JP5986198B2 - 表示装置、ヘッドマウントディスプレイ、表示方法及び表示プログラム、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
まず、第1実施例について説明する。
図1は、第1実施例に係るヘッドマウントディスプレイ(以下、適宜「HMD」と表記する。)10の概略構成を示す。HMD10は、主に、表示部1と、マスク2と、球面鏡3と、ハーフミラー4と、制御部5とを有する。HMD10は、球面鏡3を用いることで、眼のレンズ機能を利用せずに直接網膜上に画像を表示可能に構成されている。例えば、HMD10は、眼鏡型に構成されており、ユーザの頭部に装着して使用される。なお、HMD10は、本発明における「表示装置」の一例である。
ここで、図3を参照して、従来の視線方向依存型の表示装置(例えば特許文献1に記載された装置など)の問題点について説明する。図3(a)、(b)で示す矩形エリアは、視線方向依存型の表示装置による表示エリアを示している(以下で示す図面についても同様とする)。ここでは、表示エリアの中央にメールの着信通知(符号21参照)が表示され、表示エリアの右上側に時刻(符号22参照)が表示された場合を例示している。また、符号20a、20bは、ユーザの視線方向に応じた視界に相当する視認エリアを示している。
次に、第1実施例に係る誘導画像の具体例について示す。なお、誘導画像は、制御部5の誘導画像生成部5bによって生成される。
図4を参照して、誘導画像の第1の表示例について説明する。図4(a)〜(d)では、星23は誘導ポイントを示しており、太線24(24a〜24d)は誘導画像を示しており、複数の細線は誘導画像24の軌道を示している。具体的には、図4(a)〜(d)は、誘導画像24の時間変化を示している。この場合、図4(a)→図4(b)→図4(c)→図4(d)の順に時間が経過したものとする。
第1の表示例では、表示エリアにおいて時間的に変化させた画像を誘導画像として表示させていたが、第2の表示例では、表示エリアにおいて空間的な変化を有する画像を誘導画像として表示させる。具体的には、第2の表示例では、誘導ポイント23までの距離に応じた空間的な変化を有する画像を、誘導画像として表示させる。
第3の表示例でも、第2の表示例と同様に、表示エリアにおいて空間的な変化を有する画像を誘導画像として表示させる。しかしながら、第2の表示例では、誘導ポイント23に向かって明るさや色が変化する画像を誘導画像として表示させていたが、第3の表示例では、誘導ポイント23に向かって線分の密度が変化するような画像を誘導画像として表示させる。
第4の表示例では、誘導ポイント23の方向を指し示すような画像を誘導画像として表示させる点で、第1乃至第3の表示例と異なる。具体的には、第4の表示例では、誘導ポイント23の方向を指し示す矢印画像を誘導画像として表示させる。
第1の表示例では、表示エリアにおいて時間的に変化させた画像を誘導画像として表示させ、第2乃至第4の表示例では、表示エリアにおいて空間的な変化を有する画像を誘導画像として表示させていた。第5の表示例では、第1の表示例と第2乃至第4の表示例とを組み合わせたような画像、つまり表示エリアにおいて時間的な変化及び空間的な変化を有する画像を、誘導画像として表示させる。
上記した表示例では、一つの誘導ポイントを用いて誘導画像を表示させていたが、複数の誘導ポイントを用いて、複数の誘導ポイントに対応する誘導画像を表示させても良い。つまり、上記した表示例は、複数箇所への誘導を行う場合にも適用することができる。1つの例では、複数の誘導ポイントのそれぞれに向かってサイズが縮小していくような円の画像(縮小円)を、同時に表示させる。他の例では、一定時間や一周期毎などで誘導ポイントを変更し、その時点での誘導ポイントに応じた誘導画像を表示させる、つまり時分割表示を行う。更に他の例では、表示エリアを左右や上下に分割したエリアのそれぞれに誘導画像を表示させる、つまり空間分割表示を行う。
上記した全ての誘導画像は、表示エリア全体ではなく、ユーザの視線方向に応じた視認エリアにのみ表示させても良い。具体的には、公知の手法を用いてユーザの視線を検出すれば、検出された視線に応じた視認エリアにのみ誘導画像を表示させることができる。こうすることで、視線方向を中心にユーザが視認しやすい誘導画像の表示が可能となる。例えば、第4の表示例で示した矢印画像を、ユーザの視線方向を中心に表示することで、矢印画像が指している方向を容易に視認させることが可能となる。
上記したような誘導画像は、基本的には、ユーザの視線が誘導ポイント23に向いた後は不要なものとなる。また、視線が誘導ポイント23に向いた後も誘導画像を表示させると、ユーザが不快感を覚えたりする可能性もある。したがって、ユーザの視線が誘導ポイント23に向いた後は、誘導画像の表示を終了する(つまり視線誘導を終了する)ことが好ましいと言える。以下に、視線誘導の終了に関する具体例を示す。
図8を参照して、視線誘導の終了に関する第1の例について説明する。図8において、表示エリア内のエリア25aは誘導画像を表示させないエリアであり、表示エリア内のエリア26aは誘導画像を表示させるエリアである。エリア25aは、誘導ポイント23に視線を向けた際の視認エリアに相当する。なお、エリア25aは、本発明における「第1エリア」の一例である。
第2の例は、環境光の明るさ等に起因する瞳孔径の変化による視認エリアの変動を考慮して、誘導画像を表示させないエリアを取り囲む周囲のエリア(以下では「緩衝エリア」と呼ぶ。)では、視線誘導効果が徐々に低下するような誘導画像を表示させる点で、第1の例と異なる。つまり、第1の例では、誘導画像を表示させないエリア25aと誘導画像を表示させるエリア26aとを用いることで、誘導画像の表示のオンとオフとを切り替えていたが、第2の例では、誘導画像を表示させないエリアと誘導画像を表示させるエリアとの間に設けられた緩衝エリアを用いることで、誘導画像の表示のオンの状態から誘導画像の表示のオフの状態に徐々に移行させる。
第3の例では、HMD10は、誘導画像を表示してから所定時間経過した際に誘導画像の表示を終了する。このような第3の例は、上記した第1の例及び第2の例の代わりに実施することとしても良いし、第1の例又は第2の例と組み合わせて実施しても良い。
第4の例では、HMD10は、誘導ポイント23に向かうユーザの頭部の動きが生じてから所定時間経過した際に誘導画像の表示を終了する。具体的には、第4の例では、HMD10は、カメラや加速度センサやジャイロセンサなどのセンサの出力に基づいて、ユーザの頭部の動きを検出する。そして、HMD10は、誘導ポイント23に向かう頭部の動きが検出された場合に、その検出後に所定時間経過した際に誘導画像の表示を終了する。
第5の例では、HMD10は、ユーザの視線が誘導ポイント23に向いた際に誘導画像の表示を終了する。具体的には、第5の例では、HMD10は、公知の手法を用いてユーザの視線を検出し、検出された視線が誘導ポイント23に向いた際に誘導画像の表示を終了する。
次に、第2実施例について説明する。第2実施例は、第1実施例で示したような、ユーザの視線を誘導ポイント23に誘導するための構成を、現実環境に対してCGや文字等の付加情報を提示するAR(Augment Reality)の構成に適用するものである。以下では、ARを実現可能な構成を適宜「ARシステム」と呼ぶ。
視線方向依存型の表示装置でのARシステムでは、現実環境に存在する対象物と情報(画像)とを、位置を合わせて表示することが可能である。また、誘導ポイント23を、現実環境に存在する対象物の位置に合わせることも可能である。したがって、第1実施例で示したような構成(具体的には誘導ポイント23に視線を誘導するための誘導画像を表示させる構成)をARシステムに適用すると、現実環境に存在する対象物の位置や現実環境に存在する対象物に付随した表示情報(画像)の位置を誘導ポイント23として、そのような誘導ポイント23に視線を誘導するための誘導画像を表示させることができる。例えば、第1実施例の第1乃至第4の表示例で示したような誘導画像を、同様にして表示させることができる。
ARシステムにおいても、ユーザの視線が誘導ポイント23に向いた後は誘導画像は不要なものとなる。また、視線が誘導ポイント23に向いた後も誘導画像を表示させると、ユーザが不快感を覚えたりする可能性がある。したがって、ARシステムにおいても、ユーザの視線が誘導ポイント23に向いた後は、誘導画像の表示を終了することが好ましいと言える。
現実環境の特定のエリアに応じて表示エリア内に複数のエリアを設けて、各エリアごとに誘導画像を表示させると、ユーザにとって不要な情報への視線誘導を抑制することができる。これにより、効率的な視線誘導と、ユーザへの不要な情報の提供の抑制とを両立することが可能となる。
上記では、誘導画像を用いてユーザの視線を誘導する実施例を示したが、誘導画像を用いることに限定はされない。他の例では、誘導画像の代わりに、LEDなどの点滅や、振動や、音声などを用いて、ユーザの視線を誘導することができる。例えば、表示装置に複数のLEDを設けて、視線を誘導すべき方向に対応する場所に位置するLEDを点滅させたり、視線を誘導すべき方向に対応する表示装置の箇所を振動させたり、視線を誘導すべき方向に対応する表示装置の箇所から音声を発生させたりすることができる。
2 マスク
3 球面鏡
4 ハーフミラー
5 制御部
5a 誘導ポイント指定部
5b 誘導画像生成部
5c 表示画像生成部
5d 表示合成部
10 ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
Claims (22)
- 画像に対応する光を、ユーザの瞳孔と網膜との間の位置に集光させる表示装置であって、
当該表示装置により前記ユーザの視線方向に応じた視認エリアの外に表示されるべき画像の位置である誘導ポイントに、前記ユーザの視線を誘導するための情報を報知する視線誘導手段を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記視線誘導手段は、前記ユーザの視線を前記誘導ポイントに誘導するための誘導画像を表示させることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導画像を前記視認エリア内に表示させることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導画像として、時間の経過に伴って前記誘導ポイントに向かってサイズが縮小してく画像を表示させることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導ポイントと、前記表示装置の表示エリアにおいて前記誘導ポイントから最も離れた端の位置との距離に応じたサイズを、前記誘導画像の初期サイズとし、当該初期サイズから前記誘導画像のサイズを縮小していくことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導画像として、前記誘導ポイントまでの距離に応じた空間的な変化を有する画像を表示させることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
- 前記空間的な変化は、前記誘導ポイントまでの距離に応じた明るさの変化であることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
- 前記空間的な変化は、前記誘導ポイントまでの距離に応じた色の変化であることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
- 前記空間的な変化は、前記誘導ポイントまでの距離に応じた画像の密度の変化であることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導画像として、前記誘導ポイントの方向を指し示す画像を表示させることを特徴とする請求項2または3に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記誘導ポイントに視線を向けた際の視認エリアに応じた第1エリアに、前記誘導画像を表示させないことを特徴とする請求項3乃至10のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記ユーザの瞳孔の大きさ又は前記ユーザの周囲の明るさに応じて、前記第1エリアのサイズを変化させることを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記第1エリアを取り囲む周囲の第2エリアでは、前記第1エリアに近づくほど、前記誘導画像による視線の誘導効果が低下するような画像を表示させることを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記第2エリアでは、前記第1エリアに近づくほど、前記誘導画像の明るさを低下させることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 前記ユーザの頭部の動きを検出する動き検出手段を更に有し、前記視線誘導手段は、前記動き検出手段によって前記誘導ポイントに向かう前記頭部の動きが検出されてから所定時間が経過した際に、前記誘導画像を表示させないことを特徴とする請求項2乃至14のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記ユーザの視線を検出する視線検出手段を更に有し、前記視線誘導手段は、前記視線検出手段によって検出された前記視線が前記誘導ポイントに向いた際に、前記誘導画像の表示を停止させることを特徴とする請求項2乃至14のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記表示装置の表示エリアの全体に、前記誘導画像を表示させることを特徴とする請求項2乃至16のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、前記表示装置の表示エリアの一部のエリアに、前記誘導画像を表示させることを特徴とする請求項2乃至16のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記視線誘導手段は、異なる場所に位置する複数の前記誘導ポイントを用いて、前記複数の誘導ポイントごとに前記誘導画像を表示させることを特徴とする請求項17又は18に記載の表示装置。
- 画像に対応する光を、ユーザの瞳孔と網膜との間の位置に集光させる表示装置によって実行される表示方法であって、
前記表示装置により前記ユーザの視線方向に応じた視認エリアの外に表示されるべき画像の位置である誘導ポイントに、前記ユーザの視線を誘導するための情報を報知する視線誘導工程を備えることを特徴とする表示方法。 - コンピュータを有すると共に、画像に対応する光を、ユーザの瞳孔と網膜との間の位置に集光させる表示装置によって実行される表示プログラムであって、
前記表示装置により前記ユーザの視線方向に応じた視認エリアの外に表示されるべき画像の位置である誘導ポイントに、前記ユーザの視線を誘導するための情報を報知する視線誘導手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする表示プログラム。 - 請求項21に記載の表示プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
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