JP6394174B2 - Head-mounted display device, image display system, method for controlling head-mounted display device, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示システムに関する。 The present invention relates to an image display system.
現実環境に対して、コンピューターを用いて付加提示用の情報(例えば、仮想オブジェクト)を付加提示する拡張現実感(AR、Augmented Reality)と呼ばれる技術が知られている。特許文献1には、画像処理装置において、現実環境の実物体と関連付けられている仮想オブジェクトを、実物体へ投影させることが記載されている。 There is known a technique called augmented reality (AR) in which information for additional presentation (for example, a virtual object) is additionally presented to a real environment using a computer. Patent Document 1 describes that in an image processing apparatus, a virtual object associated with a real object in a real environment is projected onto the real object.
上述した拡張現実感は、例えば、透過型の頭部装着型表示装置(以降、「HMD」と呼ぶ。)において実現される。透過型のHMDとは、HMDを装着した状態において利用者の視界が遮断されないタイプのHMDである。この場合、例えば、HMDは、カメラで外景を撮像し、撮像により得られた画像を画像認識して仮想オブジェクトを生成する。HMDは、生成した仮想オブジェクトのみを虚像として利用者の眼前に表示させる。利用者は、虚像として表示された仮想オブジェクトと、目前の画像表示部を透過して見える実際の外景との両方を視認することで、拡張現実感を体感することができる。 The augmented reality described above is realized, for example, in a transmissive head-mounted display device (hereinafter referred to as “HMD”). The transmissive HMD is a type of HMD in which the user's field of vision is not blocked when the HMD is worn. In this case, for example, the HMD captures an outside scene with a camera, recognizes an image obtained by the imaging, and generates a virtual object. The HMD displays only the generated virtual object as a virtual image in front of the user's eyes. The user can experience augmented reality by visually recognizing both the virtual object displayed as a virtual image and the actual outside scene that can be seen through the immediate image display unit.
このような拡張現実感の技術を利用して、透過型のHMDにおいて、利用者が目前の画像表示部を透過して見る実際の外景であって、二次元的に表現されている外景(例えば、スクリーンやディスプレイに写された二次元像や、絵画やポスターのような二次元表現物)に含まれるオブジェクトを、三次元的に表示させたいという要望があった。特許文献1〜3に記載の技術では、二次元的に表現されている外景に含まれるオブジェクトを三次元的に表示させることについては何ら考慮されていない。 By using such augmented reality technology, in a transmissive HMD, an actual outside scene that a user sees through the immediate image display section, which is expressed in a two-dimensional manner (for example, There has been a demand to display objects included in a two-dimensional image on a screen or a display or a two-dimensional representation such as a painting or a poster in a three-dimensional manner. In the techniques described in Patent Documents 1 to 3, no consideration is given to three-dimensional display of objects included in an outside scene expressed two-dimensionally.
このため、透過型のHMD(頭部装着型表示装置)において、利用者が目前の画像表示部を透過して見る外景であって、二次元的に表現されている外景に含まれるオブジェクトを三次元的に表示させることが可能な技術が望まれている。このほか、HMDには、小型化、低コスト化、省電力化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれている。 For this reason, in a transmissive HMD (head-mounted display device), an external scene that a user sees through the immediate image display unit, and objects included in the two-dimensionally expressed external scene are tertiary. A technique that can be displayed originally is desired. In addition, HMDs are desired to be downsized, low cost, power saving, easy manufacturing, and improved usability.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、利用者に虚像と外景とを視認させる透過型の頭部装着型表示装置が提供される。この頭部装着型表示装置は;前記虚像を前記利用者に視認させる画像表示部と;前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記画像表示部を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を前記画像表示部に表示させる像調整部と、を備える。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、外景に含まれるオブジェクトであって、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、オブジェクトを三次元的に表す虚像を画像表示部に表示させる。このようにすれば、透過型の頭部装着型表示装置において、利用者が目前の画像表示部を透過して見る外景に含まれるオブジェクトを、仮想的に、三次元的に表示させることができる。 (1) According to one aspect of the present invention, there is provided a transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene. The head-mounted display device includes: an image display unit that allows the user to visually recognize the virtual image; and an object included in the outside scene that is visible through the image display unit and viewed by the user. And an image adjusting unit that displays at least the virtual image representing the object three-dimensionally on the image display unit. According to the head-mounted display device of this aspect, the image adjustment unit is an object included in the outside scene, and reduces the visibility of the object that the user sees through the image display unit. A three-dimensional virtual image is displayed on the image display unit. In this way, in the transmissive head-mounted display device, it is possible to virtually and three-dimensionally display objects included in the outside scene that the user sees through the image display unit in front of him / her. .
(2)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記像調整部は;前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと重なる位置に、前記オブジェクトの彩度を下げることが可能な色、または、前記オブジェクトの明度を上げることが可能な色を配置した調整画像を生成し;前記調整画像を表す前記虚像を前記画像表示部に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトと重なる位置に、オブジェクトの彩度を下げることが可能な色、または、オブジェクトの明度を上げることが可能な色を配置した調整画像を生成し、調整画像を表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部を透過したオブジェクトと、オブジェクトの彩度を下げることが可能な色またはオブジェクトの明度を上げることが可能な色が配置された調整画像と、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部は、外景に含まれるオブジェクトであって、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。 (2) In the head-mounted display device according to the above aspect; the image adjusting unit may reduce the saturation of the object to a position that is transmitted through the image display unit and overlaps the object visually recognized by the user. An adjustment image in which possible colors or colors capable of increasing the brightness of the object are arranged is generated; the virtual image representing the adjustment image is displayed on the image display unit, thereby improving the visibility of the object. It may be lowered. According to this form of the head-mounted display device, the image adjustment unit is a color that can reduce the saturation of the object to a position that overlaps the object that the user sees through the image display unit, or An adjustment image in which a color capable of increasing the brightness of the object is arranged is generated, and a virtual image representing the adjustment image is displayed. Therefore, the user superimposes the object that has passed through the image display unit and the adjustment image in which the color that can reduce the saturation of the object or the color that can increase the brightness of the object is arranged. It will be visible at the same time. As a result, the image adjustment unit can reduce the visibility of an object that is included in the outside scene and that is visible to the user through the image display unit.
(3)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記像調整部は;前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと同系の色を全体に配置した調整画像を生成し;前記調整画像を表す前記虚像を前記画像表示部に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトと同系の色を全体に配置した調整画像を生成し、調整画像を表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部を透過したオブジェクトと、視界全体に広がるオブジェクトと同系の色と、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部は、外景に含まれるオブジェクトであって、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。 (3) In the head-mounted display device according to the above aspect; the image adjustment unit; generates an adjustment image in which a color similar to the object that is visually recognized by the user is transmitted through the image display unit. The visibility of the object may be lowered by displaying the virtual image representing the adjusted image on the image display unit. According to this form of the head-mounted display device, the image adjustment unit generates an adjustment image in which the same color as the object that is visible to the user through the image display unit is arranged, and represents the adjustment image. Display a virtual image. For this reason, the user superimposes the object transmitted through the image display unit and the color similar to the object spreading over the entire field of view at the same time. As a result, the image adjustment unit can reduce the visibility of an object that is included in the outside scene and that is visible to the user through the image display unit.
(4)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記像調整部は;前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記外景を表す画像であって、前記外景に含まれる前記オブジェクトが除外された画像の一部を、前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと重なる位置に配置した調整画像を生成し;前記調整画像を表す前記虚像を前記画像表示部に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、外景を表す画像であって外景に含まれるオブジェクトが除外された画像の一部を、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトと重なる位置に配置した調整画像を生成し、調整画像を表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部を透過したオブジェクトと、外景に含まれるオブジェクトが除外された画像が配置された調整画像と、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部は、外景に含まれるオブジェクトであって、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。 (4) In the head-mounted display device according to the above aspect; the image adjusting unit is an image representing the outside scene that is transmitted through the image display unit and visually recognized by the user, and the object included in the outside scene Generating an adjustment image in which a part of the image from which the image is excluded is arranged at a position overlapping with the object that is visible to the user through the image display unit; and the virtual image representing the adjustment image is displayed in the image display unit The visibility of the object may be reduced by causing the object to be displayed. According to this form of the head-mounted display device, the image adjustment unit transmits a part of the image representing the outside scene and excluding the object included in the outside scene through the image display unit by the user. An adjustment image arranged at a position overlapping with the object to be visually recognized is generated, and a virtual image representing the adjustment image is displayed. For this reason, the user superimposes the object that has passed through the image display unit and the adjustment image in which the image from which the object included in the outside scene is excluded is superimposed and simultaneously viewed. As a result, the image adjustment unit can reduce the visibility of an object that is included in the outside scene and that is visible to the user through the image display unit.
(5)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部を備え;前記像調整部は、前記三次元画像に基づいて前記色を決定してもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、取得した三次元画像に基づいて、調整画像のための色を簡単に決定することができる。 (5) The head-mounted display device according to the above aspect further includes: a three-dimensional image acquisition unit that acquires a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally; and the image adjustment unit includes the three-dimensional image The color may be determined based on: According to the head-mounted display device of this aspect, the image adjusting unit can easily determine the color for the adjusted image based on the acquired three-dimensional image.
(6)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部と;前記外景を二次元的に表す二次元画像を取得する二次元画像取得部と、を備え;前記像調整部は、前記二次元画像と前記三次元画像とを比較することで、前記調整画像における前記重なる位置を特定してもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、外部から取得した三次元画像と、外部から取得した二次元画像とを比較することで、調整画像における「重なる位置」を簡単に特定することができる。 (6) In the head-mounted display device according to the above aspect, further; a three-dimensional image acquisition unit that acquires a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally; and a two-dimensional image that represents the outside scene two-dimensionally A two-dimensional image acquiring unit that acquires the image; and the image adjusting unit may identify the overlapping position in the adjusted image by comparing the two-dimensional image and the three-dimensional image. According to the head-mounted display device of this aspect, the image adjustment unit easily compares the three-dimensional image acquired from the outside with the two-dimensional image acquired from the outside, thereby easily “overlapping position” in the adjustment image. Can be specified.
(7)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部と;前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記利用者の視界方向を撮像した二次元画像を取得する二次元画像取得部と、を備え;前記像調整部は、前記二次元画像と前記三次元画像とを比較することで、前記調整画像における前記重なる位置を特定してもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、像調整部は、外部から取得した三次元画像と、利用者の視界方向を撮像した二次元画像とを比較することで、実際の利用者の視界方向の情報に基づいて、調整画像における「重なる位置」を正確に特定することができる。 (7) In the head-mounted display device according to the above aspect, further: a three-dimensional image acquisition unit that acquires a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally; a state in which the head-mounted display device is mounted A two-dimensional image acquisition unit that acquires a two-dimensional image obtained by imaging the user's visual field direction; and the image adjustment unit compares the two-dimensional image with the three-dimensional image to thereby adjust the adjustment. The overlapping position in the image may be specified. According to this form of the head-mounted display device, the image adjustment unit compares the three-dimensional image acquired from the outside with the two-dimensional image obtained by capturing the user's visual field direction, thereby Based on the information on the viewing direction, the “overlapping position” in the adjusted image can be accurately specified.
(8)上記形態の頭部装着型表示装置を備える画像表示システムでは、さらに;情報処理装置と;画像表示装置と、を備え;前記情報処理装置は;前記画像表示装置に対して前記オブジェクトを含む二次元画像を送信すると共に、前記頭部装着型表示装置に対して少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を送信する送信部を備え;前記画像表示装置は;前記情報処理装置より送信された前記二次元画像を表示させる表示部を備えてもよい。この形態の画像表示システムによれば、画像表示装置に表示されている二次元像に含まれていることで、利用者が目前の画像表示部を透過して見る外景に含まれるオブジェクトを、仮想的に、三次元的に表示させることができる。 (8) The image display system including the head-mounted display device of the above aspect further includes: an information processing device; an image display device; the information processing device; A transmission unit that transmits a two-dimensional image including the image and at least transmits a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally to the head-mounted display device; the image display device; You may provide the display part which displays the said two-dimensional image transmitted from the apparatus. According to the image display system of this aspect, the object included in the outside scene that the user sees through the image display unit in front of the virtual object is included in the two-dimensional image displayed on the image display device. Therefore, it can be displayed three-dimensionally.
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素は全てが必須のものではなく、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部または全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部または全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。 A plurality of constituent elements of each embodiment of the present invention described above are not essential, and some or all of the effects described in the present specification are to be solved to solve part or all of the above-described problems. In order to achieve the above, it is possible to appropriately change, delete, replace with a new component, and partially delete the limited contents of some of the plurality of components. In order to solve some or all of the above-described problems or achieve some or all of the effects described in this specification, technical features included in one embodiment of the present invention described above. A part or all of the technical features included in the other aspects of the present invention described above may be combined to form an independent form of the present invention.
例えば、本発明の一形態は、画像表示部と、像調整部と、の2つの要素のうちの一部または全部の要素を備えた装置として実現可能である。すなわち、この装置は、画像表示部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、この装置は、像調整部を有していてもよく、有していなくてもよい。こうした装置は、例えば頭部装着型表示装置として実現できるが、頭部装着型表示装置以外の他の装置としても実現可能である。前述した頭部装着型表示装置の各形態の技術的特徴の一部または全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。 For example, one embodiment of the present invention can be realized as an apparatus including some or all of the two elements of the image display unit and the image adjustment unit. That is, this apparatus may or may not have an image display unit. In addition, this apparatus may or may not have an image adjustment unit. Such a device can be realized, for example, as a head-mounted display device, but can also be realized as a device other than the head-mounted display device. Any or all of the technical features of each form of the head-mounted display device described above can be applied to this device.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、頭部装着型表示装置、頭部装着型表示装置を制御する方法、頭部装着型表示装置を備える画像表示システム、画像表示システムを制御する方法、これらの装置、方法、システムの機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various modes. For example, a head-mounted display device, a method for controlling the head-mounted display device, an image display system including the head-mounted display device, The present invention can be realized in the form of a method for controlling an image display system, a computer program for realizing the functions of these apparatuses, methods, and systems, a storage medium storing the computer program, and the like.
A.第1実施形態:
A−1.画像表示システムの構成:
図1は、本発明の一実施形態における画像表示システムの概略構成を示す説明図である。画像表示システム1は、頭部装着型表示装置100と、プロジェクター200およびスクリーン250と、サーバー300と、を備えている。
A. First embodiment:
A-1. Image display system configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image display system according to an embodiment of the present invention. The image display system 1 includes a head-mounted
頭部装着型表示装置100は、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。本実施形態のHMD100は、利用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認することができる光学透過型のヘッドマウントディスプレイである。
The head-mounted
プロジェクター200は、供給された画像をスクリーン250に投写する。スクリーン250は「表示部」として機能し、スクリーン250と、プロジェクター200とは、協働することで「画像表示装置」として機能する。
The
サーバー300は、HMD100とプロジェクター200とに対して、画像を供給する。具体的には、サーバー300は、プロジェクター200に対して、二次元画像の画像データーを供給する。さらに、サーバー300は、HMD100に対して、二次元画像に含まれる任意のオブジェクトを三次元的に表すための三次元画像の画像データーを供給する。
The
ここで、「オブジェクト」とは、二次元画像として表示されている画像に含まれている各物体、または、利用者がHMD100を透過して視認する外景(実世界)に存在する各物体、のうちのいずれかを意味する。「二次元画像」とは、HMD100の利用者の両眼に同一の画像(虚像)、換言すれば、視差のない画像を表示させることにより、利用者に立体感を感じさせない画像を意味する。「三次元画像」とは、HMD100の利用者の両眼に視差を付けた画像を表示させることにより、利用者に立体感を感じさせることのできる画像を意味する。なお、三次元画像は、視差を付与する以外の方法で実現されてもよい。例えば、画像を傾けることで利用者に立体感を感じさせる画像であってもよく、遠近法を用いることで利用者に立体感を感じさせる画像であってもよい。また、利用者の視点の移動に伴う運動立体視によって利用者に立体感を感じさせる画像であってもよい。また、画像内のオブジェクトに光や影を付与することにより利用者に立体感を感じさせる画像であってもよく、画像のコントラストを調整することにより利用者に立体感を感じさせる画像であってもよい。
Here, the “object” refers to each object included in the image displayed as a two-dimensional image, or each object present in the outside scene (real world) that the user views through the
HMD100は、通信キャリアBSを介して無線通信でインターネットINTに接続されている。プロジェクター200は、通信キャリアBSを介して無線通信でインターネットINTに接続されている。サーバー300は、有線通信でインターネットINTに接続されている。この結果、サーバー300とヘッドマウントディスプレイ100、サーバー300とプロジェクター200、とは互いにインターネットINTによって接続される。通信キャリアBSは、送受信アンテナや、無線基地局、交換局を含む。
The
本実施形態のHMD100は、後述の表示処理を実行することにより、外景に含まれる任意のオブジェクトであって、利用者がHMD100を透過して視認する任意のオブジェクトの視認性を低下させると共に、当該オブジェクトを三次元的に表す虚像を、利用者に視認させることができる。
The
A−2.頭部装着型表示装置(HMD)の構成:
図1に示すように、HMD100は、利用者の頭部に装着された状態において利用者に虚像を視認させる画像表示部20と、画像表示部20を制御する制御部(コントローラー)10とを備えている。なお、以降の説明において、HMD100によって利用者が視認する虚像を便宜的に「表示画像」とも呼ぶ。また、HMD100が画像データーに基づいて生成された画像光を射出することを「画像を表示する」ともいう。
A-2. Configuration of head mounted display (HMD):
As shown in FIG. 1, the
A−2−1.画像表示部の構成:
図2は、HMD100の構成を機能的に示すブロック図である。図1に示すように、画像表示部20は、利用者の頭部に装着される装着体であり、本実施形態では眼鏡形状である。画像表示部20は、右保持部21と、右表示駆動部22と、左保持部23と、左表示駆動部24と、右光学像表示部26と、左光学像表示部28と、カメラ61と、9軸センサー66と、を備えている。以降、利用者が画像表示部20を装着した状態における、画像表示部20の各部の位置関係と機能について説明する。
A-2-1. Configuration of image display:
FIG. 2 is a block diagram functionally showing the configuration of the
図1に示すように、右光学像表示部26および左光学像表示部28は、利用者の右の眼前と、左の眼前とにそれぞれ位置するように配置されている。右光学像表示部26の一端と左光学像表示部28の一端とは、利用者の眉間に対応する位置で接続されている。図2に示すように、右光学像表示部26は、右導光板261と調光板(図示省略)とを備えている。右導光板261は、光透過性の樹脂材料等によって形成され、右表示駆動部22から出力された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ利用者の右眼REに導く。調光板は、薄板状の光学素子であり、画像表示部20の表側(利用者の眼の側とは反対の側)を覆うように配置されている。調光板は、導光板261を保護し、導光板261の損傷や汚れの付着等を抑制する。また、調光板の光透過率を調整することによって、利用者の眼に入る外光量を調整して虚像の視認のしやすさを調整することができる。なお、調光板は省略可能である。
As shown in FIG. 1, the right optical
左光学像表示部28は、左導光板262と調光板(図示省略)とを備えている。これらの詳細は、右光学像表示部26と同様である。なお、右光学像表示部26および左光学像表示部28を総称して単に「光学像表示部」とも呼ぶ。光学像表示部は、画像光を用いて利用者の眼前に虚像を形成する限りにおいて任意の方式を用いることができ、例えば、回折格子を用いて実現されても良いし、半透過反射膜を用いて実現されても良い。
The left optical
図1に示すように、右保持部21は、右光学像表示部26の他端ERから利用者の側頭部に対応する位置にかけて延伸して設けられている。左保持部23は、左光学像表示部28の他端ELから利用者の側頭部に対応する位置にかけて、延伸して設けられている。右保持部21および左保持部23は、眼鏡のテンプル(つる)のようにして、利用者の頭部に画像表示部20を保持する。なお、右保持部21および左保持部23を総称して単に「保持部」とも呼ぶ。
As shown in FIG. 1, the right holding unit 21 extends from the other end ER of the right optical
図1に示すように、右表示駆動部22は、右保持部21の内側(利用者の頭部に対向する側)に配置されている。左表示駆動部24は、左保持部23の内側に配置されている。図2に示すように、右表示駆動部22は、受信部(Rx)53と、光源として機能する右バックライト(BL)制御部201および右バックライト(BL)221と、表示素子として機能する右LCD(液晶ディスプレイ、Liquid Crystal Display)制御部211および右LCD241と、右投写光学系251とを備えている。なお、右バックライト制御部201と、右LCD制御部211と、右バックライト221と、右LCD241とを総称して「画像光生成部」とも呼ぶ。受信部53は、制御部10と画像表示部20との間におけるシリアル伝送のためのレシーバーとして機能する。右バックライト制御部201は、入力された制御信号に基づいて右バックライト221を駆動する。右バックライト221は、例えばLED(Light Emitting Diode)やエレクトロルミネセンス(EL)等の発光体である。右LCD制御部211は、受信部53を介して入力されたクロック信号PCLKと、垂直同期信号VSyncと、水平同期信号HSyncと、右眼用画像データーData1とに基づいて、右LCD241を駆動する。右LCD241は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルである。右投写光学系251は、右LCD241から射出された画像光を並行状態の光束にするコリメートレンズである。
As shown in FIG. 1, the right
左表示駆動部24は、受信部(Rx)54と、光源として機能する左バックライト(BL)制御部202および左バックライト(BL)222と、表示素子として機能する左LCD制御部212および左LCD242と、左投写光学系252とを備えている。これらの詳細は、右表示駆動部22と同様である。なお、右表示駆動部22および左表示駆動部24を総称して単に「表示駆動部」とも呼ぶ。
The left
カメラ61は、利用者の右側の目尻に対応する位置に配置されている。カメラ61は、画像表示部20の表側方向、換言すれば、ヘッドマウントディスプレイ100を装着した状態における利用者の視界方向の外景(外部の景色)を撮像し、外景画像を取得する。カメラ61はいわゆる可視光カメラであり、カメラ61により取得される外景画像は、物体から放射される可視光から物体の形状を表す画像である。本実施形態におけるカメラ61は単眼カメラであるが、ステレオカメラとしてもよい。カメラ61は「撮像部」として機能する。
The
9軸センサー66は、利用者の右側のこめかみに対応する位置に配置されている。9軸センサー66は、加速度(3軸)、角速度(3軸)、地磁気(3軸)を検出するモーションセンサーである。9軸センサー66は、画像表示部20に設けられているため、画像表示部20が頭部に装着されているときには、頭部の動きを検出する「動き検出部」として機能する。ここで、頭部の動きとは、頭部の速度・加速度・角速度・向き・向きの変化を含む。
The 9-
図1に示すように、画像表示部20は、画像表示部20と制御部10とを接続するための接続部40を備えている。接続部40は、制御部10に接続される本体コード48と、本体コード48が分岐した右コード42および左コード44と、分岐点に設けられた連結部材46と、を含んでいる。右コード42は、右表示駆動部22に接続され、左コード44は、左表示駆動部24に接続されている。連結部材46には、イヤホンプラグ30を接続するためのジャックが設けられている。イヤホンプラグ30からは、右イヤホン32および左イヤホン34が延伸している。本体コード48における連結部材46とは反対側の端部には、コネクター(図示省略)が設けられている。このコネクターは、制御部10に設けられたコネクター(図示省略)との嵌合/嵌合解除により、制御部10と画像表示部20との接続/接続解除を実現する。画像表示部20と制御部10とは、接続部40を介して各種信号の伝送を行う。右コード42と、左コード44と、本体コード48には、例えば、金属ケーブルや光ファイバーを採用することができる。
As shown in FIG. 1, the
A−2−2.制御部の構成:
図1に示すように、制御部10はHMD100を制御するための装置である。制御部10は、決定キー11と、点灯部12と、表示切替キー13と、トラックパッド14と、輝度切替キー15と、方向キー16と、メニューキー17と、電源スイッチ18と、を備えている。決定キー11は、押下操作を検出して、制御部10において操作された内容を決定するための信号を出力する。点灯部12は、例えばLEDによって実現され、HMD100の動作状態(例えば電源のON/OFF等)を発光状態によって通知する。表示切替キー13は、押下操作を検出して、例えばコンテンツ動画の表示モードを3Dと2Dとに切り替える信号を出力する。トラックパッド14は、トラックパッド14の操作面上における利用者の指の操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。トラックパッド14としては、静電式や圧力検出式、光学式といった種々の方式を採用できる。輝度切替キー15は、押下操作を検出して、画像表示部20の輝度を増減する信号を出力する。方向キー16は、上下左右方向に対応するキーへの押下操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。電源スイッチ18は、スイッチのスライド操作を検出することで、HMD100の電源投入状態を切り替える。
A-2-2. Configuration of control unit:
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、制御部10は、入力情報取得部110と、記憶部120と、電源130と、無線通信部132と、GPSモジュール134と、CPU140と、インターフェイス180と、送信部(Tx)51および52とを備え、各部は図示しないバスにより相互に接続されている。
2, the
入力情報取得部110は、決定キー11、表示切替キー13、トラックパッド14、輝度切替キー15、方向キー16、メニューキー17、および、電源スイッチ18に対する操作入力に応じた信号を取得する。入力情報取得部110は、上記以外の種々の方法を用いた操作入力を取得することができる。例えば、フットスイッチ(利用者の足により操作するスイッチ)による操作入力を取得してもよい。例えば、図示しない視線検出部によって検出された利用者の視線や、目の動きに対応付けられたコマンドによる操作入力を取得してもよい。このコマンドは利用者によって追加可能に設定されていてもよい。例えば、利用者の視界方向の画像を撮影するカメラを用いて利用者のジェスチャーを検知し、ジェスチャーに対応付けられたコマンドによる操作入力を取得してもよい。ジェスチャー検知の際は、利用者の指先や、利用者の手に付けられた指輪や、利用者の手にする医療器具等を動き検出のための目印にすることができる。フットスイッチや視線による操作入力を取得可能とすれば、利用者が手を離すことが困難である作業においても、入力情報取得部110は、利用者からの操作入力を取得することができる。
The input
記憶部120は、ROM、RAM、DRAM、ハードディスク等によって構成されている。記憶部120には、オペレーティングシステム(ОS)をはじめとする種々のコンピュータープログラムが格納されている。
The
電源130は、HMD100の各部に電力を供給する。電源130としては、例えば二次電池を用いることができる。
The
無線通信部132は、所定の無線通信規格に則って、外部装置との間で無線通信を行う。所定の無線通信規格とは、例えば、赤外線、Bluetooth(登録商標)に例示される近距離無線通信、IEEE802.11に例示される無線LAN等である。
The
GPSモジュール134は、GPS衛星からの信号を受信することにより、HMD100の利用者の現在位置を検出し、利用者の現在位置情報を表す現在位置情報を生成する。現在位置情報は、例えば緯度経度を表す座標によって実現することができる。
The
CPU140は、記憶部120に格納されているコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、二次元画像取得部142、三次元画像取得部144、像調整部146、OS150、画像処理部160、音声処理部170、表示制御部190として機能する。
The
二次元画像取得部142は、後述の表示処理において、HMD100がサーバー300から受信した二次元画像を取得する。三次元画像取得部144は、後述の表示処理において、HMD100がサーバー300から受信した三次元画像を取得する。
The two-dimensional
像調整部146は、後述の表示処理を実行する。表示処理とは、外景に含まれる任意のオブジェクトであって、利用者がHMD100の画像表示部20を透過して視認する任意のオブジェクトの視認性を低下させると共に、当該オブジェクトを三次元的に表す虚像を形成するための処理である。詳細は後述する。
The
画像処理部160は、インターフェイス180や無線通信部132を介して入力されるコンテンツ(映像)に基づいて信号を生成する。例えば、コンテンツがディジタル形式の場合、画像処理部160は、クロック信号PCLKと、画像データーDataとを生成する。なお、ディジタル形式の場合、クロック信号PCLKが画像信号に同期して出力されるため、垂直同期信号VSyncおよび水平同期信号HSyncの生成と、アナログ画像信号のA/D変換とは不要である。画像処理部160は、生成されたクロック信号PCLK、垂直同期信号VSync、水平同期信号HSyncと、記憶部120内のDRAMに格納された画像データーDataとを、送信部51、52を介して、画像表示部20へ送信する。送信部51を介して送信される画像データーDataを「右眼用画像データーData1」とも呼び、送信部52を介して送信される画像データーDataを「左眼用画像データーData2」とも呼ぶ。なお、画像処理部160は、記憶部120に格納された画像データーDataに対して、解像度変換処理、輝度や彩度の調整といった種々の色調補正処理、キーストーン補正処理等の画像処理を実行してもよい。
The
表示制御部190は、右表示駆動部22および左表示駆動部24を制御する制御信号を生成する。具体的には、表示制御部190は、制御信号により、左右のLCD制御部211、212による左右のLCD241、242の駆動ON/OFFや、左右のバックライト制御部201、202による左右のバックライト221、222の駆動ON/OFFを個別に制御することにより、右表示駆動部22および左表示駆動部24のそれぞれによる画像光の生成および射出を制御する。表示制御部190は、これらの制御信号を、送信部51、52を介して画像表示部20へ送信する。
The
音声処理部170は、コンテンツに含まれる音声信号を取得し、取得した音声信号を増幅して、右イヤホン32の図示しないスピーカーと、左イヤホン34の図示しないスピーカーとに対して供給する。
The
インターフェイス180は、所定の有線通信規格に則って、外部装置OAとの間で通信を行う。所定の有線通信規格としては、例えば、MicroUSB(Universal Serial Bus)、USB、HDMI(High Definition Multimedia Interface、HDMIは登録商標)、DVI(Digital Visual Interface)、VGA(Video Graphics Array)、コンポジット、RS−232C(Recommended Standard 232)、IEEE802.3に例示される有線LAN等である。外部機器ОAとしては、例えば、パーソナルコンピューターPCや携帯電話端末、ゲーム端末等を利用することができる。
The
図3は、利用者に視認される虚像の一例を示す説明図である。上述のようにして、HMD100の利用者の両眼に導かれた画像光が利用者の網膜に結像することにより、利用者は虚像VIを視認する。図の例では、虚像VIは、HMD100のOS150の待ち受け画面である。また、利用者は、右光学像表示部26および左光学像表示部28を透過して外景SCを視認する。このように、本実施形態のHMD100の利用者は、視野VRのうち虚像VIが表示された部分については、虚像VIと、虚像VIの背後の外景SCとを見ることができる。また、視野VRのうち虚像VIが表示されていない部分については、光学像表示部を透過して、外景SCを直接見ることができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a virtual image visually recognized by the user. As described above, the image light guided to both eyes of the user of the
A−3.サーバーの構成:
図4は、サーバー300の構成を機能的に示すブロック図である。サーバー300は、CPU310と、ROM320と、RAM330と、通信インターフェィス(I/F)340と、記憶部350と、を備え、各部は図示しないバスにより相互に接続されている。なお、サーバー300は「情報処理装置」として機能する。
A-3. Server configuration:
FIG. 4 is a block diagram functionally showing the configuration of the
CPU310は、ROM320や記憶部350に格納されているコンピュータープログラムをRAM330に展開して実行することにより、サーバー300の各部を制御する。そのほか、CPU310は、送信部312としても機能する。
The
通信インターフェイス340は、無線通信インターフェイスと、有線通信インターフェイスとを含んでいる。無線通信インターフェイスは、図示しない送受信回路を含み、アンテナを介して受信した電波の復調とデーターの生成、および、アンテナを介して送信する電波の生成と変調を行う。有線通信インターフェイスは、有線ケーブルを介して他の装置と接続される。
The
記憶部350は、ROM、RAM、DRAM、ハードディスク等によって構成されている。記憶部350は、画像記憶部352を含んでいる。画像記憶部352には、二次元画像のための「2D画像データー」と、三次元画像のための「部分3D画像データー」と、が対応付けて記憶されている。同じ行(エントリ)に記憶されている二次元画像と、三次元画像とは対応関係にある。具体的には、三次元画像は、二次元画像に含まれる任意のオブジェクトを三次元的に表すための画像である。例えば、二次元画像である2Ddata1が「林の中にリンゴが落ちている風景を表した画像」である場合、三次元画像である3Ddata1は「リンゴを三次元的に表すための画像」である。この例の場合では、「リンゴ」が任意のオブジェクトに相当する。
The
サーバー300の送信部312は、後述の表示処理において、2D画像データーと、2D画像データーと対応関係にある部分3D画像データーと、をHMD100へ送信する。また、送信部312は、HMD100へ送信したのと同一の2D画像データーをプロジェクター200へ送信する。
The
A−4.表示処理:
図5は、表示処理の手順を示すシーケンス図である。本実施形態の表示処理は、HMD100と、プロジェクター200と、サーバー300とが協働することによって実行される。表示処理の開始トリガーは任意に定めることができる。例えば、HMD100が起動されたこと、換言すれば、電源のONを検出したことを開始トリガーとしてもよい。また、例えば、HMD100のOS150や特定のアプリケーションからの処理開始要求を開始トリガーとしてもよい。
A-4. Display processing:
FIG. 5 is a sequence diagram showing the procedure of the display process. The display process of the present embodiment is executed by the cooperation of the
ステップS102において、サーバー300の送信部312は、プロジェクター200へ2D画像データーを送信する。ステップS104において、プロジェクター200は、受信した画像データーに基づく画像をスクリーン250へ投写させる。
In step S <b> 102, the
ステップS106において、サーバー300の送信部312は、HMD100へ2D画像データーと、2D画像データーと対応関係にある部分3D画像データーとを送信する。なお、図4の送信部312の説明の通り、ステップS106においてサーバー300がHMD100へ送信する2D画像データーは、ステップS102においてサーバー300がプロジェクター200へ送信した2D画像データーと同一の画像データーである。ステップS106において、HMD100の二次元画像取得部142は、2D画像データーを取得し、三次元画像取得部144は、部分3D画像データーを取得する。
In step S <b> 106, the
図6は、キャンセル領域について説明するための説明図である。図5のステップS108においてHMD100の像調整部146は、キャンセル領域A2(図6)を特定する。ここで、キャンセル領域A2とは、画像表示部20において虚像VI(図3)が形成される全領域の中で、利用者が画像表示部20を透過して外景SC(図3)中の任意のオブジェクトを視認する位置である。キャンセル領域A2は「重なる位置」として機能する。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the cancel region. In step S108 in FIG. 5, the
画像表示部20において虚像VIが形成される全領域は、表示駆動部(図2)が画像光を射出することができる最大の領域(以降「最大射出領域A1」とも呼ぶ。)である。本実施形態のように表示駆動部をバックライトとLCDとで構成している場合、最大射出領域A1は、右LCD241および左LCD242において液晶が配置された全ての領域、かつ、右バックライト221および左バックライト222が照明光を照射可能な領域として定義される。図6の例の場合、最大射出領域A1は、座標(0,0)から始まり座標(n,m)で終わる領域である。
The entire area where the virtual image VI is formed in the
キャンセル領域A2(図6)を特定するための具体的な手順は、例えば以下の手順a1〜a3を採用することができる。
(a1)像調整部146は、最大射出領域A1に対して、二次元画像取得部142により取得された2D画像データーを仮に配置する。配置の際、像調整部146は、2D画像データーの大きさを最大射出領域A1の大きさに合わせて伸縮する。なお、スクリーン250の大きさによっては、HMD100の利用者は、画像表示部20を透過して、スクリーン250に表示されている画像のうちの一部の領域の画像のみを視認する場合もあり得る。このような場合、像調整部146は、配置の際、例えばカメラ61によって得られる外景画像に基づいて、HMD100の利用者が視認している領域を求め、取得された2D画像データーから求めた領域の画像データーを切り出してもよい。
As specific procedures for specifying the cancel area A2 (FIG. 6), for example, the following procedures a1 to a3 can be adopted.
(A1) The
(a2)像調整部146は、三次元画像取得部144により取得された部分3D画像データーを加工して、比較用3D画像データーを生成する。例えば、HMD100において採用されている3D実現方式がサイドバイサイド方式である場合、オブジェクトの位置が左右(水平方向)にずれた、右眼用と左眼用の2枚の部分3D画像データーが存在する。このため、像調整部146は、2枚の部分3D画像データーから、利用者が視認するであろう位置にオブジェクトが配置された1枚の比較用3D画像データーを生成する。さらに、手順a1で2D画像データーの伸縮をしている場合、像調整部146は、比較用3D画像データーを同じ割合で伸縮する。なお、像調整部146は、必要がなければ三次元画像取得部144により取得された部分3D画像データーをそのまま(加工せずに)比較用3D画像データーとしてもよい。
(A2) The
(a3)像調整部146は、最大射出領域A1に配置されている二次元画像(2D画像データーに基づく画像)と、比較用3D画像データーに基づく三次元画像と、を用いた画像認識(比較)を行い、二次元画像と三次元画像とが一致する領域を「キャンセル領域A2」とする。
(A3) The
図6の例の場合、キャンセル領域A2は、座標(x1,y1)から始まり座標(x2,y2)で終わる領域である。図6では、キャンセル領域A2を破線で示す。このようにすれば、像調整部146は、サーバー300(外部)から取得した三次元画像(部分3D画像データー、比較用3D画像データー)と、サーバー300(外部)から取得した二次元画像(2D画像データー)と、を比較することで、調整画像ADにおけるキャンセル領域A2(重なる位置)を簡単に特定することができる。
In the example of FIG. 6, the cancel area A2 starts from the coordinates (x1, y1) and ends at the coordinates (x2, y2). In FIG. 6, the cancel area A2 is indicated by a broken line. In this way, the
なお、図6では、キャンセル領域A2を、三次元画像取得部144により取得された部分3D画像データーと同じ矩形形状としているが、キャンセル領域A2は、部分3D画像データーに含まれるオブジェクト(図の例ではリンゴ)の形状としてもよい。
In FIG. 6, the cancel area A2 has the same rectangular shape as the partial 3D image data acquired by the three-dimensional
図5のステップS110において、HMD100の像調整部146は、特定したキャンセル領域A2における、二次元透過像の視認性を低下させるための「調整画像」を生成する。ここで、二次元透過像とは、HMD100の利用者が光学像表示部を透過して視認する外景SC(図3)を意味する。すなわち、調整画像は、キャンセル領域A2の領域内において、利用者が外景SCを見にくくするために用いられる画像である。像調整部146は、以下の第1〜第3の生成方法のいずれかを用いて、調整画像を生成することができる。
In step S110 of FIG. 5, the
図7は、調整画像の第1の生成方法についての説明図である。像調整部146は、座標(x1,y1)から始まり座標(x2,y2)で終わるキャンセル領域A2に対して、二次元透過像(外景SC)に含まれるオブジェクトの彩度を下げることが可能な色、または、オブジェクトの明度を上げることが可能な色を配置し、他の領域に対して黒色のデーターを配置することで、調整画像ADを生成する。像調整部146は、「オブジェクトの彩度を下げることが可能な色」、または、「オブジェクトの明度を上げることが可能な色」を、オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像(部分3D画像データー)に基づいて決定することができる。なお、像調整部146は、黒色のデーターを配置することに代えて、HMD100の表示駆動部における画像光生成の有効/無効を切り替えるためのEnable信号をLo値(無効を示す値)としてもよい。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a first adjustment image generation method. The
調整画像の第2の生成方法によれば、像調整部146は、キャンセル領域A2(画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトと重なる位置)に、オブジェクトの彩度を下げることが可能な色、または、オブジェクトの明度を上げることが可能な色を配置した調整画像ADを生成する。そして、像調整部146は、後述するステップS112において、調整画像ADを表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部20を透過したオブジェクトと、オブジェクトの彩度を下げることが可能な色またはオブジェクトの明度を上げることが可能な色が配置された調整画像ADと、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部146は、外景に含まれる任意のオブジェクトであって、画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。
According to the second method of generating the adjusted image, the
図8は、調整画像の第2の生成方法についての説明図である。像調整部146は、座標(0,0)から始まり座標(n,m)で終わる最大射出領域A1に対して、二次元透過像(外景SC)に含まれるオブジェクトと同系の色を配置することで、調整画像ADを生成する。オブジェクトが複数の色で構成されている場合、「オブジェクトと同系の色」とは、例えば、オブジェクトを構成する色のRGB値の平均値である色としてもよく、オブジェクトを構成する色のRGB値の代表値である色としてもよい。像調整部146は、「オブジェクトと同系の色」を、オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像(部分3D画像データー)に基づいて決定することができる。なお、像調整部146は、「オブジェクトと同系の色」を、カメラ61によって得られた外景画像に基づいて決定してもよい。そうすれば、環境光を加味して色を決定することができる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a second adjustment image generation method. The
調整画像の第1の生成方法によれば、像調整部146は、画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトと同系の色を最大射出領域A1(全体)に配置した調整画像ADを生成する。そして、像調整部146は、後述するステップS112において、調整画像ADを表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部20を透過したオブジェクトと、視界全体に広がるオブジェクトと同系の色と、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部146は、外景に含まれる任意のオブジェクトであって、画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。
According to the first method for generating an adjusted image, the
図9は、調整画像の第3の生成方法についての説明図である。二次元画像取得部142は、さらに、サーバー300から、背景用の二次元画像BDを取得する。背景用の二次元画像BDは、図5のステップS106でサーバー300が送信した2D画像データーが表す画像から、対応する部分3D画像データーに含まれるオブジェクト(図の例ではリンゴ)が除外された画像である。像調整部146は、背景用の二次元画像BDから、キャンセル領域A2に相当する一部の画像、すなわち、図5のステップS108で特定した座標(x1,y1)から始まり座標(x2,y2)で終わる領域の画像を抜き出す。像調整部146は、抜き出した画像を、座標(x1,y1)から始まり座標(x2,y2)で終わるキャンセル領域A2に対して配置し、他の領域に対して黒色のデーターを配置することで、調整画像ADを生成する。なお、像調整部146は、黒色のデーターを配置することに代えて、HMD100の表示駆動部における画像光生成の有効/無効を切り替えるためのEnable信号をLo値(無効を示す値)としてもよい。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a third adjustment image generation method. The two-dimensional
なお、二次元画像取得部142は、背景用の二次元画像BDをサーバー300から取得することに代えて、自ら生成してもよい。例えば、二次元画像取得部142は、サーバー300から取得した2D画像データーに対して、対応する部分3D画像データーに含まれるオブジェクトをマスクするための画像処理を実施することで、背景用の二次元画像BDを生成することができる。マスクするための画像処理は、例えば、画像内のオブジェクトを黒塗りしてもよく、白塗りしてもよく、オブジェクトの周辺の画像を利用してオブジェクトを消してもよい。
Note that the two-dimensional
調整画像の第3の生成方法によれば、像調整部146は、背景用の二次元画像BD(外景を表す画像であって外景に含まれるオブジェクトが除外された画像)の一部を、キャンセル領域A2(画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトと重なる位置)に配置した調整画像ADを生成する。そして、像調整部146は、後述するステップS112において、調整画像ADを表す虚像を表示させる。このため、利用者は、画像表示部20を透過したオブジェクトと、外景に含まれるオブジェクトが除外された画像が配置された調整画像ADと、を重畳して同時に視認することとなる。この結果、像調整部146は、外景に含まれる任意のオブジェクトであって、画像表示部20を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させることができる。
According to the third adjustment image generation method, the
図5のステップS112において、HMD100の像調整部146は、ステップS110で生成した調整画像ADと、三次元画像取得部144によって取得された部分3D画像との両方を表示させる。具体的には、像調整部146は、画像処理部160に対して、調整画像ADの画像データーと、部分3D画像データーとを送信する。これら画像データーを受信した画像処理部160では、調整画像ADの画像データーと、部分3D画像データーとを合成した画像データーに対して図2の表示処理を実行する。
In step S112 of FIG. 5, the
なお、動画に対応する場合、HMD100と、プロジェクター200と、サーバー300とは、上述したステップS102〜S112の処理を繰り返し実行してもよい。
In addition, when corresponding to a moving image, the
図10は、表示処理の結果を示す説明図である。表示処理のステップS112の結果、HMD100の利用者U1は、視野VR1において、HMD100の光学像表示部を透過して、スクリーン250に映し出された2D画像データーが表す二次元画像D2を、外景SCとして視認する。さらに、HMD100の利用者U1は、第1〜3の生成方法のいずれかに基づいて生成・表示されている調整画像ADを表す虚像VIを視認する。このように、HMD100の利用者U1が調整画像ADを視認することによって、スクリーン250に映し出された二次元のオブジェクト(図の例ではリンゴ)の視認性が低下される。このため、HMD100の利用者U1は、部分3D画像データーによって三次元的に表示されたオブジェクト(リンゴ)の虚像VIを、よりはっきりと視認することができる。一方、HMD100の利用者ではない利用者U2は、視野VR2において、スクリーン250に映し出された2D画像データーが表す二次元画像D2を視認する。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the result of the display process. As a result of step S112 of the display process, the user U1 of the
図11は、表示処理の結果を示す他の説明図である。上述した表示処理では、破線で囲んだキャンセル領域A2と、部分3D画像データーによって三次元的に表示されるオブジェクトOBJと、は同じ位置となる。これは、表示処理のステップS108において、像調整部146が、サーバー300から取得した2D画像データーに基づいてキャンセル領域A2を決定しているためである。
FIG. 11 is another explanatory diagram showing the result of the display process. In the display process described above, the cancel area A2 surrounded by the broken line and the object OBJ displayed three-dimensionally by the partial 3D image data are at the same position. This is because the
A−5.表示処理の変形:
以降では、キャンセル領域A2と、部分3D画像データーによって三次元的に表示されるオブジェクトOBJとの位置を変えるための構成について説明する。以降では、図5の表示処理と相違する部分についてのみ説明する。
A-5. Transformation of display processing:
Hereinafter, a configuration for changing the position of the cancel area A2 and the object OBJ displayed three-dimensionally by the partial 3D image data will be described. Hereinafter, only portions different from the display processing of FIG. 5 will be described.
ステップS106において、HMD100の二次元画像取得部142は、カメラ61に撮像を指示し、HMD100の利用者の視界方向の外景画像を取得する。本変形では、カメラ61によって撮像された外景画像が「二次元画像」として機能する。本変形では、サーバー300からHMD100への2D画像データーの送信は省略可能である。
In step S <b> 106, the two-dimensional
ステップS108〜S112は、図5における各ステップと同様である。ただし、説明中の「2D画像データー」との記載を「ステップS106で取得された外景画像」と読み替える。 Steps S108 to S112 are the same as the steps in FIG. However, the description “2D image data” in the description is read as “the outside scene image acquired in step S106”.
表示処理(変形)のステップS108によれば、像調整部146は、サーバー300(外部)から取得した三次元画像(部分3D画像データー、比較用3D画像データー)と、利用者の視界方向を撮像した二次元画像、すなわち外景画像と、を比較することで、実際の利用者の視界方向の情報に基づいて、調整画像ADにおけるキャンセル領域A2(重なる位置)を正確に特定することができる。
According to step S108 of the display process (deformation), the
図12は、表示処理(変形)の結果を示す説明図である。上述した表示処理の変形では、破線で囲んだキャンセル領域A2と、部分3D画像データーによって三次元的に表示されるオブジェクトOBJと、は異なる位置となる。これは、表示処理(変形)のステップS108において、像調整部146が、利用者U1の視界方向の外景画像(すなわち、利用者U1が実際に目にしている外景の画像)に基づいて、キャンセル領域A2を決定しているためである。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the result of display processing (deformation). In the modification of the display process described above, the cancel area A2 surrounded by the broken line and the object OBJ displayed three-dimensionally by the partial 3D image data are at different positions. In step S108 of the display process (deformation), the
以上のように、第1実施形態の表示処理によれば、HMD100(頭部装着型表示装置)の像調整部146は、外景SCに含まれる任意のオブジェクトであって、画像表示部20を透過して利用者U1が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、オブジェクトを三次元的に表す虚像VIを画像表示部20に表示させる。このようにすれば、透過型のHMD100において、利用者U1が目前の画像表示部(光学像表示部)を透過して見る外景SCに含まれる任意のオブジェクトを、仮想的に、三次元的に表示させることができる。
As described above, according to the display processing of the first embodiment, the
B.第2実施形態:
本発明の第2実施形態では、第1実施形態と同様の処理を頭部装着型表示装置(HMD)単独で実施する構成について説明する。以下では、第1実施形態と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第1実施形態と同様の構成部分については先に説明した第1実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
B. Second embodiment:
In the second embodiment of the present invention, a configuration in which the same processing as that of the first embodiment is performed by a head-mounted display device (HMD) alone will be described. Below, only the part which has a different structure and operation | movement from 1st Embodiment is demonstrated. In the figure, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted.
B−1.画像表示システムの構成:
第2実施形態では、図1に示したHMD100に代えてHMD100aを備えている。さらに、第2実施形態では、プロジェクター200と、スクリーン250と、サーバー300と、を備えない。
B-1. Image display system configuration:
In the second embodiment, an
B−2.頭部装着型表示装置(HMD)の構成:
図13は、第2実施形態におけるHMD100aの構成を機能的に示すブロック図である。図2に示した第1実施形態との違いは、制御部10に代えて制御部10aを備える点である。
B-2. Configuration of head mounted display (HMD):
FIG. 13 is a block diagram functionally showing the configuration of the
B−2−1.画像表示部の構成:
画像表示部20の構成は、図1、2に示した第1実施形態と同様である。
B-2-1. Configuration of image display:
The configuration of the
B−2−2.制御部の構成:
制御部10aは、二次元画像取得部142に代えて二次元画像取得部142aを備え、三次元画像取得部144に代えて三次元画像取得部144aを備え、像調整部146に代えて像調整部146aを備えている。二次元画像取得部142aと、三次元画像取得部144aと、像調整部146aとは、表示処理における処理内容が第1実施形態とは異なる。詳細は後述する。
B-2-2. Configuration of control unit:
The
制御部10aは、さらに、記憶部120内に部分3D画像データー記憶部122を備えている。部分3D画像データー記憶部122は、二次元的に表現されている外景(例えば、絵画やポスターのような二次元表現物)に含まれるオブジェクトを三次元的に現すための三次元画像データーの集合である。なお、部分3D画像データー記憶部122内の各データーは、3Dモデル空間と、9軸センサー66により得られる利用者の頭の動きと、GPSモジュール134により得られる現在位置情報と、を利用して動的に生成されてもよい。
The
B−3.表示処理:
図14は、第2実施形態における表示処理の手順を示すフローチャートである。第2実施形態の表示処理は、HMD100aによって実行される。図5で説明した第1実施形態と同様に、表示処理の開始トリガーは任意に定めることができる。
B-3. Display processing:
FIG. 14 is a flowchart illustrating a procedure of display processing according to the second embodiment. The display process of the second embodiment is executed by the
ステップS202において二次元画像取得部142aは、カメラ61に撮像を指示し、HMD100aの利用者の視界方向の外景画像を取得する。第2実施形態では、カメラ61によって撮像された外景画像が「二次元画像」として機能する。
In step S202, the two-dimensional
ステップS204において三次元画像取得部144aは、ステップS202で取得された外景画像に合った部分3D画像データーを、部分3D画像データー記憶部122から検索し、取得する。具体的には、三次元画像取得部144aは、外景画像を画像解析し、外景画像に含まれるオブジェクトを三次元的に表すための部分3D画像データーを、部分3D画像データー記憶部122から検索、取得する。
In step S204, the 3D
ステップS206において像調整部146aは、キャンセル領域A2(図6)を特定する。詳細は図5のステップS108と同様である。ただし、説明中の「2D画像データー」との記載を「ステップS202で取得された外景画像」と読み替える。
In step S206, the
ステップS208において像調整部146aは、調整画像AD(図7〜図9)を生成する。詳細は図5のステップS110と同様である。ただし、説明中の「2D画像データー」との記載を「ステップS202で取得された外景画像」と読み替える。
In step S208, the
ステップS210において像調整部146aは、ステップS208で生成した調整画像ADと、三次元画像取得部144aによって取得された部分3D画像データーとの両方を表示させる。詳細は図5のステップS112と同様である。ただし、説明中の「2D画像データー」との記載を「ステップS202で取得された外景画像」と読み替える。
In step S210, the
なお、9軸センサー66によって利用者の動きを検出する度に、HMD100aは、上述したステップS202〜S210を繰り返し実行してもよい。
It should be noted that the
図15は、第2実施形態における表示処理の結果を示す説明図である。表示処理のステップS210の結果、HMD100aの利用者U1は、視野VR1において、HMD100aの光学像表示部を透過して、現実環境の外景SCを視認する。さらに、HMD100aの利用者U1は、第1〜3の生成方法のいずれかに基づいて生成・表示されている調整画像ADを表す虚像VIを視認する。このように、HMD100aの利用者U1が調整画像ADを視認することによって、現実環境に存在するオブジェクト(図の例ではリンゴ)の視認性が低下される。このため、HMD100aの利用者U1は、部分3D画像データーによって三次元的に表示されたオブジェクト(リンゴ)の虚像VIを、よりはっきりと視認することができる。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a result of display processing in the second embodiment. As a result of the display processing step S210, the user U1 of the
以上のように、第2実施形態の表示処理によれば、他の装置(画像表示装置、サーバー)を備えない構成において、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the display process of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in a configuration that does not include other devices (image display device, server).
C.変形例:
上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。その他、以下のような変形も可能である。
C. Variation:
In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced by software, and conversely, a part of the configuration realized by software may be replaced by hardware. Good. In addition, the following modifications are possible.
・変形例1:
上記実施形態では、画像表示システムの構成について例示した。しかし、画像表示システムの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、構成要素の追加・削除・変換等を行うことができる。
・ Modification 1:
In the said embodiment, it illustrated about the structure of the image display system. However, the configuration of the image display system can be arbitrarily determined without departing from the gist of the present invention, and for example, addition / deletion / conversion of components can be performed.
例えば、画像表示システム内における機能部の配置は、任意に変更可能である。例えば、サーバーが備えると説明した機能部のうちの少なくとも一部または全部は、HMDに備えられていてもよく、プロジェクターに備えられていてもよい。同様に、HMDが備えると説明した機能部の内の少なくとも一部または全部は、サーバーに備えられていてもよく、プロジェクターに備えられていてもよい。 For example, the arrangement of the functional units in the image display system can be arbitrarily changed. For example, at least a part or all of the functional units described to be included in the server may be included in the HMD or may be included in the projector. Similarly, at least a part or all of the functional units described as being provided in the HMD may be provided in the server or may be provided in the projector.
例えば、画像表示システムは、HMDと、プロジェクターおよびスクリーンと、サーバーとを備える構成とした。しかし、画像表示システムの構成要素はあくまで例示であり、任意に変更することができる。例えば、画像表示システムは、プロジェクターおよびスクリーンに代えて、または、プロジェクターおよびスクリーンと共に、ディスプレイを備えていてもよい。この場合、ディスプレイが「画像表示装置」として機能する。また、例えば、画像表示システムは、例示しない他の構成要素(例えば、ルーターやアクセスポイント等のネットワーク装置等)を備えていてもよい。また、画像表示システムにおいて、サーバーは、インターネットを介して接続された態様に限られない。例えば、サーバーは、HMDやプロジェクターと同一LAN内に配置されていてもよい。 For example, the image display system includes an HMD, a projector and a screen, and a server. However, the components of the image display system are merely examples, and can be arbitrarily changed. For example, the image display system may include a display instead of the projector and the screen or together with the projector and the screen. In this case, the display functions as an “image display device”. In addition, for example, the image display system may include other components not illustrated (for example, a network device such as a router or an access point). In the image display system, the server is not limited to a mode connected via the Internet. For example, the server may be arranged in the same LAN as the HMD or projector.
例えば、サーバーが備える送信部は、CPUがROMやハードディスクに格納されているコンピュータープログラムをRAMに展開して実行することにより実現されるものとして記載した。しかし、この機能部は、当該機能を実現するために設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)を用いて構成されてもよい。例えば、サーバーの画像記憶部についても種々の変更が可能である。例えば、例示したようなテーブル形式を採用しなくてもよい。また、例示したテーブルに対して、フィールドの追加、削除、変更を行ってもよい。 For example, the transmission unit included in the server is described as being realized by the CPU developing and executing a computer program stored in the ROM or hard disk on the RAM. However, the functional unit may be configured using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) designed to realize the function. For example, various changes can be made to the image storage unit of the server. For example, the table format as illustrated may not be adopted. Moreover, you may add, delete, and change a field with respect to the illustrated table.
・変形例2:
上記実施形態では、HMDの構成について例示した。しかし、HMDの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、各構成部の追加・削除・変換等を行うことができる。
Modification 2
In the said embodiment, it illustrated about the structure of HMD. However, the configuration of the HMD can be arbitrarily determined without departing from the gist of the present invention. For example, each component can be added, deleted, converted, and the like.
上記実施形態における、制御部と、画像表示部とに対する構成要素の割り振りは、あくまで一例であり、種々の態様を採用可能である。例えば、以下のような態様としてもよい。(i)制御部にCPUやメモリー等の処理機能を搭載、画像表示部には表示機能のみを搭載する態様、(ii)制御部と画像表示部との両方にCPUやメモリー等の処理機能を搭載する態様、(iii)制御部と画像表示部とを一体化した態様(例えば、画像表示部に制御部が含まれ眼鏡型のウェアラブルコンピューターとして機能する態様)、(iv)制御部の代わりにスマートフォンや携帯型ゲーム機を使用する態様、(v)制御部と画像表示部とを無線LANや赤外線通信やBluetooth等の無線の信号伝送路を介した接続により接続し、接続部(コード)を廃した態様。なお、この場合において、制御部または画像表示部に対する給電をワイヤレスにより実施してもよい。 The allocation of components to the control unit and the image display unit in the above embodiment is merely an example, and various aspects can be employed. For example, the following aspects may be adopted. (I) A mode in which processing functions such as a CPU and a memory are mounted on the control unit, and only a display function is mounted on the image display unit. (Ii) Processing functions such as a CPU and a memory are provided in both the control unit and the image display unit. (Iii) a mode in which the control unit and the image display unit are integrated (for example, a mode in which the control unit is included in the image display unit and functions as a glasses-type wearable computer), (iv) instead of the control unit A mode in which a smartphone or a portable game machine is used. (V) The control unit and the image display unit are connected by connection via a wireless signal transmission path such as a wireless LAN, infrared communication, or Bluetooth, and the connection unit (code) is connected. Abolished aspect. In this case, power supply to the control unit or the image display unit may be performed wirelessly.
例えば、上記実施形態で例示した制御部、画像表示部の構成は任意に変更することができる。具体的には、例えば、上記実施形態では、制御部が送信部を備え、画像表示部が受信部を備えるものとしたが、送信部および受信部はいずれも、双方向通信が可能な機能を備えており、送受信部として機能してもよい。また、例えば、制御部が備えるとした操作用インターフェイス(各種キーやトラックパッド等)の一部を省略してもよい。また、制御部に操作用スティック等の他の操作用インターフェイスを備えてもよい。また、制御部にはキーボードやマウス等のデバイスを接続可能な構成として、キーボードやマウスから入力を受け付けるものとしてもよい。例えば、電源として二次電池を用いることしたが、電源としては二次電池に限らず、種々の電池を使用することができる。例えば、一次電池や、燃料電池、太陽電池、熱電池等を使用してもよい。 For example, the configurations of the control unit and the image display unit exemplified in the above embodiment can be arbitrarily changed. Specifically, for example, in the above embodiment, the control unit includes the transmission unit and the image display unit includes the reception unit. However, both the transmission unit and the reception unit have a function capable of bidirectional communication. It may be provided and may function as a transmission / reception unit. Further, for example, a part of an operation interface (such as various keys and a trackpad) provided in the control unit may be omitted. The control unit may be provided with another operation interface such as an operation stick. Moreover, it is good also as what receives input from a keyboard or a mouse | mouth as a structure which can connect devices, such as a keyboard and a mouse | mouth, to a control part. For example, although the secondary battery is used as the power source, the power source is not limited to the secondary battery, and various batteries can be used. For example, a primary battery, a fuel cell, a solar cell, a thermal cell, or the like may be used.
図16は、変形例におけるHMDの外観の構成を示す説明図である。図16(A)の例の場合、画像表示部20xは、右光学像表示部26に代えて右光学像表示部26xを備え、左光学像表示部28に代えて左光学像表示部28xを備えている。右光学像表示部26xと左光学像表示部28xとは、上記実施形態の光学部材よりも小さく形成され、HMDの装着時における利用者の右眼および左眼の斜め上にそれぞれ配置されている。図16(B)の例の場合、画像表示部20yは、右光学像表示部26に代えて右光学像表示部26yを備え、左光学像表示部28に代えて左光学像表示部28yを備えている。右光学像表示部26yと左光学像表示部28yとは、上記実施形態の光学部材よりも小さく形成され、HMDの装着時における利用者の右眼および左眼の斜め下にそれぞれ配置されている。このように、光学像表示部は利用者の眼の近傍に配置されていれば足りる。また、光学像表示部を形成する光学部材の大きさも任意であり、光学像表示部が利用者の眼の一部分のみを覆う態様、換言すれば、光学像表示部が利用者の眼を完全に覆わない態様のHMDとして実現することもできる。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an external configuration of the HMD in the modification. In the example of FIG. 16A, the
例えば、制御部が備えるとした各処理部(例えば画像処理部、表示制御部等)は、CPUがROMやハードディスクに格納されているコンピュータープログラムをRAMに展開して実行することにより実現されるものとして記載した。しかし、これら機能部は、当該機能を実現するために設計されたASICを用いて構成されてもよい。 For example, each processing unit (for example, an image processing unit, a display control unit, etc.) provided in the control unit is realized by the CPU developing and executing a computer program stored in the ROM or hard disk on the RAM. As described. However, these functional units may be configured using an ASIC designed to realize the function.
例えば、HMDは、両眼タイプの透過型HMDであるものとしたが、単眼タイプのHMDとしてもよい。また、利用者がHMDを装着した状態において外景の透過が遮断される非透過型HMDとして構成してもよいし、非透過型HMDにカメラを搭載したビデオシースルーとして構成してもよい。また、例えば、画像表示部として、眼鏡のように装着する画像表示部に代えて、通常の平面型ディスプレイ装置(液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ELディスプレイ装置等)を採用してもよい。この場合にも、制御部と画像表示部との間の接続は、有線の信号伝送路を介した接続であってもよいし、無線の信号伝送路を介した接続であってもよい。このようにすれば、制御部を、通常の平面型ディスプレイ装置のリモコンとして利用することもできる。また、例えば、画像表示部として、眼鏡のように装着する画像表示部に代えて、例えば帽子のように装着する画像表示部といった他の形状の画像表示部を採用してもよい。また、イヤホンは耳掛け型やヘッドバンド型を採用してもよく、省略しても良い。また、例えば、自動車や飛行機等の車両、またはその他の交通手段に搭載されるヘッドアップディスプレイ(HUD、Head-Up Display)として構成されてもよい。また、例えば、ヘルメット等の身体防護具に内蔵されたHMDとして構成されてもよい。また、例えば、手持ち型のハンドヘルドディスプレイ(Hand held display)として構成されてもよい。 For example, the HMD is a binocular transmissive HMD, but may be a monocular HMD. Further, it may be configured as a non-transparent HMD that blocks the transmission of outside scenes when the user wears the HMD, or may be configured as a video see-through in which a camera is mounted on the non-transparent HMD. Further, for example, instead of the image display unit worn like glasses, an ordinary flat display device (a liquid crystal display device, a plasma display device, an organic EL display device, etc.) may be employed as the image display unit. Also in this case, the connection between the control unit and the image display unit may be a connection via a wired signal transmission path or a connection via a wireless signal transmission path. If it does in this way, a control part can also be utilized as a remote control of a usual flat type display device. For example, instead of the image display unit worn like glasses, an image display unit having another shape such as an image display unit worn like a hat may be adopted as the image display unit. Further, the earphone may be an ear-hook type or a headband type, or may be omitted. Further, for example, it may be configured as a head-up display (HUD) mounted on a vehicle such as an automobile or an airplane, or other transportation means. For example, you may comprise as HMD incorporated in body armor, such as a helmet. For example, it may be configured as a hand-held handheld display.
例えば、上記実施形態では、画像光生成部は、バックライトと、バックライト制御部と、LCDと、LCD制御部とを用いて構成されるものとした。しかし、上記の態様はあくまで例示である。画像光生成部は、これらの構成部と共に、またはこれらの構成部に代えて、他の方式を実現するための構成部を備えていても良い。例えば、画像光生成部は、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence)のディスプレイと、有機EL制御部とを備える構成としても良い。また、例えば、画像生成部は、LCDに代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、例えば、レーザー網膜投影型のHMDに対して本発明を適用することも可能である。 For example, in the above embodiment, the image light generation unit is configured using a backlight, a backlight control unit, an LCD, and an LCD control unit. However, the above aspect is merely an example. The image light generation unit may include a configuration unit for realizing another method together with or in place of these configuration units. For example, the image light generation unit may include an organic EL (Organic Electro-Luminescence) display and an organic EL control unit. Further, for example, the image generation unit can use a digital micromirror device or the like instead of the LCD. For example, the present invention can be applied to a laser retinal projection type HMD.
・変形例3:
上記実施形態では、表示処理の一例を示した。しかし、上記実施形態においてに示した処理の手順はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。例えば、一部のステップを省略してもよいし、更なる他のステップを追加してもよい。また、実行されるステップの順序を変更してもよい。
・ Modification 3:
In the above embodiment, an example of the display process has been described. However, the processing procedure shown in the above embodiment is merely an example, and various modifications are possible. For example, some steps may be omitted, and other steps may be added. Further, the order of the steps to be executed may be changed.
例えば、表示処理のステップS108では、二次元画像(2D画像データーにより表される二次元画像、または、カメラにより撮像された外景画像)と、三次元画像(比較用3D画像データーにより表される三次元画像)と、を比較し、両者が一致する領域を「キャンセル領域」とした。このため、上記実施形態では、キャンセル領域の大きさと、三次元画像が表示される領域の大きさとは略同一となる。しかし、キャンセル領域の大きさと、三次元画像が表示される領域の大きさとは相違していてもよい。例えば、キャンセル領域の大きさ>三次元画像が表示される領域の大きさ、としてもよい。 For example, in step S108 of the display process, a two-dimensional image (a two-dimensional image represented by 2D image data or an outside scene image captured by a camera) and a three-dimensional image (a tertiary represented by comparative 3D image data) are displayed. The original image) is compared with each other, and the area where both match is defined as the “cancellation area”. For this reason, in the said embodiment, the magnitude | size of a cancellation area | region and the magnitude | size of the area | region where a three-dimensional image is displayed become substantially the same. However, the size of the cancellation area may be different from the size of the area where the 3D image is displayed. For example, the size of the cancel area> the size of the area where the 3D image is displayed may be set.
例えば、表示処理のステップS108では、利用者の視差を考慮してキャンセル領域を設定してもよい。この場合、像調整部は、右眼用画像データーData1として供給するための右眼用の調整画像と、左眼用画像データーData2として供給するための左眼用の調整画像と、を、利用者の視差に応じて別個に用意すればよい。利用者の視差は、記憶部に予め記憶されていてもよく、利用者による指定や変更が可能であってもよい。 For example, in step S108 of the display process, a cancel area may be set in consideration of the user's parallax. In this case, the image adjustment unit supplies the right eye adjustment image to be supplied as the right eye image data Data1 and the left eye adjustment image to be supplied as the left eye image data Data2 to the user. It may be prepared separately according to the parallax. The parallax of the user may be stored in advance in the storage unit, and may be specified or changed by the user.
例えば、表示処理のステップS108は、サーバーが実施してもよい。サーバーにおけるキャンセル領域の特定方法は、図5のステップS108と同様である。サーバーは、キャンセル領域の特定後、特定したキャンセル領域の座標をHMDへ送信すればよい。 For example, the server may execute step S108 of the display process. The method for specifying the cancel area in the server is the same as that in step S108 in FIG. After specifying the cancel area, the server may transmit the coordinates of the specified cancel area to the HMD.
例えば、表示処理のステップS108、S110は、サーバーが実施してもよい。サーバーにおけるキャンセル領域の特定方法は、図5のステップS108と同様である。また、サーバーにおける調整画像の生成方法は、図5のステップS110と同様である。サーバーは、調整画像の生成後、生成した調整画像をHMDへ送信すればよい。 For example, the server may perform steps S108 and S110 of the display process. The method for specifying the cancel area in the server is the same as that in step S108 in FIG. The adjustment image generation method in the server is the same as that in step S110 in FIG. The server should just transmit the produced | generated adjustment image to HMD after the production | generation of an adjustment image.
例えば、表示処理のステップS112において、像調整部は、9軸センサーによって取得された利用者の頭の動きや姿勢に応じて、調整画像の画像データーと、部分3D画像データーとを加工し、加工後のデーターを画像処理部へ送信してもよい。このようにすれば、利用者の頭の動きや姿勢に追従した表示処理を実現することができる。 For example, in step S112 of the display process, the image adjusting unit processes the image data of the adjusted image and the partial 3D image data according to the movement and posture of the user's head acquired by the 9-axis sensor, Later data may be transmitted to the image processing unit. In this way, it is possible to realize display processing that follows the movement and posture of the user's head.
例えば、表示処理のステップS112では、画像処理部は、受信した調整画像の画像データーと、部分3D画像データーとを合成することで、両画像を表示することとした。しかし、画像処理部は、受信した調整画像の画像データーと、部分3D画像データーとを、時分割で画像表示部へ供給することで、両画像が同時に表示されていると利用者に認識させてもよい。 For example, in step S112 of the display process, the image processing unit displays both images by synthesizing the received image data of the adjusted image and the partial 3D image data. However, the image processing unit supplies the received image data of the adjusted image and the partial 3D image data to the image display unit in a time-sharing manner so that the user can recognize that both images are displayed simultaneously. Also good.
例えば、サーバーの画像記憶部には、2D画像データーと、部分3D画像データーとに加えて、部分3Dデーターに関連する「関連データー」をさらに備える構成としてもよい。なお、関連データーは、部分3Dデーターに関連する情報であり、画像データー、文字列データー、音声データー等種々の形態を採用しうる。その場合、表示処理のステップS112において、画像処理部は、調整画像の画像データーと、部分3D画像データーと、に加えてさらに、関連データーを表示(または再生等)させてもよい。 For example, the image storage unit of the server may further include “related data” related to the partial 3D data in addition to the 2D image data and the partial 3D image data. The related data is information related to the partial 3D data, and various forms such as image data, character string data, and audio data can be adopted. In that case, in step S112 of the display process, the image processing unit may display (or reproduce, etc.) related data in addition to the image data of the adjusted image and the partial 3D image data.
例えば、表示処理のステップS204では、三次元画像取得部は、利用者によって指定されたオブジェクトに対応する部分3D画像データーを、サーバーから取得してもよい。利用者によるオブジェクトの指定は、例えば、ジェスチャー検知(指定したいオブジェクトを指さす)、視線検出(指定したいオブジェクトを注視する)、音声認識(指定したいオブジェクトの名前を呼ぶ)等が利用できる。 For example, in step S204 of the display process, the 3D image acquisition unit may acquire partial 3D image data corresponding to the object designated by the user from the server. For example, gesture detection (pointing to an object to be designated), line-of-sight detection (gazing at an object to be designated), speech recognition (calling the name of the object to be designated), or the like can be used for designation of an object by a user.
例えば、上記実施形態の表示処理では、像調整部は、画像表示部を透過して利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させ、かつ、そのオブジェクトを三次元的に表す虚像を画像表示部に表示させることとした。しかし、像調整部は、あるオブジェクトを三次元的に表す虚像を画像表示部に形成させ、その際に、虚像として表示されるオブジェクトの一部(例えば背景に相当する部分)について、画像表示部を透過して利用者が視認する外景の少なくとも一部の視認性を低下させてもよい。すなわち、画像表示部を透過して利用者が視認する二次元画像や実世界において「三次元的に表されるオブジェクト」と同じオブジェクトが存在しない場合でも、像調整部は、上記実施形態の表示処理と同様の処理を実施してもよい。このようにすれば、透過型のHMDを用いて拡張現実感の処理をする際に、利用者が画像表示部を透過して視認する外景に対して、虚像として表示されるオブジェクトの視認性を向上させることができる。 For example, in the display processing of the above-described embodiment, the image adjustment unit reduces the visibility of an object that is visible to the user through the image display unit, and displays a virtual image that represents the object three-dimensionally. To be displayed. However, the image adjustment unit causes the image display unit to form a virtual image that three-dimensionally represents an object, and at that time, a part of the object displayed as a virtual image (for example, a portion corresponding to the background) The visibility of at least a part of the outside scene that is visible to the user through the screen may be reduced. That is, even when there is no two-dimensional image that can be seen by the user through the image display unit or the same object as the “three-dimensionally represented object” in the real world, the image adjustment unit displays the display of the above embodiment. You may implement the process similar to a process. In this way, when augmented reality processing is performed using a transmissive HMD, the visibility of an object displayed as a virtual image is improved with respect to the outside scene that the user sees through the image display unit. Can be improved.
・変形例4:
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
-Modification 4:
The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
1…画像表示システム
10…制御部
11…決定キー
12…点灯部
13…表示切替キー
14…トラックパッド
15…輝度切替キー
16…方向キー
17…メニューキー
18…電源スイッチ
20…画像表示部
21…右保持部
22…右表示駆動部
23…左保持部
24…左表示駆動部
26…右光学像表示部
28…左光学像表示部
30…イヤホンプラグ
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51…送信部
52…送信部
53…受信部
54…受信部
61…カメラ(撮像部)
66…9軸センサー
110…入力情報取得部
100…HMD(頭部装着型表示装置)
120…記憶部
122…部分3D画像データー記憶部
130…電源
132…無線通信部
140…CPU
142…二次元画像取得部
144…三次元画像取得部
146…像調整部
160…画像処理部
170…音声処理部
180…インターフェイス
190…表示制御部
201…右バックライト制御部
202…左バックライト制御部
211…右LCD制御部
212…左LCD制御部
221…右バックライト
222…左バックライト
241…右LCD
242…左LCD
251…右投写光学系
252…左投写光学系
261…右導光板
262…左導光板
200…プロジェクター
250…スクリーン
300…サーバー
310…CPU
312…送信部
340…通信インターフェイス
350…記憶部
352…画像記憶部
PCLK…クロック信号
VSync…垂直同期信号
HSync…水平同期信号
Data…画像データー
Data1…右眼用画像データー
Data2…左眼用画像データー
OA…外部機器
PC…パーソナルコンピューター
SC…外景
VI…虚像
VR…視野
VR1…視野
VR2…視野
RE…右眼
LE…左眼
ER…端部
EL…端部
BS…通信キャリア
A1…最大射出領域
A2…キャンセル領域
AD…調整画像
BD…背景用の二次元画像
OBJ…オブジェクト
INT…インターネット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
66 ... 9-
120 ...
DESCRIPTION OF
242 ... Left LCD
251 ... Right projection
312 ...
Claims (10)
前記虚像を前記利用者に視認させる画像表示部と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記画像表示部を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を前記画像表示部に表示させる像調整部と、
を備え、
前記像調整部は、
前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと同系の色を全体に配置した調整画像を生成し、
前記調整画像を表す前記虚像を前記画像表示部に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる、頭部装着型表示装置。 A transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
An image display unit for allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which reduces the visibility of an object that is transmitted through the image display unit and visually recognized by the user, and at least the virtual image that three-dimensionally represents the object is displayed on the image display unit. An image adjustment unit to be displayed;
Equipped with a,
The image adjusting unit is
An adjustment image is generated in which the same color as the object that the user sees through the image display unit is arranged,
A head-mounted display device that reduces the visibility of the object by displaying the virtual image representing the adjusted image on the image display unit .
前記虚像を前記利用者に視認させる画像表示部と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記画像表示部を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を前記画像表示部に表示させる像調整部と、
を備え、
前記像調整部は、
前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記外景を表す画像であって、前記外景に含まれる前記オブジェクトが除外された画像の一部を、前記画像表示部を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと重なる位置に配置した調整画像を生成し、
前記調整画像を表す前記虚像を前記画像表示部に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる、頭部装着型表示装置。 A transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
An image display unit for allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which reduces the visibility of an object that is transmitted through the image display unit and visually recognized by the user, and at least the virtual image that three-dimensionally represents the object is displayed on the image display unit. An image adjustment unit to be displayed;
Equipped with a,
The image adjusting unit is
An image representing the outside scene that is visible to the user through the image display unit, and a part of the image excluding the object included in the outside scene is transmitted through the image display unit and used. Generating an adjustment image arranged at a position overlapping with the object visually recognized by the person,
A head-mounted display device that reduces the visibility of the object by displaying the virtual image representing the adjusted image on the image display unit .
前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部を備え、
前記像調整部は、前記三次元画像に基づいて前記色を決定する、頭部装着型表示装置。 The head-mounted display device according to claim 1 , further comprising:
A three-dimensional image acquisition unit for acquiring a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally;
The head-mounted display device, wherein the image adjustment unit determines the color based on the three-dimensional image.
前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部と、
前記外景を二次元的に表す二次元画像を取得する二次元画像取得部と、
を備え、
前記像調整部は、前記二次元画像と前記三次元画像とを比較することで、前記調整画像における前記重なる位置を特定する、頭部装着型表示装置。 The head-mounted display device according to claim 2 , further comprising:
A three-dimensional image acquisition unit for acquiring a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally;
A two-dimensional image acquisition unit for acquiring a two-dimensional image representing the outside scene two-dimensionally;
With
The image adjustment unit is a head-mounted display device that identifies the overlapping position in the adjustment image by comparing the two-dimensional image and the three-dimensional image.
前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を取得する三次元画像取得部と、
前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記利用者の視界方向を撮像した二次元画像を取得する二次元画像取得部と、
を備え、
前記像調整部は、前記二次元画像と前記三次元画像とを比較することで、前記調整画像における前記重なる位置を特定する、頭部装着型表示装置。 The head-mounted display device according to claim 2 , further comprising:
A three-dimensional image acquisition unit for acquiring a three-dimensional image for representing the object three-dimensionally;
A two-dimensional image acquisition unit for acquiring a two-dimensional image obtained by imaging the user's visual field direction in a state in which the head-mounted display device is mounted;
With
The image adjustment unit is a head-mounted display device that identifies the overlapping position in the adjustment image by comparing the two-dimensional image and the three-dimensional image.
情報処理装置と、
画像表示装置と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記画像表示装置に対して前記オブジェクトを含む二次元画像を送信すると共に、前記頭部装着型表示装置に対して少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表すための三次元画像を送信する送信部を備え、
前記画像表示装置は、
前記情報処理装置より送信された前記二次元画像を表示させる表示部を備える、画像表示システム。 An image display system comprising the head-mounted display device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
An information processing device;
An image display device;
With
The information processing apparatus includes:
A transmission unit that transmits a two-dimensional image including the object to the image display device and transmits a three-dimensional image for representing at least the object three-dimensionally to the head-mounted display device. ,
The image display device includes:
An image display system comprising a display unit for displaying the two-dimensional image transmitted from the information processing apparatus.
前記虚像を前記利用者に視認させる第1の工程と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を表示させる第2の工程と、
を備え、
前記第2の工程は、
前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと同系の色を全体に配置した調整画像を生成する工程と、
前記調整画像を表す前記虚像を前記頭部装着型表示装置に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる工程と、を備える、方法。 A method of controlling a transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
A first step of allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which is visible through the head-mounted display device and reduces the visibility of the object visually recognized by the user, and displays at least the virtual image representing the object three-dimensionally A second step;
Equipped with a,
The second step includes
Generating an adjustment image in which the same color as the object that the user visually recognizes through the head-mounted display device is arranged;
Displaying the virtual image representing the adjusted image on the head-mounted display device, thereby reducing the visibility of the object .
前記虚像を前記利用者に視認させる第1の工程と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を表示させる第2の工程と、
を備え、
前記第2の工程は、
前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記外景を表す画像であって、前記外景に含まれる前記オブジェクトが除外された画像の一部を、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと重なる位置に配置した調整画像を生成する工程と、
前記調整画像を表す前記虚像を前記頭部装着型表示装置に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる工程と、を備える、方法。 A method of controlling a transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
A first step of allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which is visible through the head-mounted display device and reduces the visibility of the object visually recognized by the user, and displays at least the virtual image representing the object three-dimensionally A second step;
Equipped with a,
The second step includes
An image representing the outside scene that is transmitted through the head-mounted display device and visually recognized by the user, and a part of the image excluding the object included in the outside scene is displayed on the head-mounted display device. Generating an adjustment image that is disposed at a position that overlaps with the object that the user sees through,
Displaying the virtual image representing the adjusted image on the head-mounted display device, thereby reducing the visibility of the object .
前記虚像を前記利用者に視認させる第1の機能と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を表示させる第2の機能と、
をコンピューターに実現させ、
前記第2の機能は、
前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと同系の色を全体に配置した調整画像を生成し、
前記調整画像を表す前記虚像を前記頭部装着型表示装置に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる、コンピュータープログラム。 A computer program used in a transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
A first function for allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which is visible through the head-mounted display device and reduces the visibility of the object visually recognized by the user, and displays at least the virtual image representing the object three-dimensionally The second function,
To the computer ,
The second function is:
An adjustment image is generated in which the same color as the object that the user sees through the head-mounted display device is arranged,
A computer program that reduces the visibility of the object by displaying the virtual image representing the adjustment image on the head-mounted display device .
前記虚像を前記利用者に視認させる第1の機能と、
前記外景に含まれるオブジェクトであって、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認するオブジェクトの視認性を低下させると共に、少なくとも前記オブジェクトを三次元的に表す前記虚像を表示させる第2の機能と、
をコンピューターに実現させ、
前記第2の機能は、
前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記外景を表す画像であって、前記外景に含まれる前記オブジェクトが除外された画像の一部を、前記頭部装着型表示装置を透過して前記利用者が視認する前記オブジェクトと重なる位置に配置した調整画像を生成し、
前記調整画像を表す前記虚像を前記頭部装着型表示装置に表示させることで、前記オブジェクトの視認性を低下させる、コンピュータープログラム。 A computer program used in a transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
A first function for allowing the user to visually recognize the virtual image;
The object included in the outside scene, which is visible through the head-mounted display device and reduces the visibility of the object visually recognized by the user, and displays at least the virtual image representing the object three-dimensionally The second function,
To the computer ,
The second function is:
An image representing the outside scene that is transmitted through the head-mounted display device and visually recognized by the user, and a part of the image excluding the object included in the outside scene is displayed on the head-mounted display device. An adjustment image arranged at a position overlapping the object that the user sees through
A computer program that reduces the visibility of the object by displaying the virtual image representing the adjustment image on the head-mounted display device .
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