JP5418480B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents
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Description
観察者の身体の中心線から観察者の左眼の側または右眼の側に偏った位置の前方に位置するように観察者の側から観察される画像表示エリアが分割された複数のサブエリアのうち、各表示オブジェクトが表示されると、その表示される各表示オブジェクトを観察者が視認することによって観察者が感じる視覚的な快適さの主観評価値が、同じ各表示オブジェクトが他のサブエリアに表示される場合より高いものを表示サブエリアとして選択するサブエリア選択部と、
各表示オブジェクトが、前記選択された表示サブエリアに表示されるように、前記画像光を生成する画像光生成部と
を含む画像表示装置。
各サブエリアの位置は、行番号を表す整数i(iは1以上3以下)であって、上側から下側に向かって増加するものと、列番号を表す整数j(jは1以上3以下)であって、観察者の鼻に近い側から、観察者の両耳のうち片眼に近いものに近い側に向かって増加するものとを用いて、(i,j)として表現されており、
前記サブエリア選択部は、複数のサブエリア(1,2)、(2,1)、(2,2)、(3,1)および(3,2)のうち、予め定められた1つを、前記表示サブエリアとして選択する(2)項に記載の画像表示装置。
前記画像表示エリアは、前記片眼の前方に配置され、
当該画像表示装置は、さらに、前記片眼が観察者の左眼であるか右眼であるかを識別する識別部を含み、
前記サブエリア選択部は、前記表示サブエリアを、前記画像表示エリアに対する前記表示サブエリアの相対的な位置が、前記識別部によって前記片眼が左眼であると識別された場合と右眼であると識別された場合との間で、観察者の身体の中心線に関して互いに対称であるように変化するように、選択する(1)ないし(5)項のいずれかに記載の画像表示装置。
観察者の身体の中心線から観察者の左眼の側または右眼の側に偏った位置の前方に位置するように観察者の側から観察される画像表示エリアが分割された複数のサブエリアのうち、各表示オブジェクトが表示されると、その表示される各表示オブジェクトを観察者が視認することによって観察者が感じる視覚的な快適さの主観評価値が、同じ各表示オブジェクトが他のサブエリアに表示される場合より高いものを表示サブエリアとして選択するサブエリア選択工程と、
各表示オブジェクトが、前記選択された表示サブエリアに表示されるように、前記画像光を生成する画像光生成工程と
を含む画像表示方法。
作業者が現実外界中の作業対象物を観察しつつ、必要に応じて、HMD10の画像表示エリア内の作業補助情報(情報アイテム)を参照する場面を模擬する。
(1)大型モニタ
42インチの画面を有する大型モニタにより、外界(表示パターンは、5種類のバリエーションを有する)を模擬した。
複数人の被験者が、交互に入れ替わるように、大型モニタから75cm離れた位置に着座して観察を行った。
各被験者の頭部にHMD10が装着された。各被験者の両眼のうち非優位眼(今回は、観察者全員が左眼)を覆うように、HMD10が各被験者の頭部に装着された。HMD10の画像表示エリア上に、情報アイテム(6つの属性はそれぞれ、複数のバリエーションを有し、それらの組合せとして、情報アイテムの表示態様も、複数のバリエーションを有する)が、順次変化する表示態様で表示された。
被験者は、後述のように、各タスクごとに、HMD10上に表示されている情報を写し取ることと、その表示態様が快適であるか否かという主観評価の結果を、キーボードに入力した。前者の情報は、被験者が情報アイテムを正確に認識した程度を表す正答率を計算するために使用され、一方、後者の情報は、快適であると主観評価した被験者の数の、被験者全員の数に対するパーセントとして被験者の快適度を計算するために使用される。
3.1 情報アイテムの表示態様
図4に示すように、今回対象とする情報アイテムは、複数の文字(数字、記号、下線および枠線を含む)から構成されている。
(1) フォントサイズ(アイテムサイズ)
情報アイテムを表示するフォントサイズの複数のバリエーションは、18ポイント、26ポイント、34ポイント、42ポイントおよび50ポイントである。
HMD10の画像表示エリア(画面)のうち、情報アイテムが表示される位置のバリエーションは、画像表示エリアを縦横に3つずつ、全部で9つに等分割した場合の9つのサブエリア(図6(b)参照)の位置である。
情報アイテムの背景色の複数のバリエーションは、次のとおりである。
BB:背景全体が黒である状態(全黒)
WW:背景全体が白である状態(全白)
BW:背景全体のうち、その情報アイテムの周辺のみが白である状態
情報アイテムを表示する色の複数のバリエーションは、人間が知覚し得る全色を離散的にカバーする14色である。
同じ情報アイテムが表示される個数および配置の複数のバリエーションは、次のとおりである。
AL:9つの表示位置(サブエリア)のすべてに情報アイテムが表示される状態
HL:1行ごとに、3つずつ(3つの表示位置に)情報アイテムが表示される状態
VL:1列ごとに、3つずつ(3つの表示位置に)情報アイテムが表示される状態
9つの表示位置(サブエリア)のすべてに表示される9つの情報アイテムの色分け数の複数のバリエーションは、次のとおりである。
・9つの情報アイテムの色がすべて同じである状態
・9つの情報アイテムの色がすべて異なる状態
・3つの情報アイテムごとに、色が異なる状態
図5に示すように、大型モニタ上に表示される画像は、現実外界を、主に、色彩度の観点で再現すべく、下記の5種類のパターンを有する。
・外界パターンB:全体が白
・外界パターンC:白黒のモザイク模様
・外界パターンD:白黒と他の2色で着色されたモザイク模様
・外界パターンE:フルーカラーで着色されたモザイク模様
(1) 大型モニタの画面上に外界が模擬されている状態で、その画面上に、任意のアルファベットが、ランダムな位置に、かつ、ランダムなタイミングで出現すると、その出現を認識した時点で、各被験者は、手元にあるキーボードのエンターキーを押す。そうすると、HMD10の画像表示エリア上に、情報アイテムが、順次変化する複数の表示態様のうち今回選択されたもので表示された。
(1)第1段階:フォントサイズおよび表示位置の最適化
各被験者は、背景色3種類、フォントサイズ5種類および表示位置9種類を組み合わせてなる135のケースにつき、各ケースごとに、前記タスクを実行した。この第1段階においては、他の属性(デザイン要素)については、いずれかのバリエーションに固定した。被験者は、全部で12名であった。
各被験者は、外界パターン5種類、背景色3種類および表示色14種類を組み合わせてなる210のケースにつき、各ケースごとに、前記タスクを実行した。この第2段階においては、フォントサイズおよび表示位置については、第1段階の実験結果において最適であると評価されたバリエーションに固定し、また、他の属性(デザイン要素)については、いずれかのバリエーションに固定した。被験者は、全部で10名であった。
各被験者は、前記9つのサブエリアにそれぞれ表示される9つの情報アイテムすべての入力を1回のタスクとして、外界パターン5種類、アイテム個数/配置4種類(AL、SG、HLおよびVL)および色分け数3種類を組み合わせてなる60のケースにつき、各ケースごとに、前記タスクを実行した。アイテム個数/配置のバリエーションの種類が、SG、HLおよびVLである場合には、表示される情報アイテムを切り換えるために、各被験者によるキー操作を必要とした。被験者は、全部で11名であった。
6.1 第1段階の実験の結果
(1)フォントサイズの最適範囲
図6(a)に、フォントサイズに対する被験者の快適度を示す。快適度は、実験されたすべてのケースのうち、各被験者が快適であると主観評価したケースの割合をパーセントで表示したものである。図6(a)に示すように、フォントサイズが34ポイント以上であると、快適度が80%以上であった。よって、考察するに、フォントサイズの最適範囲は、34ポイント以上のポイントの範囲とすることが望ましい。
図6(b)に、フォントサイズが34ポイントである場合につき、情報アイテムの表示位置(9つの位置)と、各位置に表示された情報アイテムに対する被験者の快適度との関係が、表示位置に幾何学的に関連付けて示されている。図示しないが、表示位置の如何を問わず、被験者の正答率は60%以上であった。このことから、いずれの表示位置も最適であると結論付けても妥当であるかもしれない。
2.サブエリアE(中央列のうち、中央に位置するサブエリア(2,2))
3.サブエリアD(鼻に最も近い列のうち、中央に位置するサブエリア(2,1))、サブエリアG(鼻に最も近い列のうち、最も下に位置するサブエリア(3,1))ならびにサブエリアB(中央列のうち、最も上に位置するサブエリア(1,2))
4.サブエリアA(鼻に最も近い列のうち、最も上に位置するサブエリア(1,1))、サブエリアF(左耳に最も近い列のうち、中央に位置するサブエリア(2,3))、サブエリアI(鼻に最も近い列のうち、最も下に位置するサブエリア(3,3))
5.サブエリアC(左耳に最も近い列のうち、最も上に位置するサブエリア(1,3))
(1)背景色の最適範囲
図7(a)に、外界パターンの種類と背景色の種類の組合せに対する被験者の快適度を示す。図7(a)に示すように、いずれの種類の外界パターンについても、背景色がBB(全黒)であるときに、最高の快適度が得られた。よって、考察するに、最適な背景色は、BBである。最適な背景色は、外界パターンの種類に依存しない。
アイテム色は、明度と絶対輝度との組合せによって表現できる。アイテム色の最適範囲についての実験結果は、図示されていないが、背景色がBB(全黒)である場合につき、被験者の快適度を分析すると、アイテム色の最適範囲は、外界パターンの種類に依存し、具体的には、外界パターンがA(全黒)であるときには、絶対輝度が0.04以上、かつ、明度が35以上である範囲であり、これに対し、外界パターンが他の状態であるときには、絶対輝度が0.16以上、かつ、明度が70以上である範囲である。また、アイテム色としては、例えば、赤、緑および黄につき、被験者の主観評価値が高かった。よって、考察するに、この範囲内で、情報アイテムを表示するために使用すべきアイテム色を選択することが望ましい。
(1)アイテム個数/配置の最適範囲
図7(b)に、外界パターンの種類とアイテム個数/配置の種類の組合せに対する被験者の正答率を示す。図7(b)に示すように、外界パターンの種類の如何を問わず、アイテム個数/配置がALという表示態様である場合には、正答率が最高であった。また、9つの情報アイテムを一斉にではなく、部分的に表示するHLまたはVLという表示態様につき、正答率が、画像が相対的に複雑で、色彩度が高い外界パターンDおよびEである場合において、他の種類の外界パターンである場合より、増加する傾向も見られた。
図7(c)に、外界パターンの種類とアイテム色分け数の種類との組合せに対する被験者の快適度を示す。図7(c)に示すように、快適度は、外界パターンの種類の如何を問わず、9つの情報アイテムの色をすべて異ならせる表示態様(9色で表示する場合)については、他の表示態様より低かった。
情報アイテムを表示するフォントサイズは、34ポイント以上の所定のポイントである。
前述の9つのサブエリアのうち、情報アイテムが表示される位置は、その情報アイテムの重要度(情報アイテムの内容がユーザにとって重要であるか否か、情報アイテムがユーザによって参照される頻度の高さなど)に応じて選択される。
情報アイテムの背景色は、BB(全黒)である。
各情報アイテムを表示する色は、前述の14色から選択された少なくとも一色である。
同じ情報アイテムは、前記画像表示エリア内に1つのみ、前述のようにして選択された1つのサブエリアに表示される。ただし、異なる複数の情報アイテムが、前記画像表示エリア内に一斉に、かつ、互いに異なるサブエリアに表示されることがある。
表示される少なくとも一つの情報アイテムの色分け数は、前記外界の色彩度が所定値以下である場合(外界パターンがA、BまたはCである場合、すなわち、例えば、外界の色数が2以下である場合)には、1つとなり、前記外界の色彩度が前記所定値より高い場合(外界パターンがDまたはEである場合、すなわち、例えば、外界の色数が3以上である場合)には、3つとなるように、決定される。情報アイテムの色分け数が、外界の色彩度に依存するのである。また、前記外界の色彩度が前記所定値より高い場合に、同時に表示される情報アイテムの数が4以上であっても、それら情報アイテムの表示のために使用される色の合計数は、3に維持される。
Claims (4)
- 1つまたは複数の表示オブジェクトを含む画像を表す画像光を観察者の眼に投影することにより、前記画像を表示する画像表示装置であって、
観察者の身体の中心線から観察者の左眼の側または右眼の側に偏った位置の前方に位置するように観察者の側から観察される画像表示エリアが分割された複数のサブエリアのうち、各表示オブジェクトが表示されると、その表示される各表示オブジェクトを観察者が視認することによって観察者が感じる視覚的な快適さの主観評価値が、同じ各表示オブジェクトが他のサブエリアに表示される場合より高いものを表示サブエリアとして選択するサブエリア選択部と、
各表示オブジェクトが、前記選択された表示サブエリアに表示されるように、前記画像光を生成する画像光生成部と
を含む画像表示装置。 - 当該画像表示装置は、前記画像光を観察者の片眼に投影することにより、前記画像を表示するものであり、
前記画像表示エリアは、前記片眼の前方に配置され、
当該画像表示装置は、さらに、前記片眼が観察者の左眼であるか右眼であるかを識別する識別部を含み、
前記サブエリア選択部は、前記表示サブエリアを、前記画像表示エリアに対する前記表示サブエリアの相対的な位置が、前記識別部によって前記片眼が左眼であると識別された場合と右眼であると識別された場合との間で、観察者の身体の中心線に関して互いに対称であるように変化するように、選択する請求項1に記載の画像表示装置。 - 1つまたは複数の表示オブジェクトを含む画像を表す画像光を観察者の眼に投影することにより、前記画像を表示する画像表示方法であって、
観察者の身体の中心線から観察者の左眼の側または右眼の側に偏った位置の前方に位置するように観察者の側から観察される画像表示エリアが分割された複数のサブエリアのうち、各表示オブジェクトが表示されると、その表示される各表示オブジェクトを観察者が視認することによって観察者が感じる視覚的な快適さの主観評価値が、同じ各表示オブジェクトが他のサブエリアに表示される場合より高いものを表示サブエリアとして選択するサブエリア選択工程と、
各表示オブジェクトが、前記選択された表示サブエリアに表示されるように、前記画像光を生成する画像光生成工程と
を含む画像表示方法。 - 請求項3に記載の画像表示方法を実施するためにコンピュータによって実行されるプログラム。
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