JPH07322304A - 立体視用画像形成システム - Google Patents

立体視用画像形成システム

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JPH07322304A
JPH07322304A JP5275966A JP27596693A JPH07322304A JP H07322304 A JPH07322304 A JP H07322304A JP 5275966 A JP5275966 A JP 5275966A JP 27596693 A JP27596693 A JP 27596693A JP H07322304 A JPH07322304 A JP H07322304A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で機械的動作のない立体像を得るシステ
ムを提供する。 【構成】 画像形成システムは、被検者の目の前方に位
置し、偏光軸が様々に異なり、双方の偏光ガラスにラム
ダ四分の一波長板を伴なう又は伴なわない偏光眼鏡と、
所定の偏光方向をもつ又は円偏光の所定の回転方向をも
つ光を発生する画像形成手段とから構成されている。画
像形成手段は本質的には少なくとも1つのベクトルグラ
フィクスフィルムと、少なくとも1つのスクリーンとか
ら構成されている。この構成は、特定の目的に合わせて
視覚検査符号又はその一部を片目又は両目で見ることが
できるように、スクリーンから出る光に影響を及ぼすこ
とが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の個別の画像形成
領域をスクリーン上に有し、偏光を発射する画像形成手
段と、観察者の目の前方に位置する偏光眼鏡とを有する
立体視用画像形成システムに関する。
【0002】
【従来の技術】立体視印象を与えることができる画像形
成システムは既に知られている。このシステムは各々の
目に別の色を提示するように動作するのが好ましい。と
ころが、その立体視印象はそれほど際立ったものではな
い場合が多い。このシステムの好ましい適用分野は視覚
検査システムである。
【0003】単眼視機能及び両眼視機能を検査するため
に、被検者が各々の目の前方に位置する偏光フィルタを
それぞれ通して互いに交差する揺動方向をもって照明さ
れた板を観察するような観察用プローブ(たとえば、欧
州特許第0,060,986号)や視覚検査装置は知ら
れている。それらの板は偏光作用の異なる複数の領域を
有しており、被検者は両目で様々に異なる領域を認識す
ることができる。この観察用プローブは、輝度のレベル
が周囲の輝度によって左右されかつ試験ごとに手で板を
動かさなければならないという欠点を有する。視覚検査
装置では、板を背後から照明し、次の試験への切換えを
遠隔操作により実行することができ、そこで、板の交換
を装置内で機械的に行えるので、先に挙げた欠点はな
い。公知の観察用プローブと視覚検査装置には、板の製
造に時間がかかるために、検査担当者が自身で板を容易
に変更することは不可能であるという共通する欠点があ
る。
【0004】仮想立体画像提示システム(米国特許第
4,870,486号)も知られており、このシステム
においては、TVモニターの画像提示表面の前方に偏光
子と、液晶セルとが配置されている。観察者はこの画像
提示システムから発出する光を偏光眼鏡を通して観察
し、その眼鏡の個々のガラスは異なる偏光軸を有する。
モニターがあるために、この画像提示システムは非常に
大型であり、仮想立体画像を形成することしかできな
い。
【0005】米国特許第4,877,309号により知
られているカラー液晶画像形成手段は、2つの液晶画像
形成セルによって動作する。それら2つの画像形成セル
の前方にはそれぞれ2つのカラー偏光子があり、また、
第1の画像形成セルの光入射側には中性偏光子がさらに
設けられている。
【0006】このカラー液晶画像形成手段はカラー画像
を形成する機能しかもたず、それ単独では、立体画像の
印象を与えるための画像形成システムにも、両眼視機能
を検査する視覚検査システムにも適していない。
【0007】ドイツ公開特許公報第3043511号か
らは、目及び視覚系統の機能を検査する装置が知られて
いる。画像の提示はモニターを通して行われ、両眼検査
の場合には2台のモニター(偏光子を伴なう)又は1台
のモニター(赤−緑立体視)を使用する。この装置は非
常に大型であり、モニターを1台しか使用しないときに
は視覚検査をごく限れらた範囲でしか実施できない。さ
らに、モニター1台のときの装置は立体視の印象を与え
ない。画像形成装置により形成される画像は文字,数
字,記号,絵,符号などであると以下では理解すべきで
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、良好
な立体感を与えながら立体視を可能にする小型の画像形
成システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題は請求項1の特徴部分に記載の画像形成システムに
より解決される。本発明による画像形成システムは、小
型であるにもかかわらず大きな融通性をもって適用でき
かつ非常にコンパクトに構成できることによって際立っ
ている。本発明に従って実現される画像形成装置は機械
的に動かされる部品をもたずに構成できるので、非常に
頑丈で摩耗がなく、障害を受けにくい。従って、このシ
ステムは、有利な2つの適用用途を挙げただけでも、ス
テレオテレビジョン並びに小型視覚検査装置として使用
するのに特に適している。
【0010】本発明についていえば、入力装置は提示す
べき明確な数の符号を切換え手段によりイネーブルする
のに適するあらゆる構造(キーボード,マイクロホン,
タッチボード,光学センサ等)であると理解すべきであ
る。ただし、キーボードはコンピュータ用の通常のキー
ボードと考えることができる。
【0011】本発明についていえば、偏光眼鏡は、たと
えば、2枚の偏光フィルタ板を含む眼鏡フレームである
と理解すべきである。片方の目に一方のフィルタ板が対
応し、他方の目には第2のフィルタ板が対応しており、
それら2枚の偏光フィルタ板の偏光軸又は偏光方向(円
偏光の場合)は互いに垂直に位置している。ただし、入
射して来る光を偏光することができる一対の位置の安定
したコンタクトレンズを考えても良い。
【0012】本発明についていえば、ベクトルグラフィ
クスフィルムの偏光素子は、薄い基板の上に互いに垂直
に位置する偏光領域が互いに隣接して配置されている
(条片形,基盤縞など)構造を有する。この構造は、た
とえば、いわゆるベクトルグラフィクスフィルム(アメ
リカ合衆国の Fa.Polarizers)を利用するか、又は印刷
技法で製造される偏光格子(Americasn Polarizers)と
して実現されるべきである。
【0013】本発明についていえば、スクリーンは光を
発射するスクリーン、特に、画像形成素子が一定の幾何
学的対応関係をもって配列されているフラットスクリー
ン(たとえば、プラズマスクリーンP−B又はプラズマ
表示パネルPDP,エレクトロルミネセンススクリーン
EL−B又はエレクトロルミネセンス表示装置ELD,
液晶スクリーンFLK−B又は液晶表示装置LCD等
々)、並びに画像形成素子の一定の幾何学的対応関係が
可能である他のスクリーンであると理解すべきである。
【0014】以下の用語の中で、被検者は観察者,観測
者,受験者,被験者又は患者を表わし、計算機はコンピ
ュータ又はEDVシステム,EDV装置を表わしてい
る。スクリーンの個別に制御可能な領域はベクトルグラ
フィクスフィルムに対して、領域の境界が互いに一致す
るように整列されていなければならない。さらに、それ
らの大きさも互いに適合していなければならない。これ
は、それらが、同じ大きさでなければならないというこ
とを意味してはいない。また、スクリーンとベクトルグ
ラフィクスフィルムが大きさの異なる個別の領域を有す
ることも考えられる。その場合、より低い分解能をもつ
スクリーン又はベクトルグラフィクスフィルム(すなわ
ち、個別に制御可能な領域の数が少ない)は提示可能な
最小の符号又は領域を確定することになる。
【0015】入力装置を伴なう駆動回路によってスクリ
ーンを制御することにより、画像形成手段で形成される
符号を容易に切換えできる。メモリはあらかじめ確定し
て規定されている回路(ASIC,E−PROMなど)
又は適切なソフトウェアを含む計算機である。計算機を
使用すると、ソフトウェアを簡単に選択することによ
り、それぞれ希望の符号を形成できる。さらに、提示さ
れる符号の大きさを非常に容易に変化させることがで
き、その場合、符号はそれぞれ希望の形状を有していて
良い。
【0016】別の符号を提示したいときには、そのこと
を入力装置を介して非常に迅速にメモリに要求し、そこ
で、メモリはスクリーンの駆動回路を制御することによ
って所望の画像を画像形成手段に出現させる。このメモ
リは計算機の中に入っていると有利である。画像形成手
段を非常に小型に構成できるように、スクリーンはフラ
ットスクリーンであると有利である。フラットスクリー
ンを透射するとき(たとえば、LCDスクリーン)、画
像形成装置における照明は1つ又は複数の光源により行
われると有利である。
【0017】単純なLCD素子配列を使用できるように
するためには、光源とLCD素子配列との間に偏光箔I
を配置すると有利である。その場合、画像形成手段から
偏光眼鏡に光が入射できるように、LCD素子配列はそ
れを透過する光を、その都度、+45°または−45°
回転させなければならない。回転角を変化させることに
より、最小の光の強さと最大の光の強さとの間のあらゆ
る強さ段階を発生できる。フラットスクリーンとベクト
ルグラフィクスフィルムとの間にさらに別の偏光箔を配
置すると、単純なLCD素子配列を伴なうもう1つの実
現形態が得られる。その場合には、光の最大の強さを得
たいときに、フラットスクリーンを透過する光が90°
回転されるようにフラットスクリーンを構成しなければ
ならない。市販のフラットスクリーンの多くは上記の動
作モードの双方を実行できる。
【0018】光源の少なくとも1つについて、その光源
から発射する光の色を変化させることが可能であると、
カラー表示を行うこともできる。カラースクリーンを使
用すると特に有利である。光源に異なる切換え自在のカ
ラーフィルタを設けるか、もしくは、色の異なる様々な
光源を設ければ、画像形成システムを視覚検査システム
として使用する場合に、観察者の色視覚を評価すること
ができる。スクリーンとしてカラースクリーンを使用す
ると(たとえば、米国特許第4,877,309号)、
画像形成システムを視覚検査システムとして使用する場
合に、被検者の色神障害を確定することができる。さら
に、視覚検査符号をカラー表示できる。
【0019】光源の光の強さを駆動回路により変化させ
れば、画像形成システムを視覚検査システムとして使用
する場合に、光束密度及びコントラストに従った被検者
の視覚能力に関するデータを得ることができる。その都
度、望ましくない画像印象を適切に抹消するためには、
ベクトルグラフィクスフィルムと偏光眼鏡の偏光パター
ン素子の偏光軸を互いに平行又は垂直に位置させなけれ
ばならないので、被検者が頭を多少動かした場合、両目
に対して明確な画像分離が起こることはない。このこと
は直線偏光箔の使用時にも当てはまる。ベクトルグラフ
ィクスフィルムと偏光眼鏡とにそれぞれラムダ/四分の
一波長箔を設けると、直線偏光から円偏光になるので、
この画像分離は被検者の頭の回転とは無関係である。ラ
ムダ四分の一波長板は、観察者の頭の保持とは無関係の
回転偏光を生じさせる。
【0020】画像形成システムの好ましい適用用途は、
視覚検査システムとして利用される場合である。画像形
成システムを視覚検査システムとして使用するときに試
験記号が移動する視覚検査符号である場合、被検者の視
覚機能をさらに検査することができる。画像形成システ
ムを視覚検査システムとして使用する場合に本発明に従
って実現した視覚装置を利用すれば、スクリーンにおい
て相応する画素を容易に切換えられるという意味で、従
来の技術に知られているポラテスト装置で「回転プロー
ブ」を初めて電子的に実現できる。
【0021】その場合、視覚検査装置のハウジングの中
に、ユーザーの信号(たとえば、超音波信号又は赤外線
信号)によって制御されるコンピュータが含まれていて
も良い。そのためには、医師又は眼鏡調整担当者の手元
にキーボードを置いておくことが不可欠であるが、これ
は単一のボタンから構成されていても良いし、あるい
は、最も良く知られているテレビのリモートコントロー
ル装置の態様で構成されていても良い。そのようなコン
トロール装置は、視覚検査装置に含まれているコンピュ
ータに処理を実行させる信号を発信する。そのために不
可欠な一連の命令をコンピュータは、望ましくは交換可
能に構成されているメモリから取出す。
【0022】視覚検査システムの動作の信頼性は、視力
検査システムのハウジングに必ず含まれているとは限ら
ない、できる限り全ての発熱部をハウジングから取除
き、そのために別個のハウジングを設けることにより改
善される。
【0023】本発明による電子視覚検査システムは小型
であるにもかかわらず、大きな融通性をもって適用でき
るということによって際立っている。すなわち、機械的
に移動する部品なしで構成できるので、非常に頑丈で摩
耗がなく、障害を受けにくい。
【0024】提示される符号の大きさを容易に変えられ
るので、符号にそれぞれ希望の形状をもたせることがで
きる。被検者の色神障害を確定できる。そのために、多
色スクリーンを使用する。移動する視覚検査符号を使用
すると、被検者の動的視覚機能の検査を実行できる。ス
クリーンの光束密度及びコントラストを容易に変化させ
ることができるので、たとえば、コントラスト感度、順
応特性及びその他の視覚機能を確定できる。
【0025】ポラテスト方式に従って両眼検査を適用す
る場合に、「回転プローブ」を電子的に実現できる。そ
のためには、スクリーンにおいて、片方の目に提示され
る視覚検査符号の各部分が回転プローブで他方の目によ
る知覚へ切換えられるようにするだけで良い。被検者が
偏光眼鏡なしでスクリーンを見ると、視覚検査を単眼又
は両眼で今日知られている他の方式に従って実施するこ
とができる。
【0026】以下、添付の図面を参照して本発明を例を
挙げながらさらに詳細に説明するが、その中で、本発明
の他の重要な特徴、並びに本発明の概念をさらに良く理
解するのに有用な解説及び構成例を挙げる。
【0027】
【実施例】以下、図1〜図4を参照して、観察者のもと
で立体視印象がどのように現われるかを説明する。図1
には、スクリーン80上に局所的に個別に制御可能な多
数の画像形成素子81(A〜L,a〜l)を有する画像
形成ユニットが示されている。画像形成素子81(A〜
L,a〜l)から発出した光は、スクリーン80の前方
に配置され、多数の個別の偏光素子83を有するベクト
ルグラフィクスフィルム82に入射する。
【0028】個々の偏光素子83は個々の画像形成素子
81と同じ大きさと向きを有する。偏光素子83は条片
形に配列されており、1つの条片に含まれる偏光素子8
3は同じ偏光方向を有する。隣接して配置された条片に
ある偏光素子83は互いに垂直に位置する偏光軸を有す
る。ベクトルグラフィクスフィルム82を透過した光
は、観察者の各々の目に対応するフィルタ板84a,8
4bを有する偏光眼鏡84に入射する。2枚のフィルタ
板84a,84bの各々は偏光箔を有し、それら2枚の
偏光箔の軸は互いに直角に位置している。
【0029】図1に示した画像形成システムにより、観
察者の各々の目に固有の画像を伝達することが可能であ
る。観察者の左目は偏光眼鏡84の左側のフィルタ板8
4aを介して画像形成素子81(a〜i)により形成さ
れた画像の像を見ることになり、また、観察者の右目は
偏光眼鏡84の右側のフィルタ板84bを介して画像形
成素子A〜Lにより形成された画像の像を見る。
【0030】画像形成ユニット自体は、画像形成素子8
1の一定の配列関係を有する光放射スクリーン80から
構成されている。スクリーン80の制御は、入力装置8
0bと接続している駆動回路80aを介して実行され
る。
【0031】図2には、本発明による別の構成例が示さ
れている。図2の場合、光は光源LQ(1)から発射
し、色中性で透明の偏光フィルタPOL I(2)を経
て水平偏光となる。その後、偏光は、多数の個別に制御
可能な液晶素子、すなわち、セル(a〜i,A〜J)か
ら構成されている液晶表示装置LCD(3)の背面に入
射する。個々の液晶素子(a〜i,A〜J)はそれぞれ
光を+45°又は−45°回転させることができる。
【0032】平坦なスクリーンとして機能するLCD
(3)のすぐ前方には、ベクトルグラフィクスフィルム
POL II(4)がある。このベクトルグラフィクスフ
ィルム4は原則的には条片形に構成されている偏光フィ
ルタである。ベクトルグラフィクスフィルム4の条片は
互いに直接に隣接しており、LCD素子(a〜i,A〜
J)と等しい幅Lを有するが、その偏光は交互に互いに
直角になっている。その偏光軸はそれぞれ偏光フィルタ
POL I(2)の偏光軸に対して45°傾斜してい
る。
【0033】入力装置3bから駆動回路3aを介して個
別に制御可能であり、同時に個別の画像形成領域を構成
している個別のLCD素子(a〜i)は観察者の目(図
示せず)の前方の眼鏡5の眼鏡の左側の部分L(6)に
像を表示するために使用され、一方、個別に制御可能で
ある個々のLCD素子(A〜J)は眼鏡5の眼鏡の右側
の部分R(7)に像を表示するために使用される。眼鏡
5のフィルタ板6,7も、偏光軸が互いに垂直であると
共に、ベクトルグラフィクスフィルム4の偏光軸に対し
ては平行に位置している偏光箔を有する。
【0034】ここで、液晶表示装置は通常は数百×数百
個のLCD素子から構成されており、そのため、観察者
が表示装置から十分な距離をおいて位置していれば条片
は全く見えないということに注意すべきである。眼鏡の
左側のフィルタ板6に1つの点を領域(a′)として結
像すべき場合には、LCD素子(a)は偏光フィルタP
OL I(2)から入射した光を+45°回転させなけ
ればならない。そこで、LCD素子(a)から射出する
光の偏光軸はその前方に位置するベクトルグラフィクス
フィルム4の条片の偏光軸及び眼鏡の左側のフィルタ板
L(6)の偏光軸と一致するようにすれば、光源LQ
(1)から発した光は観察者の目(図示せず)に入射す
ることができる(図3aを参照)。
【0035】これに対して、光源LQ(1)の光を観察
者の右目(図示せず)に入射させるべき場合には、LC
D素子(G)は偏光フィルタPOL I(2)から来た
光を−45°回転させなければならない。そこで、LC
D素子(G)から射出した光の偏光軸をそのすぐ前方に
位置するベクトルグラフィクスフィルムPOL II
(4)の偏光軸及び眼鏡の右側のフィルタ板R(7)の
偏光軸と一致させる。これにより、点(G′)を眼鏡の
右側のフィルタ板R(7)に結像させることができる
(同様に図3aを参照)。
【0036】図3aには、LCD表示装置LCD(3)
のLCD素子a及びGを例にとって、光が左又は右のフ
ィルタ板6,7に入射するのがどのように阻止されるか
を示す。点を眼鏡の左側のフィルタ板6に領域(a′)
として結像しないことを望むのであれば、LCD素子
(a)は偏光フィルタPOL I(2)から来た光を−
45°回転させなければならない。そうすることで、L
CD素子(a)から射出しする光の偏光軸はそのすぐ前
方に位置するベクトルグラフィクスフィルムPOLII
(4)の条片の偏光軸に対して垂直となり、LCD素子
(a)から眼鏡5に光が達することは不可能となる。
【0037】LCD素子(G)についても同じことが当
てはまるが、ただし、その場合には、LCD素子(G)
は偏光フィルタPOL I(2)から来た光を+45°
回転させなければならない。そこで、この場合にも、L
CD素子(G)から射出する光の偏光軸はそのすぐ前方
に位置するベクトルグラフィクスフィルムPOL II
(4)の条片の偏光軸に対して厳密に垂直となり、LC
D素子(G)から眼鏡5に光が到達することは不可能と
なる。
【0038】以上の説明から、LCD素子(a〜i,A
〜J)の幅LとベクトルグラフィクスフィルムPOL
II(4)の条片の幅Lとは厳密に一致し、直接に重なり
合って位置しているという点が非常に重要であることが
わかる。正確な調整がなされていないと、モアレ効果が
起こるおそれがある。このような調整の問題は、ベクト
ルグラフィクスフィルム4の偏光格子とLCD表示装置
3の行構造(a,A,d,D,g,G・・・)並びに列
構造(a,b,c・・)との調整の際に明かになる。と
ころが、モアレ効果は双方の構造を互いに正確に中心位
置合わせするための適切な基準であるので、ある意味で
はこのモアレ効果は調整に際して役立つともいえる。L
CD表示装置3としてはアクティブマトリクスLCDが
特に適している。
【0039】図4には、光源85と、第1の偏光箔I
(86)と、個別に制御可能であり、一定の幾何学的配
列で配置されている多数の画像形成領域88を有するス
クリーンとしての透明な液晶表示装置87と、第2の偏
光箔II(89)と、多数の偏光素子91を有するベクト
ルグラフィクスフィルム90と、偏光眼鏡92と、入力
装置87bと、表示装置87を制御する駆動回路87a
とから構成される別の画像形成システムが示されてい
る。光源85から発した光は第1の偏光箔II(86)に
より直線偏光される。
【0040】このようにして偏光された光は、個別に局
所的に制御可能な画像形成領域88、すなわち、液晶セ
ルを有する表示装置87に背後から入射する。画像形成
領域88を制御すると、それらの領域は入射して来る光
を90°回転される。表示装置87から射出した光は、
偏光軸が第1の偏光箔I(86)の偏光軸に対して90
°回っている第2の偏光箔II(89)に入射する。画像
形成領域88によって回転された光のみが第2の偏光箔
II(89)を通過でき、画像形成領域88により回転さ
れなかった光は第2の偏光箔II(89)によって阻止さ
れる。第2の偏光箔II(89)から来た光は多数の偏光
素子91を有するベクトルグラフィクスフィルム90に
入射する。個々の偏光素子91の大きさと向きは個々の
画像形成領域88と一致している。
【0041】ベクトルグラフィクスフィルム90から射
出した光は、それぞれに1枚の偏光箔が設けられている
2枚のフィルタ板92a,92bを有する偏光眼鏡92
に入射する。一方のフィルタ板92aにある偏光箔の偏
光軸は第2のフィルタ板92bの他方の偏光箔の偏光軸
に対して垂直である。そこで、図4に示すこの画像形成
システムにより、表示装置87の画像形成領域88(a
〜l)を偏光眼鏡92の左側のフィルタ板92aを通し
て観察者の左目に結像し、一方、表示装置87の画像形
成領域88(A〜L)を偏光眼鏡92の右側のフィルタ
板92bを通して観察者の左目に結像することが可能で
ある。要約すると、互いに垂直に位置すると共に、ベク
トルグラフィクスフィルムの偏光軸に対しては平行に位
置している偏光軸を有するレンズを含む偏光眼鏡を観察
者がかけているとき、観察者の一方の目に1つの偏光方
向が対応し、他方の目にはその偏光方向に対して垂直の
他方の偏光方向が対応しているということにより、上記
の構成の機能方式を特徴づけることができる。
【0042】両目で見るとき、すなわち、偏光眼鏡なし
で見るときには、ベクトルグラフィクスフィルムは全く
作用しない。この場合、LCD表示装置は「通常状態」
で作用する。そこで、個々のLCD素子を相応して切換
えなければならない。この構成を機能させるための基礎
は、偏光眼鏡を利用する場合の目の受容器要素の局所的
総特性である。
【0043】本発明を実施するために必要とされるLC
D表示装置と、その前面にあるベクトルグラフィクスフ
ィルムとを適合させるためには、その平面の寸法がいく
つかの条件を満たしていなければならない。このことに
ついては図5を参照して説明する。これは、表示装置の
各々の個別のLCD素子にベクトルグラフィクスフィル
ムの相応する大きさの素子が同様に個別にそれぞれ対応
してはいない場合には不可欠である。
【0044】表示装置において、水平に配置された液晶
素子をb(1),b(1)+1,b(1)+2,・・
・,b(1)+n(1)と表わしかつ垂直に配列された
液晶素子をh(1),h(1)+1,h(1)+2,h
(1)+n(1)と表わすと、左上の液晶素子はb
(1),h(1)のマトリクスアドレスを有し、また、
右下の素子はb(1)+n(1),h(1)+m(1)
を有することになる。ベクトルグラフィクスフィルムの
平面素子b(2),b(2)+1,b(2)+2,・・
・,B(2)+n(2)及びh(2),h(2)+1,
H(2)+2,・・・,H(2)+m(2)についても
同じことが当てはまる。そこで、満たすべき条件は次の
ようになる。
【0045】 Σb(1)+n(1)=z*Σb(2)+n(2)mit zεN;b(1)+n (1)>z Σh(1)+m(1)=z*Σh(2)+m(2)mit zεN;h(1)+m (1)>z 尚、N=自然数 すなわち、液晶素子と、ベクトルグラフィクスフィルム
の対応する平面素子の数は互いに整数倍という関係で異
なっている場合に限り、表示される符号の縁部に不鮮明
さは現われない。ところが、Z=1以外の場合、符号の
表示に際して分解能の損失が起こる。
【0046】図6,図7a,図7b,図8及び図9に示
す原理図を参照して、本発明の異なる実施例を説明す
る。これらの図に関する以下の説明は視覚検査システム
のみを扱っている。しかしながら、画像形成素子(LC
D素子)と伝送情報との間に一定の対応関係が成立して
いるのであれば、特に図6及び図8に示す構成は視覚検
査のみならず、画像形成システム又は立体画像の印象を
もつフラットスクリーンとしても通用できる。様々に異
なる両眼視機能及び単眼視機能を検査するためには、適
切な観察符号を異なる条件の下で提示しなければならな
い。
【0047】両眼視機能を検査する場合、被検者に各々
の目16に対応する偏光フィルタ板15を有する眼鏡1
4を掛けてもらう。偏光フィルタ板15は、双方の偏光
フィルタ板15の偏光軸が互いにできる限り垂直に位置
するように眼鏡14にはめ込まれている。
【0048】両眼視機能の検査を実行するために、視覚
検査装置17は少なくとも次のような提示条件を実現す
ることができなければならない。 1)片方の目に対して、1つの視覚検査符号の複数の部
分が明るい背景の前で暗く見える; 2)片方の目に対して、1つの視覚検査符号の複数の部
分が暗い背景の前で明るく見える; 3)両目に対して、1つの視覚検査符号の複数の異なる
部分が明るい背景の前で暗く見える; 4)両目に対して、1つの視覚検査符号の複数の異なる
部分が暗い背景の前で明るく見える; (すなわち、1)及び2)の場合には、片方の目に見え
る視覚検査符号の部分はもう一方の目には見えないので
ある)。
【0049】単眼視機能の検査は偏光眼鏡14なしで行
われても良く、その場合には、少なくとも次の条件を実
現しなければならない。 5)両目に対して、視覚検査符号は明るい背景の上で暗
く見える; 6)両目に対して、視覚検査符号は暗い背景の上で明る
く見える。
【0050】色盲の検査に際しては、さらに次の条件を
実現できることが不可欠である。 7)両目に対して、1つの視覚検査符号の複数の部分が
様々に異なる色でそれとは別の色の背景の前に現われて
いる; 8a)両目に対して、視覚検査符号は明るい背景の前に
色付きで現われている; 8b)両目に対して、視覚検査符号は暗い背景の前に色
付きで現われている;
【0051】条件1)〜4)を実現できるようにするた
めには、本発明による視覚検査装置17を次のように構
成しなければならない。すなわち、光源8はその光9に
よって第1の色中性の透明な偏光箔10を照明する。第
1の偏光箔10を通過した光はスクリーンとして機能す
るLCD表示装置11を透過し、色中性のベクトルグラ
フィクスフィルム12を照明する。ベクトルグラフィク
スフィルム12を通過した光は視覚検査装置17から射
出する。
【0052】被検者の各々の目16の前方には、色に関
して中性で透明の偏光フィルタ板15がある。LCD表
示装置11は駆動回路19と接続している。駆動回路1
9は切換え手段21と接続している。この切換え手段2
1はキーボード22として構成されている入力装置を介
して影響を受けて、駆動回路19を制御する。切換え手
段21とキーボード22は視覚検査装置17の中に設け
られているか又は装置17に取付けられていても良い
が、あるいは、公知の技術(たとえば、ケーブル接続,
赤外線接続又は超音波接続)に従って構成した遠隔制御
を介して視力検査装置17における視覚検査符号の切換
えを行わせても良い。
【0053】被検者の視覚を光束密度及びコントラスト
に従ってさらに検査したい場合には、光源8と接続し、
切換え手段21により制御される光源駆動回路18によ
って、光源8の光の強さを付加的に増減させる。視覚検
査装置17により条件5及び6を実現することも可能で
あるので、この視覚検査装置17を使用して、単眼視機
能と両眼(右目と左目の認識印象を分離しない)視覚機
能を検査できることは自明である。その場合、被検者は
偏光眼鏡14をはずしていても良い。
【0054】被検者の色盲の検査を実施すべき場合に
は、視覚検査装置は視覚検査符号とその各部分をカラー
で表示することができなければならない。続く図7a,
図8及び図9には、これを実行可能である本発明による
視覚検査システムが示されている。図7aには、そのよ
うな色盲検査用の視覚検査装置23の最も単純な構成が
概略的に示されている。この装置は偏光箔31と、スク
リーンとして機能するLCD表示装置28と、ベクトル
グラフィクスフィルム29とから構成されている。LC
D表示装置28はその駆動回路39を介して切換え手段
37と接続している。切換え手段37には、入力装置と
してのキーボード36が設けられている。駆動回路39
と切換え手段37との間には、提示すべき全ての符号を
記憶するメモリ37aがある。
【0055】この視覚検査装置23には、図6で既に説
明した視覚検査装置17の構成要素の他に、モータ26
により回転させることが可能なカラーフィルタ板27が
設けられている。キーボード36を介して、光源25の
前方に所定の色のカラーフィルタ(たとえば、図7bに
示すような赤(r),黄(g),青(b),中性
(n))を位置させるべきであるという入力を切換え手
段37に与えることができる。
【0056】その後、切換え手段37においてカラーフ
ィルタ板27の現在位置を検出し、カラーフィルタ板2
7が所望の位置にない場合、カラーフィルタ板27のモ
ータ26のモータ制御装置24にカラーフィルタ板27
を所望の位置まで回転させる。図7bには、カラーフィ
ルタ板27の正面図と、その偏光箔31とを改めて示
す。図7に示すカラーフィルタ板27を使用した場合、
照明光32全体の色を変化させることのみ可能である。
様々に異なる色によるカラー表示は不可能になる。そこ
で、図8では、モータ26及びモータ制御装置24を伴
なうカラーフィルタ板27の代わりに、制御回路54を
伴なうカラーLCD44(たとえば、米国特許第4,8
77,309号に記載のカラー液晶画像形成手段)を使
用しており、この場合、制御回路54は切換え手段56
と接続している。この切換え手段56には入力装置とし
てキーボード57が接続している。
【0057】光源42の光43は、まず、カラーLCD
44を通過し、そこで、光の色は所望の態様と方式で変
化される。そこで始めて、偏光フィルタ45と、スクリ
ーンとして機能するLCD表示装置46と、ベクトルグ
ラフィクスフィルム47とを通過して視覚検査符号が形
成されるのである。切換え手段56から光源駆動回路5
5を介して光源42の光の強さを増減させることができ
る。LCD表示装置46は駆動回路53を介して切換え
手段65と接続している。切換え手段56はコンピュー
タ(計算機)として構成されており、提示すべき全ての
符号を記憶しているメモリ56aを有する。
【0058】被検者の目51は2枚の偏光フィルタ板4
9を伴なう偏光眼鏡50を通してカラー画像を見ること
ができる。その場合、このカラーLCD44の分解能を
形成した分解能構成に従って他方のLCD46の分解能
に適合させるべきである。このように構成した視覚検査
装置41を使用すると、提示可能な視覚検査符号をカラ
ー表示できるのみならず、視覚検査符号を移動させて表
示できる。
【0059】偏光フィルタPOL I(2)及びLCD
表示装置3の代わりに、制御装置68を伴なうカラーL
CD62のみを使用すれば(図9を参照)、図8の視覚
検査装置41の構成を簡略化することができる。その場
合には、カラーLCD62自体がスクリーンとして機能
すると共に、直線偏光を送り出す。光源65の光58
は、まず、カラーLCD62を透過する。カラーLCD
62から射出する光は所望の視覚検査符号を伴なって、
カラーLCD62により希望の通りに回転される。入力
装置としてのキーボード71により切換え手段70を介
して光源駆動回路72と、カラーLCD62の制御回路
68とに影響を及ぼすことができる。切換え手段70は
コンピュータ(計算機)として構成されており、提示す
べき全ての符号を記憶するメモリ70aを有する。LC
D表示装置60の前方にはベクトルグラフィクスフィル
ム61と、ラムダ四分の一波長板59とがあり、このラ
ムダ四分の一波長板はそれを透過する光を左回り又は右
回りに円偏光させる。
【0060】被検者の目67の前方に位置する眼鏡64
のフィルタ板に偏光箔のみならず、さらに、ラムダ四分
の一波長板66も設けらているので、被検者の視覚能力
の検査に際して条件1〜4,5及び6に加えて、条件
7,8a及び8bをも実現することができる。偏光箔6
1,64の上でラムダ四分の一波長板を使用すると、被
検者の頭が傾いているときでも、被検者は見るべきもの
しか見ないという利点が得られる。本発明による視覚検
査装置はそのコンパクトで、障害を受けにくい構成を顕
著な特徴としており、単眼視機能及び両眼視機能の検
査、並びに被検者の色盲の検査が可能である。以上説明
した偏光眼鏡は、視覚機能の検査のために被検者の通常
の眼鏡に単純に差込める差込み式付属品としても構成で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】機能原理を説明するための概略図。
【図2】LCD表示装置の表面の概略図。
【図3】LCD表示装置の表面の概略図。
【図4】LCD表示装置の表面の概略図。
【図5】LCD表示装置の表面の概略図。
【図6】本発明による画像形成システムを示す図。
【図7】カラーフィルタを含む視覚検査システムの概略
図とカラーフィルタの正面図。
【図8】本発明による別の視覚検査システムを示す図。
【図9】本発明によるさらに別の視覚検査システムを示
す図。
【符号の説明】
1 光源 2 偏光フィルタ 3 液晶表示装置 3a 駆動装置 3b 入力装置 4 ベクトルグラフィクスフィルム 5 偏光眼鏡 6,7 フィルタ板 8 光源 10 第1の偏光箔 11 LCD表示装置 12 ベクトルグラフィクスフィルム 14 偏光眼鏡 15 偏光フィルタ板 17 視覚検査装置 19 駆動回路 21 切換え手段 22 キーボード 23 視覚検査装置 25 光源 27 カラーフィルタ板 28 LCD表示装置 29 ベクトルグラフィクスフィルム 31 偏光箔 36 キーボード 37 切換え手段 37a メモリ 39 駆動回路 41 視覚検査装置 44 カラーLCD 46 LCD表示装置 47 ベクトルグラフィクスフィルム 53 駆動回路 56 切換え手段 56a メモリ 57 キーボード 59 ラムダ四分の一波長板 60 LCD表示装置 61 ベクトルグラフィクスフィルム 62 カラーLCD 64 偏光眼鏡 65 光源 66 ラムダ四分の一波長板 68 制御回路 70 切換え手段 70a メモリ 71 入力装置 72 駆動回路 80 スクリーン 80a 駆動回路 80b 入力装置 81 画像形成素子 82 ベクトルグラフィクスフィルム 83 偏光素子 84 偏光眼鏡 84a,84b フィルタ板 85 光源 86 第1の偏光箔 87 液晶表示装置 87a 駆動回路 87b 入力装置 88 画像形成領域 89 第2の偏光箔 90 ベクトルグラフィクスフィルム 91 偏光素子 92 偏光眼鏡 92a,92b フィルタ板 a〜l,A〜L 画像形成素子

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーン上に多数の個別に制御可能な
    画像形成領域を有し、偏光を発射する画像形成手段と、
    観察者の目の前方に位置する偏光眼鏡とを有する立体視
    用画像形成システムにおいて、スクリーン(3,11,
    28,46,60,80,87)上には複数の画像形成
    領域(81,88,a〜l,A〜L,a〜i,A〜I)
    が互いに一定の幾何学的配列をもって配置されており、
    そのスクリーン(3,11,28,46,60,80,
    87)の前方にはベクトルグラフィクスフィルム(4,
    12,29,47,61,82,90)が装着され、そ
    のフィルムの偏光素子(83,91)はそれぞれ1つ又
    は複数の画像形成領域(83,91,a〜l,A〜L,
    a〜i,A〜I)を完全に覆っていて、かつほぼ条片又
    は基盤縞のパターンを描いて配列されているとともに、
    その隣接する偏光素子(83,91)の偏光軸は少なく
    とも1つの軸で互いに垂直に位置しており、偏光眼鏡
    (5,84,92)のフィルタ板(6,7,84a,8
    4b,92a,92b)の偏光軸は互いに垂直に位置し
    ておりかつベクトルグラフィクスフィルム(4,12,
    29,47,61,82,90)の偏光素子(83,9
    1)の偏光軸と方向に関して一致しており、スクリーン
    (3,11,28,46,60,80,87)と接続さ
    れかつスクリーン(3,11,28,46,60,8
    0,87)でスクリーン変化を生じさせることができる
    少なくとも1つの入力装置(3b,22,36,57,
    71,80b,87b)が設けられていることを特徴と
    する画像形成システム。
  2. 【請求項2】 画像形成システムの中に、入力装置(3
    6,57,71)を介して問合せされかつ画像を変化さ
    せるために駆動回路(39,53,68)へ供給される
    相応して選択された信号を送り出すメモリ(37a,5
    6a,70a)が設けられていることを特徴とする請求
    項1記載の画像形成システム。
  3. 【請求項3】 メモリ(53,68)は計算機(56,
    70)の中にあることを特徴とする請求項2記載の画像
    形成システム。
  4. 【請求項4】 スクリーン(3,11,28,46,6
    0,80,87)はフラットスクリーンであることを特
    徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形
    成システム。
  5. 【請求項5】 スクリーン(3,11,28,46,6
    0,87)の背面に少なくとも1つの光源(1,85,
    8,25,42,65)が装着されており、その光源か
    らスクリーン(3,11,28,46,60,87)を
    透射することを特徴とする請求項4記載の画像形成シス
    テム。
  6. 【請求項6】 入力装置(22,36,57,71)に
    切換え手段(21,37,56,70)が設けられ、そ
    の切換え手段(21,37,56,70)により光源
    (8,25,42,65)の光の強さを変化させること
    が可能であることを特徴とする請求項5項記載の画像形
    成システム。
  7. 【請求項7】 光源(1,85,8,25,42)とL
    CD素子構造(3,87,11,28,46)との間に
    偏光箔I(2,86,10,31,45)が配置されて
    おり、その偏光箔の偏光軸はベクトルグラフィクスフィ
    ルム(4,90,12,29,47)の偏光軸に対して
    45°の角度を有することを特徴とする請求項5項記載
    の画像形成システム。
  8. 【請求項8】 フラットスクリーン(89)とベクトル
    グラフィクスフィルム(90)との間に偏光箔II(8
    9)が配置されており、その偏光箔の偏光軸は偏光箔I
    (86)の偏光軸に対して垂直又は平行に向いているこ
    とを特徴とする請求項7項記載の画像形成システム。
  9. 【請求項9】 光源(42)の、そこから送り出される
    光の色を切換え手段(56)により変化させることが可
    能であることを特徴とする請求項5項記載の画像形成シ
    ステム。
  10. 【請求項10】 スクリーンはカラー画像を発生するス
    クリーン(62)であることを特徴とする請求項1から
    9のいずれか1項に記載の画像形成システム。
  11. 【請求項11】 ベクトルグラフィクスフィルム(6
    1)の前方にラムダ四分の一波長板(59)が装着され
    ておりかつ偏光眼鏡(64)のフィルタ板にラムダ四分
    の一波長板(66)が装着されていることを特徴とする
    請求項1から10のいずれか1項に記載の画像形成シス
    テム。
  12. 【請求項12】 画像形成素子(81,88)により提
    示される表示は、画像形成システムが視覚検査システム
    として使用されるように、視覚検査のための試験符号で
    あることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項
    に記載の画像形成システム。
  13. 【請求項13】 試験符号は選択的に移動される視覚検
    査符号であることを特徴とする請求項12項記載の画像
    形成システム。
  14. 【請求項14】 入力装置(3b,22,36,57,
    71,80b,87b)は駆動回路(3a,19,3
    9,53,68,80a,87a)を介して個々の画像
    形成領域(81,88,a〜l,A〜L,a〜i,A〜
    I)を個別に制御するように構成されていることを特徴
    とする請求項1から13のいずれか1項に記載の画像形
    成システム。
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