JP6669067B2 - 表示制御装置、表示制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本技術の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ(以下「HMD」と称する。)の機能を説明する概略図である。まず図1を参照して、本実施形態に係るHMDの基本的な機能の概要について説明する。
本実施形態のHMD100は、ユーザUの頭部に装着され、ユーザUの実空間の視野V(表示視野)に仮想的な画像を表示することが可能に構成される。視野Vに表示される画像には、当該視野Vに存在する所定の対象物A1,A2,A3,A4に関連する情報が含まれる。所定の対象物としては、例えば、ユーザUの周囲に存在する風景、店舗、商品等が該当する。
HMD100は、表示部10と、表示部10の姿勢を検出する検出部20と、表示部10の駆動を制御する制御ユニット30とを有する。本実施形態においてHMD100は、ユーザに実空間の視野Vを提供可能なシースルー型のHMDで構成されている。
表示部10は、ユーザUの頭部に装着可能に構成される。表示部10は、第1及び第2の表示面11R,11Lと、第1及び第2の画像生成部12R,12Lと、支持体13とを有する。
検出部20は、表示部10の少なくとも一軸周りの方位あるいは姿勢変化を検出することが可能に構成される。本実施形態において検出部20は、X,Y及びZ軸周りの表示部10の方位あるいは姿勢変化をそれぞれ検出するように構成されている。
制御ユニット30(第1の制御ユニット)は、検出部20の出力に基づいて、表示部10(画像生成部12R,12L)の駆動を制御する制御信号を生成する。本実施形態において制御ユニット30は、接続ケーブル30aを介して表示部10と電気的に接続されている。勿論これに限られず、制御ユニット30は表示部10と無線通信回線を通じて接続されてもよい。
携帯情報端末200(第2の制御ユニット)は、制御ユニット30と無線通信回線を介して相互に通信可能に構成されている。携帯情報端末200は、表示部10で表示するべき画像を取得する機能と、取得した画像を制御ユニット30へ送信する機能とを有する。携帯情報端末200は、HMD100と有機的に組み合わされることで、HMDシステムを構築する。
次に、制御ユニット30の詳細について説明する。
x0=(θ0−θv)・Wv/αv …(1)
y0=(h0−hv)・Hv/100 …(2)
(1)ノンストリクト(Non Strict)属性の導入
表示制御部314は、表示部10の方位あるいは姿勢が所定角度以上変化したときは、上記方位あるいは姿勢の変化に応じてオブジェクトを視野V内で移動させ、上記方位あるいは姿勢の変化が上記所定角度未満のときは、視野Vにおけるオブジェクトの表示位置を固定する処理を実行可能に構成される。
表示制御部314は、検出部20の出力変化が所定時間にわたって所定以下のときは、オブジェクトBを視野Vの所定位置に移動させる処理を実行可能に構成される。
表示制御部314は、ユーザUの操作により生成される所定信号の入力を検出したときは、オブジェクトを視野Vの所定位置に移動させる処理を実行可能に構成される。このような構成においても上述と同様にオブジェクトの視認性を高めることができるとともに、ユーザの意図に即して画像の表示を制御することが可能となる。
表示制御部314は、視野Vの所定位置にオブジェクトが表示されている状態において、検出部20の出力変化が所定周波数以上のときは、検出部20の出力のうち上記所定周波数以上の周波数成分を無効とする処理を実行可能に構成される。
Control)を組み合わせて設定値に収束させる制御をいう。図10A,10Bにおいて、視野Vと視野V'の間に各々接続されたバネ(p)及びダンパ(d)のうち、バネ(p)がPD制御のP成分に相当し、ダンパ(d)がPD制御のD成分に相当する。
Δx(t)=x'(t)−x(t) …(3)
Δy(t)=y'(t)−y(t) …(4)
と表され、対応点の速度差分を(Δvx(t),Δvy(t))とすると、
Δvx(t)={Δx'(t)−Δx'(t−Δt)}−{Δx(t)−Δx(t−Δt)} …(5)
Δvy(t)={Δy'(t)−Δy'(t−Δt)}−{Δy(t)−Δy(t−Δt)} …(6)
と表される。そのときに顔ぶれ補正座標系V1'がローカル座標系V1に追従移動すべき量(Δp(t)、Δq(t))は、
Δp(t)=Px×Δx(t)+Dx×Δvx(t) …(7)
Δq(t)=Py×Δy(t)+Dy×Δvy(t) …(8)
と表される。
ここで、Px、Pyはx、yに対する差分ゲイン定数、Dx、Dyはx、yに対する速度ゲイン定数である。
続いて、HMD100の領域制限機能について説明する。
続いて、HMD100の画像管理機能について説明する。
まず、携帯情報端末200は、制御ユニット30へオブジェクトB3を配置するためのフレームF3の送信要否を確認し(ステップ101)、これに対して制御ユニット30は、携帯情報端末200へフレームF3の送信を要求する(ステップ102)。制御ユニット30は、受信したフレームF3をメモリ302へ格納することで、フレームF3を円筒座標C1上の対応位置へ配置する。
制御ユニット30は、上記オブジェクトデータの送信許可通知をトリガにデータ取得フェーズに移行する。具体的には例えば、制御ユニット30は、検出部20の出力に基づき、現在の視野V(表示部10)の方位に最も近いフレーム(本例ではフレームF4)を判定し、そのフレームに属するオブジェクト(本例ではオブジェクトB4)の画像データの送信を要求する(ステップ106)。この要求を受けて、携帯情報端末200は、制御ユニット30へオブジェクトB4の画像データを送信する(ステップ107)。制御ユニット30は、受信したオブジェクトB4の画像データをメモリ302へ格納することで、オブジェクトB4を円筒座標C1上のフレームF4内に配置する。
次に、以上のように構成される本実施形態に係るHMD100を備えたHMDシステムの動作の一例について説明する。
以下、本実施形態のHMD100の適用例について説明する。
視野Vを介して提供される画像の表示形態が一様であると、それが表示する情報の属性(種類)によっては、ユーザにとって有用なものとならない場合がある。そのため、表示制御部314は、表示部10と対象物A1〜A4との間の相対位置に関する情報を取得し、上記相対位置の変化に応じて視野Vに表示されている画像の表示形態を制御するように構成される。
視野Vに複数の画像が表示されると、かえって画像の視認性を妨げ、ユーザに適切な情報提示を行うことができない場合がある。そのため、表示制御部314は、ユーザにより設定された少なくとも1つの表示条件に適合する情報を含む画像をメモリ302(記憶部)から抽出し、抽出した画像を視野Vに選択的に表示するように構成される。
(1)ユーザからの距離(例:100m以内にあるオブジェクト)
(2)重要度(例:目的地、友人の現在地、渋滞情報)
(3)カテゴリ(例:観光スポット、コンビニエンスストア)
(4)更新時間(例:掲示板情報)
(5)歴史時間(例:時間情報を基準にピックアップされた史跡)
(a)観光モード(例:半径1km以内の観光スポットを表示)
(b)史跡探索モード(例:半径10km以内の江戸時代に存在した史跡を表示)
(c)新情報表示モード(例:半径10km以内の更新日時が新しいものを20個表示)
(d)友人探索モード(例:近くにいる友人5人を表示)
図24は、例えば、シナリオモードとしてカーナビゲーションアプリを設定したときのオブジェクトの表示例を示している。ここでは、フィルタリング条件として、別の車に乗車した友人の位置、目的地情報、道路の信号名が入力された例を説明する。
一方、視野Vに表示されるオブジェクトが多すぎたり、オブジェクト同士が重なって表示されたりすると、ユーザにとって有用なオブジェクトの識別あるいは視認が困難になる場合がある。そこで、制御ユニット30(表示制御部314)は、視野Vに表示すべき画画像が複数の画像を含むとき、当該複数の画像各々を交互に表示するように構成されてもよい。
上記においては、シナリオモードの例を挙げたが、異なる複数の表示モードの間でモード切り替えが行われることがある。第1の表示モードと第2の表示モードとの間でモード切り替えを行う場合において、第1の表示モードにおいて表示されるオブジェクトと第2の表示モードにおいて表示されるオブジェクトとが対応している場合に、そのオブジェクト同士が対応していることをモード切り替え時にユーザに把握させることが求められる。
続いて、本技術の第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略または簡略化する。
上記表示制御部は、上記方位が第1の所定角度以上変化したときは、上記方位の変化に応じて上記画像を前記視野内で移動させる。上記表示制御部は、上記方位の変化が上記第1の所定角度未満のときは、上記視野における上記画像の表示位置を固定する。
続いて、本技術の第3の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略または簡略化する。
上記表示制御部は、上記検出部の出力変化が所定時間にわたって所定以下のときは、上記画像を前記視野の所定位置に移動させる。または、上記表示制御部は、ユーザの操作により生成される所定信号の入力を検出したときは、上記画像を上記視野の所定位置に移動させる。
続いて、本技術の第4の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略または簡略化する。
上記表示制御部は上記視野の所定位置に上記画像が表示されている状態において、上記検出部の出力変化が所定周波数以上のときは、上記検出部の出力のうち上記所定周波数以上の周波数成分を無効とする。
続いて、本技術の第5の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略または簡略化する。
(1)
第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させる表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行う、
表示制御装置。
(2)
前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの位置の遷移をシームレスに行う、
前記(1)に記載の表示制御装置。
(3)
前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへのサイズの遷移をシームレスに行う、
前記(1)に記載の表示制御装置。
(4)
前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの色の遷移をシームレスに行う、
前記(1)に記載の表示制御装置。
(5)
前記表示制御部は、所定の条件が満たされた場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行う、
前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(6)
所定の対象物に関連するオブジェクトが3次元座標に対応付けられており、
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、表示部の少なくとも一軸周りの方位に対応するオブジェクトをユーザの実空間の視野に表示させるモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(7)
前記表示制御部は、前記表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも小さい場合、かつ、ユーザの実空間の視野に前記対象物が収まった場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行う、
前記(6)に記載の表示制御装置。
(8)
前記表示制御部は、前記表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも大きい場合、または、ユーザの実空間の視野から前記対象物が外れた場合に、前記第2の表示モードから前記第1の表示モードへの切り替えを行う、
前記(7)に記載の表示制御装置。
(9)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち前記一方とは異なる表示モードは、地図データを表示させるモードである、
前記(6)〜(8)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(10)
前記表示制御部は、前記地図データにおける前記表示部の位置を示すオブジェクトをフェードインさせる、
前記(9)に記載の表示制御装置。
(11)
前記表示制御部は、前記地図データにおける道路を示すオブジェクトをフェードインさせる、
前記(9)に記載の表示制御装置。
(12)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、複数のオブジェクトが水平方向および垂直方向を軸とする2次元上に配列された画面を表示させるモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(13)
前記一方とは異なる表示モードは、複数のオブジェクトが1次元上に配列された画面を表示させるモードである、
前記(12)に記載の表示制御装置。
(14)
前記一方とは異なる表示モードは、複数のオブジェクトが水平方向および奥行き方向を軸とする2次元上に配列された画面を表示するモードである、
前記(12)に記載の表示制御装置。
(15)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、複数のオブジェクトそれぞれに関連付けられている時刻に従って前記複数のオブジェクトが時間軸上に配列された画面を表示するモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(16)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、オブジェクトと当該オブジェクトに関連付けられたお店に関連する情報とが対応付けられて配置された画面を表示するモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(17)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、オブジェクトと当該オブジェクトに関連付けられた書き込みデータとが対応付けられて配置された画面を表示するモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(18)
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、表示部から対象物までの距離の表示領域がオブジェクトとして配置された画面を表示するモードである、
前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の表示制御装置。
(19)
第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させることを含み、
前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行うことを含む、
表示制御方法。
(20)
コンピュータを、
第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させる表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行う、
表示制御装置として機能させるためのプログラム。
11R,11L…表示面
12R,12L…画像生成部
20…検出部
30…制御ユニット
100…ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
200…携帯情報端末
311…座標設定部
312…画像管理部
313…座標判定部
314…表示制御部
A1〜A4…対象物
B、B1〜B4…オブジェクト
C0,C1…円筒座標(ワールド座標)
V…視野
U…ユーザ
Claims (16)
- 第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させる表示制御部を備え、
前記表示制御部は、
所定の対象物に関連するオブジェクトをユーザの実空間の視野に表示する表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも小さい場合、かつ、ユーザの実空間の視野に前記対象物が収まった場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行い、
前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行う、
表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの位置の遷移をシームレスに行う、
請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへのサイズの遷移をシームレスに行う、
請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの色の遷移をシームレスに行う、
請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、所定の条件が満たされた場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行う、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも大きい場合、または、ユーザの実空間の視野から前記対象物が外れた場合に、前記第2の表示モードから前記第1の表示モードへの切り替えを行う、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記所定の対象物に関連するオブジェクトが3次元座標に対応付けられており、
前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、前記表示部の少なくとも一軸周りの方位に対応するオブジェクトをユーザの実空間の視野に表示させるモードである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち前記一方とは異なる表示モードは、地図データを表示させるモードである、
請求項7に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記地図データにおける前記表示部の位置を示すオブジェクトをフェードインさせる、
請求項8に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、前記地図データにおける道路を示すオブジェクトをフェードインさせる、
請求項8に記載の表示制御装置。 - 前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、複数のオブジェクトそれぞれに関連付けられている時刻に従って前記複数のオブジェクトが時間軸上に配列された画面を表示するモードである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、オブジェクトと当該オブジェクトに関連付けられたお店に関連する情報とが対応付けられて配置された画面を表示するモードである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、オブジェクトと当該オブジェクトに関連付けられた書き込みデータとが対応付けられて配置された画面を表示するモードである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 前記第1の表示モードおよび前記第2の表示モードのうち何れか一方の表示モードは、前記表示部から対象物までの距離の表示領域がオブジェクトとして配置された画面を表示するモードである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示制御装置。 - 第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させることを含み、
所定の対象物に関連するオブジェクトをユーザの実空間の視野に表示する表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも小さい場合、かつ、ユーザの実空間の視野に前記対象物が収まった場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行い、
前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行うことを含む、
表示制御方法。 - コンピュータを、
第1の表示モードにおいて第1の画面を表示させ、第2の表示モードにおいて第2の画面を表示させる表示制御部を備え、
前記表示制御部は、
所定の対象物に関連するオブジェクトをユーザの実空間の視野に表示する表示部と前記対象物との間の相対距離が所定の距離よりも小さい場合、かつ、ユーザの実空間の視野に前記対象物が収まった場合に、前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替えを行い、
前記第1の表示モードから前記第2の表示モードへの切り替え時に、前記第1の画面に含まれる第1のオブジェクトと前記第2の画面に含まれる第2のオブジェクトとが対応する場合には、前記第1のオブジェクトから前記第2のオブジェクトへの遷移をシームレスに行う、
表示制御装置として機能させるためのプログラム。
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