JP6122549B2

JP6122549B2 - 三次元画像表示システム、方法および装置

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Application number: JP2016520246A
Authority: JP
Inventors: ▲澤▼金郭; 峰何; 彬 ▲呉▼
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Description

本発明は三次元表示技術の分野に関し、詳細には、三次元画像表示システム、方法および装置に関する。

現在の三次元表示技術は主として両眼立体視視差表示技術である。両眼立体視視差表示技術は、観察者の左右の目がそれぞれ画像対のある視差をもった左右の画像を見ることを可能にし、それにより観察者は三次元画像を見ることができる。すなわち、両眼立体視視差表示技術は立体視画像のピクチャーの画像信号を左目画像データおよび右目画像データに分離し；左目画像データに対応する画像信号が表示されるときは観察者は左目画像データに対応する該画像信号を左目で識別し；右目画像データに対応する画像信号が表示されるときは観察者は右目画像データに対応する該画像信号を右目で識別する。したがって、観察者は立体視画像を識別できる。

両眼立体視視差表示技術を使って表示される画像は平面状なので、表示される画像は現実的な環境と統合されることはできない。加えて、観察者は、専用の立体視イメージング眼鏡を装着することによってのみ、立体視画像を見ることができる。さらに、両眼立体視視差表示技術が使われるとき、表示される画像を見るためには、観察者は二つの目の焦点を表示装置の表示画面上に置く必要があるが、表示される画像に従って立体視画像を識別するためには、観察者は二つの目の視線の収束点を表示画面上に置かない。観察者の二つの目の焦点が視線の収束点と同じ平面上にないので、視覚不調および視覚疲労が容易に生成されることがある。

まとめると、両眼立体視視差表示技術を使って表示される画像は環境と統合されることができない。さらに、両眼立体視視差表示技術が使われるとき、観察者は、専用の立体視イメージング眼鏡を装着することによってのみ立体視画像を見ることができる。加えて、両眼立体視視差表示技術が使われるとき、観察者の二つの目の焦点が視線の収束点と同じ平面上にない。よって、視覚不調および視覚疲労が容易に生成されることがある。

本発明の実施形態は、三次元画像表示システム、方法および装置であって、表示される三次元画像を環境と統合し、観察者が三次元画像を見るときの視覚疲労を解消するものを提供する。

第一の側面によれば、三次元画像表示システムが提供され、ドライブ・コントローラ、表示パネル、屈折可変部およびレンズを含む。ここで、
前記ドライブ・コントローラは、設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての前記屈折可変部の屈折強度を制御するよう構成され、ここで、ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短く；
前記表示パネルは、前記ドライブ・コントローラの制御のもとで前記スライス画像を表示するよう構成されており、
前記屈折可変部は、前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って、前記表示パネルによって投射される前記光線に対する屈折を実行するよう構成されており；
前記レンズは、前記屈折可変部によって屈折される光線に従ってイメージングを実行するよう構成されている。

前記第一の側面を参照するに、第一の可能な実装の仕方では、ある視軸に垂直な、同じイメージングされるべき立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；
あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線が前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる。

前記第一の側面を参照するに、第二の可能な実装の仕方では、前記ドライブ・コントローラは特に：
前記立体視オブジェクトの前記スライス画像を前記設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている。

前記第一の側面を参照するに、第三の可能な実装の仕方では、前記ドライブ・コントローラは特に：
前記立体視オブジェクトの前記スライス画像を前記設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている。

前記第一の側面を参照するに、第四の可能な実装の仕方では、本システムはさらに、投射光源および投射光源反射器を有し、
前記投射光源反射器は、前記投射光源によって放出される光線を前記表示パネル上に反射するよう構成される。

前記第一の側面の前記第四の可能な実装の仕方を参照するに、第五の可能な実装の仕方では、前記表示パネルと前記屈折可変部との間の光路は前記投射光源反射器を通過し；
前記投射光源反射器はさらに、前記表示パネルと前記屈折可変部との間で光線を透過させるよう構成される。

前記第一の側面の前記第五の可能な実装の仕方を参照するに、第六の可能な実装の仕方では、本システムはさらに、角度調整可能な反射器と、光感応性パネルと、光フィルタとを含み、
前記ドライブ・コントローラはさらに、前記角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって前記光感応性パネル上に形成される画像を調整するよう構成され；
三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像であり、
三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像であり、
前記光フィルタは、前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成される。

前記第一の側面の前記第六の可能な実装の仕方を参照するに、第七の可能な実装の仕方では、本システムはさらに外部光源を含み、前記外部光源は、前記三次元画像受領部および／または操作アクションを実行するオペレーターを取り巻く光強度を高めるよう構成され；
前記外部光源が赤外光源であるとき、前記光フィルタは赤外カットオフ・フィルタであり、前記光フィルタは前記投射光源と前記光感応性パネルとの間に位置され、かつ前記投射光源反射器と前記光感応性パネルとの間に位置され；
前記外部光源が自然光の光源であるとき、前記光フィルタは偏光方向において相互に垂直な二つの偏光子を含み、前記二つの偏光子の一方は前記投射光源と前記投射光源反射器との間に位置され、他方は前記投射光源反射器と前記光感応性パネルとの間に位置される。

前記第一の側面の前記第六の可能な実装の仕方を参照するに、第八の可能な実装の仕方では、前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、
前記ドライブ・コントローラは、前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成される。

第二の側面によれば、三次元画像表示方法が提供され、
設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示する段階と；
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する段階であって、前記屈折可変部によって屈折される光線はレンズを通じてイメージングされる、段階とを含み、
ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短い。

前記第二の側面を参照するに、第一の可能な実装の仕方では、ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；
あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される画像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線が前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる。

前記第二の側面を参照するに、第二の可能な実装の仕方では、前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する前記段階は特に：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御することを含む。

前記第二の側面を参照するに、第三の可能な実装の仕方では、前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する前記段階は特に：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御することを含む。

前記第二の側面を参照するに、第四の可能な実装の仕方では、本三次元画像表示方法はさらに、
角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって光感応性パネル上に形成される画像を調整する段階を含み、
三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、投射光源によって放出された光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されている投射光源反射器および前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている光フィルタを相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像であり、
三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像である。

前記第二の側面の前記第四の可能な実装の仕方を参照するに、第五の可能な実装の仕方では、前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、本方法はさらに：
前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行する段階を含む。

第三の側面によれば、三次元画像表示装置が提供され、
設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示するよう構成されている表示ユニットと；
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御するよう構成されている制御ユニットとを含み、ここで、
前記屈折可変部によって屈折される光線はレンズを通じてイメージングされ；ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短い。

前記第三の側面を参照するに、第一の可能な実装の仕方では、前記制御ユニットは特に：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている。

前記第三の側面を参照するに、第二の可能な実装の仕方では、前記制御ユニットは特に：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている。

前記第三の側面を参照するに、第三の可能な実装の仕方では、本装置はさらに、調整ユニットを含み、前記調整ユニットは、
角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって光感応性パネル上に形成される画像を調整するよう構成されており、
三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、投射光源によって放出された光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されている投射光源反射器および前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている光フィルタを相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像であり、
三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像である。

前記第三の側面の前記第三の可能な実装の仕方を参照するに、第四の可能な実装の仕方では、前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、前記調整ユニットは、
前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成される。

本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システム、方法および装置によれば、システムにおけるドライブ・コントローラは、設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての前記屈折可変部の屈折強度を制御する。すなわち、前記立体視オブジェクト中の異なる奥行きをもつスライス画像が前記表示パネル上に表示されるとき、前記屈折可変部は、前記表示パネルによって投射される光線について異なる屈折強度をもつ。これは、前記立体視オブジェクト中の異なる奥行きをもつスライス画像が前記表示パネル上に表示されるとき、前記表示パネルとレンズとの間の距離、すなわちオブジェクト距離が異なるということと等価である。したがって、前記表示パネルによって投射される光線が前記レンズを通じてイメージングされた後、像平面と前記レンズとの間の得られた距離、すなわち像距離も異なる。ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間が残像時間より短いとき、観察者は、前記立体視オブジェクトの前記スライス画像がレンズを通過した後に形成される画像によって空間中に形成される立体視画像を見ることができる。本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システムが立体視オブジェクトに対するイメージングを実行するために使われるとき、立体視画像が形成される。それにより、三次元画像を表示するために現在の両眼立体視視差表示技術を使うことにおけるさまざまな欠点、たとえば表示される画像が環境と統合されることができない、観察者が専用の立体視イメージング眼鏡を装着する必要がある、二つの目の焦点が視線の収束点と同じ平面上にないため視覚不調および視覚疲労が容易に生成されることがあるといったことを回避する。

従来技術における二次元画像のイメージングのための光路の図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示システムの第一の概略的な構造図である。ａおよびｂは、それぞれ立体視オブジェクトおよび該立体視オブジェクトのスライス画像の概略図である。図２に示した三次元画像表示システムによるイメージングの間の光路の図である。図２に示した三次元画像表示システムがイメージングを実行するときの原理図である。図２に示した三次元画像表示システムが特定のシナリオで適用されるときに形成される三次元画像の概略図である。図２に示した三次元画像表示システムにおける屈折可変部の第一の実装の仕方の概略的な構造図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示システムにおける屈折可変部が図７に示した構造を使うときのイメージングのための光路の図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示システムの第二の概略的な構造図である。図９に示した三次元画像表示システムが機能するときの光路の図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示システムの第三の概略的な構造図である。図１１に示した三次元画像表示システムの第一の実装の仕方における撮影のための光路の図である。図１１に示した三次元画像表示システムの第二の実装の仕方における撮影のための光路の図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示方法の第一のフローチャートである。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示方法の第二のフローチャートである。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示方法の第三のフローチャートである。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示方法の第四のフローチャートである。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示方法の第五のフローチャートである。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示装置の第一の概略的な構造図である。本発明のある実施形態に基づく三次元画像表示装置の第二の概略的な構造図である。

本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システム、方法および装置によれば、本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システムが立体視オブジェクトに対するイメージングを実行するために使われるとき、立体視画像が形成される。それにより、三次元画像を表示するために現在の両眼立体視視差表示技術を使うことにおけるさまざまな欠点、たとえば表示される画像が環境と統合されることができない、観察者が専用の立体視イメージング眼鏡を装着する必要がある、二つの目の焦点が視線の収束点と同じ平面上にないため視覚不調および視覚疲労が容易に生成されることがあるといったことを回避する。

図１は、レンズを使って二次元画像がイメージングされるときの光路を示している。二次元画像１１上の光線はレンズ１２を通過後には屈折されている。屈折された光線の交差部に二次元画像１１の像が形成される。二次元画像１１の像が位置される平面は像平面１３である。観察者の目が像平面の真正面の円錐領域内に位置されるとき、二次元画像１１の完全な像が像平面上で見られる。

下記は、本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システム、方法および装置の個別的な実装の仕方を、本明細書における付属の図面を参照して記述する。

図２に示されるような、本発明のある実施形態において提供される三次元画像表示システムは、ドライブ・コントローラ２１と、表示パネル２２と、屈折可変部２３と、レンズ２４とを含む。

ドライブ・コントローラ２１は、設定されたシーケンスに従って前記表示パネル２２上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示し；前記スライス画像が前記表示パネル２２上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネル２２によって投射される光線についての前記屈折可変部２３の屈折強度を制御するよう構成され、ここで、ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル２２上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短い。

ドライブ・コントローラ２１は、表示パネル２２上のスライス画像の表示および屈折可変部２３の屈折強度を制御する、物理的な形において別個な装置であってもよい。ドライブ・コントローラ２１は、物理的な形において別個であるが相互に関連している二つの装置を含んでいてもよく、それらの装置の一方が表示パネル２２上のスライス画像の表示を制御し、他方が屈折可変部２３の屈折強度を制御する。

表示パネル２２は、ドライブ・コントローラ２１の制御のもとでスライス画像を表示するよう構成される。

屈折可変部２３は、ドライブ・コントローラ２１によって制御される屈折強度に従って、表示パネル２２によって投射される光線に対する屈折を実行するよう構成される。

レンズ２４は、屈折可変部２３によって屈折された光線に従ってイメージングを実行するよう構成される。

本発明のある実施形態では、レンズ２４は、レンズ群によって置き換えられてもよい。レンズ群は、屈折可変部２３によって屈折された光線に従ってイメージングを実行する。

スライス画像とは、あるセクション上の任意の立体視スライスの部分の投影像をいう。ここで、前記部分は観察者に対して可視であり、前記立体視スライスは立体視オブジェクトを切るために観察者の視軸に垂直な一連の等距離セクションを使うことによって得られる。

立体視オブジェクト中の視軸に垂直な各セクション（ここで、各セクションの画像がスライス画像である）と視軸上の観察点との間の距離は、立体視オブジェクト中の各セクションに対応するスライス画像の奥行きである。観察点は立体視オブジェクトの外部に位置する。立体視オブジェクト中のセクションと観察点との間の、より小さな距離は、立体視オブジェクト中のそのセクションに対応するスライス画像の、より小さな奥行きを示し；立体視オブジェクト中のセクションと観察点との間の、より大きな距離は、立体視オブジェクト中のそのセクションに対応するスライス画像の、より大きな奥行きを示す。

ある応用シナリオでは、立体視オブジェクトは図３のａに示される立方体であってもよく、視軸に垂直な、その立体視オブジェクトのスライス画像は図３のｂに示される。図３のａに示される立方体のスライス画像が表示パネル上に表示されるとき、それらのスライス画像は、以下のシーケンスに従って表示される：スライス画像１、スライス画像２、スライス画像３、スライス画像４、スライス画像５、スライス画像６、スライス画像７およびスライス画像８。むろん、これらのスライス画像は別のシーケンスに従って表示されてもよい。

表示パネルはスライス画像を表示するよう構成されている。表示パネルは、デジタル・マイクロミラー・デバイス、シリコン・パネル上の液晶、液晶表示パネル、発光ダイオード表示パネルまたは画像を表示することのできる他のデバイスであってもよい。表示パネルは、赤、緑および青が統合されている表示パネルであってもよく、赤、緑および青が分離されている三つの表示パネルを含んでいてもよい。屈折可変部は、表示パネル上に表示されたスライス画像がレンズを通過した後に形成される像の位置を変えるために、表示パネルとレンズとの間の光路を調整するよう構成されている。レンズは、現実のシナリオでは、表示パネル上に表示されたスライス画像を投影およびイメージングするよう構成されている。レンズは凸レンズおよび／または凹レンズおよび／または凸面鏡および／または凹面鏡を含んでいてもよい。

図４は、本発明の実施形態において提供される三次元画像表示システムの光路を示している。表示パネル２２上の光線は屈折可変部２３によって屈折させられる。屈折された光線はレンズ２４を通じて投射され、イメージングされる。このようにして、表示パネル２２上に表示されたスライス画像が現実のシナリオにおいてイメージングされる。スライス画像から形成された像が位置される平面は像平面２５である。図４は、レンズが凸レンズである例を使って記述されている。

光路中の屈折可変部は、表示パネルによって投射された光線を屈折させる（表示パネル上に表示されたスライス画像が異なるときは、表示パネルによって投射された光線は異なる）。これは、表示パネルを動かすのと等価な、すなわち表示パネル上に表示されたスライス画像から形成される像を動かすのと等価な効果につながる。図４では、表示パネル上の光線が屈折可変部を通過した後、効果は、表示パネルを短い距離だけレンズのほうに動かすことと等価であり、これは表示パネル上に表示されたスライス画像から形成される像もレンズから遠ざかるように動かさせる。すなわち、像距離（表示パネル上に表示されたスライス画像から形成される像とレンズとの間の距離）が増大する。スライス画像から形成される像を観察する観察者にとって、スライス画像がより近いことが見て取れる。図５に示されるように、オブジェクト距離、すなわち表示パネル２２とレンズ２４との間の距離は変わらないが、光線についての屈折可変部２３の屈折強度が表示パネル２２によって表示される異なるスライス画像に関して変化する。よって、これは、表示パネル２２上に表示される異なるスライス画像に関してオブジェクト距離が変化するのと等価である。すなわち、等価オブジェクト距離、すなわち等価オブジェクト点とレンズとの間の距離が変化する。したがって、異なるスライス画像から形成される像が位置する平面とレンズ２４との間の距離、すなわち像距離が変化する。すなわち、異なるスライス画像は異なる像距離をもつ。

したがって、ある立体視オブジェクトの諸スライス画像から形成される諸画像は、あるシーケンスに従って像空間内に配置される。ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を表示パネル上に、設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間が視覚の持続の時間より小さいときは、観察者は、あるシーケンスに従って空間中に立体視オブジェクトのスライス画像を配列することによって形成される立体視画像を見ることができる。

例示的に、ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、立体視オブジェクト中の、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される画像と三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクト中の、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される画像と前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；
あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線が前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる。

三次元画像受領部は、立体視オブジェクトの立体視画像を受領するよう構成される。ここで、立体視画像は、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムを使うことによって形成される。三次元画像受領部は観察者の目であってもよく、あるいは画像を受領することのできる別の装置であってもよい。

観察者の観点からは、立体視オブジェクト中の、より大きな奥行きをもつスライス画像は観察者から遠く離れた像平面上に表示され、立体視オブジェクト中の、より小さな奥行きをもつスライス画像は観察者に近い像平面上に表示される。よって、観察者は、立体視オブジェクトのスライス画像から形成される像が、スライス画像の相対位置に従って像空間において配置されることを見ることができる。

あるスライス画像がレンズを通過した後に形成される像平面は、あるスライスが表示パネル上に表示されているとき、屈折された光線がレンズを通過した後に形成される像が位置される平面である。ここで、屈折された光線は、表示パネルによって投射された光線が屈折可変部によって屈折された後に得られる。

スライス画像Aおよびスライス画像Bは、同じ視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像であり、立体視オブジェクト中のスライス画像Aの奥行きのほうが大きく、立体視オブジェクト中のスライス画像Bの奥行きのほうが小さいことが想定される。

表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれている媒質の屈折率と、屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質の屈折率が屈折可変部の屈折率より小さいとき、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度は、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度より小さい。すなわち、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに生成される等価オブジェクト距離は、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに生成される等価オブジェクト距離より大きく、したがって、スライス画像Aから形成される像の像距離はスライス画像Bから形成される像の像距離より小さい。

表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれている媒質の屈折率と、屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質の屈折率が屈折可変部の屈折率より大きいとき、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度は、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度より小さい。これは、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに生成される等価オブジェクト距離は、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに生成される等価オブジェクト距離より大きく、したがって、スライス画像Aから形成される像の像距離はスライス画像Bから形成される像の像距離より小さいことと等価である。

屈折可変部の屈折強度とは、ある第二の界面上で、出射光線が入射光線から外れる距離をいう。ここで、出射光線は入射光線がある第一の界面によって屈折され、前記第二の界面によって屈折された後に得られる。第一の界面は、屈折可変部と表示パネルとの間に詰め込まれている媒質と屈折可変部との間に形成される界面であり、第二の界面は、屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質と屈折可変部との間に形成される界面である。屈折可変部のより大きな屈折強度は、第二の界面上で出射光線が入射光線から外れる、より大きな距離を示す。

表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれた媒質の屈折率は、屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれた媒質の屈折率と異なっていてもよい。

同じ視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像が屈折可変部によって屈折された後の等価オブジェクト距離の間の差が0より大きいとき、観察者は、その立体視オブジェクトのスライス画像が像空間において、もとの相対位置に従って配列されているが、二つの隣り合うスライス画像の間に、ある間隔が存在することを見ることができる。

図６に示されるように、電子プロダクトの表示窓がスライス画像として使われるとき、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、立体視空間において複数の窓を表示するために使われてもよい。たとえば、主要表示窓６１が手前に表示され、次いで第一の副次表示窓６２、第二の副次表示窓６３などが相続いてある間隔で主要表示窓６１の背後に表示される。加えて、主要表示窓６１以外の他の副次表示窓の明るさが、同時に、下げられてもよい。このようにして、観察者は、立体視空間においてシーケンスに配列された一連の表示窓を見ることができる。

任意的に、ドライブ・コントローラは特に、立体視オブジェクトのスライス画像を、設定されたシーケンスに従って表示パネル上に表示し、スライス画像が表示パネル上に表示されているとき、立体視オブジェクト中のスライス画像の奥行きに従って屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている。

表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれている媒質の屈折率および屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質の屈折率が屈折可変部の屈折率より小さいとき、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の厚さは、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の厚さより小さく；表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれている媒質の屈折率および屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質の屈折率が屈折可変部の屈折率より大きいとき、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の厚さは、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の厚さより大きい。

たとえば、屈折可変部は、不均一な厚さをもつ円板からなっていてもよい。図７は、不均一な厚さをもつ円板と、該円板の三つの正投影図を示している。屈折可変部が不均一な厚さをもつ円板を使うとき、屈折可変部の厚さは不均一な厚さをもつ円板７１を回転させることによって変化させることができ（図８に示されるように）、それにより屈折可変部を通過する光線の屈折強度を変化させ、さらに表示パネル上に表示されたスライス画像の像距離を変化させる。図８では、表示パネル２２、レンズ２４および立体視オブジェクトについて形成された像７２がさらに含まれている。

本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムにおける屈折可変部が不均一な厚さをもつ円板を使うとき、表示パネル２２によって投射される光線は円板の端を通過する。不均一な厚さをもつ円板がある速度で安定して回転した後、表示パネル２２によって投射される光線が通過する円盤の厚さも安定して変化する。表示パネル上に表示される、立体視オブジェクトのスライス画像を同期的に調整することによって、ドライブ・コントローラは、立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像が、観察者により近い像平面に、立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像が、観察者から遠く離れた像平面に表示されることを可能にする。このようにして、観察者は、立体視オブジェクトの立体視画像を見ることができる。

本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムにおける屈折可変部が不均一な厚さをもつ円板を使うとき、図３のａに示される立方体のスライス画像が表示される場合、それらのスライス画像は次のシーケンスに従って表示される：スライス画像１、スライス画像２、スライス画像３、スライス画像４、スライス画像５、スライス画像６、スライス画像７、スライス画像８、前記スライス画像８、前記スライス画像７、前記スライス画像６、前記スライス画像５、前記スライス画像４、前記スライス画像３、前記スライス画像２、前記スライス画像１。

任意的に、ドライブ・コントローラは特に、前記立体視オブジェクトの前記スライス画像を前記設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている。

表示パネルと屈折可変部との間に詰め込まれている媒質の屈折率と、屈折可変部とレンズとの間に詰め込まれている媒質の屈折率が屈折可変部の屈折率より小さいかどうかに関わりなく、スライス画像Aが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の材料の屈折率は、スライス画像Bが表示パネルに表示されているときに生成される屈折可変部の材料の屈折率より小さい。

屈折可変部は、可変屈折率をもつ電子制御される材料を使ってもよい。屈折可変部を通過する光線の屈折強度を変化させ、さらに、表示パネル上に表示されたスライス画像の像距離を変化させるよう、材料の屈折率は、電気信号を使って変えられてもよい。

任意的に、表示パネルが屈折可変部に投射する光線の強さが不十分であるとき、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、図９に示されるように、さらに
投射光源９１および投射光源反射器９２を含む。投射光源反射器９２は、投射光源９１によって放出される光線を表示パネル２２上に反射し、それにより表示パネル２２が屈折可変部に投射する光線の強さを増すよう構成される。

前記表示パネルと前記屈折可変部との間の光路が前記投射光源反射器を通過するとき、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムによれば、図１０に示されるように、本システムにおける前記投射光源反射器９２はさらに、前記表示パネル２２と前記屈折可変部２３との間で光線を透過させるよう構成される。この場合、投射光源反射器９２は分光器であってもよい。

上記の三次元画像表示システムが使われるとき、該表示システムを使うことによってある立体視オブジェクトについて形成される立体視画像について、完全な立体視画像は、特定の位置においてのみ、すなわち像空間のある制限された円錐（その中に目が位置している領域であり、図１０において破線を使って定義される）内でのみ見ることができる。観察者の目が図１０において一点鎖線を使って定義されている領域内に位置しているときは、観察者は、立体視画像の一部を見ることができるだけである。観察者の目が図１０の他の領域に位置しているときは、観察者は立体視画像を見ることができない。

例示的に、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、図１１に示されるように、さらに、角度調整可能な反射器１１３と、光感応性パネル１１１と、光フィルタ１１２とを含んでいてもよい。

前記ドライブ・コントローラはさらに、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって前記光感応性パネル１１１上に形成される画像を調整するようさらに構成される。三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器１１３、前記レンズ２４、前記屈折可変部２３、前記投射光源反射器９２および前記光フィルタ１１２を相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像であり；三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器１１３、前記レンズ２４、前記屈折可変部２３、前記投射光源反射器９２および前記光フィルタ１１２を相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像である。

前記光フィルタ１１２は、前記投射光源９１が前記光感応性パネル１１１上に照射する光線を吸収するよう構成される。

角度調整可能な反射器１１３は、三次元画像受領部によって形成される前記画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって前記光感応性パネル１１１上に形成される前記画像を調整するよう、角度調整可能な反射器１１３の鏡面上の二つの互いに垂直な軸を回すことによって回されてもよい。

光感応性パネル１１１は電荷結合光感応性素子（charge-coupled photosensitive device）または相補的金属酸化物半導体（complementary metal-oxide semiconductor）光感応性素子であってもよい。

立体視オブジェクトの三次元画像を表示する前に、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、まず、三次元画像受領部が完全な三次元画像が見られることができる領域に位置されるよう、角度調整可能な反射器を調整することによって三次元画像受領部の位置を位置特定してもよい。

任意的に、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、図１１に示されるように、さらに外部光源１１４を含む。前記外部光源１１４は、前記三次元画像受領部および／または操作アクションを実行するオペレーターを取り巻く光強度を高めるよう構成される。

前記外部光源が赤外光源である場合、前記光フィルタ１１２は赤外カットオフ・フィルタであり、前記光フィルタ１１２は前記投射光源９１と前記光感応性パネル１１１との間に位置され、かつ前記投射光源反射器９２と前記光感応性パネル１１１との間に位置される。図１２は、図１１に示される三次元画像表示システムの光路を示している。図１２において、観察者の二つの目が、完全な立体視画像が見られることのできる円錐の範囲内にあるとき、光路の可逆性の原理により、観察者の二つの目も外部光源１１４におけるかつ環境における赤外線照射によって、光感応性パネル１１１上にイメージングされ；観察者の二つの目が光感応性パネル１１１の中心位置にイメージングされるとき、観察者が完全な立体視画像を観察できる可能性が最も高い。したがって、ドライブ・コントローラを使うことによって、観察者の二つの目が光感応性パネル１１１上に形成された画像から検出されてもよく、観察者の二つの目が常に光感応性パネル１１１の中心位置においてイメージングされるよう、角度調整可能な反射器１１３が適正な位置まで回転するようリアルタイムで制御される。光フィルタ１１２が赤外カットオフ・フィルタであるとき、赤外線以外の光線は吸収されることができる。ここで、該光線は投射光源９１によって光感応性パネル１１１上に照射される。したがって、この場合、投射光源９１は非赤外光の光源、たとえば自然光の光源であってもよい。

図１２において、投射光源反射器９２、屈折可変部２３、レンズ２４、角度調整可能な反射器１１３および立体視オブジェクトのスライス画像から形成される像７２がさらに含まれている。

外部光源が自然光の光源である場合、前記光フィルタは偏光方向において相互に垂直な二つの偏光子を含み、前記二つの偏光子の一方は前記投射光源９１と前記投射光源反射器９２との間に位置され、他方は前記投射光源反射器９２と前記光感応性パネル１１１との間に位置される。二つの偏光子は、投射光源が光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成される。

外部光源が自然光の光源である場合、前記光フィルタは偏光方向において相互に垂直な二つの偏光子を含む。この場合において、図１３は、図１１に示される三次元画像表示システムの光路を示している。図１３において、観察者の二つの目が、完全な立体視画像が見られることのできる円錐の範囲内にあるとき、光路の可逆性の原理により、観察者の二つの目も外部光源１１４におけるかつ環境における自然光照射によって、光感応性パネル１１１上にイメージングされ；観察者の二つの目が光感応性パネル１１１の中心位置にイメージングされるとき、観察者が完全な立体視画像を観察できる可能性が最も高い。したがって、ドライブ・コントローラを使うことによって、観察者の二つの目が常に光感応性パネル１１１上にイメージングされ、観察者の二つの目が常に光感応性パネル１１１の中心位置においてイメージングされるよう、角度調整可能な反射器１１１が適正な位置まで回転するようリアルタイムで制御されてもよい。光フィルタ１１２が偏光方向において互いに垂直な二つの偏光子であるとき、投射光源９１が光感応性パネル１１１上に照射する光線が吸収されることができる。

図１３において、投射光源反射器９２、屈折可変部２３、レンズ２４、角度調整可能な反射器１１３および立体視オブジェクトのスライス画像から形成される像７２がさらに含まれている。

本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムは、現実のシナリオにおいて立体視オブジェクトの三次元画像を形成することができるので、ユーザーは、手または他のオブジェクトを使って立体視画像にタッチすることができる。立体視画像がタッチされるとき、力はフィードバックされないが、本システムは、光感応性パネルにおいて、立体視画像にタッチする手または他のオブジェクトを連続的に撮影することができる。操作アクションを撮影するとき、本システムは、立体視オブジェクトを三次元画像として投射するために使われるレンズを再利用する。したがって、操作アクションが撮影されるときに形成される像空間は、オブジェクト空間、すなわち立体視オブジェクトがイメージングされるときに形成されるスライス画像が位置される空間に完全に対応する。

したがって、任意的に、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示システムにおける前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、本システムにおける前記ドライブ・コントローラは、本システムにおける前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、ここで、前記操作アクションは立体視オブジェクトについて形成された三次元画像に対して実行され、前記ドライブ・コントローラは、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成される。

実際の応用では、操作アクションを検出する機能がドライブ・コントローラに加えられてもよい。操作アクションはたとえば、立体視オブジェクトを左に、右に、上におよび下にスクロールするまたは動かすならびに立体視オブジェクトのある位置をクリックするといったものである。加えて、立体視オブジェクトを前方に押すまたは立体視オブジェクトを後方に引くことを指示するために特定の操作アクションが定義され、たとえば手のひらを開くことが立体視オブジェクトを前方に押すことを示し、こぶしを作ることが立体視オブジェクトを後方に引くことを示すことが定義される。これらの操作アクションと操作命令との間の対応に基づいて、ユーザーは立体視オブジェクトに対して任意の三次元操作を実行することができる。

たとえば、光感応性パネルによって撮影される操作アクションが手のひらを開くことであるとき、ドライブ・コントローラは、操作アクションと操作命令との間の対応に従って、操作命令は立体視オブジェクトを前方に押すことであることを判別する。次いで、立体視オブジェクトに対してイメージングが実行されるとき、システムは、その立体視オブジェクトについて形成される三次元画像がシステムのレンズにより近くなるよう、すなわち、三次元画像が観察者から遠く離れるよう、光線についての前記屈折可変部の屈折強度を増す。光感応性パネルによって撮影される操作アクションが上に動かすことであるときは、ドライブ・コントローラは、操作アクションと操作命令との間の対応に従って、操作命令は立体視オブジェクトを上に動かすことであることを判別する。次いで、ドライブ・コントローラは、観察される動かされた立体視オブジェクトの新たな視軸に従って立体視オブジェクトのスライス画像を再決定し、立体視オブジェクトを、立体視オブジェクトの再決定されたスライス画像に従って三次元画像をとして再投影する。

本発明の実施形態はさらに、三次元画像表示方法および装置を提供する。本発明の上記実施形態において提供された三次元画像表示システムは、該方法および装置の実装におけるハードウェアの基礎として使われる。したがって、該方法および装置の実装については、上述したシステムの実装が参照されてもよく、繰り返される内容が再び記述されることはない。

本発明のある実施形態において提供される三次元画像表示方法は、図１４に示されるように、

S1401：設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示する段階と、

S1402：前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する段階とを含む。

前記屈折可変部によって屈折される光線はレンズを通じてイメージングされ；ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短い。

S1401およびS1402は同期的に実行される。

任意的に、ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；

あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線が前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる。

任意的に、図１５に示されるように、S1402は特に：前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御することを含む。

任意的に、図１６に示されるように、S1402は特に：前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御することを含む。

任意的に、図１７に示されるように、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示方法はさらに、

S1403：角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって光感応性パネル上に形成される画像を調整する段階を含む。

三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、投射光源によって放出された光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されている投射光源反射器および前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている光フィルタを相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像である。

三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像である。

S1403はS1401およびS1402より前に実行される。三次元画像受領部によって形成される前記画像の位置が調整される、すなわち立体視のスライス画像のイメージング領域が調整され、それにより、完全な三次元画像が受領されることができる領域内に三次元画像受領部が位置される。

任意的に、図１８に示されるように、前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示方法はさらに：

S1404：前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行する段階を含む。

S1404はS1403より後に実行され、S1404とS1401の間またはS1404とS1402との間には時間シーケンスはない。

図１９に示されるように、本発明のある実施形態において提供される三次元画像表示装置は：
設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示するよう構成されている表示ユニット１９１と；
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御するよう構成されている制御ユニット１９２とを含み、ここで、
ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短い。

任意的に、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつ一方のスライス画像がレンズを通じてイメージングされた後に生成される像距離は、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつ他方のスライス画像がレンズを通じてイメージングされた後に生成される像距離より小さい。

任意的に、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像がレンズを通過した後に形成される像平面の間の距離は、その立体視オブジェクトにおける二つのスライス画像の奥行きの間の差より小さくない。あるスライス画像がレンズを通過した後に形成される像平面とは、該あるスライス画像が表示パネルに表示されているときに、屈折された光線がレンズを通過した後に形成される像平面である。ここで、屈折された光線は、表示パネルによって投射された光線が前記屈折可変部によって屈折された後に得られる。

任意的に、前記制御ユニットは、特に：前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている。

任意的に、前記制御ユニットは特に：前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている。

任意的に、図２０に示されるように、本発明のこの実施形態において提供される三次元画像表示装置は、調整ユニット１９３をさらに含む。調整ユニット１９３は、角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって前記光感応性パネル上に形成される画像を調整するよう構成されている。

任意的に、前記光感応性パネル上に形成される画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、前記調整ユニット１９３は、
前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成される。

当業者は、本発明の実施形態が方法、システムまたはコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供されうることを理解するはずである。したがって、本発明は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせをもつ実施形態の形を使ってもよい。さらに、本発明は、コンピュータが使用できるプログラム・コードを含む一つまたは複数のコンピュータが使用可能な記憶媒体（これはディスク・メモリ、CD-ROM、光学式メモリなどを含むがそれに限定されない）上に実装されるコンピュータ・プログラム・プロダクトの形を使ってもよい。

本発明は、本発明の実施形態に基づく方法、装置（システム）およびコンピュータ・プログラム・プロダクトのフローチャートおよび／またはブロック図を参照して記述されている。フローチャートおよび／またはブロック図における各プロセスおよび／または各ブロックならびにフローチャートおよび／またはブロック図におけるプロセスおよび／またはブロックの組み合わせを実装するためにコンピュータ・プログラム命令が使われてもよいことは理解されるはずである。これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータまたは他の任意のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行された命令がフローチャートにおける一つまたは複数のプロセスおよび／またはブロック図における一つまたは複数のブロックにおける具体的な機能を実装するための装置を生成するよう機械を生成するために、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、埋め込まれたプロセッサまたは他の任意のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサのために提供されてもよい。

これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータまたは他の任意のプログラム可能なデータ処理装置に特定の仕方で機能するよう命令することができるコンピュータ可読メモリにおいて記憶されてもよく、それによりコンピュータ可読メモリに記憶されている命令が命令装置を含む物品を生成する。該命令装置は、フローチャートにおける一つまたは複数のプロセスおよび／またはブロック図における一つまたは複数のブロックにおける具体的な機能を実装する。

これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置にロードされてもよく、それにより該コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で一連の動作およびステップが実行され、それによりコンピュータ実装された処理を生成する。したがって、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャートにおける一つまたは複数のプロセスおよび／またはブロック図における一つまたは複数のブロックにおける具体的な機能を実装するためのステップを提供する。

本発明のいくつかの好ましい実施形態が記述されているが、当業者は、ひとたび基本的な発明概念を学べば、これらの実施形態に対して変更や修正を行なうことができる。したがって、付属の請求項は、好ましい実施形態および本発明の範囲内にはいるあらゆる変更および修正をカバーするものと解釈されることが意図されている。

明らかに、当業者は、本発明の実施形態の精神および範囲から外れることなく本発明の実施形態にさまざまな修正および変形を行なうことができる。本発明は、付属の請求項およびその等価な技術によって定義される保護範囲内にはいる限り、これらの修正および変形をカバーすることが意図されている。

Claims

ドライブ・コントローラ、表示パネル、屈折可変部、レンズ、投射光源、投射光源反射器、角度調整可能な反射器、光感応性パネルおよび光フィルタを有する三次元画像表示システムであって、
前記ドライブ・コントローラは、設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての前記屈折可変部の屈折強度を制御するよう構成されており、ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短く；
前記表示パネルは、前記ドライブ・コントローラの制御のもとで前記スライス画像を表示するよう構成されており；
前記屈折可変部は、前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って、前記表示パネルによって投射される前記光線に対する屈折を実行するよう構成されており；
前記レンズは、前記屈折可変部によって屈折される光線に従ってイメージングを実行するよう構成されており；
前記投射光源反射器は、前記投射光源によって放出される光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されており；
前記表示パネルと前記屈折可変部との間の光路が前記投射光源反射器を通過し；
前記投射光源反射器はさらに、前記表示パネルと前記屈折可変部との間で光線を透過させるよう構成されており；
前記ドライブ・コントローラはさらに、前記角度調整可能な反射器、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを介した前記光感応性パネルへの光路を通過した光により前記光感応性パネル上に形成される画像に基づいて前記角度調整可能な反射器を調整することによって、当該三次元画像表示システムによって形成される三次元画像を調整するよう構成されており；
前記光フィルタは、前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている、
システム。
ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；
あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線が前記ドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる、
請求項１記載のシステム。
前記ドライブ・コントローラは：
前記立体視オブジェクトの前記スライス画像を前記設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている、
請求項１または２記載のシステム。
前記ドライブ・コントローラは：
前記立体視オブジェクトの前記スライス画像を前記設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に表示し；前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている、
請求項１または２記載のシステム。
当該システムはさらに外部光源を含み、前記外部光源は、前記三次元画像受領部および／または操作アクションを実行するオペレーターを取り巻く光強度を高めるよう構成されており；
前記外部光源が赤外光源であるとき、前記光フィルタは赤外カットオフ・フィルタであり、前記光フィルタは前記投射光源と前記光感応性パネルとの間に位置され、かつ前記投射光源反射器と前記光感応性パネルとの間に位置され；
前記外部光源が自然光の光源であるとき、前記光フィルタは偏光方向において相互に垂直な二つの偏光子を含み、前記二つの偏光子の一方は前記投射光源と前記投射光源反射器との間に位置され、他方は前記投射光源反射器と前記光感応性パネルとの間に位置される、
請求項１記載のシステム。
前記光感応性パネル上に形成される前記画像が、当該システムによって形成される三次元画像に対する操作アクションを含む場合、
前記ドライブ・コントローラは、前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される前記画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成されている、
請求項１記載のシステム。
ドライブ・コントローラ、表示パネル、屈折可変部、レンズ、投射光源、投射光源反射器、角度調整可能な反射器、光感応性パネルおよび光フィルタを有するシステムによって実行される三次元画像表示方法であって：
前記ドライブ・コントローラにより、設定されたシーケンスに従って前記表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示する段階と；
前記ドライブ・コントローラにより、前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する段階であって、前記屈折可変部によって屈折される光線はレンズを通じてイメージングされる、段階とを含み、
前記投射光源反射器は、前記投射光源によって放出される光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されており；
前記表示パネルと前記屈折可変部との間の光路が前記投射光源反射器を通過し；
当該方法はさらに、
前記ドライブ・コントローラによって、前記角度調整可能な反射器、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを介した前記光感応性パネルへの光路を通過した光により前記光感応性パネル上に形成される画像に基づいて前記角度調整可能な反射器を調整することによって、前記システムによって形成される三次元画像を調整する段階を含み、
前記光フィルタは、前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている、
方法。
ある視軸に垂直な、同じ立体視オブジェクトの二つのスライス画像について、その立体視オブジェクトにおける、より大きな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、三次元画像受領部との間の距離が、その立体視オブジェクトにおける、より小さな奥行きをもつスライス画像から形成される像と、前記三次元画像受領部との間の距離より大きく；
あるスライス画像から形成される像は、前記あるスライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、屈折された光線が前記レンズを通過した後に形成される像であり、前記屈折された光線は前記表示パネルによって投射される光線がドライブ・コントローラによって制御される前記屈折強度に従って前記屈折可変部によって屈折された後に得られる、
請求項７記載の方法。
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての前記屈折可変部の屈折強度を制御する前記段階は：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御することを含む、
請求項７または８記載の方法。
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御する前記段階は：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御することを含む、
請求項７または８記載の方法。
前記光感応性パネル上に形成される前記画像が、前記システムによって形成される三次元画像に対する操作アクションを含む場合、当該方法はさらに：
前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される前記画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行する段階を含む、
請求項７記載の方法。
三次元画像表示装置であって：
設定されたシーケンスに従って表示パネル上に立体視オブジェクトのスライス画像を表示するよう構成されている表示ユニットと；
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているときに、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の奥行きに従って、前記表示パネルによって投射される光線についての屈折可変部の屈折強度を制御するよう構成されている制御ユニットとを有しており、
前記屈折可変部によって屈折される光線はレンズを通じてイメージングされ；
ある視軸に垂直な、イメージングされるべき前記立体視オブジェクトのすべてのスライス画像を前記表示パネル上に前記設定されたシーケンスに従った時点において相続いて表示するために必要とされる時間は視覚の存続の時間より短く、
当該装置がさらに調整ユニットを有しており、前記調整ユニットは：
角度調整可能な反射器を調整することによって、三次元画像受領部によって形成される画像および／または三次元画像に対する操作アクションを実行することによって光感応性パネル上に形成される画像を調整するよう構成されており、
三次元画像受領部によって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、投射光源によって放出された光線を前記表示パネル上に反射するよう構成されている投射光源反射器および前記投射光源が前記光感応性パネル上に照射する光線を吸収するよう構成されている光フィルタを相続いて使うことによって前記三次元画像受領部によって形成される画像であり；
三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像は、前記角度調整可能な反射器、前記レンズ、前記屈折可変部、前記投射光源反射器および前記光フィルタを相続いて使うことによって前記アクションによって形成される画像である、
装置。
前記制御ユニットが：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の厚さを制御するよう構成されている、
請求項１２記載の装置。
前記制御ユニットが：
前記スライス画像が前記表示パネル上に表示されているとき、前記立体視オブジェクト中の前記スライス画像の前記奥行きに従って前記屈折可変部の材料の屈折率を制御するよう構成されている、
請求項１２記載の装置。
前記光感応性パネル上に形成される前記画像が三次元画像に対する操作アクションを実行することによって形成される前記画像を含む場合、前記調整ユニットは：
前記光感応性パネル上の前記操作アクションによって形成される前記画像に従って操作命令を決定し、決定された操作命令に従って前記立体視オブジェクトに対してイメージングを再実行するようさらに構成されている、
請求項１２記載の装置。