(57)【要約】【課題】表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法を提供することを目的とする。【解決手段】ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、画像を表示する表示部と、画像を撮像する第１撮像部と、ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、表示部の回転に基づいて、第１撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、を備える。【選択図】図１
2013174729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、
前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、
画像を表示する表示部と、
画像を撮像する第１撮像部と、
前記ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、
前記表示部の回転に基づいて、前記第１撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。
【請求項２】
前記第１撮像部は、
前記表示部に表示される画像の画角より広い画角で撮像する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報表示装置。
【請求項３】
前記画像切替部は、
前記第１撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報表示装置。
【請求項４】
前記第１撮像部は、
前記一対の装着部材を結ぶ軸に略平行な軸方向に回転可能である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項５】
左眼用、及び右眼用の装着変更部
を備え、
前記画像切替部は、
前記装着変更部による切り替えに基づいて、前記第１撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項６】
前記第１撮像部は、
前記ヘッドバンド、前記表示部、及び前記連結部のいずれか１つに設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項７】
前記ヘッドバンドは、
前記一対の装着部材を連結し、ユーザーの頭頂部近傍に装着される第１ヘッドバンドと、
前記一対の装着部材又は前記第１ヘッドバンドに接続され、前記第１ヘッドバンドよりも後頭部側に装着される第２ヘッドバンドと、
を備え、
前記第２ヘッドバンドは、前記一対の装着部材又は前記第１ヘッドバンドに回動機構を介して接続され、前記ユーザーの頭部への装着時に前記ユーザーの頭部の前後方向に回動可能である
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項８】
使用者の瞼を含めた目元を撮影する第２撮像部
を備え、
前記画像切替部は、
前記第２撮像部が撮像した画像に基づいて、前記第１撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項９】
被写体までの距離を測定する測定部
を備え、
前記画像切替部は、
前記測定部が測定した距離に基づいて、前記第１撮像部が撮像した画像から選択する領域を切り替えて表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項１０】
前記表示部の近傍、または前記第１撮像部の近傍に、マイクロフォンを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の情報表示装置。
【請求項１１】
音声信号を再生する音声再生部
を備え、
前記画像切替部は、前記第１撮像部が撮像した画像から選択した領域に基づいて、左右の前記音声信号を入れ替える
ことを特徴とする請求項１０に記載の情報表示装置。
【請求項１２】
ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、前記ヘッドバンドと表示部を回動可能に連結する連結部とを備える情報表示装置における情報表示方法であって、
第１撮像部が、画像を撮像する第１撮像手順と、
画像切替部が、前記第１撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替手順と、
表示部が、前記画像切替手順で読み出された前記一部の画像を表示する表示手順と、
を含むことを特徴とする情報表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報表示装置、及び情報表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示部に表示された映像を、接眼レンズ等の光学系（以下、接眼部という）を介して拡大した画像を見る眼鏡タイプのヘッドマウントディスプレイが提案されている。ヘッドマウントディスプレイには、両眼に対応した表示部を有する両眼タイプと、片眼に対応した表示部を有する単眼タイプがある。
【０００３】
ところで、日本人の平均な最大視野角（または周辺視野）は、垂直方向が上６０度、下７０度、水平方向が鼻側６０度、耳側１００度の楕円形をしている。また、集中視野角は、垂直方向及び水平方向ともに４６度である。（例えば、非特許文献１参照）。ここで、最大視野角とは、人が目を動かさない状態で、片眼でものが見える範囲である。また、集中視野角とは、人が片眼で集中して見ることができる範囲である。
【０００４】
接眼部にカメラを設けて、このカメラを用いて、ユーザーの前方を撮影するヘッドマウントディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、接眼部を、右眼用、または左眼用に切り替えて使用できるヘッドマウントディスプレイが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６１７９２号公報
【特許文献２】再公表Ｗ２００７／１４５１２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】境広志、清水祐、「スポーツ中の効果的な眼の使い方を導く言葉がけについて」、成蹊大学、成蹊大学一般研究報告  第３７巻第３分冊、平成１８年３月、Ｐ１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、単眼タイプのヘッドマウントディスプレイの表示部を目の前に配置した場合、ユーザーの目の前に接眼部が視野角内に配置されるため、正面の景色が見づらくなる。
このため、特許文献１に記載のようなヘッドマウントディスプレイを、表示部が集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になる。この場合、特許文献１に記載のヘッドマウントディスプレイでは、適切な画像を撮像できないという課題があった。
また、特許文献２に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、仮に接眼部にカメラを設けても、特許文献１と同様に、接眼部を集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になり、適切な画像を撮像できないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る情報表示装置は、ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、画像を表示する表示部と、画像を撮像する第１撮像部と、前記ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、前記表示部の回転に基づいて、前記第１撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る情報表示方法は、ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、前記ヘッドバンドと表示部を回動可能に連結する連結部とを備える情報表示装置における情報表示方法であって、第１撮像部が、画像を撮像する第１撮像手順と、画像切替部が、前記第１撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替手順と、表示部が、前記画像切替手順で読み出された前記一部の画像を表示する表示手順と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示部の回転に基づいて、第１撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示するようにしたので、表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図２】本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを背面側から見た斜視図である。
【図３】本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの装着形態を示す図である。
【図４】本実施形態に係るディスプレイ本体の水平断面図である。
【図５】本実施形態のヘッドマウントディスプレイに付属のステレオイヤホンを示す斜視図である。
【図６】ヘッドバンドの動作説明図である。
【図７】垂直方向の視野角を説明する図である。
【図８】右目の水平方向の視野角を説明する図である。
【図９】図７及び図８におけるｙｚ平面の視野角とヘッドマウントディスプレイの表示部に表示される画像領域を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの機能ブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る処理部の機能ブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る右眼観察形態に表示部を回転させて配置した場合のカメラの撮像範囲と制御部が選択する読み出し領域を説明する図である。
【図１３】本実施形態に係る左眼観察形態に表示部を回転させて配置した場合のカメラの撮像範囲と制御部が選択する読み出し領域を説明する図である。
【図１４】本実施形態に係る撮像領域と読み出し領域を説明する図である。
【図１５】本実施形態に係る画像と音声の切り替えのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態の情報表示装置において、カメラは広い画角を有している。情報表示装置は、カメラの回転状態に基づいて、カメラが撮像した画像の一部を読み出して、表示部に表示する。
以下、情報出力装置をヘッドマウントディスプレイに適用した例について説明するが、本発明はこれに限られない。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下の説明においては、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１５】
図１は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１の斜視図である。図２は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１（頭部装着装置）を背面側から見た斜視図である。図３は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１の装着形態を示す図である。
【００１６】
ヘッドマウントディスプレイ１は、ディスプレイ本体２０と、ユーザーの頭部に装着されディスプレイ本体２０を支持するヘッドバンド４０と、を備えた単眼式のヘッドマウントディスプレイである。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、図３に示すように、両眼どちらでも使用可能である。図３（Ａ）には、ユーザーが右眼で表示部６０を見ている状態、図３（Ｂ）には左眼で見ている状態が示されている。また図２に示すように、ディスプレイ本体２０とヘッドバンド４０とは、連結ピン４１を介して着脱可能に構成されている。
なお、図１及び図２では、ディスプレイ本体２０の長手方向をＹ軸方向、ヘッドバンド４０がユーザーの頭部を挟持する方向をＸ軸方向としている。
【００１７】
以下、ヘッドマウントディスプレイ１の各部の構成について詳細に説明する。
ディスプレイ本体２０は、主要回路を内蔵するとともに操作部や各種インターフェースを備えた装置本体部２１と、装置本体部２１の先端に連結された表示部６０とを有する。
【００１８】
装置本体部２１は、図４に示す概略板状の筐体２１Ａを有する。本実施形態では、装置本体部２１においてヘッドバンド４０との接続部が設けられている側の端部（＋Ｙ側の端部）を基端部とし、この基端部と反対側の端部（−Ｙ側の端部）を先端部とする。また、装置本体部２１をヘッドバンド４０に装着した状態で、装置本体部２１のヘッドバンド４０側（＋Ｘ側）を内側、ヘッドバンド４０と反対側（−Ｘ側）を外側とする。
【００１９】
装置本体部２１の外面には、図１に示すように、メインスイッチ２８と、タッチスイッチ３４と、集音マイク（マイクロフォン）２４とが、筐体２１Ａの長手方向に沿って配置されている。
メインスイッチ２８はディスプレイ本体２０の電源のオンオフ操作を行うスイッチである。タッチスイッチ３４は、表面に手指等で触れることによりヘッドマウントディスプレイ１の各種操作を行うことができるタッチパネルである。集音マイク２４は、環境音を収集する外部マイクである。
【００２０】
装置本体部２１内面の基端部側に、図２に示すように、耳元スピーカー２３と、オーディオコネクター２６と、連結孔３１を有するヘッドバンドヒンジ３２とが設けられている。装置本体部２１内面の中央部に心拍数センサー１３７が設けられている。装置本体部２１の内側面の先端部には通話マイク３７が設けられている。
【００２１】
耳元スピーカー２３は、ユーザーの耳の近傍に配置される。耳元スピーカー２３からユーザーに音声情報が伝えられる。オーディオコネクター２６は、例えば図５に示すステレオイヤホンが接続される音声入出力端子である。ヘッドバンドヒンジ３２はヘッドバンド４０とのジョイント部である。通話マイク３７にはユーザーの音声が入力される。
【００２２】
心拍数センサー１３７は、ユーザーの顔の表面に接触させることでユーザーの心拍数を測定するセンサーである。心拍数センサー１３７は、発光ダイオード等を備えた発光部と、ユーザーの皮膚内部で反射した光を検知する受光部とを有する。心拍数センサー１３７は、血流の変化による反射光量の変化を検出することで心拍数をカウントする。心拍数センサー１３７はユーザーの目の近くに配置されるが、発光部から赤外域の光を射出させる構成とすればユーザーにまぶしさを感じさせることはない。
【００２３】
装置本体部２１の基端部側の側端面には、ＵＳＢコネクター２５と、操作スイッチ３０と、ビデオコネクター２７とが設けられている。
ＵＳＢコネクター２５はＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスの接続端子である。本実施形態では、例えば不図示リモコン（リモートコントローラー）が接続される。
操作スイッチ３０は、例えばトラックボールやスティックなどのポインティングデバイスである。操作スイッチ３０は表示部６０に表示される画面に正対するように設けられている。これにより、操作スイッチ３０における操作の左右方向と、上記画面の左右方向とが一致するので、ユーザーは画面を見ながら直感的に操作スイッチ３０を操作することが可能である。
ビデオコネクター２７は映像入出力端子である。
【００２４】
図４は、本実施形態のディスプレイ本体２０の水平断面図である。
図４に示すように、装置本体部２１には、筐体２１Ａの長手方向に沿って延びる板状の回路基板２９と、バッテリー３３とが内蔵されている。回路基板２９には、図示略の制御回路、電源回路等が実装されており、図示略の配線を介してディスプレイ本体２０の各部と電気的に接続されている。
【００２５】
装置本体部２１の外面に露出するタッチスイッチ３４の内側には、液晶パネルからなる表示パネル３６と、バックライト３５とが配置されている。本実施形態では、表示パネル３６の表示画像がタッチスイッチ３４を透過して表示される。表示パネル３６及びバックライト３５を、有機ＥＬパネルや電気泳動パネルとしてもよい。
【００２６】
ヘッドバンドヒンジ３２は、筐体２１Ａに設けられた凹曲面状の収容部３２ａと、収容部３２ａに嵌合された球状部３２ｂとからなるボールジョイントである。球状部３２ｂは、球面状の側面部と、この側面部を挟むように互いに平行に形成された２つの平面部を有する。２つの平面部を垂直に貫くように連結孔３１が形成されている。連結孔３１は軸方向視で六角形状に形成されている。連結孔３１にヘッドバンド４０の連結ピン４１（連結部）が挿入されることによりディスプレイ本体２０とヘッドバンド４０とが連結される。
【００２７】
ヘッドバンドヒンジ３２を備えていることで、ディスプレイ本体２０は、図１に示したＡ方向（ヘッドバンドヒンジ３２を中心とするＸ軸回り）に回動させることができる。すなわち、表示部６０は、ヘッドバンド４０に回動可能に取り付けられている。本実施形態において、ディスプレイ本体２０の回転可能範囲は２７０°程度とされる。このＸ軸回りの回転動作により、図３（Ａ）に示す右眼で画像を観察する形態と、図３（Ｂ）に示す左眼で画像を観察する形態との切替機能が実現される。
【００２８】
またヘッドバンドヒンジ３２はボールジョイントであるため、ディスプレイ本体２０は図１に示すＢ方向（ヘッドバンドヒンジ３２を中心とするＺ軸回り）に揺動させることもできる。この揺動操作により、ディスプレイ本体２０のユーザーの目や耳に対する位置を調整することができる。
【００２９】
ヘッドバンドヒンジ３２近傍の心拍数センサー１３７は、装置本体部２１の内面から突出するように設けられ、ヘッドマウントディスプレイ１の装着時にユーザーの顔の表面に当接可能とされている。バッテリー３３は一次電池、二次電池のいずれであってもよい。
【００３０】
表示部６０は、図１及び図２に示すように、装置本体部２１の先端部に連結されている。本実施形態において、表示部６０のヘッドバンド４０側を内側、ヘッドバンド４０と反対側を外側とする。表示部６０は、上面視（Ｚ軸視）において湾曲した形状を有するアーム部材であり、装置本体部２１との連結部から先端側へ向かうに従って内側へ湾曲する形状を有する。表示部６０の内面に、ファインダー開口部６７が設けられている。表示部６０の外面には、カメラ６４が設けられている。
【００３１】
図４に示すように、表示部６０は、ディスプレイヒンジ６１を介して装置本体部２１と連結されている。ディスプレイヒンジ６１は、表示部６０の筐体６０Ａに形成された凹曲面状の収容部６１ａと、装置本体部２１に形成され収容部６１ａに嵌合された球状部６１ｂとからなるボールジョイントである。
【００３２】
装置本体部２１の球状部６１ｂは、装置本体部２１の外面先端部に形成された筐体２１Ａの長手方向に対して斜めに延びる傾斜面に、この傾斜面の法線方向（図４のＹ’軸方向）に突出するようにして設けられている。
【００３３】
表示部６０は、ディスプレイヒンジ６１の球状部６１ｂに対してＹ’軸回りに自由に回転させることができる。本実施形態では、ディスプレイヒンジ６１が装置本体部２１の上記傾斜面に設けられており、表示部６０が内側に湾曲した形状を有している。
【００３４】
また、ディスプレイヒンジ６１がボールジョイントであることから、表示部６０は、Ｙ’軸回りの回転面に対して直交する方向（概ねＸ’軸に沿う方向）の揺動も可能である。この揺動動作により、ユーザーによるファインダー開口部６７の位置調整が容易になる。表示部６０と装置本体部２１との間隔を大きくすれば、表示部６０の揺動幅を大きくすることができる。
すなわち、本実施形態によれば、保持部であるディスプレイヒンジ６１は、表示部６０を、少なくとも１つ以上の軸周りに揺動が可能である。
【００３５】
ディスプレイヒンジ６１の球状部６１ｂには、球状部６１ｂを高さ方向（Ｙ’軸方向）に貫通する貫通孔６１ｃが形成されている。貫通孔６１ｃを介して、表示部６０の内部と装置本体部２１の内部とが連通されている。貫通孔６１ｃには不図示のケーブルが挿通される。挿通されたケーブルを介して回路基板２９と表示部６０の各部とが電気的に接続される。
【００３６】
表示部６０の内部には、バックライト６２と、表示パネル６３と、カメラ６４（第１撮像部）と、プリズム６５と、反射ミラー６６と、前方ライト６８と、前方スピーカー７０と、結像レンズ７１と、撮像素子７２（第２撮像部）とが設けられている。
【００３７】
プリズム６５は、上面視（Ｚ軸視）で略三角形状の第１プリズム６５ａと第２プリズム６５ｂとを互いの面で貼り合わせた構成を有する。この貼り合わせ面以外の第１プリズム６５ａの他の二面のうち、一方の面に対向する位置に、液晶パネルからなる表示パネル６３が設けられている。表示パネル６３の背面に表示パネル６３を透過照明するバックライト６２が配置されている。第１プリズム６５ａの他方の面に対向する位置に反射ミラー６６が配置されている。反射ミラー６６は、ファインダー開口部６７のほぼ正面に位置する。
【００３８】
第２プリズム６５ｂの貼り合わせ面以外の他の二面のうち、一方の面はファインダー開口部６７に配置されたファインダー接眼面である。第２プリズム６５ｂの他方の面に対向する位置には結像レンズ７１を介して撮像素子７２が対向配置されている。
【００３９】
表示部６０において、表示パネル６３に表示された画像は、第１プリズム６５ａ、反射ミラー６６、第２プリズム６５ｂを介してファインダー開口部６７から射出され、ユーザーに観察される。また、ファインダー開口部６７を見ているユーザーの目元は、第２プリズム６５ｂ及び結像レンズ７１を介して撮像素子７２上に結像される。撮像素子７２を介して取得された目元の画像は、ユーザーの視線の方向や瞬き、表情の解析に用いられる。バックライト６２は、撮像素子７２による目元撮影の照明装置としても利用される。
【００４０】
カメラ６４は、例えば５００万画素〜１０００万画素の撮像素子を有し、オートフォーカス動作が可能に構成される。
本実施形態の場合、カメラ６４の撮影方向は、ユーザーの視線方向と一致するように設定される。撮影方向と視線方向との調整は、機械的に行ってもよく、画像処理により行ってもよい。例えば、カメラ６４を広角の映像を取得可能に構成し、ユーザーの目元画像から取得した視線方向の情報に基づいて、電気的に捕らえた映像の一部を、視線方向の映像として抜き出して表示パネル６３に表示させる。これにより、カメラ６４に調整機構を設けることなくユーザー正面の映像の撮影、表示が可能となる。
【００４１】
前方ライト６８は、例えばＬＥＤライトである。前方ライト６８は、赤、緑、青の各色の発光素子を有し、任意の色を任意のタイミングで発光させることが可能に構成してもよい。前方ライト６８は、発光色や発光タイミングにより外部に対して情報を表示する装置として用いてもよく、カメラ６４で撮影する際の照明装置として用いてもよい。
【００４２】
また、図４では図示を省略したが、本実施形態に係る表示部６０にはレーザー発信器が設けられている。レーザー発信器は、例えば前方ライト６８の近傍に設けることができる。レーザー発信器から射出される例えば赤色レーザー光を前方に照射することで、レーザー光によるポインティング（指標の表示）が可能である。
【００４３】
次に、ヘッドバンド４０について、図２を参照しつつ説明する。
ヘッドバンド４０は、図２に示すように、ユーザーの頭部を挟持する一対のヘッドパット（装着部材）４６、４７と、第１ヘッドバンド４３と、第２ヘッドバンド４４と、回動機構５６、５７とを備えている。
【００４４】
第１ヘッドバンド４３は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第１ヘッドバンド４３の頂部に、第１ヘッドバンド４３を折り曲げるためのジョイント部４３ａが設けられている。第１ヘッドバンド４３の両端には、回動機構５６、５７を構成する軸受部４３ｂ、４３ｃがそれぞれ設けられている。軸受部４３ｂ、４３ｃよりもさらにバンド先端側に、ヘッドパット４６、４７が接続される軸受部４３ｄ、４３ｅが設けられている。
【００４５】
第２ヘッドバンド４４は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第２ヘッドバンド４４の頂部には、第２ヘッドバンド４４を折り曲げるためのジョイント部４４ａが設けられている。第２ヘッドバンド４４の両端には、それぞれ回動機構５６、５７を構成する軸部材４４ｂ、４４ｃが設けられている。
【００４６】
また本実施形態において、第２ヘッドバンド４４は、ステンレス等の金属からなるバネ部材４８の表面を樹脂等の柔軟な材料で被覆した構成を有する。この第２ヘッドバンド４４のバネ部材４８においてユーザーの頭部を挟持するバネ力を発生させる。また第２ヘッドバンド４４は第１ヘッドバンド４３と比較して広い幅に形成されている。ジョイント部４４ａの形成部分は他のバンド部分よりもさらに広く形成された標章表示部４９とされている。標章表示部４９には、シールや印刷により製品タグ等が付される。なお、第２ヘッドバンド４４の全体を金属で形成してもよい。
【００４７】
ヘッドパット４６は、板状の支持板４６ａと、支持板４６ａの一面側に設けられた断面アーチ状の弾性部材４６ｂとを有する。支持板４６ａの弾性部材４６ｂと反対側の面に、当該面に垂直な姿勢で概略六角柱状の連結ピン４１が立設されている。連結ピン４１は、第１ヘッドバンド４３の一方の先端に設けられた軸受部４３ｄに軸支されている。これにより、ヘッドパット４６は連結ピン４１回りに回転可能である。
【００４８】
ヘッドパット４７は、板状の支持板４７ａと、支持板４７ａの一方の面に設けられた断面アーチ状の弾性部材４７ｂとを有する。支持板４７ａの弾性部材４７ｂと反対側の面には、軸部材４７ｃが設けられている。軸部材４７ｃは、第１ヘッドバンド４３の先端に設けられた軸受部４３ｅに軸支されている。これにより、ヘッドパット４７は、軸部材４７ｃ回りに回転可能である。
【００４９】
この構成により、第２ヘッドバンド４４は、回動機構５６によって第１ヘッドバンド４３から離れる方向に回動付勢される一方、回動機構５７によって第１ヘッドバンド４３に対して所定角度以内の範囲に回動規制される。これにより、第２ヘッドバンド４４は第１ヘッドバンド４３に対して所定の角度となるように保持される。したがって、回動機構５６、５７は、ヘッドバンド４０における角度保持機構として機能する。
【００５０】
図５は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイに付属のステレオイヤホンを示す斜視図である。
ステレオイヤホン１００は、コネクター１０１と、ケーブル１０２と、第１スピーカー１０３と、第２スピーカー１０４と、集音マイク１０５と、複数のクリップ１０６とを有する。
【００５１】
コネクター１０１はケーブル１０２の一方の端部に設けられている。コネクター１０１は、一般的な４極φ３．５ｍｍのミニプラグである。４極の内訳は、集音マイク１０５、第１スピーカー１０３、第２スピーカー１０４、グランド（ＧＮＤ）である。ケーブル１０２は、コネクター１０１の近傍において二分岐され、分岐されたケーブルの先端に第１スピーカー１０３が設けられている。ケーブル１０２の他方の端部には、第２スピーカー１０４と集音マイク１０５とが設けられている。複数のクリップ１０６は、ケーブル１０２上に所定の間隔で配置されている。
【００５２】
ステレオイヤホン１００は、コネクター１０１をディスプレイ本体２０のオーディオコネクター２６に接続して使用される。ステレオイヤホン１００が接続されると、ディスプレイ本体２０の耳元スピーカー２３と、表示部６０の通話マイク３７は無効化される。また表示部６０の前方スピーカー７０も必要に応じて無効化される。そして、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３、第２スピーカー１０４、及び集音マイク１０５が有効化される。
【００５３】
ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３は、ディスプレイ本体２０が配置された側のユーザーの耳に装着され、第２スピーカー１０４は第１スピーカー１０３と反対側の耳に装着される。このとき、ケーブル１０２は、クリップ１０６によって第２ヘッドバンド４４に固定することができる。
【００５４】
また、ステレオイヤホン１００の集音マイク１０５と、ディスプレイ本体２０において筐体２１Ａの外側面に設けられた集音マイク２４とにより、ステレオ録音が可能である。例えば、図３（Ａ）に示すようにディスプレイ本体２０が右眼側に配置されているとすれば、ディスプレイ本体２０の集音マイク２４はユーザーの右側の音を収集し、左耳に装着された集音マイク１０５はユーザーの左側の音を収集する。なお、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から右チャンネルの音声が出力され、第２スピーカー１０４からは左チャンネルの音声が出力される。
【００５５】
一方、図３（Ｂ）に示すように左眼側にディスプレイ本体２０が配置されている場合には、ディスプレイ本体２０の集音マイク２４がユーザーの左側の音を収集し、右耳に装着された集音マイク１０５がユーザーの右側の音を収集する。ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から左チャンネルの音声が出力され、第２スピーカー１０４からは右チャンネルの音声が出力される。
【００５６】
本実施形態の場合、集音マイク２４、１０５はいずれもユーザーの耳の近傍に配置されるため、バイノーラル録音のような臨場感のある録音が可能である。また集音マイク２４と集音マイク１０５に同じ特性のマイクを用いることで、左右の音の特性の差異を小さくすることができる。
【００５７】
次に、以上の構成を備えたヘッドマウントディスプレイ１におけるヘッドバンドの動作等について、図３、図６を参照しつつ説明する。
図６は、ヘッドバンドの動作説明図である。
【００５８】
図３に示したように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、図３（Ａ）に示す右眼観察形態と、図３（Ｂ）に示す左眼観察形態を切り替えて使用することができる。
例えば、右眼観察形態から左眼観察形態へ切り替えるには、ヘッドバンド４０に連結されたディスプレイ本体２０を、ヘッドバンドヒンジ３２の回転軸回り（図示Ａ方向）に１８０°程度回転させる。また、ヘッドバンド４０において、第２ヘッドバンド４４を回動機構５６，５７の軸回りに揺動させ、第１ヘッドバンド４３に対して反対側に移動させる。この操作により、図３（Ｂ）に示すように、ユーザーの左眼側にディスプレイ本体２０が配置され、しかも第２ヘッドバンド４４がユーザーの後頭部側に配置された左眼観察形態に切り替えることができる。
【００５９】
本実施形態では、図６に示すように、第１ヘッドバンド４３の円弧高さｒ１を、第２ヘッドバンド４４の円弧高さｒ２よりも小さくしている。これにより、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３と交差させるように移動させても、互いに干渉することなく円滑に前後を入れ替えることができる。
図６に示す円弧高さｒ１は、同軸に配置された回動機構５６、５７の回転軸Ｌの中央位置Ｃから第１ヘッドバンド４３までの距離の最大値である。また円弧高さｒ２は、回転軸Ｌの中央位置Ｃから第２ヘッドバンド４４までの距離の最大値である。
【００６０】
なお、第１ヘッドバンド４３の円弧高さｒ１を第２ヘッドバンド４４の円弧高さｒ２よりも大きくし、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３の内側で揺動させる構成としてもよい。
【００６１】
次に、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１における撮像範囲と、人の視野角について説明する。
図７は、垂直方向の視野角を説明する図である。図８は、右目の水平方向の視野角を説明する図である。図７及び図８において、人の左右の目の正面方向をｘ軸方向とし、左右の目に垂直な方向をｙ方向とし、左右の目に水平な方向をｚ軸方向とする。
図９は、図７及び図８におけるｙｚ平面の視野角とヘッドマウントディスプレイ１の表示部に表示される画像領域を説明する図である。
【００６２】
図７から図９に示すように、日本人の平均な最大視野角（または周辺視野）は、ｙ軸方向の上方向角度８０１が６０度、下方向角度８０２が７０度、ｚ軸方向の鼻側方向の角度８０３が６０度、耳側方向の角度８０４が１００度である。ここで、最大視野角とは、人が目を動かさない状態で、片眼でものが見える範囲である。右目の正面のｚｙ平面において、この最大視野角による領域（最大視野領域）は、符号８３１のように楕円形である。なお、彫りが深い欧米人の周辺視野は、日本人と比べて狭い。
また、図７から図９に示すように、集中視野角は、ｙ軸方向の角度８１１、及びｚ軸方向の角度８１２ともに４６度である。ここで、集中視野角とは、人が片眼で集中して見ることができる範囲である。右目の正面のｚｙ平面において、この集中視野角による領域（集中視野領域）は、符号８３２のように円形である。
なお、最大視野角、及び集中視野角の各角度は、個人差がある。
【００６３】
図７において、曲線８２１は、ｘｙ平面における視覚の感度を表し、ｘ方向に長いほど感度が高いことを表している。図８において、曲線８２２は、ｘｚ平面に視覚の感度を表し、ｘ方向に長いほど感度が高いことを表している。また、図８において、曲線８２２で一部欠けている部分８２３は、盲点を表している。また、図９において、点線の四角８３４は、表示パネル６３による表示画像を表している。
図７、及び図８に示したように、人の視覚は、中心の集中視野領域８３２の方が、最大視野領域より高い。
このため、図９に示した各視野領域において、人は、主に、中央の集中視野領域８３２で観測している。
【００６４】
上述したように、集中視野領域８３２に表示部６０を配置した場合、最大視野領域で表示部６０の正面を見ようとしても、集中視野領域の視覚の感度が高いため、ユーザーは、正面が見にくく煩わしさを感じる。
このため、表示画像８３４は、最大視野領域８３１内、かつ集中視野領域８３２外であることが望ましい。なお、図９に示した表示領域８３４の位置は一例であり、最大視野領域８３１内、かつ集中視野領域８３２外であれば、図９に示した位置でなくともよい。
このため、本実施形態では、ユーザーが集中視野領域８３２を避けて、右眼観察形態に表示部６０を配置した場合であっても、左眼観察形態に表示部を配置した場合であっても、ユーザーの正面が、カメラ６４により適切な角度で撮像された画像が表示されるように制御することが望ましい。
【００６５】
図１０は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１の機能ブロック図である。
ヘッドマウントディスプレイ１には、処理部１２３を中心として種々の電気回路が備えられている。処理部１２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、ヘッドマウントディスプレイ１の各種回路と接続されるとともに、ヘッドマウントディスプレイ１を総合的に制御する。
【００６６】
バッテリー３３は、電力を電源回路１２０に供給する。
電源回路１２０は、バッテリー３３から供給された電力を、処理部１２３の制御によりヘッドマウントディスプレイ１の各部に供給する。
【００６７】
本実施形態の場合、処理部１２３には、エンコーダー１２９及びデコーダー１２１、電源回路１２０、ＢＬドライバ１２６、操作スイッチ３０、フラッシュメモリー１２２、ＢＴ通信回路１３０、ＷｉＦｉ通信回路１３１、加速度センサー１３２、地磁気センサー１３３、前方ライト６８、３Ｇ／ＬＴＥ通信回路１３８、レーザー発信器７３、角速度センサー１３４、ＧＰＳセンサー１３５、温湿度センサー１３６、心拍数センサー１３７、メモリー１２７、メインスイッチ２８、タッチスイッチ３４が接続されている。
【００６８】
エンコーダー１２９は音声信号及び映像信号を所定方式の音声データ及び映像データにエンコード（符号化）する。エンコーダー１２９には、カメラ６４、撮像素子７２、集音マイク２４、通話マイク３７、オーディオコネクター２６、ビデオコネクター２７が接続されている。
【００６９】
エンコーダー１２９には、集音マイク２４及び通話マイク３７から入力される音声信号、カメラ６４から入力される映像信号、オーディオコネクター２６から入力される音声信号、ビデオコネクター２７から入力される映像信号、及び、ユーザーの目元を撮影する撮像素子７２の映像信号が入力される。エンコーダー１２９に入力された音声信号及び映像信号は音声データ及び映像データにエンコードされた後、処理部１２３に入力される。入力された音声データ及び映像データは、処理部１２３による再生動作に用いられたり、フラッシュメモリー１２２に記録される。
【００７０】
デコーダー１２１は、音声データ及び映像データを音声信号及び映像信号にデコード（復号化）する。デコーダー１２１には、ＬＣＤドライバ１２５、スピーカーアンプ１６２、オーディオコネクター２６、及びビデオコネクター２７が接続されている。ＬＣＤドライバ１２５は液晶パネル用の駆動制御装置であり、表示パネル３６及び表示パネル６３に接続されている。スピーカーアンプ１６２は音声信号を増幅してスピーカーに出力する装置であり、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０に接続されている。
【００７１】
映像データを再生する場合、フラッシュメモリー１２２に記録された映像データ、あるいはエンコーダー１２９から入力される映像データは、処理部１２３を介してデコーダー１２１に入力される。デコーダー１２１に入力された映像データは、映像信号にデコードされた後、ＬＣＤドライバ１２５を介して表示パネル３６、６３に供給される。そして、映像信号が入力された表示パネル３６又は表示パネル６３に映像データに基づく映像が表示される。また、デコーダー１２１からビデオコネクター２７に出力される映像信号は、ビデオコネクター２７を介して外部機器に出力される。
【００７２】
また映像の表示に際して、処理部１２３は、必要に応じて表示パネル３６用のバックライト３５、及び表示パネル６３用のバックライト６２を点灯させる。ＢＬドライバ１２６は、バックライト用の駆動制御装置であり、バックライト３５及びバックライト６２に接続されている。処理部１２３は、ＢＬドライバ１２６に駆動信号を送信し、ＢＬドライバ１２６はバックライト３５、６２を個々に点灯させる。
【００７３】
音声データを再生する場合、フラッシュメモリー１２２に記録された音声データ、あるいはエンコーダー１２９から入力される音声データは、処理部１２３を介してデコーダー１２１に入力される。デコーダー１２１に入力された音声データは、音声信号にデコードされた後、スピーカーアンプ１６２を介して耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０のいずれか一方、又は両方に出力される。そして、音声信号を入力された耳元スピーカー２３又は前方スピーカー７０から音声が出力される。また、デコーダー１２１からオーディオコネクター２６に出力される音声信号は、オーディオコネクター２６を介してステレオイヤホン１００に出力される。
【００７４】
本実施形態の場合、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０は、モノラル音声の使用を想定しており、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０からは左右の音声信号が合成された音が発せられる。
【００７５】
一方、ステレオイヤホン１００に音声信号が出力される場合、第１スピーカー１０３及び第２スピーカー１０４のそれぞれ左チャンネル又は右チャンネルの音が出力される。ここで、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は左右両用であるため、装着位置に応じてステレオイヤホン１００への音声信号のチャンネルが切り替わる。すなわち、ディスプレイ本体２０が右眼に装着されている場合には、第１スピーカー１０３に右チャンネル、第２スピーカー１０４に左チャンネルの音が出力される。ディスプレイ本体２０が左眼に装着されている場合には第１スピーカー１０３に左チャンネル、第２スピーカー１０４に右チャンネルの音が出力される。
【００７６】
メモリー１２７には、処理部１２３によって実行される制御プログラムが記憶されている。
全体の電源のオンオフを行うメインスイッチ２８や、画面内でのポインティング操作を行うための操作スイッチ３０、あるいはタッチ操作により各種操作を行うタッチスイッチ３４がユーザーに操作されると、これらのスイッチから操作に基づく制御信号が処理部１２３へ出力される。処理部１２３は、制御信号により操作を検出し、上記の制御プログラムに規定された動作を実行する。
【００７７】
ＢＴ通信回路１３０は、他の機器とのBluetooth（登録商標）通信を行うための通信回路である。ＷｉＦｉ通信回路１３１は、他の機器との無線ＬＡＮ通信（IEEE 802.11）を行うための通信回路である。３Ｇ／ＬＴＥ通信回路１３８は、他の機器との移動通信を行うための通信回路である。
【００７８】
加速度センサー１３２は、ヘッドマウントディスプレイ１の傾き検出に用いられる。地磁気センサー１３３は、ヘッドマウントディスプレイ１の方角検出に用いられる。角速度センサー（ジャイロセンサー）１３４は、ヘッドマウントディスプレイ１の回転検出に用いられる。ＧＰＳセンサー１３５はＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した測位検出に用いられる。温湿度センサー１３６は環境の温度、湿度の検出に用いられる。心拍数センサー１３７はユーザーの頬に接触し、ユーザーの心拍数を検出する。
【００７９】
図１１は、本実施形態の処理部１２３の機能ブロック図である。
図１１に示すように、処理部１２３は、音声取得部２０１、第１画像取得部２０２（測定部）、第２画像取得部２０３、画像識別部２０４、判別部２０５、音声切替部２０６（音声再生部）、及び画像切替部２０７を備えている。
【００８０】
音声取得部２０１は、エンコーダー１２９を介して、ディスプレイ本体２０に設けられている集音マイク２４、通話マイク３７が集音した音声信号であって、音声信号が符号化された音声データを取得する。また、音声取得部２０１は、エンコーダー１２９を介して、ステレオイヤホン１００の集音マイク１０５が集音した音声信号であって、音声信号が符号化された音声データを取得する。
なお、ヘッドマウントディスプレイ１が、ＷｉＦｉ通信回路１３１等を介して、他の端末と通信を行っている場合、音声取得部２０１は、ＷｉＦｉ通信回路１３１等が受信した受信信号に含まれる音声データも取得する。
音声取得部２０１は、判別部２０５から出力された切替信号に基づいて、集音マイク２４、集音マイク１０５から取得した音声データを、各々、左右のチャンネルに設定する。例えば、表示部６０が、右眼観察形態に使用されている場合、音声取得部２０１は、集音マイク２４から取得した音声データを右のチャンネルに設定し、集音マイク１０５から取得した音声データを左のチャンネルに設定する。音声取得部２０１は、通話マイク３７の音声データを、例えば、右のチャンネルが５０％、左のチャンネルが５０％になるように設定する。表示部６０が、左眼観察形態に使用されている場合、音声取得部２０１は、左右の音声データを、右目用に対して切り替える。
音声取得部２０１は、取得した音声データを、判別部２０５から出力された切替制御信号に基づいて切り替えた後、音声データを音声切替部２０６に出力する。
【００８１】
第１画像取得部２０２は、エンコーダー１２９を介して、カメラ６４が撮像した画像信号であって、映像信号が符号化された映像データを取得し、取得した映像データを画像切替部２０７に出力する。
【００８２】
第２画像取得部２０３は、エンコーダー１２９を介して、撮像素子７２が撮像した画像信号であって、映像信号が符号化された映像データを取得し、取得した映像データを画像識別部２０４に出力する。
【００８３】
画像識別部２０４は、第２画像取得部２０３から出力された映像データから、目、瞼（まぶた）、眉毛を含む領域を抽出し、抽出したデータを判別部２０５に出力する。
【００８４】
判別部２０５は、画像識別部２０４から出力されたデータを元に、広義の画像認識技術（例えば、パターンマッチング）を用いて、眼領域画像が左目の画像であるか否かを判別する。判別部２０５は、判別した結果を示す切替信号を、音声取得部２０１、音声切替部２０６、及び画像切替部２０７に出力する。
【００８５】
音声切替部２０６は、判別部２０５から出力された切替信号に基づいて、オーディオコネクター２６への出力チャンネルに切り替える。具体的には、右眼観察形態で使用されている切り替え信号の場合、音声切替部２０６は、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３に右チャンネルの音声信号を出力するように切り替え、第２スピーカー１０４に左チャンネルの音声信号を出力するように切り替える。また、左眼観察形態で使用されている切り替え信号の場合、音声切替部２０６は、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３に左チャンネルの音声信号を出力するように切り替え、第２スピーカー１０４に右チャンネルの音声信号を出力するように切り替える。
出力チャンネルを切り替えた後、音声切替部２０６は、音声取得部２０１から出力された左右チャンネルの音声データを、デコーダー１２１を介してオーディオコネクター２６に音声データを出力する。
【００８６】
画像切替部２０７は、判別部２０５から出力された切替信号に基づいて、後述するように、撮像領域から読み出し領域を選択する。すなわち、画像切替部２０７は、表示部６０のユーザーに対する位置に基づいて、カメラ６４が撮像した撮像領域の一部を読み出して、読み出した一部の領域の画像を、表示パネル３６に表示するように制御する。なお、画像切替部２０７は、例えば、撮像素子７２により撮像された画像に基づいて画像識別部２０４、及び判別部２０５が判別した、表示部６０のユーザーに対する位置の判別結果に基づいて、領域の選択を行う。
また、画像切替部２０７は、判別部２０５から出力された切替信号に基づいて、後述するように、選択した読み出し領域の画像データを回転させる。画像切替部２０７は、読み出し領域を選択、及び読み出し領域の画像データを回転後、画像データをデコーダー１２１及びＬＣＤドライバ１２５を介して、表示パネル６３に出力する。
【００８７】
次に、処理部１２３の画像切替部２０７が行う読み出し領域の切り替えについて説明する。
図１２は、本実施形態に係る右眼観察形態に表示部６０を回転させて配置した場合のカメラ６４の撮像範囲と処理部１２３が選択する読み出し領域を説明する図である。図１３は、本実施形態に係る左眼観察形態に表示部６０を回転させて配置した場合のカメラ６４の撮像範囲と処理部１２３が選択する読み出し領域を説明する図である。図１４は、本実施形態に係る撮像領域と読み出し領域を説明する図である。また、図１２、及び図１３において、ユーザーに対して前後方向をｘ軸方向とし、上下方向をｙ軸方向とする。
【００８８】
図１２に示した例では、ユーザーは、表示部６０を右目の斜め下に配置している。このため、ユーザーは、ｘ軸に対して角度αの目線で、表示部６０の表示パネル６３を観測している。図１２及び図１４において、符号Ｐで示した範囲は、カメラ６４の垂直方向の撮像領域を表している。また、符号Ｑは、右眼観察形態の読み出し領域を表している。
図１４に示すように、カメラ６４の撮像領域Ｐは、縦長の長方形である。図１４に示した例では、４対３のアスペクト比を有する撮像素子を用いて、撮像範囲が縦長になるようにカメラ６４が配置されている。このように、カメラ６４の撮像画素を縦長になるように利用することで、カメラ６４は、ユーザーの正面方向の垂直方向に対して、広い画角で撮像することができる。
右眼観察形態において、読み出し領域Ｑが選択された場合、図１２に示すように、表示パネル６３に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
【００８９】
図１３に示した例では、ユーザーは、表示部６０を左目の斜め下に配置している。このため、ユーザーは、ｘ軸に対して角度αの目線で、表示部６０の表示パネル６３を観測している。仮に、右眼観察形態の状態で、読み出し領域Ｑが選択されて表示された場合、カメラ６４により撮像された画像は、ユーザーの足下を表示した画像になる。ユーザーが撮像したいのは、一般的にユーザーの正面の画像であるため、読み出し領域Ｒの画像を表示パネルに表示するようにする。
左眼観察形態において、読み出し領域Ｒが選択された場合、図１３に示すように、表示パネル６３に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
図１２〜図１４に示したように、読み出し領域を、眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別した結果に基づいて切り替えるようにしたので、処理部１２３は、カメラ６４で撮像した画像を、ユーザーに最適な範囲で表示することができる。
すなわち、図１４に示したように、画像切替部２０７は、表示部６０のユーザーに対する位置に基づいて、撮像領域Ｐの中から、一部の領域である読み出し領域ＱまたはＲを読み出している。
【００９０】
なお、図１２〜図１４において、画像切替部２０７が読み出し領域を切り替える例は１例であり、これに限られない。例えば、右眼観察形態に表示部６０を配置している場合であっても、撮像目的に応じて、読み出し領域Ｒを選択するようにしてもよい。また、読み出し領域は、ＱとＲに限られず、例えば、読み出し領域ＱからＲの範囲で連続的に可変できるようにしてもよい。この場合、例えば、表示部６０が不図示の加速度センサーを備え、画像切替部２０７は、この加速度センサーが取得した表示部６０の表示角度に基づいて、読み出し領域を連続的に可変するようにしてもよい。あるいは、ユーザーは、タッチスイッチ３４を操作して、読み出し領域を連続的に可変するようにしてもよい。
【００９１】
次に、撮像範囲と表示範囲の切り替え手順ついて説明する。
図１５は、本実施形態に係る画像と音声の切り替えのフローチャートである。
なお、以下では、ユーザーが、予めヘッドマウントディスプレイ１を頭部に装着し、起動した後の処理について説明する。
【００９２】
（ステップＳ１）画像切替部２０７は、ユーザーが、右目で見ている（右眼観察形態）ことを想定して、画像データの読み出し領域として読み出し領域Ｑ（撮影範囲Ｑともいう）を選択する。すなわち、図１４に示したように、画像切替部２０７は、撮像領域Ｐにおいて、ユーザーから見て上側の領域を選択して、選択した領域の画像データを読み出す。
【００９３】
（ステップＳ２）第２画像取得部２０３は、エンコーダー１２９を介して、撮像素子７２が撮像した映像データを取得し、取得した映像データを画像識別部２０４に出力する。なお、撮像素子７２は、ユーザーの瞼を含めた目元を撮像している。
次に、画像識別部２０４は、第２画像取得部２０３から出力された映像データから、例えば目、瞼、及び眉毛を含む眼領域の画像データ（以下、眼領域画像という）を抽出する。
次に、画像識別部２０４は、識別結果を判別部２０５に出力する。次に、判別部２０５は、抽出されたデータを元に、広義の画像認識技術を用いて、眼領域画像が左目の画像であるか否かを判別する。
判別した結果、眼領域画像が左目の画像の場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進む。判別した結果、眼領域画像が右目の画像の場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ６に進む。
【００９４】
（ステップＳ３）判別した結果、眼領域画像が左目の画像の場合、表示部６０を含むディスプレイ本体２０は、図３（Ｂ）のように頭部に装着されている。この場合、表示部６０を右眼観察形態に装着している図３（Ａ）に対して、カメラ６４の上限関係が反転している。従って、表示パネル６３には、撮像領域Ｐにおける読み出し領域Ｑが選択されたままでは、ユーザーの足下を撮像した画像かつ上下が１８０度回転した画像が表示されることになる。
このため、判別部２０５は、読み出し領域Ｒ（撮影範囲Ｒともいう）に切り替える切替信号を、第１画像取得部２０２に出力する。
【００９５】
（ステップＳ４）ステップＳ３において、第１画像取得部２０２は、撮像範囲Ｐの下側を選択している。このため、左眼観察形態において、第１画像取得部２０２は、判別部２０５からの指示に基づいて、映像データの読み出し読み出し領域を、読み出し領域ＱからＲに切り替える。この結果、図１３に示したように、第１画像取得部２０２は、左眼観察形態において、カメラ６４も反転しているため、撮像範囲Ｐの上側の読み出し領域Ｒを選択する。
【００９６】
（ステップＳ５）ステップＳ４において、カメラ６４により撮像された画像の回転状態が、右眼観察形態を想定した撮像された状態のため、撮像された画像は、上下が１８０度、逆である。このため、判別部２０５は、表示を反転する指示を、画像切替部２０７に出力する。次に、画像切替部２０７は、判別部２０５からの指示に基づいて、表示を反転する。
して、反転した画像データに基づく画像を、デコーダー１２１及びＬＣＤドライバ１２５を介して、表示パネル６３に表示する。
【００９７】
（ステップＳ６）ユーザーがカメラ６４のズーム倍率を可変した場合、第１画像取得部２０２は、エンコーダー１２９を介してカメラ６４が出力した距離情報を算出する。具体的には、第１画像取得部２０２は、カメラ６４から被写体までの距離を、公知の測距技術で測距する。
次に、第１画像取得部２０２は、測距した距離情報の値に応じて、読み出し領域を切り替える。
【００９８】
具体的には、表示部６０が右眼観察形態であって、距離が予め定められている値より大きい場合、画像切替部２０７部は、例えば読み出し領域Ｑ内の読み出し領域Ｓを選択する。読み出し領域Ｓは、中心位置が、読み出し領域Ｑの中心位置と同位置である。表示部６０が右眼観察形態であって、距離が予め定められている値より小さい場合、画像切替部２０７部は、例えば読み出し領域Ｑ内の読み出し領域Ｔを選択する。読み出し領域Ｔは、中心位置が、読み出し領域Ｑの中心位置と同異なる位置である。このように読み出し領域を切り替える理由は、被写体までの距離が極近い場合、二地点での観測地点の位置の違いにより、対象点が見える方向が異なる視差（パララックス）が発生するためである。なお、読み出し領域は、ＳとＴのみではなく、測距された距離に応じて連続的に可変される。また、広い範囲を撮像したい場合、すなわちズーミングがワイド側にある場合、とくに読み出し領域の可変は行わないようにしてもよい。
【００９９】
表示部６０が左眼観察形態であって、距離が、予め定められている値より大きい場合、画像切替部２０７部は、例えば読み出し領域Ｒ内の読み出し領域Ｕを選択する。読み出し領域Ｕは、中心位置が、読み出し領域Ｒの中心位置と同位置である。表示部６０が左眼観察形態であって、距離が予め定められている値より小さい場合、画像切替部２０７部は、例えば読み出し領域Ｒ内の読み出し領域Ｖを選択する。読み出し領域Ｖは、中心位置が、読み出し領域Ｖの中心位置と同異なる位置である。なお、読み出し領域は、ＵとＶのみではなく、測距された距離に応じて連続的に可変される。
【０１００】
（ステップＳ７）図１５に戻って、音声取得部２０１は、エンコーダー１２９を介して、集音マイク２４、通話マイク３７、及び集音マイク１０５の音声データを取得し、取得した音声データを音声切替部２０６に出力する。
次に、音声切替部２０６は、判別部２０５が出力した切替信号に基づいて、音声データの左右チャンネルを切り替える。次に、音声切替部２０６は、切り替えた後、音声データを、デコーダー１２１を介してオーディオコネクター２６に出力する。
【０１０１】
具体的には、例えば、右眼観察形態を初期状態に設定しておき、音声切替部２０６は、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から右チャンネルの音声データを再生するように割り当て、第２スピーカー１０４から左チャンネルの音声データを再生するように割り当てる。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声切替部２０６は、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から左チャンネルの音声データを再生するように割り当て、第２スピーカー１０４から右チャンネルの音声データを再生するように割り当てる。
【０１０２】
（ステップＳ８）音声取得部２０１は、判別部２０５が出力する切替信号に基づいて、マイク（集音マイク２４、通話マイク３７、及び集音マイク１０５）が集音した音声データを、左右のチャンネルに割り当てる。
【０１０３】
具体的には、例えば、右眼観察形態を初期状態に設定しておき、音声取得部２０１は、集音マイク２４と通話マイク３７が集音した音声データを右チャンネルに割り当て、集音マイク１０５が集音した音声データを左チャンネルに割り当てる。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声取得部２０１は、集音マイク２４と通話マイク３７が集音した音声データを左チャンネルに割り当て、集音マイク１０５が集音した音声データを右チャンネルに割り当てる。
（ステップＳ９）画像切替部２０７は、ステップＳ９において、選択した読み出し領域Ｑまたは領域Ｒの画像データに基づく画像を、デコーダー１２１及びＬＣＤドライバ１２５を介して、表示パネル６３に表示する。
【０１０４】
以上のように、本実施形態によれば、ユーザーの見ている範囲と、カメラ６４によって撮像されて表示パネル６３に表示される範囲との差異の少なく、使用時に違和感のない使いやすいシステムが提供できる。
【０１０５】
なお、従来技術のヘッドマウントディスプレイにおいて、ユーザーは、集中視野領域に入らない位置に表示部やカメラを配置するように調整し、かつカメラにより撮像される画像が、足下ではなく、正面を撮像できるように調整する必要があった。この場合、これらの条件を満足するために、ユーザーは、カメラを有する表示部を、目から遠ざけてしようすることになるため、仮に表示部がマイクを有していても、マイクが鮮明な音声を集音できないという問題点もあった。
本実施形態によれば、ヘッドマウントディスプレイ１を使用するユーザーが右目で観察する場合にも、マイクを口の比較的近傍に配置することが可能で、音声を明瞭に記録できるのみならず、左目で観察する場合も適切な範囲を読み出してカメラで取り込むことができるので、極めて便利なシステムが提供できる。
さらに、本実施形態によれば、被写体までの距離が近い場合にも、ユーザーの観察する方向とカメラの撮影範囲の中心が一致するので、パララックスの無い使いやすいシステムが提供できる。
【０１０６】
なお、ステップＳ２（図１５）において、右目か左目かの判断は、撮像素子７２が撮像した画像中、上述した目元を撮像した画像を用いる以外に、ヘッドバンド４０に対するディスプレイ本体２０の角度を撮像して、撮像した画像に基づいて判断してもよい。また、不図示の設定手段をユーザーが操作することで設定してもよい。また、地球上での使用に限られるが、電源投入後に最初に表示部６０内の映像を見て、ユーザーにより操作が行われようとしているときの加速度センサー１３２によって測定される重力の方向より、ヘッドマウントディスプレイ１が図１２の状態か、図１３の状態かを判断して、右目用か左目用かを判断するようにしてもよい。
【０１０７】
なお、カメラ６４における読み取り領域の変更は、電子的な手法に限定されるものではなく、ユーザーの両耳を結ぶ軸に略平行な回転軸周りに、機械的にカメラ６４を回転させ、撮像範囲を領域Ｑから領域Ｒまで連続的に変化させて撮像可能としてもよい。さらに、この回転機構をユーザーが手動で回転させる場合、表示部６０のユーザーに対する位置が変わったと判別された場合、ＨＭＤ１は、表示部６０に手動でカメラ６４を回転させるようにユーザーに操作を促す旨の表示を行ってもよい。この場合、ユーザーが、不図示のノブを回してカメラの方向を設定することが可能である。
または、読み取り領域の変更は、タッチスイッチ３４をユーザーが操作して切り替えたことに基づいて、表示部６０が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。さらに、読み取り領域の変更は、ユーザーが不図示の切り替え部を操作して切り替えたことに基づいて、表示部６０が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。または、例えば、支持板４６ａ、及び支持板４７ａに設けられている不図示の検出スイッチにより検出された検出信号に基づいて、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。
【０１０８】
なお、本実施例では、カメラ６４は表示部６０に設けられていたが、ディスプレイ本体２０にカメラ６４を設け、そこで読み出される撮像範囲に対して読み込み範囲を選択自在に設けられていてもよい。また、読み込み範囲は、機械的に回動してもよい。
【０１０９】
また読み出し領域については、その上下方向ならびに左右の方向をユーザーの好みに合わせて可変としても良い。またこの可変範囲については事前にユーザーを登録すること、もしくは自動でユーザーを判断することによって、複数のユーザーが使用しても個別に調整可能にしてもよい。また調整後は、個別のユーザーを判断して自動的に調整値にセットされてもよい。
【０１１０】
なお、本実施形態では、図１４では、カメラ６４が、縦長の撮像素子を備える例を説明したが、これに限られない。カメラ６４の撮像素子は、図１２及び図１３に示したような画角を確保できるものであればよい。なお、図１２及び図１３に示したような画角とは、例えば、１００度である。
【０１１１】
なお、本実施形態では、ディスプレイ本体２０をヘッドバンド４０に装着して使用する例を説明したが、これに限られない。ユーザーは、ディスプレイ本体２０をヘッドバンド４０に装着せずに、単体で使用してもよい。
【０１１２】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態で説明した要件のうち少なくとも１つの要件は、省略される場合がある。上記の実施形態で説明した各要件は、適宜、組み合わせることができる。
【０１１３】
なお、上述のヘッドマウントディスプレイ１は、内部にコンピュータシステム（例えば、処理部１２３）を有している。そして、各機能部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリーやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【０１１４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…ヘッドマウントディスプレイ、２０…ディスプレイ本体、２６…オーディオコネクター、３４…タッチスイッチ、６０…表示部、６３…表示パネル（表示部）、６４…カメラ、７２…撮像素子、１００…ステレオイヤホン、１０３…第１スピーカー、１０４…第２スピーカー、１０５…集音マイク、１２１…デコーダー、１２３…処理部、１３１…ＷｉＦｉ通信回路、１３２…加速度センサー、１３８…３Ｇ／ＬＴＥ通信回路、２０１…音声取得部２０１…第１画像取得部、２０３…第２画像取得部、２０４…画像識別部、２０５…判別部、２０６…音声切替部、２０７…画像切替部２０７、Ｐ…撮像領域、Ｕ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ…読み出し領域
【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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