JP2016075923A - Image presentation device, method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、画像提示装置、方法、及びプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an image presentation apparatus, a method, and a program.
観察者が見ている風景に、目標位置等を示す指標画像を重畳して提示するヘッドアップ
ディスプレイ(HUD)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)等の画像提示装置があ
る。このような画像提示装置では、観察者の移動時(歩行時や、車両運転時等)に発生す
る振動による指標画像のぶれを低減し、精度よく指標画像を提示することができることが
望ましい。
There are image presentation apparatuses such as a head-up display (HUD) and a head-mounted display (HMD) that superimpose and present an index image indicating a target position or the like on a landscape viewed by an observer. In such an image presentation device, it is desirable to reduce the blurring of the index image due to vibrations that occur when the observer moves (when walking, driving the vehicle, etc.) and present the index image with high accuracy.
従来の画像提示装置では、振動を検知した場合に、指標画像をぼかしたり、指標画像の
一部を消すことにより、指標画像のぶれを低減しようとするものがある。しかしながら、
移動中は振動していることが多いため、かえって指標画像が見づらくなるという課題があ
る。
Some conventional image presentation apparatuses attempt to reduce blurring of an index image by blurring the index image or erasing part of the index image when vibration is detected. However,
Since it often vibrates during movement, there is a problem that it becomes difficult to see the index image.
発明が解決しようとする課題は、指標画像を精度よく風景に重畳でき、かつ、観察者に
見やすい指標画像を提示することができる画像提示装置、方法、及びプログラムを提供す
ることである。
The problem to be solved by the invention is to provide an image presentation apparatus, method, and program capable of accurately superimposing an index image on a landscape and presenting an index image that is easy to see for an observer.
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る画像を提示する画像提示装置は、
画像提示装置の振動に応じて、画像が仮現運動として知覚される時間内で画像の形態を変
化させる。
In order to solve the above problems, an image presentation apparatus for presenting an image according to an embodiment of the present invention includes:
In accordance with the vibration of the image presentation device, the form of the image is changed within a time when the image is perceived as a manifestation motion.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号
を付して詳細な説明は適宜省略する。
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る画像提示装置1は、観察者100の頭部に装着可能なヘッドマウ
ントディスプレイ(HMD)や、AR(拡張現実)メガネ等に好適である。
(First embodiment)
The
画像提示装置1は、観察者100が見ている風景に、目標位置等を示す指標画像(例え
ば矢印)を重畳して提示するものである。画像提示装置1は、観察者100から見て、指
標画像が目標位置まで進むように、当該指標画像を順次生成して提示する。
The
画像提示装置1は、観察者の移動時の振動の周期を推定し、当該振動の周期が所定の範
囲内である場合、提示する指標画像の視認性を一定時間低下させる。これにより、観察者
100が感じる指標画像のぶれを軽減させることができる。
The
図1は、画像提示装置1を表すブロック図である。画像提示装置1は、推定部10と、
生成部11と、測定部12と、変更部13と、提示部14と、記憶部51とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing an
A generation unit 11, a
記憶部51は、地図等の地理情報を記憶している。 The storage unit 51 stores geographic information such as a map.
推定部10は、観察者100の現在位置を推定する。例えば、推定部10は、記憶部5
1に記憶されている地理情報と、GPS(Global Positioning Sy
stem)とにより、現在位置を推定してよい。
The
1 and GPS (Global Positioning Sy)
stem), the current position may be estimated.
推定部10は、推定された現在位置と地図情報とに基づいて、観察者100が目標位置
に接近したか否かを判定する。目標位置は、例えば観察者100が予め設定しておいてよ
い。
The
生成部11は、観察者100が目標位置に接近した場合、目標位置まで進むように知覚
される指標画像を順次生成する。このとき、生成部11は、観察者100の眼の位置と視
線方向とを推定する。生成部11は、眼の位置と視線方向とから、目標位置に重畳するよ
うに指標画像を生成する。
When the
測定部12は、観察者100の移動により発生する画像提示装置1の振動を測定する。
本実施形態において、測定部12は、観察者100の頭部の横方向への傾きの時間変化を
検出することにより振動を測定する。測定部12は、例えば、加速度センサ等を用いて、
観察者100の頭部の傾きの時間変化を検出してよい。
The
In the present embodiment, the
You may detect the time change of the inclination of the observer's 100 head.
変更部13は、判定部131と、制御部132とを含む。判定部131は、測定された
振動の周期が所定の条件を満たすか否かを判定する。詳細は後述する。
The
測定された振動の周期が、所定の条件を満たさないと判定された場合、制御部132は
、生成部11が生成した指標画像が提示されるように、提示部14を制御する。
When it is determined that the measured vibration period does not satisfy the predetermined condition, the control unit 132 controls the
測定された振動の周期が、所定の条件を満たすと判定された場合、制御部132は、生
成部11が生成した指標画像を視認性が低くなるように変更する。制御部132は、変更
した指標画像を一定時間提示するように、提示部14を制御する。詳細は後述する。
When it is determined that the measured vibration period satisfies the predetermined condition, the control unit 132 changes the index image generated by the generation unit 11 so that the visibility is low. The control unit 132 controls the
提示部14は、観察者100の眼に向かって、指標画像の形状をした光束を投影するこ
とにより、指標画像を提示する。
The
提示部14は、光源141と、光束制限部142と、拡散部143と、画像形成部14
4と、第1レンズ145と、開口部146と、第2レンズ147と、反射板148とを含
む。
The
4, a
第1レンズ145の焦点距離をf1、第2レンズ147の焦点距離をf2とすると、開
口部146は、第1レンズ145からf1の距離で、かつ第2レンズ147からf2の距
離の位置に配置されるのが望ましい。
When the focal length of the
光源141から出射した光束は、光束制限部142で、進行方向が制限された状態で、
拡散部143を備えた画像形成部144へと入射する。拡散部143により、光束は拡散
されて一様に画像形成部144へと入射することができる。画像形成部144は、光束を
部分的に透過もしくは遮断することにより、指標画像の形状をした光束を形成する。
The light beam emitted from the
The light enters the
画像形成部144を通った光束は、第1レンズ145と開口部146と第2レンズ14
7を通過する。光束は発散角(光束が拡がっていく角度)が制御された状態で反射板14
8へと入射する。反射板148は、光束を観察者100の眼に向けて反射させる。
The light flux that has passed through the
Pass 7 The light beam is reflected by the
8 is incident. The
画像形成部144が開口部146よりも光源141側にあることにより、開口部146
が画像形成部144よりも光源141側にある場合に比べて、画像形成部144を通る光
束の透過率を高くすることができる。そのため、光源141の消費電力を抑えられる。
Since the
As compared with the case where is located on the
光源141には発光ダイオードや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー等が用い
られる。光束制限部142にはテーパライトガイド、拡散部143には拡散フィルターや
拡散板、画像形成部144には液晶ディスプレイやデジタルミラーデバイス等が用いられ
る。
As the
推定部10と、生成部11と、測定部12と、変更部13とは、中央演算処理装置(C
PU)、及びCPUが用いるメモリにより実現されてよい。記憶部52は、CPUが用い
るメモリ、あるいは補助記憶装置により実現されてよい。
The
PU) and a memory used by the CPU. The storage unit 52 may be realized by a memory used by the CPU or an auxiliary storage device.
以上、画像提示装置1の構成について説明した。
The configuration of the
図2は、画像提示装置1の処理を表すフローチャートである。推定部10は、現在位置
を推定する(S101)。推定部10は、推定された現在位置と地図情報とに基づいて、
観察者100が目標位置に接近したか否かを判定する(S102)。例えば、推定部10
は、観察者100から目標位置までの距離が所定の閾値以下となった場合に、観察者10
0が目標位置に接近したと判定してよい。
FIG. 2 is a flowchart showing processing of the
It is determined whether or not the
When the distance from the
It may be determined that 0 has approached the target position.
観察者100が目標位置に接近していない場合(S102:NO)、観察者100が目
標位置に接近するまで、ステップS102の判定を続ける。
When the
観察者100が目標位置に接近した場合(S102:YES)、生成部11は、目標位
置まで進むように知覚される指標画像を順次生成する(S103)。
When the
測定部12は、観察者100の移動により発生する画像提示装置1の振動の周期を測定
する(S104)。
The
判定部131は、測定された振動の周期が所定の条件を満たすか否かを判定する(S1
05)。
The determination unit 131 determines whether or not the measured vibration period satisfies a predetermined condition (S1).
05).
測定された振動の周期が所定の条件を満たさないと判定された場合(ステップS105
:NO)、制御部132は、生成部11が生成した指標画像が提示されるように、提示部
14を制御する(S106)。
When it is determined that the measured vibration period does not satisfy the predetermined condition (step S105)
: NO), the control unit 132 controls the
測定された振動の周期が所定の条件を満たすと判定された場合(ステップS105:Y
ES)、制御部132は、生成部11が生成した指標画像を視認性が低くなるように変更
する。制御部132は、変更した指標画像を一定時間提示するように、提示部14を制御
する(S107)。
When it is determined that the measured vibration period satisfies a predetermined condition (step S105: Y
ES), the control unit 132 changes the index image generated by the generation unit 11 so that the visibility is low. The control unit 132 controls the
提示部14は、観察者100の眼に向かって、指標画像の形状をした光束を投影するこ
とにより、指標画像を提示し(S108)、処理を終了する。
The
以上、画像提示装置1の処理について説明した。
The processing of the
以下、本実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
測定部12は、観察者100の頭部の傾きの時間変化を測定可能なセンサ(傾きセンサ
)を有する。傾きセンサには、例えば加速度センサ等が適用可能である。すなわち、測定
部12は、傾きセンサを用いて、観察者100の頭部の横方向(左右方向)の回転角度の
時間変化を測定すればよい。
The
図3は、観察者100の頭部の傾きの時間変化の測定グラフの一例図である。図3にお
いて、横軸は時刻を表す。縦軸は観察者100の頭部の横方向(左右方向)の回転角度を
表す。図4は、観察者100の頭部を基準とする座標系を表す。図4のような座標系を定
義した場合、図3に示す測定グラフの縦軸は、y軸の回転角度を表している。
FIG. 3 is an example of a measurement graph of the temporal change in the tilt of the head of the
測定部12は、傾きセンサから得られるy軸の回転角度を用いて、回転角度の時間変化
の向きが変化する時刻である変化時刻tsを求める。すなわち、変化時刻tsとは、図3
に示す測定グラフの波形における「山」及び「谷」に対応する時刻である。測定部12は
、制御部132が指標画像の形態を一定時間変化させる際の開始時刻に、変化時刻tsを
用いる。例えば、測定部12は、式1を満たす時刻を変化時刻tsとして求めてよい。
The time corresponding to “mountain” and “valley” in the waveform of the measurement graph shown in FIG. The
ここで、r(ts)は、変化時刻tsにおける観察者100の頭部の回転角度を表す。
Δtは、予め設定される微小時間を表す。
Here, r (ts) represents the rotation angle of the head of the
Δt represents a preset minute time.
なお、得られた変化時刻tsから、予め定めた時間後の時刻を、新たな変化時刻tsと
してもよい。またy軸以外の軸の変化点を変化時刻tsとしてもよい。また、測定部12
は、傾きセンサ以外に、観察者100の足の動きを検出することができるモーションセン
サを用いてもよい。この場合、測定部12は、観察者100の足が着地した時刻を変化時
刻tsとして、求めてもよい。
Note that a time after a predetermined time from the obtained change time ts may be set as a new change time ts. A change point of an axis other than the y axis may be set as the change time ts. In addition, the
In addition to the tilt sensor, a motion sensor that can detect the movement of the foot of the
測定部12は、変化時刻tsと直前の時刻の変化時刻tsの差から周期Tを算出する。
測定部は、変化時刻tsと周期Tとを判定部131と制御部132とに供給する。
The
The measurement unit supplies the change time ts and the period T to the determination unit 131 and the control unit 132.
図5は、判定部131の処理を表すフローチャートである。判定部131は、周期Tの
時間変化の度合い(時間変化量)が所定の閾値以下か否かを判定する(S201)。ステ
ップS201における判定がNOの場合、判定部131は、指標画像の表示を消去すると
判定する(S202)。
FIG. 5 is a flowchart showing processing of the determination unit 131. The determination unit 131 determines whether or not the degree of time change (time change amount) of the period T is equal to or less than a predetermined threshold (S201). When the determination in step S201 is NO, the determination unit 131 determines to delete the indicator image display (S202).
ステップS201における判定がYESの場合、判定部131は、周期Tは所定の閾値
以下か否かを判定する(S203)。ステップS203における判定がYESの場合はス
テップS202に遷移する。
When the determination in step S201 is YES, the determination unit 131 determines whether the cycle T is equal to or less than a predetermined threshold (S203). If the determination in step S203 is yes, the process transitions to step S202.
ステップS203における判定がNOの場合、判定部131は、変化時刻tsから現在
時刻までの経過時間が、所定の閾値以下か否かを判定する(S204)。
When the determination in step S203 is NO, the determination unit 131 determines whether or not the elapsed time from the change time ts to the current time is equal to or less than a predetermined threshold (S204).
ステップS204における判定がNOの場合、判定部131は、指標画像の形態を変化
させないと判定する(S205)。ステップS204における判定がYESの場合、判定
部131は、指標画像の視認性を低くするように形態を変化させると判定する(S206
)。
When the determination in step S204 is NO, the determination unit 131 determines not to change the form of the index image (S205). When the determination in step S204 is YES, the determination unit 131 determines to change the form so as to reduce the visibility of the index image (S206).
).
判定部131により、指標画像の視認性を低くするように形態を変化させると判定され
た場合の制御部132の処理について、以下説明する。
Processing performed by the control unit 132 when the determination unit 131 determines to change the form so as to reduce the visibility of the index image will be described below.
制御部132は、変化時刻tsから予め設定された一定時間だけ、指標画像の視認性が
低くなるように、指標画像の形態を変化させる。例えば、制御部132は、指標画像の輝
度を下げることにより、指標画像の視認性を低下させてよい。あるいは、制御部132は
、指標画像の一部を消滅することにより、指標画像の視認性を低下させてもよい。
The control unit 132 changes the form of the index image so that the visibility of the index image is lowered for a predetermined time from the change time ts. For example, the control unit 132 may reduce the visibility of the index image by reducing the brightness of the index image. Alternatively, the control unit 132 may reduce the visibility of the index image by eliminating a part of the index image.
設定される一定時間は、仮現運動が起こる範囲で設定してもよい。仮現運動とは、物体
(本実施形態の場合は指標画像)が消えていても、人間の眼の錯覚により、物体が動いて
いるように見える運動のことである。仮現運動が起こる限界時間は、約200ミリ秒であ
ると一般的に言われている。
The set fixed time may be set within a range where the apparent movement occurs. The apparent motion is a motion in which an object appears to move due to an illusion of human eyes even if the object (an index image in the present embodiment) disappears. It is generally said that the limit time for the apparent movement to occur is about 200 milliseconds.
図6は、仮現運動の実験結果を表す一例図である。本図は、移動する指標画像の表示を
「表示消去時間」だけ消去した場合において、観察者100が、指標画像があると錯覚す
る位置と、指標画像を消去しなかったときの実際の位置との誤差の測定を、複数人の被験
者に対して行なって得られた実験結果である。本図から、0ミリ秒から200ミリ秒の間
で、指標画像を消去することにより、観察者100が錯覚する指標画像の位置との誤差が
少ないことが分かる。
FIG. 6 is an example diagram showing experimental results of the apparent movement. In this figure, when the display of the moving index image is erased for “display erasure time”, the position where the
制御部132は、視認性が低くなるように、一定時間、形態を変化させた指標画像を提
示部14に供給し、提示部14を制御する。なお、制御部14は、一定時間後、供給され
た指標画像の形態を変更せずに提示部14に供給する。また、制御部132は、周期が閾
値より小さい場合は、指標画像の視認性を低下させるように形態を変化させた指標画像を
提示部14に供給してもよい。また、制御部132は、周期を時系列で保存し、時系列の
差分が閾値以下となる時刻が一定時間以上続かない場合は、指標画像の視認性を低下させ
るように形態を変化させた指標画像を提示部14に供給してもよい。
The control unit 132 supplies the indicator image whose form has been changed for a certain period of time so that the visibility is lowered to the
図7は、視認性を低くして提示された指標画像を時系列で表した説明図である。例えば
、左足や右足が着地した時刻から一定時間消去することにより、観察者に見やすい指標画
像を提示することができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the index images presented with low visibility in time series. For example, by deleting for a certain period from the time when the left foot or the right foot has landed, an index image that is easy to see can be presented to the observer.
本実施形態によれば、指標画像を精度よく風景に重畳でき、かつ、観察者に見やすい指
標画像を提示することができる。
According to the present embodiment, the index image can be accurately superimposed on the landscape and the index image that is easy to see for the observer can be presented.
なお、本実施形態は、表示する物体をナビゲーションに用いる指標画像を想定して説明
したが、エンターテインメント向けの電子ペットや遊具等、現実世界の特定位置に、拡張
現実的に表示された物体であれば適用可能である。
Although the present embodiment has been described on the assumption that an index image using an object to be displayed for navigation is used, it may be an object that is displayed in an augmented reality at a specific position in the real world, such as an electronic pet or play equipment for entertainment. If applicable.
なお、上述した各実施形態に係る画像提示装置1は、例えば、汎用のコンピュータ装置
を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、画像提
示装置1が備えるべき構成要素は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプ
ログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、画像提示装置1は、
上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよ
いし、CD−ROMなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプ
ログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで
実現してもよい。また、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハ
ードディスクもしくはCD−R、CD−RW、DVD−RAM、DVD−Rなどの記憶媒
体などを適宜利用して実現することができる。
Note that the
The above program may be realized by installing it in a computer device in advance, or it may be stored in a storage medium such as a CD-ROM or distributed through a network and the program may be distributed to the computer device. You may implement | achieve by installing suitably. Further, it can be realized by appropriately using a memory, a hard disk, or a storage medium such as a CD-R, a CD-RW, a DVD-RAM, a DVD-R, or the like, which is built in or externally attached to the computer device.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その
他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の
省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や
要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる
。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・画像提示装置
10・・・推定部
11・・・生成部
12・・・測定部
13・・・変更部
14・・・提示部
131・・・判定部
132・・・制御部
141・・・光源
142・・・光束制限部
143・・・拡散部
144・・・画像形成部
145・・・第1レンズ
146・・・開口部
147・・・第2レンズ
148・・・反射板
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記画像提示装置の振動に応じて、前記画像が仮現運動として知覚される時間内で前記画
像の形態を変化させる、
画像提示装置。 An image presentation device for presenting an image,
In response to the vibration of the image presentation device, the form of the image is changed within a time when the image is perceived as a manifestation motion.
Image presentation device.
記画像の形態を変化させる、
請求項1に記載の画像提示装置。 Changing the form of the image within a time when the image is perceived as an apparent motion when the vibration satisfies a predetermined condition;
The image presentation apparatus according to claim 1.
記画像の形態を一定時間変化させる、
請求項1または2に記載の画像提示装置。 Changing the form of the image for a certain period of time so that the visibility of the image is reduced within the time when the image is perceived as an apparent motion;
The image presentation apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれかに記載の画像提示装置。 A measurement unit for measuring the vibration;
The image presentation apparatus according to claim 1.
請求項1乃至4のいずれかに記載の画像提示装置。 An image presentation unit for presenting the image;
The image presentation apparatus according to claim 1.
請求項5に記載の画像提示装置。 The presenting unit presents an image indicating a target position to an observer;
The image presentation apparatus according to claim 5.
前記画像提示装置の振動に応じて、前記画像が仮現運動として知覚される時間内で前記画
像の形態を変化させる、
画像提示方法。 An image presentation method for presenting an image by an image presentation device,
In response to the vibration of the image presentation device, the form of the image is changed within a time when the image is perceived as a manifestation motion.
Image presentation method.
コンピュータを、
前記画像提示装置の振動に応じて、前記画像が仮現運動として知覚される時間内で前記画
像の形態を変化させる手段として機能させる、
画像提示プログラム。 An image presentation program for presenting an image by an image presentation device,
Computer
In response to vibration of the image presentation device, the image functions as a means for changing the form of the image within a time period that is perceived as a manifestation motion.
Image presentation program.
前記観察者の振動を測定する測定部と、
前記振動が所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記振動が前記所定の条件を満たす場合、前記画像が仮現運動として知覚される時間内で
、前記画像の形態を一定時間変化させる制御部と、
を備える、画像提示装置。 A generator for generating an image to be presented to the observer;
A measurement unit for measuring the vibration of the observer;
A determination unit for determining whether or not the vibration satisfies a predetermined condition;
When the vibration satisfies the predetermined condition, a control unit that changes the form of the image for a certain period of time within a time when the image is perceived as an apparent motion;
An image presentation device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015229000A JP2016075923A (en) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | Image presentation device, method and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015229000A JP2016075923A (en) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | Image presentation device, method and program |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014242416A Division JP2015072709A (en) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | Image display device, method and program |
Publications (1)
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Citations (6)
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