JP2778998B2 - 立体映像生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、立体（三次元）映像を生成する立体映像
生成装置に関し、特に、空間に完全な立体映像を生成で
きるようにしたものである。

〔従来の技術〕

立体映像を生成する従来の技術としては、例えば、画
像処理情報センター発行、「PIXEL」1988年２月号（No.
65）の124〜134頁に記載されているように、多種多用の
ものが知られている。

これら従来の技術の多くは、二次元スクリーンに投影
される二次元画像を特殊メガネ等を用いて観ることによ
り、三次元画像を生成したような効果を得るものであ
る。代表的なものとしては、赤及び青に色分けされた映
像を赤及び青のフィルタで出来たメガネをかけて観る方
法や、偏光レンズを付けた映写機と偏光フィルタで出来
たメガネとを利用する方法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような技術では、観察者は特殊メ
ガネをかける煩わしさがあると共に、赤及び青で色分け
を行う方法ではカラー表示が難しく、また、偏光フィル
タを用いる方法では、観察者が僅かでも顔を傾けると立
体効果がなくなってしまうので、長時間の観察には不向
きであった。

なお、特殊メガネを使用しないで立体映像を生成する
技術も提案されてはいる（上記文献参照）が、実用的で
なかったり、充分な効果が望めない（極単純な線画しか
描けない、カラー映像が生成できない等）という欠点が
ある。

そこで、この発明は、上述したような従来の技術にお
ける未解決の課題に着目してなされたものであり、特殊
メガネ等を用いる必要がなく、充分実用的である立体映
像生成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の立体映像生成装
置は、所定の軸心の周囲に軸方向及び径方向の所定間隔
に渡る表示面を形成するように格子状に組まれたフレー
ムと、このフレームの前記表示面に固定された多数の発
光手段と、前記フレームを前記軸心を回転軸として回転
させる回転駆動手段と、前記発光手段を前記フレームの
回転に同期して発光させる発光制御手段と、を備えた。

〔作用〕

回転駆動手段がフレームを回転させると、そのフレー
ムは軸方向及び径方向の所定間隔に渡る表示面を形成し
ているから、その表示面に固定された多数の発光手段の
軌跡は三次元空間を形成する。

そして、発光制御手段が、多数の発光手段を回転に同
期して発光させると、人間の目の残像効果によって、上
記三次元空間内に立体映像が生成される。

さらに、多数の発光手段が固定される表示面は、格子
状に組まれたフレームによって形成されているため、発
光手段から発せられた光は、表示面の表側からだけでは
なく、反対側からも観ることができる。このため、本発
明によって生成される立体映像は、多くの方向から観る
ことができる。

しかも、多数の発光手段そのものが発光するものであ
るから、例えばスクリーンに投影するような形式とは異
なり、焦点調整等のための光学系が不要である。

また、格子状に組まれたフレームを利用しているた
め、それが回転して大きな風圧が発生するようなことも
防止される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示す図であ
る。

先ず、構成を説明すると、第１図において、立体映像
生成装置１は、回転自在に設置された回転スクリーン２
と、この回転スクリーン２を回転駆動させる電動モータ
３と、映像作成用のコンピュータ４と、を有している。

回転スクリーン２は、上端が開口した円錐形をなす防
風用の透明壁６に覆われた状態で設置面５上に設置され
ていて、下面に複数のタイヤ7aが設けられた円盤体７に
よって設置面５上で回転自在となっている。なお、透明
壁６は、防風壁の役割を果たすと共に、万が一、回転ス
クリーン２が破損した場合の破片の飛散防止の効果も得
られるように、高強度の素材から成形することが望まし
い。

そして、円盤体７の下面には、これと同軸で且つ軸受
8a及び8bに支持された回転軸８が固着されていて、回転
軸８は、動力室5a内に設置された電動モータ３の出力軸
と、無端ベルト3aを介して動力伝達可能に連結されてい
る。

一方、円盤体７の上面には、格子状に組まれたフレー
ム９が設置されていて、このフレーム９の上面9aは、回
転スクリーン２の斜視図である第２図に示すように、軸
方向及び径方向の所定間隔に渡る表示面としての波状の
曲面を形成している。

上面9aは、円盤体７の半径と同じ幅を有すると共に、
回転軸８と同軸の軸心と、円盤体７の周面を含む円筒体
の外周面とに沿って所定の勾配で軸方向の高さが変わる
面であって、第３図に示すように、1/8回転で最高位置
から最低位置に変化するようになっている。但し、第３
図においては、矢印の向く方向が高い位置を示す。

そして、フレーム９の波状形の上面9aには、多数の発
光手段としての発光素子（図中省略）が固定されてい
て、これら発光素子は、円盤体７上に設置されたコント
ローラ10と信号線を介して接続されている。

コントローラ10は、スリップリング11と信号線12とを
介して、コンピュータ４と通信可能に接続されると共
に、発光素子及びコントローラ10は、第１図中省略する
他のスリップリングを介して電源に接続されている。

また、透明壁６の外側には、この立体映像生成装置１
を鑑賞するための観客席13が構成されている。

第４図（ａ）及び（ｂ）は、立体映像生成装置１の回
路を示したブロック図であり、同図（ａ）は制御信号及
び映像データの流れ、同図（ｂ）は電源の流れを示して
いる。

即ち、発光素子15は、これの点灯及び消灯を切り換え
る駆動回路16と、表示データ記憶回路17とを有した一つ
のユニットＵとしてフレーム９の上面9aに設けられてい
て、表示データ記憶回路17は、コントローラ10内の処理
装置18から送信される回転位置信号に応じて、発光素子
15が点灯若しくは消灯するような制御信号を駆動回路16
に出力する。

一方、コントローラ10は、マイクロコンピュータ,ROM
やRAM等の記憶装置及び必要なインタフェース回路（図
示せず）等から構成された処理装置18と、コンピュータ
４からスリップリング11を介して供給される映像データ
を処理装置18に送るためのデータ通信回路19とを備える
と共に、例えば回転軸８の周面に沿って設置されたポテ
ンショメータ（図示せず）等から構成される回転位置検
出器20が接続されている。

そして、処理装置18は、回転位置検出器20から供給さ
れる回転スクリーン２の回転位置検出信号を、各表示デ
ータ記憶回路17に供給する一方、必要な場合には、スリ
ップリング11を介して供給される映像データに応じて、
表示データ記憶回路17に記憶されているデータを変更す
ることができる。

つまり、フレーム９の上面9aには、多数のユニットＵ
が配置されていて、それぞれのユニットＵの表示データ
記憶回路17が、コントローラ10に通信線を介して接続さ
せている。

また、第４図（ｂ）に示すように、スリップリング21
を介して供給される電源は、先ず、安定化電源回路22に
おいて電気的に安定化した後、蓄電池23及び電圧調整回
路24に供給される。

そして、電圧調整回路24は、供給される電源を、発光
素子用及び制御回路用として電圧調整を行った後、発光
素子15やコントローラ10等に電源を供給する。また、電
圧調整回路24は、スリップリング21に瞬間的な接触不良
等が生じても必要な電源を確保できるように、蓄電池23
にも接続されている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

電動モータ３を駆動させると、これと無端ベルト3aを
介して連結された回転軸８が回転するから、回転スクリ
ーン２が回転軸８と同軸の軸心を中心として回転する。

なお、回転スクリーン２の回転に伴って発生する風圧
は、透明壁６の防風効果によって、観客席13側には達し
ないし、そもそも回転スクリーン２は格子状に組まれた
フレーム９で形成しているから、発生する風圧自体が小
さくて済むようになっている。

そして、コントローラ10が、回転位置検出器20から供
給される回転位置検出信号を表示データ記憶回路17に供
給すると、表示データ記憶回路17は、自身に記憶されて
いるデータに基づき対応する発光素子15が発光するべき
回転位置にあると判断した場合には、駆動回路16に発光
素子15が点灯する制御信号を出力する。なお、表示デー
タ記憶回路17には予め映像データを記憶させておくが、
立体映像を生成中にそのデータを変更する必要がある場
合には、コントローラ４からコントローラ10に、データ
の変更を行う発光素子15のアドレスと必要な映像データ
とを送信すれば、処理装置18が表示データ記憶回路17中
のデータを変更する。

従って、回転スクリーン２の回転速度が充分速く、且
つ、表示データ記憶回路17に例えば建造物等の三次元物
体に対応したデータが記憶されていて、回転スクリーン
２の回転に同期して多数の発光素子15が発光すれば、上
面9aに設けられた多数の発光素子15が回転時に形成する
三次元空間内に、人間の目の残像効果によって、三次元
物体の立体映像が生成されることになる。

なお、立体映像生成装置１の周囲を暗くすると、残像
効果が高まり、立体映像をより鮮明に描くことができ
る。

また、動画を描く場合には、表示データ記憶回路17に
記憶するデータを、回転スクリーン２の回転数に従って
変化するようにすればよい。

さらに、カラーの立体映像を生成するには、発光素子
15を、赤，緑及び青の三原色から構成すると共に、表示
データ記憶回路17に色のデータも記憶するようにすれば
よい。

そして、上面9aに固定された発光素子から発せられた
光は、フレーム９の表側と反対側との両方から観ること
が可能であるから、この立体映像生成装置１によって生
成される立体映像は、回転スクリーン２のいずれの方向
からも観ることができる。このため、第１図に示すよう
に、立体映像生成装置１の正面側と裏面側との両方に観
客席13を設けることも可能であるし、特殊メガネ等が不
要であるから、観客に煩わしさを与えることもない。

さらに、発光素子そのものを発光させるようにしてい
るから、例えばスクリーンに映像を投影するような形式
とは異なり、複雑な光学系が不要であるという利点もあ
る。つまり、スクリーンに映像を投影して立体映像を生
成することを考えると、回転により三次元空間を形成す
るスクリーンと映写装置との距離が回転に伴って変化す
ることから、焦点調整のために面倒な光学系の制御が必
要となるが、発光素子そのものが発光する本実施例の構
成であれば、そのような光学系自体が不要である。

ここで、上記実施例では、発光素子15が発光手段に対
応し、電動モータ３及び無端ベルト3aが回転駆動手段に
対応し、コントローラ10,駆動回路16,表示データ記憶回
路17及び回転位置検出器20が発光制御手段に対応する。

また、上記のような立体映像生成装置１であれば、コ
ンピュータ４を操作することによって任意の立体映像を
生成することができるから、娯楽装置として最適である
と共に、例えば演劇等における背景セット等にも利用で
きるし、又は、工学や医学における種々の現象の解析装
置や、構造物のモデルや、立体レーダ等にも応用でき
る。

さらには、住宅や自動車等の大型展示物の代わりに立
体映像生成装置１を利用すれば、顧客の要望に応じて、
色彩や設計等を変更した展示物を、即座に展示すること
ができる。

なお、多数の発光素子15が形成する表示面の構造は、
上記実施例に限定されるものではなく、例えば、1/4回
転,1/2回転，又は１回転で最高位置から最定位置に変化
する波状の曲面であってもよく、要は、軸方向所定間隔
に渡る面（即ち、回転の軌跡が三次元空間を形成する
面）であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の立体映像生成装置によ
れば、空間に完全な立体映像を生成することが可能とな
るから、特殊メガネ等を使用する煩わしさがないし、顧
客の位置によって立体効果が得られないようなこともな
いし、さらには、カラー映像や動画も容易に生成するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は回転
スクリーンの一例を示す斜視図、第３図は表示面の一例
を示す説明図、第４図（ａ）及び（ｂ）は本実施例の回
路を示すブロック図であり、同図（ａ）は制御信号及び
映像データの流れ、同図（ｂ）は電源の流れを示す。 １……立体映像生成装置、２……回転スクリーン、３…
…電動モータ、４……コンピュータ、６……透明壁、７
……円盤体、８……回転軸、９……フレーム、9a……上
面、10……コントローラ、15……発光素子、16……駆動
回路、17……表示データ記憶回路、18……処理装置、20
……回転位置検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の軸心の周囲に軸方向及び径方向の所
   定間隔に渡る表示面を形成するように格子状に組まれた
   フレームと、このフレームの前記表示面に固定された多
   数の発光手段と、前記フレームを前記軸心を回転軸とし
   て回転させる回転駆動手段と、前記発光手段を前記フレ
   ームの回転に同期して発光させる発光制御手段と、を備
   えたことを特徴とする立体映像生成装置。