JP2013174729A - 情報表示装置、及び情報表示方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、画像を表示する表示部と、画像を撮像する第1撮像部と、ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、表示部の回転に基づいて、第1撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、画像を表示する表示部と、画像を撮像する第1撮像部と、ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、表示部の回転に基づいて、第1撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、情報表示装置、及び情報表示方法に関する。
近年、液晶パネル(LCD)等の表示部に表示された映像を、接眼レンズ等の光学系(以下、接眼部という)を介して拡大した画像を見る眼鏡タイプのヘッドマウントディスプレイが提案されている。ヘッドマウントディスプレイには、両眼に対応した表示部を有する両眼タイプと、片眼に対応した表示部を有する単眼タイプがある。
ところで、日本人の平均な最大視野角(または周辺視野)は、垂直方向が上60度、下70度、水平方向が鼻側60度、耳側100度の楕円形をしている。また、集中視野角は、垂直方向及び水平方向ともに46度である。(例えば、非特許文献1参照)。ここで、最大視野角とは、人が目を動かさない状態で、片眼でものが見える範囲である。また、集中視野角とは、人が片眼で集中して見ることができる範囲である。
接眼部にカメラを設けて、このカメラを用いて、ユーザーの前方を撮影するヘッドマウントディスプレイが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、接眼部を、右眼用、または左眼用に切り替えて使用できるヘッドマウントディスプレイが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、接眼部を、右眼用、または左眼用に切り替えて使用できるヘッドマウントディスプレイが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
境広志、清水祐、「スポーツ中の効果的な眼の使い方を導く言葉がけについて」、成蹊大学、成蹊大学一般研究報告 第37巻第3分冊、平成18年3月、P11
ここで、単眼タイプのヘッドマウントディスプレイの表示部を目の前に配置した場合、ユーザーの目の前に接眼部が視野角内に配置されるため、正面の景色が見づらくなる。
このため、特許文献1に記載のようなヘッドマウントディスプレイを、表示部が集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になる。この場合、特許文献1に記載のヘッドマウントディスプレイでは、適切な画像を撮像できないという課題があった。
また、特許文献2に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、仮に接眼部にカメラを設けても、特許文献1と同様に、接眼部を集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になり、適切な画像を撮像できないという課題があった。
このため、特許文献1に記載のようなヘッドマウントディスプレイを、表示部が集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になる。この場合、特許文献1に記載のヘッドマウントディスプレイでは、適切な画像を撮像できないという課題があった。
また、特許文献2に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、仮に接眼部にカメラを設けても、特許文献1と同様に、接眼部を集中視野角に入らないように配置して使用した場合、カメラの光軸は、例えば足下方向になり、適切な画像を撮像できないという課題があった。
本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る情報表示装置は、ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、画像を表示する表示部と、画像を撮像する第1撮像部と、前記ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、前記表示部の回転に基づいて、前記第1撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、を備えることを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る情報表示方法は、ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、前記ヘッドバンドと表示部を回動可能に連結する連結部とを備える情報表示装置における情報表示方法であって、第1撮像部が、画像を撮像する第1撮像手順と、画像切替部が、前記第1撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替手順と、表示部が、前記画像切替手順で読み出された前記一部の画像を表示する表示手順と、を含むことを特徴としている。
本発明によれば、表示部の回転に基づいて、第1撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示するようにしたので、表示部を左右どちらに切り替えても、適切な画像を撮像して表示部に表示する情報表示装置、及び情報表示方法を提供することができる。
本実施形態の情報表示装置において、カメラは広い画角を有している。情報表示装置は、カメラの回転状態に基づいて、カメラが撮像した画像の一部を読み出して、表示部に表示する。
以下、情報出力装置をヘッドマウントディスプレイに適用した例について説明するが、本発明はこれに限られない。
以下、情報出力装置をヘッドマウントディスプレイに適用した例について説明するが、本発明はこれに限られない。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下の説明においては、必要に応じてXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
以下の説明においては、必要に応じてXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
図1は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1の斜視図である。図2は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1(頭部装着装置)を背面側から見た斜視図である。図3は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1の装着形態を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ1は、ディスプレイ本体20と、ユーザーの頭部に装着されディスプレイ本体20を支持するヘッドバンド40と、を備えた単眼式のヘッドマウントディスプレイである。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1は、図3に示すように、両眼どちらでも使用可能である。図3(A)には、ユーザーが右眼で表示部60を見ている状態、図3(B)には左眼で見ている状態が示されている。また図2に示すように、ディスプレイ本体20とヘッドバンド40とは、連結ピン41を介して着脱可能に構成されている。
なお、図1及び図2では、ディスプレイ本体20の長手方向をY軸方向、ヘッドバンド40がユーザーの頭部を挟持する方向をX軸方向としている。
なお、図1及び図2では、ディスプレイ本体20の長手方向をY軸方向、ヘッドバンド40がユーザーの頭部を挟持する方向をX軸方向としている。
以下、ヘッドマウントディスプレイ1の各部の構成について詳細に説明する。
ディスプレイ本体20は、主要回路を内蔵するとともに操作部や各種インターフェースを備えた装置本体部21と、装置本体部21の先端に連結された表示部60とを有する。
ディスプレイ本体20は、主要回路を内蔵するとともに操作部や各種インターフェースを備えた装置本体部21と、装置本体部21の先端に連結された表示部60とを有する。
装置本体部21は、図4に示す概略板状の筐体21Aを有する。本実施形態では、装置本体部21においてヘッドバンド40との接続部が設けられている側の端部(+Y側の端部)を基端部とし、この基端部と反対側の端部(−Y側の端部)を先端部とする。また、装置本体部21をヘッドバンド40に装着した状態で、装置本体部21のヘッドバンド40側(+X側)を内側、ヘッドバンド40と反対側(−X側)を外側とする。
装置本体部21の外面には、図1に示すように、メインスイッチ28と、タッチスイッチ34と、集音マイク(マイクロフォン)24とが、筐体21Aの長手方向に沿って配置されている。
メインスイッチ28はディスプレイ本体20の電源のオンオフ操作を行うスイッチである。タッチスイッチ34は、表面に手指等で触れることによりヘッドマウントディスプレイ1の各種操作を行うことができるタッチパネルである。集音マイク24は、環境音を収集する外部マイクである。
メインスイッチ28はディスプレイ本体20の電源のオンオフ操作を行うスイッチである。タッチスイッチ34は、表面に手指等で触れることによりヘッドマウントディスプレイ1の各種操作を行うことができるタッチパネルである。集音マイク24は、環境音を収集する外部マイクである。
装置本体部21内面の基端部側に、図2に示すように、耳元スピーカー23と、オーディオコネクター26と、連結孔31を有するヘッドバンドヒンジ32とが設けられている。装置本体部21内面の中央部に心拍数センサー137が設けられている。装置本体部21の内側面の先端部には通話マイク37が設けられている。
耳元スピーカー23は、ユーザーの耳の近傍に配置される。耳元スピーカー23からユーザーに音声情報が伝えられる。オーディオコネクター26は、例えば図5に示すステレオイヤホンが接続される音声入出力端子である。ヘッドバンドヒンジ32はヘッドバンド40とのジョイント部である。通話マイク37にはユーザーの音声が入力される。
心拍数センサー137は、ユーザーの顔の表面に接触させることでユーザーの心拍数を測定するセンサーである。心拍数センサー137は、発光ダイオード等を備えた発光部と、ユーザーの皮膚内部で反射した光を検知する受光部とを有する。心拍数センサー137は、血流の変化による反射光量の変化を検出することで心拍数をカウントする。心拍数センサー137はユーザーの目の近くに配置されるが、発光部から赤外域の光を射出させる構成とすればユーザーにまぶしさを感じさせることはない。
装置本体部21の基端部側の側端面には、USBコネクター25と、操作スイッチ30と、ビデオコネクター27とが設けられている。
USBコネクター25はUSB(Universal Serial Bus)デバイスの接続端子である。本実施形態では、例えば不図示リモコン(リモートコントローラー)が接続される。
操作スイッチ30は、例えばトラックボールやスティックなどのポインティングデバイスである。操作スイッチ30は表示部60に表示される画面に正対するように設けられている。これにより、操作スイッチ30における操作の左右方向と、上記画面の左右方向とが一致するので、ユーザーは画面を見ながら直感的に操作スイッチ30を操作することが可能である。
ビデオコネクター27は映像入出力端子である。
USBコネクター25はUSB(Universal Serial Bus)デバイスの接続端子である。本実施形態では、例えば不図示リモコン(リモートコントローラー)が接続される。
操作スイッチ30は、例えばトラックボールやスティックなどのポインティングデバイスである。操作スイッチ30は表示部60に表示される画面に正対するように設けられている。これにより、操作スイッチ30における操作の左右方向と、上記画面の左右方向とが一致するので、ユーザーは画面を見ながら直感的に操作スイッチ30を操作することが可能である。
ビデオコネクター27は映像入出力端子である。
図4は、本実施形態のディスプレイ本体20の水平断面図である。
図4に示すように、装置本体部21には、筐体21Aの長手方向に沿って延びる板状の回路基板29と、バッテリー33とが内蔵されている。回路基板29には、図示略の制御回路、電源回路等が実装されており、図示略の配線を介してディスプレイ本体20の各部と電気的に接続されている。
図4に示すように、装置本体部21には、筐体21Aの長手方向に沿って延びる板状の回路基板29と、バッテリー33とが内蔵されている。回路基板29には、図示略の制御回路、電源回路等が実装されており、図示略の配線を介してディスプレイ本体20の各部と電気的に接続されている。
装置本体部21の外面に露出するタッチスイッチ34の内側には、液晶パネルからなる表示パネル36と、バックライト35とが配置されている。本実施形態では、表示パネル36の表示画像がタッチスイッチ34を透過して表示される。表示パネル36及びバックライト35を、有機ELパネルや電気泳動パネルとしてもよい。
ヘッドバンドヒンジ32は、筐体21Aに設けられた凹曲面状の収容部32aと、収容部32aに嵌合された球状部32bとからなるボールジョイントである。球状部32bは、球面状の側面部と、この側面部を挟むように互いに平行に形成された2つの平面部を有する。2つの平面部を垂直に貫くように連結孔31が形成されている。連結孔31は軸方向視で六角形状に形成されている。連結孔31にヘッドバンド40の連結ピン41(連結部)が挿入されることによりディスプレイ本体20とヘッドバンド40とが連結される。
ヘッドバンドヒンジ32を備えていることで、ディスプレイ本体20は、図1に示したA方向(ヘッドバンドヒンジ32を中心とするX軸回り)に回動させることができる。すなわち、表示部60は、ヘッドバンド40に回動可能に取り付けられている。本実施形態において、ディスプレイ本体20の回転可能範囲は270°程度とされる。このX軸回りの回転動作により、図3(A)に示す右眼で画像を観察する形態と、図3(B)に示す左眼で画像を観察する形態との切替機能が実現される。
またヘッドバンドヒンジ32はボールジョイントであるため、ディスプレイ本体20は図1に示すB方向(ヘッドバンドヒンジ32を中心とするZ軸回り)に揺動させることもできる。この揺動操作により、ディスプレイ本体20のユーザーの目や耳に対する位置を調整することができる。
ヘッドバンドヒンジ32近傍の心拍数センサー137は、装置本体部21の内面から突出するように設けられ、ヘッドマウントディスプレイ1の装着時にユーザーの顔の表面に当接可能とされている。バッテリー33は一次電池、二次電池のいずれであってもよい。
表示部60は、図1及び図2に示すように、装置本体部21の先端部に連結されている。本実施形態において、表示部60のヘッドバンド40側を内側、ヘッドバンド40と反対側を外側とする。表示部60は、上面視(Z軸視)において湾曲した形状を有するアーム部材であり、装置本体部21との連結部から先端側へ向かうに従って内側へ湾曲する形状を有する。表示部60の内面に、ファインダー開口部67が設けられている。表示部60の外面には、カメラ64が設けられている。
図4に示すように、表示部60は、ディスプレイヒンジ61を介して装置本体部21と連結されている。ディスプレイヒンジ61は、表示部60の筐体60Aに形成された凹曲面状の収容部61aと、装置本体部21に形成され収容部61aに嵌合された球状部61bとからなるボールジョイントである。
装置本体部21の球状部61bは、装置本体部21の外面先端部に形成された筐体21Aの長手方向に対して斜めに延びる傾斜面に、この傾斜面の法線方向(図4のY’軸方向)に突出するようにして設けられている。
表示部60は、ディスプレイヒンジ61の球状部61bに対してY’軸回りに自由に回転させることができる。本実施形態では、ディスプレイヒンジ61が装置本体部21の上記傾斜面に設けられており、表示部60が内側に湾曲した形状を有している。
また、ディスプレイヒンジ61がボールジョイントであることから、表示部60は、Y’軸回りの回転面に対して直交する方向(概ねX’軸に沿う方向)の揺動も可能である。この揺動動作により、ユーザーによるファインダー開口部67の位置調整が容易になる。表示部60と装置本体部21との間隔を大きくすれば、表示部60の揺動幅を大きくすることができる。
すなわち、本実施形態によれば、保持部であるディスプレイヒンジ61は、表示部60を、少なくとも1つ以上の軸周りに揺動が可能である。
すなわち、本実施形態によれば、保持部であるディスプレイヒンジ61は、表示部60を、少なくとも1つ以上の軸周りに揺動が可能である。
ディスプレイヒンジ61の球状部61bには、球状部61bを高さ方向(Y’軸方向)に貫通する貫通孔61cが形成されている。貫通孔61cを介して、表示部60の内部と装置本体部21の内部とが連通されている。貫通孔61cには不図示のケーブルが挿通される。挿通されたケーブルを介して回路基板29と表示部60の各部とが電気的に接続される。
表示部60の内部には、バックライト62と、表示パネル63と、カメラ64(第1撮像部)と、プリズム65と、反射ミラー66と、前方ライト68と、前方スピーカー70と、結像レンズ71と、撮像素子72(第2撮像部)とが設けられている。
プリズム65は、上面視(Z軸視)で略三角形状の第1プリズム65aと第2プリズム65bとを互いの面で貼り合わせた構成を有する。この貼り合わせ面以外の第1プリズム65aの他の二面のうち、一方の面に対向する位置に、液晶パネルからなる表示パネル63が設けられている。表示パネル63の背面に表示パネル63を透過照明するバックライト62が配置されている。第1プリズム65aの他方の面に対向する位置に反射ミラー66が配置されている。反射ミラー66は、ファインダー開口部67のほぼ正面に位置する。
第2プリズム65bの貼り合わせ面以外の他の二面のうち、一方の面はファインダー開口部67に配置されたファインダー接眼面である。第2プリズム65bの他方の面に対向する位置には結像レンズ71を介して撮像素子72が対向配置されている。
表示部60において、表示パネル63に表示された画像は、第1プリズム65a、反射ミラー66、第2プリズム65bを介してファインダー開口部67から射出され、ユーザーに観察される。また、ファインダー開口部67を見ているユーザーの目元は、第2プリズム65b及び結像レンズ71を介して撮像素子72上に結像される。撮像素子72を介して取得された目元の画像は、ユーザーの視線の方向や瞬き、表情の解析に用いられる。バックライト62は、撮像素子72による目元撮影の照明装置としても利用される。
カメラ64は、例えば500万画素〜1000万画素の撮像素子を有し、オートフォーカス動作が可能に構成される。
本実施形態の場合、カメラ64の撮影方向は、ユーザーの視線方向と一致するように設定される。撮影方向と視線方向との調整は、機械的に行ってもよく、画像処理により行ってもよい。例えば、カメラ64を広角の映像を取得可能に構成し、ユーザーの目元画像から取得した視線方向の情報に基づいて、電気的に捕らえた映像の一部を、視線方向の映像として抜き出して表示パネル63に表示させる。これにより、カメラ64に調整機構を設けることなくユーザー正面の映像の撮影、表示が可能となる。
本実施形態の場合、カメラ64の撮影方向は、ユーザーの視線方向と一致するように設定される。撮影方向と視線方向との調整は、機械的に行ってもよく、画像処理により行ってもよい。例えば、カメラ64を広角の映像を取得可能に構成し、ユーザーの目元画像から取得した視線方向の情報に基づいて、電気的に捕らえた映像の一部を、視線方向の映像として抜き出して表示パネル63に表示させる。これにより、カメラ64に調整機構を設けることなくユーザー正面の映像の撮影、表示が可能となる。
前方ライト68は、例えばLEDライトである。前方ライト68は、赤、緑、青の各色の発光素子を有し、任意の色を任意のタイミングで発光させることが可能に構成してもよい。前方ライト68は、発光色や発光タイミングにより外部に対して情報を表示する装置として用いてもよく、カメラ64で撮影する際の照明装置として用いてもよい。
また、図4では図示を省略したが、本実施形態に係る表示部60にはレーザー発信器が設けられている。レーザー発信器は、例えば前方ライト68の近傍に設けることができる。レーザー発信器から射出される例えば赤色レーザー光を前方に照射することで、レーザー光によるポインティング(指標の表示)が可能である。
次に、ヘッドバンド40について、図2を参照しつつ説明する。
ヘッドバンド40は、図2に示すように、ユーザーの頭部を挟持する一対のヘッドパット(装着部材)46、47と、第1ヘッドバンド43と、第2ヘッドバンド44と、回動機構56、57とを備えている。
ヘッドバンド40は、図2に示すように、ユーザーの頭部を挟持する一対のヘッドパット(装着部材)46、47と、第1ヘッドバンド43と、第2ヘッドバンド44と、回動機構56、57とを備えている。
第1ヘッドバンド43は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第1ヘッドバンド43の頂部に、第1ヘッドバンド43を折り曲げるためのジョイント部43aが設けられている。第1ヘッドバンド43の両端には、回動機構56、57を構成する軸受部43b、43cがそれぞれ設けられている。軸受部43b、43cよりもさらにバンド先端側に、ヘッドパット46、47が接続される軸受部43d、43eが設けられている。
第2ヘッドバンド44は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第2ヘッドバンド44の頂部には、第2ヘッドバンド44を折り曲げるためのジョイント部44aが設けられている。第2ヘッドバンド44の両端には、それぞれ回動機構56、57を構成する軸部材44b、44cが設けられている。
また本実施形態において、第2ヘッドバンド44は、ステンレス等の金属からなるバネ部材48の表面を樹脂等の柔軟な材料で被覆した構成を有する。この第2ヘッドバンド44のバネ部材48においてユーザーの頭部を挟持するバネ力を発生させる。また第2ヘッドバンド44は第1ヘッドバンド43と比較して広い幅に形成されている。ジョイント部44aの形成部分は他のバンド部分よりもさらに広く形成された標章表示部49とされている。標章表示部49には、シールや印刷により製品タグ等が付される。なお、第2ヘッドバンド44の全体を金属で形成してもよい。
ヘッドパット46は、板状の支持板46aと、支持板46aの一面側に設けられた断面アーチ状の弾性部材46bとを有する。支持板46aの弾性部材46bと反対側の面に、当該面に垂直な姿勢で概略六角柱状の連結ピン41が立設されている。連結ピン41は、第1ヘッドバンド43の一方の先端に設けられた軸受部43dに軸支されている。これにより、ヘッドパット46は連結ピン41回りに回転可能である。
ヘッドパット47は、板状の支持板47aと、支持板47aの一方の面に設けられた断面アーチ状の弾性部材47bとを有する。支持板47aの弾性部材47bと反対側の面には、軸部材47cが設けられている。軸部材47cは、第1ヘッドバンド43の先端に設けられた軸受部43eに軸支されている。これにより、ヘッドパット47は、軸部材47c回りに回転可能である。
この構成により、第2ヘッドバンド44は、回動機構56によって第1ヘッドバンド43から離れる方向に回動付勢される一方、回動機構57によって第1ヘッドバンド43に対して所定角度以内の範囲に回動規制される。これにより、第2ヘッドバンド44は第1ヘッドバンド43に対して所定の角度となるように保持される。したがって、回動機構56、57は、ヘッドバンド40における角度保持機構として機能する。
図5は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイに付属のステレオイヤホンを示す斜視図である。
ステレオイヤホン100は、コネクター101と、ケーブル102と、第1スピーカー103と、第2スピーカー104と、集音マイク105と、複数のクリップ106とを有する。
ステレオイヤホン100は、コネクター101と、ケーブル102と、第1スピーカー103と、第2スピーカー104と、集音マイク105と、複数のクリップ106とを有する。
コネクター101はケーブル102の一方の端部に設けられている。コネクター101は、一般的な4極φ3.5mmのミニプラグである。4極の内訳は、集音マイク105、第1スピーカー103、第2スピーカー104、グランド(GND)である。ケーブル102は、コネクター101の近傍において二分岐され、分岐されたケーブルの先端に第1スピーカー103が設けられている。ケーブル102の他方の端部には、第2スピーカー104と集音マイク105とが設けられている。複数のクリップ106は、ケーブル102上に所定の間隔で配置されている。
ステレオイヤホン100は、コネクター101をディスプレイ本体20のオーディオコネクター26に接続して使用される。ステレオイヤホン100が接続されると、ディスプレイ本体20の耳元スピーカー23と、表示部60の通話マイク37は無効化される。また表示部60の前方スピーカー70も必要に応じて無効化される。そして、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103、第2スピーカー104、及び集音マイク105が有効化される。
ステレオイヤホン100の第1スピーカー103は、ディスプレイ本体20が配置された側のユーザーの耳に装着され、第2スピーカー104は第1スピーカー103と反対側の耳に装着される。このとき、ケーブル102は、クリップ106によって第2ヘッドバンド44に固定することができる。
また、ステレオイヤホン100の集音マイク105と、ディスプレイ本体20において筐体21Aの外側面に設けられた集音マイク24とにより、ステレオ録音が可能である。例えば、図3(A)に示すようにディスプレイ本体20が右眼側に配置されているとすれば、ディスプレイ本体20の集音マイク24はユーザーの右側の音を収集し、左耳に装着された集音マイク105はユーザーの左側の音を収集する。なお、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103から右チャンネルの音声が出力され、第2スピーカー104からは左チャンネルの音声が出力される。
一方、図3(B)に示すように左眼側にディスプレイ本体20が配置されている場合には、ディスプレイ本体20の集音マイク24がユーザーの左側の音を収集し、右耳に装着された集音マイク105がユーザーの右側の音を収集する。ステレオイヤホン100の第1スピーカー103から左チャンネルの音声が出力され、第2スピーカー104からは右チャンネルの音声が出力される。
本実施形態の場合、集音マイク24、105はいずれもユーザーの耳の近傍に配置されるため、バイノーラル録音のような臨場感のある録音が可能である。また集音マイク24と集音マイク105に同じ特性のマイクを用いることで、左右の音の特性の差異を小さくすることができる。
次に、以上の構成を備えたヘッドマウントディスプレイ1におけるヘッドバンドの動作等について、図3、図6を参照しつつ説明する。
図6は、ヘッドバンドの動作説明図である。
図6は、ヘッドバンドの動作説明図である。
図3に示したように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1は、図3(A)に示す右眼観察形態と、図3(B)に示す左眼観察形態を切り替えて使用することができる。
例えば、右眼観察形態から左眼観察形態へ切り替えるには、ヘッドバンド40に連結されたディスプレイ本体20を、ヘッドバンドヒンジ32の回転軸回り(図示A方向)に180°程度回転させる。また、ヘッドバンド40において、第2ヘッドバンド44を回動機構56,57の軸回りに揺動させ、第1ヘッドバンド43に対して反対側に移動させる。この操作により、図3(B)に示すように、ユーザーの左眼側にディスプレイ本体20が配置され、しかも第2ヘッドバンド44がユーザーの後頭部側に配置された左眼観察形態に切り替えることができる。
例えば、右眼観察形態から左眼観察形態へ切り替えるには、ヘッドバンド40に連結されたディスプレイ本体20を、ヘッドバンドヒンジ32の回転軸回り(図示A方向)に180°程度回転させる。また、ヘッドバンド40において、第2ヘッドバンド44を回動機構56,57の軸回りに揺動させ、第1ヘッドバンド43に対して反対側に移動させる。この操作により、図3(B)に示すように、ユーザーの左眼側にディスプレイ本体20が配置され、しかも第2ヘッドバンド44がユーザーの後頭部側に配置された左眼観察形態に切り替えることができる。
本実施形態では、図6に示すように、第1ヘッドバンド43の円弧高さr1を、第2ヘッドバンド44の円弧高さr2よりも小さくしている。これにより、第2ヘッドバンド44を第1ヘッドバンド43と交差させるように移動させても、互いに干渉することなく円滑に前後を入れ替えることができる。
図6に示す円弧高さr1は、同軸に配置された回動機構56、57の回転軸Lの中央位置Cから第1ヘッドバンド43までの距離の最大値である。また円弧高さr2は、回転軸Lの中央位置Cから第2ヘッドバンド44までの距離の最大値である。
図6に示す円弧高さr1は、同軸に配置された回動機構56、57の回転軸Lの中央位置Cから第1ヘッドバンド43までの距離の最大値である。また円弧高さr2は、回転軸Lの中央位置Cから第2ヘッドバンド44までの距離の最大値である。
なお、第1ヘッドバンド43の円弧高さr1を第2ヘッドバンド44の円弧高さr2よりも大きくし、第2ヘッドバンド44を第1ヘッドバンド43の内側で揺動させる構成としてもよい。
次に、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1における撮像範囲と、人の視野角について説明する。
図7は、垂直方向の視野角を説明する図である。図8は、右目の水平方向の視野角を説明する図である。図7及び図8において、人の左右の目の正面方向をx軸方向とし、左右の目に垂直な方向をy方向とし、左右の目に水平な方向をz軸方向とする。
図9は、図7及び図8におけるyz平面の視野角とヘッドマウントディスプレイ1の表示部に表示される画像領域を説明する図である。
図7は、垂直方向の視野角を説明する図である。図8は、右目の水平方向の視野角を説明する図である。図7及び図8において、人の左右の目の正面方向をx軸方向とし、左右の目に垂直な方向をy方向とし、左右の目に水平な方向をz軸方向とする。
図9は、図7及び図8におけるyz平面の視野角とヘッドマウントディスプレイ1の表示部に表示される画像領域を説明する図である。
図7から図9に示すように、日本人の平均な最大視野角(または周辺視野)は、y軸方向の上方向角度801が60度、下方向角度802が70度、z軸方向の鼻側方向の角度803が60度、耳側方向の角度804が100度である。ここで、最大視野角とは、人が目を動かさない状態で、片眼でものが見える範囲である。右目の正面のzy平面において、この最大視野角による領域(最大視野領域)は、符号831のように楕円形である。なお、彫りが深い欧米人の周辺視野は、日本人と比べて狭い。
また、図7から図9に示すように、集中視野角は、y軸方向の角度811、及びz軸方向の角度812ともに46度である。ここで、集中視野角とは、人が片眼で集中して見ることができる範囲である。右目の正面のzy平面において、この集中視野角による領域(集中視野領域)は、符号832のように円形である。
なお、最大視野角、及び集中視野角の各角度は、個人差がある。
また、図7から図9に示すように、集中視野角は、y軸方向の角度811、及びz軸方向の角度812ともに46度である。ここで、集中視野角とは、人が片眼で集中して見ることができる範囲である。右目の正面のzy平面において、この集中視野角による領域(集中視野領域)は、符号832のように円形である。
なお、最大視野角、及び集中視野角の各角度は、個人差がある。
図7において、曲線821は、xy平面における視覚の感度を表し、x方向に長いほど感度が高いことを表している。図8において、曲線822は、xz平面に視覚の感度を表し、x方向に長いほど感度が高いことを表している。また、図8において、曲線822で一部欠けている部分823は、盲点を表している。また、図9において、点線の四角834は、表示パネル63による表示画像を表している。
図7、及び図8に示したように、人の視覚は、中心の集中視野領域832の方が、最大視野領域より高い。
このため、図9に示した各視野領域において、人は、主に、中央の集中視野領域832で観測している。
図7、及び図8に示したように、人の視覚は、中心の集中視野領域832の方が、最大視野領域より高い。
このため、図9に示した各視野領域において、人は、主に、中央の集中視野領域832で観測している。
上述したように、集中視野領域832に表示部60を配置した場合、最大視野領域で表示部60の正面を見ようとしても、集中視野領域の視覚の感度が高いため、ユーザーは、正面が見にくく煩わしさを感じる。
このため、表示画像834は、最大視野領域831内、かつ集中視野領域832外であることが望ましい。なお、図9に示した表示領域834の位置は一例であり、最大視野領域831内、かつ集中視野領域832外であれば、図9に示した位置でなくともよい。
このため、本実施形態では、ユーザーが集中視野領域832を避けて、右眼観察形態に表示部60を配置した場合であっても、左眼観察形態に表示部を配置した場合であっても、ユーザーの正面が、カメラ64により適切な角度で撮像された画像が表示されるように制御することが望ましい。
このため、表示画像834は、最大視野領域831内、かつ集中視野領域832外であることが望ましい。なお、図9に示した表示領域834の位置は一例であり、最大視野領域831内、かつ集中視野領域832外であれば、図9に示した位置でなくともよい。
このため、本実施形態では、ユーザーが集中視野領域832を避けて、右眼観察形態に表示部60を配置した場合であっても、左眼観察形態に表示部を配置した場合であっても、ユーザーの正面が、カメラ64により適切な角度で撮像された画像が表示されるように制御することが望ましい。
図10は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1の機能ブロック図である。
ヘッドマウントディスプレイ1には、処理部123を中心として種々の電気回路が備えられている。処理部123は、CPU(Central Processing Unit)であり、ヘッドマウントディスプレイ1の各種回路と接続されるとともに、ヘッドマウントディスプレイ1を総合的に制御する。
ヘッドマウントディスプレイ1には、処理部123を中心として種々の電気回路が備えられている。処理部123は、CPU(Central Processing Unit)であり、ヘッドマウントディスプレイ1の各種回路と接続されるとともに、ヘッドマウントディスプレイ1を総合的に制御する。
バッテリー33は、電力を電源回路120に供給する。
電源回路120は、バッテリー33から供給された電力を、処理部123の制御によりヘッドマウントディスプレイ1の各部に供給する。
電源回路120は、バッテリー33から供給された電力を、処理部123の制御によりヘッドマウントディスプレイ1の各部に供給する。
本実施形態の場合、処理部123には、エンコーダー129及びデコーダー121、電源回路120、BLドライバ126、操作スイッチ30、フラッシュメモリー122、BT通信回路130、WiFi通信回路131、加速度センサー132、地磁気センサー133、前方ライト68、3G/LTE通信回路138、レーザー発信器73、角速度センサー134、GPSセンサー135、温湿度センサー136、心拍数センサー137、メモリー127、メインスイッチ28、タッチスイッチ34が接続されている。
エンコーダー129は音声信号及び映像信号を所定方式の音声データ及び映像データにエンコード(符号化)する。エンコーダー129には、カメラ64、撮像素子72、集音マイク24、通話マイク37、オーディオコネクター26、ビデオコネクター27が接続されている。
エンコーダー129には、集音マイク24及び通話マイク37から入力される音声信号、カメラ64から入力される映像信号、オーディオコネクター26から入力される音声信号、ビデオコネクター27から入力される映像信号、及び、ユーザーの目元を撮影する撮像素子72の映像信号が入力される。エンコーダー129に入力された音声信号及び映像信号は音声データ及び映像データにエンコードされた後、処理部123に入力される。入力された音声データ及び映像データは、処理部123による再生動作に用いられたり、フラッシュメモリー122に記録される。
デコーダー121は、音声データ及び映像データを音声信号及び映像信号にデコード(復号化)する。デコーダー121には、LCDドライバ125、スピーカーアンプ162、オーディオコネクター26、及びビデオコネクター27が接続されている。LCDドライバ125は液晶パネル用の駆動制御装置であり、表示パネル36及び表示パネル63に接続されている。スピーカーアンプ162は音声信号を増幅してスピーカーに出力する装置であり、耳元スピーカー23及び前方スピーカー70に接続されている。
映像データを再生する場合、フラッシュメモリー122に記録された映像データ、あるいはエンコーダー129から入力される映像データは、処理部123を介してデコーダー121に入力される。デコーダー121に入力された映像データは、映像信号にデコードされた後、LCDドライバ125を介して表示パネル36、63に供給される。そして、映像信号が入力された表示パネル36又は表示パネル63に映像データに基づく映像が表示される。また、デコーダー121からビデオコネクター27に出力される映像信号は、ビデオコネクター27を介して外部機器に出力される。
また映像の表示に際して、処理部123は、必要に応じて表示パネル36用のバックライト35、及び表示パネル63用のバックライト62を点灯させる。BLドライバ126は、バックライト用の駆動制御装置であり、バックライト35及びバックライト62に接続されている。処理部123は、BLドライバ126に駆動信号を送信し、BLドライバ126はバックライト35、62を個々に点灯させる。
音声データを再生する場合、フラッシュメモリー122に記録された音声データ、あるいはエンコーダー129から入力される音声データは、処理部123を介してデコーダー121に入力される。デコーダー121に入力された音声データは、音声信号にデコードされた後、スピーカーアンプ162を介して耳元スピーカー23及び前方スピーカー70のいずれか一方、又は両方に出力される。そして、音声信号を入力された耳元スピーカー23又は前方スピーカー70から音声が出力される。また、デコーダー121からオーディオコネクター26に出力される音声信号は、オーディオコネクター26を介してステレオイヤホン100に出力される。
本実施形態の場合、耳元スピーカー23及び前方スピーカー70は、モノラル音声の使用を想定しており、耳元スピーカー23及び前方スピーカー70からは左右の音声信号が合成された音が発せられる。
一方、ステレオイヤホン100に音声信号が出力される場合、第1スピーカー103及び第2スピーカー104のそれぞれ左チャンネル又は右チャンネルの音が出力される。ここで、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1は左右両用であるため、装着位置に応じてステレオイヤホン100への音声信号のチャンネルが切り替わる。すなわち、ディスプレイ本体20が右眼に装着されている場合には、第1スピーカー103に右チャンネル、第2スピーカー104に左チャンネルの音が出力される。ディスプレイ本体20が左眼に装着されている場合には第1スピーカー103に左チャンネル、第2スピーカー104に右チャンネルの音が出力される。
メモリー127には、処理部123によって実行される制御プログラムが記憶されている。
全体の電源のオンオフを行うメインスイッチ28や、画面内でのポインティング操作を行うための操作スイッチ30、あるいはタッチ操作により各種操作を行うタッチスイッチ34がユーザーに操作されると、これらのスイッチから操作に基づく制御信号が処理部123へ出力される。処理部123は、制御信号により操作を検出し、上記の制御プログラムに規定された動作を実行する。
全体の電源のオンオフを行うメインスイッチ28や、画面内でのポインティング操作を行うための操作スイッチ30、あるいはタッチ操作により各種操作を行うタッチスイッチ34がユーザーに操作されると、これらのスイッチから操作に基づく制御信号が処理部123へ出力される。処理部123は、制御信号により操作を検出し、上記の制御プログラムに規定された動作を実行する。
BT通信回路130は、他の機器とのBluetooth(登録商標)通信を行うための通信回路である。WiFi通信回路131は、他の機器との無線LAN通信(IEEE 802.11)を行うための通信回路である。3G/LTE通信回路138は、他の機器との移動通信を行うための通信回路である。
加速度センサー132は、ヘッドマウントディスプレイ1の傾き検出に用いられる。地磁気センサー133は、ヘッドマウントディスプレイ1の方角検出に用いられる。角速度センサー(ジャイロセンサー)134は、ヘッドマウントディスプレイ1の回転検出に用いられる。GPSセンサー135はGPS(Global Positioning System)を利用した測位検出に用いられる。温湿度センサー136は環境の温度、湿度の検出に用いられる。心拍数センサー137はユーザーの頬に接触し、ユーザーの心拍数を検出する。
図11は、本実施形態の処理部123の機能ブロック図である。
図11に示すように、処理部123は、音声取得部201、第1画像取得部202(測定部)、第2画像取得部203、画像識別部204、判別部205、音声切替部206(音声再生部)、及び画像切替部207を備えている。
図11に示すように、処理部123は、音声取得部201、第1画像取得部202(測定部)、第2画像取得部203、画像識別部204、判別部205、音声切替部206(音声再生部)、及び画像切替部207を備えている。
音声取得部201は、エンコーダー129を介して、ディスプレイ本体20に設けられている集音マイク24、通話マイク37が集音した音声信号であって、音声信号が符号化された音声データを取得する。また、音声取得部201は、エンコーダー129を介して、ステレオイヤホン100の集音マイク105が集音した音声信号であって、音声信号が符号化された音声データを取得する。
なお、ヘッドマウントディスプレイ1が、WiFi通信回路131等を介して、他の端末と通信を行っている場合、音声取得部201は、WiFi通信回路131等が受信した受信信号に含まれる音声データも取得する。
音声取得部201は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、集音マイク24、集音マイク105から取得した音声データを、各々、左右のチャンネルに設定する。例えば、表示部60が、右眼観察形態に使用されている場合、音声取得部201は、集音マイク24から取得した音声データを右のチャンネルに設定し、集音マイク105から取得した音声データを左のチャンネルに設定する。音声取得部201は、通話マイク37の音声データを、例えば、右のチャンネルが50%、左のチャンネルが50%になるように設定する。表示部60が、左眼観察形態に使用されている場合、音声取得部201は、左右の音声データを、右目用に対して切り替える。
音声取得部201は、取得した音声データを、判別部205から出力された切替制御信号に基づいて切り替えた後、音声データを音声切替部206に出力する。
なお、ヘッドマウントディスプレイ1が、WiFi通信回路131等を介して、他の端末と通信を行っている場合、音声取得部201は、WiFi通信回路131等が受信した受信信号に含まれる音声データも取得する。
音声取得部201は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、集音マイク24、集音マイク105から取得した音声データを、各々、左右のチャンネルに設定する。例えば、表示部60が、右眼観察形態に使用されている場合、音声取得部201は、集音マイク24から取得した音声データを右のチャンネルに設定し、集音マイク105から取得した音声データを左のチャンネルに設定する。音声取得部201は、通話マイク37の音声データを、例えば、右のチャンネルが50%、左のチャンネルが50%になるように設定する。表示部60が、左眼観察形態に使用されている場合、音声取得部201は、左右の音声データを、右目用に対して切り替える。
音声取得部201は、取得した音声データを、判別部205から出力された切替制御信号に基づいて切り替えた後、音声データを音声切替部206に出力する。
第1画像取得部202は、エンコーダー129を介して、カメラ64が撮像した画像信号であって、映像信号が符号化された映像データを取得し、取得した映像データを画像切替部207に出力する。
第2画像取得部203は、エンコーダー129を介して、撮像素子72が撮像した画像信号であって、映像信号が符号化された映像データを取得し、取得した映像データを画像識別部204に出力する。
画像識別部204は、第2画像取得部203から出力された映像データから、目、瞼(まぶた)、眉毛を含む領域を抽出し、抽出したデータを判別部205に出力する。
判別部205は、画像識別部204から出力されたデータを元に、広義の画像認識技術(例えば、パターンマッチング)を用いて、眼領域画像が左目の画像であるか否かを判別する。判別部205は、判別した結果を示す切替信号を、音声取得部201、音声切替部206、及び画像切替部207に出力する。
音声切替部206は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、オーディオコネクター26への出力チャンネルに切り替える。具体的には、右眼観察形態で使用されている切り替え信号の場合、音声切替部206は、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103に右チャンネルの音声信号を出力するように切り替え、第2スピーカー104に左チャンネルの音声信号を出力するように切り替える。また、左眼観察形態で使用されている切り替え信号の場合、音声切替部206は、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103に左チャンネルの音声信号を出力するように切り替え、第2スピーカー104に右チャンネルの音声信号を出力するように切り替える。
出力チャンネルを切り替えた後、音声切替部206は、音声取得部201から出力された左右チャンネルの音声データを、デコーダー121を介してオーディオコネクター26に音声データを出力する。
出力チャンネルを切り替えた後、音声切替部206は、音声取得部201から出力された左右チャンネルの音声データを、デコーダー121を介してオーディオコネクター26に音声データを出力する。
画像切替部207は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、後述するように、撮像領域から読み出し領域を選択する。すなわち、画像切替部207は、表示部60のユーザーに対する位置に基づいて、カメラ64が撮像した撮像領域の一部を読み出して、読み出した一部の領域の画像を、表示パネル36に表示するように制御する。なお、画像切替部207は、例えば、撮像素子72により撮像された画像に基づいて画像識別部204、及び判別部205が判別した、表示部60のユーザーに対する位置の判別結果に基づいて、領域の選択を行う。
また、画像切替部207は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、後述するように、選択した読み出し領域の画像データを回転させる。画像切替部207は、読み出し領域を選択、及び読み出し領域の画像データを回転後、画像データをデコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に出力する。
また、画像切替部207は、判別部205から出力された切替信号に基づいて、後述するように、選択した読み出し領域の画像データを回転させる。画像切替部207は、読み出し領域を選択、及び読み出し領域の画像データを回転後、画像データをデコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に出力する。
次に、処理部123の画像切替部207が行う読み出し領域の切り替えについて説明する。
図12は、本実施形態に係る右眼観察形態に表示部60を回転させて配置した場合のカメラ64の撮像範囲と処理部123が選択する読み出し領域を説明する図である。図13は、本実施形態に係る左眼観察形態に表示部60を回転させて配置した場合のカメラ64の撮像範囲と処理部123が選択する読み出し領域を説明する図である。図14は、本実施形態に係る撮像領域と読み出し領域を説明する図である。また、図12、及び図13において、ユーザーに対して前後方向をx軸方向とし、上下方向をy軸方向とする。
図12は、本実施形態に係る右眼観察形態に表示部60を回転させて配置した場合のカメラ64の撮像範囲と処理部123が選択する読み出し領域を説明する図である。図13は、本実施形態に係る左眼観察形態に表示部60を回転させて配置した場合のカメラ64の撮像範囲と処理部123が選択する読み出し領域を説明する図である。図14は、本実施形態に係る撮像領域と読み出し領域を説明する図である。また、図12、及び図13において、ユーザーに対して前後方向をx軸方向とし、上下方向をy軸方向とする。
図12に示した例では、ユーザーは、表示部60を右目の斜め下に配置している。このため、ユーザーは、x軸に対して角度αの目線で、表示部60の表示パネル63を観測している。図12及び図14において、符号Pで示した範囲は、カメラ64の垂直方向の撮像領域を表している。また、符号Qは、右眼観察形態の読み出し領域を表している。
図14に示すように、カメラ64の撮像領域Pは、縦長の長方形である。図14に示した例では、4対3のアスペクト比を有する撮像素子を用いて、撮像範囲が縦長になるようにカメラ64が配置されている。このように、カメラ64の撮像画素を縦長になるように利用することで、カメラ64は、ユーザーの正面方向の垂直方向に対して、広い画角で撮像することができる。
右眼観察形態において、読み出し領域Qが選択された場合、図12に示すように、表示パネル63に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
図14に示すように、カメラ64の撮像領域Pは、縦長の長方形である。図14に示した例では、4対3のアスペクト比を有する撮像素子を用いて、撮像範囲が縦長になるようにカメラ64が配置されている。このように、カメラ64の撮像画素を縦長になるように利用することで、カメラ64は、ユーザーの正面方向の垂直方向に対して、広い画角で撮像することができる。
右眼観察形態において、読み出し領域Qが選択された場合、図12に示すように、表示パネル63に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
図13に示した例では、ユーザーは、表示部60を左目の斜め下に配置している。このため、ユーザーは、x軸に対して角度αの目線で、表示部60の表示パネル63を観測している。仮に、右眼観察形態の状態で、読み出し領域Qが選択されて表示された場合、カメラ64により撮像された画像は、ユーザーの足下を表示した画像になる。ユーザーが撮像したいのは、一般的にユーザーの正面の画像であるため、読み出し領域Rの画像を表示パネルに表示するようにする。
左眼観察形態において、読み出し領域Rが選択された場合、図13に示すように、表示パネル63に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
図12〜図14に示したように、読み出し領域を、眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別した結果に基づいて切り替えるようにしたので、処理部123は、カメラ64で撮像した画像を、ユーザーに最適な範囲で表示することができる。
すなわち、図14に示したように、画像切替部207は、表示部60のユーザーに対する位置に基づいて、撮像領域Pの中から、一部の領域である読み出し領域QまたはRを読み出している。
左眼観察形態において、読み出し領域Rが選択された場合、図13に示すように、表示パネル63に表示される画像は、ユーザーの正面を撮像した画像データに基づく画像である。
図12〜図14に示したように、読み出し領域を、眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別した結果に基づいて切り替えるようにしたので、処理部123は、カメラ64で撮像した画像を、ユーザーに最適な範囲で表示することができる。
すなわち、図14に示したように、画像切替部207は、表示部60のユーザーに対する位置に基づいて、撮像領域Pの中から、一部の領域である読み出し領域QまたはRを読み出している。
なお、図12〜図14において、画像切替部207が読み出し領域を切り替える例は1例であり、これに限られない。例えば、右眼観察形態に表示部60を配置している場合であっても、撮像目的に応じて、読み出し領域Rを選択するようにしてもよい。また、読み出し領域は、QとRに限られず、例えば、読み出し領域QからRの範囲で連続的に可変できるようにしてもよい。この場合、例えば、表示部60が不図示の加速度センサーを備え、画像切替部207は、この加速度センサーが取得した表示部60の表示角度に基づいて、読み出し領域を連続的に可変するようにしてもよい。あるいは、ユーザーは、タッチスイッチ34を操作して、読み出し領域を連続的に可変するようにしてもよい。
次に、撮像範囲と表示範囲の切り替え手順ついて説明する。
図15は、本実施形態に係る画像と音声の切り替えのフローチャートである。
なお、以下では、ユーザーが、予めヘッドマウントディスプレイ1を頭部に装着し、起動した後の処理について説明する。
図15は、本実施形態に係る画像と音声の切り替えのフローチャートである。
なお、以下では、ユーザーが、予めヘッドマウントディスプレイ1を頭部に装着し、起動した後の処理について説明する。
(ステップS1)画像切替部207は、ユーザーが、右目で見ている(右眼観察形態)ことを想定して、画像データの読み出し領域として読み出し領域Q(撮影範囲Qともいう)を選択する。すなわち、図14に示したように、画像切替部207は、撮像領域Pにおいて、ユーザーから見て上側の領域を選択して、選択した領域の画像データを読み出す。
(ステップS2)第2画像取得部203は、エンコーダー129を介して、撮像素子72が撮像した映像データを取得し、取得した映像データを画像識別部204に出力する。なお、撮像素子72は、ユーザーの瞼を含めた目元を撮像している。
次に、画像識別部204は、第2画像取得部203から出力された映像データから、例えば目、瞼、及び眉毛を含む眼領域の画像データ(以下、眼領域画像という)を抽出する。
次に、画像識別部204は、識別結果を判別部205に出力する。次に、判別部205は、抽出されたデータを元に、広義の画像認識技術を用いて、眼領域画像が左目の画像であるか否かを判別する。
判別した結果、眼領域画像が左目の画像の場合(ステップS2;Yes)、ステップS2に進む。判別した結果、眼領域画像が右目の画像の場合(ステップS2;No)、ステップS6に進む。
次に、画像識別部204は、第2画像取得部203から出力された映像データから、例えば目、瞼、及び眉毛を含む眼領域の画像データ(以下、眼領域画像という)を抽出する。
次に、画像識別部204は、識別結果を判別部205に出力する。次に、判別部205は、抽出されたデータを元に、広義の画像認識技術を用いて、眼領域画像が左目の画像であるか否かを判別する。
判別した結果、眼領域画像が左目の画像の場合(ステップS2;Yes)、ステップS2に進む。判別した結果、眼領域画像が右目の画像の場合(ステップS2;No)、ステップS6に進む。
(ステップS3)判別した結果、眼領域画像が左目の画像の場合、表示部60を含むディスプレイ本体20は、図3(B)のように頭部に装着されている。この場合、表示部60を右眼観察形態に装着している図3(A)に対して、カメラ64の上限関係が反転している。従って、表示パネル63には、撮像領域Pにおける読み出し領域Qが選択されたままでは、ユーザーの足下を撮像した画像かつ上下が180度回転した画像が表示されることになる。
このため、判別部205は、読み出し領域R(撮影範囲Rともいう)に切り替える切替信号を、第1画像取得部202に出力する。
このため、判別部205は、読み出し領域R(撮影範囲Rともいう)に切り替える切替信号を、第1画像取得部202に出力する。
(ステップS4)ステップS3において、第1画像取得部202は、撮像範囲Pの下側を選択している。このため、左眼観察形態において、第1画像取得部202は、判別部205からの指示に基づいて、映像データの読み出し読み出し領域を、読み出し領域QからRに切り替える。この結果、図13に示したように、第1画像取得部202は、左眼観察形態において、カメラ64も反転しているため、撮像範囲Pの上側の読み出し領域Rを選択する。
(ステップS5)ステップS4において、カメラ64により撮像された画像の回転状態が、右眼観察形態を想定した撮像された状態のため、撮像された画像は、上下が180度、逆である。このため、判別部205は、表示を反転する指示を、画像切替部207に出力する。次に、画像切替部207は、判別部205からの指示に基づいて、表示を反転する。
して、反転した画像データに基づく画像を、デコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に表示する。
して、反転した画像データに基づく画像を、デコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に表示する。
(ステップS6)ユーザーがカメラ64のズーム倍率を可変した場合、第1画像取得部202は、エンコーダー129を介してカメラ64が出力した距離情報を算出する。具体的には、第1画像取得部202は、カメラ64から被写体までの距離を、公知の測距技術で測距する。
次に、第1画像取得部202は、測距した距離情報の値に応じて、読み出し領域を切り替える。
次に、第1画像取得部202は、測距した距離情報の値に応じて、読み出し領域を切り替える。
具体的には、表示部60が右眼観察形態であって、距離が予め定められている値より大きい場合、画像切替部207部は、例えば読み出し領域Q内の読み出し領域Sを選択する。読み出し領域Sは、中心位置が、読み出し領域Qの中心位置と同位置である。表示部60が右眼観察形態であって、距離が予め定められている値より小さい場合、画像切替部207部は、例えば読み出し領域Q内の読み出し領域Tを選択する。読み出し領域Tは、中心位置が、読み出し領域Qの中心位置と同異なる位置である。このように読み出し領域を切り替える理由は、被写体までの距離が極近い場合、二地点での観測地点の位置の違いにより、対象点が見える方向が異なる視差(パララックス)が発生するためである。なお、読み出し領域は、SとTのみではなく、測距された距離に応じて連続的に可変される。また、広い範囲を撮像したい場合、すなわちズーミングがワイド側にある場合、とくに読み出し領域の可変は行わないようにしてもよい。
表示部60が左眼観察形態であって、距離が、予め定められている値より大きい場合、画像切替部207部は、例えば読み出し領域R内の読み出し領域Uを選択する。読み出し領域Uは、中心位置が、読み出し領域Rの中心位置と同位置である。表示部60が左眼観察形態であって、距離が予め定められている値より小さい場合、画像切替部207部は、例えば読み出し領域R内の読み出し領域Vを選択する。読み出し領域Vは、中心位置が、読み出し領域Vの中心位置と同異なる位置である。なお、読み出し領域は、UとVのみではなく、測距された距離に応じて連続的に可変される。
(ステップS7)図15に戻って、音声取得部201は、エンコーダー129を介して、集音マイク24、通話マイク37、及び集音マイク105の音声データを取得し、取得した音声データを音声切替部206に出力する。
次に、音声切替部206は、判別部205が出力した切替信号に基づいて、音声データの左右チャンネルを切り替える。次に、音声切替部206は、切り替えた後、音声データを、デコーダー121を介してオーディオコネクター26に出力する。
次に、音声切替部206は、判別部205が出力した切替信号に基づいて、音声データの左右チャンネルを切り替える。次に、音声切替部206は、切り替えた後、音声データを、デコーダー121を介してオーディオコネクター26に出力する。
具体的には、例えば、右眼観察形態を初期状態に設定しておき、音声切替部206は、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103から右チャンネルの音声データを再生するように割り当て、第2スピーカー104から左チャンネルの音声データを再生するように割り当てる。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声切替部206は、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103から左チャンネルの音声データを再生するように割り当て、第2スピーカー104から右チャンネルの音声データを再生するように割り当てる。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声切替部206は、ステレオイヤホン100の第1スピーカー103から左チャンネルの音声データを再生するように割り当て、第2スピーカー104から右チャンネルの音声データを再生するように割り当てる。
(ステップS8)音声取得部201は、判別部205が出力する切替信号に基づいて、マイク(集音マイク24、通話マイク37、及び集音マイク105)が集音した音声データを、左右のチャンネルに割り当てる。
具体的には、例えば、右眼観察形態を初期状態に設定しておき、音声取得部201は、集音マイク24と通話マイク37が集音した音声データを右チャンネルに割り当て、集音マイク105が集音した音声データを左チャンネルに割り当てる。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声取得部201は、集音マイク24と通話マイク37が集音した音声データを左チャンネルに割り当て、集音マイク105が集音した音声データを右チャンネルに割り当てる。
(ステップS9)画像切替部207は、ステップS9において、選択した読み出し領域Qまたは領域Rの画像データに基づく画像を、デコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に表示する。
左眼観察形態に切り替わった場合、音声取得部201は、集音マイク24と通話マイク37が集音した音声データを左チャンネルに割り当て、集音マイク105が集音した音声データを右チャンネルに割り当てる。
(ステップS9)画像切替部207は、ステップS9において、選択した読み出し領域Qまたは領域Rの画像データに基づく画像を、デコーダー121及びLCDドライバ125を介して、表示パネル63に表示する。
以上のように、本実施形態によれば、ユーザーの見ている範囲と、カメラ64によって撮像されて表示パネル63に表示される範囲との差異の少なく、使用時に違和感のない使いやすいシステムが提供できる。
なお、従来技術のヘッドマウントディスプレイにおいて、ユーザーは、集中視野領域に入らない位置に表示部やカメラを配置するように調整し、かつカメラにより撮像される画像が、足下ではなく、正面を撮像できるように調整する必要があった。この場合、これらの条件を満足するために、ユーザーは、カメラを有する表示部を、目から遠ざけてしようすることになるため、仮に表示部がマイクを有していても、マイクが鮮明な音声を集音できないという問題点もあった。
本実施形態によれば、ヘッドマウントディスプレイ1を使用するユーザーが右目で観察する場合にも、マイクを口の比較的近傍に配置することが可能で、音声を明瞭に記録できるのみならず、左目で観察する場合も適切な範囲を読み出してカメラで取り込むことができるので、極めて便利なシステムが提供できる。
さらに、本実施形態によれば、被写体までの距離が近い場合にも、ユーザーの観察する方向とカメラの撮影範囲の中心が一致するので、パララックスの無い使いやすいシステムが提供できる。
本実施形態によれば、ヘッドマウントディスプレイ1を使用するユーザーが右目で観察する場合にも、マイクを口の比較的近傍に配置することが可能で、音声を明瞭に記録できるのみならず、左目で観察する場合も適切な範囲を読み出してカメラで取り込むことができるので、極めて便利なシステムが提供できる。
さらに、本実施形態によれば、被写体までの距離が近い場合にも、ユーザーの観察する方向とカメラの撮影範囲の中心が一致するので、パララックスの無い使いやすいシステムが提供できる。
なお、ステップS2(図15)において、右目か左目かの判断は、撮像素子72が撮像した画像中、上述した目元を撮像した画像を用いる以外に、ヘッドバンド40に対するディスプレイ本体20の角度を撮像して、撮像した画像に基づいて判断してもよい。また、不図示の設定手段をユーザーが操作することで設定してもよい。また、地球上での使用に限られるが、電源投入後に最初に表示部60内の映像を見て、ユーザーにより操作が行われようとしているときの加速度センサー132によって測定される重力の方向より、ヘッドマウントディスプレイ1が図12の状態か、図13の状態かを判断して、右目用か左目用かを判断するようにしてもよい。
なお、カメラ64における読み取り領域の変更は、電子的な手法に限定されるものではなく、ユーザーの両耳を結ぶ軸に略平行な回転軸周りに、機械的にカメラ64を回転させ、撮像範囲を領域Qから領域Rまで連続的に変化させて撮像可能としてもよい。さらに、この回転機構をユーザーが手動で回転させる場合、表示部60のユーザーに対する位置が変わったと判別された場合、HMD1は、表示部60に手動でカメラ64を回転させるようにユーザーに操作を促す旨の表示を行ってもよい。この場合、ユーザーが、不図示のノブを回してカメラの方向を設定することが可能である。
または、読み取り領域の変更は、タッチスイッチ34をユーザーが操作して切り替えたことに基づいて、表示部60が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。さらに、読み取り領域の変更は、ユーザーが不図示の切り替え部を操作して切り替えたことに基づいて、表示部60が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。または、例えば、支持板46a、及び支持板47aに設けられている不図示の検出スイッチにより検出された検出信号に基づいて、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。
または、読み取り領域の変更は、タッチスイッチ34をユーザーが操作して切り替えたことに基づいて、表示部60が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。さらに、読み取り領域の変更は、ユーザーが不図示の切り替え部を操作して切り替えたことに基づいて、表示部60が、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。または、例えば、支持板46a、及び支持板47aに設けられている不図示の検出スイッチにより検出された検出信号に基づいて、右眼、または左眼観察形態で使用されているのかを判別して切り替えるようにしてもよい。
なお、本実施例では、カメラ64は表示部60に設けられていたが、ディスプレイ本体20にカメラ64を設け、そこで読み出される撮像範囲に対して読み込み範囲を選択自在に設けられていてもよい。また、読み込み範囲は、機械的に回動してもよい。
また読み出し領域については、その上下方向ならびに左右の方向をユーザーの好みに合わせて可変としても良い。またこの可変範囲については事前にユーザーを登録すること、もしくは自動でユーザーを判断することによって、複数のユーザーが使用しても個別に調整可能にしてもよい。また調整後は、個別のユーザーを判断して自動的に調整値にセットされてもよい。
なお、本実施形態では、図14では、カメラ64が、縦長の撮像素子を備える例を説明したが、これに限られない。カメラ64の撮像素子は、図12及び図13に示したような画角を確保できるものであればよい。なお、図12及び図13に示したような画角とは、例えば、100度である。
なお、本実施形態では、ディスプレイ本体20をヘッドバンド40に装着して使用する例を説明したが、これに限られない。ユーザーは、ディスプレイ本体20をヘッドバンド40に装着せずに、単体で使用してもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態で説明した要件のうち少なくとも1つの要件は、省略される場合がある。上記の実施形態で説明した各要件は、適宜、組み合わせることができる。
なお、上述のヘッドマウントディスプレイ1は、内部にコンピュータシステム(例えば、処理部123)を有している。そして、各機能部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、CPU及び各種メモリーやOS、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
1…ヘッドマウントディスプレイ、20…ディスプレイ本体、26…オーディオコネクター、34…タッチスイッチ、60…表示部、63…表示パネル(表示部)、64…カメラ、72…撮像素子、100…ステレオイヤホン、103…第1スピーカー、104…第2スピーカー、105…集音マイク、121…デコーダー、123…処理部、131…WiFi通信回路、132…加速度センサー、138…3G/LTE通信回路、201…音声取得部201…第1画像取得部、203…第2画像取得部、204…画像識別部、205…判別部、206…音声切替部、207…画像切替部207、P…撮像領域、U、R、S、T、U、V…読み出し領域
Claims (12)
- ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、
前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、
画像を表示する表示部と、
画像を撮像する第1撮像部と、
前記ヘッドバンドと前記表示部を回動可能に連結する連結部と、
前記表示部の回転に基づいて、前記第1撮像部が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替部と、
を備えることを特徴とする情報表示装置。 - 前記第1撮像部は、
前記表示部に表示される画像の画角より広い画角で撮像する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報表示装置。 - 前記画像切替部は、
前記第1撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の情報表示装置。 - 前記第1撮像部は、
前記一対の装着部材を結ぶ軸に略平行な軸方向に回転可能である
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 左眼用、及び右眼用の装着変更部
を備え、
前記画像切替部は、
前記装着変更部による切り替えに基づいて、前記第1撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 前記第1撮像部は、
前記ヘッドバンド、前記表示部、及び前記連結部のいずれか1つに設けられている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 前記ヘッドバンドは、
前記一対の装着部材を連結し、ユーザーの頭頂部近傍に装着される第1ヘッドバンドと、
前記一対の装着部材又は前記第1ヘッドバンドに接続され、前記第1ヘッドバンドよりも後頭部側に装着される第2ヘッドバンドと、
を備え、
前記第2ヘッドバンドは、前記一対の装着部材又は前記第1ヘッドバンドに回動機構を介して接続され、前記ユーザーの頭部への装着時に前記ユーザーの頭部の前後方向に回動可能である
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 使用者の瞼を含めた目元を撮影する第2撮像部
を備え、
前記画像切替部は、
前記第2撮像部が撮像した画像に基づいて、前記第1撮像部が撮像した画像から、前記一対の装着部材を結ぶ軸に略直交する方向に選択の範囲の画像を読み出して表示する
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 被写体までの距離を測定する測定部
を備え、
前記画像切替部は、
前記測定部が測定した距離に基づいて、前記第1撮像部が撮像した画像から選択する領域を切り替えて表示する
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 前記表示部の近傍、または前記第1撮像部の近傍に、マイクロフォンを備える
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の情報表示装置。 - 音声信号を再生する音声再生部
を備え、
前記画像切替部は、前記第1撮像部が撮像した画像から選択した領域に基づいて、左右の前記音声信号を入れ替える
ことを特徴とする請求項10に記載の情報表示装置。 - ユーザーの頭部を挟持する一対の装着部材と、前記一対の装着部材を連結するヘッドバンドと、前記ヘッドバンドと表示部を回動可能に連結する連結部とを備える情報表示装置における情報表示方法であって、
第1撮像部が、画像を撮像する第1撮像手順と、
画像切替部が、前記第1撮像手順が撮像した画像から一部を読み出して表示する画像切替手順と、
表示部が、前記画像切替手順で読み出された前記一部の画像を表示する表示手順と、
を含むことを特徴とする情報表示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012039148A JP2013174729A (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 情報表示装置、及び情報表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013174729A true JP2013174729A (ja) | 2013-09-05 |
Family
ID=49267682
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JP2012039148A Pending JP2013174729A (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | 情報表示装置、及び情報表示方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014071277A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ、それを作動させる方法およびプログラム |
JP2017046233A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | キヤノン株式会社 | 表示装置及び情報処理装置及びその制御方法 |
JP2020026319A (ja) * | 2018-08-09 | 2020-02-20 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 遠隔立会システム及び遠隔立会方法 |
-
2012
- 2012-02-24 JP JP2012039148A patent/JP2013174729A/ja active Pending
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JP7034863B2 (ja) | 2018-08-09 | 2022-03-14 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 遠隔立会システム及び遠隔立会方法 |
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