JP7025476B2 - Display device for color diagnosis - Google Patents
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Description
本発明は、主として色診断用表示装置に関する。 The present invention mainly relates to a display device for color diagnosis.
従来から、比色板等の色見本の色と、診断対象物の色と、を比較することにより、色診断を行う手法が知られている。具体的には、例えば水稲等の植物（診断対象物）の施肥管理、水管理、害虫対策、或いは収穫時期の判断等のために、葉色カラースケール（色見本）を用いて、圃場に生えている植物の葉色を目視で診断することが広く行われている。 Conventionally, a method of performing color diagnosis by comparing the color of a color sample such as a colorimetric plate with the color of an object to be diagnosed has been known. Specifically, for example, for fertilization management of plants such as paddy rice (diagnosis target), water management, pest control, or determination of harvest time, a leaf color scale (color sample) is used to grow in the field. It is widely practiced to visually diagnose the leaf color of a plant.
従来、色診断を行う場合、葉色カラースケールと、診断対象物である植物と、を同じ光学的環境下に置いて色判断をするために、葉色カラースケールを圃場の中の植物の近くに物理的に配置する。 Conventionally, when performing color diagnosis, in order to make a color judgment by placing the leaf color scale and the plant to be diagnosed under the same optical environment, the leaf color scale is physically placed near the plant in the field. Arrange in a target manner.
本発明の目的は、色診断を行い易くするとともに、色診断の精度を向上することにある。 An object of the present invention is to facilitate color diagnosis and improve the accuracy of color diagnosis.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.
本発明の観点によれば、以下の構成の色診断用表示装置が提供される。即ち、この色診断用表示装置は、撮像素子と、色温度推定部と、記憶部と、診断対象物表示用信号生成部と、画像表示部と、を備える。前記撮像素子は、外界の診断対象物を撮像する。前記色温度推定部は、前記撮像素子で得られた撮像信号の色信号に基づいて、外界の光源の色温度を推定する。前記記憶部は、想定される所定の色温度の光源下で作成された色見本を記憶する。前記診断対象物表示用信号生成部は、前記色温度推定部で推定された色温度を、前記所定の色温度に近づけるように、前記撮像素子で得られた撮像信号の各色信号の利得を調整することにより、外界での光源下での前記診断対象物の撮影により前記撮像素子から得られた撮像信号が、前記色見本の作成時に想定された前記所定の色温度の光源下で前記診断対象物を撮影する場合に前記撮像素子から仮想的に得られる撮像信号に近づくように、前記診断対象物の映像を表示させるための診断対象物調整表示用信号を生成する。前記画像表示部は、前記診断対象物調整表示用信号に基づいて前記診断対象物の映像を表示するのと同時に、前記色見本の画像を表示することが可能である。 From the viewpoint of the present invention, a display device for color diagnosis having the following configuration is provided. That is, this color diagnosis display device includes an image pickup element, a color temperature estimation unit, a storage unit, a signal generation unit for displaying a diagnostic object, and an image display unit. The image sensor captures an object to be diagnosed in the outside world. The color temperature estimation unit estimates the color temperature of a light source in the outside world based on the color signal of the image pickup signal obtained by the image pickup element. The storage unit stores a color sample created under a light source having a predetermined color temperature . The signal generation unit for displaying a diagnostic object adjusts the gain of each color signal of the image pickup signal obtained by the image pickup element so that the color temperature estimated by the color temperature estimation unit approaches the predetermined color temperature. By doing so, the image pickup signal obtained from the image pickup element by photographing the diagnosis object under the light source in the outside world is the diagnosis target under the light source of the predetermined color temperature assumed at the time of producing the color sample. A diagnostic object adjustment display signal for displaying an image of the diagnostic object is generated so as to approach an image pickup signal virtually obtained from the image pickup element when an object is photographed . The image display unit can display an image of the diagnostic object at the same time as displaying an image of the diagnostic object based on the diagnostic object adjustment display signal, and at the same time, display an image of the color sample.
これにより、画像表示部に表示される診断対象物の色味を、色見本が作成されたときの色温度の光源においてあたかも診断対象物を見ているかのように調整することができ、色見本と診断対象物との色の比較を行い易くするとともに、色診断の精度を向上することができる。 As a result, the color of the diagnostic object displayed on the image display unit can be adjusted as if the diagnostic object is being viewed by the light source having the color temperature when the color sample was created. It is possible to easily compare the color with the object to be diagnosed and to improve the accuracy of the color diagnosis.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第１実施形態＞
以下では、本発明の第１実施形態に係る色診断用頭部装着型表示装置であるウェアラブルグラス３０について、図１から図４までを参照して説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the
図１に示す本実施形態のウェアラブルグラス３０は、圃場の水稲の色を診断するユーザが頭部に装着して用いるものである。このウェアラブルグラス３０は、フレーム１と、ハーフミラーレンズ２と、レンズ３と、投影装置（表示部）４と、色温度センサ（光学的環境検出部）５と、手動調整部６と、を主として備える。
The
フレーム１は、ウェアラブルグラス３０をユーザの眼の周辺に装着可能にする部材である。ユーザが自らの頭部の側面と耳との間にフレーム１の柄の部分を挟むように引っ掛けることにより、両眼を前方から覆うようにウェアラブルグラス３０を装着できるようになっている。
The
フレーム１のうち、ユーザが装着したときに一側の眼に対面する部分には、ハーフミラーレンズ２が固定されている。また、他側の眼に対面する部分には、一般的な透明のレンズ３が固定されている。
A
図１に破線で示す投影装置４は、画像を含めた様々な情報をハーフミラーレンズ２に投影可能なプロジェクタである。投影装置４は、ハーフミラーレンズ２の近傍のうちユーザの視界を遮らない適宜の位置に配置され、フレーム１に固定されている。投影装置４が投影可能な画像は様々であるが、本実施形態では、圃場の水稲（診断対象物）の診断に用いるための複数の色見本の画像を切り換えて表示可能に構成されている。
The
投影装置４のハーフミラーレンズ２への画像投影領域は、ハーフミラーレンズ２のうち一部のみ、具体的には上半部のみに設定されている。従って、ハーフミラーレンズ２の上半部は、色見本の画像を表示可能な色見本表示領域２ａとなっており、下半部は、外界（診断対象物）が視認可能となるように光を透過する透過領域２ｂとなっている。
The image projection region of the
これにより、ウェアラブルグラス３０を装着したユーザは、色見本の画像と、ハーフミラーレンズ２の下半部越しに見える外界の様子と、を上下に並べて同時に目視することができる。
As a result, the user wearing the
色温度センサ５は、診断対象物（本実施形態では、水稲）が存在する外界の光学的環境を検出するものである。別の言い方をすれば、色温度センサ５はユーザが透過領域２ｂを介して見る景色の光学的環境を検出するセンサである。本実施形態において、色温度センサ５は、外界の色温度を検出するものであり、公知の光センサにより構成されている。ただし、色温度センサ５としては、色温度を検出可能な公知の様々な方式のセンサを採用し得る。本実施形態の色温度センサ５は、図１に示すように、フレーム１の外側の、ハーフミラーレンズ２とレンズ３との間の位置に取り付けられている。
The
手動調整部６は、色見本表示領域２ａに表示される色見本の画像の態様を、ユーザが手動で調整するための操作部である。本実施形態の手動調整部６は、フレーム１の外側、より具体的にはフレーム１の一方の柄の部分に設けられている。
The
本実施形態において、手動調整部６は回転操作可能なダイヤル式に構成されている。図示しないが、ダイヤルの周囲には、・・・、－２、－１、０、＋１、＋２、・・・のように目盛りが付されている。ユーザが手動調整部６を一側（プラス側）に回転させると、色見本表示領域２ａに表示される色見本が、より高い色温度を想定して作成されたものに変更される。一方、ユーザが手動調整部６を上記とは反対側（マイナス側）に回転させると、表示される色見本が、より低い色温度を想定して作成されたものに変更される。
In the present embodiment, the
以下では、本実施形態のウェアラブルグラス３０の主要な電気的構成について、図２を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, the main electrical configuration of the
図２に示すように、本実施形態のウェアラブルグラス３０は、色見本表示制御部１１と、記憶部１２と、手動調整受付部１３と、を主として備える。
As shown in FIG. 2, the
色見本表示制御部１１は、色見本表示領域２ａに表示される色見本の表示状態を制御するためのものである。色見本表示制御部１１は、投影装置４に入力するための色見本表示用信号を生成し、当該投影装置４に送信することで、色見本表示制御部１１の表示内容を適宜に切り換える。
The color sample
色見本表示制御部１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成されており、ＣＰＵは、各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。色見本表示制御部１１は、色温度センサ５、記憶部１２、及び手動調整受付部１３等と電気的に接続されている。このソフトウェアとハードウェアの協働により、色見本表示制御部１１を、外界の光学的環境に応じて色見本表示領域２ａの表示内容を適宜に切り替えるための指令部として機能させることができる。色見本表示制御部１１を構成するメイン基板１５は、フレーム１の柄の部分に埋め込まれている（図１を参照）。
The color sample
記憶部１２は、色見本表示領域２ａに表示するための色見本の画像を記憶するメモリである。本実施形態の記憶部１２は、圃場に生えている水稲の葉色と色を見比べるための葉色カラースケールの電子的な画像を記憶する。
The
本実施形態では、様々な外光の環境において色診断を可能とするために、色比較時に想定される外光の色温度が低いものから高いものまで１０段階で異ならせた葉色カラースケールの画像を記憶部１２に記憶させている。１０個の色見本は、想定する色温度が低い順に１番から１０番まで番号が付けられている。
In the present embodiment, in order to enable color diagnosis in various external light environments, an image of a leaf color scale in which the color temperature of the external light assumed at the time of color comparison is different from low to high in 10 steps. Is stored in the
更に、記憶部１２には、例えば、１８００Ｋ（ケルビン）以上かつ３２２０Ｋ未満である外光の色温度に対して１番の色見本、３２２０Ｋ以上かつ４６４０Ｋ未満である外光の色温度については２番の色見本というように、外光の色温度の範囲と、用いるべき色見本と、の対応関係が記憶されている。
Further, the
手動調整受付部１３は、ユーザが手動調整部６を回転させた回転量に応じて、想定する外光の色温度が通常より何段階高い／低い色見本を選択して表示するかの設定を受け付けるものである。本実施形態では、ユーザが手動調整部６（図１を参照）をプラス側に回転させればさせるほど、より大きな番号の（想定する外光の色温度が高い）色見本が選択されるようになっている。なお、それ以上大きな番号の色見本が存在しない場合、１０番の色見本が選択されるようになっている。一方、ユーザが手動調整部６をマイナス側に回転させればさせるほど、より小さい番号の（想定する外光の色温度が低い）色見本が選択されるようになっている。なお、それ以上小さな番号の色見本が存在しない場合、１番の色見本が選択されるようになっている。
The manual
以下では、色見本表示制御部１１で行われる処理について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、第１実施形態において、ウェアラブルグラス３０の表示部に色見本を表示させるために色見本表示制御部１１で行われる処理を示すフローチャートである。
Hereinafter, the processing performed by the color sample
初めに、色温度センサ５で、診断対象物である水稲が存在する外界の色温度が検出される（ステップＳ１０１）。色温度センサ５の検出結果は、色見本表示制御部１１に入力される。
First, the
続いて、色見本表示制御部１１は、色温度センサ５で検出された外界の色温度に対応する色見本の番号を１０個の色見本の中から選択する（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば外界の色温度が４０００Ｋの場合は、前述の対応関係に従って２番の色見本が選択される。
Subsequently, the color sample
次に、色見本表示制御部１１は、手動調整部６のプラス側又はマイナス側の操作が手動調整受付部１３によって受け付けられているか否かを調べる（ステップＳ１０３）。
Next, the color sample
手動調整部６のダイヤルに対してプラス側又はマイナス側の操作がされていた場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、色見本表示制御部１１は、通常よりもその操作段階だけ上又は下の番号の色見本となるように、色見本の選択を変更する（ステップＳ１０４）。例えば、上記のように外界の色温度が４０００Ｋであるが、手動調整部６のダイヤルが＋３に操作されている場合、２番の色見本に代えて５番の色見本が選択される。
When the dial of the
一方、手動調整部６のダイヤルの操作位置が０であった場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理はスキップされる。
On the other hand, when the operation position of the dial of the
続いて、色見本表示制御部１１は、選択された番号の色見本の画像を記憶部１２から読み出して投影装置４に出力し、色見本表示領域２ａに画像を表示させる（ステップＳ１０５）。その後、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理が繰り返される。
Subsequently, the color sample
上記の処理により、色見本表示領域２ａには、外界の色温度に応じて選択された色見本の画像が表示される。また、ユーザは、色見本表示領域２ａの下側の透過領域２ｂにおいて、ハーフミラーレンズ２を通じて診断対象物である水稲を目視することができる。即ち、ユーザは、図４に示すように、色見本表示領域２ａに表示された色見本と、外界からの光が透過することにより透過領域２ｂから視認できる水稲と、を同時に見て比較することができる。
By the above processing, the image of the color sample selected according to the color temperature of the outside world is displayed in the color
ここで、従来のように比色板を使って葉色診断を行う場合、外光の色温度が変化すると、診断者には、葉色の色味が異なって見えるのと対応して、比色板の色味が異なって見える。この点、本実施形態では図３に示すように、外界の色温度の検出処理と、対応する色見本の画像の表示処理と、が繰り返されるので、外界の色温度が変化するのに対応して、色見本表示領域２ａに表示される色見本の画像も自動的に変化する。従って、従来の色診断と同様に、様々に変化する外光環境下で色診断を適切に行うことができる。
Here, when the leaf color diagnosis is performed using the colorimetric plate as in the conventional case, when the color temperature of the external light changes, the colorimetric plate corresponds to the fact that the color of the leaf color looks different to the diagnostician. Looks different in color. In this regard, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the color temperature detection process of the outside world and the display process of the corresponding color sample image are repeated, so that the color temperature of the outside world changes. Therefore, the image of the color sample displayed in the color
なお、例えば色温度センサ５の検出誤差等の様々な事情によって、表示される色見本の画像が想定する色温度が、実際の外界の色温度と整合していない可能性も考えられる。この点、本実施形態によれば、ユーザは、画像で表示される色見本と対応した比色板（標準の比色板）を用意した上で、色見本表示領域２ａに表示される色見本の画像が、透過領域２ｂに見える比色板と同じ色合いで見えるように、ユーザが手動調整部６を操作することができる。このように、本実施形態のウェアラブルグラス３０は一種のキャリブレーション作業を行うことができるので、上記の不整合を是正して正確な色診断を行うことができる。
It is also possible that the color temperature assumed by the displayed color sample image does not match the actual color temperature of the outside world due to various circumstances such as the detection error of the
以上に説明したように、本実施形態のウェアラブルグラス３０は、投影装置４と、色温度センサ５と、色見本表示制御部１１と、を備える。投影装置４は、装着者の視界のうち一部（ハーフミラーレンズ２の色見本表示領域２ａに相当する部分）に色見本の画像を表示可能であり、視界の残りの部分（透過領域２ｂに相当する部分）において装着者が外界の水稲を透過的に視認可能である。色温度センサ５は、水稲が存在する外界の色温度を検出する。色見本表示制御部１１は、色温度センサ５の検出結果に応じて、投影装置４が表示する色見本の画像の態様を制御する。
As described above, the
これにより、比色板等を水稲の葉の近くに物理的に配置させなくても、図４に示すように、色の比較を容易に行うことが可能となる。よって、色診断を行うユーザの作業負担が軽減される。また、外界の光学的環境（例えば、白昼時で青被りしているか、或いは夕暮れ時で赤被りしているか）に応じて色味等の変わる水稲の葉の見え方に合わせて、投影装置４が表示する色見本の画像の色味等を異ならせることができる。よって、色の比較を行い易くするとともに、色診断の精度を向上することができる。
This makes it possible to easily compare colors as shown in FIG. 4 without physically arranging the colorimetric plate or the like near the leaves of paddy rice. Therefore, the workload of the user who performs the color diagnosis is reduced. Further, the
また、本実施形態のウェアラブルグラス３０においては、色見本表示制御部１１は、色温度センサ５の検出結果に基づいて取得される外界の光源の色温度に応じて、投影装置４が表示する色見本の画像の態様を異ならせる。
Further, in the
これにより、外界の光源の色温度に応じて、投影装置４が表示する色見本の画像の態様を異ならせるので、色の比較を適切に行うことができる。
As a result, the mode of the image of the color sample displayed by the
また、本実施形態のウェアラブルグラス３０は、色温度に応じて選択される複数の異なる色見本を記憶する記憶部１２を更に備える（図２を参照）。色見本表示制御部１１は、色温度センサ５の検出結果に基づいて取得される外界の光源の色温度に応じて、記憶部１２に記憶される前記複数の色見本の中から１の色見本（例えば、２番の色見本）を選択し、この色見本の画像を前記色見本の画像として投影装置４に表示させる。
Further, the
これにより、検出される外界の色温度に応じた色見本の画像の表示を行うことができる。 As a result, it is possible to display an image of a color sample according to the detected color temperature of the outside world.
また、本実施形態のウェアラブルグラス３０は、投影装置４が表示する前記色見本画像の態様を手動で調整可能とする手動調整部６を更に備える（図１を参照）。
Further, the
これにより、例えば、画像で表示される色見本と対応した比色板を透過領域２ｂで透過的に見たときの見え方と比較しつつ、色見本表示領域２ａに表示される色見本の画像の色味を手動調整部６で調整することで、色の比較をより正確に行うことができる。
Thereby, for example, the image of the color sample displayed in the color
また、本実施形態のウェアラブルグラス３０においては、投影装置４が表示する色見本の画像は、植物の葉色を診断するための葉色カラースケールである（図４を参照）。
Further, in the
これにより、例えば複数の圃場を順次巡って植物の葉色を診断する際に、広大な農地の中で葉色の比色板を持ち歩かなくてもよくなるので、ユーザの作業負担を大幅に軽減することができる。 As a result, for example, when diagnosing the leaf color of a plant by sequentially visiting a plurality of fields, it is not necessary to carry a colorimetric plate of the leaf color in a vast farmland, which can greatly reduce the work load on the user. can.
＜第１実施形態の変形例＞
次に、上記実施形態の変形例について、図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態の変形例に係るウェアラブルグラス４０の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
<Modified example of the first embodiment>
Next, a modified example of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a main electrical configuration of the
本変形例に係るウェアラブルグラス４０は、外界の光学的環境を検出するための光学的環境検出部として、色温度センサ５に代えて、照度センサ４１及び時計４２を備えている点で、上記の第１実施形態と異なっている。
The
図５に示す照度センサ４１は、外界の照度を検出するセンサである。照度センサ４１としては、公知のあらゆる方式のものを採用し得るが、例えば、フォトトランジスタを利用したものとすることができる。照度センサ４１の検出結果は、色見本表示制御部１１に入力される。
The
時計４２は、現在の日付及び時刻を取得するものである。時計４２により取得された現在の日付及び時刻の情報は、色見本表示制御部１１に入力される。
The
本変形例の記憶部１２は、照度並びに日時（日付及び時刻）と、色温度と、の対応関係を示すマップ４５を記憶している。このマップ４５は、予め実験やシミュレーション等により作成される。
The
本変形例において、投影装置４に色見本の画像を表示させるための処理を色見本表示制御部１１が行う場合、初めに、照度センサ４１の検出結果（外界の照度）と、現在の時刻及び日付と、が取得される。次に、色見本表示制御部１１は、記憶部１２からマップ４５を読み出して、現在の照度及び日時に対応付けられている色温度を取得する。これにより、現在の外界の色温度が現在の照度及び日時に基づいて推定される。その後、この推定された色温度に応じて、投影装置４が表示する色見本の態様が調整される。これにより、外界の色温度の変化に対応して、投影装置４が表示する色見本を変更することができる。
In this modification, when the color sample
以上に説明したように、本変形例のウェアラブルグラス４０は、時計４２と、照度センサ４１と、を更に備える。時計４２は、時刻を計測する。照度センサ４１は、外界の照度を検出する。色見本表示制御部１１は、時計４２が計測した時刻と、照度センサ４１が検出した照度と、に基づいて、外界の光源の色温度を推定する。
As described above, the
これにより、色温度センサ５を用いない簡単な構成で、外界の色温度を推定して、それに応じた色見本の画像の表示を行うことができる。
This makes it possible to estimate the color temperature of the outside world and display a color sample image corresponding to the estimation with a simple configuration that does not use the
また、本実施形態の時計４２は、時刻に加えて日付も計測する。色見本表示制御部１１は、時計４２が計測した日付及び時刻と、照度センサ４１が検出した照度と、に基づいて、外界の光源の色温度を推定する。
Further, the
これにより、季節に応じて日照時間が異なることにより、例えば夕暮れ時で外界が赤被りする時間帯が変動すること等も考慮に入れて、外界の光源の色温度を推定することができ、より適切な色見本の表示を行うことができる。 As a result, the color temperature of the light source in the outside world can be estimated in consideration of the fact that the time zone in which the outside world is covered with red changes, for example, due to the difference in the sunshine time depending on the season. Appropriate color swatches can be displayed.
なお、前述した第１実施形態及びその変形例において、図１に示すハーフミラーレンズ２に代えて反対側のレンズ３と同様のレンズを用いるとともに、投影装置４の代わりに、例えば反射型液晶を用いた非透過型の小型のディスプレイを備えるように変更することができる。この小型のディスプレイは、片側のレンズの外側に、かつ、その表示画面がユーザの視界の一部を占めつつ眼と対面するように設けられる。このディスプレイに色見本の画像を表示することにより、ユーザは、視界の一部に色見本が表示され、その周囲（視界の残りの部分）においては外界の水稲を透過的に視認できるようになる。また、この場合、レンズを省略して、ユーザが外界の水稲を直接視認可能な構成とすることもできる。
In the first embodiment and its modifications described above, a lens similar to the
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る色診断用表示装置であるゴーグル型ヘッドセット５０について、図６から図８までを参照して説明する。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態の同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。図６は、第２実施形態に係るゴーグル型ヘッドセット５０の全体的な構成を示す斜視図である。図７は、第２実施形態に係るゴーグル型ヘッドセット５０の主要な電気的構成を示すブロック図である。図８は、ゴーグル型ヘッドセット５０のディスプレイ５２，５３に水稲の画像と色見本画像とを同時に表示させるためにカメラ２０の信号処理系等で行われる処理を説明するフローチャートである。
<Second Embodiment>
Next, the
本実施形態のゴーグル型ヘッドセット５０は、図６に示すように、ハウジング５１と、ディスプレイ（画像表示部）５２，５３と、カメラ２０と、を主として備える。
As shown in FIG. 6, the goggle-
ハウジング５１は中空状に構成されており、ユーザの両眼を覆うように、ヘッドバンド５１ａを用いて頭部に装着することができる。ハウジング５１は不透明な素材で構成されているので、ユーザは、ゴーグル型ヘッドセット５０を装着した状態で、ハウジング５１を通じて外界の様子を（透過的に）視認することはできない。
The
ディスプレイ５２，５３は、色見本の画像を含む様々な情報をカラー表示可能に構成されている。ディスプレイ５２，５３は、ハウジング５１の内部において、ゴーグル型ヘッドセット５０を装着するユーザの左右それぞれの眼に対面する位置に配置されている。ディスプレイ５２，５３としては、例えば公知の有機ＥＬディスプレイを用いることができる。
The
カメラ２０は、外界の診断対象物をカラー撮影できる撮影装置である。本実施形態のカメラ２０は、ハウジング５１の外側の、両眼に対応するディスプレイ５２，５３の間の位置に取り付けられており、ユーザが顔を向けている方向の外界の様子を撮影できるようになっている。
The
カメラ２０は、レンズ２１と、撮像素子２２と、信号処理系（図７に示す色分離回路２４及び診断対象物表示用信号生成部２５等）と、を主として備えている。なお、カメラ２０の各部の構成については後述する。
The
以下では、本実施形態のゴーグル型ヘッドセット５０の主要な電気的構成について、図７を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, the main electrical configuration of the goggle-
ゴーグル型ヘッドセット５０が備えるカメラ２０は、撮像素子２２と、信号処理系としての色分離回路２４及び診断対象物表示用信号生成部２５と、光学的環境推定部（色温度推定部）５６と、を備えている。その他に、ゴーグル型ヘッドセット５０は、記憶部５７と、色見本表示用信号生成部５８と、画像合成部５９と、を備えている。
The
撮像素子（イメージャ）２２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色のカラーフィルタと光電変換素子とを有し、レンズ２１を透過して当該撮像素子２２に結像した外界の光学像を電気信号（撮像信号）に変換するものである。撮像素子２２の出力信号（前記の撮像信号）は、前記信号処理系を経て、ディスプレイ５２，５３に出力するための表示用信号に変換される。
The image pickup element (imager) 22 has a color filter of three primary colors of R, G, and B and a photoelectric conversion element, and transmits an electric signal (an optical image of the outside world) formed on the
色分離回路２４は、撮像素子２２の出力信号を、光の３原色であるＲ、Ｇ、Ｂの３原色信号に分離（分解）するものである。即ち、撮像素子２２の画素毎に得られるＲ、Ｇ、Ｂの何れかの信号を周囲の同色のカラーフィルタに対応する画素の信号で補間することで、各画素について、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号成分が作成される。こうして得られたＲチャネルの信号、Ｇチャネルの信号、Ｂチャネルの信号は、光学的環境推定部５６及び診断対象物表示用信号生成部２５に例えば３０フレーム／秒で次々と出力される。
The
光学的環境推定部５６は、色分離回路２４で分解されて次々と得られるＲ、Ｇ、Ｂの３原色信号に対して十分に時間をかけて分析を行い、カメラ２０で撮影された外界の光学的環境を推定するものである。本実施形態の光学的環境推定部５６は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色信号の比率に関して公知の統計的な分析を行い、外界の色温度を推定する。
The optical
診断対象物表示用信号生成部２５は、診断対象物（本実施形態では、水稲の葉）を撮影した映像をディスプレイ５２，５３に表示させるための診断対象物表示用信号を生成するものである。本実施形態の診断対象物表示用信号生成部２５は、光学的環境推定部５６で推定された外界の色温度を取得する。そして、診断対象物表示用信号生成部２５は、色分離回路２４から入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各チャネルの信号に対して、光学的環境推定部５６から取得した色温度に適するようにホワイトバランスを調整した診断対象物表示用信号を生成する。具体的には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号の利得を、取得された色温度に適したバランスで調整する。これにより、赤被りも青被りもしていない水稲の画像をディスプレイ５２，５３に表示することができる。診断対象物表示用信号生成部２５が生成した診断対象物表示用信号は、画像合成部５９に出力される。
The diagnostic object display
記憶部５７は、所定の光学的環境下で予め作成された色見本の画像（以下、単に「色見本画像」と称する場合がある。）を記憶するメモリである。
The
色見本表示用信号生成部５８は、光学的環境推定部５６で推定された外界の色温度を取得し、診断対象物表示用信号生成部２５でどのように色調整が行われたかを考慮して、記憶部５７から読み出される色見本画像の色味を適宜に調整した色見本表示用信号を生成する。色見本表示用信号生成部５８が生成した色見本表示用信号は、画像合成部５９に出力される。
The color sample display
画像合成部５９は、診断対象物表示用信号生成部２５から入力された診断対象物表示用信号と、色見本表示用信号生成部５８から入力された色見本表示用信号と、を合成して、水稲のリアルタイム映像と色見本の画像とを同時に表示させる映像信号を生成する。画像合成部が生成した信号は、ディスプレイ５２，５３に出力される。
The
以下では、本実施形態で行われる表示処理について、図８を参照して詳細に説明する。図８は、第２実施形態において、ディスプレイ５２，５３に水稲の画像と色見本画像とを同時に表示させるためにカメラ２０の信号処理系で行われる処理を説明するフローチャートである。
Hereinafter, the display processing performed in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating a process performed by the signal processing system of the
初めに、カメラ２０で、診断対象物である水稲が写るように外界が撮影される（ステップＳ２０１）。これにより、撮像素子２２の出力信号（撮像信号）が色分離回路２４に入力され、各原色信号に分離される（ステップＳ２０２）。
First, the
続いて、光学的環境推定部５６は、色分離回路２４で分離された各原色信号の分布を評価することで、外界の色温度を推定する（ステップＳ２０３）。
Subsequently, the optical
続いて、診断対象物表示用信号生成部２５は、ホワイトバランスを調整した（色被りを無くした）水稲の画像を表示するための診断対象物表示用信号を生成する（ステップＳ２０４）。
Subsequently, the diagnostic object display
その後、色見本表示用信号生成部５８は、記憶部５７から色見本画像を読み出し、光学的環境推定部５６から取得した光学的環境、及び、診断対象物表示用信号生成部２５でどのようにホワイトバランス調整が行われたかを考慮して、色見本画像の色味を調整し、調整後の色見本画像を表示させるための色見本表示用信号を生成する（ステップＳ２０５）。
After that, the color sample display
次に、画像合成部５９は、入力された診断対象物表示用信号及び色見本表示用信号を合成して、水稲の映像及び色見本の画像を同時に表示するための信号を生成し、ディスプレイ５２，５３に出力する（ステップＳ２０６）。これにより、水稲と色見本とが、色味を適宜調整された状態でディスプレイ５２，５３に表示されるので、ユーザがこれらの色を容易に比較することができる。
Next, the
以上に説明したように、本実施形態のゴーグル型ヘッドセット５０は、撮像素子２２と、光学的環境推定部５６と、診断対象物表示用信号生成部２５と、記憶部５７と、色見本表示用信号生成部５８と、ディスプレイ５２，５３と、を備える。撮像素子２２は、外界の診断対象物を撮像可能である。光学的環境推定部５６は、撮像素子２２で得られた撮像信号の色信号に基づいて、外界の色温度を推定する。診断対象物表示用信号生成部２５は、撮像素子２２で得られた水稲の映像を、光学的環境推定部５６の推定結果に応じて調整した態様で表示させるための診断対象物表示用信号を生成する。記憶部５７は、所定の光学的環境下で予め作成された色見本を記憶する。色見本表示用信号生成部５８は、前記色見本の画像を、光学的環境推定部５６の推定結果に応じて調整した態様で表示させるための色見本表示用信号を生成する。ディスプレイ５２，５３は、前記診断対象物表示用信号に基づいて水稲の映像を表示するのと同時に、前記色見本表示用信号に基づいて前記色見本画像を表示することが可能である。
As described above, the goggle-
これにより、外界の色温度を推定した結果に基づいて、ディスプレイ５２，５３に表示される色見本の色味と、診断対象物である水稲の葉の色味と、を適宜調整することができ、色見本と診断対象物との色の比較を行い易くすることができる。また、このゴーグル型ヘッドセット５０を用いることにより、どのユーザが色診断を行う場合にも、色見本の色味と、水稲の葉の色味と、が一律に調整された状況で色の比較を行うことが可能となるので、色診断の結果に個人差が生じることを抑制できる。その結果、色診断の精度を向上することができる。
Thereby, based on the result of estimating the color temperature of the outside world, the color of the color sample displayed on the
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る色診断用表示装置であるゴーグル型ヘッドセット７０について、図６、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係るゴーグル型ヘッドセット７０の主要な電気的構成を示すブロック図である。図１０は、第３実施形態において、ウェアラブルグラスの表示部に植物の画像と色見本画像とを同時に表示させるためにカメラの信号処理系等で行われる処理を説明するフローチャートである。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態の同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
<Third Embodiment>
Next, the
本実施形態のゴーグル型ヘッドセット７０は、その外観は図６に示す第２実施形態と実質的に同様であるが、電気的な構成として、図９に示すように、（ｉ）カメラ６０が、診断対象物表示用信号生成部２５に代えて診断対象物表示用信号生成部６５を備えている点、及び、（ｉｉ）色見本表示用信号生成部５８に代えて色見本表示用信号生成部７１を備えている点で、第２実施形態と異なる。
The goggle-
診断対象物表示用信号生成部６５は、診断対象物である水稲を撮影した映像をディスプレイ５２，５３に表示させるための診断対象物調整表示用信号を生成するものである。
The diagnostic object display
具体的に説明すると、本実施形態の診断対象物表示用信号生成部６５は、光学的環境推定部５６が水稲の映像を十分な時間をかけて解析することで推定した外界の色温度を取得する。そして、診断対象物表示用信号生成部６５は、この色温度を、記憶部５７で記憶された色見本が想定する色温度に近づけるように、水稲の映像の色味を調整した診断対象物調整表示用信号を生成する。なお、色見本が想定する色温度は、記憶部５７で記憶される色見本のデータを作成する時に定められる。
Specifically, the
色見本表示用信号生成部７１は、記憶部５７に記憶されている色見本画像の色味を調整することなくそのままディスプレイ５２，５３に表示させるための色見本無調整表示用信号を生成する。
The color sample display
本実施形態の表示用処理は図１０のフローチャートに示されている。このうち、ステップＳ３０１～ステップＳ３０３及びステップＳ３０６の処理は、第２実施形態（図８）のステップＳ２０１～ステップＳ２０３及びステップＳ２０６と同じであるため、説明を省略する。 The display process of this embodiment is shown in the flowchart of FIG. Of these, the processes of steps S301 to S303 and step S306 are the same as those of steps S201 to S203 and step S206 of the second embodiment (FIG. 8), and thus the description thereof will be omitted.
ステップＳ３０４において、診断対象物表示用信号生成部６５は、外界の撮影映像からステップＳ３０３で推定された外界の色温度を、色見本画像が想定する所定の色温度に近づけるように、当該撮影映像の色味を調整する。そして、診断対象物表示用信号生成部６５は、調整後の映像を表示するための信号（診断対象物調整表示用信号）を、画像合成部５９に出力する。
In step S304, the
その後、ステップＳ３０５において、色見本表示用信号生成部７１は、記憶部５７で記憶された色見本画像を表示するための信号（色見本無調整表示用信号）を、画像合成部５９に出力する。このとき、上述したように、色見本画像の色味の調整は特に行われない。
After that, in step S305, the color sample display
このような構成により、本実施形態のゴーグル型ヘッドセット７０では、水稲の撮影映像が、色見本が想定する色温度（現実の色温度とは異なる色温度）に近づけるように色味が調整された上で、ディスプレイ５２，５３に表示される。これにより、ユーザは、まるで色見本画像が想定する所定の色温度の外光において水稲を観察しているかのように、仮想的な光学的環境の下で色見本と水稲とを並べて見比べることができる。
With such a configuration, in the
以上に説明したように、本実施形態のゴーグル型ヘッドセット７０は、撮像素子２２と、光学的環境推定部５６と、記憶部５７と、診断対象物表示用信号生成部６５と、ディスプレイ５２，５３と、を備える。撮像素子２２は、外界の水稲を撮像する。光学的環境推定部５６は、撮像素子２２で得られた撮像信号の色に基づいて、外界の光学的環境を推定する。記憶部５７は、予め所定の光学的環境下で作成された色見本を記憶する。診断対象物表示用信号生成部６５は、光学的環境推定部５６で推定された外界の色温度を、前記色見本が想定する光学的環境に近づけるように、撮像素子２２で得られた電気信号の各原色信号の利得を調整することにより、水稲の映像を（現実とは異なる）色味で表示させるための診断対象物調整表示用信号を生成する。ディスプレイ５２，５３は、前記診断対象物調整表示用信号に基づいて水稲の映像を表示するのと同時に、前記色見本画像を表示することが可能である。
As described above, the goggle-
これにより、ディスプレイ５２，５３に表示される水稲の葉の映像の色味を、色見本画像が想定する光学的環境においてあたかも水稲を見ているかのように調整することができ、色見本と診断対象物との色の比較を行い易くすることができる。これにより、色診断の精度を向上することができる。
As a result, the color of the image of the paddy rice leaves displayed on the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.
上記の実施形態では、色診断用頭部装着型表示装置、及び色診断表示装置は、メガネ型又はゴーグル型のウェアブルデバイスとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えばこれに代えて帽子型のウェアブルデバイスとしてもよい。 In the above embodiment, the head-mounted display device for color diagnosis and the color diagnosis display device are glasses-type or goggles-type wearable devices, but the present invention is not limited to this, and for example, a hat is used instead. It may be a wearable device of the type.
上記の第１実施形態及びその変形例では、色温度センサ５の検出結果に応じて、投影装置４が表示する色見本の画像の色味が段階的に調整されるものとしたが、これに限るものではなく、色見本の画像の色味が無段階で調整されるものとしてもよい。また、色見本の画像の色味が段階的に調整される構成を採用する場合においても、その段階の数は１０段階に限るものではなく、これよりも多い段階の中から調整されることとしても、或いはこれよりも少ない段階の中から調整されることとしてもよい。
In the above-mentioned first embodiment and its modification, the tint of the image of the color sample displayed by the
上記の実施形態では、外界の光学的環境に応じて、色見本（の画像）の色味、即ち色温度を調整した態様で表示するものとしたが、これに代えて又は加えて、外界の光学的環境に応じて、色見本（の画像）の明度を調整した態様で表示することとしてもよい。更に言えば、色見本の画像、及び診断対象物の画像の表現方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂ表色系に限るものではなく、例えばこれに代えてＬ、ａ、ｂ表現系を用いることとしてもよい。その場合、外界の光学的環境に応じて、色見本の画像、及び診断対象物の画像の各パラメータ（Ｌ、ａ、ｂ）の値を調整することとしてもよい。 In the above embodiment, the color of the color sample (image), that is, the color temperature is adjusted according to the optical environment of the outside world, but instead of or in addition to this, the color taste of the outside world is displayed. The brightness of the color swatch (image) may be adjusted according to the optical environment. Furthermore, the method of expressing the image of the color sample and the image of the diagnostic object is not limited to the R, G, B color system, and for example, the L, a, b expression system is used instead. May be good. In that case, the values of the respective parameters (L, a, b) of the image of the color sample and the image of the diagnostic object may be adjusted according to the optical environment of the outside world.
上記の実施形態の表示部（画像表示部）の画像のレイアウトは例示に過ぎず、適宜変更を加えることが可能である。例えば、図４に示したレイアウトに代えて、ユーザの左眼に対面する表示部、及び右眼に対面する表示部の両方に、色見本の画像を表示することとしてもよい。 The layout of the image of the display unit (image display unit) of the above embodiment is merely an example, and changes can be made as appropriate. For example, instead of the layout shown in FIG. 4, the image of the color sample may be displayed on both the display unit facing the left eye of the user and the display unit facing the right eye.
色見本は、画像の形で記憶部１２に記憶されなくてもよい。例えば、色見本で表示される複数の色の色情報を記憶部１２に記憶し、それに基づいて色見本の画像をその場で生成して表示に用いてもよい。
The color swatch does not have to be stored in the
上記の実施形態のウェアラブルグラス３０，４０及びゴーグル型ヘッドセット５０，７０には、測位システム（ＧＮＳＳ）からの測位情報を取得して自らの位置を取得（算出）可能な測位情報取得部と、ユーザが所有する無線通信端末（例えば、タブレット型のコンピュータ）と通信可能な無線通信機と、が更に備えられることとしてもよい。その場合、例えば、ユーザが色診断をした結果を、当該色診断を行った位置の測位情報（緯度・経度）と対応付けて、無線通信端末のメモリに入力することとしてもよい。更に言えば、ユーザがこの無線通信端末からインターネットを介してサーバコンピュータにアクセスして、ウェアラブルグラス３０，４０又はゴーグル型ヘッドセット５０，７０を用いて行った色診断の結果を順次当該サーバコンピュータ側に記録することとしてもよい。その場合、例えば色診断の結果を管理したり、他のユーザと共有したりすることが容易になる。
The
上記の実施形態では、色見本は、水稲の葉色を診断するための葉色カラースケールであるものとしたが、これに限るものではなく、他の比色板を電子的に表示するものとしてもよい。具体的には、例えば色見本を、水質検査のときの残留塩素量測定用のカラースケールとすることもできる。また、本発明の色診断用頭部装着型表示装置又は色診断用表示装置は、上述したような農業分野だけではなく、環境・資源分野、工業分野、医療分野等のあらゆる分野の色診断に適用可能である。 In the above embodiment, the color sample is a leaf color scale for diagnosing the leaf color of paddy rice, but the present invention is not limited to this, and other colorimetric plates may be electronically displayed. .. Specifically, for example, a color sample can be used as a color scale for measuring the amount of residual chlorine at the time of water quality inspection. Further, the head-mounted display device for color diagnosis or the display device for color diagnosis of the present invention is used not only for the agricultural field as described above, but also for color diagnosis in all fields such as the environment / resource field, the industrial field, and the medical field. Applicable.
色見本画像を表示する構成は、必ずしもウェアラブル型デバイスに限定されない。例えば、農業用トラクタのキャビンのフロントガラスに色見本の画像、及び／又は診断対象物の映像を投影装置が投影により表示することとしてもよい。 The configuration for displaying the color sample image is not necessarily limited to the wearable device. For example, the projection device may display an image of a color sample and / or an image of a diagnostic object on the windshield of the cabin of an agricultural tractor by projection.
色見本の画像、及び／又は診断対象物の映像の投影方式は、上述したような虚像投影方式に限るものではなく、ユーザの網膜に直接結像する網膜投影方式を採用することもできる。 The projection method of the image of the color sample and / or the image of the diagnostic object is not limited to the virtual image projection method as described above, and a retinal projection method that directly forms an image on the user's retina can also be adopted.
２２ 撮像素子
２５ 診断対象物表示用信号生成部
５０ ゴーグル型ヘッドセット（色診断用表示装置）
５２ ディスプレイ（画像表示部）
５３ ディスプレイ（画像表示部）
５６ 光学的環境推定部
５７ 記憶部
５８ 色見本表示用信号生成部
６５ 診断対象物表示用信号生成部
７０ ゴーグル型ヘッドセット（色診断用表示装置）
22
52 Display (image display unit)
53 Display (image display unit)
56 Optical
Claims (1)
前記撮像素子で得られた撮像信号の色信号に基づいて、外界の光源の色温度を推定する色温度推定部と、
想定される所定の色温度の光源下で作成された色見本を記憶する記憶部と、
前記色温度推定部で推定された色温度を、前記所定の色温度に近づけるように、前記撮像素子で得られた撮像信号の各色信号の利得を調整することにより、外界での光源下での前記診断対象物の撮影により前記撮像素子から得られた撮像信号が、前記色見本の作成時に想定された前記所定の色温度の光源下で前記診断対象物を撮影する場合に前記撮像素子から仮想的に得られる撮像信号に近づくように、前記診断対象物の映像を表示させるための診断対象物調整表示用信号を生成する診断対象物表示用信号生成部と、
前記診断対象物調整表示用信号に基づいて前記診断対象物の映像を表示するのと同時に、前記色見本の画像を表示することが可能な画像表示部と、
を備えることを特徴とする色診断用表示装置。 An image sensor that captures images of objects to be diagnosed in the outside world,
A color temperature estimation unit that estimates the color temperature of a light source in the outside world based on the color signal of the image pickup signal obtained by the image pickup element.
A storage unit that stores a color sample created under a light source with an assumed predetermined color temperature, and a storage unit.
By adjusting the gain of each color signal of the image pickup signal obtained by the image pickup element so that the color temperature estimated by the color temperature estimation unit approaches the predetermined color temperature, under a light source in the outside world. The image pickup signal obtained from the image pickup element by photographing the diagnosis object is virtual from the image pickup element when the diagnosis object is photographed under the light source of the predetermined color temperature assumed at the time of creating the color sample. A diagnostic object display signal generation unit that generates a diagnostic object adjustment display signal for displaying an image of the diagnostic object so as to approach the image pickup signal obtained .
An image display unit capable of displaying an image of the diagnostic object at the same time as displaying an image of the diagnostic object based on the diagnostic object adjustment display signal, and an image display unit capable of displaying an image of the color sample.
A display device for color diagnosis, which comprises.
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