JPH0572976A - 立体映像方法および立体映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡便な方法・手段によって実時間の立体映像を
得ること目的とする。 【構成】立体情報を色情報に変換するための３Ｄ−Ｃｏ
ｌｏｒコンバータ２１と、変換された色情報を表示する
ためのカラーＣＲＴ２２と、表示された色情報の放つ光
を回折して立体像を得るためのホログラム板２３と、立
体像を見る人間にとってより自然な立体感を与えるため
の消色板２４と、から構成する。 【効果】静画および動画の立体映像を容易に得ることが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体映像方法および立
体映像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の表示装置には、ＣＲＴ，ＬＣＤ，
ＥＬＤ，ＶＦＤ，ＬＥＤなどがあるが、これらは全て２
次元的表示をするものである。これらを用いて色を組合
せることにより、人間の眼の色感度を利用して錯覚によ
って立体感を与えるものはあるが、実際の３次元像は得
られない。

【０００３】また、立体感を与える映像に関しては、フ
ィルム上に立体像としてのホログラム像を連続して焼き
付け、それを再生することにより動画の立体映像をする
例がある。しかし、フィルムへの焼き付け，現像，再生
など作業が煩雑で、かつ、実時間な立体映像は不可能で
あった。

【０００４】また、実時間立体映像の例としては、計算
機ホログラムの手法を用いたＭ．Ｉ．Ｔ．の研究例（Ｓ
ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ １９９０，
７）があるが、超高速コンピュータを用いている時間
（秒程度）しか映像できず、実用化には問題点が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法・手段にあっては、実時間立体映像はできてい
ないのが実状である。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、上記問題点を解決し、簡便な
方法・手段によって実時間の立体映像を得ることができ
る立体映像方法および立体映像装置を提供することを課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題点を解
決するために、本発明の立体映像方法は、距離と光の波
長とを対応づけることにより立体情報をＮ色の領域から
構成される平面的な色情報に変換し、上記色情報の放つ
光をＮ種の波長の光に対して各波長ごとに異なるＮ個の
焦点距離を持つホログラム素子によって回折し、上記色
情報のＮ色の各領域の虚像を各色の波長に対応した上記
Ｎ個の焦点距離のところで結像させることによって、立
体像を得る構成とした。

【０００８】また、本発明の立体映像装置は、立体情報
を光の波長（色）に関する情報に変換するための変換器
と、上記変換器の情報に基づいてＮ色の領域から構成さ
れる平面的な色情報を表示するための表示器と、上記色
情報のＮ色の異なる各領域の虚像を各領域ごとに距離を
異ならせて結像させるための光学手段と、から構成し
た。

【０００９】

【作用】まず、立体情報を構成する各領域の中で、ある
所定の位置から短い距離を有する領域は短い波長に、長
い距離を有する領域は長い波長に対応させて、立体情報
を構成する各領域を光の波長（色）に関する情報に対応
づけて変換する。これは、変換器によって行われる。そ
して、表示器は、変換器の情報に基づいて、Ｎ色の領域
から構成される平面的な色情報を表示する。

【００１０】これによって、立体情報はＮ色の領域から
構成される平面的な色情報に変換される。

【００１１】そして、Ｎ種の波長の光に対して各波長ご
とに異なるＮ個の焦点距離を持つホログラム素子によっ
て、Ｎ色の領域から構成される平面的な色情報の放つ光
を回折する。これによって、色情報の各領域の色（波
長）に対応する焦点距離のところに、色情報の色の異な
る各領域の虚像がそれぞれ結像される。

【００１２】

【実施例】以下、実施例をあげて、本発明を具体的に説
明する。

【００１３】まず、本発明である立体映像方法の一実施
例について説明する。図２は、本発明におけるホログラ
ム素子の一例を説明する説明図である。１はホログラム
素子であり、赤（６６３nm），緑（５１４nm），青（４
４２nm）の光に対してそれぞれ７cm，５cm，３cmの焦点
距離を持つように多重露光してある。２は光源である。
３ｒは、光源２の放つ光が赤である場合のホログラム素
子１の焦点距離である。同様に、３ｇは光源２の放つ光
が緑である場合の、３ｂは光源２の放つ光が青である場
合のホログラム素子１の焦点距離である。

【００１４】図３は、本発明における立体情報の一例を
示す説明図である。４は立体情報であり、距離の異なる
３つの領域４ｕ，４ｖ，４ｗを有している。図３の
（Ａ）は立体情報４を正面から見た図であり、図３の
（Ｂ）は立体情報４を横から見た図である。図３の
（Ａ）において領域４ｕ，４ｖ，４ｗは、紙面上では遠
近感がなく平面的に見えるが、実際には遠近感があり奥
行きを変えて見える。

【００１５】図４は、本発明における色情報の一例を示
す説明図である。５は図３に示す立体情報４を変換して
得られる色情報であり、色の異なる３つの領域５ｒ，５
ｇ，５ｂを有していて平面的である。図４の（Ａ）は色
情報５を正面から見た図であり、図４の（Ｂ）は色情報
５を横から見た図である。領域５ｒは立体情報４の領域
４ｗに対応する領域であり、赤色である。領域５ｇは立
体情報４の領域４ｖに対応する領域であり、緑色であ
る。領域５ｂは立体情報４の領域４ｕに対応する領域で
あり、青色である。

【００１６】図５は、本発明である立体映像方法の一実
施例を説明する断面図である。６は色情報５（立体情報
４）から得られる立体像（虚像）であり、虚像６ｂ，６
ｇ，６ｒから構成されている。立体像６は、立体情報４
を変換して得た色情報５の放つ光を、ホログラム素子１
によって回折することにより得られる。すなわち、図２
に示したようにホログラム素子１は赤・緑・青の光に対
してそれぞれ焦点距離３ｒ・３ｇ・３ｂを持つので、色
情報５の領域５ｂ（青色）の放つ光は虚像６ｂを結像
し、領域５ｇ（緑色）の放つ光は虚像６ｇを結像し、領
域５ｒ（赤色）の放つ光は虚像６ｒを結像する。したが
って、この立体像６を正面から見ると、虚像６ｂ，６
ｇ，６ｒはそれぞれ奥行きを変えて存在しているように
見える。

【００１７】図６は立体像６を正面から見た図である。
虚像６ｂ，６ｇ，６ｒはそれぞれ奥行きを変えて存在し
ているように見え、したがって、図３の（Ａ），（Ｂ）
に示した立体情報４に忠実な立体像を得ることができ
る。

【００１８】次に、本発明である立体映像方法の他の実
施例について説明する。ホログラム素子は、４００nm〜
７００nmの間の１００階調の波長Ｃｎ（ｎ＝１，２，…
…，１００）の光に対して、各波長Ｃｎごとに１mm間隔
で１００個の異なる焦点距離１３ｎを持つホログラム素
子１１（図示略）を用いる。そして、球面の立体像を得
る場合について説明する。

【００１９】図７は、立体情報を色情報に変換する方法
の一例を示す説明図である。図７に示すように、Ｉ行Ｊ
列の平面的な領域によって球面を分割する。ＲｉｊはＩ
行Ｊ列の任意の領域である（１≦ｉ≦Ｉ，１≦ｊ≦
Ｊ）。図８は、図７における第ｊ列での断面図である。
Ｈｉｊは領域Ｒｉｊと球面との距離である。図７および
図８に示すように、球面をＲｉｊの領域に分割し、各領
域Ｒｉｊと球面との距離Ｈｉｊによって各領域Ｒｉｊに
光の波長（色）Ｃｎを対応づけ、これによって、立体情
報を色情報に変換する。すなわち、短い距離Ｈｉｊを有
する領域Ｒｉｊには短い波長Ｃｎを対応づけ、長い距離
Ｈｉｊを有する領域Ｒｉｊには長い波長Ｃｎを対応づけ
ることにより、立体情報を色情報に変換する。

【００２０】この色情報の放つ光をホログラム素子１１
によって回折させることにより、球面の立体像を得るこ
とができる。図９は得られる球面の立体像の断面図であ
る。１６は立体像（虚像）であり、その中の各虚像１６
ｉｊは領域Ｒｉｊに対応している。各虚像１６ｉｊは、
領域Ｒｉｊの放つ光の波長Ｃｎに対応する焦点距離１３
ｎのところに結像するので、各虚像１６ｉｊごとに奥行
きが異なり、したがって、図９に示すように立体像１６
を結像する。この立体像１６を正面から見ると、立体的
な球面のように見える。

【００２１】なお、わかりやすくるために図面（図７、
図８，図９）においてＩ行Ｊ列の分割を粗くしている
が、実際には分割をもっと細かくすることにより、より
精密な立体像（立体像１６）を得ることができる。

【００２２】次に、本発明である立体映像装置の一実施
例について説明する。図１は、本発明の立体映像装置の
構成を示す概観斜視図である。２１は３Ｄ−Ｃｏｌｏｒ
コンバータであり、変換器の一例である。３Ｄ−Ｃｏｌ
ｏｒコンバータ２１は距離の情報（立体情報）を１００
分割して色の情報に変換する。２２はカラーＣＲＴであ
り、表示器の一例である。カラーＣＲＴ２２は、３Ｄ−
Ｃｏｌｏｒコンバータ２１の信号に基づいて、色を１０
０階調に分割して色情報を表示する。２３はホログラム
板の一例である。ホログラム板２３は、４００nm〜７０
０nmの間の３nm間隔の１００種の波長の光に対して、各
波長ごとに１mm間隔で１００個の異なる焦点距離を持っ
ている。そして、ホログラム板２３は、カラーＣＲＴ２
２の表示する色情報の光を回折し、立体像を映像する。

【００２３】２４は消色板であり、得られた立体像の色
を消す（白黒にする）ためのものである。この消色板２
４は無くてもよいが、消色板２４を用いて立体像の色を
消すことにより、立体像を見る人間にとって、より自然
な立体感を与えることができる。図１において、矢印の
側から立体像を見ることができる。

【００２４】また、時間と共に変化する立体情報を用い
ることによって、時間と共に変化する立体像、すなわち
立体動画を得ることができる。

【００２５】なお、図１０は、本発明におけるホログラ
ム素子（ホログラム板）の製法を示す説明図である。３
１はホログラム素子である。３２は波長可変レーザ光源
である。３３はビーム改質系である。３４はビームエキ
スパンターである。３５は集光レンズである。３６はミ
ラー、３７はハーフミラーである。波長可変レーザ光源
３２の波長と集光レンズ３５の位置を変化させてホログ
ラム素子３１を多重露光することにより、本発明におけ
るホログラム素子を作ることができる。例えば、ホログ
ラム素子１１は、波長可変レーザ光源３２の波長を４０
０nm〜７００nmの間で３nm毎の１００階調の波長で、そ
して、集光レンズ３５の位置を１０cmの間の１００分割
した位置でホログラム素子３１を多重露光することによ
り、得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の立体映像方法および立体映像装
置によれば、簡便な方法・手段によって、静画および動
画に対する実時間の立体映像を容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立体映像装置の一例の概観を示す概観
斜視図

【図２】本発明の立体映像方法の一実施例において、ホ
ログラム素子の一例を示す説明図

【図３】本発明の立体映像方法の一実施例において、立
体情報の一例を示す説明図

【図４】本発明の立体映像方法の一実施例において、図
３の立体情報を変換して得られる色情報の一例を示す説
明図

【図５】本発明の立体映像方法の一実施例において、図
４の色情報から立体映像を得る原理を説明する断面図

【図６】本発明の立体映像方法の一実施例において、図
４の色情報から得られる立体像の一例を示す正面図

【図７】本発明の立体映像方法の他の実施例において、
立体情報を色情報に変換する方法の一例を示す説明図

【図８】本発明の立体映像方法の他の実施例において、
立体情報を色情報に変換する方法の一例を説明する、図
７を横から見た断面図

【図９】本発明の立体映像方法の他の実施例において、
図７および図８の方法に基づいて変換された色情報から
得られる、立体像の一例を示す断面図

【図１０】本発明を構成するホログラム素子の製法を示
す説明図

【符号の説明】

１…ホログラム素子 ４…立体情報 ５…色情報 ６…立体像 １６…立体像 ２１…３Ｄ−Ｃｏｌｏｒコンバータ ２２…カラーＣＲＴ ２３…ホログラム板 ２４…消色板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春山 隆之 京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン 株式会社内 (72)発明者 矢部 衛 京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】距離と光の波長とを対応づけることによ
   り、立体情報をＮ色の領域から構成される平面的な色情
   報に変換し、 上記色情報の放つ光を、Ｎ種の波長の光に対して各波長
   ごとに異なるＮ個の焦点距離を持つホログラム素子によ
   って回折し、上記色情報のＮ色の各領域の虚像を、各色
   の波長に対応した上記Ｎ個の焦点距離のところで結像さ
   せることによって、 立体像を得る立体映像方法。
2. 【請求項２】立体情報を光の波長に関する情報に変換す
   るための変換器と、 上記変換器が変換した光の波長に関する情報に基づい
   て、Ｎ色の領域から構成される平面的な色情報を表示す
   るための表示器と、 上記色情報のＮ色の異なる各領域の虚像を、各領域ごと
   に距離を異ならせて結像させるための光学手段と、 から構成される立体映像装置。