JP2014071520A - 表示装置、制御方法および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者に対して利便性の高い操作方法を提供すること。
【解決手段】表示装置１は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部３２ａおよび３２ｂと、上記のオブジェクトが立体的に表示される表示空間において物体を検出する検出部４４と、上記の表示空間において前記物体の移動が検出されたときに、上記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させる制御部２２とを備える。オブジェクトの変化には、例えば、移動、回転、変形、消失等が含まれる。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示装置、制御方法および制御プログラムに関する。

表示部を備える表示装置には、画像等を立体表示することができるものがある（例えば、特許文献１参照）。立体表示は、両眼の視差を利用して実現される。

特開２０１１−９５５４７号公報

立体表示は利用者にとって親しみやすい表示形式であるにも関わらず、従来の表示装置では、立体表示は視聴目的でしか利用されず、操作の利便性を向上させるためには利用されてこなかった。本発明は、利用者に対して利便性の高い操作方法を提供することができる表示装置、制御方法および制御プログラムを提供することを目的とする。

１つの態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出する検出部と、前記検出部によって検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行う制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記オブジェクトが表示される表示空間において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、前記表示空間において前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置することが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記オブジェクトが表示される表示空間において第１の物体と第２の物体とが前記オブジェクトを挟む位置にあるときに、前記オブジェクトを変化させる制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、表示面において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、前記表示面において前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置することが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記表示面において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、前記表示面において前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触する位置にあることが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記オブジェクトが立体的に表示される表示空間において物体を検出する検出部と、前記表示空間において前記物体の移動が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させる制御部とを備える。

他の態様に係る表示装置は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、前記オブジェクトが立体的に表示される表示空間において物体の移動が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させる制御部とを備える。

１つの態様に係る制御方法は、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示装置によって実行される制御方法であって、所定のオブジェクトを表示装置に３次元表示するステップと、前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出するステップと、検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行うステップとを含む。

１つの態様に係る制御プログラムは、装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示装置に、所定のオブジェクトを表示部に３次元表示するステップと、前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出するステップと、検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行うステップとを実行させる。

本発明は、利用者に対して利便性の高い操作方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施例に係る表示装置の斜視図である。 図２は、利用者によって装着された表示装置を正面から見た図である。 図３は、表示装置の変形例を示す図である。 図４は、表示装置の他の変形例を示す図である。 図５は、表示装置の他の変形例を示す図である。 図６は、第１の実施例に係る表示装置のブロック図である。 図７は、制御プログラムが提供する機能に基づく制御の例を示す図である。 図８は、オブジェクトデータに格納される情報の一例を示す図である。 図９は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１０は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１１は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１２は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１３は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１４は、作用データに格納される情報の一例を示す図である。 図１５は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化の第１の例について説明するための図である。 図１６は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化の第１の例について説明するための図である。 図１７は、第１の例における接触検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１８は、第１の例における操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１９は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化の第２の例について説明するための図である。 図２０は、第２の例における操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２１は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化の第３の例について説明するための図である。 図２２は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化の第３の例について説明するための図である。 図２３は、第３の例における操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２４は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第１の例について説明するための図である。 図２５は、第１の例における選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２６は、第１の例における操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２７は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第１の例の変形例について説明するための図である。 図２８は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第２の例について説明するための図である。 図２９は、第２の例における選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３０は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第２の例の変形例について説明するための図である。 図３１は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第３の例について説明するための図である。 図３２は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第３の例について説明するための図である。 図３３は、第３の例における選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３４は、第３の例における操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３５は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出の第３の例の変形例について説明するための図である。 図３６は、第２の実施例に係る表示装置の斜視図である。 図３７は、第２の実施例に係る表示装置のブロック図である。 図３８は、３次元オブジェクトの変化と連動した表示制御の一例を示す図である。 図３９は、指を３次元オブジェクトに一瞬接触させる操作の軌跡の一例を示す図である。 図４０は、指を３次元オブジェクトに沿って移動させる操作の軌跡の一例を示す図である。 図４１は、指で３次元オブジェクトを押しつぶす操作の軌跡の一例を示す図である。 図４２は、３次元オブジェクトの変化と連動して実行される表示制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

まず、図１および図２を参照しながら、第１の実施例に係る表示装置１の全体的な構成について説明する。図１は、表示装置１の斜視図である。図２は、利用者によって装着された表示装置１を正面から見た図である。図１および図２に示すように、表示装置１は、利用者の頭部に装着されるヘッドマウントタイプの装置である。

表示装置１は、前面部１ａと、側面部１ｂと、側面部１ｃとを有する。前面部１ａは、装着時に、利用者の両目を覆うように利用者の正面に配置される。側面部１ｂは、前面部１ａの一方の端部に接続され、側面部１ｃは、前面部１ａの他方の端部に接続される。側面部１ｂおよび側面部１ｃは、装着時に、眼鏡の蔓のように利用者の耳によって支持され、表示装置１を安定させる。側面部１ｂおよび側面部１ｃは、装着時に、利用者の頭部の背面で接続されるように構成されてもよい。

前面部１ａは、装着時に利用者の目と対向する面に表示部３２ａおよび表示部３２ｂを備える。表示部３２ａは、装着時に利用者の右目と対向する位置に配設され、表示部３２ｂは、装着時に利用者の左目と対向する位置に配設される。表示部３２ａは、右目用の画像を表示し、表示部３２ｂは、左目用の画像を表示する。このように、装着時に利用者のそれぞれの目に対応した画像を表示する表示部３２ａおよび表示部３２ｂを備えることにより、表示装置１は、両眼の視差を利用した３次元表示を実現することができる。

表示部３２ａおよび表示部３２ｂは、利用者の右目と左目に異なる画像を独立して提供することができれば、１つの表示デバイスによって構成されてもよい。例えば、表示される画像が一方の目にしか見えないように遮蔽するシャッターを高速に切り替えることによって、１つの表示デバイスが右目と左目に異なる画像を独立して提供するように構成してもよい。前面部１ａは、装着時に外光が利用者の目に入らないように、利用者の目を覆うように構成されてもよい。

前面部１ａは、表示部３２ａおよび表示部３２ｂが設けられている面とは反対側の面に撮影部４０および撮影部４２を備える。撮影部４０は、前面部１ａの一方の端部（装着時の右目側）の近傍に配設され、撮影部４２は、前面部１ａの他方の端部（装着時の左目側）の近傍に配設される。撮影部４０は、利用者の右目の視界に相当する範囲の画像を取得する。撮影部４２は、利用者の左目の視界に相当する範囲の画像を取得する。ここでいう視界とは、例えば、利用者が正面を見ているときの視界である。

表示装置１は、撮影部４０によって撮影された画像を右目用の画像として表示部３２ａに表示し、撮影部４２によって撮影された画像を左目用の画像として表示部３２ｂに表示する。このため、表示装置１は、装着中の利用者に、前面部１ａによって視界が遮られていても、表示装置１を装着していないときと同様の光景を提供することができる。

表示装置１は、このように現実の光景を利用者に提供する機能に加えて、仮想的な情報を３次元的に表示し、仮想的な情報を利用者が操作することを可能にする機能を有する。表示装置１によれば、仮想的な情報は、実際に存在しているかのように、現実の光景と重ねて表示される。そして、利用者は、例えば、手を使って仮想的な情報を実際に触っているかのように操作し、移動、回転、変形等の変化を仮想的な情報に施すことができる。このように、表示装置１は、仮想的な情報に関して、直感的で利便性の高い操作方法を提供する。以下の説明では、表示装置１によって３次元的に表示される仮想的な情報を「３次元オブジェクト」と呼ぶことがある。

表示装置１は、表示装置１を装着していない場合と同様の広い視界を利用者に提供する。そして、表示装置１は、この広い視界の中の任意の位置に任意の大きさで３次元オブジェクトを配置することができる。このように、表示装置１は、表示デバイスの大きさの制約を受けることなく、広い空間の様々な位置に様々な大きさの３次元オブジェクトを表示することができる。

図１および図２では、表示装置１が、眼鏡（ゴーグル）のような形状を有する例を示したが、表示装置１の形状はこれに限定されない。例えば、表示装置１は、図３に示す表示装置２のように、利用者の頭部のほぼ上半分を覆うようなヘルメットタイプの形状を有していてもよい。あるいは、表示装置１は、図４に示す表示装置３のように、利用者の顔面のほぼ全体を覆うようなマスクタイプの形状を有していてもよい。表示装置１は、図５に示す表示装置４のように、情報処理装置、バッテリ装置等の外部装置４ｄと有線または無線で接続される構成であってもよい。

次に、図６を参照しながら、表示装置１の機能的な構成について説明する。図６は、表示装置１のブロック図である。図６に示すように、表示装置１は、操作部１３と、制御部２２と、記憶部２４と、表示部３２ａおよび３２ｂと、撮影部４０および４２と、検出部４４と、測距部４６とを有する。操作部１３は、表示装置１の起動、停止、動作モードの変更等の基本的な操作を受け付ける。

表示部３２ａおよび３２ｂは、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネル等の表示デバイスを備え、制御部２２から入力される制御信号に従って各種の情報を表示する。表示部３２ａおよび３２ｂは、レーザー光線等の光源を用いて利用者の網膜に画像を投影する投影装置であってもよい。

撮影部４０および４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサを用いて電子的に画像を撮影する。そして、撮影部４０および４２は、撮影した画像を信号に変換して制御部２２へ出力する。

検出部４４は、撮影部４０および４２の撮影範囲に存在する現実の物体を検出する。検出部４４は、例えば、撮影範囲に存在する現実の物体のうち、予め登録された形状（例えば、人間の手の形状）にマッチする物体を検出する。検出部４４は、予め形状が登録されていない物体についても、画素の明度、彩度、色相のエッジ等に基づいて、画像中の現実の物体の範囲（形状および大きさ）を検出するように構成されてもよい。

測距部４６は、撮影部４０および４２の撮影範囲に存在する現実の物体までの距離を測定する。現実の物体までの距離は、表示装置１を装着している利用者のそれぞれの目の位置を基準として目毎に測定される。このため、測距部４６が距離を測定する基準位置がそれぞれの目の位置とずれている場合には、測距部４６の測定値は、そのずれに応じて、目の位置までの距離を表すように補正される。

本実施例においては、撮影部４０および４２が、検出部４４および測距部４６を兼ねる。すなわち、本実施例においては、撮影部４０および４２によって撮影される画像を解析することによって、撮影範囲内の物体が検出される。さらに、撮影部４０によって撮影される画像に含まれる物体と撮影部４２によって撮影される画像に含まれる物体とを比較することにより、物体との距離が測定（算出）される。

表示装置１は、撮影部４０および４２とは別に、検出部４４を備えてもよい。検出部４４は、例えば、可視光、赤外線、紫外線、電波、音波、磁気、静電容量の少なくとも１つを用いて、撮影範囲に存在する現実の物体を検出するセンサであってもよい。表示装置１は、撮影部４０および４２とは別に、測距部４６を備えてもよい。測距部４６は、例えば、可視光、赤外線、紫外線、電波、音波、磁気、静電容量の少なくとも１つを用いて、撮影範囲に存在する現実の物体までの距離を検出するセンサであってもよい。表示装置１は、ＴＯＦ（Time-of-Flight）法を用いたセンサのように、検出部４４および測距部４６を兼ねることができるセンサを備えてもよい。

制御部２２は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶手段であるメモリとを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。具体的には、制御部２２は、記憶部２４に記憶されているプログラムやデータを読み出してメモリに展開し、メモリに展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵに実行させる。そして、制御部２２は、ＣＰＵによる命令の実行結果に応じて、メモリおよび記憶部２４に対してデータの読み書きを行ったり、表示部３２ａ等の動作を制御したりする。ＣＰＵが命令を実行するに際しては、メモリに展開されているデータや検出部４４を介して検出される操作がパラメータや判定条件の一部として利用される。

記憶部２４は、フラッシュメモリ等の不揮発性を有する記憶装置からなり、各種のプログラムやデータを記憶する。記憶部２４に記憶されるプログラムには、制御プログラム２４ａが含まれる。記憶部２４に記憶されるデータには、オブジェクトデータ２４ｂと、作用データ２４ｃと、仮想空間データ２４ｄとが含まれる。記憶部２４は、メモリカード等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体に対して読み書きを行う読み書き装置との組み合わせによって構成されてもよい。この場合、制御プログラム２４ａ、オブジェクトデータ２４ｂ、作用データ２４ｃ、仮想空間データ２４ｄは、記憶媒体に記憶されていてもよい。また、制御プログラム２４ａ、オブジェクトデータ２４ｂ、作用データ２４ｃ、仮想空間データ２４ｄは、無線通信または有線通信によってサーバ装置等の他の装置から取得されてもよい。

制御プログラム２４ａは、表示装置１を稼働させるための各種制御に関する機能を提供する。制御プログラム２４ａが提供する機能には、撮影部４０および４２が取得する画像に３次元オブジェクトを重ねて表示部３２ａおよび３２ｂに表示する機能、３次元オブジェクトに対する操作を検出する機能、検出した操作に応じて３次元オブジェクトを変化させる機能等が含まれる。

制御プログラム２４ａは、検出処理部２５と、表示オブジェクト制御部２６と、画像合成部２７とを含む。検出処理部２５は、撮影部４０および４２の撮影範囲に存在する現実の物体を検出するための機能を提供する。検出処理部２５が提供する機能には、検出したそれぞれの物体までの距離を測定する機能が含まれる。

表示オブジェクト制御部２６は、仮想空間にどのような３次元オブジェクトが配置され、それぞれの３次元オブジェクトがどのような状態にあるかを管理するための機能を提供する。表示オブジェクト制御部２６が提供する機能には、検出処理部２５の機能によって検出される現実の物体の動きに基づいて３次元オブジェクトに対する操作を検出し、検出した操作に基づいて３次元オブジェクトを変化させる機能が含まれる。

画像合成部２７は、現実の空間の画像と仮想空間の画像とを合成することにより、表示部３２ａに表示する画像と表示部３２ｂに表示する画像とを生成するための機能を提供する。画像合成部２７が提供する機能には、検出処理部２５の機能によって測定される現実の物体までの距離と、仮想空間における視点から３次元オブジェクトまでの距離とに基づいて、現実の物体と３次元オブジェクトの前後関係を判定し、重なりを調整する機能が含まれる。

オブジェクトデータ２４ｂは、３次元オブジェクトの形状および性質に関する情報を含む。オブジェクトデータ２４ｂは、３次元オブジェクトを表示するために用いられる。作用データ２４ｃは、表示されている３次元オブジェクトに対する操作が３次元オブジェクトにどのように作用するかに関する情報を含む。作用データ２４ｃは、表示されている３次元オブジェクトに対する操作が検出された場合に、３次元オブジェクトをどのように変化させるかを判定するために用いられる。ここでいう変化には、移動、回転、変形、消失等が含まれる。仮想空間データ２４ｄは、仮想空間に配置される３次元オブジェクトの状態に関する情報を保持する。３次元オブジェクトの状態には、例えば、位置、姿勢、変形の状況等が含まれる。

次に、図７を参照しながら、制御プログラム２４ａが提供する機能に基づく制御の例について説明する。画像Ｐ１ａは、撮影部４０によって得られる画像、すなわち、現実の空間を右目で見た光景に相当する画像である。画像Ｐ１ａには、テーブルＴ１と、利用者の手Ｈ１とが写っている。表示装置１は、同じ場面を撮影部４２によって撮影した画像、すなわち、現実の空間を左目で見た光景に相当する画像も取得する。

画像Ｐ２ａは、仮想空間データ２４ｄおよびオブジェクトデータ２４ｂに基づいて生成される右目用の画像である。この例において、仮想空間データ２４ｄは、仮想空間中に存在するブロック状の３次元オブジェクトＢＬ１の状態に関する情報を保持し、オブジェクトデータ２４ｂは、３次元オブジェクトＢＬ１の形状および性質に関する情報を保持する。表示装置１は、これらの情報に基づいて仮想空間を再現し、再現した仮想空間を右目の視点から見た画像Ｐ２ａを生成する。仮想空間における右目（視点）の位置は、所定の規則に基づいて決定される。表示装置１は、同様に、再現した仮想空間を左目の視点で見た画像も生成する。すなわち、表示装置１は、画像Ｐ２ａと組み合わせることによって３次元オブジェクトＢＬ１が３次元的に表示される画像も生成する。

表示装置１は、図７に示すステップＳ１において、画像Ｐ１ａおよび画像Ｐ２ａを合成して、画像Ｐ３ａを生成する。画像Ｐ３ａは、右目用の画像として表示部３２ａに表示される画像である。このとき、表示装置１は、利用者の右目の位置を基準として、撮影部４０の撮影範囲にある現実の物体と、仮想空間内に存在する３次元オブジェクトとの前後関係を判定する。そして、現実の物体と３次元オブジェクトとが重なっている場合には、利用者の右目により近いものが前面に見えるように重なりを調整する。

このような重なりの調整は、現実の物体と３次元オブジェクトとが重なる画像上の領域内の所定の大きさの範囲毎（例えば、１画素毎）に行われる。このため、現実の空間における視点から現実の物体までの距離は、画像上の所定の大きさの範囲毎に測定される。さらに、仮想空間における視点から３次元オブジェクトまでの距離は、３次元オブジェクトの位置、形状、姿勢等を考慮して、画像上の所定の大きさの範囲毎に算出される。

図７に示すステップＳ１の場面では、３次元オブジェクトＢＬ１は、仮想空間において、テーブルＴ１が現実の空間で存在する位置のすぐ上に相当する位置に配置されている。さらに、図７に示すステップＳ１の場面では、利用者の手Ｈ１と３次元オブジェクトＢＬ１が、利用者の右目の位置を基準として、ほぼ同じ方向に、ほぼ同じ距離で存在している。このため、所定の大きさの範囲毎に重なりを調整することにより、合成後の画像Ｐ３ａでは、手Ｈ１と３次元オブジェクトＢＬ１とが重なっている領域のうち、手Ｈ１の親指に相当する部分では手Ｈ１が前面に現れ、他の部分では３次元オブジェクトＢＬ１が前面に現れている。さらに、テーブルＴ１と３次元オブジェクトＢＬ１とが重なっている領域では、３次元オブジェクトＢＬ１が前面に現れている。

このような重なりの調整により、図７に示すステップＳ１では、あたかもテーブルＴ１上に３次元オブジェクトＢＬ１が置かれ、３次元オブジェクトＢＬ１を利用者が手Ｈ１で摘んでいるかのような画像Ｐ３ａが得られている。表示装置１は、同様の処理により、撮影部４２によって撮影した画像と仮想空間を左目の視点から見た画像とを合成し、左目用の画像として表示部３２ｂに表示される画像を生成する。左目用の画像を生成する場合、現実の物体と３次元オブジェクトとの重なりは、利用者の左目の位置を基準として調整される。

表示装置１は、こうして生成した合成画像を表示部３２ａおよび３２ｂに表示する。その結果、利用者は、あたかも、３次元オブジェクトＢＬ１がテーブルＴ１の上に置かれ、自分の手Ｈ１で３次元オブジェクトＢＬ１を摘んでいるかのような光景を見ることができる。

図７に示すステップＳ２の場面では、利用者が手Ｈ１を矢印Ａ１の方向に移動させている。この場合、撮影部４０によって得られる画像は、手Ｈ１の位置が右へ移動した画像Ｐ１ｂに変化する。さらに、表示装置１は、手Ｈ１の動きを、３次元オブジェクトを摘んだままで右へ移動させる操作と判定し、操作に応じて、仮想空間における３次元オブジェクトの位置を右へ移動させる。仮想空間における３次元オブジェクトの移動は、仮想空間データ２４ｄに反映される。その結果、仮想空間データ２４ｄおよびオブジェクトデータ２４ｂに基づいて生成される右目用の画像は、３次元オブジェクトＢＬ１の位置が右へ移動した画像Ｐ２ｂに変化する。表示装置１による操作の検出の詳細については、後述する。

表示装置１は、画像Ｐ１ｂおよび画像Ｐ２ｂを合成して右目用の画像Ｐ３ｂを生成する。画像Ｐ３ｂは、画像Ｐ３ａと比較して、テーブルＴ１上のより右側の位置で、３次元オブジェクトＢＬ１を利用者が手Ｈ１で摘んでいるかのような画像となっている。表示装置１は、同様に左目用の合成画像を生成する。そして、表示装置１は、こうして生成した合成画像を表示部３２ａおよび３２ｂに表示する。その結果、利用者は、あたかも、自分の手Ｈ１で３次元オブジェクトＢＬ１を摘んで右へ移動させたかのような光景を見ることができる。

このような表示用の合成画像の更新は、一般的な動画のフレームレートと同等の頻度（例えば、毎秒３０回）で実行される。その結果、利用者の操作に応じた３次元オブジェクトの変化は、表示装置１が表示する画像にほぼリアルタイムに反映され、利用者は、あたかも実際に存在しているかのように、違和感なく３次元オブジェクトを操作することができる。さらに、本実施例に係る構成では、３次元オブジェクトを操作する利用者の手が、利用者の目と表示部３２ａおよび３２ｂの間に位置することがないため、利用者は、手によって３次元オブジェクトの表示が遮られることを気にすることなく操作を行うことができる。

次に、図８から図１４を参照しながら、図６に示したオブジェクトデータ２４ｂおよび作用データ２４ｃについてさらに詳しく説明する。図８は、オブジェクトデータ２４ｂに格納される情報の一例を示す図である。図９から図１４は、作用データ２４ｃに格納される情報の一例を示す図である。

図８に示すように、オブジェクトデータ２４ｂには、種別、形状情報、色、透明度等を含む情報が３次元オブジェクト毎に格納される。種別は、３次元オブジェクトの物理的な性質を示す。種別は、例えば、「剛体」、「弾性体」等の値をとる。形状情報は、３次元オブジェクトの形状を示す情報である。形状情報は、例えば、３次元オブジェクトを構成する面の頂点座標の集合である。色は、３次元オブジェクトの表面の色である。透明度は、３次元オブジェクトが光を透過させる度合いである。オブジェクトデータ２４ｂは、複数の３次元オブジェクトに関する情報を保持することができる。

図９から図１４に示す例では、押す操作が検出された場合の変化に関する情報が３次元オブジェクトの種別毎に作用データ２４ｃに格納されている。図９に示すように、３次元オブジェクトの種別が「剛体」の場合、支点の有無、押された方向における障害物の有無、押される速度に応じて、押す操作が検出された場合の変化が異なる。ここでいう障害物とは、他の３次元オブジェクトであってもよいし、現実の物体であってもよい。また、押される速度が速いか遅いかは閾値に基づいて判定される。

３次元オブジェクトに支点がなく、押された方向に障害物がない場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて移動するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、積み木、ペン、本である。移動の仕方については、滑るのか回転するのかを３次元オブジェクトの形状に基づいて決定してよい。また、押す物体と一緒に移動するのか、押す物体にはじかれるように物体と離れて移動するのかについては、押される速度に基づいて決定してよいし、３次元オブジェクトと底面の摩擦抵抗の算出値または設定値に基づいて決定してもよい。

３次元オブジェクトに支点がなく、押された方向に固定された障害物がある場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて移動し、障害物と接触した時点で移動が停止するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、積み木、ペン、本である。押された速度が速い場合は、３次元オブジェクトが障害物を破壊して移動を継続することとしてもよい。また、３次元オブジェクトが押す物体にはじかれるように物体と離れて移動している間に障害物と接触した場合は、跳ね返ったように３次元オブジェクトを逆方向に移動させてもよい。

３次元オブジェクトに支点がなく、押された方向に固定されていない他の剛体があり、押される速度が遅い場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて移動し、他の剛体と接触した後は、他の剛体もともに移動するように表示される。また、３次元オブジェクトに支点がなく、押された方向に固定されていない他の剛体があり、押される速度が速い場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて移動するように表示される。そして、３次元オブジェクトが他の剛体と接触した後は、他の剛体がはじかれて移動するように表示される。他の剛体と接触した後、３次元オブジェクトは、その場で停止してもよいし、速度を落として移動を継続してもよい。このように表示される３次元オブジェクトと他の剛体の組み合わせは、例えば、ボーリングの球とピンの組み合わせや、ビー玉同士の組み合わせである。

３次元オブジェクトに支点がなく、押された方向に固定されていない他の剛体があるが、他の剛体はすり抜け可能である場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて移動し、他の剛体と接触した後も、他の剛体をすり抜けてそのまま移動し続けるように表示される。現実には、剛体が剛体をすり抜けることはないが、このようなすり抜けを可能にすることにより、利用者に斬新な体験を提供することができる。このように表示される３次元オブジェクトと他の剛体の組み合わせは、例えば、ボーリングの球とピンの組み合わせや、ビー玉同士の組み合わせである。押される速度に閾値を設け、押される速度が閾値以下の場合は、３次元オブジェクトが他の剛体をすり抜けないこととしてもよい。

３次元オブジェクトに支点がある場合、３次元オブジェクトは、押された方向および量に応じて、支点を中心に回転するように表示される。ここでいう回転とは、３６０度ぐるぐると回る回転であってもよいし、所定の回転範囲内を往復する回動であってもよい。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、振り子、ボクシングのサンドバック、風車である。

また、図１０に示すように、３次元オブジェクトの種別が「弾性体」の場合、素材、変化量の制限の有無、押される速度に応じて、押す操作が検出された場合の変化が異なる。ここでいう素材は、３次元オブジェクトの想定上の素材であり、オブジェクトデータ２４ｂにおいて定義される。

３次元オブジェクトの素材がゴム系であり、変化量に制限がなく、押される速度が遅い場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて変形し、押される状態から解放されると元の形状に戻るように表示される。また、３次元オブジェクトの素材がゴム系であり、変化量に制限がなく、押される速度が速い場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて変形し、その後、はじかれて、元の形状に戻りながら押された方向へ移動するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、ゴムボール、消しゴムである。

３次元オブジェクトの素材がゴム系であり、変化量に制限がある場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて変形可能範囲まで変形し、その後も押す操作が検出されると、元の形状に戻りながら押された方向へ移動するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、ゴムボール、消しゴムである。

３次元オブジェクトの素材が金属系の場合、３次元オブジェクトは、押された方向に押された量に応じて変形可能範囲まで変形し、押される状態から解放されると元の形状に戻ったり変形したりを繰り返す（振動する）ように表示される。変形可能方向以外の方向に押された場合、３次元オブジェクトは、剛体と同様に移動する。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、板ばね、弦巻ばねである。

また、図１１に示すように、３次元オブジェクトの種別が「塑性体」の場合、３次元オブジェクトは、押された箇所がへこんで全体形状が変化するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、粘土である。

また、図１２に示すように、３次元オブジェクトの種別が「液体」の場合、押される速度に応じて、押す操作が検出された場合の変化が異なる。押される速度が遅い場合、押す物体が３次元オブジェクト、すなわち、液体につかるように表示される。押される速度が中程度の場合、押す物体が液体につかり、液体に波紋が拡がるように表示される。押される速度が速い場合、押す物体が液体につかり、液体から水しぶきがあがるように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、コップに入った水である。

また、図１３に示すように、３次元オブジェクトの種別が「気体」の場合、押される速度に応じて、押す操作が検出された場合の変化が異なる。押される速度が遅い場合、３次元オブジェクト、すなわち、気体が押す物体によってさえぎられてその周囲を漂うように表示される。押される速度が中程度の場合、気体が押す物体によって散乱されるように表示される。押される速度が速い場合、押す物体の移動方向の後ろ側で乱流により気体に渦が生まれるように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、煙である。

また、図１４に示すように、３次元オブジェクトの種別が「集合体」の場合、集合体の要素の結合状況に応じて、押す操作が検出された場合の変化が異なる。集合体の要素の結合がない場合、３次元オブジェクトは、押された箇所がへこんで集合体としての全体形状が変化するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、砂、砂糖である。

集合体の要素の結合がある場合、３次元オブジェクトは、押された箇所がへこんで集合体としての全体形状が変化するように表示される。さらに、押された箇所以外の要素が、押された箇所の要素に引っ張られて移動するように表示される。このように表示される３次元オブジェクトは、例えば、鎖である。

集合体の要素の結合はないが押す物体との間に引力または斥力が働く場合、３次元オブジェクトは、押す物体と接しなくても移動するように表示される。押す物体との間に引力が働く場合、３次元オブジェクトは、押す物体と接しなくても、押す物体と所定距離以内に入ると押す物体に引き寄せられる。また、押す物体との間に斥力が働く場合、３次元オブジェクトは、押す物体と接しなくても、押す物体と所定距離以内に入ると押す物体から遠ざかる。このように表示される３次元オブジェクトと押す物体の組み合わせは、例えば、鉄粉と磁石の組み合わせである。

このように、オブジェクトデータ２４ｂに格納された情報と作用データ２４ｃに格納された情報とに基づいて３次元オブジェクトを変化させることにより、押す操作に応じて、３次元オブジェクトを多様に変化させることができる。オブジェクトデータ２４ｂおよび作用データ２４ｃに格納される情報は、上記の例に限定されず、用途等に応じて適宜変更してよい。例えば、押す物体の種別および大きさや押す物体と３次元オブジェクトの接触面積の大きさに応じて、３次元オブジェクトの変化の仕方が切り替わるように設定してもよい。

次に、図１５および図１６を参照しながら、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明する。以下の説明では、表示装置１を装着した利用者が見る空間を、表示空間と呼ぶことがある。表示装置１は、利用者の右目および左目にそれぞれの目に対応する画像を提供することにより、表示空間内に現実の物体および３次元オブジェクトを３次元的（立体的）に表示することができる。表示装置１は、仮想空間データ２４ｄに基づいて再現した仮想空間と、撮影部４０および４２によって撮影される現実の空間とを所定の規則に基づいて対応付け、これらの空間が重なった空間を表示空間として表示する。

図１５および図１６は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明するための図である。図１５に示すステップＳ１１では、表示装置１は、表示空間５０中に、３次元オブジェクトＯＢ１を立体的に表示している。３次元オブジェクトＯＢ１は、例えば、ボールを模したオブジェクトである。また、ステップＳ１１では、３次元オブジェクトＯＢ１を支持する底面Ｂ１が表示されている。

ステップＳ１２では、利用者が指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１と接触する位置に置き、そのまま静止させている。表示装置１は、表示空間内で現実の物体が検出され、かつ、その物体が３次元オブジェクトＯＢ１と接触する状態が所定時間以上継続した場合、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択されたと判定する。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択されたことを利用者に通知する。

物体が３次元オブジェクトＯＢ１と接触しているかの判定は、現実の空間における物体の位置と、３次元オブジェクトＯＢ１の形状、姿勢、仮想空間における位置等に基づいて行われる。現実の空間での位置と仮想空間における位置との比較は、一方の空間の位置を上記の所定の規則に基づいて他方の空間の位置へ換算することによって行ってもよいし、両方の空間の位置を比較用の空間の位置へ換算することによって行ってもよい。現実の物体として指が検出された場合、指のつま先の位置を物体の位置として処理してもよい。人は、何かを操作するときに指のつま先を用いることが多いため、指のつま先の位置を物体の位置として処理することにより、より自然な操作感を利用者に提供することができる。

また、操作対象として選択されたことの通知は、例えば、３次元オブジェクトＯＢ１の全体の色を変更することや、３次元オブジェクトＯＢ１の表面のうち、物体と接触している位置の近傍の色を変更することによって実現される。表示装置１は、このような視覚的な通知に代えて、あるいは、このような視覚的な通知に加えて、音や振動による通知を行ってもよい。

このように、表示装置１は、指等の現実の物体が３次元オブジェクトＯＢ１と接触する状態が所定時間以上継続して検出された場合に、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択されたと判定する。接触状態が所定時間以上継続して検出されることを条件として付加することにより、例えば、他の３次元オブジェクトを操作するために指を移動させる過程で、意図しない３次元オブジェクトが操作対象として選択される可能性を低くすることができる。

３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択された後、ステップＳ１３に示すように、利用者が、３次元オブジェクトＯＢ１を押すように、指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１の内側に侵入させたものとする。表示装置１は、操作対象として選択された３次元オブジェクト内に物体を侵入させる操作が検出された場合、操作に応じて３次元オブジェクトを変化させる。３次元オブジェクトをどのように変化させるかは、オブジェクトデータ２４ｂにおいて定義されている３次元オブジェクトの種別と、作用データ２４ｃにおいてその種別と対応付けて定義されている変化のルールとによって決定される。

例えば、オブジェクトデータ２４ｂにおいて３次元オブジェクトＯＢ１が弾性体であると定義され、作用データ２４ｃにおいて弾性体は押された場合に押された量に応じて押された方向に変形することが定義されていたものとする。この場合、表示装置１は、ステップＳ１４に示すように、指Ｆ１が侵入した部分が押されて凹んだように３次元オブジェクトＯＢ１を変化させる。

また、オブジェクトデータ２４ｂにおいて３次元オブジェクトＯＢ１が剛体であると定義され、作用データ２４ｃにおいて剛体は押された場合に押された量に応じて押された方向に移動することが定義されていたものとする。この場合、表示装置１は、図１６のステップＳ１５に示すように、指Ｆ１に押されたように３次元オブジェクトＯＢ１を指Ｆ１の進行方向へ移動させる。図１６のステップＳ１５では、３次元オブジェクトＯＢ１は、底面Ｂ１に支持されているため、剛体によって印加される力の底面Ｂ１と水平方向の成分に従って移動している。

このように、３次元オブジェクトを押す操作が検出された場合に、オブジェクトデータ２４ｂおよび作用データ２４ｃに基づいて３次元オブジェクトＯＢ１を変化させることにより、３次元オブジェクトを操作に応じて様々に変化させることができる。押すという操作は、現実の世界の様々な場面で利用されている操作であり、３次元オブジェクトＯＢ１を押す操作を検出して対応する処理を実行することにより、直感的で利便性の高い操作性を実現することができる。

３次元オブジェクトを操作するために用いられる物体は、指に限定されず、手、足、棒、器具等であってもよい。押す操作に応じて３次元オブジェクトを変化させる態様は、現実の物理法則に則していてもよいし、現実ではあり得ないものであってもよい。

表示装置１は、３次元オブジェクトに対する操作を検出する空間を操作可能範囲５１に限定してもよい。操作可能範囲５１は、例えば、表示装置１を装着している利用者の手が届く範囲である。このように、３次元オブジェクトに対する操作を検出する空間を限定することにより、表示装置１が操作を検出するために実行する演算処理の負荷を軽減することができる。

次に、図１７および図１８を参照しながら、３次元オブジェクトを押す操作に関して表示装置１が実行する処理手順の第１の例について説明する。図１７は、３次元オブジェクトの接触検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図１７に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図１７に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＡ０１として、３次元オブジェクトを含む仮想空間の画像と現実の空間の画像とを合成して表示する。

続いて、制御部２２は、ステップＳＡ０２として、検出部４４、すなわち、撮影部４０および４２によって所定の物体が検出されたかを判定する。所定の物体は、例えば、利用者の指である。所定の物体が検出されない場合（ステップＳＡ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＡ０８として、操作終了が検出されたかを判定する。

操作終了は、例えば、操作部１３に対する所定の操作が行われた場合に検出される。操作終了が検出された場合（ステップＳＡ０８，Ｙｅｓ）、制御部２２は、接触検出処理を終了させる。操作終了が検出されない場合（ステップＳＡ０８，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＡ０２以降を再実行する。

所定の物体が検出された場合（ステップＳＡ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＡ０３として、所定の物体の種別を判定する。所定の物体の種別は、例えば、撮影部４０および４２によって撮影された画像中の物体の大きさ、形状、色等に基づいて判定される。続いて、制御部２２は、ステップＳＡ０４として、所定の物体に接触している３次元オブジェクトを探す。所定の物体に接触している３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＡ０５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＡ０８へ進む。

所定の物体に接触している３次元オブジェクトがみつかった場合（ステップＳＡ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＡ０６として、オブジェクトデータ２４ｂに基づいて、所定の物体に接触している３次元オブジェクトの種別を判定する。そして、制御部２２は、ステップＳＡ０７として、後述する操作検出処理を実行する。その後、制御部２２は、ステップＳＡ０８へ進む。

図１８は、操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図１８に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＢ０１として、所定の物体と３次元オブジェクトの接触時間を取得する。そして、制御部２２は、ステップＳＢ０２として、所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動したかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動していない場合（ステップＳＢ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＢ０１以降を再実行する。

所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動している場合（ステップＳＢ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＢ０３として、接触時間が所定時間以上であるかを判定する。接触時間が所定時間よりも短い場合（ステップＳＢ０３，Ｎｏ）、その３次元オブジェクトは操作対象ではないと判断されるため、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

接触時間が所定時間以上の場合（ステップＳＢ０３，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＢ０４として、所定の物体の速度を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＢ０５として、所定の物体の種別、位置および速度と、３次元オブジェクトの種別等に基づいて３次元オブジェクトを変化させる。具体的な変化のさせ方は、作用データ２４ｃに従って決定される。

続いて、制御部２２は、ステップＳＢ０６として、所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動したかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動していない場合、すなわち、押す操作が継続している場合（ステップＳＢ０６，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＢ０４以降を再実行する。

所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動した場合、すなわち、３次元オブジェクトが解放された場合（ステップＳＢ０６，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＢ０７として、３次元オブジェクトの変化が継続するかを判定する。例えば、作用データ２４ｃにおいて解放後も振動が所定時間継続することが定義されている場合に、３次元オブジェクトの変化が継続すると判定される。

３次元オブジェクトの変化が継続する場合（ステップＳＢ０７，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＢ０８として、３次元オブジェクトを変化させ、その後、ステップＳＢ０７以降を再実行する。３次元オブジェクトの変化が継続しない場合（ステップＳＢ０７，Ｎｏ）、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

上述してきたように、第１の例では、押す操作に応じて３次元オブジェクトを多様に変化させ、それにより、利用者に対して利便性の高い操作方法を提供することができる。

３次元オブジェクトを押す操作に関する処理手順の第２の例について説明する。第２の例における接触検出処理は、第１の例における接触検出処理と同一である。そこで、第２の例については、第１の例と重複する説明は省略し、主として、操作検出処理について説明する。

まず、図１９を参照しながら、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明する。図１９は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明するための図である。図１９に示すステップＳ２１では、利用者が指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１と接触させ、ステップＳ２２では、利用者が指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１の内側に侵入させている。

表示装置１は、表示空間内で現実の物体が検出され、かつ、その物体が３次元オブジェクトＯＢ１と接触した後に３次元オブジェクトＯＢ１の内部へ移動する状態が所定時間以上継続した場合、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択されたと判定する。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として選択されたことを利用者に通知する。さらに、表示装置１は、ステップＳ２３に示すように、３次元オブジェクトＯＢ１を、あたかもステップＳ２１の段階で既に押す操作の対象として選択されていたかのように、接触検出以降の指Ｆ１による操作に応じて変化させる。

このように、物体と３次元オブジェクトの接触を検出した後は、物体がその場に留まらなくても押す操作を検出可能にすることにより、利用者は、３次元オブジェクトを押す操作を迅速に開始することができる。また、接触後に物体が３次元オブジェクトＯＢ１の内部へ移動する状態が所定時間以上継続することを条件として付加することにより、例えば、他の３次元オブジェクトを操作するために指を移動させる過程で、意図しない３次元オブジェクトが操作対象として選択される可能性を低くすることができる。

次に、図２０を参照しながら、第２の例における操作検出処理の処理手順について説明する。図２０は、操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２０に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。接触検出処理の処理手順は、図１７に示した手順と同様である。

図２０に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＣ０１として、所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動しているかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動していない場合（ステップＳＣ０１，Ｎｏ）、その３次元オブジェクトは操作対象ではないと判断されるため、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動している場合（ステップＳＣ０１，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＣ０２として、接触検出からの経過時間が所定時間以上であるかを判定する。経過時間が所定時間よりも短い場合（ステップＳＣ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＣ０１以降を再実行する。

接触時間が所定時間以上の場合（ステップＳＣ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＣ０３として、所定の物体の速度を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＣ０４として、所定の物体の種別、位置および速度と、３次元オブジェクトの種別等に基づいて３次元オブジェクトを変化させる。具体的な変化のさせ方は、作用データ２４ｃに従って決定される。

続いて、制御部２２は、ステップＳＣ０５として、所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動したかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動していない場合、すなわち、押す操作が継続している場合（ステップＳＣ０５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＣ０３以降を再実行する。

所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動した場合、すなわち、３次元オブジェクトが解放された場合（ステップＳＣ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＣ０６として、３次元オブジェクトの変化が継続するかを判定する。例えば、作用データ２４ｃにおいて解放後も振動が所定時間継続することが定義されている場合に、３次元オブジェクトの変化が継続すると判定される。

３次元オブジェクトの変化が継続する場合（ステップＳＣ０６，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＣ０７として、３次元オブジェクトを変化させ、その後、ステップＳＣ０６以降を再実行する。３次元オブジェクトの変化が継続しない場合（ステップＳＣ０６，Ｎｏ）、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

上述してきたように、第２の例では、指等の物体が３次元オブジェクトに接触する状態が所定時間以上継続しなくても押す操作が認識されることとしたので、利用者は、３次元オブジェクトを押す操作を迅速に開始することができる。

３次元オブジェクトを押す操作に関する処理手順の第３の例について説明する。第３の例における接触検出処理は、第１の例における接触検出処理と同一である。そこで、第３の例では、第１の例と重複する説明は省略し、主として、操作検出処理について説明する。

まず、図２１および図２２を参照しながら、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明する。図２１および図２２は、３次元オブジェクトを押す操作の検出と、検出された操作に応じた３次元オブジェクトの変化について説明するための図である。図２１に示すステップＳ３１では、表示空間中に、３次元オブジェクトＯＢ１が立体的に表示されている。また、利用者は、指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１と接触させている。

ここで、利用者が指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ１の内側に侵入させたものとする。表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１に接触した物体が３次元オブジェクトＯＢ１の内側に移動したことを検出すると、ステップＳ３２に示すように、その時点から、３次元オブジェクトＯＢ１を指Ｆ１による操作に応じて変化させる。図２１に示す例では、ステップＳ３２において、３次元オブジェクトＯＢ１は、指Ｆ１の移動に合わせて移動を開始している。

そして、表示装置１は、ステップＳ３３に示すように、指Ｆ１が３次元オブジェクトＯＢ１の内側へ向けて移動することが所定時間以上継続した段階で、３次元オブジェクトＯＢ１を操作対象として確定する。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が操作対象として確定したことを利用者に通知する。その後も、指Ｆ１の３次元オブジェクトＯＢ１の内側への移動が検出される間、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１を変化させ続ける。

図２２のステップＳ３４に示すように、所定時間が経過する前に指Ｆ１の３次元オブジェクトＯＢ１の内側への移動が検出されなくなった場合、表示装置１は、それまでに加えた変化と逆の変化を３次元オブジェクトＯＢ１に加える。その結果、３次元オブジェクトＯＢ１は、ステップＳ３１の段階と同じ位置に同じ状態で表示される。逆の変化を３次元オブジェクトＯＢ１に加える速度は、それまでに３次元オブジェクトＯＢ１に変化が加えられた速度よりも速くてもよい。すなわち、高速に逆再生しているかのように３次元オブジェクトＯＢ１を逆変化させてもよい。

このように、３次元オブジェクトの内側への物体の侵入が検出された段階から３次元オブジェクトに変化を加え始めることにより、利用者は、３次元オブジェクトが選択されつつあることを選択が確定する前から認識することができる。その結果、利用者は、意図した３次元オブジェクトが選択されたか否かを早期に知ることができる。意図しない３次元オブジェクトが選択された場合、利用者は、所定時間が経過する前に操作を中止することにより、意図せずに選択された３次元オブジェクトを元の状態に戻すことができる。

指Ｆ１の３次元オブジェクトＯＢ１の内側への移動が所定時間以上継続するまでは、変化を加えられている３次元オブジェクトを通常時とも操作対象としての選択が確定した状態とも異なる態様（例えば、半透明）で表示してもよい。このように表示態様を変更することにより、利用者が３次元オブジェクトの状態を判別しやすくなる。

次に、図２３を参照しながら、第３の例における操作検出処理の処理手順について説明する。図２３は、操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２３に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。接触検出処理の処理手順は、図１７に示した手順と同様である。

図２３に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＤ０１として、所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動しているかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動していない場合（ステップＳＤ０１，Ｎｏ）、その３次元オブジェクトは操作対象ではないと判断されるため、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

所定の物体が３次元オブジェクトの内部に移動している場合（ステップＳＤ０１，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＤ０２として、所定の物体の速度を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＤ０３として、所定の物体の種別、位置および速度と、３次元オブジェクトの種別等に基づいて３次元オブジェクトを変化させる。具体的な変化のさせ方は、作用データ２４ｃに従って決定される。

続いて、制御部２２は、ステップＳＤ０４として、接触検出からの経過時間が所定時間以上であるかを判定する。経過時間が所定時間よりも短い場合、すなわち、３次元オブジェクトが押す操作の対象として確定していない場合（ステップＳＤ０４，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＤ０５として、所定の物体の３次元オブジェクトの内部方向への移動が継続しているかを判定する。

３次元オブジェクトの内部方向への移動が継続している場合（ステップＳＤ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＤ０２以降を再実行する。３次元オブジェクトの内部方向への移動が継続していない場合（ステップＳＤ０５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＤ０６として、３次元オブジェクトを逆変化させて元の状態に戻す。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

接触検出からの経過時間が所定時間以上である場合（ステップＳＤ０４，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＤ０７として、所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動したかを判定する。所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動していない場合、すなわち、押す操作が継続している場合（ステップＳＤ０７，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＤ０２以降を再実行する。

所定の物体が３次元オブジェクトの外部に移動した場合、すなわち、３次元オブジェクトが解放された場合（ステップＳＤ０７，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＤ０８として、３次元オブジェクトの変化が継続するかを判定する。例えば、作用データ２４ｃにおいて解放後も振動が所定時間継続することが定義されている場合に、３次元オブジェクトの変化が継続すると判定される。

３次元オブジェクトの変化が継続する場合（ステップＳＤ０８，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＤ０９として、３次元オブジェクトを変化させ、その後、ステップＳＤ０８以降を再実行する。３次元オブジェクトの変化が継続しない場合（ステップＳＤ０８，Ｎｏ）、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

上述してきたように、第３の例では、押す操作が検出された時点から、操作に応じて３次元オブジェクトを変化させることとしたので、利用者が、押す操作の対象となっている３次元オブジェクトを認識しやすい。

３次元オブジェクトに関する操作として、３次元オブジェクトを押す操作について説明したが、表示装置１が３次元オブジェクトに関して検出する操作は、押す操作に限定されない。表示装置１は、利用者が３次元オブジェクトを摘んで行う操作も検出することができる。以下に３次元オブジェクトを摘んで行う操作について説明する。

図２４を参照しながら、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出について説明する。図２４は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出について説明するための図である。図２４に示すステップＳ４１では、表示空間５０中に、３次元オブジェクトＯＢ１が立体的に表示されている。

ここで、利用者が３次元オブジェクトＯＢ１を摘んで何らかの操作を行いたいものとする。３次元オブジェクトＯＢ１を摘んで何らかの操作を行うには、まず、操作の対象として３次元オブジェクトＯＢ１を選択する必要がある。３次元オブジェクトＯＢ１を選択するために、利用者は、ステップＳ４２に示すように、指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置するように指Ｆ１および指Ｆ２を移動させ、その状態を所定時間以上維持する。

表示装置１は、表示空間内で２つの現実の物体が検出され、かつ、それらの２つの物体の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置する状態が所定時間以上継続した場合、３次元オブジェクトＯＢ１が選択されたと判定し、３次元オブジェクトＯＢ１を選択状態にする。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が選択状態になったことを利用者に通知する。

２つの物体の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置しているかの判定は、現実の空間における２つの物体の位置と、３次元オブジェクトＯＢ１の形状、姿勢、仮想空間における位置等に基づいて行われる。現実の空間での位置と仮想空間における位置との比較は、一方の空間の位置を上記の所定の規則に基づいて他方の空間の位置へ換算することによって行ってもよいし、両方の空間の位置を比較用の空間の位置へ換算することによって行ってもよい。現実の物体として指が検出された場合、指のつま先の位置を物体の位置として処理してもよい。

このように、表示装置１は、指等の現実の物体の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置する状態が所定時間以上継続して検出された場合に、３次元オブジェクトＯＢ１が選択されたと判定する。指の間に３次元オブジェクトＯＢ１を挟むように指を配置するという操作は、人間が現実の空間の何かを選択するために何かを摘む操作と類似している。そのため、かかる操作は、３次元オブジェクトを選択するための操作として、直感的で分かりやすい。また、状態が所定時間以上継続して検出されることを条件として付加することにより、例えば、他の３次元オブジェクトを選択するために指を移動させる過程で、意図しない３次元オブジェクトが選択される可能性を低くすることができる。

表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１が選択状態になったと判定した後、指Ｆ１および指Ｆ２の動きに応じて、３次元オブジェクトＯＢ１に移動、変形、消失等の変化を加える。

次に、図２５および図２６を参照しながら、３次元オブジェクトを摘んで行う操作に関して表示装置１が実行する処理手順の第１の例について説明する。図２５は、３次元オブジェクトの選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２５に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図２５に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＥ０１として、３次元オブジェクトを含む仮想空間の画像と現実の空間の画像とを合成して表示する。

続いて、制御部２２は、ステップＳＥ０２として、検出部４４、すなわち、撮影部４０および４２によって第１の物体および第２の物体が検出されたかを判定する。第１の物体および第２の物体は、現実の物体、例えば、利用者の指である。第１の物体および第２の物体が検出されない場合（ステップＳＥ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＥ１０として、操作終了が検出されたかを判定する。

操作終了は、例えば、操作部１３に対する所定の操作が行われた場合に検出される。操作終了が検出された場合（ステップＳＥ１０，Ｙｅｓ）、制御部２２は、選択検出処理を終了させる。操作終了が検出されない場合（ステップＳＥ１０，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＥ０２以降を再実行する。

第１の物体および第２の物体が検出された場合（ステップＳＥ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＥ０３として、表示されている３次元オブジェクトの中から第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを探す。該当する３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＥ０４，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＥ１０へ進む。

第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトがみつかった場合（ステップＳＥ０４，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＥ０５として、第１の物体と第２の物体との間に３次元オブジェクトが位置している時間を取得する。取得した時間が所定時間未満の場合（ステップＳＥ０６，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＥ１０へ進む。

取得した時間が所定時間以上の場合（ステップＳＥ０６，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＥ０７として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。また、制御部２２は、ステップＳＥ０８として、第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを選択状態にする。そして、制御部２２は、ステップＳＥ０９として、後述する操作検出処理を実行し、その中で、選択状態にある３次元オブジェクトを検出された操作に応じて変化させる。操作検出処理が終了した後、制御部２２は、ステップＳＥ１０へ進む。

図２６は、操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２６に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図２６に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＦ０１として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＦ０２として、操作検出処理の開始時点以降の第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定であるかを判定する。距離がほぼ一定とは、例えば、現時点での第１の物体と第２の物体の距離の変化量が、操作検出処理の開始時点の距離と比較して、所定の範囲（第１の物体および第２の物体が通常の速度で移動した場合の距離の最大変化量の±１０％等）以内に収まっていることを意味する。また、第１の物体と第２の物体の距離が操作検出処理の開始時点以降縮まり続けている場合（第１の物体および第２の物体が３次元オブジェクトを押しつぶす方向に移動している場合）に、距離がほぼ一定であると判定してもよい。また、手振れ等の範囲内でしか両者の距離が変化していない場合に、距離がほぼ一定であると判定してもよい。

第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定の場合（ステップＳＦ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＦ０３として、第１の物体および第２の物体の移動速度を算出する。続いて、制御部２２は、ステップＳＦ０４として、算出した移動速度が閾値以下であるかを判定する。ここで用いられる閾値は、例えば、人がものを放り投げるときの指先の移動速度である。また、閾値と比較される移動速度は、第１の物体の移動速度と第２の物体の移動速度の平均であってもよいし、いずれか速い方であってもよいし、いずれか遅い方であってもよい。

移動速度が閾値以下の場合（ステップＳＦ０４，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＦ０５として、検出された第１の物体および第２の物体の動きに応じて３次元オブジェクトに変化を加える。例えば、第１の物体および第２の物体の右方向への移動が検出された場合、制御部２２は、第１の物体および第２の物体の移動に合わせて３次元オブジェクトを右方向へ移動させる。第１の物体および第２の物体の左回りでの回転が検出された場合、制御部２２は、第１の物体および第２の物体の回転に合わせて３次元オブジェクトを左回りで回転させる。移動と回転が同時に検出された場合、移動と回転が同時に実行される。３次元オブジェクトの移動や回転に対する障害物がある場合、３次元オブジェクトが障害物に接触した時点で３次元オブジェクトの移動や回転を停止させてもよい。障害物は、現実の物体でもよいし、他の３次元オブジェクトでもよい。その後、制御部２２は、ステップＳＦ０１以降を再実行する。

移動速度が閾値より速い場合（ステップＳＦ０４，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＦ０６として、３次元オブジェクトを消去する。３次元オブジェクトを消去するに際して、３次元オブジェクトが第１の物体および第２の物体の移動方向へ向けて飛んでいくようにアニメーション表示してもよい。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。このように、３次元オブジェクトを放り投げるように第１の物体および第２の物体が高速で移動した場合に３次元オブジェクトを消去することにより、直感的な操作によって３次元オブジェクトの消去を実現することができる。第１の物体および第２の物体を高速で移動させる操作ではなく、例えば、３次元オブジェクトを握りつぶす操作に３次元オブジェクトの消去を割り当ててもよい。また、３次元オブジェクトを消去する代わりに、３次元オブジェクトを当初の配置場所に戻すこととしてもよい。表示装置１は、ステップＳＦ０３、ＳＦ０４およびステップＳＦ０６の処理を行わなくてもよい。すなわち、表示装置１は、ステップＳＦ０２で第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定と判定した場合には、２つの物体の移動速度にかかわらず、ステップＳＦ０５を実行してもよい。

第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定でない場合（ステップＳＦ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＦ０７として、距離が、３次元オブジェクトの選択時、すなわち、操作検出処理の開始時点よりも拡大しているかを判定する。距離が拡大している場合（ステップＳＦ０７，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＦ０８として、３次元オブジェクトの選択状態を解除する。第１の物体と第２の物体の距離を拡大するという操作は、摘んでいる現実のオブジェクトを放す操作と類似している。そのため、かかる操作は、３次元オブジェクトの選択を解除するための操作として、直感的で分かりやすい。

続いて、制御部２２は、ステップＳＦ０９として、選択状態を解除した３次元オブジェクトを重力等に従って移動させる。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。ここでの移動は、例えば、３次元オブジェクトが重力に従って落下し、床やテーブルの上で停止するように表示される。３次元オブジェクトの動きを停止させる前に、３次元オブジェクトの弾性や床やテーブルの硬度に応じて３次元オブジェクトをバウンドさせてもよい。３次元オブジェクトが床やテーブルに衝突するときの衝撃の大きさを算出し、衝撃が所定の値よりも大きい場合には３次元オブジェクトを破損したように表示してもよい。また、実際の重力が働く場合よりも３次元オブジェクトをゆっくりと移動させてもよい。

第１の物体と第２の物体の距離が３次元オブジェクトの選択時よりも縮まっている場合（ステップＳＦ０７，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＦ１０として、距離に応じて３次元オブジェクトを変形させる。そして、制御部２２は、ステップＳＦ０１以降を再実行する。３次元オブジェクトを変形させる程度は、例えば、３次元オブジェクトに属性として設定されている弾性に応じて変更してもよい。制御部２２は、ゴムボールを模した３次元オブジェクトのように属性として低い硬度を設定されているオブジェクトについては、第１の物体と第２の物体の距離が縮まるに応じて変形の度合いを高めてよい。また、制御部２２は、積み木を模した３次元オブジェクトのように属性として高い硬度を設定されているオブジェクトについては、第１の物体と第２の物体の距離が縮まっても変形の度合いを小さく保ってよい。

第１の物体と第２の物体の距離が３次元オブジェクトの選択時よりも縮まっている場合に、表示装置１は、３次元オブジェクトを変形させるのではなく縮小させてもよい。第１の物体と第２の物体の距離が所定の値以下になった場合に、表示装置１は、３次元オブジェクトを破損したように表示してもよい。

上述してきたように、第１の例では、指等の物体の間に３次元オブジェクトが位置する状態が所定時間以上継続した場合に３次元オブジェクトが選択されることとしたので、３次元オブジェクトの選択を直感的で分かりやすい操作により実現することができる。

図２７に示すように、表示装置１は、第１の物体と第２の物体のうち少なくとも一方が３次元オブジェクトに接触している状態が所定時間以上継続することを、３次元オブジェクトを選択する条件としてもよい。３次元オブジェクトへの接触を選択の条件とすることにより、複数の３次元オブジェクトが近接して表示されている場合に、利用者が所望の３次元オブジェクトを選択し易くなる。

３次元オブジェクトを摘んで行う操作に関する処理手順の第２の例について説明する。第２の例における操作検出処理は、第１の例における操作検出処理と同一である。そこで、第２の例については、第１の例と重複する説明は省略し、主として、選択検出処理について説明する。

まず、図２８を参照しながら、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出について説明する。図２８は、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出について説明するための図である。図２８に示すステップＳ５１では、表示空間中に、３次元オブジェクトＯＢ１が立体的に表示されている。また、３次元オブジェクトＯＢ１を選択するために、利用者は、指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置するように指Ｆ１および指Ｆ２を移動させている。

表示装置１は、表示空間内で２つの現実の物体が検出され、かつ、それらの２つの物体の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置する場合、２つの物体の距離の変化を監視する。そして、距離が所定時間以上ほぼ一定であれば、３次元オブジェクトＯＢ１が選択されたと判定し、３次元オブジェクトＯＢ１を選択状態にする。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が選択状態になったことを利用者に通知する。

表示装置１が２つの物体の距離の変化を監視している間、２つの物体は、３次元オブジェクトＯＢ１を挟む位置に留まる必要はない。すなわち、利用者は、ステップＳ５１に示したように指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置するように指Ｆ１および指Ｆ２を移動させた後、その状態を保つことなく、指Ｆ１および指Ｆ２を他の位置へ移動させて構わない。

ステップＳ５１の状態から、ステップＳ５２に示すように、利用者が、指Ｆ１と指Ｆ２の距離Ｄ１をほぼ一定に保ったまま移動させたものとする。この場合、表示装置１は、ステップＳ５３に示すように、指Ｆ１と指Ｆ２の距離Ｄ１がほぼ一定に保たれた状態が所定時間以上継続した段階で、３次元オブジェクトＯＢ１を選択状態にする。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１を、あたかもステップＳ５１の段階で既に選択されていたかのように、指Ｆ１および指Ｆ２の間に移動させる。表示装置１は、ステップＳ５１からステップＳ５３までの指Ｆ１と指Ｆ２の動きを記憶しておき、記憶しておいた動きに合わせて３次元オブジェクトＯＢ１を回転等させてもよい。その後、表示装置１は、指Ｆ１および指Ｆ２の動きに応じて、３次元オブジェクトＯＢ１に移動、変形、消失等の変化を加える。

このように、２つの物体が３次元オブジェクトを挟む位置に一旦移動した後は、物体がその場に留まらなくても３次元オブジェクトを選択可能にすることにより、利用者は、３次元オブジェクトを選択した後の操作を迅速に開始することができる。

次に、図２９を参照しながら、第２の例における選択検出処理の処理手順について説明する。図２９は、３次元オブジェクトの選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２９に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図２９に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＧ０１として、３次元オブジェクトを含む仮想空間の画像と現実の空間の画像とを合成して表示する。続いて、制御部２２は、ステップＳＧ０２として、検出部４４、すなわち、撮影部４０および４２によって第１の物体および第２の物体が検出されたかを判定する。第１の物体および第２の物体が検出されない場合（ステップＳＧ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ１４として、仮選択状態の３次元オブジェクトがあれば、その３次元オブジェクトの仮選択状態を解除する。仮選択状態とは、２つの物体の間に３次元オブジェクトが表示されている状態が検出された後、２つの物体の距離がほぼ一定に保たれているかが監視されている状態である。

そして、制御部２２は、ステップＳＧ１５として、操作終了が検出されたかを判定する。操作終了が検出された場合（ステップＳＧ１５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、選択検出処理を終了させる。操作終了が検出されない場合（ステップＳＧ１５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ０２以降を再実行する。

第１の物体および第２の物体が検出された場合（ステップＳＧ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＧ０３として、仮選択状態の３次元オブジェクトがあるか否かを判定する。仮選択状態の３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＧ０３，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ０４として、表示されている３次元オブジェクトの中から第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを探す。該当する３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＧ０５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ１５へ進む。

第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトがみつかった場合（ステップＳＧ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＧ０６として、第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを仮選択状態にする。また、制御部２２は、ステップＳＧ０７として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＧ１５へ進む。

第１の物体および第２の物体が検出され、かつ、仮選択状態の３次元オブジェクトがある場合（ステップＳＧ０３，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＧ０８として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＧ０９として、距離がほぼ一定であるかを判定する。距離がほぼ一定でない場合（ステップＳＧ０９，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ１４として、仮選択状態の３次元オブジェクトの仮選択状態を解除する。そして、制御部２２は、ステップＳＧ１５へ進む。

第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定の場合（ステップＳＧ０９，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＧ１０として、距離がほぼ一定に保たれている期間が所定時間以上であるかを判定する。距離がほぼ一定に保たれている期間が所定時間未満の場合（ステップＳＧ１０，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＧ１５へ進む。

距離がほぼ一定に保たれている期間が所定時間以上の場合（ステップＳＧ１０，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＧ１１として、第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを選択状態にする。また、制御部２２は、ステップＳＧ１２として、第１の物体と第２の物体との間に３次元オブジェクトを移動させる。そして、制御部２２は、ステップＳＧ１３として、図２６に示した操作検出処理を実行し、その中で、選択状態にある３次元オブジェクトを検出された操作に応じて変化させる。操作検出処理が終了した後、制御部２２は、ステップＳＧ１５へ進む。

上述してきたように、第２の例では、指等の物体の間に３次元オブジェクトが位置した後、物体の距離が所定時間以上ほぼ一定に保たれた場合に３次元オブジェクトが選択されることとしたので、利用者は、３次元オブジェクトの選択後の操作を迅速に開始することができる。

図３０に示すステップＳ６１からステップＳ６３のように、表示装置１は、第１の物体と第２の物体のうち少なくとも一方が３次元オブジェクトに接触した後に第１の物体と第２の物体の距離が所定時間以上ほぼ一定に保たれることを、３次元オブジェクトを選択する条件としてもよい。３次元オブジェクトへの接触を選択の条件とすることにより、複数の３次元オブジェクトが近接して表示されている場合に、利用者が所望の３次元オブジェクトを選択し易くなる。

３次元オブジェクトを摘んで行う操作に関する処理手順の第３の例について説明する。第３の例については、第１の例と重複する説明は省略し、主として、選択検出処理および操作検出処理について説明する。

まず、図３１および図３２を参照しながら、３次元オブジェクトを摘んで行う操作の検出について説明する。図３１に示すステップＳ７１では、表示空間中に、３次元オブジェクトＯＢ１が立体的に表示されている。また、３次元オブジェクトＯＢ１を選択するために、利用者は、指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置するように指Ｆ１および指Ｆ２を移動させている。

表示装置１は、表示空間内で２つの現実の物体が検出され、かつ、それらの２つの物体の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置する場合、２つの物体の距離の変化を監視する。そして、距離が所定時間以上ほぼ一定であれば、３次元オブジェクトＯＢ１が選択されたと判定し、３次元オブジェクトＯＢ１を選択状態にする。そして、表示装置１は、３次元オブジェクトＯＢ１の表示態様を変更する等して、３次元オブジェクトＯＢ１が選択状態になったことを利用者に通知する。

表示装置１が２つの物体の距離の変化を監視している間、２つの物体は、３次元オブジェクトＯＢ１を挟む位置に留まる必要はない。すなわち、利用者は、ステップＳ７１に示したように指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が位置するように指Ｆ１および指Ｆ２を移動させた後、その状態を保つことなく、指Ｆ１および指Ｆ２を他の位置へ移動させて構わない。

ステップＳ７１の状態から、ステップＳ７２に示すように、利用者が、指Ｆ１と指Ｆ２の距離Ｄ１をほぼ一定に保ったまま移動させたものとする。この場合、表示装置１は、指Ｆ１と指Ｆ２の間に３次元オブジェクトＯＢ１が表示されていることが検出された段階、すなわち、ステップＳ７１の段階から、指Ｆ１および指Ｆ２の動きに応じて、３次元オブジェクトＯＢ１に移動、変形、消失等の変化を加える。そして、表示装置１は、ステップＳ７３に示すように、指Ｆ１と指Ｆ２の距離Ｄ１がほぼ一定に保たれた状態が所定時間以上継続した段階で、３次元オブジェクトＯＢ１を選択状態にする。

図３２のステップＳ７４に示すように、所定時間が経過する前に指Ｆ１と指Ｆ２の距離Ｄ１が拡大した場合、すなわち、選択が行われなかった場合、表示装置１は、それまでに加えた変化と逆の変化を３次元オブジェクトＯＢ１に加える。その結果、３次元オブジェクトＯＢ１は、ステップＳ７１の段階と同じ位置に同じ状態で表示される。逆の変化を３次元オブジェクトＯＢ１に加える速度は、それまでに３次元オブジェクトＯＢ１に変化が加えられた速度よりも速くてもよい。すなわち、高速に逆再生しているかのように３次元オブジェクトＯＢ１を逆変化させてもよい。

このように、２つの物体の間に３次元オブジェクトが表示されていることが検出された段階から３次元オブジェクトに変化を加え始めることにより、利用者は、３次元オブジェクトが選択されつつあることを選択が確定する前から認識することができる。その結果、利用者は、意図した３次元オブジェクトが選択されたか否かを早期に知ることができる。表示装置１は、２つの物体の距離がほぼ一定に保たれた状態が所定時間以上継続するまでは、変化を加えられている３次元オブジェクトを通常時とも選択状態とも異なる態様（例えば、半透明）で表示することにより、利用者が３次元オブジェクトの状態を判別しやすくしてもよい。

次に、図３３および図３４を参照しながら、３次元オブジェクトを摘んで行う操作に関して表示装置１が実行する処理手順について説明する。図３３は、３次元オブジェクトの選択検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図３３に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。

図３３に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＨ０１として、３次元オブジェクトを含む仮想空間の画像と現実の空間の画像とを合成して表示する。続いて、制御部２２は、ステップＳＨ０２として、検出部４４、すなわち、撮影部４０および４２によって第１の物体および第２の物体が検出されたかを判定する。第１の物体および第２の物体が検出されない場合（ステップＳＨ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＨ１０として、仮選択状態の３次元オブジェクトがあれば、その３次元オブジェクトの仮選択状態を解除する。

そして、制御部２２は、ステップＳＨ１１として、操作終了が検出されたかを判定する。操作終了が検出された場合（ステップＳＨ１１，Ｙｅｓ）、制御部２２は、選択検出処理を終了させる。操作終了が検出されない場合（ステップＳＨ１１，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＨ０２以降を再実行する。

第１の物体および第２の物体が検出された場合（ステップＳＨ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＨ０３として、仮選択状態の３次元オブジェクトがあるか否かを判定する。仮選択状態の３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＨ０３，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＨ０４として、表示されている３次元オブジェクトの中から第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを探す。該当する３次元オブジェクトがない場合（ステップＳＨ０５，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＨ１１へ進む。

第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトがみつかった場合（ステップＳＨ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＨ０６として、第１の物体と第２の物体との間に表示されている３次元オブジェクトを仮選択状態にする。また、制御部２２は、ステップＳＨ０７として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＨ１１へ進む。

第１の物体および第２の物体が検出され、かつ、仮選択状態の３次元オブジェクトがある場合（ステップＳＨ０３，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＨ０８として、第１の物体と第２の物体の少なくとも一方が移動しているかを判定する。第１の物体と第２の物体のいずれも移動していない場合（ステップＳＨ０８，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＨ１１へ進む。

第１の物体と第２の物体の少なくとも一方が移動している場合（ステップＳＨ０８，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＨ０９として、図３４に示す操作検出処理を実行し、その中で、選択状態にある３次元オブジェクトを検出された操作に応じて変化させる。操作検出処理が終了した後、制御部２２は、ステップＳＨ１１へ進む。

図３４は、操作検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図３４に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ａを実行することによって実現される。図３４に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＩ０１として、第１の物体と第２の物体の距離を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＩ０２として、操作検出処理の開始時点以降の第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定であるかを判定する。

第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定の場合（ステップＳＩ０２，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＩ０３として、操作検出処理が開始されてから所定時間が経過したかを判定する。所定時間が経過していた場合（ステップＳＩ０３，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＩ０４として、仮選択状態の３次元オブジェクトがあれば、その３次元オブジェクトを選択状態にする。所定時間が経過していない場合（ステップＳＩ０３，Ｎｏ）、ステップＳＩ０４は実行されない。

続いて、制御部２２は、ステップＳＩ０５として、第１の物体および第２の物体の移動速度を算出する。そして、制御部２２は、ステップＳＩ０６として、算出した移動速度が閾値以下であるかを判定する。移動速度が閾値以下の場合（ステップＳＩ０６，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＩ０７として、検出された第１の物体および第２の物体の動きに応じて３次元オブジェクトを移動させたり回転させたりする。そして、制御部２２は、ステップＳＩ０１以降を再実行する。

移動速度が閾値より速い場合（ステップＳＩ７０６，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＩ０８として、３次元オブジェクトを消去する。３次元オブジェクトを消去するに際して、３次元オブジェクトが第１の物体および第２の物体の移動方向へ向けて飛んでいくようにアニメーション表示してもよい。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。第１の物体および第２の物体を高速で移動させる操作ではなく、例えば、３次元オブジェクトを握りつぶす操作に３次元オブジェクトの消去を割り当ててもよい。３次元オブジェクトを消去する代わりに、３次元オブジェクトを当初の配置場所に戻すこととしてもよい。表示装置１は、ステップＳＩ０５、ＳＩ０６およびステップＳＩ０８の処理を行わなくてもよい。すなわち、表示装置１は、ステップＳＩ０３でＮｏと判定した場合またはステップＳＩ０４を実行した後に、２つの物体の移動速度にかかわらず、ステップＳＩ０７を実行してもよい。

第１の物体と第２の物体の距離がほぼ一定でない場合（ステップＳＩ０２，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＩ０９として、距離が、３次元オブジェクトの選択時、すなわち、操作検出処理の開始時点よりも拡大しているかを判定する。距離が拡大している場合（ステップＳＩ０９，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＩ１０として、第１の物体と第２の物体の間に表示されていた３次元オブジェクトが仮選択状態であるかを判定する。

３次元オブジェクトが仮選択状態である場合（ステップＳＩ１０，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＩ１１として、３次元オブジェクトの仮選択状態を解除する。また、制御部２２は、ステップＳＩ１２として、３次元オブジェクトを逆変化させて元の状態に戻す。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。

３次元オブジェクトが仮選択状態でない場合、すなわち、選択状態の場合（ステップＳＩ１０，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＩ１３として、３次元オブジェクトの選択状態を解除する。また、制御部２２は、ステップＳＩ１４として、選択状態を解除した３次元オブジェクトを重力等に従って移動させる。そして、制御部２２は、操作検出処理を終了させる。ここでの移動は、例えば、３次元オブジェクトが重力に従って落下し、床やテーブルの上で停止するように表示される。３次元オブジェクトの動きを停止させる前に、３次元オブジェクトの弾性や床やテーブルの硬度に応じて３次元オブジェクトをバウンドさせてもよい。３次元オブジェクトが床やテーブルに衝突するときの衝撃の大きさを算出し、衝撃が所定の値よりも大きい場合には３次元オブジェクトを破損したように表示してもよい。また、実際の重力が働く場合よりも３次元オブジェクトをゆっくりと移動させてもよい。

第１の物体と第２の物体の距離が３次元オブジェクトの選択時よりも縮まっている場合（ステップＳＩ０９，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＩ１５として、距離に応じて３次元オブジェクトを変形させる。そして、制御部２２は、ステップＳＩ０１以降を再実行する。３次元オブジェクトを変形させる程度は、例えば、３次元オブジェクトに属性として設定されている硬度に応じて変更してもよい。

上述してきたように、第３の例では、指等の物体の間に３次元オブジェクトが位置していることが検出された時点から、操作に応じて３次元オブジェクトを変化させることとしたので、利用者が３次元オブジェクトの選択を認識しやすい。

図３５に示すステップＳ８１からステップＳ８３のように、第１の物体と第２の物体のうち少なくとも一方が３次元オブジェクトに接触した後に第１の物体と第２の物体の距離が所定時間以上ほぼ一定に保たれることを、３次元オブジェクトを選択する条件としてもよい。３次元オブジェクトへの接触を選択の条件とすることにより、複数の３次元オブジェクトが近接して表示されている場合に、利用者が所望の３次元オブジェクトを選択し易くなる。

上記の実施例において説明した表示装置１は各種の用途に適用できる。操作の対象となる３次元オブジェクト（表示物）は、例えば、本、積み木、スプーン、箸、トランプ、粘土、楽器のように現実に存在するものを模したオブジェクトであってもよいし、仮想のアバター、ゲームのキャラクター、仮想現実のＡＲタグのように実在はしないオブジェクトであってもよい。また、検出された操作に応じて３次元オブジェクトに加えられる変化は、上記の移動、変形、消失等に限定されない。また、押す操作に応じて３次元オブジェクトに加えられる変化は、上記の実施例に限定されず、３次元オブジェクトの種類に応じて変更してよい。

例えば、粘土を模した３次元オブジェクト（以下、単に「粘土」という）を操作対象とする場合、押す操作に応じて粘土を変形させて、利用者が粘土を任意の形に成形できるようにしてもよい。また、時間の経過にしたがって、あたかも粘土が乾いていくかのように、粘土を硬化させていってもよい。また、水の３次元オブジェクトに浸けた指や手で粘土を押す操作が検出された場合に、粘土の粘性を向上させてもよい。

また、レコード盤を模した３次元オブジェクト（以下、単に「レコード盤」という）を操作対象とする場合、押す操作に応じてレコード盤が支点を中心として回転するとともに、音を再生するようにしてもよい。回転と音の再生を連動させることにより、ディスクジョッキーによるスクラッチ等の技法を仮想的に実現してもよい。

実施例１では、表示装置が、３次元オブジェクトに対する操作を検出し、検出した操作に応じて３次元オブジェクトに変化を加える例について説明した。しかしながら、表示装置は、３次元オブジェクトに対する操作に応じて、検出部によって検出される所定の物体の変位に応じて３次元オブジェクトに関連づけられた動作を行ってもよい。検出部によって検出される所定の物体の変位に応じて３次元オブジェクトに関連づけられた動作を行う表示装置の例について説明する。

まず、図３６および図３７を参照しながら、第２の実施例に係る表示装置５の構成について説明する。図３６は、表示装置５の斜視図である。図３７は、表示装置５のブロック図である。図３６および図３７に示すように、表示装置５は、プロジェクタ３４をさらに備える点と、記憶部２４に制御プログラム２４ａに代えて制御プログラム２４ｅを記憶する点とを除いて、表示装置１と同様の構成を有する。

プロジェクタ３４は、制御部２２から送信される信号に従って、投影部３４ａから画像を投影する。投影される画像は、スクリーン、壁等に表示され、表示装置５を装着している利用者以外の人も見ることができる。プロジェクタ３４が画像を投影する方式は特に限定しない。例えば、プロジェクタ３４は、光源から照射されるレーザー光をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーで反射して画像を描画してもよい。プロジェクタ３４は、ハロゲンライト、ＬＥＤ、ＬＤ等の光源と、ＬＣＤ、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等の光学系とを組み合わせて構成されてもよい。表示装置５は、プロジェクタ３４に代えて、外部ディスプレイを備えてもよい。

制御プログラム２４ｅは、連動表示制御部２８をさらに含む点を除いて制御プログラム２４ａと同様の構成を有する。連動表示制御部２８は、表示部３２ａおよび３２ｂに表示する情報と関連する情報をプロジェクタ３４に投影させる機能を提供する。連動表示制御部２８が提供する機能には、表示空間中の３次元オブジェクトに対する操作に応じた３次元オブジェクトの変化と連動して、プロジェクタ３４に投影させる情報を変化させる機能が含まれる。

次に、図３８から図４１を参照しながら、３次元オブジェクトの変化と連動した表示制御の例について説明する。図３８は、３次元オブジェクトの変化と連動した表示制御の一例を示す図である。図３９は、指Ｆ１を３次元オブジェクトに一瞬接触させる操作の軌跡の一例を示す図である。図４０は、指Ｆ１を３次元オブジェクトに沿って移動させる操作の軌跡の一例を示す図である。図４１は、指Ｆ１で３次元オブジェクトを押しつぶす操作の軌跡の一例を示す図である。

図３８に示すステップＳ９１では、制御部２２は、球形の地球儀を３次元オブジェクトＯＢ２として、表示空間中に表示させている。さらに、制御部２２は、表示装置５を装着している利用者から見て３次元オブジェクトＯＢ２の中心に位置している日本を拡大した地図を投影画像Ｐ４としてプロジェクタ３４から投影している。このように、制御部２２は、表示空間中に表示される３次元オブジェクトと関連する画像をプロジェクタ３４から投影させる。投影画像Ｐ４が撮影部４０および４２の撮影範囲内に投影される場合、利用者は、撮影部４０および４２に撮影される画像により、投影画像Ｐ４の状態を確認することができる。

この例では、３次元オブジェクトＯＢ２の中心に位置している日本に関連する画像として日本の地図を投影させているが、地図に代えて、日本の国旗、国花等日本に関連する他の画像を投影させてもよい。画像は、記憶部２４に予め記憶されていてもよいし、有線または無線による通信によって他の装置から取得されてもよい。

ステップＳ９１の状態において、図３９に示すような指Ｆ１を斜め下へ移動させて３次元オブジェクトＯＢ２に一瞬接触させて直ぐに離す操作が検出されたものとする。この操作は、タッチパネルに指Ｆ１を一瞬接触させて直ぐに離すタップ操作と類似しているが、タップ操作は平面上の点しか選択できないのに対して、３次元オブジェクトＯＢ２の任意の場所を選択できる点において優れている。

図３９に示すような操作が検出されると、制御部２２は、指Ｆ１によって接触された位置が選択されたと判定し、選択された位置に対応する処理を実行する。選択された位置に対応する処理とは、例えば、選択された位置に対応する詳細情報をプロジェクタ３４から投影する処理である。本実施例では、選択された位置に対応する処理として、選択された位置が中心になるように３次元オブジェクトＯＢ２を回転させる処理が実行されるものとする。

図３８に示すステップＳ９２では、図３９に示すような操作が検出された結果、制御部２２は、接触されたフロリダ半島付近が中心になるように３次元オブジェクトＯＢ２を回転させている。３次元オブジェクトＯＢ２の回転と連動して、制御部２２は、３次元オブジェクトＯＢ２の中心へ移動したフロリダ半島付近の地図を投影画像Ｐ４としてプロジェクタ３４から投影させている。３次元オブジェクトＯＢ２に一瞬接触させるために指Ｆ１を移動させる方向は、斜め下方向に限定されず、どの方向であってもよい。

ステップＳ９１の状態において、図４０に示すような指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ２に沿って移動させる操作が検出されたものとする。図４０に示すような操作が検出されると、制御部２２は、指Ｆ１の移動方向および移動量に応じて３次元オブジェクトＯＢ２を回転させる。このように、３次元オブジェクトＯＢ２に沿った指Ｆ１の移動に応じた処理として３次元オブジェクトＯＢ２を回転させることは、利用者にとって直感的で覚えやすい。

図３８に示すステップＳ９３では、図４０に示すような操作が検出された結果、制御部２２は、３次元オブジェクトＯＢ２を左方向に指Ｆ１の移動量に応じた角度だけ回転させている。３次元オブジェクトＯＢ２の回転と連動して、制御部２２は、３次元オブジェクトＯＢ２の中心へ移動したフロリダ半島付近の地図を投影画像Ｐ４としてプロジェクタ３４から投影させている。

ステップＳ９１の状態において、図４１に示すような指Ｆ１を使って３次元オブジェクトＯＢ２を上から押しつぶすような操作が検出されたものとする。図４１に示すような操作が検出されると、制御部２２は、利用者が指Ｆ１を３次元オブジェクトＯＢ２に押し込む量に応じて３次元オブジェクトＯＢ２を縮小させる。このように、３次元オブジェクトＯＢ２を押しつぶす操作に応じた処理として３次元オブジェクトＯＢ２を縮小させることは、利用者にとって直感的で覚えやすい。

図３８に示すステップＳ９４では、図４１に示すような操作が検出された結果、制御部２２は、３次元オブジェクトＯＢ２を縮小させている。さらに、制御部２２は、３次元オブジェクトＯＢ２の縮小と連動して、投影画像Ｐ４としてプロジェクタ３４から投影される地図も縮小させている。

次に、図４２を参照しながら、３次元オブジェクトの変化と連動して実行される表示制御の処理手順について説明する。図４２は、３次元オブジェクトの変化と連動して実行される表示制御の処理手順を示すフローチャートである。図４２に示す処理手順は、制御部２２が制御プログラム２４ｅを実行することによって実現される。

図４２に示すように、制御部２２は、まず、ステップＳＪ０１として、３次元オブジェクトを含む仮想空間の画像と現実の空間の画像とを合成して表示部３２ａおよび表示部３２ｂに表示する。また、制御部２２は、ステップＳＪ０２として、３次元オブジェクトに対応する画像をプロジェクタ３４から投影させる。

続いて、制御部２２は、ステップＳＪ０３として、検出部４４によって指が検出されているかを判定する。検出部４４によって指が検出されていない場合（ステップＳＪ０３，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＪ０８として、利用者による終了操作が検出されたかを判定する。終了操作が検出されていない場合（ステップＳＪ０８，Ｎｏ）、制御部２２は、ステップＳＪ０３以降を再実行する。一方、終了操作が検出されていた場合（ステップＳＪ０８，Ｙｅｓ）、制御部２２は、処理手順を終了させる。

ステップＳＪ０３において指が検出されている場合（ステップＳＪ０３，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＪ０４として、検出部４４の検出結果に基づいて、３次元空間での指の動きを判定する。そして、３次元オブジェクトに指が一瞬接触する動作が検出された場合（ステップＳＪ０５，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＪ０６として、接触された位置に対応する処理を実行する。そして、制御部２２は、ステップＳＪ０７として、３次元オブジェクトに対応づけて投影されている画像を更新し、ステップＳＪ０８へ進む。

３次元オブジェクトに沿って指が移動する動作に対応する変位が検出された場合（ステップＳＪ０５，Ｎｏ、ステップＳＪ０９，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＪ１０として、指の移動方向および移動量に応じて３次元オブジェクトを回転させる。そして、制御部２２は、ステップＳＪ０７として、３次元オブジェクトに対応づけて投影されている画像を更新し、ステップＳＪ０８へ進む。

指で３次元オブジェクトを押しつぶすような動作に対応する変位が検出された場合（ステップＳＪ０９，Ｎｏ、ステップＳＪ１１，Ｙｅｓ）、制御部２２は、ステップＳＪ１２として、指を３次元オブジェクトに押し込む量に応じて３次元オブジェクトを縮小させる。そして、制御部２２は、ステップＳＪ０７として、３次元オブジェクトに対応づけて投影されている画像を更新し、ステップＳＪ０８へ進む。

上記の動作のいずれも検出されない場合（ステップＳＪ１１，Ｎｏ）、制御部２２は、投影されている画像をそのまま維持して、ステップＳＪ０８へ進む。

上述してきたように、本実施例では、３次元空間での指の動きに基づいて利用者の操作を検出することとしたため、利用者に多様な操作方法を提供することができる。さらに、検出した操作に応じた３次元オブジェクトの変化と連動して、外部に表示または投影する情報を更新することとしたため、第三者に提供する情報を更新するための操作に関しても、利用者に多様な操作方法を提供することができる。

上記の実施例では、３次元空間での指の動きに基づいて３種類の操作を検出することとしたが、３次元空間での指や手の動きに基づいて検出される操作は、これらに限定されない。例えば、創作プログラムと連係して、利用者が３次元表示されたブロックや粘度を指で操作して像や建物を製作できるようにしてもよい。また、レースゲームプログラムと連係して、利用者が３次元表示されたハンドルを手で操作してレースを楽しめるようにしてもよい。

また、楽器演奏プログラムと連係して、利用者が３次元表示されたピアノや鍵盤を指で操作して演奏を楽しめるようにしてもよい。また、データ表示プログラムと連係して、３次元表示された形状の任意の部分を手で切断すると、切断面の画像がプロジェクタ３４から投影されることとしてもよい。

なお、上記の各実施例で示した本発明の態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更することができる。また、上記の各実施例を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記の実施例で示した制御プログラムは、複数のモジュールに分割されていてもよいし、他のプログラムと統合されていてもよい。

また、上記の実施例では、３次元オブジェクトを利用者自身が操作する例について説明したが、表示装置は、撮影部の撮影範囲における他人、動物、機械等の動きを３次元オブジェクトとして検出してもよい。また、表示装置は、仮想空間を他の装置と共有してもよい。すなわち、表示装置は、仮想空間内の３次元オブジェクトを当該表示装置の利用者以外の人が他の装置を介して見て操作できるように構成されてもよい。

また、上記の実施例では、表示装置が単独で３次元オブジェクトに対する操作を検出することとしたが、表示装置がサーバ装置と協業して３次元オブジェクトに対する操作を検出することとしてもよい。この場合、表示装置は、撮影部が撮影した画像または検出部の検出した情報をサーバ装置へ逐次送信し、サーバ装置が操作を検出して検出結果を表示装置へ通知する。このような構成とすることにより、表示装置の負荷を低減することができる。

１〜５ 表示装置
１ａ 前面部
１ｂ 側面部
１ｃ 側面部
４ｄ 外部装置
１３ 操作部
２２ 制御部
２４ 記憶部
２４ａ、２４ｅ 制御プログラム
２４ｂ オブジェクトデータ
２４ｃ 作用データ
２４ｄ 仮想空間データ
２５ 検出処理部
２６ 表示オブジェクト制御部
２７ 画像合成部
２８ 連動表示制御部
３２ａ、３２ｂ 表示部
３４ プロジェクタ
３４ａ 投影部
４０、４２ 撮影部
４４ 検出部
４６ 測距部

Claims (39)

1. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
   前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行う制御部と
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部は、前記検出部によって前記所定の物体の前記オブジェクトに沿って移動する変位が検出された場合に、当該物体の移動方向に対応させて前記オブジェクトを回転させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部は、前記動作の移動量に応じた角度だけ前記オブジェクトを回転させることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、前記検出部によって前記所定の物体が前記オブジェクトに接触した後に離れる動作が検出された場合に、前記オブジェクトの接触された位置に対応する処理を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 画像を投影する投影部をさらに備え、
   前記制御部は、前記オブジェクトに関連する画像を前記投影部から投影させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 第２の表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記オブジェクトに関連する画像を前記第２の表示部に表示させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の表示装置。
7. 前記検出部は、赤外線センサであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記検出部は、画像を撮影する撮影部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の表示装置。
9. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示装置によって実行される制御方法であって、
   所定のオブジェクトを表示装置に３次元表示するステップと、
   前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出するステップと、
   検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行うステップと
   を含むことを特徴とする制御方法。
10. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示装置に、
    所定のオブジェクトを表示部に３次元表示するステップと、
    前記オブジェクトの表示空間における所定の物体の変位を検出するステップと、
    検出される前記所定の物体の変位に応じて前記オブジェクトに関連づけられた動作を行うステップと
    を実行させることを特徴とする制御プログラム。
11. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記オブジェクトが表示される表示空間において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、
    前記表示空間において前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置することが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
12. 前記検出部は、前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置する第１の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第１の状態が検出されたときに、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記検出部は、所定時間以上、前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置する第２の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第２の状態が検出されたときに、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
14. 前記検出部は、前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置し、かつ、所定時間以上、前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開かない第３の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第３の状態が検出されたときに、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
15. 前記検出部は、前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置してから、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の少なくとも一方が移動し、かつ、所定時間以上、前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開かない第４の状態を検出し、
    前記制御部は、前記移動を検出したときから前記オブジェクトを変化させ始めることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
16. 前記制御部は、前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置してから、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の少なくとも一方が移動し、かつ、前記所定時間の経過前に前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開いたことが検出されたときには、前記オブジェクトの変化を元に戻す逆変化の表示を行うことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
17. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記オブジェクトが表示される表示空間において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、
    前記表示空間において前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触する位置にあることが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
18. 前記検出部は、所定時間以上、前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触する第１の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第１の状態が検出されたときに、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記検出部は、前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触し、かつ、所定時間以上、前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開かない第２の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第２の状態が検出されたときに、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
20. 前記検出部は、前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触してから、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の少なくとも一方が移動し、かつ、所定時間以上、前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開かない第３の状態を検出し、
    前記制御部は、前記移動を検出したときから前記オブジェクトを変化させ始めることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
21. 前記制御部は、前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触してから、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の少なくとも一方が移動し、かつ、前記所定時間の経過前に前記第１の物体と前記第２の物体間の距離が開いたことが検出されたときには、前記オブジェクトの変化を元に戻す逆変化の表示を行うことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。
22. 前記制御部は、前記変化に要した時間よりも短い時間で前記逆変化の表示を行うことを特徴とする請求項１６または２１に記載の表示装置。
23. 前記制御部は、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の移動にともなって、前記オブジェクトを移動させ、回転させ、またはこれらを組み合わせることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１から２２のいずれか１項に記載の表示装置。
24. 前記制御部は、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の移動にともなって、前記オブジェクトを変形させることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１から２２のいずれか１項に記載の表示装置。
25. 前記制御部は、前記第１の物体あるいは前記第２の物体の移動にともなって、前記オブジェクトを消失させることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項１１から２２のいずれか１項に記載の表示装置。
26. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記オブジェクトが表示される表示空間において第１の物体と第２の物体とが前記オブジェクトを挟む位置にあるときに、前記オブジェクトを変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
27. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    表示面において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、
    前記表示面において前記第１の物体と前記第２の物体の間に前記オブジェクトが位置することが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
28. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記表示面において第１の物体および第２の物体を検出する検出部と、
    前記表示面において前記第１の物体または前記第２の物体の少なくとも一方が前記オブジェクトと接触する位置にあることが検出されたときに、前記オブジェクトを変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
29. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記オブジェクトが立体的に表示される表示空間において物体を検出する検出部と、
    前記表示空間において前記物体の移動が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
30. 前記検出部は、前記物体が前記オブジェクトの外側から内側へ移動する第１の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第１の状態が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させることを特徴とする請求項２９に記載の表示装置。
31. 前記検出部は、所定時間以上、前記物体が前記オブジェクトと接触する位置にある第２の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第２の状態が検出された後に、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させることを特徴とする請求項２９に記載の表示装置。
32. 前記検出部は、前記物体が前記オブジェクトの外側から内側へ向けて所定時間以上継続して移動する第３の状態を検出し、
    前記制御部は、前記第３の状態が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させることを特徴とする請求項２９に記載の表示装置。
33. 前記検出部は、前記物体が前記オブジェクトの外側から内側へ向けて所定時間以上継続して移動する第４の状態を検出し、
    前記制御部は、前記物体の前記オブジェクトの内側への移動が検出されたときから前記オブジェクトを変化させ始めることを特徴とする請求項２９に記載の表示装置。
34. 前記制御部は、前記オブジェクトを変化させ始めた後に、前記所定時間の経過前に前記物体の前記オブジェクトの内側への移動が検出されなくなった場合に、前記オブジェクトの変化を元に戻す逆変化の表示を行うことを特徴とする請求項３３に記載の表示装置。
35. 前記制御部は、前記変化に要した時間よりも短い時間で前記逆変化の表示を行うことを特徴とする請求項３４に記載の表示装置。
36. 前記制御部は、前記物体の移動にともなって、前記オブジェクトを移動させ、回転させ、またはこれらを組み合わせることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項２９から３５のいずれか１項に記載の表示装置。
37. 前記制御部は、第１の物体あるいは第２の物体の移動にともなって、前記オブジェクトを変形させることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項２９から３５のいずれか１項に記載の表示装置。
38. 前記制御部は、前記物体の移動にともなって、前記オブジェクトを消失させることにより、前記オブジェクトを変化させることを特徴とする請求項２９から３５のいずれか１項に記載の表示装置。
39. 装着されることによりユーザの両目のそれぞれに対応した画像を表示することで、所定のオブジェクトを３次元表示する表示部と、
    前記オブジェクトが立体的に表示される表示空間において物体の移動が検出されたときに、前記物体の移動に応じて前記オブジェクトを前記表示空間において変化させる制御部と
    を備えることを特徴とする表示装置。

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