WO2003021332A1 - Affichage tridimensionnel de type sw - Google Patents

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WO2003021332A1
WO2003021332A1 PCT/JP2002/008545 JP0208545W WO03021332A1 WO 2003021332 A1 WO2003021332 A1 WO 2003021332A1 JP 0208545 W JP0208545 W JP 0208545W WO 03021332 A1 WO03021332 A1 WO 03021332A1
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WO
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special
substance
light
display
dimensional object
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Application number
PCT/JP2002/008545
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English (en)
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Inventor
Junichi Takeno
Toshiaki Sumita
Original Assignee
Junichi Takeno
Toshiaki Sumita
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Publication date
Application filed by Junichi Takeno, Toshiaki Sumita filed Critical Junichi Takeno
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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
    • H04N13/388—Volumetric displays, i.e. systems where the image is built up from picture elements distributed through a volume
    • H04N13/39—Volumetric displays, i.e. systems where the image is built up from picture elements distributed through a volume the picture elements emitting light at places where a pair of light beams intersect in a transparent material

Definitions

  • the present invention relates to a method for a display that allows a viewer to view a stereoscopic image without using special glasses or the like.
  • the special material is such that a plurality of invisible light beams are radiated from different points into the material at the same time and overlap with each other so as to emit visible light in the region where the invisible light beams cross, despite being a colorless and transparent substance. It is a substance M that can
  • the special structure is a structure in which one or more curved mirrors are provided on the back side of the material and the purpose is to guide the visible light generated inside the material as a virtual image to a place where it is imaged in the air as a virtual image. It is. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 shows one embodiment for carrying out the invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the invented display uses a colorless transparent fluorescent substance M (for example, fluorescent glass) and invisible light (for example, ultraviolet light) having at least two scanning shutter open / close surfaces (g, f) as parallel light. (VI, V 2).
  • Devices combining VI and g or V 2 and f are called scanning shutter light source devices Z 1 and Z 2, respectively.
  • Z 1 and Z 2 The device is installed so that the open / close surfaces g and f have a certain angle.
  • Apparatus D has at least two scanning shutter light sources Zl and Z2 and a dark box Q surrounded by E, F, X, and Y planes (where k is a part of X plane). Excluding areas). In the k-region, a filter that does not transmit invisible light (in the example, ultraviolet light) but transmits visible light will be installed.
  • the interior of the dark box Q is filled with the substance M, but the shutter opening / closing surfaces f and g and the inside of the E and F planes are coated with a substance that absorbs light, and the Y and X planes (excluding the k region) ) Is a curved mirror (a parabolic curved surface in the embodiment) and reflects light.
  • the three-dimensional object S ′ is a virtual image of the three-dimensional object S that emits visible light inside the substance M.
  • the observer W sees the three-dimensional object S created in the three-dimensional space in the material M reflected on the mirror surface of the X plane and the mirror surface of the Y plane from the left and right eyes at different positions, without special glasses.
  • the three-dimensional object S ' which is a virtual image, can be observed in the air as a three-dimensional object.
  • the three-dimensional object S causes a phenomenon in which the crossing region C of the invisible light rays a and b radiated as parallel light rays from arbitrary openings A and B in each of the scanning shutter light source devices Z 1 and Z 2 emits visible light. It is generated in the substance M by changing and scanning the positions of Part A and Part B over time.
  • the arbitrary position r of the three-dimensional object S ' can be touched by the tip of the pointing device L1 (or L2 as well) that is linked to the mechanical system (for example, robot / manipulator-1).
  • the position R of the three-dimensional object S in the substance M corresponding to the position r can be calculated.
  • the position of the position R of the three-dimensional object S can be processed by a human instruction, and the result can be reflected as a processing result of the three-dimensional object S ′. Also, by transmitting sensibility information such as virtual hardness at the R position to the mechanical system coupled to the pointing device L1 (or L2 as well), the mechanical system transmits the R portion (ie, r portion) to the pointing device. A feeling of hardness can be realized. A mechanical system that couples sensitivity information such as hardness to the pointing device L1 (or L2 similarly) can be easily realized by a conventional technology such as a robot. Industrial applications
  • a display that enables stereoscopic viewing without using special stereoscopic glasses, which has been difficult in the past, is realized.
  • the virtual three-dimensional object that appears in the display forms a virtual image by using a curved mirror or the like, projects the three-dimensional object into the air, and uses a human finger or a point device (pointing device) to generate the virtual image.
  • a display that can be touched by three-dimensional objects and that can be processed can be realized. That Therefore, this device is a display that displays a kind of stereoscopic model, and since it is possible to observe stereoscopic images without using special stereoscopic glasses, it is possible to freely examine the overall form of various models from all directions. It is used as a device for examining the aesthetic and rationalization of the model by deforming its shape. Also, since it can virtually sense the feel of a three-dimensional object, it will be used as a training device for medical surgery.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Description

明細書 sw型立体表示ディスプレイ 技術分野
この発明は、特殊な眼鏡等を利用せずに立体像を鑑賞できるディスプレイに関す る手法である。 背景技術
特殊な眼鏡等を利用せずに立体物を三次元の空中に仮想的に実現化できて、カゝっ その立体物を観察者が触りながら加工したりできるディスプレイ装置は存在しな い。 次に発明が解決しようとする課題について述べる。
特殊な立体視眼鏡等を使用せずに立体物を三次元の空中に表示でき、かつその立 体物の形状を観察者が自由に加工できるディスプレイ装置の実現。 発明の開示
従来からの課題を解決するための手段は次のとおりである。
その課題は、特殊な素材が充填されたある特殊な構造を持つ光学装置の開発によつ て解決できる。その特殊な素材とは、複数の不可視光線を異なる地点よりその素材 中に同時かつ重複交叉するように照射して、無色透明な物質でありながら不可視光 線が交叉する領域で可視光を発光させることが出来る物質 Mである。 そして、 特 殊な構造とは、上記素材の表面裏側が 1つ以上の曲面鏡となっていて、素材の内部 で発生した可視光を虚像として空中に結像させる場所に誘導する目的を持つ構造 である。 図面の簡単な説明
図 1は、 発明を実施するための 1つの形態である。 発明を実施するための最良の形態
発明した装置 Dの全体的概要図は図 1に示す。 発明したディスプレイは無色透 明な蛍光発光性の物質 M (—例として蛍光発光ガラス） と少なくとも 2つの走査型 シャッター開閉面（g、 f ) を持つ不可視光線 （一例として紫外線） を平行光線と して照射できる装置 （V I , V 2 ) を用いる。 V Iと g、 あるいは V 2と f を組み 合わせた装置をそれぞれ走査型シャッター光源装置 Z 1 , Z 2と言う。 Z 1と Z 2 の装置は開閉面 gと f がある角度を持つように設置している。
実施の一例では 9 0度としている （図 1 )。装置 Dの外形は少なくとも 2つの走 査型シャッター光源装置 Z l， Z 2と、 - E面、 F面、 X面、 Y面で囲まれた暗箱 Q である （ただし X面の一部の k領域を除く） 。 k領域には、不可視光線 （例では紫 外線） を透過させないが、可視光線は透過させることが出来るフィルターを設置す る。
暗箱 Qの内部は物質 Mで満たされているが、シャッター開閉面 f と gそして E面 と F面の内側は光線を吸収する物質が塗られていて、 Y面と X面 （k領域を除く） の内面は曲面鏡 （実施例ではパラボラ曲面） となっていて光を反射する。
k領域のみが暗箱に開けられた窓であり、この窓を使って観察者は空中に表示さ れた立体物 S'を見ることになる。 この立体物 S'は物質 Mの内部で可視発光してい る立体物 Sの虚像である。観察者 Wは異なる位置にある左右の目から X面の鏡面と Y面の鏡面に反射した物質 M中の三次元空間に作られている立体物 S を見ている ため、 特殊な眼鏡無しで虚像である立体物 S'を立体として空中に観察できる。 立体物 Sは、走査型シャッター光源装置 Z 1 , Z 2の夫々における任意の開口部 Aと Bから平行光線として照射される不可視光線 a, bの交叉する領域 Cが可視発 光する現象を時間経過的に A部、 B部の位置を変更 ·走査することによって物質 M 内に生成される。
立体物 S'の任意の位置 rは機械システム （例えばロボット ·マ二ピューレータ 一） に連動している指示器具 L 1 (あるいは L 2も同様に） の先端で触れることが 出来るが、その位置 rは観察者 Wの右目と左目の視線方向 t 1、 t 2と指示器具の 先端の位置を計測すれば、 r位置に対応する物質 M中の立体物 Sにおける位置 Rを 計算できる。
その計算結果に基づき人間の指示により立体物 Sの位置 Rの部位を加工でき、そ の結果は立体物 S'の加工結果として反映できる。 また、 R位置における仮想され る硬度等の感性情報を指示器具 L 1 (あるいは L 2も同様に）に結合する機械シス テムに伝えることにより、機械システムが指示器具に R部（すなわち r部） の硬度 の感覚を実現できる。 硬度等の感性情報を指示器具 L 1 (あるいは L 2も同様に） に結合する機械システムは容易にロボットなどの従来技術により実現できる。 産業上の利用分野
この発明によって、従来は困難であった特殊な立体眼鏡を利用しなくとも立体視 が可能となるディスプレイが実現する。 さらに、 このディスプレイ内に出現した仮 想の立体物は曲面鏡等を利用することにより虚像を作り、その立体物を空中に投影 させ人間の指やあるいはポイントデバイス （指示器具）などを用いてその立体物に 触れることができ、かつ加工が可能となるようなディスプレイが実現できる。その ため、 この装置は、一種の立体モデルを表示するディスプレイであり、特殊な立体 視眼鏡を使用せずに立体映像を観測できるため各種モデルの全体的形体をあらゆ る方向から検討して自由にその形状を変形することによりモデルの美観化、合理化 を検討するための装置として利用する。また、立体物の感触を仮想的に知覚できる ため、 医療における手術に関する訓練装置として利用する。

Claims

請求の範囲
1. 本装置 Dは特殊な素材が充填されたある特殊な構造を持つ光学装置である、 特 殊な素材とは、複数の不可視光線を異なる地点よりその素材中に同時かつ重複交叉 するように照射したとき、無色透^な物質でありながら不可視光線が交叉する領域 で可視光を発光させることが出来る物質 Mであり、特殊な構造とは上記素材 Mの 表面裏側が 1つ以上の曲面鏡となっていて、素材の内部で発光した可視光を虚像と して空中に結像させる場所に誘導する目的を持つ構造 Qである。
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JP2001308032A JP2003075770A (ja) 2001-08-30 2001-08-30 立体物を三次元の空中に表示し、その立体物に触れながらその形体を自由に加工できるディスプレイ
JP2001-308032 2001-08-30

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