(57)【要約】【課題】表示装置による表示を外部装置に合わせて制御する。【解決手段】表示システム１は、ＰＣ３００と、ＨＭＤ１００と、を備える。ＨＭＤ１００は、外景を視認可能に構成され、外景に重ねて画像を表示する画像表示部２０と、ＰＣ３００から入力されるデータに基づく画像を画像表示部２０に表示させる表示制御部１２２と、を備える。表示システム１は、ＨＭＤ１００に対するＰＣ３００の表示部３３０の位置を検出し、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、画像表示部２０における表示を調整する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示部を有する電子機器と、第２表示部を有する表示装置と、を備え、
前記表示装置は、
外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する前記第２表示部と、
前記電子機器から入力されるデータに基づく画像を前記第２表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
前記表示装置に対する前記電子機器の前記第１表示部の位置を検出し、
前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する、表示システム。
【請求項２】
前記第２表示部は外光を透過させることにより前記外景を視認可能とする透過型の表示部であり、
前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、前記第２表示部を透過して視認される前記第１表示部に合わせて調整する、請求項１記載の表示システム。
【請求項３】
前記第２表示部は、使用者の頭部に装着され、前記使用者の左眼に向けて画像光を発する左眼用表示部、及び、前記使用者の右眼に向けて画像光を発する右眼用表示部を備え、
前記第１表示部が前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれる場合に、前記第１表示部の位置に対応して、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を調整する、請求項２記載の表示システム。
【請求項４】
前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれない場合に、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を所定の初期状態とする、請求項３記載の表示システム。
【請求項５】
前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部の表示位置を制御することにより、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を調整する、請求項３または４記載の表示システム。
【請求項６】
前記第１表示部が、前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれる場合に、前記第１表示部の位置に対応して、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部における虚像の焦点位置を調整する、請求項３から５のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項７】
前記電子機器は、前記表示装置において前記第２表示部を透過して視認される前記外景に前記第１表示部が含まれる場合に前記第１表示部の表示を第１表示状態とし、前記表示装置において前記第２表示部を透過して視認される前記外景に前記第１表示部が含まれない場合に前記第１表示部の表示を第２表示状態とする電子機器制御部を備え、
前記電子機器制御部は、前記第２表示状態で、前記第１表示部における表示を非表示とする制御、及び、前記第１表示部の輝度を前記第１表示状態より低輝度とする制御のいずれかを実行する、請求項１から６のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項８】
前記表示装置に対する操作に基づいて前記電子機器の動作を制御する外部操作モード、及び、前記表示装置に対する操作に基づく前記電子機器の動作の制御を行わない通常操作モードを切り替えて実行可能であり、
前記外部操作モードにおいて、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置に基づき前記第１表示部の表示の制御を実行し、前記通常操作モードにおいて、前記第１表示部における表示を非表示とする制御、及び、前記第２表示部の輝度を前記外部操作モードより低輝度とする制御のいずれかを実行する、請求項１から７のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項９】
前記電子機器は、
前記表示装置に対する前記第１表示部の位置を求める位置検出部と、前記表示装置に出力するデータを処理する映像処理部と、を備え、
前記映像処理部は、前記位置検出部により検出された前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、前記第２表示部を透過して視認される前記第１表示部に合わせて調整する、請求項１から８のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項１０】
第１表示部を有する電子機器と、外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する第２表示部を有する表示装置と、を備える表示システムの制御方法であって、
前記電子機器から前記表示装置に入力されるデータに基づく画像を前記第２表示部に表示し、
前記表示装置に対する前記電子機器の前記第１表示部の位置を検出し、
前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する、表示システムの制御方法。
【請求項１１】
第１表示部を有する電子機器を対象として、前記第１表示部の位置を検出する位置検出部と、
外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する第２表示部と、
前記第２表示部に画像を表示させる表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、前記位置検出部により検出された前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する、表示装置。
【請求項１２】
外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する表示部を有する表示装置の制御方法であって、
前記表示部に画像を表示させ、
表示画面を有する電子機器の前記表示画面の位置を検出し、
検出した前記表示画面の位置が、前記表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記表示部における表示を調整する、表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システム、表示システムの制御方法、表示装置、及び、表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置において、外部装置の表示画像を受信して表示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、頭部装着型表示装置（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）が、複数の装置の表示画面を統合するため、外部装置が送信する表示画像を受信して、表示部に表示する例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２７９１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された構成は、ＨＭＤにより全てを表示することを前提として、外部装置の表示画像をＨＭＤの表示において統合することを可能としている。これに対し、表示装置の表示を、表示装置とは異なる外部装置に合わせて制御する手法について、従来、提案された例はない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表示装置による表示を外部装置に合わせて制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の表示システムは、第１表示部を有する電子機器と、第２表示部を有する表示装置と、を備え、前記表示装置は、外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する前記第２表示部と、前記電子機器から入力されるデータに基づく画像を前記第２表示部に表示させる表示制御部と、を備え、前記表示装置に対する前記電子機器の前記第１表示部の位置を検出し、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する。
本発明によれば、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、第２表示部における表示を調整するので、表示装置の表示状態を、外部装置である電子機器の位置に合わせて制御できる。
【０００６】
また、本発明は、前記第２表示部は外光を透過させることにより前記外景を視認可能とする透過型の表示部であり、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、前記第２表示部を透過して視認される前記第１表示部に合わせて調整する。
この構成によれば、第２表示部を透過して第１表示部を視認する場合の視認性を、適切に調整できる。
【０００７】
また、本発明は、前記第２表示部は、使用者の頭部に装着され、前記使用者の左眼に向けて画像光を発する左眼用表示部、及び、前記使用者の右眼に向けて画像光を発する右眼用表示部を備え、前記第１表示部が前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれる場合に、前記第１表示部の位置に対応して、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を調整する。
この構成によれば、使用者が第２表示部の表示画像を視認する距離を、第１表示部の位置に対応して調整することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれない場合に、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を所定の初期状態とする。
この構成によれば、第２表示部を透過して第１表示部が視認される場合と、視認されない場合とで、第２表示部の表示状態を適切に切り替えることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部の表示位置を制御することにより、前記第２表示部に表示する画像の輻輳角を調整する。
この構成によれば、使用者が第２表示部の表示画像を視認する距離を、表示位置を制御することによって容易に調整できる。
【００１０】
また、本発明は、前記第１表示部が、前記第２表示部を透過して視認される前記外景に含まれる場合に、前記第１表示部の位置に対応して、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部における虚像の焦点位置を調整する。
この構成によれば、虚像の焦点位置を調整することによって、使用者が第２表示部の表示画像を視認する距離を調整できる。
【００１１】
また、本発明は、前記電子機器は、前記表示装置において前記第２表示部を透過して視認される前記外景に前記第１表示部が含まれる場合に前記第１表示部の表示を第１表示状態とし、前記表示装置において前記第２表示部を透過して視認される前記外景に前記第１表示部が含まれない場合に前記第１表示部の表示を第２表示状態とする電子機器制御部を備え、前記電子機器制御部は、前記第２表示状態で、前記第１表示部における表示を非表示とする制御、及び、前記第１表示部の輝度を前記第１表示状態より低輝度とする制御のいずれかを実行する。
この構成によれば、電子機器制御部の制御によって、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、電子機器の第１表示部の表示状態を制御する。これにより、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、電子機器の第１表示部の表示状態を適切に調整できる。
【００１２】
また、本発明は、前記表示装置に対する操作に基づいて前記電子機器の動作を制御する外部操作モード、及び、前記表示装置に対する操作に基づく前記電子機器の動作の制御を行わない通常操作モードを切り替えて実行可能であり、前記外部操作モードにおいて、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置に基づき前記第２表示部の表示の制御を実行し、前記通常操作モードにおいて、前記第１表示部における表示を非表示とする制御、及び、前記第１表示部の輝度を前記外部操作モードより低輝度とする制御のいずれかを実行する。
この構成によれば、表示装置に対する操作に基づく電子機器の動作の制御を行わない場合と、電子機器の動作を制御する場合とのそれぞれに対応して、電子機器の位置に応じた第２表示部の表示の制御を行うことができる。
【００１３】
また、本発明は、前記電子機器は、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置を求める位置検出部と、前記表示装置に出力するデータを処理する映像処理部と、を備え、前記映像処理部は、前記位置検出部により検出された前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、前記第２表示部を透過して視認される前記第１表示部に合わせて調整する。
この構成によれば、電子機器の機能により、表示装置の表示状態を、電子機器の位置に合わせて制御できる。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明の表示システムの制御方法は、第１表示部を有する電子機器と、外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する第２表示部を有する表示装置と、を備える表示システムの制御方法であって、前記電子機器から前記表示装置に入力されるデータに基づく画像を前記第２表示部に表示し、前記表示装置に対する前記電子機器の前記第１表示部の位置を検出し、前記表示装置に対する前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する。
本発明によれば、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、第２表示部における表示を調整する。これにより、表示装置による表示を、電子機器の位置に合わせて制御できる。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、第１表示部を有する電子機器を対象として、前記第１表示部の位置を検出する位置検出部と、外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する第２表示部と、前記第２表示部に画像を表示させる表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記位置検出部により検出された前記第１表示部の位置が、前記第２表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記第２表示部における表示を調整する。
本発明によれば、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、表示装置が、第２表示部における表示を調整する。これにより、表示装置による表示を外部装置である電子機器の位置に合わせて制御できる。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明の表示装置の制御方法は、外景を視認可能に構成され、前記外景に重ねて画像を表示する表示部を有する表示装置の制御方法であって、前記表示部に画像を表示させ、表示画面を有する電子機器の前記表示画面の位置を検出し、検出した前記表示画面の位置が、前記表示部により視認される前記外景の範囲に含まれる場合に、前記表示部における表示を調整する。
本発明によれば、電子機器と表示装置との位置関係に対応して、表示装置が、第２表示部における表示を調整する。これにより、表示装置による表示を外部装置である電子機器の位置に合わせて制御できる。
【００１７】
本発明は、上述した表示システム、表示システムの制御方法、表示装置、及び、表示装置の制御方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記の制御方法をコンピューターにより実行するためのプログラム、上記プログラムを記録した記録媒体、上記プログラムを配信するサーバー装置、上記プログラムを伝送する伝送媒体、上記プログラムを搬送波内に具現化したデータ信号等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】表示システムを構成するＨＭＤ及びＰＣの外観図。
【図２】ＨＭＤの光学系の構成を示す図。
【図３】画像表示部を使用者の頭部側から見た要部斜視図。
【図４】ＨＭＤの表示部と撮像範囲との対応を示す説明図。
【図５】表示システムを構成する各部のブロック図。
【図６】画像表示部に対するＰＣの相対位置を求める処理を示す説明図。
【図７】表示システムの動作を示すフローチャート。
【図８】ホスト機器表示モードにおける表示態様の例を示す図。
【図９】ＨＭＤ表示モードにおける表示態様の例を示す図。
【図１０】ＨＭＤ表示モードにおける表示態様の別の例を示す図。
【図１１】表示システムの動作を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態における表示システムを構成する各部のブロック図。
【図１３】第２実施形態における表示システムの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［１．第１実施形態］
［１−１．表示システムの構成］
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る表示システム１の構成を示す図である。
表示システム１は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ：頭部装着型表示装置）１００と、ＨＭＤ１００の外部装置としてのＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３００と、を備える。
【００２０】
ＨＭＤ１００は、使用者（ユーザー）の頭部に装着された状態で使用者に虚像を視認させる画像表示部２０（第２表示部）と、画像表示部２０を制御する接続装置１０と、を備える表示装置である。接続装置１０は、箱形のケース（筐体、あるいは本体ともいえる）に、複数のコネクター１１を備える。画像表示部２０と接続装置１０とは、接続ケーブル４０により接続される。
【００２１】
図１の例で、接続装置１０は３つのコネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを備える。以下の説明において、コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを区別しない場合はコネクター１１と総称する。コネクター１１は、通信ケーブルを接続する有線インターフェイスであり、この通信ケーブルにより、接続装置１０は外部の装置と接続される。コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、例えば、公知の通信インターフェイス規格に準拠するコネクターであり、同一形状のコネクターであってもよく、異なる種類のコネクターであってもよい。本実施形態では、一例として、コネクター１１Ａを、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に準拠したコネクターとする。また、コネクター１１Ｂを、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）−ＴｙｐｅＣコネクターとする。また、コネクター１１Ｃを、ＭｉｃｒｏＵＳＢコネクターとする。
【００２２】
図１の例では、接続装置１０とＰＣ３００とがケーブル２により接続される。ケーブル２は、ＰＣ３００とコネクター１１Ａとを接続するＨＤＭＩケーブル２Ａ、及び、ＰＣ３００とコネクター１１Ｂとを接続するＵＳＢケーブル２Ｂで構成される。この例では、ＰＣ３００は、映像伝送用のＨＤＭＩインターフェイス、及び、データ通信用のＵＳＢインターフェイスにより、接続装置１０に接続される。
【００２３】
ＰＣ３００は、画像を表示する表示部３３０を備えるコンピューターであり、本発明の電子機器に相当する。ＰＣ３００は、好ましくは可搬型のコンピューターであり、タブレット型コンピューター、ノート型コンピューター、スマートフォン等が挙げられる。図１のＰＣ３００は、平板状の本体の表面に、表示部３３０（第１表示部、表示画面）を備える。表示部３３０は、液晶表示パネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）表示パネル等の表示パネル３３１（図５）を備え、表示パネル３３１の表面に、ユーザーの接触操作を検出するタッチセンサー３３２（図５）が設けられる。
ＰＣ３００は、ＨＭＤ１００に対しては外部機器として機能する。外部機器は、表示画面を備え、表示画面に画像を表示する機能を有する電子デバイスであればよく、本実施形態ではあくまで一例としてＰＣ３００を示す。
【００２４】
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、いわゆる頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）である。つまり、ＨＭＤ１００は、ＨＭＤ本体としての画像表示部２０に、ＰＣ３００等の外部装置を接続するための接続装置１０を繋げた構成である。画像表示部２０は、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とを有する本体に、右表示ユニット２２（右眼用表示部）、左表示ユニット２４（左眼用表示部）、右導光板２６、及び左導光板２８を備える。
【００２５】
右保持部２１及び左保持部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装着状態において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る。左保持部２３は、端部ＥＬから、画像表示部２０の装着状態において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る。
【００２６】
右導光板２６及び左導光板２８は、前部フレーム２７に設けられる。右導光板２６は、画像表示部２０の装着状態において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の装着状態において使用者の左眼の眼前に位置し、左眼に画像を視認させる。
【００２７】
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し、この連結位置は、使用者が画像表示部２０を装着する装着状態で、使用者の眉間に対応する。前部フレーム２７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の装着状態で使用者の鼻に当接する鼻当て部を設けてもよい。この場合、鼻当て部と右保持部２１及び左保持部２３とにより画像表示部２０を使用者の頭部に保持できる。また、右保持部２１及び左保持部２３に、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（図示略）を連結してもよく、この場合、ベルトによって画像表示部２０を使用者の頭部に保持できる。
【００２８】
右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４は、それぞれ、光学ユニット及び周辺回路をユニット化したモジュールである。
右表示ユニット２２は、右導光板２６による画像の表示に係るユニットであり、右保持部２１に設けられ、装着状態において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による画像の表示に係るユニットであり、左保持部２３に設けられ、装着状態において使用者の左側頭部の近傍に位置する。なお、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４を総称して単に「表示駆動部」とも呼ぶ。
【００２９】
右導光板２６及び左導光板２８は、光透過性の樹脂等によって形成される光学部であり、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４が出力する画像光を、使用者の眼に導く。右導光板２６及び左導光板２８は、例えばプリズムである。
【００３０】
右導光板２６及び左導光板２８の表面に、調光板（図示略）を設けてもよい。調光板は、光の波長域により透過率が異なる薄板上の光学素子であり、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、使用者の眼の側とは反対の側である前部フレーム２７の表側を覆うように配置される。この調光板の光学特性を適宜選択することによって、可視光、赤外光及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及び左導光板２８に入射し、右導光板２６及び左導光板２８を透過する外光の光量を調整できる。
【００３１】
画像表示部２０は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４がそれぞれ生成する画像光を、右導光板２６及び左導光板２８に導き、この画像光によって虚像を使用者に視認させることによって、画像を表示する。使用者の前方から、右導光板２６及び左導光板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、虚像を構成する画像光および外光が入射することとなり、虚像の視認性が外光の強さに影響される。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、虚像の視認のしやすさを調整できる。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用いることができる。また、調光板を用いると、右導光板２６及び左導光板２８を保護し、右導光板２６及び左導光板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、或いは、右導光板２６及び左導光板２８のそれぞれに対し着脱可能としてもよく、複数種類の調光板を交換して装着可能としてもよく、調光板を省略してもよい。
【００３２】
画像表示部２０の右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４は、それぞれ、接続装置１０に接続される。ＨＭＤ１００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のそれぞれが接続装置１０に接続される。
【００３３】
カメラ６１は、画像表示部２０の前部フレーム２７に配設される。カメラ６１は、使用者が画像表示部２０を装着した状態で視認する外景方向を撮像することが望ましく、前部フレーム２７の前面において、右導光板２６及び左導光板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が前部フレーム２７の端部ＥＲ側に配置される。カメラ６１は、端部ＥＬ側に配置されてもよく、右導光板２６と左導光板２８との連結部に配置されてもよい。
【００３４】
カメラ６１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子及び撮像レンズ等を備えるデジタルカメラであり、本実施形態のカメラ６１は単眼カメラであるが、ステレオカメラで構成してもよい。カメラ６１は、ＨＭＤ１００の表側方向、換言すれば、ＨＭＤ１００を装着した状態における使用者の視界方向の少なくとも一部の外景を撮像する。外景は、実空間と言い換えることができる。
【００３５】
別の表現では、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、使用者が注視する方向を撮像する。カメラ６１の画角の広さは適宜設定可能であるが、本実施形態では、後述するように、使用者が右導光板２６及び左導光板２８を通して視認する外界を含む。より好ましくは、右導光板２６及び左導光板２８を透過して視認可能な使用者の視界の全体を撮像できるように、カメラ６１の撮像範囲が設定される。
【００３６】
ＨＭＤ１００は、距離センサー６４を備える。距離センサー６４は、右光学像表示部２６と左光学像表示部２８との境目部分に配置される。使用者が画像表示部２０を装着した状態で、距離センサー６４の位置は、水平方向においては使用者の両眼のほぼ中間であり、鉛直方向においては使用者の両眼より上である。
距離センサー６４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。本実施形態の距離センサー６４の測定方向は、ＨＭＤ１００の表側方向であり、カメラ６１の撮像方向と重複する。
【００３７】
図２は、ＨＭＤ１００の光学系の構成を示す要部平面図である。図２には説明のため使用者の左眼ＬＥ及び右眼ＲＥ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る。使用者の右眼ＲＥに画像を視認させる構成として、右表示ユニット２２は、画像光を発するＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ユニット２２１を備える。また、ＯＬＥＤユニット２２１が発する画像光Ｌを導くレンズ群等を備えた右光学系２５１を備える。画像光Ｌは、右光学系２５１により右導光板２６に導かれる。
【００３８】
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てＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光をそれぞれ発する発光素子を、マトリクス状に配置して構成される、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画素として、複数の画素を備え、マトリクス状に配置される画素により画像を形成する。
【００３９】
ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、接続装置１０から入力される画像データに基づき、ＯＬＥＤパネル２２３が備える発光素子の選択及び発光素子への通電を実行して、ＯＬＥＤパネル２２３の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（図示略）に実装されてもよい。この基板には温度センサー２１７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であってもよい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光をそれぞれ放射する発光素子に加え、Ｗ（白）の光を発する発光素子を備えるＷＲＧＢ構成のＯＬＥＤパネル２２３を用いてもよい。
【００４０】
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で反射して右眼ＲＥに向けて右導光板２６から射出され、この画像光Ｌが右眼ＲＥの網膜に像を結び、使用者に画像を視認させる。
【００４１】
また、使用者の左眼ＬＥに画像を視認させる構成として、左表示ユニット２４は、画像光を発するＯＬＥＤユニット２４１と、ＯＬＥＤユニット２４１が発する画像光Ｌを導くレンズ群等を備えた左光学系２５２とを備える。画像光Ｌは、左光学系２５２により左導光板２８に導かれる。
【００４２】
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とを有する。ＯＬＥＤパネル２４３は、ＯＬＥＤパネル２２３と同様に構成される自発光型の表示パネルである。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、接続装置１０から入力される画像データに基づき、ＯＬＥＤパネル２４３が備える発光素子の選択及び発光素子への通電を実行して、ＯＬＥＤパネル２４３の発光素子を発光させる。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、ＯＬＥＤパネル２４３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る。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、例えばＯＬＥＤパネル２４３を駆動する半導体デバイスで構成され、ＯＬＥＤパネル２４３の裏面に固定される基板（図示略）に実装されてもよい。この基板には、温度センサー２３９が実装される。
【００４３】
左光学系２５２は、ＯＬＥＤパネル２４３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、左導光板２８に入射する。左導光板２８は、画像光Ｌを反射する複数の反射面が形成された光学素子であり、例えばプリズムである。画像光Ｌは、左導光板２８の内部で複数回の反射を経て左眼ＬＥ側に導かれる。左導光板２８には、左眼ＬＥの眼前に位置するハーフミラー２８１（反射面）が形成される。画像光Ｌは、ハーフミラー２８１で反射して左眼ＬＥに向けて左導光板２８から射出され、この画像光Ｌが左眼ＬＥの網膜に像を結び、使用者に画像を視認させる。
【００４４】
ＨＭＤ１００は、シースルー型の表示装置として機能する。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。また、左眼ＬＥには、ハーフミラー２８１で反射した画像光Ｌと、ハーフミラー２８１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、使用者にとっては、右導光板２６及び左導光板２８を透かして外景が見え、この外景に重ねて、画像光Ｌによる画像が視認される。ハーフミラー２６１、２８１は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４がそれぞれ出力する画像光を反射して画像を取り出す画像取り出し部であり、表示部と呼ぶこともできる。
【００４５】
なお、左光学系２５２と左導光板２８とを総称して「左導光部」とも呼び、右光学系２５１と右導光板２６とを総称して「右導光部」と呼ぶ。右導光部及び左導光部の構成は上記の例に限定されず、画像光を用いて使用者の眼前に虚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、例えば、回折格子を用いても良いし、半透過反射膜を用いても良い。
【００４６】
図３は、画像表示部２０を使用者の頭部側から見た要部斜視図であり、画像表示部２０の使用者の頭部に接する側、言い換えれば使用者の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥに見える側である。別の言い方をすれば、右導光板２６及び左導光板２８の裏側が見えている。
図３では、使用者の右眼ＲＥに画像光を照射するハーフミラー２６１、及び、左眼ＬＥに画像光を照射するハーフミラー２８１が、略四角形の領域として見える。また、ハーフミラー２６１、２８１を含む右導光板２６及び左導光板２８の全体が、上述したように外光を透過する。このため、使用者には、右導光板２６及び左導光板２８の全体を透過して外景が視認され、ハーフミラー２６１、２８１の位置に矩形の表示画像が視認される。
【００４７】
図４は、ＨＭＤ１００の画像表示部２０と撮像範囲との対応を示す説明図である。
カメラ６１は、上記のように画像表示部２０において右側の端部に配置され、使用者の両眼が向く方向、すなわち使用者にとって前方を撮像する。
【００４８】
図４には、カメラ６１の位置を、使用者の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥとともに平面視で模式的に示す図である。カメラ６１の画角（撮像範囲）をＣで示す。なお、図４には水平方向の画角Ｃを示すが、カメラ６１の実際の画角は一般的なデジタルカメラと同様に上下方向にも拡がる。
【００４９】
カメラ６１の光軸は、右眼ＲＥの視線方向ＲＤ及び左眼ＬＥの視線方向ＬＤ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景は、無限遠とは限らない。例えば図４に示すように、使用者が両眼で対象物ＯＢを注視すると、使用者の視線ＲＤ、ＬＤは対象物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程度であることが、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、及び下限の目安を定めてもよい。この目安は調査や実験により求めてもよいし使用者が設定してもよい。カメラ６１の光軸、及び画角は、通常使用時における対象物ＯＢまでの距離が、設定された上限の目安に相当する場合、及び、下限の目安に相当する場合に、この対象物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】
また、一般に、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、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。さらに、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度〜７０度程度とされている。この場合、注視点が、図４の対象物ＯＢ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度〜７０度程度が安定注視野であり、水平方向に約２００度、垂直方向に約１２５度が視野角となる。さらに、使用者が画像表示部２０を透過して右導光板２６及び左導光板２８を透過して視認する実際の視野を、実視野（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ）と呼ぶことができる。図１及び図２に示す本実施形態の構成で、実視野は、右導光板２６及び左導光板２８を透過して使用者が視認する実際の視野に相当する。実視野は、視野角及び安定注視野より狭いが、有効視野より広い。
【００５１】
カメラ６１の画角Ｃは、使用者の視野よりも広い範囲を撮像可能であることが好ましく、具体的には、画角Ｃが、少なくとも使用者の有効視野よりも広いことが好ましい。また、画角Ｃが、使用者の実視野よりも広いことが、より好ましい。さらに好ましくは、画角Ｃが、使用者の安定注視野よりも広く、最も好ましくは、画角Ｃが使用者の両眼の視野角よりも広い。
【００５２】
カメラ６１が、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し、単焦点レンズであってもズームレンズであってもよく、複数のレンズからなるレンズ群をカメラ６１が備える構成であってもよい。
また、上述のように、本実施形態のカメラ６１は、画像表示部２０の前部フレーム２７において端部ＥＲ側に配置されるが、端部ＥＬ側に配置されてもよく、右導光板２６と左導光板２８との連結部に配置されてもよい。この場合、カメラ６１の左右方向における位置は図４の位置とは異なり、画角Ｃは、カメラ６１の位置に応じて適宜に設定される。具体的には、カメラ６１が端部ＥＬ側にある場合、画角Ｃは図４中の右斜め前を向く。まや、例えばカメラ６１が右導光板２６と左導光板２８との連結部に配置される場合、画角Ｃは画像表示部２０の正面を向く。
【００５３】
使用者が右眼ＲＥ及び左眼ＬＥで物体を見る場合、右眼ＲＥの視線方向と左眼ＬＥの視線方向とがなす角度により、物体までの距離を知覚し、認識する。この角度は輻輳角と呼ばれ、例えば図４に示す対象物ＯＢを見る場合の輻輳角はＰＡである。
使用者がハーフミラー２６１、２８１に表示される画像を見る場合の輻輳角は、右眼ＲＥでハーフミラー２６１の画像を見る場合の視線方向と、左眼ＬＥでハーフミラー２８１の画像を見る場合の視線方向との角度である。この場合の輻輳角の大きさは、ハーフミラー２６１、２８１における画像の表示位置により決まる。従って、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４が画像を表示する表示位置を調整することによって、輻輳角を制御して、使用者が視覚により認識する距離感を制御できる。例えば、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４により表示される画像について、使用者が認識する距離感（視認距離）を調整できる。
【００５４】
また、距離センサー６４は、右光学像表示部２６と左光学像表示部２８との中央において、前方を向いて配置される。
【００５５】
［１−２．表示システムの制御系］
図５は、表示システム１を構成するＨＭＤ１００及びＰＣ３００の構成を示すブロック図である。
上述のように、ＨＭＤ１００は、接続装置１０と、画像表示部２０とを接続ケーブル４０により接続して構成される。
【００５６】
画像表示部２０は、上述したように右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４を備える。右表示ユニット２２は、表示ユニット基板２１０を有する。表示ユニット基板２１０には、接続ケーブル４０に接続される接続部２１１、接続部２１１を介して接続装置１０から入力されるデータを受信する受信部（Ｒｘ）２１３、及び、ＥＥＰＲＯＭ２１５が実装される。
接続部２１１は、受信部２１３、ＥＥＰＲＯＭ２１５、温度センサー２１７、カメラ６１、距離センサー６４、照度センサー６５、及びＬＥＤインジケーター６７を、接続装置１０に接続する。
【００５７】
ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１５は、各種のデータを不揮発的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ２１５は、例えば、画像表示部２０が備える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が備えるセンサーの特性に関するデータなどを記憶する。具体的には、ＯＬＥＤユニット２２１、２４１のガンマ補正に係るパラメーター、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。ＥＥＰＲＯＭ２１５が記憶するデータは、制御部１２０により読取り可能である。
【００５８】
カメラ６１は、接続部２１１を介して入力される信号に従って撮像を実行し、撮像画像データを、接続部２１１に出力する。
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配置される。照度センサー６５は、受光量（受光強度）に対応する検出値を出力する。
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。
【００５９】
温度センサー２１７は、温度を検出し、検出温度に対応する電圧値あるいは抵抗値を、検出値として出力する。温度センサー２１７は、ＯＬＥＤパネル２２３（図３）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。
【００６０】
距離センサー６４は、距離検出を実行し、検出結果を示す信号を、接続部２１１を介して接続装置１０に出力する。距離センサー６４は、例えば、赤外線式深度（Ｄｅｐｔｈ）センサー、超音波式距離センサー、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）式距離センサー、画像検出と音声検出とを組み合わせた距離検出ユニット等を用いることができる。また、ステレオカメラや単眼カメラによるステレオ撮影で得られる画像を処理して距離を検出する構成であってもよい。
図５には１つの距離センサー６４を図示するが、図４に示す一対の距離センサー６４、６４が同時に動作してもよい。また、一対の距離センサー６４、６４のそれぞれが、接続部２１１に接続され、独立して動作する構成であってもよい。
【００６１】
受信部２１３は、接続部２１１を介して接続装置１０から伝送される表示用の画像データを受信し、ＯＬＥＤユニット２２１に出力する。
【００６２】
左表示ユニット２４は、表示ユニット基板２１０を有する。表示ユニット基板２１０には、接続ケーブル４０に接続される接続部２３１、接続部２３１を介して接続装置１０から入力されるデータを受信する受信部（Ｒｘ）２３３が実装される。また、表示ユニット基板２１０には、６軸センサー２３５、及び、磁気センサー２３７が実装される。
接続部２３１は、受信部２３３、６軸センサー２３５、磁気センサー２３７、及び温度センサー２３９を、接続装置１０に接続する。
【００６３】
６軸センサー２３５は、３軸加速度センサー、及び、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（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）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。
【００６４】
温度センサー２３９は、温度を検出し、検出温度に対応する電圧値あるいは抵抗値を、検出値として出力する。温度センサー２３９は、ＯＬＥＤパネル２４３（図３）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。
また、温度センサー２３９が、ＯＬＥＤパネル２４３或いはＯＬＥＤ駆動回路２４５に内蔵されてもよい。また、上記基板は半導体基板であってもよい。具体的には、ＯＬＥＤパネル２４３が、Ｓｉ−ＯＬＥＤとして、ＯＬＥＤ駆動回路２４５等ととも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２３９を実装してもよい。
【００６５】
画像表示部２０の各部は、接続ケーブル４０により接続装置１０から供給される電力により動作する。画像表示部２０は、接続ケーブル４０により供給される電力の電圧変換や分配をするための電源回路（図示略）を備えてもよい。
【００６６】
接続装置１０は、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１１０、制御部１２０、表示制御部１２２、センサー制御部１２４、電源制御部１２６、不揮発性記憶部１３０、操作部１４０、及び、接続部１４５を備える。取得部としてのＩ／Ｆ部１１０は、コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを備える。また、Ｉ／Ｆ部１１０は、コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに接続されて、各種通信規格に準拠した通信プロトコルを実行するインターフェイス回路（図示略）を備えてもよい。また、Ｉ／Ｆ部１１０は、コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを介して給電を受ける構成であってもよい。
【００６７】
Ｉ／Ｆ部１１０は、例えば、外部の記憶装置や記憶媒体を接続可能なメモリーカード用インターフェイス等を備えてもよいし、Ｉ／Ｆ部１１０を無線通信インターフェイスで構成してもよい。Ｉ／Ｆ部１１０は、例えば、コネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及びインターフェイス回路を実装したインターフェイス基板であってもよい。また、接続装置１０の制御部１２０や表示制御部１２２、センサー制御部１２４、電源制御部１２６が接続装置メイン基板（図示略）に実装される構成としてもよい。この場合、接続装置メイン基板にＩ／Ｆ部１１０のコネクター１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及びインターフェイス回路を実装してもよい。
【００６８】
制御部１２０は、接続装置１０の各部を制御する。制御部１２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やマイコン等のプロセッサー（図示略）を備える。制御部１２０は、プロセッサーによりプログラムを実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとの協働によりＨＭＤ１００の各部を制御する。また、制御部１２０は、プログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。制御部１２０は、プロセッサーとともに、ワークエリアを形成するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備えてもよい。また、プロセッサー、ＲＡＭ、及びＲＯＭを統合した半導体デバイスであってもよい。
制御部１２０には、不揮発性記憶部１３０、操作部１４０、及び、接続部１４５が接続される。
【００６９】
表示制御部１２２は、Ｉ／Ｆ部１１０に入力される画像データや映像データに基づく画像を画像表示部２０により表示するための各種処理を実行する。例えば、表示制御部１２２は、フレームの切り出し、解像度変換（スケーリング）、中間フレーム生成、フレームレート変換等の各種処理を実行する。表示制御部１２２は、右表示ユニット２２のＯＬＥＤユニット２２１、及び、左表示ユニット２４のＯＬＥＤユニット２４１の各々に対応する画像データを接続部１４５に出力する。接続部１４５に入力された画像データは、接続ケーブル４０を介して接続部２１１、２３１に伝送される。
【００７０】
表示制御部１２２は、例えば、Ｉ／Ｆ部１１０に入力された映像データが３Ｄ（立体）映像データである場合に、３Ｄ映像デコードを実行する。３Ｄ映像デコードの処理において、表示制御部１２２は、３Ｄ映像データから右眼用のフレームと左眼用のフレームとを生成する。Ｉ／Ｆ部１１０に入力される３Ｄ映像データの形式は、例えば、サイドバイサイド形式、トップアンドボトム形式、フレームパッキング形式等が挙げられるが、３Ｄモデルデータであってもよい。
【００７１】
表示制御部１２２は、Ｉ／Ｆ部１１０が備えるコネクター１１Ａ、及び、コネクター１１Ｂに接続される。表示制御部１２２は、コネクター１１Ａに入力される映像データ、及び、コネクター１１Ｂに入力される映像データを対象として、処理を実行する。また、表示制御部１２２は、コネクター１１Ａ、またはコネクター１１Ｂに接続された装置との間で、映像データの伝送に関する各種制御データを送受信する機能を有していてもよい。
【００７２】
センサー制御部１２４は、カメラ６１、距離センサー６４、照度センサー６５、温度センサー２１７、６軸センサー２３５、磁気センサー２３７、及び、温度センサー２３９を制御する。具体的には、センサー制御部１２４は、制御部１２０の制御に従って各センサーのサンプリング周期の設定及び初期化を行い、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。
【００７３】
また、センサー制御部１２４は、Ｉ／Ｆ部１１０のコネクター１１Ｂに接続され、予め設定されたタイミングで、各センサーから取得した検出値に関するデータをコネクター１１Ｂに出力する。これにより、コネクター１１Ｂに接続された装置は、ＨＭＤ１００の各センサーの検出値や、カメラ６１の撮像画像データを取得できる。センサー制御部１２４が出力するデータは、検出値を含むデジタルデータであってもよい。また、センサー制御部１２４は、各センサーの検出値をもとに演算処理した結果のデータを出力してもよい。例えば、センサー制御部１２４は、複数のセンサーの検出値を統合的に処理し、いわゆるセンサーフュージョン処理部として機能する。センサーフュージョンを実行することにより、センサー制御部１２４は、センサーの検出値から求めたデータ、例えば、画像表示部２０の動きの軌跡データや、画像表示部２０の相対座標データ等を出力する。センサー制御部１２４は、コネクター１１Ｂに接続された装置との間で、データの伝送に関する各種制御データを送受信する機能を有していてもよい。
【００７４】
表示制御部１２２、及び／またはセンサー制御部１２４は、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現されてもよい。すなわち、表示制御部１２２及びセンサー制御部１２４は、プロセッサーにより構成され、プログラムを実行することで上記の動作を実行する。この例で、表示制御部１２２及びセンサー制御部１２４は、制御部１２０を構成するプロセッサーがプログラムを実行することで実現されてもよい。言い換えれば、プロセッサーがプログラムを実行することで、制御部１２０、表示制御部１２２、及びセンサー制御部１２４として機能してもよい。ここで、プロセッサーは、コンピューターと言い換えることができる。
【００７５】
また、表示制御部１２２、及び、センサー制御部１２４は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等、プログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。また、表示制御部１２２及びセンサー制御部１２４を統合して、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）−ＦＰＧＡとして構成してもよい。
【００７６】
電源制御部１２６は、Ｉ／Ｆ部１１０が備えるコネクター１１Ｂ及びコネクター１１Ｃに接続される。電源制御部１２６は、コネクター１１Ｂ、１１Ｃから供給される電力に基づき、接続装置１０の各部および画像表示部２０に対する電源供給を行う。また、電源制御部１２６は、電圧変換回路（図示略）を内蔵し、異なる電圧を接続装置１０及び画像表示部２０の各部に供給可能な構成であってもよい。電源制御部１２６は、ロジック回路や、ＦＰＧＡ等のプログラムされた半導体デバイスで構成されてもよい。また、電源制御部１２６を表示制御部１２２、及び／またはセンサー制御部１２４と共通のハードウェア（プロセッサーを含む）で構成してもよい。
表示制御部１２２、センサー制御部１２４及び電源制御部１２６は、データ処理を行うためのワークメモリーを具備してもよく、制御部１２０が備えるＲＡＭ（図示略）のワークエリアを利用して処理を行ってもよい。
【００７７】
制御部１２０は、右表示ユニット２２が備えるＥＥＰＲＯＭ２１５からデータを読み出し、読み出したデータに基づいて、表示制御部１２２及びセンサー制御部１２４の動作を設定する。また、制御部１２０は、操作部１４０における操作に従って、表示制御部１２２、センサー制御部１２４、及び、電源制御部１２６を含む各部を動作させる。また、制御部１２０は、表示制御部１２２、センサー制御部１２４及び電源制御部１２６がＩ／Ｆ部１１０を介して接続された装置を識別し、各装置に適した動作を実行するように、表示制御部１２２、センサー制御部１２４及び電源制御部１２６を制御する。
【００７８】
また、制御部１２０は、ＬＥＤインジケーター６７への通電開始及び停止を制御する。例えば、カメラ６１が撮像を開始及び終了するタイミングに合わせて、ＬＥＤインジケーター６７を点灯または点滅させる。
【００７９】
不揮発性記憶部１３０は、制御部１２０が処理するデータ等を不揮発的に記憶する記憶装置である。不揮発性記憶部１３０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気的記録装置、或いは、フラッシュメモリー等の半導体記憶素子を用いた記憶装置である。
【００８０】
また、接続装置１０は充電可能なバッテリー（図示略）を備え、このバッテリーから接続装置１０及び画像表示部２０の各部に電力を供給する構成であってもよい。
【００８１】
ＰＣ３００は、制御部３１０、不揮発性記憶部３２０、表示部３３０、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部３４１、及び、通信部３４５を備える。制御部３１０（電子機器制御部）は、ＣＰＵやマイコン等のプロセッサー（図示略）を備え、このプロセッサーによりプログラムを実行することにより、ＰＣ３００の各部を制御する。制御部３１０は、プロセッサー（いわゆるコンピューター）が実行する制御プログラムを不揮発的に記憶するＲＯＭ、及び、プロセッサーのワークエリアを構成するＲＡＭを備えてもよい。
【００８２】
不揮発性記憶部３２０は、制御部３１０により実行されるプログラムや、制御部３１０が処理するデータを不揮発的に記憶する。不揮発性記憶部１３０は、例えば、ＨＤＤ等の磁気的記録装置、或いは、フラッシュメモリー等の半導体記憶素子を用いた記憶装置である。
【００８３】
不揮発性記憶部３２０は、例えば、映像を含むコンテンツのコンテンツデータ３２１を記憶する。コンテンツデータ３２１は、制御部３１０により処理可能なフォーマットのファイルであり、映像データを含み、音声データを含んでもよい。
また、不揮発性記憶部３２０は、制御部３１０が実行する基本制御プログラムとしてのオペレーティングシステム（ＯＳ）、ＯＳをプラットフォームとして動作するアプリケーションプログラム等を記憶する。また、不揮発性記憶部３２０は、アプリケーションプログラムの実行時に処理されるデータや処理結果のデータを記憶する。
【００８４】
表示部３３０が備える表示パネル３３１、及び、タッチセンサー３３２は、制御部３１０に接続される。表示パネル３３１は、制御部３１０の制御に基づき各種画像を表示する。タッチセンサー３３２は、タッチ操作を検出し、検出した操作を示すデータを制御部３１０に出力する。タッチセンサー３３２が出力するデータは、タッチセンサー３３２における操作位置を示す座標データ等である。
【００８５】
Ｉ／Ｆ部３４１は、外部の装置に接続されるインターフェイスであり、本発明の出力部に相当する。Ｉ／Ｆ部３４１は、例えば、ＨＤＭＩインターフェイス、ＵＳＢインターフェイス等の規格に準拠した通信を実行する。Ｉ／Ｆ部３４１は、ケーブル（例えば、ケーブル２）を接続するコネクター（図示略）、及び、コネクターを伝送される信号を処理するインターフェイス回路（図示略）を備える。Ｉ／Ｆ部３４１は、コネクター及びインターフェイス回路を有するインターフェイス基板であり、制御部３１０のプロセッサー等が実装されるメイン基板に接続される。或いは、Ｉ／Ｆ部３４１を構成するコネクター及びインターフェイス回路が、ＰＣ３００のメイン基板に実装される。本実施形態で、Ｉ／Ｆ部３４１は、ＨＤＭＩインターフェイス、及び、ＵＳＢインターフェイスを備え、ＨＤＭＩケーブル２Ａ及びＵＳＢケーブル２Ｂにより、コネクター１１Ａ、１１Ｂに接続される。制御部３１０は、例えば、ＨＤＭＩケーブル２Ａにより映像データを出力し、ＵＳＢケーブル２Ｂにより接続装置１０からセンサーの出力値に関するデータ等を受信する。Ｉ／Ｆ部３４１は、ＨＤＭＩケーブル２Ａによる通信とＵＳＢケーブル２Ｂによる通信とを独立して実行できる。また、Ｉ／Ｆ部３４１は、無線通信インターフェイスであってもよい。この場合、Ｉ／Ｆ部３４１は、ＲＦ部を含む通信回路を実装したインターフェイス基板、或いは、メイン基板に実装される回路とすることができる。
【００８６】
通信部３４５は、外部の装置とデータ通信を実行する通信インターフェイスである。通信部３４５は、ケーブルを接続可能な有線通信インターフェイスであってもよいし、無線通信インターフェイスであってもよい。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に対応する有線ＬＡＮインターフェイスや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対応する無線ＬＡＮインターフェイスであってもよい。
【００８７】
制御部３１０は、上記のようにプログラムを実行することにより、入出力制御部３１１、検出値取得部３１２、位置検出部３１３、及び、画像調整部３１５として機能する。
入出力制御部３１１は、使用者による入力を検出する。制御部３１０は、入出力制御部３１１が検出する入力に基づき、表示部３３０に表示する画面の切り替え等の表示制御、アプリケーションプログラムの実行開始や終了等の動作を実行する。また、入出力制御部３１１は、Ｉ／Ｆ部３４１及び通信部３４５によるデータの入出力を制御する。
【００８８】
制御部３１０は、入力を検出する処理が異なる２つの動作モードを実行する。すなわち、使用者がＰＣ３００に対して行う入力操作を検出するホスト機器表示モード、及び、ＨＭＤ１００に対する操作をＰＣ３００への入力操作として検出するＨＭＤ表示モードを、切り替えて実行する。ホスト機器表示モードは、本発明の通常操作モードに対応し、ＨＭＤ表示モードは本発明の外部操作モードに対応する。
【００８９】
ホスト機器表示モードでは、入出力制御部３１１は、タッチセンサー３３２から入力されるデータに基づき、ユーザーによる入力を検出する。
ＨＭＤ表示モードでは、入出力制御部３１１は、Ｉ／Ｆ部３４１に入力されるデータを、ＨＭＤ１００に対する操作を示す操作データとして取得する。操作データは、接続装置１０のコネクター１１ＢからＵＳＢインターフェイスを介して出力されるデータである。操作データの実体は、ＨＭＤ１００が備えるセンサーの出力値、または、センサーの出力値を接続装置１０が処理したデータである。
【００９０】
検出値取得部３１２は、Ｉ／Ｆ部３４１により接続された接続装置１０から、ＨＭＤ１００が備える各センサーの検出値に関するデータを取得する。検出値取得部３１２は、カメラ６１の撮像画像データや、距離センサー６４、照度センサー６５、ＥＥＰＲＯＭ２１５、６軸センサー２３５、磁気センサー２３７、温度センサー２３９等の検出値に関するデータを、接続装置１０から取得する。検出値取得部３１２が取得するデータは、センサー制御部１２４により処理されたデータであり、各センサーの検出値を含むデータや、センサー制御部１２４により統計的に処理されたデータであってもよい。
【００９１】
位置検出部３１３は、検出値取得部３１２により取得されたデータに基づき、ＨＭＤ１００の位置を検出する。より詳細には、位置検出部３１３は、ＰＣ３００と画像表示部２０との相対位置を検出する。ここで、位置検出部３１３が検出する相対位置は、画像表示部２０とＰＣ３００が存在する空間における位置であってもよいし、画像表示部２０と表示部３３０の相対的な向きを含んでもよい。例えば、画像表示部２０を基準とした場合の表示部３３０の位置および／または方向を示す情報であってもよい。また、例えば、ＰＣ３００を基準とした場合の画像表示部２０の位置および／または方向を示す情報であってもよい。また、例えば、画像表示部２０及びＰＣ３００が存在する空間に設定された三次元座標系における座標を含んでいてもよい。
位置検出部３１３による位置検出については後述する。
【００９２】
ＰＣ３００が接続装置１０に出力する映像データは、コンテンツデータ３２１を再生した映像データのほか、ＰＣ３００が表示部３３０により表示している画面の映像データとすることができる。この場合、接続装置１０は、表示部３３０と同じ画面を表示し、いわゆるミラーリング表示を行う。
【００９３】
［１−３．表示システムのキャリブレーション］
図６は、画像表示部２０に対するＰＣ３００の相対位置を求める処理を示す説明図であり、特に、キャリブレーション処理を示す。図７は、表示システム１の動作を示すフローチャートであり、特に、キャリブレーション処理におけるＰＣ３００の動作を示す。
【００９４】
図６において、画像表示部２０を透過して使用者が視認する視野を符号ＶＲで示し、カメラ６１の撮像範囲を符号ＶＣで示す。この例では、撮像範囲ＶＣは視野ＶＲと重複するが、一致していない。撮像範囲ＶＣと視野ＶＲとは、一致してもよいし、撮像範囲ＶＣが視野ＶＲに含まれてもよい。
【００９５】
表示システム１を使用して、図６に示すように、カメラ６１の撮像範囲ＶＣにＰＣ３００が存在する状態で、キャリブレーションが実行される。
本実施形態では、表示部３３０に基準点Ｐ１が設定され、画像表示部２０に基準位置Ｐ２が設定される。基準点Ｐ１は、使用者が視覚的にまたは認識可能な表示であり、いわゆるマーカーである。ＰＣ３００は、カメラ６１の撮像画像データから基準点Ｐ１を画像処理により検出できる。基準位置Ｐ２は、画像表示部２０において位置の基準として設定され、仮想的な位置であってもよく、基準位置Ｐ２を示す表示や物体がなくてもよい。
基準点Ｐ１は、明示的に視認される物体や位置であればよく、基準点Ｐ１となる表示や物を新たに設ける必要はない。例えば、表示部３３０の４隅のうちの１点を基準点Ｐ１とするなど、表示部３３０の模様や形状の特定位置を基準点Ｐ１としてもよい。
【００９６】
図７は、表示システム１の動作を示すフローチャートであり、キャリブレーションを行うＰＣ３００の動作を示す。
キャリブレーションでは、使用者の視野ＶＲにおいて予め設定された位置に基準点Ｐ１が位置するように、使用者が、頭部または画像表示部２０を動かす（ステップＳ１１）。視野ＶＲにおける設定された位置と基準点Ｐ１とが重なったときに、使用者は、位置を確定させるための操作を、画像表示部２０またはＰＣ３００に対して行う（ステップＳ１２）。例えば、使用者は、画像表示部２０の前部フレーム２７を叩く操作を行う。この操作は、６軸センサー２３５により加速度として検出できる。また、画像表示部２０がノックセンサー（図示略）を搭載している場合、当該操作をノックセンサーの検出値に基づき検出できる。ステップＳ１２の操作は、タッチセンサー３３２で検出される操作であってもよい。また、ステップＳ１２では、音声による操作をＰＣ３００が検出してもよい。すなわち、ＰＣ３００がマイクを搭載し、マイクにより集音された音声を制御部３１０が処理可能な構成において、制御部３１０は、音声をテキストに変換する音声認識処理、或いは、予め登録されたパターンの音声を検出する音声コマンド検出処理を実行できる。この構成で、制御部３１０は、ステップＳ１２で、使用者が発する音声を入力操作として検出してもよい。
【００９７】
制御部３１０は、ステップＳ１２の操作を検出したときのカメラ６１の撮像画像データを取得して、カメラ６１の撮像画像データにおける基準点Ｐ１の位置を求める（ステップＳ１３）。これにより、カメラ６１の撮像画像データにおける位置と、画像表示部２０を装着した使用者の視野ＶＲにおける位置とが、対応付けられる。従って、カメラ６１の撮像画像データにＰＣ３００が写っている場合に、この撮像画像データから、視野ＶＲに対するＰＣ３００の相対位置を特定できる。
【００９８】
制御部３１０は、６軸センサー２３５および磁気センサー２３７の出力値に関するデータを取得する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で取得されるセンサーの出力値は、基準点Ｐ１が視野ＶＲの設定位置に重なる状態における画像表示部２０の基準の位置を示す。例えば、６軸センサー２３５の出力値を積算することにより、画像表示部２０が、基準の位置から移動した方向および移動量を求めることができる。また、磁気センサー２３７の出力値に基づき、画像表示部２０の基準の位置に対する画像表示部２０の相対的な方向を求めることができる。従って、画像表示部２０とＰＣ３００との相対位置を求めることができる。
【００９９】
制御部３１０は、ステップＳ１４で取得した出力値を含むキャリブレーションデータを生成し、不揮発性記憶部３２０に記憶し（ステップＳ１５）、本処理を終了する。
例えば、ステップＳ１３及びＳ１５は位置検出部３１３が実行し、ステップＳ１４は検出値取得部３１２が実行する。
【０１００】
図７に示すキャリブレーションの処理では、ＰＣ３００の基準点Ｐ１と視野ＶＲにおける設定された位置とを合わせて、画像表示部の基準の位置に対する画像表示部の相対的な位置関係を対応づける。この処理で生成されるキャリブレーションデータは、例えば、基準点Ｐ１と視野ＶＲとの相対的な位置の基準を示すデータである。このキャリブレーションで、視野ＶＲにおける所定位置と基準点Ｐ１とを重ねるだけでなく、ステップＳ１１で、ＰＣ３００を、画像表示部２０から予め設定された距離に配置する手法を採用してもよい。例えば、ステップＳ１１で、ＰＣ３００を画像表示部２０から所定距離だけ離れた位置に置くことをガイドする画像を、画像表示部２０により表示してもよい。この画像は、所定距離だけ離れた位置のＰＣ３００が視認されるサイズを示す直線、矩形、点などのマーカーとすることができる。使用者は、画像表示部２０のマーカーにＰＣ３００が重なって見えるようにＰＣ３００を自分との相対位置を調整し、その後、基準点Ｐ１を所定位置に合わせて、ステップＳ１２の操作を行えばよい。
【０１０１】
［１−４．ＨＭＤの表示態様］
図８、図９、及び図１０は、それぞれ、本実施形態における表示システム１の表示態様の例を示す図である。図８、図９及び図１０には、画像表示部２０を装着する使用者が画像表示部２０を透過して視認できる視野を視野ＶＲで示す。また、これらの図に示す例では、画像表示部２０が、使用者が視認可能なように画像を表示する表示領域は、視野ＶＲと同じ大きさ及び位置であり、重複する。本発明は、画像表示部２０の表示領域が視野ＶＲより小さい構成にも適用可能である。
【０１０２】
図８は、ホスト機器表示モードにおける表示システム１の表示態様を示す。ホスト機器表示モードは、ＰＣ３００が、タッチセンサー３３２に対する操作に基づいて各種の動作を実行する動作モードである。ホスト機器表示モードでは、ＰＣ３００は、ユーザーインターフェイスとして機能する各種画像を、表示部３３０に表示する。ホスト機器表示モードでは、ＨＭＤ１００は、画像を表示しないか、或いは、表示部３３０に表示される画面とは異なる画像を表示する。
【０１０３】
図８の例では、表示部３３０に、ユーザーインターフェイスとして、複数のアイコンが配置された画像が表示されている。また、画像表示部２０は画像を表示していない。このため、視野ＶＲには画像表示部２０の表示画像が視認されないか、表示がオフになっていることを示すアイコン等が表示される。
【０１０４】
ＨＭＤ表示モードでは、ＨＭＤ１００が備えるセンサーにより検出される操作が、ＰＣ３００に対する入力操作として、ＰＣ３００により受け付けられる。この場合、ＰＣ３００は、接続装置１０からセンサーの出力値またはセンサーの出力値を処理した結果を含むデータを取得し、取得したデータに基づき処理を行う。このため、ＨＭＤ表示モードでは、画像表示部２０が表示する表示画像２０１が操作の基準として用いられるため、表示画像２０１の視認性が、表示部３３０の表示画像よりも優先される。
【０１０５】
図９は、ＨＭＤ表示モードにおける表示システム１の表示態様を示す。ＨＭＤ表示モードでは、ＰＣ３００は、表示部３３０に表示する画像の画像データを、ＨＤＭＩケーブル２Ａにより出力する。このため、表示部３３０と、画像表示部２０により、同じ画像が表示可能となり、いわゆるミラーリングが行われる。
【０１０６】
ＨＭＤ表示モードにおいて、画像表示部２０とＰＣ３００との位置関係により、視野ＶＲに表示部３３０が含まれる場合、使用者には、画像表示部２０の表示画像と、表示部３３０の表示画像とが重なって見える。画像表示部２０と表示部３３０は同じ画像を表示するので、画像表示部２０の表示画像と表示部３３０の表示画像との両方を使用者が視認する必要はなく、例えば、いずれか一方のみを明瞭に視認できれば有用である。
そこで、本実施形態で、表示システム１は、ＨＭＤ表示モードにおいて、画像表示部２０の視野ＶＲに表示部３３０が含まれるか否かに応じて、表示に係る制御を切り替える。
【０１０７】
図９には、画像表示部２０が画像を表示する表示領域を符号ＶＡで示す。表示領域ＶＡは、ハーフミラー２６１、２８１が発する画像光により使用者に認識される領域であり、実態として図９に示す位置に表示領域が存在することを限定する意図はない。図９の例では、表示領域ＶＡが視野ＶＲのほぼ全体に配置されているが、表示領域ＶＡが視野ＶＲより小さくてもよい。
【０１０８】
図９は、ＨＭＤ表示モードで視野ＶＲに表示部３３０が含まれる場合の例である。また、図９の例では外景としての表示部３３０が表示領域ＶＡに重なっている。画像表示部２０には、表示部３３０に表示される画像と同じ表示画像２０１が表示される。画像表示部２０には、表示画像２０１が、視野ＶＲを透過して外景として視認される表示部３３０の位置に重なるように表示される。表示画像２０１は、ＰＣ３００が接続装置１０に出力する映像データに基づき、画像表示部２０に表示される画像であり、表示部３３０の表示画像をミラーリングする画像である。
【０１０９】
ＨＭＤ表示モードにおいて表示部３３０が視野ＶＲに含まれる場合、ＰＣ３００は、表示部３３０の表示状態を、通常の動作状態であるホスト機器表示モードと異なる状態に調整する。具体的には、制御部３１０が、表示部３３０の表示輝度を、ホスト機器表示モード低輝度とするか、或いは、表示をオフにする。図９の例では表示部３３０の表示がオフになっている。図９では、ＰＣ３００が画像表示部２０を透過する外景として視認されるため、ＰＣ３００を破線で図示している。この制御により、表示部３３０が表示している画像の視認性が低下しているため、画像表示部２０を装着する使用者には、表示部３３０の表示画像が見えにくい。従って、使用者には、画像表示部２０が表示する表示画像２０１が、良好に視認される。
【０１１０】
表示画像２０１の表示位置が表示部３３０の位置に合わせてあるため、使用者には、表示画像２０１が、表示部３３０に表示された画像のように視認される。
また、ＨＭＤ表示モードにおいて視野ＶＲに表示部３３０が含まれる場合に、画像表示部２０により表示画像２０１を表示する場合の輻輳角が、画像表示部２０から表示部３３０までの距離に合わせて調整される。
【０１１１】
図１０は、ＨＭＤ表示モードで視野ＶＲに表示部３３０が含まれない場合の例であり、表示部３３０は、表示領域ＶＡの外に位置する。画像表示部２０には、表示部３３０が表示する画像と同じ表示画像２０１が、ミラーリング表示される。表示画像２０１の表示サイズや位置を表示部３３０に合わせる必要がないので、表示画像２０１の表示位置および表示サイズの制限はない。例えば、視認性が高まるように表示領域ＶＡに表示可能な最大サイズ、或いは、初期設定される表示サイズで表示されてもよい。また、表示位置は表示領域ＶＡの中心であってもよい。例えば、表示画像２０１の表示位置と表示サイズがデフォルト設定されていてもよい。デフォルト設定の一例として、表示領域ＶＡの全体に表示画像２０１を表示するよう設定される。
【０１１２】
表示部３３０が表示領域ＶＡに重ならない場合、ＰＣ３００は、表示部３３０に画像を表示してもよい。この場合、表示部３３０が画像を表示する表示状態は、ホスト機器表示モードと同様である。また、ＨＭＤ表示モードにおいて表示部３３０の表示を常時オフとしてもよい。
【０１１３】
視野ＶＲに表示部３３０が含まれる場合とは、ＨＭＤ１００を装着する使用者が、画像表示部２０を透過して、外景としてＰＣ３００の表示部３３０を視認可能である場合を指す。ここで、画像表示部２０を透過する右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの視野、すなわち使用者に見える外景の範囲は、画像表示部２０の方向から求めることができる。また、図４に示したように、カメラ６１の画角と、画像表示部２０を透過して外景を見る場合の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの視野との関係が既知である場合、制御部３１０は、カメラ６１の撮像画像データから、表示部３３０が視野に入っているか否かを判定できる。従って、表示部３３０が視野ＶＲに含まれるか否かは、上述したキャリブレーションデータと、カメラ６１の撮像画像データ等に基づき判定できる。
【０１１４】
［１−５．表示システムの動作］
図１１は、表示システム１の表示に係る動作を示すフローチャートであり、特に、ＰＣ３００の動作を示す。本実施形態で、ＨＭＤ１００は、ＰＣ３００がＨＤＭＩケーブル２Ａを経由して出力する映像データに基づき画像を表示し、画像表示部２０とＰＣ３００との相対位置に基づく表示制御をＰＣ３００が行う。
【０１１５】
図１１の動作は、例えば、ＰＣ３００がケーブル２によって接続装置１０に接続されたことを検出したことを条件として、開始される。
【０１１６】
まず、ＰＣ３００において、表示モードとしてＨＭＤ表示モードを実行するか、ホスト機器表示モードを実行するかの指示、或いは、識別が行われる（ステップＳ２１）。ステップＳ２１では、使用者のＰＣ３００に対する操作によって表示モードが指定され、制御部３１０が、指定された表示モードを検出する。或いは、ステップＳ２１で、ＰＣ３００に設定されている表示モードを制御部３１０が識別してもよい。
また、図１１の動作を開始する際に、初期設定として、表示モードとしてＨＭＤ表示モードを実行するか、ホスト機器表示モードを実行するかが設定されていてもよい。初期設定は使用者がＰＣ３００を操作して設定してもよいし、いわゆるデフォルトの設定であってもよい。
【０１１７】
ホスト機器表示モードを実行する場合、制御部３１０は、タッチセンサー３３２の操作を検出した検出データを、ＰＣ３００に対する操作データとする処理を開始する（ステップＳ２２）。制御部３１０は、ケーブル２による映像データの出力を停止し（ステップＳ２３）、本処理を終了する。なお、ホスト機器表示モードで、ＰＣ３００は、表示部３３０の表示画像以外の画像または映像に係る映像データであれば、出力してもよい。例えば、ステップＳ２３で、制御部３１０は、コンテンツデータ３２１を再生する映像データを、ケーブル２を介して接続装置１０に出力してもよい。
【０１１８】
なお、ホスト機器表示モードで、ＰＣ３００は、ケーブル２により映像データを出力してもよく、この場合、接続装置１０の制御部１２０または表示制御部１２２が表示を停止すれば、同様の動作を実現できる。この場合、ＰＣ３００が接続装置１０に対し、表示を停止させる制御データを出力してもよく、この制御データを映像データに埋め込んでもよい。或いは、使用者が接続装置１０を操作して表示を停止してもよい。
【０１１９】
また、ホスト機器表示モードで、制御部３１０は、ステップＳ２３の後に処理を終了せず、ステップＳ２１に戻ってもよい。また、例えば、ステップＳ２３の実行中や実行に、使用者がＨＭＤ表示モードへの切り換えを指示する操作を行った場合に、制御部３１０は、ステップＳ２４に移行してＨＭＤ表示モードを開始してもよい。
【０１２０】
ＨＭＤ表示モードを実行する場合、制御部３１０は、ケーブル２を介して接続装置１０から取得するセンサーの出力値に関するデータを、ＰＣ３００への操作データとする処理を開始する（ステップＳ２４）。
【０１２１】
制御部３１０は、ＵＳＢケーブル２Ｂを介して接続装置１０からカメラ６１の撮像画像データおよび各センサーの出力値を取得する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５で、制御部３１０は、少なくとも、撮像画像データと、距離センサー６４の出力値を取得する。ステップＳ２５は、例えば検出値取得部３１２が実行する。
【０１２２】
制御部３１０は、カメラ６１の撮像画像データに表示部３３０が含まれるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で、制御部３１０は、例えば、撮像画像データからパターンマッチングにより表示部３３０の画像を検出する。
表示部３３０が撮像画像データに含まれないと判定した場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、制御部３１０は後述するステップＳ３７に移行する。
【０１２３】
表示部３３０が撮像画像データに含まれると判定した場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、制御部３１０は、ステップＳ２５で取得したセンサーの出力値に基づいて、表示部３３０の位置および姿勢を検出する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７で、制御部３１０は、例えば、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ）の実行や、距離センサー６４の検出値に基づき、画像表示部２０と表示部３３０との相対的な位置を求める。また、制御部３１０は、撮像画像データで表示部３３０の基準点Ｐ１を検出し、検出した基準点Ｐ１の位置から、画像表示部２０に対する表示部３３０の相対位置を求めてもよい。
【０１２４】
制御部３１０は、ステップＳ２７で求めた位置および姿勢に従って、３次元空間における表示部３３０の位置と姿勢をマッピングする（ステップＳ２８）。表示部３３０の位置および姿勢は、基準位置Ｐ２を原点または基準点とする３次元座標で表される。
【０１２５】
制御部３１０は、表示部３３０の位置および方向に合わせて表示画像２０１を３次元空間に配置する（ステップＳ２９）。制御部３１０は、表示画像２０１を、表示部３３０と平行で、表示部３３０と重なる面となるように、配置する。換言すれば、表示画像２０１は、画像表示部２０を装着する使用者から見て、表示部３３０に重なる平面となる。制御部３１０は、画像表示部２０１の四隅の位置や中心の位置など、表示画像２０１の位置を特定可能な基準位置について、基準位置Ｐ２を原点または基準点とする３次元座標を求める。ここで配置される表示画像２０１は、表示部３３０に表示される画像をミラーリングした画像であり、例えば、オペレーティングシステムのユーザーインターフェイスを構成する画像である。
【０１２６】
制御部３１０は、画像表示部２０が画像を表示する範囲における表示部３３０の位置を特定する（ステップＳ３０）。画像表示部２０が画像を表示する範囲とは、例えば、図９に示した表示領域ＶＡである。また、この範囲は、ＨＭＤ１００においてはハーフミラー２６１、２８１ということもできるが、より詳細には、ＯＬＥＤユニット２２１のＯＬＥＤパネル２２３や、ＯＬＥＤユニット２４１のＯＬＥＤパネル２４３が画像を形成する領域を指す。
【０１２７】
制御部３１０は、表示画像２０１の輻輳角および表示サイズを設定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１で、制御部３１０は、表示画像２０１が表示部３３０に重なる平面として視認されるように、画像の輻輳角を設定する。ＰＣ３００は、画像表示部２０の右表示ユニット２２により表示される画像の画像データと、左表示ユニット２４により表示される画像の画像データとを含む映像データを出力する。制御部３１０は、右表示ユニット２２用の画像における表示画像２０１の位置と、左表示ユニット２４用の画像における表示画像２０１の位置とを調整することで、使用者の左眼ＬＥと右眼ＲＥの輻輳角を調整する。
【０１２８】
制御部３１０は、表示パネル３３１の表示をオフにするか、或いは、表示輝度を変更する処理を行い（ステップＳ３２）、接続装置１０への映像データの出力を開始する（ステップＳ３３）。ステップＳ３２で表示輝度を変更する場合、表示パネル３３１の表示輝度は、ホスト機器表示モードより低輝度に設定される。
【０１２９】
ここで、接続装置１０は、Ｉ／Ｆ部１１０に入力される映像データを、表示制御部１２２によりデコードし、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４によって表示する処理を開始する。
ステップＳ２６〜Ｓ３３は、例えば、画像調整部３１５が実行する。
【０１３０】
表示開始後、制御部３１０は、視野ＶＲが移動したか否かを判定する（ステップＳ３４）。ここで、視野ＶＲの移動とは、表示部３３０に対する視野ＶＲの相対的な位置の移動を意味し、ＰＣ３００に対する画像表示部２０の移動に相当する。ステップＳ３４では、画像調整部３１５が、位置検出部３１３の検出値に基づき判定を行う。また、以下のステップＳ３５〜Ｓ４０は画像調整部３１５が実行する。
【０１３１】
制御部３１０は、視野ＶＲが移動していないと判定した場合（ステップＳ３４；ＮＯ）、表示を終了するか否かを判定する（ステップＳ３５）。例えば、表示部３３０に対する操作等により表示終了が指示された場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、制御部３１０は接続装置１０への映像データの出力を停止して本処理を終了する。一方、表示を継続する場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、制御部３１０はステップＳ３３に戻る。
【０１３２】
制御部３１０は、視野ＶＲが移動したと判定した場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、ＰＣ３００の位置、より具体的には表示部３３０の位置が、画像表示部２０が画像を表示する範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６で、制御部３１０は、画像表示部２０と表示部３３０との相対的な位置および方向に基づく判定を行う。
【０１３３】
表示部３３０の位置が画像表示部２０の表示範囲外であると判定した場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、制御部３１０は、表示画像２０１の輻輳角およびサイズを、デフォルト値に設定する（ステップＳ３７）。例えば、表示画像２０１は、視認性を優先して、ステップＳ３１で設定されるサイズよりも大きい表示サイズに設定され、輻輳角は、使用者が視認しやすい所定位置とされる。デフォルトで設定される輻輳角は、使用者が画像表示部２０の表示画像を見る際の負担や疲労が軽い角度に設定されることが好ましく、例えば、使用者が画像表示部２０の表示画像を２０ｍ先に位置する画像として認識するような輻輳角である。
制御部３１０は、表示パネル３３１の表示輝度をデフォルト値に設定する（ステップＳ３８）。表示輝度のデフォルト値は、例えば、ホスト機器表示モードにおける表示輝度である。その後、制御部３１０は、ステップＳ３３に戻る。
【０１３４】
また、制御部３１０が、表示部３３０の位置が画像表示部２０の表示範囲外でないと判定した場合（ステップＳ３６；ＮＯ）、表示部３３０は、画像表示部２０の表示範囲内にある。この場合、制御部３１０は、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲の外から範囲内に移動したのか否かを判定する（ステップＳ３９）。
【０１３５】
視野ＶＲの移動により、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲外から表示範囲内に入った場合（ステップＳ３９；ＹＥＳ）、制御部３１０は、接続装置１０に出力する映像データの状態を初期化する（ステップＳ４０）。初期化において、制御部３１０は、接続装置１０に出力していた映像データにおける輻輳角やサイズ等を、初期状態に戻す。制御部３１０は、ステップＳ２７に戻り、映像データの出力を開始するための処理を再度実行する。
【０１３６】
ステップＳ４０における初期化の処理は、具体的には、以下の例が挙げられる。第１の例として、ステップＳ３９において表示部３３０の全体が視野ＶＲに入ったと判定した場合に、以前に実行したステップＳ２９で配置及び処理された表示画像を利用する処理が挙げられる。また、第２の処理として、表示部３３０の位置に合わせて、ステップＳ２５以後の処理を実行し、新たに表示画像の位置（奥行きを含む）を再設定する処理が挙げられる。これらの他、制御部３１０が行う処理の具体例は任意である。
【０１３７】
また、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲の外から範囲内に移動していない場合（ステップＳ３９；ＮＯ）、すなわち、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲内にある状態が継続している場合、制御部３１０は、ステップＳ３３に戻る。
【０１３８】
図７及び図１１に示す処理において、表示システム１は、距離センサー６４の代わりに、カメラ６１の撮像画像データを用いて、距離を検出してもよい。例えば、表示システム１は、不揮発性記憶部１３０または不揮発性記憶部３２０に、予め、画像表示部２０から被写体までの距離と、カメラ６１の撮像画像データに写る被写体の画像の大きさとを対応付けるデータを、参照用データとして記憶する。この場合、制御部３１０は、カメラ６１の撮像画像データにおけるＰＣ３００または表示部３３０の画像の大きさと、参照用データとをもとに、画像表示部２０からＰＣ３００または表示部３３０までの距離を算出することができる。
【０１３９】
以上説明したように、第１実施形態の表示システム１は、表示システム１は、表示部３３０を有するＰＣ３００と、画像表示部２０を有するＨＭＤ１００と、を備える。ＨＭＤ１００は、外景を視認可能に構成され、外景に重ねて画像を表示する画像表示部２０と、ＰＣ３００から入力されるデータに基づく画像を画像表示部２０に表示させる表示制御部１２２と、を備える。表示システム１は、ＨＭＤ１００に対するＰＣ３００の表示部３３０の位置を検出し、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、画像表示部２０における表示を調整する。
【０１４０】
これにより、ＰＣ３００とＨＭＤ１００との位置関係に対応して、画像表示部２０における表示を調整するので、ＨＭＤ１００の表示状態を、外部装置であるＰＣ３００の位置に合わせて制御できる。
【０１４１】
また、表示システム１において、画像表示部２０は外光を透過させることにより外景を視認可能とする透過型の表示部である。表示システム１は、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、画像表示部２０の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、画像表示部２０を透過して視認される表示部３３０に合わせて調整する。これにより、画像表示部２０を透過して表示部３３０を視認する場合の視認性を、適切に調整できる。
【０１４２】
また、画像表示部２０は、使用者の頭部に装着され、使用者の左眼に向けて画像光を発する左表示ユニット２４、及び、使用者の右眼に向けて画像光を発する右表示ユニット２２を備える。表示システム１において、ＰＣ３００は、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、表示部３３０の位置に対応して、画像表示部２０に表示する画像の輻輳角を調整する。これにより、使用者が画像表示部２０の表示画像を視認する距離を、表示部３３０の位置に対応して調整することができる。
【０１４３】
また、表示システム１は、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置が、画像表示部２０を透過して視認される外景に含まれない場合に、画像表示部２０に表示する画像の輻輳角を所定の初期状態とする。これにより、画像表示部２０を透過して表示部３３０が視認される場合と、視認されない場合とで、画像表示部２０の表示状態を適切に切り替えることができる。
【０１４４】
また、表示システム１は、左表示ユニット２４及び右表示ユニット２２の表示位置を制御することにより、画像表示部２０に表示する画像の輻輳角を調整する。これにより、使用者が画像表示部２０の表示画像を視認する距離を、表示位置を制御することによって容易に調整できる。
【０１４５】
ＰＣ３００は、制御部３１０を備え、制御部３１０は、ＨＭＤ１００において画像表示部２０を透過して視認される外景に表示部３３０が含まれる場合に表示部３３０の表示を、例えば図９に示した第１表示状態とする。また、制御部３１０は、ＨＭＤ１００において画像表示部２０を透過して視認される外景に表示部３３０が含まれない場合に、表示部３３０の表示を、例えば図１０に示した第２表示状態とする。制御部３１０は、第２表示状態で、表示部３３０における表示を非表示とする制御、及び、表示部３３０の輝度を第１表示状態より低輝度とする制御のいずれかを実行する。これにより、制御部３１０の制御によって、ＰＣ３００とＨＭＤ１００との位置関係に対応して、ＰＣ３００の表示部３３０の表示状態を制御する。従って、ＰＣ３００とＨＭＤ１００との位置関係に対応して、ＰＣ３００の表示部３３０の表示状態を適切に調整できる。
【０１４６】
表示システム１は、ＨＭＤ１００に対する操作に基づいてＰＣ３００の動作を制御するＨＭＤ表示モード（外部操作モード）、及び、ＨＭＤ１００に対する操作に基づくＰＣ３００の動作の制御を行わないホスト機器表示モード（通常操作モード）を切り替えて実行可能である。ＨＭＤ表示モードにおいて、ＰＣ３００は、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置に基づき画像表示部２０の表示の制御を実行する。また、ホスト機器表示モードにおいて、ＰＣ３００は、表示部３３０における表示を非表示とする制御、及び、表示部３３０の輝度を外部操作モードより低輝度とする制御のいずれかを実行する。これにより、ＨＭＤ１００に対する操作に基づくＰＣ３００の動作の制御を行わない場合と、ＰＣ３００の動作を制御する場合とのそれぞれに対応して、ＰＣ３００の位置に応じた画像表示部２０の表示の制御を行うことができる。
【０１４７】
ＰＣ３００は、ＨＭＤ１００に対する表示部３３０の位置を求める位置検出部３１３と、ＨＭＤ１００に出力するデータを処理する画像調整部３１５と、を備える。画像調整部３１５は、位置検出部３１３により検出された表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、調整を行う。この調整では、画像表示部２０の表示領域における画像の表示位置、表示サイズ、及び形状の少なくともいずれかを、画像表示部２０を透過して視認される表示部３３０に合わせて調整する。これにより、ＰＣ３００の機能により、ＨＭＤ１００の表示状態を、ＰＣ３００の位置に合わせて制御できる。
【０１４８】
上記実施形態では、制御部３１０が、右眼ＲＥ用の画像と左眼ＬＥ用の画像とにおける画像の表示位置を調整することで、輻輳角を制御して、画像表示部２０の表示画像２０１について使用者が知覚する視認距離を制御する構成とした。
画像表示部２０が、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４が備える光学系により、使用者が画像表示部２０の表示画像について知覚する視認距離を調整可能である場合、この光学系の制御による調整を、輻輳角の制御に代えて行ってもよい。例えば、左表示ユニット２４及び右表示ユニット２２における虚像の焦点位置を調整する構成であってもよい。つまり、使用者が、表示画像２０１を、表示部３３０と同じ位置の画像として知覚するように、光学系を制御してもよい。この場合、虚像の焦点位置を調整することによって、使用者が画像表示部２０の表示画像を視認する距離を調整できる。従って、表示画像２０１が視認される距離を、ＰＣ３００の表示部３３０の位置に対応させることができ、ＨＭＤ１００による表示とＰＣ３００の表示とを、より適切に協調させることができる。
【０１４９】
上記の光学系としては、右眼ＲＥ及び左眼ＬＥを結ぶ左右方向に移動可能なレンズを備える構成が挙げられる。この構成では、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４の各々に、左右方向に移動可能なレンズが配置される。レンズは、例えば、右光学系２５１とハーフミラー２６１との間、及び、左光学系２５２とハーフミラー２８１との間に配置してもよい。また、右光学系２５１、左光学系２５２の内部にレンズを配置してもよい。レンズの位置に対応して、右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの各々に入射する画像光の位置が左右方向に移動することで、輻輳角を変化させることが可能である。この例では、レンズの移動を制御部１２０が制御する構成とし、制御部３１０が、映像データと、レンズ位置を指定する制御データとを接続装置１０に出力することで、制御部３１０が算出した輻輳角を実現できる。
【０１５０】
また、画像表示部２０が画像光を出力する光学系として、ホログラフィー表示装置を備えてもよい。この場合、画像表示部２０は、例えば、光源と、光源からの光を変調する空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と、を備える。ＳＬＭは、例えば、液晶を利用した反射型空間光位相変調器（ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）−ＳＬＭ）を用いることができる。この構成では、接続装置１０がＳＬＭに表示データを出力することにより、光源から発せられる参照光がＳＬＭにより変調され、立体像を結像する。この場合、ＰＣ３００から接続装置１０に出力される映像データ、または、ＰＣ３００が出力する映像データから表示制御部１２２が生成する表示データを調整することで、画像表示部２０が結像する立体像の焦点距離を調整可能である。このため、本実施形態で輻輳角を調整する制御に代えて、ホログラフィー表示装置として構成される画像表示部２０において立体像の焦点距離を制御することで、画像表示部２０が表示する像を使用者が視認する距離を、調整することができる。
【０１５１】
［２．第２実施形態］
図１２は、第２実施形態に係る表示システム１Ａを構成する各部のブロック図である。
表示システム１Ａは、第１実施形態で説明した表示システム１において、ＨＭＤ１００が、接続装置１０に代えて、制御装置１０Ａを備える構成となっている。制御装置１０Ａは、制御部１２１を備え、制御部１２１が、ＰＣ３００から入力される映像データを処理する。制御部１２１及び関連する各部の構成を除き、表示システム１Ａは、表示システム１と同様の構成部を備える。表示システム１と共通する構成部には同符号を付して説明を省略する。
【０１５２】
制御部１２１は、制御部１２０（図５）と同様に、ＣＰＵやマイコン等のプロセッサー（図示略）を備え、このプロセッサーによりプログラムを実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとの協働によりＨＭＤ１００の各部を制御する。また、制御部１２１は、プログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。
【０１５３】
制御部１２１には、不揮発性記憶部１３０、操作部１４０、及び、接続部１４５が接続される。また、制御部１２１は、位置検出部１２３、及び、画像調整部１２５を備える。位置検出部１２３は、位置検出部３１３と同様に、ＨＭＤ１００の位置を検出する。より詳細には、位置検出部１２３は、画像表示部２０が備えるセンサーの出力値に基づき、ＰＣ３００と画像表示部２０との相対位置を検出する。また、例えば、第１実施形態で説明したように、制御部３１０がカメラ６１の撮像画像データから被写体までの距離を求める処理を、制御部１２１が実行することもできる。
【０１５４】
位置検出部１２３が検出する相対位置は、画像表示部２０とＰＣ３００が存在する空間における位置であってもよい。また、画像表示部２０と表示部３３０の相対的な向きを含んでもよい。例えば、画像表示部２０を基準とした場合の表示部３３０の位置および／または方向を示す情報であってもよい。また、例えば、ＰＣ３００を基準とした場合の画像表示部２０の位置および／または方向を示す情報であってもよい。また、例えば、画像表示部２０及びＰＣ３００が存在する空間に設定された三次元座標系における座標を含んでいてもよい。
【０１５５】
画像調整部１２５は、Ｉ／Ｆ部１１０に入力され映像データの画像処理を行う。画像調整部１２５が実行する画像処理は、第１実施形態および第２実施形態で説明した画像調整部３１５の処理と同様である。
例えば、画像調整部１２５は、Ｉ／Ｆ部１１０に入力される映像データを、ＨＭＤ１００の仕様に合わせて解像度変換（スケーリング）、フレームレート変換、色調補正、データフォーマットの変更等を行う処理である。
【０１５６】
また、制御部１２１は、ＰＣ３００がホスト機器表示モードであるか、ＨＭＤ表示モードであるかを判定する。制御部１２１は、ＨＭＤ表示モードにおいて、ＰＣ３００に対してセンサーの出力値に関するデータを出力する。
【０１５７】
表示システム１Ａは、表示システム１と同様に、図７に示したキャリブレーション処理を実行する。表示システム１Ａが図７の動作を実行する場合、ステップＳ１３〜Ｓ１５は位置検出部１２３が実行する。
【０１５８】
また、制御部１２１は、図１１に示した制御部３１０と同様の動作を実行する。
第２実施形態では、ＰＣ３００から入力される映像データに基づき、画像調整部１２５が画像表示部２０により画像を表示する。また、画像調整部１２５は、ＨＭＤ表示モードにおいて、表示部３３０が視野ＶＲに含まれる場合と、含まれない場合とに対応して、画像表示部２０の表示を制御する。
【０１５９】
図１３は、第２実施形態における表示システム１Ａの動作を示すフローチャートであり、制御部１２１の動作を示す。
本実施形態で、ＨＭＤ１００は、ＰＣ３００がＨＤＭＩケーブル２Ａを経由して出力する映像データに基づき画像を表示し、画像表示部２０とＰＣ３００との相対位置に基づく表示制御をＨＭＤ１００が行う。
【０１６０】
図１３の動作は、例えば、ＰＣ３００がケーブル２によって接続装置１０に接続されたことを検出したことを条件として、開始される。
【０１６１】
まず、ＰＣ３００において、表示モードとしてＨＭＤ表示モードを実行するか、ホスト機器表示モードを実行するかの指示、或いは、識別が行われ、制御部１２１が識別結果を取得する（ステップＳ５１）。
【０１６２】
ＰＣ３００がホスト機器表示モードを実行する場合、制御部１２１は、画像表示部２０による表示をオフにして（ステップＳ５２）、本処理を終了する。
なお、ホスト機器表示モードで、ＰＣ３００が表示部３３０の表示画像以外の画像または映像に係る映像データを出力する場合、制御部１２１は画像表示部２０により、映像データに基づく画像を表示してもよい。
【０１６３】
ＰＣ３００がＨＭＤ表示モードを実行する場合、制御部１２１は、カメラ６１の撮像画像データおよび接続装置１０の各センサーの出力値を取得画像表示部２０が備えるセンサーの出力値を取得する（ステップＳ５３）。制御部１２１は、センサーの出力値に関するデータを、ＰＣ３００に出力する処理を開始する（ステップＳ５４）。
【０１６４】
制御部１２１は、カメラ６１の撮像画像データに表示部３３０が含まれるか否かを判定する（ステップＳ５５）。表示部３３０が撮像画像データに含まれないと判定した場合（ステップＳ５５；ＮＯ）、制御部１２１は後述するステップＳ６６に移行する。
【０１６５】
表示部３３０が撮像画像データに含まれると判定した場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）、制御部１２１は、ステップＳ５３で取得したセンサーの出力値に基づいて、表示部３３０の位置および姿勢を検出する（ステップＳ５６）。制御部１２１は、ステップＳ５６で求めた位置および姿勢に従って、３次元空間における表示部３３０の位置と姿勢をマッピングする（ステップＳ５７）。表示部３３０の位置および姿勢は、基準位置Ｐ２を原点または基準点とする３次元座標で表される。制御部１２１は、表示部３３０の位置および方向に合わせて表示画像２０１を３次元空間に配置する（ステップＳ５８）。
【０１６６】
制御部１２１は、画像表示部２０が画像を表示する範囲における表示部３３０の位置を特定する（ステップＳ５９）。制御部１２１は、表示画像２０１の輻輳角および表示サイズを設定する（ステップＳ６０）。ステップＳ６１で、制御部１２１は、表示画像２０１が表示部３３０に重なる平面として視認されるように、画像の輻輳角を設定する。
【０１６７】
ステップＳ５５〜ステップＳ６０の処理は、図１１で説明したＰＣ３００によるステップＳ２６〜Ｓ３１の処理と同様である。
【０１６８】
制御部１２１は、ＰＣ３００に対し、表示パネル３３１の表示をオフにするか、或いは、表示輝度の変更を指示する（ステップＳ６１）。この指示は、例えば、ＵＳＢケーブル２Ｂを介して制御データとして送信される。ステップＳ６２で表示輝度を変更する場合、表示パネル３３１の表示輝度は、ホスト機器表示モードより低輝度に設定される。
制御部１２１は、ＰＣ３００が出力する映像データを取得して、表示を開始する（ステップＳ６２）。ステップＳ５５〜Ｓ６２は、例えば、画像調整部１２５が実行する。
【０１６９】
表示開始後、制御部１２１は、視野ＶＲが移動したか否かを判定する（ステップＳ６３）。ステップＳ６３では、画像調整部１２５が、位置検出部１２３の検出値に基づき判定を行う。また、以下のステップＳ６４〜Ｓ６９は画像調整部１２５が実行する。また、ステップＳ６３〜Ｓ６６，Ｓ６８〜Ｓ６９の処理は、図１１で説明したＰＣ３００によるステップＳ３４〜Ｓ３７，Ｓ３９〜Ｓ４０の処理と同様である。
【０１７０】
制御部１２１は、視野ＶＲが移動していないと判定した場合（ステップＳ６３；ＮＯ）、表示を終了するか否かを判定する（ステップＳ６４）。例えば、ＨＭＤ１００またはＰＣ３００に対し表示終了が指示された場合（ステップＳ６４；ＹＥＳ）、制御部１２１は表示を停止して本処理を終了する。一方、表示を継続する場合（ステップＳ６４；ＮＯ）、制御部１２１はステップＳ６２に戻る。
【０１７１】
制御部１２１は、視野ＶＲが移動したと判定した場合（ステップＳ６３；ＹＥＳ）、ＰＣ３００の表示部３３０位置が、画像表示部２０が画像を表示する範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ６５）。表示部３３０の位置が画像表示部２０の表示範囲外であると判定した場合（ステップＳ６５；ＹＥＳ）、制御部１２１は、表示画像２０１の輻輳角およびサイズを、デフォルト値に設定する（ステップＳ６６）。
【０１７２】
制御部１２１は、ＰＣ３００に対し、表示パネル３３１の表示輝度をデフォルト値に設定させる指示を行う（ステップＳ６７）。表示輝度のデフォルト値は、例えば、ホスト機器表示モードにおける表示輝度である。その後、制御部１２１は、ステップＳ６２に戻る。
【０１７３】
また、制御部３１０が、表示部３３０の位置が画像表示部２０の表示範囲外でないと判定した場合（ステップＳ６５；ＮＯ）、表示部３３０は、画像表示部２０の表示範囲内にある。この場合、制御部１２１は、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲の外から範囲内に移動したのか否かを判定する（ステップＳ６８）。
【０１７４】
視野ＶＲの移動により、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲外から表示範囲内に入った場合（ステップＳ６８；ＹＥＳ）、制御部１２１は、映像データに基づく表示状態を初期化する（ステップＳ６９）。初期化において、制御部１２１は、表示画像２０１の輻輳角やサイズ等を、初期状態に戻す。制御部１２１は、ステップＳ５６に戻り、表示を開始するための処理を再度実行する。
【０１７５】
また、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲の外から範囲内に移動していない場合（ステップＳ６８；ＮＯ）、すなわち、表示部３３０が画像表示部２０の表示範囲内にある状態が継続している場合、制御部１２１は、ステップＳ６２に戻る。
【０１７６】
このように、表示システム１Ａでは、ＨＭＤ１００Ａ（表示装置）、表示部３３０を有するＰＣ３００を対象として、表示部３３０の位置を検出する位置検出部１２３を備える。また、ＨＭＤ１００Ａは、画像表示部２０に画像を表示させる画像調整部１２５（映像処理部）を備える。画像調整部１２５は、位置検出部１２３により検出された表示部３３０の位置が、画像表示部２０により視認される外景の範囲に含まれる場合に、画像表示部２０における表示を調整する。これにより、ＰＣ３００とＨＭＤ１００との位置関係に対応して、ＨＭＤ１００が、画像表示部２０における表示を調整する。従って、ＨＭＤ１００による表示を外部装置であるＰＣ３００の位置に合わせて制御できる。
【０１７７】
また、ＰＣ３００が、表示部３３０が表示する画像と同じ画像を、ＨＤＭＩケーブル２Ａによりミラーリングして出力する構成において、ＨＭＤ１００Ａが、画像表示部２０の表示画像を調整する。すなわち、ＨＭＤ１００Ａが、画像表示部２０の方向や画像表示部２０とＰＣ３００との相対位置に対応して、画像表示部２０が表示する画像の表示態様を変化させる。
【０１７８】
従って、表示システム１Ａは、第１実施形態で説明した表示システム１の効果を実現できる。さらに、ＨＭＤ１００Ａにおいて映像データを処理可能であることから、ＰＣ３００に代えて、映像データを出力する汎用機器を接続した場合に、画像表示部２０の位置や方向に対応して表示態様を変更できるという利点がある。
【０１７９】
なお、本発明は上記各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上記実施形態において、使用者が表示部を透過して外景を視認する構成は、右導光板２６１及び左導光板２８１が外光を透過する構成に限定されない。例えば外景を視認できない状態で画像を表示する表示装置にも適用可能である。具体的には、外景撮影用カメラ６１の撮影画像、この撮影画像に基づき生成される画像やＣＧ、予め記憶された映像データや外部から入力される映像データに基づく映像等を表示する表示装置に、本発明を適用できる。この種の表示装置としては、外景を視認できない、いわゆるクローズ型の表示装置を含むことができる。また、上記実施形態で説明したように実空間に重ねて画像を表示するＡＲ表示や、撮影した実空間の画像と仮想画像とを組み合わせるＭＲ（Ｍｉｘｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）表示を用いてもよい。或いは、仮想画像を表示するＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）表示といった処理を行わない表示装置にも適用できる。例えば、外部から入力される映像データまたはアナログ映像信号を表示する表示装置も、本発明の適用対象として勿論含まれる。
【０１８０】
また、例えば、画像表示部２０に代えて、例えば帽子のように装着する画像表示部等の他の方式の画像表示部を採用してもよく、使用者の左眼に対応して画像を表示する表示部と、使用者の右眼に対応して画像を表示する表示部とを備えていればよい。また、本発明の表示装置は、例えば、自動車や飛行機等の車両に搭載されるヘッドマウントディスプレイとして構成されてもよい。また、例えば、ヘルメット等の身体防護具に内蔵されたヘッドマウントディスプレイとして構成されてもよい。この場合、使用者の身体に対する位置を位置決めする部分、及び、当該部分に対し位置決めされる部分を装着部とすることができる。
【０１８１】
さらに、第２実施形態のＨＭＤ１００Ａは、制御装置１０Ａと画像表示部２０とが一体に構成され、使用者の頭部に装着される構成であってもよい。また、制御装置１０Ａとして、ノート型コンピューター、タブレット型コンピューター、ゲーム機や携帯型電話機やスマートフォンや携帯型メディアプレーヤーを含む携帯型電子機器、その他の専用機器等を用いてもよい。また、上記実施形態では、接続装置１０と画像表示部２０とが無線通信回線によって接続される構成であってもよい。
【０１８２】
また、表示システム１においてＨＭＤ１００、１００Ａに接続される機器は、ＰＣ３００に限定されない。例えば、据え置き型のテレビ受像器、据え置き型のパーソナルコンピューターのモニターであってもよい。また、ＰＣ３００に代えて、表示面に画像を投射するプロジェクターを用いてもよく、この場合、プロジェクターが画像を投射する投射面が表示画面に相当する。また、これらの機器以外に、ＰＣ３００に代えて、可搬型または据え置き型の電子機器を用いることができる。ＰＣ３００またはＰＣ３００に代えて利用される各種の電子機器は、ＨＭＤ１００、１００Ａに無線接続されてもよい。例えば、コネクター１１Ａに代えて、Ｍｉｒａｃａｓｔ（登録商標）やＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ（登録商標）などの無線映像通信インターフェイスを利用してもよい。また、コネクター１１Ｂに代えて、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ（登録商標）を含む）を用いてもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を利用してもよい。
【０１８３】
また、ブロック図に示した各機能ブロックのうち少なくとも一部は、ハードウェアで実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現される構成としてもよく、図に示した通りに独立したハードウェア資源を配置する構成に限定されない。
【符号の説明】
【０１８４】
２…ケーブル、２Ａ…ＨＤＭＩケーブル、２Ｂ…ＵＳＢケーブル、１０…接続装置、１０Ａ…制御装置、１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…コネクター、２０…画像表示部（第２表示部）、２２…右表示ユニット（右眼用表示部）、２４…左表示ユニット（左眼用表示部）、６１…カメラ、６４…距離センサー、６５…照度センサー、６７…ＬＥＤインジケーター、１００、１００Ａ…ＨＭＤ（表示装置）、１１０…Ｉ／Ｆ部、１２０…制御部、１２１…制御部、１２３…位置検出部、１２４…センサー制御部、１２５…画像調整部（映像処理部）、１２６…電源制御部、１３０…不揮発性記憶部、１４０…操作部、１４５…接続部、２０１…表示画像、２１７…温度センサー、２３５…６軸センサー、２３７…磁気センサー、２３９…温度センサー、２６１…ハーフミラー、２８１…ハーフミラー、３００…ＰＣ（電子機器）、３１０…制御部（電子機器制御部）、３１１…入出力制御部、３１２…検出値取得部、３１３…位置検出部、３１５…画像調整部（映像処理部）、３２０…不揮発性記憶部、３２１…コンテンツデータ、３３０…表示部（第１表示部、表示画面）、３３１…表示パネル、３３２…タッチセンサー、３４１…Ｉ／Ｆ部、３４５…通信部、ＶＡ…表示領域、ＶＲ…視野。
【図１】
2019113693.tif 000003
【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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