JPH06258999A - 三次元物体の画像データ生成装置 - Google Patents
三次元物体の画像データ生成装置Info
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- JPH06258999A JPH06258999A JP5043929A JP4392993A JPH06258999A JP H06258999 A JPH06258999 A JP H06258999A JP 5043929 A JP5043929 A JP 5043929A JP 4392993 A JP4392993 A JP 4392993A JP H06258999 A JPH06258999 A JP H06258999A
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホログラフィとコンピュータによって、高速
に三次元物体の画像データを生成する。 【構成】 レーザ光を発生するレーザ発振器１、レーザ
光を分割するビームスプリッタ２、三次元物体３、ホロ
グラムを生成するホログラフィ・スクリーン４を有す
る。ＣＣＤカメラ５でホログラムを撮像し、ホログラム
・データとして画像データ処理計算機１０のメモリに格
納する。画像データ処理計算機１０では、通常の三次元
物体３の画像を再生する処理を、計算機内部でこのホロ
グラム・データと演算処理によって、三次元物体３の画
像データを三次元のディジタル・データとし再生する。
に三次元物体の画像データを生成する。 【構成】 レーザ光を発生するレーザ発振器１、レーザ
光を分割するビームスプリッタ２、三次元物体３、ホロ
グラムを生成するホログラフィ・スクリーン４を有す
る。ＣＣＤカメラ５でホログラムを撮像し、ホログラム
・データとして画像データ処理計算機１０のメモリに格
納する。画像データ処理計算機１０では、通常の三次元
物体３の画像を再生する処理を、計算機内部でこのホロ
グラム・データと演算処理によって、三次元物体３の画
像データを三次元のディジタル・データとし再生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元物体の画像データ
を求める三次元物体の画像データ生成装置に関し、特に
コンピュータ・グラフィクス、ロボットの三次元物体の
認識、コンピュータ・シミュレーション等に利用できる
三次元物体の画像データ生成装置に関する。
を求める三次元物体の画像データ生成装置に関し、特に
コンピュータ・グラフィクス、ロボットの三次元物体の
認識、コンピュータ・シミュレーション等に利用できる
三次元物体の画像データ生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ・グラフィクス等では幾何
学的に定義できる三次元物体は、既成のＣＡＤソフトウ
エア等を使用して、画像データを生成することができ
る。しかし、自由曲面から構成される三次元物体、複雑
な形状の三次元物体をコンピュータに認識させるため、
すなわちコンピュータに入力するには、三次元物体の各
点の三次元座標を測定して、入力する必要がある。
学的に定義できる三次元物体は、既成のＣＡＤソフトウ
エア等を使用して、画像データを生成することができ
る。しかし、自由曲面から構成される三次元物体、複雑
な形状の三次元物体をコンピュータに認識させるため、
すなわちコンピュータに入力するには、三次元物体の各
点の三次元座標を測定して、入力する必要がある。
【０００３】また、コンピュータ・ホログラムが知られ
ている。コンピュータ・ホログラムは幾何学的に定義で
きる物体については、これらの物体からの反射光の波面
は正確に計算できるので、コンピュータを使用してホロ
グラムを作成するものである。
ている。コンピュータ・ホログラムは幾何学的に定義で
きる物体については、これらの物体からの反射光の波面
は正確に計算できるので、コンピュータを使用してホロ
グラムを作成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複雑な三次元
物体の各点の三次元座標を計測して、そのデータを入力
するのは膨大な作業と経費が必要となり実用的ではなか
った。
物体の各点の三次元座標を計測して、そのデータを入力
するのは膨大な作業と経費が必要となり実用的ではなか
った。
【０００５】また、コンピュータ・ホログラムは幾何学
的に定義できる物体については、ホログラムを計算で求
めることができるが、複雑な形状の三次元物体の画像デ
ータを生成することはできない。
的に定義できる物体については、ホログラムを計算で求
めることができるが、複雑な形状の三次元物体の画像デ
ータを生成することはできない。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ホログラフィとコンピュータによって三次元
物体の画像データを高速に生成できる三次元物体の画像
データ生成装置を提供することを目的とする。
のであり、ホログラフィとコンピュータによって三次元
物体の画像データを高速に生成できる三次元物体の画像
データ生成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、三次元物体の画像データを高速に生成す
る三次元物体の画像データ生成装置において、前記三次
元物体のホログラムをホログラフィ・スクリーンに生成
するホログラム生成手段と、前記ホログラムからホログ
ラム・データを収集するホログラム・データ収集手段
と、前記ホログラム・データと、擬似再生光データから
前記三次元物体の画像データを演算処理によって再生す
る画像データ処理計算機と、を有することを特徴とする
三次元物体の画像データ生成装置が、提供される。
決するために、三次元物体の画像データを高速に生成す
る三次元物体の画像データ生成装置において、前記三次
元物体のホログラムをホログラフィ・スクリーンに生成
するホログラム生成手段と、前記ホログラムからホログ
ラム・データを収集するホログラム・データ収集手段
と、前記ホログラム・データと、擬似再生光データから
前記三次元物体の画像データを演算処理によって再生す
る画像データ処理計算機と、を有することを特徴とする
三次元物体の画像データ生成装置が、提供される。
【０００８】
【作用】ホログラム生成手段によってホログラフィ・ス
クリーン上に生成されたホログラムをホログラム・デー
タ収集手段によって、ホログラム・データとして収集し
画像処理計算機のメモリに格納する。画像データ処理計
算機では、このホログラム・データと擬似再生光データ
から三次元物体の画像を演算によって再生する。
クリーン上に生成されたホログラムをホログラム・デー
タ収集手段によって、ホログラム・データとして収集し
画像処理計算機のメモリに格納する。画像データ処理計
算機では、このホログラム・データと擬似再生光データ
から三次元物体の画像を演算によって再生する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例の全体構成図である。
本実施例では、ホログラムを生成するためのレーザ光を
発生するレーザ発振器１、レーザ光を分割するビームス
プリッタ２、三次元物体３、ホログラムを生成するホロ
グラフィ・スクリーン４を有する。
明する。図１は本発明の一実施例の全体構成図である。
本実施例では、ホログラムを生成するためのレーザ光を
発生するレーザ発振器１、レーザ光を分割するビームス
プリッタ２、三次元物体３、ホログラムを生成するホロ
グラフィ・スクリーン４を有する。
【００１０】また、ホログラムを撮像するＣＣＤカメラ
５、ホログラム・データを格納し、ホログラム・データ
と演算処理によって三次元物体３の画像を生成する画像
データ処理計算機１０を有する。そして、得られた三次
元物体３の画像データは、ワークステーション２０に送
られる。
５、ホログラム・データを格納し、ホログラム・データ
と演算処理によって三次元物体３の画像を生成する画像
データ処理計算機１０を有する。そして、得られた三次
元物体３の画像データは、ワークステーション２０に送
られる。
【００１１】次に本実施例の動作について説明する。レ
ーザ発振器１からは、レーザ光Ｌ１が発射される。レー
ザ光Ｌ１はビームスプリッタ２でその一部のレーザ光Ｌ
２が透過され、画像データを生成する対象である三次元
物体３に到達し、散乱して物体光Ｌ３となり、ホログラ
ムを生成するホログラフィ・スクリーン４に到達する。
また、ビームスプリッタ２によって散乱されたレーザ光
Ｌ４もホログラフィ・スクリーン４に到達する。ここ
で、物体光Ｌ３とレーザ光Ｌ４によって、ホログラフィ
・スクリーン４に三次元物体３のホログラムが生成され
る。
ーザ発振器１からは、レーザ光Ｌ１が発射される。レー
ザ光Ｌ１はビームスプリッタ２でその一部のレーザ光Ｌ
２が透過され、画像データを生成する対象である三次元
物体３に到達し、散乱して物体光Ｌ３となり、ホログラ
ムを生成するホログラフィ・スクリーン４に到達する。
また、ビームスプリッタ２によって散乱されたレーザ光
Ｌ４もホログラフィ・スクリーン４に到達する。ここ
で、物体光Ｌ３とレーザ光Ｌ４によって、ホログラフィ
・スクリーン４に三次元物体３のホログラムが生成され
る。
【００１２】次に、このホログラムをＣＣＤカメラ５で
撮像し、２次元データとしてのホログラム・データを画
像データ処理計算機１０に送る。画像データ処理計算機
１０では、このホログラム・データをメモリに格納す
る。画像データ処理計算機１０では、ホログラフィによ
る三次元物体３の画像を再生する処理を、計算機内部で
このホログラム・データと擬似的な再生光に相当する光
強度を計算上のデータとして与え、演算処理によって行
う。勿論、三次元物体３の再生された画像データはディ
ジタルな三次元データであり、そのまま他のコンピュー
タによって処理できる。この画像データはワークステー
ション２０に送られる。ワークステーション２０では、
この画像データを表示し、また、色彩をつけたり、拡
大、縮小、回転等の加工を行い、コンピュータ・グラフ
ィクス、コンピュータ・シミュレーション、ロボットの
画像認識等の処理に使用することができる。
撮像し、２次元データとしてのホログラム・データを画
像データ処理計算機１０に送る。画像データ処理計算機
１０では、このホログラム・データをメモリに格納す
る。画像データ処理計算機１０では、ホログラフィによ
る三次元物体３の画像を再生する処理を、計算機内部で
このホログラム・データと擬似的な再生光に相当する光
強度を計算上のデータとして与え、演算処理によって行
う。勿論、三次元物体３の再生された画像データはディ
ジタルな三次元データであり、そのまま他のコンピュー
タによって処理できる。この画像データはワークステー
ション２０に送られる。ワークステーション２０では、
この画像データを表示し、また、色彩をつけたり、拡
大、縮小、回転等の加工を行い、コンピュータ・グラフ
ィクス、コンピュータ・シミュレーション、ロボットの
画像認識等の処理に使用することができる。
【００１３】なお、図１の構成ではホログラムをＣＣＤ
カメラで撮像してホログラム・データを収集したが、デ
ジタイザを使用することもできる。次に、画像データ処
理計算機１０内での画像データの再生について述べる。
図２は画像データを再生するための原理を説明するため
の模式図である。また、図３は画像データを再生するた
めの画像データ処理計算機１０の処理のフローチャート
である。
カメラで撮像してホログラム・データを収集したが、デ
ジタイザを使用することもできる。次に、画像データ処
理計算機１０内での画像データの再生について述べる。
図２は画像データを再生するための原理を説明するため
の模式図である。また、図３は画像データを再生するた
めの画像データ処理計算機１０の処理のフローチャート
である。
【００１４】図２では、仮想的な光源１１（点Ｐｓ）か
ら擬似再生光Ｌｒが出射されるものとする。この擬似再
生光Ｌｒはホログラム像面に相当する仮想ホログラム面
１５上の点Ｐｊで反射し、画像データを再生する画像再
生空間１３内の点Ｐｉに到達する。
ら擬似再生光Ｌｒが出射されるものとする。この擬似再
生光Ｌｒはホログラム像面に相当する仮想ホログラム面
１５上の点Ｐｊで反射し、画像データを再生する画像再
生空間１３内の点Ｐｉに到達する。
【００１５】ここで、仮想光源１１からの擬似再生光Ｌ
ｒの点Ｐｊにおける再生光の光強度をＲｉとすると、反
射光の光強度Ｉｊは以下の式で与えられる。
ｒの点Ｐｊにおける再生光の光強度をＲｉとすると、反
射光の光強度Ｉｊは以下の式で与えられる。
【００１６】
【数１】Ｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ （１） ここで、ａｊは点Ｐｊの反射率であり、これはホログラ
ム・データの点Ｐｊにおけるデータそのものである。し
たがって、点Ｐｉでの光強度Ｉｉｊは次の式で与えられ
る。
ム・データの点Ｐｊにおけるデータそのものである。し
たがって、点Ｐｉでの光強度Ｉｉｊは次の式で与えられ
る。
【００１７】
【数２】 Ｉｉｊ＝Ｉｊ／ｒｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ／ｒｉｊ （２） ただし、ｒｉｊは点Ｐｊと点Ｐｉの距離である。（図３
のＳ１） 次に、点Ｐｉと仮想光源１１（点Ｐｓ）との位相差は光
路の距離（ｒｊ＋ｒｉｊ）によって決まるので、結局点
Ｐｉでの光強度は以下の式で与えられる。（図３のＳ
２）
のＳ１） 次に、点Ｐｉと仮想光源１１（点Ｐｓ）との位相差は光
路の距離（ｒｊ＋ｒｉｊ）によって決まるので、結局点
Ｐｉでの光強度は以下の式で与えられる。（図３のＳ
２）
【００１８】
【数３】
【００１９】ここで、ｋは点光源１１の波数であり、単
色光を用いるので定数である。なお、ｑは虚数である。
これを仮想的ホログラム面１５の全ての格子点について
積算すれば、点Ｐｉでの光強度φｉは以下の式から求め
ることができる。（図３のＳ３）
色光を用いるので定数である。なお、ｑは虚数である。
これを仮想的ホログラム面１５の全ての格子点について
積算すれば、点Ｐｉでの光強度φｉは以下の式から求め
ることができる。（図３のＳ３）
【００２０】
【数４】
【００２１】ここで、Ｚｉは点Ｐｉと仮想的ホログラム
面との距離（垂直距離）を表す。また、ｆ（ｒｉｊ）＝
ｒｉｊである。この点Ｐｉの電界強度を画像再生空間１
３の格子点全てについて求めれば、元の三次元物体３の
像、すなわち画像データが再現できる。（図３のＳ４）
そして、この画像データは各点の光強度が、三次元のデ
ィジタルデータとして与えられており、そのまま他のコ
ンピュータで、拡大、縮小，回転等の加工が簡単にでき
る。また、色彩を追加したりできる。そして、コンピュ
ータ・グラフィクス、コンピュータ・シミュレーショ
ン、ロボットの画像認識、アニメーション等にそのまま
使用できる。
面との距離（垂直距離）を表す。また、ｆ（ｒｉｊ）＝
ｒｉｊである。この点Ｐｉの電界強度を画像再生空間１
３の格子点全てについて求めれば、元の三次元物体３の
像、すなわち画像データが再現できる。（図３のＳ４）
そして、この画像データは各点の光強度が、三次元のデ
ィジタルデータとして与えられており、そのまま他のコ
ンピュータで、拡大、縮小，回転等の加工が簡単にでき
る。また、色彩を追加したりできる。そして、コンピュ
ータ・グラフィクス、コンピュータ・シミュレーショ
ン、ロボットの画像認識、アニメーション等にそのまま
使用できる。
【００２２】図４は上記（４）式を計算するめたの、ブ
ロック図である。なお、ここでＸｉ，Ｙｉは点Ｐｉから
仮想ホログラム面１５上へ下ろした垂線と仮想ホログラ
ム面１５が交わってできる点Ｐｉｊの座標値である。ま
た、Ｚｉは仮想ホログラム面１５と点Ｐｉの距離であ
る。（図２参照）カウンタ１７はそれぞれ、ｉについて
１〜ｍまで、ｊについて１〜ｎまでカウントし、各ｉ，
ｊについて、（４）式の計算を行う。ただし、ｍは画像
再生空間１３の格子点の数、ｎは仮想ホログラム面１５
の格子点の数である。
ロック図である。なお、ここでＸｉ，Ｙｉは点Ｐｉから
仮想ホログラム面１５上へ下ろした垂線と仮想ホログラ
ム面１５が交わってできる点Ｐｉｊの座標値である。ま
た、Ｚｉは仮想ホログラム面１５と点Ｐｉの距離であ
る。（図２参照）カウンタ１７はそれぞれ、ｉについて
１〜ｍまで、ｊについて１〜ｎまでカウントし、各ｉ，
ｊについて、（４）式の計算を行う。ただし、ｍは画像
再生空間１３の格子点の数、ｎは仮想ホログラム面１５
の格子点の数である。
【００２３】各ステップの演算の内容を以下に示す。な
お、Ｓに続く番号は演算のステップ番号である。 〔Ｓ２１〕Ｘｉ−Ｘｉｊ 〔Ｓ２２〕Ｙｉ−Ｙｉｊ 〔Ｓ２３〕（Ｘｉｊ）2 ＝（Ｘｉ−Ｘｉｊ）2 〔Ｓ２４〕（Ｙｉｊ）2 ＝（Ｙｉ−Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２５〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２６〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 ＋Ｚｉ2 〔Ｓ２７ａ〕ｒｉｊ＝ 〔（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2
＋Ｚｉ2 〕1/2 〔Ｓ２７ｂ〕ｆ（ｒｉｊ）＝（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ２８〕Ｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ 〔Ｓ２９〕ｒｉｊ−Ｚｉ 〔Ｓ３０〕Ｉｊ・（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ３１〕ｃｏｓ〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕 〔Ｓ３２〕φｉ＝ΣＩｊ・（１／ｒｉｊ）ｃｏｓ〔ｋ
（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕 まず、点Ｐｉｊと点Ｐｊのそれぞれの座標値と点Ｐｉの
仮想ホログラム面１５との距離Ｚｉから次の式により、
ｒｉｊ及び（１／ｒｉｊ）が求められる（Ｓ２１〜Ｓ２
７ａ，Ｓ２７ｂ）。
お、Ｓに続く番号は演算のステップ番号である。 〔Ｓ２１〕Ｘｉ−Ｘｉｊ 〔Ｓ２２〕Ｙｉ−Ｙｉｊ 〔Ｓ２３〕（Ｘｉｊ）2 ＝（Ｘｉ−Ｘｉｊ）2 〔Ｓ２４〕（Ｙｉｊ）2 ＝（Ｙｉ−Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２５〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２６〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 ＋Ｚｉ2 〔Ｓ２７ａ〕ｒｉｊ＝ 〔（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2
＋Ｚｉ2 〕1/2 〔Ｓ２７ｂ〕ｆ（ｒｉｊ）＝（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ２８〕Ｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ 〔Ｓ２９〕ｒｉｊ−Ｚｉ 〔Ｓ３０〕Ｉｊ・（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ３１〕ｃｏｓ〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕 〔Ｓ３２〕φｉ＝ΣＩｊ・（１／ｒｉｊ）ｃｏｓ〔ｋ
（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕 まず、点Ｐｉｊと点Ｐｊのそれぞれの座標値と点Ｐｉの
仮想ホログラム面１５との距離Ｚｉから次の式により、
ｒｉｊ及び（１／ｒｉｊ）が求められる（Ｓ２１〜Ｓ２
７ａ，Ｓ２７ｂ）。
【００２４】
【数５】
【００２５】そして、Ｓ２８でＩｊを求め、Ｓ３０でＩ
ｊ・（１／ｒｉｊ）を求める。また、Ｓ３１でｃｏｓ
〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕を求め、Ｓ３２でφｉ〔（４）
式〕を求める。
ｊ・（１／ｒｉｊ）を求める。また、Ｓ３１でｃｏｓ
〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕を求め、Ｓ３２でφｉ〔（４）
式〕を求める。
【００２６】なお、Ｓ３１の三角関数の計算では、三角
関数のテーブルを設けて、ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）が求まれ
ば、テーブルから直ちにｃｏｓ〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕
を求めるようにしている。このテーブルを使用すること
により、三角関数を直接計算する場合に比べて、２４０
倍以上の速度となった。
関数のテーブルを設けて、ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）が求まれ
ば、テーブルから直ちにｃｏｓ〔ｋ（ｒｉｊ−Ｚｉ）〕
を求めるようにしている。このテーブルを使用すること
により、三角関数を直接計算する場合に比べて、２４０
倍以上の速度となった。
【００２７】次に、画像データを求めるための演算時間
の具体例について述べる。まず、点Ｐｉでの光強度を求
めるためには、仮想ホログラム面１５の格子点の数を５
００×５００とすると、点Ｐｊのデータ量は２５０００
０である。したがって、点Ｐｉの光強度を求めるには
（４）式の計算を２５００００回行う必要がある。これ
を現在の市販の標準的なワークステーションを使用する
と、１．８秒かかる。
の具体例について述べる。まず、点Ｐｉでの光強度を求
めるためには、仮想ホログラム面１５の格子点の数を５
００×５００とすると、点Ｐｊのデータ量は２５０００
０である。したがって、点Ｐｉの光強度を求めるには
（４）式の計算を２５００００回行う必要がある。これ
を現在の市販の標準的なワークステーションを使用する
と、１．８秒かかる。
【００２８】さらに、画像再生空間１３内の格子点の数
を５００×５００×５００とすると、１２５×１０6 個
の格子点について計算を行うと計算時間は７年になる。
そこで、ＣＰＵのクロックが３３ＭＨｚの専用の画像デ
ータ処理計算機を使用すると、１０日程度で計算でき
る。
を５００×５００×５００とすると、１２５×１０6 個
の格子点について計算を行うと計算時間は７年になる。
そこで、ＣＰＵのクロックが３３ＭＨｚの専用の画像デ
ータ処理計算機を使用すると、１０日程度で計算でき
る。
【００２９】また、これらの各計算は並列処理が可能で
あるので、１０個のＣＰＵを並列に接続して処理するよ
うに構成することにより、２６時間で計算できる。さら
に、ＣＰＵを１００個並列に接続すれば、２．６時間で
計算可能となる。実際には画像再生空間１３の格子点の
数は１００×１００×１００程度でよいので、７０秒程
度で計算できる。
あるので、１０個のＣＰＵを並列に接続して処理するよ
うに構成することにより、２６時間で計算できる。さら
に、ＣＰＵを１００個並列に接続すれば、２．６時間で
計算可能となる。実際には画像再生空間１３の格子点の
数は１００×１００×１００程度でよいので、７０秒程
度で計算できる。
【００３０】勿論、これらの計算速度はＣＰＵのクロッ
ク速度、ＣＰＵの使用個数等によって変化することはい
うまでもない。
ク速度、ＣＰＵの使用個数等によって変化することはい
うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではホログ
ラム・データと画像データ処理計算機の演算処理によっ
て、三次元物体の画像データを生成するように構成した
ので、複雑な形状の三次元物体の画像データをコンピュ
ータ・グラフィクス等で処理可能な画像データとして、
簡単に求めることができる。
ラム・データと画像データ処理計算機の演算処理によっ
て、三次元物体の画像データを生成するように構成した
ので、複雑な形状の三次元物体の画像データをコンピュ
ータ・グラフィクス等で処理可能な画像データとして、
簡単に求めることができる。
【００３２】また、画像データ処理計算機の構造を、並
列処理構造としたので、高速に三次元物体の画像データ
を求めることができる。さらに、三角関数のテーブルを
使用して演算するように構成したので、高速に三次元物
体の画像データを求めることができる。
列処理構造としたので、高速に三次元物体の画像データ
を求めることができる。さらに、三角関数のテーブルを
使用して演算するように構成したので、高速に三次元物
体の画像データを求めることができる。
【図１】本発明の一実施例の全体構成図である。
【図２】画像データを再生するための原理を説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図３】画像データを再生するための処理のフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】画像再生空間の各点の電界強度を計算するため
のブロック図である。
のブロック図である。
１ レーザ発振器 ２ ビームスプリッタ ３ 三次元物体 ４ ホログラフィ・スクリーン ５ ＣＣＤカメラ １０ 画像データ処理計算機 ２０ ワークステーション
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【数４】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】各ステップの演算の内容を以下に示す。な
お、Ｓに続く番号は演算のステップ番号である。 〔Ｓ２１〕Ｘｉ−Ｘｉｊ 〔Ｓ２２〕Ｙｉ−Ｙｉｊ 〔Ｓ２３〕（Ｘｉｊ）2 ＝（Ｘｉ−Ｘｉｊ）2 〔Ｓ２４〕（Ｙｉｊ）2 ＝（Ｙｉ−Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２５〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２６〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 ＋Ｚｉ2 〔Ｓ２７ａ〕ｒｉｊ＝ 〔（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2
＋Ｚｉ2 〕1/2 〔Ｓ２７ｂ〕ｆ（ｒｉｊ）＝（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ２８〕Ｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ 〔Ｓ３０〕Ｉｊ・（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ３１〕ｃｏｓ〔ｋｒｉｊ〕 〔Ｓ３２〕φｉ＝ΣＩｊ・（１／ｒｉｊ）ｃｏｓ〔ｋｒ
ｉｊ〕 まず、点Ｐｉｊと点Ｐｊのそれぞれの座標値と点Ｐｉの
仮想ホログラム面１５との距離Ｚｉから次の式により、
ｒｉｊ及び（１／ｒｉｊ）が求められる（Ｓ２１〜Ｓ２
７ａ，Ｓ２７ｂ）。
お、Ｓに続く番号は演算のステップ番号である。 〔Ｓ２１〕Ｘｉ−Ｘｉｊ 〔Ｓ２２〕Ｙｉ−Ｙｉｊ 〔Ｓ２３〕（Ｘｉｊ）2 ＝（Ｘｉ−Ｘｉｊ）2 〔Ｓ２４〕（Ｙｉｊ）2 ＝（Ｙｉ−Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２５〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 〔Ｓ２６〕（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2 ＋Ｚｉ2 〔Ｓ２７ａ〕ｒｉｊ＝ 〔（Ｘｉｊ）2 ＋（Ｙｉｊ）2
＋Ｚｉ2 〕1/2 〔Ｓ２７ｂ〕ｆ（ｒｉｊ）＝（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ２８〕Ｉｊ＝ａｊ・Ｒｊ 〔Ｓ３０〕Ｉｊ・（１／ｒｉｊ） 〔Ｓ３１〕ｃｏｓ〔ｋｒｉｊ〕 〔Ｓ３２〕φｉ＝ΣＩｊ・（１／ｒｉｊ）ｃｏｓ〔ｋｒ
ｉｊ〕 まず、点Ｐｉｊと点Ｐｊのそれぞれの座標値と点Ｐｉの
仮想ホログラム面１５との距離Ｚｉから次の式により、
ｒｉｊ及び（１／ｒｉｊ）が求められる（Ｓ２１〜Ｓ２
７ａ，Ｓ２７ｂ）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】そして、Ｓ２８でＩｊを求め、Ｓ３０でＩ
ｊ・（１／ｒｉｊ）を求める。また、Ｓ３１でｃｏｓ
〔ｋｒｉｊ〕を求め、Ｓ３２でφｉ〔（４）式〕を求め
る。
ｊ・（１／ｒｉｊ）を求める。また、Ｓ３１でｃｏｓ
〔ｋｒｉｊ〕を求め、Ｓ３２でφｉ〔（４）式〕を求め
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】なお、Ｓ３１の三角関数の計算では、三角
関数のテーブルを設けて、ｋｒｉｊが求まれば、テーブ
ルから直ちにｃｏｓ〔ｋｒｉｊ〕を求めるようにしてい
る。このテーブルを使用することにより、三角関数を直
接計算する場合に比べて、２４０倍以上の速度となっ
た。
関数のテーブルを設けて、ｋｒｉｊが求まれば、テーブ
ルから直ちにｃｏｓ〔ｋｒｉｊ〕を求めるようにしてい
る。このテーブルを使用することにより、三角関数を直
接計算する場合に比べて、２４０倍以上の速度となっ
た。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (7)
- 【請求項１】 三次元物体の画像データを高速に生成す
る三次元物体の画像データ生成装置において、 前記三次元物体のホログラムをホログラフィ・スクリー
ンに生成するホログラム生成手段と、 前記ホログラムからホログラム・データを収集するホロ
グラム・データ収集手段と、 前記ホログラム・データと、擬似再生光データから前記
三次元物体の画像データを演算処理によって再生する画
像データ処理計算機と、 を有することを特徴とする三次元物体の画像データ生成
装置。 - 【請求項２】 前記画像データ処理計算機は、 画像再生空間上の各格子点における仮想ホログラム面か
らの反射光を計算する反射光計算手段と、 前記反射光を前記仮想ホログラム面の全面について積算
し、前記格子点の光強度を求める反射光積算手段と、 前記各格子点の光強度を前記画像再生空間上のすべての
格子点について求め、前記三次元物体の画像データを求
める画像データ演算手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の三次元物体の
画像データ生成装置。 - 【請求項３】 前記画像データ処理計算機は並列処理計
算機であることを特徴とする請求項１記載の三次元物体
の画像データ生成装置。 - 【請求項４】 前記ホログラム・データ収集手段はＣＣ
Ｄカメラであることを特徴とする請求項１記載の三次元
物体の画像データ生成装置。 - 【請求項５】 前記ホログラム・データ収集手段はデジ
タイザであることを特徴とする請求項１記載の三次元物
体の画像データ生成装置。 - 【請求項６】 前記ホログラム生成手段は、 前記三次元物体へのレーザ光を発射するレーザ発振器
と、 前記レーザ光の一部を透過光として透過し、一部を参照
光として散乱するビームスプリッタと、 前記透過光が前記三次元物体から散乱した物体光と、前
記参照光とによってホログラムを生成する前記ホログラ
フィ・スクリーンと、 を有することを特徴とする請求項１記載の三次元物体の
画像データ生成装置。 - 【請求項７】 前記画像データを表示、加工するための
ホスト計算機を前記画像データ処理計算機に接続したこ
とを特徴とする請求項１記載の三次元物体の画像データ
生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043929A JPH06258999A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 三次元物体の画像データ生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043929A JPH06258999A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 三次元物体の画像データ生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258999A true JPH06258999A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12677389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043929A Pending JPH06258999A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 三次元物体の画像データ生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258999A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998013715A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-02 | Vincent Lauer | Microscope generant une representation tridimensionnelle d'un objet |
| KR20030015625A (ko) * | 2001-08-17 | 2003-02-25 | 에이알비전 (주) | 정육면체 프레임을 이용한 카메라 보정이 필요없는 물체의3차원 구조 복원 방법 |
| JP2005315850A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-11-10 | Kgt Inc | 三次元位置計測装置 |
| KR100616315B1 (ko) * | 2004-07-22 | 2006-08-28 | 중앙대학교 산학협력단 | 매개 변수 재구성 방법 |
| JP2010522350A (ja) * | 2007-03-22 | 2010-07-01 | アプンテック カンパニー リミテッド | 虚像のないディジタルホログラムの記録・再構成装置及び方法 |
| US9632299B2 (en) | 2013-05-16 | 2017-04-25 | National Central University | Digital holographic microscope |
| WO2018025840A1 (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | ウシオ電機株式会社 | 検出装置 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5043929A patent/JPH06258999A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998013715A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-02 | Vincent Lauer | Microscope generant une representation tridimensionnelle d'un objet |
| KR20030015625A (ko) * | 2001-08-17 | 2003-02-25 | 에이알비전 (주) | 정육면체 프레임을 이용한 카메라 보정이 필요없는 물체의3차원 구조 복원 방법 |
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| WO2018025840A1 (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | ウシオ電機株式会社 | 検出装置 |
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