(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部で検出された検出値と、基準値と、から前記利用者の動作を判断し、判断した動作に応じた制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
動作を判断する時点が、第１時点から、当該第１時点よりも後の第２時点までの間である場合には、少なくとも第一期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、
動作を判断する時点が、前記第２時点以降である場合には、第二期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、を行い、
前記第一期間は、前記動作検出部が起動した時点から、前記第１時点までの期間を少なくとも含み、
前記第二期間は、前記第１時点から、前記第２時点までの期間を少なくとも含む
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
初期基準値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、
動作を判断する時点が、前記動作検出部が起動した時点から、前記第１時点までの間である場合には、前記初期基準値を基準値とする処理と、
動作を判断する時点が、前記第１時点から、前記第１時点よりも後の前記第２時点までの間である場合には、前記第一期間で取得された検出値と、前記初期基準値と、から基準値を生成する処理と、を行う
ことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御装置であって、
前記第一期間は、前記動作検出部が起動した時点から、前記動作を判断する時点までの期間であり、
前記第二期間は、前記動作検出部が起動した時点から、前記第２時点までの期間である
ことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の制御装置であって、
前記基準値を生成する処理は、
予め定められた閾値よりも、小さな値の検出値のみを用いる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記第１時点は、前記動作検出部が起動した時点から、前記検出値を取得した数が予め定められた第１の数となる時点であり、
前記第２時点は、前記動作検出部が起動した時点又は前記第１時点から、前記検出値を取得した数が予め定められた第２の数となる時点である
ことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項２から５の何れか一項に記載の制御装置であって、
前記初期基準値は、予め定められた値、または前回の起動時に得られた最新の基準値の、何れかである
ことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記制御部は、
前記検出値が取得された時点が、前記動作検出部が起動した時点から前記第１時点までの間と、前記第１時点から前記第２時点までの間と、の何れかである場合に、利用者に注意を喚起するメッセージを出力する処理を、さらに行う
ことを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記動作検出部は、角速度センサ及び加速度センサの、少なくとも何れか一方である
ことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記制御部は、
前記動作検出部で検出された検出値により判断される動作が、前記基準値により判断される動作よりも大きな動作であるか否かを判断する第１の制御部と、
前記第１の制御部で、前記動作検出部で検出された検出値により判断される動作が、前記基準値により判断される動作よりも大きな動作であると判断された場合に、前記検出値に応じた制御を行う第２の制御部と、
を備え、
前記第１の制御部及び前記第２の制御部の少なくともいずれか一方が、前記基準値を算出する処理を行う
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置を有するヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記制御装置は、前記検出値に応じて、前記ヘッドマウントディスプレイ装置の制御を行うこと、
を特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１１】
利用者の動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部で検出された検出値と、基準値と、から前記利用者の動作を判断し、判断した動作に応じた制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
動作を判断する時点が、第１時点から、当該第１時点よりも後の第２時点までの間である場合には、少なくとも第一期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、
動作を判断する時点が、前記第２時点以降である場合には、第二期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、を行い、
前記基準値を生成する処理は、予め定められた閾値よりも、小さな値の検出値のみを用い、
前記第１時点は、前記動作検出部が起動した時点から、前記検出値を取得した数が予め定められた第１の数となる時点であり、
前記第２時点は、前記動作検出部が起動した時点又は前記第１時点から、前記検出値を取得した数が予め定められた第２の数となる時点である
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
利用者の動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部で検出された検出値と、基準値と、から前記利用者の動作を判断し、判断した動作に応じた制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
動作を判断する時点が、第１時点から、当該第１時点よりも後の第２時点までの間である場合には、少なくとも第一期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、
動作を判断する時点が、前記第２時点以降である場合には、第二期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、
前記検出値が取得された時点が、前記動作検出部が起動した時点から前記第１時点までの間と、前記第１時点から前記第２時点までの間と、の何れかである場合に、利用者に注意を喚起するメッセージを出力する処理と、を行う
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の制御装置であって、
初期基準値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、
動作を判断する時点が、前記動作検出部が起動した時点から、前記第１時点までの間である場合には、前記初期基準値を基準値とする処理と、
動作を判断する時点が、前記第１時点から、前記第１時点よりも後の前記第２時点までの間である場合には、前記第一期間で取得された検出値と、前記初期基準値と、から基準値を生成する処理と、を行う
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部の動作を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの眼前で画像を表示するヘッドマウントディスプレイ装置（以下、ＨＭＤと略記する）において、ユーザの頭部の動きを検知して、特定の動きに応じて画像や映像に対する制御（再生開始、一時停止等）を行ったり、ユーザの頭部動作に合わせて表示映像をスクロールさせたり、ヘッドホンの音場を動かして臨場感を向上させたりする技術が知られており、ＨＭＤにおけるユーザの頭部動作の検出には、ジャイロセンサ（角速度センサ）や加速度センサ等のセンサが用いられる。
【０００３】
ユーザの頭部の動きを検出する際には、ユーザの頭部が静止状態であると判断するための基準となる基準値をセンサの出力値から特定しておく必要がある。
【０００４】
この点、特許文献１に記載の技術では、ＨＭＤの電源が入れられてから（ジャイロセンサを起動させてから）一定期間、ＨＭＤのユーザに静止していることを要求し、この一定期間に取得されたセンサの出力値を平均化することで、静止状態と判断するための基準値を取得するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２６０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、ＨＭＤのユーザが静止している一定期間のセンサの出力値の平均値を基準値としているため、この一定期間内では、ユーザは静止を余儀なくされ、この一定期間内においては、ユーザの頭部の動きを検出しても特定の制御を行うことができず不便であった。また、精度の高い基準値を取得するためには、比較的長い時間、ユーザは静止していなければならず、不便であった。
【０００７】
そこで、本発明は、より短期間にユーザの動きを検出することによる制御を行うことができるようにする技術を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明に係る制御装置は、利用者の動作を検出する動作検出部と、前記動作検出部で検出された検出値と、基準値と、から前記利用者の動作を判断し、判断した動作に応じた制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、動作を判断する時点が、第１時点から、当該第１時点よりも後の第２時点までの間である場合には、少なくとも第一期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、動作を判断する時点が、前記第２時点以降である場合には、第二期間で取得された検出値から基準値を生成する処理と、を行い、前記第一期間は、前記動作検出部が起動した時点から、前記第１時点までの期間を少なくとも含み、前記第二期間は、前記第１時点から、前記第２時点までの期間を少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、より短期間にユーザの動きを検出することによる制御を行うことができるようにする技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１〜２に、本発明の第一の実施形態に係るＨＭＤ１００の一例を示す。図１は、本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の斜視図であり、図２は、本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の側面図である。
【００１２】
図示するように、本実施形態に係るＨＭＤ１００は、頭部装着帯１１０と、音声出力部１２０と、筐体１３０Ａ、１３０Ｂと、支持部１４０と、アーム部１５０と、表示部１６０と、操作部１７０と、を備えている。
【００１３】
頭部装着帯１１０は、その両端が相対向するように、湾曲した形状に形成されている。また、頭部装着帯１１０は、弾性を有する材質で形成されており、ユーザＵの頭部に装着する際に、その両端に形成されているスピーカ１２１Ａ、１２１Ｂ（これらを区別しない場合には、単に１２１と表記する）をユーザＵの頭部の内側方向に押圧することで、ＨＭＤ１００をユーザＵの頭部に着脱自在に装着することができるようにしている。
【００１４】
頭部装着帯１１０の両端側には、筐体１３０Ａ、１３０Ｂが連結されており、筐体１３０Ａにはスピーカ１２１Ａが、筐体１３０Ｂにはスピーカ１２１Ｂが、それぞれ設けられている。また、頭部装着帯１１０の内部には、筐体１３０Ａ、１３０Ｂと、スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂと、操作部１７０と、表示部１６０と、電源部１８０と、を電気的に連結するための信号線や、電力線等が配線されている。
【００１５】
音声出力部１２０は、音声信号を音声に変換する。本実施形態では、スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂを有し、これらはユーザＵの両方の耳にあてがわれて使用されるいわゆるヘッドホン用のスピーカである。図１においては、向かって右側のスピーカ１２１Ａが左耳用のスピーカ、向かって左側のスピーカ１２１Ｂが右耳用のスピーカとなっている。これらの左右の別については、ユーザＵの操作によって、任意に決定することができるものとしても良い。また、後述する筐体１３０Ａに内蔵される制御装置３００から、電源を供給する電力線と、音声信号を供給する音声信号線が配線されている。
【００１６】
筐体１３０Ａ、１３０Ｂは、頭部装着帯１１０の長手方向両端側に設けられており、筐体１３０Ａ、１３０ＢのユーザＵの頭部側（相対向する側）の外壁面には、スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂがそれぞれ連結されている。本実施形態においては、筐体１３０Ｂには、制御装置３００と、電源部１８０と、が内蔵されており、さらに、スピーカ１２１Ｂとは逆側の外壁面には、操作部１７０が設けられている。また、筐体１３０Ａの、スピーカ１２１Ａとは逆側の外壁面には、ＨＭＤ１００の電源のオン、オフを切り替える、電源スイッチ（図示しない）が設けられている。
【００１７】
電源部１８０と、制御装置３００と、操作部１７０と、電源スイッチと、は、筐体１３０Ａ、１３０Ｂのどちらに配置されても良く、また、筐体１３０Ａ、１３０Ｂが、スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂと一体となるような構成としても良い。
【００１８】
支持部１４０は、筐体１３０Ｂに、アーム部１５０の一端側を回動自在に連結する。連結方法はどのようなものでも良い。
【００１９】
アーム部１５０は、頭部装着帯１１０をユーザＵの頭部に装着した際に、アーム部１５０の筐体１３０Ｂ側ではない他端側に取り付けられている表示部１６０が、ユーザＵの眼前に位置するように、その長手方向において湾曲している。また、内部には、制御装置３００から、表示部１６０に電源を供給する電力線と、画像信号を供給する画像信号線と、が配線されている。
【００２０】
表示部１６０は、アーム部１５０の先端に、ユーザＵの視線に合わせて回動自在に連結されている。表示部１６０は、画像を現す画像信号を光信号に変換して画像を形成する電気−光変換器と、形成された画像を拡大する光学系と、表示デバイスとしてのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１６１と、を備え、制御装置３００から供給される画像信号に基づいて、画像を表示する。
【００２１】
操作部１７０は、操作スイッチ１７１Ａ、１７１Ｂ、１７１Ｃ、１７１Ｄ、１７１Ｅを備えている。これらの操作スイッチ１７１Ａ、１７１Ｂ、１７１Ｃ、１７１Ｄ、１７１Ｅを介して、ＨＭＤ１００に関する機能、例えば、再生、停止、早送り、巻戻し、制御処理のキャンセル、音量の変更等の指示を入力することができるようにされている。なお、これらのスイッチを介して指示が入力されると、検出情報が、入出力インターフェース部３３０を介して、制御部３１０の信号制御部３１３に送信される。
【００２２】
また、操作スイッチ１７１Ａには、その表面に凹凸が設けられている。ＨＭＤを使用中にスイッチを操作する場合、ユーザＵはスイッチを視界にとらえることが出来ないため、他のスイッチと区別し、それらの位置を把握するのを助けるためである。
【００２３】
また、ＨＭＤ１００に関する操作が可能なリモコン（図示しない）を別途設けても良い。リモコンは無線によって、ユーザＵが操作スイッチを見ながら操作することが可能である。その場合、操作部１７０に、リモコン受信部１７２を設けるような構成としても良い。
【００２４】
次に、本発明の第一の実施形態の制御装置３００について、図３〜５を用いて説明する。図３は、本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の概略構成図であり、図４は、センサ情報７００の概略図である。
【００２５】
制御装置３００は、図３に示すように、頭部動作検出部２００と、制御部３１０と、記憶部３２０と、入出力インターフェース部３３０と、を有する。
【００２６】
まず、頭部動作検出部２００について説明する。頭部動作検出部２００は、頭部動作を検出するための装置であり、角速度センサ（Ｚ）２０１Ａと、角速度センサ（Ｘ）２０１Ｂと（これらを区別しない場合には、単に２０１と表記する）、を備えている。頭部動作検出部２００は、特定の基準軸から検出対象、すなわちユーザＵ頭部動作に関する方向情報を、角速度として検出するものである。本発明の第一の実施形態に係る頭部動作検出部２００においては、図１に示すように、垂直方向（ユーザＵが直立する方向）をＺ軸とし、Ｚ軸と直交しユーザの一側面から他側面に向かう方向（スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂを貫通する方向）の軸をＸ軸とし、この２軸を基準軸として角速度の検出を実行する。
【００２７】
角速度センサ２０１としては、筺体内のミラーやファイバーでレーザー光を周回させ、筺体が方向を変えると、内部で周回しているレーザの発光から受光のタイミングが変化することを利用した光学式ジャイロ、歳差を応用して、角度変異を検知する機械式ジャイロ、振動（一次振動）する質量に角速度がつくと、コリオリ力でそれに直交する方向にも振動（二次振動）が発生することを利用した、振動式ジャイロ等を使用することができる。ここでは、角速度センサ（Ｚ）２０１Ａ、角速度センサ（Ｘ）２０１Ｂとして、圧電セラミックスを用いた、圧電振動ジャイロを用いることとする。
【００２８】
角速度センサ（Ｚ）２０１Ａは、図１に示すように、ヨーイング（Ｙａｗ）方向の角速度、すなわち、Ｚ軸回りの回転角の傾きであるヨー角を検出し、角速度センサ（Ｘ）２０１Ｂは、ピッチング（Ｐｉｔｃｈ）方向の角速度、すなわち、Ｘ軸の回りの回転角の傾きであるピッチ角を検出する。このようなセンサによって、ＨＭＤ１００は、ユーザＵの頭部の横振り動作と、縦振り動作とを検出することができる。本実施形態においては、角速度センサ２０１は所定の周期（例えば、５０ｍｓｅｃ）毎にサンプリングを実行し、検出結果は角速度に比例するアナログ電圧値として出力される。出力された電圧値は、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）によってデジタル信号へ変換され、検出情報として、制御装置３００の制御部３１０へと送信される。
【００２９】
また、角速度センサ２０１の数は、上述のものに限られない。ユーザＵが頭部をかしげる動作を検出するための、Ｙ軸を基準軸とする角速度センサをさらに設けて、ロール角を検出できるような構成としても良く、また、１つの角速度センサによって、全ての角速度を検出できるようにしても良い。
【００３０】
角速度センサ２０１の他にさらに加速度センサを設けても良く、角速度センサの代わりに加速度センサのみを持つような構成としても良い。
【００３１】
記憶部３２０は、センサ情報記憶領域３２１と、基準値情報記憶領域３２２と、を備えている。センサ情報記憶領域３２１には、センサ情報生成部３１１によって生成された、センサ情報７００が格納される。
【００３２】
図４に示すように、センサ情報７００は、センサ情報生成部３１１が角速度センサ２０１から検出情報を受信した時間が格納される受信時間格納領域７０１と、角速度センサ２０１からの検出情報が格納される検出情報格納領域７０２と、前記受信時間と、任意の時点との関係から判断される期間情報が格納される、期間情報格納領域７０３と、からなる。
【００３３】
基準値情報記憶領域３２２には、センサ情報生成部３１１によって生成される、基準値情報が格納される。基準値情報は、基準値が格納される基準値格納領域からなる。
【００３４】
制御部３１０は、センサ情報生成部３１１と、基準値情報生成部３１２と、信号制御部３１３と、を備えている。
【００３５】
センサ情報生成部３１１は、角速度センサ（Ｚ）２０１Ａと、角速度センサ（Ｘ）２０１Ｂと、から送信され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号へ変換された検出情報を受け付けると、センサ情報７００を生成して記憶部３２０のセンサ情報記憶領域３２１に記憶する。
【００３６】
基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成し記憶部３２０の基準値情報記憶領域３２２に格納する。さらに、センサ情報７００に格納される検出情報から、基準値を算出して、基準値格納領域に格納する。基準値の算出処理内容は、検出情報がどの時点で受信されたものかによって切り替えられる。
【００３７】
信号制御部３１３は、検出情報と、基準値との差分値を算出する。続いて、この差分値に基づいて、方位変化量を算出し、当該方位変化量に対応する制御信号、例えば、表示部１６０へ出力するための画像信号や、音声出力部１２０への出力するための音声信号等を生成、出力する。同様に、操作部１７０を介して受け付けた、ユーザＵの指示に対応する信号についても、生成、出力を行う。
【００３８】
方位変化量の算出処理過程は、例えば、角速度を積分回路によって積分し、回転角度や方向を求めるものであっても良いし、別の手段を用いても良い。
【００３９】
次に、基準値を算出するための基準時である時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２について、図５を参照して説明する。Ｔ０は、角速度センサ２０１が起動してからセンサ情報生成部３１１が最初の検出情報を受信した動作検出開始時点であり、Ｔ１とＴ２とは、任意の時点である。
【００４０】
起動直後のＴ０からＴ１の期間では、回路ノイズや温度ドリフト、検出情報数の不足等により、精度の高い基準値を生成するのは困難なため、最低限の精度を満たすための検出情報を蓄積する処理が実行される。本実施形態においては、例えば、この期間は１〜２秒程度である。
【００４１】
Ｔ１からＴ２の期間では、未だ基準値の精度が十分では無いために、その時点で可能な限り高精度の基準値を算出する処理が実行される。具体的には、本実施形態において、この期間は３０秒程度である。起動してからＴ２までに蓄積された検出情報は、十分な精度で基準値を求めることが可能な数に達することが望ましい。従って、Ｔ２以降の期間では、起動してからＴ２までの期間に蓄積された検出情報から、基準値を算出する処理が実行される。
【００４２】
ここでは便宜上、時間経過と共に移動する（図面に記載の位置とは限らない）現在の時点、すなわち最新の検出情報の受信時間をＴａ、Ｔ０からＴａの期間を、第一の期間Ｐ１、Ｔ０からＴ２の期間を、第二の期間Ｐ２として、以下、説明する。
【００４３】
角速度センサ２０１から電圧値を受信した際の制御部３１０の処理について、図６を用いて説明する。図６は、制御部３１０が、角速度センサ２０１から電圧値を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【００４４】
電源スイッチがオンに切り替えられることによって頭部動作検出部２００が起動すると、角速度センサ（Ｚ）２０１Ａと、角速度センサ（Ｘ）２０１Ｂとは、所定の周期（ここでは５０ｍｓｅｃとする）毎に、電圧値の検出・出力を開始する。このアナログ信号は、増幅器による増幅、Ａ／Ｄ変換器によるデジタル信号への変換を経て、検出情報としてセンサ情報生成部３１１へ送信される。センサ情報生成部３１１は、検出情報を受信すると（Ｓ１００１）、センサ情報７００を生成して、センサ情報記憶領域３２１へ格納する（Ｓ１００２）。さらに、検出情報を受け付けると同時に、その受信時間Ｔａを取得して、受信時間をセンサ情報７００の受信時間格納領域７０１に、検出情報を検出情報格納領域７０２に、それぞれ格納する。
【００４５】
次に、センサ情報生成部３１１は、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａを、任意の時点Ｔ２と比較する（Ｓ１００３）。ＴａがＴ２以前の場合（ＮＯ）には、ステップ１００４に進み、ＴａがＴ２以後の場合（ＹＥＳ）には、ＴａがＴ２以後であることを示す期間情報（例えば、Ｔａ≧Ｔ２）を、期間情報格納領域７０３に格納して、ステップ１００８にジャンプする。
【００４６】
一方、ステップ１００３において、ＴａがＴ２以前の場合（ＮＯ）には、センサ情報生成部３１１は、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａを、任意の時点Ｔ１と比較する（Ｓ１００４）。ＴａがＴ１以前の場合（ＹＥＳ）には、ＴａがＴ１以前であること示す期間情報（例えば、Ｔａ≦Ｔ１）を、期間情報格納領域７０３に格納する。
【００４７】
ステップ１００４において、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａが、Ｔ１より後の場合（ＮＯ）には、センサ情報生成部３１１は、ＴａがＴ1〜Ｔ２間にあることを示す期間情報（例えば、Ｔ1＜Ｔａ＜Ｔ２）を、期間情報格納領域７０３に格納して、ステップ１００５に進む。
【００４８】
ステップ１００５では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報７００の検出情報格納領域７０２から、Ｔ０からＴａまでの第一の期間Ｐ１で取得された検出情報を読み出す。次に、第一の期間Ｐ１で取得された検出情報から、平均の電圧値を算出する（Ｓ１００６）。
【００４９】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成して、上記平均の電圧値を基準値として、基準値情報の、基準値格納領域へ格納する（Ｓ１００７）。
【００５０】
ステップ１００８では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報７００の検出情報格納領域７０２から、Ｔ０からＴ２までの第二の期間Ｐ２で取得された検出情報を読み出す。次に、第二の期間Ｐ２で取得された検出情報から、平均の電圧値を算出する（Ｓ１００９）。
【００５１】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成して、上記平均の電圧値を基準値として、基準値情報の、基準値格納領域へ格納して（Ｓ１０１０）、処理を終了する。
【００５２】
ステップ１００９で得られた基準値は、Ｔ２以降に検出された全ての検出情報に対して、同様のものを使用することが出来る。
【００５３】
以上のようにして、検出情報から基準値が生成される。信号制御部３１３は、上記検出情報格納領域７０２に格納される検出情報と、基準値格納領域に記憶された基準値と、の差分値を算出する。さらに、この差分値に基づいて、方位変化量を算出し、当該方位変化量に対応する制御信号、例えば、表示部１６０へ出力するための画像信号や、音声出力部１２０への出力するための音声信号等を生成、出力する。
【００５４】
以上、説明したように、本実施形態によれば、起動直後のＴ０からＴ１までの期間では、
精度の高い基準値を生成することが困難であるため、ユーザＵの指示は操作部１７０を介してのみ受け付けられ、角速度センサ２０１の検出した電圧値はＨＭＤ１００の制御には反映されない。
【００５５】
よって、起動直後のＴ０からＴ１までの期間では、角速度センサ２０１の検出した電圧値を使用するような制御以外の処理、例えば、操作部１７０を介したユーザＵの指示に関する処理や、ＯＳのブート等といった処理が実行可能である。また、操作部１７０に、角速度センサ２０１のオン、オフが切り換え可能なスイッチを設けて、どの時点においても、角速度センサ２０１を用いないことが可能な構成としても良い。
【００５６】
Ｔ１からＴ２の期間では、動作検出開始時点Ｔ０から、最新の検出情報の受信時間Ｔａまでの間に蓄積された全ての検出情報を使用して、基準値が生成される。よって、その時点で可能な限り高精度の基準値を算出することが可能である。また、ここでは、最低限の精度を満たすＴ０からＴ１間で蓄積された検出情報を用いているために、Ｔａまでに蓄積された全ての検出情報を使用しなくとも、問題の無い精度で動作を検出することが可能である。従って、基準値を生成する処理に使用する検出情報は、Ｔ０からＴａの間の全てのデータには限定されず、Ｔ０からＴ１に加え、Ｔ１からＴａの間のどの時点までに蓄積されたデータであっても、用いることが可能である。
【００５７】
なお、Ｔ１、Ｔ２は、時間長や、検出情報数等を基準として任意で設定することが可能である。例えば、ＴａがＴ２に達すると、その後はＴ２＝Ｔａとして設定され、時間経過と共にＴ０、Ｔ１、Ｔ２が移動するような構成としても良い。これにより、常に直近のＴ０〜Ｔ２間の検知情報から基準値を生成することができ、温度ドリフト等による使用中における基準値の精度低下にも対応することが可能である。
【００５８】
Ｔ１、Ｔ２を設定するために、制御部３１０は、時間を計測するためのタイマーをさらに備えるような構成としても良い。もちろん、センサ情報７００に格納される受信時間から時間長を算出しても良いし、頭部動作検出部２００に別途時計を設け、検出情報に検出時間を格納するような構成としても良い。
【００５９】
また、起動直後の動作検出開始時点Ｔ０からＴ１までの期間に出力される不安定な検出情報を使用せず、ＴａがＴ２を経過すると、その後はＴ１からＴ2までの間、または、Ｔ１からＴａの間に蓄積された検出情報を使用して、基準値を生成するようにしても良い。
【００６０】
なお、操作部１７０に、現在の時点Ｔａ＝Ｔ０として設定し、再度Ｔ０を開始するリセットスイッチを設けるような構成としても良い。
【００６１】
さらに、本実施形態においては、起動直後の動作検出開始時点Ｔ０からＴ１の間は、角速度センサ２０１の検出した検出情報を使用するような制御処理は実行されない。また、Ｔ１からＴ２の間は、基準値の精度が不足しているため、角速度センサ２０１を利用した操作による処理が正確に実行されない可能性がある。
【００６２】
そこで、信号制御部３１３は、以上のような注意を喚起するメッセージについて、ユーザＵに音声または表示によって行うための制御信号を、さらに生成する構成としても良い。信号制御部３１３は、差分値を算出する際に、センサ情報７００の、期間情報格納領域７０３に格納される期間情報から、Ｔ０〜Ｔ１、または、Ｔ１〜Ｔ２を判断して、その期間毎に予め定められたメッセージを送信するための制御信号を生成することが可能である。
【００６３】
メッセージとしては、具体的に、現在属する期間や、その期間における注意点、すなわち、頭部動作による操作が使用できないことや、頭部動作を正確に認識できない可能性があるというような情報である。告知は、ＬＣＤ１６１の表示画面に表示するようにしてもよく、スピーカ１２１Ａ、１２１Ｂから音声信号として出力してもよい。
【００６４】
ここで、制御装置３００のハードウェア構成について説明する。図１０は、ＨＭＤ１００の電気的な構成を示すブロック図である。
【００６５】
図１０に示すように、ＨＭＤ１００は、各装置を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１と、各種データを書換え可能に記憶するメモリ２と、各種のプログラム、プログラムの生成するデータ等を格納する外部記憶装置、ここでは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）３と、を備える。制御部３１０は、例えば、ＨＤＤ３に記憶されている所定のプログラムを、メモリ２に読み込み、ＣＰＵ１で実行することにより実現可能である。
【００６６】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態であるＨＭＤ４００は、第一の実施形態と比較して制御部３１０の処理が異なっているため、以下、異なっている点に関連する事項について説明する。
【００６７】
先ず、センサ情報８００について説明する。図７に示すように、センサ情報８００は、センサ情報生成部３１１が角速度センサ２０１から検出情報を受信した時間が格納される受信時間格納領域８０１と、角速度センサ２０１からの検出情報が格納される検出情報格納領域８０２と、前記受信時間と、任意の時点との関係から判断される検出時間が格納される、期間情報格納領域８０３と、検出情報の電圧値を閾値Ｔｈと比較した情報である電圧値情報が格納される、電圧値情報格納領域８０４と、からなる。
【００６８】
第二の実施形態であるＨＭＤ４００の、制御部３１０において実行される処理について、図８を参照して説明する。図８は、第二の実施形態であるＨＭＤ４００の制御部３１０が、角速度センサから検出情報を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【００６９】
センサ情報生成部３１１は、検出情報を受信すると（Ｓ２００１）、センサ情報８００を生成して、センサ情報記憶領域３２１へ格納する。さらに、検出情報を受け付けると同時に、その受信時間Ｔａを取得して、受信時間をセンサ情報８００の受信時間格納領域８０１に、検出情報を検出情報格納領域８０２に、それぞれ格納する（Ｓ２００２）。
【００７０】
次に、センサ情報生成部３１１は、検出情報格納領域８０２に格納される検出情報の電圧値を、所定の閾値Ｔｈと比較し、その結果を電圧値情報として、電圧値情報格納領域８０４に格納する（Ｓ２００３）。
【００７１】
さらに、センサ情報生成部３１１は、電圧値情報格納領域８０４から、電圧値情報が閾値Ｔｈ以下を示すセンサ情報８００を抽出して、それらの数が、所定の数Ｎ２に達しているかどうかを判断する（Ｓ２００４）。所定の数Ｎ２に達している場合（ＹＥＳ）は、現時点Ｔａを、Ｔ２として設定して、ステップ２００９へ進む。達していない場合（ＮＯ）にはステップ２００５へと進む。
【００７２】
ステップ２００５では、センサ情報生成部３１１は、電圧値情報が閾値Ｔｈ以下を示すセンサ情報８００の数が、所定の数Ｎ１に達しているかどうかを判断する。所定の数Ｎ１達している場合（ＹＥＳ）は、現時点Ｔａを、Ｔ1として設定する。さらに、Ｔａが、Ｔ1からＴ２間にあることを示す期間情報（例えば、Ｔ1＜Ｔａ＜Ｔ２）を、期間情報格納領域８０３に格納し、ステップ２００６に進む。所定の数Ｎ１達していない場合（ＮＯ）は、ＴａがＴ１以前であること示す期間情報（例えば、Ｔａ≦Ｔ１）を、期間情報格納領域８０３に格納する。
【００７３】
ステップ２００６では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報８００の中から、電圧値情報が閾値Ｔｈ以下を示すものを抽出し、それらの検出情報格納領域８０２から、Ｔ０からＴａまでの第一の期間Ｐ１で取得された検出情報を読み出す。次に、第一の期間Ｐ１の検出情報から、平均の電圧値を算出する（Ｓ２００７）。
【００７４】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成し、上記平均の電圧値を基準値として、基準値情報の、基準値格納領域へ格納する（Ｓ２００８）。
【００７５】
ステップ２００９では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報８００の中から、電圧値情報が閾値Ｔｈ以下を示すものを抽出し、それらの検出情報格納領域８０２から、Ｔ１からＴ２までの間に取得された検出情報（例えば、期間情報が、Ｔ1＜Ｔａ＜Ｔ２を示すもの）を読み出す。次に、これらの検出情報から、平均の電圧値を算出する（Ｓ２０１０）。
【００７６】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成し、上記平均の電圧値を基準値として、基準値情報の、基準値格納領域へ格納して（Ｓ２０１１）、処理を終了する。
【００７７】
以上のようにして、検出情報から基準値が生成される。閾値Ｔｈは、ユーザＵの頭部動作の大きさが、基準値の算出に使用に適するものか否かを判断するために設けられる。基準値とは、ユーザＵの静止時における角速度センサ２０１の出力電圧の平均として求められる値である。従って、ユーザＵの頭部が静止時の位置から大きく外れるような動作、例えば、角速度センサ２０１を用いてＨＭＤ４００を操作するための、頭部の横振り動作や縦振り動作等を行った場合、それらの出力電圧を基準値の算出に使用すれば、基準値の精度は低下してしまう。
【００７８】
そこで、本実施形態においては、閾値Ｔｈによって、ユーザＵの頭部が静止時の位置とは大きく外れるような角速度センサの検出情報については、基準値の算出に使用せずに、閾値Ｔｈ以下の電圧値のみを使用することによって、制度の高い基準値を得ることが可能である。
【００７９】
また、本実施形態においては、閾値を超過する検出情報を基準値の算出に使用しないことで、データ数が不足してしまう可能性がある。そこで、各期間で必要なセンサ情報８００の数を規定した、所定の数Ｎ１、Ｎ２を設け、センサ情報８００のサンプル数が十分かどうかを判断し、各所定の数を満たした時点を、Ｔ１、Ｔ２として設定する。このような構成により、ユーザＵ頭部の大きな動作を除外し、除外されたデータ数が補われた時点を、Ｔ１、Ｔ２として設定することで、高精度な基準値を生成することが可能となる。
【００８０】
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。第三の実施形態であるＨＭＤ５００は、第一の実施形態と比較して制御部３１０の処理が異なっているため、以下、異なっている点に関連する事項について説明する。
【００８１】
第三の実施形態であるＨＭＤ５００の、制御部３１０において実行される処理について、図９を参照して説明する。図９は、第二の実施形態であるＨＭＤ４００の制御部３１０が、角速度センサから検出情報を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【００８２】
本実施形態におけるステップ３００１〜３００２は、第一の実施形態におけるステップ１００１〜１００２と同様の処理であるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００８３】
センサ情報生成部３１１は、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａを、任意の時点Ｔ２と比較する（Ｓ３００３）。ＴａがＴ２以前の場合（ＮＯ）には、ステップ３００４に進み、ＴａがＴ２の後の場合（ＹＥＳ）には、ＴａがＴ２以後であることを示す期間情報（例えば、Ｔａ≧Ｔ２）を、期間情報格納領域７０３に格納して、ステップ３００９にジャンプする。
【００８４】
ステップ３００３において、ＴａがＴ２以前の場合（ＮＯ）には、センサ情報生成部３１１は、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａを、任意の時点Ｔ１と比較する（Ｓ３００４）。ＴａがＴ１以前の場合（ＹＥＳ）には、ＴａがＴ１以前であること示す期間情報（例えば、Ｔａ≦Ｔ１）を、期間情報格納領域７０３に格納して、ステップ３００８へ進む。
【００８５】
ステップ３００８では、基準値情報生成部３１２は、予め定められた初期基準値を取得する。初期基準値は、予め定められた基準値であり、具体的には、静止時出力電圧として適当な値を定めたものである。これは、予め記憶部３２０に格納しておいても良いし、前回の起動時に生成された基準値のうち最新のものを、記憶部３２０から読み出して使用しても良い。
【００８６】
さらに、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成して、上述の初期基準値を、基準値情報の、基準値格納領域へ格納する（Ｓ３００７）。
【００８７】
一方、ステップ３００４において、受信時間格納領域７０１に格納される受信時間Ｔａが、Ｔ１の後の場合（ＮＯ）には、センサ情報生成部３１１は、ＴａがＴ1〜Ｔ２間にあることを示す期間情報（例えば、Ｔ1＜Ｔａ＜Ｔ２）を、期間情報格納領域７０３に格納して、ステップ３００５に進む。
【００８８】
ステップ３００５では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報７００の検出情報格納領域７０２から、Ｔ０からＴａまでの間に取得された検出情報を読み出す。次に、Ｔ０からＴａの第一の期間Ｐ１で取得された検出情報から、平均の電圧値を算出する。次に、記憶部３２０に格納される所定の初期基準値を読み出し、平均の電圧値と、初期基準値との平均をさらに算出する（Ｓ３００６）。
【００８９】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成して、上記第一の期間Ｐ１の平均の電圧値と、初期基準値との平均を、基準値として基準値情報の、基準値格納領域へ格納する（Ｓ３００７）。
【００９０】
ステップ３００９では、基準値情報生成部３１２は、まず、記憶部３２０に格納されるセンサ情報７００の検出情報格納領域７０２から、Ｔ０からＴ２までの第二の期間Ｐ２に取得された検出情報を読み出す。次に、第二の期間Ｐ２で取得された検出情報から、平均の電圧値を算出する（Ｓ３０１０）。
【００９１】
続いて、基準値情報生成部３１２は、基準値情報を生成して、上記平均の電圧値を基準値として、基準値情報の、基準値格納領域へ格納して（Ｓ３０１１）、処理を終了する。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態によれば、高い精度の基準値を生成することが困難な起動直後の期間（Ｔ０〜Ｔ１）においても、所定の初期基準値を用いることによって、角速度センサ２０１の検出情報を使用した制御処理を実行することが出来る。また、Ｔ０〜Ｔ２の期間においても、第一の期間Ｐ１で蓄積された全ての検出情報と、初期基準値の両方を用いることによって、より精度の高い基準値を求めることが可能である。従って、ユーザＵは、電源起動直後から頭部の動作を用いて、より正確な操作をすることが可能となる。
【００９３】
なお、時点Ｔ１を設定せずに、Ｔ２のみを設けるような構成としても良い。この場合、Ｔ０からＴ２の期間における基準値の算出には、第一の期間Ｐ１で取得された検出情報と、初期基準値と、が使用される。
【００９４】
さらに、第二の実施形態と同様に、閾値Ｔｈを設定して、検出情報における電圧値が、基準値の算出の使用に適当かを判断できるような構成としても良い。もちろん、その際には、所定の数Ｎ１またはＮ２を満たすかを検出し、Ｔ１およびＴ２の時点を設定することが可能である。
【００９５】
また、以上に述べた実施形態における制御装置３００の適用は、ＨＭＤに限られない。動作検出器を備える他の装置についても、適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の側面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の概略構成図である。
【図４】センサ情報７００の概略図である。
【図５】時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２を説明するための概念図である。
【図６】本発明の第一の実施形態であるＨＭＤ１００の制御部３１０が、角速度センサ２０１から電圧値を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【図７】センサ情報８００の概略構成図である。
【図８】第二の実施形態であるＨＭＤ４００の制御部３１０が、角速度センサ２０１から電圧値を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【図９】第三の実施形態であるＨＭＤ５００の制御部３１０が、角速度センサ２０１から電圧値を受信した際の処理を示すフローチャートである。
【図１０】ＨＭＤ１００の電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００、４００、５００…ＨＭＤ、１１０…頭部装着帯、１２０…音声出力部、１３０Ａ、１３０Ｂ…筐体、１４０…支持部、１５０…アーム部、１６０…表示部、１６１…ＬＣＤ、１７０…操作部、１７１Ａ、１７１Ｂ、１７１Ｃ、１７１Ｄ、１７１Ｅ…操作スイッチ、１７２…リモコン受信部、１８０…電源、２００…頭部動作検出部、３００…制御装置、３１０…制御部、３１１…センサ情報生成部、３１２…基準値情報生成部、３１３…信号制御部、３２０…記憶部、３３０…入出力インターフェース部。
【図１】
0005098543.tif 000002
【図２】
0005098543.tif 000003
【図３】
0005098543.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005098543.tif 000006
【図６】
0005098543.tif 000007
【図７】
0005098543.tif 000008
【図８】
0005098543.tif 000009
【図９】
0005098543.tif 000010
【図１０】
0005098543.tif 000011