JPH11327751A - 眼鏡型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間の使用の際に眼鏡型画像表示装置の重
さによって起きる疲労を防いで、かつ頭を動かす度に位
置調整をしなくてもよい眼鏡型画像表示装置を提供す
る。 【解決手段】 ディスプレイ部２と、ディスプレイ部２
の位置を可動とするアーム部３と、利用者の位置を検出
する検知部４と、アーム部３及びディスプレイ部２の駆
動を制御する制御手段１４とを具備し、検知部４により
利用者Ｐの位置が検出されて、位置の情報が制御手段１
４に伝達され、制御手段１４により、利用者Ｐに追随し
てディスプレイ部２が移動するように、アーム部３及び
ディスプレイ部２の駆動が制御される眼鏡型画像表示装
置１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデスクトッ
プ型パーソナルコンピュータ用に利用する眼鏡型画像表
示装置に係わり、特に、利用者の頭に装着せずに覗き込
むようにした自動追尾型の眼鏡型画像表示装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやビデオ装置から入
力された映像を眼鏡型画像表示装置で観察し、利用者が
あたかも２ｍ先に５０インチの大迫力画面を体感できる
眼鏡型画像表示装置（例えばいわゆるグラストロン（ソ
ニー株式会社登録商標））が発売され、好評を得てい
る。

【０００３】この眼鏡型画像表示装置は、図示しない
が、基本的にはリング部とディスプレイ部とから構成さ
れている。リング部にはパッドが設けられ、パッドを利
用者の額に押し当て、リング部を頭部に掛けることで、
丁度眼鏡を掛けている感覚で眼鏡型画像表示装置を装着
できるようになっている。

【０００４】一方、デスクトップ型パーソナルコンピュ
ータ等のコンピュータ装置の普及が進み、家庭や職場等
で利用する機会が増えてきた。コンピュータ装置は、一
般的に演算や各装置の制御を行う制御装置と、陰極線管
（ＣＲＴ）や液晶表示装置等のディスプレイ装置等が使
われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常デ
ィスプレイ装置は大きいため、机上のスペースの多くを
占有してしまい、スペースの利用効率がよくない。

【０００６】そこで、前述の眼鏡型画像表示装置を、コ
ンピュータ装置に利用することが考えられる。

【０００７】このとき、コンピュータ装置を用いた長時
間にわたる作業において、眼鏡型画像表示装置を頭に掛
け続けるのは、眼鏡型画像表示装置の重さ等が負担とな
って利用者を疲労させるのであまり好ましくない。

【０００８】また、単純に眼鏡型画像表示装置を頭に掛
けないで利用者の頭から少し離した場合には、頭の位置
が変わったときに、その都度眼鏡型画像表示装置のディ
スプレイ部の位置を直したり、或いは頭の方をディスプ
レイ部の方に戻したりする必要が生じるため、長時間使
用する場合に煩わしく感じられ、操作性が良好ではな
い。

【０００９】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、長時間の使用の際に眼鏡型画像表示装置の重さ
によって起きる疲労を防いで、かつ頭を動かす度に位置
調整をしなくてもよい眼鏡型画像表示装置を提供するも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の眼鏡型画像表示
装置は、ディスプレイ部と、このディスプレイ部の位置
を可動とするアーム部と、利用者の位置を検出する検知
部と、アーム部及びディスプレイ部の駆動を制御する制
御手段とを具備し、検知部により利用者の位置が検出さ
れて、位置の情報が制御手段に伝達され、制御手段によ
り利用者に追随してディスプレイ部が移動するように、
アーム部及びディスプレイ部の駆動が制御されるもので
ある。

【００１１】上述の本発明の構成によれば、検知部によ
り利用者の位置が検出されて、位置の情報が制御手段に
伝達され、制御手段により利用者に追随してディスプレ
イ部が移動するように、アーム部及びディスプレイ部の
駆動が制御されることにより、眼鏡型画像表示装置を頭
部に装着する必要がなく、また利用者と眼鏡型表示装置
のディスプレイ部との距離を一定に保つことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、ディスプレイ部と、デ
ィスプレイ部の位置を可動とするアーム部と、利用者の
位置を検出する検知部と、アーム部及びディスプレイ部
の駆動を制御する制御手段とを具備し、検知部により利
用者の位置が検出されて、位置の情報が制御手段に伝達
され、制御手段により、利用者に追随してディスプレイ
部が移動するように、アーム部及びディスプレイ部の駆
動が制御される眼鏡型画像表示装置である。

【００１３】また本発明は、上記眼鏡型画像表示装置に
おいて、検知部が、ディスプレイ部と利用者との距離を
測定する測距手段を有する構成とする。

【００１４】また本発明は、上記眼鏡型画像表示装置に
おいて、測距手段により、ディスプレイ部と利用者との
距離が所定の距離以上離れたことが検出されたときに、
利用者に追随した移動が中止される構成とする。

【００１５】図１は本発明に係る眼鏡型画像表示装置の
一実施の形態として、眼鏡型画像表示装置の概略構成図
（斜視図）を示す。

【００１６】この眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡部とし
てディスプレイ部２を備えると共に、ディスプレイ部２
を可動にするアームから成るアーム部３、利用者の検知
を行うためにディスプレイ部２に設けられた利用者検知
センサ４、情報の処理が行われると共に入力装置として
キーボード５Ｋを備えたパーソナルコンピュータ５及び
入力装置としてマウス６を有して構成されている。パー
ソナルコンピュータ５とアーム部３との間は、電線９等
により電気的に接続されて制御信号等の伝送や駆動電力
の供給等がなされる。

【００１７】アーム部３は、例えば机等に固定された固
定部材３Ａに対して、第１アーム３Ｂ，第２アーム３
Ｃ、及び第３アーム３Ｄの３つのアームが、各アーム間
の接続部３Ｘが回転自在となるように連結されて構成さ
れる。

【００１８】そして、各アーム３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ間の接
続部３Ｘを回転自在にする構成としては、図２Ａに接続
部３Ｘ付近の拡大図を示すように、例えば一方のアーム
に他方のアームがはめ込まれて、円筒形状の軸からなる
接続部３Ｘにより、図中矢印で示すように回転自在に２
本のアームを接続した構成が考えられる。

【００１９】さらに、接続部３Ｘが自動的に回転するた
めには、接続部３Ｘの内部を透かした図を図２Ｂに示す
ように、この接続部３Ｘに回転駆動を起こすためのアー
ム駆動部７を組み込み、アーム駆動部７によって各アー
ム３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを左回転及び右回転することが可能
なように構成する。

【００２０】このアーム駆動部７は、例えばステッピン
グモータ等のモータ７Ｍを用いて、モータ７Ｍが図中下
方のアーム側に固定され、このモータ７Ｍに接続された
内歯７Ａが回転し、これにより内歯７Ａと噛み合ように
図中上方のアームに設けられた外歯７Ｂが回転して、図
中上方のアームを回転駆動するようになっている。

【００２１】尚、図２Ｂに示すアーム駆動部７は、一形
態を示すものであり、この他にもロータリーアクチュエ
ータ等のロボットアームに用いられるような機構等を用
いることができる。

【００２２】さらにアーム部３の第３アーム３Ｄには、
ディスプレイ駆動部８が組み込まれ、ディスプレイ駆動
部８によってディスプレイ部２の首振り回転（図中θ方
向の回転）、あおり回転（図中φ方向の回転）がなされ
るようになっている。

【００２３】次に、ディスプレイ部２の構成を説明す
る。図３は、本実施の形態の眼鏡型画像表示装置１のデ
ィスプレイ部２の概略構成図である。

【００２４】図３において、ディスプレイ部２にはバッ
クライト１０が設けられ、左右にそれぞれ設けられた液
晶表示パネル即ちＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１
１を上方から照明している。

【００２５】左右に設けられたＬＣＤ１１（１１Ｌ，１
１Ｒ）のうち、左側に設けられたＬＣＤ１１Ｌには左目
用の映像が表示され、右側に設けられたＬＣＤ１１Ｒに
は右目用の映像が表示される。

【００２６】このＬＣＤ１１（１１Ｌ，１１Ｒ）に表示
された映像は、ハーフミラー１２により反射され、さら
に凹面ハーフミラー１３で拡大されると共に反射され
て、再びハーフミラー１２を通り利用者Ｐの目Ｅに虚像
として結像する。

【００２７】このとき、例えば視野角を３０°に設定す
ると、２ｍの虚像距離に換算して５２型の大画面を見て
いることに相当する。

【００２８】また、ディスプレイ部２には、利用者を感
知する利用者検知センサ４が設けられ、この利用者検知
センサ４の検出結果の出力を処理して制御信号をアーム
部３に出力する処理回路部１４が配置されている。

【００２９】続いて、この処理回路部１４について説明
する。図４Ａは、本実施の形態の眼鏡型画像表示装置１
の回路構成の概略を示すブロック図である。

【００３０】図４に示すように、処理回路部１４は、位
置検出回路２３、制御回路２４によって構成され、位置
検査回路２３は利用者検知センサ４に接続され、制御回
路２４はアーム駆動部７に接続されている。

【００３１】利用者検知センサは、図４Ｂに示すよう
に、例えば三角形状に３個配置された反射光検出式フォ
トインタラプタ（又は発光ダイオードと受光素子）２
０、２１、２２から構成されている。

【００３２】ここで、利用者検知センサ４に３つの反射
光検出式フォトインタラプタ２０，２１，２２を設けて
いるのは、後述するように利用者の移動を感知し、また
利用者とディスプレイ部２との距離を測定するためであ
る。

【００３３】利用者検知センサ４の反射光検出式フォト
インタラプタ２０，２１，２２が光Ｌ_F を送信してから
利用者によって反射された光Ｌ_R を利用者検知センサ４
で受信するまでの時間を測定して、この測定値を基に利
用者の位置を検出することができる。

【００３４】尚、利用者検知センサ４は、上述の光学式
の他に、例えば超音波等を使用する構成も可能である。
例えば超音波を使用する場合には、超音波送受波器等で
超音波を送信し、利用者によって反射された反射波を再
度超音波送受波器によって受信するまでの時間を測定し
て距離を測定するように構成する。

【００３５】次に、この処理回路部１４の動作を説明す
る。利用者検知センサ４のそれぞれの反射光検出式フォ
トインタラプタ２０，２１，２２から、光Ｌ_F 例えば赤
外光を断続的に、例えば０．５秒に１回の頻度で送信し
て、利用者に当たって反射される光Ｌ_R を検出する。

【００３６】そして、位置検出回路２３によって、反射
光検出式フォトインタラプタ２０，２１，２２が光Ｌ_F
を送信してから利用者によって反射された光Ｌ_R を利用
者検知センサ４で受信するまでの時間を測定して、この
測定値を基にディスプレイ部２から利用者までの距離及
び利用者の位置を検出する。

【００３７】ここで、利用者の位置の検出は次のように
行われる。即ち、例えば最初２つのフォトインタラプタ
２１，２２から反射光が得られていたのが、次の検出時
に左下のフォトインタラプタ２１の反射光が得られなく
なった場合は、利用者が右に移動したことを検出するこ
とができる。同様に、次の検出時に右のフォトインタラ
プタ２２の反射光が得られなくなった場合は、利用者が
逆に左に移動したことを検出することができる。また、
上のフォトインタラプタ２０の反射光の有無によって、
利用者の頭の傾き及び頭の高さを検出することができ
る。

【００３８】このとき前述のように、位置検出回路２３
において、利用者によって反射された光を測定すること
により、測定値を基に利用者の位置の情報を検出した
後、この検出された利用者の位置の情報が制御回路２４
に伝送される。

【００３９】この制御回路２４は、測定値を基に利用者
とディスプレイ部２との距離が一定（例えば２〜３ｃ
ｍ）になるように制御するものであり、アーム駆動部７
に制御信号を送って、ディスプレイ部２が利用者の正し
い位置を向くようにアーム部３の駆動を制御する。

【００４０】これにより、利用者が動いたときには、自
動的に利用者を追尾するようにディスプレイ部２が移動
して、利用者とディスプレイ部２との距離を一定に保つ
ようにするので、利用者から見える画像及び視野角を利
用者の動きにかかわらず一定にすることができる。

【００４１】従って、利用者が動いた度に眼鏡型画像表
示装置１の位置を利用者が修正する必要がなくなり、良
好な操作性が得られる。

【００４２】また、好ましくは、位置検出回路２３によ
って、利用者が極端に離れた（例えば３０ｃｍ以上）こ
とを検出した場合には、自動追尾機能を解除するように
制御する。これにより、休憩時等、利用者が眼鏡型画像
表示装置１から離れた際には、眼鏡型画像表示装置１は
追尾を行わず、不必要な動作は行われないので、消費電
力が必要な量に抑えられる。

【００４３】上述の実施の形態の眼鏡型画像表示装置１
によれば、利用者は眼鏡型画像表示装置１を頭に装着し
ていなくてもよいので、長時間装着している場合に感じ
る重さ等の負担がなく、利用者の負担が軽減される。

【００４４】また、ディスプレイ部２が自動的に利用者
の頭部を追尾するように移動するため、利用者が頭部を
動かす度に位置調整をする必要がなくなり、位置調整の
煩わしさが解消され、操作性に優れている。

【００４５】尚、上述の実施の形態においては、眼鏡型
画像表示装置１のディスプレイ部２は利用者の両方の目
に対して設けられた構成であったが、片目のみに対応し
てディスプレイ部２が設けられた構成としてもよい。

【００４６】本発明の眼鏡型画像表示装置は、上述の実
施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

【００４７】

【発明の効果】上述の本発明による眼鏡型画像表示装置
によれば、机等に可動アームで眼鏡型画像表示装置を固
定し、利用者の頭の位置を検知センサで検知しながら、
常に利用者の頭から略等距離になるように可動アームに
よって眼鏡型画像表示装置自身を動かすように構成する
ことにより、利用者は眼鏡型画像表示装置を頭に装着す
る必要がないので、長時間装着している場合に感じる重
さ等の利用者の負担が軽減される。

【００４８】また、利用者が頭を動かす度に位置調整を
しなくてもよいため、操作性に優れている。

【００４９】そして、測距手段により、ディスプレイ部
と利用者との距離が所定の距離以上離れたことが検出さ
れたときに、利用者に追随した移動が中止される構成と
したときには、利用者が離れた際には、不必要な動作は
行われないので、消費電力が必要な量に抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の眼鏡型画像表示装置の一実施の形態の
概略構成図である。

【図２】Ａ 図１の眼鏡型画像表示装置のアーム部の２
つのアームの接続部付近の拡大図である。 Ｂ 図２Ａの２つのアームの接続部の内部の概略構造を
示す図である。

【図３】図１の眼鏡型画像表示装置のディスプレイ部の
概略構成図である。

【図４】Ａ 図１の眼鏡型画像表示装置の回路構成の概
略を示すブロック図である。 Ｂ 図４Ａの利用者検知センサの概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…眼鏡型画像表示装置、２…ディスプレイ部、３…ア
ーム部、３Ａ…固定部材、３Ｂ…第１アーム、３Ｃ…第
２アーム、３Ｄ…第３アーム、４…利用者検知センサ、
５…パーソナルコンピュータ、６…マウス、７…アーム
駆動部、７Ｍ…モータ、７Ａ…内歯、７Ｂ…外歯、８…
ディスプレイ駆動部、９…電線、１０…バックライト、
１１，１１Ｌ，１１Ｒ…液晶表示パネル（ＬＣＤ）、１
２…ハーフミラー、１３…凹面ハーフミラー、１４…処
理回路部、２０，２１，２２…反射光検出式フォトイン
タラプタ、２３…位置検出回路、２４…制御回路、Ｐ…
利用者、Ｅ…利用者の目

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスプレイ部と、 上記ディスプレイ部の位置を可動とするアーム部と、 利用者の位置を検出する検知部と、 上記アーム部及び上記ディスプレイ部の駆動を制御する
   制御手段とを具備し、 上記検知部により利用者の位置が検出されて、該位置の
   情報が上記制御手段に伝達され、 上記制御手段により、上記利用者に追随して上記ディス
   プレイ部が移動するように、上記アーム部及び上記ディ
   スプレイ部の駆動が制御されることを特徴とする眼鏡型
   画像表示装置。
2. 【請求項２】 上記検知部が、上記ディスプレイ部と上
   記利用者との距離を測定する測距手段を有することを特
   徴とする請求項１に記載の眼鏡型画像表示装置。
3. 【請求項３】 上記測距手段により、上記ディスプレイ
   部と上記利用者との上記距離が所定の距離以上離れたこ
   とが検出されたときに、上記利用者に追随した移動が中
   止されることを特徴とする請求項２に記載の眼鏡型画像
   表示装置。