JP2016218268A - 可搬型表示装置、表示システム、表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の視野の向きに応じた表示態様で可搬型表示装置に表示データを表示することを可能とする。
【解決手段】表示データを表示可能な表示部を有する可搬型の本体と、本体から対象物への対象物方向を確認する対象方向確認部と、表示部を通して視認する視認方向を認識する視認方向認識部と、表示部の表示領域よりも広い仮想表示領域に表示データを配置する管理部とを備え、管理部は、対象物方向と視認方向との間の角度である視認角度に応じた仮想表示領域の一部を表示部に表示させる。
【選択図】図８

Description

この発明は、可搬型の本体に設けられた表示部に表示データを表示する技術に関する。

従来、作業者の頭部に装着可能な可搬型のＨＭＤ(Head Mounted Display)が知られている。また、特許文献１では、ＨＭＤが向く方向によって、ＨＭＤで使用するアプリケーションを切り換えるといった技術が記載されている。

特開２０１３−１６８９１０号公報

ところで、所定の作業を実行する作業者の支援にＨＭＤのような可搬型表示装置を利用することが考えられる。例えば作業者が装着する可搬型表示装置に作業内容を示す表示データを表示することで、作業者は可搬型表示装置を通して作業の対象物を視認しつつ作業内容を確認できる。

ただし、可搬型表示装置を通した作業者の視野における対象物の位置は、作業者の視野の向きに応じて変わる。したがって、可搬型表示装置に表示データを表示するにあたっては、この点を考慮した適切な表示態様が求められる。一方、特許文献１は、ＨＭＤの向きによってアプリケーション切り換えるものであって、作業者の視野の向きに応じた表示データの表示態様について特に知見を与えるものではない。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、作業者の視野の向きに応じた表示態様で可搬型表示装置に表示データを表示することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明にかかる可搬型表示装置は、上記目的を達成するために、表示データを表示可能な表示部を有する可搬型の本体と、本体から対象物への対象物方向を確認する対象方向確認部と、表示部を通して視認する視認方向を認識する視認方向認識部と、表示部の表示領域よりも広い仮想表示領域に表示データを配置する管理部とを備え、管理部は、対象物方向と視認方向との間の角度である視認角度に応じた仮想表示領域の一部を表示部に表示させることを特徴とする。

本発明にかかる表示システムは、上記目的を達成するために、表示データを表示可能な表示部を有する本体を備えた可搬型表示装置と、本体から対象物への対象物方向を確認する対象方向確認部と、表示部を通して視認する視認方向を認識する視認方向認識部と、表示部の表示領域よりも広い仮想表示領域に表示データを配置する管理部とを備え、管理部は、対象物方向と視認方向との間の角度である視認角度に応じた仮想表示領域の一部を表示部に表示させることを特徴とする。

本発明にかかる表示方法は、上記目的を達成するために、表示データを表示可能な表示部を有する可搬型の本体から対象物への対象物方向を確認する工程と、表示部を通して視認する視認方向を認識する工程と、表示部の表示領域よりも広く、表示データが配置された仮想表示領域のうち、対象物方向と視認方向との間の角度である視認角度に応じた一部を表示部に表示させる工程とを備えることを特徴とする。

このように構成された本発明（可搬型表示装置、表示システム、表示方法）では、可搬型表示装置は表示データを表示可能な表示部が設けられた本体を備え、作業者は可搬型表示装置の表示部を通して周囲を視認できる。したがって、作業者は表示部を通して対象物を視認しつつ表示データを確認できる。この際、表示部による表示データの表示は次のように制御される。

つまり、表示データは、仮想表示領域に配置される。そして、本体から対象物への対象物方向と、表示部を通して視認する視認方向との間の視認角度に応じた仮想表示領域の一部が表示部により表示される。かかる構成では、可搬型表示装置の表示部を通した作業者の視野の向き、すなわち視認方向が変われば、視認角度も変わる。したがって、表示部により、仮想表示領域のうち作業者の視野の向きに応じた一部が表示される。その結果、表示部による表示データの表示位置を、作業者の視野の向きに応じたものとできる。これによって、作業者の視野の向きに応じた表示態様で可搬型表示装置に表示データを表示することが可能となる。

また、対象物を選択可能な選択部を備え、対象方向確認部は、選択部で選択された対象物に対する対象物方向を確認するように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、対象物が選択部で選択されると、選択された対象物に対して視認角度が設定され、この視認角度に応じた仮想表示領域の一部が表示部により表示される。したがって、作業者は作業中の対象物を選択することで、作業中の対象物にとって適切な表示態様で表示データを表示部に表示させることができる。

ちなみに、視認角度に応じた仮想表示領域の一部を表示部により表示した後でさらに、作業者の視野の向きの変更に伴って視認角度が変更した場合、表示部による仮想表示領域の表示をどのように行うかは種々の態様が考えられる。

つまり、管理部は、視認角度の変更に伴って、表示部に表示させる仮想表示領域の一部を変更するように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、可搬型表示装置の表示部を通した作業者の視野の向きの変更に伴って視認角度が変わると、仮想表示領域のうち、変更後の視認角度に応じた一部、すなわち変更後の作業者の視野に応じた一部が表示部により表示される。したがって、作業者の視野の向きの変更に応じた表示態様で可搬型表示装置に表示データを表示することができる。

あるいは、管理部は、表示部に表示させる表示データと視認方向との位置関係を固定する固定表示モードを備えるように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、固定表示モードを実行することで、作業に伴う視野の変更によらず表示データを固定的に表示させたいといった作業者のニーズに的確に応えることができる。

さらに、表示部は、複数の表示データを表示可能であり、管理部は、固定表示モードを表示データ毎に実行可能であるように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、作業者は固定表示モードにより固定的に表示させたい表示データを選択することができ、作業者の利便性が向上する。

また、管理部は、視認角度の変更に伴って、表示部の表示データの表示態様を変更するように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、対象物方向と視認方向との間の視認角度が変わると表示データの表示態様が変わる。したがって、作業者は表示データの表示態様を確認することで、対象物方向と視認方向との位置関係、換言すれば対象物の場所について見当を付けることができる。

また、管理部は、視認角度が所定の閾値よりも大きい場合は、対象物の存在方向を示す識別マークを表示部に表示させるように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、作業者は識別マークを確認することで、対象物の場所を容易に知ることができる。

また、基準軸を指定する基準軸指定部を備え、管理部は、指定された基準軸の回りにおける視認角度に応じて仮想表示領域の一部を表示部に表示させるように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、基準軸を中心とする回転方向における作業者の視野の向きに応じた仮想表示領域の一部を、表示部に表示させることができる。この際、鉛直方向に平行な基準軸を指定可能であるように、可搬型表示装置を構成しても良いし、水平方向に平行な基準軸を指定可能であるように、可搬型表示装置を構成しても良い。あるいは、鉛直方向に平行な基準軸と、水平方向に平行な基準軸との両方を指定可能に構成しても構わない。

また、入力操作を受け付ける入力操作部を備え、管理部は、入力操作部への入力に応じて、仮想表示領域における表示データの配置を変更可能であるように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、作業者は入力操作部を操作することで対象物と表示データの位置を適宜調整することができ、作業者の利便性が向上する。

また、視認方向認識部は、対象物方向に対して本体が移動した量によって、視認方向を認識するように、可搬型表示装置を構成しても良い。かかる構成では、作業者の視野の向きの移動に伴って作業者が携帯する本体が移動すると、当該移動量に基づき視認方向が認識される。したがって、作業者の視野の向きの移動を視認方向に的確に同期させつつ、表示データの位置を変更できる。その結果、作業者の違和感を抑えつつ、表示データの表示を行うことができる。

本発明にかかるＨＭＤを備えた表示システムの一例を示すブロック図。 プリンターの構成の一例を示すブロック図。 ＨＭＤの機械的構成の一例を模式的に示す図。 図３のＨＭＤが備える電気的構成の一例を示すブロック図。 管理サーバーの構成の一例を示すブロック図。 ＨＭＤの管理部が設定する仮想空間の一例を模式的に示す図。 図６の仮想空間を現実空間に重畳して模式的示す図。 視認角度の変更に応じて表示対象範囲を変更させる態様を表した図。 視認角度の変更に応じて表示対象範囲を変更させる別の態様を表した図。

図１は、本発明にかかるＨＭＤを備えた表示システムの一例を模式的に示すブロック図である。表示システム１は、作業者の作業対象物であるプリンター３と、作業者に向けて作業内容を表示するＨＭＤ５と、プリンター３およびＨＭＤ５を管理する管理サーバー７とを有する。プリンター３、ＨＭＤ５および管理サーバー７はそれぞれインターネット１０に接続されており、管理サーバー７は、プリンター３およびＨＭＤ５との間の通信を、インターネット１０を介して実行する。なお、インターネット１０は通信回線の一例として示したものであり、プリンター３およびＨＭＤ５のそれぞれと管理サーバー７との間の通信を実現する具体的構成はインターネット１０に限られない。

この表示システム１は、プリンター３に対する作業を行う作業者を支援するのに適している。つまり、紙ジャムやインク切れ等といったイベントがプリンター３で生じると、管理サーバー７はイベントに対して作業者が行うべき作業内容を特定し、作業者が装着するＨＭＤ５に対応する作業内容を表示する。これによって、作業者は、自身が装着するＨＭＤ５に表示された作業内容を実行することで、イベントに応じた適切な作業（紙ジャムの解消やインクの補充等）をプリンター３に実行できる。

図２は、プリンターの構成の一例を示すブロック図である。プリンター３は、制御部３１、インターフェース部３３、印刷部３５、ＧＰＳ(Global Positioning System)モジュール３７および記憶部３９を備える。制御部３１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびＲＡＭ(Random
Access Memory)で構成されたコンピューターであり、プリンター３で実行される動作を統括的に制御する。したがって、インターフェース部３３、印刷部３５、ＧＰＳモジュール３７および記憶部３９は、制御部３１の制御を受けて動作する。

インターフェース部３３は、外部装置あるいは作業者との間のインターフェース機能を担う。通信部３３１はインターネット１０に接続され、インターネット１０を介して管理サーバー７との通信を実行する。また、操作部３３２は、作業者からの入力操作を受け付けるボタン等で構成され、表示部３３３はプリンター３に関する各種情報を作業者に表示するディスプレイ等で構成される。なお、操作部３３２および表示部３３３は、例えばタッチパネルにより一体的に構成しても良い。

印刷部３５は、印刷エンジン３５１、センサー３５２およびカウンター３５３を備える。印刷エンジン３５１は、印刷媒体への画像の印刷を実行する機械的構成である。この印刷エンジン３５１は、ロール・トゥ・ロールで搬送される巻取式の印刷媒体（ウェブ）に対してインクジェット方式の吐出ヘッドからインクを吐出することで、印刷媒体に画像を印刷する。なお、印刷エンジン３５１の具体的構成はここで例示したものに限られず、印刷エンジン３５１は枚葉式の印刷媒体に印刷するものでも構わないし、レーザー方式でトナーにより印刷するものでも構わない。そして、センサー３５２は印刷エンジン３５１の状態を検知し、カウンター３５３は印刷エンジン３５１の稼働に伴って変化する各種の数値を計数する。

印刷エンジン３５１の状態としては、例えば印刷媒体の搬送状態や、本体のカバーの開閉状態、各種部品の取り付け状態等があり、これらの状態を検知するためにセンサー３５２が設けられている。また、印刷エンジン３５１の稼働に伴って変化する数値としては、例えば印刷されたウェブの積算長、インクの消費量（あるいは残量）、回転する機械部品（例えば印刷媒体を搬送するローラー）の積算回転量等があり、これらの数値を計数するために各種のカウンター３５３が設けられる。

ＧＰＳモジュール３７は、衛星位置システムを利用することで、プリンター３の設置位置を検知する。また、記憶部３９は、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)あるいはＲＡＭといった記憶媒体で構成され、プリンター３で利用される各種のプログラムやデータを記憶する。

図３は、ＨＭＤの機械的構成の一例を模式的に示す図である。図４は、図３のＨＭＤが備える電気的構成の一例を示すブロック図である。ＨＭＤ５は、作業者が装着するヘッドセット５１、可搬型のコントローラー５５、およびヘッドセット５１とコントローラー５５を接続するケーブル５９を備え、例えば特開２０１４−２１９４６８号公報や特開２０１４−２２５８２３号公報に記載の虚像表示装置と同様の構成を具備した光透過型のＨＭＤである。

ヘッドセット５１は、作業者の頭部に装着可能な眼鏡型のフレーム５１１（本体）と、フレーム５１１に取り付けられた左右のレンズ５１２とを有する。各レンズ５１２はフレーム５１１を装着した作業者の左右の眼前に位置して、可視光を透過する。したがって、ヘッドセット５１を装着した作業者は、各レンズ５１２を介して周囲の様子を視認できる。また、フレーム５１１には、周囲の様子を撮像するカメラ５１４や、ヘッドセット５１の方位を検知する方位センサー５１５が取り付けられている。なお、ヘッドセット５１の方位は、眼鏡フレーム５１１の正面の方向に一致し、ヘッドセット５１を頭部に装着した作業者の顔が向く方向に一致する。

さらに、フレーム５１１には、作業者の作業内容等を示す画像を作業者に表示する作像部５１３が内蔵されている。したがって、ヘッドセット５１を装着した作業者は、作像部５１３が表示する画像を視認できる。換言すれば、ヘッドセット５１は、レンズ５１２を通した周囲の様子に重畳して、作像部５１３が生成する画像を作業者に表示することができる。このように、レンズ５１２と作像部５１３が協働して本発明の「表示部」の一例として機能する。なお、作像部５１３は、虚像を表示するタイプおよび作業者の網膜に結像させるタイプのいずれであっても構わない。

コントローラー５５は、作業者が着衣のポケット等に入れてあるいは手で持って持ち運べる可搬型のハウジング５５１に、演算部５５２、通信部５５３、タッチパッド５５４、操作ボタン５５５およびＧＰＳモジュール５５６を取り付けた構成を具備する。演算部５５２はＣＰＵやＲＡＭで構成されたコンピューターであり、ＨＭＤ５での演算処理を統括的に担う。なお、演算部５５２は、所定のプログラムを実行することで対象方向確認部５５７、視認方向認識部５５８および管理部５５９を内部に構築する。これらの動作の詳細については後述することとする。

通信部５５３はインターネット１０に接続され、インターネット１０を介して管理サーバー７との通信を実行する。タッチパッド５５４および操作ボタン５５５はそれぞれユーザーインターフェースとして機能する。つまり、作業者がタッチパッド５５４や操作ボタン５５５に入力操作を行うと、演算部５５２は当該入力操作に応じて作像部５１３を制御する。これによって、作業者の入力操作に応じて作業者に表示する画像の位置や内容を変更する等といった表示制御を実行できる。ＧＰＳモジュール５５６は、衛星位置システムを利用することで、ＨＭＤ５のヘッドセット５１の位置を検知する。このとき、ＧＰＳモジュール５５６とＨＭＤ５のヘッドセット５１は近い位置にあるためＧＰＳモジュール５５６の検出した位置をＨＭＤ５の位置としてもよいし、またＧＰＳモジュール５５６は図示しないＨＭＤ５のヘッドセット５１内に配置されたアンテナを使用して位置を検出することよって、ＨＭＤ５の位置を検知してもよい。

図５は、管理サーバーの構成の一例を示すブロック図である。管理サーバー７は、制御部７１、インターフェース部７３および記憶部７５を備える。制御部７１は、ＣＰＵおよびＲＡＭで構成されたコンピューターであり、管理サーバー７で実行される動作を統括的に制御する。したがって、インターフェース部７３および記憶部７５は、制御部７１の制御を受けて動作する。

制御部７１は、作業者の作業対象物であるプリンター３に関する情報を管理する。つまり、制御部７１は、センサー３５２の検知結果をプリンター３から受信することでプリンター３の印刷エンジン３５１の状態を示すステータス情報を取得したり、カウンター３５３の計数結果をプリンター３から受信することで消耗品の状態（インク残量、回転機械部品の残寿命等）を示す消耗品情報を取得したり、ＧＰＳモジュール３７の検知結果をプリンター３から受信することでプリンター３の位置を示す位置情報を取得したりする。

インターフェース部７３は、外部装置あるいは作業者との間のインターフェース機能を担う。通信部７３１はインターネット１０に接続され、インターネット１０を介してプリンター３およびＨＭＤ５のそれぞれとの通信を実行する。また、操作部７３２は、作業者からの入力操作を受け付けるキーボードやマウス等で構成され、表示部７３３は各種情報を作業者に表示するディスプレイ等で構成される。なお、操作部７３２および表示部７３３は、例えばタッチパネルにより一体的に構成しても良い。

記憶部７５は、ＲＯＭ、ＨＤＤあるいはＲＡＭといった記憶媒体で構成され、管理サーバー７で利用される各種のプログラムやデータを記憶する。例えば、記憶部７５はプリンター３で生じたイベントに対して実行すべき作業の内容を示す作業データ７５１を記憶する。

上記のような表示システム１では、管理サーバー７は、プリンター３でのイベントの発生を検知すると、当該イベントに対応する作業内容を示す作業データ７５１をＨＭＤ５に送信する。そして、ＨＭＤ５の演算部５５２は、通信部５５３を介して受信した作業データ７５１を作像部５１３に表示させることで、作業者の作業を支援する。続いては、プリンター３で発生したインク切れに対応するため、収納庫９（図７）から取り出したインクカートリッジにプリンター３のインクカートリッジを交換する作業を支援する例を示して、ＨＭＤ５の表示制御について詳述する。

図６は、ＨＭＤの管理部が設定する仮想空間の一例を模式的に示す図である。つまり、ＨＭＤ５の管理部５５９は、作業データ７５１の表示制御を行うにあたって、ＨＭＤ５の周囲に仮想空間Ｓを設定する。仮想空間ＳのＸＹＺ直交座標系は、Ｚ軸方向を鉛直方向とするグローバル座標系である。そして、管理部５５９は、プリンター３、ＨＭＤ５のヘッドセット５１およびインクカートリッジの収納庫９それぞれの現実空間での位置Ｐ３、Ｐ５１およびＰ９を仮想空間Ｓにプロットする。

ちなみに、プリンター３の位置Ｐ３はプリンター３上の適当な代表点の位置であり、管理部５５９はプリンター３のＧＰＳモジュール３７の出力を管理サーバー７を介して受信した結果に基づき、当該位置Ｐ３を求める。ＨＭＤ５のヘッドセット５１の位置Ｐ５１はヘッドセット５１上の適当な代表点（例えば２枚のレンズ５１２の間の位置）であり、管理部５５９はＧＰＳモジュール５５６の出力に基づき、当該位置Ｐ５１を求める。また、収納庫９の位置Ｐ９は収納庫９上の適当な代表であり、管理部５５９は、管理サーバー７に予め登録された当該位置Ｐ９を取得する。

さらに、管理部５５９は、インク切れ（イベント）に対応する作業内容を示す各作業データ７５１を仮想空間Ｓに配置する。具体的には、プリンター３の場所で行う作業内容（カートリッジ交換）を示す作業データ７５１は、プリンター３の位置Ｐ３と所定の位置関係を満たす位置に配置される。また、収納庫９の場所で行う作業内容（カートリッジ取り出し）を示す作業データ７５１は、収納庫９の位置Ｐ９と所定の位置関係を満たす位置に配置される。これによって、各作業データ７５１は仮想空間Ｓを定義するグローバル座標系に対して固定される。ちなみに、作業データ７５１の配置は、作業データ７５１の表示領域の適当な代表点を、グローバル座標系における配置先を示す対象位置に一致させることで実行される。

そして、管理部５５９は、各作業データ７５１がそれぞれに割り当てられた表示領域に表示されるように作像部５１３を制御する。これによって、レンズ５１２を通して視認されるプリンター３や収納庫９に隣接して作業データ７５１が配置されているかのように、作業者に知覚させることができる。特に、管理部５５９は、ＨＭＤ５を装着する作業者の視野に応じた画像をＨＭＤ５に表示させるために、次に説明する制御を実行する。

図７は、図６の仮想空間を現実空間に重畳して模式的示す図である。図７に示すように、上記の作業データ７５１の配置の結果、プリンター３の場所での作業内容を示す作業データ７５１は、プリンター３の右上にプリンター３に隣接して仮想的に配置される。また、収納庫９の場所での作業内容を示す作業データ７５１は、収納庫９の左横に収納庫９に隣接して仮想的に配置される。

こうして各作業データ７５１を仮想的に配置した上で、管理部５５９は対象方向確認部５５７および視認方向認識部５５８と協働して、仮想空間Ｓのうち作業者の視野に応じた一部を作像部５１３に表示させる。対象方向確認部５５７は、ヘッドセット５１の位置Ｐ５１およびプリンター３の位置Ｐ３に基づき、ヘッドセット５１からプリンター３へ向かう対象物方向Ｄｏを算出する。また、視認方向認識部５５８は、ヘッドセット５１の位置Ｐ５１を起点として、方位センサー５１５が示すヘッドセット５１の方位を、作業者の視認方向Ｄｖとして検知する。

管理部５５９は、各作業データ７５１が配置された仮想空間Ｓのうち、ヘッドセット５１から視認方向Ｄｖに存在する表示対象範囲Ｒを抽出して作像部５１３に表示させる。これによって、仮想空間Ｓのうち、作業者が視認する視認方向Ｄｖに存在する表示対象範囲Ｒを作業者に知覚させることができる。ちなみに、表示対象範囲Ｒは、例えば人間の平均的な視野を含むように設定でき、視認方向Ｄｖから見てヘッドセット５１の位置Ｐ５１を中心に縦横それぞれに所定寸法を有するように設定できる。 そして、管理部５５９は、作業者の頭部の動きに応じた視認方向Ｄｖの変更、換言すれば、視認方向Ｄｖと対象物方向Ｄｏとの間の視認角度θの変更に応じて、作像部５１３に表示させる表示対象範囲Ｒを変更する。

図８は、視認角度の変更に応じて表示対象範囲を変更させる態様を模式的に表した図である。同図では、レンズ５１２を通して視認される周囲に表示対象範囲Ｒを重畳した様子、すなわち作業者が知覚する内容が示されている。特に状態１から状態３にかけて、作業者がプリンター３を視認した後に頭部を左へ回転させて収納庫９を視認した場合が例示されている。なお、同図では、作業者の視野と表示対象範囲Ｒとが略一致しているとした。

同図の状態１では、ヘッドセット５１を装着する作業者は、レンズ５１２を介して視野の略中央にプリンター３を視認する。また、管理部５５９は、仮想空間Ｓのうち視認角度θに応じた表示対象範囲Ｒ（換言すれば、視認方向Ｄｖの先に存在する表示対象範囲Ｒ）を、作像部５１３に表示させる。これにより、プリンター３の位置Ｐ３を略中心とする表示対象範囲Ｒが作像部５１３により表示される。その結果、作業者は、プリンター３の近傍に仮想的に配置された作業データ７５１を知覚して、プリンター３の場所で実行すべき作業（カートリッジ交換）を把握できる。

状態２では、作業者は頭部を左へ回転させることで視野を左に移している。そのため、状態１と比較して作業者の視野では、プリンター３の位置が右側へ移動するとともに収納庫９が視野の左端に現れている。また、作業者の視野の移動に伴って視認方向Ｄｖが左へ移動すると、仮想空間Ｓにおいて表示対象範囲Ｒも左へ移動する。その結果、仮想空間Ｓにおいて位置決めされた作業データ７５１（カートリッジ交換）は、作業者の視野においてプリンター３と一緒に右へ移動する。

状態３では、作業者は頭部をさらに左へ回転させることで視野を左に移している。そのため、状態２と比較して作業者の視野では、プリンター３の殆どが視野の右側へ外れるとともに収納庫９が略中央にまで移動している。また、仮想空間Ｓにおいて表示対象範囲Ｒが左へ移動することで、仮想空間Ｓにおいて位置決めされた作業データ７５１（カートリッジ取り出し）は、作業者の視野において収納庫９と一緒に右へ移動する。

このように、管理部５５９は、グローバル座標系に対して各作業データ７５１を仮想的に位置決めしつつ、グローバル座標系のうち視認方向Ｄｖに存在する表示対象範囲Ｒを作像部５１３に表示させる。これによって、プリンター３あるいは収納庫９との位置関係が固定された各作業データ７５１が現実空間にあたかも存在するかのように、作業者に知覚させることができる。

ちなみに、状態３では、プリンター３の殆どが作業者の視野から外れている。そこで、管理部５５９は、作業対象物であるプリンター３の位置を作業者に容易に把握させるための制御を行う。具体的には、管理部５５９は、視認角度θを第１閾値θ１と比較する。そして、視認角度θが第１閾値θ１より大きい場合は、管理部５５９は、プリンター３が存在する方向を示すインジケーター７５２を作像部５１３に表示させる（逆に、視認角度θが第１閾値θ１より小さい場合は、インジケーター７５２を表示させない）。したがって、作業者は、表示対象範囲Ｒに表示されたインジケーター７５２を確認することで、プリンター３の位置を容易に把握することができる。

以上に説明したように本実施形態では、ＨＭＤ５は作業データ７５１を表示可能な作像部５１３が設けられたヘッドセット５１を備える。そして、作業者はヘッドセット５１のレンズ５１２を通して視認する周囲に重畳して作像部５１３が表示する作業データ７５１を知覚できる。したがって、作業者はレンズ５１２を通してプリンター３（対象物）を視認しつつ作業データ７５１を確認できる。この際、作像部５１３による作業データ７５１の表示は次のように制御される。

つまり、作業データ７５１は、仮想空間Ｓに配置される。そして、ヘッドセット５１からプリンター３への対象物方向Ｄｏと、レンズ５１２を通して視認する視認方向Ｄｖとの間の視認角度θに応じた仮想空間Ｓの一部（表示対象範囲Ｒ）が作像部５１３により表示される。かかる構成では、ＨＭＤ５のレンズ５１２を通した作業者の視野の向き、すなわち視認方向Ｄｖが変われば、視認角度θも変わる。したがって、作像部５１３により、仮想空間Ｓのうち作業者の視野の向きに応じた一部（表示対象範囲Ｒ）が表示される。その結果、作像部５１３による作業データ７５１の表示位置を、作業者の視野の向きに応じたものとできる。これによって、作業者の視野の向きに応じた表示態様でＨＭＤ５に作業データ７５１を表示することが可能となる。

また、管理部５５９は、視認角度θの変更に伴って、作像部５１３に表示させる仮想空間Ｓの一部（表示対象範囲Ｒ）を変更する。したがって、ＨＭＤ５のレンズ５１２を通した作業者の視野の向きの変更に伴って視認角度θが変わると、仮想空間Ｓのうち、変更後の視認角度θに応じた一部、すなわち変更後の作業者の視野に応じた一部（表示対象範囲Ｒ）が作像部５１３により表示される。したがって、作業者の視野の向きの変更に応じた表示態様でＨＭＤ５に作業データ７５１を表示することができる。

また、視認方向認識部５５８は、対象物方向Ｄｏに対してヘッドセット５１が移動（回転）した量（角度）によって、視認方向Ｄｖを認識する。この時、対象物方向Ｄｏを基準として初期化を行い、対象物方向Ｄｏから移動（回転）した相対角度を視認方向Ｄｖとしてもよい。かかる構成では、作業者の視野の向きの移動に伴って作業者が頭部に装着するヘッドセット５１が移動すると、当該移動量に基づき視認方向Ｄｖが認識される。したがって、作業者の視野の向きの移動を視認方向Ｄｖに的確に同期させつつ作業データ７５１の位置を変更できる。その結果、作業者の違和感を抑えつつ、作業データ７５１の表示を行うことができる。

また、管理部５５９は、視認角度θが所定の閾値よりも大きい場合は、プリンター３の存在方向を示すインジケーター７５２を作像部５１３に表示させる。かかる構成では、作業者はインジケーター７５２を確認することで、プリンター３の場所を容易に知ることができる。

このように本実施形態では、ＨＭＤ５が本発明の「可搬型表示装置」の一例に相当し、ヘッドセット５１が本発明の「本体」の一例に相当し、レンズ５１２と作像部５１３が協働して本発明の「表示部」の一例として機能し、対象方向確認部５５７が本発明の「対象方向確認部」の一例に相当し、視認方向認識部５５８が本発明の「視認方向認識部」の一例に相当し、管理部５５９が本発明の「管理部」の一例に相当し、作業データ７５１が本発明の「表示データ」の一例に相当し、仮想空間Ｓが本発明の「仮想表示領域」の一例に相当し、表示対象範囲Ｒが本発明の「仮想表示領域の一部」の一例に相当し、対象物方向Ｄｏが本発明の「対象物方向」の一例に相当し、視認方向Ｄｖが本発明の「視認方向」の一例に相当し、視認角度θが本発明の「視認角度」の一例に相当し、インジケーター７５２が本発明の「識別マーク」の一例に相当し、第１閾値θ１が本発明の「閾値」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。図９は、視認角度の変更に応じて表示対象範囲を変更させる別の態様を模式的に表した図である。同図では、レンズ５１２を通して視認される周囲に表示対象範囲Ｒを重畳した様子、すなわち作業者が知覚する内容が示されている。特に状態４から状態６にかけて、作業者がプリンター３を視認した後に頭部を左へ回転させて収納庫９を視認した場合が例示されている。なお、同図では、作業者の視野と表示対象範囲Ｒとが略一致しているとした。

図８の例と図９の例との主な違いは、プリンター３において用紙切れ（イベント）が生じ、ＨＭＤ５が用紙切れに対応する作業の支援を行う点にある。そこで、以下では図８の例との差異点を中心に説明を行うこととする。ただし、図８の例と共通の構成を具備することで、同様の効果を奏することは言うまでもない。

同図の状態４では、ヘッドセット５１を装着する作業者は、レンズ５１２を介して視野の略中央にプリンター３を視認し、プリンター３の位置Ｐ３を略中心とする表示対象範囲Ｒが作像部５１３により表示される。その結果、作業者は、プリンター３の近傍に仮想的に配置された２個の作業データ７５１（カートリッジ交換、用紙切れ）を知覚する。さらに、同図の例では、作業者は、タッチパッド５５４および操作ボタン５５５を操作することで、１個の作業データ７５１（用紙切れを示す作業データ７５１）を固定表示モードで表示すると決定する。

固定表示モードでは、管理部５５９は、選択された作業データ７５１のグローバル座標系への配置を解除するとともに、当該作業データ７５１の位置をヘッドセット５１のローカル座標系に対して固定する。これによって、グローバル座標系で見ると、当該作業データ７５１の表示位置が視認方向Ｄｖの変更に伴って変更される。一方、ヘッドセット５１のローカル座標系で見ると、当該作業データ７５１の表示位置は固定される。ちなみに、作業データ７５１の固定は、作業データ７５１の表示領域の適当な代表点を、ヘッドセット５１のローカル座標系における配置先を示す対象位置に一致させることで実行される。

その結果、状態５および状態６では、作業者の視野の変更に依らず、用紙切れを示す作業データ７５１が表示対象範囲Ｒの中央上部に固定的に表示される。この際、管理部５５９は、用紙切れを示す作業データ７５１の表示態様を、作業者の視野の変更に応じて変更する。具体的には、管理部５５９は、視認角度θを第２閾値θ２と比較する。そして、視認角度θが第２閾値θ２以下である場合は、管理部５５９は、プリンター３の位置を示すインジケーター７５１ａを、用紙切れを示す作業データ７５１に設ける。一方、視認角度θが第２閾値θ２より大きい場合は、管理部５５９は、用紙切れを示す作業データ７５１に当該インジケーター７５１ａを設けない。

このように図９に示す例では、管理部５５９は、作像部５１３に表示させる作業データ７５１と視認方向Ｄｖとの位置関係を固定する固定表示モードを備える。したがって、固定表示モードを実行することで、作業に伴う視野の変更によらず作業データ７５１を固定的に表示させたいといった作業者のニーズに的確に応えることができる。

さらに、作像部５１３は、プリンター３について複数の作業データ７５１を表示可能であり、管理部５５９は、固定表示モードを作業データ７５１毎に実行可能である。かかる構成では、作業者は固定表示モードにより固定的に表示させたい作業データ７５１を選択することができ、作業者の利便性が向上する。換言すれば、図９の例では、作業データ７５１をグローバル座標系に配置して視認角度θの変更に応じて作像部５１３に表示させる表示対象範囲Ｒを変更する第１モードと、作業データ７５１をローカル座標系に配置して作業データ７５１と視認方向Ｄｖとの位置関係を固定する第２モード（固定表示モード）とを選択的に実行可能である。

また、管理部５５９は、視認角度θの変更に伴って、作像部５１３の作業データ７５１の表示態様を変更する。かかる構成では、対象物方向Ｄｏと視認方向Ｄｖとの間の視認角度θが変わると作業データ７５１の表示態様が変わる。したがって、作業者は作業データ７５１の表示態様を確認することで、対象物方向Ｄｏと視認方向Ｄｖとの位置関係、換言すればプリンター３の場所について見当を付けることができる。

ところで、上記実施形態では、１台のプリンター３に対して実行される作業を支援する場合が例示されていた。しかしながら、作業者が複数のプリンター３を管理するような状況においても、本発明を適用可能である。この場合、複数のプリンター３のうち作業対象となる１台のプリンター３を選択できるように構成すると良い。具体的には、作業者はタッチパッド５５４および操作ボタン５５５（選択部）を操作することで、複数のプリンター３のうちの１台のプリンター３を選択し、対象方向確認部５５７は選択されたプリンター３に対する対象物方向Ｄｏを確認する。

かかる構成では、プリンター３が選択されると、選択されたプリンター３に対して視認角度θが設定され、この視認角度θに応じた仮想空間Ｓの一部（表示対象範囲Ｒ）が作像部５１３により表示される。したがって、作業者は作業中のプリンター３を選択することで、作業中のプリンター３にとって適切な表示態様で作業データ７５１を作像部５１３に表示させることができる。

また、仮想空間Ｓに作業データ７５１を配置する位置についても、作業者が適宜変更できるように構成することもできる。具体的には、作業者がタッチパッド５５４および操作ボタン５５５（入力操作部）に対して入力操作を行うと、管理部５５９は、仮想空間Ｓにおける作業データ７５１の位置を当該入力操作に応じて変更する。かかる構成では、作業者は入力操作を行うことで、プリンター３と作業データ７５１との位置関係を適宜調整でき、例えばプリンター３の上・下・左・右の所望の位置に作業データ７５１を表示させることができる。その結果、作業者の利便性が向上する。

また、視認角度θの求め方については特に詳述しなかったが、種々の態様が考えられる。つまり、管理部５５９は、鉛直方向に平行な基準軸の回りで視認角度θを求めても良い。この場合、管理部５５９は、基準軸が延びる方向、すなわち鉛直方向からの平面視における対象物方向Ｄｏと視認方向Ｄｖとの間の角度を視認角度θとして認識する。図８および図９の例では、このような視認角度θの認識方法が実行された。これによって、作業者の視野が水平方向へ移動するのに応じて、表示対象範囲Ｒを変更して、作業データ７５１の表示位置を適切に制御することができる。

あるいは、管理部５５９は、水平方向に平行な基準軸の回りで視認角度θを求めても良い。この場合、管理部５５９は、基準軸が延びる方向、すなわち水平方向からの平面視における対象物方向Ｄｏと視認方向Ｄｖとの間の角度を視認角度θとして認識する。これによって、作業者の視野が鉛直方向へ移動するのに応じて、表示対象範囲Ｒを変更して、作業データ７５１の表示位置を適切に制御することができる。さらには、管理部５５９は、鉛直方向に平行な基準軸と水平方向に平行な基準軸のそれぞれを有し、各基準軸の回りで視認角度θを認識するように構成しても良い。これによって、鉛直方向および水平方向それぞれへの作業者の視野の移動に応じて、表示対象範囲Ｒを変更して、作業データ７５１の表示位置を適切に制御することができる。

また、基準軸の指定を作業者が実行できるように構成しても良い。具体的には、作業者はタッチパッド５５４および操作ボタン５５５（基準軸指定部）に指定操作を実行し、管理部５５９は指定操作で指定された基準軸の回りにおいて視認角度θを認識する。この際、鉛直方向に平行は基準軸を指定可能であるように構成しても良いし、水平方向に平行な基準軸を指定可能であるように構成しても良い。あるいは、鉛直方向に平行な基準軸と、水平方向に平行な基準軸との両方を指定可能に構成しても構わない。

また、上記実施形態における対象方向確認部５５７、視認方向認識部５５８および管理部５５９の機能を、管理サーバー７の制御部７１に搭載しても良い。このように構成した場合、表示システム１が本発明の「表示システム」の一例に相当する。また、管理サーバーの機能を、プリンター３またはＨＭＤ５に搭載してもよい。管理サーバーとの通信も、インターネット１０だけでなく、無線接続や有線接続（ＬＡＮ、ＵＳＢ）などであってもよい。

また、本発明の「対象物」としてプリンター３を用い、プリンター３への作業を実行する作業者を支援する場合が例示されていた。しかしながら、医療、福祉あるいは工事現場等に従事する作業者の作業を支援するにあたっても、様々な物を「対象物」として本発明を好適に用いることができる。

１…表示システム、５…ＨＭＤ、５１…ヘッドセット、５１２…レンズ、５１３…作像部、５５７…対象方向確認部、５５８…視認方向認識部、５５９…管理部、７５１…作業データ、Ｓ…仮想空間、Ｒ…表示対象範囲、Ｄｏ…対象物方向、Ｄｖ…視認方向、θ…視認角度、７５２…インジケーター、θ１…第１閾値

Claims (14)

1. 表示データを表示可能な表示部を有する可搬型の本体と、
   前記本体から対象物への対象物方向を確認する対象方向確認部と、
   前記表示部を通して視認する視認方向を認識する視認方向認識部と、
   前記表示部の表示領域よりも広い仮想表示領域に前記表示データを配置する管理部と
   を備え、
   前記管理部は、前記対象物方向と前記視認方向との間の角度である視認角度に応じた前記仮想表示領域の一部を前記表示部に表示させる可搬型表示装置。
2. 前記対象物を選択可能な選択部を備え、
   前記対象方向確認部は、前記選択部で選択された前記対象物に対する前記対象物方向を確認する請求項１に記載の可搬型表示装置。
3. 前記管理部は、前記視認角度の変更に伴って、前記表示部に表示させる前記仮想表示領域の一部を変更する請求項１または２に記載の可搬型表示装置。
4. 前記管理部は、前記視認角度の変更に伴って、前記表示部の前記表示データの表示態様を変更する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
5. 前記管理部は、前記表示部に表示させる前記表示データと前記視認方向との位置関係を固定する固定表示モードを備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
6. 前記表示部は、複数の前記表示データを表示可能であり、
   前記管理部は、前記固定表示モードを前記表示データ毎に実行可能である請求項５に記載の可搬型表示装置。
7. 前記管理部は、前記視認角度が所定の閾値よりも大きい場合は、前記対象物の存在方向を示す識別マークを前記表示部に表示させる請求項１ないし６のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
8. 基準軸を指定する基準軸指定部を備え、
   前記管理部は、指定された前記基準軸の回りにおける前記視認角度に応じて前記仮想表示領域の一部を前記表示部に表示させる請求項１ないし７のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
9. 鉛直方向に平行な前記基準軸を指定可能である請求項８に記載の可搬型表示装置。
10. 水平方向に平行な前記基準軸を指定可能である請求項８または９に記載の可搬型表示装置。
11. 入力操作を受け付ける入力操作部を備え、
    前記管理部は、前記入力操作部への入力に応じて、前記仮想表示領域における前記表示データの配置を変更可能である請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
12. 前記視認方向認識部は、前記対象物方向に対して前記本体が移動した量によって、前記視認方向を認識する請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の可搬型表示装置。
13. 表示データを表示可能な表示部を有する本体を備えた可搬型表示装置と、
    前記本体から対象物への対象物方向を確認する対象方向確認部と、
    前記表示部を通して視認する視認方向を認識する視認方向認識部と、
    前記表示部の表示領域よりも広い仮想表示領域に前記表示データを配置する管理部と
    を備え、
    前記管理部は、前記対象物方向と前記視認方向との間の角度である視認角度に応じた前記仮想表示領域の一部を前記表示部に表示させる表示システム。
14. 表示データを表示可能な表示部を有する可搬型の本体から対象物への対象物方向を確認する工程と、
    前記表示部を通して視認する視認方向を認識する工程と、
    前記表示部の表示領域よりも広く、前記表示データが配置された仮想表示領域のうち、前記対象物方向と前記視認方向との間の角度である視認角度に応じた一部を前記表示部に表示させる工程と
    を備える表示方法。

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