JPH07261112A - 頭部搭載型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】使用者が手操作を行うことなく周囲の環境視覚
情報を得られるようにする。 【構成】全体制御手段２４６は画像生成手段２４４を制
御して液晶ディスプレイ２３にグラフィック画像を表示
させ、３次元状態センサ２１からの検出データに基づい
て状態判定手段２４２が使用者の頭部の変動状態が予め
定めた所定の変動状態となったことを検出すると、グラ
フィック画像表示を止めて液晶シャッタ２４を開いて使
用者の視線上に提示する視覚情報を周囲の環境視覚情報
に切換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は頭部搭載型ディスプレイ
装置に係り、特に、使用者の視線上に提示する視覚情報
の切換え制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭部搭載型臨場感覚提示装置は、「人工
現実感」第１０６頁〜第１１２頁（日刊工業新聞社発行
舘 すすむ著 １９９２年）に記載されているよう
に、使用者の頭部と一体的に変動するように該頭部に装
着されて該使用者の周囲の環境視覚情報を遮断するヘル
メットと、該ヘルメットに支持されて使用者の視線上に
視覚情報を提示する液晶ディスプレイと、前記ヘルメッ
トの動きに基づいて使用者の頭部の動きを検出する磁気
センサとを備え、検出された頭部の状態に応じたグラフ
ィック画像信号を生成して前記液晶ディスプレイに与え
るように構成されている。

【０００３】このような頭部搭載型臨場感覚提示装置で
は、ヘルメット装着者が周囲の人と連絡を取り合う場合
や周囲の状況を確認するために周囲の環境視覚情報を得
ようとするときには、ヘルメットを外すことが必要であ
り、ヘルメットの着脱が面倒であるという問題がある。

【０００４】最近、使用者がヘルメットを手操作するこ
とにより該ヘルメットを装着したままでも周囲の環境視
覚情報を提示できるようにした頭部搭載型臨場感覚提示
装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の従来装置は、提示する視覚情報を切換えるときには使
用者の手操作が必要であるので、両手でその他の操作を
行いながら実現することができない。

【０００６】本発明の目的は、使用者が手操作を行うこ
となく所望時に周囲の環境視覚情報を提示することがで
きる頭部搭載型臨場感覚提示装置のような頭部搭載型デ
ィスプレイ装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、使用者が所望すると
きに周囲の環境視覚情報を提示するための好ましい具体
的手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、使用者の頭部
と一体的に変動するように該頭部に装着されて該使用者
の周囲の環境視覚情報を遮断する支持体と、該支持体に
支持されて使用者の視線上に視覚情報を提示する画像表
示手段と、前記支持体の動きに基づいて使用者の頭部の
動きを検出する頭部変動状態検出手段と、検出された頭
部の動きに応じた画像信号を生成して前記画像表示手段
に与える画像信号生成手段と、該画像信号生成手段によ
り生成された画像信号に従って前記画像表示手段に表示
された視覚情報と周囲の環境視覚情報を使用者の視線上
に選択的に提示する提示視覚情報選択手段とを備えた頭
部搭載型ディスプレイ装置において、前記提示視覚情報
選択手段に、前記頭部変動状態検出手段により検出され
る使用者の頭部の変動状態が予め定めた所定の変動状態
となったときに該使用者の視線上に提示する視覚情報を
周囲の環境視覚情報に切換える自動切換え手段を設けた
ことを特徴とし、具体的には、前記自動切換え手段は、
頭部の状態が予め定めた空間範囲外に変動したことを検
出したときに使用者の視線上に提示する視覚情報を切換
えるようにし、あるいは、頭部の状態が予め定めた向き
角度範囲外に変動したことを検出したときに使用者の視
線上に提示する視覚情報を切換えるこようにし、あるい
は、頭部の状態が予め定めた空間範囲外及び向き角度範
囲外に変動したことを検出したときに使用者の視線上に
提示する視覚情報を切換えることを特徴とする。

【０００９】また、前記支持体は使用者の視線上に位置
するように周囲の環境視覚情報入射部を設け、前記提示
視覚情報選択手段は、前記環境視覚情報入射部に設けた
開閉シャッタと、該開閉シャッタの内側に設けられて前
記画像表示手段の表示画像を視線上に提示するハーフミ
ラーと、前記頭部変動状態検出手段により検出される使
用者の頭部の変動状態に応じて前記画像表示手段による
画像表示と前記開閉シャッタの開閉動作を制御する自動
切換え手段を備えたことを特徴とし、あるいは、前記提
示視覚情報選択手段は、前記環境視覚情報入射部の内側
において視線上に前記画像表示手段を挿脱可能に支持す
る挿脱駆動手段と、前記頭部変動状態検出手段により検
出される使用者の頭部の変動状態に応じて前記画像表示
手段を視線上に挿脱するように前記挿脱駆動手段を制御
する自動切換え手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】更には、前記視線上に、表示画像に作用す
る焦点調整レンズと環境視覚情報に作用する補正レンズ
を設けたことを特徴とする。

【００１１】また他の発明は、前記提示視覚情報選択手
段に、視線上の周囲の環境視覚情報を環境画像信号に変
換する環境画像入力手段と、前記頭部変動状態検出手段
により検出される使用者の頭部の変動状態が予め定めた
所定の変動状態となったときに前記画像表示手段による
表示画像を環境画像入力手段で得た環境画像信号に切換
える自動切換え手段を設けたことを特徴とし、具体的に
は、前記自動切換え手段は、表示画像の切換えをフェイ
ドアウト，フェイドイン制御によって行うことを特徴と
する。

【００１２】

【作用】提示視覚情報選択手段における自動切換え手段
は、頭部変動状態検出手段により検出される使用者の頭
部の変動状態が予め定めた所定の変動状態となったとき
に該使用者の視線上に提示する視覚情報を周囲の環境視
覚情報に切換えるので、使用者は手操作を行うことなく
周囲の環境視覚情報を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明になる頭部搭載型ディスプレイ装置
における頭部搭載部１を使用者１００の頭部１０１に装
着した状態を示しており、頭部１０１に着脱されるヘル
メット２は周囲の環境視覚情報を取り入れて使用者１０
０の視線上に提示する環境情報入射部３を備えている。

【００１４】ヘルメット２の内部には、図２に示すよう
に、該ヘルメット１の３次元的な位置及び角度を検出す
る３次元状態センサ２１が該ヘルメット１を装着する頭
部１０１の中心線上付近（頭頂付近）に位置するように
設けられ、表示画像をハーフミラー２２を介して視線上
に折り曲げて眼球１０２に視覚情報として提示する画像
表示装置である液晶ディスプレイ２３が設けられ、更
に、前記環境情報入射部３には視線上に前記ハーフミラ
ー２２を通して周囲の環境視覚情報を提示する液晶シャ
ッタ２４とこれを保護する光透過性の保護カバー２５が
設けられる。

【００１５】液晶ディスプレイ２３の表示画面を眼球に
近付けると視野角が広がって表示画像に対する没入感が
増す。このような効果を得るために、図３に示す頭部搭
載部１の他の実施例は、ハーフミラー２２と眼球１０２
の位置との間に焦点調整レンズ２６を備え、周囲の環境
視覚情報を提示するときにこの焦点調整レンズ２６によ
って起る焦点のずれを補正する補正レンズ２７をハーフ
ミラー２２と液晶シャッタ２４の間に備えている。焦点
調整レンズ２６は液晶ディスプレイ２３を眼球１０２に
近付けるように作用し、補正レンズ２７は周囲の環境視
覚情報を提示するときに焦点調整レンズ２６の作用を打
ち消すように作用して、眼球１０２による焦点合わせを
容易にする。なお、前記実施例と等価な構成手段には同
一の参照符号を付して重複する説明を省略する。

【００１６】図４は、このような頭部搭載部１に対する
制御装置を示している。この制御装置は、演算処理装置
２００と指令入力手段３００を備える。演算処理装置２
００は、前記３次元状態センサ２１からの状態検出デー
タを入力する状態データ入力手段２１０と前記液晶シャ
ッタ２４を開閉制御する動作信号発生手段２２０と前記
液晶ディスプレイ２３に画像信号を供給する画像信号出
力手段２３０とこれらに繋がるマイクロコンピュータ等
の演算手段２４０を備える。

【００１７】前記演算手段２４０は、その演算処理機能
手段として、前記状態データ入力手段２１０が取得した
状態検出データから頭部搭載部１（使用者１００の頭部
１０１）の状態を計算する状態計算手段２４１と、この
計算結果を入力して頭部搭載部１の状態を判定する状態
判定手段２４２と、画像メモリ２４３に格納された画像
データを読出して前記液晶ディスプレイ２３に表示する
表示画像データを生成する画像生成手段２４４と、前記
状態計算手段２４１，状態判定手段２４２及び指令入力
手段３００からの信号を入力して遅延信号発生手段２４
５と協働して前記動作信号発生手段２２０及び画像生成
手段２４４を制御する全体制御手段２４６とを備える。

【００１８】前記指令入力手段３００はキーボードやジ
ョイステック等により構成されるもので、生成された画
像データの表示範囲や前記遅延信号発生手段２４５の遅
延時間設定あるいは作業データ等の入力に使用される。

【００１９】前記状態判定手段２４２は、使用者１００
の頭部１０１の状態が画像生成手段２４４によって生成
されたグラフィック画像を提示すべき状態か周囲の環境
視覚情報を提示すべき状態かを判定する手段である。図
５〜図８を参照してこの判定アルゴリズムを説明する。

【００２０】使用者１００は、頭部１０１に頭部搭載部
１を装着して椅子１１０に着座した状態にある。頭部搭
載部１に内装された前記液晶ディスプレイは、２点鎖線
で区画された表示空間１０内で観察することができる情
報画像を使用者１００の頭部１０１の向きに応じて表示
して該使用者１００の視線上に提示する。すなわち、全
体制御手段２４６は、状態計算手段２４１が状態検出デ
ータを計算して得た頭部１０１の状態（位置と角度）に
応じた画像を液晶ディスプレイ２３に表示するように画
像生成手段２４４を制御する。従って、表示画像は使用
者１００の頭部１０１の動きに応じて変化することにな
り、該使用者１００は、恰もこの表示画像で提示される
世界に存在するかのような感覚に没入する。そして、使
用者１００は、この表示画像を観察したり作業指令を与
えるために指令入力手段３００を操作したりする。表示
画像は、使用者１００が指令入力手段３００を操作して
入力した指令を参照して変化させるようにすることもで
きる。

【００２１】このような状態で、使用者１００の視線方
向と一致する視線方向基準線１１ａとこの視線方向基準
線１１ａと直交する横方向基準線１１ｂを想定すると、
これらの基準線１１ａ，１１ｂは、頭部搭載部１の変
動、すなわち使用者１００の頭部１０１の変動と共に変
動する。通常の使用状態におけるこれらの基準線１１
ａ，１１ｂの変動は限られた範囲内であり、この範囲を
越えた変動は周囲の人と連絡を取り合いたいとき，周囲
の環境を確認したいとき或いは休憩したいときの行動に
伴って起る場合が多い。この実施例は、このような使用
状態を考慮し、使用者１００の背面に沿った前記横方向
基準線１１ｂと平行に想定した背面境界線１２を基準と
して前記視線方向基準線１１ａが、図６に示すように、
該背面境界線１２と交差するようになるまで変動するよ
うに横方向の向き角度を変えたときには、使用者１００
は周囲の環境視覚情報の提示を求めていると判定して視
線上に提示する視覚情報を切換えるようにした。

【００２２】また、このようなことは使用者１００が後
方向に変動するように行動したときにも言える。このよ
うな行動は、使用者１００が液晶ディスプレイ２３に表
示された画像を観察し或いはこれに作業しているとき
に、これを中断して休憩しようとするような場合に多く
見られる。この実施例は、このような使用状態も考慮し
て、図７に示すように、横方向基準線１１ｂが背面境界
線１２の後方位置まで後退したときには、周囲の環境視
覚情報の提示が好ましいと判定して使用者１００の視線
上に提示する視覚情報を切換えるようにした。

【００２３】更に、このようなことは使用者１００の視
線方向基準線１１ａが所定の角度以上に俯仰したときも
同様である。この実施例では、図８に示すように、視線
方向基準線１１ａが水平から所定の角度±θ以上に俯仰
したときには提示する視覚情報を切換えるようにした。

【００２４】使用者１００の頭部１０１の状態変動は、
頭部搭載部１の位置及び向き角度の状態変動として前記
３次元状態センサ２１によって状態検出データに変換さ
れて状態データ入力手段２１０を介して状態計算手段２
４１に与えられる。状態計算手段２４１は、この状態検
出データから頭部１０１の状態、すなわち横向き角度，
前後位置及び俯仰角度を算出する。状態判定手段２４４
２は、この算出結果を前記判定アルゴリズムに基づいて
設定された基準と対比し、使用者１００に提示する視覚
情報を切換えすべき程度に該使用者１００の頭部１０１
の状態が変動したかどうかを判定する。

【００２５】次に、使用者に提示する視覚情報を選択的
に切換えるために全体制御手段２４６が備える制御処理
機能を、図９を参照して説明する。処理４０１では状態
計算手段２４１に使用者１００の頭部１０１の状態を計
算させ、処理４０２では使用者１００の頭部１０１が提
示する視覚情報を切換えすべき程度に変動したかどうか
を状態判定手段２４２に判定させる。切換えすべき程の
変動があったときには処理４０４に移って時間管理を行
う。この時間管理は、状態の変動が極めて短い一時的な
ものであるときの切換え抑制や切換え直後の再切換え遅
延等のように、使用者１００の視覚に及ぼす負荷や混乱
を軽減するためのものであり、遅延信号発生手段２４５
に予め設定された遅延時間を参照して処理される。提示
情報切換え条件を満足すると処理４０５に移って何れの
視覚情報を提示すべき変動状態にあるかを判定し、通常
使用状態で画像生成手段２４４が生成したグラフィック
表示画像から周囲の環境視覚情報への切換えモードであ
れば処理４０６に移る。

【００２６】この処理４０６では、液晶ディスプレイ２
３によるグラフィック画像表示を停止するように画像信
号出力手段２３０と画像生成手段２４４を制御すると共
に液晶シャッタ２４を開放するように動作信号発生手段
２２０を制御する。この処理４０６により、使用者１０
０の視線上には液晶シャッタ２４及びハーフミラー２２
を通して周囲の環境視覚情報が提示されるように切換わ
る。この切換えは、違和感を軽減するために、グラフィ
ック表示画像をフェイドアウトし、周囲の環境視覚情報
をフェイドインする制御によって行うことが望ましい。

【００２７】周囲の環境視覚情報の提示から画像生成手
段２４４が生成したグラフィック表示画像への切換えモ
ードであれば処理４０７に移る。この処理４０７では、
液晶シャッタ２４を閉じるように動作信号発生手段２２
０を制御すると共に液晶ディスプレイ２３によるグラフ
ィック画像表示を開始するように画像信号出力手段２３
０と画像生成手段２４４を制御する。この処理４０７に
より、使用者１００の視線上にはハーフミラー２２を介
して液晶ディスプレイ２３のグラフィック表示画像が視
覚情報として提示されるように切換わる。この切換え
は、違和感を軽減するために、周囲の環境視覚情報をフ
ェイドアウトし、グラフィック表示画像をフェイドイン
する制御によって行うことが望ましい。

【００２８】図１０は、本発明になる頭部搭載部１の更
に他の実施例を示している。この実施例は、液晶ディス
プレイ２３を使用者１００の視線上に挿脱駆動手段２８
によって挿脱自在に設置したもので、焦点調整レンズ２
６が液晶ディスプレイ２３と眼球１０２の間に位置する
ように一体化されている。この頭部搭載部１は、ハーフ
ミラーが不要になるので光学系が簡略になり、ヘルメッ
ト２の視線方向の寸法を小さくすることができる。な
お、既述した実施例と等価な構成手段には同一の参照符
号を付して重複する説明を省略する。

【００２９】このような頭部搭載部１は、図４に例示し
たと同様な制御装置によって制御し得る。この制御装置
は、動作信号発生手段２２０が液晶シャッタ２４を開閉
制御する代わりに前記挿脱駆動手段２８を動作させる制
御信号を発生するように変形される。

【００３０】次に、図１０に例示した頭部搭載部１を制
御して使用者に提示する視覚情報を切換えるために全体
制御装置２４６に備えられる制御処理機能を、図１１を
参照して説明する。なお、図９を参照して説明した前記
実施例と共通した制御処理には同一の参照符号を付して
その詳細な説明を省略する。

【００３１】処理４０５において、グラフィック表示画
像から周囲の環境視覚情報への切換えモードであること
を確認すると処理４１１に移る。この処理４１１では、
液晶ディスプレイ２３によるグラフィック画像表示を停
止するように画像信号出力手段２３０と画像生成手段２
４４を制御すると共に前記挿脱駆動手段２８により該液
晶ディスプレイ２３と焦点調整レンズ２６の光学ユニッ
トを上昇させて視線上から退避させるように動作信号発
生手段２２０を制御する。この処理４１１により、使用
者１００の視線上には周囲の環境情報入射部３から入射
される周囲の環境視覚情報が視覚情報として提示される
ように切換わる。

【００３２】処理４０５において、周囲の環境視覚情報
からグラフィック表示画像への切換えモードであること
を確認すると処理４１２に移る。この処理４１２では、
液晶ディスプレイ２３と焦点調整レンズ２６の光学ユニ
ットを下降するように挿脱駆動手段２８を動作させるよ
うに動作信号発生手段２２０を制御すると共に液晶ディ
スプレイ２３によるグラフィック画像表示を開始するよ
うに画像信号出力手段２３０と画像生成手段２４４を制
御する。この処理４１２により、使用者１００の視線上
には液晶ディスプレイ２３のグラフィック表示画像が視
覚情報として提示されるように切換わる。この切換え
は、違和感を軽減するために、周囲の環境視覚情報をフ
ェイドアウトし、グラフィック表示画像をフェイドイン
する制御によって行うことが望ましい。

【００３３】図１２は、本発明になる頭部搭載部１の更
に他の実施例を示している。既述した実施例と等価な構
成手段には同一の参照符号を付して重複する説明を省略
する。この実施例の特徴は、両眼球１０２にそれぞれ対
応するハーフミラー２２と液晶ディスプレイ２３を設け
たことにあり、各液晶ディスプレイ２３は頭部１０１の
前方両外側部に設置されている。ヘルメット２内のこの
頭部前方両外側部には、比較的大きな表示面をもつ液晶
ディスプレイ２３を配置する空間を確保することが容易
であり、高画素密度で高画質の表示画像を大きな視野角
で提示することが容易となり、臨場感を高めるようにす
ることができる。

【００３４】図１３は、本発明になる頭部搭載部１の更
に他の実施例を示している。既述した実施例と等価な構
成手段には同一参照符号を付して重複する説明を省略す
る。この実施例の特徴は、高画素密度で高画質の画像表
示を行うために電子管式ディスプレイ２９を使用し、こ
の電子管式ディスプレイ２９を頭部１０１の両側部にそ
れぞれ配置したことにある。

【００３５】電子管式ディスプレイ２９は、軸方向に比
較的大きな寸法をもつ形態である。ヘルメット２は、頭
部１０１の両側部にこのような形態の電子管式ディスプ
レイ２９を設置する空間を確保することが比較的容易で
ある。各電子管式ディスプレイ２９の表示画像はそれぞ
れ拡大レンズ３０によって拡大され、折返しミラー３１
によって折返され、ハーフミラーによって視線上に提示
され、焦点調整レンズ２６を介して眼球１０２に入射さ
れる。

【００３６】以上に説明した各実施例は、周囲の環境視
覚情報を使用者１００に直視させるように提示する構成
であるが、電気的な画像信号に変換して液晶ディスプレ
イに表示して間接的に提示する構成とすることもでき
る。以下、このように間接的に周囲の環境視覚情報を提
示する本発明になる頭部搭載型ディスプレイ装置を図１
４〜図１６を参照して説明する。なお、前述した実施例
と等価な構成手段には同一の参照符号を付して重複する
説明を省略する。

【００３７】図１４において、使用者１００の視線上に
は折返しミラー３２によって常に液晶ディスプレイ２３
の表示画像で提示される。液晶ディスプレイ２３の設置
位置の変更や焦点調整レンズ２６の付加あるいは電子管
式ディスプレイ２９とその光学系の置換は、既述した実
施例と同様に行うことができる。ＣＣＤカメラ等の環境
画像入力手段３３は、視線上に相当する周囲の環境視覚
情報を電気信号（環境画像信号）に変換する機能を備え
る。

【００３８】図１５はこの頭部搭載部１を制御する制御
装置を示しており、前記環境画像入力手段３２からの環
境画像信号を入力し、この環境画像信号を画像生成手段
２４４に伝達する画像信号入力手段２５０を備える。そ
して、画像生成手段２４４は、前記液晶ディスプレイ２
３に表示させるために生成する画像データを、全体制御
手段２４６からの制御指令に基づいて、グラフィック画
像信号または環境画像信号の何れかに選択的に変更する
機能が付加される。

【００３９】この実施例における全体制御手段２４６
は、図１６に示すように、提示情報切換え条件が満足し
て処理４０５においてグラフィック表示画像から周囲の
環境視覚情報への切換えモードであれば処理４２１に移
る。この処理４２１では、液晶ディスプレイ２３による
画像表示をグラフィック画像表示から環境画像表示に切
換えるように画像信号出力手段２３０と画像生成手段２
４４を制御する。この処理４２１により、使用者１００
の視線上には周囲の環境視覚情報が間接的に提示される
ように切換わる。この切換えは、違和感を軽減するため
に、グラフィック表示画像をフェイドアウトし、周囲の
環境視覚情報をフェイドインする制御によって行うこと
が望ましい。

【００４０】周囲の環境視覚情報の提示からグラフィッ
ク表示画像への切換えモードであれば処理４２２に移
る。この処理４２２では、液晶ディスプレイ２３による
画像表示を環境画像表示からグラフィック画像表示に切
換えるように画像信号出力手段２３０と画像生成手段２
４４を制御する。この処理４２２により、使用者１００
の視線上にはグラフィック画像が提示されるように切換
わる。この切換えは、違和感を軽減するために、環境表
示画像をフェイドアウトし、グラフィック表示画像をフ
ェイドインする制御によって行うことが望ましい。

【００４１】この実施例は、提示する視覚情報の切換え
が電気信号処理によるディスプレイ表示画像の変更で実
現するので、違和感を軽減するための切換え方法の自由
度が大きくなる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の頭部搭載型ディスプレイ装置
は、使用者の視線上に提示する視覚情報の切換えを頭部
の変動状態に応じて行うようにしたので、使用者は手操
作を行うことなく周囲の環境視覚情報を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる頭部搭載型ディスプレイ装置にお
ける頭部搭載部を使用者の頭部に装着した状態を示す外
観図である。

【図２】本発明になる頭部搭載部の一実施例を示す縦断
側面図である。

【図３】本発明になる頭部搭載部の他の実施例を示す縦
断側面図である。

【図４】図２または図３に示した頭部搭載部を制御する
制御装置のブロック図である。

【図５】本発明になる視覚情報切換え判定アルゴリズム
説明図であり、正視状態を示している。

【図６】本発明になる視覚情報切換え判定アルゴリズム
説明図であり、横向き変動状態を示している。

【図７】本発明になる視覚情報切換え判定アルゴリズム
説明図であり、後退変動状態を示している。

【図８】本発明になる視覚情報切換え判定アルゴリズム
説明図であり、俯仰角変動状態を示している。

【図９】本発明になる全体制御手段が実行する制御処理
フローチャートである。

【図１０】本発明になる頭部搭載部の更に他の実施例を
示す縦断側面図である。

【図１１】図１０に示した頭部搭載部の提示視覚情報切
換え制御処理フローチャートである。

【図１２】本発明になる頭部搭載部の更に他の実施例を
示す横断部分平面図である。

【図１３】本発明になる頭部搭載部の更に他の実施例を
示す横断部分平面図である。

【図１４】本発明になる頭部搭載部の更に他の実施例を
示す縦断側面図である。

【図１５】図１４に示した頭部搭載部を制御する制御装
置のブロック図である。

【図１６】図１５に示した制御装置による提示視覚情報
切換え制御処理フローチャートである。

【符号の説明】

１…頭部搭載部、２…ヘルメット、３…環境情報入射
部、２１…３次元状態センサ、２２…ハーフミラー、２
３…液晶ディスプレイ、２４…液晶シャッタ、２００…
演算処理装置、３００…指令入力手段、２４２…状態判
定手段、２４４…画像生成手段、２４６…全体制御手
段。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用者の頭部と一体的に変動するように該
   頭部に装着されて該使用者の周囲の環境視覚情報を遮断
   する支持体と、該支持体に支持されて使用者の視線上に
   視覚情報を提示する画像表示手段と、前記支持体の動き
   に基づいて使用者の頭部の動きを検出する頭部変動状態
   検出手段と、検出された頭部の動きに応じた画像信号を
   生成して前記画像表示手段に与える画像信号生成手段
   と、該画像信号生成手段により生成された画像信号に従
   って前記画像表示手段に表示された視覚情報と周囲の環
   境視覚情報を使用者の視線上に選択的に提示する提示視
   覚情報選択手段とを備えた頭部搭載型ディスプレイ装置
   において、 前記提示視覚情報選択手段は、前記頭部変動状態検出手
   段により検出される使用者の頭部の変動状態が予め定め
   た所定の変動状態となったときに該使用者の視線上に提
   示する視覚情報を周囲の環境視覚情報に切換える自動切
   換え手段を備えたことを特徴とする頭部搭載型ディスプ
   レイ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記自動切換え手段
   は、頭部の状態が予め定めた空間範囲外に変動したこと
   を検出したときに使用者の視線上に提示する視覚情報を
   切換えることを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ装
   置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記自動切換え手段
   は、頭部の状態が予め定めた向き角度範囲外に変動した
   ことを検出したときに使用者の視線上に提示する視覚情
   報を切換えることを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ
   装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記自動切換え手段
   は、頭部の状態が予め定めた空間範囲外及び向き角度範
   囲外に変動したことを検出したときに使用者の視線上に
   提示する視覚情報を切換えることを特徴とする頭部搭載
   型ディスプレイ装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記支持体は使用者の
   視線上に位置するように周囲の環境視覚情報入射部を備
   え、 前記提示視覚情報選択手段は、前記環境視覚情報入射部
   に設けた開閉シャッタと、該開閉シャッタの内側に設け
   られて前記画像表示手段の表示画像を視線上に提示する
   ハーフミラーと、前記頭部変動状態検出手段により検出
   される使用者の頭部の変動状態に応じて前記画像表示手
   段による画像表示と前記開閉シャッタの開閉動作を制御
   する自動切換え手段を備えたことを特徴とする頭部搭載
   型ディスプレイ装置。
6. 【請求項６】請求項１において、前記支持体は使用者の
   視線上に位置するように周囲の環境視覚情報入射部を備
   え、 前記提示視覚情報選択手段は、前記環境視覚情報入射部
   の内側において視線上に前記画像表示手段を挿脱可能に
   支持する挿脱駆動手段と、前記頭部変動状態検出手段に
   より検出される使用者の頭部の変動状態に応じて前記画
   像表示手段を視線上に挿脱するように前記挿脱駆動手段
   を制御する自動切換え手段を備えたことを特徴とする頭
   部搭載型ディスプレイ装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６の１項において、前記視線上
   に、表示画像に作用する焦点調整レンズと環境視覚情報
   に作用する補正レンズを設けたことを特徴とする頭部搭
   載型ディスプレイ装置。
8. 【請求項８】使用者の頭部と一体的に変動するように該
   頭部に装着されて該使用者の周囲の環境視覚情報を遮断
   する支持体と、該支持体に支持されて使用者の視線上に
   視覚情報を提示する画像表示手段と、前記支持体の動き
   に基づいて使用者の頭部の動きを検出する頭部変動状態
   検出手段と、検出された頭部の動きに応じた画像信号を
   生成して前記画像表示手段に与える画像信号生成手段
   と、該画像信号生成手段により生成された画像信号に従
   って前記画像表示手段に表示された視覚情報と周囲の環
   境視覚情報を使用者の視線上に選択的に提示する提示視
   覚情報選択手段とを備えた頭部搭載型ディスプレイ装置
   において、 前記提示視覚情報選択手段は、視線上の周囲の環境視覚
   情報を環境画像信号に変換する環境画像入力手段と、前
   記頭部変動状態検出手段により検出される使用者の頭部
   の変動状態が予め定めた所定の変動状態となったときに
   前記画像表示手段による表示画像を環境画像入力手段で
   得た環境画像信号に切換える自動切換え手段を備えたこ
   とを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ装置。
9. 【請求項９】請求項ｈにおいて、前記自動切換え手段
   は、表示画像の切換えをフェイドアウト，フェイドイン
   制御によって行うことを特徴とする頭部搭載型ディスプ
   レイ装置。