JP2008124795A - Remote work support system and displaying method of the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a remote work support system which allows instructions to be transmitted easily and correctly without placing a burden on a person who gives instructions and an operator associated with presentation of instructions about a work and reception of the instructions, and to provide a displaying method of the same. <P>SOLUTION: The remote work support system comprises: head mount video displaying equipment including an electronic camera for photographing an object at work and a display unit capable of making the external world see-through; and remote instruction equipment which includes a monitor for displaying the video of the object at work photographed by the electronic camera and provides information for giving instructions on a region of the object the operator should work on to the head mount video displaying equipment. The head mount video displaying equipment includes an index display processing portion for displaying on the display unit an index for giving instructions on the region of the object the operator should work on based on the information provided by the remote instruction equipment. The index display processing portion displays the index in an overlapped manner on the corresponding region of an optical image of the object at work which the operator can observe on the screen of the display unit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠隔作業支援システム、及びその表示方法に関し、特に頭部装着式映像表示装置を備えた遠隔作業支援システム、及びその表示方法に関する。   The present invention relates to a remote work support system and a display method thereof, and more particularly, to a remote work support system including a head-mounted video display device and a display method thereof.

従来、観察者の頭部や顔面に着脱自在に装着され、小型のCRTや液晶表示素子等の映像表示素子から得られる映像(以下、画像とも称す。)を、接眼光学系によって観察者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にした頭部装着式映像表示装置、すなわちHMD(Head Mount Display)が知られている。   Conventionally, an image (hereinafter also referred to as an image) that is detachably attached to the observer's head or face and obtained from an image display element such as a small CRT or a liquid crystal display element is displayed on the observer's eyeball by an eyepiece optical system. A head-mounted image display device, that is, an HMD (Head Mount Display) is known in which a virtual image can be observed as if the image is enlarged and projected in the air.

HMDは、DVD、ビデオ等のコンテンツ映像の観賞用や、産業機器若しくは医療機器等の遠隔操作用としての表示装置として利用され、その用途は多岐に渡っている。   The HMD is used as a display device for viewing content videos such as DVDs and videos, and for remote operation of industrial equipment or medical equipment, and has a wide variety of uses.

遠隔操作用としては、作業者が電子カメラを備えたHMDを装着し、指示者が電子カメラで撮影された作業対象物の映像を、遠隔地に設けられた例えばホストコンピュータ等のモニタで観察しながら、作業者に音声や映像による適切な情報を提供し作業指示を行う、といった遠隔作業支援システムが知られている。   For remote operation, an operator wears an HMD equipped with an electronic camera, and an instructor observes an image of a work object photographed by the electronic camera on a monitor such as a host computer provided at a remote location. However, a remote work support system is known in which appropriate information is provided to a worker by voice or video and work instructions are given.

ここで、この様な遠隔作業支援システムを用いて、指示者が作業者に対して、多数の同じ形のスイッチが並んだパネル(作業対象物)の操作方法を指示する場合を考えると、あるスイッチを押す作業を伝える場合、従来は、指示者が電子カメラで撮影された映像をモニタで観察しながら、例えば「上から4つ目で、左から3つ目のスイッチを・・・」と言う様に、操作すべきスイッチの場所、そのスイッチをどの様にするか等を、作業者に口頭で説明する。作業者は指示者からの指示を音声で受取り、その作業を実行する。   Here, there is a case where an instructor instructs the operator how to operate a panel (work object) on which a large number of switches having the same shape are arranged using such a remote work support system. In order to convey the operation of pressing the switch, conventionally, the instructor observes the image taken with the electronic camera on the monitor, for example, “the fourth switch from the top and the third switch from the left ...”. As you say, explain to the operator verbally the location of the switch to be operated and how to use the switch. The worker receives the instruction from the instructor by voice and executes the work.

しかしながら、この様な従来の遠隔作業支援システムでは、指示者は作業の指示内容を「上から4つ目で、左から3つ目のスイッチを・・・」という様に具体的かつ詳細に言葉を用いて説明しなければならず、非常に負担がかかるという問題があった。また、作業者も指示者からの指示内容を注意深く聞く必要があり、指示者同様、非常に負担がかかるという問題があった。   However, in such a conventional remote operation support system, the instructor specifies the details of the work instruction in a specific and detailed manner, such as “the fourth switch from the top and the third switch from the left ...”. There was a problem that it was very burdensome. In addition, the operator needs to listen carefully to the contents of instructions from the instructor, and like the instructor, there is a problem that it is very burdensome.

そこで、この様な問題に対応する為に、種々の遠隔作業支援システムが検討されている。例えば、作業者がHMDに設けられた電子カメラで撮影されてHMDの映像表示部に表示される作業対象物の映像を観察しながら作業を行い、指示者が同じ映像を遠隔地に設けられたホストコンピュータのモニタで観察しながら、ホストコンピュータを操作して作業者に映像による作業指示を行う遠隔作業支援システムが知られている。   Therefore, various remote work support systems have been studied in order to deal with such problems. For example, an operator works while observing an image of a work object photographed by an electronic camera provided in the HMD and displayed on the video display unit of the HMD, and the instructor is provided with the same video in a remote place. 2. Description of the Related Art A remote work support system is known in which a host computer is operated to give a work instruction by video to an operator while observing with a monitor of the host computer.

具体的には、モニタに表示されている作業対象物の映像において、指示者が作業者に操作して欲しい例えばスイッチをマウスアイコンで示すと、作業者が装着しているHMDの映像表示部に表示されている作業対象物の映像におけるスイッチの場所に、マウスアイコンを表示させるものである(特許文献1参照)。
特開2002−132487号公報
Specifically, in the video of the work target displayed on the monitor, when the switch is indicated by a mouse icon that the operator wants the operator to operate, the video display unit of the HMD worn by the worker is displayed. A mouse icon is displayed at the position of the switch in the image of the displayed work object (see Patent Document 1).
JP 2002-132487 A

この様に、特許文献1に開示されている遠隔作業支援システムは、作業者が装着しているHMDの映像表示部に表示されている作業対象物の映像に、作業者が操作すべきスイッチの場所を示すマウスアイコンを重ねて表示させることにより、作業者が操作すべきスイッチを容易に視認できる様にするものである。   As described above, the remote work support system disclosed in Patent Document 1 includes a switch to be operated by the worker on the video of the work target displayed on the video display unit of the HMD worn by the worker. By overlaying and displaying a mouse icon indicating a place, the operator can easily visually recognize a switch to be operated.

しかしながら、映像としての作業対象物は、その大きさや位置が現実の作業対象物の光学像と異なることから、マウスアイコンにより操作すべきスイッチを映像上で確認できたとしても、現実の作業対象物におけるスイッチの場所に容易に手差し伸べることは困難なものであると考えられる。   However, since the work object as an image is different in size and position from the optical image of the actual work object, even if the switch to be operated with the mouse icon can be confirmed on the image, the actual work object It is considered difficult to reach the switch by hand.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、指示者や作業者に作業の指示の提示及びその受取りに対する負担を課することなく、容易に且つ正確に指示を伝達することが可能な遠隔作業支援システム、及びその表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can remotely transmit an instruction easily and accurately without imposing a burden on the instructor or the operator to present and receive a work instruction. An object is to provide a work support system and a display method thereof.

上記目的は、下記の1乃至5のいずれか1項に記載の発明によって達成される。   The above object is achieved by the invention described in any one of 1 to 5 below.

1.作業者による作業の対象となる作業対象物を撮影する電子カメラと、
映像を表示し、作業者が外界をシースルー可能な表示ユニットと、を備えた頭部装着式映像表示装置と、
前記電子カメラで撮影された前記作業対象物の映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置に、作業者による作業の部位を指示するための情報を提供する遠隔指示装置と、を有し、
前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が前記モニタに表示される前記電子カメラによって撮影された前記作業対象物の映像に基づいて、前記遠隔指示装置により前記頭部装着式映像表示装置を介して作業指示を与える遠隔作業支援システムであって、
前記頭部装着式映像表示装置は、前記遠隔指示装置から提供された前記情報に基づいて前記表示ユニットに、作業者による作業の部位を指示する指標を表示する指標表示処理部を有し、
前記指標表示処理部は、前記指標を、作業者が前記表示ユニットの画面を通して観察できる前記作業対象物の光学像における対象部位に重ねて表示することを特徴とする遠隔作業支援システム。
1. An electronic camera that shoots a work object to be worked by an operator;
A head-mounted video display device including a display unit that displays video and allows an operator to see through the outside world;
A remote indication device that includes a monitor for displaying an image of the work object photographed by the electronic camera, and provides the head-mounted image display device with information for instructing a work site by an operator; Have
An operator wearing the head-mounted image display device is attached to the head by the remote instruction device based on the video of the work object photographed by the electronic camera displayed on the monitor by the instructor. A remote work support system for giving work instructions via a video display device,
The head-mounted image display device has an index display processing unit that displays an index indicating a part of work by an operator on the display unit based on the information provided from the remote instruction device,
The index display processing unit displays the index superimposed on a target portion in an optical image of the work target that can be observed by an operator through the screen of the display unit.

2.前記遠隔指示装置は、前記電子カメラによって撮影され前記モニタに表示される前記作業対象物の映像に、前記表示ユニットのシースルー領域を表す視野枠を、重ねて表示する視野枠表示処理部と、
前記視野枠表示処理部によって前記モニタに表示される前記視野枠が表された前記作業対象物の映像において、前記視野枠の位置を基準とした、作業者が作業すべき部位の位置の座標を検出する座標検出部と、を有し、
前記遠隔指示装置は、前記座標検出部で検出された作業者が作業すべき部位の位置の座標を前記情報として前記頭部装着式映像表示装置に提供することを特徴とする前記1に記載の遠隔作業支援システム。
2. The remote instruction device, a field frame display processing unit that displays a field frame representing a see-through area of the display unit on the image of the work object photographed by the electronic camera and displayed on the monitor;
In the video of the work object showing the field frame displayed on the monitor by the field frame display processing unit, the coordinates of the position of the part where the operator should work are based on the position of the field frame. A coordinate detection unit to detect,
2. The remote instruction device according to claim 1, wherein the remote instruction device provides the head-mounted video display device with the coordinates of the position of the part to be worked by the worker detected by the coordinate detection unit as the information. Remote work support system.

3.前記遠隔指示装置は、前記モニタに表示された前記作業対象物の映像上で、指示者の操作により、作業者が作業すべき部位を指定する操作部を有し、
前記座標検出部は、前記操作部によって指定された作業者が作業すべき部位の位置の座標を検出することを特徴とする前記2に記載の遠隔作業支援システム。
3. The remote instruction device has an operation unit for designating a part to be worked by an operator by an operation of an instructor on an image of the work object displayed on the monitor,
3. The remote operation support system according to 2, wherein the coordinate detection unit detects the coordinates of the position of the part to be worked by the operator designated by the operation unit.

4.前記操作部は、ライトペンまたはマウスであることを特徴とする前記3に記載の遠隔作業支援システム。   4). The remote operation support system according to 3, wherein the operation unit is a light pen or a mouse.

5.使用者が外界をシースルー可能な表示ユニットを備えた頭部装着式映像表示装置に設けられた電子カメラによって撮影された映像に、前記表示ユニットのシースルー領域を表す視野枠を重ねて外部に設けられたモニタに表示する表示方法であって、
前記表示ユニットの画面の一隅に表示された第1の指標を、使用者が前記表示ユニットの画面を通して観察できる調整用の第2の指標の光学像に、一致させる第1の工程と、
前記第1の工程により、前記第1の指標と前記第2の指標が一致した時に、前記電子カメラで撮影され前記モニタに表示される前記第2の指標の位置を、前記表示ユニットの画面の前記一隅に対応する前記視野枠の一隅と決定する第2の工程と、
前記第2の工程を繰返し、前記視野枠の他の一隅の位置を決定する第3の工程と、
前記第2の工程および前記第3の工程で決定された前記視野枠の複数の隅の位置に基づいて視野枠生成し、前記電子カメラによって撮影された映像に重ねて表示する第4の工程と、を有することを特徴とする表示方法。
5. A field frame representing a see-through area of the display unit is provided outside the image taken by an electronic camera provided in a head-mounted image display device provided with a display unit through which the user can see-through the outside world. Display method on a monitor,
A first step of matching the first index displayed at one corner of the screen of the display unit with an optical image of a second index for adjustment that a user can observe through the screen of the display unit;
When the first index and the second index coincide with each other in the first step, the position of the second index captured by the electronic camera and displayed on the monitor is displayed on the screen of the display unit. A second step of determining a corner of the field frame corresponding to the corner;
Repeating the second step to determine the position of the other corner of the field frame;
A fourth step of generating a field frame based on the positions of a plurality of corners of the field frame determined in the second step and the third step, and displaying the frame superimposed on the video imaged by the electronic camera; The display method characterized by having.

本発明によれば、作業者が作業すべき部位を指示する指標を、作業者が表示ユニットの画面を通して観察できる作業対象物の現実の光学像における対象部位に重ねて表示する様にした。すなわち、従来の様に、指標を作業対象物の映像における対象部位に重ねて表示するのではなく、現実の光学像における対象部位に重ねて表示する様にした。これにより、指示者や作業者に作業の指示の提示及びその受取りに対する負担を課することなく、容易に且つ正確に指示を伝達することができる。また、作業者は、指示された部位に容易に手差し伸べることができ、作業性を向上させることができる。   According to the present invention, an indicator for indicating a part to be worked by an operator is displayed so as to be superimposed on a target part in an actual optical image of a work target that the worker can observe through the screen of the display unit. That is, the index is not displayed so as to be superimposed on the target part in the image of the work object as in the conventional case, but is displayed so as to be superimposed on the target part in the actual optical image. Thus, the instruction can be easily and accurately transmitted without imposing a burden on the instructor or the operator for presenting and receiving the work instruction. In addition, the operator can easily extend manually to the instructed portion, and workability can be improved.

以下図面に基づいて、本発明に係る遠隔作業支援システムの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。   Embodiments of a remote work support system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although this invention is demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this embodiment.

最初に、遠隔作業支援システム1の構成を図1を用いて説明する。図1は、本発明に係る遠隔作業支援システム1の全体構成の概要を示す模式図である。   First, the configuration of the remote work support system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the overall configuration of a remote operation support system 1 according to the present invention.

遠隔作業支援システム1は、図1に示す様に、HMD2、遠隔指示装置4等から構成される。遠隔指示装置4は、ホストコンピュータ5、映像・音声記録サーバ6、及びコンテンツサーバ7等から構成される。   As shown in FIG. 1, the remote work support system 1 includes an HMD 2, a remote instruction device 4, and the like. The remote instruction device 4 includes a host computer 5, a video / audio recording server 6, a content server 7, and the like.

ホストコンピュータ5と映像・音声記録サーバ6、コンテンツサーバ7は、イーサーネットENを介して結ばれ、ホストコンピュータ5とHMD2は、インターネットINや携帯、PHS、無線LAN等の公衆回線網PN等を介して結ばれている。   The host computer 5 is connected to the video / audio recording server 6 and the content server 7 via the Ethernet EN, and the host computer 5 and the HMD 2 are connected to the Internet IN, mobile phone, PHS, a public network PN such as a wireless LAN, etc. Are tied together.

この様な構成の遠隔作業支援システム1は、作業者Bが後述のカメラユニット28を備えたHMD2を装着し、カメラユニット28が捕えた作業対象物の映像を、指示者Aが遠隔地に設けられた遠隔指示装置4の後述のモニタ53で観察しながら、遠隔指示装置4によりHMD2を介して作業者Bに映像や音声による適切な情報を提供し、作業指示を行うものである。   In the remote work support system 1 having such a configuration, the operator B wears the HMD 2 equipped with the camera unit 28 described later, and the instructor A provides an image of the work object captured by the camera unit 28 at a remote place. While observing on the monitor 53 (to be described later) of the remote instruction device 4, the remote instruction device 4 provides the worker B with appropriate information by video and voice via the HMD 2 to give a work instruction.

次に、本発明における頭部装着式映像表示装置に該当するHMD2の構成を図2を用いて説明する。図2は、本発明に係るHMD2の全体構成図である。   Next, the configuration of the HMD 2 corresponding to the head-mounted image display device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an overall configuration diagram of the HMD 2 according to the present invention.

HMD2は、図2に示す様に、テンプル21R,21L、ブリッジ22、鼻当て23R,23L、透明基板24R,24L、表示ユニット25(LCD表示部26、接眼光学系27)、カメラユニット28、イヤホン29R,29L、マイク30、及び制御ユニット31等を有している。   As shown in FIG. 2, the HMD 2 includes temples 21R and 21L, a bridge 22, nose pads 23R and 23L, transparent substrates 24R and 24L, a display unit 25 (LCD display unit 26, an eyepiece optical system 27), a camera unit 28, and an earphone. 29R, 29L, a microphone 30, a control unit 31, and the like.

HMD2は、カメラユニット28で撮影された映像や、遠隔指示装置4から伝送された映像、及び遠隔指示装置4から提供された作業者Bによる作業の部位を指示するための情報に基づいた指標等を表示ユニット25に設けられたLCD表示部26に表示させ、該LCD表示部26から得らた映像を、接眼光学系27によって装着者(以下、作業者Bとも称する。)の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にしている。   The HMD 2 is an index based on an image taken by the camera unit 28, an image transmitted from the remote instruction device 4, and information for instructing a part of work by the worker B provided from the remote instruction device 4. Is displayed on the LCD display unit 26 provided in the display unit 25, and an image obtained from the LCD display unit 26 is directly projected onto the eyeball of the wearer (hereinafter also referred to as worker B) by the eyepiece optical system 27. This makes it possible to observe a virtual image as if the image is enlarged and projected in the air.

テンプル21R,21Lは、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、装着者の耳や側頭部に掛止され、HMD2の装着者に対する頭部への保持及び装着位置の調整を行う為のものである。尚、テンプル21R,21Lは、回動部21Ra,21Laにおいて矢印P,Q方向に回動可能に構成されており、HMD2を使用しない場合には、テンプル21R,21Lを矢印P,Q方向に回動させて透明基板24R,24Lに沿わせることにより、コンパクト化することができる。   The temples 21R and 21L are long members made of a flexible elastic material or the like. The temples 21R and 21L are hooked on the wearer's ears or the temporal region and are held on the head of the wearer by the wearer. This is for adjusting the mounting position. The temples 21R and 21L are configured to be rotatable in the directions of arrows P and Q in the rotating portions 21Ra and 21La. When the HMD 2 is not used, the temples 21R and 21L are rotated in the directions of the arrows P and Q. It can be made compact by moving it along the transparent substrates 24R and 24L.

ブリッジ22は、HMD2の装着者に対する顔面への保持を行う鼻当て23R,23Lを備え、透明基板24R,24Lの互いに対向する所定位置に架け渡された短尺の棒状部材であり、透明基板24Rと透明基板24Lとを一定の間隙を介した相対位置関係に保持するものである。   The bridge 22 includes nose pads 23R and 23L that hold the HMD 2 on the face of the wearer, and is a short rod-like member that is stretched over a predetermined position on the transparent substrates 24R and 24L facing each other. The transparent substrate 24L is held in a relative positional relationship with a fixed gap.

透明基板24R,24Lは、一方の眼球に対応した位置にU字型のスペース24Rsを形成する略平板状の透明体である。また、透明基板24Rに囲まれて形成されるU字型のスペース24Rsには、接眼光学系27が嵌め込まれている。   The transparent substrates 24R and 24L are substantially flat transparent bodies that form a U-shaped space 24Rs at a position corresponding to one eyeball. An eyepiece optical system 27 is fitted in a U-shaped space 24Rs formed by being surrounded by the transparent substrate 24R.

表示ユニット25は、LCD表示部26、及び接眼光学系27等を有し、カメラユニット28で撮影された映像や、制御ユニット31に設けられた後述のネットワークI/F36を介して遠隔指示装置4から伝送された映像、及び遠隔指示装置4から提供された作業者Bによる作業の部位を指示するための情報に基づいた指標等を表示する。   The display unit 25 includes an LCD display unit 26, an eyepiece optical system 27, and the like. The remote instruction device 4 is connected via an image captured by the camera unit 28 or a network I / F 36 described later provided in the control unit 31. And an index based on the information transmitted from the remote instruction device 4 and information for instructing the part of the work by the worker B provided from the remote instruction device 4.

カメラユニット28は、本発明における電子カメラに該当し、図示しない後述のズームレンズ281、CCD(Charge Coupled Device)282、及び画像処理部284等を有し、装着者の周囲の外界情景を撮影するものであり、ズームレンズ281によって結像された被写体光学像を、CCD282によって光電変換して画像信号(映像信号)を生成し、画像処理部284等により画像信号に所定の画像処理を施し画像(映像)を生成する。   The camera unit 28 corresponds to an electronic camera according to the present invention, and includes a zoom lens 281 (not shown), a CCD (Charge Coupled Device) 282, an image processing unit 284, and the like, and captures an external scene around the wearer. The subject optical image formed by the zoom lens 281 is photoelectrically converted by the CCD 282 to generate an image signal (video signal), and the image signal is subjected to predetermined image processing by the image processing unit 284 or the like. Video).

イヤホン29R,29Lは、装着者の耳に挿入され、装着者に音声を提供する。   Earphones 29R and 29L are inserted into the ears of the wearer and provide sound to the wearer.

マイク30は、装着者の音声を音声信号に変換する。   The microphone 30 converts the voice of the wearer into an audio signal.

制御ユニット31は、マイクロコンピュータからなり、電源スイッチ351、操作スイッチ352等を有し、これら各種操作スイッチからの信号、及び遠隔指示装置4からの制御信号等を受けて、HMD2で行われる表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。   The control unit 31 includes a microcomputer and includes a power switch 351, an operation switch 352, and the like, and a display operation performed in the HMD 2 in response to signals from these various operation switches, a control signal from the remote instruction device 4, and the like. And image signal processing operations are comprehensively controlled.

ここで、表示ユニット25の構成を、図3を用いて説明する。図3は、本発明に係るHMD2における表示ユニット25の左側面からの側断面図であり、主に表示ユニット25の内部構成を示している。   Here, the configuration of the display unit 25 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a side sectional view from the left side surface of the display unit 25 in the HMD 2 according to the present invention, and mainly shows the internal configuration of the display unit 25.

図3に示す様に、表示ユニット25は、筐体261、LED(Light Emitting Diode)262、コリメータレンズ263、LCD(Liquid Crystal Display)264からなるLCD表示部26、及びプリズム271、HOE(Holographic Optical Element)272からなる接眼光学系27等から構成される。   As shown in FIG. 3, the display unit 25 includes a housing 261, an LED (Light Emitting Diode) 262, a collimator lens 263, an LCD (Liquid Crystal Display) 264 LCD display unit 26, a prism 271, and HOE (Holographic Optical). Element) 272 and the eyepiece optical system 27.

LCD表示部26の筐体261の内部には、LED262、コリメータレンズ263、及びLCD264が内蔵された状態で、該筐体261が接眼光学系27のプリズム271の上端部において上斜め前方(図3では右斜め上方向)に突出する態様で取り付けられている。   In the state where the LED 262, the collimator lens 263, and the LCD 264 are built in the housing 261 of the LCD display unit 26, the housing 261 is diagonally upward and forward at the upper end portion of the prism 271 of the eyepiece optical system 27 (FIG. 3). Then, it is attached in such a manner as to protrude obliquely upward to the right.

LED262は、所定波長色を含む白色発光ダイオード(LED)からなる点光源である。   The LED 262 is a point light source composed of a white light emitting diode (LED) including a predetermined wavelength color.

コリメータレンズ263は、LED262の光をほぼ平行光にしてLCD264に投光するものである。   The collimator lens 263 converts the light from the LED 262 into substantially parallel light and projects it onto the LCD 264.

LCD264は、カメラユニット28で撮影され生成された映像信号や、制御ユニット31に設けられた後述のネットワークI/F36を介して遠隔指示装置4から伝送された映像信号、及び遠隔指示装置4から提供された作業者Bによる作業の部位を指示するための情報等に基づき映像(画像)を生成するものであり、例えば透過型の液晶表示パネルである。   The LCD 264 is provided from the video instruction signal generated by the camera unit 28, the video signal transmitted from the remote instruction device 4 via the network I / F 36 described later provided in the control unit 31, and the remote instruction device 4. An image (image) is generated based on the information for instructing the part of work performed by the worker B, and is a transmissive liquid crystal display panel, for example.

プリズム271は、ガラスや透明樹脂等からなる略板状の透明部材であり、LCD264からの光を内部で複数回の反射を行わせるものである。プリズム271の上端部は、LCD264からの光の大部分を内部に採光できるように、上方に向かってより肉厚となるように前面側(接眼面と反対側)が突き出るように楔形状に形成された肉厚部271bが形成されている。   The prism 271 is a substantially plate-shaped transparent member made of glass, transparent resin, or the like, and causes light from the LCD 264 to be reflected a plurality of times inside. The upper end portion of the prism 271 is formed in a wedge shape so that the front side (opposite side of the eyepiece surface) protrudes to be thicker upward so that most of the light from the LCD 264 can be collected inside. The thick part 271b thus formed is formed.

また、プリズム271の下端部には、傾斜面271aが形成されており、プリズム271は、透明基板24Rに形成された傾斜面24Raに対しHOE272を介して接合(例えば接着)されている。また、プリズム271の表裏面は、透明基板24Rの表裏面に対して面一とされている。これにより、プリズム271は、透明基板24Rと一枚の板状に一体化されている。   An inclined surface 271a is formed at the lower end of the prism 271. The prism 271 is bonded (for example, bonded) to the inclined surface 24Ra formed on the transparent substrate 24R via the HOE 272. The front and back surfaces of the prism 271 are flush with the front and back surfaces of the transparent substrate 24R. Thereby, the prism 271 is integrated with the transparent substrate 24R in a single plate shape.

HOE272は、光学的に軸非対称な所謂自由曲面で構成されて正のパワーを有する体積位相型のホログラム光学素子であり、プリズム271の下端部において所定の傾斜角を有して支持されている。HOE272は、プリズム271により導光された光が照射されることにより、光の干渉現象を用いてホログラム映像を眼球Eに提供する。   The HOE 272 is a volume phase type holographic optical element having a positive power, which is constituted by a so-called free-form surface that is optically asymmetric with respect to the axis, and is supported at a lower end portion of the prism 271 with a predetermined inclination angle. The HOE 272 provides a hologram image to the eyeball E using the light interference phenomenon when irradiated with the light guided by the prism 271.

以上のような構成を有する表示ユニット25においては、LED262から射出された光は、コリメータレンズ263を通してLCD264を照明し、この照明によりLCD264で生成された像光は、プリズム271内で複数回の全反射を行った後、HOE272により回折し虚像として装着者の眼球Eに導かれる。   In the display unit 25 having the above-described configuration, the light emitted from the LED 262 illuminates the LCD 264 through the collimator lens 263, and the image light generated by the LCD 264 by this illumination is a plurality of times in the prism 271. After reflection, the light is diffracted by the HOE 272 and guided to the wearer's eyeball E as a virtual image.

さらに、プリズム271は、前方から入射する光を装着者の眼球Eに導くようになっている。これにより、装着者は、外界(前方の被写体)をシースルー可能となり、カメラユニット28で撮影され生成された映像や、制御ユニット31に設けられた後述のネットワークI/F36を介して遠隔指示装置4から伝送された映像、及び遠隔指示装置4から提供された作業者Bによる作業の部位を指示するための情報に基づいた指標等を外界(前方の被写体)と重畳して視認することとなる。   Further, the prism 271 guides light incident from the front to the eyeball E of the wearer. As a result, the wearer can see through the outside world (a subject in front), and the remote instruction device 4 via an image captured and generated by the camera unit 28 or a network I / F 36 described later provided in the control unit 31. And an index or the like based on information transmitted from the remote control device 4 and information for instructing a part of work by the worker B provided from the remote instruction device 4 is superimposed on the outside (front subject) for visual recognition.

次に、図1に戻って、遠隔指示装置4の構成を説明する。遠隔指示装置4はホストコンピュータ5(以下、ホストPC5と称する。)、音声・映像記録サーバ6、及びコンテンツサーバ7等から構成される。   Next, returning to FIG. 1, the configuration of the remote instruction device 4 will be described. The remote instruction device 4 includes a host computer 5 (hereinafter referred to as a host PC 5), an audio / video recording server 6, a content server 7, and the like.

ホストPC5は、図1に示す様に、コンピュータ本体51、モニタ53、マウス55、及びキーボード57等を備えた、例えば、パーソナルコンピュータである。   As shown in FIG. 1, the host PC 5 is, for example, a personal computer including a computer main body 51, a monitor 53, a mouse 55, a keyboard 57, and the like.

ホストPC5は、そのモニタ53に、作業者Bに装着されたHMD2のカメラユニット28が撮影した作業対象物の映像を表示する。指示者Aは、モニタ53に表示された作業対象物の映像を観察しながら、本発明における操作部に該当するマウス55やキーボード57、また図示しないライトペン等によりホストPC5を操作し、HMD2にコンテンツサーバ7に記録されている作業に必要な情報や、作業者Bによる作業の部位を指示するための情報等を提供し、作業者Bに作業指示を行うものである。   The host PC 5 displays on the monitor 53 an image of the work object taken by the camera unit 28 of the HMD 2 attached to the worker B. The instructor A operates the host PC 5 with the mouse 55 and the keyboard 57 corresponding to the operation unit in the present invention, a light pen (not shown), etc. while observing the image of the work object displayed on the monitor 53, so that the HMD 2 Information necessary for work recorded in the content server 7, information for instructing a part of work by the worker B, and the like are provided, and the work instruction is given to the worker B.

音声・映像記録サーバ6は、HMD2のカメラユニット28で撮影された映像や作業者Bと指示者Aとの間で交信された音声等の作業記録を記憶する。   The audio / video recording server 6 stores work records such as video captured by the camera unit 28 of the HMD 2 and audio exchanged between the worker B and the instructor A.

コンテンツサーバ7には、作業者Bが作業を行う際に必要な映像や音声等の作業支援情報が記録されている。   The content server 7 stores work support information such as video and audio necessary for the worker B to perform work.

次に、遠隔支援システム1の電気回路構成について図4を用いて説明する。図4は、本発明に係わる遠隔支援システム1の電気回路のブロック構成図である。尚、図4では、図1乃至図3に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。   Next, the electric circuit configuration of the remote support system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the electric circuit of the remote support system 1 according to the present invention. In FIG. 4, the same members as those shown in FIGS. 1 to 3 are given the same numbers.

HMD2の要部電気回路ブロックは、表示ユニット25、カメラユニット28、及び制御ユニット31等から構成される。   The main circuit block of the HMD 2 includes a display unit 25, a camera unit 28, a control unit 31, and the like.

表示ユニット25は、LCD表示部26、接眼光学系27から構成され、各部位で行われる動作については前述したので説明は省略する。   The display unit 25 includes an LCD display unit 26 and an eyepiece optical system 27. Since the operations performed in each part have been described above, the description thereof will be omitted.

カメラユニット28は、ズームレンズ281、CCD(Charge Coupled Device)282、AFE(Analog Front End)283、及び画像処理部284等を有する。   The camera unit 28 includes a zoom lens 281, a CCD (Charge Coupled Device) 282, an AFE (Analog Front End) 283, an image processing unit 284, and the like.

CCD282は、R(赤)光、G(緑)光、B(青)光の各色透過フィルタをピクセル単位(画素単位)で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、ズームレンズ281により結像された被写体光像を、R(赤)光、G(緑)光、B(青)光の各色成分の画像信号(各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号)に光電変換するものである。   The CCD 282 is a color area imaging sensor in which R (red) light, G (green) light, and B (blue) light transmission filters are arranged in a checkered pattern in pixel units (pixel units), and is connected by a zoom lens 281. The imaged subject light image is photoelectrically converted into image signals (signals consisting of a signal sequence of pixel signals received in units of pixels) of each color component of R (red) light, G (green) light, and B (blue) light. To convert.

AFE283は、制御ユニット31から送信される基準クロックに基づいて、CCD282の駆動を制御し、CCD282から読み出された映像信号(画像信号)に周知のアナログ信号処理を施した後にデジタル映像信号に変換する。   The AFE 283 controls the drive of the CCD 282 based on the reference clock transmitted from the control unit 31, performs a known analog signal processing on the video signal (image signal) read from the CCD 282, and converts it into a digital video signal To do.

この様に、CCD282で読み出された映像信号は、AFE283で所定の処理が施されて、デジタル映像信号に変換される。デジタル化された映像信号は、画像処理部284に取り込まれて所定の処理が行われる。以下、画像処理部284で行われるデジタル映像信号への処理について説明する。   In this manner, the video signal read by the CCD 282 is subjected to predetermined processing by the AFE 283 and converted into a digital video signal. The digitized video signal is captured by the image processing unit 284 and subjected to predetermined processing. Hereinafter, the process for the digital video signal performed by the image processing unit 284 will be described.

最初に、画像処理部284に取り込まれたデジタル映像信号は、CCD282から出力される映像信号の読出しに同期して後述の制御ユニット31中の画像メモリ33に書き込まれる。すなわち、画像処理部284で行われる処理に使用されるデジタル映像信号は、画像メモリ33にいったん記録したものを画像メモリ33から取り出し、画像処理部284中の各部位における処理に使用される。   First, the digital video signal captured by the image processing unit 284 is written into an image memory 33 in the control unit 31 described later in synchronization with the readout of the video signal output from the CCD 282. That is, a digital video signal used for processing performed by the image processing unit 284 is once recorded in the image memory 33 and taken out from the image memory 33 and used for processing in each part in the image processing unit 284.

画像処理部284は、図示しない例えば、黒レベル補正部、画素補間部、ホワイトバランス制御部、ガンマ補正部、マトリックス演算部、シェーディング補正部、及び画像圧縮部等を有し、画像メモリ33より取り出したデジタル映像信号に周知の画像信号処理を施すものである。そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル映像信号は、再度、画像メモリ33に格納される。   The image processing unit 284 includes, for example, a black level correction unit, a pixel interpolation unit, a white balance control unit, a gamma correction unit, a matrix calculation unit, a shading correction unit, an image compression unit, and the like (not shown). The digital video signal is subjected to known image signal processing. Then, the digital video signal that has undergone predetermined processing at these parts is stored in the image memory 33 again.

制御ユニット31は、制御部32、画像メモリ33、VRAM(Video Random Access Memory)34、スイッチ群35、及びネットワークI/F36等から構成される。   The control unit 31 includes a control unit 32, an image memory 33, a VRAM (Video Random Access Memory) 34, a switch group 35, a network I / F 36, and the like.

制御部32は、図示しない各制御プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、演算処理や制御処理等のデータを一時的に格納するRAM(Random Access Memory)、及び制御プログラム等をROMから読み出して実行するCPU(中央演算処理装置)等からなり、電源スイッチ351及び各種操作スイッチ352等からの信号、及び遠隔指示装置4からの制御信号等を受けて、HMD2で行われる表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。   The control unit 32 reads a ROM (Read Only Memory) that stores each control program (not shown), a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data such as arithmetic processing and control processing, and a control program from the ROM. Display operations and image signals performed by the HMD 2 in response to signals from the power switch 351 and various operation switches 352, control signals from the remote instruction device 4, and the like. It controls the overall processing operations.

指標表示処理部321は、ホストPC5中の後述の座標検出部512で検出された作業者Bが作業すべき部位の位置の座標に基づいて、表示ユニット25に、作業者Bによる作業の部位を指示する指標を、作業者Bが表示ユニット25の画面を通して観察できる作業対象物の光学像における対象部位に重ねて表示する。   The index display processing unit 321 indicates the part of the work by the worker B on the display unit 25 based on the coordinates of the position of the part to be worked by the worker B detected by the coordinate detection unit 512 described later in the host PC 5. The indicator to be instructed is displayed so as to be superimposed on the target part in the optical image of the work target that can be observed through the screen of the display unit 25 by the worker B.

画像メモリ33は、制御ユニット31中の制御部32によりデジタル映像信号に対する各種処理を行う為の作業領域として用いられる一時メモリである。   The image memory 33 is a temporary memory used as a work area for performing various processing on the digital video signal by the control unit 32 in the control unit 31.

VRAM34は、LCD表示部26中のLCD264の画素数に対応した映像信号の記録容量を有し、LCD264に再生表示される映像を構成する映像信号のバッファメモリである。   The VRAM 34 has a video signal recording capacity corresponding to the number of pixels of the LCD 264 in the LCD display unit 26, and is a video signal buffer memory that constitutes an image reproduced and displayed on the LCD 264.

ネットワークI/F36は、HMD2を公衆回線網PNに接続し、サーバ装置4との間で交信を行い、映像、音声、及び各種制御信号等の入出力を行う。   The network I / F 36 connects the HMD 2 to the public line network PN, communicates with the server device 4, and inputs and outputs video, audio, and various control signals.

次に、ホストPC5の要部電気回路ブロックは、コンピュータ本体51、モニタ53、及びマウス55、キーボード57等から構成される。   Next, the main electric circuit block of the host PC 5 includes a computer main body 51, a monitor 53, a mouse 55, a keyboard 57, and the like.

コンピュータ本体51は、視野枠表示処理部511、及び座標検出部512等を有する。   The computer main body 51 includes a field frame display processing unit 511, a coordinate detection unit 512, and the like.

視野枠表示処理部511は、HMD2中の電子カメラ28によって撮影されモニタ53に表示される作業対象物の映像に、HMD2中の表示ユニット25のシースルー領域を表す視野枠を、重ねて表示する。尚、モニタ53に表示される作業対象物の映像に重ねて表示する視野枠の表示方法については後述する。   The field frame display processing unit 511 superimposes and displays a field frame representing the see-through area of the display unit 25 in the HMD 2 on the image of the work target photographed by the electronic camera 28 in the HMD 2 and displayed on the monitor 53. A method of displaying the field frame that is displayed so as to overlap the image of the work object displayed on the monitor 53 will be described later.

座標検出部512は、視野枠表示処理部511によってモニタ53に表示される視野枠が表された作業対象物の映像において、視野枠の位置を基準とした、作業者が作業すべき部位の位置の座標を検出する。具体的には、指示者Aが、マウス55やキーボード57を操作して、モニタ53上で作業者が作業すべき部位の位置を、アイコンで選択することにより、選択された位置の視野枠の位置を基準とした座標を算出する。   The coordinate detection unit 512 is a position of a part on which the operator should work on the basis of the position of the field frame in the image of the work target displayed on the monitor 53 by the field frame display processing unit 511. Detect the coordinates of. Specifically, the instructor A operates the mouse 55 and the keyboard 57 to select the position of the part on which the worker should work on the monitor 53 with an icon, so that the field frame of the selected position is displayed. Calculate coordinates based on position.

この様な構成の作業支援システム1において、本発明は、遠隔地にいる指示者Aが作業者Bに作業して欲しい部位を指示する際に、作業者Bが指示者Aの指示を容易に確認できる様に、作業者Bが作業すべき部位を指示する指標を、作業者Bが表示ユニット25の画面を通して観察できる作業対象物の現実の光学像における対象部位に重ねて表示する様に制御するものである。   In the work support system 1 having such a configuration, the present invention makes it easy for the operator B to give instructions from the instructor A when the instructor A at a remote location instructs the worker B to work on a part to be worked. In order to be able to confirm, the index indicating the part to be worked by the worker B is controlled so as to be superimposed on the target part in the actual optical image of the work target that the worker B can observe through the screen of the display unit 25. To do.

ここで、作業支援システム1で行われる指標表示動作の流れを図5、及び図6を用いて説明する。図5は、本発明に係る遠隔作業支援システム1で行われる指標表示動作の流れを示すフローチャートである。図6は、本発明に係る遠隔作業支援システムにおける指標表示動作の流れを示す模式図である。   Here, the flow of the index display operation performed in the work support system 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the index display operation performed in the remote operation support system 1 according to the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram showing the flow of the index display operation in the remote operation support system according to the present invention.

最初に、作業者Bが装着したHMD2の表示ユニット25の画面には、図6(a)に示す様に、作業対象物Xのシースルー像S(光学像)がLCD表示領域(シースルー視野)Dを通して観察されている(ステップS1)。   First, on the screen of the display unit 25 of the HMD 2 worn by the worker B, as shown in FIG. 6A, a see-through image S (optical image) of the work object X is displayed on the LCD display region (see-through field of view) D. (Step S1).

一方、遠隔地に設けられた遠隔指示装置4のモニタ53には、図6(b)に示す様に、HMD2のカメラユニット28で撮影された作業対象物Xの映像KIが表示されている。また、映像KIには、HMD2の表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dを表す視野枠Fが視野枠表示処理部511によって重ねて表示されている(ステップS2)。尚、モニタ53に表示される作業対象物Xの映像KIに重ねて表示される視野枠Fの表示方法については後述する。   On the other hand, on the monitor 53 of the remote instruction device 4 provided at a remote place, as shown in FIG. 6B, an image KI of the work object X photographed by the camera unit 28 of the HMD 2 is displayed. In the video KI, a field frame F representing the LCD display area (see-through field) D of the display unit 25 of the HMD 2 is displayed superimposed by the field frame display processing unit 511 (step S2). A method of displaying the field frame F displayed on the monitor 53 so as to overlap the image KI of the work target X will be described later.

次に、指示者Aは、視野枠Fと作業対象物Xの映像KIが表示されたモニタ53上で、例えばマウス55を操作して作業者Bが作業すべき部位、例えばスイッチSWの位置を、マウスアイコンで選択する(ステップS3)。スイッチSWが選択されると、座標検出部512は、視野枠Fの4隅P,Q,R,Sの位置の座標を基準としたスイッチSWの位置の座標T0(T0x,T0y)を算出し(ステップS4)、算出した座標T0(T0x,T0y)をHMD2に送出する。   Next, the instructor A operates, for example, the mouse 55 on the monitor 53 on which the field frame F and the image KI of the work object X are displayed, and determines the position where the worker B should work, for example, the position of the switch SW. The selection is made with the mouse icon (step S3). When the switch SW is selected, the coordinate detection unit 512 calculates the coordinates T0 (T0x, T0y) of the position of the switch SW with reference to the coordinates of the positions of the four corners P, Q, R, and S of the field frame F. (Step S4), the calculated coordinates T0 (T0x, T0y) are sent to the HMD2.

ここで、座標T0(T0x,T0y)の算出方法について説明する。モニタ53の原点O(0,0)を基準とした、視野枠Fの4隅P,Q,R,S、及びスイッチSWの位置の座標を、それぞれP(Px,Py),Q(Qx,Qy),R(Rx,Ry),S(Sx,Sy)、及びT(Tx,Ty)とすると、視野枠Fの4隅P,Q,R,Sの位置の座標を基準としたスイッチSWの位置の座標T0(T0x,T0y)は、下記(式1)、(式2)で求められる。
T0x=(Tx−Px)/(Qx−Px) (式1)
T0y=(Ty−Py)/(Sy−Py) (式2)
次に、HMD2の指標表示処理部321は、座標検出部512から取得したスイッチSWの位置の座標T0(T0x,T0y)を、HMD2の表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dの4隅p,q,r,sの位置の座標を基準とした座標t(tx,ty)に変換する(ステップS5)。
Here, a method of calculating the coordinates T0 (T0x, T0y) will be described. The coordinates of the positions of the four corners P, Q, R, S and the switch SW of the field frame F with respect to the origin O (0, 0) of the monitor 53 are P (Px, Py), Q (Qx, Assuming that Qy), R (Rx, Ry), S (Sx, Sy), and T (Tx, Ty), the switch SW based on the coordinates of the positions of the four corners P, Q, R, and S of the field frame F The coordinates T0 (T0x, T0y) of the position are obtained by the following (Expression 1) and (Expression 2).
T0x = (Tx−Px) / (Qx−Px) (Formula 1)
T0y = (Ty−Py) / (Sy−Py) (Formula 2)
Next, the index display processing unit 321 of the HMD2 uses the coordinates T0 (T0x, T0y) of the position of the switch SW acquired from the coordinate detection unit 512 as the four corners of the LCD display area (see-through field of view) D of the display unit 25 of the HMD2. Conversion is made to coordinates t (tx, ty) with reference to the coordinates of the positions of p, q, r, and s (step S5).

ここで、座標t(tx,ty)への変換方法について説明する。表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dの4隅の座標をp(0,0),q(qx,0),r(rx,ry),s(0,sy)とすると、座標t(tx,ty)は下記(式3)、(式4)で求められる。
tx=T0x・qx (式3)
ty=T0y・sy (式4)
次に、指標表示処理部321は、図6(c)に示す様に、表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dの座標t(tx,ty)の位置に作業者Bによる作業の部位を指示する指標、例えばポインターPIを、作業者Bが表示ユニット25の画面を通して観察している作業対象物Xのシースルー像S(光学像)に重ねて表示する(ステップS6)。
Here, a conversion method to the coordinate t (tx, ty) will be described. If the coordinates of the four corners of the LCD display area (see-through visual field) D of the display unit 25 are p (0, 0), q (qx, 0), r (rx, ry), s (0, sy), the coordinate t (Tx, ty) is obtained by the following (formula 3) and (formula 4).
tx = T0x · qx (Formula 3)
ty = T0y · sy (Formula 4)
Next, as shown in FIG. 6C, the index display processing unit 321 is a part of the work by the worker B at the position of the coordinate t (tx, ty) of the LCD display area (see-through visual field) D of the display unit 25. A pointer PI, for example, a pointer PI is superimposed on the see-through image S (optical image) of the work object X that the worker B is observing through the screen of the display unit 25 (step S6).

この様にして、作業者Bが作業すべき部位を指示する指標(ポインターPI)を、作業者BがHMD2の表示ユニット25の画面を通して観察できる作業対象物Xのシースルー像S(光学像)における対象部位に重ねて表示することができる。   In this way, in the see-through image S (optical image) of the work object X that the worker B can observe through the screen of the display unit 25 of the HMD 2, an index (pointer PI) that indicates the part to be worked by the worker B is displayed. It can be displayed superimposed on the target site.

ここで、モニタ53に表示される作業対象物Xの映像KIに重ねて表示される視野枠Fの表示方法について図7、図8を用いて説明する。図7は、本発明に係るモニタ53に表示される視野枠Fの表示方法の流れを示すフローチャートである。図8は、本発明に係るモニタ53に表示される視野枠Fの表示方法の流れを示す模式図である。   Here, a display method of the visual field frame F displayed on the monitor 53 so as to overlap the image KI of the work target X will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a method for displaying the field frame F displayed on the monitor 53 according to the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing a flow of a method for displaying the field frame F displayed on the monitor 53 according to the present invention.

最初に、図8(a1)に示す様に、HMD2の表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dの1隅sに、本発明における第1の指標に該当するマーカMを表示させる(ステップS1)。また、図8(b1)に示す様に、ホストPC5のモニタ53に暫定の視野枠Wを表示させる(ステップS2)。   First, as shown in FIG. 8 (a1), a marker M corresponding to the first index in the present invention is displayed at one corner s of the LCD display area (see-through visual field) D of the display unit 25 of the HMD2 (step S1). S1). Further, as shown in FIG. 8 (b1), the provisional visual field frame W is displayed on the monitor 53 of the host PC 5 (step S2).

次に、図8(a2)に示す様に、外界の任意の位置(例えば作業対象物X上)に、本発明における第2の指標に該当する調整の為の調整チャートCを設置する(ステップS3)。そして、図8(b2)に示す様に、設置された調整チャートCをカメラユニット28で撮影した映像CIをモニタ53に表示する(ステップS4)。   Next, as shown in FIG. 8 (a2), an adjustment chart C for adjustment corresponding to the second index in the present invention is installed at an arbitrary position in the outside world (for example, on the work object X) (step) S3). Then, as shown in FIG. 8 (b2), the image CI obtained by photographing the installed adjustment chart C with the camera unit 28 is displayed on the monitor 53 (step S4).

次に、HMD2を装着した作業者Bは、図8(a3)に示す様に、頭の向きを変化させて、表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dの1隅sに表示されているマーカMと、表示ユニット25の画面を通して観察できる調整チャートCの光学像が重なって視認できる様にする(ステップS5;第1の工程)。このとき、図8(b3)に示す様に、モニタ53に表示されている調整チャートCの映像CIと、LCD表示領域(シースルー視野)Dの1隅sに対応する暫定の視野枠Wの1隅Sの位置は、作業者毎の瞳の位置の違い等によりずれている場合がある。   Next, the worker B wearing the HMD 2 is displayed in one corner s of the LCD display area (see-through field of view) D of the display unit 25 by changing the direction of the head as shown in FIG. 8 (a3). The marker M and the optical image of the adjustment chart C that can be observed through the screen of the display unit 25 overlap each other so as to be visually recognized (step S5; first step). At this time, as shown in FIG. 8B3, the video CI of the adjustment chart C displayed on the monitor 53 and 1 of the provisional visual field frame W corresponding to one corner s of the LCD display area (see-through visual field) D are displayed. The position of the corner S may be shifted due to a difference in the position of the pupil for each worker.

そこで、指示者Aは、図8(b4)に示す様に、モニタ53に表示されている暫定の視野枠Wの1隅Sの位置を、マウス55やキーボード57を操作して移動させ、調整チャートCの映像CIと一致させる(ステップS6)。そして、視野枠表示処理部511は、このときの暫定の視野枠Wの1隅Sの位置をLCD表示領域(シースルー視野)Dの1隅sに対応する位置として決定する(ステップS7:第2の工程)。同様にして、LCD表示領域(シースルー視野)Dの他の3隅p,q,rにそれぞれ対応する暫定の視野枠Wの他の3隅P,Q,Rの位置を決定する(ステップS8;第3の工程)。そして、視野枠表示処理部511は、決定した視野枠の座標P,Q,R,Sを4隅とする視野枠Wを表示する(ステップS9;第4の工程)。尚、視野枠Fの位置に厳しい精度が要求されない場合は、視野枠Fの1隅、または、対角線上の2隅の位置のみに基づいて視野枠Fを表示する様にしても良い。   Therefore, as shown in FIG. 8 (b4), the instructor A moves the position of one corner S of the temporary visual field frame W displayed on the monitor 53 by operating the mouse 55 and the keyboard 57 to adjust. It is made to correspond with the image | video CI of the chart C (step S6). Then, the visual field frame display processing unit 511 determines the position of one corner S of the provisional visual field frame W at this time as a position corresponding to one corner s of the LCD display area (see-through visual field) D (step S7: second). Process). Similarly, the positions of the other three corners P, Q, R of the provisional field frame W respectively corresponding to the other three corners p, q, r of the LCD display area (see-through field of view) D are determined (step S8; (3rd process). Then, the field frame display processing unit 511 displays the field frame W having four corners of the determined coordinates P, Q, R, and S of the field frame (step S9; fourth step). If strict accuracy is not required for the position of the field frame F, the field frame F may be displayed based on only one corner of the field frame F or two diagonal positions.

この様にして、モニタ53に表示される作業対象物Xの映像KIに、HMD2の表示ユニット25のLCD表示領域(シースルー視野)Dに対応する視野枠Fを重ねて表示することができる。   In this way, the visual field frame F corresponding to the LCD display area (see-through visual field) D of the display unit 25 of the HMD 2 can be displayed on the video KI of the work target X displayed on the monitor 53.

この様に、本発明の実施形態に係る遠隔作業支援システム1においては、作業者Bが作業すべき部位を指示する指標(ポインターPI)を、作業者BがHMD2の表示ユニット25の画面を通して観察できる作業対象物Xのシースルー像S(光学像)における対象部位に重ねて表示する様にした。すなわち、従来の様に、指標を作業対象物の映像における対象部位に重ねて表示するのではなく、現実の光学像における対象部位に重ねて表示する様にした。これにより、指示者や作業者に作業の指示の提示及びその受取りに対する負担を課することなく、容易に且つ正確に指示を伝達することができる。また、作業者は、指示された部位に容易に手差し伸べることができ、作業性を向上させることができる。   As described above, in the remote work support system 1 according to the embodiment of the present invention, the operator B observes the index (pointer PI) indicating the part to be worked through the screen of the display unit 25 of the HMD 2. It was made to display on the target part in the see-through image S (optical image) of the work target X that can be displayed. That is, the index is not displayed so as to be superimposed on the target part in the image of the work object as in the conventional case, but is displayed so as to be superimposed on the target part in the actual optical image. Thus, the instruction can be easily and accurately transmitted without imposing a burden on the instructor or the operator for presenting and receiving the work instruction. In addition, the operator can easily extend manually to the instructed portion, and workability can be improved.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、前述の実施の形態においては、マウス55やキーボード57あるいはライトペン等を操作することにより、作業の部位を指示する指標を、表示ユニット25の画面を通して観察できる作業対象物の光学像における対象部位に重ねて表示する様にしたが、矢印や「ここを押す」等の記号や文字をタブレットPCに手書きで入力し、入力した記号や文字を作業対象物の光学像における対象部位に重ねて表示する様にしても良い。これにより、より正確に且つ具体的な指示を伝達することができる。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be changed or improved as appropriate. For example, in the above-described embodiment, the object in the optical image of the work object that can be observed through the screen of the display unit 25 by operating the mouse 55, the keyboard 57, the light pen, or the like to indicate the work site. Although it is displayed so as to be superimposed on the part, a symbol or character such as an arrow or “push here” is input by hand on the tablet PC, and the input symbol or character is superimposed on the target part in the optical image of the work object. You may make it display. Thereby, a more specific and specific instruction can be transmitted.

本発明に係る遠隔作業支援システムの全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the remote work assistance system which concerns on this invention. 本発明に係るHMDの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an HMD according to the present invention. 本発明に係るHMDにおける表示ユニットの側断面図である。It is a sectional side view of the display unit in HMD concerning the present invention. 本発明に係る遠隔作業支援システムの電気回路ブロック構成図である。It is an electric circuit block block diagram of the remote operation assistance system which concerns on this invention. 本発明に係る遠隔作業支援システムにおける指標表示動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the parameter | index display operation | movement in the remote operation assistance system which concerns on this invention. 本発明に係る遠隔作業支援システムにおける指標表示動作の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the index | index display operation | movement in the remote operation assistance system which concerns on this invention. 本発明に係るモニタに表示される視野枠の表示方法の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the display method of the visual field frame displayed on the monitor which concerns on this invention. 本発明に係るモニタに表示される視野枠の表示方法の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the display method of the visual field frame displayed on the monitor which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 遠隔作業支援システム
2 頭部装着式映像表示装置(HMD)
21R,21L テンプル
22 ブリッジ
23R,23L 鼻当て
24R,24L 透明基板
25 表示ユニット
26 LCD表示部
261 筐体
262 LED
263 コリメータレンズ
264 LCD
27 接眼光学系
271 プリズム
272 HOE
28 カメラユニット
281 ズームレンズ
282 CCD
283 AFE
284 画像処理部
29R,29L イヤホン
30 マイク
31 制御ユニット
32 制御部
321 指標表示処理部
33 画像メモリ
34 VRAM
35 スイッチ群
351 電源スイッチ
352 操作スイッチ
36 ネットワークI/F
4 遠隔指示装置
5 ホストコンピュータ(ホストPC)
51 コンピュータ本体
511 視野枠表示処理部
512 座標検出部
53 モニタ
55 マウス
57 キーボード
6 映像・音声記録サーバ
7 コンテンツサーバ
A 指示者
B 作業者
C 調整チャート
EN イーサーネット
E 目
IN インターネット
PN 公衆回線網
X 作業対象物
1 Remote work support system 2 Head-mounted video display device (HMD)
21R, 21L Temple 22 Bridge 23R, 23L Nose pad 24R, 24L Transparent substrate 25 Display unit 26 LCD display unit 261 Case 262 LED
263 Collimator lens 264 LCD
27 Eyepiece optical system 271 Prism 272 HOE
28 Camera Unit 281 Zoom Lens 282 CCD
283 AFE
284 Image processing unit 29R, 29L Earphone 30 Microphone 31 Control unit 32 Control unit 321 Index display processing unit 33 Image memory 34 VRAM
35 Switch group 351 Power switch 352 Operation switch 36 Network I / F
4 Remote indication device 5 Host computer (host PC)
51 Computer Main Body 511 Field Frame Display Processing Unit 512 Coordinate Detection Unit 53 Monitor 55 Mouse 57 Keyboard 6 Video / Audio Recording Server 7 Content Server A Instructor B Worker C Adjustment Chart EN Ethernet E Eye IN Internet PN Public Network X Work Object

Claims (5)

作業者による作業の対象となる作業対象物を撮影する電子カメラと、
映像を表示し、作業者が外界をシースルー可能な表示ユニットと、を備えた頭部装着式映像表示装置と、
前記電子カメラで撮影された前記作業対象物の映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置に、作業者による作業の部位を指示するための情報を提供する遠隔指示装置と、を有し、
前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が前記モニタに表示される前記電子カメラによって撮影された前記作業対象物の映像に基づいて、前記遠隔指示装置により前記頭部装着式映像表示装置を介して作業指示を与える遠隔作業支援システムであって、
前記頭部装着式映像表示装置は、前記遠隔指示装置から提供された前記情報に基づいて前記表示ユニットに、作業者による作業の部位を指示する指標を表示する指標表示処理部を有し、
前記指標表示処理部は、前記指標を、作業者が前記表示ユニットの画面を通して観察できる前記作業対象物の光学像における対象部位に重ねて表示することを特徴とする遠隔作業支援システム。
An electronic camera that shoots a work object to be worked by an operator;
A head-mounted video display device including a display unit that displays video and allows an operator to see through the outside world;
A remote indication device that includes a monitor for displaying an image of the work object photographed by the electronic camera, and provides the head-mounted image display device with information for instructing a work site by an operator; Have
An operator wearing the head-mounted image display device is attached to the head by the remote instruction device based on the video of the work object photographed by the electronic camera displayed on the monitor by the instructor. A remote work support system for giving work instructions via a video display device,
The head-mounted image display device has an index display processing unit that displays an index indicating a part of work by an operator on the display unit based on the information provided from the remote instruction device,
The index display processing unit displays the index superimposed on a target portion in an optical image of the work target that can be observed by an operator through the screen of the display unit.
前記遠隔指示装置は、前記電子カメラによって撮影され前記モニタに表示される前記作業対象物の映像に、前記表示ユニットのシースルー領域を表す視野枠を、重ねて表示する視野枠表示処理部と、
前記視野枠表示処理部によって前記モニタに表示される前記視野枠が表された前記作業対象物の映像において、前記視野枠の位置を基準とした、作業者が作業すべき部位の位置の座標を検出する座標検出部と、を有し、
前記遠隔指示装置は、前記座標検出部で検出された作業者が作業すべき部位の位置の座標を前記情報として前記頭部装着式映像表示装置に提供することを特徴とする請求項1に記載の遠隔作業支援システム。
The remote instruction device, a field frame display processing unit that displays a field frame representing a see-through area of the display unit on the image of the work object photographed by the electronic camera and displayed on the monitor;
In the video of the work object showing the field frame displayed on the monitor by the field frame display processing unit, the coordinates of the position of the part where the operator should work are based on the position of the field frame. A coordinate detection unit to detect,
The remote instruction device provides the head-mounted video display device with the coordinates of the position of the part to be worked by the worker detected by the coordinate detection unit as the information. Remote work support system.
前記遠隔指示装置は、前記モニタに表示された前記作業対象物の映像上で、指示者の操作により、作業者が作業すべき部位を指定する操作部を有し、
前記座標検出部は、前記操作部によって指定された作業者が作業すべき部位の位置の座標を検出することを特徴とする請求項2に記載の遠隔作業支援システム。
The remote instruction device has an operation unit for designating a part to be worked by an operator by an operation of an instructor on an image of the work object displayed on the monitor,
The remote work support system according to claim 2, wherein the coordinate detection unit detects coordinates of a position of a part to be worked by an operator designated by the operation unit.
前記操作部は、ライトペンまたはマウスであることを特徴とする請求項3に記載の遠隔作業支援システム。 The remote operation support system according to claim 3, wherein the operation unit is a light pen or a mouse. 使用者が外界をシースルー可能な表示ユニットを備えた頭部装着式映像表示装置に設けられた電子カメラによって撮影された映像に、前記表示ユニットのシースルー領域を表す視野枠を重ねて外部に設けられたモニタに表示する表示方法であって、
前記表示ユニットの画面の一隅に表示された第1の指標を、使用者が前記表示ユニットの画面を通して観察できる調整用の第2の指標の光学像に、一致させる第1の工程と、
前記第1の工程により、前記第1の指標と前記第2の指標が一致した時に、前記電子カメラで撮影され前記モニタに表示される前記第2の指標の位置を、前記表示ユニットの画面の前記一隅に対応する前記視野枠の一隅と決定する第2の工程と、
前記第2の工程を繰返し、前記視野枠の他の一隅の位置を決定する第3の工程と、
前記第2の工程および前記第3の工程で決定された前記視野枠の複数の隅の位置に基づいて視野枠生成し、前記電子カメラによって撮影された映像に重ねて表示する第4の工程と、を有することを特徴とする表示方法。
A field frame representing a see-through area of the display unit is provided outside the image taken by an electronic camera provided in a head-mounted image display device provided with a display unit through which the user can see-through the outside world. Display method on a monitor,
A first step of matching the first index displayed at one corner of the screen of the display unit with an optical image of a second index for adjustment that a user can observe through the screen of the display unit;
When the first index and the second index coincide with each other in the first step, the position of the second index captured by the electronic camera and displayed on the monitor is displayed on the screen of the display unit. A second step of determining a corner of the field frame corresponding to the corner;
Repeating the second step to determine the position of the other corner of the field frame;
A fourth step of generating a field frame based on the positions of a plurality of corners of the field frame determined in the second step and the third step, and displaying the frame superimposed on the video imaged by the electronic camera; The display method characterized by having.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105745568A (en) * 2013-11-20 2016-07-06 谷歌公司 Systems and methods for performing multi-touch operations on a head-mountable device
US9538131B2 (en) 2013-10-25 2017-01-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Remote behavior navigation system and processing method thereof
WO2017150292A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 新日鉄住金ソリューションズ株式会社 Display system, information processing device, information processing method, and program
US10013795B2 (en) 2015-09-14 2018-07-03 Fujitsu Limited Operation support method, operation support program, and operation support system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05161133A (en) * 1991-12-06 1993-06-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Remote common observation device
JPH10257475A (en) * 1997-03-13 1998-09-25 Susumu Tate System and method for remote communication
JP2002271693A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Canon Inc Image processing unit, image processing method, and control program
JP2005303842A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Olympus Corp Head-mounting camera

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05161133A (en) * 1991-12-06 1993-06-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Remote common observation device
JPH10257475A (en) * 1997-03-13 1998-09-25 Susumu Tate System and method for remote communication
JP2002271693A (en) * 2001-03-13 2002-09-20 Canon Inc Image processing unit, image processing method, and control program
JP2005303842A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Olympus Corp Head-mounting camera

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9538131B2 (en) 2013-10-25 2017-01-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Remote behavior navigation system and processing method thereof
CN105745568A (en) * 2013-11-20 2016-07-06 谷歌公司 Systems and methods for performing multi-touch operations on a head-mountable device
US10013795B2 (en) 2015-09-14 2018-07-03 Fujitsu Limited Operation support method, operation support program, and operation support system
WO2017150292A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 新日鉄住金ソリューションズ株式会社 Display system, information processing device, information processing method, and program
JP6279159B2 (en) * 2016-03-04 2018-02-14 新日鉄住金ソリューションズ株式会社 Display system, information processing apparatus, information processing method, and program
JPWO2017150292A1 (en) * 2016-03-04 2018-03-08 新日鉄住金ソリューションズ株式会社 Display system, information processing apparatus, information processing method, and program

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