JP6393986B2 - 頭部装着型表示装置、画像表示システム、および、頭部装着型表示装置の制御方法 - Google Patents
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Description
[形態1]
頭部装着型表示装置であって、
使用者の頭部に装着された状態において、画像データに基づいて画像光を虚像として使用者に視認させると共に外景を使用者に視認させる画像表示部と、
前記外景を撮像する撮像部と、
撮像された撮像画像に特定の印の画像である印画像が含まれる場合に、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられた特定の前記虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる制御部と、を備え、
前記特定の虚像は、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられており、
前記制御部は、
第1の所定の時間、前記印画像が前記撮像画像内に撮像され続けた場合に、前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させ、
前記画像表示部を用いて使用者に前記特定の虚像を視認させることを開始した後に、前記画像表示部と前記印画像との位置関係が変化しない場合には、前記開始した時点から第2の所定の時間が経過した場合に、使用者に前記特定の虚像を視認させることを終了する、頭部装着型表示装置。
この形態の頭部装着型表示装置によれば、撮像された印画像の形状に応じて特定された使用者と撮像された特定の印との位置関係に対応する特定の虚像が使用者に視認されるため、使用者は、撮像される特定の印の種類や位置関係に応じて最適な虚像を視認でき、視認する虚像に基づく各種作業を効率的に行なうことができる。またこの形態の頭部装着型表示装置によれば、撮像画像に特定の印が含まれるだけでは、特定の虚像を使用者に視認させる印画像として検出されないため、頭部装着型表示装置の処理の負荷を軽減できる。また、使用者が意図しない印画像の検出が抑制されるため、精度の高い各種作業に対応する特定の虚像を使用者に視認させることができる。
A−1.頭部装着型表示装置の構成:
図1は、頭部装着型表示装置100の外観構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置100は、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。本実施形態の頭部装着型表示装置100は、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置である。なお、本明細書では、頭部装着型表示装置100によって使用者が視認する虚像を便宜的に「表示画像」とも呼ぶ。また、画像データに基づいて生成された画像光を射出することを「画像を表示する」ともいう。
図4は、指示画像表示処理の流れを示す説明図である。指示画像表示処理は、検出されたマーカーに対応し、予め設定された作業指示に沿って、画像表示部20の表示領域PNに作業指示を示す指示画像が順番に表示される処理である。本実施形態では、多数の工業製品が保管されている物流センターに配置された複数の異なるマーカーが検出されることにより、マーカーの画像に対応した作業指示の画像が表示領域PNに表示される。図5は、マーカーの一例を示す説明図である。図5に示すように、本実施形態で用いられるマーカーMK1は、正方形の外枠の中に、マーカーごとに異なる画像が形成されている。マーカーMK1において、正方形の中に形成される画像は、白色の領域と黒色の領域とによって構成されている。なお、記憶部120に記憶されているマーカーの画像データにおける外枠の大きさは、マーカーごとに異なる。
なお、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
上記実施形態では、物流センター300に配置されたマーカーが使用者の正面に位置して、マーカーの外枠の形状が正方形として検出される場合を例に挙げて説明したが、必ずしも、マーカーが使用者の正面に位置しなくてもよい。例えば、カメラ61の斜め前方にマーカーが検出され、使用者に向きの変更を促す画像を表示させ、使用者が向きを変えてマーカーの正面に位置した場合に、作業指示の画像が表示されてもよい。また、使用者の正面に位置しないマーカーが検出されない設定であってもよい。
上記実施形態では、領域画像AIにマーカー全体の画像が含まれる場合に、マーカーが検出されたが、マーカーの検出の方法については、種々変形可能である。例えば、領域画像AIが表示されずに、カメラ61によって撮像された撮像画像に含まれているマーカーが検出されてもよい。また、撮像画像にマーカーが含まれた後に、領域画像AIが表示されてもよい。また、領域画像AI内の範囲の形状は、使用者によって設定されてもよい。
上記実施形態では、制御部10に操作部135が形成されたが、操作部135の態様については種々変形可能である。例えば、制御部10とは別体で操作部135であるユーザーインターフェースがある態様でもよい。この場合に、操作部135は、電源130等が形成された制御部10とは別体であるため、小型化でき、使用者の操作性が向上する。また、カメラ61が画像表示部20に形成されたが、カメラ61が画像表示部20とは別体に形成され、外景を撮像できてもよい。
上記実施形態における頭部装着型表示装置100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、制御部10に設けられた方向キー16を省略したり、方向キー16やトラックパッド14に加えて、操作用スティック等の他の操作用インターフェイスを設けたりしてもよい。また、制御部10は、キーボードやマウス等の入力デバイスを接続可能な構成であり、キーボードやマウスから入力を受け付けるものとしてもよい。
11…決定キー
12…点灯部
13…表示切替キー
14…トラックパッド
15…輝度切替キー
16…方向キー
17…メニューキー
18…電源スイッチ
20…画像表示部
21…右保持部
22…右表示駆動部
23…左保持部
24…左表示駆動部
26…右光学像表示部
28…左光学像表示部
30…イヤホンプラグ
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51,52…送信部
53,54…受信部
61…カメラ(撮像部)
100…頭部装着型表示装置
120…記憶部
130…電源
135…操作部
140…CPU
150…オペレーティングシステム
160…画像処理部
165…マーカー判定部(制御部)
170…音声処理部
180…インターフェイス
190…表示制御部
201…右バックライト制御部
202…左バックライト制御部
211…右LCD制御部
212…左LCD制御部
221…右バックライト
222…左バックライト
241…右LCD
242…左LCD
251…右投写光学系
252…左投写光学系
261…右導光板
262…左導光板
300…物流センター
VSync…垂直同期信号
HSync…水平同期信号
PCLK…クロック信号
IL…照明光
PL…画像光
AP…先端部
EL…端部
ER…端部
RE…右眼
LE…左眼
OA…外部機器
VR…視野
SC…外景
ST…出発地点
LC…中継地点
SH…棚
AI…領域画像(領域虚像)
PN…表示領域
CA…ケース
BO…ボルト
MK1,MK2,MK3,MK20,MK30,MK40…マーカー(特定の印)
IM1,IM2,IM3…指示画像(特定の虚像)
DR1,DR2…方向
Claims (13)
- 頭部装着型表示装置であって、
使用者の頭部に装着された状態において、画像データに基づいて画像光を虚像として使用者に視認させると共に外景を使用者に視認させる画像表示部と、
前記外景を撮像する撮像部と、
撮像された撮像画像に特定の印の画像である印画像が含まれる場合に、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられた特定の前記虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる制御部と、を備え、
前記特定の虚像は、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられており、
前記制御部は、
第1の所定の時間、前記印画像が前記撮像画像内に撮像され続けた場合に、前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させ、
前記画像表示部を用いて使用者に前記特定の虚像を視認させることを開始した後に、前記画像表示部と前記印画像との位置関係が変化しない場合には、前記開始した時点から第2の所定の時間が経過した場合に、使用者に前記特定の虚像を視認させることを終了する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記特定の虚像は、前記印画像の種類と、前記印画像の形状としての前記印画像の大きさと、の組み合わせに対応付けられている、頭部装着型表示装置。 - 請求項2に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記画像表示部から前記特定の虚像が結像される位置までの距離が前記印画像の種類と前記印画像の大きさとの組み合わせに基づいて特定される前記画像表示部から前記特定の印までの距離と同じになるように設定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記特定の虚像は、複数の前記撮像画像ごとに含まれる1つの前記印画像が撮像された順番と前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられている、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記撮像画像における所定の領域に対応する領域虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させ、前記所定の領域に含まれる前記印画像の前記組み合わせに対応付けられた前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記撮像画像に複数の前記印画像が含まれる場合に、複数の前記印画像の内で大きさが最大の前記印画像の前記組み合わせに対応付けられた前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記撮像画像に複数の前記印画像が含まれる場合に、前記特定の印に設定された優先度に基づいて選択された1つの前記印画像の前記組み合わせに対応付けられた前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記特定の印は、形状と色との組み合わせによって構成される、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記特定の印は、正方形の外枠の内部が白色と黒色とに色分けされている複数の領域で構成される2次元の印である、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、前記虚像を視認させることを終了するまでの時間を表す数字を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、
前記画像表示部と前記印画像との距離が所定の値よりも小さくなった場合に、前記印画像に対応付けられた前記特定の虚像を使用者に視認させることを終了し、予め定められた別の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させ、
前記別の虚像は、使用者に後退を促すための文字画像である、頭部装着型表示装置。 - 画像表示システムであって、
複数の特定の印と、
使用者の頭部に装着された状態において、画像データに基づいて画像光を虚像として使用者に視認させると共に外景を使用者に視認させる画像表示部と、
前記外景を撮像する撮像部と、
撮像された撮像画像に前記特定の印である印画像が含まれる場合に、前記特定の印の種類と撮像された前記特定の印の画像の形状とに基づいて決定される前記虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる制御部と、を備え、
前記特定の虚像は、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられており、
前記制御部は、
第1の所定の時間、前記印画像が前記撮像画像内に撮像され続けた場合に、前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させ、
前記画像表示部を用いて使用者に前記特定の虚像を視認させることを開始した後に、前記画像表示部と前記印画像との位置関係が変化しない場合には、前記開始した時点から第2の所定の時間が経過した場合に、使用者に前記特定の虚像を視認させることを終了する、画像表示システム。 - 使用者の頭部に装着された状態において、画像データに基づいて画像光を虚像として使用者に視認させると共に外景を使用者に視認させる画像表示部と、前記外景を撮像する撮像部と、を備える、頭部装着型表示装置の制御方法であって、
撮像された撮像画像に特定の印の画像である印画像が含まれる場合に、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられた特定の前記虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる工程を備え、
前記特定の虚像は、前記印画像の種類と前記印画像の形状との組み合わせに対応付けられており、
前記視認させる工程は、
第1の所定の時間、前記印画像が前記撮像画像内に撮像され続けた場合に、前記特定の虚像を、前記画像表示部を用いて使用者に視認させる工程と、
前記画像表示部を用いて使用者に前記特定の虚像を視認させることを開始した後に、前記画像表示部と前記印画像との位置関係が変化しない場合には、前記開始した時点から第2の所定の時間が経過した場合に、使用者に前記特定の虚像を視認させることを終了する工程とを含む、制御方法。
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