(57)【要約】【課題】作業者や指示者へ負担を課することなく、作業に適切なサイズの参照映像を表示することが可能な遠隔作業支援システム、表示制御方法を提供する。【解決手段】映像を表示する表示ユニットを備えた頭部装着式映像表示装置（ＨＭＤ）と、ＨＭＤに作業対象物を表す参照映像を提供するサーバ装置と、を有し、ＨＭＤを装着した作業者に、指示者がサーバ装置により作業指示与える遠隔作業支援システムであって、ＨＭＤは作業対象物の距離を検出する距離検出部と、表示ユニットに表示させる参照映像の表示サイズを調整する表示制御部と、を有し、参照映像には、作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、表示制御部は、距離検出部で検出された距離とサーバ装置から提供された参照映像に添付されている縮尺比情報に基づいて、表示ユニットに表示させる参照映像の表示サイズを調整する。【選択図】図４
2008123257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示ユニットを備えた頭部装着式映像表示装置と、
前記頭部装着式映像表示装置に作業対象物を表す参照映像を提供するサーバ装置と、を有し、
前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が前記サーバ装置により作業指示を与える遠隔作業支援システムであって、
前記頭部装着式映像表示装置は、該頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離を検出する距離検出部と、
前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整する表示制御部と、を有し、
前記参照映像には、前記作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【請求項２】
前記頭部装着式映像表示装置は、作業対象物を撮影する電子カメラを備え、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、前記電子カメラで撮影され前記表示ユニットに表示させる映像の表示サイズに合わせる様に調整することを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業支援システム。
【請求項３】
前記電子カメラは、ズームレンズを備え、
前記表示制御部は、前記ズームレンズのズーム倍率および前記距離検出部で検出された距離および前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、前記電子カメラで撮影され前記表示ユニットに表示させる映像の表示サイズに合わせる様に調整することを特徴とする請求項２に記載の遠隔作業支援システム。
【請求項４】
前記表示ユニットは、前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者が外界をシースルー可能であり、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、作業者がシースルーで観察できる前記作業対象物の光学像のサイズに合わせる様に調整することを特徴とする請求項１に記載の遠隔作業支援システム。
【請求項５】
前記距離検出部は、前記頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離の変化率を検出し、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された変化率と予め設定された閾値を比較し、前記変化率が前記閾値を上回った場合、前記参照映像の表示サイズを調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の遠隔作業支援システム。
【請求項６】
作業者が装着した頭部装着式映像表示装置に設けられた表示ユニットに表示させるサーバ装置から提供された作業対象物を表す参照映像の表示制御方法であって、
前記参照映像には、前記作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、
前記頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離を検出する距離検出工程と、
前記距離検出工程で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整する表示サイズ調整工程と、を有することを特徴とする参照映像の表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔作業支援システム、表示制御方法に関し、特に頭部装着式映像表示装置を備えた遠隔作業支援システム、表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察者の頭部や顔面に着脱自在に装着され、小型のＣＲＴや液晶表示素子等の映像表示素子から得られる映像（以下、画像とも称す。）を、接眼光学系によって観察者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にした頭部装着式映像表示装置、すなわちＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。
【０００３】
ＨＭＤは、ＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像の観賞用や、産業機器若しくは医療機器等の遠隔操作用としての表示装置として利用され、その用途は多岐に渡っている。
【０００４】
遠隔操作用としては、作業者が電子カメラを備えたＨＭＤを装着し、指示者が電子カメラが捕えた作業対象物の映像を、遠隔地に設けられた例えばホストコンピュータ等のモニタで観察しながら、作業者に音声や映像による適切な情報を提供し作業指示を行う、といった遠隔作業支援システムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この様な遠隔作業支援システムにおいて、作業者が、ＨＭＤの映像表示部に表示される電子カメラが捕えた作業対象物の映像と、ホストコンピュータから伝送された作業対象物を表す参照映像とを比較しながら作業を行う場合、電子カメラで撮影された映像とホストコンピュータから伝送された参照映像それぞれにおける作業対象物の表示サイズが異なると、両者を比較することは容易ではなく作業性の低下を招く恐れがあった。
【０００６】
そこで、電子カメラによる作業対象物の表示サイズに、参照映像による作業対象物の表示サイズを近づける様に、作業者がＨＭＤの操作部により参照映像の表示サイズを調整する方法や、指示者が電子カメラが捕えた作業対象物の映像をモニタで観察しながら、作業者のＨＭＤの映像表示部に表示される参照映像の表示サイズを遠隔で調整をする、といった方法が従来行われていた。
【特許文献１】特開２００２−１３２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来行われていた前述の方法は、いずれも、煩雑な調整を必要とし、作業者や指示者への負担を増大し、使い勝手が良いとは言い難いものであった。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、作業者や指示者へ負担を課することなく、作業に適切なサイズの参照映像を表示することが可能な遠隔作業支援システム、表示制御方法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】
【０００９】
上記目的は、下記の１乃至６のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【００１０】
１．映像を表示する表示ユニットを備えた頭部装着式映像表示装置と、
前記頭部装着式映像表示装置に作業対象物を表す参照映像を提供するサーバ装置と、を有し、
前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が前記サーバ装置により作業指示を与える遠隔作業支援システムであって、
前記頭部装着式映像表示装置は、該頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離を検出する距離検出部と、
前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整する表示制御部と、を有し、
前記参照映像には、前記作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【００１１】
２．前記頭部装着式映像表示装置は、作業対象物を撮影する電子カメラを備え、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、前記電子カメラで撮影され前記表示ユニットに表示させる映像の表示サイズに合わせる様に調整することを特徴とする前記１に記載の遠隔作業支援システム。
【００１２】
３．前記電子カメラは、ズームレンズを備え、
前記表示制御部は、前記ズームレンズのズーム倍率および前記距離検出部で検出された距離および前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、前記電子カメラで撮影され前記表示ユニットに表示させる映像の表示サイズに合わせる様に調整することを特徴とする前記２に記載の遠隔作業支援システム。
【００１３】
４．前記表示ユニットは、前記頭部装着式映像表示装置を装着した作業者が外界をシースルー可能であり、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを、作業者がシースルーで観察できる前記作業対象物の光学像のサイズに合わせる様に調整することを特徴とする前記１に記載の遠隔作業支援システム。
【００１４】
５．前記距離検出部は、前記頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離の変化率を検出し、
前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された変化率と予め設定された閾値を比較し、前記変化率が前記閾値を上回った場合、前記参照映像の表示サイズを調整することを特徴とする前記１乃至４のいずれか１項に記載の遠隔作業支援システム。
【００１５】
６．作業者が装着した頭部装着式映像表示装置に設けられた表示ユニットに表示させるサーバ装置から提供された作業対象物を表す参照映像の表示制御方法であって、
前記参照映像には、前記作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、
前記頭部装着式映像表示装置から前記作業対象物までの距離を検出する距離検出工程と、
前記距離検出工程で検出された距離と前記サーバ装置から提供された前記参照映像に添付されている前記縮尺比情報に基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整する表示サイズ調整工程と、を有することを特徴とする参照映像の表示制御方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表示制御部は、距離検出部で検出された距離とサーバ装置から提供された参照映像に添付されている縮尺比情報に基づいて、表示ユニットに表示させる参照映像の表示サイズを調整する様にした。したがって、頭部装着式映像表示装置を装着した作業者は、作業対象物との距離に係らず、いつも作業に適切な表示サイズの参照映像を観察することができる。これにより、従来行われていた前述の様な煩雑な調整作業を行うことなく、作業に適切なサイズの参照映像を得ることができる。その結果、作業者や指示者にかかる負担を軽減でき、作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面に基づいて、本発明に係る遠隔作業支援システムの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１８】
最初に、遠隔作業支援システム１の構成を図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る遠隔作業支援システム１の全体構成の概要を示す模式図である。
【００１９】
遠隔作業支援システム１は、図１に示す様に、ＨＭＤ２、サーバ装置４等から構成される。サーバ装置４は、ホストコンピュータ５、映像・音声記録サーバ６、及びコンテンツサーバ７等から構成される。
【００２０】
ホストコンピュータ５と映像・音声記録サーバ６、コンテンツサーバ７は、イーサーネットＥＮを介して結ばれ、ホストコンピュータ５とＨＭＤ２は、インターネットＩＮや携帯、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ等の公衆回線網ＰＮ等を介して結ばれている。
【００２１】
この様な構成の遠隔作業支援システム１は、作業者Ｂが後述のカメラユニット２８を備えたＨＭＤ２を装着し、カメラユニット２８が捕えた作業対象物の映像を、指示者Ａが遠隔地に設けられたサーバ装置４の後述のモニタ５３で観察しながら、サーバ装置４により作業者Ｂに映像や音声による適切な情報を提供し、作業指示を行うものである。
【００２２】
次に、本発明における頭部装着式映像表示装置に該当するＨＭＤ２の構成を図２を用いて説明する。図２は、本発明に係るＨＭＤ２の全体構成図である。
【００２３】
ＨＭＤ２は、図２に示す様に、テンプル２１Ｒ，２１Ｌ、ブリッジ２２、鼻当て２３Ｒ，２３Ｌ、透明基板２４Ｒ，２４Ｌ、表示ユニット２５（ＬＣＤ表示部２６、接眼光学系２７）、カメラユニット２８、イヤホン２９Ｒ，２９Ｌ、マイク３０、及び制御ユニット３１等を有している。
【００２４】
ＨＭＤ２は、カメラユニット２８で撮影された映像や、サーバ装置４から伝送された映像を、表示ユニット２５に設けられたＬＣＤ表示部２６に表示させ、該ＬＣＤ表示部２６から得らた映像を、接眼光学系２７によって装着者（以下、作業者Ｂとも称する。）の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にしている。
【００２５】
テンプル２１Ｒ，２１Ｌは、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、装着者の耳や側頭部に掛止され、ＨＭＤ２の装着者に対する頭部への保持及び装着位置の調整を行う為のものである。尚、テンプル２１Ｒ，２１Ｌは、回動部２１Ｒａ，２１Ｌａにおいて矢印Ｐ，Ｑ方向に回動可能に構成されており、ＨＭＤ２を使用しない場合には、テンプル２１Ｒ，２１Ｌを矢印Ｐ，Ｑ方向に回動させて透明基板２４Ｒ，２４Ｌに沿わせることにより、コンパクト化することができる。
【００２６】
ブリッジ２２は、ＨＭＤ２の装着者に対する顔面への保持を行う鼻当て２３Ｒ，２３Ｌを備え、透明基板２４Ｒ，２４Ｌの互いに対向する所定位置に架け渡された短尺の棒状部材であり、透明基板２４Ｒと透明基板２４Ｌとを一定の間隙を介した相対位置関係に保持するものである。
【００２７】
透明基板２４Ｒ，２４Ｌは、一方の眼球に対応した位置にＵ字型のスペース２４Ｒｓを形成する略平板状の透明体である。また、透明基板２４Ｒに囲まれて形成されるＵ字型のスペース２４Ｒｓには、接眼光学系２７が嵌め込まれている。
【００２８】
表示ユニット２５は、ＬＣＤ表示部２６、及び接眼光学系２７等を有し、カメラユニット２８で撮影された映像や、制御ユニット３１に設けられた後述のネットワークＩ／Ｆ３６を介してサーバ装置４から伝送された映像を表示する。
【００２９】
カメラユニット２８は、本発明における電子カメラに該当し、図示しない後述のズームレンズ２８１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）２８２、及び画像処理部２８４等を有し、装着者の周囲の外界情景を撮影するものであり、ズームレンズ２８１によって結像された被写体光学像を、ＣＣＤ２８２によって光電変換して画像信号（映像信号）を生成し、画像処理部２８４等により画像信号に所定の画像処理を施し画像（映像）を生成する。
【００３０】
イヤホン２９Ｒ，２９Ｌは、装着者の耳に挿入され、装着者に音声を提供する。
【００３１】
マイク３０は、装着者の音声を音声信号に変換する。
【００３２】
制御ユニット３１は、マイクロコンピュータからなり、電源スイッチ３５１、操作スイッチ３５２等を有し、これら各種操作スイッチからの信号、及びサーバ装置４からの制御信号等を受けて、ＨＭＤ２で行われる表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。
【００３３】
ここで、表示ユニット２５の構成を、図３を用いて説明する。図３は、本発明に係るＨＭＤ２における表示ユニット２５の左側面からの側断面図であり、主に表示ユニット２５の内部構成を示している。
【００３４】
図３に示す様に、表示ユニット２５は、筐体２６１、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２６２、コリメータレンズ２６３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）２６４からなるＬＣＤ表示部２６、及びプリズム２７１、ＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）２７２からなる接眼光学系２７等から構成される。
【００３５】
ＬＣＤ表示部２６の筐体２６１の内部には、ＬＥＤ２６２、コリメータレンズ２６３、及びＬＣＤ２６４が内蔵された状態で、該筐体２６１が接眼光学系２７のプリズム２７１の上端部において上斜め前方（図３では右斜め上方向）に突出する態様で取り付けられている。
【００３６】
ＬＥＤ２６２は、所定波長色を含む白色発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる点光源である。
【００３７】
コリメータレンズ２６３は、ＬＥＤ２６２の光をほぼ平行光にしてＬＣＤ２６４に投光するものである。
【００３８】
ＬＣＤ２６４は、カメラユニット２８で撮影され生成された映像信号や、制御ユニット３１に設けられた後述のネットワークＩ／Ｆ３６を介してサーバ装置４から伝送された映像信号に基づき映像（画像）を生成するものであり、例えば透過型の液晶表示パネルである。
【００３９】
プリズム２７１は、ガラスや透明樹脂等からなる略板状の透明部材であり、ＬＣＤ２６４からの光を内部で複数回の反射を行わせるものである。プリズム２７１の上端部は、ＬＣＤ２６４からの光の大部分を内部に採光できるように、上方に向かってより肉厚となるように前面側（接眼面と反対側）が突き出るように楔形状に形成された肉厚部２７１ｂが形成されている。
【００４０】
また、プリズム２７１の下端部には、傾斜面２７１ａが形成されており、プリズム２７１は、透明基板２４Ｒに形成された傾斜面２４Ｒａに対しＨＯＥ２７２を介して接合（例えば接着）されている。また、プリズム２７１の表裏面は、透明基板２４Ｒの表裏面に対して面一とされている。これにより、プリズム２７１は、透明基板２４Ｒと一枚の板状に一体化されている。
【００４１】
ＨＯＥ２７２は、光学的に軸非対称な所謂自由曲面で構成されて正のパワーを有する体積位相型のホログラム光学素子であり、プリズム２７１の下端部において所定の傾斜角を有して支持されている。ＨＯＥ２７２は、プリズム２７１により導光された光が照射されることにより、光の干渉現象を用いてホログラム映像を眼球Ｅに提供する。
【００４２】
以上のような構成を有する表示ユニット２５においては、ＬＥＤ２６２から射出された光は、コリメータレンズ２６３を通してＬＣＤ２６４を照明し、この照明によりＬＣＤ２６４で生成された像光は、プリズム２７１内で複数回の全反射を行った後、ＨＯＥ２７２により回折し虚像として装着者の眼球Ｅに導かれる。
【００４３】
さらに、プリズム２７１は、前方から入射する光を装着者の眼球Ｅに導くようになっている。これにより、装着者は、外界（前方の被写体）をシースルー可能となり、カメラユニット２８で撮影され生成された映像や制御ユニット３１に設けられた後述のネットワークＩ／Ｆ３６を介してサーバ装置４から伝送された映像を外界（前方の被写体）と重畳して視認することとなる。
【００４４】
次に、ＨＭＤ２の電気回路構成について図４を用いて説明する。図４は、本発明に係わるＨＭＤ２の電気回路のブロック構成図である。尚、図４では、図１乃至図３に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。
【００４５】
ＨＭＤ２の要部電気回路ブロックは、表示ユニット２５、カメラユニット２８、及び制御ユニット３１等から構成される。
【００４６】
表示ユニット２５は、ＬＣＤ表示部２６、接眼光学系２７から構成され、各部位で行われる動作については前述したので説明は省略する。
【００４７】
カメラユニット２８は、ズームレンズ２８１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）２８２、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）２８３、画像処理部２８４、及びＡＦモータ２８７、ズームモータ２８８等を有する。
【００４８】
ＣＣＤ２８２は、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色透過フィルタをピクセル単位（画素単位）で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、ズームレンズ２８１により結像された被写体光像を、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色成分の画像信号（各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換するものである。
【００４９】
ＡＦＥ２８３は、制御ユニット３１から送信される基準クロックに基づいて、ＣＣＤ２８２の駆動を制御し、ＣＣＤ２８２から読み出された映像信号（画像信号）に周知のアナログ信号処理を施した後にデジタル映像信号に変換する。
【００５０】
この様に、ＣＣＤ２８２で読み出された映像信号は、ＡＦＥ２８３で所定の処理が施されて、デジタル映像信号に変換される。デジタル化された映像信号は、画像処理部２８４に取り込まれて所定の処理が行われる。以下、画像処理部２８４で行われるデジタル映像信号への処理について説明する。
【００５１】
最初に、画像処理部２８４に取り込まれたデジタル映像信号は、ＣＣＤ２８２から出力される映像信号の読出しに同期して後述の制御ユニット３１中の画像メモリ３３に書き込まれる。すなわち、画像処理部２８４で行われる処理に使用されるデジタル映像信号は、画像メモリ３３にいったん記録したものを画像メモリ３３から取り出し、画像処理部２８４中の各部位における処理に使用される。
【００５２】
画像処理部２８４は、図示しない例えば、黒レベル補正部、画素補間部、ホワイトバランス制御部、ガンマ補正部、マトリックス演算部、シェーディング補正部、及び画像圧縮部等を有し、画像メモリ３３より取り出したデジタル映像信号に周知の画像信号処理を施すものである。そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル映像信号は、再度、画像メモリ３３に格納される。
【００５３】
制御ユニット３１は、制御部３２、画像メモリ３３、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３４、操作部３５、ネットワークＩ／Ｆ３６、ＡＦ・ズームモータ駆動回路３７１、及び音声出力回路３８１、音声入力回路３８２等から構成される。
【００５４】
制御部３２は、図示しない各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、演算処理や制御処理等のデータを一時的に格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、前述の各操作スイッチからの信号、及びサーバ装置４からの制御信号等を受けて、ＨＭＤ２で行われる表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。
【００５５】
ＡＦ制御部３２１は、カメラユニット２８のＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ；自動焦点）制御を行う。具体的には、ＡＦ制御部３２１は、画像メモリ３３に書き込まれた映像データ（デジタル映像信号）より、予め設定されてある撮像面上の測距エリアに関する映像データを読み出し、読み出した映像データのコントラスト検出により合焦位置を求める測距演算を行い、その結果に基づいてＡＦ・ズームモータ駆動回路３７１を介してＡＦモータ２８７を駆動して、ＡＦ制御を行う。
【００５６】
距離検出部３２２は、ＡＦ制御部３２１によるＡＦ動作によって調整されたズームレンズレンズ２８１を構成する各レンズ群の停止位置情報より、被写体距離を検出する。また、ＡＦ制御部３２１によるＡＦ動作は所定の周期（例えば、５秒周期）で行われ、距離検出部３２１は、ＡＦ動作が行われる度に被写体距離を検出し、前回検出した距離に対する今回検出した距離の変化率を算出する。
【００５７】
表示制御部３２３は、ズームレンズレンズ２８１のズーム倍率および距離検出部３２２で検出された被写体距離（ＨＭＤ２から作業対象物までの距離）およびサーバ装置４から伝送された後述の参照映像に添付されている作業対象物の現実の大きさに対する参照映像の縮尺比情報に基づいて、参照映像の表示サイズを調整する。また、表示制御部３２３は、被写体距離の変化率について予め閾値（例えば、３０％）を設定しておき、距離検出部３２２で検出された変化率と予め設定された閾値を比較し、変化率が閾値を上回った場合、参照映像の表示サイズを調整する。
【００５８】
画像メモリ３３は、制御ユニット３１中の制御部３２によりデジタル映像信号に対する各種処理を行う為の作業領域として用いられる一時メモリである。
【００５９】
ＶＲＡＭ３４は、ＬＣＤ表示部２６中のＬＣＤ２６４の画素数に対応した映像信号の記録容量を有し、ＬＣＤ２６４に再生表示される映像を構成する映像信号のバッファメモリである。
【００６０】
ネットワークＩ／Ｆ３６は、ＨＭＤ２を公衆回線網ＰＮに接続し、サーバ装置４との間で交信を行い、映像、音声、及び各種制御信号等の入出力を行う。
【００６１】
ＡＦ・ズームモータ駆動回路３７１は、制御部３２の制御に基づいて、ＡＦモータ２８７、ズームモータ２８８を駆動する駆動信号を生成する。
【００６２】
次に、図１に戻って、サーバ装置４の構成を説明する。サーバ装置４はホストコンピュータ５（以下、ホストＰＣ５と称する。）、音声・映像記録サーバ６、及びコンテンツサーバ７等から構成される。
【００６３】
ホストＰＣ５は、図１に示す様に、コンピュータ本体５１、モニタ５３、マウス５５、及びキーボード５７等を備えた、例えば、パーソナルコンピュータである。
【００６４】
ホストＰＣ５は、そのモニタ５３に、作業者Ｂに装着されたＨＭＤ２のカメラユニット２８が撮影した作業対象物の映像を表示する。指示者Ａは、モニタ５３に表示された作業対象物の映像を観察しながら、マウス５５やキーボード５７等によりホストＰＣ５を操作し、作業者Ｂにコンテンツサーバ７に記録されている後述の参照映像等の作業に必要な情報を提供し、作業指示を行うものである。
【００６５】
音声・映像記録サーバ６は、ＨＭＤ２のカメラユニット２８で撮影された映像や作業者Ｂと指示者Ａとの間で交信された音声等の作業記録を記憶する。
【００６６】
コンテンツサーバ７には、作業者Ｂが作業を行う際に必要な映像や音声等の作業支援情報が記録されている。例えば、コンテンツサーバ７には、作業対象物を表す参照映像が記録されている。また、参照映像には、作業対象物の現実の大きさに対する参照映像の縮尺比情報が添付されている。ここで、縮尺比情報とは、作業対象物の実寸に対する参照映像の表示サイズの比を示し、例えば、作業対象物の実寸をＸｍ、実寸Ｘｍに対応する参照映像の画素数をＹピクセル、とすると縮尺比はＸ／Ｙで表される。
【００６７】
この様な構成の作業支援システム１において、本発明は、作業者Ｂが、例えば、ＨＭＤ２の表示ユニット２５に表示されるカメラユニット２８が捕えた作業対象物の映像と、サーバ装置４から伝送された作業対象物を表す参照映像とを比較しながら作業を行っている時に、作業者Ｂと作業対象物の距離が変化することにより、カメラユニット２８が捕えた作業対象物の映像と、サーバ装置４から伝送された作業対象物を表す参照映像の表示サイズが異なる様になった場合においても、参照映像の表示サイズを調整しカメラユニット２８による映像の表示サイズに近づける様に制御するものである。
【００６８】
ここで、作業支援システム１で行われる表示制御動作の流れを図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る遠隔作業支援システム１で行われる表示制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００６９】
最初に、距離検出部３２２は、ＡＦ制御部３２１によるＡＦ動作によって調整されたズームレンズレンズ２８１を構成する各レンズ群の停止位置情報より、被写体距離（ＨＭＤ２から作業対象物までの距離）を検出する（ステップＳ１）。そして、距離検出部３２２は、前回検出した被写体距離に対する今回検出した被写体距離の変化率を算出する（ステップＳ２）。
【００７０】
表示制御部３２３は、距離検出部３２２で検出された被写体距離の変化率と予め設定しておいた閾値とを比較し（ステップＳ３）、比較した結果、被写体距離の変化率が閾値を上回った場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ズームレンズ２８１のズーム倍率（ズーム位置）を取得する（ステップＳ５）。そして、表示制御部３２３は、取得したズーム倍率と距離検出部３２２で検出された被写体距離とに基づいて、カメラユニット２８で撮影され表示ユニット２５に表示される作業対象物の映像の表示サイズを算出する（ステップＳ６）。
【００７１】
次に、表示制御部３２３は、サーバ装置４から伝送された参照映像に添付されている作業対象物の現実の大きさに対する参照映像の縮尺比情報を取得する（ステップＳ７）。そして、表示制御部３２３は、取得した参照映像の縮尺比情報とステップＳ６で算出したカメラユニット２８で撮影され表示ユニット２５に表示される作業対象物の映像の表示サイズとに基づいて、参照映像の表示倍率を決定し（ステップＳ８）、決定した表示倍率で参照映像を拡大、または縮小し、表示ユニット２５に表示させる（ステップＳ９）。尚、ステップＳ１は本発明における距離検出工程、ステップＳ８及びステップＳ９は本発明における表示サイズ調整工程に該当する。
【００７２】
ここで、この様にしてＨＭＤ２の表示ユニット２５に表示される映像の一例を図６を用いて説明する。図６（ａ）は、カメラユニット２８で撮影された映像Ｋ１とサーバ装置４から伝送された参照映像Ｓ１の表示サイズが略一致している場合の様子を示す模式図、図６（ｂ）は、作業者Ｂが作業対象物に近づいた時、表示制御動作が行われていない場合の様子を示す模式図、図６（ｃ）は、作業者Ｂが作業対象物に近づいた時、表示制御動作が行われている場合の様子を示す模式図である。
【００７３】
図６（ｂ）に示す様に、作業者Ｂが作業対象物に接近した時、表示制御動作が行われていない場合は、カメラユニット２８で撮影された映像Ｋ２の表示サイズは参照映像Ｓ１に対して大きくなり、両者を比較することは容易ではないことが確認できる。一方、図６（ｃ）に示す様に、作業者Ｂが作業対象物に接近した時、表示制御動作が行われている場合は、カメラユニット２８で撮影された映像Ｋ２の表示サイズに参照映像Ｓ２の表示サイズを追従させることにより、両者を容易に比較することができる。
【００７４】
尚、カメラユニット２８で撮影された映像と参照映像は、図７に示す様に、所定の周期（例えば、１０秒周期）で交互に切替えて表示させる様にしても良い。
【００７５】
この様に、本発明の実施形態に係る遠隔作業支援システム１においては、ズームレンズレンズ２８１のズーム倍率および距離検出部２３２で検出されたＨＭＤ２から作業対象物までの距離およびサーバ装置４から提供された参照映像の縮尺比情報に基づいて、表示ユニット２５に表示させる参照映像の表示サイズを、電子カメラ２８で撮影され表示ユニット２５に表示させる映像の表示サイズに合わせる様に調整する様にした。したがって、作業者Ｂが、例えば、ＨＭＤ２の表示ユニット２５に表示されるカメラユニット２８が捕えた作業対象物の映像と、サーバ装置４から提供された作業対象物を表す参照映像とを比較しながら作業を行っている時に、作業者Ｂが作業対象物に近づく等して作業者Ｂと作業対象物の距離が変化することにより、カメラユニット２８が捕えた作業対象物の映像と、サーバ装置４から提供された作業対象物を表す参照映像の表示サイズが異なる様になった場合においても、参照映像の表示サイズを調整して、カメラユニット２８による映像の表示サイズに近づけることができる。また、カメラユニット２８による映像の表示サイズの変化に参照映像の表示サイズを追従させることができる。これにより、従来行われていた前述の様な煩雑な調整作業を行うことなく、いつも作業に適切なサイズの参照映像を得ることができる。その結果、作業者や指示者にかかる負担を軽減でき、作業の効率化を図ることができる。
【００７６】
また、参照映像の表示サイズの調整は、作業対象物との距離の変化率が所定の閾値を上回った場合のみ、行う様にしている。これにより、距離の僅かな変化に対して、参照画像の表示サイズが変動することによる視認性の低下を抑制することができる。
【００７７】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。
【００７８】
例えば、前述の実施の形態による遠隔作業支援システム１においては、参照映像の表示サイズをカメラユニット２８による映像の表示サイズに近づける様に制御したが、参照映像の表示サイズを、作業者Ｂが表示ユニット２５を通してシースルーで観察できる作業対象物の光学像のサイズに近づける様に制御しても良い。
【００７９】
具体的には、基準距離（例えば、１ｍ）において、参照映像を表示ユニット２５に表示させておき、表示ユニット２５に表示される参照映像の表示サイズを作業者Ｂが表示ユニット２５を通してシースルーで観察できる作業対象物の光学像のサイズに合わせる為の参照映像の表示倍率を予め求めておく。そして、距離が変化した場合、距離に比例して参照映像の表示倍率を算出し、算出した表示倍率で参照映像を拡大、または縮小し表示させるものである。これにより、作業者Ｂは、表示ユニット２５を通してシースルーで観察できる現実の作業対象物の鮮明な光学像と参照画像を比較しながら作業を行うことができ、作業効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る遠隔作業支援システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係るＨＭＤの全体構成図である。
【図３】本発明に係るＨＭＤにおける表示ユニットの側断面図である。
【図４】本発明に係るＨＭＤの電気回路ブロック構成図である。
【図５】本発明に係る遠隔作業支援システムの表示制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明に係るＨＭＤにおける表示ユニットに表示される映像の一例を示す模式図である。
【図７】本発明に係るＨＭＤにおける表示ユニットに表示される映像の別例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  遠隔作業支援システム
２  頭部装着式映像表示装置（ＨＭＤ）
２１Ｒ，２１Ｌ  テンプル
２２  ブリッジ
２３Ｒ，２３Ｌ  鼻当て
２４Ｒ，２４Ｌ  透明基板
２５  表示ユニット
２６  ＬＣＤ表示部
２６１  筐体
２６２  ＬＥＤ
２６３  コリメータレンズ
２６４  ＬＣＤ
２７  接眼光学系
２７１  プリズム
２７２  ＨＯＥ
２８  カメラユニット
２８１  ズームレンズ
２８２  ＣＣＤ
２８３  ＡＦＥ
２８４  画像処理部
２８７  ＡＦモータ
２８８  ズームモータ
２９Ｒ，２９Ｌ  イヤホン
３０  マイク
３１  制御ユニット
３２  制御部
３２１  ＡＦ制御部
３２２  距離検出部
３２３  表示制御部
３３  画像メモリ
３４  ＶＲＡＭ
３５  操作部
３５１  電源スイッチ
３５２  操作スイッチ
３６  ネットワークＩ／Ｆ
３７１  ＡＦ・ズームモータ駆動回路
３８１  音声出力回路
３８２  音声入力回路
４  サーバ装置
５  ホストコンピュータ（ホストＰＣ）
５１  コンピュータ本体
５３  モニタ
５５  マウス
５７  キーボード
６  映像・音声記録サーバ
７  コンテンツサーバ
Ａ  指示者
Ｂ  作業者
ＥＮ  イーサーネット
Ｅ  目
ＩＮ  インターネット
ＰＮ  公衆回線網
【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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【図７】
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