JP2019008204A - Head-mounted display device - Google Patents

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JP2019008204A
JP2019008204A JP2017125130A JP2017125130A JP2019008204A JP 2019008204 A JP2019008204 A JP 2019008204A JP 2017125130 A JP2017125130 A JP 2017125130A JP 2017125130 A JP2017125130 A JP 2017125130A JP 2019008204 A JP2019008204 A JP 2019008204A
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忠慈 牧野
Tadashige Makino
忠慈 牧野
悠樹 ▲高▼橋
悠樹 ▲高▼橋
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Abstract

To provide a head-mounted display device that enables a user to easily focus on virtual display even when the user sees the actual scene distant from the virtual display and subsequently moves their eyes to the virtual display in front of the user, and thereby can reduce a burden on the user.SOLUTION: A head-mounted display device 10 comprises: an image creating unit 40 that creates a first image for displaying a first virtual image and a second image as an eye-leading image; an image display unit 50 that displays the first and second images and outputs display light 3 of the first and second images; a projection see-through optical unit 70 that is arranged in front of the eyes of a user U, and includes a first portion 71 projecting the display light of the first and second images on the eyes of the user U and a second portion 72 allowing the user U to see through the actual scene; and a control unit 150 that controls the image creating unit 40.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、使用者に、実景と重ねて虚像を視認させることが可能なディスプレイを備える、例えば光学透過(Optical See−Through)型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置等に関する。   The present invention relates to, for example, an optical see-through type head-mounted display (HMD) device that includes a display that allows a user to visually recognize a virtual image superimposed on a real scene.

ヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置は、例えば、光学透過型のディスプレイを使用して、肉眼で見える視界にさまざまな情報(虚像)を重ねて表示することで、提供される情報の範囲を拡張することが可能な表示装置である。   A head-mounted display (HMD) device, for example, uses an optically transmissive display to expand the range of information provided by displaying various information (virtual images) superimposed on the field of view visible to the naked eye. It is a display device capable of.

使用者の頭部に装着される光学透過型のHMD装置は、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1では、使用者が前方の外景を見ている場合だけでなく、手元の本を見ているような場合にも虚像を重畳させる技術について検討されている。   An optically transmissive HMD device mounted on a user's head is described in Patent Document 1, for example. Patent Document 1 discusses a technique for superimposing a virtual image not only when a user is looking at an outside scene in front but also when looking at a book at hand.

特開2015−69362号公報JP2015-69362A

例えば、左右の各眼に応じて虚像を表示するHMD装置において、使用者がその虚像の位置より遠方を見た後、それより手前の虚像を見ようとしたときに、左右の眼の輻輳角に対応して各眼から虚像までの距離が異なり、視点調整が遅れて視点が合わず、虚像が二重に見える、あるいは、ぼやけて見える、といった不都合が生じる場合があることを、本発明者らは認識した。特に、HMD装置では、虚像を表示するディスプレイが使用者の眼に近接して配置されることから、使用者の眼からの距離が比較的近い位置に虚像表示面が設定され、遠方から近い位置にある虚像表面上の虚像への視点移動(ピント合わせ)を行う場合の使用者の眼の負担が大きくなり、また、HMD装置は小型であることから、表示される虚像のサイズ自体が小さくなる傾向があり、この点でも、使用者の眼の負担が増大する。   For example, in an HMD device that displays a virtual image in accordance with the left and right eyes, when the user looks far away from the position of the virtual image and then tries to see the virtual image in front of it, the convergence angle of the left and right eyes Correspondingly, the present inventors have found that the distance from each eye to the virtual image is different, the viewpoint adjustment is delayed and the viewpoint does not match, and the virtual image may appear double or blurred. Recognized. In particular, in the HMD device, since a display for displaying a virtual image is arranged close to the user's eye, the virtual image display surface is set at a position relatively close to the user's eye, and the position close to the distance. When the viewpoint is moved (focused) to a virtual image on the surface of the virtual image in FIG. 3, the burden on the user's eyes increases, and the size of the displayed virtual image itself is reduced because the HMD device is small. This also tends to increase the burden on the user's eyes.

本発明の1つの目的は、使用者が虚像よりも遠方を見た後、手前の虚像に視点(視線)を移動させた場合でも、視点を合わせやすく、使用者の負担を軽減できるヘッドマウントディスプレイ装置を提供することである。   One object of the present invention is to provide a head-mounted display that makes it easy to match the viewpoint and reduces the burden on the user even when the user moves the viewpoint (line of sight) to the virtual image in front of the user after looking farther than the virtual image. Is to provide a device.

本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。   Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and best embodiments exemplified below and the accompanying drawings.

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
第1の態様において、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置は、
第1の虚像を表示するための第1の画像と、使用者の、前記第1の虚像への視点移動を補助する第2の虚像を表示するための、視点誘導画像としての第2の画像と、を生成する画像生成部と、
生成された前記第1、第2の画像を表示すると共に、前記第1、第2の画像の表示光を出力する画像表示部と、
前記使用者の眼前に配置され、前記使用者の眼に前記第1、第2の画像の表示光を投射する第1部分と、前記使用者に実景を透視させる第2部分と、を含む投射透視光学部と、
前記画像生成部を制御する制御部と、
を備える。
In the following, in order to easily understand the outline of the present invention, embodiments according to the present invention will be exemplified.
In the first aspect, a head mounted display (HMD) device comprises:
The first image for displaying the first virtual image and the second image as the viewpoint guidance image for displaying the second virtual image for assisting the user to move the viewpoint to the first virtual image And an image generation unit for generating
An image display unit that displays the generated first and second images and outputs display light of the first and second images;
A projection that is disposed in front of the user's eyes and includes a first portion that projects display light of the first and second images onto the user's eyes and a second portion that allows the user to see through the actual scene. Fluoroscopic optics,
A control unit for controlling the image generation unit;
Is provided.

第1の態様によれば、使用者は、視点移動(視線移動)を補助する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)に焦点を合わせることで、本来の表示画像の虚像である第1の虚像について迅速にピントを合わせる(言い換えれば、両眼の各々のピント位置を、第1の虚像位置に正確に一致させる)ことができる。よって、使用者が第1の虚像よりも遠方を見た後、手前の第1の虚像に視点(視線)を移動させた場合でも、視点を合わせやすくなり、迅速で正確なピント合わせが可能となり、使用者の負担を軽減することができる。   According to the first aspect, the user focuses on the second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) that assists the viewpoint movement (line-of-sight movement), so that the first virtual image of the original display image is displayed. It is possible to quickly focus on the virtual image (in other words, the focus position of each eye can be accurately matched with the first virtual image position). Therefore, even when the user looks farther than the first virtual image and then moves the viewpoint (line of sight) to the first virtual image in front, it becomes easier to match the viewpoint, and quick and accurate focusing becomes possible. , The burden on the user can be reduced.

第1の態様に従属する第2の態様において、ヘッドマウントディスプレイ装置は、
前記制御部に制御信号を入力する、前記使用者が操作可能な操作部を
更に備えてもよく、
前記制御部は、前記使用者が前記操作部を操作することによる第1の入力があった場合に、前記画像生成部に、前記第2の画像を生成させてもよい。
In a second aspect dependent on the first aspect, the head mounted display device comprises:
It may further include an operation unit that inputs a control signal to the control unit and that can be operated by the user.
The control unit may cause the image generation unit to generate the second image when a first input is made by the user operating the operation unit.

第2の態様によれば、使用者が、例えば疲労等によって虚像を見づらい状況となっているときに、操作部を操作して、視点移動を補助する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)を虚像表示面上に表示させることができる。よって、使用者の利便性が向上する。   According to the second aspect, when the user is in a situation where it is difficult to see the virtual image due to, for example, fatigue or the like, the second virtual image that assists the viewpoint movement by operating the operation unit (virtual image of the viewpoint guidance image) Can be displayed on the virtual image display surface. Therefore, convenience for the user is improved.

第2の態様に従属する第3の態様において、ヘッドマウントディスプレイ装置は、
前記使用者の視点位置を検出する視点検出部を
更に備えてもよく、
前記制御部は、前記視点検出部によって、前記使用者の視点が、前記使用者の眼からの距離が第1の距離である実景から、前記第1の距離よりも短い第2の距離である前記第1の虚像へと移動したことが検出された場合に、前記画像生成部に、前記第2の画像を生成させてもよい。
In a third aspect subordinate to the second aspect, the head mounted display device comprises:
The camera may further include a viewpoint detection unit that detects the viewpoint position of the user,
The control unit is configured such that the viewpoint of the user is a second distance shorter than the first distance from the actual scene where the distance from the user's eyes is the first distance by the viewpoint detection unit. When the movement to the first virtual image is detected, the image generation unit may generate the second image.

これにより、使用者が、第1の虚像よりも遠方の実景を見た後、手前の第1の虚像に視点(視線)を移動させたことを視点検出部が検出して、視点移動を補助する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)を虚像表示面上に自動的に表示させることができる。よって、使用者の利便性が向上し、また、使用者の操作部を操作する手間を省くことができる。   As a result, the viewpoint detector detects that the user has moved the viewpoint (line of sight) to the first virtual image in front after viewing the real scene farther than the first virtual image, and assists the viewpoint movement. The second virtual image to be displayed (virtual image of the viewpoint guidance image) can be automatically displayed on the virtual image display surface. Therefore, the convenience for the user is improved, and the trouble of operating the operation unit of the user can be saved.

第1乃至3の何れか1つに従属する第4の態様において、
前記第2の虚像は、前記第1の虚像の虚像表示面上において、前記第1の虚像の近傍に表示され、かつ、
前記第2の虚像は、色彩、輝度及び前記虚像表示面上における位置の少なくとも1つが経時的に変化する、前記視点誘導画像としての視点誘導オブジェクトの虚像であってもよい。
In a fourth aspect dependent on any one of the first to third,
The second virtual image is displayed in the vicinity of the first virtual image on the virtual image display surface of the first virtual image, and
The second virtual image may be a virtual image of a viewpoint guiding object as the viewpoint guiding image in which at least one of color, luminance, and position on the virtual image display surface changes with time.

第4の態様によれば、色彩や輝度が経時的に変化する、視認しやすい静止画像の虚像を用いて、あるいは、動くオブジェクトについての動画像の虚像を用いて、使用者の視点(視線)を、短時間で効率的に誘導することができることから、使用者は、自身の眼を、第1の虚像にピントの合った状態へと迅速に移行させることができる。   According to the fourth aspect, the viewpoint (line of sight) of the user using a virtual image of a still image that is easy to visually recognize, whose color and brightness change over time, or a virtual image of a moving image of a moving object. Therefore, the user can quickly shift his / her own eye to a state in which the first virtual image is in focus.

第4の態様に従属する第5の態様において、
前記視点誘導オブジェクトが、前記虚像表示面上における位置が変化するものである場合において、
前記使用者の前方方向を第1の方向とし、前記第1の方向に直交し、かつ前記使用者の左右の各眼を結ぶ線分に沿う方向である左右方向を第2の方向とし、前記第1、第2の方向の各々に直交する方向である、鉛直線に沿う上下方向を第3の方向とする場合に、
前記制御部は、前記第2の虚像を、前記虚像表示面上において、前記第2方向における位置、及び前記第3方向における位置が共に変化するように、前記第2の方向において線対称である円弧の一部に沿って移動させてもよい。
In a fifth aspect subordinate to the fourth aspect,
In the case where the position of the viewpoint guiding object changes on the virtual image display surface,
The front direction of the user is the first direction, the left-right direction that is orthogonal to the first direction and is along the line segment connecting the left and right eyes of the user is the second direction, When the vertical direction along the vertical line that is orthogonal to each of the first and second directions is the third direction,
The control unit is symmetrical with respect to the second virtual image so that the position in the second direction and the position in the third direction are both changed on the virtual image display surface. You may move along a part of circular arc.

第5の態様によれば、左右方向、及び上下方向の双方に視点を移動させることで、人の眼の水晶体の厚さを調節する毛様体筋を、各方向にバランスよく、効率的にほぐしつつ、迅速な視点誘導が可能となる。   According to the fifth aspect, the ciliary muscle that adjusts the thickness of the crystalline lens of the human eye by moving the viewpoint both in the horizontal direction and in the vertical direction efficiently in a balanced manner in each direction. It is possible to guide the viewpoint quickly while relaxing.

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。   Those skilled in the art will readily understand that the illustrated embodiments according to the present invention can be further modified without departing from the spirit of the present invention.

図1(A)は、本発明の眼鏡型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置の一例の外観構成を示す図、図1(B)は、図1(A)のHMD装置の要部構成例を示す図である。FIG. 1A is a diagram illustrating an external configuration of an example of an eyeglass-type head mounted display (HMD) device according to the present invention, and FIG. 1B is a configuration example of a main part of the HMD device of FIG. FIG. 図2は、左右の各々の眼が虚像表示面上の虚像を見る場合の、虚像表示面までの距離及び輻輳角等について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the distance to the virtual image display surface, the convergence angle, and the like when the left and right eyes see a virtual image on the virtual image display surface. 図3(A)は、本来の表示に係る画像及び視点誘導画像を生成して出力するための構成例を示す図、図3(B)は、虚像表示面上における、本来の表示に係る画像の虚像及び視点誘導画像の虚像の各々の表示態様の一例を示す図、図3(C)は、虚像表示面上における、本来の表示に係る画像の虚像及び視点誘導画像の虚像の各々の表示態様の他の例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration example for generating and outputting an image related to original display and a viewpoint guidance image, and FIG. 3B is an image related to original display on a virtual image display surface. FIG. 3C is a diagram showing an example of the display mode of each of the virtual image and the virtual image of the viewpoint-derived image, and FIG. 3C shows the display of the virtual image of the original display image and the virtual image of the viewpoint-guided image on the virtual image display surface. It is a figure which shows the other example of an aspect. 図4は、図1(A)の眼鏡型のHMD装置の、システム構成(ブロック構成)の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a system configuration (block configuration) of the eyeglass-type HMD device in FIG. 図5(A)乃至(C)は各々、図1(A)の眼鏡型のHMD装置を、車両を運転する運転者(使用者)の走行補助用に使用する場合の、実景に重ね合わされる虚像の例を示す図である。5A to 5C are superimposed on the actual scene when the glasses-type HMD device of FIG. 1A is used for driving assistance of a driver (user) driving the vehicle. It is a figure which shows the example of a virtual image. 図6は、表示装置に視点誘導画像を表示する手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a procedure for displaying the viewpoint guidance image on the display device. 図7は、表示装置に視点誘導画像を表示する手順の他の例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the procedure for displaying the viewpoint guidance image on the display device.

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。   The best mode described below is used to easily understand the present invention. Accordingly, those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.

図1(A)は、本発明の眼鏡型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置の一例の外観構成を示す図である。図1(A)に示されるように、眼鏡型のHMD装置(以下、単にHMD装置と称する)10は、使用者Uの頭部に装着されて使用される眼鏡のような外観を有している。   FIG. 1A is a diagram illustrating an external configuration of an example of an eyeglass-type head mounted display (HMD) device according to the present invention. As shown in FIG. 1A, an eyeglass-type HMD device (hereinafter simply referred to as an HMD device) 10 has an appearance similar to eyeglasses that are used by being worn on the head of a user U. Yes.

このHMD装置10は、使用者Uに、実景と重ねて虚像を視認させることが可能なディスプレイを備える。本明細書において、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置の概念は広義に解釈するものとし、例えば、画像処理等を行う本体部は車両内に固定し、虚像表示を行うディスプレイを顔や眼の付近に設け、両者が有線通信や無線通信を用いて情報の授受を行うという構成であってもよい。また、頭部ではなく、首、肩、胴部等に装着されるタイプのものでも、眼に近接して虚像表示用のディスプレイ構造が配置されるものであれば、HMDと称することができる。また、HMD装置10は、拡張現実(Augmented Reality:AR)を表示可能な表示装置の一種であってもよい。   The HMD device 10 includes a display that allows the user U to visually recognize a virtual image superimposed on a real scene. In this specification, the concept of a head mounted display (HMD) device is to be interpreted in a broad sense. For example, a main body that performs image processing or the like is fixed in a vehicle, and a display that displays a virtual image is placed near the face or eyes. It may be configured that both provide information exchange using wired communication or wireless communication. In addition, even if the display structure for displaying a virtual image is arranged in the vicinity of the eyes, it can be referred to as an HMD even if it is of a type that is worn not on the head but on the neck, shoulders, trunk, etc. The HMD device 10 may be a kind of display device capable of displaying augmented reality (AR).

図1(A)は、使用者の頭部(顔)を、右方向(X方向)から見た図であり、図1(A)では、使用者Uの右眼1R(ここで、Rは「右」を示す。「左」についてはLと表記する。他の符号についても同様)の眼前に配置される(例えば、眼前を覆うように配置される)投射透視光学部70Rと、投射透視光学部70Rの上側(Z方向側)に位置して、投射透視光学部70Rを支持する枠部75Rと、枠部75Rの一部に設けられ、使用者Uが右手で操作可能な操作部20と、を有する。   FIG. 1A is a view of the user's head (face) viewed from the right direction (X direction). In FIG. 1A, the right eye 1R of the user U (where R is “Right” is shown. “Left” is written as L. The projection fluoroscopic optical unit 70R arranged in front of the eyes (for example, arranged so as to cover the front of the eyes) and the projection fluoroscopy Located on the upper side (Z direction side) of the optical unit 70R, the frame unit 75R that supports the projection fluoroscopic optical unit 70R, and the operation unit 20 that is provided on a part of the frame unit 75R and that can be operated by the user U with the right hand. And having.

なお、枠部75Rは、使用者Uの鼻の上側に位置する前方部分と、前方部分の右端から、使用者Uの耳5Rの側に延びるテンプル(つる)部分と、が連接されることで構成される。なお、以上の構成は、HMD装置10の右側半分の構成であり、図示はされないが、左側半分についても同様の構成である。   The frame portion 75R is formed by connecting a front portion located on the upper side of the nose of the user U and a temple portion extending from the right end of the front portion toward the ear 5R of the user U. Composed. The above configuration is the configuration of the right half of the HMD device 10, and although not shown, the configuration of the left half is the same.

図1(B)は、図1(A)のHMD装置の要部構成例を示す図である。図1(A)では、右側半分のディスプレイ部の概要が示されている。図示はされないが、左側半分も同様の構成である。なお、右側、左側の双方を含むシステム構成については、図4を用いて後述する。また、以下の説明では、HMD装置10は、車両の運転者(使用者U)の頭部に装着されて使用されるものとする。なお、HMD装置10の用途は、これに限定されるものではない(この点については、後述する)。   FIG. 1B is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the HMD device in FIG. In FIG. 1A, an outline of the right half display unit is shown. Although not shown, the left half has the same configuration. The system configuration including both the right side and the left side will be described later with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the HMD device 10 is used by being mounted on the head of a vehicle driver (user U). Note that the application of the HMD device 10 is not limited to this (this will be described later).

HMD装置10は、第1の虚像を表示するための第1の画像と、使用者Uの、第1の虚像への視点移動を補助する第2の虚像を表示するための、視点誘導画像としての第2の画像と、を生成する画像生成部40(40R、40L)と、生成された第1、第2の画像を表示すると共に、第1、第2の画像の表示光3(3R、3L)を出力する画像表示部50(50R、50L)と、を備える。   The HMD device 10 includes a first image for displaying the first virtual image and a viewpoint guidance image for displaying the second virtual image for assisting the user U to move the viewpoint to the first virtual image. The image generation unit 40 (40R, 40L) for generating the second image and the generated first and second images and the display light 3 (3R, 2R) for the first and second images are displayed. 3L), and an image display unit 50 (50R, 50L).

HMD装置10は、更に、使用者Uの眼前に配置されると共に、使用者Uの眼に、第1、第2の画像(言い換えれば、本来表示するべき画像と視点誘導画像)についての、ハーフミラー65で反射されて生じる表示光4(4R、4L)を投射する第1部分71と、使用者に実景を透視させる第2部分72と、を含む投射透視光学部70(70R、70L)と、導光板64a、64b及びレンズ62を含んで構成される導光部60(60R、60L)と、を備える。   Further, the HMD device 10 is arranged in front of the user U's eyes, and the half of the first and second images (in other words, an image to be originally displayed and a viewpoint guidance image) are displayed on the user U's eyes. A projection fluoroscopic optical unit 70 (70R, 70L) including a first portion 71 that projects display light 4 (4R, 4L) generated by being reflected by the mirror 65, and a second portion 72 that allows the user to see through the actual scene. , And light guide plates 60 (60R, 60L) configured to include the light guide plates 64a and 64b and the lens 62.

ここで、ハーフミラー65(図1(B)中、斜線を付して示される)は、導光部60を経由してX軸方向(使用者Uから見て左右方向)に進んでくる表示光3(3R、3L)を反射して使用者Uの眼1(1R、1L)に投射し、かつ、Y方向(使用者Uから見て前方)の実景からの光は透過して使用者Uの眼1(1R、1L)に伝えることができる。   Here, the half mirror 65 (indicated by hatching in FIG. 1B) is displayed in the X-axis direction (left and right as viewed from the user U) via the light guide 60. The light 3 (3R, 3L) is reflected and projected to the user's U eye 1 (1R, 1L), and the light from the actual scene in the Y direction (front as viewed from the user U) is transmitted and transmitted to the user. Can be communicated to U's eye 1 (1R, 1L).

したがって、使用者Uは、投射透視光学部70(70R、70L)の第2部分72のみならず、第1部分71を介しても実景を透視することができる。また、第1の部分71と第2の部分72とが重なる場合もある。言い換えれば、例えば、共通の部分が、第1の部分71としても機能し、かつ第2の部分72としても機能してもよい。   Therefore, the user U can see through the actual scene not only through the first portion 71 but also through the second portion 72 of the projection see-through optical unit 70 (70R, 70L). Further, the first portion 71 and the second portion 72 may overlap. In other words, for example, the common part may function as the first part 71 and also function as the second part 72.

また、本明細書では、使用者Uの眼の前に配置されている光学部材(通常の眼鏡のレンズに対応する部分)を、便宜上、投射透視光学部70(70R、70L)と称し、また、投射透視光学部70(70R、70L)及び背後のハーフミラー73Rを含む光学系については、ユーザUの眼1(1R、1L)に近接して配置される光学系という意味で、接眼光学部73(73R、73L)と称する。但し、この名称は、便宜上のものであり、接眼光学部73(73R、73L)も、広義には、投射透視光学部ということができる。   Further, in this specification, an optical member (a portion corresponding to a normal eyeglass lens) arranged in front of the user U's eye is referred to as a projection fluoroscopic optical unit 70 (70R, 70L) for convenience. The optical system including the projection see-through optical unit 70 (70R, 70L) and the rear half mirror 73R is an optical system arranged in the vicinity of the user's U eye 1 (1R, 1L). 73 (73R, 73L). However, this name is for convenience, and the eyepiece optical unit 73 (73R, 73L) can also be called a projection fluoroscopic optical unit in a broad sense.

HMD装置10は、更に、画像生成部40(40R、40L)を制御する制御部150(図4に示されるように、制御部150は制御装置30内に設けられる)と、制御部150に制御信号を入力する、使用者Uが操作可能な操作部20(視点誘導操作部22を含む)と、使用者Uの眼(右眼1R、左眼1L)を撮像する、CCD等の撮像素子で構成される瞳撮像カメラ(内側カメラ)80(80R、80L)と、車両の前方等の実景(背景としての道路、風景、通行人等)を撮像する実景撮像カメラ(外側カメラ)90(90R、90L)と、を有する。   The HMD device 10 is further controlled by a control unit 150 (as shown in FIG. 4, the control unit 150 is provided in the control device 30) that controls the image generation unit 40 (40R, 40L), and the control unit 150. An image pickup device such as a CCD that inputs a signal and picks up an image of the operation unit 20 (including the viewpoint guidance operation unit 22) that can be operated by the user U and the eyes (right eye 1R, left eye 1L) of the user U. A configured pupil imaging camera (inner camera) 80 (80R, 80L) and a real scene imaging camera (outer camera) 90 (90R, 90L).

ここで、上記の「第1の虚像」は、本来、表示されるべきARコンテンツの虚像であり、図1(B)の例では、使用者Uの右眼1R(及び左眼1L)から所定の距離(特定の距離という意味ではなく、適宜、可変することも想定され得る)だけ離れた虚像表示面190上に、第1の虚像200(I)として、「60km/h」という車速表示の虚像が示されている。なお、符号200(I)の(I)は虚像を示しており、この点は、他の符号についても同様である。   Here, the above-mentioned “first virtual image” is a virtual image of the AR content that should be displayed originally, and in the example of FIG. 1B, a predetermined value is obtained from the right eye 1R (and the left eye 1L) of the user U. Of the vehicle speed display of “60 km / h” as the first virtual image 200 (I) on the virtual image display surface 190 separated by a distance of (not limited to a specific distance and may be assumed to vary as appropriate) A virtual image is shown. Note that (I) of reference numeral 200 (I) indicates a virtual image, and this is the same for other reference numerals.

また、虚像表示面190上には、使用者Uの、第1の虚像200(I)への視点移動を補助する第2の虚像300(I)として、「移動を伴う円形の図形」の虚像が示されている。なお、虚像表示面190は、車両の周囲の実空間を直交座標系で表示する場合に、使用者Uの眼から所定の距離にあると想定される仮想的な面であり、この面上にある点は、いずれも、使用者Uの眼からの距離が等しい(等距離)として取り扱うことができる。   On the virtual image display surface 190, a virtual image of a “circular figure with movement” is provided as a second virtual image 300 (I) that assists the user U in moving the viewpoint to the first virtual image 200 (I). It is shown. The virtual image display surface 190 is a virtual surface that is assumed to be at a predetermined distance from the eyes of the user U when the real space around the vehicle is displayed in an orthogonal coordinate system. Any point can be treated as having the same distance from the eyes of the user U (equal distance).

また、画像表示部50(50R、50L)は、表示装置(例えば、バックライト付きの液晶表示装置)を備え、その表示装置の表示面(後述)に、画像を表示する。上記の「第1の画像」としての「60km/h」という車速表示、ならびに、上記の「第2の画像」としての「移動を伴う円形の図形(つまり、その円形の図形の動画像)は、上記の表示装置の表示面に表示されるものである。   The image display unit 50 (50R, 50L) includes a display device (for example, a liquid crystal display device with a backlight), and displays an image on a display surface (described later) of the display device. The vehicle speed display “60 km / h” as the “first image” and the “circular figure with movement” (that is, the moving image of the circular figure) as the “second image” These are displayed on the display surface of the display device.

また、導光板64a、64b及びレンズ62を含んで構成される導光部60(60R、60L)は、例えば、図1(A)における、枠部75(75R、75L)の、使用者Uの鼻の上側に位置する前方部分(もしくは、使用者Uの耳5の側に延びるテンプル部分との接続部分を含む部分)に設けられる。また、導光板64a、64bは、例えば、円筒状の導光部であってもよく、また、ホログラム導光板であってもよい。   Moreover, the light guide part 60 (60R, 60L) comprised including the light guide plates 64a and 64b and the lens 62 is, for example, the user U's of the frame part 75 (75R, 75L) in FIG. It is provided in a front portion (or a portion including a connecting portion with a temple portion extending toward the user 5's ear 5) located above the nose. Further, the light guide plates 64a and 64b may be, for example, cylindrical light guides or may be hologram light guide plates.

なお、制御部150は、例えば、2分割して、一方を、図1(A)における、枠部75の右のテンプル部に設け、他方を、左のテンプル部に設けてもよい。   Note that the control unit 150 may be divided into two parts, for example, one provided in the right temple part of the frame 75 in FIG. 1A and the other provided in the left temple part.

画像生成部40(40R、40L)や画像表示部50(50R、50L)も同様に、枠部75の左右の各テンプル部、あるいは、枠部75の、左右の各テンプル部と前方部との連接部付近に設けてもよい。   Similarly, the image generation unit 40 (40R, 40L) and the image display unit 50 (50R, 50L) are arranged between the left and right temple portions of the frame portion 75 or the left and right temple portions and the front portion of the frame portion 75. You may provide in the vicinity of a connection part.

なお、瞳撮像カメラ(内側カメラ)80(80R、80L)の撮像信号(撮像データ)は、使用者Uの視点(視線)の移動を検出するべく、制御部150に送られる。また、車両の前方等の実景を撮像する実景撮像カメラ(外側カメラ)90Rの撮像信号(撮像データ)は、車両の走行状態に応じて車両の運転に有用な虚像表示を適宜、行うべく、制御部150に送られる。   The imaging signal (imaging data) of the pupil imaging camera (inner camera) 80 (80R, 80L) is sent to the control unit 150 to detect the movement of the viewpoint (line of sight) of the user U. In addition, an imaging signal (imaging data) of a real scene imaging camera (outside camera) 90R that captures a real scene such as in front of the vehicle is controlled to appropriately display a virtual image useful for driving the vehicle according to the running state of the vehicle. Sent to the unit 150.

次に、図2を参照する。図2は、左右の各々の眼が虚像表示面上の虚像を見る場合の、虚像表示面までの距離及び輻輳角等について説明するための図である。図2において、使用者Uの左眼1Lと右眼1Rとの間の間隔はd1であり、各眼(1L、1R)と投射透視光学部(70L、70R)までの距離はf1である。また、各眼1L、1Rが、無限遠点を見ているときは、各眼1L、1Rの各視線は、互いに平行な線分であるYL、YRの各々の方向となる。   Reference is now made to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the distance to the virtual image display surface, the convergence angle, and the like when the left and right eyes see a virtual image on the virtual image display surface. In FIG. 2, the distance between the left eye 1L and the right eye 1R of the user U is d1, and the distance between each eye (1L, 1R) and the projection fluoroscopic optical unit (70L, 70R) is f1. Further, when each eye 1L, 1R is looking at an infinite point, each line of sight of each eye 1L, 1R is in the direction of YL, YR, which are parallel segments.

なお、ここでは、各眼1L、1Rの位置を基準として、距離L1だけ前方(Y軸方向)にある虚像表示面190に虚像Q(I)(例えば、図1(B)の「60km/h」という車速表示200(I))が表示されており、使用者Uが、遠くの実景を注視しながら車両を運転し、時々、必要に応じて、虚像Q(I)に視点を移動させて必要な情報を得る、という場合を想定する。   Here, with reference to the positions of the eyes 1L and 1R, a virtual image Q (I) (for example, “60 km / h in FIG. 1B) is displayed on the virtual image display surface 190 that is forward (Y-axis direction) by a distance L1. The vehicle speed display 200 (I)) is displayed, and the user U drives the vehicle while gazing at a distant scene, and sometimes moves the viewpoint to the virtual image Q (I) as necessary. Assume that necessary information is obtained.

使用者Uが、虚像Q(I)の位置より遠方を見た後、それより手前にある虚像Q(I)に視点を移動させようとしたときに、左眼1L、右眼1Rの輻輳角βに応じて、各眼から虚像表示面190上の虚像Q(I)までの距離に差が生じることから、左眼1L、右眼1Rのピント調整が遅れて、視点が合わず、虚像Q(I)が二重に見える、あるいは、ぼやける、といった不都合が生じる場合がある。特に、使用者Uが長時間の運転で疲労しているときなどは、この不都合が生じやすい。   When the user U looks far away from the position of the virtual image Q (I) and then tries to move the viewpoint to the virtual image Q (I) in front of it, the convergence angles of the left eye 1L and the right eye 1R Since the distance from each eye to the virtual image Q (I) on the virtual image display surface 190 varies according to β, the focus adjustment of the left eye 1L and the right eye 1R is delayed, the viewpoint does not match, and the virtual image Q There may be a problem that (I) looks double or blurs. In particular, this inconvenience is likely to occur when the user U is tired from driving for a long time.

なお、図2において、θLは左眼の視線方向角であり、θRは右眼の視線方向角であり、輻輳角βは、θLとθRとを足した角度である。また、図2において、点XLは、左眼1Lと虚像Q(I)とを結ぶ線分が、左眼用(左側)の投射透視光学部70Lと交差する点であり、点XRは、右眼1Rと虚像Q(I)とを結ぶ線分が、右眼用(右側)の投射透視光学部70Lと交差する点である。   In FIG. 2, θL is the gaze direction angle of the left eye, θR is the gaze direction angle of the right eye, and the convergence angle β is an angle obtained by adding θL and θR. In FIG. 2, a point XL is a point where a line segment connecting the left eye 1 </ b> L and the virtual image Q (I) intersects the left-eye (left side) projection fluoroscopic optical unit 70 </ b> L, and the point XR is the right A line segment connecting the eye 1R and the virtual image Q (I) is a point that intersects the right-eye (right side) projection fluoroscopic optical unit 70L.

上記の不都合に伴う使用者の負担を軽減するために、本実施形態のHMD装置10は、図1(B)で示したように、使用者Uの視点移動(視線移動)を補助する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)300(I)を表示させる機能を有している。以下、図3を参照して、視点誘導画像の虚像を表示させるための構成、及び視点誘導画像の例について、具体的に説明する。   In order to reduce the burden on the user due to the above inconvenience, the HMD device 10 of the present embodiment assists the user U's viewpoint movement (line-of-sight movement) as shown in FIG. The virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) 300 (I) is displayed. Hereinafter, a configuration for displaying a virtual image of the viewpoint guidance image and an example of the viewpoint guidance image will be specifically described with reference to FIG.

図3(A)は、本来の表示に係る画像及び視点誘導画像を生成して出力するための構成例を示す図、図3(B)は、虚像表示面上における、本来の表示に係る画像の虚像及び視点誘導画像の虚像の各々の表示態様の一例を示す図、図3(C)は、虚像表示面上における、本来の表示に係る画像の虚像及び視点誘導画像の虚像の各々の表示態様の他の例を示す図である。なお、各図において、前述の図面と共通する部分には共通の符号を付している(この点は、以降の図面でも同様である)。   FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration example for generating and outputting an image related to original display and a viewpoint guidance image, and FIG. 3B is an image related to original display on a virtual image display surface. FIG. 3C is a diagram showing an example of the display mode of each of the virtual image and the virtual image of the viewpoint-derived image, and FIG. 3C shows the display of the virtual image of the original display image and the virtual image of the viewpoint-guided image on the virtual image display surface. It is a figure which shows the other example of an aspect. In each drawing, the same reference numerals are given to the portions common to the above-described drawings (this is the same in the subsequent drawings).

図3(A)に示されるように、記憶部(ROM、RAM、EEPROM等で構成される)110には、本来の虚像表示を行うための虚像表示用データ(例えば、現在の車速を示す車速データ、ナビゲーションを行うための矢印や警告マーク等の表示データ)が蓄積される。なお、虚像表示用データは、使用者Uに視認させるための表示画像のデータであり、予め記憶部110内に保存されているデータであってよく、また、無線通信を用いて、外部のクラウドサーバ等から適宜、ダウンロードされるデータであってもよい。   As shown in FIG. 3A, the storage unit (comprising ROM, RAM, EEPROM, etc.) 110 has virtual image display data (for example, vehicle speed indicating the current vehicle speed) for displaying the original virtual image. Data and display data such as arrows and warning marks for navigation) are accumulated. Note that the virtual image display data is display image data to be visually recognized by the user U, and may be data stored in the storage unit 110 in advance, or may be an external cloud using wireless communication. It may be data downloaded as appropriate from a server or the like.

画像処理部151は、それらのデータを適宜、読み出し、必要に応じて、表示画像のサイズ変更等の画像処理を行い、画像処理後のデータを画像出力部Sに供給する。   The image processing unit 151 appropriately reads out the data, performs image processing such as changing the size of the display image as necessary, and supplies the image-processed data to the image output unit S.

画像出力部Sは、図1(B)で示した画像生成部40及び画像表示部50(符号において、RやLという表記は省略)が設けられている。画像生成部40は、視点誘導画像を生成する視点誘導画像生成部43を含む。また、画像表示部50は、表示装置としての、バックライト(BL)53付きの液晶表示装置(LCD)55と、表示装置(53、55)を駆動するLCD駆動部51と、を有する。なお、液晶表示装置に代えて、有機EL表示装置、無機EL表示装置等を使用してもよい。   The image output unit S is provided with the image generation unit 40 and the image display unit 50 shown in FIG. 1B (notation of R and L is omitted in the reference numerals). The image generation unit 40 includes a viewpoint guidance image generation unit 43 that generates a viewpoint guidance image. The image display unit 50 includes a liquid crystal display device (LCD) 55 with a backlight (BL) 53 and an LCD drive unit 51 that drives the display devices (53, 55) as display devices. Note that an organic EL display device, an inorganic EL display device, or the like may be used instead of the liquid crystal display device.

液晶表示装置(LCD)55の表示面57には画像(本来の虚像表示用画像、視点誘導画像を含む)が表示され、それらの画像を示す表示光(図1(B)における符号3R)が、表示面57から出力され、その表示光が、導光部60及び投射透視光学部70(一例として、図1(B)に示す構成を備える)を経由して、使用者Uの眼に導かれる。この結果として、図2に示されるように、使用者が左眼1L及び右眼1Rで見た場合に、虚像表示面190上に、虚像Q(I)(本来、表示されるべき虚像である第1の虚像、視点誘導画像の虚像)が視認される。   Images (including original virtual image display images and viewpoint guidance images) are displayed on the display surface 57 of the liquid crystal display device (LCD) 55, and display light (reference numeral 3R in FIG. 1B) indicating those images is displayed. The display light output from the display surface 57 is guided to the eyes of the user U via the light guide unit 60 and the projection see-through optical unit 70 (with the configuration shown in FIG. 1B as an example). It is burned. As a result, as shown in FIG. 2, when the user views with the left eye 1L and the right eye 1R, the virtual image Q (I) (virtual image that should originally be displayed) is displayed on the virtual image display surface 190. The first virtual image, the virtual image of the viewpoint guidance image) is visually recognized.

なお、上記の構成は一例であり、これに限定されるものではない。また、視点誘導画像を表示する態様としては、種々のものが考えられる。   In addition, said structure is an example and is not limited to this. Various aspects can be considered for displaying the viewpoint guidance image.

視点誘導画像の虚像(第2の虚像)は、使用者の眼に負担をかけることなく、本来の表示画像の虚像(第1の虚像)へと視点を誘導する(ピント合わせを補助する)ものであることから、視点誘導画像(第2の画像)としては、例えば、使用者Uにとって見やすい、シンプルな形状の図形が考えられる。その他、簡易的なアイコンのようなものや、本来の表示画像(第1の画像)に比べて、より強調度が大きい色調、連続して画像を表示する動画等であってもよく、また、使用者Uが、操作部20を用いて任意の位置に移動・操作できるようなアイコン等であってもよい。   The virtual image (second virtual image) of the viewpoint guidance image guides the viewpoint to the virtual image (first virtual image) of the original display image without assisting the user's eyes (helps focusing). Therefore, as the viewpoint guidance image (second image), for example, a simple figure that is easy to see for the user U can be considered. In addition, it may be a simple icon, a color tone with a higher emphasis compared to the original display image (first image), a moving image displaying images continuously, etc. The icon etc. which the user U can move and operate to arbitrary positions using the operation part 20 may be sufficient.

また、視点誘導画像(第2の画像)は、予め、本来の表示画像(第1の画像)に重ねて埋め込まれていてもよく、また、使用者が、第1の画像の虚像よりも遠方を見た後、手前の第1の虚像に視線を移動したタイミングを、視点検出部等が検出した場合にのみ視点誘導画像を表示する態様であってもよい。もしくは、使用者Uが、視点移動を負担に感じたときに操作部20(視点誘導操作部22)を操作して適宜、視点誘導画像の虚像を表示させることもでき、また、HMD装置が、使用者Uの脳波や表情等を解析して、使用者Uが負担を感じていることを検出し、その検出がなされた時点で、視点誘導画像の虚像を表示するようにしてもよい。   In addition, the viewpoint guidance image (second image) may be embedded in advance on the original display image (first image), and the user is further away from the virtual image of the first image. Alternatively, the viewpoint guidance image may be displayed only when the viewpoint detection unit or the like detects the timing at which the line of sight is moved to the first virtual image in front of the camera. Alternatively, the user U can display the virtual image of the viewpoint guidance image appropriately by operating the operation unit 20 (viewpoint guidance operation unit 22) when the user U feels that the viewpoint movement is a burden, The user's U brain wave, facial expression, etc. may be analyzed to detect that the user U feels a burden, and when the detection is made, a virtual image of the viewpoint guidance image may be displayed.

また、車両内で使用する場合のように、使用者Uが、常に遠方を見ており、必要時のみ手前の虚像表示を見るような状況が予測される場合等には、本来の表示画像の虚像(第1の虚像)を表示するときに、常に、視点誘導画像の虚像(第2の虚像)を表示するようにしてもよい。   In addition, when the user U is always looking far away, as in the case of using in a vehicle, and a situation in which the virtual image display in front is viewed only when necessary, the original display image is displayed. When displaying a virtual image (first virtual image), a virtual image (second virtual image) of the viewpoint guidance image may always be displayed.

次に、図3(B)、(C)を参照する。図1(B)では、第1の虚像Q(I)として、「60km/h」という車速表示が示されていたが、図3(B)、(C)では、他の例として、ナビゲーション用の、先端が右に曲がっている矢印の虚像203(I)を示している。この虚像203(I)は、前方の道路が右にカーブしている(又は右に折れている)ことを示すナビゲーション表示の虚像である。   Next, refer to FIGS. 3B and 3C. In FIG. 1 (B), the vehicle speed display of “60 km / h” was shown as the first virtual image Q (I), but in FIGS. 3 (B) and 3 (C), as another example, for navigation The virtual image 203 (I) of the arrow with the tip bent to the right is shown. This virtual image 203 (I) is a virtual image of a navigation display indicating that the road ahead is curving to the right (or turning to the right).

使用者Uが疲労している等の理由で、遠方を見た後、近くの虚像203(I)に視点(視線)を移動させたとき、ピントが正確に合わずに2重に見える等の不都合を感じたとき、使用者Uは、図1(B)で示した操作部20の視点誘導操作部22を操作して、第2の虚像としての、視点誘導画像の虚像203(I)を表示させることができる。また、使用者Uが、操作部20の操作によって、予め、HMD装置10に、視点誘導画像の自動表示モードを設定している場合等には、制御部150が、上記のような視点(視線)の変化を検出して、自動的に、第2の虚像としての、視点誘導画像の虚像300(I)(又は303(I)等)を表示することもできる。   For example, when the user U is tired, the user looks at a distance and then moves the viewpoint (line of sight) to the nearby virtual image 203 (I). When the user U feels inconvenience, the user U operates the viewpoint guidance operation unit 22 of the operation unit 20 illustrated in FIG. 1B to display the virtual image 203 (I) of the viewpoint guidance image as the second virtual image. Can be displayed. In addition, when the user U has previously set the viewpoint guidance image automatic display mode in the HMD device 10 by operating the operation unit 20, the control unit 150 performs the above-described viewpoint (line of sight). ) Can be detected, and the virtual image 300 (I) (or 303 (I) or the like) of the viewpoint guidance image as the second virtual image can be automatically displayed.

ここで、第2の虚像としての、視点誘導画像の虚像300(I)(又は303(I)等)は、図3(B)における第1の虚像203(I)が表示されている虚像表示面190上において(言い換えれば、使用者の眼の位置を基準として第1の虚像までの距離と同じ距離(略同じである距離を含む)離れた位置において)、第1の虚像203(I)の近傍に表示され、かつ、第2の虚像300(I)、303(I)は、色彩(模様、形状であってもよい)、輝度及び虚像表示面190上における位置、の少なくとも1つが経時的に変化するような、視点誘導画像としての視点誘導オブジェクト(図3(B)、(C)の例では円形の図形)の虚像とすることができる。   Here, the virtual image 300 (I) (or 303 (I) or the like) of the viewpoint guidance image as the second virtual image is a virtual image display in which the first virtual image 203 (I) in FIG. 3B is displayed. On the surface 190 (in other words, at the same distance (including a distance that is substantially the same) as the distance to the first virtual image with respect to the position of the user's eye), the first virtual image 203 (I) The second virtual images 300 (I) and 303 (I) are displayed at least one of color (may be a pattern or shape), luminance, and position on the virtual image display surface 190 over time. It can be a virtual image of a viewpoint guiding object (circular figure in the examples of FIGS. 3B and 3C) as a viewpoint guiding image that changes with time.

図3(B)の例では、視点誘導オブジェクト(円形の図形)の虚像300(I)が点滅しており、言い換えれば、輝度が経時的に変化しており、これによって、使用者Uの注意を引きやすい態様となっている。したがって、使用者Uは、視点移動(視線移動)を補助する第2の虚像(視点誘導画像(視点誘導オブジェクト)の虚像)300(I)に焦点を合わせることで、本来の表示画像の虚像である第1の虚像203(I)について迅速にピントを合わせることができる。   In the example of FIG. 3B, the virtual image 300 (I) of the viewpoint guidance object (circular figure) is blinking, in other words, the luminance changes with time, and thus the user U's attention. It becomes the mode which is easy to pull. Therefore, the user U focuses on the second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image (viewpoint guidance object)) 300 (I) that assists the viewpoint movement (line-of-sight movement), so that it is a virtual image of the original display image. A certain first virtual image 203 (I) can be quickly focused.

従って、使用者Uが、第1の虚像203(I)よりも遠方を見た後、手前の第1の虚像203(I)に視点(視線)を移動させた場合でも、視点を合わせやすくなり、使用者Uの負担を軽減することができる。言い換えれば、色彩や輝度が経時的に変化する、視認しやすい静止画像の虚像を用いて、使用者の視点(視線)を、短時間で効率的に誘導することができることから、使用者Uは、自身の眼1L、1Rを、第1の虚像203(I)にピントの合った状態へと迅速に移行させることができる。   Therefore, even when the user U moves the viewpoint (line of sight) to the first virtual image 203 (I) in front of the user after looking farther than the first virtual image 203 (I), the viewpoint can be easily adjusted. The burden on the user U can be reduced. In other words, the user U can efficiently guide the user's viewpoint (line of sight) in a short time using a virtual image of a still image that is easy to view and whose color and brightness change over time. The eyes 1L and 1R can be quickly shifted to a state in which the first virtual image 203 (I) is in focus.

次に、図3(C)を参照する。図3(C)の例では、視点誘導画像である視点誘導オブジェクトとして、位置の移動を伴うオブジェクト(言い換えれば、動画像)の虚像303(I)を用いている。   Next, reference is made to FIG. In the example of FIG. 3C, a virtual image 303 (I) of an object (in other words, a moving image) that accompanies the movement of position is used as a viewpoint guiding object that is a viewpoint guiding image.

この場合、使用者Uの視点は、虚像表示面190上におけるオブジェクトの動きに沿って、短時間で効率的に誘導される。よって、使用者Uは、自身の眼1L、1Rを、第1の虚像203(I)にピントの合った状態へと迅速に移行させることができる。   In this case, the viewpoint of the user U is efficiently guided in a short time along the movement of the object on the virtual image display surface 190. Therefore, the user U can quickly shift his / her eyes 1L and 1R to a state in which the first virtual image 203 (I) is in focus.

ここで、図3(C)の例における、視点誘導オブジェクトの虚像303(I)の動きに着目する。図3(C)において、双方向の矢印が付いた部分円弧(円の一部であり、円には楕円も含み、また「曲線」という意味で広義に解釈する)が描かれているが、この部分円弧が、視点誘導オブジェクトの動きを示している。視点誘導オブジェクトは、例えば、時計の振り子のように、左から右へと移動した(振れた)後に中央に戻る、といった動きをする。   Here, attention is focused on the movement of the virtual image 303 (I) of the viewpoint guiding object in the example of FIG. In FIG. 3C, a partial arc with a bidirectional arrow (which is a part of a circle, the circle includes an ellipse, and is interpreted broadly in the sense of a “curve”) is depicted. This partial arc indicates the movement of the viewpoint guiding object. The viewpoint guiding object moves, for example, like a pendulum of a clock, such as moving from left to right (waving) and then returning to the center.

言い換えれば、使用者Uの前方方向を第1の方向(Y方向)とし、第1の方向に直交し、かつ使用者Uの左右の各眼1L、1Rを結ぶ線分に沿う方向である左右方向を第2の方向(X方向)とし、第1、第2の方向の各々に直交する方向である、鉛直線に沿う上下方向を第3の方向(Z方向)とする場合に、制御部150が、第2の虚像303(I)を、虚像表示面190上において、第2方向(左右方向であるX方向)における位置、及び第3方向(上下方向であるZ方向)における位置が共に変化するように、第2の方向において線対称である円弧の一部(上記の部分円弧)に沿って移動させるものである。   In other words, the front direction of the user U is the first direction (Y direction), the right and left directions are perpendicular to the first direction and are along the line segment connecting the left and right eyes 1L and 1R of the user U. When the direction is the second direction (X direction) and the vertical direction along the vertical line, which is the direction orthogonal to each of the first and second directions, is the third direction (Z direction), the control unit 150, the position of the second virtual image 303 (I) on the virtual image display surface 190 in the second direction (X direction which is the left-right direction) and in the third direction (Z direction which is the vertical direction) are both In order to change, it is moved along a part of the arc that is line-symmetric in the second direction (the above-mentioned partial arc).

これによって、左右方向、及び上下方向の双方に視点を移動させることで、使用者Uの左眼1L、1Rの各々の水晶体の厚さを調節する毛様体筋を、各方向にバランスよく、効率的にほぐしつつ、迅速な視点誘導が可能となる。   Thereby, the ciliary muscle that adjusts the thickness of each lens of the left eye 1L, 1R of the user U by moving the viewpoint in both the left-right direction and the up-down direction is balanced in each direction, It is possible to guide the viewpoint quickly while relaxing efficiently.

また、上述のとおり、使用者Uが、例えば疲労等によって虚像を見づらい状況となっているときに、操作部20の視点誘導操作部22を操作して、視点移動を補助する第2の虚像(視点誘導画像あるいは視点誘導オブジェクトの虚像)を虚像表示面190上に表示させることができ、これによって、使用者Uは、必要なときのみ、視点誘導画像による視点誘導を受けることができ、利便性が向上する。   In addition, as described above, when the user U is in a situation where it is difficult to see a virtual image due to, for example, fatigue or the like, the second virtual image that assists the viewpoint movement by operating the viewpoint guiding operation unit 22 of the operation unit 20 (see FIG. (A virtual image of a viewpoint guidance image or a viewpoint guidance object) can be displayed on the virtual image display surface 190, and thus the user U can receive a viewpoint guidance by the viewpoint guidance image only when necessary. Will improve.

また、HMD装置10に、視点誘導画像の虚像を自動的に表示させるモード(視点誘導画像の自動表示モード)が設定されている場合においては、HMD装置10に備わる、使用者Uの視点位置を検出する視点検出部(図4における符号154)によって、使用者Uの視点が、使用者Uの眼からの距離が第1の距離である実景から、第1の距離よりも短い第2の距離である第1の虚像203(I)へと移動したことが検出された場合に、制御部150は、画像生成部40に、第2の虚像300(I)、303(I)を表示するための画像(第2の画像)を、液晶表示装置(LCD)55の表示面57(図3(A)参照)に表示させることができる。   Further, when a mode for automatically displaying a virtual image of the viewpoint guidance image is set on the HMD device 10 (automatic display mode of the viewpoint guidance image), the viewpoint position of the user U provided in the HMD device 10 is set. By the viewpoint detection unit (reference numeral 154 in FIG. 4) to detect, the viewpoint of the user U is a second distance shorter than the first distance from the actual scene whose distance from the user U's eyes is the first distance. The controller 150 displays the second virtual images 300 (I) and 303 (I) on the image generator 40 when it is detected that the first virtual image 203 (I) is moved. (Second image) can be displayed on the display surface 57 (see FIG. 3A) of the liquid crystal display device (LCD) 55.

この場合、使用者Uが、第1の虚像203(I)よりも遠方の実景を見た後、手前の第1の虚像203(I)に視点(視線)を移動させたことを視点検出部(図4の符号154)が検出して、視点移動を補助する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)300(I)、303(I)を、虚像表示面190上に自動的に表示させることができ、よって、使用者Uの利便性が向上し、また、使用者Uの操作部20を操作する手間を省くことができる。   In this case, the viewpoint detection unit indicates that the user U has moved the viewpoint (line of sight) to the first virtual image 203 (I) in the foreground after viewing the real scene farther than the first virtual image 203 (I). (Reference numeral 154 in FIG. 4) detects and automatically displays the second virtual images (virtual images of the viewpoint guidance images) 300 (I) and 303 (I) for assisting the viewpoint movement on the virtual image display surface 190. Therefore, the convenience of the user U is improved, and the trouble of operating the operation unit 20 of the user U can be saved.

次に、図4を参照する。図4は、図1(A)の眼鏡型のHMD装置の、システム構成の一例を示す図である。図1(B)で示した操作部22、制御部150及び図3(A)で示した記憶部110は、制御装置30に含まれている。   Reference is now made to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a system configuration of the eyeglass-type HMD device in FIG. The control unit 30 includes the operation unit 22 and the control unit 150 illustrated in FIG. 1B and the storage unit 110 illustrated in FIG.

制御装置30は、その他に、各種センサ120と、通信部(有線通信部132と、無線通信部134と、音声通信部136とを含む)130と、GPS部140と、を有している。   In addition, the control device 30 includes various sensors 120, a communication unit (including a wired communication unit 132, a wireless communication unit 134, and a voice communication unit 136) 130, and a GPS unit 140.

また、制御部150は、画像処理部151と、表示制御部152と、実景解析部153と、視点検出部154と、車両等の状態情報取得部155と、位置情報取得部156と、撮像制御部157と、音声処理部158と、を有する。   The control unit 150 includes an image processing unit 151, a display control unit 152, a real scene analysis unit 153, a viewpoint detection unit 154, a state information acquisition unit 155 such as a vehicle, a position information acquisition unit 156, and an imaging control. A unit 157 and an audio processing unit 158.

また、表示機構500は、右画像出力部SR(画像生成部40R及び画像表示部50Rを備える)と、左画像出力部SL(画像生成部40L及び画像表示部50Lを備える)と、右眼用(右側)の投射透視光学部70Rと、左眼用(左側)の投射透視光学部70Lとを有している。表示機構500は、使用者Uの左眼1L、右眼1Rの各々に対応した画像を、個別に生成して各眼に投射(投影)することができる。また、表示機構500は、必要に応じて、視差画像(立体的な虚像を形成する場合に必要となる)を生成することもできる。   The display mechanism 500 includes a right image output unit SR (including an image generation unit 40R and an image display unit 50R), a left image output unit SL (including an image generation unit 40L and an image display unit 50L), and a right-eye display unit. (Right side) projection fluoroscopic optical unit 70R and left eye (left side) projection fluoroscopic optical unit 70L. The display mechanism 500 can individually generate an image corresponding to each of the left eye 1L and the right eye 1R of the user U and project (project) it on each eye. Further, the display mechanism 500 can generate a parallax image (necessary when forming a three-dimensional virtual image) as necessary.

また、撮像制御部157によって撮像動作が制御されるカメラとして、右眼用(右側)の瞳撮像カメラ(内側カメラ)80Rと、左眼用(左側)の瞳撮像カメラ(内側カメラ)80Lと、右眼用(右側)の実景撮像カメラ(外側カメラ)90Rと、左眼用(左側)の実景撮像カメラ(外側カメラ)90Lと、が設けられている。   Further, as cameras whose imaging operation is controlled by the imaging control unit 157, a right-eye (right-side) pupil imaging camera (inner camera) 80R, a left-eye (left-side) pupil imaging camera (inner camera) 80L, A right-eye (right side) actual scene imaging camera (outer camera) 90R and a left-eye (left side) actual scene imaging camera (outer camera) 90L are provided.

また、図4における瞳撮像カメラ80L、80Rと、制御部150に備わる視点検出部154は、例えば、視点誘導画像を自動的に表示するモード(視点誘導画像の自動表示モード)が選択されているときに動作し、検出された情報に基づいて、制御部150内の画像処理部151及び表示制御部152等が動作して、視点誘導画像の表示がなされる。   In addition, the pupil imaging cameras 80L and 80R in FIG. 4 and the viewpoint detection unit 154 included in the control unit 150, for example, select a mode for automatically displaying a viewpoint guidance image (viewpoint guidance image automatic display mode). Based on the detected information, the image processing unit 151 and the display control unit 152 in the control unit 150 are operated to display the viewpoint guidance image.

次に、図5を参照する。図5(A)乃至(C)は各々、図1(A)の眼鏡型のHMD装置を、車両を運転する運転者(使用者)の走行補助用に使用する場合の、実景に重ね合わされる虚像の例を示す図である。図5(A)〜(C)の各々に示されるように、車両600にはハンドル170があり、ここでは、ハンドル170の内側に、操作部20(視点誘導操作部22を備える)が設けられている。先に示した図1(A)の例では、HMD装置10自体に操作部20が設けられていたが、ここでは、車両600内のハンドル170の一部に操作部20を設けている。   Reference is now made to FIG. 5A to 5C are superimposed on the actual scene when the glasses-type HMD device of FIG. 1A is used for driving assistance of a driver (user) driving the vehicle. It is a figure which shows the example of a virtual image. As shown in each of FIGS. 5A to 5C, the vehicle 600 includes a handle 170, and here, the operation unit 20 (including the viewpoint guidance operation unit 22) is provided inside the handle 170. ing. In the example of FIG. 1A described above, the operation unit 20 is provided in the HMD device 10 itself, but here, the operation unit 20 is provided in a part of the handle 170 in the vehicle 600.

ここでは、使用者Uが、操作部20(視点誘導操作部22)を操作すると、その操作によって生じる制御信号等が、無線通信によって、HMD装置10に送信される。HMD装置10は、図4で示したように無線通信部134を備えており、よって、送られてきた制御信号等を受信でき、これによって、制御部150が、画像生成部40R、40Lに視点誘導画像を表示させる。   Here, when the user U operates the operation unit 20 (viewpoint guidance operation unit 22), a control signal or the like generated by the operation is transmitted to the HMD device 10 by wireless communication. The HMD device 10 includes the wireless communication unit 134 as illustrated in FIG. 4, and thus can receive the transmitted control signal and the like, whereby the control unit 150 views the image generation units 40R and 40L. Display a guidance image.

図5(A)の例では、第1の虚像201(I)として、車速及びエンジンの回転数を示す「60km/h、2000rpm」という表示がなされており、その表示の下側(かつ近傍)に、図3(C)で示した、移動を伴う視点誘導画像(視点誘導オブジェクト)の虚像303(I)が表示されている。   In the example of FIG. 5A, the display of “60 km / h, 2000 rpm” indicating the vehicle speed and the engine speed is displayed as the first virtual image 201 (I), and the lower side (and vicinity) of the display. In addition, a virtual image 303 (I) of the viewpoint guidance image (viewpoint guidance object) accompanied by the movement shown in FIG. 3C is displayed.

図5(B)の例では、図3(C)で示した第1の虚像203(I)、第2の虚像(視点誘導画像の虚像)303(I)が表示されており、さらに、他の第2の虚像205(I)としての、右前方にパーキングエリアがあることを示す「P」の表示がなされている。   In the example of FIG. 5B, the first virtual image 203 (I) and the second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) 303 (I) shown in FIG. 3C are displayed. As the second virtual image 205 (I), “P” indicating that there is a parking area on the right front is displayed.

図5(C)の例では、第1の虚像207(I)として、「燃料減少 給油して下さい」という警告表示がなされており、その上側(かつ近傍)に、図3(B)で示した点滅する第2の虚像(視点誘導画像の虚像)300(I)が表示されている。   In the example of FIG. 5 (C), a warning message “please refuel” is displayed as the first virtual image 207 (I). A blinking second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) 300 (I) is displayed.

なお、表示された第2の虚像303(I)、300(I)は、例えば、所定時間が経過すると、自動的に表示されなくなるようにしてもよい。この場合は、使用者Uが表示を消す操作等が不要となる(但し、これに限定されるものではない)。   Note that the displayed second virtual images 303 (I) and 300 (I) may not be automatically displayed when a predetermined time elapses, for example. In this case, an operation for the user U to turn off the display becomes unnecessary (however, the present invention is not limited to this).

次に、図6を参照する。図6は、表示装置(図3(A)に示される液晶表示装置55の表示面57)に視点誘導画像(第2の画像)を表示する手順の一例を示すフローチャートである。   Reference is now made to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure for displaying the viewpoint guidance image (second image) on the display device (display surface 57 of the liquid crystal display device 55 shown in FIG. 3A).

制御部150は、使用者Uによって、視点誘導画像を表示する操作(操作部20に備わる視点誘導操作部22の操作)がなされたか否かを判定し(ステップS10)、Yの場合は、画像生成部40(40R、40L)を制御して、表示装置である液晶表示装置55の表示面57に、視点誘導画像(第2の画像)を表示させる(ステップS20)。これによって、先に説明した、第2の虚像(視点誘導画像の虚像)300(I)等が、虚像表示面190上に表示される。   The control unit 150 determines whether or not the user U has performed an operation for displaying the viewpoint guidance image (operation of the viewpoint guidance operation unit 22 provided in the operation unit 20) (step S10). The generation unit 40 (40R, 40L) is controlled to display the viewpoint guidance image (second image) on the display surface 57 of the liquid crystal display device 55, which is a display device (step S20). As a result, the second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) 300 (I) and the like described above are displayed on the virtual image display surface 190.

ステップS10において、Nの場合は、制御部150は、次に、視点誘導画像の自動表示モードが設定されているか否かを判定し(ステップS30)、Nの場合はステップS10に戻り、Yの場合は、遠方から虚像表示への視点の移動があったか否かを判定する(ステップS40)。ステップS40において、Yの場合は、ステップS20に移行し、Nの場合は、ステップS50に移行する。   In step S10, in the case of N, the control unit 150 determines whether or not the viewpoint guide image automatic display mode is set (step S30). In the case of N, the control unit 150 returns to step S10. In the case, it is determined whether or not the viewpoint has been moved from a distance to the virtual image display (step S40). In step S40, if Y, the process proceeds to step S20. If N, the process proceeds to step S50.

ステップS50は、オプション的な判断ステップであるが、ここでは、例えば、使用者Uの生体情報(脈拍数、心拍数、脳波等を含む)に基づいて、制御部150が、使用者Uが、虚像表示を見ることによる負担を感じているか否かを推測する。ステップS50において、Yの場合はステップS20に移行し、Nの場合はステップS10に戻る。   Step S50 is an optional determination step. Here, for example, based on the biological information of the user U (including the pulse rate, heart rate, brain wave, etc.), the control unit 150 determines that the user U Estimate whether or not the burden of viewing the virtual image display is felt. In step S50, if Y, the process proceeds to step S20. If N, the process returns to step S10.

図6のフローチャートの場合、視点誘導画像の自動表示モードが設定されている場合には、ステップS40、S50のいずれかにおいてYである場合に、視点誘導画像の表示がなされる。   In the case of the flowchart of FIG. 6, when the automatic display mode of the viewpoint guidance image is set, the viewpoint guidance image is displayed when Y is set in any of steps S40 and S50.

次に、図7を参照する。図7は、表示装置に視点誘導画像を表示する手順の他の例を示すフローチャートである。制御部150は、使用者Uによって、視点誘導画像を表示する操作(操作部20に備わる視点誘導操作部22の操作)がなされたか否かを判定し(ステップS60)、Yの場合は、画像生成部40(40R、40L)を制御して、表示装置である液晶表示装置55の表示面57に、視点誘導画像(第2の画像)を表示させる(ステップS100)。これによって、先に説明した、第2の虚像(視点誘導画像の虚像)300(I)等が、虚像表示面190上に表示される。   Reference is now made to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the procedure for displaying the viewpoint guidance image on the display device. The control unit 150 determines whether or not the user U has performed an operation for displaying the viewpoint guidance image (operation of the viewpoint guidance operation unit 22 included in the operation unit 20) (step S60). The generation unit 40 (40R, 40L) is controlled to display the viewpoint guidance image (second image) on the display surface 57 of the liquid crystal display device 55, which is a display device (step S100). As a result, the second virtual image (virtual image of the viewpoint guidance image) 300 (I) and the like described above are displayed on the virtual image display surface 190.

ステップS60において、Nの場合は、制御部150は、次に、視点誘導画像の自動表示モードが設定されているか否かを判定し(ステップS70)、Nの場合はステップS60に戻り、Yの場合は、遠方から虚像表示への視点の移動があったか否かを判定する(ステップS80)。ステップS80において、Nの場合は、ステップS60に戻り、Yの場合は、ステップS90に移行する。   In step S60, in the case of N, the control unit 150 determines whether or not the viewpoint guide image automatic display mode is set (step S70). In the case of N, the control unit 150 returns to step S60. In the case, it is determined whether or not the viewpoint has been moved from a distance to the virtual image display (step S80). In step S80, if N, the process returns to step S60, and if Y, the process proceeds to step S90.

ステップS90は、オプション的な判断ステップであるが、ここでは、例えば、使用者Uの生体情報(脈拍数、心拍数、脳波等を含む)に基づいて、制御部150が、使用者Uが、虚像表示を見ることによる負担を感じているか否かを推測する。ステップS90において、Yの場合はステップS100に移行し、Nの場合はステップS60に戻る。   Step S90 is an optional determination step. Here, for example, based on the biological information of the user U (including the pulse rate, heart rate, brain wave, etc.), the control unit 150 determines that the user U Estimate whether or not the burden of viewing the virtual image display is felt. In step S90, if Y, the process proceeds to step S100, and if N, the process returns to step S60.

図7のフローチャートの場合、視点誘導画像の自動表示モードが設定されている場合には、ステップS80、S90で、共にYである場合において、視点誘導画像の表示がなされる。図6、図7の制御手順は一例であり、視点誘導画像を表示するための条件等は、適宜、変更が可能である。   In the case of the flowchart of FIG. 7, if the automatic display mode of the viewpoint guidance image is set, the viewpoint guidance image is displayed when both are Y in steps S80 and S90. The control procedures in FIGS. 6 and 7 are examples, and the conditions for displaying the viewpoint guidance image can be changed as appropriate.

以上説明した実施形態にかかる表示装置を、図1(A)、(B)に示したようなヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置に適用した場合、使用者Uに、実景と重ねて虚像を視認させることが可能であり、かつ、視点誘導機能を備える、新規かつ有用な光学透過型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)装置を実現することができる。   When the display device according to the embodiment described above is applied to a head mounted display (HMD) device as shown in FIGS. 1A and 1B, the user U is made to visually recognize a virtual image superimposed on a real scene. It is possible to realize a new and useful optical transmission type head mounted display (HMD) device that is capable of providing a viewpoint guiding function.

なお、本願発明者らは、鋭意検討した結果、視点誘導画像の表示を行う際の有効性について以下の様な認識を得た。
(1)視点誘導画像の表示は、自動で表示されるよりも、使用者Uの操作に対応して行う方が視点誘導しやすい。
(2)視点誘導画像は、静止画像であるよりも動画像である方が視点誘導しやすい。
(3)視点誘導画像は、線画像であるよりも塗りつぶされた画像である方が視点誘導しやすい。
(4)視点誘導画像の虚像は、本来の表示画像の虚像に近い位置に表示されるほど本来の表示画像の虚像への視点誘導がしやすい。
以上によれば、本来の表示画像の虚像の付近で、塗りつぶされた視点誘導画像の虚像が使用者の操作に応じて位置が動く方法が最も高い視点誘導効果が得られる。
In addition, as a result of intensive studies, the inventors of the present application have obtained the following recognition regarding the effectiveness in displaying a viewpoint induced image.
(1) The viewpoint guidance image is displayed more easily in response to the operation of the user U than when it is automatically displayed.
(2) The viewpoint guiding image is easier to guide the viewpoint when it is a moving image than when it is a still image.
(3) The viewpoint guidance image is easier to guide the viewpoint if it is a filled image than the line image.
(4) As the virtual image of the viewpoint induced image is displayed at a position closer to the virtual image of the original display image, the viewpoint is more easily guided to the virtual image of the original display image.
According to the above, the highest viewpoint guidance effect can be obtained by the method in which the position of the filled virtual image of the viewpoint guidance image moves according to the user's operation in the vicinity of the virtual image of the original display image.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。例えば、図2の例において、使用者Uの両眼の位置から虚像表示面190までの距離はL1と記載されているが、この距離は固定ではなく、適宜、可変することが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. For example, in the example of FIG. 2, the distance from the position of both eyes of the user U to the virtual image display surface 190 is described as L1, but this distance is not fixed and can be appropriately changed.

例えば、運行中の警告情報は、距離L0(L0<L1)の虚像表示面上に表示し、使用者の心拍数情報やエンジン回転数情報等(使用者や車両の状態を示す情報)は、距離L1の虚像表示面に表示し、店舗情報や経路情報(風景に重畳される通常のAR情報)は、距離L3(L3>L1)に表示する、というように、表示する情報の性質や重要度(優先度)に応じて、適宜、虚像表示面までの距離を変えることができる。   For example, warning information during operation is displayed on a virtual image display surface at a distance L0 (L0 <L1), and the user's heart rate information, engine speed information, etc. (information indicating the state of the user or the vehicle) The nature and importance of the information to be displayed such that the store information and the route information (normal AR information superimposed on the landscape) are displayed at the distance L3 (L3> L1). The distance to the virtual image display surface can be appropriately changed according to the degree (priority).

この場合、使用者Uには、各種の情報をより適切に把握できるという利点があるが、一方、使用者Uの両眼の負担は増大する。よって、本発明の適用が有効となる。本発明を適用する場合は、虚像表示面までの距離が切り換わった場合には、視点誘導画像の虚像も、切り換わった後の虚像表示面上に表示する。視点誘導画像の虚像は、上記の各種の情報(本来、表示するべき情報)の近傍において表示するのが好ましい。   In this case, the user U has an advantage that various kinds of information can be grasped more appropriately, but the burden on both eyes of the user U increases. Therefore, application of the present invention is effective. When the present invention is applied, when the distance to the virtual image display surface is switched, the virtual image of the viewpoint guidance image is also displayed on the virtual image display surface after the switching. The virtual image of the viewpoint guidance image is preferably displayed in the vicinity of the various types of information (information that should be displayed originally).

また、上記の実施形態では、本発明に係るHMD装置10の用途として、主として車両の運転補助を想定して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、HMD装置10は、野外で行われる宝探しゲーム等の進行補助にも利用することができる。例えば、HMD装置10を装着した使用者Uが、所定の地点に到着すると、宝の場所を暗示するヒントが表示される、というような場合、使用者Uは、実景空間と虚像空間とを繰り返し見ることになり、眼の負担が大きくなることから、本発明の適用が効果的となる。   In the above embodiment, the application of the HMD device 10 according to the present invention has been described mainly assuming vehicle driving assistance, but is not limited thereto. For example, the HMD device 10 can be used for assisting the progress of a treasure hunt game or the like that is performed outdoors. For example, when the user U wearing the HMD device 10 arrives at a predetermined point, a hint suggesting a treasure place is displayed. The user U repeats the real scene space and the virtual image space. Since it will be seen and the burden on the eye becomes large, the application of the present invention is effective.

また、本発明のHMD装置10は、使用者Uが、屋外を散歩しながら、手軽に読書を楽しむ、といった用途にも使用可能である。この場合は、本来、表示するべき情報は、活字情報となる。使用者Uが、投射透視光学部を介して実景を透視して散策しつつ、虚像としての活字を適宜、読み進める、という場合、使用者Uは、実景空間と虚像空間とを繰り返し見ることになり、眼の負担が大きくなることから、本発明の適用が効果的となる。このように、本発明のHMD装置は、種々の用途に使用可能である。   The HMD device 10 of the present invention can also be used for a user U to enjoy reading while walking outdoors. In this case, the information that should be displayed is type information. In the case where the user U reads through the real scene through the projection fluoroscopic optical unit and appropriately reads the type as a virtual image, the user U repeatedly sees the real scene space and the virtual image space. Thus, since the burden on the eyes is increased, the application of the present invention is effective. Thus, the HMD device of the present invention can be used for various applications.

また、前述の実施形態(例えば、図3(B)、(C)では、視点誘導画像(あるいは視点誘導画像の虚像)と、本来の表示画像(あるいは、本来の表示画像の虚像)とは、別のものとして描かれているが、必ず両者が別体である、というわけではない。例えば、本来の表示画像(第1の画像、図3(B)の符号203(I)の元画像)が、本来の表示画像とは区別され得る、視点誘導に適した形態に変化し、その変化した後の画像が使用者Uの視点誘導に用いられる場合には、その「本来の表示画像が、本来の表示画像とは区別される態様で変化した後の画像」は、もはや、元の「本来の表示画像」ではなく、「視点誘導画像」であるとみなし得る。例えば、本来の表示画像が、通常の表示ではあり得ない色彩に変化したり、通常とは異なる点滅パターンで点滅したりする場合、それは視点誘導効果を狙ったものであり、その画像は「視点誘導画像」として取り扱うことができる。   Further, in the above-described embodiments (for example, in FIGS. 3B and 3C), the viewpoint induced image (or the virtual image of the viewpoint induced image) and the original display image (or the virtual image of the original display image) are: Although they are drawn as separate images, they are not necessarily separate, for example, the original display image (first image, original image 203 (I) in FIG. 3B) However, when the image is changed to a form suitable for viewpoint guidance that can be distinguished from the original display image, and the image after the change is used for the viewpoint guidance of the user U, the “original display image is The “image after changing in a manner different from the original display image” can no longer be regarded as the “viewpoint induced image”, but the original “original display image.” For example, the original display image is , Change to a color that cannot be displayed normally, or different from normal If or blinking blinking pattern, which are those aimed at the viewpoint induction effect, the image can be treated as "viewpoint induced image".

また、例えば、図1(B)、図3(A)、図4に示される、記憶部110、画像処理部151、画像出力部Sを含む構成は、身に着けることが可能なコンピュータ(ウエアラブルコンピュータ)装置としてのHMD装置を、ソフトプログラムによって動作させることで、ソフトウエア的に実現することもできる。この場合、そのソフトウエアは、「コンピュータを、第1の虚像を表示するための第1の画像と、使用者の、前記第1の虚像への視点移動を補助する第2の虚像を表示するための、視点誘導画像としての第2の画像と、を生成する画像生成部と、生成された前記第1、第2の画像を表示すると共に、前記第1、第2の画像の表示光を出力する画像表示部と、前記使用者の眼前に配置され、前記使用者の眼に前記第1、第2の画像の表示光を投射する第1部分と、前記使用者に実景を透視させる第2部分と、を含む投射透視光学部と、前記画像生成部を制御する制御部と、して動作させる、第2の虚像を表示させる機能を有するプログラム」ということができる。このソフトプログラムを用いることで、例えば、汎用的な光学透過型のHMD装置に、容易に視点誘導画像の虚像の表示機能を付与することが可能となる。   In addition, for example, the configuration including the storage unit 110, the image processing unit 151, and the image output unit S shown in FIGS. 1B, 3A, and 4 is a wearable computer (wearable). The HMD device as a computer device can be realized by software by operating it with a software program. In this case, the software displays “a computer displays a first image for displaying the first virtual image and a second virtual image that assists the user to move the viewpoint to the first virtual image. An image generation unit that generates a second image as a viewpoint guidance image, and the generated first and second images, and display light of the first and second images. An image display unit for outputting; a first portion that is disposed in front of the user's eyes and that projects display light of the first and second images to the user's eyes; and a first part that allows the user to see through the actual scene. It can be referred to as a program having a function of displaying a second virtual image that is operated as a projection fluoroscopic optical unit including two parts and a control unit that controls the image generation unit. By using this software program, for example, it is possible to easily give a virtual image display function of a viewpoint guidance image to a general-purpose optical transmission type HMD device.

また、使用者が操作する操作部として、音声による操作が可能な操作部を用いてもよい。例えば、使用者が、「視点誘導画像オン」と発話すると、スイッチがオンされて視点誘導画像の虚像が表示される、という態様であってもよい。   An operation unit that can be operated by voice may be used as the operation unit operated by the user. For example, when the user speaks “viewpoint guidance image on”, the switch may be turned on to display a virtual image of the viewpoint guidance image.

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。   The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and those skilled in the art will be able to easily modify the above-described exemplary embodiments to the extent included in the claims. .

1(1R、1L)・・・使用者の眼(視点)、3(3R、3L)・・・表示光、5・・・使用者の耳、10・・・HMD装置、20・・・操作部、22・・・視点誘導操作部、30・・・制御装置、40(40R、40L)・・・画像生成部、43・・・視点誘導画像生成部、50(50R、50L)・・・画像表示部、51・・・LCD駆動部、53・・・バックライト、55・・・液晶表示装置(LCD)、60(60R、60L)・・・導光部、62・・・レンズ、64(64a、64b)・・・導光板、65・・・ハーフミラー(投射光学系)、70・・・投射透視光学部、71,72・・・投射透視光学部の第1、第2の部分、73(73R、73L)・・・ハーフミラーと投射透視光学部とを含む接眼光学部、75(75R、75L)・・・HMD装置の枠部(前方部分、テンプル(つる)部分を含む)、80(80R、80L)・・・瞳撮像カメラ(内側カメラ)、90・・・実景撮像カメラ(外側カメラ)、110・・・記憶部、112・・・虚像表示用画像データ、114・・・視点誘導画像データ、150・・・制御部、190・・・虚像表示面、200(I)、203(I)・・・本来、表示するべき情報(ARコンテンツ)の虚像、300(I)、303(I)・・・視点誘導画像の虚像、U・・・使用者(ユーザ)、β・・・輻輳角、θL、θR・・・視線方向角。   1 (1R, 1L) ... user's eyes (viewpoint), 3 (3R, 3L) ... display light, 5 ... user's ear, 10 ... HMD device, 20 ... operation , 22 ... viewpoint guidance operation unit, 30 ... control device, 40 (40R, 40L) ... image generation unit, 43 ... viewpoint guidance image generation unit, 50 (50R, 50L) ... Image display unit 51 ... LCD drive unit 53 ... Backlight 55 ... Liquid crystal display device (LCD) 60 (60R, 60L) ... Light guide unit 62 ... Lens 64 (64a, 64b) ... light guide plate, 65 ... half mirror (projection optical system), 70 ... projection see-through optical part, 71, 72 ... first and second parts of the projection see-through optical part 73 (73R, 73L) ... eyepiece optical unit including a half mirror and a projection fluoroscopic optical unit, 75 (75R, 7 L): Frame part of HMD device (including front part and temple (vine) part), 80 (80R, 80L) ... Pupil imaging camera (inner camera), 90 ... Real scene imaging camera (outer camera) , 110... Storage unit, 112... Virtual image display image data, 114... Viewpoint guidance image data, 150... Control unit, 190... Virtual image display surface, 200 (I), 203 ( I) ... virtual image of information (AR content) to be displayed, 300 (I), 303 (I) ... virtual image of viewpoint guidance image, U ... user (user), β ... Angle of convergence, θL, θR: Gaze direction angle.

Claims (5)

第1の虚像を表示するための第1の画像と、使用者の、前記第1の虚像への視点移動を補助する第2の虚像を表示するための、視点誘導画像としての第2の画像と、を生成する画像生成部と、
生成された前記第1、第2の画像を表示すると共に、前記第1、第2の画像の表示光を出力する画像表示部と、
前記使用者の眼前に配置され、前記使用者の眼に前記第1、第2の画像の表示光を投射する第1部分と、前記使用者に実景を透視させる第2部分と、を含む投射透視光学部と、
前記画像生成部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
The first image for displaying the first virtual image and the second image as the viewpoint guidance image for displaying the second virtual image for assisting the user to move the viewpoint to the first virtual image And an image generation unit for generating
An image display unit that displays the generated first and second images and outputs display light of the first and second images;
A projection that is disposed in front of the user's eyes and includes a first portion that projects display light of the first and second images onto the user's eyes and a second portion that allows the user to see through the actual scene. Fluoroscopic optics,
A control unit for controlling the image generation unit;
A head-mounted display device comprising:
前記制御部に制御信号を入力する、前記使用者が操作可能な操作部を
更に備え、
前記制御部は、前記使用者が前記操作部を操作することによる第1の入力があった場合に、前記画像生成部に、前記第2の画像を生成させることを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
An operation unit that inputs a control signal to the control unit and that can be operated by the user is further provided.
The said control part makes the said image generation part produce | generate the said 2nd image, when there exists the 1st input by the said user operating the said operation part. The head mounted display device described.
前記使用者の視点位置を検出する視点検出部を
更に備え、
前記制御部は、前記視点検出部によって、前記使用者の視点が、前記使用者の眼からの距離が第1の距離である実景から、前記第1の距離よりも短い第2の距離である前記第1の虚像へと移動したことが検出された場合に、前記画像生成部に、前記第2の画像を生成させることを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
A viewpoint detection unit for detecting the viewpoint position of the user;
The control unit is configured such that the viewpoint of the user is a second distance shorter than the first distance from the actual scene where the distance from the user's eyes is the first distance by the viewpoint detection unit. 2. The head mounted display device according to claim 1, wherein when the movement to the first virtual image is detected, the image generation unit generates the second image. 3.
前記第2の虚像は、前記第1の虚像の虚像表示面上において、前記第1の虚像の近傍に表示され、かつ、
前記第2の虚像は、色彩、輝度及び前記虚像表示面上における位置の少なくとも1つが経時的に変化する、前記視点誘導画像としての視点誘導オブジェクトの虚像であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
The second virtual image is displayed in the vicinity of the first virtual image on the virtual image display surface of the first virtual image, and
The second virtual image is a virtual image of a viewpoint guiding object as the viewpoint guiding image in which at least one of color, luminance, and position on the virtual image display surface changes with time. 4. The head mounted display device according to any one of 3 above.
前記視点誘導オブジェクトが、前記虚像表示面上における位置が変化するものである場合において、
前記使用者の前方方向を第1の方向とし、前記第1の方向に直交し、かつ前記使用者の左右の各眼を結ぶ線分に沿う方向である左右方向を第2の方向とし、前記第1、第2の方向の各々に直交する方向である、鉛直線に沿う上下方向を第3の方向とする場合に、
前記制御部は、前記第2の虚像を、前記虚像表示面上において、前記第2方向における位置、及び前記第3方向における位置が共に変化するように、前記第2の方向において線対称である円弧の一部に沿って移動させることを特徴とする請求項4に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
In the case where the position of the viewpoint guiding object changes on the virtual image display surface,
The front direction of the user is the first direction, the left-right direction that is orthogonal to the first direction and is along the line segment connecting the left and right eyes of the user is the second direction, When the vertical direction along the vertical line that is orthogonal to each of the first and second directions is the third direction,
The control unit is symmetrical with respect to the second virtual image so that the position in the second direction and the position in the third direction are both changed on the virtual image display surface. The head mounted display device according to claim 4, wherein the head mounted display device is moved along a part of an arc.
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