JP2017067876A - 頭部装着型表示装置、頭部装着型表示装置の制御方法、およびコンピュータープログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示部を備える頭部装着型表示装置(HMD)である。HMDは、表示部を介して視認される対象物についてのHMDからの奥行きを示す対象物奥行情報を取得する対象物奥行情報取得部と、HMDを取り巻く外界において使用者によって操作される操作体についてのHMDらの奥行きを示す操作体奥行情報を取得する操作体奥行情報取得部と、前記取得された対象物奥行情報と、前記取得された操作体奥行情報とに基づいて、HMDからの奥行き方向において、対象物と操作体との位置関係が所定の条件を満たすと判定されたときに、対象物についての前記奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像を、表示部に表示させる補助画像表示制御部と、を備える。
【選択図】図7
Description
図1は、本発明の一実施形態における頭部装着型表示装置の概略構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置100は、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。HMD100は、グラスを通過して視認される外界の中に画像が浮かび上がるシースルー型の頭部装着型表示装置である。
図3は、HMD100による拡張現実感表示の一例を示す説明図である。図3では、使用者の視界VRを例示している。上述のようにして、HMD100の使用者の両眼に導かれた画像光が使用者の網膜に結像することにより、使用者は拡張現実感(AR)としての画像VIを視認する。図3の例では、画像VIは、HMD100のOSの待ち受け画面である。また、光学像表示部26、28が外界SCからの光を透過することで、使用者は外界SCを視認する。このように、本実施形態のHMDの使用者は、視界VRのうち画像VIが表示された部分については、画像VIと、画像VIの背後に外界SCと、を見ることができる。また、視界VR1のうち画像VIが表示されていない部分については、外界SCだけを見ることができる。
図5は、補助画像表示ルーチンを示すフローチャートである。この補助画像表示ルーチンは、上記所定のプログラムに対応するもので、CPU140によって所定時間ごとに繰り返し実行される。処理が開始されると、CPU140は、まず、カメラ61からRGB画像を取得し(ステップS110)、デプスセンサー62の出力信号から、外界を二次元の画像として捉え、その画像の各画素での奥行きを画素の濃淡によって示すデプスマップ(距離画像)を生成する(ステップS120)。
以上のように構成された本実施形態のHMD100によれば、HMD100からの奥行き方向Zにおいて、手の指先が、矩形破線G2よりも第1のボールB1側に移動したと判定されたときに、同じ奥行きの点の集まりでできる矩形破線G1〜Gnを一定の間隔でつらねた線群からなる補助画像GDが、光学像表示部26、28に表示される。このため、使用者は、現実空間の奥行き方向において、対象物がどの位置に存在するかを容易に把握することができる。
なお、この発明は前記実施形態およびその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
前記実施形態では、対象物についての奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像GD(図9)は、同じ奥行きの点の集まりでできる矩形破線G1〜Gnを一定の間隔でつらねた線群であった。これに対して、変形例として、補助画像は、対象物の影であってもよい。
前記実施形態では、使用者によって操作される操作体は使用者の手としていた。これに対して、変形例として、操作体を工具や、指示棒等としてもよい。
前記実施形態では、対象物の奥行きと操作体の奥行きとをデプスセンサーによって検出していた。これに対して、変形例として、ステレオカメラや、単眼カメラで撮影した2枚の画像に基づいて奥行きを求めるようにしてもよい。さらに、光学的に奥行きを測定する構成に換えて、iBeacon(登録商標)の技術を用いて、対象物や操作体にBLE(Bluetooth Low Energy)端末を設けることで、対象物や操作体からの距離を取得するようにしてもよい。また、iBeacon以外の通信技術を用いて、距離を測定するようにしてもよい。
前記実施形態では、奥行き方向において、対象物に対して第1の距離D1だけHMD側である第1の位置P1より対象物側に、操作体が移動したと判定されたときに、補助画像を表示させる構成とした。これに対して、変形例として、HMDと対象物との間の距離の所定の割合だけ対象物側に、操作体が移動したと判定されたとき、補助画像を表示させる構成としてもよい。要は、奥行き方向において、対象物と操作体との位置関係が所定の条件を満たすと判定されたときであれば、種々の条件に換えることもできる。
前記実施形態では、光学像表示部26、28(図1)を透過して視認できる現実世界の物体を対象物とし、その視認された現実世界の物体に対してARとしての補助画像を表示する構成とした。これに対して、変形例として、ARとしての3Dオブジェクトを対象物として光学像表示部に表示し、その3Dオブジェクトに対して補助画像を表示する構成としてもよい。3Dオブジェクトは、仮想的な3次元空間に配置される物体であり、3次元空間上の座標位置が定められていることから、対象物奥行情報取得部は、3Dオブジェクトの座標位置から取得する構成とすればよい。この構成によれば、画面上に表示された3Dオブジェクトに対して、操作体を近づけたときに、3Dオブジェクトについての奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像が表示されることになり、使用者は、奥行き方向において、仮想オブジェクトがどの位置に存在するかを容易に把握することができる。
前記実施形態では、HMD100は、使用者が装着した状態において外景が透過される透過型ヘッドマウントディスプレイとした。これに対して、変形例として、外景の透過が遮断される非透過型ヘッドマウントディスプレイとして構成してもよい。この構成は、例えば、外景をカメラで撮影して、表示部に撮影された外景を表示し、その外景の画像にAR画像を重畳することによって実現できる。なお、非透過型ヘッドマウントディスプレイは、変形例5に示した、3Dオブジェクトを対象物として表示する際に好適である。
上記実施形態では、ヘッドマウントディスプレイの構成について例示した。しかし、ヘッドマウントディスプレイの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、各構成部の追加・削除・変換等を行うことができる。
12…点灯部
14…タッチパッド
16…十字キー
18…電源スイッチ
20…画像表示部
21…右保持部
22…右表示駆動部
23…左保持部
24…左表示駆動部
26…右光学像表示部
28…左光学像表示部
30…イヤホンプラグ
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51…送信部
52…送信部
53…受信部
54…受信部
61…カメラ
62…デプスセンサー
100…頭部装着型表示装置(HMD)
110…入力情報取得部
120…記憶部
130…電源
132…無線通信部
134…GPSモジュール
140…CPU
160…画像処理部
162…表示制御部
164…対象物奥行情報取得部
166…操作体奥行情報取得部
168…補助画像表示制御部
170…音声処理部
180…インターフェイス
201…右バックライト制御部
202…左バックライト制御部
211…右LCD制御部
212…左LCD制御部
221…右バックライト
222…左バックライト
241…右LCD
242…左LCD
251…右投写光学系
252…左投写光学系
261…右導光板
262…左導光板
B1…第1のボール
B2…第2のボール
B3…第3のボール
DP…デプスマップ
HA…手
FG…指先
GD…補助画像
MK…マーカー
SD…影
Claims (8)
- 表示部を備える頭部装着型表示装置であって、
前記表示部を介して視認される対象物についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す対象物奥行情報を取得する対象物奥行情報取得部と、
前記頭部装着型表示装置を取り巻く外界において使用者によって操作される操作体についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す操作体奥行情報を取得する操作体奥行情報取得部と、
前記取得された対象物奥行情報と、前記取得された操作体奥行情報とに基づいて、前記頭部装着型表示装置からの奥行き方向において、前記対象物と前記操作体との位置関係が所定の条件を満たすと判定されたときに、前記対象物についての前記奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像を、前記表示部に表示させる補助画像表示制御部と、
を備える頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記補助画像表示制御部は、
前記奥行き方向において、前記対象物から第1の距離だけ前記頭部装着型表示装置側に位置する第1の位置よりも、前記操作体が前記対象物側に移動したと判定されたときに、前記補助画像を表示させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項2に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記奥行き方向に垂直な二次元空間における前記対象物の位置と前記操作体の位置とを示す二次元位置情報を取得する二次元位置情報取得部を備え、
前記補助画像表示制御部は、
前記奥行きの方向において、前記対象物から前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ前記頭部装着型表示装置側に位置する第2の位置よりも、前記操作体が前記対象物側に移動したと判定され、かつ、前記取得された二次元位置情報に基づいて、前記二次元空間における前記操作体と前記対象物との間の距離が所定値を下回る距離であると判定されたときに、前記補助画像の表示を停止する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記補助画像は、同じ奥行きの点の集まりでできる矩形破線を、一定の間隔でつらねた線群である、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記表示部は、前記外界を透過視認可能な表示部であり、
前記操作体は、前記外界に実在する物体である、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記操作体は、仮想3次元空間に配置された物体であり、
前記対象物奥行情報は、前記仮想3次元空間における前記対象物までの奥行きを示す情報である、頭部装着型表示装置。 - 表示部を備える頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記表示部を介して視認される対象物についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す対象物奥行情報を取得する工程と、
前記頭部装着型表示装置を取り巻く外界において使用者によって操作される操作体についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す操作体奥行情報を取得する工程と、
前記取得された対象物奥行情報と、前記取得された操作体奥行情報とに基づいて、前記頭部装着型表示装置からの奥行き方向において、前記対象物と前記操作体との位置関係が所定の条件を満たすと判定されたときに、前記対象物についての前記奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像を、前記表示部に表示させる工程と、
を備える頭部装着型表示装置の制御方法。 - 表示部を備えた頭部装着型表示装置を制御するためのコンピュータープログラムであって、
前記表示部を介して視認される対象物についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す対象物奥行情報を取得する機能と、
前記頭部装着型表示装置を取り巻く外界において使用者によって操作される操作体についての前記頭部装着型表示装置からの奥行きを示す操作体奥行情報を取得する機能と、
前記取得された対象物奥行情報と、前記取得された操作体奥行情報とに基づいて、前記頭部装着型表示装置からの奥行き方向において、前記対象物と前記操作体との位置関係が所定の条件を満たすと判定されたときに、前記対象物についての前記奥行き方向の位置の認識を容易にするための補助画像を、前記表示部に表示させる機能と、
をコンピューターに実現させる、コンピュータープログラム。
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