JPH05161133A - 遠隔共同観察装置 - Google Patents

遠隔共同観察装置

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JPH05161133A
JPH05161133A JP3322188A JP32218891A JPH05161133A JP H05161133 A JPH05161133 A JP H05161133A JP 3322188 A JP3322188 A JP 3322188A JP 32218891 A JP32218891 A JP 32218891A JP H05161133 A JPH05161133 A JP H05161133A
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JP
Japan
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image
observation station
display device
observer
mobile
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Pending
Application number
JP3322188A
Other languages
English (en)
Inventor
Shohei Sugawara
昌平 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP3322188A priority Critical patent/JPH05161133A/ja
Publication of JPH05161133A publication Critical patent/JPH05161133A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、視差の発生を解決し、遠隔観察者
と移動観察者とが円滑に協同作業を遂行できるようにす
る遠隔共同観察装置を提供することを目的としている。 【構成】 本発明に用いる透過型頭部装着撮影表示装置
として、表示映像重畳用に設置されていたハーフミラー
装置に対し、当該ハーフミラー装置をはさんで表示装置
と対称の位置に、ハーフミラー装置の方向に向けて撮影
装置を配置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直視映像に指示映像を
重畳表示する方法を用いた透過型頭部装着撮影表示装置
において、特に装着者の観察する映像と同じ映像を撮影
可能とすることで、装着者と遠隔地の観察者が同じ映像
を用いて観察する事により、両者の共同作業を実現する
遠隔共同観察装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】直視映像にコンピュータの生成する画像
を重畳表示する透過型頭部装着表示撮影装置としては、
古くは米国E.I.Sutherland氏が1968年にAFIPS
(American Federation for Information Processing So
cieties;米国情報処理学会連合会)Fall joint Compute
rConferenceにおいて発表したものが知られている。
【0003】この装置は、ハーフミラー装置と小型CR
T装置とからなり、CRT装置の表示面映像を、眼球の
前に設置したハーフミラー装置により観察者の視野に重
畳表示する。とくに両眼に同じ装置を設置し、左右のC
RT装置に各々コンピュータの生成した両眼立体視映像
の左眼映像と右眼映像とを表示することで、立体映像を
重畳することを目的としている。
【0004】透過型頭部装着撮影表示装置で、装着者の
視野映像を獲得する技術としては、装着者の頭頂部に広
角カメラを設置する方式や装着者の視線方向と連動して
動く小型カメラを付加する方式が開発されている。これ
らの方式は、カメラの光軸が装着者の眼球の光軸と一致
しないため特に遠隔共同観察装置として利用するとき、
遠隔観察者と移動観察者の間で視差が発生するという問
題点があった。
【0005】図7は従来の透過型頭部装着撮影表示装置
の動作を示す図である。ハーフミラー装置1−1と表示
装置1−2とより構成され、外部よりの入射光1−3、
外部よりの入射光1−3がハーフミラー装置1−1を透
過した透過光1−4、表示装置よりの入射光1−5、表
示装置よりの入射光がハーフミラー装置1−1により反
射した反射光(鏡像)1−6とすると、装着者の眼球1
−7には「外部映像」(透過光1−4)と「表示映像の
鏡像」(反射光1−6)との和が観察される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、遠隔観察者と移動観察者との夫々が観察す
る映像の間に視差が発生する点である。両者が遠方の景
色を観察するだけの用途であれば、視差の発生は問題と
ならないが、数メートル程度の距離にある物体の共同観
察を行いながら作業をする場合、互いに相手に対し視野
映像の中の一点を指示したり、視野映像の特定の部分に
指示データを表示する必要がある。
【0007】このような指示のための映像の表示座標
を、両者がそれぞれ自分の見ている視野映像を用いて決
定し、指示映像を重畳表示した場合、視差が存在すると
相手の視野映像中では視差の量だけずれた場所に表示さ
れてしまう。
【0008】本発明は、上記の視差の発生を解決し、遠
隔観察者と移動観察者とが円滑に協同作業を遂行できる
ようにする遠隔共同観察装置を提供することを目的とし
ている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に用いる透過型頭部装着撮影表示装置は、従
来の透過型頭部装着撮影表示装置において表示映像重畳
用に設置されたハーフミラー装置に対し、当該ハーフミ
ラー装置をはさんで表示装置と対称の位置に、ハーフミ
ラー装置の方向に向けて撮影装置を配置することを特徴
とする。
【0010】図1は本発明の原理説明図である。図中の
符号1−1はハーフミラー装置、1−2は表示装置、1
−3は入射光、1−4は透過光、1−5は入射光、1−
6は反射光、1−7は眼球、2−1は撮影装置、2−2
は反射光、2−3は透過光を表している。図2は図1を
説明のため拡大したものである。
【0011】以下図1と図2とを用いて説明する。ハー
フミラー装置1−1はプラスチックまたはガラスなどの
透明な薄板の片側に反射膜を形成してあり、反射膜面は
両面とも鏡として作用するが、極めて薄いため屈折等の
作用は無視できる。図2において、平面平行物体での屈
折の性質より、外部からの入射光1−3の透過光1−4
の出射角Bは入射角Aと等しく、一方表示装置からの入
射光1−5のハーフミラー装置による反射光1−6が透
過光1−4と重なって観察されることから、表示装置よ
りの入射光1−5の反射角B′は出射角Bと等しい。
【0012】反射の原理から角B′は入射角Cと等しい
から、角C=角B′=角B=角Aである。平行平面物体
での屈折の性質から角α=角β、入射光1−3の膜面で
の反射角γ′は反射の法則から角γ′=角βである。一
方角Cは角Aと等しいから入射光1−5の屈折角γは角
αと等しい。よって角γ=角γ′となり、反射光2−2
と透過光2−3との光路は重なる。すなわち撮影装置2
−1はハーフミラー装置により反射した「外部映像の鏡
像」と「表示映像」の和すなわち「「外部映像」と「表
示映像の鏡像」の和」の鏡像を撮影し、しかも両者の相
対位置関係は眼球1−7の観察する映像と全く同じにな
る。この結果撮影装置2−1は眼球1−7の観察する映
像の鏡像を撮影することができる。
【0013】
【作用】本発明においては、透過型頭部装着撮影表示装
置において、表示映像重畳用ハーフミラー装置が両面と
も半透過鏡として利用可能な特性を有することを利用
し、ハーフミラー装置の裏面で反射する、外部より装着
者の眼球方向へ向かう入射光すなわち装着者の視野映像
を撮影装置により撮影する。この場合、撮影装置は視野
映像に表示装置映像が重畳した映像すなわち装着者が実
際に観察する映像の鏡像を撮影することになる。
【0014】
【実施例】図3は、移動観察者が装着する移動観察局装
置を示す。図中の符号10は移動観察局装置を表してい
る。当該移動観察局装置10は、頭部に装着する固定部
11、表示面を下方向に向けて左目の上方に設置した液
晶ディスプレイ装置12、液晶ディスプレイ装置12の
表示面映像を装着者に対し見かけ上1メートルの距離に
結像させるためのフレネルレンズ13、ディスプレイ装
置に対し45度の角度で左目の前方に設置したハーフミ
ラー装置14、同じく装着者の正面方向から装着者の左
眼球に入射する外部の映像のうち、ハーフミラー装置1
4により下方向に反射した映像を撮影するため、左目の
下方に上方向をむけて固定された撮影装置15、固定観
察局装置から送られてくる音声信号を出力するための小
型スピーカ16、移動観察者の音声を収集する小型マイ
クロホン17、固定観察局装置との接続の制御および撮
影装置15の撮影した映像および小型マイクロホン17
の収集した音声をTV信号として固定観察局装置に送信
し固定観察局装置から受信した指示TV信号のうち映像
信号を液晶ディスプレイ装置12に供給し音声信号を小
型スピーカ16に供給するインタフェース装置18、固
定観察局装置と接続する送受信用同軸ケーブル19から
なる。
【0015】図4は固定観察局装置を示す。当該固定観
察局装置20は、TV映像信号を表示するディスプレイ
装置21、反射鏡22により固定観察者の手の映像の鏡
像を指示映像として撮影するカメラ装置23、音声を収
集するためのマイクロホン24、移動観察者の音声を出
力するためのスピーカ25、移動観察局装置から受信し
たTV信号のうち映像信号をビデオ効果回路により鏡像
変換してディスプレイ装置21に供給し音声信号をスピ
ーカ25に供給しマイクロホン24の収集した音声信号
およびカメラ装置23の撮影した指示映像をTV信号と
して移動観察局装置に送信するインタフェース装置2
6、移動観察局装置と接続する送受信用同軸ケーブル1
9からなる。
【0016】図5は移動観察者が観察する映像を表す。
外部の映像30に固定観察局から送られてきた指示映像
31が重なって観察される。図6は同じく固定観察者の
観察状況を示す図である。ディスプレイ装置21には移
動観察者の視野映像が表示されている。この映像は移動
観察局装置においてハーフミラー装置14で反射した外
部映像に液晶ディスプレイ装置12の表示する指示映像
が重畳したものを撮影して得られた映像である。
【0017】作用の項において述べたように、移動観察
者は表示映像の鏡像を観察するが、固定局装置の指示映
像撮影用カメラ装置23は反射鏡22により一度反射し
た鏡像を撮影しているため、移動観察者においては正し
い表示映像を観察することが可能となる。また移動観察
局の撮影装置15は移動観察者の観察する映像の鏡像を
撮影するが、固定観察局装置のインタフェース装置26
において鏡像変換するため、固定観察局装置のディスプ
レイ装置21には正しい映像が表示される。
【0018】なお、本発明では移動局の頭部装着撮影表
示装置を片目にのみ設置したが、両目に設置すること
で、両眼立体視映像を撮影し固定観察者に送信すること
が可能である。さらに固定観察局装置のカメラ装置を両
眼立体視カメラにすれば固定観察者の指示映像を立体映
像として重畳表示することも可能である。
【0019】また本実施例においては指示映像として固
定観察者の映像を用いたが計算機により生成した映像を
用いる、あるいは移動局の表示装置において文字、図形
の生成能力を有する場合は、固定局より映像データを送
るかわりに、文字/図形の表示コードデータを送ること
も可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、透過型頭部装着撮影表
示装置を用いて遠隔共同監視を行う場合に、移動観察者
と固定観察者が全く同じ映像を観察することが可能とな
り、互いに映像内の任意の点を指定して指示を行う等の
共同作業を実行するに当たり、指示の精度が向上し作業
の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】図1を拡大した図である。
【図3】本発明の一実施例である移動観察局装置を示
す。
【図4】本発明の一実施例である固定観察局装置を示
す。
【図5】移動観察局装置における観察者が観察する映像
を示す図である。
【図6】固定観察局装置における観察者が観察する映像
を示す図である。
【図7】従来の場合の説明図である。
【符号の説明】
1−1 ハーフミラー装置 1−2 表示装置 1−3 入射光 1−4 透過光 1−5 入射光 1−6 反射光 1−7 眼球 2−1 撮影装置 2−2 反射光 2−3 透過光 10 移動観察局装置 11 固定部 12 液晶ディスプレイ装置 13 フレネルレンズ 14 ハーフミラー装置 15 撮影装置 16 小型スピーカ 17 小型マイクロホン 18 インタフェース装置 19 送受信用同軸ケーブル 20 固定観察局装置 21 ディスプレイ装置 22 反射鏡 23 カメラ装置 24 マイクロホン 25 スピーカ 26 インタフェース装置 30 外部の映像 31 指示映像

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察者の頭部に装着する形状を有し、 観察者の眼球の直前に斜めに設置したハーフミラー装
    置、 および該ハーフミラー装置の方向に表示面を向け、ハー
    フミラー装置により反射した表示面映像が観察者の眼球
    により観察できるように設置した表示装置を有し、 観察者に対し、ハーフミラー装置を透過した外部映像に
    ハーフミラー装置で反射した表示装置映像が重畳した視
    野映像を提供すると共に、 該ハーフミラー装置に対し表示装置と向かい合う位置に
    設置した撮影装置により、該ハーフミラー装置を透過し
    た表示装置映像にハーフミラー装置で反射した外部映像
    が重畳した映像を撮影する機能を有する透過型頭部装着
    撮影表示装置によって構成されたことを特徴とする遠隔
    共同観察装置。
  2. 【請求項2】 移動観察局装置と固定観察局装置からな
    る遠隔共同観察装置であって、 移動観察局装置と固定観察局装置とは、移動観察局装置
    から固定観察局装置へTV映像信号を送信し、固定観察
    局装置から移動観察局装置へ指示データまたは指示TV
    映像信号を送信する映像/データ通信網により相互に接
    続され、 移動観察局装置は、頭部装着撮影表示装置と、その撮影
    したTV映像信号を固定観察局装置に送信し、固定観察
    局装置から受信した指示データまたは指示TV映像信号
    を表示信号に変換して該頭部装着撮影表示装置の有する
    表示装置に供給する通信網インタフェース装置との2つ
    の装置よりなり、 固定観察局装置は移動観察局装置より送られてくるTV
    映像信号を表示する表示装置、および固定観察者より移
    動観察者に対しての指示を指示データに変換する指示装
    置、および移動観察局装置から送られてくる映像信号を
    受信し、TV映像信号に変換して表示装置に供給し、指
    示装置から供給される指示データまたは指示TV映像信
    号を移動観察局装置に送信する通信網インタフェース装
    置の3つの装置よりなり、 上記移動観察局装置と固定観察局装置とからなることを
    特徴とする遠隔共同観察装置。
JP3322188A 1991-12-06 1991-12-06 遠隔共同観察装置 Pending JPH05161133A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033756A (ja) * 2002-10-15 2005-02-03 Fuji Xerox Co Ltd 第1の位置から、第2の位置に配置されたターゲットへ注釈付けをする方法、装置、及びシステム
JP2008124795A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Konica Minolta Holdings Inc 遠隔作業支援システム、及びその表示方法

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