JP2003287711A - 三次元画像の表示方法および三次元画像表示装置 - Google Patents
三次元画像の表示方法および三次元画像表示装置Info
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 立体画像を表示するに際して、人間が立体を
認識する際の動作として考えられている両眼視差、両眼
のふくそう角、水晶体の調節としての焦点調節、単眼の
運動視差の全てを満たす立体画像表示を行うことによ
り、明瞭で且つ自然に見ることができる三次元画像の表
示方法および三次元画像表示装置を得る。 【解決手段】 レーザ発生器１から照射される赤外レー
ザ光２をレンズ３を介してミラー４で反射させ、尿素等
の二次非線形光学効果を持つ微粒子が水等の分散媒体に
均一に分散している透明容器５内の所定の位置に焦点を
結ばせる。焦点が結んだ部分に存在する前記微粒子が、
この赤外レーザ光の第二高調波を発生し、これを見るこ
とができる。ミラー４を二次元走査し、同時にレンズ３
を光軸方向に移動して焦点を光軸線方向に走査し、それ
により全体として三次元走査を行い、容器５内の映像空
間に任意の立体図形を描くことができる。
認識する際の動作として考えられている両眼視差、両眼
のふくそう角、水晶体の調節としての焦点調節、単眼の
運動視差の全てを満たす立体画像表示を行うことによ
り、明瞭で且つ自然に見ることができる三次元画像の表
示方法および三次元画像表示装置を得る。 【解決手段】 レーザ発生器１から照射される赤外レー
ザ光２をレンズ３を介してミラー４で反射させ、尿素等
の二次非線形光学効果を持つ微粒子が水等の分散媒体に
均一に分散している透明容器５内の所定の位置に焦点を
結ばせる。焦点が結んだ部分に存在する前記微粒子が、
この赤外レーザ光の第二高調波を発生し、これを見るこ
とができる。ミラー４を二次元走査し、同時にレンズ３
を光軸方向に移動して焦点を光軸線方向に走査し、それ
により全体として三次元走査を行い、容器５内の映像空
間に任意の立体図形を描くことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を三次元に表
示するための三次元画像の表示方法、およびその表示方
法を実施するための三次元画像表示装置に関する。
示するための三次元画像の表示方法、およびその表示方
法を実施するための三次元画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療分野におけるＣＴ診断や手術のシミ
ュレーション、建築分野におけるＣＡＤ装置、航空管制
における航空機の位置表示、科学技術計算における分子
構造の表示など、多くの分野で三次元解析情報を取り扱
うことが必要不可決になっている。これらの装置に付属
するＣＲＴや液晶、有機発光素子等のディスプレイ装置
は、二次元映像しか表示できないため、遠近法などを利
用した疑似三次元方式が一般的な表示法として用いられ
ている。しかしながら、上記の三次元情報を充分に表示
することができてはおらず、このような大量の三次元情
報を高速に表示し、前後、左右、上下から自由に観察で
きる三次元ディスプレイの出現が待たれている。
ュレーション、建築分野におけるＣＡＤ装置、航空管制
における航空機の位置表示、科学技術計算における分子
構造の表示など、多くの分野で三次元解析情報を取り扱
うことが必要不可決になっている。これらの装置に付属
するＣＲＴや液晶、有機発光素子等のディスプレイ装置
は、二次元映像しか表示できないため、遠近法などを利
用した疑似三次元方式が一般的な表示法として用いられ
ている。しかしながら、上記の三次元情報を充分に表示
することができてはおらず、このような大量の三次元情
報を高速に表示し、前後、左右、上下から自由に観察で
きる三次元ディスプレイの出現が待たれている。
【０００３】一般的に人間が対象物を立体視する生理的
要因は、（１）両眼視差、（２）両眼のふくそう角、
（３）焦点調節（水晶体の調節）、（４）単眼の運動視
差といわれる。
要因は、（１）両眼視差、（２）両眼のふくそう角、
（３）焦点調節（水晶体の調節）、（４）単眼の運動視
差といわれる。
【０００４】従来、三次元表示に用いられてきた方法
は、ほとんどが（１）の両眼視差のみを実現したもので
あり、不自然さや極度の疲労感を伴わざるを得ない。ま
た立体知覚の異常といった生理的疾患の原因になってい
るとも考えられている。最近では、複数の平面スクリー
ンを重ねて、擬似的に（２）両眼のふくそう角、と
（３）焦点調節（水晶体の調節）を満たそうという試み
もなされているが十分とは言えず、また（４）単眼の運
動視差を実現するまでには至っていない。
は、ほとんどが（１）の両眼視差のみを実現したもので
あり、不自然さや極度の疲労感を伴わざるを得ない。ま
た立体知覚の異常といった生理的疾患の原因になってい
るとも考えられている。最近では、複数の平面スクリー
ンを重ねて、擬似的に（２）両眼のふくそう角、と
（３）焦点調節（水晶体の調節）を満たそうという試み
もなされているが十分とは言えず、また（４）単眼の運
動視差を実現するまでには至っていない。
【０００５】立体をより忠実に表示する装置としては、
ホログラフィがよく知られている。ホログラフィは、上
記の（１）両眼視差、（２）両眼のふくそう角、（３）
焦点調節（水晶体の調節）の三点を満たすことができる
が、（４）単眼の運動視差の実現は難しい。また、ホロ
グラフィを利用した立体画像表示装置は、光学的な書き
込みと再生を行う必要があり、さらに電子的な架空物体
を表示させる場合は膨大な干渉縞の計算を行う必要があ
り、リアルタイムに動画像表示を行うことは非常に困難
である。
ホログラフィがよく知られている。ホログラフィは、上
記の（１）両眼視差、（２）両眼のふくそう角、（３）
焦点調節（水晶体の調節）の三点を満たすことができる
が、（４）単眼の運動視差の実現は難しい。また、ホロ
グラフィを利用した立体画像表示装置は、光学的な書き
込みと再生を行う必要があり、さらに電子的な架空物体
を表示させる場合は膨大な干渉縞の計算を行う必要があ
り、リアルタイムに動画像表示を行うことは非常に困難
である。
【０００６】上記の（１）〜（４）を満足する方法とし
て、体積走査法（奥行標本化法）があげられる。この方
法は、前後、左右、上下から自由に観察できるという、
言わば真の意味での完全な三次元映像を表示する方法で
ある。体積走査方式については、従来（ａ）バリフォー
カル・ミラー方式、（ｂ）移動ディスプレイ方式、
（ｃ）移動スクリーン方式、（ｄ）アップコンバージョ
ン蛍光方式、がある。
て、体積走査法（奥行標本化法）があげられる。この方
法は、前後、左右、上下から自由に観察できるという、
言わば真の意味での完全な三次元映像を表示する方法で
ある。体積走査方式については、従来（ａ）バリフォー
カル・ミラー方式、（ｂ）移動ディスプレイ方式、
（ｃ）移動スクリーン方式、（ｄ）アップコンバージョ
ン蛍光方式、がある。
【０００７】前記（ａ）の方式は、ブラウン管等の画像
を前後に振動するミラーの動きに同期して反射させる方
法である。前記（ｂ）の方法は、立体画像の断面図を表
示した発光ダイオードディスプレイ等を高速で移動・回
転することにより立体像を表示するものである。前記
（ｃ）の方法は、移動するスクリーンにレーザ光で立体
画像の断面図を描くことで立体的に見せるものである。
前記（ｄ）の方法は、蛍光物質のアップコンバージョン
現象を利用して、実際の発光面に沿って蛍光物質を発光
させて三次元の画像を表示するものである。
を前後に振動するミラーの動きに同期して反射させる方
法である。前記（ｂ）の方法は、立体画像の断面図を表
示した発光ダイオードディスプレイ等を高速で移動・回
転することにより立体像を表示するものである。前記
（ｃ）の方法は、移動するスクリーンにレーザ光で立体
画像の断面図を描くことで立体的に見せるものである。
前記（ｄ）の方法は、蛍光物質のアップコンバージョン
現象を利用して、実際の発光面に沿って蛍光物質を発光
させて三次元の画像を表示するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように三次元映
像を表示するに際して体積走査法を用いたものにおい
て、前記（ａ）のバリフォーカル・ミラー方式の振動薄
膜ミラーは像の倍率が変わり、補正が必要である。ま
た、表現できる大きさや、画像が見える範囲に限界があ
る。（ｂ）の移動ディスプレイ方式と（ｃ）の移動スク
リーン方式は、移動の方向により立体像が見える範囲に
制限があったり、解像度が異なったりする問題がある。
また、表示部位内に装置の構造部材が内包せざるを得
ず、基本的に画像が不鮮明になりやすい。
像を表示するに際して体積走査法を用いたものにおい
て、前記（ａ）のバリフォーカル・ミラー方式の振動薄
膜ミラーは像の倍率が変わり、補正が必要である。ま
た、表現できる大きさや、画像が見える範囲に限界があ
る。（ｂ）の移動ディスプレイ方式と（ｃ）の移動スク
リーン方式は、移動の方向により立体像が見える範囲に
制限があったり、解像度が異なったりする問題がある。
また、表示部位内に装置の構造部材が内包せざるを得
ず、基本的に画像が不鮮明になりやすい。
【０００９】また、（ｄ）のアップコンバージョン蛍光
方式は、二光子吸収によるアップコンバージョンを用い
た立体画像表示法である。ホスト材料にフッ化物ガラス
を用い、このガラスの一方向からある波長のレーザー光
を、別の方向から異なる波長のレーザーを入射し、一点
で交差するようにすると、その点のみで発光する。それ
ぞれのビームを同期させながら水平及び垂直方向に走査
していくと、立体的に発光点が移動して立体的な画像を
表示することができる。しかし、２種類のレーザー光を
走査する必要があるため、レーザーアレイなどの複雑な
光学系を用いなければならない。また、表示部分に用い
られるフッ化物ガラスについては大きなものを作成する
のは困難である。さらに、複数の発光色、すなわちカラ
ーで立体画像を表示するためには、三原色の単色光のみ
を発光するドーパントの選択が困難であり、積層構造を
もつフッ化物ガラスを作成する必要があり、さらに励起
光源が三原色それぞれに二つずつ必要であるため、現実
的にはほとんど不可能であり、実用的な装置は実現して
いない。
方式は、二光子吸収によるアップコンバージョンを用い
た立体画像表示法である。ホスト材料にフッ化物ガラス
を用い、このガラスの一方向からある波長のレーザー光
を、別の方向から異なる波長のレーザーを入射し、一点
で交差するようにすると、その点のみで発光する。それ
ぞれのビームを同期させながら水平及び垂直方向に走査
していくと、立体的に発光点が移動して立体的な画像を
表示することができる。しかし、２種類のレーザー光を
走査する必要があるため、レーザーアレイなどの複雑な
光学系を用いなければならない。また、表示部分に用い
られるフッ化物ガラスについては大きなものを作成する
のは困難である。さらに、複数の発光色、すなわちカラ
ーで立体画像を表示するためには、三原色の単色光のみ
を発光するドーパントの選択が困難であり、積層構造を
もつフッ化物ガラスを作成する必要があり、さらに励起
光源が三原色それぞれに二つずつ必要であるため、現実
的にはほとんど不可能であり、実用的な装置は実現して
いない。
【００１０】したがって本発明は、上述した従来技術の
問題点を解決することができる三次元画像の表示方法、
およびその表示方法を実施するための三次元画像表示装
置を提供することを目的とする。
問題点を解決することができる三次元画像の表示方法、
およびその表示方法を実施するための三次元画像表示装
置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１に係る発明は、非線形光学効果によ
り波長変換を行う非線形光学材料からなる微粒子が浮遊
している気体のエアロゾルまたは液体もしくは固体のコ
ロイド分散体に対し、描きたい物体表面の位置に焦点が
結ぶように焦点位置を制御しつつ赤外レーザ光を照射
し、かつ、描きたい物体表面を走査することにより、前
記微粒子の波長変換作用によって発生した可視光が前記
微粒子により散乱され、三次元画像を表現することを特
徴とする三次元画像表示方法としたものである。
するため、請求項１に係る発明は、非線形光学効果によ
り波長変換を行う非線形光学材料からなる微粒子が浮遊
している気体のエアロゾルまたは液体もしくは固体のコ
ロイド分散体に対し、描きたい物体表面の位置に焦点が
結ぶように焦点位置を制御しつつ赤外レーザ光を照射
し、かつ、描きたい物体表面を走査することにより、前
記微粒子の波長変換作用によって発生した可視光が前記
微粒子により散乱され、三次元画像を表現することを特
徴とする三次元画像表示方法としたものである。
【００１２】また、請求項２に係る発明は、前記赤外レ
ーザ光の波長を複数用い、描きたい物体表面をカラーで
表現することを特徴とする請求項１記載の三次元画像表
示方法としたものである。
ーザ光の波長を複数用い、描きたい物体表面をカラーで
表現することを特徴とする請求項１記載の三次元画像表
示方法としたものである。
【００１３】また、請求項３に係る発明は、非線形光学
効果により波長変換を行う非線形光学材料からなる微粒
子が浮遊している気体のエアロゾルまたは液体もしくは
固体のコロイド分散体を封入した表示部分と、描きたい
物体表面の位置に焦点位置が結ぶように焦点位置を制御
し、かつ、描きたい物体表面に沿って走査する赤外レー
ザ光照射装置とから成り、前記微粒子の波長変換により
発生した可視光が前記微粒子により散乱され、三次元画
像を表現することを特徴とする三次元画像表示装置とし
たものである。
効果により波長変換を行う非線形光学材料からなる微粒
子が浮遊している気体のエアロゾルまたは液体もしくは
固体のコロイド分散体を封入した表示部分と、描きたい
物体表面の位置に焦点位置が結ぶように焦点位置を制御
し、かつ、描きたい物体表面に沿って走査する赤外レー
ザ光照射装置とから成り、前記微粒子の波長変換により
発生した可視光が前記微粒子により散乱され、三次元画
像を表現することを特徴とする三次元画像表示装置とし
たものである。
【００１４】また、請求項４に係る発明は、前記赤外レ
ーザ光の波長を複数用い、描きたい物体表面をカラーで
表現することを特徴とする請求項３記載の三次元画像表
示装置としたものである。
ーザ光の波長を複数用い、描きたい物体表面をカラーで
表現することを特徴とする請求項３記載の三次元画像表
示装置としたものである。
【００１５】また、請求項５に係る発明は、前記複数の
赤外レーザ光の波長は、各々別の赤外レーザ光であるこ
とを特徴とする請求項４記載の三次元画像表示装置とし
たものである。
赤外レーザ光の波長は、各々別の赤外レーザ光であるこ
とを特徴とする請求項４記載の三次元画像表示装置とし
たものである。
【００１６】また、請求項６に係る発明は、前記複数の
赤外レーザ光の波長は、一つの赤外レーザ光に重ねたも
のであることを特徴とする請求項４記載の三次元画像表
示装置としたものである。
赤外レーザ光の波長は、一つの赤外レーザ光に重ねたも
のであることを特徴とする請求項４記載の三次元画像表
示装置としたものである。
【００１７】本発明で用いられる表示部分は、気体、液
体あるいは固体を分散媒体として、微粒子が均一に分散
したものをガラスやプラスチックの容器に封入したもの
を用いる。分散媒体としての気体は、空気、窒素、ある
いはアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いること
ができる。液体としては水や流動パラフィン等の微粒子
を溶解しない各種有機溶剤が用いられる。固体として
は、ガラスや透明なプラスチックを用いることができ
る。微粒子については、二次非線形光学材料や四光子過
程としては、二次の非線形光学効果を有する物質であれ
ば無機物でも有機物でも良いが、例えば、尿素、リン酸
二カリウムが挙げられる。微粒子の大きさは、数ミクロ
ンから数ナノメーターが望ましい。コロイド分散体の作
成法は、例えば、機械的粉砕法、再沈法等が用いられ
る。
体あるいは固体を分散媒体として、微粒子が均一に分散
したものをガラスやプラスチックの容器に封入したもの
を用いる。分散媒体としての気体は、空気、窒素、ある
いはアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを用いること
ができる。液体としては水や流動パラフィン等の微粒子
を溶解しない各種有機溶剤が用いられる。固体として
は、ガラスや透明なプラスチックを用いることができ
る。微粒子については、二次非線形光学材料や四光子過
程としては、二次の非線形光学効果を有する物質であれ
ば無機物でも有機物でも良いが、例えば、尿素、リン酸
二カリウムが挙げられる。微粒子の大きさは、数ミクロ
ンから数ナノメーターが望ましい。コロイド分散体の作
成法は、例えば、機械的粉砕法、再沈法等が用いられ
る。
【００１８】レーザ光の照射装置に用いられるレーザー
は、赤外の波長領域のパルスレーザーである。波長は、
９００―１３００ナノメーター、パルス幅は、数十ピコ
秒から数フェムト秒が望ましい。このレーザー光を描き
たい物体表面の位置に焦点が結ぶように焦点位置を制御
しながら描きたい物体表面を走査する。二次の非線形光
学効果は、焦点からの距離の二乗に反比例するので、焦
点付近で最も大きな波長変換による第二高調波が発生す
る。発生した第二高調波は可視光であるため、微粒子に
より散乱され、全方位から肉眼で発光点を観測すること
ができる。発光強度は入射レーザーの強度に比例するの
で、入射強度を制御することにより、コントラストを制
御することができる。
は、赤外の波長領域のパルスレーザーである。波長は、
９００―１３００ナノメーター、パルス幅は、数十ピコ
秒から数フェムト秒が望ましい。このレーザー光を描き
たい物体表面の位置に焦点が結ぶように焦点位置を制御
しながら描きたい物体表面を走査する。二次の非線形光
学効果は、焦点からの距離の二乗に反比例するので、焦
点付近で最も大きな波長変換による第二高調波が発生す
る。発生した第二高調波は可視光であるため、微粒子に
より散乱され、全方位から肉眼で発光点を観測すること
ができる。発光強度は入射レーザーの強度に比例するの
で、入射強度を制御することにより、コントラストを制
御することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係
る三次元ディスプレイ装置のシステム及びその動作状態
を示す鳥瞰図である。図１に示す実施例においては、レ
ーザ発生器１から照射される赤外レーザ光２をレンズ３
を介してミラー４で反射させ、尿素等の二次非線形光学
効果を持つ微粒子が水等の分散媒体に均一に分散してい
る透明容器５内の所定の位置に焦点を結ばせる。焦点が
結んだ部分に存在する前記微粒子が、この赤外レーザ光
の第二高調波を発生させる。
参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係
る三次元ディスプレイ装置のシステム及びその動作状態
を示す鳥瞰図である。図１に示す実施例においては、レ
ーザ発生器１から照射される赤外レーザ光２をレンズ３
を介してミラー４で反射させ、尿素等の二次非線形光学
効果を持つ微粒子が水等の分散媒体に均一に分散してい
る透明容器５内の所定の位置に焦点を結ばせる。焦点が
結んだ部分に存在する前記微粒子が、この赤外レーザ光
の第二高調波を発生させる。
【００２０】図２に、三次元画像を表示する映像空間の
原理を模式的に示す。この映像空間には、尿素等の二次
非線形光学効果を持つ微粒子１０が水等の分散媒体１１
に均一に分散している。強度I(ω)、波長2lの赤外パル
スレーザー光１２を映像空間内に照射し、かつ、空間内
に焦点を結ぶと、焦点付近に存在する微粒子の非線形光
学効果により、強度I(2ω)、波長lの可視光となった第
二高調波１３が発生する。
原理を模式的に示す。この映像空間には、尿素等の二次
非線形光学効果を持つ微粒子１０が水等の分散媒体１１
に均一に分散している。強度I(ω)、波長2lの赤外パル
スレーザー光１２を映像空間内に照射し、かつ、空間内
に焦点を結ぶと、焦点付近に存在する微粒子の非線形光
学効果により、強度I(2ω)、波長lの可視光となった第
二高調波１３が発生する。
【００２１】第二高調波の強度I(2ω)と焦点からの距離
Rとの関係を表すグラフを図３に示す。強度I(2ω)は焦
点からの距離Rの自乗に反比例することから、第二高調
波は焦点付近で急速に強度を増大する。発生した可視光
としての第二高調波は、微粒子により全方位に散乱さ
れ、全方位で観測される。その結果、映像空間中に発光
点が得られる。
Rとの関係を表すグラフを図３に示す。強度I(2ω)は焦
点からの距離Rの自乗に反比例することから、第二高調
波は焦点付近で急速に強度を増大する。発生した可視光
としての第二高調波は、微粒子により全方位に散乱さ
れ、全方位で観測される。その結果、映像空間中に発光
点が得られる。
【００２２】このような特性をもつこの映像空間に用い
られる二次非線形光学材料としては、例えば尿素、4'-
(N'、N'-dimethylamino)-N-methylstilbazorium tosyla
te(DAST)、2-methyl-4-nitroaniline(MNA)、m-nitroani
line(mNA)、4-nitro-3-picoline-N-oxide(POM)等の有機
物や、pottasium dihydrophosphate(KDP)、lithium nio
bate(LN)などの無機物が用いられる。
られる二次非線形光学材料としては、例えば尿素、4'-
(N'、N'-dimethylamino)-N-methylstilbazorium tosyla
te(DAST)、2-methyl-4-nitroaniline(MNA)、m-nitroani
line(mNA)、4-nitro-3-picoline-N-oxide(POM)等の有機
物や、pottasium dihydrophosphate(KDP)、lithium nio
bate(LN)などの無機物が用いられる。
【００２３】次に、映像空間に図形を描く方法を述べ
る。前記図１に示すような装置を用い、例えばミラー４
を二次元走査し、レ−ザーを二次元に走査することによ
り断面図を作成する。同時に例えばレンズ３を光軸方向
に移動することにより焦点を光軸線方向に走査し、それ
により全体として三次元走査を行い、容器５内の映像空
間に任意の立体図形を描くことができる。なお、図示実
施例においては家を立体表示した状態を示しており、こ
の家の任意の面を不透明にし、或いは透明に表示し、更
に内部に種々の物体を表示することが可能となる。
る。前記図１に示すような装置を用い、例えばミラー４
を二次元走査し、レ−ザーを二次元に走査することによ
り断面図を作成する。同時に例えばレンズ３を光軸方向
に移動することにより焦点を光軸線方向に走査し、それ
により全体として三次元走査を行い、容器５内の映像空
間に任意の立体図形を描くことができる。なお、図示実
施例においては家を立体表示した状態を示しており、こ
の家の任意の面を不透明にし、或いは透明に表示し、更
に内部に種々の物体を表示することが可能となる。
【００２４】上述した映像は静止画像であるが、１回の
スキャニング毎に信号を変化させることで動画像を描く
ことができることはいうまでもない。上記実施例におい
てはミラー４とレンズ３の走査により焦点の三次元走査
を行った例を示したが、例えばミラーを光軸方向にデジ
タル的に移動しながら傾斜角調整を行う等、種々の手段
で焦点の三次元スキャンを行うことができる。
スキャニング毎に信号を変化させることで動画像を描く
ことができることはいうまでもない。上記実施例におい
てはミラー４とレンズ３の走査により焦点の三次元走査
を行った例を示したが、例えばミラーを光軸方向にデジ
タル的に移動しながら傾斜角調整を行う等、種々の手段
で焦点の三次元スキャンを行うことができる。
【００２５】次に、本発明の三次元ディスプレイ装置を
カラ−化する方法について述べる。カラ−化は、カラ−
ブラウン管と同様、赤緑青の発光を独立に制御すること
により達成される。今、赤の可視光（波長lR）、緑の可
視光（波長lG）、青の可視光（波長lB）を得るため、そ
れぞれ独立に、赤外光（波長2lR、2lG、2lB)を照射すれ
ば、各焦点付近で、それぞれ対応する第二高調波赤外光
（波長lR、lG、lB）が発生する。すなわち、映像空間に
は、近接しているが座標の異なる赤、緑、青の三点の輝
点ができる。離れた位置からこれを見ると、カラ−ブラ
ウン管と同様の原理によってこれらの色が混ざりあった
中間色の輝点に見える。
カラ−化する方法について述べる。カラ−化は、カラ−
ブラウン管と同様、赤緑青の発光を独立に制御すること
により達成される。今、赤の可視光（波長lR）、緑の可
視光（波長lG）、青の可視光（波長lB）を得るため、そ
れぞれ独立に、赤外光（波長2lR、2lG、2lB)を照射すれ
ば、各焦点付近で、それぞれ対応する第二高調波赤外光
（波長lR、lG、lB）が発生する。すなわち、映像空間に
は、近接しているが座標の異なる赤、緑、青の三点の輝
点ができる。離れた位置からこれを見ると、カラ−ブラ
ウン管と同様の原理によってこれらの色が混ざりあった
中間色の輝点に見える。
【００２６】さらに、ハ−フミラ−を用いて、赤緑青用
の三本のレ−ザビ−ムを一本の光路上に乗せることも可
能である。このようなレ−ザ配置を用いた場合、カラ−
化しても一画素は空間の一点であるため、分解能は単色
の装置と同等にすることができる。
の三本のレ−ザビ−ムを一本の光路上に乗せることも可
能である。このようなレ−ザ配置を用いた場合、カラ−
化しても一画素は空間の一点であるため、分解能は単色
の装置と同等にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、人
間が対象物を立体視する生理的要因とされている両眼視
差、両眼のふくそう角、焦点調節、単眼の運動視差の全
てを満たす立体画像表示を行うことにより、明瞭で且つ
自然に見ることができる三次元画像の表示方法および三
次元画像表示装置とすることができる。
間が対象物を立体視する生理的要因とされている両眼視
差、両眼のふくそう角、焦点調節、単眼の運動視差の全
てを満たす立体画像表示を行うことにより、明瞭で且つ
自然に見ることができる三次元画像の表示方法および三
次元画像表示装置とすることができる。
【図１】本発明による三次元ディスプレイ装置の一実施
例における、システム構成及びその動作状態を示す鳥瞰
図である。
例における、システム構成及びその動作状態を示す鳥瞰
図である。
【図２】本発明による映像表示の原理を模式的に示した
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明による微粒子の非線形光学効果により発
生した第二高調波の強度と焦点距離からの距離との関係
を表すグラフである。
生した第二高調波の強度と焦点距離からの距離との関係
を表すグラフである。
１ レーザ発生器
２ 赤外レーザ光
３ レンズ
４ ミラー
５ 透明容器
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０４Ｎ 15/00 Ｈ０４Ｎ 15/00
(72)発明者 木村 龍実
茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法
人産業技術総合研究所つくばセンター内
(72)発明者 松田宏雄
茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法
人産業技術総合研究所つくばセンター内
(72)発明者 金子 祐司
茨城県つくば市二の宮４−６−３−401
Ｆターム(参考） 2H045 AB00 BA20 BA24 DA31
2K002 AA07 AB12 BA01 CA05 DA20
HA20
5C061 AA06 AA25 AA29 AB14 AB17
Claims (6)
- 【請求項１】 非線形光学効果により波長変換を行う非
線形光学材料からなる微粒子が浮遊している気体のエア
ロゾルまたは液体もしくは固体のコロイド分散体に対
し、描きたい物体表面の位置に焦点が結ぶように焦点位
置を制御しつつ赤外レーザ光を照射し、かつ、描きたい
物体表面を走査することにより、前記微粒子の波長変換
作用によって発生した可視光が前記微粒子により散乱さ
れ、三次元画像を表現することを特徴とする三次元画像
表示方法。 - 【請求項２】 前記赤外レーザ光の波長を複数用い、描
きたい物体表面をカラーで表現することを特徴とする請
求項１記載の三次元画像表示方法。 - 【請求項３】 非線形光学効果により波長変換を行う非
線形光学材料からなる微粒子が浮遊している気体のエア
ロゾルまたは液体もしくは固体のコロイド分散体を封入
した表示部分と、描きたい物体表面の位置に焦点位置が
結ぶように焦点位置を制御し、かつ、描きたい物体表面
に沿って走査する赤外レーザ光照射装置とから成り、前
記微粒子の波長変換により発生した可視光が前記微粒子
により散乱され、三次元画像を表現することを特徴とす
る三次元画像表示装置。 - 【請求項４】 前記赤外レーザ光の波長を複数用い、描
きたい物体表面をカラーで表現することを特徴とする請
求項３記載の三次元画像表示装置。 - 【請求項５】 前記複数の赤外レーザ光の波長は、各々
別の赤外レーザ光であることを特徴とする請求項４記載
の三次元画像表示装置。 - 【請求項６】 前記複数の赤外レーザ光の波長は、一つ
の赤外レーザ光に重ねたものであることを特徴とする請
求項４記載の三次元画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090044A JP2003287711A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 三次元画像の表示方法および三次元画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002090044A JP2003287711A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 三次元画像の表示方法および三次元画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003287711A true JP2003287711A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29235437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002090044A Pending JP2003287711A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 三次元画像の表示方法および三次元画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003287711A (ja) |
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-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002090044A patent/JP2003287711A/ja active Pending
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