JP7338358B2 - 表示装置、表示システム、表示調整方法及び表示調整プログラム - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、表示システム、表示調整方法及び表示調整プログラムに関する。

仮想現実（ＶＲ：Virtual Reality）又は拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）を実現する技術として、使用者が頭部に装着して用いるヘッドマウント型の表示装置（ヘッドマウントディスプレイ：ＨＭＤ：Head Mounted Display）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような表示装置では、例えば使用者の左眼及び右眼にそれぞれ対応するディスプレイが配置され、左眼には左眼用ディスプレイの映像を、右眼には右眼用ディスプレイの映像を、それぞれ使用者に見せるように構成される。また、現実空間の物体を注視し、予め設定された仮想空間の画像を左眼用ディスプレイ及び右眼用ディスプレイにそれぞれ現実空間の物体と重畳して表示し、現実空間の物体と仮想空間の画像とが適正に重なり合うように調整可能となっている。

特開２００１－２１１４０３号公報

上記のような表示装置では、使用者が現実空間の物体を注視する場合の視線と、仮想空間の画像を注視する場合の視線とが上下方向にずれてしまう場合がある。この場合、現実空間の物体を注視しようとすると、仮想空間の画像が結像しなくなる。逆に、仮想空間の画像を注視しようとすると、現実空間の物体が結像しなくなる。このため、使用者の眼に負担が掛かってしまう。また、上記のような表示装置では、左眼用ディスプレイを左眼で見たときの視線と、右眼用ディスプレイを右眼で見たときの視線とが上下方向にずれてしまう場合がある。この場合、対象となる画像を見た瞬間は像が結像せず、脳の指令により左右の眼球を上下方向に動かすことで結像する。しかしながら、この場合、使用者の眼に負担が掛かってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、使用者の負担を低減することが可能な表示装置、表示システム、表示調整方法及び表示調整プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部と、使用者が前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する視線検出部と、前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整する調整部とを備える。

本発明に係る表示システムは、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部と、使用者が前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する視線検出部と、前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分を出力する出力部と、を有する表示装置と、前記出力部の出力結果に基づいて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置が調整された画像データを生成して前記表示装置に入力する外部処理装置とを備える。

本発明に係る表示調整方法は、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出することと、前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整することとを含む。

本発明に係る表示調整プログラムは、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する処理と、前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整する処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、使用者の負担を低減することが可能となる。

図１は、本実施形態に係る表示装置の一例を模式的に示す図である。 図２は、表示装置における表示部の構成を模式的に示す図である。 図３は、物体視線の一例を模式的に示す図である。 図４は、画像視線の一例を模式的に示す図である。 図５は、表示装置の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、ラインメモリの一例を模式的に示す図である。 図７は、物体視線及び画像視線の検出結果の一例を模式的に示す図である。 図８は、本実施形態に係る表示調整方法の一例を示すフローチャートである。 図９は、左画像視線及び右画像視線の検出結果の一例を模式的に示す図である。 図１０は、表示調整方法の他の例を示すフローチャートである。 図１１は、表示装置の他の例を示す機能ブロック図である。 図１２は、移動機構の一例を示す図である。 図１３は、モータ機構の他の例を示す図である。 図１４は、表示装置の他の例を示す機能ブロック図である。 図１５は、表示装置を備えた表示システムの一例を示す機能ブロック図である。

以下、本発明に係る表示装置、表示システム、表示調整方法及び表示調整プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［表示装置］
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の一例を模式的に示す図である。図１示すように、表示装置１００は、例えば使用者が頭部に装着可能なヘッドマウントディスプレイである。

以下の説明において、左右、前後、上下の各方向は、使用者が表示装置１００を頭部に装着した状態における方向とする。左右方向は、使用者の左右の眼球に対応する方向であり、左眼側を左方、右眼側を右方とする。前後方向は、使用者の頭部の頭頂部側を上方、使用者の頭部の顎側を下方とする。

表示装置１００は、図１に示すように、表示装置１００は、本体部１０と、表示部２０と、視線検出部３０と、制御部４０とを備える。本体部１０は、筐体１１、コネクタ１２及び電力供給部１３を有する。筐体１１は、後述する光学系ＯＳを収容する。筐体１１には、後述する表示部２０が設けられる。電力供給部１３は、コネクタ１２を介して本体部１０に対して電力の供給、電気信号の送受信等を行う。

表示部２０は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを有する。左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒは、使用者の左右の眼球に対応するように左右方向に並んで配置される。

図２は、表示装置１００における表示部２０の構成を模式的に示す図である。図２に示すように、表示部２０は、表示パネル２１と、ハーフミラー２２と、コンバイナミラー２３と、視線検出部３０とを有する。表示パネル２１は、例えば液晶パネル、有機ＥＬパネル、プラズマパネル等、各種の表示パネルが適用可能である。使用者が表示装置１００を装着した状態において、表示部２０は、使用者の左右の眼球に対して前方に配置される。表示パネル２１は、仮想空間の画像を表示する表示面２１ａを有する。

ハーフミラー２２は、例えば光の一部を反射し、一部を透過する。ハーフミラー２２は、表示パネル２１から照射された表示光Ｌｂの一部をコンバイナミラー２３に向けて反射する。また、ハーフミラー２２は、コンバイナミラー２３で反射された光の一部を透過する。

コンバイナミラー２３は、実際の空間に存在する物体Ｍの像を構成する実像光Ｌａをハーフミラー２２側に透過する。実像光Ｌａは、コンバイナミラー２３、ハーフミラー２２を透過して使用者の左右の眼球に到達可能となる。これにより、使用者が左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して物体Ｍを注視可能となっている。また、コンバイナミラー２３は、ハーフミラー２２によって反射された表示光Ｌｂを当該ハーフミラー２２に向けて反射する。ハーフミラー２２及びコンバイナミラー２３は、実像光Ｌａと表示光Ｌｂとを導光する光学系ＯＳを構成する。本実施形態において、光学系ＯＳは、表示装置１００を装着した状態の使用者の眼球（右眼ＥＲ及び左眼ＥＬ：図３、図４参照）に実像光Ｌａ及び表示光Ｌｂを導光する。

視線検出部３０は、使用者の左右の眼球による視線を検出する。視線検出部３０としては、例えば使用者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出可能な視線検出装置、又は使用者の目頭の位置と虹彩の位置とに基づいて視線を検出可能な視線検出装置等、使用者の視線を検出可能な各種装置を用いることができる。

視線検出部３０は、照射部３１と、受光部３２と、処理部３３とを有する（図２、図５参照）。照射部３１は、使用者の左右の眼球に赤外線を照射する。受光部３２は、使用者の左右の眼球で反射された赤外線を受光し、使用者の左右の眼球の画像を生成する。処理部３３は、生成した画像に基づいて、三次元グローバル座標系で規定される視線ベクトルとして使用者の視線を検出する。

処理部３３は、使用者の左右の眼球の物体視線及び画像視線を検出可能である。処理部３３は、検出した物体視線及び画像視線を、後述する記憶部４５に送信する。図３は、物体視線の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、物体視線Ｅ１は、使用者が左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して物体Ｍを注視する場合の使用者の左右の眼球（左眼ＥＬ、右眼ＥＲ）の視線である。なお、左右の眼球の物体視線Ｅ１を区別する場合、左眼ＥＬの物体視線Ｅ１を左物体視線Ｅ１Ｌと表記し、右眼ＥＲの物体視線Ｅ１を右物体視線Ｅ１Ｒと表記する。図４は、画像視線の一例を模式的に示す図である。図４に示すように、画像視線Ｅ２は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置ＰＭに目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球（左眼ＥＬ、右眼ＥＲ）の視線である。なお、左右の眼球の画像視線Ｅ２を区別する場合、左眼ＥＬの画像視線Ｅ２を左画像視線Ｅ２Ｌと表記し、右眼ＥＲの画像視線Ｅ２を右画像視線Ｅ２Ｒと表記する。使用者が目標画像Ｉを注視する場合、左右の目標画像Ｉは、物体Ｍに重なる位置Ｍａに存在するように結像して見えることになる。

図５は、表示装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、制御部４０は、差分検出部４１と、調整部４２と、記憶部４５と、画像処理回路４６とを有する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などで構成された演算処理装置である。制御部４０は、記憶されているプログラムをメモリにロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。制御部４０には、図示しない内部メモリなどが含まれる。内部メモリは、制御部４０の各部を実現させるためのプログラムが記憶されている。この場合、制御部４０は、内部メモリなどに記憶されているプログラムを展開して実行することで、各部の機能を実現する。また、内部メモリは、制御部４０におけるデータの一時記憶などにも用いられる。

差分検出部４１は、視線検出部３０の検出結果に基づいて、検出結果の差分を求める。差分検出部４１は、記憶部４５に記憶される情報を用いて差分を求めることができる。記憶部４５は、視線検出部３０により検出された物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２の情報を記憶する。なお、記憶部４５は、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して前後方向の前方の物体Ｍを注視する場合の使用者の左右の眼球の物体視線Ｅ１と、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球の画像視線Ｅ２とを検出する処理と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する処理とをコンピュータに実行させる表示調整プログラムを記憶する。

差分検出部４１は、視線検出部３０において検出された物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２に基づいて、当該物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を求める。この場合、差分検出部４１は、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を求める。この差分は、例えば視線ベクトルの差として求められたベクトルの上下方向における長さとすることができる。なお、差分検出部４１は、物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を左右でそれぞれ独立して求める。つまり、差分検出部は、左眼についての左物体視線Ｅ１Ｌと左画像視線Ｅ２Ｌとの差分と、右眼についての右物体視線Ｅ１Ｒと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分とをそれぞれ求める。

差分検出部４１は、物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を求める際、使用者の注視点の位置の差分を求めるようにしてもよい。この場合、差分検出部４１は、物体視線Ｅ１と表示部２０に設定される所定の仮想平面との交点を物体注視点Ｐ１（図７参照）とする。また、差分検出部４１は、画像視線Ｅ２と表示部２０に設定される所定の仮想平面との交点を画像注視点Ｐ２（図７参照）とする。仮想平面としては、例えば前後方向に垂直な平面であって被験者の左眼及び右眼から所定距離だけ離れた平面等が挙げられる。このように、物体注視点Ｐ１は、物体視線Ｅ１に対応する。また、画像注視点Ｐ２は、画像視線Ｅ２に対応する。差分検出部４１は、物体注視点Ｐ１と画像注視点Ｐ２との上下方向についての位置の差分を算出する。この差分は、例えば、物体注視点Ｐ１と画像注視点Ｐ２との間の上下方向についての距離とすることができる。

また、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の、使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒが視線検出部３０によって検出された場合、差分検出部４１は、上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を求める。この差分は、例えば視線ベクトルの差として求められたベクトルの上下方向における長さとすることができる。

また、差分検出部４１は、左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を求める際、使用者の注視点の位置の差分を求めるようにしてもよい。この場合、差分検出部４１は、左画像視線Ｅ２Ｌと表示面２１ａとの交点を左画像注視点ＰＬ（図９参照）とする。また、差分検出部４１は、右画像視線Ｅ２Ｒと表示面２１ａとの交点を右画像注視点ＰＲ（図９参照）とする。このように、左画像注視点ＰＬは、左画像視線Ｅ２Ｌに対応する。また、右画像注視点ＰＲは、右画像視線Ｅ２Ｒに対応する。差分検出部４１は、左画像注視点ＰＬと右画像注視点ＰＲとの上下方向についての位置の差分を算出する。この差分は、例えば、左画像注視点ＰＬと右画像注視点ＰＲとの間の上下方向についての距離とすることができる。

調整部４２は、差分検出部４１によって検出された差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する。調整部４２は、上下方向についての差分に応じて、表示位置を段階的に調整することができる。例えば、検出された差分の大きさを段階的に区分しておき、当該差分の区分に対応するように調整量の区分を段階的に設定しておく。これにより、差分が大きくなるほど、調整量が段階的に大きくなる。なお、調整部４２は、差分の有無のみを検出し、差分が検出された場合に、予め設定された調整量だけ調整するようにしてもよい。

調整部４２は、例えば、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに入力される画像データを補正することで画像の表示位置を調整する。調整部４２は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒについてそれぞれ設けられる。調整部４２は、ラインメモリ４３及びアドレス制御部４４を有する。ラインメモリ４３は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示させる画像データをラインごとに記憶する。アドレス制御部４４は、ラインメモリ４３から出力される画像データの読み出し開始となる基準アドレスを制御する。

図６は、ラインメモリ４３の一例を模式的に示す図である。図６に示すように、ラインメモリ４３には、各ラインに対応するアドレスが設定される。例えば、図中の最上段のライン（１ライン目）のアドレスが０と設定され、下側のラインに至るにつれて順に１、２、…、と設定され、最下段のラインのアドレスがＺと設定される。ラインメモリ４３は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに対応するようにライン数及びアドレスが設定される。

ラインメモリ４３には、書き込みアドレスＷ及び読み出しアドレスＲが設定される。書き込みアドレスＷは、外部から入力される画像データが書き込まれるラインのアドレスを示す。読み出しアドレスＲは、ラインメモリ４３に書き込まれた画像データが読み出されるラインのアドレスを示す。外部から画像データが入力される場合、例えばアドレス０のラインからアドレスＺのラインに順次書き込まれ、最大値Ｚに到達した後は０に戻る。

書き込みアドレスＷと読み出しアドレスＲとの関係について説明する。基準アドレスａとすると、読み出しアドレスＲは、書き込みアドレスＷに対して、
Ｒ＝Ｗ－ａ（但し、Ｒ＜０の場合はＲ＝Ｚ－ａ）
と表すことができる。

このように読み出しアドレスＲを設定することにより、Ｗ＝ａとなる場合、つまりラインメモリ４３のうち基準アドレスａに対応するラインまで画像データが書き込まれた場合、読み出しアドレスＲが０となる。この場合、ラインメモリ４３のうち最上段のライン（アドレス０となるライン）に書き込まれている画像データが読み出される。このように、画像データの書き込みに対してａライン遅延したラインの画像データが出力される。

これに対して、基準アドレスａの値を１ライン分小さくした場合、最上段のラインが読み出されるタイミングが１ライン分早くなる。このため、見かけ上、表示画像が上方に１ライン分ずれて表示される。また、基準アドレスａの値を１ライン分大きくした場合、最上段のラインが読み出されるタイミングが１ライン分遅くなる。このため、見かけ上、表示画像が下方に１ライン分ずれて表示される。したがって、アドレス制御部４４により基準ラインａの値を調整することで、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示される表示画像の位置を上下方向に移動させることができる。

［表示調整方法］
次に、本実施形態に係る表示調整方法について説明する。本実施形態に係る表示調整方法では、使用者が上記の表示装置１００を頭部に装着した状態で、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する。

使用者が上記の表示装置１００を頭部に装着した状態において、使用者の左眼の前方には左眼用表示部２０Ｌが配置され、使用者の右眼の前方には右眼用表示部２０Ｒが配置される。本実施形態に係る表示調整方法では、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して前方の物体Ｍを注視する場合の物体視線Ｅ１と、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球の画像視線Ｅ２と、の差分を低減するように調整する。

まず、視線検出部３０により、使用者の左眼及び右眼の視線検出を開始する。この状態で、使用者に物体Ｍを注視させる場合、表示部２０は、例えば左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒには画像を表示しないことが好ましい。なお、表示部２０は、使用者に対して物体Ｍを注視するように促すための情報等を表示してもよい。視線検出部３０は、使用者に物体Ｍを注視させた状態で、使用者の物体視線Ｅ１を検出する。

続いて、使用者に目標画像Ｉを注視させる。この場合、表示部２０は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒのうち物体Ｍに対応する位置（例えば、物体Ｍに重なる位置）に目標画像Ｉを表示する。表示部２０は、上記同様に、使用者に対して目標画像Ｉを注視するように促すための情報等を表示してもよい。視線検出部３０は、使用者に目標画像Ｉを注視させた状態で、使用者の画像視線Ｅ２を検出する。

図７は、物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２の検出結果の一例を模式的に示す図である。図７に示す例において、視線検出部３０は、物体視線Ｅ１に対応する使用者の物体注視点Ｐ１の位置（Ｘ１、Ｙ１）と、画像視線Ｅ２に対応する使用者の画像注視点Ｐ２の位置（Ｘ２、Ｙ２）とを、物体視線Ｅ１、画像視線Ｅ２として検出することができる。

本実施形態において、物体注視点Ｐ１は、前後方向に垂直であって被験者の左眼及び右眼から所定距離だけ離れた平面と物体視線Ｅ１の視線ベクトルとの交点である。また、画像注視点Ｐ２は、仮想平面と画像視線Ｅ２を構成する視線ベクトルとの交点である。このような物体注視点Ｐ１及び画像注視点Ｐ２を求める場合、処理部３３は、まず、受光部３２で得られた情報に基づいて、物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２を視線ベクトルとして検出する。その後、例えば物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２と所定の仮想平面との交点を物体注視点Ｐ１及び画像注視点Ｐ２とする。処理部３３は、仮想平面上の基準位置の座標を基準として、物体注視点Ｐ１及び画像注視点Ｐ２の座標を求める。仮想平面は、例えばハーフミラー２２の表面に設けられてもよいし、使用者の左右の眼球とハーフミラー２２との間の空間に設けられてもよい。処理部３３は、物体視線Ｅ１及び画像視線Ｅ２の視線ベクトルと、物体注視点Ｐ１及び画像注視点Ｐ２の座標とを記憶部４５に記憶させる。なお、処理部３３は、使用者が物体Ｍを注視する際に取得される物体視線Ｅ１の視線ベクトル及び物体注視点Ｐ１の座標を先に記憶部４５に記憶し、使用者が目標画像Ｉを注視する際に取得される画像視線Ｅ２の視線ベクトル及び画像注視点Ｐ２の座標を直接差分検出部４１に出力してもよい。

例えば、左眼用表示部２０Ｌと右眼用表示部２０Ｒとが上下方向にずれた状態で取り付けられた場合、使用者が物体Ｍを注視する場合の視線と、目標画像Ｉを注視する場合の視線とが上下方向にずれてしまう場合がある。この場合、物体Ｍを注視しようとすると、目標画像Ｉが結像しなくなる。逆に、目標画像Ｉを注視しようとすると、物体Ｍが結像しなくなる。このため、使用者の眼に負担が掛かってしまう。そこで、本実施形態では、使用者の物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との間に上下方向の差分が存在する場合、当該差分を低減するように、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示する画像の位置を調整することで、使用者の負担の低減を図る。

差分検出部４１は、記憶部４５に記憶される情報又は処理部３３から出力される情報に基づいて、上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を検出する。図７に示すように、差分検出部４１は、例えば物体注視点Ｐ１と画像注視点Ｐ２との上下方向についての距離を差分Ｓ１として検出することができる。なお、差分検出部４１は、物体視線Ｅ１の視線ベクトルと画像視線Ｅ２の視線ベクトルとの差分を検出する場合、例えば視線ベクトルの差として求められたベクトルの上下方向におけるベクトル量を差分として検出することができる。差分検出部４１は、検出した差分Ｓ１を出力する。

調整部４２は、差分検出部４１から出力された差分Ｓ１に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する。例えば、調整部４２は、差分Ｓ１が予め設定された閾値以上である場合に、表示位置の調整を行うようにすることができる。調整部４２は、例えばアドレス制御部４４によりラインメモリ４３における画像データの読み出し開始のラインを選択することで、表示位置を調整可能である。

図８は、本実施形態に係る表示調整方法の一例を示すフローチャートである。表示装置１００が使用者の頭部に装着された後、図８に示すように、視線検出部３０が使用者の左右の視線の検出を開始し（ステップＳ１０１）、この状態で使用者に物体Ｍを注視させる（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、視線検出部３０は、使用者に物体Ｍを注視させた状態で、使用者の物体視線Ｅ１を検出する。

次に、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示し、使用者に目標画像Ｉを注視させる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、視線検出部３０は、使用者に目標画像Ｉを注視させた状態で、使用者の画像視線Ｅ２を検出する。

次に、差分検出部４１は、上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を検出する（ステップＳ１０４）。差分検出部４１において差分が検出された場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、調整部４２は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。差分検出部４１において差分が検出されない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、表示位置の調整を行うことなく、処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る表示装置１００は、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒと、使用者が左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して前後方向の前方の物体Ｍを注視する場合の使用者の左右の眼球の物体視線Ｅ１と、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球の画像視線Ｅ２とを検出可能な視線検出部３０と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する調整部４２とを備える。

本実施形態に係る表示調整方法は、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して前後方向の前方の物体Ｍを注視する場合の使用者の左右の眼球の物体視線Ｅ１と、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球の画像視線Ｅ２とを検出することと、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整することとを含む。

本実施形態に係る表示調整プログラムは、左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒを透過して前後方向の前方の物体Ｍを注視する場合の使用者の左右の眼球の物体視線Ｅ１と、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて物体Ｍに対応する位置に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左右の眼球の画像視線Ｅ２とを検出する処理と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する処理とをコンピュータに実行させる。

本実施形態によれば、使用者の物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との間に上下方向の差分が存在する場合、当該差分を低減するように、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示する画像の位置が調整される。このため、物体Ｍに対応する画像を表示する際、使用者に物体Ｍを注視する場合と同じ視線で画像を注視させることができる。これにより、使用者の負担を低減することができる。

本実施形態に係る表示装置１００において、調整部４２は、上下方向についての差分に応じて、表示位置を段階的に調整する。この構成によれば、差分に応じて表示位置を段階的に調整することができるため、効率的な調整が可能となる。

本実施形態に係る表示装置１００において、調整部４２は、物体視線Ｅ１に対応する物体注視点Ｐ１の位置と、画像視線Ｅ２に対応する画像注視点Ｐ２の位置との間の上下方向についての差分に応じて、表示位置を調整する。この構成によれば、物体注視点Ｐ１及び画像注視点Ｐ２に基づいて差分を算出することで、より精度よく表示位置を調整することが可能となる。

本実施形態に係る表示装置１００において、調整部４２は、画像の画像データが書き込まれるラインメモリ４３を有し、差分に応じて、ラインメモリ４３における画像データの読み出し開始のラインを選択することで表示位置を調整する。この構成によれば、ラインメモリ４３における画像データの読み出し開始のラインを選択することで、表示部２０を構成する構成部材の位置関係を変更することなく、容易に表示位置を調整することが可能となる。

［他の表示調整方法］
次に、表示調整方法の他の例について説明する。使用者が上記の表示装置１００を頭部に装着した状態において、使用者の左眼の前方には左眼用表示部２０Ｌが配置され、使用者の右眼の前方には右眼用表示部２０Ｒが配置される。他の例に係る表示調整方法では、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて使用者の前方に目標画像Ｉをそれぞれ表示し、使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌと、右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒを検出可能な視線検出部と、の差分を低減するように調整する。

まず、視線検出部３０により、使用者の左眼及び右眼の視線検出を開始する。この状態で、使用者に目標画像Ｉを注視させる。この場合、表示部２０は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて互いに対応する位置に目標画像Ｉを表示する。このような位置としては、例えば、左眼用表示部２０Ｌと右眼用表示部２０Ｒとで左右対称となる位置等が挙げられる。表示部２０は、使用者に対して目標画像Ｉを注視するように促すための情報等を表示してもよい。視線検出部３０は、使用者に目標画像Ｉを注視させた状態で、使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌと、右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒとを検出する。

図９は、左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒの検出結果の一例を模式的に示す図である。図９に示す例において、視線検出部３０は、左画像視線Ｅ２Ｌに対応する使用者の左画像注視点ＰＬの位置（ＸＬ、ＹＬ）と、右画像視線Ｅ２Ｒに対応する使用者の右画像注視点ＰＲの位置（ＸＲ、ＹＲ）とを、左画像視線Ｅ２Ｌ、右画像視線Ｅ２Ｒとして検出することができる。

本実施形態において、左画像注視点ＰＬは、前後方向に垂直であって被験者の左右の眼球から所定距離だけ離れた平面と左画像視線Ｅ２Ｌの視線ベクトルとの交点である。また、右画像注視点ＰＲは、仮想平面と右画像視線Ｅ２Ｒを構成する視線ベクトルとの交点である。このような左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲを求める場合、処理部３３は、まず、受光部３２で得られた情報に基づいて、左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒを視線ベクトルとして検出する。その後、例えば左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒと所定の仮想平面との交点を左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲとする。処理部３３は、仮想平面上の基準位置の座標を基準として、左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲの座標を求める。処理部３３は、左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒの視線ベクトルと、左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲの座標とを記憶部４５に記憶させる。なお、処理部３３は、使用者が目標画像Ｉを注視する際に取得される左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒの視線ベクトル及び左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲの座標を、直接差分検出部４１に出力してもよい。また、記憶部４５は、左右方向に並んで配置され、画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて使用者の前方に目標画像Ｉをそれぞれ表示する処理と、使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒを検出する処理と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する処理とをコンピュータに実行させる表示調整プログラムを記憶する。

例えば、上記実施形態と同様、左眼用表示部２０Ｌと右眼用表示部２０Ｒとが上下方向にずれた状態で取り付けられた場合、左眼用表示部２０Ｌを左眼で見たときの視線と、右眼用表示部２０Ｒを右眼で見たときの視線とが上下方向にずれてしまうことがある。この場合、対象となる画像を見た瞬間は像が結像せず、脳の指令により左右の眼球を上下方向に動かすことで結像する。しかしながら、この場合、使用者の眼に負担が掛かってしまう。そこで、本実施形態では、使用者の左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの間に上下方向の差分が存在する場合、当該差分を低減するように、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示する画像の位置を調整することで、使用者の負担の低減を図る。

差分検出部４１は、記憶部４５に記憶される情報又は処理部３３から出力される情報に基づいて、上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を検出する。図９に示すように、差分検出部４１は、例えば左画像注視点ＰＬと右画像注視点ＰＲとの上下方向についての距離を差分Ｓ２として検出することができる。なお、差分検出部４１は、左画像視線Ｅ２Ｌの視線ベクトルと右画像視線Ｅ２Ｒの視線ベクトルとの差分を検出する場合、例えば視線ベクトルの差として求められたベクトルの上下方向における長さを差分として検出することができる。差分検出部４１は、検出した差分Ｓ２を出力する。

調整部４２は、差分検出部４１から出力された差分Ｓ２に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する。例えば、調整部４２は、差分Ｓ２が予め設定された閾値以上である場合に、表示位置の調整を行うようにすることができる。この場合、調整部４２は、上下方向について、左画像注視点ＰＬと右画像注視点ＰＲとの中間の位置に表示位置を調整することができる。これにより、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒの両方に表示位置の調整量を分散させることができる。調整部４２は、例えばアドレス制御部４４によりラインメモリ４３における画像データの読み出し開始のラインを選択することで、表示位置を調整可能である。なお、調整部４２は、左眼用表示部２０Ｌもしくは右眼用表示部２０Ｒのいずれか一方を、他方に合わせるように表示位置を調整してもよい。

図１０は、表示調整方法の他の例を示すフローチャートである。表示装置１００が使用者の頭部に装着された後、図１０に示すように、視線検出部３０が使用者の左右の視線の検出を開始し（ステップＳ２０１）、この状態で左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに目標画像Ｉを表示して、使用者に目標画像Ｉを注視させる（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、視線検出部３０は、使用者に目標画像Ｉを注視させた状態で、使用者の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右画像視線Ｅ２Ｒを検出する。

次に、差分検出部４１は、上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を検出する（ステップＳ２０３）。差分検出部４１において差分が検出された場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、調整部４２は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整して（ステップＳ２０４）、処理を終了する。差分検出部４１において差分が検出されない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、表示位置の調整を行うことなく、処理を終了する。

本実施形態に係る表示装置１００は、左右方向に並んで配置され、画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒと、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて使用者の前後方向の前方に目標画像Ｉをそれぞれ表示した状態で使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒを検出する視線検出部３０と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する表示位置を調整する調整部４２とを備える。

本実施形態に係る表示調整方法は、左右方向に並んで配置され、画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて使用者の前後方向の前方に目標画像Ｉをそれぞれ表示することと、使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒを検出することと、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する表示位置を調整することとを含む。

本実施形態に係る表示調整プログラムは、左右方向に並んで配置され、画像を表示可能な左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒにおいて使用者の前後方向の前方に目標画像Ｉをそれぞれ表示する処理と、使用者が目標画像Ｉを注視する場合の使用者の左の眼球の左画像視線Ｅ２Ｌ及び右の眼球の右画像視線Ｅ２Ｒを検出する処理と、左右方向及び前後方向に直交する上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する表示位置を調整する処理とをコンピュータに実行させる。

本実施形態によれば、使用者の左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの間に上下方向の差分が存在する場合、当該差分を低減するように、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示する画像の位置が調整される。このため、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する際、左右で同じ視線となるように画像を注視させることができる。これにより、使用者の負担を低減することができる。

本実施形態に係る表示装置１００において、調整部４２は、左画像視線Ｅ２Ｌに対応する左画像注視点ＰＬの位置と、右画像視線Ｅ２Ｒに対応する右画像注視点ＰＲの位置との間の上下方向についての差分に応じて、表示位置を調整する。この構成によれば、左画像注視点ＰＬ及び右画像注視点ＰＲに基づいて差分を算出することで、より精度よく表示位置を調整することが可能となる。

本実施形態に係る表示装置１００において、調整部４２は、上下方向について、左画像注視点ＰＬと右画像注視点ＰＲとの中間の位置に表示位置を調整する。この構成によれば、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒのそれぞれに表示位置の調整量を分散させることができる。これにより、表示画像の一部が左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒの表示領域からはみ出して非表示となってしまうことを抑制できる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態の表示装置１００では、調整部４２が、ラインメモリ４３における画像データの読み出し開始のラインを選択することで表示位置を調整する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

図１１は、表示装置の他の例を示す機能ブロック図である。図１１に示すように、表示装置１００Ａは、視線検出部３０及び制御部１４０を有する。図１１に示す表示装置１００は、表示部２０の表示パネル２１を移動させることで、表示画像の位置を上下方向に移動させる。視線検出部３０の構成は、上記同様である。

制御部１４０は、差分検出部４１と、モータ制御部１４２と、記憶部４５とを有する。差分検出部４１及び記憶部４５の構成は、上記同様である。モータ制御部１４２は、モータ１４３Ｍを制御する。モータ制御部１４２及び移動機構１４３は、表示パネル２１を移動させるための調整部１４１を構成する。

図１２は、移動機構１４３の一例を示す図である。移動機構１４３は、モータ１４３Ｍと、出力軸１４４と、第１ギア１４５と、第２ギア１４６と、移動部材１４７とを有する。モータ１４３Ｍは、モータ制御部１４２の制御によって出力軸１４４に回転駆動力を付与する。出力軸１４４は、モータ１４３Ｍからの回転駆動力を第１ギア１４５に伝達する。第１ギア１４５は、出力軸１４４と一体で回転する。第１ギア１４５は、第２ギア１４６と噛み合っている。第２ギア１４６は、外周及び内周に歯を有する。外周の歯は、第１ギア１４５と噛み合っている。内周の歯は、移動部材１４７と噛み合っている。移動部材１４７は、円柱状であり、外周に歯が形成される。移動部材１４７の外周の歯は、第２ギア１４６と噛み合っている。移動部材１４７は、第２ギア１４６が回転することにより、前後方向に移動可能である。移動部材１４７は、表示パネル２１に連結される。移動部材１４７が前後方向に移動することにより、表示パネル２１が移動部材１４７と一体で前後方向に移動するため、表示パネル２１に表示される画像の表示位置が前後方向に移動する。表示パネル２１に表示される画像は、ハーフミラー２２及びコンバイナミラー２３によって反射されて使用者に到達する。この場合、使用者が表示装置１００を装着した状態においては、表示パネル２１が前後方向に移動することで、表示される画像の表示位置が上下方向に移動する。モータ制御部１４２は、上下方向についての差分に応じて、モータ１４３Ｍの回転量を段階的に調整することにより、表示パネル２１の移動量を段階的に調整可能である。これにより、上下方向についての差分に応じて、表示位置を段階的に調整することができる。

図１３は、モータ機構の他の例を示す図である。図１３に示すように、移動機構１４３Ａは、モータ１４３Ｍと、出力軸１４４と、第１ギア１４５と、第２ギア１４８と、回転軸１４９とを有する。モータ１４３Ｍ、出力軸１４４、第１ギア１４５の構成については、図１２に示す例と同様とすることができる。第２ギア１４８は、外周に歯を有し、第１ギア１４５と噛み合っている。回転軸１４９は、第２ギア１４８と一体で回転する。回転軸１４９は、ハーフミラー２２に連結される。なお、図１３には、白抜き矢印の方向からハーフミラー２２を見た状態を一部に示している。回転軸１４９が回転することにより、ハーフミラー２２が回転軸１４９と一体で回転する。ハーフミラー２２が回転することにより、使用者の眼球に向かう光の方向が上下方向に変化する。このため、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに表示される表示画像の位置を上下方向に移動させることができる。この場合においても、モータ制御部１４２は、上下方向についての差分に応じて、モータ１４３Ｍの回転量を段階的に調整することにより、ハーフミラー２２の回転角度を段階的に調整可能である。これにより、上下方向についての差分に応じて、表示位置を段階的に調整することができる。

このように、上記の表示装置１００Ａにおいて、調整部１４１は、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒについての上下方向の相対的な位置関係を調整することで表示位置を調整する。これにより、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒの上下方向の相対的な位置関係を直接調整することにより、表示に使用可能な領域が制限されずに済む。

また、調整部１４１が、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒについての上下方向の相対的な位置関係を調整することで表示位置を調整する構成では、上下方向の差分を直接的に調整することができる。また、調整部１４１が、ハーフミラー２２を調整することで表示位置を調整する構成では、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒの位置を変更することなく、表示位置を調整することができる。

なお、図１２及び図１３に示す移動機構１４３は、モータ１４３Ｍが設けられず、出力軸１４４を手動で回転させる構成であってもよい。この場合、例えば、物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分、又は左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を表示部２０に表示してもよい。これにより、使用者が手動で表示画像の位置を上下方向に調整する際の調整量を容易に把握させることが可能となる。以下、具体的に説明する。

図１４は、表示装置の他の例を示す機能ブロック図であり、出力軸１４４を手動で回転させる構成について示している。図１４に示すように、表示装置１００Ｂは、視線検出部３０及び制御部２４０を有する。視線検出部３０の構成は、上記同様である。制御部２４０は、差分検出部４１と、ズレ量表示画像生成部２４１と、画像重畳部２４２と、記憶部４５と、画像処理回路４６とを有する。差分検出部４１、記憶部４５及び画像処理回路４６は、上記と同様である。ズレ量表示画像生成部２４１は、物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分、又は左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分をズレ量として表示部２０に表示するためのズレ量表示画像を生成する。ズレ量表示画像としては、任意の画像を採用可能である。ズレ量表示画像生成部２４１は、差分検出部４１の検出結果に応じて、ズレ量表示画像を変化させることができる。例えば、物体視線Ｅ１に対して画像視線Ｅ２が下方にずれていた場合にはズレ量表示画像を青色で表示し、物体視線Ｅ１に対して画像視線Ｅ２が上方にずれていた場合にはズレ量表示画像を赤色で表示し、ズレが無い場合には無色で表示することができる。また、ズレ量表示画像生成部２４１は、ズレ量が大きいほどズレ量表示画像を濃く表示することができる。画像重畳部２４２は、目標画像Ｉに対して、ズレ量表示画像を重畳させるように表示する。この構成では、ズレ量表示画像の色が薄くかつ無色になるように使用者に調整させることで、物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を調整しやすくすることができる。

［表示システム］
図１５は、表示装置を備えた表示システムの一例を示す機能ブロック図である。図１５に示すように、表示システムＳＹＳは、表示装置１００Ｃと、外部処理装置３５０とを備える。表示装置１００Ｃは、表示部２０、視線検出部３０及び制御部３４０を有する。表示部２０及び視線検出部３０の構成については、上記同様である。

制御部３４０は、差分検出部４１と、記憶部４５と、画像処理回路４６とを有する。差分検出部４１、記憶部４５及び画像処理回路４６の各部の構成は、上記同様である。図１５に示す構成において、差分検出部４１は、差分を検出した結果を外部処理装置３５０に出力する出力部としての機能を有する。

外部処理装置３５０は、差分検出部４１の出力結果に基づいて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置が調整された画像データを生成する。外部処理装置３５０は、生成した画像データを表示装置１００Ｃに入力する。この画像データは、例えば画像処理回路４６に入力される。画像処理回路４６は、入力された画像データを表示部２０（２０Ｌ、２０Ｒ）に出力する。

このように、本実施形態に係る表示システムＳＹＳは、上下方向についての物体視線Ｅ１と画像視線Ｅ２との差分を表示装置１００から出力し、出力結果に基づいて、外部処理装置３５０が、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置が調整された画像データを生成して表示装置１００に入力するため、画像欠けを生じることなく画像の表示位置を調整できる。

また、上記表示システムＳＹＳは、上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分を表示装置１００から出力し、出力結果に基づいて、外部処理装置３５０が、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置が調整された画像データを生成して表示装置１００に入力するため、画像欠けを生じることなく画像の表示位置を調整できる。

なお、上記説明において、上下方向についての左画像視線Ｅ２Ｌと右画像視線Ｅ２Ｒとの差分に応じて、左眼用表示部２０Ｌ及び右眼用表示部２０Ｒに画像を表示する場合の表示位置を調整する態様では、現実の物体Ｍの実像光Ｌａが表示部２０を透過可能な表示装置（いわゆる拡張現実（ＡＲ）型）に限定されない。例えば、実像光Ｌａを透過せず、表示部２０に表示する画像を使用者に見せる表示装置（いわゆる仮想現実（ＶＲ）型）であってもよい。

Ｅ…眼球、Ｅ１…物体視線、Ｅ２…画像視線、ＥＬ…左画像視線、Ｉ…目標画像、ＥＲ…右画像視線、Ｍ…物体、Ｐ１…物体注視点、Ｐ２…画像注視点、ＰＬ…左画像注視点、ＰＲ…右画像注視点、Ｓ１，Ｓ２…差分、ＯＥ…光学素子、ＰＭ，Ｍａ…位置、ＯＳ…光学系、Ｌａ…実像光、Ｌｂ…表示光、ＳＹＳ…表示システム、Ｐ１８５２７３ＪＰ０１…貴社先願、１０…本体部、１１…筐体、１２…コネクタ、１３…電力供給部、２０…表示部、２０Ｌ…左眼用表示部、２０Ｒ…右眼用表示部、２１ａ…表示面、２１…表示パネル、２２…ハーフミラー、２３…コンバイナミラー、３０…視線検出部、３１…照射部、３２…受光部、３３…処理部、４０，１４０，２４０，３４０…制御部、４１…差分検出部、４２，１４１…調整部、４３…ラインメモリ、４４…アドレス制御部、４５…記憶部、４６…画像処理回路、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…表示装置、１４２…モータ制御部、１４３，１４３Ａ…移動機構、１４３Ｍ…モータ、１４４…出力軸、１４５…第１ギア、１４６，１４８…第２ギア、１４７…移動部材、１４９…回転軸、２４１…ズレ量表示画像生成部、２４２…画像重畳部、３５０…外部処理装置

Claims (9)

1. 左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部と、
   使用者が前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する視線検出部と、
   前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整する調整部と
   を備える表示装置。
2. 前記調整部は、前記上下方向についての前記差分に応じて、前記表示位置を段階的に調整する
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記調整部は、前記物体視線に対応する前記使用者の注視点の位置と、前記画像視線に対応する前記使用者の注視点の位置との間の前記上下方向についての差分に応じて、前記表示位置を調整する
   請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 前記調整部は、前記画像の画像データが書き込まれるラインメモリを有し、前記差分に応じて、前記ラインメモリにおける前記画像データの読み出し開始のラインを選択することで前記表示位置を調整する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記調整部は、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部についての前記上下方向の相対的な位置関係を調整することで前記表示位置を調整する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部は、前記画像を含む光を導光する光学系を有し、
   前記調整部は、前記光学系を調整することで前記表示位置を調整する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部と、
   使用者が前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する視線検出部と、
   前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分を出力する出力部と、を有する表示装置と、
   前記出力部の出力結果に基づいて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置が調整された画像データを生成して前記表示装置に入力する外部処理装置と
   を備える表示システム。
8. 左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出することと、
   前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整することと
   を含む表示調整方法。
9. 左右方向に並んで配置され、一部の光を透過可能でありかつ画像を表示可能な左眼用表示部及び右眼用表示部を透過して前後方向の前方の物体を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の物体視線と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部において前記物体に対応する位置に目標画像をそれぞれ表示した状態で前記使用者が前記目標画像を注視する場合の前記使用者の左右の眼球の画像視線とを検出する処理と、
   前記左右方向及び前記前後方向に直交する上下方向についての前記物体視線と前記画像視線との差分に応じて、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部に画像を表示する表示位置を調整する処理と
   をコンピュータに実行させる表示調整プログラム。

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