JP2010056712A - 遠隔作業用画像表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】作業者の観察姿勢の変化に応じた立体画像を表示可能な遠隔作業用画像表示システムを提供する。
【解決手段】対象物の右眼用画像GRを撮像する右眼用カメラと、左眼用画像GLを撮像する左眼用カメラと、を一組とする複数組のカメラと、作業者Xの観察姿勢を検知する検知手段と、観察姿勢に基づいて、複数組のカメラで撮像された複数組の画像の中から特定の組の画像を選択する画像選択回路と、特定の組の画像に含まれる両眼用画像を圧縮し合成する画像データ合成回路と、立体画像を表示する表示装置と、を備え、表示装置は、合成画像GMを表示する表示パネル12と、合成画像GMに含まれる右目用画像と左目用画像とを空間的に分離する画像分離手段14と、を有し、画像分離手段14は、一方向に延在する光学部材140を有し、検知手段で検知結果に基づいて、表示パネル12で表示された合成画像GMおよび光学部材140の延在方向が回動する。
【選択図】図5
【解決手段】対象物の右眼用画像GRを撮像する右眼用カメラと、左眼用画像GLを撮像する左眼用カメラと、を一組とする複数組のカメラと、作業者Xの観察姿勢を検知する検知手段と、観察姿勢に基づいて、複数組のカメラで撮像された複数組の画像の中から特定の組の画像を選択する画像選択回路と、特定の組の画像に含まれる両眼用画像を圧縮し合成する画像データ合成回路と、立体画像を表示する表示装置と、を備え、表示装置は、合成画像GMを表示する表示パネル12と、合成画像GMに含まれる右目用画像と左目用画像とを空間的に分離する画像分離手段14と、を有し、画像分離手段14は、一方向に延在する光学部材140を有し、検知手段で検知結果に基づいて、表示パネル12で表示された合成画像GMおよび光学部材140の延在方向が回動する。
【選択図】図5
Description
本発明は、遠隔操作に利用される立体表示装置であって、遠隔操作を行う作業者の視点の動きに応じた立体画像を提供する画像表示システムに関するものである。
作業者(オペレータ)が対象物を直視せず、表示される画像を見ながら遠隔操作により作業を行う作業システムがある。このようなシステムは、例えば、異なる場所にいる患者に対して医者が通信技術を用いて診断や治療等の診療を行なう遠隔医療や、放射性物質や病原体等の有害物質を用いた各種の実験などの場面で用いられている。
上記のような作業システムでは、作業者はディスプレイに表示された画像を見ながら、対象物の近くに設けられた作業手段(ロボットアームなど)を用いて作業を行うことがある。しかし、通常、このようなディスプレイに表示される画像は平面的な画像であり、対象物を直視した立体的な画像と異なるために、対象物の大小関係や奥行きを直感的に捉えにくく、作業効率が悪いという問題がある。このような作業効率を改善するためには、ディスプレイに表示する画像を立体画像とすることが考えられる。
立体画像は、作業者に臨場感を与えること、更に奥行きや対象物の大小関係を直感的に把握しやすいことなど、遠隔操作用の表示画像に求められる多くの利点を有している。近年、このような立体画像を表示する電気光学装置(立体表示装置)が活発に研究開発されている(例えば特許文献1,2参照)。このような立体表示装置を用いると、遠隔操作において良好な作業性が得られることが期待される。
通常の立体表示装置は、作業者の右眼には両眼視差に対応する右眼用画像を、左眼には両眼視差に対応する左眼用画像を見せることで、作業者に両眼の像を融合して立体認識させる。そのため作業者は、表示装置の立体表示可能な位置、すなわち、作業者の両眼に目的とする画像を導くことができる特定の位置でしか立体画像を見ることが出来ない。この特定の位置は、表示装置と作業者との距離、位置、作業者の頭の向き・姿勢など様々な制約の下に決まるものであり、作業者の観察姿勢を制限してしまうという課題がある。
この課題に対しては、例えば、複数の撮像装置を用いて取得した画像を、作業者の視点位置に応じて表示することで、表示装置に対して前後、左右に立体視可能な領域を広げるという技術が提案されている(例えば特許文献3,4参照)。
特開2005−49811号公報
特開平10−143136号公報
特開平06−105340号公報
特開平08−314034号公報
上記のような遠隔操作を行う場面では、対象物を直視している状態と同じように、作業者自身が姿勢を変えて対象物を観察したいという要求がある。遠隔治療を想定すると、診断のために患部を様々な角度から観察しようとするような場合が考えられる。しかし、上記特許文献に挙げられた立体表示装置では、表示される患部の画面を、作業者が首を傾げて見ようとすると、作業者の両眼に目的とする画像を導くことができなくなり立体表示が出来ない。そのため、患者が姿勢を変えて医者の要求する角度での画像を表示する必要があり、作業効率が低下するという課題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、遠隔操作を行う作業者の観察姿勢(画面を観察する角度)の変化に応じた立体画像を表示可能な、遠隔作業用の画像表示システムを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の遠隔作業用画像表示システムは、対象物の立体画像を観察しながら、作業者が遠隔地から前記対象物を用いた作業を行う遠隔作業に用いられる遠隔作業用画像表示システムであって、両眼視差に対応した前記対象物の右眼用画像を撮像する右眼用カメラと、両眼視差に対応した左眼用画像を撮像する左眼用カメラと、を一組とし、前記対象物を撮像する複数のアングルに応じて配置される複数組のカメラと、
前記作業者の観察姿勢を検知する検知手段と、前記観察姿勢に基づいて、前記作業者が前記対象物を観察しようとするアングルを検出し、前記アングルに対応する特定の組の画像を前記複数組の画像の中から選択する画像選択回路と、前記特定の組の画像における前記右目用画像の画像データと、前記左目用画像の画像データと、を圧縮し合成する画像データ合成回路と、合成された画像データを用い立体画像を表示する表示装置と、を備え、前記表示装置は、合成された画像データの画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに表示された合成画像に含まれる右目用画像と左目用画像とを空間的に分離する画像分離手段と、を有し、前記画像分離手段は、一方向に延在する光学的な分離手段である光学部材を有し、前記検知手段は、前記作業者の両眼中心を結ぶ線を基準線とし、前記光学部材と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線と、の間の角度を前記観察姿勢として検知し、前記表示装置において、前記表示パネルで表示された前記合成画像が、前記検知手段で検知される角度に基づいて、検知された角度方向に回動すると共に、前記光学部材は、前記光学部材の延在方向が、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線の延在方向と直交するように、検知された角度方向に回動することを特徴とする。
前記作業者の観察姿勢を検知する検知手段と、前記観察姿勢に基づいて、前記作業者が前記対象物を観察しようとするアングルを検出し、前記アングルに対応する特定の組の画像を前記複数組の画像の中から選択する画像選択回路と、前記特定の組の画像における前記右目用画像の画像データと、前記左目用画像の画像データと、を圧縮し合成する画像データ合成回路と、合成された画像データを用い立体画像を表示する表示装置と、を備え、前記表示装置は、合成された画像データの画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルに表示された合成画像に含まれる右目用画像と左目用画像とを空間的に分離する画像分離手段と、を有し、前記画像分離手段は、一方向に延在する光学的な分離手段である光学部材を有し、前記検知手段は、前記作業者の両眼中心を結ぶ線を基準線とし、前記光学部材と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線と、の間の角度を前記観察姿勢として検知し、前記表示装置において、前記表示パネルで表示された前記合成画像が、前記検知手段で検知される角度に基づいて、検知された角度方向に回動すると共に、前記光学部材は、前記光学部材の延在方向が、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線の延在方向と直交するように、検知された角度方向に回動することを特徴とする。
この構成によれば、表示装置では、立体表示用の複数組の画像から、常に作業者の観察姿勢に対応した特定の組の画像を選択する。そして、選択された画像から得られる合成画像と画像分離手段とは、互いの相対位置を保ちつつ、画像分離手段が備える光学部材と基準線とが直交するように回動する。そのため、作業者の観察姿勢が変化したとしても、表示パネルで表示された合成画像、画像分離手段、及び作業者の観察姿勢(基準線)の相対的な位置関係が変化しないため、常に良好な立体表示を行うことが可能となる。したがって、良好な作業性が得られる遠隔作業用画像表示システムとすることができる。
本発明においては、前記表示装置は、前記表示パネルの法線に沿う回動軸周りにおいて、前記表示パネル及び前記画像分離手段を回動させる回動機構を有し、前記回動機構は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記光学部材と前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線との、それぞれの延在方向が直交するように、前記表示パネル及び前記画像分離手段を回動させることが望ましい。
この構成によれば、表示パネルが回動することで、表示された合成画像が回動する。そのため、表示パネルにおける表示には特別な処理を必要とせず、容易に良好な立体表示を行うことが可能となる。
この構成によれば、表示パネルが回動することで、表示された合成画像が回動する。そのため、表示パネルにおける表示には特別な処理を必要とせず、容易に良好な立体表示を行うことが可能となる。
本発明においては、画像データ合成回路は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記表示パネルに表示する前記合成画像を、検知された角度方向に回動させる画像回動回路を有し、前記表示装置は、前記表示パネルの法線に沿う回動軸周りにおいて、前記画像分離手段を回動させる回動機構を有し、前記回動機構は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記光学部材と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線と、のそれぞれの延在方向が直交するように、前記画像分離手段を回動させることが望ましい。
この構成によれば、表示パネルを物理的に回動させることなく、電気的な信号処理で合成画像を回動させるため、通常用いられる表示パネルを適用することができる。そのため、メンテナンス性に優れ、信頼性の高い遠隔作業用画像表示システムとすることができる。
この構成によれば、表示パネルを物理的に回動させることなく、電気的な信号処理で合成画像を回動させるため、通常用いられる表示パネルを適用することができる。そのため、メンテナンス性に優れ、信頼性の高い遠隔作業用画像表示システムとすることができる。
本発明においては、画像データ合成回路は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記表示パネルに表示する前記合成画像を、検知された角度方向に回動させる画像回動回路を有し、前記表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記画像分離手段は、マトリクス状に形成された第1電極を備える第1基板と、前記第1基板に対向すると共に第2電極を備える第2基板と、前記第1基板および前記第2基板との間に挟持され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧に応じて配向状態が変化する液晶材料と、を備え、前記第1電極は、複数の前記第1電極を一組として、少なくとも前記画素の各々に平面的に重なって配置されると共に、一組の前記第1電極の各々に異なる電圧を印加し、発生する電界方向に前記液晶材料を配向させ、前記液晶材料の配向分布に基づき、入射光の光軸に対して垂直な第1の方向に屈折率分布を有すると共に、前記入射光の光軸および前記第1の方向に直交する第2の方向には略等しい屈折率を呈する前記液晶レンズを形成し、前記屈折率分布は、前記画素における前記第1の方向の一端側が大きく、他端側へ移行するに従い小さくなるように形成され、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記第2の方向と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線の延在方向と、が直交するように駆動することが望ましい。
この構成によれば、合成画像および光学部材の回動をすべて電気的な処理で行うことができるため、作業者の観察姿勢が素早く変化したとしても、観察姿勢の変化に迅速に追従し、良好に立体画像を表示させることができる。
本発明においては、前記検知手段は、前記作業者の頭部に装着され、前記作業者の姿勢の変化に追従することで、前記観察姿勢を検知する姿勢センサであることが望ましい。
この構成によれば、頭部の動きを直接検知できるため、迅速に精度良く傾斜角度を検知することができ、良好な立体表示が可能な遠隔作業用の画像表示システムとすることができる。
この構成によれば、頭部の動きを直接検知できるため、迅速に精度良く傾斜角度を検知することができ、良好な立体表示が可能な遠隔作業用の画像表示システムとすることができる。
本発明においては、前記検知手段は、前記作業者と離れた位置から前記作業者を撮像し、撮像された前記作業者の画像に基づいて、前記観察姿勢を検知することが望ましい。
この構成によれば、観察姿勢を検知するために作業者が器具を装着する必要がなく、作業者に負担をかけることがないため、作業性の低下を防ぐことができる。
この構成によれば、観察姿勢を検知するために作業者が器具を装着する必要がなく、作業者に負担をかけることがないため、作業性の低下を防ぐことができる。
[第1実施形態]
以下、図1〜図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る遠隔作業用の画像表示システムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
以下、図1〜図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る遠隔作業用の画像表示システムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図1は、本発明の遠隔作業用画像表示システムを示す概略構成図である。ここでは、遠隔作業用画像表示システムを用いて、作業者Xが遠隔地の患者(対象物)Yを治療する場合を想定して説明する。
図に示すように、本発明の遠隔作業用画像表示システム(遠隔医療システム)1は、作業者Xが利用する立体画像を表示する表示装置10、作業者Xの姿勢の変化を検知するセンサ(検知手段)20、複数のアングルから患者Yを撮像する複数のカメラ30、を備えている。
表示装置10は、詳しくは後述するが、立体画像表示のための合成画像を表示する表示パネルと、表示パネルに表示される画像を空間的に分離する画像分離手段と、を備えている。画像分離手段は、一方向に延在するレンチキュラーレンズやパララックスバリアなどの光学部材を有している。
センサ20は、作業者Xの観察姿勢の変化を検知する。作業者Xの観察姿勢は、例えば、作業者Xが表示装置10に映る立体画像(患者Yの画像)を、様々なアングルから観察しようと姿勢を変える場合に変化する。このようにして作業者Xが姿勢を変えると、センサ20は、作業者Xの頭の位置や傾きを基として、作業者Xの両眼中心を結ぶ線(基準線)と、表示装置10が備える画像分離手段の光学部材の延在方向とが成す角度を検知し、作業者Xの観察姿勢として出力する。または、作業者Xの姿勢の変化で生じる基準線の角度変化を検知することで、光学部材の延在方向との成す角度を算出する。
複数のカメラ30は、作業者Xの両眼視差に対応する右眼用画像を撮像する右眼用カメラ30Rと、左眼用画像を撮像する左眼用カメラ30Lとを備えている。カメラ30は、複数のアングルから患者Yを撮像するために、該複数のアングルに応じて複数配置されている。
患者Yの近傍には、作業者Xが操作し治療を行うためのロボットアーム50が備えられており、入力装置60から入力される作業者Xの指示が回線70を介して伝達される構成となっている。
また、遠隔医療システム1は、これら各構成が接続される制御装置40を備えており、撮像される複数組の画像を蓄積し、検出される観察姿勢に基づいて特定の組の画像を表示装置10に表示させている。
このような構成の遠隔医療システム1では、作業者Xが表示装置10に表示される患者Yの立体画像を観察しながら、入力装置60を用いてロボットアーム50を操作し、患者Yを治療する。その際、作業者Xが患者Yを観察しようとするアングルを変えるために姿勢を変えたとしても、観察姿勢の変化をセンサ20で検知し、検知結果を元に、複数のカメラ30で撮像した複数組の画像の中から、観察したいアングルに適した特定の組の画像を選択し、表示装置10に表示する。
図2は、本実施形態の遠隔医療システム1が備える表示装置10Aおよびセンサ20Aを示す模式図である。図に示す様に、本実施形態の表示装置10Aは、後述する表示パネルや画像分離手段を有する画像表示部10Lと、画像表示部10Lを支持する支持台19とを備えている。画像表示部10Lは、画像表示部10Lの法線に沿う回動軸L周りを回動可能とする、不図示の回動機構を備えている。
図では、作業者Xの観察姿勢を示すものとして、両眼中心を結ぶ線(基準線)を符号V1,V2で示している。以下の明細書中の説明では、作業者Xの観察姿勢が基準線V1として示されるある場合を標準状態とし、作業者Xの観察姿勢が基準線V2として示される状態は、標準状態から基準線V1と基準線V2との成す角が角度θとなる様に、作業者Xが頭を傾けているものとして説明する。
センサ20Aは、表示装置10Aの両脇に配置されている。センサ20Aは作業者Xの観察姿勢を撮像する撮像手段であり、撮像された作業者Xの画像に基づいて、例えば画像における作業者Xの眼の位置などから、作業者Xの両眼位置を解析し、両眼中心を結ぶ線である基準線の傾きを検知する。また、撮像された画像の変化に基づいて基準線の変化(例えば基準線V1から基準線V2への角度変化)を検知する。センサ20Aによる検知結果は、不図示の通信手段を用いて図1に示す制御装置40に入力され、検知結果に基づいて表示される画像を選択する。
表示装置10Aの画像表示部10Lは、センサ20Aで検知される作業者Xの観察姿勢の変化に基づいて、回動軸Lまわりに回動する。図では、作業者の頭の傾きが角度θ変化したことにより、同方向に画像表示部10Lが角度θ回動している。回動機構としては、例えば公知のステッピングモータを使用することができる。
次に、図3から5を用いて、上述した表示装置10Aで表示する画像について説明する。まず、図3を用いて、センサ20Aの検知結果に基づいて選択される画像について説明した上で、図4、5を用いて画像表示部10Lで表示する画像について説明する。
図3は、作業者Xの観察姿勢に基づいて選択される右眼用画像GR、左眼用画像GLを示す模式図である。図中、符号P1は、作業者Xの観察姿勢が標準状態である場合に選択される画像中の患者の像を示し、符号P2は、作業者Xの観察姿勢が図2に示す基準線V2の状態において選択される画像中の患者の像を示す。
図に示すように、センサ20Aが作業者Xの観察姿勢の変化を検知すると、検知される作業者Xの観察姿勢の変化に基づいて、図1に示す制御装置40では、作業者Xが観察したいアングルに対応する一組の右眼用画像と左眼用画像(特定の組の画像)が選択される。図に示すように、基準線V1の観察姿勢で表示される患者の像P1と比べると、作業者Xの観察姿勢に応じて、図2に示す画像表示部10Lの傾斜とは反対方向に角度θ傾いた像P2となる角度で撮像された画像が選択される。
図4,5は、画像表示部10Lで表示する画像を説明する模式図であり、図4は、作業者Xの観察姿勢が基準線V1で示される標準状態の場合、図5は、作業者Xの観察姿勢(頭の傾き)が基準線V2で示される状態に変化した場合、をそれぞれ示している。ここでは、まず、図4を用いて標準状態について説明し、図5を用いて、標準状態との差について説明する。
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ここでは、画像表示部10Lの法線方向をX軸方向、右眼用画像GR及び左眼用画像GLの分割方向をZ軸方向、X軸方向及びZ軸方向のそれぞれと直交する方向をY軸方向としている。
図4に示すように、画像表示部10Lは、画像を表示する表示パネル12と、Z軸方向に延在する複数のレンチキュラーレンズ(光学部材)140を有する画像分離手段14と、を備えた、レンチキュラ方式の構成となっている。
本実施形態の画像表示部10Lでは、まず、両眼視差に対応した右眼用画像GRの画像データと左眼用画像GLの画像データとを、作業者Xの両眼中心を結ぶ線である基準線V1に対して直交する方向に、例えば符号Sに沿ってZ軸方向に複数のストライプ状に分割し、符号S方向と直交する方向(Y軸方向)の画像データを間引くなどして圧縮する。分割は、レンチキュラーレンズ140の配列周期と同じ周期で行われる。次いで、分割・圧縮された画像データを交互に配列した画像データが合成され、合成画像GMが表示パネル12に表示される。合成画像GMには、レンチキュラーレンズ140の配列周期と同じ周期で、異なる帯状の表示画像Gsが2種含まれている。
合成画像GMに含まれる2種の表示画像Gsは、画像分離手段14を介すことで再度右眼用画像および左眼用画像に空間的に分離される。分離された右眼用画像および左眼用画像は、作業者Xの右眼と左眼に導かれ、作業者Xに表示画像を立体視させる。
このように、画像表示部10Lでは、2種の帯状の表示画像Gs、光学部材140の延在方向、が互いに平行となり、これらに対し作業者Xの両眼の中心を結ぶ基準線Vが直交する位置関係となっている。
対して、図5に示すように、作業者Xが角度θだけ頭を傾けた場合、作業者Xの観察姿勢の変化は不図示のセンサに検知され、回動機構が画像表示部10Lを回動させるため、画像表示部10Lが備える表示パネル12および画像分離手段14も、作業者Xの頭の傾きと同方向に角度θ傾いている。
ここで、表示される右眼用画像GR、左眼用画像GLとしては、表示パネル12および画像分離手段14の傾斜とは反対方向に角度θ傾いたアングルで撮像された画像が選択されている。右眼用画像GR、左眼用画像GLの画像データは、図4に示した場合と同様に、符号Sに沿ってZ軸方向に複数のストライプ状に分割され、Y軸方向の画像データを間引くなどして圧縮される。分割・圧縮された画像データを用いて合成画像GMを表示する合成画像データが合成され、表示パネル12に表示される。即ち、表示パネル12および画像分離手段14の傾斜とは反対方向に角度θ傾いたアングルの合成画像データを用いて、表示パネル12に画像が表示される。
ここで、表示パネル12は作業者Xの観察姿勢の変化に応じて角度θ傾いているため、表示パネル12に表示される像Pの傾きは、表示パネル12の傾きと相殺される。即ち、作業者Xが観察姿勢を変えても、表示パネル12に表示される像Pは、角度変化が無い状態で表示される。
一方で、画像分離手段14は、表示パネル12と共に角度θだけ傾いているため、レンチキュラーレンズ140の延在方向と、表示される合成画像GMに含まれる帯状の表示画像Gsとは、互いに平行な状態を維持している。そのため、合成画像GMに含まれる2種の表示画像Gsは、画像分離手段14を介すことで右眼用画像および左眼用画像に空間的に分離され、分離された画像が作業者Xの右眼と左眼に導かれる。そのため、作業者Xは、頭を傾けた状態でも良好な立体画像を観察することができる。
以上のようにして、作業者Xは、患者を直視している状態と同じような使用感で患者を観察し、且つ、頭を傾けた状態でも良好な立体画像を観察することができる。
図6は、遠隔医療システム1の全体構成を示すブロック図である。表示装置10Aは、画像表示部10L、回動機構16を備えている。また、制御装置40は、画像選択回路412、画像圧縮回路(画像データ合成回路)413,読出制御回路(画像データ合成回路)416、メモリ420,430,432R,432L,433R,433L、回動制御回路440を備えている。
まず、センサ20が検知する作業者の観察姿勢は、制御装置40が備えるメモリ420に記憶される。一方、複数のカメラ30で撮像される複数組の画像の画像データは、制御装置40が備えるメモリ430に記憶される。
センサ20が作業者の観察姿勢を検知すると、画像選択回路412は、メモリ420に記憶された観察姿勢を参照し、メモリ430に記憶される複数組の画像データの中から、検知された観察姿勢における作業者の両眼視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像の各画像データを選択する。そして、右眼用画像の画像データをメモリ432R、左眼用画像の画像データをメモリ432Lに保存する。ここでは、各画像データを保存するメモリを別々に記載したが、同じメモリを用い記憶領域を分けて保存することとしても良い。
メモリ432Rに記憶された右眼用画像の画像データと、メモリ432Lに記憶された左眼用画像の画像データとは、それぞれ画像圧縮回路413に読み込まれ、画像の水平方向に圧縮される。圧縮は、例えば、水平方向の画像データを一部間引くことによって行われる。そして、圧縮された右眼用画像の画像データをメモリ433R、圧縮された左眼用画像の画像データをメモリ433Lに保存する。
メモリ433R,433Lに保存された各圧縮画像データは、読出制御回路416によって並べ替えられ、合成画像の画像データとして表示パネル12に供給される。表示パネル12では供給される画像データを用いて合成画像を表示する。
一方で、回動制御回路440は、メモリ420に保存された観察姿勢(基準線の傾斜角度)のデータに基づいて、回動機構16に駆動信号を供給し、回動機構16を駆動させ、画像表示部10Lを回動させる。回動制御回路440では、例えばセンサ20で検知される基準線の水平面に対する傾斜角度と、該傾斜角度に対する最適な画像表示部10Lの回動角度と、の関係が保存されたテーブルなどに基づいて、回動機構16の回動角度を設定し、駆動信号を供給する。
作業者は、表示パネル12に表示される合成画像を、画像分離手段を介して観察することで立体画像として認識する。
作業者Xの観察姿勢が変化すると、センサ20により再度観察姿勢が検知され、メモリ420に記憶された基準線の傾斜角度が書き換えられる。そして、新しく記憶された傾斜角度に基づいて、上述の処理が行われる。そのため、傾斜角度が変化しても、常に良好な立体画像を表示させることができる。
本実施形態の遠隔医療システム1は、以上のような構成となっている。
本実施形態の遠隔医療システム1は、以上のような構成となっている。
以上のような構成の遠隔医療システム1によれば、作業者Xが患者Yを観察したいアングルが変化し、例えば患者Yを斜めに見ようと頭を傾けたとしても、複数組の画像の中から患者Yを斜めから撮像した画像を選択し、良好な立体表示を行うことができる。そのため、作業者Xの様々な観察姿勢において立体表示が可能となり、良好な作業性が得られる遠隔作業用画像表示システムとすることができる。
また、本実施形態では、センサ20Aが、作業者Xと離間した位置から作業者Xを撮像し、作業者Xの観察姿勢を検知することとしている。そのため、作業者Xが観察姿勢を検出するために器具を装着する必要がなく、作業者Xに負担をかけることがない。
なお、本実施形態では、画像分離手段14は光学部材としてレンチキュラーレンズを用いることとしたが、パララックスバリア(視差バリア)を用いることも可能である。
[第2実施形態]
図7から図9は、本発明の第2実施形態に係る遠隔医療システムの説明図である。本実施形態の遠隔作業用画像表示システムは、第1実施形態と一部共通している。異なるのは、作業者の観察姿勢の変化に応じて、画像分離手段が有する光学部材の延在方向が変化し、表示パネルは固定されているという表示装置の構成、および作業者の観察姿勢を検知するセンサの構成である。したがって、本実施形態において第2実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図7から図9は、本発明の第2実施形態に係る遠隔医療システムの説明図である。本実施形態の遠隔作業用画像表示システムは、第1実施形態と一部共通している。異なるのは、作業者の観察姿勢の変化に応じて、画像分離手段が有する光学部材の延在方向が変化し、表示パネルは固定されているという表示装置の構成、および作業者の観察姿勢を検知するセンサの構成である。したがって、本実施形態において第2実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図7は、本実施形態の遠隔医療システム2が備える表示装置10Bおよびセンサ20Bを示す説明図であり、図7(a)は表示装置10Bおよびセンサ20Bを、図7(b)はセンサ20Bを示す模式図である。
図7(a)に示す様に、本実施形態の表示装置10Bは、画像を表示する表示パネル12と画像分離手段14とを有する画像表示部10Lと、画像表示部10Lを支持する支持台19とを備えている。
画像表示部10Lは、表示パネル12の法線に沿う回動軸L周りに、画像分離手段14を回動可能とする、不図示の回動機構を備えている。画像分離手段14は、後述するセンサ20Bで検知される作業者Xの観察姿勢の変化に基づいて、回動軸Lまわりに回動する。図では、作業者Xの頭の傾きが角度θ変化したことにより、同方向に画像表示部10Lが角度θ回動している。回動機構としては、例えば公知のステッピングモータを使用することができる。
センサ20Bは、眼鏡型の筐体の、センサであり作業者X自身が頭部に装着し作業者Xの観察姿勢を検知する構成を採用している。センサ20Bの形態としては、他にもヘッドホン型のように作業者Xの頭部に装着する形態を採用することができる。
図7(b)に示す様に、センサ20Bは、センサユニット21と、筐体22とを備えている。センサユニット21は、例えば、自身の位置の変化を角速度の変化として検知する3軸ジャイロセンサのような、加速度センサを用いることができる。センサは、頭部に装着され、作業者Xの姿勢の変化に追従して観察姿勢を検知するため、確実に姿勢変化を検知することができる。また、重力のかかる方位角を機械的に測定する重力センサを合わせて備え、重力のかかる方位を基準方向として用い、ジャイロセンサによる検知結果と組み合わせて作業者Xの姿勢の変化を検知しても良い。また、回動軸Lが鉛直方向とは異なる方向に延在していれば、センサユニット21として水準器を用いることもでき、水平方向に対する傾きを検出して、観察姿勢を検知することとも出来る。
本実施形態のセンサ20Bは、ジャイロセンサであるセンサユニット21が筐体22に内蔵されており、作業者Xの頭部に装着されている。このようなセンサ20Bは、頭部の動きを直接検知できるため、迅速に精度良く作業者Xの観察姿勢を検知することができる。検知結果は、不図示の通信手段を用いて図1に示す制御装置40に入力され、検知結果に基づいて表示される画像を選択する。
図8は、本実施形態の表示装置10Bが有する画像表示部10Lで表示する画像を説明する模式図であり、第1実施形態の図5に対応する図である。
図に示すように、作業者Xが角度θだけ頭を傾けた場合、右眼用画像GR、左眼用画像GLは、基準線V1の観察姿勢で表示される画像と比べると、表示パネル12の傾斜とは反対方向に角度θ傾いて撮像された画像が選択される。即ち、図3に示すように、基準線V1の観察姿勢で表示される患者の像P1と比べると、角度θ傾いた患者の像P2を撮像するアングルの画像が選択される。
次に、右眼用画像GR、左眼用画像GLの画像データは、図5に示した場合と同様に、符号Sに沿ってZ軸方向に複数のストライプ状に分割され、Y軸方向の画像データを間引くなどして圧縮されて合成画像GM1を表示する合成画像データが合成される。
合成画像GM1の画像データは、作業者Xの頭の傾きと同方向に角度θ傾いた合成画像GM2の画像データに変換され、合成画像GM2が表示パネル12に表示される。ここで、例えば合成画像GM1の解像度と表示パネル12の解像度とが同じ場合には、画像変換後の合成画像GM2を表示させると、表示パネル12の四隅周辺の領域BGで画像データが不足する。この領域は、例えば黒表示としておく。合成画像GM1の画像データを合成画像GM2の画像データに変換する方法については後述する。
一方、画像分離手段14は、不図示のセンサに検知する作業者Xの観察姿勢に基づいて、作業者Xの頭の傾きと同方向に角度θだけ傾いている。つまり、レンチキュラーレンズ140の延在方向と、表示される合成画像GM2に含まれる帯状の表示画像Gsとは、互いに平行な状態を維持している。そのため、合成画像GM2に含まれる2種の表示画像Gsは、画像分離手段14を介すことで右眼用画像および左眼用画像に空間的に分離され、分離された画像が作業者Xの右眼と左眼に導かれる。従って、作業者Xは、頭を傾けた状態でも良好な立体画像を観察することができる。
図9は、遠隔医療システム2の全体構成を示すブロック図である。画像表示部10Lは、表示パネル12、画像分離手段14、回動機構16を備えている。また、制御装置40は、画像選択回路412、画像圧縮回路413、画像結合回路414、画像回動回路415、読出制御回路416、メモリ420,430,432R,432L,433R,434、435、回動制御回路450を備えている。以下の説明では、説明を容易にするために、図8に示す符号を一部流用する。
メモリ433R,433Lに保存された各圧縮画像データは、画像結合回路414によって並べ替えられ、合成画像GM1の画像データとしてメモリ434に保存される。
画像回動回路415は、メモリ420に記憶された観察姿勢を参照し、メモリ434に保存される合成画像GM1の画像データを、以下の変換式に基づいて画像の中心を原点とした回転変換を行い、合成画像GM2の画像データを算出する。
まず、合成画像GM1に対し、原点が共通する2つの座標系X−Y座標系と、U−V座標系とを想定する。U軸は、X軸に対して反時計回りに角度θ回転しているものとする。
ここで、X−Y座標系は合成画像GM1に対応し、合成画像GM1の画像水平方向はX−Y座標系のX軸方向、画像垂直方向はX−Y座標系のY軸方向に対応する。同様に、U−V座標系は合成画像GM2に対応し、合成画像GM2の画像水平方向はU−V座標系のU軸方向、画像垂直方向はU−V座標系のV軸方向に対応する。
想定したX−Y座標系およびU−V座標系において、xをX軸の単位ベクトル、yをY軸の単位ベクトルとし、同様に、u、vをU軸およびV軸の単位ベクトルとすると、単位ベクトルu,vは次の式1で表すことができる。
一方、任意の点Pを指すベクトルは、各座標系の単位ベクトルを用い、次の式2で表すことができる。
式2は次の式3のようにも表すことができる。
上記式1と式2より、次の式4が導き出される。
点Pは任意の点であるため、式4のx、yは任意となり、次の式5、式6が成立する。
式3と式6より、座標変換のための一般式として次式7が導かれる。
画像回動回路415では、メモリ420に記憶された観察姿勢の角度を参照し、上式を用いて合成画像GM1の画像データを合成画像GM2の画像データに変換する。このようにして算出された合成画像GM2の画像データは、メモリ435に保存される。
メモリ435に保存された合成画像データは、読出制御回路416によって所定のタイミングで読み出され、表示パネル12に供給される。表示パネル12では供給される画像データを用いて合成画像GM2を表示する。
一方で、回動制御回路450は、メモリ420に保存された観察姿勢(基準線の傾斜角度)のデータに基づいて、回動機構16に駆動信号を供給し、回動機構16を駆動させ、画像分離手段14を回動させる。
作業者は、表示パネル12に表示される合成画像を、画像分離手段を介して観察することで立体画像として認識する。
作業者の観察姿勢が変化すると、メモリ420に記憶された基準線の傾斜角度が書き換えられ、新しく記憶された傾斜角度に基づいて、上述の処理が行われる。そのため、傾斜角度が変化しても、常に良好な立体画像を表示させることができる。
以上のような構成の遠隔医療システム2であっても、作業者Xの様々な観察姿勢において立体表示が可能となり、良好な作業性が得られる遠隔作業用画像表示システムとすることができる。
なお、本実施形態においても、画像分離手段14は光学部材としてレンチキュラーレンズを用いることとしたが、パララックスバリアを用いることも可能である。
[第3実施形態]
図10から図13は、本発明の第3実施形態に係る遠隔作業用画像表示システムの説明図である。本実施形態の遠隔作業用画像表示システム3は、第2実施形態と一部共通している。異なるのは画像分離手段が有する光学部材を液晶レンズで形成する構成を採用していることである。したがって、本実施形態において第2実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図10から図13は、本発明の第3実施形態に係る遠隔作業用画像表示システムの説明図である。本実施形態の遠隔作業用画像表示システム3は、第2実施形態と一部共通している。異なるのは画像分離手段が有する光学部材を液晶レンズで形成する構成を採用していることである。したがって、本実施形態において第2実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の遠隔医療システム3では、表示装置10Cが備える画像分離手段の光学部材として、印加電圧に応じて屈折率分布が変化する液晶レンズを採用している。そこで、まず図10から12を用いて画像分離手段15の構成を説明した後に、図13を用いて本実施形態における画像表示の方法について説明する。
図10は、本実施形態の画像分離手段15の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図を示す。図10(b)は、図10(a)の線分H−Hにおける矢視断面図である。
図に示すように、本実施形態の画像分離手段15は、薄膜ダイオード(Thin Film Diode:TFD)基板(第1基板)210と対向基板(第2基板)220とがシール材252によって貼り合わされ、このシール材252によって区画された領域(有効表示領域15A)内に液晶材料250が封入され、保持されている。シール材252には、製造時においてTFD基板210と対向基板220とを貼り合わせた後に液晶材料250を注入するための液晶注入口255が形成されており、該液晶注入口255は液晶注入後に封止材254により封止されている。対向基板220の内面側には対向電極(第2電極)221が形成され、TFD基板の内面側には画素電極(第1電極)211が形成されている。
シール材252の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り(図示略)が形成される一方、シール材252の外側の領域には、データ線駆動回路201及び実装端子202がTFD基板210の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿って走査線駆動回路204が形成されている。TFD基板210の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路204の間を接続するための複数の配線205が設けられている。また、対向基板220のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFD基板210と対向基板220との間で電気的導通をとるための基板間導通部材206が配設されている。
図11は、本実施形態の画像分離手段15の等価回路図である。図に示すように、画像分離手段15には、複数のドット150がマトリクス状に形成され、当該ドット150毎に、画素電極211とTFD素子240とが形成されている。また、有効表示領域15Aには、複数の走査線213aと、この走査線213aと交差する複数のデータ線29aとが設けられ、走査線213aは走査線駆動回路204により、データ線29aはデータ線駆動回路201により駆動される構成となっている。
各ドット150において、走査線213aとデータ線29aとの間には、TFD素子240と液晶材料250とが直列に接続されており、これにより各走査線213a及びデータ線29aを介して各ドット150に画像信号が供給される。
このような構成の画像分離手段15では、例えば液晶分子(液晶材料)の初期配向状態を水平配向としておくと、画素電極211と対向電極221との間に駆動交流電圧(例えば数KHzの矩形波)を印加すると、誘電率異方性を備える液晶分子は、印加により生じる電場に沿って(初期配向方向と異なる方向に)配向する。また、液晶分子は複屈折率(分子の長軸と短軸の屈折率差)を備えているため、液晶分子(長軸の向き)と平行な方向の直線偏光を有する単色光では、液晶層が電圧分布に応じて局所的に異なった屈折率分布を有する媒質と等価になる。従って、液晶材料250を通過した光の波面には、液晶材料250の印加電圧の面内分布に応じた空間的な位相変調(或いは波面変調)が加わることになる。
このような構成の画像分離手段15では、隣接するドット150において、画素電極211と対向電極221との間に印加する駆動交流電圧を変化させることで屈折率分布を形成し、液晶レンズを作り出すことができる。また、画素電極211と対向電極221との間の印加パターンを変化させることで屈折率分布の広がり方を変化させ、液晶レンズの形状を変化させることができる。
図12は、作業者の観察姿勢に応じて合成画像を表示する表示パネル12の一部および、画像分離手段15で形成される液晶レンズの一部を示す平面図である。ここでは、作業者の観察姿勢は基準線を示す両矢印V1,V2でのみ示す。また、液晶レンズの屈折率分布を理解しやすくするために、形成する液晶レンズと等価なレンズ(レンチキュラーレンズ)も模式的に図示し、符号La,Lb,Lcで示している。
本実施形態の画像分離手段15においては、表示パネル12における1画素に対応して、複数の(ここでは縦横5つずつ計25個)ドット150が配置される構成となっている。図中、ドット150に付されている網掛けの濃淡は、各々のドット150部分の液晶層が示す屈折率の大小を示し、濃い方から薄い方へ移行するに従い大きくなる。この屈折率分布は、電極間の印加電圧によって決定される。
図12(a)は、標準状態(θ=0°)における液晶レンズ、(b)は、作業者が頭を45°傾斜させた状態(θ=45°)で表示装置を観察する場合の液晶レンズ、(c)は、作業者が頭を90°傾斜させた状態(θ=90°)で表示装置を観察する場合の液晶レンズをそれぞれ示す。
図中、符号PRは表示パネル12において右眼用画像を表示している画素を示し、符号PLは表示パネル12において左眼用画像を表示している画素を示す。また、図中の白矢印は、画素PR、PLで表示される画像が、液晶レンズを透過することで射出される方向を示す。
図12(a)に示すように、標準状態においては、表示パネル12では、左右方向には、右眼用画像を表示する画素PRと左眼用画像を表示する画素PLとが交互に配列した行を形成する。更に、縦方向には、画素PRのみが配列した列、または画素PLのみが配列した列を形成する。このような表示を行う表示パネル12では、左右方向(基準線V2と平行な方向)に隣接する画素PRと画素PLとが、対応した一対の合成画像を表示する。
一方、画像分離手段15では、ドット150に印加するパターンを制御して、画面縦方向に延在するレンズLaと同様の作用を奏する液晶レンズを形成する。このような液晶レンズを介することで、表示パネル12の画素PR,PLに表示される画像は、それぞれ白矢印で示す基準線V2と平行な方向に射出されて、作業者の両眼に導かれる。
同様に、図12(b)に示すように、θ=45°の状態では、表示パネル12では、左右方向には、画素PRと画素PLとが交互に配列した行を形成する。また縦方向にも、画素PRと画素PLとが交互に配列した列を形成する。このような表示を行う表示パネル12では、例えば、左右方向に隣接する画素PRと画素PLとが、対応した一対の合成画像を表示する。
一方、画像分離手段15では、ドット150に印加するパターンを制御して、基準線V2と直交する方向に延在するレンズLbと同様の作用を奏する液晶レンズを形成する。このような液晶レンズを介することで、表示パネル12の画素PR,PLに表示される画像は、それぞれ白矢印で示す基準線V2と平行な方向に射出されて、作業者の両眼に導かれる。
同様に、図12(c)に示すように、θ=90°の状態では、表示パネル12では、左右方向には、画素PRのみが配列した行、または画素PLのみが配列した行を形成する。また縦方向には、画素PRと画素PLとが交互に配列した列を形成する。このような表示を行う表示パネル12では、縦方向に隣接する画素PRと画素PLとが、対応した一対の合成画像を表示する。
一方、画像分離手段15では、ドット150に印加するパターンを制御して、画面左右方向に延在するレンズLcと同様の作用を奏する液晶レンズを形成する。このような液晶レンズを介することで、表示パネル12の画素PR,PLに表示される画像は、それぞれ白矢印で示す基準線V2と平行な方向に射出されて、作業者の両眼に導かれる。
本実施形態の画像分離手段15では、以上のようにして観察姿勢の変化に応じて屈折率分布を変化させ、表示パネルに表示する合成画像に応じた液晶レンズを形成することができる。
図13は、本実施形態の画像表示部10Lで表示する画像を説明する模式図であり、第2実施形態の図8に対応する図である。
図に示すように、作業者Xが角度θだけ頭を傾けた場合、観察姿勢に対応した画像が選択され、合成画像GM2が表示パネル12に表示される。一方、画像分離手段15では、不図示のセンサに検知する作業者Xの観察姿勢に基づいて、作業者Xの頭の傾きに応じた屈折率分布を備える液晶レンズを形成する。形成される液晶レンズは、作業者Xの頭の傾き方向と同方向に角度θ傾いたレンチキュラーレンズと同様の屈折率分布を有する。
形成される液晶レンズの延在方向と、表示される合成画像GM2に含まれる帯状の表示画像Gsとは、互いに平行な状態を維持しているため、合成画像GM2に含まれる2種の表示画像Gsは、画像分離手段15を介すことで右眼用画像および左眼用画像に空間的に分離され、分離された画像が作業者Xの右眼と左眼に導かれる。従って、作業者Xは、頭を傾けた状態でも良好な立体画像を観察することができる。
以上のような構成の遠隔医療システムによれば、合成画像GMおよび液晶レンズの回動をすべて電気的な処理で行うことができるため、作業者Xの観察姿勢が素早く変化したとしても、観察姿勢の変化に迅速に追従し、良好に立体画像を表示させることができる。良好な作業性が得られる遠隔医療システムとすることができる。
なお、本実施形態においては、表示パネル12の画素間の領域には液晶レンズが重なっていない構成となっているが、表示パネル12の画素間領域にも重なっていても良い。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、複数のカメラ30は、特定の場所に固定して配置されていても良く、別途設けられる入力指示手段により、移動可能としても良い。このような構成だと、例えば、座っている患者の正面側からの画像を撮像して治療を行ったのちに、必要に応じて患者の背面側に複数のカメラを移動させ、背面側の治療を行うことができる。
また、上記実施形態では、本発明の遠隔作業用画像表示システムを、遠隔医療を行うために利用する遠隔医療システムとして用いたが、もちろんこの用途に限定されるものではない。例えば、放射能物質や病原体のような人体に有害な対象物を用いた実験などにも利用することができる。
1,2,3…遠隔医療システム(遠隔作業用画像表示システム)、10、10A,10B,10C…表示装置、12…表示パネル、14,15…画像分離手段、16…回動機構、20,20A,20B…センサ(検知手段)、30…カメラ、140…レンチキュラーレンズ(光学部材)、210…TFD基板(第1基板)、211…画素電極(第1電極)、220…対向基板(第2基板)、221…共通電極(第2電極)、250…液晶材料、412…画像選択回路、413…画像圧縮回路(画像データ合成回路)、414…画像結合回路(画像データ合成回路)、415…画像回動回路(画像データ合成回路)、416…読出制御回路(画像データ合成回路)、GM,GM1,GM2…合成画像、GL…左眼用画像、GR…右眼用画像、L…回動軸、PL,PR…画素、X…作業者、Y…患者(対象物)
Claims (6)
- 対象物の立体画像を観察しながら、作業者が遠隔地から前記対象物を用いた作業を行う遠隔作業に用いられる遠隔作業用画像表示システムであって、
両眼視差に対応した前記対象物の右眼用画像を撮像する右眼用カメラと、両眼視差に対応した左眼用画像を撮像する左眼用カメラと、を一組とし、前記対象物を撮像する複数のアングルに応じて配置される複数組のカメラと、
前記作業者の観察姿勢を検知する検知手段と、
前記観察姿勢に基づいて、前記作業者が前記対象物を観察しようとするアングルを検出し、前記アングルに対応する特定の組の画像を前記複数組の画像の中から選択する画像選択回路と、
前記特定の組の画像における前記右目用画像の画像データと、前記左目用画像の画像データと、を圧縮し合成する画像データ合成回路と、
合成された画像データを用い立体画像を表示する表示装置と、を備え、
前記表示装置は、合成された画像データの画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルに表示された合成画像に含まれる右目用画像と左目用画像とを空間的に分離する画像分離手段と、を有し、
前記画像分離手段は、一方向に延在する光学的な分離手段である光学部材を有し、
前記検知手段は、前記作業者の両眼中心を結ぶ線を基準線とし、前記光学部材と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線と、の間の角度を前記観察姿勢として検知し、
前記表示装置において、前記表示パネルで表示された前記合成画像が、前記検知手段で検知される角度に基づいて、検知された角度方向に回動すると共に、
前記光学部材は、前記光学部材の延在方向が、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線の延在方向と直交するように、検知された角度方向に回動することを特徴とする遠隔作業用画像表示システム。 - 前記表示装置は、前記表示パネルの法線に沿う回動軸周りにおいて、前記表示パネル及び前記画像分離手段を回動させる回動機構を有し、
前記回動機構は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記光学部材と前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線との、それぞれの延在方向が直交するように、前記表示パネル及び前記画像分離手段を回動させることを特徴とする請求項1に記載の遠隔作業用画像表示システム。 - 画像データ合成回路は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記表示パネルに表示する前記合成画像を、検知された角度方向に回動させる画像回動回路を有し、
前記表示装置は、前記表示パネルの法線に沿う回動軸周りにおいて、前記画像分離手段を回動させる回動機構を有し、
前記回動機構は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記光学部材と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線と、のそれぞれの延在方向が直交するように、前記画像分離手段を回動させることを特徴とする請求項1に記載の遠隔作業用画像表示システム。 - 画像データ合成回路は、前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記表示パネルに表示する前記合成画像を、検知された角度方向に回動させる画像回動回路を有し、
前記表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、
前記画像分離手段は、
マトリクス状に形成された第1電極を備える第1基板と、
前記第1基板に対向すると共に第2電極を備える第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板との間に挟持され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧に応じて配向状態が変化する液晶材料と、を備え、
前記第1電極は、複数の前記第1電極を一組として、少なくとも前記画素の各々に平面的に重なって配置されると共に、一組の前記第1電極の各々に異なる電圧を印加し、発生する電界方向に前記液晶材料を配向させ、
前記液晶材料の配向分布に基づき、入射光の光軸に対して垂直な第1の方向に屈折率分布を有すると共に、前記入射光の光軸および前記第1の方向に直交する第2の方向には略等しい屈折率を呈する前記液晶レンズを形成し、
前記屈折率分布は、前記画素における前記第1の方向の一端側が大きく、他端側へ移行するに従い小さくなるように形成され、
前記検知手段で検知される角度に基づいて、前記第2の方向と、前記光学部材に平面的に重ねた前記基準線の延在方向と、が直交するように駆動することを特徴とする請求項1に記載の遠隔作業用画像表示システム。 - 前記検知手段は、前記作業者の頭部に装着され、前記作業者の姿勢の変化に追従することで、前記観察姿勢を検知する姿勢センサであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の遠隔作業用画像表示システム。
- 前記検知手段は、前記作業者と離れた位置から前記作業者を撮像し、撮像された前記作業者の画像に基づいて、前記観察姿勢を検知することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の遠隔作業用画像表示システム。
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