ストライクゾーン提示システム
【課題】野球の試合において主審が好適にストライクまたはボールの判定を行える新たなストライクゾーン提示システムを提供することを目的とする。
【解決手段】ストライクゾーン提示システムは、撮像手段と目標固定物登録手段と高低基準登録手段と内外角基準登録手段と提示制御手段とを備えるシースルー型のヘッドマウントディスプレイを含む。撮像手段は外界像を撮像し、目標固定物登録手段は、外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する。高低基準登録手段は、ストライクゾーンの上下方向の基準となる高低データを個々の打者に対応して登録し、内外角基準登録手段は、目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向の基準となる内外角データを登録する。提示制御手段は、目標固定物がホームベースに一致する状態で、打席に入っている打者に対応した高低データと、内外角データとにしたがったストライクゾーンを示す基準画像６００を提示する。
【解決手段】ストライクゾーン提示システムは、撮像手段と目標固定物登録手段と高低基準登録手段と内外角基準登録手段と提示制御手段とを備えるシースルー型のヘッドマウントディスプレイを含む。撮像手段は外界像を撮像し、目標固定物登録手段は、外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する。高低基準登録手段は、ストライクゾーンの上下方向の基準となる高低データを個々の打者に対応して登録し、内外角基準登録手段は、目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向の基準となる内外角データを登録する。提示制御手段は、目標固定物がホームベースに一致する状態で、打席に入っている打者に対応した高低データと、内外角データとにしたがったストライクゾーンを示す基準画像６００を提示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
野球のストライク判定を自動化する技術が提案されている。例えば、バックスクリーン側に、中心線から均等に振り分け対になるように複数台のカメラを設置し、その映像信号を映像メモリーに記憶させ、コンピュータで対の映像データを比較しストライクを検出するストライク自動判定装置が提案されている。このストライク自動判定装置では、打者により異なる高低のストライクゾーンは予め測定しコンピュータに自動判定用のデータとして入力しておくとされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、利用者の頭部に装着され、利用者に画像を提示するヘッドマウントディスプレイに関する技術が提案され、このヘッドマウントディスプレイを用いたシステムも提案されている。例えば、画像を表示する透光型の液晶表示パネルを有し、これが目の直前にくるように頭部に装着されるめがね部を持つヘッドマウント型のＡＶ装置と、各作業過程の作業対象物を象って予め作成された各種アニメーション画像を記憶する記憶部と、各作業過程の順番にしたがって、ＡＶ装置を装着する装着者によって液晶表示パネルを通して視認される作業対象物そのものに対して、記憶部に記憶された対応するアニメーション画像が重なるように、そのアニメーション画像を液晶表示パネルに表示するアニメーション表示処理機能とを備え、各作業過程の順番にしたがって、アニメーション画像を液晶表示パネルに表示することにより、作業対象物に対して行われるべき作業内容を装着者に示すようにした作業誘導システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。なお、特許文献２には、ＡＶ装置がヘッドトラッカを内蔵した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９００３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、野球の試合において、投手の投球に対するストライクまたはボールの判定は、本塁審判、すなわち主審によって行われるが、しばしば、この判定が問題となることがある。また、個々の主審によって、微妙にストライクゾーンが変化することがある。例えば、低めを厳しく判定する主審もいれば、そうでない主審も存在する。
【０００６】
本発明は、野球の試合において主審が好適にストライクまたはボールの判定を行える新たなストライクゾーン提示システム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】
【０００７】
上記従来の課題に鑑みなされた本発明の一側面は、野球の主審に、ストライクゾーンを示す基準画像を提示可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムであって、前記ヘッドマウントディスプレイは、外界像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記外界像から、前記外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する目標固定物登録手段と、ストライクゾーンの上下方向における基準となる高低データを個々の打者に対応して登録する高低基準登録手段と、前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向における基準となる内外角データを登録する内外角基準登録手段と、前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物がホームベースに一致する状態で、前記高低基準登録手段によって打席に入っている前記打者に対応して登録された前記高低データと、前記内外角基準登録手段によって登録された前記内外角データとにしたがった前記基準画像を提示するように制御する提示制御手段とを備えることを特徴とするストライクゾーン提示システムである。
【０００８】
これによれば、主審に対し、打席に入っている打者に対応したストライクゾーンを示す基準画像を好適に提示することができる。なお、主審とは、野球の試合の審判のうち、投手の投球について、ストライクまたはボールの判定を行う本塁審判を意味する。
【０００９】
このストライクゾーン提示システムは、次のような構成とすることもできる。すなわち、前記撮像手段は、ホームベースに焦点を合わせて前記外界像を撮像し、前記提示制御手段は、前記外界像を撮像した際の焦点距離に等しい距離に焦点を合わせた前記基準画像を提示するように制御することを特徴としてもよい。これによれば、主審に対し、ホームベース上で焦点が合う好適な基準画像を提示することができる。
【００１０】
また、前記主審の姿勢を検出する検出手段を備え、前記提示制御手段は、前記検出手段によって前記主審の姿勢が特定の姿勢であることが検出された場合、前記基準画像を提示するように制御することを特徴としてもよい。これによれば、主審に対し、好適なタイミングで基準画像を提示することができる。
【００１１】
また、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データを調整する調整手段を備え、前記高低基準登録手段は、前記調整手段によって調整された前記高低データを、個々の打者に対応して更新登録可能であることを特徴としてもよい。これによれば、高低データを調整し、更新登録することができる。
【００１２】
また、前記提示制御手段は、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データにしたがった前記基準画像の一部を構成する高低基準を提示可能で、前記調整手段は、前記提示制御手段によって前記高低基準が提示された場合、前記高低データを調整することを特徴としてもよい。これによれば、登録された高低データにしたがった高低基準が提示された場合、高低データの調整がなされるようすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、野球の試合において主審が好適にストライクまたはボールの判定を行える新たなストライクゾーン提示システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ヘッドマウントディスプレイを示す図である。
【図２】ストライクゾーンを示す基準画像が提示された状態を示す図である。
【図３】制御ボックスの機能ブロックを示す図である。
【図４】画像提示部の構成を示す図である。
【図５】事前処理のフローチャートを示す図である。
【図６】内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインが提示された状態を示す図である。
【図７】調整処理のフローチャートを示す図である。
【図８】内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインと高低データによって示されるＣラインおよびＤラインとが提示された状態を示す図である。
【図９】判定時処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】ストライクゾーンを示す他の基準画像が提示された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略しまたは他の構成などに置換してもよい。また、他の構成を含むようにしてもよい。
【００１６】
（ストライクゾーン提示システム）
ストライクゾーン提示システムは、図１に示すヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」ともいう。）１００を用いたシステムである。ストライクゾーン提示システムは、野球の審判のうち本塁（ホームベース）で、投手の投球に対するストライクまたはボールの判定を行う審判、換言すれば、主審によって利用される。ストライクゾーン提示システムは、ＨＭＤ１００は、制御ボックス２００とヘッドマウントディスプレイ本体（以下、「ＨＭＤ本体」ともいう。）３００とを備える。
【００１７】
制御ボックス２００は、ストライクゾーン提示システムが利用されるとき、利用者としての主審の腰などに取り付けられる。制御ボックス２００の詳細については後述する。
【００１８】
ＨＭＤ本体３００は、例えば眼鏡のフレームに類似した形状のフレーム３１０を有し、主審の頭部に装着される。フレーム３１０は、この形状に限定されず、主審の頭部に装着可能な他の構造とすることもできる。例えば、主審が装着するマスク状のフレームとし、マスクを兼用するようにしてもよい。
【００１９】
主審の左眼の前方には、画像提示部３２０が配置されている。画像提示部３２０は、フレーム３１０の所定の位置に取り付けられている。なお、図１に示されるＨＭＤ１００は、主審の左眼の前方に一つの画像提示部３２０が配置された構成を有するが、主審の右眼の前方にも他の画像提示部３２０が配置された構成としてもよい。
【００２０】
画像提示部３２０は、信号ケーブル４００によって制御ボックス２００に接続され、制御ボックス２００と画像提示部３２０とは通信することができる。画像提示部３２０では、制御ボックス２００から送信される画像信号にしたがった所定の画像を表す画像光が出射される。具体的にストライクゾーン提示システムでは、打席に入っている打者に対応したストライクゾーンを示す基準画像６００が、図２に示すように提示される。なお、図２では、基準画像６００は、その外縁が破線で示され、かつ破線で囲まれた範囲が網掛けされた状態で示されている。ここで、基準画像６００を形成する線の線種および囲まれた範囲は、視認性を考慮し決定すればよく、いずれの線種および状態とすることも可能である。例えば実線として、実線で囲まれた範囲を薄い（淡い）色などで着色してもよい。
【００２１】
画像提示部３２０から出射された画像光は、ハーフミラー３３０で主審の左眼方向に反射し、主審の左眼の眼球７００（図４参照）に直接照射される。これによって、主審は基準画像６００を視認する。ＨＭＤ１００はシースルー型のヘッドマウントディスプレイである。ＨＭＤ１００において主審は、画像提示部３２０から提示される基準画像６００を視認しながら、ハーフミラー３３０を介して外界像を視認することができる。具体的に、主審は、投手、打者、ボールおよびホームベースなどを視認することができる。
【００２２】
画像提示部３２０は、取得した画像信号に応じた画像光を２次元方向に走査し、その走査された画像光を主審の左眼の眼球７００に導き網膜上にコンテンツ画像を形成する網膜走査型のディスプレイを用いて構成することができる。また、この他、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）ディスプレイその他の装置を用いた構成とすることもできる。なお、画像提示部３２０は、提示される所定の画像の焦点距離を調節可能な光学系を備えている。
【００２３】
ＨＭＤ１００は、外界像を撮像するための撮像手段として、例えば所定のオートフォーカス機能を備えたＣＣＤカメラ５００を備えている。ストライクゾーン提示システムでは、ホームベースに焦点を合わせ、ホームベースを含む外界像が撮像される。ＣＣＤカメラ５００は、画像提示部３２０の上面に設置されている。ＣＣＤカメラ５００は、信号ケーブル４００によって制御ボックス２００に接続され、制御ボックス２００とＣＣＤカメラ５００とは通信することができる。
【００２４】
（制御ボックス）
制御ボックス２００は、図３に示すようにＣＰＵ２０２とプログラムＲＯＭ２０４とフラッシュＲＯＭ２０６とＲＡＭ２０８とを備える。ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤ１００で実行される各種の処理の制御を司る。プログラムＲＯＭ２０４は、ＨＭＤ１００で実行される各種の処理のためのプログラムを記憶する。フラッシュＲＯＭ２０６は、不揮発性のメモリによって構成され、各種のデータを記憶する。例えば、フラッシュＲＯＭ２０６には、後述する図８に示すＣラインおよびＤラインのための高低データと、図６および図８に示すＡラインおよびＢラインのための内外角データとが記憶される。高低データおよび内外角データの詳細については後述する。ＲＡＭ２０８は、ＣＰＵ２０２が所定の処理を実行するとき作業領域として利用される。
【００２５】
制御ボックス２００は、ＣＣＤカメラ接続インターフェース２１０とＨＭＤ接続インターフェース２１２と外部装置接続インターフェース２１４と周辺インターフェース２１６とを備える。なお、以下、ＣＣＤカメラ接続インターフェース２１０などを、「ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０」などともいう。
【００２６】
ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０は、ＣＣＤカメラ５００を接続するためのインターフェースである。ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０には、ＣＣＤカメラコントローラ２１０２とＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ（Video RAM）２１０４とが搭載されている。ＣＣＤカメラコントローラ２１０２は、ＣＣＤカメラ５００による外界像の撮像および撮像された外界像のＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４への記憶などを、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき制御する。ＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４は、ＣＣＤカメラ５００によって撮像された外界像を記憶する。
【００２７】
ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２は、ＨＭＤ本体３００、詳細には画像提示部３２０を接続するためのインターフェースである。ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２には、ＨＭＤコントローラ２１２２とＨＭＤ用ＶＲＡＭ（Video RAM）２１２４とが搭載されている。ＨＭＤコントローラ２１２２は、画像提示部３２０との間の各種データを含む信号の入出力（送受信）などを、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき制御する。ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４は、画像提示部３２０に出力される所定の画像、例えば基準画像６００を記憶する。所定の画像は、ＣＰＵ２０２がこの所定の画像を示す所定のデータを対象として、再生処理を実行して生成され、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶される。
【００２８】
外部装置接続Ｉ／Ｆ２１４は、外部装置を接続するためのインターフェースであり、例えばパーソナルコンピュータが接続される。外部装置からは、例えば高低データが入力される。
【００２９】
周辺Ｉ／Ｆ２１６は、所定の周辺装置を接続するためのインターフェースであり、例えば電源スイッチ２１６２と電源ランプ２１６４とが接続されている。電源スイッチ２１６２は、制御ボックス２００と画像提示部３２０とへの電源の供給をオン・オフするためのスイッチである。電源ランプ２１６４は、制御ボックス２００と画像提示部３２０とへの電源の供給がオンのとき点灯し、オフのとき消灯する。なお、制御ボックス２００と画像提示部３２０は、バッテリーからの電源によって駆動する。
【００３０】
制御ボックス２００はヘッドトラッカ２１８を備える。ヘッドトラッカ２１８は、ＨＭＤ本体３００を装着した主審の頭部の動きを検出する。ヘッドトラッカ２１８は、画像提示部３２０の上面にＣＣＤカメラ５００とともに設置されている。ヘッドトラッカ２１８は、信号ケーブル４００を介して制御ボックス２００のバスラインに接続されている。制御ボックス２００は操作部２２０を備える。主審は、操作部２２０を介して所定の情報を入力することができる。
【００３１】
制御ボックス２００では、ＣＰＵ２０２が、フラッシュＲＯＭ２０６、ＣＣＤカメラ５００から入力された外界像および操作部２２０を介して入力された情報などを用い、ＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶された所定のプログラムを実行する。これによって、所定の機能が実行され、所定の機能手段が実現される。
【００３２】
（画像提示部）
画像提示部３２０は、図４に示すように走査画像光生成部３３２１と、コリメート光学系３３２２と、水平走査部３３２３と、垂直走査部３３２４と、リレー光学系３３２５、リレー光学系３３２６と、ピント調節機構３５００とを備える。
【００３３】
走査画像光生成部３３２１は、ＨＭＤコントローラ２１２２が出力する画像信号を、ドットクロック毎に読み出し、読み出した画像信号に応じて強度変調して走査画像光を生成する装置である。走査画像光生成部３３２１は、信号処理回路３４１１、光源部３４１２、光合成部３４１３を有している。
【００３４】
信号処理回路３４１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２と接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて、走査画像光を生成するための要素となるＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の各画像信号３４１４ａ〜３４１４ｃを生成し、光源部３４１２に出力する。また、信号処理回路３４１１は、後述する水平走査部３３２３の水平走査制御回路３３２３ｂと接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて水平駆動信号３４１５を生成し、この水平駆動信号３４１５を水平走査制御回路３３２３ｂに出力する。さらに、信号処理回路３４１１は、後述する垂直走査制御回路３３２４ｂと接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて垂直駆動信号３４１６を生成し、この垂直駆動信号３４１６を垂直走査制御回路３３２４ｂに出力する。
【００３５】
光源部３４１２は、Ｂレーザドライバ３４１２ａ、Ｇレーザドライバ３４１２ｂ、Ｒレーザドライバ３４１２ｃ、Ｂレーザ３４１２ｄ、Ｇレーザ３４１２ｅ、Ｒレーザ３４１２ｆから構成されている。Ｂレーザドライバ３４１２ａは、信号処理回路３４１１からドットクロック毎に出力されたＢ（青）の画像信号３４１４ａに基づき、Ｂレーザ３４１２ｄを駆動させる。Ｂレーザ３４１２ｄは、Ｂ（青）の画像信号３４１４ａに基づき、強度変調された青色のレーザ光を出射する。Ｇレーザ３４１２ｅおよびＲレーザ３４１２ｆも、同様に、それぞれ強度変調された、緑色のレーザ光、赤色のレーザ光を出射する。
【００３６】
各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆには、半導体レーザや、高調波発生機能付固体レーザが含まれる。なお、半導体レーザを用いる場合には、駆動電流を直接変調して、レーザ光の強度変調を行う。また、高調波発生機能付固体レーザを用いる場合には、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆそれぞれに、外部変調器を備えてレーザ光の強度変調を行う。なお、高調波発生の効率は高くなく、さらに外部変調器での損失も加わるため、高調波発生機能付固体レーザの消費電力は大きくなるため、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆに半導体レーザを用いることが好ましい。
【００３７】
光合成部３４１３は、コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃと、ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆと、結合光学系３４１３ｇとから構成されている。コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃは、それぞれ、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆの前方に配設されている。コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃは、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆが出射したレーザ光を、平行光化する。ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆは、それぞれ、コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃの前方に配設されている。ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆは、各コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃが平行化した各レーザ光を、所定の範囲の波長のレーザ光のみを選択的に、反射または透過する。
【００３８】
結合光学系３４１３ｇは、ダイクロイックミラー３４１３ｄの前方に配設されている。ダイクロイックミラー３４１３ｄを透過した青色のレーザ光および、ダイクロイックミラー３４１３ｅ、３４１３ｆでそれぞれ反射された、緑色のレーザ光、赤色のレーザ光が、結合光学系３４１３ｇに入射する。結合光学系３４１３ｇは、各３原色のレーザ光を集光させて、光ファイバ３３２７に入射させる。なお、青色のレーザ光、緑色のレーザ光、赤色の各レーザ光の強度を均等にすると、白色を表現することができる。
【００３９】
水平走査部３３２３および垂直走査部３３２４は、光ファイバ３３２７に入射されたレーザ光を、画像として照射するために、当該レーザ光を水平方向と垂直方向に走査して走査画像光を生成する。
【００４０】
水平走査部３３２３は、共振型偏向素子３３２３ａと、水平走査制御回路３３２３ｂと、水平走査角検出回路３３２３ｃとから構成されている。光ファイバ３３２７に入射されたレーザ光は、コリメート光学系３３２２で平行光化され、共振型偏向素子３３２３ａに入射される。共振型偏向素子３３２３ａは、水平走査制御回路３３２３ｂで揺動される反射面３３２３ｄを有する。共振型偏向素子３３２３ａは、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３３２３ｄで反射させて水平方向に走査する。水平走査制御回路３３２３ｂは、信号処理回路３４１１から出力される水平駆動信号３４１５に基づいて、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄを揺動させる駆動信号を発生する。水平走査角検出回路３３２３ｃは、共振型偏向素子３３２３ａから出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄの揺動範囲および揺動周波数などの揺動状態を検出し、当該揺動状態を示す信号を、ＨＭＤコントローラ２１２２に出力する。
【００４１】
垂直走査部３３２４は、偏向素子３３２４ａと、垂直走査制御回路３３２４ｂと、垂直走査角検出回路３３２４ｃとから構成されている。偏向素子３３２４ａは、垂直走査制御回路３３２４ｂで揺動される反射面３３２４ｄを有する。偏向素子３３２４ａは、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３３２４ｄで反射させて垂直方向に走査し、２次元的に走査された画像光として、リレー光学系３３２６に出射する。垂直走査制御回路３３２４ｂは、信号処理回路３４１１から出力される垂直駆動信号３４１６に基づいて、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄを揺動させる駆動信号を発生する。垂直走査角検出回路３３２４ｃは、偏向素子３３２４ａから出力される変位信号に基づいて、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄの揺動範囲および揺動周波数などの揺動状態を検出し、当該揺動状態を示す信号を、ＨＭＤコントローラ２１２２に出力する。
【００４２】
リレー光学系３３２５は、共振型偏向素子３３２３ａと偏向素子３３２４ａの間に配設されている。リレー光学系３３２５は、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄで水平方向に走査されたレーザ光を、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄに入射させる。
【００４３】
信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて、水平駆動信号３４１５と垂直駆動信号３４１６とを、それぞれ水平走査制御回路３３２３ｂと垂直走査制御回路３３２４ｂとに出力し、反射面３３２３ｄ、３３２４ｄの走査角を制御する。
【００４４】
こうして変更された反射面３３２３ｄ，３３２４ｄの走査角度は、水平走査角検出回路３３２３ｃおよび垂直走査角検出回路３３２４ｃによって検出信号として検出され、当該検出信号がＨＭＤコントローラ２１２２に入力され、水平駆動信号３４１５および垂直駆動信号３４１６にフィードバックされる。
【００４５】
リレー光学系３３２６は、正の屈折力を持つレンズ系３３２６ａ，３３２６ｂを有している。偏向素子３３２４ａから出射された画像光は、レンズ系３３２６ａによって、それぞれの画像光が、その走査画像光の中心線を相互に略平行にされ、かつそれぞれ収束画像光に変換される。収束画像光は、レンズ系３３２６ｂによってそれぞれほぼ平行な走査画像光となるとともに、これらの走査画像光の中心線がユーザの瞳孔Ｅａに収束するように集光される。
【００４６】
ピント調節機構３５００は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された制御信号に基づいて、ＣＣＤカメラ５００でホームベースを含む外界像が撮像されたときの焦点距離に等しい距離に焦点が合った基準画像６００となるように、偏向素子３３２４ａから出射される基準画像６００を表す画像光の焦点を調節する。これによって、ホームベースに焦点が合った基準画像６００が主審に提示される。ピント調節機構３５００は、例えば、レンズ系３３２６ａ，３３２６ｂ間の距離を変更するアクチュエータなどによって構成できる。
【００４７】
なお、本実施形態では、光ファイバ３３２７から入射されたレーザ光を、水平走査部３３２３で水平方向に走査した後、垂直走査部３３２４によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部３３２３と垂直走査部３３２４の配置を入れ替え、垂直走査部３３２４に垂直方向に走査した後、水平走査部３３２３で水平方向に走査するように構成してもよい。
【００４８】
（事前処理）
ストライクゾーン提示システムでは、野球の試合開始前に、図５に示す事前処理が実行される。事前処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている事前処理プログラムを実行することで行われる。例えば主審は、事前処理の開始を操作部２２０を操作して指示する。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、試合に出場する選手、より具体的には、ベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを、フラッシュＲＯＭ２０６に登録する（Ｓ１００）。高低データは、選手に対応付けて所定のデータベースに登録される。高低データは、主審が外部装置接続Ｉ／Ｆ２１４に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置または制御ボックス２００が備える操作部２２０を操作して入力される。なお、高低データの入力は、主審以外のユーザが行ってもよい。
【００４９】
高低データは、ストライクゾーンの高低、換言すれば、上下方向における基準となるデータである。公認野球規約によればストライクゾーンは、「打者の肩の上部とユニフォームのズボンの上部との中間点に引いた水平のラインを上限とし、ひざ頭の下部のラインを下限とする本塁上の空間」と定められている。
【００５０】
Ｓ１００が終了した後、主審は、制御ボックス２００を例えば腰に取り付け、ＨＭＤ本体３００を頭部に装着する。主審は、ＨＭＤ本体３００を装着などした状態で、試合中に位置するホームベースの後方に移動する。次に、主審は、腰を屈めてストライクまたはボールの判定をする際の姿勢をとり、操作部２２０を操作し外界像の撮像を指示する。主審が外界像の撮像を指示した場合、ＣＰＵ２０２は、ＣＣＤカメラコントローラ２１０２に指令し、ＣＣＤカメラ５００を介してホームベースを含む外界像を撮像する。撮像は、ホームベースに焦点が合わされた状態で行われる。ＣＰＵ２０２は、焦点距離をＣＣＤカメラコントローラ２１０２から取得し、取得した焦点距離をフラッシュＲＯＭ２０６に登録（記憶）する。
【００５１】
また、ＣＰＵ２０２は、撮像されＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４に記憶されている外界像を対象として、画像処理、具体的にはスキャン処理し、外界像に含まれているホームベースを抽出する。ＣＰＵ２０２は、抽出されたホームベースを目標固定物としてフラッシュＲＯＭ２０６に登録する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２でＣＰＵ２０２は、目標固定物とともに、ヘッドトラッカ２１８によって検出される主審が構えたときの位置情報、詳細には主審の視線の高さについても登録する。なお、視線の高さは、図４に示す主審の左眼の眼球７００の高さに一致する。
【００５２】
Ｓ１０２を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８の検出結果に基づいて、Ｓ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物（ホームベースを示す画像）と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。つづけて、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、図６に示すように目標固定物と実際のホームベースとを一致させた状態で鉛直方向のＡラインおよびＢラインを提示する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４でのＡラインおよびＢラインの提示に際し、主審は、目標固定物と実際のホームベースとが一致した状態で、操作部２２０を操作してカーソル８００を移動させ、カーソル８００によってホームベースの投手寄りの角部ａおよび角部ｂを選択（クリック）する。ＣＰＵ２０２は、選択された角部ａを起点としてＡラインを提示し、角部ｂを起点としてＢラインを提示する。
【００５３】
また、Ｓ１０４でＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、フラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合ったＡラインおよびＢラインが提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があったＡラインおよびＢラインと外界像とが重なった図６に示すような像を視認する。
【００５４】
次にＣＰＵ２０２は、主審が操作部２２０を操作し、提示されているＡラインおよび／またはＢラインの位置を左右方向に移動させるための指示を入力しているかについて判断する（Ｓ１０６）。判断の結果、調整操作をするための指示が入力されている場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は処理をＳ１０８に移行する。
【００５５】
主審は、図６に示すように目標固定物と実際のホームベースとが一致された状態で、Ｓ１０４で提示されたＡラインが角部ａを起点としているか否かと、Ｂラインが角部ｂを起点としているか否かとを判断する。ＡラインおよびＢラインの少なくともいずれかが、ずれていると判断される場合、主審は、操作部２２０を操作し、ずれていると判断されるＡラインおよび／またはＢラインをカーソル８００で選択し、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点とするように左右方向の調整を行う。このような場合、ＣＰＵ２０２は、Ｓ１０６の判断を肯定し（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、Ｓ１０８で操作部２２０を介した操作に応じてＡラインおよび／またはＢラインを左右方向に移動させ、左右位置の調整を行う。なお、ＣＰＵ２０２はＳ１０８を実行した後、処理をＳ１０６に戻す。
【００５６】
これに対し、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点としていると判断される場合、主審は調整操作を行わず、Ａラインの位置およびＢラインの位置を確定させるための指示を、操作部２２０を操作して入力する。ＣＰＵ２０２は、この確定させるための指示が入力された場合、Ｓ１０６の判断を否定し（Ｓ１０６：Ｎｏ）、処理をＳ１１０に移行する。
【００５７】
Ｓ１１０でＣＰＵ２０２は、左右方向の位置に関し確定の指示が入力されたＡラインおよびＢラインにしたがい、これらＡラインおよびＢラインを示す内外角データをフラッシュＲＯＭ２０６に登録する。その後、ＣＰＵ２０２は、この処理を終了する。内外角データは、Ｓ１０８で目標固定物と実際のホームベースとが一致された状態で調整し、Ｓ１０６で確定されたＡラインおよびＢラインを示すデータである。したがって、内外角データは、目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向（内角、外角）における基準となるデータである。
【００５８】
（調整処理）
図７に示す調整処理は、例えば試合開始時または再開される前、換言すれば、「プレイ」の宣告前に実行される。調整処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている調整処理プログラムを実行することで行われる。主審は、調整処理の開始を操作部２２０を操作して指示する。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えたことを検出する（Ｓ２００）。ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報と、ヘッドトラッカ２１８によって検出される位置情報とを比較する。そして、ＣＰＵ２０２は、これらが一致すると判断される場合、主審が構えたことを検出する。
【００５９】
ストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えた主審は、構えた状態で操作部２２０を操作し、打席に入る打者の高低データを選択する。ＣＰＵ２０２は、フラッシュＲＯＭ２０６から、主審によって選択された打者に対応して登録された高低データと、内外角データとをＲＡＭ２０８上に読み出す（Ｓ２０２）。つづけて、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、図６に示すように、内外角データにしたがった鉛直方向のＡラインおよびＢラインを提示する（Ｓ２０４）。
【００６０】
Ｓ２０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、内外角データを対象として再生処理を実行し、これらを示す画像を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。また、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８の検出結果に基づいて、図５の事前処理のＳ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。これによって、主審の姿勢のばらつき、具体的には、図５の事前処理で外界像が撮像された際の姿勢（視線）と、現在の姿勢（視線）との相違が修正され、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点として提示される。なお、図８は、ホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとが一致した状態を示している。
【００６１】
また、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、主審が構えた位置を基準とした高低データにしたがった水平方向のＣラインおよびＤラインを提示する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の提示に際しＣＰＵ２０２は、高低データを対象として再生処理を実行し、これらを示す画像を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。Ｓ２０４およびＳ２０６において、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、図５に示す事前処理でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合ったＡライン〜Ｄラインが提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があったＡライン〜Ｄラインと外界像とが重なった図８に示すような像を視認する。
【００６２】
次にＣＰＵ２０２は、主審が操作部２２０を操作し、提示されているＣラインおよび／またはＤラインの位置を上下方向に移動させるための指示を入力しているかについて判断する（Ｓ２０８）。判断の結果、調整操作をするための指示が入力されている場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は処理をＳ２１０に移行する。
【００６３】
主審は、図８に示すような像を視認している状態で、Ｃラインが公認野球規約に定められた上限の位置に提示され、Ｄラインが公認野球規約に定められた下限の位置に提示されているか否かを判断する。ＣラインおよびＤラインの少なくともいずれかが、ずれていると判断される場合、主審は、操作部２２０を操作し、ずれていると判断されるＣラインおよび／またはＤラインをカーソル８００で選択し、Ｃラインが上限の位置となり、Ｄラインが下限の位置となるように上下方向の調整を行う。このような場合、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０８の判断を肯定し（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、Ｓ２１０で操作部２２０を介した操作に応じてＣラインおよび／またはＤラインを上下方向に移動させ、上下位置の調整を行う。
【００６４】
Ｓ２１０を実行した後、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０２で主審によって選択された打者に対応付けて、フラッシュＲＯＭ２０６に登録されている高低データを、確定の指示が入力されたＣラインおよびＤラインにしたがった高低データに更新する（Ｓ２１２）。なお、ＣＰＵ２０２はＳ２１２を実行した後、処理をＳ２０８に戻す。
【００６５】
これに対し、Ｃラインが上限の位置であり、Ｄラインが下限の位置であると判断される場合、主審は調整操作を行わず、Ｃラインの位置およびＤラインの位置を確定させるための指示を操作部２２０を操作して入力する。ＣＰＵ２０２は、この確定させるための指示が入力された場合、Ｓ２０８の判断を否定し（Ｓ２０８：Ｎｏ）、この処理を終了する。
【００６６】
なお、処理の終了に際し、ＣＰＵ２０２は、Ａライン〜Ｄラインの提示を停止する。また、ＣＰＵ２０２は、上下方向の位置に関し確定の指示が入力されたＣラインおよびＤラインにしたがい、これらＣラインおよびＤラインを示す高低データをＲＡＭ２０８上の所定領域に登録（記憶）する。
【００６７】
（判定時処理）
図９に示す判定時処理は、打者が打席に入った後に「プレイ」がかかり、試合が再開されたときに実行される。判定時処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている判定時処理プログラムを実行することで行われる。この処理は、主審が操作部２２０を操作し、判定時処理の開始を指示した場合に開始される。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢で構えているか、換言すれば、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報に一致したと判断される姿勢で構えているかについて判断する（Ｓ３００）。ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報と、ヘッドトラッカ２１８によって検出される位置情報とを比較してＳ３００の判断を行う。
【００６８】
判断の結果、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えていないと判断される場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００を提示することなく（Ｓ３０２）、処理をＳ３００に戻す。すなわち、主審が構えていないと判断される場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢をとるまで待機する。
【００６９】
これに対し、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えていると判断される場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、フラッシュＲＯＭ２０６に登録されている内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインと、図７に示す調整処理の終了に際し、ＲＡＭ２０８の所定領域に登録（記憶）された高低データによって示されるＣラインおよびＤラインとによって形成された四角形状の基準画像６００を提示する（Ｓ３０４）。
【００７０】
Ｓ３０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、内外角データと高低データとを対象として再生処理を実行し、基準画像６００を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。また、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、図５に示す調整処理でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合った基準画像６００が提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があった基準画像６００と外界像とが重なった図２に示すような像を視認する。
【００７１】
さらに、Ｓ３０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８を制御し、基準画像６００とともに提示されている図５に示す事前処理のＳ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。これによって、主審の姿勢のばらつき、具体的には、図５の事前処理で外界像が撮像された際の姿勢（視線）と、現在の姿勢（視線）との相違が修正され、一定の位置に基準画像６００が提示される。図２は、ホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとが一致した状態を示している。ここで、目標固定物は、基準画像６００をホームベースに合わせた状態で提示するために用いられるものである。そのため、主審は目標固定物を必ずしも視認する必要がない。したがって、目標固定物が提示されない構成としてもよい。
【００７２】
Ｓ３０４を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８によって主審が屈めた腰を伸ばすなどして所定の姿勢をとったことが検出された場合、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００の提示を停止し、処理をＳ３００に戻す。その後、ＣＰＵ２０２は、上記Ｓ３００〜Ｓ３０４の処理を繰り返し実行する。打席に入っていた打者が変更になるなどした場合、主審は、操作部２２０を操作し、図７に示す調整処理の開始を指示する。これにともない、ＣＰＵ２０２は、この処理を終了し、再度、図７に示す調整処理の実行を開始する。
【００７３】
（変形例）
本実施形態の構成は、次のようにすることもできる。
【００７４】
（１）上記では図５に示す事前処理のＳ１００でベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを、フラッシュＲＯＭ２０６に登録する構成を例に説明した。この他、打者が打席に入る際に主審が操作部２２０を操作し、打席に入る打者に対応してＣラインおよびＤラインを調整する構成としてもよい。この場合、例えば図５のＳ１００は省略される。また、図７のＳ２０２では、打者に対応付けられていない高低データが、内外角データとともにフラッシュＲＯＭ２０６から読み出される。
【００７５】
（２）上記では図７に示す調整処理のＳ２０２で、主審が操作部２２０を操作し、打席に入る打者の高低データを選択した場合、フラッシュＲＯＭ２０６から、主審によって選択された打者に対応して登録された高低データが読み出される構成を例に説明した。この他、ＨＭＤ１００に無線通信機能を設けるとともに、ベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを登録したサーバ装置を設け、無線通信機能を用いて、打席に入った打者の高低データを、サーバ装置から自動で取得する構成としてもよい。このような構成によれば、打席に入った打者の高低データを自動で取得し、図９の判定時処理のＳ３０４で基準画像６００を提示することができる。この場合、例えば図５のＳ１００は省略される。
【００７６】
（３）上記では図９に示す判定時処理において、例えば基準画像６００が提示されている場合、ＣＣＤカメラ５００で外界像を撮像（録画）するような構成としてもよい。これによれば、ストライクまたはボールの判定が問題となった場合、主審は録画を確認し、適切な判定を行うことができる。この際、スロー再生が可能な構成とするとさらに好適である。ＣＣＤカメラ５００は、静止画および動画を撮像できるタイプのものが採用される。
【００７７】
（４）上記では図９に示す判定時処理において、基準画像６００とともに、ストライク、ボールおよびアウトカウントが提示される構成を採用してもよい。主審は、提示されるこれら情報に基づき現在の状況を好適に理解することができる。なお、ＨＭＤ１００に無線通信機能を設け、ストライク、ボールおよびアウトカウントを示すデータを所定の場所から送信し取得するような構成とするとよい。
【００７８】
（５）上記では図９に示す判定時処理のＳ３０４を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８によって主審が屈めた腰を伸ばすなどして所定の姿勢をとったことが検出された場合、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００の提示を停止し、再度、Ｓ３００が肯定された場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、Ｓ３０４を実行する構成を例に説明した。この他、一度、Ｓ３００が肯定され（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、基準画像６００が提示された後、打席に入っていた打者が変更になるなどして、主審が操作部２２０を操作し、図７に示す調整処理の開始を指示するまで、この提示が継続されるような構成としてもよい。
【００７９】
（６）上記ではストライクゾーンを示す基準画像６００が、図２に示すように二次元的に表された構成を例に説明した。この他、基準画像６００は、図１０に示すように三次元的に表した基準画像６１０としてもよい。
【００８０】
この場合も、基準画像６１０を形成するＣラインおよびＤラインは、上記と同様に高低データによって示され、ＡラインおよびＢラインは、内外角データによって示される。基準画像６１０における奥行きを示す画像部分は、例えば次のように求められたデータによって示される。すなわち、ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０６で、ＣＣＤカメラ５００によって撮像された外界像をスキャンして抽出され、目標固定物として登録されたホームベースを示す画像を解析する。そして、ＣＰＵ２０２は、解析によって抽出された所定のパラメータを用いた演算によって、奥行きを示す画像部分を示すデータを取得する。
【００８１】
なお、主審の左右両眼の前方に画像提示部３２０を配置した構成のＨＭＤ本体を備えるＨＭＤとした場合、このような演算によって求められたパラメータに対応した量の視差を有する基準画像６１０を左右両眼に提示することによって、主審は好適な立体感を認識することができる。ホームベースを示す画像を、あらかじめフラッシュＲＯＭ２０６に登録（記憶）しておき、登録された画像を選択し、選択された画像に基づき奥行きを示す画像部分を決定する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１００ ＨＭＤ
２００ 制御ボックス
２０２ ＣＰＵ
２０４ プログラムＲＯＭ
２０６ フラッシュＲＯＭ
２０８ ＲＡＭ
２１０ ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ
２１０２ ＣＣＤカメラコントローラ
２１０４ ＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ
２１２ ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ
２１２２ ＨＭＤコントローラ
２１２４ ＨＭＤ用ＶＲＡＭ
２１８ ヘッドトラッカ
３００ ＨＭＤ本体
３２０ 画像提示部
５００ ＣＣＤカメラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
野球のストライク判定を自動化する技術が提案されている。例えば、バックスクリーン側に、中心線から均等に振り分け対になるように複数台のカメラを設置し、その映像信号を映像メモリーに記憶させ、コンピュータで対の映像データを比較しストライクを検出するストライク自動判定装置が提案されている。このストライク自動判定装置では、打者により異なる高低のストライクゾーンは予め測定しコンピュータに自動判定用のデータとして入力しておくとされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、利用者の頭部に装着され、利用者に画像を提示するヘッドマウントディスプレイに関する技術が提案され、このヘッドマウントディスプレイを用いたシステムも提案されている。例えば、画像を表示する透光型の液晶表示パネルを有し、これが目の直前にくるように頭部に装着されるめがね部を持つヘッドマウント型のＡＶ装置と、各作業過程の作業対象物を象って予め作成された各種アニメーション画像を記憶する記憶部と、各作業過程の順番にしたがって、ＡＶ装置を装着する装着者によって液晶表示パネルを通して視認される作業対象物そのものに対して、記憶部に記憶された対応するアニメーション画像が重なるように、そのアニメーション画像を液晶表示パネルに表示するアニメーション表示処理機能とを備え、各作業過程の順番にしたがって、アニメーション画像を液晶表示パネルに表示することにより、作業対象物に対して行われるべき作業内容を装着者に示すようにした作業誘導システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。なお、特許文献２には、ＡＶ装置がヘッドトラッカを内蔵した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９００３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、野球の試合において、投手の投球に対するストライクまたはボールの判定は、本塁審判、すなわち主審によって行われるが、しばしば、この判定が問題となることがある。また、個々の主審によって、微妙にストライクゾーンが変化することがある。例えば、低めを厳しく判定する主審もいれば、そうでない主審も存在する。
【０００６】
本発明は、野球の試合において主審が好適にストライクまたはボールの判定を行える新たなストライクゾーン提示システム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】
【０００７】
上記従来の課題に鑑みなされた本発明の一側面は、野球の主審に、ストライクゾーンを示す基準画像を提示可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムであって、前記ヘッドマウントディスプレイは、外界像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記外界像から、前記外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する目標固定物登録手段と、ストライクゾーンの上下方向における基準となる高低データを個々の打者に対応して登録する高低基準登録手段と、前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向における基準となる内外角データを登録する内外角基準登録手段と、前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物がホームベースに一致する状態で、前記高低基準登録手段によって打席に入っている前記打者に対応して登録された前記高低データと、前記内外角基準登録手段によって登録された前記内外角データとにしたがった前記基準画像を提示するように制御する提示制御手段とを備えることを特徴とするストライクゾーン提示システムである。
【０００８】
これによれば、主審に対し、打席に入っている打者に対応したストライクゾーンを示す基準画像を好適に提示することができる。なお、主審とは、野球の試合の審判のうち、投手の投球について、ストライクまたはボールの判定を行う本塁審判を意味する。
【０００９】
このストライクゾーン提示システムは、次のような構成とすることもできる。すなわち、前記撮像手段は、ホームベースに焦点を合わせて前記外界像を撮像し、前記提示制御手段は、前記外界像を撮像した際の焦点距離に等しい距離に焦点を合わせた前記基準画像を提示するように制御することを特徴としてもよい。これによれば、主審に対し、ホームベース上で焦点が合う好適な基準画像を提示することができる。
【００１０】
また、前記主審の姿勢を検出する検出手段を備え、前記提示制御手段は、前記検出手段によって前記主審の姿勢が特定の姿勢であることが検出された場合、前記基準画像を提示するように制御することを特徴としてもよい。これによれば、主審に対し、好適なタイミングで基準画像を提示することができる。
【００１１】
また、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データを調整する調整手段を備え、前記高低基準登録手段は、前記調整手段によって調整された前記高低データを、個々の打者に対応して更新登録可能であることを特徴としてもよい。これによれば、高低データを調整し、更新登録することができる。
【００１２】
また、前記提示制御手段は、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データにしたがった前記基準画像の一部を構成する高低基準を提示可能で、前記調整手段は、前記提示制御手段によって前記高低基準が提示された場合、前記高低データを調整することを特徴としてもよい。これによれば、登録された高低データにしたがった高低基準が提示された場合、高低データの調整がなされるようすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、野球の試合において主審が好適にストライクまたはボールの判定を行える新たなストライクゾーン提示システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ヘッドマウントディスプレイを示す図である。
【図２】ストライクゾーンを示す基準画像が提示された状態を示す図である。
【図３】制御ボックスの機能ブロックを示す図である。
【図４】画像提示部の構成を示す図である。
【図５】事前処理のフローチャートを示す図である。
【図６】内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインが提示された状態を示す図である。
【図７】調整処理のフローチャートを示す図である。
【図８】内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインと高低データによって示されるＣラインおよびＤラインとが提示された状態を示す図である。
【図９】判定時処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】ストライクゾーンを示す他の基準画像が提示された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略しまたは他の構成などに置換してもよい。また、他の構成を含むようにしてもよい。
【００１６】
（ストライクゾーン提示システム）
ストライクゾーン提示システムは、図１に示すヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」ともいう。）１００を用いたシステムである。ストライクゾーン提示システムは、野球の審判のうち本塁（ホームベース）で、投手の投球に対するストライクまたはボールの判定を行う審判、換言すれば、主審によって利用される。ストライクゾーン提示システムは、ＨＭＤ１００は、制御ボックス２００とヘッドマウントディスプレイ本体（以下、「ＨＭＤ本体」ともいう。）３００とを備える。
【００１７】
制御ボックス２００は、ストライクゾーン提示システムが利用されるとき、利用者としての主審の腰などに取り付けられる。制御ボックス２００の詳細については後述する。
【００１８】
ＨＭＤ本体３００は、例えば眼鏡のフレームに類似した形状のフレーム３１０を有し、主審の頭部に装着される。フレーム３１０は、この形状に限定されず、主審の頭部に装着可能な他の構造とすることもできる。例えば、主審が装着するマスク状のフレームとし、マスクを兼用するようにしてもよい。
【００１９】
主審の左眼の前方には、画像提示部３２０が配置されている。画像提示部３２０は、フレーム３１０の所定の位置に取り付けられている。なお、図１に示されるＨＭＤ１００は、主審の左眼の前方に一つの画像提示部３２０が配置された構成を有するが、主審の右眼の前方にも他の画像提示部３２０が配置された構成としてもよい。
【００２０】
画像提示部３２０は、信号ケーブル４００によって制御ボックス２００に接続され、制御ボックス２００と画像提示部３２０とは通信することができる。画像提示部３２０では、制御ボックス２００から送信される画像信号にしたがった所定の画像を表す画像光が出射される。具体的にストライクゾーン提示システムでは、打席に入っている打者に対応したストライクゾーンを示す基準画像６００が、図２に示すように提示される。なお、図２では、基準画像６００は、その外縁が破線で示され、かつ破線で囲まれた範囲が網掛けされた状態で示されている。ここで、基準画像６００を形成する線の線種および囲まれた範囲は、視認性を考慮し決定すればよく、いずれの線種および状態とすることも可能である。例えば実線として、実線で囲まれた範囲を薄い（淡い）色などで着色してもよい。
【００２１】
画像提示部３２０から出射された画像光は、ハーフミラー３３０で主審の左眼方向に反射し、主審の左眼の眼球７００（図４参照）に直接照射される。これによって、主審は基準画像６００を視認する。ＨＭＤ１００はシースルー型のヘッドマウントディスプレイである。ＨＭＤ１００において主審は、画像提示部３２０から提示される基準画像６００を視認しながら、ハーフミラー３３０を介して外界像を視認することができる。具体的に、主審は、投手、打者、ボールおよびホームベースなどを視認することができる。
【００２２】
画像提示部３２０は、取得した画像信号に応じた画像光を２次元方向に走査し、その走査された画像光を主審の左眼の眼球７００に導き網膜上にコンテンツ画像を形成する網膜走査型のディスプレイを用いて構成することができる。また、この他、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）ディスプレイその他の装置を用いた構成とすることもできる。なお、画像提示部３２０は、提示される所定の画像の焦点距離を調節可能な光学系を備えている。
【００２３】
ＨＭＤ１００は、外界像を撮像するための撮像手段として、例えば所定のオートフォーカス機能を備えたＣＣＤカメラ５００を備えている。ストライクゾーン提示システムでは、ホームベースに焦点を合わせ、ホームベースを含む外界像が撮像される。ＣＣＤカメラ５００は、画像提示部３２０の上面に設置されている。ＣＣＤカメラ５００は、信号ケーブル４００によって制御ボックス２００に接続され、制御ボックス２００とＣＣＤカメラ５００とは通信することができる。
【００２４】
（制御ボックス）
制御ボックス２００は、図３に示すようにＣＰＵ２０２とプログラムＲＯＭ２０４とフラッシュＲＯＭ２０６とＲＡＭ２０８とを備える。ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤ１００で実行される各種の処理の制御を司る。プログラムＲＯＭ２０４は、ＨＭＤ１００で実行される各種の処理のためのプログラムを記憶する。フラッシュＲＯＭ２０６は、不揮発性のメモリによって構成され、各種のデータを記憶する。例えば、フラッシュＲＯＭ２０６には、後述する図８に示すＣラインおよびＤラインのための高低データと、図６および図８に示すＡラインおよびＢラインのための内外角データとが記憶される。高低データおよび内外角データの詳細については後述する。ＲＡＭ２０８は、ＣＰＵ２０２が所定の処理を実行するとき作業領域として利用される。
【００２５】
制御ボックス２００は、ＣＣＤカメラ接続インターフェース２１０とＨＭＤ接続インターフェース２１２と外部装置接続インターフェース２１４と周辺インターフェース２１６とを備える。なお、以下、ＣＣＤカメラ接続インターフェース２１０などを、「ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０」などともいう。
【００２６】
ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０は、ＣＣＤカメラ５００を接続するためのインターフェースである。ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ２１０には、ＣＣＤカメラコントローラ２１０２とＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ（Video RAM）２１０４とが搭載されている。ＣＣＤカメラコントローラ２１０２は、ＣＣＤカメラ５００による外界像の撮像および撮像された外界像のＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４への記憶などを、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき制御する。ＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４は、ＣＣＤカメラ５００によって撮像された外界像を記憶する。
【００２７】
ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２は、ＨＭＤ本体３００、詳細には画像提示部３２０を接続するためのインターフェースである。ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２には、ＨＭＤコントローラ２１２２とＨＭＤ用ＶＲＡＭ（Video RAM）２１２４とが搭載されている。ＨＭＤコントローラ２１２２は、画像提示部３２０との間の各種データを含む信号の入出力（送受信）などを、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき制御する。ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４は、画像提示部３２０に出力される所定の画像、例えば基準画像６００を記憶する。所定の画像は、ＣＰＵ２０２がこの所定の画像を示す所定のデータを対象として、再生処理を実行して生成され、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶される。
【００２８】
外部装置接続Ｉ／Ｆ２１４は、外部装置を接続するためのインターフェースであり、例えばパーソナルコンピュータが接続される。外部装置からは、例えば高低データが入力される。
【００２９】
周辺Ｉ／Ｆ２１６は、所定の周辺装置を接続するためのインターフェースであり、例えば電源スイッチ２１６２と電源ランプ２１６４とが接続されている。電源スイッチ２１６２は、制御ボックス２００と画像提示部３２０とへの電源の供給をオン・オフするためのスイッチである。電源ランプ２１６４は、制御ボックス２００と画像提示部３２０とへの電源の供給がオンのとき点灯し、オフのとき消灯する。なお、制御ボックス２００と画像提示部３２０は、バッテリーからの電源によって駆動する。
【００３０】
制御ボックス２００はヘッドトラッカ２１８を備える。ヘッドトラッカ２１８は、ＨＭＤ本体３００を装着した主審の頭部の動きを検出する。ヘッドトラッカ２１８は、画像提示部３２０の上面にＣＣＤカメラ５００とともに設置されている。ヘッドトラッカ２１８は、信号ケーブル４００を介して制御ボックス２００のバスラインに接続されている。制御ボックス２００は操作部２２０を備える。主審は、操作部２２０を介して所定の情報を入力することができる。
【００３１】
制御ボックス２００では、ＣＰＵ２０２が、フラッシュＲＯＭ２０６、ＣＣＤカメラ５００から入力された外界像および操作部２２０を介して入力された情報などを用い、ＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶された所定のプログラムを実行する。これによって、所定の機能が実行され、所定の機能手段が実現される。
【００３２】
（画像提示部）
画像提示部３２０は、図４に示すように走査画像光生成部３３２１と、コリメート光学系３３２２と、水平走査部３３２３と、垂直走査部３３２４と、リレー光学系３３２５、リレー光学系３３２６と、ピント調節機構３５００とを備える。
【００３３】
走査画像光生成部３３２１は、ＨＭＤコントローラ２１２２が出力する画像信号を、ドットクロック毎に読み出し、読み出した画像信号に応じて強度変調して走査画像光を生成する装置である。走査画像光生成部３３２１は、信号処理回路３４１１、光源部３４１２、光合成部３４１３を有している。
【００３４】
信号処理回路３４１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ２１２と接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて、走査画像光を生成するための要素となるＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の各画像信号３４１４ａ〜３４１４ｃを生成し、光源部３４１２に出力する。また、信号処理回路３４１１は、後述する水平走査部３３２３の水平走査制御回路３３２３ｂと接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて水平駆動信号３４１５を生成し、この水平駆動信号３４１５を水平走査制御回路３３２３ｂに出力する。さらに、信号処理回路３４１１は、後述する垂直走査制御回路３３２４ｂと接続している。信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて垂直駆動信号３４１６を生成し、この垂直駆動信号３４１６を垂直走査制御回路３３２４ｂに出力する。
【００３５】
光源部３４１２は、Ｂレーザドライバ３４１２ａ、Ｇレーザドライバ３４１２ｂ、Ｒレーザドライバ３４１２ｃ、Ｂレーザ３４１２ｄ、Ｇレーザ３４１２ｅ、Ｒレーザ３４１２ｆから構成されている。Ｂレーザドライバ３４１２ａは、信号処理回路３４１１からドットクロック毎に出力されたＢ（青）の画像信号３４１４ａに基づき、Ｂレーザ３４１２ｄを駆動させる。Ｂレーザ３４１２ｄは、Ｂ（青）の画像信号３４１４ａに基づき、強度変調された青色のレーザ光を出射する。Ｇレーザ３４１２ｅおよびＲレーザ３４１２ｆも、同様に、それぞれ強度変調された、緑色のレーザ光、赤色のレーザ光を出射する。
【００３６】
各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆには、半導体レーザや、高調波発生機能付固体レーザが含まれる。なお、半導体レーザを用いる場合には、駆動電流を直接変調して、レーザ光の強度変調を行う。また、高調波発生機能付固体レーザを用いる場合には、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆそれぞれに、外部変調器を備えてレーザ光の強度変調を行う。なお、高調波発生の効率は高くなく、さらに外部変調器での損失も加わるため、高調波発生機能付固体レーザの消費電力は大きくなるため、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆに半導体レーザを用いることが好ましい。
【００３７】
光合成部３４１３は、コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃと、ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆと、結合光学系３４１３ｇとから構成されている。コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃは、それぞれ、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆの前方に配設されている。コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃは、各レーザ３４１２ｄ〜３４１２ｆが出射したレーザ光を、平行光化する。ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆは、それぞれ、コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃの前方に配設されている。ダイクロイックミラー３４１３ｄ〜３４１３ｆは、各コリメート光学系３４１３ａ〜３４１３ｃが平行化した各レーザ光を、所定の範囲の波長のレーザ光のみを選択的に、反射または透過する。
【００３８】
結合光学系３４１３ｇは、ダイクロイックミラー３４１３ｄの前方に配設されている。ダイクロイックミラー３４１３ｄを透過した青色のレーザ光および、ダイクロイックミラー３４１３ｅ、３４１３ｆでそれぞれ反射された、緑色のレーザ光、赤色のレーザ光が、結合光学系３４１３ｇに入射する。結合光学系３４１３ｇは、各３原色のレーザ光を集光させて、光ファイバ３３２７に入射させる。なお、青色のレーザ光、緑色のレーザ光、赤色の各レーザ光の強度を均等にすると、白色を表現することができる。
【００３９】
水平走査部３３２３および垂直走査部３３２４は、光ファイバ３３２７に入射されたレーザ光を、画像として照射するために、当該レーザ光を水平方向と垂直方向に走査して走査画像光を生成する。
【００４０】
水平走査部３３２３は、共振型偏向素子３３２３ａと、水平走査制御回路３３２３ｂと、水平走査角検出回路３３２３ｃとから構成されている。光ファイバ３３２７に入射されたレーザ光は、コリメート光学系３３２２で平行光化され、共振型偏向素子３３２３ａに入射される。共振型偏向素子３３２３ａは、水平走査制御回路３３２３ｂで揺動される反射面３３２３ｄを有する。共振型偏向素子３３２３ａは、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３３２３ｄで反射させて水平方向に走査する。水平走査制御回路３３２３ｂは、信号処理回路３４１１から出力される水平駆動信号３４１５に基づいて、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄを揺動させる駆動信号を発生する。水平走査角検出回路３３２３ｃは、共振型偏向素子３３２３ａから出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄの揺動範囲および揺動周波数などの揺動状態を検出し、当該揺動状態を示す信号を、ＨＭＤコントローラ２１２２に出力する。
【００４１】
垂直走査部３３２４は、偏向素子３３２４ａと、垂直走査制御回路３３２４ｂと、垂直走査角検出回路３３２４ｃとから構成されている。偏向素子３３２４ａは、垂直走査制御回路３３２４ｂで揺動される反射面３３２４ｄを有する。偏向素子３３２４ａは、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３３２４ｄで反射させて垂直方向に走査し、２次元的に走査された画像光として、リレー光学系３３２６に出射する。垂直走査制御回路３３２４ｂは、信号処理回路３４１１から出力される垂直駆動信号３４１６に基づいて、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄを揺動させる駆動信号を発生する。垂直走査角検出回路３３２４ｃは、偏向素子３３２４ａから出力される変位信号に基づいて、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄの揺動範囲および揺動周波数などの揺動状態を検出し、当該揺動状態を示す信号を、ＨＭＤコントローラ２１２２に出力する。
【００４２】
リレー光学系３３２５は、共振型偏向素子３３２３ａと偏向素子３３２４ａの間に配設されている。リレー光学系３３２５は、共振型偏向素子３３２３ａの反射面３３２３ｄで水平方向に走査されたレーザ光を、偏向素子３３２４ａの反射面３３２４ｄに入射させる。
【００４３】
信号処理回路３４１１は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された画像信号に基づいて、水平駆動信号３４１５と垂直駆動信号３４１６とを、それぞれ水平走査制御回路３３２３ｂと垂直走査制御回路３３２４ｂとに出力し、反射面３３２３ｄ、３３２４ｄの走査角を制御する。
【００４４】
こうして変更された反射面３３２３ｄ，３３２４ｄの走査角度は、水平走査角検出回路３３２３ｃおよび垂直走査角検出回路３３２４ｃによって検出信号として検出され、当該検出信号がＨＭＤコントローラ２１２２に入力され、水平駆動信号３４１５および垂直駆動信号３４１６にフィードバックされる。
【００４５】
リレー光学系３３２６は、正の屈折力を持つレンズ系３３２６ａ，３３２６ｂを有している。偏向素子３３２４ａから出射された画像光は、レンズ系３３２６ａによって、それぞれの画像光が、その走査画像光の中心線を相互に略平行にされ、かつそれぞれ収束画像光に変換される。収束画像光は、レンズ系３３２６ｂによってそれぞれほぼ平行な走査画像光となるとともに、これらの走査画像光の中心線がユーザの瞳孔Ｅａに収束するように集光される。
【００４６】
ピント調節機構３５００は、ＨＭＤコントローラ２１２２から入力された制御信号に基づいて、ＣＣＤカメラ５００でホームベースを含む外界像が撮像されたときの焦点距離に等しい距離に焦点が合った基準画像６００となるように、偏向素子３３２４ａから出射される基準画像６００を表す画像光の焦点を調節する。これによって、ホームベースに焦点が合った基準画像６００が主審に提示される。ピント調節機構３５００は、例えば、レンズ系３３２６ａ，３３２６ｂ間の距離を変更するアクチュエータなどによって構成できる。
【００４７】
なお、本実施形態では、光ファイバ３３２７から入射されたレーザ光を、水平走査部３３２３で水平方向に走査した後、垂直走査部３３２４によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部３３２３と垂直走査部３３２４の配置を入れ替え、垂直走査部３３２４に垂直方向に走査した後、水平走査部３３２３で水平方向に走査するように構成してもよい。
【００４８】
（事前処理）
ストライクゾーン提示システムでは、野球の試合開始前に、図５に示す事前処理が実行される。事前処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている事前処理プログラムを実行することで行われる。例えば主審は、事前処理の開始を操作部２２０を操作して指示する。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、試合に出場する選手、より具体的には、ベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを、フラッシュＲＯＭ２０６に登録する（Ｓ１００）。高低データは、選手に対応付けて所定のデータベースに登録される。高低データは、主審が外部装置接続Ｉ／Ｆ２１４に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置または制御ボックス２００が備える操作部２２０を操作して入力される。なお、高低データの入力は、主審以外のユーザが行ってもよい。
【００４９】
高低データは、ストライクゾーンの高低、換言すれば、上下方向における基準となるデータである。公認野球規約によればストライクゾーンは、「打者の肩の上部とユニフォームのズボンの上部との中間点に引いた水平のラインを上限とし、ひざ頭の下部のラインを下限とする本塁上の空間」と定められている。
【００５０】
Ｓ１００が終了した後、主審は、制御ボックス２００を例えば腰に取り付け、ＨＭＤ本体３００を頭部に装着する。主審は、ＨＭＤ本体３００を装着などした状態で、試合中に位置するホームベースの後方に移動する。次に、主審は、腰を屈めてストライクまたはボールの判定をする際の姿勢をとり、操作部２２０を操作し外界像の撮像を指示する。主審が外界像の撮像を指示した場合、ＣＰＵ２０２は、ＣＣＤカメラコントローラ２１０２に指令し、ＣＣＤカメラ５００を介してホームベースを含む外界像を撮像する。撮像は、ホームベースに焦点が合わされた状態で行われる。ＣＰＵ２０２は、焦点距離をＣＣＤカメラコントローラ２１０２から取得し、取得した焦点距離をフラッシュＲＯＭ２０６に登録（記憶）する。
【００５１】
また、ＣＰＵ２０２は、撮像されＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ２１０４に記憶されている外界像を対象として、画像処理、具体的にはスキャン処理し、外界像に含まれているホームベースを抽出する。ＣＰＵ２０２は、抽出されたホームベースを目標固定物としてフラッシュＲＯＭ２０６に登録する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２でＣＰＵ２０２は、目標固定物とともに、ヘッドトラッカ２１８によって検出される主審が構えたときの位置情報、詳細には主審の視線の高さについても登録する。なお、視線の高さは、図４に示す主審の左眼の眼球７００の高さに一致する。
【００５２】
Ｓ１０２を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８の検出結果に基づいて、Ｓ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物（ホームベースを示す画像）と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。つづけて、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、図６に示すように目標固定物と実際のホームベースとを一致させた状態で鉛直方向のＡラインおよびＢラインを提示する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４でのＡラインおよびＢラインの提示に際し、主審は、目標固定物と実際のホームベースとが一致した状態で、操作部２２０を操作してカーソル８００を移動させ、カーソル８００によってホームベースの投手寄りの角部ａおよび角部ｂを選択（クリック）する。ＣＰＵ２０２は、選択された角部ａを起点としてＡラインを提示し、角部ｂを起点としてＢラインを提示する。
【００５３】
また、Ｓ１０４でＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、フラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合ったＡラインおよびＢラインが提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があったＡラインおよびＢラインと外界像とが重なった図６に示すような像を視認する。
【００５４】
次にＣＰＵ２０２は、主審が操作部２２０を操作し、提示されているＡラインおよび／またはＢラインの位置を左右方向に移動させるための指示を入力しているかについて判断する（Ｓ１０６）。判断の結果、調整操作をするための指示が入力されている場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は処理をＳ１０８に移行する。
【００５５】
主審は、図６に示すように目標固定物と実際のホームベースとが一致された状態で、Ｓ１０４で提示されたＡラインが角部ａを起点としているか否かと、Ｂラインが角部ｂを起点としているか否かとを判断する。ＡラインおよびＢラインの少なくともいずれかが、ずれていると判断される場合、主審は、操作部２２０を操作し、ずれていると判断されるＡラインおよび／またはＢラインをカーソル８００で選択し、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点とするように左右方向の調整を行う。このような場合、ＣＰＵ２０２は、Ｓ１０６の判断を肯定し（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、Ｓ１０８で操作部２２０を介した操作に応じてＡラインおよび／またはＢラインを左右方向に移動させ、左右位置の調整を行う。なお、ＣＰＵ２０２はＳ１０８を実行した後、処理をＳ１０６に戻す。
【００５６】
これに対し、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点としていると判断される場合、主審は調整操作を行わず、Ａラインの位置およびＢラインの位置を確定させるための指示を、操作部２２０を操作して入力する。ＣＰＵ２０２は、この確定させるための指示が入力された場合、Ｓ１０６の判断を否定し（Ｓ１０６：Ｎｏ）、処理をＳ１１０に移行する。
【００５７】
Ｓ１１０でＣＰＵ２０２は、左右方向の位置に関し確定の指示が入力されたＡラインおよびＢラインにしたがい、これらＡラインおよびＢラインを示す内外角データをフラッシュＲＯＭ２０６に登録する。その後、ＣＰＵ２０２は、この処理を終了する。内外角データは、Ｓ１０８で目標固定物と実際のホームベースとが一致された状態で調整し、Ｓ１０６で確定されたＡラインおよびＢラインを示すデータである。したがって、内外角データは、目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向（内角、外角）における基準となるデータである。
【００５８】
（調整処理）
図７に示す調整処理は、例えば試合開始時または再開される前、換言すれば、「プレイ」の宣告前に実行される。調整処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている調整処理プログラムを実行することで行われる。主審は、調整処理の開始を操作部２２０を操作して指示する。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えたことを検出する（Ｓ２００）。ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報と、ヘッドトラッカ２１８によって検出される位置情報とを比較する。そして、ＣＰＵ２０２は、これらが一致すると判断される場合、主審が構えたことを検出する。
【００５９】
ストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えた主審は、構えた状態で操作部２２０を操作し、打席に入る打者の高低データを選択する。ＣＰＵ２０２は、フラッシュＲＯＭ２０６から、主審によって選択された打者に対応して登録された高低データと、内外角データとをＲＡＭ２０８上に読み出す（Ｓ２０２）。つづけて、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、図６に示すように、内外角データにしたがった鉛直方向のＡラインおよびＢラインを提示する（Ｓ２０４）。
【００６０】
Ｓ２０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、内外角データを対象として再生処理を実行し、これらを示す画像を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。また、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８の検出結果に基づいて、図５の事前処理のＳ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。これによって、主審の姿勢のばらつき、具体的には、図５の事前処理で外界像が撮像された際の姿勢（視線）と、現在の姿勢（視線）との相違が修正され、Ａラインが角部ａを起点とし、Ｂラインが角部ｂを起点として提示される。なお、図８は、ホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとが一致した状態を示している。
【００６１】
また、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、主審が構えた位置を基準とした高低データにしたがった水平方向のＣラインおよびＤラインを提示する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の提示に際しＣＰＵ２０２は、高低データを対象として再生処理を実行し、これらを示す画像を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。Ｓ２０４およびＳ２０６において、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、図５に示す事前処理でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合ったＡライン〜Ｄラインが提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があったＡライン〜Ｄラインと外界像とが重なった図８に示すような像を視認する。
【００６２】
次にＣＰＵ２０２は、主審が操作部２２０を操作し、提示されているＣラインおよび／またはＤラインの位置を上下方向に移動させるための指示を入力しているかについて判断する（Ｓ２０８）。判断の結果、調整操作をするための指示が入力されている場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は処理をＳ２１０に移行する。
【００６３】
主審は、図８に示すような像を視認している状態で、Ｃラインが公認野球規約に定められた上限の位置に提示され、Ｄラインが公認野球規約に定められた下限の位置に提示されているか否かを判断する。ＣラインおよびＤラインの少なくともいずれかが、ずれていると判断される場合、主審は、操作部２２０を操作し、ずれていると判断されるＣラインおよび／またはＤラインをカーソル８００で選択し、Ｃラインが上限の位置となり、Ｄラインが下限の位置となるように上下方向の調整を行う。このような場合、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０８の判断を肯定し（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、Ｓ２１０で操作部２２０を介した操作に応じてＣラインおよび／またはＤラインを上下方向に移動させ、上下位置の調整を行う。
【００６４】
Ｓ２１０を実行した後、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０２で主審によって選択された打者に対応付けて、フラッシュＲＯＭ２０６に登録されている高低データを、確定の指示が入力されたＣラインおよびＤラインにしたがった高低データに更新する（Ｓ２１２）。なお、ＣＰＵ２０２はＳ２１２を実行した後、処理をＳ２０８に戻す。
【００６５】
これに対し、Ｃラインが上限の位置であり、Ｄラインが下限の位置であると判断される場合、主審は調整操作を行わず、Ｃラインの位置およびＤラインの位置を確定させるための指示を操作部２２０を操作して入力する。ＣＰＵ２０２は、この確定させるための指示が入力された場合、Ｓ２０８の判断を否定し（Ｓ２０８：Ｎｏ）、この処理を終了する。
【００６６】
なお、処理の終了に際し、ＣＰＵ２０２は、Ａライン〜Ｄラインの提示を停止する。また、ＣＰＵ２０２は、上下方向の位置に関し確定の指示が入力されたＣラインおよびＤラインにしたがい、これらＣラインおよびＤラインを示す高低データをＲＡＭ２０８上の所定領域に登録（記憶）する。
【００６７】
（判定時処理）
図９に示す判定時処理は、打者が打席に入った後に「プレイ」がかかり、試合が再開されたときに実行される。判定時処理は、ＣＰＵ２０２がＲＡＭ２０８上でプログラムＲＯＭ２０４に記憶されている判定時処理プログラムを実行することで行われる。この処理は、主審が操作部２２０を操作し、判定時処理の開始を指示した場合に開始される。開始の指示に応じてこの処理を開始したＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢で構えているか、換言すれば、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報に一致したと判断される姿勢で構えているかについて判断する（Ｓ３００）。ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０２でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された位置情報と、ヘッドトラッカ２１８によって検出される位置情報とを比較してＳ３００の判断を行う。
【００６８】
判断の結果、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えていないと判断される場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００を提示することなく（Ｓ３０２）、処理をＳ３００に戻す。すなわち、主審が構えていないと判断される場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢をとるまで待機する。
【００６９】
これに対し、主審がストライクまたはボールの判定をする際の姿勢に構えていると判断される場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２に指令し、フラッシュＲＯＭ２０６に登録されている内外角データによって示されるＡラインおよびＢラインと、図７に示す調整処理の終了に際し、ＲＡＭ２０８の所定領域に登録（記憶）された高低データによって示されるＣラインおよびＤラインとによって形成された四角形状の基準画像６００を提示する（Ｓ３０４）。
【００７０】
Ｓ３０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、内外角データと高低データとを対象として再生処理を実行し、基準画像６００を生成し、ＨＭＤ用ＶＲＡＭ２１２４に記憶する。また、ＣＰＵ２０２は、ＨＭＤコントローラ２１２２を介してピント調節機構３５００を制御し、図５に示す調整処理でフラッシュＲＯＭ２０６に登録された焦点距離に等しい距離に焦点が合った基準画像６００が提示されるようにする。この場合、主審は、ホームベースの位置に視線を合わせたとき、焦点があった基準画像６００と外界像とが重なった図２に示すような像を視認する。
【００７１】
さらに、Ｓ３０４の提示に際し、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８を制御し、基準画像６００とともに提示されている図５に示す事前処理のＳ１０２で登録されたホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとを一致させる。これによって、主審の姿勢のばらつき、具体的には、図５の事前処理で外界像が撮像された際の姿勢（視線）と、現在の姿勢（視線）との相違が修正され、一定の位置に基準画像６００が提示される。図２は、ホームベースを示す目標固定物と、主審が視認している実際のホームベースとが一致した状態を示している。ここで、目標固定物は、基準画像６００をホームベースに合わせた状態で提示するために用いられるものである。そのため、主審は目標固定物を必ずしも視認する必要がない。したがって、目標固定物が提示されない構成としてもよい。
【００７２】
Ｓ３０４を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８によって主審が屈めた腰を伸ばすなどして所定の姿勢をとったことが検出された場合、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００の提示を停止し、処理をＳ３００に戻す。その後、ＣＰＵ２０２は、上記Ｓ３００〜Ｓ３０４の処理を繰り返し実行する。打席に入っていた打者が変更になるなどした場合、主審は、操作部２２０を操作し、図７に示す調整処理の開始を指示する。これにともない、ＣＰＵ２０２は、この処理を終了し、再度、図７に示す調整処理の実行を開始する。
【００７３】
（変形例）
本実施形態の構成は、次のようにすることもできる。
【００７４】
（１）上記では図５に示す事前処理のＳ１００でベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを、フラッシュＲＯＭ２０６に登録する構成を例に説明した。この他、打者が打席に入る際に主審が操作部２２０を操作し、打席に入る打者に対応してＣラインおよびＤラインを調整する構成としてもよい。この場合、例えば図５のＳ１００は省略される。また、図７のＳ２０２では、打者に対応付けられていない高低データが、内外角データとともにフラッシュＲＯＭ２０６から読み出される。
【００７５】
（２）上記では図７に示す調整処理のＳ２０２で、主審が操作部２２０を操作し、打席に入る打者の高低データを選択した場合、フラッシュＲＯＭ２０６から、主審によって選択された打者に対応して登録された高低データが読み出される構成を例に説明した。この他、ＨＭＤ１００に無線通信機能を設けるとともに、ベンチ入りする各チームの選手それぞれに関する高低データを登録したサーバ装置を設け、無線通信機能を用いて、打席に入った打者の高低データを、サーバ装置から自動で取得する構成としてもよい。このような構成によれば、打席に入った打者の高低データを自動で取得し、図９の判定時処理のＳ３０４で基準画像６００を提示することができる。この場合、例えば図５のＳ１００は省略される。
【００７６】
（３）上記では図９に示す判定時処理において、例えば基準画像６００が提示されている場合、ＣＣＤカメラ５００で外界像を撮像（録画）するような構成としてもよい。これによれば、ストライクまたはボールの判定が問題となった場合、主審は録画を確認し、適切な判定を行うことができる。この際、スロー再生が可能な構成とするとさらに好適である。ＣＣＤカメラ５００は、静止画および動画を撮像できるタイプのものが採用される。
【００７７】
（４）上記では図９に示す判定時処理において、基準画像６００とともに、ストライク、ボールおよびアウトカウントが提示される構成を採用してもよい。主審は、提示されるこれら情報に基づき現在の状況を好適に理解することができる。なお、ＨＭＤ１００に無線通信機能を設け、ストライク、ボールおよびアウトカウントを示すデータを所定の場所から送信し取得するような構成とするとよい。
【００７８】
（５）上記では図９に示す判定時処理のＳ３０４を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ヘッドトラッカ２１８によって主審が屈めた腰を伸ばすなどして所定の姿勢をとったことが検出された場合、ＣＰＵ２０２は、基準画像６００の提示を停止し、再度、Ｓ３００が肯定された場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、Ｓ３０４を実行する構成を例に説明した。この他、一度、Ｓ３００が肯定され（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、基準画像６００が提示された後、打席に入っていた打者が変更になるなどして、主審が操作部２２０を操作し、図７に示す調整処理の開始を指示するまで、この提示が継続されるような構成としてもよい。
【００７９】
（６）上記ではストライクゾーンを示す基準画像６００が、図２に示すように二次元的に表された構成を例に説明した。この他、基準画像６００は、図１０に示すように三次元的に表した基準画像６１０としてもよい。
【００８０】
この場合も、基準画像６１０を形成するＣラインおよびＤラインは、上記と同様に高低データによって示され、ＡラインおよびＢラインは、内外角データによって示される。基準画像６１０における奥行きを示す画像部分は、例えば次のように求められたデータによって示される。すなわち、ＣＰＵ２０２は、図５に示す事前処理のＳ１０６で、ＣＣＤカメラ５００によって撮像された外界像をスキャンして抽出され、目標固定物として登録されたホームベースを示す画像を解析する。そして、ＣＰＵ２０２は、解析によって抽出された所定のパラメータを用いた演算によって、奥行きを示す画像部分を示すデータを取得する。
【００８１】
なお、主審の左右両眼の前方に画像提示部３２０を配置した構成のＨＭＤ本体を備えるＨＭＤとした場合、このような演算によって求められたパラメータに対応した量の視差を有する基準画像６１０を左右両眼に提示することによって、主審は好適な立体感を認識することができる。ホームベースを示す画像を、あらかじめフラッシュＲＯＭ２０６に登録（記憶）しておき、登録された画像を選択し、選択された画像に基づき奥行きを示す画像部分を決定する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１００ ＨＭＤ
２００ 制御ボックス
２０２ ＣＰＵ
２０４ プログラムＲＯＭ
２０６ フラッシュＲＯＭ
２０８ ＲＡＭ
２１０ ＣＣＤカメラ接続Ｉ／Ｆ
２１０２ ＣＣＤカメラコントローラ
２１０４ ＣＣＤカメラ用ＶＲＡＭ
２１２ ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆ
２１２２ ＨＭＤコントローラ
２１２４ ＨＭＤ用ＶＲＡＭ
２１８ ヘッドトラッカ
３００ ＨＭＤ本体
３２０ 画像提示部
５００ ＣＣＤカメラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
野球の主審に、ストライクゾーンを示す基準画像を提示可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムであって、
前記ヘッドマウントディスプレイは、
外界像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記外界像から、前記外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する目標固定物登録手段と、
ストライクゾーンの上下方向における基準となる高低データを個々の打者に対応して登録する高低基準登録手段と、
前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向における基準となる内外角データを登録する内外角基準登録手段と、
前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物がホームベースに一致する状態で、前記高低基準登録手段によって打席に入っている前記打者に対応して登録された前記高低データと、前記内外角基準登録手段によって登録された前記内外角データとにしたがった前記基準画像を提示するように制御する提示制御手段とを備えることを特徴とするストライクゾーン提示システム。
【請求項２】
前記撮像手段は、ホームベースに焦点を合わせて前記外界像を撮像し、
前記提示制御手段は、前記外界像を撮像した際の焦点距離に等しい距離に焦点を合わせた前記基準画像を提示するように制御することを特徴とする請求項１に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項３】
前記主審の姿勢を検出する検出手段を備え、
前記提示制御手段は、前記検出手段によって前記主審の姿勢が特定の姿勢であることが検出された場合、前記基準画像を提示するように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項４】
前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データを調整する調整手段を備え、
前記高低基準登録手段は、前記調整手段によって調整された前記高低データを、個々の打者に対応して更新登録可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項５】
前記提示制御手段は、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データにしたがった前記基準画像の一部を構成する高低基準を提示可能で、
前記調整手段は、前記提示制御手段によって前記高低基準が提示された場合、前記高低データを調整することを特徴とする請求項４に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項１】
野球の主審に、ストライクゾーンを示す基準画像を提示可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを用いたストライクゾーン提示システムであって、
前記ヘッドマウントディスプレイは、
外界像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記外界像から、前記外界像に含まれるホームベースを目標固定物として登録する目標固定物登録手段と、
ストライクゾーンの上下方向における基準となる高低データを個々の打者に対応して登録する高低基準登録手段と、
前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物に対応し、ストライクゾーンの横方向における基準となる内外角データを登録する内外角基準登録手段と、
前記目標固定物登録手段によって登録された前記目標固定物がホームベースに一致する状態で、前記高低基準登録手段によって打席に入っている前記打者に対応して登録された前記高低データと、前記内外角基準登録手段によって登録された前記内外角データとにしたがった前記基準画像を提示するように制御する提示制御手段とを備えることを特徴とするストライクゾーン提示システム。
【請求項２】
前記撮像手段は、ホームベースに焦点を合わせて前記外界像を撮像し、
前記提示制御手段は、前記外界像を撮像した際の焦点距離に等しい距離に焦点を合わせた前記基準画像を提示するように制御することを特徴とする請求項１に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項３】
前記主審の姿勢を検出する検出手段を備え、
前記提示制御手段は、前記検出手段によって前記主審の姿勢が特定の姿勢であることが検出された場合、前記基準画像を提示するように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項４】
前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データを調整する調整手段を備え、
前記高低基準登録手段は、前記調整手段によって調整された前記高低データを、個々の打者に対応して更新登録可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のストライクゾーン提示システム。
【請求項５】
前記提示制御手段は、前記高低基準登録手段によって登録された前記高低データにしたがった前記基準画像の一部を構成する高低基準を提示可能で、
前記調整手段は、前記提示制御手段によって前記高低基準が提示された場合、前記高低データを調整することを特徴とする請求項４に記載のストライクゾーン提示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１６１１１１（Ｐ２０１１−１６１１１１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９５６６（Ｐ２０１０−２９５６６）
【出願日】平成２２年２月１３日（２０１０．２．１３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１３日（２０１０．２．１３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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