JP2006267604A - Composite information display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、情報処理用システム装置に関し、特に、光透過方式のヘッドマウントディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ装置、HMD又はHMD装置とも言う)と、このディスプレイ装置と連動した表示を行う従来方式のディスプレイ装置、並びにこれらのディスプレイ装置を利用した、複合情報表示装置に関するものである。 The present invention generally relates to an information processing system device, and more particularly, a light-transmissive head-mounted display (also referred to as a head-mounted display device, HMD or HMD device), and a conventional display that performs display in conjunction with the display device. The present invention relates to a device and a composite information display device using these display devices.
周知のように、近時、オフィスでのコンピュータを使用したオフィスオートメーション(OA)作業が増加してきている。 As is well known, office automation (OA) work using computers in the office has recently increased.
一般的なOA作業の形態は、コンピュータ、キーボード、CRTモニタを1つのシステムとし、使用者がデスク上に置かれたシステムを利用してOA作業を実施する。 As a general form of OA work, a computer, a keyboard, and a CRT monitor are used as one system, and a user performs OA work using a system placed on a desk.
OA作業の実行にあたっては、比較的高解像度の画面を有するCRTにデータを表示しながら、キーボードからデータ入力を行ったり、データ処理の指示を行ったりする。 In executing the OA operation, data is input from a keyboard or data processing is instructed while displaying data on a CRT having a relatively high resolution screen.
また、所望のデータがCRTの画面に表示されていないときは、キーボードの矢印キーやマウス装置などで表示されているデータ範囲を移動させ、OA作業を継続することができる。 When the desired data is not displayed on the CRT screen, the data range displayed by the arrow keys of the keyboard or the mouse device can be moved to continue the OA operation.
一方、ディスプレイ装置の一つとして、ゴーグルあるいは眼鏡のように頭部に装着した状態で使用者に画像を表示することができるヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)がある。 On the other hand, as one of display devices, there is a head mounted display device (HMD) that can display an image to a user while wearing on the head like goggles or glasses.
このヘッドマウントディスプレイ装置は、小型軽量でありながら、比較的広い視野をカバーする大きな画面を提供する事ができる。 This head-mounted display device can provide a large screen that covers a relatively wide field of view while being small and light.
さらに、このヘッドマウントディスプレイ装置が、光透過方式(光シースルー型)のものであるとき、コンピュータからの画像を重畳することによって、また、HMDに装着したビデオカメラで撮影した画像に、コンピュータからの画像を合成した後、HMDに表示する(ビデオシースルー方式)ことによって、現実空間と仮想空間の継ぎ目のない結合を目的とした複合現実感(Mixed Reallity、MR)を実現する装置が数多く提案されている。
一般的なOA作業システムにおいては、近年のOA作業の複雑化に伴い画面に表示させるべき項目、情報量が増加しているため、表示装置の高解像度化、大画面化が進められているが、一般にオフィスにおける卓上の作業スペースは有限であり、大型の表示装置を導入する事は容易ではない。 In a general OA work system, items to be displayed on the screen and the amount of information are increasing with the recent complication of OA work, so that the resolution of display devices and the increase in screen size are being promoted. In general, a desktop work space in an office is limited, and it is not easy to introduce a large display device.
また、近年企業内においても情報セキュリティの強化の必要性が叫ばれているわけだが、OA作業中には、極秘情報も含めて表示装置上に表示されてしまうため、覗き見等による情報漏洩の心配があった。 In recent years, the necessity of strengthening information security has been screamed within companies, but during OA work, since confidential information is displayed on the display device, information leakage due to peeping etc. I was worried.
一方、ヘッドマウントディスプレイ装置を利用すれば、覗き見などの危険も減り、また、比較的大きな画面を表示することができると考えられる。ところが、人は通常眼球の中心を軸として視野角±40゜の視野を有するといわれている。従って、人の最大視野をカバーする画面を有するディスプレイ装置を導入する必要があるが、一般にディスプレイに画像を表示する走査線の数は制限があるため(例えば通常のVGAサイズでは走査線は480本、高品位コンピュータディスプレイの走査線でも2000本程度)、大きな画面のディスプレイを使うと像の解像度が低下する。この解像度の低下は、表示できる情報量の低下をもたらし、人にぼけた像を提示することで、OA作業の効率を低下させることになる。 On the other hand, if a head mounted display device is used, the risk of peeping is reduced, and a relatively large screen can be displayed. However, it is said that a person usually has a field of view with a viewing angle of ± 40 ° about the center of the eyeball. Accordingly, it is necessary to introduce a display device having a screen that covers the maximum field of view of a person. However, since the number of scanning lines for displaying an image on a display is generally limited (for example, 480 scanning lines in a normal VGA size). The resolution of the image is reduced when a large screen display is used. This reduction in resolution causes a reduction in the amount of information that can be displayed, and reduces the efficiency of OA work by presenting a blurred image to a person.
この問題を解決するには、人の視力を損なわない高解像度な画像を画面に表示できる走査線数の多いディスプレイ装置を開発することであるが、現状では人の視野に対応する、ディスプレイ装置を開発することは技術的に困難である。 The solution to this problem is to develop a display device with a large number of scanning lines that can display on the screen a high-resolution image that does not impair the human eyesight. It is technically difficult to develop.
本発明は、このような解像度の低い現状のヘッドマウントディスプレイを用いて、広い視野を有する情報表示装置を提供すべく成されたものである。 The present invention has been made to provide an information display device having a wide field of view using such a current head-mounted display having a low resolution.
人は注視点(眼球の中心軸すなわち視線を向けて見ている対象の位置)およびその狭い周囲でのみものがよく見えて(通常は視線を中心に±5゜の領域)、それ以外の領域では像がぼけて見えるという現象が知られている。本発明はこうした生体の特性に注目し、簡易な画像情報処理操作によって、広視野・高解像度なディスプレイを用いたのと等価な像を操作者に提示できる装置に関するものである。 Humans can see the gaze point (the center axis of the eyeball, that is, the position of the object looking at the line of sight) and only in the narrow surroundings (usually an area of ± 5 ° around the line of sight), and other areas Then, the phenomenon that the image looks blurred is known. The present invention relates to an apparatus capable of presenting an operator with an image equivalent to the use of a wide field of view and high resolution display by simple image information processing operation, paying attention to such characteristics of a living body.
このような人の注視点及びその狭い周囲だけを高解像度に表示するために、特許文献3では、人の視線を検出して眼球の動きに対し光学系を操作して、常に視線が画像ディスプレイ装置のモニタの中心一点を見つめるようにすると同時に、モニタの中心領域には、直接眼球の前にモニタが置かれている場合に眼球が注視するはずの領域の像を画像表示パネルにより高解像度で提示し、その領域の周囲の画像を透明液晶パネルにより低解像度で提示する画像ディスプレイ装置が提案されている。 In order to display such a person's gazing point and its narrow surroundings with high resolution, Patent Document 3 detects the person's line of sight and operates the optical system in response to the movement of the eyeball so that the line of sight is always displayed. At the same time as looking at the central point of the monitor of the device, the central area of the monitor displays an image of the area that the eyeball should be gazing at with high resolution on the image display panel when the monitor is placed directly in front of the eyeball. There has been proposed an image display device that presents and presents an image around the region with a transparent liquid crystal panel at a low resolution.
しかし、前記提案においては、眼球の動きに追従して少なくとも狭視野角用モニタの表示を視線中心に一致させるために、モニタあるいはミラー等を物理的に移動させる必要があり、眼球の動きとの間に小さな時間的ずれが起こる事は避けられない。このような小さなずれが継続して発生することは、自律神経に作用し、船酔いに似た不快な症状を引き起こす事が良く知られている。 However, in the above proposal, it is necessary to physically move the monitor or mirror in order to follow the movement of the eyeball so that the display on the monitor for the narrow viewing angle coincides with the center of the line of sight. It is inevitable that a small time lag occurs between them. It is well known that the continuous occurrence of such a small shift acts on the autonomic nerve and causes unpleasant symptoms similar to seasickness.
本発明は前記の如き事情に鑑みてなされたものであって、広視野角画像を提示することが可能であるとともにOA作業に好適な高解像度の画像を提示することができ、かつ、複合現実感の実現を良好に行うことができるとともに、装置の構成も簡単である複合情報表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is capable of presenting a wide viewing angle image and presenting a high-resolution image suitable for OA work, and mixed reality. It is an object of the present invention to provide a composite information display device that can realize a feeling well and has a simple device configuration.
この課題を達成するための、本発明にかかる、複合情報表示装置は、作業者の頭部に装着される広視野角の画像表示領域を持つ光透過方式のヘッドマウントディスプレイと、OA作業に適した解像度と画面サイズを有する主表示装置と、前記HMD装置の表示領域から、主表示装置に表示される画像情報を除いた領域にHMD用に切り分けた画像情報を表示する手段と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve this object, the composite information display device according to the present invention is suitable for a light transmission type head-mounted display having an image display area with a wide viewing angle worn on the operator's head and OA work. A main display device having a resolution and a screen size, and means for displaying image information divided for HMD in a region excluding the image information displayed on the main display device from the display region of the HMD device. It is characterized by that.
一般にOA作業中の作業者は、一定時間内において主表示装置に対して一定の距離と姿勢を保ったまま作業を行う事が多いため、HMD装置の表示領域のうち、視野中央部を含む一定領域を主表示装置の表示領域として予め指定することで、HMD装置の表示領域から主表示装置の表示領域を取り除くことができる。 In general, a worker who is performing OA work often performs a work while maintaining a constant distance and posture with respect to the main display device within a fixed time. Therefore, a fixed region including the center of the visual field in the display area of the HMD device. By designating the area in advance as the display area of the main display device, the display area of the main display device can be removed from the display area of the HMD device.
この場合作業者の注視点は主表示装置に置かれているため、前記HMD装置の広視野角の画像表示領域は、作業者の周辺視野に位置することになるため、比較的低い解像度を有する表示装置であっても差し障りがなく、結果として広視野角かつ高解像度の情報処理装置を得ることができる。 In this case, since the operator's gazing point is placed on the main display device, the image display area of the wide viewing angle of the HMD device is located in the peripheral visual field of the worker, and thus has a relatively low resolution. There is no problem even if it is a display device, and as a result, an information processing device with a wide viewing angle and high resolution can be obtained.
また、本発明の好適な一態様である請求項2に拠れば、前記の複合情報表示装置は、前記ヘッドマウントディスプレイの表示領域が持つ視野角と同等の撮影画角を持つビデオカメラ装置と、前記光透過方式ヘッドマウントディスプレイ装置の表示領域から透けて見える前記主表示装置を認識し、主表示装置の表示領域の前記HMD装置の表示領域に対する見かけ上の位置ならび大きさを判別する手段と、を有することを特徴とする。 According to claim 2, which is a preferred aspect of the present invention, the composite information display device includes a video camera device having a shooting angle of view equivalent to a viewing angle of a display area of the head mounted display, Means for recognizing the main display device seen through the display area of the light-transmissive head-mounted display device and determining an apparent position and size of the display area of the main display device with respect to the display area of the HMD device; It is characterized by having.
前記ビデオカメラ装置は、前記HMD装置の表示領域が作業者に与える視野角と視野中心と同等の撮影画角と撮影画角中心を持つように前記HMD装置と共に設置されるため、作業者が作業姿勢または主表示装置との位置関係を変化させた場合であっても、常にHMD表示領域から透けて見える主表示装置の表示領域に相当する部分を除いた画像表示を行うことができる。したがって、より一体感を持った複合情報表示装置を得ることができる。 Since the video camera device is installed together with the HMD device so that the display area of the HMD device has a field angle of view and a field angle center equivalent to the field angle given to the worker, Even when the posture or the positional relationship with the main display device is changed, it is possible to perform image display excluding a portion corresponding to the display region of the main display device that is always seen through the HMD display region. Therefore, it is possible to obtain a composite information display device having a sense of unity.
一般に複合現実感(以下、MR(Mixed Reality)またはAR(Augmented Reality))を提示するシステムでは、対象空間に配置したマーカをいかに精度よく且つ安定的に画像上で抽出するかは、現実空間と仮想空間との位置合わせを行うために、即ち、観察者の視点位置姿勢を求めるために、マーカを用いることが実質的に不可避であるから、極めて重要となっている。 In general, in a system that presents mixed reality (hereinafter referred to as MR (Mixed Reality) or AR (Augmented Reality)), how accurately and stably extracting markers placed in the target space is extracted from the real space. In order to perform alignment with the virtual space, that is, to obtain the observer's viewpoint position and orientation, it is extremely important to use a marker because it is substantially inevitable.
本発明では、ビデオカメラによって撮影され、HMD表示領域に対する相対的な位置関係を判断するために利用される画像、すなわちマーカが、普段から作業者がOA作業を行うために利用してきた、主表示装置の筐体そのものであるため、作業者にとっては、まったく違和感を与えることがない、という利点がある。 In the present invention, an image that is captured by a video camera and used to determine a relative positional relationship with the HMD display area, that is, a marker, is a main display that has been used by an operator for OA work. Since it is the case itself of the apparatus, there is an advantage that it does not give a sense of incongruity to the operator.
また、本発明の好適な一態様である請求項3に拠れば、前記の複合情報表示装置は、前記ヘッドマウントディスプレイの表示領域が持つ視野角と同等の撮影画角を持つ前記HMDに配置されたビデオカメラ装置を有すること、主表示装置が走査線方式(ラスタスキャンディスプレイ)であること、前記主表示装置の走査線の表示と前記ビデオカメラの画像撮影のタイミングを同期させる同期信号を生成する手段を有すること、前記ビデオカメラが撮影した前記主表示装置の第一走査線の最初の輝点と最終走査線の最後の輝点の画像を比較することで、主表示装置の表示領域の前記HMD装置の表示領域に対する見かけ上の位置ならび大きさを判別する手段をゆうすること、とを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the composite information display device is disposed in the HMD having a field angle of view equivalent to a viewing angle of a display area of the head mounted display. A synchronization signal that synchronizes the display of the scanning line of the main display device and the timing of image capturing of the video camera is generated. Means for comparing the image of the first luminescent spot of the first scanning line of the main display device and the last luminescent spot of the final scanning line taken by the video camera, so that the display area of the main display device A means for discriminating an apparent position and size with respect to a display area of the HMD device is provided.
前記同期信号を利用し、主表示装置の一リフレッシュサイクル内において第一走査線の最初の輝点と、最終走査線の最後の輝点を前記ビデオカメラで撮影することで、前記主表示装置の正確な表示領域の位置を算出することができる。したがって、より精緻にHMD表示装置の表示領域を制御することが可能となる。 Using the synchronization signal, the first luminescent spot of the first scanning line and the last luminescent spot of the last scanning line are photographed by the video camera within one refresh cycle of the main display device. An accurate position of the display area can be calculated. Therefore, the display area of the HMD display device can be controlled more precisely.
本発明によれば、広視野角画像を提示することが可能であるとともにOA作業に好適な高解像度の画像を提示することができ、かつ、複合現実感の実現を良好に行うことができるとともに、装置の構成も簡単である複合情報表示装置を提供できる。 According to the present invention, a wide viewing angle image can be presented, a high-resolution image suitable for OA work can be presented, and mixed reality can be well realized. Thus, it is possible to provide a composite information display device having a simple device configuration.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を適用した好適な実施形態に係るところの、複合情報表示装置を説明する。 Hereinafter, a composite information display device according to a preferred embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の複合情報表示装置における作業者、つまりHMD装着者の視界104と主表示装置101、主表示装置の表示領域102、HMDの表示可能領域103の関係を示す。光透過方式HMDの表示可能領域103から、斜線部の主表示装置の表示領域102を除いた部分がHMDの表示装置に実際に画像が表示される部分となり、HMD装着者は、HMDの表示画面にさえぎられること無く、斜線部102で、光透過型HMDの表示部を透かして主表示装置101の表示領域102を視認することができる。
FIG. 1 shows the relationship between the field of
請求項1のシステムにおいては、前記主表示装置の表示領域102のサイズ、ならびに、HMDの表示可能領域103に対する位置関係は、HMD装着者が任意に設定することができる。
In the system of claim 1, the size of the
図2は、HMD装着者の眼球206と光透過方式HMDの表示面201、主表示装置の表示面202の相対的な位置関係を示す。HMDの表示面201は、HMD装着者の眼球206に近い位置に設置されるため、比較的小型のものであっても、HMD装着者の最大視界204をカバーすることができ、HMD上に表示される虚像205を構成することとなる。
FIG. 2 shows a relative positional relationship between the
なお、図2では、HMDの表示201面がHMD装着者の眼球206に近い位置に直接設置されているかのように説明したが、これはもちろん、ハーフミラーやプリズム、レンズ等の光学的機構を使用して、HMD装着者の眼球から離れた場所に表示面を設置する工夫を妨げるものでは無いことは自明である。
In FIG. 2, the
図3は、予め撮影した主表示装置筐体と、ビデオカメラで撮影した表示装置筐体とを比較することで、主表示装置の表示範囲位置を判別する場合のシステム構成図を示す。 FIG. 3 shows a system configuration diagram in a case where the display range position of the main display device is determined by comparing the main display device housing photographed in advance with the display device housing photographed by the video camera.
情報処理装置302は、OA作業者がOA作業に用いるコンピュータ装置であり、入力装置301は、一般にキーボードやマウスなど、データ入力を行ったり、データ処理の指示を行ったりするものである。主表示装置309も、一般的にOA作業に供される、比較的解像度の高い画面を有するディスプレイ装置である。
The
また、所望のデータが主表示装置309の画面に表示されていないときは、入力装置301によって、表示されているデータ範囲を移動させ、OA作業を継続することができる。
When the desired data is not displayed on the screen of the
情報処理装置302は、ウィンドウシステム、仮想画面などを生成する画像情報生成部303を含む。画像情報生成部303では、HMDの表示可能領域103に相当する領域に対する画像情報を生成し、画像生成装置313にその画像情報を伝達する。
The
一方で、HMD装置310の表示領域が作業者に与える視野角と視野中心と同等の撮影画角と撮影画角中心を持つようにHMD装置310に装着されたビデオカメラ312は、主表示装置309の筐体画像を撮影し、画像生成装置313のビデオ画像入力部304がこれを取りこみ、主表示装置位置判定部305が、主表示装置309のHMD画像表示部311に対する相対位置を判定する。
On the other hand, the
画像情報分割部306は、画像情報生成部303で生成された画像情報を、主表示装置位置判定部305が判定した前記相対位置情報に従い分割し、主表示画像生成部307ならびにHMD画像生成部308において、主表示装置309、光透過方式HMD画像表示部311にそれぞれふさわしい解像度の画像信号を生成することで、主表示装置309ならびに光透過方式HMD画像表示部311において一体感のある複合情報表示が実現する。
The image
図4は、これらの処理を実現するアルゴリズムを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing an algorithm for realizing these processes.
以下の処理は、画像生成装置313の内部で行っても良いし、情報処理装置302に格納されたプログラムとして実現しても良い。
The following processing may be performed inside the
まず、ステップS001でHMD装着者が前述のHMD装置を装着する。ステップS002ではマーカとしての主表示装置の筐体の判別を容易にするために主表示装置の電源を切った状態にする。これは、単に主表示装置の表示画面を一時的にブラックアウトすることに変えても良い。 First, in step S001, the HMD wearer wears the aforementioned HMD device. In step S002, the main display device is turned off in order to easily determine the casing of the main display device as a marker. This may be simply changed to temporarily blacking out the display screen of the main display device.
次に、ステップS003でHMDの表示面に、主表示装置の外枠を表すガイド画像を表示させる。このガイド画像のサイズや、アスペクト比は、HMD装着者の操作によって切り換えられるようにしても良い。HMD装着者は、HMDの表示可能領域103から透けて見える主表示装置101の外枠とガイド画像が重なるように姿勢を変え、うまく重なったところでステップS004で主表示装置の筐体をHMD装置310に装着されたビデオカメラ312で撮影する。
Next, in step S003, a guide image representing the outer frame of the main display device is displayed on the display screen of the HMD. The size and aspect ratio of this guide image may be switched by the operation of the HMD wearer. The HMD wearer changes the posture so that the outer frame of the
ステップS005では、ステップS004で撮影した画像から主表示装置の筐体から表示領域を除いた部分の画像、すなわち額縁画像を切り出す。ステップS002で主表示装置の電源が切られているため、表示面と額縁部分とは容易に見分けることができ、またステップS003で外枠の位置が指定されているので、額縁画像の切り出しは容易に行える。 In step S005, an image of a portion excluding the display area from the housing of the main display device, that is, a frame image is cut out from the image taken in step S004. Since the main display device is turned off in step S002, the display surface and the frame portion can be easily distinguished from each other. Since the position of the outer frame is designated in step S003, the frame image can be easily cut out. Can be done.
切り出しが終わったところでステップS006で主表示装置の電源を入れ、画像表示が可能な状態にする。 At the end of the cut-out, the main display device is turned on in step S006 to enable image display.
尚、ステップS002からステップS006までの処理は、HMD装着者が初めて本発明による複合情報表示装置を利用する時、あるいは、主表示装置を別のものと交換する時に一度だけ実施すれば良いように、ステップS005で切り出した額縁画像を記録しておいても良い。 The processes from step S002 to step S006 need only be performed once when the HMD wearer uses the composite information display device according to the present invention for the first time or when the main display device is replaced with another one. The frame image cut out in step S005 may be recorded.
ステップS007では、ビデオカメラ312を用いてHMD装着者の視界を撮影する。主表示装置位置判定部305なるステップS008においてステップS005で切り出した額縁画像とS007で撮影したHMD装着者の視界の映像とを比較し、主表示装置を識別する。ステップS009で、主表示装置の表示領域102が、HMDの表示可能領域103のどの位置にあるかを判定する。
In step S007, the
ステップS010では、画像情報生成部303で生成した仮想画面の表示要素を情報処理装置202から取得する。画像情報分離部306なるステップS011でそれぞれの表示要素の座標を確認し、前記表示要素が主表示画面の表示範囲にあるか、HMDの表示範囲にあるかを判断する。これが主表示画面の範囲内であった場合、主表示画像生成部307なるステップS012で前記表示要素を主表示装置の解像度に合わせてレンダリングし、ステップS013にて主表示装置309に画像を出力する。一方、前記表示要素がHMD表示画面の範囲内であった場合、HMD画像生成部308なるステップS014にて前記表示要素を光透過方式HMD画像表示部311の解像度に合わせてレンダリングし、ステップS015にてHMD画像表示部311に画像を出力する。
In step S 010, the display element of the virtual screen generated by the image
ステップS016では前記仮想画面の表示要素のすべてを処理したかどうかを判断し、未処理のものがあればステップS010に戻り処理を繰り返す。すべての表示要素の処理を終えた場合、ステップS007からの処理を繰り返す。 In step S016, it is determined whether or not all of the display elements of the virtual screen have been processed. If there are unprocessed elements, the process returns to step S010 to repeat the process. When all the display elements have been processed, the processing from step S007 is repeated.
以上のような処理を繰り返すことによって、主表示領域とHMD表示領域のそれぞれについて適切な解像度を持つ画像が生成表示され、HMD装着者は、良好な複合情報表示の視野を得ることができる。 By repeating the above processing, an image having an appropriate resolution is generated and displayed for each of the main display area and the HMD display area, and the HMD wearer can obtain a good field of composite information display.
図5は、本発明の複合情報表示装置を用いたOA作業中のOA作業者が得るであろう複合情報表示の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of composite information display that an OA worker who is performing OA work using the composite information display apparatus of the present invention will obtain.
主表示装置501がHMDの表示可能領域503の内部に透けて見えている。実際に主表示装置501が表示しているのは主表示装置の表示領域境界502に囲まれた部分のみであり、その他の表示はすべてHMDの表示可能領域503に表示されたものである。HMD装着者の視界504が図中に破線で示されているが、これはHMDには表示されない。
The
HMDの表示可能領域503には、情報表示領域507のように他者の目に付くことを避けなければならない情報や、仮想付箋紙508などに表示される個人的な覚書、仮想カレンダー505に示されるスケジュール情報など、情報セキュリティやプライバシーを守る必要がある要素や、仮想キーボード506、仮想時計512などが表示されている。
In the
主表示装置の表示領域境界502には、情報表示領域509、510が表示されている。
一方、情報表示領域511は主表示装置とHMDの表示領域にまたがって表示されていることを示す。
On the other hand, the
これらのすべての表示要素は、入力装置302から入力される指示にしたがって、仮想画面513に占める座標位置を変化させることで、どちらの表示領域に表示されるべきかを制御することができる。
All these display elements can be controlled in which display area they should be displayed by changing the coordinate position occupied on the
主表示装置の表示領域境界502の内部に表示されている表示要素は比較的高解像度に表示されているためOA作業に適している。一方で、主表示装置の表示領域境界502の外側に表示されている表示要素は、比較的低い解像度で表示されている。
Since the display elements displayed within the
505から512までのすべての表示要素は、画像情報生成部303で生成される仮想画面513の中でそれぞれ所定の表示座標位置を占める。主表示装置の表示領域境界502が仮想画面513に占める座標位置は一定であり、作業者の姿勢ならびに作業者と主表示装置501との相対位置が変化しても変化することは無く、HMDの表示可能領域504中の主表示装置の表示可能領域502の相対位置が変化することになる。このため、作業者にとっては、主観的な主表示装置501の位置は常に一定で表示内容も安定しているため、不快な症状を引き起こされることもなく、情報セキュリティやプライバシーも守られた良好なOA作業環境が得られる。
All the
図6は主表示装置とHMDの表示領域にまたがって表示された情報表示領域511の拡大図である。
FIG. 6 is an enlarged view of the
画像情報分割部306ならびにステップS011では、各表示要素が主表示装置の表示領域境界602の内側にあるのか外側にあるのかを判断するが、この際、前記表示要素が情報表示領域603のように主表示装置の表示領域境界602とHMDの表示領域の両方にかかることを判別した場合は、この表示要素を情報表示領域603のうち主表示装置表示領域に表示された部分604と、情報表示領域603のうちHMD表示領域に表示された部分605とに分割し、それぞれを別の表示要素として主表示画像生成部307なるステップS012、HMD画像生成部308なるステップS014にて、それぞれ所定の処理を行うため、表示要素の表示が欠損することは無い。
In the image
図7は、主表示装置の画面表示走査線と同期してビデオカメラの撮影を行い、主表示装置の表示範囲位置を判別する場合のシステム構成図を示す。 FIG. 7 shows a system configuration diagram when the video camera is photographed in synchronization with the screen display scanning line of the main display device and the display range position of the main display device is determined.
情報処理装置702は、OA作業者がOA作業に用いるコンピュータ装置であり、入力装置701は、一般にキーボードやマウスなど、データ入力を行ったり、データ処理の指示を行ったりするものである。主表示装置710も、一般的にOA作業に供される、比較的解像度の高い画面を有するディスプレイ装置である。
The
また、所望のデータが主表示装置701の画面に表示されていないときは、入力装置701によって、表示されているデータ範囲を移動させ、OA作業を継続することができる。
Further, when desired data is not displayed on the screen of the
情報処理装置702は、ウィンドウシステム、仮想画面などを生成する画像情報生成部703を含む。画像情報生成部703では、HMDの表示可能領域103に相当する領域に対する画像情報を生成し、画像生成装置714にその画像情報を伝達する。
The
一方で、画像生成装置714は、同期信号生成部707を持ち、同期信号を主表示画像生成部708と、HMD装置711の表示領域が作業者に与える視野角と視野中心と同等の撮影画角と撮影画角中心を持つようにHMD装置711に装着されたビデオカメラ713と、主表示装置位置判定部705とに同期信号を与える。ビデオカメラ713は前記同期信号の示すタイミングに合わせて主表示装置710の表示面を撮影する。画像生成装置714のビデオ画像入力部704がこれを取りこみ、主表示装置位置判定部705が同期信号生成部707から得た同期信号のタイミングを加味して、主表示装置710のHMD画像表示部311に対する相対位置を判定する。
On the other hand, the
画像情報分割部706は、画像情報生成部703で生成された画像情報を、主表示装置位置判定部705が判定した前記相対位置情報に従い分割し、主表示画像生成部708ならびにHMD画像生成部709において、主表示装置7109、光透過方式HMD画像表示部712にそれぞれふさわしい解像度の画像信号を生成することで、主表示装置710ならびに光透過方式HMD画像表示部712において一体感のある複合情報表示が実現する。
The image information dividing unit 706 divides the image information generated by the image
図8は、走査線方式である主表示装置の表示方法を示す。本実施例において用いられる走査線方式の表示装置は既知の走査線方式表示装置であるところのCRT表示装置である。 FIG. 8 shows a display method of the main display device which is a scanning line method. The scanning line type display device used in this embodiment is a CRT display device which is a known scanning line type display device.
主表示装置801は図7の主表示装置710を詳細に示したものである。主表示装置801において表示画像は小さな輝点の集合体として表示される。輝点は、それぞれごく短時間だけ輝度が与えられるが、人間の目には残像が残るため、この輝点の集合体を一塊の画像として認識する。おのおのの輝点は、表示面上の左上隅、第一走査線の輝点の始点802で示される位置から順次右側に移動しながら表示され、表示面の右端まで表示が終わったところで輝度を落とし、左端に戻り少し下に下がった点から再度順次右側に移動しながら表示を続ける。この動作を水平回帰805と呼ぶ。このようにして第n走査線804の表示を終え、水平回帰805を行い、第n+1走査線を表示するという動作を繰返し、表示面の右下隅、最終走査線の輝点の終点803まで表示されたところで、一画面の表示を終え、輝度を落とし、次の輝点表示のため再度表示面左上隅に移動する。この動作を垂直回帰807と呼ぶ。
The
本実施例では、同期信号生成部707から主表示画像生成部708、若いては表示装置710に同期信号が伝えられ、第一走査線の輝点の始点802が表示されると同時にビデオカメラ713にも同期信号が送られるため、ビデオカメラ713は第一走査線の輝点の始点802の位置を撮影することができる。同様に、同期信号生成部707からの同期信号によりビデオカメラ713は最終走査線の輝点の終点803が表示されるタイミングに合わせて画像を撮影する。撮影された画像は画像生成装置714のビデオ画像入力部704に送られる。
In this embodiment, the synchronization signal is transmitted from the synchronization
主表示装置位置判定部705は、同期信号生成部707からの同期信号を先に受け取っているため、ビデオ画像入力部704からの主表示装置710の表示面の画像が、第一走査線の輝点の始点802を撮影したものであるかそれとも最終走査線の輝点の終点803を撮影したものであるのかを知ることができる。主表示装置710の表示面は矩形であると仮定できるので、この2点の情報から主表示装置位置判定部705は、容易に主表示装置710のHMD画像表示部712に対する相対位置を判定することができる。
Since the main display device
本実施例の構成を用いた場合、図4において、ステップS007を、同期信号生成部707からの同期信号に従い第一走査線の輝点の始点802と最終走査線の輝点の終点803をそれぞれ撮影する、と読みかえれば、ステップS002からステップS006までの準備作業を省略することが可能になると同時に、より精度の高い位置判別が可能となる。
When the configuration of the present embodiment is used, in FIG. 4, step S 007 is performed by setting the bright
101 主表示装置
102 主表示装置の表示領域(斜線部)
103 光透過方式HMDの表示可能領域
104 HMD装着者の視界
201 光透過方式HMDの表示面
202 主表示装置の表示面
203 HMD装着者の視線の中心
204 HMD装着者の最大視界
205 HMD上に表示される虚像
206 HMD装着者の眼球
301 入力装置
302 情報処理装置
303 画像情報生成部
304 ビデオ画像入力部
305 主表示装置位置判定部
306 画像情報分割部
307 主表示画像生成部
308 HMD画像生成部
309 主表示装置
310 HMD装置
311 光透過方式HMD画像表示部
312 ビデオカメラ
313 画像生成装置
501 主表示装置
502 主表示装置の表示領域境界
503 HMDの表示可能領域
504 HMD装着者の視界
505 HMD表示領域に表示された仮想カレンダー
506 HMD表示領域に表示された仮想キーボード
507 HMD表示領域に表示された情報表示領域
508 HMD表示領域に表示された仮想付箋紙
509 主表示装置表示領域内部に表示された情報表示領域
510 主表示装置表示領域内部に表示された情報表示領域
511 主表示装置とHMDの表示領域にまたがって表示された情報表示領域
512 HMD表示領域に表示された仮想時計
513 仮想画面
601 主表示装置
602 主表示装置の表示領域境界
603 主表示装置とHMDの表示領域にまたがって表示された情報表示領域
604 情報表示領域603のうち主表示装置表示領域に表示された部分
605 情報表示領域603のうちHMD表示領域に表示された部分
701 入力装置
702 情報処理装置
703 画像情報生成部
704 ビデオ画像入力部
705 主表示装置位置判定部
706 画像情報分割部
707 同期信号生成部
708 主表示画像生成部
709 HMD画像生成部
710 主表示装置
711 HMD装置
712 HMD画像表示部
713 ビデオカメラ
714 画像生成装置
801 主表示装置
802 第一主走査線の輝点の始点
803 最終主走査線の輝点の終点
804 第n主走査線
805 水平回帰
806 第n+1主走査線
807 垂直回帰
101
103 Displayable area 104 of light transmission HMD 104 Field of view 201 of HMD wearer Display surface 202 of light transmission HMD Display surface 202 of main display device Center of line of sight of HMD wearer 204 Maximum view 205 of HMD wearer Displayed on HMD Virtual image 206 Eyeball 301 of HMD wearer 301 Input device 302 Information processing device 303 Image information generation unit 304 Video image input unit 305 Main display device position determination unit 306 Image information division unit 307 Main display image generation unit 308 HMD image generation unit 309 Main display device 310 HMD device 311 Light transmission type HMD image display unit 312 Video camera 313 Image generation device 501 Main display device 502 Main display device display area boundary 503 HMD displayable area 504 HMD wearer's field of view 505 HMD display area Displayed virtual calendar 506 HMD display Virtual keyboard 507 displayed in the area Information display area 508 displayed in the HMD display area Virtual sticky note 509 displayed in the HMD display area Information display area 510 displayed in the main display apparatus display area 510 Inside the main display apparatus display area Information display area 511 displayed on the main display device and information display area 512 displayed across the display area of the HMD Virtual clock 513 displayed on the HMD display area Virtual screen 601 Main display device 602 Display area boundary of the main display device 603 Information display area 604 displayed across the display area of the main display device and the HMD 604 Part of the information display area 603 displayed in the main display apparatus display area 605 Part of the information display area 603 displayed in the HMD display area 701 Input device 702 Information processing device 703 Image information generation unit 704 Video image input unit 7 5 Main display device position determination unit 706 Image information division unit 707 Synchronization signal generation unit 708 Main display image generation unit 709 HMD image generation unit 710 Main display device 711 HMD device 712 HMD image display unit 713 Video camera 714 Image generation device 801 Main display Device 802 Bright point start point 803 of the first main scan line Bright point end point 804 of the last main scan line nth main scan line 805 Horizontal regression 806 n + 1 main scan line 807 Vertical regression
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