JP3368614B2 - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

頭部装着型表示装置

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JP3368614B2 JP07595293A JP7595293A JP3368614B2 JP 3368614 B2 JP3368614 B2 JP 3368614B2 JP 07595293 A JP07595293 A JP 07595293A JP 7595293 A JP7595293 A JP 7595293A JP 3368614 B2 JP3368614 B2 JP 3368614B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、観賞者の視線の方向に
応じて表示画像をコントロールする頭部装着型表示装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、映像およびデータディスプレイの
携帯性を高める要請に応えるため、頭部装着型表示装置
が提案されている。これらの代表的な例として、米国特
許5162828などが上げられる。この例にしたがっ
て、図6を用いて頭部装着型液晶表示について説明す
る。
【0003】図6(A)は、頭部装着型表示装置を観賞
者が装着したときの側面図、図6(B)は、その正面図
である。観賞者の頭部601に保持手段603、バック
ライト604、透過型液晶パネル605、拡大ミラー6
06からなる頭部装着型表示装置が装着されている。ま
た、保持手段603は、ツル607により頭部601に
装着されている。なお、保持手段603は、透明なシー
トからなるものであり、ファッション性、携帯性などを
考慮された形状、着色となっている。
【0004】保持手段603に保持されている透過型液
晶パネル605は、TVチューナーやビデオデッキ、コ
ンピューター等から伝送されてくる映像信号により駆動
され、画像表示面に画像を形成している。透過型液晶パ
ネル605は、拡大ミラー606に対して虚像を形成す
る位置に配置されているために、光学系の光軸609に
沿って拡大ミラー606を通して透過型液晶パネル60
5に形成された画像を見る観賞者は、あたかも、前方に
大画面画像が存在するように感じる。
【0005】ただし、この構成においては、観賞者の目
602が矢印608方向に視線を向けている時は、拡大
ミラー606が視野の周辺部に存在するために、前記大
画面をはっきりと見ることはない。観賞者の目602
光学系の光軸609方向に視線を向けた時に前記大画面
をはっきりと見ることができる。従って、観賞者が、外
界を見たいときは、視線を前方、すなわち矢印608方
向に向ければ良く、画面を見たいときは視線を光軸60
9方向に向ければ良いのである。
【0006】この様な表示方法により、頭部装着型液晶
表示装置は、前述の要請に応え得るのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この頭部装着
型表示装置には、その本来の目的に反する問題点があ
る。その一つが消費電力の問題である。液晶表示装置
は、画像表示のためにバックライトを必要とするが、そ
のバックライトの消費電力が大きい。従って頭部装着型
表示装置を長時間使用するに当たっては、電源を大型な
ものとせざるを得ず、そのため本来の携帯性を高めると
いう目的に反することになる。
【0008】もう一つの問題は、表示画像が、観賞者の
観視像におよぼす外乱の問題である。観賞者が、正面に
視線を向けて外界像を観視しようとする際に、その視野
の周辺部には必ず表示画像が見えている。それは観賞者
にとっては外乱と感じられるため、外界像に集中するこ
とが難しくなってしまう。その問題をなくすために、表
示画像の表示位置を観賞者の視野の更に外側に配置する
と、今度は表示画像を観賞する際に、視線を大きく動か
さなければならず、それは、観賞者に多大の負担をかけ
ることとなってしまう。
【0009】本発明は上記課題を解決するために為され
たものであり、その目的とするところは、消費電力が少
ない頭部装着型液晶表示装置を提供することにある。更
に他の目的は、観賞者が表示画像を見たいときのみ表示
を可能とし、外界像を見るときには、表示画像がその外
乱要因とならないようにした頭部装着型表示装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、表示装置の表示画像を拡大光学手段を介して観賞す
る頭部装着型表示装置において、 観賞者の視線を検出
する視線検出装置と、前記表示装置を駆動するための表
示駆動回路と、を備え、前記視線検出装置により検出さ
れた視線方向に応じて前記表示駆動回路のスイッチがO
N、OFFされる事を特徴とする。
【0011】
【0012】また、表示装置の表示画像を拡大光学手段
を介して観賞する頭部装着型表示装置において、観賞者
の視線を検出する視線検出装置と、前記表示装置を照明
する表示用光源と、を備え、前記視線検出装置により検
出された視線方向に応じて、前記表示用光源のスイッチ
がON、OFFされる事を特徴とする。
【0013】また、表示装置の表示画像を拡大光学手段
を介して観賞する頭部装着型表示装置において、観賞者
の視線を検出する視線検出装置を備え、前記拡大光学手
段によって拡大された表示画像は、観賞者が正面に視線
を向けたときに、その視野の周辺部に表示されることを
特徴とする。
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】また、表示装置の表示画像を拡大光学手段
を介して観賞する頭部装着型表示装置において、観賞者
の視線を検出する視線検出装置を備え、観賞者の一方の
目に対して前記表示装置と前記拡大光学手段とが配置さ
れ、観賞者の他方の目に対して前記視線検出装置が配置
されていることを特徴とする。
【0018】
【実施例】
(実施例1)本発明の第1の実施例を図1および図2に
沿って説明する。図1は第1の実施例の全体構成を示す
ものである。ここで、従来の技術と全く同様の構成要
素、すなわち保持手段103、バックライト104、透
過型液晶パネル105、拡大ミラー106、ツル107
は、図面を見やすくするために点線で示してある。
【0019】また、実線で示してある構成要素は、LE
Dユニット108およびCCDユニット109からなる
視線検出装置である。LEDユニットは2個のLEDお
よびその駆動回路からなり、CCDユニットは結像レン
、CCD、およびCCDの駆動回路からなる。また、
LEDユニットから放射された2つの光束110(ここ
ではそれらの光束を代表する2本の光線で示してある)
が、観賞者の目102で反射した後、CCDユニット1
09に入射するように、LEDユニットとCCDユニッ
トの配置を調整してある。
【0020】次に、この視線検出装置の視線検出原理に
ついて図2を用いて説明する。図2(A)は、説明をし
やすくするために、LEDユニット内のLEDアレイ2
01、CCDユニット内の結像レンズ202およびCC
D203、観賞者の目204、の3要素の相対位置を示
したものである。
【0021】LEDアレイから放射された2本の光束2
07は、目204の反射点205および206で反射し
た後に結像レンズ202を介してCCD203に入射す
る。ここで、結像レンズ202は目204の実像がCC
D203に結像するようにその焦点距離を調整してあ
る。このような配置により、CCD203上に結像する
像は図2(B)に示すものとなる。すなわち、目204
の内部にLEDアレイからの光束の反射点205、20
6が存在するような像となる。
【0022】この像において、視線の方向をいかに検出
するかを説明する。観賞者が画像を見ようとして、視線
を真下に落としたときは、黒目は実線で示す208のよ
うな位置にある。ここでは、反射点205、206は2
つとも黒目の中に存在するようになる。一方、観賞者が
まっすぐ前を見たり、斜め下を見たりしたときは、前者
では黒目は点線で示す209の位置にあり、後者では2
10の位置にある。すると、前者では黒目の中に反射点
205、206は存在せず、後者では一方の反射点20
5のみが存在することになる。
【0023】従って、黒目と2つの反射点205、20
6の相対位置を知れば観賞者の視線がどちらを向いてい
るか検出できることになる。このような処理は、CCD
から出力される画像データーを、画像処理することによ
り容易に実現できる。
【0024】そこで、視線検出装置により観賞者の視線
を検出し、それが真下を向いているときにはバックライ
ト電源スイッチをONにし、それ以外の方向に視線が向
いているときはOFFにするようにする。
【0025】図3は、本発明の駆動回路のブロックを説
明したものである。バックライト301は電源配線30
8を通じて、駆動回路に接続されている電源307から
電力の供給を受けている。また、バックライト用電源配
線には電源スイッチ311が設けられている。視線検出
装置303から送られてくる視線方向に関する信号に応
じて、パワーダウンコントローラはスイッチング用配線
310を通じて電源スイッチ311を、ON、OFFす
る。
【0026】このようにすれば、頭部装着型表示装置を
長時間装着するときでも、画像を見る必要がないとき
は、自動的にバックライト電源が切れているため、消費
電力を大幅に節約できる。すなわち、電源を小型なもの
にでき、頭部装着型表示装置の携帯性を更に高めること
ができるのである。
【0027】さらには、画像を見る必要がないときに
は、表示装置の画像は見えないので、観賞者の観視像に
は外乱要因がなくなる。
【0028】この構成では、駆動回路305が常にON
状態になっているので、すばやい画面のON、OFFが
可能であり、例えば、ビデオカメラのビューファインダ
ー用途や、スポーツ観戦をするときの補助的なテレビ観
賞などの用途に最適である。
【0029】(実施例2)図4のブロック図は、本発明
の第2の実施例を示すもので、視線検出により駆動回路
電源をON、OFFする実施例である。
【0030】この例では、パワーダウンコントローラ4
04により、駆動回路電源407のスイッチ410をO
N、OFFする。実施例1では、駆動回路は常時ONと
なっているが、この実施例では、視線方向により駆動回
路405の電源もOFFとなるので更なる消費電力の抑
制をはかることができる。
【0031】ただし、この例ではスイッチをONした時
に駆動回路、LCDの立ち上がりに時間を要するために
瞬時の画像表示を行うことはできない。その点を考慮す
ると、一度画像を見始めると長時間画像を見続け、一度
見るのをやめるとしばらく見ないような用途、例えばA
V用途、遠隔監視用途などに向いている。
【0032】(実施例3)これまでの実施例で述べた頭
部装着型表示装置においては、視線検出装置におけるL
EDユニットとCCDユニットの配置を、ある特定のも
のに限定して説明してきたが、実際はこれに限定される
ことはなく、様々な配置により、新しい特徴を持った頭
部装着型液晶表示装置を実現することができる。これら
の例を、図5を用いて説明する。
【0033】図5(A)は、LEDユニット507を目
502に対して鼻側の下部、CCDユニット508を目
502に対して耳側の上部に配置した例である。このよ
うな配置にすることにより、実施例1の場合に比べて、
目502の耳側下部に対する視野が広がる。このような
配置の変更は、LEDユニットから放射された光束が目
で反射した後、CCDユニットに入射するという原則を
満たす限り、いくらでもとり得るものであり、装着者の
好み(心理的に視線検出装置の位置が気になるなど)や
用途(例えば、自動車の後方監視に使用する場合は、安
全上の理由から耳側の下方に対する視野は広くとってお
くべきであろう)に応じて、使い分ければよい。
【0034】図4(B)は、LEDユニット507とC
CDユニット508を画像を観賞する目502とは反対
側の目509に配置したものである。人間の目は、左右
が全く勝手な方向に動くということがないので、このよ
うに画像を観賞する目とは反対の目509の視線を検出
しても、充分に本発明の目的を達成できるのである。こ
の配置の大きな特徴は、各構成要素が保持手段にバラン
スよく配置されているので、装着性が高いということに
ある。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、頭
部装着型表示装置において、観賞者の視線を検出する装
置を備え、観賞者の視線方向に応じて装置電源をON、
OFF等を行うことにより、消費電力の少ない頭部装着
型表示装置を実現でき、それにより頭部装着型表示装置
の携帯性を高めることができる。
【0036】また、観賞者が前方を注視するときは自動
的に表示をOFFとするため、観視像に外乱が少ない頭
部装着型表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の頭部装着型表示装置の構成
図。
【図2】本発明の実施例1の視線検出装置の構成図。
【図3】本発明の実施例1の駆動回路のブロック図。
【図4】本発明の実施例2の駆動回路のブロック図。
【図5】本発明の実施例3の頭部装着型表示装置の構成
図。
【図6】従来例の頭部装着型表示装置の構成図。
【符号の説明】
101 観賞者の頭部 102 観賞者の目 103 保持手段 104 バックライト 105 透過型液晶パネル 106 拡大ミラー 107 ツル 108 LEDユニット 109 CCDユニット 110 光束 201 LEDアレイ 202 結像レンズ 203 CCD 204 観賞者の目 205 反射点 206 反射点 207 光束 208 真下を向いたときの黒目の位置 209 正面を向いたときの黒目の位置 210 斜め下を向いたときの黒目の位置 301 バックライト 302 透過型液晶パネル 303 視線検出装置 304 パワーダウンコントローラ 305 駆動回路 306 電源 307 電源 308 電源配線 309 信号配線 310 スイッチング用配線 311 スイッチ 401 バックライト 402 透過型液晶パネル 403 視線検出装置 404 パワーダウンコントローラ 405 駆動回路406 電源 407 電源 408 電源配線 409 信号配線 410 スイッチ 411 スイッチング用配線 501 観賞者の頭部 502 目 503 保持手段 504 バックライト 505 透過型液晶パネル 506 拡大ミラー 507 LEDユニット 508 CCDユニット 509 画像を観賞する目とは反対の目 601 観賞者の頭部 602 目 603 保持手段 604 バックライト 605 透過型液晶パネル 606 拡大ミラー 607 ツル 608 矢印 609 光学系の光軸◆

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示装置の表示画像を拡大光学手段を介
    して観賞する頭部装着型表示装置において、 観賞者の視線を検出する視線検出装置と、 前記表示装置を駆動するための表示駆動回路と、を備
    え、 前記視線検出装置により検出された視線方向に応じて前
    記表示駆動回路のスイッチがON、OFFされる事を特
    徴とする頭部装着型表示装置。
  2. 【請求項2】 表示装置の表示画像を拡大光学手段を介
    して観賞する頭部装着型表示装置において、 観賞者の視線を検出する視線検出装置と、 前記表示装置を照明する表示用光源と、を備え、 前記視線検出装置により検出された視線方向に応じて、
    前記表示用光源のスイッチがON、OFFされる事を特
    徴とする頭部装着型表示装置。
  3. 【請求項3】 表示装置の表示画像を拡大光学手段を介
    して観賞する頭部装着型表示装置において、 観賞者の視線を検出する視線検出装置を備え、 前記拡大光学手段によって拡大された表示画像は、観賞
    者が正面に視線を向けたときに、その視野の周辺部に表
    示されることを特徴とする頭部装着型表示装置。
  4. 【請求項4】 表示装置の表示画像を拡大光学手段を介
    して観賞する頭部装着型表示装置において、 観賞者の視線を検出する視線検出装置を備え、 観賞者の一方の目に対して前記表示装置と前記拡大光学
    手段とが配置され、観賞者の他方の目に対して前記視線
    検出装置が配置されていることを特徴とする頭部装着型
    表示装置。
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