JP7038546B2 - 表示システム - Google Patents
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Description
それに対し、例えば、従来の表示システムを用い、製品の前方に表示装置を配置して、この表示装置に当該製品の一部に相当する透視画像等の画像を表示させ、内部の状態を可視化させる方法が考えられる。しかしながら、従来の表示システムでは、表示装置に画像を表示しているだけであり、現実の製品と表示装置に表示された画像が示す当該製品とを視点位置から見た場合に位置ずれが生じ、視認性が悪くなる。このように、従来の表示システムでは、仮想空間に表示される画像を現実空間に合わせ込むことはできないという課題があった。
実施の形態1.
図1,2はこの発明の実施の形態1に係る表示システムの構成例を示す図である。
表示システムは、図1,2に示すように、表示装置1、移動機構2、移動量検出装置3、記憶装置4及び制御装置5を備えている。なお図1では、設置台6の上に、対象となる物体10が既定の位置及び向きで設置された状態を示している。また図1では、物体10が自動車である場合を示している。
具体的には、例えば図1,3Aに示すように、移動機構2は、設置台6の内部に、設置台6の周縁部に沿って設けられたレール21と、レール21を挟み込み、レール21に沿って移動可能なカム機構22と、カム機構22に設けられ、表示装置1を支持するポール部23とを有している。また、設置台6には、レール21に沿って設けられ、ポール部23を移動可能とするスリット部61が形成されている。そして、表示装置1は、移動機構2の移動に伴ってレール21上を移動する。なお、表示装置1は、手動で移動されてもよいし、リモートコントローラ等により自動で移動されてもよい。
具体的には、例えば図3Bに示すように、レール21上に滑車24が設けられている。また、移動機構2に滑車24とかみ合う歯車25が設けられ、移動機構2がレール21に沿って移動することで歯車25が回転する。そして、移動量検出装置3として、歯車25の回転数を検出するエンコーダ3aが用いられている。
また、記憶装置4は、画像補正値を示すデータを記憶する。この画像補正値は、上記軌道上において物体10と表示面11に表示された画像が示す当該物体10とを上記基準視点位置から見た際での位置ずれを補正する画像補正値である。
図4に示すように、表示面11に対向するユーザの視点位置は、当該ユーザの顔の高さ及び当該ユーザと表示装置1との間の距離等によって変わる。そのため、表示システムにおいて、現実の物体10に対して当該物体10の一部を示す画像を重ね合わせて表示する場合、この視点位置の違いにより、物体10と表示面11に表示される画像が示す当該物体10との間に位置ずれが生じる。
そこで、実施の形態1に係る表示システムでは、予め、ユーザの基準となる顔の高さ及び当該ユーザと表示装置1との間の基準となる距離から基準視点位置を設定し、この基準視点位置から上記位置ずれを補正するための画像補正値を得ている。なお、この画像補正値は、計算により算出可能である。
そこで、実施の形態1における記憶装置4では、予め、上記のような要因により上記位置ずれが生じる箇所に対して、当該位置ずれを補正するための画像補正値を示すデータを追加で記憶している。この画像補正値は、例えば、事前に、作業者が、表示装置1を物体10に対して相対的に移動させ、上記基準視点位置から見た際に物体10と表示面11に表示される画像が示す当該物体10との間に位置ずれが無いかを確認し、位置ずれがある場合にその場で画像調整を実施することで得ることができる。また、画像補正値が得られたポイントとポイントとの間は、例えば線形に変化するものとして画像補正値を得てもよい。
図7では、画像生成部53により物体10の一部を示す透視画像が生成され、表示装置1により当該透視画像が物体10と重ね合わせて表示された場合を示している。図7に示す画像では、物体10に内蔵された部品101が表示され、物体10の内部が可視化されている。表示面11に表示される画像は、表示装置1の移動に伴って変化する。なお図7では、表示面11に表示される画像が透視画像である場合を示しているが、断面画像の場合についても同様である。
また、物体10が一部の透明化又は切断等を行うことが困難な場合、又は、一つの物体10では全ての箇所を可視化できない場合等でも、実施の形態1に係る表示システムを用いることで、内部の可視化が容易に可能となる。
例えば展示会の展示スペースが狭い場合等のように表示装置1を移動させるだけの人の動線を確保できない場合には、図1に示すような構成をとれない場合がある。一方、表示装置1の位置を固定とし、移動機構2が物体10を動かす構成では、少なくとも表示装置1の正面に人が立つことができるスペースが有れば設置可能であり、省スペース化を図ることができる。
実施の形態2では、表示装置1が、物体10の一部を示す画像の表示に加え、当該物体10に対する付加情報の表示を行う場合を示す。
図8はこの発明の実施の形態2に係る表示システムの構成例を示すブロック図である。この図8に示す実施の形態2に係る表示システムでは、図2に示す実施の形態1に係る表示システムに対し、位置判定部55を追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
図9に実施の形態2に係る表示システムの動作例を示す。図9では、表示面11に表示された画像に、物体10に内蔵された部品101と、この部品101に対する付加情報901とが表示された場合を示している。このように、実施の形態2に係る表示システムでは、表示装置1の上記軌道上の位置に応じて、物体10に対する付加情報を表示させることができる。
図10に示す画像では、下部に、上記軌道の全体範囲を示すエリアバー1001aが表示されている。また、エリアバー1001aには、表示装置1の上記軌道上の位置を示す位置アイコン1002aが表示されている。この位置アイコン1002aは、表示装置1の相対的な移動に連動して動く。また、エリアバー1001aには、表示装置1に付加情報を表示させる上記軌道上の範囲を示すエリアアイコン1003aが表示されている。そして、画像生成部53は、位置アイコン1002aがエリアアイコン1003a内に入ると、該当する付加情報を上記画像に付加する。
図10Bに示す画像では、下部に、上記軌道の全体範囲を示すエリアバー1001bが表示されている。また、エリアバー1001bには、表示装置1の上記軌道上の位置を示す位置アイコン1002bが表示されている。この位置アイコン1002bは、表示装置1の相対的な移動に連動して動く。また、エリアバー1001bには、表示装置1に付加情報を表示させる上記軌道上の範囲を示すエリアアイコン1003bが表示されている。更に、画像の左右に、位置アイコン1002bがエリアアイコン1003bにどの程度近づいたかを示すアンテナバー1004bが表示されている。このアンテナバー1004bは、表示装置1の上記軌道上の位置が上記軌道上の範囲に近づくと色が濃い領域が増え、離れると色が濃い領域が少なくなる。そして、画像生成部53は、位置アイコン1002bがエリアアイコン1003b内に入ると、該当する付加情報を上記画像に付加する。
図10Cに示す画像では、左右に、上記軌道の全体範囲を示すエリアバー1001cが表示されている。また、エリアバー1001cには、表示装置1の上記軌道上の位置を示す位置アイコン1002cが表示されている。この位置アイコン1002cは、表示装置1の相対的な移動に連動して動く。また、エリアバー1001cには、表示装置1に付加情報を表示させる上記軌道上の範囲を示すエリアアイコン1003cが表示されている。このエリアアイコン1003cは等間隔で配置されている。なお、付加情報の実際の表示間隔は等間隔ではないため、位置アイコン1002cは、エリアアイコン1003c間を実際の表示間隔に応じてそれぞれ異なるスピードで移動する。そして、画像生成部53は、位置アイコン1002cがエリアアイコン1003c内に入ると、該当する付加情報を上記画像に付加する。なお図10Cでは、位置アイコン1002cがエリアアイコン1003c内に入った場合を示しており、該当するエリアアイコン1003cが強調表示された場合を示している。
実施の形態1,2に係る表示システムでは、移動量検出装置3が移動機構2による移動量を検出している。一方、表示装置1が上記軌道上の基準位置(例えばレール21の一端)に位置する状態で表示システムの電源が入るとは限らず、表示装置1が基準位置とは異なる位置で表示システムの電源が入った場合にその位置が基準位置となる可能性がある。また、移動量検出装置3としてエンコーダ3aを用いた場合等には、空回りにより誤差が蓄積される。この場合、表示装置1の上記軌道上の位置を正確に検出できないため、物体10と表示面11に表示された画像が示す物体10との間に位置ずれが生じる可能性がある。そこで、実施の形態3では、移動量検出装置3による検出値をリセットする機能を設けた場合の構成を示す。
図11はこの発明の実施の形態3に係る表示システムの構成例を示す図である。この図11に示す実施の形態3に係る表示システムでは、図2に示す実施の形態1に係る表示システムに対し、スイッチ(第1のスイッチ)7a及びスイッチ(第2のスイッチ)7bを追加している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
スイッチ7bは、ユーザ操作によりオンとなる。このスイッチ7bは、例えば図11に示すように表示装置1に設けられる。
これにより、表示装置1が上記軌道上の途中に位置する場合に表示システムの電源が入った場合、又は、移動量検出装置3としてエンコーダ3aを用いた場合等のように、空回りによる誤差が蓄積される場合であっても検出値をリセットでき、表示装置1の上記軌道上の位置を正確に検出可能となる。
制御装置5におけるデータ取得部51、位置検出部52、画像生成部53及び画像出力部54の各機能は、処理回路501により実現される。処理回路501は、図12Aに示すように、専用のハードウェアであっても、図12Bに示すように、メモリ503に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)502であってもよい。
Claims (6)
- 一方の面が対象となる物体と対向し、他方の面に表示面を有する表示装置と、当該物体との相対位置を検出する位置検出部と、
前記物体のモデルを示すデータを取得するデータ取得部と、
前記位置検出部により検出された相対位置及び前記データ取得部により取得されたデータに基づいて、前記表示装置の表示面に表示する前記モデルの画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を前記表示装置に出力する画像出力部とを備え、
前記データ取得部は、前記物体と、前記画像生成部により生成される画像が示す前記モデルとの位置ずれを、前記表示装置の表示面に対向する基準視点位置から見て重畳するように、当該画像を補正する画像補正値を取得し、
前記画像生成部は、前記表示装置の表示面に対向するユーザの顔の高さ及び当該ユーザと当該表示装置との間の距離に基づいて前記データ取得部により取得された画像補正値を動的に調整した上で画像の補正を行う
ことを特徴とする表示システム。 - 前記データ取得部は、画像補正値として、基準視点位置に基づいて位置ずれを補正する補正値を取得する
ことを特徴とする請求項1記載の表示システム。 - 前記位置検出部は、
前記表示装置又は前記物体のうちの一方を移動させる移動機構と、
前記移動機構による移動量を検出する移動量検出装置とを備え、
前記移動量検出装置により検出された移動量に基づいて、前記表示装置と前記物体との相対位置を検出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の表示システム。 - 前記データ取得部は、前記物体の情報である付加情報を示すデータ、及び、前記表示装置に当該付加情報を表示させる範囲を示すデータを取得し、
前記データ取得部により取得されたデータに基づいて、前記位置検出部により検出された位置が前記範囲内であるかを判定する位置判定部を備え、
前記画像生成部は、前記位置判定部により前記位置検出部により検出された位置が前記範囲内であると判定された場合に、前記データ取得部により取得されたデータから、該当する付加情報を、前記画像に付加する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちの何れか1項記載の表示システム。 - 前記画像生成部は、前記位置検出部により検出された位置を表すアイコン、及び、前記データ取得部により取得されたデータが示す前記範囲を表すアイコンを、前記画像に付加する
ことを特徴とする請求項4記載の表示システム。 - 前記表示装置が基準位置に位置する場合にオンとなる第1のスイッチと、
ユーザ操作によりオンとなる第2のスイッチとを備え、
前記位置検出部は、前記第1のスイッチがオンとなり且つ前記第2のスイッチがオンとなった場合に、検出する相対位置が、前記表示装置と前記物体との相対位置を基準位置にリセットされる
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちの何れか1項記載の表示システム。
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