JPH0348232A

JPH0348232A - 立体映像生成装置

Info

Publication number: JPH0348232A
Application number: JP1183990A
Authority: JP
Inventors: Michio Matsumoto; 三千緒松本; Yasutaka Oshiro; 大城　保隆
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1991-03-01
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2778999B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、立体（三次元）映像を生成する立体映像生
成装置に関し、特に、空間に完全な立体映像を生戒でき
るようにしたものである。

〔従来の技術〕

立体映像を生成する従来の技術としては、例えば、画像
処理情報センター発行、ｒＰ　Ｉ　ＸＥＬＪ１９８８年
２月号（Ｎｏ．６５　）の１２４　〜１３４頁に記載さ
れているように、多種多様のものが知られている。

これら従来の技術の多くは、二次元スクリーンに投影さ
れる二次元画像を特殊メガネ等を用いて観ることにより
、三次元画像を生成したような効果を得るものである．
代表的なものとしては、赤及び青に色分けされた映像を
赤及び青のフィルタで出来たメガネをかけて観る方法や
、偏光フィルタを利用する方法がある．［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような技術では、観察者は特殊メガ
ネをかける煩わしさがあると共に、赤及び青で色分けを
行う方法ではカラー表示が難しく、また、偏光フィルム
を用いる方法では、観察者が僅かでも顔を傾けると立体
効果がなくなってしまうので、長時間の観察には不向き
であった。

なお、特殊メガネを使用しないで立体映像を生成する技
術も提案されてはいる（上記文献参照）が、実用的でな
かったり、充分な効果が望めない（極単純な線画しか描
けない、カラー映像が生成できない等）という欠点があ
る．そこで、この発明は、上述したような従来の技術におけ
る未解決の課題に着目してなされたものであり、特殊メ
ガネ等を用いる必要がなく、充分実用的である立体映像
生成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するために、請求項（１）記載の立体映
像生成装置は、両端面間が光導波路を成す柱状体を軸心
を回転軸として回転可能にすると共に、前記柱状体の一
方の端面から軸方向の所定高さに至る間に、前記回転軸
と前記柱状体側面とに沿って所定の勾配で軸方向の高さ
が変わるスクリーン面を形成し、さらに、前記柱状体を
回転させる回転駆動手段と、前記柱状体の回転に同期し
て柱状体の他方の端面に映像を投影する映像投影手段と
、を備えた。

なお、上記柱状体は、例えば請求項（２）記載の発明の
ように、多数の光ファイバを縦方向に束ねて構戒するこ
とができる。

（作用）映像投影手段が柱状体の他方の面に映像を投影すると、
柱状体の両端面間は先導波路を威しているので、その映
像はスクリーン面に到達する。

そして、スクリーン面は柱状体の回転軸と側面とに沿っ
て所定の勾配で軸方向の高さが変わるように形成されて
いるから、回転駆動手段が柱状体を回転させると、スク
リーン面の軌跡は三次元空間を形成する．従って、映像投影手段が柱状体の回転に同期して映像を
投影し、これがスクリーン面に写しだされると、上記三
次元空間には、人間の目の残像効果によって立体映像が
生戒される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示した図であ
る．先ず、構或を説明すると、第１図は、本発明に係る立体
映像生成装置の全体構成を示した概略図であり、回転ス
クリーンｌは、その軸心と同軸である回転軸２が回転駆
動手段としてのモータ３の出力軸に連結されていて、こ
れにより、任意の速度で回転することができる。

モータ３には、その出力軸（回転スクリーン１の回転軸
２）の回転位置を検出してその同期信号を出力する同期
回路４が接続されていて、同期回路４の出力は、回転ス
クリーン１の下方に設けられた映写機５に供給される．そして、回転スクリーン１の下面１ａと映写機５の投影
側との間には、レンズ６が設置されていて、映写機５が
同期回路４から供給される同期信号に同期して投影する
映像は、レンズ６を介して回転スクリーンｌの下面１ａ
に到達する。

回転スクリーンｌぱ、第２図に示すように、柱状体とし
ての円柱体をしていて、これは、多数の光ファイバを縦
方向に束ねて接着剤等により固着して構成されている。

そして、回転スクリーン１の上面側には、軸心（回転軸
２）と外周面とに沿った半径の幅を有し且つ所定の勾配
で連続して軸方向の高さが変わる螺旋状のスクリーン面
７が形成されている。

従って、スクリーン面７の軸方向の高さは、回転軸２の
周りを一回転する間に、最も高い位置から最も低い位置
に変わることになる。

さらに、スクリーン面７に露出する光ファイバ８の先端
部は、第３図（ａ）及び（ロ）に示すように、斜めの方
向に切断すると共に、その先端面８ａを例えば研磨して
スリガラス状に加工し、さらに、各光ファイバ８の先端
面８ａを、観察者に良く見える方向（例えば、回転スク
リーンｌの外周側のやや上方）に向ける。

一方、映写機５から投影される映像のフィルムは、アニ
メーシッン等と同じ手法で手書きで作戒することもでき
るし、コンピュータを利用して作成することもできるが
、そのフィルムの各コマには、画像生成する立体の断層
面を描写する必要があるので、コンピュータ内で作成さ
れた三次元データを利用すると、効率的にフィルムを作
戒することができる。

具体的には、描こうとする物体と、任意の回転位置にお
けるスクリーン面７とを交えたと仮定し、その交わった
面に現れる像を各コマに描き、これをスクリーン面７の
回転位置毎に作成する。

ここで、本実施例では、同期回路４．映写機５及びレン
ズ６によって、映像投影手段が構成される。

次に、上記実施例の動作を説明する。

映写機５は、同期回路４から供給される同期信号に応じ
て回転スクリーンｌ　（スクリーン面７）の回転位置を
判断し、スクリーン面７の回転位置に対応する映像を、
回転スクリーン１の下面１ａに投影する。

回転スクリーン１の下面１ａに投影された映像は、回転
スクリーン１を構成する多数の光ファイバを伝わってス
クリーン面７に誘導され、光ファイバ８の端面８ａはス
リガラス状に加工されているので、光ファイバを伝わっ
てきた光は、このスクリーン面７において発色する。

そして、スクリーン面７の回転に同期して映写ａ５が連
続投影を行えば、スクリーン面７の回転軌跡には、人間
の目の残像効果によって、例えば第４図に示すような立
体映像が生成される。

また、映写機５から投影される映像をカラーにすれば、
そのままスクリーン面７にカラー画像が誘導されるから
、カラーの立体映像も容易番こ生或することができるし
、映像フィルムを動く物体に基づいて作成すれば、動画
の立体映像を生成することができる。

そして、特殊メガネ等が不要であるから、観る者に煩わ
しさを与えることもないし、観察者の位置によって立体
映像が観えなくなるようなこともない。

なお、回転スクリーンｌの回転速度は、残像効果が充分
に得られるように、毎秒１０回転以上が望ましい。

しかし、毎秒１０回転とした場合、回転スクリーン１が
１０度回転する毎に映写機５が映像を切り換えるものと
すると、毎秒３６０枚の映像を映写する必要がある。

このような高速の映写機は未だ開発されていないので、
実際には、第５図に示すように、複数の映写機９ａ〜９
Ｃと、同期回路４の出力に応じて回転し、任意の映写機
の映像を反射してレンズ６を介して回転スクリーン１の
下面１ａに投影する多角形の回転鏡１０とを利用する。

そして、各映写機９ａ〜９ｂは、同期回路４の同期信号
に応じて、他の映写機の映像が回転鏡１０によって下面
１ａに映写されている最中に映像の切り換えを行うよう
に作動する。

すると、例えば図示の如く３台の映写１９ａ〜９ｃを利
用した場合には、回転スクリーン１に投影される映像の
速度は、各映写機９ａ〜９ｂの切換速度の３倍になるか
ら、画像切り換えが高速に行われ、立体映像の生成が可
能となる。

また、映写機に代えて、テレビ等の表示装置を利用する
ことも可能である。

その場合にも、第６図に示すように、複数のテレビｌｌ
ａ〜ｌｌｃと回転鏡１０とを用いると共に、各テレビｌ
ｌａ−１１ｃと画像生成用のコンピュータｌ２との間に
表示同期回路１３を介在させ、この表示同期回路１３に
同期回路４の同期信号を供給し、各テレビｌｌａ〜ｌｌ
ｃの表示の切り換えを他のテレビの映像が回転スクリー
ン１に投影されている時に行うようにして、テレビの画
像書き換え時間の遅さを補うようにする。例えば、１２
０Ｈｚノンインタフェース程度のテレビ（所謂、ハイビ
ジョンと呼ばれるテレビ）であれば、３台を併用すると
、毎秒３６０枚の映像を投影することが可能になるから
、立体映像の生成が充分実用的となる。

なお、本発明は、人間の目の残像効果を利用しているの
で、回転スクリーン１の周囲を暗くして残像効果を高め
ることは有効である．また、映写機やテレビに代えてスライドプロジェクタを
利用することも可能であり、この場合には、上記と伺様
にプロジェクタを複数配置して切り換えの遅さを補う方
法の他に、回転形のスライドボックスを利用して高速に
フィルムを入れ換える方法が考えられる．さらに、スクリーン面７の形状は、上記実施例に限定さ
れるものではない。

例えば、第７図（ａ）及び（ｂ）に示すように半回転で
最高位置から最低位置に変化する面を二つ設けてスクリ
ーン面７を構成してもよいし、第８図（ａ）及び（ｂ）
に示すように１／４回転で最高位置から最低位置に変化
する面を四つ設けてスクリーン面７を構成してもよいし
、或いは、第９図（ａ）及び（ハ）に示すように１／８
回転で最高位置から最低位置に変化する面を八つ設けて
スクリーン面７を構成してもよい。また、その他の形状
であってもよい。

なお、第７図中），第８図（ロ）及び第９図（ｂ）にお
いては、矢印の向く方向が高い位置を表す。

そして、例えば第９図に示すようなスクリーン面７を構
成すると、回転スクリーン１が１／８回転する間に一つ
の立体映像を生成することができるから、その分、映写
機等の切り換え回数を少なくできるという利点がある。

また、上記実施例では、柱状体として円柱を用いた場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
例えば、６角柱や８角柱等の多角柱であってもよい。

またさらに、上記実施例では、多数の光ファイバを縦方
向に束ねることにより、柱状体の両端面間に光導波路を
構成しているが、これに限定されるものではなく、例え
ば、フレクサイト（通称、テレビ石）等のように繊維状
に整った結晶構造を有する鉱物を、その結晶が縦方向に
並ぶように切り出し、これにスクリーン面７を形戒する
ことにより柱状体を構成してもよいし、また、上記鉱物
と同様の性質を有する人工樹脂等を利用することも可能
である．そして、本発明に係る立体映像生成装置は、空間内に完
全な立体映像を生戒することができるから、娯楽装置と
して最適であると共に、工学や医学等における種々の現
象の解析や、構造物のモデルや、立体レーダ等のような
、多種多様の分野に好適に応用することができる．〔発明の効果〕以上説明したように、本発明の立体映像生成装置によれ
ば、空間に完全な立体映像を生成することが可能となる
から、特殊メガネ等を使用する煩わしさがないし、観る
者の位置によって立体効果が得られないようなこともな
いし、カラー映像や動画も容易に生成することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
回転スクリーンを示す斜視図、第３図（ａ）は光ファイ
バの先端部の正面図、第３図（ｂ）は同図（ａ）の側面
図、第４図は立体映像の生戒例を示す斜視図、第５図は
複数の映写機を用いた場合を示す概略構成図、第６図は
映写機に代えてテレビを用いた場合を示す概略構戒図、
第７図乃至第９図は、スクリーン面の他の形状例を示す
図であり、各図（ａ）は斜視図、各図（ハ）は平面図で
ある。１・・・回転スクリーン、２・・・回転軸、３・・・モ
ータ、４・・・同期回路、５・・・映写機、６・・・レ
ンズ、７・・・スクリーン面、８・・・光ファイバ、９
ａ〜９ｃ・・・映写機、１０・・・回転鏡、ｌｌａ〜ｌ
ｌｃ・・・テレビ、１２・・・コンピュータ、１３・・
・表示同期回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）両端面間が光導波路を成す柱状体を軸心を回転軸
として回転可能にすると共に、前記柱状体の一方の端面
から軸方向の所定高さに至る間に、前記回転軸と前記柱
状体側面とに沿って所定の勾配で軸方向の高さが変わる
スクリーン面を形成し、さらに、前記柱状体を回転させ
る回転駆動手段と、前記柱状体の回転に同期して柱状体
の他方の端面に映像を投影する映像投影手段と、を備え
たことを特徴とする立体映像生成装置。
（２）多数の光ファイバを縦方向に束ねて柱状体を構成
した請求項（１）記載の立体映像生成装置。