(57)【要約】【課題】透過型の表示装置に表示される内容に応じて装置の操作を実行する使用者またはかかる装置と、他の装置との衝突の発生を低減する技術を提供する。【解決手段】透過型表示装置であって、外景を透過し外景とともに視認できるように画像を表示する画像表示部と、透過型表示装置の使用者と、移動体と、が干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出する干渉領域算出部と、使用者と移動体との相対的な位置関係に基づいて、干渉する危険性のレベルを特定する危険性レベル特定部と、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で干渉危険領域を示す画像を画像表示部に表示させる表示制御部と、を備える、透過型表示装置。【選択図】図９
2019109850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型表示装置であって、
外景を透過し外景とともに視認できるように画像を表示する画像表示部と、
前記透過型表示装置の使用者と、移動体と、が干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出する干渉危険領域算出部と、
前記使用者と前記移動体との相対的な位置関係に基づいて、前記干渉する危険性のレベルを特定する危険性レベル特定部と、
特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記干渉危険領域を示す画像を前記画像表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、
透過型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透過型表示装置において、
報知部を、さらに備え、
前記報知部は、前記画像表示部に前記干渉危険領域を示す画像が表示されてから予め定められた時間の間に前記危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定された場合に、前記使用者に対して前記危険性のレベルに関連する報知を行う、
透過型表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の透過型表示装置において、
前記報知部は、前記表示制御部を制御して特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記画像表示部において報知表示させる、
透過型表示装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の透過型表示装置において、
前記報知部は、音声により前記報知を行う、
透過型表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
前記表示制御部は、前記干渉危険領域内において前記使用者と干渉する危険性のある物に関する情報を表示させる、
透過型表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
前記干渉危険領域算出部は、前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報に基づいて、前記干渉危険領域を算出する、
透過型表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
前記透過型表示装置の位置の変化を検出するセンサーを備え、
前記危険性レベル特定部は、前記センサーの検出結果と、前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報と、のうちの少なくとも一方を利用して、前記危険性のレベルを特定する、
透過型表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
前記表示制御部は、予め定められた透過色で前記干渉危険領域を示す画像を表示させる、
透過型表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の透過型表示装置において、
前記画像表示部は、前記透過色を設定するためのユーザーインターフェイスを有する、
透過型表示装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
通信部と、
前記通信部による通信によって前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報を取得する予定軌道情報取得部と、
を、さらに備える、
透過型表示装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の透過型表示装置において、
前記外景を撮像する撮像部を、さらに備え、
前記表示制御部は、撮像により得られた画像に重ねて前記干渉危険領域を示す画像を表示させる、
透過型表示装置。
【請求項１２】
外景を透過し外景とともに視認できるように画像を表示する画像表示部を備える透過型表示装置における表示制御方法であって、
前記透過型表示装置の使用者と、移動体と、が干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出する工程と、
前記使用者と前記移動体との相対的な位置関係に基づいて、前記干渉する危険性のレベルを特定する工程と、
特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記干渉危険領域を示す画像を前記画像表示部に表示させる工程と、
を備える、
表示制御方法。
【請求項１３】
外景を透過し外景とともに視認できるように画像を表示する画像表示部を備える透過型表示装置における表示制御を実現するためのコンピュータープログラムであって、
前記透過型表示装置の使用者と、移動体と、が干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出する機能と、
前記使用者と前記移動体との相対的な位置関係に基づいて、前記干渉する危険性のレベルを特定する機能と、
特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記干渉危険領域を示す画像を前記画像表示部に表示させる機能と、
をコンピューターに実現させるための、
コンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、双腕ロボットのような、複数の腕部を協調して制御する産業用ロボットによる製品の自動組み立てが行われている。かかる産業用ロボットは、ロボットの腕同士および作業領域内の物体等との衝突を回避しつつ、製品の組み立て作業を実行可能なように、自身の動作内容が予め教示（プログラミング）されている。一般に、ロボットに動作内容を教示する際、ロボットの動作内容をシミュレーションして腕同士が干渉する箇所を確認（以下、「干渉確認」と呼ぶ）しながら、腕同士の衝突を避けるようにタイミングが調整される。特許文献１には、透過型の頭部装着型表示装置を装着した作業者による干渉確認において、第１ロボットの腕が実際に動作する様子に重畳させて、第２ロボットの腕が動作する様子のＣＧ画像を表示させることにより、干渉確認の作業効率を向上させる技術が提案されている。特許文献２には、透過型の頭部装着型表示装置を装着した作業者による基板処理装置のメンテナンス作業において、部品に関する情報およびメンテナンスマニュアル等の作業者が求める情報や、作業者に周知させたい情報を頭部装着型表示装置に表示させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９７３９３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６４４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ロボットの作業領域内に作業者が入り、ロボットと作業者とが同一領域内において同時に作業を行う場合におけるロボットと作業者との衝突を回避する技術に関して十分な工夫がなされていないのが実情である。例えば、特許文献１に記載の技術は、予めロボットに動作内容を教示していることから、教示内容が想定する状況と異なる状況が生じた場合、例えば、ロボットの可動領域内に作業者が誤って進入してしまった場合、ロボットと作業者とが衝突するという問題が生じ得る。このような課題は、産業用ロボットに限らず、車両等の自動動作可能な任意の装置においても共通する。例えば、車両の運転者が自車両に搭載されているヘッドアップディスプレイの表示内容を確認しつつ、自車両を運転する場合に、自車両と他車両との衝突が生じるという問題が生じ得る。そこで、透過型の表示装置に表示される内容に応じて装置の操作を実行する使用者またはかかる装置と、他の装置との衝突の発生を低減する技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一実施形態によれば、透過型表示装置が提供される。この透過型表示装置は、外景を透過し外景とともに視認できるように画像を表示する画像表示部と；前記透過型表示装置の使用者と、移動体と、が干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出する干渉危険領域算出部と；前記使用者と前記移動体との相対的な位置関係に基づいて、前記干渉する危険性のレベルを特定する危険性レベル特定部と；特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記干渉危険領域を示す画像を前記画像表示部に表示させる表示制御部と；を備える。
【０００７】
この形態の透過型表示装置によれば、透過型表示装置の使用者と移動体とが干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出し、使用者と移動体との相対的な位置関係に基づいて干渉する危険性のレベルを特定し、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で算出された干渉危険領域を示す画像を画像表示部に表示させるので、使用者は、干渉危険領域および危険性のレベルを容易に認識することができ、使用者と移動体との衝突の発生を低減できる。
【０００８】
（２）上記形態の透過型表示装置において、報知部を；さらに備え；前記報知部は、前記画像表示部に前記干渉危険領域を示す画像が表示されてから予め定められた時間の間に前記危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定された場合に、前記使用者に対して前記危険性のレベルに関連する報知を行ってもよい。この形態の透過型表示装置によれば、干渉危険領域を示す画像が表示されてから予め定められた時間の間に危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定された場合に、使用者に対して危険性のレベルに関連する報知を行うので、使用者は、使用者と移動体とが干渉する危険性が高い状況であることを容易に知ることができる。
【０００９】
（３）上記形態の透過型表示装置において、前記報知部は、前記表示制御部を制御して特定された前記危険性のレベルに応じた表示態様で前記画像表示部において報知表示させてもよい。この形態の透過型表示装置によれば、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で画像表示部において報知表示させるので、使用者は、危険性のレベルを容易に知ることができ、使用者の利便性を向上できる。
【００１０】
（４）上記形態の透過型表示装置において、前記報知部は、音声により前記報知を行ってもよい。この形態の透過型表示装置によれば、音声により報知を行うので、使用者の利便性を向上できる。
【００１１】
（５）上記形態の透過型表示装置において、前記表示制御部は、前記干渉危険領域内において前記使用者と干渉する危険性のある物に関する情報を表示させてもよい。この形態の透過型表示装置によれば、干渉危険領域内において使用者と干渉する危険性のある物に関する情報を表示させるので、使用者は、移動体以外にも自身と干渉する危険性のある物を容易に認識でき、使用者の利便性を向上できる。
【００１２】
（６）上記形態の透過型表示装置において、前記干渉危険領域算出部は、前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報に基づいて、前記干渉危険領域を算出してもよい。この形態の透過型表示装置によれば、移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報に基づいて、干渉危険領域が算出されるので、干渉危険領域を精度よく算出できる。
【００１３】
（７）上記形態の透過型表示装置において、前記透過型表示装置の位置の変化を検出するセンサーを備え；前記危険性レベル特定部は、前記センサーの検出結果と、前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報と、のうちの少なくとも一方を利用して、前記危険性のレベルを特定してもよい。この形態の透過型表示装置によれば、透過型表示装置の位置の変化を検出するセンサーの検出結果と、移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報と、のうちの少なくとも一方を利用して、危険性のレベルが特定されるので、危険性のレベルを精度よく特定できる。
【００１４】
（８）上記形態の透過型表示装置において、前記表示制御部は、予め定められた透過色で前記干渉危険領域を示す画像を表示させてもよい。この形態の透過型表示装置によれば、予め定められた透過色で干渉危険領域を示す画像が表示されるので、干渉危険領域を示す画像を表示させることによって使用者の視界を遮ることを抑制できる。
【００１５】
（９）上記形態の透過型表示装置において、前記画像表示部は、前記透過色を設定するためのユーザーインターフェイスを有してもよい。この形態の透過型表示装置によれば、透過色を設定するためのユーザーインターフェイスを有するので、当該透過型表示装置において透過色を設定でき、使用者の利便性を向上できる。
【００１６】
（１０）上記形態の透過型表示装置において、通信部と；前記通信部による通信によって前記移動体の予定軌道を示す情報である予定軌道情報を取得する予定軌道情報取得部と；を、さらに備えてもよい。この形態の透過型表示装置によれば、通信部による通信によって予定軌道情報が取得されるので、格納部に予定軌道情報を予め記憶しておく構成に比べて、ハードウェア資源を低減化できる。
【００１７】
（１１）上記形態の透過型表示装置において、前記外景を撮像する撮像部を；さらに備え；前記表示制御部は、撮像により得られた画像に重ねて前記干渉危険領域を示す画像を表示させてもよい。この形態の透過型表示装置によれば、撮像により得られた画像に重ねて干渉危険領域を示す画像が表示されるので、干渉危険領域を容易に認識できる。
【００１８】
本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、透過型表示装置における表示制御方法、かかる表示制御方法を実現するためのコンピュータープログラム、かかるコンピュータープログラムを記録した記録媒体等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態としての頭部装着型表示装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】画像表示部が備える光学系の構成を示す要部平面図である。
【図３】使用者から見た画像表示部の要部構成を示す図である。
【図４】カメラの画角を説明するための図である。
【図５】ＨＭＤの構成を機能的に示すブロック図である。
【図６】制御装置の構成を機能的に示すブロック図である。
【図７】ＨＭＤによる拡張現実感表示の一例を示す説明図である。
【図８】作業領域内の様子を模式的に示す説明図である。
【図９】干渉危険領域表示制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】ステップＳ１２５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１１】ステップＳ１３５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１２】ステップＳ１４５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１３】ステップＳ１２５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１４】ステップＳ１３５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１５】ステップＳ１３５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【図１６】ステップＳ１３５実行後における使用者の視界の一例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．透過型表示装置の全体構成：
図１は、本発明の実施形態としての頭部装着型表示装置１００の概略構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置１００は、使用者の頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ、ＨＭＤ）とも呼ばれる。ＨＭＤ１００は、グラスを通過して視認される外界の中に画像が浮かび上がるシースルー型（透過型）の頭部装着型表示装置である。
【００２１】
本実施形態において、ＨＭＤ１００の使用者は、ＨＭＤ１００を頭部に装着し、ＨＭＤ１００の表示内容を確認しつつ、移動体２００の操作を行い得る。「移動体」とは、物体の全部が移動するものに限られず、自身の少なくとも一部が位置の変化を伴う動作を行うものも含む広い概念を意味する。例えば、移動体は、ロボット、車両が該当し、ドローンのように遠隔操作可能な装置も該当する。本実施形態において、移動体２００は、産業用ロボットが該当する。図１には、ＨＭＤ１００と併せて移動体２００も図示している。ＨＭＤ１００と移動体２００とは、互いに無線接続されている。
【００２２】
ＨＭＤ１００は、使用者に画像を視認させる画像表示部２０と、画像表示部２０を制御する制御装置（コントローラー）１０とを備えている。
【００２３】
画像表示部２０は、使用者の頭部に装着される装着体であり、本実施形態では眼鏡形状を有する。画像表示部２０は、右保持部２１と、左保持部２３と、前部フレーム２７とを有する支持体に、右表示ユニット２２と、左表示ユニット２４と、右導光板２６と、左導光板２８とを備える。
【００２４】
右保持部２１および左保持部２３は、それぞれ、前部フレーム２７の両端部から後方に延び、眼鏡のテンプル（つる）のように、使用者の頭部に画像表示部２０を保持する。ここで、前部フレーム２７の両端部のうち、画像表示部２０の装着状態において使用者の右側に位置する端部を端部ＥＲとし、使用者の左側に位置する端部を端部ＥＬとする。右保持部２１は、前部フレーム２７の端部ＥＲから、画像表示部２０の装着状態における使用者の右側頭部に対応する位置まで延伸して設けられている。左保持部２３は、前部フレーム２７の端部ＥＬから、画像表示部２０の装着状態における使用者の左側頭部に対応する位置まで延伸して設けられている。
【００２５】
右導光板２６および左導光板２８は、前部フレーム２７に設けられている。右導光板２６は、画像表示部２０の装着状態における使用者の右眼の眼前に位置し、右眼に画像を視認させる。左導光板２８は、画像表示部２０の装着状態における使用者の左眼の眼前に位置し、左眼に画像を視認させる。
【００２６】
前部フレーム２７は、右導光板２６の一端と左導光板２８の一端とを互いに連結した形状を有する。この連結位置は、画像表示部２０の装着状態における使用者の眉間の位置に対応する。前部フレーム２７には、右導光板２６と左導光板２８との連結位置において、画像表示部２０の装着状態において使用者の鼻に当接する鼻当て部が設けられていてもよい。この場合、鼻当て部と右保持部２１と左保持部２３とによって、画像表示部２０を使用者の頭部に保持できる。また、右保持部２１および左保持部２３に対して、画像表示部２０の装着状態において使用者の後頭部に接するベルトを連結してもよい。この場合、ベルトによって画像表示部２０を使用者の頭部に強固に保持できる。
【００２７】
右表示ユニット２２は、右導光板２６による画像の表示を行う。右表示ユニット２２は、右保持部２１に設けられ、画像表示部２０の装着状態における使用者の右側頭部の近傍に位置する。左表示ユニット２４は、左導光板２８による画像の表示を行う。左表示ユニット２４は、左保持部２３に設けられ、画像表示部２０の装着状態における使用者の左側頭部の近傍に位置する。
【００２８】
本実施形態の右導光板２６および左導光板２８は、光透過性の樹脂等によって形成される光学部（例えばプリズム）であり、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４が出力する画像光を使用者の眼に導く。なお、右導光板２６および左導光板２８の表面には、調光板が設けられてもよい。調光板は、光の波長域により透過率が異なる薄板状の光学素子であり、いわゆる波長フィルターとして機能する。調光板は、例えば、前部フレーム２７の表面（使用者の眼と対向する面とは反対側の面）を覆うように配置される。調光板の光学特性を適宜選択することにより、可視光、赤外光、および紫外光等の任意の波長域の光の透過率を調整することができ、外部から右導光板２６および左導光板２８に入射し、右導光板２６および左導光板２８を透過する外光の光量を調整できる。
【００２９】
画像表示部２０は、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４がそれぞれ生成する画像光を、右導光板２６および左導光板２８に導き、この画像光によって、自身を透過して視認される外界の風景ともに、画像（拡張現実感（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ、ＡＲ）画像）を使用者に視認させる（これを「画像を表示する」とも呼ぶ）。使用者の前方から右導光板２６および左導光板２８を透過して外光が使用者の眼に入射する場合、使用者の眼には、画像を構成する画像光と、外光とが入射する。このため、使用者における画像の視認性は、外光の強さに影響を受ける。
【００３０】
このため、例えば前部フレーム２７に調光板を装着し、調光板の光学特性を適宜選択あるいは調整することによって、画像の視認のしやすさを調整することができる。典型的な例では、ＨＭＤ１００を装着した使用者が少なくとも外の景色を視認できる程度の光透過性を有する調光板を選択することができる。また、太陽光を抑制して、画像の視認性を高めることができる。また、調光板を用いると、右導光板２６および左導光板２８を保護し、右導光板２６および左導光板２８の損傷や汚れの付着等を抑制する効果が期待できる。調光板は、前部フレーム２７、あるいは、右導光板２６および左導光板２８のそれぞれに対して着脱可能としてもよい。また、複数種類の調光板を交換して着脱可能としてもよく、調光板を省略してもよい。
【００３１】
カメラ６１は、画像表示部２０の前部フレーム２７に配置されている。カメラ６１は、前部フレーム２７の前面において、右導光板２６および左導光板２８を透過する外光を遮らない位置に設けられる。図１の例では、カメラ６１は、前部フレーム２７の端部ＥＲ側に配置されている。カメラ６１は、前部フレーム２７の端部ＥＬ側に配置されていてもよく、右導光板２６と左導光板２８との連結部に配置されていてもよい。
【００３２】
カメラ６１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子、および、撮像レンズ等を備えるデジタルカメラである。本実施形態のカメラ６１は単眼カメラであるが、ステレオカメラを採用してもよい。カメラ６１は、ＨＭＤ１００の表側方向、換言すれば、画像表示部２０の装着状態において使用者が視認する視界方向の、少なくとも一部の外界（実空間）を撮像する。換言すれば、カメラ６１は、使用者の視界と重なる範囲または方向を撮像し、使用者が視認する方向を撮像する。カメラ６１の画角の広さは適宜設定できる。本実施形態では、カメラ６１の画角の広さは、使用者が右導光板２６および左導光板２８を透過して視認可能な使用者の視界の全体を撮像するように設定される。カメラ６１は、制御機能部１５０（図６）の制御に従って撮像を実行し、得られた撮像データを制御機能部１５０へ出力する。
【００３３】
ＨＭＤ１００は、予め設定された測定方向に位置する測定対象物までの距離を検出する測距センサーを備えていてもよい。測距センサーは、例えば、前部フレーム２７の右導光板２６と左導光板２８との連結部分に配置することができる。測距センサーの測定方向は、ＨＭＤ１００の表側方向（カメラ６１の撮像方向と重複する方向）とすることができる。測距センサーは、例えば、ＬＥＤやレーザーダイオード等の発光部と、光源が発する光が測定対象物に反射する反射光を受光する受光部と、により構成できる。この場合、三角測距処理や、時間差に基づく測距処理により距離を求める。測距センサーは、例えば、超音波を発する発信部と、測定対象物で反射する超音波を受信する受信部と、により構成してもよい。この場合、時間差に基づく測距処理により距離を求める。測距センサーは、カメラ６１と同様に、制御機能部１５０の指示に従って測距し、検出結果を制御機能部１５０へ出力する。
【００３４】
図２は、画像表示部２０が備える光学系の構成を示す要部平面図である。説明の便宜上、図２には使用者の右眼ＲＥおよび左眼ＬＥを図示する。図２に示すように、右表示ユニット２２と左表示ユニット２４とは、左右対称に構成されている。
【００３５】
右眼ＲＥに画像（ＡＲ画像）を視認させる構成として、右表示ユニット２２は、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ユニット２２１と、右光学系２５１とを備える。ＯＬＥＤユニット２２１は、画像光を発する。右光学系２５１は、レンズ群等を備え、ＯＬＥＤユニット２２１が発する画像光Ｌを右導光板２６へと導く。
【００３６】
ＯＬＥＤユニット２２１は、ＯＬＥＤパネル２２３と、ＯＬＥＤパネル２２３を駆動するＯＬＥＤ駆動回路２２５とを有する。ＯＬＥＤパネル２２３は、有機エレクトロルミネッセンスにより発光し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光をそれぞれ発する発光素子により構成される自発光型の表示パネルである。ＯＬＥＤパネル２２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの素子を１個ずつ含む単位を１画素とした複数の画素が、マトリクス状に配置されている。
【００３７】
ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、後述の制御機能部１５０（図６）の制御に従って、ＯＬＥＤパネル２２３が備える発光素子の選択および通電を実行し、発光素子を発光させる。ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、ＯＬＥＤパネル２２３の裏面、すなわち発光面の裏側に、ボンディング等により固定されている。ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、例えばＯＬＥＤパネル２２３を駆動する半導体デバイスで構成され、ＯＬＥＤパネル２２３の裏面に固定される基板に実装されてもよい。この基板には、後述する温度センサー２１７（図５）が実装される。なお、ＯＬＥＤパネル２２３は、白色に発光する発光素子をマトリクス状に配置し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応するカラーフィルターを重ねて配置する構成を採用してもよい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光をそれぞれ放射する発光素子に加えて、Ｗ（白）の光を放射する発光素子を備えるＷＲＧＢ構成のＯＬＥＤパネル２２３が採用されてもよい。
【００３８】
右光学系２５１は、ＯＬＥＤパネル２２３から射出された画像光Ｌを並行状態の光束にするコリメートレンズを有する。コリメートレンズにより並行状態の光束にされた画像光Ｌは、右導光板２６に入射する。右導光板２６の内部において光を導く光路には、画像光Ｌを反射する複数の反射面が形成される。画像光Ｌは、右導光板２６の内部で複数回の反射を経て右眼ＲＥ側に導かれる。右導光板２６には、右眼ＲＥの眼前に位置するハーフミラー２６１（反射面）が形成される。画像光Ｌは、ハーフミラー２６１で反射後、右導光板２６から右眼ＲＥへと射出され、この画像光Ｌが右眼ＲＥの網膜で像を結ぶことで、使用者に画像を視認させる。
【００３９】
左眼ＬＥに画像（ＡＲ画像）を視認させる構成として、左表示ユニット２４は、ＯＬＥＤユニット２４１と、左光学系２５２とを備える。ＯＬＥＤユニット２４１は画像光を発する。左光学系２５２は、レンズ群等を備え、ＯＬＥＤユニット２４１が発する画像光Ｌを左導光板２８へと導く。ＯＬＥＤユニット２４１は、ＯＬＥＤパネル２４３と、ＯＬＥＤパネル２４３を駆動するＯＬＥＤ駆動回路２４５を有する。各部の詳細は、ＯＬＥＤユニット２２１、ＯＬＥＤパネル２２３、ＯＬＥＤ駆動回路２２５と同じである。ＯＬＥＤパネル２４３の裏面に固定される基板には、温度センサー２３９（図５）が実装される。また、左光学系２５２の詳細は上述の右光学系２５１と同じである。
【００４０】
以上説明した構成によれば、ＨＭＤ１００は、シースルー型の表示装置として機能することができる。すなわち使用者の右眼ＲＥには、ハーフミラー２６１で反射した画像光Ｌと、右導光板２６を透過した外光ＯＬとが入射する。使用者の左眼ＬＥには、ハーフミラー２８１で反射した画像光Ｌと、左導光板２８を透過した外光ＯＬとが入射する。このように、ＨＭＤ１００は、内部で処理した画像の画像光Ｌと外光ＯＬとを重ねて使用者の眼に入射させる。この結果、使用者にとっては、右導光板２６および左導光板２８を透かして外界の風景（実世界）が見えると共に、この外界に重なるようにして画像光Ｌによる虚像（虚像画像、ＡＲ画像）が視認される。
【００４１】
なお、右光学系２５１および右導光板２６を総称して「右導光部」とも呼び、左光学系２５２および左導光板２８を総称して「左導光部」とも呼ぶ。右導光部および左導光部の構成は、上述した例に限定されず、画像光を用いて使用者の眼前に画像を形成する限りにおいて任意の方式を用いることができる。例えば、右導光部および左導光部には、回折格子を用いてもよいし、半透過反射膜を用いてもよい。
【００４２】
図１において、制御装置１０と画像表示部２０とは、接続ケーブル４０によって接続される。接続ケーブル４０は、制御装置１０の下部に設けられるコネクターに着脱可能に接続され、左保持部２３の先端から、画像表示部２０内部の各種回路に接続する。接続ケーブル４０には、デジタルデータを伝送するメタルケーブルまたは光ファイバーケーブルを有する。接続ケーブル４０にはさらに、アナログデータを伝送するメタルケーブルを含んでもよい。接続ケーブル４０の途中には、コネクター４６が設けられている。
【００４３】
コネクター４６は、ステレオミニプラグを接続するジャックであり、コネクター４６と制御装置１０とは、例えばアナログ音声信号を伝送するラインで接続される。図１に示す本実施形態の例では、コネクター４６には、ステレオヘッドホンを構成する右イヤホン３２および左イヤホン３４と、マイク６３を有するヘッドセット３０とが接続されている。
【００４４】
マイク６３は、例えば図１に示すように、マイク６３の集音部が使用者の視線方向を向くように配置されている。マイク６３は、音声を集音し、音声信号を音声インターフェイス１８２（図５）に出力する。マイク６３は、モノラルマイクであってもステレオマイクであってもよく、指向性を有するマイクであっても無指向性のマイクであってもよい。
【００４５】
制御装置１０は、ＨＭＤ１００を制御するための装置である。制御装置１０は、点灯部１２と、トラックパッド１４と、方向キー１６と、決定キー１７と、電源スイッチ１８とを含んでいる。点灯部１２は、ＨＭＤ１００の動作状態（例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ等）を、その発光態様によって通知する。点灯部１２としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。
【００４６】
トラックパッド１４は、トラックパッド１４の操作面上での接触操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。トラックパッド１４としては、静電式や圧力検出式、光学式といった種々のトラックパッドを採用することができる。方向キー１６は、上下左右方向に対応するキーへの押下操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。決定キー１７は、押下操作を検出して、制御装置１０において操作された内容を決定するための信号を出力する。電源スイッチ１８は、スイッチのスライド操作を検出することで、ＨＭＤ１００の電源の状態を切り替える。
【００４７】
図３は、使用者から見た画像表示部２０の要部構成を示す図である。図３では、接続ケーブル４０、右イヤホン３２、左イヤホン３４の図示を省略している。図３の状態では、右導光板２６および左導光板２８の裏側が視認できると共に、右眼ＲＥに画像光を照射するためのハーフミラー２６１、および、左眼ＬＥに画像光を照射するためのハーフミラー２８１が略四角形の領域として視認できる。使用者は、これらハーフミラー２６１、２８１を含む右導光板２６、左導光板２８の全体を透過して外界の風景を視認すると共に、ハーフミラー２６１、２８１の位置に矩形の表示画像を視認する。
【００４８】
図４は、カメラ６１の画角を説明するための図である。図４では、カメラ６１と、使用者の右眼ＲＥおよび左眼ＬＥとを平面視で模式的に示すと共に、カメラ６１の画角（撮像範囲）をθで示す。なお、カメラ６１の画角θは図示のように水平方向に拡がっているほか、一般的なデジタルカメラと同様に鉛直方向にも拡がっている。
【００４９】
上述のようにカメラ６１は、画像表示部２０において右側の端部に配置され、使用者の視線の方向（すなわち使用者の前方）を撮像する。このためカメラ６１の光軸は、右眼ＲＥおよび左眼ＬＥの視線方向を含む方向とされる。使用者がＨＭＤ１００を装着した状態で視認できる外界の風景は、無限遠とは限らない。例えば、使用者が両眼で対象物ＯＢを注視すると、使用者の視線は、図中の符号ＲＤ、ＬＤに示すように、対象物ＯＢに向けられる。この場合、使用者から対象物ＯＢまでの距離は、３０ｃｍ〜１０ｍ程度であることが多く、１ｍ〜４ｍであることがより多い。そこで、ＨＭＤ１００について、通常使用時における使用者から対象物ＯＢまでの距離の上限および下限の目安を定めてもよい。この目安は、予め求められＨＭＤ１００にプリセットされていてもよいし、使用者が設定してもよい。カメラ６１の光軸および画角は、このような通常使用時における対象物ＯＢまでの距離が、設定された上限および下限の目安に相当する場合において対象物ＯＢが画角に含まれるように設定されることが好ましい。
【００５０】
なお、一般的に、人間の視野角は水平方向におよそ２００度、垂直方向におよそ１２５度とされる。そのうち情報受容能力に優れる有効視野は水平方向に３０度、垂直方向に２０度程度である。人間が注視する注視点が迅速に安定して見える安定注視野は、水平方向に６０〜９０度、垂直方向に４５〜７０度程度とされている。この場合、注視点が対象物ＯＢ（図４）であるとき、視線ＲＤ、ＬＤを中心として水平方向に３０度、垂直方向に２０度程度が有効視野である。また、水平方向に６０〜９０度、垂直方向に４５〜７０度程度が安定注視野である。使用者が画像表示部２０を透過して右導光板２６および左導光板２８を透過して視認する実際の視野を、実視野（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ）と呼ぶ。実視野は、視野角および安定注視野より狭いが、有効視野より広い。
【００５１】
本実施形態のカメラ６１の画角θは、使用者の視野より広い範囲を撮像可能に設定される。カメラ６１の画角θは、少なくとも使用者の有効視野より広い範囲を撮像可能に設定されることが好ましく、実視野よりも広い範囲を撮像可能に設定されることがより好ましい。カメラ６１の画角θは、使用者の安定注視野より広い範囲を撮像可能に設定されることがさらに好ましく、使用者の両眼の視野角よりも広い範囲を撮像可能に設定されることが最も好ましい。このため、カメラ６１には、撮像レンズとしていわゆる広角レンズを備え、広い画角を撮像できる構成としてもよい。広角レンズには、超広角レンズ、準広角レンズと呼ばれるレンズを含んでもよい。また、カメラ６１には、単焦点レンズを含んでもよく、ズームレンズを含んでもよく、複数のレンズからなるレンズ群を含んでもよい。
【００５２】
図５は、ＨＭＤ１００の構成を機能的に示すブロック図である。制御装置１０は、プログラムを実行してＨＭＤ１００を制御するメインプロセッサー１４０と、記憶部と、入出力部と、センサー類と、インターフェイスと、電源部１３０とを備える。メインプロセッサー１４０には、これらの記憶部、入出力部、センサー類、インターフェイス、電源部１３０がそれぞれ接続されている。メインプロセッサー１４０は、制御装置１０が内蔵しているコントローラー基板１２０に実装されている。
【００５３】
記憶部には、メモリー１１８と、不揮発性記憶部１２１とが含まれている。メモリー１１８は、メインプロセッサー１４０によって実行されるコンピュータープログラム、および、処理されるデータを一時的に記憶するワークエリアを構成する。不揮発性記憶部１２１は、フラッシュメモリーやｅＭＭＣ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｍｕｌｔｉ  Ｍｅｄｉａ  Ｃａｒｄ）で構成される。不揮発性記憶部１２１は、メインプロセッサー１４０が実行するコンピュータープログラムや、メインプロセッサー１４０によって処理される各種のデータを記憶する。本実施形態において、これらの記憶部はコントローラー基板１２０に実装されている。
【００５４】
入出力部には、トラックパッド１４と、操作部１１０とが含まれている。操作部１１０には、制御装置１０に備えられた方向キー１６と、決定キー１７と、電源スイッチ１８とが含まれる。メインプロセッサー１４０は、これら各入出力部を制御すると共に、各入出力部から出力される信号を取得する。
【００５５】
センサー類には、６軸センサー１１１と、磁気センサー１１３と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）レシーバー１１５とが含まれている。６軸センサー１１１は、３軸加速度センサーと３軸ジャイロ（角速度）センサーとを備えるモーションセンサー（慣性センサー）である。６軸センサー１１１は、これらセンサーがモジュール化されたＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）を採用してもよい。磁気センサー１１３は、例えば、３軸の地磁気センサーである。ＧＮＳＳレシーバー１１５は、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から受信した航法信号に基づいて、制御装置１０の現在位置（経度・緯度）を測位する。これらセンサー類（６軸センサー１１１、磁気センサー１１３、ＧＮＳＳレシーバー１１５）は、検出値を予め指定されたサンプリング周波数に従って、メインプロセッサー１４０へと出力する。各センサーが検出値を出力するタイミングは、メインプロセッサー１４０からの指示に応じてもよい。
【００５６】
インターフェイスには、無線通信部１１７と、音声コーデック１８０と、外部コネクター１８４と、外部メモリーインターフェイス１８６と、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）コネクター１８８と、センサーハブ１９２と、ＦＰＧＡ１９４と、インターフェイス１９６とが含まれている。これらは、外部とのインターフェイスとして機能する。
【００５７】
無線通信部１１７は、ＨＭＤ１００と外部機器との間における無線通信を実行する。無線通信部１１７は、図示しないアンテナ、ＲＦ回路、ベースバンド回路、通信制御回路等を備えて構成され、あるいはこれらが統合されたデバイスとして構成されている。無線通信部１１７は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）を含む無線ＬＡＮ等の規格に準拠した無線通信を行う。本実施形態において、無線通信部１１７は、ＨＭＤ１００と移動体２００との間でＷｉ−Ｆｉ（登録商標）による無線通信を行う。
【００５８】
音声コーデック１８０は、音声インターフェイス１８２に接続され、音声インターフェイス１８２を介して入出力される音声信号のエンコード／デコードを行う。音声インターフェイス１８２は、音声信号を入出力するインターフェイスである。音声コーデック１８０は、アナログ音声信号からデジタル音声データへの変換を行うＡ／Ｄコンバーター、および、その逆の変換を行うＤ／Ａコンバーターを備えてもよい。本実施形態のＨＭＤ１００は、音声を右イヤホン３２および左イヤホン３４から出力し、マイク６３により集音する。音声コーデック１８０は、メインプロセッサー１４０が出力するデジタル音声データをアナログ音声信号に変換し、音声インターフェイス１８２を介して出力する。また、音声コーデック１８０は、音声インターフェイス１８２に入力されるアナログ音声信号をデジタル音声データに変換してメインプロセッサー１４０に出力する。
【００５９】
外部コネクター１８４は、メインプロセッサー１４０に対して、メインプロセッサー１４０と通信する外部装置（例えば、パーソナルコンピューター、スマートフォン、ゲーム機器等）を接続するためのコネクターである。外部コネクター１８４に接続された外部装置は、コンテンツの供給元となり得るほか、メインプロセッサー１４０が実行するコンピュータープログラムのデバッグや、ＨＭＤ１００の動作ログの収集に使用できる。外部コネクター１８４は種々の態様を採用できる。外部コネクター１８４としては、例えば、ＵＳＢインターフェイス、マイクロＵＳＢインターフェイス、メモリーカード用インターフェイス等の有線接続に対応したインターフェイスや、無線ＬＡＮインターフェイス、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェイス等の無線接続に対応したインターフェイスを採用できる。
【００６０】
外部メモリーインターフェイス１８６は、可搬型のメモリーデバイスを接続可能なインターフェイスである。外部メモリーインターフェイス１８６は、例えば、カード型記録媒体を装着してデータの読み書きを行うメモリーカードスロットと、インターフェイス回路とを含む。カード型記録媒体のサイズ、形状、規格等は適宜選択できる。ＵＳＢコネクター１８８は、ＵＳＢ規格に準拠したメモリーデバイス、スマートフォン、パーソナルコンピューター等を接続可能なインターフェイスである。ＵＳＢコネクター１８８は、例えば、ＵＳＢ規格に準拠したコネクターと、インターフェイス回路とを含む。ＵＳＢコネクター１８８のサイズ、形状、ＵＳＢ規格のバージョン等は適宜選択できる。
【００６１】
また、ＨＭＤ１００は、バイブレーター１９を備える。バイブレーター１９は、図示しないモーターと、偏芯した回転子等を備え、メインプロセッサー１４０の制御に従って振動を発生する。ＨＭＤ１００は、例えば、操作部１１０に対する操作を検出した場合や、ＨＭＤ１００の電源がオンオフされた場合等に所定の振動パターンでバイブレーター１９により振動を発生させる。バイブレーター１９は、制御装置１０に設ける構成に換えて、画像表示部２０側、例えば、画像表示部の右保持部２１（テンプルの右側部分）に設ける構成としてもよい。
【００６２】
センサーハブ１９２およびＦＰＧＡ１９４は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９６を介して画像表示部２０に接続されている。センサーハブ１９２は、画像表示部２０が備える各種センサーの検出値を取得して、メインプロセッサー１４０に出力する。ＦＰＧＡ１９４は、メインプロセッサー１４０と画像表示部２０の各部との間で送受信されるデータの処理およびインターフェイス１９６を介した伝送を実行する。インターフェイス１９６は、画像表示部２０の右表示ユニット２２と、左表示ユニット２４とに対してそれぞれ接続されている。本実施形態の例では、左保持部２３に接続ケーブル４０が接続され、この接続ケーブル４０に繋がる配線が画像表示部２０内部に敷設され、右表示ユニット２２と左表示ユニット２４とのそれぞれが、制御装置１０のインターフェイス１９６に接続される。
【００６３】
電源部１３０には、バッテリー１３２と、電源制御回路１３４とが含まれている。電源部１３０は、制御装置１０が動作するための電力を供給する。バッテリー１３２は、充電可能な電池である。電源制御回路１３４は、バッテリー１３２の残容量の検出と、ＯＳ１４３（図６）への充電の制御を行う。電源制御回路１３４は、メインプロセッサー１４０に接続され、バッテリー１３２の残容量の検出値や、バッテリー１３２の電圧の検出値をメインプロセッサー１４０へと出力する。なお、電源部１３０が供給する電力に基づいて、制御装置１０から画像表示部２０へと電力を供給してもよい。電源部１３０から制御装置１０の各部および画像表示部２０への電力の供給状態を、メインプロセッサー１４０により制御可能な構成としてもよい。
【００６４】
右表示ユニット２２は、表示ユニット基板２１０と、ＯＬＥＤユニット２２１と、カメラ６１と、照度センサー６５と、ＬＥＤインジケーター６７と、温度センサー２１７とを備える。表示ユニット基板２１０には、インターフェイス１９６に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１１と、受信部（Ｒｘ）２１３と、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１５とが実装されている。受信部２１３は、インターフェイス２１１を介して制御装置１０から入力されるデータを受信する。受信部２１３は、ＯＬＥＤユニット２２１で表示する画像の画像データを受信した場合に、受信した画像データをＯＬＥＤ駆動回路２２５（図２）へと出力する。
【００６５】
ＥＥＰＲＯＭ２１５は、各種のデータをメインプロセッサー１４０が読み取り可能な態様で記憶する。ＥＥＰＲＯＭ２１５は、例えば、画像表示部２０のＯＬＥＤユニット２２１、２４１の発光特性や表示特性に関するデータ、右表示ユニット２２または左表示ユニット２４のセンサー特性に関するデータ等を記憶する。具体的には、例えば、ＯＬＥＤユニット２２１、２４１のガンマ補正に係るパラメーター、後述する温度センサー２１７、２３９の検出値を補償するデータ等を記憶する。これらのデータは、ＨＭＤ１００の工場出荷時の検査によって生成され、ＥＥＰＲＯＭ２１５に書き込まれる。出荷後は、メインプロセッサー１４０がＥＥＰＲＯＭ２１５のデータを読み込んで各種の処理に利用する。
【００６６】
カメラ６１は、インターフェイス２１１を介して入力される信号に従って撮像を実行し、撮像画像データあるいは撮像結果を表す信号を制御装置１０へと出力する。照度センサー６５は、図１に示すように、前部フレーム２７の端部ＥＲに設けられ、画像表示部２０を装着する使用者の前方からの外光を受光するように配置される。照度センサー６５は、受光量（受光強度）に対応した検出値を出力する。ＬＥＤインジケーター６７は、図１に示すように、前部フレーム２７の端部ＥＲにおいてカメラ６１の近傍に配置される。ＬＥＤインジケーター６７は、カメラ６１による撮像を実行中に点灯して、撮像中であることを報知する。
【００６７】
温度センサー２１７は、温度を検出し、検出した温度に対応する電圧値あるいは抵抗値を出力する。温度センサー２１７は、ＯＬＥＤパネル２２３（図２）の裏面側に実装される。温度センサー２１７は、例えばＯＬＥＤ駆動回路２２５と同一の基板に実装されてもよい。この構成により、温度センサー２１７は主としてＯＬＥＤパネル２２３の温度を検出する。なお、温度センサー２１７は、ＯＬＥＤパネル２２３あるいはＯＬＥＤ駆動回路２２５（図２）に内蔵されてもよい。例えば、ＯＬＥＤパネル２２３がＳｉ−ＯＬＥＤとしてＯＬＥＤ駆動回路２２５と共に統合半導体チップ上の集積回路として実装される場合、この半導体チップに温度センサー２１７を実装してもよい。
【００６８】
左表示ユニット２４は、表示ユニット基板２３０と、ＯＬＥＤユニット２４１と、温度センサー２３９とを備える。表示ユニット基板２３０には、インターフェイス１９６に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３１と、受信部（Ｒｘ）２３３と、６軸センサー２３５と、磁気センサー２３７とが実装されている。受信部２３３は、インターフェイス２３１を介して制御装置１０から入力されるデータを受信する。受信部２３３は、ＯＬＥＤユニット２４１で表示する画像の画像データを受信した場合に、受信した画像データをＯＬＥＤ駆動回路２４５（図２）へと出力する。
【００６９】
６軸センサー２３５は、３軸加速度センサーおよび３軸ジャイロ（角速度）センサーを備えるモーションセンサー（慣性センサー）である。６軸センサー２３５は、上記のセンサーがモジュール化されたＩＭＵを採用してもよい。磁気センサー２３７は、例えば、３軸の地磁気センサーである。６軸センサー２３５と磁気センサー２３７は、画像表示部２０に設けられているため、画像表示部２０が使用者の頭部に装着されているときには、使用者の頭部の動きを検出する。検出された頭部の動きから画像表示部２０の向き、すなわち、使用者の視界が特定される。
【００７０】
温度センサー２３９は、温度を検出し、検出した温度に対応する電圧値あるいは抵抗値を出力する。温度センサー２３９は、ＯＬＥＤパネル２４３（図２）の裏面側に実装される。温度センサー２３９は、例えばＯＬＥＤ駆動回路２４５と同一の基板に実装されてもよい。この構成により、温度センサー２３９は主としてＯＬＥＤパネル２４３の温度を検出する。温度センサー２３９は、ＯＬＥＤパネル２４３あるいはＯＬＥＤ駆動回路２４５（図２）に内蔵されてもよい。詳細は温度センサー２１７と同様である。
【００７１】
右表示ユニット２２のカメラ６１、照度センサー６５、温度センサー２１７と、左表示ユニット２４の６軸センサー２３５、磁気センサー２３７、温度センサー２３９は、制御装置１０のセンサーハブ１９２に接続される。センサーハブ１９２は、メインプロセッサー１４０の制御に従って各センサーのサンプリング周期の設定および初期化を行う。センサーハブ１９２は、各センサーのサンプリング周期に合わせて、各センサーへの通電、制御データの送信、検出値の取得等を実行する。センサーハブ１９２は、予め設定されたタイミングで、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４が備える各センサーの検出値をメインプロセッサー１４０へ出力する。センサーハブ１９２は、各センサーの検出値を一時的に保持するキャッシュ機能を備えてもよい。センサーハブ１９２は、各センサーの検出値の信号形式やデータ形式の変換機能（例えば、統一形式への変換機能）を備えてもよい。センサーハブ１９２は、メインプロセッサー１４０の制御に従ってＬＥＤインジケーター６７への通電を開始および停止させることで、ＬＥＤインジケーター６７を点灯または消灯させる。
【００７２】
図６は、制御装置１０の構成を機能的に示すブロック図である。制御装置１０は、機能的には、記憶機能部１２２と、制御機能部１５０とを備える。記憶機能部１２２は、不揮発性記憶部１２１（図５）により構成される論理的な記憶部である。記憶機能部１２２は、記憶機能部１２２のみを使用する構成に代えて、不揮発性記憶部１２１に組み合わせてＥＥＰＲＯＭ２１５やメモリー１１８を使用する構成としてもよい。制御機能部１５０は、メインプロセッサー１４０がコンピュータープログラムを実行することにより、すなわち、ハードウェアとソフトウェアとが協働することにより構成される。
【００７３】
記憶機能部１２２には、制御機能部１５０における処理に供する種々のデータが記憶されている。具体的には、本実施形態の記憶機能部１２２には、設定データ１２３と、コンテンツデータ１２４とが記憶されている。設定データ１２３は、ＨＭＤ１００の動作に係る各種の設定値を含む。例えば、設定データ１２３には、制御機能部１５０がＨＭＤ１００を制御する際のパラメーター、行列式、演算式、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）等が含まれている。
【００７４】
コンテンツデータ１２４には、制御機能部１５０の制御によって画像表示部２０が表示する画像や映像を含むコンテンツのデータ（画像データ、映像データ、音声データ等）が含まれている。なお、コンテンツデータ１２４には、双方向型のコンテンツのデータが含まれてもよい。双方向型のコンテンツとは、操作部１１０によって使用者の操作を取得して、取得した操作内容に応じた処理を制御機能部１５０が実行し、処理内容に応じたコンテンツを画像表示部２０に表示するタイプのコンテンツを意味する。この場合、コンテンツのデータには、使用者の操作を取得するためのメニュー画面の画像データ、メニュー画面に含まれる項目に対応する処理を定めるデータ等を含みうる。
【００７５】
制御機能部１５０は、記憶機能部１２２が記憶しているデータを利用して各種処理を実行することにより、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）１４３、画像処理部１４５、表示制御部１４７、撮像制御部１４９、入出力制御部１５１、通信制御部１５３、干渉危険領域算出部１５５、危険性レベル特定部１５７、報知部１５９、予定軌道情報取得部１６１としての機能を実行する。本実施形態では、ＯＳ１４３以外の各機能部は、ＯＳ１４３上で実行されるコンピュータープログラムとして構成されている。
【００７６】
画像処理部１４５は、画像表示部２０により表示する画像／映像の画像データに基づいて、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４に送信する信号を生成する。画像処理部１４５が生成する信号は、垂直同期信号、水平同期信号、クロック信号、アナログ画像信号等であってもよい。画像処理部１４５は、メインプロセッサー１４０がコンピュータープログラムを実行して実現される構成のほか、メインプロセッサー１４０とは別のハードウェア（例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成してもよい。
【００７７】
なお、画像処理部１４５は、必要に応じて、解像度変換処理、画像調整処理、２Ｄ／３Ｄ変換処理等を実行してもよい。解像度変換処理は、画像データの解像度を右表示ユニット２２および左表示ユニット２４に適した解像度へと変換する処理である。画像調整処理は、画像データの輝度や彩度を調整する処理である。２Ｄ／３Ｄ変換処理は、三次元画像データから二次元画像データを生成し、あるいは、二次元画像データから三次元画像データを生成する処理である。画像処理部１４５は、これらの処理を実行した場合、処理後の画像データに基づき画像を表示するための信号を生成し、接続ケーブル４０を介して画像表示部２０へと送信する。
【００７８】
表示制御部１４７は、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４を制御する制御信号を生成し、この制御信号により、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４のそれぞれによる画像光の生成と射出とを制御する。具体的には、表示制御部１４７は、ＯＬＥＤ駆動回路２２５、２４５を制御して、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３による画像の表示を実行させる。表示制御部１４７は、画像処理部１４５が出力する信号に基づいて、ＯＬＥＤ駆動回路２２５、２４５がＯＬＥＤパネル２２３、２４３に描画するタイミングの制御、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３の輝度の制御等を行う。
【００７９】
また、表示制御部１４７は、後述の干渉危険領域表示制御処理において、画像表示部２０に表示された画像のうち、干渉危険領域を示す画像（以下、「干渉危険領域画像」と呼ぶ）の表示態様を制御する。干渉危険領域についての詳細な説明は、後述する。後述のように、干渉危険領域画像は、危険性レベル特定部１５７により特定される危険性のレベルに応じた表示態様で表示される。具体的には、表示制御部１４７は、特定される危険性のレベルに応じて、干渉危険領域画像の形状、大きさ、透過色、点滅の有無等を異ならせて表示させる。
【００８０】
撮像制御部１４９は、カメラ６１を制御して撮像を実行させ、撮像画像データを生成し、記憶機能部１２２に一時的に記憶させる。また、カメラ６１が撮像画像データを生成する回路を含むカメラユニットとして構成される場合、撮像制御部１４９は、撮像画像データをカメラ６１から取得して、記憶機能部１２２に一時的に記憶させる。また、撮像制御部１４９は、後述の干渉危険領域表示制御処理において、画像表示部２０を透過して視認される外景を繰り返し撮像して撮像画像を取得する。取得された撮像画像は、ＨＭＤ１００（カメラ６１）の位置および姿勢の変化を検出する際に利用される。
【００８１】
入出力制御部１５１は、トラックパッド１４（図１）と、方向キー１６と、決定キー１７とを適宜、制御して、これらから入力指令を受け付ける。受け付けた入力指令は、ＯＳ１４３、またはＯＳ１４３と共にＯＳ１４３上で動作するコンピュータープログラムに出力される。
【００８２】
通信制御部１５３は、無線通信部１１７を制御して、移動体２００との間で無線通信を行う。
【００８３】
干渉危険領域算出部１５５は、後述の干渉危険領域表示制御処理において、干渉危険領域を算出する。本実施形態において、「干渉危険領域」とは、ＨＭＤ１００の使用者の視界方向に存在する領域のうち、使用者と、移動体２００とが干渉する危険性が見込まれる領域を意味する。すなわち、干渉危険領域には、現時点において危険性のある領域と、将来において危険性が生じる領域と、が含まれる。例えば、干渉危険領域は、移動体２００が使用者に干渉することによって使用者の身体や着衣が傷つけられるおそれのある領域、移動体２００が使用者に干渉することによって使用者の身体や着衣が巻き込まれるおそれのある領域および移動体２００の周囲に存在する他の移動体や物体と移動体２００とが干渉するおそれのある領域等が該当する。
【００８４】
危険性レベル特定部１５７は、後述の干渉危険領域表示制御処理において、ＨＭＤ１００の使用者と移動体２００とが干渉する危険性のレベルを特定する。かかる危険性のレベルは、ＨＭＤ１００の姿勢および位置の変化と移動体２００の予定軌道とによって定まる使用者と移動体２００との相対的な位置関係に基づいて特定される。なお、危険性のレベルの特定方法についての詳細な説明は、後述する。
【００８５】
報知部１５９は、後述の干渉危険領域表示制御処理において、画像表示部２０に干渉危険領域画像が表示されてから予め定められた時間の間に、危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定された場合に、画像表示部２０において危険性のレベルに関連する報知表示を行わせる。かかる報知表示は、危険性レベル特定部１５７により特定される危険性のレベルに応じた表示態様で表示される。本実施形態において、上述の「予め定められた時間」とは、３０秒を意味する。なお、３０秒に代えて、他の任意の時間が設定されてもよい。「予め定められた危険性のレベル」についての詳細な説明は、後述する。
【００８６】
予定軌道情報取得部１６１は、無線通信部１１７を介して、移動体２００から移動体２００の予定軌道を示す情報（以下、「予定軌道情報」と呼ぶ）を取得する。本実施形態において、「予定軌道情報」とは、移動体２００の現在の位置および姿勢、移動体２００の動きに関するシーケンス情報および移動体２００が移動する予定の軌道を示す情報等を意味する。また、「シーケンス情報」は、移動体２００の予定する動きに関する時系列の情報、例えば、移動体２００が、いつ、どこで、どのような動きを伴った作業を実行するかの手順を時系列的に示す情報が該当する。なお、予定軌道情報には、移動体２００の大きさ、走行性能、操舵角度等の移動体２００に関する情報が含まれてもよい。
【００８７】
本実施形態において、撮像制御部１４９は、課題を解決するための手段における撮像部の下位概念に相当する。無線通信部１１７は、課題を解決するための手段における通信部の下位概念に相当する。
【００８８】
Ａ２．拡張現実感表示：
図７は、ＨＭＤ１００による拡張現実感表示の一例を示す説明図である。図７では、使用者の視界ＶＴを例示している。上述のようにして、ＨＭＤ１００の使用者の両眼に導かれた画像光が使用者の網膜に結像することにより、使用者は、表示領域ＰＮ内において、表示対象の対象画像ＡＩを拡張現実感（ＡＲ）として視認する。図７に示す例では、対象画像ＡＩは、ＨＭＤ１００のＯＳのメニュー画面である。メニュー画面には、例えば、「アナログ時計」、「メッセージ」、「ミュージック」、「ナビゲーション」、「カメラ」、「ブラウザー」、「カレンダー」、「電話」の各アプリケーションプログラムを起動するためのアイコン画像ＩＣが含まれる。また、右導光板２６、左導光板２８が外界からの光を透過することで、使用者は外景ＳＣを視認する。このように、本実施形態のＨＭＤ１００の使用者は、視界ＶＴのうち対象画像ＡＩが表示された部分については、外景ＳＣに重なるようにして対象画像ＡＩを見ることができる。また、視界ＶＴのうち対象画像ＡＩが表示されていない部分については、外景ＳＣだけを見ることができる。
【００８９】
図８は、作業領域ＷＡｒ内の様子を模式的に示す説明図である。図８に示す作業領域ＷＡｒ内の様子は、使用者ＵＳが装着したＨＭＤ１００の画像表示部２０を通して使用者ＵＳによって視認される。したがって、本来、図８で示す作業領域ＷＡｒには、使用者ＵＳが描かれることはないが、説明の便宜上、図８では、移動体２００とともに使用者ＵＳを描いている。使用者ＵＳは、ＨＭＤ１００を装着して画像表示部２０に表示される内容を確認しつつ、移動体２００を操作している。移動体２００は、搬送装置ＢＣによって搬送されてくる作業対象物Ｗｋに対して、自身の腕を動作させて、予め教示されている作業を行う。なお、作業領域ＷＡｒ内には、移動体２００と同様の構成の移動体２０１、２０２および２０３が設置されており、これらの移動体２０１〜２０３は、移動体２００と同様の作業を行う。搬送装置ＢＣは、図８の上方側から下方側に向かって搬送されており、図８の下方側（手前側）が終端である。使用者ＵＳは、かかる終端側から作業領域ＷＡｒ内を視認して、移動体２００の操作を行う。
【００９０】
ここで、図８に示すように、作業領域ＷＡｒ内において、移動体２００の周囲に安全柵が設けられていない。また、領域の区分けに用いられるパイロンＰｙは、移動体２００の周囲を取り囲むように設置されていない。また、移動体２００が設置されている床面は、色分け等がされていない。したがって、使用者ＵＳが誤って移動体２００の可動領域内に進入してしまう場合が生じ得る。しかし、後述の干渉危険領域表示制御処理において、使用者ＵＳと移動体２００とが干渉する危険性のある領域を算出し、算出された領域を、干渉する危険性のレベルに応じた表示態様で表示させることにより、使用者ＵＳと移動体２００との干渉を回避し得る。以下、具体的な処理内容について説明する。
【００９１】
Ａ３．干渉危険領域表示制御処理：
図９は、干渉危険領域表示制御処理の処理手順を示すフローチャートである。干渉危険領域表示制御処理は、電源スイッチ１８がオンに設定されると開始される。図９に示すように、撮像制御部１４９は、外景の撮像画像を取得する（ステップＳ１０５）。
【００９２】
予定軌道情報取得部１６１は、移動体２００の予定軌道情報を取得する（ステップＳ１１０）。具体的には、予定軌道情報取得部１６１は、無線通信部１１７による通信によって、移動体２００から上述の予定軌道情報を取得する。なお、予定軌道情報は、予め移動体２００から取得して記憶機能部１２２に格納しておき、記憶機能部１２２を参照してもよい。
【００９３】
干渉危険領域算出部１５５は、干渉危険領域を算出する（ステップＳ１１５）。具体的には、まず、干渉危険領域算出部１５５は、使用者ＵＳが移動していく予定の領域（以下、「使用者予定領域」と呼ぶ）を特定する。具体的には、干渉危険領域算出部１５５は、ＨＭＤ１００に搭載されている６軸センサー１１１の検出結果を利用して、ＨＭＤ１００の位置および姿勢を検出する。また、干渉危険領域算出部１５５は、取得された撮像画像を解析することにより、使用者ＵＳの視線の変化、すなわち、カメラ６１の位置の変化を検出する。そして、干渉危険領域算出部１５５は、これらの検出結果を利用して、各時刻における使用者予定領域を特定する。
【００９４】
次に、干渉危険領域算出部１５５は、移動体２００の予定軌道情報を利用して、各時刻における移動体２００が移動していく予定の領域および移動体２００の腕の可動予定領域（以下、「移動体予定領域」と呼ぶ）を特定する。その後、干渉危険領域算出部１５５は、時系列的に特定された各予定領域を時刻ごとに照合する。干渉危険領域算出部１５５は、例えば、ある時刻における各予定領域が完全に重なり合う領域や、一部が重なり合う領域等を特定することにより、現時点において干渉している領域、干渉する危険性のある領域および将来において干渉する危険性があると見込まれる領域を、干渉危険領域として算出する。なお、干渉危険領域算出部１５５は、画像認識パターンを予め記憶機能部１２２に記憶しておき、かかる画像認識パターンと撮像画像とを照合することによって、干渉危険領域を算出してもよい。
【００９５】
危険性レベル特定部１５７は、干渉危険領域内における使用者ＵＳと移動体２００との相対的な位置関係に基づいて、危険性のレベルを特定する（ステップＳ１２０）。具体的には、まず、危険性レベル特定部１５７は、６軸センサー１１１の検出結果および予定軌道情報を利用して、使用者ＵＳと移動体２００との間の位置を経時的に特定し、特定された位置から使用者ＵＳと移動体２００との間の距離を時系列的に算出する。次に、危険性レベル特定部１５７は、時系列の中で使用者ＵＳと移動体２００との間の距離が最も短い距離に応じて危険性のレベルを特定する。例えば、危険性レベル特定部１５７は、使用者ＵＳと移動体２００との間の距離が最も短い距離となる時刻における危険性のレベルを最も高い危険性のレベルであると特定する。また、例えば、危険性レベル特定部１５７は、かかる最も短い距離を基準として、使用者ＵＳと移動体２００との間の距離の長短に応じて、危険性のレベルを特定する。例えば、危険性レベル特定部１５７は、使用者ＵＳと移動体２００との間の距離が、かかる最も短い距離よりも長い場合には、危険性のレベルが低いと特定する。
【００９６】
表示制御部１４７は、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で撮像画像に重ねて危険干渉領域画像を表示する（ステップＳ１２５）。具体的には、表示制御部１４７は、特定された危険性のレベルが比較的高い場合、干渉危険領域画像の透過度を高く設定して干渉危険領域画像を表示させる。また、表示制御部１４７は、特定された危険性のレベルが比較的低い場合、干渉危険領域画像の透過度を低く設定して干渉危険領域画像を表示させる。
【００９７】
図１０は、ステップＳ１２５実行後における使用者ＵＳの視界ＶＴの一例を模式的に示す説明図である。図１０に示すように、表示領域ＰＮには、使用者ＵＳの視線の方向である使用者ＵＳの前方の外界の風景の撮像画像ＲＡ１の一部が表示されている。また、表示領域ＰＮには、撮像画像ＲＡ１に重ねて、干渉危険領域画像ＩＡｒ１が表示されている。干渉危険領域画像ＩＡｒ１は、透過されて表示されている。図１０では、危険性のレベルが比較的低い場合を例示している。したがって、干渉危険領域画像ＩＡｒ１の透過度は、危険性のレベルが高い場合に比べて低く設定されており、干渉危険領域画像ＩＡｒ１は、比較的透過されずに表示される。なお、図示は省略しているが、上述のように、危険性のレベルが比較的高い場合には、干渉危険領域画像ＩＡｒ１の透過度は比較的高く設定され、干渉危険領域画像ＩＡｒ１は、危険性のレベルが低い場合に比べて、より透過されて表示される。
【００９８】
図９に示すように、上述のステップＳ１２５の実行後、危険性レベル特定部１５７は、ステップＳ１２５の実行後から予め定められた時間の間に危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定されたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。本実施形態において、「予め定められた危険性のレベル」とは、使用者ＵＳと移動体２００とが干渉する危険があると見込まれるレベルを意味する。具体的には、ステップＳ１２０で算出した各時刻における使用者ＵＳと移動体２００との間の距離がゼロまたは所定の距離以下である時刻における危険性のレベルを意味する。
【００９９】
ステップＳ１３０において、危険性レベル特定部１５７は、ステップＳ１２０で算出した使用者ＵＳと移動体２００との間の距離がゼロとなる時刻を算出し、算出された時刻が予め定められた時間内であるか否かを判定する。算出された時刻が予め定められた時間内である場合、危険性のレベルは、予め定められた危険性のレベルになると特定される。他方、算出された時刻が予め定められた時間内ではない場合、危険性のレベルは、予め定められた危険性のレベルになると特定されない。予め定められた危険性のレベルになると特定された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、報知部１５９は、危険性のレベルに関連する報知表示をする（ステップＳ１３５）。
【０１００】
図１１は、ステップＳ１３５実行後における使用者ＵＳの視界ＶＴの一例を模式的に示す説明図である。図１１に示すように、表示領域ＰＮには、図１０と同様に、撮像画像ＲＡ１の一部と、干渉危険領域画像ＩＡｒ１とが表示されている。干渉危険領域画像ＩＡｒ１には、「腕に注意！！」と表示されている。このため、使用者ＵＳは、移動体２００の腕と自身とが干渉する危険性があることを容易に認識できる。
【０１０１】
図９に示すように、ステップＳ１３５の実行後、または、上述のステップＳ１３０において予め定められた危険性のレベルになると特定されない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、危険性レベル特定部１５７は、干渉危険領域内に干渉する危険性のある物があるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。具体的には、干渉危険領域内において、ＨＭＤ１００の使用者ＵＳの視線方向、すなわち、使用者ＵＳが移動していく予定の方向に、使用者ＵＳと干渉する危険性のある物があるか否かを判定する。干渉する危険性のある物は、例えば、作業対象物Ｗｋ、パイロンＰｙ等が該当する。干渉する危険性のある物があると判定された場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、表示制御部１４７は、干渉危険領域画像ＩＡｒ１に重ねて干渉する危険性のある物に関する情報を表示させる（ステップＳ１４５）。
【０１０２】
図１２は、ステップＳ１４５実行後における使用者ＵＳの視界ＶＴの一例を模式的に示す説明図である。図１２に示すように、表示領域ＰＮには、図１０および図１１と同様に、撮像画像ＲＡ１の一部と、干渉危険領域画像ＩＡｒ１とが表示されている。また、表示領域ＰＮには、図１０および図１１の干渉危険領域画像ＩＡｒ１の示す干渉危険領域内に存在するパイロンＰｙに重ねて、干渉する危険性のある物に関する情報Ｉｎｆが表示されている。図１２に示すように、かかる情報Ｉｎｆには、「注意」と表示されており、使用者ＵＳに対して注意を促している。また、図１０および図１１と図１２とを比較して理解できるように、図１２に示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１の透過度は、図１０および図１１に示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１の透過度に比べて高い。これは、使用者ＵＳとパイロンＰｙとが干渉する危険性のレベルに比べて、使用者ＵＳと移動体２００とが干渉する危険性のレベルが高いためである。このように、時間の変化とともに危険性のレベルが変化する場合、その都度、危険性のレベルに応じた透過度で干渉危険領域画像ＩＡｒ１を表示させてもよい。
【０１０３】
図９に示すように、ステップＳ１４５の実行後、または、上述のステップＳ１４０において干渉危険領域内に干渉する危険性のある物がないと判定された場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、上述のステップＳ１０５〜ステップＳ１４５が実行される。
【０１０４】
以上説明した本実施形態のＨＭＤ１００によれば、ＨＭＤ１００の使用者ＵＳと移動体２００とが干渉する危険性のある領域である干渉危険領域を算出し、使用者ＵＳと移動体２００との相対的な位置関係に基づいて干渉する危険性のレベルを特定する。また、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で算出された干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１を、画像表示部２０を透過して視認される外景ＳＣの撮像画像ＲＡ１に重ねて画像表示部２０に表示させる。したがって、使用者ＵＳは、干渉危険領域および危険性のレベルを容易に認識することができ、使用者ＵＳと移動体２００との衝突の発生を低減できる。
【０１０５】
また、干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１が表示されてから予め定められた時間の間に危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定された場合に、使用者ＵＳに対して危険性のレベルに関連する報知を行うので、使用者ＵＳは、使用者ＵＳと移動体２００とが干渉する危険性が高い状況であることを容易に知ることができる。さらに、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で画像表示部２０において報知表示させるので、使用者ＵＳは、危険性のレベルを容易に知ることができ、使用者ＵＳの利便性を向上できる。
【０１０６】
加えて、干渉危険領域内において使用者ＵＳと干渉する危険性のある物であるパイロンＰｙに関する情報Ｉｎｆを表示させるので、使用者ＵＳは、移動体２００以外にも自身と干渉する危険性のある物を容易に認識でき、使用者ＵＳの利便性を向上できる。また、移動体２００の予定軌道情報に基づいて、干渉危険領域が算出されるので、干渉危険領域を精度よく算出できる。さらに、ＨＭＤ１００に搭載されている６軸センサー１１１の検出結果と、移動体２００の予定軌道情報と、を利用して、危険性のレベルが特定されるので、危険性のレベルを精度よく特定できる。
【０１０７】
また、予め定められた透過色で干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１が表示されるので、干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ１を表示させることによって使用者ＵＳの視界を遮ることを抑制できる。さらに、無線通信部１１７による通信によって移動体２００から予定軌道情報が取得されるので、記憶機能部１２２に予定軌道情報を予め記憶しておく構成に比べて、ハードウェア資源を低減化できる。
【０１０８】
Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態における頭部装着型表示装置１００は、第１実施形態における頭部装着型表示装置１００と同様であるので、その詳細な説明は省略する。第２実施形態における干渉危険領域表示制御処理は、第１実施形態における干渉危険領域表示制御処理の処理手順と同じである。第２実施形態における干渉危険領域表示制御処理は、使用者ＵＳがＨＭＤ１００に表示される操作内容にしたがって自車両の運転をする場合に適用される。すなわち、第２実施形態の干渉危険領域表示制御処理が実行されることにより、ＨＭＤ１００の使用者ＵＳの運転する車両（以下、「自車両」と呼ぶ）と、自車両の周囲を走行中の車両（以下、「他車両」と呼ぶ）との衝突を回避し得る。以下、具体的に処理内容を説明する。
【０１０９】
なお、第２実施形態において、自車両と他車両とが干渉するということは、自車両の運転者である使用者ＵＳと他車両とが干渉すると捉えることができる。すなわち、自車両と他車両とが干渉することは、使用者ＵＳと他車両とが干渉することと同義である。また、車両は、自身よりも大きな領域を移動領域として、自身の全部の位置の変化を伴う動作を行う移動体に該当する。第２実施形態において、使用者ＵＳおよび自車両は、課題を解決するための手段における使用者の下位概念に相当する。また、他車両は、課題を解決するための手段における移動体の下位概念に相当する。
【０１１０】
図９に示すように、上述のステップＳ１０５、ステップＳ１１０が実行されて、外景ＳＣの撮像画像および他車両の予定軌道情報が取得されると、干渉危険領域が算出される（ステップＳ１１５）。具体的には、干渉危険領域算出部１５５は、自車両に搭載されているナビゲーション装置から取得できる地図情報およびＧＮＳＳレシーバー１１５により測位される自車両の現在位置等を利用して、自車両が走行中の車線、自車両の進行方向を特定して、自車両の予定軌道を取得する。このとき、車体の大きさ、旋回性能、走行速度、操舵角度等の情報を利用して、自車両の予定軌道を取得してもよい。その後、干渉危険領域算出部１５５は、自車両の予定軌道と、取得された他車両の予定軌道情報とを照合して、干渉危険領域を算出する。
【０１１１】
上述のステップＳ１１５の実行後、上述のステップＳ１２０が実行されて、危険性のレベルが特定される。具体的には、危険性レベル特定部１５７は、自車両と他車両との車間距離および各車両の走行速度の差等に基づいて、危険性のレベルを特定する。例えば、自車両と他車両との車間距離が短いほど、また、各車両の走行速度の差が大きいほど、危険性のレベルが高いと特定される。また、例えば、自車両と他車両との車間距離が長いほど、また、各車両の走行速度の差が小さいほど、危険性のレベルが低いと特定される。ステップＳ１２０の実行後、上述のステップＳ１２５が実行される。
【０１１２】
図１３は、ステップＳ１２５実行後における使用者ＵＳの視界ＶＴの一例を模式的に示す説明図である。図１３では、図示の都合上、使用者ＵＳの視界ＶＴのうち、外景ＳＣの図示を省略している。図１３に示すように、表示領域ＰＮには、撮像画像ＲＡ２の一部が表示されている。また、表示領域ＰＮには、撮像画像ＲＡ２に重ねて、干渉危険領域画像ＩＡｒ２、ＩＡｒ３およびＩＡｒ４が表示されている。なお、図１３に示す例において、自車両は、干渉危険領域画像ＩＡｒ３が重畳されて表示されている車両の走行車線と同じ車線を走行中である。また、図１３に示す例において、各干渉危険領域の危険性のレベルは、危険性のレベルが高い順に、干渉危険領域画像ＩＡｒ４に示される領域、干渉危険領域画像ＩＡｒ２に示される領域、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に示される領域であると特定されている。
【０１１３】
干渉危険領域画像ＩＡｒ３は、自車両と、自車両の前方を走行中の他車両とが干渉する危険性のある領域を示している。干渉危険領域画像ＩＡｒ３には、使用者ＵＳに対して注意を促すための報知表示がされている。具体的には、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に重ねて、「先行車両への衝突に注意」という文字列が表示されている。
【０１１４】
干渉危険領域画像ＩＡｒ２は、自車両が進路変更を行う際に、自車両と、自車両の左側を走行中の他車両とが干渉する危険性のある領域を示している。干渉危険領域画像ＩＡｒ２には、干渉危険領域画像ＩＡｒ３と同様に、使用者ＵＳに対して注意を促すための報知表示がされており、「進路変更時注意」という文字列が表示されている。
【０１１５】
干渉危険領域画像ＩＡｒ４は、自車両が追い越しを行う際に、自車両と、自車両の右側を走行中の他車両とが干渉する危険のある領域を示している。干渉危険領域画像ＩＡｒ４には、干渉危険領域画像ＩＡｒ２およびＩＡｒ３と同様に、使用者ＵＳに対して注意を促すための報知表示がされており、「追い越し時注意」という文字列が表示されている。
【０１１６】
図１３に示すように、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４は、互いに異なる大きさおよび透過色で表示されている。かかる大きさおよび透過色は、危険性のレベルに応じて予め設定されている。例えば、危険性のレベルが高い順に、画像の大きさが大きく、また、透過色が薄くなるように設定されている。具体的には、図１３に示すように、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４のうち、危険性のレベルが最も高い干渉危険領域画像ＩＡｒ４の大きさは、干渉危険領域画像ＩＡｒ２およびＩＡｒ３の大きさよりも大きく表示されている。また、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に示される干渉危険領域の危険性のレベルよりも危険性が高い干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ２は、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に比べて大きく表示されている。また、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４のうち、危険性のレベルが最も高い干渉危険領域画像ＩＡｒ４の透過度は、干渉危険領域画像ＩＡｒ２およびＩＡｒ３の透過度よりも高く、干渉危険領域画像ＩＡｒ２およびＩＡｒ３に比べて薄く表示されている。また、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に示される干渉危険領域の危険性のレベルよりも危険性が高い干渉危険領域を示す干渉危険領域画像ＩＡｒ２は、干渉危険領域画像ＩＡｒ３の透過度に比べて低く、干渉危険領域画像ＩＡｒ３に比べて薄く表示されている。
【０１１７】
なお、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４の大きさおよび透過色は、危険性のレベルが高い順に、画像の大きさが大きく、また、透過色が薄くなるように設定されていなくてもよい。例えば、危険性のレベルが低い順に画像の大きさが大きくなるように設定されていてもよい。また、例えば、危険性のレベルが低い順に透過色が薄くなるように設定されていてもよい。この構成では、危険性のレベルが高いほど、干渉危険領域画像が濃く表示されることになり、使用者ＵＳの注意をより引くことができる。
【０１１８】
図示の便宜上、図１３には表れていないが、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４は、危険性のレベルに応じた色で表示されている。具体的には、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４が表示されてから５秒以内に自車両と他車両とが干渉する危険性がある場合、干渉危険領域画像は、赤色で表示される。また、各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４が表示されてから３０秒以内に自車両と他車両とが干渉する危険性がある場合、干渉危険領域画像は、黄色で表示される。各干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４が表示されてから６０秒以内に自車両と他車両とが干渉する危険性がある場合、干渉危険領域画像は、緑色で表示される。
【０１１９】
図９に示すように、上述のステップＳ１２５の実行後、上述のステップＳ１３０が実行されて、干渉危険領域画像ＩＡｒ２〜ＩＡｒ４が表示されてから予め定められた時間の間に危険性のレベルが予め定められた危険性のレベルになると特定されたか否かが判定される。ステップＳ１３０の実行後、上述のステップＳ１３５が実行される。
【０１２０】
図１４、図１５および図１６は、ステップＳ１３５実行後における使用者ＵＳの視界ＶＴの一例を模式的に示す説明図である。図１４は、自車両と先行車両との車間距離が５０メートルである場合を示している。図１５は自車両と先行車両との車間距離が２０メートルである場合を、図１６は自車両と先行車両との車間距離が１０メートルである場合を、それぞれ示している。図１４、図１５および図１６では、図１３と同様に、図示の便宜上、外景ＳＣの図示を省略している。
【０１２１】
図１４、図１５および図１６に示すように、表示領域ＰＮには、撮像画像ＲＡ２の一部が表示されており、撮像画像ＲＡ２に重ねて、干渉危険領域画像ＩＡｒ５、ＩＡｒ６およびＩＡｒ７がそれぞれ表示されている。また、各干渉危険領域画像ＩＡｒ５、ＩＡｒ６およびＩＡｒ７には、使用者ＵＳに対する先行車両への注意を促す報知表示がされている。具体的には、図１４に示すように、自車両と先行車両との車間距離が５０メートルである場合、干渉危険領域画像ＩＡｒ５には、「前に車がいます。」と表示されている。図１５に示すように、自車両と先行車両との車間距離が短くなって、自車両と先行車両との車間距離が２０メートルである場合、干渉危険領域画像ＩＡｒ６には、「スピードを落とせ」、「車間距離を２０メートル以上とりましょう。」と表示されている。図１６に示すように、更に自車両と先行車両との車間距離が短くなって、自車両と先行車両との車間距離が１０メートルである場合、干渉危険領域画像ＩＡｒ７には、「追突注意！！」と表示されている。
【０１２２】
なお、自車両および他車両の走行速度は変化し得るため、少なくとも一方の車両の走行速度が変化した場合には、危険性のレベルも変化する。したがって、危険性のレベルを繰り返し特定して、タイムリーな内容の報知表示をしてもよい。例えば、図１３に示す例において、自車両が干渉危険領域画像ＩＡｒ４に示す領域である追い越し車線に移動しようとする際に、追い越し車線を走行中の後方車両の走行速度が速くなっている場合には、「追い越し時注意」という内容の報知表示から「追い越し禁止」という内容の報知表示に変更して表示してもよい。
【０１２３】
図１４、図１５および図１６を比較して理解できるように、各干渉危険領域画像ＩＡｒ５〜ＩＡｒ７の透過色は、自車両と先行車両との車間距離によって異なる。すなわち、自車両と先行車両との車間距離の長さに応じて危険性のレベルは異なることから、各干渉危険領域画像ＩＡｒ５〜ＩＡｒ７の透過色は、危険性のレベルに応じて異なる。かかる透過色は、第１実施形態と同様に予め定められている。例えば、図１４に示すように、危険性のレベルが比較的低い場合には、透過色は濃く設定されている。他方、図１６に示すように、危険性のレベルが比較的高い場合には、透過色は薄く設定されている。このように透過色を設定することにより、撮像画像ＲＡ２を視認しやすくでき、また、干渉危険領域画像ＩＡｒ５〜ＩＡｒ７および報知表示をより目立たせて表示させることができる。
【０１２４】
図９に示すように、上述のステップＳ１３５の実行後、上述のステップＳ１４０が実行されて、干渉危険領域内に干渉する危険性のある物があるか否かが判定される。第２実施形態における干渉する危険性のある物とは、例えば、人、自転車、ガードレール、資材等が該当する。ステップＳ１４０では、撮像画像ＲＡ２を解析することにより得られる情報に加えて、自車両に搭載されているソナー等の検出結果を利用して、干渉危険領域内に存在する物体との距離を検出することにより、干渉する危険性のある物があるか否かを判定する。ステップＳ１４０の実行後、上述のステップＳ１４５が実行される。
【０１２５】
以上の構成を有する第２実施形態のＨＭＤ１００は、第１実施形態のＨＭＤ１００と同様な効果を奏する。加えて、ＨＭＤ１００に表示される内容に応じて自車両の運転を実行する使用者ＵＳまたはかかる自車両と、他車両との衝突の発生を低減できる。
【０１２６】
Ｃ．他の実施形態：
Ｃ１．他の実施形態１：
上記各実施形態において、危険性のレベルは、予定軌道情報と、６軸センサー１１１の検出結果とに基づいて特定されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、危険性のレベルは、予定軌道情報のみに基づいて特定されてもよい。また、例えば、６軸センサー１１１の検出結果にのみ基づいて特定されてもよい。また、例えば、６軸センサー１１１の検出結果に代えて、繰り返し取得される撮像画像の解析結果に基づいて、危険性のレベルが特定されてもよい。すなわち、一般には、ＨＭＤ１００の位置の変化を検出するセンサーの検出結果と、予定軌道情報と、のうちの少なくとも一方を利用して、危険性のレベルを特定する構成であれば、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１２７】
Ｃ２．他の実施形態２：
上記各実施形態において、干渉危険領域表示制御処理を実行する表示装置は、ＨＭＤ１００であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）であってもよいし、ビデオシースルー型ＨＭＤであってもよい。また、据え置き型の透過型表示装置でもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１２８】
Ｃ３．他の実施形態３：
上記各実施形態において、表示制御部１４７は、特定された危険性のレベルに応じて透過色および大きさを異ならせて干渉危険領域画像を表示させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示制御部１４７は、危険性のレベルに応じて形状を異ならせて干渉危険領域画像を表示させてもよい。また、例えば、表示制御部１４７は、危険性のレベルに応じて干渉危険領域画像を点滅して表示させてもよい。この構成では、危険性のレベルが比較的高い場合に干渉危険領域画像を点滅させて表示させ、危険性のレベルが比較的低い場合に干渉危険領域画像を点滅させないで表示させてもよい。また、干渉危険領域画像を点滅させて表示させる場合に、危険性のレベルに応じて点滅させる長さを異ならせてもよい。すなわち、一般には、特定された危険性のレベルに応じた表示態様で干渉危険領域画像を表示させる構成であれば、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１２９】
Ｃ４．他の実施形態４：
上記各実施形態において、干渉危険領域画像の透過色は予め設定されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像表示部２０に透過色を設定するためのユーザーインターフェイス（設定画面）を表示させ、使用者ＵＳが操作部１１０を操作することにより、透過色が設定されてもよい。このようにすることにより、使用者ＵＳは、当該ＨＭＤ１００において透過色を設定でき、使用者ＵＳの利便性を向上できる。また、かかる透過色は、危険性のレベルに応じて定められなくてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３０】
Ｃ５．他の実施形態５：
上記各実施形態において、干渉危険領域画像は透過して表示されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、干渉危険領域画像は透過されなくてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３１】
Ｃ６．他の実施形態６：
上記第１実施形態において、使用者ＵＳと単一の移動体２００との干渉危険領域が算出されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、使用者ＵＳと複数の移動体との干渉危険領域が算出されてもよい。具体的には、図８に示す例では、使用者ＵＳと各移動体２００〜２０３との干渉危険領域が算出されてもよい。このような構成においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３２】
Ｃ７．他の実施形態７：
上記各実施形態において、報知部１５９は、画像表示部２０において報知表示をしていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、報知部１５９は、音声による報知をしてもよい。また、例えば、画像表示部２０における報知表示と、音声による報知との両方を実行してもよい。また、例えば、使用者ＵＳに対して報知しなくてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３３】
Ｃ８．他の実施形態８：
上記第１実施形態において、表示された干渉危険領域画像ＩＡｒ１に重ねて、移動体２００の予定軌道を示す画像が表示されてもよい。具体的には、移動体２００の予定軌道の軌跡を矢印により示してもよい。また、移動体２００の移動速度を矢印の大きさや色を異ならせることにより示してもよい。また、干渉危険領域画像ＩＡｒ１が表示されてから予め定められた時間の間に予め定められた危険性のレベルになると特定された場合には、かかる矢印を大きく表示し、また、かかる矢印を点滅させて表示してもよい。このような構成においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３４】
Ｃ９．他の実施形態９：
上記第１実施形態において、干渉危険領域画像に重ねて干渉する危険性のある物を示す画像を表示していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、干渉する危険性のある物を示す画像を表示しなくてもよい。このような構成においても、上記第１実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３５】
Ｃ１０．他の実施形態１０：
上記各実施形態において、予定軌道情報は移動体２００から取得していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記第１実施形態においては、作業領域ＷＡｒの監視システムや、移動体２００の監視システムから予定軌道情報を取得してもよい。また、例えば、上記第２実施形態においては、自車両に先行車両追従機能が搭載される場合には、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）の予測する先行車両の予測軌道を取得してもよい。また、例えば、自車両と他車両との車車間通信を利用して予定軌道情報取得してもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３６】
Ｃ１１．他の実施形態１１：
上記各実施形態において、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７は、撮像画像ＲＡ１、ＲＡ２に重ねて表示されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７は、撮像画像に重ねて表示されなくてもよい。この構成では、撮像制御部１４９を備えていなくてもよい。また、例えば、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７は、外界の様子に応じて表示されてもよい。具体的には、外界が比較的暗い場合には、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７の色を比較的明るい色に設定して干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７を表示させてもよい。また、外界が比較的明るい場合には、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７の色を比較的暗い色に設定して干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７を表示させてもよい。すなわち、干渉危険領域画像ＩＡｒ１〜ＩＡｒ７は、外界の情報に対応づけて表示されてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３７】
Ｃ１２．他の実施形態１２：
上記各実施形態において、ＯＬＥＤユニット２２１、２４１は、ＯＬＥＤパネルと、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３を駆動するＯＬＥＤ駆動回路２２５、２４５とを有し、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３は、有機エレクトロルミネッセンスにより発光しそれぞれ発する発光素子により構成される自発光型の表示パネルであったが、本発明はこれに限定されない。また、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの素子を１個ずつ含む単位を１画素とした複数の画素が、マトリクス状に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、右表示ユニット２２および左表示ユニット２４は、それぞれ、光源部としてのＯＬＥＤパネルと、光源部が発する光を変調して複数の色光を含む画像光を出力する変調素子と、を備える映像素子として構成されてもよい。なお、ＯＬＥＤパネルが発する光を変調する変調装置は、透過型液晶パネルが採用される構成に限定されない。例えば、透過型液晶パネルに代えて反射型液晶パネルを用いてもよいし、デジタル・マイクロミラー・デバイスを用いてもよいし、レーザースキャン方式のレーザー網膜投影型のＨＭＤとしてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３８】
Ｃ１３．他の実施形態１３：
上記各実施形態において、移動体予定領域は、予定軌道情報に基づいて特定されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、移動体予定領域は、移動体２００との通信によって取得される移動体２００の可動座標を利用して特定されてもよい。また、例えば、移動体２００がＧＮＳＳレシーバーを備える構成においては、移動体予定領域は、ＧＮＳＳレシーバーにより測位される移動体２００の現在位置（経度・緯度）を利用して特定されてもよい。また、例えば、移動体予定領域は、移動体２００の速度等を利用して特定されてもよい。このような構成においても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【０１３９】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…制御装置、１２…点灯部、１４…トラックパッド、１６…方向キー、１７…決定キー、１８…電源スイッチ、１９…バイブレーター、２０…画像表示部、２１…右保持部、２２…右表示ユニット、２３…左保持部、２４…左表示ユニット、２６…右導光板、２７…前部フレーム、２８…左導光板、３０…ヘッドセット、３２…右イヤホン、３４…左イヤホン、４０…接続ケーブル、４６…コネクター、６１…カメラ、６３…マイク、６５…照度センサー、６７…ＬＥＤインジケーター、１００…頭部装着型表示装置、１１０…操作部、１１１…６軸センサー、１１３…磁気センサー、１１５…ＧＮＳＳレシーバー、１１７…無線通信部、１１８…メモリー、１２０…コントローラー基板、１２１…不揮発性記憶部、１２２…記憶機能部、１２３…設定データ、１２４…コンテンツデータ、１３０…電源部、１３２…バッテリー、１３４…電源制御回路、１４０…メインプロセッサー、１４５…画像処理部、１４７…表示制御部、１４９…撮像制御部、１５０…制御機能部、１５１…入出力制御部、１５３…通信制御部、１５５…干渉危険領域算出部、１５７…危険性レベル特定部、１５９…報知部、１６１…予定軌道情報取得部、１８０…音声コーデック、１８２…音声インターフェイス、１８４…外部コネクター、１８６…外部メモリーインターフェイス、１８８…ＵＳＢコネクター、１９２…センサーハブ、１９６…インターフェイス、２００…移動体、２０１…移動体、２０２…移動体、２０３…移動体、２１０…表示ユニット基板、２１１…インターフェイス、２１３…受信部、２１５…ＥＥＰＲＯＭ、２１７…温度センサー、２２１…ＯＬＥＤユニット、２２３…ＯＬＥＤパネル、２２５…ＯＬＥＤ駆動回路、２３０…表示ユニット基板、２３１…インターフェイス、２３３…受信部、２３５…６軸センサー、２３７…磁気センサー、２３９…温度センサー、２４１…ＯＬＥＤユニット、２４３…ＯＬＥＤパネル、２４５…ＯＬＥＤ駆動回路、２５１…右光学系、２５２…左光学系、２６１…ハーフミラー、２８１…ハーフミラー、ＡＩ…対象画像、ＢＣ…搬送装置、ＥＬ…端部、ＥＲ…端部、ＩＡｒ１…干渉危険領域画像、ＩＡｒ２…干渉危険領域画像、ＩＡｒ３…干渉危険領域画像、ＩＡｒ４…干渉危険領域画像、ＩＡｒ５…干渉危険領域画像、ＩＡｒ６…干渉危険領域画像、ＩＡｒ７…干渉危険領域画像、ＩＣ…アイコン画像、Ｉｎｆ…情報、Ｌ…画像光、ＬＥ…左眼、ＯＢ…対象物、ＯＬ…外光、ＰＮ…表示領域、Ｐｙ…パイロン、ＲＡ１…撮像画像、ＲＡ２…撮像画像、ＲＤ…視線、ＲＥ…右眼、ＳＣ…外景、ＵＳ…使用者、ＶＴ…視界、ＷＡｒ…作業領域、Ｗｋ…作業対象物
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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