遠隔作業支援システム
【課題】指示者における作業者への指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能な遠隔作業支援システムを提供する。
【解決手段】作業対象を撮影する電子カメラと、映像を表示する表示ユニットと、を備えた頭部装着式映像表示装置と、頭部装着式映像表示装置の遠隔地に設けられ、電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、を有し、頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が遠隔操作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、電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に頭部装着式映像表示装置に支持され、遠隔操作装置は、電子カメラの向きおよびズームレンズのズーム位置を遠隔制御する。
【解決手段】作業対象を撮影する電子カメラと、映像を表示する表示ユニットと、を備えた頭部装着式映像表示装置と、頭部装着式映像表示装置の遠隔地に設けられ、電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、を有し、頭部装着式映像表示装置を装着した作業者に、指示者が遠隔操作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、電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に頭部装着式映像表示装置に支持され、遠隔操作装置は、電子カメラの向きおよびズームレンズのズーム位置を遠隔制御する。
【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）。
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている様な電子カメラを備えたＨＭＤにおいて、電子カメラは、その光軸が、通常、接眼光学系の光軸と略同じ方向を指向する様に、ＨＭＤに取り付けられている。すなわち、電子カメラは、ＨＭＤを装着した作業者の視線と略同じ方向の情景を撮影する様に、ＨＭＤに取り付けられている。
【０００６】
この為、カメラが必ずしも指示者の所望の映像を捕えているとは限らず、所望の映像を得る為には、作業者に対して、例えば、「右を向いて下さい。」、「もう少し右です。」、といった具合に煩雑な指示が必要となり作業性の低下を招く恐れがある。また、作業者に指示をしてその方向に顔を向けてもらうにしても、指示者の意思を正確に伝達することは容易ではなく、さらに、作業者が頭を振ることによって、映像が振れ、観察したい対象物を見つけ難いといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、指示者における作業者への指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能な遠隔作業支援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】
【０００８】
上記目的は、下記の１乃至３のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【０００９】
１．作業対象を撮影する電子カメラと、
映像を表示する表示ユニットと、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の遠隔地に設けられ、前記電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、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、指示者が前記遠隔操作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、
前記電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に前記頭部装着式映像表示装置に支持され、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置を遠隔制御することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【００１０】
２．前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記表示ユニットに警告を表示させ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。
【００１１】
３．前記頭部装着式映像表示装置は、音声を発するスピーカを備え、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記スピーカに警告を発音させることを特徴とする前記１または２に記載の遠隔作業支援システム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遠隔操作装置は、ＨＭＤに設けられた電子カメラの向きおよびズームレンズのズーム位置を遠隔制御する様にした。すなわち、指示者は、遠隔操作装置により、電子カメラの向きやズームレンズのズーム位置を遠隔制御することにより、ＨＭＤを装着した作業者の頭の向き（視線方向）や作業者と作業対象物との距離に係らず、所望の方向および大きさの映像を得ることができる。したがって、例えば、電子カメラが指示者の所望の映像を捕えていない場合、作業者に頭を回転させてもらったり、作業対象物に近づいてもらったりする為の煩雑な指示を行うことなく所望の映像を得ることができる。これにより、指示者における作業者への指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
遠隔作業支援システム１は、図１に示す様に、ＨＭＤ２、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、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。
【００１６】
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、指示者Ａがカメラユニット２８が捕えた作業対象の映像を、遠隔地に設けられたホストコンピュータ５の後述のモニタ５３で観察しながら、ホストコンピュータ５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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
ＨＭＤ２は、カメラユニット２８で撮影された映像や、ホストコンピュータ５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から得られた映像を、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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を介してコンピュータ５から伝送された映像を表示する。
【００２４】
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。また、図２に示す様に、カメラユニット２８は、その光軸Ｌが水平方向、垂直方向に回転可能、すなわち、パン、チルト可能に表示ユニット２５に取り付けられている。また、ズームレンズ２８１のズーム位置やカメラユニット２８の向きは、後述のズームモータ２８７、パンモータ２８８、チルトモータ２８９を介してコンピュータ５によって遠隔制御される。
【００２５】
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。
【００２６】
マイク３０は、装着者の音声を音声信号に変換する。
【００２７】
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、及びホストコンピュータ５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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を介してコンピュータ５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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を介してコンピュータ５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。
【００３９】
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。
【００４０】
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３０等から構成される。
【００４１】
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。
【００４２】
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、及びズームモータ２８７、パンモータ２８８、チルトモータ２８９等を有する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、パン・チルトモータ駆動回路３７１、ズームモータ駆動回路３７２、及び音声出力回路３８１、音声入力回路３８２等から構成される。
【００４９】
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、及びホストコンピュータ５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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ネットワークＩ／Ｆ３６は、ＨＭＤ２を公衆回線網ＰＮに接続し、ホストコンピュータ５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。
【００５３】
パン・チルトモータ駆動回路３７１は、制御部３２の制御に基づいて、パンモータ２８８、チルトモータ２８９を駆動する駆動信号を生成する。
【００５４】
ズームモータ駆動回路３７２は、制御部３２の制御に基づいて、ズームモータ２８７を駆動する駆動信号を生成する。
【００５５】
次に、本発明における遠隔操作装置に該当するホストコンピュータ５の構成を図５を用いて説明する。図５は、本発明に係るホストコンピュータ５（ホストＰＣ５）の全体構成図である。
【００５６】
ホストＰＣ５は、図５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。
【００５７】
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を表示する。指示者Ａは、モニタ５３に表示された作業対象を観察しながら、マウス５５やキーボード５７等によりホストＰＣ５を操作し、ＰＣ５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。
【００５８】
この様な構成の遠隔作業システム１において、本発明は、指示者Ａが、ホストＰＣ５により、ＨＭＤ２に設けられたカメラユニット２８の動作を遠隔制御することにより、ＨＭＤ２を装着した作業者Ｂの頭の向き（視線方向）や作業者Ｂと作業対象物との距離に係らず、所望の映像を観察することを可能にするものである。
【００５９】
具体的には、図６を用いて説明する。図６は、本発明に係るＨＭＤ２におけるカメラユニット２８の動作を遠隔制御する様子を示す模式図である。
【００６０】
作業者Ｂは、カメラユニット２８を備えたＨＭＤ２を装着し、作業対象物Ｘに向かって作業を行っている。一方、指示者Ａは、遠隔地に設けられたホストＰＣ５のモニタ５３に表示されるカメラユニット２８で撮影された作業対象物Ｘの映像を観察しながら、ホストＰＣ５を操作して、映像や音声で作業者Ｂに作業指示を行っている。
【００６１】
この様な状況において、指示者Ａが、カメラユニット２８が捕えている映像より、右側、または左側の映像を観察したい場合は、キーボード５７のそれぞれに対応する所定のキーを操作する。キー操作が行われると、カメラユニット２８は、右方向（矢印Ｒ方向）、または左方向（矢印Ｌ方向）にゆっくりと回転（パン動作）する。そして、カメラユニット２８が回転し所望の映像を捕えると、指示者Ａは、キー操作を停止する。また、カメラユニット２８が捕えている映像より、上側、または下側の映像を観察したい場合は、同様にして、カメラユニット２８にチルト動作を行わせる。また、作業対象物Ｘをもう少し大きく観察したい場合は、同様にして、カメラユニット２８のズームレンズ２８１にズーム動作を行わせる。この様にして、指示者Ａは、カメラユニット２８にパン、チルト、ズーム動作を行わせることにより、所望の映像を観察すことができる様になる。
【００６２】
また、指示者が、カメラユニット２８を遠隔制御して、パン、チルト、ズーム動作を行わせてもまだ所望の映像を得られない場合は、ホストコンピュータ５は、ＨＭＤ２の表示ユニット２５に、警告表示を行わせて、作業者Ｂに頭の回転や、作業対象物Ｘに近づく様に促す。例えば、頭の回転方向や近づく方向を示す矢印を警告表示する。
【００６３】
具体的には、図７を用いて説明する。図７は、本発明に係るＨＭＤ２における表示ユニット２５に表示される警告表示の一例を示す模式図である。
【００６４】
図７は、ＨＭＤ２を接眼方向から見た模式図であり、カメラユニット２８は、パン動作により左方向の限界まで回転している。この様な場合、ホストコンピュータ５は、表示ユニット２５の表示画像ＩＭに、例えば、「Ｔｕｒｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｌｅｆｔ」といった警告を表示させる。これにより、作業者Ｂが頭を左方向に回転させ、指示者Ａは、所望の映像を観察することができる様になる。尚、警告は、ＨＭＤ２に設けられたイヤホン２９Ｒ，２９Ｌを介して音声にて作業者Ｂに与えるようにしても良い。
【００６５】
この様に、本発明に係る遠隔作業支援システム１においては、ＨＭＤ２に設けられたカメラユニット２８の向きおよびズームレンズ２８１のズーム位置を遠隔制御する様にした。すなわち、指示者Ａは、ホストＰＣ５により、カメラユニット２８の向きやズームレンズ２８１のズーム位置を遠隔制御することにより、ＨＭＤ２を装着した作業者Ｂの頭の向き（視線方向）や作業者Ｂと作業対象物Ｘとの距離に係らず、所望の方向および大きさの映像を得ることができる。したがって、例えば、カメラユニット２８が指示者Ａの所望の映像を捕えていない場合、作業者Ｂに頭を回転させてもらったり、作業対象物Ｘに近づいてもらったりする為の煩雑な指示を行うことなく所望の映像を得ることができる。これにより、指示者Ａにおける作業者Ｂへの指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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】本発明に係るホストＰＣの全体構成図である。
【図６】本発明に係るＨＭＤにおけるカメラユニットの動作を遠隔制御する様子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警告表示の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
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 ズームモータ
２８８ パンモータ
２８９ チルトモータ
２９Ｒ，２９Ｌ イヤホン
３０ マイク
３１ 制御ユニット
３２ 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 パン・チルトモータ駆動回路
３７２ ズームモータ駆動回路
３８１ 音声出力回路
３８２ 音声入力回路
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
ＩＭ 表示画像
ＰＮ 公衆回線網
Ｘ 作業対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔作業支援システムに関し、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）。
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている様な電子カメラを備えたＨＭＤにおいて、電子カメラは、その光軸が、通常、接眼光学系の光軸と略同じ方向を指向する様に、ＨＭＤに取り付けられている。すなわち、電子カメラは、ＨＭＤを装着した作業者の視線と略同じ方向の情景を撮影する様に、ＨＭＤに取り付けられている。
【０００６】
この為、カメラが必ずしも指示者の所望の映像を捕えているとは限らず、所望の映像を得る為には、作業者に対して、例えば、「右を向いて下さい。」、「もう少し右です。」、といった具合に煩雑な指示が必要となり作業性の低下を招く恐れがある。また、作業者に指示をしてその方向に顔を向けてもらうにしても、指示者の意思を正確に伝達することは容易ではなく、さらに、作業者が頭を振ることによって、映像が振れ、観察したい対象物を見つけ難いといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、指示者における作業者への指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能な遠隔作業支援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】
【０００８】
上記目的は、下記の１乃至３のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【０００９】
１．作業対象を撮影する電子カメラと、
映像を表示する表示ユニットと、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の遠隔地に設けられ、前記電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、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、指示者が前記遠隔操作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、
前記電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に前記頭部装着式映像表示装置に支持され、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置を遠隔制御することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【００１０】
２．前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記表示ユニットに警告を表示させ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。
【００１１】
３．前記頭部装着式映像表示装置は、音声を発するスピーカを備え、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記スピーカに警告を発音させることを特徴とする前記１または２に記載の遠隔作業支援システム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遠隔操作装置は、ＨＭＤに設けられた電子カメラの向きおよびズームレンズのズーム位置を遠隔制御する様にした。すなわち、指示者は、遠隔操作装置により、電子カメラの向きやズームレンズのズーム位置を遠隔制御することにより、ＨＭＤを装着した作業者の頭の向き（視線方向）や作業者と作業対象物との距離に係らず、所望の方向および大きさの映像を得ることができる。したがって、例えば、電子カメラが指示者の所望の映像を捕えていない場合、作業者に頭を回転させてもらったり、作業対象物に近づいてもらったりする為の煩雑な指示を行うことなく所望の映像を得ることができる。これにより、指示者における作業者への指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
遠隔作業支援システム１は、図１に示す様に、ＨＭＤ２、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、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。
【００１６】
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、指示者Ａがカメラユニット２８が捕えた作業対象の映像を、遠隔地に設けられたホストコンピュータ５の後述のモニタ５３で観察しながら、ホストコンピュータ５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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
ＨＭＤ２は、カメラユニット２８で撮影された映像や、ホストコンピュータ５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から得られた映像を、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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を介してコンピュータ５から伝送された映像を表示する。
【００２４】
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。また、図２に示す様に、カメラユニット２８は、その光軸Ｌが水平方向、垂直方向に回転可能、すなわち、パン、チルト可能に表示ユニット２５に取り付けられている。また、ズームレンズ２８１のズーム位置やカメラユニット２８の向きは、後述のズームモータ２８７、パンモータ２８８、チルトモータ２８９を介してコンピュータ５によって遠隔制御される。
【００２５】
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。
【００２６】
マイク３０は、装着者の音声を音声信号に変換する。
【００２７】
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、及びホストコンピュータ５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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を介してコンピュータ５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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を介してコンピュータ５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。
【００３９】
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。
【００４０】
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３０等から構成される。
【００４１】
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。
【００４２】
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、及びズームモータ２８７、パンモータ２８８、チルトモータ２８９等を有する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、パン・チルトモータ駆動回路３７１、ズームモータ駆動回路３７２、及び音声出力回路３８１、音声入力回路３８２等から構成される。
【００４９】
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、及びホストコンピュータ５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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ネットワークＩ／Ｆ３６は、ＨＭＤ２を公衆回線網ＰＮに接続し、ホストコンピュータ５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。
【００５３】
パン・チルトモータ駆動回路３７１は、制御部３２の制御に基づいて、パンモータ２８８、チルトモータ２８９を駆動する駆動信号を生成する。
【００５４】
ズームモータ駆動回路３７２は、制御部３２の制御に基づいて、ズームモータ２８７を駆動する駆動信号を生成する。
【００５５】
次に、本発明における遠隔操作装置に該当するホストコンピュータ５の構成を図５を用いて説明する。図５は、本発明に係るホストコンピュータ５（ホストＰＣ５）の全体構成図である。
【００５６】
ホストＰＣ５は、図５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。
【００５７】
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を表示する。指示者Ａは、モニタ５３に表示された作業対象を観察しながら、マウス５５やキーボード５７等によりホストＰＣ５を操作し、ＰＣ５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。
【００５８】
この様な構成の遠隔作業システム１において、本発明は、指示者Ａが、ホストＰＣ５により、ＨＭＤ２に設けられたカメラユニット２８の動作を遠隔制御することにより、ＨＭＤ２を装着した作業者Ｂの頭の向き（視線方向）や作業者Ｂと作業対象物との距離に係らず、所望の映像を観察することを可能にするものである。
【００５９】
具体的には、図６を用いて説明する。図６は、本発明に係るＨＭＤ２におけるカメラユニット２８の動作を遠隔制御する様子を示す模式図である。
【００６０】
作業者Ｂは、カメラユニット２８を備えたＨＭＤ２を装着し、作業対象物Ｘに向かって作業を行っている。一方、指示者Ａは、遠隔地に設けられたホストＰＣ５のモニタ５３に表示されるカメラユニット２８で撮影された作業対象物Ｘの映像を観察しながら、ホストＰＣ５を操作して、映像や音声で作業者Ｂに作業指示を行っている。
【００６１】
この様な状況において、指示者Ａが、カメラユニット２８が捕えている映像より、右側、または左側の映像を観察したい場合は、キーボード５７のそれぞれに対応する所定のキーを操作する。キー操作が行われると、カメラユニット２８は、右方向（矢印Ｒ方向）、または左方向（矢印Ｌ方向）にゆっくりと回転（パン動作）する。そして、カメラユニット２８が回転し所望の映像を捕えると、指示者Ａは、キー操作を停止する。また、カメラユニット２８が捕えている映像より、上側、または下側の映像を観察したい場合は、同様にして、カメラユニット２８にチルト動作を行わせる。また、作業対象物Ｘをもう少し大きく観察したい場合は、同様にして、カメラユニット２８のズームレンズ２８１にズーム動作を行わせる。この様にして、指示者Ａは、カメラユニット２８にパン、チルト、ズーム動作を行わせることにより、所望の映像を観察すことができる様になる。
【００６２】
また、指示者が、カメラユニット２８を遠隔制御して、パン、チルト、ズーム動作を行わせてもまだ所望の映像を得られない場合は、ホストコンピュータ５は、ＨＭＤ２の表示ユニット２５に、警告表示を行わせて、作業者Ｂに頭の回転や、作業対象物Ｘに近づく様に促す。例えば、頭の回転方向や近づく方向を示す矢印を警告表示する。
【００６３】
具体的には、図７を用いて説明する。図７は、本発明に係るＨＭＤ２における表示ユニット２５に表示される警告表示の一例を示す模式図である。
【００６４】
図７は、ＨＭＤ２を接眼方向から見た模式図であり、カメラユニット２８は、パン動作により左方向の限界まで回転している。この様な場合、ホストコンピュータ５は、表示ユニット２５の表示画像ＩＭに、例えば、「Ｔｕｒｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｌｅｆｔ」といった警告を表示させる。これにより、作業者Ｂが頭を左方向に回転させ、指示者Ａは、所望の映像を観察することができる様になる。尚、警告は、ＨＭＤ２に設けられたイヤホン２９Ｒ，２９Ｌを介して音声にて作業者Ｂに与えるようにしても良い。
【００６５】
この様に、本発明に係る遠隔作業支援システム１においては、ＨＭＤ２に設けられたカメラユニット２８の向きおよびズームレンズ２８１のズーム位置を遠隔制御する様にした。すなわち、指示者Ａは、ホストＰＣ５により、カメラユニット２８の向きやズームレンズ２８１のズーム位置を遠隔制御することにより、ＨＭＤ２を装着した作業者Ｂの頭の向き（視線方向）や作業者Ｂと作業対象物Ｘとの距離に係らず、所望の方向および大きさの映像を得ることができる。したがって、例えば、カメラユニット２８が指示者Ａの所望の映像を捕えていない場合、作業者Ｂに頭を回転させてもらったり、作業対象物Ｘに近づいてもらったりする為の煩雑な指示を行うことなく所望の映像を得ることができる。これにより、指示者Ａにおける作業者Ｂへの指示の提示に対する負担を軽減し、円滑に、適切な指示を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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】本発明に係るホストＰＣの全体構成図である。
【図６】本発明に係るＨＭＤにおけるカメラユニットの動作を遠隔制御する様子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警告表示の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
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 ズームモータ
２８８ パンモータ
２８９ チルトモータ
２９Ｒ，２９Ｌ イヤホン
３０ マイク
３１ 制御ユニット
３２ 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 パン・チルトモータ駆動回路
３７２ ズームモータ駆動回路
３８１ 音声出力回路
３８２ 音声入力回路
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
ＩＭ 表示画像
ＰＮ 公衆回線網
Ｘ 作業対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象を撮影する電子カメラと、
映像を表示する表示ユニットと、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の遠隔地に設けられ、前記電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、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、指示者が前記遠隔操作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、
前記電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に前記頭部装着式映像表示装置に支持され、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置を遠隔制御することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【請求項２】
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記表示ユニットに警告を表示させ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】
前記頭部装着式映像表示装置は、音声を発するスピーカを備え、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記スピーカに警告を発音させることを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔作業支援システム。
【請求項１】
作業対象を撮影する電子カメラと、
映像を表示する表示ユニットと、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の遠隔地に設けられ、前記電子カメラで撮影された映像を表示するモニタを備えて、前記頭部装着式映像表示装置の作動を制御する遠隔操作装置と、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、指示者が前記遠隔操作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、
前記電子カメラは、ズームレンズを備えて、回転可能に前記頭部装着式映像表示装置に支持され、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置を遠隔制御することを特徴とする遠隔作業支援システム。
【請求項２】
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記表示ユニットに警告を表示させ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】
前記頭部装着式映像表示装置は、音声を発するスピーカを備え、
前記遠隔操作装置は、前記電子カメラの向きおよび前記ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記スピーカに警告を発音させることを特徴とする請求項１または２に記載の遠隔作業支援システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１１３３１７（Ｐ２００８−１１３３１７Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９５６５４（Ｐ２００６−２９５６５４）
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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