JP2000029589A - Information display device - Google Patents

Information display device

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JP2000029589A
JP2000029589A JP19611898A JP19611898A JP2000029589A JP 2000029589 A JP2000029589 A JP 2000029589A JP 19611898 A JP19611898 A JP 19611898A JP 19611898 A JP19611898 A JP 19611898A JP 2000029589 A JP2000029589 A JP 2000029589A
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山 研 一 亀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information display device capable of performing a modeling work with feelings equal to hands. SOLUTION: This device is provided with an input device 4 for transmitting an output signal corresponding to the motion of the hand 8 of an observer 6, arithmetic unit 3 for preparing new image information by changing given image information based on the output signal from the input device 4, display 1 for displaying an image based on the new image information prepared by using the arithmetic unit 3, a half mirror 5 for reflecting the image on the display 1 and presenting it to the observer 6, and a light source 7 arranged on the opposite side of the observer 6 interposing the half mirror 5 between them for illuminating an observation object existent on the opposite side of the observer 6 with the half mirror 5 inbetween. The image on the display 1 projected on the half mirror 5 and the observation object recognized through the half mirror 5 are observed while being overlapped.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機等で作られ
る仮想物体と実世界の物体(実物体)とを重畳させなが
らデザイン形状のモデリングやレビューを行う情報表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information display device for modeling and reviewing a design shape while superimposing a virtual object created by a computer or the like and an object in the real world (real object).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、設計の上流から製造に至る工
程を計算機を用いて支援し、製品開発の効率化を図る努
力が様々な分野においてなされている。このうち、設計
段階においては、3次元世界を扱うことができるコンピ
ュータ支援設計(CAD)システムが用いられている。
2. Description of the Related Art Hitherto, efforts have been made in various fields to support processes from upstream of design to manufacturing by using a computer to improve the efficiency of product development. In the design stage, a computer-aided design (CAD) system that can handle a three-dimensional world is used.

【0003】ところで、現状においては、上述したシス
テムでデザイン形状を作成するには、形状の寸法値を複
雑なコマンドを用いて入力しなければならない。マウス
等の2次元ポインティングデバイスを用いて、部分的に
曲線や曲面を定義する方法がサポートされているものも
あるが、このような機能を用いたとしても3次元的に自
由に形状を定義することはできない。
Under the present circumstances, in order to create a design shape with the above-described system, it is necessary to input a dimension value of the shape using a complicated command. There is a method that partially defines a curve or a curved surface using a two-dimensional pointing device such as a mouse. However, even if such a function is used, a shape can be freely defined three-dimensionally. It is not possible.

【0004】したがって、特に形状の寸法が細部まで定
まらないようなデザイン設計の初期段階では、デザイナ
ーの感性を直接的に形状生成に生かせるような仕組みが
必要である。例えば、クレイやペーパーを使った造形作
業と同様な作業を計算機内で行えるようなシステムが理
想的である。
[0004] Therefore, particularly in the initial stage of design design in which the dimensions of a shape are not determined in detail, it is necessary to provide a mechanism that can directly utilize the sensibility of a designer in shape generation. For example, a system that can perform the same work as the modeling work using clay or paper in a computer is ideal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これまで、マウスの代
わりに3次元ポインティングデバイスを用いたり、手に
加わる触覚や力覚をフィードバックすることにより、よ
り直感的な造形的感覚を生成するシステムが提案されて
きた。
Heretofore, there has been proposed a system for generating a more intuitive modeling sensation by using a three-dimensional pointing device instead of a mouse or by feeding back a tactile or force sensation applied to a hand. It has been.

【0006】しかしながら、これらのシステムではあま
りにも自由に形状変形ができてしまうために、かえって
思い通りの形状を作るのが難しいという問題があった。
すなわち、手と同等の感覚で造形作業を行うためには、
ただ3次元的に自由に形状変形するようなシステムでは
なく、手で作業するのと同じ感覚を作り出す必要があ
る。
However, in these systems, since the shape can be freely deformed, there is a problem that it is rather difficult to form a desired shape.
In other words, in order to perform modeling work with the same feeling as a hand,
However, it is not a system that freely deforms three-dimensionally, but it is necessary to create the same feeling as working by hand.

【0007】ここで、空間内での手の位置は感覚的にか
なり正確に把握されているため、手と同じ位置で実際の
手の動きによる造形の様子が見えれば、実際に近い造形
感覚を作り出すことができる。
Here, since the position of the hand in the space is intuitively and accurately grasped, if the state of the molding by the actual movement of the hand can be seen at the same position as the hand, a modeling sensation close to the actual one can be obtained. Can be produced.

【0008】すなわち、直感的、直接的に形状作成が可
能なCADシステムを構築するには、作業者の手とコン
ピュータによって作られる3次元の作業空間とを重ね合
わせて見るような情報表示装置が必要である。
In other words, in order to construct a CAD system capable of intuitively and directly creating a shape, an information display device for superimposing and viewing a worker's hand and a three-dimensional workspace created by a computer is required. is necessary.

【0009】そこで、本発明は、実物体に触りながら行
うのと同等の感覚で造形作業を行うことができる情報表
示装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an information display device capable of performing a modeling operation with the same feeling as performing while touching a real object.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による情報表示装
置は、観察者の動きに応じて出力信号を発信する入力手
段と、前記入力手段からの出力信号に基づいて所与の画
像情報を変化させ、新たな画像情報を作成する演算手段
と、前記演算手段を用いて作成した新たな画像情報に基
づいて画像を観察者に提示するハーフミラーと、前記ハ
ーフミラーを挟んで観察者と反対側に存在する観察対象
物への光量を調節可能な光源と、を備え、前記ハーフミ
ラーに映る画像情報と、前記ハーフミラーを透過して得
られる観察対象物の像とが重畳した状態を視認可能とし
たことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an information display apparatus, comprising: input means for transmitting an output signal in accordance with the movement of an observer; and changing given image information based on the output signal from the input means. Calculating means for creating new image information, a half mirror for presenting an image to an observer based on the new image information created using the arithmetic means, and an opposite side of the half mirror with respect to the observer. A light source capable of adjusting the amount of light to the observation target existing in the image processing apparatus, and it is possible to visually recognize a state in which the image information reflected on the half mirror and the image of the observation target obtained through the half mirror are superimposed. It is characterized by having.

【0011】また、前記入力手段は、観察者の手の空間
位置を検知する機能又は3次元空間内の自身の位置、姿
勢、及び形状変化を検出する機能を具備していてもよ
い。
The input means may have a function of detecting the spatial position of the observer's hand or a function of detecting a change in its position, posture, and shape in a three-dimensional space.

【0012】また、前記ハーフミラーを挟んで観察者と
反対側に存在する実物体の表面の輝度を調節するための
手段をさらに有していてもよい。
Further, the apparatus may further comprise means for adjusting the luminance of the surface of the real object present on the opposite side of the half mirror from the observer.

【0013】また、画像情報の輝度を検出する輝度検出
手段と、前記輝度検出手段の出力信号に基づいて前記光
源の明るさを変化させる光源調節手段と、をさらに有し
ていてもよい。
[0013] The image processing apparatus may further include a luminance detecting means for detecting luminance of the image information, and a light source adjusting means for changing the brightness of the light source based on an output signal of the luminance detecting means.

【0014】また、画像情報に含まれる仮想物体の位置
及び仮想物体と重ね合わせるべき観察対象物の位置に応
じて、前記ハーフミラーの部分的透過率を変化させる手
段をさらに有していてもよい。
The apparatus may further comprise means for changing the partial transmittance of the half mirror according to the position of the virtual object included in the image information and the position of the observation object to be superimposed on the virtual object. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
情報表示装置について、図1乃至図5を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An information display device according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】図1は、本実施形態による情報表示装置の
全体構成を示した概略構成図である。図1において符号
1は画像を表示するディスプレイを示し、このディスプ
レイ1は例えばCRTや液晶モニターである。また、デ
ィスプレイ1は、表示する3次元空間内の複数視点から
の映像を観察者6の目に分離表示することにより立体視
表示を行うことも可能である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire configuration of the information display device according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a display for displaying an image, and the display 1 is, for example, a CRT or a liquid crystal monitor. In addition, the display 1 can perform stereoscopic display by displaying images from a plurality of viewpoints in a three-dimensional space to be displayed separately from the eyes of the observer 6.

【0017】ディスプレイ1に表示する画像は、例え
ば、ハードディスク、DVD、メモリのような記憶装置
2a又は記録媒体に格納された情報、或いはCCDカメ
ラのような撮像装置2bから伝送された情報に基づい
て、演算装置(演算手段)3によって作成された画像で
ある。
An image to be displayed on the display 1 is based on information stored in a storage device 2a or a recording medium such as a hard disk, a DVD, or a memory, or information transmitted from an imaging device 2b such as a CCD camera. , An image created by the arithmetic unit (arithmetic means) 3.

【0018】演算装置3には、観察者6の手8の動きに
応じて出力信号を発信する入力装置(入力手段)4が接
続されている。この入力装置4は、例えばポヒマス社の
FASTRAK(商標名)センサーのような3次元空間
内の自身の位置及び姿勢を検出する状態検出装置41、
及び例えばニッタ(株)のISCAN(商標名)のよう
な圧力変化を検出する圧力検出装置42を備えている。
An input device (input means) 4 for transmitting an output signal in accordance with the movement of the hand 8 of the observer 6 is connected to the arithmetic unit 3. The input device 4 includes, for example, a state detection device 41 that detects its own position and orientation in a three-dimensional space, such as a FASTRAK (trade name) sensor of Pohimas,
And a pressure detecting device 42 for detecting a change in pressure, such as ISCAN (trade name) of Nitta Corporation.

【0019】そして、演算装置3は、記憶装置2aに格
納された情報又は撮像装置2bから伝送された情報を、
入力装置4の出力信号に基づいて変化させて新たな画像
情報を作成する機能を備えている。
Then, the arithmetic unit 3 converts the information stored in the storage device 2a or the information transmitted from the imaging device 2b into
It has a function of creating new image information by changing it based on the output signal of the input device 4.

【0020】例えば圧力検出装置42は、3次元空間内
で任意の方向から加えられる力を検知することができ、
この圧力検出装置42の出力信号に基づいて演算装置3
にてディスプレイ1に投影する像を変化させることがで
きる。したがって、観察者6は手8で直接形状変形する
感覚を得ることができる。
For example, the pressure detecting device 42 can detect a force applied from an arbitrary direction in a three-dimensional space,
Based on the output signal of the pressure detector 42, the arithmetic unit 3
Can change the image projected on the display 1. Therefore, the observer 6 can obtain a feeling that the shape is directly deformed by the hand 8.

【0021】ディスプレイ1の画像を反射して観察者6
に提示するハーフミラー5が、ディスプレイ1に対して
所定の位置関係になるように配置されている。さらに、
ハーフミラー5を挟んで観察者6と反対側に存在する観
察対象物に照射される光量を調節可能な光源7が、ここ
ではハーフミラー5を挟んで観察者6と反対側に配置さ
れている。
The image on the display 1 is reflected to the observer 6.
Are arranged so as to have a predetermined positional relationship with the display 1. further,
A light source 7 capable of adjusting the amount of light emitted to the observation object located on the opposite side of the observer 6 with the half mirror 5 interposed therebetween is arranged here on the opposite side of the half mirror 5 with respect to the observer 6. .

【0022】光源7には、例えばスポットライト光源等
を用いることができ、また、複数の光源7を設置するこ
ともできる。
As the light source 7, for example, a spotlight light source or the like can be used, and a plurality of light sources 7 can be provided.

【0023】ここで、「観察対象物」とは、ハーフミラ
ー5を通して観察者6に認識されるべき実世界の物体
(実物体)のことであり、具体的には、例えば観察者6
の手8や、画像内の仮想物体と同一空間で観察すべき実
物体9aである。
Here, the "observation target" is an object in the real world (real object) to be recognized by the observer 6 through the half mirror 5, and specifically, for example, the observer 6
Of the hand 8 and the real object 9a to be observed in the same space as the virtual object in the image.

【0024】上記構成よりなる本実施形態の情報表示装
置においては、観察者6は、ディスプレイ1に映る画像
がハーフミラー5によって左右反転した画像情報と、光
源7で照らされ、ハーフミラー5を透過して得られる観
察者6の手8或いは実物体9aとを重ねて同一空間内に
見ることができる。なお、この場合の観察対象物は、実
物体9a及び観察者6の手8である。
In the information display apparatus of the present embodiment having the above-described configuration, the observer 6 illuminates the image reflected on the display 1 with the image information obtained by inverting the image from left and right by the half mirror 5 and the light source 7 and transmits the image through the half mirror 5. The hand 8 of the observer 6 or the real object 9a obtained in this manner can be viewed in the same space by overlapping. The observation target in this case is the real object 9a and the hand 8 of the observer 6.

【0025】図2に示したように、観察者6から見た入
力装置4や、背景物など観察者6に視認させたくない実
物体9bについては、それらの輝度が十分に暗くなるよ
うに設定されており、加えて、入力装置4及び視認させ
たくない実物体9bとハーフミラー5上で同一の場所に
位置する像については、明るい像をディスプレイ1から
提示する。
As shown in FIG. 2, for the input device 4 viewed from the observer 6 and the real object 9b such as a background object that the observer 6 does not want to be visually recognized, the luminance thereof is set to be sufficiently dark. In addition, a bright image is presented from the display 1 with respect to the input device 4 and the image of the real object 9b not to be visually recognized and the image located at the same place on the half mirror 5.

【0026】すると、図3に示したように、観察者6に
は、明るい像の方がより強く視認され、観察対象物では
ない入力装置4や実物体9bが視認されにくくなる。
Then, as shown in FIG. 3, a bright image is more strongly recognized by the observer 6, and the input device 4 and the real object 9b, which are not the observation target, are less visible.

【0027】逆に、観察者6の手8や仮想物体と同一空
間で観察するべき実物体9aが十分明るくかつディスプ
レイ1からの像の方が暗いと、図4に示したように観察
者6には観察対象物である手8や実物体9aが強く視認
されると共に、ディスプレイ1からの像が視認されにく
くなり、仮想物体が覆い隠された状態になる。
Conversely, if the real object 9a to be observed in the same space as the hand 8 or the virtual object of the observer 6 is sufficiently bright and the image from the display 1 is darker, as shown in FIG. , The hand 8 and the real object 9a, which are the observation objects, are strongly recognized, and the image from the display 1 is hard to be visually recognized, so that the virtual object is covered.

【0028】すなわち、ディスプレイ1に表示する画像
内の仮想物体と入力装置4、作業空間内の実物体9a、
9b及び観察者6の手8の輝度差により、観察者6は実
世界の所望の実物体と仮想物体とを同一空間に視認する
ようになる。
That is, the virtual object in the image displayed on the display 1 and the input device 4, the real object 9a in the work space,
The observer 6 visually recognizes a desired real object and a virtual object in the real world in the same space due to the luminance difference between 9b and the hand 8 of the observer 6.

【0029】したがって、仮想物体と同一空間で観察す
べき実物体9aに関しては、さらにそれが仮想物体と同
程度かそれ以上の明るさで見えるように、例えば表面を
明るい色(特に白系統の色)で着色し、逆に観察者6に
視認させたくない実物体9bに関しては、その表面を暗
い色(特に黒系統の色)で着色すれば、観察者6は所望
の実物体9aと画像とをより安定した形で重ね合わせて
観察することができる。
Therefore, with respect to the real object 9a to be observed in the same space as the virtual object, the surface of the real object 9a is, for example, a bright color (particularly a white system color) so that it can be seen with the same or higher brightness as the virtual object. ), And on the contrary, if the surface of the real object 9b that the user does not want to be visually recognized by the observer 6 is colored with a dark color (especially a black-based color), the observer 6 can obtain the desired real object 9a and the image. Can be superimposed and observed in a more stable form.

【0030】また、ハーフミラー5を挟んで観察者6と
反対側の空間を、例えば黒い艶消し材を塗布した壁で覆
えば背景はほとんど意識されなくなる。
If the space on the opposite side of the half mirror 5 from the observer 6 is covered with, for example, a wall coated with a black matting material, the background is hardly noticeable.

【0031】上記と同様の効果は、光源7として紫外線
ランプを用い、観察対象物である実物体9aや観察者6
の手8の表面に蛍光塗料を塗布することによっても得る
ことができる。
The same effect as described above is obtained by using an ultraviolet lamp as the light source 7 and observing the real object 9a or the observer 6
It can also be obtained by applying a fluorescent paint to the surface of the hand 8.

【0032】一方、入力装置4には、上述した3次元空
間内の位置及び姿勢を検出する状態検出装置41及び圧
力変化を検出する圧力検出装置42に代えて、観察者6
の手8の空間位置を検出する装置を用いることができ、
例えば、バーチャルテクノロジー社のサイバーグローブ
(商標名)を用いることができる。この場合には、手8
の空間位置を検出する入力装置4は観察対象物となるの
で、入力装置4の輝度を画像と同じ又はそれ以上とする
ことで、入力装置4と仮想物体とが同一空間で見えるよ
うにすれば良い。
On the other hand, the input device 4 includes an observer 6 instead of the state detection device 41 for detecting the position and orientation in the three-dimensional space and the pressure detection device 42 for detecting a pressure change.
A device for detecting the spatial position of the hand 8 can be used,
For example, Cyber Globe (trade name) of Virtual Technology can be used. In this case, hand 8
Since the input device 4 for detecting the spatial position of the object is an observation target, the luminance of the input device 4 is set to be equal to or higher than that of the image so that the input device 4 and the virtual object can be seen in the same space good.

【0033】また、上述した情報表示装置において、さ
らに、画像における入力装置4に対応する仮想物体と、
観察者6の手8及び仮想物体と同一空間で観察すべき実
物体9aとの位置関係から、光源7の明るさや、ハーフ
ミラー5の透過率、画像の明るさなどを部分的かつ動的
に変化させ、観察者6の手8、実物体9a、仮想物体の
互いの輝度差などを自動的に調節するようにすれば、さ
らに効果的に仮想物体と観察者6の手8、実物体9aと
を重畳させることができる。
Further, in the information display device described above, a virtual object corresponding to the input device 4 in the image,
From the positional relationship between the hand 8 of the observer 6 and the virtual object and the real object 9 a to be observed in the same space, the brightness of the light source 7, the transmittance of the half mirror 5, the brightness of the image, and the like are partially and dynamically changed. The virtual object and the hand 8 of the observer 6 and the real object 9a can be more effectively adjusted by automatically adjusting the brightness difference between the hand 8 of the observer 6, the real object 9a, and the virtual object. Can be superimposed.

【0034】図5は、このような効果を達成するための
機能が追加された情報表示装置を示している。図5にお
いて符号31は仮想物体に対応する像の明るさを検出す
る輝度検出装置であり、この輝度検出装置31には例え
ば輝度計を用いることができる。
FIG. 5 shows an information display device to which a function for achieving such an effect is added. In FIG. 5, reference numeral 31 denotes a luminance detecting device for detecting the brightness of an image corresponding to the virtual object. For example, a luminance meter can be used as the luminance detecting device 31.

【0035】また、図5において符号32は、ハーフミ
ラー5の部分的透過率や画像の部分的輝度を変化させる
ための輝度調節装置32を示しており、この輝度調節装
置32は、ハーフミラー5の裏側及びディスプレイ1の
前側にそれぞれ配置された透過型の液晶パネル32a、
32bを備えている。
In FIG. 5, reference numeral 32 denotes a brightness adjusting device 32 for changing the partial transmittance of the half mirror 5 and the partial brightness of the image. , And transmissive liquid crystal panels 32a respectively disposed on the back side of the display 1 and the front side of the display 1.
32b.

【0036】輝度調節装置32は演算装置33で制御さ
れる。ここで、この演算装置33は、図1に示した演算
装置3に輝度調節機能を付加して構成することもでき
る。
The brightness adjusting device 32 is controlled by a computing device 33. Here, the arithmetic unit 33 may be configured by adding a brightness adjustment function to the arithmetic unit 3 shown in FIG.

【0037】図5に示した情報表示装置においては、ま
ず、輝度検出装置31で像の明るさを検出し、次に演算
装置33で実物体9a及び観察者6の手8と仮想物体と
の位置関係から、それらが互いにどのように重なり合う
かを演算で求め、その結果に基づいて液晶パネル32
a、32bによってハーフミラー5の部分的透過率又は
画像の部分的輝度を変化させる。
In the information display device shown in FIG. 5, first, the brightness of the image is detected by the luminance detecting device 31, and then the real object 9a and the hand 8 of the observer 6 and the virtual object are detected by the arithmetic device 33. From the positional relationship, how they overlap each other is calculated by calculation, and based on the result, the liquid crystal panel 32 is determined.
The partial transmittance of the half mirror 5 or the partial luminance of the image is changed by a and 32b.

【0038】すなわち、画像内の仮想物体の後ろ側に位
置すべき実物体9a及び観察者6の手8に対しては、対
応する位置のハーフミラー5の部分的透過率を下げて、
実物体9a及び観察者6の手8が仮想物体の後ろ側にあ
るように見せる。逆に、実物体9a及び観察者6の手8
によって覆い隠されるべき画像部分に関してはその部分
の輝度を落とし、実物体9a及び観察者6の手8によっ
て隠れているように見せる。
That is, for the real object 9a to be positioned behind the virtual object in the image and the hand 8 of the observer 6, the partial transmittance of the half mirror 5 at the corresponding position is lowered,
The real object 9a and the hand 8 of the observer 6 appear to be behind the virtual object. Conversely, the real object 9a and the hand 8 of the observer 6
The brightness of the portion of the image that should be obscured by the object is reduced, so that the image is hidden by the real object 9a and the hand 8 of the observer 6.

【0039】なお、輝度調節装置32としては、ここで
は2つの液晶パネル32a、32bからなるものを説明
したが、いずれか一方の液晶パネルだけでも同様の機能
を実現することができる。
Although the brightness adjusting device 32 has been described here as having two liquid crystal panels 32a and 32b, the same function can be realized by using only one of the liquid crystal panels.

【0040】また、輝度検出装置31からの出力信号に
基づいて光源7の明るさを自動的に変化させる光源調節
装置(図示せず)を設けることもできる。この場合、演
算装置33によって光源7の明るさの調節量を演算し、
この演算結果に基づいて光源調節装置を制御して光源7
の明るさを調節する。
Further, a light source adjusting device (not shown) for automatically changing the brightness of the light source 7 based on the output signal from the luminance detecting device 31 can be provided. In this case, the arithmetic unit 33 calculates the adjustment amount of the brightness of the light source 7,
The light source adjusting device is controlled based on the calculation result, and the light source 7 is controlled.
Adjust brightness.

【0041】また、仮想物体に対応する像の位置は本
来、観察者6の視点によって変わるものである。したが
って、観察者6の視点位置を検出する装置を用いること
によって、観察者6の視点に合わせて表示像の位置を変
え、これによって安定した入力装置4、画像の重畳を図
ることは可能である。
The position of the image corresponding to the virtual object is originally changed depending on the viewpoint of the observer 6. Therefore, by using a device that detects the viewpoint position of the observer 6, it is possible to change the position of the display image in accordance with the viewpoint of the observer 6, thereby stably superimposing the input device 4 and the image. .

【0042】ハーフミラーを使って画像情報と実物体と
の重畳を図る試みは従来から行われているが、本実施形
態による情報表示装置によれば、光源7の明るさ(或い
は画面や物体の輝度)を変化させることによって、従来
装置よりも効果的な演出が可能となる。
Attempts have been made to superimpose image information and a real object using a half mirror. However, according to the information display device of the present embodiment, the brightness of the light source 7 (or the screen or object By changing the (brightness), it is possible to effect more effectively than the conventional device.

【0043】以上述べたように本実施形態による情報表
示装置によれば、観察者6の手8の空間位置を検知する
機能又は3次元空間内の位置、姿勢、及び形状変化を検
出する機能を具備する入力装置4を備えており、記憶装
置2a又は記録媒体に格納された情報又は撮像装置2b
から伝送された情報を、入力装置4の出力信号に基づい
て演算装置3によって変化させて新たな画像情報を作成
することができるので、同一空間に安定して重畳表示さ
れた観察者6の手8と仮想物体とを見ながら、手と同等
の感覚で造形作業を行うことができる。
As described above, according to the information display device of the present embodiment, the function of detecting the spatial position of the hand 8 of the observer 6 or the function of detecting the position, posture, and shape change in the three-dimensional space are provided. Provided with an input device 4 provided with information stored in a storage device 2a or a recording medium or an imaging device 2b.
Can be changed by the arithmetic unit 3 based on the output signal of the input device 4 to generate new image information. Therefore, the hand of the observer 6 stably superimposed and displayed in the same space can be created. While looking at the virtual object 8 and the virtual object, the modeling work can be performed with the same feeling as a hand.

【0044】また、光源7により観察者6の手8及び画
像と重ね合わせるべき実物体の輝度を上げることで、自
然でより見やすい手、実物体、仮想物体の重ね合わせが
可能であり、観察者6の手8と演算手段3によって作ら
れる仮想物体とを安定して同一空間に重畳提示すること
ができる。
By increasing the brightness of the hand 8 of the observer 6 and the real object to be superimposed on the image by the light source 7, it is possible to superimpose the natural, easy-to-view hand, real object and virtual object. The hand 8 of FIG. 6 and the virtual object created by the calculation means 3 can be stably superimposed and presented in the same space.

【0045】また、観察者6の手8や画像と重ね合わせ
る実物体9aには可視光を反射する部材をその表面に付
与し、それ以外の入力装置4や画像との重ね合わせを行
わない実物体には可視光を吸収する部材をその表面に付
与して両者の間に輝度差を設けるようにすれば、観察対
象物である手8や所望の実物体9aだけを安定して仮想
物体に重ね合わせることが可能となる。
A member reflecting visible light is provided on the surface of the real object 9a to be superimposed on the hand 8 of the observer 6 or the image, and the real object 9a is not superimposed on the input device 4 or the image. If a member that absorbs visible light is applied to the surface of the body to provide a difference in luminance between the two, only the hand 8 or the desired real object 9a, which is the object to be observed, can be stably converted into a virtual object. It becomes possible to overlap.

【0046】さらに、液晶パネル32a、32bを用い
て、画像内での仮想物体の位置及び画像と重ね合わせる
べき実物体或いは観察者6の手8の位置に応じてハーフ
ミラー5の部分的透過率及び画像の部分的輝度を変化さ
せ、実物体9a、9b及び観察者6の手8に輝度差を与
えることによって、それらが複雑に重なり合った状態を
表現することができる。
Further, using the liquid crystal panels 32a and 32b, the partial transmittance of the half mirror 5 according to the position of the virtual object in the image and the position of the real object to be superimposed on the image or the position of the hand 8 of the observer 6 By changing the partial brightness of the image and giving a brightness difference to the real objects 9a and 9b and the hand 8 of the observer 6, it is possible to express a state in which they are complicatedly overlapped.

【0047】なお、上記実施形態においてはCADシス
テムとしての情報表示装置について説明したが、本発明
による情報表示装置の適用範囲はCADシステムに限ら
れるものではなく、例えば手術シミュレータやエンタテ
インメント分野にも適用することができる。
Although the information display device as a CAD system has been described in the above embodiment, the applicable range of the information display device according to the present invention is not limited to the CAD system, but may be applied to, for example, a surgical simulator or the field of entertainment. can do.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上述べたように本発明による情報表示
装置によれば、実物体に触りながら行うのと同等の感覚
で造形作業を行うことができる。
As described above, according to the information display device of the present invention, a modeling operation can be performed with the same feeling as performing while touching a real object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による情報表示装置の全体
構成を示した概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of an information display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した情報表示装置の作用を説明するた
めの説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an operation of the information display device shown in FIG. 1;

【図3】図1に示した情報表示装置における実物体と仮
想物体との重ね合わせの一例を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of superposition of a real object and a virtual object in the information display device shown in FIG.

【図4】図1に示した情報表示装置における実物体と仮
想物体との重ね合わせの他の例を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the superposition of the real object and the virtual object in the information display device shown in FIG.

【図5】図1に示した情報表示装置にハーフミラーの透
過率や画像の明るさを部分的に変化させる機能を追加し
た構成を示した概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a configuration in which a function of partially changing the transmittance of a half mirror and the brightness of an image is added to the information display device shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディスプレイ 2a 記憶装置 2b 撮像装置 3、33 演算装置 4 入力装置 5 ハーフミラー 6 観察者 7 光源 8 観察者の手 9a、9b 実物体 31 輝度検出装置(輝度計) 32 輝度調節装置 32a、32b 液晶パネル 41 状態検出装置 42 圧力検出装置 Reference Signs List 1 display 2a storage device 2b imaging device 3, 33 arithmetic unit 4 input device 5 half mirror 6 observer 7 light source 8 observer's hand 9a, 9b real object 31 brightness detection device (brightness meter) 32 brightness adjustment device 32a, 32b liquid crystal Panel 41 State detector 42 Pressure detector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】観察者の動きに応じて出力信号を発信する
入力手段と、 前記入力手段からの出力信号に基づいて所与の画像情報
を変化させ、新たな画像情報を作成する演算手段と、 前記演算手段を用いて作成した新たな画像情報に基づい
て画像を観察者に提示するハーフミラーと、 前記ハーフミラーを挟んで観察者と反対側に存在する観
察対象物への光量を調節可能な光源と、を備え、 前記ハーフミラーに映る画像情報と、前記ハーフミラー
を透過して得られる観察対象物の像とが重畳した状態を
視認可能としたことを特徴とする情報表示装置。
An input unit for transmitting an output signal in accordance with a movement of an observer; an arithmetic unit for changing given image information based on an output signal from the input unit to create new image information; A half mirror for presenting an image to an observer based on new image information created using the arithmetic means, and an amount of light to an observation object present on the opposite side of the observer with the half mirror interposed therebetween can be adjusted An information display device, comprising: a light source; and a state in which image information reflected on the half mirror and an image of an observation target obtained through the half mirror are superimposed.
【請求項2】前記入力手段は、観察者の手の空間位置を
検知する機能又は3次元空間内の自身の位置、姿勢、及
び形状変化を検出する機能を具備していることを特徴と
する請求項1記載の情報表示装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said input means has a function of detecting a spatial position of an observer's hand or a function of detecting a change in its own position, posture, and shape in a three-dimensional space. The information display device according to claim 1.
【請求項3】前記ハーフミラーを挟んで観察者と反対側
に存在する実物体の表面の輝度を調節するための手段を
さらに有することを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載の情報表示装置。
3. The information according to claim 1, further comprising means for adjusting the luminance of the surface of a real object existing on the side opposite to the observer with the half mirror interposed therebetween. Display device.
【請求項4】画像情報の輝度を検出する輝度検出手段
と、前記輝度検出手段の出力信号に基づいて前記光源の
明るさを変化させる光源調節手段と、をさらに有するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に
記載の情報表示装置。
4. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a luminance detecting means for detecting luminance of the image information; and a light source adjusting means for changing a brightness of the light source based on an output signal of the luminance detecting means. The information display device according to claim 1.
【請求項5】画像情報に含まれる仮想物体の位置及び仮
想物体と重ね合わせるべき観察対象物の位置に応じて、
前記ハーフミラーの部分的透過率を変化させる手段をさ
らに有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
ずれか一項に記載の情報表示装置。
5. According to the position of a virtual object included in image information and the position of an observation target to be superimposed on the virtual object,
The information display device according to claim 1, further comprising a unit configured to change a partial transmittance of the half mirror.
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