(57)【要約】【課題】立体画像のピントのぼけを大幅に低減した、立体感を有する画像を生成し得る装置を提供する。【解決手段】三次元データを再生するための装置が多数のレーザ光源を含む多数の画素（７）を備え、その光源の前方にレンズ（４）が配置される。画素（７）のレーザ光源（２）は種々の方向に放射するので、種々の画像が種々の放射方向に投影される。観察者の目（１０、１１）が視線方向に応じて種々の画像を認識するので、立体的な視覚感が生ずる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の画素（７）に各々対応して、各々種々の放射方向（１２、１３）に対応して設けられた、主として所定の放射方向（１２、１３）に放射する多数の光源（２）を含む、並置された多数の光源群と、
所定の放射方向（１２、１３）に対応して設けられた光源（２）を放射方向（１２、１３）内の立体の画像に応じて制御する制御ユニット（９）と
を備え、立体の立体感を有する画像を生成する装置において、
前記光源（２）から放射された光がビーム（５、６）に束ねられ、前記ビーム（５、６）は各々前記光源群（２）の前方に配置されて、各々の放射方向（１２、１３）の前記ビーム（５、６）の偏向を遂行する光学部材を各々部分的に照射する
ことを特徴とする立体感を有する立体画像の生成装置。
【請求項２】
前記ビーム（５、６）の拡がりがビーム方向に対して横方向に前記光源の絞りによって制限される請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光源がレーザ素子（２）である請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記レーザ素子（２）が表面放射型半導体レーザである請求項１から３の１つに記載の装置。
【請求項５】
前記光学部材が画素（７）を特定するレンズ（４）である請求項１から４の１つに記載の装置。
【請求項６】
医療用三次元データレコードを表示するための請求項１から５の１つに記載の装置の使用方法。
【請求項７】
Ｘ線断層撮影装置又は磁気共鳴断層撮影装置によって撮影された医療用三次元データレコードの再生のための請求項１から５の１つに記載の装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
画像の画素に各々対応して、各々種々の放射方向に対応して設けられた、主として所定の放射方向に放射する多数の光源を含む、並置された多数の光源群と、
所定の放射方向に対応して設けられた光源を放射方向の立体の画像に応じて制御する制御ユニットと
を備えた、立体感を有する画像の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は特許文献１により公知である。この公知の装置では、半導体チップ上に複数の発光ダイオードが並置されている。発光ダイオードから放射された光は半導体チップの放射方向の前方に配置されたレンズ素子によって平行光線にされ、種々の放射方向に放射される。種々の放射方向の、立体の種々の画像を再生することで、被表示対象物の立体感を得ることができる。
【０００３】
この種の他の装置が特許文献２により公知である。この装置も並置された複数の発光ダイオードを備えている。発光ダイオードから放射された光は、発光ダイオードの放射方向の前方に配置された小さなレンズによって平行光線にされる。この装置においても、平行光線にされた光は種々の放射方向に放射される。種々の発光ダイオードを点灯することによって立体的な視覚感が得られる。
【０００４】
公知の装置の欠点は、平行光線にするのに用いられる超小型化された光学部材の製造が困難なことである。光学部材の型作りにおける小さな絶対誤差が結果として既に不鮮明な映像を作り出す大きな相対誤差を来す原因となっている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／００２８３５６号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０２６２９５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、このような従来技術を考慮して本発明の課題は、立体画像のピントのぼけを大幅に低減した立体感を有する画像を生成し得る装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、独立請求項の特徴を有する装置によって解決される。それに従属する請求項には好ましい構成例および実施態様を記載している。
【０００７】
この装置においては、光源から放射された光がビームに束ねられる。該ビームは、各々光源群の放射方向の前方に配置されて各々の放射方向のビームの偏向を遂行する光学部材を各々部分的に照射する。
【０００８】
従って、この装置で光源から放射されたビームは、光学部材の小さな領域を照射する。もし偏向特性に誤差があれば、それは目標値からずれたビームの偏向となって現れる。その結果、知覚する画像に歪みが生ずる。しかしピントのぼけを生ずることはない。
【０００９】
しかしながら画像の歪みは対応する表示の補正によって補償できる。それとは逆に、従来技術においてピントのぼけは除去不可能であった。そこでピントのぼけにまつわる問題を回避すべく、本発明においては歪みを甘受し、それを補正により除去する。
【００１０】
実施態様において、ビーム方向に対して横方向のビームの拡がりは光源の絞りによって制限される。出力容量は付加的な絞りによっては制限されないので、光源の十分な出力容量が映像のために使用可能である。
【００１１】
この装置の好ましい実施態様では、光源とし表面放射型レーザを用いる。この種の表面放射型レーザは、半導体チップ上に僅か３μｍの間隔で多数個が形成可能である。
【００１２】
そのため、僅かな空間内に多数個の光源群を作って、それを１つのチップ領域に並置することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の他の詳細および利点は以下に述べる実施例の記載から理解されよう。以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は表面上に多数のレーザ素子２を並置した半導体チップ１を示す。レーザ素子２は好ましくは所謂表面放射型レーザであり、ＶＣＳＥＬ（垂直空洞表面放射型レーザ）という名称でも知られている。該レーザは半導体チップ上に３μｍの間隔で並置できる。従って１平方ｍｍの半導体チップ上に、約１０００個のレーザ素子２を組み込み得る。半導体チップ１の下面には、レーザ素子２の駆動制御のための接続ピン３が設けられている。接続ピン３を介して個々のレーザ素子２を制御し、その発光強度を調整できる。
【００１５】
半導体チップ１の上面に、レーザ素子２から放射されるレーザ光を偏向させる複数のレンズ４が配置されている。レンズ中心部のレーザビーム５はほぼ偏向することなくレンズ４を透過する。レンズ外周部のレーザビーム６は大きく偏向する。
【００１６】
レーザ素子２から放射されるレーザビーム５、６は、好ましくは１５°以下という僅かなビーム発散を示す。そのためレーザ素子２から放射されたレーザビーム５、６はレンズ４上をほぼ平行に照射し、しかもレンズ４の一部のみを照射する。そのため、レンズ４から出射するレーザビーム５、６の側方への拡散は個々のレーザ素子２毎に設けた絞りにより制限される。レンズ４の側方への拡大によってではない。かくしてレーザビーム５、６の拡散はレンズ４のアパーチャではなく、レーザ素子２のアパーチャにより制限される。
【００１７】
レンズ４の下方のレーザ素子２は各々被表示物体の画像の画素７を描出する。レーザビーム５、６は種々の方向に向かうので、レンズ４の下方のレーザ素子２が種々の強度で発光すれば、観察者は半導体チップ１への視線方向に応じて種々の画像を受け取れる。
【００１８】
このことを、図２を参照して更に詳細に説明する。半導体チップ１の領域は、制御ユニット９に接続されたプリント配線板８上に配置されている。レーザ素子２は制御ユニット９により、観察者の目１０と１１が各々放射方向１２、１３に対応する画像を受け取るように制御される。目１０と１１の視線方向に従い、個々の画素７の種々のレーザ素子２が見える。各レーザ素子２の強度を相応して制御することで、所定の視線方向から半導体チップ１上を見る目１０、１１に、表示すべき対象物の種々の画像を提供できる。
【００１９】
観察者の目１０又は１１は互いに空間的な間隔距離を持っているので、表示すべき物体の種々の画像を両目で同時に見る。そうすることで両眼用の視角感が得られる。
【００２０】
観察者の頭部が動いても、観察者が表示ソフトウェアへの対応する入力を行うこともなく、観察者は対応して変化する表示画像を見られることも特別な利点である。更に表示画像を多くの観察者が同時に立体的に見ることができる。
【００２１】
更に強調すべきことは、被表示対象物の立体感が、観察者の側に他の技術的補助手段、例えば特殊な眼鏡やその類似品を用いることなしに得られることである。
【００２２】
ここに述べた装置の他の利点は、立体を多数の観察者が同時に見て、対象物の立体感を同時に得られることである。
【００２３】
更にここに述べた装置は、レンズ４の製造時の欠陥が画像の歪みを招来するだけであるという利点を備えている。なぜなら、所定の放射方向からレンズ４へ目を向ける観察者は本来的にその視線方向に対応する画像を見られるからである。しかし、表示した画像の歪みは、レーザビーム５又は６がレンズ４を事実上所望の放射方向に出射する各同一レーザ素子２を制御するレーザ素子の対応する補正制御によって修正できる。レーザ素子２を制御する際に必要な補正は、検定によって前もって確認できる。
【００２４】
制御ユニット９で発生すべき画像は、三次元データレコードからコンピュータによって計算するとよい。コンピュータが被表示画像を計算し、それに対応して制御ユニット９がレーザ素子２を調整した後、観察者が表示された立体を、レーザビーム５および６の最大偏向角を超えて出射する角度の下で観察する時まで調整は維持される。その場合、新たな画像を算出せねばならない。しかし、ごく小さな動きであれば、画像の定常的な新たな計算のための計算コストは不要となる。
【００２５】
注目すべきことは、レーザ素子２とレンズ４との間の変形実施例においては、種々の色の表示を可能とするアクティブフィルタが配置されることである。この種のアクティブフィルタは例えば液晶をベースにして製造できる。
【００２６】
更に、個々のレーザ素子２は、出射光の放出に関し好ましい指向性を有するなら、非干渉性の光源で置換できる。
【００２７】
ここで述べた装置は、特にＸ線断層撮影又は磁気共鳴断層撮影に関連して記録された三次元データレコードの表示に適する。三次元表示は、特に患者の体内における与えられた状態の現実に即した画像を医療者にもたらすことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】表面上に多数のレーザ素子が形成された半導体チップの断面図である。（実施例１）
【図２】立体を三次元表示する装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  半導体チップ、２  レーザ素子、３  接続ピン、４  レンズ、５、６  レーザビーム、７  画素、８  プリント配線板、９  制御ユニット、１０、１１  目
【図１】
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【図２】
2005215680.tif 000004