JP3477441B2 - Image display device - Google Patents

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JP3477441B2 JP2000374242A JP2000374242A JP3477441B2 JP 3477441 B2 JP3477441 B2 JP 3477441B2 JP 2000374242 A JP2000374242 A JP 2000374242A JP 2000374242 A JP2000374242 A JP 2000374242A JP 3477441 B2 JP3477441 B2 JP 3477441B2
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Kawasaki Jukogyo KK
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばヘッドマ
ウントディスプレイ装置として好適に実施することがで
きる画像表示装置に関する。 【0002】 【従来の技術】ヘッドマウントディスプレイ装置は、2
つの表示面に視差を有する画像を表示することができ
る。利用者は、ヘッドマウントディスプレイ装置を頭部
に装着し、左右の眼で、各表示面の画像を個別に見るこ
とによって、立体視表示されて作り出される3次元の仮
想空間を体感することができる。 【0003】また他の従来の技術として、特開平10−
69363に示されるディスプレイ上のメッセージ情報
を管理する装置がある。この装置は、ディスプレイ上に
メッセージを表示するにあたって、アイトラッカによっ
て利用者が注視しているディスプレイ上の位置を検出し
て、その位置にメッセージを表示する。さらに注視位置
がメッセージに沿って移動したとき、メッセージが自動
的に消去される。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ヘッドマウントディス
プレイ装置では、利用者に立体視表示をすることだけを
目的とする装置である。したがってこの装置では、利用
者が作り出された仮想空間の注視している位置を特定す
ることができない。 【0005】また特開平10−69363の装置では、
利用者が注視しているディスプレイ上の位置を特定する
ことはできるけれども、あくまでも2次元における位置
の特定である。この装置をそのまま用いても、立体視表
示されて作り出された仮想空間内の注視している位置を
特定することはできない。 【0006】本発明の目的は、立体視表示することがで
きるとともに、利用者が作り出された仮想空間の注視し
ている位置を特定することができる画像表示装置を提供
することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、利用者の頭部
に装着され、利用者の左右の眼にそれぞれ臨んで配置さ
れる2つの表示面に、視差を有する画像をそれぞれ表示
する表示手段と、利用者の左右の眼の視線方向を検出す
る視線検出手段と、利用者の頭部の位置および姿勢を検
出する位置姿勢検出手段と、視線検出手段によって検出
された各視線方向ならびに位置姿勢検出手段によって検
出された頭部の位置および姿勢に基づいて、表示手段を
用いて画像を表示することによって仮想的に作り出され
る仮想空間中の利用者が注視する位置を演算する演算処
理手段とを含み、前記演算処理手段は、利用者が注視す
る位置の画像部分が残余の画像部分に比べて高い鮮鋭度
を有し、かつ利用者が注視する位置から遠近方向のずれ
量が大きくなるにつれて鮮鋭度が低くなる画像を表示す
るように表示手段を制御することを特徴とする画像表示
装置である。 【0008】本発明に従えば、表示手段は、利用者の頭
部に装着され、この状態で2つの表示面が、利用者の左
右の眼にそれぞれ臨んで配置され、利用者は、一方の眼
で一方の表示面上の画像を見るとともに、他方の眼で他
方の表示面上の画像を見ることができる。これによって
表示手段は、利用者に対して立体視表示をすることがで
き、利用者に対して3次元の仮想空間を作り出すことが
できる。このように立体視表示される画像を見ている利
用者の左右の眼の視線方向が視線検出手段によって検出
されるとともに、利用者の頭部の位置および姿勢が位置
検出手段によって検出され、表示手段による画像によっ
て、したがって表示手段による立体視表示によって、仮
想的に作り出される仮想空間中の利用者が注視する位置
を、演算処理手段によって演算することができる。この
ように左右の眼の各視線方向を検出することによって、
視線の交差する位置を特定して、仮想空間中の利用者が
注視する位置を、演算して求めることができる。また利
用者が注視する位置を表す画像部分が残余の画像部分に
比べて高い鮮鋭度を有する画像が、表示手段によって表
示される。しかも表示される画像は、利用者が注視する
位置から遠近方向のずれ量が大きくなるにつれて鮮鋭度
が低くなる画像である。このように利用者が注視する位
置に応じて、画像の鮮鋭度に部分的な差異を与え、利用
者が注視する位置が他より鮮鋭に表示され、注視する位
置から遠近方向にずれるにつれて不鮮鋭に表示される。
したがって表示される画像は、利用者が実空間を見たと
きに得られる部分的に鮮鋭度の異なる像と同様に、部分
的に鮮鋭度が異なる画像であり、このような画像を表示
することができる。 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】 【0018】 【0019】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
ヘッドマウントディスプレイ装置1を示すブロック図で
ある。画像表示装置であるヘッドマウントディスプレイ
(HeadMounted Display:以下「HMD」という場合が
ある)装置1は、利用者2の頭部3に装着され、利用者
2の左右の眼4L,4Rにそれぞれ臨んで配置される2
つの表示面6L,6Rに、視差を有する画像をそれぞれ
表示する表示器8と、利用者2の左右の眼4L,4Rの
視線方向を検出する視線検出器9と、利用者2の頭部3
の位置および姿勢を検出する位置姿勢検出器11と、視
線検出器9によって検出された各視線方向ならびに位置
姿勢検出器11によって検出された頭部3の位置および
姿勢に基づいて、表示器8よる画像によって仮想的に作
り出される仮想空間内の利用者が注視する位置(以下
「注視位置」という場合がある)を演算する演算処理計
算機10とを含む。 【0020】HMD装置1は、さらに、利用者2の頭部
3に装着される図示しないホルダを備えており、このホ
ルダに表示器8が設けられ、これによって表示器8が、
利用者2の頭部3に装着され、頭部3に対して一定位置
に保持される。この表示手段である表示器8は、各表示
面6L,6Rがそれぞれ形成される2つのスクリーン部
材12L,12Rと、各表示面6L,6Rに画像をそれ
ぞれ投影する2つの投影機13L,13Rとを有する。 【0021】各スクリーン部材12L,12Rは、ハー
フミラーによって構成され、ホルダが頭部3に装着され
た状態で、左右の眼4L,4Rにそれぞれ臨んで、頭部
3に関して前方に配置される。たとえば、一方の表示面
6Lを有する一方のスクリーン部材12Lは左眼4Lに
臨んで配置され、他方の表示面6Rを有する他方のスク
リーン部材12Rは右眼4Rに臨んで配置される。 【0022】各投影機13L,13Rは、たとえば陰極
線管および液晶表示素子などによって構成され、これら
投影機13L,13Rによって、各スクリーン部材12
L,12Rの表示面6L,6Rに画像が投影され、各表
示面6L,6Rに画像が表示される。各表示面6L,6
Rに表示される画像は、利用者2の左右の眼4L,4R
の視差に相当する視差を有する画像である。 【0023】このようにハーフミラーから成るスクリー
ン部材12L,12Rに投影して画像を表示することに
よって、利用者2から見てスクリーン部材12L,12
Rの背後に存在する背景に、上描きするように重ね合わ
せて表示することができ、利用者2は、表示器8によっ
て表示される画像だけでなく、スクリーン部材12L,
12Rを透して背景を見ることができる。このように本
実施の形態では、実際の背景と表示器8による画像とに
よって、仮想空間が作り出される。 【0024】視線検出手段である視線検出器9は、左右
の眼4L,4Rをそれぞれ撮像する2つのアイカメラ1
4L,14Rと、反射面がそれぞれ形成される2つの反
射部材15L,15Rと、各アイカメラ14L,14R
によって撮像された画像を処理して、左右の眼4L,4
Rの視線方向を求めるアイカメラコントローラ16とを
有する。視線検出器11のうち、各アイカメラ14L,
14Rおよび各反射部材15L,15Rは、表示器8が
設けられるホルダに設けられ、これによって各アイカメ
ラ14L,14Rおよび各反射部材15L,15Rが、
利用者2の頭部3に装着され、頭部3に対して一定位置
に保持される。 【0025】本実施の形態では、ホルダに保持されて利
用者2の頭部3に装着される各スクリーン部材12L,
12R、各投影機13L,13R、各アイカメラ14
L,14Rおよび各反射部材15L,15Rを含んでH
MD本体20が構成される。このHMD本体20が頭部
3に対して一定位置に装着される。 【0026】各アイカメラ14L,14Rは、赤外線を
用いて、左右の眼4L,4R、具体的にはそれぞれの眼
球を撮像する。赤外線を用いることによって、利用者2
の視覚に影響を与えることなく、左右の眼4L,4Rを
撮像することができる。また図示しない赤外線照射手段
を設けて、左右の眼4L,4Rに赤外線を照射し、各ア
イカメラ14L,14Rによる撮像を容易にするように
してもよい。 【0027】各反射板15L,15Rは、ハーフミラー
によって構成され、ホルダが頭部3に装着された状態
で、左右の眼4L,4Rにそれぞれ臨んで、頭部3に関
して前方に配置される。たとえば、一方の反射部材15
Lは左眼4Lに臨んで左眼4Lと一方のスクリーン部材
12Lとの間に配置され、他方の反射部材15Rは右眼
4Rに臨んで右眼4Rと他方のスクリーン部材12Rと
の間に配置される。 【0028】このように各反射板15L,15Rが設け
られ、各アイカメラ14L,14Rは、この各反射板1
5L,15Rを介して、左右の眼4L,4Rを撮像す
る。具体的には、一方のアイカメラ14Lは、一方の反
射板15Lを介して左眼4Lを撮像し、他方のアイカメ
ラ14Rは、他方の反射板15Rを介して右眼4Rを撮
像する。各反射板15L,15Rを介して左右の眼4
L,4Rをそれぞれ撮像することによって、各アイカメ
ラが14L,14Rが利用者2の視界をさえぎり、利用
者2が表示器8による画像および背景を見るのに邪魔に
なることを防ぐことができる。 【0029】アイカメラコントローラ16には、各アイ
カメラ14L,14Rによって撮像された左右の眼4
L,4Rの像を表す信号が与えられる。アイカメラコン
トローラ16は、左右の眼4L,4Rの像をそれぞれ画
像処理し、瞳孔の位置を解析することによって左右の眼
4L,4Rの視線方向、具体的には頭部3に対する左右
の眼4L,4Rの視線方向を演算して求める。このよう
にして、視線検出器9によって、左右の眼4L,4Rの
頭部3に対する視線方向を検出することができる。 【0030】位置姿勢検出手段である位置姿勢検出器1
1は、センサ部24およびトランスミッタ部25を有す
る磁気式のヘッドモーションセンサ(Head Motion Sens
or:以下、「HMS」という場合がある)と、HMSコ
ントローラ26とを有する。HMSのセンサ部24は、
利用者2の頭部3に装着され、HMSのトランスミッタ
部25は、利用者2が在居する空間の低位置に後述のよ
うに利用者2がパイロットである場合コックピットの低
位置に固定される。トランスミッタ部25によって作り
出される磁界の強度をセンサ部24で検出し、この磁界
の強度を表す信号がHMSコントローラ26に与えられ
る。これに基づいてHMSコントローラ26によって、
定位置にあるトランスミッタ部25に対するセンサ部2
4の位置および姿勢を演算して求める。このようにして
位置姿勢検出器11によって利用者2の頭部3の位置お
よび姿勢を検出することができる。 【0031】位置姿勢検出器11は、上に構成以外のH
MSを用いるようにしてもよい。たとえば光学式および
ジャイロ式などの他の方式のHMSを用いてもよく、利
用者2の頭部3の位置および姿勢を検出することのでき
るものであれば、どのような方式でもよい。 【0032】演算処理手段である演算処理計算機10
は、表示器8によって表示すべき画像の画像データを表
す信号を、各投影機13L,13Rに与える。これによ
って各投影機13L,13Rは、演算処理計算機10か
ら与えられる画像データに基づく画像を投影し、表示器
8によってその画像が表示される。 【0033】演算処理計算機10には、また、HMSコ
ントローラ26から頭部3の位置および姿勢を表す信号
が与えられる。これによって演算処理計算機10は、頭
部3の位置および姿勢に基づいて、表示器8による画像
を指令することができる。 【0034】また演算処理計算機10には、頭部3の位
置および姿勢の信号に加えて、アイカメラコントローラ
16から左右の眼4L,4Rの視線方向を表す信号が与
えられる。これによって演算処理計算機10は、左右の
眼4L,4Rの視線方向に基づいて、表示器8による画
像によって作り出される仮想空間内の利用者2が注視す
る位置を演算して求めることができる。 【0035】HMD装置1は、表示器8によって表示す
べき画像に関する情報を入力するための画像情報入力手
段17を含む。この画像情報入力手段17は、たとえば
予め生成された各種情報を記憶する記憶手段、所定の空
間を撮像する撮像手段および所定の情報を取得する情報
取得手段の少なくとも1つを有する構成であってもよ
い。 【0036】記憶手段はたとえばハードディスクドライ
ブ装置などによって実現され、この記憶手段を画像情報
入力手段17として用いる場合、演算処理計算機10
は、利用者2の頭部3の位置および姿勢に対応した各種
情報を読み込み、画像データを生成してその画像データ
を表す信号を表示器8に与える。撮像手段はたとえば可
視光または赤外線を用いて撮像するCCDカメラによっ
て実現され、この撮像手段を画像情報入力手段として用
いる場合、演算処理計算機10は、撮像された画像の画
像データを表す信号を表示器8に与える。情報取得手段
はたとえば各種情報を検出するセンサによって実現さ
れ、この撮像手段を画像情報入力手段として用いる場
合、演算処理計算機10は、取得された情報を示すグラ
フなどの画像の画像データを表す信号を表示器8に与え
る。 【0037】このようなHMD装置1は、利用者2の頭
部3の位置および姿勢に基づいて画像を表示することが
できるので、利用者2が移動し、または向きを変えるな
どして、頭部3の位置および姿勢が変化すると、その頭
部3の位置および姿勢の変化に応じて仮想空間内におけ
る頭部3の位置および姿勢が変化するように、表示する
ことができる。換言すれば、利用者2は、仮想空間を仮
想的に移動することができる。このようにして作り出さ
れる仮想空間内の利用者が注視する位置を、視線検出器
9によって検出することができる。 【0038】図2は、表示器8による立体視表示を説明
するための図である。左眼4L用として一方の表示面6
Lに表示される画像35Lと、右眼4R用として他方の
表示面6Rに表示される画像35Rとは、上述したよう
に相互に視差を有している。詳細に述べると、図2の例
では、木36、山37および湖38が表示されている
が、左眼4L用の画像35Lと右眼4R用の画像35R
とでは、木36、山37および湖38の相互の位置関係
が異なっている。このような表示によって立体視表示を
することができる。 【0039】1つの表示面に表示される画像を左右の眼
4L,4Rで見る表示では、言うまでも無く平面的な表
示しかできない。また左右の眼4L,4Rに対して個別
に表示をしても、同一の画像であれば、左右の眼4R,
4Lの視線が平行となるので、遠近感は得られない。つ
まり片方、たとえば右眼4R用の画像35Rだけでは、
木36、山37および湖38の方向に関するの情報を利
用者2に与えることができるけれども、木36、山37
および湖38の遠近に関する情報を利用者2に与えるこ
とができない。したがって利用者2は、遠近に関して把
握することができない。 【0040】HMD装置1では、視差を有する画像35
L,35Rを左右の眼4L,4Rにそれぞれ表示するこ
とによって、木36、山37および湖38の遠近に関す
る情報を与えることができ、利用者2は遠近を把握する
ことができる。木36をさらに例に挙げて述べると、右
眼4R用の画像35Rだけでは、実線で示される位置お
よび各仮想線で示される位置のいずれの位置にあるか把
握することができないけれども、左眼4L用の画像35
Lによる方向の把握によって、その交点に存在し、実線
の位置であることを把握することができる。実際には画
像は各表示面6L,6R上に表示されるけれども、あた
かも遠近が存在するように表示することができる。この
ようにして立体視表示をし、3次元立体空間を仮想的に
作り出すことができる。 【0041】図3は3次元空間における注視位置の特定
原理を説明するための図であり、図3(1)は利用者2
が無限遠を見ている場合の視線を示し、図3(2)は利
用者2が特定の対象物を見ている場合の視線を示す。利
用者2が一点を注視することなく視界内を全体的に見て
いる場合、図3(1)に示すように、左右の眼4L,4
Rによって無限遠をそれぞれ見ており、左右の眼4L,
4Rの視線方向30L,30Rは、相互に平行であり、
かつ頭部3の向いている方向(頭部3に対する前方)に
対して平行である。 【0042】これに対して、利用者2がある特定の対象
物32を注視している場合、図2(2)に示すように、
左右の眼4L,4Rによって対象物32をそれぞれ見て
おり、左右の眼4L,4Rの視線方向30L,30Rは
対象物32に向かっており、頭部3の向いている方向に
対して異なる視線角度θL,θRをそれぞれ成してい
る。これら各視線角度θL,θRと左右の眼4L,4R
の両眼距離Xとによって、利用者2が注視している位置
である対象物32中の一点までの左右の眼4L,4Rか
らの注視点距離LL,LRをそれぞれ求めることができ
る。左眼4Lと利用者2の注視位置との注視点距離LL
は、次式(1)によって、 LL=x/(sinθL−tanθR×cosθL) …(1) として求めることができ、右眼4Rと利用者2の注視位
置との注視点距離LRは、次式(2)によって、 LR=x/(tanθL×cosθR−sinθR) …(2) として求めることができる。 【0043】このような測定原理は、実際の空間はもち
ろん、左右の眼4L,4Rに視差を有する画像を表示す
ることによって作り出される仮想空間においても、同様
に適用することができ、HMD装置1では、この測定原
理で利用者の注視位置を特定している。詳細に述べる
と、上述の視線検出器9によって、各視線方向30L,
30Rを、各視線角度θL,θRとして検出される。ま
た利用者2の左右の眼4L,4Rの両眼間隔Dは、予め
測定することが可能である。これら各視線角度θL,θ
Rおよび両眼間隔xを用いた式(1)および式(2)の
演算処理は、演算処理計算機10で実行される。これに
よってスクリーン部材12L,12Rの背後の背景と、
表示器8による表示とによって作り出される仮想空間内
において、利用者2が注視している位置を特定すること
ができる。 【0044】図4は、表示器8による表示画像の一例を
示す図である。図4には、図2に示した右眼4R用の画
像35Rの詳細な画像を示す。本実施の形態のHMD装
置1では、演算処理計算機10は、上述のようにして求
めた利用者2が注視する位置の画像部分が残余の画像部
分に比べて高い鮮鋭度を有する画像を表示するように、
表示器8を制御する。具体的には、右眼4R用の画像3
5Rとして図2と同様の木36、山37および湖38を
表示するにあたって、上述のようにして演算される仮想
空間内の利用者2の注視位置が木36が仮想的に存在す
る位置である場合、この木36は、高い鮮鋭度で表示
し、他の山37および湖38は、木36よりも低い鮮鋭
度で表示する。換言すれば、木36は、その輪郭および
模様などが明瞭かつ詳細に示され、他の山37および湖
38は、その輪郭および模様などが木36に比べて不明
瞭かつ非詳細に示される。このように注視位置に応じ
て、その注視位置にある物体は、少なくとも輪郭を明瞭
に示して高い鮮鋭度で表示され、残余の位置の物体は、
低い鮮鋭度で表示される。図4には右眼4R用の画像3
5Rを示しているが、左眼4L用の画像についても同様
に表示される。 【0045】利用者2を含む人間の眼は、近景から遠景
まですべてにわたって同時に焦点を合わせることはでき
ず、利用者2を含む人間は、距離範囲を選択して焦点を
合わせている。具体例を挙げて説明すると、図3(1)
を参照して説明したように、視界内を全体的に見ている
場合、利用者2は、無限遠に焦点を合わせており、遠
景、たとえばに存在する山などは焦点が合って鮮鋭度が
高く、近景になるにつれて焦点がずれて、たとえば山よ
りも手前の湖および木などは焦点がずれて鮮鋭度が低い
状態で見ている。また図3(2)を参照して説明したよ
うに、特定の対象物32、たとえば湖を見ている場合、
利用者2は、その湖に焦点を合わせており、湖より遠景
になるにつれて焦点がずれ、かつ湖より近景になるにつ
れて焦点がずれ、湖よりも遠くの山および湖よりも近い
木などは焦点がずれて鮮鋭度が低い状態で見ている。こ
のように利用者2は、実際の空間を見るときには、注視
位置に焦点を合わせ、注視位置から遠近方向に離れるに
つれて焦点がずれた状態で見ている。 【0046】本実施の形態のHMD装置1では、上述の
ように注視位置の物体の鮮鋭度が残余の物体の鮮鋭度に
比べて高くなるように、表示することができるので、利
用者2が実際の空間を見たときの焦点の合い方に類似さ
せて、換言すれば注視位置に応じて鮮鋭度を異ならせる
擬似フォーカス処理をして、より実際の空間を見たとき
に近い視覚が得られる立体視表示をすることができる。
このように立体視表示の幅を広くし、より高度な立体視
表示をすることができる。したがって利用者2は、違和
感の少ない状態で、表示される画像を見ることができ
る。 【0047】図5は擬似フォーカス処理を説明するため
の図であり、図5(1)は全体を高い鮮鋭度で表示する
場合の画像データであり、図5(2)は注視位置だけを
高い鮮鋭度で表示する場合の画像データである。図5
(1)および図5(2)において、線40で区切られる
左側の部分が注視位置を表示する注視画像部分であり、
右側の部分が注視位置を除く残余の位置を表示する非注
視画像部分である。理解を容易にするために、単色、た
とえば黒色の濃度で表される画像を例に挙げて説明す
る。画像データは、図5の一部の画素に対応させて示す
ように、各画素毎の黒色の濃度がたとえば0以上100
以下の数値で表され、100に近づくにつれて黒色の濃
度が高くなる。 【0048】図5(1)に示すように、全体を高い鮮鋭
度で表示する場合には、注視画像部分および非注視画像
部分がともに、各画素毎に個別に決定される濃度となる
ように表示される。これに対して、注視画像部分だけを
高い鮮鋭度で示す場合には、注視画像部分は各画素毎に
個別に決定される濃度となるように表示されるけれど
も、非注視画像部分は隣接する複数の画素が同一の濃度
となるように、たとえば隣接する複数の画素のうちの1
つの画素の濃度となるように表示される。 【0049】擬似フォーカス処理は、図5に示す処理に
限定されることはなく、隣接する複数の画素の画素群を
1つの画素とみなして同一濃度にすればよく、濃度を同
一にするにあたって、隣接する複数の画素の数値を平均
化する処理であってもよい。この場合も同様の効果が得
られる。また濃度を同一にする画素数は、図5の例では
4であるが、2、3および5以上であってもよい。さら
に注視位置から仮想空間における遠近方向のずれ量に応
じて、ずれ量が小さい位置の画像は、同一濃度にする画
素数を少なくし、ずれ量が大きい位置の画像は、同一濃
度にする画素数を多くすることによって、さらに実際の
空間を見た状態に近い擬似フォーカス処理を達成するこ
とができる。また図5では単色の画像を例に挙げたが、
赤、青および緑の濃度で表すカラー画像の場合も、赤、
青および緑の濃度に関して同様に処理することによっ
て、同様の効果が得られる。 【0050】図6はHMD装置1の使用状態を示す図で
ある。本実施の形態のHMD装置1は、ヘリコプタなど
の航空機42に搭載して用いられ、画像情報入力手段1
7は、記憶手段を有している。記憶手段には、地図デー
タ、地形データ、建築物データなどが記憶されており、
これらが演算処理計算機10によって読み込まれ、この
演算処理計算機10でパイロットである利用者2の位置
からみて見える景色を模擬した画像の画像データが生成
される。このようにして、航空機42外の実際の空間4
3に各画像35L,35Rから成る表示画像45を重ね
合わせて仮想空間を形成することができる。言い換える
ならば擬似視界を形成することができる。このような本
実施の形態のHMD装置1は、擬似視界によって自機の
位置の把握などを容易にし、操縦を支援することができ
る。特に夜間ならび曇天および雨天時など、実際の視界
が悪い場合に、好適に操縦を支援することができる。ま
たスクリーン部材12L,12Rがハーフミラーから成
り、実際の空間を見ることができ、パイロットは好適な
操縦が可能である。 【0051】図7は、本発明の実施の他の形態のHMD
装置1Aの使用状態を示す図である。本実施の形態のH
MD装置1Aは、図1〜図6の実施の形態のHMD装置
1と類似しており、対応する構成部分には同一の符号を
付し、異なる点についてだけ説明する。本実施の形態の
HMD装置1Aでは、演算処理計算機10は、擬似フォ
ーカス処理機能に代えて、表示内容切換機能を有してい
る。この演算処理計算機10は、上述のようにして作り
出された仮想空間内における所定の位置の注視時間が所
定時間以上となったとき、表示器8による表示内容を変
更するように表示器8を制御する。 【0052】さらに詳細に述べると、本実施の形態で
は、画像情報入力手段17は、記憶手段に代えて、情報
取得手段を有している。情報取得手段は、自機の高度お
よび速度などの飛行状態を含む飛行関連情報を検出する
センサを備えており、検出された飛行関連情報が演算処
理計算機10に与えられる。演算処理計算機10は、検
出された飛行関連情報をグラフ化して示す画像45の画
像データを生成する。したがってHMD装置1Aは、航
空機42外の実際の空間43に飛行関連情報を表すグラ
フの画像45を重ね合わせて表示し、パイロットの前方
にグラフが存在する仮想空間を作り出すことができる。 【0053】グラフの画像45は、利用者2の注視位置
に応じて、表示および表示停止が切換えられる。このよ
うに所定のグラフを表示する表示内容と、表示無しとい
う表示内容とが、利用者2の注視位置によって切換えら
れる。この切換は、利用者2が航空機42の窓から外部
の空間43を注視しているときにはグラフを表示し、利
用者2が航空機42内の計器盤47を注視しているとき
には、グラフの表示を停止する。このような表示内容の
切換は、外の空間43および計器盤47の注視時間が、
たとえば0.5秒以上となったときに、表示を切換え
る。また表示をするときには、頭部3の位置および姿勢
に拘わらず、各表示面6L,6Rの一定の領域に表示す
る。グラフ化して表示される飛行関連情報は、飛行高度
および飛行速度などの重要性の高い情報である。 【0054】このように表示内容を切換えることによっ
て、航空機42外の空間43を見ているときには、この
外の空間43見ながら重要な飛行関連情報を同時に確認
することができ、他の情報を含めて飛行関連情報を詳細
に確認するために計器盤47を見るときには、表示器8
による表示が邪魔になり、計器盤47を見にくくなるこ
とを防止できる。また左右の眼4L,4Rの各視線を検
出することによって、利用者2が計器盤47を注視して
いるのか、または計器盤47の背後の航空機42外の空
間43を見ようとしているのかを確実に検出することが
でき、上述のような切換えを利用者2の意図に確実に応
じて行うことができる。 【0055】さらに上述のように所定の位置を注視する
ことによって、表示内容を切換えることができ、利用者
2が別途に表示切換のための手動操作をする必要がな
く、切換えのための手間を無くすことができる。したが
って利便性に優れているうえ、表示切換の操作の代わり
に他の操作をすることが可能であり、操縦を支援するこ
とができる。またスクリーン部材12L,12Rがハー
フミラーから成ることによる効果は、同様に達成するこ
とができる。 【0056】図8は、本発明の実施のさらに他の形態の
HMD装置1Bの表示内容の一例を示す図である。本実
施の形態のHMD装置1Bは、図7の実施の形態のHM
D装置1Aと類似しており、対応する構成部分には同一
の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。本実施
の形態のHMD装置1Bは、演算処理計算機10が、上
述のHMD装置1Aと同様の表示内容切換機能を有する
とともに、上述のHMD装置1Aと同様に画像情報入力
手段17として情報取得手段を有している。本実施の形
態のHMD装置1Bの情報取得手段は、自機の高度およ
び速度などの飛行状態に加えて、燃料の残量、エンジン
の温度およびエンジンの出力などの自機の状態、ならび
に気圧、気温および湿度などの自機の周囲の環境を含む
飛行関連情報を検出するセンサを備えており、演算処理
計算機10は、検出された飛行関連情報を複数のグラフ
にグラフ化して示す画像45の画像データを生成する。
したがってHMD装置1Bは、航空機42外の実際の空
間43に検出された飛行関連情報を表すグラフの画像4
5を重ね合わせて表示し、パイロットの前方にグラフが
存在する仮想空間を作り出すことができる。 【0057】グラフの画像45は、中央のメイングラフ
画像部分48と、このメイングラフを外囲して取り囲む
ように配置される複数、本実施の形態では4つのサブグ
ラフ画像49a〜49dとを有する。各画像部分48,
49a〜49dのグラフは、相互に異なるグラフであっ
て、表す情報が相互に異なる。またメイングラフ画像部
分48は、詳細なグラフの画像であり、各サブグラフ画
像部分49a〜49dは、簡略化されたグラフの画像で
あり、さらに各サブグラフ画像部分49a〜49dは、
操作ボタンの画像50a〜50dをそれぞれ有してい
る。これら各画像部分48,49a〜49bは、頭部3
の位置および姿勢に拘わらず、各表示面6L,6Rの一
定の領域に表示される。 【0058】本実施の形態では、利用者2の注視位置に
応じて、メイングラフ画像部分48で表示されるグラフ
を変更するように、表示内容が切換えられる。上述のよ
うに各操作ボタンの画像50a〜50dを有しており、
利用者2がこれら各操作ボタンの画像50a〜50d
を、したがってこれら各画像50a〜50dによって仮
想的に作り出される操作ボタンを、所定時間以上注視す
ることによって、その操作ボタンの画像を有するサブグ
ラフ画像部分を、メイングラフ画像部分48と入換えて
表示する。たとえば操作ボタンの画像50aによって作
り出される操作ボタンの注視時間が、たとえば0.5秒
以上となったとき、その操作ボタンの画像50aを有す
るサブグラフ画像部分49aのグラフを、メイングラフ
画像部分48で表示し、メイングラフ画像部分48のグ
ラフを、サブグラフ画像部分49aで表示する。このよ
うに複数のグラフの配置および詳細度を変更するよう
に、表示内容が利用者2の注視位置によって切換えられ
る。 【0059】このように表示内容を切換えることによっ
て、利用者2は、航空機42内の計器盤47を見ること
なく、航空機42外の空間43を見ながら、多数の飛行
関連情報を確認することができる。また左右の眼4L,
4Rの各視線を検出することによって、利用者2が表示
器8によるグラフを見ているのか、航空機42外の空間
43を見ているのかを確実に検出することができ、上述
のような切換えを利用者2の意図に確実に応じて行うこ
とができる。 【0060】さらに上述のように所定の位置を注視する
ことによって、表示内容を切換えることができ、利用者
2が別途に表示切換のための手動操作をする必要がな
く、切換えのための手間を無くすことができる。したが
って利便性に優れているうえ、表示切換の操作の代わり
に他の操作をすることが可能であり、操縦を支援するこ
とができる。またスクリーン部材12L,12Rがハー
フミラーから成ることによる効果は、同様に達成するこ
とができる。 【0061】図9は、本発明の実施のさらに他の形態の
HMD装置1Cの表示内容の一例を示す図である。本実
施の形態のHMD装置1Cは、図8の実施の形態のHM
D装置1Bと類似しており、対応する構成部分には同一
の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。本実施
の形態のHMD装置1Cもまた、上述のHMD装置1B
と同様に、航空機42外の実際の空間43に検出された
飛行関連情報を表すグラフの画像45を重ね合わせて表
示し、パイロットの前方にグラフが存在する仮想空間を
作り出すことができる。画像45は、メイングラフ画像
部分48と、各サブグラフ画像部分49a〜49dを有
する。これら各画像部分48,49a〜49bは、頭部
3の位置および姿勢に拘わらず、各表示面6L,6Rの
一定の領域に表示される。 【0062】上述の実施の形態のHMD装置1Bでは、
各サブグラフ画像部分49a〜49dが、操作ボタンの
画像50a〜50dをそれぞれ有していたけれども、本
実施の形態のHMD装置1Cでは、操作ボタンの画像5
0a〜50dを有しておらず、これに代えて、パイロッ
トが手動操作する操作ボタン51が別途に設けられる。
この操作ボタン51は、たとえば操縦桿などの航空機の
操縦のための操縦入力部に設けるようにしてもよいし、
他の位置に設けるようにしてもよいが、操縦入力部に設
ける構成にすれば、パイロットは航空機42を操縦しな
がら操作ボタン51の操作をすることができるので、利
便性に優れている。 【0063】このように本実施の形態では、利用者2よ
って操作される操作手段である操作ボタン51をさらに
含んでいる。また前記演算処理計算機9は、所定の位置
が注視されている状態で操作ボタン51が操作されたと
き、表示器8による表示内容を変更するように、表示器
8を制御する。具体的には、操作ボタン51が操作され
たときの利用者2の注視位置に応じて、メイングラフ画
像部分48で表示されるグラフを変更するように、表示
内容が切換えられる。利用者2が各グラフ画像部分49
a〜49dを、したがってこれら各画像部分49a〜4
9dによって仮想的に作り出されるグラフを、注視した
状態で操作ボタン51を操作することによって、利用者
2が注視しているサブグラフ画像部分を、メイングラフ
画像部分48と入換えて表示する。たとえばサブグラフ
画像部分49aによって作り出されるグラフを注視しな
がら、操作ボタン51を操作すると、その注視している
サブグラフ画像部分49aのグラフを、メイングラフ画
像部分48で表示し、メイングラフ画像部分48のグラ
フを、サブグラフ画像部分49aで表示する。このよう
に複数のグラフの配置および詳細度を変更するように、
表示内容が利用者2の注視位置に応じて切換えられる。 【0064】このように表示内容を切換えることによっ
て、利用者2は、航空機42内の計器盤47を見ること
なく、航空機42外の空間43を見ながら、多数の飛行
関連情報を確認することができる。また左右の眼4L,
4Rの各視線を検出することによって、利用者2が表示
器8によるグラフを見ているのか、航空機42外の空間
43を見ているのかを確実に検出することができ、しか
も切換えは、操作ボタン51の手動操作に基づくので、
上述のような切換えを利用者2の意図に確実に応じて行
うことができる。 【0065】さらに上述のように所定の位置を注視しな
がら操作ボタン51を操作することによって、表示内容
を切換えることができ、利用者2が表示切換にあたって
表示内容を選択するための手動操作をする必要がなく、
切換えのための手間を少なくすることができる。したが
って利便性に優れているうえ、表示切換の操作の代わり
に他の操作をより多く行うことが可能であり、操縦を支
援することができる。またスクリーン部材12L,12
Rがハーフミラーから成ることによる効果は、同様に達
成することができる。 【0066】本発明の実施のさらに他の形態のHMD装
置として、動作手段を含む装置として実施するようにし
てもよい。本実施の形態のHMD装置は、図1〜図6の
実施の形態のHMD装置1と類似しており、対応する構
成部分には同一の符号を付し、図1を参照して異なる点
についてだけ説明する。本実施の形態のHMD装置は、
図1に仮想線で示すように、所定の動作を実行する動作
手段55をさらに含んでいる。演算処理計算機10は、
擬似フォーカス処理機能に代えて、動作手段の制御機能
を有している。この演算処理計算機10は、上述のよう
にして作り出された仮想空間内における所定の位置の注
視時間が所定時間以上となったとき、動作手段55によ
る動作の実行および停止の切換を制御する。 【0067】動作手段は、たとえば仮想空間内の物体を
自動追尾(ロックオン)する自動追尾手段であり、利用
者2が仮想空間内の所定位置、したがって所定の物体
を、たとえば0.5秒以上注視することによって、その
利用者2が注視した物体の自動追尾を開始する。また逆
にこのような自動追尾をしている状態では、その物体を
所定時間以上注視することによって、自動追尾を解除す
る。このように利用者2の注視位置に応じて、動作手段
の動作の実行および停止が切換えられる。このように所
定の位置を注視することによって、いわゆるスイッチの
オン/オフ切換えをして、所定の動作を制御することが
でき、この動作の切換のための操作の手間を無くすこと
ができる。 【0068】また本発明の実施のさらに他の形態のHM
D装置として、上述の動作手段および操作ボタン51を
含む装置として実施するようにしてもよい。本実施の形
態のHMD装置は、図1〜図6の実施の形態のHMD装
置1と類似しており、対応する構成部分には同一の符号
を付し、図1を参照して異なる点についてだけ説明す
る。本実施の形態のHMD装置は、図1に仮想線で示す
ように、所定の動作を実行する動作手段55と、図9の
実施の形態で説明した操作ボタン51とを含む。この実
施の形態においても、演算処理計算機10は、擬似フォ
ーカス処理機能に代えて、動作手段の制御機能を有して
いる。この演算処理計算機10は、上述のようにして作
り出された仮想空間内における所定の位置が注視されて
いる状態で操作ボタン51が操作されたとき、動作手段
55による動作の実行および停止の切換を制御する。 【0069】動作手段は、たとえば仮想空間内の物体を
自動追尾(ロックオン)する自動追尾手段であり、利用
者2が仮想空間内の所定位置、したがって所定の物体を
注視している状態で、操作ボタン51を操作すると、そ
の利用者2が注視した物体の自動追尾を開始する。また
逆にこのような自動追尾をしている状態では、その物体
を注視した状態で操作ボタン51を操作すると、自動追
尾を解除する。このように利用者2の注視位置に応じ
て、動作手段の動作の実行および停止が切換えられる。
このように所定の位置を注視した状態で操作ボタン51
を操作することによって、いわゆるスイッチのオン/オ
フ切換えをして、所定の動作を制御することができ、こ
の動作の切換のための操作の手間を少なくすることがで
きる。具体的に述べると、自動追尾する物体を選択する
ための操作、たとえばカーソルボタンの手動操作および
頭部3を動かすことによるカーソルの移動操作が不要で
あり、視線を向けるだけで物体の選択が可能であり、手
間を少なくすることができる。 【0070】図10は、本発明の実施のさらに他の形態
のHMD装置1Dの表示内容の一例を示す図である。本
実施の形態のHMD装置1Dは、図1〜図6の実施の形
態のHMD装置1と類似しており、対応する構成部分に
は同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。
上述のHMD装置1は、航空機42に搭載されるように
構成されたけども、本実施の形態のHMD装置1Dは、
たとえば体感装置として用いられる。 【0071】上述のHMD装置1では、スクリーン部材
12L,12Rとしてハーフミラーが用いられたけれど
も、本実施の形態のHMD装置1Dでは光透過性を有し
ない遮光性ミラーが用いられる。このようなスクリーン
部材12L,12Rに、テーブル60上に置かれたバナ
ナ61およびりんご62の画像45が表示される。この
画像45は、上述の各実施の形態と同様に視差を有する
左眼用の画像35Lと右眼用の画像35Rとから成る。
この画像45は、上述のような擬似フォーカス処理され
ており、たとえば利用者2が注視しているバナナ61に
焦点が合っているように表示される。このような表示が
可能な体感装置では、より実際の空間に近い、違和感の
少ない仮想空間を体感することができる。このような擬
似視界を形成する体感装置としてのHMD装置1Dは、
遊戯装置(ゲーム機)、リハビリ支援装置およびリラク
ゼーション装置として用いることができる。 【0072】このようにHMD装置を体感装置として用
いる場合においても、演算処理計算機10が、擬似フォ
ーカス処理機能に代えて、所定位置の注視時間が所定時
間以上となったときに表示内容を切換える表示内容切換
機能を有する構成にしてもよいし、操作ボタン51を別
途に設け、所定位置を注視する状態で操作ボタン51を
操作することによって表示内容を切換える表示内容切換
機能を有する構成にしてもよい。また動作手段を含み、
演算処理計算機10が、擬似フォーカス処理機能に代え
て、所定位置の注視時間が所定時間以上となったときに
動作手段の動作の実行および停止を切換える機能を有す
る構成にしてもよいし、操作ボタン51を別途に設け、
所定位置を注視する状態で操作ボタン51を操作するこ
とによって動作手段の動作の実行および停止を切換える
機能を有する構成にしてもよい。体感装置として用いる
場合、動作手段は、たとえば所定の香りを有するガスを
利用者2の周囲に吹出すガス吐出手段であって、たとえ
ば上述のようにバナナ61を注視することによって動作
手段を実行させると、バナナ61の香りを有するガスを
吐出するようにしてもよい。このように画像に応じた視
覚以外の嗅覚、聴覚、触覚などの刺激を与えるようにし
てもよく、これによってより臨場感のある体感を実現す
ることができる。 【0073】上述の各実施の形態は、本発明の例示に過
ぎず、本発明の範囲内において、構成を変更することが
できる。たとえば上述の各実施の形態のHMD装置を2
つ以上組合わせたような装置であってもよく、具体例を
挙げると、図1〜図6に示す実施の形態のように擬似視
界を形成するとともに、図7〜図9のうちの1つの実施
の形態のグラフ表示をする構成であってもよい。また図
10を参照して説明したように、体感装置として用いる
場合においても、擬似フォーカス機能と表示内容切換機
能とを併せて有する構成であってもよい。また図8およ
び図9に示すようなグラフを表示する場合、サブグラフ
画像部分の数は4つに限定されることはなく、1〜3ま
たは5つ以上であってもよく、またサブグラフ画像部分
は、メイングラフ画像部分の一側部に並べて配置するよ
うにしてもよい。 【0074】また上述のように航空機に搭載する場合、
利用者2の頭部3の位置および姿勢を検出するにあたっ
て、グローバルポジショニングシステムをさらに追加し
て利用してもよい。また航空機以外の移動体、たとえば
船舶に搭載し、夜間および濃霧が発生している場合など
の視界が悪い場合に、船舶の操船支援に用いるようにし
てもよい。 【0075】また画像情報入力手段17として、撮像手
段を用いるようにしてもよく、このように撮像手段を用
いる場合、たとえば図1〜図6の実施の形態のように、
航空機に搭載して、利用者2であるパイロットからは機
体などの障害物によって見えない方向を撮像手段で撮像
して擬似視界を形成することによって、操縦支援のため
に好適に用いることができる。また撮像手段をロボット
または移動体に設けて、人間が立ちることができない場
所に立入った状態と同様の擬似視界を形成し、この人間
が立ちることができない場所を遠隔監視し、またはその
ような場所およびその場所に設けられる装置を保守管理
するために好適に用いることができる。またこれと同様
にして遠隔地を体感するために用いることが可能であ
り、遊戯、リハビリおよびリラクゼーションのための体
感装置としても好適に用いることができる。 【0076】 【発明の効果】本発明によれば、立体視表示されて作り
出された仮想空間における利用者が注視する位置を特定
することができるので、利用者が注視する位置に応じ
て、所定の処理を実行することができる。したがってた
とえば利用者が注視する位置に応じて、表示手段による
表示内容および表示状態を変更するようにすれば、さら
に詳細かつ利便性の高い表示をすることができる。また
たとえば利用者が注視する位置に応じて、別途に設けら
れる手段などによって、スイッチの切換え操作など所定
の動作を実行するようにすれば、手動操作などの手間を
少なく、または無くすことができる。このように利用者
が注視する位置に応じて、所定の処理を実行するように
して、上記のような優れた効果を達成することができ
る。このように注視位置に基づく付加機能を備えた画像
表示装置を実現することができる。 【0077】また利用者が実空間を見たときに得られる
像と同様に、部分的に鮮鋭度が異なり、しかも注視位置
から遠近方向へずれるつれて鮮鋭度が低くなる画像を表
示することができる。したがって利用者は、実空間を見
たときに得られる視覚により近い視覚を得ることができ
る。したがって利用者は、違和感の極めて少ない状態
で、画像を見ることができる。 【0078】 【0079】 【0080】 【0081】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention
It can be suitably implemented as a window display device.
The present invention relates to an image display device that can be used. 2. Description of the Related Art A head-mounted display device has two
Images with parallax can be displayed on one display surface
You. The user puts the head mounted display device on the head
To view the image on each display surface individually with the left and right eyes.
And a three-dimensional display created by stereoscopic display
You can experience the imaginary space. Another conventional technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
Message information on display shown at 69363
There is a device that manages This device is placed on the display
When displaying the message, the eye tracker
To detect the position on the display where the user is
To display a message at that location. Gaze position
When the message moves along the message, the message
Is erased. [0004] The head mount disk
Playing devices require only stereoscopic display to the user.
This is the target device. Therefore, in this device,
Identify the position where the observer is gazing in the created virtual space
Can not be. In the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-69363,
Identify the location on the display where the user is watching
Can do things, but only in two dimensions
Is specific. Even if this device is used as it is,
The gaze position in the virtual space shown and created
It cannot be specified. An object of the present invention is to enable stereoscopic display.
Attention to the virtual space created by the user
To provide an image display device that can specify the position
It is to be. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a user's head.
On the left and right eyes of the user.
Display images with parallax on the two display surfaces
Display means to detect the gaze directions of the left and right eyes of the user.
Gaze detection means and the position and posture of the user's head
Detected by the position / posture detection unit that emits and the line of sight detection unit
Gaze direction and position / posture detection means
Display means based on the position and posture of the head
Created virtually by displaying images using
Processing for calculating the position of the user's gaze in the virtual space
Processing means, wherein the arithmetic processing means is
Image portion at a higher position than the rest of the image portion
And the distance in the perspective direction from the position where the user gazes
Display images with reduced sharpness as volume increases
Image display characterized by controlling display means to
Device. According to the present invention, the display means is a user's head.
In this state, the two display surfaces are placed on the left side of the user.
It is placed facing each right eye, and the user
To see the image on one display surface and
You can see the image on the other display surface. by this
The display means can provide a stereoscopic display to the user.
To create a three-dimensional virtual space for the user
it can. When viewing images that are stereoscopically displayed in this way,
The gaze directions of the left and right eyes of the user are detected by gaze detection means
And the position and posture of the user's head
Detected by the detecting means, and
Therefore, by the stereoscopic display by the display means,
The position where the user gazes in the virtual space created imaginatively
Can be calculated by the calculation processing means. this
By detecting each gaze direction of the left and right eyes
By specifying the position where the line of sight intersects, the user in the virtual space
The gaze position can be obtained by calculation. Again
The image part representing the position where the user gazes is the remaining image part
An image having higher sharpness is displayed by the display means.
Is shown. Moreover, the displayed image is watched by the user.
Sharpness increases as the amount of displacement in the distance direction from the position increases
Is lower. In this way, the user's
Gives a partial difference in the sharpness of the image depending on the
The gaze position is displayed more sharply than others, and the gaze position
The image is blurred as it shifts from the position in the perspective direction.
Therefore, the displayed image shows that the user has seen the real space.
As with the partially sharpened images obtained in
Images with different sharpness and display such images
can do. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Form
FIG. 2 is a block diagram illustrating a head mounted display device 1.
is there. Head mounted display as an image display device
(HeadMounted Display: hereafter referred to as “HMD”
The device 1 is mounted on the head 3 of the user 2 and
2 arranged to face the left and right eyes 4L, 4R, respectively
Images having parallax are respectively displayed on the two display surfaces 6L and 6R.
The display 8 to be displayed and the left and right eyes 4L and 4R of the user 2
A line-of-sight detector 9 for detecting the line-of-sight direction, and the head 3 of the user 2
A position and orientation detector 11 for detecting the position and orientation of the
Each line-of-sight direction and position detected by the line detector 9
The position of the head 3 detected by the posture detector 11 and
Based on the posture, the virtual image
The position where the user gazes in the virtual space
An arithmetic processor that calculates the “gaze position”)
And a calculator 10. The HMD device 1 further includes a head of the user 2
3 is provided with a holder (not shown) attached to the
An indicator 8 is provided on the rudder, whereby the indicator 8
It is attached to the head 3 of the user 2 and is fixed to the head 3
Is held. The display 8, which is a display means, displays each display.
Two screen parts on which the surfaces 6L and 6R are respectively formed
Images on the materials 12L, 12R and the display surfaces 6L, 6R
It has two projectors 13L and 13R for projecting respectively. Each of the screen members 12L and 12R is
And a holder attached to the head 3
With the head facing the left and right eyes 4L and 4R, respectively.
3 is located forward. For example, one display surface
One screen member 12L having 6L is provided to the left eye 4L.
The other screen having the other display surface 6 </ b> R
The lean member 12R is disposed facing the right eye 4R. Each of the projectors 13L and 13R is, for example, a cathode.
It consists of a tube and a liquid crystal display element.
Each of the screen members 12 is projected by the projectors 13L and 13R.
The images are projected on the display surfaces 6L, 6R of the L, 12R,
Images are displayed on the display surfaces 6L and 6R. Each display surface 6L, 6
The images displayed on R are the left and right eyes 4L and 4R of the user 2.
Is an image having a parallax corresponding to the parallax of FIG. As described above, the screen composed of the half mirror
To project images onto the image members 12L and 12R to display images.
Therefore, when viewed from the user 2, the screen members 12L, 12L
Overlaid on top of the background behind R
The user 2 can use the display 8 to display
Not only the image displayed on the screen, but also the screen member 12L,
The background can be seen through 12R. Book like this
In the embodiment, the actual background and the image by the display 8 are used.
Therefore, a virtual space is created. The line-of-sight detector 9 serving as the line-of-sight detecting means
Eye cameras 1 that respectively image the eyes 4L and 4R
4L, 14R and two counters each having a reflecting surface formed.
Shooting members 15L, 15R and eye cameras 14L, 14R
The left and right eyes 4L, 4
An eye camera controller 16 for determining the line of sight of R
Have. Each of the eye cameras 14L,
14R and each reflecting member 15L, 15R,
Provided on the provided holder, thereby
14L, 14R and each reflecting member 15L, 15R,
It is attached to the head 3 of the user 2 and is fixed to the head 3
Is held. In this embodiment, the power is held by the holder.
Each screen member 12L mounted on the head 3 of the user 2,
12R, each projector 13L, 13R, each eye camera 14
H including L, 14R and each reflecting member 15L, 15R.
The MD main body 20 is configured. This HMD body 20 is the head
3 is attached to a fixed position. Each of the eye cameras 14L and 14R emits infrared rays.
Using the left and right eyes 4L, 4R, specifically each eye
Image a sphere. By using infrared, user 2
The left and right eyes 4L, 4R without affecting the vision of
Images can be taken. Infrared irradiation means not shown
And irradiate infrared rays to the left and right eyes 4L and 4R,
To facilitate imaging by the cameras 14L and 14R
May be. Each of the reflecting plates 15L and 15R is a half mirror.
With the holder attached to the head 3
Then, face the left and right eyes 4L and 4R, respectively, and
And then placed in front. For example, one reflection member 15
L is the left eye 4L and one screen member facing the left eye 4L.
12L, and the other reflecting member 15R is located between the right eye
The right eye 4R and the other screen member 12R facing the 4R
Placed between. As described above, the reflecting plates 15L and 15R are provided.
Each of the eye cameras 14L and 14R is
Image left and right eyes 4L and 4R through 5L and 15R
You. Specifically, one eye camera 14L has one
The left eye 4L is imaged through the firing plate 15L, and the other eye camera is taken.
14R captures the right eye 4R via the other reflector 15R.
Image. The left and right eyes 4 via the reflection plates 15L and 15R.
By taking images of L and 4R respectively,
LA uses 14L and 14R blocks the view of User 2
Obstructs the viewer 2 from seeing the image and background on the display 8
Can be prevented. The eye camera controller 16 stores each eye
Left and right eyes 4 captured by cameras 14L and 14R
A signal representing the L, 4R image is provided. Eye camera control
Troller 16 images left and right eyes 4L and 4R, respectively.
The left and right eyes are processed by image processing and analyzing the position of the pupil.
4L, 4R line-of-sight directions, specifically left and right with respect to head 3
The gaze direction of the eyes 4L and 4R is calculated and obtained. like this
Then, the line-of-sight detector 9 detects the left and right eyes 4L and 4R.
The gaze direction with respect to the head 3 can be detected. Position / posture detector 1 as position / posture detection means
1 has a sensor unit 24 and a transmitter unit 25
Magnetic head motion sensor (Head Motion Sens)
or: HMS).
Controller 26. The HMS sensor unit 24
HMS transmitter attached to the head 3 of the user 2
The unit 25 is located at a low position in the space where the user 2 is located, as will be described later.
If user 2 is a pilot, the cockpit is low.
Fixed in position. Made by transmitter unit 25
The intensity of the emitted magnetic field is detected by the sensor unit 24,
Is given to the HMS controller 26.
You. Based on this, the HMS controller 26
Sensor unit 2 for transmitter unit 25 in fixed position
The position and orientation of No. 4 are calculated and obtained. Like this
The position and orientation of the head 3 of the user 2 are detected by the position and orientation detector 11.
And posture can be detected. The position / orientation detector 11 has H
MS may be used. For example, optical and
Other types of HMS, such as a gyro type, may be used.
The position and posture of the head 3 of the user 2 can be detected.
Any method may be used. The arithmetic processing computer 10 as the arithmetic processing means
Represents the image data of the image to be displayed by the display 8.
Signal is given to each of the projectors 13L and 13R. This
Therefore, each of the projectors 13L and 13R is
Projecting an image based on the image data given by the
8, the image is displayed. The arithmetic processing computer 10 also has an HMS
Signal representing the position and posture of the head 3 from the controller 26
Is given. As a result, the arithmetic processing computer 10
Image based on the display 8 based on the position and orientation of the unit 3
Can be ordered. The arithmetic processing computer 10 has the position of the head 3
Position and attitude signals, plus an eye camera controller
Signals indicating the line-of-sight directions of the left and right eyes 4L and 4R are given from 16
available. As a result, the arithmetic processing computer 10
Based on the line-of-sight directions of the eyes 4L and 4R, the image
The user 2 in the virtual space created by the image gazes
Position can be calculated. The HMD 1 is displayed on the display 8.
Image information input means for inputting information about the image to be
Step 17 is included. This image information input means 17 is, for example,
Storage means for storing various kinds of information generated in advance;
Imaging means for imaging the interval and information for obtaining predetermined information
A configuration having at least one of acquisition means may be adopted.
No. The storage means is, for example, a hard disk drive.
This storage means is realized by image information
When used as the input means 17, the arithmetic processing computer 10
Are various types corresponding to the position and posture of the head 3 of the user 2.
Reads information, generates image data, and generates the image data
Is given to the display 8. The imaging means can be
A CCD camera that captures images using visual or infrared light
This imaging means is used as image information input means.
If there is, the arithmetic processing computer 10
A signal representing the image data is provided to the display 8. Information acquisition means
Is realized, for example, by sensors that detect various information.
When this imaging means is used as image information input means,
In this case, the arithmetic processing computer 10 displays a graph indicating the acquired information.
A signal representing image data of an image such as
You. The HMD device 1 has the head of the user 2
It is possible to display an image based on the position and orientation of the unit 3.
User 2 does not move or change direction
When the position and posture of the head 3 change,
In the virtual space according to the change of the position and posture of the unit 3
Display such that the position and posture of the head 3 change
be able to. In other words, the user 2 temporarily creates the virtual space.
You can move imaginatively. Produced in this way
A gaze detector detects the position where the user gazes in the virtual space
9 can be detected. FIG. 2 illustrates a stereoscopic display by the display unit 8.
FIG. One display surface 6 for the left eye 4L
The image 35L displayed on L and the other for right eye 4R
The image 35R displayed on the display surface 6R is as described above.
Have parallax with each other. Specifically, the example of FIG.
In the figure, a tree 36, a mountain 37 and a lake 38 are displayed.
Is the image 35L for the left eye 4L and the image 35R for the right eye 4R.
And the mutual positional relationship between the tree 36, the mountain 37 and the lake 38
Are different. With such a display, stereoscopic display can be realized.
can do. The image displayed on one display surface is displayed on the left and right eyes.
It is needless to say that the display seen in 4L and 4R is a flat table.
I can't show it. Separately for left and right eyes 4L, 4R
, If the same image, the left and right eyes 4R,
Since the line of sight of 4L is parallel, a sense of perspective cannot be obtained. One
For one side, for example, only the image 35R for the right eye 4R,
Information about the directions of trees 36, mountains 37 and lakes 38
Tree 36, Mountain 37, though it can be given to User 2
To provide user 2 with information on the distance to and from Lake 38
I can't do that. Therefore, the user 2 has no
I can't grip. In the HMD 1, an image 35 having parallax is displayed.
L and 35R are displayed on the left and right eyes 4L and 4R, respectively.
And the distance between trees 36, mountains 37 and lakes 38
User 2 can grasp the perspective
be able to. Taking the tree 36 as an example further,
In the image 35R for the eye 4R alone, the position indicated by the solid line
And which of the positions indicated by the virtual lines
An image 35 for the left eye 4L, which cannot be grasped
By grasping the direction by L, it exists at the intersection and a solid line
Can be grasped. Actually
The image is displayed on each of the display surfaces 6L and 6R.
It can be displayed as if there is a distance. this
Display in a stereoscopic manner as if
Can be produced. FIG. 3 shows the specification of the gaze position in the three-dimensional space.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle, and FIG.
3 shows the line of sight when looking at infinity, and FIG.
This shows the line of sight when the user 2 is looking at a specific object. Profit
User 2 looks at the entire field of view without gazing at one point
3A, the left and right eyes 4L, 4L, as shown in FIG.
R is looking at infinity, and the left and right eyes 4L,
The line-of-sight directions 30L and 30R of the 4R are parallel to each other,
And in the direction that the head 3 is facing (forward with respect to the head 3)
Parallel to the other. On the other hand, the user 2 has a specific object.
When gazing at the object 32, as shown in FIG.
Look at the object 32 with the left and right eyes 4L and 4R, respectively.
The line-of-sight directions 30L, 30R of the left and right eyes 4L, 4R are
Toward the object 32, in the direction in which the head 3 is facing
Different line-of-sight angles θL and θR, respectively.
You. These line-of-sight angles θL, θR and the left and right eyes 4L, 4R
Position where the user 2 is gazing according to the binocular distance X of
The left and right eyes 4L, 4R up to one point in the object 32
Gazing point distances LL and LR can be obtained respectively.
You. The gazing point distance LL between the left eye 4L and the gaze position of the user 2
LL = x / (sin θL−tan θR × cos θL) (1) by the following equation (1), and the gazing position of the right eye 4R and the user 2
The gazing point distance LR with the position can be obtained by the following equation (2) as LR = x / (tan θL × cos θR−sin θR) (2) Such a measurement principle is based on the fact that the actual space has
Of course, images with parallax are displayed on the left and right eyes 4L and 4R.
In the virtual space created by
In the HMD device 1, this measurement source
The gaze position of the user is specified by the logic. Elaborate
And the line-of-sight directions 30L,
30R are detected as the line-of-sight angles θL and θR. Ma
The distance D between the left and right eyes 4L and 4R of the user 2
It is possible to measure. These line-of-sight angles θL, θ
Equations (1) and (2) using R and the interocular distance x
The arithmetic processing is executed by the arithmetic processing computer 10. to this
Therefore, the background behind the screen members 12L and 12R,
In the virtual space created by the display on the display 8
Identify the position where the user 2 is watching
Can be. FIG. 4 shows an example of a display image on the display unit 8.
FIG. FIG. 4 shows an image for the right eye 4R shown in FIG.
4 shows a detailed image of the image 35R. HMD device of the present embodiment
In the device 1, the arithmetic processing computer 10 calculates the value as described above.
The image part at the position where the user 2 gazes is the remaining image part
To display images with higher sharpness than
The display 8 is controlled. Specifically, the image 3 for the right eye 4R
Trees 36, mountains 37 and lakes 38 similar to FIG.
In displaying, the virtual calculated as described above
Tree 36 is virtually present at the gaze position of user 2 in the space
The tree 36 is displayed with high sharpness
And other mountains 37 and lakes 38 are sharper than trees 36
Display in degrees. In other words, the tree 36 has its outline and
The pattern etc. are shown clearly and in detail, other mountains 37 and lakes
38 has an unknown outline and pattern compared to the tree 36
It is clearly and non-detailed. Thus, depending on the gaze position
The object at that gaze position has at least a clear outline
Is displayed with high sharpness, and the objects at the remaining positions are
Displayed with low sharpness. FIG. 4 shows an image 3 for the right eye 4R.
5R is shown, but the same applies to the image for the left eye 4L.
Will be displayed. The human eyes including the user 2 can be seen from a near view to a distant view.
Can focus on everything up to
Instead, the human including the user 2 selects the distance range and focuses.
I'm matching. This will be described with reference to a specific example.
Seeing the entire view as described with reference to
If user 2 is focused on infinity,
Landscapes, such as mountains, are in focus and sharp
Higher, the closer you get, the more you get out of focus
Lakes and trees in the foreground are out of focus and have low sharpness
Looking at the state. Also described with reference to FIG.
Thus, when looking at a particular object 32, for example, a lake,
User 2 is focused on the lake and has a distant view from the lake
As the distance from the lake becomes closer and closer to the lake
Out of focus and closer to the mountains and lakes than the lake
Trees and the like are out of focus and viewed with low sharpness. This
When the user 2 looks at the actual space,
Focus on the position and move away from the gaze position
Looking out of focus. In the HMD device 1 according to the present embodiment,
The sharpness of the object at the gaze position is
It can be displayed so that it is higher than
Similar to how user 2 focuses when looking at the actual space
In other words, the sharpness varies depending on the gaze position
When pseudo-focus processing is performed to see a more actual space
A stereoscopic display that gives a vision close to that of a stereoscopic image can be obtained.
In this way, the width of stereoscopic display is widened, and more advanced stereoscopic viewing
Can be displayed. Therefore, user 2
You can see the displayed image with little feeling
You. FIG. 5 is a diagram for explaining the pseudo focus processing.
FIG. 5A shows the whole image with high sharpness.
FIG. 5 (2) shows only the gaze position.
This is image data when displayed with high sharpness. FIG.
In (1) and FIG. 5 (2), they are separated by a line 40
The left part is the gaze image part that displays the gaze position,
Non-note where the right part shows the remaining position excluding the gaze position
This is a visual image portion. Single color, for ease of understanding
For example, an image represented by black density will be described as an example.
You. The image data is shown corresponding to some pixels in FIG.
As shown in FIG.
It is represented by the following numerical value, and as it approaches 100,
The degree increases. As shown in FIG. 5 (1), the whole is highly sharp.
When displayed in degrees, the gaze image part and the non-gaze image
Both parts have densities determined individually for each pixel
Is displayed as follows. On the other hand, only the gaze image
In the case of high sharpness, the gaze image part is
Although it is displayed so that the concentration is determined individually
In the non-gaze image part, the adjacent pixels have the same density.
For example, one of a plurality of adjacent pixels is
It is displayed so as to have the density of one pixel. The pseudo focus process is similar to the process shown in FIG.
The pixel group of a plurality of adjacent pixels is not limited.
It is sufficient if the same density is considered as one pixel, and the density is the same.
To equalize, average the numerical values of adjacent pixels
It may be a process for converting the data. In this case, the same effect can be obtained.
Can be In the example of FIG. 5, the number of pixels having the same density is
4, but may be 2, 3 and 5 or more. Further
In the virtual space from the gaze position
Therefore, the images at the position where the amount of displacement is small have the same density.
Reduce the prime number and use the same
By increasing the number of pixels
Achieving pseudo-focus processing close to the state of viewing space
Can be. In FIG. 5, a monochrome image is taken as an example.
For color images represented by red, blue and green densities,
The same applies for blue and green densities.
Thus, a similar effect can be obtained. FIG. 6 is a diagram showing a use state of the HMD device 1.
is there. The HMD device 1 according to the present embodiment includes a helicopter or the like.
Image information input means 1
7 has storage means. Map data is stored in the storage means.
Data, terrain data, building data, etc.
These are read by the arithmetic processing computer 10 and
The position of the user 2 who is a pilot in the arithmetic processing computer 10
Generates image data of images simulating the scenery seen from the viewpoint
Is done. In this way, the actual space 4 outside the aircraft 42
3. Display image 45 composed of images 35L and 35R is superimposed on 3
Together, a virtual space can be formed. Paraphrase
Then, a pseudo view can be formed. Such a book
The HMD device 1 according to the embodiment has its own
It is easy to grasp the position and assist in maneuvering
You. Actual visibility, especially at night, cloudy and rainy days
Is poor, the steering can be favorably supported. Ma
Screen members 12L and 12R are made up of half mirrors.
To see the actual space
Steering is possible. FIG. 7 shows an HMD according to another embodiment of the present invention.
It is a figure showing use condition of device 1A. H of the present embodiment
The MD device 1A is an HMD device according to the embodiment shown in FIGS.
Similar to 1 and corresponding components are denoted by the same reference numerals.
Only different points will be described. Of this embodiment
In the HMD device 1A, the arithmetic processing computer 10
It has a display content switching function instead of the focus processing function.
You. This arithmetic processing computer 10 is constructed as described above.
The gaze time at a predetermined position in the virtual space
When the time exceeds the fixed time, the display contents of the display 8 are changed.
The display 8 is controlled to change. More specifically, in the present embodiment,
Means that the image information input means 17 uses information instead of the storage means.
It has an acquisition means. The information acquisition means is based on
Detect flight-related information, including flight status such as speed and speed
It has a sensor, and the detected flight-related information is
It is given to the physical computer 10. The arithmetic processing computer 10 checks
Image 45 of the displayed flight-related information as a graph
Generate image data. Therefore, the HMD device 1A
A graph representing flight-related information is stored in an actual space 43 outside the airplane 42.
Image 45 is superimposed and displayed in front of the pilot.
A virtual space in which a graph exists can be created. The image 45 of the graph is the gaze position of the user 2.
Is switched between display and display stop. This
Display content to display a predetermined graph as shown
The display contents are switched according to the gaze position of the user 2.
It is. This switching is performed by the user 2 from the window of the aircraft 42
When the user is watching the space 43, a graph is displayed.
When the user 2 is watching the instrument panel 47 in the aircraft 42
To stop displaying the graph. Such display contents
The switching is performed when the gaze time of the outer space 43 and the instrument panel 47 is changed.
For example, when 0.5 seconds or more, switch the display
You. When displaying, the position and posture of the head 3
Irrespective of the display area, display is performed in a certain area on each of the display surfaces 6L and 6R.
You. The flight-related information displayed as a graph is the flight altitude
And important information such as flight speed. By switching the display contents in this way,
When looking at the space 43 outside the aircraft 42,
Simultaneous confirmation of important flight-related information while watching the outside space 43
You can detailed flight related information including other information
When looking at the instrument panel 47 for confirmation, the display 8
Display may be in the way, making it difficult to see the instrument panel 47.
And can be prevented. Also, check each line of sight of the left and right eyes 4L and 4R.
The user 2 gazes at the instrument panel 47 by issuing
Is there, or the sky outside the aircraft 42 behind the dashboard 47
It is possible to reliably detect whether you are looking at the interval 43
The switching as described above can be reliably performed according to the intention of the user 2.
Can be carried out. Further, as described above, the user gazes at a predetermined position.
This allows the display contents to be switched,
2 does not require a separate manual operation for display switching.
In addition, the labor for switching can be eliminated. But
Is very convenient and replaces the display switching operation.
Other operations can be performed at
Can be. The screen members 12L and 12R are
The effect of being composed of mirrors can be achieved as well.
Can be. FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention.
It is a figure showing an example of display contents of HMD device 1B. Real truth
The HMD device 1B according to the embodiment is different from the HM device according to the embodiment in FIG.
It is similar to the D device 1A, and the corresponding components are the same.
And only different points will be described. This implementation
In the HMD device 1B according to the embodiment, the arithmetic processing computer 10
It has the same display content switching function as the HMD device 1A described above.
At the same time, image information is input in the same manner as in the above-described HMD device 1A.
Means 17 include an information acquisition unit. Form of this implementation
The information acquiring means of the HMD device 1B in the standby state
In addition to the flight conditions such as
The state of the ship, such as the temperature of the
Including the surrounding environment such as atmospheric pressure, temperature and humidity
Equipped with a sensor to detect flight-related information,
The computer 10 converts the detected flight-related information into a plurality of graphs.
The image data of the image 45 shown in a graph is generated.
Therefore, the HMD device 1 </ b> B
Image 4 of the graph representing the flight-related information detected during interval 43
5 is superimposed and the graph is displayed in front of the pilot.
You can create an existing virtual space. The graph image 45 is the main graph at the center.
Surround and surround image portion 48 and this main graph
And four sub-groups in this embodiment.
It has rough images 49a to 49d. Each image part 48,
The graphs 49a to 49d are different from each other.
Therefore, the information to be displayed is different from each other. Also the main graph image section
Minute 48 is an image of a detailed graph, and each subgraph image
The image parts 49a to 49d are simplified graph images.
And each subgraph image portion 49a-49d has
Each of which has operation button images 50a to 50d.
You. Each of these image portions 48, 49a to 49b is
Irrespective of the position and the posture of the display surface 6L, 6R.
It is displayed in a certain area. In the present embodiment, the user 2
Accordingly, the graph displayed in the main graph image portion 48
Is changed so as to change. As mentioned above
As shown in FIG.
The user 2 has images 50a to 50d of these operation buttons.
And therefore, by these images 50a to 50d,
Gaze at the operation buttons that are created intentionally for a predetermined time or more.
The sub button having the image of the operation button.
Replace the rough image part with the main graph image part 48
indicate. For example, the operation button image 50a
The gaze time of the operated operation button is, for example, 0.5 seconds.
When the above is reached, the image 50a of the operation button is provided.
The graph of the subgraph image portion 49a
The image is displayed in the image portion 48 and the graph of the main graph image portion 48 is displayed.
The rough is displayed in the subgraph image portion 49a. This
Change the placement and detail of multiple graphs
The display contents are switched according to the gaze position of the user 2.
You. By switching the display contents in this way,
User 2 looks at the instrument panel 47 in the aircraft 42
Many flights while watching the space 43 outside the aircraft 42
You can check related information. The left and right eyes 4L,
User 2 displays by detecting each line of sight of 4R
You are looking at the graph of the container 8, the space outside the aircraft 42
43 can be detected with certainty.
Such switching should be performed in accordance with the intention of the user 2 without fail.
Can be. Further, as described above, the user gazes at a predetermined position.
This allows the display contents to be switched,
2 does not require a separate manual operation for display switching.
In addition, the labor for switching can be eliminated. But
Is very convenient and replaces the display switching operation.
Other operations can be performed at
Can be. The screen members 12L and 12R are
The effect of being composed of mirrors can be achieved as well.
Can be. FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention.
It is a figure showing an example of display contents of HMD device 1C. Real truth
The HMD device 1C according to the embodiment is different from the HM device according to the embodiment in FIG.
Similar to the D device 1B, and the corresponding components are the same.
And only different points will be described. This implementation
The HMD device 1C in the form of
In the same manner as in, detected in the actual space 43 outside the aircraft 42
Superimposed image 45 of graph showing flight related information
Shows the virtual space where the graph exists in front of the pilot.
Can be produced. Image 45 is the main graph image
Portion 48 and each subgraph image portion 49a-49d.
I do. Each of these image portions 48, 49a-49b
Irrespective of the position and orientation of the display surface 3,
It is displayed in a certain area. In the HMD device 1B of the above embodiment,
Each of the subgraph image portions 49a to 49d is
Although each had images 50a to 50d,
In the HMD device 1C according to the embodiment, the image 5 of the operation button is displayed.
0a to 50d, instead of the pilot
An operation button 51 manually operated by the user is separately provided.
The operation button 51 is provided, for example, on an aircraft such as a control stick.
It may be provided in the control input unit for control,
Although it may be provided at another position, it is provided at the control input section.
In such a configuration, the pilot does not control the aircraft 42.
Since the operation buttons 51 can be operated,
Excellent convenience. As described above, in the present embodiment, the user 2
Operation button 51 which is an operation means operated by
Contains. The arithmetic processing computer 9 is located at a predetermined position.
When the operation button 51 is operated while the
To change the display contents of the display 8
8 is controlled. Specifically, the operation button 51 is operated.
The main graph image according to the gaze position of the user 2 when
Display to change the graph displayed in image portion 48
The contents are switched. When the user 2 sets each graph image portion 49
a-49d, and thus each of these image portions 49a-4
Watched the graph virtually created by 9d
By operating the operation button 51 in the state, the user
The main graph is the sub-graph image part that 2 is watching
It is displayed in place of the image part 48. For example, a subgraph
Watch the graph produced by the image part 49a.
Then, when the operation button 51 is operated, the user is watching
The graph of the subgraph image portion 49a is
The image is displayed in the image portion 48 and the graph of the main graph image portion 48 is displayed.
Is displayed in the subgraph image portion 49a. like this
Like changing the placement and detail of multiple charts in
The display content is switched according to the gaze position of the user 2. By switching the display contents in this way,
User 2 looks at the instrument panel 47 in the aircraft 42
Many flights while watching the space 43 outside the aircraft 42
You can check related information. The left and right eyes 4L,
User 2 displays by detecting each line of sight of 4R
You are looking at the graph of the container 8, the space outside the aircraft 42
43 can be reliably detected,
Since the switching is based on the manual operation of the operation button 51,
The switching as described above is performed according to the intention of the user 2 without fail.
I can. Further, as described above, the user must not pay attention to a predetermined position.
By operating the operation button 51, the display content is displayed.
Can be switched, and when the user 2 switches the display,
There is no need for manual operation to select the display content,
The labor for switching can be reduced. But
Is very convenient and replaces the display switching operation.
It is possible to perform other operations more
I can help. Also, the screen members 12L, 12
The effect of R consisting of a half mirror is similarly achieved.
Can be achieved. An HMD device according to still another embodiment of the present invention
As a device that includes operating means.
You may. The HMD device according to the present embodiment is configured as shown in FIGS.
It is similar to the HMD device 1 of the embodiment, and has a corresponding structure.
The same reference numerals are given to the components, and the different points with reference to FIG.
Will be described only. The HMD device according to the present embodiment includes:
An operation for executing a predetermined operation as indicated by a virtual line in FIG.
Means 55 is further included. The arithmetic processing computer 10 includes:
Control function of operating means instead of pseudo focus processing function
have. The arithmetic processing computer 10 is configured as described above.
Of the specified position in the virtual space created
When the viewing time is equal to or longer than a predetermined time, the operation means 55
The switching of execution and stop of the operation is controlled. The operating means is, for example, an object in a virtual space.
Automatic tracking (lock-on) automatic tracking means
Person 2 is at a predetermined position in the virtual space, and therefore a predetermined object
By gazing at it for 0.5 seconds or more,
Automatic tracking of the object watched by the user 2 is started. And vice versa
During such automatic tracking, the object is
Auto-tracking is canceled by gazing for a predetermined time or more.
You. In this manner, the operating means is operated in accordance with the gaze position of the user 2.
Execution and stop are switched. Like this
By observing the fixed position, the so-called switch
Switching on / off to control predetermined operation
And eliminate the trouble of the operation for switching this operation.
Can be. Further, in another embodiment of the present invention, the HM
As the D device, the above-mentioned operation means and operation button 51 are used.
It may be implemented as a device that includes. Form of this implementation
The HMD device according to the embodiment is the HMD device according to the embodiment shown in FIGS.
Similar to the device 1 and the corresponding components are denoted by the same reference numerals.
And only the differences will be described with reference to FIG.
You. The HMD device of the present embodiment is shown by a virtual line in FIG.
As described above, the operation means 55 for executing a predetermined operation is different from the operation means 55 shown in FIG.
It includes the operation button 51 described in the embodiment. This fruit
Also in the embodiment, the arithmetic processing computer 10 executes
In place of the focus processing function, the
I have. The arithmetic processing computer 10 operates as described above.
At a specified position in the virtual space
When the operation button 51 is operated in a state where the
The control of the execution and stop of the operation by 55 is controlled. The operating means is, for example, an object in a virtual space.
Automatic tracking (lock-on) automatic tracking means
Person 2 determines a predetermined position in the virtual space, and thus a predetermined object.
When the operation button 51 is operated while gazing,
Automatic tracking of the object watched by the user 2 is started. Also
Conversely, in such a state where automatic tracking is performed,
When the operation button 51 is operated while watching the
Release the tail. Thus, according to the gaze position of the user 2
Thus, the execution and stop of the operation of the operation means are switched.
In this manner, the operation button 51 is
By operating the so-called switch on / off
Switching can be performed to control the specified operation.
Operation time for switching the operation of
Wear. Specifically, select an object to track automatically
Operations such as manual operation of the cursor buttons and
There is no need to move the cursor by moving the head 3
Yes, it is possible to select an object just by looking
Time can be reduced. FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention.
It is a figure showing an example of the display contents of HMD device 1D. Book
The HMD device 1D according to the embodiment has the form shown in FIGS.
Is similar to the HMD device 1 in the
Are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described.
The above-described HMD device 1 is mounted on the aircraft 42
Although configured, the HMD device 1D of the present embodiment is:
For example, it is used as a bodily sensation device. In the above-described HMD device 1, the screen member
Half mirrors were used for 12L and 12R
Also, the HMD device 1D of the present embodiment has light transmittance
No light-shielding mirror is used. Screen like this
Banana placed on table 60 on members 12L and 12R
The image 45 of the corner 61 and the apple 62 is displayed. this
The image 45 has parallax as in the above embodiments.
It is composed of an image 35L for the left eye and an image 35R for the right eye.
This image 45 is subjected to the pseudo focus processing as described above.
And the user 2 is watching the banana 61
It is displayed as being in focus. Such a display
Possible sensation devices allow for a sense of discomfort closer to the real space.
You can experience a small virtual space. Such a pseudo
The HMD device 1D as a bodily sensation device that forms a similar visual field is:
Amusement equipment (game machine), rehabilitation support equipment and relaxation
It can be used as a zation device. As described above, the HMD device is used as a bodily sensation device.
Even if the calculation processing computer 10
Instead of the focus processing function, the gaze time at a predetermined position is
Display content switching to switch the display content when it is longer than
Function may be provided, or the operation button 51 may be provided separately.
The operation button 51 in a state where the user gazes at a predetermined position.
Display contents switching to switch display contents by operating
A configuration having a function may be adopted. It also includes operating means,
The arithmetic processing computer 10 replaces the pseudo focus processing function.
When the gaze time at a predetermined position is longer than a predetermined time,
Has a function to switch between execution and stop of the operation of the operation means
Or the operation button 51 is separately provided,
Operate the operation button 51 while gazing at a predetermined position.
Switches between execution and stop of the operation of the operation means by
A configuration having a function may be adopted. Use as a bodily sensation device
In this case, the operating means is, for example, a gas having a predetermined scent.
It is a gas discharging means that blows out around the user 2,
Works by gazing at banana 61 as described above
When the means is executed, the gas having the scent of the banana 61 is
You may make it discharge. In this way, the visual
Give stimuli other than senses such as smell, hearing, touch, etc.
To achieve a more immersive experience.
Can be The above embodiments are merely illustrative of the present invention.
It is possible to change the configuration within the scope of the present invention.
it can. For example, the HMD device of each of the above-described embodiments is
It is also possible to use a combination of two or more devices.
In other words, as in the embodiment shown in FIGS.
Forming a field and implementing one of FIGS.
A configuration for displaying a graph in the form of (1) may be used. Also figure
As described with reference to 10, used as a bodily sensation device
Even in the case, pseudo focus function and display content switcher
It may have a configuration having both functions. 8 and
When displaying a graph as shown in Figure 9 and subgraph
The number of image parts is not limited to four,
Or five or more subgraph image parts
Will be placed next to one side of the main graph image
You may do it. When mounted on an aircraft as described above,
In detecting the position and orientation of the head 3 of the user 2,
To add more global positioning systems
You may use it. Moving objects other than aircraft, for example,
Mounted on a ship at night and when there is heavy fog
When the visibility of the ship is poor,
You may. As the image information input means 17,
A step may be used, and the imaging means is used in this manner.
If there is, for example, as in the embodiment of FIGS.
Onboard the aircraft, the pilot from User 2,
Use an imager to capture directions that are not visible due to obstacles such as the body
To form a simulated field of view to help maneuver
Can be suitably used. In addition, the imaging means is a robot
Or place it on a mobile object so that humans cannot stand
A pseudo vision similar to the state of entering a place is formed, and this human
Remotely monitor places where it cannot stand, or
Maintenance of such places and the equipment installed in those places
It can be suitably used for Also like this
Can be used to experience remote areas
For recreation, play, rehabilitation and relaxation
It can also be suitably used as a sensitive device. According to the present invention, stereoscopic display is performed
Identify the position where the user gazes in the displayed virtual space
Depending on the position where the user gazes
Thus, a predetermined process can be executed. Therefore
For example, depending on the position where the user gazes, the display means
By changing the display contents and display state,
In addition, a detailed and highly convenient display can be performed. Also
For example, depending on the position where the user gazes,
Specified by switch operation
If you try to perform the operation of
Can be reduced or eliminated. In this way the user
Performs predetermined processing according to the position
And can achieve the above excellent effects
You. Image with additional function based on gaze position
A display device can be realized. Also, obtained when the user looks at the real space
Like the image, the sharpness differs partially and the gaze position
Image that becomes sharper as it shifts from
Can be shown. Therefore, the user views the real space.
You can get a closer vision
You. Therefore, the user is in a state with very little discomfort
You can see the image. ## EQU00002 ##

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態のHMD装置1を示すブ
ロック図である。 【図2】立体視表示を説明するための図である。 【図3】注視位置の特定の原理を説明するための図であ
る。 【図4】右眼用の画像35Rを詳細に示す図である。 【図5】擬似フォーカス処理を説明するための図であ
る。 【図6】HMD装置1の使用状態を示す図である。 【図7】本発明の実施の他の形態のHMD装置1Aの使
用状態を示す図である。 【図8】本発明の実施のさらに他の形態のHMD装置1
Bの表示内容の一例を示す図である。 【図9】本発明の実施のさらに他の形態のHMD装置1
Cの表示内容の一例を示す図である。 【図10】本発明の実施のさらに他の形態のHMD装置
1Dの表示内容の一例を示す図である。 【符号の説明】 1,1A〜1D HMD装置 2 利用者 3 頭部 4L,4R 眼 6L,6R 表示面 8 表示器 9 視線検出器 10 演算処理計算機 11 位置姿勢検出器 12L,12R スクリーン部材 13L,13R 投影機 14L,14R アイカメラ 15L,15R 反射部材 16 アイカメラコントローラ 17 画像情報入力手段 24,25 HMS部 26 HMSコントローラ 51 操作ボタン 55 動作手段
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an HMD device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining stereoscopic display. FIG. 3 is a diagram illustrating a specific principle of a gaze position. FIG. 4 is a diagram showing an image 35R for the right eye in detail. FIG. 5 is a diagram for explaining a pseudo focus process. FIG. 6 is a diagram showing a use state of the HMD device 1. FIG. 7 is a diagram illustrating a use state of an HMD device 1A according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 shows an HMD device 1 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an example of display contents of B. FIG. 9 is an HMD apparatus 1 according to still another embodiment of the present invention.
It is a figure showing an example of the display contents of C. FIG. 10 is a diagram showing an example of display contents of an HMD device 1D according to still another embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1, 1A to 1D HMD device 2 User 3 Head 4L, 4R Eye 6L, 6R Display surface 8 Display 9 Eye gaze detector 10 Operation processing computer 11 Position and orientation detector 12L, 12R Screen member 13L, 13R Projector 14L, 14R Eye camera 15L, 15R Reflecting member 16 Eye camera controller 17 Image information input means 24, 25 HMS unit 26 HMS controller 51 Operation button 55 Operation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−195131(JP,A) 特開 平11−295648(JP,A) 特開 平5−191683(JP,A) 特開2000−187553(JP,A) 特開 平7−107518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 13/00 G06T 15/00 G06F 3/033 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-11-195131 (JP, A) JP-A-11-295648 (JP, A) JP-A-5-191683 (JP, A) JP-A-2000-187553 (JP, A) JP-A-7-107518 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 13/00 G06T 15/00 G06F 3/033

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 利用者の頭部に装着され、利用者の左右
の眼にそれぞれ臨んで配置される2つの表示面に、視差
を有する画像をそれぞれ表示する表示手段と、 利用者の左右の眼の視線方向を検出する視線検出手段
と、 利用者の頭部の位置および姿勢を検出する位置姿勢検出
手段と、 視線検出手段によって検出された各視線方向ならびに位
置姿勢検出手段によって検出された頭部の位置および姿
勢に基づいて、表示手段を用いて画像を表示することに
よって仮想的に作り出される仮想空間中の利用者が注視
する位置を演算する演算処理手段とを含み、 前記演算処理手段は、利用者が注視する位置の画像部分
が残余の画像部分に比べて高い鮮鋭度を有し、かつ利用
者が注視する位置から遠近方向のずれ量が大きくなるに
つれて鮮鋭度が低くなる画像を表示するように表示手段
を制御することを特徴とする画像表示装置。
(57) [Claims 1] Images having parallax are respectively displayed on two display surfaces which are mounted on a user's head and are respectively arranged facing right and left eyes of the user. Display means; gaze detection means for detecting the gaze directions of the left and right eyes of the user; position / posture detection means for detecting the position and posture of the user's head; gaze directions detected by the gaze detection means; Arithmetic processing means for calculating, based on the position and orientation of the head detected by the position and orientation detection means, a position in the virtual space which is virtually created by displaying an image using the display means and in which the user gazes. The arithmetic processing means, wherein the image portion at the position where the user gazes has higher sharpness than the remaining image portion, and the shift amount in the perspective direction from the position where the user gazes becomes large Nitsu An image display device, wherein the display means is controlled so as to display an image having reduced sharpness.
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