JPS6021084A - 立体表示装置 - Google Patents

立体表示装置

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JPS6021084A
JPS6021084A JP12991083A JP12991083A JPS6021084A JP S6021084 A JPS6021084 A JP S6021084A JP 12991083 A JP12991083 A JP 12991083A JP 12991083 A JP12991083 A JP 12991083A JP S6021084 A JPS6021084 A JP S6021084A
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JP
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dimensional
display device
light
plane
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JP12991083A
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文隆 安部
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (al 発明の技術分野 本発明は立体表示装置に係わり、特に実時間(リアルタ
イム)での三次元画像表示を可能とする立体表示装置に
関する。
(bl 従来技術と問題点 立体画像を表示する方法として従来よりボログラフィ法
や、偏光メガネ等により左右の肉眼の視差を利用する方
法がある。前者のボログラフィ法はレーザビームのよう
な可干渉光を物体に照射し、該可干渉光の振幅と位相と
を物体の形状に応じて変調させ、該可干渉光が物体に当
たって反射または透過した光学像を記録媒体に記録して
ポログラムを形成し、該ホログラムに再び可干渉光を再
生光として照射し、得られた回折光によって前記物体の
光学像を再生するものである。
かかるホログラムを形成する記録媒体として、一般に透
明なガラス基板上に感光剤を塗布した写真乾板を用い、
該感光剤に可干渉光が物体に当たって反射または透過し
た光学像を記録するようにしている。
従って可干渉光を物体に当てて反射または透過した光を
前記感光剤に照射した後、前記感光剤を塗布した写真乾
板を現像、定着等の化学処理して得られたホログラムを
記録する必要があり、そのため物体の立体像が実時間で
得られない欠点があり、また化学処理のような煩雑な工
程を必要とする問題点がある。
また偏光メガネ等を用いて肉眼の左右の視差を利用する
方法では、観測者の視点の位置が変わっても立体像は殆
ど変化しない欠点がある。
(C) 発明の目的 本発明は上記した欠点を除去し、三次元の物体情報を実
時間で、かつ観測者の視点位置に追随する情報として立
体表示できる新規な立体表示装置の提供を目的とするも
のである。
(dl 発明の構成 かかる目的を達成する為の本発明の立体表示装置は、三
次元の物体情報を該三次元物体を含む空間内に存在する
第1の座標軸に垂直で空間位置の異なるn個の二次元平
面の断面情報に分割する手段と、前記各々の二次元平面
上に前記第1の座標軸の方向に移動して重なるように第
2のx、yよりなる二つの座標軸を設け、前記分割され
た二次元平面の断面情報を、前記二次元平面に設けた第
2のx、yよりなる二つの座標軸の同一座標領域を有す
るn個のブロックに分割する手段と、各々の二次元平面
上の該n個に分割されたブロックより第2のx、yより
なる二つの座標軸に対して、各二次元平面毎に位置の異
なる1ブロツクを選択する手段と、該各二次元平面毎に
1個ずつ順次選択されたn個のブロックを組み合わせて
形成した二次元画像を表示する奥行き情報を持たない二
次元的画面を有する発光型表示装置と、前記表示装置上
の各ブロックに於いて、前記二次元平面に切断する以前
の三次元物体の三次元位置に対応した領域に二次元的画
面上の発光像を伝達するn個の伝送部材と、前記発光型
表示装置上の像を前記対応する伝送部材上に入射結像す
る結像系とを有し、前記伝送部材と結像系は三次元物体
を含む空間内で、前記n個のブロックを順次走査し、前
記発光型表示装置では該走査に同期して各n個のブロッ
クより得られるブロック情報を変化させてn回の繰り返
し走査を行い、該n回の繰り返し走査を一周期となし、
該−周期で総ての三次元物体の分割情報を表示し、前記
−周期の繰り返し時間を肉眼の残像時間より短くしたこ
とを特徴とするものである。
(Ilり 発明の実施例 以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。
第1図および第2図は本発明の立体表示装置を説明する
ための説明図、第3図は本発明の立体表爪装置の第1の
実施例を示す斜視図、第4図より第6図までは、本発明
の立体表示装置の第1の実施例の動作態様を示す模式図
、第7図は本発明の立体表示装置の第2の実施例を示す
斜視図である。
まず本発明の立体表示装置を形成する際、三次元物体を
時間的、空間的に分割して二次元断面情報を有する平面
とする為、第1図に示すように三次元物体Iを含む空間
中にZ方向に延びる第1の座標軸2を仮定し、該座標軸
2に垂直なn個の複数の二次元断面情報を有する平面3
−1 、3−2.3−3.・・・・・3−〇 (図に於
いてn−5)に前記三次元物体lをコンピュータ・トモ
グラフィ (CT詰装置等を用いて切断形成する。
次に切断されたn個の二次元断面情報を有する平面の各
々6二対して、直交座標軸にn、yn (n−1+2.
3・・・・・n)を設ける。ここでi番目の二次元断面
情報を有する平面の座標軸(xi、yi )とj番目の
二次元断面情報を有する平面の座標軸(xj、yj )
は、第1の座標軸2のZ方向へ平行移動して一致するも
のとする。つまりn−■の時、隣接せる二次元断面情報
を有する平面、例えば3−1平面と3−2平面において
同一(x 、y)座標で表される点は一致するものとす
る。
かかるn個に切断された各二次元断面情報を有する平面
をX+y座標が一致する領域でn等分に電子計算機等を
用いて分割し、各々の分割領域を3−1−L3−1−2
.3−1−3 、・・・・・3−1−n 、3−2−1
.3−2−2゜3−2−3.・・・・・3−2−n 、
 3−n−1,3−n−2,3−n−3,・・・・・3
−n−nで表ず。
次に各二次元断面情報を有する平面より一つの分割領域
を(χ、y)座標で画定される領域が重複しないように
、即ち第1図に示す各3.1.3−2.3−3・・・・
・3−n平面において斜線を施した分割領域3−1−1
.3−2−2.3−3−3・・・・・3−n−nを選び
出し、第2図に示すように4−1 、4−2.4−3・
・・・・4−nからなる新たな一つの二次元的画面4を
電子計算機等を用いて形成する。
この二次元的画面4−1.4−2.4−3・・・・・4
−nは3−1゜3−2.3−3 ・・・・・3−n面の
各々の分割領域3−1−L3−1−2.3−1−3 、
 ・−・3−1−n 、 3−2−1.3−2−2.3
−2−3.−・・3−2−n 、3−n −1,3−n
−2,3−n−3,−・・3−n −nを順次選択して
n回分で1周期となり、該1周期中に分割したすべての
第1図に示す三次元物体1の三次元情報が含まれること
になるようにする。
かかる二次元的画面4−1 、4−2.4−3・・・・
・4−nより三次元情報を得る装置の第1の実施例を第
3図に示す。図示するように、前記二次元的画面4−1
.4−2.4−3・・・・・4−nを写しだす発光ダイ
オードアレイのような発光型表示装置5と、該表示装置
に写し出された像を後述の伝送部材へ結像するための、
球レンズ等を配設した結像装置6と光ファイノくを多数
樹脂等で結合させ、所定の長さに切断した光フアイバ群
よりなる伝送部材7−L7−2.7−3.・・・・・よ
りなる。この伝送部材7−1.7−2.7−3.・・・
・・の結像装置6からのそれぞれの寸法は、第1図に示
した三次元物体1を座標軸2に沿って順次切断したとき
の座標軸2の切断位置に対応させ、透すな樹脂等を用い
て該光フアイバ群を固定し、透明な樹脂等に埋設して直
方体形状の透明な部材8に仕上げる。
ここで発光型表示装置5は固定させておき、結像装置6
と伝送部材7−1.7−2.7−3.・・・・・とは発
光型表示装置5の表示面に対して平行に、例えばりニア
モータで稼働する透明な樹脂等で形成したコンベアベル
トによって運搬されるものとする。そして観測者は伝送
部材7−1.7〜2.7−3.・・・・・の結像装置6
側と反対側の光の出射端側、つまり直方体形状の透明部
材8の底部即ち矢印入方向の周囲より立体像を観測する
ようにする。
かかる立体表示装置の走査状態を第4図より第6図迄に
示す。
第4図に示すように発光型表示装置5に写し出されてい
る二次元断面情報を有する平面、3−1−1.3−2−
2.3−3−3・・・・・3−n −nで構成される二
次元的画面4−1に対向して結像装置6の結像系6−1
 、6−2.6−3・・・・・6−nと伝送部材7−1
.7−2.7−3・・・・・7−nの各々が、矢印B方
向に移動するようにする。更に第5図に示すように発光
型表示装置5に写しだされる二次元断面情報を有する平
面が走査され、二次元的画面4−2となる3−n−L3
−1−2.3−2−3・・・・・3−(n −1) −
nの二次元断面情報を有する平面で構成される二次元的
画面に対向して結像袋B6の結像系6−n 、6−1.
6−2.6−3−・・6− (n 1 )が矢印B方向
に移動するようにし、また該結像系6−n 、6−1.
6−2.6−3・・・・・6− (n −1)と同様に
矢印B方向に伝送部材7−n 、7−1.7−2−=7
− (n −1)が移動するようにする。
更に第6図に示すように、発光型表示装置5に写しださ
れる二次元的画面が走査され、二次元的画面4−3とな
る3−(n −1) −1,3−n−2,3−1−3・
・・・・平面で構成される二次元的画面に対向して結像
装置6− (n 1 ) 、6−n、6−1−・爆’矢
印B方向に移動するようにし、また結像袋rf1.6−
 (n −1) 、6−n、6−ト・・・・に対向して
伝送部’fA7− (n −1> 、7−n、7−1・
・・・・が矢印B方向に移動するようにする。
ここで発光型表示装置5に写し出される平面を走査して
二次元的画面4−nが写しだされる迄の間を1周期とし
、この走査速度と前記結像装置6と伝送部材7との移動
速度とを同期させ、この周期を肉眼の残像時間より短く
すると、切断位置の異なる物体を切断した平面画像が多
数得られ、したかって該平面画像を再生すること・で高
精度の物体の立体像が得られる。
また本実施例の他に結像装置6は固定した状態にしてお
き、伝送部材7のみを移動させるようにしても良い。
更に伝送部材7−1.7−2.7−3.・・・・・を構
成する光ファイバの結像装置6に対向する側の入射端は
、光の散乱を防ぐ為に、該光ファイバの中心軸に対して
垂直となるような平面を有するように鏡面仕上げ加工す
ることが望ましく、また観測者が位置する光ファイバの
出射端面、即ち三次元物体断面位置側端部は出射光が散
乱するようにサンドブラスト等を用いて光の出射端の表
面を粗くしておくと良い。
また伝送部材を構成する光ファイバの側面には金属膜等
の光不透過膜を蒸着して、該側面より光が漏れないよう
にしたり、無反射膜を設けて外乱光を吸収するようにす
れば、より感度の良い立体表示装置が得られる。
更に本発明の立体表示装置の第2の実施例を第7図に示
す。
図示するように、切断し、た平面を写し出す発光型表示
装置21に対向して、球レンズ22を同一平面上に多数
配設する。前記球レンズに対向して前記第1図に示した
座標2を切断した距離に対応するように所定の寸法の光
ファイバを多数透明な樹脂等で固めて板状の光フアイバ
群23.24.25,26.27.28を形成する。そ
して該板状の光フアイバ群の側端部が所定の直径を有す
る透明な円筒部材29の側面と合致するように透明な樹
脂等で固めて成形する。
そして該形成された円筒状部材をモータ30等を用いて
高速で回転して発光型表示装置21の反対側より、即ら
モータ30側より観察する。かかる装置によれば、小型
化できると共に伝送系を移動させるのに回転するモータ
を利用することができ、第1の実施例で示した立体表示
装置より光ファイバ等の伝送系を高速で移動することが
でき、より高精度の立体画像を得ることができる。
(f) 発明の効果 以上述べたように本発明の立体表示装置によれば、実時
間で肉眼の視点の位置に影響されずに立体画像を得るこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の立体表示装置を説明する
ための説明図、第3図は本発明の立体表示装置の第1の
実施例を示す斜視図、第4図より第6図までは、本発明
の立体表示装置の第1の実施例の動作態様を示す模式図
、第7図は本発明の立体表示装置の第2の実施例を示す
斜視図である。 図に於いて、1は三次元物体像、2は座標軸、3〜1.
3−2.3−3・・・・・3−nは二次元断面情報を有
する平面、3−1−1.3−1−2.3−1−3−”3
−1−n 、3−2−1.3−2〜2.3−2−3 ・
・・・・3−2−n 、3−n −1,3−n−2,3
−ロー3・・・・・3−n−nは分割平面、4.4−1
.4−2.4−3・・・・・4−nは二次元的画面、5
,21は発光型表示装置、6.6−1.6−2.6−3
・・・・・6−n 、 22は結像装置(球レンズ)、
7−1.7−2.7−3.7−4.7−5.23,24
,25.26,27.28は伝送部材、8は透明部材、
29は円筒状部利、30ぱモータを示す。 第1図 第3図 第4図 第5tg:I 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11三次元の物体情報を該三次元物体を含む空間内に
    存在する第1の座標軸に垂直で空間位置の異なるn個の
    二次元平面の断面情報に分割する手段と、前記各々の二
    次元平面上に前記第1の座標軸の方向に移動して重なる
    ように第2のx、yよりなる二つの座標軸を設け、前記
    分割された二次元平面の断面情報を、前記二次元平面に
    設けた第2のx、yよりなる二つの座標軸の同一座標領
    域を有するn個のブロックに分割する手段と、各々の二
    次元平面上の該n個に分割されたブロックより、第2の
    x、yよりなる二つの座標軸に対して、各二次元平面毎
    に位置の異なる1ブロツクを選択する手段と、該各二次
    元平面毎に1個ず)順次選択されたn個のブロックを組
    み合わせて形成した二次元画像を表示する奥行き情報を
    持たない二次元的両面を有する発光型表示装置と、前記
    表示装置上の各ブロックに於いて、前記二次元平面にg
    Jlf+する以前の三次元物体の三次元位置に対応した
    領域に二次元的画面上の発光像を伝達するnll?il
    の伝送部材と、前記発光型表示装置上の像を前記対応す
    る伝送部材上に入射結像する結像系とを有し、前記伝送
    部材と結像系は三次元物体を含む空間内で、前記n個の
    ブロックを順次走査し、前記発光型表示装置では該走査
    に同期して各n個のブロックより得られるブロック情報
    を変化させて11回の繰り返し走査を行い、該0回の繰
    り返し走査を一周期となし、該−周期で総ての三次元物
    体の分割情報を表示し、前記−周期の繰り返し時間を肉
    眼の残像時間より短くしたことを特徴とする立体表示装
    置。 (2) 前記伝送部材が光学ガラスまたはプラスチック
    よりなるファイバ群で形成されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第(11項に記載の立体表示装置。 (3)前記ファイバ群が発光型表示装置側端部例では平
    坦平面を呈し、三次元物体断面位置側端部では、伝送光
    を散乱すべく拡散面となっていることを特徴とする特許
    請求の範囲第(2)項に記載の立体表示装置。 (4)前記ファイバ群は光の入射端、出射端を除く側面
    が不透光面、または無反射面となっていることを特徴と
    する特許請求の範囲第(2)項、または第(3)項に記
    載の立体表示装置。
JP12991083A 1983-07-15 1983-07-15 立体表示装置 Pending JPS6021084A (ja)

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