JPH0463392A - ３次元ディスプレイ装置、該装置の作成方法、中間透明膜および該装置の作成システム - Google Patents

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］ 本発明はディスプレイ装置に関し、特に著しい視覚効果
を与えるために三次元の外観を有するティスプレィ装置
の形成方法に関する。

［従来の技術］ 広告ディスプレイやポスターはしばしば販売の対象物を
二次元外観で写真のように精密に再現する。このような
広告ディスプレイやポスターは売買か行なわれる場所に
あるディスプレイ、広告板、商店街のディスプレイ、住
宅のディスプレイ等に適しているであろう。

低浮彫りの三次元ディスプレイを作る熱形成技術か、写
真によるイメージングと関連して過去においである程度
用いられてきた。しかしなから、−次元イメージから三
次元物体へ変換する際、およびその逆の変換を行なう際
に含まれるゆがみのために、上記熱形成技術により得ら
れる結果は人に印象を与えないものてあった。

唯一の（主要な）視点から得られた二次元像か三次元地
形上に熱変形されるとき起こるゆがみには三つの主要な
タイプがある。これらの３つのタイプのゆがみのうちの
１つだけが今日利用てきる技術により部分的に処理され
る。レタリングのカラー境界の広がりや流れの影響は、
プラスティックが地形状の型にわたって熱変形されるよ
うに、従来から知られており、そして長い間部分的に修
正されてきた。しかしなから、このよう修正方法は詳細
な三次元ディスプレイ装置を作るには十分に正確でない
ことかわかフた。さらに、ゆがみの他の２つの種類も、
二次元から三次元に変換する方法にとって、特に純粋に
絵画的イメージよりもむしろ写真的イメージをそれから
の三次元的イメシに組み入れるときに同様に重要である
。

２番目の種類のゆがみはバラレックスゆがみまたは明暗
として知られ、主要な視点からの視線か次元物体のある
部分によってさえきられるのて一次元物体の領域が二次
元写真上に記録できないときに起こる。二次元イメージ
を三次元の型上に真空形成した後、最終イメージのこれ
らの領域は、熱変形可能なプラスティックのシートを伸
ばすことにより、隣接した領域からの情報で満たされ、
この結果きびしい種類のゆかみか生しる。

３番目の種類のゆがみは短縮法して知られ、主要な視点
に対して鋭角をなす三次元物体の領域が視覚的に圧縮さ
れ二次元フィルム上に写真に撮られるときに起こる。そ
の結果として生じるイメージが地形状の型上に真空形成
されるとき、視覚的に圧縮された情報は、地形状の領域
に起こる、伸びおよび流れのゆがみを考慮に入れたとし
ても、前記情報が得られた地形状の領域を十分に満たす
程大きくはない。

上述した問題は従来は２つの方法のうちの１つを用いて
克服されてきた。短縮法およびバラレックスのゆがみの
影響は、ゆがみか最大である鋭い承直な浮彫の領域か実
質的に減少するように三次元の型の浮彫の量を減らすこ
とによって最小にされてきた。浮彫りにされた文字と東
純なカラー境界の輪郭と位置に対する伸びの影響は、従
来技術では、地形状の型の上に熱変形された空白のシー
ト上に文字の位置と他の詳細を描くことによっては克服
されてきた。シートはそれから熱で平らにされ、発生す
るゆかんだ輪郭と位置はオーバーレイグリッドを用いて
描かれる。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明によれば、元の三次元の物体の多数の透視写真像
を地形的修正面上に投影することによって、ゆがみを修
正する従来の基本的技術を拡大しそして改良する方法が
提供される。これによって、結果として生じる真空形成
されたイメージか、全ての視覚的情報をその正確な位置
に有し、ゆがみのない元の物体の完全な浮彫りを持つこ
とが可能になる。

［ａ’題を解決するための手段］ 概して、本発明は、対象物体に対応する、スクリーンに
印刷されたイメージの一部分から持ち土かり、輪郭か描
かれたイメージを形成するように、多数の透視図から物
体を写真に撮り、物体の投影図を用いて物体の正確な型
を作り、熱可塑性の平らなシート上にｔめゆがめられだ
イメージを形成し、そして物体の外形内に型部品を備え
た型の上に前記シートを熱変形させることを含む、ディ
スプレイ装置の形成方法を提供する。

［実施例］ 第１図には三次元物体１の断面か示されており、上方よ
り完全に見ることができる表面３．５と上方から見ると
圧縮される表面７からなる画像細部の位置が示されてい
る。上記の「発明の背景」て述べたように、物体１の領
域５．７は、垂直の視点からの二次元像では、視差と遠
近法による短縮を生ずる。

第２図には、レンズ９．１１．１３による胃なる３つの
斜視像から４Ｈ＋られる二次元物体１の二次元斜視像を
示す、概略断面か示されている。それそわのが貢像は、
＋５．１７．＋９て表わされている。矢印２１はレンズ
９．　ＩＩ、　＋３を通る光路をホしている。

各写真像１５．１７．１９は視差と遠近法による短縮と
による歪みを示しているか、物体１のそわそわの斜視像
に応して、その歪みの場所と程度か穴なることは、記さ
れるであろう。

第３図には、三次元物体１（第１図）の正確な立体型２
１上に複数の二次元像＋５．１７．１９か再投影されて
いるところの概略断面か示されている。この図において
、投影器２３．２５．２７は、像＋５．１７゜１９をレ
ンズ９．１１．１３を通して投影するようになっており
、そわによって立体表面２１に三次元像を再構成する。

全ての画像細部３，５．７は歪みなしにその正確な位置
に再投影されることか記されるであろう。

本発明はその好ましい実施例によって、ここにより詳細
に説明されるであろう。第４図（ａ）　、　（ｂ）に示
されるように、水平向４０上の７次元物体４１の複数の
斜視像は、第４図（ａ）に示される士斜視カメラ４２と
従カメラ４３〜４６によって撮影される。従カメラ４３
〜４６は、主カメラ４２の視線軸と４５°の角度をなし
、かつ主カメラ４２に対し円周を４等分する点に設けら
れている。説明を容易にするため、カメラ４２は第４図
（ｂ）には示されていない。

第４図（ａ）　、　（ｂ）に示される視線上の合同記号
は、カメラ４２〜４６が三次元物体４１に対し、一定の
距離であって所定の角度であることを示している。ここ
に示された好ましい実施例ては、４５゜９０°、１３５
°の角度が示されている。しかし、実際には、カメラの
個数、距離、角度は、物体の寸法、三次元的複雑さによ
フて決定されることかできる。ひとたび決定すれば、カ
メラと物体の正確な位置は固定され記録される。

このようにして、第２図に関して説明したように、複数
のカメラ４２〜４６は、物体の複数の二次元斜視像を用
意するため、物体４１を撮影する。

次に、第５図（ａ）　、　（ｂ）に示されるように、上
述の物体の複数の二次元斜視像は、物体４１か取り除か
れたワーク表面４０Ｆに投影される。これに関し、十投
彰器５１と従投影器５２．５３．５４．５５は、整合し
た光学系を用い、第４図（ｂ）のカメラ４２〜４６か像
を得たのと同し所定の角度と距離を用いて構成ざわてい
る。

次元物体の立体型５６（輪郭を破線で表示）は、投影像
か正確に一致するように、ワーク表面４０ヒに作り出さ
れ形成される。型５６は手作業で作ることかてき、より
実際的には、もとの物体４１からの型取り（例えば石膏
型なと）て作ることかできる。

プロジェクタ５１−５５の全ての光学系、距離および角
度は、Ｆｉｇｓ　４ａ、４ｂの多数の外観を写真にとる
のに用いられたカメラの構成に完全に合わせられる。

一旦、形状型５６か投影された像に合うように作られ、
影像か、熱成形で可能なものより奥行のある背影を含ん
でいる場合、背影の彫りを少くし、また投影角度を広げ
て、背影の彫りを少くして浅い背影を有するように形状
型５ｂか修正されることかある。この際、プロジェクタ
５１からの投影の原点をメインレファランスとし、プロ
ジェクタ５２５５からの第２投影を投影原点に関し視野
をさまたげるラインによってもたらされる情報喪失をと
もなった領域として用いる。

次に、熱成形可能なプラスチックのシートかＦｉｇｓ　
６ａ、６ｂに示されるように、型の上で成形される。特
に、熱成形可能なプラスチックシート６１は６２て示さ
れる熱成形装置により形状型５６の上で成形される。熱
成形システム６２は、ヒータ６３、形状型を支持するた
めの油圧型型リフト面６４、真空ポンプ６５および真空
シール６６を含み、これらは全へて従来技術に従って組
立てられている。Ｆｉｇｓ　６ａ６ｂには示されていな
いけれと、熱成形可能なプラスチックシート６１は、グ
リッドパターンまたは方形アレイか印刷されており（Ｆ
ｉｇ　７ｂ）　、それはプラスデックシートの伸びや変
形により歪むことがよく知られている。

もどのものの外観は、熱形成されたグリッド付のシート
６１に投影される。この際、Ｆｉｇｓ　５ａ、５ｂを参
照して上述したと同し光学装置かＦｉｇｓ　７ａ、７ｂ
に図示されるように用いられる。このことにより、Ｆｊ
ｇ　７ｂの参照番号７１て示されるように、重畳された
歪みのあるクリットパターンをもフだ歪みのない３次元
像か作られる。このクワットパターンの歪みは、熱成形
の際のプラスチックの伸びと、水平面からのクリットパ
ターンの垂直方向への離れとによりもたらされる。

次に、像７１は（シート６１の歪んたクリットパターン
に関連して一点ずつ）正規（歪んでいない）の２次元グ
リッド面８０に移される。このことは、予め歪みをもた
された像８１が正規のグリッドバタン８０上に重畳され
たことを意味する。

この像の移動はいくつかの手段により実現される。

ひとつの試みに従えば、番号の付けられた座標投影され
た３次元面７１上に各点毎に詳細に振り当てられ、注意
深く２次元参照グリッド８０上にプロットされまたは塗
られる。

このプロットを用いて、熱成形可能なプラスチックシー
トの十にｆめ歪みを与えられた像か印刷され、Ｆｉｇｓ
　５ａ、６ｂを参照して上述した装置を用い形状型５６
の上で熱成形される。もとの対象物４１（Ｆｉｇｓ　４
ａ、４ｂ）と同様な３次元像（ディスプレイ具）か最終
的に得られる。

第２の試みに従えば、対象物４１の複数の観察像をスキ
ャンニンクし、デジタル化しコンピュータに取り込むた
めに、ヒテオスカキャナ（不図示）をカメラ４２−４６
に接続してもよい。熱成形されたグリッド６１の複数の
像か写真にとられ、ディジタル化される。その際、Ｆｉ
ｇｓ　７ａ、７ｂて示されたように、同じ角度、距離、
適合した光学系かもとの複数の写真像を作るために用い
られる。次に、同し設定から、歪のないクリット８０の
写真かスキャンされディジタル化されるであろう。

枚の斜視図を用いて同時に同位の問題処理を試みるとき
、本コンピューターが、同じ斜視図からスキャンされた
捩れていないグリッド８０において対応する点上に重ね
合せるため、捩れたグリッド６１の上における各点に向
かう動くベクトルを造ることかできる。本コンピュータ
ーは、各画素ごとベース上に本来のスキャンされた斜視
図を、スキャンされた規則正しい配列８０上にこれらの
新しい位置に補正するため、動くベクトルを造ることか
できる。これらの補正された８像は、各図の視線に障害
かあるために情報のない地域を除けば正確に同一てあろ
う。これら多重の図かそこてブランク領域すなわち情報
のないことを補うために結合される。

結果として得られた二次元のコンビニートされた像は、
熱成形可能なプラスチックシートにプリントされること
ができ、それから第６ａ図および第６ｂ図の装置に示さ
れるように元の地形掌上のモールド５６上に熱成形され
る。

本発明の他の第１実施例によれば、対象物４１の多重の
斜視図は第４ａ図および第４ｂ図について前述したよう
に、所定の角度および距離から対応した光学を用いて写
真に撮られる。前述の好適実施例に関して、カメラ４２
〜４６の数と位置が、三次元対撒物４１の複雑さによっ
て決定される。多重の斜視図は第５ａ図および第５ｂ図
について述べらたように、匹敵する光学、元の角度と位
置を用いて作業面４０に投影されて、三次元対象物の地
形学的モールド５６が前述のように投影された図にマツ
チされて造り上げられる。

しかし、別の実施例においては、耐熱感光乳剤は、第９
図に示されるように、光学上鮮明な熱成形可能な材料で
被覆される。さらに特に云えば、プラスチックシート９
１は、薄板ローラー９３の手段によって提供される液状
感光乳剤の被覆剤９２て被覆される。

熱成形可能材料９１は、そのとき第１０図に関して示さ
れる装置の手段による反射鏡（商品名ミラートム）のよ
うな不透明な、はがし得る被覆材で被覆されることがで
きる。さらに特に云へば、プラスチックシート９】は、
さらに薄板ローラー１０２の手段によってミラートム１
０１で被覆される。

次に、シート９１は第６ａ図および第６ｂ図の装置を用
いて地形学的モールド５６上に熱成形される。

したかって、不透明層＋０１は暗室内でシート９１をは
かされて、乳剤て被覆され熱成形されたプラスチックシ
ートは、第５ａ図および第５ｂ図または第７ａ図および
第７ｂ図の配置により対象物の元の斜視図を用いて露出
される。

他の実施例のように、不透明な被覆材１０１の使用工程
か省略されて地形学的モールド上にシートを熱成形し乳
剤を露出する工程かともに暗室において行なわれること
ができる。

感光乳剤９２は、ポジ、ネガいずれてもよろしい。ネガ
の感光乳剤が使われるときは、第１２ａ図および第１２
ｂ図に描写された装置を用いて、熱成形された平坦面が
結果的にネガとなる。第１２ａ図および第１２ｂ図の装
置は、追加された平坦な平面１２０か用いられることを
除けば第６ａ図および第６ｂ図の装置と似ている。

ネガ９１か引伸ばされ、結果的にてきる像は、絹印刷、
石版術または従来の写真により、従来の熱可塑性のシー
ト上に予め捩れた像を作るのが通常である。その像は、
そのとき元の対象物４１に対応する三次元像を造るため
地形学的モールド５６トに熱成形される。

感光乳剤がポジである場合は、シートを熱成形し、露出
の後に像が最終的な三次元写真印刷物を造るための熱に
より平にすることなしに直接引伸ばされる。

前述の特許請求の範囲の本質や範囲を逸脱することなし
に本発明の修正や変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

本発明の好適実施例について、下記の図面を参照して詳
細に説明する。 第１図は、グラフィックディテイルズの位置を示す三次
元標本の断面図、第２図は、３方向から見た第１図に示
す三次元標本の二次元的写像を表わす方式の断面図、第
３図は、第１図に示す三次元標本の地図訂正モールドに
投影する複数の二次元写像を表わす方式の断面図、第４
図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、本好適実施例によ
る三次元標本の多方向俯轍撮影装置の断面図と計画図、
第５図（ａ）　、　（ｂ）は、好適実施例による三次元
標本の地図訂正モールド構成の作業面への多方向俯轍投
影装置の断面図と計画図、第６図（ａ）　、　（ｂ）は
、地図訂正モールドを覆う熱成形プラスティックシート
の２つの実行工程を示す図、第７図（ａ）　、　（ｂ）
は、それぞれ、好適実施例による原標本の熱成形プラス
ティックグリッドへの俯瞼投影装置の断面図と計画図、
第８図は、好適実施例に従って、歪のない二次元像を、
点毎に歪の無いグソットパターン上に現わした歪のある
二次元写像の平面図、第９図は、本発明の他の実施例に
よる熱成形プラスティックシートに感光剤を塗布する手
段を示す図、第１０図は、前記他の実施例に従つて、感
光剤か塗布された熱成形プラスティックに被覆を重ねる
手段を示す図、第１１図は、前記他の実施例に従つて、
感光剤が塗布された熱成形プラスティックシートに原標
本の俯敞図を投影する装置の断面図、第１２図（ａ）　
、　（ｂ）は、平面上を覆ったプラスティックシートを
熱で平にする装置の断面図である。 １　・・・・三次元標本、 ３．５．７　　・・・・グラフィックディテイルズ、９
．１１．１３　　・・・・レンズ、 ＋５．１７．１９・・・・レンズ、 ２１・・・・矢印、　　　２３，２５．２７・・・・投
影器、４０・・・・作業面、　　４１・・・・三次元標
本、４２　・・・・−次カメラ、 ４３、〜４６・・・・二次カメラ、 ５１・・・・−次投影器、 ５２、〜５５・・・・二次投影器、 ５６・・・・地図訂正モールド、 ６１・・・・熱成形プラスティックシート、６２・・・
・熱成形システム、 ６３　・・・・ヒータ、 ６４・・・・モールド押上げ面、 ６５・・・・真空ポンプ、 ６６・・・・真空シール、 ７１　・・・・イメージ、 ８０・・・・正規配列グリッド、 ８１　・・・・歪イメージ、 ９１・・・・熟成形プラスティックシート、９２・・・
・感光剤、 １０１・・・・マイラーシート、 １０２・・・・ローラ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のカメラを用い、該複数のカメラを、相互お
   よび３次元物体に関してそれぞれ所定の位置に方向づけ
   て該３次元物体の多重透視図を撮影し、 前記それぞれ所定の位置に方向づけられた複数の投影器
   を用いて前記物体の多重透視図を平らな作業表面上に投
   影して該物体の３次元映像を再生し、 前記投影された映像に正確に一致させるために、３次元
   トポグラフィックモールドを前記作業表面上に盛上げ、 表面上に第１の格子パターンをもち、前記モールド上を
   覆っている熱成形プラスチックの第１のシートを熱成形
   し、熱成形の工程で前記モールド上の格子パターンの伸
   張と垂直方向の変位によって該格子パターンを歪曲させ
   、 前記それぞれ所定の位置に方向づけられた前記複数の投
   影器を用いて熱成形プラスチックの前記第１のシート上
   に、前記物体の前記多重透視図を投影して前記歪曲され
   た格子パターン上に重畳された前記３次元映像を再生し
   、 前記３次元映像を、前記歪曲された格子パターンから２
   次元の歪曲していない第２の格子パターン上に転移させ
   、転移の間、前記映像を予備歪曲し、 前記予備歪曲された映像を、前記２次元の歪曲していな
   い格子パターンから熱成形プラスチックの１つ以上の追
   加のシート上へ転写し、３次元ディスプレイ装置を生成
   するために前記モールド上で前記追加のシートを次々に
   熱成形する、３次元ディスプレイ装置を生成する方法。
2. （２）前記転移させ、転写する工程が、 前記歪曲された格子パターン上に投影された３次元映像
   の各点に、番号をつけた座標を指定し、 前記予備歪曲された映像を生成するための第２の格子パ
   ターン上の対応する位置に、各々の前記番号をつけた座
   標を表示し、 前記予備歪曲された映像を、熱成形プラステイックの前
   記１つ以上の追加のシート上にプリントする工程を含ん
   でいる請求項１に記載の方法。
3. （３）前記物体の前記多重透視図を走査し、デシタル変
   換してコンピュータに入力し、 前記所定の位置に従って、前記歪曲された第１の格子パ
   ターンの追加の多重透視図を走査し、デジタル変換して
   コンピュータに入力し、前記所定の位置に従って、前記
   歪曲していない第２の格子パターンの追加の多重透視図
   を、さらに走査し、デジタル変換し、 前記歪曲された第１のデジタル格子パターン上に前記投
   影された３次元映像の各点に対する、相次ぐ前記多重透
   視図に対する前記第２のデジタル格子パターン上の対応
   する位置への複数の運動ベクトルを生成し、 前記物体の前記デジタル多重透視図への運動ベクトルを
   、前記歪曲された第１の格子パターンから前記歪曲して
   いない第２の格子パターンへの前記映像の転移に用い、
   前記予備歪曲された映像を生成し、 前記予備歪曲された映像を、熱成形プラステイックの１
   つ以上のシート上にプリントする、請求項１に記載の方
   法。
4. （４）複数のカメラを用い、該複数のカメラを、相互お
   よび３次元物体に関してそれぞれ所定の位置に方向づけ
   て該３次元物体の多重透視図を撮影し、 前記それぞれ所定の位置に方向づけられた複数の投影器
   を用いて前記物体の多重透視図を平らな作業表面上に投
   影して該物体の３次元映像を再生し、 前記投影された映像に正確に一致させるために、３次元
   トポグラフィックモールドを前記作業表面上に持上げ、 耐熱性の、陽画用の感光膜を熱成形プラスチックの半透
   明シート上に被覆し、 前記シートを前記モールド上に熱成形し、 前記それぞれ所定の位置に方向づけされた複数の投影器
   を用い、前記感光膜が被覆された、熱成形プラスチック
   のシート上に前記物体の前記多重透視図を投影して、前
   記３次元映像で前記感光膜を露光し、 前記３次元ディスプレイ装置を生成するために前記感光
   膜を現像する、３次元ディスプレイ装置を生成する方法
   。
5. （５）複数のカメラを用い、該複数のカメラを、相互お
   よび３次元物体に関してそれぞれ所定の位置に方向づけ
   て該３次元物体の多重透視図を撮影し、 前記それぞれ所定の位置に方向づけられた複数の投影器
   を用いて前記物体の多重透視図を平らな作業表面上投影
   して該物体の３次元映像を再生し、 前記投影された映像に正確に一致させるために、３次元
   トポグラフィックモールドを前記作業表面に持上げ、 耐熱性の、陰画用の感光膜を熱成形プラステイックの半
   透明シート上に被覆し、 前記シートを前記モールド上に熱成形し、 前記それぞれ所定の位置に方向づけされた複数の投影器
   を用い、前記感光膜が被覆された、熱成形プラスチック
   のシート上に前記物体の前記多重透視図を投射して前記
   ３次元映像で前記感光膜を露光し、 前記シート上の前記映像の陰画を生成するために前記感
   光膜を現像し、 前記映像の予備歪曲された陰画を生成するために、前記
   シートと前記映像の陰画を平らにし、 前記熱成形プラスチックの１以上の追加のシート上に、
   前記予備歪曲された映像を前記陰画からプリントし、 前記ディスプレイ装置を生成するために、前記モールド
   上の、前記１以上の追加のシートを熱成形する、３次元
   ディスプレイ装置を生成する方法。
6. （６）３次元物体を表わすトポグラフィック表面を有す
   る熱成形可能なプラスチックシートと、トポグラフィッ
   ク表面に物体を投影するため適用された予備歪曲された
   ２次元の像とを含むデイプレー装置であって、熱成形中
   のプラスチックの引伸ばしと流動との影響および視差と
   事前短縮の影響を消去するため、像が予備歪曲されてい
   る、ディスプレイ装置。