JP2001092579A

JP2001092579A - 情報表示装置

Info

Publication number: JP2001092579A
Application number: JP26976799A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kameyama; 研一亀山; Mitsunobu Yoshida; 充伸吉田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】装着型計算機上で文字・図形等の像情報を効
率良く容易に表示・操作できるシステムの提供。【解決手段】３次元空間内の位置または位置と姿勢を
指示可能な入力装置１と、文字、文字列、図形情報を記
憶する記憶装置２と、前記文字、文字列、図形情報を３
次元空間内に表示可能な表示装置３と、入力装置１によ
って入力される情報に基づいて記憶装置２に記憶された
表示情報４を制御する演算装置５とから構成される情報
表示装置において、入力装置１によって指示された少な
くとも１つ以上の文字、文字列、図形の部分的または全
体的傾き、解像度、透明度に関する属性を、入力装置１
からの入力情報に基づいて変化させられることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報表示装置およ
び情報表示方法に係り、特に、携帯端末上で文字または
図形等を使用者の所望の状態に表示させる情報表示装置
および情報表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、コンピュータやワークステーショ
ンの端末では、ウィンドウを使ったグラフィカルユーザ
インタフェース（以下、ＧＵＩと称す）が使われてい
る。

【０００３】しかし、パーソナルコンピュータ等の携帯
端末では、表示画面の大きさが限られているために、表
示ウィンドウ数が多くなると、ウィンドウ同士の重なり
合いが頻繁に起こり、裏側に隠れたウィンドウの内容が
見られなくなる欠点があった。

【０００４】この様な問題に対しては、ウィンドウの端
部にタグを付け、題目だけでも見られるようにする方法
があった。しかしながら、複数のウィンドウを同時に表
示させ使用者に認識させるには、根本的な解決方法には
なっていなかった。

【０００５】基本的には、ウィンドウに表示される情報
が、書類すなわち紙のように扱うことができれば理想で
ある。

【０００６】このような状況から、ウィンドウを仮想的
な三次元空間中に配置して、文字などの表示される部分
の大きさや解像度、色調を変化させて、画面をより効率
良く利用するインタフェースが提案されている。例え
ば、Ｘｅｒｏｘ社は、ＨＴＭＬ文書を画面上に提示させ
るために、オフィスのような奥行きを持つ仮想３次元空
間を表示し、この空間中で文書を本やバインダーのよう
な立体的な形式で表示する手法を提案している。

【０００７】また、仮想三次元空間で文字や平面図形情
報をより有効に表示するには、画面を実サイズで表示す
るのではなく、虚像として拡大表示する必要があるが、
そのためには、表示装置を目に近づける、つまり表示装
置を頭部（眼部）に装着し視野角を大きくとらなければ
ならなかった。また、計算機上の表示文書で、このよう
な実際の書類に近い扱いを可能にするには、三次元的表
示処理が必要となる。例えば実際の文書では、重要でな
い部分を折り曲げて小さくしたりするなどの操作が行わ
れていた。

【０００８】また、空間内での操作を正確に行うには、
使用者自身の手が操作対象と同じ空間に見え、かつ操作
に対するフィードバックがなければならない。よって、
文字、図形などの表示情報を効率良く仮想空間内に虚像
表示させ、かつそれらを容易に操作（処理）するには、
入力装置が使用者の身体に身体の動きを拘束しない範囲
で、手に装着されるのが最も好ましいのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
様な従来の、例えば現在市販されている携帯型の情報シ
ステムでは、元々の画面自体が例えば数インチと小さい
ため、三次元的な形式による表示が十分にできなかっ
た。例えば、使用者にとって十分な解像度を持った表示
装置を用いたとしても奥行き方向に傾いたウィンドウで
は図形が極端に縮小され、見えにくくなってしまうとい
う問題を生じていた。

【００１０】また、現在用いられているマウスやタブレ
ット、キーボードでは、この様な直接的な三次元指示が
不可能であり、また操作が煩雑になりがちであった。

【００１１】また、バーチャルリアリティ（ＶＲ）等で
使用される空間型のデバイスでは、仮想空間内の物体を
正確かつ精密な操作を行うのは非常に難しいという問題
点があった。

【００１２】また、記憶装置、演算装置、入力装置、表
示装置等を身体に装着するシステムとしては、Ｗｅａｒ
ａｂｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒと呼ばれる計算機システム
が開発されているが、そのＧＵＩは従来のデスクトップ
型の計算機システムと同じであり、そのままでは既存の
デスクトップ計算機システムを超える使用性を実現でき
なかった。

【００１３】また、入力装置自体も特に三次元操作を意
識したものではなかった。

【００１４】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたもので、計算機画面上で文字または図形等
の二次元画像情報を効率良く表示し、使用者が容易に操
作できる情報表示装置の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の情報表示装置
は、３次元空間内に表示される表示情報の表示位置を指
示する入力装置と、前記表示情報および表示情報の表示
位置を記憶する記憶装置と、前記表示情報を３次元空間
内に表示する表示装置と、前記入力装置によって指示さ
れる指示情報に基づいて、前記記憶装置に記憶された表
示情報に所望の処理を施す演算装置とを有する情報表示
装置において、前記指示される表示情報を特定するに当
たり、前記表示装置により表示される表示情報自体ある
いは表示情報が表示される領域を指示し、指示された表
示情報に所望の処理が施された後の表示情報を３次元空
間内に表示することを特徴とする。また、本発明の情報
表示装置は、３次元空間内の位置または位置と姿勢を指
示可能な入力装置と、文字や図形を記憶する記憶装置
と、前記文字・図形を３次元空間内に表示する表示装置
と、前記入力装置によって指示された少なくとも１つの
文字、図形の位置、大きさ、部分的または全体的傾き、
形状、色調、解像度、透明度のうち一つ以上を前記入力
装置の位置、姿勢、動きによって変化させられる演算装
置とから構成される。また、前記情報表示装置が、前記
入力装置にて文字または図形を的確に指示するためのガ
イダンス情報を音、または文字・図形の色調の変化、ま
たは文字を前記表示装置に表示するか、または入力装置
に付随する触覚あるいは力感覚のフィードバックにより
ユーザに伝達機構を有することにより、空間内での操作
を容易に行うことが可能となる。

【００１６】また、前記情報表示装置は、前記入力装置
にて文字または文字列または平面図形を的確に指示する
ためのガイダンス情報を音、または色調の変化、または
文字によりユーザに伝達するか、または入力装置に別途
付随する触覚提示装置あるいは力感覚提示装置によりユ
ーザに伝達することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は、本発明の情報表示装置の説明図で
ある。

【００１９】入力装置１は、三次元的に表示される映像
の位置または姿勢または大きさ等の所望の情報を入力す
ることができる。

【００２０】入力装置１は、例えば、Ｐｏｌｈｅｍｕｓ
Ｉｎｃ．（アメリカ）のＦＡＳＴＲＡＫ（商品名）
や、ｅｇａｓｕｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｃ．
（イスラエル）のＦｒｅｅＤ（商品名）等である。

【００２１】特に、入力装置１が、ＦｒｅｅＤのような
ワイヤレスな入力装置であれば、使用者６の手が自由に
動かせるため操作性が良くなる。この場合、表示情報自
体あるいは表示情報が表示される領域を、入力装置１に
対応する前記表示装置３上の指示点が通過することによ
って指示できれば、特定位置に手を静止させる必要がな
いため、さらに操作性を向上させられる。例えば、ある
指示領域を通過するとき、入力装置１に対応する指示点
がゆっくり動くようにしたり、領域内で自動的に静止す
るよう後述の演算装置５を用いて制御できれば、操作性
が向上する。また、入力装置１は、後述の実物体上に二
次元映像を表示する表示装置を用いる場合なら、映像が
投射される実物体そのものとしてもよい。この場合、入
力装置１は装置自体の空間中の位置、および装置上の位
置、および装置自体の形状変化をセンサによって取得
し、情報として演算装置に入力する機能を有するものと
なる。

【００２２】記憶装置２は、表示させる映像つまり文字
や図形を記憶するハードディスクやメモリである。記憶
装置２は、所定の情報を記憶可能であれば、どの様な装
置であっても構わない。

【００２３】表示装置３は、ＣＲＴや液晶パネル等の二
次元映像を実空間に虚像として表示する表示装置であ
る。表示装置３は、ビームスプリッタ３１と、ＣＲＴ３
２とから構成される。また、ＣＲＴ３２の部分に投射型
ディスプレイ、例えば、プロジェクタを用いる構成にす
れば、表示装置３は実物体上に二次元映像を表示する表
示装置となる。

【００２４】操作対象物４（表示情報）は、使用者６が
視覚する文字や文字列、図形であり、例えば米国マサチ
ューセッツ工科大学が開発したＸｗｉｎｄｏｗ（商品
名）等のようなウィンドウやアイコン、マウスカーソル
である場合もある。

【００２５】演算装置５は、入力装置１と表示装置３と
に電気的に接続されている。演算装置５では、入力装置
１によって指示された操作対象物４の位置、大きさ、傾
き、色調、解像度、透明度等の変化を、入力装置１の位
置、姿勢、動き、形状に基づいて制御し、表示装置３に
表示している。

【００２６】入力装置１、記憶装置２、表示装置３、演
算装置５は、使用者６の身体に簡単に装着することがで
きる。上記装置を装着することにより、実サイズでは実
現できなかった使用性、例えば表示装置３を装着するこ
とにより表示する実物体よりも大きな映像を得ることが
できる。

【００２７】また、携帯時にはバッテリも本体とあわせ
て装着することにより外部での使用が可能となる。

【００２８】この様な構成からなる情報表示装置の情報
表示方法について図２を参照して説明する。

【００２９】図２は、本発明の情報表示装置を用いた情
報表示方法のフローチャートであり、図３は、本発明の
情報表示方法の操作対象物の特定についての説明図であ
り、図４は、本発明の情報表示方法の操作対象物の表示
例である。

【００３０】（ステップ１）使用者６は、入力装置１を
用いて、実空間に表示されている文字列（図１中、「Ａ
ｂｃｄｅｆ」）や図形（図１中、「四角」）等の操作対
象物４を特定する。

【００３１】操作対象物４を特定する場合には、操作対
象物４が表示される表示域１０（映像が投影される面で
あり、図３中点線で囲まれる面）と、操作対象物４を特
定するための特定域１１（図３中一点鎖線で囲まれる直
方体）とが、使用者６から見て同じ領域内にあるように
構成する。

【００３２】この様な構成であれば、使用者６にとって
は、特定域１１内に操作対象物４が配置されていれば、
表示域１０に表示される、例えば文字列「Ａｂｃｄｅ
ｆ」を直接特定しなくとも、特定域１１内の表示域１０
よりも使用者６側に近い領域で文字列「Ａｂｃｄｅｆ」
を特定でき、また、特定域１１内の表示域１０よりも使
用者６から見て奥側（離れる）の領域で文字列「Ａｂｃ
ｄｅｆ」を選択することもできる。

【００３３】つまり、特定域１１内に操作対象物４が配
置されていれば、直接、表示域１０内の操作対象物４を
特定しなくとも、特定領域１１内の任意の位置で操作対
象物４を特定することができる。

【００３４】よって、細かな位置合わせを必要としな
い、直感的な操作対象物４の特定ができ、使用者６にと
って優しい特性方法を提供している（図３参照）。

【００３５】なお、特定領域１１、表示域１０は、必要
に応じてその領域を変更することが可能である。

【００３６】（ステップ２）使用者６は、ステップ１に
て特定した操作対象物４を三次元的に所望の位置に移動
させる。この時、操作対象物４は、三次元的な移動が行
われるに当たって、その形状を変化させることができ
る。

【００３７】（ステップ３）使用者６によって特定され
た操作対象物４が所望の位置に移動するに伴って、演算
装置５では、その三次元的な表示形式（画面効果）を変
化させるための演算を行う。

【００３８】例えば、操作対象物４を使用者６の視線方
向に対して奥側（図４中左側）に所定の距離だけ移動さ
せた場合には、操作対象物４が使用者６から離れる方向
に動いた場合と同じような表示を行うように、透視変換
が行われ、操作対象物４の大きさ、解像度が変化する。
この場合には、具体的には操作対象物４が小さくなる。
また、操作対象物４が使用者６から離れるにしたがっ
て、色調が変化していき、離れれば離れるほど（奥にあ
る物ほど）、暗く見えるようなデプス効果が施される
（図４参照）。

【００３９】また、表示される操作対象物４と、使用者
６との距離を調整する以外には、操作対象物４を所定の
角度だけ傾斜させることもできる。

【００４０】例えば、操作対象物４自体に奥行きを持た
せて表示させる場合には、入力装置１によって、操作対
象物４の一端側を保持し、多端側を使用者６に対して前
後に移動させることにより、奥行き感を発生させること
ができる（図５参照）。

【００４１】また、操作対象物４を傾斜させて表示させ
る場合には、操作対象物４の一部を回転中心として固定
し、操作対象物４に回転動作を加えることによって、所
定の角度を持たせて表示させることができる（図６参
照）。

【００４２】なお、奥行きを持たせる表示、傾斜を持た
せる表示をさせる場合には、操作対象物４単体を指示し
て所望の表示を行うこともできるが、表示域１０内に表
示される文字などを一括して操作対象物とすることもで
きる。

【００４３】さらに、操作対象物４の一部に対して、３
次元的に折り曲げ操作を加えることにより、折り曲げら
れた像として表示することもできる（図７参照）。

【００４４】次に、操作対象物４同士に重なり合いが生
じた場合には、隠れた操作対象物４を手前に表示させる
のではなく、隠れた状態にある操作対象物４の透過度を
使用者６が所望の目視状態になるよう変更することによ
り、重なり合った操作対象物４を同時に見ることができ
る。

【００４５】以上述べたような本発明では、文字、文字
列、あるいは２次元図形といった二次元情報を表示する
場合に、実際の机上の書類と同様の感覚で操作、表示を
行うことができ、より効率的に多くの情報を限られた空
間内に配置・表示することができる。

【００４６】つまり、3次元空間内に表示される表示情
報あるいは表示域を使用者６が直接特定することによ
り、表示情報の表示形態を使用者６の所望の状態に変更
させることができ、また変更された表示情報を再び3次
元空間内に表示することにより、使用者６にとっての特
定の環境を容易に設定することができるとともに、効率
よく情報を表示させることができる。

【００４７】また、操作対象物４を指示・操作する場合
に、入力装置１と操作対象物４との位置関係を適宜使用
者６に提示すると、所望の状態に変換する変換操作が容
易になる。例えば、入力装置１が操作対象物４に近づく
につれて、力刺激または触刺激が大きくなるように予め
設定しておけば、入力装置１と操作対象物４との位置関
係を直感的に把握することができる。

【００４８】この場合、力感覚を提示することができる
装置としては、例えば、Sensable Technology Inc.
（米）のPhantom（商品名）などがある。また、触刺激
を提示できる装置としては、例えば、Virtual Technolo
gy Inc.（米）のVirtual Touch（商品名）などがある。

【００４９】また、このような位置情報は、入力装置１
に対応するカーソルの色の変化や操作対象の色の変化、
音、座標値の表示によっても使用者６にフィードバック
することが可能である。例えば、奥行き距離に応じてカ
ーソルや操作対象物４の色調を段階的に変化させること
や、位置関係に応じて音のトーンを変えることや、カー
ソルにもっとも近い操作対象までの相対的座標値を表示
するなどの処理機構があれば、さらに容易に所望の操作
を行うことができるようになる。

【００５０】尚、本発明は上記実施例には限定されず、
その主旨を逸脱しない範囲で種種変形して実施できるこ
とは言うまでもない。

【００５１】例えば、各装置間のデータの送受信は、直
接導線を使って電気信号を送受信しても電磁波を利用し
て無線で送受信しても良い。

【００５２】また、映像情報の一次記憶場所として、記
憶装置を装着しているが、所定の情報を記憶可能であれ
ば、外部に所望の映像情報を記憶する記憶装置や高速演
算可能な演算装置を配置し、外部に配置される記憶装置
から無線によってデータ伝送しても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、計
算機上で文字・図形等の２次元像情報を効率良く容易に
表示・操作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報表示装置の説明図

【図２】本発明の情報表示方法を示すフローチャート

【図３】本発明の情報表示方法の操作対象物の特定に
ついての説明図

【図４】本発明の情報表示方法の操作対象物の表示例

【図５】本発明の情報表示方法の操作対象物の別の表
示例

【図６】本発明の情報表示方法の操作対象物の別の表
示例

【図７】本発明の情報表示方法の操作対象物の別の表
示例

【符号の説明】

１入力装置２記憶装置３表示装置４操作対象物５演算装置６使用者１０表示域１１特定域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 5/36 Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０ＤＦターム(参考） 5B050 BA09 CA07 EA29 FA02 FA09 5C082 AA01 AA21 BA02 BA12 BA27 CA31 CB01 CB06 DA87 MM09 MM10 5E501 AA01 AC15 AC34 BA05 CA02 CC20 FA14 FA27 FA44 FB25 FB43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元空間内に表示される表示情報の表示
位置を指示する入力装置と、前記表示情報および表示情報の表示位置を記憶する記憶
装置と、前記表示情報を３次元空間内に表示する表示装置と、前記入力装置によって指示される指示情報に基づいて、
前記記憶装置に記憶された表示情報に所望の処理を施す
演算装置とを有する情報表示装置において、前記指示される表示情報を特定するに当たり、前記表示
装置により表示される表示情報自体あるいは表示情報が
表示される領域を指示し、指示された表示情報に所望の
処理が施された後の表示情報を３次元空間内に表示する
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項２】前記情報表示装置は、使用者が携帯可能で
あることを特徴とする請求項１記載の情報表示装置。
【請求項３】前記入力装置は、前記表示情報の部分的ま
たは全体的傾き、形状、解像度、明るさ、透明度に関す
る属性が入力可能であることを特徴とする請求項１記載
の情報表示装置。