(57)【要約】【課題】任意位置に対して３次元画像を再生することが可能な３次元画像再生装置を提供する。さらにまた、当該３次元画像は画像再生装置の位置によらず、指定された大きさで再生されることをも可能にすることも課題とする。【解決手段】３次元画像を再生する装置であって、３次元画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段で取得したデータに基づく３次元画像を再生する３次元画像再生手段と、を備え、前記３次元画像データは、前記３次元画像の少なくとも３方向の大きさを示す３次元画像大きさ情報を含み、再生された前記３次元画像は、前記３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生されることを特徴とする３次元画像再生装置。【選択図】  図１
2009258148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像を再生する装置であって、
３次元画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段で取得したデータに基づく３次元画像を再生する３次元画像再生手段と、を備え、
前記３次元画像データは、前記３次元画像の少なくとも３方向の大きさを示す３次元画像大きさ情報を含み、
再生された前記３次元画像は、前記３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生されることを特徴とする３次元画像再生装置。
【請求項２】
前記３次元画像再生手段は、
前記３次元画像を再生する場所の基準点を指定する再生場所指定手段と、
前記再生場所指定手段で指定された前記基準点から光源までの距離を測定する投影距離測定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の３次元画像再生装置。
【請求項３】
前記３次元画像再生手段は、
前記３次元画像を再生する場所の底面を指定する再生場所指定手段と、
前記再生場所指定手段で指定された投影面から光源に対しての角度を測定する投影角度測定手段と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１に記載の３次元画像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像を実空間内に再生する３次元画像再生装置に関するものであって、特殊な眼鏡を必要とせずに立体画像を再生し、特に、画像データ毎に設定された一定の大きさで再生する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホログラム技術の発達の中で、３次元の立体画像を実空間内に再生する技術が注目されている。
【０００３】
しかし、これまでは立体画像を見るためには観察者側が両眼視差を利用した特殊な偏光眼鏡を装着する必要があり、視野角に制限がある上に、遊園地のアトラクションや博物館会場等、使用用途が限られていた。
【０００４】
特殊な偏光眼鏡を装着せずに立体画像を見られるようにするための一つの手段として、スクリーンを立体的にする手法が開示されている（特許文献１）。
即ち、投影機から投影されてスクリーン上で結像する像にほぼ対応した曲面を有するスクリーンに対して投影することにより、立体的な映像を見ることができるというものである。
【０００５】
また、特殊な偏光眼鏡を装着せずに立体画像を見られるようにするための別の手段として、両眼視差を利用してホログラムレンズアレイ及びシリンドリカルレンズアレイを通して３次元画像を表示する３次元情報再生装置が開示されている（特許文献２）。
【０００６】
また、特殊な偏光眼鏡を装着せずに立体画像を見られるようにするためのさらに別の手段として、レーザー光線を利用して空間中に可視像を表示する空中可視像形成装置が開示されている（特許文献３）。
この装置では、大気中に可視光外の赤外線レーザーを照射、集光することにより、大気中の窒素分子及び酸素分子をプラズマ化させてプラズマ発光現象を起こすことにより空間中に３次元画像を描画する。
【０００７】
さらには、底面を上面として頂点を下位置とする四角錘の側面にガラスを配置し、各ガラス面に向かって投影機から４方向に同じ画像を投影することにより、四角錘の真ん中に当たる位置に立体画像が浮かび上がるように見えるという技術も開発されている。
【特許文献１】特開平８−２１１４９５号公報
【特許文献２】特開平９−５６７２号公報
【特許文献３】特開２００７−２０６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示すように結像する像に合わせてスクリーンを立体にする場合には、結像されるべき像のおおまかな輪郭が一定である必要があるため、用途が限られてしまうという問題点がある。
【０００９】
四角錘の側面４枚のガラスに対して投影機から４方向に同じ画像を投影することにより立体画像を浮かび上がらせる場合にも、立体画像の表示位置は四角錘型の内部に限られる上に、膨大な大きさの装置が必要になるという問題点がある。
【００１０】
また、特許文献２に示すような両眼視差を利用した技術では、解像度や画質の点では優れているが、輻輳、動体視差等の３次元表示に必要な情報を十分に表現が出来ず、視野角にも制限があるという問題点がある。
【００１１】
また、特許文献３に示すようなレーザー集光によるプラズマ発光で空間中に３次元画像を表示する技術では、再生表示する３次元画像の大きさや位置の特定が難しいという問題点がある。
【００１２】
本出願は上記問題に鑑みてなされたものであり、任意位置に対して３次元画像を再生することが可能な３次元画像再生装置を提供することを課題とする。
【００１３】
さらにまた、当該３次元画像は画像再生装置の位置によらず、指定された大きさで再生されることをも可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、３次元画像を再生する装置であって、３次元画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段で取得したデータに基づく３次元画像を再生する３次元画像再生手段と、を備え、前記３次元画像データは、前記３次元画像の少なくとも３方向の大きさを示す３次元画像大きさ情報を含み、再生された前記３次元画像は、前記３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生されることを特徴とする３次元画像再生装置である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記３次元画像再生手段は、前記３次元画像を再生する場所の基準点を指定する再生場所指定手段と、前記再生場所指定手段で指定された前記基準点から光源までの距離を測定する投影距離測定手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の３次元画像再生装置である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記３次元画像再生手段は、前記３次元画像を再生する場所の底面を指定する再生場所指定手段と、前記再生場所指定手段で指定された投影面から光源に対しての角度を測定する投影角度測定手段と、を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１に記載の３次元画像再生装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の３次元画像再生装置は、３次元画像の少なくとも３方向、例えば画像の一頂点を座標中心としたときの＋ｘ方向、＋ｙ方向、及び＋ｚ方向の大きさを３次元画像大きさ情報として取得して、当該３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生することにより、再生された３次元画像が実空間内でどの程度の大きさを占めるものなのかを明確に把握することができる。
【００１８】
請求項２に記載の３次元画像再生装置は、３次元画像再生手段に、３次元画像を再生する場所の基準点を指定する再生場所指定手段と、当該再生場所指定手段で指定された基準点から光源までの距離を測定する投影距離測定手段とを含むことにより、当該基準点に３次元画像の座標中心を合わせて３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生することが可能となり、任意の位置を指定してその場所での３次元画像の大きさを確認することができる。
【００１９】
請求項３に記載の３次元画像再生装置は、３次元画像再生手段に、３次元画像を再生する場所の底面を指定する再生場所指定手段と、当該再生場所指定手段で指定された投影面から光源に対しての角度を測定する投影角度測定手段とを含むことにより、当該投影面を底面とし、測定した角度に応じて座標軸方向を調整して３次元画像大きさ情報に基づく大きさで再生することが可能となり、任意の再生場所に対して正面方向以外の角度から投影しても任意位置に任意方向の座標軸を有する３次元画像を再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の３次元画像再生装置は、画像データ取得手段と、３次元画像再生手段とを含む。
【００２１】
当該３次元画像再生手段は、特に限定されるものではないが、好ましくはレーザー光線を利用したプラズマ発光による画像表示であるため、本発明ではプラズマ発光による手法のみを説明する。
【００２２】
大気中に可視光領域外のレーザー光線を照射、集光すると、その焦点近傍では局部的な光学的絶縁破壊（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）が生じる。当該絶縁破壊を大気中で生じさせるのに必要なレーザー光強度の閾値は、レーザー光の波長及びレーザーパルス波形に依存して変化する。
【００２３】
大気中の窒素分子及び酸素分子から電子を分離させるプラズマ化の後、当該電子がイオン状態となっている窒素分子や酸素分子に戻る際、励起状態から基底状態への遷移に伴ってプラズマ発光が生じる。
【００２４】
当該プラズマ発光は、レーザー光線を集光した焦点近傍で局所的に生じるため、３次元画像を再生するためには、画像を再生する領域内に肉眼で一つの物体であると認識できる程度に複数箇所でプラズマ発光を生じさせる必要がある。
【００２５】
以下に本発明の３次元画像再生装置を用いた画像再生方法を図１に基づいて説明する。
【００２６】
３次元画像再生装置１の画像データ取得手段は、例えば商品カタログ等に記載された商品コード、商品画像等の商品情報と、商品の寸法を示した３次元画像大きさ情報と、を含み、
例えばＱＲコードや文字データ等のデータを読み取り部２を用いて読み取ることにより、３次元画像データとして３次元画像再生装置１内の画像データ保存部３に保存する。
【００２７】
３次元画像を再生する前には、再生場所の基準位置を定めて当該基準位置と光源との位置関係を測定し、取得した測定結果を演算部４に送って再生場所及び方向を定めても良い。
【００２８】
再生場所の基準位置としては、図２に示すように空間内の座標中心に一致させる基準点８を定めても良いし、図３に示すように当該座標中心を含む基準面１０を定めるのでも良い。
【００２９】
基準点８を定めて再生する場合、任意の再生場所にレーザー光線を照射し、その反射光を用いて基準点８とレーザー出射位置との距離を測定した測定結果と、画像データ保存部３に保存されている３次元画像データの３次元画像大きさ情報とを基に演算部４でレーザー光の集光位置を計算した上でレーザー光線を出射し、指定位置に３次元画像９を大きさ情報に基づく大きさで再生する。
【００３０】
基準面を定めて再生する場合、長方形状のレーザー光１１を照射し、レーザー光１１の上辺１１ａ、右上頂点１１ｂ、及び右辺１１ｃを任意の再生場所に合わせ基準面１２とした後、レーザー光１１からの反射光を用いて基準面の右上頂点１１ｂとレーザー出射位置との距離、基準面１２からレーザー出射位置の仰角及び基準面１２の上辺１２ａの垂線方向からレーザー出射位置への方位角を測定した測定結果と画像データ保存部３に保存されている３次元画像データの３次元画像大きさ情報とを基に演算部４でレーザー光の集光位置を計算した上でレーザー光線を出射し、指定位置に３次元画像９を大きさで再生する。
【００３１】
本発明の３次元画像再生装置によれば、任意位置に指定の大きさで再生することにより、例えばカタログ等で見た商品を実際に自宅の中に配置したときにどの程度の大きさで存在感を与えるものになるのかを容易に知ることができるようになる。
【００３２】
また、再生位置に対してのレーザー出射位置への仰角及び方位角を測定して再生位置及び再生方位を計算して再生することにより、どの方位からも、希望の位置及び方位に配置したときの商品と配置場所との関係を容易に見ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の３次元画像再生装置の一実施形態の要部構成図である。
【図２】本発明の３次元画像再生装置を用いて指定位置に対して３次元画像を再生する一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の３次元画像再生装置を用いて再生場所を指定する一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ３次元画像再生装置
２    画像データ読み取り部
３    画像データ保存部
４    演算部
５    レーザーロッド
６    アパーチャー
７    基準位置取得部
８    基準点
９    ３次元画像
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  空間座標軸
１１  レーザー光
１２  基準面
【図１】
2009258148.tif 000003
【図２】
2009258148.tif 000004
【図３】
2009258148.tif 000005