JP6026637B2 - 3次元画像の可視化システム - Google Patents
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Description
第2プリズム134のプリズム効果は以下の数式4で表される。
その際、第1プリズムの132のプリズム効果と第2プリズム134のプリズム効果は視覚補助手段130において互いに反対である。
プリズム234として構成された、視覚補助手段230における第2光学素子のプリズム効果は以下の数式8で表される。
第1プリズム232のプリズム効果は、プリズム234のプリズム効果と反対である。
D: = E - Cが適用される。
102, 202 表示手段
104, 204, 304, 404 表示面
106, 108, 206, 208 部分画像
107, 109, 207, 209 グループ
110, 112, 210, 212 画像ポイント
111, 113, 211, 213 表示ゾーン
114, 116, 214, 216 眼、観察者眼
115, 117 , 215, 217 眼球回旋点
118, 218 観察者
120, 120’, 220, 220’ 観察ビーム路
122, 122’, 222, 222’ 観察ビーム路
124, 126 光学アセンブリ
124, 126 偏向フィルタ
130, 230 視覚補助手段
132, 134, 232, 234 プリズム
136, 236 方向
137, 237 位置
140, 240 交点、構造
142, 242 構造
144, 146 視線方向
202 表示手段
206 部分画像
210, 212 画像ポイント
224, 226, 228 シャッタ
229 制御装置
232, 234 プリズム
244, 246 視線方向
300 システム
314, 316 眼
318 観察者
324 光学アセンブリ
324 視差バリア
400 システム
402 表示手段
414, 416 眼
418 観察者
420, 422 観察ビーム路
420’, 422’ 観察ビーム路
424 光学アセンブリ、プリズムマトリクス
425, 427 角度範囲
430 視覚補助手段
432, 434 素子
435 制御装置
437 コンピュータユニット
440 交点
442, 442’ 構造
500 システム
502 表示手段
504 表示面
505, 507 投影装置
509 赤色フィルタ
511 緑色フィルタ
514, 516 眼
515, 517 眼球回旋点
520, 522 観察ビーム路
523 焦点面
524 光学アセンブリ
530 視覚補助手段、眼鏡
531, 533 眼鏡レンズ
535 フィルタフィルム
536 方向
537 フィルタフィルム
539 制御装置
541 ラジオインターフェイス
543, 545 ベースカーブ
547 コンピュータユニット
549 距離測定手段
Claims (21)
- 画像情報を立体視化するシステム(100, 200)であって、
左側部分画像及び右側部分画像(106, 108, 206, 208)を表示する表示面(104, 204)を備えた表示手段(102, 202)であって、該表示手段(102, 202)は前記左側部分画像(106, 206)を、左側観察ビーム路(120, 220)を使用して第1視線方向(144, 244)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の左眼(114, 214)に与え、前記右側部分画像(108, 208)を、右側観察ビーム路(122, 222)を使用して第2視線方向(146, 246)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の右眼(116, 216)に表示する表示手段(102, 202)と、
前記左側及び/又は右側観察ビーム路(120, 220, 122, 222)が内部を進む視覚補助手段(130, 230)と、
を備えたシステム(100, 200)であって、
前記視覚補助手段(130, 230)は、前記左側及び右側観察ビーム路(120, 122, 220, 222)のためにビームコースを調整し、該ビームコースでは、前記左眼及び右眼(114, 116, 214, 216)から前記表示面(104, 204)への方向(136, 236)で、無限遠まで連続する前記左側観察ビーム路(120, 220, 120’, 220’)と無限遠まで連続する前記右側観察ビーム路(122, 222)の間の垂直距離が減少し、前記表示面(104, 204)からの有限距離(C)の位置で最小となり、
前記観察者の左眼からの前記第1視線方向と右眼からの前記第2視線方向は、前記表示面において集束し、
前記表示手段は、前記表示面(104, 204)にある表示ゾーン(111, 211)の第1グループ(107, 207)を備えた前記左側部分画像(106, 206)及び前記表示面(104,204)にある表示ゾーン(113, 213)の第2グループ(109, 209)を備えた前記右側部分画像(108, 208)を生成し、左側および右側観察ビーム路(120, 120', 122, 122', 220, 220', 222, 222')を使用して左右の眼(114, 116, 214, 216)に前記左側及び右側部分画像(106, 206, 108, 208)を表示し、
これにより、前記第1グループ(107, 207)の前記表示ゾーンが、前記第2グループ(109, 209)の前記表示ゾーンと重なるか、または、前記第1グループ(107, 207)のそれぞれの表示ゾーンが、前記第2グループ(109, 209)の表示ゾーンの少なくとも一つと隣接して配置されることを特徴とするシステム(100, 200)。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記左側観察ビーム路(120, 120’, 220, 220’)は、右側観察ビーム路(122, 122’, 222, 222’)と共通の交点(140, 240)を備えることを特徴とするシステム。
- 請求項1又は2に記載のシステムであって、
前記左側及び右側観察ビーム路(120, 120’, 122, 122’, 220, 220’, 222, 222’)には光学アセンブリ(124, 224)が配置され、該光学アセンブリ(124, 224)は前記表示ゾーン(111, 211)の第1グループ(107, 207)からの光を、前記左側観察ビーム路(120, 220)において、該左側観察ビーム路(120, 220)が前記表示ゾーン(113, 213)の第2グループ(109, 209)から受ける光と分離し、前記左眼(114, 214)に対しては、前記表示ゾーン(111, 211)の第1グループ(107, 207)からの光が導かれ、前記表示ゾーン(113, 213)の第2グループ(109, 209)からの光は、前記右側観察ビーム路(122, 222)において、該右側観察ビーム路(122, 222)が前記表示ゾーン(111, 211)の第1グループ(107, 207)から受ける光と分離され、前記第2グループ(109, 209)からの光を前記右眼(116, 216)に導くことを特徴とするシステム。 - 請求項3に記載のシステムであって、前記表示手段(102)が前記左側及び右側部分画像(106, 108)を異なる偏光を備えて生成しており、前記光学アセンブリ(124)が第1極性フィルタ(126)を備え、該第1極性フィルタ(126)により前記表示ゾーン(111)の第1グループ(107)からの光を、前記左側観察ビーム路(120)において、該左側観察ビーム路(120)が前記表示ゾーン(113)の第2グループ(109)から受ける光と分離し、前記光学アセンブリ(124)は第2偏光フィルタ(128)を備え、該第2偏光フィルタ(128)により前記表示ゾーン(113)の第2グループ(109)からの光を、前記右側観察ビーム路(122)において、該右側観察ビーム路(122)が前記表示ゾーン(113)の第2グループ(109)から供給される光と分離し、又は、
前記表示手段(202)は左側及び右側部分画像(206, 208)を時間連続的に生成し、前記光学アセンブリ(224)は第1可制御シャッタ(226)を含み、該第1可制御シャッタ(226)は前記表示ゾーン(211)の第1グループ(207)から前記左側観察ビーム路(220, 220’)に供給される光を、前記左側観察ビーム路(220,220’)が前記表示ゾーン(213)の第2グループ(209)から供給される光から分離し、前記光学アセンブリ(224)は第2可制御シャッタ(228)を備え、該第2可制御シャッタ(228)は前記表示ゾーン(213)の第2グループ(209)から前記右側観察ビーム路(222, 222’)に供給される光を、前記表示ゾーン(211)の第1グループ(207)により前記右側観察ビーム路(222, 222’)に対して可能となる光から分離し、又は、
光学アセンブリ(324)は、視差バリアとして作用する開口システムを備え、選択された表示ゾーンの前記第1及び第2グループの光を分離し、又は、
前記光学アセンブリはプリズムマトリクス(424)を備え、前記表示ゾーンの第1及び第2グループの光を分離し、該プリズムマトリクス(424)は、垂直方向に延在する多数のプリズム部分を備え、各プリズム部分は、前記表示面に向いたレンズ形状領域、好適には凸型表面を有する円柱レンズ形状領域を備え、又は、
表示手段(502)が左側及び右側部分画像(506, 508)を異なる光色を備えて生成し、光学アセンブリ(524)が第1色フィルタ(526)を備え、該第1色フィルタ(526)より、表示ゾーンの第1グループからの光を、左側観察ビーム路(520)において、前記左側観察ビーム路(520)が表示ゾーンの第2グループから受け取る光と分離し、また前記光学アセンブリ(524)は第2偏光フィルタ(528)を備え、該第2偏光フィルタ(528)により前記表示ゾーンの第2グループからの光を、右側観察ビーム路(522)において、該右側観察ビーム路が(522)が前記表示ゾーンの第2グループから受ける光と分離することを特徴とするシステム。 - 請求項3に記載のシステムであって、前記光学アセンブリ(432, 434, 524)が調節可能に構成されており、前記左側及び右側観察ビーム路(420, 422, 520, 522)のコースが、表示面(404, 504)と左右の眼(514, 516)との間で可変であることを特徴とするシステム。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載のシステムであって、視覚補助手段(430)が調節可能に構成されており、前記左側及び右側観察ビーム路(420, 420’, 422, 422’)のコースが、前記表示面(404)と左右の眼(414, 416)との間で可変であることを特徴とするシステム。
- 請求項6に記載のシステムであって、前記視覚補助手段(430)と接続した制御装置(435)より、前記左側及び右側観察ビーム路(420, 422, 420’, 422’)において、無限遠に外挿された前記左側観察ビーム路(420, 420')と無限遠に外挿された前記右側観察ビーム路(422,422’)との間の垂直距離が最小となる、前記表示面(404)からの位置(440)の距離(C, C’)を、前記表示手段(402)上に表示された画像情報に応じて調整可能であることを特徴とするシステム。
- 請求項7に記載のシステムであって、前記制御装置(435)は、前記左側及び右側観察ビーム路(420, 422, 420’, 422’)の前記視覚補助手段(430)のプリズム効果P 232 及びP 234 を、以下の数式のように調節し、
- 請求項3に記載のシステムであって、前記光学アセンブリ(524)を視覚補助手段(530)に一体化したことを特徴とするシステム。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載のシステムであって、視覚補助手段を眼鏡(530)として構成したことを特徴とするシステム。
- 左右の観察ビーム路(520, 522)を使用して、表示面(504)に3次元画像を可視化する観察者(518)用の眼鏡(530)であって、左側及び右側観察ビーム路(520, 522)が内部を通過可能な光学アセンブリ(524)を備え、該光学アセンブリ(524)は無限遠に調節された前記観察者(518)の左右の眼(514, 516)に対するビームコースを、左側及び右側観察ビーム路(520, 522)のために調節し、該ビームコースにおいては、前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)は共通の焦点面(523)を備え、前記左右の眼(514, 516)から始まり前記焦点面(523)の方向で、無限遠に調節された前記左側観察ビーム路(520)と無限遠に調節された前記右側観察ビーム路(522)との間の垂直距離が減少し、前記焦点面(523)からの有限距離(C)の位置(540)で最小となり、
前記左右の眼からの視線方向は、前記表示面において集束し、
前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)内の前記位置(540)の前記表示面(502)からの距離(C, C')を調整するため制御装置(539)が提供され、前記表示面(502)上に表示される画像情報に応じて、無限遠に外挿された前記左側観察ビーム路(520)と無限遠に外挿された前記右側観察ビーム路(522)との間の垂直距離が最小となることを特徴とする眼鏡(530)。 - 請求項11に記載の眼鏡(530)であって、前記制御装置(539)は、前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)のプリズム効果P 232 及びP 234 を、以下の数式のように調節し、
- 請求項11または12に記載の眼鏡であって、前記光学アセンブリ(524)は前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)のために各プリズム効果(P532, P534)を備え、前記左側観察ビーム路(520)のためのプリズム効果(P532)は、前記右側観察ビーム路(522)のためのプリズム効果(P534)に対し互いに反対のプリズム効果を備えることを特徴とする眼鏡。
- 請求項11から13の何れか一項に記載の眼鏡であって、前記光学アセンブリ(524)は、調節可能な屈折力及び/又は可変の非点収差効果及び/又は可制御のプリズム効果を備えることを特徴とする眼鏡。
- 請求項11〜14の何れか一項に記載の眼鏡であって、前記表示面はドーム形状で構成され、水平方向の視野角ωが、ω≧120°であることを特徴とする眼鏡。
- 立体画像情報を可視化する方法であって、
左側及び右側部分画像を表示する表示面(104)を備えた表示手段(102)を使用し、観察者(118)の左眼(114)に、左側観察ビーム路(120)を使用して第1視線方向(144)の左側部分画像(106)を可視とするステップと、
前記観察者(118)の右眼(116)に、右側観察ビーム路(122)を使用して第2視線方向(146)の右側部分画像(108)を可視とするステップを含む方法であって、
前記観察者の左眼からの前記第1視線方向と右眼からの前記第2視線方向は、前記表示面において集束し、
左右の観察ビーム路(120, 122)のためにビームコースを調整するステップであって、該ビームコースでは、左右の眼(114, 116)から前記表示面(104)への方向で、無限遠に外挿された左側観察ビーム路(120, 120’)と無限遠に外挿された右側の観察ビーム路(122, 122’)の間の垂直距離が減少し、前記表示面(104)からの有限距離(C)の位置で最小となり、
これにより、前記表示手段は、前記表示面(104, 204)にある表示ゾーン(111, 211)の第1グループ(107, 207)を備えた前記左側部分画像(106, 206)及び前記表示面(104,204)にある表示ゾーン(113, 213)の第2グループ(109, 209)を備えた前記右側部分画像(108, 208)を生成し、左側および右側観察ビーム路(120, 120', 122, 122', 220, 220', 222, 222')を使用して左右の眼(114, 116, 214, 216)に前記左側及び右側部分画像(106, 206, 108, 208)を表示し、且つ、
これにより、前記第1グループ(107, 207)の前記表示ゾーンが、前記第2グループ(109, 209)の前記表示ゾーンと重なるか、または、前記第1グループ(107, 207)のそれぞれの表示ゾーンが、前記第2グループ(109, 209)の表示ゾーンの少なくとも一つと隣接して配置されるステップを特徴とする方法。 - 立体画像情報を可視化する方法であって、
左側及び右側部分画像を表示する表示面(502)を備えた表示手段(504)を使用し、観察者(518)の左眼(114)に、左側観察ビーム路(520)を使用して第1視線方向(144)の左側部分画像(106)を可視とするステップと、
前記観察者(518)の右眼(516)に、右側観察ビーム路(522)を使用して第2視線方向(146)の右側部分画像(108)を可視とするステップを含む方法であって、
前記観察者の左眼からの前記第1視線方向と右眼からの前記第2視線方向は、前記表示面において集束し、
左右の観察ビーム路(520, 522)のためにビームコースを調整するステップであって、該ビームコースでは、左右の眼(514, 516)から前記表示面(502)への方向で、無限遠に調節された左側観察ビーム路(120, 120’)と無限遠に調節された右側の観察ビーム路(122, 122’)の間の垂直距離が減少し、前記表示面(502)からの有限距離(C)の位置で最小となり、
前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)内の前記位置(540)の前記表示面(502)からの距離(C, C')を調整するため制御装置(539)が提供され、前記表示面(502)上に表示される画像情報に応じて、無限遠に外挿された前記左側観察ビーム路(520)と無限遠に外挿された前記右側観察ビーム路(522)との間の垂直距離が最小となる方法。 - 請求項17に記載の方法において、
前記左側及び右側観察ビーム路(520, 522)のプリズム効果P 232 及びP 234 を、以下の数式のように調節し、
- 画像情報を立体視化するシステム(100, 200)であって、
左側部分画像及び右側部分画像(106, 108, 206, 208)を表示する表示面(104, 204)を備えた表示手段(102, 202)であって、該表示手段(102, 202)は前記左側部分画像(106, 206)を、左側観察ビーム路(120, 220)を使用して第1視線方向(144, 244)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の左眼(114, 214)に与え、前記右側部分画像(108, 208)を、右側観察ビーム路(122, 222)を使用して第2視線方向(146, 246)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の右眼(116, 216)に表示する表示手段(102, 202)と、
前記左側及び/又は右側観察ビーム路(120, 220, 122, 222)が内部を進む視覚補助手段(130, 230)と、
を備えたシステム(100, 200)であって、
前記視覚補助手段(130, 230)は、前記左側及び右側観察ビーム路(120, 122, 220, 222)のためにビームコースを調整し、該ビームコースでは、前記左眼及び右眼(114, 116, 214, 216)から前記表示面(104, 204)への方向(136, 236)で、無限遠まで連続する前記左側観察ビーム路(120, 220, 120’, 220’)と無限遠まで連続する前記右側観察ビーム路(122, 222)の間の垂直距離が減少し、前記表示面(104, 204)からの有限距離(C)の位置で最小となり、
前記観察者の左眼からの前記第1視線方向と右眼からの前記第2視線方向は、前記表示面において集束し、
前記左側及び右側観察ビーム路(420, 422,420', 422')内の前記位置(440)の前記表示面(404)からの距離(C, C')を調整するため制御装置(435)が提供され、前記表示面(402)上に表示される画像情報に応じて、無限遠に外挿された前記左側観察ビーム路(420, 420')と無限遠に外挿された前記右側観察ビーム路(422, 422')との間の垂直距離が最小となることを特徴とするシステム。 - 請求項19に記載のシステムであって、前記制御装置(435)は、前記左側及び右側観察ビーム路(420, 422, 420', 422')の前記視覚補助手段(430)のプリズム効果P 232 及びP 234 を、以下の数式のように調節し、
- 画像情報を立体視化するシステム(100, 200)であって、
左側部分画像及び右側部分画像(106, 108, 206, 208)を表示する表示面(104, 204)を備えた表示手段(102, 202)であって、該表示手段(102, 202)は前記左側部分画像(106, 206)を、左側観察ビーム路(120, 220)を使用して第1視線方向(144, 244)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の左眼(114, 214)に与え、前記右側部分画像(108, 208)を、右側観察ビーム路(122, 222)を使用して第2視線方向(146, 246)の前記表示面(104, 204)へ焦点を合わせた観察者(118, 218)の右眼(116, 216)に表示する表示手段(102, 202)と、
前記左側及び/又は右側観察ビーム路(120, 220, 122, 222)が内部を進む視覚補助手段(130, 230)と、
を備えたシステム(100, 200)であって、
前記視覚補助手段(130, 230)は、前記左側及び右側観察ビーム路(120, 122, 220, 222)のためにビームコースを調整し、該ビームコースでは、前記左眼及び右眼(114, 116, 214, 216)から前記表示面(104, 204)への方向(136, 236)で、無限遠まで連続する前記左側観察ビーム路(120, 220, 120’, 220’)と無限遠まで連続する前記右側観察ビーム路(122, 222)の間の垂直距離が減少し、前記観察者(118,218)の位置に対して前記表示手段(104, 204)の後ろに前記表示面(104, 204)から有限距離(C)離れて配置された位置(140, 240)で最小となり、
前記観察者の左眼からの前記第1視線方向と右眼からの前記第2視線方向は、前記表示面において集束することを特徴とするシステム。
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