JPH05224608A - 三次元ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速に三次元画像を表示する三次元ディスプ
レイ装置を実現する。 【構成】 多数個のレ−ザを二次元的に配列した二次元
レ−ザアレイ７，８を２枚用意し、２枚の二次元レーザ
アレイ７，８を互いに直角に配置し、レ−ザアレイ７，
８から照射されるレ−ザ光同士の交点の輝点集合を含む
空間を映像空間ととする。映像空間には蛍光体となる透
明な気体等を封入し、レ−ザアレイ７，８からは気体中
の原子等を複数段階に励起する複数種の赤外光を夫々照
射し、原子等はその緩和過程で蛍光を発生する。レ−ザ
アレイ７には描き出す三次元像の断面のパタ−ンを照射
させ、レ−ザアレイ８にこの断面を含むシ−ト状のパタ
−ンを照射させる。これにより、映像空間にシ−ト状の
断面像が浮かび上がり、断面のパタ−ンを変化させなが
ら三次元像の奥行き方向に一次元スキャンすることで完
全な三次元像が空間に描き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三次元ディスプレイ装置
に係り、特に、蛍光体となる原子をレ−ザにより多段階
に励起しこれが緩和する過程で発する可視域の蛍光を用
いて映像空間上に輝点を生成させ３次元動画像の再生を
行う三次元ディスプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュ−タが支援する産業機器の進歩
に伴い、医療用ＣＴ装置，ＣＡＤ装置，科学技術計算等
の分野では、大量の三次元解析情報が出力できるように
なった。しかしながら、これらの装置に付属するＣＲＴ
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、上記の三次元情報を充分に表示することができて
いない。そこで、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】従来の三次元ディスプレイ装置もしくは立
体テレビと称せられる技術の多くは、ＣＲＴ等の二次元
ディスプレイ装置を用い、偏光メガネ等により両眼に異
なる映像を送ることにより立体視差を生じせしめ、立体
感を得るようにしたものである。

【０００４】しかしながら、このような装置は両眼の視
差角程度の範囲の三次元情報しか有しておらず、前後，
左右，上下から自由に観察できるという真の意味での完
全三次元映像を供することができない。また、立体像を
供する技術として、ホログラフィがある。これは、平面
状のホログラムを用いる場合には立体像を映し出だせる
角度が限定されるが、円筒状のホログラムを用いる場合
には３６０度の立体像を映し出せる。しかしながら、像
を記録するホログラムの作成に時間がかかるばかりでな
く、静止画しか供することができない。最近、ホログラ
ム自体を微細なデバイスで構成し、これを電気信号によ
り動かす試みもなされているが、その実現は困難であ
る。

【０００５】これらが、従来の三次元ディスプレイ装置
もしくは立体テレビと称せられる技術のほとんどである
が、次のような高速回転体を用いる方法もある。そのひ
とつは、二次元平面にＬＥＤを多数個配列した二次元Ｌ
ＥＤアレイを設け、その中心を通りこの平面内に含まれ
る回転軸の周りに高速に回転させながら発光パタ−ンを
変え、任意の三次元映像を得るものである。この方法の
問題点としては、回転軸の近傍と外縁部とでは回転方向
の映像分解能が異なること、ＬＥＤアレイ自体の映り込
みがあり画像が不鮮明になること、回転軸方向へは映像
を映し出せないこと、回転を伴うためにＬＥＤアレイに
送る信号線の処理が困難なことが挙げられる。

【０００６】更に別の従来技術として次のものがある。
この従来技術は、螢石にエルビウムを０．１％ド−プし
て生成した透明な結晶に、二種の赤外線を照射すると、
発光エネルギ−の閾値を越える交点のみ緑色に発光する
という現象を利用したものである。その実験報告では、
２ｃｍ立方の結晶を使用し、赤外線照射は火花放電を集
光ミラ−で集め、フィルタで他のスペクトルをカットし
た後、レンズで結晶内の一点に集束させている。輝点の
位置変更は、レンズ及び反射ミラ−等の光学機器の移動
で行う。

【０００７】この従来技術の問題点は、映像空間である
結晶内に同時には一点の輝点しか作れないこと、輝点の
位置変更を機械的動作に頼るため、高速の描画ができな
いことである。例えば、今仮りに、結晶内を１００×１
００×１００の画素に分割し、総ての画素をスキャンし
ていくことを考えると、毎秒１０００回の火花放電と光
学系の移動とを繰り返しても１０００秒かかることな
る。これでは、人間の目の残像効果によって全体像を得
ることは絶望的となる。

【０００８】以上の従来技術は、増田千尋著「三次元デ
ィスプレイ」（産業図書）と、アイ・イー・イー・トラ
ンサクション・オン・エレクトロン・デバイス，ＥＤ−
１８巻，第９号，１９７１年９月号の７２４頁「真の三
次元ディスプレイ装置」ジョーダン・ディー・レウィス
他（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＤＥ
ＶＩＣＥＳ，ＶＯＬ．ＥＤ−１８，ＮＯ．９，ＳＥＰＴ
ＥＭＢＥＲ １９７１“Ａ ＴＲＵＥ ＴＨＲＥＥ−Ｄ
ＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ”Ｊｏｒｄａｎ
Ｄ．Ｌｅｗｉｓ ｅｌ．）に詳しく説明されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した各従来技術
は、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装置を実現
することはできず、また、動画を表現できないという問
題がある。また、最後に述べた従来技術も、輝点が映像
空間に同時には一点しか作れないこと及び輝点の位置移
動を機械的動作に頼るため高速の描画ができず、ディス
プレイ装置としては実用に適さないという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解決し、情報を完全な三次元画像として表現し、且
つ、動画も高速に表示することができ、映像分解能も画
面全体で均一となり、視認性・鮮明度の優れた三次元デ
ィスプレイ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、多数個のレ−ザを二次元的に配列した
二次元レ−ザアレイを２枚用意し、この２枚の二次元レ
ーザアレイを互いに直角あるいは直角に近い角度をもた
せて配置し、２枚の二次元レ−ザアレイから照射される
レ−ザ光同士の交点の集合を含む空間を映像空間とし、
レ−ザ光同士の交点を輝点とする。そして、映像空間に
は蛍光体となる透明な気体もしくは液体もしくは固体状
の原子または分子もしくはこれらのイオンを配置し、２
枚のレ−ザアレイからはこの原子または分子もしくはこ
れらのイオンを複数段階に励起する複数種の赤外光をそ
れぞれ照射し、その緩和過程で蛍光を発生させる。二次
元レ−ザアレイ上のレ−ザは同時に多数個動作できるよ
うにし、信号の切り替えにより任意の発光パタ−ンを作
り出せるようにする。２枚のレ−ザアレイのうち第１の
レ−ザアレイには、描き出す三次元像の断面のパタ−ン
を照射させ、同時に第２のレ−ザアレイにこの断面を含
むシ−ト状のパタ−ンを照射させる。これにより、映像
空間にシ−ト状の断面像が浮かび上がる。次に、断面の
パタ−ンを変化させながら三次元像の奥行き方向に一次
元スキャンしていくことで完全な三次元像が空間に描き
出される。

【００１２】

【作用】第１のレ−ザアレイから照射される赤外光レ−
ザ１は周波数ｆ1をもち、第２のレ−ザアレイから照射
される赤外光レ−ザ２は周波数ｆ2をもつとする。これ
らの周波数ｆ1及びｆ2は、励起する原子の基底準位から
第一励起準位への励起エネルギ−Ｅ1と第一励起準位か
ら第二励起準位への励起エネルギ−Ｅ2とについて

【００１３】

【数１】Ｅ1＝ｈｆ1 Ｅ2＝ｈｆ2 を満足しているものとする。ここにｈはプランク定数で
ある。この時、原子はレ−ザ１及びレ−ザ２を最も効率
的に吸収し、基底準位から第一励起準位を経て、第二励
起準位へと励起する。

【００１４】第二励起準位へと励起した原子は、量子力
学により計算されるある平均寿命の後、量子力学により
計算されるある確率で、

【００１５】

【数２】Ｅ3＝Ｅ1＋Ｅ2 のエネルギ−差をもつ基底状態まで緩和し、この時

【００１６】

【数３】Ｅ3＝ｈｆ3 を満たす周波数ｆ3を持つ蛍光３を放出する。

【００１７】このとき、レ−ザ光１及びレ−ザ光２は共
に可視光より周波数の小さい（即ち波長の長い）赤外光
であるが、蛍光３はこれより周波数の大きい（即ち波長
の短い）可視光となるように選んであるとする。従っ
て、レ−ザ光１及びレ−ザ光２の光路中では、赤外光の
発光が得られているが、これは可視域ではないために人
間の眼には感知されず、光路は見えない。しかしレ−ザ
光１及びレ−ザ光２の交点においては、可視域の蛍光３
が発せられているため、この交点のみが輝点として空間
上に浮かび上がるという効果が得られる。

【００１８】画像構成は、次のような一次元スキャンに
より人間の眼の残像効果を利用して実現する。まず第１
レ−ザアレイから描き出す像の端部の第一断面の形状パ
タ−ンに沿うレ−ザのみを照射する。次に第２のレ−ザ
アレイからこの断面に含まれるようなシ−ト状の形状パ
タ−ンを照射する。この結果、二種のレ−ザの交点の集
合は空間にスライスされた第一断面の形状を浮かび上が
らせる。この照射パタ−ンを微小時間間隔の間続けた
後、レ−ザの照射を止めることでこの映像を消し、次に
描き出す像の端部よりわずかに中心寄りの第二断面の形
状を同様にして投影する。以下これを繰り返せば、全体
像が描きだされる。

【００１９】

【実施例】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
ィスプレイ装置の動作状態を示す鳥瞰図である。本実施
例では、二枚のレ−ザアレイ７，レ−ザアレイ８から照
射されるレ−ザ光が交差する直方体の映像空間１０内に
「魚」の立体像を描いたところを示す。この映像空間を
含むガラス４で囲まれた領域には、カリウム等の発光性
のガスが封入されている。以下、図２から図１２によ
り、図１の三次元ディスプレイ装置の動作原理及び動作
方法について詳細に説明する。

【００２０】図２に、原子内電子の励起状態の模式図を
示す。通常、基底準位にある電子は、周波数ｆ1の赤外
光１を吸収することによりｈｆ1のエネルギ−差を持つ
第一励起準位に遷移する。次に、周波数ｆ2の赤外光２
を吸収することにより、ｈｆ2のエネルギ−差を持つ第
一励起準位に遷移する。第二励起準位まで励起した電子
は周波数ｆ3の可視光３を放出して、ｈｆ3のエネルギ−
差を持つ基底準位に緩和する。

【００２１】この過程を実験する装置の模式図を図３に
示す。ガラス製の透明な容器４内に発光性のガスを封入
し、この内部に向けて周波数ｆ1及びｆ2の二種の赤外光
レ−ザ１，２を容器４内部で光線が交差するようにレ−
ザ発振装置５から照射する。すると、赤外光レ−ザ１と
赤外光レーザ２の交点において、周波数ｆ3の発光３が
得られる。

【００２２】このような特性をもつ発光性のガスの実例
を図４を用いて説明する。図４はカリウム原子の励起ダ
イヤグラムを示す。点線で囲んだ部分が第一及び第二励
起準位である。準位間の吸収波長はオングストロ−ム単
位で二種類ずつ表示されるが、これは電子のスピン状態
の違いによるものである。これによると、遷移の一例と
して７６６４．９オングストロ−ムと１１６９０．２オ
ングストロ−ムの赤外光を吸収して４６４１．８オング
ストロ−ムの可視光を放出する。励起用レ−ザとして
は、レ−ザアレイを構成できるように小型の半導体レ−
ザを用いる。

【００２３】図５に、組成比を制御することで所望の波
長をレーザ光を発振できる半導体レ−ザ素子の例を示
す。図５によれば、例えば上記のカリウム原子の励起波
長をカバ−できることがわかる。図５に示すような半導
体レ−ザ素子を二次元のアレイ状に配列して二次元レ−
ザアレイを構成し、さらに２枚の二次元レ−ザアレイを
直角に配置したとき、図６に示す様に、このレ−ザアレ
イが覆う任意の空間位置に輝点を作ることができる。

【００２４】図６に示す様に、第１のレ−ザアレイ７
を、ｘｙ面内に配置し、第２のレ−ザアレイ８をｙｚ面
内に配置する。第１のレ−ザアレイ７からは（ｘ1，ｙ
1，０）の位置にあるレ−ザ素子からレ−ザ光を照射
し、第２のレ−ザアレイ８からは（０，ｙ1，ｚ1）の位
置にあるレ−ザ素子からレ−ザ光を照射する。すると
（ｘ1，ｙ1，ｚ1）の位置に輝点９が作られる。

【００２５】次に、映像空間に図形を描く方法を述べ
る。図７に示すように、二枚のレ−ザアレイを水平面か
ら４５度の角度を持たせて対向させる。第１のレ−ザア
レイ７からは全体として円筒状のレ−ザビ−ム束を照射
し、第２のレ−ザアレイ８からは全体としてシ−ト状の
レ−ザビ−ム束を照射する。この場合、直方体の映像空
間１０には、図示するように円環状の図形が描かれる。

【００２６】次に、スキャニングにより空間に任意の立
体図形を描く方法について図８を用いて述べる。図７と
同様の装置において、第１のレ−ザアレイ７から半径の
小さな円筒状のレ−ザ束を照射し、これを時系列的に次
々に半径の大きな円筒にしていく。第２のレ−ザアレイ
８からはこれと同期して図のｚ’方向に時系列的に位置
をずらしながらシ−ト状のレ−ザ束を照射する。これに
より、映像空間１０には図示するような球殻が描かれ
る。この過程における２枚のレ−ザアレイ７，８の照射
パタ−ンの変化を時系列的に示したのが図９である。上
段１１が第１のレ−ザアレイ７の照射パタ−ンであり、
下段１２が第２のレ−ザアレイ８照射パタ−ンである。

【００２７】この照射パタ−ンを、レ−ザアレイ上のイ
メ−ジで示したのが図１０，図１１である。図の例で
は、４９×４９のレ−ザ素子を配列している。黒丸が発
振状態のレ−ザ素子、白丸が休止状態のレ−ザ素子を示
す。これらの図は見やすくするために、ひとつの球殻を
七つの円環で表示しているが、より多くの円環で表示す
れば、高密度な画像が得られることは言うまでもない。
図１２には、図８で説明した手法にて「魚」の像を描い
た場合を示す。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。。

【００２８】以上の実施例では、独立な半導体レ−ザ素
子を多数並べて二次元レ−ザアレイを構成することを想
定したが、最近、面発光レ−ザと呼ばれる本発明への適
用に最適なレ−ザアレイが開発されている。このレ−ザ
素子は、極めて高密度のレ−ザアレイを構成できる可能
性を持ち、本発明における画素数を飛躍的に高めること
ができる。面発光レ−ザ素子の特徴として、以下の利点
が挙げられている。

【００２９】（１）集積回路（ＩＣ）を作るのと同じよ
うな一貫製法（モノリシック製法）ができる。

【００３０】（２）レ−ザ素子として切り離す前にウェ
−ハ単位のテストができる。

【００３１】（３）マウントへの取り付けがやさしい。

【００３２】（４）一つの波長で発振し、位相のきれい
にそろった波面が得られる。

【００３３】（５）丸くて鋭い光ビ−ムが得られる。通
常のレ−ザでは楕円形で広がりも大きい。

【００３４】（６）縦横にたくさんのレ−ザを並べるこ
とができる。

【００３５】（７）さらに、いろいろな光デバイスを積
み重ねることが容易。

【００３６】この面発光レーザ素子の動作原理の詳細
は、電子情報通信学会誌Vol.73 No.8pp882-885 1990年8
月号の「面発光半導体レーザ」伊賀健一及び、単行本
「伊賀健一、小山二三夫著『面発光レ−ザ』（オ−ム
社）」に紹介されている。尚、大出力化のために、現在
の大型レ−ザ装置を使う場合には、画面の高密度化のた
めにレ−ザ装置から光ファイバによってレ−ザ光を二次
元アレイ面まで輸送するという手段もとれる。これによ
り、レ−ザ装置の筐体同士が干渉し、隣接するレ−ザ光
同士の距離を小さくできないという問題は解消できる。

【００３７】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３Ｒ，緑の可視光３
Ｇ，青の可視光３Ｂを得るための二種類ずつの赤外光を
それぞれ赤外光１Ｒ，２Ｒ，赤外光１Ｇ，２Ｇ，赤外光
１Ｂ，２Ｂとする。これらの周波数をそれぞれｆ3ｒ，
ｆ3ｇ，ｆ3ｂ，ｆ1ｒ，ｆ2ｒ，ｆ1ｇ，ｆ2ｇ，ｆ1ｂ，
ｆ2ｂとすれば、以下の関係がある。

【００３８】

【数４】ｈｆ1ｒ＋ｈｆ2ｒ＝ｈｆ3ｒ ｈｆ1ｇ＋ｈｆ2ｇ＝ｈｆ3ｇ ｈｆ1ｂ＋ｈｆ2ｂ＝ｈｆ3ｂ 第１のレ−ザアレイ７には，赤外光１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを
照射する三種類のレ−ザ素子を一組にしてこれをアレイ
状に配列し、第２レ−ザアレイ８には，赤外光２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂを照射する三種類のレ−ザ素子を一組にしてこ
れをアレイ状に配列する。このようなレ−ザ素子の配列
の一例を図１３及び図１４に示す。これらの図におい
て、三角形で囲んだ一組のレ−ザ素子群が、一画素に対
応している。これらのレ−ザ素子を動作させたとき、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。

【００３９】さらに、図１５に示す様に、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になる。このレ−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。

【００４０】次に、本実施例においてレ−ザ光励起によ
り得られる輝点の発光強度について述べる。レ−ザビ−
ムから原子に吸収されるパワ−は次式により計算でき
る。

【００４１】

【数５】Ｐ（ｍ，ｎ）＝２・π・π・ｒ0・ｃ・ｆ
（ｍ，ｎ）・Ｉ（ω）・Ω／４π ここで、Ｐ（ｍ，ｎ）：準位ｎから準位ｍに遷移する際
の吸収パワ− ｒ0：電子の古典半径 ｃ：光速度 ｆ（ｍ，ｎ）：準位ｎから準位ｍに遷移する際の吸収振
動子強度 Ｉ（ω）：角周波数ωのレ−ザビ−ムのパワ−密度 Ω：原子が照射される立体角 を表す。

【００４２】本実施例に挙げたカリウム原子の場合、ｆ
（２，１）、ｆ（３，２）は以下の値を持つ。

【００４３】

【数６】ｆ（２，１）＝０．６５５

【００４４】

【数７】ｆ（３，２）＝０．８３６ また、立体角Ωは片面照射を考慮して２πであり、各物
理定数は以下の値である。

【００４５】

【数８】ｒ0＝２．８１８×１０（−１５乗）ｍ

【００４６】

【数９】ｃ＝２．９９８×１０（８乗） ｍ／ｓｅｃ 以上を代入して、例えば

【００４７】

【数１０】Ｉ（ω）＝１０（−２乗）Ｗ／ｍｍ（２乗） の場合にＰ（２，１）の値を求めると

【００４８】

【数１１】Ｐ（２，１）＝１．０×１０（−７乗）Ｗ／
ｍｍ（２乗） 程度の値になる。

【００４９】Ｐ（３，２）も同オ−ダの吸収パワ−とな
り、二段階励起した際の吸収パワ−がすべて光となって
放出されると考えると、光出力は１０（−８乗）Ｗのオ
−ダと見積もることができる。１０（−８乗）Ｗの光出
力は、薄暗い室内ではっきり目に見える輝点になる。即
ち、１０（−２乗）Ｗ程度の出力で直径１ｍｍ程度のビ
−ム径のレ−ザ光を照射できるレ−ザを用いれば、十分
実用化できる見通しとなる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、完全な三次元動画像を
高速に表示することが可能になる。これにより、テレビ
放送の三次元化はもとより、三次元アニメ−ション、三
次元数値シミュレ−ション結果の直接表示、医療用、検
査用ＣＴ装置における三次元画像観察、航空管制等にお
ける三次元座標モニタ、部品実装、建築等における三次
元レイアウト検討、カ−デザイン等のインダストリアル
デザインにおける三次元イメ−ジ支援など、広範な応用
が可能になる。これらは、６０年余りにかけてＣＲＴが
果たした役割の総てを三次元に拡張ならしめるものであ
り、本発明がもたらす工業化社会、情報化社会にもたら
すインパクトの大きさは計り知れない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による三次元ディスプレイ装
置の構成図である。

【図２】原子の励起・緩和のモデル図である。

【図３】レ−ザによる原子の励起・緩和の実験装置構成
図である。

【図４】カリウム原子の励起準位ダイヤグラムである。

【図５】半導体レ−ザの発振波長の説明図である。

【図６】デカルト座標上の任意点に輝点を生成する方法
を示す図である。

【図７】三次元空間に図形を描く方法を示す図である。

【図８】スキャニングにより球殻を描く方法を示す図で
ある。

【図９】スキャニングの発光パタ−ンを示す図である。

【図１０】レ−ザアレイイメ−ジによる発光パタ−ンを
示す図である。

【図１１】レ−ザアレイイメ−ジによる発光パタ−ンを
示す図である。

【図１２】スキャニングにより魚の像を描く方法を示す
図である。

【図１３】三種類のレ−ザ配置の例（ｘ’ｙ’面）を示
す図である。

【図１４】三種類のレ−ザ配置の例（ｘ’ｚ’面）を示
す図である。

【図１５】ハ−フミラ−を用いたレ−ザ合成法を示す図
である。

【符号の説明】

１…赤外光、２…赤外光、３…可視光、４…容器、５…
レ−ザ発振装置、６…第一及び第二励起準位、７…第一
及び第二励起準位、８…第一及び第二励起準位、９…輝
点、１０…映像空間、１１…第１のレ−ザアレイの照射
パタ−ン、１２…第２のレ−ザアレイの照射パタ−ン、
１３…ハ−フミラ−。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/25 (72)発明者 白川 真司 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子または分子もしくはこれらのイオン
   の内部の電子を各励起準位に励起する手段と、原子また
   は分子もしくはこれらのイオンが発光する蛍光の空間位
   置を制御する手段と、蛍光体となる原子または分子もし
   くはこれらのイオンを装置内部に封入または固定する手
   段とを備えたことを特徴とする三次元ディスプレイ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、波長の異なる複数の
   レ−ザ光を用いて空間に分布する原子または分子もしく
   はこれらのイオンの内部の電子を励起し、その後に励起
   状態の電子が緩和する過程で発する蛍光を用い、波長の
   異なる複数のレ−ザ光が集められた空間の任意の点を発
   光させる手段を用いることを特徴とする三次元ディスプ
   レイ装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、励起する原子内電子
   の励起エネルギ−と同じ大きさの光エネルギ−を有する
   波長のレ−ザ光を用いて、所望の励起準位へと効率的か
   つ選択的に励起させて蛍光を得ることを特徴とする三次
   元ディスプレイ装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、各段階の励起エネル
   ギが赤外光の光エネルギになるように選び、所望の可視
   域の蛍光が得られる励起準位まで複数の赤外光レ−ザに
   より段階的に励起し、しかる後これが緩和する過程で得
   られる可視域の蛍光を利用することを特徴とする三次元
   ディスプレイ装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、複数の赤外光レ−ザ
   を互いに異なる位置から異なる角度で空間の一点に集光
   し、このレ−ザ光の交点において得られるスポット状の
   可視光源を用いることを特徴とする三次元ディスプレイ
   装置。
6. 【請求項６】 多数個のレ−ザ素子を二次元的に配置し
   た二枚の二次元レ−ザアレイを互いに直角あるいはこれ
   に近い角度をもたせて配置し、二枚の二次元レ−ザアレ
   イが発するレ−ザ光同士の交点に得られるスポット状の
   可視光源を用い、三次元空間に像を構成することを特徴
   とする三次元ディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載において、微小時間の間、
   第一の二次元レ−ザアレイにて投影すべき像の二次元断
   面像に対応した形状の発光パタ−ンでレ−ザを照射し、
   第二の二次元レ−ザアレイにて該二次元断面に平行でか
   つレ−ザ光路が該二次元断面内に含まれるようにレ−ザ
   を照射することにより、空間に所望の断面像を投影し、
   さらに次なる時間間隔の間、投影すべき像の異なる位置
   における二次元断面像を投影し、この過程を高速に進め
   て像全体の掃引を完了し、この掃引を繰り返すことによ
   り任意の形状の三次元像を構成することを特徴とする三
   次元ディスプレイ装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、掃引毎に画像を変化
   させることにより、任意の三次元動画像を構成すること
   を特徴とする三次元ディスプレイ装置。
9. 【請求項９】 請求項６乃至請求項８のいずれかにおい
   て、二次元レ−ザアレイに面発光レ−ザを用いることを
   特徴とする三次元ディスプレイ装置。
10. 【請求項１０】 請求項４において、複数の赤外光レ−
    ザにより赤緑青の可視光を独立に制御し、カラ−映像を
    得ることを特徴とする三次元ディスプレイ装置。
11. 【請求項１１】 請求項６において、二次元レ−ザアレ
    イ上にある一画素に対応するレ−ザ素子単位をそれぞれ
    赤緑青の基本可視光を発生させる三種の赤外光レ−ザ素
    子の組で構成し、三種の赤外光レ−ザの発振強度を独立
    に制御することにより、任意のカラ−映像を得ることを
    特徴とする三次元ディスプレイ装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、赤緑青の基本可
    視光を発生させる三種の赤外光レ−ザの光軸をハ−フミ
    ラ−によって一本の光軸上に集め、任意のカラ−輝点を
    空間の一点において発生させることを特徴とする三次元
    ディスプレイ装置。