DE69725953T2

DE69725953T2 - Bildanzeigeverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE69725953T2
Application number: DE69725953T
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Ohta-ku Ohshima; Hiroyuki Ohta-ku Yamamoto; Masakazu Ohta-ku Fujiki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: EP0845737A2; EP0845737A3; DE69725953D1; US6157382A; EP0845737B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildanzeigeverfahren und ein -gerät, und insbesondere auf ein Bildanzeigeverfahren zum Interpretieren geometrischer Musterdaten wie Buchstaben, ebene Muster oder Stereomuster, die festgelegt sind in einem dreidimensionalen Raum (3D-Raum), Eigenschaftsdaten, wie Farbe oder Muster, und die Beschreibungsdaten, wie die Daten bezüglich Beleuchtung oder Projektion mit einem Computer, und Errechnen, Erzeugen und Anzeigen eines Bildes sowie ein Gerät dafür.
Beim Bildanzeigeverfahren und -gerät zum visuellen Darstellen im dreidimensionalen Raum festgelegter geometrischer Daten ist es im allgemeinen erforderlich, die Richtung des Blickfeldes für die visuelle Anzeige und die Position des Ausgangspunktes für die Projektion festzulegen. Eine derartige Richtung des Blickfeldes und die Position des Ausgangspunktes zur Projektion sind bestimmt und manuell gesteuert worden, beispielsweise mit einer Maus, einem Joystick, einer Tastatur, einer Rollkugel oder einer Steuerung, die über mehrere Schalter verfügt.
In einem derartigen herkömmlichen System ist es im Falle des Bewegens der Richtung vom Blickfeld und gleichzeitig des Ausgangspunktes für die Projektion erforderlich gewesen, zwei Eingabeeinrichtungen mit beiden Händen gleichzeitig zu handhaben. Wenn eine andere Operation ebenfalls erforderlich ist, muß die Bedienperson die Hand zur anderen Eingabeeinrichtung ausstrecken. Eine derartige Operation hat die Tendenz, eine Verwirrung bei der Bedienperson und Fehler beim Anwenden erforderlicher schneller Operationen hervorzurufen. Um andererseits die Bewegung der Richtung vom Blickfeld zu erreichen und daß der Ausgangspunkt für die Projektion mit einer einzigen Eingabeeinrichtung möglich ist, wird es erforderlich, einige der insgesamt sechs Freiheitsgrade für die Richtung des Blickfeldes und die Position des Ausgangspunktes zur Projektion zu opfern oder die Bewegung der Richtung vom Blickfeld oder die vom Ausgangspunkt zur Projektion mit einem Schalter auszuwählen.
Das Dokument des Standes der Technik EP 0 743 589 offenbart ein interaktives Bilderzeugungsverfahren und -gerät, wobei die Position eines Blickpunktes einer Bedienperson festgestellt wird durch Identifizieren einer Richtung einer Sehlinie, längs der die Bedienperson blickt. Es wird insbesondere bestimmt, ob der festgestellte visuelle Punkt oder die Sichtlinienrichtung sich bei einer auf einem Anzeigemittel dargestellten Figur kreuzt. Die Koordinaten eines Punktes, bei dem sich die Richtung der Sichtlinie der dargestellten Figur kreuzt, werden errechnet, und auf der Grundlage der registrierten Position wird eine spezielle Operation des Gerätes abhängig von der dargestellten identifizierten Figur initialisiert. Die Krümmungslinien jeweiliger Fingeranschlüsse der Hand der Bedienperson werden zusätzlich gemessen von an eine Hand der Bedienperson angebrachten Feststelleinrichtungen für den Neigungswinkel eines Fingeranschlusses, und es wird bestimmt, ob eine Krümmungswinkelgruppe einer Geste entspricht, vorbestimmt als ein Signal, das das Ausführen eines Befehls aufzeigt, um eine Figur auszuwählen. Wenn bestimmt ist, daß die Bedienperson eine Figurenauswahloperation ausgeführt hat, wird die errechnete Position des Punktes, zu dem er blickt, als Operationsursprung für eine Operation in einem Koordinatensystem und die weitere Operation des Gerätes aufgezeigt.
Das Dokument US 5 446 834 offenbart des weiteren ein Verfahren und ein Gerät für hochauflösende virtuelle Realitätssysteme, die eine kopfgehaltene Anzeige verwenden, wobei eine dreidimensionale Augenposition für jedes Auge eines Betrachters so gemessen wird, daß die Augenposition Punkten im dreidimensionalen Anzeigeebenenkoordinatenraum entspricht, der auf einen Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung registriert wird.
Ein hochauflösendes virtuelles Realitätssystem kann gewonnen werden durch Korrigieren von optischen Eigenschaften einer Kathodenstrahlröhre oder der Brechung und der Anzeigebildschirmkrümmung durch Modifizieren der Sehmatrixgleichungen entsprechend einem jedem Auge des Betrachters. Die Korrektur wird insbesondere realisiert durch Justieren der Koordinate vom Anzeigefenster in einem physikalischen Koordinatenraum.
Das Dokument: Hix et al.: "Pre-Screen Projection: From Concept To Testing Of A New Interaction Technique", 7. Mai 1995, Human Factors in Computing Systems, CHI '95 Conference Proceedings, Denver, 7. bis 11. Mai 1995, Seiten 226–233, offenbart technische Einzelheiten über ein Anzeigesystem, das einem Anwender ermöglicht, integral durch eine Szene zu schwenken und zu zoomen einfach durch Bewegen des Kopfes relativ zum Anzeigebildschirm. Der Blick der Person wird angesehen als Änderung, wie sich der Kopf bewegt, und eine entsprechende Steuerung einer fernbedienten Kamera wird realisiert, um eine entsprechende Bewegung der Kamera zu erreichen und somit eine entsprechende Variation des vom Anwender gewünschten Bildes. Die Kamera wird ebenfalls in Hinsicht auf Brennpunktveränderungen geändert, wenn sich der Anwender dem Bildschirm nähert oder sich von ihm entfernt. Um erforderliche Steuerwerte zu gewinnen, trägt der Anwender einen Helm mit einem dreidimensionalen Feststellmittel, das die Bewegung des Kopfes vom Anwender feststellt. Der Anwender bewegt sich von einer Seite zur anderen entsprechend den Steuerwerten, die zur stufenlosen Steuerung der ferngesteuerten Kamera oder der Modifikation des angezeigten Bildes erzeugt und verwendet werden, so daß das angezeigte Bild stufenlos in jeweiliger Weise schwenkt.
Darüber hinaus offenbart das Dokument W. W. et al.: "A Virtual Window On Media Space", 7. Mai 1995, Human Factors in Computing Systems, CHI '95, Conference Proceedings, Denver, 7.–11. Mai 1995, Seiten 257–264, ein virtuelles Fenstersystem, das die festgestellten Kopfbewegungen in einem hiesigen Büro zur Steuerung der Kamerabewegung in einem fernen Büro benutzt. Die Bewegung vom Kopf des Anwenders wird durch eine Kopfführungseinrichtung festgestellt und basiert auf Ausgangssignalen der Kopfführungseinrichtung, so daß die entfernte Kamera bewegt werden kann. Eine Steuerung enthält Schwenken und Variieren des Brennpunktes. Um einen optimierten Brennpunkt zu erreichen, kann dieser eingestellt werden vom Verwender unter Verwendung einer einfachen grafischen Schnittstelle. Es wird angenommen, daß der Brennpunkt immer auf einer Linie liegt, die erweitert ist von der Mitte der Kamerabewegungseinrichtung, so daß der Brennpunkt ausgedrückt werden kann durch die geographische Beziehung.
In Hinsicht auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildanzeigesteuerverfahren und ein Gerät dafür zu schaffen, bei dem die Richtung angezeigten Blickfeldes bewegt wird durch die Bewegung der Sichtlinie von einer Bedienperson, wodurch die Bedienperson nicht länger eine manuelle Steuerung der Richtung des Blickfeldes ausführen muß, und es wird eine instinktgeführte Operation erreiche, daß die Richtung des Blickfeldes im Raum sich in der Richtung der Bewegung der Sichtlinie von der Bedienperson bewegt, nämlich die Richtung des Sehfeldes wird nach rechts bewegt, wenn die Sichtlinie der Bedienperson nach rechts geht, wodurch die Fehler im Betrieb reduziert werden und eine verbesserte Handhabbarkeit erreicht wird.
Die obige Aufgabe wird gelöst nach der vorliegenden Erfindung durch ein Bildanzeigeverfahren und ein Bildanzeigegerät, sowie durch ein computerlesbares Speichermedium zum Speichern eines Programms, wie es in den anliegenden unabhängigen Patentansprüchen 1, 9 beziehungsweise 17 angegeben ist.
Weiterentwicklungen sind in den entsprechenden abhängigen Unteransprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockdiagramm, das den grundslegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 1 nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die eine schematische Anordnung einer Feststelleinrichtung vom Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die ein Stützglied für die Feststelleinrichtungen vom Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
4, die sich zusammensetzt aus den 4A und 4B, ist ein Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsablauf im Ausführungsbeispiel 1 zeigt nach der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Ansicht, die die Lagebeziehung zwischen dem Sehpunkt und der Sehlinie der Bedienperson und der Abbildungsanzeigeebene im Ausführungsbeispiel 1 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Ansicht, die den Abweichungswinkel der Sichtlinie im Ausführungsbeispiel 1 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Ansicht, die die Projektionsebene und die Richtung der Sichtlinie im Ausführungsbeispiel 1 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Diagramm, das die Rechnung des Abweichungswinkels vom Sehwinkel im Ausführungsbeispiel 1 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Ansicht, die den Versatz der Sehlinie im Ausführungsbeispiel 1 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Ansicht, die die Drehung der Projektionsebene zeigt;
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiels des Inhalts von Musterdaten zeigt;
12 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie ungefähr senkrecht zur Bildanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung verläuft;
13 ist eine Ansicht, die die Richtung des Sehfeldes in einem Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie ungefähr senkrecht zur Abbildungsanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung verläuft;
14 ist eine Ansicht, die ein Bild zeigt, das in einem Zustand erzeugt wird, bei dem die Richtung des Sehwinkels ungefähr senkrecht zur Abbildungsanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung verläuft;
15 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie gerichtet ist zur linken Seite der Abbildungsanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung;
16 ist eine Ansicht, die die Richtung des Sehfeldes in einem Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie nach links von der Abbildungsanzeigeeben der Anzeigeeinrichtung gerichtet ist;
17 ist eine Ansicht, die eine Abbildung zeigt, erzeugt in einem Zustand, bei dem die Richtung der Sehlinie auf die linke Seite der Abbildungsanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung gerichtet ist;
18 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie auf die rechte Seite der Abbildungsanzeigeebene von der Anzeigeeinrichtung gerichtet ist;
19 ist eine Ansicht, die die Richtung des Sehfeldes in einem Zustand zeigt, bei dem die Richtung der Sehlinie auf die rechte Seite der Abbildungsanzeigeebene von der Anzeigeeinrichtung gerichtet ist;
20 ist eine Ansicht, die eine Abbildung zeigt, erzeugt in einem Zustand, bei dem die Richtung der Sehlinie auf die rechte Seite der Abbildungsanzeigeebene von der Anzeigeeinrichtung gerichtet ist;
21 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 2 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
22 ist eine Ansicht, die eine schematische Anordnung von Feststelleinrichtungen des Ausführungsbeispiels 2 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
23 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 3 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung von Feststelleinrichtungen des Ausführungsbeispiels 3 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine Ansicht, die ein Stützglied für Feststelleinrichtungen zeigt, die auch als stereoskopische Brillen dienen, eines Ausführungsbeispiels 3, nach der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Stützgliedes für die Feststelleinrichtungen zeigt, die ebenfalls als stereoskopische Brillen dienen, eines Ausführungsbeispiels 3, nach der vorliegenden Erfindung;
27 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 4 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
28 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung von Feststelleinrichtungen des Ausführungsbeispiels 4 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
29, die sich zusammensetzt aus 29A und 29B, ist ein Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsablauf im Ausführungsbeispiel 4 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine Ansicht, die die Lagebeziehung zwischen dem Sehpunkt und der Sehlinie der Bedienperson und der Abbildungsanzeigeebene im Ausführungsbeispiel 4 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung;
31 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 5 zeigt, nach der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEIPSIELE
Nachstehend in Einzelheiten durch bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert ist die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung.
(a) Erstes Ausführungsbeispiel
Im Bilderzeugungs-Anzeigegerät des Ausführungsbeispiels 1 nach der vorliegenden Erfindung werden die Position und die Positur des Kopfes von der Bedienperson und die Richtung der Sehlinie eines dominanten Auges gemessen und eingegeben durch eine Positions- und Positurfeststelleinrichtung, die am Kopf der Bedienperson befestigt ist, und eine Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung, die auf dem dominanten Auge der Bedienperson angebracht ist. Basierend auf diesen Informationen werden errechnet die Position des Sehpunktes und die Richtung der Sehlinie des dominanten Auges unter Bezug auf die Abbildungsanzeigeebene der Anzeigeeinrichtung. Die Sehpunktposition entspricht dem Ursprungspunkt der Projektion bei der Erzeugung des Bildes.
Dann eingegeben werden die Positionen der Projektionsebene und die Richtung des Sehfeldes im dreidimensionalen Raum auf dem Computer. Die Projektionsebene entspricht der Abbildungsanzeigeebene auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung.
Dann wird die Sehpunktkoordinate transformiert, und zwar auf der Grundlage der Position und der Richtung der Projektionsebene, in eine Koordinate, die dargestellt wird durch das Koordinatensystem im dreidimensionalen Raum, der das anzuzeigende Muster festlegt, und somit wird eine transformierte Koordinate als Koordinate des Ursprungspunktes der Projektion herangezogen.
Dann wird der Winkel zwischen der Sehlinie und der Achse, die sich senkrecht von der Mitte der Abbildungsanzeigeebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung erstreckt, in Horizontal- und Vertikalrichtung errechnet, und ein derartiger Winkel wird als Sehlinienabweichungswinkel fest definiert.
Dann wird eine monoton ansteigende Funktion errechnet, die den Sehlinienabweichwinkel als Variable enthält, und die Richtung der Sehlinie wird versetzt unter Verwendung des Wertes, der durch eine solche Rechnung gewonnen wird, als Betrag des Versatzes.
Dann wird ein Bild erzeugt, das aus dreidimensionalen Daten besteht, durch perspektivische Projektion; basierend auf einer solchermaßen bestimmten Lagebeziehung des Ursprungspunktes der Projektion und der Projektionsebene, und das erzeugte Bild wird auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung dargestellt.
Nachstehend detailliert erläutert ist die Arbeitsweise des stereoskopischen Abbildungsanzeigegerätes vom Ausführungsbeispiel 1 nach der vorliegenden Erfindung.
1 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau des Bilderzeugungs-/Anzeigegerätes vom Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
Unter Bezug auf 1 ist eine Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 zum Darstellen eines Bildes für die Bedienperson aufgebaut aus beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre oder einer LCD.
Ein Bildpuffer 102 speichert die Abbildungsdaten, die auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 darzustellen sind.
Eine Recheneinheit 103 erzeugt Abbildungsdaten durch Ausführen der Prozedur, die in einer Speichereinheit 104 gespeichert ist, und steuert verschiedene Einrichtungen. Die Abbildungsdaten, die die Recheneinheit 103 erzeugt, werden im Bildpuffer 102 gespeichert.
Keine Speichereinheit 104 speichert die Prozedur der Verarbeitung von der Recheneinheit 103 sowie die für die Verarbeitung erforderlichen Informationen. Ebenfalls vorgesehen ist ein Speicherbereich für die Errechnung, die bei der Verarbeitung der Recheneinheit 103 erforderlich ist.
Die Speichereinheit 104 speichert ein Steuerprogramm, das von einem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm dargestellt ist, und Daten bezüglich des Musters, das zu zeichnen ist, und Daten, die für die Verarbeitung zu verwenden sind, werden später erläutert.
Eine Kopfpositionsmeßeinrichtung 105 analysiert das Signal aus einer Positions-/und Positurfeststelleinrichtung und gibt die Informationen bezüglich der Position und der Positur des Kopfes von der Bedienperson auf der Grundlage einer Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 ein in die Recheneinheit 103.
Eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 erzeugt ein Signal, das den Zustand eines Magnetfeldes darstellt und als Bezug für die Positions-/und Positurfeststelleinrichtung 107 dient, und sendet dieses Signal an die Kopfpositionsmeßeinrichtung 105.
Die Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107 stellt den Zustand eines Magnetfeldes dar, das aus der Änderung der Position und der Positur des Kopfes resultiert, und sendet diesen Zustand an die Kopfpositionsmeßeinrichtung 105.
Eine Sehlinienfeststellmeßeinrichtung 108 analysiert das Signal aus einer Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 und sendet Informationen bezüglich der Sehlinienrichtung des dominanten Auges auf der Grundlage des Kopfes an die Recheneinheit 103.
Eine Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 stellt die Richtung des dominanten Auges von der Bedienperson durch Infrarotbestrahlung fest.
Eine interaktive Operationseingabeeinrichtung 110 bestimmt die Position des Ursprungspunktes der Projektion durch Manipulation seitens Bedienperson. Es ist eine Zusammensetzung einer beliebigen Einrichtung möglich, die die Echtzeiteingabe von der Bedienperson ermöglicht, beispielsweise eine Maus, eine Tastatur, eine Wählbox, eine Rollkugel oder ein dreidimensionaler Positionssensor.
2 ist eine Ansicht, die eine schematische Anordnung der Einrichtungen zeigt, die das Abbildungserzeugungs-/Anzeigegerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels 1 aufbauen.
Unter Bezug auf 2 ist die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 auf der Abbildungsanzeigeinrichtung 101 befestigt. Die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 kann durch ein anderes Verfahren bereitgestellt werden, das in der Lage ist, die relative Lage in Hinsicht auf die Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 zu fixieren. Beispielsweise kann die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 auf einem Stützglied befestigt sein, auf dem auch die Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 befestigt ist.
Die Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 steht bereit auf der Seite der Bedienperson mit einer Abbildungsanzeigeebene 205, die die Bedienperson durch ein Feststelleinrichtungsstützglied in Brillenrahmengestalt betrachtet.
Die Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107 und die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 sind vom Feststelleinrichtungsstützglied 104 auf dem Kopf der Bedienperson befestigt. Die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 ist vor dem Augapfel des dominanten Auges 202 der Bedienperson montiert.
Andere Einrichtungen können an geeigneten beliebigen Positionen vorgesehen sein.
3 ist eine Ansicht, die das Feststelleinrichtungsstützglied 204 zeigt. Die Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107 ist auf der oberen Mitte des Rahmens befestigt, während die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 unter dem Rahmen auf der Seite des dominanten Auges von der Bedienperson befestigt ist.
4A und 4B sind Ablaufdiagramme des Ablaufs des Abbildungserzeugungs-/Anzeigeprozesses. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Prozeß, der vom Ablaufdiagramm dargestellt wird, ausgeführt von der Recheneinheit 103 nach dem in der Speichereinrichtung 104 gespeicherten Informationen.
Nachstehend Schritt für Schritt in Einzelheiten beschrieben ist die Verarbeitung.
In Schritt S401 mißt zunächst die Kopfpositionsmeßeinrichtung 105 die Änderung der Position des Kopfes von der Bedienperson auf der Grundlage des Zustands eines Magnetfeldes, festgestellt von der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107 und unter Verwendung als Bezug des Zustandes vom Magnetfeld, aufgezeigt vom Signal, das die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 erzeugt und das Umsetzen (Transformation) bewirkt in einen Wert auf der Grundlage der Bildanzeigeebene 205 der Abbildungsanzeigeeinrichtung. Diese Umsetzung wird ausgeführt auf der Grundlage eines Koordinatensystems, das in 5 gezeigt ist. Da die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106 relativ zur Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 fixiert ist, wie bereits im vorstehenden anhand 2 erläutert, kann die Position und die Positur unter Bezug auf die Abbildungsanzeigeebene 205 der Abbildungsanzeigeeinrichtung errechnet werden durch Messen im voraus der Lagebeziehung zwischen der Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 und der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 106.
Dann errechnet der Schritt S402 die Sehpunktposition 503 des dominanten Auges 202 von der Bedienperson unter Verwendung der Abbildungsanzeigeeben 205 von der Abbildungsanzeigeeinrichtung als Bezug. Zuerst werden die relativen Koordinatenwerte der Sehpunktposition 503 in Hinsicht auf die Position der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107 als Offsetwerte gespeichert, und die Sehpunktposition 503 wird bestimmt durch Hinzufügen dieser Offsetwerte zu den Koordinatenwerten der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 107, bestimmt in Schritt S401. Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem der Abbildungsanzeigeeben 205 der Bildanzeigeinrichtung und der Sehpunktposition 503 ist in 5 gezeigt.
Dann errechnet Schritt 403 die Sehlinienrichtung 504 auf der Grundlage der Abbildungsanzeigeeben 205 von der Abbildungsanzeigeeinrichtung auf der Grundlage einer Vektorinformation, gewonnen durch Analysieren des Signals aus der Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 mit der Sehlinienrichtungsmeßeinrichtung 108 und der in Schritt S401 bestimmten Positurinformation bezüglich des Kopfes von der Bedienperson. Die Beziehung zwischen dem Koordinatensystem der Abbildungsanzeigeebene 205 von der Abbildungsanzeigeeinrichtung und der Sehlinienrichtung 504 ist die in 5 dargestellte.
Ein nächster Schritt S404 bestimmt als Sehlinienabweichwinkel 601 den Winkel zwischen der Sehlinienrichtung 504 und der Mittenachse 502 der Abbildungsanzeigeebene von der Bildanzeigeeinrichtung in sowohl Horizontal- als auch Vertikalrichtung der Abbildungsanzeigeebene von der Abbildungsanzeigeeinrichtung. Somit hat der Sehlinienabweichwinkel 601 eine Horizontal- beziehungsweise eine Vertikalkomponente. Die Beziehung zwischen der Sehlinienrichtung 504, der Mittenachse 502 der Abbildungsanzeigeebene von der Bildanzeigerichtung und dem Sehlinienabweichwinkel 601 ist die in 6 gezeigte.
Ein nächster Schritt S405 bestimmt als Position 703 der Bezugsprojektionsebene die Mittenposition der Projektionsebene entsprechend der Abbildungsanzeigeebene 205 in einem darzustellenden virtuellen dreidimensionalen Raum. Derartige Bestimmung läßt sich erzielen durch Manipulation der interaktiven Eingabeeinrichtung 101 von der Bedienperson oder kann im voraus in festgelegter Weise erfolgen.
Ein nächster Schritt S406 bestimmt im darzustellenden virtuellen dreidimensionalen Raum die Richtung der Normalen zur Projektionsebene entsprechend der Abbildungsanzeigeebene 205 als Bezugssehfeldrichtung 702. Eine derartige Bestimmung läßt sich erzielen durch Manipulieren der interaktiven Eingabeeinrichtung 101 von der Bedienperson oder kann im voraus festgelegt werden.
Dann setzt ein nächster Schritt S407 die Sehpunktposition 501 um in eine Koordinatendarstellung im darzustellenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Grundlage der Bezugsprojektionsebenenposition 703 und der Bezugssehfeldrichtung 702, die in den vorherigen Schritten S405 und 5406 bestimmt worden ist, und zieht eine solche Darstellung als Ausgangspunkt 704 der Projektion heran. Diese Umsetzung wird selbstverständlich als Sehpunktposition 503 von der Koordinate bezüglich der Abbildungsebene von der Abbildungsanzeigeeinrichtung dargestellt, die wiederum der Projektionsebene entspricht.
7 zeigt die Lagebeziehung zwischen der Bezugsprojektionsebenenposition 703, der Bezugssehfeldrichtung 702 und dem Projektionsausgangspunkt 704, bestimmt in den vorigen Schritten S405, S406 und S407.
Ein nächster Schritt S408 errechnet den Sehfeldabweichwinkel 801 sowohl für die Horizontal- als auch die Vertikalrichtung unter Verwendung einer monoton ansteigenden Funktion, wie in 8 gezeigt, und enthält als Variable den Sehlinienabweichwinkel 601 in Horizontal- und Vertikalrichtung, wie in Schritt S404 errechnet. Die monoton ansteigende Funktion muß keine lineare Funktion sein. Auch die Neigung der monoton ansteigenden Funktion kann beliebig eingestellt werden.
Dann bestimmt ein Schritt S409 einen Vektor der Sehfeldrichtung 901 durch Versetzen des Vektors der Bezugssehfeldrichtung 702, bestimmt in Schritt S406, gemäß dem in Schritt S408 bestimmten Sehfeldabweichungswinkel 601, wie in 9 dargestellt. Der Versatz vom Richtungsvektor wird gewonnen durch Anlegen der Horizontal- und Vertikalkomponenten vom Sehfeldabweichwinkel an die jeweiligen Komponenten vom Richtungsvektor, der zu versetzen ist.
Ein nächster Schritt S410 dreht die Mittenposition der Projektionsebene vom Sehfeldabweichwinkel 601, bestimmt in Schritt S408, um den Projektionsausgangspunkt 704, wie in 10 gezeigt. Die Schritte S409 und S410 drehen die Position und die Richtung der Projektionsebene um den Projektionsausgangspunkt 704.
Dann erzeugt ein Schritt S411 ein Bild, das auf die Projektionsebene 1002 projiziert ist, unterzogen geometrischer Umsetzung basierend auf dem jeweiligen Projektionsverfahren, das angewandt wird als Parameter, wobei die Position der Projektionsebene und die Sehfeldrichtung, bestimmt in den Schritten S409 und S410, und die Position des Projektionsausgangspunktes, bestimmt in Schritt S407, ist. Die Bilderzeugung kann aus einem beliebigen Verfahren hervorgehen, beispielsweise aus dem Strahlspurverfahren oder einem Abtastzeilenalgorithmus. Die erzeugten Bilddaten werden im Bildpuffer 102 akkumuliert.
Die dreidimensionalen Musterdaten werden in der Speichereinrichtung 104 in einem Format gespeichert, wie es in 11 dargestellt ist. Die Punkte der Musterdaten in der Musterdatenliste bestehen aus einer Identifikationsnummer der Musterdaten, der Art des Musters, den Musterdaten selbst usw.
Dann wird als nächstes ein Betrachtungscursorskizzierschritt in Schritt S412 gezeichnet, Betrachtungspunktcursor, der den Betrachtungspunkt aufzeigt in überlagerter Form beim Betrachtungspunkt 1201, der der Kreuzungspunkt der Sehlinienrichtung 504 mit der Abbildungsanzeigeebene 205 ist.
Ein derartiger Cursor ist zusammengesetzt aus einem kleinen Muster oder aus einem kleinen Zeichen mit einer Farbe und einer Gestalt, die leicht vom Hintergrund unterscheidbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 besteht der Betrachtungspunktcursor aus einem gelben Kreuz.
Ein nächster Schritt S413 führt einen Abbildungsanzeigeprozeß zur Darstellung des Bildes aus, das im Bildpuffer 102 akkumuliert ist, auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 101.
Ein Schritt S414 findet letztlich heraus, ob ein Befehl zum Beenden des Bilderzeugungs-/Anzeigeprozesses von der Bedienperson eingegeben worden ist, und falls nicht, wird der Prozeß wiederholt von Schritt S401 an, wenn aber eingegeben, wird der Prozeß abgeschlossen.
Der erläuterte Prozeß im vorstehenden stellt die Abbildung bereit, die nachstehend erläutert ist.
Im folgenden erläutert ist ein Fall des Erzeugens und Anzeigens eines Bildes entsprechend der Gestaltdaten eines Raumes im japanischen Stil.
Wenn die Sehlinie der Bedienperson im wesentlichen senkrecht zur Abbildungsanzeigeebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung verläuft, wie in 12 gezeigt, stimmt die Richtung der Projektionsebene im wesentlichen überein mit der Bezugssehfeldrichtung 702, wie sie in 13 gezeigt ist. 14 zeigt die Abbildung, die in einem derartigen Zustand erzielt wird.
Wird die Sehlinie von der Bedienperson in die linke der Bildebene verschoben, wie in 15 gezeigt, verschiebt sich auch die Richtung des angezeigten Sehfeldes entsprechend nach links, wie in 16 gezeigt. Im Ergebnis wird eine Abbildung gewonnen, wie sie in 17 gezeigt ist.
Wenn dann die Sehlinie der Bedienperson sich auf die rechte Seite der Abbildungsanzeigeebene verschiebt, wie in 18 gezeigt, verschiebt sich auch die Richtung des angezeigten Sehfeldes entsprechend nach rechts, wie in 19 gezeigt. Im Ergebnis wird eine Abbildung gewonnen, wie sie in 20 gezeigt ist.
Durch Feststellen der Sehlinienrichtung und durch Variieren der Sehfeldrichtung in Verknüpfung mit und gemäß der Bewegung der Sehlinienrichtung kann die Richtung des angezeigten Sehfeldes vertikal und horizontal versetzt werden, und die Bedienperson muß nur die Sehlinie im Vertikal- und Horizontalrichtung verschieben, ohne irgendwelche Manipulation an der interaktiven Eingabeeinrichtung per Hand von der Bedienperson.
Die Handhabbarkeit des Gerätes ist folglich verbessert, als da die Sehfeldrichtung beliebig verändert werden kann lediglich durch die Bewegung der Sehlinie, angepaßt an die instinktive Aktion der Bedienperson. Die Handhabbarkeit ist weiter verbessert, da die manuell betätigbare Eingabeeinrichtung weggelassen werden kann für die Bewegung der Sehlinie.
(b) Zweites Ausführungsbeispiel
21 zeigt den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 2 nach der vorliegenden Erfindung. Der grundlegende Aufbau vom Ausführungsbeispiel 2 wird gewonnen durch Eliminieren aus dem Ausführungsbeispiel 1 der Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 und der Sehlinienrichtungsmeßeinrichtung 108.
22 zeigt die schematische Anordnung der Einrichtungen vom vorliegenden Ausführungsbeispiel 2. Im Vergleich mit der Anordnung der Feststelleinrichtungen im Ausführungsbeispiel 1 fehlt dem Ausführungsbeispiel 2 die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 109 und die Sehlinienfeststelleinrichtung 108 im Feststelleinrichtungsstützglied 204.
Das Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Bilderzeugungs-/ Anzeigeprozesses im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 darstellt, ist auch in den 4A und 4B enthalten, wie beim Ausführungsbeispiel 1, und die Einzelheiten der Prozesse in allen Schritten sind dieselben, mit der Ausnahme des Schrittes S403 gegenüber jenen im Ausführungsbeispiel 1.
Da das vorliegende Ausführungsbeispiel 2 keine Messung der aktuellen Sehlinienrichtung ausführt, verwendet der Schritt S403 die Positur des in Schritt S401 bestimmten Kopfes. Da angenommen wird, daß die Bedienperson in eine Richtung guckt, die gerade vor dem Kopf verläuft, und eine derartige Richtung gerade nach vorn vom Kopf wird verwendet für die Richtung der Sehlinie.
Das dargestellte Sehfeld kann somit vertikal und horizontal verschoben werden als Reaktion auf entsprechende Vertikal- und Horizontalbewegungen der Geradeausrichtung des Kopfes von der Bedienperson, anstelle der Bewegung der Sehlinie von diesem, wodurch eine Wirkung erzielt wird, die derjenigen vom Ausführungsbeispiel 1 gleicht.
(c) Drittes Ausführungsbeispiel
23 zeigt den grundlegenden Aufbau eines Ausführungsbeispiels 3 nach der vorliegenden Erfindung. Den grundlegenden Aufbau des Ausführungsbeispiels 3 erhält man durch Ersetzen im Ausführungsbeispiel 1 der Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 durch eine 3D-Abbildungsanzeigeeinrichtung 2301.
Die 3D-Abbildungsanzeigeeinrichtung 2301 ist aufgebaut zur Darstellung einer 3D-Abbildung für die Bedienperson aus einer Kathodenstrahlröhre oder einer LCD, die mit einem 3D-Anzeigemechanismus ausgestattet ist. Die 3D-Anzeige kann auf dem Lentikularsystem basieren, dem Zeitmultiplexanzeigesystem durch zirkularpolarisiertes Licht oder dem Zeitmultiplexanzeigesystem mit Flüssigkristallverschlüssen.
24 zeigt die schematische Anordnung der Einrichtungen vom vorliegenden Ausführungsbeispiel 3. Die Anordnung der Feststelleinrichtungen im Ausführungsbeispiel 3 werden dadurch gewonnen, daß im Ausführungsbeispiel 1 die Abbildungsanzeigeeinrichtung 101 ersetzt wird durch die 3D-Abbildunganzeigeeinrichtung 2301, und das Feststelleinrichtungsstützglied 204 durch ein Feststelleinrichtungsstützglied 2401, das auch als 3D-Betrachtungsbrillen dienen, die versehen sind mit einem Mechanismus zur stereoskopischen Betrachtung der Abbildung, die die 3D-Abbildungsanzeigeeinrichtung 2301 bereitstellt. Ein derartiger Mechanismus zur stereoskopischen Betrachtung hängt ab von der Art der 3D-Abbildungsanzeigeeinrichtung 2301, die für das Gerät ausgewählt ist. Das Stützglied 2401 ist jedoch nicht mit dem stereoskopischen Betrachtungsmechanismus im Falle des Lentikularsystems vorgesehen.
Das Feststelleinrichtungsstützglied 2401, das ebenfalls als die 3D-Betrachtungsbrille dient, kann beispielsweise verwendet werden als stereoskopische Betrachtungsbrille 2501 mit Flüssigkristallverschlüssen, wie in 25 gezeigt, oder jene 2601 mit Polarisationsfiltern, wie in 26 gezeigt.
Das Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Bilderzeugungs-/ Anzeigeprozesses im vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 darstellt, ist auch in den 4A und 4B veranschaulicht, wie beim Ausführungsbeispiel 1, mit der Ausnahme, daß Schritt S411 zwei Abbildungen in Hinsicht auf die Parallaxe des linken und des rechten Auges erzeugt, anstelle eines Einzelbildes im Ausführungsbeispiel 1.
Auf diese Weise ist die vorliegende Erfindung auch bei einem Abbildungsanzeigegerät anwendbar, das 3D-Bilder erzeugt und anzeigt.
Wie im vorstehenden erläutert, ermöglichen die Ausführungsbeispiel 1 bis 3 nach der vorliegenden Erfindung das Verändern der Richtung des Sehfeldes, das im virtuellen dreidimensionalen Raum anzuzeigen ist als Reaktion auf die Bewegung der Richtung von der Sehlinie der Bedienperson, wodurch auf die manuelle Steuerung der Sehfeldrichtung durch die Bedienperson verzichtet werden kann und auch Vorteile bereitstellt des Fehlerreduzierens im Betrieb und Verbesserns der Handhabbarkeit vom Gerät durch eine instinktangepaßte Operation, daß die Richtung des Sehfeldes im dreidimensionalen Raum verschoben wird in der Richtung der Verschiebung der Sehlinie von der Bedienperson.
(d) Viertes Ausführungsbeispiel
In einem Sehlinieninformationseingabegerät des Ausführungsbeispiels 4 werden die Position und die Positur des Kopfes von der Bedienperson bestimmt durch Daten aus einer Positions- und Positurfeststelleinrichtung, die sich auf dem Kopf der Bedienperson befindet. Auch der Abstandsvektor von der Mitte der Messung der Kopfpositions- und Positurmeßeinrichtung zur optischen Mitte des Augapfels wird im voraus gemessen, und der gemessene Positionsvektor und der zuvor genannte Abstandsvektor werden synthetisiert zum Bestimmen des optischen Mittels des Augapfels, nämlich der Position des Sehpunktes. Auch die Kopfpositur und die Sehpunktposition, die zuvor erwähnt wurden, werden umgesetzt in eine geometrische Darstellung auf der Grundlage der Abbildungsanzeigeebene von der Abbildungsanzeigeeinrichtung.
Zuerst wird der Betrag der Drehung vom Augapfel von einer Augapfelbewegungsmeßeinrichtung gemessen. Ein derartiger Drehbetrag repräsentiert nicht notwendigerweise den korrekten Drehwinkel wegen der persönlichen Fluktuation der Gestalt des Augapfels und dem Befestigungszustand der Einrichtung, aber wird fast als ein Wert angesehen, der ungefähr dem Drehwinkel proportional ist. Die folgende Kalibrieroperation wird ausgeführt, um einen solchen Drehbetrag in einem korrekten Drehwinkel umzusetzen.
Unter Verwendung der Sehpunktposition und der in der zuvor erläuterten Weise bestimmten Positur wird ein rechter Richtungsbezugsindex bezüglich der Darstellungsanzeigeebene angezeigt in einer Position auf einer Horizontalebene, die durch die Sehpunktposition läuft und in einer Richtung gedreht ist über die Sehpunktposition nach rechts um einen spezifizierten Winkel aus der Richtung vom Kopf nach vorn. Dann wird der Drehbetrag des Augapfels als von der Augapfelbewegungsmeßeinrichtung gemessener rechter Bezugsdrehbetrag registriert, wenn die Bedienperson den rechten Richtungsbezugsindex betrachtet.
Dann wird ein linker Bezugsindex auf der Abbildungsanzeigeebene dargestellt in einer Position auf einer horizontalen Ebene, die durch die Sehpunktposition verläuft, und in einer gedrehten Richtung um die Sehpunktposition nach links um einen spezifizierten Winkel aus der Richtung vom Kopf nach vorn. Dann wird der Drehbetrag des Augapfels als von der Augapfelbewegungsmeßeinrichtung gemessener linker Bezugsdrehbetrag registriert, wenn die Bedienperson den linken Richtungsbezugsindex betrachtet.
Das Verhältnis der Differenz zwischen den Beträgen der Bezugsdrehung nach rechts und nach links zur Differenz zwischen den Bezugswinkeln nach rechts und nach links wird als erster Korrekturparameter oder "Korrekturkoeffizient" eingesetzt.
Ein durch Subtrahieren des Produktes vom zuvor genannten Korrekturkoeffizienten vom rechten Bezugsdrehbetrag aus dem rechten Bezugswinkel wird als zweiter Korrekturparameter oder als "Nullpunktoffset" eingesetzt.
Nach der Bestimmung der beiden Korrekturparameter, das heißt, dem in "Korrekturkoeffizienten" und dem "Nullpunktoffset" wird der Drehbetrag, gewonnen von der Augapfelbewegungsmeßeinrichtung, multipliziert mit dem Korrekturkoeffizienten und dem Nullpunktoffset und dem gewonnenen Ergebnis hinzugefügt.
Auf diese Weise wird der Drehbetrag der unbekannten Einheit umgesetzt in einen Wert in Einheit von Geraden, die den Drehwinkel aus der Richtung vom Kopf nach vorn betreffen. Der Drehwinkel wird verwendet zum Errechnen eines lokalen Sehlinienrichtungsvektors unter Heranziehung der Kopfpositur als Bezug.
Eine Koordinatentransformation, die die Kopfpositur beschreibt, wird dann angewandt auf den lokalen Sehlinienrichtungsvektor, wodurch ein Sehlinienvektor auf der Grundlage der Abbildungsanzeigeebene errechnet wird. Dieser Sehlinienvektor und der Sehpunktpositionsvektor, der zuvor genannt wurde, sind die Zielinformation, die zu erzielen ist durch das Sehlinieninformationseingabegerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Das Sehlinieninformationseingabegerät vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann des weiteren von derselben Zentraleinheit beliebige Informationsverarbeitungen ausführen unter Verwendung des Sehlinienrichtungsvektors und des Sehpunktpositionsvektors, der in der zuvor beschriebenen Weise gewonnen wurde.
Im folgenden detailliert erläutert ist die Arbeitsweise des Sehlinieninformationseingabegerätes nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 anhand der beiliegenden Zeichnung.
27 ist ein Blockdiagramm, das den grundlegenden Aufbau des Sehlinieninformationseingabegerätes vom Ausführungsbeispiel 4 zeigt. Unter Bezug auf 27 ist eine Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 zur Darstellung eines beliebigen Musters, einer Abbildung oder eines Zeichens für die Bedienperson aufgebaut aus beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, einer LCD, PPD, EL-Anzeige oder einer Fluoreszenzröhrenanzeige.
Ein Bildpuffer 2702 speichert die auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 darzustellenden Bilddaten.
Eine Zentraleinheit 2703 führt eine Korrekturoperation aus und verarbeitet bezüglich des Erzeugens der Sehlinieninformation nach einer Prozedur, die in einer Speichereinheit 2704 gespeichert ist, und steuert auch verschiedene Einrichtungen. Ebenfalls erzeugt werden Bilddaten, die auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 darzustellen sind, und speichert die Bilddaten im Bildpuffer 2702. Die Zentraleinheit 2703 kann beliebige andere Verarbeitungen unter Verwendung der Sehlinieninformation ausführen.
Eine Speichereinheit 2704 speichert in einem Speichermedium 2704a die Prozedur der Verarbeitung der Zentraleinheit 2703 und Informationen, die erforderlich für eine derartige Verarbeitung, und wird auch verwendet als Speicherbereich für das Rechnen, was erforderlich ist für die Verarbeitung der Zentraleinheit 2703. Das Speichermedium 2704 speichert ein in den 29A und 29B dargestelltes Steuerprogramm und Daten, die für andere Verarbeitungen erforderlich sind.
Einer interaktive Eingabeeinrichtung 2705, die zu verwenden ist von der Bedienperson zur Eingabe von Befehlen zum Steuern des Ablaufs vom Steuerprogramm, dargestellt in den Ablaufdiagrammen der 29A und 29B setzt sich zusammen beispielsweise aus einer Maus, einer Tastatur oder aus Schaltern.
Eine Kopfpositions- und Positurmeßeinrichtung 2706 analysiert das Signal aus einer Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 und gibt die Information ein auf der Position und Positur des Kopfes von der Bedienperson auf der Grundlage einer Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 in die Zentraleinheit 2703.
Eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 erzeugt ein als Bezug in der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 zu verwendendes Signal.
Eine Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 stellt die Position und die Positur des Kopfes fest.
Eine Augapfelbewegungsmeßeinrichtung 2709 analysiert ein Signal aus der Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 2710 und liefert dieses an die Zentraleinheit 2703 mit der Drehbetragsinformation, die dem Drehwinkel des Augapfels proportional ist.
Die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 2710 stellt die Information zum Messen der Drehbewegung vom Augapfel der Bedienperson fest und setzt sich zusammen aus einer Punktlichtquelle, die die Oberfläche der Cornea [Hornhaut] beleuchtet, und ein Bildsensor zum Aufnehmen der Abbildung des Augapfels. Außerdem können Elektroden und ein Spannungsmesser vorgesehen sein zum Messen des Potentials eines Augenmuskels.
28 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung der Einrichtungen zeigt, die das Sehlinieninformationseingabegerät nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 bilden.
Unter Bezug auf 28 ist die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 befestigt auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701. Die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 kann auch nach einem anderen Verfahren erfolgen, das in der Lage ist, die relative Lage in Hinsicht auf die Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 zu fixieren. Die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 kann beispielsweise auf einem Stützglied befestigt werden, auf dem auch die Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 befestigt ist. Anderenfalls kann die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 auf einem Stützglied befestigt werden, das sich auf dem Boden befindet, auf dem ein Stützglied in fester Weise montiert ist, das die Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 trägt.
Die Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 und die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 27 sind von einem Stützglied in der Form einer Brille befestigt, und zwar auf dem Kopf 2801 der Bedienperson. Die Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 2710 ist vor dem Augapfel 2802 der Bedienperson befestigt. Das Stützglied kann auch versehen sein mit einem Mechanismus zum Trennen des linken vom rechten Bildes zum Erreichen einer stereoskopischen Betrachtung der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701, wie beispielsweise bei zirkular polarisierten Filtern oder Flüssigkristallverschlußmechanismen. Andere Einrichtungen können in geeigneten beliebigen Abschnitten vorgesehen sein.
29A und 29B sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf des Sehlinieninformationseingabeprozesses im vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 zeigen. Nachstehend sind Schritt für Schritt die Einzelheiten des Prozesses erläutert.
Zuerst werden als Vorbereitung vor dem Start des Prozesses drei Sätze von Parametern aktuell gemessen und im voraus in der Speichereinheit 2704 gespeichert.
Unter diesen Parametern der drei Sätze ist das erste eine Koordinatentransformation, die die relative Positur des Kopfes 2801 von der Bedienperson auf der Grundlage der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 darstellt. Der zweite Parameter ist der Abstandsvektor von der Mitte der Messung der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 zur optischen Mitte des Augapfels, gemessen aus der Information aus der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708. Der dritte Parameter ist eine Koordinatentransformation, die die relative Positur der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 auf der Grundlage der Bildebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 darstellt.
In einem ersten Schritt S2901 mißt die Kopfpositions- und -positurmeßeinrichtung 2706 die Position und Positur der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708 auf der Grundlage des Koordinatensystems von der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707.
Dann wird die Koordinatentransformation, die den vorher gemessenen ersten Parameter bildet, synthetisiert mit der gemessenen Positur der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708, um die Positur des Kopfes auf der Grundlage der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707 zu bestimmen. Dann wird die Koordinatentransformation, die den zuvor erwähnten vorher gemessenen dritten Parameter bildet, angewandt auf die solchermaßen bestimmte Kopfpositur, zum Bestimmen der Positur des Kopfes auf der Grundlage der Abbildungsebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701.
Dann synthetisiert ein Schritt S2902 den Positionsvektor der Positions- und Positurfeststelleinrichtung 2708, gemessen im Schritt 2901 auf der Grundlage des Koordinatensystems von der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 2707, mit dem Abstandsvektor, der den zuvor erwähnten vorher bestimmten zweiten Parameter bildet, wodurch die optische Mitte des Augapfels auf der Grundlage des Koordinatensystems von der Bezugsignalerzeugungseinrichtung 2707 bestimmt wird, nämlich die Sehpunktposition. Diese Position wird des weiteren der Koordinatentransformation unterzogen, die den zuvor erwähnten vorher gemessenen dritten Parameter bildet, um die Sehpunktposition 3007 auf der Grundlage der Bildebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 zu bestimmen.
Ein nächster Schritt S2903 analysiert das Signal aus der Augapfelbewegungsfeststelleinrichtung 2710 durch die Augapfelbewegungsmeßeinrichtung 2709, wodurch der Drehbetrag des Augapfels gemessen wird. Im allgemeinen ist der Drehbetrag des Augapfels, gemessen von der Augapfelbewegungsmeßeinrichtung 2709, nicht erforderlich zum Darstellen des korrekten Drehwinkels aufgrund der persönlichen Fluktuation der Gestalt des Augapfels und des Zustands des Aufsetzens, ist aber ungefähr linear verknüpft mit dem Drehwinkel. Folglich ist eine Korrektur für den korrekten Drehwinkel erforderlich.
Ein für diesen Zweck erforderlicher Parameter wird "Korrekturparameter" genannt, und eine Operation des Einstellens des Korrekturparameters wird "Kalibrieroperation" genannt. Der Korrekturparameter wird später in mehr Einzelheiten erläutert. Das Errechnen der Korrekturparameter erfordert zwei zusätzliche Parameter, nämlich einen "rechten Bezugsdrehbetrag" und einen "linken Bezugsdrehbetrag", die ebenfalls später erläutert werden.
Als nächstes findet Schritt S2904 heraus, ob eine Kalibrieroperation erforderlich ist, und falls nicht, springt die Sequenz zu Schritt 2914, falls aber doch erforderlich, schreitet die Sequenz fort zu Schritt S2905.
In Schritt S2905 wird herausgefunden, ob sich die Sequenz in einen Prozeß zum Registrieren des rechten Bezugsdrehbetrages gemäß der Tatsache verzweigt, ob ein bestimmter Befehl hierfür von der Bedienperson über die interaktive Eingabeeinrichtung 2705 gegeben wurde. Die Sequenz schreitet fort zu Schritt S2906 im Falle, daß ein derartiger Prozeß zum Registrieren des rechten Bezugsdrehbetrages auszuführen ist, schreitet jedoch fort zu Schritt S2909 für den Fall, daß der Prozeß nicht ausgeführt werden muß.
Schritt S2906 zeigt einen Markierindex an, nämlich einen Rechtsrichtungsbezugsindex 3004, in einer Position auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 und bei einer Richtung, die in der Ebene ist, die die Sehpunktposition 3007 durchläuft, bestimmt in Schritt S2902 und festgelegt durch die Kopfvorderrichtung 3001 und die Kopfhorizontalrichtung 3002, die in Schritt S2901 bestimmt und gedreht ist aus der Kopfvorderrichtung 3001 nach rechts um einen vorbestimmten Winkel, nämlich um den rechten Bezugswinkel 3003, der bei der Sehpunktposition 3007 beginnt.
Ein nächster Schritt S2907 findet heraus, ob der in Schritt S2903 gemessene Augapfeldrehbetrag als rechter Bezugsdrehbetrag zu registrieren ist. Die Bedingungen für dieses Herausfinden bestehen darin, daß die Bedienperson den Rechtsrichtungsbezugsindex 3004 betrachtet, der in Schritt S2906 angezeigt wird, und daß ein bestimmter Befehl von der Bedienperson über die interaktive Eingabeeinrichtung 2705 eingegeben wird.
Ein nächster Schritt S2908 registriert als den rechten Bezugsdrehbetrag den Augapfeldrehbetrag, wenn die Bedienperson den Rechtsrichtungsbezugsindex 3004 betrachtet, der angezeigt wird auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 in Schritt S2906. Dann schreitet die Sequenz fort zu Schritt 2909.
Schritt S2909 findet heraus, ob sich die Sequenz verzweigt in einen Prozeß zum Registrieren des linken Bezugsdrehbetrages gemäß der Tatsache, ob ein bestimmter Befehl hierfür von der Bedienperson über die interaktive Eingabeeinrichtung 2705 eingegeben wird.
Schritt S2910 zeigt einen Markierindex an, nämlich einen Linksrichtungsbezugsindex 3006, in einer Position auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 und in einer Richtung, die in einer Ebene liegt, die die Sehpunktposition 3007 durchläuft, die in Schritt S2902 bestimmt wurde und von der Kopfvorderrichtung 3001 und der Kopfhorizontalrichtung 3002 festgelegt ist, bestimmt in Schritt S2901, und die von der Kopfvorderrichtung 3001 nach rechts um den vorbestimmten Winkel gedreht ist, nämlich um den linken Bezugswinkel 3005, der an der Sehpunktposition 3007 beginnt.
Ein nächster Schritt S2911 findet heraus, ob der in Schritt S2903 gemessene Augapfeldrehbetrag als linker Bezugsdrehbetrag zu registrieren ist. Die Bedingungen für dieses Herausfinden bestehen darin, daß die Bedienperson den Linksrichtungsbezugsindex 3006 betrachtet, der in Schritt S2910 angezeigt wird, und daß ein bestimmter Befehl von der Bedienperson über die interaktive Eingabeeinrichtung 2705 eingegeben wird.
Ein nächster Schritt S2912 registriert als linker Bezugsdrehbetrag den Augapfeldrehbetrag, wenn die Bedienperson den Linksrichtungsbezugsindex 3006 betrachtet, der auf der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 im Schritt S2910 angezeigt wird.
Ein nächster Schritt S2913 errechnet die Korrekturparameter unter Verwendung des rechten Bezugsdrehbetrages, der in Schritt S2908 registriert ist, und des linken Bezugsdrehbetrages, der in Schritt S2912 registriert ist. Die Korrekturparameter enthalten den "Korrekturkoeffizienten" und den "Nullpunktoffset". Der "Korrekturkoeffizient" wird gewonnen durch Teilen der Differenz der rechten und der linken Bezugsdrehbeträge mit der Differenz des rechten Bezugswinkels 3003 und des linken Bezugswinkels 3005. Auch der "Nullpunktoffset" wird gewonnen durch Subtrahieren des Produkts vom rechten Bezugsdrehbetrag und dem Korrekturkoeffizienten vom Bezugswinkel 3003.
Dann setzt ein Schritt S2914 den Augapfeldrehbetrag um, gemessen von der Augapfelbewegungsmeßeinrichtung 2709 in Schritt S2903, in einen Augapfeldrehwinkel auf der Grundlage des Kopfes der Bedienperson unter Verwendung der beiden Korrekturparameter, nämlich dem Korrekturkoeffizienten und dem Nullpunktoffset, bestimmt in Schritt S2913. Diese Umsetzung wird erzielt durch Addieren des Nullpunktoffsets zum Produkt, gewonnen durch Multiplizieren des Augapfeldrehbetrags mit dem Korrekturkoeffizienten.
Ein nächster Schritt S2915 wendet die Koordinatentransformation, die den zuvor genannten vorher gemessenen dritten Parameter bildet, auf die Koordinatentransformation an, die den Augapfeldrehbetrag repräsentiert, der in Schritt S2914 bestimmt ist, wodurch der Sehlinienrichtungsvektor 3008 auf der Grundlage der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 errechnet wird.
Der Sehpunktpositionsvektor 3007, bestimmt in Schritt S2901, und der Sehlinienrichtungsvektor 3008, bestimmt in Schritt S2915, bilden die Zielinformationen, die im Sehlinieninformationseingabegerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels erwünscht sind.
Dann führt ein Schritt S2916 einen beliebigen Prozeß unter Verwendung des in Schritt S2901 bestimmten Sehpunktpositionsvektors und des in Schritt S2915 bestimmten Sehlinienrichtungsvektors aus. Das einfachste Beispiel eines solchen Prozesses besteht darin, am Kreuzungspunkt der Sehlinie 3007 mit der Abbildungsanzeigeebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 eine Indexmarkierung anzuzeigen, die den Punkt aufzeigt, den die Bedienperson betrachtet. Dann bestimmt ein Schritt S2917, ob der Prozeß abzuschließen ist, und falls nicht, kehrt die Sequenz zu Schritt S2901 zurück, um den Prozeß zu wiederholen.
Wie im Vorstehenden erläutert, wird es als möglich betrachtet, durch Anzeigen der für die Kalibrieroperation erforderlichen Indexmarkierung bezüglich der Abbildungsanzeigeebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 auf der Grundlage der Position und der Positur des Kopfes 2801 der Bedienperson, die Kalibrieroperation auszuführen, ohne den Kopf der Bedienperson zu fixieren.
(e) Fünftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend erläutert ist ein fünftes Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung, bei dem ein grundlegender Aufbau gewonnen wird durch Hinzufügen, wie in 31 gezeigt, einer Informationsübertragungseinrichtung 3101 und einer Informationsverarbeitungseinrichtung 3102 zum grundlegenden Aufbau des vierten Ausführungsbeispiels.
Die Informationsübertragungseinrichtung 3101 sendet durch ein beliebiges Übertragungsformat, wie beispielsweise Ethernet, R5232C, Fernsprechleitung oder ISDN, die Sehlinieninformation der Bedienperson, gewonnen durch das vierte Ausführungsbeispiel, nämlich den Sehpunktpositionsvektor 3007 und den Sehlinienrichtungsvektor 3008 auf der Grundlage der Abbildungsanzeigeeinrichtung 2701 an eine beliebige Informationsverarbeitungseinrichtung 3102, die als Reaktion darauf einen beliebigen Prozeß unter Verwendung der Sehlinieninformation ausführt, die die Informationsübertragungseinrichtung 3101 gesendet hat.
Das Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Sehlinieninformationseingabeverarbeitung im vorliegenden fünften Ausführungsbeispiel darstellt, ist auch in den 29A und 29B veranschaulicht, wie im Falle des vierten Ausführungsbeispiels, und die Einzelheiten aller Prozeßschritte sind dieselben wie jene des vierten Ausführungsbeispiels, jedoch mit Ausnahme des Schrittes S2916.
Der Prozeß von Schritt S2916 im fünften Ausführungsbeispiel ist ungefähr derselbe wie derjenige im vierten Ausführungsbeispiel, enthält jedoch auch eine Prozedur des Sendens vom Sehpunktpositionsvektor 3007 und vom Sehlinienrichtungsvektor 3008 an die Informationsverarbeitungseinrichtung 3102 durch die Informationsübertragungseinrichtung 3101.
Wie im Vorstehenden erläutert, ermöglichen das vierte und fünfte Ausführungsbeispiel die Anzeige einer Indexmarkierung, die erforderlich ist für die Kalibrieroperation, in einer passenden Position auf der Abbildungsanzeigeebene basierend auf der Position und Positur des Kopfes der Bedienperson. Folglich kann die Kalibrieroperation ausgeführt werden, während die Sehlinieninformation, eingegeben aus der Sehlinieninformationseingabeeinrichtung, in einer anderen Informationsverarbeitungseinrichtung verwendet wird. Solchermaßen genaue Kalibrierung kann zu einer beliebigen Zeit erfolgen, ohne daß irgendwelche Störungen bezüglich der Befestigung des Kopfes der Bedienperson erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar nicht nur auf ein System bestehend aus einer Vielzahl von Einrichtungen, sondern läßt sich auch bei einem Gerät anwenden, das aus einer einzige Einrichtung besteht. Natürlich ist sie auch anwendbar für den Fall, daß die Erfindung ausgeführt wird durch Anliefern eines Programms an ein System oder an ein Gerät. In einem solchen Falle bildet ein Speichermedium, das ein Programm speichert bezüglich der vorliegenden Erfindung speichert, die vorliegende Erfindung, und das System oder das Gerät arbeitet in vorbestimmter Weise durch Aufnehmen eines solchen Programms aus dem Speichermedium in ein solches System oder ein solches Gerät.
Wenn sich die Richtung der Sehlinie des dominanten Auges der Bedienperson bewegt, während die Bedienperson die Abbildungsanzeigeebene der Abbildungsanzeigeeinrichtung betrachtet, mißt die Sehlinienrichtungsmeßeinrichtung eine solche Bewegung, und die Richtung des Blickfeldes wird bewegt innerhalb des Raumes in einer Bewegungsrichtung der Sehlinie gemäß dem Ergebnis der Rechnung von der Rechenoperationseinheit.
Die Abbildungsanzeige kann somit mit weniger Fehlern, die durch die manuelle Betätigung verursacht werden, und mit verbesserter Handhabbarkeit erzielt werden.

Claims

Bildanzeigeverfahren, mit: einem Blickrichtungseingabeschritt (S401 bis S403) zum Eingeben einer Blickpunktposition und einer Blickrichtung eines Bedieners, der eine Bildanzeigeebene (205) beobachtet, als Bezugsrichtung für die Bildanzeigeebene, einem Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsschritt (S407) zum Herleiten eines Blickrichtungsabweichungswinkels, der durch die Mittelachse der Bildanzeigeebene und der in dem Blickrichtungseingabeschritt eingegebenen Blickrichtung des Bedieners gebildet wird, einem Herleitungsschritt (S407) des Herleitens eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Basis der in dem Blickrichtungseingabeschritt eingegebenen Blickpunktposition des Bedieners und einer Mittelposition und Richtung einer Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum, einem Richtungsversetzungsschritt (S410) zum Versetzen einer Richtung einer der Bildanzeigeebene entsprechenden Projektionsebene auf der Basis des in dem Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsschritt hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkels, einem Bilderzeugungsschritt (S411) zum Erzeugen eines Bilds in der Richtung der im Richtungsversetzungsschritt versetzten Projektionsebene, wobei die Mitte bei dem in dem Mittelpunktherleitungsschritt hergeleiteten Mittelpunkt liegt, und einem Bildanzeigeschritt (S413) zum Anzeigen des in dem Bilderzeugungsschritt erzeugten Bilds auf der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Blickrichtungseingabeschritt vorgesehen ist zum Eingeben der Blickrichtung eines dominanten Auges des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Blickrichtungseingabeschritt vorgesehen ist zum Eingeben der Vorwärtsrichtung des Kopfs des Bedieners als eine Bezugsrichtung der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Blickrichtungseingabeschritt vorgesehen ist zum Eingeben der Position des Blickpunkts eines dominanten Auges des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsschritt vorgesehen ist zum Herleiten des Blickrichtungsabweichungswinkels, der gebildet wird durch die Mittelachse der Bildanzeigeebene und der in dem Blickrichtungseingabeschritt eingegebenen Blickrichtung des Bedieners jeweils in der vertikalen Richtung und in der horizontalen Richtung.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Richtungsversetzungsschritt vorgesehen ist zum Versetzen der Richtung der Projektionsebene auf der Basis einer monoton ansteigenden Funktion mit dem in dem Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsschritt hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkel als Variable.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Bilderzeugungsschritt vorgesehen ist zum Erzeugen eines dreidimensionalen geometrischen Musters.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, wobei der Bilderzeugungsschritt vorgesehen ist zur Erzeugung eines Bilds auf der Basis eines perspektivischen Projektionsverfahrens.
Bildanzeigevorrichtung, mit: einer Blickrichtungseingabeeinrichtung (105, 107, 108, 109) zum Eingeben einer Blickpunktposition und einer Blickrichtung eines Bedieners, der eine Bildanzeigeebene (205) beobachtet, als Bezugsrichtung für die Bildanzeigeebene, einer Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungseinrichtung (103, S407) zum Herleiten eines Blickrichtungsabweichungswinkels, der durch die Mittelachse der Bildanzeigeebene und der mittels der Blickrichtungseingabeeinrichtung eingegebenen Blickrichtung des Bedieners gebildet wird, einer Herleitungseinrichtung (103) zum Herleiten eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Basis der durch die Blickrichtungseingabeeinrichtung eingegebenen Blickpunktposition des Bedieners und einer Mittelposition und Richtung einer Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene (205) in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum, einer Richtungsversetzungseinrichtung (103) zum Versetzen einer Richtung einer der Bildanzeigeebene (205) entsprechenden Projektionsebene auf der Basis des durch die Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungseinrichtung hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkels, einer Bilderzeugungseinrichtung (103, S411) zum Erzeugen eines Bilds in der Richtung der durch die Richtungsversetzungseinrichtung versetzten Projektionsebene mit der Mitte bei dem durch die Mittelpunktherleitungseinrichtung hergeleiteten Mittelpunkt, und einer Bildanzeigeeinrichtung (S413) zum Anzeigen des durch die Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Bilds auf der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Blickrichtungseingabeeinrichtung vorgesehen ist zum Eingeben der Blickrichtung eines dominanten Auges des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Blickrichtungseingabeeinrichtung vorgesehen ist zum Eingeben der Vorwärtsrichtung des Kopfs des Bedieners als eine Bezugsrichtung der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Blickrichtungseingabeeinrichtung vorgesehen ist zum Eingeben der Position des Blickpunkts eines dominanten Auges des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungseinrichtung vorgesehen ist zum Herleiten des Blickrichtungsabweichungswinkels, der gebildet wird durch die Mittelachse der Bildanzeigeebene und die mittels der Blickrichtungseingabeeinrichtung eingegebene Blickrichtung des Bedieners, jeweils in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Richtungsversetzungseinrichtung vorgesehen ist zum Versetzen der Richtung einer Projektionsebene auf der Basis einer monoton ansteigenden Funktion mit dem durch die Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungseinrichtung hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkel als eine Variable.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen ist zur Erzeugung eines Bilds eines dreidimensionalen geometrischen Musters.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen ist zur Erzeugung eines Bilds auf der Basis des perspektivischen Projektionsverfahrens.
Computerlesbares Speichermedium zum Speichern eines Programms, mit: einem Blickrichtungseingabemodul zum Eingeben einer Blickpunktposition und einer Blickrichtung eines eine Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, als Bezugsrichtung für die Bildanzeigeebene, einem Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsmodul zum Herleiten eines Blickrichtungsabweichungswinkels, der durch die Mittelachse der Bildanzeigeebene und der mittels des Blickrichtungseingabemoduls eingegebenen Blickrichtung des Bedieners gebildet wird, einem Herleitungsmodul zum Herleiten eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Basis der mittels des Blickrichtungseingabemoduls eingegebenen Blickpunktposition des Bedieners und einer Mittelposition und Richtung einer Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum, einem Richtungsversetzungsmodul zum Versetzen einer Richtung einer der Bildanzeigeebene entsprechenden Projektionsebene auf der Basis des mittels des Blickrichtungsabweichungswinkelherleitungsmoduls hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkels, einem Bilderzeugungsmodul zum Erzeugen eines Bilds in der Richtung der mittels des Richtungsversetzungsmoduls versetzten Projektionsebene, wobei die Mitte bei dem mittels des Mittelpunktherleitungsmoduls hergeleiteten Mittelpunkt liegt, und einem Bildanzeigemodul zum Anzeigen des in dem Bilderzeugungsmodul erzeugten Bilds auf der Bildanzeigeebene.
Computerlesbares Speichermedium zur Speicherung eines Programms gemäß Anspruch 17, ferner mit: einem Blickpunktpositionseingabemodul zum Eingeben der Position des Blickpunkts des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners als eine Bezugsposition der Bildanzeigeebene, und einem Mittelpunktherleitungsmodul zum Herleiten eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Basis der mittels des Blickpunktpositionseingabemoduls eingegebenen Blickpunktposition des Benutzers und der Mittelposition und der Richtung der Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, mit: einem Blickpunktpositionseingabeschritt zum Eingeben der Position des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners als eine Bezugsposition der Bildanzeigeebene, und einem Mittelpunktherleitungsschritt zum Herleiten eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum auf der Basis der in dem Blickpunktpositionseingabeschritt eingegebenen Blickpunktposition des Bedieners und der Mittelposition und der Richtung einer Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit: einer Blickpunktpositionseingabeeinrichtung zum Eingeben der Position des die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners als eine Bezugsposition der Bildanzeigeebene, und einer Mittelpunktherleitungseinrichtung zum Herleiten eines Mittelpunkts für die Projektion in einem anzuzeigenden dreidimensionalen Raum auf der Basis der durch die Blickpunktpositionseingabeeinrichtung eingegebenen Blickpunktposition des Bedieners und der Mittelposition und der Richtung einer Projektionsebene entsprechend der Bildanzeigeebene in dem anzuzeigenden virtuellen dreidimensionalen Raum.
Bildanzeigeverfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Verfahren zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Verfahren die folgenden Schritt aufweist: Bestimmen der Position und der Haltung des Kopfs des Bedieners auf der Basis der Bildanzeigeebene, Anzeigen eines für einen Kalibriervorgang erforderlichen Index an einer vorbestimmten Position in der Bildanzeigeebene auf der Basis der Position und der Haltung, Messen des Drehbetrags des Auges, wenn der Bediener den Index beobachtet, dabei Berechnen eines vorbestimmten Korrekturparameters zur Bestimmung des Augendrehwinkels bezüglich der Richtung des Kopfs des Bedieners, und bestimmen des Kreuzungspunkts der Blickrichtung des Bedieners mit der Bildanzeigeebene als eine von dem Bediener beobachtete Koordinate auf der Basis des Augendrehwinkels.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, ferner einschließlich eines Verfahrens zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt des Bestimmens der Position und der Haltung des Kopfs des Bedieners auf der Basis der Bildanzeigeebene, einen zweiten Schritt zum Anzeigen eines für einen Kalibriervorgang bei einer vorbestimmten Position auf der Bildanzeigeebene erforderlichen Index auf der Basis der in dem ersten Schritt bestimmten Position und Haltung des Kopfs des Bedieners, einen dritten Schritt des Bestimmens der Position des Blickpunkts, der die optische Mitte des Auges ist, mit Bezug zu einem Koordinatensystem einer Bezugssignalerzeugungseinrichtung, das in dem oberen Teil der Bildaufnahmeebene angeordnet ist, einen vierten Schritt des Registrierees des Drehbetrags des Auges als einen Bezugsdrehbetrag, wenn der Bediener den an einer vorbestimmten Position der Bildanzeigeebene angezeigten Index beobachtet, einen fünften Schritt des Berechnens eines vorbestimmten Korrekturparameters unter Verwendung des in dem vierten Schritt registrierten Bezugsdrehbetrags zur Bestimmung des Augendrehwinkels bezüglich der Richtung des Kopfs des Bedieners, einen sechsten Schritt des Bestimmens des Blickpunktpositionsvektors und des Blickrichtungsvektors mit Bezug zu der Bildanzeigeebene, und einen siebten Schritt des Anzeigens eines Index unter Verwendung des in dem sechsten Schritt bestimmten Blickpunktpositionsvektors und des Blickrichtungsvektors, zur Angabe der Beobachtung des Bedieners an einem Kreuzungspunkt der Blickrichtung des Bedieners mit der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Verfahren zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Verfahren umfasst: einen Bildanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens an einer beliebigen Position in der Bildanzeigeebene, einen Kopfpositionsmessschritt des Bestimmens der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, wodurch die Haltung des Kopfs des Bedieners angegeben ist, in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einen Blickpunktpositionsmessschritt des Bestimmens eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einen Augenbewegungsmessschritt des Messens eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, einen Richtungsbezugsindexanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds in der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die in dem Blickpunktpositionsmessschritt bestimmte Blickpunktposition liegt und bestimmt wird durch die in dem Kopfhaltungsmessschritt ermittelte Kopfvorwärtsrichtung und die Kopfhorizontalrichtung, und die, beginnend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten Bezugswinkel in einer vorbestimmten Richtung von der Kopfvorwärtsrichtung gedreht ist, einen Bezugsdrehbetragregistrierschritt des Registrierens des in dem Augenbewegungsmessschritt gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den mittels des Richtungsbezugsindexanzeigschritts angezeigten Index in der Bildanzeigeebene beobachtet, einen Augendrehbetragmultiplizierschritt des Multiplizierens des Augendrehbetrags, der in dem Augenbewegungsmessschritt erhalten wird, mit einem vorbestimmten Koeffizienten, einen Augendrehbetragaddierschritt zum Addieren einer vorbestimmten Konstante zu dem in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt veränderten Augendrehbetrag, einen Augendrehbetrageinheitkorrekturschritt des Berechnens und Einstellens des in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt verwendeten Koeffizienten auf der Basis des in dem Bezugsdrehbetragregistrierschritt registrierten Augendrehbetrags, einen Augendrehbetragnullpunktkorrekturschritt des Einstellens eines Werts, der erhalten wird durch Subtrahieren des in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt geänderten Augendrehbetrags von dem in dem Richtungsbezugsindexanzeigeschritt verwendeten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddierschritt, einen Augendrehbetragbestimmungsschritt des Umwandelns des in dem Augenbewegungsmessschritt erhaltenen Augendrehbetrags mittels des aufeinanderfolgenden Durchführens des Augendrehbetragmultiplizierschritts und des Augendrehbetragsaddierschritts, und einen Blickrichtungsbestimmungsschritt des Kombinierens einer Koordinatentransformation zum Beschreiben der Kopfhaltung, die in dem Kopfhaltungsmessschritt bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zum Beschreiben des Augendrehbetrags, der in dem Augendrehbetragbestimmungsschritt bestimmt wurde, um auf diese Weise die Blickrichtung in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene zu bestimmen.
Bildanzeigeverfahren nach Anspruch 1, ferner einschließlich eines Verfahrens zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines eine Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Verfahren ferner umfasst: einen Bildanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens in einer beliebigen Position auf der Bildanzeigeebene, einen Kopfhaltungsmessschritt zum Bestimmen der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, zur Angabe der Kopfhaltung des Bedieners in ein Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einen Blickpunktpositionsmessschritt zum Bestimmen eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in ein Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einen Augenbewegungsmessschritt des Messens eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, einen Rechterichtungbezugsindexanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene und in einer Richtung, die in einer Ebene durch die in dem Blickpunktpositionsmessschritt bestimmten Blickpunktposition liegt und bestimmt ist durch die in dem Kopfhaltungsmessschritt bestimmte Kopfvorwärtsrichtung und die Kopfhorizontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der rechten Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, einen Linkerichtungbezugsindexanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die in dem Blickpunktpositionsmessschritt bestimmte Blickpunktposition liegt und die bestimmt ist durch die in dem Kopfhaltungsmessschritt bestimmte Kopfvorwärtsrichtung und die Kopfhorziontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der linken Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, einen Rechtsbezugsdrehbetragregistrierschritt des Registrierens eines in dem Augenbewegungsmessschritt gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels des Rechterichtungbezugsindexanzeigeschritts angezeigten Index beobachtet, einen Linksbezugsdrehbetragregistrierschritt des Registrierens des in dem Augenbewegungsmessschritt gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels des Linkerichtungbezugsindexanzeigeschritts angezeigten Index beobachtet, einen Augendrehbetragmultiplizierschritt des Multiplizierens des in dem Augenbewegungsmessschritt erhaltenen Augenbewegungsbetrags mit einem vorbestimmten Koeffizienten, einen Augendrehbetragaddierschritt des Addierens einer vorbestimmten Konstanten zu dem in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt geänderten Augendrehbetrag, einen Augendrehbetrageinheitkorrekturschritt des Berechnens und Einstellens, als einen in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt verwendeten Koeffizienten, eines Werts, der die Differenz zwischen dem in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt aus dem in dem Rechtebezugsdrehbetragregistrierschritt registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, und dem in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt aus dem in dem Linkebezugsdrehbetragregistrierschritt registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, gleich der Differenz zwischen dem in dem Rechterichtungbezugsindexanzeigeschritt verwendeten rechten Bezugswinkel und dem in dem Linkerichtungbezugsindexanzeigeschritt verwendeten linken Bezugswinkel macht, einen Augendrehbetragnullpunktkorrekturschritt zum Einstellen eins Werts, der erhaltenen wird durch eine Subtraktion des in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt geänderten Augendrehbetrags von dem in dem Rechterichtungbezugsindexanzeigeschritt verwendeten rechten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddierschritt, einen Augendrehbetragbestimmungsschritt des Umwandelns des in dem Augenbewegungsmessschritt erhaltenen Augendrehbetrags mittels aufeinanderfolgenden Durchführens des Augendrehbetragmultiplizierschritts und des Augendrehbetragaddierschritts, und einen Blickrichtungsbestimmungsschritt des Kombinierens einer Koordinatentransformation zur Beschreibung der Kopfhaltung, die in dem Kopfhaltungsmessschritt bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zur Beschreibung des Augendrehbetrags, der in dem Augendrehbetragbestimmungsschritt bestimmt wurde, um hierbei die Blickrichtung in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei der Augendrehbetragnullpunktkorrekturschritt vorgesehen ist zur Einstellung, als eine Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddierschritt, eines Werts, der erhalten wird durch subtrahieren des in dem Augendrehbetragmultiplizierschritt geänderten Augendrehbetrags von dem in dem Linkerichtungbezugsindexanzeigeschritt verwendeten linken Bezugswinkel.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, ferner mit: einem Vorwärtsrichtungbezugsindexanzeigeschritt des Anzeigens eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds in der Bildanzeigeebene bei dem Kreuzungspunkt einer geraden Linie, die sich von der in dem Blickpunktpositionsmessschritt bestimmten Blickpunktposition in der mittels des Kopfhaltungsmessschritts bestimmten Kopfvorwärtsposition erstreckt, und einem Vorwärtsbezugsdrehbetragregistrierschritt des Registrierens des in dem Augenbewegungsmessschritt gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels des Vorwärtsrichtungbezugsindexanzeigeschritts anzeigten Index beobachtet, wobei der Augendrehbetragnullpunktkorrekturschritt vorgesehen ist zur Einstellung, als eine in dem Augendrehbetragaddierschritt verwendeten Konstante, eines Werts, der erhalten wird durch Ändern des in dem Vorwärtsbezugsdrehbetragregistrierschritt registrierten Augendrehbetrags mittels des Augendrehbetrageinheitkorrekturschritts und des Augendrehbetragmultiplizierschritts und invertieren des Vorzeichnens desselben.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, ferner einschließlich einer Vorrichtung zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei die Vorrichtung Einrichtungen umfasst zur Bestimmung der Position und der Haltung des Kopfs des Bedieners auf der Basis der Bildanzeigeebene, Anzeige eines für einen Kalibriervorgang erforderlichen Index an einer vorbestimmten Position in der Bildanzeigeebene auf der Basis der Position und der Haltung, Berechnung vorbestimmter Parameter aus dem Augendrehbetrag, wenn der Bediener den Index beobachtet, zur Bestimmung des Drehbetrags des Auges mit Bezug zu dem Kopf des Bedieners, und Anzeige einer Koordinate auf der Basis des Augendrehwinkels zur Angabe des Beobachtens des Bedieners bei dem Kreuzungspunkt der Blickrichtung des Bedieners mit der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, ferner einschließlich einer Vorrichtung zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Einrichtung zum Bestimmen der Position und der Haltung des Kopfs des Bedieners auf der Basis der Bildanzeigeebene, eine zweite Einrichtung zum Anzeigen eines für einen Kalibriervorgang bei einer vorbestimmten Position auf der Bildanzeigeebene erforderlichen Index auf der Basis der durch die erste Einrichtung bestimmten Position und Haltung des Kopfs des Bedieners, eine dritte Einrichtung zum Bestimmen der Position des Blickpunkts, der die optische Mitte des Auges ist, mit Bezug zu einem Koordinatensystem einer Bezugssignalerzeugungseinrichtung, das in dem oberen Teil der Bildaufnahmeebene angeordnet ist, eine vierte Einrichtung zum Registrieren des Drehbetrags des Auges als einen Bezugsdrehbetrag, wenn der Bediener den an einer vorbestimmten Position der Bildanzeigeebene angezeigten Index beobachtet, eine fünfte Einrichtung zum Berechnen eines vorbestimmten Korrekturparameters unter Verwendung des durch die vierte Einrichtung registrierten Bezugsdrehbetrags zur Bestimmung des Augendrehwinkels bezüglich der Richtung des Kopfs des Bedieners, eine sechste Einrichtung zum Bestimmen des Blickpunktpositionsvektors und des Blickrichtungsvektors mit Bezug zu der Bildanzeigeebene, und eine siebte Einrichtung zum Anzeigen eines Index unter Verwendung des durch die sechste Einrichtung bestimmten Blickpunktpositionsvektors und des Blickrichtungsvektors, zur Angabe der Beobachtung des Bedieners an einem Kreuzungspunkt der Blickrichtung des Bedieners mit der Bildanzeigeebene.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einer Vorrichtung zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens an einer beliebigen Position in der Bildanzeigeebene, einer Kopfpositionsmesseinrichtung zum Bestimmen der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, wodurch die Haltung des Kopfs des Bedieners angegeben ist, in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einer Blickpunktpositionsmesseinrichtung zum Bestimmen eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, einer Augenbewegungsmesseinrichtung zum Messen eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, einer Richtungsbezugsindexanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds in der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die mittels der Blickpunktpositionsmesseinrichtung bestimmten Blickpunktposition liegt und bestimmt wird durch die mittels der Kopfhaltungsmesseinrichtung ermittelten Kopfvorwärtsrichtung und die Kopfhorizontalrichtung, und die, beginnend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten Bezugswinkel in einer vorbestimmten Richtung von der Kopfvorwärtsrichtung gedreht ist, einer Bezugsdrehbetragregistriereinrichtung zum Registrieren des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den mittels der Richtungsbezugsindexanzeigeinrichtung angezeigten Index in der Bildanzeigeebene beobachtet, einer Augendrehbetragmultipliziereinrichtung zum Multiplizieren des Augendrehbetrags, der durch die Augenbewegungsmesseinrichtung erhalten wird, mit einem vorbestimmten Koeffizienten, einer Augendrehbetragaddiereinrichtung zum Addieren einer vorbestimmten Konstante zu dem durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung veränderten Augendrehbetrag, einer Augendrehbetrageinheitkorrektureinrichtung zum Berechnen und Einstellen des durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung verwendeten Koeffizienten auf der Basis des durch die Bezugsdrehbetragregistriereinrichtung registrierten Augendrehbetrags, einer Augendrehbetragnullpunktkorrektureinrichtung zum Einstellen eines Werts, der erhalten wird durch Subtrahieren des durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung geänderten Augendrehbetrags von dem durch die Richtungsbezugsindexanzeigeeinrichtung verwendeten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in der Augendrehbetragaddiereinrichtung, einer Augendrehbetragbestimmungseinrichtung zum Umwandeln des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung erhaltenen Augendrehbetrags mittels des aufeinanderfolgenden Aktivierens der Augendrehbetragmultipliziereinrichtung und der Augendrehbetragsaddiereinrichtung, und einer Blickrichtungsbestimmungseinrichtung zum Kombinieren einer Koordinatentransformation zum Beschreiben der Kopfhaltung, die durch die Kopfhaltungsmesseinrichtung bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zum Beschreiben des Augendrehbetrags, der durch die Augendrehbetragbestimmungseinrichtung bestimmt wurde, um auf diese Weise die Blickrichtung in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene zu bestimmen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, ferner einschließlich einer Vorrichtung zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines eine Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens in einer beliebigen Position auf der Bildanzeigeebene, eine Kopfhaltungsmesseinrichtung zum Bestimmen der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, zur Angabe der Kopfhaltung des Bedieners in ein Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, eine Blickpunktpositionsmesseinrichtung zum Bestimmen eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in ein Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, eine Augenbewegungsmesseinrichtung zum Messen eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, eine Rechterichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene und in einer Richtung, die in einer Ebene durch die mittels der Blickpunktpositionsmesseinrichtung bestimmten Blickpunktposition liegt und bestimmt ist durch die mittels der Kopfhaltungsmesseinrichtung bestimmten Kopfvorwärtsrichtung und Kopfhorizontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der rechten Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, eine Linkerichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die mittels der Blickpunktpositionsmesseinrichtung bestimmten Blickpunktposition liegt und die bestimmt ist durch die mittels der Kopfhaltungsmesseinrichtung bestimmten Kopfvorwärtsrichtung und Kopfhorziontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der linken Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, eine Rechtsbezugsdrehbetragregistriereinrichtung zum Registrieren des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels der Rechterichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung angezeigten Index beobachtet, eine Linksbezugsdrehbetragregistriereinrichtung zum Registrieren des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels der Linkerichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung angezeigten Index beobachtet, eine Augendrehbetragmultipliziereinrichtung zum Multiplizieren des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung erhaltenen Augenbewegungsbetrags mit einem vorbestimmten Koeffizienten, eine Augendrehbetragaddiereinrichtung zum Addieren einer vorbestimmten Konstanten zu dem durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung geänderten Augendrehbetrag, eine Augendrehbetrageinheitkorrektureinrichtung zum Berechnen und Einstellen, als einen durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung verwendeten Koeffizienten, eines Werts, der die Differenz zwischen dem in der Augendrehbetragmultipliziereinrichtung aus dem in der Rechtebezugsdrehbetragregistriereinrichtung registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, und dem in der Augendrehbetragmultipliziereinrichtung aus dem in der Linkebezugsdrehbetragregistriereinrichtung registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, gleich der Differenz zwischen dem in der Rechterichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung verwendeten rechten Bezugswinkel und dem in der Linkerichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung verwendeten linken Bezugswinkel macht, eine Augendrehbetragnullpunktkorrektureinrichtung zum Einstellen eines Werts, der erhaltenen wird durch eine Subtraktion des durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung geänderten Augendrehbetrags von dem durch die Rechterichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung verwendeten rechten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddiereinrichtung, eine Augendrehbetragbestimmungseinrichtung zum Umwandeln des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung erhaltenen Augendrehbetrags mittels aufeinanderfolgenden Aktivierens der Augendrehbetragmultipliziereinrichtung und der Augendrehbetragaddiereinrichtung, und eine Blickrichtungsbestimmungseinrichtung zum Kombinieren einer Koordinatentransformation zur Beschreibung der Kopfhaltung, die durch die Kopfhaltungsmesseinrichtung bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zur Beschreibung des Augendrehbetrags, der durch die Augendrehbetragbestimmungseinrichtung bestimmt wurde, um hierbei die Blickrichtung in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei die Augendrehbetragnullpunktkorrektureinrichtung vorgesehen ist zur Einstellung eines Werts als eine durch die Augendrehbetragaddiereinrichtung verwendeten Konstante, die erhalten wird durch Subtrahieren des durch die Augendrehbetragmultipliziereinrichtung veränderten Augendrehbetrags von dem durch die Linkerichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung verwendeten linken Bezugswinkel.
Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, ferner mit: einer Vorwärtsrichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds in der Bildanzeigeebene bei dem darin angeordneten Schnittpunkt mit einer geraden Linie, die sich von der in der Blickpunktpositionsmesseinrichtung bestimmten Blickpunktposition in der durch die Kopfhaltungsmesseinrichtung bestimmten Kopfvorwärtsrichtung erstreckt, und eine Vorwärtsbezugdrehbetragregistriereinrichtung zum Registrieren des durch die Augenbewegungsmesseinrichtung gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, wenn der Bediener den in der Bildanzeigeebene durch die Vorwärtsrichtungbezugsindexanzeigeeinrichtung angezeigten Index beobachtet, wobei die Augendrehbetragnullpunktkorrektureinrichtung vorgesehen ist zur Einstellung eines Werts als eine in der Augendrehbetragaddiereinrichtung verwendete Konstante, die erhalten wird durch Ändern des mittels der Vorwärtsbezugsdrehbetragsregistriereinrichtung registrierten Augendrehbetrags mit der Augendrehbetrageinheitkorrektureinrichtung und der Augendrehbetragmuitipliziereinrichtung und durch invertieren des Vorzeichens derselben.
Computerlesbares Speichermedium zur Speicherung eines Programms nach Anspruch 17, ferner mit: einem Richtungsversetzungsmodul zum Versetzen der Richtung der Projektionsebene, die durch das Projektionsebenenrichtungsbestimmungsmodul bestimmt wurde, auf der Basis des mittels des Blickrichtungsabweichungswinkel-Herleitungsmoduls hergeleiteten Blickrichtungsabweichungswinkels, einem Bilderzeugungsmodul zur Erzeugung eines Bilds in Richtung der durch das Richtungsversetzungsmodul versetzten Projektionsebene, und einem Bildanzeigemodul zum Anzeigen des durch das Bilderzeugungsmodul erzeugten Bilds in der Bildanzeigeebene.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, zum weiteren Speichern eines Programms zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines die Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Programm umfasst: ein Bildanzeigemodul zum Anzeigen eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens an einer beliebigen Position in der Bildanzeigeebene, ein Kopfpositionsmessmodul zum Bestimmen der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, wodurch die Haltung des Kopfs des Bedieners angegeben ist, in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, ein Blickpunktpositionsmessmodul zum Bestimmen eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, ein Augenbewegungsmessmodul zum Messen eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, ein Richtungsbezugsindexanzeigemodul zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds in der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die in dem Blickpunktpositionsmessmodul bestimmten Blickpunktposition liegt und bestimmt wird durch die in dem Kopfhaltungsmessmodul ermittelte Kopfvorwärtsrichtung und Kopfhorizontalrichtung, und die, beginnend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten Bezugswinkel in einer vorbestimmten Richtung von der Kopfvorwärtsrichtung gedreht ist, ein Bezugsdrehbetragregistriermodul zum Registrieren des mittels des Augenbewegungsmessmoduls gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den mittels des Richtungsbezugsindexanzeigemoduls angezeigten Index in der Bildanzeigeebene beobachtet, ein Augendrehbetragmultipliziermodul zum Multiplizieren des Augendrehbetrags, der mittels des Augenbewegungsmessmoduls erhalten wird, mit einem vorbestimmten Koeffizienten, ein Augendrehbetragaddiermodul zum Addieren einer vorbestimmten Konstante zu dem mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls veränderten Augendrehbetrag, ein Augendrehbetrageinheitkorrekturmodul zum Berechnen und Einstellen des mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls verwendeten Koeffizienten auf der Basis des mittels des Bezugsdrehbetragregistriermoduls registrierten Augendrehbetrags, ein Augendrehbetragnullpunktkorrekturmodul zum Einstellen eines Werts, der erhalten wird durch Subtrahieren des mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls geänderten Augendrehbetrags von dem in dem Richtungsbezugsindexanzeigemodul verwendeten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddiermodul, ein Augendrehbetragbestimmungsmodul zum Umwandeln des mittels des Augenbewegungsmessmoduls erhaltenen Augendrehbetrags mittels des aufeinanderfolgenden Aktivierens des Augendrehbetragmultipliziermoduls und des Augendrehbetragsaddiermoduls, und ein Blickrichtungsbestimmungsmodul zum Kombinieren einer Koordinatentransformation zum Beschreiben der Kopfhaltung, die mittels des Kopfhaltungsmessmoduls bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zum Beschreiben des Augendrehbetrags, die mittels des Augendrehbetragbestimmungsmoduls bestimmt wurde, um auf diese Weise die Blickrichtung in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene zu bestimmen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, zum weiteren Speichern eines Programms zum Eingeben der Blickrichtungsinformation eines eine Bildanzeigeebene beobachtenden Bedieners, wobei das Programm umfasst: ein Bildanzeigemodul zum Anzeigen eines beliebigen Musters, eines Bilds oder eines Buchstabens in einer beliebigen Position auf der Bildanzeigeebene, ein Kopfhaltungsmessmodul zum Bestimmen der Richtung und der Neigung des Kopfs des Bedieners, zur Angabe der Kopfhaltung des Bedieners, in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, ein Blickpunktpositionsmessmodul zum Bestimmen eines Positionsvektors der optischen Mitte des Auges des Bedieners in einem Koordinatensystem auf der Basis der Bildanzeigeebene, ein Augenbewegungsmessmodul zum Messen eines Augendrehbetrags, der proportional zu dem Drehwinkel des Auges des Bedieners ist, ein Rechterichtungbezugsindexanzeigemodul zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene und in einer Richtung, die in einer Ebene durch die mittels des Blickpunktpositionsmessmoduls bestimmten Blickpunktposition liegt und bestimmt ist durch die mittels des Kopfhaltungsmessmoduls bestimmte Kopfvorwärtsrichtung und Kopfhorizontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der rechten Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, ein Linkerichtungbezugsindexanzeigemodul zum Anzeigen eines beliebigen Buchstabens, eines Musters oder eines Bilds auf der Bildanzeigeebene in einer Richtung, die in einer Ebene durch die mittels des Blickpunktpositionsmessmoduls bestimmten Blickpunktposition liegt und die bestimmt ist durch die mittels des Kopfhaltungsmessmoduls bestimmten Kopfvorwärtsrichtung und Kopfhorziontalrichtung, und die, ausgehend von der Blickpunktposition, um einen vorbestimmten, auf der linken Seite der Kopfvorwärtsrichtung bestimmten Bezugswinkel gedreht wird, ein Rechtsbezugsdrehbetragregistriermodul zum Registrieren eines mittels des Augenbewegungsmessmoduls gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels des Rechterichtungbezugsindexanzeigemoduls angezeigten Index beobachtet, ein Linksbezugsdrehbetragregistriermodul zum Registrieren des mittels des Augenbewegungsmessmoduls gemessenen Augendrehbetrags zu einer beliebigen Zeit, bei der der Bediener den in der Bildanzeigeebene mittels des Linkerichtungbezugsindexanzeigemoduls angezeigten Index beobachtet, ein Augendrehbetragmultipliziermodul zum Multiplizieren des mittels des Augenbewegungsmessmoduls erhaltenen Augenbewegungsbetrags mit einem vorbestimmten Koeffizienten, ein Augendrehbetragaddiermodul zum Addieren einer vorbestimmten Konstanten zu dem mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls geänderten Augendrehbetrag, ein Augendrehbetrageinheitkorrekturmodul zum Berechnen und Einstellen, als einen in dem Augendrehbetragmultipliziermodul verwendeten Koeffizienten, eines Werts, der die Differenz zwischen dem mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls aus dem mittels des Rechtebezugsdrehbetragregistriermoduls registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, und dem mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls aus dem mittels des Linkebezugsdrehbetragregistriermoduls registrierten Augendrehbetrag geänderten Drehbetrag, gleich der Differenz zwischen dem in dem Rechterichtungbezugsindexanzeigemodul verwendeten rechten Bezugswinkel und dem in dem Linkerichtungbezugsindexanzeigemodul verwendeten linken Bezugswinkel macht, ein Augendrehbetragnullpunktkorrekturmodul zum Einstellen eins Werts, der erhaltenen wird durch eine Subtraktion des mittels des Augendrehbetragmultipliziermoduls geänderten Augendrehbetrags von dem in dem Rechterichtungbezugsindexanzeigemodul verwendeten rechten Bezugswinkel, als die Konstante zur Verwendung in dem Augendrehbetragaddiermoduls, ein Augendrehbetragbestimmungsmodul zum Umwandeln des mittels des Augenbewegungsmessmoduls erhaltenen Augendrehbetrags durch aufeinanderfolgendes Aktivieren des Augendrehbetragmultipliziermoduls und des Augendrehbetragaddiermoduls, und ein Blickrichtungsbestimmungsmodul zum Kombinieren einer Koordinatentransformation zur Beschreibung der Kopfhaltung, die mittels des Kopfhaltungsmessschrittmoduls bestimmt wurde, und einer Koordinatentransformation zur Beschreibung des Auges.