JP5767720B2 - 頭部装着型表示装置、仮想画像生成装置およびそれらを有するシステム、並びに制御方法 - Google Patents
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Description
また、本発明はこのような頭部装着型表示装置に表示するための仮想画像を生成する仮想画像生成装置に関する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る頭部装着型撮像表示装置を用いたMRシステムの構成例を示す図である。
なお、本実施形態においては、頭部装着型撮像表示装置がCG画像の生成や実写画像との合成といった合成画像生成処理を行なう構成を備える場合を例として説明する。しかし、合成画像の生成に係る構成は頭部装着型撮像表示装置において必須ではなく、同様の処理を外部装置において実施してもよい。
視差画像生成部22R,22Lは、入力された撮像パラメータと、仮想物体の三次元モデル情報に基づいて、右眼用および左眼用の仮想物体の画像(視差画像)を生成する。
このような構成を有する頭部装着型撮像表示装置10における、CG画像と実写画像との位置合わせ動作について説明する。
なお、上述の通り、本実施形態においては、撮像ユニット18R、18Lの撮像光軸と表示ユニット13R、13Lの射出側の光軸とが略一致するように配置されているため、以下の説明においては、単に光学ユニットの光軸と表現する。
・撮像ユニット18R、18Lと表示ユニット13R,13Lの正確な基線長、
・実際の輻輳角度θ、
・撮像ユニット18R、18Lの撮像光学系の焦点距離、撮像画角、Fナンバー、主点位置、
・光学ユニット110の光軸方向
等である。なお、撮像ユニット18R、18Lが撮像する画像と同じ視差を有する視差画像を生成可能であれば、撮像パラメータはこれら例示したパラメータより少なくてもよいし、逆により多くのパラメータを記憶しておいても良い。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る頭部装着型撮像表示装置を用いたMRシステムの構成例を示す図である。図9において、第1の実施形態1で説明した部材と同じ部材については同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
そのため、本実施形態においては、左右毎に一体化されている撮像光学系、表示光学系の基線長を、眼幅データとして以下のようにして取得、算出する。
図10において、眼幅調整器17は、一対のラック33R,33Lと、歯車32と、調整用ツマミ31及びロータリーエンコーダ30とを有する。
・撮像ユニット18R、18Lと表示ユニット13R,13Lの基線長、
・実際の輻輳角度θ、
・撮像ユニット18R、18Lの撮像光学系の焦点距離、撮像画角、Fナンバー、主点位置、
・光学ユニット110の光軸方向
等である。
上述の実施形態においては、頭部装着型撮像表示装置に固有な撮像パラメータを、頭部装着型撮像表示装置自体に記憶しておく構成を説明した。しかし、個々の頭部装着型撮像表示装置と対応する固有撮像パラメータを取得可能であれば、撮像パラメータの保存場所は対応する頭部装着型撮像表示装置内である必要はない。
Claims (12)
- 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置であって、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者の眼に可視光を導光する光学ユニットと、
前記光学ユニットを介して現実空間を表示させる表示手段と、
較正用のパターンを用いて予め測定した前記光学ユニットの固有パラメータを記憶する記憶手段と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成手段と、を有することを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 前記表示手段に前記仮想画像を表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型表示装置。
- 前記固有パラメータは、前記光学ユニットの射出側の光軸方向を示すパラメータであることを特徴とする請求項1もしくは2のいずれか1項に記載の頭部装着型表示装置。
- 前記表示手段は、前記観察者の右眼用の右眼用表示手段と、前記観察者の左眼用の左眼用表示手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の頭部装着型表示装置。
- 仮想画像を生成するための仮想画像生成装置であって、
頭部装着型表示装置を装着する観察者に現実空間を表示させる、前記頭部装着型表示装置に配置された表示手段の光学ユニットの固有パラメータであって、較正用のパターンを用いて予め測定された固有パラメータを取得する取得手段と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成手段と、を有することを特徴とする仮想画像生成装置。 - 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置であって、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者の眼に可視光を導光する光学ユニットと、
前記光学ユニットを介して現実空間を表示させる表示手段と、
較正用のパターンを用いて予め測定した前記光学ユニットの固有パラメータを記憶する記憶手段と、
前記固有パラメータを外部装置に出力する出力手段と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて生成される仮想画像を取得する取得手段と、を有することを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 前記表示手段に前記仮想画像を表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項6に記載の頭部装着型表示装置。
- 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置と、仮想画像を生成するための仮想画像生成装置とを有するシステムであって、
前記頭部装着型表示装置が、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者の眼に可視光を導光する光学ユニットと、
前記光学ユニットを介して現実空間を表示させる表示手段と、
較正用のパターンを用いて予め測定した前記光学ユニットの固有パラメータを記憶する記憶手段と、
前記固有パラメータを前記仮想画像生成装置に出力する出力手段と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて生成される仮想画像を取得する取得手段と、を有し、
前記仮想画像生成装置が、
前記固有パラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記固有パラメータと前記仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成手段
と、を有することを特徴とするシステム。 - 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者に現実空間を表示させるための表示手段の光学ユニットの固有パラメータであって、較正用のパターンを用いて予め測定した固有パラメータと、仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成工程を有することを特徴とする頭部装着型表示装置の制御方法。 - 仮想画像を生成するための仮想画像生成装置の制御方法であって、
頭部装着型表示装置を装着する観察者に現実空間を表示させる、前記頭部装着型表示装置に配置された表示手段の光学ユニットの固有パラメータであって、較正用のパターンを用いて予め測定された固有パラメータを取得する取得工程と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成工程と、を有することを特徴とする仮想画像生成装置の制御方法。 - 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者に現実空間を表示させるための表示手段の光学ユニットの固有パラメータであって、較正用のパターンを用いて予め測定した固有パラメータを外部装置に出力する出力工程と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて生成される仮想画像を取得する取得工程と、を有することを特徴とする頭部装着型表示装置の制御方法。 - 観察者の頭部に装着して用いるための頭部装着型表示装置と、仮想画像を生成するための仮想画像生成装置とを有するシステムの制御方法であって、
前記頭部装着型表示装置において、
前記頭部装着型表示装置に配置され、前記観察者に現実空間を表示させるための表示手段の光学ユニットの固有パラメータであって、較正用のパターンを用いて予め測定した固有パラメータを前記仮想画像生成装置に出力する出力工程と、
前記固有パラメータと仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて生成される仮想画像を取得する取得工程と、
前記仮想画像生成装置において、
前記固有パラメータを取得するパラメータ取得工程と、
前記固有パラメータと前記仮想物体の三次元形状モデルとに基づいて仮想画像を生成する生成工程
と、を有することを特徴とするシステムの制御方法。
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