JP2017111724A - 配管用ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】運送点検において立体視像を容易に操作し、効率的な運転作業者の管理を実現することができる運送点検用ヘッドマウントディスプレイ、運送点検用ヘッドマウントディスプレイのプログラムを提供することである。【解決手段】運送点検用ヘッドマウントディスプレイは、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、車両の情報を取得する撮像装置と、深度センサによる対象物の動作に応じて表示装置の表示を制御する制御部と、制御部は、車両の情報を取得し、深度センサによる対象物の動きに応じて車両の点検項目を表示装置に表示させ、対象物の動きに応じて、点検項目の結果を外部記録部に送信する送信部を含む【選択図】図２４

Description

本発明は、配管用ヘッドマウントディスプレイに関する。

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／***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。

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な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。

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

近年、海中に配管が設置され、当該配管内に通信ケーブル等が収納されている。経時変化による劣化が生じるために、定期的に海中の配管を点検または溶接する必要性がある。
しかしながら、海中または海底に設置された配管へ、太陽の光が届かないことが多い。

その結果、配管を点検または溶接する場合、海中へ潜る人は、投光器またはライト等を手に持つ必要性がある。海中へ潜る人は、溶接道具または点検道具にさらに投光器またはライト等を所有する必要が出てくる。
または、ヘッドライトを頭部に設けて作業を行う場合もあるが、ヘッドライトの灯りは、一部分にしか届かず、作業低下が生じやすい。

本発明の主な目的は、配管の点検または溶接を容易に行うことができる配管用ヘッドマウントディスプレイを提供することである。
本発明の他の目的は、太陽の光が届かない配管の点検または溶接を容易に行うことができる配管用ヘッドマウントディスプレイを提供することである。

（１）
一局面に従う配管用ヘッドマウントディスプレイは、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、配管を撮像するための紫外線撮像装置と、深度センサによる対象物の動作に応じて表示装置の表示を制御する制御部と、を含み、制御部は、紫外線撮像装置により配管を表示装置に表示する。

この場合、制御部は、紫外線撮像装置により撮像された配管を表示装置に表示させることができる。その結果、暗闇の中において溶接をする際に、配管の位置を表示装置に表示させることができるので、確実に点検または作業、溶接等を実施することができる。特に深海等の配管に対しては、太陽の光が届かないため、表示装置の表示を確認して作業を行うことができる。

（２）
第２の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイは、一局面に従う配管用ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御部は、深度センサによる対象物の動作に応じて配管の点検個所リストおよび配管位置を表示してもよい。

この場合、制御部は、配管の点検個所リストおよび配管位置が表示される。その結果、配管用ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザは、対象物の動作に応じて配管の点検個所リストおよび配管位置を表示するので、深海等の暗闇の中でも容易に配管の点検および溶接を実施することができる。

（３）
第３の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイは、一局面または第２の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御部は、深度センサによる対象物の動作に応じて紫外線撮像装置の配管の映像から溶接すべき位置を判定し、配管の溶接位置を前記表示装置に表示してもよい。

この場合、制御部は、深度センサによる対象物の動作に応じて紫外線撮像装置の配管の映像から溶接すべき位置を判定し、かつ、配管の溶接位置を表示装置に表示するので、容易に配管の溶接位置を認識することができる。

（４）
第４の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイは、第３の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御部は、配管自動溶接装置の取り付け位置を配管の表示装置に表示してもよい。

この場合、配管用ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者は、容易に配管自動溶接装置の取り付け位置を認識することができる。すなわち、深海等の暗闇においても、確実に配管自動溶接装置を設置することができる。

（５）
第５の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイは、一局面から第４の発明にかかる配管用ヘッドマウントディスプレイにおいて、対象物は、少なくとも人体の指、掌、手、腕、またはグローブ装着の手であってもよい。

この場合、対象物は、人体の指、掌、手、腕またはグローブを装着した手であるので、特別な対象物を持たずに表示装置の表示を操作することができる。
また、グローブ等を装着した場合でも、制御部は、深度カメラにより確実に認識することができる。
なお、グローブを例示したが、これに限定されず、手袋等、任意の保護道具を用いてもよい。

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。 眼鏡表示装置を配管の点検溶接に用いた場合の制御ユニットの動作の一例を示すフローチャートである。 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２５の半透過ディスプレイの表示の拡大状態を示す模式図である。 溶接する場合の制御ユニットの動作の一例を示すフローチャートである。 自動溶接装置を設置する位置の表示の一例を示す模式図である。

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。

（配管の点検溶接）
図２４は、眼鏡表示装置１００を配管の点検溶接に用いた場合の制御ユニット４５０の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、本実施の形態においては、深海に配設された配管について例示を行う。具体的には、ネットワークケーブル等を収納する配管、油水等を送る配管等が多数海底に設置されている。

海底に潜って配管の点検を行うダイバーは、眼鏡表示装置１００を装着する。
眼鏡表示装置１００の制御ユニット４５０は、眼鏡表示装置１００の半透過ディスプレイ２２０にカメラユニット３０３で撮像された映像を表示する。本実施の形態において、カメラユニット３０３は、紫外線カメラからなる。

この場合、ダイバーは、海底に到達した場合、紫外線のカメラユニット３０３により撮像された配管ＰＩＰＥを半透過ディスプレイ２２０により確認することが可能となる。以下、詳細に説明を行う。

図２５は、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。
制御ユニット４５０は、半透過ディスプレイ２２０に、紫外線のカメラユニット３０３で撮像した配管ＰＩＰＥ（図２５参照）を表示する（ステップＳ７１）。ここで、半透過ディスプレイ２２０に表示されるのは、半透過ディスプレイ２２０の仮想イメージ表示領域２２０３Ｄに表示されている。

続いて、ダイバーは、操作領域４１０ｃ内で手袋またはグローブを装着した手Ｈ１（以下、単に手Ｈ１と呼ぶ。）により操作を行う。それにより、制御ユニット４５０は、手Ｈ１の動作を認識する（ステップＳ７２）。
次いで、制御ユニット４５０は、ステップＳ７２の処理の手Ｈ１の動作に応じて半透過ディスプレイ２２０の仮想イメージ表示領域２２０３Ｄに、点検溶接リストを表示する（ステップＳ７３）。

具体的に、図２５に示すように、ダイバーは、位置Ａの溶接を実施した後、半透過ディスプレイ２２０のチェック印の四角枠内に手Ｈ１を一定時間移動させる。
例えば、制御ユニット４５０は、手Ｈ１の人差し指の指先が３秒位置させられたと認識した場合（ステップＳ７４）、半透過ディスプレイ２２０のチェック印の四角枠に、レ点を表示させる（ステップＳ７５）。

なお、本実施の形態においては、手Ｈ１の指先を３秒位置させることとしているが、これに限定されず、他の任意の秒数位置させることで、レ点を表示させてもよく、他の手の動作を認識することによりレ点を表示させてもよい。

次に、図２５に示すように、ダイバーは、位置Ｂおよび位置Ｃの点検確認を行った場合、半透過ディスプレイ２２０のチェック印の四角枠内に手Ｈ１を一定時間位置させる。
上記と同様に制御ユニット４５０は、手Ｈ１の人差し指の指先が３秒位置させられたと認識した場合、半透過ディスプレイ２２０のチェック印の四角枠に、レ点を表示させる。

最後に、制御ユニット４５０は、点検溶接項目の全てのチェック印にレ点が付けられたか否かを判定する（ステップＳ７６）。点検溶接項目の全てのチェック印にレ点が付けられていないと判定した場合、ステップＳ７３の処理からステップＳ７６の処理を繰り返す。一方、点検溶接項目の全てのチェック印にレ点が付けられたと判定した場合、処理を終了する。

続いて、ダイバーが、配管ＰＩＰＥの位置Ｄの溶接を行う場合について説明を行う。図２６は、図２５の半透過ディスプレイ２２０の表示の拡大状態を示す模式図である。
また、図２７は、溶接する場合の制御ユニット４５０の動作の一例を示すフローチャートである。

図２５および図２６に示すように、溶接棒が実際にｒｏｄＡの位置にあり、配管ＰＩＰＥの位置Ｄの溶接を行う場合について説明する。
まず、制御ユニット４５０は、半透過ディスプレイ２２０に溶接位置Ｄを表示する（ステップＳ７３ａ）。次に、制御ユニット４５０は、カメラユニット３０３により現実の溶接棒ｒｏｄＡの位置を認識する（ステップＳ７３ｂ）。

次に、制御ユニット４５０は、最適な溶接棒のあるべきｒｏｄＢの位置を半透過ディスプレイ２２０に表示する（ステップＳ７３ｃ）。
この場合、図２５に示すように、制御ユニット４５０は、半透過ディスプレイ２２０に溶接棒をｒｏｄＢの位置に移動させるように指示する。
その結果、ダイバーは、視界が悪い環境であっても、溶接すべき位置を容易に認識することができる。

次いで、制御ユニット４５０は、カメラユニット３０３を用いて薄肉部を検知する。この場合、図２６に示すように、制御ユニット４５０は、カメラユニット３０３から距離を認識し、配管ＰＩＰＥの肉厚が薄い薄肉部を判定する（ステップＳ７３ｄ）。
制御ユニット４５０は、ステップＳ７３ｄの処理において、薄肉部があると判定した場合、すなわち、位置Ｄにおいて他の部分と比較して厚みが薄い薄肉部があると判定した場合、図２６に示すように、溶接不足または未溶接部分として表示が行われる。

この場合、制御ユニット４５０は、ステップＳ７３ａの処理からステップＳ７３ｄの処理を繰り返す。
その結果、制御ユニット４５０は、図２６に示すように、配管ＰＩＰＥの溶接不足の部分を表示する。

ダイバーは、ｒｏｄＡの位置にある溶接棒を、半透過ディスプレイ２２０の理想の溶接棒位置ｒｏｄＢに移動させて溶接を行う。その結果、ダイバーは、配管ＰＩＰＥの溶接不足または未溶接部分を無くすことができる。
制御ユニット４５０は、位置Ｄに薄肉部がないと判定した場合、処理を終了する。その後、ダイバーは、手Ｈ１によりチェック印にレ点を入れて次の点検溶接項目に移行する。

なお、本実施の形態においては、制御ユニット４５０により配管ＰＩＰＥの溶接不足または未溶接部分が無いと判定された場合、自動的にチェック印にレ点を入れてもよい。

また、本実施の形態においては、配管ＰＩＰＥの溶接について説明を行ったが、これに限定されず、配管の劣化、特に薄肉化、配管の亀裂等を検知して実施してもよい。

（自動溶接装置を適用した場合）
続いて、自動溶接装置ＡＴＷを用いて配管ＰＩＰＥの溶接を行う場合について説明する。図２８は、自動溶接装置ＡＴＷを設置する位置の表示の一例を示す模式図である。ここで、自動溶接装置ＡＴＷとは、自動的に配管ＰＩＰＥの周囲を移動して溶接を行う装置である。

ダイバーは、自動溶接装置ＡＴＷとともに、海中に移動する。
図２８に示すように、ダイバーは、半透過ディスプレイ２２０に表示された配管ＰＩＰＥの位置Ｄに自動溶接装置ＡＴＷを配置する。その結果、自動溶接装置ＡＴＷにより自動的に配管ＰＩＰＥの位置Ｄに溶接が施される。

なお、上記の本実施の形態においては、点検溶接項目をジェスチャデータ記録ユニット４５５に記録するとしているが、これに限定されず、外部記録装置から受信されていてもよい。また、外部記録装置とは、クラウド等であってもよい。

また、眼鏡表示装置１００は、潜水用のヘルメットと一体化してもよい。

以上のように、制御ユニット４５０は、紫外線のカメラユニット３０３により撮像された配管ＰＩＰＥを半透過ディスプレイ２２０に表示させることができる。その結果、ダイバーが暗闇の中において溶接をする際に、配管ＰＩＰＥの位置を半透過ディスプレイ２２０に表示させることができるので、確実に点検または作業、溶接等を実施することができる。特に深海等の配管に対しては、太陽の光が届かないため、半透過ディスプレイ２２０の表示を確認して作業を行うことができる。

また、制御ユニット４５０は、配管ＰＩＰＥの点検溶接リストおよび配管位置Ａ乃至位置Ｄ等が表示される。その結果、眼鏡表示装置１００を装着したダイバーは、手Ｈ１の動作に応じて配管ＰＩＰＥの点検溶接項目および配管位置を表示することができる。また、制御ユニット４５０は、溶接すべき位置を判定し、かつ、配管の溶接位置を半透過ディスプレイ２２０に表示するので、容易に配管の溶接位置を認識することができる。

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、赤外線検知ユニット４１０が「深度センサ」に相当し、カメラユニット３０３が「紫外線撮像装置」に相当し、手Ｈ１、腕ａｒｍ２、グローブ装着の手Ｈ１、潜水服を着た腕ａｒｍ２が「対象物」に相当し、制御ユニット４５０が「制御部」に相当し、配管ＰＩＰＥが「配管」に相当し、配管位置Ｄが、「配管位置、溶接すべき位置、取り付け位置」に相当し、眼鏡表示装置１００が「配管用ヘッドマウントディスプレイ」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。

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
Ｈ１ 手
ＲＰ 右肩関節
ＬＰ 左肩関節

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、
   配管を撮像するための紫外線撮像装置と、
   前記深度センサによる前記対象物の動作に応じて前記表示装置の表示を制御する制御部と、を含み、
   前記制御部は、前記紫外線撮像装置により前記配管を前記表示装置に表示する、配管用ヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記制御部は、前記深度センサによる前記対象物の動作に応じて前記配管の点検個所リストおよび前記配管位置を表示する、請求項１記載の配管用ヘッドマウントディスプレイ。
3. 前記制御部は、前記深度センサによる前記対象物の動作に応じて前記紫外線撮像装置の前記配管の映像から溶接すべき位置を判定し、前記配管の溶接位置を前記表示装置に表示する、請求項１または２記載の配管用ヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記制御部は、配管自動溶接装置の取り付け位置を前記配管の前記表示装置に表示する、請求項３記載の配管用ヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記対象物は、少なくとも人体の指、掌、手、腕、またはグローブ装着の手である、請求項１から４のいずれか１項に記載の配管用ヘッドマウントディスプレイ。
   

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