JPH08266477A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH08266477A
JPH08266477A JP7099619A JP9961995A JPH08266477A JP H08266477 A JPH08266477 A JP H08266477A JP 7099619 A JP7099619 A JP 7099619A JP 9961995 A JP9961995 A JP 9961995A JP H08266477 A JPH08266477 A JP H08266477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
eye
display device
data
eye movement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7099619A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yoshimatsu
浩 吉松
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7099619A priority Critical patent/JPH08266477A/en
Publication of JPH08266477A publication Critical patent/JPH08266477A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a display device which can analyze the state of an eyeball control system in a significantly shorter time when compared with calculation time in the past to reduce physiological burden on a user. CONSTITUTION: This apparatus has an eyeball motion measuring section 1 to measure motion of eyeballs of both or either one eye, a data analysis section 2 to analyze a data obtained by the eyeball motion measuring section 1 and a display section 3 to alter or control a display state based on the results of the data analysis section 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、両眼または単眼を制御
する眼球制御系に含まれる眼球の微小振幅に注目して得
られる微小振動を解析する表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for analyzing a minute vibration obtained by paying attention to a minute amplitude of an eyeball included in an eyeball control system for controlling both eyes or a single eye.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報を表示する機器として多様なディス
プレイが提案され市場に供給されている。この多様なデ
ィスプレイの中で本体が小型で大画面を特徴とすると共
に、例えば頭部にディスプレイ部を装着し、視野をカバ
ーする範囲に疑似的な周囲環境を映像として与えて表示
するような、民生用のヘッドマウントディスプレイ(He
ad Mount Display:以下HMDという)が開発され商品化も
進められてきている。
2. Description of the Related Art Various displays have been proposed and supplied to the market as devices for displaying information. Among the various displays, the main body is small and features a large screen, and for example, a display part is attached to the head, and a pseudo ambient environment is given as an image in the range covering the field of view, Head mounted display for consumer (He
ad Mount Display: HMD) has been developed and commercialized.

【0003】また、一般に、ディスプレイを連続して見
続けると、眼には、眼精疲労の蓄積等により、集中力が
低下してしまったりするような生理的な変化をユーザに
与えてしまうことが知られている。そこで、ユーザの眼
精疲労の度合いを評価する必要が生じる。
Further, in general, when the display is continuously viewed, the eyes are given a physiological change such that the concentration of the eyes is reduced due to accumulation of eye strain. It has been known. Therefore, it becomes necessary to evaluate the degree of eye strain of the user.

【0004】眼精疲労度を評価する方法としては、眼球
制御系を調べる方法がある。これまで眼球制御系を評価
する方法には、例えば吉野誠司らによって電子情報通信
学会、MBE 90-15,p41-48, 1990に提案された両眼の眼球
運動の時間微分の相互相関から眼精疲労を評価する方法
がある。このような眼球運動の基礎的な解析に基づく検
討は、この眼球運動をインターフェースとして応用する
際において重要である。
As a method of evaluating the degree of eye strain, there is a method of examining the eyeball control system. Up to now, the method of evaluating the eye control system has been proposed by Seiji Yoshino et al., IEICE, MBE 90-15, p41-48, 1990. There is a method to evaluate fatigue. A study based on such a basic analysis of eye movement is important in applying this eye movement as an interface.

【0005】この眼球運動解析装置は、従来から眼科及
び精神神経科において、医療工学(ME)に基づいた表示
装置により眼球制御系の運動を測定して眼の機能や精神
的な状態を定量的に評価して診断することも行われてき
ている。この眼球運動解析装置は、このような機能を有
していることから、心理学おける視覚心理実験の定量的
評価にも活用されている。
This eye movement analysis device has been used in the field of ophthalmology and neuropsychiatry to measure the movement of the eye control system with a display device based on medical engineering (ME) to quantitatively determine the function and mental state of the eye. It is also being evaluated and diagnosed. Since this eye movement analysis device has such a function, it is also used for quantitative evaluation of visual psychological experiments in psychology.

【0006】また、株式会社エイ・ティ・アール視聴覚
機構研究所の淀川英司を出願人とする眼球制御系の解析
方法によれば、眼球制御系のそれぞれの時系列の測定デ
ータからそれぞれの制御系のフラクタル次元の値やフラ
クタル次元の時間依存性を求め、眼球制御系の疾患等の
定量的診断を行うことにより、効率よく定量化すること
ができることが記載されている。この方法は、眼球制御
系の有効自由度を推定できる点で優れた方法とされてい
る。
Further, according to the analysis method of the eyeball control system having Eiji Yodogawa of the A / R Audio Visualization Laboratory Co., Ltd. as an applicant, according to the time-series measurement data of the eyeball control system, each control system is analyzed. It is described that the value can be efficiently quantified by obtaining the value of the fractal dimension and the time dependence of the fractal dimension and performing a quantitative diagnosis of a disease of the eye control system. This method is considered to be an excellent method in that the effective degree of freedom of the eye control system can be estimated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した方
法では、測定したデータの相互相関の時間依存性が、複
雑な振舞いをするので、相互相関の時間依存性から眼球
制御系の運動を解釈するには、専門的な知識が要求され
る。また、この方法は、この相互相関のフーリエ変換か
ら両眼の相互相関の周波数成分の時間依存性を計算し、
眼性疲労を評価することも可能であるが、これらの計算
に多くの時間を要し、結果の表示も3次元的な画像表示
が必要になる等、実時間測定ができない。実際に行わせ
る場合、高速計算機が必要になり、多大な設備投資が必
要になる。
By the way, in the above-mentioned method, since the time dependence of the cross-correlation of the measured data has a complicated behavior, the movement of the eye control system is interpreted from the time dependence of the cross-correlation. Requires specialized knowledge. This method also calculates the time dependence of the frequency component of the binocular cross correlation from the Fourier transform of this cross correlation,
It is possible to evaluate eye fatigue, but these calculations require a lot of time, and the display of the results also requires a three-dimensional image display, which makes real-time measurement impossible. When it is actually performed, a high-speed computer is required, and a large amount of capital investment is required.

【0008】ところが、例えばHMDの使用者またはデ
ィスプレイ等の鑑賞者の疲労は、感性工学等で実時間測
定することが望まれている。この実時間測定を行うこと
により、HMDやディスプレイを使用する使用者の生理
的な負担が軽減させることができるからである。
[0008] However, it is desired that fatigue of a user of an HMD or a viewer such as a display be measured in real time by Kansei engineering or the like. This is because the real-time measurement can reduce the physiological burden on the user who uses the HMD or the display.

【0009】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、従来の計算時間に比べて大
幅に短時間で眼球制御系の状態を解析し、使用者の生理
的な負担が軽減させることができる表示装置の提供を目
的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and analyzes the state of the eyeball control system in a significantly shorter time than the conventional calculation time, and the physiological condition of the user is analyzed. An object of the present invention is to provide a display device that can reduce the burden.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示装置
は、上述した課題を解決するために、両眼または単眼を
制御する眼球制御系に含まれる眼球の微小振幅に注目し
て得られる微小振動を解析する表示装置において、両眼
または単眼の眼球運動を測定する眼球運動測定部と、眼
球運動測定部で得られたデータを解析するデータ解析部
と、データ解析部の結果に基づいて表示状態を変更制御
する表示部とを有することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a display device according to the present invention is a microscopic image obtained by paying attention to a micro amplitude of an eyeball included in an eyeball control system for controlling both eyes or a single eye. In a display device that analyzes vibration, an eye movement measurement unit that measures the eye movement of both eyes or a single eye, a data analysis unit that analyzes the data obtained by the eye movement measurement unit, and a display based on the result of the data analysis unit And a display unit for changing and controlling the state.

【0011】[0011]

【作用】本発明に係る表示装置では、眼球運動測定部で
得られたデータをデータ解析部で解析した結果に基づい
た設定に応じて表示部が制御されることにより、使用者
の疲労に対応した使用者にやさしいで表示させることが
できる。
In the display device according to the present invention, the display unit is controlled according to the setting based on the result obtained by analyzing the data obtained by the eye movement measuring unit by the data analyzing unit, so that the user's fatigue can be coped with. It can be displayed in a user-friendly manner.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明に係る表示装置の一実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。ここで、この表示
装置は、両眼または単眼を制御する眼球制御系に含まれ
る眼球の微小振幅に注目して得られる微小振動を解析す
る眼球運動解析機能を有したHMDと呼ばれる表示装置
に適用した一例について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, this display device is applied to a display device called an HMD having an eye movement analysis function for analyzing a minute vibration obtained by paying attention to a minute amplitude of an eyeball included in an eyeball control system for controlling both eyes or a single eye. An example will be described.

【0013】このHMDの主要な用途としては、パーソ
ナル・テレビ、各種の端末、各種のパーソナル・コンピ
ュータ・ディスプレイ等がある。これらの機器には、高
い注意力が常に要求されたり、使用中の約90%の時間、
注視しているとされている。このため、HMDを使用し
たユーザには、使用に伴って生じる疲労等の影響につい
て考慮することが必要とされている。
The main applications of this HMD are personal televisions, various terminals, various personal computer displays and the like. High attention is always required for these devices, and about 90% of the time during use,
It is said that he is watching. Therefore, it is necessary for the user who has used the HMD to consider the influence of fatigue and the like caused by the use.

【0014】この他に、従来から画像モニタ、一般的に
VDT(Visual Display Terminal)と呼ばれるディス
プレイを使用するユーザにおいても、画像注視による眼
機能への影響、特に輻輳調節機能への影響が強いとされ
るので、使用に伴う影響の考慮が問題になっている。
In addition to the above, even in a user who has conventionally used an image monitor and a display generally called a VDT (Visual Display Terminal), it is considered that the eye gaze strongly influences the eye function, particularly the congestion adjusting function. Therefore, consideration of the impact of use has become a problem.

【0015】ところで、上記HMDによる疲労等の影響
は、例えば頭部の運動を考慮しない場合、自己運動に伴
う運動視差等と眼球運動と頭部の運動の協調運動がない
ためこのVDTによる疲労と異なった医学的な検討や人
間工学的な検討が必要とされることが提案されている。
By the way, the effect of fatigue due to the above HMD is, for example, when the movement of the head is not taken into consideration, because there is no motion parallax and the like due to self-movement and there is no coordinated movement of the eye movement and the movement of the head, fatigue due to this VDT. It has been proposed that different medical and ergonomic studies are needed.

【0016】このHMDの疲労の定量的な解析では、各
種の用途に応用する際に従来から定性的に指摘されてい
た各種の推測に対する是非が問えるようにすることが好
ましい。表示装置は、両眼または単眼の眼球運動を測定
する眼球運動測定部1と、眼球運動測定部1で得られた
データを解析するデータ解析部2と、データ解析部2の
結果に基づいて表示状態を変更制御する表示部3とを有
している。
In the quantitative analysis of the fatigue of the HMD, it is preferable to ask whether or not various speculations which have been qualitatively pointed out in the past are questioned when applied to various uses. The display device displays based on the results of the eye movement measurement unit 1 that measures the eye movement of both eyes or monocular, the data analysis unit 2 that analyzes the data obtained by the eye movement measurement unit 1, and the data analysis unit 2. It has the display part 3 which changes and controls a state.

【0017】眼球運動測定部1は、例えば図2(a)に
示すように、強膜反射法を用いて、左右の水平方向、垂
直方向、各々独立な振幅を検出するセンサ1a、A/D
変換器1bを有している。センサ1aは、強膜反射法に
より眼球の固視微動を検出するものである。一具体例と
してセンサ1aは、例えば図2(b)に示すように、例
えば頭部に装着したHMDに取り付けられた発光ダイオ
ード11からの赤外光を眼球に照射し、左右のフォトダ
イオード12、13で白眼と黒眼の境界における反射光
量を検出する。これにより、眼球の固視微動が、フォト
ダイオード12、13の出力に表れる。この検出出力が
A/D変換器1bに送られる。電気的な設定としてA/
D変換器1bは、例えば200Hzのサンプリング周波
数でサンプリングし、12ビットで量子化している。こ
の眼球運動測定部1による一回の測定時間は、2分30
秒間である。眼球運動測定部1は、シースルー型のヘッ
ド・マウント・ディスプレイ(以下、HMDという)に
実装されている。
As shown in FIG. 2A, for example, the eye movement measuring unit 1 uses the scleral reflection method to detect independent amplitudes in the horizontal and vertical directions of the left and right, and the sensors 1a and A / D.
It has a converter 1b. The sensor 1a detects the involuntary eye movement of the eyeball by the scleral reflection method. As a specific example, as shown in FIG. 2B, the sensor 1a irradiates the eyeball with infrared light from a light emitting diode 11 attached to, for example, an HMD mounted on the head, and the left and right photodiodes 12, At 13, the amount of reflected light at the boundary between the white eye and the black eye is detected. As a result, the involuntary eye movement of the eye appears in the outputs of the photodiodes 12 and 13. This detection output is sent to the A / D converter 1b. A / as electrical setting
The D converter 1b samples at a sampling frequency of 200 Hz, for example, and quantizes it with 12 bits. The time required for one measurement by the eye movement measuring unit 1 is 2 minutes 30
Seconds. The eye movement measuring unit 1 is mounted on a see-through type head mounted display (hereinafter, referred to as HMD).

【0018】データ解析部2は、例えばCPU、RA
M、数値演算プロセッサ等で構成されている。データ解
析部2は、データ解析部2に眼球運動測定部1からの測
定データを所定の有効数字に合わせて入力した後、計算
データ数を入力し、これらの入力データから例えば1秒
毎のような一定時間毎のデータ列を生成する。データ解
析部2は、この一定時間毎の標準偏差または1次エント
ロピーの計算を行う。データ解析部2は、この解析デー
タを表示部3に供給する。
The data analysis unit 2 includes, for example, a CPU and RA.
M, a numerical processor, etc. The data analysis unit 2 inputs the measurement data from the eye movement measurement unit 1 to the data analysis unit 2 in accordance with a predetermined effective number, and then inputs the number of calculation data. For example, every 1 second from these input data. A data string is generated every fixed time. The data analysis unit 2 calculates the standard deviation or the first-order entropy at regular time intervals. The data analysis unit 2 supplies this analysis data to the display unit 3.

【0019】表示部3は、例えば図1に示すように、供
給される解析データに基づいて表示状態のパラメータ設
定やメッセージの出力を制御をコントロールするディス
プレイ制御部3aと、ディスプレイ制御部3aからの制
御信号に応じたメッセージを送出するメッセージ送出部
3bと、ディスプレイ制御部3a及びメッセージ送出部
3bから供給される制御信号や情報に応じた情報を表示
するディスプレイ部3cとで構成されている。
As shown in FIG. 1, for example, the display unit 3 includes a display control unit 3a for controlling the parameter setting of the display state and the output of messages based on the analysis data supplied, and a display control unit 3a. It is composed of a message sending unit 3b for sending a message according to the control signal, and a display unit 3c for displaying information according to the control signal and information supplied from the display control unit 3a and the message sending unit 3b.

【0020】ディスプレイ部3cから眼球運動測定部1
への矢印は、ディスプレイ部3cを介して眼球運動が測
定されることを示している。次に、表示装置の眼球運動
測定及びデータ解析の手順について図3のフローチャー
トを参照し、必要に応じて図1も参照しながら説明す
る。
From the display section 3c to the eye movement measuring section 1
The arrow to indicates that the eye movement is measured via the display unit 3c. Next, the procedure of eye movement measurement and data analysis of the display device will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and also with reference to FIG. 1 as necessary.

【0021】この眼球運動測定において、被験者は、H
MDを装着する。HMDは、例えば光学的に視野角が水
平方向に21゜、垂直方向に16゜のものを用いている。被
験者は、外界が見えない条件下で装着し、HMDスクリ
ーン上で眼球運動測定部1の校正を行う。
In this eye movement measurement, the subject
Wear MD. The HMD is, for example, one having an optical viewing angle of 21 ° in the horizontal direction and 16 ° in the vertical direction. The subject wears the device under conditions where the outside world cannot be seen, and calibrates the eye movement measuring unit 1 on the HMD screen.

【0022】ステップS1では、眼球運動測定における
測定条件を入力する。この測定条件には、例えば一回の
測定にかける試行時間等を設定する。試行時間は、例え
ば2分30秒に設定する。試行回数は例えば4回に設定
する。従って、測定時間は、計10分間である。これに
より、各眼球運動の成分毎に120000点のデータが
得られることになる。
In step S1, measurement conditions for eye movement measurement are input. For this measurement condition, for example, a trial time for one measurement is set. The trial time is set to, for example, 2 minutes and 30 seconds. The number of trials is set to 4 times, for example. Therefore, the measurement time is 10 minutes in total. As a result, 120,000 points of data are obtained for each eye movement component.

【0023】次に、ステップS2では、眼球運動測定を
行う。眼球運動測定は、各試行毎に数回のまばたきと眼
球位置の電気的な校正を行うようにしている。眼球運動
測定部1は、センサ1aで得られた反射光量の電気信号
をA/D変換器1bに供給する。A/D変換器1bは、
固視微動データを12ビットのディジタル値に変換して
データ解析部2に出力する。
Next, in step S2, eye movement measurement is performed. In the eye movement measurement, blinking and electrical correction of the eyeball position are performed several times for each trial. The eye movement measuring unit 1 supplies the electric signal of the reflected light amount obtained by the sensor 1a to the A / D converter 1b. The A / D converter 1b is
The involuntary eye movement data is converted into a 12-bit digital value and output to the data analysis unit 2.

【0024】次に、ステップS3では、データ解析部2
は、A/D変換器1bからの固視微動データを時系列な
2次元データとして取り込む。取り込んだ測定データに
は、所定の有効数字に合わせる処理が施される。このデ
ータの有効数字を制御することにより、後段で行われる
計算時間を短縮化させることができる。この後、ステッ
プS4に進む。
Next, in step S3, the data analysis unit 2
Captures the involuntary eye movement data from the A / D converter 1b as time-series two-dimensional data. The measurement data taken in is subjected to a process of matching with a predetermined significant figure. By controlling the significant figures of this data, it is possible to shorten the calculation time performed in the subsequent stage. Then, it progresses to step S4.

【0025】ステップS4では、計算データ数を入力
し、例えば1秒毎のような一定時間毎のデータ列を生成
してステップS5に進む。ステップS5では、一定時間
毎のデータに基づく標準偏差または1次エントロピーを
計算する。
In step S4, the number of calculation data is input, a data string is generated at constant time intervals such as every second, and the process proceeds to step S5. In step S5, the standard deviation or the first-order entropy based on the data for every fixed time is calculated.

【0026】1次エントロピーは、状態iをとる確率を
i として、
The first-order entropy is the probability of taking the state i, P i ,

【0027】[0027]

【数1】 [Equation 1]

【0028】式(1)に基づいて計算する。また、2変
量からなるn個のデータ(xi ,yi )を順位(rxi
yi)に変換する場合、スピアマンの順位相関係数rS
は、
Calculation is performed based on the equation (1). Also, the n data (x i , y i ) consisting of bivariates are ranked (r xi ,
r yi ), Spearman's rank correlation coefficient r S
Is

【0029】[0029]

【数2】 [Equation 2]

【0030】式(2)によって求める。次に、ステップ
S6では、計算されたエントロピーの時間依存性をプロ
ットする。この計算したデータは、表示部3のディスプ
レイ制御部3aに出力する。
It is obtained by the equation (2). Next, in step S6, the time dependence of the calculated entropy is plotted. The calculated data is output to the display control unit 3a of the display unit 3.

【0031】この出力終了により、このデータ解析処理
を終了する。このような手順でデータ解析を行うことに
より、従来の例えばフラクタル次元等による解析に比較
して短時間で計算結果をもたらす。次に、ディスプレイ
制御部3aでは、プロットしたデータに対して評価を行
う。
When the output is completed, the data analysis process is completed. By performing the data analysis in such a procedure, the calculation result can be obtained in a short time as compared with the conventional analysis using, for example, fractal dimension. Next, the display controller 3a evaluates the plotted data.

【0032】測定結果としてのプロットしたデータを図
4〜図6に示す。ここで、図4は、図4(a)にHMD
を装着してディスプレイ部3c上に表示される虚像を固
視した場合と図4(b)に実指標を固視する場合におけ
る標準偏差を計算された各成分の標準偏差の各試行毎の
平均をプロットし、時間依存性を示したものである。記
号(□)の実線は、左眼の動きを示し、記号(○)の破
線は、右眼の動きを示している。
The plotted data as the measurement results are shown in FIGS. Here, FIG. 4 shows the HMD in FIG.
The average of the standard deviations of the respective components calculated for the standard deviations when the virtual image displayed on the display unit 3c is fixed and when the actual index is fixed in FIG. Is plotted and the time dependence is shown. The solid line of the symbol (□) shows the movement of the left eye, and the broken line of the symbol (◯) shows the movement of the right eye.

【0033】図4(a)に示すように、HMDを装着し
た場合の平均した標準偏差値は、時間と共に両眼とも増
加する傾向を示す。右眼(利き眼)は、左眼の値に比較
して大きい傾向にある。一方、図4(b)に示すよう
に、実指標を注視する場合、平均した標準偏差値は、大
きな値で安定した傾向にあり、左右眼の大小関係が図4
(a)に対して逆の関係になるが、相対値としての差が
小さい。しかしながら、左右眼の標準偏差値には、有意
差があるとは言えない。
As shown in FIG. 4A, the average standard deviation value when the HMD is worn tends to increase with time in both eyes. The right eye (dominant eye) tends to be larger than the value of the left eye. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when gazing at the actual index, the averaged standard deviation value tends to be stable at a large value, and the magnitude relationship between the left and right eyes is shown in FIG.
Although the relationship is opposite to that of (a), the difference as a relative value is small. However, it cannot be said that there is a significant difference between the standard deviation values of the left and right eyes.

【0034】また、スピアマン順位相関係数rS を用い
て各試行(のデータ数30000点)毎の両眼の水平方
向間の相関を図示すると、例えば図5に示すような結果
が得られる。ここで、記号(□)の実線は、HMD装着
時の両眼の動きを示し、記号(○)の破線は、実指標に
対する両眼の動きを示している。
When the Spearman rank correlation coefficient r S is used to illustrate the correlation between the horizontal directions of both eyes for each trial (the number of data points is 30,000), the results shown in FIG. 5, for example, are obtained. Here, the solid line of the symbol (□) shows the movement of both eyes when the HMD is attached, and the broken line of the symbol (◯) shows the movement of both eyes with respect to the actual index.

【0035】HMD装着時には、相関係数が正の領域で
弱い相関を示している。また、実指標に対する相関は、
負の領域で相関があることを示している。すなわち、負
の相関係数の領域では、非共役運動である輻輳運動が生
じたことを示す。実指標に対する測定では、正の相関関
係が顕著で、共役運動であるマイクロ・サッカードが生
じたことを反映している。このような相関関係は、検定
した結果、危険率Pは、0.01%で有意であることが得ら
れている。
When the HMD is attached, a weak correlation is shown in the positive correlation region. Also, the correlation with the actual index is
It shows that there is a correlation in the negative region. That is, it shows that the vergence motion, which is a non-conjugate motion, occurs in the region of the negative correlation coefficient. The measurement with respect to the actual index has a significant positive correlation, which reflects the occurrence of the conjugate movement, micro saccade. As a result of testing such a correlation, it has been found that the risk rate P is significant at 0.01%.

【0036】最後に、式(1)により得られる1次エン
トロピーが図6に示す。ここで、記号(□)は、左眼を
示し、記号(○)は、右眼を示す。また、実線は、HM
D装着時の動きを示し、破線は、実指標に対する眼の動
きを示している。
Finally, the first-order entropy obtained by the equation (1) is shown in FIG. Here, the symbol (□) indicates the left eye, and the symbol (◯) indicates the right eye. The solid line is HM
D shows the movement at the time of wearing, and the broken line shows the movement of the eye with respect to the actual index.

【0037】測定開始時で、エントロピーは、HMD装
着した方が実指標の場合と比較して相対的に小さい。こ
れは、輻輳による眼球制御がなされていることを示して
いる。時間経過と共にHMD装着時のエントロピーは、
単調増加してマイクロ・サッカードの頻度が増加して注
視に伴う視線の集中が困難になってきていることを示し
ている。この結果は、疲労した状態では被験者が追従眼
球運動により課題を行うことに困難性をきたし、眼球運
動におけるサッカードの比率が疲労に応じて増大する視
覚的な疲労の定量的な評価モデルと一致する。
At the start of measurement, the entropy is relatively smaller when the HMD is attached than when the actual index is used. This indicates that the eyeball is controlled by convergence. The entropy of wearing HMD over time
It shows that the frequency of micro saccades increases monotonically and that it becomes difficult to concentrate the gaze with gaze. This result is consistent with the quantitative evaluation model of visual fatigue in which the subject has difficulty performing the task by following eye movements in a fatigued state, and the ratio of saccade in eye movements increases with fatigue. To do.

【0038】また、このプロットが示すように、利き眼
である右眼のエントロピーは、左眼のエントロピーより
も相対的に小さく、視線位置が集中している。破線で示
す実指標に対するエントロピーは、時間依存性がみられ
ず、測定開始から疲労に対してローバースト的なマイク
ロ・サッカードが多くみられることや別な表示方法であ
るヒストグラムにおけるマイクロ・サッカードによる複
数のピークの生成や相関係数における正の相関による結
果と一致する。
Further, as shown in this plot, the entropy of the right eye, which is the dominant eye, is relatively smaller than the entropy of the left eye, and the gaze position is concentrated. The entropy with respect to the actual index shown by the broken line does not show time dependence, and many low burst micro saccades against fatigue from the start of measurement and the micro saccade in the histogram which is another display method. This is consistent with the result of the generation of multiple peaks by and the positive correlation in the correlation coefficient.

【0039】このように外界の見えない条件下でHMD
を装着した際に、標準偏差・エントロピーが単調増加
し、左右の眼球運動に利き眼と矛盾しない有意差が得ら
れる。また、輻輳・マイクロ・サッカードについても相
関係数に有意差が得られている。このようにこの表示装
置は、左右水平眼球運動の相関係数の時間依存性によっ
て輻輳運動が評価され、この輻輳運動が頻繁に起こるよ
うな眼球制御系の状態が疲労し易いことを予測できるよ
うになる。そして、エントロピーの計算結果も短時間で
疲労の定量化を行うことができる。このように表示装置
は、測定により眼球運動からユーザの状態を定量的に知
ることができる。
Under such a condition that the outside world cannot be seen, the HMD
When wearing, the standard deviation and entropy increase monotonically, and a significant difference in left and right eye movements that is consistent with the dominant eye is obtained. In addition, a significant difference was obtained in the correlation coefficient for congestion, micro saccade, too. As described above, this display device evaluates the vergence movement by the time dependency of the correlation coefficient of the left and right horizontal eye movements, so that it is possible to predict that the state of the eye control system in which the vergence movement frequently occurs is easily fatigued. become. Then, the entropy calculation result can also quantify fatigue in a short time. In this way, the display device can quantitatively know the state of the user from the eye movement by measurement.

【0040】そこで、この事実を利用して、表示装置
は、ディスプレイ制御部3aでユーザの状態を判定し、
このユーザの状態に合った表示になるようにディスプレ
イ部3cを制御する。ディスプレイ制御部3aは、ディ
スプレイ部3cの設定パラメータである輝度、解像度、
色温度及びコントラスト等がユーザにとり最適となるよ
うに調整する。また、ディスプレイ制御部3aは、メッ
セージ送出部3bにユーザの疲労度に応じたメッセージ
を送出するように制御信号を供給する。メッセージ送出
部3bは、警告メッセージとして例えばディスプレイを
一時的に点滅させたり、文字や絵のようなパターン等の
警告キャラクタを表示させる等をディスプレイ部3cに
供給する。これにより、ユーザは、自分の状態を知るこ
とができる。
Therefore, by utilizing this fact, the display device determines the state of the user by the display control section 3a,
The display unit 3c is controlled so that the display matches the state of the user. The display control unit 3a uses the brightness, the resolution, which are the setting parameters of the display unit 3c,
The color temperature, contrast, etc. are adjusted to be optimum for the user. The display control unit 3a also supplies a control signal to the message sending unit 3b so as to send a message according to the user's fatigue level. The message sending unit 3b supplies the display unit 3c with a warning message, for example, such that the display is temporarily blinked or a warning character such as a pattern such as a character or a picture is displayed. This allows the user to know his / her own state.

【0041】以上のように構成することにより、例えば
データの有効数字を制御し1次エントロピーを計算する
方法を用いたデータ解析部とデータ解析部からの結果に
基づいて表示部を制御することにより、従来のフラクタ
ル次元(相関次元)による測定よりも大幅に時間短縮で
きることになり、この測定を実時間疲労測定に適用して
眼球運動からユーザの状態を定量的に知りながら、眼精
疲労に応じた表示にする制御が可能になる。これによ
り、ユーザや鑑賞者への生理的な負担を迅速に軽減させ
ることができ、眼に優しい表示装置としてのHMDを提
供することもできる。
With the above configuration, for example, by controlling the significant figures of the data and controlling the display section based on the results from the data analysis section and the method of calculating the primary entropy. In comparison with conventional fractal dimension (correlation dimension), the time can be shortened significantly, and this measurement can be applied to real-time fatigue measurement to measure the user's condition quantitatively from eye movements while responding to eye strain. It is possible to control the display. As a result, it is possible to quickly reduce the physiological burden on the user and the viewer, and it is possible to provide an HMD as an eye-friendly display device.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明に係る表示装置では、例えばデー
タの有効数字を制御し1次エントロピーを計算する方法
を用いたデータ解析手段とデータ解析手段からの結果に
基づいて表示手段を制御することにより、従来のフラク
タル次元(相関次元)による測定よりも大幅に時間短縮
できることになり、この測定を実時間疲労測定に適用し
て眼球運動からユーザの状態を定量的に知りながら、表
示をユーザの状態に合わせて制御すると共に、ユーザに
知らせることができる。これにより、ユーザや鑑賞者へ
の生理的な負担を迅速に軽減させることができ、眼に優
しい表示装置としてのHMDを提供することもできる。
In the display device according to the present invention, the display means is controlled based on the results from the data analysis means and the data analysis means using, for example, the method of controlling the significant figures of the data and calculating the primary entropy. This can significantly reduce the time compared to the conventional fractal dimension (correlation dimension) measurement, and this measurement can be applied to real-time fatigue measurement to quantitatively know the user's state from eye movements while displaying the user's display. The user can be informed while controlling according to the state. As a result, it is possible to quickly reduce the physiological burden on the user and the viewer, and it is possible to provide an HMD as an eye-friendly display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る表示装置の一実施例における概略
的な構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a display device according to the present invention.

【図2】上記表示装置の眼球運動測定部の構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an eye movement measuring section of the display device.

【図3】上記表示装置の眼球運動測定部及びデータ解析
部の動作を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating operations of an eye movement measurement unit and a data analysis unit of the display device.

【図4】上記表示装置で測定した時間経過に伴う平均し
た標準偏差を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the average standard deviation measured with the display device over time.

【図5】上記表示装置で測定した時間経過に伴うスピア
マン順位相関係数を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing Spearman rank correlation coefficients measured with the display device over time.

【図6】上記表示装置で測定した時間経過に伴うエント
ロピーを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing entropy measured by the display device over time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 眼球運動測定部 2 データ解析部 3 表示部 3a ディスプレイ制御部 3b メッセージ送出部 3c ディスプレイ部 1 Eye Movement Measuring Section 2 Data Analysis Section 3 Display Section 3a Display Control Section 3b Message Sending Section 3c Display Section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両眼または単眼を制御する眼球制御系に
含まれる眼球の微小振幅に注目して得られる微小振動を
解析する表示装置において、 上記両眼または単眼の眼球運動を測定する眼球運動測定
手段と、 上記眼球運動測定手段で得られたデータを解析するデー
タ解析手段と、 上記データ解析手段の結果に基づいて表示状態を変更制
御する表示手段とを有することを特徴とする表示装置。
1. A display device for analyzing a minute vibration obtained by paying attention to a minute amplitude of an eyeball included in an eyeball control system for controlling both eyes or a single eye, wherein an eye movement for measuring an eye movement of the both eyes or the single eye. A display device comprising: a measuring means; a data analyzing means for analyzing data obtained by the eye movement measuring means; and a display means for changing and controlling a display state based on a result of the data analyzing means.
【請求項2】 上記表示手段は、このデータ解析手段の
結果に基づいて表示に関わる設定パラメータを制御する
表示制御手段と、 上記表示制御手段からの設定パラメータに応じた状態に
表示する表示手段と、 上記表示制御手段での制御内容に対応したメッセージを
上記表示手段に供給するメッセージ供給手段とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
2. The display means includes display control means for controlling setting parameters relating to display based on the result of the data analysis means, and display means for displaying in a state according to the setting parameters from the display control means. 2. The display device according to claim 1, further comprising a message supply unit that supplies a message corresponding to the control content of the display control unit to the display unit.
【請求項3】 上記データ解析手段は、スピアマン順位
相関係数及び/又は1次エントロピーを計算して運動を
解析することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
3. The display device according to claim 1, wherein the data analysis means calculates a Spearman rank correlation coefficient and / or a first-order entropy to analyze the motion.
【請求項4】 上記設定パラメータには、上記表示手段
の輝度、解像度、色温度及びコントラストが用いられる
ことを特徴とする請求項2記載の表示装置。
4. The display device according to claim 2, wherein brightness, resolution, color temperature and contrast of the display means are used as the setting parameters.
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