JPS63257784A - 3次元画像用カーソルの表示方法 - Google Patents
3次元画像用カーソルの表示方法Info
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- JPS63257784A JPS63257784A JP63080217A JP8021788A JPS63257784A JP S63257784 A JPS63257784 A JP S63257784A JP 63080217 A JP63080217 A JP 63080217A JP 8021788 A JP8021788 A JP 8021788A JP S63257784 A JPS63257784 A JP S63257784A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は3次元画像表示装置の3次元画像内で位置を指
し示すための3次元画像用カーソルに関する。
し示すための3次元画像用カーソルに関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕3次元
として表わせる図形画像を表示する多くの異った装置が
ある。これらの装置は、3次元画像に対応するデータを
2次元画像に対応するデータに変換するが、この2次元
画像には、シェーディング、透視、隠線消去などのディ
ゲス・キューが付加されている。
として表わせる図形画像を表示する多くの異った装置が
ある。これらの装置は、3次元画像に対応するデータを
2次元画像に対応するデータに変換するが、この2次元
画像には、シェーディング、透視、隠線消去などのディ
ゲス・キューが付加されている。
これらディゲス・キューは、表示されている2次元画像
を3次元的画像に見せる。基本的なディゲス・キューと
して両眼視差の原理を用いる立体表示によシ、3次元特
性が非常に効果的に得られる。
を3次元的画像に見せる。基本的なディゲス・キューと
して両眼視差の原理を用いる立体表示によシ、3次元特
性が非常に効果的に得られる。
これらの装置のいずれの場合でも、表示されている画像
内の特定の場所を指し示すために、カーソルを導入した
い場合がしばしばある。典型的には十字印のようにたい
へん単純なカーソルが用いられてきた。これらのカーソ
ルの構造では、奥行の情報が極めて限定されている。ゆ
えに表示画像の観察者には、3次元画像内のカーソルの
位置を適切に関、識することが困難であった。
内の特定の場所を指し示すために、カーソルを導入した
い場合がしばしばある。典型的には十字印のようにたい
へん単純なカーソルが用いられてきた。これらのカーソ
ルの構造では、奥行の情報が極めて限定されている。ゆ
えに表示画像の観察者には、3次元画像内のカーソルの
位置を適切に関、識することが困難であった。
そこで本発明の目的は、3次元画像内でカーソルの位置
をすばやく正確に認識することができる3次元画像用カ
ーソルを提供することにある。
をすばやく正確に認識することができる3次元画像用カ
ーソルを提供することにある。
本発明の他の目的は、立体表示装置において、構造が単
純だが、立体画像における位置を直ちに且つ明確に示す
カーソルを提供することにある。
純だが、立体画像における位置を直ちに且つ明確に示す
カーソルを提供することにある。
本発明のカーソルは、基準シンボルとポインタ・シンボ
ルと、これらを連結している連結シンボルとを具えてい
る。基準シンボルは小さなギリシア十字架(+0)のよ
うな限られた寸法の単純な印によって構成されている。
ルと、これらを連結している連結シンボルとを具えてい
る。基準シンボルは小さなギリシア十字架(+0)のよ
うな限られた寸法の単純な印によって構成されている。
基準シンボルは、立体画像表示装置中の無視差平面のよ
うな標準的な基準面上の基準点に位置している。ポイン
タ・シンボルは、セントアントリユース十字架(×印)
のような基準シンボルとは異なった限られた寸法の印に
よ多構成される。このポインタ・シンボルは、指し示し
九い場所に位置させる。連結シンボルは線のように単純
な構成で、基準シンボルとポインタ・シンボルとを連結
している。このカーソルは、その長さが連続的に変化す
るデイプス・キュー機能を有する。
うな標準的な基準面上の基準点に位置している。ポイン
タ・シンボルは、セントアントリユース十字架(×印)
のような基準シンボルとは異なった限られた寸法の印に
よ多構成される。このポインタ・シンボルは、指し示し
九い場所に位置させる。連結シンボルは線のように単純
な構成で、基準シンボルとポインタ・シンボルとを連結
している。このカーソルは、その長さが連続的に変化す
るデイプス・キュー機能を有する。
好適な実施例では、上述のカーソルは、フィールド・シ
ーケンシャル立体表示を行なうための液晶立体スイッチ
を採用した立体表示装置に用いられる。この装置では、
カーソルの2つの異なった2次元透視画像が、カーソル
の1つの3次元画像を形成すべくこれら透視画像を融合
する観察者の左右の目に対して表示される。デイプス・
キューとしては、2次元透視画像内の長さに応じて変化
する両眼視差がカーソルに利用されている。バ?インク
シンボルの点においてこの視差は最大となる。
ーケンシャル立体表示を行なうための液晶立体スイッチ
を採用した立体表示装置に用いられる。この装置では、
カーソルの2つの異なった2次元透視画像が、カーソル
の1つの3次元画像を形成すべくこれら透視画像を融合
する観察者の左右の目に対して表示される。デイプス・
キューとしては、2次元透視画像内の長さに応じて変化
する両眼視差がカーソルに利用されている。バ?インク
シンボルの点においてこの視差は最大となる。
基準シンボルは無視差平面上に位置するため、カーソル
の位置は容易に測定できる。好適な実施例では、基準シ
ンボルは表示スクリーンの表面上である視差のない奥行
にあり、いいかえれば焦平面上にあシ、このためカーソ
ルの認識、理解、視認が容易に行なえる。
の位置は容易に測定できる。好適な実施例では、基準シ
ンボルは表示スクリーンの表面上である視差のない奥行
にあり、いいかえれば焦平面上にあシ、このためカーソ
ルの認識、理解、視認が容易に行なえる。
第1図は1本発明のカーソルを表示するのに用いる3次
元(立体)画像表示装置の斜視図である。
元(立体)画像表示装置の斜視図である。
本図において、3次元画像表示装置(11は、2次元画
像を表示するための陰極線管(6)のような表示装置、
グラフィック表示をすることができるコンピュータa4
、液晶立体スイッチ・ユニット(ロ)及び通常のトラッ
ク・ゴール装置翰を具えている。この表示装置@は、表
示スクリーンの大きさが48anあるRGBカラー・モ
ニタである。このコンピュータα尋はIBM社製PCA
Tによって構成され、特別なグラフィック用基板を含ん
でいる。このグラフィック用基板は、表示画像を個別に
蓄積するための2つの画像フレーム・バッファと、この
2つの異なう次フレーム・バッファから120ヘルツの
速度−T’S示装置(6)へ画像情報を交互に供給する
次めの関連の回路とを具えている。このコンピュータα
4は。
像を表示するための陰極線管(6)のような表示装置、
グラフィック表示をすることができるコンピュータa4
、液晶立体スイッチ・ユニット(ロ)及び通常のトラッ
ク・ゴール装置翰を具えている。この表示装置@は、表
示スクリーンの大きさが48anあるRGBカラー・モ
ニタである。このコンピュータα尋はIBM社製PCA
Tによって構成され、特別なグラフィック用基板を含ん
でいる。このグラフィック用基板は、表示画像を個別に
蓄積するための2つの画像フレーム・バッファと、この
2つの異なう次フレーム・バッファから120ヘルツの
速度−T’S示装置(6)へ画像情報を交互に供給する
次めの関連の回路とを具えている。このコンピュータα
4は。
立体表示をするのく必要°な2つの相補的な透視画像を
作シ出し、3次元情報のデータベースを操作するための
ソフトウェアを含んでいる。液晶立体表示スイッチ・ユ
ニットθQは、液晶エンコーダ・モジュール(財)と1
組の偏光メガネ翰とを含んでいる。このエンコーダ・七
ジュールに)ハ、コントローラ(財)からの信号に応じ
て、胸極縁管(2)の表示スクリーン(ト)からの交互
に表われる光画像を、左右円偏光された光へと個別にエ
ンコードするために用いられる。偏光メガネ(イ)は、
エンコーダ・モジュール(ハ)から出る光をデコードす
る。このメガネは特定の偏光光のみを通過させる左右の
レンズを含んでいる。トラック・ゴール装置(18は、
本発明に従って構成されたカーソルの位置を制御するた
めに、コンピュータα4に信号を発し、カーソルがいろ
いろな位置を選択表示することを可能にしている。
作シ出し、3次元情報のデータベースを操作するための
ソフトウェアを含んでいる。液晶立体表示スイッチ・ユ
ニットθQは、液晶エンコーダ・モジュール(財)と1
組の偏光メガネ翰とを含んでいる。このエンコーダ・七
ジュールに)ハ、コントローラ(財)からの信号に応じ
て、胸極縁管(2)の表示スクリーン(ト)からの交互
に表われる光画像を、左右円偏光された光へと個別にエ
ンコードするために用いられる。偏光メガネ(イ)は、
エンコーダ・モジュール(ハ)から出る光をデコードす
る。このメガネは特定の偏光光のみを通過させる左右の
レンズを含んでいる。トラック・ゴール装置(18は、
本発明に従って構成されたカーソルの位置を制御するた
めに、コンピュータα4に信号を発し、カーソルがいろ
いろな位置を選択表示することを可能にしている。
使用時には、装置αQはメガネ(社)を付けた観察者が
奥行の感覚を得ることができるような立体画像表示を行
なう。コンピュータ(141は2つの異なった2次元透
視画像を表示すべく計算をする。この2つの2次元透碌
画像は、画面を観察している観察者には、左目と右目に
夫々知覚される映像に対応している。この映像は、3次
元画像データを両眼視差を含む相補的な2次元透視画像
に変換する既知のアルゴリズムを用いてソフトウェアが
計算する。表示装置の表示画像から所定の距離をおいた
視点において観察者の右目と左目との間の視角の相異と
この2つの透視画像とは相関関係を持っている。各透視
画像の情報は、グラフィック用基板上の2つのフレーム
・バッファのうちの一方に個別に書き込まれる。このグ
ラフィック用基板は、このフレーム・バッファからの各
透視画像に対応する情報を陰極線管(2)に交互に供給
する。この陰極線管(6)は2つの透視画像を交互に表
示する。
奥行の感覚を得ることができるような立体画像表示を行
なう。コンピュータ(141は2つの異なった2次元透
視画像を表示すべく計算をする。この2つの2次元透碌
画像は、画面を観察している観察者には、左目と右目に
夫々知覚される映像に対応している。この映像は、3次
元画像データを両眼視差を含む相補的な2次元透視画像
に変換する既知のアルゴリズムを用いてソフトウェアが
計算する。表示装置の表示画像から所定の距離をおいた
視点において観察者の右目と左目との間の視角の相異と
この2つの透視画像とは相関関係を持っている。各透視
画像の情報は、グラフィック用基板上の2つのフレーム
・バッファのうちの一方に個別に書き込まれる。このグ
ラフィック用基板は、このフレーム・バッファからの各
透視画像に対応する情報を陰極線管(2)に交互に供給
する。この陰極線管(6)は2つの透視画像を交互に表
示する。
このグラフィック基板は、どちらの透視画像が陰極線管
(6)に供給されるべきかの指標となる信号も発生して
いる。これらの信号は、切換回路(コントローラ)四が
受信する。切換回路(ハ)は、発振電圧信号をエンコー
ダ・モジュール(財)に供給し、液晶立体スイッチ・ユ
ニット(2)を陰極線管(2)上に交互に表示されてい
る透視画像に同期して駆動している。エンコーダ・七ジ
ュール(ハ)は右側の透視画像を右円偏光光にエンコー
ドし、左側の透視画像を左円偏光光にエンコードする。
(6)に供給されるべきかの指標となる信号も発生して
いる。これらの信号は、切換回路(コントローラ)四が
受信する。切換回路(ハ)は、発振電圧信号をエンコー
ダ・モジュール(財)に供給し、液晶立体スイッチ・ユ
ニット(2)を陰極線管(2)上に交互に表示されてい
る透視画像に同期して駆動している。エンコーダ・七ジ
ュール(ハ)は右側の透視画像を右円偏光光にエンコー
ドし、左側の透視画像を左円偏光光にエンコードする。
メガネ翰の左右のレンズはその偏光光に応じて光をデコ
ート9する。レンズは右円偏光入射光のみを観察者の右
眼に入射させ、左円偏光入射光のみを観察者の左眼に入
射させる。この表示装置は、観察者の両眼に視差のある
異なった透視画像を供給することによって、3次元的な
立体画像を実現している。
ート9する。レンズは右円偏光入射光のみを観察者の右
眼に入射させ、左円偏光入射光のみを観察者の左眼に入
射させる。この表示装置は、観察者の両眼に視差のある
異なった透視画像を供給することによって、3次元的な
立体画像を実現している。
第2図は、上述の実施例における3次元カーソル(2)
を含む3次元空間を示した図である。このカーソル0Q
は、ギリシャ十字架(士印)の形をした基準シンボル(
至)と、セント・アントリユース十字架(X印)の形を
し、表示点輪上に位置したポインタ・シンボルぐqと、
基準シンボルの交差点とポインタ・シンボルの交差点と
を結ぶ直線である連結シンボル(財)とを具えている。
を含む3次元空間を示した図である。このカーソル0Q
は、ギリシャ十字架(士印)の形をした基準シンボル(
至)と、セント・アントリユース十字架(X印)の形を
し、表示点輪上に位置したポインタ・シンボルぐqと、
基準シンボルの交差点とポインタ・シンボルの交差点と
を結ぶ直線である連結シンボル(財)とを具えている。
表示点拗け、観察者が知覚するカーソル(ハ)の位置を
表わしている。
表わしている。
第2図中には、観察者が知覚する基準シンボル(至)と
ポインタ・シンボル(6)の平面図を(38f) ト(
40f)とに夫々示した。
ポインタ・シンボル(6)の平面図を(38f) ト(
40f)とに夫々示した。
2つの2次元透視画像(ト)と(9)は3次元カーソル
(ロ)から構成され九ものである。1つは左目輪用であ
り、他の1つは右目6の用である。第2図中忙は、2次
元透視画像(ト)、藺の拡大平面図(46f) 、 (
48f)を夫々示した。この実施例では、左目図の視線
(財)が左目用透視画像θ呻の中心を通過し、右目輪の
視線−が右目用透視画像−の中心を通過するように左目
用透視画像−と右目用透視画像−とを位置決めしている
。この実施例ではさらに、2本の視線−2輪が、3次元
カーソル競の基準シンボル(至)の中心で交わシ、ここ
に視線の交差点−を形成するように左目用透視画像■と
右目用透視画像−とを位置決めして′いる。視線の交差
点(至)は、視差のない平面−を決定する。透視画像(
ト)、(9)から伸びる投影線輪の交差点では、視差の
ない平面−からの距離の関数として視差が増加している
。
(ロ)から構成され九ものである。1つは左目輪用であ
り、他の1つは右目6の用である。第2図中忙は、2次
元透視画像(ト)、藺の拡大平面図(46f) 、 (
48f)を夫々示した。この実施例では、左目図の視線
(財)が左目用透視画像θ呻の中心を通過し、右目輪の
視線−が右目用透視画像−の中心を通過するように左目
用透視画像−と右目用透視画像−とを位置決めしている
。この実施例ではさらに、2本の視線−2輪が、3次元
カーソル競の基準シンボル(至)の中心で交わシ、ここ
に視線の交差点−を形成するように左目用透視画像■と
右目用透視画像−とを位置決めして′いる。視線の交差
点(至)は、視差のない平面−を決定する。透視画像(
ト)、(9)から伸びる投影線輪の交差点では、視差の
ない平面−からの距離の関数として視差が増加している
。
カーソル(2)はディゲス・キューを含んでおり、これ
は連結シンボル(財)の長さによって連続的に変化し、
観察者が3次元空間の中でカーソルの位置を適切に認識
することができるようKなっている。
は連結シンボル(財)の長さによって連続的に変化し、
観察者が3次元空間の中でカーソルの位置を適切に認識
することができるようKなっている。
この実施例の場合、これらのディゲス・キューは、カー
ソル(ト)の左目用透視画像に)と右目用透視画像−と
の両眼視差によって生じている。この左目用透視画像(
財)は、基準シンボル(至)、連結シンボル(44L)
、ポインタシンボル(40L)を具えている。
ソル(ト)の左目用透視画像に)と右目用透視画像−と
の両眼視差によって生じている。この左目用透視画像(
財)は、基準シンボル(至)、連結シンボル(44L)
、ポインタシンボル(40L)を具えている。
右目用透視画像−は基準シンビル(2)、連結シンtN
ル(44R)、ポインタシンボル(40R)を具えてい
る。
ル(44R)、ポインタシンボル(40R)を具えてい
る。
左目用透視画像(9)と右目用透視画像(9)とは、陰
径線管(6)上に交互に表示され、観察者には3次元的
性質をもつ九カーソル(2)の単一の像として知覚され
る。
径線管(6)上に交互に表示され、観察者には3次元的
性質をもつ九カーソル(2)の単一の像として知覚され
る。
カーソル■は立体表示にちっては特に有用である。なぜ
なら基準シンボルは無視差乎面輪上に位置させることが
でき、このため基準シンボルは両眼視差のない基準平面
を構成するからである。このため2つの透視画像中の基
準シンボル(至)の位置は、全く一致する(すなわち第
2図に示すように基準シンプル(至)の2つの透視画像
中の両眼視差はない)。カーソル(至)の左右の透a画
像は、カーソルが基単千面輪上の点を示しているときは
同じ位置を占めている。この構成では、2つの画像が合
体する同一平面上に観察者が焦点を合わせることができ
、この九め観察者が無視差平面を知覚しやすくする。左
目用透視画像はカーソルが基準平面−の背後を指し示し
ているときは、右目用透視画像の左側に位置することに
なろう。左目用透視画像は、カーソルが基準平面−の前
方を指し示しているときは右目用透視画像の右側に位置
することになろう。カーソルが基準平面−の外側を指し
示すときは2つの透視画像(ハ)、(ロ)の両眼視差は
、カーソル(ロ)によって指し示されている位置の奥行
が正確に5Cすられることを可能にしているポインタシ
ンボル(40L)と(40R)のところにおいて連続的
に最大になるように変化する。
なら基準シンボルは無視差乎面輪上に位置させることが
でき、このため基準シンボルは両眼視差のない基準平面
を構成するからである。このため2つの透視画像中の基
準シンボル(至)の位置は、全く一致する(すなわち第
2図に示すように基準シンプル(至)の2つの透視画像
中の両眼視差はない)。カーソル(至)の左右の透a画
像は、カーソルが基単千面輪上の点を示しているときは
同じ位置を占めている。この構成では、2つの画像が合
体する同一平面上に観察者が焦点を合わせることができ
、この九め観察者が無視差平面を知覚しやすくする。左
目用透視画像はカーソルが基準平面−の背後を指し示し
ているときは、右目用透視画像の左側に位置することに
なろう。左目用透視画像は、カーソルが基準平面−の前
方を指し示しているときは右目用透視画像の右側に位置
することになろう。カーソルが基準平面−の外側を指し
示すときは2つの透視画像(ハ)、(ロ)の両眼視差は
、カーソル(ロ)によって指し示されている位置の奥行
が正確に5Cすられることを可能にしているポインタシ
ンボル(40L)と(40R)のところにおいて連続的
に最大になるように変化する。
第3図は本発明のカーソルの他の実施例を示す図である
。本図においては画像表示装置の中で異なったディゲス
・キューを具えた別の形をしたカーソル(至)が描かれ
ている。カーソル(至)は矩形の柱Q4上の1点@を示
している。このカーソル(ハ)も、基準シンボル17e
、連結シンボル(ハ)、ポインタシンボル■を具えて
いる。この場合、基準シンボルtQは遠くの基糸平面上
に浮上している基準点の中央に設けられている。ポイン
タ・シンボル■は指し示されている点(ハ)の近傍に位
置している。連結シンボル171は透視図法で描かれて
いるために指し示されている点(イ)の奥行を測定する
手がかシを提供している線輪、(財)を含んでいる。
。本図においては画像表示装置の中で異なったディゲス
・キューを具えた別の形をしたカーソル(至)が描かれ
ている。カーソル(至)は矩形の柱Q4上の1点@を示
している。このカーソル(ハ)も、基準シンボル17e
、連結シンボル(ハ)、ポインタシンボル■を具えて
いる。この場合、基準シンボルtQは遠くの基糸平面上
に浮上している基準点の中央に設けられている。ポイン
タ・シンボル■は指し示されている点(ハ)の近傍に位
置している。連結シンボル171は透視図法で描かれて
いるために指し示されている点(イ)の奥行を測定する
手がかシを提供している線輪、(財)を含んでいる。
第4図は、第1図のグラフィック表示装置のうちの光学
部品を示したもので、本発明のカーソルを採用する液晶
立体スイッチ・ユニットαQの好適実施例も示しである
。陰極線管(2)は、すでに説明したように、第1と第
2の透視画像を順番に投影する。スイッチ・ユニットα
Qの第1@光フイルタ(104)は、陰極線管(2)の
スクリーンと向いあわせに設置され、スクリーン(1)
から発する光線を所定の偏光状態に偏光する。この偏光
フィルタ(104)は、画直な吸収軸(108)と水平
な透過軸(110)とを有する中立リニア偏光体である
。
部品を示したもので、本発明のカーソルを採用する液晶
立体スイッチ・ユニットαQの好適実施例も示しである
。陰極線管(2)は、すでに説明したように、第1と第
2の透視画像を順番に投影する。スイッチ・ユニットα
Qの第1@光フイルタ(104)は、陰極線管(2)の
スクリーンと向いあわせに設置され、スクリーン(1)
から発する光線を所定の偏光状態に偏光する。この偏光
フィルタ(104)は、画直な吸収軸(108)と水平
な透過軸(110)とを有する中立リニア偏光体である
。
第1と第2の透視画像をつくる光線は、透過軸(110
)を通じて偏光フィルタ(104)を出、可変光学リタ
ーダ(114) C以下VORと記す)とこれに向い合
わせに設置されている174波長板(116)とを具え
次可変光学リターダ手段(112) K入射する。
)を通じて偏光フィルタ(104)を出、可変光学リタ
ーダ(114) C以下VORと記す)とこれに向い合
わせに設置されている174波長板(116)とを具え
次可変光学リターダ手段(112) K入射する。
VOR(114)(7)光軸(118)と174波長板
(116) O光軸(120)とは相互に平行であシ、
偏光フィルタ(104)の偏光軸(108)と(110
)に対して45°の角度をなしている。
(116) O光軸(120)とは相互に平行であシ、
偏光フィルタ(104)の偏光軸(108)と(110
)に対して45°の角度をなしている。
クラフィック・コンピュータのような画像発生装置α4
は、陰極線管(6)に画像の第1と第2の透視画像に対
応した画像情報を送り、コントローラのような切換回路
−に、すでに説明したような情報伝達と同期して信号を
送る。切換回路(至)は切換信号をVOR(114)に
送る。VOR(114)は、Co切換信号に同期して「
オン」で実質上りタープ−ジョンがない状態か「オフ」
で実質上半波長リターデーションがある状態・営為のい
ずれかになる。
は、陰極線管(6)に画像の第1と第2の透視画像に対
応した画像情報を送り、コントローラのような切換回路
−に、すでに説明したような情報伝達と同期して信号を
送る。切換回路(至)は切換信号をVOR(114)に
送る。VOR(114)は、Co切換信号に同期して「
オン」で実質上りタープ−ジョンがない状態か「オフ」
で実質上半波長リターデーションがある状態・営為のい
ずれかになる。
第1透視画像の光線が偏光フィルタ(104)の水平な
透過軸(110)を出るときは、必ず切換回路−がVO
R(114)に実質的にリターデーションがなくなるよ
うに(すなわち「オン」の状態に)信号を印加する。1
/4波長&(116)は、これを通過する光線に実質的
に1/4波長分のりタープ−ジョンを与える。これらの
条件のもとで、1/4波長板(116)を出る第1透視
画像をつくる光線は左円偏光される。
透過軸(110)を出るときは、必ず切換回路−がVO
R(114)に実質的にリターデーションがなくなるよ
うに(すなわち「オン」の状態に)信号を印加する。1
/4波長&(116)は、これを通過する光線に実質的
に1/4波長分のりタープ−ジョンを与える。これらの
条件のもとで、1/4波長板(116)を出る第1透視
画像をつくる光線は左円偏光される。
第2透視画像の光線が偏光フィルタ(104)の水平な
透過軸(110)を出るときは、必ず切換回路(財)が
VOR(114)に実貴的に半波リターデーションをお
こさせるように(すなわち「オフ」の状態に)信号を印
加する。174波長板(116)は、これを通過する光
線に実質的に1/4波長分のりタープ−ジョンを与える
。これらの条件のもとで、174波長板(116)を出
る第2透視画像の像の光線は右円偏光される。
透過軸(110)を出るときは、必ず切換回路(財)が
VOR(114)に実貴的に半波リターデーションをお
こさせるように(すなわち「オフ」の状態に)信号を印
加する。174波長板(116)は、これを通過する光
線に実質的に1/4波長分のりタープ−ジョンを与える
。これらの条件のもとで、174波長板(116)を出
る第2透視画像の像の光線は右円偏光される。
偏光フィルタ(104)と可変光学リターダ手段(11
2)とは、第1の透視画像を第1の偏光状態(例えば左
円偏向)にエンコードし、第2の透視画像を第2の偏光
状態(例えば右円偏向)にエンコードする画像エン;−
ド手段を構成している。
2)とは、第1の透視画像を第1の偏光状態(例えば左
円偏向)にエンコードし、第2の透視画像を第2の偏光
状態(例えば右円偏向)にエンコードする画像エン;−
ド手段を構成している。
可変光学リターダ手段(112)を出た光は、空気のよ
うな伝達媒体を通って観察者がかけるメガネレンズのよ
うな画像デコード手段(128)に入射する。
うな伝達媒体を通って観察者がかけるメガネレンズのよ
うな画像デコード手段(128)に入射する。
この画像デコード手段は、観察者の左目−と右目■とに
夫々第1と第2の透視画像を提供する。
夫々第1と第2の透視画像を提供する。
この画像デコード手段(128)は、第1視認手段(1
30)と第2視関1手段(132)とを具えている。第
1視認手段(130)は、観察者の左目−の前方に配置
されると共に、左円偏光デコーダを具えている。
30)と第2視関1手段(132)とを具えている。第
1視認手段(130)は、観察者の左目−の前方に配置
されると共に、左円偏光デコーダを具えている。
第2視認手段(132)は、観察者の右目めの前方に配
置されると共に、右円偏光デコーダを具えている。
置されると共に、右円偏光デコーダを具えている。
VOR(114)が実質的にリターデーションを与えな
いよう命令を受けているときは、第1画像平面の左円偏
光光はデコーダ7% (130)及び(132)に入射
する。デコーダ(130)はこの左円偏光光を観察者の
左目輪へ透過させ、デコーダ(132)は、との左円偏
光光を観察者の右目から遮蔽する。このため、第1透視
画像の光線は、観察者の左目には至るが右目に対しては
遮蔽されている。
いよう命令を受けているときは、第1画像平面の左円偏
光光はデコーダ7% (130)及び(132)に入射
する。デコーダ(130)はこの左円偏光光を観察者の
左目輪へ透過させ、デコーダ(132)は、との左円偏
光光を観察者の右目から遮蔽する。このため、第1透視
画像の光線は、観察者の左目には至るが右目に対しては
遮蔽されている。
VOR(114)が実質的に半波リターデーションを与
えるよう命令を受けているときは、第2透視画像の右円
偏光光は、デコーダ(130)及び(132)に入Hf
る。デコーダ(130)は、この右円偏光光を観察者の
左目■から遮蔽し、デコーダ(132)はこの右偏光光
を観察者の右目軸へ透過させる。このため、第2透視画
像の光線は、観察者の右目には至るが左目に対しては遮
蔽されている。
えるよう命令を受けているときは、第2透視画像の右円
偏光光は、デコーダ(130)及び(132)に入Hf
る。デコーダ(130)は、この右円偏光光を観察者の
左目■から遮蔽し、デコーダ(132)はこの右偏光光
を観察者の右目軸へ透過させる。このため、第2透視画
像の光線は、観察者の右目には至るが左目に対しては遮
蔽されている。
視認手段、すなわちデコーダ(130)及び(132)
が、観察者がかけるメガネの形をしていて相互に隣シ合
わせに配置される第1及び第2メガネレンズを構成して
いるために、円偏光が観察者が頭を動かすことに起因す
る像の対称性に対する影響の受けやすさを軽減している
。
が、観察者がかけるメガネの形をしていて相互に隣シ合
わせに配置される第1及び第2メガネレンズを構成して
いるために、円偏光が観察者が頭を動かすことに起因す
る像の対称性に対する影響の受けやすさを軽減している
。
本発明のカーソルが採用される液晶立体スイッチの好適
実施例は、VORとして機能する液晶セルを用いている
。このVOR−IZ/l/電極構体に印加される励起電
圧によってつくられる電場の強度に応じて通過する光の
りタープ−ジョンを制御する。この液晶セルは、比較的
短い遷移時間内にて弛学リターデーションの状態間の切
換を行なうことができる。
実施例は、VORとして機能する液晶セルを用いている
。このVOR−IZ/l/電極構体に印加される励起電
圧によってつくられる電場の強度に応じて通過する光の
りタープ−ジョンを制御する。この液晶セルは、比較的
短い遷移時間内にて弛学リターデーションの状態間の切
換を行なうことができる。
第5図は、本発明の実施例において、ゼロから半波リタ
ーデーションを生じるVORとして用いられている液晶
セルの断面図である。第5図に示すように、液晶セル(
200)には、一般に平行に離間され九電極構体(20
2)及び(204)を具えておシ、その隙間にネマチッ
ク液晶材料が充填されている。
ーデーションを生じるVORとして用いられている液晶
セルの断面図である。第5図に示すように、液晶セル(
200)には、一般に平行に離間され九電極構体(20
2)及び(204)を具えておシ、その隙間にネマチッ
ク液晶材料が充填されている。
電極構体(202)は、その内面上にインジウム酸化錫
のような導電性且つ光透過性の材料による層(210)
を有するガラス製の誘電基板(208)を具えている。
のような導電性且つ光透過性の材料による層(210)
を有するガラス製の誘電基板(208)を具えている。
ディレクタ配向膜(212)が導体層(210)上に設
けられ、電極構体(202)と液晶材料(206)との
間を仕切っている。液晶材料と接している側の膜(21
2)の表面は、これに接する液晶材料のディレクタを所
望の方向に方向づけるための好適な2方法のうちのいづ
れかに従って調整される。構成材料及びこれと対応した
ディレクタ配向膜(212)を調整する方法については
以下に詳しく説明する。
けられ、電極構体(202)と液晶材料(206)との
間を仕切っている。液晶材料と接している側の膜(21
2)の表面は、これに接する液晶材料のディレクタを所
望の方向に方向づけるための好適な2方法のうちのいづ
れかに従って調整される。構成材料及びこれと対応した
ディレクタ配向膜(212)を調整する方法については
以下に詳しく説明する。
を極構体(204)の構造は電極構体(202)の構造
と類似している。ま九電極構体(202)の構成要素と
対応する電極構体(204)の各構成要素には、同一の
番号にダッシュを付して示した。
と類似している。ま九電極構体(202)の構成要素と
対応する電極構体(204)の各構成要素には、同一の
番号にダッシュを付して示した。
電極構体(202) 、(204)の短い方のエツジは
相互 ・K位置がずれていて、導体# (210) 、
(210’)がターミナル(213)及び(213’
) Icおいて切換回路(ハ)の出力導体と接続し易い
ようになっている。ガラス繊維のような適当な材料から
なるスペーサ(214)を用い電極構体(202)と(
204)との間隔を均−且つ平行に保つ。
相互 ・K位置がずれていて、導体# (210) 、
(210’)がターミナル(213)及び(213’
) Icおいて切換回路(ハ)の出力導体と接続し易い
ようになっている。ガラス繊維のような適当な材料から
なるスペーサ(214)を用い電極構体(202)と(
204)との間隔を均−且つ平行に保つ。
第6A図、第6B図は、本発明の実施例におけるVOH
の液晶セル内でのディレクタの並び方を示した図であシ
、特に第6A図は「オン」状態の場合、第6B図は「オ
フ」状態の場合を示している。
の液晶セル内でのディレクタの並び方を示した図であシ
、特に第6A図は「オン」状態の場合、第6B図は「オ
フ」状態の場合を示している。
これらの図に示すように、電極構体(202)の配向膜
(212)は、電極構体の表面接触ディレクタ(216
)が、フィルム層の表面に対して半分時計回シにθの角
度をなして相互に平行に並ぶように調整する。
(212)は、電極構体の表面接触ディレクタ(216
)が、フィルム層の表面に対して半分時計回シにθの角
度をなして相互に平行に並ぶように調整する。
電極構体(204)のフィルム層(’12’)も同様に
電極構体の表面接触ディレクタ(21B)が配向膜の表
面に対して時計回シにθの角度をなして相互に平行に並
ぶように調整する。このように液晶セル(200)は、
電極構体(202) 、 (204)の対向するディレ
クタ配向膜(212) 、 (212’)に夫々付着し
たディレクタ(216) 、 (218)が、逆向きに
偏倚されるよう作る。
電極構体の表面接触ディレクタ(21B)が配向膜の表
面に対して時計回シにθの角度をなして相互に平行に並
ぶように調整する。このように液晶セル(200)は、
電極構体(202) 、 (204)の対向するディレ
クタ配向膜(212) 、 (212’)に夫々付着し
たディレクタ(216) 、 (218)が、逆向きに
偏倚されるよう作る。
面接触ディレクタを所望配置(アラインメント)にする
ための第1の好適な方法は、電極構体(202)。
ための第1の好適な方法は、電極構体(202)。
(204)上の夫々の配向膜(212) 、 (212
’)を構成する材料にポリイミドを用いることである。
’)を構成する材料にポリイミドを用いることである。
各配向膜を傾斜バイアス角が2°から5°の所望の範囲
の角度lθ1となるよう摩擦する。面接触ディレクタを
所望の配置にするための第2の好適な方法は、電極構体
(202) 、 (204)上の夫々の配向膜(212
) 。
の角度lθ1となるよう摩擦する。面接触ディレクタを
所望の配置にするための第2の好適な方法は、電極構体
(202) 、 (204)上の夫々の配向膜(212
) 。
(212’ )を構成する材料に一酸イ6ノ圭素を用い
ることである。−酸化珪素を電極面から測って5°の角
度で蒸着させて、その量を加減し、傾斜バイアス角が1
0’から30°、よシ好適には15°から25°となる
ようにする。
ることである。−酸化珪素を電極面から測って5°の角
度で蒸着させて、その量を加減し、傾斜バイアス角が1
0’から30°、よシ好適には15°から25°となる
ようにする。
一酸化珪素又は他の7ライメント材料を付着させ、所定
の方向に液晶分子を並べるための方法は、公知でsb当
業者にとって容易であると考える。
の方向に液晶分子を並べるための方法は、公知でsb当
業者にとって容易であると考える。
そのような方法は、例えばジャニングによる米国特許第
4165923号公報に開示されている。
4165923号公報に開示されている。
第6A図は、電極構体(202) 、 (204)の夫
々の導体層(210) 、 (210’)に約2 kH
z 、20 Nkト(実効値)の交流電圧信号v1を印
加したとき、面非接触ディレクタ(220)の整列のし
かたを描いたものである。導体層(210)を接地して
導体層(220’)に信号v1を加えることは切換回路
(ロ)の出力端を第1の切換状態とすることで行ない、
液晶セル(200)内の電極構体(202) 、 (2
04)間に交番電界Eが発生し、この液晶セルが光学リ
ターデーション状態の「オン」となる。液晶材料(20
6)の中の相当数の面非接触ディレクタは、正の誘電異
方性を有していて、セル内の電気力線の方向に涜って略
−列縦隊に並ぶ。この方向は、電極構体の処理面に対し
て垂直となる。このように、セル(200)が「オン」
状態であるときは、面非接触ディレクタ(220)は、
セルの表面に対して垂直に並ぶ。
々の導体層(210) 、 (210’)に約2 kH
z 、20 Nkト(実効値)の交流電圧信号v1を印
加したとき、面非接触ディレクタ(220)の整列のし
かたを描いたものである。導体層(210)を接地して
導体層(220’)に信号v1を加えることは切換回路
(ロ)の出力端を第1の切換状態とすることで行ない、
液晶セル(200)内の電極構体(202) 、 (2
04)間に交番電界Eが発生し、この液晶セルが光学リ
ターデーション状態の「オン」となる。液晶材料(20
6)の中の相当数の面非接触ディレクタは、正の誘電異
方性を有していて、セル内の電気力線の方向に涜って略
−列縦隊に並ぶ。この方向は、電極構体の処理面に対し
て垂直となる。このように、セル(200)が「オン」
状態であるときは、面非接触ディレクタ(220)は、
セルの表面に対して垂直に並ぶ。
第6B図は、信号v1が印加されなくなったときの面非
接触ディレクタ(220)の並ぶ方向を描いたものであ
る。ここでは、面非接触ディレクタ(220)の整列の
しかたは、セル内の電極構体(202) 、(204)
間に作られる電界によるのではなく、「オン」状態のと
きは面非接触ディレクタが一列縦隊に並んでいたのを解
放する分子間弾性力による。信号v1を除去するには、
切換回路(財)の出力端を第2の切換状態にする。第6
B図に示すディレクタの方向は、セルの光学リターデー
ション状態の「オフ」に対応する。
接触ディレクタ(220)の並ぶ方向を描いたものであ
る。ここでは、面非接触ディレクタ(220)の整列の
しかたは、セル内の電極構体(202) 、(204)
間に作られる電界によるのではなく、「オン」状態のと
きは面非接触ディレクタが一列縦隊に並んでいたのを解
放する分子間弾性力による。信号v1を除去するには、
切換回路(財)の出力端を第2の切換状態にする。第6
B図に示すディレクタの方向は、セルの光学リターデー
ション状態の「オフ」に対応する。
セル(200)を「オフ」の状態に切換えることは、信
号v1よシもレベルが低く、一般にはQ&シルト近い信
号v2を、切換回路(ハ)の出力端よシセルの層(21
0’) K印加することによっても実現できる。信号v
2の周波数は、一般的に信号v1と同一である。
号v1よシもレベルが低く、一般にはQ&シルト近い信
号v2を、切換回路(ハ)の出力端よシセルの層(21
0’) K印加することによっても実現できる。信号v
2の周波数は、一般的に信号v1と同一である。
液晶セル(200)のVORとしての操作方法は、第6
A図に描いた電界による配列即ち「オン」状態から、第
68@に描いた横になった姿勢、即ち「オフ」状態への
ディスクリネーションのない面非接触ディレクタの解放
に関係している。本発明においては、液晶セル(200
)は零乃至略半波光学リターダとして動作し、その光軸
は面非接触ディレクタの整列方向に対応する。
A図に描いた電界による配列即ち「オン」状態から、第
68@に描いた横になった姿勢、即ち「オフ」状態への
ディスクリネーションのない面非接触ディレクタの解放
に関係している。本発明においては、液晶セル(200
)は零乃至略半波光学リターダとして動作し、その光軸
は面非接触ディレクタの整列方向に対応する。
電極構体(202) 、 (204)の表面に対して垂
直な矢印(226)に沿って伝搬するリニア偏向光線は
、液晶セルが「オン」状態のときの面非接触ディレクタ
(220)の並ぶ方向と一致している。ディレクタ(2
20)は、「オン」状態のときは、セルの1!極構体上
への光軸の投影が無視できるような方向にある。この条
件下では、液晶セル(200)は、矢印(226)の方
向に伝搬する入射光に実質的に減少した光学リターデー
ションを生じる。
直な矢印(226)に沿って伝搬するリニア偏向光線は
、液晶セルが「オン」状態のときの面非接触ディレクタ
(220)の並ぶ方向と一致している。ディレクタ(2
20)は、「オン」状態のときは、セルの1!極構体上
への光軸の投影が無視できるような方向にある。この条
件下では、液晶セル(200)は、矢印(226)の方
向に伝搬する入射光に実質的に減少した光学リターデー
ションを生じる。
電極構体(202) 、 (204)の表面に対して垂
直な矢印(226)に油って伝搬するjJエア偏光光線
は、液晶セルが「オフ」状態のときの面非接触ディレク
タ(220)の並ぶ方向とは一致していない。ディ1.
。
直な矢印(226)に油って伝搬するjJエア偏光光線
は、液晶セルが「オフ」状態のときの面非接触ディレク
タ(220)の並ぶ方向とは一致していない。ディ1.
。
レクタ(220)は、「オフ」状態のときは、ディレク
タのうちの相当数の各々がセルのt極構体表面に多くの
投影を生じる方向である。この条件下では、液晶セル(
200)は一般に垂直入射光に対しては実効複屈折率を
有する。
タのうちの相当数の各々がセルのt極構体表面に多くの
投影を生じる方向である。この条件下では、液晶セル(
200)は一般に垂直入射光に対しては実効複屈折率を
有する。
第4図におけるスイッチユニットαQでは、面非接触デ
ィレクタ(220)の向きは、下記の数式を満たす波長
の光に対して、実質的に半波光学リターデーションを生
じる。
ィレクタ(220)の向きは、下記の数式を満たす波長
の光に対して、実質的に半波光学リターデーションを生
じる。
Δnd 1
λ 2
ここにdは厚さく228)を表わし、Δnはセルの実効
複屈折率、λは光の波長でお゛る。
複屈折率、λは光の波長でお゛る。
本発明のカーソルは、無視差平面上に基準シンボルを設
置し、指し示したい場所にポインタシンボルを設置し、
両者を連結シンプルで連結した構成となっているので、
3次元画像内でカーソルの位置をすばやく正確に認識す
ることができ、使いよくわかシよい。
置し、指し示したい場所にポインタシンボルを設置し、
両者を連結シンプルで連結した構成となっているので、
3次元画像内でカーソルの位置をすばやく正確に認識す
ることができ、使いよくわかシよい。
第1図は本発明のカーソルを用いるグラフィック表示装
置の一式を示した斜視図、第2図は2つの透視図と本発
明のカーソルの部分拡大図とを含む本発明のカーソルの
配置を示す平面図、第3図は本発明のカーソルの他の実
施例を示す図、第4図は第1図に示すグラフィック表示
装置における光学部品を示す斜視図、第5図は、第4図
に示す光学部品のうち、可変光学リターダの断面図、第
6A図及び第6B図は、第5図に示す可変光学リターダ
の挙動を説明する図である。 これらの図において、(ト)はグラフィック表示装置、
(ロ)ハ基臨シン〆ル、(6)はポインターシンボル、
(財)は連結シンボルである。
置の一式を示した斜視図、第2図は2つの透視図と本発
明のカーソルの部分拡大図とを含む本発明のカーソルの
配置を示す平面図、第3図は本発明のカーソルの他の実
施例を示す図、第4図は第1図に示すグラフィック表示
装置における光学部品を示す斜視図、第5図は、第4図
に示す光学部品のうち、可変光学リターダの断面図、第
6A図及び第6B図は、第5図に示す可変光学リターダ
の挙動を説明する図である。 これらの図において、(ト)はグラフィック表示装置、
(ロ)ハ基臨シン〆ル、(6)はポインターシンボル、
(財)は連結シンボルである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 画像を3次元的に表示する3次元画像表示装置の表示画
面内にて用いる3次元画像用カーソルにおいて、 表示画面内の奥行の基準面内の1点上に位置する基準シ
ンボルと、 表示画面内の任意の点を指し示すポインタ・シンボルと
、 上記基準シンボル及び上記ポインタ・シンボルを連結す
る連結シンボルとを具えた3次元画像用カーソル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/033,291 US4808979A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Cursor for use in 3-D imaging systems |
| US33291 | 1993-03-12 |
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| JPS63257784A true JPS63257784A (ja) | 1988-10-25 |
| JPH0658596B2 JPH0658596B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=21869578
Family Applications (1)
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Country Status (3)
| Country | Link |
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| US (1) | US4808979A (ja) |
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| JP (1) | JPH0658596B2 (ja) |
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