(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者に関したフィードバックデータに反応して左目の見る瞳及び右目の見る瞳の空間的位置の修正をするための自動立体画像表示装置であって、該表示装置は、
（ａ）下記（１）乃至（４）からなる適合型自動立体画像伝達システムであって、
（１）観察者の左目で見る画像及び観察者の右目で見る画像を画像源から合成するための画像ジェネレーターと；
（２）前記観察者に関するフィードバックデータを受理するため及び該フィードバックデータに反応して指令を提供するためのコントロールロジックプロセッサーと；
（３）左の出力投影ボールレンズを有し、仮想画像としての前記左目の画像を前記観察者の前記左目によって見るための、空間的に位置付けられた前記左目の見る瞳に提供するための左の見る瞳形成装置と；
（４）右の出力投影ボールレンズを有し、仮想画像としての前記右目の画像を前記観察者の前記右目によって見るための、空間的に位置付けられた前記右目の見る瞳に提供するための右の見る瞳形成装置；
前記システムにおいて、前記左の見る瞳形成装置及び前記右の見る瞳形成装置は独立に位置決めされ、前記コントロールロジックプロセッサーからの前記指令に基づき、前記左及び右の出力投影レンズのそれぞれを３軸の各々に沿って移動することにより前記左目の見る瞳及び前記右目の見る瞳のそれぞれの空間的位置を３軸の各々に沿って調節することを特徴とする前記適合型自動立体画像伝達システム；並びに
（ｂ）前記フィードバックデータを前記コントロールロジックプロセッサーに提供するための少なくとも一つの観察者フィードバックセンサー；を有する自動立体画像表示装置。
【請求項２】
前記画像源がフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記画像源がビデオであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、画像を見るための自動立体（ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ）表示システムに関し、より詳細には、視聴者の特性及び反応に適合することができる自動立体で見ることを提供するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動立体表示システムの潜在的な価値は、特に、エンターテイメント及びシミュレーション分野で広く認識されている。自動立体表示システムは、非常に広い視界を有する３Ｄ画像を伴い視覚的に観察者を囲むことにより、観察者において現実的な見る体験を提供するように企てられた“没入”システムを含んでいる。前述のシステムを含む立体表示の大きなグループとは異なり、自動立体表示は、例えば、ゴーグル、ヘッドギア、若しくは特別な眼鏡のような種類の着用アイテムの必要性をなくすことを特徴とされる。すなわち、自動立体表示は、観察者にとって、“自然”な見る状態を提供することを目的とする。没入システムにおける定評ある設計目標は、最も現実的な見る環境を可能な限り提供することである。これが視覚的な知覚に最も明白に関係がある一方、さらに、それは聴覚、触覚、他の感覚的知覚を同様に包含することができる。
【０００３】
ＳＤＩ  ９９  Ｄｉｇｅｓｔ、“Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ”、Ｇ．Ｊ．Ｋｉｎｔｚの記事において、広い視野を伴う自動立体表示を提供するための一つのアプローチが開示されている。Ｋｉｎｔｚのアプローチを用いると、眼鏡若しくはヘッドギアは必要としない。しかしながら、観察者の頭は、視準を正された仮想画像を形成する、一動原体の鏡によって映し出される、ＬＥＤエミッターの配列を有する急速に回転している球状のシェル内に位置すべきである。Ｋｉｎｔｚの設計が広い視野を有する真の自動立体システムにおける一つの解決策を提供する一方で、かかる設計は重大な欠点を有している。Ｋｉｎｔｚの設計の欠点では、観察者の頭を迅速に回転する表面に近接することを必要とすることである。かかるアプローチは、回転する表面上の構成部分との接触からの事故及び傷害の見込みを最小限にする手段を必要とする。保護遮蔽でさえ、急速に移動している表面への接近は最小で、観察者を不安にさせるかもしれない。加えて、かかるシステムの使用は、目的である自然な現実の幻覚を危険にさらす頭の動きの考慮すべき抑制を課す。
【０００４】
自動立体システムの一つのクラスは、Ｓ．Ａ．  Ｂｅｎｔｏｎ，  Ｔ．Ｅ．  Ｓｌｏｗｅ，  Ａ．Ｂ．  Ｋｒｏｐｐ，  及びＳ．Ｌ．  Ｓｍｉｔｈ（１９９９年１月、ＳＰＩＥ、Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ａｎｄ  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＶＩ、“Ｍｉｃｒｏｐｏｌａｒｉｚｅｒ−ｂａｓｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｖｉｅｗｅｒ  ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ，”）によって記事が概説されるような、観察者の目の上に１ペアの光学投影系の射出瞳の画像化により作動する。Ｂｅｎｔｏｎにより概説されるような瞳孔画像化は、大きなレンズ若しくは鏡を用いて実行される。観察者の目が像を描かれた瞳孔と一致する観察者は、どんな種類の眼鏡も着用せず、混信のない立体鏡の場面を見ることができる。
【０００５】
瞳孔画像化を用いる自動立体表示システムにより提供される見る体験の価値及び現実的な質は、広い視野と大きな射出瞳を伴う３Ｄ画像を表現することにより増幅されることが容易く認識できる。観察者が頭の動きを厳格に抑制せずに、及び観察者がゴーグル若しくは他の装置を着用を要求されずに、快適に着席することを許容する場合、かかるシステムは没入的な見る機能には最も効果的である。完全に３Ｄ画像化を満足するために、かかるシステムは、個別の高解像度画像を左右の目に提供する。かかるシステムが、実際の床面積及び容積を可能な限りほとんど占めていない一方で、フィールドの深度及び幅の幻覚を創成するために緊密さのために最も都合よく設計されていることはまた、容易く認識できるであろう。
【０００６】
フェルゲンツ（ｖｅｒｇｅｎｃｅ）に関連した深度合図と適合動作の対立は逆に見る体験と衝突することができることはまた、周知である。フェルゲンツは、視野内で物体の個別の画像を融合する目的で、観察者の目が交差するべき角度を意味する。フェルゲンツが減少すると、次いで、見ていた物体はより離れているようになり消滅する。適合動作は、興味のある対象物のために網膜の焦点を維持するため、観察者の目のレンズが形を変更するという要求を意味する。また、観察者が、フェルゲンツと適合動作のための誤って組合せられた深度合図に一定の期間暴露される場合、観察者の深度知覚の一時的低下がありえることは周知である。さらに、適合動作合図が離れた画像位置に相当する場合、奥行き感覚でこの負の効果は緩和することができることは周知である。
【０００７】
従来の自動立体表示ユニットの実施例は、着席した観察者は、各々の目の個別の光学投影系から生成された画像を使用して創成された明白な３Ｄ視覚的な効果を体験し、また多くの平らな鏡からなる画像化システムを使用して、観察者に導くことが米国特許出願番号５６７１９９２（Ｒｉｃｈａｒｄｓ）に開示されている。
【０００８】
立体画像化における従来の解決策は、前述で注意した挑戦のうちのいくつかに取り組んだが、しかし、改良の余地がある。例えば、数多の初期の立体システムは、３Ｄの見る体験を提供するために、特別なヘッドウェア、ゴーグル、若しくは眼鏡を採用する。かかるシステムの一つの実施例のように、米国特許出願番号６０３４７１７（Ｄｅｎｔｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）は、３Ｄ効果のために各目に適切な画像を選択的に導く目的で、１セットの消極的な極性をもつ眼鏡を着用する観察者を必要とする投影表示システムを開示している。
【０００９】
確かに、シミュレーションの適用におけるように、ある種類のヘッドギアが立体鏡を見るのに適切であると考えることができるいくつかの状況がある。かかる適用において、米国特許出願番号５５７２２２９（Ｆｉｓｈｅｒ）は、広い視野で立体的に見ることを提供する、投影表示ヘッドギアを開示している。しかしながら、可能である場合には、米国特許出願番号５６７１９９２の装置にて開示しているように、観察者が何れの種類の装置の着用をも必要としないで自動立体を見ることの提供に利点がある。頭の移動の自由度を許容することがまた、利点である。対比して、米国特許出願番号５９０８３００（Ｗａｌｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）は、観察者の頭が固定位置で維持されている、ハンググライダーシミュレーションシステムを開示している。かかる解決策がＷａｌｋｅｒらの特許に開示されている制限されたシミュレーション環境で耐えられ、装置の全体の光学的設計を簡素化する一方で、頭の移動の抑制は没入システムにおいて欠点となるであろう。特に、Ｗａｌｋｅｒらの特許に開示されているシステムは、効果的に視野を制限する、狭い見る口径を採用している。軸外配位に配置されている複雑で、従来の投影レンズは、所望の出力瞳孔サイズを獲得するために使用されるスケーリングを伴う米国特許出願番号５９０８３００に開示されている装置で採用される。
【００１０】
観察者から離れた２つの異なる距離での２つのスクリーンのビームスプリッターを介して組み合わされた画像を観察者に表現することによって視覚的な深度効力を提供するために、多くのシステムが開発され、それによって、米国特許出願番号５２５５０２８（Ｂｉｌｅｓ）に開示されているような立体画像化の幻影を創成する。しかしながら、この種類のシステムはわずかな見る角度にせいげんされて、したがって、没入する見る体験を提供するためには適さない。加えて、かかるシステムを用いて表示された画像は実像であり、観察者に近接して表現されて、このようにして、前述のフェルゲンツ／適合動作問題が導入される。
【００１１】
フェルゲンツ／適合動作問題効果を最小化する目的で、３Ｄ見るシステムが、観察者から比較的離れた距離で、真若しくは仮想の何れかの立体画像のペアを表示すべきであることが一般的に認識される。実像において、大きい表示スクリーンが、観察者から良好な距離で好ましく位置されて、採用されるべきであることを意味する。しかしながら、仮想画像において、米国特許出願番号５９０８３００（Ｗａｌｋｅｒ）で開示されているように、比較的小さい曲面鏡が使用され得る。曲面鏡は、観察者から程遠く離れた距離で仮想画像を提供する、コリメーターとして作用する。立体画像化における別のシステムは、伸縮可能なメンブラン鏡を使用する、Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ａｎｄ  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＶＩＩ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ３９５７の“Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｂａｓｅｄ  Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｆｏｒＴｅｌｅ−Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｅｌｅｐｒｅｓｅｎｃｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”（ＭｃＫａｙ，  Ｍａｉｒ，  Ｍａｓｏｎ，  Ｒｅｖｉｅ）に開示されている。しかしながら、ＭｃＫａｙの記事で開示されている装置は、従来の投影光学の使用及びメンブラン鏡湾曲を制限する次元の抑制により、制限された視野を有する。
【００１２】
曲面鏡は、曲面鏡がコリメーターとして使用されない場合に、立体システムで実像を提供するために使用される。かかるシステムは、例えば、米国特許出願番号４６２３２２３（Ｋｅｍｐｆ）及び４７９９７６３（Ｄａｖｉｓ  ｅｔ  ａｌ．）にて開示されている。しかしながら、前述のようなシステムは、一般的には、ほんのわずかな視野が必要な場合にのみ適している。
【００１３】
特に、上記に注意した米国特許出願番号５６７１９９２で開示しているシステムのような、立体投影において存在する解決は、実像としての画像を投影する。しかしながら、実像の表現は、立体画像化において固有の欠点を有している。実像の表示において、観察者により見られた画像は、表示面上に形成されるか若しくは投影される。かかる表示面の寸法は、投影された画像のフィールドを必然的に制限する。これは、画像が曲面に投影された場合でさえも真である。これは不適当なゆがみ及び他の画像異常に帰着することができ、視野を抑制するだけでなく画質全体を制限する。スクリーンアーティファクトは、さらに表示された実像の画質を下げることができる。
【００１４】
実像の当社の代替として、光学システムは仮想画像表示を生成することができる。実像を形成するための方法と比較して、仮想画像は表示面上には形成されない。すなわち、表示面が仮想画像の知覚された場所に位置する場合、表示面上に画像は全く形成されない。仮想画像表示は、米国特許出願番号５６２５３７２（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ  ｅｔ  ａｌ．）で概説されるように、多くの固有の利点を有する。立体画像化における一つの著しい利点のように、仮想画像のサイズは、表示面のサイズ若しくは位置によって制限されない。加えて、仮想画像における源の対象物は小さいかもしれないし、簡素な実施例としての拡大眼鏡は、対象物の仮想画像を提供する。このようにして、従来のシステムと比較した場合に、より現実的な見る体験である、実像の投影は、ある距離離れて現れて配置される仮想画像の形成により提供される。さらに、仮想画像を提供することは、実像を投影する場合に必要かもしれないように、スクリーンアーティファクトを補う如何なる必要も排除する。
【００１５】
光学的な知覚からすると、瞳孔画像化を用いる自動立体設計に利点があることは分かる。瞳孔画像化のために設計されたシステムは、左右の瞳孔に対応する、立体ペアとして、個別の画像を提供するべきで、及びゴーグル若しくは特別なヘッドギアなしで自然な見る状態を提供するべきである。加えて、移動のある程度の自由を許容し、及び超広い視野を提供するように、かかるシステムに、観察者にとって可能な限り大きい瞳孔を提供することは利点であろう。システム自体で取られる、前述の要求の任意の単一のものが達成されることが困難であることが光学技術において認識される。理想的な自動立体画像化システムは、より完全な満足及び現実的な見る体験を提供する目的で、両者の要求に立ち向かうべきである。加えて、かかるシステムは、高い明るさ及びコントラストを伴う、現実的な画像において充分な解像度を提供するべきである。さらに、適合動作に小さな足跡があるという要求は、システムの設計に物理的な抑制を課す。さらに、両眼間にある分離のために次元の制約がある。その結果、見るために各目に向けられた個別の画像を正確に間隔を置き正確に分離することができる。従来のレンズ設計技術を使用して、眼間距離制約は、単に投射レンズを計測することにより与えられた極めて広いフィールドでより大きな瞳孔直径を達成する能力を制限することを注意することは有益である。
【００１６】
一動原体の画像化システムは、ユニット倍率のために設計された画像化システムでの一致する曲率中心で整列された球面鏡の配置を教示する、米国特許出願番号３７４８０１５（Ｏｆｆｎｅｒ）に開示されているように、平らな対象物の高解像度の画像化のために極めて有利な利点を提供するために示されている。Ｏｆｆｎｅｒの特許に開示されている一動原体の配置は、画像異常の多くの型を最小限にし、高解像度の反射光学の画像化システムの単純化された光学の設計を容認して、概念的に簡単である。さらに、鏡及びレンズの一動原体の配置は、米国特許出願番号４３３１３９０（Ｓｈａｆｅｒ）に開示されているように、広い視野を有する望遠鏡システムにおける利点を提供することが周知である。しかしながら、全面的な単純性及びゆがみと光学収差を最小限にするための一動原体の設計の利点が評価することができる一方で、かかる設計概念は、合理的に小さな全面的な足跡を備えた、広い視野及び大きな射出瞳を要求する没入システムで実施することが困難になりえる。さらに、完全な一動原体の設計は、左右の瞳孔のために個別の画像を要求する、すべての立体画像化のための要求に合わないであろう。
【００１７】
米国特許出願番号５９０８３００で開示されているように、従来の広いフィールドの投影レンズは、瞳孔画像化自動立体表示での投影レンズとして採用される。しかしながら、瞳孔画像化光学において従来のアプローチを伴う、多くの欠点がある。効果的な没入して見ることにおいて必要とされるように角度フィールドが可能な広角レンズシステムは、非常に複雑でコストがかかるであろう。例えば、ドイツ国、ジェナのカールツアイススティファンにより製造されたＢｉｏｇｏｎ（登録商標）レンズのような大きいフォーマットのカメラにおける一般的な広角レンズは、７５度の角度フィールドが可能である。Ｂｉｏｇｏｎレンズは、７つの構成部分のレンズから構成されて、直径が８０ｍｍ以上であり、一方で１０ｍｍの瞳孔サイズのみを提供する。大きい瞳孔サイズにおいては、大きさが計られたレンズが必要とされるが、しかしながら、かかるレンズ本体の大きな直径は、見る位置での眼間距離に比べて自動立体没入システムにおいて際立った設計の困難さを表す。レンズの高価な切断を行ない、その結果、右目及び左の目アセンブリーを並んで配置することができるかもしれない、それによって人間の両眼間にある分離と一致して、一定間隔で配置した、１ペアのレンズ瞳孔を達成は困難な製造問題を示す。眼間距離制限は、各目の投射装置の空間のポジショニングを抑制し、レンズの簡素な計測によって瞳孔サイズの計測を排除する。さらに、効果的な没入システムは非常に広い視野を最も有利に許容し、好ましくは９０度を越えて、２０ｍｍよりも大きいことが好ましい大きな射出瞳直径を提供する。
【００１８】
大きな視野の適用における代替として、ボールレンズは、カップリング装置内の小型ボールレンズの有用な使用を開示している米国特許出願番号５９４０５６４（Ｊｅｗｅｌｌ）で開示されているような、ファイバー光学カップリング及び伝達の適用で使用するための特異的な小型ボールレンズである、特殊な光学機能において採用される。大きなスケールにおいて、ボールレンズは、米国特許出願番号５２０６４９９（Ｍａｎｔｒａｖａｄｉ  ｅｔ  ａｌ．）にて開示されているような、天文学のトラッキング装置内で活用される。Ｍａｎｔｒａｖａｄｉらの特許において、最小のオフ軸の異常若しくはゆがみを伴い、広い視野で、６０度よりも大きいことを許容するため、ボールレンズは採用される。特に、独特の光学軸の欠損が有利的に使用され、結果として、ボールレンズを通過するすべての主要な光線は、光線自身の光学軸を確定するように考慮できる。入射光の角度の変更に関する光線の低い照明減少のために、この適用において、単一のボールレンズは空間から複数のセンサーに光を導くために都合よく使用される。特に、ボールレンズの出力におけるフォトセンサーは、曲がった焦面に沿って配置される。
【００１９】
広角画像化における球状若しくはボールレンズの利点はまた、米国特許出願番号５３１９９６８（Ｂｉｌｌｉｎｇ−Ｒｏｓｓ  ｅｔ  ａｌ．）にて開示されているように、宇宙船姿勢を決定するための装置において使用される。ここで、鏡の配列はボールレンズを経由する光線を導く。レンズを通過する光線が画像面に対して正常な入射であるため、このレンズの形状は有利である。光線は、このようにしてレンズの中心に向かって屈折し、結果として、広い視野を有する画像化システムとなる。ボールレンズの他の専門の使用の特質が、米国特許出願番号４８５４６８８（Ｈａｙｆｏｒｄ  ｅｔ  ａｌ．）に開示されている。Ｈａｙｆｏｒｄらの特許の光学配列において、パイロットにおいてヘッドギアに付されているような、非線状径路に沿った二次元画像の伝達に向けられた、ボールレンズは、パイロットの視野において光学的に無限である、衝突された入力画像を導く。
【００２０】
ボールレンズの広角の見る可能性における別の使用は、夜の視界において両眼の光学での対物レンズの一部分としてのボールレンズの使用を教示する、米国特許出願番号４１２４９７８（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）にて開示されている。
【００２１】
ボールレンズの使用を開示している前述の各々の特許において、広い視野の画像化である、サポート光学と共に、提供するボールレンズの全体の可能性の示唆がある。しかしながら、特に、電子的に処理される画像が投影される場合における、没入画像化装置においてかかる装置の効果的な活用の目的で、克服しなければならない、実質的な問題が存在する。空間の光モジュレーターのような装置を用いる従来の電子画像表示技術は、平面上に画像を提供する。フラットフィールドイメージングでのボールレンズの性能は、極めて低い。
【００２２】
さらに、広い視野を提供する任意の種類の光学投影でアドレスされるべき没入システムにおいて別の基本的な光学限界がある。重要な限界は、ラグランジュの不変式によって課される。どんな画像化システムも、ラグランジュの不変式に一致して、それによって瞳孔サイズ及びセミ−フィールド角度の製品は、画像サイズ及び数で表した口径の製品と等しく、光学システムにおいて不変である。また、装置と関連するラグランジェ値が小さいために、比較的少ない数で表した口径にて作動できる比較的小さな空間光モジュレーター若しくは同様のピクセル配列である、画像ジェネレーターとして使用する場合において限界である。しかしながら、大きな視野に大きな瞳孔サイズ（すなわち、大きな数で表した口径）を供給する一動原体の画像化システムは、本質的に大きなラグランジュの値を有している。このようにして、一動原体の画像化システムが小さいラグランジュの値を有する空間光モジュレーターを伴って使用される場合、画像化システムのフィールド若しくは口径の何れか、又は両者はラグランジュの値のかかる誤った組合せにより満たされないだろう。ラグランジュ不変式の詳細な記載において、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，  Ｉｎｃ．，によって出版されたＭｏｄｅｒｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，の４２乃至４５頁のＷａｒｒｅｎ  Ｊ．  Ｓｍｉｔｈが記載したＴｈｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓが言及される。
【００２３】
立体画像化をより正確に提供する目的において、左目に対する画像が右目に対する画像とわずかに異なる場合、従来の立体画像化システムの多くは、ハードトラッキングを活用する。ハードトラッキングは、立体画像化システムを、表示からの観察者の距離、頭の配位、及び同様な要素などの感知されたデータに基づいて表示の挙動を調節することを許容する。
【００２４】
米国特許出願番号６１６２１９１（Ｆｏｘｌｉｎ）にて注意されているように、ヘッドトラッキング技術の４つの基本的な種類があり、光学的、機械的、超音波的、及び磁気的と呼ばれている。従来の立体画像表示システムに関して、光学的ヘッドトラッキング手段が最も幅広く使用されている。一つの実施例として、米国特許出願番号６０１１５８１（Ｓｗｉｆｔ  ｅｔ  ａｌ．）は、頭の距離と角度を計算する目的で、観察者の画像を解析するコンピューティングサブシステムの配位に接続している、目と頭の画像化における小型カメラの使用が開示している。立体表示システムにおけるヘッドトラッキングの他の実施例は、下記を含んでいる：
米国特許出願番号６１６３３３６（Ｒｉｃｈａｒｄｓ）は、赤外線及び反射技術を用いる三次元での目のトラッキングを追加して提供する立体を見るためのヘッドトラッキングシステムを開示している。
【００２５】
米国特許出願番号６０７５５５７（Ｈｏｌｌｉｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．）は、多くの異なる場所の何れか一つに位置する観察者のための見る窓を調節するために使用されるヘッドトラッキングシステムを開示している。
【００２６】
米国特許出願番号６０５５０１３（Ｗｏｏｄｇａｔｅ  ｅｔ  ａｌ．）は、適切な三次元表示において個別の見る帯域を提供するシステムを開示している。
【００２７】
欧州特許出願番号０５７６１０６Ａ１（Ｅｉｃｈｅｎｌａｕｂ）は、スクリーン表示を用いる立体システムにおける観察者のヘッドトラッキングを開示している。
【００２８】
米国特許出願番号５７７７７２０（Ｓｈａｐｉｒｏ  ｅｔ  ａｌ．）は、観察者のトラッキング及びトラッキング精度を増大するための測定方法を開示している。特に、Ｓｈａｐｉｒｏらの特許はまた、観察者間で変化する眼間距離を感知する方法を開示している。
【００２９】
欧州特許出願番号０６５６５５５Ａ１（Ｗｏｏｄｇａｔｅ  ｅｔ  ａｌ．）は、三次元でのヘッドトラッキング及び眼間距離の感知を伴う立体画像化表示を開示している。Ｗｏｏｄｇａｔｅらの出願はまた、トラッキング方法及び立体表示装置における眼間を補う方法を開示している。
【００３０】
欧州特許出願番号０３５０９５７（Ｔｏｍｏｎｏ  ｅｔ  ａｌ．）は、瞳孔の位置及び熟視方向を決定する２つの異なる波長において見る人の顔から反射された光を検出する目のトラッキング方法を開示している。
【００３１】
米国特許出願番号６０６９６４９（Ｈａｔｔｏｒｉ）は、ヘッドトラッキング及び時間がインターレースされた表示スクリーンを用いるシステムでの補い方法を開示している。
【００３２】
前述の特許で開示されているような、正確なヘッドトラッキングにおける能力は、立体画像化システムに対して、画像の表示を適切に調節し、観察者の距離、眼間距離、観察者の熟視点、姿勢、身振り等を含む感知された性状に適するために集中することを可能にする。しかしながら、従来の立体画像化システムは頭の距離、眼間距離、及び立体画像化に関する他の特質の検出が可能であるが、かかるシステムは、感知された性状に応対する性能に関して抑制される。例えば、米国特許出願番号５７７７７２０で開示されているようなシステムでさえも観察者間で異なる眼間距離を検出可能であるが、かかるシステムは、眼間距離の変化を補う性能が制限されている。
【００３３】
前述で引用された特許の立体表示により提供されるように、実像においては、水平距離の変化の補いは、ある手段によって投影された表示の垂直セグメントの幅及び位置の変化によって実行される。表示からの頭の距離の補いは、スクリーン若しくは光源の傾斜角度を調節することによって補われるか、又は個々の左右の目の投影装置若しくは別の光学構成部分の移動によって補われる。さらに、上記に列記した各特許に記載された方法は、実像を投影する立体システムの種類において容認できるように作動するかもしれない。しかしながら、かかるシステムで記載されている従来の方法は不恰好で、瞳孔画像化を用いて仮想画像を提供するシステムに適合することは困難である。このようにして、適切なヘッドトラッキング及びボールレンズを活用し、光学的な一動原体の設計の利点を有用する自動立体表示装置の応答機能の必要性があることが分かる。
【００３４】
自動立体見るシステムでのヘッドトラッキング及び補いにおける関連した適用は、一般に公開された出願である、Ｒｏｎａｌｄ  Ｓ．Ｃｏｋ及びＭａｒｋ  Ｅ．Ｂｒｉｄｇｅｓの出願者で２００１年１月２２日に出願された番号０９／７６６８９９の“Ａｎ  Ｉｎａｇｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｂｏｄｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”である。かかる出願は、適切な瞳孔の位置を維持する目的で、見る人の頭の移動を補うために設計された座席を開示している。かかる出願で注意されているように、座席の移動による補いは、観察者の初期の粗いポジショニングには最適かもしれない。次いで、頭の動きに後の微妙な変更がある場合、再度椅子の位置を決めるのではなくシステム光学の位置を調節することはより効率的でより迅速かもしれない。このようにして、制御された移動の組み合わせは、自動立体画像化システムでの見る瞳孔のポジショニングのための最適な応答の補いを達成するために、必要とされるかもしれない。
【００３５】
視覚的な表示は効果的な没入体験のために必要とされる主要な構成部分である一方、観察者の他の感覚を使用して、補強を備えた視覚的な精度を補足する際に、本質的な付加価値があることは仮想現実の当業者においては周知である。聴衆、触覚、及び動作刺激の追加が、聴衆に対してより現実的で強いる動画体験のために実施される一方で、自動立体見るシステムで追加的な知覚刺激を提供することが必要とされる。さらに、かかる追加的な刺激の使用は、観察者に関して感知されたフィードバック情報を使用して最適化されるかもしれない。このようにして、立体画像化における数多の要求に見合う従来の数多のアプローチが存在する一方で、解決策が構造的に簡素な装置を提供し、異常及び画像のゆがみを最小限にし、大きな瞳孔サイズの広い視野を提供するため、観察者の頭の移動及び眼間距離の差異を補うため、並びに追加的な知覚的な刺激を提供するために要求される需要に見合う場合において、電子的に合成された画像を見るために改良された自動立体画像化の解決策の必要がある。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、観察者に関したフィードバックデータに反応して左目の見る瞳孔及び右目の見る瞳孔の空間的位置の修正が可能な自動立体画像表示装置を提供し、かかる表示装置は、
（１）左目の画像及び右目の画像を画像源から合成するための画像ジェネレーターと；
（２）観察者に関したフィードバックデータを受理するため及びフィードバックデータに反応して指令を提供するためのコントロールロジックプロセッサーと；
（３）仮想画像としての左目の画像を、観察者によって見るための左の見る瞳孔に提供するための左の見る瞳孔形成装置と；
（４）仮想画像としての右目の画像を、観察者によって見るための右の見る瞳孔に提供するための右の見る瞳孔形成装置
からなる適合型自動立体画像伝達システムであって、
前述のシステムにおいて、左の見る瞳孔形成装置及び右の見る瞳孔形成装置は、コントロールロジックプロセッサーからの指令に基づき、左の見る瞳孔及び右の見る瞳孔のそれぞれの位置を調節することを特徴とする適合型自動立体画像伝達システムと；並びに
（ｂ）フィードバックデータをコントロールロジックプロセッサーに提供するための少なくとも一つの観察者フィードバックセンサー；
からなる。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
代替となる実施態様において、本発明は、実質的に逆反射のスクリーンに投影される、実像としての左右の目の画像を提供する。
【００３８】
本発明の特徴は、光学的な構成部分の一動原体の配置の使用であり、このようにして設計を簡素化し、異常を最低限に抑え、大きな射出瞳を伴う広い視野を提供する。
【００３９】
本発明の特徴は、左右の目の投影装置におけるボールレンズの使用であり、ここでボールレンズは広い視野を有する画像を投影するために使用される。
【００４０】
本発明の追加的なものは、観察者の頭の感知された位置に対応する目的で、フィードバックループ内に配置されるヘッドトラッキングサブシステムである。
【００４１】
観察者の位置と移動の変化に適合可能な自動立体表示システムを提供することは本発明の利点である。加えて、さらに本発明は、眼間距離の差異、各観察者による最適に見るための表示の状態を適合する。
【００４２】
ヘルメット、眼鏡若しくは他の物体の着用を必要性を有しない自然な三次元表示を提供する、瞳孔画像化を伴い立体表示を見ることを許容することは、本発明のさらなる利点である。
【００４３】
従来の投影レンズシステムでの費用と比較した場合において、安価である、広いフィールドの立体投影のためのシステムを提供することは本発明の利点である。
【００４４】
表示に関しての観察者の重大でない配列のために容認するべき十分なサイズの射出瞳を提供することは本発明のさらなる利点である。
【００４５】
本発明の前述及び他の目的、特質及び利点は、本発明を例証する実施態様を示し及び記載している図を伴う下記に続く詳細な記載により、当業者により明らかとなるであろう。
【００４６】
明細書が、特に指摘し、明確に本発明の主題を請求する請求項で結論づけられている一方、本発明は、添付の図面を伴って、続く記載からより一層理解されるであろうと信じられている。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本記載は、本発明と一致する装置の部分を形成する特異的な要素を導き、若しくは、より直接的に組み込んで導く。特に示されないか若しくは記載されない要素が様々な形態を取るであろうことは、当業者にとって理解されるであろう。
【００４８】
図１を参照するに、適応型自動立体表示システム１０が示されている。観察者１２は、左の見る瞳孔１４ｌ及び右の見る瞳孔１４ｒへ自動立体画像像伝達システム１８によって投影された画像を見るために調整可能な椅子３２に座っている。画像伝達システム１８は、左の見る瞳孔１４ｌを形成し位置するための左の見る瞳孔形成装置３６ｌ及び右の見る瞳孔１４ｒを形成し位置するための右の見る瞳孔形成装置３６ｒからなる。ハウジング５８は、自動立体画像伝達システム１８及び関連する構成の様々な構成部分を設置するための構成を提供する。
【００４９】
図２を参照するに、適応型自動立体表示システム１０の重要な構成部分のための重要なコントロール及び信号径路のブロック図形が示されている。画像源４２は、画像伝達システム１８の一部分である、画像ジェネレーター４０に画像内容を提供する。画像ジェネレーター４０は、コントロールロジックプロセッサー５０で制御されるデジタル画像コンディショニング装置からなり、次いで、左目投影装置２０ｌに左目画像を提供し、右目投影装置２０ｒに右目画像を提供する左右の見る瞳孔形成装置３６ｌ／３６ｒ（図２で示されている構成部分を含んでいるが、図３ｂにてより詳細に示されている）を組み込んでいる。
【００５０】
画像源４２は、制限しないが、下記のような画像の多くの型のうちの任意の画像を提供するかもしれない：
（ａ）局所的に若しくは遠隔に位置したカメラからの生の画像。
【００５１】
（ｂ）従来の動画のようなフィルムからの画像。
【００５２】
（ｃ）デジタル映画画像のようなデジタル処理された画像。これは、コンピュータのハードディスク若しくは取り外し可能な保存装置のような保存媒体に保存された画像を含む。
【００５３】
（ｄ）コンピューターシミュレーションのようなデジタル的に生成された画像。これは、コンピュータのハードディスク若しくは取り外し可能な保存装置のような保存媒体に保存された画像を含む。
【００５４】
図１及び２の記載から、自動立体画像伝達システム１８内の同様の光構成部分は、観察者１２の各目に分離した左右の画像を表現するために使用される。続く記載で、一般的に、左若しくは右の構成部分の何れかに当てはまる場合、もし他の方法で必要でなかったならば、追加された“ｌ”及び“ｒ”の指示するものは省略される。
【００５５】
図２を再度参照するに、コントロールロジックプロセッサー５０は、自動立体画像伝達システム１８内の画像ジェネレーター４０の操作、投影装置２０の位置、及び投影平行移動及びポジショニング装置６０の全体の操作を制御する。コントロールロジックプロセッサー５０はまた、椅子のサーボ機構６６を制御し、カメラ５４のような観察者のフィードバックセンサー５２からの観察者１２に関するフィードバックデータを受け取る。コントロールロジックプロセッサー５０はまた、下記に記載のような振動、温度、送風、若しくは他の装置を制御するための別の任意の出力装置を制御する。また、コントロールロジックプロセッサー５０で制御される音源７０からの任意の音の内容物はスピーカーシステム６２に直接導かれて、一つ以上のスピーカー６４に導かれる。コントロールロジックプロセッサー５０は、可能であれば、供されたＣＰＵ若しくはマイクロプロセッサーからなり、プログラムの指示に基づき、感知された入力フィードバック・データによって条件付けられた出力命令を生成するようにプログラムされた、ある型のコンピューターである。
【００５６】
光径路
図１、２、３ａ及び３ｂを参照するに、画像伝達システム１８の及び見る瞳孔形成装置３６の光学構成部分が示されている。
【００５７】
好ましい実施態様によると、左の見る瞳孔形成装置３６ｌは、画像装置、好ましい実施態様における空間光モジュレーター４４及び下記に記載する：
（１）左のボールレンズアセンブリ３０ｌを含み、コントロールロジックプロセッサー５０で制御される関連した左目投影平行移動装置６０ｌを任意で有する左目投影装置２０ｌと；
（２）コントロールロジックプロセッサー５０で制御される関連した鏡ポジショニング装置６０ｍを任意で有する曲面鏡２４と；及び
（３）コントロールロジックプロセッサー５０で制御されるビームスプリッターポジショニング装置６０ｂを任意で有するビームスプリッター１６
からなる。
【００５８】
対応するように、好ましい実施態様において、右の見る瞳孔形成装置３６ｒは、画像装置、好ましい実施態様における空間光モジュレーター４４及び下記に記載する：
（１）右のボールレンズアセンブリ３０ｒを含み、コントロールロジックプロセッサー５０で制御される関連した右目投影平行移動装置６０ｒを任意で有する右目投影装置２０ｒと；
（２）コントロールロジックプロセッサー５０で制御される関連した鏡のポジショニング装置６０ｍを任意で有する曲面鏡２４と；及び
（３）コントロールロジックプロセッサー５０で制御されるビームスプリッターポジショニング装置６０ｂを任意で有するビームスプリッター１６
からなる。
【００５９】
左右の見る瞳孔形成装置３６ｌ／３６ｒが上記に列記された（１）乃至（３）のすべての要素を含有する必要がないことは注意すべきである。代替として、本発明の簡素な実施態様において、各々の見る瞳孔形成装置３６は、各々の見る瞳孔形成装置３６と関連した平行移動装置６０ｌ／６０ｒを伴う投影装置２０からなる。本発明の範囲内において、見る瞳孔形成装置は、見る瞳孔形成装置と関連した平行移動構成部分を伴う（１）乃至（３）からの任意の一つの要素からなることができるか、若しくは見る瞳孔形成装置と関連した平行移動構成部分を伴う（１）乃至（３）からの２つの要素の任意の組み合わせからなることができるかもしれない。
【００６０】
図３ｂは、好ましい実施態様において自動立体画像伝達システム１８内で各見る瞳孔形成装置３６を構築する、重要な光学的構成部分を示している。曲面鏡２４及びビームスプリッター１６が、左右の見る瞳孔形成装置３６ｌ／３６ｒの両構成部分に共通であることは強調すべきである。各々の見る瞳孔形成装置３６において、空間光モジュレーター４４は、適切な左右の画像の立体画像ペアを生成する画像ジェネレーター４０（図２で示されているような）によって制御されている。空間光モジュレーター４４は、液晶装置（ＬＣＤ）、デジタル多重鏡装置（ＤＭＤ）、回折格子光バルブ（ＧＬＶ）及び同様のような装置からなるかもしれない。好ましい実施態様における各々の見る瞳孔形成装置３６において、光源３４は、表示される画像を生成するために、空間光モジュレーター４４によって修正される。投影装置２０は、画像をビームスプリッター１６に向かって導く。本当の画像である、中間体の、曲面画像８０は、このようにしてビームスプリッター１６と曲面鏡２４との間に形成される。次いで、曲面鏡２４は、見る瞳孔１４から可視可能である仮想画像を形成する。
【００６１】
図３ａは、図３ｂに関して前述された光学構成部分の相互作用を用いて立体画像のペアがどのようにして形成されるかを示している。図３ａに例証されるように、右の曲面画像８０ｒは、右のボールレンズアセンブリ３０ｒと曲面鏡２４との間に位置するように、曲面鏡２４の正面の焦点面２２に近接して本当の画像を中間体として形成される。左目投影装置２０ｌは、曲面鏡２４の正面の焦点面２２に近接して、対応する中間体の左の曲面画像８０ｌを形成するために同様の方法で作動する。
【００６２】
図３ａを再度参照するに、観察者１２により見られる立体画像は、仮想画像として曲面画像８０から形成される。すなわち、画像は、あたかも曲面鏡２４の表面に投影されるように観察者１２に現れないで、代わりに、画像は曲面鏡２４の背後にあるように現れ、曲面鏡２４の背部と無限大との間に制御されて位置する。観察者１２により見られる立体画像は、左の見る瞳孔１４ｌから見られる左の画像及び右の見る瞳孔１４ｒから見られる右の画像からなる。図３に表現されているように、曲面鏡２４による画像化により、左右の光径路はシステム１０で交差する。
【００６３】
図１に再度戻って参照するに、一般的に、観察者１２は、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒから仮想の立体画像を見るために、調節可能な椅子３２に着席して位置している。図３ａを再度参照するに、適切な見る状態は、観察者１２の左目瞳孔６８ｌ（図３ａでは標識づけされていない）及び右目瞳孔６８ｒが、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒの位置と実質的に一致している場合に獲得される。
【００６４】
コントロールフィードバックループ
自動立体画像伝達システム１８内の光学構成部分の相互作用の上記記載を考慮して、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒの位置の調節を可能にして適応するように、左右両部の見る瞳孔形成装置３６ｌ及び３６ｒが形態化される方法が開示される。
【００６５】
上記の図３ａ及び３ｂに関して記載されるような仮想の画像を提供する瞳孔画像化は、小型表示装置を用いて、広い視野を伴う効果的な没入体験を提供する。しかしながら、瞳孔画像化を維持するために、最初の観察者１２の頭の位置（観察者１２が最初にシステム１０に着席する場合にような）を調節するため及び観察者１２の頭の位置の変化を補うために柔軟に移動可能である左右の見る瞳孔形成装置３６ｌ及び３６ｒ内の光径路構成部分が必要とされる。頭の移動調節の特性を有することは、適応型自動立体表示システム１０を見る瞳孔１４位置に調節して頭の移動を適応することを可能にし、前述によって、見る体験をより自然なものとする。適応型自動立体表示システム１０はまた、観察者１２の動きを補うために左右の画像において微妙な調節を行うのに有能である。
【００６６】
本発明の装置は、観察者１２による頭の位置の変化を補う見る瞳孔１４ｌ／１４ｒを再度位置決めするための多くの方法を可能にする。これらは主として単独に若しくは組み合わせで使用される下記である：
（ａ）装置に関連する投影装置２０ｌ／２０ｒの移動による一つ若しくは両ボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの移動；
（ｂ）ビームスプリッター１６の移動；
（ｃ）曲面鏡２４の移動；
（ｄ）調節可能な椅子３２の移動。
【００６７】
光径路（図３ａ）の記載で注意したように、前述の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で列記された機能は、見る瞳孔形成装置３６ｌ及び３６ｒの各部分である。上記に列記された（ａ）乃至（ｄ）の任意の機能を用いる移動は、図４で示されるように、コントロールフィードバックループ１００内で制御される。また、引き続き記載されるように、必要な場合は、空間光モジュレーター４４の位置及び角度配位を制御することが可能である。
【００６８】
図４を参照するに、コントロールフィードバックループ１００内のコントロールロジックプロセッサー５０への入力は、カメラ５４のような観察者フィードバックセンサー５２を含んでいる。ジョイスティック、マウス若しくは他の操作可能な装置のような一つ以上のマニュアルコントロール１０４はまた、観察者フィードバックセンサー５２として形態化するかもしれない。
【００６９】
観察者１２の頭の移動の補い
図４のコントロールループの出力が、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒのポジショニングの調節をもたらすために、図３ａ及び３ｂの左右の見る瞳孔形成装置３６ｌ及び３６ｒ内の様々な光学構成部分を移動するように制御され得る方法がより詳細に開示される。
【００７０】
好ましい実施態様において、コントロールフィードバックループ１００内のコントロールロジックプロセッサー５０からの制御された出力は、観察者１２のヒトの目の瞳孔６８ｌ及び６８ｒ（図４では示されていない）の位置での検出された変化を補う目的で、左のボールレンズアセンブリ３０ｌ及び右のボールレンズアセンブリ３０ｒの位置をそれぞれダイナミックに調節するために使用される、投影平行移動装置６０ｌ／６０ｒを含んでいる。上記で注意したように、正確な見る瞳孔１４のポジショニングを維持するための光径路をダイナミックに適応するために使用される別の制御された出力は、ビームスプリッター１６のポジショニング及び傾斜を制御するためのビームスプリッターのポジショニング装置６０ｂ並びに曲面鏡２４のポジショニング及び傾斜を制御するための鏡のポジショニング装置６０ｍを含んでいる。
【００７１】
図５を参照するに、ボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒのポジショニングを制御する左目投影平行移動装置６０ｌ及び右目投影平行移動装置６０ｒを使用する場合において、観察者１２の各々のヒトの目の瞳孔６８ｌ／６８ｒの位置での検出される変化に基づく各々の見る瞳孔１４ｌ／及び１４ｒの位置を調節する目的で、コントロールフィードバックループ１００で使用される座標マッピング配置が示されている。各々のヒトの目の瞳孔６８ｌ／６８ｒにおいて、ｘ、ｙ及びｚ座標内の移動が示され、対応する投影装置２０ｌ／２０ｒが示されているｘ´、ｙ´及びｚ´座標内のボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒを移動する。次いで、好ましい実施態様において出力投影レンズとして作用するボールレンズアセンブリ３０は、示されている座標マッピングを用いて各々のヒトの目の瞳孔６８において、空間的に再度位置決めされる。
【００７２】
例えば、図５に関して、＋ｘ方向での観察者１２の移動を検討する。同一の＋ｘ方向での見る瞳孔１４ｌ／１４ｒ位置の対応する調節をしないと、オペレーター１２のヒトの目の瞳孔６８ｌ／６８ｒは、立体画像化において適切な中心とはならないであろう。したがって、この移動を補うことは、投影平行移動装置６０ｌ／６０ｒにおいて図５で示唆されている＋ｘ´方向でのボールレンズアセンブリ３０を移動することが必要である。この座標において、対応する＋ｘ´の移動は、オペレーター１２の＋ｘの移動に相対する方向とは反対である。
【００７３】
図５はまた、好ましい実施態様において使用されるような、ユニット倍率瞳孔画像化の一つの利点を示している。すなわち、ボールレンズアセンブリ３０の要求される補う＋ｘ´の移動が、＋ｘの移動距離の大きさ（反対方向であるけれども）において等しい。
【００７４】
図５に示された移動変化をもたらす目的で、投影平行移動装置６０ｌ／６０ｒは、しめされている各々の３軸（すなわち、ｘ´、ｙ´及びｚ´軸）に沿ったボールレンズアセンブリ３０の滑らかな移動を提供するべきである。例えば、リードスクリュー、ベルト、若しくはギアのような様々な機械的なアクチュエーター装置を活用する、平行移動装置６０ｌ／６０ｒにおいてシステム１０内で使用可能である、正確な３軸の移動における多くの既知の解決策がある。
【００７５】
瞳孔１４のポジショニングを調節するための一つの代替となる方法として、曲面鏡２４の傾き角度が変化できる。この目的において、鏡ポジショニング装置６０ｍは、例えば、一つ以上のサーボモーター、一つ以上のリードスクリューメカニズム、水力のアクチュエーター、バネ、滑車、若しくは機械的なアクチュエーターとしての他の発動メカニズム構造からなるかもしれない。図６ａは、水平軸に関して傾いている曲面鏡２４による補いを可能にする、コントロールフィードバックループ１００の操作で使用される座標マッピング配置を示している。図６ｂは、垂直軸に関して傾いている曲面鏡２４における座標マッピング配置を示している。図６ｃは、水平軸で前後に移動する曲面鏡２４における座標マッピング配置を示している。
【００７６】
図６ａから６ｃで提供される解決策を検討すると、曲面鏡２４が制限のある距離以上のみ回転されることを注意すべきである。しかしながら、この方法は、見る環境で着席している観察者１２の合理的な移動の場合になるであろうような、特に、ほんの僅かな調節が必要である、見る瞳孔１４の位置の調節において数多の柔軟性を可能にする。さらに、曲面鏡２４の移動が、上記の図５に関して記載されたように、ボールレンズアセンブリ３０の移動を伴う接続で使用されるであろう。
【００７７】
瞳孔１４のポジショニングを調節するための他の代替となる方法として、ビームスプリッター１６の角度位置が変化可能である。この目的において、ビームスプリッターポジショニング装置６０ｂは、サーボモーター、リードスクリュー、水力のアクチュエーター、バネ、滑車、及び別の機械的なアクチュエーターからなる。図７ａ、７ｂ及び７ｃは、ビームスプリッターポジショニング装置６０ｂを使用する場合に、観察者１２の各々のヒトの目の動向６８ｌ／６８ｒの位置で検出される変化に基づく各々の見る瞳孔１４ｌ／１４ｒの位置を調節する目的で、コントロールフィードバックループ１００の操作における様々な座標マッピング関係が示されている。図７ａ及び７ｂは、ビームスプリッター１６自身が含んでいる平面内の直交軸に関して傾いているビームスプリッター１６による補いを可能にする、コントロールフィードバックループ１００で使用される座標マッピング配置が示されている。図７ｃは、ｚ軸の変化をもたらす目的で、同一時間においてビームスプリッター１６が傾く必要な動きに沿った、観察者１２に関して前後するビームスプリッター１６の移動における座標マッピング配置が示されている。図７ｃで表されるような３点支持メカニズムが、図７ａ及び７ｂに示されている任意の移動をもたらすように代替として採用されるであろうことは、注意すべきである。
【００７８】
図７ａ、７ｂ及び７ｃで提供される解決策の検討において、ビームスプリッター１６の角度移動に対する実際的な限界があることは注意すべきである。ビームスプリッター１６の過度の角度調節は、画像の異常とゆがみを導入する、軸外での画像化となるであろう。しかしながら、この方法は、見る環境で着席している観察者１２の合理的な移動の場合になるであろうような、特に、ほんの僅かな調節が必要である、見る瞳孔１４の位置の調節において数多の柔軟性を可能にする。さらに、ビームスプリッター１６の移動が、上記の図６ａ乃至６ｃに関して記載されたように曲面鏡２４の移動を伴い、及び／若しくは上記の図５に関して記載されたようにボールレンズアセンブリ３０の移動を伴う接続で使用されるであろう。図５、６ａ乃至６ｃ及び７ａ乃至７ｃに提供される座標マッピングに続いて、瞳孔１４の移動をもたらす目的で、見る瞳孔形成装置３６内の構成部分の任意の組み合わせの座標移動を可能にするであろう。
【００７９】
再度図７ａを参照するに、示されているような図７ａの軸に関して傾いているビームスプリッター１６は、ストレートな軸に沿うよりも、弧に沿って瞳孔１４の位置をシフトする。加えて、この移動はまた、画像内容に関して観察者１２の見る関係を変化する。これは、現実的な立体画像内容を保存する目的で、ビームスプリッター１６が前述の方法で回転する場合に、見る瞳孔形成装置３６が補われるべきであることを意味する。この自然な補いを例証する目的で、図８は、画像が適応型自動立体表示システム１０内で投影されるような画像の配位を示している。図８において、文字“Ｐ”のパターンは、画像配位を示すために使用される。空間光モジュレーター４４は、左目及び右目投影装置２０ｌ／２０ｒに画像を提供する。図８に示されている全体像から、画像自身は反射性空間光モジュレーター４４の見えない表面上にあり、したがって、このオリジナル画像は、点線で表される文字“Ｐ”によって表現される。ビームスプリッター１６に向かうボールレンズアセンブリ３０により投影される、本当の画像は曲線画像８０として形成される。曲線鏡２４は、瞳孔１４で観察者１２によって知覚される、曲線画像８０の仮想の画像を提供する。
【００８０】
図９は、ビームスプリッター１６が回転しない場合における、基準線位置Ｑでの画像の相対位置を示している。基準線位置Ｑは、図７ａ、７ｂ及び７ｃの座標の協定を用いてα及びβ位置の両位置がゼロ位置において画像配置における正確な位置である。図７ａでの瞳孔１４の調節の検討に戻ると、軸Ａ７ａに関したビームスプリッター１６の回転は、知覚された画像が傾いている結果となる。補うために、投影装置２０における空間光モジュレーター４４の傾き角度は、図９ｂで示されるように、β＞０の場合において、基準線位置Ｑから調節された位置Ｑ´にしたがって変化されるべきである。反対の回転は、β＜０の場合において使用されるかもしれない。
【００８１】
再度図７ｂの瞳孔１４調節の検討を参照するに、示されている軸に関するビームスプリッター１６の回転は、知覚された画像を上げる結果となるであろう。補うために、投影装置２０における空間光モジュレーター４４の上昇は、図９に示されているように、α＞０の場合、基準線位置Ｑから調整された位置Ｑ´にしたがって変化すべきである。反対移動は、図７ｂにおいてにおいてにおいてα＜０の場合に使用される。
【００８２】
図９ｂ及び９ｃで示される必要に再度位置を変えることを達成する空間光モジュレーター４４からの画像の調節は、多くの方法で達成される。一つの解決策は、画像データを調節することであり、その結果、空間光モジュレーター４４は静止しているままである。若しくは、空間光モジュレーター４４は、必要な調節をもたらすためにモーターのような小さな機械的なアクチュエーター装置を使用して移動されることができた。また、必要な画像調節をもたらすために投影装置２０の構成部分の位置をシフトすることが好ましいかもしれない。
【００８３】
また、コントロールロジックプロセッサー５０からの指令を受けている画像ジェネレーター４０が、観察者１２の頭の移動に対応して画像場面の内容を制御することができる。上記の注意のように、平行移動装置６０ｌ／６０ｒ及び見る瞳孔形成装置３６内のポジショニング装置６０ｂ／６０ｍの制御によりシステム１０の光径路を最適化することは、加えて、コントロールロジックプロセッサー５０により制御されて補うことである。観察者１２の頭が傾いている場合に、例えば、画像場面内容は、現実的な垂直視差情報を提供するために修正されるであろう。このようにして、軸が交差する左のヒトの目の瞳孔６８ｌ及び右のヒトの目の瞳孔６８ｒは、見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒに対応して位置することによるだけでなく、頭部傾斜のために提供するべき場面内容物の変更によって効果的に適合される。
【００８４】
椅子自動制御装置６６を用いる粗いポジショニングの補い
図４のブロック図形を再度参照するに、コントロールフィードバックループ１００内のコントロールロジックプロセッサー５０からの制御された出力はまた、移動プラットフォーム１０２、椅子自動制御装置６６、ファン１０６、若しくは別の出力装置を含んでいるかもしれない。観察者１２の位置において、コントロールロジックプロセッサー５０は、椅子自動制御装置６６若しくは移動プラットフォーム１０２を制御できる。好ましい実施態様において、椅子自動制御装置６６は、観察者１２がシステム１０に最初に着席した場合、観察者１２の“大まかな”位置を獲得するために使用される。次いで、表示システム１０の操作中に、平行移動装置６０ｌ、６０ｒ並びにポジショニング装置６０ｂ及び６０ｍは、位置の変更をダイナミックに調節するために単一で若しくは任意の組み合わせにおいて使用されることができる。一旦、観察者１２が快適に着席すると、操作中の頭の位置の変化は非常に小さいと仮定される。したがって、好ましい実施態様は、椅子３２の移動と比較した場合に、この移動がより効果的で正確に達成されるため、平行移動装置６０ｌ、６０ｒ並びにポジショニング装置６０ｂ及び６０ｍを用いてわずかな変化を適合するために試みられる。
【００８５】
眼間距離差のための調節
図５で示されるｘ、ｙ及びｚ軸内の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒの位置の調節だけでなく、観察者１２における眼間距離差を補うための利点があることはまた注意するべきである。図１０ａを参照するに、成人の観察者１２における眼間距離Ａ１が示されている。図１０ｂは、子供の眼間距離Ａ２を表している。図１０ａ及び１０ｂで示唆しているように、投影装置２０内のボールレンズアセンブリ３０の使用は、左目及び右目投影装置２０ｌ及び２０ｒの接近間隔を与える。（曲面鏡画像化の使用による、左目及び右目投影装置２０ｌ及び２０ｒの相対的な位置が反転している、好ましい実施態様の実際の適合型自動立体表示システム１０において、図１０ａ及び１０ｂは、光学感覚においてのみ起こることを注意すべきである。左目及び右目投影装置２０ｌ及び２０ｒの相対的な位置における図３で示されている光径路を参照のこと。）
この方法において、本発明の新奇な装置は、目の移動だけでなく、観察者１２の眼間距離を補うことが可能である。
【００８６】
図５、６ｃ及び７ｃで標識されているように、ｚ方向における観察者１２の移動はまた、見る瞳孔１４の大きさでのわずかな変更となることに注意すべきことは重要である。この理由において、ｚの機能である、瞬間の瞳孔の大きさに基づいて図５に標識されるような、観察者１２における実際のｘ及びｙ移動の補いを計ることが好ましい。図５で例証されている移動の実行中の投影平行移動装置６０の反応では、ｚ´位置の機能としてのボールレンズアセンブリ３０の任意のｘ´及びｙ´平行移動を計ることを意味する。また、図１０ａ及び１０ｂで示されているように、眼間距離Ａ１／Ａ２に関して、ｚ´位置での任意の変化は、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒの中心間の距離に衝突する。補うためには、したがって、左右の見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒ間の距離が、観察者１２の検出された眼間距離あ１／Ａ２に瞬間的に対応するように、左右のボールレンズアセンブリ３０ｌ及び３０ｒ間の距離を調節することが好ましい。
【００８７】
他の知覚の入力
カメラ５４を用いるヒトの目の瞳孔６８の位置の検出に加えて、適合型自動立体表示システム１０はまた、他のタイプの観察者フィードバックセンサー５２を用いて観察者１２からのフィードバックデータの獲得が可能である。ヘッドのトラッキングにおいて、例えば、欧州特許出願番号０３５０９５７にて開示されているような反射された赤外線の使用は、コスト及び実行における利点を有する。ゲーズトラッキング技術は、観察者１２から命令の入り口において、若しくは観察者１２の関心に適合するための何れかのフィードバックデータを獲得するために使用することができる。
【００８８】
観察者１２からの入力は、マウス、トラックボール、フォースボール、ジョイスティック若しくは他の操作装置のようなマニュアルフィードバック制御１０４を含んでいるかもしれない。２つの方向（すなわち、よく知られているデカルトのｘ及びｙ方向）でカーソル・ポジショニングを制御するために元来使用される、かかるタイプの装置は、追加の方向及び平行移動を備えた制御のために大いに使用され（例えば、ｚ方向及び回転の追加）、内容物に基づいた移動に対する変化の度合い及び抵抗を伴う触覚型の相互作用の反応に適応された。例えば、余分なボタン、ハンドル、及び制御を含んでいるハードウェア増強は、従来のｘ、ｙカーソル方向にｚ方向を加えることができ、３つのｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った回転を加えることができる。かかる装置の一つの実施例において、グローバルデバイス（Ｇｌｏｖａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）（ｗｗｗ．ｇｌｏｂａｌｄｅｖｉｃｅｓ．ｃｏｍ）からの６Ｄコントローラーは、ジョイスティック装置と組み合わされるボールを提供する。ボールは、標準のジョイスティックの左右前後の機能に加えて、追加的な入力データを提供するために引くか若しくは捻ることができる。他の実施例は、ｘ、ｙ及びｚ座標、ピッチ、回転及び片揺れ移動のような情報を入力するために使用される、ＬｏｇｉＣａｄ  ３Ｄ  Ｉｎｃ．，  Ｕｎｉｏｎ  Ｃｉｔｙ，  ＣＡのＭａｇｅｌｌａｎ／ＳｐａｃｅＭｏｕｓｅ  Ｃｌａｓｓｉｃである。
【００８９】
別の典型的な仮想現実入力装置は、機器を備えたグローブである。かかる装置の一つは、カリフォルニア、パロアルト、グリーンリーフメディカルシステムのＶＰＬ  ＤａｔａＧｌｏｖｅである。に使用される別の装置は、カリフォルニア、ロスアンゼルス、ゼネラルリアリティカンパニーのＷｉｒｅｌｅｓｓ  ＤａｔａＧｌｏｖｅ（登録商標）である。
【００９０】
また、別の入力装置は、ニューヨーク、ロチェスター、インターアクティブイメージングシステムから入手可能なＣｙｂｅｒＰｕｃｋ  ＶＲＣのようなＶＲ  ｐｕｃｋである。この装置は、標準的なジョイスティック入力機能に加えて、ピッチ、回転、及び他の入力を感知する。
【００９１】
かかるシステムに適切な他の入力装置は、下記を含んでいる：
（ａ）カルズウェイルアプライドインテリジェンスのＶｅｒｂｅｘ  Ｖｏｉｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ若しくはＶｏｉｃｅＲｅｐｏｒｔのような音声認識システム。
【００９２】
（ｂ）米国特許出願番号６１４８２８０（Ｋｒａｍｅｒ）で開示されているような光トラッキングを使用するか、複数のセンサーを併用して使用する本体の配位トラッキング。
【００９３】
センサーの広い幅は、観察者１２からフィードバック情報を獲得する目的で使用され得る。これは、生理学行動の反応データを集めるセンサー、計画的な命令若しくは指示入力を得るセンサー、及び別の種類のセンサーを含むことができる。観察者フィードバックセンサー５２は、ハウジング５８の可動式座席３２か、又は適応型自動立体表示システム１０のある別の部分に設置されるか若しくは組み込まれる。代替として、一つ以上の観察者フィードバックセンサー５２は、観察者１２によって持たれるか若しくは運ばれて、米国特許出願番号５７１２７３２（Ｓｔｒｅｅｔ）でのヘッドトラッキングにおいて開示されているような逆反射マーカーに付されるかもしれない。米国特許出願番号６１６２１９１（Ｆｏｘｌｉｎ）で開示されているようなヘッドトラッキング装置はまた採用されるであろう。
【００９４】
他の知覚刺激
好ましい実施態様で上記に記載の立体表示及びオプションの音の刺激に加えて、観察者１２における他の種類の刺激は、下記を含むかもしれない：
（ａ）モーションプラットホーム１０２により提供される移動。シミュレーション及びエンターテイメントのような適用に提供されるようなモーションプラットホームは、自動立体表示システム１０の一部分として採用されるであろう。モーションプラットホームの一例は、ニューヨーク、イーストオーロラのモーグインクのＳｅｒｉｅｓ６ＤＯＦ２０００Ｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｌａｔｆｏｒｍである。
【００９５】
（ｂ）例えば、Ｅｘｏｓ  ＴｏｕｃｈＭａｓｔｅｒのような装置によって提供される触覚の出力。
【００９６】
（ｃ）低周波数の音の出力。これは、イリノイ、シカゴのセンサフォニックスヒアリングコンサベーションのＢａｓｓ  Ｓｈａｋｅｒのような振動変換器装置を含んでいる。例えば、かかる装置は調節可能な座席３２に設置されている。
【００９７】
（ｄ）ファンを用いるような空気の移動。温風若しくは冷風が提供されるであろう。
【００９８】
（ｅ）表示画像内容物を増強するためのにおいの導入である、嗅覚の刺激。嗅覚の刺激を提供する装置の実施例は、以前はカリフォルニア、オークランドに存在したジジセント（ＤｉｇｉＳｃｅｎｔ）からの装置を含んでいる。
【００９９】
前述の知覚刺激は、、観察者のサイズ（大人対子供）、活性レベル（恐らく心配若しくは退屈を検知すること）又は他の得られるか若しくは推論された情報についての検知されたフィードバック情報と同様に表示画像内容物に応じて変わるために製造することができる。
【０１００】
適応型自動立体表示システム１０は、動画若しくは静止画の何れか、又はスライド又は静止物体の画像を左目及び右目画像の一方若しくは両者において活用可能である。
【０１０１】
本発明の好ましい実施態様は、２０ｍｍほどの大きさの見る動向１４を伴う９０度より大きい立体画像化における例外的な広い視野を提供する。さらに、ボールレンズアセンブリ３０は、優れた軸外の動作を提供し、可能であれば１８０度までの広い視野を許容する。これは、ヘッドセット、ゴーグル若しくは他の装置を着用を必要とせずに観察者１２において増大した見る体験を提供する。
【０１０２】
オプション及び代替となる実施態様
本発明の範囲内で許容可能な多くの可能な変化があることは容易く認識できる。例えば、可動座席３２に利点がある一方で、適応型自動立体表示システム１０が、システム１０によって制御されない、通常の座席で起立しているか若しくは着席している観察者１２と操作できるであろう。可動座席３２は、投影平行移動装置６０からの反応の最適化を許容する、観察者１２の“粗い”ポジショニングの提供において著しい利点を提供する。
【０１０３】
適応型自動立体表示システム１０の好ましい実施態様が、観察者１２に仮想画像を表示する一方で、代替の光学配置が可能である。例えば、自動立体画像伝達システム１８は、曲面鏡２４若しくはビームスプリッター１６を用いる好ましい実施態様の準備に取って代わって、逆反射若しくは実質的に逆反射のスクリーン面を採用するであろう。図１１を参照するに、逆反射面１８０を用いる適応型自動立体表示システム１０の実施態様が示されている。図１１で示されているシステムにおいて、観察者１２は、見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒにて、逆反射面１０８に投影される画像を見る。仮想画像を提供する曲面鏡２４を用いる図３ａの形態と比較すると、図１１の形態は実像を提供する。好ましい実施態様の投影装置２０を用いると、適応型自動立体表示システム１０は、逆反射面１８０に曲面画像８０を投影する。
【０１０４】
逆反射面１８０を用いる代替となる実施態様の好ましい配置において、図１１で示されているように、湾曲は逆反射面１８０のために使用される。球状の弯曲は、この適用において最適であり、したがって、ボールレンズアセンブリ３０の表面の形状に適応しているために、最高の焦点を提供する。この形状はまた、角度を伴う逆反射面１８０の強度減少を最小化するために役立つ。
【０１０５】
逆反射面１８０（図１１）を用いる場合のシステム１０を経由する光径路は、曲面鏡２４（図３）を用いる場合のシステム１０を経由する光径路とは異なる。左右の見る瞳孔１４ｌ／１４ｒにおける光径路は、逆反射面１８０を用いる場合は、お互いに交差しない。逆反射面１８０を用いる場合の光学構成物の配置は、実質的に一動原体である。
【０１０６】
左右の見る瞳孔１４ｌ／１４ｒの空間的な位置を調節する目的で、図１１のアレンジメントがまた、ビームスプリッター１６及び／若しくは左右のボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの移動のために許容することは注意すべきである。図１１のアレンジメントのために図５に示されている座標マッピングを用いると、＋ｘ方向の観察者１２の移動は、−ｘ´方向のボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの動作を要求し、；ビームスプリッター１６に向かう−ｚ方向の観察者１２の移動は、＋ｚ´方向のボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの動作を要求し；＋ｙ方向の観察者１２の移動は、−ｙ´方向のボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの動作を要求する。
【０１０７】
図１２を参照するに、適応型自動立体表示システム１０の別の代替となる実施態様は、曲面鏡２４の代わりに円筒状の曲面状の反射性フレネル鏡１１０を利用する。図１２での構成部分のアレンジメントは、左のボールレンズアセンブリ３０ｌと右のボールレンズアセンブリ３０ｒとの中間にある湾曲点Ｃｍの中心によって一つの末端が確定され、見る瞳孔１４ｌ及び１４ｒとの中間にある湾曲点Ｃｍ´によってもう一方の末端が確定される、軸Ｅに関して一動原体である。反射性フレネル鏡１１０は、有効に両方向に力を持っている。一つの方向の力は、フレネル構造自体からのものであり、直角方向の力は、反射性フレネル鏡１１０の湾曲からの結果である。例えば、反射性フレネル鏡１１０は、ニューヨーク、ロチェスターのフレネルオプティックスによって製造されたフレネル光学構成部分と同様に、柔軟な基板上で組み立てられる平面の構成部分である。フレネル鏡１１０は、ビームスプリッター１６を必要とせずに、見る瞳孔１４ｌ／１４ｒにボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの瞳孔を映し出すであろう。投影装置２０は、フレネル鏡実行特性を適合するために最適化されるだろう。
【０１０８】
図１３を参照するに、曲面鏡２４は投射が近接軸若しくはオフ軸かどうかに基づく形状を備えた弯曲を有するために組み立てられる、また別の代替となる実施態様が示されている。曲面鏡２４軸のほぼ６度以内の近接軸投影において、球状は曲面鏡２４に適切であるだろう。曲面鏡２４軸からほぼ６度を越えるのオフ軸投影において、曲面鏡２４は、扁平回転楕円面の形状のように、実質上環状体だろう。図１３のアレンジメントは、他の実施態様が必要とするような如何なるビームスプリッターを必要とせず、少ない構成部分を必要とする。湾曲点Ｃｍ´の中心は、見る瞳孔１４ｌと１４ｒとの中間で選択されている。図１３での湾曲点Ｃｍの中心は、ボールレンズアセンブリ３０ｌ／３０ｒの中心点との中間にである。非球面の設計は、点Ｃｍ及びＣｍ´を通過する軸Ｅに関して環状体で一動原体になりえた。断面において、この方法で組み立てられた曲面鏡２４は、楕円の焦点がＣｍ及びＣｍ´で提供される楕円状になりえた。
【０１０９】
本発明は、本発明のある好ましい実施態様に対して特異的に言及されて詳細に記述された。しかし、上記に記述され、追加された請求項で注意されるような発明の範囲内で発明の範囲を逸脱することなく、当業者が変化と修正をもたらすことができることが理解されるだろう。例えば、上記に示唆されているような見る瞳孔１４のポジショニングにおいて、見る瞳孔形成装置３６は単に、可動な投影装置２０、若しくは可動なビームスプリッター１６、若しくは可動な曲面鏡２４、若しくは前述に列記した装置の２つの組み合わせ、若しくは本発明の範囲内の前述に列記した３つ、からなる。好ましい実施態様における画像ジェネレーター４０、制御する空間光モジュレーター４４は、例えば、ニューヨーク、ホープウェルジャンクションのイーマジンコーポレーションから入手可能なＯｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ（ＯＬＥＤ）のような陰極線管（ＣＲＴ）若しくは放射表示装置を含んでいる、見る瞳孔形成装置３６の一部として画像を提供する装置の多型のうちの何かを交互に制御することができた。
【０１１０】
このようにして、見る瞳孔の位置を調節する目的で提供されるものは、観察者に関するフィードバック・データに適合することができる、非常に広い視野及び大きな見る瞳孔を提供する、自動立体表示である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適応型自動立体表示システムの透視図である。
【図２】自動立体表示システムの重要な構成部分の関係を示しているブロック図形である。
【図３ａ】適応型自動立体表示システムの好ましい実施態様における光径路を示している図形である。
【図３ｂ】見る瞳孔形成装置の一部分である構成部分を確定している、一つの見る瞳孔における光径路を示している図形である。
【図４】観察者の感知、ヘッドトラッキング及び補い、並びに知覚の出力のために使用されるコントロールループの重要な構成部分を示している透視図である。
【図５】観察者の頭の移動に対応して、投影装置内のボールレンズアセンブリの移動が、観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示したシステムの座標マッピングを示している透視図である。
【図６ａ】異なる代替軸に沿って曲面鏡の移動が、観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図６ｂ】異なる代替軸に沿って曲面鏡の移動が、観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図６ｃ】異なる代替軸に沿って曲面鏡の移動が、観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図７ａ】異なる代替軸に沿ってビームスプリッターの移動が、装置に関して観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図７ｂ】異なる代替軸に沿ってビームスプリッターの移動が、装置に関して観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図７ｃ】異なる代替軸に沿ってビームスプリッターの移動が、装置に関して観察者の頭の移動を補うために使用される方法を示した透視図である。
【図８】適応型自動立体表示システム内の異なる位置での画像の配位を示している透視図である。
【図９ａ】画像化光径路での空間光モジュレーターが、観察者の頭の移動の変化の対応及びビームスプリッターの配位を調節している場合の見る関係に基づいて表示された画像場面内容を調節するために移動できる方法を示している平面図である。
【図９ｂ】画像化光径路での空間光モジュレーターが、観察者の頭の移動の変化の対応及びビームスプリッターの配位を調節している場合の見る関係に基づいて表示された画像場面内容を調節するために移動できる方法を示している平面図である。
【図９ｃ】画像化光径路での空間光モジュレーターが、観察者の頭の移動の変化の対応及びビームスプリッターの配位を調節している場合の見る関係に基づいて表示された画像場面内容を調節するために移動できる方法を示している平面図である。
【図１０ａ】眼間距離の差異を補うシステムを示している概要図である。
【図１０ｂ】眼間距離の差異を補うシステムを示している概要図である。
【図１１】逆反射スクリーンを伴うボールレンズ光学を用いた構成部分の配置を示している透視図である。
【図１２】投影装置の一部分としてのフレネル鏡を用いた構成部分の配置を示している透視図である。
【図１３】曲面鏡及び軸に近い画像化を用いた構成部分の代替となる配置を示している透視図である。
【符号の説明】
１０    適応型自動立体表示システム
１２    観察者
１４ｌ  左の見る瞳孔
１４ｒ  右の見る瞳孔
１６    ビームスプリッター
１８    自動立体画像像伝達システム
２０ｌ  左目投影装置
２０ｒ  右目投影装置
２４    曲面鏡
３０ｌ  左のボールレンズアセンブリ
３０ｒ  右のボールレンズアセンブリ
３２    調整可能な椅子
３６ｌ  左の見る瞳孔形成装置
３６ｒ  右の見る瞳孔形成装置
５２    フィードバックセンサー
５４    カメラ
５８    ハウジング
６０ｌ  投影平行移動装置
６０ｒ  投影平行移動装置
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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