JPH05208393A - ディスプレイ付ヘルメット - Google Patents
ディスプレイ付ヘルメットInfo
- Publication number
- JPH05208393A JPH05208393A JP4015745A JP1574592A JPH05208393A JP H05208393 A JPH05208393 A JP H05208393A JP 4015745 A JP4015745 A JP 4015745A JP 1574592 A JP1574592 A JP 1574592A JP H05208393 A JPH05208393 A JP H05208393A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 人間の視線の動きに追従した画像が得られる
ディスプレイ付ヘルメットを提供する。 【構成】 視線方向を測定する眼球運動測定装置と視線
方向の情報を受けて画像を作り出す画像処理装置および
この画像を投影する画像表示器とを備えた構成とする。
ディスプレイ付ヘルメットを提供する。 【構成】 視線方向を測定する眼球運動測定装置と視線
方向の情報を受けて画像を作り出す画像処理装置および
この画像を投影する画像表示器とを備えた構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉内や不衛生な場
所など人間の進入が困難な環境における視覚情報を人間
に与えるのに適した画像表示装置である。
所など人間の進入が困難な環境における視覚情報を人間
に与えるのに適した画像表示装置である。
【０００２】
【従来の技術】従来ディスプレイ付きヘルメットは、航
空機パイロットやその訓練を行うフライトシュミレ−タ
の訓練者が、航空機の航行に必要な高度、姿勢等の情報
をパイロットの眼前に表示させて外界の景色と重ねあわ
せて見るために使用されていた。最近は、この技術を航
空機以外の分野にも転用することが考えられ、ヘルメッ
ト装着者がその場から離れた場所、たとえば原子炉内な
どに設置したカメラの映像、を見ることができるように
してこの映像を見ながら遠隔操作するなどの提案がなさ
れている。このような技術としては、例えば、特開昭６
１−２０９８８９号「視覚情報提示方法及び装置」があ
り、このなかではヘルメット装着者の頭の動きを測定し
てこれに追従した画像を表示するようにしている。
空機パイロットやその訓練を行うフライトシュミレ−タ
の訓練者が、航空機の航行に必要な高度、姿勢等の情報
をパイロットの眼前に表示させて外界の景色と重ねあわ
せて見るために使用されていた。最近は、この技術を航
空機以外の分野にも転用することが考えられ、ヘルメッ
ト装着者がその場から離れた場所、たとえば原子炉内な
どに設置したカメラの映像、を見ることができるように
してこの映像を見ながら遠隔操作するなどの提案がなさ
れている。このような技術としては、例えば、特開昭６
１−２０９８８９号「視覚情報提示方法及び装置」があ
り、このなかではヘルメット装着者の頭の動きを測定し
てこれに追従した画像を表示するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の視覚情報提示装
置では、ヘルメット装着者の姿勢情報として頭の動きを
測定し、その動きに合わせて画像を変動させることによ
り、ヘルメット装着者に対してその画像があたかも本人
自身の目で見ているように感じさせることができる。し
かし、人の目は、正面を向いているとは限らず、頭を正
面にむけたまま視線だけを左右に動かすことがある。こ
の場合頭の動きに画像を追従させる従来の方法では、視
線の動きについては追従できないためヘルメット装着者
は見たい方向に必ず頭を回さなければならず、不便であ
るとともに長時間使用すると疲れるなどの問題があっ
た。
置では、ヘルメット装着者の姿勢情報として頭の動きを
測定し、その動きに合わせて画像を変動させることによ
り、ヘルメット装着者に対してその画像があたかも本人
自身の目で見ているように感じさせることができる。し
かし、人の目は、正面を向いているとは限らず、頭を正
面にむけたまま視線だけを左右に動かすことがある。こ
の場合頭の動きに画像を追従させる従来の方法では、視
線の動きについては追従できないためヘルメット装着者
は見たい方向に必ず頭を回さなければならず、不便であ
るとともに長時間使用すると疲れるなどの問題があっ
た。
【０００４】本発明は、このような問題を解決し、より
いっそう肉眼観察に近い形の画像を提供して臨場感あふ
れる画像が見られるようにすることを目的とする。
いっそう肉眼観察に近い形の画像を提供して臨場感あふ
れる画像が見られるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
になされた第一の発明のディスプレイ付ヘルメットは、
（ａ）ヘルメット装着者の視線方向を測定するための眼
球運動測定装置と、（ｂ）この眼球運動測定装置からの
視線に関する情報に応じてヘルメット装着者が観察する
画像を作成する画像処理装置と、（ｃ）この画像処理装
置により作成した画像をヘルメット装着者の眼前に表示
するための画像表示器とを備えたことを特徴とする。
になされた第一の発明のディスプレイ付ヘルメットは、
（ａ）ヘルメット装着者の視線方向を測定するための眼
球運動測定装置と、（ｂ）この眼球運動測定装置からの
視線に関する情報に応じてヘルメット装着者が観察する
画像を作成する画像処理装置と、（ｃ）この画像処理装
置により作成した画像をヘルメット装着者の眼前に表示
するための画像表示器とを備えたことを特徴とする。
【０００６】また、第二の発明のディスプレイ付ヘルメ
ットは、（ａ）ヘルメット装着者の視線を測定するため
の眼球運動測定装置と、（ｂ）前記眼球運動測定装置と
ヘルメット装着者の両眼間の距離とからヘルメット装着
者の焦点距離を測定する手段と、（ｃ）この眼球運動測
定装置からの視線に関する情報に応じてヘルメット装着
者が観察する画像を作成する画像処理装置と、（ｄ）こ
の画像処理装置により作成した画像をヘルメット装着者
の眼前において、前記焦点距離測定手段により測定され
た焦点距離位置に結像するための画像表示器とを備えた
ことを特徴とする。
ットは、（ａ）ヘルメット装着者の視線を測定するため
の眼球運動測定装置と、（ｂ）前記眼球運動測定装置と
ヘルメット装着者の両眼間の距離とからヘルメット装着
者の焦点距離を測定する手段と、（ｃ）この眼球運動測
定装置からの視線に関する情報に応じてヘルメット装着
者が観察する画像を作成する画像処理装置と、（ｄ）こ
の画像処理装置により作成した画像をヘルメット装着者
の眼前において、前記焦点距離測定手段により測定され
た焦点距離位置に結像するための画像表示器とを備えた
ことを特徴とする。
【０００７】なお、以上の構成において「ヘルメット」
は頭部全体を覆うものだけでなく、頭部に装着して固定
できるもの一般を指しており、例えば固定バンドで頭部
に巻き付けたりするものでもよい。
は頭部全体を覆うものだけでなく、頭部に装着して固定
できるもの一般を指しており、例えば固定バンドで頭部
に巻き付けたりするものでもよい。
【０００８】
【作用】第一の発明にかかる構成を備えたヘルメットで
は、眼球運動測定装置によりヘルメット装着者の眼球の
動きが検出され、視線がどの方向を向いているかが解析
される。なお、この眼球運動に加えて従来の装置と同様
に頭部の動きを検出していればこれらを総合的に解析す
ることもできる。この眼球運動測定装置によって解析さ
れた視線についての情報は、画像処理装置に伝達され
る。
は、眼球運動測定装置によりヘルメット装着者の眼球の
動きが検出され、視線がどの方向を向いているかが解析
される。なお、この眼球運動に加えて従来の装置と同様
に頭部の動きを検出していればこれらを総合的に解析す
ることもできる。この眼球運動測定装置によって解析さ
れた視線についての情報は、画像処理装置に伝達され
る。
【０００９】画像処理装置では、視線に関する情報を受
け、ヘルメット装着者の観察したい視線方向の画像を作
り出す。このときの画像は、視線方向に追従して動くカ
メラにより撮影された画像が一般的であるがこれに限ら
ず、ヘルメット装着者の用途に応じて見易いように加工
された画像でもよい。画像処理装置により作られた画像
は、画像表示器によりヘルメット装着者の眼前に備えた
ハ−フミラ−などのディスプレ−に投影され、ヘルメッ
ト装着者は視線方向の所望の画像を見るようになる。
け、ヘルメット装着者の観察したい視線方向の画像を作
り出す。このときの画像は、視線方向に追従して動くカ
メラにより撮影された画像が一般的であるがこれに限ら
ず、ヘルメット装着者の用途に応じて見易いように加工
された画像でもよい。画像処理装置により作られた画像
は、画像表示器によりヘルメット装着者の眼前に備えた
ハ−フミラ−などのディスプレ−に投影され、ヘルメッ
ト装着者は視線方向の所望の画像を見るようになる。
【００１０】このようにしてヘルメット装着者は、自ら
の視線の動きに追従した画像を見ることができて、臨場
感あふれる画像を提供されることとなる。
の視線の動きに追従した画像を見ることができて、臨場
感あふれる画像を提供されることとなる。
【００１１】第二の発明にかかる構成を備えたヘルメッ
トでは、眼球運動測定装置によりヘルメット装着者の眼
球の動きを検出し、視線がどの方向を向いているかを解
析するとともに、この者の両眼間の距離を測定すること
によって眼球の焦点距離が求められる。
トでは、眼球運動測定装置によりヘルメット装着者の眼
球の動きを検出し、視線がどの方向を向いているかを解
析するとともに、この者の両眼間の距離を測定すること
によって眼球の焦点距離が求められる。
【００１２】一方、眼球運動測定装置からの視線の情報
を受けて画像処理装置で作られた画像は、第一の発明と
同じくヘルメット装着者の眼前に表示するための画像表
示器により投影されるのであるが、このときあらかじめ
求めてあった焦点距離の値に応じて画像表示器を調整
し、画像を眼球の焦点距離と同じ位置に結像させる。こ
のようにすることで遠近感をともなった画像になり、さ
らに現実感が増すことになる。
を受けて画像処理装置で作られた画像は、第一の発明と
同じくヘルメット装着者の眼前に表示するための画像表
示器により投影されるのであるが、このときあらかじめ
求めてあった焦点距離の値に応じて画像表示器を調整
し、画像を眼球の焦点距離と同じ位置に結像させる。こ
のようにすることで遠近感をともなった画像になり、さ
らに現実感が増すことになる。
【００１３】
【実施例】第一の発明の一実施例であるディスプレイ付
ヘルメットを図１及び図２により説明する。図１、２に
示すとおり本実施例は、カメラ１と眼球運動情報処理装
置２とからなる眼球運動測定装置３、ＣＲＴ装置４、光
学系５、ハ−フミラ−６からなる画像表示器７、および
画像処理装置８から主に構成される。
ヘルメットを図１及び図２により説明する。図１、２に
示すとおり本実施例は、カメラ１と眼球運動情報処理装
置２とからなる眼球運動測定装置３、ＣＲＴ装置４、光
学系５、ハ−フミラ−６からなる画像表示器７、および
画像処理装置８から主に構成される。
【００１４】ヘルメット装着者の眼球運動は、ハ−フミ
ラ−６を通してカメラ１で撮影され、その瞳孔の向きか
ら眼球運動情報処理装置２によって視線方向が検出され
る。検出された視線についての情報は画像処理装置８に
送られる。画像処理装置８ではヘルメット装着者の視線
方向の情景に対応した画像を作成する。続いてこの作成
された画像は、ＣＲＴ装置４、光学系５、ハ−フミラ−
６からなる画像表示器７を介して装着者の目に写し出さ
れる。
ラ−６を通してカメラ１で撮影され、その瞳孔の向きか
ら眼球運動情報処理装置２によって視線方向が検出され
る。検出された視線についての情報は画像処理装置８に
送られる。画像処理装置８ではヘルメット装着者の視線
方向の情景に対応した画像を作成する。続いてこの作成
された画像は、ＣＲＴ装置４、光学系５、ハ−フミラ−
６からなる画像表示器７を介して装着者の目に写し出さ
れる。
【００１５】画像処理装置で作成される画像の最も簡単
な場合の例としては、単に視線方向に追従させて動かし
たカメラからの撮影像を写し出す場合である。さらに、
ヘルメット装着者の用途によっては人為的に加工された
画像を提供することもできる。たとえば、視線方向のあ
る狭い視野範囲のみ精密画像とし、その周囲は荒い画像
として表示させる。このようにすると必要箇所以外の部
分は精密画像処理をしなくて済むことから画像処理速度
が早くなり、情景表示の応答が早くなる。
な場合の例としては、単に視線方向に追従させて動かし
たカメラからの撮影像を写し出す場合である。さらに、
ヘルメット装着者の用途によっては人為的に加工された
画像を提供することもできる。たとえば、視線方向のあ
る狭い視野範囲のみ精密画像とし、その周囲は荒い画像
として表示させる。このようにすると必要箇所以外の部
分は精密画像処理をしなくて済むことから画像処理速度
が早くなり、情景表示の応答が早くなる。
【００１６】次に、第二の発明の一実施例であるディス
プレイ付ヘルメットを図３、図４、図５及び図６により
説明する。
プレイ付ヘルメットを図３、図４、図５及び図６により
説明する。
【００１７】図３、図４は、眼球運動測定装置とヘルメ
ット装着者の両眼間の長さから焦点距離を求める例であ
る。
ット装着者の両眼間の長さから焦点距離を求める例であ
る。
【００１８】この眼球運動測定装置では、眼の前に取り
付けたカメラ１によりヘルメット装着者の眼球を撮影
し、瞳孔の中心位置を見つけることにより視線方向を求
める。まず、ヘルメット装着者が正面の無限遠点を見て
いる時の眼球をカメラで撮影し、このときの瞳孔中心を
原点とする。次に、ヘルメット装着者が任意の位置を見
たときの瞳孔中心の変位をｘとすると、次式（１）の関
係から視線方向の変位角θを求めることができる。
付けたカメラ１によりヘルメット装着者の眼球を撮影
し、瞳孔の中心位置を見つけることにより視線方向を求
める。まず、ヘルメット装着者が正面の無限遠点を見て
いる時の眼球をカメラで撮影し、このときの瞳孔中心を
原点とする。次に、ヘルメット装着者が任意の位置を見
たときの瞳孔中心の変位をｘとすると、次式（１）の関
係から視線方向の変位角θを求めることができる。
【００１９】sin θ＝ｘ／ｄ ……（１） ｄ：眼球
の角膜から網膜までの距離 この操作を左右の眼についてそれぞれ水平および垂直方
向に対して行うことによって、左眼の視線方向変位角の
水平成分θLX、垂直成分θLY、および右眼の視線方向変
位角の水平成分θRX、垂直成分θRYが求まる。
の角膜から網膜までの距離 この操作を左右の眼についてそれぞれ水平および垂直方
向に対して行うことによって、左眼の視線方向変位角の
水平成分θLX、垂直成分θLY、および右眼の視線方向変
位角の水平成分θRX、垂直成分θRYが求まる。
【００２０】なお、眼球運動の測定には、眼球が電気的
には電気双極子であることを利用して眼球の電位測定に
より視線方向を検出するエレクトロオキュログラフィ
（ELECTRO-OCULOGRAPHY : ＥＯＧ）を用いてもよい。
には電気双極子であることを利用して眼球の電位測定に
より視線方向を検出するエレクトロオキュログラフィ
（ELECTRO-OCULOGRAPHY : ＥＯＧ）を用いてもよい。
【００２１】さらに、ヘルメット装着者の眼球の焦点距
離ｌは、両眼間の距離ａが既知であるので（２）式によ
って求められる。
離ｌは、両眼間の距離ａが既知であるので（２）式によ
って求められる。
【００２２】 ｌ＝ｆ（θLX、θLY、θRX、θRY、ａ） ……（２） 例えば、図４のような二次元の例では（３）式から求め
られる。
られる。
【００２３】 ｌ×（tan θLX＋tan θRX）＝ａ ……（３） この方法で求められた焦点距離ｌについての情報は、図
５、図６に示すように画像表示器７に送られる。画像表
示器７では、画像処理装置８から送られる画像をヘルメ
ット装着者の眼前にあるハ−フミラ−６に投影するので
あるが、この際に上記方法で求めた焦点距離の値によ
り、画像表示器７に内蔵されている光学系５またはＣＲ
Ｔ装置４を自動制御して、投影すべき画像をヘルメット
装着者の眼球の焦点位置に結像させる。
５、図６に示すように画像表示器７に送られる。画像表
示器７では、画像処理装置８から送られる画像をヘルメ
ット装着者の眼前にあるハ−フミラ−６に投影するので
あるが、この際に上記方法で求めた焦点距離の値によ
り、画像表示器７に内蔵されている光学系５またはＣＲ
Ｔ装置４を自動制御して、投影すべき画像をヘルメット
装着者の眼球の焦点位置に結像させる。
【００２４】このようにすることで、ヘルメット装着者
の見たい焦点距離の画像が提供できる。
の見たい焦点距離の画像が提供できる。
【００２５】以上の操作により、ヘルメット装着者の眼
球運動に追従して焦点の変化する、遠近感をも含んだ現
実感あふれる画像が提供できるようになる。
球運動に追従して焦点の変化する、遠近感をも含んだ現
実感あふれる画像が提供できるようになる。
【００２６】
【発明の効果】第一の発明のディスプレイ付ヘルメット
を用いることにより、ヘルメット装着者はその視線に追
随して作成された画像を見ることが可能になる。これに
より従来のディスプレイ付ヘルメットのように頭を回転
させて視線を移すに必要がなくなり、長時間の使用によ
る疲労が減るとともに臨場感あふれる画像が得られる。
さらに、その画像において必要な視野以外の画像を粗く
するなどの処理を施すことで画像処理速度を向上するこ
ともできる。
を用いることにより、ヘルメット装着者はその視線に追
随して作成された画像を見ることが可能になる。これに
より従来のディスプレイ付ヘルメットのように頭を回転
させて視線を移すに必要がなくなり、長時間の使用によ
る疲労が減るとともに臨場感あふれる画像が得られる。
さらに、その画像において必要な視野以外の画像を粗く
するなどの処理を施すことで画像処理速度を向上するこ
ともできる。
【００２７】第二の発明のディスプレイ付ヘルメットを
用いることにより、ヘルメット装着者が自己の意思で画
像の焦点距離を前後に変動することができ、第一の発明
の効果に加えてさらに遠近感をも含んだ画像が得られ
る。
用いることにより、ヘルメット装着者が自己の意思で画
像の焦点距離を前後に変動することができ、第一の発明
の効果に加えてさらに遠近感をも含んだ画像が得られ
る。
【図１】第一の発明の一実施例であるディスプレイ付ヘ
ルメットのブロック図。
ルメットのブロック図。
【図２】第一の発明の一実施例であるディスプレイ付ヘ
ルメットのシステム図。
ルメットのシステム図。
【図３】第二の発明の一実施例で用いられる視線方向の
測定を示す説明図。
測定を示す説明図。
【図４】第二の発明の一実施例で用いられる焦点距離の
測定を示す説明図。
測定を示す説明図。
【図５】第二の発明の一実施例であるディスプレイ付ヘ
ルメットのブロック図。
ルメットのブロック図。
【図６】第二の発明の一実施例であるディスプレイ付ヘ
ルメットのシステム図。
ルメットのシステム図。
１：カメラ ２：眼球運動情報処理装置 ３：眼球運動測定装置 ４：ＣＲＴ装置 ５：光学系 ６：ハ−フミラ− ７：画像表示器 ８：画像処理装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ２１Ｆ 7/02 8805−2Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】 ヘルメット装着者の視線方向を測定する
ための眼球運動測定装置と、この眼球運動測定装置から
出力される視線に関する情報に応じてヘルメット装着者
が観察する画像を作成する画像処理装置と、この画像処
理装置により作成された画像をヘルメット装着者の眼前
に投影する画像表示器とを備えたことを特徴とするディ
スプレイ付ヘルメット。 - 【請求項２】 前記ディスプレイ付ヘルメットにおい
て、前記眼球運動測定装置を用いてヘルメット装着者の
両眼の視線方向を測定することと、ヘルメット装着者の
両眼の間の距離を測定すること、からこの者の視線の焦
点距離を求め、この焦点距離の位置に前記画像処理装置
からの画像を結像するよう前記画像表示器を制御するこ
とを特徴としたディスプレイ付ヘルメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015745A JPH05208393A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ディスプレイ付ヘルメット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015745A JPH05208393A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ディスプレイ付ヘルメット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208393A true JPH05208393A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11897304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4015745A Pending JPH05208393A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ディスプレイ付ヘルメット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05208393A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301364A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 三次元画像表示装置 |
| JPH02297579A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-12-10 | General Electric Co <Ge> | ヘルメットに装着し得る表示装置 |
| JPH0359587A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 個人向シミュレーション装置 |
| JPH03289797A (ja) * | 1990-04-05 | 1991-12-19 | Seiko Epson Corp | ３次元表示装置 |
| JPH03289615A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Toshiba Corp | 両眼視ディスプレイ装置 |
| JPH03292093A (ja) * | 1990-04-10 | 1991-12-24 | Seiko Epson Corp | ３次元表示装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4015745A patent/JPH05208393A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301364A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 三次元画像表示装置 |
| JPH02297579A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-12-10 | General Electric Co <Ge> | ヘルメットに装着し得る表示装置 |
| JPH0359587A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 個人向シミュレーション装置 |
| JPH03289797A (ja) * | 1990-04-05 | 1991-12-19 | Seiko Epson Corp | ３次元表示装置 |
| JPH03289615A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Toshiba Corp | 両眼視ディスプレイ装置 |
| JPH03292093A (ja) * | 1990-04-10 | 1991-12-24 | Seiko Epson Corp | ３次元表示装置 |
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