JP2001352563A - Stereoscopic image display device and data file for stereoscopic display - Google Patents
Stereoscopic image display device and data file for stereoscopic displayInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、立体画像を表示
する立体画像表示装置、及び立体表示用データファイル
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image display device for displaying a three-dimensional image and a three-dimensional display data file.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、立体画像を表示するための立体画
像表示装置として、特開2000−78616号公報に
開示されるものがある。この立体画像表示装置は、高速
に回転するスクリーン上に物体の断面画像を断続的に投
影することにより、残像効果を生じさせて断面画像の包
絡を視認させることで、スクリーンの回転空間内に物体
の立体画像を表示するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-78616. This stereoscopic image display device intermittently projects a cross-sectional image of an object on a rapidly rotating screen, thereby generating an afterimage effect and visually recognizing the envelope of the cross-sectional image. Is displayed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
立体画像表示装置においては、スクリーンの回転空間内
に表示される立体画像の位置や姿勢を容易に変更するこ
とができなかった。However, in the conventional three-dimensional image display device, the position and orientation of the three-dimensional image displayed in the rotation space of the screen cannot be easily changed.
【0004】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、立体画像の位置や姿勢等の表示形
態を容易に変更することの可能な立体画像表示装置を提
供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a three-dimensional image display device capable of easily changing the display form such as the position and orientation of a three-dimensional image. And
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、立体画像を構成する複数
の断面画像を、所定方向に移動するスクリーンに対して
断続的に投影することで、表示対象物についての前記立
体画像を表示する立体画像表示装置であって、所定の座
標系における前記表示対象物を構成する微小要素ごとの
要素位置データと、前記スクリーンによる前記立体画像
の表示空間内で定義される表示座標系での前記立体画像
の位置を示す表示位置データと、前記表示座標系におけ
る前記立体画像の姿勢を示す表示姿勢データと、を含む
データ構造の立体表示用データファイルを記憶する記憶
手段と、前記立体表示用データファイルに基づいて、前
記表示空間内における前記スクリーンが移動する際の各
位置において投影すべき前記複数の断面画像を生成する
断面画像生成手段と、前記スクリーンの移動に同期し
て、前記複数の断面画像を断続的に前記スクリーンに対
して投影する手段とを備えている。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of sectional images constituting a stereoscopic image are intermittently projected on a screen moving in a predetermined direction. A stereoscopic image display device that displays the stereoscopic image of the display object, wherein element position data for each microelement constituting the display object in a predetermined coordinate system, and the stereoscopic image by the screen A display position data indicating a position of the stereoscopic image in a display coordinate system defined in a display space of the display space, and a display posture data indicating a posture of the stereoscopic image in the display coordinate system. Storage means for storing a data file, and projection at each position when the screen moves in the display space based on the stereoscopic display data file. And a cross-sectional image generation means for generating a plurality of cross-sectional images to, in synchronization with movement of the screen, and a means for projecting relative intermittently said screen a plurality of cross-sectional images.
【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の立体画像表示装置において、前記立体画像を編集操作
するための操作入力手段と、前記操作入力手段からの入
力情報に基づいて、前記要素位置データ、前記表示位置
データ及び前記表示姿勢データのうちの少なくとも1つ
を修正するデータ修正手段とをさらに備えている。According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional image display device according to the first aspect, an operation input means for editing and operating the three-dimensional image is provided based on input information from the operation input means. Data correction means for correcting at least one of the element position data, the display position data, and the display attitude data is further provided.
【0007】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の立体画像表示装置において、前記記憶手
段が、複数の表示対象物に関する複数の立体表示用デー
タファイルを記憶するものであり、前記断面画像生成手
段が、前記表示空間内に複数の立体画像が表示されるよ
うに、前記複数の立体表示用データファイルのそれぞれ
の内容を重畳させた状態で、前記断面画像を生成するこ
とを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional image display device according to the first or second aspect, the storage means stores a plurality of three-dimensional display data files relating to a plurality of display objects. Wherein the cross-sectional image generating means generates the cross-sectional image in a state where the contents of each of the plurality of stereoscopic display data files are superimposed so that the plurality of stereoscopic images are displayed in the display space. It is characterized by doing.
【0008】請求項4に記載の発明は、立体画像を構成
する複数の断面画像をスクリーンに対して断続的に投影
することによって、前記立体画像を表示するために使用
するデータファイルであって、所定の座標系における前
記表示対象物を構成する微小要素ごとの要素位置データ
と、前記スクリーンによる前記立体画像の表示空間内で
定義される表示座標系での前記立体画像の位置を示す表
示位置データと、前記表示座標系における前記立体画像
の姿勢を示す表示姿勢データとを含むデータ構造である
ことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a data file used for displaying a three-dimensional image by intermittently projecting a plurality of cross-sectional images constituting the three-dimensional image onto a screen, Element position data for each minute element constituting the display object in a predetermined coordinate system, and display position data indicating a position of the stereoscopic image in a display coordinate system defined in a display space of the stereoscopic image on the screen And a display structure including display posture data indicating the posture of the stereoscopic image in the display coordinate system.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0010】<1.全体のシステム構成>この発明に係
る立体画像表示システムの実施の形態として、立体画像
表示システム1の全体的な構成を図1に示す。この立体
画像表示システム1は、体積走査法によって表示対象物
の立体表示を行う立体画像表示装置100と、立体画像
表示装置100に対して表示対象物に関する立体表示用
データファイルを供給するホストコンピュータ3とから
構成されている。<1. Overall System Configuration> As an embodiment of a stereoscopic image display system according to the present invention, the overall configuration of a stereoscopic image display system 1 is shown in FIG. The three-dimensional image display system 1 includes a three-dimensional image display device 100 that performs three-dimensional display of a display target by a volume scanning method, and a host computer 3 that supplies a three-dimensional display data file relating to the display target to the three-dimensional image display device 100. It is composed of
【0011】立体画像表示装置100は、後述するよう
に所定の回転軸を中心に高速で回転するスクリーンに対
して表示対象物の断面画像を断続的に投影することによ
って残像効果を発生させて立体画像を表示する。そし
て、回転するスクリーンの位置(角度)に応じて投影す
る断面画像を更新していくことにより、様々な表示対象
物の立体像を表示する。The stereoscopic image display device 100 generates an afterimage effect by intermittently projecting a cross-sectional image of a display object on a screen that rotates at a high speed about a predetermined rotation axis, as described later. Display an image. Then, by updating the cross-sectional image to be projected according to the position (angle) of the rotating screen, three-dimensional images of various display objects are displayed.
【0012】ホストコンピュータ3は、CPU3aとデ
ィスプレイ3bとキーボード3cとマウス3dとを含ん
で構成されるいわゆる一般的なコンピュータシステムで
ある。このホストコンピュータ3には表示対象物の立体
表示用データファイルが予め入力されており、その立体
表示用データファイルを立体画像表示装置100に供給
するように構成されている。The host computer 3 is a so-called general computer system including a CPU 3a, a display 3b, a keyboard 3c, and a mouse 3d. The host computer 3 is preliminarily input with a data file for stereoscopic display of a display object, and is configured to supply the data file for stereoscopic display to the stereoscopic image display device 100.
【0013】ホストコンピュータ3と立体画像表示装置
100との間では、オンラインによる立体表示用データ
ファイルの受け渡しが可能であるとともに、可搬型の記
録メディア4を介してのオフラインによる立体表示用デ
ータファイルの受け渡しも可能である。記録メディア4
としては、光磁気ディスク(MO)、コンパクトディス
ク(CD−RW)、ディジタルビデオディスク(DVD
−RAM)、メモリカード等がある。Between the host computer 3 and the three-dimensional image display device 100, a three-dimensional display data file can be transferred online, and the three-dimensional display data file can be transferred offline via a portable recording medium 4. Delivery is also possible. Recording media 4
Examples include magneto-optical discs (MO), compact discs (CD-RW), and digital video discs (DVD
-RAM), a memory card, and the like.
【0014】<2.立体画像表示装置>次に、立体画像
表示装置100の一実施形態について説明する。図2
は、立体画像表示装置100の概観を示す図である。こ
の立体画像表示装置100は、スクリーン38に断面画
像を投影するための光学系や各種データ処理を行うため
の制御機構が内蔵されたハウジング20と、そのハウジ
ング20の上部側に設けられて内部に回転するスクリー
ン38を収容する円筒状の風防20aと、風防20a内
のスクリーン38の回転空間(つまり、立体画像の表示
空間)内に表示している立体画像を編集するための操作
入力手段22とを備えている。操作入力手段22は、キ
ーボード22aとマウス22bとジョイスティック22
cとを含んで構成される。<2. Stereoscopic Image Display> Next, an embodiment of the stereoscopic image display 100 will be described. FIG.
1 is a diagram showing an overview of a stereoscopic image display device 100. FIG. The three-dimensional image display device 100 includes a housing 20 having a built-in optical system for projecting a cross-sectional image on a screen 38 and a control mechanism for performing various data processing, and an upper portion of the housing 20 provided inside. A cylindrical windshield 20a for accommodating the rotating screen 38, an operation input means 22 for editing a stereoscopic image displayed in a rotation space of the screen 38 in the windshield 20a (that is, a stereoscopic image display space); It has. The operation input means 22 includes a keyboard 22a, a mouse 22b, and a joystick 22.
c.
【0015】風防20aはガラスやアクリル樹脂等の透
明な材質で形成されており、内部側で回転するスクリー
ン38に投影される断面画像を外部より視認することが
できるように構成されている。また、風防20aは内部
空間を密封しており、そのことによってスクリーン38
の回転の安定化や回転駆動するモータの消費電力の低減
を図っている。The windshield 20a is made of a transparent material such as glass or acrylic resin, and is configured so that a cross-sectional image projected on a screen 38 rotating on the inside can be visually recognized from the outside. Further, the windshield 20a seals the internal space, so that the screen 38
The aim is to stabilize the rotation of the motor and reduce the power consumption of the motor that rotates.
【0016】ハウジング20の前面側には液晶ディスプ
レイ(LCD)21、記録メディア4の着脱口23が配
置されており、また側面側にはディジタル入出力端子2
4が設けられている。液晶ディスプレイ21は、操作入
力を行う際の操作案内画面の表示手段及び表示対象物の
インデックスのための2次元画像の表示手段として用い
られる。ディジタル入出力端子24はSCSI端子ある
いはIEEE1394端子等である。さらにハウジング
20の外周面の4箇所には音声出力のためのスピーカ2
5が配置されている。A liquid crystal display (LCD) 21 and a detachable opening 23 for the recording medium 4 are arranged on the front side of the housing 20, and the digital input / output terminal 2 is located on the side.
4 are provided. The liquid crystal display 21 is used as a display unit of an operation guide screen when performing an operation input and a display unit of a two-dimensional image for indexing a display target. The digital input / output terminal 24 is a SCSI terminal, an IEEE1394 terminal, or the like. Further, speakers 4 for outputting sound are provided at four places on the outer peripheral surface of the housing 20.
5 are arranged.
【0017】次に、立体画像表示装置100においてス
クリーン38上に断面画像を投影するための光学系につ
いて説明する。図3は、立体画像表示装置100におけ
る光学系を含む構成を示す図である。図3に示すように
立体画像表示装置100における光学系は、照明光学系
40と投影光学系50とDMD(ディジタル・マイクロ
ミラー・デバイス)33とTIRプリズム44とを備え
て構成される。Next, an optical system for projecting a cross-sectional image on the screen 38 in the three-dimensional image display device 100 will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration including an optical system in the stereoscopic image display device 100. As shown in FIG. 3, the optical system of the stereoscopic image display device 100 includes an illumination optical system 40, a projection optical system 50, a DMD (digital micromirror device) 33, and a TIR prism 44.
【0018】まず、DMD33について説明する。DM
D33は、スクリーン38に投影する断面画像を生成す
る画像生成手段として機能するものであり、1辺が16
μm程度の矩形の金属片(例えばアルミニウム片)の極
めて小さなミラーを1画素として1チップあたり数十万
枚の規模で平面に敷き詰めた構造を有し、各画素直下に
配置されたSRAM出力の静電電界作用により各ミラー
の傾斜角を個々に±10度で制御できるデバイスであ
る。なお、ミラーの角度制御は、SRAM出力の
「1」、「0」に対応して、ON/OFFのバイナリ制
御であり、光源からの光が当たると、ON(またはOF
F)の方向を向いているミラーで反射した光だけが投影
光学系50の方向に進み、OFF(またはON)の方向
を向いているミラーで反射した光は有効な光路から外れ
投影光学系50の方向には進まない。このミラーのON
/OFF制御により、ON/OFFのミラー分布に対応
した断面画像が生成されてスクリーン38に投影される
ことになる。First, the DMD 33 will be described. DM
D33 functions as an image generation unit that generates a cross-sectional image to be projected on the screen 38.
It has a structure in which an extremely small mirror of a rectangular metal piece (for example, an aluminum piece) of about μm is laid out on a plane with a scale of several hundred thousand per chip as one pixel, and a static output of the SRAM output arranged immediately below each pixel. This device is capable of individually controlling the tilt angle of each mirror at ± 10 degrees by the action of an electric field. The mirror angle control is an ON / OFF binary control corresponding to the SRAM output “1” or “0”, and is turned ON (or OF) when light from the light source is applied.
Only the light reflected by the mirror facing the direction F) travels toward the projection optical system 50, and the light reflected by the mirror facing the OFF (or ON) direction deviates from the effective optical path. Do not go in the direction of. ON this mirror
By the / OFF control, a cross-sectional image corresponding to the ON / OFF mirror distribution is generated and projected on the screen 38.
【0019】なお、各ミラーの傾斜角を制御して反射す
る光の方向を切り換えるが、この切り換え時間の調整
(反射する時間の長さ)により各画素の濃淡(階調)を
表現することができ、1色につき256階調が表現でき
る。そして、光源からの白色光を周期的に切り替わるR
(赤)、G(緑)、B(青)の3色のカラーフィルター
に通し、通過した各色にDMDチップを同期させること
でカラー画像を形成したり、R、G、Bの各色ごとにD
MDチップを準備して3色の光を同時に投影することで
カラー画像を形成することができる。The direction of the reflected light is switched by controlling the tilt angle of each mirror. By adjusting the switching time (the length of the reflected time), the density (gradation) of each pixel can be expressed. Thus, 256 gradations can be expressed for one color. Then, R that periodically switches white light from the light source
(Red), G (green), and B (blue) color filters to form a color image by synchronizing the DMD chip with each of the passed colors, or forming a color image for each of R, G, and B colors
A color image can be formed by preparing an MD chip and simultaneously projecting three colors of light.
【0020】このようなDMD33は、第一に光利用効
率が非常に高いこと、第二に高速応答性を有することの
2つの大きな特徴を有しており、一般にはその高い光利
用効率を活かしてビデオプロジェクタ等の用途に使用さ
れている。Such a DMD 33 has two major features: first, it has a very high light use efficiency, and second, it has a high-speed response. Generally, the DMD 33 makes use of its high light use efficiency. It is used for applications such as video projectors.
【0021】この実施形態においては、DMD33のも
う一つの大きな特徴である高速応答性を有効に利用する
ことによって、残像効果を利用する体積走査法において
スクリーン38に投影する断面画像を高速で切り替える
ことが可能なように実現される。In this embodiment, the sectional image projected on the screen 38 is switched at high speed in the volume scanning method using the afterimage effect by effectively utilizing the high-speed response which is another great feature of the DMD 33. Is realized as possible.
【0022】DMD33は一枚一枚のミラーの偏向の応
答性が約10μsecであることと、画像データの書き
込みが一般的なSRAMとほぼ同様の方法でできること
から、1枚の画像を生成するのに要する時間は1mse
cあるいはそれ以下ときわめて高速である。仮に1ms
ecであるとすると、残像効果を実現するために1/1
8secで180゜(すなわち毎秒9回転)の体積走査
を行う場合に生成できる断面画像の数は約60枚とな
る。このため、CRTや液晶ディスプレイ等を使用して
断面画像を生成する場合と比較すると、DMD33は単
位時間当たりはるかに多くの断面画像をスクリーン38
上に投影することができ、非回転対称形状の立体の表示
のみならず、動画像の立体表示にも対応することができ
るのである。The DMD 33 generates one image because the response of the deflection of each mirror is about 10 μsec and the writing of image data can be performed in substantially the same manner as a general SRAM. 1ms required
Very fast, c or less. Temporarily 1ms
ec, 1/1 to realize the afterimage effect.
When performing a volume scan of 180 ° (ie, 9 rotations per second) in 8 seconds, the number of cross-sectional images that can be generated is about 60. Therefore, compared with the case where a cross-sectional image is generated using a CRT, a liquid crystal display, or the like, the DMD 33 displays much more cross-sectional images per unit time on the screen 38.
It can be projected on the top, and can support not only a three-dimensional display of a non-rotationally symmetrical shape but also a three-dimensional display of a moving image.
【0023】ただし、DMD33の特徴の1つである光
の利用効率の高さも、より明るい断面画像をスクリーン
38上に投影することで残像効果を高めることに寄与
し、CRT方式等と比較して高品位の立体画像の表示を
可能にする。However, the high light utilization efficiency, which is one of the features of the DMD 33, also contributes to enhancing the afterimage effect by projecting a brighter cross-sectional image on the screen 38. High-quality stereoscopic images can be displayed.
【0024】なお、図3に示すようにDMD33の画像
生成面側には、照明光学系40からの照明光を各微小ミ
ラーに導くとともに、DMD33で生成された断面画像
を投影光学系50に導くためにTIRプリズム44が配
設されている。As shown in FIG. 3, on the image generating surface side of the DMD 33, the illumination light from the illumination optical system 40 is guided to each micro mirror, and the cross-sectional image generated by the DMD 33 is guided to the projection optical system 50. For this purpose, a TIR prism 44 is provided.
【0025】照明光学系40は、白色光源41と照明レ
ンズ系42とを有しており、白色光源41からの照明光
は照明レンズ系42により平行光とされる。照明レンズ
系42はコンデンサレンズ421、インテグレータ42
2、カラーフィルタ43およびリレーレンズ423によ
り構成される。白色光源41からの照明光はコンデンサ
レンズ421により集光されてインテグレータ422に
入射する。そして、インテグレータ422によって光量
分布が均一な状態とされた照明光は、回転式のカラーフ
ィルタ43によってR,G,Bのいずれかの色成分に分
光される。分光された照明光はリレーレンズ423によ
り平行光とされた上で、TIRプリズム44に入射し、
DMD33上に照射される。The illumination optical system 40 has a white light source 41 and an illumination lens system 42, and illumination light from the white light source 41 is converted into parallel light by the illumination lens system 42. The illumination lens system 42 includes a condenser lens 421 and an integrator 42.
2, a color filter 43 and a relay lens 423. Illumination light from the white light source 41 is condensed by the condenser lens 421 and enters the integrator 422. Then, the illumination light whose light amount distribution is made uniform by the integrator 422 is separated into any one of R, G, and B color components by the rotary color filter 43. The split illumination light is converted into parallel light by the relay lens 423, and then enters the TIR prism 44.
Irradiated on DMD 33.
【0026】DMD33は、断面画像データに基づいて
個々の微小ミラーの傾斜角度を変化させることにより照
明光のうちの断面画像を投影するのに必要な光成分のみ
を投影光学系50に向けて反射させる。The DMD 33 reflects only the light component of the illumination light necessary for projecting the cross-sectional image toward the projection optical system 50 by changing the inclination angle of each micromirror based on the cross-sectional image data. Let it.
【0027】投影光学系50は投影レンズ系51とスク
リーン38とを有している。投影レンズ系51は両テレ
セントリックレンズ511と投影レンズ513と投影ミ
ラー36,37と像回転補償機構34とを備えており、
このうち投影レンズ513と投影ミラー36,37はス
クリーン38を回転軸Zのまわりに回転させる回転部材
39の内部側に配置されている。The projection optical system 50 has a projection lens system 51 and a screen 38. The projection lens system 51 includes two telecentric lenses 511, a projection lens 513, projection mirrors 36 and 37, and an image rotation compensating mechanism 34.
Among them, the projection lens 513 and the projection mirrors 36 and 37 are arranged inside a rotating member 39 for rotating the screen 38 around the rotation axis Z.
【0028】DMD33で反射された光(断面画像)は
両テレセントリックレンズ511により平行光にされ、
断面画像の回転補償を行うために像回転補償機構34を
通過する。そして、像回転補償機構34において回転補
償が行われた光束は投影ミラー36、投影レンズ51
3、投影ミラー37を経由して最終的にスクリーン38
の主面(投影面)上に投影される。したがって、投影光
学系50とDMD33とで、立体画像を表示するのに必
要な複数の断面画像(光像)を断面画像データに基づい
て生成し、スクリーン38の回転走査に同期してその複
数の断面画像をスクリーン38上に順次に投影するため
の手段を形成する。The light (cross-sectional image) reflected by the DMD 33 is converted into parallel light by the two telecentric lenses 511.
The image passes through the image rotation compensating mechanism 34 in order to compensate for the rotation of the cross-sectional image. The light beam whose rotation has been compensated by the image rotation compensating mechanism 34 is projected onto the projection mirror 36 and the projection lens 51.
3. Finally, the screen 38 via the projection mirror 37
Is projected on the main surface (projection plane) of the. Therefore, the projection optical system 50 and the DMD 33 generate a plurality of cross-sectional images (light images) required for displaying a stereoscopic image based on the cross-sectional image data, and synchronize the plurality of cross-sectional images (light images) with the rotational scanning of the screen 38. A means for sequentially projecting the sectional images on the screen 38 is formed.
【0029】この光学系において、投影ミラー36、投
影レンズ513、投影ミラー37及びスクリーン38は
回転部材39に固定されており、回転部材39の回転と
ともにスクリーン38の中心軸を含む垂直な回転軸Zの
回りに角速度Ωで回転する。つまり、体積走査を行うた
めにスクリーン38を回転させる際には、回転部材39
内部に配置された投影ミラー36、投影レンズ513及
び投影ミラー37もスクリーン38と一体となって回転
するため、スクリーン38がいかなる角度となっても常
にその正面側から断面画像の投影が行われる。なお、ス
クリーン38の回転角度は位置検出器73により常に検
出されている。In this optical system, the projection mirror 36, the projection lens 513, the projection mirror 37, and the screen 38 are fixed to a rotating member 39, and a vertical rotation axis Z including the central axis of the screen 38 with the rotation of the rotating member 39. Rotate at angular velocity Ω around. That is, when the screen 38 is rotated to perform volume scanning, the rotating member 39 is used.
Since the projection mirror 36, the projection lens 513, and the projection mirror 37 disposed inside also rotate integrally with the screen 38, the cross-sectional image is always projected from the front side regardless of the angle of the screen 38. The rotation angle of the screen 38 is always detected by the position detector 73.
【0030】上記のようにして、DMD33で生成され
た断面画像がスクリーン38上に投影されるのである
が、その際の投影レンズ513の役割は、光束がスクリ
ーン38上に至るところで適切な画像サイズをなすよう
にすることである。また、投影ミラー37はスクリーン
38に投影される立体像を観察する際に観察者の視線を
妨げないように、スクリーン38の正面の斜め下方向
(図3の場合は回転部材39の内部側)から断面画像を
投影するように配置されている。なお、投影レンズ51
3の投影ミラー36及び37に対する位置的な順序関係
は必ずしも本実施形態にとらわれるものではない。As described above, the cross-sectional image generated by the DMD 33 is projected onto the screen 38. In this case, the role of the projection lens 513 is to set an appropriate image size where the light flux reaches the screen 38. It is to make. Further, the projection mirror 37 is obliquely downward from the front of the screen 38 (in FIG. 3, inside the rotating member 39) so as not to obstruct the line of sight of the observer when observing the stereoscopic image projected on the screen 38. Are arranged so as to project a cross-sectional image from. The projection lens 51
The positional order of the three projection mirrors 36 and 37 is not necessarily limited to this embodiment.
【0031】ここで、像回転補償機構34について説明
する。図3に示す像回転補償機構34は、いわゆるイメ
ージローテータの構成によって実現されており、光軸ま
わりに回転させると、入射画像に対する出射画像をイメ
ージローテータの角速度の2倍の角速度で回転して出射
する性質を有する。したがって、スクリーン38が取り
付けられている回転部材39の角速度の1/2の角速度
でイメージローテータを回転させることによって、スク
リーン38の回転にかかわらず正立した断面画像を常に
投影することができる。Here, the image rotation compensating mechanism 34 will be described. The image rotation compensating mechanism 34 shown in FIG. 3 is realized by the configuration of a so-called image rotator. When the image rotation compensating mechanism 34 is rotated around the optical axis, the output image with respect to the incident image is rotated at twice the angular speed of the image rotator and output. Have the property of Therefore, by rotating the image rotator at an angular velocity of half the angular velocity of the rotating member 39 to which the screen 38 is attached, an upright sectional image can always be projected regardless of the rotation of the screen 38.
【0032】なお、像回転補償機構としてはイメージロ
ーテータ以外にダブ(タイプ)プリズムを使用しても同
様の効果が得られる。また、ここに説明した像回転補償
機構34を使用せず、DMD33の表面上に生成する断
面画像をスクリーン38の回転角度に応じて光軸まわり
に回転する像とすることで投影像の回転を打ち消すよう
にしても良い。A similar effect can be obtained by using a dub (type) prism other than the image rotator as the image rotation compensating mechanism. Also, without using the image rotation compensating mechanism 34 described here, the rotation of the projected image is performed by using a cross-sectional image generated on the surface of the DMD 33 as an image that rotates around the optical axis according to the rotation angle of the screen 38. You may cancel.
【0033】ここで、スクリーン38および回転部材3
9の斜視概観図の一例を図4に示す。図4に示すように
回転部材39は円盤形状をなし、その側面に回転駆動手
段となるモータ74の回転軸が接することによって回転
駆動される。なお、回転部材39の中心軸にモータを直
結したり、歯車やベルトを介して駆動させるようにして
も良い。Here, the screen 38 and the rotating member 3
FIG. 4 shows an example of a perspective view of the ninth embodiment. As shown in FIG. 4, the rotating member 39 has a disk shape, and is rotatably driven by a rotating shaft of a motor 74 serving as a rotating drive unit being in contact with a side surface thereof. Note that a motor may be directly connected to the central axis of the rotating member 39, or may be driven via a gear or a belt.
【0034】図4に示すようにスクリーン38がある回
転角度θ1にあるとき、θ1に対応した表示対象物の断
面画像Q1(DMD33で生成)が、図3に示した投影
ミラー36と投影レンズ513と投影ミラー37とを経
由してスクリーン38上に投影される。そこから微小時
間が経過してスクリーン38が回転し、その回転角度が
θ2になったとき、今度はθ2に対応した表示対象物の
断面画像Q2(DMD33で生成)が、図3に示した投
影ミラー36と投影レンズ513と投影ミラー37とを
経由してスクリーン38上に投影される。When the screen 38 is at a certain rotation angle θ1 as shown in FIG. 4, a sectional image Q1 (generated by the DMD 33) of the display object corresponding to θ1 is formed by the projection mirror 36 and the projection lens 513 shown in FIG. And projected on a screen 38 via the projection mirror 37. When a minute time elapses from this and the screen 38 rotates and the rotation angle becomes θ2, a cross-sectional image Q2 (generated by the DMD 33) of the display object corresponding to θ2 is projected as shown in FIG. The light is projected onto the screen 38 via the mirror 36, the projection lens 513, and the projection mirror 37.
【0035】投影ミラー36、投影レンズ513および
投影ミラー37はスクリーン38に対して一定の位置関
係を保ったまま共に回転するので、スクリーン38上に
は回転にかかわらず常に断面画像が投影され続ける。そ
して回転部材39を360゜回転(若しくは180°回
転)させた時点で再び始めと同じ断面画像が現れ、1回
の体積走査が完了する。以上の動作を回転部材39の回
転の速度を残像効果が起きるように十分に速く、かつ投
影する断面像の枚数を十分に多くすることによって、観
察者は断面画像の包絡として表示対象物の立体像を視認
することができるのである。Since the projection mirror 36, the projection lens 513, and the projection mirror 37 rotate together while maintaining a fixed positional relationship with respect to the screen 38, the cross-sectional image is continuously projected on the screen 38 regardless of the rotation. Then, when the rotating member 39 is rotated 360 ° (or 180 °), the same cross-sectional image appears again, and one volume scan is completed. The above operation is performed by increasing the rotation speed of the rotating member 39 sufficiently fast so that an after-image effect occurs and by sufficiently increasing the number of cross-sectional images to be projected. You can see the image.
【0036】<3.立体画像表示装置における制御機構
>次に、この立体画像表示装置100において立体画像
を表示するための制御機構について説明する。<3. Control mechanism in stereoscopic image display device> Next, a control mechanism for displaying a stereoscopic image in the stereoscopic image display device 100 will be described.
【0037】図5は、立体画像表示装置100の機能構
成を示すブロック図である。図5において実線矢印は電
気信号の流れを示しており、破線矢印は光の流れを示し
ている。なお、図5に示す照明光学系40および投影光
学系50は上述した内容のものである。FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the three-dimensional image display device 100. In FIG. 5, solid arrows indicate the flow of electric signals, and broken arrows indicate the flow of light. The illumination optical system 40 and the projection optical system 50 shown in FIG.
【0038】表示対象物に関する立体表示用データファ
イルは、ディジタル入出力端子24を経由してホストコ
ンピュータ3からインタフェース66に入力されたり、
あるいは記録メディア4からインタフェース66に入力
される。The stereoscopic display data file relating to the display object is input from the host computer 3 to the interface 66 via the digital input / output terminal 24,
Alternatively, it is input from the recording medium 4 to the interface 66.
【0039】ホストコンピュータ3においては、立体表
示用データファイルの送信効率を高めるために立体表示
用データファイルをデータ圧縮する。このデータ圧縮
は、ZIPやLZH等の汎用的な圧縮手法によって行わ
れる。したがって、立体画像表示装置100において
は、データ圧縮されて入力する立体表示用データファイ
ルを伸張(復元)する必要がある。そこで、図5に示す
構成では圧縮された立体表示用データファイルを伸張す
るためのデータ伸張器65が設けられている。なお、イ
ンタフェース66に入力される立体表示用データファイ
ルにデータ圧縮が施されていない場合ではデータ伸張器
65を設ける必要性はない。The host computer 3 compresses the data file for stereoscopic display in order to increase the transmission efficiency of the data file for stereoscopic display. This data compression is performed by a general-purpose compression method such as ZIP or LZH. Therefore, in the three-dimensional image display device 100, it is necessary to decompress (restore) a data file for three-dimensional display that is input after being compressed. Therefore, in the configuration shown in FIG. 5, a data decompressor 65 for decompressing the compressed stereoscopic display data file is provided. It should be noted that if data compression for the stereoscopic display data file input to the interface 66 is not performed, it is not necessary to provide the data decompressor 65.
【0040】データ伸張器65で伸張された立体表示用
データファイルは、データ変換器67へと送られる。デ
ータ変換器67は、表示対象物の立体表示用データファ
イルに基づいて表示対象物の断面画像データを生成す
る。そして、データ変換器67において生成される表示
対象物についての複数の断面画像データは、DMD33
による断面画像(光像)の生成を制御するDMD駆動部
60に与えられる。The data file for stereoscopic display expanded by the data expander 65 is sent to the data converter 67. The data converter 67 generates cross-sectional image data of the display target based on the data file for stereoscopic display of the display target. Then, the plurality of cross-sectional image data of the display object generated by the data converter 67 is
To a DMD driving unit 60 that controls the generation of a cross-sectional image (light image) by using
【0041】DMD駆動部60はDMD33とDMDコ
ントローラ62とメモリ63a,63bとを備えてい
る。メモリ63a及び63bはそれぞれ独立に書き込み
又は読み出しが制御されるように構成され、それぞれが
複数の断面画像データを記憶することが可能となってい
る。DMDコントローラ62はDMD33に対して階調
信号を与えたり、位置検出器73で検出されるスクリー
ン38の回転角度に応じてカラーフィルタ43を駆動す
るためのドライバ71を制御するとともにメモリ63
a,63bにおける書き込み動作と読み出し動作とを制
御する。The DMD driver 60 includes a DMD 33, a DMD controller 62, and memories 63a and 63b. The memories 63a and 63b are configured such that writing or reading is independently controlled, and each of them can store a plurality of cross-sectional image data. The DMD controller 62 supplies a gradation signal to the DMD 33, controls a driver 71 for driving the color filter 43 in accordance with the rotation angle of the screen 38 detected by the position detector 73, and controls the memory 63.
The write operation and the read operation in a and 63b are controlled.
【0042】ここで、メモリ63a,63bの構成につ
いて説明する。上述した例示のようにDMD33で所定
時間内に生成できる断面画像の数を60枚と仮定する。
立体表示を行うには断面画像をスクリーン38の回転角
度に応じて断続的に投影するので、60枚の断面画像群
を1シーンとするとその断面画像群に含まれる断面画像
データ、すなわち断面画像に関する2次元画像データを
順次に繰り返してDMD33にデータ転送する必要があ
る。このため、DMD33に断面画像データを供給する
ためのメモリの記憶容量は、少なくとも1シーンに相当
する60枚分の断面画像データを記憶しておくことので
きるメモリサイズが必要になる。Here, the configuration of the memories 63a and 63b will be described. As described above, it is assumed that the number of cross-sectional images that can be generated within a predetermined time by the DMD 33 is 60.
Since the cross-sectional image is intermittently projected according to the rotation angle of the screen 38 to perform the three-dimensional display, if a group of 60 cross-sectional images is defined as one scene, the cross-sectional image data included in the cross-sectional image group, that is, It is necessary to sequentially repeat the two-dimensional image data and transfer the data to the DMD 33. For this reason, the storage capacity of the memory for supplying the cross-sectional image data to the DMD 33 requires a memory size capable of storing at least 60 cross-sectional image data corresponding to one scene.
【0043】つまり、断面画像データ用のメモリサイズ
が小さい場合(例えば60枚に満たない断面画像分のデ
ータしかメモリに記憶することができない場合)には、
データ変換器67が断面画像の投影切り替え速度と同期
して断面画像データの生成と転送とを行うことが必要と
なり、そうでない場合には静止画像ですら適切に立体表
示することができなくなるのである。That is, when the memory size for the cross-sectional image data is small (for example, when data of less than 60 cross-sectional images can be stored in the memory),
It is necessary for the data converter 67 to generate and transfer the cross-sectional image data in synchronization with the projection switching speed of the cross-sectional image. Otherwise, even a still image cannot be appropriately displayed in three dimensions. .
【0044】これに対して、60枚分以上のメモリサイ
ズがあれば、1シーンを構成する断面画像群についての
断面画像データを全てメモリに格納しておくことができ
るので、一旦メモリに断面画像データを格納しておけ
ば、このメモリからスクリーン38の回転位置に応じて
断面画像データを順次にDMD33に与えることによっ
て適切に立体画像の表示を行うことができるのである。On the other hand, if the memory size is equal to or larger than 60 sheets, all the cross-sectional image data of the cross-sectional image group constituting one scene can be stored in the memory. If data is stored, a three-dimensional image can be appropriately displayed by sequentially providing the cross-sectional image data to the DMD 33 according to the rotational position of the screen 38 from this memory.
【0045】以上のことは、立体表示を行う際に静止画
像を表示する場合であっても動画像を表示する場合であ
っても同様である。The above is the same regardless of whether a still image is displayed or a moving image is displayed when performing stereoscopic display.
【0046】そして次に、動画像を表示する場合のメモ
リ構成について説明する。カラー表示を行うためにR,
G,Bの各色成分ごとの画像を構成すると、これらR,
G,B画像が一組で1枚の断面画像を構成することにな
る。したがって、60枚分をR,G,Bの各色成分に対
応させると各色成分ごとの画像は20枚の構成となる。Next, the memory configuration for displaying a moving image will be described. R for color display
When an image is constructed for each of the G and B color components, these R,
The G and B images constitute one set of cross-sectional images. Therefore, if 60 sheets are made to correspond to each of the R, G, and B color components, the image for each color component has a configuration of 20 sheets.
【0047】また、動画像を表示する場合には、スクリ
ーン38の回転に伴って1シーンとして表示すべき断面
画像の内容が時々刻々と変化していくため、メモリ内の
断面画像データを順次に更新していく必要がある。つま
り、動画像を扱う場合には、断面画像データの読み出し
(表示)と書き込み(更新)とを並列的に同時に行うこ
とが必要である。このため、この実施の形態では、動画
像についても適切に立体表示することができるようにす
るために、2つのメモリ63a,63bを設け、各メモ
リ63a,63bの記憶容量を少なくとも1シーン分の
断面画像データを記憶することができるように構成して
いる。When a moving image is displayed, the cross-sectional image data to be displayed as one scene changes every moment as the screen 38 rotates. It needs to be updated. That is, when handling a moving image, it is necessary to simultaneously perform reading (display) and writing (updating) of cross-sectional image data in parallel. For this reason, in this embodiment, two memories 63a and 63b are provided, and the storage capacity of each of the memories 63a and 63b is set at least for one scene so that a moving image can be appropriately displayed in three dimensions. It is configured such that cross-sectional image data can be stored.
【0048】次にシステムコントローラ64は、投影レ
ンズ系51における像回転補償機構34の回転動作及び
モータ74の動作を制御するスクリーンコントローラ7
2に対して駆動指令を与える。また、システムコントロ
ーラ64は白色光源41を駆動するドライバ70の制御
や、インタフェース66及びデータ伸張器65を管理・
制御してDMD駆動部60に対する断面画像データの供
給状況等のDMDコントローラ62への伝達等を行う。
また、キャラクタジェネレータ69に対して液晶ディス
プレイ21の画面上に適切な文字や記号等を表示させる
ための指示を与えるようにも構成されている。さらに、
システムコントローラ64は、操作入力手段22として
機能するキーボード22a,マウス22b及びジョイス
ティック22cを介して得られるユーザの編集操作の内
容に基づいて立体表示用データファイルを修正するため
の修正用データを生成し、それをデータ変換器67に与
えるように構成されている。Next, the system controller 64 controls the rotation operation of the image rotation compensation mechanism 34 and the operation of the motor 74 in the projection lens system 51 by the screen controller 7.
2 is given a drive command. The system controller 64 controls the driver 70 for driving the white light source 41 and manages and controls the interface 66 and the data decompressor 65.
Under the control, the state of supply of the cross-sectional image data to the DMD driving unit 60 is transmitted to the DMD controller 62 and the like.
Further, it is configured to give an instruction to the character generator 69 to display appropriate characters, symbols, and the like on the screen of the liquid crystal display 21. further,
The system controller 64 generates correction data for correcting the stereoscopic display data file based on the content of the user's editing operation obtained via the keyboard 22a, the mouse 22b, and the joystick 22c functioning as the operation input means 22. , Which are provided to the data converter 67.
【0049】なお、立体表示用データファイルに音声デ
ータが含まれる場合には、データ伸張器65の内部に設
けられた図示しないオーディオデコーダによって音声デ
ータが復元され、そこで得られた音声データはD/A変
換器68aとアンプ部68bとを経由してスピーカ25
から出力されるように構成されている。When audio data is included in the stereoscopic display data file, the audio data is restored by an audio decoder (not shown) provided inside the data decompressor 65, and the audio data obtained there is converted to D / D. Speaker 25 via A converter 68a and amplifier 68b
It is configured to be output from.
【0050】ここで、立体表示用データファイルについ
て説明する。図6は、立体表示用データファイルDFの
一構成例を示す図である。図6(a)に示すように立体
表示用データファイルDFは、所定の3次元座標系にお
いて表示対象物を構成する微小要素ごとの位置座標を示
した要素位置データDDと、スクリーン38による立体
画像の表示空間内で定義される表示座標系での立体画像
の位置を示す表示位置データDLと、その表示座標系に
おける立体画像の姿勢を示す表示姿勢データDΦとを含
んで構成される。図6(b)は要素位置データDDの一
例を、(c)は表示位置データDLの一例を、(d)は
表示姿勢データDΦの一例を示している。Here, the data file for stereoscopic display will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the stereoscopic display data file DF. As shown in FIG. 6A, the stereoscopic display data file DF includes element position data DD indicating position coordinates of each minute element constituting a display target in a predetermined three-dimensional coordinate system, and a stereoscopic image on the screen 38. The display position data DL indicating the position of the stereoscopic image in the display coordinate system defined in the display space of the above, and the display posture data DΦ indicating the posture of the stereoscopic image in the display coordinate system. FIG. 6B shows an example of the element position data DD, FIG. 6C shows an example of the display position data DL, and FIG. 6D shows an example of the display posture data DΦ.
【0051】表示対象物は一般に三次元空間内に存在す
るものである以上、その表示対象物を任意の三次元座標
系における点や微小領域の集合体として表現することが
できる。要素位置データDDは、ホストコンピュータ3
において設定される任意の3次元座標系において表示対
象物を構成する点や微小領域等の微小要素ごとの位置座
標及び色成分を格納するデータである。Since a display object generally exists in a three-dimensional space, the display object can be represented as an aggregate of points and minute regions in an arbitrary three-dimensional coordinate system. The element position data DD is stored in the host computer 3
This is data that stores the position coordinates and color components of each minute element such as a point or a minute area constituting a display object in an arbitrary three-dimensional coordinate system set in.
【0052】図7は要素位置データDDによって示され
る内容を示す図である。図7に示すように、四角錐状の
表示対象物8があるとすると、ホストコンピュータ3に
おいてはその表示対象物8に対して任意の三次元座標系
xyzが設定される。そして、表示対象物8に含まれる
微小要素(すなわち、点や微少領域)P1,P2,P
3,…の全てについて三次元座標系xyzにおける座標
値を求めるとともに、それら微小要素P1,P2,P
3,…ごとの色成分値(R,G,B)を求める。このよ
うにして表示対象物8を構成する微小要素全てについて
座標値と色成分値とを求めることにより、図6(b)に
示すような要素位置データDDが生成され、表示対象物
8の形状や模様等をデータ化することができるのであ
る。FIG. 7 is a diagram showing the contents indicated by the element position data DD. As shown in FIG. 7, if there is a quadrangular pyramid-shaped display target 8, an arbitrary three-dimensional coordinate system xyz is set for the display target 8 in the host computer 3. Then, minute elements (that is, points and minute areas) P1, P2, and P included in the display object 8 are displayed.
The coordinate values in the three-dimensional coordinate system xyz are obtained for all of 3, 3,.
The color component values (R, G, B) for each of 3,. By obtaining the coordinate values and the color component values for all the small elements constituting the display object 8 in this manner, element position data DD as shown in FIG. 6B is generated, and the shape of the display object 8 And patterns can be converted into data.
【0053】また、表示位置データDLは、立体画像表
示装置100における立体画像の表示空間内に対して、
立体像をどのような位置に表示させるかを示すデータで
あり、図6(c)に示すように、表示対象物の代表点R
Pに関する座標値と、表示空間内における3次元座標系
XYZでの代表点RPの位置ベクトルLとを含んで構成
される。代表点RPは例えば表示対象物の重心位置とし
て設定され、その座標値は、図7に示すようにホストコ
ンピュータ3にて任意に設定される三次元座標系xyz
での座標値として定められる。したがって、代表点RP
が表示対象物8のどの部分に該当するかは、要素位置デ
ータDDとの関係で明らかになる。The display position data DL is stored in the three-dimensional image display device 100 in a three-dimensional image display space.
This is data indicating the position at which the three-dimensional image is to be displayed. As shown in FIG.
It is configured to include a coordinate value related to P and a position vector L of the representative point RP in the three-dimensional coordinate system XYZ in the display space. The representative point RP is set, for example, as the position of the center of gravity of the display object, and its coordinate value is set in a three-dimensional coordinate system xyz arbitrarily set by the host computer 3 as shown in FIG.
Is defined as the coordinate value at. Therefore, the representative point RP
Corresponds to which part of the display object 8 is apparent from the relationship with the element position data DD.
【0054】図8は、スクリーン38による立体画像の
表示空間を示す図である。図8に示すように、立体画像
表示装置100の立体画像の表示空間9(すなわち、ス
クリーン38の回転空間)には、上記のホストコンピュ
ータ3にて定められる三次元座標系xyzとは別に、表
示用の三次元座標系(以下、「表示座標系」という。)
XYZが規定されている。例えば、この表示座標系XY
ZにおいてZ軸は、スクリーン38の回転軸Zと一致す
る。そして、この表示座標系XYZにおいて表示対象物
に関する立体画像をどの位置に表示するかを定めるため
に、表示対象物8の代表点RPを配置する位置を位置ベ
クトルLで定める。この結果、スクリーン38による立
体画像の表示空間9内において、立体画像をどの位置に
表示すべきかを決定することが可能になる。FIG. 8 is a diagram showing a display space of a three-dimensional image on the screen 38. As shown in FIG. 8, the display space 9 (that is, the rotation space of the screen 38) of the three-dimensional image of the three-dimensional image display device 100 is displayed separately from the three-dimensional coordinate system xyz determined by the host computer 3. Coordinate system (hereinafter referred to as "display coordinate system")
XYZ is specified. For example, this display coordinate system XY
In Z, the Z axis coincides with the rotation axis Z of the screen 38. Then, in order to determine at which position in the display coordinate system XYZ the stereoscopic image relating to the display object is to be displayed, the position at which the representative point RP of the display object 8 is arranged is determined by the position vector L. As a result, it is possible to determine where the stereoscopic image should be displayed in the stereoscopic image display space 9 on the screen 38.
【0055】したがって、表示位置データDLを定める
ことにより、要素位置データDDによって定められる立
体画像の形状等を表示空間9のどの位置に配置するかを
決定することができるのである。なお、この表示位置デ
ータDLに含まれる代表点RP及びその位置ベクトルL
は、例えばユーザが指定することによって設定されるよ
うにしてもよいし、所定の値をデフォルト値として自動
的に設定するように構成してもよい。Therefore, by determining the display position data DL, it is possible to determine at which position in the display space 9 the shape or the like of the stereoscopic image determined by the element position data DD is to be arranged. Note that the representative point RP and its position vector L included in the display position data DL are
May be set, for example, by a user's specification, or may be configured to automatically set a predetermined value as a default value.
【0056】次に、表示姿勢データDΦは、表示座標系
において立体画像をどのような姿勢で表示するかを示す
データであり、図8に示すように表示座標系の3軸(X
軸,Y軸,Z軸)のそれぞれについての回転量(回転角
度)α,β,γで表される。Next, the display orientation data DΦ is data indicating the orientation of the stereoscopic image to be displayed in the display coordinate system. As shown in FIG.
Axis (Y-axis, Z-axis), and rotation amounts (rotation angles) α, β, and γ.
【0057】上記の要素位置データDD及び表示位置デ
ータDLでは、立体画像の表示空間9において表示対象
物を表示する場合、立体画像の姿勢(角度方向)は一定
の状態となる。例えば、三次元座標系xyzのx軸と表
示座標系のX軸、y軸とY軸、及びz軸とZ軸がそれぞ
れ平行であると仮定すると、図7に示す三角錐状の表示
対象物8は表示空間9において常に一定の姿勢の立体画
像として表示される。According to the above-described element position data DD and display position data DL, when a display object is displayed in the display space 9 for a stereoscopic image, the attitude (angular direction) of the stereoscopic image is constant. For example, assuming that the x-axis of the three-dimensional coordinate system xyz and the X-axis, the y-axis and the Y-axis, and the z-axis and the Z-axis of the display coordinate system are parallel to each other, a triangular pyramid-shaped display object shown in FIG. 8 is always displayed in the display space 9 as a stereoscopic image having a fixed posture.
【0058】この実施の形態では、表示空間9において
任意の姿勢の立体画像を表示可能とするために表示姿勢
データDΦを定めており、X軸,Y軸,Z軸のそれぞれ
についての回転量を用いて表示対象物8の姿勢を変化さ
せることが可能になる。なお、表示姿勢データDΦに基
づく回転を行う場合、表示対象物8の代表点RPの位置
は位置ベクトルLによって規定されていることから不動
点となるため、この代表点RPを基準に回転させること
となる。In this embodiment, the display attitude data DΦ is determined so that a stereoscopic image of an arbitrary attitude can be displayed in the display space 9, and the amount of rotation for each of the X, Y, and Z axes is determined. To change the attitude of the display object 8. When the rotation based on the display posture data DΦ is performed, the position of the representative point RP of the display object 8 is a fixed point because the position of the representative point RP is defined by the position vector L. Becomes
【0059】すなわち、上記の要素位置データDD、表
示位置データDL及び表示姿勢データDΦにより、表示
対象物8の立体画像を表示空間9に表示する際に必要な
全てのパラメータが決定されることになるのである。こ
のため、立体画像表示装置100が立体表示用データフ
ァイルDFを入力すると、データ変換器67において
は、任意に設定される三次元座標系xyzでのデータを
表示座標系XYZでのデータに変換することができ、表
示空間9における立体画像の形状、位置、姿勢等を決定
することができるのである。そして、その結果、立体表
示用データファイルDFに基づいて断面画像データの生
成を行うことができるのである。That is, all the parameters necessary for displaying the stereoscopic image of the display object 8 in the display space 9 are determined by the element position data DD, the display position data DL and the display posture data DΦ. It becomes. Therefore, when the three-dimensional image display device 100 inputs the three-dimensional display data file DF, the data converter 67 converts data in the three-dimensional coordinate system xyz arbitrarily set into data in the display coordinate system XYZ. Thus, the shape, position, posture, and the like of the stereoscopic image in the display space 9 can be determined. As a result, it is possible to generate the cross-sectional image data based on the stereoscopic display data file DF.
【0060】図9は、図5に示した構成のうちの要部を
抜き出した図である。図9に示すように、データ変換器
67は、データ記憶部67aとデータ修正部67bと断
面画像生成部67cとを備えている。FIG. 9 is a diagram in which the main parts of the configuration shown in FIG. 5 are extracted. As shown in FIG. 9, the data converter 67 includes a data storage unit 67a, a data correction unit 67b, and a cross-sectional image generation unit 67c.
【0061】データ記憶部67aは、データ伸張器65
から復元された立体表示用データファイルDFを入力す
ると、その立体表示用データファイルDFをメモリ等の
記憶手段に記憶する。また、データ記憶部67aは、記
憶手段に記憶した立体表示用データファイルDFをデー
タ修正部67bに与える。The data storage section 67a is provided with a data decompressor 65.
When the stereoscopic display data file DF restored from is input, the stereoscopic display data file DF is stored in a storage unit such as a memory. Further, the data storage section 67a provides the data correction section 67b with the stereoscopic display data file DF stored in the storage means.
【0062】一方、システムコントローラ64には編集
内容解析部64aが設けられており、この編集内容解析
部64aはキーボード22a、マウス22b又はジョイ
スティック22cから得られる入力情報に基づいて、ユ
ーザによる編集操作の内容を解析し、その編集内容に応
じて立体表示用データファイルDFに含まれる要素位置
データDD、表示位置データDL及び表示姿勢データD
Φの少なくとも1つを修正するための修正用データを生
成する。そして、編集内容解析部64aにて生成される
編集内容に応じた修正用データが、データ変換器67の
データ修正部67bに与えられるように構成されてい
る。On the other hand, the system controller 64 is provided with an editing content analyzing section 64a, which edits the editing operation by the user based on input information obtained from the keyboard 22a, the mouse 22b or the joystick 22c. The contents are analyzed, and the element position data DD, the display position data DL, and the display attitude data D included in the three-dimensional display data file DF are edited according to the edited contents.
Correction data for correcting at least one of Φ is generated. Then, the configuration is such that correction data according to the editing content generated by the editing content analysis unit 64a is provided to the data correction unit 67b of the data converter 67.
【0063】なお、データ修正部67bに与えられる修
正用データは、インタフェース66を介してホストコン
ピュータ3からも入力可能である。修正用データはデー
タ量が少ないため、短い通信時間で効率的にデータ伝送
を行うことができる。The correction data given to the data correction section 67b can be input from the host computer 3 via the interface 66. Since the correction data has a small data amount, data transmission can be efficiently performed in a short communication time.
【0064】データ修正部67bは、データ記憶部67
aからの立体表示用データファイルDFを入力すると、
編集内容解析部64a又はホストコンピュータ3からの
修正用データの有無を判定する。そして、修正用データ
がある場合には、要素位置データDD、表示位置データ
DL及び表示姿勢データDΦのうち、修正用データに示
されている少なくとも1つのデータを修正用データに基
づいて修正する。そして、データ修正部67bは編集内
容が反映された立体表示用データファイルDFを断面画
像生成部67cに出力する。The data correction section 67b is provided with a data storage section 67
When the stereoscopic display data file DF from a is input,
The presence / absence of correction data from the editing content analysis unit 64a or the host computer 3 is determined. When there is correction data, at least one of the element position data DD, the display position data DL, and the display attitude data DΦ indicated in the correction data is corrected based on the correction data. Then, the data correction section 67b outputs the stereoscopic display data file DF on which the edited content is reflected to the cross-sectional image generation section 67c.
【0065】一方、修正用データがない場合、データ修
正部67bはデータ記憶部67aからの立体表示用デー
タファイルDFをそのまま断面画像生成部67cに出力
する。On the other hand, when there is no correction data, the data correction unit 67b outputs the stereoscopic display data file DF from the data storage unit 67a to the cross-sectional image generation unit 67c as it is.
【0066】断面画像生成部67cでは、データ修正部
67bから得られる立体表示用データファイルDFに基
づいて、回転走査するスクリーン38の各回転位置にお
いて投影すべき断面画像データを生成する。The section image generating section 67c generates section image data to be projected at each rotational position of the screen 38 to be rotationally scanned, based on the stereoscopic display data file DF obtained from the data correcting section 67b.
【0067】断面画像を生成する場合の処理の詳細につ
いて説明する。図10は、表示座標系XYZにおいてス
クリーン38がある回転角度θにある場合を示す図であ
る。図10に示すように、スクリーン38の投影面上の
任意の点SPの座標値を求めると、SP=(r・cos
θ,r・sinθ,Zp)となる。ここで、rは点SP
の回転軸Zからの距離であり、Zpは点SPのZ座標値
である。この点SPの座標値は、表示座標系XYZにお
ける座標値である。The details of the processing for generating a cross-sectional image will be described. FIG. 10 is a diagram showing a case where the screen 38 is at a certain rotation angle θ in the display coordinate system XYZ. As shown in FIG. 10, when the coordinate value of an arbitrary point SP on the projection plane of the screen 38 is obtained, SP = (r · cos
θ, r · sin θ, Zp). Where r is the point SP
Is the distance from the rotation axis Z, and Zp is the Z coordinate value of the point SP. The coordinate value of this point SP is a coordinate value in the display coordinate system XYZ.
【0068】また、断面画像生成部67cは、上述した
ように立体表示用データファイルDFに基づいて立体画
像を構成する各微小要素の表示座標系XYZでの各座標
値(X’,Y’,Z’)を、Further, as described above, the cross-sectional image generation unit 67c calculates each coordinate value (X ', Y', Z '),
【0069】[0069]
【数1】 (Equation 1)
【0070】により求める。なお、数1において、R
(α,β,γ)は回転変換の関数を示す。Is determined by Note that in Equation 1, R
(Α, β, γ) indicates a function of rotation conversion.
【0071】そして、スクリーン38の任意の点SPの
座標値に一致するXYZ座標値を有する微小要素、又は
任意の点SPの座標値の近傍位置となるXYZ座標値を
有する微小要素に基づいて、点SPの値(例えば、色成
分値)を決定する。ここで、点SPの座標値の近傍位置
となる微小要素を考慮するのは、断面画像は所定角度ご
とに生成されるものであるため、断面画像生成の角度範
囲以下に含まれる情報の欠落を防ぐためである。例え
ば、図4に示したように、スクリーン38が回転角度θ
1にあるときの断面画像Q1と、回転角度θ2にあると
きの断面画像Q2とで回転角度θ1からθ2までの間の
情報の欠落を防止するために、断面画像Q2に関するデ
ータを生成する際には、回転角度θ1からθ2の間にあ
る情報であって、点SPの座標値の近傍位置の情報を考
慮してデータを生成するように構成される。Then, based on a minute element having an XYZ coordinate value matching the coordinate value of an arbitrary point SP on the screen 38 or a minute element having an XYZ coordinate value near the coordinate value of the arbitrary point SP, The value of the point SP (for example, a color component value) is determined. Here, consideration is given to the minute elements that are located near the coordinate value of the point SP because the cross-sectional image is generated at each predetermined angle. This is to prevent it. For example, as shown in FIG.
In order to prevent loss of information between the rotation angles θ1 and θ2 in the cross-sectional image Q1 when the image is at 1 and the cross-sectional image Q2 when the rotation is at the angle θ2, Is information between the rotation angles θ1 and θ2, and is configured to generate data in consideration of information on a position near the coordinate value of the point SP.
【0072】なお、点SPの座標値と一致する微小要素
又は近傍位置となる微小要素が存在しない場合には、そ
の点SPが断面画像を投影するために必要でない点とな
ることから、点SPの値を0とする。When there is no minute element that coincides with the coordinate value of the point SP or a minute element at a nearby position, the point SP is not necessary for projecting the cross-sectional image. Is set to 0.
【0073】このような点SPと値との対応付けを、ス
クリーン38の全ての点(1画素に対応する点)につい
て行えば、スクリーン38が回転角度θにあるときの断
面画像データを生成することができるのである。When such a correspondence between the point SP and the value is performed for all points (points corresponding to one pixel) of the screen 38, the cross-sectional image data when the screen 38 is at the rotation angle θ is generated. You can do it.
【0074】そして、上記のような断面画像データの生
成をスクリーン38の回転角度θを所定の角度ごとに変
更しつつ、順次繰り返していくことで、スクリーン38
が360°回転(又は180°回転)する間に表示すべ
き全ての断面画像データを生成する。その結果、1シー
ンを構成する複数の断面画像に関する断面画像データが
生成されることとなる。The generation of the cross-sectional image data as described above is sequentially repeated while changing the rotation angle θ of the screen 38 for each predetermined angle.
Generates all cross-sectional image data to be displayed during the rotation of 360 ° (or 180 °). As a result, cross-sectional image data relating to a plurality of cross-sectional images constituting one scene is generated.
【0075】なお、静止画像の場合は、1シーン分の断
面画像データを生成すれば断面画像の生成は終了する
が、動画像の場合には連続する全てのシーンについて上
記のような断面画像の生成処理を行うことになる。In the case of a still image, the generation of the cross-sectional image is completed if the cross-sectional image data for one scene is generated. However, in the case of a moving image, the above-described cross-sectional image of all the continuous scenes is obtained. Generation processing will be performed.
【0076】そして、断面画像生成部67cにおいて生
成された断面画像データはメモリ63a又は63bに出
力される。Then, the slice image data generated by the slice image generating section 67c is output to the memory 63a or 63b.
【0077】上述したようにこの実施形態においては表
示対象物の立体像を時々刻々と変化させて表示対象物に
関する動画像を表示させるために2個のメモリ63a,
63bを設け、一方のメモリへの書き込み動作と他方の
メモリからの読み出し動作とを時間的に平行して行うよ
うな構成とされている。具体的には、DMDコントロー
ラ62内におけるメモリ制御部62aが読み出し対象と
なるメモリと書き込み対象となるメモリとを切り換える
制御手段として機能し、動画像を表示させる際には、位
置検出器73によって得られるスクリーン38の回転角
度に応じてメモリ63a及び63bの読み出し動作と書
き込み動作とを交互に切り換える。As described above, in this embodiment, the two memories 63a and 63a are used to change the three-dimensional image of the display object every moment and display a moving image related to the display object.
63b is provided so that a write operation to one memory and a read operation to the other memory are performed in parallel in time. Specifically, the memory control unit 62a in the DMD controller 62 functions as a control unit for switching between a memory to be read and a memory to be written. The read operation and the write operation of the memories 63a and 63b are alternately switched in accordance with the rotation angle of the screen 38 to be read.
【0078】断面画像生成部67cから供給される断面
画像データはメモリ63a,63bの双方に供給される
が、2つのメモリのうちのメモリ制御部62aによって
書き込み指令の与えられたメモリのみが指定されたアド
レスから順次データを書き込んでいく(又は更新してい
く)。その一方で、メモリ制御部62aから読み出し指
令の与えられたメモリは、既に格納している複数の断面
画像データをメモリ制御部62aからの指令に基づいて
順次に出力してDMD33に与えるように構成される。The cross-sectional image data supplied from the cross-sectional image generation unit 67c is supplied to both the memories 63a and 63b, but only the memory of the two memories to which the write command is given by the memory control unit 62a is specified. The data is written (or updated) sequentially from the address. On the other hand, the memory to which the read command is given from the memory control unit 62a is configured to sequentially output a plurality of already stored cross-sectional image data based on the command from the memory control unit 62a and to provide the same to the DMD 33. Is done.
【0079】なお、静止画像を表示させる場合には、一
方のメモリのみを使用して1シーン分の断面画像データ
を繰り返してDMD33に与えるように構成される。When a still image is displayed, the cross-sectional image data for one scene is repeatedly provided to the DMD 33 using only one memory.
【0080】そして、その結果、スクリーン38の投影
面に断面画像が投影されるとともに、スクリーン38の
回転角度に応じて投影される断面画像が更新されるた
め、表示対象物についての立体画像が表示空間9に表示
されることとなる。As a result, the cross-sectional image is projected on the projection surface of the screen 38 and the cross-sectional image projected according to the rotation angle of the screen 38 is updated, so that a stereoscopic image of the display target is displayed. It will be displayed in the space 9.
【0081】次に、立体画像の編集について説明する。
上述のようにユーザは表示空間9に表示される立体画像
を確認し、立体画像の表示位置や姿勢を変化させたい場
合、又は立体画像を変形させたい場合には、キーボード
22a等の操作入力手段22に対して所定の操作を行
う。Next, editing of a stereoscopic image will be described.
As described above, the user checks the stereoscopic image displayed in the display space 9 and, if the user wants to change the display position or posture of the stereoscopic image or to deform the stereoscopic image, the operation input means such as the keyboard 22 a A predetermined operation is performed on 22.
【0082】図11は、立体画像の移動と姿勢変換とを
行う場合の概念図である。図11に示すように、例えば
ユーザが立体画像9aの表示位置を移動させるととも
に、姿勢を変更させるような編集作業を行ったとする
と、システムコントローラ64の編集内容解析部64a
は、表示空間9内において立体画像9aの代表点が立体
画像9bの位置に変化するように代表点の位置ベクトル
L、及び立体画像9aの姿勢を変化させるためのXYZ
の各軸についての回転量α,β,γ、を修正するための
修正用データを生成する。FIG. 11 is a conceptual diagram in the case of performing the movement and the posture conversion of the stereoscopic image. As shown in FIG. 11, for example, if the user performs an editing operation such as moving the display position of the stereoscopic image 9 a and changing the posture, the editing content analysis unit 64 a of the system controller 64.
Is a position vector L of the representative point such that the representative point of the stereoscopic image 9a changes to the position of the stereoscopic image 9b in the display space 9, and XYZ for changing the attitude of the stereoscopic image 9a.
The correction data for correcting the rotation amounts α, β, and γ for each axis are generated.
【0083】そして、データ変換器67のデータ修正部
67bでは、修正用データに基づいて立体表示用データ
ファイルDFに含まれる表示位置データDL及び表示姿
勢データDΦを修正することにより、断面画像生成部6
7cで生成される断面画像データは編集結果が反映され
たものとなり、表示空間9には立体画像9bが新たに表
示されることとなる。The data correcting section 67b of the data converter 67 corrects the display position data DL and the display attitude data DΦ included in the three-dimensional display data file DF based on the correcting data, thereby obtaining a cross-sectional image generating section. 6
The cross-sectional image data generated in 7c reflects the editing result, and the stereoscopic image 9b is newly displayed in the display space 9.
【0084】図12は、立体画像の移動と姿勢変換と変
形を行う場合の概念図である。図12に示すように、例
えばユーザが立体画像9aの表示位置を移動させ、姿勢
を変更させるとともに、立体画像9aを変形させるよう
な編集作業を行ったとすると、システムコントローラ6
4の編集内容解析部64aは、表示空間9内において立
体画像9aの代表点が立体画像9bの位置に変化するよ
うに代表点の位置ベクトルL、立体画像9aの姿勢を変
化させるためのXYZの各軸についての回転量α,β,
γ、及び要素位置データDDにおける各微小要素の座標
値、を修正するための修正用データを生成する。FIG. 12 is a conceptual diagram in the case of performing movement, posture conversion and deformation of a stereoscopic image. As shown in FIG. 12, for example, if the user moves the display position of the stereoscopic image 9a, changes the posture, and performs an editing operation to deform the stereoscopic image 9a, the system controller 6
The editing content analysis unit 64a of the fourth embodiment is configured such that the position vector L of the representative point and the XYZ for changing the attitude of the stereoscopic image 9a are changed so that the representative point of the stereoscopic image 9a changes to the position of the stereoscopic image 9b in the display space 9. The rotation amounts α, β,
Correction data for correcting γ and the coordinate value of each minute element in the element position data DD is generated.
【0085】なお、立体画像9aの変形は、アフィン変
換により行われ、変形の指示はアフィン変換パラメータ
を修正用データとして入力することにより行われる。ま
た、移動や回転も含めてアフィン変換により行うように
構成してもよい。The transformation of the three-dimensional image 9a is performed by affine transformation, and a transformation instruction is performed by inputting affine transformation parameters as correction data. In addition, it may be configured to perform affine transformation including movement and rotation.
【0086】そして、データ変換器67のデータ修正部
67bでは、修正用データに基づいて立体表示用データ
ファイルDFに含まれる要素位置データDD、表示位置
データDL及び表示姿勢データDΦを修正することによ
り、断面画像生成部67cで生成される断面画像データ
は編集結果が反映されたものとなり、表示空間9には立
体画像9cが新たに表示されることとなる。The data correcting section 67b of the data converter 67 corrects the element position data DD, the display position data DL and the display attitude data DΦ included in the three-dimensional display data file DF based on the correction data. The cross-sectional image data generated by the cross-sectional image generation unit 67c reflects the editing result, and the stereoscopic image 9c is newly displayed in the display space 9.
【0087】したがって、この実施の形態の立体画像表
示装置100では、ユーザが表示空間9に表示される立
体画像を視認しつつ、立体画像の編集操作を行うことが
できるように構成されており、立体画像表示装置100
においてはその編集内容を即時に反映させて立体画像の
更新を行うことが可能となっている。Therefore, the three-dimensional image display device 100 of this embodiment is configured so that the user can perform a three-dimensional image editing operation while visually recognizing the three-dimensional image displayed in the display space 9. Stereoscopic image display device 100
In, it is possible to update the stereoscopic image by immediately reflecting the edited content.
【0088】なお、表示空間9に立体的なマウスカーソ
ル等を表示して、そのマウスカーソル等をマウス22b
やジョイスティック22cを操作することによって移動
可能とするとともに、ドラッグアンドドロップ操作等で
立体画像の移動、姿勢変換、変形等の編集操作を行うよ
うに構成すれば、ユーザが編集操作を容易に行うことが
できる。A three-dimensional mouse cursor or the like is displayed in the display space 9 and the mouse cursor or the like is moved to the mouse 22b.
And the joystick 22c can be moved, and the user can easily perform the editing operation by performing the editing operation such as the movement, the posture conversion, and the deformation of the stereoscopic image by the drag and drop operation or the like. Can be.
【0089】次に、動画像を表示する場合の立体表示用
データファイルの一構成例について説明する。図13
は、動画像表示のために使用される立体表示用データフ
ァイルをの一例を示す図であり、(a)は背景等の静止
像として表示される静止オブジェクトに関するデータフ
ァイル、(b)は動的オブジェクトの第1の態様に関す
るデータファイル、(c)は第2の態様に関するデータ
ファイル、(d)は第3の態様に関するデータファイル
である。Next, an example of the configuration of a data file for stereoscopic display when displaying a moving image will be described. FIG.
3A is a diagram illustrating an example of a data file for stereoscopic display used for displaying a moving image, FIG. 3A is a data file relating to a still object displayed as a still image such as a background, and FIG. A data file relating to the first aspect of the object, (c) is a data file relating to the second aspect, and (d) is a data file relating to the third aspect.
【0090】図13(a)に示すように静止オブジェク
トについては、石や水草等の複数の静止オブジェクトが
一の立体表示用データファイルDFsとして設定されて
いる。したがって、この静止オブジェクトに関する立体
表示用データファイルDFsに基づいて立体画像の表示
を行えば、表示空間9内に複数の静止オブジェクトが表
示されることとなる。As shown in FIG. 13A, a plurality of still objects such as stones and water plants are set as one stereoscopic display data file DFs. Therefore, if a stereoscopic image is displayed based on the stereoscopic display data file DFs relating to the stationary object, a plurality of stationary objects are displayed in the display space 9.
【0091】また、図13(b)〜(d)に示すように
動的オブジェクトとして魚の第1ないし第3の態様とし
て立体表示用データファイルDF1〜DF3が設定され
ている。したがって、この動的オブジェクトに関する立
体表示用データファイルDF1〜DF3に基づいて順次
に立体画像の表示を行えば、表示空間9内に魚が泳ぐよ
うな動画像が表示されることとなる。As shown in FIGS. 13B to 13D, three-dimensional display data files DF1 to DF3 are set as dynamic objects in the first to third aspects of fish. Therefore, if the stereoscopic images are sequentially displayed based on the stereoscopic display data files DF1 to DF3 related to the dynamic object, a moving image in which a fish swims is displayed in the display space 9.
【0092】ここで、動的オブジェクトの立体表示中に
も静止オブジェクトを立体表示させておく場合には、静
止オブジェクトについての立体表示用データファイルD
Fsの内容を各動的オブジェクトの立体表示用データフ
ァイルDF1〜DF3のそれぞれの内容に予め重畳(合
成)しておくことが好ましい。Here, when the still object is to be displayed three-dimensionally during the three-dimensional display of the dynamic object, the three-dimensional display data file D for the still object is displayed.
It is preferable that the content of Fs is superimposed (combined) in advance on the content of each of the stereoscopic display data files DF1 to DF3 of each dynamic object.
【0093】そうすることによって、表示空間9には、
石や水草等の複数の静止オブジェクトが立体表示される
中で、魚が泳ぎ回るような複数のオブジェクトが重畳
(合成)された立体表示を行うことが可能になる。By doing so, the display space 9 contains
While a plurality of still objects such as stones and aquatic plants are displayed in a three-dimensional manner, it is possible to perform a three-dimensional display in which a plurality of objects, such as fish swimming around, are superimposed (combined).
【0094】また、図13の例では、動的オブジェクト
については、それぞれの態様ごとに要素位置データを保
有するように構成されている。これは、魚が泳ぐ際に尾
鰭の部分等が変化するためである。しかしながら、一の
動的オブジェクトを複数のパーツに分解すれば、要素位
置データをそれぞれに保有する必要がなくなる。つま
り、上記のような魚の例の場合であると、魚の前部分、
後部分、鰭部分というように複数のパーツに分解してそ
れぞれに要素位置データを保有するように構成すれば、
魚の尾鰭が曲がった状態は尾鰭のパーツの表示姿勢デー
タDΦを変更すれば対応することが可能である。したが
って、動的オブジェクトの変形する部分ごとに複数のパ
ーツを設定するようにすれば、複数の静止オブジェクト
が姿勢を変化させる場合と同様に取り扱うことが可能と
なり、上記のような複数のオブジェクトの重畳処理を行
うだけで動画像の立体表示を行うことが可能になるので
ある。Further, in the example of FIG. 13, the dynamic object is configured to hold the element position data for each mode. This is because the portion of the caudal fin changes when the fish swims. However, if one dynamic object is decomposed into a plurality of parts, there is no need to hold element position data for each. In other words, in the case of the above fish example, the front part of the fish,
If it is configured to decompose into multiple parts such as the rear part, fin part and hold element position data for each,
The bent state of the caudal fin of the fish can be dealt with by changing the display posture data DΦ of the caudal fin parts. Therefore, if a plurality of parts are set for each deformable part of the dynamic object, it becomes possible to handle the plurality of stationary objects in the same manner as when changing the posture, and the superposition of the plurality of objects as described above is performed. The stereoscopic display of the moving image can be performed only by performing the processing.
【0095】<4.立体画像表示装置100における処
理手順の概要>次に、立体画像表示装置100において
実際に立体画像を表示する際の処理手順の概要について
説明する。<4. Outline of processing procedure in stereoscopic image display device 100> Next, an outline of a processing procedure when a stereoscopic image is actually displayed on the stereoscopic image display device 100 will be described.
【0096】図14は、静止画像を立体表示する場合の
処理手順を示すフローチャートである。まず、静止画像
を立体表示する場合、立体画像表示装置100において
データ変換器67は、立体表示の対象となる立体表示用
データファイルを読み出す(ステップS10)。例え
ば、システムコントローラ64は読み出し対象となる立
体表示用データファイルの指定を操作入力手段22から
の指定情報に基づいて行う。FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure when a still image is stereoscopically displayed. First, when a still image is stereoscopically displayed, the data converter 67 in the stereoscopic image display device 100 reads a stereoscopic display data file to be stereoscopically displayed (step S10). For example, the system controller 64 specifies a data file for three-dimensional display to be read based on the specification information from the operation input unit 22.
【0097】そして、データ変換器67においては、断
面画像生成部67cが立体表示用データファイルに基づ
いてスクリーン38が各回転位置にあるときに投影すべ
き複数の断面画像に関する断面画像データを生成する
(ステップS11)。In the data converter 67, the cross-sectional image generating section 67c generates cross-sectional image data relating to a plurality of cross-sectional images to be projected when the screen 38 is at each rotational position, based on the stereoscopic display data file. (Step S11).
【0098】その結果生成された断面画像データは、デ
ータ変換器67からメモリ63a(又は63b)に対し
て出力される(ステップS12)。そして、メモリ63
a(又は63b)に出力された断面画像データは、DM
Dコントローラ62による制御でメモリ63a(又は6
3b)からDMD33に順次に供給され、スクリーン3
8の回転に応じた断面画像が順次に生成されてスクリー
ン38上に投影される。したがって、スクリーン38に
よる表示空間9内には、ステップS1で読み出された立
体表示用データファイルに基づく立体画像の表示が行わ
れる。The cross-sectional image data generated as a result is output from the data converter 67 to the memory 63a (or 63b) (step S12). And the memory 63
The cross-sectional image data output to a (or 63b) is DM
The memory 63a (or 6
3b) is sequentially supplied to the DMD 33, and the screen 3
The cross-sectional images according to the rotation of 8 are sequentially generated and projected on the screen 38. Therefore, in the display space 9 on the screen 38, a stereoscopic image based on the stereoscopic display data file read in step S1 is displayed.
【0099】そして次に、システムコントローラ64
が、ユーザによって編集操作を行うための所定の操作入
力が行われたか否かを判断し、操作入力が行われた場合
にはステップS14へと進み、行われていない場合には
処理を終了させる(ステップS13)。Next, the system controller 64
However, it is determined whether or not a predetermined operation input for performing an editing operation has been performed by the user, and if the operation input has been performed, the process proceeds to step S14, and if not, the process ends. (Step S13).
【0100】そして、所定の操作入力があった場合に
は、ユーザによる編集作業、すなわちキーボード22a
等を操作することによって表示空間9に表示されている
立体画像の編集操作が行われる(ステップS14)。シ
ステムコントローラ64の編集内容解析部64aは、そ
のユーザによる編集内容を解析して修正用データを生成
し、その修正用データをデータ変換器67の内部のデー
タ修正部67bに与える。When a predetermined operation input is made, the editing work by the user, that is, the keyboard 22a
By performing such operations, an editing operation of the stereoscopic image displayed in the display space 9 is performed (step S14). The editing content analysis unit 64a of the system controller 64 analyzes the editing content of the user to generate correction data, and provides the correction data to the data correction unit 67b inside the data converter 67.
【0101】データ修正部67bは、修正用データに基
づいて現在立体表示中である立体表示用データファイル
に含まれる要素位置データDD、表示位置データDL及
び表示姿勢データDΦのうちの少なくとも1つを修正す
ることで、編集内容が反映された立体表示用データファ
イルを新たに生成する(ステップS15)。そして、デ
ータ修正部67bで生成された立体表示用データファイ
ルは断面画像生成部67cへと与えられる。The data correcting section 67b converts at least one of the element position data DD, the display position data DL, and the display attitude data DΦ included in the stereoscopic display data file currently being stereoscopically displayed based on the correction data. By making the correction, a data file for stereoscopic display on which the edited content is reflected is newly generated (step S15). Then, the stereoscopic display data file generated by the data correction unit 67b is provided to the cross-sectional image generation unit 67c.
【0102】そして、断面画像生成部67cが修正内容
の反映された立体表示用データファイルに基づいてスク
リーン38が各回転位置にあるときに投影すべき複数の
断面画像についての断面画像データを生成する(ステッ
プS16)。Then, the cross-sectional image generating section 67c generates cross-sectional image data for a plurality of cross-sectional images to be projected when the screen 38 is at each rotation position, based on the stereoscopic display data file in which the correction contents are reflected. (Step S16).
【0103】その結果生成された断面画像データは、再
びデータ変換器67からメモリ63a(又は63b)に
対して出力される(ステップS17)。そして、メモリ
63a(又は63b)に既に格納されている断面画像デ
ータが編集内容の反映された断面画像データに更新され
る。そしてDMDコントローラ62による制御でメモリ
63a(又は63b)からDMD33に断面画像データ
が順次に供給され、スクリーン38の回転に応じた断面
画像が順次に生成されてスクリーン38上に投影され
る。したがって、スクリーン38による表示空間9内に
は、ステップS14での編集内容が反映された立体画像
の表示が行われる。The cross-sectional image data generated as a result is output from the data converter 67 to the memory 63a (or 63b) again (step S17). Then, the slice image data already stored in the memory 63a (or 63b) is updated to the slice image data reflecting the edited contents. Then, under the control of the DMD controller 62, the cross-sectional image data is sequentially supplied from the memory 63a (or 63b) to the DMD 33, and the cross-sectional images corresponding to the rotation of the screen 38 are sequentially generated and projected on the screen 38. Therefore, in the display space 9 on the screen 38, a stereoscopic image on which the editing content in step S14 is reflected is displayed.
【0104】そしてシステムコントローラ64はユーザ
による終了操作があったか否かを判断し、終了操作があ
った場合には処理を終了させるとともに、終了操作がな
い場合には再度編集作業を行うべく、ステップS14へ
と戻ることになる(ステップS18)。Then, the system controller 64 determines whether or not there is an end operation by the user. If there is an end operation, the system controller 64 terminates the processing. (Step S18).
【0105】このように立体画像表示装置100では、
立体画像の表示中にユーザが立体画像を視認しつつ編集
作業を行うことができるとともに、編集作業が行われた
場合には、その編集内容が反映された立体画像を即時に
表示することが可能となっている。このことは、データ
変換器67において立体表示用データファイルを、編集
内容に基づいてデータ変換が容易である、要素位置デー
タDDと表示位置データDLと表示姿勢データDΦとの
3つのデータで管理していることによって実現されるも
のである。すなわち、編集操作によって立体画像の表示
位置が変更された場合には操作に基づく移動ベクトルに
基づいて代表点の位置ベクトルLを変更すればよく、ま
た、立体画像の表示姿勢が変更された場合には操作に基
づくXYZの各軸についての回転量に基づいて表示姿勢
データDΦを変更すればよく、さらに、立体画像の変形
が行われた場合には操作に基づく変形量に基づいて要素
位置データDDの各微小要素の座標値を更新すればよい
ため、編集操作に基づくデータ変換を容易かつ高速に行
うことが可能となっているのである。As described above, in the three-dimensional image display device 100,
While displaying the stereoscopic image, the user can perform the editing work while viewing the stereoscopic image, and when the editing work is performed, the stereoscopic image reflecting the edited content can be immediately displayed. It has become. This means that the data file for stereoscopic display in the data converter 67 is managed by three data of element position data DD, display position data DL, and display attitude data DΦ, which are easily converted based on the edited contents. It is realized by doing. That is, when the display position of the stereoscopic image is changed by the editing operation, the position vector L of the representative point may be changed based on the movement vector based on the operation, and when the display orientation of the stereoscopic image is changed. May change the display orientation data DΦ based on the amount of rotation about each of the XYZ axes based on the operation. Further, when the stereoscopic image is deformed, the element position data DD may be changed based on the amount of deformation based on the operation. Since it is sufficient to update the coordinate value of each microelement, data conversion based on the editing operation can be performed easily and at high speed.
【0106】また、立体表示用データファイルを、編集
内容に基づいてデータ変換が容易である、要素位置デー
タDDと表示位置データDLと表示姿勢データDΦとの
3つのデータで管理することによって、立体画像の拡大
や縮小、さらには立体画像を適切に表示空間9内に納め
るような処理も容易かつ高速に行うことが可能となる。Further, by managing the three-dimensional display data file with three data of element position data DD, display position data DL, and display attitude data DΦ, which can be easily converted based on the edited contents, the three-dimensional display data file can be easily converted. Processing for enlarging and reducing an image, and further, processing for appropriately placing a stereoscopic image in the display space 9 can be performed easily and at high speed.
【0107】次に、動画像を表示する場合の処理手順に
ついて説明する。図15は、動画像を立体表示する場合
の処理手順を示すフローチャートである。まず、動画像
を立体表示する場合には、データ変換器67のデータ記
憶部67aに予め連続する複数のシーン分の立体表示用
データファイルが格納される。Next, a processing procedure for displaying a moving image will be described. FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing procedure when a moving image is stereoscopically displayed. First, when a moving image is stereoscopically displayed, a data storage unit 67a of the data converter 67 stores data files for stereoscopic display for a plurality of continuous scenes in advance.
【0108】そして、ユーザから立体表示を開始する旨
の入力があった場合に、データ変換器67においては、
連続する複数シーンのうちの最初の1シーン分の立体表
示用データファイルが読み出される(ステップS2
0)。Then, when there is an input from the user to start the three-dimensional display, the data converter 67
The data file for three-dimensional display of the first one of a plurality of continuous scenes is read (step S2).
0).
【0109】そして、断面画像生成部67cが1シーン
分の立体表示用データファイルに基づいて1シーン分の
断面画像の生成を行う(ステップS21)。Then, the section image generating section 67c generates a section image for one scene based on the stereoscopic display data file for one scene (step S21).
【0110】生成された1シーン分の断面画像は、メモ
リ63a(又は63b)に出力され、DMD33におい
て断面画像がスクリーン38の回転位置に応じて順次に
生成される。これにより、表示空間9には1シーンの立
体画像の表示が行われる(ステップS22)。The generated cross-sectional images for one scene are output to the memory 63 a (or 63 b), and the cross-sectional images are sequentially generated in the DMD 33 in accordance with the rotational position of the screen 38. Thereby, a stereoscopic image of one scene is displayed in the display space 9 (step S22).
【0111】そして、ステップS23では、動画像を構
成する全てのシーンの表示が終了したかを判定し、YE
Sであれば処理は終了する一方、NOであればステップ
S20に戻って、後続するシーンの立体表示用データフ
ァイルの読み出し、断面画像の生成、立体表示を繰り返
す。Then, in a step S23, it is determined whether or not display of all scenes constituting the moving image has been completed.
If S, the process ends. If NO, the process returns to step S20 to repeat reading of a stereoscopic display data file of a subsequent scene, generation of a cross-sectional image, and stereoscopic display.
【0112】上記の処理により、動画像を構成するシー
ンごとの立体表示用データファイルに基づいて順次に立
体表示される内容が更新され、表示空間9には動画像が
立体表示されることとなる。By the above-described processing, the contents to be stereoscopically displayed are sequentially updated based on the stereoscopic display data file for each scene constituting the moving image, and the moving image is stereoscopically displayed in the display space 9. .
【0113】<5.変形例>以上、この発明に係る立体
画像表示装置についての一実施形態を詳細に説明した
が、この発明は上記説明したものに限定されるものでは
ない。<5. Modifications> While one embodiment of the stereoscopic image display device according to the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above-described one.
【0114】例えば、上記説明においては、高速回転す
るスクリーン38に断面画像を順次に投影することによ
って表示空間9に立体画像を表示する例について説明し
たが、スクリーン38の移動方向は直進方向に移動する
ものであってもよい。ただし、その場合には断面画像生
成の際にスクリーン38の移動方向に応じた断面画像を
生成する必要がある。For example, in the above description, an example has been described in which a three-dimensional image is displayed in the display space 9 by sequentially projecting cross-sectional images on the screen 38 that rotates at a high speed. May be used. However, in this case, it is necessary to generate a cross-sectional image according to the moving direction of the screen 38 when generating the cross-sectional image.
【0115】また、上記においては、スクリーン38に
投影するための断面画像(光像)を発生させる手段の一
例としてDMD33を例示したが、DMD33以外の素
子を使用してもよい。In the above description, the DMD 33 is exemplified as an example of a means for generating a cross-sectional image (light image) to be projected on the screen 38. However, an element other than the DMD 33 may be used.
【0116】[0116]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、記憶手段が、所定の座標系における表示
対象物を構成する微小要素ごとの要素位置データと、ス
クリーンによる立体画像の表示空間内で定義される表示
座標系での立体画像の位置を示す表示位置データと、表
示座標系における立体画像の姿勢を示す表示姿勢データ
と、を含むデータ構造の立体表示用データファイルを記
憶しておき、断面画像生成手段が、その立体表示用デー
タファイルに基づいて、表示空間内におけるスクリーン
が移動する際の各位置において投影すべき複数の断面画
像を生成するように構成されているため、立体画像表示
装置において立体表示の際に即時に立体表示に使用する
断面画像の生成を行うことができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the storage means stores the element position data for each minute element constituting the display object in the predetermined coordinate system and the stereoscopic image on the screen. The display position data indicating the position of the stereoscopic image in the display coordinate system defined within the display space of the display space, and the display posture data indicating the posture of the stereoscopic image in the display coordinate system, a data file for stereoscopic display having a data structure including The section image generating means is configured to generate a plurality of cross-sectional images to be projected at each position when the screen moves in the display space, based on the stereoscopic display data file. Therefore, it is possible to immediately generate a cross-sectional image to be used for stereoscopic display at the time of stereoscopic display in the stereoscopic image display device.
【0117】請求項2に記載の発明によれば、データ修
正手段が、操作入力手段からの入力情報に基づいて、要
素位置データ、表示位置データ及び表示姿勢データのう
ちの少なくとも1つを修正するように構成されているた
め、立体画像表示装置において編集内容を即時に反映さ
せた立体表示用データファイルを生成することができ、
それによって立体画像の表示内容を編集内容に基づいて
更新させることができる。According to the second aspect of the present invention, the data correcting means corrects at least one of the element position data, the display position data, and the display attitude data based on the input information from the operation input means. With such a configuration, it is possible to generate a stereoscopic display data file in which the editing content is immediately reflected in the stereoscopic image display device,
Thereby, the display contents of the stereoscopic image can be updated based on the edited contents.
【0118】請求項3に記載の発明によれば、記憶手段
は、複数の表示対象物に関する複数の立体表示用データ
ファイルを記憶するものであり、断面画像生成手段は、
表示空間内に複数の立体画像が表示されるように、複数
の立体表示用データファイルのそれぞれの内容を重畳さ
せた状態で、断面画像を生成するため、複数の表示対象
物を表示空間内に表示させることができる。According to the third aspect of the present invention, the storage means stores a plurality of three-dimensional display data files relating to a plurality of display objects, and the cross-sectional image generation means comprises:
In order to generate a cross-sectional image in a state where the respective contents of a plurality of data files for stereoscopic display are superimposed so that a plurality of stereoscopic images are displayed in the display space, a plurality of display objects are placed in the display space. Can be displayed.
【0119】請求項4に記載の発明によれば、立体表示
用データファイルが、所定の座標系における表示対象物
を構成する微小要素ごとの要素位置データと、スクリー
ンによる立体画像の表示空間内で定義される表示座標系
での前記立体画像の位置を示す表示位置データと、表示
座標系における前記立体画像の姿勢を示す表示姿勢デー
タとを含むデータ構造であるため、編集内容等に基づい
て容易かつ効率的に立体表示の態様を変更することがで
きる。According to the fourth aspect of the present invention, the three-dimensional display data file includes the element position data of each minute element constituting the display object in the predetermined coordinate system and the three-dimensional image display space on the screen. Since the data structure includes display position data indicating the position of the stereoscopic image in the defined display coordinate system and display posture data indicating the posture of the stereoscopic image in the display coordinate system, it can be easily determined based on editing contents and the like. In addition, the mode of stereoscopic display can be changed efficiently.
【図1】立体画像表示システムの全体的構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a stereoscopic image display system.
【図2】立体画像表示装置の概観を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overview of a stereoscopic image display device.
【図3】立体画像表示装置における光学系を含む構成を
示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration including an optical system in the stereoscopic image display device.
【図4】スクリーンおよび回転部材の斜視概観図の一例
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a perspective overview of a screen and a rotating member.
【図5】立体画像表示装置の機能構成を示すブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of the stereoscopic image display device.
【図6】立体表示用データファイルの一構成例を示す図
である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a stereoscopic display data file.
【図7】要素位置データによって示される内容を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing contents indicated by element position data.
【図8】スクリーンによる立体画像の表示空間を示す図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating a display space of a stereoscopic image on a screen.
【図9】図5に示した構成のうちの要部を抜き出した図
である。FIG. 9 is a diagram in which main parts of the configuration shown in FIG. 5 are extracted.
【図10】表示座標系においてスクリーンがある回転角
度にある場合を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a case where a screen is at a certain rotation angle in a display coordinate system.
【図11】立体画像の移動と姿勢変換とを行う場合の概
念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram in the case of performing movement and posture conversion of a stereoscopic image.
【図12】立体画像の移動と姿勢変換と変形を行う場合
の概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram in the case of performing movement, posture conversion, and deformation of a stereoscopic image.
【図13】動画像表示のために使用される立体表示用デ
ータファイルをの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a data file for stereoscopic display used for moving image display.
【図14】静止画像を立体表示する場合の処理手順を示
すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure when a still image is stereoscopically displayed.
【図15】動画像を立体表示する場合の処理手順を示す
フローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing procedure when a moving image is stereoscopically displayed.
1 立体画像表示システム 3 ホストコンピュータ 9 表示空間 22 操作入力手段 33 DMD(投影手段) 38 スクリーン 64 システムコントローラ 64a 編集内容解析部 67 データ変換器 67a データ記憶部(記憶手段) 67b データ修正部(データ修正手段) 67c 断面画像生成部(断面画像生成手段) 100 立体画像表示装置 DF 立体表示用データファイル DD 要素位置データ DL 表示位置データ DΦ 表示姿勢データ REFERENCE SIGNS LIST 1 stereoscopic image display system 3 host computer 9 display space 22 operation input means 33 DMD (projection means) 38 screen 64 system controller 64 a editing content analysis section 67 data converter 67 a data storage section (storage means) 67 b data correction section (data correction) Means) 67c Cross-sectional image generating unit (cross-sectional image generating means) 100 Stereoscopic image display device DF Data file for stereoscopic display DD Element position data DL Display position data DΦ Display posture data
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/34 G09G 3/34 D H04N 15/00 H04N 15/00 Fターム(参考) 5C061 AA06 AA11 AA21 AA23 AA29 AB16 AB21 AB24 5C080 AA18 BB05 CC04 DD21 EE17 JJ02 JJ06 JJ07 5G435 AA00 BB17 CC11 CC12 DD02 DD05 EE16 GG01 GG03 GG08 GG10 GG12 GG13 GG28 GG46Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G09G 3/34 G09G 3/34 D H04N 15/00 H04N 15/00 F term (reference) 5C061 AA06 AA11 AA21 AA23 AA29 AB16 AB21 AB24 5C080 AA18 BB05 CC04 DD21 EE17 JJ02 JJ06 JJ07 5G435 AA00 BB17 CC11 CC12 DD02 DD05 EE16 GG01 GG03 GG08 GG10 GG12 GG13 GG28 GG46
Claims (4)
所定方向に移動するスクリーンに対して断続的に投影す
ることで、表示対象物についての前記立体画像を表示す
る立体画像表示装置であって、 所定の座標系における前記表示対象物を構成する微小要
素ごとの要素位置データと、前記スクリーンによる前記
立体画像の表示空間内で定義される表示座標系での前記
立体画像の位置を示す表示位置データと、前記表示座標
系における前記立体画像の姿勢を示す表示姿勢データ
と、を含むデータ構造の立体表示用データファイルを記
憶する記憶手段と、 前記立体表示用データファイルに基づいて、前記表示空
間内における前記スクリーンが移動する際の各位置にお
いて投影すべき前記複数の断面画像を生成する断面画像
生成手段と、 前記スクリーンの移動に同期して、前記複数の断面画像
を断続的に前記スクリーンに対して投影する手段と、を
備えることを特徴とする立体画像表示装置。1. A method according to claim 1, further comprising the step of:
A three-dimensional image display device that displays the three-dimensional image of a display object by intermittently projecting the screen on a screen that moves in a predetermined direction, wherein a micro element that constitutes the display object in a predetermined coordinate system Element position data, display position data indicating a position of the stereoscopic image in a display coordinate system defined in a display space of the stereoscopic image on the screen, and an orientation of the stereoscopic image in the display coordinate system. Storage means for storing a data file for stereoscopic display having a data structure including display attitude data; and, based on the data file for stereoscopic display, to project at each position when the screen moves in the display space. A cross-sectional image generating unit configured to generate the plurality of cross-sectional images; Stereoscopic image display apparatus characterized by comprising, a means for projecting to the screen.
いて、 前記立体画像を編集操作するための操作入力手段と、 前記操作入力手段からの入力情報に基づいて、前記要素
位置データ、前記表示位置データ及び前記表示姿勢デー
タのうちの少なくとも1つを修正するデータ修正手段
と、をさらに備えることを特徴とする立体画像表示装
置。2. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein an operation input unit for editing the three-dimensional image, and the element position data and the display based on input information from the operation input unit. A stereoscopic image display device, further comprising: data correction means for correcting at least one of the position data and the display orientation data.
表示装置において、 前記記憶手段は、複数の表示対象物に関する複数の立体
表示用データファイルを記憶するものであり、前記断面
画像生成手段は、前記表示空間内に複数の立体画像が表
示されるように、前記複数の立体表示用データファイル
のそれぞれの内容を重畳させた状態で、前記断面画像を
生成することを特徴とする立体画像表示装置。3. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the storage unit stores a plurality of data files for three-dimensional display concerning a plurality of display objects, and generates the cross-sectional image. Means for generating the cross-sectional image in a state in which respective contents of the plurality of stereoscopic display data files are superimposed so that a plurality of stereoscopic images are displayed in the display space. Image display device.
クリーンに対して断続的に投影することによって、前記
立体画像を表示するために使用するデータファイルであ
って、 所定の座標系における前記表示対象物を構成する微小要
素ごとの要素位置データと、 前記スクリーンによる前記立体画像の表示空間内で定義
される表示座標系での前記立体画像の位置を示す表示位
置データと、 前記表示座標系における前記立体画像の姿勢を示す表示
姿勢データと、を含むデータ構造であることを特徴とす
る立体表示用データファイル。4. A data file used for displaying a three-dimensional image by intermittently projecting a plurality of cross-sectional images constituting a three-dimensional image onto a screen, wherein the display is performed in a predetermined coordinate system. Element position data for each minute element constituting the target object, display position data indicating a position of the stereoscopic image in a display coordinate system defined in a display space of the stereoscopic image on the screen, and And a display attitude data indicating an attitude of the stereoscopic image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000171774A JP2001352563A (en) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | Stereoscopic image display device and data file for stereoscopic display |
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006034522A (en) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Aruze Corp | Game machine |
-
2000
- 2000-06-08 JP JP2000171774A patent/JP2001352563A/en active Pending
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