JPH06186901A - ３次元画像表示装置 - Google Patents

３次元画像表示装置

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JPH06186901A
JPH06186901A JP4338915A JP33891592A JPH06186901A JP H06186901 A JPH06186901 A JP H06186901A JP 4338915 A JP4338915 A JP 4338915A JP 33891592 A JP33891592 A JP 33891592A JP H06186901 A JPH06186901 A JP H06186901A
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light source
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light
dimensional
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JP4338915A
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Hideyuki Wakai
秀之 若井
Toru Suzuki
徹 鈴木
Keiji Terada
啓治 寺田
Masato Moriya
正人 守屋
Manabu Ando
学 安藤
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、簡単な構成でホログラムによる３
次元画像を得ることができる３次元画像表示装置を提供
することを目的とする。 【構成】この発明では、光源と、複数の領域に分割さ
れ、前記光源からの光が照射されると前記各領域毎に３
次元空間の異なる点に点像が形成されるよう露光が施さ
れたホログラムと、前記光源からの光が前記分割された
複数の領域の１領域に選択的に入射されるようホログラ
ムを駆動制御するホログラム駆動手段と、表示すべき３
次元画像信号にしたがって前記ホログラムの駆動制御お
よび前記光源の制御を行うことにより前記３次元画像信
号に対応して前記３次元空間に形成された点像の点灯制
御を行う制御手段とを具えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ホログラムを用いて
動的な立体像を表示する３次元画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】】機
械系のＣＡＤ等では、３次元物体などの形状を表示する
ために、通常、３面図や２次元投影法を用いている。し
かし、複雑な形状を２次元投影像から正確に認識するの
はかなり困難であり、また３次元コンピュータグラフィ
ックなどでは、いろいろな方向から観察するためには、
画面上で画像を回転しなくてはならず、空間的に全体像
を把握するのは困難であった。
【０００３】また、流体などのシミュレーション結果を
可視化したり、超音波診断像やＣＴ像（断層像）から骨
や血管等の形状を表示する場合も、２次元像より３次元
立体像のほうが好ましい。さらに、立体映像の分野で
も、臨場感を得るために、動的な立体映像が望まれてい
る。
【０００４】そこで、３次元の立体像を表示するため
に、従来は通常２眼式立体表示方法を用いるようにして
いる。
【０００５】この２眼式立体表示方法は、左右眼に別の
像を提供して奥行きを得るものであり、奥行き距離の異
なった２つの物体を両眼で観察すると、左右眼の網膜上
に形成される２つの物体像の位置は、物体間の距離差に
比例したズレ量となる。この左右眼でのズレ量を両眼視
差という。このような両眼視差の情報を含む２枚の動画
あるいは静止画映像を表示し、色や偏向の差を利用した
特殊眼鏡や、微小光学素子を配列した特殊スクリーン等
を用いて、各々左右眼に対応する映像成分だけを分離観
察できる。、そして、スクリーン面を挟んでその前後方
向に立体的な空間を再現することができる。
【０００６】しかし、この２眼式立体表示方法は、１方
向から観察したときの両眼視差だけで、空間を再現す
る。そのため、 ・他方向からの情報が不足しているために、観察位置に
伴う映像の変化が見られない ・観察者側から見たい対象物体にピント調節ができない ・スクリーン面と映像再現位置が異なるので、ピント調
整が日常生活では経験しない手法となる ・左右眼で見る映像に差異が生じるので、違和感を感じ
る 等の問題がある。
【０００７】そこで、かかる問題を解決する手法として
ホログラフィ表示方法が最近注目されている。
【０００８】ホログラフィは、ある平面における光波の
振幅と位相の両方を記憶し再生させる技術であり、この
ため上下左右に視点を移動させても、異なった角度から
の３次元映像を見ることができる。人が立体を認識する
全ての生理的な要因、両眼視差、輻輳、目の調節が成り
立つため、他の方法より自然な３次元映像となる。ホロ
グラムは、物体光といわれる被写体からの光波と、参照
光といわれる別方向からくる光波を干渉させ、この干渉
縞を記憶することによって作成される。このホログラム
に参照光を入射すると、ホログラム中の干渉縞により回
折されてもとの物体光と同一な波面が形成され、物体像
が空間に浮かび上がる。
【０００９】しかし、従来のホログラフィ表示は、１被
写体（１画像）に対して１枚のホログラムが必要であ
り、このため１画像（静止画像）の立体像においては、
その立体性は非常に高いが、動画像のホログラムを表示
する場合は、多量のホログラムが必要であり、また装置
構成が非常に複雑になる。
【００１０】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、簡単な構成でホログラムによる３次元画像を
得ることができる３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】この発明では、光源と、
複数の領域に分割され、前記光源からの光が照射される
と前記各領域毎に３次元空間の異なる点に点像が形成さ
れるよう露光が施されたホログラムと、前記光源からの
光が前記分割された複数の領域の１領域に選択的に入射
されるようホログラムを駆動制御するホログラム駆動手
段と、表示すべき３次元画像信号にしたがって前記ホロ
グラムの駆動制御および前記光源の制御を行うことによ
り前記３次元画像信号に対応して前記３次元空間に形成
された点像の点灯制御を行う制御手段とを具えるように
する。
【００１２】
【作用】かかる本発明によれば、ホログラムを駆動する
ことによって３次元空間の複数の点像を画像信号に対応
して時系列に点灯制御する。したがって、人間の残像時
間内に複数の点像が点灯されれば、人間の視覚には３次
元の立体的な像が観察される。
【００１３】また、残像時間毎に、作成する像を移動さ
せれば動画像を得ることができる。
【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。
【００１４】図１にこの発明の実施例を示す。
【００１５】レーザ光源１から発せられたレーザ光Ｌ
は、レンズ２によって拡大された後、ホログラム３の所
定領域に参照光として入射される。ホログラム３は、モ
ータ４によって回転可能に構成されている。
【００１６】この場合、ホログラム３は図２に示すよう
に、複数のホログラム3-1、3-2、…、3-nを用い、これ
らを１枚の円盤５上に円状に貼り付けている。これら各
ホログラム3-1、3-2、…、3-nはレーザ光源１の光が入
射された場合３次元空間の異なる位置に点光源の虚像5-
1、5-2、…、5-nを再生するような露光が施されてい
る。
【００１７】したがって、モータ４によってホログラム
円盤５を回転させれば、各ホログラム3-1、3-2、…、3-
nに順次レーザ光が参照光として入射されることにな
り、この結果３次元空間上の複数の異なる位置に点光源
の虚像を順次再生することができる。よって、図３に示
すように、３次元空間上に複数の点光源の虚像が例えば
長方形のマトリックス状に密に配置されるように各ホロ
グラム3-1、3-2、…、3-nに露光を施すようにすれば、
これらマトリックス状の点光源の虚像を適宜選択して表
示することにより所望の画像信号に応じた像を再生する
ことができる。また、全ての虚像を点灯するようにすれ
ば、長方形の箱が空間に浮かんでいるように表示され
る。
【００１８】なお、ホログラム３を図４に示すように回
転角に応じて領域分割し、これら分割された各領域に前
記同様の露光を各別に施すようにしても、同等の機能を
達成することができる。
【００１９】図１の制御装置６には、上記マトリックス
配置された複数の点虚像を発光するかしないかを示す画
像信号とホログラム円盤の回転角度信号が入力されてお
り、制御装置６はホログラム円盤の回転角度信号によっ
て現時点で表示される点虚像を認知すると共に前記画像
信号に応じてこの点虚像を表示すべきか否かを認知す
る。したがって、当該点虚像を表示する場合はレーザ光
源１を点灯し表示しない場合はレーザ光源１を点灯しな
いようレーザ光源の点灯制御を行う。このような点灯制
御をホログラム板の回転制御に同期して実行する。
【００２０】そして、これらの一連の制御を人間の残像
時間内に実行するようにすれば、画像信号に応じた所望
の物体を３次元表示することができる。また、残像時間
毎に、作成する像を移動させれば動画像を得ることがで
きる。
【００２１】図５にこの発明の他の実施例を示す。この
実施例では先の実施例のように点光源の虚像を再生する
のではなく、レーザ光源１によって点光源の実像を再生
するようにしている。
【００２２】この場合は、上記制御装置６にＴＶ信号
（RS-170）を入力するとともに、ＶＭＥなどのコンピュ
ータバスと接続し、コンピュータ側から必要な情報を制
御装置６に送れるように構成している。
【００２３】この場合、ＴＶ信号は水平垂直同期信号に
より時系列的に（ｘ，ｙ）の座標位置を指示し、各座標
毎に明るさや色の情報を含むものであるが、明るさの情
報を高さ（ｚ方向）の情報に置き換えるとともに、色の
情報を明るさの情報に置き換えて入力すること通常のＴ
Ｖ機器との接続を容易にするようにしている。この場合
は、色の情報が無くなるので、画像は白黒の３次元映像
となる。また、ＴＶ信号では、１つのｘｙ座標に対して
１つのｚ位置しかとることができないので、切り絵のよ
うな空中に浮いた画像となることがある。このため、前
記ＶＭＥなどのコンピュータバスと接続し、コンピュー
タ側から必要な情報を制御装置６に送れるようにしてい
る。
【００２４】図６は、ホログラム３に対する他の分割露
光方式を示すものであり、円筒形分割型とフィルム分割
型を示している。円筒形分割型の場合は中心軸を中心に
してホログラムを回転させ、またフィルム型の場合はフ
ィルム巻回軸を回転することによりフィルムを移動させ
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ホログラムを駆動することによって３次元空間の複数の
点像を画像信号に対応して時系列に点灯制御するように
したので、少ないホログラムかつ簡単な制御構成で様々
な３次元画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図。
【図２】ホログラムに対する露光態様を説明する図。
【図３】ホログラムによって再現される点光源の虚像群
を示す図。
【図４】ホログラムの分割態様を示す図。
【図５】この発明の他の実施例を示す図。
【図６】他の分割露光方式を示す図。
【符号の説明】
１…レーザ光源 ２…拡大レンズ ３…ホログラム ４…モータ ６…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 正人 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 安藤 学 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、 複数の領域に分割され、前記光源からの光が照射される
    と前記各領域毎に３次元空間の異なる点に点像が形成さ
    れるよう露光が施されたホログラムと、 前記光源からの光が前記分割された複数の領域の１領域
    に選択的に入射されるようホログラムを駆動制御するホ
    ログラム駆動手段と、 表示すべき３次元画像信号にしたがって前記ホログラム
    の駆動制御および前記光源の制御を行うことにより前記
    ３次元画像信号に対応して前記３次元空間に形成された
    点像の点灯制御を行う制御手段と、 を具える３次元画像表示装置。
  2. 【請求項２】前記ホログラムは各回転角度毎に３次元空
    間の異なる点に点像が形成されるよう露光が施されたも
    のであり、 前記ホログラム駆動手段は前記ホログラムを回転駆動す
    るものである請求項１記載の３次元画像表示装置。
JP4338915A 1992-12-18 1992-12-18 ３次元画像表示装置 Pending JPH06186901A (ja)

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JP4338915A JPH06186901A (ja) 1992-12-18 1992-12-18 ３次元画像表示装置
US08/165,325 US5430560A (en) 1992-12-18 1993-12-13 Three-dimensional image display device

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JP4338915A JPH06186901A (ja) 1992-12-18 1992-12-18 ３次元画像表示装置

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