JPH0384516A - ３次元表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 画像を立体的に表示する３次元表示装置に関し、色フィ
ルタや偏光板等の補助手段を利用者に使用させることな
く、かつホログラムによる色ずれをなくして、鮮明な３
次元画像を立体的に表示することのできる３次元表示装
置の提供を目的とし、表示器に表示される画像の虚像を
ホログラムによって結像する３次元表示装置において、
前記ホログラムは結像距離の異なる複数のホログラム片
よりなり、かつ前記表示器に表示される画像を時分割で
切り換えるとともに、前記画像の切り換えに同期するよ
うに前記ホログラム片の一つを切り換えて選択する制御
部を設けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像を立体的に表示する３次元表示装置に関
するものである。

近年、コンピュータを利用したＣＡＤやシミニレ−ジョ
ンのシステムが普及し、これらのシステムにおいては、
対象物をソリッドモデルとして立体的に表示するものが
多い。しかしながら、画像が２次元平面であるデイスプ
レィ装置に表示されるので、遠近感のある３次元表示を
行うためには、利用者がフィルタ、偏光板等の補助手段
を用いる必要があり、利用者の負担が大きい、また、複
数のホログラムにより得られる虚像によって立体的な表
示を行うものも提案されているが、ホログラムによって
回折光波長を変化させる必要があり、色ずれを生じて鮮
明な画像を得ることが難しい。

このような状況のもとで、色フィルタや偏光板等の補助
手段を利用者に使用させることなく、かつホログラムに
よる色ずれをなくして、鮮明な３次元画像を立体的に表
示することのできる３次元表示装置が求められている。

〔従来の技術〕

従来、３次元表示装置は、第３図に示すように、液晶デ
イスプレィ装置等よりなる薄型の表示器１１０とホログ
ラム１２０．１３０を設けたガラス板１４０とよりなる
表示ユニットｌＯＯを複数重ねるように配置して構成さ
れている。そして、各表示器１１０に表示される画像の
光２００をホログラム１２０に入射させて回折させ、ガ
ラス板１４０に臨界角より大きい角度で入射させてガラ
ス板１４０の裏面で反射させ、さらに反射させた光２０
０をホログラム１３０で再度回折させ、利用者の目に写
される。このようにして、各表示ユニッ）１００に、そ
れぞれ表示された画像を重ね合わせて奥行きのある立体
的な表示を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の３次元表示装置は、後方に位置する
表示ユニッ）１００の画像を前方の画像と重ねて表示す
るためには、その画像の光波長を前方の表示ユニット１
００のものと異なるようにする必要がある。すなわち、
前方の表示ユニット１００のホログラム１３０に回折さ
れて反射することのないように、それぞれの表示ユニッ
ト１００のホログラム１２０及び１３０の回折光波長を
変える必要があるため、表示される３次元画像は、奥行
き方向に色の変化する画像として表示される。

したがって、画像の色を正しく表示することができず、
鮮明な画像が得られないという欠点があった。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであっ
て、ホログラムを用いて色フィルタや偏光板等の補助手
段を用いる必要のない３次元表示装置で、かつホログラ
ムによる色ずれをなくして、鮮明な立体的画像を表示す
ることのできる３次元表示装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を実施例に対応する第１図および第２図に基づい
て説明すると、３次元表示装置Ａは、画像１０を時分割
で切り換える表示器１と、切り換え可能な複数のホログ
ラム片２ａ、２ｂ、２Ｃよりなるホログラム２とを設け
ている。

そして、前記ホログラム片２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれ
異なる結像距離Ｆに虚像２０を回折して結像するもので
あり、前記表示器１の画像１０の切り換えに同期してホ
ログラム片２ａ、２ｂ１２Ｃを選択して切り換えるよう
に表示器１とホログラム２とを制御する制御部３を設け
て形成されている。

〔作用〕

上記構成に基づき、本発明においては、第１図（ａ）に
示すように表示器ｌに表示される画像１０の光をホログ
ラム２の一つのホログラム片２ａに入射させ、回折して
結像距離Ｆａの虚像２０ａを表示する。次いで、制御部
３によって第１図（ｂ）に示すように画像１０を切り換
えると同時に、ホログラム２のホログラム片２ａを他の
結像距離の異なるホログラム片２ｂに切り換え、結像距
ＭＦｂの虚像２０ｂを表示する。同様に、ホログラム片
２ｃに切り換えて結像距離の異なる虚像２０を表示する
。このようにして、表示器工の画像■０の切り換えに同
期させホログラム２のホログラム片２ａ、２ｂ、２Ｃを
選択的に切り換える動作を瞬時に繰り返すことによって
、結像距離の異なる虚像２０が重ね合わせられて、画像
１０は奥行きのある３次元画像として観察される。

したがって、従来のように、ホログラムを重ね合わせて
表示することによって生じていた画像の色ずれがなくな
り、鮮明な３次元表示が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図および第２図において、特に第２図において詳し
く示されるように、３次元表示装置Ａは、画像１０を切
り換えて表示する表示器１と、画像１０の光を回折して
虚像２０を結像する複数のホログラム片２ａ、２ｂ、２
ｃを有するホログラム２と、前記表示器１およびホログ
ラム２の切り換えを同期させて作動させる制御部３を有
して構成されている。

表示器ｌは、台座５に上向きに画像ＩＯを表示するよう
に設けられ、接続された制御部３によって画像１０を時
分割で切り換えるようになっている。

ホログラム２は、台座５に立設されたフレーム６．６間
に架は渡されたガイドレール７上をリニアモータ（図示
せず）等の駆動機構によって移動可能に取り付けられて
いる。そして、ホログラム２は結像距離の異なる複数の
ホログラム片２ａ。

２ｂ、２ｃをホログラム２の移動方向に並べて形成され
、駆動機構を制御部３で制御してホログラム２を移動す
ることにより、表示器１に対応する位置にホログラム片
２　ａ　ｓ　２　ｂ、２ｃの一つを選択的に配置して切
り換えるようになっている。

３次元表示の原理について説明すると、表示器１に表示
される画像１０は、第１図（ｃ）に示すように、表示物
体４の異なる断面位置４ａ、４ｂの画像１０ａ、１０ｂ
を瞬時に切り換えることによって表示されるもので、切
り換えられる画像１０ａ、１０ｂ、・・・が、その残像
により重ね合わせられた画像１０として表示される。そ
して、そのようにして表示器１に切り換え表示される画
像ＩＯは、第１図（１）および（２）“の原理説明図に
示すように、結像距離Ｆの異なる複数のホログラム片２
ａ、２ｂ、・・・によって回折されて異なる結像距離Ｆ
　ａ、　Ｆ　ｂ、　・・−上に虚像２０ａ、２０ｂ、・
・・を結像する。このとき、表示物体４の観察位置に近
い画像１０ａを短い結像距ｉ％１ｔＦａのホログラム片
２ａに対応させ、観察位置に遠い画像１０ｂを長い結像
距離Ｆｂのホログラム片２ｂに対応させ、画像１０ａ、
１０ｂとホログラム片２ａ、２ｂとを制御部３によって
同期させて切り換えることにより、虚像２０ａ、２０ｂ
を残像により重ね合わせて、奥行きのある３次元画像と
して観察される。

なお、ホログラム２は上記実施例のように三つのホログ
ラム片２ａ、２ｂ、２ｃで形成されるものに限られるも
のではなく、結像距離の異なる二つ以上のホログラム片
から形成されるものであれば同様の効果を得ることがで
きるものである。

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明による３次元表
示装置によれば、ホログラムによって異なる結像距離に
結像される虚像を重ね合わせることによって３次元画像
を表示するものであるから、利用者が色フィルタや偏光
板等の補助手段を用いることなく立体的に表示すること
ができ、さらに、ホログラム片を時分割によって切り換
えるため、ホログラム片を重ね合わせた場合に生じる色
ずれが防止され、正確かつ鮮明に３次元画像を立体的に
表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の原理説明図、 第１図（ｃ）は表示画像を示す説明図、第２図は本発明
の実施例を示す説明図、第３図は従来例を示す説明図で
ある。 図において、 １は表示器、 ＩＯは画像、 ２はホログラム、 ２ａ。 ２ｂ。 Ｃはホログラム片、 ２０は虚像、 ３は制御部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　表示器（１）に表示される画像（１０）の虚像（２０
   ）をホログラム（２）によって結像する３次元表示装置
   において、 前記ホログラム（２）は結像距離の異なる複数のホログ
   ラム片（２ａ、２ｂ、２ｃ）よりなり、かつ前記表示器
   （１）に表示される画像（１０）を時分割で切り換える
   とともに、前記画像（１０）の切り換えに同期するよう
   に前記ホログラム片（２ａ、２ｂ、２ｃ）の一つを切り
   換えて選択する制御部（３）を設けてなることを特徴と
   する３次元表示装置。