DE69728633T2

DE69728633T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Anzeige dreidimensionaler Bilder

Info

Publication number: DE69728633T2
Application number: DE69728633T
Authority: DE
Inventors: Toshihito Toyota-shi Aichi-ken Hoshino; Toru Toyota-shi Aichi-ken Ozeki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH10333094A; EP0849959B1; US6388639B1; JP3651204B2; EP0849959A3; DE69728633D1; EP0849959A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes, ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes und ein Speichermedium, und insbesondere eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes, ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes und ein Speichermedium zur Anzeige eines virtuellen Objekts in einem virtuellen stereoskopischen Raum.
Beschreibung des Standes der Technik:
In einem Fall, in dem die Form eines Fahrzeugkörpers, eines Einzelteils oder dergleichen konzipiert und bewertet wird, ist es übliche Praxis gewesen, ein Teil auf der Grundlage von Konstruktionswerten herzustellen (ein reales Objekt, das dieselben Werte wie die Konstruktionswerte aufweist) und wiederholt eine Bearbeitung auszuführen, die die Bewertung, Prüfung und Neukonstruktion des Teils beinhaltet. Man benötigt jedoch sehr viel Zeit, ein Teil herzustellen und die Prüfung zu wiederholen und eine Neukonstruktion durchzuführen. Aus diesem Grund besteht eine Nachfrage nach einer Vorrichtung, die die Bewertung und Prüfung erlaubt, ohne ein Teil herzustellen, welches ein reales Objekt ist.
Als eine solche Vorrichtung wurde die Aufmerksamkeit auf eine Vorrichtung gelenkt, die es ermöglicht, eine Prüfung durchzuführen und Informationen zur Neukonstruktion zu erhalten, indem ein Bild eines realen Objektes über ein stereoskopisches Bild einer Computergrafik (CG) reproduziert wird, wobei ein virtuelles Objekt, das dem entsprechend den Konstruktionswerten zu bildenden realen Objekt entspricht, in einem virtuellen Raum angezeigt wird. Das heißt, in den vergangenen Jahren ist, ausgehend von der Entwicklungsstufe, mit Hilfe von CAD eine Computer unter stützte Konstruktion ausgeführt worden, und Daten für ein stereoskopisches Bild werden mit Hilfe dieser CAD-Daten erzeugt, wodurch es möglich ist, das stereoskopische Bild anzuzeigen. Es ist beispeilsweise eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes bekannt, bei der unter Verwendung von stereoskopischen Augengläsern ein dreidimensionaler Raum erzeugt wird, und in dem virtuellen Raum wird ein virtuelles Objekt betätigt, um die Bedienbarkeit von CAD zu verbessern (siehe die japanische Patentoffenlegungsschrift (JP-A) Nr. 6-131442).
Zur Durchführung einer Bewertung, einer Prüfung und dergleichen, ohne ein Teil herzustellen, das ein reales Objekt ist, ist jedoch eine getreue Reproduktion, d.h. eine Anzeige von Konstruktionswerten erforderlich. Aus diesem Grund muss ein stereoskopisches Bild mit den gleichen Abmessungen angezeigt werden wie die eines realen Objekts oder auf der Grundlage einer zuvor eingestellten festen Skala. Mit herkömmlichen stereoskopischen Anzeigevorrichtungen ist eine ausreichende Prüfung hinsichtlich der Anzeigegenauigkeit nicht gemacht worden, so dass die herkömmlichen stereoskopischen Anzeigevorrichtungen ein stereoskopisches Bild in der gleichen Größe wie die eines realen Objekts oder auf der Grundlage einer im Voraus eingestellten festen Skala nicht anzeigen können.
Ferner, obwohl Abweichungen in der Wahrnehmung (Wahrnehmungsinformation) eines virtuellen Objekts in einem virtuellen dreidimensionalen Raum bei einzelnen Bedienungspersonen existieren, wurde eine ausreichende Prüfung in dieser Hinsicht mit den herkömmlichen stereoskopischen Anzeigevorrichtungen nicht gemacht, so dass eine stereoskopische Anzeige mit hoher Genauigkeit unmöglich gewesen ist.
Ferner, obwohl die herkömmliche stereoskopische Anzeigevorrichtungen dazu in der Lage sind, ein einem realen Objekt ähnliches virtuelles Objekt in einem virtuellen Raum anzuzeigen, ist es nur für eine einzige Bedienungsperson möglich gewesen, das virtuelle Objekt zu betrachten. Aus diesem Grund ist es für eine Mehrzahl von Bedienungspersonen (Betrachter) schwierig gewesen, das virtuelle Objekt zu betrachten, das stereoskopisch angezeigt wird.
Die US-A-4 870 600 offenbart das Bewegen eines anzuzeigenden Objekts zu einer Position, an der es gut sichtbar ist, mit Hilfe einer Positionssensorinformation der Augengläser; so dass eine natürliche Betrachtung gegeben ist. Es taucht das Problem veränderlicher Betrachtungsabstände, d.h. Brennweiten zwischen der Anzeige und dem Betrachter auf, das durch Bewegen des Objets und Parallaxenkorrektur gelöst wird.
Die EP-A-0 607 000 offenbart eine Technik zur Ausdehnung einer Anzeige durch Aufrollen eines Schirms und zur gleichzeitigen Anzeige eines realen Objekts und eines virtuellen Objekts.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben genannten Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß Anspruch 7 bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, ein virtuelles Objekt anzuzeigen, das in einem virtuellen stereoskopischen Raum raumgetreu wiedergegeben ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes, ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes und ein Speichermedium bereitzustellen, die es einer Mehrzahl von Anwendern ermöglichen, das in einem virtuellen stereoskopischen Raum reproduzierte virtuelle Objekt wahrzunehmen.
Um die oben genannten Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein Anzeigemittel mit einem Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes, ein Paar von stereoskopischen Augengläsern, die an einer von dem Anzeigemittel beabstandeten Position angeordnet sind und ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfassen, deren Lichttransmissions- und Nichttransmissionzustände auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, ein Mittel zur Eingabe der Position eines Betrachtungspunktes, um Positionen eines Paares von Pupillen, die in den Umgebungen der stereoskopischen Augengläser angeordnet sind, ein Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition zur Eingabe vorbestimmter Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels, ein Steuerungsmittel zur Definition eines virtuellen stereoskopischen Raumes, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläser eingeschlossen ist, auf der Grundlage der eingegebenen Positionen der Pupillen und der eingegebenen Positionen auf dem Anzeigebereich, um zu bewirken, dass ein Bild eines virtuellen Objekts für das linke Auge und ein Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge durch das Anzeigemittel alternierend angezeigt werden, indem es wechselseitig umgeschaltet wird, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und um Umschaltesignale auszugeben, um zu bewirken, dass das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge die Transmission und die Nichttransmission des Lichts in Synchronisation mit der Umschaltung alternieren, gekennzeichnet durch ein Korrekturmittel zur vorherigen Bestimmung einer Übereinstimmungsbeziehung zwischen einer in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommenen Position und wenigstens entweder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position oder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position, und zur Korrektur von Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum, um das virtuelle Objekt auf der Grundlage der Übereinstimmungsbeziehung anzuzeigen,
wobei das Korrekturmittel das Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und das Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der Zuordnunsgbeziehung berechnet, und
wobei das Korrekturmittel die Übereinstimmungsbeziehung auf der Grundlage eines Fehlers zwischen einer in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigten und zuvor berechneten Position des virtuellen Objekts und einer Messposition bestimmt, die bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendet wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung das Anzeigemittel gebildet, indem sie ein reflektierendes Element zur Reflexion eines Teils des Lichts umfasst, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes auf der Grundlage der Eingabe der Positionen auf dem Anzeigemittel, auf das das Paar von Pupillen projiziert ist, die in den Umgebungen der stereoskopischen Augengläser angeordnet sind, Positionen von Betrachtungspunkten eingibt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung einen Positionseingabeabschnitt zur Eingabe der eigenen Position einer Bedienungsperson und einen Visierabschnitt zur Bildung einer visuellen Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt auf der Grundlage der eingegebenen eigenen Position der Bedienungsperson und der visuellen Referenzachse die Position des Betrachtungspunktes ein.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung einen Erfassungsabschnitt zur Erfassung der Drehung eines Augapfels, der in der Umgebung der stereoskopischen Augengläser angeordnet ist, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels die Position des Betrachtungspunktes ein.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung ein Erfassungsmittel zur Erfassung der Drehung eines Augapfels von einer Fixierungsposition auf dem Anzeigemittel, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels die Position des Betrachtungspunktes ein.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einem Aspekt des ersten bis fünften Aspekts der Erfindung ein Positionseingabemittel zur Eingabe der eigenen Position der Bedienungsperson und einen Lichtaussendeabschnitt zur Bildung einer optischen Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts, und das Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition gibt auf der Grundlage der eingegebenen eigenen Position der Bedienungsperson und der optischen Referenzachse bezüglich einer auf dem Anzeigebereich ange zeigten Referenzfigur die Position auf dem Anzeigebereich ein.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes bereitgestellt, um ein stereoskopisches Bild mit Hilfe eines programmierten Computers anzuzeigen, das die Schritte umfasst: Eingabe von Positionen eines Paars von Augäpfeln, die in den Umgebungen eines Paares von stereoskopischen Augengläsern angeordnet sind, die ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfassen, deren Lichttransmission- und der Nichttransmissionzustände auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, Eingabe von Positionen auf einem Anzeigebereich eines Anzeigemittels, das einen Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist, Definieren eines virtuellen stereoskopischen Raumes, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereskopen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der Positionen der Augäpfel und der Positionen auf dem Anzeigebereich, wobei ein Bild eines virtuellen Objekts für das linke Auge und ein Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge alternierend angezeigt wird, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen Raum wahrgenommen werden kann, und wodurch bewirkt wird, dass die Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge wechselseitig alternierend, in Synchronisation mit den Umschaltesignalen umgeschaltet werden, und einer Bestimmung im Voraus einer Übereinstimmungsbeziehung zwischen einer wahrgenommenen Position in dem virtuellen stereoskopischen Raum und wenigstens entweder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position oder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position, und Korrektur von Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum zur Anzeige des virtuellen Objekts auf der Grundlage der Übereinstimmungsbeziehung,
wobei die Bestimmung eine Berechnung des Bildes des virtuellen Objekts für das linke Auge und des Bildes des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der Übereinstimmungsbeziehung umfasst, und
wobei die Bestimmung eine Bestimmung der Übereinstimmungsbeziehung auf der Grundlage eines Fehlers zwischen einer Position des in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigten und im Voraus gemessenen virtuellen Objekts und einer Messposition umfasst, die bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendet wird.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes bereitgestellt, die umfasst: ein Anzeigemittel zum Anzeigen eines Bildes, eine Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern, wobei jedes der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern ein Anzeigemittel zur Anzeige der eigenen Position einer Bedienungsperson sowie ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfasst, deren Lichttransmissions- und Nichttransmissionzustände auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, ein Auswahlmittel zur Auswahl von stereoskopischen Augengläsern, die der Wahrnehmung unterliegen, aus einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern, ein Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition, um Positionen auf dem Anzeigemittel anzuzeigen, und ein Steuerungsmittel, um einen Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern enthalten ist, auf der Grundlage der Positionen auf dem Anzeigemittel und einer von dem Anzeigemittel beabstandeten und im Voraus eingestellten Referenzposition als einen virtuellen stereoskopischen Raum zu definieren, um zu bewirken, dass ein Bild eines virtuellen Objekts für das linke Auge und ein Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge durch das Anzeigemittel angezeigt wird, indem sie gegenseitig umgeschaltet werden, um zu ermöglichen, dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und zur Aussendung von Umschaltesignalen, um zu bewirken, dass das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, die Transmission und Nichttransmission von Licht alternierend, in Synchronisation mit der Umschaltung wiederholen.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem achten Aspekt der Erfindung die Referenzposition auf der Grundlage der von dem Anzeigemittel von einer der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern angezeigten eigenen Position der Bedienungsperson eingestellt.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem achten Aspekt der Erfindung die Referenzposition entweder eine Position eines im Voraus eingestellten Betrachtungspunktes oder die Position des Betrachtungspunkts, der auf der Grundlage der von dem Anzeigemittel von einem der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern angezeigten Position eingestellt ist.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wählt bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dem achten Aspekt der Erfindung das Auswahlmittel die stereoskopischen Augengläser aus, deren Abstand zu der Referenzposition am kürzesten ist.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Auswahlmittel bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einem Aspekt von dem achten bis zehnten Aspekt der Erfindung ein Bereichseinstellmittel zur Einstellung eines Präsenzbereichs, in dem die Präsenz der stereoskopischen Augengläser auf der Grundlage der Referenzposition geschätzt wird, und das Auswahlmittel wählt auf der Grundlage des Präsenzbereichs und einer Mehrzahl von mit Hilfe des Anzeigemittels angezeigten Positionen die stereoskopischen Augengläser aus, die der Wahrnehmung unterliegen.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einem Aspekt von dem achten bis zwölften Aspekt der Erfindung das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser Flüssigkristallverschlussblenden.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes bereitgestellt, um ein stereoskopisches Bild mit Hilfe eines programmierten Computers anzuzeigen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Eingabe von Positionen auf einem Anzeigebereich eines Anzeigemittels, das den Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes umfasst, Auswählen von stereoskopischen Augengläsern, die der Wahrnehmung unterliegen, aus einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern, wobei jedes der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfasst, deren Lichttransmission- und Nichttransmissionszustände auf der Grundlage von jeweils diesen zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, und Definieren eines virtuellen stereoskopischen Raumes als einen Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und der stereoskopischen Augengläser eingeschlossen ist, auf der Grundlage der Positionen auf dem Anzeigemittel und einer von dem Anzeigemittel beabstandeten und im Voraus eingestellten Referenzposition, wodurch bewirkt wird, dass ein Bild eines virtu ellen Objekts für das linke Auge und ein Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge von dem Anzeigemittel angezeigt werden, indem sie wechselseitig umgeschaltet werden, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum betrachtet werden kann, und um zu bewirken, dass die Lichttransmissions und -Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser, die der Betrachtung unterliegen, in Synchronisation mit der Umschaltung alternierend wechselseitig umgeschaltet werden.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Positionen des Paars von Augäpfeln, die in den Umgebungen der stereoskopischen Augengläser angeordnet sind, mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegeben. Darüber hinaus werden Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegeben. Daraus folgt, dass die Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels und die Positionen der Augäpfel genau in Übereinstimmung gebracht werden. Das Steuerungsmittel definiert als den virtuellen stereoskopischen Raum den Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern enthalten ist, auf der Grundlage der eingegebenen Positionen der Augäpfel und den eingegebenen Positionen auf dem Anzeigebereich. Ferner bewirkt das Steuerungsmittel, dass das Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und das Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge mit Hilfe des Anzeigemittels angezeigt wird, indem sie wechselseitig umgeschaltet werden, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und gibt Umschaltesignale aus, um zu bewirken, dass das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge die Transmission und Nichttransmission des Lichtes alternierend, in Synchronisation mit der Umschaltung wiederholen.
Die stereoskopischen Augengläser sind für das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge vorgesehen, und ihre Lichttransmissions und -Nichttransmissionzustände werden durch Signale von dem Steuerungsmittel umgeschaltet, wodurch es der Bedienungsperson möglich ist, ein in dem virtuellen Raum gezeigtes und einem realen Objekt zugehöriges virtuelles Objekt wahrzunehmen.
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Anzeigemittel so ausgebildet, dass es ein reflektierendes Element zur Reflexion eines Teils des Lichts gebildet ist, wobei die Pupillen der Bedienungsperson auf das Anzeigemittel projiziert werden können. Daher ist das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes dazu in der Lage, auf der Grundlage der Eingabe der Positionen auf dem Anzeigemittel, auf das das Paar von Augäpfeln, die sich in der Nähe der stereoskopischen Augengläser befinden, projiziert werden, die Positionen von Betrachtungspunkten einzugeben. Das heißt, die visuelle Achse von der Pupille der Bedienungsperson zu der auf das Anzeigemittel projizierten Pupille ist zu einer geraden Linie ausgerichtet, die die Pupille der Bedienungsperson mit der auf das Anzeigemittel projizierten Pupille verbindet, so dass die Eingabe der Position auf dem Anzeigemittel genau der Position des Betrachtungspunktes entspricht.
Gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes mit dem Positionseingabeabschnitt zur Eingabe der eigenen Position der Bedienungsperson und dem Visierabschnitt zur Bildung der visuellen Referenzachse bezüglich dem Positionseingabeabschnitt versehen, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt die Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der eigenen Position der Bedienungsperson und der visuellen Referenzachse ein. Demzufolge kann die von der Bedienungsperson gesehene Position auf dem Anzeigemittel genau bestimmt werden, und es ist möglich, die eigene Position der Bedienungsperson genau einzugeben, die die Position angibt, die bestimmt werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes mit dem Erfassungsabschnitt zur Erfassung der Drehung des Augapfels, der sich in der Umgebung der stereoskopischen Augengläser befindet, versehen, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt die Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels ein. Daher ist es möglich, die Bewegung der Position des Betrachtungspunktes aufgrund der Drehbewegung des Augapfels zu erfassen und die Position des Betrachtungspunktes genau einzugeben.
Gemäß dem oben beschriebenen fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes mit dem Erfassungsmittel zur Erfassung der Drehung des Augapfels von einer Fixierungsposition auf dem Anzeigemittel vorgesehen, und das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes gibt die Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels ein. Folglich ist es möglich, die Bewegung der Position des Betrachtungspunktes aufgrund der Drehbewegung des Aufapfels zu erfassen und die Position des Betrachtungspunktes genau einzugeben.
Gemäß dem oben beschriebenen sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition mit dem Positionseingabeabschnitt zur Eingabe der eigenen Position der Bedienungsperson und dem Lichtaussendeabschnitt zur Bildung einer optischen Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts versehen, und das Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition gibt die Position auf dem Anzeigebereich auf der Grundlage der eingegebenen eigenen Position der Bedienungsperson und der optischen Referenzachse bezüglich einer in dem Anzeigebereich angezeigten Referenzfigur ein. Demzufolge ist es möglich, mit Hilfe eines entlang der optischen Referenzachse ausgesendeten Lichts eine Kennzeichnung auf das Anzeigemittel zu geben und die eigene Position die Bedienungsperson exakt einzugeben, die sich auf einer Verlängerung der Linie der auf dem Anzeigemittel gekennzeichneten Position befindet.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Korrekturmittel vorgesehen, um im Voraus die Übereinstimmungsbeziehung zwischen einer wahrgenommenen Position in dem virtuellen stereoskopischen Raum und wenigstens entweder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position und der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position zu bestimmen, und um die Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum zur Anzeige des virtuellen Objekts auf der Grundlage der Übereinstimmungsbeziehung zu korrigieren. Da die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der Position in dem virtuellen stereoskopischen Raum und der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position sowie die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der Position in dem virtuellen stereoskopischen Raum und die mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position bestimmt werden kann, können die Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum zur Anzeige des virtuellen Objekts leicht korrigiert werden, und das virtuelle Objekt kann exakt angezeigt werden.
Wenn die Bedienungsperson ein Bild betrachtet, ist der Kopf der Bedienungsperson nicht immer fixiert. Daher bewegt sich die Beziehung zwischen den Positionen der Augäpfel und dem Anzeigebereich aufgrund der Bewegung des Kopfes der Be dienungsperson relativ zueinander. In diesem Fall, wenn nur die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommenen Position einerseits und wenigstens eine vorbestimmte Position von entweder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position oder der mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position bestimmt ist, verschlechtert sich die Anzeigegenauigkeit des virtuellen Objekts in Abhängigkeit von der Position des Betrachtungspunktes. Aus diesem Grund kann das virtuelle Objekt selbst dann genau angezeigt werden, wenn sich der Kopf der Bedienungsperson bewegt oder wenn sich die Anzeigevorrichtung bewegt, sofern die Übereinstimmungsbeziehung bestimmt wird, indem der räumliche Abstand zwischen den Positionen der Augäpfel und des Anzeigebereiches berücksichtigt wird.
Da gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Korrekturmittel das Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und das Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der zuvor erwähnten Übereinstimmungsbeziehung berechnet, kann man das virtuelle Objekt als ein stereoskopisches Bild an einer genaueren Position erhalten.
Da gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Korrekturmittel die oben genannte Übereinstimmungsbeziehung auf der Grundlage des Fehlers zwischen der Position des in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigten und im Voraus gemessenen virtuellen Objekts und der bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendeten Position bestimmt, ist es möglich, ein virtuelles Objekt anzuzeigen, das der Wahrnehmungscharakteristik der Bedienungsperson entspricht.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes, um ein stereoskopisches Bild mit Hilfe eines programmierten Computers anzuzeigen, ausgeführt. Und zwar werden die Positionen des Paars von Augäpfeln eingegeben, die in den Umgebungen des Paars von stereoskopischen Augengläsern angeordnet sind, die das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge aufweisen, deren Zustände der Lichttransmissions- und Nichttransmissionzustände auf der Grundlage von jeweils darin eingegebenen Signalen wechselseitig umgeschaltet werden kann. Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels, das das Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist, werden eingegeben. Ferner wird der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern enthaltene Raum auf der Grundlage der Positionen der Augäpfel und der Positionen auf dem Anzeigebereich als ein virtueller stereoskopischer Raum definiert, ein Umschalten wird zwischen dem Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und dem Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge ausgeführt, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und die Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge werden wechselseitig, in Synchronisation mit der Umschaltung umgeschaltet.
Ferner, da sich der räumliche Abstand zwischen den Positionen der Augäpfel und dem Anzeigebereich während der Anzeige ändern kann, genügt es in einem solchen Fall, wenn, wie es in dem siebten Aspekt der Erfindung angegeben ist, die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommenen Position und wenigstens entweder der Position des Augapfels oder der Position auf dem Anzeigebereich im Voraus bestimmt wird, und wenn die Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum zur Anzeige des virtuellen Objekts auf der Grundlage der Übereinstimmungsbeziehung korrigiert werden.
Die oben beschriebene Verarbeitung, die ausgeführt ist, kann in einem Speichermedium gespeichert werden, in dem ein Programm zur stereoskopischen Bilddarstellung durch einen Computer gespeichert ist. Auf diesem Speichermedium wird ein Programm zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes, durch das ein stereoskopes Bild mit Hilfe eines Computers angezeigt wird, gespeichert durch: Eingabe von Positionen des Paars von Augäpfeln, die in den Umgebungen des Paars von stereoskopischen Augengläsern angeordnet sind, die ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge aufweisen, deren Lichttransmissions- und der Nichttransmissionzustände auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, Eingabe von Positionen auf einem Anzeigebereich eines Anzeigemittels, das den Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist, und Definieren als den virtuellen stereoskopischen Raum den Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der Positionen der Augäpfel und den Positionen auf dem Anzeigebereich, wobei zwischen dem Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und dem Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge umgeschaltet wird, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen Stereoskopen Raum angezeigt werden kann, und bewirkt wird, dass die Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge wechselseitig alternierend, in Synchronisation mit den Umschaltesignalen umgeschaltet werden.
Gemäß dem oben beschriebenen achten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden stereoskopische Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, aus der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern ausgewählt. Das Steuerungsmittel definiert als den virtuellen stereoskopischen Raum den Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den aus gewählten stereoskopischen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der im Voraus eingestellten Referenzposition und den mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Positionen auf dem Anzeigemittel. Gleichzeitig bewirkt das Steuerungsmittel, dass das Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und das Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge, das mit Hilfe des Anzeigemittels angezeigt werden soll, indem es wechselseitig umgeschaltet wird, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und gibt Umschaltesignale aus, um zu bewirken, dass das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, die Transmission und Nichttransmission von Licht alternierend, in Synchronisation mit der Umschaltung wiederholen. Die stereoskopischen Augengläser sind mit dem optischen Element für das linke Auge und dem optischen Element für das rechte Auge versehen. Indem die Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände von diesen optischen Elementen als Antwort auf Signale von dem Steuerungsmittel umgeschaltet werden, kann ein virtuelles Objekt, das in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigt wird und einem reellen Objekt entspricht, von der Bedienungsperson wahrgenommen werden, die die stereoskopischen Augengläser trägt und die als die Zielperson zur Wahrnehmung aus der Mehrzahl stereoskopischer Augengläser ausgewählt ist.
Daher kann das virtuelle Objekt der Bedienungsperson mit den stereoskopischen Augengläser angezeigt werden, die aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen ausgewählt ist, da das virtuelle Objekt wahrgenommen werden kann, indem die stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, aus der Mehrzahl von Stereoskopen Augengläsern ausgewählt werden. Darüber hinaus kann das virtuelle Objekt der Mehrzahl von Bedienungspersonen präsentiert werden, indem die stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung un terliegen, bezüglich der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern nacheinander ausgewählt werden.
In einem Fall zum Beispiel, in dem ein virtueller stereoskopischer Raum bezüglich eines von dem Innenraum des Fahrzeugs betrachteten Objekts präsentiert wird und ein virtuelles Objekt wahrgenommen werden soll, kann eine beliebige Position in dem Innenraum des Fahrzeugs, z.B, ein Fahrersitz, als die oben erwähnte Referenzposition eingestellt werden. Ferner kann das virtuelle Objekt, da eine Mehrzahl von Insassen im Inneren des Fahrzeugs Platz nehmen können, durch Einstellen der von den jeweiligen Insassen eingenommenen Positionen bzw. Plätze als die Referenzpositionen, den jeweiligen Insassen präsentiert werden. Daher kann die Referenzposition, wie es indem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung genannt ist, auf der Grundlage der von dem Benachrichtigungsmittel eines der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern benachrichtigten eigenen Position der Bedienungsperson eingestellt werden. Somit ist es möglich, durch Einstellen der Referenzposition auf der Grundlage der von dem Benachrichtigungsmittel benachrichtigen Position, der die stereoskopischen Augengläser tragenden Bedienungsperson ein optimales virtuelles Objekt zu präsentieren.
Ferner findet die Wahrnehmung an der Position des Betrachtungspunktes statt, wenn ein virtueller stereoskopischer Raum mit Bezug auf ein vom Inneren des Fahrzeugs aus betrachteten Objekt präsentiert wird, so dass die zuvor erwähnte Referenzposition die Position des Betrachtungspunktes des in dem Fahrersitz sitzenden Fahrers sein kann. Ferner ist es durch Einstellen der jeweiligen Sitzpositionen einer Mehrzahl von Insassen in dem Fahrzeug oder ihrer Positionen von Betrachtungspunkten als den Referenzpunkte möglich, den jeweiligen Insassen das virtuelle Objekt zu präsentieren. Demzufolge kann das virtuelle Objekt durch genaues Fixieren des virtuellen Objekts in dem virtuellen stereoskopischen Raum relativ zu der Position, an der die Bedienungsperson, die der Wahrnehmung unterliegt, betrachtet, angezeigt werden, wenn die Referenzposition entweder die Positionen des im Voraus eingestellten Betrachtungspunktes oder die Position des Betrachtungspunktes ist, die auf der Grundlage der von dem Nachrichtenmittel von einem der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern benachrichtigten Position eingestellt ist.
In dem Fall, in dem das Auswahlmittel die stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, aus der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern auswählt, können die Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, ausgewählt werden, indem sie von dem Eingabemittel zur Bestimmung eines der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern eingestellt werden. Ferner können die Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, automatisch aus einer Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern ausgewählt werden. Das heißt, es werden die stereoskopischen Augengläser mit dem kürzesten Abstand aus der Mehrzahl von stereoskopen Augengläsern ausgewählt, wenn das Auswahlmittel die stereoskopischen Augengläser auswählt, deren Abstand zur Referenzposition am kürzesten ist, selbst wenn eine Mehrzahl von die stereoskopischen Augengläser tragenden Bedienungspersonen in den Umgebungen der Referenzposition vorhanden ist, so dass das virtuelle Objekt einfach und genau der zur Wahrnehmung ausgewählten Bedienungsperson präsentiert werden kann, wie es in dem 11. Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
Ferner kann das Auswahlmittel, wie es in dem 12. Aspekt angegeben ist, das Bereichseinstellmittel zur Einstellung des Präsenzbereichs umfassen, in dem sich nach Abschätzung auf der Grundlage der Referenzposition die stereoskopischen Augengläser befinden. Der Bereichseinstellabschnitt stellt den Präsenzbereich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der Referenzposition ein, z.B. einen Präsenzbereich, der eine Form (einen Kreis, eine Ellipse etc.) aufweist, die durch einen 1 m Radius definiert ist. Da abgeschätzt wird, dass sich die stereoskopischen Augengläser tragenden Bedienungspersonen in diesem Bereich befinden, können die stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, auf der Grundlage des Präsenzbereichs und einer Mehrzahl von durch das Benachrichtigungsmittel benachrichtigten Positionen ausgewählt werden. Bei der Auswahl auf der Grundlage des Präsenzbereichs und der durch das Benachrichtigungsmittel benachrichtigten Positionen werden die stereoskopischen Augengläser mit dem kürzesten Abstand zu dem Referenzpunkt ausgewählt, wenn sich Paare von stereoskopischen Augengläsern innerhalb des Präsenzbereichs befinden, oder es werden die stereoskopischen Augengläser ausgewählt, deren Abhängigkeit von dem Präsenzbereich hoch ist, z.B. die stereoskopischen Augengläser, deren Abstand nach außen von dem Präsenzbereich am größten ist. Alternativ genügt es, wenn die stereoskopischen Augengläser mit dem kürzesten Abstand zu dem Präsenzbereich ausgewählt werden, wenn innerhalb des Präsenzbereichs keine stereoskopischen Augengläser vorhanden sind. Somit können die Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, automatisch aus einer Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern ausgewählt werden, da die Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, auf der Grundlage des Präsenzbereichs und den durch das Benachrichtigungsmittel benachrichtigten Positionen ausgewählt werden können.
Im Übrigen kann das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser mit einer Hochgeschwindigkeitsnachführungscharakteristik ausgestattet sein, und das Umschalten ihrer Lichtabschattungscharakteristik kann erleichtert werden, wenn Flüssigkristallverschlussblenden für das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser verwendet werden, wie es in dem 13. Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben ist, so dass das virtuelle Objekt durch Verwenden der stereoskopen Augengläser leicht von der Bedienungsperson wahrgenommen werden kann.
Wie in dem 14. Aspekt der vorliegenden Erfindung angegeben ist, wird bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes ausgeführt, um ein stereoskopisches Bild durch einen programmierten Computer anzuzeigen. Und zwar umfasst dieses Verfahren die Schritte: Eingabe von Positionen auf einem Anzeigebereich eines Anzeigemittels, das den Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist, Auswahl eines Paares von stereoskopen Augengläsern, die der Wahrnehmung unterliegen, aus einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern, wobei jedes der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge aufweist, deren Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände auf der Grundlage von jeweils darin eingegebenen Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, und Definieren als einen virtuellen stereoskopischen Raum einen Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern enthalten ist, auf der Grundlage der Positionen auf dem Anzeigemittel und einer von dem Anzeigemittel entfernten und im Voraus eingestellten Referenzposition, Bewirken, dass ein Bild eines virtuellen Objekts für das linke Auge und ein Bild eines virtuellen Objekts für das rechte Auge durch das Anzeigemittel dadurch angezeigt werden, dass sie wechselseitig so umgeschaltet werden, dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen Raum wahrgenommen werden kann, und Bewirken, dass die Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser, die der Wahrnehmung unterliegen, wechselseitig, in Synchronisation mit der Umschaltung umgeschaltet werden.
Die oben beschriebene Verarbeitung, die ausgeführt wird, kann auf einem Speichermedium gespeichert werden, in dem ein Programm zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gespeichert ist, um ein stereoskopischen durch einen Computer anzuzeigen. In diesem Speichermedium wird das Programm zur Speicherung eines stereoskopischen Bildes gespeichert durch: Eingabe von Positionen auf einem Eingabebereich eines Eingabemittels, das den Eingabebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist, Auswahl eines Paares von stereoskopen Augengläsern, die der Wahrnehmung unterliegen, aus einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern, wobei jedes der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfasst, deren Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände auf der Grundlage von jeweils darin eingegebenen Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können, und Definieren als einen virtuellen stereoskopischen Raum einen Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopischen Augengläsern enthalten ist, auf der Grundlage der Positionen auf dem Anzeigemittel und einer von dem Anzeigemittel entfernten und im Voraus eingestellten Referenzposition, so dass bewirkt wird, dass ein Bild für das linke Auge eines virtuellen Objekts und ein Bild für das rechte Auge eines virtuellen Objekts durch das Anzeigemittel angezeigt werden, indem sie wechselseitig so umgeschaltet werden, dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum wahrgenommen werden kann, und wodurch bewirkt wird, dass Lichttransmissions- und Nichttransmissionszustände des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge der stereoskopen Augengläsern, die der Wahrnehmung unterliegen, gegenseitig synchron mit der Umschaltung umgeschaltet werden.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Positionen des Paars von Augäp feln, die in den Umgebungen der stereoskopischen Augengläser angeordnet sind, wie oben beschrieben durch das Mittel zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegeben, und Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels werden durch das Mittel zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegeben. Als Folge davon werden die Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels und die Positionen der Augäpfel genau in Übereinstimmung zueinander gebracht. Demzufolge kann dahingehend ein Vorteil erreicht werden, dass eine hochgenaue Anzeige möglich ist, bei der das in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigte Objekt einem realen Objekt entspricht.
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass die auf das Reflexionselement des Anzeigemittels projizierten Pupillen der Bedienungsperson mit Hilfe des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegeben werden können, so dass die Eingabe der Positionen auf dem Anzeigemittel genau mit den Positionen von Betrachtungspunkten in Übereinstimmung gebracht werden, wodurch die Genauigkeit der Eingabe der Positionen der Betrachtungspunkte verbessert wird.
Gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Position des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes mit Hilfe des Positionseingabeabschnitts eingegeben werden, und die Position des Betrachtungspunktes kann mit Hilfe des des Visierabschnitts zur Bildung der visuellen Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts eingegeben werden. Demzufolge können dahingehend Vorteile gewonnen werden, dass die Positionen auf dem Anzeigemittel genau bestimmt werden können, und dass es möglich ist, die eigene Position der Bedienungsperson einzugeben, die die Position angibt, die bestimmt werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass es möglich ist, die Position des Betrachtungspunktes genau einzugeben, da die Drehung des Augapfels mit Hilfe des Erfassungsabschnitts des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes erfasst werden kann und die Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels eingegeben werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass es möglich ist, die Position des Betrachtungspunktes genau einzugeben, da die Drehung des Augapfels mit Hilfe des Erfassungsmittels des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes erfasst werden kann und die Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels eingegeben werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die eigene Position der Bedienungsperson mit Hilfe des Positionseingabeabschnitts des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegeben werden kann und der Lichtaussendeabschnitt eine optische Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts bildet. Demzufolge kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass die Position auf dem Anzeigebereich auf der Grundlage der eigenen Position der Bedienungsperson und der Anwendung des Lichts bezüglich der optischen Referenzachse eingegeben werden kann, und dass es möglich ist, die eigene Position der Bedienungsperson genau einzugeben, die auf einer Verlängerung einer Linie der Position angeordnet ist, die auf dem Anzeigemittel angegeben ist.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raumes zur Anzeige eines virtuellen Objektes auf der Grundlage der im Voraus bestimmten Übereinstim mungsbeziehung zwischen der wahrgenommenen Position in dem virtuellen stereoskopischen Raum und wenigstens entweder der mit Hilfe des des Mittels zur Eingabe einer Position eines Betrachtungspunktes eingegebenen Position oder der mit Hilfe des des Mittels zur Eingabe einer Anzeigeposition eingegebenen Position korrigiert werden. Demzufolge kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass die Koordinaten in dem virtuellen stereoskopischen Raum zur Anzeige des virtuellen Objektes leicht korrigiert werden können, so dass es möglich ist, das virtuelle Objekt genau anzuzeigen.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass durch Berechnen des Bildes des virtuellen Objekts für das linke Auge und des Bildes des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der durch das Korrekturmittel gewonnenen Übereinstimmungsbeziehung das virtuelle Objekt als ein stereoskopisches Bild mit einer höheren Positionsgenauigkeit gewonnen werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass es möglich ist, ein virtuelles Objekt in Übereinstimmung mit der Wahrnehmungscharakteristik der Bedienungsperson anzuzeigen, da die Übereinstimmungsbeziehung auf der Grundlage des Fehlers zwischen der Position des in dem virtuellen stereoskopischen Raum angezeigten und im Voraus gemessenen virtuellen Objekts und der bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendeten Messposition bestimmt werden.
Gemäß dem oben beschriebenen 8. Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass das virtuelle Objekt von der Bedienungsperson wahrgenommen werden kann, die die stereoskopischen Augengläser trägt, die aus der Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern als die der Wahrnehmung unterliegenden stereoskopen Augengläser ausgewählt wird, da das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopen Raum angezeigt wird, der mit Hilfe des Steuerungsmittels bezüglich der mit Hilfe des Auswahlmittels aus einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern ausgewählten stereoskopen Augengläser, eingestellt wird.
Gemäß dem oben beschriebenen 9. Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass es möglich ist, den jeweiligen die stereoskopischen Augengläser tragenden Bedienungspersonen ein optimales virtuelles Bild zu präsentieren, da die Referenzposition auf der Grundlage der eigenen, durch das Benachrichtigungsmittel eines der Mehrzahl von Paaren von stereoskopischen Augengläsern benachrichtigten Position der Bedienungsperson eingestellt wird.
Gemäß dem oben beschriebenen 10. Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass das virtuelle Objekt dadurch angezeigt werden kann, dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopischen Raum relativ zu der Position, von der aus die wahrnehmende Bedienungsperson betrachtet, genau festgelegt wird, da die Position des Betrachtungspunktes oder die Position des auf der Grundlage der mit Hilfe des Benachrichtigungsmittels benachrichtigten Position als die Referenzposition eingestellt wird.
Gemäß dem oben beschriebenen 11. Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass selbst dann, wenn eine Mehrzahl die stereoskopischen Augengläser tragenden Bedienungspersonen in den Umgebungen der Referenzposition anwesend sind, die stereoskopischen Augengläser mit der kürzesten Entfernung aus ihnen ausgewählt werden, da die stereoskopischen Augengläser, deren Abstand zu der Referenzposition am kürzesten ist, ausgewählt werden, so dass das virtuelle Objekt einfach und ge nau der Bedienungsperson angezeigt werden kann, die der Wahrnehmung unterliegt.
Gemäß dem oben beschriebenen 12. Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Vorteil dahingehend gewonnen werden, dass die stereoskopischen Augengläser, die der [Wahrnehmung unterliegen, automatisch aus einer Mehrzahl von stereoskopischen Augengläsern ausgewählt werden können, da die wahrnehmenden stereoskopischen Augengläser auf der Grundlage des Präsenzbereichs und den durch das Benachrichtigungsmittel benachrichtigten Positionen ausgewählt werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen 13. Aspekt der vorliegenden Erfindung können Vorteile dahingehend gewonnen werden, dass die Nachführungscharakteristik sehr schnell gemacht werden und die Umschaltung der Lichtabschattungscharakteristik erleichtert ist, da Flüssigkristallverschlussblenden als das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopischen Augengläser verwendet werden, so dass das virtuelle Objekt von die Bedienungsperson durch Verwenden der stereoskopischen Augengläser leicht wahrgenommen werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
2 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Steuergerätes der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
3 ist ein Bilddiagramm, das die schematische Konfiguration einer Positionseingabevorrichtung veranschaulicht erläutert;
4 ist ein Bilddiagramm, das die schematische Konfiguration einer weiteren Positionseingabevorrichtung erläutert, die die optische Achse eines Laserlichts als ihre optische Achse verwendet;
5 ist ein Bilddiagramm, das die schematische Konfiguration noch einer weiteren Positionseingabevorrichtung erläutert, die mit Visiereinrichtungen umfasst;
6 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes erläutert;
7 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer Verarbeitung zur räumlichen Korrektur zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes erläutert;
8 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Einstellung der Position eines Schirms erläutert;
9 ist ein Bilddiagramm zur Erklärung eines Prozesses bei der Verarbeitung zur Einstellung der Schirmposition;
10 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines weiteren Verarbeitungsbeispiels zur Einstellung der Schirmposition zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes erläutert;
12 ist ein Bilddiagramm zur Erläuterung eines Prozessesin der Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes;
13 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines weiteren Verarbeitungsbeispiels zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes erläutert;
14 ist ein Bilddiagramm zur Erläuterung eines Prozesses in einem weiteren Verarbeitungsbeispiel zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes;
15 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes auf der Grundlage eines Fixierungspunktes erläutert;
16 ist ein Bilddiagramm zur Erklärung eines Prozesses bei der Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes auf der Grundlage des Fixierungspunktes zeigt;
17 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines weiteren Verarbeitungsbeispiels zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes auf der Grundlage des Fixierungspunkts erläutert;
18 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes erläutert;
19 ist ein Bilddiagramm zur Erläuterung eines Prozesses zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes;
20A und 20B sind Kennlinien, die die Wahrnehmungscharakteristik von Bedienungspersonen zeigen, wobei 20A die Beziehung zwischen einer präsentierten Position und einem Fehler zeigt, wenn ein virtuelles Objekt in einem orthoskopischen Zustand gezeigt wird, während 20B die Beziehung im Schielzustand erläutert;
21A und 21B sind Kennlinien, die die Beziehung zwischen eines Augabstandes und einem präsentierten Abstand des virtuellen Objekts zeigt, wobei 21A die Ergebnisse in dem orthoskopischen Zustand zeigt, während 21B die Ergebnisse im Schielzustand zeigt;
22 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Erzeugung einer Tabelle zur räumlichen Verzerrung erläutert;
23 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer ersten Korrekturverarbeitung erläutert, die es ermöglicht, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird;
24 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer zweiten Korrekturverarbeitung erläutert, die es ermöglicht, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird;
25A und 25B sind Kennlinien, die den Fehler einer wahrgenommenen Position zeigen, wenn das virtuelle Objekt an einer korrigierten Position präsentiert wurde, wobei 25A die Ergebnisse in dem orthoskopischen Zustand zeigt, während 25B die Ergebnisse in dem Schielzustand zeigt;
26 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer dritten Korrekturverarbeitung erläutert, die es ermöglicht, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird;
27 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer vierten Korrekturverarbeitung erläutert, die es ermöglicht, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird;
28 ist ein Flussdiagramm, das den Korrekturverarbeitungsfluss zeigt, während eine Flatterwahrnehmung des Bildes reduziert wird;
29 ist eine Kennlinie, die die Beziehung zwischen der Schirmposition und einem virtuellen Augabstand mit Bezug auf eine Mehrzahl unterschiedlicher präsentierter Positionen des virtuellen Objekts erläutert;
30 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer sechsten Korrekturverarbeitung zeigt, die es ermöglicht, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird;
31A und 31B sind Kennlinien, die die Wahrnehmungscharakteristik einer Bedienungsperson auf der Grundlage des präsentierten Abstandes zeigen, wobei 31A die Beziehung zwischen der präsentierten Position des virtuellen Objekts und dem Fehler der wahrgenommenen Entfernung zeigt, wenn der virtuelle Augabstand fest war, während 31B die Beziehung zwischen der präsentierten Position des virtuellen Objekts und dem Fehler der wahrgenommenen Entfernung zeigt, wenn der virtuelle Augabstand korrigiert wurde;
32A und 32B sind Kennlinien, die die Wahrnehmungscharakteristik der Bedienungsperson auf der Grundlage der Schirmposition erläutert, wobei 32A die Beziehung zwischen der Schirmposition und dem Fehler des wahrgenommenen Abstandes zeigt, wenn der virtuelle Augabstand fest war, während 32B die Beziehung zwischen der Schirmposition und dem Fehler des wahrgenommenen Abstandes zeigt, wenn der virtuelle Augabstand korrigiert wurde;
33 ist ein Bilddiagramm zur Erläuterung eines Prozesses zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes;
34 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Konfiguration des Steuergerätes der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
36 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in der Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes erläutert;
37 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration von stereoskopischen Augengläsern erläutert;
38 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß der zweiten Ausführungsform erläutert;
39 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer ersten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs erläutert, welcher die Einzelheit von Schritt 300 in 38 ist;
40 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs erläutert, welcher die Einzelheit von Schritt 300 in 38 ist;
41 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer dritten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters erläutert, welches die Einzelheit von Schritt 302 in 38 ist;
42 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters erläutert, welches die Einzelheit von Schritt 302 in 38 ist;
43 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer dritten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters zeigt, welcher die Einzelheit von Schritt 302 in 38 ist;
44A bis 44F sind Diagramme zur Erläuterung von Verarbeitungen zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters;
45 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer ersten Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes zeigt, welcher eine Einzelheit von Schritt 304 in 38 ist;
46 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer zweiten Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes zeigt, welches eine Einzelheit von Schritt 304 in 38 ist;
47 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
48 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsfluss zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
49 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines fünften Korrekturverarbeitung zeigt, um zu ermöglichen, dass das virtuelle Objekt an einer für die Bedienungsperson korrekten Position wahrgenommen wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme jetzt auf die beigefügten Zeichnungen ist nachfolgend eine ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben.
Erste Ausführungsform
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet, in dem ein stereoskopisches Bild einer einzigen Bedienungsperson (Betrachter) präsentiert wird.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 10 zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gemäß dieser Ausführungsform einen Projektor 12 zur Projektion eines Bildes auf einen Schirm 16 in einem Dunkelraum 60. Der Projektor 12 ist auf einem Steuergerät 14 angebracht, das ein Bild zur stereoskopischen Anzeige erzeugt.
Ein Sitz 24, in dem eine Bedienungsperson sitzt, ist auf der Projektionsseite des Projektors 12 und hinter dem Schirm 16 angeordnet. Der Sitz 24 ist auf einen Sockel 26 montiert, und dieser Sockel 26 ist über einen Balg 28A mit einem Motor 28 verbunden. Der Motor 28 ist an einem Wagen 28B befestigt, der auf dem Boden bewegbar ist, und der Balg 28A dehnt sich durch den Betrieb des Motors 28 aus bzw. zieht sich zusammen. Indem der Balg 28A ausgedehnt oder zusammengezogen wird, wird der Sockel 26 in vertikaler Richtung (in Richtung des Pfeils UD in 1) bewegt, so dass die in dem Sitz 24 sitzende Bedienungsperson OP angehoben oder abgesenkt wird. Das Anheben oder Absenken des in dem Sitz 24 sitzendie Bedienungspersons OP wird zur Einstellung der Fahrzeughöhe verwendet, die dem Fahrzeugtyp entspricht.
Es sollte beachtet werden, dass der Wagen 28 in vorbestimmten Richtungen (in Richtung des Pfeils FR in 1 als eine Rückwärts-Vorwärts-Richtung und in der Richtung des Pfeils RL in 1 als eine Links-Rechts-Richtung) auf dem Boden bewegbar ist.
Die Bedienungsperson OP hat eine Positionseingabevorrichtung 18 (deren Einzelheiten später beschrieben sind) zur Eingabe von Positionskoordinaten und dergleichen. Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20 sind auf dem Kopf der Bedienungsperson OP angebracht, und diese Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20 sind mit einem Positionssensor 22 versehen. Der Positionssensor 22 ist ein Magnetfelderfassungssensor, der ein durch einen Magnetfelderzeuger 30, der hinter der Bedienungsperson OP angeordnet ist, erzeugtes Magnetfeld erfasst, um die dreidimensionalen Koordinaten des Ortes, an dem der Positionssensor 22 angeordnet ist, sowie dessen Ausrichtung, zu erfassen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das Steuergerät 14 aus einem Mikrocomputer, der aus einer CPU 34, einem RAM 36, einem ROM 38 und einem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 besteht, gebildet, von denen jeweils ein einziges oder mehrere vorhanden sein kann. Die jeweiligen Einheiten des Mikrocomputers sind miteinander durch einen Bus 42 verbunden, um das Senden und Empfangen von verschiedenen Befehlen und Daten zu ermöglichen. Die Positionseingabevorrichtung 18 ist über einen Treiber 44 mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Die Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20 und der Positionssensor 22 sind über einen Treiber 46 bzw. einen Treiber 48 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Der Projektor 12 ist über einen Treiber 50 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Der Motor 28 und der Magnetfelderzeuger 30 sind über einen Treiber 52 bzw. einen Teiber 54 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Eine Tastatur 32 ist über einen Treiber 56 ebenfalls mit dem Einga be/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Ferner ist eine Verarbeitungsroutine, die nachstehende beschrieben ist, in dem ROM 38 gespeichert.
Eine Disketteneinheit (FDU) 35, in die eine Diskette 37 als Speichermedium entfernbar eingeführt werden kann, ist ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Die Verarbeitungsroutine und dergleichen, die später beschrieben wird, kann mit Hilfe der FDU 35 von der Diskette 37 gelesen und auf die Diskette 37 geschrieben werden. Daher kann die Verarbeitungsroutine, die später beschrieben wird, im Voraus auf der Diskette 37 gespeichert werden, ohne in dem ROM 38 gespeichert zu sein, und das auf der Diskette 37 gespeicherte Verarbeitungsprogramm kann über die FDU 35 ausgeführt werden. Ferner kann eine (nicht gezeigter) Speichervorrichtung mit großer Kapazität wie etwa eine Festplatte mit dem Steuergerät 14 verbunden werden, und das auf der Diskette 37 gespeicherte Verarbeitungsprogramm kann auf der (nicht gezeigten) Speichervorrichtung mit großer Kapazität gespeichert (installiert) werden. Darüber hinaus ist es möglich, als das Speichermedium eine optische Speicherplatte wie etwa eine CD-ROM oder eine magneto-optische Speicherplatte wie etwa eine MD oder eine MO zu verwenden, und wenn ein solches Speichermedium verwendet wird, genügt es, eine CD-ROM-Vorrichtung, eine MD-Vorrichtung, eine MO-Vorrichtung oder der gleichen an Stelle oder zusätzlich zu der FDU 35 zu verwenden.
Wie in 3 gezeigt ist, weist die Positionseingabevorrichtung 18 einen stiftförmigen Körper 62 auf, und ein Erfassungsabschnitt 64 zur Erfassung eines Magnetfeldes ist an seinem distalen Ende angeordnet. Ein Bestimmungsabschnitt 66 zur Bestimmung eines Erfassungszeitpunktes ist ebenfalls an der Positionserfassungseinrichtung 18 angebracht. Im Übrigen können bei dieser Ausführungsform andere dreidimensionale Zeiger 18A und 18B als die Positionseingabevorrichtung 18 in der nachfolgenden Beschreibung verwen det werden, um die Eingabe von dreidimensionalen Daten zu erleichtern.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der dreidimensionale Zeiger 18A eine Laservorrichtung 68, und ein Erfassungsabschnitt 70 zur Erfassung einer dreidimensionalen Position durch Erfassen eines Magnetfeldes ist an einem Griff 69 angebracht, der an der Laservorrichtung 68 befestigt ist. Ein Bestimmungsabschnitt 72 zur Bestimmung eines Erfassungszeitpunkts ist ebenfalls an dem Griff 69 angebracht. Ferner umfasst der dreidimensionale Zeiger 18B Visiereinrichtungen 74 und 76, die jeweils an entgegengesetzten Enden eines zylindrischen Körpers 75 angebracht sind, wie es in 5 gezeigt ist. In gleicher Weise wie der dreidimensionale Zeiger 18A ist der Griff 69 an dem Körper 75 befestigt, und der Erfassungsabschnitt 70 zur Erfassung eines Magnetfeldes und der Bestimmungsabschnitt 72 zur Bestimmung eines Erfassungszeitpunktes sind an dem Griff 69 angebracht. Diese dreidimensionalen Zeiger 18A und 18B können wie die Positionseingabevorrichtung 18 mit dem Steuergerät 14 verbunden werden.
Als nächstes ist der Betrieb gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn die Energieversorgung für die Vorrichtung 10 zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes eingeschaltet wird, wird die in 6 gezeigte Verarbeitungsroutine von dem Steuergerät 14 ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 100 eine Verarbeitung zur räumlichen Korrektur ausgeführt, um einen Fehler zwischen der Position im realen Raum und der Position in dem Raum zu korrigieren, der mit Hilfe des Positionssensors erfasst wurde und als ein virtueller Raum dienen kann. In einem nachfolgenden Schritt 102 wird eine Verarbeitung zur Einstellung der Schirmposition ausgeführt, um die dreidimensionale Position eines Bildes genau zu ermitteln, das auf dem Schirm 16 angezeigt wird. In einem nach folgenden Schritt 104 wird eine Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes ausgeführt, um die Position eines realen Betrachtungspunktes der Bedienungsperson OP einzustellen. In einem nachfolgenden Schritt 106 wird durch Verwenden der Schirmposition und der Position des Betrachtungspunktes, die wie oben beschrieben zuvor eingestellt wurden, ein stereoskopisches Bild in dem virtuellen Raum angezeigt, der einer räumlichen Korrektur unterworfen wurde.
Als nächstes ist eine Beschreibung der Einzelheiten der in 6 gezeigten Verarbeitung zur räumlichen Korrektur in Schritt 100 gegeben.
Wie in 7 gezeigt ist, werden bei der Verarbeitung zur räumlichen Korrektur die Koordinatendaten eines Raumrahmens in Schritt 110 gelesen, und ein Rahmen wird in einem nachfolgenden Schritt 112 angezeigt. Die Koordinatendaten eines Raumrahmens sind Koordinatendaten, bei denen eine vorbestimmte Anzahl (z.B. m) von Koordinaten in vorbestimmten Intervallen d in X-, Y- und Z-Richtung in einem dreidimensionalen Raum bereitgestellt werden, wobei kleine Würfel, die jeweils eine vorbestimmte identische Größe mit einer Seitenlänge von d haben, durch Verbinden der Koordinatenpunkte mit geraden Linien aufeinander gestapelt werden, so dass ein Würfel mit einer Seitenlänge von and gebildet wird. Die Anzeige eines Rahmens auf der Grundlage der Koordinatendaten des Raumrahmens kann gebildet werden, indem (nicht gezeigte) Fäden oder Laserstrahlen in Intervallen der Länge d senkrecht zu der X-, Y- bzw. Z-Richtung angeordnet werden.
In einem nachfolgenden Schritt 114 werden die Koordinaten von Schnittpunkten des angezeigten Rahmens eingegeben. Und zwar befindet sich der Erfassungsabschnitt 64 an dem distalen Ende der stiftartigen Positionseingabevorrichtung 18 an einer Mehrzahl von Schnittpunkten des angezeigten Rahmens, und die Erfassung jedes Schnittpunktes wird mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 66 zur Erfassung von Magnetfeldern bestimmt, wodurch die Koordinaten von Schnittpunkten des angezeigten Rahmens eingegeben werden. In einem nachfolgenden Schritt 116 wird die Übereinstimmungsbeziehung zwischen den Koordinaten von Schnittpunkten des angezeigten Rahmens und die durch die Erfassung von Magnetfeldern eingegebenen Koordinaten von Schnittpunkten bestimmt und als eine Korrekturtabelle gespeichert.
Daraus folgt, dass die Koordinaten, die durch die Erfassung von Magnetfeldern eingegeben werden, in Übereinstimmung mit den Koordinaten des realen Raumes gebracht.
Als nächstes ist eine Beschreibung der Einzelheiten der Verarbeitung zur Einstellung der in 6 gezeigten Schirmposition in Schritt 102 gegeben. Es sollte klar sein, dass bei der Verarbeitung in Schritt 102 der dreidimensionale Zeiger 18A mit der Laservorrichtung 68 als die Positionseingabevorrichtung 18 verwendet wird. Darüber hinaus ist dieser dreidimensionale Zeiger 18A so angeordnet, um mit Hilfe seines Erfassungsabschnitts 70 ein Magnetfeld zu erfassen und um eine solche Richtung zu erfassen, die mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt wird. Und zwar gibt der dreidimensionale Abschnitt 18A bei der Bestimmung mit dem Bestimmungsabschnitt 72 die dreidimensionalen Koordinaten des mittleren Emissionspunktes 72 (siehe 4) von Laserlicht von dem dreidimensionalen Zeiger 18A sowie einen Vektor in einer Richtung entlang der Emissionsrichtung des Laserlichts aus.
Wie in 8 gezeigt ist, werden bei der Verarbeitung zur Einstellung der Schirmposition in Schritt 120 Daten der Grundform eingelesen, und die Grundform wird auf dem Schirm 16 in einem nachfolgenden Schritt 122 angezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Rechteck 16B, das eine ähnliche Figur wie ein maximaler Rahmen 16A des Schirms 16 in dem projizierbaren Bereich des Projektors 12 ist und das kleiner als dieser maximale Rahmen ist und ein vorbestimmtes Ähnlichkeitsverhältnis aufweist, als die Grundform eingestellt, wie es in 9 gezeigt ist. Der maximale Rahmen 16A ist durch Punkte A, B, C und D an den vier Ecken als der äußere Rahmen der Schirmanzeige bestimmt, und das Rechteck 16B, das kleiner als dieser maximale Rahmen 16A ist, ist in ähnlicher Weise durch Punkte A', B', C' und D' an den vier Ecken bestimmt.
In einem nachfolgenden Schritt 124 werden die jeweiligen dreidimensionalen Koordinaten und Vektoren durch Eingabe der Punkte A', B', C' und D' an den vier Ecken des Rechtecks 16B, welches die auf dem Schirm 16 angezeigte Grundform ist, mit Hilfe des dreidimensionalen Zeigers 18A eingelesen. Und zwar wird der Punkt A' mit dem von dem dreidimensionalen Zeiger 18A emittierten Laserlicht bestrahlt und wird mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt, wodurch man die Koordinaten und den Vektor a eines Punktes A" erhält. In entsprechender Weise wird der Punkt B' mit dem Laserlicht von dem dreidimensionalen Zeiger 18A beleuchtet und wird mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt, um die Koordinaten und den Vektor b eines Punktes B" zu erhalten, der Punkt C' wird mit dem Laserlicht von dem dreidimensionalen Zeiger 18A bestrahlt und wird mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt, um die Koordinaten und den Vektor c eines Punktes C" zu erhalten, und der Punkt D' wird mit dem Laserlicht von dem dreidimensionalen Zeiger 18A bestrahlt und wird mit Hilfe des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt, um die Koordinaten und den Vektor d eines Punktes D" zu erhalten.
In einem nachfolgenden Schritt 126 gewinnt man die Koordinaten in dem virtuellen Raum der Punkte A', B', C' und D' an den vier Ecken des Rechtecks 16B, d.h. die auf dem Schirm 16 angezeigte Grundform, auf die folgende Weise, in dem die Koordinaten und Vektoren a, b, c und d der Punkte A" , B" , C" und D " verwendet werden.
Wenn der mittlere Punkt in dem virtuellen Raum auf 0 eingestellt wird, können Segmente von dem mittleren Punkt 0 zu den Punkten A', B', C' und D' auf dem Schirm 16 ausgedrückt werden als: OA' = OA" + pa, OB' = OB" + qb, OC' = OC" + rc, bzw. OD' = OC" + sd, wobei p, q, r und s Variablen sind (p>0, q>0, r>0 und s>0).
Da die Koordinaten und Vektoren a, b, c und d der Punkte A" , B" , C" und D" bereits bekannt sind und A' B' = C'D', A'B' A'D' = 0 ist, ist es möglich, die Koordinaten der Punkte A', B', C' und D' zu bestimmen.
In einem nachfolgenden Schritt 128 werden die Koordinaten der Punkte A, B, C und D an den vier Ecken des maximalen Rahmens 16A mit Hilfe der oben bestimmten Koordinaten der Punkte A', B', C' und D' bestimmt. Da bei dieser Ausführungsform der maximale Rahmen 16A und das Rechteck 16B Rechtecke sind, deren Mittelpunkte identisch sind, wird der Mittelpunkt auf der Grundlage der Koordinaten der Punkte A', B', C' und D' bestimmt, und die Koordiaten der Punkte A, B, C und D werden mit Hilfe des Ähnlichkeitsverhältnisses bestimmt.
Somit können dreidimensionale Positionen auf dem Schirm 16, der in einem Abstand aufgebaut ist, leicht auf der Grundlage der Koordinaten des virtuellen Raumes bestimmt werden.
Obwohl oben eine Beschreibung des Falles gegeben wurde, in dem ein Viereck als die Grundform verwendet wird, kann die zu messende Grundform verformt (polygon gemacht) werden, oder die Anzahl der Messpunkte kann erhöht werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung der Fall beschrieben wurde, in dem die Koordinaten durch Berechnung bestimmt werden, können die Koordinaten darüber hinaus durch tatsächliche Messung gewonnen werden. Nachfolgend ist eine Beschreibung einer weiteren Verarbeitung gegeben, bei der die Koordinaten durch tatsächliche Messung bestimmt werden.
Wie in 10 gezeigt ist, werden bei der weiteren Verarbeitung zur Bestimmung der Schirmposition in Schritt 130 Referenzpunktdaten eingelesen. Als diese Referenzpunktdaten werden die Koordinaten eines Schnittpunktes, wenn der Rahmen bei der Verarbeitung zur räumlichen Korrektur (7) angezeigt wird, verwendet. In einem nachfolgenden Schritt 132 werden die Koordinaten des Referenzpunktes, die eingelesen wurden, in dem Raum angezeigt. Und zwar wird Laserlicht auf eine solche Weise emittiert, dass der Schnittpunkt, der durch das Schneiden zweier Strahlen von Laserlicht gewonnen wird, an den Koordinaten des Schnittpunkts angeordnet ist. Dieser Schnittpunkt wird als Referenzpunkt gesetzt und wird mit Hilfe des stiftartigen dreidimensionalen Zeigers, d.h. der Positionseingabevorrichtung 18, in einem nachfolgenden Schritt 134 eingegeben. In einem nachfolgenden Schritt wird die Entfernung von dem mit Hilfe der Positionseingabevorrichtung 18 eingegebenen Referenzpunkt zu dem Schirm 16 tatsächlich gemessen, und die Koordinaten der Punkte A, B, C und D, d.h. die Koordinaten des äußeren Rahmens der Schirmanzeige werden mit Hilfe der gemessenen Werte bestimmt.
Da der in der Luft angezeigte Schnittpunkt als ein Referenzpunkt verwendet wird, kann eine Messung ausgeführt werden, ohne zum Zeitpunkt der Anzeige des Referenzpunktes Probleme zu verursachen.
Und zwar kann eine Anordnung bereitgestellt werden, so dass ein durch das Schneiden zweier Strahlen von Laserlicht erzeugter Schnittpunkt als Referenzpunkt eingestellt wird, die Position mit Hilfe des stiftartigen dreidimensionalen Zeigers, d.h. der Positionseingabevorrichtung 18, eingegeben wird, die Entfernung von diesem Referenzpunkt zu dem Schirm 16 tatsächlich gemessen wird und die Koordinaten der Punkte A, B, C und D, d.h. der Koordinaten des äußeren Rahmens der Schirmanzeige, mit Hilfe der gemessenen Werte bestimmt werden. Wenn der in der Luft angezeigte Schnittpunkt somit als der Referenzpunkt verwendet wird, kann eine Messung durchgeführt werden, ohne zum Zeitpunkt der Anzeige des Referenzpunktes Probleme zu verursachen.
Als nächstes ist eine Beschreibung der Einzelheiten der Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes in dem in 6 gezeigten Schritt 104 gegeben.
Wie in 11 gezeigt ist, wird bei der Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes in Schritt 140 ein Kreuzcursor 80 (12) auf dem Schirm 16 angezeigt, und der Kreuzcursor 80 wird in Antwort auf die Eingabe von der Tastatur 32 in einem nachfolgenden Schritt 142 bewegt. In Schritt 142 bewegt die Bedienungsperson OP den Kreuzcursor 80 sowohl zu seinem linken als auch zu seinem rechten, auf den Schirm 16 projizierten Pupillenbild 82L und 82R (12) und bestimmt das Einlesen von Koordinaten. In einem nachfolgenden Schritt 144 werden die Positionen des mit seinem eigenen linken bzw. rechten Pupillenbild 82L bzw. 82R ausgerichteten Kreuzcursors 80 eingelesen, und die Position eines Betrachtungspunktes wird in einem nachfolgenden Schritt 146 berechnet. Der Augabstand PD (19) in einem orthoskopen Zustand (in einem Zustand, in dem ein im Wesentlichen unendlicher Punkt betrachtet wird) kann aus den Koordinaten bestimmt werden, die in Schritt 144 gelesen wurden. Im Übrigen kann die Position eines Betrachtungspunktes, der in Schritt 146 bestimmt wird, auf der Grundlage der Standardform des Kopfes aus dem Abstand von dem an dem Kopf der Bedienungsperson OP angebrachten Positionssensors 22 bestimmt werden. Darüber hinaus kann die Form des Kopfes aus den Koordinaten bestimmt werden, die durch Anordnen des Erfassungsabschnitts 64 an dem distalen Ende der stiftförmigen Positionseingabevorrichtung 18 in der Nähe eines Augapfels der Bedienungsperson OP eingegeben wurden, und es kann der Abstand, der aus dieser Form des Kopfes bestimmt wird, verwendet werden.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Beschreibung des Falles gegeben wurde, in dem der Kreuzcursor mit seinen eigenen, auf den Schirm 16 projizierten Pupillenbildern ausgerichtet wird, kann in einem Fall, in dem seine eigenen Pupillen nicht auf den Schirm 16 projiziert werden, ein Reflexionselement wie etwa ein Halbspiegel zwischen der Bedienungsperson OP und dem Schirm 16 angeordnet werden, um seine eigenen Pupillenbilder zu projizieren.
Obwohl in der obigen Beschreibung der Fall beschrieben wurde, in dem die Position eines Betrachtungspunktes aus den auf den Schirm 16 projizierten eigenen Pupillenbildern bestimmt wird, wird ferner eine Beschreibung einer weiteren Verarbeitung zur genaueren Bestimmung der Position des Betrachtungspunktes mit Bezug auf 13 und 14 gegeben. Im Übrigen wird in der weiteren Verarbeitung zur genaueren Bestimmung der Position des Betrachtungspunktes der dreidimensionale Zeiger 18B (5) mit den an gegenüberliegenden Enden des zylindrishen Körpers 75 befestigten Visiereinrichtungen 74 und 76 als die Positionseingabevorrichtung 18 verwendet. Darüber hinaus ist dieser dreidimensionale Zeiger 18B angeordnet, um mit Hilfe seines Erfassungsabschnitts 70 ein Magnetfeld zu erfassen und eine Richtung zu erfassen, die durch die Richtung des Bestimmungsabschnitts 72 bestimmt wird. Und zwar gibt der dreidimensionale Zeiger 18B bei der Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 72 die dreidimensionalen Koordinaten sowie einen Vektor in Richtung des Punktes auf dem Schirm 16, der mit den Visiereinrichtungen 74 und 76 des dreidimensionalen Zeigers 18B ausgerichtet ist, aus. Mit anderen Worten, indem die Bedienungsperson OP bewirkt, dass der Punkt auf dem Schirm 16 mit den Visiereinrichtungen 74 und 76 des dreidimensionalen Zeigers 18B ausgerichtet wird, ist es möglich, die Koordinaten eines Punktes JJ auf der visuellen Achse des dreidimensionalen Zeigers 18B sowie den Richtungsvektor der visuellen Achse zu bestimmen.
Dadurch, dass die Bedienungsperson OP bewirkt, dass der Punkt auf dem Schirm 16 mit den Visiereinrichtungen 74 und 76 des dreidimensionalen Zeigers 18B an zwei unterschiedlichen Punkten ausgerichtet wird, ist es möglich, die Koordinaten eine Punktes JJ auf der visuellen Achse des dreidimensionalen Zeigers 18B sowie den Richtungsvektor der visuellen Achse zu bestimmen, wodurch die Position des Betrachtungspunktes bestimmt wird.
Wie in 13 gezeigt ist, werden bei der weiteren Verarbeitung zur Einstellung der Position des Betrachtungspunktes in Schritt 150 Referenzpunktdaten eingelesen. Diese Referenzpunktdaten sind die Koordinatendaten eines auf dem Schirm 16 anzuzeigenden Referenzpunktes S und werden im Voraus eingestellt. In einem nachfolgenden Schritt 152 wird dieser Referenzpunkt S auf dem Schirm 16 angezeigt. In einem nachfolgenden Schritt 154 wird die Bedienungsperson OP dazu aufgefordert, die Koordinaten und den Richtungsvektor der visuellen Achse in einer ersten Position zu bestimmen, und die Bedienungsperson OP gibt den Referenzpunkt S ein. Als Folge davon werden der Positionsvektor a, der die Koordinaten eines Punktes JJ auf der visuellen Achse des dreidimensionalen Zeigers 18B repräsentiert, sowie der Rich tungsvektor b, das heißt der Richtungsvektor der visuellen Achse, eingegeben (14). In einem nachfolgenden Schritt 156 wird die Bestimmung der Koordinaten und des Richtungsvektors der virtuellen Achse an einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position abgefragt, und ein Referenzpunkt wird eingegeben. Folglich werden der Positionsvektor a' und der Einheitsvektor b' an der zweiten Position eingegeben.
In einem nachfolgenden Schritt 158 wird die Position des Betrachtungspunktes bestimmt, indem die Positionsvektoren und die Einheitsvektoren für den Referenzpunkt bestimmt werden, die mit Hilfe der Positionseingabevorrichtung 18 eingegeben wurden. Es folgt eine ausführliche Beschreibung eines Verfahrens zur Bestimmung der Position dieses Betrachtungspunktes. Im Übrigen entspricht die Position des Betrachtungspunktes der Bestimmung eines Vektors t von dem Positionssensor 22 zu dem Betrachtungspunkt X, da die Position des an der Bedienungsperson OP angebrachten Positionssensors 22 erfasst werden kann.
Wie in 14 gezeigt ist werden der Referenzpunkt S, der Positionsvektor a und der Einheitsvektor b des Punktes A und der Positionsvektors a' und der Einheitsvektor b' des Punktes A' wie oben beschrieben eingegeben. Demzufolge können der Positionsvektor x des Betrachtungspunktes X bei der ersten Position und der Positionsvektor x' des Betrachtungspunktes X' bei der zweiten Position bezüglich des linken Auges ausgedrückt werden, wie nachstehend gezeigt ist. Im Übrigen repräsentiert der Punkt 0 in der Zeichnung den Mittelpunkt in dem virtuellen Raum. x = t + p = s + k·b x' = t + p' = s + k'·b',

mit t: Positionsvektor von dem Positionssensor zu dem Betrachtungspunkt X
x: Positionsvektor des Betrachtungspunktes X
x': Positionsvektor des Betrachtungspunktes X
p: Positionsvektor von dem Punkt 0 zu dem Positionssensor bei der ersten Position
p': Positionsvektor von dem Punkt 0 zu dem Positionssensor bei der zweiten Position
k,k': Variablen

Aus den obigen Formeln kann der Vektor t bestimmt werden, und die Position des Betrachtungspunktes kann bestimmt werden. Im Übrigen können der Vektor t und die Position des Betrachtungspunktes bezüglich dem rechten Auge durch ein zu der oben beschriebenen Verarbeitung ähnlichen Verarbeitung bestimmt werden.
Die Position des Betrachtungspunktes der Bedienungsperson OP kann wie oben beschrieben eingestellt werden, aber die Position des Betrachtungspunktes der Bedienungsperson OP ändert sich in Abhängigkeit von der Betrachtungsrichtung. Das heißt, die Position des Betrachtungspunktes ändert sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunktes. Es folgt eine Beschreibung der Verarbeitung zur Bestimmung der Position des Betrachtungspunktes, der sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunktes ändert.
Wie in 15 gezeigt ist, werden bei der Verarbeitung zur Bestimmung der Position des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der Position des Fixierungspunkts in Schritt 160 zuerst die mittleren Positionen L0 und R0 von Augäpfeln bestimmt. Und zwar werden aus der Position des im Voraus bestimmten Betrachtungspunktes die mittleren Positionen von Augäpfeln bestimmt, indem ein vorbestimmter Augapfeldurchmesser verwendet wird, da die Variationen in der Größe eines Augapfels im allgemeinen klein sind und der Durchmesser des Augapfels nach einem Standardverfahren bestimmt werden kann. In einem nachfolgenden Schritt 161 wird die Richtung des Gesichts durch den an der Bedienungsperson OP angebrachten Positionssensor 22 gelesen. In einem nachfolgenden Schritt 162 werden die Positionskoordinaten des Fixierungspunktes gelesen, und die Position des Betrachtungspunktes wird in einem nachfolgenden Schritt 164 auf der Grundlage der Positionskoordinaten dieses Fixierungspunktes, der Richtung des Gesichts, die in Schritt 161 eingelesen wurde, den mittleren Positionen L0 und R0 der Augäpfel und dem Augapfeldurchmesser bestimmt.
Unter Bezugnahme auf 16 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Position des Betrachtungspunktes beschrieben, indem als ein Beispiel ein Fall zitiert wird, in dem sich der Betrachtungszustand der Bedienungsperson OP gegenüber dem orthoskopen Zustand geändert hat. Es sollte beachtet werden, dass bei dieser Ausführungsform der Zustand, in dem die Bedienungsperson OP einen im Wesentlichen unendlichen Punkt sieht, als der orthoskope Zustand der Bedienungsperson OP eingestellt wird. In diesem Fall wird angenommen, dass das Gesicht der Bedienungsperson OP im Hinblick auf seine Richtung in die Richtung ausgerichtet ist, die die Mitte beider Augen mit der betrachteten Position verbindet. Demzufolge bilden die Zustände, in denen nur die Augäpfel gedreht sind, wie etwa der sogenannte Seitwärtsblick, Aufwärtsblick und Abwärtsblick, nicht den orthoskopen Zustand. In der folgenden Beschreibung werden solche Zustände wie der sogenannte der Seitwärtsblick, der Aufwärtsblick und der Abwärtsblick allgemein als Schielzustand bezeichnet.
Wenn sich die Bedienungsperson OP der Vorwärtsrichtung (dem Schirm) zuwendet und (im Zustand des Schielens) einen Fixierungspunkt Sc betrachtet, bewegt sich die Position des Betrachtungspunktes des linken Auges von der Position L1 des Betrachtungspunktes in dem orthoskopen Zustand zu der Position L2 des Betrachtungspunktes, der sich an einem Schnittpunkt zwischen einem auf dem Augapfeldurchmesser basierenden Kreis und einer geraden Linie befindet, die die Mitte L0 des linken Auges und den Fixierungspunkt Sc. Demzufolge können die Positionen L2 und R2 des Betrachtungspunktes, die sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunkts ändern, aus der Position des Fixierungspunkts Sc, den mittleren Positionen L0 und R0 der Augäpfel und dem Augapfeldurchmesser bestimmt werden. Im Übrigen können die Positionen L2 und R2 des Betrachtungspunktes, die sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunkts ändern, aus der Richtung des Gesichts, der Position des Fixierungspunkts Sc und dem Augapfeldurchmesser bestimmt werden, egal in welcher Richtung das Gesicht der Bedienungsperson OP orientiert ist, da die Richtung des Gesichts mit Hilfe des an der Bedienungsperson OP angebrachten Positionssensor 22 erfasst werden, obwohl in 16 der Fall beschrieben wurden, in dem die Bedienungsperson OP in den Zustand versetzt wird, in dem ihr oder sein Gesicht in Richtung der Vorwärtsrichtung (Schirm) gerichtet ist.
Die Bestimmung der Positionen des Betrachtungspunktes, die sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunktes ändern, erfolgt, wenn die Position des virtuellen Objekts, die für die Bedienungsperson OP angezeigt wird, angezeigt wird, indem sie im Wesentlichen von der orthoskopen Richtung der Bedienungsperson OP in der vertikalen oder horizontalen Richtung bewegt wird, d.h. im Falle des Schielzustandes.
In der obigen Beschreibung ist ein Zustand beschrieben, in dem die Positionen des Betrachtungspunktes, die sich in Abhängigkeit von der Position des Fixierungspunkts ändern, durch Berechnung bestimmt werden. Die Positionen des Betrachtungspunktes können jedoch auch dadurch bestimmt werden, dass die Bewegung des Augapfels direkt erfasst wird. Unter Bezugnahme auf 17 ist eine weitere Verarbeitung zur Bestimmung der Positionen des Betrachtungspunktes durch direkte Erfassung dieser Augapfelbewegung beschrieben. Im Übrigen ist als Vorrichtung zur direkten Erfassung dieser Augapfelbewegung ein (nicht gezeigtes) Strahlnachführungssystem zur Erfassung der Drehbewegung eines Augapfels auf der Grundlage der Drehbewegung einer Pupille und einer Änderung der Reflektivität der Hornhaut bekannt. Hier wird angenommen, dass ein Ausgangssignal von dem nicht dargestellten Strahlnachführungssystem dem Steuergerät 14 zugeführt wird. Darüber hinaus ist dieses Strahlnachführungssystem vorzugsweise an den Flüssigkristallverschlussblendenaugengläsern 20 befestigt.
Wie in 17 gezeigt ist, wird bei der weiteren Verarbeitung zur Bestimmung der Positionen des Betrachtungspunktes durch Erfassen der Bewegung des Augapfels in Schritt 174 die Drehbewegung der Augäpfel mit Hilfe des Strahlnachführungssystems gelesen. In einem nachfolgenden Schritt 176 können die Positionen L2 und R2 des Betrachtungspunktes, die sich von den Positionen R1 und L1 in dem orthoskopen Zustand geändert haben, auf der Grundlage der Winkel durch die Drehbewegung der Augäpfel bestimmt werden.
Nachfolgend ist die Verarbeitung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in dem in 6 gezeigten Schritt 106 ausführlich beschrieben.
Wie in 18 gezeigt ist, werden bei der Verarbeitung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in Schritt 200 Bilddaten zur Anzeige des virtuellen Objekts in dem virtuellen Raumeingelesen, und die Position der Bedienungsperson OP wird gelesen, indem in einem nachfolgenden Schritt 202 der Positionssensor 22 ausgelesen wird. In einem nachfolgenden Schritt 204 werden die Bilddaten in einer Weise korrigiert, die nachstehend beschrieben ist, indem die oben erwähnten Einstellpositionen des Betrachtungspunktes und dergleichen verwendet werden, und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage der korrigierten Bilddaten in einem nachfolgenden Schritt 206 angezeigt.
Mit Bezug auf 19 ist im Folgenden die Anzeige des stereoskopischen Bildes kurz beschrieben. Die Bedienungsperson OP mit dem Augabstand PD betrachtet den Schirm von dem Betrachtungspunkt L des linken Auges und dem Betrachtungspunkt R des rechten Auges. Ein auf den Bilddaten basierendes Bild wird auf dem Schirm 16 angezeigt. Auf der Grundlage dieser Bilddaten werden ein Bild GL für das linke Auge und ein Bild GR für das rechte Auge erzeugt, die aufgrund des Augabstandes PD und des Abstandes zu dem Schirm 16 eine Parallaxe enthalten, und das Bild GL für das linke Auge und das Bild GR für das rechte Auge werden abwechselnd angezeigt. Synchron mit der Umschaltung der Anzeige des Bildes GL für das linke Auge und des Bildes GR für das rechte Auge wird die Lichttransmission durch den Abschnitt für das linke Auge und den Abschnitt für das rechte Auge der Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20 umgeschaltet. Folglich bildet ein Überlappungsbereich, der einen Bereich, bis zu dem Bild GL für das linke Auge, der mit dem linken Auge betrachtet wird, und einen Bereich, bis zu dem Bild GR für das rechte Auge, der mit dem rechten Auge betrachtet wird, einen virtuellen Raum Vr, in dem das virtuelle Objekt angezeigt werden kann. Daher wird das virtuelle Objekt durch Anzeigen des Bildes GL für das linke Auge und des Bildes GR für das rechte Auge stereoskopisch angezeigt.
Im Übrigen ist es möglich, wie es in 13 gezeigt ist, bei der Anzeige des stereoskopischen Bildes durch Vergrößern des Überlappungsbereichs des Bildes GL für das linke Auge und des Bildes GR für das rechte Auge, die auf dem Schirm 16 angezeigt werden, den Überlappungsbereich zu vergrößern, der den Bereich bis zu dem Bild GL für das linke Auge, der mit dem linken Auge betrachtet wird, und den Bereich bis zu dem Bild GR für das rechte Auge, das mit dem rechten Auge betrachtet wird, umfasst, wodurch es möglich ist, den virtuellen Raum Vr, in dem das virtuelle Objekt angezeigt werden kann, zu vergrößern.
Die Erfinder führten ein Experiment zur Wahrnehmungscharakteristik durch, wobei sie die Tatsache beachteten, dass die Wahrnehmungscharakteristik bei der Wahrnehmung eines in dem virtuellen Raum Vr angezeigten und einem realen Objekt entsprechenden virtuellen Objekts zwischen den Bedienungspersonen OP variiert. In dem Experiment wurde ein Kreiskegel als das reale Objekt verwendet, und eine Spitze des Kreiskegels wurde als Messpunkt eingestellt. Der Kreiskegel wurde in dem virtuellen Raum als ein virtuelles Objekt angezeigt, und es wurde die Beziehung bestimmt zwischen der wahrgenommenen Position einerseits, wenn die Spitze des Kreiskegels, d.h. des virtuellen Objekts, von der Bedienungsperson OP bestimmt wurde, und der präsentierten Position des Messpunktes andererseits.
20A zeigt die Beziehung zwischen der präsentierten Position und dem Fehler (Differenz zwischen der präsentierten Position und der wahrgenommenen Position), wenn ein virtuelles Objekt von zehn unterschiedlichen Bedienungspersonen OP im orthoskopen Zustand betrachtet wurde. Ferner, 20B zeigt die Beziehung zwischen der präsentierten Position und der wahrgenommenen Position, wenn das virtuelle Objekt von den zehn unterschiedlichen Bedienungspersonen OP im Schielzustand wahrgenommen wurde. In den Zeichnungen zeigt die präsentierte Position den Abstand von der Bedienungsperson OP. was den Fehler betrifft, so zeigt das positive Vorzeichen die Richtung der Wegbewegung von der Bedienungsperson OP, während das negative Vorzeichen die Richtung der Annäherung an die Bedienungsperson OP zeigt.
Was den Abstand des in dem orthoskopen Zustand wahrgenommenen virtuellen Objekts betrifft, so wurde, wie der 20A entnommen werden kann, das virtuelle Objekt umso näher wahrgenommen, je näher sich die Bedienungsperson OP befand, während das virtuelle Objekt umso weiter wahrgenommen wurde, je weiter sich die Bedienungsperson OP befand, obwohl die Wahrnehmungscharakteristik unter den einzelnen Personen verschieden war. Andererseits zeigte der Abstand des in dem Schielzustand wahrgenommenen virtuellen Objekts eine Tendenz ähnlich der der Wahrnehmungscharakteristik in dem orthoskopen Zustand und verschob sich als Ganzes in die sich an die Bedienungsperson OP annähernde Richtung, wie der 20B entnommen werden kann.
Aus den vorgenannten Ergebnissen des Experiments erkannten die Erfinder, dass die Wahrnehmungscharakteristik bei der Wahrnehmung eines in dem virtuellen Raum Vr angezeigten und einem realen Objekt entsprechenden virtuellen Objekts zwischen einzelnen Bedienungspersonen OP verschieden ist, und dass ein Unterschied zwischen dem präsentierten Abstand und dem wahrgenommenen Abstand besteht, der auch von dem präsentierten Abstand abhängt. Daher gewannen die Erfinder die Erkenntnis, dass eine Korrektur notwendig ist, um zu ermöglichen, dass sich das wahrzunehmende virtuelle Objekt für die Bedienungspersonen OP an der richtigen Position befindet.
Hinsichtlich des Punktes, dass die Höhe des Fehlers, in dem der präsentierte Abstand von dem wahrgenommenen Abstand des von der Bedienungsperson OP wahrgenommenen virtuellen Objekts abezogen wird, mit der Zunahme des präsentierten Abstandes zunimmt, führten die Erfinder ein Experiment zur Beziehung hinsichtlich des Augabstandes PD durch, wobei die Tatsache berücksichtigt wurde, dass sich die vorgenannte Höhe des Fehlers aufgrund der Drehbewegung der Augäpfel ändert, und erhielten die folgenden Ergebnisse. 21A und 21B zeigen die Ergebnisse des Experiments, wobei 21A die Beziehung zwischen dem Augabstand PD und dem präsentierten Abstand des virtuellen Objekts in dem orthoskopen Zustand zeigt, während 21B die Beziehung zwischen dem Augabstand PD und dem präsentierten Abstand des virtuellen Objekts in dem Schielzustand zeigt. Im Übrigen zeigen in den Zeichnungen die dicken Linien theoretische Eigenschaf ten der Änderung des Augabstandes PD, die der Änderung des präsentierten Abstandes des virtuellen Objekts entsprechen. Als Folge aus den Ergebnissen wurde die Erkenntnis gewonnen, dass der Wahrnehmungsfehler nicht allein durch theoretische Drehbewegung überwunden werden kann.
Nachfolgend ist eine Verarbeitung zur Korrektur von Bilddaten in Schritt 204 in 18 beschrieben, welches die Verarbeitung ist, um zu ermöglichen, dass das wahrzunehmende virtuelle Objekt für die Bedienungspersonen OP an der richtigen Position wahrgenommen wird.
Unter Bezugnahme auf das in 22 gezeigte Flussdiagramm ist eine Verarbeitung zur Erzeugung einer Tabelle zur räumlichen Verzerrung durch Messen von Korrekturdaten beschrieben, die zur Korrekturverarbeitung verwendet werden, welche später beschrieben wird, um die Wahrnehmungscharakteristik der Bedienungsperson OP bei der Wahrnehmung des in dem virtuellen Raum Vr angezeigten und dem realen Objekt entsprechenden virtuellen Objekts zu ermitteln.
Wie in 22 gezeigt ist, wird die Bedienungsperson OP bei der Verarbeitung zur Erzeugung einer Tabelle zur räumlichen Verzerrung in Schritt 210 aufgefordert, das virtuelle Objekt an einer Mehrzahl von präsentierten Abständen (in einer Anzahl, die Punkten entspricht, die den virtuellen Raum abdecken) anzuzeigen und die wahrgenommenen Positionen des präsentierten virtuellen Objekts einzugeben. In einem nachfolgenden Schritt 212 werden die von der Bedienungsperson OP eingegebenen wahrgenommenen Positionen des virtuellen Objekts gelesen. Die wahrgenommenen Positionen des virtuellen Objekts werden mit Hilfe der stiftartigen Positionseingabevorrichtung 18 eingegeben, um dreidimensionale Koordinatendaten zu erhalten. In einem nachfolgenden Schritt 214 wird die Beziehung zwischen dem präsentierten Abstand des virtuellen Objekts und einem Eingabewert des wahrgenommenen Abstandes erzeugt und als die Tabelle zur räumlichen Verzerrung abgespeichert. In diesem Fall kann die Tabelle zur räumlichen Verzerrung durch Werte verallgemeinert werden, die aus einer Mehrzahl von Bedienungspersonen OP gemessen werden, oder sie kann als eine persönliche Tabelle der Bedienungsperson OP verwendet werden. Der Augabstand PD der Bedienungsperson OP wird im Übrigen mit der Tabelle zur räumlichen Verzerrung in Übereinstimmung gebracht und gespeichert.
In der obigen Beschreibung werden die wahrgenommenen Positionen des angezeigten virtuellen Objekts eingegeben, und Fehler zu diesem Zeitpunkt können als eine Tabelle übernommen werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, einen Betrag einer Bewegung zu übernehmen, mit der das virtuelle Objekt tatsächlich zu der Position bewegt wird, wo es sich befinden sollte.
Nachfolgend ist eine Korrekturverarbeitung beschrieben, durch die es möglich ist, dass sich das wahrzunehmende virtuelle Objekt für die Bedienungsperson OP an der richtigen Stelle befindet. Zuerst ist eine erste Verzerrungskorrektur mit Bezug auf in 23 gezeigte Korrekturverarbeitung beschrieben. Bei der ersten Verzerrungskorrektur wird der Augabstand korrigiert, indem er auf einen Referenzaugabstand eingestellt wird, bei dem wahrgenommen wird, dass sich das virtuelle Objekt in dem korrekten Abstand befindet.
Wie in 23 gezeigt ist, wird bei der ersten Verzerrungskorrekturverarbeitung in Schritt 220 die zuvor erwähnte Tabelle zur räumlichen Verzerrung gelesen, und Daten über den Augabstand, bei dem der Positionsfehler an einer im Voraus eingestellten vorbestimmten Position in dem virtuellen Raum im Wesentlichen 0 wird, werden in einem nachfolgenden Schritt 222 gewonnen. In einem nachfolgenden Schritt 224 wird der gewonnene Augabstand als ein Referen zaugabstand eingstellt, und in Schritt 228 wird das Bild berechnet, indem der Referenzaugabstand verwendet wird.
Da der Augabstand, bei dem der Positionsfehler im Wesentlichen 0 wird, als der Referenzaugabstand eingestellt wird, ist folglich selbst eine Bedienungsperson OP mit einem unterschiedlichen Augabstand dazu in der Lage, das virtuelle Objekt wahrzunehmen, das sich an der korrekten Position befinden soll.
Als nächstes ist eine zweite Verzerrungskorrekturverarbeitung mit Bezug auf 24 beschrieben, die von der ersten Verzerrungskorrekturverarbeitung verschieden ist. Bei der zweiten Verzerrungskorrekturverarbeitung wird die Form des virtuellen Objekts korrigiert, indem es in Übereinstimmung mit der Verzerrung des Raums verzerrt wird.
Wie in 24 gezeigt ist, wird bei der zweiten Verzerrungskorrekturverarbeitung in Schritt 230 die oben erwähnte Tabelle zur räumlichen Verzerrung gelesen, und eine Verzerrungskorrekturfunktion f zur Anzeige des Bildes durch Verzerren der Form des Bildes in dem virtuellen Raum wird in einem nachfolgenden Schritt 232 abgeleitet. In Schritt 236 wird das Bild durch Verwenden der so abgeleiteten Verzerrungskorrekturfunktion f berechnet.
Die erwähnte Verzerrungskorrekturfunktion wird durch die folgenden Formeln ausgedrückt: (α', β', y') = f (α, β, y) α' = α β' = β y' = a(α,β) · y + b(α,β)

mit y: wahrzunehmender Tiefenabstand
y': Korrekturwert für den Tiefenabstand in den Daten
α: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in vertikaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in vertikaler Richtung)
α': Korrekturwert für den Seitwärtsblickwinkel in vertikaler Richtung in den Daten
β: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in horizontaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in horizontaler Richtung)
β': Korrekturwert für den Seitwärtsblickwinkel in horizontaler Richtung in den Daten
a(α,β), b(α,β): von α,β abhängige Funktionen

Unter Konzentration auf die Tatsache, dass die von der Bedienungsperson OP wahrgenommene Position und die präsentierte Position in einer im Wesentlichen linearen Beziehung zueinander stehen (siehe 20), werden bei der erwähnten Verzerrungskorrekturfunktion f Regressionslinien für die jeweiligen Bedienungsperson OP bestimmt, wird ihr Durchschnittswert als ein Gradient a(α,β) eingestellt und wird ein Segment b(α,β) bestimmt. Diese Funktionen a(α,β) und b(α,β) können aus zwei Punkten (y1, y1') und (y2, y2') bestimmt werden, die in Übereinstimmung mit den einzelnen Bedienungspersonen OP gemessen werden.
25A und 25B zeigen die Ergebnisse, in denen die Beziehung zwischen der wünschenswerterweise wahrgenommenen Position, an der das virtuelle Objekt an der durch die erwähnte Funktion f korrigierten Position präsentiert wurde, und dem Fehler der wahrgenommenen Position gegenüber der wünschenswerterweise wahrgenommenen Position. 25A zeigt die Beziehung, wenn das virtuelle Objekt in dem orthoskopen Zustand betrachtet wurde, während 25B die Beziehung zeigt, wenn das virtuelle Objekt in dem Schielzustand betrachtet wurde. Wie den Zeichnungen entnommen werden kann, kann das virtuelle Objekt im Wesentlichen unterschiedslos wahrgenommen werden, unabhängig von den Bedienungspersonen OP.
Die erwähnte Korrekturfunktion f kann im Übrigen von den Funktionen a(α,β) und b(α,β) einer kleinen Anzahl von Bedienungspersonen OP durch Ändern des Augabstandes jeder einzelnen Bedienungsperson OP verallgemeinert werden, so dass (α0,β0,y0) = f)α0,β0,y0) ist bezüglich eines Punktes (α0,β0,y0), der als Referenz dient.
Obwohl in der obigen Beschreibung eine Korrektur getrennt für die jeweiligen Winkel in der vertikalen und der horizontalen Richtung durchgeführt wird, kann jeder der Winkel lediglich durch einen Winkel Θ der Abweichung von der Richtung der Blickrichtung ersetzt werden. Durch Verwenden dieser Anordnung kann die Verzerrungskorrekturfunktion f vereinfacht werden.
Als nächstes ist mit Bezug auf 26 eine dritte Verzerrungskorrekturverarbeitung beschrieben. Bei der dritten Verzerrungskorrekturverarbeitung wird ein virtueller Augabstand, der der räumlichen Verzerrung entspricht, bestimmt, und das stereoskopische Bild wird an der Position des Betrachtungspunktes angezeigt.
Wie in 26 gezeigt ist, wird in Schritt 240 der dritten Verzerrungskorrekturverarbeitung die oben genannte Tabelle zur räumlichen Verzerrung eingelesen, und in einem nachfolgenden Schritt 242 wird eine Verzerrungskorrekturfunktion g zur Bestimmung eines virtuellen Augabstandes abgeleitet. In einem nachfolgenden Schritt 244 wird der virtuelle Augabstand bestimmt, indem die abgeleitete Verzerrungskorrekturfunktion g verwendet wird. In einem nachfolgenden Schritt 248 werden die Bilddaten gelesen und mit Hilfe des virtuellen Augabstandes korrigiert.
Die oben erwähnte Verzerrungskorrekturfunktion g wird durch die folgenden Formeln ausgedrückt: (α', β', y') = g(α, β, y) α' = α β' = β d' = a(α,β) · y + b(α,β)

mit y: wahrzunehmender Tiefenabstand
d': Korrekturwert für den Augabstand in den Daten
α: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in vertikaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in vertikaler Richtung)
α': Korrekturwert für den Seitwärtsblickwinkel in vertikaler Richtung in den Daten
β: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in horizontaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in horizontaler Richtung)
β': Korrekturwert für den Seitwärtsblickwinkel in horizontaler Richtung in den Daten
a(α,β), b(α,β): von α,β abhängige Funktionen

Die Funktionen a(α,β) und b(α,β) der oben erwähnten Verzerrungskorrekturfunktion g können aus zwei Punkten (y1,d1') und (y2,d2') bestimmt werden, die in Übereinstimmung mit einzelnen Bedienungspersonen OP gemessen werden. Zum Beispiel kann der Augabstand d eingestellt werden, indem er so korrigiert wird, dass der Positionsfehler bei einer beliebigen Tiefe y1 0 wird. Bei einem alternativen Verfahren wird der Tiefenfehler e, der auftritt, wenn der Augabstand bei einer beliebigen Tiefe y1 auf d1 eingestellt wird, gemessen, und der Augabstand d' in den Daten wird auf der Grundlage dieses Fehlers durch die folgende Formel bestimmt: d1' = (d1·ds·e) / {y1·(ds – y1 – e)} +d1
mit ds: Abstand vom Betrachtungspunkt zum Schirm
Die oben erwähnte Korrekturfunktion g kann im Übrigen verallgemeinert werden, indem im Voraus Standardwerte der Funktionen a(α,β) und b(α,β) einer Standardbedienungspersons OP bestimmt werden, indem der Fehler zwischen dem Augabstand in den Daten bezüglich einzelner Bedienungsperson OP und dem Augabstand der Standardbedienungsperson OP bezüglich eines als Referenz dienenden Punktes (α0,β0,y0) gemessen wird, und indem dann die Funktionen a(α,β) und b(α,β) der einzelnen Bedienungsperson OP durch Aufnahme der Fehlerkomponenten bestimmt werden.
Obwohl in der obigen Beschreibung eine Korrektur getrennt für die jeweiligen Winkel in der vertikalen Richtung und in der horizontalen Richtung ausgeführt wird, kann jeder der Winkel lediglich durch einen Winkel der Abweichung θ von der Blickrichtung ersetzt werden. Durch Verwenden dieser Anordnung kann die Verzerrungskorrekturfunktion g vereinfacht werden.
Als nächstes ist mit Bezug auf 27 eine vierte Verzerrungskorrekturverarbeitung beschrieben. Bei der vierten Verzerrungskorrekturverarbeitung wird ein virtueller Augapfelradis, der der räumlichen Verzerrung entspricht, bestimmt, ein auf dem virtuellen Augapfelradius basierender virtueller Betrachtungspunkt wird bestimmt, und das stereoskopische Bild wird an der Position dieses Betrachtungspunktes angezeigt.
Wie in 27 gezeigt ist wird in Schritt 250 der vierten Verzerrungskorrekturverarbeitung die oben erwähnte Tabelle zur räumlichen Verzerrung eingelesen, und eine Funktion h zur Bestimmung eines virtuellen Augapfelradius wird in einem nachfolgenden Schritt 252 abgeleitet. In einem nachfolgenden Schritt 254 wird die Position des virtuellen Betrachtungspunktes mit Hilfe der abgeleiteten Funktion h bestimmt. In einem nachfolgenden Schritt 258 wird mit Hilfe der Position des virtuellen Betrachtungspunktes das Bild berechnet.
Die oben genannte Funktion h kann durch folgende Formel ausgedrückt werden: r = h(α,β)

mit r: virtueller Augapfelradius
y: wahrzunehmener Tiefenabstand
α: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in vertikaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in vertikaler Richtung)
β: Wahrzunehmender Seitwärtsblickwinkel in horizontaler Richtung (Fixierungspunktwinkel in horizontaler Richtung)
d(α,β,y): Korrekturwert für den Augabstand in den Daten

Bei der oben genannten Funktion h sind bezüglich jedes (α,β) virtuelle Augabstände d(α,β,y1) und d(α,β,y2) bei zwei Punkten y1 und y2 erforderlich, die virtuellen Augabstände d(α,β,y1) und d(α,β,y2) können mit Hilfe der oben beschriebenen Verarbeitung (26) bestimmt werden.
Es sollte beachtet werden, dass die oben genannte Funktion h verallgemeinert werden kann, wenn mit Bezug auf den als Referenz dienenden Punkt (α0,β0,y0) ein solcher virtueller Augabstand verwendet wird, der r identisch macht, oder r in einer solchen Weise berechnet wird, dass die Augabstände identisch werden.
Obwohl bei der obigen Beschreibung eine Korrektur getrennt für jeweilige Winkel in der vertikalen Richtung und in der horizontalen Richtung ausgeführt wird, kann jeder der Winkel lediglich durch einen Winkel θ der Abweichung von der Blickrichtung ersetzt werden. Durch Verwenden dieser Anordnung kann die Verzerrungskorrekturfunktion h vereinfacht werden.
Die oben beschriebene Korrekturverarbeitung (Schritt 204 in 19) wird mit Bezug auf die Anzeige von stereoskopischen Bildern vorzugsweise ständig ausgeführt. Da jedoch die Korrekturverarbeitung in Übereinstimmung mit der Nachführung des Betrachtungspunktes ausgeführt wird, wenn die Echtzeitverarbeitung möglich gemacht ist, gibt es Fälle, in denen das virtuelle Objekt im virtuellen Raum flattert. Um eine solche Flatterwahrnehmung des Bildes zu verringern wird, wie es in 28 gezeigt ist, vorzugsweis ein Schritts 64 eine Korrekturverarbeitung ausgeführt, nachdem der Positionssensor in Schritt 260 gelesen ist und nur, wenn in Schritt 262 dieser Wert größer als ein vorbestimmter Wert ist. Im Übrigen kann eine Korrektur mit einer Hysterese durchgeführt werden.
Ferner, in Anbetracht der Tatsache, dass der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm einen Einfluss auf die Veränderung der oben genannten Wahrnehmungscharakteristik hat, führten die Erfinder ein Experiment zur Wahrnehmungscharakteristik durch Verändern des Abstandes vom Betrachtungspunkt zum Schirm aus. Bei dem Experiment wurde in dem virtuellen Raum in veränderten Abständen zum Schirm ein virtuelles Objekt nn einem identischen präsentierten Abstand angezeigt, und die Beziehung zwischen der wahrgenommenen Position und der präsentierten Position wurde bestimmt.
29 zeigt die Beziehung zwischen der Schirmposition und dem virtuellen Augabstand, wenn das virtuelle Objekt den drei präsentierten Positionen (Abstände von der Bedienungsperson OP, d.h. präsentierte Abstände) für drei unterschiedliche Bedienungsperson OP durch Ändern der Schirmposition zu vier Punkten präsentiert wurde. Wie der Zeichnung entnommen werden kann, neigt der virtuelle Augabstand in dem Fall, in dem der präsentierte Abstand festgelegt ist, dazu, mit sich entfernender Schirmposition kleiner zu werden. Andererseits neigt der virtuelle Augabstand dazu, mit zunehmendem präsentierten Abstand größer zu werden, unabhängig von der Schirmposition.
Durch Erkennen der Tatsache, dass die Wahrnehmungscharakteristik der Bedienungsperson OP bei der Wahrnehmung eines in dem virtuellen Raum Vr angezeigten virtuellen Objektes von dem Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm beeinflusst wird, aus dem oben beschriebenen Experiment erlangten die Erfinder die Erkenntnis, dass die Korrektur, die den Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm berücksichtigt, notwendig ist, um es zu ermöglichen, dass das virtuelle Objekt, das wahrgenommen werden soll, sich für die Bedienungsperson OP an der korrekten Position befindet. Und zwar ist der Kopf, wenn die Bedienungsperson das virtuelle Objekt betrachtet, nicht immer feststehend, so dass sich der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm ändert, wenn sich der Kopf bewegt. Aus diesem Grund ist es durch Ausführen einer Korrektur, die den Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm berücksichtigt, möglich, der Bedienungsperson zu erlauben, das virtuelle Objekt genauer wahrzunehmen.
Nachfolgend ist die oben genannte Korrektur beschrieben, die den Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm berücksichtigt (Verarbeitung zur Korrektur von Bilddaten in Schritt 204 in 18).
Die fünfte Verzerrungskorrekturverarbeitung ist ähnlich wie die oben beschriebene zweite Verzerrungskorrektur, der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm ist berücksichtigt, und die Korrektur wird ausgeführt, indem die Form des virtuellen Objekts in Übereinstimmung mit der Verzerrung des Raumes ausgeführt wird.
Wie in 49 gezeigt ist wird bei der fünften Verzerrungskorrekturverarbeitung der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm während der Vorbereitung der oben genannten Tabelle zur räumlichen Verzerrung als Parameter hinzugefügt. In Schritt 231 wird die Tabelle zur räumlichen Verzerrung gelesen, und eine Verzerrungskorrekturfunktion f" zur Anzeige des Bildes durch Verzerren der Form des Bildes in dem virtuellen Raum, d.h. die Korrekturfunktion f" zur Verformung der Form, wird in einem nachfolgenden Schritt 233 abgeleitet. In Schritt 237 wird das Bild mit Hilfe der so abgeleiteten Verzerrungskorrekturfunktion f" berechnet. Und zwar wird die Form verzerrt, indem die abgeleitete Verzerrungskorrekturfunktion f" verwendet wird, und das Bild wird unter Verwendung dieser Form erzeugt. Als Folge davon kann der Wahrnehmungsfehler korrigiert werden.
Die oben genannte Verzerrungskorrekturfunktion f" wird durch die nachstehende Formel ausgedrückt. Und zwar wird der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm als ein Parameter zu der oben genannten zweiten Verzerrungskorrekturfunktion f addiert. (y',α',β',s') = f"(y,α,β,s)

mit s: Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm
s': Abstand von dem Betrachtungspunkt in den Daten zu dem Schirm.

Als nächstes ist eine sechste Verzerrungskorrekturverarbeitung beschrieben. Die sechste Verzerrungskorrekturverarbeitung ist ähnlich wie die dritte Verzerrungskorrektur verarbeitung, der Abstand von dem Betrachtungspunkt zum Schirm wird berücksichtigt, der virtuelle Augabstand, der der räumlichen Verzerrung entspricht, wird bestimmt, und ein stereoskopisches Bild wird an der Position dieses Betrachtungspunktes angezeigt.
Wie in 30 gezeigt ist, wird in Schritt 270 der sechsten Verzerrungskorrekturverarbeitung die Tabelle zur räumlichen Verzerrung gelesen, und eine Korrekturfunktion u (deren Einzelheiten weiter unten ausführlich beschrieben sind) zur Bestimmung eines virtuellen Augabstandes PD', der der Schirmposition s entspricht, wird in einem nachfolgenden Schritt 272 abgeleitet. Der korrigierte virtuelle Augabstand PD' wird in Schritt 274 bestimmt. Anschließend wird unter Verwendung des virtuellen Augabstandes PD' in einem nachfolgenden Schritt 276 die Korrektur ausgeführt.
Die oben genannte Korrekturfunktion u wird durch die nachstehende Formel ausgedrückt: PD' = u(x, PD, s)

mit x: Tiefenabstand (präsentierter Abstand) des wahrzunehmenden virtuellen Objekts
PD: Augabstand bezüglich des präsentierten Abstandes
s: Schirmposition

Insbesondere kann zunächst die lineare Beziehung zwischen dem virtuellen Augabstand und dem präsentierten Abstand durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

mit PD_n(x,s): der Schirmposition entsprechender virtueller Augabstand
n: Zahl, die die Bedienungsperson repräsentiert
x: präsentierter Abstand für die Bedienungsperson OP_n
s: Schirmposition
i,j: präsentierter Abstand
PD_n(i,s): virtueller Augabstand bei einer präsentierten Position i
PD_n(j,s): virtueller Augabstand bei einer präsentierten Position i

Was die Schirmposition betrifft, so wird ferner, da der virtuelle Augabstand dazu neigt, mit sich wie oben beschrieben weiter entfernender Schirmposition kürzer zu werden, bezüglich der Schirmposition und dem präsentierten Abstand auf der Grundlage eines im Voraus ausgeführten Experiments eine Regressionsanalyse ausgeführt, eine unten gezeigte Regressionslinie wird bestimmt, und mit Hilfe dieser Regressionslinie eine Approximation wird gewonnen. PDn (i , s) = ank · s + bnk

mit a_nk: Gradient der Regressionslinie bei einem präsentierten Abstand k
b_nk: Segment der Regressionslinie bei dem präsentierten Abstand k

Bei dieser Ausführungsform werden Gradienten a_n300 und a_n500 und Segmente b_n300 und b_n500 der Regressionslinie mit Bezug auf die Bedienungsperson OP_n bestimmt, indem zwei präsentierte Abstände (i = 300 nm, j = 500 nm) als Referenzen verwendet werden, und werden in die Formel der Regressionslinie substituiert, wodurch virtuelle Augabstände PD_n(300,s) und PD_n(500,s) an einer beliebigen Schirmposition s bestimmt werden. Die bestimmten werte werden in die obige Formel substituiert, die die lineare Beziehung zwischen dem virtuellen Augabstand und dem präsentierten Ab stand darstellt, wodurch der virtuelle Augabstand PD_n(x,s), der jedem präsentierten Abstand x und jeder Schirmposition s entspricht, bestimmt wird. Bei dieser Ausführungsform wurden im Übrigen acht virtuelle Augabstände in Bezug auf jede Bedienungsperson gemessen.
31A und 31B zeigen die Ergebenisse der Bestimmung der Beziehung zwischen der Abweichung des wahrgenommenen Abstandes und dem präsentierten Abstand. 31A zeigt den Fall, in dem eine Messung durch Fixierung des virtuellen Augabstandes durchgeführt wurde, während 31B den Fall zeigt, in dem eine Messung mit Bezug auf das virtuelle Objekt gemacht wurde, das präsentiert wurde, auf der Grundlage des virtuellen Augabstandes, der durch Anwenden der oben genannten Formel bestimmt wurde. Wie den 31A und 31B entnommen werden kann, wurde durch Korrigieren des virtuellen Augabstandes, wobei der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm berücksichtigt wurde, die Abweichung des wahrgenommenen Abstandes verringert, unabhängig von dem präsentierten Abstand, und das virtuelle Objekt konnte an einer im Wesentlichen korrekten Position wahrgenommen werden.
32A und 32B zeigen die Ergebnisse der Bestimmung der Beziehung zwischen der Abweichung des wahrgenommenen Abstandes und der Schirmposition. 32A zeigt den Fall, in dem eine Messung durch Fixierung des virtuellen Augabstandes durchgeführt wurde, während 32B den Fall zeigt, in dem eine Messung des virtuellen Objekts durchgeführt wurde, das präsentiert wurde, auf der Grundlage des durch Anwenden der oben genannten Korrekturformel bestimmten virtuellen Augabstandes. Wie den 32A und 32B zu entnehmen ist, wurde durch Korrigieren des virtuellen Augabstandes, wobei der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Bildschirm berücksichtigt wurde, die Abweichung des wahrgenommenen Abstandes verringert, unabhängig von der Schirmposition, und das virtuelle Objekt konnte an einer im Wesentlichen korrekten Position wahrgenommen werden.
Ferner kann als siebte Verzerrungskorrekturverarbeitung der Abstand von dem Betrachtungspunkt zu dem Schirm berücksichtigt werden, und der Augapfelradius kann rückbestimmt werden in Übereinstimmung mit dem Abstand von dem Betrachtungspunkt zum Schirm, wenn der Augapfelradius in der oben beschriebenen Verzerrungskorrekturverarbeitung bestimmt wird, obwohl auf eine Beschreibung an dieser Stelle verzichtet ist.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, in dem einer einzigen Bedienungsperson ein stereoskopisches Bild präsentiert wird, wird bei dieser Ausführungsform die vorliegenden Erfindung auf einen Fall angewendet, in dem ein stereoskopisches Bild einer Mehrzahl von Bedienungspersonen präsentiert wird. Es sollte beachtet werden, dass bei dieser Ausführungsform, um ein stereoskopisches Bild einer Mehrzahl von Bedienungspersonen zu präsentieren, Bedienungspersonen, denen das stereoskopische Bild vorzugsweise präsentiert werden sollte, für jede vorbestimmte Zeitspanne eingestellt werden, und das stereoskopische Bild wird angezeigt. Da diese Ausführungsform eine Anordnung umfasst, die im Wesentlichen der der oben beschriebenen Ausführungsform ähnlich ist, werden identische Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine ausführliche Beschreibung von ihnen wird verzichtet.
Wie in 34 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 11 zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes den Projektor 12 zur Projektion eines Bildes auf den Schirm 16 in dem Dunkelraum 60. Der Projektor 12 ist mit einem Steuergerät 15 zur Erzeugung eines Bildes zur stereoskopischen Anzeige ve bunden. Ein Infrarotsenser 17 zum Senden von Infrarotstrahlen in Richtung der Bedienungsperson, die sich hinter dem Schirm 16 befindet, ist über dem Schirm 16 angeordnet. Eine Mehrzahl (bei dieser Ausführungsform zwei) von Sitzen 24₁ und 24₂ , in denen eine Mehrzahl (bei dieser Ausführungsform zwei) von Bedienungspersonen OP₁ und OP₂ sitzen, sind hintereinander auf der Projektionsseite des Projektors 12 und hinter dem Schirm 16 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass in der nachfolgenden Beschreibung, wenn keine bestimmte Bedienungsperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen bestimmt ist und eine Beschreibung einer Bedienungsperson allgemein angegeben ist, ein solcher Bedienungsperson als die Bedienungsperson OP bezeichnet ist.
Der Sitz 24₁ , in dem die Bedienungsperson OP₁ sitzt, ist auf einen Sockel 26₁ montiert, und dieser Sockel 26₁ ist über einen Balg 28A₁ mit einem Motor 28₁ verbunden. Der Motor 28₁ ist an einem Wagen 28B₁ befestigt, der auf dem Boden in vorbestimmten Richtungen (in der Richtung des Pfeiles FR in 34 als eine Rückwärts-Vorwärts-Richtung und in der Richtung des Pfeiles RL in 34 als einer Links-Rechts-Richtung) beweglich ist, und der Balg 28A₁ dehnt sich aus bzw. zieht sich zusammen, wenn der Motor 28₁ betrieben wird. Indem sich der Balg 28A₁ ausdehnt oder zusammenzieht, wird der Sockel 26₁ in vertikaler Richtung (in Richtung des Pfeils UD in 34) bewegt, so dass die Bedienungsperson OP₁, die in dem Sitz 24₁ sitzt, angehoben oder abgesenkt wird. Das Anheben oder Absenken der Bedienungsperson OP₁, die in dem Sitz 24₁ sitzt, wird zur Einstellung der Fahrzeughöhe verwendet, die dem Fahrzeugtyp entspricht.
Auf entsprechende Weise ist der Sitz 24₂ , in dem die Bedienungsperson OP₂ sitzt, auf einen Sockel 26₂ montiert, und dieser Sockel 26₂ ist über einen Balg 28A₂ mit einem Motor 28₂ verbunden. Der Motor 28₂ ist an einem Wagen 28B₂ befestigt, der auf dem Boden bewegbar ist. wenn der Motor 28₂ betrieben wird, dehnt sich der Balg 28A₂ aus oder zieht sich zusammen, was wiederum bewirkt, dass sich der Sockel 26₂ in vertikaler Richtung bewegt, so dass die Bedienungsperson OP₂, die in dem Sitz 24₂ sitzt, angehoben oder abgesenkt wird.
Im Übrigen kann, wenn angenommen wird, dass die Position der Bedienungsperson OP₁ ein Fahrersitz ist, die Position der Bedienungsperson OP₂, die in dem Sitz 24₂ sitzt, in Übereinstimmung mit der Position eines Beifahrersitzes oder eines Rücksitzes, die dem Fahrzeugtyp entspricht, durch Bewegen des Sockels 26₂ eingestellt werden. Daraus folgt, dass die positionelle Beziehung zwischen die Bedienungspersonen OP₁ und OP₂ in Übereinstimmung mit den Sitzpositionen in dem Fahrzeug, das dem Fahrzeugtyp entspricht, gebracht werden kann.
Die Bedienungsperson OP₁ hat die Positionseingabevorrichtung 18 zur Eingabe von Positionskoordinaten und dergleichen. Ein Paar von Flüssigkristallverschlussblendenaugengläsern 20₁ ist auf dem Kopf der Bedienungsperson OP₁ angebracht, und diese Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20₁ weisen einen Positionssensor 22₁ auf. Der Positionssensor 22₁ ist ein Magnetfelderfassungssensor, der ein von dem Magnetfelderzeuger 30, der hinter der Bedienungsperson OP₁ angeordnet ist, erzeugtes Magnetfeld erfasst, um die dreidimensionalen Koordinaten, wo sich der Positionssensor 22₁ befindet, sowie dessen Richtung zu erfassen.
In entsprechender Weise ist an dem Kopf der Bedienungsperson OP₂ ein Paar von Flüssigkristallverschlussblendenaugengläsern 20₂ angebracht, und diese Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20₂ weisen einen Positionssensor 22₂ auf. Der Positionssensor 22₂ ist ein Magnetfelderfassungssensor, der ähnlich dem Positionssensor 22₁ ist.
Wie in 37 gezeigt ist, umfassen die Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser 20₁ , die von der Bedienungsperson OP₁ getragen werden, einen rechten Bügel 21R, einen Rahmen 23R für das rechte Auge, einen Rahmen 23L für das linke Auge und einen linken Bügel 21L. Eine Flüssigkristallverschlussblende 25R für das rechte Auge ist an dem Rahmen 23R für das rechte Auge angebracht, während eine Flüssigkristallverschlussblende 25L für das linke Auge an dem Rahmen 23L für das linke Auge angebracht ist . Ein Infrarotempfänger 27 ist zwischen dem Rahmen 23R für das rechte Auge und dem Rahmen 23L für das linke Auge angeordnet. Die LED 29 leuchtet, wenn die Bedienungsperson OP₁ ein bevorzugter Betrachter ist, während die LED 31 leuchtet, wenn von dem Infrarotempfänger 27 ein Signal empfangen wird (eine ausführliche Beschreibung ist weiter unten gegeben). Der Infrarotempfänger 27 ist mit den LEDs 29 und 31 und mit einer nicht dargestellten Empfangseinheit verbunden, die einen Microcomputer enthält und die von dem Infrarotempfänger 27 empfangenen Infrarotstrahlen empfängt.
Im Übrigen wird auf eine ausführliche Beschreibung der FlüssigkkristallverschlussblendenAugengläser 20₂ , die von der Bedienungsperson OP₂ getragen wird, verzichtet, da sie in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie die FlüssigkkristallverschlussblendenAugengläser 20₁ , die von der Bedienungsperson OP₁ getragen wird.
Wie in 35 gezeigt ist, ist das Steuergerät 15 aus einem Microcomputer gebildet, der aus einer CPU 34, einem RAM 36, einem ROM 38 und einem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 besteht, die alle einzeln oder mehrfach vorliegen können. Die jeweiligen Einheiten des Microcomputers sind über den Bus 42 miteinander verbunden, um zu ermöglichen, dass verschiedene Befehle und Daten gesendet oder empfangen werden. Der Infrarotsender 17 ist über einen Treiber 43 mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden, und die Positionseingabevorrichtung 18 ist über den Treiber 44 ebenfalls da mit verbunden. Der Positionssensor 22₁ für die Bedienungsperson OP₁ und der Positionssensor 22₂ für die Bedienungsperson OP₂ sind über den Treiber 46 bzw. den Treiber 48 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Der Projektor 12 ist über den Treiber 50 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Der Motor 28 und der Magnetfelderzeuger 30 sind über den Treiber 52 bzw. den Treiber 54 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Die Tastatur 32 ist über den Treiber 56 ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Ferner ist eine Verarbeitungsroutine, die nachstehend beschrieben ist, in dem ROM 38 gespeichert.
Die Disketteneinheit (FDU) 35, in die die Diskette 37 als ein Speichermedium entfernbar eingeführt werden kann, ist ebenfalls mit dem Eingabe/Ausgabe-Anschluss 40 verbunden. Im Übrigen können die Verarbeitungsroutine und dergleichen, die weiter unten beschrieben sind, mit Hilfe der FDU 35 von der Diskette 37 gelesen und darauf geschrieben werden. Demzufolge kann die Verarbeitungsroutine, die nachstehend beschrieben ist, im Voraus auf der Diskette 37 gespeichert werden, ohne in dem ROM 38 gespeichert zu sein, und das auf der Diskette 37 gespeicherte Programm kann von der FDU 35 aus ausgeführt werden. Darüber hinaus kann eine (nicht gezeigte) Speichervorrichtung mit großer Kapazität wie etwa eine Festplatte mit dem Steuergerät 15 verbunden werden, und das auf der Diskette 37 gespeicherte Verarbeitungsprogramm kann auf der (nicht gezeigten) Speichervorrichtung mit hoher Kapazität gespeichert (installiert) werden. Darüber hinaus ist es möglich, als das Speichermedium eine optische Speicherplatte wie etwa eine CD-ROM oder eine magneto-optische Speicherplatte wie etwa eine MD oder eine MO zu verwenden, und wenn ein solches Speichermedium verwendet wird, genügt es, wenn eine CD-ROM-Vorrichtung, eine MD-Vorrichtung, eine MO-Vorrichtung oder dergleichen an Stelle von oder zusätzlich zu der FDU 35 verwendet wird.
Es sollte beachtet werden, dass auf eine Beschreibung der Positionseingabevorrichtung dieser Ausführungsform verzichtet wird, da sie ähnlich zu der der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist.
Im Folgenden ist der Betrieb gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Wenn die Energieversorgung für die Vorrichtung 11 zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes eingeschaltet wird, wird von dem Steuergerät 15 die in 36 gezeigte Verarbeitungsroutine ausgeführt. Zuerst wird bezüglich der Bedienungsperson OP₁ eine Verarbeitung zur räumlichen Korrektur ausgeführt (Schritt 100), um einen Fehler zwischen der Position im realen Raum und der mit Hilfe des Positionsdetektors erfassten Position im dem Raum zu korrigieren, der in gleicher Weise wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform als ein virtueller Raum dienen kann. Anschließend wird eine Verarbeitung zur Einstellung der Schirmposition ausgeführt, um die dreidimensionale Position eines Bildes genau zu ermitteln, das auf dem Schirm 16 angezeigt wird (Schritt 102), und eine Verarbeitung zur Einstellung der Position eines Betrachtungspunktes zur Einstellung der Position eines realen Betrachtungspunktes der Bedienungsperson OP₁ wird ausgeführt (Schritt 104). In einem nachfolgenden Schritt 105 wird bestimmt, ob die oben erwähnte Verarbeitung für alle Bedienungsperson abgeschlossen ist. Da gemäß der obigen Beschreibung die Verarbeitung nur für die Bedienungsperson OP₁ ausgeführt wurde, wird in Schritt 105 NEIN als Antwort gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 100 zurück, um die gleiche Verarbeitung wie oben beschrieben bezüglich der Bedienungsperson OP2 auszuführen. Anschließend fährt der Prozess mit Schritt 107 fort, in dem ein bevorzugter Betrachter, der eine Zielperson zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes sein soll, aus der Mehrzahl (in dieser Ausführungsform zwei) Bedienungspersonen eingestellt wird, die wie oben beschrieben eingestellt werden, und ein stereoskopisches Bild wird für den bevorzugten Betrachter in dem virtuellen Raum angezeigt, der einer räumlichen Korrektur unterworfen wurde, indem die Schirmposition und die Position des Betrachtungspunktes des bevorzugten Betrachters verwendet wird, die wie oben beschrieben eingestellt worden sind.
Als nächstes sind die Einzelheiten der Verarbeitung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in dem in 36 gezeigten Schritt 107 beschrieben. Nach Beenden der Einstellungen für die Bedienungspersonen in den obigen Schritten 100 bis 105 wird wie nachstehend beschrieben ein stereoskopisches Bild angezeigt.
Bei dieser Ausführungsform wird für jede vorbestimmte Zeitspanne der Anzeige eines stereoskopischen Bildes ein bevorzugter Betrachter eingestellt, und das stereoskopische Bild wird angezeigt. Wenn die Verarbeitung zur Anzeige eines steroskopen Bildes gestartet wird, wird die in 38 gezeigte Routine zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 300 in 38 ein Referenzpunkt, der als eine Referenz zum Zeitpunkt der Anzeige eines stereoskopischen Bildes dient, eingestellt, und ein bevorzugter Bereich zur Bestimmung der Bedienungsperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen, der die Zielperson sein soll, wird eingestellt. In einem nachfolgenden Schritt 302 wird ein bevorzugter Betrachter, der die Zielperson zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes sein soll, aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen bestimmt, indem der eingestellte Referenzpunkt und der bevorzugte Referenzbereich verwendet wird. In einem nachfolgenden Schritt 304 wird auf der Grundlage des Betrachtungspunktes des bevorzugten Betrachters ein stereoskopisches Bild erzeugt und angezeigt. Dann wird in Schritt 306 bestimmt, ob eine Anweisung zur Beendigung gegeben wurde oder nicht. Wenn die Anzeige des Bildes fortgesetzt werden soll, wird in Schritt 306 NEIN als Antwort gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 302 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen. Wenn die Anzeige des Bildes beendet werden soll, wird in Schritt 306 JA als Antwort gegeben, und diese Routine ist beendet.
Da der bevorzugte Betrachter, der die Zielperson zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes sein soll, aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen bestimmt wird und das stereoskopische Bild auf der Grundlage des Betrachtungspunktes des bevorzugten Betrachters erzeugt und angezeigt wird, kann das stereoskopische Bild nicht nur einem einzigen Bedienungsperson sondern einer Mehrzahl von Bedienungspersonen präsentiert werden.
Als nächstes sind die Einzelheiten der oben genannten Verarbeitung zur Einstellung des Referenzpunktes und des bevorzugten Bereichs beschrieben (Schritt 300 in 38). Zuerst ist eine erste Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs beschrieben, in dem der Referenzpunkt und der bevorzugte Bereich unter der Annahme, dass ein Insasse auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzt, und unter Verwendung dieses Insassen als Referenz eingestellt werden.
Wenn die erste Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs, d.h. die Verarbeitung zur Einstellung des Referenzpunktes und des bevorzugten Bereichs gestartet wird, wird die in 39 gezeigte Einstellverarbeitung ausgeführt, und der Prozess fährt mit Schritt 310 fort.
In Schritt 310 wird eine Fahrzeuginformation gelesen, die die Positionen der Sitze wie etwa den Fahrersitz und Passagiersitze des Fahrzeugs, die Abstände zwischen den Sitzen, die Fahrzeuggesamtlänge, die Fahrzeugbreite und die Fahrzeughöhe umfasst. In einem nachfolgenden Schritt 312 wird ein Betrachtungspunkt zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Insasse mit einem normalen Körperbau auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzt, berechnet, wobei die Fahrzeuginformation, die eingelesen wurde, verwendet wird, und dieser Betrachtungspunkt wird als ein Referenzpunkt Po eingestellt. In einem nachfolgenden Schritt 314 wird aus dem wie oben beschrieben eingestellten Referenzpunkt ein bevorzugter Bereich bestimmt. Ein Raum von dem Referenzpunkt zu einem festgelegten Abstand, ein auf einer mit Hilfe einer vorbestimmten Funktion abgeleiteten Form basierender Raum oder ein auf einer vorbestimmten Form, die den Referenzpunkt enthält, basierender Raum kann als diesen bevorzugten Bereich bestimmt werden. Da der Referenzpunkt und der bevorzugte Bereich eingestellt wurden, um die Einstellung eines bevorzugten Betrachters in der nachfolgenden Verarbeitung zu ermöglichen, wird in einem nachfolgenden Schritt 316 der bevorzugte Betrachter initialisiert (rückgesetzt), und dies beendet die Routine.
Da der Betrachtungspunkt für einen Insassen auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs als der Referenzpunkt Po eingestellt wird und der Referenzbereich auf der Grundlage dieses Referenzpunkts bestimmt wird, kann somit bei der ersten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs einer Mehrzahl von Bedienungspersonen ein stereoskopisches Bild, das die Umgebung des Fahrersitzes des Fahrzeugs betrifft, d.h. ein stereoskopisches Bild, das dem in dem Fahrersitz sitzenden Insassen (Fahrer) präsentiert werden soll, präsentiert werden.
Als nächstes ist eine zweite Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs beschrieben. Die zweite Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs ist eine Verarbeitung, in der ein vorläufiger bevorzugter Betrachter aus einer Mehrzahl von Bedienungspersonen eingestellt wird, und der Referenzpunkt und der bevorzugte Bereich werden durch Verwendung des Betrachtungspunktes des vorläufigen. bevorzugten Betrachters als eine Referenz eingestellt.
Wenn die zweite Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs gestartet ist, wird die in 40 gezeigte Einstellverarbeitungsroutine ausgeführt, und der Prozess fährt mit Schritt 300 fort.
In Schritt 320 wird ein vorläufiger bevorzugter Betrachter bestimmt. Bei der Bestimmung des vorläufigen bevorzugten Betrachters kann jede Bedienungsperson als der bevorzugte Betrachter eingegeben werden, wenn die Verarbeitung gestartet wird oder zum Zeitpunkt der Ausführung von Schritt 320, oder eine vorbestimmte Bedienungsperson kann als der bevorzugte Betrachter eingestellt werden. Wenn der vorläufige bevorzugte Betrachter eingestellt worden ist, wird eine Datenübertragung mit Hilfe von Infrarotstrahlen von dem Infrarotsender 17 in Richtung von den von den jeweiligen Bedienungspersonen getragenen Flüssigkristallverschlussblendenaugengläsern ausgeführt, die LED 29 an den Flüssigkristallverschlussblendenaugengläsern (bei dieser Ausführungsform entweder 20₁ oder 20₂ ) des vorläufgen bevorzugten Betrachters wird eingeschaltet, wodurch die weiteren Bedienungspersonen darüber informiert werden, dass die zugehörige Bedienungsperson der bevorzugte Betrachter ist. Es sollte beachtet werden, dass bei der Datenübertragung von dem Infrarotsender 17 der Infrarotempfänger 27 das Signal empfängt, und die LED 31 leuchtet, um darüber zu informieren, dass die Daten empfangen werden. Im Übrigen kann der bevorzugte Betrachter bei der Einstellung des vorläufigen bevorzugten Betrachters in Schritt 320 bei der Verarbeitung (41 bis 43) bestimmt werden, deren Einzelheiten nachstehend beschrieben sind.
In einem nachfolgenden Schritt 322 sitzt der wie oben beschrieben eingestellte vorläufige bevorzugte Betrachter in dem Sitz, und der auf der Sitzposition basierende Betrachtungspunkt wird als der Referenzpunkt Po eingestellt. Bei der Einstellung des Betrachtungspunktes auf der Grundlage der Sitzposition kann das von dem Magnetfelderzeuger 30 erzeugte Magnetfeld von dem Positionssensor (22i oder 22₂ ) des eingestellten vorläufigen bevorzugten Betrachters erfasst werden, und der Betrachtungspunkt kann durch Erfassen der dreidimensionalen Koordinaten, wo der Positionssensor angeordnet ist, sowie aus dessen Richtung bestimmt und eingestellt werden.
Obwohl die Einstellung des Referenzpunktes bei der zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs in der oben beschriebenen Weise abgeschlossen ist, ist es erforderlich, den bevorzugten Bereich auf der Grundlage dieses Referenzpunkts zu bestimmen. Bei der zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs werden die Bestimmung eines vorbestimmten bevorzugten Bereichs auf der Grundlage des Referenzpunktes und die Einstellung des bevorzugten Bereichs durch Bestimmung eines vorläufigen bevorzugten Betrachters wie nachstehend beschrieben ausgeführt.
In einem nachfolgenden Schritt 324 wird, um zu bestimmen, ob der bevorzugte Bereich durch Bestimmung eines vorläufigen bevorzugten Betrachters eingestellt werden soll oder nicht, bestimmt, ob der bestimmte bevorzugte Betrachter bewegt werden soll oder nicht. Ein Wert für diese Entscheidung wird beim Start der Verarbeitung im Voraus durch ein Flag oder dergleichen eingestellt, und die Entscheidung wird getroffen, indem der Wert des Auslesens des Flags oder dergleichen bestimmt wird. Wenn ein vorbestimmter bevorzugter Bereich auf der Grundlage des Referenzpunktes bestimmt werden soll, ist es nicht erforderlich, den bevorzugten Betrachter zu bewegen, so dass in Schritt 324 NEIN als Antwort gegeben wird. In einem nachfolgenden Schritt 326 wird in gleicher Weise wie im obigen Schritt 314 der bevorzugte Bereich zum Beispiel auf der Grundlage eines auf einem festgelegten Abstand von dem Referenzpunkt basirenden Raumes bestimmt oder mit Hilfe einer vorbestimmten Funktion abgeleitet.
Wenn andererseits der bevorzugte Bereich durch Bestimmen eines vorläufigen bevorzugten Betrachters eingestellt werden soll, ist es notwendig, den bevorzugten Betrachter zu bewegen, so dass in Schritt 324 als Antwort JA gegeben wird. In einem nachfolgenden Schritt 328 wird die Bewegung des bevorzugten Betrachters bestimmt, und der bevorzugte Bereich wird auf der Grundlage des Bewegungsbereichs bestimmt. Dieser Bewegungsbereich umfasst den jemandens eigenen erlaubten Bereich zur Änderung der Haltung, wenn der bevorzugte Betrachter sitzt, und einen erlaubten Bereich, um den weiteren Bedienungspersonen ein stereoskopisches Bild für den bevorzugten Betrachter zu präsentieren. Im Übrigen kann, wenn der bevorzugte Bereich auf der Grundlage des Bewegungsbereichs bestimmt wird, der Bewegungsbereich des Positionssensors (22₁ oder 22₂ ) des bevorzugten Betrachters von dem von dem Magnetfelderzeuger 30 erzeugten Magnetfeld erfasst werden, und ein Raum zu einem festgelegten Abstand von diesem Bereich oder ein auf einer aus einer vorbestimmten Funktion abgeleiteten Form basierender Bereich kann als der bevorzugte Bereich bestimmt werden.
Somit kann bei der zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines Referenzbereichs ein stereoskopisches Bild, in dem die Umgebung einer beliebigen Sitzposition, wo sich die Bedienungsperson befindet, oder eine Position innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs, die von der Bedienungsperson eingenommen wird, als der Betrachtungspunkt eingestellt wird, einer Mehrzahl von Bedienungspersonen präsentiert werden, da der Betrachtungspunkt einer bestimmten Bedienungsperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen als der Referenzpunkt Po eingesetllt ist und der bevorzugte Bereich auf der Grundlage dieses Referenzpunktes eingestellt wird oder der bevorzugte Bereich auf der Grundlage des Bewegungsbereichs der Bedienungsperson eingestellt wird.
Als nächstes sind die Einzelheiten der Verarbeitung (Schritt 302 in 38) zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters beschrieben, der die Zielperson zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein soll, indem der Referenzpunkt und der bevorzugte Bereich, die wie oben beschrieben eingestellt wurden, verwendet werden.
Wenn der auf der Grundlage des Referenzpunktes eingestellte bevorzugte Bereich bestimmt worden ist, besteht im Wesentlichen eine hohe Wahrscheinlich, dass die Bedienungsperson, die dem Referenzpunkt am nächsten ist, welcher als die Referenz zur Anzeige des stereoskopischen Bildes dient, der bevorzugte Betrachter aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein kann. Demzufolge wird, wenn eine Mehrzahl von Bedienungspersonen anwesend sind, bei der ersten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters der bevorzugte Betrachter auf der Grundlage des Abstandes zu dem Referenzpunkt eingestellt.
Wenn die erste Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters ausgeführt ist, fährt der Prozess mit Schritt 330 in 41 fort, und die Betrachtungspunkte der jeweilgen Bedienungsperson werden bestimmt. In einem nachfolgenden Schritt 332 werden Abstände von den Betrachtungspunkten der Bedienungspersonen zu dem Referenzpunkt bestimmt. Was die Betrachtungspunkte der Bedienungspersonen betrifft, so kann das von dem Magnetfelderzeuger 30 erzeugte Magnetfeld von dem Positionssensor (bei dieser Ausführungsform der Positionssensor 22₁ oder 22₂ ) jeder Bedienungsperson erfasst werden, und der Betrachtungspunkt kann bestimmt werden, indem die dreidimensionalen Koordinaten, wo sich der Positionssensor befindet, sowie dessen Richtung erfasst werden. In einem nachfolgenden Schritt 334 wird die Bedienungsperson mit dem kürzesten Abstand von den in Schritt 332 bestimmten Abständen, d.h. die Bedienungsper son, die dem Referenzpunkt am nächsten ist, als der bevorzugte Betrachter eingestellt.
Wenn sich zum Beispiel Bedienungspersonen P₁ und P₂ außerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs befinden, wie es in 44A gezeigt ist, so sind die Abstände von den Bedienungspersonen P₁ und P₂ zu dem Referenzpunkt Po L₁ bzw. L₂ (L₁ < L₂) , so dass die Bedienungsperson als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird. Ferner, wenn sich, wie es in 44B gezeigt ist, Bedienungspersonen P₃ und P₄ innerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs befinden, so sind die Abstände von den Bedienungspersonen P₃ und P₄ zu dem Referenzpunkt Po L₃ bzw. L₄ (L₃ > L₄) , sodass die Bedienungsperson P₄ als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird. Im Übrigen gilt das gleiche in einem Falle, in dem eine Mehrzahl von Bedienungspersonen innerhalb und außerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs verteilt sind, und die Bedienungsperson, dessen Abstand zum Referenzpunkt am kürzesten ist, wird als bevorzugter Betrachter eingestellt.
Daher ist es leicht möglich, den bevorzugten Betrachter aus einer Mehrzahl von Bedienungspersonen einzustellen, da die Bedienungsperson, dessen Abstand zu dem Referenzpunkt der kürzeste ist, als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird.
Obwohl bei der ersten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters die Bedienungsperson, dieen Abstand zu dem Referenzpunkt der kürzeste ist, als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird, kann der bevorzugte Betrachter nicht eingestellt werden, wenn eine Mehrzahl von Bedienungspersonen mit gleichen Abständen anwesend sind. Demzufolge wird bei einer zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters die Bedienungsperson als der bevorzugte Betrachter eingestellt, deren Abstand zu dem bevorzugten Bereich der kürzeste ist.
Wenn die zweite Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters ausgeführt wird, fährt der Prozess mit Schritt 340 in 42 fort, und es wird bestimmt, ob sich eine Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder nicht. Wenn sich keine Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, wird in Schritt 340 NEIN als Antwort gegeben, und der Prozess fährt mit Schritt 346 fort. In Schritt 346 werden die Betrachtungspunkte der Bedienungsperson in der gleichen Weise bestimmt wie im obigen Schritt 330, und die Abstände von den Bedienungspersonen zu dem bevorzugten Bereich werden in einem nachfolgenden Schritt 347 bestimmt. In einem nachfolgenden Schritt 348 wird die Bedienungsperson mit dem kürzesten Abstand von den in Schritt 347 bestimmten Abständen, d.h. die Bedienungsperson, die sich am nächsten zu dem bevorzugten Bereich befindet, als der bevorzugte Betrachter eingestellt.
Wenn sich andererseits irgendeine Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, so wird in Schritt 340 JA als Antwort gegeben, und der Prozess fährt mit Schritt 342 fort, um zu bestimmen, ob mehrere Bedienungspersonen anwesend sind oder nicht. Wenn nur eine Bedienungsperson anwesend ist, wird in Schritt 342 NEIN als Antwort gegeben, und in Schritt 345 wird diese Bedienungsperson als der bevorzugte Betrachter eingestellt. Wenn mehrere Bedienungsperson anwesend sind, wird in Schritt 342 JA als Antwort gegeben, und in Schritt 344 wird die Bedienungsperson, dessen Abstand zu dem Referenzpunkt am kürzesten ist, als der bevorzugte Betrachter eingestellt. Es genügt im Übrigen bei der Verarbeitung in Schritt 344, wenn, in der gleichen Weise wie in den Schritten 330 bis 334 bei der ersten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters (41), die Betrachtungspunkte der Bedienungspersonen und die Abstände von den Betrachtungspunkten der Bedienungspersonen zu dem Referenzpunkt bestimmt wer den, und die Bedienungsperson mit dem kürzesten Abstand, d.h. die Bedienungsperson, die dem Referenzpunkt am nächsten ist, wird als der bevorzugte Betrachter eingestellt.
Wenn sich zum Beispiel Bedienungsperson P₅ und P₆ außerhalb des bevorzugten, mit BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs befinden, wie es in 44C gezeigt ist, so sind die kürzesten Abstände von den Bedienungspersonen P₅ und P₆ zu dem bevorzugten, mit BEREICH bezeichneten Bereich L₅ bzw. L₆ (L₅ < L₆) , so dass die Bedienungsperson P₅ als der bevorzugte Beobachter eingestellt wird. Ferner, wenn sich, wie es in 44D gezeigt ist, Bedienungsperson P₇ und P₈ außerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs befinden, ihre Abstände zu dem Referenzpunkt jedoch gleich sind, so sind die kürzesten Abstände von den Bedienungspersonen P₇ und P₈ zu dem bevorzugten Bereich L₇ bzw. L₈ (L₇ > L₈), so dass die Bedienungsperson P₈ als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird.
Selbst, wenn eine Mehrzahl von Bedienungspersonen anwesend sind, die sich außerhalb des bevorzugten Bereichs befinden und deren Abstände zu dem Referenzpunkt gleich sind, kann somit der bevorzugte Betrachter in Übereinstimmung mit der Größe und Form des bevorzugten Bereichs eingestellt werden, und es ist leicht möglich, den bevorzugten Betrachter aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen einzustellen, da die Bedienungsperson, dessen Abstand zu dem bevorzugten Bereich am kürzesten ist, als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird.
Bei der oben beschriebenen zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters ist es selbst dann möglich, den bevorzugten Betrachter einzustellen, wenn die Mehrzahl von Bedienungspersonen außerhalb des bevorzugten Bereichs gleiche Abstände zu dem Referenzpunkt haben, jedoch kann der bevorzugte Betrachter nicht eingestellt werden, wenn sich eine Mehrzahl von Bedienungspersonen in nerhalb des bevorzugten Bereichs befinden. Daher wird in einer dritten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters die Bedienungsperson, dessen Bewegungsabstand von innerhalb des bevorzugten Bereichs nach außerhalb des bevorzugten Bereichs als der bevorzugte Betrachter eingestellt. Im Übrigen sind identische Abschnitte mit den gleichen Bezugszahlen versehen und auf eine ausführliche Beschreibung davon wird verzichtet, da die dritte Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters im Wesentlichen ähnlich zu der zweiten Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters ist.
Wenn die dritte Verarbeitung zur Einstellung eines bevorzugten Betrachters ausgeführt ist, wird die in 43 gezeigte Verarbeitungsroutine ausgeführt. Zuerst wird bestimmt, ob sich eine Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder nicht (Schritt 340), und wenn die Bedienungsperson nicht anwesend ist (NEIN ist die Antwort), werden in Schritt 349 die Betrachtungspunkte die Bedienungsperson und die Abstände zu dem bevorzugten Bereich in einer zu den Schritten 346 bis 348 in 42 ähnlichen Weise bestimmt, und die Bedienungsperson, die dem bevorzugten Bereich am nächsten ist, wird als der bevorzugte Betrachter eingestellt.
Wenn sich andererseits nur eine Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet (JA in Schritt 340 und NEIN in Schritt 342), wird diese Bedienungsperson als der bevorzugte Betrachter eingestellt (Schritt 345). Wenn sich innerhalb des bevorzugten Bereichs eine Mehrzahl von Bedienungspersonen befindet (JA in den Schritten 340 und 342), fährt der Prozess mit Schritt 350 fort, um in gleicher Weise wie im obigen Schritt 330 die Betrachtungspunkte der Bedienungspersonen zu bestimmen. Anschließend werden in Schritt 352 die kürzesten Abstände für die jeweiligen Bedienungsperson, um sich aus dem bevorzugten Bereich heraus zu bewegen, bestimmt. In einem nachfolgenden Schritt 354 wird die Bedienungsperson mit dem längsten Abstand von den in Schritt 352 bestimmten Abständen, d.h. die Bedienungsperson, die am schwierigsten aus dem bevorzugten Bereich heraus bewegt werden kann, als der bevorzugte Betrachter eingestellt.
Wenn sich, wie es in 44E gezeigt ist, die Bedienungsperson P₉ und P₁₀ außerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs befinden, werden die kürzesten Abstände von den Bedienungspersonen P₉ und P₁₀ zu dem mit BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereich mit L₉ bzw. L₁₀ (L₉ < L₁₀) bezeichnet, so dass die Bedienungsperson P₉ als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird. Ferner befinden sich, wie es in 44F gezeigt ist, die Bedienungsperson P₁₁ und P₁₂ außerhalb des als BEREICH bezeichneten bevorzugten Bereichs, jedoch sind ihre Abstände zu dem Referenzpunkt gleich. Zu diesem Zeitpunkt sind die kürzesten Abstände für die Bedienungsperson P₁₁ und P₁₂, um sich aus dem bevorzugten Bereich heraus zu bewegen, L₁₁ bzw. L₁₂ (L₁₁ > L₁₂), so dass die Bedienungsperson P₁₁ als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird, die am schwierigsten aus dem bevorzugten Bereich heraus zu bewegen ist.
Somit kann, da die Bedienungsperson, die am schwierigsten aus dem bevorzugten Bereich bewegt werden kann, als der bevorzugte Betrachter eingestellt wird, der bevorzugte Betrachter selbst dann in Übereinstimmung mit der Größe und Form des bevorzugten Bereichs eingestellt werden, wenn eine Mehrzahl von Bedienungspersonen anwesend ist, deren Abstände zu dem Referenzpunkt gleich sind, und es ist leicht möglich, den bevorzugten Betrachter aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen einzustellen.
Als nächstes sind die Einzelheiten der oben beschriebenen Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes (Schritt 304 in 38) beschrieben. Zuerst ist eine erste Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes beschrieben, um ein stereoskopisches Bild nacheinander jedem der Mehrzahl von Bedienungspersonen zu präsentieren.
Wenn Schritt 304 in 38 wie oben beschrieben ausgeführt wird und die Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes gestartet wird, wird die erste Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes ausgeführt, und der Prozess fährt mit Schritt 360 in 45 fort. In Schritt 360 wird bezüglich des wie oben beschrieben eingestellten bevorzugten Betrachters ein stereoskopisches Bild an diesem Betrachtungspunkt erzeugt, d.h. ein Bild für das rechte Auge und ein Bild für das linke Auge werden erzeugt. In einem nachfolgenden Schritt 362 wird die Anzahl N aller Bedienungspersonen erfasst. Die Erfassung dieser Anzahl von Bedienungspersonen kann mit Hilfe der Tastatur vor der Ausführung dieser Verarbeitung eingegeben oder im Voraus eingestellt werden. Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform die Anzahl der Bedienungspersonen durch die Anzahl von Eingängen von den Positionssensoren (221, 222) von den Bedienungspersonen erfasst werden.
In einem nachfolgenden Schritt 364 wird eine Zählvariable i initialisiert (i=1). In einem nachfolgenden Schritt 366 wird ein Bild für das rechte Auge einer Bedienungsperson i angezeigt, und in einem nachfolgenden Schritt 368 wird nur die Flüssigkristallverschlussblende für das rechte Auge der Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser der Bedienungsperson i in einen Durchlasszustand gesetzt. Als Folge davon wird das Bild nur dem rechten Auge der Bedienungsperson i präsentiert, und das Bild wird nicht dem linken Auge der Bedienungsperson i und nicht dem linken und dem rechten Auge der weiteren Bedienungspersonen präsentiert. Was das Bild für das rechte Auge der Bedienungsperson i betrifft, so sollte im Übrigen das auf dem Betrachtungspunkt des bevorzugten Betrachters basierende Bild vor zugsweise durch den Betrachtungspunkt der Bedienungsperson i korrigiert werden, jedoch kann das auf dem Betrachtungspunkt des bevorzugten Betrachters basierende Bild so wie es ist präsentiert werden, um zu ermöglichen, dass das Bild dem Betrachtungszustand des bevorzugten Betrachters nahe kommt.
In einem nachfolgenden Schritt 370 wird ein Bild für das linke Auge der Bedienungsperson i angezeigt, und in einem nachfolgenden Schritt 372 wird nur die Flüssigkristallverschlussblende für das linke Auge der Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser der Bedienungsperson i in einen Durchlasszustand gesetzt. Als Folge davon wird das Bild nur dem linken Auge der Bedienungsperson i präsentiert, und das Bild wird nicht dem rechten Auge der Bedienungsperson i und nicht dem rechten und dem linken Auge der weiteren Bedienungspersonen präsentiert.
In einem nachfolgenden Schritt 374 wird bestimmt, ob i > N ist oder nicht. Wenn i ≤ N ist und bei der Bestimmung NEIN die Antwort ist, wird in Schritt 376, um ein Bild einer nachfolgenden Bedienungsperson zu präsentieren, die Zählvariable i inkrementiert (i = i + 1), und der Prozess kehrt dann zu Schritt 366 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen. Wenn andererseits i > N ist und bei der Bestimmung in Schritt 374 JA die Antwort ist, wird in Schritt 378 bestimmt, ob eine Anweisung zur Beendigung gegeben worden ist oder nicht. Hinsichtlich der Bestimmung in Schritt 378 genügt es, wenn eine Anordnung bereitgestellt wird, so das JA als die Antwort gegeben wird, wenn zum Beispiel ein Ende-Befehl mit der Tastatur eingegeben wird oder sich alle Bedienungspersonen aus dem bevorzugten Bereich bewegt haben. Wenn das Bild weiterhin angezeigt werden soll, wird in Schritt 378 NEIN als Antwort gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 364 zurück. Wenn das Bild nicht mehr angezeigt werden soll, wird in Schritt 378 JA als Antwort gegeben, und diese Routine ist beendet.
Als nächstes ist eine zweite Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes beschrieben, um stereoskopische Bilder nacheinander dem rechten oder linken Auge jeder der Mehrzahl von Bedienungspersonen zu präsentieren.
Wenn die zweite Verarbeitung zur Erzeugung und Anzeige eines stereoskopischen Bildes ausgeführt wird, wird die in 46 gezeigte Verarbeitungsroutine ausgeführt, und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage des Betrachtungspunkts des bevorzugten Beobachters erzeugt (Schritt 360), und die Anzahl N aller Bedienungspersonen wird erfasst (Schritt 362). In einem nachfolgenden Schritt 380 werden eine Zählvariable i für das rechte Auge und eine Zählvariable j für das linke Auge initialisiert (I = 1, j = 1). In einem nachfolgenden Schritt 366 wird ein Bild für das rechte Auge einer Bedienungsperson i angezeigt, und in einem nachfolgenden Schritt 368 wird nur die Flüssigkristallverschlussblende für das rechte Auge der Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser in den Durchlasszustand gesetzt. In einem nachfolgenden Schritt 374 wird bestimmt, ob i > N ist oder nicht. Wenn i ≤ N ist und bei der Bestimmung die Antwort NEIN ist, wird in Schritt 376, um dem rechten Auge einer nachfolgenden Bedienungsperson ein Bild zu präsentieren, die Zählvariable i inkrementiert (i = i + 1), und der Vergang kehrt dann zu Schritt 366 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen.
Wenn andererseits i > N ist und bei der Bestimmung in Schritt 374 JA die Antwort ist, fährt der Prozess mit Schritt 382 fort, und ein Bild für das linke Auge der Bedienungsperson j wird angezeigt, um die Präsentation eines Bildes für das linke Auge zu starten. In einem nachfolgenden Schritt 384 wird nur die Flüssigkristallverschlussblende für das linke Auge der Flüssigkristallverschlussblendenaugengläser der Bedienungsperson j in den Druchlasszustand gesetzt. In einem nachfolgenden Schritt 386 wird bestimmt, ob j > N ist oder nicht. Wenn j ≤ N ist und bei der Bestimmung NEIN die Antwort ist, wird in Schritt 388, um dem linken Auge einer nachfolgenden Bedienungsperson ein Bild zu präsentieren, die Zählvariable j inkrementiert (j = j + 1), und der Prozess kehrt dann zu Schritt 382 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen. wenn andererseits j > N ist und bei der Bestimmung in Schritt 386 die Antwort JA ist, wird in Schritt 390 bestimmt, ob eine Anweisung zur Beendigung gegeben worden ist oder nicht. Wenn das Bild weiterhin angezeigt werden soll, wird in Schritt 390 die Antwort NEIN gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 364 zurück. Wenn die Anzeige des Bildes beendet werden soll, wird in Schritt 390 die Antwort JA gegeben, und diese Routine ist beendet.
Wie oben beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform, falls eine Mehrzahl von Bedienungspersonen anwesend ist, der Referenzpunkt und der bevorzugte Bereich eingestellt, und der bevorzugte Betrachter wird auf der Grundlage des Referenzpunktes und des bevorzugten Bereichs eingestellt. Da dem bevorzugten Betrachter ein stereoskopisches Bild angezeigt wird, ist es möglich, selbst wenn eine Mehrzahl von Bedienungspersonen anwesend ist, jeder der Bedienungspersonen ein stereoskopisches Bild zu präsentieren.
Es sollte beachtet werden, dass die oben beschriebene Erzeugung eines stereoskopischen Bildes auf der Grundlage des Betrachtungspunktes des bevorzugten Betrachters (Schritt 360 in 45 und 46) vorzugsweise korrigiert werden sollte, um zu ermöglichen, dass sich das wahrzunehmende virtuelle Objekt an der für die Bedienungsperson korrekten Position befindet, indem die Unterschiede der Wahrnehmungscharakteristiken der Bedienungspersonen hinsichtlich der Wahrnehmung eines in dem virtuellen Raum angezeigten und einem realen Objekt entsprechenden virtuellen Ob jekts berücksichtigt werden, wie schon bei der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist.
Und zwar werden die Bilddaten zur Anzeige des virtuellen Objekts in dem virtuellen Raum gelesen, und der Positionssensor 22 wird ausgelesen, um die Position der Bedienungsperson zu lesen. Anschließend werden, wie nachstehend beschrieben ist, die Bilddaten korrigiert, indem die oben erwähnte eingestellte Position des Betrachtungspunktes und dergleichen verwendet wird, und in einem nachfolgenden Schritt 206 wird ein stereoskopisches Bild angezeigt, wobei die korrigierten Bilddaten verwendet werden (siehe 18).
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet, in dem ein stereoskopisches Bild in Übereinstimmung mit dem Anwesenheit oder Abwesenheit eines bevorzugten Betrachters angezeigt wird, um das stereoskopische Bild einer Mehrzahl von Bedienungspersonen zu präsentieren. Es sollte beachtet werden, dass, da diese Ausführungsform eine Anordnung aufweist, die im Wesentlichen ähnlich wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen ist, identische Abschnitte mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, und auf eine ausführliche Beschreibung davon wird verzichtet.
Wenn die Einstellung der Bedienungspersonen in der oben beschriebenen weise beendet ist, wird ein stereoskopisches Bild angezeigt (Schritt 107 in 36). Bei dieser Ausführungsform wird das stereoskopische Bild in Übereinstimmung mit der Anwesenheit oder Abwesenheit eines bevorzugten Betrachters angezeigt. Wenn die Verarbeitung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gestartet ist, wird die Verarbeitungsroutine zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes in 47 ausgeführt. Zuerst wird ein Referenzpunkt, der zu dem Zeitpunkt der Anzeige des stereoskopischen Bildes als Referenz dient, eingestellt, und ein bevorzugter Bereich zur Einstellung einer Bedienungsperson, die eine Zielperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein soll, wird eingestellt (Schritt 300). Nach Beendigung der Einstellung des Referenzpunktes und des bevorzugten Bereichs wird in Schritt 392 bestimmt, ob ein bevorzugter Betrachter anwesend ist oder nicht. Wenn diese Verarbeitungsroutine gestartet ist, ist der bevorzugte Betrachter noch nicht eingestellt, so dass nur beim ersten Durchlauf in Schritt 392 NEIN als Antwort gegeben wird. Wenn in Schritt 392 NEIN als Antwort gegeben wird, wird ein bevorzugter Betrachter, der die Zielperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein soll, um das stereoskopische Bild zu betrachten, durch Einstellen des oben genannten Referenzpunktes und bevorzugten Bereichs (Schritt 302), und ein auf dem Betrachtungspunkt des bevorzugten Betrachters basierendes stereoskopisches Bild wird erzeugt und angezeigt (Schritt 304).
Wenn andererseits ein bevorzugter Betrachter anwesend ist, wird in Schritt 392 JA als Antwort gegeben, und in Schritt 394 wird bestimmt, ob sich der bevorzugte Betrachter innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder nicht. Wenn sich der bevorzugte Beobachter nicht innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, wird in Schritt 394 NEIN als Antwort gegeben. Anschließend, nachdem der bevorzugte Betrachter in der gleichen Weise wie oben beschrieben bestimmt worden ist, wird ein stereoskopisches Bild erzeugt und angezeigt (Schritte 302 und 304). Wenn sich der bevorzugte Betrachter innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, wird in Schritt 394 JA als Antwort gegeben, und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage des Betrachtungspunkts dieses bevorzugten Betrachters erzeugt und angezeigt (Schritt 304). Dann wird in Schritt 306 bestimmt, ob eine Anweisung zur Beendigung gegeben worden ist oder nicht. Wenn das Bild weiterhin angezeigt werden soll, wird in Schritt 306 NEIN als die Antwort gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 392 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen. Wenn die Anzeige des Bildes beendet werden soll, wird in Schritt 306 JA als Antwort gegeben, und diese Routine ist beendet.
Somit wird bei dieser Ausführungsform die Anwesenheit oder Abwesenheit des bevorzugten Betrachters bestimmt, der bevorzugte Betrachter wird nur eingestellt, wenn sich der bevorzugte Betrachter außerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder wenn der bevorzugte Betrachter abwesend ist, und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage des Betrachtungspunkts dieses bevorzugten Beobachters erzeugt und angezeigt. Demzufolge kann das stereoskopische Bild, das angezeigt wird, durch Verwenden des bevorzugten Betrachters als Referenz aufrecht erhalten werden.
Vierte Ausführungsform
Im Folgenden ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet, in dem ein stereoskopisches Bild in Übereinstimmung mit der Anwesenheit oder Abwesenheit eines bevorzugten Betrachters und der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs angezeigt wird, um das stereoskopische Bild einer Mehrzahl von Bedienungspersonen zu präsentieren. Es sollte beachtet werden, dass, da diese Ausführungsform eine Anordnung aufweist, die im Wesentlichen zu der der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich ist, identische Abschnitte mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind, und auf eine ausführliche Beschreibung davon wird verzichtet.
Wenn die Einstellung der Bedienungspersonen in der oben beschriebenen Weise abgeschlossen ist, wird ein stereoskopisches Bild angezeigt (Schritt 107 in 36). Bei dieser Ausführungsform wird das stereoskopische Bild in Überein stimmung mit der Anwesenheit oder Abwesenheit eines bevorzugten Betrachters angezeigt. Wenn die Verarbeitung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes gestartet ist, wird die in 48 gezeigte Verarbeitungsroutine zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes ausgeführt. Zuerst wird ein Referenzpunkt, der zum Zeitpunkt der Anzeige als eine Referenz des stereoskopischen Bildes dient, eingestellt, und ein bevorzugter Bereich zur Einstellung einer Bedienungsperson, der die Zielperson aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein soll, wird eingestellt (Schritt 300). Nach Beenden der Einstellung des Referenzpunktes und des bevorzugten Bereichs wird bestimmt, ob ein bevorzugter Betrachter anwesend ist oder nicht (Schritt 392). Wenn diese Verarbeitungsroutine gestartet ist, ist der bevorzugte Betrachter noch nicht eingestellt, so dass in Schritt 392 nur beim ersten Durchlauf NEIN als Antwort gegeben ist. Wenn in Schritt 392 NEIN als Antwort gegeben ist, wird ein bevorzugter Betrachter, der die Zielperson zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes aus der Mehrzahl von Bedienungspersonen sein soll, durch Verwenden des oben erwähnten Referenzpunktes und bevorzugten Bereichs eingestellt (Schritt 302), und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage des Betrachtungspunkts des bevorzugten Betrachters erzeugt und angezeigt (Schritt 304).
Wenn andererseits ein bevorzugter Betrachter anwesend ist (JA in Schritt 392), wird bestimmt, ob sich der bevorzugte Betrachter innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder nicht (Schritt 394). Wenn sich der bevorzugte Betrachter innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, wird in Schritt 394 JA als Antwort gegeben, und ein stereoskopisches Bild wird auf der Grundlage des Betrachtungspunkts des bevorzugten Betrachters erzeugt und angezeigt. Wenn der bevorzugte Betrachter nicht in dem bevorzugten Bereich befindet (NEIN in Schritt 394) fährt der Prozess mit Schritt 396 fort. In Schritt 396 wird bestimmt, ob sich innerhalb des bevorzugten Bereichs eine Bedienungsperson befindet oder nicht. Wenn sich innerhalb des bevorzugten Bereichs eine Bedienungsperson befindet, wird in Schritt 396 JA als Antwort gegeben, und nachdem ein bevorzugter Betrachter in der gleichen Weise wie oben aus den Bedienungspersonen bestimmt worden ist, die sich in dem bevorzugten Bereich befinden, wird ein stereoskopisches Bild erzeugt und angezeigt (Schritte 302 und 304). Wenn sich andererseits der bevorzugte Betrachter nicht innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet (NEIN in Schritt 396) wird eine Entscheidung getroffen, dass es, obwohl sich der bevorzugte Betrachter außerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, nicht notwendig ist, den bevorzugten Betrachter erneut einzustellen, und ein auf dem Betrachtungspunkt dieses bevorzugten Betrachers basierendes stereokopes Bild wird erzeugt und angezeigt (Schritt 304). Anschließend wird in Schritt 306 bestimmt, ob eine Anweisung zur Beendigung gegeben worden ist. Wenn das Bild weiter angezeigt werden soll, wird in Schritt 306 NEIN als Antwort gegeben, und der Prozess kehrt zu Schritt 392 zurück, um die oben beschriebene Verarbeitung zu wiederholen. Wenn die Anzeige des Bildes beendet werden soll, wird in Schritt 306 JA als Antwort gegeben, und diese Routine ist beendet.
Somit wird bei dieser Ausführungsform die Anwesenheit oder Abwesenheit des bevorzugten Betrachters bestimmt, der bevorzugte Betrachter wird nur eingestellt, wenn sich der bevorzugte Betrachter außerhalb des bevorzugten Bereichs befindet oder wenn der bevorzugte Betrachter abwesend ist, und wenn sich ein weiterer Bedienungsperson innerhalb des bevorzugten Bereichs befindet, wird ein auf dem Betrachtungspunkt dieses bevorzugten Betrachters basierendes stereoskopisches Bild erzeugt und angezeigt. Demzufolge kann des stereoskopische Bild, das selbst dann angezeigt wird, wenn der bevorzugte Betrachter seinen Sitz vorübergehend verlassen hat, aufrecht erhalten werden, indem der frühere bevorzugte Betrachter als Referenz verwendet wird.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl in den oben beschriebenen zweiten bis vierten Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, in dem ein stereoskopisches Bild zwei Bedienungspersonen präsentiert wird, die vorliegende Erfindung nicht auf zwei Bedienungsperson begrenzt und auch auf einen Fall anwendbar ist, in dem ein stereoskopisches Bild drei oder mehreren Bedienungspersonen präsentiert wird.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fall beschrieben wurde, in dem ein stereoskopisches Bild präsentiert wird, indem die strukturelle Verzerrung des Bildes korrigiert wird, um der Bedienungsperson zu ermöglichen, das stereoskopische Bild wahrzunehmen, kann das Bild korrigiert werden, indem ein Objekt zur Korrektur der Farbe des zu präsentierenden Bildes verwendet wird.

Claims

Stereoskope Bildanzeigevorrichtung (10) mit: – einem Anzeigemittel mit einem Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes; – einem Paar stereoskoper Augengläsern (20), die an einer von dem Anzeigemittel beabstandeten Position angeordnet sind und ein optisches Element (25L) für ein linkes Auge und ein optisches Element (25R) für ein rechtes Auge umfasst, deren Zustände der Transmission und der Nichttransmission von Licht auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können; – einem Sehpunktpositions-Eingabemittel zur Eingabe von Positionen eines Paars von Pupillen, die in den Umgebungen der stereoskopen Augengläsern angeordnet sind; – Anzeigepositions-Eingabemittel zur Eingabe vorbestimmter Positionen auf dem Anzeigebereich des Anzeigemittels; – einem Steuerungsmittel zur Definition eines virtuellen stereoskopen Raumes, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der eingegebenen Positionen der Pupillen und der eingegebenen Positionen auf dem Anzeigebereich, um zu bewirken, dass ein Bild eines virtuellen Objekts für das linke Auge und ein Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge durch das Anzeigemittel alternierend angezeigt werden, indem sie wechselseitig umgestellt werden, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopen Raum wahrgenommen werden kann, und um Umstellungssignale auszugeben, um zu bewirken, dass das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge die Transmission und Nichttransmission des Lichts in Synchronisation mit der Umschaltung alternierend wiederholen, gekennzeichnet durch ein Korrekturmittel zur vorherigen Bestimmung einer Zuordnungsbeziehung zwischen einer in dem virtuellen stereoskopen Raum wahrgenommenen Position und wenigstens entweder der mittels des Sehpunktpositions-Eingabemittels eingegebenen Position oder der mittels des Anzeigepositions-Eingabemittels eingegebenen Position, und zur Korrektur von Koordinaten in dem virtuellen stereoskopen Raum auf der Grundlage der Zuordnungsbeziehung, um das virtuelle Objekt anzuzeigen; – wobei das Korrekturmittel das Bild des virtuellen Objekts für das linke Auge und das Bild des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der Zuordnungsbeziehung berechnet; und – wobei das Korrekturmittel die Zuordnungsbeziehung auf der Grundlage eines Fehlers zwischen einer zuvor berechneten und in dem virtuellen stereoskopen Raum angezeigten Position des virtuellen Objekts und einer Messposition bestimmt, die bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendet wird.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anzeigemittel gebildet wird, indem sie ein reflektierendes Element zur Reflexion eines Teils des Lichts umfasst, und wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel auf der Grundlage der Eingabe der Positionen auf dem Anzeigemittel, auf das das Paar von Pupillen projiziert ist, die in den Umgebungen der stereoskopen Augengläser angeordnet sind, Positionen von Sehpunkten eingibt.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel einen Positionseingabeabschnitt zur Eingabe einer eigenen Position einer Bedienungsperson und einen Visierabschnitt zur Bildung einer visuellen Referenzachse bezüglich dem Positionseingabeabschnitt umfasst, und wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel auf der Grundlage der eingegebenen eigenen Position der Bedienungsperson und der visuellen Referenzachse die Position des Sehpunktes eingibt.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel einen Erfassungsabschnitt zur Erfassung der Drehung eines Augapfels umfasst, der in der Umgebung der Stereoskopen Augengläser angeordnet ist, und wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels die Position des Sehpunkts eingibt.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel ein Erfassungsmittel zur Erfassung der Drehung des Augapfels von einer Fixierungsposition auf dem Anzeigemittel umfasst, und wobei das Sehpunktpositions-Eingabemittel auf der Grundlage der erfassten Drehung des Augapfels die Position des Sehpunktes eingibt.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Anzeigepositions-Eingabemittel ein Positionseingabemittel zur Eingabe der eigenen Position der Bedienungsperson und einen Lichtaussendeabschnitt zur Bildung einer optischen Referenzachse bezüglich des Positionseingabeabschnitts umfasst, und wobei das Anzeigepositions-Eingabemittel auf der Grundlage der eingegebenen eigenen Position der Bedienungsperson und der optischen Referenzachse bezüglich einer auf dem Anzeigebereich angezeigten Referenzfigur die Position auf dem Anzeigebereich eingibt.
Verfahren zur Anzeige eines stereoskopen Bildes zur Anzeige eines stereoskopen Bildes mit Hilfe eines programmierten Computers, mit den Schritten: – Eingabe von Positionen eines Paars von Pupillen, die in den Umgebungen eines Paares von stereoskopen Augengläsern angeordnet sind, die ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge aufweisen, deren Zustände der Transmission und der Nichttransmission von Licht auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können; – Eingabe von Positionen auf einem Anzeigebereich eines Anzeigemittels, das einen Anzeigebereich zur Anzeige eines Bildes aufweist; – Definieren eines virtuellen stereoskopen Raumes, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der Positionen der Pupillen und den Positionen auf dem Anzeigebereich, alternierendem Anzeigen eines Bildes eines virtuellen Objekts für das linke Auge und eines Bildes des virtuellen Objekts für das rechte Auge, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen Raum wahrgenommen werden kann, und Bewirken, dass die Zustände der Transmission und Nichttransmission von Licht des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge wechselseitig alternierend, in Synchronisation mit den Umschaltesignalen umgeschaltet werden, gekennzeichnet durch eine vorherige Bestimmung einer Zuordnungsbeziehung zwischen einer wahrgenommenen Position in dem virtuellen stereoskopen Raum und wenigstens entweder der mittels des Sehpunktpositions-Eingabemittels eingegebenen Position oder der mittels des Anzeigepositions-Eingabemittels eingegebenen Position, und durch Korrektur von Koordinaten in dem virtuellen stereoskopen Raum zur Anzeige des virtuellen Objekts auf der Grundlage der Zuordnungsbeziehung; – wobei die Bestimmung eine Berechnung des Bildes des virtuellen Objekts für das linke Auge und des Bildes des virtuellen Objekts für das rechte Auge auf der Grundlage der Zuordnungsbeziehung umfasst; und – wobei die Bestimmung eine Bestimmung der Zuordnungsbeziehung auf der Grundlage eines Fehlers zwischen einer Position des im voraus gemessenen, in dem virtuellen stereoskopen Raum angezeigten virtuellen Objekts und einer Messposition umfasst, die bei der Messung der wahrgenommenen Position des virtuellen Objekts verwendet wird.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die umfasst: – eine Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern, wobei jedes der Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern Anzeigemittel zur Anzeige einer eigenen Position einer Bedienungsperson, sowie ein optisches Element für ein linkes Auge und ein optisches Element für ein rechtes Auge umfasst, deren Zustände der Transmission und Nichttransmission von Licht auf der Grundlage von jeweils zugeführten Signalen wechselseitig umgeschaltet werden können; und – ein Auswahlmittel zur Auswahl von stereoskopen Augengläsern, die zur Betrachtung verwendet werden, von einer Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Referenzposition auf der Grundlage der von dem Anzeigemittel der Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern angezeigten eigenen Position der Bedienungsperson eingestellt wird.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Referenzposition entweder eine Position eines im voraus eingestellten Sehpunktes oder der Sehpunkt ist, der auf der Grundlage der von dem Anzeigemittel eines der Mehrzahl von Paaren von stereoskopen Augengläsern angezeigten Position eingestellt ist.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Auswahlmittel die stereoskopen Augengläser auswählt, deren Distanz zu der Referenzposition am kürzesten ist.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Auswahlmittel ein Bereichseinstellmittel zur Einstellung eines Präsenzbereichs ist, wo die Präsenz der stereoskopen Augengläser auf der Grundlage der Referenzposition geschätzt wird, und wobei das Auswahlmittel auf der Grundlage des Präsenzbereichs und einer Mehrzahl von mit Hilfe des Anzeigemittels angezeigten Positionen die zur Wahrnehmung dienenden stereoskopen Augengläser auswählt.
Stereoskope Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das optische Element für das linke Auge und das optische Element für das rechte Auge der stereoskopen Augengläser Flüssigkristallblenden sind.
Verfahren zur Anzeige eines stereoskopen Bildes zur Anzeige eines stereoskopen Bildes mit Hilfe eines programmierten Computers nach Anspruch 7, mit den Schritten: – Auswählen eines Paares von stereoskopen Augengläsern, die der Betrachtung dienen, aus einer Mehrzahl von Stereoskopen Augengläsern; und ferner – Definieren als einen virtuellen stereoskopen Raum einen Raum, der zwischen dem Anzeigemittel und den stereoskopen Augengläsern eingeschlossen ist, auf der Grundlage der Positionen auf dem Anzeigemittel und einer von dem Anzeigemittel beabstandeten und im voraus eingestellten Referenzposition, Bewirken einer Darstellung eines Bildes eines virtuellen Objekts für das linke Auge und eines Bildes des virtuellen Objekts für das rechte Auge, das von dem Anzeigemittel angezeigt werden soll, indem sie wechselseitig umgeschaltet werden, so dass das virtuelle Objekt in dem virtuellen stereoskopen Raum betrachtet werden kann, und Bewirken, dass die Zustände der Transmission und Nichttransmission von Licht des optischen Elements für das linke Auge und des optischen Elements für das rechte Auge der stereoskopen Augengläser, die zur Betrachtung verwendet werden, in Synchronisation mit der Umschaltung alternierend wechselseitig umgeschaltet werden.