JPH0651221A - 立体動画像表示方法および装置 - Google Patents

立体動画像表示方法および装置

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JPH0651221A
JPH0651221A JP4207877A JP20787792A JPH0651221A JP H0651221 A JPH0651221 A JP H0651221A JP 4207877 A JP4207877 A JP 4207877A JP 20787792 A JP20787792 A JP 20787792A JP H0651221 A JPH0651221 A JP H0651221A
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light
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敦 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、緻密でより現実感のある立体動画像
を表示することができ、かつ表示物体の任意の動きを表
示する場合でも複雑な計算を行なうことなく表示できる
ことを最も主要な目的としている。 【構成】本発明は、立体動画像を表示する場合に、互い
に異なる速度で回転する2つの回転多面体鏡により光ビ
ームをX方向とY方向に走査しながら、光ビームを受け
る可変焦点鏡を上記走査と同期してZ方向に振動させて
立体動画像を表示することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、立体動画像を表示する
方法および装置に係り、特に緻密でより現実感のある立
体動画像を得るようにした立体動画像表示方法および装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、物体の立体動画像を表示する
装置としては、例えば図2に概要図を示すように、CR
T1に物体の断層像を連続表示し、これを可変焦点鏡2
によりミラー3を介して奥行方向に並べる立体動画表示
装置が用いられている。
【0003】しかしながら、この種の立体動画表示装置
においては、観察者4の目の残像時間内に数十枚から数
百枚の断層像をCRT1に表示する必要があり、CRT
1のフレーム周波数の限界によって、表示できる物体に
限りがある。
【0004】すなわち、CRT1に通常のテレビ画像と
同様の2次元画像を表示するため、そのCRT1の走査
線数や大きさ、フレーム周波数によって画像の質が決ま
る。従って、緻密な立体の表示は不可能であり、ワイヤ
ーフレーム程度の物体しか表示することができない。
【0005】また、例えば仮想物体を実時間で動かす場
合には、断層像を実時間で変化させるために、高速な2
次元画像の画像処理が必要となる。しかし、これは情報
量が多いため大型の計算機が必要となり、コスト的にも
時間的にも問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
立体動画表示装置においては、緻密で現実感のある立体
動画像が得られないばかりでなく、表示物体の任意の動
きを表示する場合に複雑な計算を行なう必要があるとい
う問題があった。
【0007】本発明は上述のような問題を解決するため
に成されたもので、緻密でより現実感のある立体動画像
を表示することができ、かつ表示物体の任意の動きを表
示する場合でも複雑な計算を行なうことなく表示するこ
とが可能な立体動画像表示方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項1に記載の発明では、立体動画像を
表示する方法において、互いに異なる速度で回転する2
つの回転多面体鏡により光ビームをX方向とY方向に走
査しながら、光ビームを受ける可変焦点鏡を上記走査と
同期してZ方向に振動させて立体動画像を表示するよう
にしている。
【0009】また、請求項2に記載の発明では、立体動
画像を表示する装置において、強度変調可能な光ビーム
を発生する光源と、所定速度で回転し、光源からの光ビ
ームをX方向またはY方向に走査する第1の回転多面体
鏡と、第1の回転多面体鏡と異なる速度で回転し、当該
第1の回転多面体鏡からの光ビームをY方向またはX方
向に走査する第2の回転多面体鏡と、上記走査と同期し
てZ方向に振動し、第2の回転多面体鏡からの光ビーム
を走査する可変焦点鏡とを備えて構成している。
【0010】さらに、請求項3に記載の発明では、請求
項2に記載の立体動画像表示装置において、第1の回転
多面体鏡と第2の回転多面体鏡との間に配設され、当該
第1の回転多面体鏡からの光ビームをX方向またはY方
向に線状に広げる第1のシリンドリカルレンズと、第2
の回転多面体鏡と可変焦点鏡との間に配設され、当該第
2の回転多面体鏡からの線状光をY方向またはX方向に
広げる第2のシリンドリカルレンズとを付加して構成し
ている。
【0011】ここで、特に上記光源としては、発生する
光ビームの強度を表示物体の強度分布に合わせて変調す
るようにしている。
【0012】
【作用】従って、本発明の立体動画像表示方法および装
置においては、回転速度が異なる2つの回転多面体鏡で
光ビームをX方向とY方向に走査しながら、この走査と
同期して可変焦点鏡をZ方向に振動させて焦点距離を変
化させ立体動画像を表示することにより、物体の表面の
1点1点が表示されるため、緻密でより現実感のある立
体動画像を得ることができ、また表示物体の任意の動き
を表示する場合でも、複雑な計算なしに表示することが
できる。
【0013】さらに、2つのシリンドリカルレンズで光
ビームをX方向とY方向に線状に広げることにより、X
方向とY方向の視域を広げることができる。
【0014】
【実施例】本発明では、CRTに物体の断層像を表示す
るのではなく、光ビームを回転多面体鏡で走査すること
により、物体の1点1点をその空間中の位置に順次表示
するものである。なお、回転多面体鏡とは、表面を鏡面
とした多面体(n角柱)で、モーターにより高速回転が
可能なものである。
【0015】本発明では、この回転多面体鏡を2つ用い
て、光ビームを上下左右方向に走査する。この2次元走
査した光は、ある瞬間において可変焦点鏡により、虚像
あるいは実像として空間中に点像を作る。すなわち、2
つの回転多面体鏡と可変焦点鏡により、点像を3次元的
に走査することになる。この場合、3次元走査の1周期
は、人間の目の残像時間内とし、また表示しようとする
物体の強度分布に合わせて、光源から発生する光ビーム
の強度を変調して立体画像を表示する。なお、可変焦点
鏡とは、その焦点距離を高速に変化させることができる
鏡で、例えば音響スピーカの前面に薄膜の鏡面を貼り付
け、スピーカを駆動することで為される。
【0016】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明による立体動画像表示装置
の構成例を示す概要図である。
【0018】すなわち、本実施例の立体動画像表示装置
は、図1に示すように、光源である半導体レーザー11
およびコリメーター12と、第1の回転多面体鏡13
と、第1のシリンドリカルレンズ14と、第2の回転多
面体鏡15と、第2のシリンドリカルレンズ16と、可
変焦点鏡17とから構成している。
【0019】から構成している。
【0020】ここで、半導体レーザー11は、レーザー
光を発生するもので、発生するレーザー光の強度を表示
物体の強度分布に合わせて直接電流により変調可能なも
のである。
【0021】また、コリメーター12は、半導体レーザ
ー11からのレーザー光を細い光ビームにするものであ
る。
【0022】さらに、第1の回転多面体鏡13は、所定
速度で回転し、コリメーター12からの光ビームをX方
向に走査するものである。
【0023】さらにまた、第1のシリンドリカルレンズ
14は、第1の回転多面体鏡13と第2の回転多面体鏡
15との間に配設され、第1の回転多面体鏡13からの
光ビームをX方向に線状に広げるものである。
【0024】一方、第2の回転多面体鏡15は、第1の
回転多面体鏡13と異なる速度速度(本例では、第1の
回転多面体鏡13よりも速い速度)で回転し、第1の回
転多面体鏡13からの光ビームをY方向に走査するもの
である。
【0025】また、第2のシリンドリカルレンズ16
は、第2の回転多面体鏡15と可変焦点鏡17との間に
配設され、第2の回転多面体鏡15からの線状光をY方
向に広げるものである。
【0026】さらに、可変焦点鏡17は、上記走査と同
期してZ方向に振動し、第2のシリンドリカルレンズ1
6からの線状光を走査するものである。
【0027】次に、以上のように構成した本実施例の立
体動画像表示装置における表示方法について説明する。
【0028】図1において、半導体レーザー11から出
たレーザー光は、コリメーター12で細い光ビームとな
り、第1の回転多面体鏡13で反射した後、X方向の視
域を広げるために第1のシリンドリカルレンズ14でX
方向に線状に広げられて、第2の回転多面体鏡15に入
射する。そして、第2の回転多面体鏡15で反射した線
状光は、可変焦点鏡17で再び反射して、空間中の1点
に集光する。
【0029】この場合、第2の回転多面体鏡15の回転
により、可変焦点鏡17に入射する線状光のX方向の角
度が変化するため、集光位置も同時にX方向に変化し、
X方向の走査をすることになる。一方、第1の回転多面
体鏡13の回転は、第2の回転多面体鏡15の回転より
も速度が遅く、その回転により第2の回転多面体鏡15
へ入射する光の角度を変化させるため、Y方向の走査を
することになる。
【0030】このようにして、高速で2次元走査した光
は、可変焦点鏡17を振動させることにより、さらに奥
行方向に走査する。また、Y方向の視域を広げるため
に、第1のシリンドリカルレンズ14により線状光をY
方向に広げている。
【0031】以上のようにして、3次元的に光を走査
し、表示物体の強度分布に合わせて半導体レーザー11
の駆動電流を変調して、立体動画像表示を可能とする。
【0032】上述したように、本実施例の立体動画像表
示装置は、発生するレーザー光の強度を表示物体の強度
分布に合わせて直接電流により変調可能なレーザー光を
発生する半導体レーザー11、および半導体レーザー1
1からのレーザー光を細い光ビームにするコリメーター
12よりなる光源と、所定速度で回転し、コリメーター
12からの光ビームをX方向に走査する第1の回転多面
体鏡13と、第1の回転多面体鏡13からの光ビームを
X方向に線状に広げる第1のシリンドリカルレンズ14
と、第1の回転多面体鏡13よりも速い速度で回転し、
第1の回転多面体鏡13からの光ビームをY方向に走査
する第2の回転多面体鏡15と、第2の回転多面体鏡1
5からの線状光をY方向に広げる第2のシリンドリカル
レンズ16と、上記走査と同期してZ方向に振動し、第
2のシリンドリカルレンズ16からの線状光を走査する
可変焦点鏡17とから構成するようにしたものである。
【0033】従って、表示物体の表面の1点1点が表示
されるため、緻密でより現実感のある立体動画像を表示
することが可能となる。
【0034】また、表示物体の任意の動きを表示する場
合でも、従来のように複雑な計算なしに表示することが
可能となり、これにより大型の計算機が不要となり、コ
スト的にも時間的にも有利となる。
【0035】さらに、2つのシリンドリカルレンズ1
4,16で光ビームをX方向とY方向に線状に広げるこ
とにより、X方向とY方向の視域を広げることが可能と
なる。
【0036】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。
【0037】(a)上記実施例では、第1の回転多面体
鏡13により光ビームをX方向に走査し、第2の回転多
面体鏡15により光ビームをY方向に走査する場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えば逆に、第1の回
転多面体鏡13により光ビームをY方向に走査し、第2
の回転多面体鏡15により光ビームをX方向に走査する
ようにしても、前述の場合と同様の効果が得られるもの
である。
【0038】(b)上記実施例では、第2の回転多面体
鏡15が第1の回転多面体鏡13よりも速い速度で回転
する場合について説明したが、これに限らず、例えば逆
に、第1の回転多面体鏡13が第1の回転多面体鏡13
よりも速い速度で回転するようにしても、前述の場合と
同様の効果が得られるものである。
【0039】(c)上記実施例では、第1のシリンドリ
カルレンズ14と第2のシリンドリカルレンズ16とを
備える場合について説明したが、これらの要素は本発明
に必要不可欠な要素ではなく、必要に応じて備えればよ
いことは言うまでもない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、立
体動画像を表示する場合に、互いに異なる速度で回転す
る2つの回転多面体鏡により光ビームをX方向とY方向
に走査しながら、光ビームを受ける可変焦点鏡を上記走
査と同期してZ方向に振動させて立体動画像を表示する
ようにしたので、緻密でより現実感のある立体動画像を
表示することができ、かつ表示物体の任意の動きを表示
する場合でも複雑な計算を行なうことなく表示すること
が可能な立体動画像表示方法および装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による立体動画像表示装置の一実施例を
示す概要図。
【図2】従来の立体表示方法の一例を示す概要図。
【符号の説明】
11…半導体レーザー、12…コリメーター、13…第
1の回転多面体鏡、14…第1のシリンドリカルレン
ズ、15…第2の回転多面体鏡、16…第2のシリンド
リカルレンズ、17…可変焦点鏡。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 立体動画像を表示する方法において、 互いに異なる速度で回転する2つの回転多面体鏡により
    光ビームをX方向とY方向に走査しながら、前記光ビー
    ムを受ける可変焦点鏡を前記走査と同期してZ方向に振
    動させて立体動画像を表示するようにしたことを特徴と
    する立体動画像表示方法。
  2. 【請求項2】 立体動画像を表示する装置において、 強度変調可能な光ビームを発生する光源と、 所定速度で回転し、前記光源からの光ビームをX方向ま
    たはY方向に走査する第1の回転多面体鏡と、 前記第1の回転多面体鏡と異なる速度で回転し、当該第
    1の回転多面体鏡からの光ビームをY方向またはX方向
    に走査する第2の回転多面体鏡と、 前記走査と同期してZ方向に振動し、前記第2の回転多
    面体鏡からの光ビームを走査する可変焦点鏡と、 を備えて成ることを特徴とする立体動画像表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の立体動画像表示装置に
    おいて、 前記第1の回転多面体鏡と第2の回転多面体鏡との間に
    配設され、当該第1の回転多面体鏡からの光ビームをX
    方向またはY方向に線状に広げる第1のシリンドリカル
    レンズと、 前記第2の回転多面体鏡と可変焦点鏡との間に配設さ
    れ、当該第2の回転多面体鏡からの線状光をY方向また
    はX方向に広げる第2のシリンドリカルレンズと、 を付加して成ることを特徴とする立体動画像表示装置。
  4. 【請求項4】 前記光源としては、発生する光ビームの
    強度を表示物体の強度分布に合わせて変調するようにし
    たことを特徴とする請求項2に記載の立体動画像表示装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100586221B1 (ko) * 2005-05-09 2006-06-07 (주)실리콘화일 평면 표시 장치를 이용한 3차원 영상 표시 장치
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