JP3140708B2 - Hand shape input device and virtual reality generation device - Google Patents
Hand shape input device and virtual reality generation deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、仮想現実感技術
において、仮想物体の把持・操作時に使用される手形状
入力装置およびそれを用いた仮想現実感生成装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hand shape input device used for grasping and manipulating a virtual object in a virtual reality technology, and a virtual reality generation device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】大型ディスプレイを利用する仮想環境シ
ステムでは、コンピューター・グラフィックス(以下、
CGと呼ぶ。)により仮想的な3次元空間を生成し、観
察者は立体的に仮想空間を見ることになる。ここで、こ
のような立体表示には、たとえば2眼式立体表示(両眼
視差方式)を用いて、大画面スクリーンに時分割表示さ
れる両眼視差画像を、液晶シャッタ眼鏡を通して立体視
する構成が用いられる。2. Description of the Related Art In a virtual environment system using a large display, computer graphics (hereinafter, referred to as computer graphics) are used.
Called CG. ) Generates a virtual three-dimensional space, and the observer stereoscopically views the virtual space. Here, for such a stereoscopic display, for example, a configuration in which a binocular parallax image displayed in a time-division manner on a large screen screen is stereoscopically viewed through liquid crystal shutter glasses using a binocular stereoscopic display (binocular parallax method). Is used.
【0003】すなわち、液晶シャッタ眼鏡は、両眼につ
いて交互に所定の時間間隔で液晶シャッタが開閉し、こ
の開閉動作が大画面スクリーンに表示される両眼視差画
像の表示と同期する構成となっている。このため、右目
からみえる大画面スクリーン上の画像と、左目からみえ
る大画面スクリーン上の画像とが、両者の視差だけ異な
った画像となっていると、観察者は、あたかも立体を見
ているかのように感じることになる。That is, the liquid crystal shutter glasses have a structure in which the liquid crystal shutter opens and closes alternately at predetermined time intervals for both eyes, and this opening and closing operation is synchronized with the display of the binocular parallax image displayed on the large screen screen. I have. For this reason, if the image on the large screen viewed from the right eye and the image on the large screen viewed from the left eye are different from each other by the parallax of the two, the observer may not be able to see the stereoscopic image. You will feel like that.
【0004】その際、平成3年電気学会電子・情報・シ
ステム部門全国大会、Dー2−10「パイプライン型画
像処理装置を用いた実時間手形状認識」(石淵耕一他)
に開示されているように、仮想環境内でのオブジェクト
の組立や変形作業のための操作において、手形状および
区間位置データを取り込める特殊手袋(たとえば、Cy
berGlove(登録商標))の使用や複数カメラに
よる手画像の入力画像処理により、視覚的に仮想物体を
つかんで移動させることが可能であった。[0004] At that time, D-2-10 "Real-time hand shape recognition using a pipeline type image processing device" (Koichi Ishibuchi et al.)
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-168, a special glove (for example, Cy) capable of capturing hand shape and section position data in an operation for assembling or deforming an object in a virtual environment.
It was possible to visually grasp and move a virtual object by using berGlove (registered trademark)) and input image processing of a hand image by a plurality of cameras.
【0005】また、第11回ヒューマンインターフェー
スシンポジウム、2121、p.491−496(19
95)「小型ディスプレイを用いたオブジェクト操作の
ための力覚インターフェース」(野間春生他)に開示さ
れているように、力覚デバイスを利用して、つかんだ仮
想物体の重量感を力覚的に提示することがあり、両手で
持てる程度の小型の表示装置と力覚デバイスを組み合わ
せるより、表示装置内に仮想物体の映像を取り込んだ
後、表示装置の移動に連動して仮想空間内の仮想物体を
移動させることも行われていた。その際、仮想物体が他
の物体と衝突した場合には、力覚デバイスによって衝突
時の反発力を再現していた。Also, at the 11th Human Interface Symposium, 2121, p. 491-496 (19
95) As disclosed in "Haptic Interface for Object Manipulation Using Small Display" (Haruo Noma et al.), Using a haptic device, the sense of weight of a grasped virtual object can be sensed happily. Rather than combining a haptic device with a small display device that can be held with both hands, it may be presented, and after capturing the image of the virtual object in the display device, the virtual object in the virtual space in conjunction with the movement of the display device Moving was also done. At that time, when the virtual object collides with another object, the repulsive force at the time of the collision is reproduced by the haptic device.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
手形状入力装置および仮想現実感生成装置には、以下の
ような問題点が存在した。However, the conventional hand shape input device and the virtual reality generation device have the following problems.
【0007】すなわち、第1に、立体表示された仮想物
体の操作の際に、映像表示面と視点間に自分の手が位置
すると視界が遮られてしまうことである。また、つかん
だ仮想物体の重量感を提示するために力覚デバイスを利
用する際にも、装置が映像表示面の全面の視野内に入り
視野妨害となるということである。[0007] First, when operating a virtual object displayed in three dimensions, if one's hand is positioned between the image display surface and the viewpoint, the field of view is obstructed. In addition, when a haptic device is used to present a sense of weight of a grasped virtual object, the device enters the entire field of view of the image display surface and obstructs the view.
【0008】第2には、映像表示面と視点間に自分の手
や力覚デバイスが存在する場合における立体画像と実物
(自分の手や力覚デバイス)との混在は、立体画像の融
像を妨害して2眼識立体表示における融像領域において
も融像を困難にすることがあることである。これは、立
体画像の表示面と実物との距離が大きいと顕著になる。[0008] Second, when the user's own hand or haptic device is present between the image display surface and the viewpoint, the mixture of the stereoscopic image and the real object (own hand or haptic device) is a fusion of the stereoscopic image. In the fusion region in the binocular stereoscopic display in some cases, making fusion difficult. This becomes remarkable when the distance between the display surface of the stereoscopic image and the real object is large.
【0009】図6は、上述したような融像が困難となる
場合の2眼識立体表示を説明するための概念図である。
図7は、図6と対比して実際の物体を手が把持する場合
の両眼の視線を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining binocular stereoscopic display when fusion is difficult as described above.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the line of sight of both eyes when an actual object is gripped by a hand as compared with FIG.
【0010】まず、図7を参照して、現実の物体を手が
把持する場合、現実の手の位置に存在する物体を両眼か
ら見る際の視差により、人間は対象物体の立体感を感じ
ることができる。First, referring to FIG. 7, when a real object is gripped by a hand, a human perceives a three-dimensional effect of the target object due to parallax when the object existing at the position of the real hand is viewed from both eyes. be able to.
【0011】これに対して、観察者が、手に上述したよ
うな特殊手袋10を装着して、映像表示面に映し出され
た立体画像30を見る場合を考える。ここで、立体画像
30としては、時分割して各々両眼からの視差を反映し
た画像が出力され、観察者が液晶シャッタ眼鏡40を通
して観察する構成となっているものとする。On the other hand, consider a case where the observer wears the special glove 10 as described above in his hand and looks at the stereoscopic image 30 projected on the video display surface. Here, it is assumed that the stereoscopic image 30 is configured to output an image reflecting parallax from both eyes in a time-division manner and observe the image through the liquid crystal shutter glasses 40.
【0012】図6においては、右目と立体画像30との
間に手袋10が位置している場合を示している。この場
合、左目からは、立体画像30を見通すことが可能であ
るのに対し、右目からは立体画像30を見通すことがで
きないために、2眼式立体表示方式では、両眼からの画
像情報が融像されず、立体画像として知覚されないこと
になる。FIG. 6 shows a case where the glove 10 is located between the right eye and the stereoscopic image 30. In this case, the stereoscopic image 30 can be seen through the left eye, whereas the stereoscopic image 30 cannot be seen through the right eye. It will not be fused and will not be perceived as a stereoscopic image.
【0013】第3には、小型の表示装置(両手で保持で
きる程度の大きさのもの)と力覚デバイスとを組み合わ
せた場合においては、つかんだ仮想物体を把持する際
に、物体の探索・把持・移動・把持解除のモード切替に
逐次表示装置に付随したスイッチの押下が必要であり、
観察者が対象物体を把持したことを実感するための操作
が直感的でないため、仮想現実感を観察者に与えるとい
う点では不十分であるという問題点があった。Third, when a small display device (having a size large enough to be held by both hands) and a haptic device are combined, when a grasped virtual object is grasped, an object search / It is necessary to sequentially press the switch attached to the display device to switch the mode of gripping / moving / release of gripping,
Since the operation for realizing that the observer grasps the target object is not intuitive, there is a problem that it is insufficient to give the observer a virtual reality.
【0014】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであって、その目的は、観察者の
視点と表示装置間に観察者の手が存在する場合でも、観
察者の視界が遮られることなく、観察者に対象物体の立
体感を与えることが可能な手形状入力装置および仮想現
実感生成装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to solve the problem even when the observer's hand exists between the observer's viewpoint and the display device. The present invention provides a hand shape input device and a virtual reality generation device capable of giving an observer a three-dimensional effect of a target object without obstructing the field of view.
【0015】この発明の他の目的は、対象物体を把持す
る操作を直感的なものとし、観察者に与える仮想現実感
をより現実の感覚に近づけることが可能な手形状入力装
置および仮想現実感生成装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a hand-shaped input device and a virtual reality input device which make the operation of gripping a target object intuitive, and which can make the virtual reality given to the observer more realistic. It is to provide a generating device.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の手形状入
力装置は、観察者に仮想現実感を与えるために、観察者
の手に装着されて、仮想空間内における観察者の手の位
置および形状のデータを取得するための手形状入力装置
であって、手形状データを検出するセンサーが所定の関
節部分に配置され、観察者の手に装着される手袋と、手
袋の所定位置に配置され、観察者の手の仮想区間内の3
次元位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によ
り検出された観察者の手の3次元位置情報およびセンサ
ーからの手形状データから得られる手形状入力装置の仮
想空間内の位置および傾き情報と、外部から与えられる
観察者の目の位置および視線方向の情報とに基づいて、
視線方向の仮想空間内に存在する手袋で遮られた部分に
対応する物体の映像情報を出力する制御手段と、手袋表
面の所定位置に固定され、制御手段から出力された映像
情報に基づいて、手袋で遮られた部分に対応する画像を
表示する第1の表示手段とを備える。The hand shape input device according to claim 1 is mounted on the observer's hand to give the observer a virtual reality, and the position of the observer's hand in the virtual space. and shape a hand shape input device for data you get the sensor for detecting the hand shape data is arranged in a predetermined joint portion, and gloves to be attached to the observer's hand, at a predetermined position of the glove 3 placed in the virtual section of the observer's hand
Position detecting means for detecting a three-dimensional position; position and inclination information in the virtual space of the hand shape input device obtained from three-dimensional position information of the observer's hand detected by the position detecting means and hand shape data from the sensor; , Based on information on the position of the eyes of the observer and the gaze direction given from the outside,
In the part blocked by gloves existing in the virtual space in the line of sight
And a control means for outputting the image information of the corresponding object, is fixed at a predetermined position of the glove surface, the output video from the control means
Based on the information, the image corresponding to the part blocked by the glove
And first display means for displaying.
【0017】請求項2記載の仮想現実感生成装置は、観
察者に仮想現実感を与えるための仮想現実感生成装置で
あって、仮想空間画像に対応した3次元画像情報を出力
する第2の表示手段と、観察者の両眼部に装着され、観
察者の仮想空間内の目の位置および視線方向を検出する
視線検出手段と、第2の表示手段に対して、3次元画像
情報を出力する制御手段と、観察者の手に装着されて、
仮想空間内における観察者の手の位置および形状のデー
タを取得するための手形状入力手段とを備え、手形状入
力手段は、手形状データを検出するセンサーが所定の関
節部分に配置され、観察者の手に装着される手袋と、手
袋の所定位置に配置され、観察者の手の仮想区間内の3
次元位置を検出する位置検出手段と、手袋表面の所定位
置に固定され、制御手段から与えられる画像を出力する
第1の表示手段とを備え、制御手段は、位置検出手段に
より検出された観察者の手の3次元位置情報およびセン
サーからの手形状データから得られる手形状入力装置の
仮想空間内の位置および傾き情報と、視線検出手段から
与えられる観察者の目の位置および視線方向の情報とに
基づいて、第2の表示手段に出力される3次元画像情報
のうち、視線方向と第1の表示手段とが交差しかつ観察
者の手で遮られた部分に対応する領域の3次元画像情報
を第1の表示手段に出力する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a virtual reality generating apparatus for giving a virtual reality to an observer, wherein the second apparatus outputs three-dimensional image information corresponding to a virtual space image. Outputting three-dimensional image information to the display means, the eye-gaze detecting means attached to both eyes of the observer, and detecting the eye position and the eye-gaze direction in the observer's virtual space, and the second display means Control means to be mounted on the observer's hand,
A hand shape input means for you get the data of the position and shape of the observer's hand in the virtual space, hand shape input means, a sensor for detecting the hand shape data is arranged in a predetermined joint portion, A glove to be worn on the observer's hand, and three gloves arranged in a predetermined position of the glove and within a virtual section of the observer's hand.
Position detecting means for detecting a three-dimensional position, and first display means fixed to a predetermined position on the surface of the glove and outputting an image given from the control means, wherein the control means comprises an observer detected by the position detecting means. The position and inclination information of the hand shape input device in the virtual space obtained from the three-dimensional position information of the hand and the hand shape data from the sensor, and the information of the eye position and the line of sight of the observer given from the line of sight detection means based on, among the three-dimensional image information to be output to the second display means, line-of-sight direction and the cross vital observation first display means
The three-dimensional image information of the area corresponding to the part blocked by the hand of the user is output to the first display means.
【0018】請求項3記載の仮想現実感生成装置は、請
求項2記載の仮想現実感生成装置の構成において、第1
の表示手段は、手袋の甲部分に固定されたディスプレイ
装置である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a virtual reality generating apparatus according to the second aspect, wherein
Is a display device fixed to the upper part of the glove.
【0019】請求項4載の仮想現実感生成装置は、請求
項2記載の仮想現実感生成装置の構成において、制御手
段は、仮想空間内の物体の位置情報と、手形状検出手段
からの手形状データおよび手の3次元位置情報とに基づ
いて、観察者の手が仮想空間内に存在する物体の把持動
作を行ったことを検出する。According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the control means includes: a control unit configured to control the position information of the object in the virtual space and a hand from the hand shape detection unit; Based on the shape data and the three-dimensional position information of the hand, it is detected that the observer's hand has performed the gripping operation of the object existing in the virtual space.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の手
形状入力装置10およびそれを用いた仮想現実感生成装
置1000の構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a hand shape input device 10 and a virtual reality generation device 1000 using the same according to an embodiment of the present invention.
【0021】仮想現実感生成装置1000は、仮想現実
感生成装置1000の動作を制御する計算機100と、
観察者が装着し立体画像を知覚するための液晶シャッタ
眼鏡40と、計算機100に制御されて、立体画像が右
目および左目に対する画像に切り替わるのに同期して液
晶シャッタ眼鏡40のシャッタ動作を制御するシャッタ
コントローラ50と、観察者の手に装着されて、観察者
の手形状の情報および手の仮想空間内の位置の情報を計
算機100に与える手形状入力装置10と、計算機10
0から出力される立体画像を表示する大画面モニタ20
とを備える。The virtual reality generating apparatus 1000 includes a computer 100 for controlling the operation of the virtual reality generating apparatus 1000,
The liquid crystal shutter glasses 40 worn by the observer to perceive a stereoscopic image, and the shutter operation of the liquid crystal shutter glasses 40 controlled by the computer 100 in synchronization with the switching of the stereoscopic image to images for the right and left eyes. A shutter controller 50, a hand shape input device 10 attached to the hand of the observer, and providing the computer 100 with information on the hand shape of the observer and information on the position of the hand in the virtual space;
Large-screen monitor 20 for displaying a stereoscopic image output from 0
And
【0022】手形状入力装置10は、それぞれの指の各
関節に対応して、指毎に配置される3つの曲がりセンサ
と指の間の角度を測るセンサを備え、装着した観察者の
手形状のデータを計算機100に出力する特殊手袋12
と、特殊手袋12の甲部分に固着され計算機100から
の立体画像を出力する小型ディスプレイ14と、手の仮
想空間内の位置データを計算機100に出力する三次元
空間位置検出器16とを含む。The hand shape input device 10 includes three bending sensors arranged for each finger corresponding to each joint of each finger and a sensor for measuring an angle between the fingers. Special gloves 12 that output the data of
And a small display 14 fixed to the upper part of the special glove 12 and outputting a stereoscopic image from the computer 100, and a three-dimensional space position detector 16 for outputting position data in the virtual space of the hand to the computer 100.
【0023】液晶シャッタ眼鏡40は、シャッタコント
ローラ50に制御されて、各目に対応する光の導通を開
閉する液晶シャッタ42と、観察者の視点の仮想空間内
での位置データおよび観察者の視線方向のデータを計算
機100に出力する三次元位置検出器44とを含む。The liquid crystal shutter glasses 40 are controlled by a shutter controller 50 to open and close the conduction of light corresponding to each eye, position data of the observer's viewpoint in virtual space, and the observer's line of sight. And a three-dimensional position detector 44 that outputs direction data to the computer 100.
【0024】図2は、手形状入力装置10の主要部をよ
り詳細に示す拡大図である。図1および図2を参照し
て、仮想現実感生成装置1000の動作をより詳しく説
明する。FIG. 2 is an enlarged view showing the main part of the hand shape input device 10 in more detail. The operation of the virtual reality generation device 1000 will be described in more detail with reference to FIGS.
【0025】計算機100は、シャッタ眼鏡40からの
観察者の視点および視線方向のデータに基づいて、大画
面モニタ20に観察者から見える仮想空間像を出力す
る。The computer 100 outputs a virtual space image that can be viewed by the observer to the large screen monitor 20 based on the data of the observer's viewpoint and line of sight from the shutter glasses 40.
【0026】ここで、仮想空間像は、時分割された両眼
視差画像を含む。一方、計算機100はシャッターコン
トローラ50に対して、時分割された両眼視差像を与
え、シャッターコントローラ50は、両眼視差像の切り
替わりに同期して、液晶シャッタ眼鏡40を制御し、両
眼について交互に所定の時間間隔で液晶シャッタを開閉
させる。この開閉動作が大画面スクリーンに表示される
両眼視差画像の表示と同期するため、右目からみえる大
画面スクリーン上の画像と、左目からみえる大画面スク
リーン上の画像とが、両者の視差だけ異なった画像とな
っていることになり、観察者は、あたかも立体を見てい
るかのように感じることになる。Here, the virtual space image includes a time-divided binocular parallax image. On the other hand, the computer 100 gives the time-divided binocular parallax image to the shutter controller 50, and the shutter controller 50 controls the liquid crystal shutter glasses 40 in synchronization with switching of the binocular parallax image, and The liquid crystal shutter is opened and closed alternately at predetermined time intervals. Since this opening and closing operation is synchronized with the display of the binocular disparity image displayed on the large screen screen, the image on the large screen screen seen from the right eye differs from the image on the large screen screen seen from the left eye by the disparity between the two. Thus, the observer feels as if he / she is viewing a stereoscopic image.
【0027】計算機100は、さらにシャッタ眼鏡40
から一定時間間隔で与えられる観察者の視点および視線
方向のデータと、同様に一定時間間隔で手形状入力装置
10から与えられる観察者の手の位置データとに基づい
て、図2に示すように、小型ディスプレイ14を窓とし
て観察者から見える大画面モニタ上の映像の一部を表示
する。The computer 100 further includes shutter glasses 40
As shown in FIG. 2, based on the observer's viewpoint and line-of-sight direction data given at regular time intervals, and the observer's hand position data similarly given from the hand shape input device 10 at regular time intervals. And a part of the image on the large screen monitor which can be viewed by the observer using the small display 14 as a window.
【0028】図3および図4は、上述したような手形状
入力装置10により、観察者が立体画像30に対応する
仮想物体を見る状態を示す概念図である。FIGS. 3 and 4 are conceptual diagrams showing a state in which an observer looks at a virtual object corresponding to the stereoscopic image 30 using the hand shape input device 10 as described above.
【0029】図3は、大画面モニタ20上に映し出され
た立体画像30をもとに、観察者が対象物体の把持動作
を行い始めた初期段階の観察者の視線を示し、図4は、
把持動作が完了した時点での観察者の視線を示す。FIG. 3 shows the line of sight of the observer in the initial stage when the observer starts to grasp the target object based on the stereoscopic image 30 projected on the large screen monitor 20.
5 shows the observer's line of sight at the time when the grasping operation is completed.
【0030】まず、図3を参照して、観察者は液晶シャ
ッタ眼鏡40を介して、大画面モニタ20上の立体画像
30を立体視し、この立体画像30に対応する仮想物体
を把持しようとする。このとき、観察者の右目と立体画
像30との間に右手が存在するようになり、左目では大
画面モニタ20上の立体画像30を見ることが可能で、
右目では手形状入力装置10中の小型ディスプレイ14
上に映し出された立体画像を見ることが可能である。た
だし、実際には、人間の目の機能としては、異なった距
離に存在する対象物を左右の目で同じ重みを持って見る
と言うことは、起こらない。したがって、この瞬間は、
左右どちらかの目からの画像情報が優先され、一時的に
立体視の状態が崩れることになる。First, referring to FIG. 3, an observer stereoscopically views stereoscopic image 30 on large screen monitor 20 through liquid crystal shutter glasses 40, and tries to grasp a virtual object corresponding to stereoscopic image 30. I do. At this time, the right hand is present between the observer's right eye and the stereoscopic image 30, and the left eye can see the stereoscopic image 30 on the large screen monitor 20,
For the right eye, the small display 14 in the hand shape input device 10
It is possible to see the stereoscopic image projected above. However, in actuality, as a function of the human eye, it does not occur that objects located at different distances are viewed with the same weight by the left and right eyes. Therefore, at this moment,
Image information from either the left or right eye is prioritized, and the state of stereoscopic vision is temporarily disrupted.
【0031】しかし、把持動作が完了した次の瞬間で
は、図4を参照して、観察者の両目の視線は、小型ディ
スプレイ14に表示された仮想物体の画像を見ているこ
とになり、観察者は再び仮想物体を立体視することにな
る。However, at the moment after the completion of the gripping operation, the eyes of the observer's eyes look at the image of the virtual object displayed on the small display 14 with reference to FIG. The person will again stereoscopically view the virtual object.
【0032】つまり、この状態で、シャッタ眼鏡40を
介して立体画像30を観察すると、観察者はあたかも自
分の手が部分的に透き通ったように感じつつ、仮想物体
の映像を見ることになり、この映像を立体的に見ること
ができる。That is, in this state, when observing the stereoscopic image 30 through the shutter glasses 40, the observer sees the image of the virtual object while feeling as if his / her hand is partially transparent. This image can be viewed in three dimensions.
【0033】したがって、小型ディスプレイ14が存在
しない場合は、手中に入るようなサイズの仮想物体を手
でつかむと、その物体は自分の手で見えなくなってしま
うのに対し、仮想現実感生成装置1000では、あたか
も自分の手が部分的に透明化したことに相当するため、
手中の仮想物体を観察者は立体視することができる。Therefore, when the small display 14 does not exist, if the user grasps a virtual object having a size such that it can enter the hand, the object disappears with his own hand, whereas the virtual reality generation device 1000 So, as if your hands were partially transparent,
The observer can stereoscopically view the virtual object in the hand.
【0034】この場合、たとえば仮想空間上の手の位置
のデータと、仮想空間上の対象物体の位置のデータに基
づいて、計算機100は、手が対象物体の位置にあり、
かつ手形状のデータにより、手がこの対象物体を把持し
たと判断すると、これに応じて以後は手の動きに合わせ
て仮想物体に対応する立体画像30を移動させる。In this case, for example, based on the data of the position of the hand in the virtual space and the data of the position of the target object in the virtual space, the computer 100 determines that the hand is at the position of the target object,
In addition, when it is determined from the hand shape data that the hand has gripped the target object, the stereoscopic image 30 corresponding to the virtual object is moved in accordance with the movement of the hand.
【0035】その際、小型ディスプレイ14には、手中
にある仮想物体が表示されている。図5は、このような
状態で大画面スクリーン20に写し出される仮想物体の
立体像と観察者との関係を示す模式図である。At this time, the virtual object in hand is displayed on the small display 14. FIG. 5 is a schematic diagram showing a relationship between a stereoscopic image of a virtual object projected on the large screen screen 20 in such a state and an observer.
【0036】図5を参照すると、仮想現実感生成装置1
000が、図3で説明したような以上のような動作を行
うことで、観察者にとっては、自分が手で対象物体をつ
かむ動作をしたという、極めて直感的な方法で、仮想空
間内の物体を把持する事が可能となり、仮想現実感をよ
り違和感なく受け入れることが可能となる。Referring to FIG. 5, the virtual reality generating apparatus 1
000 performs the above-described operations as described with reference to FIG. 3, so that the observer has performed an operation of grasping the target object with his / her hand in an extremely intuitive manner. Can be grasped, and the virtual reality can be accepted without discomfort.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
あたかも自分の手の一部が透明になった状態にできるた
め、立体表示をする映像表示面と視点間に自分の手が位
置しても視界が遮られない。さらに、立体画像の表示面
と実物の手との距離が短いため、立体画像と実物が混在
する場合でも、立体画像の融像妨害を軽減することが可
能である。また、特殊手袋をモード切替のスイッチとす
ることができ、観察者にとっての操作を直感的なものと
できる。すなわち、つかんだ仮想物体を把持する際に、
たとえば、その物体が手の甲上の小型ディスプレイに表
示されている状態で手を閉じると、物体を把持したこと
を仮想現実感生成装置が検知することができる。このた
め、観察者にとっての仮想現実感を、より現実の感覚に
近づけることが可能となる。As described above, according to the present invention,
Since a part of one's hand can be made transparent, the field of view is not obstructed even if one's hand is positioned between the image display surface for stereoscopic display and the viewpoint. Furthermore, since the distance between the display surface of the stereoscopic image and the real hand is short, even when the stereoscopic image and the real object coexist, it is possible to reduce the interference of fusion of the stereoscopic image. In addition, a special glove can be used as a mode switching switch, so that the operation for the observer can be made intuitive. That is, when grasping a grasped virtual object,
For example, if the hand is closed while the object is displayed on the small display on the back of the hand, the virtual reality generation device can detect that the object has been gripped. For this reason, it is possible to make the virtual reality sense for the observer closer to the real sense.
【図1】本発明の仮想現実感生成装置1000の構成を
示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a virtual reality generation device 1000 of the present invention.
【図2】手形状入力装置10の構成を示す拡大図であ
る。FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the hand shape input device 10.
【図3】仮想現実感生成装置1000の動作を示す第1
の概念図である。FIG. 3 is a first diagram illustrating the operation of the virtual reality generation device 1000;
FIG.
【図4】仮想現実感生成装置1000の動作を示す第2
の概念図である。FIG. 4 is a second diagram illustrating the operation of the virtual reality generation device 1000;
FIG.
【図5】仮想現実感生成装置1000における観察者の
把持動作を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a grasping operation of an observer in the virtual reality generation device 1000.
【図6】従来の仮想現実感生成装置の動作を説明する概
念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the operation of a conventional virtual reality generation device.
【図7】現実の物体を観察者が把持する動作を説明する
ための概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an operation in which an observer grasps a real object.
10 手形状入力装置 12 特殊手袋 14 小型ディスプレイ 16 三次元位置検出器 20 大画面モニタ 30 立体画像 40 液晶シャッタ眼鏡 42 液晶シャッタ 44 三次元位置検出器 50 シャッタコントローラ 100 計算機 1000 仮想現実感生成装置 REFERENCE SIGNS LIST 10 hand shape input device 12 special gloves 14 small display 16 3D position detector 20 large screen monitor 30 stereoscopic image 40 liquid crystal shutter glasses 42 liquid crystal shutter 44 3D position detector 50 shutter controller 100 computer 1000 virtual reality generation device
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06F 3/14 350 G06F 3/14 350A G06T 17/40 G06T 17/40 A (56)参考文献 特開 平8−314621(JP,A) 特開 平4−216118(JP,A) 特開 平6−12181(JP,A) 特開 平7−239750(JP,A) 実開 平5−75834(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/02 - 3/033 G06F 3/00 601 - 680 G06F 3/14 G06T 15/00 - 17/50 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G06F 3/14 350 G06F 3/14 350A G06T 17/40 G06T 17/40 A (56) References JP-A-8-314621 (JP, A) JP-A-4-216118 (JP, A) JP-A-6-12181 (JP, A) JP-A-7-239750 (JP, A) JP-A-5-75834 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 3/02-3/033 G06F 3/00 601-680 G06F 3/14 G06T 15/00-17/50
Claims (4)
記観察者の手に装着されて、仮想空間内における前記観
察者の手の位置および形状のデータを取得するための手
形状入力装置であって、 前記手形状データを検出するセンサーが所定の関節部分
に配置され、前記観察者の手に装着される手袋と、 前記手袋の所定位置に配置され、前記観察者の手の前記
仮想区間内の3次元位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段により検出された前記観察者の手の3
次元位置情報および前記センサーからの手形状データか
ら得られる前記手形状入力装置の仮想空間内の位置およ
び傾き情報と、外部から与えられる前記観察者の目の位
置および視線方向の情報とに基づいて、前記視線方向の
仮想空間内に存在する前記手袋で遮られた部分に対応す
る物体の映像情報を出力する制御手段と、 前記手袋表面の所定位置に固定され、前記制御手段から
出力された映像情報に基づいて、前記手袋で遮られた部
分に対応する画像を表示する第1の表示手段とを備え
る、手形状入力装置。To 1. A gives the virtual reality to the viewer, the viewer is mounted in the hand, the hand shape input for you get the data of the position and shape of the observer's hand in the virtual space An apparatus, wherein a sensor for detecting the hand shape data is arranged at a predetermined joint, a glove worn on the hand of the observer, and a glove arranged at a predetermined position of the glove, the hand of the observer. Position detecting means for detecting a three-dimensional position in the virtual section; and 3 of the hand of the observer detected by the position detecting means
Based on three-dimensional position information and the position and inclination information in the virtual space of the hand shape input device obtained from the hand shape data from the sensor, and information on the position of the observer's eyes and gaze direction given from outside. Corresponding to the part blocked by the glove existing in the virtual space in the line of sight direction .
Control means for outputting video information of an object to be fixed; and
Based on the output video information, the part blocked by the gloves
A hand shape input device, comprising: first display means for displaying an image corresponding to a minute .
現実感生成装置であって、 仮想空間画像に対応した3次元画像情報を出力する第2
の表示手段と、 前記観察者の両眼部に装着され、前記観察者の仮想空間
内の目の位置および視線方向を検出する視線検出手段
と、 前記第2の表示手段に対して、前記3次元画像情報を出
力する制御手段と、 前記観察者の手に装着されて、仮想空間内における前記
観察者の手の位置および形状のデータを取得するための
手形状入力手段とを備え、 前記手形状入力手段は、 前記手形状データを検出するセンサーが所定の関節部分
に配置され、前記観察者の手に装着される手袋と、 前記手袋の所定位置に配置され、前記観察者の手の前記
仮想区間内の3次元位置を検出する位置検出手段と、 前記手袋表面の所定位置に固定され、前記制御手段から
与えられる画像を出力する第1の表示手段とを備え、 前記制御手段は、 前記位置検出手段により検出された前記観察者の手の3
次元位置情報および前記センサーからの手形状データか
ら得られる前記手形状入力装置の仮想空間内の位置およ
び傾き情報と、前記視線検出手段から与えられる前記観
察者の目の位置および視線方向の情報とに基づいて、前
記第2の表示手段に出力される3次元画像情報のうち、
前記視線方向と前記第1の表示手段とが交差しかつ前記
観察者の手で遮られた部分に対応する領域の3次元画像
情報を前記第1の表示手段に出力する、仮想現実感生成
装置。2. A virtual reality generation device for giving a virtual reality to an observer, comprising: a second device for outputting three-dimensional image information corresponding to a virtual space image;
Display means mounted on both eyes of the observer and detecting a position and an eye direction of an eye in a virtual space of the observer; and a control means for outputting a dimension image information, is attached to the hand of the observer, and the hand shape input means for you get the data of the position and shape of the observer's hand in the virtual space, the A hand shape input unit, a sensor for detecting the hand shape data is arranged at a predetermined joint, a glove worn on the observer's hand, and a glove placed at a predetermined position on the glove; Position detecting means for detecting a three-dimensional position in the virtual section, and first display means fixed to a predetermined position on the surface of the glove and outputting an image given from the control means, wherein the control means comprises: By the position detecting means 3 of the issued the observer's hand
Position and inclination information in the virtual space of the hand shape input device obtained from three-dimensional position information and hand shape data from the sensor, and information on the position and gaze direction of the observer's eyes given from the gaze detection means. Of the three-dimensional image information output to the second display means based on
The first display means and cross vital the said viewing direction
A virtual reality generation device that outputs three-dimensional image information of a region corresponding to a portion blocked by a viewer's hand to the first display means.
分に固定されたディスプレイ装置である、請求項2記載
の仮想現実感生成装置。3. The virtual reality generation device according to claim 2, wherein the first display means is a display device fixed to an upper part of the glove.
段からの手形状データおよび手の3次元位置情報とに基
づいて、前記観察者の手が仮想空間内に存在する物体の
把持動作を行ったことを検出する、請求項2記載の仮想
現実感生成装置。4. The method according to claim 1, wherein the control unit determines whether the observer's hand is virtual based on the position information of the object in the virtual space, the hand shape data from the hand shape detection unit, and the three-dimensional position information of the hand. The virtual reality generation device according to claim 2, wherein the virtual reality generation device detects that a grasping operation of an object existing in the space has been performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6640497A JP3140708B2 (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Hand shape input device and virtual reality generation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6640497A JP3140708B2 (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Hand shape input device and virtual reality generation device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH10260774A JPH10260774A (en) | 1998-09-29 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5573379B2 (en) * | 2010-06-07 | 2014-08-20 | ソニー株式会社 | Information display device and display image control method |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP6640497A patent/JP3140708B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH10260774A (en) | 1998-09-29 |
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