JPH05241539A - 視覚情報表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハーフミラーに投影されたコンピュータ画像
を視界内の風景に重ねて見るときに、常に視界に対応し
た場所や大きさのコンピュータ画像を見ることができる
視覚情報表示装置を提供する。 【構成】 現場責任者の視線上に配置されたハーフミラ
ー５０と、現場責任者の頭部Ｈに装着され、ハーフミラ
ー５０を前記位置に保持するベースマウント１０と、現
場責任者の頭部Ｈの向き及び位置を検出するセンサ８０
と、このセンサ８０の検出結果に基づいて、現場責任者
の頭部Ｈの向き及び位置に対応した部分のコンピュータ
画像を出力するコンピュータグラフィック装置９０と、
ベースマウント１０に保持され、コンピュータグラフィ
ック装置９０が出力するコンピュータ画像を表示してハ
ーフミラー５０上に投影する液晶表示装置３０とを備え
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータグラフィ
ック装置により作成された画像を装着者の視界に重ねて
表示させることができる視覚情報表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビル等の建設予定地における竣
工後の風景を映像で表示する場合には、そのビルの竣工
予定画像をコンピュータグラフィック（以下、ＣＧと略
記する）で作成してモニタ画面上に表示するのが一般で
あり、建設予定地の作業責任者が、現場内を移動しなが
ら任意の場所で、前記ＣＧによる竣工予定画像やテレビ
ジョン画像やビデオ画像等の映像情報を見ながら建設工
事の進捗状況を把握できるようにすれば便利である。

【０００３】そこで本出願人は、視線上に配置したハー
フミラー上へＣＧによるビルの竣工予定画像やテレビジ
ョン画像やビデオ画像等の映像情報を投影させ、装着者
が肉眼で捉える風景にＣＧ、テレビジョン、ビデオ等の
映像情報を重ねて表示させることができる視覚情報表示
装置を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の装置
を使用する場合、ハーフミラー上にＣＧで作成したコン
ピュータ画像による風景映像を投影させて肉眼で捉える
風景に重ねて見させる場合、装置の使用者が頭部の向き
や位置を変えると肉眼で捉える風景も変化する。そこ
で、前記肉眼で捉える風景の変化に対応してＣＧによる
コンピュータ画像の向きや位置を変えてハーフミラー上
に投影させるようにすれば便利であることは言うまでも
ない。

【０００５】本発明は上述の点に着目してなされたもの
であり、ユーザの頭部の向きや位置が変わって肉眼で捉
える風景が変化するのに伴って、ＣＧにより作成された
ビルの竣工予定画像等のコンピュータ画像の向きや位置
を変えてハーフミラー上に投影させることができる視覚
情報表示装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、装着者の視線上に配置されたハーフミラー
と、前記装着者の頭部に装着され、前記ハーフミラーを
前記位置に保持する保持手段と、前記装着者の頭部の向
き及び位置を検出するセンサと、前記センサの検出結果
に基づいて、前記装着者の頭部の向き及び位置に対応し
た部分のコンピュータ画像を出力するコンピュータグラ
フィック装置と、前記保持手段に保持され、前記コンピ
ュータグラフィック装置が出力するコンピュータ画像を
表示して前記ハーフミラー上に投影する映像表示装置と
を備える構成とした。

【０００７】また、本発明は、前記コンピュータグラフ
ィック装置は、前記装着者の頭部の向き及び位置に対応
した部分のコンピュータ画像を各々指向性を異ならせて
出力する２つのコンピュータグラフィック装置から構成
され、前記映像表示装置は、前記各コンピュータグラフ
ィック装置が出力するコンピュータ画像を表示する２つ
の映像表示装置から構成されていることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例による視覚情報表示装置
の表示部分の概略構成を示す側面図、図２は図１中のＡ
矢視図である。尚、本実施例では建設現場において建築
中或は建築予定のビル等の完成予定画像を実際の現場の
風景に重ねて見る場合について説明する。図１において
１０は保持手段としてのベースマウントであり、図３に
示すようにヘルメットＭやヘッドバンド（図示せず）等
に取着されて建設現場の作業責任者（装着者）の頭部Ｈ
に装着されるものである。図１に示すようにこのベース
マウント１０の上面１１には、前記ヘルメットＭやヘッ
ドバンドを作業責任者の頭部Ｈに装着した際に作業責任
者の両眼Ｅの視線上に位置して作業責任者の前方を指向
するように、映像表示装置としての液晶表示装置３０，
３０が、作業責任者の視線方向Ｌにスライド可能スライ
ドフレーム２０を介して左右に１つずつ倒立状態で配設
されている。さらに、前記スライドフレーム２０の移動
範囲の最前端位置より前方のベースマウント１０には、
図１及び図２に示すように２つの透過窓１５，１５が設
けられており、各透過窓１５にはフレネルレンズ６０が
嵌着されている。

【０００９】また、図１及び図２に示すように前記ベー
スマウント１０の上面１１には反射ミラー４０が、２つ
の透過窓１５に臨み、且つベースマウント１０に対して
４５°の傾きをなすように設けられている。一方、図１
に示すようにベースマウント１０の下面１３に取着され
たＬ字片１４にはハーフミラー５０が、２つの透過窓１
５に臨むと共に前記ベースマウント１０に対して４５°
の傾きをなし、且つ前記反射ミラー４０に対して９０°
の傾きをなして作業責任者の眼Ｅの視線上に位置するよ
うに取着されている。さらに、図１に示すように前記ハ
ーフミラー５０の、作業責任者の眼Ｅ側とは反対の面に
は保持片５１が取着されており、この保持片５１によっ
て、ハーフミラー５０を透かして前記現場責任者が肉眼
で見る風景の輝度を調節するための偏光ガラス７０が、
作業責任者の視線上に位置するように着脱可能に保持さ
れている。

【００１０】尚、前記ヘルメットＭには図３に示すよう
に、例えばＧＰＳ衛星からの電波を受信する受信器や地
磁気センサ、ジャイロ等からなり、ヘルメットＭを装着
した作業責任者の頭部Ｈの向き及び位置を検出するため
のセンサ８０が設けられており、このセンサ８０は後述
するＣＧ作成用コンピュータ９０の座標設定部９１に有
線又は無線で接続されている。

【００１１】次に、前記左右の液晶表示装置３０，３０
にて映像を表示するための構成を図３に基づいて説明す
る。図３において３１は、ＮＴＳＣ方式による映像信号
を受信して前記液晶表示装置３０に表示させる受信部で
あり、空中線３２を介して例えば極超短波（ＵＨＦ）帯
域のＮＴＳＣ方式による映像信号を受信するチューナー
（図示せず）を備えている。尚、本実施例では左右の液
晶表示装置３０，３０に対応して、互いに異なる周波数
の映像信号を受信する２組のチューナーが受信部３１内
に設けられている。

【００１２】また、図３において３３は、前記受信部３
１に対応して２つ設けられる送信部であり、各送信部３
３にはＲＧＢ＝ＮＴＳＣコンバータ３４を介して、建設
中のビルやその周辺の造成工事が完了した時点を想定し
て作成したコンピュータ画像を出力する、コンピュータ
グラフィック装置としてのＣＧ作成用コンピュータ９０
が接続されている。尚、各送信部３３は互いに異なる周
波数で前記受信部３１内のチューナーへの送信を行い、
各ＣＧ作成用コンピュータ９０からは、作業責任者の左
右の眼Ｅに対応するように、互いに指向性が若干ずれた
同一部分のコンピュータ画像の信号がＲＧＢ＝ＮＴＳＣ
コンバータ３４へ夫々出力される。

【００１３】一方、２つのＣＧ作成用コンピュータ９０
には夫々図３に示すように、建設中のビルやその周辺の
造成工事が完了した時点を想定して作成したコンピュー
タ画像のデータを保持するＣＧデータ保持部９４と、前
記センサ８０の検出結果に基づいて作業責任者の頭部Ｈ
の向き及び位置を表わす座標値を設定する座標設定部９
１とが設けられている。また、各ＣＧ作成用コンピュー
タ９０は図３に示すように、前記座標設定部９１にて設
定された座標値に基づいて、前記ＣＧデータ保持部９４
に保持されたコンピュータ画像のデータから液晶表示装
置３０に出力する表示領域のデータを抽出し、且つ、抽
出された領域のコンピュータ画像の向き及び大きさを、
作業責任者の頭部Ｈの向き及び位置に対応したものに変
換すると共に、その変換されたコンピュータ画像の指向
性を左或は右側に少しずらして、作業責任者の左或は右
の眼Ｅに対応したコンピュータ画像に変換する画像変換
部９２と、変換されたコンピュータ画像のデータから背
景部分のデータを消去する背景消去部９３とを備えてい
る。そして、背景部分のデータが消去されたコンピュー
タ画像は、各ＣＧ作成用コンピュータ９０からＲＧＢ＝
ＮＴＳＣコンバータ３４へ夫々入力される。

【００１４】このため、例えば作業責任者の頭部Ｈの向
き乃至眼Ｅの視線が上下或は左右に動くと、これに呼応
して上下或は左右方向にスクロールしたコンピュータ画
像が画像変換部９２から出力され、作業責任者の頭部Ｈ
が前後方向に動くと、これに呼応して拡大或は縮小した
コンピュータ画像が画像変換部９２から出力されて、こ
の出力されたコンピュータ画像から背景部分が背景消去
部９３にて消去されてＣＧ作成用コンピュータ９０の外
部に出力される。

【００１５】このように構成された本実施例の視覚情報
表示装置では、ＣＧ作成用コンピュータ９０からの、左
眼用と右眼用のコンピュータ画像の信号が、ＲＧＢ＝Ｎ
ＴＳＣコンバータ３４においてＮＴＳＣ信号に変換され
て送信部３３から極超短波で空中に送信され、空中線３
２を介して受信部３１で受信される。そして、受信され
た映像信号による左眼用と右眼用の互いに異なるコンピ
ュータ画像がそれぞれ左右の液晶表示装置３０に倒立状
態で表示され、液晶表示装置３０に倒立状態で表示され
たコンピュータ画像はそれぞれ反射ミラー４０にて反射
され、ハーフミラー５０上に正立状態で投影される。

【００１６】この場合、作業責任者の頭部Ｈの向き及び
位置が動くと、それに応じてセンサ８０の検出結果や座
標設定部９１にて設定される座標値が変り、コンピュー
タ画像が座標変換部９２にて上下左右方向にスクロール
され或は拡大縮小されるので、液晶表示装置３０に表示
されてハーフミラー５０上に投影されるコンピュータ画
像が、作業責任者の頭部Ｈの向き及び位置、つまり眼Ｅ
の視線及び視野の変化に追従して変化する。

【００１７】また、ハーフミラー５０上に投影されるコ
ンピュータ画像の大きさはフレネルレンズ６０により拡
大され、ハーフミラー５０上に投影される左眼用と右眼
用のコンピュータ画像があたかも作業責任者の前方例え
ば１〜５ｍ先にあるように作業責任者に視認される。
尚、ハーフミラー５０を透かして肉眼で捉えられる風景
の輝度は、偏光ガラス７０の偏光度を任意に選択して保
持片５１に保持させることにより所望の輝度に設定する
ことができる。また、左右の液晶表示装置３０，３０に
て表示されてハーフミラー５０上に投影される合成画像
の焦点距離は、前記スライドフレーム２０をベースマウ
ント１０に対して前記視線方向Ｌへ移動させることによ
り適宜調整される。

【００１８】このように本実施例の視覚情報表示装置で
は、左右の眼Ｅでハーフミラー５０を目視する作業責任
者の視線の向き及び位置が変り、作業責任者が肉眼で見
る現場の風景が変わると、その肉眼で見る風景に重なる
ようにハーフミラー５０上に投影される建設中のビルや
その周辺の完成状態を表わすコンピュータ画像の内容
が、作業責任者の頭部Ｈの向き及び位置の変化に追従し
て変化するので、作業責任者の眼Ｅの視線が変わって
も、その視界に映る現場の風景に応じたコンピュータ画
像を重ねて見ることができ、一目にして竣工時のビルの
外観を認識して工事の進捗状況を的確に把握することが
できるようになる。しかも、左右の液晶表示装置３０，
３０には、作業責任者の左右の眼Ｅに対応して互いに若
干向きをずらしたコンピュータ画像がそれぞれ表示され
るので、左右の眼Ｅでハーフミラー５０を目視した作業
責任者は、建設中のビルやその周辺の完成状態を表わす
コンピュータ画像を立体的な３次元映像として見ること
ができ、より臨場感を増加させることができる。

【００１９】尚、本実施例では、互いに指向性が若干ず
れた同一部分のコンピュータ画像の信号を出力する２つ
のＣＧ作成用コンピュータ９０を設け、各ＣＧ作成用コ
ンピュータ９０からのコンピュータ画像を２つの液晶表
示装置３０，３０にて表示させる構成としたが、液晶表
示装置やＣＧ作成用コンピュータ、受信部のチューナ
ー、送信部、ＲＧＢ＝ＮＴＳＣコンバータを各１組とし
て、所謂モノラル映像を表示するものとしてもよく、左
右の眼Ｅに対応する各々指向性が異なる２つのコンピュ
ータ画像を単一のＣＧ作成用コンピュータから時分割し
て交互に出力させて、単一の液晶表示装置に表示させる
ことにより立体的な映像を見ることができるようにして
もよい。或は、単一のＣＧ作成用コンピュータから、左
右の眼Ｅに対応する各々指向性が異なる２つのコンピュ
ータ画像を重畳して出力させ、単一の液晶表示装置に表
示させた後に、この重畳された２つのコンピュータ画像
をレンティキュラレンズ等のレンズで分離してハーフミ
ラーに投影するものとしてもよい。

【００２０】また、本実施例では液晶表示装置３０，３
０を倒立状態で配設し、反射ミラー４０で反射させた後
にハーフミラー５０上に映像を投影する構成としたが、
映像を左右反転させた像で表示する液晶表示装置を用い
る場合には、反射ミラーを省略して液晶表示装置から直
接ハーフミラー上に投影する構成としてもよく、液晶表
示装置３０を２つ設ける場合には、これに対応して反射
ミラー４０及びハーフミラー５０を２つずつ設けてもよ
い。さらに、本実施例では前記ベースマウント１０に設
けた透過窓１５にフレネルレンズ６０を嵌着するものと
したが、該フレネルレンズ６０を省略してもよく、スラ
イドフレーム２０はベースマウント１０に対して前記視
線方向Ｌへ移動可能でなくてもよく、ＣＧ作成用コンピ
ュータ９０から出力されるコンピュータ画像をＮＴＳＣ
信号に変換して無線伝送するものとしたが、ＣＧ作成用
コンピュータ９０から有線で直接液晶表示装置３０に接
続してもよい。

【００２１】加えて、映像表示装置としては小型ブラウ
ン管やその他の表示装置を用いてもよいが、本実施例の
ように液晶表示装置３０，３０を用いれば、小型ブラウ
ン管やその他の表示装置に比べて重量を軽量化すること
ができ、長時間使用した場合の作業責任者の疲労度を軽
減することが可能となる。そして、本発明の視覚情報表
示装置は本実施例に示した用途以外にも種々の用途に適
用できることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、装
着者の視線上に配置されたハーフミラーと、前記装着者
の頭部に装着され、前記ハーフミラーを前記位置に保持
する保持手段と、前記装着者の頭部の向き及び位置を検
出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて、前
記装着者の頭部の向き及び位置に対応した部分のコンピ
ュータ画像を出力するコンピュータグラフィック装置
と、前記保持手段に保持され、前記コンピュータグラフ
ィック装置が出力するコンピュータ画像を表示して前記
ハーフミラー上に投影する映像表示装置とを備える構成
としたので、装着者の頭部の向きや位置が変わるのに伴
って、コンピュータグラフィック装置によるコンピュー
タ画像の向きや位置を変えてハーフミラー上に投影させ
ることができる。よって、装着者が視界内の風景に重ね
てハーフミラーに投影されたコンピュータ画像を見ると
きに、常に装着者の視界に対応した場所や大きさのコン
ピュータ画像を見ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による視覚情報表示装置の表
示部分の概略構成を示す側面図である。

【図２】図１中のＡ矢視図である。

【図３】本発明の一実施例による視覚情報表示装置の概
略構成を一部ブロックにて示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ベースマウント（保持手段） ３０ 液晶表示装置（映像表示装置） ５０ ハーフミラー ８０ センサ ９０ ＣＧ作成用コンピュータ（コンピュータグラフィ
ック装置） Ｅ 眼 Ｈ 頭部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着者の視線上に配置されたハーフミラ
   ーと、 前記装着者の頭部に装着され、前記ハーフミラーを前記
   位置に保持する保持手段と、 前記装着者の頭部の向き及び位置を検出するセンサと、 前記センサの検出結果に基づいて、前記装着者の頭部の
   向き及び位置に対応した部分のコンピュータ画像を出力
   するコンピュータグラフィック装置と、 前記保持手段に保持され、前記コンピュータグラフィッ
   ク装置が出力するコンピュータ画像を表示して前記ハー
   フミラー上に投影する映像表示装置と、 を備えたことを特徴とする視覚情報表示装置。
2. 【請求項２】 前記コンピュータグラフィック装置は、
   前記装着者の頭部の向き及び位置に対応した部分のコン
   ピュータ画像を各々指向性を異ならせて出力する２つの
   コンピュータグラフィック装置から構成され、前記映像
   表示装置は、前記各コンピュータグラフィック装置が出
   力するコンピュータ画像を表示する２つの映像表示装置
   から構成されていることを特徴とする請求項１記載の視
   覚情報表示装置。