JPH05281931A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は使用者が最も必要とする拡大／縮小
表示を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は表示手段と視点検出手段と記憶手段
と特性演算手段と表示制御手段とを備え、前記特性演算
手段が発生する相対倍率が使用者と表示対象物との距離
の増大に伴って増大する特性を持ち、かつ前記相対倍率
が該表示対象物に固有の有効範囲に適合するように算出
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用者の見たい情報を見
易く呈示する表示装置に係り、特に表示の拡大／縮小が
可能な表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばワープロを用いた文書の編集作業
やエディタを用いたプログラム作成作業において、拡大
表示を見て細部を確認する、拡大表示をさせて細部の変
更をする、縮小表示を見て文書全体のバランスを確認す
る、縮小表示をさせて見える他の離れた部分を参照する
などの作業が発生する。これらの作業を可能とするため
に、表示の拡大／縮小をマウスやキーボードなどの装置
に付属の機器を使用者が手で操作することによって行え
る表示装置が提案されている。しかしながら、この種の
装置における手による操作は繁雑であるために使用者の
疲労を増大せしめ、かつ拡大／縮小操作の間は手が塞が
るために編集・作成作業を続けることができず、作業効
率を上げることができなかった。

【０００３】一方、拡大／縮小操作を使用者の頭部の移
動で制御可能とすれば、手による作業を中断することな
く所望の表示倍率を得ることができるものと考えられ
る。使用者の頭部の位置、即ち視点位置に応じて表示倍
率が変化する装置として、仮想現実感装置のように仮想
空間における使用者の視点と該空間内の仮想物体（＝表
示対象物）の距離に応じて該仮想物体の大きさが拡大／
縮小表示される装置が提案されている。しかしながら、
この種の装置は使用者に現実感を与えることを目的に作
られており、物理世界の法則に沿った距離に反比例した
倍率での拡大／縮小を行うものであった。あるいは、テ
レビゲームに見られるように必ずしも前記距離に正しく
反比例しなくとも、少なくとも該距離の増大に応じて離
散的または連続的に表示倍率が減少するという現実を模
擬した拡大／縮小を行うものであった。

【０００４】また、特開平３−１８９６８３に見られる
情報処理装置も使用者の頭部と表示画面との距離に応じ
て表示倍率を制御するものであったが、該距離は表示画
面との距離としてのみ求められるものであり、個々の表
示対象物との距離を個別に求めるものではなかった。さ
らに、その実施例においても前記仮想現実感装置と同様
に距離の増大に応じて表示倍率が減少するという実施例
が紹介されているのみであった。

【０００５】ところが、実際の編集・作成作業において
は距離の増大に応じて表示倍率が増大する制御が有用な
場合もあり、距離の増大に応じて表示倍率が減少する従
来の装置は前記の編集・作成作業における使用者の要求
を十分に満たしているとは言い難かった。さらに、従来
の装置では表示対象物毎に個別の拡大／縮小特性を設定
することが不可能であり、全ての表示対象物が同じ特性
で拡大／縮小される、即ち文字の細かい文書も大きい文
書も拡大率が同じとなるために、例えば後者にあわせた
特性では前者の拡大率が不足してしまうという使用上の
不都合には一切配慮されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の拡大
／縮小表示可能な表示装置は、操作が繁雑で使用者の疲
労を増大する、手を塞ぐので作業効率を上げられない、
距離に応じた拡大／縮小の特性が不適当である、各表示
対象物に適合した倍率の制御がなされていないという問
題点があった。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みて成され
たものであり、その目的とするところは頭部を動かすと
いう使用者にとって自然な動作で最も必要とされる拡大
／縮小表示が得られる表示装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、表示空間内の
表示対象物を表示するための表示手段と、前記表示空間
に対する使用者の視点位置を検出する視点検出手段と、
前記表示対象物に関する情報を格納する記憶手段と、前
記視点位置及び前記表示対象物に関する情報に従って該
表示対象物の前記表示空間に対する相対倍率を算出する
特性演算手段と、前記相対倍率に従って該表示対象物を
前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備え、前記
特性演算手段は前記視点位置に対応した距離の増大に伴
って前記相対倍率を増大させることを特徴とするもので
ある。

【０００９】

【作用】上述した各手段を備えた本発明に係る表示装置
によれば、視点検出手段が使用者の視点位置を計測し、
特性演算手段が前記視点位置と記憶手段に格納される表
示対象物との距離に応じた表示倍率を発生させ、表示制
御手段が前記表示倍率でもって前記表示対象物を表示手
段に表示し、特に前記特性演算手段により発生する相対
倍率の一部もしくは全部が前記距離の増大に伴って増大
するか、または前記特性演算手段により発生する相対倍
率が前記表示対象物に固有の有効範囲に適合するように
算出されるか、あるいはその両方が行われる。

【００１０】

【実施例】本発明に係る表示装置の１実施例を図面に従
って説明する。図１は本発明に係る表示装置の全体構成
を示した図である。

【００１１】図中の１は使用者に知覚可能な表示空間に
同じく知覚可能な表示対象物を表示可能な表示手段であ
る。このとき、表示空間は実在または架空の表示空間で
あり、使用者にとって２次元の面（平面あるいは曲面）
または３次元の空間として知覚されるものである。ま
た、表示対象物は表示空間に映し出される映像であり、
使用者にとって２次元の面または３次元の立体として知
覚されるものである。なお、架空の表示空間は実在の表
示空間を模しており、実在する表示空間（例えばブラウ
ン管の表面）に映し出される表示対象物（例えば該ブラ
ウン管の表面に表示される１つのウインドウ）が視点か
らある距離に位置して見えるのと同様に、架空の表示空
間に映し出される表示対象物も視点からある距離に位置
して知覚されるように表示されるものとする。この距離
は使用者の両眼輻輳角、両眼視差、肉眼の焦点調節など
によって知覚されるものであり、表示対象物の大きさと
は無関係に与えることができる。本発明では表示手段１
としてＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、ヘッド
マウンドディスプレイ、液晶シャッタ利用のステレオメ
ガネ、偏光フィルタ利用のディスプレイ、計算機ホログ
ラフィなど様々な手段を利用することができる。即ち、
本発明では知覚可能な表示空間に知覚可能な表示対象物
を表示可能であれば、これを実現する手段は問わない。

【００１２】図中の２は表示空間に対する使用者の視点
位置（等価的に頭部の位置）を検知可能な視点検出手段
である。本発明では視点検出手段２としてステレオ視な
どの画像処理によって使用者の目や頭部の位置を検出す
る手段、赤外線や超音波などを発射して返ってくる反射
の反射角度や伝搬時間で使用者の頭部の位置を検出する
手段、使用者の頭部に固定された磁気センサを用いて環
境に固定された磁場の中の頭部の位置を検出する手段、
使用者の頭部と環境とを結ぶ機械式ジョイントの回転角
度に基づいて頭部の位置を検出する手段など様々な手段
を利用することができる。即ち、本発明では使用者の視
点位置（等価的に頭部の位置）を検出可能であれば、こ
れを実現する手段は問わない。

【００１３】図中の３は表示対象物に関する情報を格納
する記憶手段である。ここには例えば表示対象物として
テキスト、図形、立体、画像、パタンなどの情報が格納
されている。この情報は各表示対象物の内容、各表示対
象物の表示空間内における座標、各表示対象物のサイ
ズ、使用される文字フォントやテクスチャの情報などで
ある。

【００１４】図中の４は視点と表示対象物との間の距離
ｄに応じた対象物倍率ｓｏと領域倍率ｓｗを発生させる
特性演算手段である。対象物倍率ｓｏは表示対象物の拡
大／縮小率を示す値であり、倍率特性ｆ（ｄ）と表示手
段に固有のバイアス特性ｇ（ｄ）の積として次式で与え
られる。 ｓｏ＝ｆ（ｄ）×ｇ（ｄ） また、領域倍率ｓｗは表示対象物を表示すべき表示空間
中の領域の拡大／縮小率を示す値であり、バイアス特性
ｇ（ｄ）により次式で与えられる。 ｓｗ＝ｇ（ｄ） さらに、表示領域に対する表示対象物の拡大／縮小率、
即ち相対倍率ｓは次式で与えられる。 ｓ＝ｓｏ／ｓｗ＝ｆ（ｄ）

【００１５】このとき前記倍率特性ｆ（ｄ）は記憶手段
３に格納される表示対象物の情報に基づいてその最大値
と最小値を決定される。また、前記バイアス特性ｇ
（ｄ）は表示手段１が環境に固定の場合には常に１であ
り、例えばヘッドマウントディスプレイのように表示手
段１が使用者の頭部に固定の場合には距離ｄの２乗に反
比例する関数となっている。これは後者の場合、使用者
との物理的距離が変化しない表示手段１上に距離ｄの影
響を模擬的に表現するためである。このとき、もしｆ
（ｄ）が常に１であるならば対象物倍率ｓｏは領域倍率
ｓｗとともに距離ｄの２乗に反比例し、その特性はヘッ
ドマウントディスプレイを使用する従来の仮想現実感装
置と何等変わらないことになる。図中の５は前記特性演
算手段４が算出するｓｏとｓｗに基づいて記憶手段３に
格納される表示対象物を表示手段１に表示する表示制御
手段である。

【００１６】本実施例では前記倍率特性ｆ（ｄ）として
図２に示す関数を用意している。この特性には距離ｄの
増大に応じて値が増大する区間が含まれており、距離有
効範囲（ｄ１≦ｄ≦ｄ２）を逸脱した場合には値は変化
しない。距離有効範囲は使用者にとって負担とならず十
分な距離分解能が得られる範囲、例えば人がディスプレ
イと向かい合って作業するのが楽な３０〜６０ｃｍの範
囲などに設定され、その範囲内でのみ相対倍率ｓ（＝ｆ
（ｄ））が変化する。また、相対倍率ｓは表示対象物固
有の倍率有効範囲（ｓ１≦ｓ≦ｓ２）により上限がｓ
２、下限がｓ１に規定されている。倍率有効範囲は文書
であれば例えば文書全体が表示される倍率からｍ×ｎ文
字のみが表示可能な倍率までの範囲であり、これは前記
記憶手段３に格納される表示対象のサイズやフォントの
サイズから算出される。図２に例示する倍率特性ｆ
（ｄ）によれば、図３（ａ）に示すように使用者は例え
ば距離ｄ２のときは離れたところから文書全体のバラン
スを確認でき、距離ｄ１のときは近いところから同様に
文書全体のバランスを確認でき、また図３（ｂ）に示す
ように望めばｍ×ｎ文字の範囲を拡大表示させることも
できる。

【００１７】なお、本発明では前記倍率特性ｆ（ｄ）は
図２に図示した例に限定されない。即ち、本発明では相
対倍率ｓ＝ｆ（ｄ）が距離の増大に応じて増大する区間
を含み、あるいは相対倍率ｓに関して表示対象物に固有
の倍率有効範囲が存在すれば、前記特性演算手段４にお
いて使用されるｆ（ｄ）の細部の差異は問題とはならな
い。

【００１８】また、上記ｓｏならびにｓｗを関数（＝計
算式）に基づいて生成するのではなく、距離ｄに応じた
ｓｏならびにｓｗを求めるためのテーブルを参照して生
成することも可能である。即ち、本発明では相対倍率ｓ
＝ｆ（ｄ）が距離の増大に応じて増大する区間を含み、
あるいは相対倍率ｓに関して表示対象物に固有の倍率有
効範囲が存在すれば、前記特性演算手段４におけるｓｏ
ならびにｓｗの生成方式の差異は問題とはならない。

【００１９】さらに、本実施例の変形として前記表示対
象物に関する情報を新たに加えられた通信手段によって
装置外部から随時転送可能とすれば一層その利便性は向
上する。このように本発明では相対倍率ｓ＝ｆ（ｄ）が
距離の増大に応じて増大可能、あるいは相対倍率ｓに関
して表示対象物に固有の有効範囲が存在すれば、付加的
な構成要素の有無は問題とならない。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る表示装置によれば、使用者
は頭部を移動させることによって表示対象物の各々に適
った範囲で望む表示倍率を得ることが可能であり、その
際に頭部を表示対象物に近付けることによって該表示対
象物を縮小表示させることができる。この結果、編集作
業において縮小表示された全体の中の望む箇所を近い距
離から見ることができ、例えば、編集中の文書の現在の
編集箇所から離れた箇所を参照・引用して編集作業を行
なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る１実施例の全体構成図。

【図２】 本発明に係る１実施例の倍率特性を示す図。

【図３】 本発明に係る１実施例の相対倍率に従った表
示例を示す図。

【符号の説明】

１…表示手段 ２…視点検出手段 ３…記憶手段 ４…特性演算手段 ５…表示制御手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０９Ｇ 5/26 9061−5Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示空間内の表示対象物を表示するため
   の表示手段と、前記表示空間に対する使用者の視点位置
   を検出する視点検出手段と、前記表示対象物に関する情
   報を格納する記憶手段と、前記視点位置及び前記表示対
   象物に関する情報に従って該表示対象物の前記表示空間
   に対する相対倍率を算出する特性演算手段と、前記相対
   倍率に従って該表示対象物を前記表示手段に表示させる
   表示制御手段とを備え、前記特性演算手段は前記視点位
   置に対応した距離の増大に伴って前記相対倍率を増大さ
   せることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記特性演算手段は、前記表示対象物に
   固有の有効範囲に適合するように前記相対倍率を算出す
   るものである請求項１記載の表示装置。