JP2021078073A - Display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関し、特に電子双眼鏡に関する。 The present invention relates to a display device, particularly to electronic binoculars.
電子双眼鏡は、カメラと、使用時にユーザの目の前に配置されるディスプレイとを備え、カメラで撮影した映像をディスプレイ上にリアルタイムに表示する表示装置である。ユーザは、電子双眼鏡のディスプレイに表示された映像(望遠映像)を見ることで、双眼鏡を覗いたように遠くを観察することができる。電子双眼鏡には、ヘッドマウントディスプレイのように頭部に対して着脱可能(ウェアラブル)に構成されたものがある。 Electronic binoculars are display devices that include a camera and a display that is placed in front of the user's eyes when in use, and display images taken by the camera on the display in real time. By viewing the image (telephoto image) displayed on the display of the electronic binoculars, the user can observe the distance as if looking through the binoculars. Some electronic binoculars are wearable and can be attached to and detached from the head, such as a head-mounted display.
特許文献1には、ユーザの視線位置を検出し、視線位置が撮影範囲の中心位置となるように撮影範囲を制御する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique of detecting a user's line-of-sight position and controlling the shooting range so that the line-of-sight position becomes the center position of the shooting range.
電子双眼鏡の使用時には、肉眼での観察と同じように視界がユーザに提供されることが望ましい。肉眼での観察の場合は、頭部の動きや顔の向き(方向)とは関係なく、視線の向きに視界が広がる。しかし、一般的な電子双眼鏡の場合は、視線の向きとは関係なく、頭部の動きによって視界(ディスプレイ上に表示される映像の被写体範囲(画角);観察範囲)が変化する。頭部の意図せぬ動きによって観察範囲が変化するため、ユーザは違和感をもち、観察に没入しづらくなる。特に望遠倍率の高い映像を表示する場合には、頭部のわずかな振れによって、観察範囲が大きく変化する。 When using electronic binoculars, it is desirable to provide the user with a field of view similar to visual observation. In the case of observation with the naked eye, the field of view expands in the direction of the line of sight, regardless of the movement of the head or the direction (direction) of the face. However, in the case of general electronic binoculars, the field of view (the subject range (angle of view) of the image displayed on the display; the observation range) changes depending on the movement of the head regardless of the direction of the line of sight. Since the observation range changes due to unintended movement of the head, the user feels uncomfortable and it becomes difficult to immerse himself in the observation. Especially when displaying an image with a high telephoto magnification, the observation range changes greatly due to a slight shake of the head.
また、撮影範囲が観察範囲となるような表示を行うように特許文献1に開示の技術を用いると、視線位置が撮影範囲の中心位置となるため、ユーザが所望の観察範囲の中で全体を見渡したいときでも視線によって観察範囲が変わってしまう。 Further, when the technique disclosed in Patent Document 1 is used so that the imaging range is the observation range, the line-of-sight position is the center position of the imaging range, so that the entire observation range can be set by the user. Even when you want to look around, the observation range changes depending on your line of sight.
このように、従来技術では、観察範囲の意図せぬ変化が発生したり、肉眼での観察とはほど遠い感覚(違和感)をユーザに与えたりしてしまう。このような課題は、ウェアラブルな電子双眼鏡の場合でも、ウェアラブルでない電子双眼鏡の場合でも生じる。 As described above, in the prior art, an unintended change in the observation range occurs, or a sensation (uncomfortable feeling) far from the observation with the naked eye is given to the user. Such problems arise with both wearable electronic binoculars and non-wearable electronic binoculars.
本発明は、観察範囲の意図せぬ変化を抑制することができると共に、肉眼での観察に近い感覚(違和感のない又は少ない感覚)をユーザに与えることのできる技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing an unintended change in the observation range and giving the user a sensation close to that of observation with the naked eye (a sensation of no discomfort or less sensation). ..
本発明の第1の態様は、
表示装置であって、
撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示する表示手段と、
前記表示装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記表示手段に対するユーザの視線を検出する視線検出手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記姿勢の変化量が所定量よりも小さい場合に、前記視
線検出手段で検出された前記視線に基づいて前記撮像手段の撮像方向を制御することはせず、前記姿勢の変化量が前記所定量よりも大きい場合に、前記視線に基づいて前記撮像方向を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。
The first aspect of the present invention is
It ’s a display device,
Imaging means and
A display means for displaying an image captured by the image pickup means, and a display means.
A posture detecting means for detecting the posture of the display device and
A line-of-sight detecting means for detecting the line of sight of the user with respect to the display means,
When the amount of change in the posture detected by the posture detecting means is smaller than a predetermined amount, the imaging direction of the imaging means is not controlled based on the line of sight detected by the line-of-sight detecting means. A control means for controlling the imaging direction based on the line of sight when the amount of change in posture is larger than the predetermined amount.
It is a display device characterized by having.
本発明の第2の態様は、
撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を表示する表示手段とを有する表示装置の制御方法であって、
前記表示装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、
前記表示手段に対するユーザの視線を検出する視線検出ステップと、
前記姿勢検出ステップで検出された前記姿勢の変化量が所定量よりも小さい場合に、前記視線検出ステップで検出された前記視線に基づいて前記撮像手段の撮像方向を制御することはせず、前記姿勢の変化量が前記所定量よりも大きい場合に、前記視線に基づいて前記撮像方向を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法である。
A second aspect of the present invention is
A method for controlling a display device having an image pickup means and a display means for displaying an image captured by the image pickup means.
A posture detection step for detecting the posture of the display device, and
A line-of-sight detection step for detecting the user's line of sight with respect to the display means,
When the amount of change in the posture detected in the posture detection step is smaller than a predetermined amount, the imaging direction of the imaging means is not controlled based on the line of sight detected in the line-of-sight detection step. A control step that controls the imaging direction based on the line of sight when the amount of change in posture is larger than the predetermined amount.
It is a control method characterized by having.
本発明の第3の態様は、コンピュータを上述した表示装置の各手段として機能させるためのプログラムである。 A third aspect of the present invention is a program for making a computer function as each means of the above-mentioned display device.
本発明によれば、観察範囲の意図せぬ変化を抑制することができると共に、ユーザに肉眼での観察に近い感覚(違和感のない又は少ない感覚)を与えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an unintended change in the observation range and to give the user a sensation close to that of observation with the naked eye (a sensation of no discomfort or less).
<実施例1>
以下、本発明の実施例1について説明する。なお、ヘッドマウントディスプレイのように頭部に対して着脱可能(ウェアラブル)な電子双眼鏡に本発明を適用した例を説明するが、本発明が適用可能な表示装置はウェアラブルな電子双眼鏡に限られない。例えば、ウェアラブルでない電子双眼鏡に本発明を適用してもよいし、頭部に対して着脱可能な他のウェアラブルデバイス(例えば、VRゴーグル、ARグラス、MRグラス、スマートグラスなどのヘッドマウントディスプレイ)に本発明を適用してもよい。ユーザが周囲を肉眼で見ることができない(ユーザが両目で画像を見ることができる)ように両目を覆う表示装置(VRゴーグルなど)に、本発明を適用してもよい。ユーザが一方の目で画像を見ることができ、他方の目で周囲を肉眼で見ることができるように一方の目のみを覆う表示装置に、本発明を適用してもよい。詳細は後述するが、本発明によれば、ユーザが周囲を肉眼で見ることができない状況でも好適な観察が可能となるため、本発明は、両目を覆う表示装置に対して好適に適用できる。
<Example 1>
Hereinafter, Example 1 of the present invention will be described. An example of applying the present invention to electronic binoculars that can be attached to and detached from the head (wearable) such as a head-mounted display will be described, but the display device to which the present invention can be applied is not limited to wearable electronic binoculars. .. For example, the present invention may be applied to non-wearable electronic binoculars, or to other wearable devices that can be attached to and detached from the head (for example, head-mounted displays such as VR goggles, AR glasses, MR glasses, and smart glasses). The present invention may be applied. The present invention may be applied to a display device (such as VR goggles) that covers both eyes so that the user cannot see the surroundings with the naked eye (the user can see the image with both eyes). The present invention may be applied to a display device that covers only one eye so that the user can see the image with one eye and the surroundings with the naked eye with the other eye. Although details will be described later, according to the present invention, suitable observation is possible even in a situation where the user cannot see the surroundings with the naked eye. Therefore, the present invention can be suitably applied to a display device covering both eyes.
図2(A),2(B)は、実施例1に係る電子双眼鏡10のハードウェア構成を示す外観図である。図2(A)は電子双眼鏡10を前方側から見た前面斜視図であり、図2(B)は電子双眼鏡10を後方向から見た背面斜視図である。電子双眼鏡10は、眼鏡型の電子双眼鏡であり、頭部に対して着脱可能である。具体的には、電子双眼鏡10の左右のテ
ンプル100で頭部を挟むことで、電子双眼鏡10が頭部に固定(装着)される。電子双眼鏡10は、テンプル100の他に、カメラ101、ディスプレイ102,103、パンニング部104、チルト部105、ジャイロセンサ106、視線検出部107、及び、操作部材108を有する。
2 (A) and 2 (B) are external views showing the hardware configuration of the electronic binoculars 10 according to the first embodiment. FIG. 2A is a front perspective view of the electronic binoculars 10 viewed from the front side, and FIG. 2B is a rear perspective view of the electronic binoculars 10 viewed from the rear direction. The electronic binoculars 10 are eyeglass-type electronic binoculars and are removable from the head. Specifically, the electronic binoculars 10 are fixed (mounted) to the head by sandwiching the head between the left and
カメラ101は撮像部であり、図2(A)に矢印で示すように、パン方向とチルト方向に個別に回動可能である。つまり、カメラ101の撮像方向は、パン方向とチルト方向に個別に変更可能である。パンニング部104は、パンニング部104に内蔵されたアクチュエータを駆動することにより、カメラ101をパン方向(電子双眼鏡10に対してカメラ101を左右に傾ける方向)に回動させる。チルト部105は、チルト部105に内蔵されたアクチュエータを駆動することにより、カメラ101をチルト方向(電子双眼鏡10に対してカメラ101を上下に傾ける方向)に回動させる。なお、撮像方向を変更する変更方向やメカニズムなどは特に限定されない。
The
また、カメラ101は、その焦点距離を変更可能に構成されている。実施例1では、カメラ101の焦点距離が、電子双眼鏡10に対してユーザが行った操作(ユーザ操作)に応じて、100mmと400mm(いずれも35mmフルサイズ換算での焦点距離)の2段階で切り替えられるとする。操作部材108は、ユーザ操作を受け付ける部材(ボタンやスイッチなど)であり、例えばカメラ101の焦点距離の変更(切り替え)や、電子双眼鏡10の電源ON/OFFなどを指示するユーザ操作を受け付ける。なお、設定可能な焦点距離の数や範囲などは特に限定されない。焦点距離が所定の範囲内でシームレスに変更可能であってもよい。
Further, the
さらに、カメラ101は、オートフォーカス機能を有し、撮像範囲に含まれる被写体に対して自動的に合焦するように構成されている。ピント調整(オートフォーカス)において駆動する不図示のフォーカシングレンズの停止位置によって、ピントが合う(合焦する)被写体距離は一意に決まる。このため、フォーカシングレンズの停止位置と被写体距離との関係を示す情報(テーブルや関数)を予め電子双眼鏡10に格納することで、電子双眼鏡10において、当該情報を用いて、フォーカシングレンズの停止位置から、被写体距離を検出できるようになる。カメラ101は、このような方法で被写体距離を検出する機能も有する。なお、被写体距離の検出方法は特に限定されない。
Further, the
ディスプレイ102,103は、カメラ101によって撮像された画像を表示する表示部である。電子双眼鏡10をユーザが装着することで、ディスプレイ102はユーザの右目の前に配置され、ディスプレイ103はユーザの左目の前に配置される。このため、ユーザは、ディスプレイ102に表示された画像を右目で、ディスプレイ103に表示された画像を左目で見ることになる。
The
ジャイロセンサ106は、電子双眼鏡10の姿勢を検出する姿勢検出部であり、電子双眼鏡10の姿勢の変化(変化の有無や方向、大きさ等)を検出することもできる。電子双眼鏡10をユーザが装着している場合には、電子双眼鏡10の姿勢はユーザの頭部の姿勢に対応する。このため、ジャイロセンサ106は、頭部の姿勢や動き(振れ)を検出できる。
The
視線検出部(視線検出センサ)107は、ディスプレイ102,103に対するユーザの(相対的な)視線を検出する。視線検出部107は、視線の変化(変化の有無や方向、大きさ等)を検出することもできる。
The line-of-sight detection unit (line-of-sight detection sensor) 107 detects the user's (relative) line of sight with respect to the
図3は、電子双眼鏡10の構成を示すブロック図である。CPU201は、電子双眼鏡10の各部を制御する。CPU201は、カメラ101、ディスプレイ102,103、
ジャイロセンサ106、視線検出部107、操作部材108、カメラ回動部202などに接続されている。CPU201は、電子双眼鏡10の各部からの情報を処理したり、処理結果に応じて各部の動作を制御したりする。カメラ回動部202は、パンニング部104とチルト部105を含み、CPU201からの指示に応じて、カメラ101をパン方向やチルト方向に回動させる。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electronic binoculars 10. The
It is connected to a
図1は、実施例1に係る処理フロー(電子双眼鏡10の処理フロー)を示すフローチャートである。図1の処理フローは、例えば、CPU201が不図示のROMに格納されているプログラムを不図示のRAMに展開して実行することにより実現される。電子双眼鏡10の電源ONを指示するユーザ操作が行われると、電子双眼鏡10が起動し、カメラ101で撮像された画像をディスプレイ(ディスプレイ102,103)上にリアルタイムに表示する処理が開始される。これにより、ユーザは、カメラ101によって撮像されてディスプレイに表示された画像を見て、被写体の観察を始めることができる。そして、図1の処理フローが開始する。カメラ101の焦点距離の初期値(電源ON直後の焦点距離)は特に限定されないが、ユーザが観察対象を見つけやすいように、広角の焦点距離であることが好ましい。実施例1では、電源ON直後に焦点距離が100mmに制御されるとする。図1では示されていないが、焦点距離の変更(切り替え)を指示するユーザ操作が図1の処理フロー中に行われる度に、焦点距離は、100mmと400mmの一方から他方へ切り替えられる。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow (processing flow of the electronic binoculars 10) according to the first embodiment. The processing flow of FIG. 1 is realized, for example, by the
図4(A)は、カメラ101の撮像方向の初期方向(電源ON直後の撮像方向;基準方向)を示す。図4(A)に示すように、基準方向は、カメラ101の光軸が電子双眼鏡10の正面方向(電子双眼鏡10を装着したユーザの顔が向いている方向)と平行になる方向である。図4(A)は、撮像方向のパン方向成分が分かるように、ユーザの頭上を見る視点で描かれているが、撮像方向のチルト方向成分も同様である。なお、以下ではパン方向へ撮像方向を変更する制御のみを説明するが、撮像方向は、パン方向へ撮像方向を変更する制御方法と同様の制御方法で、チルト方向へも変更される。
FIG. 4A shows the initial direction of the image pickup direction of the camera 101 (the image pickup direction immediately after the power is turned on; the reference direction). As shown in FIG. 4A, the reference direction is a direction in which the optical axis of the
図3のS101では、カメラ101は、撮像した画像に基づいて、オートフォーカス(AF)制御や自動露出(AE)制御を行う。
In S101 of FIG. 3, the
S102では、カメラ101は、S101のAF制御の結果から、被写体距離Lを検出(取得)し、CPU201は、検出された被写体距離Lに基づいてカメラ101の回動量A1を決定(算出)する。
In S102, the
図5は、被写体距離Lと回動量A1の関係を示す。図5の星印は、ユーザの正面に存在する観察対象を示す。通常、肉眼での観察では、ユーザは、被写体に顔を向け、被写体を視界の中央にとらえる。ここで、カメラ101の撮像方向が基準方向である場合を考える。この場合に、カメラ101の取り付け位置に依って、肉眼でユーザの視界の中央にとらえられる観察対象が、ディスプレイの中央に表示されず、ユーザが違和感を覚えてしまうことがある。S102で決定される回動量A1は、このような違和感を低減するための回動量である。ここで、左に向かう回動方向を正方向とし、右に向かう回動方向を負方向とする。図5では、頭部の中心から右側に距離aだけずれた位置にカメラ101が取り付けられている。このため、回動量A1=φ1=arctan(a/L1)でカメラ101を回動させることで、被写体距離L1に存在する観察対象(ユーザの正面に存在する観察対象)をディスプレイの中央に表示できる。同様に、回動量A1=φ2=arctan(a/L2)でカメラ101を回動させることで、被写体距離L2に存在する観察対象(ユーザの正面に存在する観察対象)をディスプレイの中央に表示できる。このように、S102では、被写体距離が短いほど大きい回転量A1が、被写体距離Lから、関係式「A1=arctan(a/L)」に基づいて決定される。なお、この関係式によれば、被写体距
離Lが比較的長い場合に、回転量A1は略0(ゼロ)になる。このため、遠距離の被写体のみの観察を前提とする場合や、被写体距離Lが所定距離よりも長い場合に、回転量A1=0としてもよい。
FIG. 5 shows the relationship between the subject distance L and the rotation amount A1. The asterisk in FIG. 5 indicates an observation object existing in front of the user. Normally, in visual observation, the user turns his face to the subject and captures the subject in the center of the field of view. Here, consider the case where the imaging direction of the
図1のS103では、CPU201は、カメラ101の焦点距離が閾値(所定距離)よりも長いが否かを判断する。焦点距離が閾値よりも長い場合はS104へ処理が進められ、焦点距離が閾値以下の場合はS109へ処理が進められる。焦点距離が閾値以上の場合にS104へ処理が進められ、焦点距離が閾値未満の場合にS109へ処理が進められてもよい。実施例1では、設定可能な焦点距離が100mmと400mmであるため、S103では、焦点距離が400mmか否かが判断され、400mmの場合にS104へ処理が進められ、100mmの場合にS109へ処理が進められる。
In S103 of FIG. 1, the
S104では、CPU201は、ジャイロセンサ106を用いて電子双眼鏡10(頭部)の姿勢を検出し、閾値(所定量)よりも大きい変化量で電子双眼鏡10(頭部)の姿勢が変化したか否かを判断する。閾値よりも大きい変化量で姿勢が変化した場合はS105へ処理が進められ、姿勢の変化量が閾値以下の場合はS109へ処理が進められる。閾値以上の変化量で姿勢が変化した場合にS105へ処理が進められ、姿勢の変化量が閾値未満の場合にS109へ処理が進められてもよい。
In S104, the
S105では、CPU201は、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢が変化している期間のユーザの視線を視線検出部107を用いて検出し、当該視線に基づいてカメラ101の撮像方向が制御されるように処理を切り替える。
In S105, the
図4(B)は、図4(A)の状態からユーザの頭部が意図せず動いた状態を示す。頭部が意図せず動く場合は、絶対的な視線は略一定に保たれることが多い。このため、図4(B)では、頭部が左方向(正方向)に角度θ1だけ動いているが、絶対的な視線の方向は元の基準方向(頭部が動く前の基準方向;図4(A)の基準方向)のままとなっている。つまり、ディスプレイに対する相対的な視線の動きとして、右方向(負方向;頭部の動きと逆方向)に角度θ1の動きが生じている。頭部が動く場合は、電子双眼鏡10も頭部と一体的に動く。このため、図4(B)では、電子双眼鏡10も左方向に角度θ1だけ動いている。図4(B)の状態では、CPU201は、ジャイロセンサ106を用いて、電子双眼鏡10(頭部)が左方向に角度θ1だけ動いたと判断する。さらに、CPU201は、視線検出部107を用いて、右方向(電子双眼鏡10(頭部)の動きと逆方向)に角度θ1だけ視線(相対的な視線)が動いたと判断する。
FIG. 4B shows a state in which the user's head unintentionally moves from the state of FIG. 4A. When the head moves unintentionally, the absolute line of sight is often kept fairly constant. Therefore, in FIG. 4B, the head moves to the left (positive direction) by an angle θ1, but the absolute line-of-sight direction is the original reference direction (reference direction before the head moves; FIG. 4 (A) reference direction) remains. That is, as the movement of the line of sight relative to the display, a movement of an angle θ1 occurs in the right direction (negative direction; the direction opposite to the movement of the head). When the head moves, the electronic binoculars 10 also move integrally with the head. Therefore, in FIG. 4B, the electronic binoculars 10 also move to the left by an angle θ1. In the state of FIG. 4B, the
このように、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化方向と逆方向の視線(相対的な視線)の変化があったならば、ユーザは視認方向(見る方向)を変えたくなく、頭部が意図せず動いたと判断し、S106へ処理が進められる。そして、S106では、CPU201は、頭部の動きを検出する直前の画角を保持するようにカメラ101を回動させる回動量A2を決定(算出)する。言い換えると、CPU201は、頭部の動きをキャンセルするようにカメラ101を回動させる回動量A2を決定する。図4(B)の状態では、カメラ101を右方向に角度θ1だけ回動させる回動量A2が決定される。このとき、回動量A2は、ジャイロセンサ106の検出結果(左方向の角度θ1)から決定されてもよいし、視線検出部107の検出結果(右方向の角度θ1)から決定されてもよいし、それらの検出結果の両方から決定されてもよい。ジャイロセンサ106で検出される角度(大きさ)と、視線検出部107で検出される角度(大きさ)とは異なることもある。
In this way, if there is a change in the line of sight (relative line of sight) opposite to the direction of change in the posture of the electronic binoculars 10 (head), the user does not want to change the viewing direction (viewing direction) and the head. Is determined to have moved unintentionally, and processing proceeds to S106. Then, in S106, the
なお、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化によるカメラ101の撮像方向の変化を0(ゼロ)にする回動量A2をS106で決定する例を説明したが、S106で決定される回動量A2はこれに限られない。姿勢の変化による撮像方向の変化が小さくなればよく、
撮像方向の変化は完全に0(ゼロ)にならなくてもよい。
Although an example of determining the rotation amount A2 in which the change in the imaging direction of the
The change in the imaging direction does not have to be completely 0 (zero).
図4(C)は、観察対象を変更するために、図4(A)の状態からユーザが意図的に頭部を動かした状態を示す。頭部を意図的に動かす場合は、頭部が動く方向と同じ方向に、絶対的な視線も動くことが多い。このため、図4(C)では、頭部と絶対的な視線の一体的な動きが生じている。具体的には、頭部が左方向に角度θ1だけ動いており、絶対的な視線も左方向に角度θ1だけ動いている。つまり、ディスプレイに対する相対的な視線の動きは生じていない。図4(C)の状態では、CPU201は、ジャイロセンサ106を用いて、電子双眼鏡10(頭部)が左方向に角度θ1だけ動いたと判断する。さらに、CPU201は、視線検出部107を用いて、視線(相対的な視線)が動いていないと判断する。
FIG. 4C shows a state in which the user intentionally moves his / her head from the state of FIG. 4A in order to change the observation target. When the head is intentionally moved, the absolute line of sight often moves in the same direction as the head moves. Therefore, in FIG. 4C, the head and the absolute line of sight move integrally. Specifically, the head is moving to the left by an angle θ1, and the absolute line of sight is also moving to the left by an angle θ1. That is, there is no movement of the line of sight relative to the display. In the state of FIG. 4C, the
このように、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化のみが検出された場合には、ユーザが、頭部の動きに合わせて視認方向を変えるために、頭部を意図的に動かしたと判断し、S107へ処理が進められる。そして、S107では、CPU201は、カメラ101を回動させない回動量A2=0を決定する。言い換えると、CPU201は、視線方向(視線の方向)にカメラ101の撮像方向を維持する回動量A2を決定する。
In this way, when only the change in the posture of the electronic binoculars 10 (head) is detected, it is determined that the user intentionally moves the head in order to change the viewing direction according to the movement of the head. Then, the process proceeds to S107. Then, in S107, the
図4(D)は、動きの速い観察対象(移動体)を追従(目で追う)するために、図4(A)の状態からユーザが意図的に頭を動かした状態を示す。動きの速い観察対象などを追従する場合には、頭部が動く方向と同じ方向に、頭部の動き量よりも大きい動き量(頭部の動き量を含む)で、絶対的な視線が動くことが多い。このため、図4(D)では、頭部が左方向に角度θ1だけ動いており、絶対的な視線が左方向に角度θ1+θ2で動いている。つまり、ディスプレイに対する相対的な視線の動きとして、左方向に角度θ2の動きが生じている。図4(D)の状態では、CPU201は、ジャイロセンサ106を用いて、電子双眼鏡10(頭部)が左方向に角度θ1だけ動いたと判断する。さらに、CPU201は、視線検出部107を用いて、左方向に角度θ2だけ視線(相対的な視線)が動いたと判断する。
FIG. 4 (D) shows a state in which the user intentionally moves his / her head from the state of FIG. 4 (A) in order to follow (follow) the fast-moving observation object (moving object). When following a fast-moving observation object, the absolute line of sight moves in the same direction as the head moves, with a movement amount larger than the head movement amount (including the head movement amount). Often. Therefore, in FIG. 4D, the head is moving to the left by an angle θ1, and the absolute line of sight is moving to the left at an angle θ1 + θ2. That is, as the movement of the line of sight relative to the display, a movement of an angle θ2 occurs in the left direction. In the state of FIG. 4D, the
このように、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化方向と同方向の視線(相対的な視線)の変化があったならば、ユーザが、視認方向を大きく変えるために、頭部を意図的に動かしたと判断し、S108へ処理が進められる。そして、S108では、CPU201は、視線方向にカメラ101の撮像方向を変更する回動量A2を決定する。
In this way, if there is a change in the line of sight (relative line of sight) in the same direction as the direction of change in the posture of the electronic binoculars 10 (head), the user intends the head in order to significantly change the viewing direction. It is determined that the object has been moved, and the process proceeds to S108. Then, in S108, the
なお、S108で決定される回動量A2は、視線方向に撮像方向を変更する回動量に限られない。姿勢の変化による撮像方向の変化が大きくなればよく、視線方向に撮像方向が一致しなくてもよい。 The rotation amount A2 determined in S108 is not limited to the rotation amount that changes the imaging direction in the line-of-sight direction. It is sufficient that the change in the imaging direction due to the change in posture becomes large, and the imaging direction does not have to match the line-of-sight direction.
S109では、CPU201は、回転量A2=0を決定する。一般的に、焦点距離が短い場合(広角の場合;S103のNOに相当)は、電子双眼鏡10の意図せぬ姿勢変化(頭部の意図せぬ動き)による観察範囲(ディスプレイ上に表示される映像の被写体範囲(画角))の変化は目立ちにくい。電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化量が小さい場合(S104のNOに相当)は、電子双眼鏡10の意図せぬ姿勢変化による観察範囲の変化は目立ちにくいし、ユーザが観察範囲の全体を見渡すように視線を動かすことがある。このため、実施例1では、それらの場合にS109へ処理が進められるようにしている。このとき、視線検出は行わないか、視線検出を行ってもその検出結果は用いない。なお、長い焦点距離(望遠の焦点距離;電子双眼鏡10の意図せぬ姿勢変化による観察範囲の変化が目立ちやすい焦点距離)が前提の場合などにおいて、焦点距離に依らずS104へ処理が進められるように、S103の処理を省略してもよい。
In S109, the
S110では、CPU201は、S102で決定した回動量A1と、S106〜S109のいずれかで決定した回動量A2とから、カメラ101の最終的な回動量A=A1+A2を決定(算出)する。なお、回動量A1=0とすることが予め決まっている場合、例えば遠距離の被写体のみの観察を前提とする場合には、被写体距離Lに依らず回動量A=A2が決定されるように、S102の処理を省略してもよい。
In S110, the
S111では、CPU201は、カメラ回動部202を用いて、S110で決定した回動量Aでカメラ101を回動させる。
In S111, the
S112では、CPU201は、操作部材108からの情報を監視し、電子双眼鏡10の電源OFFを指示するユーザ操作が行われたか否かを判断する。電源OFFの指示があるまで、S101〜S111の処理が繰り返され、電源OFFの指示があると、図1の処理フローが終了し、電子双眼鏡10が停止する(電子双眼鏡10の電源が切られる)。
In S112, the
以上述べたように、実施例1によれば、検出された姿勢(電子双眼鏡10(頭部)の姿勢)の変化量が所定量よりも小さい場合に、検出された視線に基づいてはカメラ101の撮像方向は制御されない。そして、検出された姿勢の変化量が所定量よりも大きい場合に、検出された視線に基づいて撮像方向が制御される。これにより、観察範囲の意図せぬ変化を抑制することができると共に、ユーザに肉眼での観察に近い感覚(違和感のない又は少ない感覚)を与えることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the amount of change in the detected posture (posture of the electronic binoculars 10 (head)) is smaller than a predetermined amount, the
なお、図1の処理フローでの撮像方向の制御とは別に、手ブレ補正のように、電子双眼鏡10の揺れに基づいて撮像方向が常に制御されてもよい。具体的には、電子双眼鏡10の揺れによる撮像方向の揺れを抑制するように、撮像方向が常に制御されてもよい。電子双眼鏡10の姿勢が変わらずに電子双眼鏡10が前後上下左右に揺れることによる撮像方向(撮像位置)の揺れが抑制されてもよいし、電子双眼鏡10の姿勢の揺れによる撮像方向の揺れが抑制されてもよいし、それらの揺れの両方が抑制されてもよい。電子双眼鏡10の揺れは、ジャイロセンサ106で検出されてもよいし、ジャイロセンサ106とは異なる部材(センサ)で検出されてもよい。電子双眼鏡10の揺れの検出方法は特に限定されない。例えば、所定の周波数の揺れ(微振動)が検出され、当該揺れによる撮像方向の揺れが抑制されてもよい。振動センサから出力された振れ信号(検出結果)に基づき、振れ信号の値が閾値未満の場合に振動(手ブレ)と判断され、振れ信号の値が閾値以上の場合に振動でない姿勢変化と判断されてもよい。特開2015−075697号公報などに記載された種々の技術を用いて、振動と、振動でない姿勢変化とを区別して検出できる。
In addition to the control of the imaging direction in the processing flow of FIG. 1, the imaging direction may always be controlled based on the shaking of the electronic binoculars 10, such as camera shake correction. Specifically, the imaging direction may always be controlled so as to suppress the shaking of the imaging direction due to the shaking of the electronic binoculars 10. The shaking of the imaging direction (imaging position) due to the electronic binoculars 10 swinging back and forth, up, down, left and right without changing the posture of the electronic binoculars 10 may be suppressed, or the shaking of the imaging direction due to the shaking of the posture of the electronic binoculars 10 may be suppressed. It may be done, or both of those shakes may be suppressed. The shaking of the electronic binoculars 10 may be detected by the
ここで、撮像された画像の一部を表示範囲としてディスプレイに表示する構成が考えられる。その場合には、電子双眼鏡10の揺れに基づく撮像方向の制御の代わりに、表示範囲の位置の制御が行われてもよい。具体的には、電子双眼鏡10の揺れによる表示方向(表示範囲に対応する撮像方向;例えば、カメラ101から表示範囲の中心位置に対応する被写体位置に向かう方向)の揺れを抑制するように、表示範囲の位置が制御されてもよい。
Here, a configuration is conceivable in which a part of the captured image is displayed on the display as a display range. In that case, the position of the display range may be controlled instead of controlling the imaging direction based on the shaking of the electronic binoculars 10. Specifically, the display is performed so as to suppress the shaking of the display direction (imaging direction corresponding to the display range; for example, the direction from the
同様に、撮像された画像の一部を表示範囲としてディスプレイに表示する場合には、被写体距離Lに基づく撮像方向の制御(回動量A1での回動)の代わりに、表示範囲の位置の制御が行われてもよい。 Similarly, when displaying a part of the captured image as a display range on the display, the position of the display range is controlled instead of controlling the imaging direction based on the subject distance L (rotation with the rotation amount A1). May be done.
また、パン方向へ撮像方向を変更する制御方法は、チルト方向へ撮像方向を変更する制御方法と異なってもよい。例えば、パン方向とチルト方向の一方への撮像方向の変更は行われず、図1の処理フローに従ってパン方向とチルト方向の他方へ撮像方向が変更されてもよい。 Further, the control method for changing the imaging direction in the pan direction may be different from the control method for changing the imaging direction in the tilt direction. For example, the imaging direction may not be changed to one of the pan direction and the tilt direction, and the imaging direction may be changed to the other of the pan direction and the tilt direction according to the processing flow of FIG.
<実施例2>
以下、本発明の実施例2について説明する。実施例1では、電子双眼鏡10(頭部)の姿勢の変化量が所定量よりも大きい場合に、電子双眼鏡10の姿勢の変化方向と視線の変化方向との比較結果や視線の変化の有無に応じて処理を切り替えて、回動量A2を決定する例を説明した。実施例2では、電子双眼鏡10の姿勢の変化量が所定量よりも大きい場合に、電子双眼鏡10の姿勢を考慮せずに、検出された視線に応じて回動量A2を決定する例を説明する。なお、以下では、実施例1と異なる点(構成や処理など)について詳しく説明し、実施例1と同様の点については適宜説明を省略する。
<Example 2>
Hereinafter, Example 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, when the amount of change in the posture of the electronic binoculars 10 (head) is larger than a predetermined amount, the comparison result between the change direction of the posture of the electronic binoculars 10 and the change direction of the line of sight and the presence or absence of the change in the line of sight are determined. An example of determining the rotation amount A2 by switching the processing accordingly has been described. In the second embodiment, when the change amount of the posture of the electronic binoculars 10 is larger than a predetermined amount, the rotation amount A2 is determined according to the detected line of sight without considering the posture of the electronic binoculars 10. .. In the following, points different from the first embodiment (configuration, processing, etc.) will be described in detail, and the same points as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
図6は、実施例2に係る処理フロー(電子双眼鏡10の処理フロー)を示すフローチャートであり、図1のフローチャートを変形したものである。図6において、図1と同じ処理には、図1と同じ符号が付されている。閾値よりも大きい変化量で姿勢が変化した場合(S104のYES)はS201へ処理が進められ、S201の次にS110へ処理が進められる。S201では、CPU201は、視線検出部107を用いてユーザの視線を検出し、検出した視線の方向に撮像方向を合わせる回動量A2を決定する。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing flow (processing flow of the electronic binoculars 10) according to the second embodiment, and is a modification of the flowchart of FIG. In FIG. 6, the same processing as in FIG. 1 is designated by the same reference numerals as in FIG. When the posture changes with a change amount larger than the threshold value (YES in S104), the process proceeds to S201, and then the process proceeds to S201 and then to S110. In S201, the
以上述べたように、実施例2においても、検出された姿勢(電子双眼鏡10(頭部)の姿勢)の変化量が所定量よりも小さい場合に、検出された視線に基づいてはカメラ101の撮像方向は制御されない。そして、検出された姿勢の変化量が所定量よりも大きい場合に、検出された視線に基づいて撮像方向が制御される。これにより、実施例1と同様の効果を得ることができる。
As described above, also in Example 2, when the amount of change in the detected posture (posture of the electronic binoculars 10 (head)) is smaller than the predetermined amount, the
なお、実施例1,2(変形例を含む)はあくまで一例であり、本発明の要旨の範囲内で実施例1,2の構成を適宜変形したり変更したりすることにより得られる構成も、本発明に含まれる。実施例1,2の構成を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。 It should be noted that Examples 1 and 2 (including modified examples) are merely examples, and configurations obtained by appropriately modifying or changing the configurations of Examples 1 and 2 within the scope of the gist of the present invention are also available. Included in the present invention. A configuration obtained by appropriately combining the configurations of Examples 1 and 2 is also included in the present invention.
<その他の実施例>
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Other Examples>
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
10:電子双眼鏡 101:カメラ 102,103:ディスプレイ
104:パンニング部 105:チルト部 106:ジャイロセンサ
107:視線検出部 201:CPU 202:カメラ回動部
10: Electronic binoculars 101:
Claims (12)
撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示する表示手段と、
前記表示装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記表示手段に対するユーザの視線を検出する視線検出手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記姿勢の変化量が所定量よりも小さい場合に、前記視線検出手段で検出された前記視線に基づいて前記撮像手段の撮像方向を制御することはせず、前記姿勢の変化量が前記所定量よりも大きい場合に、前記視線に基づいて前記撮像方向を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置。 It ’s a display device,
Imaging means and
A display means for displaying an image captured by the image pickup means, and a display means.
A posture detecting means for detecting the posture of the display device and
A line-of-sight detecting means for detecting the line of sight of the user with respect to the display means,
When the amount of change in the posture detected by the posture detecting means is smaller than a predetermined amount, the imaging direction of the imaging means is not controlled based on the line of sight detected by the line-of-sight detecting means. A control means for controlling the imaging direction based on the line of sight when the amount of change in posture is larger than the predetermined amount.
A display device characterized by having.
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 When the amount of change in the posture is larger than the predetermined amount, the control means changes the imaging direction due to the change in the posture if there is a change in the line of sight in a direction opposite to the change direction in the posture. The display device according to claim 1, wherein the imaging direction is controlled so as to be smaller.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。 When the amount of change in the posture is larger than the predetermined amount, the control means changes the imaging direction due to the change in the posture if there is a change in the line of sight in the same direction as the change direction in the posture. The display device according to claim 1 or 2, wherein the imaging direction is controlled so as to increase the size.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means aligns the imaging direction with the direction of the line of sight when the amount of change in the posture is larger than the predetermined amount. ..
前記制御手段は、前記焦点距離が所定距離よりも短い場合に、前記姿勢検出手段の検出結果と前記視線検出手段の検出結果とに基づいて前記撮像方向を制御することはしない、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置。 The focal length of the imaging means can be changed.
The control means does not control the imaging direction based on the detection result of the posture detecting means and the detection result of the line-of-sight detecting means when the focal length is shorter than a predetermined distance. The display device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御手段は、さらに、検出された被写体距離に基づいて前記撮像方向を制御する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置。 The imaging means further detects the subject distance and
The display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control means further controls the imaging direction based on the detected subject distance.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means further controls the imaging direction based on the shaking of the display device.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the imaging direction can be individually changed to a pan direction and a tilt direction.
ことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。 The display device according to claim 8, wherein the control method for changing the imaging direction in the pan direction is different from the control method for changing the imaging direction in the tilt direction.
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 9, wherein the display device is fixed to the head of the user.
装置の制御方法であって、
前記表示装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、
前記表示手段に対するユーザの視線を検出する視線検出ステップと、
前記姿勢検出ステップで検出された前記姿勢の変化量が所定量よりも小さい場合に、前記視線検出ステップで検出された前記視線に基づいて前記撮像手段の撮像方向を制御することはせず、前記姿勢の変化量が前記所定量よりも大きい場合に、前記視線に基づいて前記撮像方向を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 A method for controlling a display device having an image pickup means and a display means for displaying an image captured by the image pickup means.
A posture detection step for detecting the posture of the display device, and
A line-of-sight detection step for detecting the user's line of sight with respect to the display means,
When the amount of change in the posture detected in the posture detection step is smaller than a predetermined amount, the imaging direction of the imaging means is not controlled based on the line of sight detected in the line-of-sight detection step. A control step that controls the imaging direction based on the line of sight when the amount of change in posture is larger than the predetermined amount.
A control method characterized by having.
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