JP7841174B1 - 方向情報提供装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高いユーザビリティを有するとともに、方向に関する情報を高精度で提供可能な方向情報提供装置を提供する。
【解決手段】
使用者Ｓが目を閉じた状態、または網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態において、使用者Ｓの位置を基準とした方向に関する情報（以下、方向情報）を、使用者Ｓに対して提供する方向情報提供装置１００である。方向情報提供装置１００は、使用者Ｓが知覚可能な所定の照射位置に可視光を照射可能な光照射部１０と、光照射部１０を制御する制御システム２０とを備え、制御システム２０にける制御コンピュータは、可視光の照射位置、照射強度、および照射方向の少なくとも一つを時系列的に変化させるように、光照射部１０の動作を制御するための動作信号を生成し出力する動作信号生成出力部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光によって使用者に方向情報を提供する方向情報提供装置に関する。

従来、視覚障害者をナビゲーションするために使用される技術として、音声を用いるもの、振動を用いるもの、および触覚を用いるもの等が一般に知られている。
音声を用いた技術としては、例えば特許文献１に記載されているようにスマートフォンと連動して道案内を行う装置が挙げられる。
また振動を用いる技術としては、例えば特許文献２に記載されているように、障害者の使用する杖を振動させ歩行に関する情報の通知を行う装置が挙げられる。
また触覚を用いる技術としては点字による情報提示が挙げられる。

特開２０２５－５１８６９号公報 特開２０２３－３４４０４号公報

しかしながら音声を用いる方法の場合は騒音環境化での利用が難しいだけでなく、周囲への音漏れによるプライバシー問題、さらには聴覚情報の過負荷といった問題が生じ得る。また振動を用いる方法では身体への負担が大きくなることに加え、複雑な情報伝達が困難であるといった問題が生じ得る。さらに触覚を用いる方法では事前に学習が必要となるため障害者の負担が大きく、また、携帯デバイスで実現することが困難であるため使用性が良くなく、情報量にも限界がある。

そこで本発明は、高いユーザビリティを有するとともに、方向に関する情報を高精度で提供可能な方向情報提供装置を提供する。

本発明の一態様に係る方向情報提供装置は、使用者が目を閉じた状態、または網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態において、前記使用者の位置を基準とした方向に関する情報（以下、方向情報）を、該使用者に対して提供する方向情報提供装置であって、前記使用者が知覚可能な所定の照射位置に可視光を照射可能な光照射部と、前記光照射部を制御する制御コンピュータと、を備え、前記制御コンピュータは、前記可視光の照射位置、照射強度、および照射方向の少なくとも一つ（以下、照射パターン）を時系列的に変化させるように、前記光照射部の動作を制御するための動作信号を生成し出力する動作信号生成出力部を有する。

上記方向情報提供装置は、前記使用者の頭部に固定されるヘッドマウント型の方向情報提供装置であって、前記光照射部および前記制御コンピュータを設けたフレームをさらに備えてもよい。

上記方向情報提供装置は、前記使用者をナビゲーションするための方向情報提供装置であって、前記使用者の現在地を検知する位置検知センサと、前記使用者の動作状態を検知する状態検知センサと、前記位置検知センサおよび前記状態検知センサからの検知信号に基づき所定の処理を行う前記制御コンピュータと、前記位置検知センサおよび前記状態検知センサと前記制御コンピュータとの間で通信を行う通信機と、によって構成された制御システムを備え、前記制御コンピュータは、前記位置検知センサの検知信号を受信し、前記使用者の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記状態検知センサからの検知信号を受信し、前記使用者の動作状態を取得する状態情報取得部と、事前に設定されたナビゲーション情報に基づき、前記使用者の進行方向を設定する進行方向設定部と、前記進行方向設定部で設定された前記使用者の進行方向に基づき、前記照射パターンを設定する照射パターン設定部と、前記照射パターン設定部で設定された前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力する前記動作信号生成出力部と、を有してもよい。

上記方向情報提供装置は、睡眠状態の前記使用者に覚醒を促すため、または明晰夢を誘発するための方向情報提供装置であって、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、事前に設定された可視光の前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力してもよい。

睡眠状態の前記使用者に覚醒を促すため、または明晰夢を誘発するための上記方向情報提供装置は、前記使用者の状態を検知する状態検知センサをさらに備え、前記制御コンピュータは、前記状態検知センサからの検知信号を受信し、前記使用者の状態を取得する状態情報取得部と、前記状態情報取得部で取得された前記使用者の状態情報に基づき、前記照射パターンを設定する照射パターン設定部と、前記照射パターン設定部で設定された前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力する前記動作信号生成出力部と、を有してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、前記制御コンピュータにおける動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記複数の光源の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する動作信号生成出力部を有してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、少なくとも一つの光源と、前記少なくとも一つの光源を移動させる光源移動機構と、を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記光源移動機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、少なくとも一つの光源と、前記少なくとも一つの光源からの前記可視光の照射方向を変化させる方向調整機構と、を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射方向を変化させるように、前記方向調整機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、外光または照明光を取り込む光取込口と、前記光取込口を開閉する開閉機構と、を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記開閉機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、外光または照明光を取り込む光取込口と、前記光取込口を遮光する遮光機構と、を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置および／または照射強度を変化させるように、前記遮光機構の動作を制御して前記光取込口からの光透過率を変化させるための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記複数の光源各々の強度を順次変化させるように、前記複数の光源の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部による前記可視光の照射位置は、第一位置と、該第一位置に対して前記使用者から見て左側に位置する第二位置と、該第一位置に対して前記使用者から見て右側に位置する第三位置と、を含み、前記第二位置および前記第三位置は、前記第一位置に対して上側または下側の位置となっていてもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部による前記可視光の照射位置は、少なくとも、第一位置と、該第一位置に対して下側に位置する第二位置と、前記使用者から見て該第一位置および該第二位置に対して左側に位置する第三位置と、前記使用者から見て該第一位置および該第二位置に対して右側に位置する第四位置と、の四つの位置を含んでもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部による前記可視光の照射位置は、少なくとも、第一位置と、該第一位置に対して下側に位置する第二位置と、前記使用者から見て前記第一位置に対して左側に位置する第三位置と、前記使用者から見て前記第二位置に対して左側に位置するとともに前記第三位置の下側に位置する第四位置と、の四つの位置を含んでもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部による前記可視光の照射位置は、仮想曲線上に互いに間隔をあけて並ぶ複数の位置であり、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記照射位置を順次変化させるような前記動作信号を生成し出力することで、前記方向情報として回転方向の情報を提供可能としてもよい。

上記方向情報提供装置では、前記光照射部は、光源として、前記使用者の環境に設置された照明器具を有し、前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記照明器具の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記制御コンピュータは、外部情報を取得する外部情報取得部をさらに有し、前記動作信号生成出力部は、取得した外部情報に基づいて前記動作信号を生成してもよい。

上記方向情報提供装置では、前記制御コンピュータにおける前記外部情報取得部は、前記外部情報を、サーバからネットワークを介して取得してもよい。

上記方向情報提供装置は、所定の指示に基づく指示情報をネットワークを介して前記サーバに伝達する情報伝達機器をさらに備え、前記制御コンピュータにおける前記外部情報取得部は、前記サーバに送信される前記指示情報をもとに生成された前記外部情報を取得してもよい。

上記の方向情報提供装置によれば、高いユーザビリティを有するとともに、方向に関する情報を高精度で提供可能である。

本発明の第一実施形態に係る方向情報提供装置を示す図であって、（ａ）は使用者が方向情報提供装置を装着した様子を示す全体図であり、（ｂ）は方向情報提供装置を正面から見た概略図である。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を使用者の側から見た概略図であって、（ａ）は第一の配置パターン、（ｂ）は第二の配置パターン、（ｃ）は第三の配置パターン、（ｄ）は第四の配置パターン、（ｅ）は第五の配置パターンでＬＥＤ光源を配置した場合を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を使用者の側から見た概略図であって、（ａ）は第六の配置パターン、（ｂ）は第七の配置パターンでＬＥＤ光源を配置した場合を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第一の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する手順を示す図であって、（ａ）～（ｆ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第二の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する手順を示す図であって、（ａ）～（ｆ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第二の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する他の手順を示す図であって、（ａ）～（ｄ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第三の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する手順を示す図であって、（ａ）～（ｆ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第三の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する他の手順を示す図であって、（ａ）～（ｄ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第四の配置パターンを採用した際に、使用者に追加情報を提供する手順を示す図であって、（ａ）～（ｂ）にそれぞれ異なる追加情報を提供する手法を示す。 上記第一実施形態に係る方向情報提供装置の制御システムの変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の第二実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を使用者の側から見た概略図である。 本発明の第三実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を上側から見た概略図である。 本発明の第四実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を使用者の側から見た概略図であって、時系列に（ａ）から（ｂ）に開閉機構を動作させた様子を示す図である。 本発明の第五実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部を使用者の側から見た概略図であって、時系列に（ａ）から（ｂ）に遮光機構を動作させた様子を示す図である。 第六実施形態に係る方向情報提供装置の光照射部において第二の配置パターンを採用した際に、使用者に方向情報を提供する他の手順を示す図であって、（ａ）～（ｄ）にそれぞれ異なる方向情報を提供する手法を示す。 第七実施形態に係る方向情報提供装置の概略図である。 上記第七実施形態に係る方向情報提供装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 上記第八実施形態に係る方向情報提供装置の制御システムの構成を示すブロック図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（全体構成）
図１に示すように本実施形態の方向情報提供装置１００は、使用者Ｓが目を閉じた状態、または網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態において、使用者の位置を基準とした方向に関する情報（以下、方向情報）を、使用者に対して提供し、使用者Ｓをナビゲーションするための装置となっている。本実施形態において方向情報提供装置１００はヘッドマウントディスプレイ型の装置となっており、使用者Ｓの頭部に固定されるフレーム１と、フレーム１に支持された光照射部１０および制御システム２０を備えている。

なお、方向情報提供装置１００はヘッドマウントディスプレイ型の装置である場合に限定されず、眼鏡フレームと一体化されたものや、既存の眼鏡フレームに着脱可能に取り付けられるようなものであってもよい。

ここで「網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態」とは、以下の概念を含むものである。
（１）光覚弁レベル（Ｌｉｇｈｔ Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ： ＬＰ）：光の有無および明暗の変化が識別できる視力状態」
（２）手動弁レベル（Ｈａｎｄ Ｍｏｔｉｏｎ：ＨＭ）：眼前で手を動かした際にその動きが認識できる状態
（３）指数弁レベル（Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｆｉｎｇｅｒｓ：ＣＦ）：眼前の指の数が識別できる状態
すなわち本発明のターゲットとなる使用者Ｓは、光覚弁レベルよりも障害の軽い状態の視覚障害者となる。なお「光覚なし（Ｎｏ Ｌｉｇｈｔ Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ：ＮＬＰ）」も分類として存在するが、光を感知できないため本発明の対象外となる。

（フレーム）
フレーム１は、使用者Ｓの頭部に固定するための固定構造１ｘ、および詳しく後述する光照射部１０、制御システム２０を内側に収容する空間を画成するディスプレイパネル１ｙ等によって構成されているが、その構造は特に限定されるものではない。フレーム１の重量は３００ｇ以下であるとよく、最大２００ｇ以下であるとさらによい。

（光照射部）
図２および図３に示すように光照射部１０は、互いに異なる位置に配置された複数のＬＥＤ光源１１によって構成されており、使用者Ｓが知覚可能な所定の照射位置に可視光を照射可能となっている。ここで「使用者Ｓが知覚可能」とは、使用者Ｓの視野範囲および視野範囲近傍を示す概念である。本実施形態では視野角４５度～９０度の範囲に可視光が照射されるようになっている。ＬＥＤ光源１１は使用者Ｓの前方に、使用者Ｓから所定距離離れた位置に配置される。

ＬＥＤ光源１１の波長は適宜選択可能である。例えば赤色光（波長：６３０ｎｍ～７００ｎｍ）を選択した場合、まぶた透過率が最も高くなる。また橙色光（波長：５９０ｎｍ～６３０ｎｍ）を選択した場合には、まぶた透過と視認性のバランスが良好であり、温かみのある光質で長時間使用に適している。緑色光（波長：５００ｎｍ～５７０ｎｍ）を選択した場合には、明るい環境での視感度が最も高いため、自然光や照明がある状況での使用に適している。また色覚異常者にも認識しやすい。青色光（波長：４５０ｎｍ～５００ｎｍ）を選択した場合には、後述するように本発明の方向情報提供装置１００Ｇを睡眠時情報提供装置として使用する際に好適である。白色光は、汎用性が高く様々な環境で使用可能であり、色温度の調整によって用途別に最適化が可能となる。

次に光照射部１０での各ＬＥＤ光源１１の配置について説明する。ＬＥＤ光源１１の配置パターンは複数あり、図２（ａ）に示す第一の配置パターンＰ１は、三個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。具体的に第一の配置パターンＰ１では、三個のＬＥＤ光源１１を第一位置Ｌ１１と、第一位置Ｌ１１に対して使用者から見て左側に位置する第二位置Ｌ１２と、第一位置Ｌ１１に対して使用者から見て右側に位置する第三位置Ｌ１３とに配置されている。第二位置Ｌ１２および第三位置Ｌ１３は、第一位置Ｌ１１に対して下側（上側でもよい）の位置となっており、略同じ高さ位置に配置されている。よって第一の配置パターンＰ１では、使用者から見て三個のＬＥＤ光源１１が三角形の角に配置されていることになる。この第一の配置パターンＰ１を採用することで、光照射部１０は詳しく後述する制御コンピュータ２４によって制御されて第一位置Ｌ１１、第二位置Ｌ１２、および第三位置Ｌ１３の三つの照射位置に可視光を照射可能となっている。第一の配置パターンＰ１は、省スペースや、コストダウンの観点で優位である。

また図２（ｂ）に示す第二の配置パターンＰ２では、四個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。具体的に第二の配置パターンＰ２では、第一位置Ｌ２１と、第一位置Ｌ２１に対して下側に位置する第二位置Ｌ２２と、使用者Ｓから見て第一位置Ｌ２１に対して左側に位置する第三位置Ｌ２３と、使用者から見て第二位置Ｌ２２に対して左側に位置するとともに第三位置Ｌ２３の下側に位置する第四位置Ｌ２４とに配置されている。第一位置Ｌ２１と第三位置Ｌ２３とは略同じ高さ位置に、第二位置Ｌ２２と第四位置Ｌ２４とは略同じ高さ位置に配置されている。また、第一位置Ｌ２１と第二位置Ｌ２２とは略同じ装置幅方向（使用者Ｓの幅方向に一致する方向）の位置に配置され、第三位置Ｌ２３と第四位置Ｌ２４とは略同じ装置幅方向の位置に配置されている。よって第二の配置パターンＰ２では、使用者Ｓから見て四個のＬＥＤ光源１１が方形の角に配置されていることになる。この第二の配置パターンＰ２を採用することで、光照射部１０は詳しく後述する制御コンピュータ２４によって制御されて第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４の四つの照射位置に可視光を照射可能となっている。なお第二の配置パターンＰ２では四個のＬＥＤ光源１１が方形ではなく平行四辺形、台形、または逆台形の角に配置されるようにしてもよい。

また図２（ｃ）に示す第三の配置パターンＰ３では、四個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。具体的に第三の配置パターンＰ３では、第一位置Ｌ３１と、第一位置Ｌ３１に対して下側に位置する第二位置Ｌ３２と、使用者Ｓから見て第一位置Ｌ３１および第二位置Ｌ３２に対して左側に位置する第三位置Ｌ３３と、使用者Ｓから見て第一位置Ｌ３１および第二位置Ｌ３２に対して右側に位置する第四位置Ｌ３４とに配置されている。第一位置Ｌ３１と第二位置Ｌ３２とは略同じ装置幅方向の位置に配置されている。第三位置Ｌ３３と第四位置Ｌ４２とは略同じ高さ位置に配置され、かつ第一位置Ｌ３１よりも下側で第二位置Ｌ３２よりも上側の位置に配置されている。よって第三の配置パターンＰ３では、使用者から見て四個のＬＥＤ光源１１がひし形の角に配置されていることになる。この第三の配置パターンＰ３を採用することで、光照射部１０は詳しく後述する制御コンピュータ２４によって制御されて第一位置Ｌ３１、第二位置Ｌ３２、第三位置Ｌ３３、および第四位置Ｌ３４の四つの照射位置に可視光を照射可能となっている。なお第三の配置パターンＰ３では第三位置Ｌ３３および第四位置Ｌ３４の高さ位置は特に限定されず、必ずしもＬＥＤ光源１１がひし形の角に配置されるようにしなくともよい。

また図２（ｄ）に示す第四の配置パターンＰ４では、五個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。具体的に第四の配置パターンＰ４では、第二の配置パターンＰ２の第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４に加え、第五位置Ｌ４５にもＬＥＤ光源１１が配置されている。第五位置Ｌ４５は、角に第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４が配置された方形の内側の位置であって、例えば方形の中心の位置となる。光照射部１０は詳しく後述する制御コンピュータ２４によって制御されて第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、第四位置Ｌ２４、および第五位置Ｌ４５の五つの照射位置に可視光を照射可能となっている。

また図２（ｅ）に示す第五の配置パターンＰ５では、八個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。具体的に第五の配置パターンＰ５では、第二の配置パターンＰ２の第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４に加え、第一位置Ｌ２１と第二位置Ｌ２２との間の第五位置Ｌ５５、第一位置Ｌ２１と第三位置Ｌ２３との間の第六位置Ｌ５６、第二位置Ｌ２２と第四位置Ｌ２４との間の第七位置Ｌ５７、および第三位置Ｌ２３と第四位置Ｌ２４との間の第八位置Ｌ５８にもＬＥＤ光源１１が配置されている。光照射部１０は詳しく後述する制御コンピュータ２４によって制御されて第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、第四位置Ｌ２４、第五位置Ｌ５５、第六位置Ｌ５６、第七位置Ｌ５７、および第八位置Ｌ５８の八つの照射位置に可視光を照射可能となっている。

また図３（ａ）に示す第六の配置パターンＰ６は、第五の配置はパターンと同様に八個のＬＥＤ光源１１が設けられたパターンとなる。第六の配置パターンＰ６では、八個のＬＥＤ光源１１を仮想円ＶＣの円周上に等間隔（４５度間隔）で配置したものとなっている。なお、第六の配置パターンＰ６ではＬＥＤ光源１１の数量は限定されず、配置可能な範囲でいくつ（例えば１２個以上）設けてもよい。なお第六の配置パターンＰ６では、仮想円ＶＣの円周の一部、すなわち曲線（仮想曲線）上に互いに間隔をあけて並ぶように三個以上のＬＥＤ光源１１を設けてもよい。なお仮想的な三角形や四角形（多角形）の角にＬＥＤ光源１１を配置した上記の各配置パターンＰ１～Ｐ５についても同様に、仮想曲線上に三個以上のＬＥＤ光源１１を設けたものと言える。

また図３（ｂ）に示す第七の配置パターンＰ７では、第六の配置パターンＰ６のように仮想円ＶＣの円周上に等間隔で設けられたＬＥＤ光源１１に加え、仮想円ＶＣの中心にＬＥＤ光源１１を配置したパターンである。

ＬＥＤ光源１１は、片眼の視野毎に一セットずつ上記の配置パターンＰ１～Ｐ７で設けられてもよいし、両眼の視野に対して上記の配置パターンＰ１～Ｐ７で一セットのみを設けてもよい。

（制御システム）
図４に示すように制御システム２０は、位置検知センサ（例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）モジュール等）２１と、状態検知センサ２２と、通信機２３と、制御コンピュータ２４と、光源駆動回路２５と、バッテリ２６とを有している。

位置検知センサ２１は、人工衛星からの信号を受信し、使用者Ｓの現在地を検知する。
状態検知センサ２２は、例えば加速度センサやジャイロセンサによって構成され、使用者の動作状態を検知する。
通信機２３は、位置検知センサ２１および状態検知センサ２２と、詳しく後述する制御コンピュータ２４との間で無線または有線で通信を行う機器である。無線通信の方式としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、ＮＦＣ、ＵＷＢ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｔｈｒｅａｄ、Ｍａｔｔｅｒ、５Ｇ/ＬＴＥ等のセルラー通信、 可視光通信、赤外線通信等が挙げられる。

制御コンピュータ２４はマイクロコンピュータによって構成されており、位置情報取得部２０１と、状態情報取得部２０２と、ナビゲーション情報記憶部２０３と、進行方向設定部２０４と、照射パターン設定部２０５と、動作信号生成出力部２０６と、反応判定部２０７と、照射パターンフィードバック部２０８とを有している。

位置情報取得部２０１は、通信機２３を介して位置検知センサ２１から使用者の位置情報を取得する。

状態情報取得部２０２は、通信機２３を介して状態検知センサ２２から使用者の動作状態に関する情報となる動作状態情報を取得する。動作状態情報には、例えば使用者Ｓの進行方向、移動速度、加速度、姿勢、頭部の向き等が含まれる。

ナビゲーション情報記憶部２０３は地図、目的地、および目的地までの経路の情報を含むナビゲーション情報を記憶している。ナビゲーション情報は、例えば事前に使用者Ｓ等の外部情報端末（携帯端末やＰＣ等）から取得される。

進行方向設定部２０４は、ナビゲーション情報と、使用者Ｓの位置情報と、使用者Ｓの動作状態情報とに基づき、使用者Ｓの進行方向を決定、設定する。

照射パターン設定部２０５は、進行方向設定部２０４で設定された使用者Ｓの進行方向に基づき、光照射部１０の各ＬＥＤ光源１１の発光パターンを設定する。発光パターンはすなわち照射パターンであって、本実施形態では可視光の照射位置を時系列的に変化させるように設定した照射パターンとなっている。照射パターン設定部２０５は、例えば、使用者Ｓの進行方向に応じた照射パターンの組み合わせに関するデータテーブル等を記憶している。なお照射パターンには、時系列的に照射位置が変化する際の照射位置間の移動速度や照射強度（輝度）も含まれる。照射パターン設定部２０５において照射位置間の移動速度、照射強度は事前に設定されて照射パターン設定部２０５に記憶されている。照射位置間の移動速度、すなわち隣接する照射位置の切り替え時間間隔は１０ｍｓ以上１０００ｍｓ以下であるとよく、好ましくは５０ｍｓ以上３００ｍｓ以下であるとよい。

動作信号生成出力部２０６は、照射パターン設定部２０５において設定された照射パターンで各ＬＥＤ光源１１を発光させて可視光を使用者に照射するように、光照射部１０を動作させる動作信号を生成し出力する。

反応判定部２０７は、位置検知センサ２１および状態検知センサ２２からの信号を取得し、動作信号生成出力部２０６から動作信号が出力されてから使用者が進行方向を変えるまでの時間、すなわち反応時間ｔが事前に設定された設定時間ｔｓに対して大きいか否かを判定する。

照射パターンフィードバック部２０８は、反応判定部２０７において反応時間ｔが設定時間ｔｓよりも大きいと判定された際に、照射パターン設定部２０５で設定する可視光の照射強度および／または照射位置の移動速度を変化させるようにフィードバック信号を照射パターン設定部２０５へ送信し、照射パターン設定部２０５で記憶されている照射位置間の移動速度および照射強度の値を更新（最適化）する。反応時間ｔが設定時間ｔｓよりも大きい場合、照射パターンフィードバック部２０８は例えば照射位置間の移動速度を段階的に遅くし、照射強度を段階的に大きくするような制御を行う。

光源駆動回路２５は、制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６から出力された動作信号によって光照射部１０の各ＬＥＤ光源１１を駆動する。光源駆動回路２５には例えば位相制御回路やＰＷＭ制御回路が含まれている。

このような構成により、制御コンピュータ２４は光源駆動回路２５を通じて、使用者Ｓに対して方向情報を提供可能としている。

（方向情報の提供方法）
次に図５～図１０を参照して、照射パターン設定部２０５で設定される照射パターン毎に、方向情報、追加情報を使用者Ｓに提供する方法について説明する。
図２（ａ）に示す第一の配置パターンＰ１においては、下記の手順によってＬＥＤ光源１１を点灯させ、照射位置を変化させ、使用者に方向情報（進行方向情報および回転方向情報）を提供する。
（１）左回りの回転動作（図５（ａ）参照）
第一位置Ｌ１１→第二位置Ｌ１２→第三位置Ｌ１３→第一位置Ｌ１１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（２）右回りの回転動作（図５（ｂ）参照）
第一位置Ｌ１１→第三位置Ｌ１３→第二位置Ｌ１２→第一位置Ｌ１１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（３）前方への進行動作（図５（ｃ）参照）
第一位置Ｌ１１のＬＥＤ光源１１のみを点灯させる。
（４）後方への進行動作（図５（ｄ）参照）
第二位置Ｌ１２および第三位置Ｌ１３のＬＥＤ光源１１を同時点灯させる。
（５）左方への進行動作（図５（ｅ）参照）
第二位置Ｌ１２のＬＥＤ光源１１のみを点灯させる。
（６）右方への進行動作（図５（ｆ）参照）
第三位置Ｌ１３のＬＥＤ光源１１のみを点灯させる。

また図２（ｂ）に示す第二の配置パターンＰ２においては、下記の手順によってＬＥＤ光源１１を点灯させ、使用者に方向情報を提供する。
（１）左回りの回転動作（図６（ａ）参照）
第一位置Ｌ２１→第三位置Ｌ２３→第四位置Ｌ２４→第二位置Ｌ２２→第一位置Ｌ２１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（２）右回りの回転動作（図６（ｂ）参照）
第一位置Ｌ２１→第二位置Ｌ２３→第四位置Ｌ２４→第三位置Ｌ２３→第一位置Ｌ２１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（３）前方への進行動作（図６（ｃ）参照）
第二位置Ｌ２２→第一位置Ｌ２１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第四位置Ｌ２４→第三位置Ｌ２３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（４）後方への進行動作（図６（ｄ）参照）
第一位置Ｌ２１→第二位置Ｌ２２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第三位置Ｌ２３→第四位置Ｌ２４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（５）左方への進行動作（図６（ｅ）参照）
第一位置Ｌ２１→第三位置Ｌ２３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第二位置Ｌ２２→第四位置Ｌ２４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（６）右方への進行動作（図６（ｆ）参照）
第三位置Ｌ２３→第一位置Ｌ２１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第四位置Ｌ２４→第二位置Ｌ２２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（７）左斜め前方（対角方向）への進行動作（図７（ａ）参照）
第二位置Ｌ２２→第三位置Ｌ２３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（８）右斜め前方（対角方向）への進行動作（図７（ｂ）参照）
第四位置Ｌ２４→第一位置Ｌ２１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（９）左斜め後方（対角方向）への進行動作（図７（ｃ）参照）
第一位置Ｌ２１→第四位置Ｌ２４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（１０）右斜め後方（対角方向）への進行動作（図７（ｄ）参照）
第三位置Ｌ２３→第二位置Ｌ２２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。

また図２（ｃ）に示す第三の配置パターンＰ３においては、下記の手順によってＬＥＤ光源１１を点灯させ、使用者Ｓに方向情報を提供する。
（１）左回りの回転動作（図８（ａ）参照）
第一位置Ｌ３１→第三位置Ｌ３３→第二位置Ｌ３２→第四位置Ｌ３４→第一位置Ｌ３１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（２）右回りの回転動作（図８（ｂ）参照）
第一位置Ｌ３１→第四位置Ｌ３４→第二位置Ｌ３２→第三位置Ｌ３３→第一位置Ｌ３１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（３）前方への進行動作（図８（ｃ）参照）
第二位置Ｌ３２→第一位置Ｌ３１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（４）後方への進行動作（図８（ｄ）参照）
第一位置Ｌ３１→第二位置Ｌ３２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（５）左方への進行動作（図８（ｅ）参照）
第四位置Ｌ３４→第三位置Ｌ３３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（６）右方への進行動作（図８（ｆ）参照）
第三位置Ｌ３３→第四位置Ｌ３４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（７）左斜め前方（対角方向）への進行動作（図９（ａ）参照）
第四位置Ｌ３４→第一位置Ｌ３１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第二位置Ｌ３２→第三位置Ｌ３３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（８）右斜め前方（対角方向）への進行動作（図９（ｂ）参照）
第三位置Ｌ３３→第一位置Ｌ３１の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第二位置Ｌ３２→第四位置Ｌ３４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（９）左斜め後方（対角方向）への進行動作（図９（ｃ）参照）
第一位置Ｌ３１→第三位置Ｌ３３の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第四位置Ｌ３４→第二位置Ｌ３２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。
（１０）右斜め後方（対角方向）への進行動作（図９（ｄ）参照）
第一位置Ｌ３１→第四位置Ｌ３４の順でＬＥＤ光源１１を点灯させるとともに、同じタイミングで第三位置Ｌ３３→第二位置Ｌ３２の順でＬＥＤ光源１１を点灯させる。

また図２（ｄ）に示す第四の配置パターンＰ４においては、上記の第二の配置パターンＰ２による方向情報の提供手順に加え、下記の手順によってＬＥＤ光源１１を点灯させ、使用者Ｓに追加情報を提供可能となっている。
（１）注意喚起
第五位置Ｌ４５→第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４へ放射状に光が広がるようにＬＥＤ光源１１を点灯させる（図１０（ａ）参照）。
（２）目的地到達
第一位置Ｌ２１、第二位置Ｌ２２、第三位置Ｌ２３、および第四位置Ｌ２４→第五位置Ｌ４５へ光が収束するようにＬＥＤ光源１１を点灯させる（図１０（ｂ）参照）。

また図２（ｅ）～図２（ｇ）に示す配置パターンＰ５、Ｐ６、Ｐ７、では、滑らかな回転動作（周方向に点灯位置移動）、より精密な方向指示、複合的な動きパターンを実現可能である。

（バッテリ）
図４に戻ってバッテリ２６は、位置検知センサ２１、状態検知センサ２２、通信機２３、制御コンピュータ２４、および光源駆動回路２５へ電力を供給する。バッテリ２６は交換式となっていてもよいし、フレーム１に設けられたコネクタ（ＵＳＢ等）を通じて商用電源やモバイルバッテリから充電する可能となっていてもよい。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００によれば、光照射部１０を制御し、所定の照射パターンで可視光を使用者Ｓの眼に照射するといった簡易な構造により、容易に、かつ高精度で方向情報を使用者Ｓに提供できる。使用者Ｓは特段の学習等が必要なく、しかもヘッドマウント型であれば方向情報提供装置１００を容易に携帯することができるため、ユーザビリティも非常に高い。

また制御システム２０によって使用者Ｓの位置や動作状態を検知し、これにあわせて方向情報を提供することで、正確に使用者Ｓを所定の目的地までナビゲーションすることが可能となる。

また光照射部１０を互いに異なる位置に配置された複数のＬＥＤ光源１１によって構成することで、照射パターンを容易に変化させ、様々な方向情報を使用者Ｓに提供できる。特に三個以上、好ましくは四個以上のＬＥＤ光源１１を設けることで、上下左右だけでなく回転方向の方向情報も提供可能となり、確実に使用者Ｓを所定の目的地までナビゲーションすることが可能となる。

なお本実施形態では、制御システム２０における位置検知センサ２１には、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）、基地局情報、5Ｇ測位、Ｗｉ-Ｆｉ測位、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ測位、ＵＷＢ（超広帯域無線）測位、ビーコン測位、ＬｉＤＡＲ、 地磁気センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、 カメラベース測位、ＳＬＡＭ（自己位置推定と環境地図作成）等を用いてもよい。

そしてＬｉＤＡＲ等を用いて障害物回避を行ってもよい。すなわち制御コンピュータ２４が障害物情報取得部をさらに備え、使用者Ｓが障害物に近接または接触した際に警告に関する追加情報（図１０（ａ）参照）を提供するようにしてもよい。

また図１１に示すように制御システム２０は外部情報端末と接続し、通信機２３を介して外部情報端末から送信されるナビゲーション情報（外部情報）を取得してもよい。この場合、制御コンピュータ２４は、ナビゲーション情報記憶部２０３に代えて外部ナビゲーション情報取得部（外部情報取得部）２１３を有する。なお外部情報端末は、例えばスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピューター、専用コントローラー、スマートウォッチ、スマートグラス、ＡＲ／ＶＲヘッドセット、スマートスピーカ、車載端末、ＩｏＴゲートウェイ等である。

また方向情報提供装置１００においてフレーム１にスピーカを設けることで音声ナビゲーションを併用してもよいし、フレーム１に振動発生装置を設けることで振動によるナビゲーションを併用してもよいし、フレーム１にヒータ等の温調装置を設けることで温度変化によるナビゲーションを併用してもよい。

＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態に係る方向情報提供装置１００Ａについて説明する。第一実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１２に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ａでは光照射部１０Ａの構成が上記第一実施形態とは異なっている。すなわち光照射部１０Ａは、一つのＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１を移動させる光源移動機構１２とを有している。なおＬＥＤ光源１１は少なくとも一つ設けられればよく、すなわち複数設けてもよい。

光源移動機構１２は、詳細な図示は省略するが、例えばステッピングモータと、制御コンピュータ２４からの動作信号に基づきステッピングモータを制御するモータドライバとを有している。

制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６は、設定された照射パターンで可視光を照射するように、すなわち、ＬＥＤ光源１１による可視光の照射位置を変化させるように、光源移動機構１２によってＬＥＤ光源１１を移動させるための動作信号を生成し出力する。ＬＥＤ光源１１は回転方向情報を提供する場合には円弧状に、進行方向情報を提供する場合には直線状に移動させられ、移動速度は例えば１０ｍｍ/ｓ～１０００ｍｍ/ｓとなるような動作信号が生成される。

ＬＥＤ光源１１の配置位置（点灯位置）、すなわち光照射部１０による可視光の照射位置は、例えば第一実施形態で説明したＬＥＤ光源１１の各配置パターンＰ１～Ｐ７におけるＬＥＤ光源１１に配置位置と同じ位置となる。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ａによれば、第一実施形態と比べてＬＥＤ光源１１の数量を抑えることができ、ＬＥＤ光源１１の設置スペースを削減しつつ、使用者Ｓに対して方向情報を高精度で提供可能である。

＜第三実施形態＞
次に本発明の第三実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｂについて説明する。第一、第二実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１３に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｂでは、光照射部１０Ｂの構成が上記第一および第二実施形態とは異なっている。すなわち光照射部１０Ｂは、一つのＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１からの可視光の照射方向を変化させる方向調整機構１３とを有している。なおＬＥＤ光源１１は少なくとも一つ設けられればよく、すなわち複数設けてもよい。

方向調整機構１３は、詳細な図示は省略するが、例えば固定位置に配置されたＬＥＤ光源１１からの可視光を受光する可動ミラーと、可動ミラーを動作させるサーボモータと、制御コンピュータ２４からの動作信号に基づき、サーボモータを制御するモータドライバとを有している。

制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６は、設定された照射パターンで可視光を照射するように、すなわち、ＬＥＤ光源１１による可視光の照射位置を変化させるように可動ミラーの方向（角度）を変化させるための動作信号を生成し出力する。可視光の照射角度は水平方向に±６０度、垂直方向に±４５度の範囲内で制御される。また照射方向の変更時間は５０ｍｓ以下であるとよい。

光照射部１０Ｂによる可視光の照射位置は、例えば第一実施形態で説明したＬＥＤ光源１１の各配置パターンＰ１～Ｐ７で複数のＬＥＤ光源１１を配置して可視光を照射する場合と同じ状態となるように制御される。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｂによれば、第二実施形態と同様に、第一実施形態と比べてＬＥＤ光源１１の数量を抑えることができ、ＬＥＤ光源１１の設置スペースを削減しつつ、使用者Ｓに対して方向情報を高精度で提供可能である。

＜第四実施形態＞
次に本発明の第四実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｃについて説明する。第一～第三実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｃでは、光照射部１０Ｃの構成が上記第一～第三実施形態とは異なっている。すなわち光照射部１０Ｃは、外光（自然光）または照明光を取り込む光取込口１４と、光取込口１４を開閉する開閉機構１５とを有している。

光取込口１４は、例えば上記第一実施形態におけるＬＥＤ光源１１の配置パターンＰ１～Ｐ７と同じ位置に形成された開口である。具体的には例えば光取込口１４以外の部位から光が使用者に届かないよう、フレーム１（図１（ｂ）参照）には遮光パネルが設けられ、この遮光パネルに光取込口１４が形成される。

開閉機構１５は、ステッピングモータと、制御コンピュータ２４からの動作信号に基づき、ステッピングモータを制御するモータドライバと、ステッピングモータによって移動させられる遮光体とを有している。

制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６は、設定された照射パターンで可視光を照射するように、すなわち、光取込口１４からの可視光の照射位置を変化させるように開閉機構１５の遮光体を移動させるための動作信号を生成し出力する。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｃによれば、第一～第三実施形態のようなＬＥＤ光源１１を設けることなく、外部の光を用いて使用者Ｓに方向情報を高精度で提供することができる。

＜第五実施形態＞
次に本発明の第五実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｄについて説明する。第一～第四実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１５に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｄでは、光照射部１０Ｄの構成が上記第一～第四実施形態とは異なっている。すなわち光照射部１０Ｄは、外光（自然光）または照明光を取り込む光取込口１４と、光取込口１４を遮光する遮光機構１６と、を有する。

遮光機構１６は、詳細な図示は省略するが、例えば印加される電圧の変化によって光透過性が変化する液晶シャッター（光フィルター）と、制御コンピュータ２４からの動作信号に基づき、液晶シャッターを制御するドライバとを有する。

制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６は、設定された照射パターンで可視光を照射するように、すなわち、光取込口１４からの可視光の照射位置を変化させるように遮光機構１６の動作を制御して光取込口１４からの光透過率を変化させるための動作信号を生成し出力する。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｄによれば、第四実施形態と同様に、ＬＥＤ光源１１を設けることなく、外部の光を用いて使用者Ｓに方向情報を高精度で提供することができる。

なお本実施形態では、遮光機構１６による光透過率制御により、可視光の照射位置だけでなく、照射強度も適宜変更可能である。

＜第六実施形態＞
次に本発明の第六実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｅについて説明する。第一～第四実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１６に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｅでは、制御コンピュータ２４による光照射部１０（図２および図３参照）の制御手法が上記第一実施形態とは異なっている。すなわち制御コンピュータ２４の動作信号生成出力部２０６は、複数のＬＥＤ光源１１各々の強度を順次変化させるように、複数のＬＥＤ光源１１の動作を制御するための動作信号を生成し出力する。

例えば上記第二の配置パターンＰ２を採用する場合、下記の手順で方向情報を表現する。
（１）前方への進行動作（図１６（ａ）に示す状態から図１６（ｂ）に示す状態に変化）
第二位置Ｌ２２のＬＥＤ光源１１の強度（輝度）を段階的に小さくしつつ、第一位置Ｌ２１のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。これと同時に、第四位置Ｌ２４のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に小さくしつつ、第三位置Ｌ２３のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。
（２）後方への進行動作（図１６（ｂ）に示す状態から図１６（ａ）に示す状態に変化）
第一位置Ｌ２１のＬＥＤ光源１１の強度（輝度）を段階的に小さくしつつ、第二位置Ｌ２２のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。これと同時に、第三位置Ｌ２３のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に小さくしつつ、第四位置Ｌ２４のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。
（３）左方への進行動作（図１６（ｃ）に示す状態から図１６（ｄ）に示す状態に変化）
第一位置Ｌ２１のＬＥＤ光源１１の強度（輝度）を段階的に小さくしつつ、第三位置Ｌ２３のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。これと同時に、第二位置Ｌ２２のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に小さくしつつ、第四位置Ｌ２４のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。
（４）右方への進行動作（図１６（ｄ）に示す状態から図１６（ｃ）に示す状態に変化）
第三位置Ｌ２３のＬＥＤ光源１１の強度（輝度）を段階的に小さくしつつ、第一位置Ｌ２１のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。これと同時に、第四位置Ｌ２４のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に小さくしつつ、第二位置Ｌ２２のＬＥＤ光源１１の強度を段階的に大きくする。

なお本実施形態では、アナログ的（連続的）にＬＥＤ光源１１の強度を変化させるように制御されるため、複数のＬＥＤ光源１１が照射強度が異なる状態で同時に点灯している時間が存在するが、デジタル的（ＯＮ／ＯＦＦ制御）に変化させる場合は第一実施形態のように点灯させるＬＥＤ光源１１を変化させていく場合（例えば一方のＬＥＤ光源１１を消灯してから他方のＬＥＤ光源１１を点灯させる場合）と同様の制御となる。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｅによれば、ＬＥＤ光源１１の強度を変化させることで方向情報を使用者Ｓに提供するため、より重度の障害者（例えば光覚弁レベルの使用者Ｓ）に対しても方向情報を確実に認識させることができる。

なお本実施形態に第五実施形態の光照射部１０Ｄを組み合わせ、遮光機構１６による遮光量を段階的に変化させることで可視光の照射強度を変化させてもよい。また、第二実施形態の光照射部１０Ａ（単一光源の位置制御）や第三実施形態の光照射部１０Ｂ（単一光源の角度制御）と本実施形態の強度制御とを組み合わせてもよい。

＜第七実施形態＞
次に本発明の第七実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｆについて説明する。第一～第六実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１７に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｆでは、光照射部１０Ｆの構成が上記第一～第六実施形態とは異なっている。すなわち光照射部１０Ｆは、光源として使用者の環境に設置された照明器具１７を有する。すなわち光源としての照明器具１７はフレーム１には設けられていない。

照明器具１７は、住宅やホテル等に設置されたの既設の各種照明器具となっており、例えば天井照明（シーリングライト、ダウンライト、ペンダントライト、スポットライト）、 壁面照明（ブラケットライト、間接照明）、補助照明（フロアライト、スタンドライト、デスクライト、ベッドサイドライト）、安全照明（フットライト、常夜灯）、可変照明（ＬＥＤ照明テープ、スマートライト）等が挙げられる。

そして図１８に示すように、制御システム２０Ｆにおける制御コンピュータ２４Ｆの動作信号生成出力部２０６は、照明器具１７の動作を制御するための動作信号を生成し出力するように構成されている。そして制御コンピュータ２４Ｆは、上記第一実施形態のナビゲーション情報記憶部２０３に代えて外部情報取得部２２３を有する。

また本実施形態の方向情報提供装置１００Ｆはさらに、室内に設置されたスマートスピーカ等の情報伝達機器１８を備え、情報伝達機器１８を通じて、使用者Ｓが指示した指示情報がネットワークを介してサーバコンピュータＳＢに送信された際に、この指示情報に基づいてサーバコンピュータＳＢにて、目的場所、および目的場所までの経路を含むナビゲーション情報（外部情報）が生成される。具体的には、使用者等が「トイレへ案内して」とスマートスピーカへ所定の指示を行うと、サーバコンピュータＳＢが目的場所をトイレとしたナビゲーション情報を生成する。

外部情報取得部２２３は、サーバコンピュータＳＢで生成されたナビゲーション情報をネットワーク、通信機２３を介して取得し、この信号に基づいて実際に照明器具１７を動作させるための動作信号を生成し、照明器具１７へ送信し、照明器具１７から照射される可視光の照射位置、照射強度、および照射方向のうちの少なくとも一つ（照射パターン）を変化させることで方向情報を使用者に提供する。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｆによれば、ヘッドマウント型の装置に光源を組み込むことなく、既設の照明を制御することで方向情報を使用者Ｓに提供でき、使用者が携帯する装置の構成をシンプルにでき、ユーザビリティを向上できる。

なお第一～第六実施形態本実施形態においても、サーバコンピュータＳＢで生成された外部情報（ナビゲーション情報）をネットワークを介して受信し、これに基づいて生成した動作信号を用いて光照射部１０～１０Ｅを制御するようにしてもよい。またこの場合、スマートスピーカ等の情報伝達機器１８は、フレーム１に支持することによりヘッドマウントディスプレイ型の方向情報提供装置１００～１００Ｅに内蔵してもよい。同様に本実施形態でも情報伝達機器１８をフレーム１に支持してもよい。

＜第八実施形態＞
次に本発明の第八実施形態に係る方向情報提供装置１００Ｇについて説明する。第一～第七実施形態と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（構成）
図１９に示すように、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｇは、睡眠時情報提供装置の一例としての明晰夢誘発装置となっている点で上述した方向情報提供装置１００～１００Ｆとは異なっている。すなわち本実施形態の方向情報提供装置１００Ｇの使用者Ｓは、網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態を有する視覚障害者に限定されず、目を閉じた状態（例えば睡眠状態）の健常者も対象となっている。

ここで「明晰夢」とは、自分が夢を見ていると自覚しながら見る夢のことを示し、明晰夢誘発装置とは、使用者の睡眠中に明晰夢を誘発するための装置である。このような明晰夢誘発装置は、例えば米国特許明細書第５５０７７１６号明細書に記載されている。ところがこの米国特許明細書第５５０７７１６号明細書に記載されている装置では、二個のＬＥＤ光源による点滅制御を採用しており、空間認識や方向情報の表現は構造的に不可能であった。このため、明晰夢誘発が上手くいかないケースが想定される。

この点、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｇを明晰夢誘発装置に用いることで、使用者の睡眠時に複雑な情報を可視光で表現、提供可能となる。

具体的に方向情報提供装置１００Ｇが上記第一～第七実施形態と異なる点は、制御システム２０Ｇの構成である。すなわち制御システム２０Ｇは、制御コンピュータ２４Ｇと、光源駆動回路２５と、バッテリ２６とを有しており、上記の位置検知センサ２１は有していない。一方、状態検知センサ２２Ｇは使用者の睡眠状態を検知するための脳波センサや眼球運動センサ等によって構成されている。なお状態検知センサ２２Ｇに代えて、通信機２３を通じて外部情報端末（スマートフォンやスマートウォッチ等）と連携して使用者Ｓの状態を検知してもよい。

制御コンピュータ２４Ｇは、状態情報取得部２３１と、照射パターン設定部２３２と、動作信号生成出力部２３３とを有している。

状態情報取得部２３１は、通信機２３を介して状態検知センサ２２Ｇから使用者の状態に関する情報となる状態情報を取得する。状態情報には、例えば使用者Ｓの睡眠状態（レム睡眠であるかノンレム睡眠であるか等）や、眼球の運動情報が含まれる。

照射パターン設定部２３２は、状態情報取得部２３１で取得された使用者Ｓの状態情報に基づき、光照射部１０の各ＬＥＤ光源１１の発光パターン（照射パターン）を設定する。

動作信号生成出力部２３３は、照射パターン設定部２３２で設定された照射パターンで各ＬＥＤ光源１１を発光させて可視光を使用者に照射するように、光照射部１０（図１参照）を動作させる動作信号を生成し出力する。なお動作信号生成出力部２３３は、光源移動機構１２（図１２）、方向調整機構１３（図１３）、開閉機構１５（図１４）、遮光機構１６（図５）、照明器具１７（図７）を動作させるための動作信号を生成し出力するようにしてもよい。

なお本実施形態ではＬＥＤ光源１１の波長としては、まぶた透過率が最も高くなる赤色光（波長：６３０ｎｍ～７００ｎｍ）、まぶた透過と視認性のバランスが良好であり温かみのある光質で長時間使用に適している橙色光（波長：５９０ｎｍ～６３０ｎｍ）を採用するとよい。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の方向情報提供装置１００Ｇによれば、複数の方向情報を使用者Ｓに提供することで、単なる光源の点滅等では表現が難しい複雑な情報を使用者Ｓに提供できるため、効果的に明晰夢を誘発させることができる。

また、本実施形態の方向情報提供装置１００Ｇを明晰夢誘発装置ではなく、覚醒装置に用いてもよい。すなわち方向情報提供装置１００Ｇによって、眼を閉じた状態で可視光を照射することで、使用者Ｓを睡眠状態から覚醒させる起床支援に使用したり、時差ボケ調整に使用したり、日中の覚醒維持に使用したり、体内時計のリセット支援に使用したり、睡眠障害や精神疾患の治療に使用したりすることが可能である。このような用途に方向情報提供装置１００Ｇを使用する場合には、光照射部１０には、青色光（波長：４５０ｎｍ～５００ｎｍ）のＬＥＤ光源１１を採用することが好ましい。

また本実施形態においては、使用者Ｓが睡眠時に動いた場合であっても確実に可視光を照射できるようにするため、ＬＥＤ光源１１は睡眠用アイマスクや枕カバー等に組み込むようにしてもよい。

またホテル等の宿泊施設や休憩施設では、光源として壁面照明や天井照明等の照明器具を制御するようにするとよい。この場合、例えばベッドフレームやヘッドボードに光源を配置してもよい。また光源として壁や天井への投光による反射光を利用してもよい。また光源に照明器具とＬＥＤ光源１１の両者を使用し連動させてもよい。

また使用者Ｓの状態を状態検知センサ２２で検知することなく（状態検知センサ２２を備えず）、スマートフォンやスマートウォッチと連動して使用者Ｓの睡眠時の姿勢を検出し、姿勢に応じて照射パターンを変化させてもよい。また状態検知センサ２２で検知することなく（状態検知センサ２２を備えず）、予め設定した照射パターンで、所定のタイミング（起床時間等）で可視光の照射を行うようにしてもよい。

ここで本発明は、上記した実施の形態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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上記各実施形態、変形例の構成は適宜組み合わせて実施してもよい。

以下、本発明の効果について検証した実験の結果について説明する。
＜実験条件＞
〔被験者〕
健常成人２名（被験者Ａ：視力正常（両眼１．５以上）、被験者Ｂ：近視）
〔使用機器〕
・機器１
１２０ルーメンＬＥＤライト（ＥＣＬＡＴ ＬＨＰ－Ｒ１２Ｂ７（株式会社オーム電機製）
・機器２
２０ルーメンＬＥＤライト（ＫＦＬ－３２Ｎ（東芝ライフスタイル株式会社製）
・機器３
１０ルーメン以下程度のＬＥＤライト（機器２を、ニッケル水素充電池（１．２Ｖ）とダミー電池（０Ｖ）とを直列で使用した低電圧駆動により減光したもの）
ダミー電池とは、電池収納部に装着可能な電池と同一外形を有し、両端の端子間を電気的に短絡させた導電性部品であり、実質的に０Ｖの電圧降下素子として機能するものである。
〔実験環境〕
カーテンを閉めた室内、消灯環境
〔実験時間〕
被験者一人あたり一連の実験で約１５分
〔実験方法〕
上記機器１～３それぞれを手持ちで被験者の顔面周囲に移動させ、顔面への光の照射位置を変化させる。光の照射距離は被験者から約５０ｃｍの距離とした。また被験者の反応確認方法は被験者による指さし確認とした。実験項目としては、光の（１）左右位置認識、（２）上下位置認識、（３）回転認識、（４）左右移動認識、（５）上下移動認識の５項目とした。（４）、（５）の移動認識の実験では、開始位置で１秒間光を照射した後に消灯し、その後終了位置で1秒間光を照射した。

＜実験結果＞
上記条件の元で実験を行った結果を以下の表１に示す。なお表１には被験者Ａ、Ｂの結果を合計したものを示している。
各機器での実験回数に対する正解数（正解数／実験回数）の内訳は以下の通りである。
・機器１（１２０ルーメン）
（１）左右位置認識：８回／８回
（２）上下位置認識：７回／８回（被験者Ａ：４回／４回、被験者Ｂ：３回／４回）
（３）回転認識：８回／８回
（４）左右移動認識：４回／４回
（５）上下移動認識：２回／４回（被験者Ａ：１回／２回、被験者Ｂ：１回／２回）
・機器２（２０ルーメン）
（１）左右位置認識：８回／８回
（２）上下位置認識：０回／０回
（３）回転認識：４回／４回
（４）左右移動認識：８回／８回
（５）上下移動認識：０回／０回
・機器３（１０ルーメン以下程度）
（１）左右位置認識：４回／４回
（２）上下位置認識：０回／０回
（３）回転認識：４回／４回
（４）左右移動認識：４回／４回
（５）上下移動認識：０回／０回

なお機器２、３を用いた実験では、機器１を用いた実験において認識精度が高かった「（１）左右位置認識」、「（３）回転認識」、「（４）左右移動認識」のみを実施した。
上記の表１に示すように、照射強度を下げても「（１）左右位置認識」、「（３）回転認識」、「（４）左右移動認識」の効果は十分に得られることが確認できた。なお被験者Ａ、Ｂの結果に差異は無く、視力による影響は少ないものと考えられる。なお機器１を用いた実験において「（２）上下位置認識」、「（５）上下移動認識」で不正解となったケースも存在するが、これはライトを手持ちすることによる実験精度の確保が難しいといった事情によるものも考えられる。この点、「（２）上下位置認識」では被験者Ａの正答率が１００％であり、また「（５）上下移動認識」でも両被験者とも５０％の正答率が得られたことから、「上下」の認識に関してもある程度の効果は得られると考えられることからも、一定の効果はあるものと考えられる。

ここで機器１（１２０ルーメン）を用いた実験では、後述するように「やや眩しい」との主観評価が得られたため、機器２（２０ルーメン）前後（例えば２５ルーメン以下）の照射強度が適していると判断できる。また機器３（１０ルーメン以下程度）でも左右位置（移動）認識、および回転認識が十分であっため、これを採用すれば照射強度を抑えられることで省電力設計が可能であり、睡眠中の使用にも適すると考えられる。

ここで各機器１～３による実験において被験者Ａ、Ｂの主観評価は以下の通りとなった。
・機器１（１２０ルーメン）
やや眩しいが許容範囲であり、説明なしで理解可能であった。疲労度も問題なし。
・機器２（２０ルーメン）
明るさは快適であり、機器１より認識しやすい。
・機器３（１０ルーメン以下程度）
十分認識できる明るさであり、睡眠時にはこの程度の明るさが良さそう。

なお被験者Ｂ（近視者）の感想として、いずれの機器１～３を使用した場合であっても眼鏡なしでも問題なく認識可能であるとの結果が得られた。また被験者Ａ、Ｂの両者とも一連の実験（約１５分間）を通じて疲労感なしとの評価が得られた。

また本実験により、移動認識には以下の二つの光照射方法が有効であることが確認された。
〔離散照射型〕
各照射位置での照射時間を例えば１秒程度とすることで、使用者が二つの位置を独立して認識できるようにする照射方法である。
具体的には、開始位置で照射（例：１秒）→消灯→終了位置で照射（例：１秒）とする。
この方法では脳が二つの位置を比較することで方向性をより明確に認識できるため、方向認識の精度が向上し、ナビゲーションや、明確な指示伝達に効果的である。
〔連続照射型〕
開始位置から終了位置まで連続的に照射する。すなわち各照射位置での照射時間を短く（例えば３００ｍｓ以下）設定し、照射位置を順次移動させる。
この方法ではなめらかな移動感覚を提供可能であるため、視覚的演出が可能であり、リラックス効果が期待できる。

本発明の方向情報提供装置によれば、高いユーザビリティを有するとともに、方向に関する情報を高精度で提供可能である。

１…フレーム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｆ…光照射部
１１…ＬＥＤ光源
１２…光源移動機構
１３…方向調整機構
１４…光取込口
１５…開閉機構
１６…遮光機構
１７…照明器具
１８…情報伝達機器
２０、２０Ｆ、２０Ｇ…制御システム
２１…位置検知センサ
２２，２２Ｇ…状態検知センサ
２３…通信機
２４、２４Ｆ、２４Ｇ…制御コンピュータ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ…方向情報提供装置
２０１…位置情報取得部
２０２、２３１…状態情報取得部
２０３…ナビゲーション情報記憶部
２０４…進行方向設定部
２０５、２３２…照射パターン設定部
２０６、２３３…動作信号生成出力部
２０７…反応判定部
２０８…照射パターンフィードバック部
２１３…外部ナビゲーション情報取得部（外部情報取得部）
２２３…外部情報取得部
２３１…情報記憶部
Ｓ…使用者
ＳＢ…サーバコンピュータ

Claims (19)

1. 使用者が目を閉じた状態、または網膜に鮮明な像を結ぶことが困難な視覚状態において、前記使用者の位置を基準とした方向に関する情報（以下、方向情報）を、該使用者に対して提供する方向情報提供装置であって、
   前記使用者が知覚可能な所定の照射位置に可視光を照射可能な光照射部と、
   前記光照射部を制御する制御コンピュータと、
   を備え、
   前記制御コンピュータは、前記可視光の照射位置、照射強度、および照射方向の少なくとも一つ（以下、照射パターン）を時系列的に変化させるように、前記光照射部の動作を制御するための動作信号を生成し出力する動作信号生成出力部を有する方向情報提供装置。
2. 前記使用者の頭部に固定されるヘッドマウント型の方向情報提供装置であって、
   前記光照射部および前記制御コンピュータを設けたフレームをさらに備える請求項１に記載の方向情報提供装置。
3. 前記使用者をナビゲーションするための方向情報提供装置であって、
   前記使用者の現在地を検知する位置検知センサと、
   前記使用者の動作状態を検知する状態検知センサと、
   前記位置検知センサおよび前記状態検知センサからの検知信号に基づき所定の処理を行う前記制御コンピュータと、
   前記位置検知センサおよび前記状態検知センサと前記制御コンピュータとの間で通信を行う通信機と、
   によって構成された制御システムを備え、
   前記制御コンピュータは、
   前記位置検知センサの検知信号を受信し、前記使用者の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記状態検知センサからの検知信号を受信し、前記使用者の動作状態を取得する状態情報取得部と、
   事前に設定されたナビゲーション情報に基づき、前記使用者の進行方向を設定する進行方向設定部と、
   前記進行方向設定部で設定された前記使用者の進行方向に基づき、前記照射パターンを設定する照射パターン設定部と、
   前記照射パターン設定部で設定された前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力する前記動作信号生成出力部と、
   を有する請求項１に記載の方向情報提供装置。
4. 睡眠状態の前記使用者に覚醒を促すため、または明晰夢を誘発するための方向情報提供装置であって、
   前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、事前に設定された可視光の前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力する請求項１に記載の方向情報提供装置。
5. 前記使用者の状態を検知する状態検知センサをさらに備え、
   前記制御コンピュータは、
   前記状態検知センサからの検知信号を受信し、前記使用者の状態を取得する状態情報取得部と、
   前記状態情報取得部で取得された前記使用者の状態情報に基づき、前記照射パターンを設定する照射パターン設定部と、
   前記照射パターン設定部で設定された前記照射パターンで可視光を照射するような前記動作信号を生成し出力する前記動作信号生成出力部と、
   を有する請求項４に記載の方向情報提供装置。
6. 前記光照射部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、
   前記制御コンピュータにおける動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記複数の光源の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する動作信号生成出力部を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
7. 前記光照射部は、
   少なくとも一つの光源と、
   前記少なくとも一つの光源を移動させる光源移動機構と、
   を有し、
   前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記光源移動機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
8. 前記光照射部は、
   少なくとも一つの光源と、
   前記少なくとも一つの光源からの前記可視光の照射方向を変化させる方向調整機構と、
   を有し、
   前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射方向を変化させるように、前記方向調整機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
9. 前記光照射部は、
   外光または照明光を取り込む光取込口と、
   前記光取込口を開閉する開閉機構と、
   を有し、
   前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置を変化させるように、前記開閉機構の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
10. 前記光照射部は、
    外光または照明光を取り込む光取込口と、
    前記光取込口を遮光する遮光機構と、
    を有し、
    前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記可視光の照射位置および／または照射強度を変化させるように、前記遮光機構の動作を制御して前記光取込口からの光透過率を変化させるための前記動作信号を生成し出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
11. 前記光照射部は、互いに異なる位置に配置された複数の光源を有し、
    前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記複数の光源各々の強度を順次変化させるように、前記複数の光源の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
12. 前記光照射部による前記可視光の照射位置は、第一位置と、該第一位置に対して前記使用者から見て左側に位置する第二位置と、該第一位置に対して前記使用者から見て右側に位置する第三位置と、を含み、
    前記第二位置および前記第三位置は、前記第一位置に対して上側または下側の位置となっている請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
13. 前記光照射部による前記可視光の照射位置は、少なくとも、第一位置と、該第一位置に対して下側に位置する第二位置と、前記使用者から見て該第一位置および該第二位置に対して左側に位置する第三位置と、前記使用者から見て該第一位置および該第二位置に対して右側に位置する第四位置と、の四つの位置を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
14. 前記光照射部による前記可視光の照射位置は、少なくとも、第一位置と、該第一位置に対して下側に位置する第二位置と、前記使用者から見て前記第一位置に対して左側に位置する第三位置と、前記使用者から見て前記第二位置に対して左側に位置するとともに前記第三位置の下側に位置する第四位置と、の四つの位置を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
15. 前記光照射部による前記可視光の照射位置は、仮想曲線上に互いに間隔をあけて並ぶ複数の位置であり、
    前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記照射位置を順次変化させるような前記動作信号を生成し出力することで、前記方向情報として回転方向の情報を提供可能とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方向情報提供装置。
16. 前記光照射部は、光源として、前記使用者の環境に設置された照明器具を有し、
    前記制御コンピュータにおける前記動作信号生成出力部は、前記照明器具の動作を制御するための前記動作信号を生成し出力する請求項１に記載の方向情報提供装置。
17. 前記制御コンピュータは、外部情報を取得する外部情報取得部をさらに有し、
    前記動作信号生成出力部は、取得した外部情報に基づいて前記動作信号を生成する請求項１に記載の方向情報提供装置。
18. 前記制御コンピュータにおける前記外部情報取得部は、前記外部情報を、サーバからネットワークを介して取得する請求項１７に記載の方向情報提供装置。
19. 所定の指示に基づく指示情報をネットワークを介して前記サーバに伝達する情報伝達機器をさらに備え、
    前記制御コンピュータにおける前記外部情報取得部は、前記サーバに送信される前記指示情報をもとに生成された前記外部情報を取得する請求項１８に記載の方向情報提供装置。