JPH1172744A - ３次元像再生装置 - Google Patents
３次元像再生装置Info
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- JPH1172744A JPH1172744A JP9249370A JP24937097A JPH1172744A JP H1172744 A JPH1172744 A JP H1172744A JP 9249370 A JP9249370 A JP 9249370A JP 24937097 A JP24937097 A JP 24937097A JP H1172744 A JPH1172744 A JP H1172744A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
Abstract
(57)【要約】
【課題】 観察者の両眼視差に頼らないで３次元像の観
察を容易にした３次元像再生装置を得ること。 【解決手段】 単一指向性の光線を放射する光源部を複
数配列した光源列と、該光源列の複数の光源部からの光
線を独立に制御して出射させる光線出射方向制御手段
と、該光線出射方向制御手段からの光線の集合が３次元
空間内の所定の点を一定単位時間内に通過するように該
複数の光源部の発光状態と、該光線出射方向制御手段か
らの光線出射方向を制御する制御手段とを有し、これら
の各手段を利用して、該所定の点の３次元像の再生を行
い、該所定の点の３次元像を観察位置で観察する際、該
制御手段は該所定の点を通過し、該観察位置に入射する
最も近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に応じ
て制御していること。
察を容易にした３次元像再生装置を得ること。 【解決手段】 単一指向性の光線を放射する光源部を複
数配列した光源列と、該光源列の複数の光源部からの光
線を独立に制御して出射させる光線出射方向制御手段
と、該光線出射方向制御手段からの光線の集合が３次元
空間内の所定の点を一定単位時間内に通過するように該
複数の光源部の発光状態と、該光線出射方向制御手段か
らの光線出射方向を制御する制御手段とを有し、これら
の各手段を利用して、該所定の点の３次元像の再生を行
い、該所定の点の３次元像を観察位置で観察する際、該
制御手段は該所定の点を通過し、該観察位置に入射する
最も近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に応じ
て制御していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３次元像再生装置に
関し、例えば３次元空間内の停止及び動く３次元像を再
生し、観察する際に好適なものである。
関し、例えば３次元空間内の停止及び動く３次元像を再
生し、観察する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より立体物（３次元物体）を立体的
に再生し、観察する方法として様々な方式が提案されて
いる。例えば、両眼視差を用いて観察者に立体視を行わ
せる方法（偏光メガネ方式、レンチキュラ方式など）は
広く利用されている。この方法は、眼の調節機能による
立体認識と、両眼視差による立体認識との間に矛盾が生
じるため、観察者は疲労や違和感を覚えることが少なく
ない。そこで、こうした両眼視差のみに頼らず、眼の立
体認識機能の全てを満足する三次元像を再生する方法
が、数多く提案されている。
に再生し、観察する方法として様々な方式が提案されて
いる。例えば、両眼視差を用いて観察者に立体視を行わ
せる方法（偏光メガネ方式、レンチキュラ方式など）は
広く利用されている。この方法は、眼の調節機能による
立体認識と、両眼視差による立体認識との間に矛盾が生
じるため、観察者は疲労や違和感を覚えることが少なく
ない。そこで、こうした両眼視差のみに頼らず、眼の立
体認識機能の全てを満足する三次元像を再生する方法
が、数多く提案されている。
【０００３】例えば特開昭６４−８４９９３号公報で
は、ホログラフィ技術を用いて３次元物体を再生するた
めの方法として、液晶ドットマトリクス表示素子を用い
たリアルタイムホログラム再生装置を開示している。
は、ホログラフィ技術を用いて３次元物体を再生するた
めの方法として、液晶ドットマトリクス表示素子を用い
たリアルタイムホログラム再生装置を開示している。
【０００４】図２８は同公報で提案されている装置の構
成を示した概略図である。図中、マイクロプロセッサ２
０−１及び映像制御装置２０−２によって所望の立体像
再生を可能にする干渉縞パターンを生成し、ドライバ回
路２０−３にて上記干渉縞パターンを液晶ドットマトリ
クス素子２０−４上に明暗のパターンとして描画してい
る。
成を示した概略図である。図中、マイクロプロセッサ２
０−１及び映像制御装置２０−２によって所望の立体像
再生を可能にする干渉縞パターンを生成し、ドライバ回
路２０−３にて上記干渉縞パターンを液晶ドットマトリ
クス素子２０−４上に明暗のパターンとして描画してい
る。
【０００５】これをレーザー発光回路２０−５より発生
するレーザー光にて照射し、方向Ａから観察して、液晶
ドットマトリクス素子２０−４に表示した立体像を観察
している。さらに、液晶ドットマトリクス素子２０−４
上に描画する干渉縞パターンを動的に変化させて立体動
画像の観察を行っている。
するレーザー光にて照射し、方向Ａから観察して、液晶
ドットマトリクス素子２０−４に表示した立体像を観察
している。さらに、液晶ドットマトリクス素子２０−４
上に描画する干渉縞パターンを動的に変化させて立体動
画像の観察を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図２８に示す３次元像
再生装置としてのリアルタイムホログラム再生装置には
次のような問題点が存在する。
再生装置としてのリアルタイムホログラム再生装置には
次のような問題点が存在する。
【０００７】第１に、干渉縞パターンを表示する空間変
調素子としての液晶ドットマトリクス素子の解像度が、
従来のフィルム等の感光材料の解像度に比べてかなり低
く、再生光の回折角をあまり大きくできない。よって再
生像の観察域が狭くなってしまう。
調素子としての液晶ドットマトリクス素子の解像度が、
従来のフィルム等の感光材料の解像度に比べてかなり低
く、再生光の回折角をあまり大きくできない。よって再
生像の観察域が狭くなってしまう。
【０００８】第２に、リアルタイムホログラム再生装置
に使用されるような、微細な干渉縞パターンを形成しう
る空間変調素子の有効面積は、概してあまり大きくでき
ない。よって再生像のサイズが制限されてしまう。
に使用されるような、微細な干渉縞パターンを形成しう
る空間変調素子の有効面積は、概してあまり大きくでき
ない。よって再生像のサイズが制限されてしまう。
【０００９】第３に、リアルタイムホログラム再生装置
に使用されるような、微細な干渉縞パターンを形成しう
る空間変調素子の回折光利用効率は、概してきわめて低
い。
に使用されるような、微細な干渉縞パターンを形成しう
る空間変調素子の回折光利用効率は、概してきわめて低
い。
【００１０】第４に、空間変調素子上に表示する干渉縞
パターンの情報量が膨大で、干渉縞パターンを演算・処
理する系の処理能力が追いつかない。
パターンの情報量が膨大で、干渉縞パターンを演算・処
理する系の処理能力が追いつかない。
【００１１】本発明は、３次元空間内に所定の３次元像
を観察域が広く、大きな３次元像を高精度に迅速に再生
することができ、３次元像を良好に観察することができ
る３次元像再生装置の提供を目的とする。
を観察域が広く、大きな３次元像を高精度に迅速に再生
することができ、３次元像を良好に観察することができ
る３次元像再生装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の３次元像再生装
置は、 (1-1) 単一指向性の光線を放射する光源部を複数配列し
た光源列と、該光源列の複数の光源部からの光線を独立
に制御して出射させる光線出射方向制御手段と、該光線
出射方向制御手段からの光線の集合が３次元空間内の所
定の点を一定単位時間内に通過するように該複数の光源
部の発光状態と、該光線出射方向制御手段からの光線出
射方向を制御する制御手段とを有し、これらの各手段を
利用して、該所定の点の３次元像の再生を行い、該所定
の点の３次元像を観察位置で観察する際、該制御手段は
該所定の点を通過し、該観察位置に入射する最も近接す
る２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に応じて制御して
いることを特徴としている。
置は、 (1-1) 単一指向性の光線を放射する光源部を複数配列し
た光源列と、該光源列の複数の光源部からの光線を独立
に制御して出射させる光線出射方向制御手段と、該光線
出射方向制御手段からの光線の集合が３次元空間内の所
定の点を一定単位時間内に通過するように該複数の光源
部の発光状態と、該光線出射方向制御手段からの光線出
射方向を制御する制御手段とを有し、これらの各手段を
利用して、該所定の点の３次元像の再生を行い、該所定
の点の３次元像を観察位置で観察する際、該制御手段は
該所定の点を通過し、該観察位置に入射する最も近接す
る２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に応じて制御して
いることを特徴としている。
【００１３】特に、 (1-1-1) 前記制御手段は前記観察位置に入射する最も近
接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径以下となるよ
うに制御していること。
接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径以下となるよ
うに制御していること。
【００１４】(1-1-2) 前記制御手段は前記観察位置に入
射する最も近接する２つの光線の間隔を２ｍｍ以下とし
ていること。
射する最も近接する２つの光線の間隔を２ｍｍ以下とし
ていること。
【００１５】(1-1-3) 前記一定単位時間は観察者の残像
許容時間よりも短いこと。
許容時間よりも短いこと。
【００１６】(1-1-4) 前記一定単位時間は１／３０〜１
／５６秒の範囲内であること。
／５６秒の範囲内であること。
【００１７】(1-1-5) 前記光線出射方向制御手段は、振
動するマイクロレンズアレイを有していること。
動するマイクロレンズアレイを有していること。
【００１８】(1-1-6) 前記光源列と前記光線出射方向制
御手段との相対的な振動により該光線出射方向制御手段
から出射する光線の出射方向を制御していること。
御手段との相対的な振動により該光線出射方向制御手段
から出射する光線の出射方向を制御していること。
【００１９】(1-1-7) 前記光源列と前記光線出射方向制
御手段との相対的な振動はジクザグ運動であること。
御手段との相対的な振動はジクザグ運動であること。
【００２０】(1-1-8) 前記光源部は発光部と該発光部か
らの光線を集光し、平行光として出射させるコリメータ
ーレンズとを有していること。
らの光線を集光し、平行光として出射させるコリメータ
ーレンズとを有していること。
【００２１】(1-1-9) 前記光源列の光出射側には該光源
列の複数の光源部からの主光線を略平行光として射出さ
せるテレセントリック系が設けられていること。
列の複数の光源部からの主光線を略平行光として射出さ
せるテレセントリック系が設けられていること。
【００２２】(1-1-10) 前記マイクロレンズアレイは、
厚さ方向の断面が連続した波形形状より成っているこ
と。
厚さ方向の断面が連続した波形形状より成っているこ
と。
【００２３】(1-1-11) 前記光源列の複数の光源部のう
ちの所定の領域内の光源部の発光状態を制御して前記観
察位置から見たときの前記所定の点からの光線に指向性
を与えていること。
ちの所定の領域内の光源部の発光状態を制御して前記観
察位置から見たときの前記所定の点からの光線に指向性
を与えていること。
【００２４】(1-1-12) 前記光源部からの１つの光線が
前記３次元空間内の再生像上の複数の点を通過すると
き、前記観察位置より観察する該３次元空間内の所定の
点が該複数の点のうちの前記光線出射方向制御手段から
最も遠い点となるように前記制御手段は該再生像の隠面
処理を行っていること。
前記３次元空間内の再生像上の複数の点を通過すると
き、前記観察位置より観察する該３次元空間内の所定の
点が該複数の点のうちの前記光線出射方向制御手段から
最も遠い点となるように前記制御手段は該再生像の隠面
処理を行っていること。
【００２５】(1-1-13) 前記光線出射方向制御手段の光
入射側又は光出射側に屈折部材を設けていること。等を
特徴としている。
入射側又は光出射側に屈折部材を設けていること。等を
特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の３次元像再生装置
の要部概略図である。図中１は単一指向性の光線を放射
する複数の光源部１ａを有する光源列であり、たとえば
マイクロレンズ付きのＬＥＤ光源列や可視域レーザーダ
イオード列から成っている。
の要部概略図である。図中１は単一指向性の光線を放射
する複数の光源部１ａを有する光源列であり、たとえば
マイクロレンズ付きのＬＥＤ光源列や可視域レーザーダ
イオード列から成っている。
【００２７】各光源部１ａは２次元平面上にそれぞれ独
立して配置されており、それらより放射される光は平行
光もしくはそれに準ずる単一指向性を有する微小径の光
ビー制御手段である。２は光線出射方向制御手段であ
り、光源列１の各光源部１ａより放射されるすべての微
小径の光ビームを独立に任意の方向にきわめて高速に偏
向させる作用を有している。
立して配置されており、それらより放射される光は平行
光もしくはそれに準ずる単一指向性を有する微小径の光
ビー制御手段である。２は光線出射方向制御手段であ
り、光源列１の各光源部１ａより放射されるすべての微
小径の光ビームを独立に任意の方向にきわめて高速に偏
向させる作用を有している。
【００２８】光源列１より放射される光ビームはすべて
光線出射方向制御手段２に入射する。光源列１の各光源
部１ａは２次元的に配置されており、かつ各光源部１ａ
は独立駆動するので、図中のように光線出射方向制御手
段２をＸＹ平面として座標軸をとれば任意の光ビームが
光線出射方向制御手段２と交わる交点での光ビーム強度
はψ（ｘ, ｙ, ０）と表せる。
光線出射方向制御手段２に入射する。光源列１の各光源
部１ａは２次元的に配置されており、かつ各光源部１ａ
は独立駆動するので、図中のように光線出射方向制御手
段２をＸＹ平面として座標軸をとれば任意の光ビームが
光線出射方向制御手段２と交わる交点での光ビーム強度
はψ（ｘ, ｙ, ０）と表せる。
【００２９】また、光線出射方向制御手段２によって偏
向される光ビームの出射方向はきわめて短い周期Ｔで変
化しており、時刻ｔにおけるこの光ビームの方向ベクト
ル ｕ＝｛ｕ（ｔ）, ｖ（ｔ） ,ｗ（ｔ）｝ と表せる。
向される光ビームの出射方向はきわめて短い周期Ｔで変
化しており、時刻ｔにおけるこの光ビームの方向ベクト
ル ｕ＝｛ｕ（ｔ）, ｖ（ｔ） ,ｗ（ｔ）｝ と表せる。
【００３０】次に上記の構成により３次元空間内の任意
の点像Ｐを再生する方法について説明する。点像Ｐの位
置を（α, β, γ）とすると、上記の光線出射方向制御
手段２上の任意の点Ｔ1 （ｘ, ｙ, ０）を出射し、点Ｐ
を通る光線の方向ベクトルは ｖ＝（α−ｘ,β−ｙ ,γ） と表すことができる。このような光線は光線出射方向制
御手段２によって偏向される光線の出射方向のベクトル
ｕが ｕ＝ｓ・ｖ（ｓは有理数） となるような時刻ｔに、ＸＹ平面上の点Ｔ1 （ｘ,ｙ，
０）を通る光ビームを光源列１より放射することで生成
することができる。
の点像Ｐを再生する方法について説明する。点像Ｐの位
置を（α, β, γ）とすると、上記の光線出射方向制御
手段２上の任意の点Ｔ1 （ｘ, ｙ, ０）を出射し、点Ｐ
を通る光線の方向ベクトルは ｖ＝（α−ｘ,β−ｙ ,γ） と表すことができる。このような光線は光線出射方向制
御手段２によって偏向される光線の出射方向のベクトル
ｕが ｕ＝ｓ・ｖ（ｓは有理数） となるような時刻ｔに、ＸＹ平面上の点Ｔ1 （ｘ,ｙ，
０）を通る光ビームを光源列１より放射することで生成
することができる。
【００３１】時刻ｔの検出は光線出射方向制御手段２の
状態を検出する光線出射方向検出手段３により行い、光
源列１の点灯（発光状態）は光線出射方向検出手段３か
らの信号に応じて光源列制御手段４が行う。このような
動作を光線出射方向制御手段２の光線偏向周期Ｔ内にＸ
Ｙ平面の全範囲にわたって行う。
状態を検出する光線出射方向検出手段３により行い、光
源列１の点灯（発光状態）は光線出射方向検出手段３か
らの信号に応じて光源列制御手段４が行う。このような
動作を光線出射方向制御手段２の光線偏向周期Ｔ内にＸ
Ｙ平面の全範囲にわたって行う。
【００３２】尚、光線出射方向検出手段３と光源列制御
手段４は各種の振動制御を行う制御手段の一要素を構成
している。光線偏向周期Ｔが人間の眼の残像許容時間よ
りも小さくし（１／３０〜１／６０秒程度）、これによ
り点Ｐよりも遠い位置でこれら点Ｐを通る光線の集合を
観察する者が、これらの光線がすべて同時に生成されて
いると認識するようにして、あたかも点Ｐから広がりを
持った光束が発散していくかのように認識し、これによ
り空間に浮かぶ点像Ｐを立体的に観察するようにしてい
る。
手段４は各種の振動制御を行う制御手段の一要素を構成
している。光線偏向周期Ｔが人間の眼の残像許容時間よ
りも小さくし（１／３０〜１／６０秒程度）、これによ
り点Ｐよりも遠い位置でこれら点Ｐを通る光線の集合を
観察する者が、これらの光線がすべて同時に生成されて
いると認識するようにして、あたかも点Ｐから広がりを
持った光束が発散していくかのように認識し、これによ
り空間に浮かぶ点像Ｐを立体的に観察するようにしてい
る。
【００３３】ただし、点像Ｐが３次元像と認識されるた
めには、点像Ｐを再生する個々のビーム径と光源列１の
光源部１ａの配列ピッチがある条件を満足しなくてはな
らない。
めには、点像Ｐを再生する個々のビーム径と光源列１の
光源部１ａの配列ピッチがある条件を満足しなくてはな
らない。
【００３４】本発明の３次元像再生の原理によれば、再
生される点像はすべて複数の光ビームの交点として表現
されている。よってこれを認識するには少なくとも二本
以上のビームが観察者の瞳の中に入射する必要がある。
人間の眼の瞳孔径は２ｍｍ〜７ｍｍ程度であるので、ま
ず第一に上記ビーム径はこの瞳孔径以下、望ましくは直
径２ｍｍ以下としている。
生される点像はすべて複数の光ビームの交点として表現
されている。よってこれを認識するには少なくとも二本
以上のビームが観察者の瞳の中に入射する必要がある。
人間の眼の瞳孔径は２ｍｍ〜７ｍｍ程度であるので、ま
ず第一に上記ビーム径はこの瞳孔径以下、望ましくは直
径２ｍｍ以下としている。
【００３５】また、観察者の瞳孔に少なくとも二本のビ
ームが入射するためには、隣り合うビーム間距離がある
程度小さくなくてはならない。これを幾何学的に考察す
ると、図２に示すような位置関係を考慮する必要があ
る。つまり、ＸＹ平面上での隣り合うビーム１ｂ間の距
離をΔ、ＸＹ平面から点像Ｐまでの距離をＬ１、点像Ｐ
から観察者の瞳位置ＨＴまでの距離をＬ２とすると、観
察者の瞳位置ＨＴでのビーム１ｂ間距離ｐは ｐ＝Ｌ１／Δ＊Ｌ２ と表され、ビーム間距離ｐが２ｍｍ以内であれば、観察
者の瞳孔に二本以上のビームが入射する状態となる。
ームが入射するためには、隣り合うビーム間距離がある
程度小さくなくてはならない。これを幾何学的に考察す
ると、図２に示すような位置関係を考慮する必要があ
る。つまり、ＸＹ平面上での隣り合うビーム１ｂ間の距
離をΔ、ＸＹ平面から点像Ｐまでの距離をＬ１、点像Ｐ
から観察者の瞳位置ＨＴまでの距離をＬ２とすると、観
察者の瞳位置ＨＴでのビーム１ｂ間距離ｐは ｐ＝Ｌ１／Δ＊Ｌ２ と表され、ビーム間距離ｐが２ｍｍ以内であれば、観察
者の瞳孔に二本以上のビームが入射する状態となる。
【００３６】こうした条件がＸＹ平面の全範囲、再生さ
れるすべての点像、想定される観察者の観察位置のすべ
てにおいて満足するようにして、観察者が図１に示す点
Ｐの再生像を３次元像として認識することができるよう
にしている。次に、上記の点像再生方法についてより具
体的に説明する（尚、説明を簡潔化するために水平方向
の光線偏向についてのみ考察することにする）。図３は
本発明にかかる３次元像再生装置の要部平面図である。
れるすべての点像、想定される観察者の観察位置のすべ
てにおいて満足するようにして、観察者が図１に示す点
Ｐの再生像を３次元像として認識することができるよう
にしている。次に、上記の点像再生方法についてより具
体的に説明する（尚、説明を簡潔化するために水平方向
の光線偏向についてのみ考察することにする）。図３は
本発明にかかる３次元像再生装置の要部平面図である。
【００３７】単一指向性の光線を放射する光源列１は、
光線出射方向制御手段２（ＸＹ平面）に対して常に垂直
な平行光線を出射する。図４はこのような単一指向性の
光線を放射する光源列１の説明図である。図中、５はＬ
ＥＤ、レーザーダイオード、ＥＬ素子等の微小な発光素
子の発光部である。６はこれら発光部５の前面に配置さ
れたコリメーターレンズ（集光レンズ）で、発光部５か
ら放射された光を平行ビームへと変換・整形する作用が
ある。光源部１ａは発光部５とコリメーターレンズ６を
組み合わせて構成されている。光源列１は、平行光線を
放射する光源部１ａの２次元配列より成っている。
光線出射方向制御手段２（ＸＹ平面）に対して常に垂直
な平行光線を出射する。図４はこのような単一指向性の
光線を放射する光源列１の説明図である。図中、５はＬ
ＥＤ、レーザーダイオード、ＥＬ素子等の微小な発光素
子の発光部である。６はこれら発光部５の前面に配置さ
れたコリメーターレンズ（集光レンズ）で、発光部５か
ら放射された光を平行ビームへと変換・整形する作用が
ある。光源部１ａは発光部５とコリメーターレンズ６を
組み合わせて構成されている。光源列１は、平行光線を
放射する光源部１ａの２次元配列より成っている。
【００３８】一方、光線出射方向制御手段２は光源列１
からの平行光線を、微小周期Ｔで繰り返し高速に偏向さ
せている。
からの平行光線を、微小周期Ｔで繰り返し高速に偏向さ
せている。
【００３９】図５はこのような光線出射方向制御手段２
の動作の説明図である。図中、７はマイクロレンズアレ
イである。個々のマイクロレンズ７ａの大きさは上記光
源部１ａより放射される個々のビーム径より十分大き
い。このマイクロレンズアレイ７はピエゾ素子やボイス
コイルモーター等で構成される高周波振動手段８によっ
てきわめて高速に振動している。マイクロレンズアレイ
７の振幅はマイクロレンズ７ａ一個の大きさｍに等し
い。
の動作の説明図である。図中、７はマイクロレンズアレ
イである。個々のマイクロレンズ７ａの大きさは上記光
源部１ａより放射される個々のビーム径より十分大き
い。このマイクロレンズアレイ７はピエゾ素子やボイス
コイルモーター等で構成される高周波振動手段８によっ
てきわめて高速に振動している。マイクロレンズアレイ
７の振幅はマイクロレンズ７ａ一個の大きさｍに等し
い。
【００４０】ある時刻においてマイクロレンズアレイ７
が図中の実線の位置にあるとすると、光源部１ａの発光
点Ｘ1 より放射される平行ビームはマイクロレンズ７ａ
の点Ｘ2 において方向ａに偏向される。しかし、別の時
刻においてマイクロレンズアレイ７が図中の点線の位置
に移動すると、同じ光源部１ａから出た平行ビームでも
図中方向ｂへと光線偏向方向が変化する。
が図中の実線の位置にあるとすると、光源部１ａの発光
点Ｘ1 より放射される平行ビームはマイクロレンズ７ａ
の点Ｘ2 において方向ａに偏向される。しかし、別の時
刻においてマイクロレンズアレイ７が図中の点線の位置
に移動すると、同じ光源部１ａから出た平行ビームでも
図中方向ｂへと光線偏向方向が変化する。
【００４１】本実施形態では、このような構成を有する
手段を用いて、平行ビームを微小な時間内に様々な方向
に偏向させている。
手段を用いて、平行ビームを微小な時間内に様々な方向
に偏向させている。
【００４２】次に図３において上記のような構成の装置
を用いた場合の３次元空間内の任意の点像Ｐを再生する
方法を説明する。
を用いた場合の３次元空間内の任意の点像Ｐを再生する
方法を説明する。
【００４３】ある時刻ｔにおいて点Ｐを通る光線を再生
するためには、その時刻における光線出射方向制御手段
２の状態に応じて、光源列１の中から点灯すべき光源部
１ａを選択する必要がある。個々の光源部１ａから出射
するビームはすべて平行ビームでしかもＸＹ平面に垂直
であるので、点Ｐから光線を逆トレースしたときに、そ
の時刻における光線出射方向制御手段２を介してＸＹ平
面に垂直な光線となって光源列１に到達するような点Ｑ
に位置する光源部１ａを、点灯すべき光源部としてい
る。
するためには、その時刻における光線出射方向制御手段
２の状態に応じて、光源列１の中から点灯すべき光源部
１ａを選択する必要がある。個々の光源部１ａから出射
するビームはすべて平行ビームでしかもＸＹ平面に垂直
であるので、点Ｐから光線を逆トレースしたときに、そ
の時刻における光線出射方向制御手段２を介してＸＹ平
面に垂直な光線となって光源列１に到達するような点Ｑ
に位置する光源部１ａを、点灯すべき光源部としてい
る。
【００４４】このような光源部１ａの位置は上記の構成
の場合一つの点像に対して複数個存在するが、そのすべ
てを同時点灯し、かつ微小周期Ｔ内の他の時刻について
も同様に光源部を選択的に点灯してゆけば、すべて点Ｐ
で収束するような光線を生成することができ、これによ
り観察者が点像Ｐを認識することができるようにしてい
る。
の場合一つの点像に対して複数個存在するが、そのすべ
てを同時点灯し、かつ微小周期Ｔ内の他の時刻について
も同様に光源部を選択的に点灯してゆけば、すべて点Ｐ
で収束するような光線を生成することができ、これによ
り観察者が点像Ｐを認識することができるようにしてい
る。
【００４５】ただし、点灯する光源部の範囲に制限を加
えてＸＹ平面上での光ビームの強度に２次元的な分布を
与えると、点Ｐを再生する光束の指向性をも表現するこ
とができる。
えてＸＹ平面上での光ビームの強度に２次元的な分布を
与えると、点Ｐを再生する光束の指向性をも表現するこ
とができる。
【００４６】図６はこの方法の説明図である。点Ｐを再
生する光線のすべてを再生すると点像Ｐは観察者Ａと観
察者Ｂの双方に観察されることになるが、光源列１にお
いて複数の光源部を点灯させる領域onと点灯させない領
域off とを設定すると、即ち、光源列の発光状態を制御
すると、点像Ｐを再生する光束は観察者Ａにしか観察さ
れないような指向性を持った光束となる。
生する光線のすべてを再生すると点像Ｐは観察者Ａと観
察者Ｂの双方に観察されることになるが、光源列１にお
いて複数の光源部を点灯させる領域onと点灯させない領
域off とを設定すると、即ち、光源列の発光状態を制御
すると、点像Ｐを再生する光束は観察者Ａにしか観察さ
れないような指向性を持った光束となる。
【００４７】図６の説明では光線偏向周期Ｔ内に一つの
点像Ｐを再生する方法を示したが、本装置では光線偏向
周期Ｔ内に複数の点像を再生することができる。
点像Ｐを再生する方法を示したが、本装置では光線偏向
周期Ｔ内に複数の点像を再生することができる。
【００４８】図７は複数の点像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ‥‥，
を再生するときの説明図である。図７は再生すべき点像
がＰ1 〜Ｐn の複数個存在したとき、一つの点像を再生
する場合と同様に全ての点像Ｐ1 ，Ｐ2 ‥‥から光線を
逆トレースし、その時刻における光線出射方向制御手段
２を介してＸＹ平面に垂直な光線となって光源列１に到
達した点Ｑ1 〜Ｑn に相当する光源部１ａを、点灯すべ
き光源の位置としている。
を再生するときの説明図である。図７は再生すべき点像
がＰ1 〜Ｐn の複数個存在したとき、一つの点像を再生
する場合と同様に全ての点像Ｐ1 ，Ｐ2 ‥‥から光線を
逆トレースし、その時刻における光線出射方向制御手段
２を介してＸＹ平面に垂直な光線となって光源列１に到
達した点Ｑ1 〜Ｑn に相当する光源部１ａを、点灯すべ
き光源の位置としている。
【００４９】これを微小周期Ｔ内の他の時刻についても
同様に光源部を選択的に点灯して、観察者が点像Ｐ1 〜
Ｐn を認識することができるようにしている。同様に、
それぞれの点像の再生光束に指向性を与える場合も、Ｘ
Ｙ平面上での光ビーム強度の２次元的な分布がそれぞれ
しかるべき分布となるよう考慮して光源の点灯を制御し
ている。
同様に光源部を選択的に点灯して、観察者が点像Ｐ1 〜
Ｐn を認識することができるようにしている。同様に、
それぞれの点像の再生光束に指向性を与える場合も、Ｘ
Ｙ平面上での光ビーム強度の２次元的な分布がそれぞれ
しかるべき分布となるよう考慮して光源の点灯を制御し
ている。
【００５０】次に、光線出射方向制御手段２の駆動方法
について説明する。図８はマイクロレンズアレイ７の駆
動とそれに伴う光線のふれ方の概念図、図９，図１０は
マイクロレンズアレイ７の変位量の時間変化を示したグ
ラフである。
について説明する。図８はマイクロレンズアレイ７の駆
動とそれに伴う光線のふれ方の概念図、図９，図１０は
マイクロレンズアレイ７の変位量の時間変化を示したグ
ラフである。
【００５１】単位時間Ｔの間にマイクロレンズアレイ７
が要素レンズ７ａの１ピッチ分ｄだけｙ方向に移動する
間に、ｘ方向には振幅ｃの往復運動が繰り返される。こ
れによりマイクロレンズアレイ７はジグザグ運動をし、
光線もこれに伴ってジグザグ走査される。ｘ方向への往
復運動の周期が短ければ、光線のふれ角はほぼ任意の値
をとることができる。これにより、２次元的に光線出射
方向を制御する手段を構成している。
が要素レンズ７ａの１ピッチ分ｄだけｙ方向に移動する
間に、ｘ方向には振幅ｃの往復運動が繰り返される。こ
れによりマイクロレンズアレイ７はジグザグ運動をし、
光線もこれに伴ってジグザグ走査される。ｘ方向への往
復運動の周期が短ければ、光線のふれ角はほぼ任意の値
をとることができる。これにより、２次元的に光線出射
方向を制御する手段を構成している。
【００５２】本方式ではこのように２次元的な光線偏向
が行えることが望ましいが、情報量の低減、光線出射方
向制御手段２の駆動速度の低減等の問題から再生像の垂
直視差を削減し、光線の走査方向を水平方向に限定する
こともできる。
が行えることが望ましいが、情報量の低減、光線出射方
向制御手段２の駆動速度の低減等の問題から再生像の垂
直視差を削減し、光線の走査方向を水平方向に限定する
こともできる。
【００５３】この場合は光線偏向手段としてマイクロレ
ンズアレイ７の代わりに図１１のようなレンチキュラレ
ンズ９を用い、このレンチキュラレンズ９を矢印で示す
水平方向の往復運動だけを行えばよい。
ンズアレイ７の代わりに図１１のようなレンチキュラレ
ンズ９を用い、このレンチキュラレンズ９を矢印で示す
水平方向の往復運動だけを行えばよい。
【００５４】また、光源列１と光線出射方向制御手段２
は必ずしも分離されている必要はなく、一方が他方を兼
ねる構成となっていてもよい。たとえばマイクロレンズ
アレイ７を使用する構成においては、マイクロレンズア
レイ７と光源列１との相対的位置関係が変化すれば光線
偏向は行われる。
は必ずしも分離されている必要はなく、一方が他方を兼
ねる構成となっていてもよい。たとえばマイクロレンズ
アレイ７を使用する構成においては、マイクロレンズア
レイ７と光源列１との相対的位置関係が変化すれば光線
偏向は行われる。
【００５５】図１２はこのようにマイクロレンズアレイ
７は固定されたままで、光源列１の方を振動手段（不図
示）によって振動し、光線偏向の役割をも担うような構
成をとった説明図である。また、このような方法で光源
列１と光線出射方向制御手段２のそれぞれにｘ振動とｙ
振動を分担させるなど、光線偏向の役割分担を行うこと
も可能である。
７は固定されたままで、光源列１の方を振動手段（不図
示）によって振動し、光線偏向の役割をも担うような構
成をとった説明図である。また、このような方法で光源
列１と光線出射方向制御手段２のそれぞれにｘ振動とｙ
振動を分担させるなど、光線偏向の役割分担を行うこと
も可能である。
【００５６】次に、本装置を用いて３次元像を効率よく
再生する方法について説明する。本装置は点像の集合で
３次元像を表現している。よって最も単純な再生方法を
用いると、一辺の長さがｍ、各辺の分解能ｎの立方体を
再生するためには（ｍ・ｎ）3 個の点を再生することに
なる。
再生する方法について説明する。本装置は点像の集合で
３次元像を表現している。よって最も単純な再生方法を
用いると、一辺の長さがｍ、各辺の分解能ｎの立方体を
再生するためには（ｍ・ｎ）3 個の点を再生することに
なる。
【００５７】しかし、前述したように本装置においては
光束の指向性を表現することができるので、これをうま
く利用することにより再生すべき点像数を最小限に抑
え、かつ再生像において隠面処理（観察者から見たとき
に観察されない像については見えないように処理す
る。）をも実行することができる。
光束の指向性を表現することができるので、これをうま
く利用することにより再生すべき点像数を最小限に抑
え、かつ再生像において隠面処理（観察者から見たとき
に観察されない像については見えないように処理す
る。）をも実行することができる。
【００５８】図１３は（ｍ・ｎ）3 個の点を再生する方
法の説明図である。図１３は点像再生の基本概念を示し
ている。光線出射方向制御手段２上に主要な光線出射点
ａ〜ｄが存在するとする。これらから出射する光線の集
合によって三次元像Ａ上の点Ｘｏを再生するためには、
各光線をそれぞれ点Ｘｏで交わるような方向に出射させ
ればよい。このとき、各光線は点Ｘｏの他に、この三次
元像Ａと点Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄで交わるが、それら
の点は光線の集束点とはなっていないので、３次元的な
点像とは認識されない。
法の説明図である。図１３は点像再生の基本概念を示し
ている。光線出射方向制御手段２上に主要な光線出射点
ａ〜ｄが存在するとする。これらから出射する光線の集
合によって三次元像Ａ上の点Ｘｏを再生するためには、
各光線をそれぞれ点Ｘｏで交わるような方向に出射させ
ればよい。このとき、各光線は点Ｘｏの他に、この三次
元像Ａと点Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄで交わるが、それら
の点は光線の集束点とはなっていないので、３次元的な
点像とは認識されない。
【００５９】このように、本発明においては光線の集束
点のみが再生される点像となり、光線の集束するしない
は光線出射方向制御手段２上の出射点位置および時間に
依存した出射方向変化によって制御される。
点のみが再生される点像となり、光線の集束するしない
は光線出射方向制御手段２上の出射点位置および時間に
依存した出射方向変化によって制御される。
【００６０】次に、図１４〜図１７を用いて上記概念に
基づき３次元像の再生時に再生像の点数を最小限に抑制
し、再生の効率を向上させる方法について説明する。こ
れらの図においてはいずれも光線出射方向制御手段２か
らの光線の出射点として４点ａ〜ｄを、再生する点像と
して像Ａ上の点Ｘ１〜Ｘ４を想定している。
基づき３次元像の再生時に再生像の点数を最小限に抑制
し、再生の効率を向上させる方法について説明する。こ
れらの図においてはいずれも光線出射方向制御手段２か
らの光線の出射点として４点ａ〜ｄを、再生する点像と
して像Ａ上の点Ｘ１〜Ｘ４を想定している。
【００６１】図１４において出射点ａから出射する光線
は点Ｘ２を通るものを除いて再生像Ａの複数の点を通過
する。そしていずれも像Ａとの交点を２点以上有する
（点Ｘ２では光線は像Ａに接している）。しかし、観察
者は１つの光線上に２点の再生点を認識する必要はな
い。観察者が認識すべき点像はこれらの点のうち出射点
から最も遠い点（最も観察者よりの点）の像のみであ
る。
は点Ｘ２を通るものを除いて再生像Ａの複数の点を通過
する。そしていずれも像Ａとの交点を２点以上有する
（点Ｘ２では光線は像Ａに接している）。しかし、観察
者は１つの光線上に２点の再生点を認識する必要はな
い。観察者が認識すべき点像はこれらの点のうち出射点
から最も遠い点（最も観察者よりの点）の像のみであ
る。
【００６２】図１４でいうと点Ｘ１よりも点Ｘ１' 、点
Ｘ３' よりも点Ｘ３、点Ｘ４ 'よりも点Ｘ４の方が遠く
にあるから、出射点ａからの光線の再生対象点はＸ１'
、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４となる。
Ｘ３' よりも点Ｘ３、点Ｘ４ 'よりも点Ｘ４の方が遠く
にあるから、出射点ａからの光線の再生対象点はＸ１'
、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４となる。
【００６３】このように点ａからの出射光線と像Ａとの
交点のうち、より点Ａから遠くにある点の集合は再生の
対象点とされ、図中の太実線で示された範囲に存在す
る。逆に、点ａからの出射光線と像Ａとの交点のうちよ
り点ａの近くにある点の集合は再生対象外の点とされ、
図中の細点線で示された範囲に存在する。再生の対象と
なった点については前述したように、光線出射方向制御
手段２上の出射点位置および時間に依存した出射方向変
化によって制御できる。
交点のうち、より点Ａから遠くにある点の集合は再生の
対象点とされ、図中の太実線で示された範囲に存在す
る。逆に、点ａからの出射光線と像Ａとの交点のうちよ
り点ａの近くにある点の集合は再生対象外の点とされ、
図中の細点線で示された範囲に存在する。再生の対象と
なった点については前述したように、光線出射方向制御
手段２上の出射点位置および時間に依存した出射方向変
化によって制御できる。
【００６４】出射点ａに限らず他の出射点からの光線に
ついても、同様に再生対象点と再生対象外の点を決定す
ることができ、それぞれの範囲が図１５〜１７中に太実
線と細点線とで示されている。各出射点ａ〜ｄごとの主
要再生対象点をまとめると次の表のようになる。
ついても、同様に再生対象点と再生対象外の点を決定す
ることができ、それぞれの範囲が図１５〜１７中に太実
線と細点線とで示されている。各出射点ａ〜ｄごとの主
要再生対象点をまとめると次の表のようになる。
【００６５】
【表１】 このように光線出射方向制御手段２の各出射点ａ〜ｄか
ら最も遠い像点のみを再生対象点とすることで像Ａを形
成する点のすべてを再生する必要が無くなり、かつ１つ
の光線出射点からの光線の出射方向制御を１周期行うだ
けで１つの像の再生がすべて済んでしまい、これによっ
て、大幅な再生効率の向上を図っている。さらに、上記
の方法を応用して立体像同士の隠面処理も可能となる。
ら最も遠い像点のみを再生対象点とすることで像Ａを形
成する点のすべてを再生する必要が無くなり、かつ１つ
の光線出射点からの光線の出射方向制御を１周期行うだ
けで１つの像の再生がすべて済んでしまい、これによっ
て、大幅な再生効率の向上を図っている。さらに、上記
の方法を応用して立体像同士の隠面処理も可能となる。
【００６６】次に図１８〜図２１を用いて、この方法に
ついて説明する。図示されたように、像Ａと像Ｂの２つ
の３次元像を再生する場合、観察される方向によっては
一方が他方に隠れてしまうことがあるが、こうした場合
も再生対象点の選択・制御によって十分表現可能とな
る。
ついて説明する。図示されたように、像Ａと像Ｂの２つ
の３次元像を再生する場合、観察される方向によっては
一方が他方に隠れてしまうことがあるが、こうした場合
も再生対象点の選択・制御によって十分表現可能とな
る。
【００６７】たとえば、図１８において光線出射点ａか
ら出射する光線と再生像Ａ、Ｂの交点のうち、像Ａ、像
Ｂを通じて最も点ａから遠い点は図中の太実線の範囲に
存在しており、これらを再生対象点とし、それ以外の図
中細点線で示された範囲の点を再生対象外とすれば、隠
面は再生されない。出射点ａに限らず他の出射点からの
光線についても、同様に再生対象点と再生対象外の点を
決定することができ、それぞれの範囲が図１９〜２１中
に太実線と細点線とで示されている。
ら出射する光線と再生像Ａ、Ｂの交点のうち、像Ａ、像
Ｂを通じて最も点ａから遠い点は図中の太実線の範囲に
存在しており、これらを再生対象点とし、それ以外の図
中細点線で示された範囲の点を再生対象外とすれば、隠
面は再生されない。出射点ａに限らず他の出射点からの
光線についても、同様に再生対象点と再生対象外の点を
決定することができ、それぞれの範囲が図１９〜２１中
に太実線と細点線とで示されている。
【００６８】このような方法の像再生を光線出射方向制
御手段２上の全出射点において適用して、再生される３
次元像の隠面処理を行っている。
御手段２上の全出射点において適用して、再生される３
次元像の隠面処理を行っている。
【００６９】尚、これらの実施形態においては本発明に
おける代表的な構成例を示したが、本装置の構成部品に
おいて以下に示すような変更を加え、性能の向上やその
他の便宜を図ることができる。
おける代表的な構成例を示したが、本装置の構成部品に
おいて以下に示すような変更を加え、性能の向上やその
他の便宜を図ることができる。
【００７０】（イ−１）単一指向性の光線を放射する光
源列１ 光線の単一指向性を発生させるために、光源列１に図２
２に示すようなテレセントリック光学１０２系を用いる
ことができる。ＬＥＤ等のマトリクス光源部５はそれぞ
れ光を発散しているが、これらの発散光はフィールドレ
ンズ１０でやや光軸中心に集光される。そして、ピンホ
ール１１を通った光のみが光源部として利用可能とな
り、ピンホール１１より焦点距離ｆだけ離れて配置され
たレンズ１２によって、単一指向性の平行光線としてい
る。
源列１ 光線の単一指向性を発生させるために、光源列１に図２
２に示すようなテレセントリック光学１０２系を用いる
ことができる。ＬＥＤ等のマトリクス光源部５はそれぞ
れ光を発散しているが、これらの発散光はフィールドレ
ンズ１０でやや光軸中心に集光される。そして、ピンホ
ール１１を通った光のみが光源部として利用可能とな
り、ピンホール１１より焦点距離ｆだけ離れて配置され
たレンズ１２によって、単一指向性の平行光線としてい
る。
【００７１】（イ−２）光線出射方向制御手段２ 前記のマイクロレンズアレイ７はレンズ７ａの境界部が
不連続で、マイクロレンズアレイ７を連続に変位させて
も光線の出射方向変化が不連続になる。このため、図２
３のように、レンズ断面が波形で個々のレンズの境界が
連続になっているような波形レンズアレイ７１を使用す
ると、光線の出射方向変化も連続性を保つことができ
る。
不連続で、マイクロレンズアレイ７を連続に変位させて
も光線の出射方向変化が不連続になる。このため、図２
３のように、レンズ断面が波形で個々のレンズの境界が
連続になっているような波形レンズアレイ７１を使用す
ると、光線の出射方向変化も連続性を保つことができ
る。
【００７２】また、光線の偏向手段としてレンズ以外の
光学素子も用いることができる。たとえば回折格子やホ
ログラム等の回折により光を偏向させるものを高速に振
動させることで、上記実施例同様の装置を構成すること
ができる。
光学素子も用いることができる。たとえば回折格子やホ
ログラム等の回折により光を偏向させるものを高速に振
動させることで、上記実施例同様の装置を構成すること
ができる。
【００７３】さらに、ＶＡＰ（頂角可変プリズム）やＤ
ＭＤ素子のように光線の屈折角や反射角を能動的に変化
させるものによって光線出射方向制御手段を構成するこ
ともできる。
ＭＤ素子のように光線の屈折角や反射角を能動的に変化
させるものによって光線出射方向制御手段を構成するこ
ともできる。
【００７４】（イ−３）その他の構成 前記の実施形態の構成によれば、図２４からもわかるよ
うに、光線出射方向制御手段２上の点ａと点ｂでの光線
出射方向の範囲Ａと範囲Ｂは図中斜線のような範囲とな
り、点ａからの光線と点ｂからの光線の両方が届く範囲
は図中縦線で示した範囲Ｃとなる。これに対し、図２５
に示すように光線出射方向制御手段２の前または後ろに
屈折部材、例えば凸レンズ１３を置くと光線出射方向が
中央に寄り、点ａからの光線と点ｂからの光線の両方が
届く範囲Ｃを広くすることができる。
うに、光線出射方向制御手段２上の点ａと点ｂでの光線
出射方向の範囲Ａと範囲Ｂは図中斜線のような範囲とな
り、点ａからの光線と点ｂからの光線の両方が届く範囲
は図中縦線で示した範囲Ｃとなる。これに対し、図２５
に示すように光線出射方向制御手段２の前または後ろに
屈折部材、例えば凸レンズ１３を置くと光線出射方向が
中央に寄り、点ａからの光線と点ｂからの光線の両方が
届く範囲Ｃを広くすることができる。
【００７５】また、図２６に示すように光線出射方向制
御手段２の前または後ろに凹レンズ１４を置くと、光線
出射方向の範囲が広がり観察域を広くすることができ
る。
御手段２の前または後ろに凹レンズ１４を置くと、光線
出射方向の範囲が広がり観察域を広くすることができ
る。
【００７６】図２７は、本装置に観察者の頭部位置検出
手段１５，１６を組み合わせる構成により、再生像デー
タ生成と光源列１の光源駆動を高速化する説明図であ
る。
手段１５，１６を組み合わせる構成により、再生像デー
タ生成と光源列１の光源駆動を高速化する説明図であ
る。
【００７７】図中、１６は観察者Ａの頭部位置を検出す
る画像処理部で、ステレオカメラ１５によって得られた
ステレオ画像を分析して、観察者Ａの頭部位置を検出す
る。頭部位置のデータは光源列制御手段４に送られる。
観察者Ａの頭部位置が特定できれば、その存在範囲にの
み像再生用の光線を放射すればよいので、光源列制御手
段４においては、光源列１の点灯範囲を狭い範囲に限定
することができる。これにより再生像データを生成する
計算量は軽減し、光源列の光源部を駆動すべき範囲も狭
くして、光源列駆動速度を高速化している。
る画像処理部で、ステレオカメラ１５によって得られた
ステレオ画像を分析して、観察者Ａの頭部位置を検出す
る。頭部位置のデータは光源列制御手段４に送られる。
観察者Ａの頭部位置が特定できれば、その存在範囲にの
み像再生用の光線を放射すればよいので、光源列制御手
段４においては、光源列１の点灯範囲を狭い範囲に限定
することができる。これにより再生像データを生成する
計算量は軽減し、光源列の光源部を駆動すべき範囲も狭
くして、光源列駆動速度を高速化している。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することによって、３次元空間内に所定の３次元像を
観察域が広く、大きな３次元像を高精度に迅速に再生す
ることができ、３次元像を良好に観察することができる
３次元像再生装置を達成することができる。
定することによって、３次元空間内に所定の３次元像を
観察域が広く、大きな３次元像を高精度に迅速に再生す
ることができ、３次元像を良好に観察することができる
３次元像再生装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】図１の一部分の光線の光路説明図
【図３】図１の一部分の拡大説明図
【図４】図１の一部分の拡大説明図
【図５】図１の一部分の拡大説明図
【図６】図１の一部分の動作説明図
【図７】図１の一部分の動作説明図
【図８】図７のマイクロレンズアレイの駆動の説明図
【図９】図７のマイクロレンズアレイの変位量の説明図
【図１０】図７のマイクロレンズアレイの変位量の時間
変位の説明図
変位の説明図
【図１１】図１の光線出射方向制御手段の一部分の説明
図
図
【図１２】図１の一部分の説明図
【図１３】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１４】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１５】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１６】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１７】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１８】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図１９】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図２０】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図２１】図１の光線出射方向制御手段からの光線の３
次元像への入射光路説明図
次元像への入射光路説明図
【図２２】図１の光線出射方向制御手段の近傍の一部分
の改良説明図
の改良説明図
【図２３】図１の光線出射方向制御手段のマイクロレン
ズアレイの説明図
ズアレイの説明図
【図２４】図１の光線出射方向制御手段の説明図
【図２５】図１の光線出射方向制御手段の説明図
【図２６】図１の光線出射方向制御手段の説明図
【図２７】図１の一部分を偏光したときの概略図
【図２８】従来の３次元像再生装置の概略図
１ 光源列 １ａ 光源部 ２ 光線出射方向制御手段 ３ 光線出射方向検出手段 ４ 光源列制御手段 ５ 発光部 ６ コリメーターレンズ ７ マイクロレンズアレイ ８ 高周波振動手段 ９ レンチキュラーレンズ １０ 正レンズ １１ ピンホール １２ 正レンズ １３，１４ 屈折系 １５ ステレオカメラ １６ 画像処理部 １０１ 制御手段 Ａ，Ｂ 観察者 Ｐ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 再生像 １０２ テレセントリック系
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１１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】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【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】(1-1-13) 前記光線出射方向制御手段の光
入射側又は光出射側に屈折部材を設けていること。ま
た、本発明の３次元像再生装置は、 (2-1) 単一指向性の光線を放射する光源部を複数配列し
た光源列と、該光源列の複数の光源部からの光線を独立
に制御して出射させる光線出射方向制御手段と、該光線
出射方向制御手段からの光線の集合が３次元空間内の所
定の点を一定単位時間内に通過するように該複数の光源
部の発光状態と、該光線出射方向制御手段からの光線出
射方向を制御する制御手段とを有し、これらの各手段を
利用して、該所定の点の３次元像の再生を行い、該所定
の点の３次元像を観察位置で観察する際、該制御手段は
該所定の点を通過し、該観察位置に入射する最も近接す
る２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に基づいて決定し
ていることを特徴としている。特に、 (2-1-1) 前記制御手段は前記観察位置に入射する最も
近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径以下となる
ように決定していること。 (2-1-2) 前記制御手段は前記観察位置に入射する最も
近接する２つの光線の間隔を２ｍｍ以下としているこ
と。等を特徴としている。
入射側又は光出射側に屈折部材を設けていること。ま
た、本発明の３次元像再生装置は、 (2-1) 単一指向性の光線を放射する光源部を複数配列し
た光源列と、該光源列の複数の光源部からの光線を独立
に制御して出射させる光線出射方向制御手段と、該光線
出射方向制御手段からの光線の集合が３次元空間内の所
定の点を一定単位時間内に通過するように該複数の光源
部の発光状態と、該光線出射方向制御手段からの光線出
射方向を制御する制御手段とを有し、これらの各手段を
利用して、該所定の点の３次元像の再生を行い、該所定
の点の３次元像を観察位置で観察する際、該制御手段は
該所定の点を通過し、該観察位置に入射する最も近接す
る２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に基づいて決定し
ていることを特徴としている。特に、 (2-1-1) 前記制御手段は前記観察位置に入射する最も
近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径以下となる
ように決定していること。 (2-1-2) 前記制御手段は前記観察位置に入射する最も
近接する２つの光線の間隔を２ｍｍ以下としているこ
と。等を特徴としている。
Claims (14)
- 【請求項１】 単一指向性の光線を放射する光源部を複
数配列した光源列と、該光源列の複数の光源部からの光
線を独立に制御して出射させる光線出射方向制御手段
と、該光線出射方向制御手段からの光線の集合が３次元
空間内の所定の点を一定単位時間内に通過するように該
複数の光源部の発光状態と、該光線出射方向制御手段か
らの光線出射方向を制御する制御手段とを有し、これら
の各手段を利用して、該所定の点の３次元像の再生を行
い、該所定の点の３次元像を観察位置で観察する際、該
制御手段は該所定の点を通過し、該観察位置に入射する
最も近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径に応じ
て制御していることを特徴とする３次元像再生装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は前記観察位置に入射する
最も近接する２つの光線の間隔を観察者の瞳孔径以下と
なるように制御していることを特徴とする請求項１の３
次元像再生装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は前記観察位置に入射する
最も近接する２つの光線の間隔を２ｍｍ以下としている
ことを特徴とする請求項１又は２の３次元像再生装置。 - 【請求項４】 前記一定単位時間は観察者の残像許容時
間よりも短いことを特徴とする請求項１の３次元像再生
装置。 - 【請求項５】 前記一定単位時間は１／３０〜１／６０
秒の範囲内であることを特徴とする請求項１又は４の３
次元像再生装置。 - 【請求項６】 前記光線出射方向制御手段は、振動する
マイクロレンズアレイを有していることを特徴とする請
求項１の３次元像再生装置。 - 【請求項７】 前記光源列と前記光線出射方向制御手段
との相対的な振動により該光線出射方向制御手段から出
射する光線の出射方向を制御していることを特徴とする
請求項１の３次元像再生装置。 - 【請求項８】 前記光源列と前記光線出射方向制御手段
との相対的な振動はジクザグ運動であることを特徴とす
る請求項７の３次元像再生装置。 - 【請求項９】 前記光源部は発光部と該発光部からの光
線を集光し、平行光として出射させるコリメーターレン
ズとを有していることを特徴とする請求項１の３次元像
再生装置。 - 【請求項１０】 前記光源列の光出射側には該光源列の
複数の光源部からの主光線を略平行光として射出させる
テレセントリック系が設けられていることを特徴とする
請求項１の３次元像再生装置。 - 【請求項１１】 前記マイクロレンズアレイは、厚さ方
向の断面が連続した波形形状より成っていることを特徴
とする請求項６の３次元像再生装置。 - 【請求項１２】 前記光源列の複数の光源部のうちの所
定の領域内の光源部の発光状態を制御して前記観察位置
から見たときの前記所定の点からの光線に指向性を与え
ていることを特徴とする請求項１の３次元像再生装置。 - 【請求項１３】 前記光源部からの１つの光線が前記３
次元空間内の再生像上の複数の点を通過するとき、前記
観察位置より観察する該３次元空間内の所定の点が該複
数の点のうちの前記光線出射方向制御手段から最も遠い
点となるように前記制御手段は該再生像の隠面処理を行
っていることを特徴とする請求項１の３次元像再生装
置。 - 【請求項１４】 前記光線出射方向制御手段の光入射側
又は光出射側に屈折部材を設けていることを特徴とする
請求項１の３次元像再生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24937097A JP3255093B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | ３次元像再生装置 |
| US09/040,273 US6798390B1 (en) | 1997-08-29 | 1998-03-18 | 3D image reconstructing apparatus and 3D object inputting apparatus |
| DE69840143T DE69840143D1 (de) | 1997-08-29 | 1998-03-25 | Dreidimensionales Bilderzeugungssystem und -gerät |
| EP98105425A EP0899969B1 (en) | 1997-08-29 | 1998-03-25 | 3D image reconstructing apparatus and 3D image capturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24937097A JP3255093B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | ３次元像再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172744A true JPH1172744A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3255093B2 JP3255093B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=17192021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24937097A Expired - Fee Related JP3255093B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | ３次元像再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255093B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078409A3 (en) * | 2000-04-07 | 2002-09-12 | Tibor Balogh | Method and apparatus for the presentation of three-dimensional images |
| JP2003015080A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-15 | Toshiba Corp | 立体像表示装置 |
| JP2003195215A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-09 | Toshiba Corp | 立体像表示装置 |
| US7084841B2 (en) | 2000-04-07 | 2006-08-01 | Tibor Balogh | Method and apparatus for the presentation of three-dimensional images |
| JP2006211291A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Hitachi Displays Ltd | 立体視可能な表示装置および方法 |
| WO2009135926A1 (de) * | 2008-05-08 | 2009-11-12 | Seereal Technologies S.A. | Vorrichtung zur darstellung von stereoskopischen bildern |
| JP2012058543A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Jvc Kenwood Corp | 立体表示装置 |
| JP2015505972A (ja) * | 2011-11-09 | 2015-02-26 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 表示装置及び方法 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP24937097A patent/JP3255093B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2015505972A (ja) * | 2011-11-09 | 2015-02-26 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 表示装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3255093B2 (ja) | 2002-02-12 |
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