JP2016005125A - Head-mount type device and head-mount type information display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドマウント型装置及びヘッドマウント型情報表示システムに関する。詳しくは、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるヘッドマウント型装置及びヘッドマウント型情報表示システムに係るものである。 The present invention relates to a head mounted apparatus and a head mounted information display system. Specifically, the present invention relates to a head-mounted device and a head-mounted information display system that are easy for a user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality.
頭部に装着するディスプレイ装置として、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display以下、「HMD」と称する。)が普及してきている。HMDは、ユーザの眼球の至近距離に映像を映し出すことで、姿勢や動作、空間の制御を受けることなく、映像情報を認識させる装置である。 As a display device mounted on the head, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) has become widespread. The HMD is a device that recognizes video information without being controlled by posture, movement, or space by projecting video at a close range of the user's eyeball.
HMDは、例えば、音響と映像を組み合わせて提供するAV機器としての機能により、個人用シアターとして用いられる。また、コンピューターグラフィックス等を利用して現実感を人工的に作り出すバーチャルリアリティ(Virtual reality以下、「VR」と称する。)の空間、即ち、仮想現実を形成し、臨場感を高めたゲーム等を提供する。 The HMD is used as a personal theater, for example, by a function as an AV device that provides a combination of sound and video. In addition, a virtual reality space (hereinafter referred to as “VR”) that artificially creates a sense of reality using computer graphics or the like, that is, a game that forms a virtual reality and enhances a sense of reality. provide.
HMDは、一般的に、使用者の眼前に配設し使用者に認識させるための画像を表示するディスプレイ部と、画像表示部を使用者の眼前に位置させる支持部材で構成されている。 The HMD generally includes a display unit that is disposed in front of the user's eyes and displays an image for the user to recognize, and a support member that positions the image display unit in front of the user's eyes.
HMDのディスプレイ方式には、外部の映像を遮断し、HMD特有の映像への没入感を高めた非透過型と、ビデオカメラやハーフミラーを介して外部の映像が認識可能な透過型が存在する。 There are two types of HMD display systems: a non-transmission type that blocks external video and enhances the immersive feeling unique to the HMD, and a transmission type that can recognize external video via a video camera or a half mirror. .
また、HMDの形状として、眼鏡の上部または前部にディスプレイ部が装着された眼鏡型や、頭部に装着した本体の鍔の部分にディスプレイ部を設けた帽子型が存在する。帽子型のHMDは、ユーザの眼の位置とディスプレイ部との間の遮光性を高めることで、映像や仮想現実へのより高い没入感や臨場感を提示するものとなっている。 In addition, as the shape of the HMD, there are a spectacle type in which a display unit is mounted on the upper part or the front part of spectacles, and a hat type in which a display unit is provided in a heel part of a main body mounted on the head. The hat-type HMD increases the light shielding property between the position of the user's eyes and the display unit, thereby presenting a higher immersion and presence in the video and virtual reality.
また、前述した非透過型のHMDは、没入型HMDとも呼ばれるが、没入型HMDを使うと、余計なものが視界に入らないため、映像世界に深く入り込むことができるようになる。また、両眼の視差を活用した、残像感のない自然な立体映像の表示が可能となる。 The non-transmissive HMD described above is also referred to as an immersive HMD. However, when the immersive HMD is used, unnecessary objects do not enter the field of view, so that it is possible to penetrate deeply into the video world. In addition, it is possible to display a natural stereoscopic image with no afterimage using the binocular parallax.
左右の視差を利用して3D映像を表示可能な点もHMDの大きな特徴の1つとなっている。また、2D画像でも視差調整を行うことで、広がりや奥行きを創出することが可能なHMDが存在している。 One of the major features of HMD is that 3D video can be displayed using left and right parallax. In addition, there is an HMD that can create a spread and a depth by performing parallax adjustment on a 2D image.
さらに、HMDは、ユーザの頭部の動きと連動して移動するものである。このため、ユーザの頭部の動きを追跡し、その結果をHMDが提示する仮想空間の映像に反映させれば、ユーザに対して仮想空間へのより高い没入感や臨場感を提示することができると考えられている。 Furthermore, the HMD moves in conjunction with the movement of the user's head. For this reason, if the movement of the user's head is tracked and the result is reflected in the video of the virtual space presented by the HMD, the user can be presented with a higher sense of immersion and presence in the virtual space. It is considered possible.
一方、HMDは、頭部に装着して使用することから、頭部を動かした際に、装着位置がずれてしまうことがある。こうしたなか、HMDの装着位置ずれへの対応を試みたHMDが存在し、例えば、特許文献1に記載のHMDが提案されている。
On the other hand, since the HMD is used by being mounted on the head, the mounting position may be shifted when the head is moved. Under these circumstances, there is an HMD that has attempted to cope with the mounting position shift of the HMD. For example, an HMD described in
ここで、特許文献1には、図9に示すようなHMD100が記載されている。HMD100は、表示部101と、装着部102を備えている。また、装着部102は、本体103と支持機構104を有している。支持機構104には、ユーザの装着時に、表示部101に対して付勢力を生じる弾性部材及びバネが設けられている。
Here,
この支持機構104の付勢力が表示部101に対する張力として働き、装着位置を保持し、ユーザへの負担を軽減するものとなっている。また、HMD100は、画像処理部やHMDへの画像出力のための変換部を有する専用のプロセッサユニットに接続されている。
The urging force of the
しかしながら、特許文献1に記載のHMDをはじめ、従来のHMDは、専用の装置や、PC、ゲーム機本体等との接続が必要な専用機となっている。即ち、接続先の本体等と共に使用しなければならず、使用場所が限定され、可搬性に欠けるという問題があった。
However, the conventional HMD including the HMD described in
また、HMDの用途として、VRの仮想空間での使用は多く見られるが、現実世界の映像との融合であるオーグメンテッドリアリティ(Augmented Reality以下、「AR」と称する。)への適用、即ち、拡張現実の導入が充分になされていないのが現状である。 Further, as a use of HMD, VR is often used in a virtual space, but it is applied to augmented reality (hereinafter referred to as “AR”), which is a fusion with real-world video. Currently, augmented reality has not been fully introduced.
HMDの製品価値を高める上で、HMDのARへの適用は重要度が高いものと考えられるが、前述した可搬性に欠けるという性質上、HMDの使用位置が限定され、ARへの適用は困難なものとなっている。 In order to increase the product value of HMD, it is considered that application of HMD to AR is highly important. However, due to the lack of portability described above, the use position of HMD is limited and application to AR is difficult. It has become a thing.
また、HMD使用時のユーザへの負担軽減や、映像への没入感を向上させる点で、既存のHMDには、未だ改善しうる点が多く存在するものと考えられる。 Further, it is considered that there are still many points that can be improved in the existing HMD in terms of reducing the burden on the user when using the HMD and improving the feeling of immersion in the video.
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるヘッドマウント型装置及びヘッドマウント型情報表示システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a head-mounted device and a head-mounted information display system that are easy for a user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality. For the purpose.
上記の目的を達成するために、本発明のヘッドマウント型装置は、ユーザの頭部に装着される本体と、該本体に設けられ、ユーザの眼前に位置するレンズ部と、前記本体の前記レンズ部の近傍に設けられ、ディスプレイを有する可搬性端末を取り付け可能な端末装着部と、外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を前記可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部とを備える。 In order to achieve the above object, a head-mounted device according to the present invention includes a main body mounted on a user's head, a lens unit provided in the main body and positioned in front of the user's eyes, and the lens of the main body. A terminal mounting unit that is provided in the vicinity of the unit and can be attached to a portable terminal having a display; and an external video input / output unit that can capture an external video and output the captured external video to the portable terminal. .
ここで、ユーザの頭部に装着される本体によって、ヘッドマウント型装置をユーザが装着可能となる。また、ユーザの頭部の動きに関する情報を装置に反映させることができる。 Here, the user can mount the head mounted device by the main body mounted on the user's head. In addition, information regarding the movement of the user's head can be reflected in the apparatus.
また、ディスプレイを有する可搬性端末を取り付け可能な端末装着部によって、ヘッドマウント型装置に可搬性端末を配置することができる。なお、ここでいう、可搬性端末とは、ディスプレイを有するタブレット端末やスマートフォン等の携帯端末を意味する。即ち、PCやゲーム機本体等の専用機を用いない、可搬性のあるヘッドマウント型装置を実現できる。 Moreover, a portable terminal can be arrange | positioned to a head mounted apparatus by the terminal mounting part which can attach the portable terminal which has a display. In addition, a portable terminal here means portable terminals, such as a tablet terminal and a smart phone, which have a display. That is, a portable head-mounted device that does not use a dedicated machine such as a PC or a game machine body can be realized.
また、本体に設けられ、ユーザの眼前に位置するレンズ部と、ディスプレイを有する可搬性端末を取り付け可能な端末装着部によって、ユーザに対して立体感のある映像の提供が可能となる。即ち、レンズ部の拡大率や配置位置を調整し、レンズ部を介して可搬性端末のディスプレイをユーザに視認させることで、映像に立体感を生じさせることができる。 In addition, a three-dimensional image can be provided to the user by a lens unit provided in the main body and positioned in front of the user's eyes and a terminal mounting unit to which a portable terminal having a display can be attached. That is, by adjusting the enlargement ratio and arrangement position of the lens unit and allowing the user to visually recognize the display of the portable terminal through the lens unit, a stereoscopic effect can be generated in the video.
また、外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部によって、ユーザに対して外部映像を利用した拡張現実を体感させることが可能となる。即ち、取り込まれた現実環境の外部映像の情報について、可搬性端末上で情報を改変して可搬性端末に表示させることが可能となる。 In addition, an external video input / output unit that can capture an external video and output the captured external video to a portable terminal allows the user to experience augmented reality using the external video. That is, it is possible to display information on the captured external video in the real environment on the portable terminal by modifying the information on the portable terminal.
また、取り込まれる外部映像に位置する物体までの深度距離を測定し、物体の反射象情報とすると共に、反射象情報及び取り込まれた外部映像を可搬性端末に出力可能な反射象情報入出力部を備える場合には、ユーザに対して可搬性端末上で物体認識をさせることが可能となる。例えば、赤外線深度センサーを介した深度距離情報に基づき、現実環境の外部映像中に位置するヒトや車等の形状をユーザが認識することができるものとなる。また、拡張現実として表示する映像情報に反射象情報を反映させることができる。 Reflection elephant information input / output unit that measures the depth distance to the object located in the captured external image and uses it as the reflected elephant information of the object, and can output the reflected elephant information and the captured external image to the portable terminal When it is provided, it becomes possible to make a user recognize an object on a portable terminal. For example, based on the depth distance information via the infrared depth sensor, the user can recognize the shape of a person, a car, or the like located in the external image of the real environment. In addition, the reflected image information can be reflected in the video information displayed as augmented reality.
また、可搬性端末が、可搬性端末が受ける振動から角速度情報を検出可能な振動ジャイロセンサーを有し、角速度情報とディスプレイで表示される映像を連動させて表示可能である場合には、ユーザの頭部の動きの情報を可搬性端末で表示する映像に反映させて表示させることが可能となる。即ち、例えば、可搬性端末に表示される映像情報をユーザの頭の動きに連動して変化させることが可能となり、より現実に近い仮想現実をユーザに提供することができる。 In addition, when the portable terminal has a vibration gyro sensor capable of detecting angular velocity information from vibrations received by the portable terminal and can display the angular velocity information and the video displayed on the display in conjunction with each other, It is possible to display the information on the movement of the head by reflecting it on the video displayed on the portable terminal. That is, for example, video information displayed on the portable terminal can be changed in conjunction with the movement of the user's head, and a virtual reality closer to reality can be provided to the user.
また、可搬性端末が端末装着部に取り付けられた状態の重心が本体の略中心に位置して構成された場合には、装置を装着した際のユーザの負担を軽減することが可能となる。即ち、装着時の左右への荷重の偏りを生じにくくすることができる。 Further, when the center of gravity in the state where the portable terminal is attached to the terminal mounting portion is located at the approximate center of the main body, the burden on the user when the device is mounted can be reduced. That is, it is possible to make it difficult for the load to be biased to the left and right during mounting.
また、端末装着部が可搬性端末の少なくとも両端を挟持して固定し、挟持可能な大きさが所定範囲で可変可能である場合には、複数のサイズの可搬性端末をしっかりと保持することが可能となる。なお、ここでいう所定範囲とは、タブレット端末またはスマートフォン等の携帯端末の規格に応じた縦方向または横方向の長さの範囲を意味する。 In addition, when the terminal mounting part clamps and fixes at least both ends of the portable terminal, and the size that can be clamped is variable within a predetermined range, it is possible to securely hold the portable terminals of a plurality of sizes. It becomes possible. In addition, the predetermined range here means the range of the length of the vertical direction or horizontal direction according to the standard of portable terminals, such as a tablet terminal or a smart phone.
また、レンズ部が、レンズ部を構成するレンズを交換可能またはレンズ部の配置位置を前後左右に調整可能に構成された場合には、ユーザが画面をより一層視認しやすくなる。即ち、例えば、拡大率や焦点合わせを容易に行うことができ、使用時のユーザの眼に対する負担の軽減にも繋がるものとなる。 In addition, when the lens unit is configured such that the lens constituting the lens unit can be replaced or the arrangement position of the lens unit can be adjusted to the front, back, left, and right, the user can more easily see the screen. That is, for example, the enlargement ratio and focusing can be easily performed, and the burden on the user's eyes during use can be reduced.
また、外部音声を集音し音声情報として可搬性端末に出力可能な集音部と、本体のユーザの耳に対応する位置に設けられると共に、可搬性端末と接続され、可搬性端末から送信された音声情報を音波に変換するヘッドフォン部を備える場合には、ユーザに対して外部環境の音声を利用した拡張現実を体感させることが可能となる。即ち、例えば、集音された現実環境の音声情報に基づいて、可搬性端末上で表示する映像情報を改変して、可搬性端末に表示させることが可能となる。 In addition, a sound collecting unit that can collect external sound and output it as sound information to the portable terminal and a position corresponding to the user's ear of the main body are connected to the portable terminal and transmitted from the portable terminal. When the headphone unit that converts the sound information into sound waves is provided, the user can experience augmented reality using the sound of the external environment. That is, for example, based on the collected sound information of the real environment, the video information displayed on the portable terminal can be modified and displayed on the portable terminal.
また、端末装着部からレンズ部近傍にかけて設けられ、外部からの光を遮光する遮光部を備える場合には、装置の装着時の没入感をより一層高めることが可能となる。 In addition, when a light-shielding portion that is provided from the terminal mounting portion to the vicinity of the lens portion and shields light from the outside is provided, it is possible to further enhance the feeling of immersion when the device is mounted.
また、上記の目的を達成するために、本発明のヘッドマウント型情報表示システムは、ディスプレイを有する可搬性端末と、ユーザの頭部に装着される本体と、該本体に設けられ、ユーザの眼前に位置するレンズ部と、前記本体の前記レンズ部の近傍に設けられ、前記可搬性端末を取り付け可能な端末装着部と、外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を前記可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部とを有するヘッドマウント型装置とを備える。 In order to achieve the above object, a head-mounted information display system according to the present invention includes a portable terminal having a display, a main body mounted on the user's head, and provided in the main body, in front of the user's eyes. A lens part located in the vicinity of the lens part of the main body, a terminal mounting part to which the portable terminal can be attached, an external video can be captured, and the captured external video is output to the portable terminal And a head-mounted device having a possible external video input / output unit.
ここで、ディスプレイを有する可搬性端末と、可搬性端末を取り付け可能な端末装着部によって、ヘッドマウント型装置に可搬性端末を配置することができる。即ち、PCやゲーム機本体等の専用機を用いない、可搬性のあるヘッドマウント型情報表示システムを実現できる。 Here, the portable terminal can be arranged in the head-mounted device by a portable terminal having a display and a terminal mounting portion to which the portable terminal can be attached. That is, a portable head-mounted information display system that does not use a dedicated machine such as a PC or a game machine main body can be realized.
また、外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部によって、ユーザに対して外部映像を利用した拡張現を体感させることが可能となる。即ち、取り込まれた現実環境の外部映像の情報について、可搬性端末上で情報を改変して可搬性端末に表示させることが可能となる。 In addition, an external video input / output unit capable of capturing an external video and outputting the captured external video to a portable terminal makes it possible for the user to experience an extended image using the external video. That is, it is possible to display information on the captured external video in the real environment on the portable terminal by modifying the information on the portable terminal.
また、取り込まれる外部映像に位置する物体までの深度距離を測定し、物体の反射象情報とすると共に、反射象情報及び取り込まれた外部映像を可搬性端末に出力可能な反射象情報入出力部を備える場合には、ユーザに対して可搬性端末上で物体認識をさせることが可能となる。例えば、赤外線深度センサーを介した深度距離情報に基づき、現実環境の外部映像中に位置するヒトや車等の形状をユーザが認識することができるものとなる。また、拡張現実として表示する映像情報に反射象情報を反映させることができる。 Reflection elephant information input / output unit that measures the depth distance to the object located in the captured external image and uses it as the reflected elephant information of the object, and can output the reflected elephant information and the captured external image to the portable terminal When it is provided, it becomes possible to make a user recognize an object on a portable terminal. For example, based on the depth distance information via the infrared depth sensor, the user can recognize the shape of a person, a car, or the like located in the external image of the real environment. In addition, the reflected image information can be reflected in the video information displayed as augmented reality.
本発明に係るヘッドマウント型装置は、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるものとなっている。
また、本発明に係るヘッドマウント型情報表示システムは、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるものとなっている。
The head-mounted device according to the present invention is easy for a user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality.
In addition, the head-mounted information display system according to the present invention is easy for the user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality.
以下、本発明を適用したヘッドマウント型装置及びヘッドマウント型情報表示システムの一例について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の内容は本発明の実施の形態の一例に過ぎず、本発明の内容はこれらに限定されるものではない。
図1は、ヘッドマウント型情報表示システムの全体象及び装着状態を示す概略図である。図2は、ヘッドマウント型情報表示システムの全体象及び装着状態を示す概略側面図である。図3は、ヘッドマウント型装置の本体の一部を示す概略図である。
Hereinafter, an example of a head-mounted apparatus and a head-mounted information display system to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings for understanding of the present invention. The following contents are merely examples of the embodiment of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to these.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall image and a mounting state of a head-mounted information display system. FIG. 2 is a schematic side view showing an overall image and a mounting state of the head mounted information display system. FIG. 3 is a schematic view showing a part of the main body of the head-mounted apparatus.
図1に示すように、本発明を適用したヘッドマウント型情報表示システムの一例である映像表示システム1は、ヘッドマウント型装置2と、タブレット端末3を備えている。
As shown in FIG. 1, a
ヘッドマウント型装置2は、本体4を介してユーザが頭部に装着可能な装置であり、ユーザの眼前と顔の上部を覆う形状となっている。また、ヘッドマウント型装置2は、スロットイン形式でタブレット端末3を挿入可能な端末装着部5を有する。
The head-mounted
端末装着部5にタブレット端末3が取り付けられることで、ユーザは、タブレット端末3のディスプレイに表示される映像情報を視認可能となる。即ち、タブレット端末3のディスプレイがユーザ側に位置する向きで端末装着部5に設置される。
By attaching the
タブレット端末3は、PC機能を有する既知の携帯端末であり、表示装置としてのディスプレイ、コンピュータ本体、入力装置としてのタッチパネルやスピーカー等を有するものである。
The
タブレット端末3は、インターネットを使用可能な環境下で、オンラインの通信が可能なものである。また、タブレット端末3は、タブレット端末3が受ける振動から角速度を検出可能な振動ジャイロセンサー(図示せず)を内蔵している。
The
振動ジャイロセンサーにより、タブレット端末3の動き、即ち、ヘッドマウント型装置2を装着したユーザの頭部の動きの情報を検知し、タブレット端末3のアプリケーションソフトウェアに反映させることができる。
The vibration gyro sensor can detect the movement of the
図1に示すように、ヘッドマウント型装置2の本体4の前方には、RGBステレオカメラ6が備え付けられている。RGBステレオカメラ6は、ユーザの前方の現実世界の映像を外部映像として取り込むカメラである。
As shown in FIG. 1, an
また、RGBステレオカメラ6は有線または無線でタブレット端末3に接続され、取り込んだ外部映像を端末側に出力する。また、本体4の前方にはdepthカメラ7が備え付けられている。
The
depthカメラ7は、内蔵された赤外線深度センサーを介して、取り込まれる外部映像の中に位置する物体までの距離情報と物体の形状情報を検出する。depthカメラ7も有線または無線でタブレット端末3に接続され、検出した物体に関する距離情報と形状情報を端末側に出力する。距離情報と形状情報により、物体情報として認識可能となっている。
The
また、ヘッドマウント型装置2の本体4のユーザの耳の位置に対応する領域には、ステレオマイク8及びステレオヘッドフォン9が設けられている。ステレオマイク8及びステレオヘッドフォン9は有線または無線でタブレット端末3に接続されている。
Further, a stereo microphone 8 and a stereo headphone 9 are provided in a region corresponding to the position of the user's ear on the
ステレオマイク8は外部環境の音声を拾い、音声情報としてタブレット端末3に出力する。また、ステレオヘッドフォン9は、タブレット端末3から生じる音声をユーザに視聴させるものである。
The stereo microphone 8 picks up the sound of the external environment and outputs it to the
ここで、必ずしも、ヘッドマウント型装置2の本体4が、ユーザの眼前と顔の上部を覆う形状とされる必要はなく、本体4は、ユーザの頭部に装着可能かつ、ユーザがタブレット端末3のディスプレイを視認可能な程度に目元を遮光しうる形状となっていれば充分である。
Here, the
また、必ずしも、端末装着部5がスロットイン形式でタブレット端末3を挿入可能な構造とされる必要はなく、タブレット端末3が取り付け可能であれば充分である。例えば、開閉式の蓋を有する構造にタブレット端末3を収納する構造等も採用しうる。但し、端末の取り付けや取外しが容易な点から、端末装着部5がスロットイン形式でタブレット端末3を挿入可能な構造とされることが好ましい。
Further, the
また、タブレット端末3の種類は特に限定されるものではない。本発明を適応したヘッドマウント型装置2には、スマートフォン端末を取り付けることも可能である。その場合には、端末装着部5の位置と大きさをスマートフォン端末向けに設計すると共に、後述するレンズ部を調整し、スマートフォン端末のディスプレイに表示される画像に併せた構造として対応させることができる。
Moreover, the kind of
また、タブレット端末3は、タブレット端末3が受ける振動から角速度を検出可能なセンサーを内蔵していれば充分であり、センサーの種類が限定されるものではない。なお、タブレット端末3に使用される角速度の検出機構としては、振動ジャイロセンサーが一般的に使用されている。
Moreover, it is sufficient for the
また、ヘッドマウント型装置2は、外部映像を取り込み可能かつ、タブレット端末3に外部映像の情報を出力可能な構成となっていれば充分であり、RGBステレオカメラ6はその一例である。
The head-mounted
また、必ずしも、ヘッドマウント型装置2の本体4にdepthカメラ7が備え付けられる必要はない。但し、外部の現実空間の物体を認識することが可能となり、ARとして表示する映像情報に反映させて、ユーザにより高度な疑似体験を提供可能となる点から、ヘッドマウント型装置2の本体4にdepthカメラ7が備え付けられることが好ましい。
Further, the
また、必ずしも、ヘッドマウント型装置2の本体4にステレオマイク8が設けられる必要はない。但し、外部音声の取り込み及びARとして表示する映像情報への反映が可能となり、音声情報に基づくARの拡充を図れる点から、ヘッドマウント型装置2の本体4にステレオマイク8が設けられることが好ましい。
Further, the stereo microphone 8 is not necessarily provided in the
図2は、前述したように、ヘッドマウント型装置2を側面から見た図である。本体4と、本体4に取付けられた支持バンド14を介して、ヘッドマウント型装置2がユーザの頭部に装着される。
FIG. 2 is a side view of the head mounted
支持バンド14は、ユーザの頭部の前方から後方にかけて位置し、タブレット端末3が配置されて重量が増す本体4を支持するものである。これにより、ユーザの頭部前方にかかる負担を減らし、装着感を高めるものとなっている。
The
図3には、本体4に設けられたRGBステレオカメラ6及びdepthカメラ7の位置を示している。図3はタブレット端末3を取り付けていない状態のヘッドマウント型装置2を示しており、端末装着部5より更に外側の領域にRGBステレオカメラ6及びdepthカメラ7が設けられている。
FIG. 3 shows the positions of the
また、端末装着部5の近傍にRGBステレオカメラ6及びdepthカメラ7が設けられることで、タブレット端末3と各カメラを有線で接続しやすい構造となっている。
In addition, the
ここで、必ずしも、本体4に支持バンド14が取り付けられる必要はなく、本体4のみでユーザの頭部に装着可能な構造とすることもできる。但し、ユーザの頭部前方にかかる重みを軽減できる点や、安定した装着が可能となる点から、本体4に支持バンド14が取り付けられることが好ましい。
Here, the
ヘッドマウント型装置の端末装着部及び接眼部の周辺構造について説明する。
図4は、ヘッドマウント型装置の端末装着部及び接眼部の周辺構造を示す概略図である。図5は、ヘッドマウント型装置の端末装着部及び接眼部の周辺構造を示す概略側面図である。図6は、端末装着部として取り付け構造として開閉型のアームを用いた構造の概略図(a)及びバネ状アームを用いた構造の概略図(b)である。
The peripheral structure of the terminal mounting part and the eyepiece part of the head mounted device will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the peripheral structure of the terminal mounting part and the eyepiece part of the head-mounted device. FIG. 5 is a schematic side view showing the peripheral structure of the terminal mounting part and the eyepiece part of the head mounted device. FIG. 6 is a schematic diagram (a) of a structure using an open / close arm as a mounting structure as a terminal mounting portion, and a schematic diagram (b) of a structure using a spring-like arm.
図4に示すように、ヘッドマウント型装置2の本体4のユーザの眼に対応する位置には、接眼部10が設けられている。接眼部10は、ユーザの眼及びその周辺と接する部材である。接眼部10は柔軟性のあるシリコン素材で形成され、ユーザの肌に接する部分にはオーガニックコットン13が配置されている。なお、図5には、図4に示す構造を側面からみた断面構造を示している。
As shown in FIG. 4, an
また、本体4の端末装着部5及び接眼部10の間にはレンズ部11が設けられている。レンズ部11は、複数のレンズ体12から構成され、タブレット端末3のディスプレイに表示される映像を拡大させ、ユーザに対して立体的な映像を視聴させる部分となる。
Further, a
また、レンズ部11を構成する複数のレンズ体12はレンズ部から着脱可能に構成されており、別のレンズ体と交換することができる。これにより、ユーザの映像の見え方に応じて、拡大率を容易に変更することができる。
The plurality of
また、接眼部10から端末装着部5にかけては、その上部と下部が遮光カバー(図示せず)によって覆われ、遮光された構造となっている。また、本体4の装着時には、ユーザの目元だけでなく、顔の頬から鼻までが覆われた形状となり、本体の内側に光が差し込みにくい構造となっている。
Further, from the
また、本体4は、タブレット端末3の装着時の重心が本体4の略中央20に位置するように構成されている。これにより、装着時に左右に重さがかかりにくく、ユーザの負担を減らし、使用感を向上させることができる。
Further, the
ヘッドマウント型装置2の端末装着部5は、タブレット端末3の両端を挟持して支持する構造となっている。端末装着部5によるタブレット端末3の支持構造の詳細を図6に示す。
The
端部装着部5の両端部には、図6(a)に示すアーム15と押さえ板16及び開閉ボタン17で構成される取付け部21が設けられている。即ち、横向きにタブレット端末3を取り付けた場合に、端末の両端に1つずつ取付け部21が配置された構造となっている。
At both end portions of the
2本のアーム15は、開閉ボタン17によって、内外方向にスライド移動可能であり、その間にタブレット端末3を挟持する。また、アーム15の開閉範囲は既存のタブレット端末のサイズの規格に適用可能な範囲でスライド移動するものとなっている。
The two
このように、端末装着部5は、タブレット端末3の大きさに併せて端末を支持し、しっかりと固定可能な構造となっている。端末装着部5の構造としては、その他、以下に示すようなものも採用しうる。
As described above, the
例えば、図6(b)に示すようなバネ状アーム18と押さえ板19で構成される取付け部の構造も採用しうる。2本のバネ状アーム18の間にタブレット端末3を配置し、内側方向に曲がったバネ部分の付勢力によって両側からタブレット端末3を固定する構造となっている。
For example, a structure of a mounting portion composed of a spring-
タブレット端末3の両端に2本のバネ状アーム18を1組ずつ配置することで、タブレット端末3をしっかりと固定することが可能となる。また、バネ状アーム18の弾性により、種々の既存のタブレット端末のサイズの規格に対応可能なものとなっている。
By arranging two sets of spring-
更に、端末装着部の構造としては、シリコン等で形成した帯状ギャザーを端末装着部5の両端に配置する構造(図示せず)が採用しうる。ギャザーの間にタブレット端末3を配置し、挟むことで端末を挟持可能となる。
Further, as the structure of the terminal mounting part, a structure (not shown) in which band-like gathers formed of silicon or the like are arranged at both ends of the
また、端末装着部5の両端にウレタン製の凹凸を有する装着面(図示せず)を設ける構造も採用しうる。対向する2つの装着面の距離をタブレット端末3の幅よりも小さくすることで、ウレタン製の凹凸とタブレット端末3の側部が接触して、凹凸が凹みながら端末を支持するものとなる。このような帯状ギャザーや装着面を採用することで、よりソフトにタブレット端末3を支持する構造も実現しうる。
Moreover, the structure which provides the mounting surface (not shown) which has the unevenness | corrugation made from urethane in the both ends of the
ここで、必ずしも、接眼部10がシリコン素材で形成され、ユーザの肌に接する部分にはオーガニックコットン13が設けられる必要はない。但し、装着時のユーザの使用感を高めることができる点から、接眼部10がシリコン素材で形成され、ユーザの肌に接する部分にはオーガニックコットン13が設けられることが好ましい。
Here, the
また、必ずしも、レンズ部11が複数のレンズ体12から構成される必要はない。但し、拡大率の調整が行いやすくなり、ユーザの見え方に併せた調整が容易になる点から、レンズ部11が複数のレンズ体12から構成されることが好ましい。
Further, the
また、ヘッドマウント型装置2のレンズの調整は、レンズ部11を構成する複数のレンズ体12を交換可能とすることで行われるが、レンズの調整方式はこれに限定されるものではない。例えば、レンズの配置位置をダイヤルで調整して、前後左右に移動可能とすることで見え方を調整するダイヤル方式も採用しうる。
In addition, the adjustment of the lens of the head-mounted
また、必ずしも、タブレット端末3の装着時の重心が本体4の略中央20に位置するように構成される必要はない。但し、ユーザの装着時の負担を減らし、装置のずれが生じにくくなる点から、タブレット端末3の装着時の重心が本体4の略中央20に位置するように構成されることが好ましい。
Further, the center of gravity when the
また、ユーザの装着時の負担を減らす構造としては、端末装着部5及び接眼部10を有する構造体の上部に、ユーザの額の部分で本体を支持する支持構造を設けたヘッドマウント型装置も採用しうる。額部分での支持構造により、端末装着部にかかるタブレット端末の重みを接眼部10と支持構造で支えることができ、ユーザの装着時の負担を軽減することができる。
Further, as a structure for reducing the burden on the user when wearing, a head-mounted apparatus in which a support structure for supporting the main body at the forehead of the user is provided on the top of the structure having the
また、必ずしも、端末装着部5が、タブレット端末3の大きさに応じて、端末を挟持する範囲を変更可能な構造とされる必要はなく、タブレット端末5が取り付けられれば充分である。但し、種々の大きさを有するタブレット端末3に対応可能となり、汎用性が向上する点、挟持する範囲を変えて充分に固定できる点から、端末装着部5が、タブレット端末3の大きさに応じて、端末を挟持する範囲を変更可能な構造とされることが好ましい。
Moreover, the
また、端末装着部5のタブレット端末3を取り付ける構造は特に限定されるものではない。前述したような、アームと開閉ボタンによる構造、バネ状アームを用いる構造、シリコン等で形成した帯状ギャザー、及び凹凸を有するウレタン製の装着面等、種々の構造が採用しうる。
Moreover, the structure which attaches the
以上までに説明した映像表示システム1及びヘッドマウント型装置2の使用例について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例にすぎず、本発明の内容が以下に記載の内容に限定されるものではない。
Examples of use of the
前述したように、本発明を適用した映像表示システム1では、RGBカメラ6やdepthカメラ7から取り込んだ外部映像の情報をタブレット端末3に出力し、端末上のソフトウェアの機能により、映像情報を加工し、ユーザに視認させることができる。この加工とは例えば、外部映像とCGとの組み合わせ等である。以下にARをユーザに認識させる用途を説明する。なお、ARでタブレット端末3上に表示する映像は、タブレット端末3のアプリケーションソフトウェアを拡充することで、用途に合わせた映像を表示可能なものとなっている。
As described above, in the
(ARの使用例)
例えば、教育のための疑似体験に映像表示システム1を利用することができる。図7(a)で示すように、RGBカメラ6で現実の原風景22を映像情報として取り込み、図7(b)に示すように、端末上で絶滅した恐竜23を実物大のサイズで映像情報として組み合わせる。ユーザは、現実風景の中にリアルな恐竜の映像を視認することができ、生物の勉強になると共に、迫力のある映像を楽しむことができる。
(AR usage example)
For example, the
また、ARの機能使用時には、ユーザの頭部の動きが振動ジャイロセンサーを介してタブレット端末3に反映され、その動きに連動させることができる。即ち、ユーザが視線を動かした方向の風景に表示映像が追従し、ユーザの視点に応じた映像表示を行うことができる。
Further, when the AR function is used, the movement of the user's head is reflected on the
また、上記で説明した例では、同様に、遺跡や城址等の現実風景に当時の建造物や城等の映像情報組み合わせることで歴史の勉強に利用することもできる。このように、教育のためのツールとしての利用が可能となる。 Also, in the example described above, similarly, it can be used for studying history by combining the real scenery such as ruins and castle walls with video information of buildings and castles at the time. In this way, it can be used as a tool for education.
また、ARは、ビジネス向けの疑似体験モデルにも利用可能である。例えば、アパレル店舗において、図8(a)で示す店内の映像風景24に対して、店内で販売される衣服を着用したファッションモデルのCG映像を合成し、図8(b)に示すように、店内を歩くモデル25を映像上に表示させる。ユーザは、衣服を着用した雰囲気をよりリアルに視認することができ、販売や店舗のPRに繋げることができる。
AR can also be used for a simulated experience model for business. For example, in an apparel store, a CG image of a fashion model wearing clothes sold in the store is synthesized with the
また、ビジネス向けの用途では、原風景の中に近未来の風景を重ね合せる、例えば、2020年の東京オリンピック開催時の都市風景を表示し、疑似体験させるといった、近未来の体験モデルに使用することができる。また、店頭の旅行ポスター、例えば、ハワイのポスターをRGBカメラ6が取り込むと、周りの風景がハワイの世界に変わり、旅行の疑似体験が行えるといった使用も可能である。
Also, for business use, it is used for near-future experience models, such as overlaying near-future scenery with original scenery, for example, displaying urban scenery at the time of the Tokyo Olympics in 2020 and giving it a simulated experience. be able to. Further, when the
更に、ARは、エンターテイメント目的の用途でも、当然その活用が期待できる。例えば、原風景の中にCGで合成したキャラクターを出現させたり、あるいは、原風景の中に存在する人間をdepthカメラ7で認識して、キャラクターに変身させたりして、現実世界の風景の中で、CGキャラクターと触れ合うゲームが実現できる。また、実際には遠く離れた土地で行われているコンサート風景を、地元のコンサートホールの映像情報中に再現し、リアルタイムで体感するといった使用も考えられる。
Furthermore, AR can naturally be expected to be used for entertainment purposes. For example, a character synthesized with CG appears in the original landscape, or a person existing in the original landscape is recognized by the
また、前述したが、depthカメラ7を活用することで、現実世界の物体を認識して、物体情報を映像情報に反映させることが可能となる。物体の認識に応じてタブレット端末3に、例えば、アラームを鳴らす、映像演出させる、音楽を流させるといった機能を生じさせることが可能となる。
As described above, by using the
より具体的には、現実世界の人間の顔を認識して、その顔にキャラクターの顔に変換した映像をユーザに視認させることができる。また、人間を認識して、街の中の人物だけを企業イメージのキャラクターや映画の中の登場人物に変身させて、企業用プロモーションや映画用プロモーションに活用することも可能である。更に、現実世界の人間の服装を江戸時代の服装に変えて表示させて、歴史の勉強に用いることもできる。 More specifically, it is possible to recognize a human face in the real world and allow the user to visually recognize an image converted into a character face. It is also possible to recognize humans and transform only people in the city into characters of corporate images or characters in movies, which can be used for corporate promotions and movie promotions. Furthermore, it is possible to change the display of human clothes in the real world to that of the Edo period and use it for studying history.
更にdepthカメラ7によって、現実世界の前方の障害物や自動車等を認識し、物体との距離情報から衝突の危険がある場合には、タブレット端末3からアラーム音を発することもできる。ユーザはステレオヘッドフォン9を介してアラーム音を聞くことで危険を察知できる。また、ユーザの周囲の人間に対してもアラーム音で危険を知らせる構造とすることもできる。即ち、映像表示システム1の使用時の安全対策の機能として活用が可能である。
Further, the
また、映像表示システム1では、VRとしての機能も有するため、以下に示すような使用例が考えられる。なお、VRでタブレット端末3上に表示する映像は、アプリケーションソフトウェアを拡充することで、用途に合わせた映像を表示可能なものとなっている。
Further, since the
(VRの使用例)
例えば、教育のための疑似体験に映像表示システム1を利用することができる。例えば、人体内部の映像を表示させ、内部の様々な器官を迫力ある映像で視認し、人体の仕組みを理解させることができる。
(Example of using VR)
For example, the
また、縄文、弥生、飛鳥、平安、鎌倉など様々な時代の風景と人々の映像を表示して、立体感のある映像で、当時の様子を見て、歴史の疑似体験学習をすることもできる。更に、火星、金星などの惑星に降り立ち、その星の風景を含め疑似体験学習することができる。 In addition, you can display scenes and people's images from various eras such as Jomon, Yayoi, Asuka, Heian, Kamakura, etc., and see the situation at that time with three-dimensional images to learn pseudo-experience of history. . Furthermore, you can land on planets such as Mars and Venus and learn pseudo-experiences including the scenery of the stars.
VRの機能使用時には、ARの時と同様に、ユーザの頭部の動きをタブレット端末3に反映させ、連動させることができる。即ち、ユーザが視線を動かした方向の風景にVRでの表示映像が追従し、VRの映像上での表示部分を変えることができる。
When the VR function is used, the movement of the user's head can be reflected on the
VRは、ビジネス向けの疑似体験モデルにも利用可能である。例えば、建築予定の建築物の完成状態の内装の映像情報を人工的に作成し、ユーザは建物内部を歩き回って、内部の雰囲気を掴むことができる。より詳細には、例えば、竣工予定のマンションや住宅の内部を、モデルルームを作ることなく、ユーザに体感させることができる。 VR can also be used for a simulated experience model for business. For example, the video information of the interior of the building to be built is artificially created, and the user can walk around the building and grasp the atmosphere inside. More specifically, for example, the user can experience the inside of a condominium or house scheduled to be completed without creating a model room.
更に、VRは、従来と同様に、エンターテイメント目的の用途で活用しうる。例えば、ゲームの世界にユーザが入りこんで、自らがゲームの主人公となってゲームを楽しむことができる。 Furthermore, VR can be used for entertainment purposes as in the past. For example, when a user enters the game world, he / she can enjoy the game as the main character of the game.
映像表示システム1では、音声を利用した使用用途も採用しうる。例えば、ステレオマイク8でユーザの声を拾って、音声コマンドでタブレット端末3の操作を行うことが考えられる。また、ステレオマイク8で外部音声を拾って、タブレット端末3上で、字幕化してユーザに視認させることも可能である。
In the
また、既知のHMDと同様に、映画等の映像をタブレット端末3で表示させて、立体感のある映像を映像表示システム1で楽しむことも可能である。
Similarly to the known HMD, it is also possible to display a video such as a movie on the
以上、説明したように、本発明を適用した映像表示システム及びヘッドマウント型装置は、既存のタブレット端末を取り付けるだけで使用することができる。即ち、可搬性のある映像表示システムが実現しうる。 As described above, the video display system and the head mounted device to which the present invention is applied can be used simply by attaching an existing tablet terminal. That is, a portable video display system can be realized.
また、映像情報の提供や画像情報の処理を行うための専用機が必要なく、汎用性の高いものとなっている。 In addition, a dedicated machine for providing video information and processing image information is not required, and is highly versatile.
更に、現実世界の外部映像を取り込むことで、ユーザに対して、VRだけでなくARによる疑似体験を提供できるものとなっている。また、可搬性を有することから、様々な場所や風景をARに活用できるものとなっている。 Furthermore, by capturing external images of the real world, it is possible to provide a user with a simulated experience using AR as well as VR. Moreover, since it has portability, various places and scenery can be utilized for AR.
また、ユーザの頭部の動きにタブレット端末を追従させることができ、ユーザの視点に併せた、より一体感のある映像表示が可能となる。また、物体認識を行うことで、ARの映像表示や疑似体験をより充実させることができる。 In addition, the tablet terminal can be made to follow the movement of the user's head, and a more integrated video display in accordance with the user's viewpoint is possible. Also, by performing object recognition, it is possible to further enhance the AR video display and simulated experience.
また、ヘッドマウント型装置は、レンズ部の調節や遮光性を高めることで、ユーザの使用感や没入感を高めることができる構造となっている。また、装着時のユーザの負担が軽減されたものとなっている。 In addition, the head-mounted device has a structure that can enhance the feeling of use and immersion of the user by adjusting the lens part and improving the light shielding property. In addition, the burden on the user at the time of wearing is reduced.
以上のように、本発明に係るヘッドマウント型装置は、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるものとなっている。
また、本発明に係るヘッドマウント型情報表示システムは、ユーザが使用しやすく、かつ、仮想現実だけでなく拡張現実も体感しうるものとなっている。
As described above, the head mounted device according to the present invention is easy for the user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality.
In addition, the head-mounted information display system according to the present invention is easy for the user to use and can experience not only virtual reality but also augmented reality.
1 映像表示システム
2 ヘッドマウント型装置
3 タブレット端末
4 本体
5 端末装着部
6 RGBステレオカメラ
7 depthカメラ
8 ステレオマイク
9 ステレオヘッドフォン
10 接眼部
11 レンズ部
12 レンズ体
13 オーガニックコットン
14 支持バンド
15 アーム
16 押さえ板
17 開閉ボタン
18 バネ状アーム
19 押さえ板
20 本体の略中央
21 取付け部
22 現実の原風景
23 恐竜
24 店内の映像風景
25 モデル
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該本体に設けられ、ユーザの眼前に位置するレンズ部と、
前記本体の前記レンズ部の近傍に設けられ、ディスプレイを有する可搬性端末を取り付け可能な端末装着部と、
外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を前記可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部とを備える
ヘッドマウント型装置。 A body to be worn on the user's head;
A lens unit provided in the main body and positioned in front of the user's eyes;
A terminal mounting portion provided in the vicinity of the lens portion of the main body and capable of attaching a portable terminal having a display;
An external video input / output unit capable of capturing an external video and outputting the captured external video to the portable terminal.
請求項1に記載のヘッドマウント型装置。 Reflected elephant information input / output unit capable of measuring the depth distance to an object located in the captured external image and using it as reflected elephant information and outputting the reflected elephant information and the captured external image to the portable terminal The head-mounted apparatus according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のヘッドマウント型装置。 The portable terminal has a vibration gyro sensor capable of detecting angular velocity information from vibrations received by the portable terminal, and can display the angular velocity information and an image displayed on the display in conjunction with each other. Item 3. The head mounted device according to Item 2.
請求項1、請求項2または請求項3に記載のヘッドマウント型装置。 The head-mounted apparatus according to claim 1, wherein the center of gravity in a state where the portable terminal is attached to the terminal mounting portion is positioned at a substantially center of the main body.
請求項1、請求項2、請求項3または請求項4に記載のヘッドマウント型装置。 The said terminal mounting part clamps and fixes at least both ends of the said portable terminal, The magnitude | size which can be clamped is variable within the predetermined range. The claim 1, Claim 3, Claim 4 or Claim 4 Head mounted device.
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5に記載のヘッドマウント型装置。 The lens unit is configured such that a lens constituting the lens unit can be exchanged or the arrangement position of the lens unit can be adjusted in the front-rear and left-right directions. 5. The head-mounted apparatus according to 5.
前記本体のユーザの耳に対応する位置に設けられると共に、前記可搬性端末と接続され、同可搬性端末から送信された音声情報を音波に変換するヘッドフォン部を備える
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6に記載のヘッドマウント型装置。 A sound collection unit capable of collecting external sound and outputting it as sound information to the portable terminal;
The headphone part which is provided in the position corresponding to the user's ear of the main part, is connected with the portable terminal, and converts the sound information transmitted from the portable terminal into a sound wave. The head-mounted apparatus according to claim 3, 4, 5, or 6.
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6または請求項7に記載のヘッドマウント型装置。 A light-shielding part that is provided from the terminal mounting part to the vicinity of the lens part and shields light from the outside. The claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 6, or claim 6. 8. The head-mounted apparatus according to 7.
ユーザの頭部に装着される本体と、該本体に設けられ、ユーザの眼前に位置するレンズ部と、前記本体の前記レンズ部の近傍に設けられ、前記可搬性端末を取り付け可能な端末装着部と、外部映像が取り込み可能かつ、取り込んだ外部映像を前記可搬性端末に出力可能な外部映像入出力部とを有するヘッドマウント型装置とを備える
ヘッドマウント型情報表示システム。 A portable terminal having a display;
A main body mounted on the user's head, a lens unit provided in the main body and positioned in front of the user's eyes, and a terminal mounting unit provided in the vicinity of the lens unit of the main body and capable of attaching the portable terminal A head-mounted information display system including an external video input / output unit capable of capturing an external video and outputting the captured external video to the portable terminal.
請求項9に記載のヘッドマウント型情報表示システム。 Reflected elephant information input / output unit capable of measuring the depth distance to an object located in the captured external image and using it as reflected elephant information and outputting the reflected elephant information and the captured external image to the portable terminal The head-mounted information display system according to claim 9.
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