JP2019105723A - Retina-scanning type image projection device, retina-scanning type image projection method, and retina-scanning type image projection system - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、網膜走査型画像投影装置、網膜走査型画像投影システム、網膜走査型画像投影方法に関する。 The present invention relates to a retinal scanning image projector, a retinal scanning image projection system, and a retinal scanning image projection method.
従来から、色覚異常を有する患者の視認性を向上させる手段が複数存在している。その手段の一つとして、色識別能力を広げることが可能なスペクトル曲線を有する眼鏡レンズが知られている。また、他の手段として、色を識別しやすいように、表示する画像データの各色の特性を変化させ、色合いを補正した画像を表示させるLCD(Liquid Crystal Ddisplay)等の表示装置が知られている。 Heretofore, there have been a plurality of means for improving the visibility of patients with color vision abnormalities. As one of the means, the spectacle lens which has a spectral curve which can expand color discrimination ability is known. Further, as another means, there is known a display device such as an LCD (Liquid Crystal D display) which changes the characteristics of each color of image data to be displayed and displays a color-corrected image so that colors can be easily identified. .
上述した従来の眼鏡レンズは、光学フィルタであるために減光しかできないため、これを装用すると視界が暗くなって視認しにくくなることがあり、場合によっては視力が低下する欠点を有する。また、従来の眼鏡レンズは、視認する光源の波長分布そのものが分離していないため、精度の高い分光を実現することが困難である。 The conventional spectacle lens described above can only dim because it is an optical filter, so when it is worn, the field of vision may be dark and it may be difficult to visually recognize. Further, in the conventional spectacle lens, it is difficult to realize high-accuracy spectroscopy because the wavelength distribution itself of the light source to be viewed is not separated.
また、上述した表示装置では、表示された画像は、眼球の前眼部である中間透光体を通って網膜に到達するため、前眼部の角膜、水晶体の色収差などの光学特性に依存する。このため、補正した色合いが、必ずしも利用者の色覚特性に合致しない場合がある。 Further, in the above-described display device, the displayed image passes through the intermediate translucent body, which is the anterior eye of the eye, to reach the retina, so it depends on optical characteristics such as the chromatic aberration of the cornea and the lens of the anterior eye. . For this reason, the corrected color tone may not necessarily match the color perception characteristics of the user.
開示の技術は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、利用者による色の判別の精度を向上させることを目的としている。 The technology disclosed herein has been made in view of the above-described circumstances, and aims to improve the accuracy of color determination by the user.
開示の技術は、色覚特性データが記憶された記憶部と、画像データに基づいた画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、を有する網膜走査型画像投影装置である。 According to the disclosed technology, an image is transferred to the retina of the eye of the user by a storage unit in which color vision characteristic data is stored, a plurality of laser light sources for generating an imaging laser beam based on image data, and the imaging laser beam. The laser irradiation unit for projecting, the laser output control unit for individually controlling the light amount of the laser light output from the plurality of laser light sources based on the color vision characteristic data, and the user of the image laser beam And an optical member for focusing in the eyeball of the eye.
利用者による色の判別の精度を向上させることができる。 It is possible to improve the accuracy of color determination by the user.
(第一の実施形態)
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図1は、第一の実施形態の画像投影装置の構成を説明する図である。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining the arrangement of an image projection apparatus according to the first embodiment.
図1では、本実施形態の画像投影装置100は、マクスウェル視を利用したものである。マクスウェル視とは、画像データに基づく画像用光線を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影することで、人の水晶体の調節機能に影響されずに人に、画像データが表す画像を視認させる方法である。
In FIG. 1, the
本実施形態の画像投影装置100は、レーザ出力制御部50と、レーザ照射部60と、を有する。レーザ出力制御部50は、レーザ照射部60によるレーザ光の照射を制御する。尚、本実施形態の画像投影装置100は、例えば、一般的な眼鏡やゴーグルのような形状であって良い。
The
レーザ照射部60は、投影部110と、メガネ型フレームのツル150と、レンズ151と、を有する。投影部110は、光源111、走査ミラー112、反射ミラー115及び投影ミラー116を有する。
The
光源111は、ツル150に配置されている。光源111は、レーザ出力制御部50の制御の下、例えば単一又は複数の波長の光線Lを出射する。この光線Lは、ユーザの眼球160の網膜161に画像を投影するための画像用光線である。以下の説明では、光線Lを画像用光線と呼ぶ。
The
光源111は、R、G、Bの3色のレーザ光源を有し、例えば赤色(R)レーザ光(波長:610nm〜660nm程度)、緑色(G)レーザ光(波長:515nm〜540nm程度)、及び青色(B)レーザ光(波長:440nm〜480nm程度)を出射する。赤色、緑色、及び青色レーザ光を出射する。本実施形態の光源111は、光源111として、例えばRGB(赤・緑・青)それぞれのレーザダイオードチップと3色合成デバイスとマイクロコリメートレンズと、が集積された光源等により実現され、それぞれの光源の出力値が可変となっている。
The
尚、図1では、投影ミラー116に入射した光線の投影ミラー116内の進行方向をX方向、投影ミラー116におけるX方向に直交する方向をY方向とする。
In FIG. 1, the traveling direction in the
走査ミラー112は、ツル150に配置されている。走査ミラー112は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーであり、光源111から出射されたレーザ光(光線)Lを水平方向及び垂直方向の2次元方向に走査する。また、走査ミラー112は、光源111から出射された光線Lを2次元に走査して、ユーザの眼球160の網膜161に画像を投影させるための投影光とする。
The
反射ミラー115は、走査ミラー112で走査された光線Lをレンズ151に向かって反射させる。
The reflection mirror 115 reflects the light beam L scanned by the
レンズ151の使用者の眼球160側の面には、自由曲面を有する投影ミラー116が設けられている。投影ミラー116は、走査ミラー112で走査され、反射ミラー115で反射された光線Lを眼球160の網膜161に照射することにより、網膜161に画像を投影する。つまり、利用者は、網膜161に投射されたレーザ光の残像効果によって、画像を認識することができる。投影ミラー116は、走査ミラー112で走査された光線Lの収束位置が、眼球160の瞳孔162となるように設計されている。光線Lは投影ミラー116にほぼ真横(すなわちほぼ−X方向)から入射する。
A
尚、本実施形態では、投影ミラー116の自由曲面の曲率を大きくすれば、反射ミラー115から瞳孔162の収束位置までの距離を短くすることができ、画像投影装置100を小型にすることができる。
In the present embodiment, if the curvature of the free curved surface of the
本実施形態のレーザ出力制御部50は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ並びにRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等のメモリ装置により実現される。
The laser
プロセッサ及びメモリは、例えば走査ミラー112(MEMSミラー)が実装された基板と同じ基板に実装されていても良い。 The processor and the memory may be mounted on, for example, the same substrate on which the scanning mirror 112 (MEMS mirror) is mounted.
本実施形態のレーザ出力制御部50は、入力された画像データに基づく画像用光線を光源111から出射させる。また、本実施形態のレーザ出力制御部50は、走査ミラー112(MEMSミラー)を振動させて、光源111から出射された画像用光線を走査し、網膜161に画像を投影させる。
The laser
また、本実施形態のレーザ出力制御部50は、画像投影装置100の利用者の色覚特性に応じた色覚特性データを保持しており、この色覚特性データに基づき、光源111に含まれるRGBそれぞれの光源の出力値(光量)を制御する。レーザ出力制御部50と色覚特性データの詳細は後述する。
In addition, the laser
尚、図1の例では、片眼に対応する投影部110について示しているが、画像投影装置100は、両眼に対応する投影部110を有している。これらの2つの投影部110は、同様の構成である。
Although the example of FIG. 1 shows the
次に、図2及び図3により、画像投影装置100の投影部110による画像の投影について説明する。図2は、画像投影装置の投影ミラー近傍を拡大した図である。
Next, projection of an image by the
図2及び図3のように、走査ミラー112で走査された画像用光線は、ミラー115によって、レンズ151に向かって反射される。本実施形態では、投影部110が、レンズ151の眼球160側の面に配置されているため、走査ミラー112で走査された画像用光線は、投射部(投射ミラー)116に入射する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the imaging light beam scanned by the
投射部116は、画像用光線が入射される領域116aでは、自由曲面又は自由曲面と回折面の合成構造をしたハーフミラーとなっている。これにより、投射部116に入射された画像用光線は、眼球160の瞳孔162近傍で収束した後に網膜161に投射される。
The
よって、利用者は、画像用光線で形成される画像を認識することができる Thus, the user can recognize the image formed by the image light beam
図3は、走査ミラーの振動を説明する図である。尚、図3では、走査ミラー112が点Aから点Bまで振動した場合を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the vibration of the scanning mirror. Note that FIG. 3 shows the case where the
走査ミラー112によって画像用光線を走査して網膜161に画像を投影する方法として、画像を投影する領域の左上から右下に向かって光を高速に走査し、画像を表示させる方法(例えばラスタースキャン)がある。
As a method of scanning an image light beam by the
本実施形態では、図3に示すように、走査ミラー112は、画像用光線(光線L)を走査するために、網膜161に画像が投影される領域H(図3の破線範囲)よりも大きく、水平方向(第1方向)と垂直方向(第1方向に交差する第2方向)と、に振動する。図3では、走査ミラー112の振動を符号61で示している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
走査ミラー112が大きく振れた箇所で画像用光線を走査して網膜161に画像を投影する場合、画像の歪みが大きくなる。したがって、本実施形態では、画像用光線は、走査ミラー112の振れが小さい箇所で走査される。
When the image light beam is scanned at a portion where the
尚、図3では、画像用光線は矩形状に走査される場合を例に示しているが、この場合に限られず、台形状に走査される場合など、その他の場合でもよい。 Although FIG. 3 shows the case where the image light beam is scanned in a rectangular shape as an example, the present invention is not limited to this case, and other cases such as trapezoidal shape scanning may be used.
また、本実施形態では、画像が投影される領域Hは、利用者の視野を覆う大きさであることが好ましい。利用者の視野を覆う大きさとは、例えば、網膜に投影された画像が、片目では鼻側および上側で約60度、下側に約70度、耳側に約90〜100度を覆う大きさである。 Further, in the present embodiment, it is preferable that the area H where the image is projected has a size that covers the field of view of the user. The size that covers the user's field of vision is, for example, a size in which the image projected onto the retina covers about 60 degrees on the nose side and upper side, about 70 degrees on the lower side, and about 90 to 100 degrees on the ear side. It is.
尚、予め視野の一部に欠損があることが分かっている利用者等に対しては、画像が投影される領域Hは、上述した、「片目では鼻側および上側で約60度、下側に約70度、耳側に約90〜100度の覆われるような大きさ」よりも小さくても良い。 In addition, for users who know that there is a defect in a part of their visual field in advance, the region H where the image is projected is “under about 60 degrees on the nose side and upper side with one eye, It may be smaller than about 70 degrees, and about 90 to 100 degrees on the side of the ear.
次に、図4を参照して、本実施形態のレーザ出力制御部50について説明する。図4は、第一の実施形態のレーザ出力制御部の機能を説明する図である。
Next, with reference to FIG. 4, the laser
本実施形態のレーザ出力制御部50は、画像入力部51、記憶部52、出力制御部53、通信部54を有する。これらの各部は、レーザ出力制御部50の有するCPUとメモリ装置によって実現される。
The laser
画像入力部51は、通信部54を介して画像データの入力を受け付ける。記憶部52は、色覚特性データ55を保持している。尚、本実施形態のレーザ出力制御部50は、例えば、画像投影装置100の利用者が決まった時点で、利用者の色覚特性に応じた色覚特性データ55を取得し、記憶部52に保持させても良い。また、レーザ出力制御部50は、色覚特性データ55を、ネットワーク及び通信部54を介して外部装置から受信して記憶部52に保持させても良いし、可搬型の記録媒体等から読み出して記憶部52に保持させても良い。
The
出力制御部53は、入力された画像データに基づくレーザ光を照射する際に、RGBそれぞれの光源から照射されるレーザ光の出力値を、色覚特性データ55に基づき制御する。
The
言い換えれば、出力制御部53は、所定の色域の画像を投影させる際に、色覚特性データ55に基づき、所定の色域が他の色域の画像として投影されるように、RGBそれぞれの光源から照射されるレーザ光の光量(出力値)を増減させる。通信部54は、他の装置との通信を行う。
In other words, when the
ここで、色覚特性データ55の説明に先立ち、人間が色を感じる仕組みについて説明する。
Here, prior to the description of the color vision
人間の目の網膜には、暗いときだけ働く杆体と明るいところだけで働く錐体の2種類の視細胞があり、色覚には錐体細胞が関わっている。この錐体にはL錐体、M錐体、S錐体の3種類がある。 There are two types of photoreceptors in the human eye's retina: a rod that works only in the dark and a cone that works only in bright places, and the cones are involved in color vision. There are three types of cones: L cones, M cones, and S cones.
L錐体は、長波長感受性錐体で赤色の光に対して敏感に反応する。M錐体は、中波長感受性錐体で緑色の光に対して敏感に反応する。S錐体は、短波長感受性錐体で青色の光に対して敏感に反応する。 L cones are sensitive to red light in long wavelength sensitive cones. M cones are sensitive to green light in medium wavelength sensitive cones. S cones are sensitive to blue light in short wavelength sensitive cones.
L錐体、M錐体、S錐体の3種類の錐体が揃っている場合を3色覚といい、日本人男性の約95%、女性の99%以上が3色覚に含まれる。また、L錐体、M錐体、S錐体の3種類の錐体の内、どれか1種の錐体を持たず、2種の錐体だけで色を認識している場合を2色覚といい、存在しない錐体がどれであるか、によって1型、2型、3型に分けられる。 When three kinds of cones of L cone, M cone and S cone are aligned, it is said to be trichromatic. About 95% of Japanese men and 99% or more of women are included in trichromatic vision. In addition, among the three types of cones of L cone, M cone, and S cone, one color cone is not recognized and color is recognized only by two cones. It can be divided into type 1, type 2 and type 3 depending on which cones do not exist.
具体的には、L錐体が欠損していることを1型2色覚、M錐体が欠損していることを2型2色覚、S錐体が欠損していることを3型2色覚と呼ぶ。また、以下の説明では、1型2色覚、2型2色覚、3型2色覚を含む利用者の色覚を、利用者の色覚特性と呼ぶ。 Specifically, L cone lacks type 1 two color vision, M cone lacks type 2 two color vision, S cone lacks type 3 two color vision Call. In the following description, the user's color vision including type 1 dichroism, type 2 dichroism and type 3 dichroism is referred to as the user's color vision characteristics.
本実施形態では、画像投影装置100の利用者が1型2色覚、2型2色覚、3型2色覚の何れかを有する場合に、利用者の色覚特性と対応した色覚特性データ55を用いて、光源111から照射されるRGBそれぞれの光量を制御し、利用者の網膜へ投影させる。
In the present embodiment, when the user of the
以下に、図5及び図6を参照して、本実施形態の色覚特性データ55について説明する。図5は、xy色度図におけるレーザ光の色域と、NTSCで定義された色域とを示す図である。
The color vision
図5において、色域501は人間が肉眼で視認できる色の範囲を示しており、色域502は、NTSC(National Television System Committee)で定義された色域を示しており、色域503はレーザ光の色域を示している。
In FIG. 5, a
尚、xy色度図とは、CIE表色系のXYZ系で、色度座標x,y,zの中のxを横軸、yを縦軸にとった直角座標で表わしたものである。 The xy chromaticity diagram is an XYZ system of the CIE color system, which is represented by rectangular coordinates in which x in the chromaticity coordinates x, y and z is on the horizontal axis and y is on the vertical axis.
xy色度図において、NTSCで定義された色域502は、液晶ディスプレイ(LCD)の色域とほぼ同様である。よって、以下の説明では、色域502は、液晶ディスプレイの色域を示すものとする。
In the xy chromaticity diagram, the
図5からわかるように、レーザ光の色域503は、LCDの色域502よりも広い。つまり、本実施形態の画像投影装置100では、液晶ディスプレイ等の表示装置と比較して、広範囲の色域の画像を利用者に視認させることができる。本実施形態では、この点に着目し、色域503に基づく色覚特性データ55に応じて、光源111から照射される3色のレーザ光の光量を制御する。
As can be seen from FIG. 5, the
図6は、色覚特性と色覚特性データの関係について説明する図である。図6では、1型2色覚、2型2色覚、3型2色覚のそれぞれについて、xy色度図上に混同直線を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between color vision characteristics and color vision characteristics data. In FIG. 6, confusion lines are shown on the xy chromaticity diagram for each of the 1-type 2-color vision, the 2-type 2-color vision, and the 3-type 2-color vision.
図6(A)は、CIE色度図における1型2色覚の混同直線を示す図であり、図6(B)は、CIE色度図における2型2色覚の混同直線を示す図であり、図6(C)は、CIE色度図における3型2色覚の混同直線を示す図である。 FIG. 6 (A) is a diagram showing a confusion line of type 1 two-color vision in the CIE chromaticity diagram, and FIG. 6 (B) is a diagram showing a confusion line of type 2 two-color vision in the CIE chromaticity diagram, FIG. 6C is a diagram showing a confusion line of type 3 two-color vision in the CIE chromaticity diagram.
以下に、混同直線について説明する。2色覚の場合は、特定の色の組合せについては色の区別ができない。この区別できない色の組合せのことを混同色という。 The confusion line will be described below. In the case of two-color vision, color distinction can not be made for specific color combinations. This indistinguishable color combination is called confusion color.
この混同色をxy色度図にプロットすると、2色覚の利用者にとって同じ色に感じられる色はxy色度図で1直線に並ぶことがわかっている。この直線を混同直線という。 If this confusion color is plotted on the xy chromaticity diagram, it is known that the colors perceived by the two color vision users to be the same color align in a straight line in the xy chromaticity diagram. This straight line is called a confused straight line.
本実施形態では、画像データにおける混同色を、混同直線同士に挟まれた色域内の色に置き換えることで、2色覚の利用者が混同色を区別できるようにする。 In the present embodiment, the confusion color in the image data is replaced with the color within the color gamut sandwiched between the confusion straight lines so that the user of bicolor vision can distinguish the confusion color.
例えば、1型2色覚の利用者は、図6(A)に示すように、混同直線L11上にプロットされる2色は、区別することができない。 For example, as shown in FIG. 6A, the user of type 1 two color vision can not distinguish between the two colors plotted on the confusion line L11.
したがって、本実施形態では、例えば、混同直線L11上に重なる色は、xy色度図において、混同直線L11の傾きを変更した直線L21上にプロットされる色となるように、RGBそれぞれのレーザ光の光量を制御しても良い。 Therefore, in the present embodiment, for example, the laser light of each of RGB is such that the color overlapping on the confusion line L11 is a color plotted on the straight line L21 in which the inclination of the confusion line L11 is changed in the xy chromaticity diagram. You may control the light quantity of.
このとき、直線L21は、例えば、混同直線L11と、混同直線L11の隣の混同直線L12とがなす角θ1を2等分する角度を有する直線としても良い。 At this time, the straight line L21 may be, for example, a straight line having an angle that bisects the angle θ1 formed by the confusion straight line L11 and the confusion straight line L12 next to the confusion straight line L11.
本実施形態では、この直線L21を表す関数を示す情報を、色覚特性データ55として保持していても良い。
In the present embodiment, information indicating a function representing the straight line L21 may be held as the color vision
また、その場合、レーザ出力制御部50の記憶部52は、図6(A)に示す全ての混同直線について、隣り合う混同直線と成す角を2等分する直線を示す関数を、色覚特性データ55として保持しても良い。
Also, in this case, the
本実施形態では、例えば、画像投影装置100に入力された画像データに示される画像に、混同直線L11上にプロットされる色G11の画素と色G12の画素が含まれるとする。
In this embodiment, for example, it is assumed that the image represented by the image data input to the
この場合、本実施形態のレーザ出力制御部50は、例えば、色G12が混同直線L12上から外れた色G21として投影されるように、光源111から照射されるRGBそれぞれレーザ光の光量を増減させる。本実施形態では、このように光源111から出力される光量(出力値)を制御することで、1型2色覚の利用者が区別することができなかった色G11と色G12の2色を、色G11と色G21として区別させることができる。
In this case, for example, the laser
また、この場合には、混同直線L11上の色G12が、隣同士の混同直線L11と混同直線L12のそれぞれから最も離れた位置にある直線L21上の色G21として投影されるため、色G11と色G21とのちがいを大きくすることができ、色の区別のしやすくできる。 Further, in this case, since the color G12 on the confusion line L11 is projected as the color G21 on the straight line L21 which is the farthest from each of the confusion line L11 and the confusion line L12 next to each other, The color G21 and the difference can be increased, and the colors can be easily distinguished.
さらに、レーザ光の色域503は、赤色の単光色から緑色の単光色までの色域と、赤色の単光色から青色の単光色までの色域を含む。したがって、本実施形態では、混同色を、LCDでは表現できなかった色で投影することができる。言い換えれば、本実施形態によれば、従来と比較して、混同色に置き換えられる色域を大きくすることができる。
Furthermore, the
このため、本実施形態によれば、利用者にとって区別できない複数の色又は区別しにくい複数の色を、容易に区別させることができる。 For this reason, according to the present embodiment, it is possible to easily distinguish between a plurality of indistinguishable colors or a plurality of indistinguishable colors for the user.
図6(B)に示す2型2色覚についても同様である。この場合、レーザ出力制御部50の記憶部52は、2型2色覚と対応する色覚特性データ55の一部として、混同直線L31と混同直線L32がなす角θ2を等分する直線L41を表す関数を示す情報を保持しても良い。
The same applies to the type 2 dichromatic vision shown in FIG. In this case, the
図6(C)に示す3型2色覚についても同様である。この場合、レーザ出力制御部50の記憶部52は、3型2色覚と対応する色覚特性データ55の一部として、混同直線L51と混同直線L52がなす角θ2を等分する直線L61を表す関数を示す情報を保持しても良い。
The same applies to the type 3 two-color vision shown in FIG. In this case, the
レーザ出力制御部50は、色覚特性データ55を図6で説明した関数として保持する場合には、混同直線上の色が、色覚特性データ55として保持された関数が示す直線上の色となるように、光源111から照射される3色のレーザ光の出力値を制御すれば良い。
In the case of holding the color vision
尚、本実施形態の色覚特性データ55は、関数でなくても良い。本実施形態の色覚特性データ55は、例えば、混同直線上の色と、光源111から照射されるRGBそれぞれの出力値とを対応付けたテーブルであっても良い。
The color vision
また、色覚特性データ55は、例えば、混同直線上の色に対し、xy色度図におけるxの値又はyの値に加算される所定値又はxの値又はyの値から減算される所定値であっても良い。
Further, the color vision
本実施形態の色覚特性データ55は、xy色度図において、混同直線上にプロットされる色のRGB値を、混同直線上からずらすように補正させるような情報であれば良い。
The color vision
以下に、図7を参照して、色覚特性データ55の一例を示す。図7は、第一の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。
Below, with reference to FIG. 7, an example of the color vision
図7に示す色覚特性データ55は、混同色と、光源111の有するRGBそれぞれの光源の出力値とを対応付けたテーブルである。
The color vision
このテーブルでは、例えば、混同色である色1の画像を投影する場合には、赤色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量(出力値)を「○○」とし、緑色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量を「××」とし、青色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量を「△△」とすれば、色1が混同直線上の色以外の色として投影されることを示している。 In this table, for example, when projecting an image of color 1 which is a confusion color, the light amount (output value) of the laser light source emitting the red laser beam is set to “○”, and the green laser beam is emitted. Assuming that the light amount of the laser light source is “××” and the light amount of the laser light source emitting the blue laser light is “ΔΔ”, it indicates that the color 1 is projected as a color other than the confusion straight line There is.
尚、光量の値の単位は、μWである。また、図7に示す色覚特性データ55に含まれる光量の値は、IEC60825−1のClassIに適合する値である。
The unit of the light quantity is μW. Further, the value of the light amount included in the color vision
次に、図8を参照して、本実施形態のレーザ出力制御部50の動作について説明する。図8は、第一の実施形態のレーザ出力制御部の動作を説明するフローチャートである。
Next, the operation of the laser
本実施形態のレーザ出力制御部50は、画像入力部51により、画像データの入力を受け付けたか否かを判定する(ステップS801)。ステップS801において、画像データが入力されない場合、レーザ出力制御部50は、画像データが入力されるまで待機する。
The laser
ステップS801において、画像データが入力されると、レーザ出力制御部50は、出力制御部53により、記憶部52の保持された色覚特性データ55を読み出す(ステップS802)。
In step S801, when image data is input, the laser
続いて、出力制御部53は、色覚特性データ55に応じて、RGBそれぞれのレーザ光源の出力値を制御しながら、画像を利用者の網膜に投影させ(ステップS803)、処理を終了する。
Subsequently, the
このように、本実施形態のレーザ出力制御部50は、レーザ照射部60が有する光源111から照射されるレーザ光の光量を、画像投影装置100の利用者の色覚特性に応じた値となるように制御して、利用者の網膜に照射させる。
As described above, the laser
したがって、本実施形態の画像投影装置100によれば、利用者の色覚特性に合わせて、画像の輝度を落とすことなく、且つ、利用者の前眼部である中間透光体の影響を受けずに、利用者が視認しやすい色合いで画像を網膜に投影するによって、利用者の色の識別補助を行うことができる。
Therefore, according to the
また、本実施形態の画像投影装置100を、眼鏡やゴーグルのような形状とし、利用者の視線方向の画像を撮像するカメラを設けても良い。その場合、画像入力部51が受け付ける画像データは、カメラにより撮像された画像の画像データであっても良く、画像投影装置100は、この画像データを画像用光線に変換して利用者の網膜に投影しても良い。
Further, the
また、画像入力部51は、例えば、外部機器から出力された画像データを受け付けても良く、画像投影装置100は、この画像データを画像用光線に変換して利用者の網膜に投影しても良い。
Also, the
外部機器は、ビデオやテレビジョン等の映像機器であっても良いし、スマートフォン等の端末機器であっても良い。外部機器は、画像データ(動画データ、静止画データ)を出力する機器であれば、どのような機器であっても良い。 The external device may be a video device such as a video or a television, or a terminal device such as a smartphone. The external device may be any device as long as it outputs image data (moving image data, still image data).
本実施形態では、このような構成とすることで、利用者の視線方向含む周囲の画像や、ビデオ、スマートフォン等に表示されている画像を、利用者の視認しやすい色合いで網膜に投影することができ、ウエアラブルな色の識別補助機能を備えた画像投影装置を提供することができる。 In this embodiment, by using such a configuration, an image displayed around the user's line of sight, an image displayed on a video, a smartphone, etc. is projected onto the retina in a color that is easy for the user to visually recognize. It is possible to provide an image projection apparatus capable of performing wearable color identification assistance.
(第二の実施形態)
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、画像投影装置100が、外部の端末装置において選択された色覚特性データを受信する点のみ、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. The second embodiment is different from the first embodiment only in that the
図9は、第二の実施形態の画像投影システムの一例を示す図である。本実施形態の画像投影システム200は、画像投影装置100と、端末装置300とを有する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the image projection system of the second embodiment. An
本実施形態の画像投影システム200において、端末装置300は、例えば、1型2色覚、2型2色覚、3型2色覚を含む複数の色覚特性に対応した色覚特性データを保持しており、表示操作装置301に色覚特性の一覧を表示させる。そして、端末装置300は、一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを画像投影装置100に出力する。
In the
図10は、画像投影システムの各装置の機能を説明する図である。画像投影システム200の有する端末装置300は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ並びにRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等のメモリ装置と、タッチパネル等の表示操作装置301を有する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the function of each device of the image projection system. The
本実施形態の端末装置300は、表示制御部310と、記憶部311と、通信部312とを有する。
The
表示制御部310は、例えば、表示操作装置301に、色覚特性の一覧を表示させる。記憶部311は、色覚特性毎の色覚特性データ55Aを保持している。通信部312は、外部装置との通信を行う。
The
以下に、図11を参照して、端末装置300の記憶部311が保持している色覚特性データ55Aの例を示す。図11は、第二の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。
Below, with reference to FIG. 11, the example of the color vision
本実施形態の色覚特性データ55Aは、色覚特性毎に対応付けられた色覚特性データを含む。図11に示す色覚特性データ55Aは、例えば、1型2色覚と対応する色覚特性データ55−1、2型2色覚と対応する色覚特性データ55−2、3型2色覚と対応する色覚特性データ55−3を含む。
The color vision
本実施形態では、このように、端末装置300において色覚特性毎の色覚特性データを保持している。したがって、本実施形態によれば、端末装置300に表示された色覚特性の一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを画像投影装置100に送信し、画像投影装置100の記憶部52に保持させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
(第三の実施形態)
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、色覚特性データを利用者が調整できる点が、第一及び第二の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
Third Embodiment
The third embodiment will be described below with reference to the drawings. The third embodiment is different from the first and second embodiments in that color vision characteristic data can be adjusted by the user. Therefore, in the following description of the third embodiment, only differences from the first embodiment will be described, and for those having the same functional configuration as the first embodiment, the description of the first embodiment The same reference numerals as the reference numerals used in FIG.
図12は、第三の実施形態の画像投影装置を説明する図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining an image projection apparatus according to the third embodiment.
本実施形態の画像投影装置100Aは、例えば、台座20等に設置され、利用者Pが画像投影装置100Aの中を覗くように眼球を近づけた状態で、色覚特性データの調整(修正)が行われる。尚、図12の例では、利用者Pが椅子に着席して画像投影装置100Aを利用する例を示しているが、これに限定されない。利用者Pは、起立した状態で画像投影装置100Aを利用しても良い。
The
本実施形態の画像投影装置100Aは、色覚特性毎の色覚特性データを保持しており、利用者の操作に応じて、色覚特性データにおける混同色と対応付けられたR出力値、G出力値、B出力値の値を変更する。
The
以下に、図13を参照して、本実施形態の画像投影装置100Aのハードウェア構成について説明する。図13は、第三の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。
The hardware configuration of the
本実施形態の画像投影装置100Aは、通信部20、制御部30、記憶部40、レーザ出力制御部50、レーザ照射部60、入力部70、出力部80を有する。
The
通信部20は、画像投影装置100Aと、外部装置との通信を行うための通信装置である。具体的には、例えば、通信部20は、ネットワーク等を介して、端末装置1と通信を行う。尚、通信部20による通信の方式は、画像投影装置100Aと外部装置とが通信を行うことができれば、どのような方式であっても良い。
The
端末装置1は、例えば、医療機関等に設けられていても良いし、第一の実施形態で説明した眼鏡型の画像投影装置100を提供する店舗等に配置されたものであっても良い。また、通信部20は、例えば、第一の実施形態で説明した眼鏡型の画像投影装置100と通信を行っても良い。
The terminal device 1 may be provided, for example, in a medical institution or the like, or may be disposed in a store that provides the glasses-type
制御部30は、例えば、演算処理装置等であり、本実施形態の画像投影装置100Aの動作の全体を制御する。
The
記憶部40は、制御部30により実行されるプログラムや、演算により取得された各種の値等を格納する。また、記憶部40は、色覚特性毎の、色の調整に用いる画像の画像データが格納されていても良い。さらに、記憶部40は、利用者によって調整された調整後の色覚特性データが、利用者を特定する情報と共に格納されても良い。
The
入力部70は、画像投影装置100Aに対して各種の情報を入力するためのものである。具体的には、例えば、入力部70は、混同色に代えて投影させる色を調整する際に、利用者によって操作される入力装置であり、例えば、上下左右方向の矢印が印字されたキーボードや、ジョイスティックなどが好適である。
The
入力部70をこのような構成とすれば、色の調整において、キーボードを押下したり、ジョイスティックを倒すことによって、濃度や彩度等を変更することができる。
If the
また、利用者Pは、レーザ照射部60に眼を当てているため、入力部70を見るためにレーザ照射部60から眼を外すことは効率が悪い。このため、入力部70をキーボードとすれば、上下左右を示す操作部を配置することができ、好ましい。さらに、キーボードに突起等を設けることによって、キーボードを見なくても入力できるようにすると、尚好ましい。さらに、入力部70をジョイスティックとすれば、なお好適である。
In addition, since the user P places his eyes on the
出力部80は、画像投影装置100Aから各種の情報を出力するためのものである。具体的には、例えば、出力部80は、混同色に代わる色を調整した後の色覚特性データを、記憶部40へ記憶させたり、記録媒体等に書き出すためのものであっても良い。また、出力部80は、利用者の色覚特性を選択させるための一覧画面を表示させるディスプレイであっても良い。
The
次に、本実施形態の画像投影装置100Aの機能について説明する。図14は、第三の実施形態の画像投影装置の機能を説明する図である。
Next, the function of the
図14に示す各部は、制御部30が記憶部40に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される。
Each unit illustrated in FIG. 14 is realized by the
本実施形態の画像投影装置100Aは、入力受付部131、表示制御部132、調整用画像データ出力部133、色覚特性データ生成部134、データ格納部135を有する。
The
入力受付部131は、入力部70等からの情報の入力を受け付ける。表示制御部132は、出力部80であるディスプレイに対する表示を制御する。
The
調整用画像データ出力部133は、ディスプレイに表示された色覚特性の一覧において選択された色覚特性と対応する調整用画像データをデータ格納部135から読み出して、レーザ出力制御部50へ渡す。
The adjustment image
色覚特性データ生成部134は、入力受付部131が受け付けた操作に応じて、調整用画像データに含まれる各色のR出力値、G出力値、B出力値を変更し、変更後のR出力値、G出力値、B出力値を含む利用者別色覚特性データを生成し、データ格納部135へ格納する。
The color vision characteristic
データ格納部135は、調整用画像データ56、利用者別色覚特性データ57を格納する。
The
本実施形態の調整用画像データ56は、例えば、色覚特性毎に設けられていても良い。また、調整用画像データは、図6に示す混同直線以外の直線上の色によって表現されるグラデーションの画像等であっても良い。
The
具体的には、例えば、データ格納部135は、色覚特性が1型2色覚の場合には、調整用画像データ56の一部として、図6(A)の直線L21上にプロットされる色によって表現されるグラデーションの画像を保持していても良い。
Specifically, for example, when the color vision characteristic is type 1 bicolor vision, the
また、データ格納部135は、例えば、色覚特性が2型2色覚の場合には、調整用画像データ56の一部として、図6(B)に示す直線L41上にプロットされる色によって表現されるグラデーションの画像を保持していても良い。
Further, for example, when the color vision characteristic is type 2 dichromatic, the
次に、図15を参照して、本実施形態の画像投影装置100Aにおける動作について説明する。図15は、第三の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 15, the operation of the
本実施形態の画像投影装置100Aは入力受付部131により、利用者情報の入力を受け付けたか否かを判定する(ステップS1501)。ステップS1501において、利用者情報を受け付けない場合、画像投影装置100Aは、待機する。尚、利用者情報とは、利用者を特定する情報であれば良く、例えば、利用者の氏名等であっても良いし、利用者の識別情報(利用者ID)等であっても良い。
In the
ステップS1501において、利用者情報の入力を受け付けると、画像投影装置100Aは、色覚特性の一覧を出力部80に表示させる(ステップS1502)。尚、色覚特性の一覧を示す情報は、図示していないが、記憶部40に保持されていても良い。
In step S1501, when the input of user information is accepted, the
続いて、画像投影装置100Aは、入力受付部131により、色覚特性の選択を受け付けた否かを判定する(ステップS1503)。ステップS1503において、色覚特性の選択を受け付けない場合、画像投影装置100Aは、選択を受け付けるまで待機する。
Subsequently, the
ステップS1503において、色覚特性の選択を受け付けると、画像投影装置100Aは、調整用画像データ出力部133により、選択された色覚特性と対応する調整用画像データを読み出してレーザ出力制御部50へ出力し、レーザ出力制御部50により調整用画像データを利用者の網膜に投影させる(ステップS1504)。
In step S1503, when the selection of the color vision characteristics is received, the
続いて、画像投影装置100Aは、入力受付部131により、色の調整を行う操作を受け付けたか否かを判定する(ステップS1505)。ステップS1505において、色の調整を受け付けない場合、画像投影装置100Aは、後述するステップS1508へ進む。
Subsequently, the
ステップS1505において、色の調整を受け付けた場合、画像投影装置100Aは、調整の内容をレーザ出力制御部50へ通知し、出力制御部53により、RGBそれぞれのレーザ光源の出力値を操作に応じた出力値に変更させる(ステップS1506)。
In step S1505, when color adjustment is received, the
続いて、画像投影装置100Aは、色の調整が終了したか否かを判定する(ステップS1507)。具体的には、画像投影装置100Aは、調整の終了を示す操作を受け付けたか否かによって、調整の終了か否かを判定しても良い。
Subsequently, the
ステップS1507において、調整が終了していない場合、画像投影装置100Aは、ステップS1505へ戻る。ステップS1507において、調整が終了した場合、画像投影装置100Aは、色覚特性データ生成部134により、混同色と、調整用画像データの各色と対応するRGBの出力値とを対応付けた色覚特性データに、利用者情報を付与した利用者別色覚特性データ57を生成し、データ格納部135に格納して(ステップS1508)、処理を終了する。
In step S1507, when the adjustment is not completed, the
尚、本実施形態の画像投影装置100Aは、データ格納部135に格納された利用者別色覚特性データ57を、第一の実施形態で説明した画像投影装置100に直接送信しても良い。
The
以上のように、本実施形態によれば、色覚特性データを利用者毎に生成することができる。 As described above, according to the present embodiment, color vision characteristic data can be generated for each user.
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the requirements shown to the said embodiment. These points can be modified without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
50 レーザ出力制御部
51 画像入力部
52 記憶部
53 出力制御部
55 色覚特性データ
60 レーザ照射部
100、100A 画像投影装置
200 画像投影システム
300 端末装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
画像データに基づいた画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、
前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、
前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、
を有する網膜走査型画像投影装置。 A storage unit in which color vision characteristic data is stored;
A plurality of laser light sources for generating an imaging laser beam based on image data;
A laser irradiation unit for projecting an image onto a retina of a user's eye by the image laser beam;
A laser output control unit that individually controls the light amount of the laser light output from the plurality of laser light sources based on the color vision characteristic data;
An optical member for causing the imaging laser beam to converge in the eye of the user;
A retinal scanning image projector having:
カメラにより前記利用者の視線方向を撮像した画像の画像データ又は外部機器から入力された画像データを含み、
前記画像データの入力を受け付ける画像入力部を備え、
眼鏡形状でウエアラブルな請求項1記載の網膜走査型画像投影装置。 The image data is
Image data of an image obtained by imaging the user's gaze direction by a camera or image data input from an external device;
An image input unit that receives an input of the image data;
The retinal scanning image projector according to claim 1, which is wearable in the shape of glasses.
色度図上における前記利用者の色覚特性と対応した混同直線の色と、前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量と、を対応付けたデータである、請求項2記載の網膜走査型画像投影装置。 The color vision characteristic data is
The retina scan according to claim 2, wherein the data is data in which the color of the confusion line corresponding to the color vision characteristic of the user on the chromaticity diagram is associated with the light amount of the laser light output from the plurality of laser light sources. Image projector.
前記混同直線上以外の色であって、前記複数のレーザ光源から出射されるレーザ光によって表現される色域の色の画像を投影させる光量である、請求項3記載の網膜走査型画像投影装置。 The light quantity of the laser beam output from the plurality of laser light sources is
The retinal scanning image projector according to claim 3, wherein the light quantity is a color other than the confusion straight line and projects an image of a color gamut represented by laser light emitted from the plurality of laser light sources. .
前記入力部からの入力操作により、前記投影された画像の色の調整を行う、請求項1乃至4の何れか一項に記載の網膜走査型画像投影装置。 It has an input unit that accepts user input operations,
The retinal scanning image projector according to any one of claims 1 to 4, wherein the color of the projected image is adjusted by an input operation from the input unit.
前記色覚特性データは、前記通信部を介して前記外部装置から取得される、請求項1乃至5の何れか一項に記載の網膜走査型画像投影装置。 It has a communication unit that communicates with external devices,
The retinal scanning image projector according to any one of claims 1 to 5, wherein the color vision characteristic data is acquired from the external device via the communication unit.
複数のレーザ光源により、画像データに基づいた画像用レーザ光線を生成する手順と、
レーザ照射部により、前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影する手順と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、記憶部に格納された色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御する手順と、
光学部材によって、前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる手順と、を有する網膜走査型画像投影方法。 A retinal scanning image projection method by a retinal scanning image projector, wherein the retinal scanning image projector is
Generating a laser beam for imaging based on image data by a plurality of laser light sources;
A procedure of projecting an image onto the retina of the eyeball of the user by the laser beam for image by the laser irradiation unit;
A procedure for individually controlling the light amount of the laser beam output from the plurality of laser light sources based on the color vision characteristic data stored in the storage unit;
And b. Focusing the imaging laser beam in the eye of the user by an optical member.
前記端末装置は、
色覚特性毎の色覚特性データが格納された記憶部と、
前記色覚特性の一覧を表示部に表示される表示制御部と、
前記一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを前記網膜走査型画像投影装置へ出力する通信部と、を有し、
前記網膜走査型画像投影装置は、
前記端末装置から出力された前記色覚特性データを記憶する記憶部と、
画像データに基づいた画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、
前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、
前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、
を有する、網膜走査型画像投影システム。 What is claimed is: 1. A retinal scanning image projection system comprising a retinal scanning image projector and a terminal device, comprising:
The terminal device is
A storage unit in which color vision characteristic data for each color vision characteristic is stored;
A display control unit that displays a list of the color vision characteristics on a display unit;
A communication unit that outputs color vision characteristic data corresponding to the color vision characteristic selected in the list to the retinal scanning image projector;
The retina scanning image projector
A storage unit that stores the color vision characteristic data output from the terminal device;
A plurality of laser light sources for generating an imaging laser beam based on image data;
A laser irradiation unit for projecting an image onto a retina of a user's eye by the image laser beam;
A laser output control unit that individually controls the light amount of the laser light output from the plurality of laser light sources based on the color vision characteristic data;
An optical member for causing the imaging laser beam to converge in the eye of the user;
A retinal scanning image projection system.
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