JPH11249064A - Head mounted display device - Google Patents
Head mounted display deviceInfo
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- JPH11249064A JPH11249064A JP10051752A JP5175298A JPH11249064A JP H11249064 A JPH11249064 A JP H11249064A JP 10051752 A JP10051752 A JP 10051752A JP 5175298 A JP5175298 A JP 5175298A JP H11249064 A JPH11249064 A JP H11249064A
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- light
- viewer
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- Pending
Links
Landscapes
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、視聴者の注視状態
に応じて警報を出力したり、電源を遮断する機能を備え
た頭部搭載型表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-mounted display device having a function of outputting an alarm or shutting off a power supply according to a state of watching of a viewer.
【0002】[0002]
【従来の技術】頭部搭載型表示装置の1方式として、小
型の液晶パネルに出力された映像をレンズ系を介して視
聴者の明視距離に虚像を結像し、その虚像を見るHMD
(HeadMount Display)がある。また他の方式として、
光変調された映像光を視聴者の網膜に直接結像するVR
D(Virtual Retinal Display )がある。これらの頭部
搭載型表示装置は、視聴者の体の動きや姿勢、頭部の動
きに対する制約を少なくするため、ワイヤレス化したも
のがある。2. Description of the Related Art As one type of a head mounted display, an HMD which forms a virtual image at a clear viewing distance of a viewer through a lens system on an image output to a small liquid crystal panel, and views the virtual image
(HeadMount Display). As another method,
VR that directly images light-modulated video light on the viewer's retina
D (Virtual Retinal Display). Some of these head-mounted display devices are wireless to reduce restrictions on the movement and posture of the viewer's body and the movement of the head.
【0003】このようなワイヤレスの頭部搭載型表示装
置においては、オーディオ用ワイヤレスヘッドホン装置
と同様に、固定された送信部から特定の範囲に赤外線を
拡散させることにより、所望の空間に信号を送出し、こ
の赤外線を受信して映像や音声信号を再生している。こ
のような頭部搭載型表示装置には電源としての電池が内
蔵され、この電池のエネルギーを用いて表示装置を駆動
している。In such a wireless head-mounted display device, similarly to an audio wireless headphone device, a signal is transmitted to a desired space by diffusing infrared rays from a fixed transmitting section to a specific range. The video and audio signals are reproduced by receiving the infrared rays. A battery as a power supply is built in such a head-mounted display device, and the display device is driven using the energy of the battery.
【0004】頭部搭載型表示装置の稼動時間を長くする
には、電池の容量を大きくすればよいが、そのぶん頭部
搭載型表示装置の重量が増加する。一方、頭部装着に対
する圧迫感又は違和感、更には装着ずれを少なくするた
め、頭部搭載型表示装置はできるだけ軽量化することが
好ましい。In order to extend the operation time of the head mounted display device, the capacity of the battery may be increased, but the weight of the head mounted display device is correspondingly increased. On the other hand, it is preferable to reduce the weight of the head-mounted display device as much as possible in order to reduce the feeling of oppression or discomfort to the head-mounted, and also to reduce the displacement.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】稼動時間を長くするた
めに、回路部及び表示素子を省電力化する必要があるこ
とは言うまでもないが、回路部の低電流化にも限度があ
る。頭部搭載型表示装置は、暗視野に映像が出力され、
視聴者の眼を中心とする顔の一部が外界から遮蔽され
る。このため、出力映像に対して注視力が低下すると、
視聴者が一時的に睡眠状態に陥ってしまう。この状態は
第三者にも気がつかれず、映像の提供者にとっても、ま
た視聴者にとっても無駄なものとなる。It is needless to say that it is necessary to reduce the power consumption of the circuit section and the display element in order to extend the operating time, but there is a limit to the reduction in the current of the circuit section. The head-mounted display device outputs images in the dark field,
A part of the face centered on the viewer's eyes is shielded from the outside world. For this reason, when the gaze decreases with respect to the output video,
The viewer temporarily falls asleep. This state is not noticeable to a third party, and is useless for both the video provider and the viewer.
【0006】電子式卓上計算器のように、電子機器の使
用が一定時間以上中断すると、タイマーが動作し、電子
機器の電源を遮断するものがある。このような電子機器
は、最後のキー入力からの経過時間を計数し、その時間
が規定値以上となれば、電源を遮断するものである。し
かし頭部搭載型表示装置のように、視聴者が画面を見て
いるだけでは、キー入力のような電気的応答は期待出来
ないので、この方式は十分なものとは言えない。[0006] As in the case of an electronic desk calculator, when the use of an electronic device is interrupted for a certain period of time or longer, a timer operates to shut off the power of the electronic device. Such an electronic device counts the time elapsed since the last key input, and shuts off the power supply when the time exceeds a specified value. However, this method cannot be said to be sufficient because an electrical response such as key input cannot be expected just by the viewer watching the screen as in a head-mounted display device.
【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、視聴者の注視状態を検出し、
その結果に応じて警報を出力したり、電源を遮断する機
能を備えた頭部搭載型表示装置を実現することを目的と
する。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and detects a gaze state of a viewer.
It is an object of the present invention to realize a head-mounted display device having a function of outputting an alarm or shutting off a power supply according to the result.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、視聴者の眼に非可視光ビームを照射する投光部と、
前記投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜を介
して反射されたとき、その反射光を検出する受光部と、
前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者の眼が睡眠状
態か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、を具備する
ことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a light projecting unit for irradiating an invisible light beam to a viewer's eye;
When the light beam emitted from the light emitting unit is reflected through the viewer's cornea, a light receiving unit that detects the reflected light,
A sleep determining unit that determines whether the viewer's eye is in a sleep state or a gazing state based on the light receiving level of the light receiving unit.
【0009】本願の請求項2の発明は、映像信号で輝度
変調された可視光ビームを出力する映像投光部と、前記
映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走査
し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、前記
映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜を介
して反射されたとき、その反射光を検出する受光部と、
前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、を具備するこ
とを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an image projection unit for outputting a visible light beam whose luminance is modulated by an image signal, and a two-dimensional scanning of the light beam emitted from the image projection unit. A scanning unit that provides scanning light to the retina of the viewer's eye, and a light receiving unit that detects the reflected light when the light beam emitted from the image projection unit is reflected through the viewer's cornea,
A sleep determining unit that determines whether the viewer is in a sleep state or a gaze state based on the light receiving level of the light receiving unit.
【0010】本願の請求項3の発明は、請求項1又は2
の頭部搭載型表示装置において、前記睡眠判定部で睡眠
状態と判定されたとき、視聴者に対して睡眠の警報を出
力する警報部を更に具備することを特徴とするものであ
る。The invention of claim 3 of the present application is directed to claim 1 or 2
The head-mounted display device according to the above, further comprising an alarm unit that outputs a sleep alarm to a viewer when the sleep determination unit determines that the user is in a sleep state.
【0011】本願の請求項4の発明は、映像信号で輝度
変調された可視光ビームを出力する映像投光部と、前記
映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走査
し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、前記
映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜を介
して反射されたとき、その反射光を検出する受光部と、
前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、前記睡眠判定
部で睡眠状態と判定されたとき、前記映像投光部、前記
走査部、前記睡眠判定部に対して電源を遮断する電源制
御部と、を具備することを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image projecting section for outputting a visible light beam whose luminance is modulated by an image signal, and a light beam emitted from the image projecting section is two-dimensionally scanned. A scanning unit that provides scanning light to the retina of the viewer's eye, and a light receiving unit that detects the reflected light when the light beam emitted from the image projection unit is reflected through the viewer's cornea,
Based on the light receiving level of the light receiving unit, the sleep state of the viewer, or a sleep determination unit that determines whether the gaze state, when the sleep determination unit is determined to be a sleep state, the image projection unit, the scanning unit, And a power control unit that shuts off power to the sleep determination unit.
【0012】本願の請求項5の発明は、映像信号で輝度
変調された可視光ビームを出力する映像投光部と、前記
映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走査
し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、前記
映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜を介
して反射されたとき、その反射光を検出する受光部と、
前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、前記睡眠判定
部で睡眠状態と判定されたとき、前記映像投光部を点滅
状態にすると共に、前記走査部の光ビームの走査位置を
特定範囲に集中させるVRD制御部と、を具備すること
を特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image projection unit for outputting a visible light beam whose luminance is modulated by a video signal, and a light beam emitted from the image projection unit is two-dimensionally scanned. A scanning unit that provides scanning light to the retina of the viewer's eye, and a light receiving unit that detects the reflected light when the light beam emitted from the image projection unit is reflected through the viewer's cornea,
Based on the light receiving level of the light receiving unit, a sleep determining unit that determines whether the viewer is in a sleep state or a gaze state, and when the sleep determining unit determines that the sleeping state, the video light emitting unit is turned on and off. And a VRD control unit for concentrating the scanning position of the light beam of the scanning unit in a specific range.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の実施の
形態1における頭部搭載型表示装置について図面を参照
しつつ説明する。図1は本実施の形態による頭部搭載型
表示装置の主要部の構成を示す構成図である。この頭部
搭載型表示装置には、明視の距離に虚像を出力する画像
表示装置(図示せず)が設けられ、視聴者は眼Eを通し
て前方の虚像を注視しているものとする。(Embodiment 1) A head mounted display according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of the head mounted display device according to the present embodiment. This head-mounted display device is provided with an image display device (not shown) that outputs a virtual image at a clear viewing distance, and it is assumed that the viewer is gazing at the virtual image in front through the eye E.
【0014】図1(a)及び(b)に示すように、この
頭部搭載型表示装置には、投光部1、受光部2、睡眠判
断部3が設けられている。投光部1は赤外線ビームを眼
Eの部分に放射するものであり、受光部2は眼Eの部分
からの反射光を受光するものである。睡眠判断部3は、
受光部2で検出された反射光の大小、及び受光量の時間
経過に基づいて、視聴者の注視力が低下したか、又は正
常かを判断するものである。注視力が低下し、瞳の閉じ
る時間が長くなれば、睡眠判断部3は睡眠状態と判断す
る。As shown in FIGS. 1A and 1B, the head mounted display device is provided with a light projecting unit 1, a light receiving unit 2, and a sleep judging unit 3. The light projecting unit 1 emits an infrared beam to the eye E, and the light receiving unit 2 receives light reflected from the eye E. The sleep determining unit 3
Based on the magnitude of the reflected light detected by the light receiving unit 2 and the lapse of the received light amount, it is determined whether the gaze of the viewer has decreased or is normal. If the eyesight decreases and the closing time of the pupil increases, the sleep determining unit 3 determines that the subject is in a sleep state.
【0015】図2は睡眠判断部3の構成例を示すブロッ
ク図である。ここでは睡眠判断部3をローパスフィルタ
(LPF)31、反転回路(NOT)32、比較器33
によって構成する。LPF31は受光部2の出力信号の
低成分のみを通過させるフィルタである。反転回路32
はLPF31の出力を反転させる回路である。比較器3
3は反転回路32の出力レベルと基準値とを比較し、入
力信号が基準値以上であれば、Hレベルの睡眠信号を出
力するものである。このように睡眠判断部3は、瞳の閉
じる時間が長くなれば、頭部搭載型表示装置を装着した
視聴者が睡眠状態になったと判断する。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the sleep judging section 3. Here, the sleep judging unit 3 includes a low-pass filter (LPF) 31, an inverting circuit (NOT) 32, and a comparator 33.
It is constituted by. The LPF 31 is a filter that allows only a low component of the output signal of the light receiving unit 2 to pass. Inverting circuit 32
Is a circuit for inverting the output of the LPF 31. Comparator 3
Numeral 3 compares the output level of the inverting circuit 32 with a reference value, and outputs an H-level sleep signal if the input signal is equal to or greater than the reference value. As described above, the sleep determining unit 3 determines that the viewer wearing the head-mounted display device is in a sleep state when the closing time of the pupil increases.
【0016】図1(a)の眼E1のように、瞳が開いて
いるとき、赤外線ビームは角膜の表面で一部が反射さ
れ、受光部2に入射される。尚、この赤外線は人間の眼
には感知されない。水晶体は略球体であるので、入射角
と反射角が等しくなる位置に受光部2を設置すれば、効
率よく角膜での反射光を捉えることができる。When the pupil is open, like the eye E1 in FIG. 1A, a part of the infrared beam is reflected on the surface of the cornea and is incident on the light receiving section 2. This infrared light is not detected by human eyes. Since the crystalline lens is substantially spherical, if the light receiving unit 2 is installed at a position where the incident angle and the reflection angle are equal, the reflected light from the cornea can be efficiently captured.
【0017】さて図3(a)の期間T1に示すように、
瞳の開口時間が短くなると、即ち瞬き回数が多くなる
と、受光部2から出力される受光レベルは、間欠的にL
レベルとなる。そして図1(b)のように眼E2が閉じ
てしまうと、赤外線ビームが瞼に当たる。その表面は皮
膚組織なので、赤外線ビームの大半がその表面で散乱さ
れる。従って、受光部2に入射される光量は図1(a)
に比べて少なくなる。この場合、図3(a)の期間T2
に示すように、受光部3から出力される受光レベルは連
続的にLレベルとなる。Now, as shown in a period T1 in FIG.
When the opening time of the pupil becomes short, that is, when the number of blinks increases, the light receiving level output from the light receiving unit 2 becomes L
Level. When the eye E2 closes as shown in FIG. 1B, the infrared beam hits the eyelid. Since the surface is skin tissue, most of the infrared beam is scattered on the surface. Therefore, the amount of light incident on the light receiving unit 2 is as shown in FIG.
Less than In this case, the period T2 in FIG.
As shown in (1), the light receiving level output from the light receiving unit 3 is continuously at the L level.
【0018】LPF31の出力波形を図3(b)に示
し、反転回路32の出力を図3(c)に示す。比較器3
3は反転回路32の出力と基準値とを比較し、基準値よ
り反転回路32の出力が大きくなると、Hレベルの信
号、即ち睡眠信号を出力する。The output waveform of the LPF 31 is shown in FIG. 3B, and the output of the inverting circuit 32 is shown in FIG. Comparator 3
Reference numeral 3 compares the output of the inverting circuit 32 with the reference value, and outputs an H-level signal, that is, a sleep signal when the output of the inverting circuit 32 is larger than the reference value.
【0019】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
おける頭部搭載型表示装置について図面を参照しつつ説
明する。図4は本実施形態の頭部搭載型表示装置の主要
部の構成を示す説明図であり、実施の形態1と同様に、
投光部1、受光部2、睡眠判断部3に加えて、警報部4
が設けられている。Embodiment 2 A head mounted display according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of the head-mounted display device of the present embodiment. As in Embodiment 1, FIG.
In addition to the light emitting unit 1, the light receiving unit 2, and the sleep determining unit 3, an alarm unit 4
Is provided.
【0020】警報部4は、睡眠判断部3から睡眠信号が
出力されたとき、視聴者に警報を出力するものであり、
例えばブザー4a,警告灯4b,又はバイブレータ4c
によって構成される。これらのブザー4a,警告灯4
b,バイブレータ4cは小型軽量であり、頭部搭載型表
示装置に取り付け可能とする。The alarm unit 4 outputs an alarm to a viewer when a sleep signal is output from the sleep determination unit 3.
For example, buzzer 4a, warning light 4b, or vibrator 4c
Composed of These buzzers 4a, warning lights 4
b, The vibrator 4c is small and lightweight, and can be attached to a head-mounted display device.
【0021】以上のような頭部搭載型表示装置によれ
ば、瞳の閉じる時間を検出することにより、視聴者のま
どろみ状態、ひいては睡眠状態を検出し、ブザー4aを
鳴らしたり、警告灯4bを点灯したり、又はバイブレー
タ4cを振動させる。そして警報を出力しても、視聴者
が出力画面を注視しないときは、頭部搭載型表示装置が
実際に使用されていないと判定し、頭部搭載型表示装置
の電源を遮断するようにしてもよい。こうすれば、実質
的に非使用状態における電池の消耗を少なくすることが
できる。According to the above head-mounted display device, by detecting the closing time of the pupil, the slumber state of the viewer, and hence the sleep state, is detected, and the buzzer 4a sounds and the warning light 4b is turned on. Light up or vibrate the vibrator 4c. And even if an alarm is output, when the viewer does not gaze at the output screen, it is determined that the head-mounted display device is not actually used, and the power of the head-mounted display device is cut off. Is also good. In this case, the consumption of the battery in a substantially non-use state can be reduced.
【0022】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3の頭部搭載型表示装置について図5を参照しつつ説明
する。本実施の形態では頭部搭載型表示装置がVRDで
あるとする。前述したように、VRDは光変調された映
像光を視聴者の網膜に直接結像するものである。このた
め水晶体の後面に位置する網膜に映像を2次元的に結像
する光学系として、スキャナを必要とする。(Embodiment 3) Next, a head mounted display according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the head-mounted display device is a VRD. As described above, the VRD directly forms an image of light-modulated video light on a viewer's retina. For this reason, a scanner is required as an optical system for two-dimensionally forming an image on the retina located on the rear surface of the crystalline lens.
【0023】このため本実施の形態の頭部搭載型表示装
置は、映像投光部11、走査部である第1のスキャナ1
2及び第2のスキャナ13、受光部14、睡眠判断部1
5、警報部16を含んで構成される。映像投光部11は
映像信号で輝度変調された可視光ビームを放射するもの
である。例えば出力映像がカラー画像の場合、映像投光
部11はR,B,Gの発光ダイオードを有し、R,B,
Gの光ビームを同一光軸上で出力するものとする。For this reason, the head-mounted display device according to the present embodiment comprises an image projection unit 11 and a first scanner 1 serving as a scanning unit.
2nd and 2nd scanner 13, light receiving part 14, sleep judgment part 1
5. It is configured to include the alarm unit 16. The image light projecting unit 11 emits a visible light beam whose luminance is modulated by an image signal. For example, when the output image is a color image, the image light projecting unit 11 has R, B, and G light emitting diodes, and R, B, and G light emitting diodes.
It is assumed that the G light beam is output on the same optical axis.
【0024】スキャナ12は光ビームを網膜の水平方向
に走査し、スキャナ13は光ビームを網膜の垂直方向に
走査する。このような走査はCRTにおける電子ビーム
のスキャン方法と同様である。視細胞に与えられる光ビ
ームの照射時間は、映像の1フレーム時間から見ると瞬
間的であるが、視細胞の残像効果により1フレームの画
像が網膜に同時に結像されたかのように見え、これらの
刺激が視神経を介して大脳に伝達される。The scanner 12 scans the light beam in the horizontal direction of the retina, and the scanner 13 scans the light beam in the vertical direction of the retina. Such scanning is similar to the electron beam scanning method in the CRT. The irradiation time of the light beam applied to the photoreceptor cells is instantaneous when viewed from one frame time of the image. However, it appears as if one frame image was simultaneously formed on the retina due to the afterimage effect of the photoreceptor cells. The stimulus is transmitted to the cerebrum via the optic nerve.
【0025】さて図5(a)の眼E1のように瞳が開い
ているとき、光ビームの一部は角膜の表面で反射され、
受光部14に入射される。水晶体は略球体であるので、
入射角と反射角の等しくなるような位置に受光部14を
設置すれば、効率よく角膜での反射光を捉えることがで
きる。Now, when the pupil is open like the eye E1 in FIG. 5A, a part of the light beam is reflected by the surface of the cornea,
The light enters the light receiving unit 14. Since the lens is almost spherical,
If the light receiving unit 14 is installed at a position where the incident angle and the reflection angle are equal, the reflected light from the cornea can be efficiently captured.
【0026】また図5(b)の眼E2のように瞳が閉じ
ているとき、光ビームは瞼に当たると、その表面は皮膚
組織なので、光ビームの大半がその表面で散乱される。
従って、受光部14に入射される光量は図5(a)の場
合に比べて少なくなる。またこの場合、光ビームは水晶
体を介して網膜に入射されないので、映像は表示されな
くなる。When the pupil is closed as in the case of the eye E2 in FIG. 5B, when the light beam hits the eyelid, most of the light beam is scattered on the surface because the surface is skin tissue.
Therefore, the amount of light incident on the light receiving unit 14 is smaller than that in the case of FIG. Further, in this case, since the light beam does not enter the retina via the crystalline lens, no image is displayed.
【0027】睡眠判断部15は、受光部14で検出され
た反射光の大小、及び受光量の時間経過に基づいて、注
視力が低下したか、又は正常かを判断する。注視力が低
下し、瞳の閉じる時間が長くなれば、睡眠判断部15は
睡眠状態と判断する。そして警報部16に対して睡眠信
号を出力する。注視力が持続し、瞳の開口時間が長い
と、睡眠判断部15は正常と判断する。警報部16の動
作は、実施の形態2と同様であるので、ここでは説明は
省略する。The sleep judging unit 15 judges whether the gaze has decreased or is normal based on the magnitude of the reflected light detected by the light receiving unit 14 and the lapse of time of the received light amount. If the eyesight decreases and the closing time of the pupil increases, the sleep determining unit 15 determines that the sleeping state. Then, a sleep signal is output to the alarm unit 16. If the eyesight continues and the pupil opening time is long, the sleep determining unit 15 determines that the sleep is normal. The operation of the alarm unit 16 is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted here.
【0028】以上のような頭部搭載型表示装置によれ
ば、映像を網膜に結像するための光ビームを用いて、瞳
の閉じる時間を検出することにより、視聴者のまどろみ
状態、ひいては睡眠開始を検出することができる。そし
て警報を出力しても、視聴者が出力画面を注視しないと
きは、頭部搭載型表示装置が実際に使用されていないと
判定し、頭部搭載型表示装置の電源を遮断するようにし
てもよい。こうすれば実質的に未使用状態における電池
の消耗を少なくすることができる。According to the head-mounted display device as described above, by detecting the closing time of the pupil using a light beam for forming an image on the retina, the viewer is in a slumber state, and thus a sleep state. Start can be detected. And even if an alarm is output, when the viewer does not gaze at the output screen, it is determined that the head-mounted display device is not actually used, and the power of the head-mounted display device is cut off. Is also good. In this way, the consumption of the battery in a substantially unused state can be reduced.
【0029】(実施の形態4)次に本発明の実施の形態
4の頭部搭載型表示装置について図面を参照しつつ説明
する。ここでも頭部搭載型表示装置はVRDであるとす
る。図6は本実施の形態のVRDの主要部の構成図であ
り、実施の形態3と同様に映像投光部11、走査部であ
る第1のスキャナ12及び第2のスキャナ13、受光部
14、睡眠判断部15が設けられている。これらの機能
は図5に示すものと同一であるため、それらの説明は省
略する。(Embodiment 4) Next, a head-mounted display device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, it is assumed that the head-mounted display device is VRD. FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of the VRD according to the present embodiment. As in the third embodiment, a video light projecting unit 11, a first scanner 12 and a second scanner 13, which are scanning units, and a light receiving unit 14 , A sleep determination unit 15 is provided. Since these functions are the same as those shown in FIG. 5, their description will be omitted.
【0030】ここでは警報部に代わって電源制御部21
が設けられている。電源制御部21は睡眠判断部15か
ら睡眠信号が与えられると、映像投光部11、スキャナ
12、スキャナ13、受光部14、睡眠判断部15の動
作を一時的に中止させるべく、各部に供給する電源を遮
断する。Here, the power control unit 21 is used instead of the alarm unit.
Is provided. When a sleep signal is given from the sleep judging unit 15, the power control unit 21 supplies the sleep light to the image projecting unit 11, the scanner 12, the scanner 13, the light receiving unit 14, and the sleep judging unit 15 so as to temporarily stop the operations. Turn off the power.
【0031】視聴者がまどろみ、一時的に睡眠状態に入
り、その後に再び目覚めたときは、図示しないリセット
ボタンを押すことにより、頭部搭載型表示装置を再び表
示状態にすることができる。When the viewer slumbers, sleeps temporarily, and wakes up again, the head mounted display can be brought back into a display state by pressing a reset button (not shown).
【0032】以上のような頭部搭載型表示装置によれ
ば、映像を網膜に結像するための光ビームを用いて、瞳
の閉じる時間を検出することにより、視聴者のまどろみ
状態、ひいては睡眠開始を検出することができる。そし
て視聴者が睡眠状態となったときは、頭部搭載型表示装
置の電源を遮断する。こうして実質的に非使用状態にお
ける電池の消耗を少なくすることができる。According to the head-mounted display device as described above, by detecting the closing time of the pupil using a light beam for imaging an image on the retina, the viewer is in a slumber state, and thus sleep. Start can be detected. Then, when the viewer is in a sleep state, the power supply of the head mounted display is cut off. In this way, the consumption of the battery in a substantially non-use state can be reduced.
【0033】(実施の形態5)次に本発明の実施の形態
5の頭部搭載型表示装置について図面を参照しつつ説明
する。ここでも頭部搭載型表示装置はVRDであるとす
る。図7は本実施の形態のVRDの主要部の構成図であ
り、実施の形態2と同様に映像投光部11、第1のスキ
ャナ12、第2のスキャナ13、受光部14、睡眠判断
部15が設けられている。これらの機能も図5に示すも
のと同一であるため、それらの説明は省略する。Embodiment 5 Next, a head-mounted display device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, it is assumed that the head-mounted display device is VRD. FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of the VRD according to the present embodiment, and similarly to the second embodiment, a video light projecting unit 11, a first scanner 12, a second scanner 13, a light receiving unit 14, a sleep determining unit. 15 are provided. Since these functions are also the same as those shown in FIG. 5, their description will be omitted.
【0034】ここでは警報部に代わってVRD制御部2
2が設けられている。VRD制御部22は睡眠判断部1
5から睡眠信号が与えられると、映像投光部11の光ビ
ームを映像信号と関係なく点滅させ、スキャナ12、ス
キャナ13を介して瞳にパルス光を与える。このとき、
映像投光部11の点滅周期と、スキャナ12、スキャナ
13の走査周期を同期させ、瞳の特定箇所にパルス光を
与える。Here, the VRD control unit 2 is used instead of the alarm unit.
2 are provided. The VRD control unit 22 is a sleep determination unit 1
When a sleep signal is given from 5, the light beam of the image light projecting section 11 is made to blink independently of the image signal, and pulse light is given to the pupil via the scanner 12 and the scanner 13. At this time,
The blinking cycle of the image projection unit 11 is synchronized with the scanning cycle of the scanner 12 and the scanner 13, and pulse light is given to a specific portion of the pupil.
【0035】こうすると、視聴者が図7(a)に示すよ
うに、瞳はおおむね開いていても、まどろみ状態に入ろ
うとすると、網膜の特定箇所に輝度の高いパルス光が入
力されるので、刺激の強い警告を与えることができる。
また図7(b)に示すように、瞳を閉じてしまっても、
瞼の上から輝度の高いパルス光が入力されるので、その
一部は瞼の毛細血管を含む皮膚組織を通過する。従って
網膜にも赤色のパルス光が入力される。As a result, as shown in FIG. 7A, when the viewer tries to enter a slumber state even if the pupil is almost open, a high-luminance pulse light is input to a specific portion of the retina. It can give a stimulating warning.
Also, as shown in FIG. 7B, even if the pupil is closed,
Since high-intensity pulsed light is input from above the eyelid, a part of the light passes through skin tissue including the capillaries of the eyelid. Accordingly, red pulse light is also input to the retina.
【0036】このように制御すると、視聴者がまどろ
み、一時的に睡眠状態に入ろうとすると、自動的に刺激
光が視聴者の眼に与えられることになり、視聴者に注意
を促すことができる。With this control, when the viewer becomes dormant and temporarily enters a sleep state, the stimulating light is automatically given to the viewer's eyes, and the viewer can be alerted. .
【0037】[0037]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、視聴者が
頭部搭載型表示装置を装着している状態において、瞼の
開閉状態から睡眠状態か注視状態かを検出することがで
きる。According to the first aspect of the present invention, when the viewer is wearing the head-mounted display device, it is possible to detect whether the eyelid is in the sleeping state or the gaze state from the open / closed state of the eyelids.
【0038】また請求項2記載の発明によれば、VRD
方式の視聴者が頭部搭載型表示装置を装着している状態
において、その映像光源の出力光を用いて瞼の開閉状態
から睡眠状態か注視状態かを検出することができる。According to the second aspect of the present invention, VRD
In the state where the viewer of the system is wearing the head-mounted display device, it is possible to detect whether the eyelid is in the sleeping state or the gaze state from the open / closed state of the eyelids by using the output light of the image light source.
【0039】また請求項3記載の発明によれば、視聴者
が頭部搭載型表示装置を装着している状態において、睡
眠状態か注視状態かを検出し、睡眠状態であれば、警報
部が視聴者に対して警報を与えることができる。このた
め居眠り防止が実現できる。According to the third aspect of the present invention, when the viewer is wearing the head-mounted display device, it detects whether the user is in a sleep state or a gazing state. An alert can be given to the viewer. For this reason, prevention of dozing can be realized.
【0040】また請求項4記載の発明によれば、VRD
方式の視聴者が頭部搭載型表示装置を装着している状態
において、その映像光源の出力光を用いて瞼の開閉状態
から、睡眠状態か注視状態かを検出することができる。
そして睡眠状態であれば、電源制御部は映像投光部、走
査部、睡眠判定部に対して電源を遮断する。こうすると
非使用時の電池の消耗を防ぐことができ、使用可能時間
を長くすることができる。According to the fourth aspect of the present invention, VRD
In the state where the viewer of the system is wearing the head mounted display device, it is possible to detect whether the eye is in the sleeping state or the gaze state from the open / closed state of the eyelids by using the output light of the image light source.
Then, if it is in the sleep state, the power supply control unit cuts off the power to the image projection unit, the scanning unit, and the sleep determination unit. In this way, the consumption of the battery when not in use can be prevented, and the usable time can be extended.
【0041】また請求項5記載の発明によれば、VRD
方式の視聴者が頭部搭載型表示装置を装着している状態
において、その映像光源の出力光を用いて瞼の開閉状態
から、睡眠状態か注視状態かを検出することができる。
そして睡眠状態であれば、VRD制御部は映像投光部を
点滅状態にすると共に、走査部の光ビームの走査位置を
特定範囲に集中させることにより、視聴者に対して警告
を与えることができる。このため居眠り防止が実現でき
る。According to the fifth aspect of the present invention, VRD
In the state where the viewer of the system is wearing the head mounted display device, it is possible to detect whether the eye is in the sleeping state or the gaze state from the open / closed state of the eyelids by using the output light of the image light source.
In the sleep state, the VRD control unit can give a warning to the viewer by blinking the image projection unit and concentrating the scanning position of the light beam of the scanning unit in a specific range. . For this reason, prevention of dozing can be realized.
【図1】本発明の実施の形態1における頭部搭載型表示
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a head-mounted display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本実施の形態1の頭部搭載型表示装置におい
て、睡眠判断部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a sleep determination unit in the head-mounted display device according to the first embodiment.
【図3】実施の形態1の睡眠判断部の動作を示す波形図
である。FIG. 3 is a waveform diagram illustrating an operation of a sleep determining unit according to the first embodiment.
【図4】本発明の実施の形態2における頭部搭載型表示
装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a head-mounted display device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態3における頭部搭載型表示
装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a head-mounted display device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態4における頭部搭載型表示
装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a head-mounted display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態5における頭部搭載型表示
装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a head-mounted display device according to a fifth embodiment of the present invention.
1 投光部 2,14 受光部 3,15 睡眠判断部 4,16 警報部 4a ブザー 4b 警告灯 4c バイブレータ 11 映像投光部 12,13 スキャナ(走査部) 21 電源制御部 22 VRD制御部 31 LPF 32 反転回路 33 比較器 REFERENCE SIGNS LIST 1 light emitting unit 2, 14 light receiving unit 3, 15 sleep determining unit 4, 16 alarm unit 4 a buzzer 4 b warning light 4 c vibrator 11 video light emitting unit 12, 13 scanner (scanning unit) 21 power supply control unit 22 VRD control unit 31 LPF 32 inverting circuit 33 comparator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G09G 3/20 611 G09G 3/20 612G 612 680A 680 H04N 5/64 511A H04N 5/64 511 A61B 3/10 Z ────────────────────────────────────────────────── ─── front page continued (51) Int.Cl. 6 identifications FI G09G 3/20 611 G09G 3/20 612G 612 680A 680 H04N 5/64 511A H04N 5/64 511 A61B 3/10 Z
Claims (5)
投光部と、 前記投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜を介
して反射されたとき、その反射光を検出する受光部と、 前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者の眼が睡眠状
態か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、を具備する
ことを特徴とする頭部搭載型表示装置。1. A light projecting unit for irradiating an invisible light beam to a viewer's eye, and detecting a reflected light when a light beam emitted from the light projecting unit is reflected through a viewer's cornea. A head-mounted display device comprising: a light receiving unit that performs a sleep operation; and a sleep determination unit that determines whether a viewer's eye is in a sleeping state or a gaze state based on a light receiving level of the light receiving unit.
を出力する映像投光部と、 前記映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走
査し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、 前記映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜
を介して反射されたとき、その反射光を検出する受光部
と、 前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、を具備するこ
とを特徴とする頭部搭載型表示装置。2. An image projection unit for outputting a visible light beam whose luminance has been modulated by an image signal, and a light beam emitted from the image projection unit is two-dimensionally scanned and applied to a retina of a viewer's eye. A scanning unit that provides scanning light, a light receiving unit that detects the reflected light when a light beam emitted from the video light projecting unit is reflected through a viewer's cornea, and based on a light receiving level of the light receiving unit. A head-mounted display device comprising: a sleep determination unit that determines whether the viewer is in a sleep state or in a gaze state.
とき、視聴者に対して睡眠の警報を出力する警報部を更
に具備することを特徴とする請求項1又は2記載の頭部
搭載型表示装置。3. The head mounted device according to claim 1, further comprising an alarm unit that outputs a sleep alarm to a viewer when the sleep determination unit determines that the user is in a sleep state. Type display device.
を出力する映像投光部と、 前記映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走
査し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、 前記映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜
を介して反射されたとき、その反射光を検出する受光部
と、 前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、 前記睡眠判定部で睡眠状態と判定されたとき、前記映像
投光部、前記走査部、前記睡眠判定部に対して電源を遮
断する電源制御部と、を具備することを特徴とする頭部
搭載型表示装置。4. An image projection unit for outputting a visible light beam luminance-modulated by an image signal, and two-dimensionally scanning a light beam emitted from the image projection unit to a viewer's eye retina. A scanning unit that provides scanning light, a light receiving unit that detects the reflected light when a light beam emitted from the video light projecting unit is reflected through a viewer's cornea, and based on a light receiving level of the light receiving unit. A sleep determination unit that determines whether the viewer is in a sleep state or a gaze state; and when the sleep determination unit determines that the user is in a sleep state, power is supplied to the video light projection unit, the scanning unit, and the sleep determination unit. And a power supply control unit for shutting off the power.
を出力する映像投光部と、 前記映像投光部から放射された光ビームを2次元的に走
査し、視聴者の眼の網膜に走査光を与える走査部と、 前記映像投光部から放射された光ビームが視聴者の角膜
を介して反射されたとき、その反射光を検出する受光部
と、 前記受光部の受光レベルに基づき、視聴者が睡眠状態
か、注視状態かを判定する睡眠判定部と、 前記睡眠判定部で睡眠状態と判定されたとき、前記映像
投光部を点滅状態にすると共に、前記走査部の光ビーム
の走査位置を特定範囲に集中させるVRD制御部と、を
具備することを特徴とする頭部搭載型表示装置。5. An image projection unit for outputting a visible light beam luminance-modulated by an image signal, and a two-dimensional scanning of a light beam emitted from the image projection unit to a viewer's eye retina. A scanning unit that provides scanning light, a light receiving unit that detects the reflected light when a light beam emitted from the video light projecting unit is reflected through a viewer's cornea, and based on a light receiving level of the light receiving unit. A sleep determining unit that determines whether the viewer is in a sleep state or a gazing state; and when the sleep determining unit determines that the sleeping state, the image projection unit is turned on and off, and the light beam of the scanning unit. A head-mounted display device, comprising: a VRD control unit for concentrating the scanning position on a specific range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10051752A JPH11249064A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | Head mounted display device |
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JP10051752A JPH11249064A (en) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | Head mounted display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11249064A true JPH11249064A (en) | 1999-09-17 |
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ID=12895678
Family Applications (1)
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- 1998-03-04 JP JP10051752A patent/JPH11249064A/en active Pending
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