JPS6143091A - 立体視テレビジヨン装置 - 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） 本発明は再生像を立体視することができる立体視テレビ
ジョン装置に関する。

（従来の技術） 立体視テレビジョン装置または立体像再生装置について
は種々の提案が行われている。

従来の立体映画の原理を発展させた立体視テレビジョン
装置は、テレビジョン画像再生の１フレーム毎に左眼、
右眼の画像を割当て、その左、右の変化の時期と同期さ
せて眼鏡の左、右の視野のシャッタを開閉させる方式を
採用している。

観察者は前記眼鏡を介して再生装置を観察することによ
り、再生像を立体視することができる。

しかし、メガネ等、左、右の像を交互に見廿る機器が必
要であり形成される映像は実質的には平面的なものであ
り、本来の立体像とはならない。

また、撮像装置を左、有用に２台用いねばならないなど
複雑である。

本発明は立体再生像を得るためにホログラム技術を利用
するものであるが、このホログラム技術を利用して立体
像を得ようとする試みもすでに行われている。

ホログラムの記録は空気の流れのない暗室で外部からの
振動を遮断して乾板に行われる。

従来のホログラム技術においては、その感度も小さいの
で、装置の置かれている環境に制限が多い。

また、乾板も通常可視光域にしか感度領域をもたない。

また乾板を用いるため現像処理を必要とし、その場で（
実時間で）ホログラムを得ることはできない。

（発明の目的） 本発明の目的は従来の立体視の前記種々の問題を解決し
た立体視テレビジョン装置を提供するこ（発明の構成お
よび作用） 前記目的を達成するために、本発明による立体視テレビ
ジョン装置は、光源と、前記光源で照射された物体の反
射光と前記光源からの参照光の干渉パターンが光電面に
入射させられる撮像装置と、受信信号によって光学的特
性が変化する表示膜面をもち、前記撮像装置からの映像
信号により前記干渉パターンに対応する光学的特性分布
を前記表示膜に形成する映像再生装置と、前記表示膜に
読み取り参照光を供給する読み取り参照光光源から構成
されている。

撮像管の感度はトライＸ　（ＡＳＡ４００）と比較した
場合、換算感度がＡＳＡ１５００とフィルムに比較した
場合二指程度良い。したがって撮像時間が従来の装置に
比較して短くなり、環境の問題は改善される。

算、演算結果の再生等が容易となる。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は本発明によるテレビジョン装置の実施例を示す
ブロック図である。

レーザ装置１の発生する近赤外のレーザコヒーレ′ント
光はビームスブリック３により、数字４の示す方向と５
の示す方向・に分離される。

光路５の光は撮像管９の光電面を直接照射する。

光路４の光は被写体６を照射し、その反射光７が撮像管
９の光電面を照射する。

撮像管９の光電面前面には必要によって赤外フィルタ８
をつける。

この赤外フィルタ８は、背景光、室内光（白色電灯光）
等の影響を除去するために配置されたものである。

なお光電面に前記被写体６の像を結像させる光学系を設
けて結像面を撮像してもよい。

また、物体面を適当な手段によって光走査し、その反射
光によって参照光との間に干渉パターンを生じさせ、こ
れを撮像するようにすることもできる。

この方法で、妨害背景光を除去し、干渉パターンの純度
を増すことができる。

また、被照射部の面積が充分小さくて単位画素とみなせ
るときは、受光撮像装置は単なる受光素子で干渉縞の各
点の濃度信号を受信するだけでも差し支えない。

もちろん、前記走査は、後段電気回路系と同期関係を保
つようになされる必要がある。

撮像管９からの映像信号は増幅器１１を通して映像信号
分配器Ｉ３に接続されている。

増幅器１１の周波数特性は干渉パターンと信号周波数と
で必要とされる空間周波数帯域を選択増幅し、信号Ｓ／
Ｎ比を改善できるようにしである。

映像信号分配器１３は前記映像信号を３つの線路１４．
１６．２６に分配する。

線路１４の信号はテレビジョンモニタ１５に接続され観
察される。

線路１６に分配された信号は１画像分の画像情報を蓄え
ることのできる書き込み読み取り速度可変な画像記憶袋
Ｗ（フレームメモリ）１７に格納される。

フレームメモリ１７には１８，２２．２７の出力線路が
接続されている。

出力線路１８．２２はインターフェイス１９．２゛３を
通じ、１画像分の画像情報を蓄えることのできる速度固
定のメモリ、磁気ディスク２１およびフィルムレコーダ
２５に画像情報を伝える。

映像分配器１３からの信号線２６と画像記憶装置１７か
らの信号線２７は切換スイッチ２８に接続されている。

切換スイッチ２８により選択された信号は線路２９を通
じて画像再生管３０に接続される。

切換スイッチ″２８は前記信号線路の選択の他両者間の
相関を求めたり、何れかの信号に外部線１１２４からの
信号を接続することができる。

第２図は画像再生管の構造を示す略図である。

ホログラム再生には、振幅（濃度）ホログラムと位相（
屈折率）ホログラムとがあるように、再生面が受信干渉
図形に従って濃度分布を示すとき。

は振幅ホログラムの原理に従って再生される。

屈折率分布を示すときは位相ホログラムの原理による。

ここでは、後者の例を示す。

画像再生管３０は第２図に示すように受像管形であって
２つの電子銃３７．３８が設けられている。

そして受像管の螢光面に相当ｙる位置に電気光学効果を
示す薄膜（表示膜面）４１を設けである。

薄膜４１ば、電気光学効果を示す材料たとえば、液晶、
　Ｇ　ａ　Ｐ　、　　Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３、Ｐ　Ｌ　
Ｚ　Ｔ等の公知の材料から選択することができ、単結晶
である必電子銃３７．３８からの電子ビ一台は偏向コイ
ル３９によってテレビジョン方式で電気光学効果を示す
薄膜４１上を走査させられる。

電子銃３７はいわゆる書込み用の電子銃であって線路２
９を介して接続される信号により密度（輝度）変調され
た電子流を放出する。

電子銃３８は消去用の電子銃で均一な電子流を放出する
。

電気光学効果を示す薄膜４１の前面にはメソシュ状の二
次電子捕集電極４０が設けられている。

第３図は第２図に示した画像再生管の２次電子放出特性
を示すグラフである。

電気光学効果を示す薄膜４１に入射する電子のエネルギ
ーが図に示すＥｌよりも小さいかまたはＥ２点より大き
い場合には、入射する１次電子の数の方が２次電子の数
よりも多い。すなわち薄膜４１はδく１の２次電子放出
面として働き、電荷が放出され、薄膜４１は負に帯電さ
れる。

入射する電子のエネルギーが図に示すＥｌとＥ２点の間
にあるときは入射する１次電子よりも、放出される２次
電子の方が多くなり、薄Ｍ＠４１はδ〉１０２次電子放
出面として働き、電荷がＮ積され、薄膜４１は正に帯電
される。

なお第２図においてｖｂは電気光学薄膜４１の背面に印
加される電圧、Ｖｃは二次電子捕集電極４０の電圧を示
す。

撮像管９、画像再生管３０の走査は同期信号発止器３３
によって制御される。

画像再生管３０の前記電気光学効果を示す薄膜４１は第
１図に示すように別に設けられた再生用参照光源３１よ
り照射される。

次に第４図を参照して前記実施例装置の動作を説明する
。図は各フレームごとに出力像を消去または更新する必
要のある場合のシステムの動作タイミング図である。

（１ル−ザ装置１の発光は第４図に■のタイミングで制
御される。

被写体６からの反射光、および参照光５により赤外フィ
ルタ８を通して撮像管９の光電面に干渉パターンが形成
される。− （２）撮像管５の出力を増幅した増幅器１１の出力波形
を第４図■に示す。

撮像管９の読み取り走査の帰線期間中は撮像管の信号読
み取りビームはオフとなっている。

（３）映像信号分配器１３は前記映像信号を並列に３つ
の線路１４．１６．２６に分配する。

（４）線路１４を介して前記信号が接続されたテレビジ
ョンモニタ１５は干渉パターンを映し出す。

（５）フレームメモリ１７には線路１６を介して映像信
号が接続されている。

操作者が図示しない記録トリガスイ・ノチ（フリーズ）
を押すと、次に始まる最初の１フレームが記録される。

このタイミングを第４図の■■に示す。

（６）記録された映像信号の読み出しは図示されても）
ない外部スイッチ操作により行われる。

（７）フィルムレコーダー２１、磁気ディスク２５へは
、それぞれのデバイスの信号読み゛取り速度に合わせて
前記フレームメモリ１７の内容が記録される。

（８）前記フレームメモ１月７から線路２７を通して映
像信号と同期した信号が画像切換ス仁ノチ２８に送られ
る。

新しい記録命令が（るまでは記録された映像信号は送ら
れている。

（９）切換スイッチ２８ではスイ・ノチを切換える・こ
とによって線路２６からの実時間の映像信号と線路２７
からの前の映像信号とを選択して画像再生管３０に送る
。

以下の（１０）〜（１４）は薄膜材料４１面上の電荷量
を特に消去、再書込み等調整する必要のあるときの−り
順を示す。

（１０）画像再生管３０では２次電子補収電極電圧・Ｖ
ｃをＥ２　（第３図参照）に相当する電位に設定する。

（１１）電気光学薄膜４１の背面電圧ｖｂをＥ２　　（
第３図参照）電位に設定する。

（１２）消去用の電子銃３８を電気光学薄膜４１面全体
に一様に当たるように偏向コイル３９で走査し照射する
。

消去用の電子銃の動作タイミングは第４図の■のように
なる。

（１３）ＶｂをＥ、’＜Ｅ＜１２なるＥに相当する電圧
に設定する。

（１４）書き込み用の電子銃３７の動作タイミングは■
のようになる。

画像再生管３０においては、書込み用電子銃３７から照
射され、強度変調かつ偏向された電子ビームが薄１１ｉ
４１面上を走査することにより薄膜４１面内に発生する
表面電位パターンが薄膜４１面上で屈折率変化を誘起す
る。このような光学的特性変化は説明した電子管に限ら
ず、液晶等のデバイスで容易に行うことができる。すな
わち、本願で利用する光学的特性とは表示面の反射率、
屈折率。

透過率等の変化を誘起するものならば何でもよいので、
そのためには表示膜としては公知の種々の材料が使用可
能である。

（１５）別に置かれた光源３１より再生用参照光を薄膜
４１面に照射する。

この照射光は、薄膜４１面および観察方向に対し、反射
または透過の適当な照明方向を選ぶことができ、回折角
度は公知のホログラム技術により、選択される。

再生用参照光によるを薄膜４１面に照射することにより
立体視ホログラムが再生される。

ホログラムとしては、振幅ホログラム、および位相ホロ
グラムの双方が可能である。

ただし好ましくは位相ホログラムが選ばれる。

また、薄膜４１面上の電荷は、これに別のパターンによ
る電子線走査によって、パターン情報の重ね合せ等の演
算処理を行うことができる。

この場合ホログラム情報の特長として部分的な誤りや欠
損があっても画像の質には影響しないので、必要により
高速演算が可能である。

（変形例） 以上詳しく説明した実施例について本発明の範囲内で種
々の変形を施すことができる。

第４図により各フレームごとに出力像を消去または更新
する必要のある場合のシステムの動作タイミングを示し
たが、１フレームだけの撮像立体視再生も可能である。

電気光学材料の表面電荷は一般に持続性があるので薄膜
４１はパターンメモリとしても利用することができる。

またボログラムをフィルムレコーダ２１や磁気ディスク
２５に記録しておいて後日の解析に利用することができ
る。

フレームメモリ１７に記録されている内容と分配器１３
の線路２６から出力される画像間に演算を施してその結
果を再生することも可能である。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように本発明によれば、テレビジョ
ン撮像管によりホログラムを記録するので短時間の記録
が可能になり、この記録像を映像再生管の読み取り光源
で再生するので従来、不可能であったテレビジョン再生
像の立体視をリアルタイムで実現することができる。

特に具体的な応用例としては、遠隔操作ロボット、自動
化ライン監視等、実用的応用範囲が広汎で工業上の利用
価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による立体視テレビジョン装置の実施例
を示すブロック図である。 第２図は映像再生管の構成を示す略図である。 第３図は映像再生管の再生面の特性を示すグラフである
。 第４図は前記実施例装置の動作を説明するための波形図
である。 １・・・レーザ装置　　　　３・・・ビームスプリンタ
６・・・被写体　　　　　　８・・・赤外フィルタ９・
・・撮像管　　　　　　１１・・・増幅器１３・・・映
像信号分配器 １５・・・テレビジョンモニタ １７・・・画像記憶装置（フレームメモリ）１９．２３
・・・インターフェイス ２１・・・フィルムレコーダ ２５・・・磁気ディスク　　２８・・・切換スイッチ３
０・・・画像再生管　　　３１・・・光源３３・・・同
期信号発生器 特許出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　壽 才２図 ｊ’Ｉハ　・ 才４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、前記光源で照射された物体の反射光と前
   記光源からの参照光の干渉パターンが光電面に入射させ
   られる撮像装置と、受信信号によって光学的特性が変化
   する表示膜面をもち、前記撮像装置からの映像信号によ
   り前記干渉パターンに対応する光学的特性分布を前記表
   示膜に形成する映像再生装置と、前記表示膜に読み取り
   参照光を供給する読み取り参照光光源から構成した立体
   視テレビジョン装置。
2. （２）前記撮像装置は、物体を照射する光を光ビーム状
   としてこれを走査し、その反射光と参照光との干渉パタ
   ーンが光電面に入射させられるようになされたことを特
   長とする特許請求の範囲第１項記載の立体視テレビジョ
   ン装置。
3. （３）前記映像再生装置は再生像面上に各画素の光学的
   諸特性の変化が、ホログラムを再生するに必要な時間保
   持され、または必要な時間後に消去できる映像再生管で
   ある特許請求の範囲第１項記載の立体視テレビジョン装
   置。
4. （４）レーザ光源と、前記光源で照射された物体の反射
   光と前記光源からの参照光の干渉パターンが光電面に入
   射させられる撮像装置と、前記撮像装置の映像信号を記
   憶するフレームメモリと、前記フレームメモリの内容と
   前記撮像装置の出力を選択または相互間の演算をして出
   力する切換スイッチと、受信信号によって光学的特性が
   変化する表示膜面をもち、前記撮像装置またはフレーム
   メモリの内容からの映像信号により変調される電子ビー
   ムにより前記表示膜面を走査して前記干渉パターンに対
   応する光学的特性分布を前記表示膜に形成する映像再生
   装置と、前記表示膜に読み取り参照光を供給する読み取
   り参照光光源から構成した立体視テレビジョン装置。
5. （５）前記フレームメモリのフレーム間またはフレーム
   メモリと撮像装置の出力間の相関を求めて３次元相関像
   を再生する特許請求の範囲第４項記載の立体視テレビジ
   ョン装置。
6. （６）前記フレームメモリの内容または撮像管の出力に
   電気信号を印加して信号の内容に演算処理を加えて再生
   する特許請求の範囲第４項記載の立体視テレビジョン装
   置。