(57)【要約】【課題】ユーザが外界像と区別してコンテンツ画像を視認し易いシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。【解決手段】コンテンツデータによって示されるコンテンツ画像を形成する全ピクセル（全画素）に占める、所定の基準値より暗いピクセル（画素）の第１占有率と、予め定めた第１条件値との大きさの関係について判断し（Ｓ１０４）、第１占有率が第１条件値より大きい場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、コンテンツ画像に表示効果を付加し（Ｓ１０６）、表示効果が付加されたコンテンツ画像を提示する（Ｓ１０８）こととした。【選択図】図５
2011070251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツデータによって示されるコンテンツ画像をユーザの眼に視認可能に提示し、前記コンテンツ画像を視認しているユーザが外界像を前記コンテンツ画像と重ねて視認できるシースルー型のヘッドマウントディスプレイであって、
前記コンテンツ画像を形成する全画素に占める、所定の基準値より暗い前記画素の第１占有率と、予め定めた第１条件値との大きさの関係について判断する第１判断手段と、
前記第１判断手段によって前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に表示効果を付加する表示効果付加手段と、
前記表示効果付加手段によって前記表示効果が付加された前記コンテンツ画像を、前記ユーザの眼に提示するコンテンツ画像提示手段とを備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２】
前記第１判断手段は、前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断した場合、さらに、前記コンテンツ画像を形成する全画素のうちで前記所定の基準値より暗い前記画素全体に占める、前記コンテンツ画像の中心を含む所定の範囲に含まれる前記所定の基準値より暗い前記画素の第２占有率と、予め定めた第２条件値との大きさの関係について判断し、
前記表示効果付加手段は、前記第１判断手段によって、前記第１占有率が前記第１条件値より大きく、かつ前記第２占有率が前記第２条件値より小さいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置の座標変化について判断する第２判断手段を備え、
前記第１判断手段は、前記第２判断手段によって前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断された場合、前記第１占有率と前記第１条件値との大きさの関係について判断し、
前記表示効果付加手段は、前記第２判断手段によって前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断され、かつ前記第１判断手段によって前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記第２判断手段は、前記コンテンツデータが静止画データである場合、前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断することを特徴とする請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記表示効果付加手段は、前記コンテンツデータに対して、前記コンテンツ画像と前記外界像との境界を強調するための前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記コンテンツ画像と前記外界像との前記境界は、前記コンテンツ画像提示手段が前記コンテンツ画像を提示可能な有効領域の外縁であって、
前記表示効果付加手段は、前記外縁に一致する枠を、前記コンテンツ画像に前記表示効果として付加することを特徴とする請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの眼にコンテンツデータによって示されるコンテンツ画像を視認可能に提示するシースルー型のヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ユーザの眼にコンテンツデータにより示されるコンテンツ画像を視認可能に提示するシースルー型のヘッドマウントディスプレイに関する技術が提案されている。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従って、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従って、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技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
ところで、シースルー型のヘッドマウントディスプレイでは、外界像の上に重ねてコンテンツ画像が提示されるため、ユーザが外界像と区別してコンテンツ画像を視認し、認識することが困難となる場合がある。例えば、特許文献１のように、作業内容を表示するなどの作業支援にヘッドマウントディスプレイが用いられる場合、ユーザ（作業者）の注意がコンテンツ画像に常に向けられているわけではない。ユーザは、コンテンツ画像より作業対象物および／またはその周囲などに十分注意を向ける必要がある。そのため、ユーザにとって、外界像とコンテンツ画像とを区別して視認することが困難となることがあった。このような状態は、コンテンツ画像である部品の画像を実物と勘違いさせ、手を伸ばしても触ることができないなど、作業効率を低下させまたはユーザを困惑させる可能性があった。特に背景が暗い場合、部品が外界の中に存在するように見えてしまう。
【０００５】
本発明は、ユーザが外界像と区別してコンテンツ画像を視認し易いシースルー型のヘッドマウントディスプレイ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】
【０００６】
上記従来の課題に鑑みなされた本発明は、コンテンツデータによって示されるコンテンツ画像をユーザの眼に視認可能に提示し、コンテンツ画像を視認しているユーザが外界像をこのコンテンツ画像と重ねて視認できるシースルー型のヘッドマウントディスプレイであって、提示されるコンテンツ画像の特徴について判断し、所定の特徴であると判断された場合、このコンテンツ画像に表示効果を付加し、表示効果が付加されたコンテンツ画像を、ユーザの眼に提示することとしたものである。
【０００７】
本発明を反映した第１の課題解決手段は、コンテンツデータによって示されるコンテンツ画像をユーザの眼に視認可能に提示し、前記コンテンツ画像を視認しているユーザが外界像を前記コンテンツ画像と重ねて視認できるシースルー型のヘッドマウントディスプレイであって、前記コンテンツ画像を形成する全画素に占める、所定の基準値より暗い前記画素の第１占有率と、予め定めた第１条件値との大きさの関係について判断する第１判断手段と、前記第１判断手段によって前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に表示効果を付加する表示効果付加手段と、前記表示効果付加手段によって前記表示効果が付加された前記コンテンツ画像を、前記ユーザの眼に提示するコンテンツ画像提示手段とを備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。これによれば、提示されるコンテンツ画像に表示効果を付加することができる。その結果、コンテンツ画像は外界像に対して、表示効果が付加された状態で視認可能になる。
【０００８】
第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記第１判断手段は、前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断した場合、さらに、前記コンテンツ画像を形成する全画素のうちで前記所定の基準値より暗い前記画素全体に占める、前記コンテンツ画像の中心を含む所定の範囲に含まれる前記所定の基準値より暗い前記画素の第２占有率と、予め定めた第２条件値との大きさの関係について判断し、前記表示効果付加手段は、前記第１判断手段によって、前記第１占有率が前記第１条件値より大きく、かつ前記第２占有率が前記第２条件値より小さいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする。これによれば、コンテンツ画像の明るさが、中心部分が明るく外周部分が暗い場合に、提示されるコンテンツ画像に表示効果を付加することができる。
【０００９】
第３の課題解決手段は、第１または第２の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置の座標変化について判断する第２判断手段を備え、前記第１判断手段は、前記第２判断手段によって前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断された場合、前記第１占有率と前記第１条件値との大きさの関係について判断し、前記表示効果付加手段は、前記第２判断手段によって前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断され、かつ前記第１判断手段によって前記第１占有率が前記第１条件値より大きいと判断された場合、前記コンテンツデータに対して前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする。これによれば、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置が座標変化しない場合に、提示されるコンテンツ画像に表示効果を付加することができる。
【００１０】
第４の課題解決手段は、第３の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記第２判断手段は、前記コンテンツデータが静止画データである場合、前記オブジェクトの位置が座標変化しないと判断することを特徴とする。これによれば、コンテンツデータが静止画データである場合、オブジェクトの位置が座標変化しないと判断することができる。
【００１１】
第５の課題解決手段は、第１から第４の課題解決手段のいずれか１つのヘッドマウントディスプレイであって、前記表示効果付加手段は、前記コンテンツデータに対して、前記コンテンツ画像と前記外界像との境界を強調するための前記画像処理を実行し、前記コンテンツ画像に前記表示効果を付加することを特徴とする。これによれば、コンテンツ画像と外界像とを区別することができる。
【００１２】
第６の課題解決手段は、第５の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記コンテンツ画像と前記外界像との前記境界は、前記コンテンツ画像提示手段が前記コンテンツ画像を提示可能な有効領域の外縁であって、前記表示効果付加手段は、前記外縁に一致する枠を、前記コンテンツ画像に前記表示効果として付加することを特徴とする。これによれば、コンテンツ画像と外界像とを区別することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ユーザが外界像と区別してコンテンツ画像を視認し易いシースルー型のヘッドマウントディスプレイ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】（ａ）はヘッドマウントディスプレイ本体の上面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は左側面図である。
【図３】制御ボックスの機能ブロックを示す図である。
【図４】画像提示部の機能ブロックを示す図である。
【図５】第１処理形態のコンテンツ画像提示処理のフローチャートを示す図である。
【図６】第２処理形態のコンテンツ画像提示処理のフローチャートを示す図である。
【図７】第３処理形態のコンテンツ画像提示処理のフローチャートを示す図である。
【図８】ユーザが視認するコンテンツ画像と外界像とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を反映した上記課題解決手段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。上記課題解決手段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、以下に説明する各構成において、所定の構成を省略することができる。また、以下に説明する各処理において、所定のステップを省略することができる。
【００１６】
（ヘッドマウントディスプレイの概要）
ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ／以下、「ＨＭＤ」ともいう。）１０について、図１および図２を参照して説明する。ＨＭＤ１０は、ＨＭＤ本体１００と制御ボックス２００とを含む。ＨＭＤ本体１００は、ユーザの顔に装着され、利用される。制御ボックス２００は、ユーザの腰などに取り付けられる。
【００１７】
ＨＭＤ本体１００は、ユーザの耳に当たるモダン１０２Ａ，１０２Ｂが一端に取り付けられたテンプル１０４Ａ，１０４Ｂと、テンプル１０４Ａ，１０４Ｂの他端に蝶番１１２Ａ，１１２Ｂを介して連結されたヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂと、ヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂを連結するフロントフレーム１０８と、フロントフレーム１０８の中央部に取り付けられ、ユーザの鼻に当接する鼻パッド１１０とを備える。これら各部は、ＨＭＤ本体１００の骨格部を形成する。ヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂに形成された蝶番１１２Ａ，１１２Ｂでテンプル１０４Ａ，１０４Ｂを折りたたむことができる。ＨＭＤ本体１００の骨格部の構成は、例えば、通常の眼鏡と同様であり、ＨＭＤ本体１００は、ユーザが装着した状態において、モダン１０２Ａ，１０２Ｂと、鼻パッド１１０とによりユーザの顔に支持される。なお、図２（ｂ）では、モダン１０２Ａ，１０２Ｂおよびテンプル１０４Ａ，１０４Ｂの図示を省略している。
【００１８】
ＨＭＤ本体１００の骨格部には、画像提示部１１４が、ヨロイ１０６Ａ付近に設けられた取付部１２２を介して取り付けられている。画像提示部１１４は、ヨロイ１０６Ａ付近に取付部１２２を介して取り付けられた状態において、ＨＭＤ本体１００を装着したユーザの左眼１１８と略同一の高さとなる位置に配置されている。画像提示部１１４の上面には輝度センサ２６０が取り付けられている（図２で図示を省略、図１参照）。画像提示部１１４および輝度センサ２６０は、信号ケーブル２５０を介して制御ボックス２００と接続されている。詳細は後述するが、制御ボックス２００は、所定の領域に記憶されたコンテンツデータに対して再生処理（レンダリング処理）を実行し、これによって形成されたコンテンツ画像を含む画像信号を、信号ケーブル２５０を介して画像提示部１１４に出力する。画像提示部１１４は、制御ボックス２００が出力する画像信号を取得し、画像信号に基づくコンテンツ画像を、ハーフミラー１１６に向けて光学的に出射する。
【００１９】
画像提示部１１４から出射されたコンテンツ画像を表す画像光１２０ａは、ハーフミラー１１６で反射し、反射した画像光１２０ｂがユーザの左眼１１８に入射、換言すれば、視認可能に提示（投影）される。これにより、ユーザはコンテンツ画像を視認する。ハーフミラー１１６は、外界像を表す外光を透過する。ユーザは、ＨＭＤ本体１００を装着した状態でハーフミラー１１６を介して左眼１１８で外界像をコンテンツ画像と重ねて視認することができる。
【００２０】
なお、画像提示部１１４は、取得した画像信号に応じた画像光１２０ａ，１２０ｂを２次元方向に走査し、その走査された画像光１２０ａ，１２０ｂをユーザの左眼１１８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。
【００２１】
（制御ボックス）
制御ボックス２００について、図３を参照して説明する。制御ボックス２００は、自装置の制御を司るＣＰＵ２０２と、以下に説明するコンテンツ画像提示処理を含む各種処理のためのプログラムを記憶するプログラムＲＯＭ２０４と、コンテンツデータその他各種データを記憶する不揮発性のフラッシュＲＯＭ２０６と、作業領域としてのＲＡＭ２０８とを備える。例えば、ＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０８上で、プログラムＲＯＭ２０４に記憶されているコンテンツ画像提示処理（図５〜図７参照）のためのプログラムを実行する。また、ＣＰＵ２０２は、コンテンツ画像提示処理の中で、再生処理のためのプログラムを実行し、所定の場合に表示効果付加処理のためのプログラムを実行する。ＣＰＵ２０２が、プログラムＲＯＭ２０４に記憶された各種プログラムをＲＡＭ２０８上で実行することにより、各種機能手段が構成される。
【００２２】
制御ボックス２００は、ビデオＲＡＭ２１０と、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０と外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０と周辺Ｉ／Ｆ２４０とを備える。ビデオＲＡＭ２１０は、再生処理によって形成されたコンテンツ画像および後述する外部装置４００から入力されたコンテンツ画像などを記憶する。ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０は、信号ケーブル２５０を介してＨＭＤ本体１００に接続され、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき、ＨＭＤ本体１００の画像提示部１１４との間で行われる各種信号の入出力を制御する。具体的に、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０は、コンテンツ画像を含む画像信号および画像提示部１１４に対する制御信号などを、画像提示部１１４に出力する。
【００２３】
外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０は、所定のケーブルを介してパーソナルコンピュータなどの外部装置４００に接続され、ＣＰＵ２０２からの指令に基づき、外部装置４００との間の通信を制御する。例えば、外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０は、外部装置４００から入力される画像信号を受信する。なお、外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０は、受信した画像信号によるコンテンツ画像をビデオＲＡＭ２１０に記憶する。
【００２４】
周辺Ｉ／Ｆ２４０は、輝度センサ２６０、電源スイッチ２７０および電源ランプ２８０などが接続される接続Ｉ／Ｆである。ＣＰＵ２０２は、輝度センサ２６０によって検出された明るさ（輝度）を周辺Ｉ／Ｆ２４０を介して取得する。ユーザは、電源スイッチ２７０を介して画像提示部１１４および制御ボックス２００のオン、オフを操作する。電源ランプ２８０は、電源スイッチ２７０がオンされたとき点灯し、オフされたとき消灯する。
【００２５】
（画像提示部）
画像提示部１１４について、図３を参照して説明する。画像提示部１１４は、走査画像光生成部３１２１、コリメート光学系３１２２、水平走査部３１２３、垂直走査部３１２４、リレー光学系３１２５、リレー光学系３１２６を有している。
【００２６】
走査画像光生成部３１２１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０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３１２１は、信号処理回路３２１１、光源部３２１２、光合成部３２１３を有している。
【００２７】
信号処理回路３２１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０と接続している。信号処理回路３２１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０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３２１４ａ〜３２１４ｃを生成し、光源部３２１２に出力する。また、信号処理回路３２１１は、後述する水平走査部３１２３の水平走査制御回路３１２３ｂと接続している。信号処理回路３２１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０から入力された画像信号に基づいて水平駆動信号３２１５を生成し、この水平駆動信号３２１５を水平走査制御回路３１２３ｂに出力する。さらに、信号処理回路３２１１は、後述する垂直走査制御回路３１２４ｂと接続している。信号処理回路３２１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０から入力された画像信号に基づいて垂直駆動信号３２１６を生成し、この垂直駆動信号３２１６を垂直走査制御回路３１２４ｂに出力する。
【００２８】
光源部３２１２は、Ｂレーザドライバ３２１２ａ、Ｇレーザドライバ３２１２ｂ、Ｒレーザドライバ３２１２ｃ、Ｂレーザ３２１２ｄ、Ｇレーザ３２１２ｅ、Ｒレーザ３２１２ｆから構成されている。Ｂレーザドライバ３２１２ａは、信号処理回路３２１１からドットクロック毎に出力されたＢ（青）の画像信号３２１４ａに基づき、Ｂレーザ３２１２ｄを駆動させる。Ｂレーザ３２１２ｄは、Ｂ（青）の画像信号３２１４ａ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３２１２ｅおよびＲレーザ３２１２ｆ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。
【００２９】
各レーザ３２１２ｄ〜３２１２ｆ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３２１２ｄ〜３２１２ｆ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３２１２ｄ〜３２１２ｆに半導体レーザを用いることが好ましい。
【００３０】
光合成部３２１３は、コリメート光学系３２１３ａ〜３２１３ｃ、ダイクロイックミラー３２１３ｄ〜３２１３ｆ、結合光学系３２１３ｇとから構成されている。コリメート光学系３２１３ａ〜３２１３ｃは、それぞれ、各レーザ３２１２ｄ〜３２１２ｆの前方に配設されていて、各レーザ３２１２ｄ〜３２１２ｆ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３２１３ｄ〜３２１３ｆは、それぞれ、コリメート光学系３２１３ａ〜３２１３ｃの前方に配設されていて、各コリメート光学系３２１３ａ〜３２１３ｃ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。
【００３１】
結合光学系３２１３ｇは、ダイクロイックミラー３２１３ｄの前方に配設されている。ダイクロイックミラー３２１３ｄ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３２１３ｅ、３２１３ｆ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３２１３ｇに入射する。結合光学系３２１３ｇは、各３原色のレーザ光を集光（混合）させて、光ファイバ３１２７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。
【００３２】
水平走査部３１２３および垂直走査部３１２４は、光ファイバ３１２７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。
【００３３】
水平走査部３１２３は、共振型偏向素子３１２３ａ、水平走査制御回路３１２３ｂ、水平走査角検出回路３１２３ｃとから構成されている。光ファイバ３１２７に入射されたレーザ光は、コリメート光学系３１２２で平行光化され、共振型偏向素子３１２３ａに入射される。共振型偏向素子３１２３ａは、水平走査制御回路３１２３ｂで揺動される反射面３１２３ｄを有し、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３１２３ｄで反射させて水平方向に走査する。水平走査制御回路３１２３ｂは、信号処理回路３２１１から出力される水平駆動信号３２１５に基づいて、共振型偏向素子３１２３ａの反射面３１２３ｄを揺動させる駆動信号を発生する。水平走査角検出回路３１２３ｃは、共振型偏向素子３１２３ａから出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子３１２３ａの反射面３１２３ｄ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接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０に出力する。
【００３４】
垂直走査部３１２４は、偏向素子３１２４ａ、垂直走査制御回路３１２４ｂ、垂直走査角検出回路３１２４ｃとから構成されている。偏向素子３１２４ａは、垂直走査制御回路３１２４ｂで揺動される反射面３１２４ｄを有し、入射されたレーザ光を、揺動する反射面３１２４ｄ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３１２６に出射する。垂直走査制御回路３１２４ｂは、信号処理回路３２１１から出力される垂直駆動信号３２１６に基づいて、偏向素子３１２４ａの反射面３１２４ｄを揺動させる駆動信号を発生する。垂直走査角検出回路３１２４ｃは、偏向素子３１２４ａから出力される変位信号に基づいて、偏向素子３１２４ａの反射面３１２４ｄ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接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０に出力する。
【００３５】
リレー光学系３１２５は、共振型偏向素子３１２３ａと偏向素子３１２４ａの間に配設されている。リレー光学系３１２５は、共振型偏向素子３１２３ａの反射面３１２３ｄで水平方向に走査されたレーザ光を、偏向素子３１２４ａの反射面３１２４ｄに入射させる。
【００３６】
信号処理回路３２１１は、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０から入力された画像信号に基づいて、水平駆動信号３２１５と垂直駆動信号３２１６を、それぞれ水平走査制御回路３１２３ｂと垂直走査制御回路３１２４ｂに出力し、反射面３１２３ｄ、３１２４ｄの走査角を変更することにより、画像光を生成する。
【００３７】
こうして変更された反射面３１２３ｄ、３１２４ｄの走査角度は、水平走査角検出回路３１２３ｃおよび垂直走査角検出回路３１２４ｃによって検出信号として検出され、当該検出信号がＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０に入力され、水平駆動信号３２１５および垂直駆動信号３２１６にフィードバックされる。
【００３８】
リレー光学系３１２６は、正の屈折力を持つレンズ系３１２６ａ、３１２６ｂを有している。偏向素子３１２４ａから出射された画像光は、レンズ系３１２６ａ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。前記収束画像光は、レンズ系３１２６ｂ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。
【００３９】
なお、本実施形態では、光ファイバ３１２７から入射されたレーザ光を、水平走査部３１２３で水平方向に走査した後、垂直走査部３１２４によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部３１２３と垂直走査部３１２４の配置を入れ替え、垂直走査部３１２４に垂直方向に走査した後、水平走査部３１２３で水平方向に走査するように構成してもよい。
【００４０】
（コンテンツ画像提示処理）
コンテンツ画像提示処理について、３つの処理形態を以下に説明する。以下に説明するコンテンツ画像提示処理それぞれは、制御ボックス２００のＣＰＵ２０２が、ＲＡＭ２０８上で、プログラムＲＯＭ２０４に記憶されたこの処理のためのプログラムを実行することで行われる。ＣＰＵ２０２は、この処理の実行に際し、フラッシュＲＯＭ２０６に記憶されたコンテンツデータ、輝度センサ２６０によって検出された明るさおよび外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０によって受信されたコンテンツ画像などのデータを用いる。
【００４１】
（第１処理形態）
第１処理形態のコンテンツ画像提示処理について、図５を参照して説明する。この処理を開始したＣＰＵ２０２は、提示可能なコンテンツを含むメニュー画面を画像提示部１１４を介して提示し、ユーザにメニュー画面に含まれるコンテンツの１つを選択させる（Ｓ１００）。ユーザは、例えば制御ボックス２００に設けられた操作部（図１および図３で図示を省略）を操作し、メニュー画面に含まれるコンテンツの１つを選択する。ＣＰＵ２０２は、ユーザによって選択されたコンテンツのコンテンツデータをフラッシュＲＯＭ２０６から読み出し、ＲＡＭ２０８に記憶する。ＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０８に記憶したコンテンツデータに対して再生処理を実行し、これによって形成されたコンテンツ画像をビデオＲＡＭ２１０に記憶する。なお、外部装置４００からの入力が選択された場合、ＣＰＵ２０２は、外部装置接続Ｉ／Ｆコントローラ２３０を介して受信されたコンテンツ画像をビデオＲＡＭ２１０に記憶する。
【００４２】
Ｓ１００を実行した後、ＣＰＵ２０２は、輝度センサ２６０によって検出される外界の明るさ（輝度）を、周辺Ｉ／Ｆ２４０を介して取得する。そして、ＣＰＵ２０２は、予め定められた所定の基準にしたがい、取得した外界の明るさに対応するピクセル（画素）明暗判断の基準値を決定する（Ｓ１０２）。なお、基準値は、外界の明るさとの関係が一定に保たれるような値として定義される。
【００４３】
Ｓ１０４でＣＰＵ２０２は、Ｓ１００に応じてビデオＲＡＭ２１０に記憶されているコンテンツ画像を対象として、Ｓ１０２の基準値より暗いピクセル（画素）の占有率、すなわち、コンテンツ画像を形成する全ピクセルに占める、Ｓ１０２の基準値より暗いピクセルの第１占有率と、予め定めた第１条件値（Ｓ１０４の判断における占有率の基準値）との大きさの関係について判断する。具体的に、ＣＰＵ２０２は、第１占有率が第１条件値より大きいかを判断する。
【００４４】
Ｓ１０４の判断の結果、第１占有率が第１条件値より大きい場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、処理をＳ１０６に移行し、第１占有率が第１条件値より大きくない、換言すれば、第１占有率が第１条件値以下である場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、処理をＳ１０８に移行する。すなわち、コンテンツ画像の明るさが暗いピクセルが多い場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、広く存在する暗いピクセルの部分を通して外界（外界像）が視野内に広く視認されるため、コンテンツ画像が外界像に溶け込んで視認されるので、第１処理形態では、次に記載のＳ１０６の表示効果付加処理（画像処理）を実行する一方、明るいピクセルが多い場合には明らかに外界と区別できるため（Ｓ１０４：Ｎｏ）、Ｓ１０６の表示効果付加処理を実行しないこととした。
【００４５】
Ｓ１０６でＣＰＵ２０２は、ビデオＲＡＭ２１０に記憶されているコンテンツ画像を、ＲＡＭ２０８上に読み出して表示効果付加処理を実行し、コンテンツ画像と外界像との境界を強調するための表示効果を付加する。そして、ＣＰＵ２０２は、表示効果を付加したコンテンツ画像をビデオＲＡＭ２１０に記憶する。具体的に、ＣＰＵ２０２は、コンテンツ画像の外縁に一致する枠を、コンテンツ画像に付加する。なお、付加される枠については、後述する。Ｓ１０８でＣＰＵ２０２は、ビデオＲＡＭ２１０に記憶されているコンテンツ画像を含む画像信号と、コンテンツ画像の提示についての制御信号とを、ＨＭＤ接続Ｉ／Ｆコントローラ２２０を介して画像提示部１１４に出力し、画像提示部１１４からのコンテンツ画像の提示を実行する。
【００４６】
Ｓ１０８を実行した後、ＣＰＵ２０２は、ユーザが制御ボックス２００の電源スイッチ２７０を操作し、電源をオフしたか否かを判断する（Ｓ１１０）。判断の結果、電源がオフされていない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は、処理をＳ１００に戻す一方、電源がオフされた場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、この処理を終了する。
【００４７】
（第２処理形態）
第２処理形態のコンテンツ画像提示処理について、図６を参照して説明する。この処理を開始したＣＰＵ２０２は、図５に示す第１処理形態と同じく、提示可能なコンテンツを含むメニュー画面を画像提示部１１４を介して提示し、Ｓ２００〜Ｓ２０４の各処理を実行する。ここで、Ｓ２００〜Ｓ２０４の各処理は、図５のＳ１００〜Ｓ１０４の各処理に対応する処理である。したがって、これら各処理について、詳細な説明は省略する。なお、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０４の判断の結果が肯定される場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、処理をＳ２０６に移行する一方、否定される場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、処理をＳ２１０に移行する。
【００４８】
Ｓ２０６でＣＰＵ２０２は、Ｓ２０２の基準値より暗いピクセルのうち、中心部分に集中しているピクセルの割合、すなわち、Ｓ２００に応じてビデオＲＡＭ２１０に記憶されているコンテンツ画像を形成する全ピクセルのうち、Ｓ２０２の基準値より暗い画素全体に占める、コンテンツ画像の中心を含む所定の範囲に含まれるＳ２０２の基準値より暗いピクセルの第２占有率と、予め定めた第２条件値（Ｓ２０６の判断における占有率の基準値）との大きさの関係について判断する。具体的には、ＣＰＵ２０２は、第２占有率が第２条件値より小さいかを判断する。
【００４９】
Ｓ２０６の判断の結果、第２占有率が第２条件値より小さい場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、処理をＳ２０８に移行し、第２占有率が第２条件値より小さくない、換言すれば、第２占有率が第２条件値以上である場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、処理をＳ２１０に移行する。すなわち、コンテンツ画像の明るさが、中心部分が明るく外周部分が暗い場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、明るく表示されている中心部分は外界（外界像）と区別がつくものの、暗い外周部分は外界像との区別が困難であるため、中心部分が外周に近づくにしたがって外界像に溶け込んで視認される。そこで、第２処理形態では、中心部分が明るく外周部分が暗い場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）は、Ｓ２０８の表示効果付加処理を実行することとした。一方、中心部分が外周部分に対して比較的暗い場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）は、外周部分が中心部分に比べて外界像と区別がつき易いため、Ｓ２０８の表示効果付加処理を実行しないこととした。
【００５０】
Ｓ２０６を実行した後、ＣＰＵ２０２は、順次Ｓ２０８〜Ｓ２１２の各処理を実行する。ここで、Ｓ２０８〜Ｓ２１２の各処理は、図５のＳ１０６〜Ｓ１１０の各処理に対応する処理である。したがって、これら各処理について、詳細な説明は省略する。
【００５１】
（第３処理形態）
第３処理形態のコンテンツ画像提示処理について、図７を参照して説明する。この処理を開始したＣＰＵ２０２は、図５に示す第１処理形態と同じく、提示可能なコンテンツを含むメニュー画面を、画像提示部１１４を介して提示し、Ｓ３００の処理を実行する。ここで、Ｓ３００の処理は、図５のＳ１００の処理に対応する処理である。したがって、詳細な説明は省略する。
【００５２】
Ｓ３０２でＣＰＵ２０２は、Ｓ３００に応じてビデオＲＡＭ２１０に記憶されているコンテンツ画像を対象として、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置の座標変化について判断する。具体的に、ＣＰＵ２０２は、オブジェクトの位置の座標変化を、コンテンツ画像を示すコンテンツデータのファイル拡張子で判断する。すなわち、ユーザによって選択されたコンテンツデータをフラッシュＲＯＭ２０６から読み出す際に、コンテンツデータが静止画データを示すファイル拡張子（例えば「jpg」（Joint Photographic Experts Group））をともなうものである場合、ＣＰＵ２０２は、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置が座標変化しないと判断する（Ｓ３０２：Ｎｏ）。一方、コンテンツデータが動画データを示すファイル拡張子（例えば「mpg」（Moving Picture Experts Group））をともなうものである場合、ＣＰＵ２０２は、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置が座標変化すると判断する（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）。
【００５３】
Ｓ３０２の判断の結果、座標変化しない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０２は処理をＳ３０４に移行し、座標変化する場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、処理をＳ３１０に移行する。すなわち、ＣＰＵ２０２は、コンテンツデータによって示されるコンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置が座標変化しない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、Ｓ３０４で輝度センサ２６０によって検出される外界の明るさに対応するピクセル（画素）明暗判断の基準値を決定し、Ｓ３０６でコンテンツ画像の明るさに基づくＳ３０８の表示効果付加処理の実行または未実行を判断する。一方、オブジェクトの位置が座標変化する場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、Ｓ３０８の表示効果付加処理を実行しない。
【００５４】
例えば、作業内容を表示するなどの作業支援にヘッドマウントディスプレイが用いられる場合、ユーザは作業中に対象物に注目し頭をほとんど動かさない場合がある。このようなときにコンテンツ画像が表示されると、位置座標が変化するオブジェクトを含むコンテツ画像は、このオブジェクトに基づき外界像と区別することが可能で、ユーザは、位置座標が変化するオブジェクトに基づきコンテンツ画像を認識することができる。しかし、静止画像では、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトは位置座標が変化せず、その結果、視認しているオブジェクトが、コンテンツ画像に含まれるものであるのか、外界の実物であるかの区別が困難となる。そこで、第３処理形態では、座標変化しない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）は、Ｓ３０４に処理を移行し、その後、Ｓ３０６でコンテンツ画像の明るさに基づくＳ３０８の表示効果付加処理の実行または未実行を判断することとした。一方、座標変化する場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）は、処理をＳ３１０に移行し、Ｓ３０８の表示効果付加処理を実行しないこととした。
【００５５】
Ｓ３０２を実行した後、ＣＰＵ２０２は、順次Ｓ３０４〜Ｓ３１２の各処理を実行する。ここで、Ｓ３０４〜Ｓ３１２の各処理は、図５のＳ１０２，Ｓ１０４〜Ｓ１１０の各処理に対応する処理である。したがって、これら各処理について、詳細な説明は省略する。
【００５６】
（変形例）
上述した本実施形態の構成は、次のようにすることもできる。
【００５７】
（１）上記では、ＨＭＤ本体１００と制御ボックス２００とが別体のＨＭＤ１０を例に説明したが、ＨＭＤ本体１００と制御ボックス２００とを一体で構成したＨＭＤとすることもできる。この場合、制御ボックス２００の各構成（図３参照）は、例えば画像提示部１１４を形成する筐体（カバー）内に収容される。
【００５８】
（２）上記では、図５のＳ１０４、図６のＳ２０４、図７のＳ３０６の判断を、第１占有率が第１条件値より大きいか基づいて判断する構成を例に説明した。しかし、このような構成の他、第１占有率が第１条件値以上であるかに基づいて判断する構成とすることもできる。なお、この場合、ＣＰＵ２０２は、第１占有率が第１条件値以上であるとき、その判断を肯定し（Ｓ１０４，Ｓ２０４，Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、第１占有率が第１条件値より小さいとき、その判断を否定する（Ｓ１０４，Ｓ２０４，Ｓ３０６：Ｎｏ）。
【００５９】
また、上記では、図６のＳ２０６の判断を、第２占有率が第２条件値より小さいかに基づいて判断する構成を例に説明した。しかし、このような構成の他、第２占有率が第２条件値以下であるかに基づいて判断する構成とすることもできる。なお、この場合、ＣＰＵ２０２は、第２占有率が第２条件値以下であるとき、その判断を肯定し（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、第２占有率が第２条件値より大きいとき、その判断を否定する（Ｓ２０６：Ｎｏ）。
【００６０】
（３）上記では、図７に示す第３処理形態のコンテンツ画像提示処理のＳ３０２の判断を、コンテンツデータのファイル拡張子に基づき行う構成を例に説明した。しかし、このような構成の他、コンテンツ画像に対して所定の解析処理を実行し、直接、コンテンツ画像に含まれるオブジェクトの位置が座標変化しているかを判断する構成とすることができる。例えば、コンテンツ画像のデータ構造が、複数のフレームからなるものである場合、前後のフレームを比較して、この判断を行う構成とすることもできる。
【００６１】
また、図７に示す第３処理形態のコンテンツ画像提示処理では、Ｓ３０６の判断が肯定された場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、Ｓ３０８を実行する構成を例に説明した。しかし、このような構成の他、Ｓ３０６の判断が肯定された場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、図６に示す第２処理形態のコンテンツ画像提示処理のＳ２０６の判断を実行する構成とすることもできる。なお、この場合、ＣＰＵ２０２は、Ｓ２０６に相当する判断が肯定されたとき（Ｓ２０６：Ｙｅｓ参照）、処理をＳ３０８に移行し、判断が否定されたとき（Ｓ２０６：Ｎｏ参照）、処理をＳ３１０に移行する。
【００６２】
（本実施形態の構成による有利な効果）
本実施形態の構成によれば、ユーザは、コンテンツ画像を外界像と区別して視認することができる（図５のＳ１０６，Ｓ１０８、図６のＳ２０８，Ｓ２１０、図７のＳ３０８，Ｓ３１０参照）。具体的に、ＨＭＤ本体１００を装着したユーザが、ハーフミラー１１６を介して視認できる外界に、ＨＭＤ１０によって提示されるコンテンツ画像と同一または類似する物が存在する場合、ユーザは、視認している像が、コンテンツ画像であるか外界像であるかを、容易に区別することができる。
【００６３】
上述したように、作業内容を表示するなどの作業支援にヘッドマウントディスプレイが用いられる場合、例えば、サーバコンピュータの背面に設けられたコネクタに、所定のケーブルを接続するような組立作業で、ＨＭＤ１０が、この作業の作業指図書を提供するツールとして利用される場合、ユーザは、外界像として、サーバコンピュータの背面に設けられたコネクタを表すコネクタ画像５１０を、ハーフミラー１１６を介して視認する。このような状態で、表示効果が付加されずにコンテンツ画像として、ケーブルを接続すべきコネクタを表すコネクタ画像５２０が、ユーザの左眼１１８に提示されると（図８（ａ）参照）、ユーザがコネクタ画像５１０とコネクタ画像５２０との区別を誤るといった事態の発生が想定される。
【００６４】
しかし、本実施形態のＨＭＤ１０の構成によれば、コンテンツ画像としてのコネクタ画像５２０の外縁には、これに一致する枠５００が付加され、ユーザは枠５００が付加されたコネクタ画像５２０を視認する（図８（ｂ）参照）。したがって、ユーザは、コネクタ画像５２０に付加された枠５００によって、コネクタ画像５２０とコネクタ画像５１０を含む外界像との境界を認識し、コネクタ画像５１０とコネクタ画像５２０とを容易に区別することができる。
【００６５】
ここで、表示効果は、図８（ｃ）のような態様とすることもできる。すなわち、表示効果として、画像提示部１１４がコンテンツ画像を提示可能な有効領域（最大提示領域）の外縁に一致する枠５０２を付加する構成とすることもできる。これによっても、上記同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、図７に示す第３処理形態のコンテンツ画像提示処理について、表示効果は、その位置が座標変化しないと判断されたオブジェクトの外縁に対して直接付加する構成とすることもできる。図８に示す例に基づけば、コンテンツ画像としてのコネクタ画像５２０に含まれるコネクタの外縁に枠５０４を付加する構成とすることもできる（図８（ｄ）参照）。また、コンテンツ画像全体を、ハーフミラー１１６を介して視認される外界像の色合いと異なる色、例えば赤味がかった色（色合い）として、表示効果を付加する構成とすることもできる。これらによっても、上記同様の効果を得ることができる。さらに、コンテンツ画像が線画（例えば文字）である場合、表示効果を付加しない構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）
１００  ヘッドマウントディスプレイ本体（ＨＭＤ本体）
１１４  画像提示部
１１６  ハーフミラー
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
２６０  輝度センサ
５００，５０２，５０４  枠
５１０，５２０  コネクタ画像
【図１】
2011070251.tif 000003
【図２】
2011070251.tif 000004
【図３】
2011070251.tif 000005
【図５】
2011070251.tif 000006
【図６】
2011070251.tif 000007
【図７】
2011070251.tif 000008
【図８】
2011070251.tif 000009
【図４】
2011070251.tif 000010