JP6587764B1 - 表示装置、表示システム、及び表示方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、カメラで撮像した画像を画像認識し、特定した対象物に基づいて案内する案内システムにおいては、常にカメラを動作させて画像認識処理を行う必要があり、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサの消費電力が大きくなるためポータブルには適していない場合がある。
この光通信を用いた案内システムは、上記の電波や画像認識を用いた案内システムよりも、読取り速度が速く、読取り距離が幅広い範囲であり、見学者や鑑賞者などの人垣や遮蔽物がある場合でも、天井などの上方からID情報の信号を含む光を受光すれば通信を行うことができる。また、光通信を用いた案内システムは、ID情報の信号を含む光をスポット的に照射させることにより、展示物が設置されている位置でその展示物ではない展示物の説明を行うことなく的確にその展示物の説明を行うことができる。このような利点から、光通信を用いた案内システムが数多く提案されている。
<1> 光を利用する光通信を用いて拡張現実による画像を表示可能な表示装置であって、
前記光を受光する受光部と、
前記光が対象情報の信号を含む場合に、ユーザの前景画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部が前記前景画像を撮像すると、前記前景画像から識別した対象物の位置に基づき、前記対象情報に応じた前記拡張現実による画像を表示する制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする表示装置である。
前記<2>に記載の表示装置においては、前景画像からの対象物の識別を、対象情報に基づいて行うことにより、膨大なテンプレート画像のなかから対象情報に対応するテンプレート画像に限定することができる。このため、この表示装置は、限定したテンプレート画像と前景画像に含まれる対象物の画像と照合することにより、前景画像から対象物を容易に識別することができるため、処理時間を短縮でき、かつ消費電力を低減できる。
ユーザの両眼から見た前景から入射される光を前記一対のリムに向かって半反射させるハーフミラーが埋設されている一対のレンズを有し、
前記撮像部が、前記一対のレンズにより半反射された前記前景から入射される光を前記前景画像としてそれぞれ撮像するために前記一対のリムに配置されている、前記<3>に記載の表示装置である。
前記撮像部がユーザの前記前景画像を撮像するための、前記光が前記対象情報の信号を含むか否かの判定は、前記MPUが動作して行う前記<1>から<5>のいずれかに記載の表示装置である。
前記<1>から<6>のいずれかに記載の表示装置と、
を有することを特徴とする表示システムである。
前記表示装置の受光部により前記光を受光する受光工程と、
前記光が対象情報の信号を含む場合にユーザの前景画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において前記前景画像を撮像すると、前記前景画像から識別した対象物の位置に基づき、前記対象情報に応じた拡張現実による画像を表示する制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とする表示方法である。
本実施形態では、博物館や美術館などの施設において展示物の説明を行う表示システムについて説明する。
図1は、本実施形態の表示システムを示す概略図である。
図1に示すように、本実施形態の表示システム10は、表示装置100と、光照射装置200a〜200nと、コンテンツサーバ300と、テンプレートサーバ400と、管理PC(パーソナルコンピュータ)500とを有する。表示装置100、コンテンツサーバ300、及び管理PC500は、ネットワークNを介してそれぞれ通信可能に接続されている。
また、表示装置100は、メガネの形状を有するウェアラブルデバイスであり、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)と称することもある。
なお、本実施形態では表示装置100をメガネの形状を有するウェアラブルデバイスとしたが、これに限ることはない。
なお、本実施形態では、コンテンツの情報には拡張現実による画像のデータに加えて、音声のデータが含まれる場合があるとしたが、これに限ることなく、他のデータを含むようにしてもよい。
本発明の表示装置は、光を利用する光通信を用いて拡張現実による画像を表示可能な表示装置であり、受光部と、撮像部と、制御部とを有し、更に必要に応じてその他の部を有するようにしてもよい。
本発明の表示方法は、光を利用する光通信を用いて拡張現実による画像を表示可能な表示方法であり、受光工程と、撮像工程と、制御工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含むようにしてもよい。
本発明の表示方法は、本発明の表示装置により好適に行うことができ、受光工程は受光部により好適に行うことができ、撮像工程は撮像部により好適に行うことができ、制御工程は制御部により好適に行うことができることから、本発明の表示装置における実施形態の説明を通して本発明の表示方法の詳細についても明らかにする。
図3に示すように、本実施形態の表示装置100は、メガネの形状を有することから、フレームと、フレームに装着する一対のレンズ190R,190Lとを備える。また、一対のレンズ190R,190Lには、ユーザが表示装置100を装着した際に、ユーザの両眼から見た前景から入射される光を一対のリムに向かって半反射させるハーフミラー191R,191Lがそれぞれ埋設されている。
受光素子110Uは、ユーザが表示装置100を装着した際に、天井に設置されている光照射装置200からの光を主に受光できるように、左側のリムの上面に埋設されている。受光素子110Fは、ユーザが表示装置100を装着した際に、ユーザの前方からの光を主に受光できるように、左側のリムの側面に埋設されている。
なお、本実施形態では表示装置100に2つの受光素子を備えるようにしたが、これに限ることなく、受光素子は1つでもよく、3つ以上備えてもよい。また、本実施形態では左側のリムに受光素子を備えるようにしたが、これに限ることなく、光照射装置200からの光を受光できる位置に配されていればよい。
次に、表示装置100は、受光素子110U又は110Fで受光した光を電気信号に変換し、変換した電気信号を増幅部112のアナログ回路で増幅して、A/D変換部121でサンプリングする(S102)。
このように、第1の制御部122は、受光素子110U又は110Fが受光した光がID情報の信号を含むか否かを判定し、光がID情報の信号を含むと判定した場合に、後述する第2の制御部141がID情報をコンテンツサーバ300とテンプレートサーバ400に送信する。
そして、コンテンツサーバ300は、ID情報に対応するコンテンツを格納するデータベースを参照し、表示装置100から送信されたID情報に応じたコンテンツの情報を表示装置100に送信する。また、テンプレートサーバ400は、ID情報に応じた展示物のテンプレート画像のいくつかを表示装置100に送信する。
また、表示装置100の一対のリムは、それぞれテンプル側に一対のプロジェクタ機構170R,170Lを備えている。一対のプロジェクタ機構170R,170Lは、識別した展示物の画像の位置に基づき、拡張現実による画像の映像光を出力し、ハーフミラー191R,191Lで半反射させ、ユーザの両眼に拡張現実による画像を視認させる。
図5に示すように、一対のレンズ120R,120Lは、ユーザの両眼から見た前景から入射される光30L,30Rをハーフミラー191R,191Lにより半反射させる。ハーフミラー191R,191Lは、半反射させた光31R,31Lを一対のカメラ160R,160Lに入射するとともに、半反射させていない光32R,32Lをユーザの両眼に入射する。これにより、表示装置100は、ユーザが前景を視認できるとともに、ユーザの両眼で視たときの前景を一対のカメラ160R,160Lでそれぞれ撮像することができる。一対のカメラ160R,160Lは、ユーザの両眼で視たときの前景を撮像する。これにより、表示装置100は、カメラがユーザの両眼で視認した前景を撮像できない別の位置に配されている場合と比較すると、拡張現実による画像を表示する位置の精度を高めることができる。つまり、表示装置100は、一対のプロジェクタ機構170R,170Lから拡張現実による画像の映像光20R,20Lを出力し、ハーフミラー191R,191Lに反射させてユーザの両眼で拡張現実による画像を視認させる際に、拡張現実による画像を表示する位置の精度を高めることができる。
図6に示すように、表示装置100は、受光部111で受光した可視光を電気信号に変換し、変換した電気信号を増幅部112のアナログ回路で増幅する。次に、表示装置100は、増幅させた電気信号をA/D変換部121でサンプリングする。そして、第1の制御部122は、JEITA CP−1223の規格に従ってファームウェアでサンプリング後の電気信号を復調する。このとき、第1の制御部122は、タイマ部123と、ファームウェアを記憶する記憶部131とにより、サンプリング後の電気信号を復調する。その後、復調した信号がID情報であると第1の制御部122が判定した場合には、第2の制御部141は、無線通信部151に指示を出力し、ID情報をコンテンツサーバ300に送信し、コンテンツサーバ300からID情報に対応するコンテンツの情報を受信する。また、第2の制御部141は、無線通信部151に指示を出力し、ID情報をテンプレートサーバ400に送信し、テンプレートサーバ400からID情報に対応するテンプレート画像のデータのいくつかを受信する。さらに、第2の制御部141は、復調した信号がID情報であると第1の制御部122が判定した場合には、撮像部161にも指示を出力し、一対のカメラ160R,160Lによりユーザの両眼で視認した前景を撮像させ始める。
すなわち、撮像部161は、光がID情報の信号を含む場合に、ユーザの前景画像を撮像する。第2の制御部141は、撮像部161が前景画像を撮像すると、前景画像から識別した展示物の位置に基づき、ID情報に応じた拡張現実による画像を表示する制御を行う。
なお、本実施形態では第1の制御部と第2の制御部に分けているが、これに限ることなく、第1の制御部と第2の制御部は同一の制御部にしてもよい。
図7に示すように、この表示装置100は、受光素子110U、110Fと、MPU120と、記憶手段130と、CPU140と、無線通信モジュール150と、一対のカメラ160R,160Lと、一対のプロジェクタ機構170R,170Lと、骨伝導スピーカ180R,180Lとを有する。
また、CPU140は、表示装置100全体の制御を行う。
これにより、表示装置100は、受光した光にID情報の信号を含んでいると判定して初めて撮像部161が前景画像を撮像し、撮像した前景画像を画像解析処理して展示物を識別するため、拡張現実による画像を表示することができる。また、表示装置100は、光にID情報の信号を含んでいると判定しない間は前景画像の撮像及び画像解析処理を行わない分、消費電力を低減することができる。
図1に示した光照射装置200a〜200nは、いずれも機能及びハードウェアが同様であるため、光照射装置200a〜200nのいずれか1つ(以下、光照射装置200と称する)について説明する。
光照射装置200は、各展示物の近傍にそれぞれ配置され、ID情報の信号を含む光を照射可能な装置である。この光照射装置200は、図6に示すように、投光部211と、制御部221とを有する。
制御部221は、光照射装置200を管理するPCが予め記憶したID情報の信号を可視光に含ませるように、投光部211を制御する。
図7に示すように、LED照明210と、コントローラ220とを有する。
なお、本実施形態では、光照射装置200がLED照明210を有するようにしたが、これに限ることはなく、光を照射できるものであればよい。
コンテンツサーバ300は、ID情報と、ID情報に対応付けたコンテンツの情報とを格納するデータベースを有し、表示装置100からID情報を受信すると、ID情報に対応するコンテンツの情報を表示装置100に送信する。
テンプレートサーバ400は、ID情報と、ID情報に対応付けた対象物のテンプレート画像のデータとを格納しており、表示装置100からID情報を受信すると、ID情報に対応する対象物のテンプレート画像のデータのいくつかを表示装置100に送信する。
管理PC500は、本実施形態ではパーソナルコンピュータであり、コンテンツサーバ300のデータベースを構築、編集、及び管理するために用いられる。また、管理PC500は、テンプレートサーバ400のID情報に対応する対象物のテンプレート画像のデータを構築、編集、及び管理するために用いられる。
また、本実施形態では、ID情報と、ID情報に対応する対象物のテンプレート画像のデータをテンプレートサーバ400が有するようにしたが、これに限ることはなく、例えば、表示装置や他の端末や装置が有するようにしてもよい。
これにより、本発明の表示装置においては、表示装置においては、受光した光に対象情報の信号を含んでいると判定して初めて撮像部が前景画像を撮像し、撮像した前景画像を画像解析処理して対象物を識別するため、拡張現実による画像を表示することができる。また、この表示装置は、光に対象情報の信号を含んでいると判定しない間は前景画像の撮像及び画像解析処理を行わない分、消費電力を低減することができる。
100 表示装置
111 受光部
120 MPU
122 第1の制御部
140 CPU
141 第2の制御部(制御部)
161 撮像部
180R,180L 骨伝導スピーカ
200 光照射装置
300 コンテンツサーバ
400 テンプレートサーバ
500 管理PC
Claims (8)
- 光を利用する光通信を用いて拡張現実による画像を表示可能な表示装置であって、
前記光を受光する受光部と、
前記光が対象情報の信号を含む場合にユーザの前景画像を撮像し、前記光が対象情報の信号を含まない場合に前記前景画像を撮像しない撮像部と、
前記撮像部が前記前景画像を撮像すると、前記前景画像から識別した対象物の位置に基づき、前記対象情報に応じた前記拡張現実による画像を表示する制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 前記前景画像からの前記対象物の識別が、前記対象情報に基づいて行われる、請求項1に記載の表示装置。
- メガネの形状を有するウェアラブルデバイスである、請求項1から2のいずれかに記載の表示装置。
- 一対のリムと、
ユーザの両眼から見た前景から入射される光を前記一対のリムに向かって半反射させるハーフミラーが埋設されている一対のレンズを有し、
前記撮像部が、前記一対のレンズにより半反射された前記前景から入射される光を前記前景画像としてそれぞれ撮像するために前記一対のリムに配置されている、請求項3に記載の表示装置。 - 骨伝導スピーカを更に有する、請求項1から4のいずれかに記載の表示装置。
- MPUを更に有し、
前記撮像部がユーザの前記前景画像を撮像するための、前記光が前記対象情報の信号を含むか否かの判定は、前記MPUが動作して行う請求項1から5のいずれかに記載の表示装置。 - 対象情報の信号を含む光を照射可能な光照射装置と、
請求項1から6のいずれかに記載の表示装置と、
を有することを特徴とする表示システム。 - 請求項1から6のいずれかに記載の表示装置を用いた表示方法であって、
前記表示装置の受光部により前記光を受光する受光工程と、
前記光が対象情報の信号を含む場合にユーザの前景画像を撮像し、前記光が対象情報の信号を含まない場合に前記前景画像を撮像しない撮像工程と、
前記撮像工程において前記前景画像を撮像すると、前記前景画像から識別した対象物の位置に基づき、前記対象情報に応じた拡張現実による画像を表示する制御を行う制御工程と、
を含むことを特徴とする表示方法。
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