JP2004524624A - ディスプレイ装置 - Google Patents

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セーラ,ルイス
コクロ,ラルフ,アルフォンス
グ,ハーン
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ヴォリューム・インタラクションズ・プライヴェート・リミテッド
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality

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Abstract

画像空間内において3次元で認識される画像130を表示するように配置されたディスプレイ100と、画像空間から離れた場所に備えられた3次元の作業空間240とを備え、前記作業空間内におけるツール230の操作を前記画像空間内に表示することができるようにしたヴァーチャルリアリティ表示装置。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元画像を表示および操作するための表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
3次元表示装置は、(1)ICAT/VRST-95-ACM Virtual Reality Software and Technology 1995, Chiba, Japan(1995年、日本、千葉県で開催の会議、ICAT/VRST-95-ACM 仮想現実ソフトウェアおよび技術)の予稿集「interaction Techniques for a Virtual Work space(仮想作業空間のためのインタラクション技術)」(Serra, Poston, NgおよびChua)、(2)Medicine Meets Virtual Reality: 7, January 20-23 1999- San Francisco, USA(1999年1月20〜23日、米国サンフランシスコで開催された会議、「医療と仮想現実の遭遇:7」)の予稿集、「An Interface for Precise and Comfortable 3D work with Volumetric Medical Datasets」(「容積法医療データセットでの正確かつ快適な3次元作業のためのインターフェース」(Serra, Ng, Chua, Lee, Lee, Yeo, ChanおよびLockro)、および、これ以外の関連する論文および文献に開示されている。
【0003】
図1に、この装置を示しているが、この装置によって、使用者8は仮想作業空間12内の3次元画像10を操作することができる。該装置は、表示スクリーン14と、スクリーン14上の画像を使用者8の方向に反射させる鏡16とを備える。スクリーン14が立体画像10を表示し、使用者が立体眼鏡20を装着することにより、3次元画像10を見ることが可能となる。スクリーン14と鏡16を相関的に位置決めすることで、画像10が仮想作業空間12内の鏡の下に表示される。使用者8が、3次元トラッキング装置を装備したスタイラス(ペン型入力機器)24を作業空間12内で操作して、画像10を操作できる。スタイラス24に代表されるツールの仮想画像が画面上に表示され、該ツールによる操作がデジタルプロセッサを通じてフィードバックされることにより、表示画面14の画像がリアルタイムで変更される。
【非特許文献1】
ICAT/VRST-95-ACM Virtual Reality Software and Technology 1995, Chiba, Japan(1995年、日本、千葉県で開催の会議、ICAT/VRST-95-ACM 仮想現実ソフトウェアおよび技術)の予稿集「interaction Techniques for a Virtual Work space(仮想作業空間のためのインタラクション技術)」
【非特許文献2】
Medicine Meets Virtual Reality: 7, January 20-23 1999- San Francisco, USA(1999年1月20〜23日、米国サンフランシスコで開催された会議、「医療と仮想現実の遭遇:7」)の予稿集、「An Interface for Precise and Comfortable 3D work with Volumetric Medical Datasets」(「容積法医療データセットでの正確かつ快適な3次元作業のためのインターフェース」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のディスプレイ装置の欠点は、ディスプレイ、鏡および作業空間が相関的に配置されるため、使用者のほか、1〜2人の人物しか実行されている操作を見ることができないことである。
【0005】
上述の論文(2)に開示されている装置はさらに、作業空間の縁部の作業面で仮想制御パネルを使用することを提案している。作業空間内にツールを移動させると、ツールにより画像空間内の仮想画像を操作できる。ツールを作業空間外の作業面へ移動させると、使用者はディスプレイ14に表示されている2次元の仮想制御パネルを操作でき、スタイラスによって、表示されているツールの内容を変更することができる。
【0006】
2次元制御パネルを使うことで、ツールの選択に柔軟性を持たせ、さらにパラメータも変更できる。しかし、実質的にスタイラス1本のみを用いた作業に制限され、制御パネルを使用する速さも制限される。
【0007】
本発明の目的は、従来技術に伴う上述の欠点の少なくとも1つを解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第1形態により、画像空間において3次元で認識される画像を表示するように配置されたディスプレイと、画像空間から離れている3次元の作業空間とを備える表示装置であって、該作業空間内でのツールの操作を画像空間に表示することができる表示装置が提供される。
【0009】
この実施形態では、視聴者が見ることができる、主としてスクリーンで構成された立体ディスプレイを備える。使用者のために、ディスプレイから分離したスタンドが備えられる。該スタンドには、立体的に認識される少なくとも1つのツールが含まれる。作業空間は、該スタンド近傍に設定され、該空間内でツールを使用する。
【0010】
好ましくは、該空間のいずれかの面が作業面により境界付けられ、ツールがこの作業面に接すると、2次元のメニューが起動され、使用者がこのメニューを操作できるようにする。
【0011】
前記作業空間内および作業面におけるツールの操作は、前記画像空間に表示されるので、これらを視聴者は見ることができる。
【0012】
本発明の第2形態では、ヴァーチャルリアリティ表示装置が提供され、該装置は、画像空間において3次元で認識される画像を表示するように配置されたディスプレイと、3次元の作業空間とを備え、該作業空間内でのツールの操作を画像空間に表示することができ、さらに、キーボードと、前記作業空間の境界近傍に作業面を有する部材を備え、該部材は可動となっており、これによりキーボードを操作することができる表示装置が提供される。
【0013】
この実施形態では、回転可能な部材の一方側に前記作業面を備え、該部材の反対側にキーボードを備えることにより、該部材を回転させると使用者はキーボードを操作でき、これにより、使用者は画像と共にキーボードを使用できるようになる。キーボードは複数桁の入力装置であるため、スタイラスの操作によるメニューの場合と比較して、たとえば画像へテキストによる注釈を付すような場合に、入力を高速化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【0015】
図2〜図5に図示する本発明に係る第1の実施形態は、立体ディスプレイ100を備え、該立体ディスプレイ100は、視覚表示ユニットの形態でもよいが、プロジェクタによって立体画像が投影されるスクリーンの形態であることが好ましい。ディスプレイ100は、視聴者110および使用者/操作者120の対して画像を表示することができる。表示が立体的となるように、2つの画像が与えられ、これらを立体眼鏡を通して見ることにより、画像が脳内で集束して単一の3次元画像を形成する。視聴者および操作者はそれぞれ、ディスプレイ100を見るための立体眼鏡(図示せず)を使うことにより、ディスプレイ100に表示または投影された画像を周囲の画像空間において3次元画像130として見ることができる。
【0016】
使用者/操作者120にはユーザ装置200が提供される。この装置200は自立式であり、使用者の腕を支持するための支持部210と、作業面220を備えることが好ましい。使用者はツール230を把持し、これを作業空間240内で動かすことができる。ツール230は3次元位置決め手段であり、該手段が少なくとも1つのセンサ(図示せず)によって探知されることで、その位置が決定される。作業空間240は作業面220の近傍に配置されており、ツール230を作業面220に接触させると、対象画像130に加え、またはその代わりとして、2次元メニュー132Iをディスプレイ100に表示できる。ディスプレイは、選択されたツール230Iに従ってその画像を表示する。ディスプレイ100により表示された合成画像を図4に示す。
【0017】
画像130を生成したり、画像130に対してツール230を操作させるためのデジタル処理技術は、上述した従来の文献に開示されている技術と同一のものを用いている。従来技術では作業空間と画像空間は同一領域にある。しかし、本発明の実施形態では、画像空間と作業空間は離れており、ツール230の位置は、セットアップの際に、作業領域の位置と最大範囲、および、作業面220の位置と大きさを整合させることにより決定され、作業空間240におけるツール230の位置および動作の画像を、操作者および視聴者が見ることができるように画像空間に表示できる。画像空間と作業空間を離したことにより、操作者120は認識される画像130を腕の届く範囲に表示する必要がなくなる。このため、視聴者110は、操作者120により妨害されることなく、画像空間および画像130に施された操作を見ることが可能となる。
【0018】
図3に、装置200をより詳細に示す。該装置200は、突出した支持脚部252、254と接続された支持部250を備えた自立式の書見台の形態を有する。腕支持部210は、支持部材250と接続しており、水平に対して傾斜するように固定されている。ツール230およびオプションとして備えられる第2のツール232は、ワイヤによりベース部分250に接続され、そこからデジタル処理装置(図示せず)へと接続され、さらに、立体ディスプレイ100に接続されており、立体ディスプレイ100を操作できるようになっている。半透明なガラスシートが作業面220を形成する。ガラスと腕支持部210の間には開口部222が設けられている。
【0019】
図5に、作業空間240をより詳細に示す。作業空間240は立体的であるが、図5では2つの次元のみが示されている。ツール230が作業空間240にあるときには、選択された仮想のツールにより画像130を操作することができる。ツール230が、作業空間240から作業面220の方へ出ると、ツール230に取り付けられた3次元センサがこれを感知し、メニュー132Iをディスプレイ100に表示する。これにより、ツール230を用いてメニュー上のアイテムを選択することができる。
【0020】
使用中、画像130と共に、選択的に仮想制御パネル132も表示することができる。制御パネルにより、画像130を異なった方法で操作するためのオプションおよびツールを選択しうるようにしてもよい。
【0021】
第1の実施形態について、立体ディスプレイを用いて説明してきたが、3次元画像を表示しうる任意の形態のディスプレイも使用することができる。たとえば、ホログラフィ技術を用いたり、透視画像を用いるディスプレイも使用できる。
【0022】
図6、図7に、本発明に係る第2の実施形態を示す。この実施形態では、作業空間は符号300で示され、図1中の従来技術のように、画像空間と同一領域とすることもでき、図2に示した実施形態のように、画像空間から離れていてもよい。回転可能な支持部材330の片側は、作業面320となっている。該支持部材330の反対側にはキーボード340が備えられている。使用中、作業面320は、図2に示した実施形態と同様の方法で、メニューを閲覧するのに用いることができる。しかし、たとえばディスプレイに注釈やテキストを追加しようとする場合には、部材330を回転させて、使用者がキーボードを使用できるようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来技術の表示装置を示す概略図である。
【図2】本発明に係る第1の実施形態を示す概略図である。
【図3】図2の実施形態におけるユーザ装置を示す立体斜視図である。
【図4】図2、図3の実施形態におけるディスプレイを示す概略図である。
【図5】図2〜図4の実施形態におけるユーザ装置の作業空間を示す詳細図である。
【図6】本発明に係る第2の実施形態を示す概略図である。
【図7】本発明に係る第2の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【0024】
8 使用者
10 3次元画像
12 仮想作業空間
14 表示スクリーン
16 鏡
20 立体眼鏡
24 スタイラス
100 立体ディスプレイ
110 視聴者
120 使用者/操作者
130 3次元画像
132I メニュー
200 ユーザ装置
210 支持部
220 作業面
222 開口部
230 ツール
230I ツールの画像
232 第2のツール
240 作業空間
250 支持部材
252、254 支持脚
300 作業空間
320 表面
330 回転可能な支持部材
340 キーボード

Claims (13)

  1. 画像空間においておいて3次元で認識される画像を表示するように配置されたディスプレイと、画像空間から離れている3次元の作業空間とを備え、該作業空間内でのツールの操作を前記画像空間に表示することができる表示装置。
  2. 前記ツールを含むユーザ装置をさらに備え、該ユーザ装置の近傍に作業空間が設けられる請求項1に記載の装置。
  3. 前記ユーザ装置が前記作業空間のいずれかの面の近傍に2次元の作業面を備える請求項2に記載の装置。
  4. キーボードをさらに備える請求項2または3に記載の装置。
  5. 前記作業面が回転可能な部材の一方側に設けられ、前記キーボードが該部材の反対側に設けられている請求項4に記載の装置。
  6. 前記ユーザ装置が自立式である請求項2〜5のいずれかに記載の装置。
  7. 前記ユーザ装置が腕支持部を備える請求項2〜6のいずれかに記載の装置。
  8. 前記ディスプレイがスクリーンと投影手段を備える請求項1〜7のいずれかに記載の装置。
  9. 前記ディスプレイが視覚表示ユニットである請求項1〜7のいずれかに記載の装置。
  10. 画像空間において3次元で認識される画像を表示するように配置されたディスプレイと、3次元の作業空間とを備え、該作業空間内でのツールの操作を前記画像空間に表示することができ、さらに、前記作業空間の境界近傍に作業面を有し、かつ、キーボードを備える部材を備え、該部材が前記キーボードを操作できるように可動となっている表示装置。
  11. 前記画像空間が前記作業空間から離れている請求項10に記載の装置。
  12. 前記画像空間と前記作業空間が同一領域にある請求項10に記載の装置。
  13. 前記部材が回転可能であり、前記部材の作業面と反対側の面に前記キーボードが備えられている請求項10〜12のいずれかに記載の装置。
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