JP6446465B2 - 入出力装置、入出力プログラム、および入出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、入出力装置、入出力プログラムおよび入出力方法に関する。より具体的に本発明は、立体視像を容易に操作することができる入出力装置、入出力プログラムおよび入出力方法に関する。

日本国特公平８−３１１４０号公報（特許文献１）には、高速で臨場感のある画像をスクリーン上に表示するようなコンピュータグラフィックス、すなわち高速画像生成表示方法が開示されている。
特許文献１に記載の高速画像生成表示方法においては、立体構造をもつ対象を２次元画面に投影して表示する高速画像生成表示方法であって、対象の構成面は、対象座標系において、領域の大きさを少なくとも１つの要素として階層的に記述され、任意の視点から見た時の該対象の構成面を２次元画面へ投影するに際して、表示基準座標系原点または視点から対象座標系で表される該対象の任意の点までの距離を少なくとも１つのパラメータとして階層度を設定することを特徴とする。

日本国特開２００４−１２６９０２号公報（特許文献２）には、観測者に負担のない立体視映像を効率よく生成する立体視画像生成方法および立体視画像生成装置が開示されている。
特許文献２に記載の立体視画像生成方法は、三次元座標を有するポリゴンで構成されるオブジェクトのうち、平面視表示させるオブジェクトデータを基準カメラを原点とする基準カメラ座標系データに、立体視表示させるオブジェクトのデータを所定の視差角を有する右眼用及び左眼用視差カメラをそれぞれ原点とする右眼用及び左眼用視差カメラ座標系データに変換し、基準カメラ座標系のオブジェクトのデータと、右眼用視差カメラ座標系のオブジェクトのデータを右眼用画像データとして、ビデオメモリに描画し、基準カメラ座標系のオブジェクトのデータと、左眼用視差カメラ座標系のオブジェクトのデータを左眼用画像データとして、ビデオメモリに描画し、ビデオメモリに描画された右眼用画像データと左眼用画像データを合成して、立体視オブジェクトと平面視オブジェクトの混在する画像を立体視表示装置に表示することを特徴とする。

日本国特表２０１２−５３３１２０号公報（特許文献３）には、顔認識及びジェスチャ／体位認識技法を使用する方法が開示されている。
特許文献３に記載の方法は、ユーザの気質を示す属性を視覚表示に適用するための方法であって、ユーザの視覚表示をレンダリングするステップと、物理的な空間のデータを受信するステップであって、データが、物理的な空間内のユーザを代表しているものと、ユーザの気質を推論するために、少なくとも１つの検出可能な特徴を解析するステップと、ユーザの気質を示す属性を視覚表示に適用するステップと、を含む。

日本国特表２０１２−５２８４０５号公報（特許文献４）においては、空間またはジェスチャ計算システムにマルチモード入力を供給するシステムおよび方法が開示されている。
特許文献４に記載のシステムは、入力デバイスと、プロセッサに結合され、入力デバイスの方位を検出する検出器と、を備えているシステムであって、入力デバイスが、方位に対応する複数のモード方位を有し、複数のモード方位が、ジェスチャ制御システムの複数の入力モードに対応し、検出器が、ジェスチャ制御システムに結合され、方位に応答して、複数の入力モードからの入力モードの選択を自動的に制御する。

日本国特表２０１２−５２１０３９号公報（特許文献５）においては、仮想オブジェクトを操作するためのシステム、方法及びコンピューター読み取り可能な媒体が開示されている。特許文献５に記載の方法は、仮想空間において仮想オブジェクトを操作する方法であって、仮想オブジェクトを操作するためにユーザが利用する少なくとも１つのコントローラーを決定するステップと、コントローラーを仮想空間におけるカーソルにマッピングするステップと、ユーザがカーソルによって仮想オブジェクトを操作することを示すコントローラー入力を決定するステップと、操作の結果を表示するステップとを含む方法について開示されている。

日本国特開２０１２−１０６００５号公報（特許文献６）においては、画像表示装置の観察者が、実際には存在しない立体像に対してあたかも直接的に操作を行えるかのような感覚を得ることができる画像表示装置、ゲームプログラム、ゲーム制御方法が開示されている。特許文献６に記載の画像表示装置は、表示画面に視差画像を表示する画像表示手段と、視差画像の観察者によって表示画面と観察者との間に認識される立体像の仮想的な空間座標を算出する第１座標算出手段と、観察者の操作対象である操作体の空間座標を算出する第２座標算出手段と、第１座標算出手段によって算出された立体像の少なくとも１点の空間座標と、第２座標算出手段によって算出された操作体の少なくとも１点の空間座標との間の距離が所定の閾値以下になったときに、視差画像、または視差画像以外の表示画面上の画像の少なくとも一方の変化を伴う所定のイベントを発生させるイベント発生手段と、を備える。

国際公開第２０１４／１０６８２３号公法（特許文献７）においては、深度センサを持つヘッドマウントディスプレイについて開示されている。
当該ヘッドマウントディスプレイにおいては、ヨガの指導またはゲームシミュレータについて開示されている。

日本国特公平８−３１１４０号公報 日本国特開２００４−１２６９０２号公報 日本国特表２０１２−５３３１２０号公報 日本国特表２０１２−５２８４０５号公報 日本国特表２０１２−５２１０３９号公報 日本国特開２０１２−１０６００５号公報 国際公開第２０１４／１０６８２３号公報

本発明の目的は、容易に操作することができる入出力装置、入出力プログラムおよび入出力方法を提供することである。
本発明の他の目的は、人間工学に基づいて容易に操作することができる入出力装置、入出力プログラムおよび入出力方法を提供することである。

（１）
一局面に従う入出力装置は、立体視像を生成可能な表示装置と、対象物までの距離を測定する深度センサと、深度センサに応じて表示装置に表示を行う制御部と、を含み、深度センサの検知領域は、深度センサの深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、深度センサの深度方向の遠方側の曲率半径と、深度センサの深度方向の近方側の曲率半径とが、異なるものである。

この場合、遠方側の曲率半径と、近方側の曲率半径とが異なる。したがって、腕を伸長させた遠方側の曲率半径よりも大きな近方側の曲率半径を設定することができる。その結果、ユーザは、近方側において、円滑に操作し、深度センサにより検知させることができる。したがって、ユーザは、人間工学基づいて円滑に操作することができる。

（２）
第２の発明に係る入出力装置は、一局面に従う入出力装置において、制御部は、遠方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示装置に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御部は、遠方側の曲率半径に沿った検知軌跡を、表示装置に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を最大伸長させた場合、肩を中心にユーザの手が遠方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御部は、直線として認識し、表示装置に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（３）
第３の発明に係る入出力装置は、一局面または第２の発明に係る入出力装置において、制御部は、近方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示装置に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御部は、近方側の曲率半径に沿った検知軌跡を、表示装置に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を曲げた場合、肩を中心にユーザの手が近方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御部は、直線として認識し、表示装置に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（４）
第４の発明に係る入出力装置は、一局面から第３の発明に係る入出力装置において、遠方側の曲率半径は、近方側の曲率半径よりも小さくてもよい。

この場合、遠方側の曲率半径は、肩を中心に移動させるのに対して、近方側の曲率半径は、肩のみでなく肘を腕と動かすことができるため、曲率半径が大きくなる。その結果、入出力装置は、ユーザに意識させることなく表示装置に直線移動を表示させることができる。

（５）
第５の発明に係る入出力装置は、一局面から第４の発明に係る入出力装置において、湾曲した測定領域は、鉛直方向および水平方向の両方向を含む立体領域であってもよい。

この場合、鉛直方向および水平方向の両方向を含む立体領域からなるので、入出力装置の操作性を高めることができる。

（６）
第６の発明に係る入出力装置は、一局面から第５の発明に係る入出力装置において、表示装置がヘッドマウントディスプレイであってもよい。

この場合、入出力装置が、例えば眼鏡のように小型かつ装着可能な態様となるので、容易に携帯可能となる。また、ヘッドマウントディスプレイは小型であるので、汎用性および利便性を高めることができる。

（７）
他の局面に従う入出力プログラムは、立体視像を生成可能な表示処理と、対象物までの距離を測定する深度センサ処理と、深度センサ処理に応じて表示処理に表示を行う制御処理と、を含み、深度センサ処理の検知領域は、深度センサ処理の深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、深度センサ処理における深度方向の遠方側の曲率半径と、深度センサ処理における深度方向の近方側の曲率半径とが、異なるものである。

この場合、遠方側の曲率半径と、近方側の曲率半径とが異なる。したがって、腕を伸長させた遠方側の曲率半径よりも大きな近方側の曲率半径を設定することができる。その結果、ユーザは、近方側において、円滑に操作し、深度センサ処理により検知させることができる。

（８）
第８の発明に係る入出力プログラムは、他の局面に従う入出力プログラムにおいて、制御処理は、遠方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示処理に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御処理は、遠方側の曲率半径に沿った検知軌跡を、表示処理に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を最大伸長させた場合、肩を中心にユーザの手が遠方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御処理は、直線として認識し、表示処理に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（９）
第９の発明に係る入出力プログラムは、他の局面または第８の発明に係る入出力プログラムにおいて、制御処理は、近方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示処理に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御処理は、近方側の曲率半径に沿った検知領域を、表示処理に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を曲げた場合、肩を中心にユーザの手が近方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御処理は、直線として認識し、表示処理に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（１０）
第１０の発明に係る入出力プログラムは、他の局面から第９の発明に係る入出力プログラムにおいて、遠方側の曲率半径は、近方側の曲率半径よりも小さくてもよい。

この場合、遠方側の曲率半径は、肩を中心に移動させるのに対して、近方側の曲率半径は、肩のみでなく肘を腕と動かすことができるため、曲率半径を大きくなる。その結果、入出力プログラムは、ユーザに意識させることなく表示処理に直線移動を表示させることができる。

（１１）
さらに他の局面に従う入出力方法は、立体視像を生成可能な表示工程と、対象物までの距離を測定する深度センサ工程と、深度センサ工程に応じて表示工程に表示を行う制御工程と、を含み、深度センサ工程の検知領域は、深度センサ工程の深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、深度センサ工程における深度方向の遠方側の曲率半径と、深度センサ工程における深度方向の近方側の曲率半径とが、異なるものである。

この場合、遠方側の曲率半径と、近方側の曲率半径とが異なる。したがって、腕を伸長させた遠方側の曲率半径よりも大きな近方側の曲率半径を設定することができる。その結果、ユーザは、近方側において、円滑に操作し、深度センサ工程により検知させることができる。

（１２）
第１２の発明に係る入出力方法は、さらに他の局面に従う入出力方法において、制御工程は、遠方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示工程に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御工程は、遠方側の曲率半径に沿った検知領域を、表示工程に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を最大伸長させた場合、肩を中心にユーザの手が遠方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御工程は、直線として認識し、表示工程に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（１３）
第１３の発明に係る入出力方法は、さらに他の局面または第１２の発明に係る入出力方法において、制御工程は、近方側の曲率半径に沿った検知領域の検知軌跡を、表示工程に直線移動で表示させてもよい。

この場合、制御工程は、近方側の曲率半径に沿った検知領域を、表示工程に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手を曲げた場合、肩を中心にユーザの手が近方側の曲率半径を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径で移動するため、制御工程は、直線として認識し、表示工程に直線移動で表示させる。すなわち、ユーザは、人間工学に基づいて操作することができる。

（１４）
第１４の発明に係る入出力方法は、さらに他の局面から第１３の発明に係る入出力方法において、遠方側の曲率半径は、記近方側の曲率半径よりも小さくてもよい。

この場合、遠方側の曲率半径は、肩を中心に移動させるのに対して、近方側の曲率半径は、肩のみでなく肘を腕と動かすことができるため、曲率半径を大きくなる。その結果、入出力方法は、ユーザに意識させることなく表示工程に直線移動を表示させることができる。

一実施の形態にかかる眼鏡表示装置の基本構成の一例を示す模式的外観正面図である。 眼鏡表示装置の一例を示す模式的外観斜視図である。 操作システムの制御ユニットの構成の一例を示す模式図である。 操作システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 図４のフローチャートに応じた概念を示す模式図である。 赤外線検知ユニットの検知領域と、一対の半透過ディスプレイの仮想表示領域とを説明するための模式的斜視図である。 図６の上面図である。 図６の側面図である。 検知領域と仮想表示領域との他の例を示す模式図である。 検知領域と仮想表示領域との他の例を示す模式図である。 検知領域と仮想表示領域との他の例を示す模式図である。 検知領域における操作領域とジェスチャ領域との一例を示す模式図である。 検知領域における操作領域とジェスチャ領域との一例を示す模式図である。 キャリブレーション処理の説明を行なうためのフローチャートである。 指認識の一例を示す模式図である。 指認識の処理の一例を示すフローチャートである。 掌認識の一例を示す模式図である。 親指認識の一例を示す模式図である。 眼鏡表示装置の半透過ディスプレイの表示の一例を示す模式図である。 図１２から図１４において説明した操作領域の他の例を示す模式図である。 図１２から図１４において説明した操作領域の他の例を示す模式図である。 図１２から図１４において説明した操作領域の他の例を示す模式図である。 図１２から図１４において説明した操作領域の他の例を示す模式図である。

１００ 眼鏡表示装置
２２０ 半透過ディスプレイ
２２０３Ｄ 仮想イメージ表示領域（共有領域）
３００ 通信システム
３０３ カメラユニット
４１０ 赤外線検知ユニット
４１０ｃ 操作領域
４２０ ジャイロセンサユニット
４３０ 加速度検知ユニット
４１０３Ｄ 三次元空間検知領域
４５０ 制御ユニット
４５４ 解剖学的認識ユニット
４５６ ジェスチャ識別ユニット
４６０ イベントサービスユニット
４６１ キャリブレーションサービスユニット
９００ 入出力装置
Ｈ１ 手
ＲＰ 右肩関節
ＬＰ 左肩関節

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
また、本発明は、以下に説明する眼鏡表示装置に限定されるものではなく、他の入出力装置、表示装置、テレビジョン、モニタ、プロジェクタ等にも適用することができる。

（眼鏡表示装置の構成概略）
図１は、一実施の形態にかかる眼鏡表示装置１００の基本構成の一例を示す模式的外観正面図であり、図２は、眼鏡表示装置１００の一例を示す模式的外観斜視図である。

図１または図２に示すように、眼鏡表示装置１００は、眼鏡型の表示装置である。当該眼鏡表示装置１００は、後述するように、ユーザの顔に装着して使用される。

図１および図２に示すように、眼鏡表示装置１００は、主に、眼鏡ユニット２００、通信システム３００および操作システム４００からなる。

（眼鏡ユニット２００）
図１および図２に示すように、眼鏡ユニット２００は、眼鏡フレーム２１０、一対の半透過ディスプレイ２２０および一対の表示調整機構６００からなる。眼鏡フレーム２１０は、主にリムユニット２１１、テンプルユニット２１２を含む。
眼鏡フレーム２１０のリムユニット２１１により一対の半透過ディスプレイ２２０が支持される。また、リムユニット２１１には、一対の表示調整機構６００が設けられる。さらに、リムユニット２１１には、赤外線検知ユニット４１０およびユニット調整機構５００が設けられる。ユニット調整機構５００の詳細については後述する。
一対の表示調整機構６００は、後述するように一対の半透過ディスプレイ２２０の角度および位置を調整することができる。一対の表示調整機構６００の詳細については、後述する。

本実施の形態においては、眼鏡表示装置１００には、リムユニット２１１の一対の表示調整機構６００に一対の半透過ディスプレイ２２０を設けることとしているが、これに限定されず、眼鏡表示装置１００のリムユニット２１１の一対の表示調整機構６００に通常のサングラスレンズ、紫外線カットレンズ、または眼鏡レンズなどのレンズ類を設け、別に１個の半透過ディスプレイ２２０または一対の半透過ディスプレイ２２０を設けてもよい。
また、当該レンズ類の一部に、半透過ディスプレイ２２０を埋め込んで設けてもよい。
また、一対の表示調整機構６００を半透過ディスプレイ２２０の側部に設けているが、これに限定されず、半透過ディスプレイ２２０の周囲または内部に設けてもよい。

さらに、本実施の形態は、眼鏡タイプに限定するものではなく、人体に装着し、装着者の視野に配設できるタイプであれば、帽子タイプその他任意のヘッドマウントディスプレイ装置に使用することができる。

（通信システム３００）
次に、通信システム３００について説明を行なう。
通信システム３００は、バッテリーユニット３０１、アンテナモジュール３０２、カメラユニット３０３、スピーカユニット３０４、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）ユニット３０７、マイクユニット３０８、ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）ユニット３０９およびメインユニット３１０を含む。
なお、カメラユニット３０３にはＣＣＤセンサが備えられてもよい。スピーカユニット３０４は、ノーマルイヤホンであってもよいし、骨伝導イヤホンであってもよい。ＳＩＭユニット３０９には、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：近距離無線通信）ユニットおよび他の接触式ＩＣカードユニット、ならびに非接触式ＩＣカードユニットを含んでもよい。

以上のように、本実施の形態にかかる通信システム３００は、少なくとも携帯電話、スマートフォンおよびタブレット端末のいずれかの機能を含むものである。具体的には、電話機能、インターネット機能、ブラウザ機能、メール機能、および撮像機能（録画機能を含む）等を含むものである。
したがって、ユーザは、眼鏡表示装置１００を用いて、通信装置、スピーカおよびマイクにより、携帯電話と同様の通話機能を使用することができる。また、眼鏡型であるので、両手を利用せず、通話を行なうことができる。

（操作システム４００）
続いて、操作システム４００は、赤外線検知ユニット４１０、ジャイロセンサユニット４２０、加速度検知ユニット４３０および制御ユニット４５０からなる。赤外線検知ユニット４１０は、主に赤外線照射素子４１１および赤外線検知カメラ４１２からなる。

（ユニット調整機構５００）
図２に示すように、ユニット調整機構５００は、赤外線検知ユニット４１０の角度を調整することができる。具体的には、ユニット調整機構５００は、矢印Ｖ５の水平軸周り、および、矢印Ｈ５の垂直軸周り、に赤外線検知ユニット４１０の角度を調整可能な構造である。

ユニット調整機構５００は、制御ユニット４５０からの指示により矢印Ｖ５および矢印Ｈ５の方向に移動調整する。
例えば、制御ユニット４５０により所定のジェスチャを認識した場合に、ユニット調整機構５００を所定の角度で動作させてもよい。その場合、ユーザは、所定のジェスチャを行うことにより赤外線検知ユニット４１０の角度の調整を行うことができる。

なお、本実施の形態においては制御ユニット４５０によりユニット調整機構５００が動作することとしているが、これに限定されず、手動により図１の調整部５２０を操作して、矢印Ｖ５の方向および矢印Ｈ５の方向に移動調整できることとしてもよい。

続いて、操作システム４００の構成、処理の流れおよび概念について説明を行なう。図３は、操作システム４００の制御ユニット４５０の構成の一例を示す模式図である。

図３に示すように、制御ユニット４５０は、イメージセンサ演算ユニット４５１、デプスマップ演算ユニット４５２、イメージ処理ユニット４５３、解剖学的認識ユニット４５４、ジェスチャデータ記録ユニット４５５、ジェスチャ識別ユニット４５６、キャリブレーションデータ記録ユニット４５７、合成演算ユニット４５８、アプリケーションソフトユニット４５９、イベントサービスユニット４６０、キャリブレーションサービスユニット４６１、表示サービスユニット４６２、グラフィック演算ユニット４６３、ディスプレイ演算ユニット４６４、および６軸駆動ドライバユニット４６５を含む。

なお、制御ユニット４５０は、上記の全てを含む必要はなく、適宜必要な１または複数のユニットを含んでもよい。たとえば、ジェスチャデータ記録ユニット４５５およびキャリブレーションデータ記録ユニット４５７は、クラウド上に配置してもよく、合成演算ユニット４５８を特に設けなくてもよい。

次に、図４は、操作システム４００における処理の流れを示すフローチャートであり、図５は図４のフローチャートに応じた概念を示す模式図である。

まず、図４に示すように、赤外線検知ユニット４１０から対象のデータを取得し、デプスマップ演算ユニット４５２により深さ演算を行なう（ステップＳ１）。次に、イメージ処理ユニット４５３により外形イメージデータを処理する（ステップＳ２）。

次いで、解剖学的認識ユニット４５４により、標準的な人体の構造に基づき、ステップＳ２において処理された外形イメージデータから、解剖学的特徴を識別する。これにより、外形が認識される（ステップＳ３）。

さらに、ジェスチャ識別ユニット４５６により、ステップＳ３で得た解剖学的特徴に基づいてジェスチャを識別する（ステップＳ４）。
ジェスチャ識別ユニット４５６は、ジェスチャデータ記録ユニット４５５に記録されたジェスチャデータを参照し、解剖学的特徴が識別された外形からジェスチャの識別を行なう。なお、ジェスチャ識別ユニット４５６は、ジェスチャデータ記録ユニット４５５からのジェスチャデータを参照することとしているが、参照することに限定されず、他の任意のデータを参照してもよく、全く参照することなく処理してもよい。
以上により、図５（ａ）に示すように、手のジェスチャを認識する。

続いて、アプリケーションソフトユニット４５９およびイベントサービスユニット４６０は、ジェスチャ識別ユニット４５６により判定されたジェスチャに応じて所定のイベントを実施する（ステップＳ５）。
これによって、図５（ｂ）に示すように、たとえば写真アプリによる画像が表示される。この際、当該画面には、カメラユニット３０３からの撮像データが表示されてよい。

最後に、表示サービスユニット４６２、キャリブレーションサービスユニット４６１、グラフィック演算ユニット４６３、ディスプレイ演算ユニット４６４および合成演算ユニット４５８により、半透過ディスプレイ２２０に、イメージの表示、またはイメージの仮想表示が行なわれる（ステップＳ６）。これによって、図５（ｃ）に示すようにジェスチャを示す手のスケルトンの表示が行われ、図５（ｄ）に示すように、当該スケルトンの形状および大きさに写真の形状および大きさが合致するように合成されたイメージが表示される。

なお、６軸駆動ドライバユニット４６５は、常にジャイロセンサユニット４２０、加速度検知ユニット４３０からの信号を検知し、ディスプレイ演算ユニット４６４に姿勢状況を伝達する。

眼鏡表示装置１００を装着したユーザが眼鏡表示装置１００を傾斜させた場合には、６軸駆動ドライバユニット４６５は、常にジャイロセンサユニット４２０、加速度検知ユニット４３０からの信号を受信し、イメージの表示の制御を行なう。当該制御においては、イメージの表示を水平に維持させてもよいし、イメージの表示を傾斜にあわせて調整してもよい。

（検知領域と仮想表示領域との一例）
次に、操作システム４００の赤外線検知ユニット４１０の検知領域と、一対の半透過ディスプレイ２２０の仮想表示領域との関係について説明を行なう。
図６は、赤外線検知ユニット４１０の検知領域と、一対の半透過ディスプレイ２２０の仮想表示領域とを説明するための模式的斜視図であり、図７は図６の上面図であり、図８は、図６の側面図である。

以下において、説明の便宜上、図６に示すように、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸からなる三次元直交座標系が定義される。以下の図におけるｘ軸の矢印は、水平方向を指す。ｙ軸の矢印は、鉛直方向またはユーザの体の長軸方向を指す。ｚ軸の矢印は、深度方向を指す。ｚ軸正方向は、より大きい深度の方向を指す。それぞれの矢印の向きは、他の図においても同じである。

図６から図８に示すように、眼鏡表示装置１００は操作システム４００の赤外線検知ユニット４１０により検知可能な三次元空間検知領域（３Ｄスペース）４１０３Ｄを有する。
三次元空間検知領域４１０３Ｄは、赤外線検知ユニット４１０からの円錐状または角錐状の三次元空間からなる。

すなわち、赤外線検知ユニット４１０は、赤外線照射素子４１１から、照射された赤外線を、赤外線検知カメラ４１２により検知できるので、三次元空間検知領域４１０３Ｄ内のジェスチャを認識することができる。
また、本実施の形態においては、赤外線検知ユニット４１０を１個設けることとしているが、これに限定されず、赤外線検知ユニット４１０を複数個設けてもよいし、赤外線照射素子４１１を１個、赤外線検知カメラ４１２を複数個設けてもよい。

続いて、図６から図８に示すように一対の半透過ディスプレイ２２０は、ユーザに、実際に設けられた眼鏡表示装置１００の部分ではなく、眼鏡表示装置１００から離れた場所となる仮想イメージ表示領域２２０３Ｄに、奥行きを持って仮想表示されたものとして視認させる。当該奥行きは、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが有する仮想立体形状の深度方向（ｚ軸方向）の厚みに対応する。したがって、当該仮想立体形状の深度方向（ｚ軸方向）の厚みに応じて奥行きが設けられる。
すなわち、実際には眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０に表示されるものの、ユーザは、右目のイメージは右目側の半透過ディスプレイ２２０を透過し三次元空間領域２２０３ＤＲで認識し、左目のイメージは左目側の半透過ディスプレイ２２０を透過し三次元空間領域２２０３ＤＬで認識する。その結果、認識された両イメージがユーザの脳内で合成されることにより、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄで仮想イメージとして認識することができる。

また、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄは、フレーム・シーケンシャル方式、偏光方式、直線偏光方式、円偏光方式、トップ・アンド・ボトム方式、サイド・バイ・サイド方式、アナグリフ方式、レンチキュラ方式、パララックス・バリア方式、液晶パララックス・バリア方式、２視差方式および３視差以上を利用する多視差方式のいずれかを利用して表示されてもよい。

また、本実施の形態においては、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄは、三次元空間検知領域４１０３Ｄと共有する空間領域を有する。特に、図６および図７に示すように、三次元空間検知領域４１０３Ｄの内部に、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが存在するため、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが共有領域となる。

なお、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの形状およびサイズについては、一対の半透過ディスプレイ２２０への表示方法により任意に調整することができる。
また、図８に示すように、一対の半透過ディスプレイ２２０よりも赤外線検知ユニット４１０が上方（ｙ軸正方向）に配設されている場合について説明しているが、鉛直方向（ｙ軸方向）に対して、赤外線検知ユニット４１０の配設位置が半透過ディスプレイ２２０よりも下方（ｙ軸負方向）または半透過ディスプレイ２２０と同位置であっても、同様に、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄは、三次元空間検知領域４１０３Ｄと共有する空間領域を有する。

（検知領域と仮想表示領域との他の例）
続いて、図９から図１１は、図６から図８において示した検知領域と仮想表示領域との他の例を示す模式図である。

例えば、図９から図１１に示すように、眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０の代わりに、他の入出力装置、表示装置、テレビジョン、モニタ等を用いてもよい。以下、他の入出力装置、表示装置、テレビジョン、モニタ、プロジェクタを総称して入出力装置９００と略記する。

図９に示すように、入出力装置９００からｚ軸負方向に仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが出力され、入出力装置９００にｚ軸方向で対向する位置に配設された赤外線検知ユニット４１０からｚ軸正方向に三次元空間検知領域４１０３Ｄが形成されてもよい。
この場合、入出力装置９００による仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが、三次元空間検知領域４１０３Ｄと共有の空間領域として生じる。

また、図１０に示すように、入出力装置９００から仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが出力され、入出力装置９００と同方向（ｘｙ平面を基準としていずれもｚ軸正側の方向）に赤外線検知ユニット４１０の三次元空間検知領域４１０３Ｄが形成されてもよい。
この場合でも、入出力装置９００による仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが、三次元空間検知領域４１０３Ｄと共有の空間領域として生じる。

次に、図１１に示すように、入出力装置９００から鉛直上方向（ｙ軸正方向）に仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが出力されてもよい。図１１においても、図９、図１０と同様に、入出力装置９００による仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが、三次元空間検知領域４１０３Ｄと共有の空間領域として生じる。

また、図示していないが、入出力装置９００を三次元空間検知領域４１０３Ｄより上方側（ｙ軸正方向の側）に配置し、鉛直下方向（ｙ軸負方向）に仮想イメージ表示領域２２０３Ｄが出力されてもよく、水平方向（ｘ軸方向）から出力されてもよく、プロジェクタまたは映画館のように、後上方（ｚ軸負方向かつｙ軸正方向）から出力されてもよい。

（操作領域とジェスチャ領域）
続いて、検知領域における操作領域とジェスチャ領域とについて説明する。図１２および図１３は、検知領域における操作領域と、ジェスチャ領域との一例を示す模式図である。

まず、図１２に示すように、一般的に、ユーザは、右肩関節ＲＰおよび左肩関節ＬＰの両肩関節を回転中心として両手を水平移動させるため、両手の移動できる領域は、点線で囲まれた移動領域Ｌおよび移動領域Ｒとなる。

また、図１３に示すように、一般的に、ユーザは、右肩関節ＲＰおよび左肩関節ＬＰの両肩関節を回転中心として両手を鉛直移動させるため、両手の移動できる領域は、点線で囲まれた移動領域Ｌおよび移動領域Ｒとなる。

すなわち、図１２および図１３に示すように、ユーザは、両手を右肩関節ＲＰおよび左肩関節ＬＰをそれぞれ回転中心とした欠球状（深度方向に凸のアーチ状曲面を有する）の立体空間内で移動させることができる。

次に、赤外線検知ユニット４１０による三次元空間検知領域４１０３Ｄと、仮想イメージ表示領域が存在しうる領域（図１２では仮想イメージ表示領域２２０３Ｄを例示）と、腕の移動領域Ｌおよび移動領域Ｒを合わせた領域との全てが重なる空間領域を、操作領域４１０ｃとして設定する。
また、三次元空間検知領域４１０３Ｄ内における操作領域４１０ｃ以外の部分で、かつ腕の移動領域Ｌおよび移動領域Ｒを合わせた領域と重なる部分をジェスチャ領域４１０ｇとして設定する。

ここで、操作領域４１０ｃが、深度方向に最も遠い面が深度方向（ｚ軸正方向）に凸のアーチ状に湾曲した曲面である立体形状を有することに対し、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄは、深度方向に最も遠い面が平面である立体形状を有する。このように両領域の間で当該面の形状が異なることに起因し、ユーザは、当該操作において体感的に違和感を覚える。当該違和感を取り除くためにキャリブレーション処理で調整を行なう。また、キャリブレーション処理の詳細については、後述する。

（キャリブレーションの説明）
次いで、キャリブレーション処理について説明を行なう。図１４は、キャリブレーション処理の説明を行なうためのフローチャートである。

図１２および図１３に示したように、ユーザが仮想イメージ表示領域２２０３Ｄに沿って手を動かそうとすると、補助のない平面に沿って動作させる必要がある。したがって、後述する認識処理により仮想イメージ表示領域２２０３Ｄにおいて、操作をし易くするためにキャリブレーション処理を行なう。
また、キャリブレーション処理には、ユーザの個々で異なる指の長さ、手の長さ、腕の長さの調整も行なう。

以下、図１４を用いて説明を行なう。まず、ユーザが、眼鏡表示装置１００を装着し、両腕を最大限に伸張する。その結果、赤外線検知ユニット４１０が、操作領域４１０ｃの最大領域を認識する（ステップＳ１１）。
すなわち、ユーザによりユーザの個々で異なる指の長さ、手の長さ、腕の長さが異なるので、操作領域４１０ｃの調整を行なうものである。

次に、眼鏡表示装置１００においては、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの表示位置を決定する（ステップＳ１２）。すなわち、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄを操作領域４１０ｃの外側に配置するとユーザによる操作が不可能となるため、操作領域４１０ｃの内部に配置する。

続いて、眼鏡表示装置１００の赤外線検知ユニット４１０の三次元空間検知領域４１０３Ｄ内で、かつ仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの表示位置と重ならない位置に、ジェスチャ領域４１０ｇの最大領域を設定する（ステップＳ１３）。
なお、ジェスチャ領域４１０ｇは、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄと重ならないように配置しかつ深さ方向（ｚ軸正方向）に厚みを持たせることが好ましい。

本実施の形態においては、以上の手法により、操作領域４１０ｃ、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ、ジェスチャ領域４１０ｇが設定される。

続いて、操作領域４１０ｃ内における仮想イメージ表示領域２２０３Ｄのキャリブレーションについて説明する。

操作領域４１０ｃ内の仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの外部周囲にユーザの指、手、または腕が存在すると判定された場合に、あたかも仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの内部に存在するように、丸め込みを行なう（ステップＳ１４）。

図１２および図１３に示すように、半透過ディスプレイ２２０により仮想表示されたイメージの中央部近辺では、両腕を最大限に伸ばした状態にすると、両手先が仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ内に留まることなく深さ方向（ｚ軸正方向）の外部へ外れてしまう。また、仮想表示されたイメージの端部においては、両腕を最大限に伸ばさない限り、両手先が仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ内に存在すると判定されない。
そのため、赤外線検知ユニット４１０からの信号を無処理のまま使用すると、ユーザは、手先が仮想イメージ表示領域２２０３Ｄから外れたとしても、そのような状態であることを体感しにくい。

したがって、本実施の形態におけるステップＳ１４の処理においては、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄから外部へ突き出た手先が、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ内にあるものとして補正すべく、赤外線検知ユニット４１０からの信号を処理する。
その結果、ユーザは、両腕を最大限に伸ばした状態、または少し曲げた状態で、奥行きのある平面状の仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ内の中央部から端部まで操作することができる。

なお、本実施の形態においては、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄを、深度方向に最も遠い面が平面である三次元空間領域からなることとしているが、これに限定されず、深度方向に最も遠い面領域Ｌ，Ｒの深度方向に最も遠い面に沿った形状の曲面である三次元空間領域からなることとしてもよい。その結果、ユーザは、両腕を最大限に伸ばした状態、または少し曲げた状態で、奥行きのある平面状の仮想イメージ表示領域２２０３Ｄ内の中央部から端部まで操作することができる。

さらに、半透過ディスプレイ２２０は、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄに矩形状の像を表示させる。例えば、図５（ｂ）に示したように、矩形状の像を表示させる（ステップＳ１５）。
続いて、半透過ディスプレイ２２０に、像の周囲を指で囲んでくださいと、表示を行なう（ステップＳ１６）。ここで、像の近傍に指の形の像を薄く表示してもよいし、半透過ディスプレイ２２０に表示を行なう代わりにスピーカから音声により指示をユーザに伝えてもよい。

ユーザは、指示に従い図５（ｄ）に示すように、指を像の見える部分にあわせる。そして、仮想イメージ表示領域２２０３Ｄの表示領域と、赤外線検知ユニット４１０との相関関係が自動調整される（ステップＳ１７）。
なお、上記においては、指で矩形を形作り、そのように定められた矩形と、像の外縁の矩形にあわせる。このことによって、指により定められた矩形の視認サイズおよび位置と像の外縁の矩形の視認サイズ及び位置とを合わせることとした。しかしながら、指によって形状を定める手法はこれに限定されず、表示された像の外縁を指でなぞる手法、表示された像の外縁上の複数の点を指で指し示す手法等、他の任意の手法であってもよい。また、これらの手法を複数のサイズの像について行ってもよい。

なお、上記のキャリブレーション処理の説明においては、眼鏡表示装置１００の場合についてのみ説明を行ったが、入出力装置９００の場合には、ステップＳ１１の処理において、像を表示させ、ステップＳ１７の処理の当該像と赤外線検知ユニット４１０との相関関係を調整してもよい。

（指、掌、腕認識）
次いで、指認識について説明を行い、その後掌認識、腕認識の順で説明を行なう。図１５は、指認識の一例を示す模式図である。図１５において、（Ａ）は指の先端付近の拡大図であり、（Ｂ）は指の根元付近の拡大図である。図１６は、指認識の処理の一例を示すフローチャートである。

図１６に示すように、本実施の形態においては、デバイスの初期化を行なう（ステップＳ２１）。次に、赤外線照射素子４１１から照射され、手に反射した赤外線が、赤外線検知カメラ４１２により検出される（ステップＳ２２）。
次に、赤外線検知ユニット４１０により画像データをピクセル単位で距離に置き換える（ステップＳ２３）。この場合、赤外線の明るさは、距離の三乗に反比例する。これを利用し、デプスマップを作成する（ステップＳ２４）。

次いで、作成したデプスマップに適切な閾値を設ける。そして、画像データを二値化する（ステップＳ２５）。すなわち、デプスマップのノイズを除去する。
続いて、二値化した画像データから約１００個の頂点を持つポリゴンを作成する（ステップＳ２６）。そして、頂点が滑らかになるようにローパスフィルタ（ＬＰＦ）により、より多くの頂点ｐ_ｎを有する新たな多角形を作成することによって、図１５に示す手の外形ＯＦを抽出する（ステップＳ２７）。
なお、本実施の形態においては、ステップＳ２６において二値化したデータからポリゴンを作成するために抽出する頂点の数を約１００個としているが、これに限定されず、１０００個、その他の任意の個数であってもよい。

ステップＳ２７で作成した新たな多角形の頂点ｐ_ｎの集合から、Ｃｏｎｖｅｘ Ｈｕｌｌを用いて、凸包を抽出する（ステップＳ２８）。
その後、ステップＳ２７で作成された新たな多角形と、ステップＳ２８で作成された凸包との共有の頂点ｐ_０を抽出する（ステップＳ２９）。このように抽出された共有の頂点ｐ_０自体を指の先端点として用いることができる。
さらに、頂点ｐ_０の位置に基づいて算出される他の点を指の先端点として用いてもよい。例えば、図１５（Ａ）に示すように頂点ｐ_０における外形ＯＦの内接円の中心を先端点Ｐ０として算出することもできる。

そして、図１５に示すように、頂点ｐ_０に隣接する左右一対の頂点ｐ_１を通る基準線分ＰＰ_１のベクトルを算出する。その後、頂点ｐ_１と、隣接する頂点ｐ_２とを結ぶ辺ｐｐ_２を選択し、そのベクトルを算出する。同様に、外形ＯＦを構成する頂点ｐ_ｎを用い、辺のベクトルを求める処理を外形ＯＦの外周に沿って繰り返す。各辺の向きと基準線分ＰＰ_１の向きとを調べ、基準線分ＰＰ_１と平行に近くなる辺ｐｐ_ｋが指の股の位置に存在すると判定する。そして、辺ｐｐ_ｋの位置に基づき、指の根元点Ｐ１を算出する（ステップＳ３０）。指の先端点Ｐ０と指の根元点Ｐ１とを直線で結ぶことで、指のスケルトンが得られる（ステップＳ３１）。指のスケルトンを得ることで、指の延在方向を認識することができる。
全ての指について同様の処理を行なうことで、全ての指のスケルトンを得る。これにより、手のポーズを認識することができる。すなわち、親指、人差し指、中指、薬指、小指のいずれの指が広げられ、いずれの指が握られているかを認識することができる。

続いて、直前に実施した数フレームの画像データと比較して、手のポーズの違いを検知する（ステップＳ３２）。すなわち、直前の数フレームの画像データと比較することにより、手の動きを認識することができる。

次いで、認識した手の形状を、ジェスチャデータとしてイベントサービスユニット４６０へイベント配送する（ステップＳ３３）。

次いで、アプリケーションソフトユニット４５９によりイベントに応じた振る舞いを実施する（ステップＳ３４）。

続いて、表示サービスユニット４６２により、三次元空間に描画を要求する（ステップＳ３５）。
グラフィック演算ユニット４６３は、キャリブレーションサービスユニット４６１を用いてキャリブレーションデータ記録ユニット４５７を参照し、表示の補正を行なう（ステップＳ３６）。
最後に、ディスプレイ演算ユニット４６４により半透過ディスプレイ２２０に表示を行なう（ステップＳ３７）。

なお、本実施の形態においては、ステップＳ３０の処理およびステップＳ３１の処理により指の根元点を検出したが、根元点の検出方法はこれに限定されない。例えば、まず、頂点ｐ_０の一方の側と他方の側において隣接する一対の頂点ｐ_１を結ぶ基準線分ＰＰ_１の長さを算出する。次に、当該一方の側と他方の側における一対の頂点ｐ_２間を結ぶ線分の長さを算出する。同様に、当該一方の側と他方の側における一対の頂点間を結ぶ線分の長さを、頂点ｐ_０により近い位置にある頂点からより遠い位置にある頂点への順で算出していく。このような線分は、外形ＯＦ内で交わることなく、互いにおおよそ平行となる。当該線分の両端の頂点が指の部分にある場合は、線分の長さは指の幅に相当するため、その変化量は小さい。一方、線分の両端の頂点の少なくともいずれかが指の股の部分に達した場合は、当該長さの変化量が大きくなる。したがって、当該長さの変化量が所定量を超えずかつ頂点ｐ_０から最も遠い線分を検知し、検知された線分上の１点を抽出することによって、根元点を決定することができる。

（掌認識）
次いで、図１７は、掌認識の一例を示す模式図である。

図１７に示すように、指認識を実施した後、画像データの外形ＯＦに内接する最大内接円Ｃを抽出する。当該最大内接円Ｃの位置が、掌の位置として認識できる。

次いで、図１８は、親指認識の一例を示す模式図である。

図１８に示すように、親指は、人差し指、中指、薬指、および小指の他の４指とは異なる特徴を有する。例えば、掌の位置を示す最大内接円Ｃの中心と各指の根元点Ｐ１とを結ぶ直線が相互になす角度θ１，θ２，θ３，θ４のうち、親指が関与するθ１が最も大きい傾向にある。また、各指の先端点Ｐ０と各指の根元点Ｐ１とを結んだ直線が相互になす角度θ１１，θ１２，θ１３，θ１４のうち、親指が関与するθ１１が最も大きい傾向にある。このような傾向に基づき親指の判定を行なう。その結果、右手か左手か、または掌の表か裏かを判定することができる。

（腕認識）
次いで、腕認識について説明を行なう。本実施の形態において、腕認識は、指、掌および親指のいずれかを認識した後に実施する。なお、腕認識は、指、掌および親指のいずれかを認識する前、またはそれらの少なくともいずれかと同時に実施してもよい。

本実施の形態においては、画像データの手の形のポリゴンよりも大きな領域でポリゴンを抽出する。例えば、長さ５ｃｍ以上１００ｃｍ以下の範囲、より好ましくは、１０ｃｍ以上４０ｃｍ以下の範囲で、ステップＳ２１からＳ２７の処理を実施し、外形を抽出する。
その後、抽出した外形に外接する四角枠を選定する。本実施の形態においては、当該四角枠は、平行四辺形または長方形からなる。
この場合、平行四辺形または長方形は、対向する長辺を有するので、長辺の延在方向から腕の延在方向を認識することができ、長辺の向きから腕の向きを判定することが出来る。なお、ステップＳ３２の処理と同様に、直前の数フレームの画像データと比較して、腕の動きを検知させてもよい。

なお、上記の説明においては、２次元像から指、掌、親指、腕を検出することとしているが、上記に限定されず、赤外線検知ユニット４１０をさらに増設してもよく、赤外線検知カメラ４１２のみをさらに増設し、２次元像から、３次元像を認識させてもよい。その結果、さらに認識確度を高めることができる。

（半透過ディスプレイの表示例）
次に、図１９は、眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０の表示の一例を示す模式図である。

図１９に示すように、眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０には、一部には広告２２１が表示され、さらに一部には地図２２２が表示され、その他には、眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０を透過して風景２２３が視認され、その他に天気予報２２４および時刻２２５が表示される。

（操作領域４１０ｃの詳細）
図２０から図２３は、図１２から図１４において説明した操作領域４１０ｃの他の例を示す模式図である。
図２０および図２１は、ユーザを上方から視認した状態を示す模式図であり、図２２および図２３は、ユーザを側方から視認した状態を示す模式図である。

図２０は、ユーザは、腕ａｒｍ１、腕ａｒｍ２および手Ｈ１を伸ばし切った場合を示し、この場合の手Ｈ１は、右肩関節ＲＰを中心に移動軌跡ＲＬ１を通過する。この場合、移動軌跡ＲＬ１の曲率半径はｒａｄ１である。

一方、図２１は、ユーザは、腕ａｒｍ１および腕ａｒｍ２を屈曲させた場合を示し、この場合の手Ｈ１は、移動軌跡ＲＬ２を通過する。
すなわち、図２１においては、ユーザが水平方向に手Ｈ１を移動させようとしているが、直線に近い移動軌跡ＲＬ２を通ることとなる。この場合、移動軌跡ＲＬ２の曲率半径はｒａｄ２である。ここで、人間工学に基づいて、当然のことながら、曲率半径ｒａｄ１は、曲率半径ｒａｄ２よりも小さい値となる。

この場合、制御ユニット４５０は、赤外線ユニット４１０から移動軌跡ＲＬ１を検知した場合でも、直線移動であるとキャリブレーションする。同様に、制御ユニット４５０は、移動軌跡ＲＬ２を検知した場合でも、直線移動であるとキャリブレーションする。

次いで、図２２は、ユーザは、腕ａｒｍ１、腕ａｒｍ２および手Ｈ１を伸ばし切った場合を示し、この場合の手Ｈ１は、右肩関節ＲＰを中心に移動軌跡ＲＬ３を通過する。この場合、移動軌跡ＲＬ３の曲率半径はｒａｄ３である。

一方、図２３に示すように、ユーザは、腕ａｒｍ１および腕ａｒｍ２を屈曲させた場合を示し、この場合の手Ｈ１は、移動軌跡ＲＬ４を通過する。
すなわち、図２３においては、ユーザが鉛直方向に手Ｈ１を移動させようとしているが、直線に近い移動軌跡ＲＬ４を通ることとなる。この場合、移動軌跡ＲＬ４の曲率半径はｒａｄ４である。ここで、人間工学に基づいて、当然のことながら、曲率半径ｒａｄ３は、曲率半径ｒａｄ４よりも小さい値となる。

この場合、制御ユニット４５０は、赤外線ユニット４１０から移動軌跡ＲＬ３を検知した場合でも、直線移動であるとキャリブレーションする。同様に、制御ユニット４５０は、移動軌跡ＲＬ４を検知した場合でも、直線移動であるとキャリブレーションする。

以上のように、図２０から図２３においては、一方の腕の場合について説明したが、他方の腕の場合も同じように、キャリブレーションが実施され、両腕の場合も複数のキャリブレーションが同時に行われる。

また、移動軌跡ＲＬ１および移動軌跡ＲＬ２の間を通る任意の軌跡に対して、キャリブレーションを実施してもよい。同様に、移動軌跡ＲＬ３および移動軌跡ＲＬ４の間を通る任意の軌跡に対して、キャリブレーションを実施してもよい。

その結果、人間工学に基づいて、ユーザが直線に手Ｈ１を移動させる軌跡が、湾曲していても、制御ユニット４５０によりキャリブレーションされて認識されるとともに、一対の光透過ディスプレイ２２０には、直線で表示されるとともに、直線で移動した軌跡で表示される。

以上のように、遠方側の曲率半径ｒａｄ１と、近方側の曲率半径ｒａｄ２とが異なる。また、遠方側の曲率半径ｒａｄ３と、近方側の曲率半径ｒａｄ４とが異なる。したがって、腕ａｒｍ１、ａｒｍ２を伸長させた遠方側の曲率半径ｒａｄ１，ｒａｄ３よりも大きな近方側の曲率半径ｒａｄ２，ｒａｄ４を設定することができる。その結果、ユーザは、近方側において、円滑に操作し、赤外線ユニット４１０により検知させることができる。したがって、ユーザは、人間工学基づいて円滑に操作することができる。

また、制御ユニット４５０は、遠方側の曲率半径ｒａｄ１，３に沿った移動軌跡ＲＬ１，ＲＬ３を、光透過ディスプレイ２２０に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが手Ｈ１を最大伸長させた場合、右肩関節ＲＰおよび左肩関節ＬＰを中心にユーザの手Ｈ１が遠方側の曲率半径ｒａｄ１，ｒａｄ３を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径ｒａｄ１，ｒａｄ３で移動するため、制御ユニット４５０は、直線として認識し、光透過ディスプレイ２２０に直線移動で表示させる。

同様に、制御ユニット４５０は、近方側の曲率半径ｒａｄ２，ｒａｄ４に沿った移動軌跡ＲＬ２，ＲＬ４を、光透過ディスプレイ２２０に直線移動で表示することができる。すなわち、ユーザが腕ａｒｍ１,ａｒｍ２を曲げた場合、右肩関節ＲＰおよび左肩関節ＬＰを中心にユーザの手が近方側の曲率半径ｒａｄ２，ｒａｄ４を移動する。その結果、ユーザは、直線で移動させている意図があるものの、実際には、曲率半径ｒａｄ２，ｒａｄ４で移動するため、制御ユニット４５０は、直線として認識し、光透過ディスプレイ２２０に直線移動で表示させる。

また、眼鏡表示装置１００は、容易に携帯可能となる。また、ヘッドマウントディスプレイは小型であるので、汎用性および利便性を高めることができる。

本発明においては、半透過ディスプレイ２２０が「表示装置」に相当し、手Ｈ１、腕ａｒｍ２が「対象物」に相当し、赤外線検知ユニット４１０が「深度センサ」に相当し、制御ユニット４５０が「制御部」に相当し、三次元空間検知領域４１０３Ｄが「測定領域」に相当し、遠方側の曲率半径ｒａｄ１，ｒａｄ３が「遠方側の曲率半径」に相当し、近方側の曲率半径ｒａｄ２，ｒａｄ４が「近方側の曲率半径」に相当し、赤外線ユニット４１０から手Ｈ１の方向が「深度方向」に相当し、眼鏡表示装置１００が「入出力装置」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

Claims (5)

1. 立体視像を生成可能な表示装置と、
   対象物までの距離を測定する深度センサと、
   前記深度センサに応じて前記表示装置に表示を行う制御部と、を含み、
   前記深度センサの検知領域は、前記深度センサの深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、
   前記深度センサの深度方向の遠方側の曲率半径と、前記深度センサの深度方向の近方側の曲率半径とが、異なり、
   前記制御部は、前記表示装置の表示領域と前記深度センサの測定領域との相関関係を自動調整することにより、前記遠方側と前記近方側との間の曲率半径に沿った検知領域の前記対象物の検知軌跡を、前記表示装置に直線移動で表示する、入出力装置。
2. 前記湾曲した測定領域は、鉛直方向および水平方向の両方向を含む立体領域である、請求項１に記載の入出力装置。
3. 前記表示装置がヘッドマウントディスプレイである、請求項１または２に記載の入出力装置。
4. 立体視像を生成可能な表示処理と、
   対象物までの距離を測定する深度センサ処理と、
   前記深度センサ処理に応じて前記表示処理に表示を行う制御処理と、を含み、
   前記深度センサ処理の検知領域は、前記深度センサ処理の深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、
   前記深度センサ処理における深度方向の遠方側の曲率半径と、前記深度センサ処理における深度方向の近方側の曲率半径とが、異なり、
   前記制御処理は、前記表示処理の表示領域と前記深度センサ処理の測定領域との相関関係を自動調整することにより、前記遠方側と前記近方側との間の曲率半径に沿った検知領域の前記対象物の検知軌跡を、前記表示処理に直線移動で表示する、入出力プログラム。
5. 立体視像を生成可能な表示工程と、
   対象物までの距離を測定する深度センサ工程と、
   前記深度センサ工程に応じて前記表示工程に表示を行う制御工程と、を含み、
   前記深度センサ工程の検知領域は、前記深度センサ工程の深度方向に幅を有し、かつ湾曲した測定領域からなり、
   前記深度センサ工程における深度方向の遠方側の曲率半径と、前記深度センサ工程における深度方向の近方側の曲率半径とが、異なり、
   前記制御工程は、前記表示工程の表示領域と前記深度センサ工程の測定領域との相関関係を自動調整することにより、前記遠方側と前記近方側との間の曲率半径に沿った検知領域の前記対象物の検知軌跡を、前記表示工程に直線移動で表示する、入出力方法。

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