JPH09101477A - 情報表示装置 - Google Patents
情報表示装置Info
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- JPH09101477A JPH09101477A JP28249295A JP28249295A JPH09101477A JP H09101477 A JPH09101477 A JP H09101477A JP 28249295 A JP28249295 A JP 28249295A JP 28249295 A JP28249295 A JP 28249295A JP H09101477 A JPH09101477 A JP H09101477A
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- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
情報を表示する際、該情報の表示状態を適切に制御する
ことにより情報を視認し易く、疲れない情報表示装置を
得ること。 【解決手段】 情報供給手段が供給する情報を表示手段
に表示し、該情報を光学系を介して外景とオーバーラッ
プして観察者に視認せしめる情報表示装置において、外
景中で該情報をオーバーラップして表示する部分の状態
を視野撮像手段で検出し、その結果に基づいて該情報の
表示状態を制御する。
Description
し、特に外界を観察できる頭部搭載型の画像表示装置(H
MD,Head Mounted Display)に計算機の出力を表示する際
に好適なものである。
の電子的な表示装置が小型化され、これを用いた高性能
の頭部搭載型の表示装置(ヘッドマウントディスプレ
イ)が用いられてきた。
が向上するにつれてHMD に計算機の演算結果を表示する
情報表示装置が出現してきた。
やLCD に表示する画像のみが観察できるタイプと、主と
して外界を観察し、これにオーバーラップしてCRT やLC
D に表示する画像を副次的に観察する所謂シースルータ
イプとがある。
D に情報を表示する場合に、外界のシーンとCRT やLCD
等の表示器に表示する画像の間の相互作用により表示器
の表示が見難くなることがある。
似ていて見ずらい。 ・オーバラップして表示する部分の外界の明るさが非常
に明るくて見ずらい。 ・外界の空間周波数(風景の細かさ)が高い(細かい)
ところに表示された場合、背景と表示が重なって見難
い。等である。
を付加して観察者が見る前方の視野をモニターし、情報
供給手段からの情報を表示する部分の状態を検出して、
該情報の表示状態を適切に制御することにより情報を視
認し易く、疲れない情報表示装置を提供することを目的
とする。
は、 (1−1) 情報供給手段が供給する情報を表示手段に
表示し、該情報を光学系を介して外景とオーバーラップ
して観察者に視認せしめる情報表示装置において、外景
中で該情報をオーバーラップして表示する部分の状態を
視野撮像手段で検出し、その結果に基づいて該情報の表
示状態を制御すること等を特徴としている。特に、 (1−1−1) 前記視野撮像手段が検出する前記外景
中で前記情報をオーバーラップして表示する部分の状態
はその部分の明るさの状態であり、その結果に基づいて
制御する該情報の表示状態は表示色又は表示位置であ
る。 (1−1−2) 前記視野撮像手段が検出する前記外景
中で前記情報をオーバーラップして表示する部分の状態
はその部分の色相の状態であり、その結果に基づいて制
御する該情報の表示状態は表示色又は表示位置である。 (1−1−3) 前記視野撮像手段は更に前記外景中で
前記情報をオーバーラップして表示する部分の空間周波
数の状態を検出し、その結果に基づいて該情報の表示位
置を制御する。こと等を特徴としている。
施形態1の要部概略図である。図は実施形態1の一部を
破断して表示している。図中、1は観察者、516は計
算機(情報供給手段)である。536は計算機516の
表示器(表示手段)であり、CRT や液晶表示素子(LCD)
等で構成し、計算機516の演算結果(情報)を表示す
る。537は光学素子(光学系)であり、一方の面は凹
面の非球面であり、その上にハーフミラー膜を付けてお
り、表示器に表示した表示情報を反射して虚像を形成
し、観察者1に視認させる。光学素子537の他方の面
は凹面と殆ど同じ非球面の凸面であり、観察者11は該
光学素子537を通して外景を視認する。従って観察者
1は外界の中に表示器536に表示した情報をオーバー
ラップして視認する。なお、表示器536の視野角は観
察者1の視野角θと略同じに設定している。538は装
着手段であり、表示器536、光学素子537、カメラ
531等を観察者1の頭部に固定する。
をモニターしている。レンズ501の視野角は観察者1
の視野角と略同じに設定している。
も良いし、又、点線で示しているようにHMD から離して
設けても良い。この時は計算機516として一般的なパ
ーソナル・コンピュータを用いても良い。
計算器の演算結果をオーバーラップ式に表示するもので
あるが、表示する情報が外界の色と同じであったり、表
示部分の外界の空間周波数が高くて(外界の像が細かく
て)情報を見ずらい場合は表示色を変えたり或は表示部
分を変えたりする構成を有する。
路の構成図である。図中、レンズ501は物体の像を撮
像素子502の撮像面上に結像する。レンズ501の焦
点距離は観察者1の眼の視野角θと略一致するように設
定している。撮像素子502はCCD 、撮像管、その他の
素子で構成し、レンズ501によって結像された被写体
の像を時系列の電気信号に変換する。503は撮像素子
502を駆動するためのドライバである。504はタイ
ミングジェネレータであり、撮像素子502、ドライバ
503及び信号処理回路505を含むカメラの各構成要
素に必要な各種のタイミング信号を発生し、各構成要素
に送る。又、計算機516の出力端子gから出力される
小画面設定信号に対してそれに応じたタイミングの信号
を発生してトランスミッションゲート511へ出力す
る。
出力する被写体像の情報をタイミングジェネレータ50
4からの信号に基づいて規定の画像情報信号に変換す
る。この部分での信号処理の方法及び回路は公知の方法
及び回路で容易に実現できる。
信号(Y) 、色差信号(R-Y,B-Y) 等があるがここではその
全ての信号が信号処理回路505によって作られ、その
出力端子R,G,B,Y から出力される。
メラのホスト機とでもいう計算機516の端子a,b,
cに入力し、計算機516は外界の画像情報を受け取
る。
Y は後述する情報を表示する画面の一部(小画面)を切
り出すトランスミッションゲート506の入力端子aに
入力される。トランスミッションゲート506の制御端
子bには後述する小画面を切り出すタイミング信号が入
力され、出力端子cからは切り出された小画面の画像の
輝度信号のみが出力される。
力はハイパスフィルタ(HPF)507に入力され、切
り出された小画面の空間周波数が高い(画像のパターン
が細かい)場合にのみハイパスフィルタ507の出力に
は信号が現れる。
回路508に入力し、ハイパスフィルタ507に出力信
号があった場合それを積算し、切り出された小画面の空
間周波数の高い部分の総量を検出する。
9に入力され、閾値と比較されて閾値よりも大きい(比
較回路509からの出力=1)か小さい(比較回路50
9からの出力=0)かを判定して計算機516の入力端
子dに入力する。
ションゲート506〜比較回路509によって切り出し
た小画面の空間周波数判定を行う。即ち小画面の画像が
空間周波数の高い部分を含むか否かを判定する。
変化するか否かを判定する部分について説明する。信号
処理回路505からの色信号赤(R) 及び青(B) は除算回
路510の入力端子a及びbに入力され、ここで比R/B
を算出して端子cから出力する。この信号R/B は画像の
色温度(色相)に関する情報を含んでいる。即ち信号R/
B が大きいほど色温度が低く(赤みが強く)、信号R/B
が小さいほど色温度が高い(青みが強い)。
ションゲート511の入力端子aに入力される。トラン
スミッションゲート511の制御端子bにはトランスミ
ッションゲート506の制御端子と同じ切り出し信号が
タイミングジェネレーター504より入力される。トラ
ンスミッションゲート511の出力端子cからは切り出
された小画面の画像のR/B 信号が出力され、これが積分
回路512に入力される。
れた小画面にわたって積算し、計算機516の入力端子
eに出力する。この出力信号はアナログ信号である。計
算機516がディジタルコンピュータの場合、入力端子
eはアナログ信号入力端子であり、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換するA/D 変換器を内蔵していて信号入
力時に計算機516が扱える信号に変換する。
り色相が表示色と類似であるか否かを判定する。
力信号は同時にハイパスフィルタ513に入力され、画
像の色が変化していればここから出力信号が発生し、検
波回路514に入力される。
に出力信号があった場合にそれを積算し、切り出された
小画面で色が頻繁に変化する部分の総量を算出し、その
結果を比較回路515に出力する。
出力を閾値と比較して閾値よりも大きい(比較回路51
5からの出力=1)か小さい(比較回路515からの出
力=0)かを判定して計算機516の入力端子fに入力
する。
ションゲート511〜比較回路515によって切り出し
た小画面の画像の色が頻繁に変化するか否かを判定でき
る。即ち、入力端子fへの入力信号がローの場合は切り
出された部分の色は頻繁に変化せず、略一定であり、入
力端子eから入力されるアナログ信号の大きさは色相に
対応している。又、入力端子fの入力信号がハイであれ
ば、切り出した部分の画像の色が頻繁に変化していると
判定する。
を介して受け取る信号から切り取った小画面の色相が頻
繁に変化せず且つ或る色相で略均一であるか否かの判定
ができる。
1の一要素を構成している。
画面設定の説明図である。撮像素子502の画素数は水
平方向にm・H 個、垂直方向にn・V 個であり、図示するよ
うにこの画面を水平方向にm分割、垂直方向にn分割し
て小画面を構成する。従って分割された個々の小画面の
画素数は水平方向H個、垂直方向V個である。図示する
ように左上隅を小画面(1,1) 、右下隅を小画面(n,m) と
呼ぶこととする。なお、カメラは通常のテレビジョンの
ように水平方向に走査するため垂直方向の画素数はライ
ン数と呼ぶこととする。なお、前記のように表示器53
6の視野角及び観察者1の視野角及びカメラ531の視
野角はすべて略同じであるので、以上の小画面の設定は
表示器536及び観察者1の視野にも対応している。
に関するタイミングチャートである。例として図3の小
画面(i,j) の画像を切り出す場合について説明する。
図であり、各ラインの読出タイミングで発生するパルス
をラインパルスと呼ぶ。即ち、1のタイミングで第1の
ラインが読み出され、2のタイミングで第2のラインが
読み出され、・・・・・・・となる。小画面(i,j) は第
(i-1)・V+1 ライン〜第i・V ラインにあるから、図に示し
たT,Bを T=(i−1)・V+1 B=i・V として、この期間ハイレベルとなる図4のbに示すタイ
ミングのパルスを発生させられれば切り出しのライン期
間に同期できる。
イミングを示す図であり、各画素の読み出しタイミング
で発生するパルスを画素パルスと呼ぶ。即ち、1のタイ
ミングで第1画素が読み出され2のタイミングで第2画
素が読み出され・・・・・・・となる。小画面(i,j) は
第(j-1)・H+1 〜第j・H 画素にあるから、図に示したL,
Rを L=(j−1)・H+1 R=j・H として、この期間ハイレバルとなる図4のdに示すタイ
ミングのパルスを発生させられれば切り出しの画素期間
に同期できる。
理的なAND をとると、切り出し小画面の読み出しタイミ
ングに同期させることができる。
パルスを発生させる電気回路図である。図中、521は
パルスカウンターであり、入力端子aに入力してくるパ
ルスの数を数える。そしてパルスカウンター521の出
力端子bは複数本数で構成していて、カウント結果を2
進数で夫々マグニチュードコンパレータ522及び52
3へ並列出力する。
力端子a及びbからの2進数の変数P及びQに対して:
P>Q ならば出力端子cがハイ(論理的に1)にな
り、P≦Q ならば出力端子cがロー(論理的に0)に
なる素子であり、例えば株式会社東芝から東芝TC74HC85
APとして発売されている。
発生電気回路図であるとする。この時、マグニチュード
コンパレータ522及び523の入力端子bには、選択
する小画面の値jを用いて計算機516が設定した値Q1
=(j-1)・H及びQ2=j・Hが印加される。
端子cからの出力Cは反転回路524に入力され、反転
回路524からの出力Dと マグニチュードコンパレー
タ522からの出力Bはアンド回路525の2つの入力
端子a,bに入力される。そしてアンド回路525から
の出力Eに希望する切り出し波形(パルス)が得られ
る。
図5の回路中の各要素の信号図形である。図5の回路に
おいて、パルスカウンター521の入力端子aには、図
6のAに示す画素パルスを入力する。パルスカウンター
521は到来する画素パルスを計数して計数結果(読み
出し画素位置)Pをマグニチュードコンパレータ522
及び523の入力端子aに入力する。
及び523の入力端子bには計算機516から夫々Q1=
(j-1)・H及びQ2=j・Hが入力されている。するとマグニチ
ュードコンパレータ522は入力端子bへの入力値がQ1
=(j-1)・Hであるから、到来した画素パルスがP=(j-1)・H+
1 に達すると P>Q1 =(j−1)・H の条件が成り立ち、図6のBに示すようにその出力端子
cからの出力Bがハイに転じて、それ以後この値が維持
される。
端子bへの入力値がQ2=j・Hであるから、到来した画素パ
ルスがP=j・H+1 に達すると P>Q2 =j・H の条件が成り立ち、図6のCに示すようにその出力端子
cからの出力Cがハイに転じて、それ以後この値が維持
される。
出力Cは反転回路524によって反転され、図6のDの
波形になる。
Dの波形が入力するので、その出力Eは図6のEに示す
ように、(j-1)・H+1 番目〜j・H 番目でハイになる波形に
なる。
も図5で( ) 中に示したようにマグニチュードコンパレ
ータ522、523の入力端子bへQ1=(i-1)・V及びQ2=i
・Vを入力することにより小画面(i,j) の垂直方向の画素
部相当でハイになる波形を得ることができる。
図2のトランスミッションゲート506及び511の制
御端子cに印加すべきタイミング信号が形成される。
々の小画面に対して空間周波数の判定及び色相・色均一
性の判定ができる。
を行っているが、例えばこれを計算機516の画像メモ
リーに取り込んで画像処理的に全く同様の処理を実行で
きる。
作について説明する。
516の表示をオーバーラップして表示している図であ
る。観察者1の視野角と表示器536の視野角とカメラ
531の撮影画面は略一致しており、表示器536の視
野は図3で説明したように小画面に領域分割されてい
る。今の場合、説明を簡単にする為に撮影画面は縦・横
共に4分割しているものとし、各小画面を小画面(1,1),
(1,2),・・・・(4,4) とする。
に文字情報を表示し、文字の線の部分以外は背景をその
まま表示するものとする。
て、背景に同色の物体、例えば赤色の自動車が入ってき
た場合、計算機516の表示と背景との区別がつきにく
くなって判読しにくくなる。
ブロック図である。図中、531は図2に示すカメラで
ある。又、532はカメラ画像判定回路であり、図2の
計算機516の端子d,e,f,gに対する入出力を制
御し画像を判定する。534は演算論理回路であり、不
図示の内蔵されたプログラム(ソフトウエア)に従って
計算機516の各部からの情報を入力し、それを元に演
算判定し、その結果に基づいて計算機516の各部を制
御する。
理回路534からの情報を元に表示信号を作り、表示器
536を制御する。表示器536は画面表示制御回路5
35から送られてくる演算論理回路534の結果に基づ
いた情報を表示する。
の動作のフローチャートである。これについて説明す
る。
示しようとしている小画面(4,3) のデータを演算論理回
路534からカメラ画像判定回路532に送る。カメラ
画像判定回路532はこれを受けて計算機516の端子
gから規定の領域指定信号をタイミングジェネレータ5
04に送る。タイミングジェネレータ504はトランス
ミッションゲート506及び511の制御端子bに図7
の小画面(4,3) を切り出すタイミングの信号を送り、こ
れによってこの小画面が切り出される。
回路532は入力端子e及びfからの入力に基づいて小
画面(4,3) の色情報を演算論理回路534に送る。演算
論理回路534はその情報から背景に対する色情報を把
握する。
た背景の色情報をもとに背景の色があまり変化せず且つ
表示する色と類似しているか否か色相一致を判定する。
み、noと判定されればそのまま表示して終了する。
て表示して終了する。
が供給する情報を表示器536に表示する際、外景中で
該情報をオーバーラップして表示する部分の色相の状態
をカメラ531で検出し、その結果に基づいて該情報の
表示状態、即ち色相を制御することにより表示情報が見
易い情報表示装置を達成している。
2の説明図である。実施形態1では表示部分の背景の色
が表示色と類似であると判定されれば、同じ表示部分に
表示色を異なる色相に変更して表示したが、本実施形態
ではその場合、同じ色で表示部分を変更して表示する点
が異なっており、その他の構成は同じである。
Aの背景が表示色と類似の色である場合は表示する場所
を変え、小画面(4,4) の部分B又は小画面(4,2) の部分
Cに表示するのである。
明したものがそのまま使え、ソフトウエアのみを変更す
れば良い。図11は本実施形態のフローチャートであ
る。これについて説明する。
示しようとしている小画面(4,3) のデータを演算論理回
路534からカメラ画像判定回路532に送る。カメラ
画像判定回路532はこれを受けて計算機516の端子
gから規定の領域指定信号をタイミングジェネレータ5
04に送る。タイミングジェネレータ504はトランス
ミッションゲート506及び511の制御端子bに図1
0の小画面(4,3) を切り出すタイミングの信号を送り、
これによってこの小画面が切り出される。
定回路532は入力端子e及びfからの入力に基づいて
小画面(4,3) の色相に関する情報を演算論理回路534
に送る。演算論理回路534はその情報から背景に対す
る色情報を把握する。
た背景の色情報をもとに背景の色があまり変化せず且つ
表示する色と類似しているか否かの色相一致を判定す
る。
ればstep 555へ進み、背景の色が表示色と異なると判定
されればstep 554へ進む。
(4,4) を選択する。この作業は次のように行う。即ち、
小画面(4,4) のデータを演算論理回路534からカメラ
画像判定回路532に送り、カメラ画像判定回路532
はこれを受けて計算機516の端子gから規定の領域指
定信号をタイミングジェネレータ504に送る。タイミ
ングジェネレータ504はトランスミッションゲート5
06及び511の制御端子bに小画面(4,4) を切り出す
タイミングの信号を送り、これにより小画面(4,4) が切
り出される。
この小画面の色均一性・色相判定を行い、色相の変化、
表示色との類似度判定を行い、step 553へ進む。その結
果、今度選んだ小画面の色相は表示色と類似していない
ことが判った場合は次のstep554に進む。
ように小画面(4,3) と異なる可能性があるため、色相判
定した小画面の番号を確認する。そして確認された小画
面のデータを演算論理回路534から画面表示制御回路
535へ送り、表示器536の規定の箇所[小画面(4,
3) ならば部分A,小画面(4,4) ならば部分B、小画面
(4,2) ならば部分C]に情報を表示して終了する。
が供給する情報を表示器536に表示する際、外景中で
該情報をオーバーラップして表示する部分の色相の状態
をカメラ531で検出し、その結果に基づいて該情報の
表示状態、即ち表示位置を制御することにより表示情報
が見易い情報表示装置を達成している。
3のフローチャートである。本フローチャートは実施形
態2のフローチャートを小変更したものである。本実施
形態は表示する部分の空間周波数の高低をも判断して、
もし表示部分の空間周波数が高ければ、この部分を避け
て表示するようにしたものである。
12の本実施形態のフローチャートは図11のフローチ
ャートのstep 551とstep 552との間にstep 560が挿入さ
れている点のみ異なっている。
7〜比較回路509で抽出して入力端子dを介して計算
機516へ入力された信号から該当小画面の空間周波数
を分析し、その結果選択された小画面では空間周波数が
高いと判定される場合は細かい模様が背景にきて見難い
と判断して、この小画面に表示するのは止め、step 555
へ進んで、別の小画面の選定に移る。
は背景はフラットで細かい模様は無く、この小画面は表
示に適する小画面と判断し、step 552へ進み、色相の類
似度判定に進む。
が供給する情報を表示器536に表示する際、外景中で
該情報をオーバーラップして表示する部分の空間周波数
の状態及び色相の状態をカメラ531で検出し、その結
果に基づいて該情報の表示状態、即ち表示位置を制御す
ることにより表示情報が空間周波数も色相も均一なフラ
ットな部分に背景と異なる色相の表示が為されるために
非常に見易い表示になる。
情報表示装置を用いることによってHMD へ計算機の演算
結果を表示する際、それとオーバラップして見える外界
の状況に応じた表示を行って情報を視認し易い情報表示
装置を達成している。
まり変化せず且つ表示色と外界の色が似ていて区別がつ
きにくい場合、表示色を変更することによって表示する
情報が容易に区別ができ、見易くなる。
表示を移すことによって区別をつけ易く見易いものにす
る。
く、色の均一性が高く、色相も異なる位置に表示を移し
て区別がつけ易く見易いものにすることもできる。
ップして表示する部分の色相の状態をカメラ531で検
出して情報の表示状態を制御したが、カメラ531の輝
度チャンネル(Y)によってオーバーラップして表示する
部分の輝度の状態を検出し、その部分の明るさが極めて
明るい場合には例えば該情報を黒色で表示するか、或は
別の小画面に表示すれば、オーバラップして表示する部
分の外界の明るさが非常に明るくて見ずらくなる場合で
も見易い情報表示が達成できる。
報表示装置にカメラを付加して観察者が見る前方の視野
をモニターし、情報供給手段からの情報を表示する部分
の状態を検出して、該情報の表示状態を適切に制御する
ことにより情報を視認し易く、疲れない情報表示装置を
達成する。
略図
定の説明図
タイミングチャート
発生させる電気回路図
示している図
フローチャート
C) 524 反転回路 525 アンド回路 531 カメラ 532 カメラ画像判定回路 533 入力制御 534 演算論理回路 535 画面表示制御回路 536 表示器 537 光学素子(光学系) 538 装着手段
Claims (4)
- 【請求項1】 情報供給手段が供給する情報を表示手段
に表示し、該情報を光学系を介して外景とオーバーラッ
プして観察者に視認せしめる情報表示装置において、 外景中で該情報をオーバーラップして表示する部分の状
態を視野撮像手段で検出し、その結果に基づいて該情報
の表示状態を制御することを特徴とする情報表示装置。 - 【請求項2】 前記視野撮像手段が検出する前記外景中
で前記情報をオーバーラップして表示する部分の状態は
その部分の明るさの状態であり、その結果に基づいて制
御する該情報の表示状態は表示色又は表示位置であるこ
とを特徴とする請求項1の情報表示装置。 - 【請求項3】 前記視野撮像手段が検出する前記外景中
で前記情報をオーバーラップして表示する部分の状態は
その部分の色相の状態であり、その結果に基づいて制御
する該情報の表示状態は表示色又は表示位置であること
を特徴とする請求項1又は2の情報表示装置。 - 【請求項4】 前記視野撮像手段は更に前記外景中で前
記情報をオーバーラップして表示する部分の空間周波数
の状態を検出し、その結果に基づいて該情報の表示位置
を制御することを特徴とする請求項2又は3の情報表示
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28249295A JP3744984B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 情報表示装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28249295A JP3744984B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 情報表示装置 |
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JPH09101477A true JPH09101477A (ja) | 1997-04-15 |
JP3744984B2 JP3744984B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=17653154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28249295A Expired - Fee Related JP3744984B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 情報表示装置 |
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