JP2018142857A - 頭部装着型表示装置、プログラム、及び頭部装着型表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】頭部装着型表示装置の装着状態の調整を、頭部装着型表示装置により案内する。
【解決手段】使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する画像表示部２０と、画像表示部を透過する外光の透過率を調整する右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７と、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態を判定し、判定結果に基づいて右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７を制御し、画像表示部２０を透過する外光の透過率を調整する制御部１５０とを備える頭部装着型表示装置１００。
【選択図】図５

Description

本発明は、頭部装着型表示装置、プログラム、及び頭部装着型表示装置の制御方法に関する。

従来、画像を表示する表示部を備え、使用者の頭部に装着して使用される頭部装着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。頭部装着型表示装置は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）と呼ばれ、ＨＭＤを頭部に装着した使用者に画像を視認させることができる。ＨＭＤは、表示部が出力する画像光を使用者の眼に導くことにより、使用者に画像を視認させるため、ＨＭＤが正しく装着されていないと、本来視認できるはずの画像が視認できない場合がある。
特許文献１の虚像表示装置は、位置決めの指標となるマーカーを表示する位置決め用部材と、虚像形成部の光学系に取り付けられた位置決め用部材の位置を移動して、装着者の眼に対する虚像形成部の位置を調整する位置合わせ機構とを備える。虚像表示装置の装着者は、虚像表示装置を装着した装着状態において、鏡に自己の姿を映した外界像から、自分の眼の位置等を確認し、位置合わせ機構を用いて虚像形成部を移動させて位置の調整を行う。また、位置の調整が完了すると、装着者は、位置決め用部材を虚像形成部の光学系から取り外す。

特開２０１３−１８６２９２号公報

しかしながら、特許文献１の虚像表示装置は、虚像表示装置の他に自己の姿を映す鏡を用意しなければならず、また、位置の調整後、位置決め用部材を虚像形成部の光学系から取り外す作業が必要となる。
本発明は、頭部装着型表示装置の装着状態の調整を容易に行うことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定し、判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する制御部と、を備える。
本発明によれば、表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の光量の透過率が調整される。このため、表示部の装着状態を外光の光量の透過率によって示すことができる。従って、表示部の装着状態を調整するために表示部の装着状態を映す鏡を用意する必要がなくなり、装着状態の調整を容易に行うことができる。

また、本発明は、前記表示部は、画像を表示する表示領域を有し、前記透過率調整部は、前記表示領域を含む前記表示部に重ねて配置される透過率調整板を有し、前記制御部は、前記表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の透過率を調整する前記透過率調整板の領域を設定し、設定した領域の外光の光量の透過率を調整する。
本発明によれば、使用者の頭部に対する表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の透過率を調整する透過率調整板の領域が設定され、設定された領域の外光の光量の透過率が透過率調整部により調整される。このため、表示部の装着状態の判定結果に対応した透過率調整板の領域の外光の光量の透過率を調整することができる。このため、使用者に、表示部の装着状態の判定結果を示すことができる。

また、本発明は、前記透過率調整板は、複数の領域に区分され、領域ごとに可視光の透過率を設定可能であり、前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着位置のずれ方向を判定し、前記透過率調整板の領域であって、判定したずれ方向に対応する領域の透過率を調整する。
本発明によれば、使用者の頭部に対する表示部の装着位置のずれ方向を判定して、判定したずれ方向に対応する領域の透過率が調整される。このため使用者に、表示部の装着位置のずれ方向を通知することができる。

また、本発明は、前記透過率調整板は、複数の領域に区分され、領域ごとに可視光の透過率を設定可能であり、前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着位置のずれ方向を判定し、前記透過率調整板の領域であって、判定したずれ方向とは逆の方向に対応する領域の透過率を調整する。
本発明によれば、使用者の頭部に対する表示部の装着位置のずれ方向を判定して、判定したずれ方向とは逆の方向に対応する領域の透過率が調整される。外光の光量の透過率を調整することで、表示部が表示する画像の視認性を高めることができる。すなわち、外光の光量の透過率が調整された方向に表示部の装着状態を調整することで、表示部が表示する画像の視認性が高まる。このため、使用者は、表示部が表示する画像の視認性が高まる方向に表示部の装着状態を調整することで、表示部の装着状態のずれを調整することができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記透過率調整板が有する複数の領域における可視光の透過率を設定することにより、表示オブジェクトを前記透過率調整板に表示し、前記表示オブジェクトは前記表示部の外側から認識可能な向きで表示される。
本発明によれば、透過率調整板に、表示部の外側から認識可能な向きで表示される表示オブジェクトを表示させることができる。

また、本発明は、前記表示オブジェクトは、前記表示部の装着状態に関する情報を含む。
本発明によれば、透過率調整板に、表示部の装着状態に関する情報を含む表示オブジェクトを表示させることができる。

また、本発明は、前記表示オブジェクトは、前記頭部装着型表示装置の動作状態に関する情報を含む。
本発明によれば、透過率調整板に、頭部装着型表示装置の動作状態に関する情報を含む表示オブジェクトを表示させることができる。

また、本発明は、報知部を備え、前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態のずれ量が、予め設定された範囲以内にある場合に、前記透過率調整部により外光の光量の透過率を調整し、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態のずれ量が、前記範囲よりも大きい場合に、前記報知部による報知を行う。
本発明によれば、使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態のずれ量が予め設定された範囲よりも大きい場合に、報知部による報知を行うことができる。

上記課題を解決するため、本発明は、使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、を備える頭部装着型表示装置に搭載されたコンピューターにより実行されるプログラムであって、コンピューターに、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定する判定手順と、前記判定手順の判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する調整手順と、を実行させる。
本発明によれば、表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の光量の透過率が調整される。このため、表示部の装着状態を外光の光量の透過率によって示すことができる。従って、表示部の装着状態を調整するために表示部の装着状態を映す鏡を用意する必要がなくなり、装着状態の調整を容易に行うことができる。

上記課題を解決するため、本発明は、使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、を備える頭部装着型表示装置の制御方法であって、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する調整ステップと、を有する。
本発明によれば、表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の光量の透過率が調整される。このため、表示部の装着状態を外光の光量の透過率によって示すことができる。従って、表示部の装着状態を調整するために表示部の装着状態を映す鏡を用意する必要がなくなり、装着状態の調整を容易に行うことができる。

ＨＭＤの外観構成を示す説明図。 画像表示部の光学系の構成を示す図。 画像表示部を使用者の頭部側から見た要部斜視図。 カメラの画角の説明図。 ＨＭＤを構成する各部のブロック図。 制御部及び記憶部のブロック図。 画像表示部が使用者の頭部の適正な位置に装着された状態を示す図。 使用者が画像表示部をずれた状態で装着した状態を示す図。 使用者の頭部の側とは反対側から見た画像表示部を示す図。 使用者が画像表示部をずれた状態で装着した状態を示す図。 使用者が画像表示部をずれた状態で装着した状態を示す図。 制御部の動作を示すフローチャート。 電子シェードに表示される表示オブジェクトを示す図。

［第１実施形態］
図１は、本発明を適用した実施形態のＨＭＤ（Head Mounted Display：頭部装着型表示装置）１００の外観構成を示す説明図である。
ＨＭＤ１００は、使用者の頭部に装着された状態で使用者に虚像を視認させる画像表示部２０（表示部）と、画像表示部２０を制御する制御装置１０と、を備える表示装置である。制御装置１０は、図１に示すように、平たい箱形のケース１０Ａ（筐体、あるいは本体ともいえる）を備え、ケース１０Ａに後述する各部を備える。ケース１０Ａの表面には、使用者の操作を受け付ける各種のボタン１１、スイッチ、トラックパッド１４等が設けられる。これらを使用者が操作することによって、制御装置１０は、ＨＭＤ１００のコントローラーとして機能する。

画像表示部２０は、使用者の頭部に装着される眼鏡形状の装着体であり、外光を透過可能に構成される。画像表示部２０は、右保持部２１と、左保持部２３と、前部フレーム２７とを有する本体に、右表示ユニット２２、左表示ユニット２４、右導光板２６及び左導光板２８を備える。
右保持部２１及び左保持部２３は、それぞれ、前部フレーム２７の両端部から後方に延び、眼鏡のテンプル（つる）のように、使用者の頭部に画像表示部２０を保持する。ここで、前部フレーム２７の両端部のうち、画像表示部２０の装着状態において使用者の右側に位置する端部を端部ＥＲとし、使用者の左側に位置する端部を端部ＥＬとする。右保持部２１は、前部フレーム２７の端部ＥＲから、画像表示部２０の装着状態において使用者の右側頭部に対応する位置まで延伸して設けられる。左保持部２３は、端部ＥＬから、画像表示部２０の装着状態において使用者の左側頭部に対応する位置まで延伸して設けられる。

右導光板２６及び左導光板２８は、前部フレーム２７に設けられる。右導光板２６は、画像表示部２０の装着状態において使用者の右眼の眼前に位置し、右眼に画像を視認させる。左導光板２８は、画像表示部２０の装着状態において使用者の左眼の眼前に位置し、左眼に画像を視認させる。

前部フレーム２７は、右導光板２６の一端と左導光板２８の一端とを互いに連結した形状を有する。右導光板２６と左導光板２８との連結位置は、使用者が画像表示部２０を装着する装着状態において、使用者の眉間に位置する。前部フレーム２７は、右導光板２６と左導光板２８との連結位置において、画像表示部２０の装着状態で使用者の鼻に当接する鼻当て部を設けてもよい。この場合、鼻当て部と右保持部２１及び左保持部２３とにより画像表示部２０を使用者の頭部に保持できる。また、右保持部２１及び左保持部２３に、画像表示部２０の装着状態において使用者の後頭部に接するベルト（図示略）を連結してもよく、この場合、ベルトによって画像表示部２０を使用者の頭部に保持できる。

右表示ユニット２２は、右導光板２６による画像の表示に係るユニットであり、右保持部２１に設けられ、装着状態において使用者の右側頭部の近傍に位置する。左表示ユニット２４は、左導光板２８による画像の表示に係るユニットであり、左保持部２３に設けられ、装着状態において使用者の左側頭部の近傍に位置する。なお、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４を総称して単に「表示駆動部」とも呼ぶ。

本実施形態の右導光板２６及び左導光板２８は、光透過性の樹脂等によって形成される光学部であり、例えばプリズムによって構成される。右導光板２６及び左導光板２８は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４が出力する画像光を使用者の眼に導く。

画像表示部２０は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４がそれぞれ生成する画像光を、右導光板２６及び左導光板２８に導き、この画像光によって虚像を使用者に視認させることによって、画像を表示する。使用者の前方から、右導光板２６及び左導光板２８を透過して外光が使用者の眼に入射する場合、使用者の眼には、虚像を構成する画像光及び外光が入射することとなり、虚像の視認性が外光の強さに影響される。このため、例えば前部フレーム２７に右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７（図５）を配置し、虚像の視認のしやすさを調整できる。右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７は、本発明の「透過率調整部」に相当する。

カメラ６１は、画像表示部２０の前部フレーム２７に配設される。カメラ６１は、使用者が画像表示部２０を装着した状態で視認する外景方向を撮像することが望ましく、前部フレーム２７の前面において、右導光板２６及び左導光板２８を透過する外光を遮らない位置に設けられる。図１の例では、カメラ６１が前部フレーム２７の端部ＥＲ側に配置される。カメラ６１は、端部ＥＬ側に配置されてもよく、右導光板２６と左導光板２８との連結部に配置されてもよい。

カメラ６１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子及び撮像レンズ等を備えるデジタルカメラであり、本実施形態のカメラ６１は単眼カメラであるが、ステレオカメラで構成してもよい。カメラ６１は、ＨＭＤ１００の表側方向、換言すれば、ＨＭＤ１００を装着した状態における使用者の視界方向の少なくとも一部の外景（実空間）を撮像する。別の表現では、カメラ６１は、使用者の視界と重なる範囲又は方向を撮像し、使用者が注視する方向を撮像するということもできる。カメラ６１の画角の広さは適宜設定可能であるが、本実施形態では、後述するように、使用者が右導光板２６及び左導光板２８を通して視認する外界を含む。より好ましくは、右導光板２６及び左導光板２８を透過して視認可能な使用者の視界の全体を撮像できるように、カメラ６１の撮像範囲が設定される。
カメラ６１は、制御部１５０（図６）が備える撮像制御部１４９の制御に従って撮像を実行し、撮像画像データを撮像制御部１４９に出力する。

ＨＭＤ１００は、距離センサー６４を備える。距離センサー６４は、右導光板２６と左導光板２８との境目部分に配置される。使用者が画像表示部２０を装着した状態で、距離センサー６４の位置は、水平方向においては使用者の両眼のほぼ中間であり、鉛直方向においては使用者の両眼より上である。

距離センサー６４は、予め設定された測定方向に位置する測定対象物までの距離を検出する。距離センサー６４は、例えば、ＬＥＤやレーザーダイオード等の光源と、光源が発する光が測定対象物に反射する反射光を受光する受光部とを有する。この場合、距離センサー６４は、後述する制御部１５０の制御に従い、三角測距処理や時間差に基づく測距処理を実行する。また、距離センサー６４は、超音波を発する音源と、測定対象物で反射する超音波を受信する検出部とを備える構成としてもよい。この場合、距離センサー６４は、制御部１５０の制御に従い、超音波の反射までの時間差に基づき測距処理を実行する。なお、距離センサー６４は光源や受光部、或いは音源と検出部とを備え、測距処理を制御部１５０が行ってもよい。本実施形態の距離センサー６４の測定方向は、頭部装着型表示装置１００の表側方向であり、カメラ６１の撮像方向と重複する。

図２は、画像表示部２０が備える光学系の構成を示す要部平面図である。図２には説明のため使用者の左眼ＬＥ及び右眼ＲＥを図示する。
図２に示すように、右表示ユニット２２と左表示ユニット２４とは、左右対称に構成される。使用者の右眼ＲＥに画像を視認させる構成として、右表示ユニット２２は、画像光を発するＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ユニット２２１と、ＯＬＥＤユニット２２１が発する画像光Ｌを導くレンズ群等を備えた右光学系２５１とを備える。画像光Ｌは、右光学系２５１により右導光板２６に導かれる。

ＯＬＥＤユニット２２１は、ＯＬＥＤパネル２２３と、ＯＬＥＤパネル２２３を駆動するＯＬＥＤ駆動回路２２５とを有する。ＯＬＥＤパネル２２３は、有機エレクトロルミネッセンスにより発光してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光をそれぞれ発する発光素子を、マトリクス状に配置して構成される、自発光型の表示パネルである。ＯＬＥＤパネル２２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの素子を１個ずつ含む単位を１画素として、複数の画素を備え、マトリクス状に配置される画素により画像を形成する。ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、制御部１５０（図６）の制御に従って、ＯＬＥＤパネル２２３が備える発光素子の選択及び発光素子への通電を実行して、ＯＬＥＤパネル２２３の発光素子を発光させる。ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、ＯＬＥＤパネル２２３の裏面すなわち発光面の裏側に、ボンディング等により固定される。ＯＬＥＤ駆動回路２２５は、例えばＯＬＥＤパネル２２３を駆動する半導体デバイスで構成され、ＯＬＥＤパネル２２３の裏面に固定される基板（図示略）に実装されてもよい。
なお、ＯＬＥＤパネル２２３は、白色に発光する発光素子をマトリクス状に配置し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応するカラーフィルターを重ねて配置する構成であってもよい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光をそれぞれ放射する発光素子に加え、Ｗ（白）の光を発する発光素子を備えるＷＲＧＢ構成のＯＬＥＤパネル２２３を用いてもよい。

右光学系２５１は、ＯＬＥＤパネル２２３から射出された画像光Ｌを並行状態の光束にするコリメートレンズを有する。コリメートレンズにより並行状態の光束にされた画像光Ｌは、右導光板２６に入射する。右導光板２６の内部において光を導く光路には、画像光Ｌを反射する複数の反射面が形成される。画像光Ｌは、右導光板２６の内部で複数回の反射を経て右眼ＲＥ側に導かれる。右導光板２６には、右眼ＲＥの眼前に位置するハーフミラー２６１（反射面）が形成される。画像光Ｌは、ハーフミラー２６１で反射して右眼ＲＥに向けて右導光板２６から射出され、この画像光Ｌが右眼ＲＥの網膜に像を結び、使用者に画像を視認させる。

また、使用者の左眼ＬＥに画像を視認させる構成として、左表示ユニット２４は、画像光を発するＯＬＥＤユニット２４１と、ＯＬＥＤユニット２４１が発する画像光Ｌを導くレンズ群等を備えた左光学系２５２とを備える。画像光Ｌは、左光学系２５２により左導光板２８に導かれる。

ＯＬＥＤユニット２４１は、ＯＬＥＤパネル２４３と、ＯＬＥＤパネル２４３を駆動するＯＬＥＤ駆動回路２４５とを有する。ＯＬＥＤパネル２４３は、ＯＬＥＤパネル２２３と同様に構成される自発光型の表示パネルである。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、制御部１５０（図６）の制御に従って、ＯＬＥＤパネル２４３が備える発光素子の選択及び発光素子への通電を実行して、ＯＬＥＤパネル２４３の発光素子を発光させる。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、ＯＬＥＤパネル２４３の裏面すなわち発光面の裏側に、ボンディング等により固定される。ＯＬＥＤ駆動回路２４５は、例えばＯＬＥＤパネル２４３を駆動する半導体デバイスで構成され、ＯＬＥＤパネル２４３の裏面に固定される基板（図示略）に実装されてもよい。

左光学系２５２は、ＯＬＥＤパネル２４３から射出された画像光Ｌを並行状態の光束にするコリメートレンズを有する。コリメートレンズにより並行状態の光束にされた画像光Ｌは、左導光板２８に入射する。左導光板２８は、画像光Ｌを反射する複数の反射面が形成された光学素子であり、例えばプリズムである。画像光Ｌは、左導光板２８の内部で複数回の反射を経て左眼ＬＥ側に導かれる。左導光板２８には、左眼ＬＥの眼前に位置するハーフミラー２８１（反射面）が形成される。画像光Ｌは、ハーフミラー２８１で反射して左眼ＬＥに向けて左導光板２８から射出され、この画像光Ｌが左眼ＬＥの網膜に像を結び、使用者に画像を視認させる。

この構成によれば、ＨＭＤ１００は、シースルー型の表示装置として機能する。すなわち、使用者の右眼ＲＥには、ハーフミラー２６１で反射した画像光Ｌと、右導光板２６を透過した外光ＯＬとが入射する。また、左眼ＬＥには、ハーフミラー２８１で反射した画像光Ｌと、ハーフミラー２８１を透過した外光ＯＬとが入射する。このように、ＨＭＤ１００は、内部で処理した画像の画像光Ｌと外光ＯＬとを重ねて使用者の眼に入射させ、使用者にとっては右導光板２６及び左導光板２８を透かして外景が見え、この外景に重ねて画像光Ｌによる画像が視認される。
ハーフミラー２６１、２８１は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４がそれぞれ出力する画像光を反射して画像を取り出す画像取り出し部であり、表示部ということができる。

なお、左光学系２５２と左導光板２８とを総称して「左導光部」とも呼び、右光学系２５１と右導光板２６とを総称して「右導光部」と呼ぶ。右導光部及び左導光部の構成は上記の例に限定されず、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。

また、画像表示部２０は、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７を備える。右電子シェード２２７は、シェード駆動部２２８（図６）と、液晶パネル２２９とを備える。左電子シェード２４７は、シェード駆動部２４８（図６）と、液晶パネル２４９とを備える。液晶パネル２２９及び２４９は、本発明の「透過率調整板」に相当する。
右電子シェード２２７の液晶パネル２２９は、右導光板２６の前面側、すなわち、使用者の頭部の側とは反対側に設けられる。液晶パネル２２９は、図２に示すように、右導光板２６と距離をおいて配置される。これは、液晶パネル２２９を右導光板２６に貼り合わせると、画像光Ｌの右導光板２６での全反射を阻害する可能性があるからである。
左電子シェード２４７の液晶パネル２４９は、左導光板２８の前面側、すなわち、使用者の頭部の側とは反対側に設けられる。液晶パネル２４９も、図２に示すように左導光板２８と距離をおいて配置される。
また、液晶パネル２２９及び２４９を、右導光板２６及び左導光板２８に重ねて配置することも可能である。この場合、屈折率が右導光板２６及び左導光板２８の屈折率よりも低い材料を右導光板２６及び左導光板２８の全反射面に貼り合わせる必要がある。

液晶パネル２２９及び２４９は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型の液晶パネルである。液晶パネル２２９及び２４９には、ＴＮ（twisted nematic）液晶、ゲストホスト液晶、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）等を用いることができる。また、液晶パネル２２９及び２４９に代えて、エレクトロクロミックやガスクロミックを用いてもよい。
液晶パネル２２９及び２４９は、供給電圧の増減により、外部から使用者の眼ＲＥに導かれる外光の透過率を画素単位で増減させる。本実施形態の右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７は、供給電圧なしの状態では外光の透過率が１００％となり、供給電圧が最大の状態では外光の透過率が０％（遮断）される。

図１に戻り、制御装置１０と画像表示部２０とは、接続ケーブル４０により接続される。接続ケーブル４０は、ケース１０Ａの下部に設けられるコネクター（図示略）に着脱可能に接続され、左保持部２３の先端から、画像表示部２０の内部に設けられる各種回路に接続する。接続ケーブル４０は、デジタルデータを伝送するメタルケーブル又は光ファイバーケーブルを有し、アナログ信号を伝送するメタルケーブルを有していてもよい。接続ケーブル４０の途中には、コネクター４６が設けられる。コネクター４６は、ステレオミニプラグを接続するジャックであり、コネクター４６と制御装置１０とは、例えばアナログ音声信号を伝送するラインで接続される。図１に示す構成例では、ステレオヘッドホンを構成する右イヤホン３２と左イヤホン３４、及び、マイク６３を有するヘッドセット３０が、コネクター４６に接続される。

マイク６３は、例えば図１に示すように、マイク６３の集音部が使用者の視線方向を向くように配置され、音声を集音して、音声信号を音声インターフェイス１８２（図６）に出力する。マイク６３は、例えばモノラルマイクであってもステレオマイクであってもよく、指向性を有するマイクであってもよいし、無指向性のマイクであってもよい。

制御装置１０は、使用者により操作される被操作部として、ボタン１１、ＬＥＤインジケーター１２、トラックパッド１４、上下キー１５、切替スイッチ１６、及び電源スイッチ１８を備える。これらの被操作部はケース１０Ａの表面に配置される。ＬＥＤインジケーター１２は、本発明の「報知部」に相当する。
ボタン１１は、制御装置１０が実行するオペレーティングシステム（以下、ＯＳと略記する）１４３（図６）の操作等を行うためのメニューキー、ホームキー、戻るキー等を含み、特に、これらのキーやスイッチのうち押圧操作により変位するものを含む。ＬＥＤインジケーター１２は、ＨＭＤ１００の動作状態に対応して点灯し、或いは点滅する。上下キー１５は、右イヤホン３２及び左イヤホン３４から出力する音量の増減の指示入力や、画像表示部２０の表示の明るさの増減の指示入力に利用される。切替スイッチ１６は、上下キー１５の操作に対応する入力を切り替えるスイッチである。電源スイッチ１８は、ＨＭＤ１００の電源のオン／オフを切り替えるスイッチであり、例えばスライドスイッチで構成される。

トラックパッド１４は、接触操作を検出する操作面を有し、操作面に対する操作に応じて操作信号を出力する。操作面における検出方式は限定されず、静電式、圧力検出式、光学式等を採用できる。トラックパッド１４への接触（タッチ操作）は、後述するタッチセンサー１３（図６）により検出される。

図３及び図４は、画像表示部２０の要部構成を示す図である。図３は、画像表示部２０を使用者の頭部側から見た要部斜視図である。図４は、カメラ６１の画角の説明図である。なお、図３では接続ケーブル４０の図示を省略する。

図３は、画像表示部２０の使用者の頭部に接する側、言い換えれば使用者の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥに見える側である。別の言い方をすれば、右導光板２６及び左導光板２８の裏側が見えている。
図３では、使用者の右眼ＲＥに画像光を照射するハーフミラー２６１、及び左眼ＬＥに画像光を照射するハーフミラー２８１が、略四角形の領域として見える。また、ハーフミラー２６１、２８１を含む右導光板２６及び左導光板２８の全体が、上述したように外光を透過する。このため、使用者には、右導光板２６及び左導光板２８の全体を透過して外景が視認され、ハーフミラー２６１、２８１の位置に矩形の表示画像が視認される。

カメラ６１は、上記のように画像表示部２０において右側の端部に配置され、使用者の両眼が向く方向、すなわち使用者にとって前方を撮像する。図４は、カメラ６１の位置を、使用者の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥとともに平面視で模式的に示す図である。カメラ６１の画角（撮像範囲）をＣで示す。なお、図４には水平方向の画角Ｃを示すが、カメラ６１の実際の画角は一般的なデジタルカメラと同様に上下方向にも拡がる。

カメラ６１の光軸は、右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの視線方向を含む方向とされる。使用者がＨＭＤ１００を装着した状態で視認できる外景は、無限遠とは限らない。例えば図４に示すように、使用者が両眼で対象物ＯＢを注視すると、使用者の視線は、図中符号ＲＤ、ＬＤに示すように対象物ＯＢに向けられる。この場合、使用者から対象物ＯＢまでの距離は、３０ｃｍ〜１０ｍ程度であることが多く、１ｍ〜４ｍ程度であることがより多い。そこで、ＨＭＤ１００について、通常使用時における使用者から対象物ＯＢまでの距離の上限、及び下限の目安を定めてもよい。この目安は調査や実験により求めてもよいし使用者が設定してもよい。カメラ６１の光軸及び画角は、通常使用時における対象物ＯＢまでの距離が、設定された上限の目安に相当する場合、及び、下限の目安に相当する場合に、この対象物ＯＢが画角に含まれるように、設定されることが好ましい。

また、一般に、人間の視野角は水平方向におよそ２００度、垂直方向におよそ１２５度とされ、そのうち情報受容能力に優れる有効視野は水平方向に３０度、垂直方向に２０度程度である。さらに、人間が注視する注視点が迅速に安定して見える安定注視野は、水平方向に６０〜９０度、垂直方向に４５度〜７０度程度とされている。この場合、注視点が図４の対象物ＯＢであるとき、視線ＲＤ、ＬＤを中心として水平方向に３０度、垂直方向に２０度程度が有効視野である。また、水平方向に６０〜９０度、垂直方向に４５度〜７０度程度が安定注視野であり、水平方向に約２００度、垂直方向に約１２５度が視野角となる。さらに、使用者が画像表示部２０を透過して右導光板２６及び左導光板２８を透過して視認する実際の視野を、実視野（ＦＯＶ：Field Of View）と呼ぶことができる。図１及び図２に示す本実施形態の構成で、実視野は、右導光板２６及び左導光板２８を透過して使用者が視認する実際の視野に相当する。実視野は、視野角及び安定注視野より狭いが、有効視野より広い。

カメラ６１の画角Ｃは、使用者の視野よりも広い範囲を撮像可能であることが好ましく、具体的には、画角Ｃが少なくとも使用者の有効視野よりも広いことが好ましい。また、画角Ｃが使用者の実視野よりも広いことがより好ましい。さらに好ましくは、画角Ｃが使用者の安定注視野よりも広く、最も好ましくは、画角Ｃが使用者の両眼の視野角よりも広い。

カメラ６１が撮像レンズとして、いわゆる広角レンズを備え、広い画角を撮像できる構成としてもよい。広角レンズには、超広角レンズ、準広角レンズと呼ばれるレンズを含んでもよいし、単焦点レンズであってもズームレンズであってもよく、複数のレンズからなるレンズ群をカメラ６１が備える構成であってもよい。

また、距離センサー６４は、右導光板２６と左導光板２８との中央において、前方を向いて配置される。距離センサー６４は、画像表示部２０の中央位置から正面方向に位置する物体までの距離を検出可能に構成され、例えば対象物ＯＢまでの距離を検出する。ＨＭＤ１００を装着した使用者は、注視する方向に頭を向けるので、注視する対象は画像表示部２０の正面にあると考えることができる。このため、画像表示部２０の中央に配置された距離センサー６４が、画像表示部２０の正面を検出方向とすれば、使用者が注視する対象までの距離を検出できる。

また、図３に示すように、画像表示部２０の使用者側には内側カメラ６８が配置される。内側カメラ６８は、使用者の右眼ＲＥ及び左眼ＬＥのそれぞれに対応するように、右導光板２６と左導光板２８との中央位置に一対設けられる。内側カメラ６８は、使用者の右眼ＲＥと左眼ＬＥとをそれぞれ撮像する一対のカメラである。内側カメラ６８は、制御部１５０（図６）の制御に従って撮像を行う。制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００（図７、８、１０）を解析する。例えば、制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの眼球表面における反射光や瞳孔の画像を検出し、使用者の視線方向を特定する。また、制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から使用者の眼の画像を検出し、撮像画像データ３００における眼の位置に基づき画像表示部２０の頭部への装着状態を判定してもよい。

また、制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像から右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの視線方向を検出した場合に、右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの輻輳角を求めることができる。図４には輻輳角を符号ＰＡで示す。輻輳角ＰＡは、使用者が注視する対象物ＯＢまでの距離に対応する。すなわち、使用者が立体的に画像や物体を視認する場合、視認する対象までの距離に対応して、右眼ＲＥ及び左眼ＬＥの輻輳角が定まる。従って、輻輳角を検出することで、使用者が注視する距離を求めることができる。また、使用者の輻輳角を誘導するように画像を表示することにより、立体視を誘導できる。

輻輳角は、例えば、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から求めることができる。例えば、内側カメラ６８に撮像画像データ３００から右眼ＲＥの視線方向を求め、この視線方向から、右眼ＲＥの正面方向に対する右眼ＲＥの視線方向の角度ＬＡを求める。同様に、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から左眼ＬＥの視線方向を求め、この視線方向に基づき、左眼ＬＥの正面方向に対する左眼ＬＥの視線方向の角度ＲＡを求める。輻輳角ＰＡは、角度ＬＡ、ＲＡの和に等しく、容易に輻輳角ＰＡを求めることができる。

図５は、ＨＭＤ１００を構成する各部の構成を示すブロック図である。
制御装置１０は、プログラムを実行してＨＭＤ１００を制御するメインプロセッサー１４０を備える。メインプロセッサー１４０には、メモリー１１８及び不揮発性記憶部１２１が接続される。また、メインプロセッサー１４０には、入力装置としてトラックパッド１４及び操作部１１０が接続される。また、メインプロセッサー１４０には、センサー類として、６軸センサー１１１、磁気センサー１１３及びＧＰＳ１１５が接続される。また、メインプロセッサー１４０には、通信部１１７、音声コーデック１８０、外部コネクター１８４、外部メモリーインターフェイス１８６、ＵＳＢコネクター１８８、センサーハブ１９２、及び、ＦＰＧＡ１９４が接続される。これらは外部とのインターフェイスとして機能する。

メインプロセッサー１４０は、制御装置１０が内蔵するコントローラー基板１２０に実装される。コントローラー基板１２０には、メインプロセッサー１４０に加えて、メモリー１１８、不揮発性記憶部１２１等が実装されてもよい。本実施形態では、６軸センサー１１１、磁気センサー１１３、ＧＰＳ１１５、通信部１１７、メモリー１１８、不揮発性記憶部１２１、音声コーデック１８０等がコントローラー基板１２０に実装される。また、外部コネクター１８４、外部メモリーインターフェイス１８６、ＵＳＢコネクター１８８、センサーハブ１９２、ＦＰＧＡ１９４及びインターフェイス１９６をコントローラー基板１２０に実装した構成であってもよい。

メモリー１１８は、メインプロセッサー１４０がプログラムを実行する場合に、実行されるプログラム、及び、処理されるデータを一時的に記憶するワークエリアを構成する。不揮発性記憶部１２１は、フラッシュメモリーやｅＭＭＣ（embedded Multi Media Card）で構成される。不揮発性記憶部１２１は、メインプロセッサー１４０が実行するプログラムや、メインプロセッサー１４０がプログラムを実行して処理する各種データを記憶する。

操作部１１０は、ボタン１１及びトラックパッド１４を含む。トラックパッド１４は、操作面（図示略）を備える。トラックパッド１４は、操作面へのタッチ操作を検出して、検出したタッチ操作の操作面の操作位置を特定する。トラックパッド１４は、特定したタッチ操作の操作位置を示す操作信号をメインプロセッサー１４０に出力する。

６軸センサー１１１は、３軸加速度センサー及び３軸ジャイロ（角速度）センサーを備えるモーションセンサー（慣性センサー）である。６軸センサー１１１は、上記のセンサーがモジュール化されたＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）を採用してもよい。
磁気センサー１１３は、例えば、３軸の地磁気センサーである。
ＧＰＳ（Global Positioning System）１１５は、図示しないＧＰＳアンテナを備え、ＧＰＳ衛星から送信される無線信号を受信して、制御装置１０の現在位置の座標を検出する。
６軸センサー１１１、磁気センサー１１３及びＧＰＳ１１５は、検出値を、予め指定されたサンプリング周期に従ってメインプロセッサー１４０に出力する。又は６軸センサー１１１、磁気センサー１１３及びＧＰＳ１１５は、メインプロセッサー１４０の要求に応じて、メインプロセッサー１４０により指定されたタイミングで、検出値をメインプロセッサー１４０に出力する。

通信部１１７は、外部の機器との間で無線通信を実行する。通信部１１７は、アンテナ、ＲＦ回路、ベースバンド回路、通信制御回路等を備えて構成され、或いはこれらが統合されたデバイスで構成される。通信部１１７は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）を含む）等の規格に準拠した無線通信を行う。
音声インターフェイス１８２は、音声信号を入出力するインターフェイスである。本実施形態では、音声インターフェイス１８２は、接続ケーブル４０に設けられたコネクター４６（図１）を含む。音声コーデック１８０は、音声インターフェイス１８２に接続され、音声インターフェイス１８２を介して入出力される音声信号のエンコード／デコードを行う。また、音声コーデック１８０はアナログ音声信号からデジタル音声データへの変換を行うＡ／Ｄコンバーター、及び、その逆の変換を行うＤ／Ａコンバーターを備えてもよい。例えば、本実施形態のＨＭＤ１００は、音声を右イヤホン３２及び左イヤホン３４により出力し、マイク６３で集音する。音声コーデック１８０は、メインプロセッサー１４０が出力するデジタル音声データをアナログ音声信号に変換して、音声インターフェイス１８２を介して出力する。また、音声コーデック１８０は、音声インターフェイス１８２に入力されるアナログ音声信号をデジタル音声データに変換してメインプロセッサー１４０に出力する。

外部コネクター１８４は、メインプロセッサー１４０と通信する外部の装置を接続するコネクターである。外部コネクター１８４は、例えば、外部の装置をメインプロセッサー１４０に接続して、メインプロセッサー１４０が実行するプログラムのデバッグや、ＨＭＤ１００の動作のログの収集を行う場合に、この外部の装置を接続するインターフェイスである。
外部メモリーインターフェイス１８６は、可搬型のメモリーデバイスを接続可能なインターフェイスであり、例えば、カード型記録媒体を装着してデータの読取が可能なメモリーカードスロットとインターフェイス回路とを含む。この場合のカード型記録媒体のサイズ、形状、規格は制限されず、適宜に変更可能である。
ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクター１８８は、ＵＳＢ規格に準拠したコネクターとインターフェイス回路とを備え、ＵＳＢメモリーデバイス、スマートフォン、コンピューター等を接続できる。ＵＳＢコネクター１８８のサイズや形状、適合するＵＳＢ規格のバージョンは適宜に選択、変更可能である。

また、ＨＭＤ１００は、バイブレーター１９を備える。バイブレーター１９は、本発明の「報知部」に相当する。バイブレーター１９は、モーター（図示略）、偏心した回転子（図示略）等を備え、メインプロセッサー１４０の制御に従って振動を発生する。ＨＭＤ１００は、例えば、操作部１１０に対する操作を検出した場合、ＨＭＤ１００の電源がオン／オフされる場合等に、所定の振動パターンでバイブレーター１９により振動を発生する。

また、ＨＭＤ１００は、スピーカー１７を備える。スピーカー１７は、本発明の「報知部」に相当する。
メインプロセッサー１４０は、例えば、コンテンツデータ１２４（図６）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スピーカー１７から出力する。

センサーハブ１９２及びＦＰＧＡ１９４は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１９６を介して画像表示部２０に接続される。センサーハブ１９２は、画像表示部２０が備える各種センサーの検出値を取得してメインプロセッサー１４０に出力する。また、ＦＰＧＡ１９４は、メインプロセッサー１４０と画像表示部２０の各部との間で送受信するデータの処理、及びインターフェイス１９６を介した伝送を実行する。

画像表示部２０の右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４は、それぞれ、制御装置１０に接続される。図１に示すように、ＨＭＤ１００では左保持部２３に接続ケーブル４０が接続され、この接続ケーブル４０に繋がる配線が画像表示部２０の内部に敷設され、右表示ユニット２２と左表示ユニット２４のそれぞれが制御装置１０に接続される。

右表示ユニット２２は、表示ユニット基板２１０を有する。表示ユニット基板２１０には、インターフェイス１９６に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１１、インターフェイス２１１を介して制御装置１０から入力されるデータを受信する受信部（Ｒｘ）２１３、及びＥＥＰＲＯＭ２１５（記憶部）が実装される。
インターフェイス２１１は、受信部２１３、ＥＥＰＲＯＭ２１５、ＯＬＥＤユニット２２１、カメラ６１、照度センサー６５、ＬＥＤインジケーター６７、圧電センサー２１７、内側カメラ６８、距離センサー６４、シェード駆動部２２８を、制御装置１０に接続する。

ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）２１５は、各種のデータをメインプロセッサー１４０が読み取り可能に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ２１５は、例えば、画像表示部２０が備えるＯＬＥＤユニット２２１、２４１の発光特性や表示特性に関するデータ、右表示ユニット２２又は左表示ユニット２４が備えるセンサーの特性に関するデータなどを記憶する。これらのデータは、ＨＭＤ１００の工場出荷時の検査によって生成され、ＥＥＰＲＯＭ２１５に書き込まれ、出荷後はメインプロセッサー１４０がＥＥＰＲＯＭ２１５のデータを利用して処理を行える。

カメラ６１は、インターフェイス２１１を介して入力される信号に従って撮像を実行し、撮像画像データ、又は撮像結果を示す信号を制御装置１０に出力する。
照度センサー６５は、図１に示すように、前部フレーム２７の端部ＥＲに設けられ、画像表示部２０を装着する使用者の前方からの外光を受光するよう配置される。照度センサー６５は、受光量（受光強度）に対応する検出値を出力する。
ＬＥＤインジケーター６７は、図１に示すように、前部フレーム２７の端部ＥＲにおいてカメラ６１の近傍に配置される。ＬＥＤインジケーター６７は、カメラ６１による撮像を実行中に点灯して、撮像中であることを報知する。

圧電センサー２１７は、例えば、右保持部２１であって、画像表示部２０が使用者の頭部に装着された状態のときに使用者の耳に当接する位置に設けられる。画像表示部２０が使用者の頭部に装着され、圧電センサー２１７に使用者の耳が当接すると、圧電センサー２１７は、接触を検出したことを示す信号を制御装置１０に出力する。

内側カメラ６８は、インターフェイス２１１を介して制御装置１０から入力される信号に従って撮像を実行し、撮像画像データ３００、又は撮像結果を示す信号を制御装置１０に出力する。本実施形態では、内側カメラ６８は、撮像を実行して撮像画像データを制御装置１０に出力する場合について説明する。図６には１つの内側カメラ６８を図示するが、図３に示す一対の内側カメラ６８、６８が同時に動作してもよい。また、一対の内側カメラ６８、６８のそれぞれが、インターフェイス２１１に接続され、独立して動作する構成であってもよい。

距離センサー６４は、インターフェイス２１１を介して制御装置１０から入力される信号に従って距離検出を実行し、検出結果を示す信号を制御装置１０に出力する。図６には１つの距離センサー６４を図示するが、図３に示す一対の距離センサー６４、６４が同時に動作してもよい。また、一対の距離センサー６４、６４のそれぞれがインターフェイス２１１に接続され、独立して動作する構成であってもよい。

シェード駆動部２２８は、メインプロセッサー１４０に従って、右電子シェード２２７に供給される電圧を制御し、右電子シェード２２７の外光の透過率を画素単位で増減させる。

受信部２１３は、インターフェイス２１１を介してメインプロセッサー１４０が送信するデータを受信する。受信部２１３は、ＯＬＥＤユニット２２１で表示する画像の画像データを受信した場合に、受信した画像データを、ＯＬＥＤ駆動回路２２５（図２）に出力する。

左表示ユニット２４は、表示ユニット基板２３０を有する。表示ユニット基板２３０には、インターフェイス１９６に接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３１、インターフェイス２３１を介して制御装置１０から入力されるデータを受信する受信部（Ｒｘ）２３３が実装される。また、表示ユニット基板２３０には、６軸センサー２３５及び磁気センサー２３７が実装される。
インターフェイス２３１は、受信部２３３、６軸センサー２３５、磁気センサー２３７、圧電センサー２３９及びシェード駆動部２４８を、制御装置１０に接続する。

６軸センサー２３５は、３軸加速度センサー及び３軸ジャイロ（角速度）センサーを備えるモーションセンサー（慣性センサー）である。６軸センサー２３５は、上記のセンサーがモジュール化されたＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）を採用してもよい。
磁気センサー２３７は、例えば、３軸の地磁気センサーである。

圧電センサー２３９は、例えば、左保持部２３であって、画像表示部２０が使用者の頭部に装着された状態のときに使用者の耳に当接する位置に設けられる。画像表示部２０が使用者の頭部に装着され、圧電センサー２３９に使用者の耳が当接すると、圧電センサー２３９は、接触が検出されたことを示す信号を制御装置１０に出力する。

シェード駆動部２４８は、メインプロセッサー１４０に従って、左電子シェード２４７に供給する電圧を制御し、左電子シェード２４７の外光の透過率を画素単位で増減させる。

インターフェイス２１１及び２３１は、センサーハブ１９２に接続される。センサーハブ１９２は、メインプロセッサー１４０の制御に従って各センサーのサンプリング周期の設定及び初期化を行う。センサーハブ１９２は、各センサーのサンプリング周期に合わせて、各センサーへの通電、制御データの送信、検出値の取得等を実行する。また、センサーハブ１９２は、予め設定されたタイミングで、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４が備える各センサーの検出値を、メインプロセッサー１４０に出力する。センサーハブ１９２は、各センサーの検出値を、メインプロセッサー１４０に対する出力のタイミングに合わせて一時的に保持する機能を備えてもよい。また、センサーハブ１９２は、各センサーの出力値の信号形式、或いはデータ形式の相違に対応し、統一されたデータ形式のデータに変換して、メインプロセッサー１４０に出力する機能を備えてもよい。
また、センサーハブ１９２は、メインプロセッサー１４０の制御に従ってＬＥＤインジケーター６７への通電を開始及び停止させ、カメラ６１が撮像を開始及び終了するタイミングに合わせて、ＬＥＤインジケーター６７を点灯又は点滅させる。

制御装置１０は、電源部１３０を備え、電源部１３０から供給される電力により動作する。電源部１３０は充電可能なバッテリー１３２、及びバッテリー１３２の残容量の検出及びバッテリー１３２への充電の制御を行う電源制御回路１３４を備える。電源制御回路１３４はメインプロセッサー１４０に接続され、バッテリー１３２の残容量の検出値、或いは電圧の検出値をメインプロセッサー１４０に出力する。また、電源部１３０が供給する電力に基づき、制御装置１０から画像表示部２０に電力を供給してもよい。また、電源部１３０から制御装置１０の各部及び画像表示部２０への電力の供給状態を、メインプロセッサー１４０が制御可能な構成としてもよい。

ＨＭＤ１００は、コンテンツの供給元となる種々の外部機器を接続するインターフェイス（図示略）を備えてもよい。例えば、ＵＳＢインターフェイス、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等の有線接続に対応したインターフェイスであってもよく、無線通信インターフェイスで構成してもよい。この場合の外部機器は、ＨＭＤ１００に画像を供給する画像供給装置であり、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、携帯電話端末、携帯型ゲーム機等が用いられる。この場合、ＨＭＤ１００は、これらの外部機器から入力されるコンテンツデータに基づく画像や音声を出力できる。

図６は、制御装置１０の制御系を構成する記憶部１２２、及び制御部１５０の機能ブロック図である。図６に示す記憶部１２２は、不揮発性記憶部１２１（図５）により構成される論理的な記憶部であり、ＥＥＰＲＯＭ２１５を含んでもよい。また、制御部１５０、及び制御部１５０が有する各種の機能部は、メインプロセッサー１４０がプログラムを実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとの協働により形成される。制御部１５０、及び制御部１５０を構成する各機能部は、例えば、メインプロセッサー１４０、メモリー１１８、及び不揮発性記憶部１２１により構成される。

制御部１５０は、記憶部１２２が記憶するデータを利用して各種処理を実行し、ＨＭＤ１００を制御する。
記憶部１２２は、制御部１５０が処理する各種のデータを記憶する。記憶部１２２は、設定データ１２３、コンテンツデータ１２４及び正常範囲情報１２５を記憶する。設定データ１２３は、ＨＭＤ１００の動作に係る各種の設定値を含む。また、制御部１５０がＨＭＤ１００を制御する際にパラメーター、行列式、演算式、ＬＵＴ（LookUp Table）等を用いる場合、これらを設定データ１２３に含めてもよい。

コンテンツデータ１２４は、制御部１５０の制御によって画像表示部２０が表示する画像や映像を含むコンテンツのデータであり、画像データ、或いは映像データを含む。また、コンテンツデータ１２４は、音声データを含んでもよい。また、コンテンツデータ１２４は複数の画像の画像データを含んでもよく、この場合、これら複数の画像は同時に画像表示部２０に表示される画像に限定されない。
また、コンテンツデータ１２４は、コンテンツを画像表示部２０により表示する際に、制御装置１０によって使用者の操作を受け付けて、受け付けた操作に応じた処理を制御部１５０が実行する、双方向型のコンテンツであってもよい。この場合、コンテンツデータ１２４は、操作を受け付ける場合に表示するメニュー画面の画像データ、メニュー画面に含まれる項目に対応する処理等を定めるデータ等を含んでもよい。

また、正常範囲情報１２５は、画像表示部２０の装着状態が正常範囲であると判定される範囲を示す情報である。本実施形態において、正常範囲とは、画像表示部２０が表示する画像の全体を、画像表示部２０を装着した使用者が視認することができる範囲である。正常範囲情報１２５は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００上の範囲を示す情報である。正常範囲情報１２５の詳細については後述する。

制御部１５０は、ＯＳ１４３、画像処理部１４５、表示制御部１４７、撮像制御部１４９及び装着状態判定部１５１の機能を備える。装着状態判定部１５１は、本発明の「制御部」に相当する。
ＯＳ１４３の機能は、記憶部１２２が記憶する制御プログラムの機能であり、その他の制御部１５０の各部は、ＯＳ１４３上で実行されるアプリケーションプログラムの機能である。

画像処理部１４５は、画像表示部２０により表示する画像又は映像の画像データに基づいて、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４に送信する信号を生成する。画像処理部１４５が生成する信号は、垂直同期信号、水平同期信号、クロック信号、アナログ画像信号等であってもよい。
また、画像処理部１４５は、必要に応じて、画像データの解像度を右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４に適した解像度に変換する解像度変換処理を行ってもよい。また、画像処理部１４５は、画像データの輝度や彩度を調整する画像調整処理、３Ｄ画像データから２Ｄ画像データを作成し、或いは２Ｄ画像データから３Ｄ画像データを生成する２Ｄ／３Ｄ変換処理等を実行してもよい。画像処理部１４５は、これらの画像処理を実行した場合、処理後の画像データに基づき画像を表示するための信号を生成して、接続ケーブル４０を介して画像表示部２０に送信する。
画像処理部１４５は、メインプロセッサー１４０がプログラムを実行して実現される構成のほか、メインプロセッサー１４０とは別のハードウェア（例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor））で構成してもよい。

表示制御部１４７は、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４を制御する制御信号を生成し、この制御信号により、右表示ユニット２２及び左表示ユニット２４のそれぞれによる画像光の生成及び射出を制御する。具体的には、表示制御部１４７は、ＯＬＥＤ駆動回路２２５、２４５を制御して、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３による画像の表示を実行させる。表示制御部１４７は、画像処理部１４５が出力する信号に基づきＯＬＥＤ駆動回路２２５、２４５がＯＬＥＤパネル２２３、２４３に描画するタイミングの制御、ＯＬＥＤパネル２２３、２４３の輝度の制御等を行う。

撮像制御部１４９は、カメラ６１及び内側カメラ６８を制御して撮像を実行させ、それぞれのカメラ６１、６８に撮像画像データ３００を生成させる。撮像制御部１４９は、カメラ６１及び内側カメラ６８から取得した撮像画像データ３００を記憶部１２２に一時的に記憶させる。また、カメラ６１又は内側カメラ６８が撮像画像データ３００を生成する回路を含むカメラユニットとして構成される場合、撮像制御部１４９は撮像画像データ３００をカメラ６１から取得して、記憶部１２２に一時的に記憶させる。

装着状態判定部１５１は、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態を判定する。
装着状態判定部１５１は、判定を開始するトリガーとなる信号が入力された場合、又はトリガーとなる状態が検出された場合に、装着状態の判定を開始する。以下では、トリガーとなる信号が入力された場合と、トリガーとなる状態が検出された場合とを総称して開始状態という。開始状態には、例えば、圧電センサー２１７及び２３９のいずれか一方から接触が検出されたことを示す信号が装着状態判定部１５１に入力された場合が含まれる。すなわち、使用者の頭部に画像表示部２０が装着され、圧電センサー２１７及び２３９のいずれか一方に使用者の耳が接触した場合に、圧電センサー２１７又は２３９は、接触を検出したことを示す信号を装着状態判定部１５１に出力する。装着状態判定部１５１は、圧電センサー２１７及び２３９のいずれか一方から接触を検出したことを示す信号が入力されることで、開始状態が検出されたと判定し、装着状態の判定を開始する。
本実施形態では、圧電センサー２１７を右保持部２１に設け、圧電センサー２３９を左保持部２３に設ける場合について説明するが、圧電センサーを、例えば、左右の鼻当て部に設けてもよい。使用者の鼻が鼻当て部に接触すると、鼻当て部に設けられた圧電センサーが接触を検出したことを示す信号を制御部１５０に出力する。

また、開始状態には、６軸センサー２３５から入力される検出値に変化が生じたと装着状態判定部１５１が判定した場合が含まれる。
使用者が画像表示部２０を手に持つことで６軸センサー２３５によって検出される３軸加速度や３軸角速度の値が変化する。６軸センサー２３５は、検出した３軸加速度や３軸角速度の値を示す信号を装着状態判定部１５１に出力する。装着状態判定部１５１は、入力される３軸加速度や３軸角速度の値を示す信号に変化が生じたと判定した場合に、開始状態が検出されたと判定し、装着状態の判定を開始する。

また、開始状態には、装着状態判定部１５１が内側カメラ６８の撮像画像データ３００から眼の画像を検出した場合が含まれる。内側カメラ６８は、画像表示部２０を装着した使用者の右眼ＲＥと左眼ＬＥとをそれぞれ撮像する一対のカメラである。画像表示部２０が使用者の頭部に装着されると、内側カメラ６８の撮像画像データ３００には使用者の眼が写る。装着状態判定部１５１は、内側カメラ６８により撮像され、記憶部１２２に記憶された撮像画像データ３００を読み出し、読み出した撮像画像データ３００から眼の画像を検出する。装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から眼の画像が検出された場合に開始状態が検出されたと判定し、装着状態の判定を開始する。

装着状態判定部１５１は、開始状態が検出されると、画像表示部２０が使用者の頭部に適正に装着されているか否かを判定する。以下、この判定を装着判定という。装着判定は、例えば、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置に基づいて判定することができる。
例えば、予めキャリブレーションを行って、画像表示部２０が使用者の頭部に適正に装着されているときに、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置を、正常位置として登録する。より詳細には、画像表示部２０により画像を表示させ、使用者に画像表示部２０の装着位置を調整させる。使用者は、画像表示部２０の装着位置を調整し、画像表示部２０により表示される画像の全体が視認できる装着位置で、例えば、操作部１１０のボタン１１を押下する。

図７は、画像表示部２０が使用者の頭部の適正な位置に装着された状態を示す。また、図７には、画像表示部２０が使用者の頭部の適正な位置に装着されたときの内側カメラ６８の撮像画像データ３００を示す。
装着状態判定部１５１は、ボタン１１の押下操作を受け付けると、内側カメラ６８に撮像を実行させる。装着状態判定部１５１は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から使用者の眼の画像を検出し、眼の画像が撮像された撮像画像データ３００の範囲を特定する。また、装着状態判定部１５１は、特定した撮像画像データ３００の範囲を含み、この特定した範囲よりも上下左右に予め設定された値だけ範囲を広げた範囲を正常範囲情報１２５として記憶部１２２に記憶させる。図７には、画像表示部２０が使用者の頭部の適正な位置に装着されたときの撮像画像データ３００と、正常範囲情報１２５に基づく撮像画像データ３００上の正常範囲３１０とを示す。
また、図７には、画像表示部２０を装着した使用者の視野範囲ＶＲと、視野範囲ＶＲ内での表示領域ＰＮとを示す。表示領域ＰＮは、画像表示部２０が画像を表示できる範囲を示す。

また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着状態のずれが、予め設定された範囲よりも大きい場合に、ＬＥＤインジケーター１２を点灯又は点滅させる。また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着状態が異常であることを示す音をスピーカー１７により出力してもよいし、バイブレーター１９を振動させてもよい。
画像表示部２０の装着状態のずれが予め設定された範囲よりも大きい場合、使用者には、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７が見えない可能性がある。このような場合に、装着状態判定部１５１の制御によりＬＥＤインジケーター１２の点灯又は点滅、スピーカー１７による音声出力、バイブレーター１９の振動等による報知を行う。このような報知動作により、使用者に、画像表示部２０の装着状態が大きくずれていることを認識させることができる。また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着状態が使用者により変更され、装着状態のずれが小さくなったと判定した場合に、ＬＥＤインジケーター１２を点灯又は点滅、スピーカー１７による音声出力、バイブレーター１９の振動等をさせてもよい。
また、本実施形態では、装着状態判定部１５１は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から使用者眼の画像を検出することができた場合、画像表示部２０の装着状態のずれが予め設定された範囲以内にあると判定する。また、装着状態判定部１５１は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から使用者眼の画像を検出することができなかった場合、画像表示部２０の装着状態のずれが予め設定された範囲よりも大きいと判定する。

また、装着状態判定部１５１は、圧電センサー２１７、２３９から入力される信号に基づいて、画像表示部２０が使用者の頭部の適正な位置に装着されているか否かを判定してもよい。
例えば、圧電センサー２１７、２３９を、右保持部２１や左保持部２３の他に、左右の鼻当て部にも設ける。装着状態判定部１５１は、右保持部２１や左保持部２３、左右の鼻当て部に設けた圧電センサー２１７、２３９のすべてから接触を検出したことを示す信号が入力された場合に、画像表示部２０の装着状態は正しいと判定する。また、装着状態判定部１５１は、右保持部２１や左保持部２３、左右の鼻当て部に設けた圧電センサー２１７、２３９から入力される信号が示す圧力の値が正常な範囲にある場合に、画像表示部２０の装着状態は正しいと判定してもよい。圧力の値が正常な範囲とは、前述したキャリブレーションのときに圧電センサー２１７、２３９が測定した圧力の値である。

装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着状態を判定すると、この判定結果に基づいて画像表示部２０の装着状態の調整を案内する。装着状態判定部１５１は、画像表示部２０が表示する画像に重ならない範囲を対象として、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７による外光の光量の透過率を調整し、使用者に画像表示部２０の装着状態の調整を案内する。

図８は、使用者が画像表示部２０をずれて装着した状態を示す図である。特に、図８は、正常範囲情報１２５が示す正常範囲３１０よりも画像表示部２０が上側にずれた状態で装着された場合を示す。また、図８には、画像表示部２０が上側にずれた状態において撮像される内側カメラ６８の撮像画像データ３００を示す。
装着状態判定部１５１は、画像表示部２０が使用者の頭部の適正な位置に装着されていないと判定すると、画像表示部２０の装着位置がずれている方向を判定する。装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置と、記憶部１２２に正常範囲情報１２５として登録された正常範囲３１０とを比較する。
装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置が、正常範囲情報１２５として登録した正常範囲３１０よりも上側にある場合、画像表示部２０の装着位置は正常範囲よりも下側にずれていると判定する。
また、装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置が、正常範囲情報１２５として登録した正常範囲３１０よりも下側にある場合、画像表示部２０の装着位置は正常範囲よりも上側にずれていると判定する。
また、装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置が、正常範囲情報１２５として登録した正常範囲３１０よりも左側にある場合、画像表示部２０の装着位置は正常範囲よりも右側にずれていると判定する。
また、装着状態判定部１５１は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置が、正常範囲情報１２５として登録した正常範囲３１０よりも右側にある場合、画像表示部２０の装着位置は正常範囲３１０よりも左側にずれていると判定する。

次に、装着状態判定部１５１は、装着位置がずれている方向を判定すると、判定したずれている方向に応じて、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の予め設定された領域を選択する。そして、装着状態判定部１５１は、選択した領域の外光の透過率を調整する。より詳細には、装着状態判定部１５１は、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の領域であって、ハーフミラー２６１及び２８１に重ならない周辺領域の外光の透過率を下げる。

図９は、画像表示部２０を使用者の頭部の側とは反対側から見た画像表示部２０の要部構成を示す図である。特に、図９は、右電子シェード２２７の液晶パネル２２９、及び左電子シェード２４７の液晶パネル２４９に設けられた調整領域を示す。
調整領域は、装着状態判定部１５１が、画像表示部２０の装着位置がずれている方向を示すために使用する領域であり、液晶パネル２２９、２４９の領域を複数の領域に区分することで形成される領域である。装着状態判定部１５１は、これら複数の調整領域における外光（可視光）の透過率を設定可能である。

調整領域は、表示領域ＰＮの周囲に対応する領域である。表示領域ＰＮは、図９に示すハーフミラー２６１、２８１が配置された領域に対応する。ハーフミラー２６１、２８１は、ＯＬＥＤパネル２２３から射出された画像光Ｌを反射して、右眼ＲＥ、左眼ＬＥに入射させる部材である。このため、ハーフミラー２６１、２８１を配置された領域が、画像表示部２０が画像を表示する表示領域ＰＮに対応する。
右電子シェード２２７は、調整領域として、図９に示す上領域ＲＵ（Right UP）、下領域ＲＤ（Right Down）、左領域ＲＬ（Right Left）、右領域ＲＲ（Right Right）の４つの領域を有する。また、左電子シェード２４７は、調整領域として、図９に示す上領域ＬＵ（Left UP）、下領域ＬＤ（Left Down）、左領域ＬＬ（Left Left）、右領域ＬＲ（Left Right）の４つの領域を有する。

図１０は、使用者が画像表示部２０をずれた状態で装着した状態を示す図である。特に、図１０は、正常範囲情報１２５が示す正常範囲３１０よりも画像表示部２０が上側にずれた状態で装着された場合を示す。
例えば、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも上側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、下領域ＲＤ及び下領域ＬＤの外光の透過率を下げる（図１０参照）。右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７によって外光の透過率を低下させると、透過率を低下させた方向に対応する画像表示部２０の領域の画像の視認性が高まる。すなわち、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の下領域ＲＤ及び下領域ＬＤの外光の透過率を下げることで、画像表示部２０の表示領域ＰＮのうち、下側の領域に表示される画像が見やすくなる。このため、使用者は画像を見やすくするため、画像表示部２０の装着位置を下方向に下げる調整を行う。従って、使用者に、画像表示部２０の装着位置を下方向に下げるように促すことができる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも下側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、上領域ＲＵ及び上領域ＬＵの外光の透過率を下げる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも左側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、右領域ＲＲ及び右領域ＬＲの外光の透過率を下げる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも右側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、左領域ＲＬ及び左領域ＬＬの外光の透過率を下げる。

図１１は、使用者が画像表示部２０をずれた状態で装着した場合を示す図である。特に、図１１は、正常範囲情報１２５が示す正常範囲３１０よりも画像表示部２０が上側にずれた状態で装着された場合を示す。
装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置がずれていると判定すると、ずれていると判定した方向の右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域の外光の透過率を下げてもよい。
例えば、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも上側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、上領域ＲＵ及び上領域ＬＵの外光の透過率を下げる（図１１参照）。すなわち、画像表示部２０の装着状態がずれている方向を、装着状態がずれている方向に対応する右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域の明るさを暗くすることで示す。使用者は、表示領域ＲＮの明るさが暗くなった方向に画像表示部２０の装着位置を調整することで、画像表示部２０の装着状態のずれを調整することができる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも下側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、下領域ＲＤ及び下領域ＬＤの外光の透過率を下げる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも左側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、左領域ＲＬ及び左領域ＬＲの外光の透過率を下げる。
また、装着状態判定部１５１は、画像表示部２０の装着位置が正常範囲３１０よりも右側にずれていると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の調整領域のうち、右領域ＲＲ及び右領域ＬＲの外光の透過率を下げる。

本実施形態では、液晶パネル２２９、２４９の上下左右の４方向に対応する方向に調整領域を設けた場合について説明したが、調整領域を設ける方向は４方向に限定されない。例えば、液晶パネル２２９、２４９の上下左右の４方向と、右上、右下、左上、左下とを含めた８方向に調整領域を設けてもよい。また、図９には、四角形の調整領域を示したが、調整領域の形状は四角形に限定されない。調整領域の形状は、例えば、丸や多角形であってもよい。

また、上述の説明では、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置が、正常範囲情報１２５として登録した正常範囲３１０内にあるか否かによって、装着状態がずれているか否かを判定した。さらに、画像表示部２０の装着状態がずれているか否かだけを判定するのではなく、ずれていると判定した場合にはずれの程度を判定してもよい。
例えば、制御部１５０は、（１）適正な装着状態、（２）装着状態は適正ではないが、表示領域ＰＮは視認可能、（３）装着状態は適正ではなく、表示領域ＰＮも視認できないの３つの状態を判定する。これらの状態の判定は、例えば、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像の位置と、正常範囲３１０との距離に基づいて判定する。
制御部１５０は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像が、正常範囲３１０内にある場合、装着状態は適正であると判定する。また、制御部１５０は、撮像画像データ３００から検出される使用者の眼の画像が、正常範囲３１０内にはないが、撮像画像データ３００により使用者の眼の画像を検出可能な場合に、着状態は適正ではないが、表示領域ＰＮは視認可能と判定する。また、制御部１５０は、撮像画像データ３００から使用者の眼の画像を検出することができない場合、装着状態は適正ではなく、表示領域ＰＮも視認できないと判定する。
制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態が（１）の状態であると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の外光の透過率を下げたり、文字情報を表示させたりするような制御を行わない。また、制御部１５０は、画像表示部２０が適正な位置に装着されたことを表示領域ＰＮに表示させてもよい。
また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態が（２）の状態であると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の外光の透過率を調整し、さらに表示領域ＰＮに装着状態が正しくないことを示すメッセージを表示させる。
また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態が（３）の状態であると判定した場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の外光の透過率を調整して、画像表示部２０の装着状態が適正ではないことを使用者に通知する。

図１２は、制御部１５０の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１５０は、開始状態を検出したか否かを判定する（ステップＳ１）、開始状態が検出されない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、制御部１５０は、開始状態が検出されるまで処理の開始を待機する。

また、開始状態が検出されると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、制御部１５０は、装着判定を開始する（ステップＳ２）。制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００から使用者の眼の画像を検出し、眼の画像を検出した撮像画像データ３００の範囲を特定する。そして、制御部１５０は、特定した撮像画像データ３００の範囲と、記憶部１２２に正常範囲情報１２５として登録された正常範囲３１０とを比較して、画像表示部２０の装着状態は適正であるか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部１５０は、特定した撮像画像データ３００の範囲が正常範囲情報１２５として登録された正常範囲３１０に含まれる場合、画像表示部２０の装着状態は適正であると判定する（ステップＳ３／ＹＥＳ）。制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態は適正であると判定した場合、この処理フローを終了させる。

また、制御部１５０は、特定した撮像画像データ３００の範囲が正常範囲情報１２５として登録された正常範囲３１０に含まれない場合、画像表示部２０の装着状態は適正ではないと判定する（ステップＳ３／ＮＯ）。また、制御部１５０は、撮像画像データ３００から眼の画像が検出されない場合も、画像表示部２０の装着状態は適正ではないと判定する（ステップＳ３／ＮＯ）。

制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態が適正ではないと判定した場合（ステップＳ３／ＮＯ）、画像表示部２０の装着位置がずれている方向を特定する。
制御部１５０は、眼の画像を検出した撮像画像データ３００の範囲が、正常範囲情報１２５として登録された正常範囲３１０からずれている方向を判定して、画像表示部２０の装着位置がずれている方向を特定する。制御部１５０は、ずれている方向を特定すると、特定したずれている方向に応じて、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の予め設定された領域の外光の透過率を下げる（ステップＳ４）。次に、制御部１５０は、内側カメラ６８の撮像画像データ３００により、画像表示部２０の装着状態に変化があるか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部１５０は、撮像画像データ３００から検出される眼の位置に変化があるか否かを判定して、画像表示部２０の装着状態に変化があるか否かを判定する。制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態に変化がない場合（ステップＳ５／ＮＯ）、装着状態に変化が検出されるまで待機する。また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態に変化が検出されると（ステップＳ５／ＹＥＳ）、ステップＳ３の処理に移行し、画像表示部２０の装着状態は適正であるか否かを判定する（ステップＳ３）。以後、制御部１５０は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理を、画像表示部２０の装着状態は適正であると判定されるまで繰り返す。

以上説明したように本実施形態は、画像表示部２０と、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７と、制御部１５０とを備える。右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７は、画像表示部２０を透過する外光の透過率を調整する。制御部１５０は、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態を判定し、判定結果に基づいて画像表示部２０の装着状態の調整を案内する。制御部１５０は、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７により外光の光量の透過率を調整することにより、画像表示部２０の装着状態の調整を案内する。
従って、外光の光量の透過率により画像表示部２０の装着状態を示すことができる。このため、画像表示部２０の装着状態の調整を、ＨＭＤ１００により案内することができる。

また、画像表示部２０は、画像を表示する表示領域ＰＮを有し、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７は、表示領域ＰＮを含む画像表示部２０に重ねて配置される液晶パネル２２９、２４９を有する。制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態の判定結果に基づいて、外光の透過率を調整する液晶パネル２２９、２４９の領域を設定し、設定した領域の外光の光量の透過率を調整する。
従って、画像表示部２０の装着状態の判定結果に対応した液晶パネルの領域の外光の光量の透過率を調整することができる。このため、使用者に、画像表示部２０の装着状態の判定結果を示すことができる。

また、制御部１５０は、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態がずれていると判定した場合に、表示領域ＰＮの周囲の領域に対応する液晶パネルの領域であって、装着状態がずれた方向に対応する領域の透過率を調整する。
従って、使用者に、画像表示部２０の装着状態がずれた方向を認識させることができる。

また、制御部１５０は、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態がずれていると判定した場合に、表示領域ＰＮの周囲の領域に対応する液晶パネル板の領域であって、装着状態がずれた方向とは逆の方向に対応する領域の透過率を調整する。
外光の光量の透過率を調整することで、画像表示部２０が表示する画像の視認性を高めることができる。すなわち、外光の光量の透過率が調整された方向に画像表示部２０の装着状態を調整することで、画像表示部２０が表示する画像の視認性を高めることができる。このため、使用者は、画像表示部２０が表示する画像の視認性が高まる方向に画像表示部２０の装着状態を調整することで、画像表示部２０の装着状態のずれを調整することができる。

［第２実施形態］
右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型の液晶パネル２２９、２４９を備える。このため、制御部１５０がシェード駆動部２２８、２４８を制御して、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７を制御することで、液晶パネル２２９、２４９に文字や画像を表示させることも可能である。この液晶パネル２２９、２４９に表示される文字や画像は、画像表示部２０を装着した使用者には見えない場合がある。すなわち、液晶パネル２２９、２４９に表示した情報について、適切に配置した場合でも液晶パネル２２９、２４９から使用者の目までの距離が近いために、文字などを液晶パネル２２９、２４９に表示した場合にぼけてしまって見えないことがあったり、そもそも使用者の視野に対して外または境界に文字を表示した場合に見えなかったりすることがある。しかし、使用者以外の外部の人であれば、液晶パネル２２９、２４９に表示される文字や画像を視認することができる。また、使用者であっても、画像表示部２０を装着する前であれば、液晶パネル２２９、２４９に表示される文字や画像を視認させることできる。
そこで、本実施形態は、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の液晶パネル２２９、２４９を有効に活用し、ＨＭＤ１００の装着前においては使用者、ＨＭＤ１００の装着後においては、使用者以外の人に向けて情報を表示する。表示する情報には、画像表示部２０の装着状態に関する情報を含むテキストデータや記号、画像表示部２０の動作状態に関する情報を含むテキストや記号が含まれる。装着状態に関する情報とは、画像表示部２０が適正な装着状態であるか否かを示す情報である。制御部１５０は、画像表示部２０が適正な装着状態にある場合は、画像表示部２０の装着状態が適正である旨を示す記号やメッセージを表示領域ＰＮに表示させる。また、制御部１５０は、画像表示部２０が適正な装着状態にはないと判定した場合、画像表示部２０の装着状態が適正ではない旨を示す記号やメッセージを表示させる。また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着状態が適正ではない場合、装着位置のずれている方向を示す記号やメッセージを表示させてもよい。
また、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の液晶パネル２２９、２４９に表示する文字や記号は、情報を表示するためのリンク情報、例えば、ＱＲコード（登録商標）や２次元バーコードであってもよい。また、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７の液晶パネル２２９、２４９に、電子透かしのように使用者又は第三者が視認できないレベルで文字や記号を表示させてもよい。この場合、テキストまたは記号の場合と同様に装着状態を外部に知らせることができるとともに、付加する情報を電子シェードの領域全体に付加する（透過率の変化を分散させる）ことで電子シェードを介して外界を視認することを妨げないようにできる。

図１３は、電子シェードに表示される表示オブジェクトを示す図である。特に、図１３は、液晶パネル２２９、２４９に、表示オブジェクトとして文字を表示した状態を示す図である。
例えば、制御部１５０は、画像表示部２０が使用者に装着される前の状態であって、ＨＭＤ１００のバッテリー１３２の充電状態が予め設定されたしきい値よりも低い場合、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７にメッセージを示す文字を表示させる。このメッセージは、画像表示部２０の動作状態に関する情報であり、例えば、図１３に示すように、バッテリー残量が少ないことを示すメッセージや、充電を要求するメッセージである。右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７に表示されるこれらのメッセージは、画像表示部２０を装着した使用者に向けたメッセージではなく、ＨＭＤ１００を装着前の使用者又はＨＭＤ１００の管理者等に向けたメッセージである。このため、メッセージは、図１３に示すように、画像表示部２０の外側、すなわち画像表示部２０を装着した使用者の眼の側とは反対の側から認識可能な向きで表示させる。
また、ＨＭＤ１００を設置してＨＭＤ１００を充電する充電用の台座に、光源又はミラー等の外部の光を、台座に設置された右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７側に反射する反射部を設け、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７に表示された充電を要求するメッセージが視認できるように構成してもよい。

また、画像表示部２０が使用者の頭部に装着される前の状態において、液晶パネル２２９、２４９に所定の色の画像を表示させてもよい。
例えば、画像表示部２０が子供用のサイズで作られた画像表示部２０である場合、液晶パネル２２９、２４９に赤色の画像を表示させる。また、画像表示部２０が大人用のサイズで作られた画像表示部２０である場合、液晶パネル２２９、２４９に青色の画像を表示させる。このように、画像表示部２０の装着前の状態において、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７に表示する画像の色を変更することで、画像表示部２０が子供用であるのか、大人用であるのかを明示することができる。

また、ＨＭＤ１００を美術館の施設等で使用する場合に、液晶パネル２２９、２４９に画像表示部２０の装着状態を示す情報を表示させてもよい。施設の案内人は、使用者に画像表示部２０を装着してもらい、液晶パネル２２９、２４９に表示される画像表示部２０の装着状態を示す情報を参照して、使用者に画像表示部２０の装着状態の調整を案内する。この場合、装着状態を示す情報は、画像表示部２０の外側、すなわち画像表示部２０を装着した使用者の眼の側とは反対の側から認識可能な向きで表示する。
また、液晶パネル２２９、２４９に画像表示部２０の装着状態を示す情報を表示させる場合、液晶パネル２２９、２４９の両方に装着状態を示す情報を表示させるのではなく、液晶パネル２２９、２４９のいずれか一方に装着状態を示す情報を表示させてもよい。例えば、制御部１５０は、カメラ６１の撮像画像データから施設の案内人が撮像された領域を判定し、案内人が撮像された方向に対応する方向の液晶パネル２２９、２４９に、画像表示部２０の装着状態を示す情報を表示させる。
また、液晶パネル２２９、２４９に、画像表示部２０の装着状態を示す情報を、使用者の眼の側とは反対の側から認識可能な向きで表示させる場合に、使用者が、ＨＭＤ１００を外し、外側に向けて表示されたメッセージを確認してもよい。

上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上述した実施形態では、制御部１５０は、外光の光量の透過率を右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７により調整して、画像表示部２０の装着状態の調整を案内した。装着状態の調整を案内する他の方法として、制御部１５０は、画像表示部２０の画像表示部２０の装着状態の判定結果を、画像表示部２０の表示領域により表示させてもよい。
すなわち、制御部１５０は、画像表示部２０の装着位置がずれている場合、ずれている方向に対応した画像表示部２０の表示領域ＰＮの周辺部の明るさを調整する。
例えば、制御部１５０は、画像表示部２０の装着位置が上側にずれていると判定した場合、画像表示部２０の表示領域ＰＮを構成する上辺、下辺、左辺、右辺のうち、上辺に近い側の領域の明るさを暗く、又は明るくする。
また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着位置が下側にずれていると判定した場合、画像表示部２０の表示領域ＰＮを構成する上辺、下辺、左辺、右辺のうち、下辺に近い側の領域の明るさを暗く、又は明るくする。
また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着位置が左側にずれていると判定した場合、画像表示部２０の表示領域ＰＮを構成する上辺、下辺、左辺、右辺のうち、左辺に近い側の領域の明るさを暗く、又は明るくする。
また、制御部１５０は、画像表示部２０の装着位置が右側にずれていると判定した場合、画像表示部２０の表示領域ＰＮを構成する上辺、下辺、左辺、右辺のうち、右辺に近い側の領域の明るさを暗く、又は明るくする。

また、上述した実施形態は、ＨＭＤ１００単独で装着状態の判定を行ったが、外部の装置から情報又は装着状態の判定結果を示す情報を取得して、画像表示部２０の装着状態がずれた方向を右電子シェード２２９及び左電子シェード２４９によって表示してもよい。
例えば、定点カメラの撮像画像を入力するサーバ装置に、ＨＭＤ１００を接続する。使用者は、画像表示部２０を装着して、定点カメラにより撮像する。サーバ装置は、定点カメラの撮像画像を入力して、使用者の頭部に対する画像表示部２０の装着状態を判定し、判定結果を示す情報をＨＭＤ１００に送信する。
また、ＨＭＤ１００の装着状態を、他のＨＭＤ１００により判定してもよい。例えば、第１の使用者がＨＭＤ１００の画像表示部２０を頭部に装着すると、第２の使用者の装着するＨＭＤ１００のカメラ６１により、第１の使用者を撮像する。第２の使用者のＨＭＤ１００は、カメラ６１の撮像画像データから第１の使用者の画像表示部２０の装着状態を判定し、判定結果を第１の使用者のＨＭＤ１００に送信する。また、第２の使用者のＨＭＤ１００は、装着状態の判定を行うことなく、第１の使用者を撮像した撮像画像データを第１の使用者のＨＭＤ１００にそのまま送信してもよい。第１の使用者のＨＭＤ１００は、第２の使用者のＨＭＤ１００から受信した撮像画像データに基づいて、画像表示部２０の装着状態を判定する。

また、上述した実施形態では、制御装置１０が画像表示部２０と有線接続される構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、制御装置１０に対して画像表示部２０が無線接続される構成であってもよい。この場合の無線通信方式は通信部１１７が対応する通信方式として例示した方式を採用してもよいし、その他の通信方式であってもよい。

また、制御装置１０が備える一部の機能を画像表示部２０に設けてもよく、制御装置１０を複数の装置により実現してもよい。例えば、制御装置１０に代えて、使用者の身体、着衣、或いは、使用者が身につける装身具に取り付け可能なウェアラブルデバイスを用いてもよい。この場合のウェアラブルデバイスは、例えば、時計型の装置、指輪型の装置、レーザーポインター、マウス、エアーマウス、ゲームコントローラー、ペン型のデバイス等であってもよい。

さらに、上記実施形態では、画像表示部２０と制御装置１０とが分離され、接続ケーブル４０を介して接続された構成を例に挙げて説明した。本発明はこれに限定されず、制御装置１０と画像表示部２０とが一体に構成され、使用者の頭部に装着される構成とすることも可能である。

また、上記実施形態において、使用者が表示部を透過して外景を視認する構成は、右導光板２６及び左導光板２８が外光を透過する構成に限定されない。例えば外景を視認できない状態で画像を表示する表示装置にも適用可能である。具体的には、カメラ６１の撮像画像、この撮像画像に基づき生成される画像やＣＧ、予め記憶された映像データや外部から入力される映像データに基づく映像等を表示する表示装置に、本発明を適用できる。この種の表示装置としては、外景を視認できない、いわゆるクローズ型の表示装置を含むことができる。例えば、カメラ６１により撮像する外景の画像と、表示画像とを合成した合成画像を画像表示部２０により表示する構成とすれば、画像表示部２０が外光を透過しなくても、使用者に外景と画像とを視認可能に表示できる。このような、いわゆるビデオシースルー型の表示装置に本発明を適用することも勿論可能である。

また、本発明は、ＡＲ表示や、ＭＲ（Mixed Reality）表示、ＶＲ（Virtual Reality）表示といった処理を行わない表示装置にも適用できる。ＡＲ表示は、実空間に重ねて画像を表示する表示であり、撮像した実空間の画像と仮想画像とを組み合わせて表示する表示であり、ＶＲ表示は、仮想画像を表示する表示である。例えば、外部から入力される映像データ又はアナログ映像信号を表示する表示装置も、本発明の適用対象として勿論含まれる。

また、例えば、画像表示部２０に代えて、例えば帽子のように装着する画像表示部等の他の方式の画像表示部を採用してもよく、使用者の左眼ＬＥに対応して画像を表示する表示部と、使用者の右眼ＲＥに対応して画像を表示する表示部とを備えていればよい。また、本発明の表示装置は、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。この場合、使用者の身体に対する位置を位置決めする部分、及び、当該部分に対し位置決めされる部分を装着部とすることができる。

また、画像光を使用者の眼に導く光学系として、右導光板２６及び左導光板２８の一部に、ハーフミラー２６１、２８１により虚像が形成される構成を例示した。本発明はこれに限定されず、右導光板２６及び左導光板２８の全面又は大部分を占める面積を有する表示領域に、画像を表示する構成としてもよい。この場合、画像の表示位置を変化させる動作において、画像を縮小する処理を含めてもよい。
さらに、本発明の光学素子は、ハーフミラー２６１、２８１を有する右導光板２６、左導光板２８に限定されず、画像光を使用者の眼に入射させる光学部品であればよく、具体的には、回折格子、プリズム、ホログラフィー表示部を用いてもよい。

また、本実施形態は、右電子シェード２２７及び左電子シェード２４７として、供給電圧なしの状態では外光の透過率が１００％となり、供給電圧が最大の状態では外光の透過率が０％（遮断）されるノーマリーブラックの液晶を用いる場合を説明した。電子シェード２２７及び左電子シェード２４７に用いる液晶の他の例として、供給電圧なしの状態では外光の透過率が０％となり、供給電圧が最大の状態では外光の透過率が１００％となるノーマリーホワイトの液晶を用いてもよい。

また、圧電センサー２１７の代わりに、押すタイプのスイッチや、赤外線発光部と受光部を設けてもよい。赤外線発光部と受光部を設ける構成の場合、発光した赤外線が受光するまでの距離に基づいてテンプルにおける当接状態を検知する。

また、図５、図６等に示した各機能ブロックのうち少なくとも一部は、ハードウェアで実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現される構成としてもよく、図に示した通りに独立したハードウェア資源を配置する構成に限定されない。また、制御部１５０が実行するプログラムは、不揮発性記憶部１２１又は制御装置１０内の他の記憶装置（図示略）に記憶されてもよい。また、外部の装置に記憶されたプログラムを通信部１１７や外部コネクター１８４を介して取得して実行する構成としてもよい。また、制御装置１０に形成された構成のうち、操作部１１０が使用者インターフェイス（ＵＩ）として形成されてもよい。また、制御装置１０に形成された構成が重複して画像表示部２０に形成されていてもよい。例えば、メインプロセッサー１４０と同様のプロセッサーが画像表示部２０に配置されてもよいし、制御装置１０が備えるメインプロセッサー１４０と画像表示部２０のプロセッサーとが別々に分けられた機能を実行する構成としてもよい。

１０…制御装置、１２…ＬＥＤインジケーター（報知部）、１７…スピーカー（報知部）、１９…バイブレーター（報知部）、２０…画像表示部（表示部）、２２…右表示ユニット、２４…左表示ユニット、３０…ヘッドセット、３２…右イヤホン、３４…左イヤホン、４０…接続ケーブル、６１…カメラ、６３…マイク、６４…距離センサー、６５…照度センサー、６８…内側カメラ、１００…ＨＭＤ（頭部装着型表示装置）、１１０…操作部、１１１…６軸センサー、１１３…磁気センサー、１１５…ＧＰＳ、１１７…通信部、１１８…メモリー、１２０…コントローラー基板、１２１…不揮発性記憶部、１２２…記憶部、１２３…設定データ、１２４…コンテンツデータ、１２５…正常範囲情報、１３０…電源部、１３２…バッテリー、１３４…電源制御回路、１４０…メインプロセッサー、１４３…オペレーティングシステム、１４５…画像処理部、１４７…表示制御部、１４９…撮像制御部、１５０…制御部、１５１…装着状態判定部（制御部）、１８０…音声コーデック、１８２…音声インターフェイス、１８４…外部コネクター、１８６…外部メモリーインターフェイス、１８８…ＵＳＢコネクター、１９２…センサーハブ、１９４…ＦＰＧＡ、１９６…インターフェイス、２１１…インターフェイス、２１３…受信部、２１５…ＥＥＰＲＯＭ、、２２１…ＯＬＥＤユニット、２２７…右電子シェード（透過率調整部）、２２８…シェード駆動部、２２９…液晶パネル（透過率調整板）、２３１…インターフェイス、２３３…受信部、２３５…６軸センサー、２３７…磁気センサー、２４１…ＯＬＥＤユニット、２４７…左電子シェード（透過率調整部）、２４８…シェード駆動部、２４９…液晶パネル（透過率調整板）。

Claims (10)

1. 使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、
   前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、
   前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定し、判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する制御部と、
   を備える頭部装着型表示装置。
2. 前記表示部は、画像を表示する表示領域を有し、
   前記透過率調整部は、前記表示領域を含む前記表示部に重ねて配置される透過率調整板を有し、
   前記制御部は、前記表示部の装着状態の判定結果に基づいて、外光の透過率を調整する前記透過率調整板の領域を設定し、設定した領域の外光の光量の透過率を調整する請求項１記載の頭部装着型表示装置。
3. 前記透過率調整板は、複数の領域に区分され、領域ごとに可視光の透過率を設定可能であり、
   前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着位置のずれ方向を判定し、前記透過率調整板の領域であって、判定したずれ方向に対応する領域の透過率を調整する請求項２記載の頭部装着型表示装置。
4. 前記透過率調整板は、複数の領域に区分され、領域ごとに可視光の透過率を設定可能であり、
   前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着位置のずれ方向を判定し、前記透過率調整板の領域であって、判定したずれ方向とは逆の方向に対応する領域の透過率を調整する請求項２記載の頭部装着型表示装置。
5. 前記制御部は、前記透過率調整板が有する複数の領域における可視光の透過率を設定することにより、表示オブジェクトを前記透過率調整板に表示し、前記表示オブジェクトは前記表示部の外側から認識可能な向きで表示される請求項３又は４記載の頭部装着型表示装置。
6. 前記表示オブジェクトは、前記表示部の装着状態に関する情報を含む請求項５記載の頭部装着型表示装置。
7. 前記表示オブジェクトは、前記頭部装着型表示装置の動作状態に関する情報を含む請求項５又は６記載の頭部装着型表示装置。
8. 報知部を備え、
   前記制御部は、前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態のずれ量が、予め設定された範囲以内にある場合に、前記透過率調整部により外光の光量の透過率を調整し、
   前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態のずれ量が、前記範囲よりも大きい場合に、前記報知部による報知を行う請求項１から７のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置。
9. 使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、を備える頭部装着型表示装置に搭載されたコンピューターにより実行されるプログラムであって、
   コンピューターに、
   前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定する判定手順と、
   前記判定手順の判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する調整手順と、を実行させることを特徴とするプログラム。
10. 使用者の頭部に装着され、外光を透過可能に構成され、画像を表示する表示部と、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する透過率調整部と、を備える頭部装着型表示装置の制御方法であって、
    前記使用者の頭部に対する前記表示部の装着状態を判定する判定ステップと、
    前記判定ステップの判定結果に基づいて前記透過率調整部を制御し、前記表示部を透過する外光の透過率を調整する調整ステップと、
    を有する頭部装着型表示装置の制御方法。

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