JP5467287B2 - ディスプレイユニット - Google Patents
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Description
ホログラム技術を利用したディスプレイ装置の一例として特許文献1及び2を示す。また、透過型ディスプレイ装置としてユーザーの網膜に直接映像を映し出す網膜走査ディスプレイ装置を使用することも可能である。そのような網膜走査ディスプレイ装置の一例として特許文献3を示す。更に、小型の映像モニターを利用したディスプレイ装置の一例として特許文献4を示す。
これらディスプレイ装置の応用の一例として例えば弱視の視覚障害者用に利用することが考えられる。つまり、ユーザーとなる視覚障害者の周囲(特に前方)の景色をカメラで映像化し、ディスプレイ装置によってユーザーの目前に展開させて視覚補助とするものである。一般に残存視覚を有する「弱視」の視覚障害者は大きな光エネルギーが網膜によくないことから、遮光機能を有するレンズ(以下、そのようなレンズをサングラスレンズという)をかけて外光が眼に入るのを制限するようにしている。
サングラスレンズを併用した視覚補助用のディスプレイユニットとしては例えば図8や図9のような構成が想定される。
図8はホログラム技術を利用した透過型ディスプレイ装置を利用した一例である。最も外側(つまり物体側)にサングラスレンズ101が配置されその内側に透過型ディスプレイ装置102が配置されている。透過型ディスプレイ装置102は透明基板とその上部に配置された映像投影部104を備えている。そして透過型ディスプレイ装置102の内側(つまり眼球寄り)に所定のレンズ度数の設定された視度補正用のレンズ105が配置されている。透過型ディスプレイ装置102では透明基板103を通した実像とホログラムの虚像との両方を重複状態で目視できるため「透過型」と呼ぶ。
また、図9は非透過型ディスプレイ装置を利用した一例である。最も外側にサングラスレンズ106が配置されその内側に非透過型ディスプレイ装置の映像モニター107が配置されている。上記透過型と異なり非透過型では映像モニター107の周囲しか実像は目視できない。
また、図9の非透過型ディスプレイ装置では一般に視度調整機能があるためレンズは不要であるものの映像モニター107の厚みがある場合には外光を遮光しにくくなるというデメリットと、サングラスレンズ106部分が眼から前方に大きく離れてしまうため装用者が違和感を感じてしまうこととなる。そのため、図11のようにサングラスレンズ106を映像モニター107よりも眼球側に配置することが望ましい。
ところが、図12の透過特性グラフに示すようにサングラスレンズ101,106には通常エネルギーの大きな短波長側をカットするような特性、具体的には青色付近から紫外線側がカットされるような特性を与える場合が多い。つまり、外光として可視光は青色以外の光が残り黄色みを帯びることとなる。ところが、カラー映像はRGBの光の3原色を組み合わせて映像を再現するようにしているためこの図10や図11のように、サングラスレンズの方がディスプレイ装置よりも眼球寄りにある構成を採用した場合には、やはり図12のグラフようにディスプレイ装置の映像のうちB光がほとんどカットされてしまうことからカラー映像も青色が抜けて全体に黄味を帯びることとなる。一方、サングラスレンズ自体も元々青色側がカットされているため、結局色の違い(色相)がなくユーザーの目前では全体として黄色の景色となってしまい、明度の違いのみで実像と虚像を区別しなければならなくなってしまう。そのため実像と虚像の区別がつけにくくなってしまう。
そのため、サングラスレンズとディスプレイ装置の位置関係に関わらず実像と映像とを容易に区別できるようにする技術が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、サングラスレンズとディスプレイ装置の位置関係に関わらずユーザーに実像と映像とを容易に区別させることが可能なディスプレイユニットを提供することである。
また、請求項2の発明では請求項1の発明の構成に加え、前記映像投影手段は前記映像データ出力手段から供給される映像を表示する映像投影モニターを有する透過型ディスプレイ装置であって、前記サングラスレンズは透明基板の前後方向に重複状に配置されるようにしたことをその要旨とする。
また、請求項3の発明では請求項1の発明の構成に加え、前記映像投影手段は前記映像データ出力手段から供給される映像を表示する映像投影モニターを有する非透過型ディスプレイ装置であって、前記サングラスレンズは前記映像投影モニターの前後方向に重複状に配置されるようにしたことをその要旨とする。
また、請求項4の発明では請求項2に記載の発明の構成に加え、前記サングラスレンズは前記透明基板よりも眼球側にあることをその要旨とする。
また、請求項5の発明では請求項3に記載の発明の構成に加え、前記サングラスレンズは前記映像投影モニターよりも眼球側にあることをその要旨とする。
また、請求項6の発明では請求項1〜5のいずれか発明の構成に加え、前記映像データ出力手段は撮影手段であることをその要旨とする。
また、請求項7の発明では請求項1〜6のいずれか発明の構成に加え、前記サングラスレンズは視度補正レンズを兼ねていることをその要旨とする。
また、請求項8の発明では請求項1〜7のいずれか発明の構成に加え、前記映像光の色相は前記サングラスレンズの透過可視光の色相とは異なる青、緑色又は赤色のいずれかであることをその要旨とする。
ここに、サングラスレンズとして所定の波長域の可視光の透過率を特異的に低く設定する、とはその波長域の可視光を必ずしも100%カットすることに限定されるものではない。つまり、サングラスレンズとしてカットしたい所定の波長域の可視光が概ねカットできていればよい。また、可視光以外の領域、紫外線領域や近赤外線領域を含めて透過率を特異的に低く設定することも自由である。また、透過光をカットする場合には光の反射作用又は吸収作用のいずれ(あるいは両方)を用いてもよい。所定の波長域の可視光とはある一定の連続した幅の可視光をいう。
サングラスレンズに所定の透過特性を与えるためには例えば、所定の波長域に対する吸収と透過の特性を示す顔料を含んだ色ガラス等を使用することが一般的であるが、特定の波長を反射させる場合には例えば干渉フィルターを使用することも可能である。干渉フィルターとは、光のスペクトルから特定の波長光だけを選択し透過させるフィルターであって、任意の誘電体薄膜や金属薄膜を所望の透過特性を与えるために任意の順序で積層して構成される多層構造体である。また、サングラスレンズはレンズを兼ねていてもよい。尚、レンズには近視や乱視の矯正用の度数が設定されていなくともよい。
透明基板を備えた透過型ディスプレイ装置ではサングラスレンズは透明基板よりも内側に配置する場合に、また、映像投影モニターを備えた非透過型ディスプレイ装置ではサングラスレンズはモニタよりも内側に配置する場合に本発明を適用することが好適である。これらの場合には外光の強弱に関わらず常に映像光はサングラスレンズを透過して可視光が変調させられているからである。映像データ出力手段は撮影手段であってもよい。つまり、上位概念としては実際に撮影した映像データ以外を目視させるような場合も含める意である。
また、映像光は撮影手段によって撮影した画像をRGBの3原色のいずれかで投影したものであることが好ましい。
図1及び図2に示すように、視覚補助用のディスプレイユニット(以下、ディスプレイユニット)11はフレーム体12に搭載された透過型ディスプレイ装置13及び視度補正用のレンズ14とより構成されている。フレーム体12は主フレーム15と主フレームの両端に蝶番16によって連結された一対のテンプル17から構成されている。主フレーム15の中央内面にはブラケット18が取着されている。
透過型ディスプレイ装置13は撮影手段としてのカメラ20と映像投影部21と映像投影モニターとしての透明基板22から構成されている。カメラ20は本実施例では左側の主フレーム15の端寄りに着脱可能に取着されている。映像投影部21は本実施例では右側の透明基板22の上端に取り付けられているが、左側の透明基板22あるいは両側共に取り付けるようにしてもよい。カメラ20と映像投影部21とはケーブル23によって接続されている。尚、本実施例ではカメラ20及び映像投影部21への電源は図示を省略している。
一方、上記のように透明基板22のホログラム素子34にはG光による虚像が表示されることとなる。例えば図6に示すように、ユーザーの視野にはレンズ14を透過する黄味を帯びた実像RLに対してそれよりも小さな領域で緑色の虚像Vが重なって目視されることとなる。
(1)サングラスレンズを兼用した視度補正用のレンズ14を透過型ディスプレイ装置13の透明基板22よりも眼球側に配置した場合には、サングラスレンズの透過特性によってレンズ14を通して目視する実像RLと透明基板22のホログラム素子34に表示される虚像Vとが同系統の色相となってしまう可能性があったが、本実施例ではホログラム素子34に表示される虚像Vを緑色で表示し、背景となるレンズ14を通して目視される黄味を帯びた実像RLとは異なるコントラストとなるため、両者の差異を容易に判別することができる。特に、緑色は人の眼で認識しやすい波長帯であるため判別しやすくなっている。
(2)ホログラム素子34に表示される虚像Vは撮影された画像データからR光とB光をカットするのではなく、G光で投影するようにしているため、映像としての情報が劣化することはない。
・図7に示すように、G光ではなくR光で虚像Vを表示するようにしてもよい。また、レンズ14の透過特性が代わればB光で虚像Vを表示するようにしてもよい。また、レンズの透過特性は図5や図7以外の特性でももちろん構わない。
・上記実施例ではR光とB光をG光で投影するようにしたが、R光とB光あるいはG光とB光をカットするようにしてもよい。また、R光とB光を制御回路29においてそれらの波長光のピークがG光に変調してもよい。
・上記実施例ではホログラム技術を利用した透過型ディスプレイ装置について例示したが、ホログラム技術以外の透過型ディスプレイ装置や非透過型ディスプレイ装置について応用することももちろん可能である。
・映像投影部21の構成は一例であって、上記以外の光学系を設定することも可能である。また、カメラ20の構成も一例であって、上記以外の手段でG光のみによる虚像を表示するようにしてもよい。
・カメラ20はフレーム体12に取着されていたが、フレーム体12以外の場所にセットするようにしてもよい。
・上記では視覚補助用のディスプレイユニット11に特化して説明したが、視覚補助用以外の用途で実施することも自由である。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
Claims (8)
- 映像データ出力手段と、
前記映像データ出力手段から出力される映像データを映像化し、ユーザーの眼にその映像を認識可能に投影する映像投影手段と、
前記映像投影手段が搭載され、ユーザーの鼻背及び耳輪基部を支持部分としてセットされるフレーム体と、
同フレーム体に直接的又は間接的に配設されユーザーの眼球の前方に配置される所定の透過特性を有するサングラスレンズとを備え、
同サングラスレンズは所定の波長域の可視光の透過率が特異的に低く設定されており、その波長域の可視光以外の他の波長域の可視光の透過率を特異的に高く設定し、
前記映像投影手段によって映像化された映像光の発色をRGBの3原色のいずれか1つの光で構成し、その光を前記サングラスレンズの透過率を特異的に高く設定した波長域であって、前記サングラスレンズの透過率を特異的に低く設定した波長域には含まれない色の光とすることで前記サングラスレンズを透過した外光による実像に対して映像光が異なる色相となるようにしたことを特徴とするディスプレイユニット。 - 前記映像投影手段は前記映像データ出力手段から供給される映像を表示する映像投影モニターを有する透過型ディスプレイ装置であって、前記サングラスレンズは透明基板の前後方向に重複状に配置されることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイユニット。
- 前記映像投影手段は前記映像データ出力手段から供給される映像を表示する映像投影モニターを有する非透過型ディスプレイ装置であって、前記サングラスレンズは前記映像投影モニターの前後方向に重複状に配置されることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイユニット。
- 前記サングラスレンズは前記透明基板よりも眼球側にあることを特徴とする請求項2に記載のディスプレイユニット。
- 前記サングラスレンズは前記映像投影モニターよりも眼球側にあることを特徴とする請求項3に記載のディスプレイユニット。
- 前記映像データ出力手段は撮影手段であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のディスプレイユニット。
- 前記サングラスレンズは視度補正レンズを兼ねていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のディスプレイユニット。
- 前記映像光の色相は前記サングラスレンズの透過可視光の色相とは異なる青、緑色又は赤色のいずれかであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のディスプレイユニット。
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