(57)【要約】  本発明は像を３次元で再生する装置に関するものであり、この装置は、  像を受信し再生する可動スクリーン（１０）と、  スクリーンからの像（１８）を空間に形成する光学素子（２０、２２）と、  一方で像は見る人の視界の中にいつもあり、他方でスクリーン上に得られる像の画角が見る人の位置、具体的に言えば、見る人の顔のそれに対応するように、形成される像の性状およびスクリーンの位置を見る人（１２）の装置に対する空間位置と同期させる同期手段（３２）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元像を再生する装置であって、
像を受信し再生する可動スクリーン（１０；３６）と、
前記スクリーンからの像（１８）を空間に形成する光学素子（２０、２２；３８、４０）と、
一方で前記像は見る人の視界の中にいつもあり、他方で前記スクリーン上に得られる画角が前記見る人の位置、具体的に言えば、前記見る人の顔のそれに対応するように、前記形成される像の性状および前記スクリーンの位置を前記見る人（１２）の装置に対する空間位置と同期させる同期手段（３２）と、
を備える装置。
【請求項２】
前記見る人の変位に応じて再生される前記像の画角を変更する素子を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記見る人の空間位置をリアルタイムで検出する素子を備える、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
同じ場面の複数の像が複数の画角で格納される記憶装置を備える装置であって、前記同期手段が前記見る人の位置と関連付けた画角に対応する像を再生する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
見る人の位置に対応する前記見る人の角度で場面を撮像するために、同期手段によって、前記場面を撮像する指令素子を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記撮像素子（７０、７４）が前記見る人の位置に応じて動かされ得る、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記撮像素子が、同じ場面の２つの見る人の角度を撮影する、少なくとも２つのカメラまたは類似物であり、前記同期手段が、前記２つの画角から前記見る人の位置に対応する画角を再生する処理手段を備える、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
テレビ会議のために使用され得るシステムを構成し、離れた対話者のために、前記システムを使用する対話者の像を再生する撮像素子を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記同期手段が、一方で、前記見る人の顔またはそれの一部、具体的に言えば目の位置を検出し、他方で、前記見る人の体の別の部分、例えば手または足などを検出する手段と、体の前記他の部分の出現または変位が３次元で得られる前記像を変更するように処理手段と、を備え、この変更は、例えば、変位、変形、あるいは色またはテクスチャの変化のためである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光学素子（２０、２２）が定位置を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
一方で前記スクリーン（３６）が、他方で前記光学素子（３８、４０）が取り付けられるシャーシー（４２）を備える装置であって、前記スクリーンおよび前記光学素子は前記シャーシーに取り付けられ、前記同期手段が前記シャーシーの位置を変更する手段を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記光学素子が少なくとも１つの球状または放物線状のミラーを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある場面が様々な角度から注視され得るように３次元像を再生するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元像を再生する様々な装置、すなわちホログラム装置、メガネを掛ける必要がある装置、フレスネルレンズ装置などが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、当技術分野で周知の前記装置は、様々な角度から、かつ様々な軸に沿って見ることができる場面を楽に見ることができないという観察結果を背景としている。本明細書で用いる「場面」はある要素、すなわち１つ以上の物体、１人以上の人、１匹以上の動物、植物、風景などを指す。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、この機能を実行する３次元像生成装置を提供する。
【０００５】
従って、本発明による装置は、
像を受信し再生する可動スクリーンと、
スクリーンからの像を形成し、３次元の感じを与えるための手段と、
見る人の装置に対する空間位置に応じてスクリーンの位置および再生される像を調整する同期手段と、を備える。
【０００６】
これらの条件で、スクリーンに現れる像が、様々な画角からの場面の像を収録または受信するコンピュータ装置によって与えられる場合は、同期手段は見る人の位置に対応する像を与え、見る人が像をいつも見ることができるようにスクリーンの或る変位を確かにする。
【０００７】
１つの実現では、様々な画角から撮影した像が記憶装置から検索され得る。
【０００８】
別の実現では、スクリーンに現れる像は、見る人の位置に応じて様々な角度からの場面の像を取り込む素子によって与えられる。
【０００９】
同期手段は、例えば、再生される像の画角が見る人の変位に比例して変化するようなものである。１つの実現では、再生される像の画角は、見る人の装置に対する変位を最小にするために、見る人の変位よりも大きい形で変化する。
【００１０】
１つの実現では、装置は見る人の空間位置をリアルタイムで観測する撮像素子、例えば少なくとも１つのカメラなどを備える。見る人の位置は、見る人の体の一部、好ましくは目、鼻、手、足のうちの少なくとも１つの位置によって決定される。
【００１１】
体の一部を検出するために、例えば、オーストラリアン・ソサイアティ・シーイング・マシーン（Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｓｅｅｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）によって流通させられているようなソフトウェア製品を使用することが可能である。
【００１２】
１つの実現によれば、装置は、一方で、顔の一部、例えば目または鼻などを検出する検出手段と、他方で、見る人の体の別の部分、具体的に言えば彼の手、あるいは彼の両手を検出する検出手段と、を備える。この場合は、見る人の手（または体の別の部分）を検出する検出手段は、見る人が３次元像を見る部位において手の存在を検出し、装置は手を検出する前記手段と像を生成または選択する手段との相互作用を生成する手段を備える。従って、実際の物体が軟らかい部位において手によって実行される圧力が、前記物体の変形を引き起こすか、または身振りが物体の変位を引き起こす。
【００１３】
通常、手、または体の別の部分と場面の相互作用が、仮想場面の他のパラメタ、例えばその色またはそのテクスチャを変更できる。
【００１４】
従って、見る人と３次元に見える仮想場面の相互作用（すなわち、形成される像の性状およびスクリーン位置と装置に対する見る人の空間位置との同期）が、２つの方法で達成される。
【００１５】
第１方法によれば、見る人の変位、具体的に言えば彼の顔が仮想場面の様々な画角の再生を引き起こす。例えば、見る人が先ず座り、次いで立ち上がる場合は、彼は物体の前面図を通って前記物体の上面図に入る。
【００１６】
第２方法によれば、手振りが仮想物体の変更または変位を引き起こす。
【００１７】
本発明による装置の応用は非常に多い。いくつかの可能な応用をその範囲を限定せずに列記すると、テレビ、ビデオ、映画用フィルム、および情報技術である。具体的に言えば、本発明は仮想物体のプレゼンテーションのために、特に、店で、または流布によって、すなわちインターネットによって販売するために使用され得る。
【００１８】
本発明はまたテレビ会議にも応用され得る。従って、テレビ会議で応用される装置の実現では、上に規定した型の装置が対話者のうちの少なくとも１人に与えられ、第１場所にある前記装置は、見る人の位置を表示するために信号を供給する手段と、見る人の位置を表示する前記信号を、第２見る人が見つけられ得る第２場所にある撮像素子へ送信する手段と、を備え、これらの素子は第１場所の見る人の位置によって（ということは、目の位置によって）要求される角度を与える。例えば、第２対話者（第２場所にいる）のカメラが、第１対話者によって要求される角度に対応する第２対話者の画角を、第１場所において、与えるために移動する。
【００１９】
変形形態として、カメラは、エミッションカメラの変位を防止するために、１つの場所に、２つの異なる角度の像を他の場所の３次元映像装置へ同時に送る、対話者の写真を撮影する２つのカメラを備え、そして、前記他の場所に、装置は第２対話者の３次元像を再生する手段を備える。この実現では、送信される情報の量はテレビ会議装置の第１実現におけるよりも２人の対話者の間で２倍多い。
【００２０】
本発明による装置の応用がどうあろうとも、３次元効果が様々な方法で得られ得る。
【００２１】
１つの実現によれば、光学素子、例えばミラーまたはミラーの群などがスクリーンと関連付けられ、これはスクリーンからの像を見る人の目が向けられる空間位置へ反射する。
【００２２】
この場合は、装置は、例えば、スクリーンの位置および光学素子の位置を別々に変更する手段を備える。
【００２３】
変形形態では、スクリーンおよび光学素子はケーシングまたはシャーシーに取り付けられ、それを例えば２つの直交する軸で動かす指令手段を有する前記ケーシングまたはシャーシーに対して定位置を有する。
【００２４】
光学素子が少なくとも１つのミラーを有する場合に、このミラーは例えば球状または放物線状の形をしている。
【００２５】
上に述べたように、本発明は３次元像を再生する装置に関するものであり、この装置は、
像を受信し再生する可動スクリーンと、
スクリーンの像を空間に形成する光学素子と、
一方で、像は見る人の視界の中にいつもあることを、そして他方で、スクリーン上に得られる像の画角が見る人の位置、具体的に言えば、見る人の顔のそれに対応することを得るために、形成される像の性状およびスクリーンの位置を見る人の装置に対する空間位置と同期させる同期手段と、を備える。
【００２６】
１つの実現では、装置は同じ場面の複数の画角での複数の像が格納される記憶装置を備え、同期手段は見る人の位置と関連付けた画角に対応する像を再生する。
【００２７】
変形形態では、装置は場面を撮像する指令素子を備え、この指令素子は、同期手段の助けにより、見る人の位置に対応する画角からの像を撮影することを可能にする。
【００２８】
この場合は、カメラは見る人の位置に応じて移動可能である。
【００２９】
変形形態では、同じ場面について２つの画角を与えるための少なくとも２つのカメラまたは類似物があり、同期手段は見る人の位置に対応する画角を２つの画角から再生する処理手段を備える。
【００３０】
装置は、１つの実現では、テレビ会議のために使用され得る装置を構成し、離れた対話者のために装置を用いて対話者の像を再生する撮像素子を備える。
【００３１】
１つの実現では、同期手段は、一方で、見る人の顔、または顔の一部、具体的に言えば目の位置を検出する検出手段を、他方で、見る人の体の別の部分、例えば手または足などを検出する検出手段、ならびに体のこの他の部分の出現または変位が得られた３次元像の変更を引き起こすように処理手段を備え、この変更は、例えば、変位、変形、あるいはテクスチャまたは色の変更である。
【００３２】
光学素子は例えば定位置を有する。
【００３３】
変形形態では、装置はシャーシーを備え、このシャーシーは一方でスクリーンに、他方で光学素子に取り付けられ、そこではスクリーンおよび光学素子はこのシャーシーに取り付けられ、同期手段はシャーシーの位置を変更する手段を備える。光学素子は少なくとも１つの球状または放物線状のミラーを備えることが好ましい。
【００３４】
本発明のさらなる特性および利点が、その実現様態のいくつかについての説明の中で明らかになるはずであり、説明は添付図を参照して達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に示す例では、本発明による装置は、コンピュータ（図示せず）から、あるいはテレビ会議の装置のようなテレビ装置からオンラインで像を受信するスクリーン１０を備える。スクリーンは例えば液晶、プラズマ、または陰極線管スクリーンでありうる。
【００３６】
見る人の位置、具体的に言えば彼の顔の位置、さらに具体的に言えば彼の目の位置に応じて場面の図を与える像生成手段がスクリーンと関連付けられる。スクリーン１０は垂直の支柱１４に取り付けられ、指令手段がこの支柱をその軸を中心に動かすためにこの支柱と関連付けられる。さらに、スクリーン１０は、第２指令手段によって結合部または支柱１４のため水平な軸を中心に動くことができる。見る人１２によって見える３次元の仮想像１８が彼の視野にいつもあるように、前記第１および第２の指令手段は見る人１２の位置に応じてスクリーン１０の位置を調整する。
【００３７】
装置は例えば２つの放物線状ミラー２０および２２を含む光学素子を備える。見る人が
図１で見ることができる位置１２に立っている場合に、そしてスクリーンが位置１０に連続的にある場合に、スクリーン上の像は放物線状ミラー２０の上部２４に反射され、その後に、それは場所１８で結像するために同じミラー２０の下部２６に反射される。
【００３８】
見る人が位置１２から位置１２′へ移動する場合に、スクリーンは図１に破線で示す位置１０′をとる。それが形成する像は放物線状ミラー２２の上部２８によって反射され、次いでそれは同じミラー２２の下部３０によって反射され、そしてそこから、それは同じ場所１８へ伝わり結像される。
【００３９】
見る人の位置は、カメラ３２、ならびに見る人の体、例えば彼の顔の一部、具体的に言えば目を認識する手段を備える素子によって検出される。
【００４０】
３次元効果は、スクリーン像が１つの空間点に結像されるという事実によっており、従って見る人はスクリーンを注視している感じがなくて、空中に浮いている物体を見る。さらに、３次元効果は、見る人が移動する場合に、像同期によって増幅される。
【００４１】
図２および３で見ることができる別の実現では、スクリーン３６、ならびに２つの再伝達ミラー３８および４０を有する光学素子が設けられ、スクリーンとミラー３８および４０のこの組合せが、ケーシングまたはシャーシー４２を水平軸および垂直軸４６を中心に動かす指令手段と関連付けられる、前記シャーシーに取り付けられる。
【００４２】
スクリーン３６ならびにミラー３８および４０はシャーシー４２に応じて定位置を有する。従って、それが図３に見ることができるように、ケーシング４２はミラー４０に対向して広い正面開口４８を備える。そして仮想像はこの正面開口４８の前に形成される。
【００４３】
装置の正面部が、その上部に、見る人の顔の一部、例えば目または鼻などの位置を検出するカメラ５０を備える。さらに、下部に、見る人の手が開口４８に近づく場合に、すなわちそれらが仮想物体が結像される場所に近づく場合に、それらの位置を検出する２つのカメラ５２および５４が設けられる。
【００４４】
変形形態では、カメラ５０は顔の一部分の位置および手の位置を同時に検出するために使用される。
【００４５】
勿論、仮想物体と見る人との間の所望相互作用に応じて、カメラおよび関連処理手段が体の他の部分を検出するために配置され得る。例えば、変形形態では、カメラ５２および５４（またはカメラ５０）は、仮想ボールを用いるゲームの場合に見る人の足を検出するために配置される。
【００４６】
図４は、３次元像を与え、すべての対話者のために、図１に、または図２および３に見ることができるように、同じ時間の装置６０、６２を備えるテレビ会議装置を示す図である。
【００４７】
すべての装置６０、６２は、図１、２、および３に関して上に述べた様々な部品、すなわち見る人の顔、具体的に言えば目の位置を検出するカメラ（図４に示さず）を含む。
【００４８】
この装置では、与えられる像は具体的に言えば対話者の顔である。換言すれば、装置６０の見る人６４に提供される像は装置６２の見る人６６の顔の像である。
【００４９】
見る人６４が見る人６６を見る角度が、見る人６４の目の位置によって決定される、所望の角度に一致することを得るために、カメラ７０が見る人６４によって要求される角度で見る人６６の像を撮影するように、このカメラは装置６２、ならびに軌道７２によって前記カメラを移動する手段と関連付けられる。
【００５０】
同じように、軌道７６をたどって移動するカメラ７４が装置６０と関連付けられ、このカメラ７４は対話者６４の光景を見る人６６に、見る人６６によって要求される角度で、すなわち例えば対話者６６の目の位置に従って与える。
【００５１】
変形形態では、２つのカメラ（図示せず）が、見る人の２つの異なる画角を与える両装置６０、６２と関連付けられ、前記画角は他の対話者の装置へ送信される。この場合は、装置は、２つの受信した風景から、他の端末の見る人によって要求された角度に一致する風景を与える処理手段を備える。
【００５２】
勿論、本発明は本明細書に具体的に述べた実現様態に限定されない。それはまたその変形形態も含む。具体的に言えば、カメラ以外の撮像素子が使用され得る。従って、装置がホログラフィックである場合に、レーザー装置が撮像するために使用されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による装置の実現様態を示す図である。
【図２】本発明による装置の別の実現を示す図である。
【図３】本発明による装置の別の実現を示す図である。
【図４】本発明による装置の使用を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2007501950.tif 000008
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