[发明专利]光场图像生成系统、图像显示系统、形状信息取得服务器、图像生成服务器、显示装置、光场图像生成方法及图像显示方法

说明书

本发明涉及光场图像生成系统，具备：形状信息取得服务器，取得表示对象物的三维形状的形状信息；以及图像生成服务器，具有形状重构部及光场图像生成部，所述形状重构部根据形状信息在虚拟空间内将对象物的三维形状重构为虚拟三维形状，所述光场图像生成部对虚拟三维形状生成虚拟空间内的规定的视点位置处的光场图像。

技术领域

本发明涉及光场图像生成系统、图像显示系统、形状信息取得服务器、图像生成服务器、显示装置、光场图像生成方法及图像显示方法。

本申请以2018年4月12日提交的日本专利申请第2018-076786号的优先权利益为基础，并且要求其优先权利益，在本申请中援引该申请的内容。

背景技术

在危险场所或处理的对象物处于远程地点的情况下，作业者很难直接在现场进行作业。

因此，存在从远离对象物所处位置的场所操作设置于该对象物所处场所的机械而进行作业的远程操作系统。远程操作系统是具备用于对对象物进行作业的机器人和远程操作装置、利用无线等对机器人进行远程操作的系统(例如参照专利文献1)。

在上述的远程操作系统中，处理对象物的作业者将头戴式显示器(以下记做HMD(Head Mounted Display))戴在头部，一边观察配置于现场的拍摄装置拍摄到的图像一边进行作业。

该情况下，在通常的HMD中，在观察对象物时，通过辐辏来获得对象物的深度信息，在脑内重构三维形状。

另一方面，在观察对象物时，作业者调整眼球的水晶体而使其与对象物的图像被显示的HMD的显示面对准。因而，在作业者的眼中，焦点不被调节到通过辐辏而认知的深度的位置处，因此，产生辐辏与焦点调节的不一致。

因而，作业者使用HMD进行远程操作的情况下，由于上述的辐辏与焦点调节的不一致，导致引起眼睛疲劳、晕动症等，有时会对作业(特别需要精细操作的作业)构成妨碍。

此外，作业者由于眼睛疲劳、晕动症等，无法长时间使用HMD进行远程操作。

为了消除上述的HMD中的辐辏与焦点调节的不一致，近年来开发出了采用了使用光场技术的显示器的HMD。

通过使用光场信息(从对象物的表面射出的光线的信息)，能够在一张图像中视觉辨认出对象物所具有的进深感(对象物的三维形状)，能够使作业者的脑内构建对象物的三维形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2014-004656号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上述那样，取得作业的对象物的光场信息，生成与该光场信息对应的图像并显示于HMD，从而，作业者能够在同一图像内的对象物的三维形状中使焦点也与所希望的深度的位置对准。

通过使用该光场信息，能够使作业者的辐辏与焦点调节一致，能够抑制眼睛疲劳、晕动症等，能够期待容易进行精细作业及长时间作业。

然而，光场信息是光场中的光线的信息，是从使视点错开规定距离的多个例如n×m个矩阵的拍摄图像的集合(光场图像)得到的光场中的上述的光线的信息。

如图11所示，在同一平面状中，在x方向及y方向上使视点位置(拍摄位置)错开，通过视点位置分别不同的n×m个拍摄装置401、例如在3×3的不同的9个视点处分别排列的9个拍摄装置401，分别拍摄对象物403。该9个视点位置不同的拍摄图像作为具有从对象物403的9个方向上的光线的信息(光场信息)的光场图像402而被生成。θ是从光场图像的中心垂直地穿过的轴与y轴的平面上的角度。Φ是从光场图像的中心垂直地穿过的轴与x轴的平面上的角度。