JPH09185117A

JPH09185117A - 表示装置

Info

Publication number: JPH09185117A
Application number: JP35224695A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arai; 崇荒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3639660B2

Abstract

(57)【要約】【課題】最適な視線によるメニュー選択を可能にした
表示装置を提供する。【解決手段】使用者の視線検出精度に応じて、指標の
大きさ、ピッチ、注視エリア等を変化させるようにＣＰ
Ｕ１１１４により制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヘッドマウント
ディスプレイやビデオカメラのファインダ、スチルカメ
ラのファインダ等の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の表示装置において、画面
上を移動しながら表示される文字情報等を注視する観察
者の視線を検出する方法が種々提案されている。

【０００３】その１つを図７〜図１０を用いて説明す
る。

【０００４】図７はイメージセンサに投影された眼球像
の概略図、図８は同イメージセンサの出力強度図、図９
は視線検出方法の原理を示す上面図、図１０は同側面図
を示す。

【０００５】図９及び図１０において、８０６ａ、８０
６ｂは観察者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイ
オード（ＩＲＥＤ）等の光源であり、各光源８０６ａ、
８０６ｂは結像レンズ８１１の光軸に対して図９に示す
ようにｘ方向（水平方向）に略対称に、また、ｙ方向
（垂直方向）には図１０に示すようにやや下側に配置さ
れ、観察者の眼球８０８を発散照明している。該眼球８
０８で反射した照明光の一部は結像レンズ８１１によっ
てイメージセンサ８１２に結像するようになっている。

【０００６】次に図７〜図１０を用いて視線の検出方法
を説明する。

【０００７】まず、水平面で考えると、図９及び図１０
において一方の光源８０６ｂより放射された赤外光は、
観察者の眼球８０８の角膜８１０を照明する。このとき
角膜８１０の表面で反射した赤外光により形成される角
膜反射像（虚像）ｄは、図９及び図１０の結像レンズ８
１１により集光され、イメージセンサ８１２上の位置
ｄ′に結像する。同様に他方の光源８０６ａより放射さ
れた赤外光は眼球の角膜８１０を照明する。このとき角
膜８１０の表面で反射した赤外光により形成された角膜
反射像（虚像）ｅは、結像レンズ８１１により集光さ
れ、イメージセンサ８１２上の位置ｅ′に結像する。ま
た虹彩８０４の端部ａ、ｂからの光束は結像レンズ８１
１を介してイメージセンサ８１２上の位置ａ′、ｂ′に
該端部ａ、ｂの像を結像する。結像レンズ８１１の光軸
に対する眼球８０８の光軸の回転角θが小さい場合、虹
彩８０４の端部ａ、ｂのｘ座標をｘａ、ｘｂとすると、
ｘａ、ｘｂはイメージセンサ８１２上で多数点求めるこ
とが出来る（図７の×印ａ）。そこで、まず、円の最小
自乗法にて瞳孔中心ｘｃ８０３を算出する。

【０００８】一方、角膜８１０の曲率中心ｏのｘ座標を
ｘｏとすると、眼球８０８の光軸に対する回転角θｘ
は、下記（１）式となる。

【０００９】ｏｃ＊ｓｉｎθｘ＝ｘｃ−ｘｏ（１）また、角膜反射像ｄとｅとの中点ｋに所定の補正値δｘ
を考慮してｘｏを求めると、下記（２）式となる。

【００１０】ｘｋ＝（ｘｄ＋ｘｅ）／２ｘｏ＝（ｘｄ＋ｘｅ）／２＋δｘ（２）ここで、δｘは装置の設置方法／眼球距離等から幾何学
的に求められる数値であり、その算出方法は省略する。
よって、（１）式を（２）式へ代入して回転角θｘを求
めると、下記（３）式となる。

【００１１】 θｘ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ−｛（ｘｄ＋ｘｅ）／２＋δｘ｝］／ｏｃ］（３）更に、図９及び図１０のイメージセンサ８１２上に投影
された各々の特徴点の座標の記号に「′」をつけて書き
換えると、下記（４）式となる。

【００１２】 θｘ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ′−｛（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２＋δｘ′｝］／ｏｃ／β］（４）ここで、βは図９及び図１０の結像レンズ８１１に対す
る眼球の距離ｓｚｅにより決まる倍率で、実際は角膜反
射像の間隔｜ｘｄ′−ｘｅ′｜の関数として求められ
る。

【００１３】垂直面で考えると図９及び図１０のような
構成となる。ここで２個のＩＲＥＤ８０６ａ、８０６ｂ
により生じる角膜反射像は同位置に発生し、これをｉと
する。眼球の回転角θｙの算出方法は水平面の時とほぼ
同一であるが、上記（２）式のみ異なり、角膜曲率中心
ｏのｙ座標をｙｏとすると、下記（５）式となる。

【００１４】ｙｏ＝ｙｉ＋δｙ（５）ここで、δｙは装置の配置方法、眼球距離等から幾何学
に求められる数値であり、その算出方法は省略する。依
って、垂直方向の回転角θｙは、下記（６）式となる。

【００１５】 θｙ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｙｃ′−（ｙｉ′＋δｙ′）］／ｏｃ／β］（６）となる。

【００１６】更に、ビデオカメラのファインダの場合、
画面上の位置座標（ｘｎ、ｙｎ）はファインダ光学系で
決まる定数ｍを用いると、水平面上、垂直面上それぞ
れ、下記（７）式、及び（８）式となる。

【００１７】ｘｎ＝ｍ＊ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ′−｛（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２＋δｘ′｝］／ｏｃ／β］（７）ｙｎ＝ｍ＊ａｒｃｓｉｎ［［ｙｃ′−（ｙｉ′＋δｙ′）］／ｏｃ／β］（８）図７〜図１０で明らかなように、瞳孔エッヂの検出はイ
メージセンサ８１２の出力波形の立ち上がりｘｂ′、立
ち下がりｘａ′を利用する。また、角膜反射像の座標は
鋭い立ち上がり部ｘｅ′及びｘｄ′を利用する。

【００１８】次に視線検出機能をポインティングデバイ
スとして利用したパーソナルコンピュータ（パソコン）
のヘッドマウントディスプレイについて、図１１及び図
１２を用いて説明する。

【００１９】図１１はヘッドマウントディスプレイの構
成を示すブロック図であり、同図において、１１１０は
ヘッドマウントディスプレイユニットで、ゴーグル、メ
ガネ等のような形状で、使用者の目の近傍に固定される
ようになっている。また１１０８は液晶表示素子、１１
０９は液晶表示回路で、パソコン画面の表示を行う。更
に、１１０７は特殊なプリズム、１１０１は観察者の目
であり、プリズム１１０７により、前記液晶画面が拡大
されて観察者の目１１０１に観察される。

【００２０】プリズム１１０７は、第１の光学作用面
ａ、第２の光学作用面ｂ、第３の光学作用面ｃを有し、
全体として正の屈折力を有する観察光学系である。ま
た、１１０２は眼球を照明する赤外発光ダイオードで、
光軸を含み紙面に平行な平面に対して対称に２個、少な
くとも１対の光源を観察者の目１１０１の下方から該観
察者の目１１０１を照明するように配置されている。１
１０３は観察者の目１１０１及び角膜反射像を縮小結像
する結像レンズ系で、レンズ１１０３ａ，１１０３ｂを
有する。１１０４は前記像を検出するイメージセンサー
である。プリズム１１０７の第２光学作用面ｂは、観察
者の目１１０１の上下方向に傾斜しており、液晶表示素
子１１０８は観察者の目１１０１の上方（または下方）
に配置されている。

【００２１】図１２は、プリズム１１０７の第２の光学
作用面ｂから見た側面図であり、第２の光学作用面ｂに
は、光を反射するための反射層（斜線部）が設けられて
おり、その中央部には、開口部Ａがあいている。

【００２２】次に、観察光学系の光学作用を説明する。

【００２３】液晶表示素子１１０８からの光はプリズム
１１０７の第３の光学作用面ｃで、屈折透過し、プリズ
ム内の第１の光学作用面ａで全反射し、第２の光学作用
面ｂの反射層で反射し、再び第１の光学作用面ａを屈折
透過して、観察者の視度に適合した拡がり角（収束角、
平行）の光束となり、観察者の目１１０１側に射出す
る。ここでは、観察者の目１１０１と液晶表示素子１１
０８の中心を結ぶ線を基本光軸Ｌとして示している。そ
して、観察者の視度に対する調整は、液晶表示素子１１
０８をプリズム１１０７の光軸に沿って平行移動するこ
とにより可能となる。

【００２４】次に視線検出系の光学作用を説明する。

【００２５】赤外発光ダイオード１１０２から発した光
は、視線検出系の光軸とは異なる方向から観察者の目１
１０１を照明する。照明光は観察者の目１１０１の角
膜、瞳孔で反射散乱され、角膜で反射した光は角膜反射
像を形成し、瞳孔で散乱した光は瞳孔像を形成する。こ
れらの光は、プリズム１１０７の第２の光学作用面ｂに
設けられた開口部Ａを通して、結像レンズ系１１０３に
よりイメージセンサ１１０４上に結像される。そして、
イメージセンサ１１０４から得られる観察者の目１１０
１の画像は、前述した視線検出原理によって構成された
視線検出回路１１０５によって、注視点データを後述す
るパソコンユニット１１２０へ出力するようになってい
る。

【００２６】プリズム１１０７は、像性能と歪を補正
し、テレセントリックな系とするために、３つの作用面
ａ、ｂ、ｃをそれぞれ回転対称軸を有しない３次元曲面
で構成するのが望ましく、ここでは、基本光軸Ｌを含
み、紙面に平行な平面にのみ対称な曲面構造としてい
る。

【００２７】結像レンズ系１１０３の一方のレンズ１１
０３ａは、楔形状のレンズで、これにより結像レンズ系
１１０３を少ないレンズで構成することができるので小
型化に適している。このレンズ１１０３ａの斜めの面に
曲率をつけることで、プリズム１１０７の第２の光学作
用面ｂで発生する偏心収差を有効に補正することができ
る。更に、結像レンズ系１１０３には少なくとも非球面
を１面設けると、軸外の結像性能を補正する上で有効で
ある。結像レンズ系１１０３の絞りは、プリズム１１０
７の第２の光学作用面ｂに設けた開口部Ａに近いほうが
開口部Ａを小さくすることができ、観察光学系に対する
中抜けを防ぐのに有効であり、できれば開口部Ａと絞り
が一致しているのが望ましい。開口部Ａは、２ｍｍより
小さく設定したほうが観察者の目１１０１の瞳孔より小
さくなり、更に、観察光学系に対する中抜けを防ぐのに
有効である。また、観察者の目１１０１を照明する光
は、視感度の低い光がよいので赤外光を使用している。
この場合、結像レンズ系１１０３に可視光をカットする
部材からなるレンズ１１０３ｂを少なくとも１個設ける
と、視線の検出精度を向上させることができる。

【００２８】更に、照明光源をプリズム１１０７を挟ん
で観察者の目１１０１と反対側に配置すると、プリズム
１１０７の屈折力が強くなり、高視野化した場合でも、
観察者の目１１０１を適切に照明することができるので
望ましい。この場合は、プリズム１１０７の第２の光学
作用面ｂの反射層の光源の部分に開口部Ａを設ける。赤
外発光ダイオード１１０２から発射された光は、プリズ
ム１１０７の第２の光学作用面ｂの開口部Ａを透過し、
第１の光学作用面ａを透過して、視線検出系の光軸と異
なる方向から観察者の目１１０１を照明するようにな
る。

【００２９】次にパソコンユニット１１２０について説
明すると、図１１において、１１２０はパソコンユニッ
ト、１１１４はＣＰＵ（中央処理装置）であり、プログ
ラムやデータの演算処理を行うようになっている。１１
１３は各デバイスを結ぶシステムバス、１１１８は、Ｒ
ＯＭ（読み出し専用メモリ）１１１６やＲＡＭ（読み出
し書き込みメモリ）１１１７の制御を行うメモリコント
ローラ、１１１２はビデオＲＡＭ１１１１に書かれた内
容がディスプレイに表示されるよう制御するビデオグラ
フィックコントローラである。１１１５はポインティン
グデバイスやキーボードをコントロールするアクセサリ
／デバイスコントローラで、本例ではヘッドマウントデ
ィスプレイ１１１０の視線検出回路１１０５に接続され
ている。１１１９は周辺装置制御用のＩ／Ｏチャネル
で、本例ではヘッドマウントディスプレイ１１１０の液
晶表示回路１１０９に接続される。

【００３０】ここで、視線検出機能をポインティングデ
バイスとして利用したヘッドマウントディスプレイパソ
コンに搭載されている視線ポインティングデバイスの機
能について、図１３を用いて説明する。

【００３１】図１３は観察者がヘッドマウントディスプ
レイ１３０１を装着した場合に見える画面であり、１３
０２はメニュー選択表示範囲、１３０３、１３０４、１
３０５はメニュー表示、α、β、γはそれぞれのメニュ
ー表示１３０３〜１３０５に対応した注視判別のための
座標群範囲である。観察者は、メニュー表示１３０３、
１３０４、１３０５を一定時間注視することによって、
それぞれのメニュー表示に対する機器を実行することが
できるようになっている。

【００３２】次に視線ポインティングデバイス機能時に
おけるＣＰＵ１１１４の動作を図１４のフローチャート
に従って具体的に説明する。それぞれの視線スイッチの
指標を含む所定の範囲の座標群はそれぞれ図１１のＲＯ
Ｍ１１１６に記憶されており、各座標群は各指標の図１
３に示した範囲α、β、γの座標を全て含む。

【００３３】まず、ステップＳ１４０１で電源がオン
（ＯＮ）されると、ステップＳ１４０２で変数ｌ、ｍ、
ｎが０にリセットされ、準備ができる。変数ｌ、ｍ、ｎ
はそれぞれ観察者の注視点が範囲αのいずれかの座標、
範囲βのいずれかの座標、範囲γのいずれかの座標と一
致した回数をカウントする変数である。次にステップＳ
１４０３で図１１のＣＰＵ１１１４は、観察者が画面を
覗き視線検出が正常に行われている間、絶えず観察者の
ファインダー上の注視点座標範囲α、β、γを視線検出
回路１１０５から受け取っている。

【００３４】いま、観察者が図１３のメニューＡのメニ
ュー表示１３０３を見た場合を説明する。注視点座標が
範囲αの内のいずれかの座標に略一致すると（ステップ
Ｓ１４０４）、ステップＳ１４０５で変数ｍ、ｎを０に
リセットし、ｌが所定の回数（本実施の形態では５回）
より多いか否かをステップＳ１４０６で判断し、少なけ
ればステップＳ１４０８でｌに１を加え、再びステップ
Ｓ１４０９でｌが５より多いか否かを判断し、少なけれ
ば前記ステップＳ１４０３へ戻り、再び視線検出回路１
１０５から注視点座標を受け取る。

【００３５】また、前記ステップＳ１４０９で５以上と
判断されると、ステップＳ１４１１でＡメニューを選択
した後、前記ステップＳ１４０３へ戻り、再び視線座標
を受け取る。また、前記ステップＳ１４０６でｌが５以
上であれば、前記ステップＳ１４０８及びステップＳ１
４０９をスキップして、前記ステップＳ１４１１に進
む。

【００３６】範囲αの内のいずれかの座標と視線座標が
一致しても、一致した回数が５回に満たない内に範囲α
の内のいずれかの座標から１度でもはずれると、ステッ
プＳ１４１３、ステップＳ１４２１、ステップＳ１４２
８で変数ｌは０にリセットされる。

【００３７】他のメニューＢのメニュー表示１３０４及
びメニューＣのメニュー表示１３０５を見た場合も、上
記図１３のメニューＡのメニュー表示１３０３を見た場
合と同様なので、図１４のフローチャートに示すが、そ
の説明は省略する。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、観察者が視線でメニューを選択する際、メニュ
ー表示の大きさ及びピッチに応じた視線検出精度が要求
されていた。ところが、一般的に視線検出精度には個人
差があり、メニュー表示が小さすぎて選択ができなかっ
たり、必要以上に大きすぎて表示が邪魔になったりする
という不具合があった。

【００３９】この発明は上記従来例の有する不具合を改
善するためになされたもので、最適な視線によるメニュ
ー選択を可能にした表示装置を提供することを目的とす
るものである。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の表示装置は、画面上に表示さ
れる文字情報等を注視する観察者の視線を検出する視線
検出手段と、観察者の視線検出精度に応じて指標の大き
さ、ピッチ、注視エリアの少なくとも１つを変化させる
ように制御する制御手段とを具備したことを特徴とする
ものである。

【００４１】また、同じ目的を達成するために、この発
明の請求項２の表示装置は、請求項１の表示装置におい
て、前記観察者の判別を行う判別手段と、前記観察者の
統計データを計算して保存する保存手段と、視線精度個
人差に応じて選択可能な拡大倍率を判別して学習する学
習手段と、前記観察者に該当する統計データに応じて指
標表示の拡大倍率を選択する選択手段とを具備したこと
を特徴とするものである。

【００４２】また、同じ目的を達成するために、この発
明の請求項３の表示装置は、請求項１の表示装置におい
て、前記視線検出精度を向上させるための個人差補正機
能を具備したことを特徴とするものである。

【００４３】更に、同じ目的を達成するために、この発
明の請求項４の表示装置は、請求項１の表示装置におい
て、前記視線検出精度を向上させるための自動学習型個
人差補正機能を具備したことを特徴とするものである。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図１〜図６に基づき説明する。尚、この発明の表示装置
の基本的な構成及び視線検出原理は、上述した従来の図
７〜図１０及び図１１、図１２と同一であるから、これ
らの図を流用して説明する。

【００４５】図１はこの発明の一実施の形態に係る表示
装置において、ポインティングデバイスとして利用した
ヘッドマウントディスプレイパソコンの初期画面を示す
図、図２は同ヘッドマウントディスプレイパソコンの観
察者の視線検出精度を学習判断した後の画面を示す図で
ある。

【００４６】図１及び図２において、１０１はパソコン
表示画面、１０２、２０１は視線メニューエリア、１０
３、１０４、１０５、２０２、２０３、２０４はメニュ
ー表示である。また、範囲α、β、γは視線メニュー選
択のための座標群エリアである。

【００４７】この図で分かるように、学習後の画面（図
２）の方が、初期画面（図１）に比べて視線メニューエ
リア１０２、２０１及びメニュー表示１０３〜１０５、
２０２〜２０４は、小さくなっている。これは、使用者
の視線検出精度を学習判断した結果、図２の大きさで十
分使いこなせると見なされたからである。

【００４８】図３は視線メニューエリア１０２、２０１
の大きさ決定の概念図であり、同図において、３０１は
注視認識座標群エリア、３０２は図１１の視線検出回路
１１０５から出力される視点座標である。ここで、図３
の（Ａ）は視線検出精度が最悪のときのものであり、注
視認識座標群エリア３０１は実験や経験により決定され
るものであり、初期設定はこの状態にしておく。このと
きの分散をσＡ、注視認識座標群エリア３０１の表示倍
率（Ｘ（ｓ））を１倍とする。また、図３の（Ｂ）は観
察者の視線検出精度を学習判断した後のものであり、注
視認識座標群エリア３０１は本装置を使用しているうち
に判断された視線検出精度により決定されるものであ
る。このときの注視認識座標群エリア３０１の表示倍率
（Ｘ（ｓ））は、最新視点座標群の分散σを求め、前記
初期設定時の分散σＡで割った値を用いる。

【００４９】次に本実施の形態に係る表示装置の動作を
図４〜図６を用いて説明する。図４〜図６は、本実施の
形態に係る表示装置の動作の制御手順を示すフローチャ
ートである。

【００５０】ここで、ＳはユーザーＩＤ（識別子）であ
り、たとえば１から５の数字として５人分のユーザーを
判別することができる。Ｘ（ｓ）は視線メニューエリア
１０２、２０１の表示倍率、Ｘα（ｓ）、Ｘβ（ｓ）、
Ｘγ（ｓ）は図１３の範囲α、β、γを注視して得られ
た表示倍率の途中結果である。σ１、σ２、σ３はＡ、
Ｂ、Ｃメニュー表示を注視したときの過去最新５０回分
の視線座標データ編差、Ｐ（ｔ１）、Ｐ（ｔ２）、Ｐ
（ｔ３）は最新５０個の視線座標生データ、σＡは最大
編差、ｔ１、ｔ２、ｔ３は視線座標データのカウント数
である。Ｘα（ｓ）、Ｘβ（ｓ）、Ｘγ（ｓ）は電源を
切っても消えることのないＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格
納されている。

【００５１】図４において、パソコンの初期状態ではＸ
α（ｓ）、Ｘβ（ｓ）、Ｘγ（ｓ）の値を１とする（ス
テップＳ４０１）。ステップＳ４０２で電源オン（Ｏ
Ｎ）後、ユーザーＩＤをキーインして（ステップＳ４０
３）、ＩＤナンバーをＳへ格納する（ステップＳ４０
４）。次にステップＳ４０５でＸα（ｓ）、Ｘβ
（ｓ）、Ｘγ（ｓ）、Ｘ（ｓ）をリセットするためのＲ
キーが押された（ＯＮした）場合は、Ｘα（ｓ）、Ｘβ
（ｓ）、Ｘγ（ｓ）、Ｘ（ｓ）の値を全て１として格納
し（ステップＳ４０６）、また、前記Ｒキーが押されな
い場合は、前記ステップＳ４０６をスキップして次のス
テップＳ４０７へ進む。ここで、リセットとは、今まで
使用していた人のデータを消して、新たに使用する人の
データを入れるためのものである。

【００５２】次に、ｔ１、ｔ２、ｔ３、σ１、σ２、σ
３、Ｐ（ｔ１）、Ｐ（ｔ２）、Ｐ（ｔ３）、Ｉ、ｍ、ｎ
を全て０リセットし（ステップＳ４０７、ステップＳ４
０８、ステップＳ４０９）、視線検出を行い（ステップ
Ｓ４１０）、図５の視線によるメニュー選択動作が行わ
れるが、ここではＡメニューについてのみ説明する。

【００５３】この図５において、ステップＳ４１１〜ス
テップＳ４１６及びステップＳ４２９は、図１３の範囲
αを注視したときＡメニューが選択される場合のもので
あり、上述した従来例の図１４におけるステップＳ１４
０４〜ステップＳ１４１１及びステップＳ１４２８と同
一であるから、その説明は省略する。

【００５４】図５のステップＳ４１６においてＡメニュ
ーが選択されると、図６のステップＳ４３０で選択され
た最後の視線座標をＰ（ｔ１）に格納する（このとき５
回の視線座標の平均でもよい）。更に、次のステップＳ
４３１でｔ１が「４９」より大きいか否かを判断し、小
さければステップＳ４３８でｔ１に１を加えて、ステッ
プＳ４５７に進む。一方、前記ステップＳ４３１におい
てｔ１が「４９」より大きい場合はステップＳ４３２で
偏差σ１を求め、次のステップＳ４３３で偏差σ１がσ
Ａより大きいか否かを判断する。そして、偏差σ１がσ
Ａより大きい場合はステップＳ４３４でσ１＝σＡとし
た後、ステップＳ４３５へ進み、小さい場合は前記ステ
ップＳ４３４をスキップしてステップＳ４３５へ進む。

【００５５】このステップＳ４３５では表示倍率Ｘα
（ｓ）を求め、ステップＳ４３６でＰ（ｔ１）を、ステ
ップＳ４３７でｔ１をそれぞれリセットする。この後、
ステップＳ４５７で同様にして求められたＸα（ｓ）、
Ｘβ（ｓ）、Ｘγ（ｓ）の内の最小値を最終的な表示倍
率Ｘ（ｓ）とした後、前記図４のステップＳ４１０へ戻
る。

【００５６】尚、図５において、ステップＳ４１８〜ス
テップＳ４２１は、図１４のステップＳ１４１３〜ステ
ップＳ１４１７のｍをＩに、Ｉをｍに置き換えた点が異
なる以外は、互いに同一である。また、図５において、
ステップＳ４２４〜ステップＳ４２７は、図１４のステ
ップＳ１４２１〜ステップＳ１４２５のＩをｍに、ｎを
Ｉに置き換えた点が異なる以外は、互いに同一である。

【００５７】尚、上述したようにＸα（ｓ）、Ｘβ
（ｓ）、Ｘγ（ｓ）、Ｘ（ｓ）は、電源を切っても消え
ることのないＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格納されてお
り、次回本装置を使用するときにも、過去のデータが反
映される。

【００５８】以上のような本実施の形態に係る表示装置
によれば、使用者の視線検出精度を学習判断し、その判
断結果に応じたメニューエリアを設定することができ
る。

【００５９】尚、本実施の形態においては、単に視線検
出精度の個人差を判断しているが、学習型個人差補正機
能、或は同一使用者が使用を繰り返すことにより視線検
出精度が向上する実使用による学習型個人差補正機能等
を併用することにより、より効果的に応用できる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の請求項
１の表示装置によれば、観察者の視線検出精度に応じて
指標の大きさ、ピッチ、注視エリアを変化させるように
制御するので、最適な視線によるメニュー選択を行うこ
とができるという効果を奏する。

【００６１】また、この発明の請求項２の表示装置によ
れば、請求項１の表示装置において、前記観察者の判別
を行い、前記観察者の統計データを計算して保存し、視
線精度個人差に応じて選択可能な拡大倍率を判別して学
習し、前記観察者に該当する統計データに応じて指標表
示の拡大倍率を選択するので、より一層最適な視線によ
るメニュー選択を行うことができるという効果を奏す
る。

【００６２】また、この発明の請求項３及び請求項４の
表示装置によれば、請求項１の表示装置において、個人
差補正機能、或は学習型個人差補正機能を有するから、
前記視線検出精度を向上させることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る表示装置におい
て、ポインティングデバイスとして利用したヘッドマウ
ントディスプレイパソコンの初期画面を示す図である。

【図２】同ヘッドマウントディスプレイパソコンの観察
者の視線検出精度を学習判断した後の画面を示す図であ
る。

【図３】同表示装置における視線メニューエリアの大き
さ決定の概念図である。

【図４】同表示装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】同表示装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】同表示装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】同表示装置に設けられたメモリの作用説明図で
ある。

【図８】イメージセンサに投影された眼球像の概略図で
ある。

【図９】同イメージセンサの出力強度を示す図である。

【図１０】視線検出方法の原理を説明する上面図であ
る。

【図１１】視線検出方法の原理を説明する上面図であ
る。

【図１２】従来の表示装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】同従来の表示装置におけるプリズムの第２の
光学作用面から見た側面図である。

【図１４】同従来の表示装置における視線メニューの表
示例を示す説明図である。

【符号の説明】

１１０５視線検出回路（視線検出手段）１１１４ＣＰＵ（制御手段、判別手段、保存手段、学
習手段、選択手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画面上に表示される文字情報等を注視す
る観察者の視線を検出する視線検出手段と、観察者の視
線検出精度に応じて指標の大きさ、ピッチ、注視エリア
の少なくとも１つを変化させるように制御する制御手段
とを具備したことを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記観察者の判別を行う判別手段と、前
記観察者の統計データを計算して保存する保存手段と、
視線精度個人差に応じて選択可能な拡大倍率を判別して
学習する学習手段と、前記観察者に該当する統計データ
に応じて指標表示の拡大倍率を選択する選択手段とを具
備したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記視線検出精度を向上させるための個
人差補正機能を具備したことを特徴とする請求項１記載
の表示装置。
【請求項４】前記視線検出精度を向上させるための自
動学習型個人差補正機能を具備したことを特徴とする請
求項１記載の表示装置。