(57)【要約】【課題】特殊なメガネやレーザー光などを必要とせず、市販の一般的なディスプレイを使用をして、大きなスペースを占めることなく、深い奥行き、高低差を持ち、正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得る方法および装置が強く望まれていた。【解決手段】対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示方法。
【請求項２】
対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体映像表示方法および立体映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体映像に対する人々の関心は高く、古くから立体映像を表示する多くの方法が試みられて来た。平成１４年１０月に北海道旭川において、国土地理院をはじめとして日本測量協会（社）など８団体の主催による地図展が開催され、この展示会場において立体映像を表示する新しい方法が展示公開されていた。この方法は３次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法である。この方法は得られる立体映像の形状については変えることは出来ないが、色や明るさを変えることが出来、ダイナミックな臨場感溢れる立体映像を得ることが出来る。
特に地形の立体映像においてはプロジェクターで動画を投影することによって動的な変化を立体映像として見ることを可能にしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の３次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法の欠点は、平面画像をプロジェクターにより投影する為に、白色モデルとの間にある値以上の投影空間が必要な点である。さらに基本的な問題として投影によって与えられている画像が中心投影画像である点である。一般の地図は正射投影で作成されており、正射投影で作られた画像をレンズで中心投影することになる。
【０００４】
一方、白色モデルも正射投影で作られている為、中心の光軸以外の光線は中心からの角度によって、この角度の正弦に高低差分を掛けた値だけずれることになる。この為、白色モデルにある程度以上の高低差があるときは画像に位置ずれを起こす。前記プロジェクターと白色モデル間の空間を小さくしようとすると、角度が増加し、ますます位置ずれが大きくなる。
【０００５】
本発明はこれら従来の方法の欠点を鑑みてなされたものである。
本発明の第一の目的は、深い奥行き、高低差のある立体映像を得る方法を提供することである。
【０００６】
本発明の第二の目的は、正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得る方法を提供することである。
【０００７】
本発明の第三の目的は、小型化された装置で立体映像を得る方法を提供することである。
【０００８】
本発明の第四の目的は、立体画像を発生させる手段として市販の一般的なディスプレイが使用出来る、立体映像を得る方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。
【００１０】
本発明において、導光体とは、一端から他端に効率よく光を導く管状のもので、例えば、光通信における光ファイバーや、内視鏡に用いられている光ファイバーなどが知られている。
【００１１】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を１つの集合体に密接整列配置し接着剤などで固定したものである。
【００１２】
本発明における平面ディスプレイとは、表示面がほぼ平面をなす電子的ディスプレイであって、家庭のテレビに多く使われているＣＲＴディスプレイやプラズマディスプレイ、最近のパソコンによく使われている液晶ディスプレイなどがある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示方法に関するものである。
【００１４】
本発明の第二の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示装置に関するものである。
【００１５】
以下、図をもとに本発明を詳細に説明する。
図１は導光体の一例を示すものである。図において１は例えば細いプラスチックで作られた導光体、２は導光体の一面で光の入射面に対応する面、３は導光体の他の一面で光の出射面に対応する面、４入射光、５は出射光である。２の入射面より入射した光は効率よく、出射面３に導かれる。
【００１６】
出射面３より出射される光５は、導光体内部での多数回の反射により拡散光に近い光になっている。さらに出射面からの光の拡散効果を高めるため、中が詰まった棒状の導光体の場合には、出射面５の表面を荒らし、拡散面に加工することもできる。一方、中空のチューブ状の導光体の場合には出射面５の表面に拡散塗料の皮膜を作り拡散面とすることも出来る。
【００１７】
中空のチューブ状の導光体の場合、皮膜を作り拡散面をつくるに当たっては出射面の塗料に対する濡れの状態を考慮する必要がある。濡れが悪い場合には、拡散塗料は導光体内部に入りこまないが、濡れが良い場合には、拡散塗料は前もって端面を破水処理し、拡散塗料が内部に入りこまないようにすることが望ましい。
【００１８】
導光体の１本１本は次に述べる導光体集合体を構成するユニットとなる（導光体ユニット）。
【００１９】
導光体の材質はガラスやプラスチックが多く用いられる。また内面が滑らかな金属パイプなども導光体として用いられる。
【００２０】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を１つの集合体に密接整列配置したものである。
【００２１】
導光体集合体を作成するにはいくつかの方法がある。例えば、多数の導光体ユニットを密接整列配置し、１つの集合体に密接整列配置した後、互いに接着剤で固定することによって導光体集合体を得ることが出来る。また、バルク状の素材に多数の穴を密接整列配置して穿つことによっても、導光体集合体を作ることが出来る。
【００２２】
さらに、最近の光造形法によれば、樹脂により接合や穿穴なしに直接、導光体集合体を作ることができる。光造形法を用いれば、射出面上に同時に拡散面として働く薄い皮膜も同時に作ることが出来る。
【００２３】
図２は導光体集合体を示す図である。図において、１−１１、１−１２、１−１３、・・・・１−１Ｎ、１−２１、１−３１、・・・１−Ｍ１、・・・１−ＭＮは導光体のユニットであり、ＮｘＭのマトリックスを構成している。６は導光体のユニットがＮｘＭのマトリックスにより構成された導光体集合体である。
【００２４】
導光体ユニットの断面形状は、近接して密接整列配置できる形であれば、どの様な形でも可能である。例えば円形や楕円、３角形、正方形、矩形、４角形、５角形、６角形などの多角形が可能である。
【００２５】
本発明は、このようにして得られた導光体集合体の一面をほぼ平面に、他面を所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形する。加工は一般によく知られた加工、例えば、機械加工では、フライス盤加工等によって行うことができる。
【００２６】
導光体集合体の作成法として、先に述べた光造形法による場合は、平面である一面と、所望の形状に凹凸を有する立体面である他の一面を多数の導光体とともに同時に成形することが出来る。
【００２７】
図３はこのように一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体を示す図である。このように成形された導光体集合体を導光体集合体立体モデルと呼ぶ。図において７−１は所望の形状に凹凸を有する立体面、７−２は平面である。所望の形状に凹凸を有する立体面は例えば地形や人の顔に加工される。図３においては地形の例を示している。
【００２８】
本発明はこのようにして得られた、一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体（導光体集合体立体モデル）を所望の形状に相当する平面ディスプレイ上に密着配置する。密着に当たっては、密着面にシリコンオイル等を塗布し空気層による反射損失を抑えることが好ましい。また、導光体集合体立体モデルを頻繁に交換しない場合には、導光体集合体立体モデルの平面と平面ディスプレイの平面を透明な接着剤で接着することも可能である。
【００２９】
導光体の断面積は、再現しようとする立体映像の解像力に関係し、より高い解像力を必要とする立体映像には、より小さい断面積を用いる。
【００３０】
図４は、導光体集合体立体モデルを平面ディスプレイ上に密着配置した状態を示した断面図である。図において、７は導光体集合体立体モデル、８は平面ディスプレイ、９は透明オイル層、１０は透過拡散性をもつ薄層である。上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上の光は導光体ユニット（１−１１〜１−ＭＮ）ごとに導光体集合体立体モデルの上面に導かれ、結果として平面ディスプレイ上の映像が導光体集合体立体モデルの上面に現れる。平面ディスプレイ上の映像が動的に変化すれば、導光体集体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【００３１】
【実施例】
図５は本発明の１実施例を示すものある。図において１１はパーソナル・コンピューター、１２はキーボードである。導光体集合体立体モデル７が平面ディスプレイ８上に密着配置されている。平面ディスプレイ８はパーソナル・コンピューター１１と結合され、例えばＣＤ−ＲＯＭ（図示せず）からの静止画像や動画像が平面ディスプレイ８に送られる。１２のキーボードはパーソナル・コンピューター１１を制御する為に用いられる。
【００３２】
本実施例において導光体ユニットとしては直径が約０．５ｍｍの樹脂製の導光体集合体を使用し、所望の形状に相当する映像を表示する面ディスプレイとしては液晶ディスプレイを使用した。平面ディスプレイ上に動画像が与えられれば、導光体集合体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は極めて実用的で有効な、以下の効果得ることが出来る。
１    極めて深い奥行きや高低差のある、リアルな立体映像を得ることが出来る。
２    正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得ることが出来る。
３    小型化された装置で立体映像を得ることが出来る。場所を広く取らない。
４    平面画像を発生させる手段として市販の一般的で安価なディスプレイが使用出来る。
【００３４】
本発明は、同一の地形の下で、季節による色の変化や積雪の状態、海岸線の移動、なだれの発生、土石流の発生の経時変化などを刻々と表現できる。また人の顔の表情変化や、化粧による変化などもリアルに立体映像として見ることが出来る。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】導光体の一例を説明する為の図。
【図２】導光体集合体を説明する為の図。
【図３】加工された導光体集合体（導光体集合体立体モデル）を説明
する為の図。
【図４】本発明の装置を示す断面図。
【図５】本発明の１実施例を示す図。
【符号の説明】
１    導光体。
１−１１〜１−１Ｎ〜１−ＭＮ    導光体ユニット。
２    導光体の一面で光の入射面に対応する面。
３    導光体の他の一面で光の出射面に対応する面。
４    入射光。
５    出射光。
６    導光体集合体。
７    導光体集合体立体モデル
７−１  導光体集合体立体モデルの所望の形状に凹凸を有する立体面。
７−２  導光体集合体立体モデルの平面。
８    所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ。
９    透明オイル層。
１０  透過拡散性をもつ薄層。
１１  パーソナル・コンピューター。
１２  キーボード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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