JP5142196B2

JP5142196B2 - 可動表示システムおよび表示装置駆動機

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Publication number: JP5142196B2
Application number: JP2007270726A
Authority: JP
Inventors: 勇一妻木
Original assignee: Hirosaki University NUC
Current assignee: Hirosaki University NUC
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-10-17
Also published as: JP2009098466A

Description

本発明は、表示装置と、当該表示装置を駆動する表示装置駆動部と、当該表示装置駆動部から送信された表示装置の位置に応じた画像を抽出する画像抽出部と、当該画像抽出部により抽出された画像を該表示装置に表示する画像処理装置とを備えた可動表示システム等に関する。

従来、高い臨場感を提示する映像表示デバイスの一つとしてＨＭＤ（Head Mount Display）がある。ＨＭＤでは頭部運動に合わせてディスプレイを動かし、この動きに合わせた映像を提示している。しかし、ＨＭＤは顔を覆うため、テレビ会議等の双方向コミュニケーションを実現する場合、ＨＭＤの装着者の表情を撮影することができないという問題があった。加えて、ＨＭＤの装着者は自分の手先を見ることが難しいため、何らの作業を行なう場合はシースルー型のＨＭＤを使用する等の工夫が必要になるという問題もあった。上述の問題を解決するために、頭部を中心に液晶ディスプレイを回転させる能動ディスプレイと呼ばれる映像表示デバイス（システム）が開発された（非特許文献１参照）。この能動ディスプレイでは、ＨＭＤのように顔に器具を装着せず、頭部運動に合わせて顔の前にある液晶ディスプレイを動かすことにより、ＨＭＤと同様の高い臨場感を提示することができる。従って、表情を外部から撮影しやすく、手先を直接見ることができる。

河合聡志、田村哲也、葛西昭治、妻木勇一、「能動ディスプレイの制御」、日本バーチャルリアリティ学会第１０回大会論文集、ｐｐ．４９−５２、２００５年９月．

しかし、上述した能動ディスプレイでは、液晶ディスプレイを動かすために大きな出力のアクチュエータが必要であった。このため、人間の近くで使用するためには安全面で注意する必要性が高く、さらにコストが高いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、高い臨場感を提示することができる映像表示デバイス・システムであって、ＨＭＤのように顔に器具を装着することがないため表情を外部から撮影しやすく且つ手先を直接見ることができ、安全でコストの低廉な映像表示デバイス・システムを提供することにある。

この発明の可動表示システムは、表示装置と、該表示装置を駆動する表示装置駆動部と、該表示装置駆動部から送信された該表示装置の位置に応じた画像を抽出する画像抽出部と、該画像抽出部により抽出された画像を該表示装置に表示する画像処理装置とを備えた可動表示システムであって、該表示装置の位置は該表示装置の操作者の頭部を中心とする３次元座標系である所定の基準座標系に対するエレベーション角及びアジマス角により表され、前記表示装置駆動部は、前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する円弧状のエレベーション角方向駆動部であって、該表示装置のエレベーション角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するエレベーション角方向位置検出センサを有するものと、前記表示装置をアジマス角方向に駆動するアジマス角方向駆動部であって、該表示装置のアジマス角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するアジマス角方向位置検出センサを有するものとを備え、前記エレベーション角方向駆動部と前記アジマス角方向駆動部とは所定の接続部で接続されており、前記画像抽出部は、現実の空間の画像を撮像する撮像器と、前記エレベーション角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のエレベーション角方向の位置と前記アジマス角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間の画像を前記撮像器に撮像させ、該現実の空間の画像を該表示装置の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置とを備え、前記画像処理装置は、前記撮像器制御装置により前記表示装置の位置に応じた画像として抽出された前記現実の空間の画像を該表示装置に表示することを特徴とする。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記エレベーション角方向駆動部は、前記表示装置をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレールであって、該円弧の中心は前記所定の基準座標系の中心であるものと、前記レールに沿って前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する駆動部と、前記駆動部による駆動を支援する駆動支援部とを備え、前記アジマス角方向駆動部は、前記表示装置をアジマス角方向に回転させる回転椅子であり、前記所定の接続部は、前記レールの一端を前記回転椅子に接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の背面側で接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であり、前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは前記レールに沿って設けられたものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の正面側で接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該錘は該回転椅子の正面側で該レール上を移動することができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された定荷重バネであって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該定荷重バネが該ワイヤと接続された一端とは別の他の一端は該レールの外周部に固定されたものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動部は前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であるものとすることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、前記取っ手に設けられ該取っ手に加えられた力を検出する力センサと、該力センサと接続され該力センサにより検出された力に基づき前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動装置とをさらに備えることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、第１回転部と、第２回転部と、第１回転部及び第２回転部を覆って繋ぐ繋ぎ部であって第２回転部を覆う部分の繋ぎ部が前記レールの他の一端にある前記ワイヤに接触するものと、第１回転部の回転を制御する回転制御部とを備えることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、前記ワイヤの駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部と、該ワイヤ駆動方向入力部と接続され該ワイヤ駆動方向入力部に入力された該ワイヤの駆動方向に基づき前記ワイヤを駆動する駆動装置とを備えることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記回転椅子に加えられたトルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出されたトルクに基づき該回転椅子を回転させる回転装置とをさらに備えることができる。

ここで、この発明の可動表示システムにおいて、前記回転椅子の回転方向を入力する回転方向入力部と、該回転方向入力部に接続され該回転方向入力部に入力された該回転椅子の回転方向に基づき該回転椅子を回転する回転装置とをさらに備えることができる。

この発明の表示装置駆動機は、表示装置を駆動する表示装置駆動機であって、該表示装置駆動機から送信された該表示装置の位置に応じた画像は画像抽出部により抽出され、該画像抽出部により抽出された画像は画像処理装置により該表示装置に表示されるものであり、該表示装置の位置は該表示装置の操作者の頭部を中心とする３次元座標系である所定の基準座標系に対するエレベーション角及びアジマス角により表され、前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する円弧状のエレベーション角方向駆動部であって、該表示装置のエレベーション角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するエレベーション角方向位置検出センサを有するものと、前記表示装置をアジマス角方向に駆動するアジマス角方向駆動部であって、該表示装置のアジマス角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するアジマス角方向位置検出センサを有するものとを備え、前記エレベーション角方向駆動部と前記アジマス角方向駆動部とは所定の接続部で接続されており、前記画像抽出部は、現実の空間の画像を撮像する撮像器と、前記エレベーション角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のエレベーション角方向の位置と前記アジマス角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間の画像を前記撮像器に撮像させ、該現実の空間の画像を該表示装置の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置とを備え、前記画像処理装置は、前記撮像器制御装置により前記表示装置の位置に応じた画像として抽出された前記現実の空間の画像を該表示装置に表示することを特徴とする。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記エレベーション角方向駆動部は、前記表示装置をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレールであって、該円弧の中心は前記所定の基準座標系の中心であるものと、前記レールに沿って前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する駆動部と、前記駆動部による駆動を支援する駆動支援部とを備え、前記アジマス角方向駆動部は、前記表示装置をアジマス角方向に回転させる回転椅子であり、前記所定の接続部は、前記レールの一端を前記回転椅子に接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の背面側で接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動部は、前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であり、前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは前記レールに沿って設けられたものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の正面側で接続する部分であるものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該錘は該回転椅子の正面側で該レール上を移動することができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動支援部は、前記表示装置とワイヤを介して接続された定荷重バネであって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該定荷重バネが該ワイヤと接続された一端とは別の他の一端は該レールの外周部に固定されたものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動部は前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であるものとすることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動部は、前記取っ手に設けられ該取っ手に加えられた力を検出する力センサと、該力センサと接続され該力センサにより検出された力に基づき前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動装置とをさらに備えることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動部は、第１回転部と、第２回転部と、第１回転部及び第２回転部を覆って繋ぐ繋ぎ部であって第２回転部を覆う部分の繋ぎ部が前記レールの他の一端にある前記ワイヤに接触するものと、第１回転部の回転を制御する回転制御部とを備えることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記駆動部は、前記ワイヤの駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部と、該ワイヤ駆動方向入力部と接続され該ワイヤ駆動方向入力部に入力された該ワイヤの駆動方向に基づき前記ワイヤを駆動する駆動装置とを備えることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記回転椅子に加えられたトルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出されたトルクに基づき該回転椅子を回転させる回転装置とをさらに備えることができる。

ここで、この発明の表示装置駆動機において、前記回転椅子の回転方向を入力する回転方向入力部と、該回転方向入力部に接続され該回転方向入力部に入力された該回転椅子の回転方向に基づき該回転椅子を回転する回転装置とをさらに備えることができる。

本発明の可動表示システムは、ディスプレイと、ディスプレイを駆動する表示装置駆動部と、表示装置駆動部から送信されたディスプレイの３次元空間内の位置に応じた所定の空間内の画像を抽出する画像抽出部と、画像抽出部により抽出された所定の空間内の画像をディスプレイに表示する画像処理装置とを備えている。ディスプレイの３次元空間内の位置は所定の基準座標系に対するエレベーション角およびアジマス角により表す。表示装置駆動部はエレベーション角方向駆動部とアジマス角方向駆動部とを備えている。エレベーション角方向駆動部は、ディスプレイをエレベーション角方向に駆動する円弧状の駆動部であり、ディスプレイのエレベーション角方向の位置を検出して画像抽出部へ送信するエレベーション角方向位置検出センサを有している。アジマス角方向駆動部は、ディスプレイをアジマス角方向に駆動する駆動部であって、ディスプレイのアジマス角方向の位置を検出して画像抽出部へ送信するアジマス角方向位置検出センサを有している。エレベーション角方向駆動部とアジマス角方向駆動部とは所定の接続部で接続されている。画像抽出部は、現実の空間の画像を撮像する撮像器と、上記両センサから送信されたディスプレイのエレベーション角方向およびアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間の画像を撮像器に撮像させ、現実の空間の画像をディスプレイの位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置とを備えている。ＰＣは、撮像器制御装置によりディスプレイの位置に応じた画像として抽出された現実の空間の画像をディスプレイに表示する。以上のようにして、本発明の可動表示システムによれば、ディスプレイの動きとＣＣＤカメラ（撮像器）の動きとを同期させることにより、ディスプレイの操作者は現実の空間における見たい方向の画像を見ることができるという効果がある。エレベーション角方向駆動部は、ディスプレイをエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレールと、レールに沿ってディスプレイをエレベーション角方向に駆動する駆動部と、駆動部による駆動を支援する駆動支援部とを備えている。駆動部は、ディスプレイをレールに沿って往復させ得る、ディスプレイに設けられたハンドル（取っ手）とすることが好適である。駆動支援部は、ワイヤを介してディスプレイと接続されたカウンターバランスであり、ワイヤはレールに沿って設けられている。レールの円弧の中心は３次元座標系の中心であり、中心は操作者の頭部中心である。操作者はハンドルを用いてディスプレイをエレベーション角方向、即ちエレベーション軸周りに動かすことができる。ディスプレイは頭部中心からレールの円弧の半径の球面上を運動することができる。以上のように本発明の可動表示システムによれば、カウンターバランスを用いたカウンターバランス機構を利用することにより、重量が問題となるディスプレイをエレベーション軸周りに人力のみの小さな力で軽く動かすことができるという効果がある。アクチュエータを用いて人力を補助することによって、より軽くディスプレイを動かすこともできる。さらに、必要な力をすべてアクチュエータ側で負担することにより、操作者は指令を与えるだけでディスプレイを動かすことも可能となる。アジマス角方向駆動部は、ディスプレイをアジマス角方向に回転させる回転椅子により構成されている。エレベーション角方向駆動部とアジマス角方向駆動部とを接続する所定の接続部は、レールの一端を回転椅子に接続する部分であり、例えば回転椅子の背面側の座面若しくは正面側の座面、または回転椅子の回転軸で接続する部分とすることができ、操作者の頭部中心を中心とする当該円弧状のレールにディスプレイが支えられている。ディスプレイの操作者はこの回転椅子に座り、足を用いて回転椅子を回転させる。ディスプレイは回転椅子の背面側若しくは正面側の座面部分、または回転椅子の回転軸に接続されているため、上記背面側若しくは正面側の座面、または回転軸に対し常に同じアジマス角方向を向くことになる。すなわち、本発明の可動表示システムによれば、操作者が回転椅子を回転させることにより、ディスプレイをアジマス角方向、即ちアジマス軸周りに動かすことができる。アクチュエータとセンサとを用いて必要な力の一部または全部を負担することにより、操作者の負担を減らすことができる。以上により、本発明の可動表示システムによれば、高い臨場感を提示することができる映像表示デバイス・システムであって、ＨＭＤのように顔に器具を装着することがないため表情を外部から撮影しやすく且つ手先を直接見ることができ、さらに、大きな出力のアクチュエータを使用しないため、安全でコストの低廉な映像表示デバイス・システムを提供することができるという効果がある。

以下、実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１ないし６に共通する可動表示システム１を示す。図１において、符号１０はディスプレイ（表示装置）、２０はディスプレイ１０を駆動する表示装置駆動部、８０は表示装置駆動部２０から送信されたディスプレイ１０の３次元空間内の位置に応じた所定の空間８１内の画像を抽出する画像抽出部、９０は画像抽出部８０により抽出された所定の空間８１内の画像をディスプレイ１０に表示する画像処理装置である。ディスプレイ１０は好適には薄型液晶ディスプレイであり、画像処理装置９０はパーソナルコンピュータＰＣを用いることができる。以下では画像処理装置９０をＰＣ９０と表す。ディスプレイ１０の３次元空間内の位置は所定の基準座標系に対するエレベーション角およびアジマス角により表すものとする。他の座標の表し方を用いてもよいことは勿論である。

図１に示されるように、表示装置駆動部２０はエレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを備えている。エレベーション角方向駆動部３０は、ディスプレイ１０をエレベーション角方向に駆動する円弧状の駆動部であり、ディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置を検出して画像抽出部８０へ送信するエレベーション角方向位置検出センサ３１を有している。アジマス角方向駆動部４０は、ディスプレイ１０をアジマス角方向に駆動する駆動部であって、ディスプレイ１０のアジマス角方向の位置を検出して画像抽出部８０へ送信するアジマス角方向位置検出センサ４１を有している。エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とは後述する所定の接続部ＣＯＮで接続されている。

次に、画像抽出部８０の一例について説明する。図１に示されるように、画像抽出部８０は、現実の空間（所定の空間）８１の画像を撮像する撮像器８２と、エレベーション角方向位置検出センサ３１から送信されたディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置とアジマス角方向位置検出センサ４１から送信されたディスプレイ１０のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間８１の画像を撮像器８２に撮像させ、現実の空間８１の画像をディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置８３とを備えている。画像抽出部８０の構成は非特許文献１に示されるものとほぼ同様であり、撮像器８２としては非特許文献１に示されるテレコミュニケータＴ３のような２自由度のＣＣＤカメラが好適である。以下では撮像器８２をＣＣＤカメラ８２と表す。撮像器制御装置８３は、エレベーション角方向位置検出センサ３１およびアジマス角方向位置検出センサ４１により検出されたディスプレイ１０の２方向の動きに合わせて上記ＣＣＤカメラ８２を動かすコントローラとしての機能と、ＣＣＤカメラ８２により撮像させた現実の空間８１の画像をＰＣ９０へ送る機能とを備えている。ＰＣ９０は、撮像器制御装置８３によりディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出された現実の空間８１の画像をディスプレイ１０に表示する。以上のようにして、ディスプレイ１０の動きとＣＣＤカメラ８２の動きとを同期させることにより、ディスプレイ１０の操作者(不図示)は現実の空間８１における見たい方向の画像を見ることができる。

図２は、本発明の実施例１における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−１を示す。図２で図1と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略するかまたは簡略化する。図２において、エレベーション角方向駆動部３０は、ディスプレイ１０をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレール３２と、レール３２に沿ってディスプレイ１０をエレベーション角方向に駆動する駆動部３３と、駆動部３３による駆動を支援する駆動支援部３４とを備えている。図２に示されるように、表示装置駆動部２０−１における駆動部３３は、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル（取っ手）３７とすることが好適である。操作者はハンドル３７をレール３２に沿って動かすことにより、ハンドル３７が設けられたディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させることができる。レール３２はディスプレイ１０をその円弧上で動かせるものであればよく、例えば直曲ガイド（ＴＨＫ（登録商標）株式会社製）のようなものであってもよい。図２に示されるように、表示装置駆動部２０−１における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス（錘）３５であって、ワイヤ３６はレール３２に沿って設けられている。カウンターバランス３５はディスプレイ１０の重量を補償するものであり、このカウンターバランス３５により、操作者はディスプレイ１０を軽く動かすことができる。ワイヤ３６はステンレス製のものが好適であるが、丈夫で伸びが少ないものであれば他のものであってもよい。

図２に示されるように、レール３２の円弧の中心Ｐは３次元座標系ＸＹＺ（所定の基準座標系）の中心（原点）であり、この３次元座標系ＸＹＺに対するディスプレイ１０の位置をアジマス角（α）およびエレベーション角（β）を用いて表す。例えば、アジマス角（α）はＹＺ平面からＸ軸の正方向に測った角度とし、エレベーション角（β）はＸＹ平面からＺ軸の正方向に測った角度とすることができる。中心Ｐは操作者の頭部中心であり、操作者はハンドル３７を用いてディスプレイ１０をエレベーション角方向、即ちエレベーション軸（Ｘ軸）周りに動かすことができる。ディスプレイ１０は頭部中心Ｐからレール３２の円弧の半径の球面上を運動することができる。

図２では、エレベーション角方向位置検出センサ３１がレール３２の頂点に設置された場合の例を示している。エレベーション角方向位置検出センサ３１の設置位置は、ディスプレイ１０のエレベーション角方向位置を検出可能な位置であればレール３２の頂点に限定されるものではない。エレベーション角方向位置検出センサ３１としてはリニアエンコーダが好適である。例えば、エレベーション角方向位置検出センサ３１の設置位置が固定されている場合、可動部であるワイヤ３６に沿って刻みがついたものを貼り付けておき、発光ダイオード等の光源から当てた光を刻みに当てて断続的に反射させ、反射した光をホトダイオード等で受けることにより検出したパルス信号のパルスをカウントすることによって、ディスプレイ１０のエレベーション角方向の移動量を検出することができ、その結果としてディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置を検出することができる。

図２に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、ディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。上述したエレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、レール３２の一端を回転椅子４２に接続する部分である。図２に示される表示装置駆動部２０−１では、所定の接続部ＣＯＮは、レール３２の一端Ｔ１を回転椅子４２の背面側で座面に接続する部分である場合を示している。レール３２の一端Ｔ１を回転椅子４２の背面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。表示装置駆動部２０−１では、操作者の頭部中心Ｐを中心とする当該円弧状のレール３２にディスプレイ１０が支えられている。ディスプレイ１０の操作者はこの回転椅子４２に座り、足を用いて回転椅子４２をアジマス角方向へ回転させる。ディスプレイ１０は回転椅子４２の座面部分または回転軸４５に接続されているため、座面部分または回転軸４５に対し常に同じアジマス角方向を向くことになる。すなわち、操作者が回転椅子４２を回転させることにより、ディスプレイ１０をアジマス角方向、即ちアジマス軸（Ｚ軸）周りに動かすことができる。カウンターバランス３５は回転椅子４２の背面側でレール３２上を移動することになる。

図２では、アジマス角方向位置検出センサ４１が回転椅子４２の回転軸に設置された一例を示している。アジマス角方向位置検出センサ４１としては、例えば、回転角度、回転位置等を計測するロータリーエンコーダ、回転角度を検出するロータリーポテンショメータ、２相のコイルを用いるレゾルバ等が挙げられる。ディスプレイ１０のアジマス角方向の位置を検出することができるものであれば、他のセンサであってもよい。

以上より、本発明の実施例１によれば、可動表示システム１は、ディスプレイ１０と、ディスプレイ１０を駆動する表示装置駆動部２０と、表示装置駆動部２０から送信されたディスプレイ１０の３次元空間内の位置に応じた所定の空間８１内の画像を抽出する画像抽出部８０と、画像抽出部８０により抽出された所定の空間８１内の画像をディスプレイ１０に表示する画像処理装置９０とを備えている。ディスプレイ１０の３次元空間内の位置は所定の基準座標系に対するエレベーション角およびアジマス角により表す。表示装置駆動部２０はエレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを備えている。エレベーション角方向駆動部３０は、ディスプレイ１０をエレベーション角方向に駆動する円弧状の駆動部であり、ディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置を検出して画像抽出部８０へ送信するエレベーション角方向位置検出センサ３１を有している。アジマス角方向駆動部４０は、ディスプレイ１０をアジマス角方向に駆動する駆動部であって、ディスプレイ１０のアジマス角方向の位置を検出して画像抽出部８０へ送信するアジマス角方向位置検出センサ４１を有している。エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とは所定の接続部ＣＯＮで接続されている。画像抽出部８０は、現実の空間８１の画像を撮像するＣＣＤカメラ８２と、上記両センサ３１および４１から送信されたディスプレイ１０のエレベーション角方向およびアジマス角方向の位置に基づく現実の空間８１の画像をＣＣＤカメラ８２に撮像させ、現実の空間８１の画像をディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置８３とを備えている。ＰＣ９０は、撮像器制御装置８３によりディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出された現実の空間８１の画像をディスプレイ１０に表示する。以上のようにして、ディスプレイ１０の動きとＣＣＤカメラ８２の動きとを同期させることにより、ディスプレイ１０の操作者は現実の空間８１における見たい方向の画像を見ることができる。

表示装置駆動部２０−１において、エレベーション角方向駆動部３０は、ディスプレイ１０をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレール３２と、レール３２に沿ってディスプレイ１０をエレベーション角方向に駆動する駆動部３３と、駆動部３３による駆動を支援する駆動支援部３４とを備えている。表示装置駆動部２０−１における駆動部３３は、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル３７とすることが好適である。表示装置駆動部２０−１における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５であって、ワイヤ３６はレール３２に沿って設けられている。レール３２の円弧の中心Ｐは３次元座標系ＸＹＺの中心であり、中心Ｐは操作者の頭部中心である。操作者はハンドル３７を用いてディスプレイ１０をエレベーション角方向、即ちエレベーション軸（Ｘ軸）周りに動かすことができる。ディスプレイ１０は頭部中心Ｐからレール３２の円弧の半径の球面上を運動することができる。以上のように、カウンターバランス３５を用いたカウンターバランス機構を利用することにより、重量が問題となるディスプレイ１０をエレベーション軸周りに人力のみの小さな力で軽く動かすことができる。アジマス角方向駆動部４０は、ディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、レール３２の一端を回転椅子に接続する部分、例えばレール３２の一端Ｔ１を回転椅子４２の背面側の座面または回転軸４５で接続する部分であり、操作者の頭部中心Ｐを中心とする当該円弧状のレール３２にディスプレイ１０が支えられている。ディスプレイ１０の操作者はこの回転椅子４２に座り、足を用いて回転椅子４２を回転させる。ディスプレイ１０は回転椅子４２の座面部分または回転軸４５に接続されているため、座面部分または回転軸４５に対し常に同じアジマス角方向を向くことになる。すなわち、操作者が回転椅子４２を回転させることにより、ディスプレイ１０をアジマス角方向、即ちアジマス軸（Ｚ軸）周りに動かすことができる。以上により、可動表示システム１は高い臨場感を提示することができる映像表示デバイス・システムであって、ＨＭＤのように顔に器具を装着することがないため表情を外部から撮影しやすく且つ手先を直接見ることができ、さらに、大きな出力のアクチュエータを使用しないため、安全でコストの低廉な映像表示デバイス・システムを提供することができる。

図３は、本発明の実施例２における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−２を示す。図３で図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。上述したエレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、レール３２の一端を回転椅子４２に接続する部分である。図３に示される表示装置駆動部２０−２では、所定の接続部ＣＯＮは、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面で接続する部分である。レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。図３に示されるように、表示装置駆動部２０−２における駆動部３３は、実施例１と同様に、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル３７とすることが好適である。表示装置駆動部２０−２における駆動支援部３４は、実施例１と同様にワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。但し、図３に示されるように、実施例２においてワイヤ３６は、レール３２の内周部Ａ、レール３２が回転椅子４２と接続された一端Ｔ２とは別の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。カウンターバランス３５は回転椅子４２の正面側でレール３２上を移動することになる。操作者は、実施例１と同様に、ハンドル３７を用いてディスプレイ１０をエレベーション角方向、即ちエレベーション軸（Ｘ軸）周りに動かすことができる。ディスプレイ１０は頭部中心Ｐからレール３２の円弧の半径の球面上を運動することができる。図３に示されるレール３２の長さは一例であり、レール３２の他の一端Ｂの位置は操作者の頭上までの所望の位置まで任意に選択することが可能である。図３では、エレベーション角方向位置検出センサ３１がレール３２の他の一端Ｂの位置に設置された場合の例を示している。エレベーション角方向位置検出センサ３１の設置位置は、ディスプレイ１０のエレベーション角方向位置を検出可能な位置であればレール３２の他の一端Ｂの位置に限定されるものではない。

図３に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、実施例１と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。ディスプレイ１０の操作者はこの回転椅子４２に座り、足を用いて回転椅子４２をアジマス角方向へ回転させる。操作者が回転椅子４２を回転させることにより、ディスプレイ１０をアジマス角方向、即ちアジマス軸（Ｚ軸）周りに動かすことができる。アジマス角方向位置検出センサ４１は実施例１と同様に回転椅子４２の回転軸に設置されている。アジマス角方向駆動部４０に関しては実施例１と同様であるため詳細な説明は省略する。

以上より、本発明の実施例２によれば、エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、例えば、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面または回転軸４５で接続する部分とすることができる。ワイヤ３６はレール３２の内周部Ａ、レール３２の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。表示装置駆動部２０−２における駆動部３３は、実施例１と同様に、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル３７とすることが好適である。表示装置駆動部２０−２における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。カウンターバランス３５は回転椅子４２の正面側でレール３２上を移動することになる。操作者は、実施例１と同様に、ハンドル３７を用いてディスプレイ１０をエレベーション角方向、即ちエレベーション軸（Ｘ軸）周りに動かすことができる。レール３２の他の一端Ｂの位置は操作者の頭上までの所望の位置まで任意に選択することが可能である。アジマス角方向駆動部３４は、実施例１と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。ディスプレイ１０の操作者はこの回転椅子４２に座り、足を用いて回転椅子４２を回転させる。操作者が回転椅子４２を回転させることにより、ディスプレイ１０をアジマス角方向、即ちアジマス軸（Ｚ軸）周りに動かすことができる。実施例２のように所定の接続部ＣＯＮを配置し、ワイヤ３６をレール３２の内周部Ａ、レール３２の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けることにより、実施例１の効果に加えて、表示装置駆動部２０−２を小型化することができるという効果を得ることができる。

図４は、本発明の実施例３における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−３を示す。図４で図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図４に示されるように、エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、実施例２と同様に、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面で接続する部分である。レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。図４に示されるように、表示装置駆動部２０−３における駆動部３３は、実施例１と同様に、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル３７とすることが好適である。表示装置駆動部２０−３における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８である。ワイヤ３６は、図４に示されるように、レール３２の内周部Ａ、レール３２が回転椅子４２と接続された一端Ｔ２とは別の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。定荷重バネ３８はワイヤ３６と一端Ｓ１で接続されており、当該一端Ｓ１とは別の他の一端Ｓ２はレール３２の外周部ＣでドラムＤＲに巻き付けられて固定されている。定荷重バネ３８はディスプレイ１０の重量を補償するものであり、この定荷重バネ３８により、操作者はディスプレイ１０を軽く動かすことができる。実施例１および２のようにカウンターバランス３５を用いないため、可動部分であるディスプレイ１０の慣性（イナーシャ）を小さくすることができる。この結果、操作者は、ハンドル３７を用いてディスプレイ１０をエレベーション角方向、即ちエレベーション軸（Ｘ軸）周りに動かすことができるだけでなく、その操作性を向上させることができる。図３では、エレベーション角方向位置検出センサ３１（例えば、リニアエンコーダ）がディスプレイ１０に設置された場合の例を示している。エレベーション角方向位置検出センサ３１の設置位置は、ディスプレイ１０のエレベーション角方向位置を検出可能な位置であればディスプレイ１０の位置に限定されるものではない。

図４に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、実施例１等と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。アジマス角方向位置検出センサ４１は実施例１等と同様に回転椅子４２の回転軸に設置されている。アジマス角方向駆動部４０に関しては実施例１等と同様であるため詳細な説明は省略する。

以上より、本発明の実施例３によれば、表示装置駆動部２０−３における駆動部３３は、実施例１と同様に、ディスプレイ１０をレール３２に沿って往復させ得る、ディスプレイ１０に設けられたハンドル３７とすることが好適である。表示装置駆動部２０−３における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８である。以上のように可動部分であるディスプレイ１０の慣性（イナーシャ）を小さくすることができるため、実施例１および２の効果に加えて、ディスプレイ１０の操作性を向上させることができるという効果を得ることができる。

図５は、本発明の実施例４における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−４を示す。図５で図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図５で中心Ｐおよび３次元座標系ＸＹＺの表示は図面の都合上省略する。図５に示されるように、エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、実施例２と同様に、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面で接続する部分である。レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。図５に示されるように、表示装置駆動部２０−４における駆動部３３は、プーリー（第１回転部）５１と、プーリー（第２回転部）５２と、プーリー５１およびプーリー５２を覆って繋ぐタイミングベルト（繋ぎ部）５３とを備えている。プーリー５２を覆う部分のタイミングベルト５３はレール３２の他の一端Ｂにあるワイヤ３６に接触している。さらに駆動部３３は、プーリー５１の回転を制御する回転制御部５４を備えている。回転制御部５４の制御に基づくプーリー５１の回転をタイミングベルト５３を介してプーリー５２へ伝えることにより、プーリー５２の回転を介してワイヤ３６を駆動させることができ、この結果、ディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。操作者は回転制御部５４に設けられたハンドル５５を例えば前後に倒すことによりプーリー５１の回転方向を左右に変化させて、タイミングベルト５３の動きを左右に変化させ、この結果としてプーリー５２の回転方向を左右に変化させて、このプーリー５２の回転を介してワイヤ３６を往復させることができ、この結果、ディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。タイミングベルト５３に替えて、テープ状の金属ベルトを用いても良い。あるいは、プーリー５１および５２に替えて歯車を用い、両歯車を金属チェーンで繋いでも良い。図５に示されるように、表示装置駆動部２０−４における駆動支援部３４は、実施例２と同様にワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。実施例２と同様に、ワイヤ３６は、レール３２の内周部Ａ、レール３２が回転椅子４２と接続された一端Ｔ２とは別の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。表示装置駆動部２０−４における駆動支援部３４は、実施例３と同様に、ディスプレイ１０とワイヤ３６を介して接続された定荷重バネ３８としてもよい（図４参照）。この場合、レール３２の他の一端Ｂに図５に示されるようにプーリー５２を取り付ければよい。あとは上述したように、タイミングベルト５３、プーリー５１および回転制御部５４等を設置すればよい。

図５に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、実施例１等と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。アジマス角方向位置検出センサ４１は実施例１等と同様に回転椅子４２の回転軸に設置されている。アジマス角方向駆動部４０に関しては実施例１等と同様であるため詳細な説明は省略する。

以上より、本発明の実施例４によれば、表示装置駆動部２０−４における駆動部３３は、プーリー５１と、プーリー５２と、プーリー５１およびプーリー５２を覆って繋ぐタイミングベルト５３とを備えている。プーリー５２を覆う部分のタイミングベルト５３はレール３２の他の一端Ｂにあるワイヤ３６に接触している。駆動部３３は、プーリー５１の回転を制御する回転制御部５４を備えており、回転制御部５４の制御に基づくプーリー５１の回転をタイミングベルト５３を介してプーリー５２へ伝えることにより、プーリー５２の回転を介してワイヤ３６を往復させることができ、この結果、ディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。操作者は回転制御部５４に設けられたハンドル５５を例えば前後に倒すことによりプーリー５１の回転方向を左右に変化させて、タイミングベルト５３の動きを左右に変化させ、この結果としてプーリー５２の回転方向を左右に変化させて、このプーリー５２の回転を介してワイヤ３６を駆動させることができこの結果、ハンドル５５を前後に倒すという程度の人力でディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。表示装置駆動部２０−４における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。駆動支援部３４は、ディスプレイ１０とワイヤ３６を介して接続された定荷重バネ３８としてもよい。実施例２等の駆動支援部３４であるハンドル３７の替わりに、機械的なリンク機構であるプーリー５１および５２とタイミングベルト５３とを用いて、ハンドル５５を実施例２等のハンドル３７よりも操作者の手元近くに持ってくることができる。この結果、操作者はより楽な姿勢でディスプレイ１０を動かすことができる。

図６は、本発明の実施例５における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−５を示す。図６で図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図６に示されるように、エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、実施例２と同様に、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面で接続する部分である。レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。図６に示されるように、表示装置駆動部２０−５における駆動部３３は、ハンドル３７に設けられハンドル３７に加えられた操作者の力を検出する力センサ６０と、力センサ６０と接続され力センサ６０により検出された力に基づきワイヤ３６を駆動するアクチュエータ（ワイヤ駆動装置）６１とを有している。ハンドル３７に加えられた力に基づきアクチェータ６１を駆動することにより、ワイヤ３６をレール３２に沿って往復させることができる。この結果、ディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。例えば、操作者がハンドル３７を前に押すと、当該前に押した力を力センサ６０が検出してアクチュエータ６１へ前に押されたことを伝え、アクチュエータ６１はディスプレイ１０を上げる方へワイヤ３６を巻く。この結果、ディスプレイ１０は上がることになる。逆に、操作者がハンドル３７を手前に引くと、当該引かれた力を力センサ６０が検出してアクチュエータ６１へ引かれたことを伝え、アクチュエータ６１はディスプレイ１０を下げる方へワイヤ３６を巻く。この結果、ディスプレイ１０は下がることになる。力センサ６０としては、歪ゲージ、半導体圧力センサ等の所望のセンサを用いればよい。アクチュエータ６１としては、電気系または機械系の所望のアクチュエータを用いればよい。図６に示されるように、表示装置駆動部２０−５における駆動支援部３４は、実施例２と同様にワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。実施例２と同様に、ワイヤ３６は、レール３２の内周部Ａ、レール３２が回転椅子４２と接続された一端Ｔ２とは別の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。表示装置駆動部２０−５における駆動支援部３４は、実施例３と同様に、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８としてもよい（図４参照）。この場合、レール３２の他の一端Ｂに図５に示されるようにプーリー５２を取り付ければよい。あとは上述したように、タイミングベルト５３、プーリー５１および回転制御部５４等を設置すればよい。

図６に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、実施例１等と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。アジマス角方向位置検出センサ４１は実施例１等と同様に回転椅子４２の回転軸に設置されている。表示装置駆動部２０−５におけるアジマス角方向駆動部４０は、回転椅子４２に加えられたトルクを検出するトルクセンサ４３と、トルクセンサ４３により検出されたトルクに基づき回転椅子４２を回転させるアクチュエータ（回転装置）４４とを備えている。操作者が回転椅子４２をアジマス角方向へ回転させようとする際のトルクをトルクセンサ４３が検出してアクチュエータ４４へ伝え、アクチュエータ４４は当該方向へ回転椅子４２を回転させる。この結果、ディスプレイ１０をアジマス角方向へ動かすことができる。トルクセンサ４３としては、例えば磁気ヘッド形の非接触式トルクセンサ等、所望のトルクセンサを用いればよい。アクチュエータ４４としては、電気系または機械系の所望のアクチュエータを用いればよい。

上述した実施例１乃至４では、アジマス角方向駆動部４０に本実施例５のようなトルクセンサ４３およびアクチュエータ４４は設けられていない。しかし、実施例１乃至４においてもアジマス角方向駆動部４０に本実施例５のようなトルクセンサ４３およびアクチュエータ４４を設けることができる。

以上より、本発明の実施例５によれば、表示装置駆動部２０−５における駆動部３３は、ハンドル３７に設けられハンドル３７に加えられた操作者の力を検出する力センサ６０と、力センサ６０と接続され力センサ６０により検出された力に基づきワイヤ３６を駆動するアクチュエータ６１とを有している。ハンドル３７に加えられた力に基づきアクチェータ６１を駆動することにより、ワイヤ３６をレール３２に沿って往復させることができる。この結果、ディスプレイ１０をエレベーション角方向へ動かすことができる。表示装置駆動部２０−５における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８としてもよい。表示装置駆動部２０−５におけるアジマス角方向駆動部４０は、回転椅子４２に加えられたトルクを検出するトルクセンサ４３と、トルクセンサ４３により検出されたトルクに基づき回転椅子４２を回転させるアクチュエータ４４とをさらに備えている。操作者が回転椅子４２をアジマス角方向へ回転させようとする際のトルクをトルクセンサ４３が検出してアクチュエータ４４へ伝え、アクチュエータ４４は当該方向へ回転椅子４２を回転させる。この結果、ディスプレイ１０をアジマス角方向へ動かすことができる。以上のようにアクチュエータ６１、４４を用いることにより、各々エレベーション角方向、アジマス角方向へディスプレイ１０を動かす際の操作者の力を補助することができる。

図７は、本発明の実施例６における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−６を示す。図７で図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図７で中心Ｐおよび３次元座標系ＸＹＺの表示は図面の都合上省略する。図７に示されるように、エレベーション角方向駆動部３０とアジマス角方向駆動部４０とを接続する所定の接続部ＣＯＮは、実施例２と同様に、レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側の座面で接続する部分である。レール３２の一端Ｔ２を回転椅子４２の正面側で回転椅子４２の回転軸４５に接続してもよい。図７に示されるように、表示装置駆動部２０−６における駆動部３３は、ワイヤ３６の駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部７０と、ワイヤ駆動方向入力部７０と接続されワイヤ駆動方向入力部７０に入力されたワイヤ３６の駆動方向に基づきワイヤ３６を駆動するアクチュエータ（駆動装置）６１とを有している。操作者がワイヤ駆動方向入力部７０にワイヤ３６の駆動方向（上下方向）を入力すると、ワイヤ駆動方向入力部７０が上下の信号をアクチュエータ６１へ送る。アクチュエータ６１はこの信号に基づいてワイヤ３６を上下に往復させることより、ディスプレイ１０を上下に動かすことができる。図７に示されるように、表示装置駆動部２０−６における駆動支援部３４は、実施例２と同様にワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。実施例２と同様に、ワイヤ３６は、レール３２の内周部Ａ、レール３２が回転椅子４２と接続された一端Ｔ２とは別の他の一端Ｂおよびレール３２の外周部Ｃに沿って設けられている。表示装置駆動部２０−６における駆動支援部３４は、実施例３と同様に、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８としてもよい（図４参照）。この場合、レール３２の他の一端Ｂに図５に示されるようにプーリー５２を取り付ければよい。あとは上述したように、タイミングベルト５３、プーリー５１および回転制御部５４等を設置すればよい。

図７に示されるように、アジマス角方向駆動部４０は、実施例１等と同様にディスプレイ１０をアジマス角方向に回転させる回転椅子４２により構成されている。アジマス角方向位置検出センサ４１は実施例１等と同様に回転椅子４２の回転軸に設置されている。表示装置駆動部２０−６におけるアジマス角方向駆動部４０は、回転椅子４２の回転方向を入力する回転方向入力部７２と、回転方向入力部７２に接続され回転方向入力部７２に入力された回転椅子４２の回転方向に基づき回転椅子４２を回転するアクチュエータ（回転装置）４４とを備えている。操作者が回転方向入力部７２に回転椅子４２の回転方向（左右方向）を入力すると、回転方向入力部７２が左右の信号をアクチュエータ４４へ送る。アクチュエータ４４はこの信号に基づいて回転椅子４２を左右に回転させることより、ディスプレイ１０を左右に動かすことができる。

上述したワイヤ駆動方向入力部７０および回転方向入力部７２は、２自由度のジョイスティック７０および７２として一纏めにすることが好適である。以上の構成により、操作者の力を使用することなく、アクチュエータ６１および４４だけでジョイスティック７０および７２からの操作者の指令に応じてディスプレイ１０を動かすことができる。

以上より、本発明の実施例６によれば、表示装置駆動部２０−６における駆動部３３は、ワイヤ３６の駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部７０と、ワイヤ駆動方向入力部７０と接続されワイヤ駆動方向入力部７０に入力されたワイヤ３６の駆動方向に基づきワイヤ３６を駆動するアクチュエータ６１とを有している。操作者がワイヤ駆動方向入力部７０にワイヤ３６の駆動方向（上下方向）を入力すると、ワイヤ駆動方向入力部７０が上下の信号をアクチュエータ６１へ送る。アクチュエータ６１はこの信号に基づいてワイヤ３６を上下に往復させることより、ディスプレイ１０を上下に動かすことができる。表示装置駆動部２０−６における駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続されたカウンターバランス３５である。あるいは駆動支援部３４は、ワイヤ３６を介してディスプレイ１０と接続された定荷重バネ３８としてもよい。表示装置駆動部２０−６におけるアジマス角方向駆動部４０は、回転椅子４２の回転方向を入力する回転方向入力部７２と、回転方向入力部７２に接続され回転方向入力部７２に入力された回転椅子４２の回転方向に基づき回転椅子４２を回転するアクチュエータ４４とを備えている。操作者が回転方向入力部７２に回転椅子４２の回転方向（左右方向）を入力すると、回転方向入力部７２が左右の信号をアクチュエータ４４へ送る。アクチュエータ４４はこの信号に基づいて回転椅子４２を左右に回転させることより、ディスプレイ１０を左右に動かすことができる。ワイヤ駆動方向入力部７０および回転方向入力部７２は、２自由度のジョイスティックとして一纏めにすることが好適である。

図８は、本発明の実施例７における可動表示システム２を示す。図８で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。上述した実施例１乃至６の可動表示システム１では、画像抽出部８０は、エレベーション角方向位置検出センサ３１から送信されたディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置とアジマス角方向位置検出センサ４１から送信されたディスプレイ１０のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間８１の画像をＣＣＤカメラ８２に撮像させ、この現実の空間８１の画像をディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置８３とを備えていた。本実施例７では、所定の空間として現実の空間だけではなく仮想空間を用いることもできる。

図８に示されるように、画像抽出部８０’は、所定の空間（現実の空間または仮想空間）の画像を記録した画像記録部８５と、エレベーション角方向位置検出センサ３１から送信されたディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置とアジマス角方向位置検出センサ４１から送信されたディスプレイ１０のアジマス角方向の位置とに基づく画像記録部８５に記録された所定の空間の画像をディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出する空間画像抽出部８６とを備えている。画像記録部８５には、所定の空間が現実の空間の場合、撮像された現実の空間の画像データが記録されており、所定の空間が仮想空間の場合、コンピュータグラフィックス等により作製された仮想空間の画像データが記録されている。ＰＣ９０は、空間画像抽出部８６によりディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出された所定の空間の画像をディスプレイ１０に表示することができる。画像記録部８５としては所望のサイズのメモリを用い、空間画像抽出部８６としては画像記録部８５の所望の座標に記録されたデータを取り出すメモリ制御器を用いればよい。現実の空間８１を撮像するＣＣＤカメラ８２と同様に、メモリ制御器８６を画族記録部８５に記録された所定の空間を撮像する仮想のカメラと捉え、この仮想のカメラをディスプレイ１０の動きに合わせて所定の空間内で動かすと考えることもできる。

以上より、本発明の実施例７によれば、所定の空間として現実の空間だけではなく仮想現実の空間を用いることもできる。画像抽出部８０’は、所定の空間（現実の空間または仮想空間）の画像を記録した画像記録部８５と、エレベーション角方向位置検出センサ３１から送信されたディスプレイ１０のエレベーション角方向の位置とアジマス角方向位置検出センサ４１から送信されたディスプレイ１０のアジマス角方向の位置とに基づく画像記録部８５に記録された所定の空間の画像をディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出する空間画像抽出部８６とを備えている。ＰＣ９０は、空間画像抽出部８６によりディスプレイ１０の位置に応じた画像として抽出された所定の空間の画像をディスプレイ１０に表示することができる。

本発明の活用例として、表情を外部から撮影しやすく且つ手先を直接見ることができ、安全でコストが低廉であり高い臨場感を提示することができる映像表示デバイス・システムに適用することができる。

本発明の実施例１ないし６に共通する可動表示システム１を示す図である。本発明の実施例１における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−１を示す図である。本発明の実施例２における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−２を示す図である。本発明の実施例３における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−３を示す図である。本発明の実施例４における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−４を示す図である。本発明の実施例５における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−５を示す図である。本発明の実施例６における表示装置駆動部２０の一例である表示装置駆動部２０−６を示す図である。本発明の実施例７における可動表示システム２を示す図である。

符号の説明

１、２可動表示システム、１０ディスプレイ、２０、２０−１、２０−２、２０−３、２０−４、２０−５、２０−６表示装置駆動部、３０エレベーション角方向駆動部、３１エレベーション角方向位置検出センサ、３２レール、３３駆動部、３４駆動支援部、３５カウンターバランス、３６ワイヤ、３７、５５ハンドル、３８定荷重バネ、４０アジマス角方向駆動部、４１アジマス角方向位置検出センサ、４２回転椅子、４３トルクセンサ、４４、６１アクチュエータ、４５回転軸、５１、５２プーリー、５３タイミングベルト、５４回転制御部、６０力センサ、７０ワイヤ駆動方向入力部、７２回転方向入力部、８０、８０’ 画像抽出部、８１所定の空間、８２撮像器、８３撮像器制御装置、８５画像記録部、８６空間画像抽出部、９０画像処理装置。

Claims

表示装置と、該表示装置を駆動する表示装置駆動部と、該表示装置駆動部から送信された該表示装置の位置に応じた画像を抽出する画像抽出部と、該画像抽出部により抽出された画像を該表示装置に表示する画像処理装置とを備えた可動表示システムであって、該表示装置の位置は該表示装置の操作者の頭部を中心とする３次元座標系である所定の基準座標系に対するエレベーション角及びアジマス角により表され、
前記表示装置駆動部は、
前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する円弧状のエレベーション角方向駆動部であって、該表示装置のエレベーション角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するエレベーション角方向位置検出センサを有するものと、
前記表示装置をアジマス角方向に駆動するアジマス角方向駆動部であって、該表示装置のアジマス角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するアジマス角方向位置検出センサを有するものとを備え、
前記エレベーション角方向駆動部と前記アジマス角方向駆動部とは所定の接続部で接続されており、
前記画像抽出部は、
現実の空間の画像を撮像する撮像器と、
前記エレベーション角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のエレベーション角方向の位置と前記アジマス角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間の画像を前記撮像器に撮像させ、該現実の空間の画像を該表示装置の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置とを備え、
前記画像処理装置は、前記撮像器制御装置により前記表示装置の位置に応じた画像として抽出された前記現実の空間の画像を該表示装置に表示することを特徴とする可動表示システム。
請求項１記載の可動表示システムにおいて、
前記エレベーション角方向駆動部は、
前記表示装置をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレールであって、該円弧の中心は前記所定の基準座標系の中心であるものと、
前記レールに沿って前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する駆動部と、
前記駆動部による駆動を支援する駆動支援部とを備え、
前記アジマス角方向駆動部は、前記表示装置をアジマス角方向に回転させる回転椅子であり、
前記所定の接続部は、前記レールの一端を前記回転椅子に接続する部分であることを特徴とする可動表示システム。
請求項２記載の可動表示システムにおいて、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の背面側で接続する部分であることを特徴とする可動表示システム。
請求項３記載の可動表示システムにおいて、
前記駆動部は、前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であり、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは前記レールに沿って設けられたことを特徴とする可動表示システム。
請求項２記載の可動表示システムにおいて、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の正面側で接続する部分であることを特徴とする可動表示システム。
請求項５記載の可動表示システムにおいて、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該錘は該回転椅子の正面側で該レール上を移動することを特徴とする可動表示システム。
請求項５記載の可動表示システムにおいて、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された定荷重バネであって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該定荷重バネが該ワイヤと接続された一端とは別の他の一端は該レールの外周部に固定されたことを特徴とする可動表示システム。
請求項６又は７記載の可動表示システムにおいて、前記駆動部は前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であることを特徴とする可動表示システム。
請求項８記載の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、前記取っ手に設けられ該取っ手に加えられた力を検出する力センサと、該力センサと接続され該力センサにより検出された力に基づき前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動装置とをさらに備えたことを特徴とする可動表示システム。
請求項６又は７記載の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、第１回転部と、第２回転部と、第１回転部及び第２回転部を覆って繋ぐ繋ぎ部であって第２回転部を覆う部分の繋ぎ部が前記レールの他の一端にある前記ワイヤに接触するものと、第１回転部の回転を制御する回転制御部とを備えたことを特徴とする可動表示システム。
請求項６又は７記載の可動表示システムにおいて、前記駆動部は、前記ワイヤの駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部と、該ワイヤ駆動方向入力部と接続され該ワイヤ駆動方向入力部に入力された該ワイヤの駆動方向に基づき前記ワイヤを駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする可動表示システム。
請求項２乃至１０のいずれかに記載の可動表示システムにおいて、前記回転椅子に加えられたトルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出されたトルクに基づき該回転椅子を回転させる回転装置とをさらに備えたことを特徴とする可動表示システム。
請求項１１記載の可動表示システムにおいて、前記回転椅子の回転方向を入力する回転方向入力部と、該回転方向入力部に接続され該回転方向入力部に入力された該回転椅子の回転方向に基づき該回転椅子を回転する回転装置とをさらに備えたことを特徴とする可動表示システム。
表示装置を駆動する表示装置駆動機であって、該表示装置駆動機から送信された該表示装置の位置に応じた画像は画像抽出部により抽出され、該画像抽出部により抽出された画像は画像処理装置により該表示装置に表示されるものであり、該表示装置の位置は該表示装置の操作者の頭部を中心とする３次元座標系である所定の基準座標系に対するエレベーション角及びアジマス角により表され、
前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する円弧状のエレベーション角方向駆動部であって、該表示装置のエレベーション角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するエレベーション角方向位置検出センサを有するものと、
前記表示装置をアジマス角方向に駆動するアジマス角方向駆動部であって、該表示装置のアジマス角方向の位置を検出して前記画像抽出部へ送信するアジマス角方向位置検出センサを有するものとを備え、
前記エレベーション角方向駆動部と前記アジマス角方向駆動部とは所定の接続部で接続されており、
前記画像抽出部は、
現実の空間の画像を撮像する撮像器と、
前記エレベーション角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のエレベーション角方向の位置と前記アジマス角方向位置検出センサから送信された前記表示装置のアジマス角方向の位置とに基づく現実の空間の画像を前記撮像器に撮像させ、該現実の空間の画像を該表示装置の位置に応じた画像として抽出する撮像器制御装置とを備え、
前記画像処理装置は、前記撮像器制御装置により前記表示装置の位置に応じた画像として抽出された前記現実の空間の画像を該表示装置に表示することを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１４記載の表示装置駆動機において、
前記エレベーション角方向駆動部は、
前記表示装置をエレベーション角方向に沿って移動可能に搭載した円弧状のレールであって、該円弧の中心は前記所定の基準座標系の中心であるものと、
前記レールに沿って前記表示装置をエレベーション角方向に駆動する駆動部と、
前記駆動部による駆動を支援する駆動支援部とを備え、
前記アジマス角方向駆動部は、前記表示装置をアジマス角方向に回転させる回転椅子であり、
前記所定の接続部は、前記レールの一端を前記回転椅子に接続する部分であることを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１５記載の表示装置駆動機において、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の背面側で接続する部分であることを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１６記載の表示装置駆動機において、
前記駆動部は、前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であり、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは前記レールに沿って設けられたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１５記載の表示装置駆動機において、前記所定の接続部は前記レールの一端を前記回転椅子の正面側で接続する部分であることを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１８記載の表示装置駆動機において、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された錘であって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該錘は該回転椅子の正面側で該レール上を移動することを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１８記載の表示装置駆動機において、
前記駆動支援部は、ワイヤを介して前記表示装置と接続された定荷重バネであって、該ワイヤは、該レールの内周部、該レールが前記回転椅子と接続された一端とは別の他の一端及び該レールの外周部に沿って設けられ、該定荷重バネが該ワイヤと接続された一端とは別の他の一端は該レールの外周部に固定されたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１９又は２０記載の表示装置駆動機において、前記駆動部は前記表示装置を前記レールに沿って往復させ得る該表示装置に設けられた取っ手であることを特徴とする表示装置駆動機。
請求項２１記載の表示装置駆動機において、前記駆動部は、前記取っ手に設けられ該取っ手に加えられた力を検出する力センサと、該力センサと接続され該力センサにより検出された力に基づき前記ワイヤを駆動するワイヤ駆動装置とをさらに備えたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１９又は２０記載の表示装置駆動機において、前記駆動部は、第１回転部と、第２回転部と、第１回転部及び第２回転部を覆って繋ぐ繋ぎ部であって第２回転部を覆う部分の繋ぎ部が前記レールの他の一端にある前記ワイヤに接触するものと、第１回転部の回転を制御する回転制御部とを備えたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１９又は２０記載の表示装置駆動機において、前記駆動部は、前記ワイヤの駆動方向を入力するワイヤ駆動方向入力部と、該ワイヤ駆動方向入力部と接続され該ワイヤ駆動方向入力部に入力された該ワイヤの駆動方向に基づき前記ワイヤを駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項１５乃至２３のいずれかに記載の表示装置駆動機において、前記回転椅子に加えられたトルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出されたトルクに基づき該回転椅子を回転させる回転装置とをさらに備えたことを特徴とする表示装置駆動機。
請求項２４記載の表示装置駆動機において、前記回転椅子の回転方向を入力する回転方向入力部と、該回転方向入力部に接続され該回転方向入力部に入力された該回転椅子の回転方向に基づき該回転椅子を回転する回転装置とをさらに備えたことを特徴とする表示装置駆動機。