(57)【要約】【課題】被投影領域に投影される画像の形状が歪んでしまうことを抑制することができる端末装置を提供する。【解決手段】端末装置は、使用者の身体の一部分に対して固定される固定具と、固定具に取り付けられる投影装置と、を備えている。投影装置は、身体の被投影領域に画像を投影する投影部と、画像に関する投影データを投影部に送る処理部と、を有している。処理部は、被投影領域に投影される画像の形状を、被投影領域と投影部との間の位置関係に応じて調整するよう構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の身体の一部分に対して固定される固定具と、
前記固定具に取り付けられる投影装置と、を備え、
前記投影装置は、身体の被投影領域に画像を投影する投影部と、前記画像に関する投影データを前記投影部に送る処理部と、を有し、
前記処理部は、前記被投影領域に投影される画像の形状を、前記被投影領域と前記投影部との間の位置関係に応じて調整するよう構成されている、端末装置。
【請求項２】
前記固定具は、使用者の身体のうち、第１の関節と前記第１の関節に隣り合う第２の関節との間に位置する第１の部位に対して固定され、
前記被投影領域は、使用者の身体のうち、前記第１の部位内に位置する、請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記固定具は、使用者の身体のうち、第１の関節と前記第１の関節に隣り合う第２の関節との間に位置する第１の部位に対して固定され、
前記被投影領域は、使用者の身体のうち、前記第１の関節を介して前記第１の部位に隣り合う第２の部位内に位置する、請求項１に記載の端末装置。
【請求項４】
前記処理部は、
入力座標系に基づいて表現された入力画像データが記録された入力映像記録部と、
前記入力座標系と、前記被投影領域上の出力座標系との対応関係を示す変形座標テーブルが記録された変形座標記録部と、
前記入力画像データおよび前記変形座標テーブルに基づいて出力画像データを生成する制御部と、
前記出力画像データが記録される出力画像記録部と、を含み、
前記投影部には、前記出力画像記録部に記録された前記出力画像データが、前記投影データとして送られる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の身体の一部分に画像を投影する端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートホンやウェアラブル装置など、使用者に対して画像情報や音声情報を提供することができる様々な端末装置が知られている。中でもウェアラブル装置は、情報をリアルタイムで容易に確認することができるため、高い注目を集めている。
【０００３】
ウェアラブル装置としては、頭部に取り付けられるもの、いわゆるヘッドマウントディスプレイや、腕時計型のものなど、様々なタイプのものが提案されている。このうち腕時計型のものは、表示画面が小さくなるため視認性に劣るという課題を有している。またヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイによって使用者の視野が制限されてしまうという課題や、一人でしか見ることができないという課題を有している。
【０００４】
これらの課題を解決するため、特許文献１において、使用者の身体または使用者の身体の周囲に装着され得るよう構成された投影装置が提案されている。この投影装置は、使用者の身体の一部分に画像を投影するように光ビームを発するよう構成されている。このため、表示される画像の大きさを十分に確保することができ、また、複数人で画像を見ることも可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５０２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、投影装置は、使用者が着用しているシャツの襟の折り返し部分に、クリップによって取り付けられている。また、投影装置から発せられる光ビームは、使用者の手のひらに投影される。この場合、投影装置と使用者の手との間の位置関係が不安定であり、この結果、手のひらに投影される画像の形状が歪んだり、画像の大きさが変動したりしてしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得る端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、使用者の身体の一部分に対して固定される固定具と、前記固定具に取り付けられる投影装置と、を備え、前記投影装置は、身体の被投影領域に画像を投影する投影部と、前記画像に関する投影データを前記投影部に送る処理部と、を有し、前記処理部は、前記被投影領域に投影される画像の形状を、前記被投影領域と前記投影部との間の位置関係に応じて調整するよう構成されている、端末装置である。
【０００９】
本発明による端末装置において、前記固定具は、使用者の身体のうち、第１の関節と前記第１の関節に隣り合う第２の関節との間に位置する第１の部位に対して固定され、前記被投影領域は、使用者の身体のうち、前記第１の部位内に位置していてもよい。
【００１０】
本発明による端末装置において、前記固定具は、使用者の身体のうち、第１の関節と前記第１の関節に隣り合う第２の関節との間に位置する第１の部位に対して固定され、前記被投影領域は、使用者の身体のうち、前記第１の関節を介して前記第１の部位に隣り合う第２の部位内に位置していてもよい。
【００１１】
本発明による端末装置において、前記処理部は、入力座標系に基づいて表現された入力画像データが記録された入力映像記録部と、前記入力座標系と、前記被投影領域上の出力座標系との対応関係を示す変形座標テーブルが記録された変形座標記録部と、前記入力画像データおよび前記変形座標テーブルに基づいて出力画像データを生成する制御部と、前記出力画像データが記録される出力画像記録部と、を含み、前記投影部には、前記出力画像記録部に記録された前記出力画像データが、前記投影データとして送られてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による端末装置は、使用者の身体の一部分の被投影領域に投影される画像の形状を、被投影領域と投影部との間の位置関係に応じて調整するよう構成された処理部を備えている。このため、被投影領域に投影される画像の形状が歪んでしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による端末装置を示す図。
【図２】図２は、被投影領域に投影される画像に生じ得る歪の例を示す図。
【図３】図３は、投影される画像に関する投影データを生成する処理部を示すブロック図。
【図４】図４は、投影データを生成する方法を説明するための図。
【図５】図５は、本発明の実施の形態による端末装置の一変形例を示す図。
【図６】図６は、本発明の実施の形態による端末装置の一変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず図１により、本実施の形態における端末装置１０全体について説明する。
【００１５】
端末装置
本実施の形態による端末装置１０は、使用者の身体５０の一部分に対して固定されるよう構成されている。具体的には、端末装置１０は、使用者の身体５０のうち、第１の関節と、第１の関節に隣り合う第２の関節と、の間に位置する第１の部位に対して固定される。図１においては、端末装置１０が、肘関節５６と手首関節５７との間に位置する前腕５１に対して固定されている例が示されている。すなわち図１に示す例においては、「第１の関節」が肘関節５６であり、「第２の関節」が手首関節５７であり、「第１の部位」が前腕５１である。
なお「第１の部位に対して固定」とは、第１の部位に隣接する第１の関節または第２の関節を動かした場合であっても、第１の部位に対する端末装置１０および後述する固定具１５の相対的な位置が不変または実質的に不変であることを意味している。例えば、腕時計型の端末装置１０が手首関節５７上に配置されているように見える場合であっても、手首関節５７を動かした場合に前腕５１に対する端末装置１０の相対的な位置が不変または実質的に不変であれば、端末装置１０および固定具１５は前腕５１に対して固定されていると言える。なお「実質的」とは、第１の部位に隣接する第１の関節または第２の関節を動かしたことに起因して端末装置１０および後述する固定具１５の位置が変化するとしても、その変化の程度が、後述する被投影領域６０に投影される画像の視認性に影響を与えるものではないことを意味している。
【００１６】
図１に示すように、端末装置１０は、前腕５１に対して固定される固定具１５と、固定具１５に取り付けられる投影装置２０と、を備えている。投影装置２０を前腕５１に対して固定することができる限りにおいて、固定具１５の具体的な構成が特に限られることはない。例えば固定具１５は、図１に示すように、手首の近傍で前腕５１に巻き付けられたベルト状の形態を有している。
【００１７】
投影装置２０は、身体５０の被投影領域６０に画像を投影する投影部２５と、画像に関する投影データを投影部２５に送る処理部３０と、を有している。なお本実施の形態において、「画像」とは、静止画や動画などの絵柄だけでなく、文字や記号など、二次元的に表示され得る様々なものを含んでいる。
【００１８】
画像を投影することができる限りにおいて、投影部２５のタイプが特に限られることはない。例えば投影部２５として、レーザー光を２軸で走査して所定の領域に画像を表示するよう構成されたものを用いることができる。走査手段としては、回転ミラーなど公知の手段が適宜用いられ得る。
【００１９】
「被投影領域」とは、身体５０のうち、投影部２５から投射される光が投影され得る領域のことである。例えば、上述のように投影部２５としてレーザー光を２軸で走査するタイプのものが用いられる場合、被投影領域６０は、身体５０のうちレーザー光が到達し得る範囲として画定され得る。図１においては、被投影領域６０が、４つの隅６１，６２，６３，６４を有する四角形状のものとして描かれている。また図１においては、被投影領域６０の４つの隅６１，６２，６３，６４に向かって投影部２５から投射された光がそれぞれ符号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で表されている。本実施の形態において、被投影領域６０は、前腕５１内に位置している。すなわち、投影部２５が固定される身体５０の部位と、被投影領域６０が位置する身体５０の部位とが同一になっている。
【００２０】
なお投影部２５は、身体５０の外部にも光が到達するように広角にレーザー光を走査可能であってもよい。この場合、被投影領域６０は、所定の範囲内でレーザー光を走査する場合にレーザー光が到達し得る範囲として画定され得る。なお被投影領域６０は、使用者の身体５０の表面すなわち皮膚そのものであってもよく、若しくは、身体５０の一部に取り付けられたシートなどの人工物の表面であってもよい。
【００２１】
ところで本実施の形態においては、投影装置２０および被投影領域６０がいずれも前腕５１に位置している。このため、投影部２５から投射される光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が被投影領域６０に対して成す角は、一般的な投影装置の場合に比べて小さい。この結果、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係、例えば被投影領域６０と投影部２５との間の距離が、被投影領域６０上の場所に応じて大きく、例えば１．５倍以上異なることになる。図１に示す例においては、肘関節５６側に位置する隅６１，６３と投影部２５との間の距離が、手首関節５７側に位置する隅６２，６４と投影部２５との間の距離の、少なくとも１．５倍以上になっている。この場合、投影装置２０に入力された画像データに基づいて画像を被投影領域６０に投影すると、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に起因した歪などが、被投影領域６０に投影された画像に現れてしまうことが考えられる。
【００２２】
以下、歪の一例について、図２を参照して説明する。図２において、符号Ｐ［０，０］〜Ｐ［３，２］が付された４つの隅を有する左側の四角形は、互いに直交する第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿ってレーザー光を走査した場合に得られる理想的な画像を示す図である。また図２において、符号Ｐ’［０，０］〜Ｐ’［３，２］が付された４つの隅を有する右側の四角形は、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に起因して歪が生じた画像を示す図である。なお図２の右側には、参考のため、左側の理想的な四角形を点線で示している。
【００２３】
図２に示すように、理想的には、隅Ｐ［０，０］と隅Ｐ［３，０］とを結ぶ線は、隅Ｐ［０，０］と隅Ｐ［０，２］とを結ぶ線に直交する。一方、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に起因して歪が生じた、図２の右側の状態においては、隅Ｐ’［０，０］と隅Ｐ’［３，０］とを結ぶ線と、隅Ｐ’［０，０］と隅Ｐ’［０，２］とを結ぶ線とが成す角が９０度からずれる。具体的には、２つの線が９０度で交わる状態と比較して、隅Ｐ’［０，０］および隅Ｐ’［３，２］は、ベクトルＶ１，Ｖ２だけ歪んでいる。ベクトルＶ１，Ｖ２はそれぞれ、第２方向Ｄ２おいて例えば０．７５および０．６の大きさを有している。このように身体５０の一部分に画像を投影する場合は、画像が、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に起因して歪み、非矩形状のものとなってしまうことが考えられる。なおこのような歪は、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係だけでなく、被投影領域６０が非平坦であることに起因しても生じ得る。
【００２４】
このような課題を考慮し、本実施の形態による処理部３０は、被投影領域６０に投影される画像の形状を、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に応じて調整するよう構成されている。以下、処理部３０について具体的に説明する。
【００２５】
（処理部）
図３は、処理部３０を示すブロック図である。図３に示すように、処理部３０は、入力座標系に基づいて表現された入力画像データが記録された入力映像記録部３２、入力座標系と被投影領域６０上の出力座標系との対応関係を示す変形座標テーブルが記録された変形座標記録部３３、入力画像データおよび変形座標テーブルに基づいて出力画像データを生成する制御部３５、および、出力画像データが記録される出力画像記録部３４を含んでいる。入力画像記録部３２、変形座標記録部３３および出力画像記録部３４は例えば、１つのメモリ３１内に設けられている。投影部２５には、出力画像記録部３４に記録された出力画像データが、投影データとして送られる。
【００２６】
以下、図４を参照して、処理部３０を用いて出力画像データすなわち投影データを生成するための方法を説明する。
【００２７】
（データ入力工程）
はじめに、入力座標系３２ａに基づいて表現された入力画像データを、入力画像記録部３２に記録するデータ入力工程Ｓ１０を実施する。図４において、符号Ｉ［ｍ，ｎ］は、入力座標系３２ａの座標（ｍ，ｎ）における入力画像データの画素値を表している。なお図４においては、（０，０），（０，１），（１，０．２５）などの限られた座標における画素値のみが示されているが、実際には、入力画像データは、図４に示されていない座標における画素値に関する情報も含んでいてもよい。入力座標系３２ａは、一般には直交座標系であり、例えば、互いに直交する第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿って投影部２５のレーザー光を２軸で走査した場合にレーザー光が理想的に描く軌跡によって表現される座標系に対応している。
【００２８】
（データ処理工程）
上述のデータ入力工程Ｓ１０の後、若しくは、データ入力工程Ｓ１０とは独立のタイミングで、入力画像データに基づいて上述の出力画像データを生成するデータ処理工程を実施する。まず、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に応じて入力座標系３２ａを出力座標系３４ａに適合させるための変形座標テーブル３３ａを、制御部３５が変形座標記録部３３から読み出す読み出し工程Ｓ２１を実施する。図４の変形座標テーブル３３ａには、出力座標系３４ａの各座標と入力座標系３２ａの各座標との対応関係の一例が示されている。例えば、“Ｏ［３，０］→Ｉ［３，０．７５］”というデータは、出力座標系３４ａの座標（３，０）における画素値として、入力座標系３２ａの座標（３，０．７５）における画素値を採用する、ということを意味している。
【００２９】
なお変形座標テーブル３３ａのデータは、はじめに、図２の左側に符号Ｐ［ｍ，ｎ］で示すような理想的な座標系例えば入力座標系３２ａに基づいて光を被投影領域６０に投影し、次に、これによって被投影領域６０に形成される変形した光照射領域すなわち変形した座標系を観測し、そして、入力座標系３２ａと変形した座標系との差を算出することにより、生成され得る。図２に示すように、入力座標系３２ａにおける座標（３，０）は、被投影領域６０に投影されることによって第２方向Ｄ２に沿って０．７５シフトする。従って、変形座標テーブル３３ａにおいて、出力座標系３４ａの座標（３，０）には、入力座標系３２ａの座標（３，０．７５）が対応付けられる。すなわち、出力座標系３４ａの座標（３，０）には、第２方向Ｄ２における０．７５のシフトを想定して、入力座標系３２ａの座標（３，０．７５）における画素値を表示させるようにする。これによって、被投影領域６０と投影部２５との間の距離の相違に起因する歪が被投影領域６０の輪郭に生じる場合であっても、被投影領域６０に表示される画像に歪が生じてしまうことを抑制することができる。
【００３０】
変形座標テーブル３３ａのデータを準備する方法が特に限られることはなく、様々な方法が採用され得る。例えば、固定具１５の厚み、固定具１５から投影部２５までの距離、投影部２５から投射される光の角度、一般的な使用者の前腕５１の形状などの情報に基づいて、変形座標テーブル３３ａが予め準備されていてもよい。または、投影部２５から前腕５１に向けて光を投射し、このときに光が到達する領域を測定し、この測定結果に基づいて変形座標テーブル３３ａを作成する、というキャリブレーション工程を実施してもよい。この場合、投影部２５の装着位置や前腕５１の形状が使用者によって若干異なる場合であっても、被投影領域６０に表示される画像に歪が生じてしまうことをより精密に抑制することができる。なおキャリブレーション工程は、最初の装着時など特定時にのみ実施されてもよく、若しくは、毎回の装着時に実施されてもよい。
【００３１】
なお本実施の形態においては、投影部２５が固定される身体の部位と、被投影領域６０が位置する身体の部位とが同一になっている。このため、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係が状況に応じて大きく変化する、ということがない。このことは、様々な使用者や使用状況において同一または同等の変形座標テーブル３３ａが適用可能であることを意味している。従って、被投影領域６０に投影される画像の形状が歪んでしまうことを容易かつ安定に抑制することができる。
【００３２】
次に、入力画像データおよび変形座標テーブル３３ａに基づいて制御部３５が出力画像データを生成する生成工程Ｓ２２を実施する。具体的には、変形座標テーブル３３ａに沿って、出力座標系３４ａの各座標に、入力座標系３２ａの対応する座標における画素値を割り当てていく。例えば、出力座標系３４ａの座標（０，０）、（２，１）、（３，２）には、入力座標系３２ａの座標（０，０）、（２，１．５）、（３，２．６）における画素値がそれぞれ割り付けられる。このようにして出力座標系３４ａの各座標に割り付けられた画素値は、記録工程Ｓ２３によって順次出力画像記録部３４に記録される。このようにして、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に応じて調整された出力画像データが出力画像記録部３４に記録される。
【００３３】
（データ出力工程）
その後、出力画像記録部３４に記録された出力画像データを、投影データとして出力して投影部２５に送るデータ出力工程Ｓ３０を実施する。なおデータ出力工程Ｓ３０は、上述のデータ処理工程とは独立のタイミングで実施されてもよい。
【００３４】
本実施の形態によれば、画像が、使用者の身体５０の一部分に投影される。このため、画像を十分に大きく表示することができ、また、複数人で画像を見ることが可能になる。
【００３５】
また本実施の形態による端末装置１０は、使用者の身体５０の一部分の被投影領域６０に投影される画像の形状を、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係に応じて調整するよう構成された処理部３０を備えている。このため、被投影領域６０に投影される画像の形状が歪んでしまうことを抑制することができる。
【００３６】
また本実施の形態においては、投影部２５が固定される身体の部位と、被投影領域６０が位置する身体の部位とが同一になっている。このため、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係が状況に応じて大きく変化する、ということがない。従って、被投影領域６０に投影される画像の形状が揺らいだり歪んだりしてしまうことをより確実に抑制することができる。
【００３７】
（変形例）
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００３８】
上述の本実施の形態においては、投影部２５すなわち固定具１５が固定される身体の部位と、被投影領域６０が位置する身体の部位とが同一になっている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係が、想定可能な一定の範囲内に収まる限りにおいて、被投影領域６０と投影部２５との間の位置関係が特に限られることはない。例えば、固定具１５が、使用者の身体５０のうち、第１の関節と、第１の関節に隣り合う第２の関節と、の間に位置する第１の部位に対して固定され、一方、被投影領域６０が、使用者の身体５０のうち、第１の関節を介して第１の部位に隣り合う第２の部位内に位置していてもよい。
【００３９】
図５においては、固定具１５が、肘関節５６と手首関節５７との間に位置する前腕５１に対して固定され、また被投影領域６０が、肘関節５６を介して前腕５１に隣り合う上腕５２内に位置している例が示されている。すなわち図５に示す例においては、「第１の関節」が肘関節５６であり、「第２の関節」が手首関節５７であり、「第１の部位」が前腕５１であり、「第２の部位」が上腕５２である。
【００４０】
また図６においては、固定具１５が、手首関節５７と肘関節５６との間に位置する前腕５１に対して固定され、また被投影領域６０が、手首関節５７を介して前腕５１に隣り合う手５３内に位置している例が示されている。すなわち図６に示す例においては、「第１の関節」が手首関節５７であり、「第２の関節」が肘関節５６であり、「第１の部位」が前腕５１であり、「第２の部位」が手５３である。なお図６においては、投影装置２０が前腕５１のうち手の甲に対応する側に取り付けられ、また被投影領域６０が手の甲に位置する例が示されているが、これに限られることはない。図示はしないが、投影装置２０が前腕５１のうち手の平に対応する側に取り付けられ、また被投影領域６０が手の平に位置していてもよい。
【００４１】
図５および図６に示す例において、投影部２５と被投影領域６０とは、第１の関節を介して隔たっているのみである。従って、投影部２５と被投影領域６０との間の位置関係は、第１の関節の可動範囲に基づいて想定される一定の範囲内に収まることになる。このためこれらの変形例においても、被投影領域６０に投影される画像の形状が揺らいだり歪んだりしてしまうことを十分に抑制することができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  端末装置
１５  固定具
２０  投影装置
２５  投影部
３０  処理部
３１  メモリ
３２  入力画像記録部
３２ａ  入力座標系
３３  変形座標記録部
３３ａ  変形座標テーブル
３４  出力画像記録部
３４ａ  出力座標系
３５  制御部
５０  身体
５１  前腕
５２  上腕
５３  手
５６  肘関節
５７  手首関節
６０  被投影領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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