JP2023050904A - 視認性情報取得装置の制御方法および視認性情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視点が移動する際に、現実空間の見え方に近い視認性を実現した仮想空間画像を生成可能にするために必要な情報を高い精度で取得できるようにする。【解決手段】視認性情報取得装置１では、表示制御部３２が、被験者Ｓの前方の第１位置に第１識別子を表示させた後、第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示させて、被験者Ｓの視点を第１位置から第２位置に移動させる。そして、表示制御部３２が、遷移条件に従って第２識別子の表示状態を制御して、第２識別子の視認性を基準状態から該基準状態とは異なる目標状態に遷移させ、遷移中における第２識別子の視認性情報が情報取得部３４により被験者Ｓから取得される。【選択図】図１

Description

本発明は、視認性情報取得装置の制御方法および視認性情報取得装置に関する。

例えば、特許文献１には、ユーザが視認する仮想空間画像をヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）に提供する仮想空間画像提供方法が開示されている。この仮想空間画像提供方法では、ＨＭＤの回転方向および回転速度が取得され、回転方向に対応する画面上の方向における仮想空間画像の両側の端部領域に、回転速度に応じた範囲および強さでぼかし処理が施されることにより、ＶＲ（Virtual Reality）酔いが低減されている。

特開２０１７－１３８７０１号公報

ところで、車両開発等においては、仮想空間画像上に評価対象となるオブジェクトを表示して、現実空間における該オブジェクトの視認性を評価する場合がある。この場合、仮想空間画像上に表示されるオブジェクトの見え方が、現実空間の見え方に近づくようにする必要がある。例えば、現実空間において、ユーザの視点が変化した直後や視野内の物体の配置または距離が変化した直後には、視点や物体の周辺領域がぼやけて見える。このような視点等の移動に伴う周辺領域のぼやけ方は、眼の焦点調整特性やユーザの状態、車両周辺の状態などに応じて、時間の経過とともに変化する。このため、仮想空間画像上にオブジェクトを表示して視認性を評価する際にも、上記のような現実空間でのぼやけ方の時間的な変化が再現されるようにするのが望ましい。

しかしながら、前述したような従来の技術では、ＨＭＤの回転速度に応じて仮想空間画像に施されるぼかし処理の範囲および強さが設定されているだけで、該設定された範囲に対して施されるぼかし処理の状態の時間的な変化までは考慮されていない。通常、画像データのぼかし処理は、画像処理を担うハードウェアの性能に応じた速度で実行され、眼の焦点調整速度よりも高速に、所望の強さでぼやけた状態の画像データが生成される。このため、従来の技術では、ＨＭＤの回転、つまりユーザの頭部の向きが変化して仮想空間画像上の視点が移動したときに、ＨＭＤに表示される仮想空間画像のぼやけ方の時間的な変化が現実空間の見え方とは異なってしまう。仮想空間画像に表示されるオブジェクトの視認性を現実空間の見え方に近づけるためには、現実空間でのぼやけ方の時間的な変化を正確に把握し得るような情報を取得して、該取得した情報を仮想空間画像のぼかし処理に反映させることが重要である。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、視点が移動する際に、現実空間の見え方に近い視認性を実現した仮想空間画像を生成可能にするために必要な情報を高い精度で取得することができる視認性情報取得装置の制御方法および視認性情報取得装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明の一態様は、被験者の前方の第１位置に第１識別子を表示するとともに、前記第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示して、前記被験者の視点を前記第１位置から前記第２位置に移動させたときの前記第２識別子の視認性情報を取得する視認性情報取得装置の制御方法を提供する。この制御方法は、前記被験者の焦点が前記第１位置に合わされた状態となるように、前記第１位置に前記第１識別子を表示する第１表示ステップと、前記第２位置に前記第２識別子を表示して、前記被験者の視点を前記第１位置から前記第２位置に移動させる第２表示ステップと、予め設定した遷移条件に従って前記第２識別子の表示状態を制御して、前記第２識別子の視認性を基準状態から該基準状態とは異なる目標状態に遷移させる制御ステップと、前記第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移中における前記第２識別子の視認性情報を前記被験者から取得する取得ステップと、を含む。

本発明に係る視認性情報取得装置の制御方法によれば、被験者の視点が移動した際に、現実空間の見え方に近い視認性を実現した仮想空間画像を生成可能にするために必要な情報を高い精度で取得することができる。

本発明の一実施形態に係る視認性情報取得装置の構成を示す概念図である。 上記実施形態において現実空間に実現された表示部の一例を示す概念図である。 上記実施形態において仮想空間に実現された表示部の一例を示す概念図である。 上記実施形態において視点が遠ざかる方向に移動する場合の視認性情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。 上記実施形態において視点が遠ざかる方向の移動する場合に仮想空間画像に表示される識別子の一例を示す図である。 上記実施形態において遷移条件に従って表示状態が制御される第２識別子の視認性の時間的な変化の一例を示すグラフである。 上記実施形態において視点が近づく方向に移動する場合の視認性情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。 上記実施形態において視点が近づく方向に移動する場合に仮想空間画像に表示される識別子の一例を示す図である。 上記実施形態の視認性情報取得装置で取得された視認性情報を基に運転シミュレータシステムに好適な遷移条件を決定し、該遷移条件に従って仮想空間画像の表示制御を実施した一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る視認性情報取得装置の構成を示す概念図である。
図１において、本実施形態の視認性情報取得装置１は、例えば、表示部２と、情報処理部３とを備える。表示部２は、所定位置に着座した被験者Ｓの前方の第１位置に第１識別子を表示可能であり、かつ、第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示可能である。第１位置および第２位置のそれぞれは、現実空間内の位置だけでなく、仮想空間内の位置を含む。本実施形態による表示部１１は、例えば、現実空間に２つの表示装置を配置して実現してもよく、或いは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等を利用して仮想空間に２つの表示領域を設定して実現してもよい。

図２は、現実空間に実現された表示部２の一例を示す概念図である。
図２において、表示部２は、被験者Ｓの前方の近い位置（以下、「近位置」とする）Ｐｎに配置されたタブレット端末２１と、被験者Ｓの前方の遠い位置（以下、「遠位置」とする）Ｐｆに配置されたディスプレイ２２とを有している。タブレット端末２１およびディスプレイ２２は、被験者Ｓの概ね正面にそれぞれ配置されている。タブレット端末２１は、被験者Ｓの前方斜め下側で画面を被験者Ｓ側に向けて設置されている。タブレット端末２１の画面には、略中央に位置する領域に識別子Ｉｎが表示される。ディスプレイ２２は、被験者Ｓの視野内でタブレット端末２１とは重ならない高さに設置されている。ディスプレイ２２の画面には、略中央に位置する領域に識別子Ｉｆが表示される。本実施形態では、被験者Ｓからタブレット端末２１までの距離Ｄｎ（図１）が、例えば０．２ｍに設定されており、被験者Ｓからディスプレイ２２までの距離Ｄｆ（図１）が、例えば５ｍに設定されている。ただし、タブレット端末２１およびディスプレイ２２の配置は上記の一例に限定されない。

上記表示部２において、近位置Ｐｎに配置されたタブレット端末２１から遠位置Ｐｆに配置されたディスプレイ２２に被験者Ｓの視点を移動させる場合（以下、「遠ざかる方向の視点移動」とする）、近位置Ｐｎ、識別子Ｉｎおよびタブレット端末２１が、本発明の第１位置、第１識別子および第１表示装置に相当するとともに、遠位置Ｐｆ、識別子Ｉｆおよびディスプレイ２２が、本発明の第２位置、第２識別子および第２表示装置に相当する。一方、遠位置Ｐｆに配置されたディスプレイ２２から近位置Ｐｎに配置されたタブレット端末２１に被験者Ｓの視点を移動させる場合（以下、「近づく方向の視点移動」とする）、遠位置Ｐｆ、識別子Ｉｆおよびディスプレイ２２が、本発明の第１位置、第１識別子および第１表示装置に相当するとともに、近位置Ｐｎ、識別子Ｉｎおよびタブレット端末２１が、本発明の第２位置、第２識別子および第２表示装置に相当する。

図３は、仮想空間に実現された表示部２’の一例を示す概念図である。
図３において、表示部２’は、被験者Ｓの頭部に装着されたＨＭＤに表示される仮想空間画像ＶＲ上で実現されている。仮想空間画像ＶＲには、左右方向の中央部下側に第１領域２１’が形成されているとともに、左右方向の中央部上側に第２領域２２’が形成されている。第１領域２１’および第２領域２２’は、仮想空間において、奥行方向（被験者Ｓから見た前後方向）に間隔を空けた配置となるように設定されている。第１領域２１’は、図２に示した現実空間におけるタブレット端末２１の画面を仮想的に実現したものである。また、第２領域２２’は、図２に示した現実空間におけるディスプレイ２２の画面を仮想的に実現したものである。したがって、ＨＭＤに表示される仮想空間画像ＶＲには、第１領域２１’の奥行情報として、近位置Ｐｎ（被験者Ｓからの距離Ｄｎ）に対応する情報が設定されているとともに、第２領域２２’の奥行情報として、遠位置Ｐｆ（被験者Ｓからの距離Ｄｆ）に対応する情報が設定されている。第１領域２１’の略中央には識別子Ｉｎが表示され、第２領域２２’の略中央には識別子Ｉｆが表示される。

図１に戻って、情報処理部３は、その機能ブロックとして、例えば、記憶部３１と、表示制御部３２と、報知部３３と、情報取得部３４と、条件変更部３５とを備える。情報処理部３のハードウェア構成は、ここでは図示を省略するが、例えば、プロセッサ、メモリ、ユーザ入力インターフェースおよび通信インターフェースを含むコンピュータシステムを用いて構成されている。つまり、情報処理部３は、コンピュータシステムのプロセッサがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによって、上記各ブロックの機能が実現される。

記憶部３１は、被験者Ｓの視点が移動した際に、移動先の視点周辺領域に表示させる第２識別子（識別子ＩｎまたはＩｆ）の視認性を基準状態から該基準状態とは異なる目標状態に遷移させる遷移条件を記憶している。視認性の基準状態は、所望の視認レベルを設定することができ、該視認レベルの高低を調整可能としてもよい。本実施形態では、視認性の目標状態が基準状態よりも高くなるように設定されている一例を説明する。ただし、視認性の基準状態および目標状態の設定は上記の一例に限定されるものではなく、基準状態よりも低い目標状態を設定することも可能である。上記遷移条件には、例えば、第２識別子の表示を継続する表示時間Ｔ、被験者Ｓの視点移動が完了してから第２識別子の視認性の状態遷移を開始するまでの遅延時間Ｌ、第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移に要する遷移時間α、および第２識別子の視認性を上昇させる際の上昇度合の時間的な変化を決める時間定数τなどが含まれている。また、記憶部３１は、表示部２に表示させる識別子Ｉｎ，Ｉｆの画像データを記憶している。さらに、記憶部３１には、情報取得部３４で取得される第２識別子の視認性情報なども記憶され蓄積される。なお、遷移条件は、予め記憶部３１に記憶されていてもよく、或いは、図示しない外部装置から受信した遷移条件を一時的に記憶部３１に記憶して表示制御部３２出力してもよい。遷移条件、識別子Ｉｎ，Ｉｆの画像データ、および第２識別子の視認性情報の詳細については後述する。

表示制御部３２は、表示部２に第１識別子を表示させた後に第２識別子を表示させるとともに、記憶部３１に記憶されている遷移条件に従って、第２識別子の表示状態を制御する。具体的に、遠ざかる方向の視点移動に対応した視認性情報が取得される場合、表示制御部３２は、表示部２のタブレット端末２１（または表示部２’の第１領域２１’）に識別子Ｉｎを表示させた後に、表示部２のディスプレイ２２（または表示部２’の第２領域２２’）に識別子Ｉｆを表示させ、該識別子Ｉｆの表示状態を遷移条件に従って制御する。一方、近づく方向の視点移動に対応した視認性情報が取得される場合、表示制御部３２は、表示部２のディスプレイ２２（または表示部２’の第２領域２２’）に識別子Ｉｆを表示させた後に、表示部２のタブレット端末２１（または表示部２’の第１領域２１’）に識別子Ｉｎを表示させ、該識別子Ｉｎの表示状態を遷移条件に従って制御する。

第２識別子の視認性の状態は、例えば、第２識別子として表示する画像にぼかし処理を施すことで制御される。ぼかし処理は、画像データの情報量を変化させて当該画像がぼやけて見える状態にする処理である。言い換えると、ぼかし処理は、被験者Ｓが視覚を通して確認できる情報量を減らす画像処理である。具体的なぼかし処理の例としては、第２識別子として表示する画像について、情報量を減らす処理、解像度を下げる処理、または表示面積を段階的に小さくする処理、表示面積を段階的に大きくする処理、或いはこれら処理の組み合わせなどがある。処理の組み合わせの例として、表示面積を段階的に大きくする処理と表示面積を段階的に小さくする処理とを順番に、またはこれらを交互に行うことでピントが合っていない状態を再現し易くなる。したがって、第２識別子の視認性の基準状態は、例えばぼかし処理を施した後のピントが合っていないぼやけた状態であり、当該画像についてユーザＵが視覚を通して確認できる情報量が少ない状態を表している。また、第２識別子の視認性の目標状態は、例えばぼかし処理を施す前のピントが合った状態であり、当該画像についてユーザＵが視覚を通して確認できる情報量が多い状態を表している。

報知部３３は、例えば、被験者Ｓに対して第１位置から第２位置への視点の移動を促すためのアラート音を、表示部２，２’または情報処理部３に設けられている図示しないスピーカ等を介して出力する。報知部３３は、表示制御部３２と連動してアラート音を生成する。具体的には、表示制御部３２により表示部２に第１識別子が表示されてから所定の時間（例えば、２～５秒）が経過した後に、報知部３３からアラート音が出力される。報知部３３からアラート音が出力されるタイミングは、表示制御部３２により表示部２，２’に第２識別子が表示されるタイミングと略一致している。なお、報知部３３による被験者Ｓへの報知手段は、アラート音に限定されない。例えば、表示部２，２’に表示する画像上に、視点の移動を促す文字等を表示したり、実験管理者のかけ声で被験者Ｓの視点の移動を促す報知を行ったりしてもよい。また、事前に被験者Ｓに報知内容の意味を伝えておけば、第１位置から第２位置への移動を促す旨の情報を含んでいない報知が行われても構わない。

情報取得部３４は、第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移中における第２識別子の視認性情報を被験者Ｓから取得する。第２識別子の視認性情報は、例えば、視認性が基準状態から目標状態に遷移する第２識別子の見え方を被験者Ｓが評価した結果を示す情報や、第２識別子の視認性の遷移中における被験者Ｓの焦点位置を図示しないセンサ等で検出した結果を示す情報などである。つまり、被験者Ｓによる第２識別子の見え方の評価結果を示す情報が、情報処理部３に接続されている図示しないユーザ入力インターフェースを介して情報取得部３４に入力されるか、或いは、被験者Ｓの焦点位置を検出するセンサ等の出力信号が情報取得部３４に入力され、該情報取得部３４への入力情報が第２識別子の視認性情報として取得される。情報取得部３４で取得された視認性情報は、対応する遷移条件と関連付けて記憶部３１に記憶される。

条件変更部３５は、情報取得部３４で取得された第２識別子の視認性情報に基づいて、記憶部３１に記憶されている遷移条件を変更する。条件変更部３５により変更された遷移条件は、次回以降に視認性情報を取得する際に使用される。なお、条件変更部３５は、必要に応じて設ければよく、省略することも可能である。

次に、本実施形態による視認性情報取得装置１の動作について説明する。ここでは、被験者Ｓの視点移動の方向（遠ざかる方向、近づく方向）ごとに具体例を挙げながら視認性情報の取得処理を詳しく説明する。
図４は、視点が遠ざかる方向に移動する場合の視認性情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。また、図５は、視点が遠ざかる方向に移動する場合に表示部２’（仮想空間画像ＶＲ）に表示される識別子の一例を示す図である。

遠ざかる方向の視点移動の場合、本実施形態の視認性情報取得装置１では、まず図４のステップＳ１０において、表示制御部３２が、表示部２のタブレット端末２１、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に、識別子Ｉｎ（第１識別子）を表示させる。このとき表示される識別子Ｉｎとしては、例えば、被験者Ｓの視点を当該位置に固定しやすい「＋」などの固視指標を用いるのが好ましい。図５の上段は、ステップＳ１０の処理により、仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に「＋」の固視指標を用いた識別子Ｉｎが表示された状態を示している。なお、ステップＳ１０の段階において、表示部２のディスプレイ２２、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に識別子Ｉｆは表示されていない。被験者Ｓは、識別子Ｉｎが表示されたことにより該識別子Ｉｎを注視するようになり、被験者Ｓの焦点が近位置Ｐｎ（第１位置）に合わされた状態が形成される。

続くステップＳ２０では、表示制御部３２が、表示部２のディスプレイ２２、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に、識別子Ｉｆ（第２識別子）を表示させるとともに、報知部３３が、被験者Ｓの視点移動を促すためのアラート音を出力する。ステップＳ２０における識別子Ｉｆの表示、およびアラート音の出力は、上記ステップＳ１０における識別子Ｉｎの表示が完了した後、２～５秒程度の時間が経過するのを待って行われるようにするのがよい。このような待機時間を設けることで、被験者Ｓの焦点が近位置Ｐｎに合わされた状態を確実に形成することができる。

ステップＳ２０において表示される識別子Ｉｆとしては、ランダム指標を用いるのが好ましい。ランダム指標は、例えば、複数の数字の中からランダムに選ばれた数字や、道路標識の画像、アイコン、文字などとすることが可能である。本実施形態では、０～５の６個の数字の中からランダムに選ばれた数字（ランダム指標）が識別子Ｉｆとして使用される。図５の中段は、ステップＳ２０の処理により、仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に「０」のランダム指標を用いた識別子Ｉｆが表示された状態を示している。ただし、この段階での識別子Ｉｆの表示は、識別子Ｉｆの視認性が基準状態、すなわち、ぼかし処理を施した後のピントが合っていないぼやけた状態である。このようなステップＳ２０の処理により、被験者Ｓは、アラート音に反応して視点を近位置Ｐｎから遠位置Ｐｆに移動し、遠位置Ｐｆに表示されているランダム指標を用いた識別子Ｉｆを視認するようになる。

次のステップＳ３０では、表示制御部３２が、記憶部３１に記憶されている遷移条件に従って識別子Ｉｆの表示状態を制御し、識別子Ｉｆの視認性を基準状態から目標状態（ピントが合った状態）に遷移させる。図５の下段は、視認性の遷移が完了して目標状態となった識別子Ｉｆが仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に表示されている状態を示している。

ステップＳ４０では、情報取得部３４が、識別子Ｉｆの視認性の基準状態から目標状態への遷移中における識別子Ｉｆの視認性情報を被験者Ｓから取得する。情報取得部３４による識別子Ｉｆの視認性情報の取得は、被験者Ｓによる識別子Ｉｆの見え方の評価結果を示す情報がユーザ入力インターフェースを介して情報取得部３４に入力されたり、被験者Ｓの焦点位置を検出するセンサ等の出力信号が情報取得部３４に入力されたりすることによって行われる。

具体的に、被験者Ｓによる識別子Ｉｆの見え方の評価は、例えば、次のような６段階の評価基準に沿って行われるようにしてもよい。
６：非常に読みやすい
５：読みやすい
４：苦労せずに読める
３：多少読みにくいが読める
２：やっと読める
１：読めない
被験者Ｓは、識別子Ｉｆの視認性が基準状態から目標状態に遷移する間、該識別子Ｉｆの見え方が上記６段階の評価基準のうちのいずれに該当するかを評価し、その評価結果を情報取得部３４に入力する。情報取得部３４への評価結果の入力は、識別子Ｉｆの視認性の遷移中、遷移が完了した時、遷移が完了してから識別子Ｉｆの表示が終了するまでの間のいずれのタイミングであってもよい。ただし、遷移が開始されてから少なくとも完了するまでの間における識別子Ｉｆの視認性を評価した結果が情報取得部３４に入力されるようにすれば、より正確な視認性情報が情報取得部３４で取得できるようになる。

ここで、遷移条件について具体的に説明する。前述したように遷移条件は、第２識別子の表示を継続する表示時間Ｔ、被験者Ｓの視点移動が完了してから第２識別子の視認性の遷移を開始するまでの遅延時間Ｌ、第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移に要する遷移時間α、および第２識別子の視認性を上昇させる際の上昇度合の時間的な変化を決める時間定数τなどを含んでいる。表示時間Ｔは、例えば、１．０秒、０．５秒、０．３５秒、０．２５秒の４種類から選択した時間を遷移条件の１つとして設定することが可能である。遅延時間Ｌ、遷移時間α、および時間定数τについては、被験者Ｓの年齢、性別、視力、眼の健康度、開眼度、利き目などに関する条件や、現実空間または仮想空間の環境に関する条件等を考慮して適宜に設定することが可能である。

図６は、遠ざかる方向の視点移動において、遷移条件に従って表示状態が制御される第２識別子（識別子Ｉｆ）の視認性の時間的な変化の一例を示すグラフである。図６のグラフの縦軸は視認性Ｖの状態を表し、横軸は時間ｔを表す。縦軸の視認性Ｖの状態は、横軸との交点（原点）から離れるほど高くなる。視認性Ｖ＝Ｖ０の状態が基準状態に対応し、Ｖ＝Ｖ１の状態が目標状態に対応している。時間ｔ＝０は、被験者Ｓの視点移動が完了したタイミングを示している。

図６のグラフ中の実線は、遷移条件に従って表示状態が制御される第２識別子の視認性の時間的な変化を表している。ここでは、遷移条件の１つである時間定数τの値を０．１，０．２，０．３の３通りで変えた場合の一例が図６のグラフに示されている。第２識別子視認性の時間的な変化は、被験者Ｓの視点移動が完了してから所定の遅延時間Ｌが経過するまでの期間（ここでは、遅延時間Ｌ＝０．２秒）、視認性が基準状態Ｖ０に維持され、その後に視認性が上昇し始める。時間ｔ＝０．２秒以降、第２識別子の視認性は、時間の経過に従って漸次変化して目標状態Ｖ１まで上昇する。遅延時間Ｌの経過後、目標状態Ｖ１への遷移が完了するまでに要する時間が遷移時間αである。

遷移時間αに亘る曲線Ｃは、第２識別子の視認性を目標状態Ｖ１に上昇させる際の当該視認性の時間的な変化を表しており、この曲線Ｃの形状が、例えば、次の（１）式に示す関数に従うようにすることによって、被験者Ｓの眼の焦点調整機能による焦点距離の時間的な変化に近づけることができる。

上記（１）式において、ｔは、遷移を開始してからの時間［ｓ］を表している。Ｆは、時間ｔでの焦点距離［ｍ］を表している。Ｄｏは、視点移動開始時の焦点距離の逆数であるディオプター（diopter）を表している。Ｄｔは、視点移動終了時の焦点距離の逆数であるディオプターを表している。ｅは、ネイピア数（自然対数の底）を表している。τは、時間定数を表している。図５のように視点が遠ざかる方向に移動する場合、視点移動開始時の焦点距離として被験者Ｓから近位置Ｐｎまでの距離Ｄｎを用いるとともに、視点移動終了時の焦点距離として被験者Ｓから遠位置Ｐｆまでの距離Ｄｆを用いることができる。この場合、上記（１）式におけるＤｏは１／Ｄｎを意味し、Ｄｔは１／Ｄｆを意味する。

上記（１）式における焦点距離Ｆは、時間ｔでの視認性Ｖの状態に対応する。時間定数τは、遷移条件に合わせて設定され、時間定数τに応じて遷移時間αの長さ（曲線Ｃの形状）が変化する。図６の例では、時間定数τの値をτ＝０．１としたときの遷移時間αよりもτ＝０．２としたときの遷移時間α’の方が長くなり、該遷移時間α’よりもτ＝０．３としたときの遷移時間α’’の方が更に長くなっている。このように、遷移条件の設定に応じて第２識別子の視認性の時間的な変化の仕方が変わるので、遷移条件の設定ごとに第２識別子の視認性情報を取得して比較することで、被験者Ｓが第２識別子を読み取りやすい遷移条件を判断することができるようになる。

なお、図６のグラフ中の破線は、上述したような従来の技術において仮想空間画像に施されるぼかし処理に対応した視認性の時間的な変化を表している。従来の技術では、仮想空間画像に施されるぼかし処理が、画像処理を担うハードウェアの性能に応じた速度で実行される。このため、視認性の基準状態Ｖ０から目標状態Ｖ１への遷移が、視点の移動と略同時の短期間で完了している。

また、遷移条件には、上記のような表示時間Ｔ、遅延時間Ｌ、遷移時間α、および時間定数τの他にも、例えば、視認性情報の取得を、図２に示したような現実空間で行うか、或いは、図３に示したような仮想空間で行うかの条件が設定されていてもよい。さらに、視認性情報の取得を仮想空間で行う場合には、ぼかし処理の有無や遅延時間Ｌの有無が遷移条件の１つとして設定されていてもよい。このように想定される被験者Ｓや環境などの条件を考慮して多様な遷移条件を設定することで、精度の高い視認性情報を取得できるようになる。

図４に戻って、ステップＳ５０では、情報取得部３４が、取得した識別子Ｉｆの視認性情報を、それに対応する遷移条件と関連付けて、記憶部３１に記憶する。これにより、遷移条件に従って識別子Ｉｆの視認性の状態を遷移させたときの該識別子Ｉｆの見え方に関する情報（視認性情報）が記憶部３１に蓄積されるようになる。

ステップＳ６０では、条件変更部３５が、情報取得部３４で取得された識別子Ｉｆの視認性情報に基づいて、記憶部３１に記憶されている遷移条件を変更する。この遷移条件の変更は、例えば、情報取得部３４で取得された識別子Ｉｆの視認性情報が前述した評価基準の２に該当しているような場合に、遷移条件として設定されていた表示時間Ｔや遅延時間Ｌなどを異なる値に変更して、次回以降に取得される視認性情報が改善されるようにする。条件変更部３５による遷移条件の変更処理が完了すると、ステップＳ１０に戻って、上記一連の処理が繰り返し実行される。なお、ここでは、取得された視認性情報に基づいて遷移条件を変更する一例を説明したが、互いに異なる複数の遷移条件を記憶部３１に予め記憶させておき、複数の遷移条件を順番に切り替えながら視認性情報を取得するようにしてもよい。

次に、近づく方向の視点移動における視認性情報取得装置１の動作を説明する。
図７は、視点が近づく方向に移動する場合の視認性情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。また、図８は、視点が近づく方向に移動する場合に表示部２’（仮想空間画像ＶＲ）に表示される識別子の一例を示す図である。

近づく方向の視点移動の場合、本実施形態の視認性情報取得装置１では、まず図７のステップＳ１１０において、表示制御部３２が、表示部２のディスプレイ端末２２、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に、「＋」の固視指標を用いた識別子Ｉｆ（第１識別子）を表示させる。図８の上段は、ステップＳ１１０の処理により、仮想空間画像ＶＲ上の第２領域２２’に識別子Ｉｆが表示された状態を示している。なお、ステップＳ１１０の段階において、表示部２のタブレット端末２１、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に識別子Ｉｎは表示されていない。被験者Ｓは、識別子Ｉｆが表示されたことにより該識別子Ｉｆを注視するようになり、被験者Ｓの焦点が遠位置Ｐｆ（第１位置）に合わされた状態が形成される。

続くステップＳ１２０では、表示制御部３２が、表示部２のタブレット端末２１、または表示部２’の仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に、ランダム指標を用いた識別子Ｉｎ（第２識別子）を表示させるとともに、報知部３３が、被験者Ｓの視点移動を促すためのアラート音を出力する。ステップＳ１２０における識別子Ｉｎの表示、およびアラート音の出力は、前述した遠ざかる方向の視点移動の場合と同様に、上記ステップＳ１１０における識別子Ｉｎの表示が完了した後、２～５秒程度の時間が経過するのを待って行われるようにするのがよい。

図８の中段は、ステップＳ１２０の処理により、仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に「０」のランダム指標を用いた識別子Ｉｎが表示された状態を示している。ただし、この段階での識別子Ｉｎの表示は、識別子Ｉｎの視認性が基準状態、すなわち、ぼかし処理を施した後のピントが合っていないぼやけた状態である。このようなステップＳ１２０の処理により、被験者Ｓは、アラート音に反応して視点を遠位置Ｐｆから近位置Ｐｎに移動し、近位置Ｐｎに表示されているランダム指標を用いた識別子Ｉｎを視認するようになる。

次のステップＳ１３０では、表示制御部３２が、記憶部３１に記憶されている遷移条件に従って識別子Ｉｎの表示状態を制御し、識別子Ｉｎの視認性を基準状態から目標状態（ピントが合った状態）に遷移させる。図８の下段は、視認性の遷移が完了して目標状態となった識別子Ｉｎが仮想空間画像ＶＲ上の第１領域２１’に表示されている状態を示している。

ステップＳ１４０では、情報取得部３４が、識別子Ｉｎの視認性の基準状態から目標状態への遷移中における識別子Ｉｎの視認性情報を被験者Ｓから取得する。情報取得部３４による識別子Ｉｎの視認性情報の取得処理は、前述した遠ざかる方向の視点移動における識別子Ｉｆの視認性情報の取得処理と同様にして行われる。近づく方向の視点移動の場合、前述した（１）式におけるＤｏは１／Ｄｆを意味し、Ｄｔは１／Ｄｎを意味する。

ステップＳ１５０では、情報取得部３４が、取得した識別子Ｉｎの視認性情報を、それに対応する遷移条件と関連付けて、記憶部３１に記憶する。これにより、遷移条件に従って識別子Ｉｎの視認性の状態を遷移させたときの該識別子Ｉｎの見え方に関する情報（視認性情報）が記憶部３１に蓄積されるようになる。

ステップＳ１６０では、条件変更部３５が、情報取得部３４で取得された識別子Ｉｎの視認性情報に基づいて、記憶部３１に記憶されている遷移条件を変更する。条件変更部３５による遷移条件の変更処理が完了すると、ステップＳ１１０に戻って、上記一連の処理が繰り返し実行される。

なお、前述した遠ざかる方向の視点移動における一連の処理（図４のステップＳ１０～Ｓ６０）と、近づく方向の視点移動における一連の処理（図７のステップＳ１１０～Ｓ１６０）とは、交互に繰り返して実行することも可能である。また、遷移条件が異なる複数のセットが所定の順番またはランダムに繰り返し実行されるようにしてもよい。例えば、遷移条件の異なる２つのセットが交互に実行されるようにすれば、一方のセットから他方のセットへ視点が移動する場合の視認性情報と、他方のセットから一方のセットへ視点が移動する場合の視認性情報とを取得することができ、所望の遷移条件を評価しやすくなる。

上記のようにして本実施形態の視認性情報取得装置１によって取得された視認性情報とそれに関連付けられた遷移条件に関する情報は、例えば、自動車等の車両開発における各種オブジェクトの視認性評価や車両運転の模擬体験などに利用される運転シミュレータシステムにおいて、ユーザの視点が移動した際に実施される仮想空間画像の表示制御などに活用できる。図９は、本実施形態の視認性情報取得装置１で取得された視認性情報を基に運転シミュレータシステムに好適な遷移条件を決定し、該遷移条件に従って仮想空間画像の表示制御を実施した一例を示している。

図９に示す仮想空間画像は、ユーザが装着するＨＭＤ等に表示される画像であって、ユーザが車両の運転席から見ることのできる仮想空間内の光景が表現されている。図示の例では、仮想空間画像は、車両を表すオブジェクトとして、ステアリングホイールの上部、ダッシュボードの上部、右側のフロントピラー、ルーフの前端部、ルームミラー、および右側のサイドミラー等を含んでいる。仮想空間画像の下部中央に表示されている数字の「８」は、ステアリングホイールの上端部付近の視認性を評価するためのオブジェクトである。また、仮想空間画像は、車外の静止物体を表すオブジェクトとして、道路、歩道、建物、および道路標識（一時停止）等を含んでいる。

図９の上段に示す仮想空間画像は、ユーザの視点（□印）がステアリングホイールの上端部付近に表示されている数字の「８」のオブジェクト上の近位置Ｐｎにあり、図中の破線で囲んだ視点周辺領域Ａｎの内側に位置するオブジェクトにピントが合い、視点周辺領域Ａｎの外側に位置するオブジェクトにはピントが合っていないぼやけた状態となっている。図中の白抜き矢印は、ユーザの視点の移動方向を示しており、ここでは、ユーザの視点が近位置Ｐｎから車両前方の左側歩道上に設置されている道路標識のオブジェクト上の遠位置Ｐｆに移動する。なお、ユーザの視点を示す□印は、実際の仮想空間画像には表示されない。

ユーザの視点が近位置Ｐｎから遠位置Ｐｆに移動すると、視認性情報取得装置１で取得された視認性情報を基に決定した遷移条件に従って、移動先の視点周辺領域Ａｆ内のオブジェクトの表示状態が制御され、該オブジェクトの視認性がぼやけた状態（基準状態）からピントが合った状態（目的状態）に遷移する。図９の下段に示す仮想空間画像は、視認性の遷移が完了した状態を示している。また、図９の例では、移動先の視点周辺領域Ａｆ内におけるオブジェクトの視認性の遷移とは反対に、移動元の視点周辺領域Ａｎ内におけるオブジェクトの視認性がピントの合った状態からぼやけた状態に遷移するように、該オブジェクトの表示状態が制御されている。

上記のように本実施形態の視認性情報取得装置１で取得された視認性情報を基に遷移条件を決定し、該遷移条件に従って運転シミュレータシステムにおける仮想空間画像の表示制御を行うようにすれば、車両開発等において、仮想空間画像上に表示したオブジェクトの現実空間における視認性を正確に評価することが可能になる。また、運転シミュレータシステムを利用して車両運転の模擬体験を行えば、ユーザに対してよりリアルな運転体験を提供できるようになる。

以上説明したように、本実施形態の視認性情報取得装置１では、表示制御部３２が、被験者Ｓの前方の第１位置に第１識別子を表示させた後、該第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示させて、被験者Ｓの視点を第１位置から第２位置に移動させる。そして、表示制御部３２が、遷移条件に従って第２識別子の表示状態を制御して、前記第２識別子の視認性を基準状態から目標状態に遷移させ、遷移中における第２識別子の視認性情報が情報取得部３４により被験者Ｓから取得される。これにより、被験者Ｓ（ユーザ）の視点が移動した際に、現実空間の見え方に近い視認性を実現した仮想空間画像を生成可能にするために必要な情報を高い精度で取得することができる。

また、本実施形態の視認性情報取得装置１では、第１識別子の表示から視認性情報の取得に至る一連の処理を１セットとし、互いに異なる遷移条件により複数セットが繰り返し実行される。これにより、多様な遷移条件に対応した視認性情報を容易に取得することができる。

また、本実施形態の視認性情報取得装置１では、第２識別子の表示時間Ｔが１秒以内に設定されている。眼の焦点調整機能において、視点が移動した際に移動先で焦点を合わせるのに要する時間は概ね１秒以内である。このような眼の性質を考慮して第２識別子の表示時間Ｔを設定することにより、第２識別子の視認性情報を取得するための一連の処理を効率的に行うことができる。

また、本実施形態の視認性情報取得装置１では、取得された視認性情報に基づいて遷移条件が変更される。これにより、多様な遷移条件を効率的に設定することができ、幅広い視認性情報を取得しやすくなる。

また、本実施形態の視認性情報取得装置１において、第１および第２識別子が第１および第２表示装置（タブレット端末２１、ディスプレイ２２）に表示されるようにすれば、ＨＭＤ等の仮想空間表示装置を用意する必要がなくなり、低コストで視認性情報を取得することができる。さらに、被験者に対して視点の移動を促す報知（アラート音の出力）が行われるようにすれば、被験者Ｓの視点移動が確実に行われるようになり、より精度の高い視認性情報を取得することが可能になる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、被験者Ｓの視点移動が完了してから遅延時間Ｌが経過するまでの期間、第２識別子の視認性が基準状態に維持される一例を説明したが、遅延時間Ｌの間に視認性が微増するように第２識別子の表示状態を制御するようにしてもよい。

また、既述の実施形態では、第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移が（１）式の関数に従って行われる一例を示したが、任意の関数、或いは視認性の状態と焦点距離とを関連付けたマップなどに従って、第２識別子の視認性の状態遷移が行われるようにしてもよい。

第２識別子の視認性の状態遷移が（１）式に示した関数に従うようにした場合に、該（１）式のディオプターＤｏ，Ｄｔとして、既述の実施形態では、距離Ｄｎ，Ｄｆの逆数を用いる一例を示したが、被験者Ｓから近位置Ｐｎに表示される識別子Ｉｎまでの距離（焦点距離）の逆数や、被験者Ｓから遠位置Ｐｆに表示される識別子Ｉｆまでの距離（焦点距離）の逆数を、ディオプターＤｏ，Ｄｔとして用いるようにしてもよい。加えて、第２識別子の視認性の変化度合は、視点移動開始時の焦点距離と視点移動終了時の焦点距離との偏差に応じて変化させるようにすることも可能である。

さらに、既述の実施形態では、記憶部３１、表示制御部３２、報知部３３、情報取得部３４、および条件変更部３５の各機能（ブロック）が１つの情報処理部３（コンピュータシステム）内で実現される一例を説明した。しかし、上記各機能を実現する対象（制御装置）は、単一または複数の対象（制御装置）とすることが可能である。また、上記各機能は、複数の情報処理装置にそれぞれ分散させて実現するようにしてもよい。

１…視認性情報取得装置
２，２’…表示部
３…情報処理部
２１…タブレット端末
２１’…仮想空間画像の第１領域
２２…ディスプレイ
２２’…仮想空間画像の第２領域
３１…記憶部
３２…表示制御部
３３…報知部
３４…情報取得部
３５…条件変更部
Ａｎ，Ａｆ…視点周辺領域
Ｌ…遅延時間
Ｐｎ…近位置
Ｐｆ…遠位置
Ｓ…被験者
Ｖ０…視認性の基準状態
Ｖ１…視認性の目標状態
ＶＲ…仮想空間画像
α…遷移時間
τ…時間定数

Claims (7)

1. 被験者の前方の第１位置に第１識別子を表示するとともに、前記第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示して、前記被験者の視点を前記第１位置から前記第２位置に移動させたときの前記第２識別子の視認性情報を取得する視認性情報取得装置の制御方法において、
   前記被験者の焦点が前記第１位置に合わされた状態となるように、前記第１位置に前記第１識別子を表示する第１表示ステップと、
   前記第２位置に前記第２識別子を表示して、前記被験者の視点を前記第１位置から前記第２位置に移動させる第２表示ステップと、
   予め設定した遷移条件に従って前記第２識別子の表示状態を制御して、前記第２識別子の視認性を基準状態から該基準状態とは異なる目標状態に遷移させる制御ステップと、
   前記第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移中における前記第２識別子の視認性情報を前記被験者から取得する取得ステップと、
   を含むことを特徴とする視認性情報取得装置の制御方法。
2. 前記第１表示ステップ、前記第２表示ステップ、前記制御ステップ、および前記取得ステップを１セットとして複数セットを繰り返し実行し、
   前記複数セットのそれぞれは、前記制御ステップにおける前記遷移条件が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の視認性情報取得装置の制御方法。
3. 前記複数セットのそれぞれは、前記第２識別子の表示時間が１秒以内に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の視認性情報取得装置の制御方法。
4. 前記取得ステップで取得した前記視認性情報に基づいて、次セットの前記制御ステップで用いる前記遷移条件を変更するステップを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の視認性情報取得装置の制御方法。
5. 前記第１表示ステップは、前記第１位置に配置される第１表示装置に前記第１識別子を表示し、
   前記第２表示ステップは、前記第２位置に配置される第２表示装置に前記第２識別子を表示するとともに、前記被験者に対して視点の移動を促す報知を行う、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の視認性情報取得装置の制御方法。
6. 被験者の前方の第１位置に第１識別子を表示するとともに、前記第１位置に対して前後方向に間隔を空けた第２位置に第２識別子を表示して、前記被験者の視点を前記第１位置から前記第２位置に移動させたときの前記第２識別子の視認性情報を取得する視認性情報取得装置において、
   前記第１位置に前記第１識別子を表示可能であり、かつ、前記第２位置に前記第２識別子を表示可能な表示部と、
   前記第２識別子の視認性を基準状態から該基準状態とは異なる目標状態に遷移させる遷移条件を記憶した記憶部と、
   前記表示部に前記第１識別子を表示させた後に前記第２識別子を表示させるとともに、前記記憶部に記憶されている前記遷移条件に従って、前記第２識別子の表示状態を制御する表示制御部と、
   前記被験者に対して視点の移動を促す報知部と、
   前記第２識別子の視認性の基準状態から目標状態への遷移中における前記第２識別子の視認性情報を前記被験者から取得する情報取得部と、
   を備えることを特徴とする視認性情報取得装置。
7. 前記情報取得部で取得された前記視認性情報に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記遷移条件を変更する条件変更部を備えることを特徴とする請求項６に記載の視認性情報取得装置。
   

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