JP2009253786A - 頭部装着型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外界視認と画像視認とがともに可能でありながら、それらの視認がユーザに大きな負担をかけない頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）を提供する。
【解決手段】ＨＭＤは、画像を表示する画像表示面２Ａをもつ表示部２と、ユーザの視線が前記画像表示面２Ａ中どこに向いているかを検出する視線検出手段と、当該視線検出手段の検出結果に応じて、前記表示部における画像の表示をＯＮ又はＯＦＦする制御手段と、を備える。例えば、図において、画像表示領域２Ｇ内にある注視点ＰＥ１が、表示予定外領域２Ｈに移動したなら、画像表示はＯＦＦされる。
【選択図】図６

Description

本発明は、頭部装着型画像表示装置に関する。

従来、ユーザ頭部への装着状態において、そのユーザの眼に対向する画像表示部を備えた頭部装着型画像表示装置（一般に、ヘッド・マウント・ディスプレイとも呼ばれる。）が提供されている。このヘッド・マウント・ディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」と略すことがある。）は、その設置場所が基本的に不要であるのに、比較的大きなサイズの画像表示が可能であるとか、あるいは、あちこち歩き回るユーザに対しても画像情報を提供することが可能である、等の各種の利点を備えている。前者の利点を活かせば、このＨＭＤは、映画再生等の各種ホビー用途に好適に利用されうるし、あるいは、後者の利点を活かせば、例えば、何らかの製品の生産現場に働く従業員が、眼前に広がる実際の製品の状態を直接目視しながらも、当該製品の基本情報（例えば、その日のロット数等々）等を当該ＨＭＤによって表示される画像から読み取る、などといった、用途にも利用されうる（なお、この“歩き回るユーザ”のための用途は、例えばスポーツ競技場等におけるＨＭＤの利用等も想定されるように、ホビー用にも応用可能である。）。

また、このＨＭＤが、何らかの他の装置と連携すれば、その利用可能性は極めて広くなる。例えば、前述の生産現場の例で言うと、当該他の装置が測定装置等を含めば、製品の目視の状態だけでなく、例えば、その成分分析等が眼前の製品について同時に可能になるとか、あるいは、当該他の装置が通信装置等を含めば、生産現場と設計現場、あるいは営業現場との間の有意義な情報交換が可能になる、等々というようである。

このようなＨＭＤとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。
特開２００５−３００７３０号公報

ＨＭＤには、上述のように様々な利用可能性が秘められているが、その中でも特に、前述した生産現場における利用の例のように、一方では、眼前の現実の景色を目視しながら、他方では、ＨＭＤが提供する画像情報を読み取る、といった用法の利用価値は極めて高い。リアルな情報とバーチャルな情報との同時把握が、状況のより正確な、あるいはより立体的な把握に大きく資するからである。

しかしながら、この用法にも問題がないわけではない。すなわち、かかる用法においては、たしかに、リアル情報とバーチャル情報の同時受け取りによる大きな利点が得られはするものの、一歩間違うと、そのこと自体が、ユーザに対する負担（特に、眼に対する負担）を大きくするおそれがあることである。例えば、ユーザは、画像情報よりも、ひとまず目の前に広がる外界の、あるいは実際の状況を注視したい等といった希望を抱く場合もあり得るが、この場合、ＨＭＤの提供する画像情報は、当該ユーザにとってむしろ視界を遮る邪魔なものとなってしまう、というようである。

上記の特許文献１は、「ユーザの視線が…表示部に向いているか否かを検出する視線検出」に基づいて、「ユーザに投影する…画像の大きさを変更する」技術を開示する（以上、「」内は特許文献１の〔請求項１〕）。この特許文献１は、上述のような問題意識に裏打ちされているものではないが、いま述べたように、「ユーザの視線」を考慮するという限りでは、上記問題と全然関係がないわけではない。
しかしながら、この特許文献１は、ＨＭＤの装着状態が変化しても（例えば、観察中にＨＭＤがずれても）、ユーザに適切な画像観察を行ってもらうという目的意識（特許文献１の〔０００２〕〔０００３〕等）を持っており、そのために、「視線検出」を行い、それに基づき「画像の大きさを変更する」のであるから、上述した問題は全然解消されない。画像は依然表示され続けるから、実際の状況を注視したいユーザにとって、当該画像が邪魔になるおそれは依然残ったままだからである。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、外界視認と画像視認とがともに可能でありながら、それらの視認がユーザに大きな負担をかけない頭部装着型画像表示装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、そのような課題の解決にあたり、関連して発生する不具合を解消しうる頭部装着型画像表示装置を提供することをも課題とする。

本発明に係る頭部装着型画像表示装置は、上述した課題を解決するため、画像を表示する画像表示面をもつ表示部と、ユーザの視線が前記画像表示面中どこに向いているかを検出する視線検出手段と、当該視線検出手段の検出結果に応じて、前記表示部における画像の表示をＯＮ又はＯＦＦする制御手段と、を備える。

本発明によれば、まず、ユーザの視線方向がどうなっているか、あるいは言い換えれば、当該視線の先の画像表示面中の位置はどこか、等に応じて、制御手段が、画像のＯＮ又はＯＦＦを司るようになっている。したがって、例えば、視線方向の如何と画像のＯＮ・ＯＦＦ間の切り替わりとの関係を適当に設定することで、ユーザが外界の状況を注視したいときには、画像がＯＦＦされ、画像を注視したいときには、画像がＯＮされる、ということが実現される。
ここで、視線方向と画像のＯＮ・ＯＦＦとの関係設定の例としては、例えば、画像表示面の一部に、「画像表示ＯＮボタン」及び「画像表示ＯＦＦボタン」を並べて表示しておき、前者をユーザが見つめると画像がＯＮとされ、後者を見つめると画像がＯＦＦとされる、などといったものを想定することができる。
また、前記関係は、場合によっては、画像表示面上の一定の地点をユーザが暫く注視すると、画像がＯＮされる、などといったものとして設定されてもよい。この場合、視線検出手段及び制御手段は、視線方向ないしその位置検出に併せて注視時間検出を行い、制御手段は、その検出結果に基づいて画像のＯＮ又はＯＦＦを行う、ということになる。本発明にかかる視線検出手段及び制御手段は、そのような機能を併せ持っていてよい。
いずれにせよ、以上のように、本発明に係る頭部装着型画像表示装置よれば、外界視認と画像視認とがともに可能でありながら、それらの視認がユーザに大きな負担をかけることがない。（特に、外界注視のとき、「画像」の存在が邪魔にならない。）。

この発明の頭部装着型画像表示装置では、前記制御手段は、前記視線検出手段が、前記視線が前記画像又はその表示予定領域に向いている場合には、当該画像の表示をＯＮし、前記視線が前記画像又はその表示予定外領域の領域に向いている場合には、当該画像の表示をＯＦＦする、ように構成してもよい。
この態様によれば、ユーザの希望がいわば素直に反映された、画像のＯＮ・ＯＦＦが行われることになる。すなわち、視線が画像又はその表示予定領域に向いているときには、ユーザは、画像の注視を希望し、そうでないときには、外界の注視を希望しているとみることが自然であるが、本態様では、これらそれぞれに対応して、画像がＯＮ又はＯＦＦとなる。このような意味において、本態様は、本発明の一好適例を提供する。

また、本発明の頭部装着型画像表示装置では、前記制御手段は、前記画像が表示されている場合において、前記視線が、前記画像から表示予定外領域へと移動した後、第１所定時間の経過後、当該画像の表示をＯＦＦする、ように構成してもよい。
この態様によれば、ユーザの視線の移動、言い換えれば、時々刻々変動するユーザの希望に応じた動的な対応が行われながらも、なお好適な画像のＯＮ・ＯＦＦの切り替えが行われる。すなわち、本態様においては、第１所定時間の経過を待って、画像がＯＦＦにされるので、例えば、視線が画像及び表示予定外領域間を短時間の間に頻繁に行き来するといった場合にも、画像のＯＮ及びＯＦＦが頻繁に繰り返されるといった事象が発生しない。かかる事象が発生すると、そのような画像のＯＮ及びＯＦＦの繰り返しが、むしろユーザに余計な負担をかけるおそれがあるが、本態様は、そのような不具合をこうむらないのである。

この態様では、前記制御手段は、前記画像が表示されていない場合において、前記視線が、前記表示予定外領域から前記画像の表示予定領域へと移動した後、第２所定時間の経過後、当該画像の表示をＯＮする、ように構成してもよい。
この態様によれば、上述の態様と同趣旨の作用効果が、画像表示がＯＦＦの状態からＯＮの状態にするかどうかの局面において得られる。
なお、本態様にいう「第２所定時間」は、前述した態様にいう「第１所定時間」と同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。例えば、画像表示面中に占める、画像ないしは表示予定領域の面積が比較的小さいのであれば、外界を注視しながらも、なお当該画像の存在が然程気にならないという場合も考えられるので、この場合には、第１所定時間（画像ＯＮからＯＦＦへの待機時間）を、第２所定時間（画像ＯＦＦからＯＮへの待機時間）よりも長めに設定する、といった例が、好適な一例として考えられる（この場合、外界注視希望時でも画像表示が暫く並行して行われる一方、画像注視希望時には比較的速やかに画像表示が開始あるいは再開される。）。

また、本発明の頭部装着型画像表示装置では、前記制御手段は、前記視線が、前記画像又はその表示予定領域の周囲を縁取る所定の幅を持つ帯状の領域に向いている場合、前記画像の表示のＯＮ状態又はＯＦＦ状態を前記視線が前記帯状の領域に向く前の状態のまま維持する、ように構成してもよい。
この態様によれば、画像又はその表示予定領域と表示予定外領域との間の境界に、いわば「不感帯」とも呼びうる「帯状の領域」が設けられている。したがって、本態様に係る頭部装着型画像表示装置は、ちょっとした視線の移動に、敏感に反応するということがなく、画像のＯＮ及びＯＦＦが頻繁に繰り返されるといった事象が発生しない。

また、本発明の頭部装着型画像表示装置では、前記表示部は、前記ユーザのいずれか一方の眼のみに対応する、ように構成してもよい。
この態様によれば、より具体的には例えば、表示部がユーザの左眼だけに対応して備えられる一方、右眼は直接外界に曝される、といった構成が想定される。この場合、ユーザは、自身の右眼を、もっぱら外界視認のために供し得る。このように、片方の眼にだけ対応する表示部をもつ頭部装着型画像表示装置は、一般に、外界視認と画像視認の双方を両立させるのに適した構成といえる。そして、本発明は、かかる構成であるがゆえ、なお更、前記の効果がより実効的になるといえる。
なお、本態様の構成にかかわらず、本発明は、「表示部が、ユーザの両眼に対応する」場合を、積極的に排除するわけではない。かかる場合においても、本発明の適用が可能であることは明らかである。

また、本発明の頭部装着型画像表示装置では、前記ユーザが、前記表示部における前記画像の表示のＯＮ又はＯＦＦを指示するための手動スイッチを更に備える、ように構成してもよい。
この態様によれば、視線の向きに応じた画像のＯＮ・ＯＦＦの切り替えだけでなく、手動スイッチによる画像のＯＮ・ＯＦＦ切り替えも可能となるので、画像だけの注視、あるいは、外界だけの注視というユーザの要望に、より適切に応えることが可能となる。
なお、「手動スイッチ」とは、ユーザの指等の動きに応じて動作するものを当然含むほか、その他の身体動作（例えば足等の動作）に応じて動作するものも含む。すなわち、ここでいう「手動」とは、ユーザの視線の動き以外の、ユーザの意思に基づいた身体動作等に応じることを含意しており、必ずしも、“手”や“指”に拘る用語として使われているわけではない。

以下では、本発明に係る実施の形態について図１乃至図４を参照しながら説明する。なお、ここに言及した図１乃至図４に加え、以下で参照する各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。

本実施形態に係るヘッド・マウント・ディスプレイ１（以下、「ＨＭＤ１」という。）は、図１乃至図３に示すように、表示部２及び頭部装着部３を備える。
このうち頭部装着部３は、図１及び図２に示すように、第１フレーム３１、第２フレーム３２及びバンド３３からなる。第１フレーム３１及び第２フレーム３２はともに、略Ｕ字形状をもつ部材である。前者はユーザの左側頭部から額を通って右側頭部へと巡り、後者はユーザの左側頭部から頭頂部を通って右側頭部へと巡る。第２フレーム３２の両端部は、それぞれ、図２に示すように、第１フレーム３１の両端部付近に接続されている。第２フレーム３２は、この接続部分において、第１フレーム３１に対して回動可能である。また、バンド３３は、第１フレーム３１の両端部に接続されている。

バンド３３は一定の張力をもつので、第１フレーム３１及びバンド３３は、ユーザの頭部周囲を適度な力で締め付ける。また、第２フレーム３２は、これら第１フレーム３１及びバンド３３の一体構造の高さを一定範囲内に維持するのに役立つ。
以上のようにして、第１フレーム３１、第２フレーム３２及びバンド３３は、ユーザの頭部に装着される。

一方、表示部２は、前記第１フレーム３１のうちユーザの額と当接する部分の付近に備えられている。この表示部２は、図１に示すように、ユーザの左眼だけに対応して設けられている。これにより、ユーザの右眼は、もっぱら外界視認のためだけに用いられ得る。このように、本実施形態に係るＨＭＤ１は、外界視認と表示部２上の画像視認との双方の目的達成にとって、好適な構成を備えている。
なお、前記の表示部２は、第１フレーム３１との間でヒンジ部２３を介して接続されている。表示部２は、このヒンジ部２３の回動によって、図２に示す破線のように、ユーザの視界から外れる位置に回転可能である。

表示部２は、より詳細には、図３に示すように、凹面鏡２１、筐体２２、半透過半反射ミラー２４、並びに、凹面鏡２１及び半透過半反射膜２４を支持する光路設定用筐体２５を備える。
このうち筐体２２は、その内部に、液晶装置２２１、照明装置２２２及び駆動基板２２３を備える。液晶装置２２１は、互いに対向する２枚のガラス基板と、これらのガラス基板に挟持される液晶等を備える。２枚のガラス基板それぞれの上には、所定の配列態様ないし配置態様に従って、電極、あるいは各種の回路素子（例えば、配線、容量素子、あるいはスイッチング素子として働くＴＦＴ（Thin Film Transistor）等々）等が形成される。照明装置２２２は、例えば白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなり、液晶装置２２１に対して光を照射する。

駆動基板２２３は、その上に、各種の駆動回路等を備える。その中には、前述の液晶装置２２１における各種の回路素子を駆動するための駆動回路が含まれる。また、前述の照明装置２２２の点灯及び消灯を司る照明装置用の駆動回路も含まれる。
これらの駆動回路により、液晶装置２２１を構成する前記電極によって、液晶分子に所定の電圧がかけられることで、当該液晶分子の配向状態が適当に調整される。これにより、照明装置２２２からの出射光のうち液晶装置２２１を透過する光量の割合（透過率）が制御される。

さらに、この駆動基板２２３は、いずれも図示しない、ＣＣＤ（Charge Couple Device）カメラや、それ用のレンズ、あるいは画像処理回路等を備える。これら各要素は、図４において、視線検出部ＤＥＤを構成し、ユーザの視線方向を検出するために用いられる。
ここで視線検出方法について、図５を参照しながら簡単に説明しておく。図５において、眼球ＥＱに適当な参照光が入射すると、これに起因する角膜反射像ＣＺが生成される。この角膜反射像ＣＺの位置は、本実施形態において非常に大きくは変動しない。これは、上述の頭部装着部３の作用により、ＨＭＤ１がユーザの頭部に比較的拘束度高く装着されるためである。一方、瞳孔Ｐｕは、視線が投げかけられる方向に、角膜反射像ＣＺの変動量に比べて、相対的により大きく変動する。したがって、これら角膜反射像ＣＺ及び瞳孔Ｐｕ間の相対的な位置関係を把握すれば、視線の方向は定められる。前記ＣＣＤカメラは、この角膜反射像ＣＺ及び瞳孔Ｐｕを撮像するために用いられ、前記画像処理回路は、その撮像された像から瞳孔Ｐｕ及び角膜反射像ＣＺの像を抽出するなどの目的のために利用される。ちなみに、図５（Ａ）では、ユーザが殆ど正面視している場合、図５（Ｂ）は上方を視認している場合、のそれぞれが例示されている。また、これらの図における符号ＳＢは、瞳孔Ｐｕと角膜反射像ＣＺとの相対的位置関係を把握するために利用され得る、これらそれぞれの中心間を結ぶ線分を指し示している。
なお、本発明は、視線方向の検出手法について、いま述べた方法に限定されるわけではない。

光路設定用筐体２５は、図１乃至図３に示すように、概略三角柱形状をもつ。その一側面は前記筐体２２の一側面に接する。他の一側面には凹面鏡２１が備えられ、残る一側面には半透過半反射ミラー２４が備えられる。半透過半反射ミラー２４は、そこに到達した光のうち一部を反射し、一部を透過する。凹面鏡２１は、そこに到達した光を反射する。

以上の構成により、筐体２２から発し光路設定用筐体２５の内部に導入された光は、その一部が、半透過半反射ミラー２４での反射、凹面鏡２１での反射、半透過半反射ミラー２４の透過の後に、ユーザの眼ＵＥに到達する。このことと、液晶装置２２１を構成する前記電極の複数の配置態様等が好適に定められ、前記透過率の制御が当該複数の電極ごと（すなわち、画素ごと）に行われるようになっていること等によれば、一定の内容をもつ画像がユーザに表示ないし提供され得ることになる。この場合、本実施形態では、凹面鏡２１の作用により、所定倍率だけ拡大された画像が表示可能である。
一方、ユーザの眼ＵＥで反射した光は、光路設定用筐体２５の内部を通って、筐体２２の内部へと戻り得る。視線検出部ＤＥＤは、このような光を利用する。

このようなＨＭＤ１による画像表示は、図４に示すように、視線検出部ＤＥＤを起点とし、制御部ＣＣを中心とする制御下におかれる。
すなわち、視線検出部ＤＥＤは、上述したような原理に基づき、ユーザの視線方向がどこに向いているかを検出する。制御部ＣＣは、この視線検出部ＤＥＤの検出結果に基づいて、液晶装置２２１、あるいは場合によっては、照明装置２２２を制御する。これにより、画像表示のＯＮ及びＯＦＦ間の切り替えが行われる。
なお、制御部ＣＣは、上述した、駆動基板２２３の上に形成された各種の駆動回路を少なくとも含み、なおその他の必要な要素を備え得る。ここで要素とは、例えば、ＣＰＵ、当該ＨＭＤ１の動作上必要な情報等を記憶する記憶装置、あるいは、一定の時点から時間を計測するカウンタＣｔ（図４では、この「カウンタ」についてのみ図示した。）、等々である。制御部ＣＣは、かかる構成により、本実施形態に係るＨＭＤ１全体の調和のとれた動作等を実現するための制御を実行する。

以下では、上に述べた本実施形態に係るＨＭＤ１の作用効果について、既に参照した図１乃至図５に加えて、図６乃至図８を参照しながら説明する。
まず、図６及び図７は、視認者の左眼に対向する画像表示面２Ａ上に展開される景色の様子を表している（なお、図１参照）。この画像表示面２Ａ上には、画像表示領域２Ｇ（本発明にいう「表示予定領域」の一例。）、及び、表示予定外領域２Ｈが設定される。このうち、画像表示領域２Ｇは、矩形状をもつが、本実施形態においては、画像表示面２Ａのうち図中左下部分たる一部を占有するにとどまる。他方、表示予定外領域２Ｈは、画像表示面２Ａのうち、画像表示領域２Ｇ以外の領域にあたる。
なお、画像表示面２Ａは、潜在的には、そのすべてが“画像表示領域”となりうる資格をもつが、図６及び図７の例では、たまたま、画像表示領域２Ｇが画像表示面２Ａの一部にとどめられている例が開示されているというに過ぎない。

また、図６及び図７では、ユーザが、一定個数だけ並べられた所定の製品Ｏｊの前に対峙している状況が想定されている。したがって、これらの図では、前記の表示予定外領域２Ｈにおいて、製品Ｏｊが直接に目視される様子が併せて示されている。

さて、このような前提の下、まず、ユーザの視線の向く先が、図６中符号ＰＥ１のように、画像表示領域２Ｇの中にあるときには、同図に示すように、当該画像表示領域２Ｇには一定の内容をもつ画像が表示される。図６では、当日の日付、製品ロット数の内容や、欠陥情報に係る情報がユーザに提示されている状況が、画像表示の一例として示されている。
この場合、ユーザは、画像表示領域２Ｇ上の前記画像の情報と、表示予定外領域２Ｈにおける外界の様子とを同時に視認可能である。ただし、注視点ＰＥ１は、前述のように画像表示領域２Ｇ内にあるから、ユーザは、主に、表示された画像から必要な情報を読み取っているものと推定される。
なお、図６の場合、製品Ｏｊの一部（すなわち、図中左側に描かれた製品Ｏｊの手前側の部分）が、前記画像の裏にいわば隠されるかのような状態となっている。

以上の状態から、ユーザの視線の向く先が、図７中符号ＰＥ２のように、画像表示領域２Ｇの中から外れ、表示予定外領域２Ｈの中に移動したときには、同図に示すように、当該画像表示領域２Ｇにおいて、前記画像の表示がＯＦＦされる。この、注視点ＰＥ１から注視点ＰＥ２という視線移動の検出は、図４の視線検出部ＤＥＤ、すなわち図３の駆動基板２２３上のＣＣＤカメラ等の働きによる。この検出の結果は制御部ＣＣへと送られる（図４参照）。

この際、本実施形態では、上述のような注視点の変更があった後、即座に、画像の表示がＯＦＦされるわけではない。すなわち、図４の制御部ＣＣは、注視点ＰＥ１の状態から、注視点ＰＥ２の状態への遷移があったときを基準に、そこから前記カウンタＣｔによる計測を開始し、一定時間の経過を待って、当該画像の表示をＯＦＦする。

より詳細には、次のようである。すなわち、
（ｉ）注視点ＰＥ１から、表示予定外領域２Ｈ上に注視点ＰＥ２が移動したことが検出されると、その検出時点から、制御部ＣＣは、その構成要素たるカウンタＣｔにより、時間のカウントを開始する。
（ｉｉ）この時間のカウントは、注視点が表示予定外領域２Ｈに止まる限り続行される。例えば、注視点が、図７中の符号ＰＥ２から符号ＰＥ３のように移動したことが検出されても、時間のカウントはそのまま続行される。
（ｉｉｉ）注視点が、画像表示領域２Ｇ内に戻ったことが検出されたときは、制御部ＣＣは、時間のカウントを停止し、それまでのカウント数をリセットする、
（ｉｖ）前記（ｉｉｉ）の事象が発生せず、前記（ｉ）（ｉｉ）の状態が続いて、カウント数が一定値に至ったなら、制御部ＣＣは、画像表示領域２Ｇ上の画像の表示をＯＦＦする。
なお、画像表示のＯＦＦは、具体的には例えば、液晶装置２２１の全画素が完全透過状態（又は完全不透過状態。いずれであるかは、当該液晶装置２２１がノーマリ・ホワイト・モードか、ノーマリ・ブラック・モードかの違い等に応じる。）にされること、あるいは、照明装置２２２が消灯されること、等々により実現される（図４参照）。

なお、注視点が、図７中、例えば符号ＰＥ３から符号ＰＥ４のように移動したことが検出されたときには、上述した（ｉ）〜（ｉｖ）の処理と同様の処理により、画像表示領域２Ｇ上に画像の表示がＯＮされる。したがって、この場合も、前記のような視線の移動があったからといって、即座に、画像表示がＯＮされるわけでない。すなわち、かかる場合も、前記の（ｉ）〜（ｉｖ）（特に（ｉｉ）の「止まる限り」）にあるように、画像表示領域２Ｇ内における注視点の滞留時間が、一定の長さ以上となる場合となってはじめて、画像表示はＯＮとされる。

以上述べたような本実施形態に係るＨＭＤ１によれば、次のような効果が奏される。
（１） まず、本実施形態のＨＭＤ１によれば、外界視認と画像視認とがともに可能でありながら、それらの視認がユーザに大きな負担をかけることがない。
すなわち、ユーザが、主に、画像情報を取得しているものと推定されるとき（例えば、図６で、注視点が、符号ＰＥ１にある場合）、画像表示領域２Ｇ上に画像が存在するから、ユーザは、画像情報の読み取り行動を極めて自然に行うことができる。
他方、これとは逆に、ユーザが、主に、外界の状況を視認しているものと推定されるとき（例えば、図７で、注視点が、符号ＰＥ２、あるいはＰＥ３にある場合）、画像表示領域２Ｇ上に画像は不存在であるから、当該画像が、ユーザの視界に入るなどして、その外界視認行動を妨げるようなことがない。つまり、ユーザは、ストレスなく、外界の状況を視認・確認することができる。

ちなみに、この後者の場合、画像表示がＯＦＦされることによって、ユーザは、図７に示すように、それまで画像の裏に隠されていた製品Ｏｊの一部を視認することができる（図６と対比参照のこと。）。なお、このような“画像の裏側の視認”は、前述のように、注視点が図７中の符号ＰＥ３から符号ＰＥ４のように移動しても、即座に、画像表示がＯＮされることがないことによる効果といえる。前記一定時間の経過を待つことによる効果は、このようなところにも現れる。

（２） また、本実施形態のＨＭＤ１によれば、上で、（ｉ）〜（ｉｖ）の処理として既述したように、画像表示のＯＮ又はＯＦＦが、視線の移動に即応して行われるのではなく、一定時間の経過を待って行われるようになっているので、当該画像表示のＯＮ又はＯＦＦが、頻繁に繰り返されるという事象が発生しない。例えば、図７において、注視点が、符号ＰＥ１及びＰＥ２間を繰り返し移動する場合を想定し、かつ、その移動検出後即座に画像のＯＮ又はＯＦＦが行われるとするなら、これは、ユーザにとって大きな負担となることが明らかである。本実施形態では、このような不具合が発生しないのである。

（３） 本実施形態のＨＭＤ１では、表示部２がヒンジ部２３の回動によって、図２に示すように、ユーザの視界から外れる位置に回転可能となっているので、当該ＨＭＤ１は、ユーザの外界視認に対する要望の強さに応じて適切に応え得る。
このことは、上記効果を補強する意義を有する。すなわち、図式的にいえば、〔Ｉ〕ユーザの外界視認に対する要望はあるが、それが通常の程度である場合には、前記（１）の効果（即ち、画像をＯＦＦとすることによる効果）により実用上十分対応可能である、〔ＩＩ〕ユーザの外界視認に対する要望が極めて強い場合は、前記ヒンジ部２３を使って表示部２を視界から外す、というようである。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明に係るＨＭＤは、上述した形態に限定されることはなく、各種の変形が可能である。
（１） 上述した実施形態においては、画像表示面２Ａが、画像表示領域２Ｇと表示予定外領域２Ｈとの２つの領域からなる場合を説明しているが、本発明においては、以下のような形態を採用することもできる。
すなわち、図８に示すように、画像表示領域２Ｇの周囲に、該領域２Ｇを一定の幅でもって縁取るように不感帯領域２Ｆが設けられてもよい。この不感帯領域２Ｆは、画像表示領域２Ｇの外ではあるが、当該不感帯領域２Ｆ上に注視点ＰＥ５があっても（あるいは、注視点ＰＥ５の滞留時間がどれだけ長くとも）、画像のＯＮ又はＯＦＦが行われない領域である。すなわち、不感帯領域２Ｆ内に注視点が移る直前の画像表示の状態がそのまま維持される（ＯＮならＯＮのまま。ＯＦＦならＯＦＦのまま。）。なお、図においては、不感帯領域２Ｆの位置を明確にするため、当該領域２Ｆにハッチングが施されているが、実際の画像表示面２Ａ上では、当該領域２Ｆの存在を誇示するような指標等は、何ら表示されないのが通常である。
このような不感帯領域２Ｆが設けられれば、ＨＭＤ１が、ちょっとした視線の移動に敏感に反応するということがなく、したがって、画像のＯＮ及びＯＦＦが頻繁に繰り返されるといった事象の発生が未然に防止される。

（２） 上記実施形態では、表示部２がユーザの左眼だけに対応するようになっているが、本発明は、かかる形態に限定されない。
例えば、表示部２は、第１フレーム３１をなぞるように移動可能に構成されてもよいし（この場合、当該表示部２は右眼に対応することも可能である。）、あるいは、第１フレーム３１に対して着脱可能に構成されてもよい（この場合、例えば、表示部２とは別の構成・構造をもち且つ別の原理に基づき作動する表示部等を装着可能であり、また、装着位置を選ばない構成・構造を採用すれば、右眼にも左眼に対応可能である。）。
さらには、いま述べたような移動可能性及び着脱可能性の有無に関わりなく、「両眼」対応のＨＭＤであっても、本発明の適用は可能である。

（３） 上記実施形態では、画像表示領域２Ｇに画像が表示される場合、その裏側の外界の景色は視界から遮られるようになっているが、本発明は、かかる形態に限定されない。
例えば、図９に示すように、画像が表示されても、当該画像を構成する実質的内容（図９では、「４月…」から始まり、「欠陥情報 なし」で終わる文字情報からなる画像）以外の部分の背後の景色ないし状況が透けて見える、という場合であっても、本発明の適用は当然可能である。この場合、前記実質的内容自体が一定の透過率をもってもよい（即ち、図９でいえば、前記文字情報からなる画像自体が一定程度透けている場合である。）。
このような、いわば「透過型の画像」（前記実質的内容以外の部分が透明、及び、前記実質的内容自体も透明、な画像の両者を含む。）の採用によれば、画像情報の認識と、外界状況の認識との双方をよりよく行うことができる。
そして、以上のような場合でも、本発明が適用されれば、上述したのと本質的に同じ作用効果が奏されることは明白である。

なお、上述した「透過型の画像」という用語を前提とすれば、上記実施形態は、「不透過型の画像」を表示するものということができるが、この場合には、画像情報の読み取り容易性、あるいは、前記実質的内容の把握のし易さ等といった利点が得られる。つまり、かかる観点を重視すれば、「不透過型の画像」を採用する方がより大きな利点が得られるということもあり得る。
このように、「透過型の画像」方式、あるいは、「不透過型の画像」方式のそれぞれには、一長一短があるので、一概にどちらが有利ということはできない。いずれの方式が採用されるべきかは、当該のＨＭＤ１が使用される環境、表示されるべき画像の内容（＝前記実質的内容）の如何、あるいは、ユーザの嗜好、等々に基づいて適宜決定されるべき事柄である。もちろん、１個の装置内で、時宜に応じて、ユーザが両方式のいずれかを選択する、といった選択可能性が確保されてもよい。

（４） 上記実施形態では、画像表示領域２Ｇから表示予定外領域２Ｈへの視線の移動、あるいは、その逆の移動と、移動後の一定時間の経過とによって、画像のＯＮ又はＯＦＦが行われるようになっているが、本発明は、かかる形態に限定されない。
例えば、図１０に示すように、画像のＯＮ又はＯＦＦについてのユーザの希望を直接的に反映させるための手動スイッチＭＳが設けられてもよい。この手動スイッチＭＳは、より具体的には例えば、第１フレーム３１上の適当な場所に据え付けられたトグルスイッチ等であってよく、あるいは、場合により、ユーザの足裏で操作可能なフットペダル状のもの、等々であってよい。
このような手動スイッチＭＳがあれば、画像だけの注視、あるいは、外界だけの注視というユーザの要望により適切に応えることが可能となる。例えば、前記一定時間の経過の前でも、すぐに画像表示をＯＮしたい、又は、ＯＦＦしたい、などという場合に、当該手動スイッチＭＳは好適に利用され、かつ、機能する。

本発明の実施形態に係るＨＭＤのユーザへの装着状態を示す図（正面図）である。 図１の側面図である。 図１のＨＭＤを構成する表示部の構成の詳細を示す図（断面図）である。 図１のＨＭＤの要部構成を示すブロック図である。 視線方向検出の方法を説明するための図であって、（Ａ）はユーザが殆ど正面視している場合、図５（Ｂ）は上方を視認している場合、のそれぞれを表している。 図１のＨＭＤを構成する表示部の画像表示面を表す図であって、画像表示領域２Ｇ内に注視点ＰＥ１があり、かつ、画像表示がＯＮ状態にある場合を示す図である。 図６の注視点ＰＥ１が注視点ＰＥ２に移動し、かつ、画像表示がＯＦＦ状態にある場合を示す図である（なお、注視点ＰＥ２から更に移動した、注視点ＰＥ３及びＰＥ４も併せ示されている）。 図６と同趣旨の図であって、画像表示領域２Ｇの周囲に不感帯領域２Ｆが設けられる例を示す図である。 図６と同趣旨の図であって、画像表示領域２Ｇに表示される画像が透過型である例を示す図である。 図４と同趣旨の図であって、手動スイッチＭＳが付加された場合のブロック図である。

符号の説明

１……ＨＭＤ（頭部装着型画像表示装置）、２……表示部、２１……凹面鏡、２２……筐体、２２１……液晶装置、２２２……照明装置、２２３……駆動基板、２３……ヒンジ部、２４……半透過半反射ミラー、２５……光路設定用筐体、３……頭部装着部、３１……第１フレーム、３２……第２フレーム、３３……バンド、ＵＥ……ユーザの眼、ＤＥＤ……視線検出部、ＣＣ……制御部、Ｃｔ……カウンタ、ＭＳ……手動スイッチ、２Ａ……画像表示面、２Ｇ……画像表示領域、２Ｈ……表示予定外領域、ＰＥ１，ＰＥ２，ＰＥ３，ＰＥ４，ＰＥ５……注視点、Ｏｊ……製品、ＥＱ……眼球、ＣＺ……角膜反射像、Ｐｕ……瞳孔

Claims (7)

1. 画像を表示する画像表示面をもつ表示部と、
   ユーザの視線が前記画像表示面中どこに向いているかを検出する視線検出手段と、
   当該視線検出手段の検出結果に応じて、前記表示部における画像の表示をＯＮ又はＯＦＦする制御手段と、
   を備えたことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
2. 前記制御手段は、
   前記視線検出手段が、前記視線が前記画像又はその表示予定領域に向いていると検出する場合には、当該画像の表示をＯＮし、
   前記視線が前記画像又はその表示予定外領域に向いている場合には、当該画像の表示をＯＦＦする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型画像表示装置。
3. 前記制御手段は、
   前記画像が表示されている場合において、前記視線が、前記画像から表示予定外領域へと移動した後、第１所定時間の経過後、当該画像の表示をＯＦＦする、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の頭部装着型画像表示装置。
4. 前記制御手段は、
   前記画像が表示されていない場合において、前記視線が、前記表示予定外領域から前記画像の表示予定領域へと移動した後、第２所定時間の経過後、当該画像の表示をＯＮする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型画像表示装置。
5. 前記制御手段は、
   前記視線が、前記画像又はその表示予定領域の周囲を縁取る所定の幅を持つ帯状の領域に向いている場合、
   前記画像の表示のＯＮ状態又はＯＦＦ状態を、前記視線が前記帯状の領域に向く前の状態のまま維持する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
6. 前記表示部は、前記ユーザのいずれか一方の眼のみに対応する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
7. 前記ユーザが前記表示部における前記画像の表示のＯＮ又はＯＦＦを指示するための手動スイッチを更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
   

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