立体画像表示装置
【課題】 簡単な構造で、三次元空間内に明瞭な立体画像を表示できる立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】 立体画像表示装置１では、制御装置１０が、入力部１３で入力された一定時間毎の立体像の画像データに基づいて、その一定時間毎に繰り返し設定される基準時から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データに基づいて、射出装置５の複数の射出穴から、蛍光インクを各々射出させる。そして、その射出された蛍光インクが立体表示領域２の特定の位置を通過した瞬間に、フラッシュランプ８ａを照射して、蛍光インクを瞬間的に発光させるようにストロボ光照射装置８を制御する。このような簡単な構成で、立体表示領域２内に明瞭な立体像を表示できる。
【解決手段】 立体画像表示装置１では、制御装置１０が、入力部１３で入力された一定時間毎の立体像の画像データに基づいて、その一定時間毎に繰り返し設定される基準時から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データに基づいて、射出装置５の複数の射出穴から、蛍光インクを各々射出させる。そして、その射出された蛍光インクが立体表示領域２の特定の位置を通過した瞬間に、フラッシュランプ８ａを照射して、蛍光インクを瞬間的に発光させるようにストロボ光照射装置８を制御する。このような簡単な構成で、立体表示領域２内に明瞭な立体像を表示できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像表示装置に関し、詳細には、三次元空間に立体画像を表示する立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像表示装置として、特殊な偏光シャッター式眼鏡等をかけて疑似の立体画像を見るのとは異なり、実際に空間に立体を表示する手段として様々なものが知られている。例えば、空間に光を散乱する浮遊粒子を散乱させ、特定の浮遊粒子のみにレーザー光などを当てて発光させることによって、立体画像を表現する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、光を散乱する物質に、走査された放射線によりエネルギーを送り、発光或いは散乱させることによって物体表面を表現することができる。よって位置の情報さえあれば物体表面を描くことができるので、少ない計算量で物体表面を立体的に描くことができる。この他にも、最奥端に位置するラインで落下させた飛翔体により形成されるＸＹ平面（上下及び左右方向からなる平面）内の複数の飛翔体の１つ１つをドットとして映像信号に基づく光ビームで順次照射して一枚の画像を描き、この光ビームの走査が完了した後に、最奥端から最前端のラインに向かって順次同じような走査を行い、このような一連の動作を繰り返し行うことによって、三次元空間内に立体画像を表現する立体映像再生装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、光ビームが当たった飛翔体は輝き、当たらない飛翔体は輝かないので、濃淡画像も形成することができる。
【特許文献１】特開平６−１０５３４３号公報
【特許文献２】特開平７−１５４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の三次元画像表示装置では、高いＮＡのレーザー光を照射するための光走査器に、特定の浮遊粒子を発光させるためレーザー光の焦点を変更できる焦点可変装置を備えなければならないため、装置の構成が複雑となるとともに、装置自体に係るコストが上昇する問題点があった。さらに、液体又は気体中に浮遊する浮遊物質は定点に固定しないため、レーザー光の焦点と特定の浮遊粒子の位置とがズレてしまい、明瞭な立体画像を形成することができない問題点もあった。また、特許文献２に記載の立体映像再生装置では、立体画像の奥行き方向にかかる映像信号に基づいて、光源から照射された光ビームの焦点をレンズの移動によって調整しなければならず、レンズを移動させるための手段を備えなければならないため、装置の構成が複雑となる問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、三次元空間内に明瞭な立体画像を表示できる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る立体画像表示装置は、所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段と
を備えている。
【０００６】
また、請求項２に係る立体画像表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段とを備えている。
【０００７】
また、請求項３に係る立体画像表示装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記射出手段は、光の三原色に対応する、赤色の飛翔体を射出する第１の射出手段と、青色の飛翔体を射出する第２の射出手段と、緑色の飛翔体を射出する第３の射出手段とから構成され、前記射出制御手段は、前記立体画像の外縁上の前記位置上の色彩に応じて、前記第１の射出手段、前記第２の射出手段および前記第３の射出手段の制御を行い、前記赤色の飛翔体、前記青色の飛翔体又は前記緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることにより、前記立体画像をカラーで表示することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体は蛍光物質を内蔵する、又は表面に塗布されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体はインク等の液体であり、前記射出手段は、インクジェットヘッドであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に係る立体画像表示装置は、請求項４又は５に記載の発明の構成に加え、前記蛍光物質は、互いに励起波長の異なる複数の蛍光物質で構成され、当該複数の蛍光物質は、前記射出手段によって射出され、前記ストロボ光照射手段は、前記複数の蛍光物質の各励起波長に対応する各波長の何れかのストロボ光を照射する複数のストロボ光照射手段で構成され、前記一定時間は、前記一定時間を前記複数に分割した第２の一定時間として設定され、前記算出手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後の前記立体画像の前記位置データの算出を行い、前記射出制御手段は、前記算出手段によって算出される前記位置データに従い前記複数の蛍光物質を順次射出し、前記ストロボ光照射手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に、前記所定空間に射出された前記蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、前記複数のストロボ光照射手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体はボール等の固体であり、前記射出手段は、ボール射出装置であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に係る立体画像表示装置は、請求項７に記載の発明の構成に加え、前記所定空間の下方に設けられ、前記ボール射出装置によって射出された前記ボールを回収する回収手段と、当該回収手段によって回収された前記ボールを、前記ボール射出装置に供給する供給手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る立体画像表示装置では、所定空間内に立体画像を表示するために、算出手段が、その立体画像の画像データに基づいて、基準時から所定時間経過後に所定空間内に表示すべき立体画像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データを基にして、射出制御手段が複数の射出手段の中から何れかを選択し、その射出手段から射出された飛翔体が、基準時から所定時間経過後にその位置を通過するように、各々の射出手段の射出タイミングを制御する。一方、ストロボ光照射制御手段も、算出された位置データを基にして、基準時から前記所定時間経過後に、ストロボ光を照射するように、ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御する。よって、所定空間内において、基準時から所定時間経過後には、立体画像の外縁上に対応する位置に飛翔体が通過し、それと同時に、ストロボ光が飛翔体を照射するので、所定空間内に、立体画像を明瞭に表示することができる。また、ストロボ光の焦点を調整する必要もなく、所定空間に向かってストロボ光を瞬間的に照射するだけでよいので、装置構成が簡単である。さらに、射出手段は、立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置されているので、射出手段の数を増やすことによって、立体画像の解像度を上げることができるので、より鮮明な立体画像を所定空間内に表示することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る立体画像表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加え、所定空間内に立体画像を一定時間毎に繰り返し表示させる場合、算出手段は、基準時を一定時間毎に設定し直し、それら一定時間毎の所定時間経過後に表示する立体画像の位置データを算出する。さらに、射出制御手段は、一定時間毎に算出された位置データに従って射出手段を選択し、選択した射出手段の射出タイミングを制御する。さらに、ストロボ光照射制御手段は、一定時間毎の所定時間経過後にストロボ光を照射するように、ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御する。これにより、所定空間内には、一定時間毎に立体画像が繰り返し表示されるので、静止画像を連続的に表示することができる。さらに、一定時間毎の所定時間経過後に表示する立体画像の位置データを変化させることにより、立体画像の動画を表示させることもできる。また、一定時間は、所定空間内を飛翔体が通過するのに要する時間よりも長く設定されているので、先に所定空間内に射出された飛翔体が通過し終わらない内に、次の飛翔体で構成される立体像を表示するストロボ光を照射することはない。そのため、一定時間毎に明瞭な立体画像を表示させることができる。これによって、立体画像の動画も明瞭に表示させることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る立体画像表示装置では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、射出制御手段は、立体画像の外縁上の位置上の色彩に応じて、第１の射出手段、第２の射出手段および第３の射出手段の制御を行う。赤色の飛翔体、青色の飛翔体、黄色の飛翔体は、光の三原色であるので、射出制御手段が、立体画像の位置データにおける各位置の色に基づいて、赤色の飛翔体、青色の飛翔体又は緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることができるので、立体画像をカラーで表示することができる。
【００１６】
また、請求項４に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、飛翔体は蛍光物質を内蔵するか、又は表面に塗布されているので、ストロボ光の波長によって励起された飛翔体を光らせることができる。これにより、所定空間内で飛翔体によって形成される立体画像が浮かび上がるように明瞭に表示させることができる。
【００１７】
また、請求項５に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、インクジェットヘッドであるので、周知のピエゾ素子に電圧を印加して変形させることにより生じる圧力を利用して、飛翔体を所定空間内に射出させることができる。
【００１８】
また、請求項６に係る立体画像表示装置では、請求項４又は５に記載の発明の効果に加え、一定時間を複数に分割した第２の一定時間として設定する。そして、算出手段は、その第２の一定時間毎に基準時を設定し直し、その第２の一定時間毎に、所定時間経過後の立体画像の位置データの算出を行う。さらに、射出制御手段では、その算出された各位置データに従って、励起波長の異なる複数の蛍光物質を順次射出させるように射出手段を制御する。一方、ストロボ光照射手段は、第２の一定時間毎に、所定時間経過後に、所定空間に射出された蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、複数のストロボ光照射手段を制御する。これにより、立体画像を表示させる一定時間を短縮でき、即ち、立体画像を更新する更新時間を短縮することができる。したがって、動画を表示する場合、立体画像の動きをより滑らかに表示することができる。また、所定空間内に励起波長の異なる複数の蛍光物質が存在しても、ストロボ光を照射するストロボ光照射手段の励起波長に対応する蛍光物質のみが発光するので、位置データの位置を通過する蛍光物質のみを光らすことが可能である。これにより、立体画像が不鮮明になるのを防止できる。
【００１９】
また、請求項７に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、ボール射出装置からボールが射出され、そのボールで、所定空間内に立体画像を表示することができる。また、飛翔体がボールであることから、立体画像を表示させるための所定空間を大きくでき、その所定空間に表示できる立体画像も大きくできることから、子供が楽しめるデパートの遊技広場や、各種アトラクション等にも利用できる。
【００２０】
また、請求項８に係る立体画像表示装置では、請求項７に記載の発明の効果に加え、射出装置によって射出されたボールは、回収手段によって回収され、その回収されたボールは、供給手段によって再度ボール射出装置に供給されるので、ボール射出装置にボールを供給する手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施形態である立体画像表示装置１について、図面に基づいて説明する。図１は、立体画像表示装置１の全体を示す構成図であり、図２は、立体画像表示装置１のブロック図であり、図３は、射出部６の底面図であり、図４は、所定の点Ｆを発光させる方法を示した説明図であり、図５は、所定の点が移動するように表示させる方法を示した説明図であり、図６は、球体２０の位置データを算出するための説明図であり、図７は、制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、図８は、射出部６から蛍光インク３が射出される状態（初期）を示す斜視図であり、図９は、図８に示す射出部６の底面図であり、図１０は、射出部６から蛍光インク３が射出された状態（中期）を示す説明図であり、図１１は、図１０に示す射出部６の底面図であり、図１２は、射出部６から蛍光インク３が射出される状態（終期）を示す説明図であり、図１３は、射出部６から射出された蛍光インク３に向かってフラッシュランプ８ａが発光した時の状態を示す説明図である。
【００２２】
なお、第１の実施形態である立体画像表示装置１は、図１に示すように、特定の励起波長で発光する蛍光インク３（図１３参照）を、複数のインクジェットヘッドを備えた射出装置５から立体表示領域２に向かって射出させ、その射出された蛍光インク３が、制御装置１０によって算出された特定の位置を通過した瞬間に、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを照射して、その蛍光インク３を瞬間的に光らせることにより、立体表示領域２内に立体像を明瞭に表示できる点に特徴を有するものである。
【００２３】
はじめに、立体画像表示装置１の概略構成について説明する。図１及び図２に示すように、立体画像表示装置１は、立体像を表示する三次元空間である立体表示領域２に向かって、蛍光インク３を射出する射出装置５と、立体表示領域２に向かって瞬間的にストロボ光を照射するストロボ光照射装置８と、前記射出装置５及びストロボ光照射装置８に各々接続され、立体像の画像データから立体表示領域２における位置データを算出し、該位置データに基づいて射出装置５及びストロボ光照射装置８の動作を各々制御する制御装置１０と、該制御装置１０に接続され、立体像の画像データを入力するための入力部１３と、立体表示領域２の下方に設けられ、射出装置５から射出された蛍光インク３を受けるための受け皿１４とから構成されている。なお、ここで、蛍光インク３とは、特定の波長の光が照射されることによって発光する蛍光物質からなる液状インクのことをいう。また、図１に示す立体表示領域２が、「所定空間」に相当し、蛍光インク３が、「飛翔体」に相当する。
【００２４】
次に、射出装置５について説明する。この射出装置５は、プリンタ等で使用される周知のインクジェットヘッドを複数備えた装置である。そして、図１に示すように、射出装置５は、立体表示領域２の上部に取り付けられている。さらに、図１及び図２に示すように、射出装置５の構成は、複数のインクジェットヘッド（図示外）を備え、蛍光インク３を立体表示領域２に向かって射出する射出部６と、該射出部６の上部に設けられ、射出部６に蛍光インク３を供給する供給装置７とから構成されている。
【００２５】
また、図１，図３に示すように、射出部６は、略正方形状の底面に、所定の厚さ（Ｚ方向における高さ）を備えた略直方体状の部材である。そして、この射出部６の底面には、立体表示領域２（図１参照）に対向するとともに、蛍光インク３を射出する射出穴１５がマトリックス状に配列して複数設けられている。さらに、これらマトリックス状に配列された複数の射出穴１５は、射出部６の底面におけるｘ方向にＬ個、ｙ方向にＭ個ずつ配列されている。そして、このように配列された複数の射出穴１５の配列が、立体表示領域２のＸＹ平面上におけるＬ×Ｍの解像度となっている。よって、射出穴１５の配列数を増やすことにより、立体表示領域２のＸＹ平面上における解像度を上げることができる。そして、これら複数の射出穴１５の１つ１つには、電圧が印加されることによって変形するピエゾ素子（圧電素子）を備えた周知のインクジェットヘッド（図示外）が各々設けられており、このインクジェットヘッドによって蛍光インク３の射出動作が行われる。
【００２６】
また、図２に示すように、この射出装置５の射出部６は、後述する制御装置１０に接続されている。よって、各射出穴１５に各々設けられた各ピエゾ素子に電圧を印加するタイミングは制御装置１０によって制御されている。
【００２７】
なお、上記構成からなる射出装置５の動作は以下の通りである。図３に示す各射出穴１５の奥には、各インク室（図示外）があり、インクが蓄えられている。図１，図２に示すように、制御装置１０の制御信号によって、射出部６において指定された射出穴１５に設けられたピエゾ素子に電圧が印加されると、そのピエゾ素子が変形する。この変形により、インク室（図示外）が収縮し、蛍光インク３が射出穴１５から立体表示領域２に向かって吐出される。吐出後、インク室が元に戻ると、供給装置７からは、インク室（図示外）に対して蛍光インク３が補給される。
【００２８】
次に、ストロボ光照射装置８について説明する。図１及び図２に示すように、このストロボ光照射装置８は、瞬間的に発光するフラッシュランプ８ａと、該フラッシュランプ８ａに電圧を与え、定電圧で駆動する電源部８ｂとを備えたものである。このストロボ光照射装置８は、立体表示領域２に対してムラのない安定したストロボ光を発光することができる。また、このストロボ光照射装置８には、フラッシュランプ８ａの光量を切替可能な調整ダイヤル（図示外）が設けられている。これにより、立体表示領域２に表示させる立体像の明るさを自由に調整することもできる。なお、フラッシュランプ８ａには、蛍光インク３の励起波長に合わせた波長を有するストロボ光を照射できるものが使用される。そして、図２に示すように、このようなストロボ光照射装置８の電源部８ｂは、射出装置５と同様に、後述する制御装置１０に接続されている。よって、立体表示領域２に向かって照射されるストロボ光の照射タイミングは、制御装置１０によって制御されている。
【００２９】
次に、制御装置１０について説明する。図２に示すように、この制御装置１０は、射出装置５及びストロボ光照射装置８の制御を行う制御部１１を備えている。そして、制御部１１は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１１ａと、該ＣＰＵ１１ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１１ｂと、ＲＡＭ１１ｃとから構成されている。なお、ＲＯＭ１１ｂは内蔵されている各種プログラム等を記憶する読み出し専用のメモリである。一方、ＲＡＭ１１ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データ等を記憶する読み出し及び書き込み可能なメモリである。また、ＣＰＵ１１ａには、Ｉ／Ｏインタフェース１２が設けられ、該Ｉ／Ｏインタフェース１２には、後述する入力部１３と、ストロボ光照射装置８の電源部８ｂと、射出装置５の射出部６とが各々接続され、データの入出力及び制御信号の出力等がここで行われる。
【００３０】
そして、上記構成からなる制御装置１０は、入力部１３で入力設定された一定時間（ｔｄ）毎の立体像の画像データに基づき、その一定時間（ｔｄ）毎に繰り返し設定される基準時（ｔ）から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データに基づいて、これら射出装置５とストロボ光照射装置８との各動作の制御をそれぞれ行う。なお、この制御装置１０の制御動作については後述する。
【００３１】
次に、入力部１３について説明する。図２に示すように、入力部１３は、制御装置１０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１のＣＰＵ１１ａに電気的に接続されている。この入力部１３で入力される立体像の画像データは、例えば、立体像を示す方程式のプログラムや、座標データ等が挙げられる。
【００３２】
さらに、図２に示すように、入力部１３で入力された立体像の画像データは、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに書き込まれて記憶され、立体画像表示装置１の動作時にＣＰＵ１１ａによって読み込まれる。そして、ＣＰＵ１１ａでは、立体表示領域２における立体像の外縁上の点（ｘｌ，ｙｍ、ｚｎ）を示す位置データが算出され、その算出された位置データからＺ方向にスキャンされて得られる任意のＸＹ平面上の各位置に対応する射出部６の射出穴１５が各々指定される。さらに、ＸＹ平面の高さ（Ｚ軸上の位置）により、各射出穴１５における蛍光インク３を射出する時刻が算出される。こうして射出装置５の制御データが作成され、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。なお、この他にも、予め一定時間毎の立体像の位置データを算出しておき、その位置データを入力部１３から入力設定し、その位置データから、制御装置１０のＣＰＵ１１ａに上記制御データを算出させることもできる。
【００３３】
次に、立体表示領域２において、所定の点Ｆを光らせるための方法について説明する。図４に示すように、立体表示領域２の所定の点Ｆ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を光らせるためには、図１に示すストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを点灯するｔ１時間前に、射出装置５の射出部６の（ｘ１，ｙ１）に対応する射出穴１５（図３参照）から、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって射出すればよい。なお、ｔ１は、以下の式で示される。
ｔ１＝ｚ１／ｖ ・・・式（１）
【００３４】
この式（１）により、図３に示す射出部６の（ｘ１，ｙ１）に対応する射出穴１５から、ｔ１時間前に、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって射出させ、点灯時間になったら図１に示すフラッシュランプ８ａを光らせることによって、立体表示領域２内に点Ｆ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）が発光して浮き上がったように表示させることができる。なお、実際には、射出穴１５から射出された蛍光インク３には、重力や空気抵抗が影響するため、速度ｖを補正するのが好ましい。
【００３５】
ここで、立体像は点の集合である。このことから、立体像の外縁を構成する複数の点を、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・、（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）とした場合、これら複数の点を同時に光らせれば、立体表示領域２に立体像を明瞭に表示させることができる。なお、ｎは、ある立体像の外縁を構成する点の数を示す。したがって、これら複数の所定の点に対して、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａが点灯するｔｎ時間前に、射出装置５の射出部６の点（ｘｎ，ｙｎ）に各々対応する複数の射出穴１５から、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって各々射出させればよい。なお、各点のｔｎは、以下の式で示される。
ｔｎ＝ｚｎ／ｖ ・・・式（２）
【００３６】
この式（２）により、射出部６の（ｘｎ，ｙｎ）に各々対応する複数の射出穴１５（図３参照）から、点毎に異なるｔｎ時間前に、速度ｖにて蛍光インク３を立体表示領域２に向かって射出させ、点灯時間になったら、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを点灯させることによって、立体表示領域２に複数の点（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）の集合を全て同時に発光させ、立体像を明瞭に表示させることができる。
【００３７】
次に、立体表示領域２に表示される所定の点を、点Ｆ１から点Ｆ３まで移動させる方法について説明する。図５に示すように、例えば、ｔ１時間後に、点Ｆ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を光らせ、ｔ２時間後に、点Ｆ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を光らせ、ｔ３時間後に、点Ｆ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を光らせることにより、所定の点が、点Ｆ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）から点Ｆ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を通過し、点Ｆ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）に移動したかのように表示させることができる。そのためには、ｔｄを表示させる点の更新時間とした場合に、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを光らせるタイミングを、
ｔ１＝ｔｄ
ｔ２＝ｔｄ×２
ｔ３＝ｔｄ×３
とし、射出装置５の射出部６における
点（ｘ１，ｙ１）に相当する射出穴１５から、ｔ１−ｚ１／ｖ 時間後、
点（ｘ２，ｙ２）に相当する射出穴１５から、ｔ２−ｚ２／ｖ 時間後、
点（ｘ３，ｙ３）に相当する射出穴１５から、ｔ３−ｚ３／ｖ 時間後
に蛍光インク３を、立体表示領域２のｚ方向に射出させればよい。なお、ｔｄは射出された蛍光インク３が立体表示領域２を落下し終わるまでの時間が設定される。この理由は、もし、ｔｄがその時間よりも短く設定されてしまうと、先に射出された蛍光インク３が落下し終わらないうちに、ストロボ光照射装置８によってストロボ光が照射されてしまうためである。これでは、先に射出された蛍光インク３が２回発光してしまうことになり、立体表示領域２に立体像を正しく表示できない。このような理由から、ｔｄは射出した蛍光インク３が立体表示領域２を落下し終わるまでの時間として設定されている。また、立体像の動画を表示させる場合は、立体像は点の集合であることから、各点の集合を上述した方法で各々移動させることにより、立体像の動画を表示させることができる。
【００３８】
次に、立体表示領域２に、立体像を表示するために必要な位置データの作成方法を説明する。上記したように、この位置データは制御装置１０によって算出される。まず、以下の説明で使用する各変数について説明する。
・（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ） 立体表示領域２に相当する空間であり、横幅Ｘａ、奥行きＹａ、高さＺａで構成される空間を示す。
・Ｌ 立体のＸ方向における分割数（Ｘ方向の解像度）
・Ｍ 立体のＹ方向における分割数（Ｙ方向の解像度）
・Ｎ 立体のＺ方向における分割数（Ｚ方向の解像度）
・ｔｄ 蛍光インク３が立体表示領域２を通過するまでの時間（画像の更新時間）
・ｐ 射出カウンタ（蛍光インク３を射出する毎に、１からＮ−１まで増加する。）
・Ｚｘｙ（１） Ｚ＝Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（２） Ｚ＝２×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（ｐ） Ｚ＝ｐ×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（Ｎ−１） Ｚ＝（Ｎ−１）×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・ＰｏｉｎｔＸＹ（１） Ｚｘｙ（１）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（２） Ｚｘｙ（２）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ） Ｚｘｙ（ｐ）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１） Ｚｘｙ（Ｎ−１）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ ＰｏｉｎｔＸＹ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１）の全ての集合
【００３９】
なお、ｔ＋ｔｄ時間後に立体像を表示させる場合、ＰｏｉｎｔＸＹは以下のようにも示される。
・ＰｏｉｎｔＸＹ（１） ｔ＋（１×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（２） ｔ＋（２×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ） ｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１） ｔ＋（（Ｎ−１）×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
【００４０】
これら変数を使って説明する。まず、立体像を表すために必要なデータの作成方法を説明する。最初に立体像が点の集合で表される場合の作成方法を説明し、次に立体像が方程式で表される場合の作成方法について説明する。
【００４１】
最初に、立体像が点の集合で表される場合の作成方法について説明する。全ての立体像は（ｘ，ｙ，ｚ）の点の集合で表すことができる。そして、それらの点の集合は、立体表示領域２内部のどの点に対応するのかを調べ、対応する点を同時に光らせることができれば、立体像を立体表示領域２に表現することができる。そのために、次の計算方法で対応する点を求める。まず、空間（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）をそれぞれＬ，Ｍ，Ｎで分割する。そして、それら分割された任意の点を、
（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）
とすると、
（ｘｌ−Ｘａ／Ｌ／２）＜ｘ≦（ｘｌ＋Ｘａ／Ｌ／２）・・・式（３）
（ｙｍ−Ｙａ／Ｍ／２）＜ｙ≦（ｙｍ＋Ｙａ／Ｍ／２）・・・式（４）
（ｚｎ−Ｚａ／Ｎ／２）＜ｚ≦（ｚｎ＋Ｚａ／Ｎ／２）・・・式（５）
を満たす（ｘ，ｙ，ｚ）が立体像の点の集合に含まれていれば、点（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）を光らせればよい。そのうち、ｎ＝ｐを満たす（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）は、平面Ｚｘｙ（ｐ）上にあるので、それを満たす全ての点（ｘｌ，ｙｍ）をＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）とする。
【００４２】
ここで、この計算方法の一例として、立体を表示する立体表示領域２を、一辺の長さ１００の立方体とし、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向における解像度を全て２５に設定した場合について説明する。
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）＝（１００，１００，１００）
（Ｌ，Ｍ，Ｎ）＝（２５，２５，２５）
となる。そして、分割した任意の点（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）の座標において、
ｘｌは、
ｘ１＝（４＋０）／２＝２
ｘ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｘ３〜ｘ２３は省略
ｘ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｘ（Ｌ−１）
ｘ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｘＬ
となり、ｘｌ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｘ（Ｌ−１），ｘＬとなる。
【００４３】
一方、ｙｍは、
ｙ１＝（４＋０）／２＝２
ｙ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｙ３〜ｙ２３は省略
ｙ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｙ（Ｍ−１）
ｙ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｙＭ
となり、ｙｍ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｙ（Ｍ−１），ｙＭとなる。
【００４４】
また、ｚｎは、
ｚ１＝（４＋０）／２＝２
ｚ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｚ３〜ｚ２３は省略
ｚ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｚ（Ｎ−１）
ｚ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｚＮ
となり、ｚｎ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｚ（Ｎ−１），ｚＮとなる。
【００４５】
また、上記した式（３），（４），（５）は、
（ｘｌ−２）＜ｘ≦（ｘｌ＋２）・・・式（６）
（ｙｍ−２）＜ｙ≦（ｙｍ＋２）・・・式（７）
（ｚｎ−２）＜ｚ≦（ｚｎ＋２）・・・式（８）
となる。
【００４６】
ここで、例えば、立体表示領域２の点（１５，２０，４５）を光らせたい場合、式（６），（７），（８）に、この座標値をそれぞれ当てはめると、
（ｘｌ−２）＜１５≦（ｘｌ＋２）
（ｙｍ−２）＜２０≦（ｙｍ＋２）
（ｚｎ−２）＜４５≦（ｚｎ＋２）
となり、これを満たす、（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）＝（１４，１８，４６）＝（ｘ４，ｙ５，ｚ１２）の位置を発光させればよいことになる。また、この点は、ＰｏｉｎｔＸＹ（１２）の集合に含まれる（ｘ４，ｙ５）になる。そして、この（ｘ４，ｙ５）は、射出部６の底面のＸＹ平面（図３参照）における（１４，１８）の位置にあるｘ方向４番目、ｙ方向５番目の射出穴１５に相当することになる。
【００４７】
次に、立体像が方程式で表される場合の作成方法について説明する。 具体的な例として、球体２０を表示させるための位置データの作成方法について説明する。図６に示すように、中心が（ａ，ｂ，ｃ）で半径ｒの球体２０は下記のような方程式によって一般的に表すことができる。
（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＋（ｚ−ｃ）２＝ｒ２ ・・・式（９）
この場合、式（９）におけるｚの値を決めた後に、ｘをスキャンすることによって、ｙの値を求めればよい。そして、ｚ方向の解像度はＮであるので、ＰｏｎｉｔＸＹ（１）〜ＰｏｎｉｔＸＹ（Ｎ−１）を求めるには、式（９）のｚに、
１×（Ｚａ／Ｎ），２×（Ｚａ／Ｎ），・・・，（Ｎ−１）×（Ｚａ／Ｎ）
を順に代入すればよい。
【００４８】
例えば、ｚにＰ＝ｐ×（Ｚａ／Ｎ）を代入すると、式（９）は、
（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＋（Ｐ−ｃ）２＝ｒ２
となる。これを展開すると、
ｙ＝ｂ＋ｓｑｒｔ（ｒ２−（Ｐ−ｃ）２−（ｘ−ａ）２） ・・・式（１０）
ｙ＝ｂ−ｓｑｒｔ（ｒ２−（Ｐ−ｃ）２−（ｘ−ａ）２） ・・・式（１１）
となる。（※ｓｑｒｔ：平方根）
【００４９】
次に、ｘ方向の解像度はＬであるので、式（１０）と式（１１）のｘに、
ｘ＝ｎ×（Ｘａ／Ｌ） （ｎはＬ未満の自然数） ・・・式（１２）
を満たすｘの値を順次代入する。具体的には、
１×（Ｘａ／Ｌ），２×（Ｘａ／Ｌ），・・・，（Ｌ−１）×（Ｘａ／Ｌ）
を順次代入することによって、ｙを求めることができる。そして、平方根の中の値が、負の数になればｙの値は無し、正の数であれば２つ、０であればｙ＝ｂの１つだけとなる。
【００５０】
次いで、式（１０）と式（１１）で求められたｙに対して、
（ｙｍ−Ｙａ／Ｍ／２）＜ｙ≦（ｙｍ＋Ｙａ／Ｍ／２）
を満たすｙｍがあれば、それが求めるｙ座標の位置となる。さらに、その時に代入したｘの値をｘｌとすると、（ｘｌ，ｙｍ）がＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の１つとして設定される。そして、式（１２）を満たすｘを代入して得られた全ての（ｘｌ，ｙｍ）がＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）となる。
【００５１】
このようにして、球体２０を表現するための位置データを作成することができる。そして、これらの計算は、図２示す制御装置１０の制御部１１のＣＰＵ１１ａによって行われる。
【００５２】
次に、立体表示領域２において、球体２０を表示させる場合のＣＰＵ１１ａの動作について、図７のフローチャートと、図８乃至図１３を参照して説明する。図７に示すように、はじめに、基準タイマｔをリセットする（Ｓ１）。この基準タイマｔは、更新される毎に、ｔｄを加算するものである。次に、時間タイマｋのリセットを行い（Ｓ２）、スタートさせる（Ｓ３）。この時間タイマｋは、実際の経過時間を計測するものである。そして、入力部１３から入力設定されたｔ＋ｔｄ秒後の球体２０の画像データに基づいて、上記方法によって、立体表示領域２に表示すべき球体２０の外縁上の点（ｘｌ，ｙｍ、ｚｎ）集合を示す位置データを算出する（Ｓ４）。さらにＳ４では、この算出された位置データに基づいて、射出装置５の制御データを算出する。
【００５３】
具体的には、算出された位置データに基づいて、すでに述べた方法でＰｏｉｎｔＸＹ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１）を算出する。ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）は、ｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間になったら、蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合である。そして、これら算出された制御データは、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。
【００５４】
次いで、射出カウンタｐがリセット（ｐ＝１）される（Ｓ５）。続いて、蛍光インク３を射出する射出時間になったか否かを判断する（Ｓ６）。具体的には、実際の時間（時間タイマｋで計測された時間）が、Ｓ４で算出された射出時間、即ち、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の射出穴１５からインクを射出する時間であるｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間に到達したか否かでを判断する。そして、射出時間に到達するまでは（Ｓ６：ＮＯ）、蛍光インク３の射出動作を待機させる（Ｓ６）。
【００５５】
そして、蛍光インク３を射出する射出時間に到達したと判断された場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の射出穴１５から蛍光インク３が同時に射出される（Ｓ７）。そして、射出カウンタｐは、射出穴１５から各ＰｏｉｎｔＸＹ分の蛍光インク３を射出する毎に１が加算され、１からＮ−１まで増加する（Ｓ８）。
【００５６】
また、射出開始時（初期）は、図８に示すように、蛍光インク３によって形成された球体２０の下部分が射出部６から射出されたような状態となる。さらに、この時の蛍光インク３の射出状態を射出部６の下側から見ると、図９に示すように、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の各射出穴１５から蛍光インク３が円形状に射出された状態となっている。さらに、射出部６による射出動作が進むと、図１０に示すように、球体２０のほとんどが射出部６から射出されたような状態となる。この時の蛍光インク３の射出状態を射出部６の下側から見ると、図１１に示すように、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の各射出穴１５から射出される蛍光インク３が描く円は次第に大きくなり、やがて再び小さくなる。そして、射出カウンタｐの値がＮ−１に到達して、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されたか否かが判断される（Ｓ９）。まだ、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されていないと判断された場合（Ｓ９：ＮＯ）は、全て射出し終えるまで、さらに射出時間が判断され、引き続き射出動作が繰り返される（Ｓ６）。
【００５７】
さらに、射出カウンタｐの値がＮ−１に到達して、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されたと判断された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）は、続いて、立体表示領域２で算出された位置データの所定の位置に、蛍光インク３が到達したか否かが判断される（Ｓ１０）。ここでは、実際の時間（時間タイマｋで計測された時間）が、ｔ＋ｔｄに到達したか否かが判断される。そして、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達していないと判断された場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、図１２に示すように、蛍光インク３によって形成された球体２０は、位置データの所定の位置にまだ到達していないため、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達するまでそのまま落下させる（Ｓ１０）。
【００５８】
続いて、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達したと判断された場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、立体表示領域２の算出された位置データの所定の位置に、球体２０の外縁を構成する各蛍光インク３が到達したことになるので、図１３に示すように、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを瞬間的に光らせる（Ｓ１１）。すると、立体表示領域２に射出された蛍光インク３によって形成された球体２０全体が、瞬間的に発光して、立体表示領域２に球体２０が立体的かつ明瞭に表示される。
【００５９】
その後、ｔ＋ｔｄ秒後の球体２０の表示が終了する（Ｓ１２）ので、基準タイマｔを更新するためにｔｄが加算される（Ｓ１３）。さらに、次に表示する立体像があるか否かが判断される（Ｓ１４）。ここでは、次のｔｄ時間に表示させる立体像の画像データが入力部１３から入力されているか否かを判断することによって行われる。そして、画像データが入力部１３から入力されていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）には射出動作の処理をそのまま終了する。一方、次のｔｄ時間に表示させる立体像の画像データが有る場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、Ｓ４に戻って、処理を繰り返すことにより、立体表示領域２に動画や静止画像を表示させる。なお、図７に示すフローチャートのＳ４の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「算出手段」に相当し、Ｓ６の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「射出制御手段」に相当し、Ｓ１０の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「ストロボ光照射制御手段」に相当する。
【００６０】
以上説明したように、第１の実施形態の立体画像表示装置１では、光を照射することによって光る蛍光インク３を、射出装置５の複数の射出穴１５から各々射出させ、その射出された蛍光インク３が立体表示領域２の特定の位置を通過した瞬間に、ストロボ光照射装置８で、その蛍光インク３を瞬間的に発光させることにより、立体表示領域２内に立体像を表示できる。そして、この立体画像表示装置１は、制御装置１０を備え、該制御装置１０が、入力部１３で入力された一定時間（ｔｄ）毎の立体像の画像データに基づき、その一定時間（ｔｄ）毎に繰り返し設定される基準時（ｔ）から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出している。そして、その算出された位置データに基づいて、これら射出装置５とストロボ光照射装置８との動作の制御を行うことによって、立体表示領域２内に立体像を表示できる。
【００６１】
このように、立体表示領域２にストロボ光を照射するだけで、ストロボ光の焦点を調整する必要もないので、簡単な構造で立体像を表示することができる。さらに、ストロボ光の焦点を調整するための計算がいらないので、従来の三次元画像の表示装置のような計算をする必要がなくなる。また、ストロボ光によって発光する蛍光インク３を使用しているので、立体表示領域２内に明瞭な立体像を表示できる。
【００６２】
次に、上記第１の実施形態をさらに変形して発展させた第２，第３，第４の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態では、立体表示領域２に立体像をカラーで表示できる立体画像表示装置について、第３の実施形態では、立体像の連続表示の更新時間を短縮できる立体画像表示装置１５０について、第４の実施形態では、蛍光ボール９０を使った立体画像表示装置２００について順次説明する。
【００６３】
まず、第２の実施形態である立体画像表示装置について説明する。図１４は、第２の実施形態である立体画像表示装置の射出部６０の底面図であり、図１５は、図１４に示す射出部６０の部分拡大図である。第２の実施形態である立体画像表示装置では、立体表示領域２に立体像をカラーで表示することができる。そして、第２の実施形態である立体画像表示装置は、第１の実施形態の射出装置５の射出部６を変形した射出部６０を備えており、それ以外の構成は第１の実施形態の立体画像表示装置１と同じである。よって、ここでは、射出部６０の構造と、カラーで表示される立体像の位置データの作成方法を中心に説明する。
【００６４】
なお、第２の実施形態の射出装置で使用される蛍光インクは単色ではなく、光の三原色である赤色、青色、緑色の蛍光物質から作成された赤色蛍光インク、青色蛍光インク、緑色蛍光インクを使用する。そして、これら３色を組合せることによって７色の色を表現することができる。
【００６５】
まず、射出部６０について説明する。図１４に示すように、第１の実施形態である立体画像表示装置１の射出部６（図３参照）には、複数の射出穴１５がマトリックス状に設けられていたが、第２の実施形態の射出部６０の底面には、３つの射出穴（３５ａ，３５ｂ．、３５ｃ）が一組となって構成された射出穴部３５が、射出部６０のＸ方向及びＹ方向に向かって配列されている。そして、射出穴部３５は、図１５に示すように、赤色の蛍光インクを射出する射出穴３５ａ、青色の蛍光インクを射出するための射出穴３５ｂ、緑色の蛍光インクを射出するための射出穴３５ｃとから構成されている。また、図示しないが、射出穴３５ａには、赤色の蛍光物質が貯留された赤色インクタンクが接続され、射出穴３５ｂには、青色の蛍光物質が貯留された青色インクタンクが接続され、射出穴３５ｃには、緑色の蛍光物質が貯留された緑色インクタンクが接続され、各インクタンクは射出装置内に各々設けられている。
【００６６】
次に、立体像をカラーで表示するための各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃの指定方法について説明する。カラーで表示する場合の立体像の位置データは、第１の実施形態と同じ方法で作成するとともに、各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃの指定は、立体像の外縁上の各位置の色を示す色データを基にして、それらを赤、青、緑の三色に分類する。具体的に説明すると、赤をＲ、青をＢ、緑をＧとした場合に、上記第１の実施形態で求めたＰｏｉｎｔＸＹを、
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ａの集合
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ｂの集合
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ｃの集合
とに各々分ける。仮に、ＰｏｉｎｔＸＹが、すべて黄色であった場合、黄色は赤と緑を合わせればよいので、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂを無しとすればよい。
【００６７】
次に、第２の実施形態における制御装置のＣＰＵの動作について説明する。第２の実施形態の制御装置は、上記第１の実施形態の制御装置１０の図７に示すフローチャートと同様に行われる。そして、図７に示すフローチャートのＳ４では、
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（Ｎ−１）
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（Ｎ−１）
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（Ｎ−１）
が算出される。さらに、そして各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃにおける各色の蛍光インクを射出する回数が算出され、それら各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃにおける各色の蛍光インクを射出するまでの射出時間が算出される。
【００６８】
さらに、図７に示すフローチャートＳ７では、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（ｐ）の射出穴３５ａから赤色蛍光物質を射出させ、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（ｐ）の射出穴３５ｂから青色蛍光物質を射出させ、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（ｐ）の射出穴３５ｃから緑色蛍光物質を各々射出させる。これによって、立体表示領域２に立体像をカラーで表示することができる。
【００６９】
以上説明したように、第２の実施形態の立体表示装置では、射出装置で使用される蛍光インクを単色ではなく、光の三原色である赤色、青色、緑色の蛍光物質から作成された赤色蛍光インク、青色蛍光インク、緑色蛍光インクを使用し、これらを組み合わせることによってカラーで立体像を表示することができる。
【００７０】
次に、第３の実施形態である立体画像表示装置１５０について説明する。図１６は、第３の実施形態である立体画像表示装置１５０の全体を示す構成図であり、図１７は、射出部７０の底面図であり、図１８は、図１７に示す射出部７０の部分拡大図である。なお、この第３の実施形態である立体画像表示装置１５０は、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。
【００７１】
図１６に示すように、この立体画像表示装置１５０の構造は、第１の実施形態の立体画像表示装置１の構成と異なり、互いに波長の異なる光を照射する３つのストロボ光照射装置（８０，８１，８２）を備えている。これらは、フラッシュランプ８０ａを備える第１ストロボ光照射装置８０と，フラッシュランプ８１ａを備える第２ストロボ光照射装置８１と，フラッシュランプ８２ａを備える第３ストロボ光照射装置８２とから構成され、全て制御装置１００に各々接続されている。さらに、射出装置５０は、互いに励起波長の異なる３種類の蛍光インクを各々射出させることができる射出部７０を備えている。よって、ここでは、互いに励起波長の異なる蛍光インクと、射出部７０の構造と、制御装置１００の動作について説明する。
【００７２】
まず、３種類の蛍光インクについて説明する。これら３種類の蛍光インクは、互いに励起波長が異なるとともに、蛍光波長がほぼ同じの蛍光物質（例えば、株式会社モリテック製の蛍光粒子等）によって作成されている。これにより、同空間に３種類の蛍光インクが存在しても、各蛍光インクの何れかの励起波長に対応するストロボ光が照射された場合は、そのストロボ光の波長に対応する励起波長の蛍光インクのみが発光する。このことを利用して、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。なお、蛍光インクの種類は３種類に限らず、４種類、５種類、それ以上にしてもよく、それら複数の蛍光インクの励起波長に対応したストロボ光照射装置を設定さえすれば、立体像の更新時間（ｔｄ）をさらに短縮することができる。
【００７３】
次に、射出部７０の構造について説明する。図１７に示すように、第２の実施形態の射出部６０（図１４参照）と同様に、射出部７０の底面には、３つの射出穴が一組となって構成された射出穴部４５がＸ方向及びＹ方向に向かって配列されている。そして、図１８に示すように、射出穴部４５は、第１射出穴４５ａ、第２射出穴４５ｂ、第３射出穴４５ｃとから構成され、各射出穴からは、互いに励起波長の異なる蛍光インクが射出されるようになっている。
【００７４】
次に、制御装置１００のＣＰＵの動作について説明する。ここでは、第１の実施形態で説明した図７に示すフローチャートを参考にして説明する。第１の実施形態では、Ｓ４において、ｔｄ時間毎の立体像の画像データを得て、位置データ及び制御データを算出したが、この立体画像表示装置１５０では、ｔｄ／３時間毎の立体像の画像データを得る必要がある。そこで、ｔｄ／３時間毎のそれぞれのデータを、
ＰｏｉｎｔＸＹ１ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋ｔｄ時間後のデータ
ＰｏｉｎｔＸＹ２ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋４×ｔｄ／３時間後のデータ
ＰｏｉｎｔＸＹ３ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋５×ｔｄ／３時間後のデータ
とする。
【００７５】
そして、制御装置１００のＣＰＵ（図示外）では、上記した射出部７０の３つの射出穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃを個別に制御する必要があるため、上記制御をｔｄ／３時間ずつずらして３つ同時に進める。よって、それぞれの制御を制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃとした場合に、３種類の蛍光インクを各射出穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃから各々射出させるために、図７に示すフローチャートの第１の実施形態のＣＰＵ１１ａによる制御動作を、制御装置１００のＣＰＵ（図示外）では、各制御Ａ，Ｂ，Ｃでそれぞれ設定し、ｔｄ／３時間ずつずらして３つの制御を同時におこなえばよい。
【００７６】
したがって、図７に示すフローチャートのＳ１の基準タイマｔのリセットにおいては、制御Ａでは、基準タイマｔ１＝０と設定し、制御Ｂでは、基準タイマｔ２＝ｔｄ／３と設定し、制御Ｃでは、基準タイマｔ３＝２×ｔｄ／３と設定する。これにより、基準タイマｔの開始時間はｔｄ／３ずつずれる。
【００７７】
そして、図７に示すフローチャートのＳ４において、
制御Ａでは、ＰｏｉｎｔＸＹ １（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ １（Ｎ−１）の算出を行い、
制御Ｂでは、ＰｏｉｎｔＸＹ ２（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ ２（Ｎ−１）の算出を行い、
制御Ｃでは、ＰｏｉｎｔＸＹ ３（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ ３（Ｎ−１）の算出を行う。これにより、射出部７０の制御データが作成される。
【００７８】
そして、制御Ａにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ １（ｐ）の射出穴４５ａからフラッシュランプ８０ａで光る蛍光インクを射出させ、続いて、制御Ｂにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ ２（ｐ）の射出穴４５ｂからフラッシュランプ８１ａで光る蛍光インクを射出させ、さらに、制御Ｃにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ ３（ｐ）の射出穴４５ｃからフラッシュランプ８２ａで光る蛍光インクを射出させる。そして、第１のストロボ光照射装置８０のフラッシュランプ８０ａと，第２のストロボ光照射装置８１のフラッシュランプ８１ａと，第３のストロボ光照射装置８２のフラッシュランプ８２ａとを、各基準タイマｔ１，ｔ２，ｔ３に従い、光らせる。これにより、各フラッシュランプによって照射されたストロボ光によって励起される各蛍光インクがｔｄ／３間隔で順次発光するので、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。
【００７９】
以上説明したように、第３の実施形態の立体画像表示装置１５０では、互いに励起波長が異なる３種類の蛍光インクを時間をすらして順次射出させ、互いに波長の異なる光を照射する３つのストロボ光照射装置（８０，８１，８２）の各フラッシュランプ（８０ａ，８１ａ，８２ａ）を順次照射することによって、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。これにより、例えば、動画を表示する場合、立体像の動きをより滑らかに表示することができる。また、立体表示領域２内に励起波長の異なる複数の蛍光インクが存在しても、ストロボ光を照射するストロボ光照射装置の励起波長に対応する蛍光インクのみが発光するので、立体像の位置データの位置を通過する蛍光インクのみを光らすことが可能である。これにより、立体像が不鮮明になるのを防止できる。
【００８０】
次に、第４の実施形態である立体画像表示装置２００について説明する。図１９は、第４の実施形態である立体画像表示装置２００の全体を示す構成図であり、図２０は、立体画像表示装置２００のブロック図であり、図２１は、射出部６００の底面図であり、図２２は、ボール射出装置５００の部分拡大断面図であり、図２３は、制御装置２５０の制御動作を示すフローチャートである。
【００８１】
この立体画像表示装置２００は、蛍光ボール９０を射出するボール射出装置５００を備えている。そして、それ以外の構成は、第１の実施形態の立体画像表示装置１とほぼ同じである。また、立体像の位置データと、射出部６００の制御データは、第１の実施形態の計算方法と全く同一であるため、ここでは、ボール射出装置５００の動作を中心に説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成部分については、第１の実施形態と同じ符号を付すものとする。
【００８２】
はじめに、立体画像表示装置２００の概略構成について説明する。図１９及び図２０に示すように、立体画像表示装置２００は、立体表示領域２に向かって、蛍光ボール９０を射出するボール射出装置５００と、該ボール射出装置５００によって蛍光ボール９０が射出された立体表示領域２に向かって瞬間的にストロボ光を照射するストロボ光照射装置８と、前記ボール射出装置５００及びストロボ光照射装置８に各々接続され、前記立体表示領域２に表示させる立体像の画像データから、立体像の位置データを算出し、該位置データに基づいてボール射出装置５００及びストロボ光照射装置８の動作を制御する制御装置２５０と、該制御装置２５０に接続され、立体像の画像データを入力するための入力部１３と、立体表示領域２の下方に設けられ、ボール射出装置５００から射出された蛍光ボール９０を受けるための回収容器１２０と、該回収容器１２０の下方に傾斜する底部１２０ａの最底部に接続され、回収容器１２０に落下した蛍光ボール９０を、ボール射出装置５００に向かって搬送するコンベア１４０と、該コンベア１４０に接続され、コンベア１４０を駆動するコンベア駆動装置１４０ａとから構成されている。また、ボール射出装置５００には、射出部６００に向かって、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給装置８００が設けられている。なお、蛍光ボール９０とは、特定の波長の光が照射されることによって発光する蛍光物質が塗られたボールのことをいう。また、ストロボ光照射装置８は、第１の実施形態と同様に、瞬間的に発光するフラッシュランプ８ａと、該フラッシュランプ８ａに電圧を与え、定電圧で駆動する電源部８ｂとを備えている。
【００８３】
次に、制御装置２５０について説明する。図２０に示すように、この制御装置２５０は、ボール射出装置５００と、ストロボ光照射装置８との制御を行う制御部１１０を備えている。そして、制御部１１０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１１０ａと、該ＣＰＵ１１０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１１０ｂと、ＲＡＭ１１０ｃとから構成されている。また、ＣＰＵ１１０ａには、Ｉ／Ｏインタフェース１２が設けられ、該Ｉ／Ｏインタフェース１２には、入力部１３と、ストロボ光照射装置８の電源部８ｂと、ボール射出装置５００の射出部６００の各種装置とが各々接続され、データの入出力及び制御信号の出力等がここで行われる。
【００８４】
次に、ボール射出装置５００について説明する。図１９，図２０に示すように、ボール射出装置５００は、立体表示領域２の上部に取り付けられている。さらに、このボール射出装置５００は、蛍光ボール９０を立体表示領域２に向かって射出する射出部６００と、該射出部６００の上部に設けられ、蛍光ボール９０を貯留するための筒状の外枠５５０と、該外枠５５０の内側に設けられ、外枠５５０の内側に貯留された多数の蛍光ボール９０を、射出部６００に設けられた複数の射出穴６５０（図２１参照）に各々均等に振り分けるボール振分装置７００と、射出部６００に複数設けられた各射出穴６５０に圧縮空気を各々供給する圧縮空気供給装置８００とから構成されている。
【００８５】
射出部６００について説明する。図２１に示すように、第１の実施形態の射出部６よりも大きい射出部６００の底面には、立体表示領域２に対向するとともに、蛍光ボール９０を射出するための複数の射出穴６５０がマトリックス状に配列されて設けられている。そして、これらマトリックス状に配列された複数の射出穴６５０は、射出部６００の底面におけるｘ方向にＬ個、ｙ方向にＭ個ずつ配列されている。さらに、このように配列された複数の射出穴１５の配列が、即ち、立体表示領域２のＸＹ平面上におけるＬ×Ｍの解像度となる。そして、これら各射出穴６５０には、図２２に示す蛍光ボール９０を射出するための射出ユニット６７０（図２２参照）が各々設けられており、蛍光ボール９０の射出動作を行っている。
【００８６】
次に、射出ユニット６７０について説明する。図２２に示すように、射出ユニット６７０は、１つの射出穴６５０に対して１つの射出ユニット６７０が設けられている。この射出ユニット６７０は、射出穴６５０の長手方向に直交して設けられ、上下に互いに離間する一対の上シャッター９５及び下シャッター９６と、上シャッター９５を開閉する一対の駆動ローラ９２，９２と、下シャッター９６を開閉する一対の駆動ローラ９３，９３と、該駆動ローラ９２，９２及び駆動ローラ９３，９３を駆動するローラ駆動回路９４（図２０参照）とで構成されている。
【００８７】
次に、射出部６００における射出ユニット６７０を構成する各部分の位置関係について説明する。図２２に示すように、射出部６００には、上下方向に延設する射出穴６５０の長手方向に直交する方向に延設され、射出穴６５０に連続する収納穴６０２と、該収納穴６０２の下方に設けられ、同じく射出穴６５０に連続する収納穴６０３とが設けられ、互いに略水平に設けられている。さらに、その収納穴６０２及び収納穴６０３が上下に離間する間隔は、１コの蛍光ボール９０の直径よりもやや長く調整されている。そして、収納穴６０２の、射出穴６５０側の上下の壁部に、互いに上下に離間する一対の駆動ローラ９２，９２が設けられ、該駆動ローラ９２，９２の間には、収納穴６０２と射出穴６５０との内側を左右に移動する平板状の上シャッター９５が設けられている。なお、図示しないが、収納穴６０２の内壁面には、上シャッター９５を左右にガイドするガイドレールが設けられている。
【００８８】
一方、収納穴６０３の、射出穴６５０側の上下の壁部に、互いに上下に離間する一対の駆動ローラ９３，９３が移動可能に設けられ、該駆動ローラ９３，９３の間には、収納穴６０３と射出穴６５０との内側を左右に移動する平板状の下シャッター９６が移動可能に設けられている。なお、図示しないが、収納穴６０３の内壁面には、下シャッター９６を左右にガイドするガイドレールが設けられている。そして、各駆動ローラ９２，９２及び駆動ローラ９３，９３には、図２０に示すローラ駆動回路９４に接続され、該ローラ駆動回路９４は、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２に接続されている。よって、この上シャッター９５及び下シャッター９６の開閉は、制御装置２５０のＣＰＵ１１０ａによって制御されている。そして、上シャッター９５が開く場合は、収納穴６０２に上シャッター９５全てが収納されることによって、射出穴６５０が開口される。一方、下シャッター９６が開く場合は、収納穴６０３に下シャッター９６全てが収納されることによって、射出穴６５０が開口される。
【００８９】
また、射出穴６５０において、上シャッター９５及び下シャッター９６の間に挟まれた空間が、次に射出される蛍光ボール９０が配置される第１射出準備室６５０ａとなっている。さらに、上シャッター９５よりも上側の空間が、第１射出準備室６５０ａに順次送り出される蛍光ボール９０を貯留する第２射出準備室６５０ｂとなっている。
【００９０】
また、射出穴６５０の、収納穴６０２と収納穴６０３とが設けられた内壁部分とは反対側の内壁部分には、射出穴６５０に貫通する圧縮空気供給口６０１が設けられ、該圧縮空気供給口６０１は、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）の配管に接続されている。また、図２０に示すように、この圧縮空気供給装置８００は、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１０のＣＰＵ１１０ａに電気的に接続されている。そして、図２２に示すように、圧縮空気供給口６０１は、第１射出準備室６５０ａの上部に向かって延設されている。これにより、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気が供給される。
【００９１】
また、図２２に示すように、射出穴６５０の上部には、第２射出準備室６５０ｂに蛍光ボール９０一個落下したのを検知する光センサ９８が設けられ、射出穴６５０の下部には、第１射出準備室６５０ａから蛍光ボール９０が射出されたのを検知する光センサ９９が設けられ、これら光センサ９８，９９は、図２０に示すように、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１０のＣＰＵ１１０ａに電気的に接続されている。
【００９２】
次に、ボール振分装置７００について説明する。図１９に示すように、ボール振分装置７００は、外枠５５０の内側であって、射出部６００の上部に隙間を空けて設けられている。そして、図２０又は図２２に示すように、ボール振分装置７００は、振り分け板７１０と、該振り分け板７１０を左右に振動させる振動装置（図示外）とから構成されている。そして、振り分け板７１０には、射出部６００の複数の射出穴６５０に対応する位置に、振り分け穴７１０ａ（図２２参照）がマトリックス状に各々設けられている。そして、この振り分け板７１０は、振動装置によって常時左右に振動しているので、ボール射出装置５００に供給された多数の蛍光ボール９０は、この振り分け板７１０の複数の振り分け穴７１０ａに均一に振り分けられる。これにより、射出部６００の複数の射出穴６５０に対して均一に分散させて蛍光ボール９０を振り分けることができる。
【００９３】
次に、ＣＰＵ１１０ａによるボール射出装置５００の制御動作について、図２２と図２３のフローチャートを参照して説明する。図２２に示すように、はじめに、第１射出準備室６５０ａに蛍光ボール９０を１個、第２射出準備室６５０ｂに蛍光ボール９０を満タンの状態（図２２では２個）で、上シャッター９５および下シャッター９６を閉じる（Ｓ２０）。次に、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）を動作させて、圧縮空気供給口６０１を介して、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気を送り込む（Ｓ２１）。この時、第１射出準備室６５０ａに配置された蛍光ボール９０は、その上方から圧縮空気が送り込まれるため、下シャッター９６側に押された状態となる。続いて、射出穴６５０において、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったか否かが判断される（Ｓ２２）。そして、射出時間に到達するまでは蛍光ボール９０の射出動作を待機させ（Ｓ２２：ＮＯ）、引き続き、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったか否かが判断される（Ｓ２２）。
【００９４】
そして、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったと判断された場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、下シャッター９６を開く（Ｓ２３）。このとき、第１射出準備室６５０ａに収納されていた蛍光ボール９０は圧縮空気に押されることによって立体表示領域２に向かって射出される。続いて、蛍光ボール９０が射出穴６５０から射出されたか否かが判断される（Ｓ２４）。ここでは、射出穴６５０の下部に設けられた光センサ９９が、その側を蛍光ボール９０の通過を検出したか否かによって判断される。まだ、蛍光ボール９０の通過を検出していない場合は（Ｓ２４：ＮＯ）、光センサ９９が蛍光ボール９０の通過を検出するまでＳ２４の判断が繰り返し行われる（Ｓ２４）。そして、光センサ９９が蛍光ボール９０の通過を検出した場合は（Ｓ２４：ＹＥＳ）、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気を送り込む必要がないので、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）の動作を停止させ、第１射出準備室６５０ａへの圧縮空気の供給を止める（Ｓ２５）。その後、ローラ駆動回路９４を制御して駆動ローラ９３、９３を回転させ、下シャッター９６を閉じる（Ｓ２６）。
【００９５】
次いで、ローラ駆動回路９４を制御して駆動ローラ９２，９２を回転させ、上シャッター９５を開く（Ｓ２７）。この時、射出穴６５０の第１射出準備室６５０ａは空いている。一方、第２射出準備室６５０ｂの上部には、蛍光ボール９０一個分のスペースが空く。よって、上シャッター９５が開くことによって、第２射出準備室６５０ｂの最下部に位置する蛍光ボール９０が、第１射出準備室６５０ａに落下し、振り分け穴７１０ａに位置する蛍光ボール９０は、その第２射出準備室６５０ｂの上部の空いたスペースに落下する。このとき、射出穴６５０内で、蛍光ボール９０がそれぞれ一段ずつ落ちたか否かが判断される（Ｓ２８）。ここでは、射出穴６５０の上部に設けられた光センサ９８が、その側を蛍光ボール９０の通過を検出したか否かによって判断される。まだ、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出していない場合は（Ｓ２８：ＮＯ）、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出するまでＳ２８の判断が繰り返し行われる（Ｓ２８）。そして、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出した場合は（Ｓ２８：ＹＥＳ）、射出穴６５０内で、蛍光ボール９０がそれぞれ一段ずつ落ちているので、駆動ローラ９２，９２を回転させ、上シャッター９５を閉じる（Ｓ２９）。こうして、Ｓ２１に戻り処理が繰り返される。
【００９６】
このようなボール射出装置５００によって、立体表示領域２に向かって射出された複数の蛍光ボール９０は、上記第１の実施形態と同様の方法により、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａによって瞬間的に照射されることによって光るので、立体表示領域２内に立体像を表示することができる。
【００９７】
また、図１９に示すように、ボール射出装置５００から射出された蛍光ボール９０は、回収容器１２０によって回収され、その回収された蛍光ボール９０は、コンベア１４０によって、ボール射出装置５００に搬送されるので、ボール射出装置５００に蛍光ボール９０を供給する手間を省くことができる。なお、図１９，図２０に示す回収容器１２０が、「回収手段」に相当し、コンベア１４０及びコンベア駆動装置１４０ａが、「供給手段」に相当する。
【００９８】
以上説明したように、第４の実施形態の立体画像表示装置２００では、ボール射出装置５００を使用することにより、蛍光ボール９０のような大きな飛翔体を使って、立体表示領域２に立体像を表現できる。このような蛍光ボール９０を使うことから、立体表示領域２を大きくし、立体像を大きく表示できることから、子供が楽しめるデパートの遊技広場や、各種アトラクション等にも利用できる。
【００９９】
なお、本発明の立体画像表示装置は、上記第１の実施形態に限らず、他の変形が可能である。例えば、第１，第２、第３の実施形態において、立体表示領域２に射出され、受け皿１４に溜まった蛍光インクを、再度、射出装置（５，５０）に供給する供給手段を設けても良い。
【０１００】
さらに、第４の実施形態で使用した蛍光ボール９０は、ボールの表面に蛍光物質を塗膜形成したものであるが、ボール自体に蛍光物質を内蔵させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の立体画像表示装置は、三次元空間に立体画像を表示できる立体画像表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】立体画像表示装置１の全体を示す構成図である。
【図２】立体画像表示装置１のブロック図である。
【図３】射出部６の底面図である。
【図４】所定の点Ｆを発光させる方法を示した説明図である。
【図５】所定の点が移動するように表示させる方法を示した説明図である。
【図６】球体２０の位置データを算出するための説明図である。
【図７】制御装置１０の動作を示すフローチャートである。
【図８】射出部６から蛍光インク３が射出される状態（初期）を示す説明図である。
【図９】図８に示す射出部６の底面図である。
【図１０】射出部６から蛍光インク３が射出された状態（中期）を示す説明図である。
【図１１】図１０に示す射出部６の底面図である。
【図１２】射出部６から蛍光インク３が射出される状態（終期）を示す説明図である。
【図１３】射出部６から射出された蛍光インク３に向かってフラッシュランプ８ａが発光した時の状態を示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態である立体画像表示装置の射出部６０の底面図である。
【図１５】図１４に示す射出部６０の部分拡大図である。
【図１６】第３の実施形態である立体画像表示装置１５０の全体を示す構成図である。
【図１７】射出部７０の底面図である。
【図１８】図１７に示す射出部７０の部分拡大図である。
【図１９】第４の実施形態である立体画像表示装置２００の全体を示す構成図である。
【図２０】立体画像表示装置２００のブロック図である。
【図２１】射出部６００の底面図である。
【図２２】ボール射出装置５００の部分拡大断面図である。
【図２３】制御装置２５０の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 立体画像表示装置
２ 立体表示領域
３ 蛍光インク
６ 射出部
８ ストロボ光照射装置
１０ 制御装置
１５ 射出穴
３５ 射出穴部
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 射出穴
４５ 射出穴部
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 射出穴
６０ 射出部
７０ 射出部
８０ 第１ストロボ光照射装置
８１ 第２ストロボ光照射装置
８２ 第３ストロボ光照射装置
９０ 蛍光ボール
１００ 制御装置
１２０ 回収容器
１４０ コンベア
１４０ａ コンベア駆動装置
１５０ 立体画像表示装置
２００ 立体画像表示装置
２５０ 制御装置
５００ ボール射出装置
６００ 射出部
６５０ 射出穴
６７０ 射出ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像表示装置に関し、詳細には、三次元空間に立体画像を表示する立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像表示装置として、特殊な偏光シャッター式眼鏡等をかけて疑似の立体画像を見るのとは異なり、実際に空間に立体を表示する手段として様々なものが知られている。例えば、空間に光を散乱する浮遊粒子を散乱させ、特定の浮遊粒子のみにレーザー光などを当てて発光させることによって、立体画像を表現する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、光を散乱する物質に、走査された放射線によりエネルギーを送り、発光或いは散乱させることによって物体表面を表現することができる。よって位置の情報さえあれば物体表面を描くことができるので、少ない計算量で物体表面を立体的に描くことができる。この他にも、最奥端に位置するラインで落下させた飛翔体により形成されるＸＹ平面（上下及び左右方向からなる平面）内の複数の飛翔体の１つ１つをドットとして映像信号に基づく光ビームで順次照射して一枚の画像を描き、この光ビームの走査が完了した後に、最奥端から最前端のラインに向かって順次同じような走査を行い、このような一連の動作を繰り返し行うことによって、三次元空間内に立体画像を表現する立体映像再生装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、光ビームが当たった飛翔体は輝き、当たらない飛翔体は輝かないので、濃淡画像も形成することができる。
【特許文献１】特開平６−１０５３４３号公報
【特許文献２】特開平７−１５４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の三次元画像表示装置では、高いＮＡのレーザー光を照射するための光走査器に、特定の浮遊粒子を発光させるためレーザー光の焦点を変更できる焦点可変装置を備えなければならないため、装置の構成が複雑となるとともに、装置自体に係るコストが上昇する問題点があった。さらに、液体又は気体中に浮遊する浮遊物質は定点に固定しないため、レーザー光の焦点と特定の浮遊粒子の位置とがズレてしまい、明瞭な立体画像を形成することができない問題点もあった。また、特許文献２に記載の立体映像再生装置では、立体画像の奥行き方向にかかる映像信号に基づいて、光源から照射された光ビームの焦点をレンズの移動によって調整しなければならず、レンズを移動させるための手段を備えなければならないため、装置の構成が複雑となる問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、三次元空間内に明瞭な立体画像を表示できる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る立体画像表示装置は、所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段と
を備えている。
【０００６】
また、請求項２に係る立体画像表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段とを備えている。
【０００７】
また、請求項３に係る立体画像表示装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記射出手段は、光の三原色に対応する、赤色の飛翔体を射出する第１の射出手段と、青色の飛翔体を射出する第２の射出手段と、緑色の飛翔体を射出する第３の射出手段とから構成され、前記射出制御手段は、前記立体画像の外縁上の前記位置上の色彩に応じて、前記第１の射出手段、前記第２の射出手段および前記第３の射出手段の制御を行い、前記赤色の飛翔体、前記青色の飛翔体又は前記緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることにより、前記立体画像をカラーで表示することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体は蛍光物質を内蔵する、又は表面に塗布されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体はインク等の液体であり、前記射出手段は、インクジェットヘッドであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に係る立体画像表示装置は、請求項４又は５に記載の発明の構成に加え、前記蛍光物質は、互いに励起波長の異なる複数の蛍光物質で構成され、当該複数の蛍光物質は、前記射出手段によって射出され、前記ストロボ光照射手段は、前記複数の蛍光物質の各励起波長に対応する各波長の何れかのストロボ光を照射する複数のストロボ光照射手段で構成され、前記一定時間は、前記一定時間を前記複数に分割した第２の一定時間として設定され、前記算出手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後の前記立体画像の前記位置データの算出を行い、前記射出制御手段は、前記算出手段によって算出される前記位置データに従い前記複数の蛍光物質を順次射出し、前記ストロボ光照射手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に、前記所定空間に射出された前記蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、前記複数のストロボ光照射手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に係る立体画像表示装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記飛翔体はボール等の固体であり、前記射出手段は、ボール射出装置であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に係る立体画像表示装置は、請求項７に記載の発明の構成に加え、前記所定空間の下方に設けられ、前記ボール射出装置によって射出された前記ボールを回収する回収手段と、当該回収手段によって回収された前記ボールを、前記ボール射出装置に供給する供給手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る立体画像表示装置では、所定空間内に立体画像を表示するために、算出手段が、その立体画像の画像データに基づいて、基準時から所定時間経過後に所定空間内に表示すべき立体画像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データを基にして、射出制御手段が複数の射出手段の中から何れかを選択し、その射出手段から射出された飛翔体が、基準時から所定時間経過後にその位置を通過するように、各々の射出手段の射出タイミングを制御する。一方、ストロボ光照射制御手段も、算出された位置データを基にして、基準時から前記所定時間経過後に、ストロボ光を照射するように、ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御する。よって、所定空間内において、基準時から所定時間経過後には、立体画像の外縁上に対応する位置に飛翔体が通過し、それと同時に、ストロボ光が飛翔体を照射するので、所定空間内に、立体画像を明瞭に表示することができる。また、ストロボ光の焦点を調整する必要もなく、所定空間に向かってストロボ光を瞬間的に照射するだけでよいので、装置構成が簡単である。さらに、射出手段は、立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置されているので、射出手段の数を増やすことによって、立体画像の解像度を上げることができるので、より鮮明な立体画像を所定空間内に表示することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る立体画像表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加え、所定空間内に立体画像を一定時間毎に繰り返し表示させる場合、算出手段は、基準時を一定時間毎に設定し直し、それら一定時間毎の所定時間経過後に表示する立体画像の位置データを算出する。さらに、射出制御手段は、一定時間毎に算出された位置データに従って射出手段を選択し、選択した射出手段の射出タイミングを制御する。さらに、ストロボ光照射制御手段は、一定時間毎の所定時間経過後にストロボ光を照射するように、ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御する。これにより、所定空間内には、一定時間毎に立体画像が繰り返し表示されるので、静止画像を連続的に表示することができる。さらに、一定時間毎の所定時間経過後に表示する立体画像の位置データを変化させることにより、立体画像の動画を表示させることもできる。また、一定時間は、所定空間内を飛翔体が通過するのに要する時間よりも長く設定されているので、先に所定空間内に射出された飛翔体が通過し終わらない内に、次の飛翔体で構成される立体像を表示するストロボ光を照射することはない。そのため、一定時間毎に明瞭な立体画像を表示させることができる。これによって、立体画像の動画も明瞭に表示させることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る立体画像表示装置では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、射出制御手段は、立体画像の外縁上の位置上の色彩に応じて、第１の射出手段、第２の射出手段および第３の射出手段の制御を行う。赤色の飛翔体、青色の飛翔体、黄色の飛翔体は、光の三原色であるので、射出制御手段が、立体画像の位置データにおける各位置の色に基づいて、赤色の飛翔体、青色の飛翔体又は緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることができるので、立体画像をカラーで表示することができる。
【００１６】
また、請求項４に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、飛翔体は蛍光物質を内蔵するか、又は表面に塗布されているので、ストロボ光の波長によって励起された飛翔体を光らせることができる。これにより、所定空間内で飛翔体によって形成される立体画像が浮かび上がるように明瞭に表示させることができる。
【００１７】
また、請求項５に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、インクジェットヘッドであるので、周知のピエゾ素子に電圧を印加して変形させることにより生じる圧力を利用して、飛翔体を所定空間内に射出させることができる。
【００１８】
また、請求項６に係る立体画像表示装置では、請求項４又は５に記載の発明の効果に加え、一定時間を複数に分割した第２の一定時間として設定する。そして、算出手段は、その第２の一定時間毎に基準時を設定し直し、その第２の一定時間毎に、所定時間経過後の立体画像の位置データの算出を行う。さらに、射出制御手段では、その算出された各位置データに従って、励起波長の異なる複数の蛍光物質を順次射出させるように射出手段を制御する。一方、ストロボ光照射手段は、第２の一定時間毎に、所定時間経過後に、所定空間に射出された蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、複数のストロボ光照射手段を制御する。これにより、立体画像を表示させる一定時間を短縮でき、即ち、立体画像を更新する更新時間を短縮することができる。したがって、動画を表示する場合、立体画像の動きをより滑らかに表示することができる。また、所定空間内に励起波長の異なる複数の蛍光物質が存在しても、ストロボ光を照射するストロボ光照射手段の励起波長に対応する蛍光物質のみが発光するので、位置データの位置を通過する蛍光物質のみを光らすことが可能である。これにより、立体画像が不鮮明になるのを防止できる。
【００１９】
また、請求項７に係る立体画像表示装置では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、ボール射出装置からボールが射出され、そのボールで、所定空間内に立体画像を表示することができる。また、飛翔体がボールであることから、立体画像を表示させるための所定空間を大きくでき、その所定空間に表示できる立体画像も大きくできることから、子供が楽しめるデパートの遊技広場や、各種アトラクション等にも利用できる。
【００２０】
また、請求項８に係る立体画像表示装置では、請求項７に記載の発明の効果に加え、射出装置によって射出されたボールは、回収手段によって回収され、その回収されたボールは、供給手段によって再度ボール射出装置に供給されるので、ボール射出装置にボールを供給する手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の第１の実施形態である立体画像表示装置１について、図面に基づいて説明する。図１は、立体画像表示装置１の全体を示す構成図であり、図２は、立体画像表示装置１のブロック図であり、図３は、射出部６の底面図であり、図４は、所定の点Ｆを発光させる方法を示した説明図であり、図５は、所定の点が移動するように表示させる方法を示した説明図であり、図６は、球体２０の位置データを算出するための説明図であり、図７は、制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、図８は、射出部６から蛍光インク３が射出される状態（初期）を示す斜視図であり、図９は、図８に示す射出部６の底面図であり、図１０は、射出部６から蛍光インク３が射出された状態（中期）を示す説明図であり、図１１は、図１０に示す射出部６の底面図であり、図１２は、射出部６から蛍光インク３が射出される状態（終期）を示す説明図であり、図１３は、射出部６から射出された蛍光インク３に向かってフラッシュランプ８ａが発光した時の状態を示す説明図である。
【００２２】
なお、第１の実施形態である立体画像表示装置１は、図１に示すように、特定の励起波長で発光する蛍光インク３（図１３参照）を、複数のインクジェットヘッドを備えた射出装置５から立体表示領域２に向かって射出させ、その射出された蛍光インク３が、制御装置１０によって算出された特定の位置を通過した瞬間に、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを照射して、その蛍光インク３を瞬間的に光らせることにより、立体表示領域２内に立体像を明瞭に表示できる点に特徴を有するものである。
【００２３】
はじめに、立体画像表示装置１の概略構成について説明する。図１及び図２に示すように、立体画像表示装置１は、立体像を表示する三次元空間である立体表示領域２に向かって、蛍光インク３を射出する射出装置５と、立体表示領域２に向かって瞬間的にストロボ光を照射するストロボ光照射装置８と、前記射出装置５及びストロボ光照射装置８に各々接続され、立体像の画像データから立体表示領域２における位置データを算出し、該位置データに基づいて射出装置５及びストロボ光照射装置８の動作を各々制御する制御装置１０と、該制御装置１０に接続され、立体像の画像データを入力するための入力部１３と、立体表示領域２の下方に設けられ、射出装置５から射出された蛍光インク３を受けるための受け皿１４とから構成されている。なお、ここで、蛍光インク３とは、特定の波長の光が照射されることによって発光する蛍光物質からなる液状インクのことをいう。また、図１に示す立体表示領域２が、「所定空間」に相当し、蛍光インク３が、「飛翔体」に相当する。
【００２４】
次に、射出装置５について説明する。この射出装置５は、プリンタ等で使用される周知のインクジェットヘッドを複数備えた装置である。そして、図１に示すように、射出装置５は、立体表示領域２の上部に取り付けられている。さらに、図１及び図２に示すように、射出装置５の構成は、複数のインクジェットヘッド（図示外）を備え、蛍光インク３を立体表示領域２に向かって射出する射出部６と、該射出部６の上部に設けられ、射出部６に蛍光インク３を供給する供給装置７とから構成されている。
【００２５】
また、図１，図３に示すように、射出部６は、略正方形状の底面に、所定の厚さ（Ｚ方向における高さ）を備えた略直方体状の部材である。そして、この射出部６の底面には、立体表示領域２（図１参照）に対向するとともに、蛍光インク３を射出する射出穴１５がマトリックス状に配列して複数設けられている。さらに、これらマトリックス状に配列された複数の射出穴１５は、射出部６の底面におけるｘ方向にＬ個、ｙ方向にＭ個ずつ配列されている。そして、このように配列された複数の射出穴１５の配列が、立体表示領域２のＸＹ平面上におけるＬ×Ｍの解像度となっている。よって、射出穴１５の配列数を増やすことにより、立体表示領域２のＸＹ平面上における解像度を上げることができる。そして、これら複数の射出穴１５の１つ１つには、電圧が印加されることによって変形するピエゾ素子（圧電素子）を備えた周知のインクジェットヘッド（図示外）が各々設けられており、このインクジェットヘッドによって蛍光インク３の射出動作が行われる。
【００２６】
また、図２に示すように、この射出装置５の射出部６は、後述する制御装置１０に接続されている。よって、各射出穴１５に各々設けられた各ピエゾ素子に電圧を印加するタイミングは制御装置１０によって制御されている。
【００２７】
なお、上記構成からなる射出装置５の動作は以下の通りである。図３に示す各射出穴１５の奥には、各インク室（図示外）があり、インクが蓄えられている。図１，図２に示すように、制御装置１０の制御信号によって、射出部６において指定された射出穴１５に設けられたピエゾ素子に電圧が印加されると、そのピエゾ素子が変形する。この変形により、インク室（図示外）が収縮し、蛍光インク３が射出穴１５から立体表示領域２に向かって吐出される。吐出後、インク室が元に戻ると、供給装置７からは、インク室（図示外）に対して蛍光インク３が補給される。
【００２８】
次に、ストロボ光照射装置８について説明する。図１及び図２に示すように、このストロボ光照射装置８は、瞬間的に発光するフラッシュランプ８ａと、該フラッシュランプ８ａに電圧を与え、定電圧で駆動する電源部８ｂとを備えたものである。このストロボ光照射装置８は、立体表示領域２に対してムラのない安定したストロボ光を発光することができる。また、このストロボ光照射装置８には、フラッシュランプ８ａの光量を切替可能な調整ダイヤル（図示外）が設けられている。これにより、立体表示領域２に表示させる立体像の明るさを自由に調整することもできる。なお、フラッシュランプ８ａには、蛍光インク３の励起波長に合わせた波長を有するストロボ光を照射できるものが使用される。そして、図２に示すように、このようなストロボ光照射装置８の電源部８ｂは、射出装置５と同様に、後述する制御装置１０に接続されている。よって、立体表示領域２に向かって照射されるストロボ光の照射タイミングは、制御装置１０によって制御されている。
【００２９】
次に、制御装置１０について説明する。図２に示すように、この制御装置１０は、射出装置５及びストロボ光照射装置８の制御を行う制御部１１を備えている。そして、制御部１１は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１１ａと、該ＣＰＵ１１ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１１ｂと、ＲＡＭ１１ｃとから構成されている。なお、ＲＯＭ１１ｂは内蔵されている各種プログラム等を記憶する読み出し専用のメモリである。一方、ＲＡＭ１１ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データ等を記憶する読み出し及び書き込み可能なメモリである。また、ＣＰＵ１１ａには、Ｉ／Ｏインタフェース１２が設けられ、該Ｉ／Ｏインタフェース１２には、後述する入力部１３と、ストロボ光照射装置８の電源部８ｂと、射出装置５の射出部６とが各々接続され、データの入出力及び制御信号の出力等がここで行われる。
【００３０】
そして、上記構成からなる制御装置１０は、入力部１３で入力設定された一定時間（ｔｄ）毎の立体像の画像データに基づき、その一定時間（ｔｄ）毎に繰り返し設定される基準時（ｔ）から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出する。そして、その算出された位置データに基づいて、これら射出装置５とストロボ光照射装置８との各動作の制御をそれぞれ行う。なお、この制御装置１０の制御動作については後述する。
【００３１】
次に、入力部１３について説明する。図２に示すように、入力部１３は、制御装置１０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１のＣＰＵ１１ａに電気的に接続されている。この入力部１３で入力される立体像の画像データは、例えば、立体像を示す方程式のプログラムや、座標データ等が挙げられる。
【００３２】
さらに、図２に示すように、入力部１３で入力された立体像の画像データは、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに書き込まれて記憶され、立体画像表示装置１の動作時にＣＰＵ１１ａによって読み込まれる。そして、ＣＰＵ１１ａでは、立体表示領域２における立体像の外縁上の点（ｘｌ，ｙｍ、ｚｎ）を示す位置データが算出され、その算出された位置データからＺ方向にスキャンされて得られる任意のＸＹ平面上の各位置に対応する射出部６の射出穴１５が各々指定される。さらに、ＸＹ平面の高さ（Ｚ軸上の位置）により、各射出穴１５における蛍光インク３を射出する時刻が算出される。こうして射出装置５の制御データが作成され、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。なお、この他にも、予め一定時間毎の立体像の位置データを算出しておき、その位置データを入力部１３から入力設定し、その位置データから、制御装置１０のＣＰＵ１１ａに上記制御データを算出させることもできる。
【００３３】
次に、立体表示領域２において、所定の点Ｆを光らせるための方法について説明する。図４に示すように、立体表示領域２の所定の点Ｆ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を光らせるためには、図１に示すストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを点灯するｔ１時間前に、射出装置５の射出部６の（ｘ１，ｙ１）に対応する射出穴１５（図３参照）から、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって射出すればよい。なお、ｔ１は、以下の式で示される。
ｔ１＝ｚ１／ｖ ・・・式（１）
【００３４】
この式（１）により、図３に示す射出部６の（ｘ１，ｙ１）に対応する射出穴１５から、ｔ１時間前に、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって射出させ、点灯時間になったら図１に示すフラッシュランプ８ａを光らせることによって、立体表示領域２内に点Ｆ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）が発光して浮き上がったように表示させることができる。なお、実際には、射出穴１５から射出された蛍光インク３には、重力や空気抵抗が影響するため、速度ｖを補正するのが好ましい。
【００３５】
ここで、立体像は点の集合である。このことから、立体像の外縁を構成する複数の点を、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・、（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）とした場合、これら複数の点を同時に光らせれば、立体表示領域２に立体像を明瞭に表示させることができる。なお、ｎは、ある立体像の外縁を構成する点の数を示す。したがって、これら複数の所定の点に対して、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａが点灯するｔｎ時間前に、射出装置５の射出部６の点（ｘｎ，ｙｎ）に各々対応する複数の射出穴１５から、速度ｖにて蛍光インク３を、立体表示領域２に向かって各々射出させればよい。なお、各点のｔｎは、以下の式で示される。
ｔｎ＝ｚｎ／ｖ ・・・式（２）
【００３６】
この式（２）により、射出部６の（ｘｎ，ｙｎ）に各々対応する複数の射出穴１５（図３参照）から、点毎に異なるｔｎ時間前に、速度ｖにて蛍光インク３を立体表示領域２に向かって射出させ、点灯時間になったら、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを点灯させることによって、立体表示領域２に複数の点（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）の集合を全て同時に発光させ、立体像を明瞭に表示させることができる。
【００３７】
次に、立体表示領域２に表示される所定の点を、点Ｆ１から点Ｆ３まで移動させる方法について説明する。図５に示すように、例えば、ｔ１時間後に、点Ｆ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を光らせ、ｔ２時間後に、点Ｆ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を光らせ、ｔ３時間後に、点Ｆ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を光らせることにより、所定の点が、点Ｆ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）から点Ｆ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を通過し、点Ｆ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）に移動したかのように表示させることができる。そのためには、ｔｄを表示させる点の更新時間とした場合に、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを光らせるタイミングを、
ｔ１＝ｔｄ
ｔ２＝ｔｄ×２
ｔ３＝ｔｄ×３
とし、射出装置５の射出部６における
点（ｘ１，ｙ１）に相当する射出穴１５から、ｔ１−ｚ１／ｖ 時間後、
点（ｘ２，ｙ２）に相当する射出穴１５から、ｔ２−ｚ２／ｖ 時間後、
点（ｘ３，ｙ３）に相当する射出穴１５から、ｔ３−ｚ３／ｖ 時間後
に蛍光インク３を、立体表示領域２のｚ方向に射出させればよい。なお、ｔｄは射出された蛍光インク３が立体表示領域２を落下し終わるまでの時間が設定される。この理由は、もし、ｔｄがその時間よりも短く設定されてしまうと、先に射出された蛍光インク３が落下し終わらないうちに、ストロボ光照射装置８によってストロボ光が照射されてしまうためである。これでは、先に射出された蛍光インク３が２回発光してしまうことになり、立体表示領域２に立体像を正しく表示できない。このような理由から、ｔｄは射出した蛍光インク３が立体表示領域２を落下し終わるまでの時間として設定されている。また、立体像の動画を表示させる場合は、立体像は点の集合であることから、各点の集合を上述した方法で各々移動させることにより、立体像の動画を表示させることができる。
【００３８】
次に、立体表示領域２に、立体像を表示するために必要な位置データの作成方法を説明する。上記したように、この位置データは制御装置１０によって算出される。まず、以下の説明で使用する各変数について説明する。
・（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ） 立体表示領域２に相当する空間であり、横幅Ｘａ、奥行きＹａ、高さＺａで構成される空間を示す。
・Ｌ 立体のＸ方向における分割数（Ｘ方向の解像度）
・Ｍ 立体のＹ方向における分割数（Ｙ方向の解像度）
・Ｎ 立体のＺ方向における分割数（Ｚ方向の解像度）
・ｔｄ 蛍光インク３が立体表示領域２を通過するまでの時間（画像の更新時間）
・ｐ 射出カウンタ（蛍光インク３を射出する毎に、１からＮ−１まで増加する。）
・Ｚｘｙ（１） Ｚ＝Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（２） Ｚ＝２×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（ｐ） Ｚ＝ｐ×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・Ｚｘｙ（Ｎ−１） Ｚ＝（Ｎ−１）×Ｚａ／ＮであるＸＹ平面
・ＰｏｉｎｔＸＹ（１） Ｚｘｙ（１）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（２） Ｚｘｙ（２）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ） Ｚｘｙ（ｐ）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１） Ｚｘｙ（Ｎ−１）平面と立体像の交点に対応する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ ＰｏｉｎｔＸＹ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１）の全ての集合
【００３９】
なお、ｔ＋ｔｄ時間後に立体像を表示させる場合、ＰｏｉｎｔＸＹは以下のようにも示される。
・ＰｏｉｎｔＸＹ（１） ｔ＋（１×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（２） ｔ＋（２×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ） ｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
・ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１） ｔ＋（（Ｎ−１）×ｔｄ）／Ｎ時間後に蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合
【００４０】
これら変数を使って説明する。まず、立体像を表すために必要なデータの作成方法を説明する。最初に立体像が点の集合で表される場合の作成方法を説明し、次に立体像が方程式で表される場合の作成方法について説明する。
【００４１】
最初に、立体像が点の集合で表される場合の作成方法について説明する。全ての立体像は（ｘ，ｙ，ｚ）の点の集合で表すことができる。そして、それらの点の集合は、立体表示領域２内部のどの点に対応するのかを調べ、対応する点を同時に光らせることができれば、立体像を立体表示領域２に表現することができる。そのために、次の計算方法で対応する点を求める。まず、空間（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）をそれぞれＬ，Ｍ，Ｎで分割する。そして、それら分割された任意の点を、
（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）
とすると、
（ｘｌ−Ｘａ／Ｌ／２）＜ｘ≦（ｘｌ＋Ｘａ／Ｌ／２）・・・式（３）
（ｙｍ−Ｙａ／Ｍ／２）＜ｙ≦（ｙｍ＋Ｙａ／Ｍ／２）・・・式（４）
（ｚｎ−Ｚａ／Ｎ／２）＜ｚ≦（ｚｎ＋Ｚａ／Ｎ／２）・・・式（５）
を満たす（ｘ，ｙ，ｚ）が立体像の点の集合に含まれていれば、点（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）を光らせればよい。そのうち、ｎ＝ｐを満たす（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）は、平面Ｚｘｙ（ｐ）上にあるので、それを満たす全ての点（ｘｌ，ｙｍ）をＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）とする。
【００４２】
ここで、この計算方法の一例として、立体を表示する立体表示領域２を、一辺の長さ１００の立方体とし、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向における解像度を全て２５に設定した場合について説明する。
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）＝（１００，１００，１００）
（Ｌ，Ｍ，Ｎ）＝（２５，２５，２５）
となる。そして、分割した任意の点（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）の座標において、
ｘｌは、
ｘ１＝（４＋０）／２＝２
ｘ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｘ３〜ｘ２３は省略
ｘ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｘ（Ｌ−１）
ｘ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｘＬ
となり、ｘｌ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｘ（Ｌ−１），ｘＬとなる。
【００４３】
一方、ｙｍは、
ｙ１＝（４＋０）／２＝２
ｙ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｙ３〜ｙ２３は省略
ｙ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｙ（Ｍ−１）
ｙ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｙＭ
となり、ｙｍ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｙ（Ｍ−１），ｙＭとなる。
【００４４】
また、ｚｎは、
ｚ１＝（４＋０）／２＝２
ｚ２＝（８＋４）／２＝６・・・※ｚ３〜ｚ２３は省略
ｚ２４＝（９６＋９２）／２＝９４＝ｚ（Ｎ−１）
ｚ２５＝（１００＋９６）／２＝９８＝ｚＮ
となり、ｚｎ＝２，６，１０，１４，１８，・・・、ｚ（Ｎ−１），ｚＮとなる。
【００４５】
また、上記した式（３），（４），（５）は、
（ｘｌ−２）＜ｘ≦（ｘｌ＋２）・・・式（６）
（ｙｍ−２）＜ｙ≦（ｙｍ＋２）・・・式（７）
（ｚｎ−２）＜ｚ≦（ｚｎ＋２）・・・式（８）
となる。
【００４６】
ここで、例えば、立体表示領域２の点（１５，２０，４５）を光らせたい場合、式（６），（７），（８）に、この座標値をそれぞれ当てはめると、
（ｘｌ−２）＜１５≦（ｘｌ＋２）
（ｙｍ−２）＜２０≦（ｙｍ＋２）
（ｚｎ−２）＜４５≦（ｚｎ＋２）
となり、これを満たす、（ｘｌ，ｙｍ，ｚｎ）＝（１４，１８，４６）＝（ｘ４，ｙ５，ｚ１２）の位置を発光させればよいことになる。また、この点は、ＰｏｉｎｔＸＹ（１２）の集合に含まれる（ｘ４，ｙ５）になる。そして、この（ｘ４，ｙ５）は、射出部６の底面のＸＹ平面（図３参照）における（１４，１８）の位置にあるｘ方向４番目、ｙ方向５番目の射出穴１５に相当することになる。
【００４７】
次に、立体像が方程式で表される場合の作成方法について説明する。 具体的な例として、球体２０を表示させるための位置データの作成方法について説明する。図６に示すように、中心が（ａ，ｂ，ｃ）で半径ｒの球体２０は下記のような方程式によって一般的に表すことができる。
（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＋（ｚ−ｃ）２＝ｒ２ ・・・式（９）
この場合、式（９）におけるｚの値を決めた後に、ｘをスキャンすることによって、ｙの値を求めればよい。そして、ｚ方向の解像度はＮであるので、ＰｏｎｉｔＸＹ（１）〜ＰｏｎｉｔＸＹ（Ｎ−１）を求めるには、式（９）のｚに、
１×（Ｚａ／Ｎ），２×（Ｚａ／Ｎ），・・・，（Ｎ−１）×（Ｚａ／Ｎ）
を順に代入すればよい。
【００４８】
例えば、ｚにＰ＝ｐ×（Ｚａ／Ｎ）を代入すると、式（９）は、
（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＋（Ｐ−ｃ）２＝ｒ２
となる。これを展開すると、
ｙ＝ｂ＋ｓｑｒｔ（ｒ２−（Ｐ−ｃ）２−（ｘ−ａ）２） ・・・式（１０）
ｙ＝ｂ−ｓｑｒｔ（ｒ２−（Ｐ−ｃ）２−（ｘ−ａ）２） ・・・式（１１）
となる。（※ｓｑｒｔ：平方根）
【００４９】
次に、ｘ方向の解像度はＬであるので、式（１０）と式（１１）のｘに、
ｘ＝ｎ×（Ｘａ／Ｌ） （ｎはＬ未満の自然数） ・・・式（１２）
を満たすｘの値を順次代入する。具体的には、
１×（Ｘａ／Ｌ），２×（Ｘａ／Ｌ），・・・，（Ｌ−１）×（Ｘａ／Ｌ）
を順次代入することによって、ｙを求めることができる。そして、平方根の中の値が、負の数になればｙの値は無し、正の数であれば２つ、０であればｙ＝ｂの１つだけとなる。
【００５０】
次いで、式（１０）と式（１１）で求められたｙに対して、
（ｙｍ−Ｙａ／Ｍ／２）＜ｙ≦（ｙｍ＋Ｙａ／Ｍ／２）
を満たすｙｍがあれば、それが求めるｙ座標の位置となる。さらに、その時に代入したｘの値をｘｌとすると、（ｘｌ，ｙｍ）がＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の１つとして設定される。そして、式（１２）を満たすｘを代入して得られた全ての（ｘｌ，ｙｍ）がＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）となる。
【００５１】
このようにして、球体２０を表現するための位置データを作成することができる。そして、これらの計算は、図２示す制御装置１０の制御部１１のＣＰＵ１１ａによって行われる。
【００５２】
次に、立体表示領域２において、球体２０を表示させる場合のＣＰＵ１１ａの動作について、図７のフローチャートと、図８乃至図１３を参照して説明する。図７に示すように、はじめに、基準タイマｔをリセットする（Ｓ１）。この基準タイマｔは、更新される毎に、ｔｄを加算するものである。次に、時間タイマｋのリセットを行い（Ｓ２）、スタートさせる（Ｓ３）。この時間タイマｋは、実際の経過時間を計測するものである。そして、入力部１３から入力設定されたｔ＋ｔｄ秒後の球体２０の画像データに基づいて、上記方法によって、立体表示領域２に表示すべき球体２０の外縁上の点（ｘｌ，ｙｍ、ｚｎ）集合を示す位置データを算出する（Ｓ４）。さらにＳ４では、この算出された位置データに基づいて、射出装置５の制御データを算出する。
【００５３】
具体的には、算出された位置データに基づいて、すでに述べた方法でＰｏｉｎｔＸＹ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ（Ｎ−１）を算出する。ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）は、ｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間になったら、蛍光インク３を射出する射出穴１５の集合である。そして、これら算出された制御データは、制御部１１のＲＡＭ１１ｃに記憶される。
【００５４】
次いで、射出カウンタｐがリセット（ｐ＝１）される（Ｓ５）。続いて、蛍光インク３を射出する射出時間になったか否かを判断する（Ｓ６）。具体的には、実際の時間（時間タイマｋで計測された時間）が、Ｓ４で算出された射出時間、即ち、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の射出穴１５からインクを射出する時間であるｔ＋（ｐ×ｔｄ）／Ｎ時間に到達したか否かでを判断する。そして、射出時間に到達するまでは（Ｓ６：ＮＯ）、蛍光インク３の射出動作を待機させる（Ｓ６）。
【００５５】
そして、蛍光インク３を射出する射出時間に到達したと判断された場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の射出穴１５から蛍光インク３が同時に射出される（Ｓ７）。そして、射出カウンタｐは、射出穴１５から各ＰｏｉｎｔＸＹ分の蛍光インク３を射出する毎に１が加算され、１からＮ−１まで増加する（Ｓ８）。
【００５６】
また、射出開始時（初期）は、図８に示すように、蛍光インク３によって形成された球体２０の下部分が射出部６から射出されたような状態となる。さらに、この時の蛍光インク３の射出状態を射出部６の下側から見ると、図９に示すように、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の各射出穴１５から蛍光インク３が円形状に射出された状態となっている。さらに、射出部６による射出動作が進むと、図１０に示すように、球体２０のほとんどが射出部６から射出されたような状態となる。この時の蛍光インク３の射出状態を射出部６の下側から見ると、図１１に示すように、ＰｏｉｎｔＸＹ（ｐ）の各射出穴１５から射出される蛍光インク３が描く円は次第に大きくなり、やがて再び小さくなる。そして、射出カウンタｐの値がＮ−１に到達して、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されたか否かが判断される（Ｓ９）。まだ、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されていないと判断された場合（Ｓ９：ＮＯ）は、全て射出し終えるまで、さらに射出時間が判断され、引き続き射出動作が繰り返される（Ｓ６）。
【００５７】
さらに、射出カウンタｐの値がＮ−１に到達して、射出穴１５から算出した立体像分の蛍光インク３が全て射出されたと判断された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）は、続いて、立体表示領域２で算出された位置データの所定の位置に、蛍光インク３が到達したか否かが判断される（Ｓ１０）。ここでは、実際の時間（時間タイマｋで計測された時間）が、ｔ＋ｔｄに到達したか否かが判断される。そして、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達していないと判断された場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、図１２に示すように、蛍光インク３によって形成された球体２０は、位置データの所定の位置にまだ到達していないため、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達するまでそのまま落下させる（Ｓ１０）。
【００５８】
続いて、実際の時間がｔ＋ｔｄに到達したと判断された場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、立体表示領域２の算出された位置データの所定の位置に、球体２０の外縁を構成する各蛍光インク３が到達したことになるので、図１３に示すように、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａを瞬間的に光らせる（Ｓ１１）。すると、立体表示領域２に射出された蛍光インク３によって形成された球体２０全体が、瞬間的に発光して、立体表示領域２に球体２０が立体的かつ明瞭に表示される。
【００５９】
その後、ｔ＋ｔｄ秒後の球体２０の表示が終了する（Ｓ１２）ので、基準タイマｔを更新するためにｔｄが加算される（Ｓ１３）。さらに、次に表示する立体像があるか否かが判断される（Ｓ１４）。ここでは、次のｔｄ時間に表示させる立体像の画像データが入力部１３から入力されているか否かを判断することによって行われる。そして、画像データが入力部１３から入力されていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）には射出動作の処理をそのまま終了する。一方、次のｔｄ時間に表示させる立体像の画像データが有る場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、Ｓ４に戻って、処理を繰り返すことにより、立体表示領域２に動画や静止画像を表示させる。なお、図７に示すフローチャートのＳ４の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「算出手段」に相当し、Ｓ６の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「射出制御手段」に相当し、Ｓ１０の処理を実行するＣＰＵ１１ａが、「ストロボ光照射制御手段」に相当する。
【００６０】
以上説明したように、第１の実施形態の立体画像表示装置１では、光を照射することによって光る蛍光インク３を、射出装置５の複数の射出穴１５から各々射出させ、その射出された蛍光インク３が立体表示領域２の特定の位置を通過した瞬間に、ストロボ光照射装置８で、その蛍光インク３を瞬間的に発光させることにより、立体表示領域２内に立体像を表示できる。そして、この立体画像表示装置１は、制御装置１０を備え、該制御装置１０が、入力部１３で入力された一定時間（ｔｄ）毎の立体像の画像データに基づき、その一定時間（ｔｄ）毎に繰り返し設定される基準時（ｔ）から所定時間経過後に、立体表示領域２に表示させる立体像の外縁上に対応する位置データを算出している。そして、その算出された位置データに基づいて、これら射出装置５とストロボ光照射装置８との動作の制御を行うことによって、立体表示領域２内に立体像を表示できる。
【００６１】
このように、立体表示領域２にストロボ光を照射するだけで、ストロボ光の焦点を調整する必要もないので、簡単な構造で立体像を表示することができる。さらに、ストロボ光の焦点を調整するための計算がいらないので、従来の三次元画像の表示装置のような計算をする必要がなくなる。また、ストロボ光によって発光する蛍光インク３を使用しているので、立体表示領域２内に明瞭な立体像を表示できる。
【００６２】
次に、上記第１の実施形態をさらに変形して発展させた第２，第３，第４の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態では、立体表示領域２に立体像をカラーで表示できる立体画像表示装置について、第３の実施形態では、立体像の連続表示の更新時間を短縮できる立体画像表示装置１５０について、第４の実施形態では、蛍光ボール９０を使った立体画像表示装置２００について順次説明する。
【００６３】
まず、第２の実施形態である立体画像表示装置について説明する。図１４は、第２の実施形態である立体画像表示装置の射出部６０の底面図であり、図１５は、図１４に示す射出部６０の部分拡大図である。第２の実施形態である立体画像表示装置では、立体表示領域２に立体像をカラーで表示することができる。そして、第２の実施形態である立体画像表示装置は、第１の実施形態の射出装置５の射出部６を変形した射出部６０を備えており、それ以外の構成は第１の実施形態の立体画像表示装置１と同じである。よって、ここでは、射出部６０の構造と、カラーで表示される立体像の位置データの作成方法を中心に説明する。
【００６４】
なお、第２の実施形態の射出装置で使用される蛍光インクは単色ではなく、光の三原色である赤色、青色、緑色の蛍光物質から作成された赤色蛍光インク、青色蛍光インク、緑色蛍光インクを使用する。そして、これら３色を組合せることによって７色の色を表現することができる。
【００６５】
まず、射出部６０について説明する。図１４に示すように、第１の実施形態である立体画像表示装置１の射出部６（図３参照）には、複数の射出穴１５がマトリックス状に設けられていたが、第２の実施形態の射出部６０の底面には、３つの射出穴（３５ａ，３５ｂ．、３５ｃ）が一組となって構成された射出穴部３５が、射出部６０のＸ方向及びＹ方向に向かって配列されている。そして、射出穴部３５は、図１５に示すように、赤色の蛍光インクを射出する射出穴３５ａ、青色の蛍光インクを射出するための射出穴３５ｂ、緑色の蛍光インクを射出するための射出穴３５ｃとから構成されている。また、図示しないが、射出穴３５ａには、赤色の蛍光物質が貯留された赤色インクタンクが接続され、射出穴３５ｂには、青色の蛍光物質が貯留された青色インクタンクが接続され、射出穴３５ｃには、緑色の蛍光物質が貯留された緑色インクタンクが接続され、各インクタンクは射出装置内に各々設けられている。
【００６６】
次に、立体像をカラーで表示するための各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃの指定方法について説明する。カラーで表示する場合の立体像の位置データは、第１の実施形態と同じ方法で作成するとともに、各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃの指定は、立体像の外縁上の各位置の色を示す色データを基にして、それらを赤、青、緑の三色に分類する。具体的に説明すると、赤をＲ、青をＢ、緑をＧとした場合に、上記第１の実施形態で求めたＰｏｉｎｔＸＹを、
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ａの集合
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ｂの集合
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ Ｚｘｙ平面と立体像の交点に対応する射出穴３５ｃの集合
とに各々分ける。仮に、ＰｏｉｎｔＸＹが、すべて黄色であった場合、黄色は赤と緑を合わせればよいので、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂを無しとすればよい。
【００６７】
次に、第２の実施形態における制御装置のＣＰＵの動作について説明する。第２の実施形態の制御装置は、上記第１の実施形態の制御装置１０の図７に示すフローチャートと同様に行われる。そして、図７に示すフローチャートのＳ４では、
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（Ｎ−１）
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（Ｎ−１）
ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（Ｎ−１）
が算出される。さらに、そして各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃにおける各色の蛍光インクを射出する回数が算出され、それら各射出穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃにおける各色の蛍光インクを射出するまでの射出時間が算出される。
【００６８】
さらに、図７に示すフローチャートＳ７では、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｒ（ｐ）の射出穴３５ａから赤色蛍光物質を射出させ、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｂ（ｐ）の射出穴３５ｂから青色蛍光物質を射出させ、ＰｏｉｎｔＸＹ Ｇ（ｐ）の射出穴３５ｃから緑色蛍光物質を各々射出させる。これによって、立体表示領域２に立体像をカラーで表示することができる。
【００６９】
以上説明したように、第２の実施形態の立体表示装置では、射出装置で使用される蛍光インクを単色ではなく、光の三原色である赤色、青色、緑色の蛍光物質から作成された赤色蛍光インク、青色蛍光インク、緑色蛍光インクを使用し、これらを組み合わせることによってカラーで立体像を表示することができる。
【００７０】
次に、第３の実施形態である立体画像表示装置１５０について説明する。図１６は、第３の実施形態である立体画像表示装置１５０の全体を示す構成図であり、図１７は、射出部７０の底面図であり、図１８は、図１７に示す射出部７０の部分拡大図である。なお、この第３の実施形態である立体画像表示装置１５０は、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。
【００７１】
図１６に示すように、この立体画像表示装置１５０の構造は、第１の実施形態の立体画像表示装置１の構成と異なり、互いに波長の異なる光を照射する３つのストロボ光照射装置（８０，８１，８２）を備えている。これらは、フラッシュランプ８０ａを備える第１ストロボ光照射装置８０と，フラッシュランプ８１ａを備える第２ストロボ光照射装置８１と，フラッシュランプ８２ａを備える第３ストロボ光照射装置８２とから構成され、全て制御装置１００に各々接続されている。さらに、射出装置５０は、互いに励起波長の異なる３種類の蛍光インクを各々射出させることができる射出部７０を備えている。よって、ここでは、互いに励起波長の異なる蛍光インクと、射出部７０の構造と、制御装置１００の動作について説明する。
【００７２】
まず、３種類の蛍光インクについて説明する。これら３種類の蛍光インクは、互いに励起波長が異なるとともに、蛍光波長がほぼ同じの蛍光物質（例えば、株式会社モリテック製の蛍光粒子等）によって作成されている。これにより、同空間に３種類の蛍光インクが存在しても、各蛍光インクの何れかの励起波長に対応するストロボ光が照射された場合は、そのストロボ光の波長に対応する励起波長の蛍光インクのみが発光する。このことを利用して、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。なお、蛍光インクの種類は３種類に限らず、４種類、５種類、それ以上にしてもよく、それら複数の蛍光インクの励起波長に対応したストロボ光照射装置を設定さえすれば、立体像の更新時間（ｔｄ）をさらに短縮することができる。
【００７３】
次に、射出部７０の構造について説明する。図１７に示すように、第２の実施形態の射出部６０（図１４参照）と同様に、射出部７０の底面には、３つの射出穴が一組となって構成された射出穴部４５がＸ方向及びＹ方向に向かって配列されている。そして、図１８に示すように、射出穴部４５は、第１射出穴４５ａ、第２射出穴４５ｂ、第３射出穴４５ｃとから構成され、各射出穴からは、互いに励起波長の異なる蛍光インクが射出されるようになっている。
【００７４】
次に、制御装置１００のＣＰＵの動作について説明する。ここでは、第１の実施形態で説明した図７に示すフローチャートを参考にして説明する。第１の実施形態では、Ｓ４において、ｔｄ時間毎の立体像の画像データを得て、位置データ及び制御データを算出したが、この立体画像表示装置１５０では、ｔｄ／３時間毎の立体像の画像データを得る必要がある。そこで、ｔｄ／３時間毎のそれぞれのデータを、
ＰｏｉｎｔＸＹ１ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋ｔｄ時間後のデータ
ＰｏｉｎｔＸＹ２ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋４×ｔｄ／３時間後のデータ
ＰｏｉｎｔＸＹ３ ＰｏｉｎｔＸＹと同じ方法で得たｔ＋５×ｔｄ／３時間後のデータ
とする。
【００７５】
そして、制御装置１００のＣＰＵ（図示外）では、上記した射出部７０の３つの射出穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃを個別に制御する必要があるため、上記制御をｔｄ／３時間ずつずらして３つ同時に進める。よって、それぞれの制御を制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃとした場合に、３種類の蛍光インクを各射出穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃから各々射出させるために、図７に示すフローチャートの第１の実施形態のＣＰＵ１１ａによる制御動作を、制御装置１００のＣＰＵ（図示外）では、各制御Ａ，Ｂ，Ｃでそれぞれ設定し、ｔｄ／３時間ずつずらして３つの制御を同時におこなえばよい。
【００７６】
したがって、図７に示すフローチャートのＳ１の基準タイマｔのリセットにおいては、制御Ａでは、基準タイマｔ１＝０と設定し、制御Ｂでは、基準タイマｔ２＝ｔｄ／３と設定し、制御Ｃでは、基準タイマｔ３＝２×ｔｄ／３と設定する。これにより、基準タイマｔの開始時間はｔｄ／３ずつずれる。
【００７７】
そして、図７に示すフローチャートのＳ４において、
制御Ａでは、ＰｏｉｎｔＸＹ １（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ １（Ｎ−１）の算出を行い、
制御Ｂでは、ＰｏｉｎｔＸＹ ２（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ ２（Ｎ−１）の算出を行い、
制御Ｃでは、ＰｏｉｎｔＸＹ ３（１）〜ＰｏｉｎｔＸＹ ３（Ｎ−１）の算出を行う。これにより、射出部７０の制御データが作成される。
【００７８】
そして、制御Ａにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ １（ｐ）の射出穴４５ａからフラッシュランプ８０ａで光る蛍光インクを射出させ、続いて、制御Ｂにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ ２（ｐ）の射出穴４５ｂからフラッシュランプ８１ａで光る蛍光インクを射出させ、さらに、制御Ｃにおいて、ＰｏｉｎｔＸＹ ３（ｐ）の射出穴４５ｃからフラッシュランプ８２ａで光る蛍光インクを射出させる。そして、第１のストロボ光照射装置８０のフラッシュランプ８０ａと，第２のストロボ光照射装置８１のフラッシュランプ８１ａと，第３のストロボ光照射装置８２のフラッシュランプ８２ａとを、各基準タイマｔ１，ｔ２，ｔ３に従い、光らせる。これにより、各フラッシュランプによって照射されたストロボ光によって励起される各蛍光インクがｔｄ／３間隔で順次発光するので、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。
【００７９】
以上説明したように、第３の実施形態の立体画像表示装置１５０では、互いに励起波長が異なる３種類の蛍光インクを時間をすらして順次射出させ、互いに波長の異なる光を照射する３つのストロボ光照射装置（８０，８１，８２）の各フラッシュランプ（８０ａ，８１ａ，８２ａ）を順次照射することによって、立体像の連続表示の更新時間（ｔｄ）を３分の１に短縮することができる。これにより、例えば、動画を表示する場合、立体像の動きをより滑らかに表示することができる。また、立体表示領域２内に励起波長の異なる複数の蛍光インクが存在しても、ストロボ光を照射するストロボ光照射装置の励起波長に対応する蛍光インクのみが発光するので、立体像の位置データの位置を通過する蛍光インクのみを光らすことが可能である。これにより、立体像が不鮮明になるのを防止できる。
【００８０】
次に、第４の実施形態である立体画像表示装置２００について説明する。図１９は、第４の実施形態である立体画像表示装置２００の全体を示す構成図であり、図２０は、立体画像表示装置２００のブロック図であり、図２１は、射出部６００の底面図であり、図２２は、ボール射出装置５００の部分拡大断面図であり、図２３は、制御装置２５０の制御動作を示すフローチャートである。
【００８１】
この立体画像表示装置２００は、蛍光ボール９０を射出するボール射出装置５００を備えている。そして、それ以外の構成は、第１の実施形態の立体画像表示装置１とほぼ同じである。また、立体像の位置データと、射出部６００の制御データは、第１の実施形態の計算方法と全く同一であるため、ここでは、ボール射出装置５００の動作を中心に説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成部分については、第１の実施形態と同じ符号を付すものとする。
【００８２】
はじめに、立体画像表示装置２００の概略構成について説明する。図１９及び図２０に示すように、立体画像表示装置２００は、立体表示領域２に向かって、蛍光ボール９０を射出するボール射出装置５００と、該ボール射出装置５００によって蛍光ボール９０が射出された立体表示領域２に向かって瞬間的にストロボ光を照射するストロボ光照射装置８と、前記ボール射出装置５００及びストロボ光照射装置８に各々接続され、前記立体表示領域２に表示させる立体像の画像データから、立体像の位置データを算出し、該位置データに基づいてボール射出装置５００及びストロボ光照射装置８の動作を制御する制御装置２５０と、該制御装置２５０に接続され、立体像の画像データを入力するための入力部１３と、立体表示領域２の下方に設けられ、ボール射出装置５００から射出された蛍光ボール９０を受けるための回収容器１２０と、該回収容器１２０の下方に傾斜する底部１２０ａの最底部に接続され、回収容器１２０に落下した蛍光ボール９０を、ボール射出装置５００に向かって搬送するコンベア１４０と、該コンベア１４０に接続され、コンベア１４０を駆動するコンベア駆動装置１４０ａとから構成されている。また、ボール射出装置５００には、射出部６００に向かって、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給装置８００が設けられている。なお、蛍光ボール９０とは、特定の波長の光が照射されることによって発光する蛍光物質が塗られたボールのことをいう。また、ストロボ光照射装置８は、第１の実施形態と同様に、瞬間的に発光するフラッシュランプ８ａと、該フラッシュランプ８ａに電圧を与え、定電圧で駆動する電源部８ｂとを備えている。
【００８３】
次に、制御装置２５０について説明する。図２０に示すように、この制御装置２５０は、ボール射出装置５００と、ストロボ光照射装置８との制御を行う制御部１１０を備えている。そして、制御部１１０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１１０ａと、該ＣＰＵ１１０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１１０ｂと、ＲＡＭ１１０ｃとから構成されている。また、ＣＰＵ１１０ａには、Ｉ／Ｏインタフェース１２が設けられ、該Ｉ／Ｏインタフェース１２には、入力部１３と、ストロボ光照射装置８の電源部８ｂと、ボール射出装置５００の射出部６００の各種装置とが各々接続され、データの入出力及び制御信号の出力等がここで行われる。
【００８４】
次に、ボール射出装置５００について説明する。図１９，図２０に示すように、ボール射出装置５００は、立体表示領域２の上部に取り付けられている。さらに、このボール射出装置５００は、蛍光ボール９０を立体表示領域２に向かって射出する射出部６００と、該射出部６００の上部に設けられ、蛍光ボール９０を貯留するための筒状の外枠５５０と、該外枠５５０の内側に設けられ、外枠５５０の内側に貯留された多数の蛍光ボール９０を、射出部６００に設けられた複数の射出穴６５０（図２１参照）に各々均等に振り分けるボール振分装置７００と、射出部６００に複数設けられた各射出穴６５０に圧縮空気を各々供給する圧縮空気供給装置８００とから構成されている。
【００８５】
射出部６００について説明する。図２１に示すように、第１の実施形態の射出部６よりも大きい射出部６００の底面には、立体表示領域２に対向するとともに、蛍光ボール９０を射出するための複数の射出穴６５０がマトリックス状に配列されて設けられている。そして、これらマトリックス状に配列された複数の射出穴６５０は、射出部６００の底面におけるｘ方向にＬ個、ｙ方向にＭ個ずつ配列されている。さらに、このように配列された複数の射出穴１５の配列が、即ち、立体表示領域２のＸＹ平面上におけるＬ×Ｍの解像度となる。そして、これら各射出穴６５０には、図２２に示す蛍光ボール９０を射出するための射出ユニット６７０（図２２参照）が各々設けられており、蛍光ボール９０の射出動作を行っている。
【００８６】
次に、射出ユニット６７０について説明する。図２２に示すように、射出ユニット６７０は、１つの射出穴６５０に対して１つの射出ユニット６７０が設けられている。この射出ユニット６７０は、射出穴６５０の長手方向に直交して設けられ、上下に互いに離間する一対の上シャッター９５及び下シャッター９６と、上シャッター９５を開閉する一対の駆動ローラ９２，９２と、下シャッター９６を開閉する一対の駆動ローラ９３，９３と、該駆動ローラ９２，９２及び駆動ローラ９３，９３を駆動するローラ駆動回路９４（図２０参照）とで構成されている。
【００８７】
次に、射出部６００における射出ユニット６７０を構成する各部分の位置関係について説明する。図２２に示すように、射出部６００には、上下方向に延設する射出穴６５０の長手方向に直交する方向に延設され、射出穴６５０に連続する収納穴６０２と、該収納穴６０２の下方に設けられ、同じく射出穴６５０に連続する収納穴６０３とが設けられ、互いに略水平に設けられている。さらに、その収納穴６０２及び収納穴６０３が上下に離間する間隔は、１コの蛍光ボール９０の直径よりもやや長く調整されている。そして、収納穴６０２の、射出穴６５０側の上下の壁部に、互いに上下に離間する一対の駆動ローラ９２，９２が設けられ、該駆動ローラ９２，９２の間には、収納穴６０２と射出穴６５０との内側を左右に移動する平板状の上シャッター９５が設けられている。なお、図示しないが、収納穴６０２の内壁面には、上シャッター９５を左右にガイドするガイドレールが設けられている。
【００８８】
一方、収納穴６０３の、射出穴６５０側の上下の壁部に、互いに上下に離間する一対の駆動ローラ９３，９３が移動可能に設けられ、該駆動ローラ９３，９３の間には、収納穴６０３と射出穴６５０との内側を左右に移動する平板状の下シャッター９６が移動可能に設けられている。なお、図示しないが、収納穴６０３の内壁面には、下シャッター９６を左右にガイドするガイドレールが設けられている。そして、各駆動ローラ９２，９２及び駆動ローラ９３，９３には、図２０に示すローラ駆動回路９４に接続され、該ローラ駆動回路９４は、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２に接続されている。よって、この上シャッター９５及び下シャッター９６の開閉は、制御装置２５０のＣＰＵ１１０ａによって制御されている。そして、上シャッター９５が開く場合は、収納穴６０２に上シャッター９５全てが収納されることによって、射出穴６５０が開口される。一方、下シャッター９６が開く場合は、収納穴６０３に下シャッター９６全てが収納されることによって、射出穴６５０が開口される。
【００８９】
また、射出穴６５０において、上シャッター９５及び下シャッター９６の間に挟まれた空間が、次に射出される蛍光ボール９０が配置される第１射出準備室６５０ａとなっている。さらに、上シャッター９５よりも上側の空間が、第１射出準備室６５０ａに順次送り出される蛍光ボール９０を貯留する第２射出準備室６５０ｂとなっている。
【００９０】
また、射出穴６５０の、収納穴６０２と収納穴６０３とが設けられた内壁部分とは反対側の内壁部分には、射出穴６５０に貫通する圧縮空気供給口６０１が設けられ、該圧縮空気供給口６０１は、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）の配管に接続されている。また、図２０に示すように、この圧縮空気供給装置８００は、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１０のＣＰＵ１１０ａに電気的に接続されている。そして、図２２に示すように、圧縮空気供給口６０１は、第１射出準備室６５０ａの上部に向かって延設されている。これにより、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気が供給される。
【００９１】
また、図２２に示すように、射出穴６５０の上部には、第２射出準備室６５０ｂに蛍光ボール９０一個落下したのを検知する光センサ９８が設けられ、射出穴６５０の下部には、第１射出準備室６５０ａから蛍光ボール９０が射出されたのを検知する光センサ９９が設けられ、これら光センサ９８，９９は、図２０に示すように、制御装置２５０のＩ／Ｏインタフェース１２を介して、制御部１１０のＣＰＵ１１０ａに電気的に接続されている。
【００９２】
次に、ボール振分装置７００について説明する。図１９に示すように、ボール振分装置７００は、外枠５５０の内側であって、射出部６００の上部に隙間を空けて設けられている。そして、図２０又は図２２に示すように、ボール振分装置７００は、振り分け板７１０と、該振り分け板７１０を左右に振動させる振動装置（図示外）とから構成されている。そして、振り分け板７１０には、射出部６００の複数の射出穴６５０に対応する位置に、振り分け穴７１０ａ（図２２参照）がマトリックス状に各々設けられている。そして、この振り分け板７１０は、振動装置によって常時左右に振動しているので、ボール射出装置５００に供給された多数の蛍光ボール９０は、この振り分け板７１０の複数の振り分け穴７１０ａに均一に振り分けられる。これにより、射出部６００の複数の射出穴６５０に対して均一に分散させて蛍光ボール９０を振り分けることができる。
【００９３】
次に、ＣＰＵ１１０ａによるボール射出装置５００の制御動作について、図２２と図２３のフローチャートを参照して説明する。図２２に示すように、はじめに、第１射出準備室６５０ａに蛍光ボール９０を１個、第２射出準備室６５０ｂに蛍光ボール９０を満タンの状態（図２２では２個）で、上シャッター９５および下シャッター９６を閉じる（Ｓ２０）。次に、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）を動作させて、圧縮空気供給口６０１を介して、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気を送り込む（Ｓ２１）。この時、第１射出準備室６５０ａに配置された蛍光ボール９０は、その上方から圧縮空気が送り込まれるため、下シャッター９６側に押された状態となる。続いて、射出穴６５０において、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったか否かが判断される（Ｓ２２）。そして、射出時間に到達するまでは蛍光ボール９０の射出動作を待機させ（Ｓ２２：ＮＯ）、引き続き、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったか否かが判断される（Ｓ２２）。
【００９４】
そして、蛍光ボール９０を射出する射出時間になったと判断された場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、下シャッター９６を開く（Ｓ２３）。このとき、第１射出準備室６５０ａに収納されていた蛍光ボール９０は圧縮空気に押されることによって立体表示領域２に向かって射出される。続いて、蛍光ボール９０が射出穴６５０から射出されたか否かが判断される（Ｓ２４）。ここでは、射出穴６５０の下部に設けられた光センサ９９が、その側を蛍光ボール９０の通過を検出したか否かによって判断される。まだ、蛍光ボール９０の通過を検出していない場合は（Ｓ２４：ＮＯ）、光センサ９９が蛍光ボール９０の通過を検出するまでＳ２４の判断が繰り返し行われる（Ｓ２４）。そして、光センサ９９が蛍光ボール９０の通過を検出した場合は（Ｓ２４：ＹＥＳ）、第１射出準備室６５０ａに圧縮空気を送り込む必要がないので、圧縮空気供給装置８００（図２０参照）の動作を停止させ、第１射出準備室６５０ａへの圧縮空気の供給を止める（Ｓ２５）。その後、ローラ駆動回路９４を制御して駆動ローラ９３、９３を回転させ、下シャッター９６を閉じる（Ｓ２６）。
【００９５】
次いで、ローラ駆動回路９４を制御して駆動ローラ９２，９２を回転させ、上シャッター９５を開く（Ｓ２７）。この時、射出穴６５０の第１射出準備室６５０ａは空いている。一方、第２射出準備室６５０ｂの上部には、蛍光ボール９０一個分のスペースが空く。よって、上シャッター９５が開くことによって、第２射出準備室６５０ｂの最下部に位置する蛍光ボール９０が、第１射出準備室６５０ａに落下し、振り分け穴７１０ａに位置する蛍光ボール９０は、その第２射出準備室６５０ｂの上部の空いたスペースに落下する。このとき、射出穴６５０内で、蛍光ボール９０がそれぞれ一段ずつ落ちたか否かが判断される（Ｓ２８）。ここでは、射出穴６５０の上部に設けられた光センサ９８が、その側を蛍光ボール９０の通過を検出したか否かによって判断される。まだ、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出していない場合は（Ｓ２８：ＮＯ）、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出するまでＳ２８の判断が繰り返し行われる（Ｓ２８）。そして、光センサ９８が蛍光ボール９０の通過を検出した場合は（Ｓ２８：ＹＥＳ）、射出穴６５０内で、蛍光ボール９０がそれぞれ一段ずつ落ちているので、駆動ローラ９２，９２を回転させ、上シャッター９５を閉じる（Ｓ２９）。こうして、Ｓ２１に戻り処理が繰り返される。
【００９６】
このようなボール射出装置５００によって、立体表示領域２に向かって射出された複数の蛍光ボール９０は、上記第１の実施形態と同様の方法により、ストロボ光照射装置８のフラッシュランプ８ａによって瞬間的に照射されることによって光るので、立体表示領域２内に立体像を表示することができる。
【００９７】
また、図１９に示すように、ボール射出装置５００から射出された蛍光ボール９０は、回収容器１２０によって回収され、その回収された蛍光ボール９０は、コンベア１４０によって、ボール射出装置５００に搬送されるので、ボール射出装置５００に蛍光ボール９０を供給する手間を省くことができる。なお、図１９，図２０に示す回収容器１２０が、「回収手段」に相当し、コンベア１４０及びコンベア駆動装置１４０ａが、「供給手段」に相当する。
【００９８】
以上説明したように、第４の実施形態の立体画像表示装置２００では、ボール射出装置５００を使用することにより、蛍光ボール９０のような大きな飛翔体を使って、立体表示領域２に立体像を表現できる。このような蛍光ボール９０を使うことから、立体表示領域２を大きくし、立体像を大きく表示できることから、子供が楽しめるデパートの遊技広場や、各種アトラクション等にも利用できる。
【００９９】
なお、本発明の立体画像表示装置は、上記第１の実施形態に限らず、他の変形が可能である。例えば、第１，第２、第３の実施形態において、立体表示領域２に射出され、受け皿１４に溜まった蛍光インクを、再度、射出装置（５，５０）に供給する供給手段を設けても良い。
【０１００】
さらに、第４の実施形態で使用した蛍光ボール９０は、ボールの表面に蛍光物質を塗膜形成したものであるが、ボール自体に蛍光物質を内蔵させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の立体画像表示装置は、三次元空間に立体画像を表示できる立体画像表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】立体画像表示装置１の全体を示す構成図である。
【図２】立体画像表示装置１のブロック図である。
【図３】射出部６の底面図である。
【図４】所定の点Ｆを発光させる方法を示した説明図である。
【図５】所定の点が移動するように表示させる方法を示した説明図である。
【図６】球体２０の位置データを算出するための説明図である。
【図７】制御装置１０の動作を示すフローチャートである。
【図８】射出部６から蛍光インク３が射出される状態（初期）を示す説明図である。
【図９】図８に示す射出部６の底面図である。
【図１０】射出部６から蛍光インク３が射出された状態（中期）を示す説明図である。
【図１１】図１０に示す射出部６の底面図である。
【図１２】射出部６から蛍光インク３が射出される状態（終期）を示す説明図である。
【図１３】射出部６から射出された蛍光インク３に向かってフラッシュランプ８ａが発光した時の状態を示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態である立体画像表示装置の射出部６０の底面図である。
【図１５】図１４に示す射出部６０の部分拡大図である。
【図１６】第３の実施形態である立体画像表示装置１５０の全体を示す構成図である。
【図１７】射出部７０の底面図である。
【図１８】図１７に示す射出部７０の部分拡大図である。
【図１９】第４の実施形態である立体画像表示装置２００の全体を示す構成図である。
【図２０】立体画像表示装置２００のブロック図である。
【図２１】射出部６００の底面図である。
【図２２】ボール射出装置５００の部分拡大断面図である。
【図２３】制御装置２５０の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 立体画像表示装置
２ 立体表示領域
３ 蛍光インク
６ 射出部
８ ストロボ光照射装置
１０ 制御装置
１５ 射出穴
３５ 射出穴部
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 射出穴
４５ 射出穴部
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 射出穴
６０ 射出部
７０ 射出部
８０ 第１ストロボ光照射装置
８１ 第２ストロボ光照射装置
８２ 第３ストロボ光照射装置
９０ 蛍光ボール
１００ 制御装置
１２０ 回収容器
１４０ コンベア
１４０ａ コンベア駆動装置
１５０ 立体画像表示装置
２００ 立体画像表示装置
２５０ 制御装置
５００ ボール射出装置
６００ 射出部
６５０ 射出穴
６７０ 射出ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、
基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、
当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、
前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、
前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段と
を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記所定空間内に前記立体画像を一定時間毎に繰り返し表示させる場合、
前記一定時間は、前記所定空間内を前記飛翔体が通過するのに要する時間よりも長く設定され、
前記算出手段は、前記一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示する立体画像の外縁上に対応する位置データを算出し、
前記射出制御手段は、前記一定時間毎に前記位置データに従って射出手段を選択し、選択した前記射出手段の射出タイミングを制御し、
前記ストロボ光照射制御手段は、前記繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記射出手段は、光の三原色に対応する、
赤色の飛翔体を射出する第１の射出手段と、
青色の飛翔体を射出する第２の射出手段と、
緑色の飛翔体を射出する第３の射出手段と
から構成され、
前記射出制御手段は、前記立体画像の外縁上の前記位置上の色彩に応じて、前記第１の射出手段、前記第２の射出手段および前記第３の射出手段の制御を行い、前記赤色の飛翔体、前記青色の飛翔体又は前記緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることにより、前記立体画像をカラーで表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記飛翔体は蛍光物質を内蔵する、又は表面に塗布されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記飛翔体はインク等の液体であり、
前記射出手段は、インクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記蛍光物質は、互いに励起波長の異なる複数の蛍光物質で構成され、
当該複数の蛍光物質は、前記射出手段によって射出され、
前記ストロボ光照射手段は、前記複数の蛍光物質の各励起波長に対応する各波長の何れかのストロボ光を照射する複数のストロボ光照射手段で構成され、
前記一定時間は、前記一定時間を前記複数に分割した第２の一定時間として設定され、
前記算出手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後の前記立体画像の前記位置データの算出を行い、
前記射出制御手段は、前記算出手段によって算出される前記位置データに従い前記複数の蛍光物質を順次射出し、
前記ストロボ光照射手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に、前記所定空間に射出された前記蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、前記複数のストロボ光照射手段を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記飛翔体はボール等の固体であり、
前記射出手段は、ボール射出装置であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記所定空間の下方に設けられ、前記ボール射出装置によって射出された前記ボールを回収する回収手段と、
当該回収手段によって回収された前記ボールを、前記ボール射出装置に供給する供給手段と
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示装置。
【請求項１】
所定空間内に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
前記立体画像の水平面における解像度に対応して複数配置され、前記所定空間内に向けて飛翔体を随時射出する射出手段と、
基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示すべき前記立体画像の外縁上に対応する位置データを、前記立体画像の画像データに基づいて算出する算出手段と、
当該算出手段によって算出された位置データに基づき飛翔体を射出する射出手段を選択し、前記位置を、前記飛翔体が前記基準時から前記所定時間経過後に通過するように、前記各々の射出手段の射出タイミングを制御する射出制御手段と、
前記所定空間に向かってストロボ光を照射するストロボ光照射手段と、
前記基準時から前記所定時間経過後に、前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御するストロボ光照射制御手段と
を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記所定空間内に前記立体画像を一定時間毎に繰り返し表示させる場合、
前記一定時間は、前記所定空間内を前記飛翔体が通過するのに要する時間よりも長く設定され、
前記算出手段は、前記一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に前記所定空間内に表示する立体画像の外縁上に対応する位置データを算出し、
前記射出制御手段は、前記一定時間毎に前記位置データに従って射出手段を選択し、選択した前記射出手段の射出タイミングを制御し、
前記ストロボ光照射制御手段は、前記繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に前記ストロボ光を照射するように、前記ストロボ光照射手段の照射タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記射出手段は、光の三原色に対応する、
赤色の飛翔体を射出する第１の射出手段と、
青色の飛翔体を射出する第２の射出手段と、
緑色の飛翔体を射出する第３の射出手段と
から構成され、
前記射出制御手段は、前記立体画像の外縁上の前記位置上の色彩に応じて、前記第１の射出手段、前記第２の射出手段および前記第３の射出手段の制御を行い、前記赤色の飛翔体、前記青色の飛翔体又は前記緑色の飛翔体、若しくはこれら２つ以上を組合せて射出させることにより、前記立体画像をカラーで表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記飛翔体は蛍光物質を内蔵する、又は表面に塗布されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記飛翔体はインク等の液体であり、
前記射出手段は、インクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記蛍光物質は、互いに励起波長の異なる複数の蛍光物質で構成され、
当該複数の蛍光物質は、前記射出手段によって射出され、
前記ストロボ光照射手段は、前記複数の蛍光物質の各励起波長に対応する各波長の何れかのストロボ光を照射する複数のストロボ光照射手段で構成され、
前記一定時間は、前記一定時間を前記複数に分割した第２の一定時間として設定され、
前記算出手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後の前記立体画像の前記位置データの算出を行い、
前記射出制御手段は、前記算出手段によって算出される前記位置データに従い前記複数の蛍光物質を順次射出し、
前記ストロボ光照射手段は、前記第２の一定時間毎に繰り返し設定する基準時から所定時間経過後に、前記所定空間に射出された前記蛍光物質の励起波長に対応する波長のストロボ光を照射するように、前記複数のストロボ光照射手段を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記飛翔体はボール等の固体であり、
前記射出手段は、ボール射出装置であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記所定空間の下方に設けられ、前記ボール射出装置によって射出された前記ボールを回収する回収手段と、
当該回収手段によって回収された前記ボールを、前記ボール射出装置に供給する供給手段と
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−２７６３４７（Ｐ２００６−２７６３４７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３９８６（Ｐ２００５−９３９８６）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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