JPH10232364A - 眼の空間的関係による焦点調節 - Google Patents

眼の空間的関係による焦点調節

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JPH10232364A
JPH10232364A JP9215950A JP21595097A JPH10232364A JP H10232364 A JPH10232364 A JP H10232364A JP 9215950 A JP9215950 A JP 9215950A JP 21595097 A JP21595097 A JP 21595097A JP H10232364 A JPH10232364 A JP H10232364A
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eye
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JP9215950A
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Jens Ole Sorensen
オーリー ソーレンセン ジェンス
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Universal Ventures
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    • G02—OPTICS
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 可変焦点手段を人の眼の指示された空間関係
に従って調節することにより、人が凝視している形態の
更に高信頼性の焦点調節映像を提供する。 【解決手段】 人２０に着用されている眼鏡１０の可変
焦点レンズ１１Ｌ，１１Ｒの焦点を、人の眼２２Ｌ、２
２Ｒの空間的関係に関する指示に従って調節することに
より、人が凝視している形態の少なくとも部分的な非焦
点映像が供給される。レンズはネマチックの液晶表示装
置からなる。人の眼のそれぞれから反射される光を検出
することにより、人の眼のそれぞれの配置を指示するデ
ータ４０が供給されると共に、両眼に対する組合わせデ
ータをコンピュータ１２内の神経系ネットワークで処理
することにより、各レンズの焦点を設定するための焦点
制御信号４２が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、一般に、光学システムおよび
方法に係り、特に詳細には、人が凝視している形態の少
なくとも部分的な非焦点映像(in-focus image)を供給す
ることに関する。形態の凝視とは、形態に関する左眼お
よび右眼の組合わされた表現を知覚することを意味す
る。形態は、虚像であることができ、実際の空間に存在
する必要はない。“形態の非焦点映像”は、形態のクリ
ヤな単眼または両眼表現である。
【０００２】米国特許第５，３５９，４４４号公報に
は、適用電圧に対応して変化する可変屈折率を有する液
晶ネマチック物質を含むレンズを備えた自動焦点調節眼
鏡が開示されている。適用電圧が、人が凝視している形
態までの測定距離に従って屈折率を変化させることによ
り、レンズは、人が異なる距離にある異なる形態を凝視
するのに従って焦点を自動調節される。距離は、眼鏡の
フレームに装着される赤外線距離測定システムで測定さ
れ、そして、液晶レンズ物質に適用される電圧が、赤外
線距離測定信号を眼鏡のフレームに組込まれるマイクロ
処理装置で処理することで決定される測定距離に従って
調節される。コーナ追跡システムを用いてコーナからの
反射赤外線信号から眼の方向を測定することにより、微
細信号が供給されるが、この信号は、距離測定信号と組
合わされて、視線の時間的位置に関する情報を供給す
る。操作に際して、眼鏡を着用した人が、その凝視して
いる形態に対向してその眼鏡を前記形態に指向すると、
レンズの焦点は、眼鏡のフレームに装着されている赤外
線距離測定システムで供給される赤外線距離測定信号を
処理することで決定される形態までの測定距離に従って
自動調節される。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、可変焦点手段を、人の眼の指
示された空間的関係に従って調節することにより、人が
凝視している形態の更に高信頼性の焦点調節映像を提供
する。
【０００４】本発明は、人が凝視している形態の少なく
とも部分的な非焦点映像を供給するためのシステムであ
って、形態の映像を供給する可変焦点手段と、人の眼の
空間的関係を指示する手段と、および、指示された関係
に従って可変焦点手段を調節する手段とからなるシステ
ムを提供する。
【０００５】好適な実施態様において、指示関係は、人
の眼の瞳孔の相対的配置であり；可変焦点手段は、人の
眼が人の映像知覚焦点に作用されるような相互関係で配
置され；そして、調節手段は、可変焦点手段の焦点を指
示関係に従って調節することにより、人の眼の視線集束
方向角度(direction-of-sight-convergence angle)の頂
点において少なくとも部分的非焦点映像を人に知覚させ
るようにする。
【０００６】別の態様によれば、本発明は、人が凝視し
ている形態の少なくとも部分的な非焦点映像を供給する
ために、人が形態を凝視すべく使用する可変焦点手段と
共に使用するためのシステムであって、人の眼の空間的
関係を指示する手段と、および、指示された関係に従っ
て可変焦点手段を調節する手段とからなるシステムを提
供する。
【０００７】更に別の態様によれば、本発明は、人が凝
視している形態の少なくとも部分的な非焦点映像を供給
するために、人の眼の空間的関係を指示する手段と共に
使用するためのシステムであって、形態の映像を供給す
る可変焦点手段と、および、指示された関係に従って可
変焦点手段を調節する手段とからなるシステムを提供す
る。
【０００８】また更に別の態様によれば、本発明は、人
が凝視している形態の少なくとも部分的な非焦点映像を
供給するために、可変焦点手段を調節する手段と共に使
用するためのシステムであって、形態の映像を供給する
可変焦点手段と、および、指示された関係に従って可変
焦点手段を調節すべく調節手段で使用される、人の眼の
空間的関係を指示する手段とからなるシステムを提供す
る。
【０００９】また更に別の態様によれば、本発明は、人
の眼の空間的関係を指示するためのシステムであって、
各眼の位置を指示するデータを供給する手段と、およ
び、前記検出された位置データを処理して、人の眼の相
対的空間関係の指示を供給する手段とからなるシステム
を提供する。
【００１０】また、本発明は、人が凝視している形態の
少なくとも部分的な非焦点映像を供給する方法であっ
て、下記のステップ、すなわち（ａ）可変焦点手段を用
いて形態の映像を供給し、（ｂ）人の眼の空間的関係を
指示し、および（ｃ）指示された関係に従って可変焦点
手段を調節することからなる方法を提供する。
【００１１】付加的な態様においては、本発明は、人の
眼の空間的関係を指示する方法であって、下記のステッ
プ、すなわち（ａ）各眼の位置を指示するデータを供給
し、および（ｂ）前記位置データを処理して人の眼の相
対的空間関係の指示を供給することからなる方法を提供
する。
【００１２】本発明の付加的な特徴は、好適な実施例に
関する詳細な説明を参照して述べられる。
【００１３】
【実施例】図１を参照して、本発明に係るシステムの好
適実施例は、可変焦点レンズ１１を有する眼鏡１０と、
コンピュータ１２と、可変焦点レンズの駆動回路１３
と、ＩＲ（赤外線）源回路１４と、ＩＲ検出器回路１５
と、第一光ファイバ束１６および第二光ファイバ束１８
とを含む。眼鏡１０は、人の眼２２Ｌ、２２Ｒが、映像
の人に知覚される焦点に作用されるような関係で、人２
０に装着されている。
【００１４】それぞれの可変焦点レンズ１１は、ネマチ
ックの液晶表示装置からなる。液晶表示装置の伝導板
は、眼鏡フレーム２８の部分内に配置される電気接点
（図示せず）から眼鏡１０のステム２６内を貫通延在す
るワイヤ２４を介して可変焦点レンズの駆動回路１３に
接続され、そして前記フレームは、レンズ１２を包囲し
て、液晶表示装置のそれぞれの伝導板に対して適宜の制
御電圧を選択的に供給する。
【００１５】第一光ファイバ束１６は、ＩＲ源回路１４
から眼鏡１０のステム２６を貫通延在して左右一対のフ
ァイバ・光伝送器配列３０Ｌ、３０Ｒに終端し、そして
この伝送器配列は、それぞれ図２に示すように、左可変
焦点レンズ１１Ｌおよび右可変焦点レンズ１１Ｒを包囲
する眼鏡フレーム２８の部分内に配置されている。第二
光ファイバ束１８は、左右一対のファイバ・光検出器配
列３２Ｌ、３２Ｒ（この検出器配列は、左可変焦点レン
ズ１１Ｌおよび右可変焦点レンズ１１Ｒを包囲する眼鏡
フレーム２８の部分内における各ファイバ・光伝送器配
列３０Ｌ、３０Ｒの光ファイバと互い違いに配置されて
いる）から始まり、眼鏡１０のステム２６を貫通してＩ
Ｒ検出器回路１５まで延在している。各ファィバ・光伝
送器配列３０Ｌ、３０Ｒおよびファィバ・光検出器配列
３２Ｌ、３２Ｒにおけるそれぞれの光ファイバの数は、
好適には図２に示すよりも多い。
【００１６】人の眼２２Ｌ、２２Ｒの空間的関係は、人
２０が、人の眼２２Ｌ、２２Ｒから異なる距離および異
なる角度に位置する種々の形態３４，３５，３６，３７
（図１）を凝視するのに対応して変化する。例えば、人
が凝視している形態３６が人の眼２２Ｌ、２２Ｒに対し
てより遠い形態３７より近接している場合には、人の眼
２２Ｌ、２２Ｒの瞳孔３８は、人２０がより遠い形態３
７を凝視している場合よりも接近されている。
【００１７】ＩＲ検出器回路１５は、各人の眼２２Ｌ、
２２Ｒの位置、すなわち、人の眼２２Ｌ、２２Ｒの空間
的関係を指示するデータ４０を、人の眼２２Ｌ、２２Ｒ
によって反射される検出光に対応してコンピュータ１２
へ供給し、そしてこのコンピュータ１２は、前記データ
４０の処理に応答して焦点制御信号４２を可変焦点レン
ズの駆動回路１３へ供給することにより、指示された空
間関係に対応して可変焦点レンズ１１Ｌ、１１Ｒを調節
する。
【００１８】図１に示すシステムの好適実施例に関する
作用を、図３を参照して説明するが、ここで、（ａ）コ
ンピュータ１２は神経系ネットワーク４４を含むと共
に、（ｂ）このコンピュータ１２には手動校正回路４６
が接続されている。
【００１９】第一ステップ４８として、ＩＲパルスが、
ＩＲ源回路１４から、各それぞれの左および右ファイバ
・光伝送器配列３０Ｌ、３０Ｒにおける１つのみの光フ
ァイバ３０Ｌ、３０Ｒを通して一時に供給されることに
より、人の左および右眼２２Ｌ、２２Ｒからそれぞれ且
つ同時に反射される一対の光パルスが供給され、そして
これが、第二ステップ５０として、各左および右ファイ
バ・光検出器配列３２Ｌ、３２Ｒの全ての光ファイバか
らＩＲ検出器回路１５を介して検出される。第一および
第二の連続ステップ４８および５０は、各連続の間、各
それぞれの左および右ファイバ・光伝送器配列３０Ｌ、
３０Ｒの異なる光ファイバ３０Ｌ、３０Ｒから供給され
る光パルスを連続的に繰り返すことにより、第一および
第二連続ステップ４８、５０の繰返し連続を供給する
が、この場合、光パルスは、各左および右ファイバ・光
伝送器配列３０Ｌ、３０Ｒの各光ファイバ３０Ｌ、３０
Ｒから供給され、そしてそれぞれの左および右ファイバ
・光検出器配列３２Ｌ、３２Ｒによって検出される。左
および右ファイバ・光検出器配列３２Ｌ、３２Ｒの組合
わせから検出される光パターンは、人の左および右眼２
２Ｌ、２２Ｒの瞳孔３８の関係位置を指示している。第
一および第二ステップ４８、５０の繰返し連続の全体的
連続を用いる（この場合、光パルスは、各左および右フ
ァイバ・光伝送器配列３０Ｌ、３０Ｒの各異なる光ファ
イバ３０Ｌ、３０Ｒから供給されている）ことにより、
人の眼の空間的関係のより正確な指示が得られる。
【００２０】ＩＲ検出器回路１５は、第一および第二の
連続ステップ４８，５０の各連続の間に検出される組合
わせ光パターンに対応して、左眼２２Ｌの位置を指示す
る位置データ４０Ｌと右眼２２Ｒの位置を指示する位置
データ４０Ｒとを、コンピュータ１２に対して供給す
る。組合わせ位置データ４０Ｌ，４０Ｒは、人の眼２２
Ｌ，２２Ｒの、これら相互に関するおよび眼鏡１０（人
が着用して凝視している）に関する両方の空間的関係を
指示する。
【００２１】コンピュータ１２内の神経系ネットワーク
４４は、位置データ４０Ｌ，４０Ｒを処理することによ
り、両眼に対する組合せ位置データ４０Ｌ，４０Ｒで指
示される左眼２２Ｌおよび右眼２２Ｒの間の空間的関係
に対応して、左可変焦点レンズ１１Ｌの焦点を設定する
左焦点制御信号４２Ｌと右可変焦点レンズ１１Ｒの焦点
を設定する右焦点制御信号４２Ｒとを供給する。左レン
ズ駆動回路１３Ｌおよび右レンズ駆動回路１３Ｒは、左
可変焦点レンズ１１Ｌおよび右可変焦点レンズ１１Ｒの
液晶表示板にそれぞれ左および右焦点制御信号４２Ｌ，
４２Ｒに対応する電圧を適用し、そしてこれにより、左
可変焦点レンズ１１Ｌおよび右可変焦点レンズ１１Ｒを
焦点調節することにより、人２０に対して、形態３６の
少なくとも部分的な非焦点映像｛これは、人の眼２２
Ｌ、２２Ｒに対する視線集束方向角度の頂点に位置して
いる｝を知覚せしめる。
【００２２】眼鏡１０の使用に先立ち、神経系ネットワ
ーク４４を校正して、人に、この人の両眼が所定の関係
位置にある際に、前記両眼に対応する所定の位置で形態
の少なくとも部分的な非焦点映像を知覚させる。このよ
うな校正は、手動校正回路４６を介して行われる。すな
わち、眼鏡１０を着用した人が神経系ネットワーク４４
を操作して左焦点制御信号４２Ｌおよび右焦点制御信号
４２Ｒの組合わせを供給することにより、人の眼が、こ
の人２０が異なる位置でそれぞれ異なる形態３４，３
５，３６，３７を凝視している際の両眼に対する眼の位
置データ４０Ｌ、４０Ｒで指示される異なる所定関係位
置を有している場合に、左可変焦点レンズ１１Ｌおよび
右可変焦点レンズ１１Ｒをそれぞれ所定に設定して、人
２０に、この人の眼２２Ｌ、２２Ｒに対する異なる所定
位置で複数の異なる形態３４，３５，３６，３７の少な
くとも部分的な非焦点映像を知覚させるようにする。
【００２３】コンピュータ１２に神経系ネットワークを
含まない代案実施例においては、コンピュータ１２は、
両眼に対する組合わせ位置データ４０Ｌ，４０Ｒを処理
することにより、人の眼２２Ｌ，２２Ｒの関係位置に関
する所定パラメータ、例えば人の眼の瞳孔３８の間の間
隔を測定し、そして、コンピュータ１２内の監視盤か
ら、左レンズ駆動回路１３Ｌおよび右レンズ駆動回路１
３Ｒに対して計測パラメータに対応する左および右焦点
制御信号４２Ｌ，４２Ｒを供給して、可変焦点レンズ１
１Ｌ，１１Ｒの焦点を調節することにより、左および右
可変焦点レンズ１１Ｌ，１１Ｒを、測定パラメータで指
示される人の眼２２Ｌ，２２Ｒの間の空間的関係に対応
して、複数の異なる所定焦点設定の中の１つに設定す
る。この代案実施例においては、監視盤に校正装置が付
属され、そして、眼鏡１０を着用した人が手動校正回路
を操作することにより、人２０が異なる位置でそれぞれ
異なる形態３４，３５，３６，３７を凝視している際に
得られる異なる測定パラメータに対応して、人２０が、
人の眼２２Ｌ、２２Ｒに対する異なる所定位置で複数の
異なる形態３４，３５，３６，３７の少なくとも部分的
な非焦点映像を知覚するように、左可変焦点レンズ１１
Ｌおよび右可変焦点レンズ１１Ｒをそれぞれ所定に設定
する左焦点制御信号４２Ｌおよび右焦点制御信号４２Ｒ
の組合わせが、前記監視盤内に貯蔵されるように構成さ
れている。
【００２４】図４を参照して、本発明に係る映像焦点調
節システムの実施例は、三次元虚像実体システム(virtu
al reality system)を含み、そしてこの虚像実体システ
ムは、左眼映像コンポーネントおよび右眼映像コンポー
ネントを生成するコンピュータ５２と、コンピュータの
生成映像コンポーネントを表示する表示スクリーン５３
と、および保護眼鏡５４（人５５は、この保護眼鏡５４
を通して映像スクリーン５３を凝視することにより、人
５５から異なる距離にそれぞれ現れる虚像形態を有する
三次元映像を視認することができる）とを含む。保護眼
鏡５４のレンズ５７Ｌ、５７Ｒは、例えば図１−３を参
照して上述した実施例における眼鏡１０に含まれると同
じようなネマチック液晶表示装置からなり、そして、こ
の液晶表示装置の伝導板には、レンズ駆動回路（図示せ
ず）が、保護眼鏡５４のフレーム５８内を貫通延在する
ワイヤを介して接続されていて、適宜の制御電圧が液晶
表示装置の前記それぞれの伝導板に対し選択的に適用さ
れる。前記制御電圧は、ネマチック液晶を整列して縦方
向のシャッタ配列を形成するように適用され、そして前
記シャッタは、各レンズ５７Ｌ、５７Ｒ内に選択的に配
置されることにより、保護眼鏡５４の左レンズ５７Ｌ
が、表示された右眼映像コンポーネントを人の左眼６０
Ｌの視野から遮蔽するように適用されると共に、一方右
レンズ５７Ｌが、表示された左眼映像コンポーネントを
人の右眼６０Ｒの視野から遮蔽するように適用され、そ
してこれにより、三次元映像が、保護眼鏡５４を着用し
た人に供給されるように構成されている。改良された解
像を達成するために、左眼映像コンポーネントの表示位
置は右眼映像コンポーネントの表示位置と周期的に交替
されることができ、すなわち、映像コンポーネントの表
示位置が交替される際に遮蔽を変更すると、各眼には、
通常よりは２倍の解像性を有する映像が視認される。
【００２５】人の眼の空間的関係および保護眼鏡を着用
する人が凝視している虚像形態の横方向位置の双方の指
示を供給するために、一対の左および右ファイバ・光伝
送器配列（図示せず）が左レンズ５７Ｌおよび右レンズ
５７Ｒを包囲する保護眼鏡フレーム５８の部分内にそれ
ぞれ配置されると共に、一対の左および右ファイバ・光
検出器配列（図示せず）が左レンズ５７Ｌおよび右レン
ズ５７Ｒを包囲する保護眼鏡フレーム５８の部分内にお
いてそれぞれのファイバ・光伝送器配列の光ファイバと
互い違いに配置されている（すなわち、これらの配列
は、図２において、同様の配列が眼鏡フレーム２８内に
配置されると同じ方法で配置されている）。ＩＲ源回路
（図示せず）が光ファイバ束を介して一対の左および右
ファイバ・光伝送器配列に接続されると共に、ＩＲ検出
器回路（図示せず）が別の光ファイバ束を介して一対の
左および右ファイバ・光検出器配列に（図１および２を
参照して上述したと同じ方法で）接続されている。
【００２６】ＩＲ検出器回路は、人の眼６０Ｌ、６０Ｒ
のそれぞれの配置、すなわち、人の眼６０Ｌ、６０Ｒの
空間的関係を指示するデータを、人の眼６０Ｌ、６０Ｒ
で反射される検出光に対応して（図１−３を参照して上
述したと同じ方法で）コンピュータ５２に供給する。コ
ンピュータ５２は、ＩＲ検出器回路から受取る眼の位置
データに応答して、レンズ制御信号を、保護眼鏡５４を
着用した人５５が凝視している虚像の横方向位置に対応
してレンズ駆動回路に供給することにより、それぞれの
左および右レンズ５７Ｌ、５７Ｒ内に設けられているシ
ャッタ配列の位置を設定して、保護眼鏡５４を着用して
いる人に三次元映像が供給されるようにする。
【００２７】図４に示すシステムの実施例においては、
コンピュータ５２は、モニタ５３で表示される虚像形態
の焦点を、保護眼鏡５４を着用した人５５が知覚するよ
うに調節するが、このような調節は、コンピュータ５２
で生成されるそれぞれの左眼映像コンポーネントおよび
右眼映像コンポーネントの合成によって行われる。本実
施例においては、コンピュータ５２は、ＩＲ検出器回路
から受取る眼の位置データに応答して、それぞれの左眼
映像コンポーネントおよび右眼映像コンポーネントを生
成することにより、保護眼鏡５４を着用した人５５が凝
視している虚像形態の少なくとも部分的非焦点映像を、
保護眼鏡５４を着用した人５５が、眼の位置データで指
示される人の眼６０Ｌ、６０Ｒの空間的関係に応答して
知覚できるように、モニタ５３上に表示する。
【００２８】図４に示すシステムの代案実施例において
は、保護眼鏡５４のレンズ５７Ｌ、５７Ｒは、例えば図
１−３を参照して説明した眼鏡１０に含まれるレンズ１
１Ｌ、１１Ｒのような、可変焦点レンズである。この代
案実施例において、レンズ駆動回路へコンピュータ５２
から供給される制御信号は、同様に、ＩＲ検出器回路か
ら受取る眼の位置データに対応してコンピュータ５２か
ら供給される焦点制御コンポーネントを含み、そしてこ
れによって可変焦点レンズ５７Ｌ、５７Ｒを調節するこ
とにより、保護眼鏡５４を着用した人５５に、この人５
５が、眼の位置データで指示される人の眼６０Ｌ、６０
Ｒの空間的関係に対応して凝視している虚像形態の少な
くとも部分的非焦点映像を知覚せしめる。
【００２９】図４に示すシステムの両実施例において、
そのコンピュータ５２は神経系ネットワークを含むと共
に、このコンピュータ５２には、図３に係る眼鏡の実施
例に関して上述したように、校正回路が接続されてい
る。
【００３０】図５を参照して、本発明に係る映像焦点調
節システムの実施例は、スクリーン６３を有する表示モ
ニタ６２（このモニタは、異なる焦点角度を有する異な
る形態６４，６５を、これらがモニタ６２を見ている人
６６からは恰も異なる距離にあるような知覚をもって、
同時に表示する）と共に使用することにより、三次元映
像として知覚される映像を、人６６に提供する。例示し
た表示映像において、１つの形態６４は木であり、別の
形態６５は、モニタ６２を見ている人６６からは木６４
よりも遠距離に見える熊である。それぞれの表示形態６
４，６５の焦点は、モニタ６２で表示される映像の生成
を制御するコンピュータ６７で調節される。この例示実
施例においては、木６４の表示映像は焦点距離にはな
く、熊６５の表示映像が焦点距離にある。表示映像は、
必ずしも、左眼映像コンポーネントおよび右眼映像コン
ポーネントの双方を含む必要はないが、或る実施態様に
おいてはそうではない。表示映像を見るのに特別な眼鏡
を要せず且つ左眼映像コンポーネントおよび右眼映像コ
ンポーネントの双方を含む、代案としての三次元表示シ
ステムの実施態様は、国際公開第ＷＯ95/05052号に開示
されている。
【００３１】人の眼６８の空間的関係の指示を供給する
ために、ＩＲ源６９およびビデオカメラ７０がモニタ６
２の表示スクリーン６３に隣接して配置されると共に、
ＩＲ反射器７２が人６６の前額部に一時的に配置され
る。ＩＲ源６９から人６６に向けて指向されたＩＲ光
は、人６６の眼６８およびＩＲ反射器７２から反射され
てビデオカメラ７０によって検出される。人６６の眼６
８の空間的位置を指示する眼の位置データ信号は、ビデ
オカメラ７０で検出される反射ＩＲ光に対応してコンピ
ュータ６７に供給される。図５に示すシステムの代案実
施例においては、人の眼６８の空間的関係の指示は、眼
の位置データ信号を提供すべく眼鏡（図示せず）のフレ
ーム内に配置されるファイバ・光伝送器配列およびファ
イバ・光検出器配列を介して、図１−３を参照して上述
した眼鏡の実施例におけると同様の方法で供給される。
この代案実施例における眼鏡のレンズは、可変焦点レン
ズではなく、人に着用される通常の眼鏡の処方に従って
形成されるガラスまたはプラスチックからなる。若し人
が眼鏡を着用していない場合には、フレームからレンズ
を取り外すか、或いはこれにクリアなガラスまたはプラ
スチックを挿着する。代案として、眼鏡のレンズには、
左および右眼の映像を交替に観察するための液晶シャッ
タを含むことができる。
【００３２】図５に示すシステムの両実施例において、
コンピュータ６７は、表示形態６４，６５のそれぞれの
焦点を調節するが、この場合、眼の位置データに応答す
ることにより、表示モニタ６２に、人がその眼の位置デ
ータで指示される人の眼６８の空間的関係に対応して凝
視している形態６４，６５の、少なくとも部分的非焦点
映像を表示させるようにする。
【００３３】図６を参照して、本発明に係る映像焦点調
節システムの実施例は、遠隔制御装置７５と共に使用す
るが、この遠隔制御装置は、テレビジョン・モニタ等の
ような表示モニタ７６に対して、映像信号（人７８が３
Ｄ−ＴＶ眼鏡７９を通してモニタ７６で見ている映像
を、三次元的に知覚させるようにモニタ７６に表示させ
るための）を生成し且つ伝送する。３Ｄ−ＴＶ眼鏡７９
は、公知の形式（１つのレンズは赤色フイルタを含み別
のレンズは青色フイルタを含む）ものであってよい。
【００３４】表示映像内に含まれる種々の形態８１のそ
れぞれの焦点は、コンピュータ８０で調節される。好適
には、遠隔制御装置７５は可動であり、そしてコンピュ
ータ８０は遠隔制御装置７５内に含まれる。遠隔制御装
置７５は、左可変焦点レンズ８２Ｌおよび右可変焦点レ
ンズ８２Ｒを含み、そして各レンズ８２Ｌ、８２Ｒのそ
れぞれの焦点は、コンピュータ８０で制御される。左可
変焦点レンズ８２Ｌおよび右可変焦点レンズ８２Ｒでそ
れぞれ発生される映像は、コンピュータ８０で電気的に
処理されることにより、遠隔制御装置７５で映像モニタ
７６に伝送される映像信号を発生する。
【００３５】人の眼８３の空間的関係に関する指示は、
３Ｄ−ＴＶ眼鏡７９のフレーム内に配置されているファ
イバ・光伝送器配列（図示せず）およびファイバ・光検
出器配列（図示せず）を利用して供給されることによ
り、眼の位置データ信号を提供する（図１−３を参照し
て上述した眼鏡の実施例におけると同様な方法で）。図
６に示す実施例において、３Ｄ−ＴＶ眼鏡７９のレンズ
は可変焦点レンズではない。
【００３６】図６に示すシステムの代案実施例（これに
おいては、コンピュータ８０で発生される映像信号が、
表示モニタ７６に対して、３Ｄ−ＴＶ眼鏡７９を着用す
ることなく、三次元映像として見ることができる映像を
表示させる）においては、人７８は、例えば図５に示す
システムに関する上記代案実施例｛すなわち、人の眼８
３の空間的関係の指示が、見る人の眼９２の空間的位置
を指示する眼の位置データ信号を供給すべく、眼鏡のフ
レーム内に配置されるファイバ・光伝送器配列およびフ
ァイバ・光検出器配列を利用して供給される（図１−３
を参照して上述した眼鏡の実施例におけると同様の方法
で）｝で使用されるような眼鏡を通して表示映像を観察
する。この代案実施例においては、眼鏡のレンズは、人
に着用される通常の眼鏡の処方に従って形成されるガラ
スまたはプラスチックからなり、そして若し人が眼鏡を
着用していない場合には、フレームからレンズが取り外
されるか、或いはこれにクリアなガラスまたはプラスチ
ックが挿着される。
【００３７】コンピュータ８０は、眼の位置データに応
答して、遠隔制御装置７５の可変焦点レンズ８２Ｌ、８
２Ｒの設定を調節することにより、可変焦点レンズ８２
Ｌ、８２Ｒでそれぞれ発生される映像の処理に際してコ
ンピュータ８０で発生される映像信号が、表示モニタ７
５に対して、人７８が凝視している形態７７が少なくと
も部分的非焦点にあるように人７８に知覚される映像
を、表示させるようにする。
【００３８】図６に示すシステムの選択的な特徴は、コ
ンピュータ８０が、更に、眼の位置データに応答して、
可動遠隔制御装置７５を、眼鏡７９の着用者７８が凝視
している形態８１から接離させる（可変焦点レンズ８２
Ｌ、８２Ｒの設定を上述のように調節することにより、
形態８１の少なくとも部分的な非焦点映像を提供するの
にはいくらの距離を必要とするか）ことである。
【００３９】図７を参照すると、本発明に係る映像焦点
調節システムは、可変焦点レンズ８７を有するカメラ８
６の中で使用される。可変焦点レンズ８７の設定は、カ
メラ８６に収容されているコンピュータ８８で調節され
る。カメラのシャッタが開かれると、カメラの焦点平面
に配置されているフィルムが、人９０がカメラ８６のフ
ァインダ９１を通して見ている映像に対して露出され
る。ファインダ９１からは、その映像が、人９０の両眼
９２で観察される。
【００４０】ファインダ９１の周りにフード９３を配置
し、このフード９３に人の頭部を対接させることによ
り、人９０の眼９２が、ファインダ９１に対する一定位
置に維持されるようにする。また、ファインダ９１周り
のフード９３内には、ファイバ・光伝送器配列（図示せ
ず）およびファイバ・光検出器配列（図示せず）を配置
して、見る人の眼９２の空間的位置を指示する眼の位置
データ信号を供給する（図１−３を参照して上述した眼
鏡の実施例におけると略同じ方法で）。
【００４１】コンピュータ８８は、眼の位置データ信号
に応答して可変焦点レンズ８７の焦点を調節されること
により、人９０がカメラ８６のファインダ９１から凝視
している形態９５の少なくとも部分的非焦点映像が、カ
メラ８６の焦点平面に供給されるようにする。
【００４２】別の代案実施例（図示せず）においては、
（ａ）人の眼の位置を指示するデータは、反射光の検出
に代えて或いはこれに付加して、音波、電磁放射、磁
力、重力、インダクタンスおよび／またはキャパシタン
スを検出することにより供給することができ、（ｂ）反
射光を眼に向けて指向する手段は、人の眼に代えて或い
はこれに付加して、コンタクト・レンズ、接眼手段、眼
球内レンズおよび／または挿入眼球を含むことができ、
（ｃ）人の眼の位置を指示するデータは、ワイヤに代え
て或いはこれに付加して、音波および／または例えば光
或いはマイクロ波等のような電磁放射による検出手段か
ら伝達することができ、（ｄ）焦点制御信号の伝達は、
ワイヤに代えて或いはこれに付加して、音波および／ま
たは例えば光或いはマイクロ波等で伝達することがで
き、また、（ｄ）可変焦点レンズは、三次元映像の検出
に使用される双眼鏡または顕微鏡内に組み込むことがで
きる。
【００４３】ここで特に説明した上記利点が、本発明の
想定される全ての実施態様に必ずしも適用される必要は
ない。また、このような本発明の上記利点は、単なる例
示であって、これだけが本発明の利点であると理解さる
べきではない。
【００４４】一方、上記説明には多くの特定が含まれて
いるが、これらは、本発明の範囲を限定するものではな
く、好適な実施態様を例示したものであると理解さるべ
きである。別の変更が可能であり、そして本発明の範囲
は、上記実施態様によってではなく、特許請求の範囲お
よびその法律的等価によって決定されるべきものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシステムであって、可変焦点手段
が、所定の形態を凝視している人に着用された眼鏡内に
挿着されている好適実施例を示す略図式図である。
【図２】図１に示すシステムの眼鏡のフレーム内に配置
された光ファイバの、眼鏡を着用した人から見た配列を
示す、スケールの異なる正面図である。
【図３】図１に示すシステムの作用を示すブロック図で
ある。
【図４】本発明に係る映像焦点調節システムであって、
三次元虚像実体システムの中に含まれる実施例を示す略
図式図である。
【図５】本発明に係る映像焦点調節システムであって、
モニタ（このモニタは、異なる焦点度を有する異なる形
態を、同時に、これらが恰もモニタを見ている人から異
なる距離にあるように表示する）と共に使用される実施
例を示す略図式図である。
【図６】本発明に係る映像焦点調節システムであって、
遠隔制御装置（この装置は、表示モニタに対して、この
モニタを見ている人が凝視している形態の映像を生成し
且つ伝送する）と共に使用される実施例を示す略図式図
である。
【図７】本発明に係る映像焦点調節システムであって、
可変焦点手段がカメラの中に組み込まれていて、このカ
メラの焦点平面に、人がこのカメラのファインダから凝
視している形態の焦点映像が生成される、一実施例を示
す略図式図である。
【符号の説明】
１０ 眼鏡 １１ 可変焦点レンズ １２ コンピュータ １３ 可変焦点レンズ駆動回路 １４ ＬＲ源回路 １５ ＩＲ検出器回路 １６，１８ 光ファイバ束 ２０ 人 ２２ 人の眼 ２４ ワイヤ ２６ ステム ２８ フレーム ３０ ファイバ・光伝送器配列 ３２ ファイバ・光検出器配列 ３４，３５，３６，３７ 形態 ３８ 瞳孔 ４０ データ ４２ 焦点制御信号 ４４ 神経系ネットワーク ４６ 手動校正回路 ４８ 第一ステップ ５０ 第二ステップ ５２ コンピュータ ５３ 表示スクリーン ５４ 保護眼鏡 ５５ 人 ５７ レンズ ５８ フレーム ６０ 眼 ６２ 表示モニタ ６３ スクリーン ６４，６５ 形態 ６６ 人 ６７ コンピュータ ６８ 人の眼 ６９ ＩＲ源 ７０ ビデオカメラ ７２ ＩＲ反射器 ７５ 遠隔制御装置 ７６ 表示モニタ ７７ 形態 ７８ 人 ７８ ３Ｄ−ＴＶ眼鏡 ８０ コンピュータ ８１ 形態 ８２ 可変焦点レンズ ８３ 人の眼 ８６ カメラ ８７ 可変焦点レンズ ８８ コンピュータ ９０ 人 ９１ ファインダ ９２ 人の眼 ９３ フード

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人が凝視している形態の少なくとも部分
    的な非焦点映像を供給するためのシステムであって、 形態の映像を供給する可変焦点手段（１１Ｌ、１１Ｒ、
    ５７、６２、８２、８７）と、 人の眼の空間的関係を指示する手段（１５，５０）と、
    および指示された関係に従って可変焦点手段を調節する
    手段（１２，１３，５２，６７，８０，８８）とからな
    ることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 人が凝視している形態の少なくとも部分
    的な非焦点映像を供給するために、人が形態を凝視すべ
    く使用する可変焦点手段（１１Ｌ、１１Ｒ、５７、６
    ２、８２、８７）と共に使用するためのシステムであっ
    て、 人の眼の空間的関係を指示する手段（１５，５０）と、
    および指示された関係に従って可変焦点手段を調節する
    手段（１２，１３，５２，６７，８０，８８）とからな
    ることを特徴とするシステム。
  3. 【請求項３】 人が凝視している形態の少なくとも部分
    的な非焦点映像を供給するために、人の眼の空間的関係
    を指示する手段（１５，５０）と共に使用するためのシ
    ステムであって、 形態の映像を供給する可変焦点手段（１１Ｌ、１１Ｒ、
    ５７、６２、８２、８７）と、および指示された関係に
    従って可変焦点手段を調節する手段（１２，１３，５
    ２，６７，８０，８８）とからなることを特徴とするシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 人が凝視している形態の少なくとも部分
    的な非焦点映像を供給するために、可変焦点手段を調節
    する手段（１２，１３，５２，６７，８０，８８）と共
    に使用するためのシステムであって、 形態の映像を供給する可変焦点手段（１１Ｌ、１１Ｒ、
    ５７、６２、８２、８７）と、および指示された関係に
    従って可変焦点手段を調節すべく調節手段で使用され
    る、人の眼の空間的関係を指示する手段（１５，５０）
    とからなることを特徴とするシステム。
  5. 【請求項５】 指示手段は、 各眼の位置を指示するデータ（４０）を供給する手段
    （５０）と、および前記位置データを組合せて、人の眼
    の相対的空間関係の指示を供給する手段（１２，１３，
    ５２，６７，８０，８８）とからなることを特徴とする
    請求項１，２または４のいずれかに記載のシステム。
  6. 【請求項６】 指示手段は、各眼の位置を指示するデー
    タ（４０）を供給する手段（５０）からなり、および調
    節手段は、前記位置データを処理して、可変焦点手段の
    焦点を設定するための制御信号を供給する神経系ネット
    ワーク（４４）からなることを特徴とする請求項１また
    は２記載のシステム。
  7. 【請求項７】 人の眼の空間的関係を指示するためのシ
    ステムであって、各眼の位置を指示するデータ（４０）
    を供給する手段（１５，５０）と、および前記検出され
    た位置データを処理して、人の眼の相対的空間関係の指
    示を供給する手段（１２，５２，６７，８０，８８）と
    からなることを特徴とするシステム。
  8. 【請求項８】 処理手段は、前記位置テータを処理する
    神経系ネットワーク（４４）からなることを特徴とする
    請求項７記載のシステム。
  9. 【請求項９】 左眼映像コンポーネントおよび右眼映像
    コンポーネントを生成するコンピュータ（５２）と、前
    記コンピュータ生成の映像コンポーネントを表示する表
    示スクリーン（５３）と、および、保護眼鏡（５４）で
    あって、これを通して表示スクリーンを凝視している人
    が、この人からそれぞれ異なる距離にあるように見える
    虚像形態を有する三次元映像を見ることができる保護眼
    鏡（５４）とを含む三次元虚像実体システム内に包含さ
    れることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 可変焦点手段は、表示モニタ（６２）
    であって、異なる焦点度を有する異なる形態（６４，６
    ５）を、これらがモニタを見ている人（６６）からあた
    かも異なる距離にあるように知覚的同時に表示する表示
    モニタ（６２）の中に組込まれ、そして、前記可変焦点
    手段は、人が凝視している形態の少なくとも部分的非焦
    点映像を表示するように調節されることを特徴とする請
    求項１記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 可変焦点手段（８２）は、遠隔制御装
    置（７５）であって、テレビ・モニタ（７６）に対し
    て、このモニタを見ている人が凝視している形態の少な
    くとも部分的非焦点映像を表示させるようにする信号を
    生成し且つ伝送する遠隔制御装置（７５）の中に組込ま
    れることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 可変焦点手段（８７）は、カメラ（８
    ６）であって、このカメラの焦点平面に、このカメラの
    ファインダ（９１）を通して人が凝視している形態の少
    なくとも部分的非焦点映像を供給するカメラ（８６）の
    中に組込まれることを特徴とする請求項１記載のシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】 人が凝視している形態の少なくとも部
    分的な非焦点映像を供給する方法であって、下記のステ
    ップ、すなわち（ａ）可変焦点手段（１１Ｌ，１１Ｒ，
    ５７，６２，８２，８７）を用いて形態の映像を供給
    し、（ｂ）人の眼の空間的関係を指示し、および（ｃ）
    指示された関係に従って可変焦点手段を調節することか
    らなることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 ステップ（ｂ）は、下記のステップ、
    すなわち（ｄ）各眼の位置を指示するデータ（４０）を
    供給することからなり、およびステップ（ｃ）は、下記
    のステップ、すなわち（ｅ）前記位置テータを神経系ネ
    ットワーク（４４）で処理して、可変焦点手段の焦点を
    設定する制御信号を供給することからなることを特徴と
    する請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 人の眼の空間的関係を指示する方法で
    あって、下記のステップ、すなわち（ａ）各眼の位置を
    指示するデータ（４０）を供給し、および（ｂ）前記位
    置データを組合せて人の眼の相対的空間関係の指示を供
    給することからなることを特徴とする方法。
JP9215950A 1996-07-26 1997-07-25 眼の空間的関係による焦点調節 Pending JPH10232364A (ja)

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