JP2004236241A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で眼疲労を低減できる表示装置を提供すること。
【解決手段】ユーザの視野に画像を表示する表示部と、ユーザの視線が誘導されるように表示部が表示する画像を変化させる制御部とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザの視野に画像を表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユーザの視野に画像を表示する表示装置では、ユーザの眼から観察される画像とまでの距離は常に近方の一定の位置にあり、ユーザが長時間観察を続けると、眼の毛様体筋が動かず眼の疲労などの問題を引き起こすことが知られている。そのため、視距離の異なる２枚の表示デバイスを用いて、ユーザの視距離を変化させる表示装置（特許文献１参照）や、表示デバイスと光学系との距離を変化させて、視距離を変える表示装置（特許文献２参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２８７１８６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２５２４４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した表示装置では、ユーザの視距離を変化させることにより、眼の疲労を低減させることができる。しかし、特許文献１の表示装置では表示デバイスを２枚備えなくてはならず、また、特許文献２の表示装置では表示デバイスと光学系との距離を変化させるための機構を備えなければならないので、いずれにしても、装置が大型かつ高価になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小型で眼疲労を低減できる表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の表示装置は、ユーザの視野に画像を表示する表示部と、前記ユーザの視線が誘導されるように前記表示部が表示する画像を変化させる制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の表示装置は、ユーザの視野に画像を表示する表示部を備え、前記表示部は、前記ユーザの眼に画像を投影する光学系と、前記画像を表示する表示素子と、前記光学系と前記表示素子との少なくとも一方を傾けることにより、前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とを垂直な状態と非垂直な状態とに切り替える切替部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の表示装置は、ユーザの視野に画像を表示する表示部を備え、前記表示部は、前記ユーザの眼に画像を投影する光学系と前記画像を表示する表示素子とを備え、前記光学系と前記表示素子とは、前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とが非垂直な位置および向きに配置されることを特徴とする。
請求項４に記載の表示装置は、請求項２または請求項３に記載の表示装置において、前記ユーザの視線が誘導されるように前記表示部が表示する画像を変化させる制御部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の表示装置は、請求項１または請求項４に記載の表示装置において、前記表示部が表示する画像は、前記画像の一部に形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含み、前記制御部は、前記画像内の前記絵柄の位置を変化させることを特徴とする。
請求項６に記載の表示装置は、請求項１または請求項４に記載の表示装置において、前記表示部が表示する画像は、前記画像の一部に形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含み、前記制御部は、前記画像内の前記絵柄の特徴を変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の表示装置は、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置において、前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とが非垂直な状態において、前記表示部は、前記ユーザの左右各々の視野に画像を表示し、前記表示部が表示する画像は、ユーザに遠近感を与える画像であり、前記画像を構成する像の配置関係に応じて、前記光学系の光軸に対して前記表示素子が傾いていることを特徴とする。
【００１１】
請求項８に記載の表示装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置において、前記表示装置は、前記ユーザの頭部に係止できる形状であることを特徴とする。
請求項９に記載の表示装置は、請求項８に記載の表示装置において、前記表示部が表示する画像が記録された記録媒体を着脱可能な記録媒体着脱部を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１０に記載の表示装置は、請求項８に記載の表示装置において、前記表示部が表示する画像が記録された記録媒体から前記画像を読み出す装置を着脱可能な装置着脱部を備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の表示装置は、請求項９または請求項１０に記載の表示装置において、前記表示部が表示する画像を記録する記録部を備え、前記記録部に記録された前記画像は、外部と通信を介して書きかえ可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１２に記載の表示装置は、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置において、前記記録媒体または前記記録部には、少なくとも２つの画像が記録され、前記制御部は、前記画像の少なくとも１つを大きく表示し、それ以外の画像の少なくとも１つを大きく表示された画像に重ねて表示することを特徴とする。
【００１４】
請求項１３に記載の表示装置は、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置において、外部の画像再生装置で再生される外部画像信号を入力する画像信号入力部を有し、前記記録媒体または前記記録部には、少なくとも１つの画像が記録され、前記制御部は、前記記録媒体または前記記録部に記録された画像の少なくとも１つを、前記画像信号入力部から入力された画像に重ねて表示することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の表示装置の一例として、ヘッドマウントディスプレイ装置を例に挙げて説明を行う。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ装置の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ装置１は、図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ装置１をユーザの頭部に装着するための湾曲したバンド２、バンド２の両端に固定された右スピーカー３および左スピーカー４を備える。右スピーカー３および左スピーカー４は、バンド２の湾曲しようとする付勢力によってユーザの両耳に当接する。また、バンド２の中央部は、後頭部に配置されており、後述する各表示部とバランスがとれるようになっている。また、ヘッドマウントディスプレイ装置１は、バンド２の両端から伸縮自在な右アーム５および左アーム６を備え、右アーム５の端には右表示部７、左アーム６の端には左表示部８を備える。右アーム５および左アーム６は、ユーザ操作または自動で伸縮自在であり、伸縮することにより右表示部７および左表示部８の位置を調整可能である。
【００１６】
また、右表示部７は、図２Ａに示すように、表示デバイス７１と接眼レンズ７２とを備え、表示デバイス７１からの光束は、接眼レンズ７２で拡大される。表示デバイス７１は、端部に切替レバー７３を備え、この切替レバー７３を切り替えることにより、表示デバイス７１を、図２Ｂに示すように傾けることができる。
切替レバー７３が、図２Ａの状態である場合、接眼レンズ７２の光軸と表示デバイス７１の表示面とは、垂直であり、このような配置は、通常の画像情報の表示に適する。また、切替レバー７３が、図２Ｂの状態である場合、接眼レンズ７２の光軸と表示デバイス７１の表示面とは、非垂直であり、このような配置は、眼疲労解消のための画像の表示に適する（詳細は後述する）。ユーザは、使用目的に合わせて、切替レバー７３を操作する。
【００１７】
なお、左表示部８は、右表示部７と同様の構成であるため、図示および説明を省略する。
図３は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ装置１の機能ブロック図である。
ヘッドマウントディスプレイ装置１は、図３に示すように、制御部９、右スピーカー３、左スピーカー４、右表示部７、左表示部８を備えるとともに、外部の再生装置などとのインタフェースを取る外部インタフェース部１０を備える。制御部９の出力は、右スピーカー３、左スピーカー４、右表示部７、左表示部８に供給され、制御部９と外部インタフェース部１０とは相互に接続される。また、ヘッドマウントディスプレイ装置１は、制御部９と相互に接続された記録部１１を備え、記録部１１には、後述する眼疲労解消のために表示部に表示される画像が記録される。
【００１８】
なお、右表示部７、左表示部８、制御部９は請求項の「表示部」に対応し、右表示部７、左表示部８、制御部９、記録部１１は、請求項の「制御部」に対応する。また、切替レバー７３は、請求項の「切替部」に対応し、外部インタフェース部１０は、請求項の「記録媒体着脱部」および「装置着脱部」に対応する。
【００１９】
以上説明した構成のヘッドマウントディスプレイ装置１は、ユーザの操作に応じて、画像情報や文字情報を再生する。画像情報および文字情報の再生の具体的な方法については、公知技術と同様であるため説明を省略し、以下、本発明の特徴である、眼疲労解消のための画像の表示について説明する。
眼疲労解消のための画像の表示は、ユーザ操作に応じて開始される。ユーザにより眼疲労解消のための画像の表示が指示されると、制御部は、記録部１１に予め記録された眼疲労解消のための画像を読み出し、右表示部７、左表示部８に表示する。眼疲労解消のための画像は、ユーザの視線を誘導するための画像である。
【００２０】
眼疲労解消のために表示される画像は、図４に示すように、遠くの山を背景に蝶が飛んで行くような、画像内に形、明るさ、色などが特異な絵柄（以下「視標」と称する）を含むものである。視標は時間の経過とともに移動する。そのため、表示部を観察しているユーザの視線は、自然と視標の蝶を追いかけ、眼球が動く。このような眼球運動により、眼疲労の低減に効果がある。
【００２１】
なお、よりユーザの興味を引き付けるため、視標である蝶が羽ばたくようにしたり、視標の明るさが変化するようにしたり、時間の経過とともに別の形や色に変化するようにしても良い。
また、視標の動きは不規則であることが好ましい。なぜなら、ユーザが予測可能な規則的あるいは周期的な動きの場合、ユーザの視線は視標に引き付けられにくく、また、ユーザが飽きてしまうからである。不規則な動きを決定するために、１／ｆノイズ発生器などを用いて、ゆらぎに応じた移動ベクトルを決定することにより、より自然な視線の動きを誘導することができる。
【００２２】
なお、指標の位置を変化させずに特徴だけを変化させても良い。例えば、位置を変えずに、視標の大きさを小さく変化させた場合、心理的な効果によりユーザは、眼の視距離が変化したように錯覚し、眼球運動が促される。
表示デバイス７１が傾いている場合（図２Ｂ参照）、ユーザは、画面の下の方を見る場合に比べて、画面の上の方を見ると、視距離が遠くなる。そのため、図５に示すように、表示デバイス７１の下の方から上の方に向かって蝶が飛んでいくような画像を表示する。さらに、蝶は下の方から上の方に向かうに従って小さく変化するようにする。このような表示を行うことにより、視標である蝶が、近くから遠くに向かって飛んで行くように表示することができる。したがって、表示部を観察しているユーザの視線は、自然と視標の蝶を追いかけ、視距離が変化するので、前述した眼球運動に加え、毛様体筋の運動も促すことができる。このような眼球運動に加えた毛様体筋の運動により、眼疲労の低減の効果が上がる。
【００２３】
なお、表示デバイス７１の下の方に表示されるものは、ユーザからの視距離が短いので、通常比較的近方に存在するもの（例えば家など）を表示するのが良い。
ユーザが、図６に示すように、左右両眼で画像を観察している場合、左右各々の表示部に表示する画像を、視差のある画像にすることにより、ユーザに立体感を与えることができる。このとき、立体感による仮想距離と、表示デバイス７１が傾いていることによる距離とが略一致する画像を表示すると、ユーザはより自然な感じで画像を観察することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ユーザの視線が誘導されるように表示部が表示する画像を変化させることにより、ユーザの眼球運動を促し、眼疲労を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、画像の一部に、形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含む画像を表示し、その絵柄の位置を変化させることにより、ユーザの興味をより引き付けることができる。そのため、ユーザの眼球運動をさらに促すことができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、画像の一部に、形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含む画像を表示し、その絵柄の特徴を変化させることにより、ユーザの興味をより引き付けることができる。そのため、ユーザの眼球運動をさらに促すことができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、ユーザが切替レバーを操作することにより表示デバイスを傾けることことができる。そのため、ユーザは、通常の画像情報を表示する場合には、表示デバイスを傾けずに観察を行い、眼疲労解消のための画像を表示する場合には、表示デバイスを傾け、より効果的に眼疲労の低減を行うことができる。特に、表示デバイスが傾いている場合には、視距離が変化する方向にユーザの視線を誘導するような画像を表示することにより、ユーザの毛様体筋運動を促すことができる。また、表示デバイスを傾けることによりユーザの視距離を変化させるので、余分な光学系や機構を備える必要がなく、装置の小型化が可能である。
【００２７】
また、本実施形態によれば、表示デバイスが傾いて、かつユーザが左右両眼で画像を観察している場合、傾きに応じてユーザに遠近感を与える画像を表示する。そのため、ユーザは、遠近感のある自然に近い画像を観察することができるので、リラックスの度合いが増し、疲労低減効果がより上がることが期待できる。また、遠近感を与えつつ視距離を変化させることにより、眼の輻輳機能も刺激することができるので、疲労低減効果が上がる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、本発明の表示装置をユーザの頭部に係止できるヘッドマウント型にすることにより、より手軽に本発明を利用することができる。なお、本実施形態では、表示部に切替レバーを備え、表示デバイスの傾きを切り替え可能である例を示したが、接眼レンズおよび表示デバイスが、予め、接眼レンズの光軸と表示デバイスの表示面とが非垂直な位置および向きに配置されていても良い。このように配置を行うことにより、例えば、眼疲労解消装置など、眼疲労の低減、解消に主眼を置いた装置では、より効果の高い表示を行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態では、表示デバイスの傾きを切り替え可能である例を示したが、接眼レンズの光軸と表示デバイスの垂線とが非平行な位置に切り替えることができれば、表示デバイスを固定して接眼レンズを傾けるなど、他の如何なる方法が採用されても良い。また、傾け方は、接眼レンズの光軸と表示デバイスの表示面とが非垂直な位置になればどのような方法であっても良い。例えば、表示部の左側が接眼レンズに近づくように傾けても良い。このような場合、ユーザの視線を表示デバイスの左側から右側に誘導することにより、ユーザの視距離を短い距離から長い距離に変化させることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、ユーザの両眼の視野に画像を表示できるヘッドマウントディスプレイ装置を用いて説明を行ったが、片眼の視野にのみ画像を表示するヘッドマウントディスプレイ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ装置を用いて説明を行ったが、デスク置き型など如何なる形状の表示装置に本発明を適用しても良い。
【００３１】
また、本実施形態では、眼疲労解消のための画像を、記録部に予め記録しておく例を示したが、表示装置本体に、カードスロットなどの記録媒体着脱部や、記録媒体から画像を読み出すカードリーダーなどの装置着脱部を設け、記録媒体から読み出すようにしても良いし、外部インタフェース部１０を介して外部から取得するようにしても良い。眼疲労解消のための画像を記録媒体から読み出す構成にすることにより、ユーザは、眼疲労解消のための画像を好みの画像に自由に変えることができる。また、カードリーダーなどの装置着脱部を設けることにより、必要に応じて、カードリーダーを取り外すことができ、装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
なお、表示する画像は、例えば、少なくとも２種類の画像を記録媒体に記録しておき、そのうちの一方を画面全体に表示して背景画像とし、もう一方をその上に重ねて表示して視標として用いる方法でも良い。この場合、表示装置単体で装置が完結する（外部の装置を必要としない）ので、シンプルな構成にすることができる。
【００３３】
また、外部インタフェース部１０にＤＶＤプレーヤなどを接続し、ＤＶＤプレーヤから出力される画像を背景画像として使用し、記録媒体に記録されている画像をその上に重ねて表示しても良い。この場合、ユーザは好みの画像を利用することができるため便利である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で眼疲労を低減できる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の表示装置の外観を示す図である。
【図２】本実施形態の表示装置の表示部の構成を示す図である。
【図３】本実施形態の表示装置の機能ブロック図である。
【図４】本実施形態の表示装置の表示部に表示される画像の例を示す図である。
【図５】本実施形態の表示装置の表示部に表示される画像の例を示す図である。
【図６】本実施形態の表示装置による表示例を示す図である。
【符号の説明】
１ ヘッドマウントディスプレイ装置
２ バンド
３ 右スピーカー
４ 左スピーカー
５ 右アーム
６ 左アーム
７ 右表示部
８ 左表示部
９ 制御部
１０ 外部インタフェース部
１１ 記録部
７１ 表示デバイス
７２ 接眼レンズ
７３ 切替レバー

Claims (13)

1. ユーザの視野に画像を表示する表示部と、
   前記ユーザの視線が誘導されるように前記表示部が表示する画像を変化させる制御部とを備えたことを特徴とする表示装置。
2. ユーザの視野に画像を表示する表示部を備え、
   前記表示部は、前記ユーザの眼に画像を投影する光学系と、前記画像を表示する表示素子と、前記光学系と前記表示素子との少なくとも一方を傾けることにより、前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とを垂直な状態と非垂直な状態とに切り替える切替部とを備えることを特徴とする表示装置。
3. ユーザの視野に画像を表示する表示部を備え、
   前記表示部は、前記ユーザの眼に画像を投影する光学系と前記画像を表示する表示素子とを備え、前記光学系と前記表示素子とは、前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とが非垂直な位置および向きに配置されることを特徴とする表示装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の表示装置において、
   前記ユーザの視線が誘導されるように前記表示部が表示する画像を変化させる制御部を備えたことを特徴とする表示装置。
5. 請求項１または請求項４に記載の表示装置において、
   前記表示部が表示する画像は、前記画像の一部に形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含み、
   前記制御部は、前記画像内の前記絵柄の位置を変化させることを特徴とする表示装置。
6. 請求項１または請求項４に記載の表示装置において、
   前記表示部が表示する画像は、前記画像の一部に形、明るさ、色の少なくとも一つが特異な絵柄を含み、
   前記制御部は、前記画像内の前記絵柄の特徴を変化させることを特徴とする表示装置。
7. 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記光学系の光軸と前記表示素子の表示面とが非垂直な状態において、前記表示部は、前記ユーザの左右各々の視野に画像を表示し、
   前記表示部が表示する画像は、ユーザに遠近感を与える画像であり、前記画像を構成する像の配置関係に応じて、前記光学系の光軸に対して前記表示素子が傾いていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記表示装置は、前記ユーザの頭部に係止できる形状であることを特徴とする表示装置。
9. 請求項８に記載の表示装置において、
   前記表示部が表示する画像が記録された記録媒体を着脱可能な記録媒体着脱部を備えることを特徴とする表示装置。
10. 請求項８に記載の表示装置において、
    前記表示部が表示する画像が記録された記録媒体から前記画像を読み出す装置を着脱可能な装置着脱部を備えることを特徴とする表示装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載の表示装置において、
    前記表示部が表示する画像を記録する記録部を備え、
    前記記録部に記録された前記画像は、外部と通信を介して書きかえ可能であることを特徴とする表示装置。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置において、
    前記記録媒体または前記記録部には、少なくとも２つの画像が記録され、
    前記制御部は、前記画像の少なくとも１つを大きく表示し、それ以外の画像の少なくとも１つを大きく表示された画像に重ねて表示することを特徴とする表示装置。
13. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置において、
    外部の画像再生装置で再生される外部画像信号を入力する画像信号入力部を有し、
    前記記録媒体または前記記録部には、少なくとも１つの画像が記録され、
    前記制御部は、前記記録媒体または前記記録部に記録された画像の少なくとも１つを、前記画像信号入力部から入力された画像に重ねて表示することを特徴とする表示装置。

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