを特徴とする請求項1記載の三次元立体像
表示装置。
3. The three-dimensional stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the recording material is nitrobenzospiropyran.
【請求項4】 前記記録材が、粒径が35ナノメートル
以下のシリコン超微粒子または酸化シリコン超微粒子ま
たは酸化チタン超微粒子の少なくともいずれか一つを含
むことを特徴とする請求項1記載の三次元立体像表示装
置。
4. The tertiary recording medium according to claim 1, wherein the recording material contains at least one of ultrafine silicon particles, ultrafine silicon oxide particles, and ultrafine titanium oxide particles having a particle size of 35 nanometers or less. Original 3D image display device.
【請求項5】 少なくとも前記立体像を前記立体像表示
体内部に形成中に、前記立体像表示体内部を可視光領域
の光線または熱線を含む赤外領域の光線により照射する
照射手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の三次
元立体像表示装置。
5. An irradiating means for irradiating the inside of the three-dimensional image display body with a light ray in a visible light region or a light beam in an infrared region including a heat ray while forming at least the three-dimensional image inside the three-dimensional image display body. The three-dimensional stereoscopic image display device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記記録材が、ニトロベンゾスピロピラ
ンであることを特徴とする請求項2記載の三次元立体像
表示方法。
6. The method according to claim 2, wherein the recording material is nitrobenzospiropyran.
【請求項7】 前記記録材が、粒径が35ナノメートル
以下のシリコン超微粒子または酸化シリコン超微粒子ま
たは酸化チタン超微粒子の少なくともいずれか一つを含
むことを特徴とする請求項2記載の三次元立体像表示方
法。
7. The tertiary recording medium according to claim 2, wherein the recording material includes at least one of silicon ultrafine particles, silicon oxide ultrafine particles, and titanium oxide ultrafine particles having a particle size of 35 nanometers or less. Original 3D image display method.
【請求項8】 少なくとも前記立体像を前記立体像表示
体内部に形成中に、前記立体像表示体内部を可視光領域
の光線または熱線を含む赤外領域の光線により照射する
ことを特徴とする請求項2記載の三次元立体像表示方
法。
8. The stereoscopic image display is formed by irradiating the inside of the stereoscopic image display with a light beam in a visible light region or a light beam in an infrared region including a heat ray while forming at least the three-dimensional image inside the three-dimensional image display body. The three-dimensional stereoscopic image display method according to claim 2.
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