(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の身体に装着して使用される表示装置であって、
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部と、
前記使用者の視線方向を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出する対象検出部と、
前記撮像部の撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、
前記対象物と前記使用者との距離を検出する距離検出部と、を備え、
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が前記対象物を検出し、検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記距離検出部が検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示サイズを、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示サイズよりも大きく表示させること、を特徴とする表示装置。
【請求項２】
使用者の身体に装着して使用される表示装置であって、
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部と、
前記使用者の視線方向を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出する対象検出部と、
前記撮像部の撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、
前記対象物と前記使用者との距離を検出する距離検出部と、を備え、
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が前記対象物を検出し、検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記距離検出部が検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示輝度を、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示輝度よりも低くすること、を特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記対象検出部は、検出した前記対象物の形状及び色のいずれかに基づいて前記対象物が人か、人に関係しない対象物であるかを判定すること、を特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記情報表示制御部は、前記対象物と情報との関連の有無と、前記位置検出部が検出した前記対象物の位置と、前記距離検出部が検出した前記対象物との距離との少なくともいずれかに基づいて情報の表示属性を決定すること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物の色に基づいて、前記表示部に表示させる情報に所定色の背景を付すか否かを判定すること、を特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物が人であって、表示させる情報と前記対象物とに関連がある場合に、表示させる情報に文字装飾を付す、又は、表示させる情報と前記対象物とに関連があるか否かによって表示させる情報の表示色を変更すること、を特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項７】
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物に関連する付加情報を前記表示部に表示させること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記位置検出部は、前記使用者が前記表示部の表示領域を透過して前記対象物を視認する位置を検出すること、を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置の制御方法であって、
前記使用者の視線方向を撮像した撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出し、
前記撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出し、
検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させ、
検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記対象物と前記使用者との距離を検出し、検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示サイズを、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示サイズよりも大きく表示させること、を特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１０】
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置の制御方法であって、
前記使用者の視線方向を撮像した撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出し、
前記撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出し、
検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させ、
検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記対象物と前記使用者との距離を検出し、検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示輝度を、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示輝度よりも低くすること、を特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１１】
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置を制御するコンピューターが実行可能なプログラムであって、
前記コンピューターを、
前記使用者の視線方向を撮像する撮像部に撮像を実行させ、前記撮像部の撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出する対象検出部と、
前記撮像部の撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、
前記撮像部の撮像画像に基づいて前記対象物と前記使用者との距離を検出する距離検出部として機能させ、
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記距離検出部が検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示サイズを、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示サイズよりも大きく表示させること、を特徴とするプログラム。
【請求項１２】
外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置を制御するコンピューターが実行可能なプログラムであって、
前記コンピューターを、
前記使用者の視線方向を撮像する撮像部に撮像を実行させ、前記撮像部の撮像画像により前記使用者の視線方向に存在する対象物と、前記対象物の種類とを検出する対象検出部と、
前記撮像部の撮像画像により前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、
前記撮像部の撮像画像に基づいて前記使用者と前記対象物との距離を検出する距離検出部として機能させ、
前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物の種類が人である場合に、前記対象物に重ならない位置に情報を表示させ、前記対象物の種類が人に関係しない対象物である場合に、前記対象物に重なる位置に情報を表示させ、
前記距離検出部が検出した前記距離が予め設定された距離よりも離れている場合の情報の表示輝度を、検出した前記距離が予め設定された前記距離よりも離れていない場合の情報の表示輝度よりも低くすること、を特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示装置の制御方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェアラブル表示装置において文章を表示する機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の装置は、表示された文章データの内容をユーザーが把握できるように、文章データの一部の文字又は単語について、フォントサイズや文字の色等の表示属性を変更する。これにより、例えば文章の一部の文字を、より早く、容易に識別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の装置では、特定の分野を表す言葉のフォントサイズを大きくするなど、表示する情報の内容に対応して表示属性を変更する。これに対し、装置あるいは装置を使用するユーザーの外的な状況に対応した表示を行う手法は従来無かった。例えば、ウェアラブル表示装置が使用される場所や状況まで配慮されていなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、装置外部の、外的な要因に対応して情報を表示する表示装置、表示装置の制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、使用者の身体に装着して使用される表示装置であって、外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部と、前記使用者の視線方向の対象物を検出する対象検出部と、前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、表示装置を装着する使用者の視線方向にある対象物に対応して、情報を表示するので、使用者に見える外景と表示する情報との見え方を調整して、情報を表示できる。このため、表示装置外部の、外的な要因に対応して、情報を見やすく表示することができる。
【０００６】
また、本発明は、上記表示装置において、前記使用者の視線方向を撮像する撮像部を備え、前記対象検出部は、前記撮像部の撮像画像に基づき、前記使用者が前記表示部を透過して視認する前記対象物を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、視線方向にある対象物を、より確実に検出できる。
【０００７】
また、本発明は、上記表示装置において、前記位置検出部は、前記撮像部の撮像画像に基づき、前記対象物の位置を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、表示領域に対する対象物の位置を速やかに求めることができる。
【０００８】
また、本発明は、上記表示装置において、前記位置検出部は、前記撮像部の撮像画像を含む複数の情報に基づき、前記対象物の位置を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、表示領域に対する対象物の位置を、より正確に求めることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記表示装置において、前記情報表示制御部は、前記対象検出部が検出した前記対象物に関連する付加情報を前記表示部に表示させること、を特徴とする。
本発明によれば、使用者に、対象物に関連する付加情報を、対象物とともに見えるように表示できる。
【００１０】
また、本発明は、上記表示装置において、前記位置検出部は、前記使用者が前記表示部の表示領域を透過して前記対象物を視認する位置を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、使用者が対象物を視認する位置を基準として情報を表示できる。例えば、対象物に重なるように情報を表示したり、対象物を避ける位置に情報を表示したりできる。
【００１１】
また、本発明は、上記表示装置において、前記情報表示制御部は、前記位置検出部が検出した前記対象物の位置に重なるように情報を表示させること、を特徴とする。
本発明によれば、対象物に重なって見えるように情報を表示できる。
【００１２】
また、本発明は、上記表示装置において、前記対象物と前記使用者との距離を検出する距離検出部を備え、前記情報表示制御部は、前記距離検出部が検出した距離に応じて、情報の表示態様を決定し、決定した表示態様で前記表示部に情報を表示させること、を特徴とする。
本発明によれば、対象物と使用者の位置関係に対応して表示態様を変えることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明は、外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置の制御方法であって、前記使用者の視線方向の対象物を検出し、前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出し、前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させること、を特徴とする。
本発明によれば、表示装置を装着する使用者の視線方向にある対象物に対応して、情報を表示するので、使用者に見える外景と表示する情報との見え方を調整して、情報を表示できる。このため、表示装置外部の、外的な要因に対応して、情報を見やすく表示することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、外景を透過し、前記外景とともに視認できるように画像を表示する表示部を備え、使用者の身体に装着して使用される表示装置を制御するコンピューターが実行可能なプログラムであって、前記コンピューターを、前記使用者の視線方向の対象物を検出する対象検出部と、前記表示部の表示領域に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部で検出した前記対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を前記表示部に表示させる情報表示制御部と、して機能させる。
本発明によれば、表示装置を装着する使用者の視線方向にある対象物に対応して、情報を表示するので、使用者に見える外景と表示する情報との見え方を調整して、情報を表示できる。このため、表示装置外部の、外的な要因に対応して、情報を見やすく表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】頭部装着型表示装置の外観構成を示す説明図である。
【図２】頭部装着型表示装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】頭部装着型表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】対象物検出処理を詳細に示すフローチャートである。
【図５】表示処理を詳細に示すフローチャートである。
【図６】頭部装着型表示装置の典型的な適用例を示す説明図であり、（Ａ）は頭部装着型表示装置が利用される劇場の構成を示す模式図であり、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は劇場で頭部装着型表示装置を使用する使用者の視野の例を示す。
【図７】頭部装着型表示装置の典型的な適用例を示す説明図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は劇場で頭部装着型表示装置を使用する使用者の視野の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、頭部装着型表示装置１００の外観構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置１００は、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。本実施形態の頭部装着型表示装置１００は、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置である。なお、本明細書では、頭部装着型表示装置１００によって使用者が視認する虚像を便宜的に「表示画像」とも呼ぶ。また、画像データに基づいて生成された画像光を射出することを「画像を表示する」ともいう。
【００１７】
頭部装着型表示装置１００は、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚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１０と、を備えている。制御装置１０は、使用者が頭部装着型表示装置１００を操作するためのコントローラーとしても機能する。画像表示部２０は、単に「表示部」とも呼ぶ。
【００１８】
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している。画像表示部２０は、右保持部２１と、右表示駆動部２２と、左保持部２３と、左表示駆動部２４と、右光学像表示部２６と、左光学像表示部２８と、カメラ６１（撮像部）と、マイク６３と、を備える。右光学像表示部２６および左光学像表示部２８は、それぞれ、使用者が画像表示部２０を装着した際に使用者の右および左の眼前に位置するように配置されている。右光学像表示部２６の一端と左光学像表示部２８の一端とは、使用者が画像表示部２０を装着した際の使用者の眉間に対応する位置で、互いに接続されている。
【００１９】
右保持部２１は、右光学像表示部２６の他端である端部ＥＲから、使用者が画像表示部２０を装着した際の使用者の側頭部に対応する位置にかけて、延伸して設けられた部材である。同様に、左保持部２３は、左光学像表示部２８の他端である端部ＥＬから、使用者が画像表示部２０を装着した際の使用者の側頭部に対応する位置にかけて、延伸して設けられた部材である。右保持部２１および左保持部２３は、眼鏡のテンプル（つる）のようにして、使用者の頭部に画像表示部２０を保持する。
【００２０】
右表示駆動部２２と左表示駆動部２４とは、使用者が画像表示部２０を装着した際の使用者の頭部に対向する側に配置されている。なお、以降では、右保持部２１および左保持部２３を総称して単に「保持部」とも呼び、右表示駆動部２２および左表示駆動部２４を総称して単に「表示駆動部」とも呼び、右光学像表示部２６および左光学像表示部２８を総称して単に「光学像表示部」とも呼ぶ。
【００２１】
表示駆動部２２，２４は、液晶ディスプレイ２４１，２４２（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＬＣＤ２４１，２４２」とも呼ぶ）や投写光学系２５１，２５２等を含む（図２参照）。表示駆動部２２，２４の構成の詳細は後述する。光学部材としての光学像表示部２６，２８は、導光板２６１，２６２（図２参照）と調光板２０Ａとを備える。導光板２６１，２６２は、光透過性の樹脂等によって形成され、表示駆動部２２，２４から出力された画像光を使用者の眼に導く。調光板２０Ａは、薄板状の光学素子であり、使用者の眼の側とは反対の側である画像表示部２０の表側を覆うように配置されている。調光板２０Ａは、光透過性がほぼゼロのもの、透明に近いもの、光量を減衰させて光を透過するもの、特定の波長の光を減衰または反射するもの等、種々のものを用いることができる。調光板２０Ａの光学特性（光透過率など）を適宜選択することにより、外部から右光学像表示部２６および左光学像表示部２８に入射する外光量を調整して、虚像の視認のしやすさを調整できる。本実施形態では、少なくとも、頭部装着型表示装置１００を装着した使用者が外の景色を視認できる程度の光透過性を有する調光板２０Ａを用いる場合について説明する。調光板２０Ａは右導光板２６１、左導光板２６２を保護し、右導光板２６１、左導光板２６２の損傷や汚れの付着等を抑制する。
調光板２０Ａは右光学像表示部２６および左光学像表示部２８に対し着脱可能としてもよく、複数種類の調光板２０Ａを交換して装着可能としてもよいし、省略してもよい。
【００２２】
カメラ６１は、右光学像表示部２６の他端である端部ＥＲに配置される。カメラ６１は、使用者の眼の側とは反対側方向の外部の景色である外景を撮像し、外景画像を取得する。図１に示す本実施形態のカメラ６１は、単眼カメラであるが、ステレオカメラであってもよい。
カメラ６１の撮影方向すなわち画角は、頭部装着型表示装置１００の表側方向、換言すれば、頭部装着型表示装置１００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影する方向である。また、カメラ６１の画角の広さは適宜設定可能であるが、カメラ６１の撮像範囲が、使用者が右光学像表示部２６、左光学像表示部２８を通して視認する外界（外景）を含む範囲であることが好ましい。さらに、調光板２０Ａを通した使用者の視界の全体を撮影できるようにカメラ６１の撮像範囲が設定されていると、より好ましい。
【００２３】
画像表示部２０は、さらに、画像表示部２０を制御装置１０に接続するための接続部４０を有している。接続部４０は、制御装置１０に接続される本体コード４８と、右コード４２と、左コード４４と、連結部材４６と、を備える。右コード４２と左コード４４とは、本体コード４８が２本に分岐したコードである。右コード４２は、右保持部２１の延伸方向の先端部ＡＰから右保持部２１の筐体内に挿入され、右表示駆動部２２に接続されている。同様に、左コード４４は、左保持部２３の延伸方向の先端部ＡＰから左保持部２３の筐体内に挿入され、左表示駆動部２４に接続されている。
【００２４】
連結部材４６は、本体コード４８と、右コード４２および左コード４４と、の分岐点に設けられ、イヤホンプラグ３０を接続するためのジャックを有している。イヤホンプラグ３０からは、右イヤホン３２および左イヤホン３４が延伸している。イヤホンプラグ３０の近傍にはマイク６３が設けられている。イヤホンプラグ３０からマイク６３までは一本のコードにまとめられ、マイク６３からコードが分岐して、右イヤホン３２と左イヤホン３４のそれぞれに繋がっている。
【００２５】
マイク６３の具体的な仕様は任意であり、指向性を有するマイクであってもよいし、無指向性のマイクであってもよい。指向性を有するマイクとしては、例えば単一指向性（Cardioid）、狭指向性（Supercardioid）、鋭指向性（Hypercardioid）、超指向性（Ultra Cardioid）等が挙げられる。マイク６３が指向性を有する場合、頭部装着型表示装置１００を装着した使用者の視線方向からの音声を特に良好に集音し、検出する構成とすればよい。この場合、マイク６３の指向性を確保するため、マイク６３またはマイク６３を収容する部品に構造的な特徴を持たせてもよい。例えば図１の例において、使用者が右イヤホン３２及び左イヤホン３４を装着した状態で、マイク６３の集音部が、使用者の視線方向を向くように、マイク６３及び連結部材４６が設計されていればよい。或いは、マイク６３を、右保持部２１または左保持部２３に埋込設置してもよい。この場合、右保持部２１または左保持部２３の前面側、すなわち右光学像表示部２６、左光学像表示部２８に並ぶ面に集音用の穴を穿設すれば、使用者の視線方向に対応する指向性を持たせることができる。使用者の視線方向とは、例えば、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８が面する方向、使用者が右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８越しに見る視界の中心を向く方向、カメラ６１の撮影方向等と言い換えることができる。なお、マイク６３の指向性の方向を可変としてもよい。この場合、使用者の視線方向を検出して、その方向を向くようにマイク６３の視線方向を調整する構成としてもよい。
【００２６】
なお、右コード４２と左コード４４とを一本のコードにまとめることも可能である。具体的には、右コード４２の内部の導線を、画像表示部２０の本体内部を通して左保持部２３側に引き込み、左コード４４内部の導線とともに樹脂で被覆して、一本のコードにまとめてもよい。
【００２７】
画像表示部２０と制御装置１０とは、接続部４０を介して各種信号の伝送を行なう。本体コード４８における連結部材４６とは反対側の端部と、制御装置１０と、のそれぞれには、互いに嵌合するコネクター（図示略）が設けられている。本体コード４８のコネクターと制御装置１０のコネクターとの嵌合／嵌合解除により、制御装置１０と画像表示部２０とが接続されたり切り離されたりする。右コード４２と、左コード４４と、本体コード４８とには、例えば、金属ケーブルや光ファイバーを採用できる。
【００２８】
制御装置１０は、頭部装着型表示装置１００を制御するための装置である。制御装置１０は、決定キー１１、点灯部１２、表示切替キー１３、輝度切替キー１５、方向キー１６、メニューキー１７、及び電源スイッチ１８を含むスイッチ類を備える。また、制御装置１０は、使用者が指によりタッチ操作するトラックパッド１４を備える。
【００２９】
決定キー１１は、押下操作を検出して、制御装置１０で操作された内容を決定する信号を出力する。点灯部１２は、頭部装着型表示装置１００の動作状態を、その発光状態によって通知する。頭部装着型表示装置１００の動作状態としては、例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ等がある。点灯部１２としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。表示切替キー１３は、押下操作を検出して、例えば、コンテンツ動画の表示モードを３Ｄと２Ｄとを切り替える信号を出力する。
【００３０】
トラックパッド１４は、トラックパッド１４の操作面上での使用者の指の操作を検出して、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できる。輝度切替キー１５は、押下操作を検出して、画像表示部２０の輝度を増減する信号を出力する。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。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、頭部装着型表示装置１００の電源投入状態を切り替える。
【００３１】
図２は、実施形態に係る表示システム１を構成する各部の機能ブロック図である。
図２に示すように、表示システム１は、外部機器ＯＡと、頭部装着型表示装置１００とを備える。外部機器ＯＡとしては、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）や携帯電話端末、ゲーム端末等、がある。外部機器ＯＡは、頭部装着型表示装置１００に画像を供給する画像供給装置として用いられる。
【００３２】
頭部装着型表示装置１００の制御装置１０は、制御部１４０と、操作部１３５と、入力情報取得部１１０と、記憶部１２０と、電源１３０と、インターフェイス１８０と、送信部（Ｔｘ）５１および送信部（Ｔｘ）５２と、を有している。
操作部１３５は、使用者による操作を検出する。操作部１３５は、図１に示した決定キー１１、表示切替キー１３、トラックパッド１４、輝度切替キー１５、方向キー１６、メニューキー１７、電源スイッチ１８の各部を備える。
【００３３】
入力情報取得部１１０は、使用者による操作入力に応じた信号を取得する。操作入力に応じた信号としては、例えば、トラックパッド１４、方向キー１６、電源スイッチ１８、に対する操作入力がある。
電源１３０は、頭部装着型表示装置１００の各部に電力を供給する。電源１３０としては、例えば二次電池を用いることができる。
【００３４】
記憶部１２０は、種々のコンピュータープログラムを格納している。記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭ等によって構成されている。記憶部１２０には、頭部装着型表示装置１００の画像表示部２０に表示する画像データが格納されていても良い。
【００３５】
インターフェイス１８０は、制御装置１０に対して、コンテンツの供給元となる種々の外部機器ＯＡを接続するためのインターフェイスである。インターフェイス１８０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を用いることができる。
【００３６】
制御部１４０は、記憶部１２０に格納されているコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、制御部１４０は、オペレーティングシステム（ＯＳ）１５０、画像処理部１６０、音声処理部１７０、対象検出部１７１、位置検出部１７２、距離検出部１７３、情報表示制御部１７４、及び、表示制御部１９０、として機能する。
制御部１４０には、３軸センサー１１３、ＧＰＳ１１５、及び通信部１１７が接続される。３軸センサー１１３は３軸の加速度センサーであり、３軸センサー１１３の検出値を制御部１４０が取得可能である。ＧＰＳ１１５は、アンテナ（図示略）を備え、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信し、制御装置１０の現在位置を求める。ＧＰＳ１１５は、ＧＰＳ信号に基づいて求めた現在位置や現在時刻を制御部１４０に出力する。また、ＧＰＳ１１５はＧＰＳ信号に含まれる情報に基づいて現在時刻を取得し、制御装置１０の制御部１４０が計時する時刻を修正させる機能を備えていてもよい。
【００３７】
通信部１１７は、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ（登録商標））、Ｍｉｒａｃａｓｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の規格に準じた無線データ通信を実行する。
外部機器ＯＡが、通信部１１７に無線接続された場合には、制御部１４０は、コンテンツデータを通信部１１７より取得して、画像表示部２０に画像を表示するための制御を行う。一方、外部機器ＯＡが、インターフェイス１８０に有線接続された場合には、制御部１４０は、コンテンツデータをインターフェイス１８０より取得して、画像表示部２０に画像を表示するための制御を行う。よって、通信部１１７、及び、インターフェイス１８０を、以下総称してデータ取得部ＤＡと呼ぶ。
データ取得部ＤＡは、外部機器ＯＡから、頭部装着型表示装置１００により表示するコンテンツデータを取得する。コンテンツデータは後述する表示データを含み、表示データは画像データやテキストデータ等の種々のデータとすることができる。
【００３８】
画像処理部１６０は、コンテンツに含まれる画像信号を取得する。画像処理部１６０は、取得した画像信号から、垂直同期信号ＶＳｙｎｃや水平同期信号ＨＳｙｎｃ等の同期信号を分離する。また、画像処理部１６０は、分離した垂直同期信号ＶＳｙｎｃや水平同期信号ＨＳｙｎｃの周期に応じて、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路等（図示略）を利用してクロック信号ＰＣＬＫを生成する。画像処理部１６０は、同期信号が分離されたアナログ画像信号を、Ａ／Ｄ変換回路等（図示略）を用いてディジタル画像信号に変換する。その後、画像処理部１６０は、変換後のディジタル画像信号を、対象画像の画像データ（図中、Ｄａｔａ）として、１フレームごとに記憶部１２０内のＤＲＡＭに格納する。この画像データは、例えばＲＧＢデータである。
なお、画像処理部１６０は、必要に応じて、画像データに対して、解像度変換処理、輝度、彩度の調整といった種々の色調補正処理、キーストーン補正処理等の画像処理を実行してもよい。
【００３９】
画像処理部１６０は、生成されたクロック信号ＰＣＬＫ、垂直同期信号ＶＳｙｎｃ、水平同期信号ＨＳｙｎｃ、記憶部１２０内のＤＲＡＭに格納された画像データＤａｔａ、のそれぞれを、送信部５１、５２を介して送信する。なお、送信部５１を介して送信される画像データＤａｔａを「右眼用画像データ」とも呼び、送信部５２を介して送信される画像データＤａｔａを「左眼用画像データ」とも呼ぶ。送信部５１、５２は、制御装置１０と画像表示部２０との間におけるシリアル伝送のためのトランシーバーとして機能する。
【００４０】
表示制御部１９０は、右表示駆動部２２および左表示駆動部２４を制御する制御信号を生成する。具体的には、表示制御部１９０は、制御信号により、右ＬＣＤ制御部２１１による右ＬＣＤ２４１の駆動ＯＮ／ＯＦＦ、右バックライト制御部２０１による右バックライト２２１の駆動ＯＮ／ＯＦＦ、左ＬＣＤ制御部２１２による左ＬＣＤ２４２の駆動ＯＮ／ＯＦＦ、左バックライト制御部２０２による左バックライト２２２の駆動ＯＮ／ＯＦＦなど、を個別に制御する。これにより、表示制御部１９０は、右表示駆動部２２および左表示駆動部２４のそれぞれによる画像光の生成および射出を制御する。例えば、表示制御部１９０は、右表示駆動部２２および左表示駆動部２４の両方に画像光を生成させたり、一方のみに画像光を生成させたり、両方共に画像光を生成させなかったりする。
【００４１】
表示制御部１９０は、右ＬＣＤ制御部２１１と左ＬＣＤ制御部２１２とに対する制御信号のそれぞれを、送信部５１および５２を介して送信する。また、表示制御部１９０は、右バックライト制御部２０１と左バックライト制御部２０２とに対する制御信号のそれぞれを送信する。
【００４２】
画像表示部２０は、右表示駆動部２２と、左表示駆動部２４と、右光学像表示部２６としての右導光板２６１と、左光学像表示部２８としての左導光板２６２と、カメラ６１と、振動センサー６５と、９軸センサー６６と、を備えている。
【００４３】
振動センサー６５は、加速度センサーを利用して構成され、図１に示すように画像表示部２０の内部に配置される。図１の例では右保持部２１において、右光学像表示部２６の端部ＥＲの近傍に内蔵される。振動センサー６５は、使用者が端部ＥＲを叩く操作（ノック操作）を行った場合に、この操作による振動を検出して、検出結果を制御部１４０に出力する。この振動センサー６５の検出結果により、制御部１４０は、使用者によるノック操作を検出する。
【００４４】
９軸センサー６６は、加速度（３軸）、角速度（３軸）、地磁気（３軸）、を検出するモーションセンサーである。９軸センサー６６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。検出された使用者の頭部の動きから画像表示部２０の向きがわかるため、制御部１４０は、使用者の視線方向を推定できる。
【００４５】
右表示駆動部２２は、受信部（Ｒｘ）５３と、光源として機能する右バックライト（ＢＬ）制御部２０１および右バックライト（ＢＬ）２２１と、表示素子として機能する右ＬＣＤ制御部２１１および右ＬＣＤ２４１と、右投写光学系２５１と、を備える。右バックライト制御部２０１と右バックライト２２１とは、光源として機能する。右ＬＣＤ制御部２１１と右ＬＣＤ２４１とは、表示素子として機能する。なお、右バックライト制御部２０１と、右ＬＣＤ制御部２１１と、右バックライト２２１と、右ＬＣＤ２４１と、を総称して「画像光生成部」とも呼ぶ。
【００４６】
受信部５３は、制御装置１０と画像表示部２０との間におけるシリアル伝送のためのレシーバーとして機能する。右バックライト制御部２０１は、入力された制御信号に基づいて、右バックライト２２１を駆動する。右バックライト２２１は、例えば、ＬＥＤやエレクトロルミネセンス（ＥＬ）等の発光体である。右ＬＣＤ制御部２１１は、受信部５３を介して入力されたクロック信号ＰＣＬＫと、垂直同期信号ＶＳｙｎｃと、水平同期信号ＨＳｙｎｃと、右眼用画像データＤａｔａ１と、に基づいて、右ＬＣＤ２４１を駆動する。右ＬＣＤ２４１は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルである。
【００４７】
右投写光学系２５１は、右ＬＣＤ２４１から射出された画像光を並行状態の光束にするコリメートレンズによって構成される。右光学像表示部２６としての右導光板２６１は、右投写光学系２５１から出力された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ使用者の右眼ＲＥに導く。なお、右投写光学系２５１と右導光板２６１とを総称して「導光部」とも呼ぶ。
【００４８】
左表示駆動部２４は、右表示駆動部２２と同様の構成を有している。左表示駆動部２４は、受信部（Ｒｘ）５４と、光源として機能する左バックライト（ＢＬ）制御部２０２および左バックライト（ＢＬ）２２２と、表示素子として機能する左ＬＣＤ制御部２１２および左ＬＣＤ２４２と、左投写光学系２５２と、を備える。左バックライト制御部２０２と左バックライト２２２とは、光源として機能する。左ＬＣＤ制御部２１２と左ＬＣＤ２４２とは、表示素子として機能する。なお、左バックライト制御部２０２と、左ＬＣＤ制御部２１２と、左バックライト２２２と、左ＬＣＤ２４２と、を総称して「画像光生成部」とも呼ぶ。また、左投写光学系２５２は、左ＬＣＤ２４２から射出された画像光を並行状態の光束にするコリメートレンズによって構成される。左光学像表示部２８としての左導光板２６２は、左投写光学系２５２から出力された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ使用者の左眼ＬＥに導く。なお、左投写光学系２５２と左導光板２６２とを総称して「導光部」とも呼ぶ。
【００４９】
頭部装着型表示装置１００は、使用者が右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８を透過して外景を見ている場合に、この外景に重なるように表示データを表示する。
対象検出部１７１は、カメラ６１に撮像を実行させる制御を行い、撮像画像を取得する。この撮像画像はカラー画像データまたはモノクロ画像データとしてカメラ６１から出力されるが、カメラ６１が画像信号を出力して、対象検出部１７１が画像信号から所定のファイルフォーマットに適合する画像データを生成してもよい。
対象検出部１７１は、取得した撮像画像データを解析し、撮像画像データに写っている対象物を検出する。対象物とは、カメラ６１の撮像方向すなわち使用者の視線方向に存在する物体または人である。
【００５０】
位置検出部１７２は、対象検出部１７１が検出した対象物の、画像表示部２０が画像を表示する表示領域に対する位置を検出する。右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８によって、使用者の両眼に画像が視認され、この画像は調光板２０Ａを透過する外光と重なる。このため、使用者は、外景と、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８が表示する画像とを重ねて視認する。ここで、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８が表示する画像が使用者に見える範囲を、画像表示部２０の表示領域とする。この表示領域は画像表示部２０が画像を視認させることができる最大の範囲であり、画像表示部２０は表示領域の全部または一部に画像を表示する。
【００５１】
位置検出部１７２は、カメラ６１の撮像画像における対象物の画像の位置をもとに、使用者に対象物が見える位置と、画像表示部２０が表示する画像が見える位置との相対位置を求める。この処理には、画像表示部２０の表示領域とカメラ６１の撮像範囲（画角）との位置関係を示す情報が必要である。この情報に代えて、使用者の視野（視界）とカメラ６１の撮像範囲（画角）との位置関係を示す情報、及び、使用者の視野（視界）と画像表示部２０の表示領域との位置関係を示す情報を用いてもよい。これらの情報は、例えば記憶部１２０に予め記憶されている。
また、位置検出部１７２は、対象物の位置とともに、表示領域に対する対象物のサイズを検出してもよい。これにより、画像表示部２０が表示する画像と、外景における対象物とが使用者に見える場合に、使用者が知覚する表示画像と対象物の像の大きさが所定の状態となるように、画像を表示できる。
位置検出部１７２が検出する対象物の位置に基づいて、画像表示部２０が画像を表示すると、使用者が対象物を見る位置を避けてデータを表示したり、使用者に対象物が見える位置に重なるようにデータを表示したりできる。
【００５２】
距離検出部１７３は、対象検出部１７１が検出した対象物までの距離を求める。例えば、距離検出部１７３は、カメラ６１の撮像画像において対象検出部１７１が検出した対象物の画像のサイズに基づき、対象物までの距離を求める。
また、頭部装着型表示装置１００は、レーザー光または超音波を利用して対象物までの距離を検出する距離計を備えていてもよい。この距離計は、例えば、レーザー光の光源と、この光源が発したレーザー光の反射光を受光する受光部とを備え、レーザー光の受光状態に基づき対象物までの距離を検出する。また、距離計は、例えば、超音波式の距離計としてもよい。すなわち、超音波を発する音源と、対象物に反射した超音波を検出する検出部とを備え、反射した超音波に基づき対象物までの距離を検出する距離計を用いてもよい。さらに、この距離計は、レーザー光を利用する距離計と超音波を用いる距離計とを合わせた構成とすることもできる。このような距離計は、画像表示部２０の右保持部２１または右表示駆動部２２に設けることが好ましく、例えば、調光板２０Ａと並ぶ面に、前方を向いて設置するとよい。この距離計が距離を測定する方向は、カメラ６１の撮像方向と同様に、使用者の視線方向であることが望ましい。
距離検出部１７３は、カメラ６１または距離計から対象物までの距離を検出するが、この距離は、頭部装着型表示装置１００の使用者から対象物までの距離と見なすことができる。
【００５３】
情報表示制御部１７４は、対象検出部１７１、位置検出部１７２、及び距離検出部１７３の処理結果に基づき、画像表示部２０によって、表示データを表示させる。頭部装着型表示装置１００は、データ取得部ＤＡにより、動画像、静止画像、文字、記号等様々なデータを取得する構成としてもよく、これらのデータを表示データとして利用できる。
情報表示制御部１７４は、対象検出部１７１が検出した対象物について位置検出部１７２が検出した位置及び／又はサイズ、距離検出部１７３が検出した対象物までの距離等に基づき、表示データの表示属性を決定する。表示属性とは、例えば表示データがテキストデータである場合、文字の表示サイズ、表示色、字体、太字やイタリック等の文字装飾の有無等を含む。また、文字データの背景として、矩形、楕円形、円形等の形状の画像を配置することも可能であり、この背景の有無、背景のサイズ、形状、及び背景の透明度を表示属性に含めてもよい。表示データが画像データである場合、表示属性は、例えば画像の表示サイズ、表示色、透明度等を含む。
この情報表示制御部１７４の機能により、頭部装着型表示装置１００は、使用者が外景とともに視認できるように、表示データを表示する。
【００５４】
音声処理部１７０は、コンテンツに含まれる音声信号を取得し、取得した音声信号を増幅して、連結部材４６に接続された右イヤホン３２内のスピーカー（図示略）および左イヤホン３４内のスピーカー（図示略）に対して供給する。なお、例えば、Ｄｏｌｂｙ（登録商標）システムを採用した場合、音声信号に対する処理がなされ、右イヤホン３２および左イヤホン３４のそれぞれから、例えば周波数等が変えられた異なる音が出力される。
【００５５】
また、音声処理部１７０は、マイク６３により集音される音声を取得してディジタル音声データに変換し、音声に係る処理を行う。例えば、音声処理部１７０は、取得した音声から特徴を抽出してモデル化することで、複数の人の声を別々に認識して、声ごとに話している人を特定する話者認識を行ってもよい。
【００５６】
制御部１４０には、３軸センサー１１３、ＧＰＳ１１５、及び通信部１１７が接続される。３軸センサー１１３は３軸の加速度センサーであり、制御部１４０は３軸センサー１１３の検出値を取得して、制御装置１０の動き及び動きの方向を検出可能である。
ＧＰＳ１１５は、アンテナ（図示略）を備え、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信し、制御装置１０の現在位置を求める。ＧＰＳ１１５は、ＧＰＳ信号に基づいて求めた現在位置や現在時刻を制御部１４０に出力する。また、ＧＰＳ１１５はＧＰＳ信号に含まれる情報に基づいて現在時刻を取得し、制御装置１０の制御部１４０が計時する時刻を修正させる機能を備えていてもよい。
通信部１１７は、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ（登録商標））やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準じた無線データ通信を実行する。
【００５７】
インターフェイス１８０は、制御装置１０に対して、コンテンツの供給元となる種々の画像供給装置ＯＡを接続するためのインターフェイスである。画像供給装置ＯＡが供給するコンテンツは、静止画像または動画像を含み、音声を含んでもよい。画像供給装置ＯＡとしては、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）や携帯電話端末、ゲーム端末等、がある。インターフェイス１８０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、を利用できる。
ここで、画像供給装置ＯＡを無線通信回線により制御装置１０に接続することも可能である。この場合、画像供給装置ＯＡは、通信部１１７と無線通信を実行して、コンテンツのデータをＭｉｒａｃａｓｔ（登録商標）等の無線通信技術により送信する。
【００５８】
図３は、頭部装着型表示装置１００の動作を示すフローチャートであり、特に、情報表示制御部１７４の機能を利用した、データ表示処理を示す。データ処理は、使用者が右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８を通して外景を見ているときに、その外景に関する文字等の表示データを画像表示部２０により表示する処理である。
【００５９】
頭部装着型表示装置１００の制御部１４０は、まず、データ取得部ＤＡにより表示データを取得する（ステップＳ１）。データ取得部ＤＡにより取得されたデータは記憶部１２０に記憶される。ステップＳ１で受信されるデータは上記したように動画像データ、静止画像データ、テキストデータ等の種々のデータとすることができ、本実施形態では文字列からなるテキストデータを取得及び表示する例を説明する。
【００６０】
続いて、対象検出部１７１が対象物検出処理を実行する（ステップＳ２）。対象検出部１７１がカメラ６１の撮像画像から対象物の画像を検出し、位置検出部１７２が対象物の位置を検出する。続いて、距離検出部１７３が、対象検出部１７１により検出された対象物までの距離を検出する距離検出処理を実行する（ステップＳ３）。さらに、情報表示制御部１７４が表示処理を実行し、対象検出部１７１、位置検出部１７２及び距離検出部１７３の処理結果に基づいて、表示制御部１９０を制御し、表示データを画像表示部２０により表示させる（ステップＳ５）。
ステップＳ２及びＳ４の各処理の詳細は後述する。
【００６１】
その後、制御部１４０はステップＳ１で取得したデータの全てについて、ステップＳ２〜Ｓ４で処理したか否かを判定する（ステップＳ５）。未処理のデータがある場合（ステップＳ５；ＮＯ）、制御部１４０はステップＳ２に戻り、未処理のデータに対する処理を行う。また、全てのデータの処理が済んだ場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御部１４０は表示を終了するか否かを判定する（ステップＳ６）。表示を継続する場合（ステップＳ６；ＮＯ）、制御部１４０はステップＳ１に戻る。また、操作部１３５が検出した操作等に従って表示を終了する場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御部１４０は表示制御部１９０による表示を停止させて本処理を終了する。
【００６２】
図４は、図３のステップＳ２に示した対象物検出処理を詳細に示すフローチャートである。
対象検出部１７１は、カメラ６１に撮像を実行させて撮像画像を取得し（ステップＳ１１）、撮像画像から対象物の画像を検出する（ステップＳ１２）。対象検出部１７１が対象物を検出する処理は、例えば２通り挙げられる。第１の処理は、検出する対象物の画像の特徴を示すデータが予め記憶部１２０に記憶されていて、このデータを利用する処理である。具体的には、対象検出部１７１は記憶部１２０から画像の特徴を示すデータを取得し、この特徴に合致する部分を、撮像画像において検索する。この第１の処理で検出される対象物は、予め記憶部１２０に記憶されたデータにマッチする対象物である。第２の処理は、対象検出部１７１が撮像画像において輪郭を抽出することにより、撮像画像に写っている人または物体の画像を切り出し、所定以上の大きさの画像が切り出された場合に、切り出した画像を対象物の画像とする処理である。第１及び第２の処理で複数の対象物の画像が検出された場合、対象検出部１７１は、使用者の視線方向により近い１つの対象物を選択してもよい。例えば、カメラ６１の撮像画像において中心に近い対象物の画像を選択すればよい。
【００６３】
続いて、位置検出部１７２が、対象検出部１７１により検出された対象物の画像について、表示領域に対する位置を検出する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で、位置検出部１７２は、上述したように表示領域とカメラ６１の画角との位置関係を示す情報等を記憶部１２０から適宜取得する。
【００６４】
また、対象検出部１７１は、ステップＳ１２で検出した対象物の画像に基づき、対象物の種類を判定する（ステップＳ１４）。本実施形態では、対象物の種類は、表示データが重ならないようにする対象物か、表示データを重ねる対象物かの２通りが挙げられる。表示データを重ねる対象物を、ここでは背景と呼ぶ。
そして、位置検出部１７２はステップＳ１３で検出した対象物の位置を出力し、対象検出部１７１は、ステップＳ１４で判定した対象物の種類を出力し、ステップＳ３（図３）に移行する（ステップＳ１５）。
【００６５】
図５は、表示処理を詳細に示すフローチャートである。また、図６及び図７は頭部装着型表示装置１００の典型的な適用例を示す説明図である。図６（Ａ）は頭部装着型表示装置１００が利用される劇場ＴＨの構成を示す模式図であり、図６（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び図７（Ａ）、（Ｂ）は、劇場ＴＨで頭部装着型表示装置１００を使用する使用者の視野ＶＲの例を示す。
図６（Ａ）に示す劇場ＴＨは、ステージＳＴを向くように、頭部装着型表示装置１００の使用者を含む観客用の座席ＳＨが多数配置された構成を有する。頭部装着型表示装置１００の使用者は、座席ＳＨに着席してステージＳＴを見るときに、頭部装着型表示装置１００を使用する。
【００６６】
図６（Ｂ）の視野ＶＲは、画像表示部２０の右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８越しに、使用者が見る視野を示している。画像表示部２０は外景を透過して視認可能であるという特性を有するので、視野ＶＲには、ステージＳＴが見えている。視野ＶＲには、ステージＳＴの上方及び左右端に配置されたカーテンＣＴ、ステージＳＴの左右の側方にある舞台袖ＳＳが含まれる。ステージＳＴには出演者Ａの姿が見える。この例ではステージＳＴ上に出演者Ａが居り、使用者は出演者Ａを見ている。
【００６７】
この例で、制御部１４０がステップＳ１において取得する表示データは、劇場ＴＨで上演される演劇プログラムに関するテキストデータであり、出演者Ａが発話する台詞、及び、演劇プログラムに関する説明のテキストを含む。制御部１４０は、ステップＳ１で、演劇プログラム全体、または、一部についてテキストデータを取得する。このテキストデータが複数の台詞、及び／又は複数の説明のテキストを含む場合、ステップＳ１で取得された表示データは演劇プログラムの進行に伴い、複数回に分けて表示される。このため、情報表示制御部１７４は、ステップＳ１で取得された表示データの中から、今回表示する分の表示データを抽出して取得する（ステップＳ２１）。情報表示制御部１７４は、演劇プログラムの進行に合わせて、表示データを取得する。例えば、表示データに、テキストデータとともに、テキストデータを表示するタイミングを示すデータが付加されている場合、情報表示制御部１７４は、付加されたデータに基づき表示データを抽出する。
【００６８】
情報表示制御部１７４は、取得した表示データと、対象検出部１７１が検出した対象物との関連の有無を判定する（ステップＳ２２）。例えば、表示データに含まれるテキストデータに、演劇プログラムの台詞であるか説明のテキストであるかを示すデータが付加されている場合、情報表示制御部１７４は、対象物が出演者Ａであって取得した表示データが台詞であれば、関連があると判定する。対象検出部１７１により対象物が背景でないと判定された場合、対象物が出演者Ａであると特定できる。
【００６９】
情報表示制御部１７４は、表示データの表示属性を決定する（ステップＳ２３）。具体的には、位置検出部１７２が検出した対象物の位置、対象検出部１７１が判定した対象物の種類、距離検出部１７３が検出した対象物までの距離、及び、ステップＳ２２で検索した対象物と表示データとの関連の有無に基づき、表示属性を決定する。その後、情報表示制御部１７４は、決定した表示属性と表示データとを表示制御部１９０に出力し、画像表示部２０により表示を実行させ、或いは実行中の表示を更新させて（ステップＳ２４）、ステップＳ５（図３）に移行する。
【００７０】
図６（Ｂ）の例では、対象検出部１７１が検出する対象物が出演者Ａであって、背景ではないため、使用者が出演者Ａを視認する位置に重ならないように、テキスト３１１が表示されている。すなわち、テキスト３１１の表示属性に含まれる表示位置は、出演者Ａに重ならない位置に決定される。図６（Ｂ）の例では、舞台袖ＳＳ側のカーテンＣＴに重なる位置がテキスト３１１の表示位置となっている。また、図６（Ｃ）に示すように、ステージＳＴ上方のカーテンＣＴに重なる位置を、テキスト３１１の表示位置としてもよい。また、情報表示制御部１７４は、表示属性である表示サイズについて、ステージＳＴに重ならないサイズを設定してもよい。さらに、テキスト３１１の文字にカーテンＣＴの色が重なるとテキスト３１１の視認性が低くなることから、テキスト３１１に所定色の背景を付してもよい。また、図６（Ｂ）、（Ｃ）の例ではテキスト３１１は出演者Ａの台詞であるため、対象物である出演者Ａとの関連がある。このため、情報表示制御部１７４は、テキスト３１１の表示属性として、より目立つように、文字装飾を付したり、表示色をカメラ６１の撮影画像において目立つような色に設定したりする。
【００７１】
これに対し、対象検出部１７１が、検出した対象物が背景であると判定した場合、図６（Ｄ）に示すように、対象物に重なる位置にテキスト３１１が表示される。図６（Ｄ）の例では視野ＶＲに前方の座席ＳＨ１があり、この座席ＳＨ１が対象物として検出される。対象検出部１７１は、座席ＳＨ１について、形状や色に基づき人間に関係しない対象物であると認識して、背景と判定する。この場合、情報表示制御部１７４は、対象物である座席ＳＨ１に重なるように、テキスト３１１の表示サイズおよび位置を決定する。
【００７２】
図７（Ａ）及び（Ｂ）は、情報表示制御部１７４が、距離検出部１７３が検出した距離に基づいて表示属性を決定する例を示す。
図７（Ａ）は距離検出部１７３が検出した距離が所定距離より近い場合の例であり、テキスト３１１は小さく、かつ、テキスト３１１が明るく見えるように表示される。一方、図７（Ｂ）は距離検出部１７３が検出した距離が所定距離より遠い場合の例であり、テキスト３１１は大きく、かつ、テキスト３１１が暗く見えるように表示される。テキスト３１１の明るさは、テキスト３１１の文字部分の輝度、及び、テキスト３１１の背景（この例では矩形）の色とテキスト３１１の輝度の比により調整できる。使用者がステージＳＴに近い位置にいる場合、使用者の目に見える外景すなわちステージＳＴは、明るく見える。このため、テキスト３１１を明るくすることで、テキスト３１１の視認性が良好になる。また、ステージＳＴが視野ＶＲの大部分を占めるように、大きく見えるので、テキスト３１１を大きく表示すると出演者Ａが見えにくくなるため、テキスト３１１の表示サイズを小さくすることが好ましい。
【００７３】
これに対し、図７（Ｂ）に示すように、使用者がステージＳＴから離れた位置にいる場合、ステージＳＴが暗く見えるため、テキスト３１１を暗く表示すると、ステージＳＴ及びテキスト３１１の両方が良好に視認できる。また、出演者Ａが小さく見えるので、テキスト３１１を大きく表示しても出演者Ａに重なる可能性が小さい。
このように、情報表示制御部１７４は、使用者が視認している外景の状況に合わせて、使用者が見たい外景の視認性を損なうことなく、かつ、見やすく表示データを表示できる。
【００７４】
なお、図６及び図７に示した例のように出演者が出演する劇場では、舞台袖ＳＳにディスプレイが設置されることがある。この種のディスプレイには、出演者が発する音声（台詞など）や演劇プログラムの説明に関するテキストが表示される。従来は上記ディスプレイに表示されていた文字列を、頭部装着型表示装置１００がテキスト３１１として表示できる。また、上記ディスプレイが設置されている場合には視野ＶＲにディスプレイが見える。この場合、頭部装着型表示装置１００は、ディスプレイを対象物とし、この対象物に重ならない位置で表示データを表示すればよい。この場合、対象検出部１７１が、ディスプレイと、出演者Ａとの両方を対象物として検出し、各対象物について、種類を判定してもよく、情報表示制御部１７４は、全ての対象物の種類に対応するように、テキスト３１１の表示属性を決定すればよい。
【００７５】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係る頭部装着型表示装置１００は、使用者の身体に装着して使用され、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２０を備える。また、頭部装着型表示装置１００は、使用者の視線方向の対象物を検出する対象検出部１７１と、画像表示部２０の表示領域に対する対象物の位置を検出する位置検出部１７２とを備える。さらに、位置検出部１７２で検出した対象物の位置に基づき情報の表示位置を決定し、情報を画像表示部２０に表示させる情報表示制御部１７４を備える。これにより、頭部装着型表示装置１００を装着する使用者の視線方向にある対象物に対応して、情報を表示するので、使用者に見える外景と表示する情報との見え方を調整して、情報を表示できる。このため、頭部装着型表示装置１００外部の、外的な要因に対応して、情報を見やすく表示することができる。
【００７６】
また、頭部装着型表示装置１００は、使用者の視線方向を撮像するカメラ６１を備え、対象検出部１７１は、カメラ６１の撮像画像に基づき、使用者が画像表示部２０を透過して視認する対象物を検出する。このため、視線方向にある対象物を、より確実に検出できる。
また、情報表示制御部１７４は、対象検出部１７１が検出した対象物に関連する付加情報を画像表示部２０に表示させるので、使用者に、対象物に関連する付加情報を、対象物とともに見えるように表示できる。ここで、付加情報としてのテキスト３１１（図６（Ｂ））等を表示する場合、情報表示制御部１７４は、付加情報の属性に応じて、文字フォント、文字の表示色、表示サイズ、背景色、白抜き文字等の文字装飾の有無等を含む表示態様を適宜変化させてもよい。また、使用者の視線方向の対象物、或いは、使用者の視線方向から画像表示部２０に入射する外光の明るさ等の状態に応じて、付加情報の表示態様を変化させてもよい。さらに、情報表示制御部１７４は、付加情報の表示にあたって、右光学像表示部２６及び左光学像表示部２８により、視差を有する画像を表示させて、使用者に立体（３Ｄ）画像を視認させるようにしてもよい。この場合、立体画像として表示するか平面画像として表示するかを、表示態様の１つとして情報表示制御部１７４が設定、変更してもよい。
また、位置検出部１７２は、使用者が画像表示部２０の表示領域を透過して対象物を視認する位置を検出する。これにより、使用者が対象物を視認する位置を基準として情報を表示できる。例えば、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、対象物を避ける位置に情報を表示できる。
さらに、情報表示制御部１７４は、位置検出部１７２が検出した対象物の位置に重なるように情報を表示させるので、例えば、図６（Ｄ）に例示したように、対象物に重なって見えるように情報を表示できる。
【００７７】
また、頭部装着型表示装置１００は、対象物と使用者との距離を検出する距離検出部１７３を備え、情報表示制御部１７４は、距離検出部１７３が検出した距離に応じて、情報の表示態様を決定し、決定した表示態様で画像表示部２０に情報を表示させる。このため、対象物と使用者の位置関係に対応して表示態様を変えることができる。
【００７８】
なお、この発明は上記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、上記実施形態では、表示データであるテキスト３１１を平面画像として表示する例について説明したが、これらの一部または全部を立体画像として表示してもよい。この場合、情報表示制御部１７４は、表示データを立体画像として表示するか平面画像として表示するかを、表示属性の１つとして、決定する処理を行ってもよい。
【００７９】
また、位置検出部１７２は、カメラ６１の撮像画像に基づいて対象物の位置を検出するものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、位置検出部１７２は、外部の他の装置から送信される信号に基づいて、対象物の位置を検出してもよい。具体的には、対象物に装着された装置から可視領域外の光線（赤外線等）が送出された場合に、この光線を受光して、対象物の位置を検出してもよい。光線に代えて、外部の装置から無線信号を送出し、この無線信号を頭部装着型表示装置１００が受信して、位置検出部１７２が位置を検出してもよい。これらの具体例としては、公知の光ビーコンや電波ビーコンが採用できる。この場合、対象物と頭部装着型表示装置１００との距離を検出してもよい。さらに、対象物の位置を検出する外部の装置から送信される信号に基づいて対象物の位置を取得してもよい。さらに、位置検出部１７２は、カメラ６１の撮像画像と上記光線または信号など、複数の情報に基づいて対象物の位置を検出してもよい。
【００８０】
また、対象検出部１７１は、使用者の視線方向の対象物を検出するものであればよく、カメラ６１の撮像画像から検出するものに限定されない。例えば、対象検出部１７１は、外部の他の装置から送信される信号に基づいて、対象物の位置を検出してもよい。具体的には、対象物に装着された装置から可視領域外の光線（赤外線等）が送出された場合に、この光線を受光して、対象物を検出してもよい。光線に代えて、外部の装置から無線信号を送出し、この無線信号を頭部装着型表示装置１００が受信して、対象検出部１７１が対象物を検出してもよい。これらの具体例としては、公知の光ビーコンや電波ビーコンが採用できる。この場合、位置検出部１７２は、上述したように光または無線信号を受信して、対象物の位置を検出してもよい。
【００８１】
また、対象検出部１７１及び位置検出部１７２は、上述したように、制御部１４０が備える機能の一部として実現される構成に限定されず、制御部１４０とは別に設けられる機能部、及び、画像表示部２０とは別体として構成されるもののいずれであってもよい。
【００８２】
また、画像表示部として、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し、自動車のフロントガラスに用いられるヘッドアップディスプレイ（Head-up  Display；ＨＵＤ）であってもよい。さらにまた、使用者の両眼の眼球（例えば、角膜上）に装着して使用する、いわゆるコンタクトレンズ型ディスプレイや、眼球内に埋め込まれるインプラント型ディスプレイなど、使用者の眼球において網膜に結像させるディスプレイを、画像表示部２０としてもよい。
【００８３】
また、本願発明は使用者の身体に装着されるものであればよく、他の手法による支持を必要とするか否かは問わず適用可能である。例えば、使用者が両手に持って使用する双眼鏡型のハンドヘルドディスプレイ（Hand Held Display）を、本願の画像表示部２０として採用してもよい。この種のディスプレイは、使用者に装着された状態を保持するために使用者が手に持つ必要があるが、使用者がディスプレイの表示を見る場合に使用者の頭部もしくは顔に添えられることから、本発明の表示装置に含まれる。さらに、支持脚等により床面や壁面に固定される表示装置であっても、使用者がディスプレイの表示を見る場合に使用者の頭部もしくは顔に添えられるものであれば、本発明の表示装置に含まれる。
さらに、画像表示部２０、または、画像表示部２０において画像の表示に係る構成を含む表示部のみが使用者の身体に装着され、この表示部以外の制御装置１０、或いは制御装置１０と制御部１４０を含む制御系を、物理的に別体として構成してもよい。例えば、画像表示部２０または画像表示部２０の一部からなる表示部に、他の制御系を備えた装置を無線接続して、頭部装着型表示装置１００と同様に表示装置としてもよい。この制御系を備えた装置としては、スマートフォン、携帯型電話機、タブレット型コンピューター、他の形状のパーソナルコンピューター等、従来からある電子機器を用いることができる。この種の表示装置も本願を適用可能であることは勿論である。
【００８４】
さらに、上記実施形態では、画像表示部２０と制御装置１０とが分離され、接続部４０を介して接続された構成を例に挙げて説明したが、制御装置１０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とすることも可能である。
また、制御装置１０と画像表示部２０とが、より長いケーブルまたは無線通信回線により接続され、制御装置１０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またはデスクトップ型コンピューター、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。
【００８５】
また、例えば、画像表示部２０において画像光を生成する構成として、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic  Electro-Luminescence）のディスプレイと、有機ＥＬ制御部とを備える構成としてもよいし、ＬＣＯＳ（Liquid  crystal  on  silicon,  LCoSは登録商標）や、デジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、例えば、レーザー網膜投影型のヘッドマウントディスプレイに対して本発明を適用することも可能である。すなわち、画像生成部が、レーザー光源と、レーザー光源を使用者の眼に導く光学系とを備え、レーザー光を使用者の眼に入射させて網膜上を走査し、網膜に結像させることにより、使用者に画像を視認させる構成を採用してもよい。レーザー網膜投影型のヘッドマウントディスプレイを採用する場合、「画像光生成部における画像光の射出可能領域」とは、使用者の眼に認識される画像領域として定義することができる。
【００８６】
画像光を使用者の眼に導く光学系としては、外部から装置に向けて入射する外光を透過する光学部材を備え、画像光とともに使用者の眼に入射させる構成を採用できる。また、使用者の眼の前方に位置して使用者の視界の一部または全部に重なる光学部材を用いてもよい。さらに、レーザー光等を走査させて画像光とする走査方式の光学系を採用してもよい。また、光学部材の内部で画像光を導光させるものに限らず、使用者の眼に向けて画像光を屈折及び／または反射させて導く機能のみを有するものであってもよい。
【００８７】
また、本発明を、ＭＥＭＳミラーを用いた走査光学系を採用し、ＭＥＭＳディスプレイ技術を利用した表示装置に適用することも可能である。すなわち、画像表示素子として、信号光形成部と、信号光形成部が射出する光を走査するＭＥＭＳミラーを有する走査光学系と、走査光学系により走査される光によって虚像が形成される光学部材とを備えてもよい。この構成では、信号光形成部が射出した光がＭＥＭＳミラーにより反射され、光学部材に入射し、光学部材の中を導かれて、虚像形成面に達する。ＭＥＭＳミラーが光を走査することにより、虚像形成面に虚像が形成され、この虚像を使用者が眼で捉えることで、画像が認識される。この場合の光学部品は、例えば上記実施形態の右導光板２６１及び左導光板２６２のように、複数回の反射を経て光を導くものであってもよく、ハーフミラー面を利用してもよい。
【００８８】
また、本発明の表示装置は頭部装着型の表示装置に限定されず、フラットパネルディスプレイやプロジェクター等の各種の表示装置に適用できる。本発明の表示装置は、外光とともに画像光により画像を視認させるものであればよく、例えば、外光を透過させる光学部材により画像光による画像を視認させる構成が挙げられる。具体的には、上記のヘッドマウントディスプレイにおいて外光を透過する光学部材を備えた構成の他、使用者から離れた位置に固定的にまたは可動に設置された透光性の平面や曲面（ガラスや透明なプラスチック等）に、画像光を投射する表示装置にも適用可能である。一例としては、車両の窓ガラスに画像光を投射し、乗車している使用者や車両の外にいる使用者に、画像光による画像とともに、車両内外の景色を視認させる表示装置の構成が挙げられる。また、例えば、建物の窓ガラスなど固定的に設置された透明また半透明、或いは有色透明な表示面に画像光を投射し、表示面の周囲にいる使用者に、画像光による画像とともに、表示面を透かして景色を視認させる表示装置の構成が挙げられる。
【００８９】
また、図２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２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。また、制御部１４０が実行するプログラムは、記憶部１２０または制御装置１０内の記憶装置に記憶されてもよいし、外部の装置に記憶されたプログラムを通信部１１７またはインターフェイス１８０を介して取得して実行する構成としてもよい。また、制御装置１０に形成された構成の内、操作部１３５のみが単独の使用者インターフェース（ＵＩ）として形成されてもよいし、上記実施形態における電源１３０が単独で形成されて、交換可能な構成であってもよい。また、制御装置１０に形成された構成が重複して画像表示部２０に形成されていてもよい。例えば、図２に示す制御部１４０が制御装置１０と画像表示部２０との両方に形成されていてもよいし、制御装置１０に形成された制御部１４０と画像表示部２０に形成されたＣＰＵとが行なう機能が別々に分けられている構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…制御装置、２０…画像表示部（表示部）、２１…右保持部、２２…右表示駆動部、２３…左保持部、２４…左表示駆動部、２６…右光学像表示部、２８…左光学像表示部、６１…カメラ（撮像部）、６３…マイク、１００…頭部装着型表示装置（表示装置）、１１７…通信部、１２０…記憶部、１４０…制御部、１５０…オペレーティングシステム、１６０…画像処理部、１７０…音声処理部、１７１…対象検出部、１７２…位置検出部。１７３…距離検出部、１７４…情報表示制御部、１８０…インターフェイス、１９０…表示制御部、２０１…右バックライト制御部、２０２…左バックライト制御部、２１１…右ＬＣＤ制御部、２１２…左ＬＣＤ制御部、２２１…右バックライト、２２２…左バックライト、２４１…右ＬＣＤ、２４２…左ＬＣＤ、２５１…右投写光学系、２５２…左投写光学系、２６１…右導光板、２６２…左導光板、３１１…テキスト（表示データ）、ＤＡ…データ取得部。
【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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