JP6500477B2 - 頭部装着型表示装置、制御システム、頭部装着型表示装置の制御方法、および、コンピュータープログラム - Google Patents
頭部装着型表示装置、制御システム、頭部装着型表示装置の制御方法、および、コンピュータープログラム Download PDFInfo
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Description
A.第1実施形態:
A−1.頭部装着型表示装置の構成:
A−2.機器確認処理:
B.第2実施形態:
C.第3実施形態:
D.変形例:
A−1.頭部装着型表示装置の構成:
図1は、頭部装着型表示装置100(HMD100)の外観構成を示す説明図である。HMD100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、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置である。なお、本明細書では、HMD100によって使用者が視認する虚像を便宜的に「表示画像」ともいう。また、画像データ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。
図4は、機器確認処理の流れを示す説明図である。機器確認処理では、制御部10が、選択可能な操作対象(例えば、制御機器のメーター)を設定した後に、判断対象(例えば、使用者の指)の所定の動き(以下、単に「ジェスチャー」とも呼ぶ)を検出すると、ジェスチャーに基づく制御指示である機器確認を実行する。
第2実施形態では、第1実施形態と異なり、HMD100aと制御装置300とを備える制御システム500において、HMD100aと制御装置300との間で制御指示の信号の送受信が行なわれる。これにより、制御装置300からの操作対象を特定する情報をHMD100aが受信した後に、HMD100aで入力された制御指示に基づいて制御装置300の制御が行なわれる。
第3実施形態では、第1実施形態および第2実施形態と比較して、操作対象の位置情報が光情報や無線通信などによって取得されることと、判断対象の加速度を検出することで判断対象の位置の変化を特定することと、が主に異なる。
(1)制御機器としてのテレビTV1およびコントローラーとしてのリモコンRC1
(2)制御機器としての照明LTおよびコントローラーとしてのスイッチSW
(3)制御機器としてのエアコンACおよびコントローラーとしてのリモコンRC2
3つの制御装置における制御機器とコントローラーとのそれぞれは、同じ形で同じ色の画像である対応マーカーMK1,MK2,MK3で関連付けて示されている。例えば、制御機器MCとしてのテレビTV1と、コントローラー10としてのリモコンRC1との近くには、対応マーカーMK1が表示画像として画像表示最大領域PNに表示される。なお、第3実施形態における同じ形の対応マーカーとは、表示された対応マーカーのサイズが異なっていても、同じ形の対応マーカーという。
なお、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
上記実施形態では、画像設定部165は、設定された操作対象および検出された判断対象に対応する画像やジェスチャー指示画像を画像表示最大領域PNに表示したが、必ずしもこれらの画像を表示しなくてもよい。例えば、画像設定部165は、設定された操作対象に対応する画像を表示し、判断対象に対応する画像やジェスチャー指示画像を表示せずに、検出されたジェスチャーに対応する制御を実行してもよい。
上記第2実施形態では、スイッチSWがオフにされる制御について説明したが、この変形例では、リモコンRC1に対応する画像IM6に表示されたアイコンが選択された場合の制御について説明する。図20は、画像IM6のアイコンが選択された場合に使用者が視認する視野VRの一例を示す説明図である。図20に示すように、右手HD1の人差し指FF1の位置は、画像IM6の「ON/OFF」のアイコンに重なっている。この場合に、制御処理部314は、テレビTV1の電源のオンとオフとを切り替える。図20に示す例では、人差し指FF1の位置がアイコンに重なる前には、テレビTV1の電源がオフであったため、制御処理部314は、撮像画像において、人差し指FF1の位置が「ON/OFF」のアイコンに重なると、テレビTV1の電源をオンにする。このように、この変形例では、使用者が行なうべきジェスチャー画像は表示されないが、画像IM6が表示された後に人差し指FF1の位置が変化することで、画像設定部165は、テレビTV1を操作する制御信号を制御装置300に送信している。
上記第3実施形態では、HMD100bの無線通信部132bがサーバー400の記憶部420から制御装置300bとしての制御機器および当該制御機器のコントローラーの位置情報を取得したが、取得される位置情報は、制御機器またはコントローラーの位置情報のみであってもよい。例えば、制御機器とコントローラーとが一体化している場合には、無線通信部132bは、制御機器またはコントローラーの一方の位置情報を取得すればよい。また、制御機器とコントローラーとの一方が位置情報は、無線通信部132bを介して取得され、もう一方の位置情報は、第1実施形態および第2実施形態のように、画像認識によって取得されてもよい。
上記実施形態では、制御部10に操作部135が形成されたが、操作部135の態様については種々変形可能である。例えば、制御部10とは別体で操作部135であるユーザーインターフェースがある態様でもよい。この場合に、操作部135は、電源130等が形成された制御部10とは別体であるため、小型化でき、使用者の操作性が向上する。また、操作部の動きを検出する10軸センサーを操作部135に形成して、検出した動きに基づいて各種操作が行なわれることで、使用者は、感覚的にHMD100の操作ができる。
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
51,52…送信部
53,54…受信部
61…カメラ(撮像部)
63…TOFセンサー
64…赤外線LED
69…マイク(音声取得部)
70…外部センサー(特定のオブジェクト)
100…HMD(頭部装着型表示装置)
120…記憶部
130…電源
132…無線通信部(第2の通信部)
135…操作部
140…CPU
150…OS
160…画像処理部
161…識別部(識別部)
163…位置特定部
165…画像設定部(制御部)
166…距離測定部(距離特定部)
168…画像判定部(画像検出部)
170…音声処理部(制御部)
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
300…制御装置(制御実行部)
310…CPU
312…情報処理部
314…制御処理部
320…記憶部(対象物特定部)
330…無線通信部(第1の通信部)
340…被制御部
400…サーバー
420…記憶部
500…制御システム
OA…外部機器
MC…制御機器
SC…外景
RE…右眼
LE…左眼
EL…端部
IL…照明光
PL…画像光
LM…ランプ群
PN…画像表示最大領域
AP…先端部
ER…端部
VR…視野
BT…ボタン群
SW…スイッチ(対象物)
RC1,RC2…リモコン(対象物)
HD1…右手
FF1…人差し指(特定のオブジェクト)
IM1,IM2,IM3,IM4,IM5,IM6,IM7,IM8,IM9,IM10…画像
CS1,CS2…矢印画像(対象物対応虚像)
MT1,MT2…メーター(対象物)
TV1…テレビ
TX1,TX2,…テキスト画像(対象物対応虚像)
TX3,TX4…テキスト画像(特定確認画像)
AC…エアコン
IB…情報発信部
MK1,MK2,MK3…対応マーカー
VI…鳥瞰図
ey…撮像範囲
Claims (26)
- 透過型の頭部装着型表示装置であって、
虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部と、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得する対象取得部と、
取得された前記対象物に対応付けられているジェスチャー指示画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて前記特定のオブジェクトによるジェスチャーを特定し、特定した前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーと取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられている特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する制御部と、を備える、頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記対象取得部は、前記外景を撮像する撮像部と、撮像された前記外景に含まれる前記特定のオブジェクトの位置と前記対象物とを検出して取得する画像検出部と、を有し、
前記制御部は、選択した前記対象物の制御を、対象物の位置に応じて予め定められた制御を行なうものとして決定し、決定した前記対象物の制御を実行する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、取得された前記特定の位置のオブジェクトと取得された前記対象物との組み合わせに予め対応付けられている前記ジェスチャー指示画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項3に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、取得された前記特定のオブジェクトの位置と取得された前記対象物との組み合わせに予め対応付けられている前記ジェスチャー指示画像として、前記対象物の制御を実行するために必要な前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーを示す前記虚像を、前記画像表示部を用いて表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、取得された前記対象物に予め対応付けられている対象物対応虚像として、実行する前記対象物の制御の内容を示す前記虚像を、前記画像表示部を用いて表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2から請求項5までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、撮像された前記外景において、前記特定のオブジェクトの変化後の位置と前記対象物とが重なっている場合に、前記特定のオブジェクトの変化後の位置と重なっている前記対象物に予め対応付けられている前記対象物の制御の内容を決定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2から請求項6までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
取得された前記対象物と前記画像表示部との距離を特定する距離特定部を備え、
前記制御部は、取得されると共に特定された前記距離が閾値以下の前記対象物を、選択可能な前記対象物として設定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2から請求項7までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
外部の音声を取得する音声取得部を備え、
前記制御部は、特定された前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーと取得された前記音声との組み合わせに基づいて前記対象物の制御の内容を決定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記対象取得部は、他の装置から少なくとも1つの前記対象物の位置情報を取得する、頭部装着型表示装置。 - 請求項9に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、取得された前記対象物が前記外景に含まれない場合に、前記画像表示部を用いて、前記画像表示部と取得された前記対象物との位置関係を前記虚像として表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記特定のオブジェクトの加速度を検出し、検出した前記特定のオブジェクトの加速度に基づいて、前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーを特定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項11に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
外部の音声を取得する音声取得部を備え、
前記制御部は、取得された前記外部の音声と、特定された前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーとの組み合わせに基づいて、選択した前記対象物の制御の内容を決定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部の使用者の属性を識別する識別部を備え、
前記制御部は、前記対象物に対応付けられているジェスチャー指示画像と前記特定確認画像との少なくとも一方を、識別された前記属性に対応させて前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2から請求項8までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置を含む制御システムであって、
前記対象物を特定する対象物特定部と、
特定された前記対象物の情報を送信する第1の通信部と、
制御実行部と、を備え、
前記頭部装着型表示装置は、
送信された前記対象物の情報を受信し、決定された前記対象物の制御の情報を送信する第2の通信部を備え、
前記第1の通信部は、送信された前記対象物の制御の情報を受信し、
前記制御実行部は、前記第1の通信部によって受信された前記対象物の制御に基づく制御を実行する、制御システム。 - 透過型の頭部装着型表示装置であって、
虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部と、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得する対象取得部と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて前記特定のオブジェクトによる位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられている特定確認画像を、前記画像表示部を用いて虚像として表示する制御部と、を備え、
前記制御部は、選択した前記対象物に対応付けられた制御装置の制御として、前記対象物の位置に応じて予め定められた制御を実行し、前記外景に選択した前記対象物と前記制御装置とが取得される場合に、前記画像表示部を用いて、選択した前記対象物と前記制御装置とが対応関係にあることを前記虚像として表示する、頭部装着型表示装置。 - 請求項15に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、選択した前記対象物と前記制御装置とが対応関係にあることを示す前記虚像として、前記画像表示部を用いて、同じ形で同じ色の虚像を表示する、頭部装着型表示装置。 - 透過型の頭部装着型表示装置であって、
虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部と、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得する対象取得部と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられている特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する制御部と、を備え、
前記対象取得部は、他の装置から少なくとも1つの前記対象物の位置情報を取得し、
前記制御部は、取得された前記対象物が前記外景に含まれない場合に、前記画像表示部を用いて、前記画像表示部と取得された前記対象物との位置関係を前記虚像として表示する、
頭部装着型表示装置。 - 請求項17に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記特定のオブジェクトの加速度を検出し、検出した前記特定のオブジェクトの加速度に基づいて、前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項18に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
外部の音声を取得する音声取得部を備え、
前記制御部は、取得された前記外部の音声と、特定された前記特定のオブジェクトの位置の変化との組み合わせに基づいて、選択した前記対象物の制御を決定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項17から請求項19までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部の使用者の属性を識別する識別部を備え、
前記制御部は、前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像と前記特定確認画像との少なくとも一方を、識別された前記属性に対応させて前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する、頭部装着型表示装置。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得する工程と、
取得された前記対象物に対応付けられているジェスチャー指示画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトによるジェスチャーを特定し、特定した前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーと取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する工程と、を備える、制御方法。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置のためのコンピュータープログラムであって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、取得する対象取得機能と、
取得された前記対象物に対応付けられているジェスチャー指示画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトによるジェスチャーを特定し、特定した前記特定のオブジェクトによる前記ジェスチャーと取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する制御機能と、をコンピューターに実現させるコンピュータープログラム。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得し、かつ他の装置から前記対象物の少なくとも1つの位置情報を取得する工程と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する工程と、
取得された前記対象物が前記外景に含まれない場合に、前記画像表示部を用いて、前記画像表示部と取得された前記対象物との位置関係を前記虚像として表示する工程と、
を備えた制御方法。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置のためのコンピュータープログラムであって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、取得し、かつ他の装置から前記対象物の少なくとも1つの位置情報を取得する対象取得機能と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する制御機能と、
取得された前記対象物が前記外景に含まれない場合に、前記画像表示部を用いて、前記画像表示部と取得された前記対象物との位置関係を前記虚像として表示する対応関係表示機能と、
をコンピューターに実現させるコンピュータープログラム。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置の制御方法であって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、を取得する工程と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する工程と、
選択した前記対象物に対応付けられた制御装置の制御として、前記対象物の位置に応じて予め定められた制御を実行し、前記外景に選択した前記対象物と前記制御装置とが取得される場合に、前記画像表示部を用いて、選択した前記対象物と前記制御装置とが対応関係にあることを前記虚像として表示する工程と
を備える制御方法。 - 虚像を表示し、外景を透過可能な画像表示部を備える、透過型の頭部装着型表示装置のためのコンピュータープログラムであって、
前記画像表示部から所定の距離の範囲にある選択可能な対象物と、前記外景に含まれる特定のオブジェクトの位置と、取得する対象取得機能と、
取得された前記対象物に対応付けられている対象物対応虚像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示し、取得された前記特定のオブジェクトの位置に基づいて、前記特定のオブジェクトの位置の変化を特定し、特定した前記特定のオブジェクトの位置の変化と取得された前記対象物の位置との関係に基づいて前記対象物を選択し、選択した前記対象物に対応付けられた特定確認画像を、前記画像表示部を用いて前記虚像として表示する制御機能と、
選択した前記対象物に対応付けられた制御装置の制御として、前記対象物の位置に応じて予め定められた制御を実行し、前記外景に選択した前記対象物と前記制御装置とが取得される場合に、前記画像表示部を用いて、選択した前記対象物と前記制御装置とが対応関係にあることを前記虚像として表示する対応関係表示機能と、
をコンピューターに実現させるコンピュータープログラム。
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