JP2009098676A - 制御装置及びヘッドマウントディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 実行がなされた制御処理のキャンセルを実行することが可能となる技術を提供する。
【解決手段】 頭部動き検出部201で検出された検出信号によって、利用者の頭部の動きを特定し、特定した動きに応じた処理を行う制御部310を備える。制御部310は、予め定められた動きを検出した場合に、制御部310が以前に行った処理を取り消す処理を実行する。
【選択図】 図3
【解決手段】 頭部動き検出部201で検出された検出信号によって、利用者の頭部の動きを特定し、特定した動きに応じた処理を行う制御部310を備える。制御部310は、予め定められた動きを検出した場合に、制御部310が以前に行った処理を取り消す処理を実行する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、処理のキャンセル技術に関するものである。
利用者の眼前で画像を表示するヘッドマウントディスプレイ装置(以下、HMDと略記する)において、利用者の頭部の動きを検知して、特定の動きに応じて画像や映像に対する制御(再生開始、一時停止等)を行ったり、利用者の頭部の動きに合わせて表示映像をスクロールさせたり、ヘッドホンの音場を動かして臨場感を向上させたりする技術が知られており、HMDにおける利用者の頭部の動きの検出には、ジャイロセンサ(角速度センサ)や加速度センサ等のセンサが用いられる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このようなHMDでは、不意に頭部を動かしてしまったり、頭部の動きが利用者の意図したものとは違う操作として認識されたりすることによって、利用者の希望とは異なる制御処理が実行されてしまうという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、HMDにキャンセル機能を設け、利用者がキャンセル操作を実行することによって、制御処理を取り消し、処理前の状態に戻すことが可能な制御装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための請求項1に係る発明の制御装置は、利用者の動きを検出する動き検出部と、前記動き検出部で所定の動きが検出された場合に、前記所定の動きに応じて、以前に実行した第二の処理を取り消す第一の処理を実行する制御部と、を備えることを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、実行がなされた制御処理のキャンセルを実行することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
<第一の実施形態>
図1〜2に、本発明の第一の実施形態に係るHMD101の一例を示す。図1は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の斜視図であり、図2は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の側面図である。
<第一の実施形態>
図1〜2に、本発明の第一の実施形態に係るHMD101の一例を示す。図1は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の斜視図であり、図2は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の側面図である。
図示するように、本実施形態に係るHMD101は、頭部装着帯110と、音声出力部120と、筐体130A、130Bと、支持部140と、アーム部150と、表示部160と、操作部170と、を備えている。
頭部装着帯110は、その両端が相対向するように、湾曲した形状に形成されている。また、頭部装着帯110は、弾性を有する材質で形成されており、利用者の頭部に装着する際に、その両端に形成されているスピーカ121A、121Bを利用者の頭部の内側方向に押圧することで、HMD101を利用者の頭部に着脱自在に装着することができるようにしている。
頭部装着帯110の両端側には、筐体130A、130Bが連結されており、筐体130Aにはスピーカ121Aが、筐体130Bにはスピーカ121Bが、それぞれ設けられている。また、頭部装着帯110の内部には、筐体130A、130Bと、スピーカ121A、121Bと、操作部170と、表示部160と、電源部180と、を電気的に連結するための信号線や、電力線等が配線されている。
音声出力部120は、音声信号を音声に変換する。本実施形態では、スピーカ121A、121Bを有し、これらは利用者の両方の耳にあてがわれて使用されるいわゆるヘッドホン用のスピーカである。図1においては、向かって右側のスピーカ121Aが左耳用のスピーカ、向かって左側のスピーカ121Bが右耳用のスピーカとなっている。これらの左右の別については、利用者の操作によって、任意に決定することができるものとしても良い。また、後述する筐体130Aに内蔵される制御装置300から、電源を供給する電力線と、音声信号を供給する音声信号線が配線されている。
筐体130A、130Bは、頭部装着帯110の長手方向両端側に設けられており、筐体130A、130Bの利用者の頭部側(相対向する側)の外壁面には、スピーカ121A、121Bがそれぞれ連結されている。本実施形態においては、筐体130Bには、制御装置300と、電源部180と、が内蔵されており、さらに、スピーカ121Bとは逆側の外壁面には、操作部170が設けられている。また、筐体130Aの、スピーカ121Aとは逆側の外壁面には、HMD101の電源のオン、オフを切り替える、電源スイッチ(図示しない)が設けられている。
電源部180と、制御装置300と、操作部170と、電源スイッチと、は、筐体130A、130Bのどちらに配置されても良く、また、筐体130A、130Bが、スピーカ121A、121Bと一体となるような構成としても良い。
支持部140は、筐体130Bに、アーム部150の一端側を回動自在に連結する。連結方法はどのようなものでも良い。
アーム部150は、頭部装着帯110を利用者の頭部に装着した際に、アーム部150の筐体130B側ではない他端側に取り付けられている表示部160が、利用者の眼前に位置するように、その長手方向において湾曲している。また、内部には、制御装置300から、表示部160に電源を供給する電力線と、画像信号を供給する画像信号線と、が配線されている。
表示部160は、アーム部150の先端に、利用者の視線に合わせて回動自在に連結されている。表示部160は、画像を現す画像信号を光信号に変換して画像を形成する電気−光変換器と、形成された画像を拡大する光学系と、表示デバイスとしてのLCD(Liquid Crystal Display)161と、を備え、制御装置300から供給される画像信号に基づいて、画像を表示する。
操作部170は、操作スイッチ171A−171Eを備えている。これらの操作スイッチを介して、HMD101に関する機能、例えば、再生、停止、早送り、巻戻し、制御処理のキャンセル、画面のスクロールや切り替え、音量の変更等の指示命令を入力することができるようにされている。なお、これらのスイッチを介して操作指示が入力されると、操作指示に関する検出信号が、入出力インターフェース部330を介して、制御部310の信号制御部312へと出力される。
なお、上記のような指示命令に関する操作が可能なリモコン190(図15参照)を別途設けても良い。リモコン190は、操作部170と同様の操作スイッチ171A−Eと、リモコン送信部173を備えている。リモコン190は、赤外線等を利用することにより、利用者は手元の操作スイッチを見ながら無線でHMD101を操作することが可能である。その場合、操作部170に、リモコン受信部172を設けるような構成としても良い。
また、HMD101と有線でリモコン190を接続し、内部に制御装置300や、電源部180等を収納するような構成としても良い。
次に、本発明の第一の実施形態の制御装置300について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の概略構成図である。
制御装置300は、図3に示すように、頭部動き検出部200と、制御部310と、記憶部320と、入出力インターフェース部330と、を有する。
まず、頭部動き検出部200について説明する。頭部動き検出部200は、頭部の動きを検出するための装置であり、角速度センサ(Z)201Aと、角速度センサ(X)201Bと(これらを区別しない場合には、単に201と表記する)、を備えている。頭部動き検出部200は、特定の基準軸から検出対象、すなわち利用者の頭部の動きに関する方向情報を、角速度として検出するものである。本発明の第一の実施形態に係る頭部動き検出部200においては、図1に示すように、垂直方向(利用者が直立する方向)をZ軸とし、Z軸と直交し利用者の一側面から他側面に向かう方向(スピーカ121A、121Bを貫通する方向)の軸をX軸として、この2軸を基準軸として角速度の検出を実行する。
角速度センサ(Z)201Aは、図1に示すように、ヨーイング(Yaw)方向の角速度、すなわち、Z軸回りの回転角の傾きであるヨー角を検出し、角速度センサ(X)201Bは、ピッチング(Pitch)方向の角速度、すなわち、X軸の回りの回転角の傾きであるピッチ角を検出する。このようなセンサによって、HMD101は、利用者の頭部の横振りの動きと、縦振りの動きとを検出することができる。本実施形態においては、角速度センサ201は所定の周期(例えば、50msec)毎にサンプリングを実行し、検出結果は角速度に比例するアナログ電圧値として出力される。出力された電圧値は、A/D変換器(図示しない)によってデジタル信号へ変換され、制御装置300の制御部310へと出力される。
また、角速度センサ201の数は、上述のものに限らない。さらに、利用者が頭部をかしげる動きを検出するための、Y軸を基準軸とする角速度センサを設けて、ロール角を検出できるような構成としても良く、また、1つの角速度センサによって、全ての角速度を検出できるようにしても良い。
角速度センサ201の他にさらに加速度センサを設けても良く、角速度センサの代わりに加速度センサのみを持つような構成としても良い。
制御部310は、指示判断部311と、信号制御部312と、を備えている。
指示判断部311は、利用者の頭部の動きに基づいて、角速度センサ201から出力される電圧値を受け付けて、信号情報700を生成する。
図4は、本発明の第一の実施形態であるHMD101の指示判断部311が生成する、信号情報700の概略構成図である。信号情報700は、図4に示すように、角速度の示す指示命令の内容が格納される指示情報格納領域700aと、信号制御部312が実行中の制御状態に関する情報が格納される状態情報格納領域700bと、からなる。
指示情報とは、対応する制御信号が生成可能な程度に検出信号の指示命令の内容を示す情報である。指示命令の内容とは、例えば、再生、停止、早送り、巻戻し、制御処理のキャンセル、画面のスクロールや切り替え、音量の変更等の処理の種類、および、その処理時間や処理量等である。
なお、指示情報、すなわち、指示命令の内容の判断は、例えば、あらかじめ所定の処理に対応する基準となる角速度の経時変化を示す理想波形を記憶部に記憶しておき、検出される角速度についてその経時変化を測定することで実現可能である。例えば、検出された角速度の経時変化と、基準となる理想波形と、の相関を取り、相関値が一定以上である場合に、対応する処理の実行が指示されたと判断できる。
また、指示判断部311は、信号制御部312の要求に従って、動作状態、すなわち、音声出力部120、および、表示部160が実行中の処理状態を状態情報として、信号情報700の状態情報格納領域700bに格納する。状態情報は、例えば、表示部160において表示中の画像の再生位置や大きさ、音声出力部120において再生中の音声の再生位置、音量等に関する。
信号制御部312は、利用者の操作部170を介した操作、および、利用者の頭部の動きによる操作に応じて、HMD101の制御信号を生成する。制御信号は、例えば、音声出力部120に出力するための音声信号や、表示部160に出力するための画像信号等であり、これに従って、音声出力部120、表示部160は制御を受ける。また、キャンセル操作の入力があった場合には、信号制御部312は、従って状態情報を読み出し、音声出力部120、表示部160を、元の状態へ復元させる。
ここで、制御部310が角速度センサ201から検出信号を受信した際に実行する処理を、図5を参照して説明する。図5は、制御部310が検出信号を受信した際の処理を示すフローチャートである。
指示判断部311は、角速度センサ201から出力される電圧値に基づく検出信号、および、操作部170から出力される検出信号を受け付ける。(S1001)。
次に、指示判断部311は、検出信号が角速度センサ201に基づくものであるか否かを判断する(S1002)。
ステップ1001で受け付けた検出信号が、操作部170の操作に基づくものであった場合には(ステップ1002でNO)、信号制御部412が当該検出信号に基づく制御信号を生成して、表示部160と、音声出力部120とに出力する(S1011)。
ステップ1001で受け付けた検出信号が、頭部動き検出部200を介した利用者の頭部の動きに基づくものであった場合には(ステップ1002でYES)、指示判断部311は、図4に示すような信号情報700を生成する。
具体的に、指示判断部311は、ステップ1001で受信した検出信号から利用者の頭部の動きの角速度を算出し、当該角速度から指示命令の内容を判断して、指示情報格納領域700aに格納する(S1003)。具体的に、指示判断部311は、角速度の経時変化を示す波形と、基準となる角速度の経時変化を示す理想波形と、の相関値を算出し、相関値が所定の値以上である場合に、当該理想波形に対応付けられた処理を指示情報として格納する。
次に、指示判断部311は、指示情報格納領域700aに格納された指示命令の内容が、処理のキャンセルに関するものか否かを判断する(S1004)。なお、検出信号がどの処理にも対応しないものであった場合には、ステップ1001へ戻って、処理を繰り返す。
ステップ1004において、指示情報が処理のキャンセルを指示命令するものでは無いと判断された場合には(S1004でNO)、指示判断部311は、HMD101の動作状態を検出し、状態情報として、信号情報700の、状態情報格納領域700bに格納して(S1008)、信号制御部312に制御信号の生成要求を出力する。
信号制御部312は、制御信号の生成要求を受け付けると、指示情報格納領域700aに格納される指示命令の内容を実行するための制御信号を生成して(S1009)、表示部160と、音声出力部120とに出力し(S1010)、処理を終了する。
ステップ1004において、指示情報が処理のキャンセルを指示命令するものであると判断された場合には(S1004でYES)、指示判断部311は、信号制御部312に、状態情報に基づく制御信号の生成要求を出力する。信号制御部312は、制御信号の生成要求を受け付けると、信号情報700の状態情報格納領域700bより最新の状態情報を読み出す(S1005)。そして、最新の状態情報の内容の動作状態を実現する制御信号を生成し(S1006)、表示部160と、音声出力部120と、に出力して(S1007)、処理を終了する。
このような構成により、第一の実施形態であるHMD101は、処理のキャンセル指示命令を受け付けると、信号制御部312によって実行前の動作状態を復元する制御信号を生成することで、直前の操作をキャンセルし、操作前の動作状態を復元することが可能である。
なお、キャンセル可能な操作は、直前のものに限らない。キャンセル操作が連続して複数回実行された場合には、状態情報の履歴から、多段階にわたる操作前の動作状態を復元する制御信号を生成して、複数回のキャンセル操作に対応可能な構成とすることが可能である。
また、ここでは指示判断部311は、角速度センサ201からの角速度のみからキャンセルを判断する構成としているが、操作部170を介した検出信号が処理のキャンセルを示すものであった場合にも、同様にキャンセル処理を実行するような構成としても良い。
ここで、制御装置300のハードウェア構成について説明する。図13は、HMD101の電気的な構成を示すブロック図である。
図13に示すように、HMD101は、主に利用者の操作からの情報の処理を実現させるCPU(Central Processing Unit)1aと、各装置への信号出力に関する制御を担うCPU1bと、各種データを書換え可能に記憶するメモリ2と、各種のプログラム、プログラムの生成するデータ等を格納する外部記憶装置、ここでは、HDD(Hard Disk Drive)3と、を備える。制御部310は、例えば、HDD3に記憶されている所定のプログラムを、メモリ2に読み込み、CPU1a、CPU1bで実行することにより実現可能である。また、指示判断部311はCPU1aで、信号制御部312はCPU1bで実現が可能である。
もちろん、図14に示すように、CPU1a、CPU1bを1つのCPU1で実現することも可能である。その際は、単体のCPU1が、全ての装置を集中的に制御する。
<第二の実施形態>
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態であるHMD102は、第一の実施形態と比較して、異なっている点に関連する事項についてのみ説明する。
<第二の実施形態>
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態であるHMD102は、第一の実施形態と比較して、異なっている点に関連する事項についてのみ説明する。
図6に示すように、第二の実施形態に係るHMD102の備える制御装置400は、制御部410と、記憶部420と、を備えている。
制御部410の指示判断部411は、利用者の頭部の動きに基づいて、角速度センサ201から出力される検出信号を受け付けると、第一の実施形態と同様に、その指示内容を判断し、これを指示情報として記憶部420へと格納する。
信号制御部412は、利用者からの処理のキャンセル指示に従って、指示情報の示す処理に予め対応づけられた逆の処理を実行する制御信号を生成し、音声出力部120および表示部160を、元の動作状態へと復元させる。例えば、指示の内容が早送りであれば巻き戻しを、左スクロールであれば右スクロールを実行する制御信号を生成して、逆の処理を実行することで、先の処理をキャンセルする。
ここで、制御部410が検出信号を受信した際に実行する処理を、図7を参照して説明する。図7は、制御部410が検出信号を受信した際の処理を示すフローチャートである。
指示判断部411は、角速度センサ201から出力される電圧値に基づく検出信号、および、操作部170から出力される検出信号を受け付ける。(S2001)。
次に、指示判断部411は、検出信号が角速度センサ201に基づくものであるか否かを判断する(S2002)。
ステップ2001で受け付けた検出信号が、操作部170の操作に基づくものであった場合には(ステップ2002でNO)、信号制御部412が当該検出信号に基づく制御信号を生成して、表示部160と、音声出力部120とに出力する(S2010)。
ステップ2001で受け付けた検出信号が、頭部動き検出部200を介した利用者の頭部の動きに基づくものであった場合には(ステップ1002でYES)、指示判断部411は、受信した検出信号から利用者の頭部の動きの角速度を算出し、当該角速度から指示命令の内容を判断して、指示情報として記憶部420へと格納する(S2003)。
次に、指示判断部411は、指示命令の内容が、処理のキャンセルに関するものか否かを、記憶部420に記憶される指示情報から判断する(S2004)。
ステップ2004において、指示命令の内容が処理のキャンセルを指示命令するものでは無いと判断された場合には(ステップ2004でNO)、指示判断部411は、信号制御部412に、制御信号の生成要求を出力する。信号制御部412は、生成要求を受け付けると、検出信号の指示命令を実行するための制御信号を生成する(S2008)。
そして、信号制御部412は、ステップ2008で生成した制御信号を、表示部160と、音声出力部120とに出力して(S2009)、処理を終了する。
ステップ2004において、指示命令の内容が処理のキャンセルを指示命令するものでは無いと判断された場合には(ステップ2004でYES)、指示判断部411は、信号制御部412に、指示情報に基づく制御信号の生成要求を出力する。信号制御部412は、生成要求を受け付けると、記憶部420から指示情報を読み出して(S2005)、最新の指示情報の指示内容に対して、予め定められた逆の処理を実行する制御信号を生成し(S2006)、表示部160と、音声出力部120とに出力して(S2007)、処理を終了する。
このような構成により、第二の実施形態に係るHMD102は、処理のキャンセル指示命令を受け付けると、実行された操作内容と予め対応づけられた逆の処理を実行する制御信号を生成、出力することによって、直前の操作をキャンセルすることが可能である。
なお、キャンセル可能な操作は、直前のものに限定しない。例えば、指示情報を時系列順に履歴として記憶させ、キャンセル操作が連続して複数回実行された際に、キャンセル操作に対応する全ての指示情報に対して、逆の処理を実行する制御信号を生成し、多段階にわたる処理のキャンセルが可能な構成としても良い。
<第三の実施形態>
次に、本発明の第三の実施形態であるHMD103について、図8を用いて説明する。図8は、本発明の第三の実施形態であるHMD103の概略構成図である。
<第三の実施形態>
次に、本発明の第三の実施形態であるHMD103について、図8を用いて説明する。図8は、本発明の第三の実施形態であるHMD103の概略構成図である。
本実施形態に係る制御装置500は、利用者から頭部の動きによって処理のキャンセル操作に関する入力を受け付けると、その角速度の経時変化によって(すなわち、利用者の入力するキャンセルの理由によって)、異なる処理を実行する。
図8に示すように、制御装置500は、制御部510と、記憶部520と、を備えている。
制御部510は、指示判断部511と、信号制御部512と、認識補正部513と、を有する。
指示判断部511は、所定のタイミングごとに、角速度センサから出力される検出信号(電圧値)を受信し、当該各検出信号と、予め生成された所定の基準値と、から利用者の頭部の動きの角速度を算出して、これに応じた処理を実行する。
具体的に、指示判断部511は、検出した角速度と、当該角速度を受信した時間と、を関連付けた角速度履歴を、記憶部520の角速度履歴記憶領域522に蓄積する。そして、指示判断部511は、角速度の経時変化(波形)から、各処理の入力があったか否かを判断して、指示履歴900を生成する。
図9を参照しながら、指示履歴900について説明する。
指示履歴900は、図9に示すように、所定の処理の入力があったことを示す波形の開始位置、および、終了位置、における角速度の受信時刻を格納する範囲情報格納領域900cと、当該波形によって定まる処理の内容を示す情報である指示情報を格納する指示情報格納領域900aと、当該波形によって定まる処理が実行される以前の動作状態を示す情報である状態情報を格納する状態情報格納領域900bと、からなる。
指示情報とは、上述の実施形態と同様に、入力された指示操作の内容を示す情報であるが、本実施形態に係る指示判断部511は、角速度の履歴からキャンセルの種類をさらに判断して、対応する指示情報を、指示情報格納領域900aへと格納する。
なお、指示判断部511は、角速度履歴を参照して、角速度の経時変化を示す波形から、キャンセル処理やその他の処理の入力の有無、および、当該キャンセル処理の種類を判断する。
従って、本実施形態においては、あらかじめ所定の処理に対応付けられた基準となる角速度の経時変化を示す理想波形と、当該理想波形に対応付けられる処理が波形記憶領域523に格納されている。
具体的に、指示判断部511は、角速度履歴の所定の範囲(例えば、直前に実行された処理を示す波形の終了位置以降に、所定の閾値を超過する角速度が検出されてから、最新の角速度が検出されるまで)の角速度の経時変化の波形と、理想波形と、の相関を取って、相関値が一定の閾値以上である場合に対応する処理の指示操作が入力されたと判断する。そして、このような相関認識処理において判断した指示操作の内容を示す指示情報を生成する。
そして、指示判断部511は、指示情報を生成する際、基準となる理想波形との相関値が高いと判断された角速度の履歴の範囲、すなわち、所定の処理の指示内容を示す波形の開始位置と、終了位置と、の角速度の受信時刻を履歴情報から読み出して、範囲情報格納領域900cへと格納する。
なお、後述する誤認判断部513によって、波形記憶部523には、誤認波形情報がされに記憶されており、指示判断部511は、誤認波形情報に格納される誤認波形と相関が認められる波形を検出した際には、相関認識処理を終了させる。
次に、利用者が頭部の動きによって入力する処理のキャンセルの種類について、詳細に説明する。
利用者が処理を取り消す操作を実行する場合には、様々なキャンセル理由が考えられる。例えば、間違った指示を入力した場合(誤指示)、指示が誤って認識された場合(誤認識)、頭部の不意な動きが認識されてしまった場合(誤操作)等がある。
指示判断部511は、上記のような処理のキャンセル理由を、検出信号から判断する。以下、その具体例を示す。
利用者が誤指示のキャンセルを実行する場合、その誤指示となる頭部動作を行ったことを利用者自身は理解していることになる。従って、例えば、利用者が直前に実行された処理を入力してから、所定の時間内に逆方向へ頭部を動かす動作に関する角速度を検出した場合に、指示判断部511は、誤指示のキャンセル入力があったと判断して、直前の処理のキャンセルを実行し、以前の動作状態を復元する。
図10(a)に、利用者が誤指示を実行した場合の角速度の経時変化を、図10(b)に、利用者が誤指示のキャンセルを実行した場合の角速度の経時変化を示す。指示判断部511は、直前の処理(誤指示である処理)に対応する波形f(t)と、逆方向への頭部の動きによる波形g(t)を検出して、両波形から、次に示すような数式を用いて波形g(t)が誤指示のキャンセルを示す波形であるか否かを判断する。
T:f(t)およびg(t)の開始時刻の差
指示判断部511は、上記数式によって算出される両波形の差の2乗和の値が、所定の閾値以下である場合に、波形g(t)は誤指示のキャンセルを示す波形であると判断する。もちろん、両波形に対して粗く相関を取り、その値を決定することも可能である。
指示判断部511は、上記数式によって算出される両波形の差の2乗和の値が、所定の閾値以下である場合に、波形g(t)は誤指示のキャンセルを示す波形であると判断する。もちろん、両波形に対して粗く相関を取り、その値を決定することも可能である。
利用者が誤認識のキャンセルを実行する場合、利用者自身、どのような動きを行ったために誤認識が起こったのかわからない場合が多い。従って、例えば、頭部を斜めに素早く振るといった、普段行わないような動きの理想波形が、誤認識のキャンセル処理に対応付けられて波形記憶領域520に予め記憶されている。従って、指示判断部511は、所定の理想波形と相関が認められる動き(波形)が検出されると、誤認識のキャンセルが入力されたと判断して、直前の処理のキャンセルを実行し、以前の動作状態を復元する。
さらに、利用者が誤操作のキャンセルを実行する場合についても、利用者自身はその原因を理解していない場合が多いと考えられる。また、誤操作が引き起こされるのは利用者が意図せずに頭部を動かした場合であるため、より咄嗟のキャンセル指示の実行が難しい。従って、誤認識の場合よりも単純な動作、例えば、より速く頭部を振る動作の理想波形が、誤操作のキャンセル処理と対応付けられて波形記憶領域520に予め記憶される。このような構成により、指示判断部511は、所定の理想波形と相関が認められる動き(波形)が検出されると、誤操作のキャンセルが入力されたと判断して、直前の処理をキャンセルし、以前の動作状態を復元する。
また、指示判断部511は、利用者の入力した処理が、キャンセル処理の指示以外であった場合には、音声出力部120、および、表示部160が実行中の動作状態を、状態情報として状態情報格納領域900bに格納する。状態情報は、例えば、表示部160において表示中の画像の再生位置や大きさ、音声出力部120において再生中の音声の再生位置、音量等に関する。
もちろん、利用者がキャンセル以外の処理が実行される直前や、何らかの処理の入力があったと判断した際に、状態情報を取得するような構成としても良い。
信号制御部512は、利用者の操作部170を介した操作、および、指示判断部511の判断する利用者の頭部の動きに基づいた操作、の入力を受け付けると、指示情報の内容に従って、HMD103の制御信号を生成する。また、利用者のキャンセル指示に基づく指示判断部511の要求に従って、状態情報を読み出し、元の動作状態へと復元させるための制御信号を生成する。
認識補正部513は、指示情報がキャンセルの指示である場合に、波形の相関認識に関する学習を行う。これは、入力される角速度の波形の特徴を蓄積することで、利用者の行う動きの癖や習慣を波形の相関認識に利用するための学習である。なお、ここでは指示情報がキャンセル処理を示すものである場合に実行する学習について説明するが、このような学習は、指示情報がキャンセルの指示である場合に限らず、利用者の入力するどのような処理について実行ことも、もちろん可能である。
このように利用者の入力する全ての処理について補正を行う場合には、利用者が入力した処理を実行する前の理想波形を状態情報として記憶しておき、当該処理がキャンセルされた場合(特に、誤認識及び誤操作によりキャンセルされた場合)に、理想波形の補正もキャンセルされるようにすることが望ましい。
まず、指示情報が誤指示のキャンセルを示すものである場合の処理について説明する。具体的に、誤認補正部513は、指示情報が誤指示のキャンセルを示すものである場合、誤指示によって実行された直前の処理に対応する理想波形を更新する。
ここで、誤指示とは、利用者が本来所望する処理とは別の処理に関する指示を誤って入力するものである。従って、利用者が入力した誤指示は、誤って実行される処理に対応する理想波形と相関が認められる波形をなすものである。そこで、誤認補正部513は、誤って実行される処理に対応する理想波形を更新する。更新とは、例えば、誤指示が入力された際の角速度の経時変化の波形と、誤って実行された処理の理想波形と、の平均を算出して、この波形を理想波形とするものである。また、当該経時変化の波形を、理想波形と置換しても良い。
次に、指示情報が誤認識、および、誤操作のキャンセルを示すものである場合の処理について説明する。誤認補正部513は、指示情報が誤認識のキャンセルを示すものである場合、同様の動きが入力された際に、再び誤った処理の実行を起こさないための学習を行う。
例えば、誤認補正部513は、誤認識および誤操作の処理が入力された際の角速度の経時変化の波形を、誤認波形情報として波形記憶領域523へと記憶させる。指示判断部511は、当該誤認波形情報に格納される波形と相関が認められる波形が検出された際に相関認識処理を終了するため、その後、当該波形と相関が認められる波形により誤った処理が実行されることを防止できる。
なお、指示情報が誤認識および誤操作である際の学習は上述のものに限らず、例えば、各理想波形に対して予め定められる、所定の相関値の閾値を変更しても良い。より具体的には、誤認識および誤操作として入力された角速度の経時変化の波形と、誤って実行された処理の理想波形と、の相関認識に用いられる相関値の閾値を上げても良い。これにより、利用者の意図しない動きが処理に反映されることを防止すると共に、今後同様の動きを行っても、誤認識が起こる可能性を下げることが可能である。
また、誤認識の処理が入力された際の角速度の経時変化の波形と、本来実行を望む処理の理想波形と、の相関認識に用いられる相関値の閾値を下げることで、今後同様の動きを行っても、利用者の望む処理が実行される可能性を高めることが可能である。
ここで、制御部510が検出信号を受信した際に実行する処理を、図11を参照して説明する。図11は、制御部510が検出信号を受信した際の処理を示すフローチャートである。
指示判断部511は、角速度センサ201から出力される検出信号(電圧値)、および、操作部170から出力される検出信号を受け付ける。(S3001)。
次に、指示判断部511は、検出信号が角速度センサ201に基づくものであるか否かを判断する(S3002)。
ステップ3001で受け付けた検出信号が、操作部170の操作に基づくものであった場合には(ステップ3002でNO)、指示判断部511は、信号制御部512に制御信号の生成を要求し、信号制御部512は、当該検出信号に基づく制御信号を生成して、表示部160および音声出力部120に出力する(S3012)。
ステップ3001で受け付けた検出信号が、頭部動き検出部200を介した利用者の頭部の動きに基づくものであった場合には(ステップ3002でYES)、指示判断部511は、当該角速度を角速度履歴として角速度履歴記憶領域522へと格納する(S3003)。
次に、指示判断部511は、角速度履歴から、誤認波形と相関が認められる波形が検出されるか否かを判断する。(S3004)。
具体的に、指示判断部511は、角速度履歴から、直前に実行した処理の終了位置以降に所定の閾値を超過する角速度が検出されてから、ステップ3001で最新の角速度が検出されるまで、の範囲の角速度の経時変化を示す波形を生成し、当該波形と、誤認波形情報に格納される波形と、の相関認識処理を実行して、相関が認められる場合には(YES)、ステップ3001へ戻って処理を繰り返す。相関が認められなかった場合には(NO)、ステップ3005へと進む。
次に、指示判断部511は、角速度履歴から最新の処理と逆方向の波形が検出されるか否かを判断する。(S3005)。
具体的に、指示判断部511は、角速度履歴および指示履歴から、直前に実行した処理の終了位置以降に検出された角速度の経時変化を示す波形を生成し、当該波形と、指示履歴900に格納される最新の範囲情報で定まる範囲の角速度の経時変化を示す波形と、の差の2乗和が、所定の閾値以下であるか否かを判断する。閾値以下であった場合には、誤指示のキャンセル操作が入力されたと判断して(YES)、指示履歴900に新たな範囲情報および当該範囲情報に対応する指示情報(誤指示のキャンセル)を格納し、誤認訂正部513へ学習要求を出力して、ステップ3007へと進む。閾値以上でなかった場合には、誤指示のキャンセル操作は入力されていないと判断して(NO)、ステップ3006へと進む。
ステップ3005において、誤指示のキャンセル操作が入力されていないと判断した場合には(NO)、指示判断部511は、さらに指示命令の内容がキャンセル処理であるか否かを判断する(S3006)。
具体的に、指示判断部511は、直前に実行した処理の終了位置以降に検出された角速度の経時変化を示す波形を生成し、当該波形と、予め記憶される理想波形と、について相関処理を実行して、相関値が所定の閾値以上である理想波形を特定する。そして、当該理想波形に対応付けられた処理をさらに特定して、指示情報として指示履歴900へと格納する。また、指示判断部511は、波形の範囲を範囲情報として、指示履歴900へとさらに格納する。そして、指示判断部511は、指示情報が誤認識および誤操作のキャンセル処理を示すものでない場合には(NO)、ステップ3010へと進み、指示情報が誤認識および誤操作のキャンセル処理を示すものである場合には(YES)、誤認訂正部513へ学習要求を出力して、ステップ3007へと進む。なお、閾値以上の理想波形が検出されなかった場合には、ステップ3001へと戻って、処理を繰り返す。
ステップ3006において、指示情報が誤認識および誤操作のキャンセル処理を示すものでないと判断された場合には(NO)、指示判断部511は、HMD103の動作状態を検出し、状態情報として指示履歴900の状態情報格納領域900bに格納する(S3010)。そして、信号制御部512に、信号生成要求を出力する。
信号制御部512は、信号生成要求を受け付けると、指示情報格納領域900aに格納される指示命令の内容を実行するための制御信号を生成して、表示部160および音声出力部120に出力し(S3011)、処理を終了する。
誤認訂正部513は、ステップ3005および3006において出力された学習要求を受け付けると、指示情報を参照してキャンセル処理の種類を特定し、当該キャンセル処理の種類に対応する学習を実行する(3007)。
具体的に、誤認訂正部513は、指示情報が誤指示によるキャンセル処理を示す場合には、誤指示によって実行された直前の処理に対応する理想波形を更新する。また、指示情報が誤認識および誤操作によるキャンセル処理を示す場合には、誤認識および誤操作の処理が入力された際の角速度の経時変化の波形を、誤認波形情報として波形記憶領域523へと記憶させる。そして、信号制御部512に、状態情報に基づく制御信号の生成要求を出力する。
信号制御部512は、信号生成要求を受け付けると、指示履歴900の状態情報格納領域900bより最新の状態情報を読み出す(S3008)。そして、最新の状態情報の内容の動作状態を実現する制御信号を生成し、表示部160と、音声出力部120と、に出力して(S3009)、処理を終了する。
以上、制御部510の実行する処理について説明した。
このような構成により、本実施形態に係るHMD103は、キャンセルの理由に基づいて相関認識の条件を補正することにより、利用者の癖や習慣に合わせて、所望の処理を正確に実行することが可能である。
なお、キャンセル可能な操作は、直前のものに限らない。信号情報700に、さらに検出信号の取得時間を格納する領域を設け、状態情報の履歴を時系列順に記憶させても良い。従って、キャンセル操作が連続して複数回実行された場合には、状態情報の履歴から、多段階にわたる操作前の動作状態を復元する制御信号を生成して、複数回のキャンセル操作に対応可能な構成とすることが可能である。
また、ここでは指示判断部511は、角速度センサ201の検出信号のみからキャンセルを判断する構成としているが、操作部170を介した検出信号が処理のキャンセルを示すものであった場合にも、同様にキャンセル処理を実行するような構成としても良い。
本発明は、上記のような実施形態には制限されない。上記の実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
例えば、所望の処理が実行されないと、利用者は、複数回動作を繰り返してしまう場合が多い。そのため、このような処理は一度にキャンセルされることが望ましい。
そこで、信号制御部512は、連続して処理が入力された後のキャンセル操作に関しては、所定の期間内に一定以下の間隔で連続する処理については全てキャンセルし、それ以前の動作状態を復元させることが出来る。また、キャンセル操作の直前に入力された処理に対して、連続して入力され、かつ、指示情報が同じ内容を示す処理について、全てキャンセルするような構成としても良い。
さらに、キャンセル操作の入力があった場合に、このようなキャンセル操作に関する指示を受け付けるための、図12に示すような操作履歴画面800を、指示履歴900に格納される範囲情報および指示情報から生成し、表示部160に表示させるような構成としても良い。
操作履歴画面800では、指示情報から特定される利用者が入力した入力操作の一覧と、当該入力操作に対応する、範囲情報から特定される波形の終了位置の角速度を受信した時間である操作日時と、が表示される。利用者は、入力操作の一覧から、アイコン800bで示される直前に入力された操作から遡って、さらにキャンセルの実行を指示するキャンセル範囲800aを指定することが可能である。
例えば、指示判断部511は、図12に示すような操作履歴画面800において、アイコン800bから、変位可能なアイコン800cの位置する範囲を、キャンセル範囲800aとして受け付ける。キャンセル範囲800aの入力を受け付けると、指示判断部511は、当該アイコン800cの位置に対応する入力操作の操作日時の値を有する範囲情報のレコードを指示履歴900から特定して、当該レコードの状態情報に基づく制御信号の生成を、信号制御部512へと出力する。
信号制御部512は、指定されたレコードの状態情報に基づいて制御信号を生成および出力し、利用者の指示したキャンセル範囲800aに含まれる複数の処理が実行される前の動作状態を復元することで、当該複数の処理のキャンセルが可能である。
なお、本発明のHMDは、片眼で映像を見る構成となっているが、両眼で映像を見るような構成としても良い。
また、以上に述べた実施形態における制御装置の適用は、HMDに限定されない。頭部検出部を備える他の装置についても、適用が可能である。
101、102、103:HMD、110:頭部装着帯、120:音声出力部、130A、130B:筐体、140:支持部、150:アーム部、160:表示部、161:LCD、170:操作部、171A、171B、171C、171D、171E:操作スイッチ、172:リモコン受信部、180:電源部、190:リモコン、200:頭部動き検出部、300、400、500:制御装置、310、410、510:制御部、311、411、511:指示判断部、312、412、512:信号制御部、320、420、520:記憶部、330:入出力インターフェース部
Claims (12)
- 利用者の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部で所定の動きが検出された場合に、前記所定の動きに応じて、以前に実行した第二の処理を取り消す処理である第一の処理を実行する制御部と、を備えること
を特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記第一の処理に応じた所定の動きが、複数設定されていること
を特徴とする制御装置。 - 請求項1または2に記載の制御装置であって、
前記所定の動きとは、予め定められた基準となる動きに対して所定の相関値を有する動きであり、
前記制御部は、前記基準となる動きに対して所定の相関値を有する動きが検出された場合に、前記基準となる動きに応じた前記第一の処理を実行すること
を特徴とする制御装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記第一の処理に応じた所定の動きは、少なくとも以前に実行した第二の処理に応じた動きと、逆方向への動きであること
を特徴とする制御装置。 - 請求項4に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記逆方向への動きを検出すると、以前に実行した第二の処理に対応する前記基準となる動きを、前記動き検出部で検出され、前記第一の処理で取り消しを受ける前記第二の処理に応じた動きとすること
を特徴とする制御装置。 - 請求項5に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記逆方向への動き以外の前記第一の処理に応じた所定の動きが検出されると、前記第一の処理によって取り消しを受ける前記第二の処理に応じた動きに所定の相関値を有する動きについて、前記第一の処理を、実行しないこと
を特徴とする制御装置。 - 請求項5または6に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記第一の処理に応じた所定の動きによって、前記所定の相関値を変化させること
を特徴とする制御装置。 - 利用者の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部で検出された動きに応じて実行された処理を記憶する記憶部と、
前記動き検出部で所定の動きが検出された場合に、前記所定の動きに応じて、以前に実行した複数の第二の処理を取り消す処理である第一の処理を実行する制御部と、を備えること
を特徴とする制御装置。 - 請求項8に記載の制御装置であって、
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記表示部に以前実行された前記第二の処理を表示させて、前記第二の処理の中から所望の処理の選択を受け付けて、選択された第二の処理を取り消すこと
を特徴とする制御装置。 - 請求項8に記載の制御装置であって、
前記複数の第二の処理は、直前に実行された第二の処理と連続する同じ第二の処理であること
を特徴とする制御装置。 - 請求項8に記載の制御装置であって、
前記複数の第二の処理は、直前に実行された第二の処理と所定の間隔以下で連続する第二の処理であること
を特徴とする制御装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の制御装置を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
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