JPH07129095A - 3次元画像情報端末装置 - Google Patents

3次元画像情報端末装置

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JPH07129095A
JPH07129095A JP5274300A JP27430093A JPH07129095A JP H07129095 A JPH07129095 A JP H07129095A JP 5274300 A JP5274300 A JP 5274300A JP 27430093 A JP27430093 A JP 27430093A JP H07129095 A JPH07129095 A JP H07129095A
Authority
JP
Japan
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display
image
operator
eye
calculating
Prior art date
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Pending
Application number
JP5274300A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidehiko Takano
英彦 高野
Hisao Shimizu
久夫 清水
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.)
SHIN SANGYO SOUZOU CENTER KK
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
SHIN SANGYO SOUZOU CENTER KK
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by SHIN SANGYO SOUZOU CENTER KK, Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Tottori Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical SHIN SANGYO SOUZOU CENTER KK
Priority to JP5274300A priority Critical patent/JPH07129095A/ja
Publication of JPH07129095A publication Critical patent/JPH07129095A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 VR(バーチャル・リアリティー=仮想現実
感)装置において、より正確に画像表示を行う事を目的
とする。 【構成】 本発明は、パソコン、ワークステーション等
のホストコンピュータからの信号に基づいて画像を表示
するディスプレイと、このディスプレイに表示される右
目用の画像と左目用の画像を操作者の各々の目に通過す
るビュー装置と、操作者の操作をホストコンピュータに
入力する入力手段とを備えたものにおいて、操作者の頭
又は目の位置と操作位置とを検出する位置測定手段と、
この位置測定手段による位置情報に基づき、操作者の瞳
孔間距離を演算する演算手段と、この演算手段により算
出した瞳孔間距離に基づき、右目用と左目用の画像間隔
を演算する表示位置演算手段とを備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所謂VR(バーチャル
・リアルティー=仮想現実感)装置を用いて操作者に3
次元情報を提供する3次元画像情報端末装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、設計図面等は手書きにより作成さ
れていたが、近年コンピュータ等の発達により、設計図
面等をディスプレイ、キーボード等を用いて作成する所
謂CADが普及してきた。
【0003】一方、近年3次元情報を処理するCADも
普及し始めているが、この場合、ディスプレイに表示さ
れる2次元情報を見ながら、マウス、デジタイザ、タブ
レット等の入力装置を用いて入力した情報を元に、ディ
スプレイ上に立体図を表示しているが、表示される立体
図は2次元情報の為、表示と実物とでは差異が生じると
いう問題がある。
【0004】そこで、画像を立体的に表示するものとし
て、例えばHMD(Head Mounted Display)と呼ばれ
る、2つの小さなディスプレイを左右の目の前に置き、
各々のディスプレイに右目用の画像と左目用の画像を表
示するゴーグル状の表示装置とか、1つのディスプレイ
に右目用の画像と左目用の画像を高速で交互に表示し、
これに連動して液晶シャッターにより、右目用の画像は
右目に、左目用の画像は左目に通過する事で、物体が飛
び出して見える様にしたものがあるが、これらの場合に
は、図6にて示す様に、目の瞳孔間距離Beを平均的な
60mmに設定し、次式を用いて、目とディスプレイとの
距離Deに応じた物体の飛び出し量Dvと、左目用画像
と右目用の画像間の距離Sを算出している。
【0005】
【数1】
【0006】しかし然ら、上記瞳孔間距離には個人差が
あり、この差によって、装置が表示しようとする飛び出
し位置Aと、操作者が認識する飛び出し位置Bとに差が
生じ、正確な立体表示が行えないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、操作者の瞳
孔間距離、操作者とディスプレイとの間隔に応じて右目
用と左目用の画像表示位置を設定し、正確な3次元表示
を行う事を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、パソコン、ワ
ークステーション等のホストコンピュータからの信号に
基づいて画像を表示するディスプレイと、このディスプ
レイに表示される右目用の画像と左目用の画像を操作者
の各々の目に通過するビュー装置と、操作者の操作をホ
ストコンピュータに入力する入力手段とを備えたものに
おいて、操作者の頭又は目の位置と操作位置とを検出す
る位置測定手段と、この位置測定手段による位置情報に
基づき、操作者の瞳孔間距離を演算する演算手段と、こ
の演算手段により算出した瞳孔間距離に基づき、右目用
と左目用の画像間隔を演算する表示位置演算手段とを備
えて成るものである。
【0009】又本発明は、位置測定手段によりディスプ
レイと操作者の頭との距離を計測し、演算手段により算
出した瞳孔間距離と測定手段による頭の検出位置に基づ
き、右目用の画像と左目用の画像の表示間隔を演算する
表示位置演算手段とを備えて成るものである。
【0010】更に本発明は、ディスプレイを、右目用の
画像と左目用の画像を各々表示する少なくとも一対のデ
ィスプレイで構成して成るものである。
【0011】
【作用】位置測定手段により検出した操作者の頭又は目
の位置に基づき、演算手段により操作者の瞳孔間距離を
演算し、これにより算出した瞳孔間距離に応じてディス
プレイ上に表示する右目用と左目用の画像位置を演算
し、この演算結果に基づき各々の画像をディスプレイに
表示する事で、より簡単な操作にて正確な飛び出し位置
に画像を表示させることが出来る。
【0012】又例えばディスプレイを固定し、操作者が
移動しながらディスプレイ上の画像を見て何らかの操作
を行う場合には、位置測定手段によりディスプレイと操
作者の頭との間隔を計測し、この計測値と演算手段によ
り算出した操作者の瞳孔間距離とに応じて、表示位置演
算手段により右目用と左目用の画像位置を算出しディス
プレイに表示する事で、ディスプレイに対し操作者が移
動しても、常により正確な飛び出し位置に画像を表示出
来る。
【0013】
【実施例】本発明による実施例を先ず図1に基づき説明
すると、(1)は所謂グラフィック・ワークステーション
から成るホストコンピュータで、画像を表示するディス
プレイ(2)と、入力を行うキーボード(3)とを主に接続
している。
【0014】(4)は5関節のマニピュレータで、机(5)
の天板(6)等に固定され、かつ先端に備えた例えば操作
者(7)が左手(8)で握るグリップ(9)を所定の3次元空
間内で自由に動かすことが可能で、適所に装着した複数
のポテンショメータ(10)(10)・・にて上記グリップ(9)
の3次元位置を検出すると共に、このグリップの適所に
入力用の押ボタン(11)を設けており、これらの出力も全
て上記ホストコンピュータ(1)に入力する。
【0015】(12)は上記操作者(7)の頭部に装着した、
周知の例えば液晶シャッターを用いたステレオビューメ
ガネから成るビュー装置で、上記ディスプレイ(2)に1
秒間に120画面の速度で表示される右目用の画像と左
目用の画像の表示に同期して、左右の液晶シャッターを
1/60秒の速度で交互にオン・オフし、右目用の画像
は右目に、左目用の画像は左目に各々通過するものであ
る。
【0016】又上記ビュー装置(12)の適所には、操作者
(7)の頭部位置を検出する例えば3次元磁気センサーの
レシーバ(13)を装着しており、例えば上記机(5)の予め
設定した位置の上に設置した直交コイルにて構成したソ
ース(14)にて発生した磁界によりその位置に応じて電流
を発生する直交コイルにて構成し、上記ソース(14)のコ
イルにパルス電流を印加し、これにより上記レシーバ(1
3)のコイルに誘起される電流値から、ソース(14)とレシ
ーバ(13)との相対距離と方向とを算出し、これにより図
2にて示すディスプレイ(2)の表示面(15)から操作者
(7)の目(16)(17)迄の距離Deを測定する。
【0017】尚上記マニプュレータ(4)、及びソース(1
4)の位置は、例えばキーボード(3)より予め入力しても
良く、他の適当な手段により入力しても良い。
【0018】図3は本発明のブロック図で、上記ホスト
コンピュータ(1)の入力側に、上記キーボード(3)、ポ
テンショメータ(10)(10)・・、押ボタン(11)で操作され
る押ボタンスイッチ(18)、レシーバ(13)を接続している
と共に、出力側に、ディスプレイ(2)、ソース(14)等を
接続している。
【0019】又上記ホストコンピュータ(1)は、上記レ
シーバ(13)の出力に基づいて操作者(7)の頭又は目(16)
(17)の位置とディスプレイ(2)の表示面(15)との距離を
測定する位置測定手段(19)と、操作者(7)がディスプレ
イ(2)に表示される画像から認識する画像の飛び出し量
Drを算出し、かつこの算出結果を基に、操作者(7)の
瞳孔間距離Beを演算する演算手段(20)と、この演算手
段による演算結果に基づき、ディスプレイ(2)に表示す
る右目用画像と左目用画像の表示位置を算出する表示位
置演算手段(21)等を備えている。
【0020】尚上記演算手段(20)は、例えば図4のフロ
ーチャートにて示す様に、ステップ1にて瞳孔間距離B
eを60mm、飛び出し量Dvを例えば100mmに設定し
て例えば図1にて示す円柱(22)等のサンプル画像をディ
スプレイ(2)に表示した後、ステップ2にて操作者(7)
がこの円柱とグリップ(9)とが重なっていると思う位置
で上記押ボタン(11)を操作する事で、この操作位置を上
記ポテンショメータ(10)(10)・・の出力により検出して
操作者(7)が認識した飛び出し量Dr(図2参照)を計
測すると共に、レシーバ(13)の出力によりディスプレイ
(2)から操作者(7)の頭又は目(16)(17)迄の距離Deを
測定し、これらに基づきステップ3にて下記の式2によ
り操作者(7)の瞳孔間距離Beを算出するものである。
【0021】
【数2】
【0022】そして上記により算出したBeに応じて、
ステップ4にて右目用画像と左目用画像の画像間の距離
Sを逐次算出してディスプレイ(2)に表示する。
【0023】図5は瞳孔間距離Beを60mmに設定し、
飛び出し量Dvをディスプレイ(2)の表示面(15)から1
00〜200mmの範囲で20mm間隔に6点設定し、これ
をランダムに18回表示した場合の操作者(7)が認識し
た飛び出し量Drと、装置が表示しようとする飛び出し
量Dvとの差Dを測定したもので、図6は本発明によっ
て操作者(7)の瞳孔間距離Beを算出した後、上記と同
様に飛び出し位置との差Dを測定したものであり、本発
明により認識誤差が小さくなっている。
【0024】又上記実施例では、一つのディスプレイ
(2)に右目用の画像と左目用の画像を表示しているが、
例えば図7にて示す様に、右目用画像を表示する表示部
(23)と左目用の画像を表示する表示部(24)を備えたHM
D等を用いても良く、この場合には表示面と目の距離が
固定される。
【0025】而して操作に際しては、ホストコンピュー
タ(1)の位置測定手段(19)により、ディスプレイ(2)と
操作者(7)の頭又は目の位置との距離Deを測定する。
【0026】次いでホストコンピュータ(1)によりディ
スプレイ(2)にサンプル画像を表示し、このサンプル画
像に対するマニュプレータ(4)のグリップ(9)操作に基
づき演算手段(20)により操作者(7)の瞳孔間距離Beを
算出し、この算出結果に基づき表示位置演算手段(21)に
よりディスプレイ(2)に表示する右目用画像と左目用画
像の表示位置を算出して表示を行う。
【0027】又操作者(7)がディスプレイ(2)に対し移
動する場合には、位置測定手段(19)により操作者(7)の
位置を逐次検出し、この検出値に基づき、表示位置演算
手段(21)にて操作者(7)の位置に合致した右目用画像と
左目用画像の表示位置を算出し、ディスプレイ(2)に表
示する。
【0028】
【発明の効果】本発明による構成により、操作者の瞳孔
間距離に応じて右目用画像の表示位置と左目用画像の表
示位置とを正確に算出して表示することが出来、操作者
により現実に近い立体表示を行う事が出来る。
【0029】又操作者がディスプレイに対し移動しなが
ら操作を行う場合にも、操作者の位置に応じて右目用画
像の表示位置と左目用画像の表示位置算出して表示する
事が出来、より正確な立体画像の表示を行う事が出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の実施例を示す動作説明図である。
【図3】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図5】従来例を示す特性図である。
【図6】本発明による実施例の特性図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図8】従来の動作説明図である。
【符号の説明】
1 ホストコンピュータ 2 ディスプレイ 7 操作者 9 グリップ 12 ビュー装置 19 位置測定手段 20 演算手段 21 表示位置演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 13/04 (72)発明者 清水 久夫 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パソコン、ワークステーション等のホス
    トコンピュータからの信号に基づいて画像を表示するデ
    ィスプレイと、このディスプレイに表示される右目用の
    画像と左目用の画像を操作者の各々の目に通過するビュ
    ー装置と、上記操作者の操作をホストコンピュータに入
    力する入力手段とを備えたものにおいて、上記操作者の
    頭又は目の位置と操作位置とを検出する位置測定手段
    と、この位置測定手段による位置情報に基づき、操作者
    の瞳孔間距離を演算する演算手段と、この演算手段によ
    り算出した瞳孔間距離に基づき、上記右目用と左目用の
    画像間隔を演算する表示位置演算手段とを備えた事を特
    徴とする3次元画像情報端末装置。
  2. 【請求項2】 上記位置測定手段によりディスプレイと
    操作者の頭との距離を計測し、上記演算手段により算出
    した瞳孔間距離と、上記位置測定手段による頭の検出位
    置に基づき、右目用の画像と左目用の画像の表示間隔を
    演算する表示位置演算手段とを備えた事を特徴とする、
    上記第1請求項に記載の3次元画像情報端末装置。
  3. 【請求項3】 上記ディスプレイを、右目用の画像と左
    目用の画像を各々表示する少なくとも一対のディスプレ
    イで構成した事を特徴とする上記第1請求項に記載の3
    次元画像情報端末装置。
JP5274300A 1993-11-02 1993-11-02 3次元画像情報端末装置 Pending JPH07129095A (ja)

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