JP6136162B2 - Head-mounted display device and method for controlling head-mounted display device - Google Patents

Head-mounted display device and method for controlling head-mounted display device Download PDF

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本発明は、頭部装着型表示装置および頭部装着型表示装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a head-mounted display device and a method for controlling the head-mounted display device.

頭部に装着する表示装置である頭部装着型表示装置(ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD))が知られている。HMDは、例えば、液晶ディスプレイと光源とを利用して画像を表す画像光を生成し、生成された画像光を投写光学系や導光板を利用して使用者の眼に導くことにより、使用者に虚像を認識させる。例えば、特許文献1には、シースルー型のHMDが記載されている。   A head-mounted display device (Head Mounted Display (HMD)), which is a display device mounted on the head, is known. The HMD, for example, generates image light representing an image using a liquid crystal display and a light source, and guides the generated image light to the user's eyes using a projection optical system or a light guide plate. To recognize the virtual image. For example, Patent Document 1 describes a see-through type HMD.

特開2009−92810号公報JP 2009-92810 A

図1は、人間の視野について説明する説明図である。正常な人間の視野は、片眼の場合は、頭頂側に約60度、足側に約70度、耳側に約90度、鼻側に約120度であることが知られている。また、鼻を中心として水平方向に各60度の視野は、左右の眼で同時に見ることができる。以降では、両眼同時に見ることのできる視野を「両眼視野」とも呼ぶ。同様に、左眼のみで見ることのできる視野を「左眼視野」と、右眼のみで見ることのできる視野を「右眼視野」とも呼ぶ。   FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a human visual field. It is known that a normal human visual field is about 60 degrees on the parietal side, about 70 degrees on the foot side, about 90 degrees on the ear side, and about 120 degrees on the nose side in the case of one eye. Further, the visual field of 60 degrees in the horizontal direction around the nose can be seen simultaneously by the left and right eyes. Hereinafter, a visual field that can be viewed simultaneously by both eyes is also referred to as a “binocular visual field”. Similarly, a visual field that can be viewed only with the left eye is also referred to as a “left eye visual field”, and a visual field that can be viewed with only the right eye is also referred to as a “right eye visual field”.

HMDには、特許文献1記載のように右眼もしくは左眼のいずれか一方に虚像を認識させる単眼タイプのHMDと、右眼と左眼の両方に虚像を認識させる両眼タイプのHMDとがある。単眼タイプのHMDの場合、HMDを使用している側の使用者の眼には虚像が見える。また、HMDを使用していない側の使用者の眼には外景が見える。このように、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見える現象は、使用者の眼精疲労を促進させるという問題があった。また、両眼タイプのHMDの場合であっても、使用者の左右の眼に異なる虚像を見せる場合は、上記と同様の問題が発生する。   The HMD includes a monocular type HMD that allows a right image or a left eye to recognize a virtual image, and a binocular type HMD that causes both the right eye and the left eye to recognize a virtual image, as described in Patent Document 1. is there. In the case of a monocular type HMD, a virtual image is visible to the eyes of the user on the side using the HMD. In addition, the outside scene is visible to the eyes of the user who is not using the HMD. As described above, the phenomenon in which different objects are visible to the left and right eyes in the binocular visual field of the user has a problem of promoting the user's eye strain. Further, even in the case of a binocular HMD, the same problem as described above occurs when different virtual images are displayed on the left and right eyes of the user.

このため、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させることが可能な頭部装着型表示装置(HMD)を実現可能な技術が望まれていた。   For this reason, a technique capable of realizing a head-mounted display device (HMD) that can reduce the occurrence of eye strain caused by different things seen by the left and right eyes in the user's binocular visual field is desired. It was.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。本発明の適用例は、
使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出する画像光生成部と、
前記画像光生成部に画像を表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像の表示モードとして、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの、前記頭部装着型表示装置を装着した状態で前記使用者の左眼視野または右眼視野の占める領域に前記画像を表示させるモードを有し、該モードへの遷移を行う、頭部装着型表示装置。本発明の形態は、次の通りである。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples or forms. Examples of application of the present invention are:
A head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
An image light generation unit that generates and emits image light representing an image;
A control unit for displaying an image on the image light generation unit;
With
The controller is
As the display mode of the image, the region occupied by the left-eye visual field or right-eye visual field of the user in the state where the head-mounted display device is mounted in the image light emitting region in the image light generation unit A head-mounted display device that has a mode for displaying the image on the screen and makes a transition to the mode. The form of the present invention is as follows.

(1)本発明の一形態によれば、使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置が提供される。この頭部装着型表示装置は;画像を表す画像光を生成し射出する画像光生成部を備え;前記画像光生成部は、所定の表示モードにおいて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの、前記頭部装着型表示装置を装着した状態で前記使用者の左眼視野または右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる。この形態の頭部装着型表示装置によれば、画像光生成部における画像光の射出可能領域のうちの、左眼視野または右眼視野の占める領域に画像が表示される。このため、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見える現象の発生を回避することができる。この結果、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させることが可能な頭部装着型表示装置を実現することができる。 (1) According to an aspect of the present invention, a head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene is provided. The head-mounted display device includes: an image light generation unit that generates and emits image light representing an image; and the image light generation unit emits the image light in the image light generation unit in a predetermined display mode. The image is displayed in a region occupied by the left eye visual field or the right eye visual field of the user while wearing the head-mounted display device in the possible region. According to the head-mounted display device of this aspect, an image is displayed in the region occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting region in the image light generator. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a phenomenon in which different objects are visible to the left and right eyes in the binocular visual field of the user. As a result, it is possible to realize a head-mounted display device that can reduce the occurrence of eye strain caused by different things seen by the left and right eyes in the user's binocular visual field.

(2)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の目の動きを検知する検知部と;検知された前記目の動きに応じて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域に前記画像を表示させる第1の表示モードと、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる第2の表示モードと、を決定する決定部と;を備えてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、使用者の目の動きに応じて第1の表示モードと第2の表示モードとを切り替えるため、使用者における利便性を向上させることができる。 (2) In the head-mounted display device of the above aspect, a detection unit that detects the movement of the user's eyes when the head-mounted display device is mounted; In response, a first display mode for displaying the image in the image light emitting area in the image light generating unit, and the left eye visual field in the image light emitting area in the image light generating unit or A determination unit that determines a second display mode in which the image is displayed in an area occupied by the right eye visual field. According to the head-mounted display device of this aspect, since the first display mode and the second display mode are switched according to the movement of the user's eyes, the convenience for the user can be improved.

(3)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記検知部は;前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の眼球画像を撮像する撮像部と;撮像された前記眼球画像を解析することで、前記使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動量である視線移動量と、前記使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動方向である視線移動方向とを取得する解析部と;を備え;前記決定部は;取得された前記視線移動方向が第1の方向であり、かつ、取得された前記視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合は、前記画像光生成部を前記第1の表示モードとしてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、決定部は、使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動量である視線移動量と、使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動方向である視線移動方向と、を用いて、画像光生成部を第1の表示モードとする。この結果、使用者は、視線の動きによって第2の表示モードから第1の表示モードへの切り替えを行うことができる。 (3) In the head-mounted display device according to the above aspect; the detection unit; an imaging unit that captures an image of the eyeball of the user in a state in which the head-mounted display device is mounted; and the captured eyeball image The analysis unit for acquiring a gaze movement amount that is the movement amount of the iris with respect to the center position of the user's eyeball and a gaze movement direction that is the movement direction of the iris with respect to the center position of the user's eyeball And the determination unit is configured to generate the image light when the acquired line-of-sight movement direction is the first direction and the acquired line-of-sight movement amount exceeds a predetermined threshold. The part may be in the first display mode. According to the head-mounted display device of this aspect, the determining unit is the line-of-sight movement amount that is the movement amount of the iris with respect to the center position of the user's eyeball, and the movement direction of the iris with respect to the center position of the user's eyeball. The image light generation unit is set to the first display mode using the line-of-sight movement direction. As a result, the user can switch from the second display mode to the first display mode by the movement of the line of sight.

(4)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記決定部は;取得された前記視線移動方向が第2の方向であり、かつ、取得された前記視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合は、前記画像光生成部を前記第2の表示モードとしてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、決定部は、使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動量である視線移動量と、使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動方向である視線移動方向と、を用いて、画像光生成部を第2の表示モードとする。この結果、使用者は、視線の動きによって第1の表示モードから第2の表示モードへの切り替えを行うことができる。 (4) In the head-mounted display device according to the above aspect; the determining unit; the acquired line-of-sight movement direction is a second direction, and the acquired line-of-sight movement amount is a predetermined threshold value. When it exceeds, it is good also considering the said image light production | generation part as said 2nd display mode. According to the head-mounted display device of this aspect, the determining unit is the line-of-sight movement amount that is the movement amount of the iris with respect to the center position of the user's eyeball, and the movement direction of the iris with respect to the center position of the user's eyeball. The image light generation unit is set to the second display mode using the line-of-sight movement direction. As a result, the user can switch from the first display mode to the second display mode by the movement of the line of sight.

(5)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記検知部は、前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者のまぶたの状態を検出するまぶた検出部を備え;前記決定部は;前記使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとのうちの少なくとも一方が所定の時間閉じ続けていることが検出された場合には、前記画像光生成部を前記第1の表示モードとしてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、決定部は、使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとのうちの少なくとも一方が所定の時間閉じ続けていることが検出された場合に、画像光生成部を第1の表示モードとする。この結果、使用者は、まぶたの開閉によって第2の表示モードから第1の表示モードへの切り替えを行うことができる。 (5) In the head-mounted display device according to the above aspect; the detection unit includes an eyelid detection unit that detects a state of the eyelid of the user in a state where the head-mounted display device is mounted; When it is detected that at least one of the right eyelid and the left eyelid of the user is kept closed for a predetermined time, the image light generation unit is set to the first display mode. It is good. According to the head-mounted display device of this aspect, the determination unit detects that at least one of the right eyelid and the left eyelid of the user is kept closed for a predetermined time. The image light generator is set to the first display mode. As a result, the user can switch from the second display mode to the first display mode by opening and closing the eyelid.

(6)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記決定部は;前記使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの両方が開いていることが検出された場合には、前記画像光生成部を前記第2の表示モードとしてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、決定部は、使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの両方が開いていることが検出された場合に、画像光生成部を第2の表示モードとする。この結果、使用者は、まぶたの開閉によって第1の表示モードから第2の表示モードへの切り替えを行うことができる。 (6) In the head-mounted display device according to the above aspect; the determination unit; if it is detected that both the eyelid of the right eye and the eyelid of the left eye of the user are open, the image The light generation unit may be in the second display mode. According to the head-mounted display device of this aspect, the determination unit sets the image light generation unit to the first when the user's right eyelid and left eyelid are both open. 2 display mode. As a result, the user can switch from the first display mode to the second display mode by opening and closing the eyelid.

(7)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記画像光生成部に対して前記画像から生成された画像データーを送信すると共に、前記画像光生成部による前記画像光の生成と射出とを制御する主制御部を備え;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて、前記画像データーに対してダミーデーターを挿入することによって、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、主制御部は、画像データーに対してダミーデーターを挿入することによって、画像光生成部に第2の表示モードを実現させることができる。 (7) In the head-mounted display device according to the above aspect, the method further includes: transmitting image data generated from the image to the image light generation unit, and generating and emitting the image light by the image light generation unit A main control unit for controlling the image light; the main control unit can emit the image light in the image light generation unit by inserting dummy data into the image data in the second display mode; The image may be displayed in a region occupied by the left eye field or the right eye field in the region. According to the head-mounted display device of this aspect, the main control unit can cause the image light generation unit to realize the second display mode by inserting dummy data into the image data.

(8)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記画像光生成部に対して前記画像から生成された画像データーを送信すると共に、前記画像光生成部による前記画像光の生成と射出とを制御する主制御部を備え;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部による前記画像光生成の有効/無効を切り替える信号を操作することによって、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、主制御部は、画像光生成部による画像光生成の有効/無効を切り替えるための信号を操作することによって、画像光生成部に第2の表示モードを実現させることができる。 (8) In the head-mounted display device according to the above aspect, the method further includes: transmitting image data generated from the image to the image light generation unit, and generating and emitting the image light by the image light generation unit A main control unit for controlling the image light; in the second display mode, by operating a signal for switching the validity / invalidity of the image light generation by the image light generation unit, the image light The image may be displayed in a region occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting region in the generation unit. According to the head-mounted display device of this aspect, the main control unit operates the signal for switching the validity / invalidity of the image light generation by the image light generation unit, whereby the second display is performed on the image light generation unit. A mode can be realized.

(9)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて前記画像が表示される位置を指定する位置指定情報を取得し;前記第2の表示モードでは、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に代えて、前記位置指定情報で指定された位置に前記画像を表示させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、主制御部は、画像光生成部の第2の表示モードにおいて、位置指定情報で指定された位置に画像を表示させることができる。位置指定情報を使用者の好みに設定可能にすれば、頭部装着型表示装置の使い勝手を向上させることができる。 (9) In the head mounted display device according to the above aspect; the main control unit; obtains position designation information for designating a position where the image is displayed in the second display mode; and the second display mode. Then, instead of the area occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting area in the image light generator, the image is displayed at a position specified by the position specification information. Also good. According to the head-mounted display device of this aspect, the main control unit can display an image at the position specified by the position specifying information in the second display mode of the image light generation unit. If the position designation information can be set according to the user's preference, the usability of the head-mounted display device can be improved.

(10)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記画像光生成部は、前記使用者の右眼または左眼のいずれか一方に対応するように設けられ;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記画像光生成部が設けられている側の端部に前記画像を表示させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させることが可能な単眼タイプの頭部装着型表示装置を実現することができる。 (10) In the head mounted display device according to the above aspect; the image light generation unit is provided to correspond to either the right eye or the left eye of the user; the main control unit; In the second display mode, the image may be displayed at an end of the image light generation unit on the side where the image light generation unit is provided in the image light emitting area. According to the head-mounted display device of this form, a monocular head-mounted type that can reduce the occurrence of eyestrain caused by different things seen by the left and right eyes in the binocular visual field of the user A display device can be realized.

(11)上記形態の頭部装着型表示装置において;前記画像光生成部は、前記使用者の右眼および左眼に対応するように設けられ;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて、前記使用者の右眼に対応する前記画像光生成部においては前記画像光の射出可能領域のうちの右側端部に前記画像を表示させ、前記使用者の左眼に対応する前記画像光生成部においては前記画像光の射出可能領域のうちの左側端部に前記画像を表示させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させることが可能な両眼タイプの頭部装着型表示装置を実現することができる。 (11) In the head-mounted display device of the above aspect; the image light generation unit is provided to correspond to the right eye and the left eye of the user; the main control unit; the second display mode In the image light generation unit corresponding to the right eye of the user, the image light is displayed on a right end portion of the image light emitting area, and the image light corresponding to the left eye of the user is displayed. In the generation unit, the image may be displayed on a left end portion of the image light emitting area. According to the head-mounted display device of this embodiment, a binocular head-mounted device that can reduce the occurrence of eye strain caused by different things visible to the left and right eyes in the user's binocular visual field. A mold display device can be realized.

(12)上記形態の頭部装着型表示装置では、さらに;前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の眼の近傍に水平方向に移動可能な態様で保持されると共に、前記画像光生成部から射出された前記画像光を前記使用者の眼に導く導光板を備え;前記主制御部は;前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させることに代えて、前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の耳側に向かって前記導光板を移動させてもよい。この形態の頭部装着型表示装置によれば、第2の表示モードでは、導光板が頭部装着型表示装置を装着した状態における使用者の耳側に向かって移動される。この移動量を調整することで、第2の表示モードでは、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見える現象の発生を回避することができる。この結果、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させることが可能な頭部装着型表示装置を実現することができる。 (12) In the head-mounted display device according to the above aspect, the head-mounted display device is further held in a manner movable in the horizontal direction in the vicinity of the user's eye in a state in which the head-mounted display device is mounted. A light guide plate that guides the image light emitted from the image light generation unit to the eyes of the user; the main control unit is capable of emitting the image light in the image light generation unit in the second display mode; Instead of displaying the image in the region occupied by the left eye field or the right eye field in the region, the guide is directed toward the user's ear side in a state where the head-mounted display device is worn. The light plate may be moved. According to the head-mounted display device of this aspect, in the second display mode, the light guide plate is moved toward the user's ear side in a state where the head-mounted display device is mounted. By adjusting the amount of movement, in the second display mode, it is possible to avoid a phenomenon in which different objects are visible to the left and right eyes in the binocular visual field of the user. As a result, it is possible to realize a head-mounted display device that can reduce the occurrence of eye strain caused by different things seen by the left and right eyes in the user's binocular visual field.

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素は全てが必須のものではなく、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部または全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部または全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。   A plurality of constituent elements of each embodiment of the present invention described above are not essential, and some or all of the effects described in the present specification are to be solved to solve part or all of the above-described problems. In order to achieve the above, it is possible to appropriately change, delete, replace with a new component, and partially delete the limited contents of some of the plurality of components. In order to solve some or all of the above-described problems or achieve some or all of the effects described in this specification, technical features included in one embodiment of the present invention described above. A part or all of the technical features included in the other aspects of the present invention described above may be combined to form an independent form of the present invention.

例えば、本発明の一形態としての装置は、例えば頭部装着型表示装置として実現できるが、頭部装着型表示装置以外の他の装置としても実現可能である。前述した頭部装着型表示装置の各形態の技術的特徴の一部または全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。   For example, the device as one embodiment of the present invention can be realized as, for example, a head-mounted display device, but can also be realized as a device other than the head-mounted display device. Any or all of the technical features of each form of the head-mounted display device described above can be applied to this device.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、頭部装着型表示装置および頭部装着型表示装置の制御方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various modes. For example, a head-mounted display device, a control method for the head-mounted display device, and a computer for realizing the functions of these methods or devices. It can be realized in the form of a program, a recording medium on which the computer program is recorded, or the like.

人間の視野について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a human visual field. 本発明の一実施形態における頭部装着型表示装置の外観の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the external appearance of the head mounted display apparatus in one Embodiment of this invention. ヘッドマウントディスプレイの構成を機能的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the composition of a head mount display functionally. 画像光生成部によって画像光が射出される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that image light is inject | emitted by the image light production | generation part. 使用者に認識される虚像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the virtual image recognized by the user. ヘッドマウントディスプレイの画像光生成部がとり得る表示モードについて示す状態遷移図である。It is a state transition diagram shown about the display mode which the image light production | generation part of a head mounted display can take. 表示モードについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating display mode. 使用者による画像表示領域の設定について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting of the image display area by a user. 視線移動方向と視線移動量との取得方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the acquisition method of a gaze movement direction and a gaze movement amount. 使用者のまぶたの状態を検出する方法についての説明図である。It is explanatory drawing about the method of detecting the state of a user's eyelid. 第2実施形態における頭部装着型表示装置の構成を機能的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows functionally the structure of the head mounted display apparatus in 2nd Embodiment. 第2実施形態における表示モードについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the display mode in 2nd Embodiment. 変形例における頭部装着型表示装置の外観の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the external appearance of the head mounted display apparatus in a modification.

A.第1実施形態:
A−1.頭部装着型表示装置の構成:
図2は、本発明の一実施形態における頭部装着型表示装置の外観の構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置HMは、頭部に装着する頭部装着型表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。本実施形態のヘッドマウントディスプレイHMは、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置である。ヘッドマウントディスプレイHMは、使用者の頭部に装着された状態において使用者に虚像を視認させる画像表示部20と、画像表示部20を制御する制御部(コントローラー)10とを備えている。
A. First embodiment:
A-1. Configuration of head mounted display device:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an external configuration of the head-mounted display device according to the embodiment of the present invention. The head-mounted display device HM is a head-mounted display device mounted on the head, and is also called a head mounted display (HMD). The head-mounted display HM of the present embodiment is an optically transmissive head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and at the same time directly view an outside scene. The head-mounted display HM includes an image display unit 20 that allows the user to visually recognize a virtual image while being mounted on the user's head, and a control unit (controller) 10 that controls the image display unit 20.

画像表示部20は、使用者の頭部に装着される装着体であり、本実施形態では左側のレンズが無い状態の略眼鏡形状を有している。画像表示部20は、右保持部21と、右表示駆動部22と、左保持部23と、右光学像表示部26と、右カメラ61とを含んでいる。   The image display unit 20 is a mounting body attached to the user's head, and in the present embodiment, has a substantially glasses shape with no left lens. The image display unit 20 includes a right holding unit 21, a right display driving unit 22, a left holding unit 23, a right optical image display unit 26, and a right camera 61.

右光学像表示部26は、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の右眼の眼前に対応する位置に配置されている。右光学像表示部26の上部であって、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の眉に対応する位置には、中央保持部71が配置されている。中央保持部71は、一方の端部ERから他方の端部ELまでの幅が、右光学像表示部26の幅L1の約2倍に形成されている。中央保持部71の一方の端部ERから、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の側頭部に対応する位置にかけて、右光学像表示部26とほぼ直角をなすように延伸して右保持部21が設けられている。中央保持部71の他方の端部ELから、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の側頭部に対応する位置にかけて、右光学像表示部26とほぼ直角をなすように延伸して左保持部23が設けられている。右保持部21と、左保持部23は、眼鏡のテンプル(つる)のようにして、使用者の頭部にヘッドマウントディスプレイHMを保持する。   The right optical image display unit 26 is disposed at a position corresponding to the right eye of the user when the head mounted display HM is mounted. A central holding portion 71 is disposed at a position above the right optical image display portion 26 and corresponding to the eyebrow of the user when the head mounted display HM is mounted. The center holding portion 71 is formed such that the width from one end ER to the other end EL is approximately twice the width L1 of the right optical image display portion 26. Extending from one end ER of the center holding portion 71 to a position corresponding to the user's temporal region when the head mounted display HM is mounted, the right holding is performed by extending substantially at a right angle to the right optical image display portion 26. A portion 21 is provided. From the other end EL of the center holding portion 71 to a position corresponding to the user's temporal region when the head mounted display HM is mounted, the left holding is performed by extending substantially at a right angle to the right optical image display portion 26. A portion 23 is provided. The right holding unit 21 and the left holding unit 23 hold the head mounted display HM on the user's head like a temple of glasses.

鼻当て72は、中央保持部71からヘッドマウントディスプレイHMを装着した状態の使用者の鼻の右側に接するように鉛直方向に延伸する部材である。鼻当て74は、中央保持部71からヘッドマウントディスプレイHMを装着した状態の使用者の鼻の左側に接するように鉛直方向に延伸する部材である。鼻当て72および74は、使用者の鼻の両側から挟みこむようにして、ヘッドマウントディスプレイHMを使用者の頭部に固定する。   The nose pad 72 is a member that extends in the vertical direction so as to come into contact with the right side of the user's nose in a state where the head mounted display HM is mounted from the center holding portion 71. The nose pad 74 is a member that extends in the vertical direction so as to be in contact with the left side of the nose of the user wearing the head mounted display HM from the center holding portion 71. The nose pads 72 and 74 fix the head mounted display HM to the user's head so as to be sandwiched from both sides of the user's nose.

右表示駆動部22は、右保持部21の内側、換言すれば、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の頭部に対向する側であって、端部ER側に配置されている。なお、以降では、右保持部21および左保持部23を総称して単に「保持部」と、右表示駆動部22を単に「表示駆動部」と、右光学像表示部26を単に「光学像表示部」とも呼ぶ。表示駆動部は、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)や、投写光学系等を含む。詳細は後述する。光学部材としての光学像表示部は、導光板と、調光板とを含んでいる。導光板は、光透過性の樹脂材料等によって形成され、表示駆動部から取り込んだ画像光を使用者の眼に向けて射出させる。調光板は、薄板状の光学素子であり、ヘッドマウントディスプレイHMの表側、換言すれば、使用者の眼の側とは反対の側を覆うように配置されている。調光板は、導光板を保護し、導光板の損傷や、汚れの付着等を抑制する。また、調光板は、光透過率を調整することによって使用者の眼に入る外光量を調整し、虚像の視認のしやすさを調整することができる。なお、調光板は省略可能である。   The right display driving unit 22 is disposed on the inner side of the right holding unit 21, in other words, on the side facing the user's head when the head mounted display HM is mounted, on the end ER side. Hereinafter, the right holding unit 21 and the left holding unit 23 are collectively referred to simply as “holding unit”, the right display driving unit 22 is simply “display driving unit”, and the right optical image display unit 26 is simply “optical image”. Also referred to as “display unit”. The display driving unit includes an LCD (Liquid Crystal Display), a projection optical system, and the like. Details will be described later. The optical image display unit as an optical member includes a light guide plate and a light control plate. The light guide plate is formed of a light transmissive resin material or the like, and emits image light taken from the display driving unit toward the user's eyes. The light control plate is a thin plate-like optical element, and is arranged so as to cover the front side of the head mounted display HM, in other words, the side opposite to the eye side of the user. The light control plate protects the light guide plate and suppresses damage to the light guide plate, adhesion of dirt, and the like. Moreover, the light control board can adjust the external light quantity which enters into a user's eyes by adjusting light transmittance, and can adjust the ease of visual recognition of a virtual image. The light control plate can be omitted.

右カメラ61は、右光学像表示部26の内面、換言すれば、ヘッドマウントディスプレイHM装着状態の使用者の右眼に向き合う面に配置されている。右カメラ61は、赤外線照明とCCDカメラとを含み、使用者の右眼の眼球画像を取得する。右カメラ61は、特許請求の範囲における「撮像部」に相当する。   The right camera 61 is disposed on the inner surface of the right optical image display unit 26, in other words, on the surface facing the right eye of the user wearing the head mounted display HM. The right camera 61 includes an infrared illumination and a CCD camera, and acquires an eyeball image of the right eye of the user. The right camera 61 corresponds to an “imaging unit” in the claims.

画像表示部20は、さらに、画像表示部20を制御部10に接続するための接続部40を有している。接続部40は、制御部10に接続される本体コード48と、本体コード48が2本に分岐した右コード42と、左コード44と、分岐点に設けられた連結部材46と、を含んでいる。右コード42は、右保持部21の延伸方向の先端部APから右保持部21の筐体内に挿入され、右表示駆動部22に接続されている。同様に、左コード44は、左保持部23の延伸方向の先端部APから左保持部23の筐体内に挿入されている。   The image display unit 20 further includes a connection unit 40 for connecting the image display unit 20 to the control unit 10. The connection unit 40 includes a main body cord 48 connected to the control unit 10, a right cord 42 in which the main body cord 48 branches into two, a left cord 44, and a connecting member 46 provided at the branch point. Yes. The right cord 42 is inserted into the casing of the right holding unit 21 from the distal end AP in the extending direction of the right holding unit 21 and connected to the right display driving unit 22. Similarly, the left cord 44 is inserted into the housing of the left holding portion 23 from the front end portion AP in the extending direction of the left holding portion 23.

画像表示部20と制御部10とは、接続部40を介して各種信号の伝送を行う。本体コード48における連結部材46とは反対側の端部と、制御部10とのそれぞれには、互いに嵌合するコネクター(図示省略)が設けられており、本体コード48のコネクターと制御部10のコネクターとの嵌合/嵌合解除により、制御部10と画像表示部20とが接続されたり切り離されたりする。右コード42と、左コード44と、本体コード48には、例えば、金属ケーブルや、光ファイバーを採用することができる。   The image display unit 20 and the control unit 10 transmit various signals via the connection unit 40. Each end of the main body cord 48 opposite to the connecting member 46 and the control unit 10 are provided with connectors (not shown) that are fitted to each other. The connector of the main body cord 48 and the control unit 10 The control unit 10 and the image display unit 20 are connected to or disconnected from each other by the fitting / releasing of the connector. For the right cord 42, the left cord 44, and the main body cord 48, for example, a metal cable or an optical fiber can be adopted.

制御部10は、ヘッドマウントディスプレイHMを操作するための装置である。制御部10は、点灯部12と、タッチパッド14と、十字キー16と、電源スイッチ18とを含んでいる。   The control unit 10 is a device for operating the head mounted display HM. The control unit 10 includes a lighting unit 12, a touch pad 14, a cross key 16, and a power switch 18.

点灯部12は、ヘッドマウントディスプレイHMの動作状態を、その発光状態によって通知する。ヘッドマウントディスプレイHMの動作状態とは、例えば、電源のON/OFF等である。点灯部12としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。タッチパッド14は、タッチパッド14の操作面上での使用者の指の操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。十字キー16は、上下左右方向に対応するキーへの押下操作を検出して、検出内容に応じた信号を出力する。電源スイッチ18は、スイッチのスライド操作を検出することで、ヘッドマウントディスプレイHMの電源投入状態を切り替える。   The lighting unit 12 notifies the operation state of the head mounted display HM by the light emission state. The operating state of the head mounted display HM is, for example, power ON / OFF. For example, an LED (Light Emitting Diode) can be used as the lighting unit 12. The touch pad 14 detects a user's finger operation on the operation surface of the touch pad 14 and outputs a signal corresponding to the detected content. The cross key 16 detects a pressing operation on a key corresponding to the up / down / left / right direction and outputs a signal corresponding to the detected content. The power switch 18 switches the power-on state of the head mounted display HM by detecting a slide operation of the switch.

図3は、ヘッドマウントディスプレイHMの構成を機能的に示すブロック図である。制御部10は、入力情報取得部110と、記憶部120と、電源130と、CPU140と、インターフェイス180と、送信部(Tx)51と、を備える。前述の各部はバス(図示省略)により相互に接続されている。   FIG. 3 is a block diagram functionally showing the configuration of the head mounted display HM. The control unit 10 includes an input information acquisition unit 110, a storage unit 120, a power supply 130, a CPU 140, an interface 180, and a transmission unit (Tx) 51. The aforementioned units are connected to each other by a bus (not shown).

入力情報取得部110は、例えば、タッチパッド14や十字キー16や、電源スイッチ18等に対する操作入力等の使用者による操作入力に応じた信号を取得する。記憶部120は、ROMや、RAMや、DRAMや、ハードディスク等を含む記憶部である。また、記憶部120には、位置指定情報122が含まれている。位置指定情報122は、画像光生成部(後述)を片眼視野モードとする際に用いられる設定値である。電源130は、ヘッドマウントディスプレイHMの各部に電力を供給する。電源130としては、例えば二次電池を用いることができる。   The input information acquisition unit 110 acquires a signal corresponding to an operation input by the user such as an operation input to the touch pad 14, the cross key 16, the power switch 18, and the like. The storage unit 120 is a storage unit including a ROM, a RAM, a DRAM, a hard disk, and the like. Further, the storage unit 120 includes position designation information 122. The position designation information 122 is a setting value used when the image light generation unit (described later) is set to the one-eye viewing mode. The power supply 130 supplies power to each part of the head mounted display HM. As the power supply 130, for example, a secondary battery can be used.

CPU140は、予めインストールされたプログラムを実行することで、オペレーティングシステム(ОS)150としての機能を提供する。また、CPU140は、ROMやハードディスクに格納されているファームウェアやコンピュータープログラムをRAMに展開して実行することにより、解析部142、決定部144、画像処理部160、音声処理部170、表示制御部190としても機能する。解析部142は、右カメラ61によって取得された使用者の右眼の眼球画像を受信して、この眼球画像を解析し、使用者の眼の動きを検知する。解析部142と右カメラ61とは、特許請求の範囲における「検知部」に相当する。決定部144は、画像光生成部(後述)の表示モードを決定する。各部の詳細は後述する。   The CPU 140 provides a function as an operating system (OS) 150 by executing a program installed in advance. In addition, the CPU 140 expands and executes firmware and computer programs stored in the ROM and the hard disk in the RAM, thereby executing an analysis unit 142, a determination unit 144, an image processing unit 160, an audio processing unit 170, and a display control unit 190. Also works. The analysis unit 142 receives the eyeball image of the right eye of the user acquired by the right camera 61, analyzes the eyeball image, and detects the movement of the user's eyes. The analysis unit 142 and the right camera 61 correspond to a “detection unit” in the claims. The determination unit 144 determines the display mode of the image light generation unit (described later). Details of each part will be described later.

画像処理部160は、インターフェイス180を介して入力されるコンテンツ等に基づいて画像表示部20に供給するための信号を生成し、画像表示部20へ送信する。画像表示部20に供給するための信号は、アナログ形式とディジタル形式の場合で異なる。   The image processing unit 160 generates a signal to be supplied to the image display unit 20 based on content input via the interface 180 and transmits the signal to the image display unit 20. The signal supplied to the image display unit 20 differs between the analog format and the digital format.

例えば、アナログ形式の場合、画像処理部160は、クロック信号PCLKと、垂直同期信号VSyncと、水平同期信号HSyncと、画像データーDataとを生成し、送信する。具体的には、画像処理部160は、コンテンツに含まれる画像信号を取得する。取得した画像信号は、例えば動画像の場合、一般的に、1秒あたり30枚のフレーム画像から構成されているアナログ信号である。画像処理部160は、取得した画像信号から、垂直同期信号VSyncや水平同期信号HSync等の同期信号を分離する。また、画像処理部160は、分離した垂直同期信号VSyncや水平同期信号HSync等の周期に応じて、PLL回路等を利用してクロック信号PCLKを生成する。画像処理部160は、同期信号が分離されたアナログ画像信号を、A/D変換回路等を用いてディジタル画像信号に変換する。その後、画像処理部160は、変換後のディジタル画像信号を、RGBデーターの画像データーDataとして、1フレームごとに記憶部120内のDRAMに格納する。   For example, in the case of an analog format, the image processing unit 160 generates and transmits a clock signal PCLK, a vertical synchronization signal VSync, a horizontal synchronization signal HSync, and image data Data. Specifically, the image processing unit 160 acquires an image signal included in the content. For example, in the case of a moving image, the acquired image signal is generally an analog signal composed of 30 frame images per second. The image processing unit 160 separates synchronization signals such as the vertical synchronization signal VSync and the horizontal synchronization signal HSync from the acquired image signal. Further, the image processing unit 160 generates the clock signal PCLK using a PLL circuit or the like according to the period of the separated vertical synchronization signal VSync, horizontal synchronization signal HSync, and the like. The image processing unit 160 converts the analog image signal from which the synchronization signal is separated into a digital image signal using an A / D conversion circuit or the like. Thereafter, the image processing unit 160 stores the converted digital image signal in the DRAM in the storage unit 120 for each frame as image data Data of RGB data.

例えば、ディジタル形式の場合、画像処理部160は、クロック信号PCLKと、画像データーDataとを生成し、送信する。具体的には、コンテンツがディジタル形式の場合、クロック信号PCLKが画像信号に同期して出力される。このため、垂直同期信号VSyncおよび水平同期信号HSyncおよびアナログ画像信号のA/D変換が不要となる。   For example, in the case of a digital format, the image processing unit 160 generates and transmits a clock signal PCLK and image data Data. Specifically, when the content is in a digital format, the clock signal PCLK is output in synchronization with the image signal. For this reason, A / D conversion of the vertical synchronization signal VSync, the horizontal synchronization signal HSync, and the analog image signal becomes unnecessary.

なお、画像処理部160は、記憶部120に格納された画像データーDataに対して、解像度変換処理や、輝度・彩度の調整といった種々の色調補正処理や、キーストーン補正処理等の画像処理を実行してもよい。画像処理部160は、上述のように生成されたクロック信号PCLKと、垂直同期信号VSyncと、水平同期信号HSyncと、記憶部120内のDRAMに格納された画像データーDataとを、送信部51を介して送信する。この際、送信部51は、制御部10と画像表示部20との間におけるシリアル伝送のためのトランシーバーとして機能する。   The image processing unit 160 performs image processing such as resolution conversion processing, various tone correction processing such as adjustment of luminance and saturation, and keystone correction processing on the image data Data stored in the storage unit 120. May be executed. The image processing unit 160 sends the clock signal PCLK, the vertical synchronization signal VSync, the horizontal synchronization signal HSync, and the image data Data stored in the DRAM in the storage unit 120 to the transmission unit 51. Send through. At this time, the transmission unit 51 functions as a transceiver for serial transmission between the control unit 10 and the image display unit 20.

表示制御部190は、右表示駆動部22を制御する制御信号を生成する。具体的には、表示制御部190は、制御信号により、右LCD制御部211による右LCD241の駆動ON/OFFや、右バックライト制御部201による右バックライト221の駆動ON/OFFなどを個別に制御することにより、右表示駆動部22による画像光の生成および射出を制御する。例えば、表示制御部190は、右表示駆動部22に画像光を生成させたり、画像光を生成させなかったりする。表示制御部190は、右LCD制御部211に対する制御信号と、右バックライト制御部201に対する制御信号とを、送信部51を介してそれぞれ送信する。   The display control unit 190 generates a control signal for controlling the right display driving unit 22. Specifically, the display control unit 190 individually controls ON / OFF driving of the right LCD 241 by the right LCD control unit 211 and ON / OFF driving of the right backlight 221 by the right backlight control unit 201 based on the control signal. By controlling, the generation and emission of image light by the right display driving unit 22 are controlled. For example, the display control unit 190 may cause the right display driving unit 22 to generate image light or not generate image light. The display control unit 190 transmits a control signal for the right LCD control unit 211 and a control signal for the right backlight control unit 201 via the transmission unit 51, respectively.

音声処理部170は、コンテンツに含まれる音声信号を取得し、取得した音声信号を増幅して、画像表示部20の右イヤホン32内のスピーカーおよび左イヤホン34内のスピーカーに対し、接続部40を介して供給する。なお、例えば、Dolby(登録商標)システムを採用した場合、音声信号に対する処理がなされ、右イヤホン32および左イヤホン34からは、それぞれ、例えば周波数等が変えられた異なる音が出力される。   The audio processing unit 170 acquires the audio signal included in the content, amplifies the acquired audio signal, and connects the connection unit 40 to the speaker in the right earphone 32 and the speaker in the left earphone 34 of the image display unit 20. Supply through. For example, when a Dolby (registered trademark) system is adopted, processing is performed on an audio signal, and different sounds with different frequencies or the like are output from the right earphone 32 and the left earphone 34, respectively.

インターフェイス180は、制御部10に対して、コンテンツの供給元となる種々の外部機器OAを接続するためのインターフェイスである。外部機器ОAとしては、例えば、パーソナルコンピューターPCや携帯電話端末、ゲーム端末等がある。インターフェイス180としては、例えば、USBインターフェイスや、マイクロUSBインターフェイス、メモリーカード用インターフェイス、無線LANインターフェイス等を備えることができる。   The interface 180 is an interface for connecting various external devices OA that are content supply sources to the control unit 10. Examples of the external device OA include a personal computer PC, a mobile phone terminal, and a game terminal. As the interface 180, for example, a USB interface, a micro USB interface, a memory card interface, a wireless LAN interface, or the like can be provided.

画像表示部20は、右表示駆動部22と、右光学像表示部26としての右導光板261と、右カメラ61と、右イヤホン32と、左イヤホン34とを備えている。   The image display unit 20 includes a right display drive unit 22, a right light guide plate 261 as the right optical image display unit 26, a right camera 61, a right earphone 32, and a left earphone 34.

右表示駆動部22は、受信部(Rx)53と、光源として機能する右バックライト(BL)制御部201および右バックライト(BL)221と、表示素子として機能する右LCD制御部211および右LCD241と、右投写光学系251を含んでいる。なお、右バックライト制御部201と、右LCD制御部211と、右バックライト221と、右LCD241とを総称して「画像光生成部」とも呼ぶ。   The right display driving unit 22 includes a receiving unit (Rx) 53, a right backlight (BL) control unit 201 and a right backlight (BL) 221 that function as a light source, a right LCD control unit 211 that functions as a display element, and a right An LCD 241 and a right projection optical system 251 are included. The right backlight control unit 201, the right LCD control unit 211, the right backlight 221 and the right LCD 241 are also collectively referred to as “image light generation unit”.

受信部53は、制御部10と、画像表示部20との間におけるシリアル伝送のためのレシーバーとして機能する。右バックライト制御部201は、入力された制御信号に基づいて、右バックライト221を駆動する機能を有する。右バックライト221は、例えば、LEDやエレクトロルミネセンス(EL)等の発光体である。右LCD制御部211は、受信部53を介して入力されたクロック信号PCLKと、垂直同期信号VSyncと、水平同期信号HSyncと、画像データーDataに基づいて、右LCD241を駆動する機能を有する。右LCD241は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルである。   The receiving unit 53 functions as a receiver for serial transmission between the control unit 10 and the image display unit 20. The right backlight control unit 201 has a function of driving the right backlight 221 based on the input control signal. The right backlight 221 is a light emitter such as an LED or electroluminescence (EL). The right LCD control unit 211 has a function of driving the right LCD 241 based on the clock signal PCLK, the vertical synchronization signal VSync, the horizontal synchronization signal HSync, and the image data Data input via the reception unit 53. The right LCD 241 is a transmissive liquid crystal panel in which a plurality of pixels are arranged in a matrix.

図4は、画像光生成部によって画像光が射出される様子を示す説明図である。右LCD241はマトリクス状に配置された各画素位置に対応する液晶を駆動することによって、右LCD241を透過する光の透過率を変化させることにより、右バックライト221から照射される照明光ILを、画像を表す有効な画像光PLへと変調する機能を有する。なお、図4のように、本実施形態ではバックライト方式を採用することとしたが、フロントライト方式や、反射方式を用いて画像光を射出する構成としてもよい。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a state in which image light is emitted by the image light generation unit. The right LCD 241 changes the transmittance of the light transmitted through the right LCD 241 by driving the liquid crystal corresponding to each pixel position arranged in a matrix, thereby changing the illumination light IL emitted from the right backlight 221. It has a function of modulating into effective image light PL representing an image. As shown in FIG. 4, the backlight system is adopted in this embodiment, but a configuration in which image light is emitted using a front light system or a reflection system may be used.

図3の右投写光学系251は、右LCD241から射出された画像光を並行状態の光束にするコリメートレンズによって構成される。右光学像表示部26としての右導光板261は、右投写光学系251から出力された画像光を、所定の光路に沿って反射させつつ使用者の右眼REに導く。なお、右投写光学系251と右導光板261とを総称して「導光部」とも呼ぶ。なお、導光部は、画像光を用いて使用者の眼前に虚像を形成する限りにおいて任意の方式を用いることができ、例えば、回折格子を用いても良いし、半透過反射膜を用いても良い。   The right projection optical system 251 in FIG. 3 is configured by a collimating lens that converts image light emitted from the right LCD 241 to light beams in a parallel state. The right light guide plate 261 as the right optical image display unit 26 guides the image light output from the right projection optical system 251 to the right eye RE of the user while reflecting the image light along a predetermined optical path. The right projection optical system 251 and the right light guide plate 261 are collectively referred to as “light guide unit”. In addition, as long as a light guide part forms a virtual image in front of a user's eyes using image light, arbitrary systems can be used, for example, a diffraction grating may be used and a transflective film is used. Also good.

図5は、使用者に認識される虚像の一例を示す説明図である。上述のようにして、ヘッドマウントディスプレイHMの使用者の右眼に導かれた画像光が使用者の右眼の網膜に結像することにより、使用者はあたかも両眼で見ているように、虚像を視認することができる。図5に示すように、ヘッドマウントディスプレイHMの使用者の視野VR内には虚像VIが表示される。使用者の視野VRのうち虚像VIが表示された部分については、使用者は、右眼については光学像表示部の虚像VIを介して、左眼については直接に、外景SCを見ることができる。使用者の視野VRのうち虚像VIが表示された部分以外については、使用者は、右眼については光学像表示部を透過して、左眼については直接に、外景SCを見ることができる。また、本実施形態のヘッドマウントディスプレイHMは、右眼に対応した光学像表示部(右光学像表示部26)のみを有する単眼タイプのヘッドマウントディスプレイである。このため、図示のように、使用者の視野VR内における虚像VIの表示位置は右寄りになる。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a virtual image recognized by the user. As described above, the image light guided to the right eye of the user of the head mounted display HM forms an image on the retina of the right eye of the user, so that the user looks as if with both eyes. A virtual image can be visually recognized. As shown in FIG. 5, a virtual image VI is displayed in the visual field VR of the user of the head mounted display HM. For the portion of the visual field VR of the user where the virtual image VI is displayed, the user can see the outside scene SC directly for the left eye via the virtual image VI of the optical image display unit for the right eye. . With respect to portions other than the portion where the virtual image VI is displayed in the visual field VR of the user, the user can see the outside scene SC through the optical image display unit for the right eye and directly for the left eye. Further, the head mounted display HM of the present embodiment is a monocular type head mounted display having only an optical image display unit (right optical image display unit 26) corresponding to the right eye. For this reason, as shown in the figure, the display position of the virtual image VI in the user's visual field VR is shifted to the right.

A−2.画像光生成部の表示モード:
図6は、ヘッドマウントディスプレイHMの画像光生成部がとり得る表示モードについて示す状態遷移図である。本実施形態における画像光生成部は、2つの表示モード、すなわち、片眼視野モードSMと全視野モードAMとをとることができる。決定部144は、ヘッドマウントディスプレイHMの画像光生成部が片眼視野モードSMである場合は、全視野モード遷移条件が成立するか否かを監視する。そして、全視野モード遷移条件成立後、決定部144は、画像光生成部を全視野モードAMへ遷移させる。また、決定部144は、ヘッドマウントディスプレイHMの画像光生成部が全視野モードAMである場合は、片眼視野モード遷移条件が成立するか否かを監視する。そして、片眼視野モード遷移条件成立後、決定部144は、画像光生成部を片眼視野モードSMへ遷移させる。なお、ヘッドマウントディスプレイHMが起動されたときに最初にとる状態(初期状態)は、どちらの状態としてもよい。
A-2. Display mode of image light generator:
FIG. 6 is a state transition diagram showing display modes that the image light generation unit of the head mounted display HM can take. The image light generation unit in the present embodiment can take two display modes, that is, a one-eye view mode SM and a full-view mode AM. When the image light generation unit of the head mounted display HM is in the one-eye visual field mode SM, the determination unit 144 monitors whether or not the full visual field mode transition condition is satisfied. Then, after the full visual field mode transition condition is satisfied, the determination unit 144 causes the image light generation unit to transition to the full visual field mode AM. In addition, when the image light generation unit of the head mounted display HM is in the full-view mode AM, the determination unit 144 monitors whether the one-eye view mode transition condition is satisfied. Then, after the one-eye viewing mode transition condition is satisfied, the determination unit 144 causes the image light generation unit to transition to the one-eye viewing mode SM. Note that the state (initial state) that is initially taken when the head mounted display HM is activated may be either state.

A−2−1.表示モードの説明:
図7は、表示モードについて説明するための説明図である。図7(A)は、画像光生成部を片眼視野モードSMとした場合における、右LCD241の様子を示している。片眼視野モードSMでは、画像光生成部における画像光の射出可能領域のうちの水平方向の端部を「画像表示領域」として、この画像表示領域AWに対して、コンテンツ等に基づく画像を表示させる。「画像光生成部における画像光の射出可能領域」とは、本実施形態のように、画像光生成部をバックライトとLCDとで構成している場合は、LCDにおいて液晶が配置された全ての領域、かつ、バックライトが照射可能な領域として定義される。
A-2-1. Display mode description:
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the display mode. FIG. 7A shows a state of the right LCD 241 when the image light generation unit is set to the one-eye viewing mode SM. In the single-eye viewing mode SM, the horizontal end of the image light emitting area in the image light generation unit is set as an “image display area”, and an image based on content or the like is displayed on the image display area AW. Let The “image light emitting area in the image light generation unit” means that when the image light generation unit is composed of a backlight and an LCD as in this embodiment, all the liquid crystal is arranged in the LCD. An area is defined as an area that can be illuminated by a backlight.

また、画像表示領域AWとする「水平方向の端部」とは、本実施形態のように、使用者の右眼に対応した画像光生成部においては、画像光生成部における画像光の射出可能領域の右側端部とし、特に、使用者が右眼のみで見ることのできる視野(図1、右眼視野)の占める領域とする。単眼タイプのヘッドマウントディスプレイであって、使用者の左眼に対応した画像光生成部を有する構成においては、画像光生成部における画像光の射出可能領域の左側端部とし、特に、使用者が左眼のみで見ることのできる視野(図1、左眼視野)の占める領域とする。なお、この例は、ヘッドマウントディスプレイHMの構造上、LCDの描画と、使用者に視認される実際の虚像との位置関係が対応している例を示している。LCDの描画と虚像とが上下や左右に反転する場合にあっては、最終的に使用者に虚像として視認される右眼視野または左眼視野に合わせて、LCDへの描画位置は変動する。   Further, the “horizontal end” as the image display area AW means that the image light generation unit corresponding to the right eye of the user can emit image light in the image light generation unit as in this embodiment. The right end of the region is the region occupied by the visual field (FIG. 1, right eye visual field) that can be seen by the user only with the right eye. In a monocular type head-mounted display having an image light generating unit corresponding to the left eye of the user, the left end of the image light emitting area in the image light generating unit is used. The area occupied by the visual field (FIG. 1, left-eye visual field) that can be seen only by the left eye. This example shows an example in which the positional relationship between the LCD drawing and the actual virtual image visually recognized by the user corresponds to the structure of the head mounted display HM. When the drawing and the virtual image on the LCD are reversed vertically and horizontally, the drawing position on the LCD varies depending on the right eye field or the left eye field which is finally visually recognized by the user as a virtual image.

図7の例では、画像表示領域AWを、水平方向の端部の全ての領域と定義し、垂直方向については考慮していない。しかし、画像表示領域AWを、水平方向の端部のうちの少なくとも一部の領域と定義し、垂直方向についても考慮した構成としてもよい。この場合、例えば、図7(A)の右LCD241のうちの右上部分を画像表示領域AWとすることができる。   In the example of FIG. 7, the image display area AW is defined as all areas at the end in the horizontal direction, and the vertical direction is not considered. However, the image display area AW may be defined as at least a part of the horizontal end, and the vertical direction may be considered. In this case, for example, the upper right portion of the right LCD 241 in FIG. 7A can be used as the image display area AW.

画像表示領域AWの大きさおよび位置は、予め定められて記憶部120の位置指定情報122に格納されていてもよい。また、図8で説明するように、使用者によって設定され、位置指定情報122に格納されていてもよい。   The size and position of the image display area AW may be determined in advance and stored in the position designation information 122 of the storage unit 120. Further, as described with reference to FIG. 8, it may be set by the user and stored in the position designation information 122.

図8は、使用者による画像表示領域の設定について説明するための説明図である。図8(A)は、画像表示領域AWを、画像表示領域AWの端部EPを固定したままで水平方向の幅を変化させる場合の例を示している。例えば、画像処理部160および表示制御部190は、図8(A)のような設定変更画面を画像表示部20に表示させる。使用者は、コントローラー10に設けられたタッチパッド14や十字キー16を操作して、画面上に表示されたスライドバーSBを移動させる。スライドバーSBを移動させることによって、画像表示領域AWの水平方向の幅を変化させることができる。画像処理部160は、このようにして設定された画像表示領域AWの水平方向の幅を位置指定情報122に記憶させる。   FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the setting of the image display area by the user. FIG. 8A shows an example in which the horizontal width of the image display area AW is changed while the end portion EP of the image display area AW is fixed. For example, the image processing unit 160 and the display control unit 190 cause the image display unit 20 to display a setting change screen as shown in FIG. The user operates the touch pad 14 and the cross key 16 provided on the controller 10 to move the slide bar SB displayed on the screen. By moving the slide bar SB, the horizontal width of the image display area AW can be changed. The image processing unit 160 stores the horizontal width of the image display area AW set in this way in the position designation information 122.

図8(B)は、一定の大きさの画像表示領域AWを、LCD内部において水平方向に移動させる場合の例を示している。例えば、画像処理部160および表示制御部190は、図8(B)のような設定変更画面を画像表示部20に表示させる。使用者は、コントローラー10に設けられたタッチパッド14や十字キー16を操作して、画面上に表示されたポインターPBを移動させる。ポインターPBを移動させることによって、画像表示領域AWを水平方向に移動させることができる。画像処理部160は、このようにして設定された画像表示領域AWの位置を位置指定情報122に記憶させる。   FIG. 8B shows an example in which the image display area AW having a certain size is moved in the horizontal direction inside the LCD. For example, the image processing unit 160 and the display control unit 190 cause the image display unit 20 to display a setting change screen as shown in FIG. The user operates the touch pad 14 and the cross key 16 provided on the controller 10 to move the pointer PB displayed on the screen. The image display area AW can be moved in the horizontal direction by moving the pointer PB. The image processing unit 160 stores the position of the image display area AW set in this way in the position designation information 122.

画像表示領域AWに対して画像を表示させる方法は、以下に挙げる(1)、(2)のいずれか一方を用いることができる。
(1)画像処理部160は位置指定情報122を読み込む。画像データーDataを生成する際に画像処理部160は、位置指定情報122から特定される画像表示領域AWには、コンテンツ等に基づく画像から生成されたドットデーターを挿入し、画像表示領域以外の他の領域BWには、黒色のダミードットデーターを挿入する。
(2)画像処理部160は位置指定情報122を読み込み、画像光生成部による画像光生成の有効/無効を切り替えるための信号(Enable信号)を操作する。具体的には、画像処理部160は、位置指定情報122から特定される画像表示領域AWにおけるEnable信号の出力値をHi(有効)とする。また、画像処理部160は、他の領域BWにおけるEnable信号の出力値をLo(無効)とする。
なお、上記(1)、(2)において画像処理部160は、特許請求の範囲における「主制御部」として機能する。
One of the following methods (1) and (2) can be used as a method for displaying an image on the image display area AW.
(1) The image processing unit 160 reads the position designation information 122. When generating the image data Data, the image processing unit 160 inserts dot data generated from the image based on the content into the image display area AW specified from the position designation information 122, and other than the image display area. In the area BW, black dummy dot data is inserted.
(2) The image processing unit 160 reads the position designation information 122, and operates a signal (Enable signal) for switching validity / invalidity of image light generation by the image light generation unit. Specifically, the image processing unit 160 sets the output value of the Enable signal in the image display area AW specified from the position designation information 122 to Hi (valid). Further, the image processing unit 160 sets the output value of the Enable signal in the other area BW to Lo (invalid).
In the above (1) and (2), the image processing unit 160 functions as a “main control unit” in the claims.

上記の結果、図7(A)の例では、右LCD241には、画像表示領域AWに犬のキャラクターを用いたコンシェルジュの画像が表示されると共に、他の領域BWに黒色表示がされている。   As a result of the above, in the example of FIG. 7A, the right LCD 241 displays a concierge image using a dog character in the image display area AW and black display in the other area BW.

図7(B)は、画像光生成部を全視野モードAMとした場合における、右LCD241の様子を示している。全視野モードAMでは、画像光生成部における画像光の射出可能領域の全てにコンテンツ等に基づく画像を表示させる。なお、図7(A)、(B)に示すように、画像処理部160は、OS150や所定のアプリケーション等と協働することで、片眼視野モードSMと全視野モードAMとで、画像光生成部に表示させる画像を変化させてもよい。具体的には、画像処理部160は、全視野モードAMの場合は、本来表示すべき画像や映像をそのまま表示させる。一方で、画像処理部160は、片眼視野モードSMの場合は、本来表示すべき画像や映像をアイコン等で簡略化または抽象化した画像や映像を表示させてもよい。   FIG. 7B shows a state of the right LCD 241 when the image light generation unit is set to the full-view mode AM. In the full-view mode AM, an image based on the content or the like is displayed on all the image light emitting areas in the image light generation unit. As shown in FIGS. 7A and 7B, the image processing unit 160 cooperates with the OS 150, a predetermined application, and the like to perform image light in the one-eye field mode SM and the whole field mode AM. You may change the image displayed on a production | generation part. Specifically, the image processing unit 160 displays an image or video to be originally displayed as it is in the full-view mode AM. On the other hand, in the case of the one-eye view mode SM, the image processing unit 160 may display an image or video obtained by simplifying or abstracting an image or video to be originally displayed with an icon or the like.

なお、片眼視野モードSMは特許請求の範囲における「第2の表示モード」に相当する。同様に、全視野モードAMは特許請求の範囲における「第1の表示モード」に相当する。   The single-eye visual field mode SM corresponds to the “second display mode” in the claims. Similarly, the full-view mode AM corresponds to the “first display mode” in the claims.

A−2−2.全視野モード遷移条件:
図6の全視野モード遷移条件は、任意に定めることができる。例えば、下記に説明する条件(a1)〜(a3)から1つまたは複数を選択することができる。
条件(a1):解析部142により取得された視線移動方向が第1の方向であり、かつ、視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合。
A-2-2. Full-field mode transition condition:
The full-field mode transition condition in FIG. 6 can be arbitrarily determined. For example, one or a plurality of conditions (a1) to (a3) described below can be selected.
Condition (a1): When the line-of-sight movement direction acquired by the analysis unit 142 is the first direction and the line-of-sight movement amount exceeds a predetermined threshold.

図9は、視線移動方向と視線移動量との取得方法についての説明図である。図9(A)は、ヘッドマウントディスプレイHMを装着した状態の使用者を、右眼側の側面から見た際の概観を示している。なお、図示の便宜上、右保持部21は破線で表している。解析部142は、図9(A)のように、右光学像表示部26の内面に配置された右カメラ61によって取得された使用者の右眼の眼球画像を受信する。そして、解析部142は、受信した眼球画像を解析して、右眼の視線移動方向および視線移動量を求める。「視線移動量」とは、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動方向である。本実施形態では、視線移動量は、中心位置AXを基準(0,0)とした直交座標(x,y)で表現する。「視線移動方向」とは、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動量である。本実施形態では、視線移動方向は、直交座標の符号で表現する。   FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for acquiring the line-of-sight movement direction and the line-of-sight movement amount. FIG. 9A shows an overview when a user wearing the head mounted display HM is viewed from the side surface on the right eye side. For convenience of illustration, the right holding portion 21 is represented by a broken line. The analysis unit 142 receives an eyeball image of the right eye of the user acquired by the right camera 61 disposed on the inner surface of the right optical image display unit 26 as shown in FIG. Then, the analysis unit 142 analyzes the received eyeball image to obtain the gaze movement direction and the gaze movement amount of the right eye. The “line-of-sight movement amount” is the movement direction of the iris AE relative to the center position AX of the user's eyeball. In the present embodiment, the line-of-sight movement amount is expressed by orthogonal coordinates (x, y) with the center position AX as a reference (0, 0). The “line-of-sight movement direction” is the amount of movement of the iris AE relative to the center position AX of the user's eyeball. In the present embodiment, the line-of-sight movement direction is expressed by orthogonal coordinate codes.

例えば、図9(B)の例では、虹彩AEが、中心位置AXに位置している場合の図と、その際の視線移動量および視線移動方向(x,y)を示している。この例では、虹彩AEが中心位置AX上にあるため、視線移動量・視線移動方向は(±0,±0)となる。図9(C)の例では、虹彩AEが、中心位置AXに対して左側へ移動した場合の図と、その際の視線移動量および視線移動方向(x,y)を示している。この例では、虹彩AEが中心位置AXから水平方向へ移動しているため、視線移動量・視線移動方向は(+10,±0)となる。   For example, in the example of FIG. 9B, a diagram in the case where the iris AE is located at the center position AX, and the line-of-sight movement amount and the line-of-sight movement direction (x, y) at that time are shown. In this example, since the iris AE is on the center position AX, the line-of-sight movement amount and the line-of-sight movement direction are (± 0, ± 0). In the example of FIG. 9C, a diagram when the iris AE moves to the left with respect to the center position AX, and the line-of-sight movement amount and the line-of-sight movement direction (x, y) at that time are shown. In this example, since the iris AE moves in the horizontal direction from the center position AX, the line-of-sight movement amount and the line-of-sight movement direction are (+10, ± 0).

なお、条件(a1)における視線移動方向の条件「第1の方向」と、視線移動量の条件「予め定められた閾値」とは、任意に決定することができる。例えば、第1の方向は「水平方向を示すx方向、かつ、プラス方向」とすることができる。また、予め定められた閾値とは「10」とすることができる。また、第1の方向と予め定められた閾値とは、予め定められて記憶部120内に格納されていてもよい。また、使用者によって設定され、記憶部120内に格納されていてもよい。   Note that the condition “first direction” of the line-of-sight movement direction and the condition “a predetermined threshold value” of the line-of-sight movement amount in the condition (a1) can be arbitrarily determined. For example, the first direction can be “the x direction indicating the horizontal direction and the plus direction”. The predetermined threshold value can be “10”. Further, the first direction and the predetermined threshold value may be determined in advance and stored in the storage unit 120. Further, it may be set by the user and stored in the storage unit 120.

全視野モード遷移条件として条件(a1)を採用すれば、決定部144は、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動量である視線移動量と、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動方向である視線移動方向と、を用いて、画像光生成部を全視野モードAM(第1の表示モード)とする。この結果、使用者は、視線の動きによって片眼視野モードSM(第2の表示モード)から全視野モードAM(第1の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (a1) is adopted as the whole visual field mode transition condition, the determination unit 144 performs the line-of-sight movement amount that is the movement amount of the iris AE with respect to the center position AX of the user's eyeball and the center position AX of the user's eyeball. The image light generation unit is set to the full-field mode AM (first display mode) using the line-of-sight movement direction that is the movement direction of the iris AE. As a result, the user can switch from the one-eye view mode SM (second display mode) to the full-view mode AM (first display mode) by the movement of the line of sight.

条件(a2):使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとのうちの少なくとも一方が所定の時間閉じ続けていることが検出された場合。   Condition (a2): When it is detected that at least one of the right eyelid and the left eyelid of the user is kept closed for a predetermined time.

図10は、使用者のまぶたの状態を検出する方法についての説明図である。使用者のまぶたの状態を検出するためには、図3に示した画像表示部20に、さらに赤外線センサー80を備える。また、解析部142は、赤外線センサー80からの出力値に応じて、使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの状態、すなわち、まぶたが開いているか、閉じているかを検知する。   FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for detecting the state of the user's eyelid. In order to detect the state of the user's eyelid, the image display unit 20 shown in FIG. Further, the analysis unit 142 detects the state of the right eyelid and the left eyelid of the user, that is, whether the eyelid is open or closed, according to the output value from the infrared sensor 80.

図10では、ヘッドマウントディスプレイHMを装着した状態の使用者の眼を、使用者の頭頂部から鉛直方向へ見下ろした際の概観を示している。赤外線センサー80は、赤外線発光部81と、赤外線受光部86とを備えている。赤外線発光部81は、使用者の両眼に向けて赤外線を射出する。また、赤外線発光部81は、さらに、右赤外線発光部82と、左赤外線発光部84とを備えている。右赤外線発光部82は、右表示駆動部22に設けられ、使用者の右眼に向けて赤外線を射出する。左赤外線発光部84は、左保持部23の端部であって、右赤外線発光部82が設けられている位置に対応する位置に設けられ、使用者の左眼に向けて赤外線を射出する。赤外線受光部86は、中央保持部71の内側、換言すれば、ヘッドマウントディスプレイHMの装着時における使用者の頭部に対向する側であって、かつ、使用者の眉間に相当する位置に設けられている。赤外線受光部86は、使用者の両眼で反射した赤外線を受光する。   FIG. 10 shows an overview when the user's eye wearing the head mounted display HM is looked down from the top of the user in the vertical direction. The infrared sensor 80 includes an infrared light emitting unit 81 and an infrared light receiving unit 86. The infrared light emitting unit 81 emits infrared rays toward both eyes of the user. The infrared light emitting unit 81 further includes a right infrared light emitting unit 82 and a left infrared light emitting unit 84. The right infrared light emitting unit 82 is provided in the right display driving unit 22 and emits infrared rays toward the right eye of the user. The left infrared light emitting unit 84 is provided at a position corresponding to the position where the right infrared light emitting unit 82 is provided, which is an end of the left holding unit 23, and emits infrared rays toward the left eye of the user. The infrared light receiving unit 86 is provided inside the center holding unit 71, in other words, on the side facing the user's head when the head mounted display HM is mounted, and at a position corresponding to the user's eyebrow. It has been. The infrared light receiving unit 86 receives infrared light reflected by both eyes of the user.

右赤外線発光部82から射出された赤外線は、画像表示部20の右導光板261に反射されて使用者の右眼REに入射する。その入射光に対する右眼REからの赤外線の反射光は、赤外線受光部86に達し、赤外線センサー80により検出される。左赤外線発光部84から射出された赤外線は、右赤外線発光部82から射出された赤外線と同様である。使用者の眼が開いている状態と眼が閉じている状態とでは、赤外線の反射率が異なるため、赤外線受光部86からは異なる値が出力される。このため、解析部142は、赤外線センサー80からの出力値に基づいて、使用者の眼が開いている状態か、閉じている状態かを判定することができる。   The infrared light emitted from the right infrared light emitting unit 82 is reflected by the right light guide plate 261 of the image display unit 20 and enters the right eye RE of the user. The reflected infrared light from the right eye RE with respect to the incident light reaches the infrared light receiving unit 86 and is detected by the infrared sensor 80. The infrared light emitted from the left infrared light emitting unit 84 is the same as the infrared light emitted from the right infrared light emitting unit 82. Since the infrared reflectance differs between the state where the user's eyes are open and the state where the eyes are closed, different values are output from the infrared light receiving unit 86. Therefore, the analysis unit 142 can determine whether the user's eyes are open or closed based on the output value from the infrared sensor 80.

なお、条件(b1)における「所定の時間」とは、任意に決定することができる。所定の時間とは、予め定められて記憶部120内に格納されていてもよいし、使用者によって設定され、記憶部120内に格納されていてもよい。なお、本条件を採用した場合、解析部142と、赤外線センサー80とは、特許請求の範囲における「まぶた検出部」および「検知部」として機能する。   The “predetermined time” in the condition (b1) can be arbitrarily determined. The predetermined time may be determined in advance and stored in the storage unit 120, or may be set by the user and stored in the storage unit 120. When this condition is adopted, the analysis unit 142 and the infrared sensor 80 function as “eyelid detection unit” and “detection unit” in the claims.

全視野モード遷移条件として条件(a2)を採用すれば、決定部144は、使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとのうちの少なくとも一方が所定の時間閉じ続けていることが検出された場合に、画像光生成部を全視野モードAM(第1の表示モード)とする。この結果、使用者は、まぶたの開閉によって片眼視野モードSM(第2の表示モード)から全視野モードAM(第1の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (a2) is adopted as the full-field mode transition condition, the determination unit 144 detects that at least one of the right eyelid and the left eyelid of the user has been closed for a predetermined time. In this case, the image light generation unit is set to the full-view mode AM (first display mode). As a result, the user can switch from the one-eye view mode SM (second display mode) to the full-view mode AM (first display mode) by opening and closing the eyelid.

条件(a3):外部からの表示モード切替要求を取得した場合。具体的には、決定部144が、コントローラー10に設けられたタッチパッド14や十字キー16を介して全視野モードAMを選択する旨を取得した場合。   Condition (a3): When a display mode switching request from the outside is acquired. Specifically, when the determination unit 144 acquires that the full-view mode AM is selected via the touch pad 14 or the cross key 16 provided in the controller 10.

全視野モード遷移条件として条件(a3)を採用すれば、決定部144は、タッチパッド14や十字キー16からの操作に応じて、片眼視野モードSM(第2の表示モード)から全視野モードAM(第1の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (a3) is adopted as the full-field mode transition condition, the determining unit 144 changes from the one-eye visual mode SM (second display mode) to the full-field mode in response to an operation from the touch pad 14 or the cross key 16. Switching to AM (first display mode) can be performed.

A−2−3.片眼視野モード遷移条件:
図6の片眼視野モード遷移条件は、任意に定めることができる。例えば、下記に説明する条件(b1)〜(b3)から1つまたは複数を選択することができる。なお、下記では、条件番号の末尾に示す数字が全視野モード遷移条件において付した番号と同じものは、対応する条件である。片眼視野モード遷移条件は、全視野モード遷移条件と対応する条件とすることが好ましく、具体的には、全視野モード遷移条件が条件(a1)であるときは、片眼視野モード遷移条件は条件(b1)とすることが好ましい。
A-2-3. Single-eye viewing mode transition condition:
The one-eye visual field mode transition condition in FIG. 6 can be arbitrarily determined. For example, one or a plurality of conditions (b1) to (b3) described below can be selected. In the following description, the same number as the number assigned in the all-field mode transition condition is the corresponding condition. The single-eye visual field mode transition condition is preferably a condition corresponding to the full-field mode transition condition. Specifically, when the full-field mode transition condition is the condition (a1), the single-eye visual field mode transition condition is The condition (b1) is preferable.

条件(b1):解析部142により取得された視線移動方向が第2の方向であり、かつ、視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合。なお、視線移動方向および視線移動量については「A−2−2.全視野モード遷移条件:」で説明したとおりである。また、条件(b1)における視線移動方向の条件「第2の方向」と、視線移動量の条件「予め定められた閾値」とは、任意に決定することができる。例えば、第2の方向は「水平方向を示すx方向、かつ、マイナス方向」とすることができる。また、予め定められた閾値とは「10」とすることができる。また、第2の方向と予め定められた閾値とは、予め定められて記憶部120内に格納されていてもよい。また、使用者によって設定され、記憶部120内に格納されていてもよい。   Condition (b1): When the line-of-sight movement direction acquired by the analysis unit 142 is the second direction, and the line-of-sight movement amount exceeds a predetermined threshold. The line-of-sight movement direction and the line-of-sight movement amount are as described in “A-2-2. Full-field mode transition condition:”. Further, the condition “second direction” of the line-of-sight movement direction and the condition “predetermined threshold value” of the line-of-sight movement amount in the condition (b1) can be arbitrarily determined. For example, the second direction can be “the x direction indicating the horizontal direction and the minus direction”. The predetermined threshold value can be “10”. Further, the second direction and the predetermined threshold value may be determined in advance and stored in the storage unit 120. Further, it may be set by the user and stored in the storage unit 120.

片眼視野モード遷移条件として条件(b1)を採用すれば、決定部144は、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動量である視線移動量と、使用者の眼球の中心位置AXに対する虹彩AEの移動方向である視線移動方向と、を用いて、画像光生成部を片眼視野モードSM(第2の表示モード)とする。この結果、使用者は、視線の動きによって全視野モードAM(第1の表示モード)から片眼視野モードSM(第2の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (b1) is adopted as the one-eye visual field mode transition condition, the determination unit 144 includes the line-of-sight movement amount that is the movement amount of the iris AE with respect to the center position AX of the user's eyeball and the center position AX of the user's eyeball. The image light generation unit is set to the one-eye visual field mode SM (second display mode) using the line-of-sight movement direction that is the movement direction of the iris AE with respect to. As a result, the user can switch from the full-view mode AM (first display mode) to the one-eye view mode SM (second display mode) by the movement of the line of sight.

条件(b2):使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの両方が開いていることが検出された場合。なお、まぶたの状態を検出する方法については「A−2−2.全視野モード遷移条件:」で説明したとおりである。   Condition (b2): When it is detected that both the right eyelid and the left eyelid of the user are open. The method for detecting the state of the eyelid is as described in “A-2-2. Full-field mode transition condition:”.

片眼視野モード遷移条件として条件(b2)を採用すれば、決定部144は、使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの両方が開いていることが検出された場合に、画像光生成部を片眼視野モードSM(第2の表示モード)とする。この結果、使用者は、まぶたの開閉によって全視野モードAM(第1の表示モード)から片眼視野モードSM(第2の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (b2) is adopted as the one-eye visual field mode transition condition, the determination unit 144 determines that the image light is detected when both the right eyelid and the left eyelid of the user are detected. The generation unit is set to a one-eye visual field mode SM (second display mode). As a result, the user can switch from the full-view mode AM (first display mode) to the one-eye view mode SM (second display mode) by opening and closing the eyelid.

条件(b3):外部からの表示モード切替要求を取得した場合。具体的には、決定部144が、コントローラー10に設けられたタッチパッド14や十字キー16を介して片眼視野モードSMを選択する旨を取得した場合。   Condition (b3): When a display mode switching request from the outside is acquired. Specifically, when the determination unit 144 acquires that the one-eye viewing mode SM is selected via the touch pad 14 or the cross key 16 provided in the controller 10.

片眼視野モード遷移条件として条件(b3)を採用すれば、決定部144は、タッチパッド14や十字キー16からの操作に応じて、全視野モードAM(第1の表示モード)から片眼視野モードSM(第2の表示モード)への切り替えを行うことができる。   If the condition (b3) is adopted as the one-eye view mode transition condition, the determination unit 144 changes from the full-view mode AM (first display mode) to the one-eye view in response to an operation from the touch pad 14 or the cross key 16. Switching to mode SM (second display mode) can be performed.

以上のように、第1実施形態によれば、片眼視野モードSM(第2の表示モード)では、画像光生成部における画像光の射出可能領域のうち、水平方向の端部である画像表示領域AWに画像が表示される。「端部」である画像表示領域AWとは、左眼視野または右眼視野の占める領域であるため、片眼視野モードSM(第2の表示モード)では、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見える現象の発生を回避することができる。この結果、使用者の両眼視野において左右の眼に異なる物が見えることによって生ずる眼精疲労の発生を軽減させ、使用者の眼に優しいヘッドマウントディスプレイHM(頭部装着型表示装置)を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, in the one-eye viewing mode SM (second display mode), the image display that is the horizontal end of the image light emitting area in the image light generation unit. An image is displayed in the area AW. Since the image display area AW that is the “end” is an area occupied by the left eye field or the right eye field, in the one-eye field mode SM (second display mode) Occurrence of a phenomenon in which different objects are visible to the eyes can be avoided. As a result, it is possible to reduce the occurrence of eye strain caused by different things seen in the left and right eyes in the user's binocular visual field, and to realize a head-mounted display HM (head-mounted display device) that is kind to the user's eyes. can do.

また、全視野モード遷移条件および片眼視野モード遷移条件として、上述の条件(a1)および(b1)、または、条件(a2)および(b2)を用いれば、視線の動きやまぶたの開閉といった、使用者の目の動きに応じて、全視野モードAM(第1の表示モード)と片眼視野モードSM(第2の表示モード)とを切り替えることができる。このため、使用者における利便性を向上させることができる。   In addition, if the above-described conditions (a1) and (b1) or conditions (a2) and (b2) are used as the all-field mode transition condition and the one-eye field mode transition condition, the movement of the line of sight and the opening / closing of the eyelid, According to the movement of the user's eyes, it is possible to switch between the full-view mode AM (first display mode) and the one-eye view mode SM (second display mode). For this reason, the convenience for the user can be improved.

さらに、第1実施形態によれば、画像処理部160(主制御部)は、画像光生成部の片眼視野モードSM(第2の表示モード)において、位置指定情報122で指定された画像表示領域AWの位置に画像を表示させることができる。図8で説明したように、位置指定情報122を使用者の好みに設定可能にすれば、ヘッドマウントディスプレイHM(頭部装着型表示装置)の使い勝手を向上させることができる。   Further, according to the first embodiment, the image processing unit 160 (main control unit) displays the image designated by the position designation information 122 in the one-eye viewing mode SM (second display mode) of the image light generation unit. An image can be displayed at the position of the area AW. As described with reference to FIG. 8, if the position designation information 122 can be set to the user's preference, the usability of the head mounted display HM (head mounted display device) can be improved.

B.第2実施形態:
本発明の第2実施形態では、両眼タイプのヘッドマウントディスプレイについて説明する。以下では、第1実施形態と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第1実施形態と同様の構成部分については先に説明した第1実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
B. Second embodiment:
In the second embodiment of the present invention, a binocular head mounted display will be described. Below, only the part which has a different structure and operation | movement from 1st Embodiment is demonstrated. In the figure, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted.

B−1.頭部装着型表示装置の構成:
図11は、第2実施形態における頭部装着型表示装置の構成を機能的に示すブロック図である。第1実施形態に示したヘッドマウントディスプレイHMとの違いは、制御部10aが解析部142に代えて解析部142aを備える点と、制御部10aが決定部144に代えて決定部144aを備える点と、制御部10aに送信部(Tx)52を備える点と、画像表示部20aに左表示駆動部24と、左光学像表示部28と、左カメラ62とを備える点である。
B-1. Configuration of head mounted display device:
FIG. 11 is a block diagram functionally showing the configuration of the head-mounted display device in the second embodiment. The difference from the head mounted display HM shown in the first embodiment is that the control unit 10a includes an analysis unit 142a instead of the analysis unit 142, and the control unit 10a includes a determination unit 144a instead of the determination unit 144. The control unit 10 a includes a transmission unit (Tx) 52, and the image display unit 20 a includes a left display drive unit 24, a left optical image display unit 28, and a left camera 62.

送信部52の詳細は、図3で説明した送信部51と同様である。また、左表示駆動部24の詳細は図3で説明した右表示駆動部22と、左光学像表示部28の詳細は図2で説明した右光学像表示部26と、それぞれ同様である。第2実施形態のヘッドマウントディスプレイHMaは、右光学像表示部26と左光学像表示部28との間が物理的に仕切られており、使用者の右眼には右光学像表示部26のみが見える構造を有する。同様に、使用者の左眼には左光学像表示部28のみが見える構造を有する。また、画像処理部160は、右表示駆動部22に供給するための右眼用画像データーData1と、左表示駆動部24に供給するための左眼用画像データーData2とを独立して生成し、送信する。以上の結果、ヘッドマウントディスプレイHMaにおいては、使用者の左右の眼に対して異なる虚像VIが表示される。   Details of the transmission unit 52 are the same as those of the transmission unit 51 described in FIG. The details of the left display drive unit 24 are the same as those of the right display drive unit 22 described with reference to FIG. 3, and the details of the left optical image display unit 28 are the same as those of the right optical image display unit 26 described with reference to FIG. In the head mounted display HMa of the second embodiment, the right optical image display unit 26 and the left optical image display unit 28 are physically partitioned, and only the right optical image display unit 26 is provided to the right eye of the user. Have a visible structure. Similarly, only the left optical image display unit 28 is visible to the user's left eye. Further, the image processing unit 160 independently generates right-eye image data Data1 to be supplied to the right display drive unit 22 and left-eye image data Data2 to be supplied to the left display drive unit 24. Send. As a result, different virtual images VI are displayed on the left and right eyes of the user on the head mounted display HMa.

左カメラ62は、左光学像表示部28の内面、換言すれば、ヘッドマウントディスプレイHMa装着状態の使用者の左眼に向き合う面に配置されている。左カメラ62は、赤外線照明とCCDカメラとを含み、使用者の左眼の眼球画像を取得する。解析部142aは、右カメラ61によって取得された使用者の右眼の眼球画像に加えて、左カメラ62によって取得された使用者の左眼の眼球画像を受信して、両眼球画像を解析し、使用者の眼の動きを検知する。本実施形態では、解析部142aと右カメラ61と左カメラ62とは、特許請求の範囲における「検知部」に相当する。   The left camera 62 is disposed on the inner surface of the left optical image display unit 28, in other words, the surface facing the left eye of the user wearing the head mounted display HMa. The left camera 62 includes an infrared illumination and a CCD camera, and acquires an eyeball image of the user's left eye. The analysis unit 142a receives the eyeball image of the left eye of the user acquired by the left camera 62 in addition to the eyeball image of the user's right eye acquired by the right camera 61, and analyzes the binocular image. Detecting user's eye movement. In the present embodiment, the analysis unit 142a, the right camera 61, and the left camera 62 correspond to a “detection unit” in the claims.

B−2.画像光生成部の表示モード:
第2実施形態のヘッドマウントディスプレイHMaの画像光生成部がとり得る表示モードについては、図6に示す第1実施形態と同様である。
B-2. Display mode of image light generator:
The display modes that the image light generation unit of the head mounted display HMa of the second embodiment can take are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

B−2−1.表示モードの説明:
図12は、第2実施形態における表示モードについて説明するための説明図である。図12(A)は、画像光生成部を片眼視野モードSMとした場合における、右LCD241と左LCD242との様子を示している。図7(A)の例では、右LCD241には、画像表示領域AWに犬のキャラクターを用いたコンシェルジュの画像が表示されると共に、他の領域BWに黒色表示がされている。同様に、左LCD242には、画像表示領域AWにカレンダーと時計の画像が表示されると共に、他の領域BWに黒色表示がされている。このように、本実施形態における片眼視野モードSMでは、使用者の右眼に対応した画像光生成部(右LCD241)と、使用者の左眼に対応した画像光生成部(左LCD242)とで、それぞれ異なる画像を表示することができる。
B-2-1. Display mode description:
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a display mode in the second embodiment. FIG. 12A shows the state of the right LCD 241 and the left LCD 242 when the image light generation unit is set to the one-eye viewing mode SM. In the example of FIG. 7A, the right LCD 241 displays a concierge image using a dog character in the image display area AW and black display in the other area BW. Similarly, on the left LCD 242, a calendar and a clock image are displayed in the image display area AW, and black display is performed in the other area BW. As described above, in the one-eye view mode SM in the present embodiment, the image light generation unit (right LCD 241) corresponding to the user's right eye, and the image light generation unit (left LCD 242) corresponding to the user's left eye. Thus, different images can be displayed.

図12(B)、(C)は、画像光生成部を全視野モードAMとした場合における、右LCD241と左LCD242との様子を示している。全視野モードAMでは、画像光生成部における画像光の射出可能領域の全てにコンテンツ等に基づく画像を表示させる。また、全視野モードAMでは、使用者は、右眼に対応した画像光生成部(右LCD241)をアクティブ状態とするか、左眼に対応した画像光生成部(左LCD242)をアクティブ状態とするかを選択することができる。左眼に対応した画像光生成部をアクティブ状態とした場合、右LCD241と左LCD242とのうちの画像光の射出可能領域の全てに対して、片眼視野モードSMにおいて左LCD242に表示されていた画像が表示される(図12(B))。同様に、右眼に対応した画像光生成部をアクティブ状態とした場合、右LCD241と左LCD242とのうちの画像光の射出可能領域の全てに対して、片眼視野モードSMにおいて右LCD241に表示されていた画像が表示される(図12(C))。   12B and 12C show the state of the right LCD 241 and the left LCD 242 when the image light generation unit is set to the full-view mode AM. In the full-view mode AM, an image based on the content or the like is displayed on all the image light emitting areas in the image light generation unit. In the full-view mode AM, the user activates the image light generation unit (right LCD 241) corresponding to the right eye or activates the image light generation unit (left LCD 242) corresponding to the left eye. Can be selected. When the image light generation unit corresponding to the left eye is in an active state, all of the image light emitting areas of the right LCD 241 and the left LCD 242 are displayed on the left LCD 242 in the one-eye viewing mode SM. An image is displayed (FIG. 12B). Similarly, when the image light generation unit corresponding to the right eye is in an active state, all of the image light emitting areas of the right LCD 241 and the left LCD 242 are displayed on the right LCD 241 in the one-eye viewing mode SM. The image that has been displayed is displayed (FIG. 12C).

B−2−2.全視野モード遷移条件:
第2実施形態における全視野モード遷移条件は「A−2−2.全視野モード遷移条件:」で説明した第1実施形態とほぼ同様である。ただし、第2実施形態の解析部142aおよび決定部144aは、使用者の左眼の動き(視線の動きやまぶたの開閉)についても考慮する。
B-2-2. Full-field mode transition condition:
The all-field mode transition condition in the second embodiment is substantially the same as that in the first embodiment described in “A-2-2. All-field mode transition condition:”. However, the analysis unit 142a and the determination unit 144a of the second embodiment also take into account the movement of the user's left eye (gaze movement and eyelid opening / closing).

B−2−3.片眼視野モード遷移条件:
第2実施形態における片眼視野モード遷移条件は「A−2−3.片眼視野モード遷移条件:」で説明した第1実施形態とほぼ同様である。ただし、第2実施形態の解析部142aおよび決定部144aは、使用者の左眼の動き(視線の動きやまぶたの開閉)についても考慮する。
B-2-3. Single-eye viewing mode transition condition:
The single-eye visual field mode transition conditions in the second embodiment are substantially the same as those in the first embodiment described in “A-2-3. Single-eye visual field mode transition conditions”. However, the analysis unit 142a and the determination unit 144a of the second embodiment also take into account the movement of the user's left eye (gaze movement and eyelid opening / closing).

以上のように、第2実施形態のヘッドマウントディスプレイHMa(頭部装着型表示装置)においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, also in the head mounted display HMa (head-mounted display device) of the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

C.変形例:
上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。その他、以下のような変形も可能である。
C. Variations:
In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced by software, and conversely, a part of the configuration realized by software may be replaced by hardware. Good. In addition, the following modifications are possible.

・変形例1:
上記実施形態では、ヘッドマウントディスプレイの構成について例示した。しかし、ヘッドマウントディスプレイの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、各構成部の追加・削除・変換等を行うことができる。
・ Modification 1:
In the said embodiment, it illustrated about the structure of the head mounted display. However, the configuration of the head-mounted display can be arbitrarily determined without departing from the gist of the present invention. For example, each component can be added, deleted, converted, and the like.

上記実施形態では、説明の便宜上、制御部が送信部を備え、画像表示部が受信部を備えるものとした。しかし、上記実施形態の送信部および受信部は、いずれも、双方向通信が可能な機能を備えており、送受信部として機能することができる。   In the above embodiment, for convenience of explanation, the control unit includes a transmission unit, and the image display unit includes a reception unit. However, each of the transmission unit and the reception unit of the above-described embodiment has a function capable of bidirectional communication, and can function as a transmission / reception unit.

例えば、接続部を省略し、制御部と画像表示部とが無線通信可能な構成としてもよい。具体的には、制御部にさらに第1の無線通信部を備えると共に、画像表示部にさらに第2の無線通信部と電源とを備える構成とする。この場合、第1の無線通信部が上記実施形態における送信部として機能し、第2の無線通信部が上記実施形態における受信部として機能する。   For example, the connection unit may be omitted, and the control unit and the image display unit may be configured to perform wireless communication. Specifically, the control unit further includes a first wireless communication unit, and the image display unit further includes a second wireless communication unit and a power source. In this case, the first wireless communication unit functions as a transmission unit in the embodiment, and the second wireless communication unit functions as a reception unit in the embodiment.

例えば、図2に示した制御部、画像表示部の構成は任意に変更することができる。具体的には、例えば、制御部からタッチパッドを省略し、十字キーのみで操作する構成としてもよい。また、制御部に操作用スティック等の他の操作用インターフェイスを備えても良い。また、制御部にはキーボードやマウス等のデバイスを接続可能な構成として、キーボードやマウスから入力を受け付けるものとしてもよい。また、制御部にWi−Fi(wireless fidelity)等を用いた通信部を設けてもよい。   For example, the configurations of the control unit and the image display unit illustrated in FIG. 2 can be arbitrarily changed. Specifically, for example, the touch pad may be omitted from the control unit, and the operation may be performed using only the cross key. Further, the control unit may be provided with another operation interface such as an operation stick. Moreover, it is good also as what receives an input from a keyboard or a mouse | mouth as a structure which can connect devices, such as a keyboard and a mouse | mouth, to a control part. In addition, a communication unit using Wi-Fi (wireless fidelity) or the like may be provided in the control unit.

例えば、図2に示した制御部は、有線の信号伝送路を介して画像表示部と接続されているものとした。しかし、制御部と、画像表示部とは、無線LANや赤外線通信やBluetooth(登録商標)等の無線の信号伝送路を介した接続により接続されていてもよい。   For example, the control unit illustrated in FIG. 2 is connected to the image display unit via a wired signal transmission path. However, the control unit and the image display unit may be connected by a connection via a wireless signal transmission path such as a wireless LAN, infrared communication, or Bluetooth (registered trademark).

例えば、ヘッドマウントディスプレイは、使用者がヘッドマウントディスプレイを装着した状態において外景の透過が遮断される非透過型ヘッドマウントディスプレイとして構成してもよい。   For example, the head mounted display may be configured as a non-transmissive head mounted display in which transmission of an outside scene is blocked when the user wears the head mounted display.

図13は、変形例におけるヘッドマウントディスプレイの外観の構成を示す説明図である。図13(A)の例の場合、図1に示したヘッドマウントディスプレイHMとの違いは、画像表示部20bが右光学像表示部26に代えて右光学像表示部26bを備える点である。右光学像表示部26bは、ヘッドマウントディスプレイの装着時における使用者の右眼の斜め上に配置されている。図13(B)の例の場合、図1に示したヘッドマウントディスプレイHMとの違いは、画像表示部20cが右光学像表示部26に代えて右光学像表示部26cを備える点である。右光学像表示部26cは、ヘッドマウントディスプレイの装着時における使用者の右眼の斜め下に配置されている。このように、光学像表示部が使用者の眼の一部分のみを覆う態様、換言すれば、光学像表示部が使用者の眼を完全に覆わない態様のヘッドマウントディスプレイとして実現することもできる。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing an external configuration of a head mounted display in a modified example. In the example of FIG. 13A, the difference from the head mounted display HM shown in FIG. 1 is that the image display unit 20b includes a right optical image display unit 26b instead of the right optical image display unit 26. The right optical image display unit 26b is disposed obliquely above the right eye of the user when the head mounted display is mounted. In the example of FIG. 13B, the difference from the head mounted display HM shown in FIG. 1 is that the image display unit 20c includes a right optical image display unit 26c instead of the right optical image display unit 26. The right optical image display unit 26c is disposed obliquely below the right eye of the user when the head mounted display is mounted. Thus, the optical image display unit can be realized as a head-mounted display in which only a part of the user's eyes is covered, in other words, the optical image display unit does not completely cover the user's eyes.

例えば、画像処理部、表示制御部、解析部、決定部、音声処理部等の機能部は、CPUがROMやハードディスクに格納されているコンピュータープログラムをRAMに展開して実行することにより実現されるものとして記載した。しかし、これら機能部は、当該機能を実現するために設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)を用いて構成されてもよい。   For example, functional units such as an image processing unit, a display control unit, an analysis unit, a determination unit, and a voice processing unit are realized by a CPU developing and executing a computer program stored in a ROM or a hard disk on the RAM. It was described as a thing. However, these functional units may be configured using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) designed to realize the function.

例えば、上記実施形態では、画像表示部を眼鏡のように装着するヘッドマウントディスプレイであるとしているが、画像表示部が通常の平面型ディスプレイ装置(液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、有機ELディスプレイ装置等)であるとしてもよい。この場合にも、制御部と画像表示部との間の接続は、有線の信号伝送路を介した接続であってもよいし、無線の信号伝送路を介した接続であってもよい。このようにすれば、制御部を、通常の平面型ディスプレイ装置のリモコンとして利用することもできる。   For example, in the above-described embodiment, it is assumed that the image display unit is a head mounted display that is mounted like glasses, but the image display unit is a normal flat display device (liquid crystal display device, plasma display device, organic EL display device, etc. ). Also in this case, the connection between the control unit and the image display unit may be a connection via a wired signal transmission path or a connection via a wireless signal transmission path. If it does in this way, a control part can also be utilized as a remote control of a usual flat type display device.

また、画像表示部として、眼鏡のように装着する画像表示部に代えて、例えば帽子のように装着する画像表示部といった他の形状の画像表示部を採用してもよい。また、イヤホンは耳掛け型やヘッドバンド型を採用してもよく、省略しても良い。また、例えば、自動車や飛行機等の車両に搭載されるヘッドマウントディスプレイとして構成されてもよい。また、例えば、ヘルメット等の身体防護具に内蔵されたヘッドマウントディスプレイとして構成されてもよい。   Further, as the image display unit, instead of the image display unit worn like glasses, an image display unit of another shape such as an image display unit worn like a hat may be adopted. Further, the earphone may be an ear-hook type or a headband type, or may be omitted. Further, for example, it may be configured as a head mounted display mounted on a vehicle such as an automobile or an airplane. Further, for example, it may be configured as a head-mounted display built in a body protective device such as a helmet.

例えば、上記実施形態では、電源として二次電池を用いることしたが、電源としては二次電池に限らず、種々の電池を使用することができる。例えば、一次電池や、燃料電池、太陽電池、熱電池等を使用してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the secondary battery is used as the power source. However, the power source is not limited to the secondary battery, and various batteries can be used. For example, a primary battery, a fuel cell, a solar cell, a thermal cell, or the like may be used.

例えば、上記実施形態では、画像光生成部は、バックライトと、バックライト制御部と、LCDと、LCD制御部とを用いて構成されるものとした。しかし、上記の態様はあくまで例示である。画像光生成部は、これらの構成部と共に、またはこれらの構成部に代えて、他の方式を実現するための構成部を備えていても良い。   For example, in the above embodiment, the image light generation unit is configured using a backlight, a backlight control unit, an LCD, and an LCD control unit. However, the above aspect is merely an example. The image light generation unit may include a configuration unit for realizing another method together with or in place of these configuration units.

例えば、画像光生成部は、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence)のディスプレイと、有機EL制御部とを備える構成としても良い。また、例えば、画像生成部は、LCDに代えて、LCOS(Liquid crystal on silicon, LCoS は登録商標)や、デジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、例えば、レーザー網膜投影型のヘッドマウントディスプレイに対して本発明を適用することも可能である。レーザー網膜投影型の場合、「画像光生成部における画像光の射出可能領域」とは、使用者の眼に認識される画像領域として定義することができる。   For example, the image light generation unit may include an organic EL (Organic Electro-Luminescence) display and an organic EL control unit. Further, for example, the image generation unit may use LCOS (Liquid crystal on silicon, LCoS is a registered trademark), a digital micromirror device, or the like instead of the LCD. Further, for example, the present invention can be applied to a laser retinal projection type head mounted display. In the case of the laser retinal projection type, the “image light emitting area in the image light generation unit” can be defined as an image area recognized by the user's eyes.

・変形例2:
上記実施形態では、全視野モード遷移条件と、片眼視野モード遷移条件との一例を示した。しかし、上記実施形態で示した遷移条件はあくまで一例であり、種々の条件を採用することができる。
Modification 2
In the said embodiment, an example of the all visual field mode transition condition and the one eye visual field mode transition condition was shown. However, the transition conditions shown in the above embodiment are merely examples, and various conditions can be employed.

例えば、第2実施形態の両眼ヘッドマウントディスプレイにおいて、使用者に3Dの虚像を視認させることが可能な構成である場合に、ヘッドマウントディスプレイが3D虚像を表示させるモードであることを全視野モード遷移条件とし、ヘッドマウントディスプレイが2D虚像を表示させるモードであることを片眼視野モード遷移条件としてもよい。   For example, in the binocular head-mounted display of the second embodiment, when the configuration allows the user to visually recognize a 3D virtual image, the head-mounted display is a mode for displaying a 3D virtual image. The transition condition may be a monocular visual field mode transition condition in which the head mounted display is in a mode for displaying a 2D virtual image.

例えば、第1実施形態または第2実施形態のヘッドマウントディスプレイにおいて、ヘッドマウントディスプレイを装着した状態における使用者の前方を撮影可能なカメラを搭載した上で、当該カメラで使用者の手の動きやジェスチャーを撮影する。そして、第1のパターンの手の動きやジェスチャーがなされた際に全視野モード遷移条件が成立し、第2のパターンの手の動きやジェスチャーがなされた際に片眼視野モード遷移条件が成立したとしてもよい。このようにすれば、使用者は、眼の動きに代えて、手の動きやジェスチャーを用いて第1の表示モードと第2の表示モードとを切り替えることができるため、使用者における利便性を向上させることができる。   For example, in the head mounted display of the first embodiment or the second embodiment, a camera capable of photographing the front of the user with the head mounted display mounted thereon is mounted, and the user's hand movement or Shoot gestures. The full-field mode transition condition is satisfied when the first pattern hand movement or gesture is performed, and the one-eye visual mode transition condition is satisfied when the second pattern hand movement or gesture is performed. It is good. In this way, the user can switch between the first display mode and the second display mode using hand movements and gestures instead of eye movements. Can be improved.

例えば、虚像の再生時間を計測し、虚像の再生時間が所定の時間を超過したことを片眼視野モード遷移条件としてもよい。この場合、さらに、片眼視野モードで所定時間が経過したことを全視野モード遷移条件としてもよい。このようにすれば、ヘッドマウントディスプレイを長時間連続使用することによる使用者の眼精疲労の蓄積を抑制することが可能となる。   For example, the virtual image reproduction time may be measured, and the one-eye visual field mode transition condition may be that the virtual image reproduction time exceeds a predetermined time. In this case, it is also possible to set the full-field mode transition condition that a predetermined time has elapsed in the one-eye field mode. In this way, it is possible to suppress accumulation of eye strain of the user due to continuous use of the head mounted display for a long time.

・変形例3:
上記実施形態では、画像表示領域AWに対して画像を表示させる方法のとして、(1)黒色のダミードットデーターを挿入する方法と、(2)Enable信号を操作する方法と、について説明した。しかし、これらの方法はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。
・ Modification 3:
In the above embodiment, (1) a method for inserting black dummy dot data and (2) a method for operating an Enable signal have been described as methods for displaying an image on the image display area AW. However, these methods are merely examples, and various modifications are possible.

例えば、右導光板と左導光板とのうちの少なくともいずれか一方は、ヘッドマウントディスプレイを装着した状態における使用者の眼前に水平方向に移動可能な態様で保持される構成とする。そして、片眼視野モードでは、ヘッドマウントディスプレイを装着した状態における使用者の左右の耳側に向かって、右導光板と左導光板とをそれぞれに移動させてもよい。このような構成としても、右導光板と左導光板との移動量を記憶部に格納された位置指定情報に基づいて調整することで、上記実施形態(1)、(2)と同様の効果を得ることができる。   For example, at least one of the right light guide plate and the left light guide plate is configured to be held in such a manner that it can move in the horizontal direction in front of the user's eyes when the head mounted display is mounted. In the single-eye viewing mode, the right light guide plate and the left light guide plate may be moved toward the left and right ears of the user with the head-mounted display attached, respectively. Even in such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiments (1) and (2) are obtained by adjusting the movement amount of the right light guide plate and the left light guide plate based on the position designation information stored in the storage unit. Can be obtained.

・変形例4:
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
-Modification 4:
The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…制御部(コントローラー)
12…点灯部
14…タッチパッド
16…十字キー
18…電源スイッチ
20…画像表示部
21…耳掛部
22…右表示駆動部
24…左表示駆動部
26…右光学像表示部
28…左光学像表示部
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51…送信部
52…送信部
53…受信部
54…受信部
61…右カメラ(検知部、撮像部)
62…左カメラ(検知部、撮像部)
71…中央保持部
72…鼻当て
74…鼻当て
80…赤外線センサー(検知部、まぶた検出部)
81…赤外線発光部
82…右赤外線発光部
84…左赤外線発光部
86…赤外線受光部
110…入力情報取得部
120…記憶部
122…位置指定情報(位置指定情報)
130…電源
140…CPU
142…解析部(検知部、解析部)
144…決定部(決定部)
160…画像処理部(主制御部)
170…音声処理部
180…インターフェイス
190…表示制御部
201…右バックライト制御部(画像光生成部)
202…左バックライト制御部(画像光生成部)
211…右LCD制御部(画像光生成部)
212…左LCD制御部(画像光生成部)
221…右バックライト(画像光生成部)
222…左バックライト(画像光生成部)
241…右LCD(画像光生成部)
242…左LCD(画像光生成部)
251…右投写光学系(導光部)
252…左投写光学系(導光部)
261…右導光板(導光部)
262…左導光板(導光部)
PCLK…クロック信号
VSync…垂直同期信号
HSync…水平同期信号
Data…画像データー
Data1…右眼用画像データー
Data2…左眼用画像データー
OA…外部機器
SC…外景
VI…虚像
IL…照明光
PL…画像光
VR…視野
EL、ER…端部
SB…スライドバー
PB…ポインター
RE…右眼
LE…左眼
AE…虹彩
SM…片眼視野モード
AM…全視野モード
AW…画像表示領域
BW…画像表示領域以外の領域
AX…中心位置
HM…頭部装着型表示装置(ヘッドマウントディスプレイ)
PC…パーソナルコンピューター
10. Control unit (controller)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Illuminating part 14 ... Touch pad 16 ... Cross key 18 ... Power switch 20 ... Image display part 21 ... Ear hook part 22 ... Right display drive part 24 ... Left display drive part 26 ... Right optical image display part 28 ... Left optical image Display unit 32 ... Right earphone 34 ... Left earphone 40 ... Connection unit 42 ... Right cord 44 ... Left cord 46 ... Connecting member 48 ... Body code 51 ... Transmitting unit 52 ... Transmitting unit 53 ... Receiving unit 54 ... Receiving unit 61 ... Right camera (Detection unit, imaging unit)
62 ... Left camera (detection unit, imaging unit)
71 ... Center holding part 72 ... Nose pad 74 ... Nose pad 80 ... Infrared sensor (detection part, eyelid detection part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 81 ... Infrared light emission part 82 ... Right infrared light emission part 84 ... Left infrared light emission part 86 ... Infrared light receiving part 110 ... Input information acquisition part 120 ... Memory | storage part 122 ... Position designation information (position designation information)
130 ... Power supply 140 ... CPU
142 ... analysis unit (detection unit, analysis unit)
144: Determination unit (determination unit)
160: Image processing unit (main control unit)
170: Audio processing unit 180 ... Interface 190 ... Display control unit 201 ... Right backlight control unit (image light generation unit)
202 ... Left backlight control unit (image light generation unit)
211 ... Right LCD controller (image light generator)
212 ... Left LCD controller (image light generator)
221 ... Right backlight (image light generator)
222: Left backlight (image light generator)
241 ... Right LCD (image light generator)
242 ... Left LCD (image light generator)
251 ... Right projection optical system (light guide unit)
252 ... Left projection optical system (light guide)
261 ... Right light guide plate (light guide part)
262 ... Left light guide plate (light guide part)
PCLK ... clock signal VSync ... vertical synchronization signal HSync ... horizontal synchronization signal Data ... image data Data1 ... right eye image data Data2 ... left eye image data OA ... external device SC ... outside view VI ... virtual image IL ... illumination light PL ... light VR ... View EL, ER ... End SB ... Slide bar PB ... Pointer RE ... Right eye LE ... Left eye AE ... Iris SM ... Single eye view mode AM ... Full view mode AW ... Image display area BW ... Other than image display area Area AX ... Center position HM ... Head-mounted display device (head mounted display)
PC ... Personal computer

Claims (12)

使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出する画像光生成部と、
前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の目の動きを検知する検知部と、
前記画像光生成部に画像を表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
検知された前記目の動きに応じて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域に前記画像を表示させる第1の表示モードと、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの、前記頭部装着型表示装置を装着した状態で前記使用者の左眼視野または右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる第2の表示モードと、を決定する決定部を備える、頭部装着型表示装置。
A head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
An image light generation unit that generates and emits image light representing an image;
A detection unit for detecting movement of the user's eyes in a state in which the head-mounted display device is mounted;
A control unit for displaying an image on the image light generation unit;
With
The controller is
A first display mode for displaying the image in the image light emitting area in the image light generating unit according to the detected eye movement, and the image light emitting area in the image light generating unit. A determination unit configured to determine a second display mode in which the image is displayed in a region occupied by the left eye visual field or the right eye visual field of the user while the head-mounted display device is mounted. Head mounted display device.
請求項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記検知部は、
前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の眼球画像を撮像する撮像部と、
撮像された前記眼球画像を解析することで、前記使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動量である視線移動量と、前記使用者の眼球の中心位置に対する虹彩の移動方向である視線移動方向とを取得する解析部と、
を備え、
前記決定部は、
取得された前記視線移動方向が第1の方向であり、かつ、取得された前記視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合は、前記画像光生成部を前記第1の表示モードとする、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to claim 1 ,
The detector is
An imaging unit that captures the eyeball image of the user in a state in which the head-mounted display device is mounted;
By analyzing the captured eyeball image, a gaze movement amount that is a movement amount of the iris with respect to a center position of the user's eyeball, and a gaze movement direction that is a movement direction of the iris with respect to the center position of the user's eyeball And an analysis unit for obtaining
With
The determination unit
When the acquired line-of-sight movement direction is the first direction and the acquired amount of line-of-sight movement exceeds a predetermined threshold, the image light generation unit is set to the first display mode. Head mounted display device.
請求項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記決定部は、
取得された前記視線移動方向が第2の方向であり、かつ、取得された前記視線移動量が予め定められた閾値を超えた場合は、前記画像光生成部を前記第2の表示モードとする、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to claim 2 ,
The determination unit
When the acquired line-of-sight movement direction is the second direction and the acquired line-of-sight movement amount exceeds a predetermined threshold, the image light generation unit is set to the second display mode. Head mounted display device.
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記検知部は、前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者のまぶたの状態を検出するまぶた検出部を備え、
前記決定部は、
前記使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとのうちの少なくとも一方が所定の時間閉じ続けていることが検出された場合には、前記画像光生成部を前記第1の表示モードとする、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 1 to 3 ,
The detection unit includes an eyelid detection unit that detects the state of the user's eyelid in a state in which the head-mounted display device is mounted,
The determination unit
When it is detected that at least one of the right eyelid and the left eyelid of the user is kept closed for a predetermined time, the image light generation unit is set to the first display mode. Head mounted display device.
請求項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記決定部は、
前記使用者の右眼のまぶたと左眼のまぶたとの両方が開いていることが検出された場合には、前記画像光生成部を前記第2の表示モードとする、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to claim 4 ,
The determination unit
A head-mounted display device that sets the image light generation unit to the second display mode when it is detected that both the right eyelid and the left eyelid of the user are open. .
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像光生成部に対して前記画像から生成された画像データーを送信すると共に、前記画像光生成部による前記画像光の生成と射出とを制御する主制御部を備え、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて、前記画像データーに対してダミーデーターを挿入することによって、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
A main control unit that transmits image data generated from the image to the image light generation unit and controls generation and emission of the image light by the image light generation unit;
The main control unit
In the second display mode, by inserting dummy data into the image data, an area occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting area in the image light generation unit A head-mounted display device that displays the image on the head.
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像光生成部に対して前記画像から生成された画像データーを送信すると共に、前記画像光生成部による前記画像光の生成と射出とを制御する主制御部を備え、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部による前記画像光生成の有効/無効を切り替える信号を操作することによって、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
A main control unit that transmits image data generated from the image to the image light generation unit and controls generation and emission of the image light by the image light generation unit;
The main control unit
In the second display mode, the left eye in the image light emitting area in the image light generation unit is operated by operating a signal for switching the validity / invalidity of the image light generation by the image light generation unit. A head-mounted display device that displays the image in a field of view or an area occupied by the right eye field of view.
請求項または記載の頭部装着型表示装置であって、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて前記画像が表示される位置を指定する位置指定情報を取得し、
前記第2の表示モードでは、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に代えて、前記位置指定情報で指定された位置に前記画像を表示させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to claim 6 or 7 ,
The main control unit
Obtaining position designation information for designating a position where the image is displayed in the second display mode;
In the second display mode, instead of the area occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting area in the image light generator, the position designated by the position designation information is used. A head-mounted display device that displays the image.
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、前記使用者の右眼または左眼のいずれか一方に対応するように設けられ、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記画像光生成部が設けられている側の端部に前記画像を表示させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 6 to 8 ,
The image light generation unit is provided so as to correspond to either the right eye or the left eye of the user,
The main control unit
In the second display mode, a head-mounted display in which the image is displayed at an end of the image light generation unit on the side where the image light generation unit is provided in the image light emission possible region. apparatus.
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、前記使用者の右眼および左眼に対応するように設けられ、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて、前記使用者の右眼に対応する前記画像光生成部においては前記画像光の射出可能領域のうちの右側端部に前記画像を表示させ、前記使用者の左眼に対応する前記画像光生成部においては前記画像光の射出可能領域のうちの左側端部に前記画像を表示させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 6 to 8 ,
The image light generation unit is provided to correspond to the right eye and the left eye of the user,
The main control unit
In the second display mode, the image light generation unit corresponding to the user's right eye displays the image at a right end portion of the image light emitting area, and the user's left eye A head-mounted display device that causes the image light generation unit corresponding to to display the image on the left end portion of the image light emitting area.
請求項からのいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像光生成部に対して前記画像から生成された画像データーを送信すると共に、前記画像光生成部による前記画像光の生成と射出とを制御する主制御部と、
前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の眼の近傍に水平方向に移動可能な態様で保持されると共に、前記画像光生成部から射出された前記画像光を前記使用者の眼に導く導光板と、
を備え、
前記主制御部は、
前記第2の表示モードにおいて、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの前記左眼視野または前記右眼視野の占める領域に前記画像を表示させることに代えて、前記頭部装着型表示装置を装着した状態における前記使用者の耳側に向かって前記導光板を移動させる、頭部装着型表示装置。
The head-mounted display device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
A main control unit that transmits image data generated from the image to the image light generation unit and controls generation and emission of the image light by the image light generation unit;
The image light emitted from the image light generation unit is held in a manner movable in the horizontal direction in the vicinity of the user's eye in a state in which the head-mounted display device is worn, and the image light emitted from the image light generation unit is A light guide plate that leads to the eyes,
With
The main control unit
In the second display mode, instead of displaying the image in the area occupied by the left eye field or the right eye field in the image light emitting area in the image light generation unit, A head-mounted display device that moves the light guide plate toward an ear side of the user in a state in which the wearable display device is mounted.
使用者が虚像と外景を視認可能な頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出する画像光生成部と、
前記画像光生成部に画像を表示させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像の表示モードとして、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域に前記画像を表示させる第1の表示モードと、前記画像光生成部における前記画像光の射出可能領域のうちの、前記頭部装着型表示装置を装着した状態で前記使用者の左眼視野または右眼視野の占める領域に前記画像を表示させる第2の表示モードと、を有し、第1および第2の表示モードのそれぞれへの遷移を行う、頭部装着型表示装置。
A head-mounted display device that allows a user to visually recognize a virtual image and an outside scene,
An image light generation unit that generates and emits image light representing an image;
A control unit for displaying an image on the image light generation unit;
With
The controller is
As a display mode of the image, a first display mode for displaying the image in the image light emitting area in the image light generating unit, and an image light emitting area in the image light generating unit, A second display mode in which the image is displayed in a region occupied by the left-eye visual field or the right-eye visual field of the user in a state where the head-mounted display device is mounted, and the first and second displays Head-mounted display device that transitions to each mode.
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