JP2006155172A - 入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 使用者の視界方向前方に画像を虚像として重畳表示する表示装置4と、表示装置4の動作を制御する情報処理装置23と、使用者の視界方向における使用者の身体部分または指示具の位置を検出する位置検出装置24とを設ける。情報処理装置23を、使用者の視界内に入力値または動作指令に対応する指示ポイントを設定し、表示装置4によって使用者の視界上に指示ポイントを示す標識画像を表示させ、位置検出装置24によって得られた使用者の身体部分または指示具の位置情報に基づいて、身体部分または指示具が指示ポイントに対して使用者の視線方向遠方から近接して到達したことを検出してこの指示ポイントに対応する入力値または動作指令が入力されたと認識する構成とする。
【選択図】 図2
Description
例えば、従来の入力方法では、使用者が操作パネル上に設けられた操作ボタン等の操作子を操作する。このとき、使用者から見ると、この操作子が使用者の指の下に隠れることになる。
しかし、特許文献1に記載の入力手段では、使用者が被っている透過型ディスプレイ装置によって使用者の視界上に画像情報を表示しているので、使用者の視界上の全ての物体上に画像情報が重畳表示される。すなわち、使用者がメニューを指差した際に、メニューが使用者の指の上に重畳表示され、メニューの下に指が隠れることになるので、使用者が視覚的に違和感を覚えてしまう。
本発明は、使用者の視界方向前方に画像を虚像として重畳表示する表示装置と、前記使用者の視線方向の位置を含む前記使用者の身体部分または前記使用者が保持する指示具の位置情報を検出する位置検出装置と、前記表示装置を制御する情報処理装置とを有しており、前記情報処理装置が、前記使用者の視界内に入力値または動作指令に対応する指示ポイントを設定し、前記表示装置によって前記使用者の視界上に前記指示ポイントを示す標識画像を表示させ、前記位置検出装置によって得られた前記使用者の身体部分または前記指示具の位置情報に基づいて、前記身体部分または前記指示具が前記指示ポイントに対して前記使用者の視線方向遠方から近接して到達したことを検出して該指示ポイントに対応する入力値または動作指令が入力されたと認識する入力装置を提供する。
使用者の身体部分または使用者が保持する指示具の位置は、位置検出装置によって検出されている。そして、使用者が、身体部分または指示具によって、視界上に虚像として表示された標識画像をその裏側(視線方向遠方側)から指示すると、情報処理装置が位置検出装置の出力に基づいてこれを検出し、使用者が指示した標識画像が重畳表示されている指示ポイントに対応する入力値または動作指令が入力されたと認識する。
なお、位置検出装置としては、アクティブ型やパッシブ型に関わらず、一般的な測距装置を用いることができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態に係る操作装置について、図1から図6を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る操作装置1は、この操作装置1の構成部品(例えば電子回路等)が内蔵される筐体2と、この筐体2上に設けられた撮像装置3と、画像情報を使用者の実視界上に重畳させる表示装置4とを有している。
また、この撮像装置3には、自動焦点調節装置が設けられている。この自動焦点調節装置は、被写体までの距離を測定する測距装置を有しており、この測距装置の出力に基づいて撮像装置3の焦点距離を調整する構成とされている。なお、測距装置としては、アクティブ型やパッシブ型に関わらず、一般的な測距装置を用いることができる。
表示装置4は、筐体2の他端側を側頭部等に当接させている使用者からみて、その視線方向(筐体2の一端が向けられた方向)の半透過型光学素子7よりも遠方に、画像情報の虚像を表示させるものである。
本実施形態では、画像表示部6は、その一短辺を、筐体2の開口部2aの縁部のうち、他端側の縁部に対してヒンジ11を介して接続されており、筐体2の背面2cに略直交しかつ筐体2の長手方向に略平行となる面上で、ヒンジ11の揺動軸線回りに揺動可能とされている。
半透過型光学素子7において、反射面7aが形成される領域は、使用者の実視界からの光を透過させる構成とされており、使用者は、半透過型光学素子7を通じて視線方向遠方の景色も視認することができるようになっている。すなわち、表示装置4は、使用者の実視界上に虚像を重畳する。
そして、表示装置4の使用時には、図1に示すように、反射面7aが使用者に向くように筐体2の正面2bに対して開くことで、画像表示部6から発せられた光が使用者に向けて反射される。
また、表示装置4を使用しない場合には、半透過型光学素子7を、図1に二点差線で示すように筐体2の正面2bに沿うように折り畳むことで、操作装置1の外形寸法を小さくすることができる。
さらに、反射面7aは、長手方向においてヒンジ16との接続端から離間するにつれて次第に曲率が増大させられており、これによって反射面7aの長手方向の各部における画像表示部6の表示面6aまでの距離の差によって生じる収差が解消されて、歪みのない画像情報の虚像が形成されるようになっている。
また、半透過型光学素子7の形状寸法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば表示装置4の観察光軸Aを含む仮想平面に略直交する方向(縦方向)が20mmから50mmであることが好ましく、観察光軸Aを含む仮想平面に略平行な方向(横方向)が20mmから80mmの範囲内であることが好ましい。なお、ここでいう観察光軸Aとは、画像表示部6の中心から発せられる光が、半透過型光学素子7の中心で反射して観察位置(使用者の網膜)の中心に至る光線の軌跡をさしている。
更に、観察者の観察瞳位置から半透過型光学素子7の反射面までの観察光軸方向の距離としては、特に制限はなく、目的に応じて、適宜選択することができるが、50mmから200mmの範囲内であることが好ましく、50mmから150mmの範囲内であることが特に好ましい。
情報処理装置23は、撮像装置3の撮像範囲中に、操作対象機器Dの動作指令に対応する指示ポイントを設定する。
また、情報処理装置23は、表示装置4に、使用者の視界上で指示ポイントに重畳される領域に指示ポイントを示す標識画像Pを表示させる(図3、図4参照)。この標識画像Pとしては、重畳表示される指示ポイントに対応する動作指令を示す標識画像(例えば操作ボタンやシンボル等)が用いられる。
ここで、情報処理装置23の設定する指示ポイントの位置(すなわち情報処理装置23が表示装置4に表示させる標識画像Pの位置も含む)は、操作対象機器Dごとに設定される。
情報処理装置23は、撮像装置3によって得られた画像情報を読み込み(ステップS1)、記憶装置22に記憶された識別情報を読み出す(ステップS2)。
情報処理装置23は、この画像情報と識別情報とに基づいて、撮像装置3の撮像範囲内に位置する機器(すなわち使用者の視界上に位置する機器)を識別し(ステップS3)、操作対象機器Dとして認識する(ステップS4)。
すなわち、この操作装置1では、使用者が機器を視界内に位置させるだけで、この機器が操作対象機器Dとして特定されて、この操作対象機器Dを遠隔操作することが可能となる。このため、使用者がより直感的な操作を行うことが可能となる。
さらに、情報処理装置23は、表示装置4に操作対象機器Dの動作状況を表示させる(ステップS7)。ここで、表示装置4に表示される操作対象機器Dの動作状況は、使用者が入力した動作指令に基づいて予測される動作状況であってもよく、また、通信装置21を通じて得られた実際の操作対象機器Dの動作状況であってもよい。
このように表示装置4によって操作対象機器Dの動作状況が表示されるので、使用者は操作対象機器Dの動作状況を把握しながら操作対象機器Dの遠隔操作を行うことができ、より直感的な操作を行うことが可能となる。
図3に、使用者から見た表示装置4の表示画像の例を示す。図3は、操作対象機器Dがテレビジョン受像機TVである場合を示している。本実施形態では、図3に示すように、情報処理装置23が、表示装置4に、標識画像Pを備える仮想コントローラCを表示させるようになっている。
この仮想コントローラCは、図6に示すように、番組表の体裁をなしており、この番組表において、番組情報が記載された各欄CLが、それぞれ標識画像Pとされている。これら標識画像Pに対応する指示ポイントは、それぞれの欄CLに記載された番組の録画予約指令に対応している。
ここで、図6(a)は、使用者の身体部分H(図6に示す例では指先)が仮想コントローラCに対して使用者の視線方向遠方にあり、情報処理装置23に対して、未だ仮想コントローラCに基づく入力値または動作指令が入力されていない状態を示す。また、図6(b)は、使用者の身体部分H(図6に示す例では指先)が仮想コントローラCに対して使用者の視線方向遠方から近接して到達し、情報処理装置23が仮想コントローラCに基づく入力値または動作指令が入力されたと認識した状態を示す。
これにより、使用者は、身体部分や指示具上に虚像が表示されていても視覚的に違和感を覚えずに、より直感的に入力動作を行うことができる。また、使用者は、操作対象機器から視線を外さずに、操作対象機器Dに対する動作指令を正確に入力することができる。
具体的には、情報処理装置23は、表示装置4に、使用者の視界上で標識画像Pを表示させる。
この標識画像Pとしては、例えば、図3と同様の操作ボタンやシンボル等が用いられる。
以下、本発明の第二実施形態について、図7及び図8を用いて説明する。
本実施形態にかかる操作装置31では、図7のブロック図に示すように、位置検出装置24を設ける代わりに、撮像装置3として、撮像装置3a,3bの二台の撮像装置が設けられている。これら撮像装置3a,3bによって、使用者の視界内が、異なる二方向から撮影されるようになっている。
また、情報処理装置23は、これら撮像装置3a,3bによって異なるアングルから撮像された画像情報に基づいて、使用者の身体部分または使用者の保持する指示具の位置を検出する構成とされている。本実施形態では、情報処理装置23は、撮像装置3a,3bの位置情報と、各撮像装置3a,3bによって撮像された画像情報間での使用者の身体部分または使用者の保持する指示具の像のずれ量に基づいて、使用者の視線方向での前記身体部分または前記指示具の位置を検出する。すなわち、この操作装置31では、使用者の身体部分または指示具の位置検出アルゴリズムとして、パッシブタイプの三角測距法を用いている。
L=B×f/x …(1)
この場合には、操作装置に搭載される部品量が低減されるので、操作装置自体を小型、軽量とすることができる。これにより、使用者の負担が少なくて済み、使用者の自由度が向上する。
4 表示装置
23 情報処理装置
24 位置検出装置
H 身体部分
P 標識画像
Claims (1)
- 使用者の視界方向前方に画像を虚像として重畳表示する表示装置と、
前記使用者の視線方向の位置を含む前記使用者の身体部分または前記使用者が保持する指示具の位置情報を検出する位置検出装置と、
前記表示装置を制御する情報処理装置とを有しており、
前記情報処理装置が、前記使用者の視界内に入力値または動作指令に対応する指示ポイントを設定し、前記表示装置によって前記使用者の視界上に前記指示ポイントを示す標識画像を表示させ、前記位置検出装置によって得られた前記使用者の身体部分または前記指示具の位置情報に基づいて、前記身体部分または前記指示具が前記指示ポイントに対して前記使用者の視線方向遠方から近接して到達したことを検出して該指示ポイントに対応する入力値または動作指令が入力されたと認識する入力装置。
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