JP2022108012A - Head-mounted device - Google Patents

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大樹 犬飼
Daiki Inukai
高澄 山田
Takasumi Yamada
慶人 青島
Keito Aoshima
岳 福嶋
Gaku Fukushima
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Abstract

To provide a head-mounted device which can increase visual information provided to a user for a peripheral visual field outside an effective visual field.SOLUTION: In a head-mounted device 10 according to an embodiment, since a front right image is displayed on a right side region of a front display among images captured by wide-angle cameras 22, 26 of a front camera 20 on a sight line of front view and a front left image is displayed on a left side region of the front display, a user M can view the front right image and the front left image within a range equivalent to the visual field of both eyes via the front camera 20, also, since a right side image and a left side image captured by fisheye cameras 32, 36 of a lateral camera 30 in a lateral visual field of both eyes are displayed on a right side display 51 of the right eye and a left side display 52 of the left eye, the user M can visually recognize the image of the lateral visual field of both eyes, therefore, visual information provided to the user M for the peripheral visual field outside the effective visual field can be increased.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、使用者の頭部に装着されるヘッドマウントデバイスに関する。 The present invention relates to a head-mounted device worn on the head of a user.

使用者の頭部に装着されて使用されるヘッドマウントデバイスとして、例えば、下記特許文献1に開示される「ヘッドマウントディスプレイ装置」がある。この種のデバイスは、例えば、xRゴーグルやxRグラス(xR眼鏡)等として利用されている。xRは、仮想現実(Virtual Reality)、拡張現実(Augmented Reality)や複合現実(Mixed Reality)等の総称である。例えば、ARゴーグルでは、それを装着した使用者が実際に見ている現実の風景等に「何か別の情報」を重ねて当該使用者の視野に映し出す。これにより、当該使用者は、実際に目にしている景色の中に「付加情報(例えば地名や建物名)を表示した看板」等があたかも存在するかのような感覚で現実の風景を見ることが可能になる。 As a head-mounted device that is worn on the head of a user, for example, there is a "head-mounted display device" disclosed in Patent Document 1 below. Devices of this type are used, for example, as xR goggles, xR glasses (xR glasses), and the like. xR is a general term for virtual reality, augmented reality, mixed reality, and the like. For example, AR goggles superimpose "some other information" on the actual scenery or the like that the user wearing the goggles actually sees and project it in the field of view of the user. As a result, the user can see the actual scenery as if there were a "signboard displaying additional information (such as place names and building names)" or the like in the scenery that the user actually sees. becomes possible.

このようなARゴーグルにおいては、例えば、ハーフミラータイプの液晶ディスプレィを透過した現実の風景等に付加情報を重ねて表示する光学透過型のものや、使用者の視点で撮影したビデオ画像に付加情報を合成して液晶ディスプレィに表示するビデオ透過型のものがある。下記特許文献1の「ヘッドマウントディスプレイ装置」では、後者のビデオ透過型において、標準的なレンズに比べて画角が広角レンズを用いるとともに広角レンズの歪曲収差を補正したうえで立体視可能に表示する。これにより、ARゴーグル等を装着した場合には非装着状態よりも視野が狭くなってしまうという問題を解決している。 In such AR goggles, for example, an optical transmission type that displays additional information superimposed on a real scene transmitted through a half-mirror type liquid crystal display, or a video image taken from the user's viewpoint and additional information There is a video transmissive type that synthesizes and displays on a liquid crystal display. In the "head-mounted display device" of Patent Document 1 below, in the latter video transmissive type, a wide-angle lens with a wider angle of view than a standard lens is used, and the distortion aberration of the wide-angle lens is corrected to enable stereoscopic viewing. do. This solves the problem that the field of view becomes narrower when wearing AR goggles or the like than when not wearing them.

特開2011-205358号公報JP 2011-205358 A

ところで、人間(以下「ヒト」という)は、眼球を動かすことなく、両眼で左右を約100度~110度の範囲(左右合わせて200度前後の範囲)を見ることができると言われている。この範囲のうち、視力が特に高く細かい物を見ることのできる領域を「中心視野」といい、それ以外の視力が低い領域を「周辺視野」という。また、中心視野の周囲範囲(左右それぞれ約30度の範囲)において、ほぼ明瞭に物を認識することのできる領域を「有効視野」という(本明細書において以下同じ)。 By the way, it is said that humans (hereinafter referred to as “humans”) can see with both eyes in a range of about 100 to 110 degrees (total range of about 200 degrees) without moving their eyeballs. there is Within this range, the area where visual acuity is particularly high and fine objects can be seen is called "central vision", and the other area where visual acuity is low is called "peripheral vision". In addition, in the peripheral range of the central visual field (range of about 30 degrees to the left and right), an area in which objects can be recognized almost clearly is called an "effective visual field" (the same applies hereinafter).

上記の特許文献1等に開示されている従来のヘッドマウントデバイスでは、このような有効視野に映し出す画像等について技術的な課題を解決するものが大多数であるのに対して、有効視野外の周辺視野においても画像を映し出す技術に関するものは少ない。そのため、ヘッドマウントデバイスの使用者が自身の側方(側頭部方向)付近の周辺視野についても視覚的な情報を必要とする場面においては、それを当該使用者に十分に提供することができないという問題があった。 Most of the conventional head-mounted devices disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 and the like solve the technical problems related to the image projected in such an effective field of view. There are few technologies for projecting images even in the peripheral vision. Therefore, when the user of the head-mounted device needs visual information about the peripheral vision in the vicinity of the side (temporal direction) of the user, it cannot be sufficiently provided to the user. There was a problem.

例えば、薬品等の化学物質を取り扱う作業、レーザ光を出射するレーザ機器を取り扱う作業やアーク溶接作業等の場面においては、作業者の眼の周囲を覆って眼を保護する保護ゴーグルや遮光グラス(遮光眼鏡)を用いることが多い。これらの場面では、作業者は、自身の正面に加えて左右の側方にも注意を払って作業を行う必要がある。つまり、作業中は、有効視野を中心にその周辺においても視覚的な情報が必要になる。 For example, when working with chemical substances such as chemicals, working with laser equipment that emits laser light, arc welding work, etc., protective goggles and light-shielding glasses ( Light-shielding glasses) are often used. In these situations, the worker needs to pay attention not only to the front of himself but also to the left and right sides of the work. In other words, during work, visual information is required around the effective visual field as well.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、有効視野外の周辺視野について、使用者に提供する視覚的な情報を増加させ得るヘッドマウントデバイスを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a head-mounted device capable of increasing visual information provided to the user regarding peripheral vision outside the effective field of view. .

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項1の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項1に係るヘッドマウントデバイスの発明では、右撮像部、左撮像部、画像処理部、第1表示部、第2表示部および前方レンズ部を備える。 In order to achieve the above object, the technical means of claim 1 described in the scope of claims are adopted. According to this means, the invention of the head-mounted device according to claim 1 comprises a right imaging section, a left imaging section, an image processing section, a first display section, a second display section, and a front lens section.

右撮像部は、使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像するとともに右眼による側方視野および下方視野を撮像し、左撮像部は、使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像するとともに左眼による側方視野および下方視野を撮像して、それらに撮像された画像が入力された画像処理部は、所定範囲の前方右画像、所定範囲の右側方画像、所定範囲の前方左画像および所定範囲の左側方画像を第1表示部に出力し、かつ右側方画像の範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像と左側方画像の範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像を第2表示部に出力する。そして、第1表示部は、前方表示範囲、右側方表示範囲および左側方表示範囲を有する。第1表示部のうち、使用者の両眼に対向して位置して右眼に対向する右側領域と左眼に対向する左側領域とを含む前方表示範囲は、前方右画像および前方左画像が入力されると、前方右画像を右側領域に表示し、前方左画像を左側領域に表示する。また、右眼の右側前方に位置する右側方表示範囲は、入力された右側方画像を表示し、左眼の左側前方に位置する左側方表示範囲は、入力された左側方画像を表示する。また、両眼の下方に位置して右眼に対向し得る右側領域と左眼に対向し得る左側領域とを有する第2表示部は、右下方画像および左下方画像が入力されると、右下方画像を右側領域に表示し、左下方画像を左側領域に表示する。そして、前方表示部から両眼の方向に所定の離隔距離で位置する前方レンズ部は、右眼の視野相当範囲を右側領域に光学的に合わせ、左眼の視野相当範囲を左側領域に光学的に合わせる。 The right imaging unit captures an image of the right front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in the front view of the user, and also captures the lateral field of view and the lower field of view of the right eye. An image processing unit that captures an image of the left front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the left eye in front view, captures images of the lateral field of view and the lower field of view of the left eye, and receives the captured images, A predetermined range of the front right image, a predetermined range of the right side image, a predetermined range of the front left image, and a predetermined range of the left side image are output to the first display unit, and another range located below the range of the right side image is displayed. A lower left image in a separate area located below the lower right image and the left image is output to the second display unit. The first display section has a front display range, a right side display range, and a left side display range. In the first display section, the front display range including the right area facing the user's right eye and the left area facing the left eye is positioned so as to face both eyes of the user. When input, the front right image is displayed in the right area and the front left image is displayed in the left area. In addition, the right side display range located in front of the right side of the right eye displays the input right side image, and the left side display range located in front of the left side of the left eye displays the input left side image. In addition, when the lower right image and the lower left image are input, the second display unit, which has a right area that can face the right eye and a left area that can face the left eye, receives the right side area and the left side area. The lower image is displayed in the right area and the lower left image is displayed in the left area. The front lens unit positioned at a predetermined distance in the direction of both eyes from the front display unit optically aligns the range equivalent to the field of view of the right eye with the right side area and optically matches the range equivalent to the field of view of the left eye with the left side area. match the

これにより、ヘッドマウントデバイスを頭部に装着した使用者は、その正面視の視線上において所定の画角で撮像された画像(例えば、有効視野内の画像)のうち、第1表示部の前方表示範囲にて、所定範囲の前方右画像が右眼に対向する右側領域に表示され所定範囲の前方左画像が左眼に対向する左側領域に表示されるので、前方レンズ部を介して前方右画像および前方左画像を両眼のそれぞれの視野相当範囲に見ることが可能になる。また、右側方画像が右眼の右側前方に位置する第1表示部の右側方表示範囲に表示されたり、左側方画像が左眼の左側前方に位置する第1表示部の左側方表示範囲に表示されたりするので、使用者は、両眼のそれぞれの側方視野の画像(有効視野外の周辺視野の画像)を視覚的に認識することが可能になる。さらに、当該使用者は、その正面視の視線上において所定の画角で撮像された画像(例えば、有効視野内の画像)のうち、第2表示部にて、所定範囲の右下方画像が右眼に対向し得る右側領域に表示され、所定範囲の左下方画像が左眼に対向し得る左側領域に表示される。 As a result, the user wearing the head-mounted device on his or her head can view an image (for example, an image within the effective field of view) captured at a predetermined angle of view on the line of sight of the front view. In the display range, the front right image of a predetermined range is displayed in the right area facing the right eye, and the front left image of the predetermined range is displayed in the left area facing the left eye. It becomes possible to see the image and the front left image in the respective fields of view of both eyes. In addition, the right side image is displayed in the right side display range of the first display section positioned in front of the right side of the right eye, and the left side image is displayed in the left side display range of the first display section positioned in front of the left side of the left eye. Since it is displayed, the user can visually recognize the images of the side vision of each eye (the images of the peripheral vision outside the effective visual field). Further, the user can display the lower right image of a predetermined range on the second display unit from among the images captured at a predetermined angle of view (for example, the image within the effective field of view) on the line of sight of the front view. It is displayed in the right area that can face the eye, and the lower left image of a predetermined range is displayed in the left area that can face the left eye.

なお、請求項1に係るヘッドマウントデバイスの発明において、第1表示部および第2表示部の概念には、同じ表示部において表示領域が異なるように構成されており、第1表示部である表示領域が使用者の両眼に対向して、また第2表示部である表示領域が使用者の両眼の下方にそれぞれ位置する場合を含み得る。第1表示部の概念には、右眼に対向して前方右画像を表示する右前方表示部と、左眼に対向して前方左画像を表示する左前方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。また、第2表示部の概念には、右眼に対向し得るもので右下方画像を表示する右下方表示部と、左眼に対向し得るもので左下方画像を表示する左下方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。さらに、右撮像部および左撮像部の概念には、それらが集約されて1つの撮像部として構成されている場合を含み得る。 In the invention of the head-mounted device according to claim 1, the concept of the first display section and the second display section is that the display area of the same display section is configured to be different, and the display that is the first display section A case may be included in which the regions face the user's eyes and the display region, which is the second display unit, is located below the user's eyes. The concept of the first display unit consists of a right front display unit that displays the front right image facing the right eye and a left front display unit that displays the front left image facing the left eye. can include cases where The concept of the second display section includes a lower right display section that can face the right eye and displays the lower right image, and a lower left display section that can face the left eye and displays the lower left image. . Furthermore, the concept of the right imaging section and the left imaging section may include the case where they are aggregated and configured as one imaging section.

また、上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項2の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項2に係るヘッドマウントデバイスの発明では、右前方撮像部、左前方撮像部、右側方撮像部、左側方撮像部、前方画像処理部、右側方画像処理部、左側方画像処理部、前方表示部、右側方表示部、左側方表示部および前方レンズ部を備える。 Moreover, in order to achieve the above object, the technical means of claim 2 described in the claims are adopted. According to this means, in the invention of the head mounted device according to claim 2, the right front imaging section, the left front imaging section, the right side imaging section, the left side imaging section, the front image processing section, the right side image processing section, the left side It has an image processing section, a front display section, a right side display section, a left side display section, and a front lens section.

右前方撮像部は、使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像し、左前方撮像部は、使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像し、それらに撮像された画像が入力された前方画像処理部は、所定範囲の前方右画像および所定範囲の前方左画像を前方表示部に出力する。そして、使用者の両眼に対向して位置して、右眼に対向する右側領域と左眼に対向する左側領域とを有する前方表示部は、前方右画像および前方左画像が入力されると、前方右画像を右側領域に表示し、前方左画像を左側領域に表示する。また、前方表示部から両眼の方向に所定の離隔距離で位置する前方レンズ部は、右眼の視野相当範囲を右側領域に光学的に合わせ、左眼の視野相当範囲を左側領域に光学的に合わせる。また、右側方撮像部は、使用者の右眼による側方視野を撮像し、その画像が入力された右側方画像処理部は、所定範囲の右側方画像を出力する。そして、右眼の右側前方に位置する右側方表示部は、右側方画像処理部から入力された右側方画像を表示する。さらに、左側方撮像部は、使用者の左眼による側方視野を撮像してその画像が入力された左側方画像処理部は、所定範囲の左側方画像を出力する。そして、左眼の左側前方に位置する左側方表示部は、左側方画像処理部から入力された左側方画像を表示する。 The front right imaging section captures an image of the front right field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in front view of the user, and the front left imaging section captures a predetermined angle on the line of sight of the left eye in front view of the user. The front image processing unit captures images of the left front field of view at the angle of view, and receives the captured images, and outputs a predetermined range of the front right image and a predetermined range of the front left image to the front display unit. When the front right image and the front left image are input to the front display unit, the front display unit is positioned facing both eyes of the user and has a right area facing the right eye and a left area facing the left eye. , the front right image is displayed in the right area and the front left image is displayed in the left area. In addition, the front lens unit positioned at a predetermined distance in the direction of both eyes from the front display unit optically aligns the range equivalent to the field of view of the right eye with the right side area, and optically matches the range equivalent to the field of view of the left eye with the left side area. match the Also, the right side image capturing section captures an image of the side visual field of the user's right eye, and the right side image processing section to which the image is input outputs a right side image of a predetermined range. Then, the right side display section positioned in front of the right eye displays the right side image input from the right side image processing section. Further, the left side imaging section picks up the side visual field of the user's left eye, and the left side image processing section to which the image is input outputs a left side image of a predetermined range. The left side display section positioned in front of the left eye displays the left side image input from the left side image processing section.

これにより、ヘッドマウントデバイスを頭部に装着した使用者は、その正面視の視線上において所定の画角で撮像された画像(例えば、有効視野内の画像)のうち、所定範囲の前方右画像が右眼に対向する右側領域に表示され、所定範囲の前方左画像が左眼に対向する左側領域に表示されるので、前方レンズ部を介して前方右画像および前方左画像を両眼のそれぞれの視野相当範囲に見ることが可能になる。また、使用者の右眼による側方視野で撮像された画像が右眼の右側前方に位置する右側方表示部に表示されたり、使用者の左眼による側方視野で撮像された画像が左眼の左側前方に位置する左側方表示部に表示されたりするので、使用者は、両眼のそれぞれの側方視野の画像(有効視野外の周辺視野の画像)を視覚的に認識することが可能になる。 As a result, the user wearing the head-mounted device on the head can view the front right image in a predetermined range from among the images captured at a predetermined angle of view (for example, the image within the effective field of view) on the line of sight of the front view. is displayed in the right area facing the right eye, and a predetermined range of the front left image is displayed in the left area facing the left eye. It becomes possible to see in the range equivalent to the field of view of . In addition, an image captured in the side field of view of the user's right eye is displayed on the right side display unit positioned in front of the right eye, and an image captured in the side field of view of the user's left eye is displayed on the left side. Since it is displayed on the left side display part located in front of the left side of the eye, the user can visually recognize the image of the side vision of each eye (the image of the peripheral vision outside the effective field of view). be possible.

なお、請求項2に係るヘッドマウントデバイスの発明において、前方表示部、右側方表示部および左側方表示部の概念には、同じ表示部において表示領域が異なるように構成されており、前方表示部である表示領域が使用者の両眼に対向して、また右側方表示部である表示領域が使用者の右眼の右側方に、さらに左側方表示部である表示領域が使用者の左眼の左側方にそれぞれ位置する場合を含み得る。前方表示部の概念には、右眼に対向して前方右画像を表示する右前方表示部と、左眼に対向して前方左画像を表示する左前方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。また、右前方撮像部および左前方撮像部の概念には、それらが集約されて1つの前方撮像部として構成されている場合を含み得る。さらに、前方画像処理部、右側方画像処理部および左側方画像処理部の概念は、これらのうち2つが集約されて一の画像処理部と他の画像処理部、または3つが集約されて1つの画像処理部として構成されている場合を含み得る。また、請求項1や請求項2に係るそれぞれのヘッドマウントデバイスの発明において、前方レンズ部の概念には、右眼の視野相当範囲を右側領域に光学的に合わせる右前方レンズ部と、左眼の視野相当範囲を左側領域に光学的に合わせる左前方レンズ部と、の2つで構成されている場合を含み得る。 In the invention of the head-mounted device according to claim 2, the concept of the front display section, the right side display section and the left side display section is that the same display section is configured to have different display areas. the display area facing the user's both eyes, the display area serving as the right side display area facing the user's right eye, and the display area serving as the left side display area facing the user's left eye respectively to the left of . The concept of the front display section consists of two parts: a right front display section that faces the right eye and displays the front right image, and a left front display section that faces the left eye and displays the front left image. can include cases where Also, the concepts of the front right imaging section and the front left imaging section may include the case where they are aggregated and configured as one front imaging section. Furthermore, the concepts of the front image processing unit, the right side image processing unit, and the left side image processing unit can be combined into one image processing unit and another image processing unit by combining two of them, or by combining three of them into one image processing unit. It may include a case where it is configured as an image processing unit. In addition, in each of the head-mounted device inventions according to claim 1 and claim 2, the concept of the front lens section includes a front right lens section that optically matches the field equivalent range of the right eye to the right side area, and a front lens section for the left eye. and a left front lens portion that optically aligns the field equivalent range of the left side region with the left side region.

また、特許請求の範囲に記載された請求項3の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項3に係るヘッドマウントデバイスの発明では、両眼に下方で対向して位置する下方表示部をさらに備え、右側方撮像部の画角は右前方撮像部の画角よりも大きく、また左側方撮像部の画角は左前方撮像部の画角よりも大きい。例えば、右前方撮像部および左前方撮像部がそれぞれ広角レンズを有するカメラである場合には、右側方撮像部および左側方撮像部はそれぞれ魚眼レンズを有するカメラである。そして、右側方画像処理部は、右側方撮像部から取得した画像のうち右側方画像を右側方表示部に出力し、左側方画像処理部は、左側方撮像部から取得した画像のうち左側方画像を左側方表示部に出力する。 Also, the technical means of claim 3 described in the scope of claims is adopted. According to this means, the invention of the head-mounted device according to claim 3 further comprises a lower display section positioned facing downward from both eyes, and the angle of view of the right side imaging section is greater than the angle of view of the right front imaging section. Also, the angle of view of the left side imaging section is larger than the angle of view of the left front imaging section. For example, when the right front imaging section and left front imaging section are cameras each having a wide-angle lens, the right side imaging section and left side imaging section are cameras each having a fisheye lens. Then, the right side image processing section outputs the right side image among the images acquired from the right side imaging section to the right side display section, and the left side image processing section outputs the left side image among the images acquired from the left side imaging section. The image is output to the left side display section.

これにより、右側方撮像部および左側方撮像部がこのような画角を有することなく右前方撮像部や左前方撮像部と同様の画角を有する場合に比べて、両眼の側方視野において広角に撮像可能になるので、広範囲に撮像した右側方画像や左側方画像をそれぞれ右側方表示部や左側方表示部に表示することが可能になる。また、右側方画像処理部は、右側方画像の所定範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像を下方表示部の右側領域に出力し、左側方画像処理部は、左側方画像の所定範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像を下方表示部の左側領域に出力する。これにより、右側方撮像部および左側方撮像部によって両眼の側方視野において広角に撮像された画像のうち、使用者の右眼の右下方視野や左眼の左下方視野で撮像された画像についても両眼の下方に位置する下方表示部に表示することが可能になる。なお、下方表示部の概念には、右側領域に対応して右下方画像を表示する右下方表示部と、左側領域に対応して左下方画像を表示する左下方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。また、前方表示部および下方表示部の概念には、同じ表示部において表示領域が異なるように構成されており、前方表示部である表示領域が使用者の両眼に対向して、また下方表示部である表示領域が使用者の両眼の下方にそれぞれ位置する場合を含み得る。 As a result, compared to the case where the right side imaging section and the left side imaging section do not have such an angle of view and have the same angle of view as the right front imaging section and the left front imaging section, the lateral field of vision of both eyes is reduced. Since it is possible to capture a wide-angle image, it is possible to display the right side image and the left side image captured in a wide range on the right side display section and the left side display section, respectively. Further, the right side image processing section outputs a lower right side image of another range located below the predetermined range of the right side image to the right side area of the lower display section, and the left side image processing section outputs the predetermined range of the left side image. A lower left image in another range located below is output to the left area of the lower display unit. As a result, among the wide-angle images captured in the side visual field of both eyes by the right side imaging section and the left side imaging section, the image captured in the lower right visual field of the user's right eye and the lower left visual field of the left eye. can also be displayed on the lower display portion located below both eyes. The concept of the lower display section is divided into a lower right display section that displays the lower right image corresponding to the right side area and a lower left display section that displays the lower left image corresponding to the left side area. It can include the case where it is configured. Further, in the concept of the front display section and the lower display section, the same display section is configured to have different display areas, and the display area, which is the front display section, faces both eyes of the user and the lower display section. It may include the case where the display areas, which are parts, are positioned below both eyes of the user.

また、特許請求の範囲に記載された請求項4の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項4に係るヘッドマウントデバイスの発明では、右前方撮像部は、右前方視野の上側部分の画角θR1よりも右前方視野の下側部分の画角θR2の方が大きい。また、左前方撮像部は、左前方視野の上側部分の画角θL1よりも左前方視野の下側部分の画角θL2の方が大きい。これにより、右前方撮像部や左前方撮像部により撮像可能な範囲は、上方よりも下方の方が拡がるため、右前方撮像部および左前方撮像部による撮像可能な範囲が、正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広いヒトの肉眼視の視野に近くなる。また、前方表示部は、前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθR1で求められる距離とF×tanθR2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と使用者の正面視における右眼の視線とが交差し、前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθL1で求められる距離とF×tanθL2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と使用者の正面視における左眼の視線とが交差するように配置される。なお、Fは、前方レンズ部と前方表示部との離隔距離を表す。これにより、前方レンズ部の焦点が合った位置において、前方表示部上下方向に対して上方よりも下方の表示範囲の方を広くなるように当該前方表示部が配置されるので、当該前方表示部の画像表示においてもヒトの肉眼視の視野(正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広い)に近くなる。そして、右前方撮像部は、使用者の正面視における右眼の視線上に位置し、左前方撮像部は、使用者の正面視における左眼の視線上に位置する。これにより、上下方向において、右前方撮像部および左前方撮像部の高さ位置と、使用者の両眼の高さ位置とが一致する。よって、右前方撮像部や左前方撮像部の撮像可能範囲をヒトが自然に見ることのできる両眼の視野に近づけることが可能になる。 Also, the technical means of claim 4 described in the scope of claims is adopted. According to this means, in the invention of the head-mounted device according to claim 4, the right front imaging section has a view angle θ R2 of the lower part of the right front field of view rather than the angle of view θ R1 of the upper part of the right front field of view. is large. Further, in the left front imaging section, the angle of view θ L2 of the lower portion of the left front field of view is larger than the angle of view θ L1 of the upper portion of the left front field of view. As a result, since the range that can be imaged by the front right imaging section and the front left imaging section is wider than the top, the range that can be imaged by the front right imaging section and the front left imaging section is the line of sight of the front view. On the other hand, the lower field of view is wider than the upper field of view, and is closer to the human visual field. In addition, the front display part has an upward eccentric position determined by a distance obtained by F × tan θ R1 and a distance obtained by F × tan θ R2 with respect to the vertical width of the front display part, and when viewed from the front by the user. The position where the line of sight of the right eye intersects, and the eccentric position in the upward direction determined by the distance obtained by F×tan θ L1 and the distance obtained by F×tan θ L2 with respect to the vertical width of the front display part and the front of the user It is arranged so that it intersects with the line of sight of the left eye in vision. Note that F represents the separation distance between the front lens portion and the front display portion. As a result, at a position where the front lens unit is focused, the front display unit is arranged so that the display range of the lower display unit is wider than that of the upper display unit with respect to the vertical direction of the front display unit. In the image display of , the field of view is close to that of the human naked eye (the lower field of view is wider than the upper field of view with respect to the line of sight of the front view). The right front imaging section is positioned on the line of sight of the user's right eye in front view, and the left front imaging section is positioned on the line of sight of the user's left eye in front view. As a result, in the vertical direction, the height positions of the right front imaging section and the left front imaging section match the height positions of both eyes of the user. Therefore, it is possible to bring the imaging range of the right front imaging section and the left front imaging section closer to the field of view of both eyes that a person can see naturally.

また、特許請求の範囲に記載された請求項5の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項5に係るヘッドマウントデバイスの発明では、右側方撮像部は、前方表示部の下端右側に位置し、当該右側方撮像部の前方視野において、左側部分の画角よりも右側部分の画角の方が大きく、かつ、上側部分の画角よりも下側部分の画角の方が大きい。また、左側方撮像部は、前方表示部の下端左側に位置し、当該左側方撮像部の前方視野において、右側部分の画角よりも左側部分の画角の方が大きく、かつ、上側部分の画角よりも前方視野の下側部分の画角の方が大きい。これにより、右側方撮像部により撮像可能な範囲が左側方よりも右側方の方が拡がるため、右側方撮像部の撮像可能範囲を眼球が右側に動いたときに見ることのできる視野に近づけることが可能になる。また、左側方撮像部により撮像可能な範囲が右側方よりも左側方の方が拡がるため、左側方撮像部の撮像可能範囲を眼球が左側に動いたときに見ることのできる視野に近づけることが可能になる。 Also, the technical means of claim 5 described in the scope of claims is adopted. According to this means, in the invention of the head-mounted device according to claim 5, the right side imaging section is positioned to the right of the lower end of the front display section, and the front field of view of the right side imaging section is wider than the angle of view of the left side portion. The angle of view of the right portion is larger, and the angle of view of the lower portion is larger than that of the upper portion. In addition, the left side imaging section is positioned on the left side of the lower end of the front display section. The angle of view of the lower portion of the front field of view is larger than the angle of view. As a result, the range that can be imaged by the right side imaging section is wider on the right side than on the left side, so the range that can be captured by the right side imaging section is made closer to the field of view that can be seen when the eyeball moves to the right. becomes possible. In addition, since the range that can be imaged by the left imaging section is wider on the left side than on the right side, it is possible to make the imaging range of the left imaging section closer to the field of view that can be seen when the eyeball moves to the left. be possible.

また、特許請求の範囲に記載された請求項6の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項6に係るヘッドマウントデバイスの発明では、前方レンズ部は、両眼のそれぞれの前方正面に位置する非球面レンズと、この非球面レンズの周囲に位置する平面レンズと、を有する。これにより、使用者は、前方表示部に表示された前方右画像や前方左画像を、有効視野の中央に位置する中心視野においては非球面レンズを介して見ることが可能になり、中心視野の周辺に位置する有効視野においては平面レンズを介して見ることが可能になる。また、平面レンズは、非球面レンズに比べてその厚さが薄いため、軽量であり、前方レンズ部を軽くすることが可能になる。なお、平面レンズは、例えば、フレネルレンズや、「両眼のそれぞれの前方正面に位置する非球面レンズ」の曲率に比べて大きい曲率を有する非球面レンズの一部に相当するものである。 Also, the technical means of claim 6 described in the scope of claims is adopted. According to this means, in the invention of the head-mounted device according to claim 6, the front lens section includes an aspherical lens positioned in front of each eye, a flat lens positioned around the aspherical lens, have As a result, the user can see the front right image and the front left image displayed on the front display section through the aspherical lens in the central visual field located in the center of the effective visual field. In the peripherally located effective field of view, it becomes possible to see through a plane lens. In addition, since the planar lens is thinner than the aspherical lens, it is lightweight, and it is possible to reduce the weight of the front lens portion. The flat lens corresponds to, for example, a Fresnel lens or a part of an aspherical lens having a curvature larger than that of "an aspherical lens positioned in front of each eye".

また、特許請求の範囲に記載された請求項7の技術的手段を採用する。この手段によると、請求項7に係るヘッドマウントデバイスの発明では、右側方表示部から右眼の方向に所定の離隔距離で位置する右側方レンズ部と、左側方表示部から左眼の方向に所定の離隔距離で位置する左側方レンズ部と、をさらに備える。そして、右側方レンズ部および左側方レンズ部は、平面レンズである。これにより、使用者は、周辺視野において、右側方表示部に表示された右側方画像や左側方表示部に表示された左側方画像を、右側方レンズ部や左側方レンズ部の平面レンズを介して見ることが可能になる。即ち、中心視野や有効視野に比べて視力が低い周辺視野については対象物を不鮮明な(柔らかな)輪郭で視認すればよいため、対象物を鮮明な輪郭で視認可能な非球面レンズに比べて柔らかな輪郭で視認可能な平面レンズの方が視覚的に刺激が弱くて適している。なお、平面レンズは、例えば、フレネルレンズや、「両眼のそれぞれの前方正面に位置する非球面レンズ」の曲率に比べて大きい曲率を有する非球面レンズの一部に相当するものである。 Also, the technical means of claim 7 described in the scope of claims is adopted. According to this means, in the invention of the head-mounted device according to claim 7, the right side lens portion is positioned at a predetermined separation distance from the right side display portion in the direction of the right eye, and the left side display portion is positioned in the direction of the left eye. a left lateral lens portion positioned at a predetermined separation distance. The right side lens portion and the left side lens portion are flat lenses. As a result, in the peripheral vision of the user, the right side image displayed on the right side display section and the left side image displayed on the left side display section can be viewed through the flat lenses of the right side lens section and the left side lens section. It becomes possible to see In other words, in the peripheral field of vision, which has low visual acuity compared to the central field of view and the effective field of view, it is sufficient to view objects with vague (soft) outlines, so compared to aspherical lenses that can view objects with clear outlines. Plano lenses with soft contours are more suitable because they are less visually stimulating. The flat lens corresponds to, for example, a Fresnel lens or a part of an aspherical lens having a curvature larger than that of "an aspherical lens positioned in front of each eye".

請求項1の発明では、使用者は、有効視野内の画像として、前方レンズ部を介して前方右画像および前方左画像を両眼のそれぞれの視野相当範囲に見ることが可能になる。また、有効視野外の周辺視野の画像として、両眼のそれぞれの側方視野の画像を視覚的に認識することや、両眼のそれぞれの下方視野の画像を視覚的に認識することが可能になる。したがって、有効視野外の周辺視野について、使用者に提供する視覚的な情報を増加させることができる。 According to the invention of claim 1, the user can see the front right image and the front left image in the respective visual field equivalent ranges of both eyes via the front lens section as images within the effective field of view. In addition, as images of the peripheral vision outside the effective field of view, it is possible to visually recognize the images of the side vision of each eye and the images of the lower vision of each eye. Become. Therefore, it is possible to increase the visual information provided to the user regarding the peripheral vision outside the effective visual field.

請求項2の発明では、使用者は、有効視野内の画像として、前方レンズ部を介して前方右画像および前方左画像を両眼のそれぞれの視野相当範囲に見ることが可能になる。また、有効視野外の周辺視野の画像として、両眼のそれぞれの側方視野の画像を視覚的に認識することが可能になる。したがって、有効視野外の周辺視野について、使用者に提供する視覚的な情報を増加させることができる。 According to the invention of claim 2, the user can see the front right image and the front left image through the front lens portion as images within the effective field of view in respective visual field equivalent ranges of both eyes. In addition, it is possible to visually recognize images in the side visual fields of both eyes as images in the peripheral visual field outside the effective visual field. Therefore, it is possible to increase the visual information provided to the user regarding the peripheral vision outside the effective visual field.

請求項3の発明では、広範囲に撮像した右側方画像や左側方画像をそれぞれ右側方表示部や左側方表示部に表示することが可能になる。また、使用者の右眼の右下方視野や左眼の左下方視野で撮像された画像についても下方表示部に表示することが可能になる。したがって、使用者は自身の足下についても視覚的な情報を得ることが可能になるため、有効視野外の周辺視野について使用者に提供する視覚的な情報をさらに増加させることができる。 In the third aspect of the invention, it is possible to display the right side image and the left side image captured in a wide range on the right side display section and the left side display section, respectively. In addition, it is possible to display an image captured in the lower right visual field of the user's right eye and the lower left visual field of the left eye on the lower display unit. Therefore, the user can also obtain visual information about his/her own feet, so that the visual information provided to the user regarding peripheral vision outside the effective visual field can be further increased.

請求項4の発明では、右前方撮像部や左前方撮像部の撮像可能範囲をヒトが自然に見ることのできる視野(上方視野よりも下方視野の方が広い)に近づけることが可能になる。したがって、有効視野内の見え方について不自然さが抑制されるため、使用者に違和感を与え難くすることができる。 According to the fourth aspect of the invention, it is possible to bring the imageable range of the right front imaging section and the left front imaging section closer to the field of view that humans can naturally see (the lower field of view is wider than the upper field of view). Therefore, the unnatural appearance within the effective field of view is suppressed, so that the user is less likely to feel discomfort.

請求項5の発明では、右側方撮像部の撮像可能範囲を眼球が右側に動いたときに見ることのできる視野に近づけたり、左側方撮像部の撮像可能範囲を眼球が左側に動いたときに見ることのできる視野に近づけたりすることが可能になる。したがって、ヒトが眼球を左右両側に動かした場合の周辺視野においても、使用者に提供する視覚的な情報を増加させることができる。 In the fifth aspect of the invention, the imaging range of the right side imaging section is brought closer to the field of view that can be seen when the eyeball moves to the right side, and the imaging range of the left side imaging section is closer to the field of view that can be seen when the eyeball moves to the left side. It becomes possible to bring it closer to the field of view that can be seen. Therefore, it is possible to increase the visual information provided to the user even in the peripheral vision when the human eye moves left and right.

請求項6の発明では、使用者は、前方右画像や前方左画像を、中心視野では非球面レンズを介して見ることが可能になり、有効視野では平面レンズを介して見ることが可能になる。また、前方レンズ部を軽くすることが可能になる。したがって、注視可能な中心視野については対象物を鮮明な輪郭で視認することができ、大まかに把握可能な中心視野周辺の有効視野については対象物を不鮮明な(柔らかな)輪郭で視認することができる。また、ヘッドマウントデバイスの軽量化が可能になる。 According to the invention of claim 6, the user can see the front right image and the front left image through the aspherical lens in the central visual field, and through the plane lens in the effective visual field. . Also, it becomes possible to lighten the front lens portion. Therefore, it is possible to visually recognize objects with sharp outlines in the central visual field that can be fixed, and to visually recognize objects with unclear (soft) outlines in the effective visual field around the central visual field that can be roughly grasped. can. Also, the weight of the head-mounted device can be reduced.

請求項7の発明では、使用者は、周辺視野において、右側方表示部に表示された右側方画像や左側方表示部に表示された左側方画像を、右側方レンズ部や左側方レンズ部の平面レンズを介して見ることが可能になる。したがって、周辺視野においては、柔らかな輪郭で視認可能になるので、視覚的な刺激が低減されて眼を疲れ難くすることができる。 In the invention according to claim 7, the user can view the right side image displayed on the right side display section and the left side image displayed on the left side display section in the peripheral vision of the right side lens section and the left side lens section. It becomes possible to see through a plane lens. Therefore, in the peripheral vision, soft contours are visible, so visual stimulation is reduced and the eyes are less likely to get tired.

本発明の一実施形態に係るヘッドマウントデバイスの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of composition of a head mount device concerning one embodiment of the present invention. 本実施形態のヘッドマウントデバイスの構成例を示す図であり、図2(A)は、使用者側から見た背面図、図2(B)は図2(A)に示す2B-2B線による断面図、図2(C)は図2(A)に示す2C-2C線による断面図である。Fig. 2(A) is a diagram showing a configuration example of the head-mounted device of the present embodiment, Fig. 2(A) is a rear view seen from the user's side, Fig. 2(B) is taken along line 2B-2B shown in Fig. 2(A); Cross-sectional view, FIG. 2(C) is a cross-sectional view taken along line 2C-2C shown in FIG. 2(A). 本実施形態のヘッドマウントデバイスを構成する前方カメラ等の着脱構造の例を示す説明図である。図3(A)は前方右カメラユニットまたは前方左カメラユニットの背面の構成例、図3(B)は前方カメラの取り付け部分(ヘッドマウントデバイスの前面パネル)の構成例、図3(C)は前方カメラと取り付け部分の対応関係例である。It is explanatory drawing which shows the example of the attachment or detachment structure, such as a front camera which comprises the head mounted device of this embodiment. Fig. 3(A) shows an example of the configuration of the back of the front right camera unit or the front left camera unit, Fig. 3(B) shows an example of the configuration of the mounting part of the front camera (front panel of the head-mounted device), and Fig. 3(C) It is an example of the correspondence of a front camera and an attachment part. 本実施形態のヘッドマウントデバイスの電気的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of an electrical configuration of the head mounted device of the present embodiment. 本実施形態のヘッドマウントデバイスの構成例を示す図であり、図5(A)は、水平方向における説明図、図5(B)は、垂直方向における説明図である。It is a figure which shows the structural example of the head mounted device of this embodiment, FIG. 5(A) is explanatory drawing in a horizontal direction, FIG.5(B) is explanatory drawing in a vertical direction. 本実施形態のヘッドマウントデバイスを構成する前方カメラや側方カメラにより撮像された画像とそれらの画像を表示する各ディスプレィとの対応関係等を示す説明図である。図6(A)は前方左カメラユニット(広角カメラ)の撮像範囲、図6(B)は前方右カメラユニット(広角カメラ)の撮像範囲、図6(C)は側方左カメラユニット(魚眼カメラ)の撮像範囲、図6(D)は側方右カメラユニット(魚眼カメラ)の撮像範囲、図6(E)は各ディスプレィによる表示範囲である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing correspondences and the like between images taken by a front camera and a side camera that constitute the head-mounted device of the present embodiment and respective displays that display those images. Fig. 6(A) is the imaging range of the front left camera unit (wide-angle camera), Fig. 6(B) is the imaging range of the front right camera unit (wide-angle camera), Fig. 6(C) is the left side camera unit (fisheye) 6(D) is the imaging range of the side right camera unit (fisheye camera), and FIG. 6(E) is the display range of each display. 図7(A)は、ある部屋のレイアウトとその中央に立つヘッドマウントデバイスの使用者とを表した説明図であり、図7(B)は、当該使用者に見える各ディスプレィの表示例をイメージした説明図である。FIG. 7(A) is an explanatory diagram showing the layout of a certain room and the user of the head-mounted device standing in the center of it, and FIG. 7(B) is an image of an example of each display seen by the user. It is an explanatory diagram of 本実施形態のヘッドマウントデバイスの改変例を示す図であり、図8(A)は改変例の可変機構の模式的な構成例を示す説明図、図8(B)と図8(C)は可変機構の動作例を示す説明図である。8(A) is an explanatory diagram showing a schematic configuration example of the variable mechanism of the modification, and FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation example of a variable mechanism;

以下、本発明のヘッドマウントデバイスの実施形態について図を参照して説明する。まず、図1~図6に基づいて、本発明の一実施形態に係るヘッドマウントデバイス10(以下「HMD10」という)の構成について説明する。なお、以下の説明中の用語として、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を用いる場合があるが、HMD10を装着した使用者Mから見た、前、後、左、右、上、下を意味することに注意されたい。また、単に「使用者M」と表現している場合においても、当該使用者MはHMD10を装着している状態であることを前提にしており、「HMD10を装着していない使用者M」は本明細書では想定していないことに注意されたい。 Embodiments of the head-mounted device of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of a head mounted device 10 (hereinafter referred to as "HMD 10") according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. Note that the terms “front”, “rear”, “left”, “right”, “upper”, and “lower” may be used as terms in the following description, but the , means front, back, left, right, up, down. In addition, even when simply expressing "user M", it is assumed that the user M is wearing the HMD 10, and "the user M not wearing the HMD 10" is Note that this is not assumed here.

図1および図2に示すように、本実施形態のHMD10は、例えば、薬品等の化学物質を取り扱う作業、レーザ光を出射するレーザ機器を取り扱う作業やアーク溶接作業等の場面において、使用者Mの頭部Hに装着されて保護ゴーグルや遮光グラス(遮光眼鏡)として使用される頭部装着型装置である。HMD10は、前方カメラ20や側方カメラ30により撮像した画像を前方ディスプレィ40、側方ディスプレィ50や下方ディスプレィ60に表示して使用者Mに見せる。本実施形態では、HMD10は、ハウジング11、ヘッドバンド19、前方カメラ20、側方カメラ30、前方ディスプレィ40、側方ディスプレィ50、下方ディスプレィ60、レンズユニット70、画像処理プロセッサ80等により構成されている。なお、前方カメラ20、側方カメラ30、前方ディスプレィ40、側方ディスプレィ50、下方ディスプレィ60や画像処理プロセッサ80に対する駆動電力は、例えば、使用者Mが携帯する外部電源装置(携帯型バッテリ等)から供給される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the HMD 10 of the present embodiment can be used by a user M in situations such as, for example, work handling chemical substances such as chemicals, work handling a laser device that emits laser light, arc welding work, or the like. It is a head-mounted device that is worn on the head H of a person and used as protective goggles or light-shielding glasses (light-shielding glasses). The HMD 10 displays images captured by the front camera 20 and the side cameras 30 on the front display 40, the side display 50, and the lower display 60 for the user M to see. In this embodiment, the HMD 10 includes a housing 11, a headband 19, a front camera 20, a side camera 30, a front display 40, a side display 50, a lower display 60, a lens unit 70, an image processor 80, and the like. there is The driving power for the front camera 20, the side camera 30, the front display 40, the side display 50, the lower display 60, and the image processor 80 is, for example, an external power supply device (portable battery, etc.) carried by the user M. supplied from

ハウジング11は、前方カメラ20や側方カメラ30を外部に向けて保持したり、前方ディスプレィ40、側方ディスプレィ50、下方ディスプレィ60、レンズユニット70や画像処理プロセッサ80を内部に収容したりする筐体である。ハウジング11は、例えば、遮光性、剛性、軽量性に優れた合成樹脂(例えばドライカーボン)からなり、頭部Hに装着された状態において上方から見ると「〔」(亀甲括弧)形状をなすように成形されている(図1、図2(B)参照)。なお、図2、図5および図8においては、図面表現の便宜から、これらの各ディスプレィ40,50(右側方ディスプレィ51、左側方ディスプレィ52),60(右下方ディスプレィ61、左下方ディスプレィ62)に該当する部分をグレーに着色している。 The housing 11 holds the front camera 20 and the side camera 30 toward the outside, and accommodates the front display 40, the side display 50, the lower display 60, the lens unit 70, and the image processor 80 inside. is the body. The housing 11 is made of, for example, a synthetic resin (for example, dry carbon) excellent in light shielding properties, rigidity, and light weight, and when viewed from above when attached to the head H, the housing 11 has a "[" (tortoise shell bracket) shape. (See FIGS. 1 and 2(B)). In FIGS. 2, 5 and 8, for convenience of illustration, the displays 40, 50 (right side display 51, left side display 52), 60 (lower right display 61, lower left display 62) are shown. The part corresponding to is colored in gray.

ハウジング11は、主に、前面パネル11a、側面パネル11b、上面パネル11c、下面パネル11d、背面パネル11e、内フレーム11fにより構成されている。これらのパネル11a,11b,11c,11d,11eは、例えば、一体に成形されている。前面パネル11aは、使用者Mの顔面に対向する矩形状の板状部であり、前方カメラ20および側方カメラ30を取付可能にするとともに、側面パネル11b、上面パネル11c、下面パネル11dや内フレーム11fと共に後述のMPU収容室14を形成可能に構成されている。前面パネル11aにおけるこれらのカメラ20,30の取付構造については後述するので、ここでは省略する。前面パネル11aの長手方向(左右方向)の両側には、側面パネル11bが接続されている。 The housing 11 mainly includes a front panel 11a, a side panel 11b, an upper panel 11c, a lower panel 11d, a rear panel 11e, and an inner frame 11f. These panels 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e are integrally molded, for example. The front panel 11a is a rectangular plate-like portion that faces the face of the user M, and enables attachment of the front camera 20 and the side camera 30. The front panel 11a includes a side panel 11b, a top panel 11c, a bottom panel 11d, and an inner panel. Together with the frame 11f, an MPU housing chamber 14, which will be described later, can be formed. Since the mounting structure of these cameras 20 and 30 on the front panel 11a will be described later, it will be omitted here. Side panels 11b are connected to both sides of the front panel 11a in the longitudinal direction (horizontal direction).

2枚の側面パネル11bは、左右方向において対向するとともに前面パネル11aから後方に向けて対向間隔が拡大するように形成される板状部である。これらの側面パネル11bは、外部にベルト通し部18bをそれぞれ有し、また内部においては上面パネル11c、下面パネル11d、内フレーム11fやレンズユニット70と共に後述のディスプレィ収容室15を形成可能に構成されている。前面パネル11aや側面パネル11bの上方には上面パネル11cが接続され、また前面パネル11aや側面パネル11bの下方には下面パネル11dが接続されている。 The two side panels 11b are plate-shaped portions that face each other in the left-right direction and are formed such that the distance between them increases rearward from the front panel 11a. Each of these side panels 11b has a belt passage portion 18b on the outside, and is configured to be capable of forming a display accommodating chamber 15, which will be described later, together with the top panel 11c, the bottom panel 11d, the inner frame 11f, and the lens unit 70 on the inside. ing. An upper panel 11c is connected above the front panel 11a and the side panels 11b, and a lower panel 11d is connected below the front panel 11a and the side panels 11b.

上面パネル11cや下面パネル11dは、前面パネル11aの短手方向(上下方向)で対向する板状部であり、ハウジング11の上下において外部と内部を区画して他のパネル11a,11b等と共にMPU収容室14やディスプレィ収容室15を形成するものである。前面パネル11aは、外部の左右方向の離れた2箇所にベルト通し部18aを有する。これらのベルト通し部18aは、側面パネル11bのベルト通し部18bと協働してヘッドバンド19をハウジング11に取り付ける役割を有する。下面パネル11dには、切欠き部13が形成されている。この切欠き部13は、使用者Mの鼻等と下面パネル11dとの接触を避ける役割を有する。 The upper surface panel 11c and the lower surface panel 11d are plate-like portions facing each other in the lateral direction (vertical direction) of the front panel 11a. It forms the accommodation room 14 and the display accommodation room 15 . The front panel 11a has belt loops 18a at two locations apart in the left-right direction on the outside. These belt loops 18a have a role of attaching the headband 19 to the housing 11 in cooperation with the belt loops 18b of the side panel 11b. A notch 13 is formed in the lower panel 11d. This notch 13 has a role of avoiding contact between the user M's nose and the like and the bottom panel 11d.

背面パネル11eは、前面パネル11aに対向するとともに使用者Mの顔面に接触し得る板状部である。背面パネル11eには、前述した切欠き部13に繋がる凹部や窓部12が形成されている。窓部12は、ハウジング11内に収容された前方ディスプレィ40等を、使用者Mが見ることを可能にするものであり、例えば、矩形状に形成されている。本実施形態では、この窓部12の内側にはレンズユニット70が取り付けられている。そのため、使用者Mは、レンズユニット70のレンズ本体71を介して前方ディスプレィ40等の画面を見ることが可能になる。 The back panel 11e is a plate-like part that faces the front panel 11a and can come into contact with the user's M face. The rear panel 11e is formed with a recessed portion and a window portion 12 connected to the notch portion 13 described above. The window part 12 enables the user M to see the front display 40 and the like housed in the housing 11, and is formed in a rectangular shape, for example. In this embodiment, a lens unit 70 is attached inside the window portion 12 . Therefore, the user M can see the screen of the front display 40 or the like through the lens body 71 of the lens unit 70 .

内フレーム11fは、ハウジング11内においてMPU収容室14とディスプレィ収容室15を区切るとともに、画像処理プロセッサ80や前方ディスプレィ40等が取り付けられて画像処理プロセッサ80等をハウジング11内で支持(保持)し得るものである。内フレーム11fは、図示されていない凹凸や穴が形成されており、これらを用いて画像処理プロセッサ80や前方ディスプレィ40等が取り付けられたり、電気配線を通したりしている。内フレーム11fは、側面パネル11b、上面パネル11cや下面パネル11dに対して、例えば、ねじや接着剤により固定される。 The inner frame 11f separates the MPU accommodating chamber 14 and the display accommodating chamber 15 in the housing 11, and supports (holds) the image processor 80 and the like within the housing 11 by mounting the image processor 80, the front display 40, and the like. It is what you get. The inner frame 11f is formed with unevenness and holes (not shown), and these are used to mount the image processor 80, the front display 40, and the like, and to pass electrical wiring. The inner frame 11f is fixed to the side panel 11b, the top panel 11c, and the bottom panel 11d by screws or an adhesive, for example.

ヘッドバンド19は、HMD10を使用者Mの頭部Hに取り付けた状態を維持し得る頭部装着帯であり、例えば、トップベルト19a、リアベルト19b、サイドベルト19c、ジョイント部19dと図略のジョイント部等により構成されている。これらのベルト19a,19b,19cは、例えば、耐摩耗性や耐熱性に優れた耐久性の高い素材で構成されている。また、ジョイント部19dや図略のジョイント部は、例えば、PEやABS等の合成樹脂により構成されている。トップベルト19aとサイドベルト19cには、図略の長さ調整機構が設けられており、それらの長さを調節可能に構成されている。 The headband 19 is a head-worn belt capable of maintaining the state in which the HMD 10 is attached to the head H of the user M. It is composed of departments, etc. These belts 19a, 19b, and 19c are made of, for example, a highly durable material with excellent abrasion resistance and heat resistance. Also, the joint portion 19d and the joint portion (not shown) are made of synthetic resin such as PE or ABS, for example. The top belt 19a and the side belts 19c are provided with a length adjusting mechanism (not shown) so that their lengths can be adjusted.

2本のトップベルト19aは、アルファベットの「V」字形状をなすようにそれぞれの一端側が上面パネル11cの2箇所のベルト通し部18aにそれぞれ取り付けられ、他端側がジョイント部19dの一方側にそれぞれ接続されている。サイドベルト19cは、両端が左右の側面パネル11bのベルト通し部18bに取り付けられており、またその中間部に図略のジョイント部が接続されている。リアベルト19bは、両端がジョイント部19dの他方側と図略のジョイント部に接続されている。ジョイント部19dの他方側には、リアベルト19bの一端側が接続されており、その他端側は図略のジョイント部を介してサイドベルト19cの中間部に接続されている。 The two top belts 19a are attached at one end to two belt loops 18a of the top panel 11c so as to form an alphabetical "V" shape, and at the other end to one side of the joint 19d. It is connected. Both ends of the side belt 19c are attached to the belt loop portions 18b of the left and right side panels 11b, and a joint portion (not shown) is connected to the intermediate portion thereof. Both ends of the rear belt 19b are connected to the other side of the joint portion 19d and a joint portion (not shown). One end side of the rear belt 19b is connected to the other side of the joint portion 19d, and the other end side is connected to the intermediate portion of the side belt 19c via a joint portion (not shown).

前方カメラ20は、前方右カメラユニット21と前方左カメラユニット25により構成されている。本実施形態では、これらのカメラユニット21,25は、ハウジング11の前面パネル11aの上方に着脱自在に取り付けられている。これらのカメラユニット21,25は、いずれも同様に構成されているため、ここでは前方右カメラユニット21を代表して説明する。ここからは、図3~図6も参照しながら説明する。なお、前方左カメラユニット25については、それに関する符号等を括弧内に記載する。 The front camera 20 is composed of a front right camera unit 21 and a front left camera unit 25 . In this embodiment, these camera units 21 and 25 are detachably attached above the front panel 11 a of the housing 11 . Since these camera units 21 and 25 are both configured in the same manner, the front right camera unit 21 will be described as a representative here. From here on, description will be made with reference to FIGS. 3 to 6 as well. Regarding the front left camera unit 25, the reference numerals and the like relating to it are described in parentheses.

図3(A),(C)に示すように、前方右カメラユニット21(前方左カメラユニット25)は、例えば、正面視において矩形と半円を組み合わせた形状を有するベース部21a(25a)を備えており、このベース部21a(25a)の表側に広角カメラ22(26)が設けられ、また裏側にコネクタ23(27)と3つのマグネット24(28)が設けられている。本実施形態では、広角カメラ22(26)は、例えば、画角θAFa(θAFb)が90度に設定されているとともに、前方右カメラユニット21(前方左カメラユニット25)がハウジング11に取り付けられた状態において、使用者Mの右眼の視線LSa(左眼の視線LSb)の上に位置し、かつ、広角レンズの光軸(二点鎖線)が下方にθcだけ傾くように設定されている(図5(A),(B)参照)。 As shown in FIGS. 3A and 3C, the front right camera unit 21 (front left camera unit 25) has a base portion 21a (25a) having, for example, a shape combining a rectangle and a semicircle when viewed from the front. A wide-angle camera 22 (26) is provided on the front side of the base portion 21a (25a), and a connector 23 (27) and three magnets 24 (28) are provided on the back side. In this embodiment, the wide-angle camera 22 (26) has an angle of view θAFa (θAFb) set to 90 degrees, for example, and the front right camera unit 21 (front left camera unit 25) is attached to the housing 11. In the state, it is positioned above the line of sight LSa of the right eye of the user M (the line of sight LSb of the left eye), and the optical axis (chain double-dashed line) of the wide-angle lens is set to incline downward by θc ( (See Figures 5(A) and (B)).

本実施形態では、この光軸(二点鎖線)の傾き角度θcは、例えば10度に設定されている。本願発明者らの調査では、ヒトの視野は、肉眼視の場合、上方視野が約33度であり、下方視野が約55度であることが明らかになっている。ヒトの上方視野や下方視野がこのような範囲である一方で、広角カメラ22の画角θAFa(θAFb)は90度である。そのため、本実施形態では、広角カメラ22(26)の光軸(二点鎖線)を下方に10度(=θc)傾けることによって、広角カメラ22(26)の垂直方向における画角(上方画角35度(=45度-10度)、下方画角55度(=45度+10度))を、ヒトの肉眼視における実際の視野に近づけ得るように、前方右カメラユニット21(前方左カメラユニット25)を構成している。 In the present embodiment, the tilt angle θc of the optical axis (two-dot chain line) is set at 10 degrees, for example. A survey by the inventors of the present application has revealed that the visual field of humans is about 33 degrees for the upper field of view and about 55 degrees for the lower field of view when viewed with the naked eye. While the upper field of view and the lower field of view of a person are in such a range, the angle of view θAFa (θAFb) of the wide-angle camera 22 is 90 degrees. Therefore, in this embodiment, by tilting the optical axis (two-dot chain line) of the wide-angle camera 22 (26) downward by 10 degrees (=θc), the angle of view (upper angle of view) of the wide-angle camera 22 (26) in the vertical direction The front right camera unit 21 (front left camera unit 25).

なお、図5(B)に示す符号FVcは、垂直方向の視野において、正面視における上方視野(例えば60度)の例を表したものであり(以下「上前方視野FVc」という)、また符号FVdは、正面視における下方視野(例えば70度)の例を表したものである(以下「下前方視野FVd」という)。なお、このような上前方視野FVcと下前方視野FVdは、右眼および左眼のいずれについても同様に現れることを前提にしている。このように下前方視野FVdは、上前方視野FVcに比べて大きく、眼球を動かすことでほぼ真下まで見ることができる。これに対して、上前方視野FVcは、下前方視野FVdに比べて狭く、ヒトは一般的に頭上よりも足下に視線が行き易い。そのため、本実施形態では、上述したように前方カメラ20の広角カメラ22,26の光軸(二点鎖線)を10度下方に向ける構成を採っている。 In addition, the symbol FVc shown in FIG. 5(B) represents an example of an upper field of view (for example, 60 degrees) in a front view in a vertical field of view (hereinafter referred to as "upper front field of view FVc"). FVd represents an example of a lower field of view (for example, 70 degrees) in front view (hereinafter referred to as "lower front field of view FVd"). It is assumed that the upper front field of view FVc and the lower front field of view FVd appear in the same way for both the right eye and the left eye. In this way, the lower front field of view FVd is larger than the upper front field of view FVc, and it is possible to see almost straight down by moving the eyeball. On the other hand, the upper front field of view FVc is narrower than the lower front field of view FVd, and it is generally easier for people to see their feet below their heads than above their heads. Therefore, in this embodiment, as described above, the optical axes (chain lines) of the wide-angle cameras 22 and 26 of the front camera 20 are directed downward by 10 degrees.

ハウジング11の前面パネル11aにおけるカメラ20の取付構造は、前方右カメラユニット21(前方左カメラユニット25)のコネクタ23(27)や3つのマグネット24(28)に対応可能に構成されている。即ち、コネクタ23(27)に対して機械的かつ電気的に接続可能なコネクタ16と、3つのマグネット24(28)に対してそれぞれ磁着可能な3つのマグネット17を備えている。本実施形態では、3つのマグネット17が二等辺三角形の各頂点に位置するとともにコネクタ16が二等辺三角形の底辺の外側に平行に配置されている。そのため、コネクタ16に対して、前方右カメラユニット21や前方左カメラユニット25を正確に位置決めすることが可能になる。 The mounting structure of the camera 20 on the front panel 11a of the housing 11 is configured to be compatible with the connector 23 (27) and the three magnets 24 (28) of the front right camera unit 21 (front left camera unit 25). That is, it has a connector 16 that can be mechanically and electrically connected to the connector 23 (27), and three magnets 17 that can be magnetically attached to the three magnets 24 (28). In this embodiment, the three magnets 17 are positioned at the respective vertices of the isosceles triangle, and the connectors 16 are arranged in parallel outside the base of the isosceles triangle. Therefore, it is possible to accurately position the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25 with respect to the connector 16 .

本実施形態では、このような傾き角度θcで前傾する前方右カメラユニット21や前方左カメラユニット25、つまり前方カメラ20は、ハウジング11(HMD10)の前面パネル11aにおける取付位置が後述するレンズユニット70の焦点距離Fや広角カメラ22,26の画角θAFa,θAFb等に基づいて定められ、また前方ディスプレィ40の上下方向(短手方向)の縦幅Whにも関係する。そのため、前方ディスプレィ40やレンズユニット70について説明した後、前方カメラ20の取付位置について説明する。 In the present embodiment, the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25 that tilt forward at such an inclination angle θc, that is, the front camera 20, are attached to the front panel 11a of the housing 11 (HMD 10) at the lens unit described later. It is determined based on the focal length F of 70 and the angles of view θAFa and θAFb of the wide-angle cameras 22 and 26, and is also related to the vertical width Wh of the front display 40 in the vertical direction (transverse direction). Therefore, after describing the front display 40 and the lens unit 70, the mounting position of the front camera 20 will be described.

側方カメラ30は、側方右カメラユニット31と側方左カメラユニット35により構成されており、本実施形態では、ハウジング11の前面パネル11aの下方両角付近(側方右カメラユニット31は右隅付近、側方左カメラユニット35は左隅付近)において着脱自在に取り付けられている。これらのカメラユニット31,35は、それぞれのカメラ32,36が魚眼カメラである点および光軸(二点鎖線)の傾き角度やその方向が異なる点を除いて、いずれも前方右カメラユニット21や前方左カメラユニット25と同様に構成されている。 The side camera 30 is composed of a side right camera unit 31 and a side left camera unit 35. In the present embodiment, the side camera 30 is located near both lower corners of the front panel 11a of the housing 11 (the side right camera unit 31 is located at the right corner). The left side camera unit 35 is detachably attached near the left corner). These camera units 31 and 35 are similar to the front right camera unit 21 except that the respective cameras 32 and 36 are fisheye cameras and the tilt angle and direction of the optical axis (two-dot chain line) are different. and the front left camera unit 25 .

即ち、側方右カメラユニット31や側方左カメラユニット35を構成するベース部31a,35a、コネクタやマグネットは、前方右カメラユニット21のベース部21a、コネクタ23およびマグネット24や、前方左カメラユニット25のベース部25a、コネクタ27やマグネット28と同様に構成されている。そのため、ここでは側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32や側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36の画角および光軸(二点鎖線)の傾き角度や傾きの方向について説明する。 That is, the base portions 31a, 35a, connectors and magnets constituting the right side camera unit 31 and the left side camera unit 35 are connected to the base portion 21a, the connector 23 and the magnet 24 of the front right camera unit 21, and the front left camera unit. 25, the connector 27, and the magnet 28. As shown in FIG. Therefore, here, the angle of view of the fish-eye camera 32 of the right side camera unit 31 and the fish-eye camera 36 of the left side camera unit 35 and the tilt angle and direction of the optical axis (two-dot chain line) will be described.

側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32や側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36は、例えば、画角θASa,θASbが110度に設定されている。また、これらの魚眼カメラ32,36の魚眼レンズの光軸(二点鎖線)は、それぞれ外側方向(側方)に向けてθa,θbだけ傾きかつそれぞれ下方にθdだけ傾くように設定されている(図5(A),(B)参照)。 The angle of view θASa and θASb of the fisheye camera 32 of the lateral right camera unit 31 and the fisheye camera 36 of the lateral left camera unit 35 are set to 110 degrees, for example. The optical axes (chain lines) of the fish-eye lenses of these fish-eye cameras 32 and 36 are set so as to incline outward (sideways) by θa and θb and downward by θd, respectively. (See FIGS. 5(A) and (B)).

本実施形態では、側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32が右外側に向く傾き角度θaや、側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36が左外側に向く傾き角度θbは、例えば、いずれも35度に設定されている。また、これらの魚眼カメラ32,36が下方に向く傾き角度θdも、それぞれ35度に設定されている。つまり、魚眼カメラ32,36は、それぞれの光軸(二点鎖線)が外側方向および下側方向に35度ずつ傾くように設定されている。 In this embodiment, the tilt angle θa at which the fish-eye camera 32 of the lateral right camera unit 31 faces right outward and the tilt angle θb at which the fish-eye camera 36 of the lateral left camera unit 35 faces left outward are, for example, is set at 35 degrees. In addition, the inclination angle θd at which the fisheye cameras 32 and 36 face downward is also set to 35 degrees. In other words, the fisheye cameras 32 and 36 are set so that their respective optical axes (chain lines) are inclined outward and downward by 35 degrees.

本実施形態の魚眼カメラ32,36は、画角θASa,θASbが水平・垂直の両方向について110度であることから、例えば、側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32においては、右外側に35度傾けることにより前方の画角は20度(=110度/2-35度)に減少するものの、右側方の画角は90度(=110度/2+35度)に増加する。また、下側に35度傾けることにより上方の画角は20度(=110度/2-35度)に減少するものの、下方の画角は90度(=110度/2+35度)に増加する。 The fisheye cameras 32 and 36 of the present embodiment have angles of view θASa and θASb of 110 degrees in both horizontal and vertical directions. By tilting by 35 degrees, the front angle of view is reduced to 20 degrees (=110 degrees/2-35 degrees), but the right side angle of view is increased to 90 degrees (=110 degrees/2+35 degrees). Also, by tilting 35 degrees downward, the upper angle of view decreases to 20 degrees (=110 degrees/2-35 degrees), but the lower angle of view increases to 90 degrees (=110 degrees/2+35 degrees). .

同様に、側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36についても、左外側に35度傾けることにより前方の画角は20度に減少するが左側方の画角は90度に増加し、下側に35度傾けることにより上方の画角は20度に減少するが下方の画角は90度に増加する。したがって、本実施形態では、魚眼カメラ32,36の水平方向の画角を外側方向(側方)については真横(側方画角90度)まで拡げ得るとともに、垂直方向の画角も下側方向(下方)については真下(下方画角90度)まで拡げ得るように、側方右カメラユニット31および側方左カメラユニット35を構成している。なお、このように真横や真下を含む必要がない場合には、魚眼カメラ32,36の画角をこのように設定する必要はない。 Similarly, by tilting the fisheye camera 36 of the left side camera unit 35 to the left outside by 35 degrees, the front angle of view is reduced to 20 degrees, but the left side angle of view is increased to 90 degrees. By tilting the camera by 35 degrees, the upper angle of view is reduced to 20 degrees, but the lower angle of view is increased to 90 degrees. Therefore, in this embodiment, the horizontal angle of view of the fisheye cameras 32 and 36 can be widened to the lateral direction (lateral angle of view of 90 degrees) in the outer direction (side), and the vertical angle of view is also downward. As for the direction (downward), the lateral right camera unit 31 and the lateral left camera unit 35 are configured so as to be able to extend to the bottom (downward angle of view of 90 degrees). If it is not necessary to include right beside or right below, it is not necessary to set the angles of view of the fisheye cameras 32 and 36 in this manner.

なお、図5(A)に示す符号FVaは、水平方向の視野において、正面視における中心視野CVを含む右眼の有効視野(例えば30度)の例を表したものであり(以下「右前方視野FVa」という)、また符号FVbは、正面視における中心視野CVを含む左眼の有効視野(例えば30度)の例を表したものである(以下「左前方視野FVb」という)。なお、この例では中心視野CVは1.5度である。また、同図に示す符号SVaは、正面視における右眼の周辺視野(例えば110度)のうち有効視野を除いた有効視野外の周辺視野の例を表したものであり(以下「右側方視野SVa」という)、符号SVbは、正面視における左眼の周辺視野(例えば110度)のうち有効視野を除いた有効視野外の周辺視野の例を表したものである。 The symbol FVa shown in FIG. 5(A) represents an example of the effective visual field (for example, 30 degrees) of the right eye including the central visual field CV in front view in the horizontal visual field (hereinafter referred to as "right front The field of view FVa"), and the symbol FVb represents an example of the effective field of view (for example, 30 degrees) of the left eye including the central field of view CV in front view (hereinafter referred to as the "left front field of view FVb"). Note that the central visual field CV is 1.5 degrees in this example. In addition, symbol SVa shown in FIG. SVa"), and the symbol SVb represents an example of peripheral vision outside the effective field of vision (for example, 110 degrees) of the left eye in front view, excluding the effective field of view.

本実施形態では、HMD10を構成する前方カメラ20や側方カメラ30において、前方右カメラユニット21、前方左カメラユニット25、側方右カメラユニット31や側方左カメラユニット35を容易に着脱可能に構成したことから、例えば、これらの各カメラユニット21,25,31,35が故障した場合に正常なカメラユニットと簡単に交換することができる。また、これらの各カメラユニット21,25,31,35の広角カメラ22,26や魚眼カメラ32,36を赤外線カメラ等に交換したカメラユニットを、用意することによって、HMD10の用途に応じて、機能の異なるカメラユニット(例えば、赤外線カメラユニットや高感度カメラユニット)に容易に置き換えることができる。 In this embodiment, the front right camera unit 21, the front left camera unit 25, the side right camera unit 31, and the side left camera unit 35 can be easily attached and detached in the front camera 20 and the side cameras 30 that constitute the HMD 10. Because of this configuration, for example, when each of these camera units 21, 25, 31, 35 breaks down, it can be easily replaced with a normal camera unit. Further, by preparing camera units in which the wide-angle cameras 22, 26 and fish-eye cameras 32, 36 of these camera units 21, 25, 31, 35 are replaced with infrared cameras or the like, It can be easily replaced with a camera unit having different functions (for example, an infrared camera unit or a high-sensitivity camera unit).

図2に示すように、前方ディスプレィ40は、例えば、横長矩形状に形成された液晶カラーディスプレィパネルであり、例えば、形状寸法が15cm(横)×10.6cm(縦)に設定されている。本実施形態では、前方ディスプレィ40は、長手方向を左右方向に向けてディスプレィ収容室15に収容されている。インターフェイスは、例えば、HDMIに対応しているため、前方ディスプレィ40は、後述する画像処理プロセッサ80のCMPU81に対して、HDMIインタフェイスを介して接続されている。なお、HDMIは登録商標である(以下同じ)。 As shown in FIG. 2, the front display 40 is, for example, a horizontally long rectangular liquid crystal color display panel with dimensions of 15 cm (horizontal)×10.6 cm (vertical), for example. In this embodiment, the front display 40 is housed in the display housing chamber 15 with its longitudinal direction oriented in the left-right direction. Since the interface is compatible with, for example, HDMI, the front display 40 is connected to the CMPU 81 of the image processor 80 to be described later via the HDMI interface. Note that HDMI is a registered trademark (hereinafter the same).

図5(A)に示すように、前方ディスプレィ40の左右方向(長手方向)の横幅(または横方向の表示範囲)Wwは、使用者Mの両眼の間隔(例えば8cm)または頭部Hの左右方向幅(例えば15cm)以上であればよい。また図5(B)に示すように、上下方向(短手方向)の縦幅(または縦方向の表示範囲)Whは、後述のようにレンズユニット70の焦点距離(所定の離隔距離)Fから求められる値であればよい。なお、前方ディスプレィ40は、下方ディスプレィ60のように左右2枚のディスプレィパネル(例えば、右前方ディスプレィと左前方ディスプレィ)を用いて構成してもよい。 As shown in FIG. 5A, the width (or display range) Ww in the left-right direction (longitudinal direction) of the front display 40 is the distance between the eyes of the user M (for example, 8 cm) or the width of the head H. The width in the horizontal direction (for example, 15 cm) or more is sufficient. Further, as shown in FIG. 5B, the vertical width (or the display range in the vertical direction) Wh in the vertical direction (transverse direction) is from the focal length (predetermined separation distance) F of the lens unit 70 as described later. Any desired value may be used. The front display 40 may be configured using two left and right display panels (for example, a right front display and a left front display) like the lower display 60 .

側方ディスプレィ50は、右側方ディスプレィ51と左側方ディスプレィ52により構成されている。これらのディスプレィ51,52は、同一の縦長矩形状に有する液晶カラーディスプレィパネルであり、例えば、形状寸法が5cm(横)×10.6cm(縦)に設定されている。インターフェイスは、前方ディスプレィ40と同様に、例えば、HDMIに対応しているため、これらのディスプレィ51,52は、後述する画像処理プロセッサ80のRMPU82やLMPU83に対してHDMIインタフェイスを介して接続されている。 The side display 50 is composed of a right side display 51 and a left side display 52 . These displays 51 and 52 are liquid crystal color display panels having the same vertically long rectangular shape, and the dimensions are set to 5 cm (horizontal)×10.6 cm (vertical), for example. Since the interface, like the front display 40, is compatible with, for example, HDMI, these displays 51 and 52 are connected to the RMPU 82 and LMPU 83 of the image processor 80 to be described later via the HDMI interface. there is

右側方ディスプレィ51は、ディスプレィ収容室15のうち前方ディスプレィ40の右側空間に収容され、また左側方ディスプレィ52は、ディスプレィ収容室15のうち前方ディスプレィ40の左側空間に収容されている。つまり、HMD10を装着した使用者Mの頭部Hの左右側方に位置するようにこれらのディスプレィ51,52がディスプレィ収容室15に収容されている(図5(A)参照)。なお、図5(A)に示すθkは、使用者Mの前後方向(頭部Hや顔の側面)に対する右側方ディスプレィ51や左側方ディスプレィ52の傾き角度であり、例えば15度に設定されているが、これらの角度θkは、ディスプレィ51,52の表示特性等に基づいて使用者Mが視認可能な角度(例えば、0度~45度)であればよい。 The right side display 51 is housed in the space on the right side of the front display 40 in the display housing chamber 15 , and the left side display 52 is housed in the space on the left side of the front display 40 in the display housing chamber 15 . That is, these displays 51 and 52 are housed in the display housing chamber 15 so as to be positioned on the left and right sides of the head H of the user M wearing the HMD 10 (see FIG. 5(A)). θk shown in FIG. 5(A) is the inclination angle of the right side display 51 and the left side display 52 with respect to the front-rear direction of the user M (the head H and the side of the face), and is set to 15 degrees, for example. However, these angles θk may be angles (for example, 0 degrees to 45 degrees) that can be visually recognized by the user M based on the display characteristics of the displays 51 and 52 and the like.

下方ディスプレィ60は、右下方ディスプレィ61と左下方ディスプレィ62により構成されている。これらのディスプレィ61,62は、同一の横長矩形状に有する液晶カラーディスプレィパネルであり、例えば、形状寸法が7.5cm(横)×4cm(縦)に設定されている。これらのディスプレィ61,62は、長手方向に隣り合うように配置されて、前方ディスプレィ40の下方に位置するディスプレィ収容室15の底側空間(下面パネル11dの直上)に収容されている(図2(B)参照)。 The lower display 60 is composed of a lower right display 61 and a lower left display 62 . These displays 61 and 62 are liquid crystal color display panels having the same oblong rectangular shape, and the dimensions are set to 7.5 cm (horizontal)×4 cm (vertical), for example. These displays 61 and 62 are arranged side by side in the longitudinal direction and housed in the bottom space (immediately above the lower panel 11d) of the display housing chamber 15 located below the front display 40 (FIG. 2). (B)).

本実施形態では、右下方ディスプレィ61と左下方ディスプレィ62を長手方向に繋げた長さが、前方ディスプレィ40の左右方向(長手方向)の横幅Ww(15cm(=7.5cm+7.5cm))に一致するように設定されているが、使用者Mが下方を視認可能な範囲で適宜設定される。また、本実施形態では、右下方ディスプレィ61および左下方ディスプレィ62の短手方向の幅を4cmに設定しているが、前方ディスプレィ40とレンズユニット70の間に収容可能な幅であればよい。なお、下方ディスプレィ60は、前方ディスプレィ40のように、左右を1枚のディスプレィパネル(例えば、形状寸法が15cm(横)×4cm(縦))を用いて構成してもよい。また、後述するように、使用者Mの足下等の下方を視認する必要ない場合には下方ディスプレィ60は設けられてなくても良い。 In this embodiment, the length obtained by connecting the lower right display 61 and the lower left display 62 in the longitudinal direction coincides with the lateral width Ww (15 cm (=7.5 cm+7.5 cm)) of the front display 40 in the lateral direction (longitudinal direction). However, it is appropriately set within a range where the user M can visually recognize the downward direction. In this embodiment, the width of the lower right display 61 and the lower left display 62 in the short direction is set to 4 cm, but any width that can be accommodated between the front display 40 and the lens unit 70 may be used. It should be noted that the lower display 60, like the front display 40, may be configured using a single left and right display panel (for example, the dimensions are 15 cm (horizontal)×4 cm (vertical)). Further, as will be described later, the lower display 60 may not be provided when there is no need to visually recognize the lower part of the user M's feet or the like.

図2に示すように、レンズユニット70は、使用者Mの顔面と前方ディスプレィ40と間に位置する光学レンズを有する光学ユニットである。本実施形態では、前方ディスプレィ40から両眼の方向に所定の離隔距離Fで位置するようにハウジング11の窓部12等に取り付けられている。レンズユニット70は、レンズ本体71と、それを支持(保持)するレンズフレーム75とにより構成されている。 As shown in FIG. 2, lens unit 70 is an optical unit having an optical lens positioned between user M's face and front display 40 . In this embodiment, it is attached to the window portion 12 of the housing 11 and the like so as to be positioned at a predetermined separation distance F from the front display 40 in the direction of both eyes. The lens unit 70 is composed of a lens body 71 and a lens frame 75 that supports (holds) it.

レンズ本体71は、使用者Mの右眼の視野相当範囲をカバーする右レンズ部72と、左眼の視野相当範囲をカバーする左レンズ部73とにより構成されており、本実施形態ではこれらのレンズ部72,73は一体に成形されている。レンズ本体71は、全体的には、横長矩形であって長手方向ほぼ中央でアルファベットの「V」字を上下反転にしたような形状の切欠き部71aを有する薄板形状であり、ハウジング11に取り付けられた状態では、上下方向の上方または下方から見た形状が片仮名の「コ」字形状であって角が丸められた形状をなすように形成されている。レンズ本体71は、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂により構成されている。なお、レンズ本体71は、右レンズ部72と左レンズ部73が別体に構成されていてもよい。 The lens body 71 is composed of a right lens portion 72 that covers a range equivalent to the visual field of the right eye of the user M, and a left lens portion 73 that covers a range equivalent to the visual field of the left eye. The lens portions 72 and 73 are integrally molded. The lens body 71 is generally a horizontally long rectangle and has a thin plate shape having a notch 71a in the shape of an upside-down letter "V" in the center in the longitudinal direction. When viewed from above or below in the up-down direction, it is formed in a katakana "U" shape with rounded corners. The lens body 71 is made of, for example, synthetic resin such as acrylic or polycarbonate. The lens body 71 may have the right lens portion 72 and the left lens portion 73 separately configured.

右レンズ部72は、使用者Mの正面視において右眼の有効視野に対応可能な右中心部72aと、同正面視において右眼の有効視野の周囲および下方視野に対応可能な右周辺部72bと、使用者Mの右眼の側方視野に対応可能な右側方部72cと、を備えている。また、左レンズ部73は、使用者Mの正面視において左眼の有効視野に対応可能な左中心部73aと、同正面視において左眼の有効視野の周囲および下方視野に対応可能な左周辺部73bと、使用者Mの左眼の側方視野に対応可能な左側方部73cと、を備えている。 The right lens portion 72 has a right central portion 72a that can correspond to the effective visual field of the right eye when viewed from the front of the user M, and a right peripheral portion 72b that can correspond to the peripheral and lower visual fields of the right eye's effective visual field when viewed from the front. and a right side portion 72c that can correspond to the side visual field of the user's M right eye. The left lens portion 73 includes a left central portion 73a that can correspond to the effective visual field of the left eye when viewed from the front of the user M, and a left peripheral portion 73a that can correspond to the peripheral and lower visual fields of the left eye when viewed from the front. A portion 73b and a left side portion 73c that can correspond to the side visual field of the user M's left eye.

本実施形態では、これらのレンズ部72,73のうち、右中心部72a、右周辺部72b、左中心部73aおよび左周辺部73bが使用者Mの顔の正面に対向し、また右側方部72cが使用者Mの顔の右側面に対向し、さらに左側方部73cが使用者Mの顔の左側面に対向している。右中心部72aは使用者Mの右眼の正面、また左中心部73aは使用者Mの左眼の正面にそれぞれ対向し、かつ、正面視における右眼の視線LSaと右中心部72aのレンズ軸とが一致し、左眼の視線LSbと左中心部73aのレンズ軸とが一致し得るように位置している。右周辺部72bと右側方部72cの接続部のうち曲面部分は、右側方部72cに含まれる。同様に、左周辺部73bと左側方部73cの接続部のうち曲面部分は、左側方部73cに含まれる。 In the present embodiment, of these lens portions 72 and 73, a right central portion 72a, a right peripheral portion 72b, a left central portion 73a and a left peripheral portion 73b face the front of the user M's face, and a right lateral portion 72c faces the right side of user M's face, and left side 73c faces the left side of user M's face. The right central portion 72a faces the front of the user M's right eye, and the left central portion 73a faces the front of the user M's left eye. It is positioned so that the line of sight LSb of the left eye and the lens axis of the left central portion 73a can coincide. A curved portion of the connecting portion between the right peripheral portion 72b and the right side portion 72c is included in the right side portion 72c. Similarly, the curved portion of the connecting portion between the left peripheral portion 73b and the left side portion 73c is included in the left side portion 73c.

右中心部72aおよび左中心部73aは、例えば、非球面レンズであり、レンズ部分の断面形状が両凸(凸凸)や平凸になるように構成されている。右中心部72aおよび左中心部73aは、前方ディスプレィ40から焦点距離(所定の離隔距離)Fで位置し、右眼の右前方視野FVaに相当する範囲を前方ディスプレィ40の右側半分の全体(右側領域41(図6(E)参照))に光学的に合わせる機能、および、左眼の左前方視野FVbに相当する範囲を前方ディスプレィ40の左側半分の全体(左側領域42(図6(E)参照))に光学的に合わせる機能を有する。 The right central portion 72a and the left central portion 73a are, for example, aspherical lenses, and the cross-sectional shape of the lens portion is configured to be biconvex (convex-convex) or plano-convex. The right central portion 72a and the left central portion 73a are positioned at a focal distance (predetermined separation distance) F from the front display 40, and cover the entire right half of the front display 40 (right side) in a range corresponding to the right front visual field FVa of the right eye. The function of optically matching the area 41 (see FIG. 6(E)) and the range corresponding to the left front visual field FVb of the left eye to the entire left half of the front display 40 (left area 42 (see FIG. 6(E)) reference))).

図2(A)に示すように、本実施形態では、前方ディスプレィ40が横長矩形状であることから、その短手方向(上下方向)の縦幅Whに対して、右中心部72aおよび左中心部73aのそれぞれの非球面レンズが右眼の右前方視野FVaに相当する範囲および左眼の左前方視野FVbに相当する範囲を光学的に合わせ得るように、前方ディスプレィ40からレンズ本体71までの離隔距離、つまり焦点距離Fが設定されている(図5(B)参照)。 As shown in FIG. 2(A), in the present embodiment, the front display 40 has a horizontally long rectangular shape. The distance from the front display 40 to the lens body 71 is such that each aspherical lens of the portion 73a can optically match the range corresponding to the right front visual field FVa of the right eye and the range corresponding to the left front visual field FVb of the left eye. A separation distance, that is, a focal length F is set (see FIG. 5(B)).

また、右周辺部72b、右側方部72c、左周辺部73bおよび左側方部73cは、例えば、平面レンズである。平面レンズの典型例は、ほぼ平らで薄板形状を有するフレネルレンズであり、ペーパーレンズと呼ばれる場合もある。なお、平面レンズは、右中心部72aや左中心部73aのレンズ面の曲率よりも、曲率が桁違いに大きい非球面レンズの表面部分を薄く切り取ったようなレンズ形状を有するものでもよい。また、右眼の側方視野の画像を表示する右側方ディスプレィ51や左眼の側方視野の画像を表示する左側方ディスプレィ52は、右側方部72cや左側方部73cを介在させることなく、使用者Mが、直接、視認可能に構成してもよい。同様に、両眼の下方視野の画像を表示する下方ディスプレィ60も、右周辺部72bや左周辺部73bを介することなく、使用者Mが、直接、視認可能に構成してもよい。 The right peripheral portion 72b, the right side portion 72c, the left peripheral portion 73b, and the left side portion 73c are, for example, plane lenses. A typical example of a planar lens is a Fresnel lens that is substantially flat and has a thin plate shape, and is sometimes called a paper lens. The planar lens may have a lens shape obtained by slicing the surface of an aspherical lens whose curvature is orders of magnitude larger than the curvature of the lens surfaces of the right central portion 72a and the left central portion 73a. In addition, the right side display 51 that displays the image of the side view of the right eye and the left side display 52 that displays the image of the side view of the left eye are arranged without interposing the right side portion 72c and the left side portion 73c. It may be configured so that the user M can directly see it. Similarly, the lower display 60 that displays the image of the lower field of view of both eyes may also be configured to be directly visible to the user M without going through the right peripheral portion 72b or the left peripheral portion 73b.

レンズフレーム75は、ハウジング11に固定されてレンズ本体71をハウジング11の窓部12等に取り付け可能に保持するものであり、外枠部76と中央部77により構成されている。レンズフレーム75が保持するレンズ本体71は、前述したように全体的には横長矩形を有する薄板形状を有し、ハウジング11に取り付けられた状態においては上方または下方から見た形状が片仮名の「コ」字形状であって角が丸められた形状をなす。 The lens frame 75 is fixed to the housing 11 and holds the lens body 71 so that it can be attached to the window 12 of the housing 11 or the like. As described above, the lens body 71 held by the lens frame 75 has a thin plate shape having an oblong rectangular shape as a whole, and when it is attached to the housing 11, its shape when viewed from above or below is a katakana "ko". "" shape with rounded corners.

このため、外枠部76は、当該レンズ本体71の周囲を取り囲み得る枠体であって、そのような丸角の「コ」字形状を有するように構成されている。また、中央部77は、ハウジング11に取り付けられた状態において、レンズ本体71の長手方向ほぼ中央でアルファベットの「Y」字を上下反転にしたような形状で周囲の外枠部76に接続されている。中央部77の「Y」字部分の凹部がレンズ本体71の切欠き部71aに対応することで当該レンズ本体71の周囲を保持可能にするとともに、レンズユニット70自体が使用者Mの鼻等に接触したり邪魔になったりすることを防いでいる。 For this reason, the outer frame portion 76 is a frame that can surround the lens body 71 and is configured to have such a rounded U-shape. In addition, the central portion 77 is connected to the outer frame portion 76 in the shape of an upside-down letter "Y" at approximately the center in the longitudinal direction of the lens body 71 when attached to the housing 11 . there is The recessed portion of the "Y" portion of the central portion 77 corresponds to the notch portion 71a of the lens body 71, so that the periphery of the lens body 71 can be held, and the lens unit 70 itself fits on the nose of the user M. Prevents contact and obstruction.

図4に示すように、画像処理プロセッサ80は、CMPU81、RMPU82およびLMPU83により構成されている(これらのMPU81,82,83は、1つまたは2つのMPUで構成してもよい)。これらのMPU81,82,83は、主に、CPU、GPU、DSP、メモリ、入出力インタフェイス(HDMIインタフェイス等)により構成されており、本実施形態ではいずれもMPU収容室14に収容されている(図2(B)参照)。CMPU81は、その入力側に前方右カメラユニット21の広角カメラ22と前方左カメラユニット25の広角カメラ26とが接続されており、また出力側のHDMIインタフェイスに前方ディスプレィ40が接続されている。CMPU81には、これらの広角カメラ22,26によりそれぞれ撮像された画像データ(画像)が入力されるため、CMPU81では予め定められた所定範囲の画像を切り出す画像処理を行った後、前方右画像IFaや前方左画像IFbを前方ディスプレィ40に出力する。 As shown in FIG. 4, the image processor 80 is composed of a CMPU 81, an RMPU 82 and an LMPU 83 (these MPUs 81, 82 and 83 may be composed of one or two MPUs). These MPUs 81, 82, 83 are mainly composed of a CPU, a GPU, a DSP, a memory, and an input/output interface (HDMI interface, etc.). (See Fig. 2(B)). The CMPU 81 has an input side connected to the wide-angle camera 22 of the front right camera unit 21 and a wide-angle camera 26 of the front left camera unit 25, and an output side HDMI interface to which the front display 40 is connected. Since image data (images) captured by the wide-angle cameras 22 and 26 are input to the CMPU 81, the CMPU 81 performs image processing for cutting out an image of a predetermined range, and then generates a front right image IFa. and the front left image IFb to the front display 40 .

図6に示すように、例えば、広角カメラ22の撮像範囲22aが円形範囲である場合には、予め定められた矩形の所定範囲をその円形範囲内から切り出して(図6(B)参照)、前方ディスプレィ40の右側領域41に前方右画像IFaとして出力する(図6(E)参照)。広角カメラ26も同様であり、予め定められた矩形の所定範囲を円形の撮像範囲26aから切り出して(図6(A)参照)、前方ディスプレィ40の左側領域42に前方左画像IFbとして出力する(図6(E)参照)。これらの場合、予め定められた(矩形の)所定範囲は、前方ディスプレィ40による前方表示範囲40aの右半分(右側領域41(図4;DCR41))と左半分(左側領域42(図4;DCL42))のそれぞれである。 As shown in FIG. 6, for example, when the imaging range 22a of the wide-angle camera 22 is a circular range, a predetermined rectangular range is cut out from within the circular range (see FIG. 6B), The front right image IFa is output to the right area 41 of the front display 40 (see FIG. 6(E)). The same is true for the wide-angle camera 26, which cuts out a predetermined rectangular range from the circular imaging range 26a (see FIG. 6A) and outputs it to the left region 42 of the front display 40 as a front left image IFb (see FIG. 6A). See FIG. 6(E)). In these cases, the predetermined (rectangular) predetermined range is the right half (right side region 41 (FIG. 4; DCR 41)) and the left half (left side region 42 (FIG. 4; DCL 42)) of the front display range 40a of the front display 40. )).

本実施形態では、広角カメラ22,26からCMPU81に出力される矩形の所定範囲の画像データが、予め定められた矩形の所定範囲に相当するため、当該画像データをそのまま前方右画像IFa,IFbとして前方ディスプレィ40に出力している。これにより、画像を切り出す画像処理を行う必要がないため、CMPU81が介在することで生じる前方ディスプレィ40による画像表示の遅延時間を最小限に抑制することを可能にしている。前方ディスプレィ40による前方右画像IFaや前方右画像IFaの表示は、使用者Mに対して右前方視野FVaや左前方視野FVb(有効視野)における視覚的な情報を提供するものであることから、右側方視野SVaや左側方視野SVb(有効視野外の周辺視野)に比べて即時性が要求されるため、本実施形態のHMD10ではそれを可能にしている。 In the present embodiment, the image data of the predetermined rectangular range output from the wide-angle cameras 22 and 26 to the CMPU 81 corresponds to the predetermined rectangular range. It is output to the front display 40 . As a result, it is possible to minimize the delay time of image display by the front display 40 caused by the intervention of the CMPU 81, since there is no need to perform image processing for clipping the image. Since the display of the front right image IFa and the front right image IFa by the front display 40 provides the user M with visual information in the right front field of view FVa and the left front field of view FVb (effective field of view), Immediateness is required compared to the right side visual field SVa and the left side visual field SVb (peripheral visual field outside the effective visual field), so the HMD 10 of this embodiment makes it possible.

図4に示すようにRMPU82は、その入力側に側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32が接続されており、また出力側のHDMIインタフェイスに右側方ディスプレィ51と右下方ディスプレィ61が接続されている。RMPU82には、この魚眼カメラ32により撮像された画像データ(画像)が入力されるため、RMPU82では予め定められた所定範囲の画像を切り出す画像処理を行った後、右側方画像ISaを右側方ディスプレィ51(DPR51)に出力し、また右下方画像ILaを右下方ディスプレィ61(DLR61)に出力する。 As shown in FIG. 4, the input side of the RMPU 82 is connected to the fisheye camera 32 of the side right camera unit 31, and the output side of the HDMI interface is connected to the right side display 51 and the lower right side display 61. ing. Image data (image) captured by the fisheye camera 32 is input to the RMPU 82, so the RMPU 82 performs image processing for cutting out an image of a predetermined range, and converts the right side image ISa into a right side image ISa. The lower right image ILa is output to the lower right display 61 (DLR 61).

図6に示すように、例えば、魚眼カメラ32の撮像範囲32aが円形範囲である場合には、予め定められた矩形の所定範囲31x(前方右画像IFaの範囲に相当する)の右方外側に位置する弓形の一部分(下方外側に位置する弓形との重複範囲を除く)をその円形範囲内から切り出して(図6(D)参照)、右側方ディスプレィ51の右側方表示範囲51aに右側方画像ISaとして出力する(図6(E)参照)。本実施形態では、RMPU82では、予め定められた右側方表示範囲51aに合わせた画像サイズに右側方画像ISaを変更した後、右側方ディスプレィ51に出力する。右側方表示範囲51aに合わせた画像サイズは、例えば、右側方画像ISaが右側方表示範囲51aに最大限表示され得るサイズである。 As shown in FIG. 6, for example, when the imaging range 32a of the fisheye camera 32 is a circular range, the right outside of a predetermined rectangular predetermined range 31x (corresponding to the range of the front right image IFa) A part of the arcuate shape located in the lower outer side (excluding the overlapping range with the arcuate shape located in the lower outer side) is cut out from within the circular range (see FIG. 6(D)), and is displayed in the right side display range 51a of the right side display 51. It is output as an image ISa (see FIG. 6(E)). In this embodiment, the RMPU 82 outputs the right side image ISa to the right side display 51 after changing the size of the right side image ISa to match the predetermined right side display range 51a. The image size adapted to the right side display range 51a is, for example, a size that allows the right side image ISa to be maximally displayed in the right side display range 51a.

また、右下方ディスプレィ61に対しては、予め定められた矩形の所定範囲31x(前方右画像IFaの範囲に相当する)の下方外側に位置する弓形の一部分(左方外側に位置する弓形との重複範囲を除く)をその円形範囲内から切り出して(図6(D)参照)、右下方表示範囲61aに右下方画像ILaとして出力する(図6(E)参照)。本実施形態では、RMPU82では、予め定められた右下方表示範囲61aに合わせた画像サイズに右下方画像ILaを変更した後、右下方ディスプレィ61に出力する。右下方表示範囲61aに合わせた画像サイズは、例えば、右下方画像ILaが右下方表示範囲61aに最大限表示され得るサイズである。 In addition, for the lower right display 61, a portion of the arc located outside the lower outside of the predetermined rectangular range 31x (corresponding to the range of the front right image IFa) (with the arc located outside the left) 6(D)), and output as a lower right image ILa to the lower right display range 61a (see FIG. 6(E)). In this embodiment, the RMPU 82 outputs the lower right image ILa to the lower right display 61 after changing the image size of the lower right image ILa to match the predetermined lower right display range 61a. The image size adapted to the lower right display range 61a is, for example, a size that allows the lower right image ILa to be displayed in the lower right display range 61a at its maximum.

図4に示すようにLMPU83は、その入力側に側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36が接続されており、また出力側のHDMIインタフェイスに左側方ディスプレィ52と左下方ディスプレィ62が接続されている。LMPU83には、この魚眼カメラ36により撮像された画像データ(画像)が入力されるため、LMPU83では予め定められた所定範囲の画像を切り出す画像処理を行った後、左側方画像ISbを左側方ディスプレィ52(DPL52)に出力し、また左下方画像ILbを左下方ディスプレィ62(DLL62)に出力する。 As shown in FIG. 4, the LMPU 83 has an input side connected to the fisheye camera 36 of the lateral left camera unit 35, and an output side HDMI interface connected to the left side display 52 and the left lower display 62. ing. Image data (image) captured by the fisheye camera 36 is input to the LMPU 83, so the LMPU 83 performs image processing for cutting out an image of a predetermined range, and converts the left side image ISb to the left side image ISb. The lower left image ILb is output to the lower left display 62 (DLL 62).

図6に示すように、例えば、魚眼カメラ36の撮像範囲36aが円形範囲である場合には、予め定められた矩形の所定範囲36x(前方左画像IFbの範囲に相当する)の左方外側に位置する弓形の一部分(下方外側に位置する弓形との重複範囲を除く)をその円形範囲内から切り出して(図6(C)参照)、左側方ディスプレィ52の左側方表示範囲52aに左側方画像ISbとして出力する(図6(E)参照)。本実施形態では、LMPU83では、予め定められた左側方表示範囲52aに合わせた画像サイズに左側方画像ISbを変更した後、左側方ディスプレィ52に出力する。左側方表示範囲52aに合わせた画像サイズは、例えば、左側方画像ISbが左側方表示範囲52aに最大限表示され得るサイズである。 As shown in FIG. 6, for example, when the imaging range 36a of the fisheye camera 36 is a circular range, the left outside of a predetermined rectangular predetermined range 36x (corresponding to the range of the front left image IFb) A portion of the arcuate position (excluding the overlapping range with the arcuate position positioned on the lower outer side) is cut out from within the circular range (see FIG. 6(C)) and displayed on the left side display range 52a of the left side display 52. Output as image ISb (see FIG. 6(E)). In the present embodiment, the LMPU 83 changes the image size of the left side image ISb to match the predetermined left side display range 52a, and then outputs the left side image ISb to the left side display 52 . The image size adapted to the left side display range 52a is, for example, a size that allows the left side image ISb to be maximally displayed in the left side display range 52a.

また、左下方ディスプレィ62に対しては、予め定められた矩形の所定範囲36x(前方左画像IFbの範囲に相当する)の下方外側に位置する弓形の一部分(右方外側に位置する弓形との重複範囲を除く)をその円形範囲内から切り出して(図6(C)参照)、左下方表示範囲62aに左下方画像ILbとして出力する(図6(E)参照)。本実施形態では、LMPU83では、予め定められた左下方表示範囲62aに合わせた画像サイズに左下方画像ILbを変更した後、左下方ディスプレィ62に出力する。左下方表示範囲62aに合わせた画像サイズは、例えば、左下方画像ILbが左下方表示範囲62aに最大限表示され得るサイズである。 In addition, for the left lower display 62, a portion of the arc located outside the lower outside of the predetermined rectangular range 36x (corresponding to the range of the front left image IFb) 6(C)), and output to the lower left display range 62a as the lower left image ILb (see FIG. 6(E)). In this embodiment, the LMPU 83 outputs the lower left image ILb to the lower left display 62 after changing the image size of the lower left image ILb to match the predetermined lower left display range 62a. The image size adapted to the lower left display range 62a is, for example, a size that allows the lower left image ILb to be displayed in the lower left display range 62a at its maximum.

なお、本実施形態では、RMPU82およびLMPU83を右側方ディスプレィ51や左側方ディスプレィ52から離れた位置のMPU収容室14に収容したが、例えば、ディスプレィ収容室15の右側方ディスプレィ51の裏側空間にRMPU82を収容し、またディスプレィ収容室15の左側方ディスプレィ52の裏側空間にLMPU83を収容してもよい。これにより、RMPU82やLMPU83とこれらのMPU82,83の出力先であるディスプレィ51,52とをそれぞれ接近させることが可能になり、電気配線の配線長を短くすることができる。 In the present embodiment, the RMPU 82 and the LMPU 83 are accommodated in the MPU accommodation chamber 14 at a position away from the right side display 51 and the left side display 52. , and the LMPU 83 may be accommodated in the space behind the left side display 52 of the display accommodation chamber 15 . This makes it possible to bring the RMPU 82 and LMPU 83 closer to the displays 51 and 52, which are the output destinations of these MPUs 82 and 83, respectively, thereby shortening the wiring length of the electrical wiring.

ここで、前方ディスプレィ40の上下方向(短手方向)の縦幅Whと、この縦幅Whに対する前方カメラ20(前方右カメラユニット21、前方左カメラユニット25)の位置関係と、について説明する。図5(B)に示すように、ハウジング11の前面パネル11aに取り付けられる前方カメラ20の上下方向の取付位置は、前方ディスプレィ40とレンズユニット70との離隔距離がレンズユニット70の非球面レンズ(右中心部72aや左中心部73a)の焦点距離Fである場合においては、F×tanθR1(またはF×tanθL1)で求められる距離haとF×tanθR2(またはF×tanθL2)で求められる距離hbとで決まる上方向に偏心した部位になる。 Here, the vertical width Wh of the front display 40 (transverse direction) and the positional relationship of the front camera 20 (front right camera unit 21, front left camera unit 25) with respect to this vertical width Wh will be described. As shown in FIG. 5B, the mounting position of the front camera 20 mounted on the front panel 11a of the housing 11 in the vertical direction is such that the separation distance between the front display 40 and the lens unit 70 is the aspherical lens of the lens unit 70 ( In the case of the focal length F of the right central portion 72a or the left central portion 73a), the distance ha obtained by F×tan θ R1 (or F×tan θ L1 ) and F×tan θ R2 (or F×tan θ L2 ) are obtained. It is an upward eccentric part determined by the distance hb.

本実施形態では、前方カメラ20は、傾き角度θcで前傾していることから、θR1(またはθL1)は、広角カメラ22の画角θAFa(または広角カメラ26の画角θAFb)の半値から傾き角度θcを引いた値になり、またθR2(またはθL2)は画角θAFa(またはθAFb)の半値に傾き角度θcを加えた値になる。具体的には、画角θAFa(またはθAFb)は90度であるため、θR1(またはθL1)は35度(=90度/2-10度)になり、またθR2(またはθL2)は55度(=90度/2+10度)になる。 In this embodiment, since the front camera 20 is tilted forward at the tilt angle θc, θ R1 (or θ L1 ) is half the angle of view θAFa of the wide-angle camera 22 (or the angle of view θAFb of the wide-angle camera 26). , and θ R2 (or θ L2 ) is a value obtained by adding the tilt angle θc to half the angle of view θAFa (or θAFb). Specifically, since the angle of view θAFa (or θAFb) is 90 degrees, θ R1 (or θ L1 ) is 35 degrees (=90 degrees/2-10 degrees), and θ R2 (or θ L2 ) becomes 55 degrees (=90 degrees/2+10 degrees).

このため、図5(B)に示すように、非球面レンズ(右中心部72aや左中心部73a)の焦点距離Fが例えば5cmである場合には、距離haは3.5cm(=5cm×tan35度)になり、また距離hbは7.1cm(=5cm×tan55度)になる。したがって、このような距離haと距離hbとで定まる上方向に偏心した(片寄った)「前方ディスプレィ40上の位置」(交点P)で、使用者Mの正面視における両眼の視線LSa,LSbがそれぞれ交差するように前方ディスプレィ40の上下方向位置を決定して当該前方ディスプレィ40を配置する。なお、交点Pは、仮想的なものであり、図5(B)では1つに見えるが、両眼の視線LSa,LSbのそれぞれに1つずつ、つまり前面パネル11aの長手方向(左右方向)に重なって2つ存在する。また、前方ディスプレィ40の上下方向幅である縦幅Wh(または縦方向の表示範囲)は、距離haと距離hbの和になり、10.6cm(=3.5cm+7.1cm)以上でなければならないことがわかる。 Therefore, as shown in FIG. 5(B), when the focal length F of the aspherical lens (the central right portion 72a and the central left portion 73a) is 5 cm, the distance ha is 3.5 cm (=5 cm× tan 35 degrees), and the distance hb is 7.1 cm (=5 cm x tan 55 degrees). Therefore, at the "position on the front display 40" (point of intersection P) eccentrically (biased) in the upward direction determined by such distances ha and hb, the lines of sight LSa and LSb of both eyes in the front view of the user M The vertical position of the front display 40 is determined and the front display 40 is arranged so that . Note that the intersection point P is imaginary and appears to be one in FIG. There are two overlapping . Also, the vertical width Wh (or vertical display range), which is the vertical width of the front display 40, is the sum of the distance ha and the distance hb, and must be 10.6 cm (=3.5 cm + 7.1 cm) or more. I understand.

また、前方カメラ20の取付位置は、前方ディスプレィ40の縦幅Whが10.6cmである場合には、上から距離ha(=3.5cm)の位置または下から距離hb(=7.1cm)の位置であることがわかる。前面パネル11aの短手方向(上下方向)において、前方右カメラユニット21および前方左カメラユニット25の高さ位置と、使用者Mの両眼の高さ位置とを一致させるためである。この場合には、非球面レンズ(右中心部72aおよび左中心部73a)を有するレンズ本体71も、ハウジング11に取り付けた状態において、非球面レンズのレンズ軸が、前方ディスプレィ40の上から距離ha(=3.5cm)の位置または下から距離hb(=7.1cm)の位置に配置されるようにレンズユニット70に保持される。 In addition, when the vertical width Wh of the front display 40 is 10.6 cm, the mounting position of the front camera 20 is a position at a distance ha (=3.5 cm) from above or at a distance hb (=7.1 cm) from below. position. This is to match the height positions of the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25 with the height positions of both eyes of the user M in the lateral direction (vertical direction) of the front panel 11a. In this case, the lens body 71 having the aspherical lenses (right central portion 72a and left central portion 73a) is also attached to the housing 11 so that the lens axes of the aspherical lenses are positioned above the front display 40 at a distance ha. (=3.5 cm) or a distance hb (=7.1 cm) from the bottom.

このように前方ディスプレィ40の縦幅Whと前方カメラ20の位置関係を設定することにより、使用者Mの両眼とレンズユニット70の非球面レンズ(右中心部72aおよび左中心部73a)と前方カメラ20とが使用者Mの正面視における両眼の視線LSa,LSb上に位置し、かつ、非球面レンズ(右中心部72aおよび左中心部73a)により前方ディスプレィ40の縦幅Whと両眼の前方視野FVa,FVbに相当する範囲とが一致する。また、前方カメラ20の高さ位置と使用者の両眼の高さ位置も一致する。これにより、使用者Mが肉眼で見る前方の視野と、使用者MがHMD10を介して見る前方視野FVa,FVbとがほぼ同じになる。したがって、使用者Mは、HMD10を介しても周囲の風景等を違和感なく見ることができる。なお、このような技術的な効果を得る必要がない場合には、上述した距離ha,hbで決まる上方偏心位置に前方ディスプレィ40の上下方向を設定する必要はない。 By setting the positional relationship between the vertical width Wh of the front display 40 and the front camera 20 in this way, both eyes of the user M and the aspherical lenses (right central portion 72a and left central portion 73a) of the lens unit 70 and the front The camera 20 is positioned on the line of sight LSa, LSb of both eyes of the user M in front view, and the vertical width Wh of the front display 40 and both eyes corresponds to the front fields of view FVa and FVb. In addition, the height position of the front camera 20 and the height position of both eyes of the user also match. As a result, the forward visual field seen by the user M with the naked eye and the forward visual fields FVa and FVb seen by the user M through the HMD 10 are substantially the same. Therefore, the user M can see the surrounding scenery and the like through the HMD 10 without any sense of incongruity. If it is not necessary to obtain such a technical effect, it is not necessary to set the vertical direction of the front display 40 at the upper eccentric position determined by the distances ha and hb.

なお、前掲の特許文献1(特開2011-205358号公報)の「ヘッドマウントディスプレイ装置」や従来のxRゴーグル等のヘッドマウントデバイスにおいては、それを装着している使用者の上方視野と下方視野の広狭の違い(上方視野<下方視野)が十分には考慮されていない。そのため、当該使用者の両眼の前方に位置するディスプレィと当該使用者の正面視における視線とが交差する位置(交点位置)の関係や、当該使用者の正面視における視線と前方視野を撮像するカメラとの位置関係についてはこれまで検討されていなかった。 In addition, in the "head-mounted display device" of the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-205358) and conventional head-mounted devices such as xR goggles, the upper field of view and the lower field of view of the user wearing it The difference in width (upper field of view < lower field of view) is not fully considered. Therefore, the relationship between the position (intersection position) where the display located in front of the user's eyes and the line of sight of the user in the front view intersects, and the line of sight in the front view of the user and the front field of view are imaged. The positional relationship with the camera has not been examined so far.

このため、従来のヘッドマウントデバイスは、カメラで撮像した前方視野の画像を使用者の両眼前方のディスプレィに表示した場合、ヒトの肉眼視(正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広い)による風景と、ディスプレィに表示されたその風景の画像と、の位置ズレが生じ易い。このような位置ズレは、ヘッドマウントデバイス等を介した有効視野内の見え方を不自然なものにし得ることから、従来のヘッドマウントデバイスでは、使用者に違和感を与えることがあるという問題(課題)があった。 For this reason, when a conventional head-mounted device displays an image of the front field of view captured by a camera on a display in front of both eyes of the user, the visual field of the human eye (the lower field of view is lower than the upper field of view with respect to the line of sight of the front view). is wider) and the image of the scenery displayed on the display is likely to be misaligned. Such a positional deviation can make the view in the effective field of view through the head-mounted device, etc., unnatural. )was there.

そこで、本実施形態のHMD10では、上述したような前方ディスプレィ40の上下方向位置と使用者Mの視線との位置関係や、前方カメラ20の上下方向位置と使用者Mの視線との位置関係を考慮して構成している。これにより、上記課題を解決する目的として、使用者に違和感を与え難くし得るヘッドマウントデバイスを提供することが可能になる。 Therefore, in the HMD 10 of the present embodiment, the positional relationship between the vertical position of the front display 40 and the line of sight of the user M and the positional relationship between the vertical position of the front camera 20 and the line of sight of the user M are adjusted. configured with consideration. Accordingly, in order to solve the above problems, it is possible to provide a head-mounted device that makes it difficult for the user to feel uncomfortable.

なお、このようなHMD10の構成を、技術的思想の創作として把握すると、次のように表現することができる。 The configuration of the HMD 10 can be expressed as follows when grasping it as a creation of a technical idea.

[1]使用者の頭部に装着されるヘッドマウントデバイスであって、当該ヘッドマウントデバイスを前記頭部に装着した状態において、
前記使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像する右前方撮像部と、
前記使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像する左前方撮像部と、
前記右前方撮像部および前記左前方撮像部によりそれぞれ撮像された画像が入力されて所定範囲の前方右画像および所定範囲の前方左画像を出力する前方画像処理部と、
前記使用者の両眼に対向して位置して前記前方画像処理部から入力された前記前方右画像を前記右眼に対向する右側領域に表示しかつ前記前方画像処理部から入力された前記前方左画像を前記左眼に対向する左側領域に表示する前方表示部と、
前記前方表示部から前記両眼の方向に所定の離隔距離で位置して前記右眼の視野相当範囲を前記右側領域に光学的に合わせかつ前記左眼の視野相当範囲を前記左側領域に光学的に合わせる前方レンズ部と、を備え、
前記前方レンズ部と前記前方表示部との前記離隔距離がFである場合において、
前記右前方撮像部は、前記右前方視野の上側部分の画角θR1よりも前記右前方視野の下側部分の画角θR2の方が大きく、
前記左前方撮像部は、前記左前方視野の上側部分の画角θL1よりも前記左前方視野の下側部分の画角θL2の方が大きく、
前記前方表示部は、前記前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθR1で求められる距離とF×tanθR2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と前記使用者の正面視における右眼の視線とが交差し、前記前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθL1で求められる距離とF×tanθL2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と前記使用者の正面視における左眼の視線とが交差するように配置される、
ことを特徴とするヘッドマウントデバイス。
[1] A head-mounted device worn on the head of a user, wherein the head-mounted device is worn on the head,
a right front imaging unit that captures a right front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in front view of the user;
a left front imaging unit that captures a left front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the left eye in front view of the user;
a front image processing unit that receives images captured by the right front imaging unit and the left front imaging unit, respectively, and outputs a predetermined range of front right image and a predetermined range of front left image;
displaying the front right image input from the front image processing section facing both eyes of the user in a right region facing the right eye and inputting the front image processing section from the front image processing section; a front display unit that displays a left image in a left area facing the left eye;
positioned at a predetermined distance in the direction of both eyes from the front display unit, optically aligning the range corresponding to the field of view of the right eye with the right side area and optically matching the range corresponding to the field of view of the left eye with the left side area and a front lens portion that fits the
When the separation distance between the front lens portion and the front display portion is F,
The right front imaging unit has an angle of view θ R2 of the lower portion of the right front field of view larger than the angle of view θ R1 of the upper portion of the right front field of view,
The left front imaging unit has a larger angle of view θ L2 of the lower portion of the left front field of view than the angle of view θ L1 of the upper portion of the left front field of view,
The front display portion has a position eccentric in the upward direction determined by a distance obtained by F×tan θ R1 and a distance obtained by F×tan θ R2 with respect to the vertical width of the front display portion, and the front view of the user. at which the line of sight of the right eye intersects with the vertical width of the front display unit and is eccentric upward determined by the distance obtained by F×tan θ L1 and the distance obtained by F×tan θ L2 and the use arranged so that the line of sight of the left eye in the front view of the person intersects,
A head-mounted device characterized by:

[2]前記右前方撮像部は、前記使用者の正面視における右眼の視線上に位置し、
前記左前方撮像部は、前記使用者の正面視における左眼の視線上に位置する、ことを特徴とする前項[1]に記載のヘッドマウントデバイス。
[2] The right front imaging unit is positioned on the line of sight of the user's right eye in front view,
The head mounted device according to [1], wherein the left front imaging section is positioned on the line of sight of the user's left eye in front view.

[3]前記使用者の前記右眼による側方視野を撮像する右側方撮像部と、
前記使用者の前記左眼による側方視野を撮像する左側方撮像部と、
前記右側方撮像部により撮像された画像が入力されて所定範囲の右側方画像を出力する右側方画像処理部と、
前記左側方撮像部により撮像された画像が入力されて所定範囲の左側方画像を出力する左側方画像処理部と、
前記右眼の右側前方に位置して前記右側方画像処理部から入力された前記右側方画像を表示する右側方表示部と、
前記左眼の左側前方に位置して前記左側方画像処理部から入力された前記左側方画像を表示する左側方表示部と、
をさらに備える、ことを特徴とする前項[1]または前項[2]に記載のヘッドマウントデバイス。
[3] a right side imaging section for imaging a side field of view of the right eye of the user;
a left side imaging unit that captures a side field of view of the left eye of the user;
a right side image processing unit that receives an image captured by the right side imaging unit and outputs a right side image of a predetermined range;
a left side image processing unit that receives an image captured by the left side imaging unit and outputs a left side image of a predetermined range;
a right side display unit positioned in front of the right eye and displaying the right side image input from the right side image processing unit;
a left side display unit positioned in front of the left eye and displaying the left side image input from the left side image processing unit;
The head mounted device according to the preceding item [1] or [2], further comprising:

[4]前記両眼に下方で対向して位置する下方表示部をさらに備え、
前記右側方撮像部の画角は、前記右前方撮像部の前記画角の右側部分よりも大きく、
前記右側方画像処理部は、前記右側方撮像部から取得した画像のうち前記右側方画像を前記右側方表示部に出力するとともに、前記右側方画像の前記所定範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像を前記下方表示部の右側領域に出力し、
前記左側方撮像部の画角は、前記左前方撮像部の前記画角の左側部分よりも大きく、
前記左側方画像処理部は、前記左側方撮像部から取得した画像のうち前記左側方画像を前記左側方表示部に出力するとともに、前記左側方画像の前記所定範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像を前記下方表示部の左側領域に出力する、ことを特徴とする前項[1]~前項[3]のいずれか一項に記載のヘッドマウントデバイス。
[4] further comprising a lower display portion positioned facing the eyes below,
The angle of view of the right side imaging section is larger than the right side portion of the angle of view of the right front imaging section,
The right side image processing section outputs the right side image among the images acquired from the right side imaging section to the right side display section, and outputs the right side image to the right side image in another range located below the predetermined range. outputting the lower right image to the right area of the lower display unit;
The angle of view of the left side imaging section is larger than the left side portion of the angle of view of the left front imaging section,
The left side image processing section outputs the left side image among the images acquired from the left side imaging section to the left side display section, and outputs the left side image to the left side image in another range located below the predetermined range. The head mounted device according to any one of the preceding items [1] to [3], wherein the lower left image is output to the left area of the lower display unit.

前項[1]に記載の技術的思想では、右前方撮像部、左前方撮像部、前方画像処理部、前方表示部および前方レンズ部を備える。右前方撮像部は、使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像し、左前方撮像部は、使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像し、それらに撮像された画像が入力された前方画像処理部は、所定範囲の前方右画像および所定範囲の前方左画像を前方表示部に出力する。そして、使用者の両眼に対向して位置して、右眼に対向する右側領域と左眼に対向する左側領域とを有する前方表示部は、前方右画像および前方左画像が入力されると、前方右画像を右側領域に表示し、前方左画像を左側領域に表示する。また、前方表示部から両眼の方向に所定の離隔距離で位置する前方レンズ部は、右眼の視野相当範囲を右側領域に光学的に合わせ、左眼の視野相当範囲を左側領域に光学的に合わせる。 The technical concept described in [1] above includes a front right imaging section, a front left imaging section, a front image processing section, a front display section, and a front lens section. The front right imaging section captures an image of the front right field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in front view of the user, and the front left imaging section captures a predetermined angle on the line of sight of the left eye in front view of the user. The front image processing section picks up the left front field of view at the angle of view and receives the picked up images, and outputs the front right image of a predetermined range and the front left image of the predetermined range to the front display section. When the front right image and the front left image are input to the front display unit, the front display unit is positioned facing both eyes of the user and has a right area facing the right eye and a left area facing the left eye. , the front right image is displayed in the right area and the front left image is displayed in the left area. In addition, the front lens unit positioned at a predetermined distance in the direction of both eyes from the front display unit optically aligns the range equivalent to the right eye's field of view with the right side area, and optically matches the range equivalent to the left eye's field of view with the left side area. match the

右前方撮像部は、右前方視野の上側部分の画角θR1よりも右前方視野の下側部分の画角θR2の方が大きい。また、左前方撮像部は、左前方視野の上側部分の画角θL1よりも左前方視野の下側部分の画角θL2の方が大きい。これにより、右前方撮像部や左前方撮像部により撮像可能な範囲は、上方よりも下方の方が拡がるため、右前方撮像部および左前方撮像部による撮像可能な範囲が、正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広いヒトの肉眼視の視野に近くなる。また、前方表示部は、前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθR1で求められる距離とF×tanθR2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と使用者の正面視における右眼の視線とが交差し、前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθL1で求められる距離とF×tanθL2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と使用者の正面視における左眼の視線とが交差するように配置される。なお、Fは、前方レンズ部と前方表示部との離隔距離を表す。これにより、前方レンズ部の焦点が合った位置において、前方表示部の上下方向に対して上方よりも下方の表示範囲の方を広くなるように当該前方表示部が配置されるので、当該前方表示部の画像表示においてもヒトの肉眼視の視野(正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広い)に近くなる。よって、右前方撮像部や左前方撮像部の撮像可能範囲をヒトが自然に見ることのできる両眼の視野に近づけることが可能になる。したがって、有効視野内の見え方について不自然さが抑制されるため、使用者に違和感を与え難くすることができる。 In the right front imaging section, the angle of view θ R2 of the lower portion of the right front field of view is larger than the angle of view θ R1 of the upper portion of the right front field of view. Further, in the left front imaging section, the angle of view θ L2 of the lower portion of the left front field of view is larger than the angle of view θ L1 of the upper portion of the left front field of view. As a result, since the range that can be imaged by the front right imaging section and the front left imaging section is wider than the top, the range that can be imaged by the front right imaging section and the front left imaging section is the line of sight of the front view. On the other hand, the lower field of view is wider than the upper field of view, and is closer to the human visual field. In addition, the front display part has an upward eccentric position determined by a distance obtained by F × tan θ R1 and a distance obtained by F × tan θ R2 with respect to the vertical width of the front display part, and when viewed from the front by the user. The position where the line of sight of the right eye intersects, and the eccentric position in the upward direction determined by the distance obtained by F×tan θ L1 and the distance obtained by F×tan θ L2 with respect to the vertical width of the front display part and the front of the user It is arranged so that it intersects with the line of sight of the left eye in vision. Note that F represents the separation distance between the front lens portion and the front display portion. As a result, at the position where the front lens unit is focused, the front display unit is arranged so that the lower display range is wider than the upper display range in the vertical direction of the front display unit. In the image display of some parts, the field of view becomes closer to the field of view of the human naked eye (the lower field of view is wider than the upper field of view with respect to the front view line of sight). Therefore, it is possible to bring the imaging range of the right front imaging section and the left front imaging section closer to the field of view of both eyes that a person can see naturally. Therefore, the unnatural appearance within the effective field of view is suppressed, so that the user is less likely to feel discomfort.

なお、前項[1]に記載の技術的思想において、前方表示部の概念には、右眼に対向して前方右画像を表示する右前方表示部と、左眼に対向して前方左画像を表示する左前方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。また、右前方撮像部および左前方撮像部の概念には、それらが集約されて1つの前方撮像部として構成されている場合を含み得る。さらに、前方レンズ部の概念には、右眼の視野相当範囲を右側領域に光学的に合わせる右前方レンズ部と、左眼の視野相当範囲を左側領域に光学的に合わせる左前方レンズ部と、の2つで構成されている場合を含み得る。 In the technical idea described in [1] above, the concept of the front display unit includes a right front display unit that displays a front right image facing the right eye and a front left image facing the left eye. and a front left display portion for displaying. Also, the concepts of the front right imaging section and the front left imaging section may include the case where they are aggregated and configured as one front imaging section. Furthermore, the concept of the front lens section includes a right front lens section that optically matches the field equivalent range of the right eye to the right side area, a left front lens section that optically matches the field equivalent range of the left eye to the left side area, It can include the case where it is configured with two of

前項[2]に記載の技術的思想では、右前方撮像部は、使用者の正面視における右眼の視線上に位置し、左前方撮像部は、使用者の正面視における左眼の視線上に位置する。これにより、上下方向において、右前方撮像部および左前方撮像部の高さ位置と、使用者の両眼の高さ位置とが一致する。このため、右前方撮像部や左前方撮像部の撮像可能範囲の高さをヒトが自然に見ることのできる両眼の視野の高さに近づけることが可能になる。したがって、有効視野内の見え方について不自然さがさらに抑制されるため、使用者に違和感をより与え難くすることができる。 In the technical idea described in the preceding item [2], the right front imaging unit is positioned on the line of sight of the user's right eye in front view, and the left front imaging unit is positioned on the line of sight of the user's left eye in front view. Located in As a result, in the vertical direction, the height positions of the right front imaging section and the left front imaging section match the height positions of both eyes of the user. Therefore, it is possible to make the height of the imageable range of the right front imaging unit and the left front imaging unit closer to the height of the visual field of both eyes that a person can see naturally. Therefore, the unnaturalness of the appearance within the effective field of view is further suppressed, so that the user is less likely to feel discomfort.

前項[3]に記載の技術的思想では、さらに、右側方撮像部、左側方撮像部、右側方画像処理部、左側方画像処理部、右側方表示部および左側方表示部を備える。右側方撮像部は、使用者の右眼による側方視野を撮像し、その画像が入力された右側方画像処理部は、所定範囲の右側方画像を出力する。そして、右眼の右側前方に位置する右側方表示部は、右側方画像処理部から入力された右側方画像を表示する。また、左側方撮像部は、使用者の左眼による側方視野を撮像してその画像が入力された左側方画像処理部は、所定範囲の左側方画像を出力する。そして、左眼の左側前方に位置する左側方表示部は、左側方画像処理部から入力された左側方画像を表示する。 The technical concept described in [3] above further includes a right side imaging section, a left side imaging section, a right side image processing section, a left side image processing section, a right side display section, and a left side display section. The right side imaging section captures an image of the side visual field of the user's right eye, and the right side image processing section to which the image is input outputs a right side image of a predetermined range. Then, the right side display section positioned in front of the right eye displays the right side image input from the right side image processing section. Further, the left side imaging section picks up the side visual field of the user's left eye, and the left side image processing section to which the image is input outputs a left side image of a predetermined range. The left side display section positioned in front of the left eye displays the left side image input from the left side image processing section.

これにより、ヘッドマウントデバイスを頭部に装着した使用者は、使用者の右眼による側方視野で撮像された画像が右眼の右側前方に位置する右側方表示部に表示されたり、使用者の左眼による側方視野で撮像された画像が左眼の左側前方に位置する左側方表示部に表示されたりするので、使用者は、両眼のそれぞれの側方視野の画像(有効視野外の周辺視野の画像)を視覚的に認識することが可能になる。したがって、使用者に違和感をより与え難くすることに加えて、有効視野外の周辺視野について使用者に提供する視覚的な情報を増加させることができる。 As a result, the user wearing the head-mounted device on his or her head can see an image captured in the lateral field of view by the user's right eye on the right side display unit located in front of the right eye, and the user can The image captured by the left eye in the side field of view is displayed on the left side display located in front of the left eye. (peripheral vision image) can be visually recognized. Therefore, in addition to making it more difficult for the user to feel uncomfortable, it is possible to increase the visual information provided to the user regarding the peripheral vision outside the effective visual field.

なお、前項[3]に記載の技術的思想において、前方表示部、右側方表示部および左側方表示部の概念には、同じ表示部において表示領域が異なるように構成されており、前方表示部である表示領域が使用者の両眼に対向して、また右側方表示部である表示領域が使用者の右眼の右側方に、さらに左側方表示部である表示領域が使用者の左眼の左側方にそれぞれ位置する場合を含み得る。また、前方画像処理部、右側方画像処理部および左側方画像処理部の概念は、これらのうち2つが集約されて一の画像処理部と他の画像処理部、または3つが集約されて1つの画像処理部として構成されている場合を含み得る。 In the technical idea described in [3] above, the concept of the front display section, the right side display section, and the left side display section is that the same display section is configured to have different display areas. the display area facing the user's both eyes, the display area serving as the right side display area facing the user's right eye, and the display area serving as the left side display area facing the user's left eye respectively to the left of . In addition, the concept of the front image processing unit, the right side image processing unit, and the left side image processing unit is that two of these are aggregated into one image processing unit and another image processing unit, or three are aggregated into one image processing unit. It may include a case where it is configured as an image processing unit.

前項[4]に記載の技術的思想では、両眼に下方で対向して位置する下方表示部をさらに備え、右側方撮像部の画角は右前方撮像部の画角よりも大きく、また左側方撮像部の画角は左前方撮像部の画角よりも大きい。例えば、右前方撮像部および左前方撮像部がそれぞれ広角レンズを有するカメラである場合には、右側方撮像部および左側方撮像部はそれぞれ魚眼レンズを有するカメラである。そして、右側方画像処理部は、右側方撮像部から取得した画像のうち右側方画像を右側方表示部に出力し、左側方画像処理部は、左側方撮像部から取得した画像のうち左側方画像を左側方表示部に出力する。 The technical idea described in the preceding item [4] further includes a lower display unit positioned facing the lower side of both eyes, the angle of view of the right side imaging unit is larger than the angle of view of the right front imaging unit, and the left side The angle of view of the side imaging section is larger than the angle of view of the left front imaging section. For example, when the right front imaging section and left front imaging section are cameras each having a wide-angle lens, the right side imaging section and left side imaging section are cameras each having a fisheye lens. Then, the right side image processing section outputs the right side image among the images acquired from the right side imaging section to the right side display section, and the left side image processing section outputs the left side image among the images acquired from the left side imaging section. The image is output to the left side display section.

これにより、右側方撮像部および左側方撮像部がこのような画角を有することなく右前方撮像部や左前方撮像部と同様の画角を有する場合に比べて、両眼の側方視野において広角に撮像可能になるので、広範囲に撮像した右側方画像や左側方画像をそれぞれ右側方表示部や左側方表示部に表示することが可能になる。また、右側方画像処理部は、右側方画像の所定範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像を下方表示部の右側領域に出力し、左側方画像処理部は、左側方画像の所定範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像を下方表示部の左側領域に出力する。これにより、右側方撮像部および左側方撮像部によって両眼の側方視野において広角に撮像された画像のうち、使用者の右眼の右下方視野や左眼の左下方視野で撮像された画像についても両眼の下方に位置する下方表示部に表示することが可能になる。したがって、使用者は自身の足下についても視覚的な情報を得ることが可能になるため、使用者に違和感をより与え難くすることに加えて、有効視野外の周辺視野について使用者に提供する視覚的な情報をさらに増加させることができる。 As a result, compared to the case where the right side imaging section and the left side imaging section do not have such an angle of view and have the same angle of view as the right front imaging section and the left front imaging section, the lateral field of vision of both eyes is reduced. Since it is possible to capture a wide-angle image, it is possible to display the right side image and the left side image captured in a wide range on the right side display section and the left side display section, respectively. Further, the right side image processing section outputs a lower right side image of another range located below the predetermined range of the right side image to the right side area of the lower display section, and the left side image processing section outputs the predetermined range of the left side image. A lower left image in another range located below is output to the left area of the lower display unit. As a result, among the wide-angle images captured in the side visual field of both eyes by the right side imaging section and the left side imaging section, the image captured in the lower right visual field of the user's right eye and the lower left visual field of the left eye. can also be displayed on the lower display portion located below both eyes. Therefore, since it is possible for the user to obtain visual information about his or her own feet, in addition to making it more difficult for the user to feel a sense of discomfort, the peripheral vision outside the effective visual field is provided to the user. information can be further increased.

なお、下方表示部の概念には、右側領域に対応して右下方画像を表示する右下方表示部と、左側領域に対応して左下方画像を表示する左下方表示部と、の2つで構成されている場合を含み得る。また、前方表示部および下方表示部の概念には、同じ表示部において表示領域が異なるように構成されており、前方表示部である表示領域が使用者の両眼に対向して、また下方表示部である表示領域が使用者の両眼の下方にそれぞれ位置する場合を含み得る。 The concept of the lower display section is divided into a lower right display section that displays the lower right image corresponding to the right side area and a lower left display section that displays the lower left image corresponding to the left side area. It can include the case where it is configured. Further, in the concept of the front display section and the lower display section, the same display section is configured to have different display areas, and the display area, which is the front display section, faces both eyes of the user and the lower display section. It may include the case where the display areas, which are parts, are positioned below both eyes of the user.

以上説明したように本実施形態のHMD10では、使用者Mは、その正面視の視線LSa,LSb上において前方カメラ20の広角カメラ22,26により所定の画角θAFa,θAFbで撮像された画像(例えば、有効視野内の画像)のうち、所定範囲の前方右画像IFaが右眼に対向する前方ディスプレィ40の右側領域41に表示され、所定範囲の前方左画像IFbが左眼に対向する前方ディスプレィ40の左側領域42に表示されるので、前方カメラ20を介して前方右画像IFaおよび前方左画像IFbを両眼のそれぞれの視野相当範囲に見ることが可能になる。また、使用者Mの右眼による側方視野において側方カメラ30の魚眼カメラ32により所定の画角θASaで撮像された右側方画像ISaが右眼の右側前方に位置する右側方ディスプレィ51に表示されたり、使用者Mの左眼による側方視野において側方カメラ30の魚眼カメラ36により所定の画角θASbで撮像された左側方画像ISbが左眼の左側前方に位置する左側方ディスプレィ52に表示されたりするので、使用者Mは、両眼のそれぞれの側方視野の画像(有効視野外の周辺視野の画像)を視覚的に認識することが可能になる。 As described above, in the HMD 10 of the present embodiment, the user M captures images ( For example, the image within the effective field of view), the front right image IFa of a predetermined range is displayed in the right region 41 of the front display 40 facing the right eye, and the front left image IFb of the predetermined range is displayed on the front display facing the left eye. 40, the front right image IFa and the front left image IFb can be seen in the respective visual field equivalent ranges of both eyes via the front camera 20. FIG. In addition, the right side image ISa captured at a predetermined angle of view θASa by the fisheye camera 32 of the side camera 30 in the side field of view of the right eye of the user M is displayed on the right side display 51 positioned in front of the right eye. A left side display on which a left side image ISb is displayed or captured at a predetermined angle of view θASb by the fisheye camera 36 of the side camera 30 in the side field of view of the left eye of the user M is positioned in front of the left eye. 52, it becomes possible for the user M to visually recognize the images in the lateral field of view of both eyes (images in the peripheral field of view outside the effective field of view).

したがって、有効視野外の周辺視野について、使用者Mに提供する視覚的な情報を増加させることができる。例えば、薬品等の化学物質を取り扱う作業、レーザ光を出射するレーザ機器を取り扱う作業やアーク溶接作業等の場面において、使用者Mは、当該HMD10を介しても有効視野や有効視野外の周辺視野について視認することが可能になる。そのため、作業の対象物、その周辺、使用者M自身の足下等から到来し得る、有害物質や有害光線(アーク光、レーザ光、紫外線や高エネルギー可視光線等)から、使用者Mの両眼を保護することができる。なお、有害光線を積極的に視認する必要がある場合にも、使用者Mは、広角カメラ22,26、魚眼カメラ32,36や前方ディスプレィ40、側方ディスプレィ51,52等を通して視覚的な情報を得ることが可能であるため、使用者Mの両眼への有害光線の直接的な入射を避けた状態で有害光線を視認することができる。 Therefore, it is possible to increase the visual information provided to the user M with respect to the peripheral vision outside the effective visual field. For example, in situations such as work handling chemical substances such as chemicals, work handling laser equipment that emits laser light, arc welding work, or the like, the user M has an effective field of view or peripheral vision outside the effective field of view through the HMD 10. It becomes possible to visually recognize about. Therefore, both eyes of the user M are protected from harmful substances and harmful rays (arc light, laser light, ultraviolet rays, high-energy visible rays, etc.) that can come from the work object, its surroundings, and the feet of the user M himself. can be protected. Even when it is necessary to positively view the harmful rays, the user M can visually see through the wide-angle cameras 22, 26, the fisheye cameras 32, 36, the front display 40, the side displays 51, 52, and the like. Since information can be obtained, the harmful rays can be visually recognized while avoiding direct incidence of the harmful rays on both eyes of the user M.

また、本実施形態のHMD10では、両眼に下方で対向して位置する右下方ディスプレィ61および左下方ディスプレィ62を備え、側方右カメラユニット31の魚眼カメラ32の画角θASa(>θAFa)は、前方右カメラユニット21の広角カメラ22の画角θAFaよりも大きく、また側方左カメラユニット35の魚眼カメラ36の画角θASb(>θAFb)は、前方左カメラユニット25の広角カメラ26の画角θAFbよりも大きい。そして、RMPU82は、側方右カメラユニット31から取得した画像のうち右側方画像ISaを右側方ディスプレィ51に出力し、LMPU83は、側方左カメラユニット35から取得した画像のうち左側方画像ISbを左側方ディスプレィ52に出力する。 In addition, the HMD 10 of the present embodiment includes a lower right display 61 and a lower left display 62 that face each other below both eyes. is larger than the angle of view θAFa of the wide-angle camera 22 of the front right camera unit 21, and the angle of view θASb (>θAFb) of the fish-eye camera 36 of the side left camera unit 35 is larger than that of the wide-angle camera 26 of the front left camera unit 25. angle of view θAFb. Then, the RMPU 82 outputs the right side image ISa among the images acquired from the side right camera unit 31 to the right side display 51, and the LMPU 83 outputs the left side image ISb among the images acquired from the side left camera unit 35. Output to the left side display 52 .

これにより、側方右カメラユニット31および側方左カメラユニット35がこのような画角θAFa,θAFbを有することなく、前方右カメラユニット21や前方左カメラユニット25と同様の画角θAFa,θAFbを有する場合に比べて、両眼の側方視野(右側方視野SVaと左側方視野SVb)において広角に撮像可能になるので、広範囲に撮像した右側方画像ISaや左側方画像ISbをそれぞれ右側方ディスプレィ51や左側方ディスプレィ52に表示することが可能になる。 As a result, the side right camera unit 31 and the side left camera unit 35 do not have such angles of view θAFa and θAFb, and the angles of view θAFa and θAFb similar to those of the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25 are set. Compared to the case of having the two eyes, it is possible to take a wide-angle image in the side visual field of both eyes (the right side visual field SVa and the left side visual field SVb). 51 and the left side display 52 can be displayed.

また、RMPU82は、右側方画像ISaの所定範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像ILaを右下方ディスプレィ61に出力し、LMPU83は、左側方画像ISbの所定範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像ILbを左下方ディスプレィ62に出力する。これにより、側方右カメラユニット31および側方左カメラユニット35によって両眼の側方視野(右側方視野SVaと左側方視野SVb)において広角に撮像された画像のうち、使用者Mの右眼の右下方視野および左眼の左下方視野(下前方視野FVd)で撮像された画像についても両眼の下方に位置する右下方ディスプレィ61や左下方ディスプレィ62に表示することが可能になる。したがって、使用者Mは自身の足下についても視覚的な情報を得ることが可能になるので、有効視野外の周辺視野について使用者に提供する視覚的な情報をさらに増加させることができる。 In addition, the RMPU 82 outputs the lower right image ILa of another range located below the predetermined range of the right side image ISa to the lower right display 61, and the LMPU 83 outputs another range located below the predetermined range of the left side image ISb. lower left image ILb is output to the lower left display 62 . As a result, out of the wide-angle images taken in the side visual field (the right side visual field SVa and the left side visual field SVb) of both eyes by the side right camera unit 31 and the side left camera unit 35, the right eye of the user M is captured. and the left lower visual field (lower front visual field FVd) of the left eye can also be displayed on the lower right display 61 and the lower left display 62 located below both eyes. Therefore, the user M can also obtain visual information about his/her own feet, so that the visual information provided to the user regarding peripheral vision outside the effective visual field can be further increased.

例えば、図7(A)に示すように、2つの収納庫104、2つの本棚105、ホワイトボード106、テーブル107や観葉植物108がレイアウトされたの部屋100において、その中央にHMD10を頭部Hに装着した使用者Mが立っていた場合、当該使用者Mは、図7(B)に示すようなイメージの画像を両眼で見ることができる。なお、使用者Mが立っている足下の床103には直線状のライン109が表示されている。符号101は「天井」を示し、また符号102は「壁」を示す。 For example, as shown in FIG. 7A, in a room 100 in which two cabinets 104, two bookshelves 105, a whiteboard 106, a table 107, and foliage plants 108 are laid out, the HMD 10 is placed in the center of the room. When the user M who wears it is standing, the user M can see the image shown in FIG. 7(B) with both eyes. A straight line 109 is displayed on the floor 103 under which the user M stands. Reference numeral 101 indicates "ceiling" and reference numeral 102 indicates "wall".

即ち、図7(A)において一点鎖線で挟まれた範囲の右前方視野FVaについては、前方ディスプレィ40の右側領域41に表示され(図7(B)参照)、また二点鎖線で挟まれた範囲の左前方視野FVbについては、前方ディスプレィ40の左側領域42に表示される(図7(B)参照)。この例では、両領域41,42とも、ほぼ中央に観葉植物108、右端に本棚105の一部、また左端にホワイトボード106の一部がそれぞれ表示されているが、右前方視野FVaと左前方視野FVbの左右方向のズレにより、両端の本棚105やホワイトボード106の途切れ方に違いがある。なお、右前方視野FVaと左前方視野FVbが重なる範囲は濃いグレーで着色され、重ならない範囲は薄いグレーで着色されている。 That is, the right front visual field FVa in the range sandwiched between the dashed lines in FIG. 7(A) is displayed in the right area 41 of the front display 40 (see FIG. 7(B)), and is sandwiched between the dashed lines. The left front visual field FVb of the range is displayed in the left area 42 of the front display 40 (see FIG. 7(B)). In this example, in both areas 41 and 42, a foliage plant 108 is displayed approximately in the center, a part of the bookshelf 105 is displayed on the right end, and a part of the whiteboard 106 is displayed on the left end. There is a difference in how the bookshelves 105 and the whiteboards 106 at both ends are interrupted due to the shift of the field of view FVb in the horizontal direction. The range in which the right front field of view FVa and the left front field of view FVb overlap is colored in dark gray, and the range in which they do not overlap is colored in light gray.

また、図7(A)において右方向に延びる破線で挟まれた範囲の右側方視野SVaの側方部分については、右側方ディスプレィ51に表示され(図7(B)参照)、また左方向に延びる破線で挟まれた範囲の左側方視野SVbの側方部分については、左側方ディスプレィ52に表示される(図7(B)参照)。この例では、右側方ディスプレィ51においては、右側方にレイアウトされた2つの本棚105が視認でき、また左側方ディスプレィ52においては、左側方にレイアウトされたテーブル107を視認することができる。さらに、右下方ディスプレィ61や左下方ディスプレィ62では、使用者Mの足下に表示されたライン109を視認することができる。なお、右側方視野SVa,SVbの側方部分は、薄いグレーで着色されている。 In addition, the side portion of the right side visual field SVa in the range sandwiched by the dashed lines extending rightward in FIG. 7(A) is displayed on the right side display 51 (see FIG. 7(B)). The side portion of the left side visual field SVb within the range sandwiched by the extended dashed lines is displayed on the left side display 52 (see FIG. 7(B)). In this example, on the right side display 51, two bookshelves 105 laid out on the right side can be seen, and on the left side display 52, the table 107 laid out on the left side can be seen. Furthermore, the line 109 displayed at the feet of the user M can be visually recognized on the lower right display 61 and the lower left display 62 . The side portions of the right side visual fields SVa and SVb are colored in light gray.

さらに、本実施形態のHMD10では、前方カメラ20(前方右カメラユニット21の広角カメラ22および前方左カメラユニット25の広角カメラ26)の光軸が下方に向けて角度θc(例えば10度)だけ傾くように構成されていることから、前方カメラ20により撮像可能な範囲は上方よりも下方の方が拡がる。そのため、広角カメラ22,26の画角θAFa,θAFbがそれぞれ90度の場合には、前方右カメラユニット21および前方左カメラユニット25による撮像可能な範囲(上方画角35度(=45度-10度)、下方画角55度(=45度+10度))がヒトの肉眼視の視野(上方視野が約33度、下方視野が約55度)に近くなる。 Furthermore, in the HMD 10 of the present embodiment, the optical axes of the front cameras 20 (the wide-angle camera 22 of the front right camera unit 21 and the wide-angle camera 26 of the front left camera unit 25) are tilted downward by an angle θc (for example, 10 degrees). Since it is configured as above, the range that can be imaged by the front camera 20 is wider in the lower part than in the upper part. Therefore, when the angles of view θAFa and θAFb of the wide-angle cameras 22 and 26 are 90 degrees, respectively, the range that can be captured by the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25 (upper angle of view of 35 degrees (=45 degrees−10 degree), and the lower angle of view of 55 degrees (=45 degrees + 10 degrees)) is close to the human visual field (upper field of view is about 33 degrees, and lower field of view is about 55 degrees).

前方ディスプレィ40は、その縦幅Whに対してF×tanθR1で求められる距離haとF×tanθR2で求められる距離hbとで決まる上方向に偏心した位置(交点P)と使用者Mの正面視における右眼の視線LSaとが交差するように配置される。また、前方ディスプレィ40は、その縦幅Whに対してF×tanθL1で求められる距離haとF×tanθL2で求められる距離hbとで決まる上方向に偏心した位置(交点P)と使用者Mの正面視における左眼の視線LSbとが交差するように配置される。 The front display 40 has an upward eccentric position (intersection point P) determined by a distance ha obtained by F×tan θ R1 and a distance hb obtained by F×tan θ R2 with respect to the vertical width Wh, and the front of the user M. It is arranged so as to intersect with the line of sight LSa of the right eye in vision. In addition, the front display 40 has an upward eccentric position (intersection point P) determined by a distance ha obtained by F×tan θ L1 and a distance hb obtained by F×tan θ L2 with respect to the vertical width Wh, and the user M , and the line of sight LSb of the left eye in front view.

なお、Fは、前方ディスプレィ40からレンズ本体71までの離隔距離(つまり非球面レンズ(右中心部72aや左中心部73a)の焦点距離)である。また、前方カメラ20は傾き角度θcで前傾しているため、θR1は、広角カメラ22の画角θAFa(または広角カメラ26の画角θAFb)の半値から傾き角度θcを引いた値になる。θR2は、画角θAFa(またはθAFb)の半値に傾き角度θcを加えた値になる。θL1,θL2も同様である。例えば、広角カメラ22,26の画角θAFa,θAFbがそれぞれ90度の場合には、θR1,θL1は35度(=90度/2-10度)になり、θR2,θL2は55度(=90度/2+10度)になる。 Note that F is the separation distance from the front display 40 to the lens body 71 (that is, the focal length of the aspherical lens (right central portion 72a and left central portion 73a)). Also, since the front camera 20 is tilted forward at the tilt angle θc, θ R1 is a value obtained by subtracting the tilt angle θc from the half value of the angle of view θAFa of the wide-angle camera 22 (or the angle of view θAFb of the wide-angle camera 26). . θ R2 is a value obtained by adding the tilt angle θc to the half value of the angle of view θAFa (or θAFb). The same applies to θ L1 and θ L2 . For example, when the angles of view θAFa and θAFb of the wide-angle cameras 22 and 26 are respectively 90 degrees, θ R1 and θ L1 are 35 degrees (=90 degrees/2−10 degrees), and θ R2 and θ L2 are 55 degrees. degrees (=90 degrees/2+10 degrees).

これにより、レンズユニット70の非球面レンズ(右中心部72aや左中心部73a)の焦点が合った位置において、前方ディスプレィ40の上下方向に対して上方よりも下方の表示範囲の方を広くなるように当該前方ディスプレィ40が配置されるので、当該前方ディスプレィ40の画像表示においてもヒトの肉眼視の視野(正面視の視線に対して上方視野よりも下方視野の方が広い)に近くなる。よって、前方右カメラユニット21(広角カメラ22)や前方左カメラユニット25(広角カメラ26)の撮像可能範囲をヒトが自然に見ることのできる両眼の視野に近づけることが可能になる。したがって、有効視野内の見え方について不自然さが抑制されるため、HMD10の使用者Mに違和感を与え難くすることができる。 As a result, at a position where the aspherical lens (right central portion 72a and left central portion 73a) of the lens unit 70 is focused, the lower display range is wider than the upper display range in the vertical direction of the front display 40. Since the front display 40 is arranged in such a manner, the image display of the front display 40 is close to the human visual field (the lower field of view is wider than the upper field of view with respect to the front view line of sight). Therefore, it is possible to make the imaging range of the front right camera unit 21 (wide-angle camera 22) and the front left camera unit 25 (wide-angle camera 26) closer to the field of view of both eyes that a person can see naturally. Therefore, the unnaturalness of the appearance within the effective visual field is suppressed, so that the user M of the HMD 10 is less likely to feel uncomfortable.

なお、上述したHMD10の実施形態では、使用者Mの右眼による中心視野CVおよび右前方視野FVaを前方右カメラユニット21(広角カメラ22)を用いて撮像し、右眼による右側方視野SVaを側方右カメラユニット31(魚眼カメラ32)を用いて撮像したが、これらの視野CV,FVa,SVaを1つの右カメラユニット(右撮像部)で撮像してもよい(右カメラユニットの画角θAXa,左カメラユニットの画角θAXb)。また、使用者Mの左眼による中心視野CVおよび左前方視野FVbを前方左カメラユニット25(広角カメラ26)を用いて撮像し、左眼による左側方視野SVbを側方左カメラユニット35(魚眼カメラ36)を用いて撮像したが、これらの視野CV,FVb,SVbを1つの左カメラユニット(左撮像部)で撮像してもよい。 In the above-described embodiment of the HMD 10, the central visual field CV and the right front visual field FVa by the right eye of the user M are imaged using the front right camera unit 21 (wide-angle camera 22), and the right lateral visual field SVa by the right eye is captured. Although images were captured using the lateral right camera unit 31 (fisheye camera 32), these fields of view CV, FVa, and SVa may be captured by a single right camera unit (right imaging section) (image of the right camera unit). angle θAXa, angle of view θAXb of the left camera unit). In addition, the central visual field CV and the left front visual field FVb by the left eye of the user M are captured using the front left camera unit 25 (wide-angle camera 26), and the left side visual field SVb by the left eye is captured by the lateral left camera unit 35 (fish camera). Although the images were captured using the eye camera 36), these fields of view CV, FVb, and SVb may be captured by a single left camera unit (left imaging section).

これらの場合、右眼による中心視野CV、右前方視野FVaおよび右側方視野SVaを撮像する1つの右カメラユニット(右撮像部)から出力された画像や、左眼による中心視野CV、左前方視野FVbおよび左側方視野SVbを撮像する1つの左カメラユニット(左撮像部)から出力された画像は、上述した実施形態のHMD10を構成する画像処理プロセッサ80のように、個別にCMPU81、RMPU82、LMPU83に入力してもよいし、1つのMPU(画像処理部)に入力してもよい。 In these cases, the image output from one right camera unit (right imaging unit) that captures the central visual field CV, the right front visual field FVa, and the right lateral visual field SVa by the right eye, the central visual field CV by the left eye, and the left front visual field Images output from one left camera unit (left imaging unit) that captures FVb and left side field of view SVb are individually processed by CMPU 81, RMPU 82, and LMPU 83, like the image processor 80 that constitutes the HMD 10 of the above-described embodiment. , or may be input to one MPU (image processing unit).

また、CMPU81、RMPU82、LMPU83や1つのMPU(画像処理部)から出力される、所定範囲の前方右画像IFa、所定範囲の右側方画像ISa、所定範囲の前方左画像IFbおよび所定範囲の左側方画像ISbは、上述した実施形態のHMD10のように、個別に前方ディスプレィ40、右側方ディスプレィ51や左側方ディスプレィ52に入力してもよいし、またこれらのディスプレィ40,51,52を集約して前方、右側方および左側方において表示可能な1つのディスプレィ(第1表示部)に入力してもよい。 In addition, a predetermined range of front right image IFa, a predetermined range of right side image ISa, a predetermined range of front left image IFb, and a predetermined range of left side image are output from the CMPU 81, RMPU 82, LMPU 83, or one MPU (image processing unit). The image ISb may be individually input to the front display 40, the right side display 51, and the left side display 52 like the HMD 10 of the above-described embodiment, or these displays 40, 51, and 52 may be collectively displayed. Input may be made on a single display (first display unit) that can be displayed on the front, right side, and left side.

さらに、CMPU81、RMPU82、LMPU83や1つのMPU(画像処理部)から出力される、右側方画像ISaの範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像ILaと、左側方画像ISbの範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像ILbとは、上述した実施形態のHMD10のように、個別に右下方ディスプレィ61や左下方ディスプレィ62に入力してもよいし、またこれらのディスプレィ61,62を集約して1つのディスプレィ(第2表示部)に入力してもよい。 Further, a lower right image ILa in a different range located below the range of the right side image ISa output from the CMPU 81, RMPU 82, LMPU 83, or one MPU (image processing unit), and The lower left image ILb located in another range may be individually input to the lower right display 61 or the lower left display 62 as in the HMD 10 of the above-described embodiment, or these displays 61 and 62 may be aggregated. may be input to one display (second display unit).

このように構成することによっても、上述した本実施形態のHMD10と同様に、有効視野外の周辺視野について、使用者Mに提供する視覚的な情報を増加させることができ、また使用者Mは自身の足下についても視覚的な情報を得ることが可能になるので、使用者に提供する視覚的な情報をさらに増加させることができる。 By configuring in this way, similarly to the HMD 10 of the present embodiment described above, it is possible to increase the visual information provided to the user M with respect to the peripheral vision outside the effective visual field, and the user M can Since it becomes possible to obtain visual information about one's own feet, it is possible to further increase the amount of visual information provided to the user.

なお、側方右カメラユニット31や側方左カメラユニット35に代えて、例えば、画角が90度程度の広角カメラを有するカメラユニット(例えば、前方右カメラユニット21や前方左カメラユニット25に相当するもの)を、下方に向けて30度~90度傾けて設けてもよい。これにより、使用者Mの足下の画像を30度~90度の範囲において得ることが可能になる。 Note that instead of the side right camera unit 31 and the side left camera unit 35, for example, a camera unit having a wide-angle camera with an angle of view of about 90 degrees (e.g., corresponding to the front right camera unit 21 and the front left camera unit 25) ) may be provided at an angle of 30 to 90 degrees downward. This makes it possible to obtain an image of the feet of the user M in the range of 30 degrees to 90 degrees.

また、図8(A)に示すような可変機構90をレンズユニット70の一方側の外枠部76と右側方ディスプレィ51(または左側方ディスプレィ52)との間に設けてもよい。可変機構90は、等長リンク91と2つのヒンジ96,98(片側二点のヒンジ)とにより構成されている。 Also, a variable mechanism 90 as shown in FIG. 8A may be provided between the outer frame portion 76 on one side of the lens unit 70 and the right side display 51 (or left side display 52). The variable mechanism 90 is composed of an equal length link 91 and two hinges 96 and 98 (two hinges on one side).

等長リンク91は、右側方ディスプレィ51の前後方向に沿って取り付けられる第1リンク92と、レンズユニット70の外枠部76の前後方向に沿って取り付けられる第2リンク94と、これらのリンク92,94を接続する2つの中間リンク93と、により構成されている。第1リンク92と第2リンク94の長さが等しく、2つの中間リンク93の長さも等しい。つまり、等長リンク(平行リンク)である。また、前方ディスプレィ40と右側方ディスプレィ51とは、ヒンジ96により回動自在に接続されている。さらに外枠部76は、「右中心部72aおよび右周辺部72bを保持する部分」と「右側方部72cを保持する部分」(以下「右側方部保持部76a」という)とがヒンジ98により回動自在に接続されている。 The equal-length links 91 include a first link 92 attached along the front-back direction of the right side display 51, a second link 94 attached along the front-back direction of the outer frame portion 76 of the lens unit 70, and these links 92. , 94 and two intermediate links 93 connecting the . The lengths of the first link 92 and the second link 94 are equal, and the lengths of the two intermediate links 93 are also equal. That is, it is an equal-length link (parallel link). The front display 40 and the right side display 51 are rotatably connected by a hinge 96 . Furthermore, the outer frame portion 76 has a portion that holds the right center portion 72a and the right peripheral portion 72b and a portion that holds the right side portion 72c (hereinafter referred to as a “right side portion holding portion 76a”). It is rotatably connected.

このように可変機構90を構成することによって、右側方ディスプレィ51または右側方部保持部76aが回動すると、一方が他方に合わせて回動して右側方ディスプレィ51と右側方部保持部76aの離隔距離が増加したり減少したりする。これにより、例えば、レンズユニット70を含めた右側方ディスプレィ51と左側方ディスプレィ52の間隔Waを間隔Wbに狭めたり(図8(B)参照)、間隔Wcに拡げたり(図8(C)参照)することが可能になる。したがって、使用者Mの頭部Hの大きさに合わせて、右側方ディスプレィ51と左側方ディスプレィ52の間隔Waを自在に変更することが可能になるので、頭部Hのサイズの大小に関わらずHMD10を違和感なく装着することができる。 By configuring the variable mechanism 90 in this way, when the right side display 51 or the right side holding portion 76a rotates, one rotates in accordance with the other, and the right side display 51 and the right side holding portion 76a rotate. Separation increases or decreases. As a result, for example, the gap Wa between the right side display 51 and the left side display 52 including the lens unit 70 can be narrowed to the gap Wb (see FIG. 8B) or widened to the gap Wc (see FIG. 8C). ). Therefore, it is possible to freely change the distance Wa between the right side display 51 and the left side display 52 according to the size of the head H of the user M, so that regardless of the size of the head H. The HMD 10 can be worn comfortably.

なお、上述した実施形態では、HMD10は、保護ゴーグルや遮光グラス(遮光眼鏡)として使用される場合を例示して説明したが、本発明のヘッドマウントデバイスの適用はこのようなものに限られることはなく、撮像部(右撮像部、左撮像部、右前方撮像部、左前方撮像部、右側方撮像部、左側方撮像部)により撮像された画像を画像処理部(前方画像処理部、右側方画像処理部、左側方画像処理部)を介して表示部(第1表示部、第2表示部、前方表示部、右側方表示部、左側方表示部、下方表示部)に表示し得るものであれば、例えば、xRゴーグルやxRグラスに適用することも可能である。なお、xRは、仮想現実(Virtual Reality)、拡張現実(Augmented Reality)や複合現実(Mixed Reality)等の総称である。 In the above-described embodiment, the HMD 10 is used as protective goggles or light-shielding glasses (light-shielding glasses). Instead, the image captured by the imaging units (right imaging unit, left imaging unit, right front imaging unit, left front imaging unit, right imaging unit, left imaging unit) is processed by the image processing unit (front imaging unit, right imaging unit, right imaging unit, right imaging unit, left imaging unit). which can be displayed on the display unit (first display unit, second display unit, front display unit, right side display unit, left side display unit, bottom display unit) via the first display unit, second display unit, left side image processing unit) If so, it can be applied to xR goggles and xR glasses, for example. Note that xR is a general term for virtual reality, augmented reality, mixed reality, and the like.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示し得るものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications or changes of the above-described specific examples. In addition, the technical elements described in this specification or in the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Furthermore, the techniques exemplified in this specification or drawings achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of them has technical utility in itself. It should be noted that descriptions in parentheses in the [Description of Reference Symbols] column can clearly indicate the correspondence between the terms used in the above-described embodiment and the terms described in the scope of claims.

10…HMD(ヘッドマウントデバイス)
11…ハウジング
19…ヘッドバンド
20…前方カメラ(右撮像部、左撮像部)
21…前方右カメラユニット
22…広角カメラ(右撮像部、右前方撮像部)
25…前方左カメラユニット
26…広角カメラ(左撮像部、左前方撮像部)
30…側方カメラ(右側方撮像部、左側方撮像部)
31…側方右カメラユニット
32…魚眼カメラ(右側方撮像部)
35…側方左カメラユニット
36…魚眼カメラ(左側方撮像部)
40…前方ディスプレィ(第1表示部、前方表示部)
40a…前方表示範囲
41…右側領域
42…左側領域
50…側方ディスプレィ(第1表示部、右側方表示部、左側方表示部)
51…右側方ディスプレィ(第1表示部、右側方表示部)
51a…右側方表示範囲
52…左側方ディスプレィ(第1表示部、左側方表示部)
52a…左側方表示範囲
60…下方ディスプレィ(第2表示部、下方表示部)
61…右下方ディスプレィ(第2表示部、下方表示部)
61a…右下方表示範囲(右側領域)
62…左下方ディスプレィ(第2表示部、下方表示部)
62a…左下方表示範囲(左側領域)
70…レンズユニット
72…右レンズ部(前方レンズ部、右側方レンズ部)
72a…右中心部(前方レンズ部)
72b…右周辺部(前方レンズ部)
72c…右側方部(右側方レンズ部)
73…左レンズ部(前方レンズ部、左側方レンズ部)
73a…左中心部(前方レンズ部)
73b…左周辺部(前方レンズ部)
73c…左側方部(左側方レンズ部)
80…画像処理プロセッサ(画像処理部)
81…CMPU(画像処理部、前方画像処理部)
82…RMPU(画像処理部、右側方画像処理部)
83…LMPU(画像処理部、左側方画像処理部)
F…離隔距離
H…頭部
M…使用者
Wh…縦幅(前方表示部の上下方向幅)
Ww…横幅
CV…中心視野
FVa…右前方視野(右眼の有効視野)
FVb…左前方視野(左眼の有効視野)
FVc…上前方視野(上方視野)
FVd…下前方視野(下方視野)
IFa…前方右画像
IFb…前方左画像
ILa…右下方画像
ILb…左下方画像
ISa…右側方画像
ISb…左側方画像
LSa…右眼の視線
LSb…左眼の視線
SVa…右側方視野(右眼による側方視野、右眼の周辺視野)
SVb…左側方視野(左眼による側方視野、左眼の周辺視野)
θAFa…画角(右前方撮像部の画角)
θAFb…画角(左前方撮像部の画角)
θASa…画角(右側方撮像部の画角)
θASb…画角(左側方撮像部の画角)
θAXa…画角(右撮像部の画角)
θAXb…画角(左撮像部の画角)
10... HMD (head mounted device)
11... Housing 19... Headband 20... Front camera (right imaging unit, left imaging unit)
21 Front right camera unit 22 Wide-angle camera (right imaging section, right front imaging section)
25 Front left camera unit 26 Wide-angle camera (left imaging unit, left front imaging unit)
30... Side camera (right side imaging unit, left side imaging unit)
31... Side right camera unit 32... Fisheye camera (right side imaging unit)
35... Side left camera unit 36... Fisheye camera (left side imaging unit)
40 front display (first display unit, front display unit)
40a front display range 41 right side area 42 left side area 50 side display (first display section, right side display section, left side display section)
51 ... right side display (first display section, right side display section)
51a...Right side display range 52...Left side display (first display section, left side display section)
52a... Left side display range 60... Lower display (second display section, lower display section)
61 ... lower right display (second display section, lower display section)
61a... Lower right display range (right side area)
62 ... lower left display (second display section, lower display section)
62a... Lower left display range (left side area)
70... Lens unit 72... Right lens part (front lens part, right side lens part)
72a...Right central part (front lens part)
72b...Right peripheral portion (front lens portion)
72c... Right side part (right side lens part)
73... Left lens part (front lens part, left side lens part)
73a...Left central part (front lens part)
73b... Left peripheral portion (front lens portion)
73c... Left side part (left side lens part)
80... Image processor (image processing unit)
81... CMPU (image processing unit, front image processing unit)
82 RMPU (image processing unit, right side image processing unit)
83 LMPU (image processing unit, left side image processing unit)
F... Separation distance H... Head M... User Wh... Vertical width (vertical width of the front display part)
Ww... Width
CV…central visual field
FVa: right front visual field (effective visual field of right eye)
FVb: left front visual field (effective visual field of the left eye)
FVc: Upper forward field of view (upper field of view)
FVd: Lower forward field of view (lower field of view)
IFa…Front right image
IFb…Front left image
ILa: lower right image
ILb...lower left image
ISa... right side image
ISb... left side image
LSa…Gaze of the right eye
LSb…Gaze of the left eye
SVa: Right side visual field (side visual field with right eye, peripheral visual field with right eye)
SVb... left side visual field (side visual field with left eye, peripheral visual field with left eye)
θAFa: angle of view (angle of view of right front imaging unit)
θAFb: angle of view (angle of view of left front imaging unit)
θASa: angle of view (angle of view of the right imaging section)
θASb: angle of view (angle of view of the left imaging section)
θAXa: angle of view (angle of view of the right imaging unit)
θAXb ... angle of view (angle of view of the left imaging unit)

Claims (7)

使用者の頭部に装着されるヘッドマウントデバイスであって、当該ヘッドマウントデバイスを前記頭部に装着した状態において、
前記使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像するとともに前記右眼による側方視野および下方視野を撮像する右撮像部と、
前記使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像するとともに前記左眼による側方視野および下方視野を撮像する左撮像部と、
前記右撮像部と前記左撮像部のそれぞれにより撮像された画像が入力されて所定範囲の前方右画像、所定範囲の右側方画像、所定範囲の前方左画像および所定範囲の左側方画像を出力しかつ前記右側方画像の範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像と前記左側方画像の範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像とを出力する画像処理部と、
前記使用者の両眼に対向して位置して前記画像処理部から入力された前記前方右画像を前記右眼に対向する右側領域に表示しかつ前記画像処理部から入力された前記前方左画像を前記左眼に対向する左側領域に表示する前方表示範囲、前記右眼の右側前方に位置して前記画像処理部から入力された前記右側方画像を表示する右側方表示範囲および前記左眼の左側前方に位置して前記画像処理部から入力された前記左側方画像を表示する左側方表示範囲を有する第1表示部と、
前記第1表示部の前記前方表示範囲から前記両眼の方向に所定の離隔距離で位置して前記右眼の視野相当範囲を前記右側領域に光学的に合わせかつ前記左眼の視野相当範囲を前記左側領域に光学的に合わせる前方レンズ部と、
前記両眼の下方に位置して前記画像処理部から入力された前記右下方画像を前記右眼に対向し得る右側領域に表示しかつ前記画像処理部から入力された前記左下方画像を前記左眼に対向し得る左側領域に表示する第2表示部と、
を備える、ことを特徴とするヘッドマウントデバイス。
A head-mounted device worn on the head of a user, wherein the head-mounted device is worn on the head,
a right imaging unit that captures an image of the right front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in the front view of the user, and also captures the lateral field of view and the lower field of view of the right eye;
a left imaging unit that captures an image of the left front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the left eye in the front view of the user, and also captures the side field of view and the lower field of view of the left eye;
Images captured by the right imaging unit and the left imaging unit are input, and a front right image of a predetermined range, a right side image of a predetermined range, a front left image of a predetermined range, and a left side image of a predetermined range are output. an image processing unit that outputs a lower right image in a separate range located below the range of the right side image and a lower left image in a separate range located below the range of the left side image;
displaying the front right image input from the image processing unit positioned facing both eyes of the user in a right area facing the right eye and the front left image input from the image processing unit; in the left area facing the left eye, a right side display range positioned in front of the right side of the right eye and displaying the right side image input from the image processing unit, and the left eye a first display unit positioned on the front left side and having a left side display range for displaying the left side image input from the image processing unit;
positioned at a predetermined distance in the direction of the both eyes from the front display range of the first display unit, optically aligning the range corresponding to the field of view of the right eye with the right side area and the range corresponding to the field of view of the left eye; a front lens portion optically aligned with the left region;
The lower right image input from the image processing unit located below the both eyes is displayed in the right area that can face the right eye, and the lower left image input from the image processing unit is displayed on the left image. a second display unit displayed in the left area facing the eye;
A head-mounted device comprising:
使用者の頭部に装着されるヘッドマウントデバイスであって、当該ヘッドマウントデバイスを前記頭部に装着した状態において、
前記使用者の正面視における右眼の視線上において所定の画角で右前方視野を撮像する右前方撮像部と、
前記使用者の正面視における左眼の視線上において所定の画角で左前方視野を撮像する左前方撮像部と、
前記使用者の前記右眼による側方視野を撮像する右側方撮像部と、
前記使用者の前記左眼による側方視野を撮像する左側方撮像部と、
前記右前方撮像部および前記左前方撮像部によりそれぞれ撮像された画像が入力されて所定範囲の前方右画像および所定範囲の前方左画像を出力する前方画像処理部と、
前記右側方撮像部により撮像された画像が入力されて所定範囲の右側方画像を出力する右側方画像処理部と、
前記左側方撮像部により撮像された画像が入力されて所定範囲の左側方画像を出力する左側方画像処理部と、
前記使用者の両眼に対向して位置して前記前方画像処理部から入力された前記前方右画像を前記右眼に対向する右側領域に表示しかつ前記前方画像処理部から入力された前記前方左画像を前記左眼に対向する左側領域に表示する前方表示部と、
前記右眼の右側前方に位置して前記右側方画像処理部から入力された前記右側方画像を表示する右側方表示部と、
前記左眼の左側前方に位置して前記左側方画像処理部から入力された前記左側方画像を表示する左側方表示部と、
前記前方表示部から前記両眼の方向に所定の離隔距離で位置して前記右眼の視野相当範囲を前記右側領域に光学的に合わせかつ前記左眼の視野相当範囲を前記左側領域に光学的に合わせる前方レンズ部と、
を備える、ことを特徴とするヘッドマウントデバイス。
A head-mounted device worn on the head of a user, wherein the head-mounted device is worn on the head,
a right front imaging unit that captures a right front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the right eye in front view of the user;
a left front imaging unit that captures a left front field of view at a predetermined angle of view on the line of sight of the left eye in front view of the user;
a right side imaging unit that captures a side field of view of the right eye of the user;
a left side imaging unit that captures a side field of view of the left eye of the user;
a front image processing unit that receives images captured by the right front imaging unit and the left front imaging unit, respectively, and outputs a predetermined range of front right image and a predetermined range of front left image;
a right side image processing unit that receives an image captured by the right side imaging unit and outputs a right side image of a predetermined range;
a left side image processing unit that receives an image captured by the left side imaging unit and outputs a left side image of a predetermined range;
displaying the front right image input from the front image processing section facing both eyes of the user in a right region facing the right eye and inputting the front image processing section from the front image processing section; a front display unit that displays a left image in a left area facing the left eye;
a right side display unit positioned in front of the right eye and displaying the right side image input from the right side image processing unit;
a left side display unit positioned in front of the left eye and displaying the left side image input from the left side image processing unit;
positioned at a predetermined distance in the direction of both eyes from the front display unit, optically aligning the range corresponding to the field of view of the right eye with the right side area and optically matching the range corresponding to the field of view of the left eye with the left side area a front lens unit that fits the
A head-mounted device comprising:
前記両眼に下方で対向して位置する下方表示部をさらに備え、
前記右側方撮像部の画角は、前記右前方撮像部の前記画角の右側部分よりも大きく、
前記右側方画像処理部は、前記右側方撮像部から取得した画像のうち前記右側方画像を前記右側方表示部に出力するとともに、前記右側方画像の前記所定範囲の下方に位置する別範囲の右下方画像を前記下方表示部の右側領域に出力し、
前記左側方撮像部の画角は、前記左前方撮像部の前記画角の左側部分よりも大きく、
前記左側方画像処理部は、前記左側方撮像部から取得した画像のうち前記左側方画像を前記左側方表示部に出力するとともに、前記左側方画像の前記所定範囲の下方に位置する別範囲の左下方画像を前記下方表示部の左側領域に出力する、ことを特徴とする請求項2に記載のヘッドマウントデバイス。
Further comprising a lower display portion positioned facing the both eyes below,
The angle of view of the right side imaging section is larger than the right side portion of the angle of view of the right front imaging section,
The right side image processing section outputs the right side image among the images acquired from the right side imaging section to the right side display section, and outputs the right side image to the right side image in another range located below the predetermined range. outputting the lower right image to the right area of the lower display unit;
The angle of view of the left side imaging section is larger than the left side portion of the angle of view of the left front imaging section,
The left side image processing section outputs the left side image among the images acquired from the left side imaging section to the left side display section, and outputs the left side image to the left side image in another range located below the predetermined range. 3. The head mounted device according to claim 2, wherein the lower left image is output to the left area of the lower display section.
前記前方レンズ部と前記前方表示部との前記離隔距離がFである場合において、
前記右前方撮像部は、前記右前方視野の上側部分の画角θR1よりも前記右前方視野の下側部分の画角θR2の方が大きく、
前記左前方撮像部は、前記左前方視野の上側部分の画角θL1よりも前記左前方視野の下側部分の画角θL2の方が大きく、
前記前方表示部は、前記前方表示部の上下方向幅に対してF×tanθR1で求められる距離とF×tanθR2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と前記使用者の正面視における右眼の視線とが交差し、前記表示部の上下方向幅に対してF×tanθL1で求められる距離とF×tanθL2で求められる距離とで決まる上方向に偏心した位置と前記使用者の正面視における左眼の視線とが交差するように配置され、
前記右前方撮像部は、前記使用者の正面視における右眼の視線上に位置し、
前記左前方撮像部は、前記使用者の正面視における左眼の視線上に位置する、
ことを特徴とする請求項2または3に記載のヘッドマウントデバイス。
When the separation distance between the front lens portion and the front display portion is F,
The right front imaging unit has an angle of view θ R2 of the lower portion of the right front field of view larger than the angle of view θ R1 of the upper portion of the right front field of view,
The left front imaging unit has a larger angle of view θ L2 of the lower portion of the left front field of view than the angle of view θ L1 of the upper portion of the left front field of view,
The front display portion has a position eccentric in the upward direction determined by a distance obtained by F×tan θ R1 and a distance obtained by F×tan θ R2 with respect to the vertical width of the front display portion, and the front view of the user. where the line of sight of the right eye intersects with the user, and the user is arranged so that it intersects with the line of sight of the left eye in the front view of
The right front imaging unit is positioned on the line of sight of the user's right eye in front view,
The left front imaging unit is positioned on the line of sight of the user's left eye in front view,
4. The head mounted device according to claim 2 or 3, characterized in that:
前記右側方撮像部は、前記前方表示部の下端右側に位置し、当該右側方撮像部の前方視野において、左側部分の画角よりも右側部分の画角の方が大きく、かつ、上側部分の画角よりも下側部分の画角の方が大きく、
前記左側方撮像部は、前記前方表示部の下端左側に位置し、当該左側方撮像部の前方視野において、右側部分の画角よりも左側部分の画角の方が大きく、かつ、上側部分の画角よりも下側部分の画角の方が大きい、ことを特徴とする請求項2~4のいずれか一項に記載のヘッドマウントデバイス。
The right side imaging section is positioned on the right side of the lower end of the front display section. The angle of view of the lower part is larger than the angle of view,
The left side imaging section is positioned on the left side of the lower end of the front display section. 5. The head mounted device according to claim 2, wherein the angle of view of the lower portion is larger than the angle of view.
前記前方レンズ部は、前記両眼のそれぞれの前方正面に位置する非球面レンズと、これらの非球面レンズの周囲に位置する平面レンズと、を有する、ことを特徴とする請求項2~5のいずれか一項に記載のヘッドマウントデバイス。 6. The method according to any one of claims 2 to 5, wherein the front lens section has an aspherical lens positioned in front of each of the eyes, and a planar lens positioned around the aspherical lens. A head-mounted device according to any one of the clauses. 前記右側方表示部から前記右眼の方向に所定の離隔距離で位置する右側方レンズ部と、
前記左側方表示部から前記左眼の方向に所定の離隔距離で位置する左側方レンズ部と、
をさらに備え、
前記右側方レンズ部および前記左側方レンズ部は、平面レンズである、ことを特徴とする請求項2~6のいずれか一項に記載のヘッドマウントデバイス。
a right side lens portion positioned at a predetermined distance from the right side display portion toward the right eye;
a left side lens portion positioned at a predetermined distance from the left side display portion toward the left eye;
further comprising
The head mounted device according to any one of claims 2 to 6, wherein the right side lens section and the left side lens section are flat lenses.
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