JP6121097B2 - Information presentation device - Google Patents
Information presentation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6121097B2 JP6121097B2 JP2012036626A JP2012036626A JP6121097B2 JP 6121097 B2 JP6121097 B2 JP 6121097B2 JP 2012036626 A JP2012036626 A JP 2012036626A JP 2012036626 A JP2012036626 A JP 2012036626A JP 6121097 B2 JP6121097 B2 JP 6121097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projection
- information presentation
- lens
- light
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 38
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Description
本発明は、光学迷彩に用いる情報提示装置に関するものである。特に、本発明は、物体によって隠蔽される情報(物体の後方の風景など)を、物体の表面に提示することによって、認知的に物体を透明化する情報提示装置に関するものである。 The present invention relates to an information presentation apparatus used for optical camouflage. In particular, the present invention relates to an information presentation apparatus that cognitively transparentizes an object by presenting information (such as a landscape behind the object) hidden by the object on the surface of the object.
物体の表面に画像を投影することにより、拡張現実感(AR、Augmented Reality)又は複合現実感(MR、Mixed Reality)を提供する技術がある。また、これらの技術には、物体の後方の画像(以下、「背景画像」という。)を物体の表面に提示することにより、物体の存在を認識されにくくすることができるものがある。具体的には、これらの技術では、物体の周囲における環境(外部環境)に対して違和感が少ない背景画像を物体の表面に提示(投影など)する。これにより、物体を外部環境に埋没させることができる。その結果、物体の存在感を希薄にする(認知的に透明化する)ことができる。 There are technologies that provide augmented reality (AR) or mixed reality (MR) by projecting an image on the surface of an object. Some of these technologies can make it difficult to recognize the presence of an object by presenting an image behind the object (hereinafter referred to as a “background image”) on the surface of the object. Specifically, in these techniques, a background image that is less uncomfortable with the environment (external environment) around the object is presented (projected or the like) on the surface of the object. Thereby, the object can be buried in the external environment. As a result, the presence of the object can be made thin (cognitively transparent).
特許文献1では、観察者の位置に対して光学的に共役な位置に配置されたプロジェクタと、投影する画像を撮影する撮影手段と、撮影した画像を観察者から見たときの像(画像)と一致するように処理する処理装置とを有する情報提示装置を用いて、実物体の全部又は一部を認知的に隠すことができる技術を開示している。
In
観察者の視覚に違和感を与えない背景画像を物体の表面に投影するためには、観察者の視点(両眼の位置)と画像を投影する投影点とが光学的に共役となる位置から物体の表面に背景画像を投影する必要がある。すなわち、観察者の両眼の視差に対応する複数の背景画像を物体の表面に投影する必要がある。 In order to project a background image that does not give the viewer a sense of incongruity on the surface of the object, the object is viewed from a position where the viewpoint of the observer (the position of both eyes) and the projection point at which the image is projected are optically conjugate. It is necessary to project a background image on the surface of the screen. In other words, it is necessary to project a plurality of background images corresponding to the parallax of both eyes of the observer onto the surface of the object.
特許文献1に開示されている技術では、観察者の視点が一点に限定されるため、観察者の両眼の視差に対応する複数の背景画像を物体の表面に投影することができない場合があった。また、特許文献1に開示されている技術では、観察者が観察中に移動する場合には、移動後の位置から観察される背景画像に対応する画像を物体の表面に投影することができない場合があった。更に、特許文献1に開示されている技術では、多視点に対応する複数の背景画像を投影する場合には、複数のプロジェクタを用いる必要があるため、装置全体が大型化又は複雑化し、装置又は設置のためのコストが増大するという問題が発生する場合があった。
In the technique disclosed in
本発明は、このような事情の下に為され、複数の背景画像を物体の表面に投影することによって、認知的に物体を透明化することができる情報提示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide an information presentation device capable of cognitively making an object transparent by projecting a plurality of background images onto the surface of the object. .
本発明の一の態様によれば、物体の後方の背景画像を該物体の表面に投影することによって、認知的に前記物体を透明化する情報提示装置であって、前記背景画像に対応する投射光を投射する投射手段と、前記投射光から複数の投影光を生成し、生成した前記複数の投影光を前記物体に投影する光学系手段と、前記物体と前記光学系手段との間隙に配置され、投影された前記複数の投影光を反射する再帰性反射手段とを有し、前記投射手段は、前記光学系手段に前記投射光を透過することによって、該投射光を複数の方向に収束させて、該投射光から前記背景画像に関する複数の投影画像に対応する前記複数の投影光を生成し、生成した前記複数の投影光を前記物体に投影する、ことを特徴とする情報提示装置が提供される。また、前記光学系手段は、前記投射光を複数の方向に収束させて、該投射光から前記複数の投影画像に対応する前記複数の投影光を生成する第1のレンズと、生成した前記複数の投影光を照射する第2のレンズと、照射された前記複数の投影光を前記物体の方向に反射するミラー部材と、を含み、前記投射手段は、前記第2のレンズを用いて前記複数の投影光を前記ミラー部材に夫々照射し、前記ミラー部材を用いて照射した前記複数の投影光を前記物体の方向に夫々反射し、前記再帰性反射手段を用いて反射した前記複数の投影光を該複数の投影光の入射方向にのみに射出することによって、前記複数の投影画像を前記物体の表面に夫々投影して該物体を認知的に透明化する、ことを特徴とする、情報提示装置が提供される。更に、前記背景画像を取得する撮像手段を更に備えることを特徴とする、情報提示装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an information presentation device that cognitively transparentizes an object by projecting a background image behind the object onto the surface of the object, the projection corresponding to the background image Projection means for projecting light, optical system means for generating a plurality of projection lights from the projection light, projecting the generated projection lights onto the object, and a gap between the object and the optical system means And a retroreflecting unit that reflects the projected plurality of projected light, the projecting unit converging the projected light in a plurality of directions by transmitting the projected light to the optical system unit An information presentation device characterized by generating the plurality of projection lights corresponding to the plurality of projection images related to the background image from the projection light, and projecting the generated plurality of projection lights onto the object. Provided. Further, the optical system means converges the projection light in a plurality of directions to generate the plurality of projection lights corresponding to the plurality of projection images from the projection light, and the generated plurality of the plurality of projection lights. A second lens that irradiates the projection light and a mirror member that reflects the irradiated projection light in the direction of the object, wherein the projection means uses the second lens to The projection light is irradiated to the mirror member, the plurality of projection light irradiated using the mirror member is reflected in the direction of the object, and the plurality of projection light is reflected using the retroreflecting means. The information presentation is characterized in that the plurality of projection images are projected onto the surface of the object to make the object cognitively transparent by emitting only in the incident direction of the plurality of projection lights. An apparatus is provided. Furthermore, an information presentation apparatus is provided, further comprising an imaging unit that acquires the background image.
本発明によれば、複数の背景画像を物体の表面に投影することによって、認知的に物体を透明化することができる。 According to the present invention, a plurality of background images are projected on the surface of the object, so that the object can be transparently recognized.
添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。 Non-limiting exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of all the attached drawings, the same or corresponding members or parts are denoted by the same or corresponding reference numerals, and redundant description is omitted. Also, the drawings are not intended to show the relative ratio between members or parts. Accordingly, specific dimensions can be determined by one skilled in the art in light of the following non-limiting embodiments.
以後に、本実施形態に係る情報提示装置100を用いて、本発明を説明する。ここで、本発明は、本実施形態以外でも、複数の投影点から、物体の表面上に複数の投影像を結像させるものであれば、いずれのものにも用いることができる。 Hereinafter, the present invention will be described using the information presentation apparatus 100 according to the present embodiment. Here, the present invention can be used for any one other than the present embodiment as long as it forms a plurality of projection images on the surface of an object from a plurality of projection points.
(情報提示装置の構成)
本発明の実施形態に係る情報提示装置100の構成を、図1を用いて説明する。
(Configuration of information presentation device)
A configuration of the information presentation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、本実施形態に係る情報表示装置100の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an information display apparatus 100 according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る情報提示装置100は、物体をバーチャルに透明化させる1つの手法である再帰性投影技術(RPT、Retro‐reflective Projection Technology)を用いた装置である。具体的には、情報提示装置100は、観察者の視点と投射手段(プロジェクタ、投射装置、投影装置など)の投影点とが光学的に共役になる位置から、再帰性反射部材(スクリーンなど)に覆われた物体の表面にその物体の後方の画像(以下、「背景画像Ib」という。)を投影する。背景画像Ibには、例えば物体の背後の状態、物体の後方の風景などがある。これにより、情報提示装置100は、観察者に物体を透けたように認識させる(以下、「物体を認知的に透明化する」という。)ことができる。すなわち、情報提示装置100は、認知的に透明化する光学迷彩(Optical Camouflage、Active Camouflage)を実現する装置である。 As shown in FIG. 1, the information presentation apparatus 100 according to the present embodiment is an apparatus that uses a recursive projection technology (RPT), which is one technique for virtualizing an object. Specifically, the information presenting apparatus 100 has a retroreflective member (such as a screen) from a position where an observer's viewpoint and a projection point of a projection unit (such as a projector, a projection apparatus, and a projection apparatus) are optically conjugate. An image behind the object (hereinafter, referred to as “background image Ib”) is projected onto the surface of the object covered with. The background image Ib includes, for example, a state behind the object and a landscape behind the object. Thereby, the information presentation apparatus 100 can make an observer recognize the object as if it has seen through (hereinafter referred to as “cognitively transparentize the object”). That is, the information presentation apparatus 100 is an apparatus that realizes optical camouflage (Optical Camouflage, Active Camouflage) that is cognitively transparent.
情報提示装置100は、本実施形態では、情報提示装置100全体の各構成に動作を指示することによって、情報提示装置100全体の動作を制御する制御手段10と、背景画像Ibに対応する投射光を投射する投射手段20と、投射された投射光から生成した複数の投影光を物体の表面に投影する光学系手段30と、投影された複数の投影光を反射する再帰性反射手段40と、を有する。また、情報提示装置100は、本実施形態では、制御手段10の制御条件など、投射手段20が投射する画像の画像情報など、及び、光学系手段30が物体の表面に投影光を投影する投影条件などを情報提示装置100外部から情報提示装置100に入力するI/F手段50を有する。
In the present embodiment, the information presentation apparatus 100 instructs the components of the entire information presentation apparatus 100 to operate, thereby controlling the operation of the entire information presentation apparatus 100 and the projection light corresponding to the background image Ib. Projecting means 20 for projecting, optical system means 30 for projecting a plurality of projection lights generated from the projected projection light onto the surface of the object, retroreflecting means 40 for reflecting the projected plurality of projection lights, Have Further, in the present embodiment, the information presentation apparatus 100 is configured such that the control conditions of the
ここで、物体とは、情報提示装置100がその物体の表面に投影した投影光によって、認知的に透明化されるものである。したがって、物体は、本実施形態では、平面若しくは曲面の形状又は気体、液体若しくは固体に限定されることなく、その物体の表面に光を投影することができるすべてのものを含む。 Here, the object is cognitively transparent by the projection light projected on the surface of the object by the information presentation apparatus 100. Therefore, the object includes, in the present embodiment, anything that can project light onto the surface of the object without being limited to a planar or curved shape or a gas, liquid, or solid.
制御手段10は、情報提示装置100の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段10は、本実施形態では、後述するI/F手段50により入力された制御条件等に基づいて、後述する投射手段20などを制御する。また、制御手段10は、I/F手段50により入力された背景画像Ibに関する画像情報等を投射手段20に出力する。更に、制御手段10は、情報提示装置100の状態などをI/F手段50に出力する。
The control means 10 is a means for instructing each component of the information presentation apparatus 100 to operate and controlling the operation of each component. In this embodiment, the control means 10 controls the projection means 20 and the like described later based on the control conditions and the like input by the I / F means 50 described later. Further, the
投射手段20は、背景画像Ibに対応する光(以下、「投射光LP」という。)を投射する手段である。投射手段20は、本実施形態では、市販のプロジェクタ、投影装置又は投射装置などを用いることができる。
The
光学系部材30は、投射光LPから複数の光(以下、「投影光Lp」という。)を生成し、生成した複数の投影光Lpを物体の表面に投影する手段である。光学系部材30は、本実施形態では、投射手段20が投射した投射光LPから複数の投影光Lpを生成する第1のレンズ31と、生成した複数の投影光Lpを照射する第2のレンズ32と、照射した複数の投影光Lpを物体の方向に反射するミラー部材33と、を有する。
The
第1のレンズ31は、投射手段20が投射した投射光LPを複数の方向に収束させることによって、投射光LPから複数の投影光Lpを生成するレンズである。第1のレンズ31は、複数の平行光を生成する複数のレンズ(例えば図3の31La、31Lb及び31Lc)を含む。ここで、複数のレンズは、凸レンズ(例えばフィールドレンズ)を用いることができる。第1のレンズ31は、本実施形態では、投射手段20が投射した投射光LPを複数の凸レンズに透過して、投射光LPを複数の方向に収束させる。すなわち、第1のレンズ31は、複数の投影光Lpとして、投射光LPから複数の平行光(例えば図3のLpa、Lpb及びLpc)を生成する。これにより、第1のレンズ31は、投射手段20が投射した投射光LPから複数の投影画像Ip(背景画像Ib)に対応する複数の投影光Lp(Lpa、Lpb及びLpc)を生成することができる。また、第1のレンズ31が複数の平行光を生成することにより、生成した平行光同士の重畳(クロストーク、干渉など)を防ぐことができる。このため、本実施形態に係る情報提示装置100は、光源(投射手段20)からの光エネルギーを効率的に活用することができ、低消費電力で高輝度の情報提示(投影画像の投影)をすることができる。
The
第2のレンズ32は、第1のレンズ31が生成した複数の投影光Lpを物体の表面上に結像させるために、複数の投影光Lpを透過して複数の投影点(以下、「投影点PL」という。)を形成するレンズである。第2のレンズ32は、本実施形態では、第1のレンズ31の複数のレンズに対応した複数の投影レンズ(例えばレンズアレイ、プロジェクタレンズなど)を含む。第2のレンズ32は、第1のレンズ31が生成した複数の投影光Lp(例えば図3のLpa、Lpb及びLpc)を、複数の投影レンズ(例えば図3の32La、32Lb及び32Lc)に透過して集光させ、複数の投影点PL(例えば図3のPLa、PLb及びPLc)を形成する。これにより、第2のレンズ32は、複数の投影点PLから物体の表面上に複数の投影光Lpを投影して、複数の投影像(以下、「投影画像Ip」という。)を物体の表面に結像することができる。すなわち、第2のレンズ32は、観察者の両眼の視差に対応する複数の観察点と複数の背景画像Ib(投影画像Ip)を投影する複数の投影点PLとが光学的に共役となる位置から、物体の表面に複数の背景画像Ibを投影することができる。
The
ミラー部材33は、第2のレンズ32を透過して照射した複数の投影光Lpを物体の方向に反射する部材である。また、ミラー部材33は、後述する再帰性反射手段40によって物体の表面から反射された光(以下、「反射光LR」という。)を観察者(の観察点)の方向に透過する部材である。ここで、ミラー部材33は、本実施形態では、半透過型のミラーを用いることができる。半透過性のミラーは、好ましくは70〜90%の反射性を有するミラー(例えばハーフミラー、コンバイラ)を用いることができる。
The
上記の情報提示装置100が光学系部材30(第1のレンズ31、第2のレンズ32及びミラー部材33)を用いて複数の背景画像Ibに対応する複数の投影画像Ipを物体の表面に投影する動作の詳細は、後述する(情報提示装置の動作)で説明する。
The information presentation apparatus 100 projects a plurality of projection images Ip corresponding to the plurality of background images Ib on the surface of the object using the optical system member 30 (the
なお、光学系部材30の第1のレンズ31、第2のレンズ32及びミラー部材33は、モータなどの駆動によって、第1のレンズ31、第2のレンズ32及びミラー部材33、並びに、投射手段20及び再帰性反射手段40の相対的な位置関係を変化させることができる構成としてもよい。具体的には、光学系部材30は、投射光LP若しくは投影光Lpの光軸方向又は第1のレンズ31及び第2のレンズ32の複数のレンズ同士に対して、相対的に位置関係を変化することができる構成としてもよい。これにより、光学系部材30は、任意の位置にある又は観察中に移動する再帰性反射手段40(物体)の表面に複数の背景画像Ibに対応する複数の投影画像Ip(投影像)を結像することができる。
Note that the
再帰性反射手段40は、複数の投影光Lpが投影される物体と光学系手段30との間隙に配置され、投影された複数の投影光Lp(投影画像Ip)を反射する手段である。再帰性反射手段40は、本実施形態では、複数の投影光Lpをその入射方向にのみに射出(反射)する(再帰性反射する)。再帰性反射手段40の形状は、任意の形状とすることができる。なお、再帰性反射手段40の表面形状(投影面の形状)は、投影画像Ipによって提示される像(対象物)と同じ形状又はそれに近似した形状としてもよい。また、再帰性反射手段40の表面形状は、例えば平面、曲面、閉曲面などの任意の形状としてもよい。ここで、閉曲面とは、球状、卵形状、多面体又はドーナツ型などである。更に、再帰性反射手段40を構成する材料は、軽量で任意の形状に容易に加工できる材料(例えば発抱スチロールなど)が好ましい。なお、再帰性反射材は、光源の方向に強い指向性を持って反射する材料として、コーナーキューブアレイ又はガラスビーズなどを用いて構成することができる。
The
図2を用いて、再帰性反射手段40の光の反射の動作を具体的に説明する。 The light reflection operation of the retroreflecting means 40 will be specifically described with reference to FIG.
図2(a)に示すように、本実施形態の情報提示装置100に用いる再帰性反射手段40は、入射光LCの入射方向にのみに反射光LRを射出する。したがって、再帰性反射手段40の表面に投影された投影画像(映像、像など)は、観察者の視線方向に高い輝度を有することができる。具体的には、再帰性反射手段40は、投射手段20及び光学系手段30によって投影される投影光Lpに基づいて投影画像Ipをその表面上に映し出す。これにより、再帰性反射手段40は、観察者の観察点(例えば多視点)に対応して、複数の背景画像Ibのうちの特定の背景画像を観察者に視覚的に提示することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る情報提示装置100を光学迷彩技術(光学迷彩システム)に用いることにより、光学迷彩技術を単眼式から多眼式に改善することができる。また、本発明の実施形態に係る情報提示装置100は、視差に対応した複数の背景画像Ibを投影することにより、立体視可能の光学迷彩技術(光学迷彩システム)に適用することができる。
As shown in FIG. 2A, the retroreflecting means 40 used in the information presentation apparatus 100 of the present embodiment emits the reflected light LR only in the incident direction of the incident light LC. Therefore, the projected image (video, image, etc.) projected on the surface of the retroreflective means 40 can have high brightness in the viewing direction of the observer. Specifically, the
一方、図2(b)に示すように、他の反射部材41では、反射光LR41は、入射光LC41の入射方向に依存することなく、略全方向に射出する。このため、他の反射部材41では、複数の背景画像Ibが重畳された投影画像を観察者に提示することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the other reflecting
次に、図1に示すI/F手段50(インターフェース手段)は、情報提示装置100外部と情報の入出力を行なう情報伝達手段又は情報通信手段である。I/F手段50は、本実施形態では、投射手段20が投射光LPを投射するときに用いる背景画像Ibに関する画像情報など、及び、光学系手段30が投射光LPから投影光Lpを生成して物体の表面に投影する投影条件などを情報提示装置100外部から情報提示装置100に入力する入力部と、情報提示装置100の状態を出力する出力部及び/又は表示する表示部と、を含むことができる。I/F手段50は、公知の技術を用いることができる。
Next, the I / F unit 50 (interface unit) illustrated in FIG. 1 is an information transmission unit or an information communication unit that inputs / outputs information to / from the information presentation apparatus 100. In the present embodiment, the I /
(情報提示装置の動作)
本発明の実施形態に係る情報提示装置100の動作を、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る情報表示装置100の配置(及び動作)を説明する図である。
(Operation of information presentation device)
The operation of the information presentation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement (and operation) of the information display apparatus 100 according to the present embodiment.
図3に示すように、情報表示装置100は、投射光LPを投射する投射手段20(例えばプロジェクタ)、投射光LPから複数の投影光Lpを生成し、生成した複数の投影光Lpを再帰性反射部材40(物体)に投影する光学系手段30(第1のレンズ31(例えばフィールドレンズ)、第2のレンズ32(例えばレンズアレイ)及びミラー部材33(例えばハーフミラーMh))及び再帰性反射部材40(例えば再帰性反射スクリーン)を投射光LP等の光路に配置している。また、第1のレンズ31は、投射手段20が投射した投射光LPを複数の方向に収束させることによって、投射光LPから複数の投影光Lpを生成する複数のレンズ(31La、31Lb及び31Lc)を含む。更に、第2のレンズ32は、複数の投影光Lpを透過して複数の投影点PLを形成する複数の投影レンズ(32La、32Lb及び32Lc)を含む。
As shown in FIG. 3, the information display apparatus 100 generates a plurality of projection lights Lp from the projection unit 20 (for example, a projector) that projects the projection light LP, and generates the plurality of projection lights Lp from the projection light LP. Optical system means 30 (first lens 31 (for example, field lens), second lens 32 (for example, lens array) and mirror member 33 (for example, half mirror Mh)) for projecting on reflecting member 40 (object) and retroreflection A member 40 (for example, a retroreflective screen) is disposed in the optical path of the projection light LP or the like. The
ここで、図中のfp及びfoは、投射手段20のレンズ及び第2のレンズ32の焦点距離である。図中のffは、投射手段20のレンズの投射距離である。Daは、第1のレンズ31と第2のレンズ32との離間距離である。Dbは、観察位置(Ob1及びOb2)と再帰性反射部材40(投影画像の結像位置)との離間距離である。Ddは、第2のレンズ32の複数のレンズ(32La、32Lb及び32Lc)の光軸の離間距離である。また、θは第2のレンズ32の複数のレンズ(32La等)の投影画角である。
Here, f p and f o in the figure, a lens and the focal length of the
図3に示すように、情報表示装置100は、先ず、投射手段20から第1のレンズ31に投射光LPを投射する。ここで、投射手段20のレンズと第1のレンズ31の離間距離Rは数1を満たす。なお、本実施形態では、投射手段20と第1のレンズ31との光軸は一致している。
As shown in FIG. 3, the information display device 100 first projects the projection light LP from the
(数1)
R=fp+ff
次に、情報表示装置100は、第1のレンズ31によって、複数の投影光Lpとして、投射光LPから複数の平行光(Lpa、Lpb及びLpc)を生成する。これにより、情報表示装置100は、第1のレンズ31によって、投射手段20が投射した投射光LPから複数の投影画像Ip(背景画像Ib)に対応する複数の投影光Lp(Lpa、Lpb及びLpc)を生成することができる。
(Equation 1)
R = f p + f f
Next, the information display apparatus 100 uses the
次いで、情報表示装置100は、第2のレンズ32によって、第1のレンズ31が生成した複数の投影光Lp(Lpa等)を、複数の投影レンズ(32La等)に透過して集光させ、複数の投影点PL(PLa等)を形成する。これにより、第2のレンズ32は、複数の投影点PLから物体の表面上に複数の投影光Lpを投影して、複数の投影像(投影画像Ip)を物体の表面に結像することができる。ここで、投影画像Ipの大きさをlとすると、観察位置(Ob1及びOb2)から観察される結像(投影画像Ip)の大きさLと複数の投影レンズ(32La等)の投影画角θとは数2及び数3が成り立つ。
Next, the information display apparatus 100 causes the plurality of projection lights Lp (Lpa and the like) generated by the
(数2)
L=(Db/fo)×l
(Equation 2)
L = (Db / f o ) × l
(数3)
θ=2arctan(L/2Db)=2arctan(l/2fo)
また、画像素子上での投影画像Ipの大きさloは数4となる。
(Equation 3)
θ = 2 arctan (L / 2Db) = 2 arctan (l / 2 f o )
Also, the size l o of the projected image Ip on the image element is given by Equation 4.
(数4)
l=(ff/fp)×lo
次に、本実施形態の情報提示装置100は、再帰性反射手段40によって、複数の投影光Lpをその入射方向にのみに射出(反射)する(再帰性反射する)。これにより、本実施形態の情報提示装置100は、観察者の両眼の視差に対応する複数の観察点(Ob1等)と複数の背景画像Ib(投影画像Ip)を投影する複数の投影点PLとが光学的に共役となる位置から、物体の表面に複数の背景画像Ibを投影することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る情報提示装置100を光学迷彩技術(光学迷彩システム)に用いることにより、光学迷彩技術を単眼式から多眼式に改善することができる。また、本発明の実施形態に係る情報提示装置100は、複数の観察点と光学的に共役となる位置である複数の投影点PLから複数の背景画像Ibを投影することができるため、任意の観察点から観察するための光学迷彩技術に用いることができる。すなわち、本発明の実施形態に係る情報提示装置100は、光学系手段30の相対的な位置関係を変化することによって、任意の観察点に対応する複数の背景画像Ibを投影することができるため、観察位置の自由度を高くすることができる。
(Equation 4)
l = (f f / f p ) × l o
Next, the information presentation apparatus 100 of the present embodiment emits (reflects) (reflects retroreflects) the plurality of projection lights Lp only in the incident direction by the
実施形態の情報提示装置100を含む実施例を用いて、本発明を説明する。
(実施例1)
(情報提示装置の構成)
本発明の実施例1に係る情報提示装置110の構成を、図1及び図4に示す。なお、本実施例に係る情報提示装置110の構成は、実施形態の情報提示装置100の構成と基本的に同様のため、異なる部分のみを説明する。
The present invention will be described using examples including the information presentation apparatus 100 of the embodiment.
Example 1
(Configuration of information presentation device)
The structure of the information presentation apparatus 110 according to the first embodiment of the present invention is shown in FIGS. In addition, since the structure of the information presentation apparatus 110 which concerns on a present Example is fundamentally the same as the structure of the information presentation apparatus 100 of embodiment, only a different part is demonstrated.
図1及び図4(a)に示すように、本実施例に係る情報提示装置110は、背景画像Ibに対応する投射光LPを投射する投射手段20としてプロジェクタを用いる。また、情報提示装置110は、照射した複数の投影光Lpを人物の方向に反射する光学系手段30のミラー部材33としてハーフミラーを用いる。更に、情報提示装置110は、投影された複数の投影光Lpを反射する再帰性反射手段40として再帰性反射コートを用いる。なお、図4(b)の他の構成の場合では、投射手段20として複数のプロジェクタを用いる。
As shown in FIGS. 1 and 4A, the information presentation apparatus 110 according to the present embodiment uses a projector as the
以上の構成により、本発明の実施例1に係る情報提示装置110は、人物により隠蔽された複数の背景画像Ib(人物の後方の風景)を人物の表面を覆う再帰性反射コート(40)に投影することによって、観察者(Ob1、Ob2)にとって認知的に人物を透明化することができる。また、本実施例に係る情報提示装置110は、観察者の観察点(例えば多視点、移動する観察点Ma)に対応して、複数の背景画像Ibのうちの特定の背景画像を観察者に視覚的に提示することができる。 With the above configuration, the information presentation apparatus 110 according to the first embodiment of the present invention applies the plurality of background images Ib (scenery behind the person) concealed by the person to the retroreflective coat (40) that covers the surface of the person. By projecting, it is possible to make the person transparent for the observer (Ob1, Ob2). In addition, the information presentation apparatus 110 according to the present embodiment provides a specific background image of the plurality of background images Ib to the observer corresponding to the observer's observation points (for example, multiple viewpoints, the moving observation point Ma). Can be presented visually.
(情報提示装置の動作)
本実施例に係る情報提示装置110の動作は、実施形態の情報提示装置100の動作と同様のため、説明を省略する。
(実施例2)
(情報提示装置の構成)
本発明の実施例2に係る情報提示装置120の構成を、図1及び図5に示す。なお、本実施例に係る情報提示装置120の構成は、実施形態の情報提示装置100の構成と基本的に同様のため、異なる部分のみを説明する。
(Operation of information presentation device)
Since the operation of the information presentation apparatus 110 according to the present example is the same as the operation of the information presentation apparatus 100 of the embodiment, the description thereof is omitted.
(Example 2)
(Configuration of information presentation device)
The structure of the information presentation apparatus 120 according to the second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In addition, since the structure of the information presentation apparatus 120 which concerns on a present Example is fundamentally the same as that of the information presentation apparatus 100 of embodiment, only a different part is demonstrated.
図1及び図5(a)に示すように、本実施例に係る情報提示装置120は、背景画像Ibに対応する投射光LPを投射する投射手段20として、プロジェクタを用いる。また、情報提示装置120は、照射した複数の投影光Lpを物体の方向に反射する光学系手段30のミラー部材33として、小型のミラー(例えばバックミラー)を用いる。更に、情報提示装置120は、投影された複数の投影光Lpを反射する再帰性反射手段40として、再帰性反射カバー(例えばシートカバー)を用いる。
As shown in FIGS. 1 and 5A, the information presentation apparatus 120 according to the present embodiment uses a projector as the
また、本実施例に係る情報提示装置120は、背景画像Ibを取得する撮像手段21を更に用いる。これにより、情報提示装置120は、撮像手段21が取得した背景画像Ibを用いて、投射手段20によって背景画像Ibに対応する投射光LPを投射することができる。
In addition, the information presentation apparatus 120 according to the present embodiment further uses the imaging unit 21 that acquires the background image Ib. Thereby, the information presentation apparatus 120 can project the projection light LP corresponding to the background image Ib by the
以上の構成により、本発明の実施例2に係る情報提示装置120は、車両のシートを覆う再帰性反射カバーに車外の風景を投影することによって、車内の運転者席(運転者)からは見ることが出来ない車外の風景(図5(b))を運転者に認識させることができる(図5(c))。 With the above configuration, the information presentation apparatus 120 according to the second embodiment of the present invention projects the scenery outside the vehicle onto the retroreflective cover that covers the vehicle seat, so that it can be viewed from the driver's seat (driver) in the vehicle. It is possible to make the driver recognize the scenery outside the vehicle (FIG. 5B) that cannot be performed (FIG. 5C).
(情報提示装置の動作)
本実施例に係る情報提示装置120の動作は、実施形態の情報提示装置100の動作と同様のため、説明を省略する。
(Operation of information presentation device)
Since the operation of the information presentation apparatus 120 according to the present example is the same as the operation of the information presentation apparatus 100 of the embodiment, the description thereof is omitted.
以上により、実施形態及び実施例を参照しながら本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。 Although the present invention has been described above with reference to the exemplary embodiments and examples, the present invention is not limited thereto, and can be variously modified or changed in light of the appended claims. .
100、110、120:情報提示装置
10 : 制御手段
20 : 投射手段、 21 : 撮像手段
30 : 光学系手段
31 : 第1のレンズ、 32 : 第2のレンズ
33 : ミラー部材 Mh : ハーフミラー
40 : 再帰性反射手段
50 : I/F手段(インターフェース手段)
Ib : 背景画像
Ip : 投影画像
LP : 投射光
Lp : 投影光
LC : 入射光、 LR : 反射光
PL : 投影点
fp、fo:焦点距離、 ff:投射距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,110,120: Information presentation apparatus 10: Control means 20: Projection means, 21: Imaging means 30: Optical system means 31: 1st lens, 32: 2nd lens 33: Mirror member Mh: Half mirror 40: Retroreflective means 50: I / F means (interface means)
Ib: background image Ip: projection image LP: projection light Lp: projection light LC: incident light, LR: reflected light PL: projection point f p, f o: a focal length, f f: projection distance
Claims (2)
観察者の両眼の視差に対応する複数の背景画像に対応する複数の投影画像を含む投射光を投射する投射手段と、
前記投射光を、前記複数の投影画像に応じた複数の光束に変換して出射する第1のレンズと、
前記第1のレンズからの前記複数の光束を、前記観察者の視点と前記投射手段の投影点とが光学的に共役になる複数の共役位置に収束させる第2のレンズと、
前記複数の共役位置からの複数の前記光束を前記物体の表面へ導く光学手段と、
前記物体と前記光学手段の間に配置され、投影された前記複数の光束を反射する再帰性反射手段と
を有し、
前記光学手段は、前記複数の共役位置からの複数の前記光束を前記物体の方向に反射し、前記再帰性反射手段で反射された前記複数の光束を前記観察者の方向へ透過するミラー部材であることを特徴とする情報提示装置。 An information presentation device that cognitively transparentizes an object by projecting a background image behind the object onto the surface of the object,
Projection means for projecting projection light including a plurality of projection images corresponding to a plurality of background images corresponding to the parallax of both eyes of the observer;
A first lens that converts the projection light into a plurality of light beams corresponding to the plurality of projection images and emits the light;
A second lens that converges the plurality of light beams from the first lens to a plurality of conjugate positions where the observer's viewpoint and the projection point of the projection unit are optically conjugate;
Optical means for guiding the plurality of light beams from the plurality of conjugate positions to the surface of the object;
Wherein said object is disposed between the optical means, possess a recursive reflecting means for reflecting the projected plurality of light bundles,
The optical means is a mirror member that reflects the plurality of light beams from the plurality of conjugate positions in the direction of the object and transmits the plurality of light beams reflected by the retroreflecting means in the direction of the observer. information presentation device, characterized in that there.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036626A JP6121097B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Information presentation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012036626A JP6121097B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Information presentation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013171252A JP2013171252A (en) | 2013-09-02 |
JP6121097B2 true JP6121097B2 (en) | 2017-04-26 |
Family
ID=49265185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012036626A Active JP6121097B2 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Information presentation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6121097B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6230973B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-11-15 | 富士フイルム株式会社 | OPTICAL ELEMENT AND EXPANSION OPTICAL ELEMENT HAVING OPTICAL ELEMENT AND LAMPHOUSE |
EP3521898A4 (en) | 2016-09-30 | 2019-10-23 | Sony Corporation | Reflection plate, information display device, and movable body |
CN106534816A (en) * | 2016-11-17 | 2017-03-22 | 北京航天发射技术研究所 | Real-time-optical-projection-based vehicle camouflage apparatus and method |
JP2023176698A (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-13 | 京セラ株式会社 | image projection system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4744536B2 (en) * | 1998-08-11 | 2011-08-10 | 学校法人慶應義塾 | Information presentation device |
JP4280648B2 (en) * | 2004-01-16 | 2009-06-17 | 株式会社ホンダロック | Vehicle visibility assist device |
JP2005284485A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Honda Motor Co Ltd | Dead angle visible device for vehicle |
US8243127B2 (en) * | 2006-10-27 | 2012-08-14 | Zecotek Display Systems Pte. Ltd. | Switchable optical imaging system and related 3D/2D image switchable apparatus |
JP2008116733A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Sony Corp | Stereoscopic image display device |
JP2010118935A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Vehicle body transmission display device |
-
2012
- 2012-02-22 JP JP2012036626A patent/JP6121097B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013171252A (en) | 2013-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10877281B2 (en) | Compact optical system with MEMS scanners for image generation and object tracking | |
CN100595669C (en) | Two-sided display screen and its three-dimensional display apparatus | |
JP4233357B2 (en) | Autostereoscopic equipment | |
US10668857B2 (en) | Reflector, information display apparatus, and movable body | |
US20180284441A1 (en) | Wide field head mounted display | |
TWI498598B (en) | Autostereoscopic projection device and display apparatus comprising thereof | |
JP4100531B2 (en) | Information presentation method and apparatus | |
US11698538B2 (en) | Multipass scanner for near-eye display | |
JP2023509295A (en) | Fovea adaptive display system | |
JP6121097B2 (en) | Information presentation device | |
CN111077672A (en) | Perspective display device | |
WO2020261830A1 (en) | Head-up display device | |
JP2023509294A (en) | Switchable Pancharatnam-Berry phase grating stack | |
JP2007304248A (en) | Three-dimensional display apparatus | |
JP7438737B2 (en) | Apparatus and method for displaying 3D images | |
CN104035198A (en) | Projection surface of view field display, view filed display, and method for operating projection surface | |
JP7000167B2 (en) | Image display device | |
JP2006276292A (en) | Image display system | |
JP2009063914A (en) | Display device | |
JP2017158037A (en) | Projection device and projection system | |
US11862054B2 (en) | Augmented reality optical device for outputting multifocal images | |
US20240001761A1 (en) | In-vehicle display with stereoscopic and monocular depth programming | |
JP2023003979A (en) | Aerial video display device | |
JP6518659B2 (en) | Head-up display | |
JP2021004973A (en) | Head-up display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160923 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160923 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170228 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170329 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6121097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |