WO2017169345A1 - 映像投影機能付き眼鏡 - Google Patents

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WO2017169345A1
WO2017169345A1 PCT/JP2017/006724 JP2017006724W WO2017169345A1 WO 2017169345 A1 WO2017169345 A1 WO 2017169345A1 JP 2017006724 W JP2017006724 W JP 2017006724W WO 2017169345 A1 WO2017169345 A1 WO 2017169345A1
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WO
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unit
wearer
display
video
projection function
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/006724
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English (en)
French (fr)
Inventor
素 寺横
田中 伸也
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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Publication date
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02Viewing or reading apparatus
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/10Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
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    • G02C7/14Mirrors; Prisms
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/48Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor adapted for combination with other photographic or optical apparatus
    • G03B17/54Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor adapted for combination with other photographic or optical apparatus with projector
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present invention relates to spectacles with a video projection function that projects an image on a spectacle lens and shows the virtual image to a wearer.
  • a transmissive eyeglass-type display device to be worn on the head.
  • an image displayed on a display unit such as a liquid crystal panel is projected onto a light transmissive member such as a spectacle lens using a light guide member such as a mirror or a prism.
  • the conventional transmissive eyeglass-type display device causes the wearer to visually recognize a virtual image by causing the light that forms the projected image to enter the eye of the wearer. The wearer can see the virtual image superimposed on the scenery that has passed through the light transmitting member.
  • Patent Document 1 a display unit and a mirror are provided in a portion corresponding to a temple of spectacles, and an image displayed on the display unit is projected onto the spectacle lens by being reflected by the mirror.
  • a transmission-type spectacle-type display device that makes reflected reflected light enter a wearer's eye.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 a display unit is provided in a portion corresponding to a temple of glasses, and an image displayed on the display unit is incident on a light transmission member corresponding to a spectacle lens.
  • a transmissive spectacle-type display device that guides light to the position of the eye while totally reflecting the inside has been proposed.
  • Patent Document 4 a transmissive spectacle type in which an image displayed on a display unit is incident on a light transmissive member corresponding to a spectacle lens and is incident on a wearer's eye by a hologram provided on the light transmissive member. Display devices have been proposed.
  • Patent Document 5 proposes a transmission-type eyeglass-type display device in which an image is incident on the eye by reflecting the image with a half mirror provided in front of the wearer's eye.
  • the image taken by the camera can be an image that is focused both far and near to the wearer, so that it can be placed at all positions with respect to the nearsighted, farsighted or presbyopic wearer.
  • a virtual image in focus can be visually recognized.
  • an object of the present invention is to provide eyeglasses with an image projection function that allow a wearer to view an image with a wide field of view and reduce the weight.
  • the eyeglasses with a video projection function of the present invention using a spectacle body having a light transmission part, an imaging part installed in the spectacles body and imaging a subject and outputting a video signal, and a video signal output from the imaging part,
  • An image processing unit that generates a display video signal of a subject, and a display unit that displays video using the display video signal, and a light transmission unit is provided on a light transmission member and a wearer side of the light transmission member;
  • a wavelength-selective reflecting member that transmits reflected light from the subject and reflects light that forms an image displayed on the display unit, and an incident angle of light that forms an image with respect to the wavelength-selective reflecting member is greater than a Brewster angle.
  • the display unit is disposed at a position having a narrow angle, and light forming an image is projected onto the wavelength selective reflection member.
  • the eyeglasses with a video projection function of the present invention can be configured such that a spectacle lens is used as the light transmission member and the curvature of the spectacle lens can be changed.
  • a plurality of light transmission parts having spectacle lenses having different curvatures are configured to be interchangeable with respect to the spectacle main body.
  • the wearer side surface of the light transmitting member is preferably a concave surface.
  • the shape of the concave surface in the range where the light forming the video is projected is rotationally asymmetric.
  • the distance between the display surface of the display unit and the light transmission unit can be changed.
  • At least one of a power supply unit, an imaging unit, an image processing unit, and a display unit that supplies power to at least one of the imaging unit, the display unit, and the image processing unit. Can be configured to be detachable from the eyeglass body.
  • the display unit can be provided at a lower position when viewed from the wearer when the eyeglass body is worn by the wearer.
  • a circularly polarizing member can be provided on the display surface of the display unit.
  • the reflection member can be provided in a part of the range of the light transmission part opposite to the wearer side.
  • a functional film can be provided for the light transmission part.
  • an antifogging film, a scratch-resistant film or an antifouling film can be used as the functional film.
  • the distance between the pair of the two light transmission parts and the display part can be changed.
  • the eyeglasses with a video projection function of the present invention are in a state where the right and left weights are balanced when viewed from the wearer side when the eyeglass body is worn by the wearer.
  • the eyeglasses with a video projection function of the present invention can include an imaging control unit that controls the imaging conditions of the imaging unit using the video signal output from the imaging unit.
  • the distance between the display surface of the display unit and the light transmission unit using the determination unit that determines the fatigue of the wearer's eyes and the determination result of the determination unit And a distance changing unit for changing.
  • the information on the brightness of the wearer's surrounding environment is acquired using the video signal output from the imaging unit, and the information on the acquired brightness is used.
  • a display control unit for controlling the luminance of the video can be provided.
  • the image is output from the imaging unit and the shutter unit provided on the side opposite to the wearer side of the light transmission unit or between the light transmission member and the wavelength selective reflection member.
  • the information on the brightness of the surrounding environment of the wearer is acquired using the recorded video signal, and when the brightness of the acquired surrounding environment exceeds a preset threshold value, the shutter unit is controlled to block the light. And a control unit.
  • the brightness of the image is controlled using the brightness detection unit that detects the brightness of the wearer's surrounding environment and the brightness detected by the brightness detection unit. And a display control unit.
  • the brightness detection unit for detecting the brightness of the wearer's surrounding environment, and the side opposite to the wearer side of the light transmission unit or the light transmission member and the wavelength selective reflection
  • a shutter unit provided between the member and a light-blocking control unit that controls the shutter unit to block light when the brightness detected by the brightness detection unit exceeds a preset threshold value Can do.
  • the eyeglasses with a video projection function may include a wearing state detection unit that detects a wearing state of the glasses body to the wearer, and the display unit is mounted on the wearer by the wearing state detection unit. When it is detected that the camera is attached to the camera, the video display function can be started.
  • the wearing state detection unit detects that the eyeglass body is worn by the wearer by detecting that the temples constituting the eyeglass body are open. can do.
  • the wearing state detection unit detects that the temples constituting the eyeglass body are in close contact with the wearer's skin so that the eyeglass body is attached to the wearer. Can be detected.
  • the eyeglasses with a video projection function of the present invention may include a motion detection unit that detects the movement of the eyeball of the wearer, and the display unit uses the eyeball motion detected by the motion detection unit to display a video.
  • the display function can be stopped.
  • the display unit can stop the video display function when the eyeball is facing a preset direction for a preset time.
  • the reflected light from the subject viewed by the wearer is transmitted to the wearer side of the light transmission part of the eyeglass body, and an image displayed on the display unit is formed.
  • a wavelength selective reflection member that reflects light is provided.
  • a display part is arrange
  • the eyeglasses with a video projection function according to the present invention are equivalent to eyeglass lenses as compared with the above-described conventional transmissive eyeglass-type display device by providing the wavelength selective reflection member and arranging the display unit as described above.
  • the range of the image projected on the light transmission part can be widened, thereby allowing the wearer to view the image with a wide field of view.
  • the thickness of the light transmissive portion corresponding to the eyeglass lens can be reduced, so that the weight can be reduced. Is possible.
  • the perspective view which shows schematic structure of one Embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention. Sectional view taken along the line AB of the glasses with image projection function shown in FIG.
  • the figure for demonstrating the effect of one Embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention with respect to a prior art The figure which shows the moving mechanism provided in the bridge
  • the block diagram which shows the electrical constitution of one Embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention.
  • the block diagram which shows the modification of one Embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention The block diagram which shows the modification of one Embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention
  • the figure which shows an example of a shutter part The block diagram which shows other embodiment of the spectacles with a video projection function of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of glasses 1 with a video projection function of the present embodiment.
  • “front”, “rear”, “left”, “right”, “upper”, and “lower” refer to a state in which glasses with image projection functions are worn on the wearer's head.
  • the directions are “front”, “rear”, “left”, “right”, “up”, and “down” as viewed from the wearer.
  • the glasses 1 with a video projection function of the present embodiment have a video projection function, and a lens portion of the glasses 1 captures an image captured by the imaging unit within the field of view of the wearer of the glasses 1.
  • the virtual image is projected to the wearer and incident on the wearer's eyes by the light reflected by the lens unit.
  • the wearer can see the above-described virtual image superimposed on the scenery seen through the lens unit. Since the image captured by the imaging unit can be an image focused on both far and near when viewed from the wearer, when the wearer is nearsighted, farsighted, or presbyopia, the wearer's Can play a role in assisting vision.
  • the spectacles 1 of the present embodiment include a spectacle main body 2 that is worn on the head of the wearer, an imaging unit 3 that is provided on a frame 11 of the spectacle main body 2, and an imaging function.
  • a control board unit 4 having an image processing unit for performing image processing on the video signal output from the unit 3; a display unit 5 for displaying video using a display video signal generated by the image processing unit;
  • a power supply unit 6 that supplies power to the control board unit 4 and the display unit 5 is provided.
  • the spectacle body 2 includes a frame 11 and two lens portions 10 attached to the frame 11.
  • the frame 11 includes a temple 101 hung on the wearer's ear, a rim 102 connected to the temple 101 via a hinge, a bridge 103 connecting the left and right rims 102, and a nose pad 104. Yes.
  • the imaging unit 3 is provided on the upper side of each of the left and right rims 102. Each imaging unit 3 captures a subject included in the field of view of the wearer of the glasses 1 and outputs a video signal. As the imaging unit 3, it is desirable to use a fisheye lens pan-focus camera in order to capture a wide viewing angle image. Note that the video imaged by the imaging unit 3 is desirably focused on the entire video image, but may not be focused in a certain range such as the periphery of the video image.
  • the imaging unit 3 may be embedded in the upper side of the rim 102 and integrated with the rim 102, or provided separately from the rim 102 and configured to be detachable from the rim 102. You may make it do.
  • the control board unit 4 includes a control unit 40 and an image processing unit 41 that control the imaging unit 3, the display unit 5, the power supply unit 6, and the like (see FIG. 5).
  • the control board unit 4 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and incorporates a control program and an image processing program that operate on an OS (Operating System) or firmware.
  • the control unit 40 and the image processing unit 41 function by the operation of the control program and the image processing program.
  • the image processing unit 41 acquires the video signal output from the imaging unit 3, and generates a display video signal by performing preset image processing on the acquired video signal.
  • the image processing unit 41 of the present embodiment performs distortion correction on a wide-angle video signal photographed with a fisheye lens, for example, as image processing. Further, the image processing unit 41 performs image processing for generating white balance adjustment processing and other video signals for display as image processing.
  • the image processing is not limited to the above-described distortion correction and white balance adjustment processing, and image processing that gives a predetermined parallax is performed on each video signal captured by the left and right imaging units 3. Also good.
  • the two imaging units 3 are provided corresponding to the left and right eyes of the wearer. However, for example, only one imaging unit 3 may be provided at the position of the bridge 103. In this case, the above-described image processing that gives the parallax is more effective.
  • control board unit 4 is configured to be detachable from the spectacle body 2.
  • the display unit 5 displays video using the display video signal generated by the image processing unit 41.
  • a liquid crystal panel an organic EL (Electro-Luminescence) panel, or the like can be used.
  • the display unit 5 is desirably provided on the lower side of each of the left and right rims 102 as shown in FIG. That is, the display unit 5 is desirably provided below the rim 102 as viewed from the wearer. In daily life, the line of sight of the wearer of the glasses 1 often faces downward as compared to the upward direction. Therefore, it is convenient for the wearer to have a wider downward visual field.
  • the display unit 5 below the rim 102 as in the present embodiment, the light that forms the image displayed on the display unit 5 can be projected below the lens unit 10, thereby mounting The field of view of the person below can be expanded.
  • the position where the display unit 5 is provided is not limited to the lower side of the rim 102 but may be provided on the upper side, the left side, or the right side.
  • the power supply unit 6 is detachably attached to the tip (modern: drop end) of the left temple 101.
  • the power supply unit 6 may include a non-rechargeable battery or a rechargeable battery. Further, power supplied from an external power source via a wire may be used, or a wireless power feeding method may be used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AB of the glasses 1 shown in FIG.
  • the lower rim 102 is provided with a display unit installation unit 50, and the display unit 5 is erected on the display unit installation unit 50.
  • the display unit 5 is provided such that the display surface 5 a faces the wavelength selective reflection member 10 b of the lens unit 10.
  • the display unit 5 is provided so that the display surface 5a is inclined by a preset angle with respect to the surface of the lens unit 10 on which the wavelength selective reflection member 10b is provided.
  • the display unit 5 itself be provided at a position that does not enter the wearer's field of view. Specifically, for example, it is desirable to provide within a range from a lower quarter to a third from the lower end of the lens unit 10.
  • the display unit installation unit 50 is a unit in which the display unit 5 is erected as described above, and the display unit 5 is moved in the direction of arrow C shown in FIG. That is, the display unit installation unit 50 is configured to be able to change the distance between the lens unit 10 and the display surface 5 a of the display unit 5.
  • the display unit installation unit 50 is provided with an actuator including, for example, a piezoelectric element. By changing the position of the display unit 5 with respect to the lens unit 10, the display surface of the lens unit 10 and the display unit 5 is changed. The distance to 5a is changed.
  • the position of the virtual image can be adjusted according to the eyesight of the wearer.
  • the distance change between the lens unit 10 and the display surface 5a of the display unit 5 is also performed to remove fatigue of the wearer's eyes. The distance change will be described in detail later.
  • the distance between the lens unit 10 and the display surface 5a of the display unit 5 is changed by moving the display unit 5 in the direction of arrow C shown in FIG.
  • the lens unit 10 and the lens unit 10 can be changed by changing the inclination of the display surface 5a of the display unit 5 by rotating the display unit 5 around the connection portion between the display unit 5 and the display unit installation unit 50 as an axis. You may make it change the distance with the display surface 5a of the display part 5.
  • a circularly polarizing member 51 is provided on the display surface 5 a of the display unit 5.
  • a known circularly polarizing film can be used.
  • the display unit 5 or the display unit 5 and the display unit installation unit 50 are configured to be detachable from the rim 102.
  • the lens unit 10 includes an eyeglass lens 10a, a wavelength selective reflection member 10b, a reflection member 10c, and a protection member 10d.
  • the lens unit 10 corresponds to the light transmission unit of the present invention.
  • the spectacle lens 10a has a predetermined refractive power and corrects the visual acuity of the wearer.
  • the spectacle lens 10a corresponds to the light transmitting member of the present invention.
  • the light transmitting member is the spectacle lens 10a.
  • the light transmitting member is not limited to the spectacle lens 10a, and may include a glass member or a plastic member having no eyesight adjustment function, or a plurality of them. Good.
  • the lens unit 10 corresponds to the light transmission unit of the present invention
  • the spectacle lens 10a corresponds to the light transmission member of the present invention.
  • the reflecting member 10c is provided on the outer surface of the spectacle lens 10a (on the side opposite to the wearer side). Specifically, the reflecting member 10c is composed of a reflecting film that reflects light in the visible light range. The reflecting member 10c is desirably provided within a range of 1 ⁇ 4 to 1 ⁇ 2 from the lower end of the spectacle lens 10a. By providing the reflecting member 10c in this manner, the display unit 5 can be made invisible from the outside of the lens unit 10. The reflecting member 10c is not necessarily provided.
  • the protective member 10d protects the surface of the lens unit 10.
  • the protective member 10d is a functional film, and specifically, a known scratch-resistant film and antifouling film can be used. Moreover, as a functional film, you may make it provide an anti-fogging film, for example.
  • the antifogging film is desirably provided on the surface on the wearer side of the lens unit 10, that is, in the case of the present embodiment, it is desirably provided on the surface on the wearer side of the wavelength selective reflection member 10 b.
  • the wavelength selective reflection member 10b is provided on the wearer side surface of the spectacle lens 10a.
  • the wavelength selective reflection member 10 b transmits light that has passed through the spectacle lens 10 a and reflects light that forms an image displayed on the display unit 5.
  • a multilayer film including a plurality of layers can be used.
  • a multilayer film including a reflective layer including cholesteric liquid crystal exhibiting selective reflection in the visible light region and a ⁇ / 2 retardation layer is used. be able to.
  • a ⁇ / 4 retardation layer may be used instead of the ⁇ / 2 retardation layer.
  • the multilayer film as described in international publication 2015/050202, the multilayer film as described in international publication 2015/050203, the multilayer film as described in international publication 2015/050204, etc. are used. Can do.
  • the transmittance of the wavelength selective reflection member 10b with respect to light transmitted through the spectacle lens 10a is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% with respect to visible light.
  • the wavelength selective reflection member 10b is provided as described above, and the incident angle of the light forming the image displayed on the display unit 5 with respect to the wavelength selective reflection member 10b as shown in FIG.
  • the display unit 5 is arranged at a position where ⁇ is an angle smaller than the Brewster angle.
  • the incident angle is an incident angle of light emitted in a direction perpendicular to the display surface 5a of the display unit 5.
  • the display unit 5 By disposing the display unit 5 in this way, the display unit 5 can be installed at a position facing the spectacle lens 10a, and is projected onto the lens unit 10 as compared with the above-described conventional transmission type spectacle display device.
  • the range of images to be played can be widened.
  • the thickness of the spectacle lens 10a can be reduced as compared with the conventional transmissive spectacle-type display device, which can reduce the weight.
  • FIG. 3I and FIG. 3II schematically show a conventional transmissive eyeglass-type display device
  • FIG. 3III schematically shows the positional relationship between the lens portion 10 and the display portion 5 of the eyeglasses 1 of the present embodiment.
  • the light emitted from the display unit 500 repeats total reflection between the reflecting surface 600a and the reflecting surface 600b in the spectacle lens 600 and then enters the eye I of the wearer. .
  • the thickness of the spectacle lens 600 needs to be increased.
  • the light emitted from the display unit 500 enters from the end of the spectacle lens 600, the range of the image is limited.
  • light emitted from the display unit 501 is incident on an optical member 601 provided in, for example, a temple of spectacles, reflected by the reflecting surface 601a, and then reflected by the reflecting surface 601b at a right angle. And is incident on the eye I of the wearer.
  • the light emitted from the display unit 501 is incident on a thin optical member 601 provided in the temple of the glasses, so that the image range is limited.
  • the light emitted from the display unit 5 is directly incident on the lens unit 10 and the light reflected by the lens unit 10 is attached. Enters the person's eye I. Therefore, the thickness of the lens unit 10 can be reduced compared with the method shown in FIG. 3I, and the range of the image projected on the lens unit 10 can be widened compared with the method shown in FIGS. 3I and 3II. It is possible to make the wearer visually recognize an image with a wide field of view.
  • the lens unit 10 is detachable from the left and right rims 102.
  • a plurality of lens portions 10 having spectacle lenses 10 a having different curvatures are configured to be exchangeable with respect to the rim 102.
  • the plurality of lens units 10 are selected according to the eyesight of the wearer and attached to the rim 102.
  • the curvature of the spectacle lens 10a is nearly parallel, and in the case of the lens unit 10 for hyperopia, the curvature of the spectacle lens 10a is larger than that for myopia, and the lens unit for normal vision.
  • the curvature of the spectacle lens 10a is a curvature between near vision and far vision.
  • the spectacle lens 10a of the lens unit 10 has a concave surface on the wearer side. Further, it is desirable that the spectacle lens 10a has a concave shape in a range in which light that forms an image displayed on the display unit 5 is projected, and is formed rotationally asymmetric. By setting it as such a concave shape, distortion of the image
  • the spectacles 1 are in a state in which the weight in the left-right direction is balanced when the wearer wears the spectacles 1.
  • the state in which the weight in the left-right direction is balanced is a state in which the left-right position of the center of gravity of the glasses 1 is located at the center in the left-right direction of the glasses 1.
  • a weight is provided inside the right temple 101, for example, to balance the weight in the left-right direction. You may make it take. Further, in order to balance the weight in the left-right direction, the power supply unit 6 may be divided into left and right temples.
  • the eyeglasses 1 of the present embodiment are configured such that the distance between the pair of the right lens unit 10 and the display unit 5 and the group of the left lens unit 10 and the display unit 5 can be changed.
  • a moving mechanism 103a having an actuator including, for example, a piezoelectric element is provided at a bridge 103 portion of the frame 11, and the right and left rims 102 are moved by the moving mechanism 103a. It is configured to be movable in the left-right direction (the arrow X direction shown in FIG. 4).
  • the distance between the pair of the right lens unit 10 and the display unit 5 and the group of the left lens unit 10 and the display unit 5 is changed.
  • the right set is positioned on the right pupil of the wearer.
  • the left group can be moved to the position of the left pupil of the wearer.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the glasses 1 of the present embodiment.
  • control board unit 4 includes a control unit 40 and an image processing unit 41.
  • the control unit 40 of the present embodiment controls the overall operation of the glasses 1, and in particular includes an imaging control unit 42, a display control unit 43, and a determination unit 44.
  • the imaging control unit 42 controls imaging conditions of the imaging unit 3, and controls, for example, an electronic shutter speed or a frame rate as imaging conditions. And the imaging control part 42 acquires the video signal acquired from the imaging part 3, and controls an imaging condition using the video signal. Specifically, when the luminance of the video signal is equal to or lower than a preset threshold value, the electronic shutter speed or frame rate is decreased. On the other hand, when the luminance of the video signal is greater than a preset threshold, the electronic shutter speed or frame rate is increased. The imaging control unit 42 adjusts the luminance of the video signal to a desired luminance by controlling the electronic shutter speed or the frame rate in this way.
  • the display control unit 43 controls the brightness of the image displayed on the display unit 5 using the brightness of the surrounding environment of the wearer of the glasses 1.
  • the wearer's surrounding environment is bright, the amount of light transmitted through the lens unit 10 and incident on the wearer's eyes increases, so that the virtual image of the image displayed on the display unit 5 is difficult to see.
  • the surrounding environment of the wearer is dark, the virtual image of the video displayed on the display unit 5 is easily visible. In this case, the luminance of the video displayed on the display unit 5 is unnecessarily brightened. Then, power is wasted.
  • the display control unit 43 of the present embodiment increases the luminance of the video displayed on the display unit 5 when the surrounding environment of the wearer is bright, and the video displayed on the display unit 5 when it is dark. Reduce the brightness. More specifically, the display control unit 43 acquires the video signal output from the imaging unit 3, and obtains information on the brightness of the surrounding environment from the video signal and information on the electronic shutter speed or frame rate of the imaging unit 3. get. The display control unit 43 increases the luminance of the video displayed on the display unit 5 as the surrounding environment is brighter, and decreases the luminance of the video displayed on the display unit 5 as the peripheral environment is darker. It is desirable that the luminance of the video displayed on the display unit 5 is gradually changed step by step according to the brightness of the surrounding environment.
  • the determination unit 44 determines the fatigue of the wearer's eyes.
  • the glasses 1 of the present embodiment show the wearer the virtual image of the video imaged by the imaging unit 3 as described above, but the video imaged by the imaging unit 3 is far from the wearer as described above. It is an image that focuses on both of and near. Therefore, while the wearer is watching this video, the focus position of the wearer's eyes is always fixed, which causes a problem that the eye muscles are hardened and the eyes are easily fatigued.
  • the control unit 40 controls the display unit installation unit 50 to display the display surface of the display unit 5.
  • the focal position of the wearer's eye is changed by changing the distance between 5a and the lens unit 10.
  • the determination unit 44 determines the time from when the wearer wears the glasses 1 and the previous time when the distance between the display surface 5a of the display unit 5 and the lens unit 10 is changed by eye fatigue determination. Are measured, and it is determined that the eyes of the wearer are tired when these times are equal to or greater than a preset threshold value.
  • the wearer's eye fatigue is determined by measuring the time as described above.
  • the determination method is not limited to this, for example, the eye pupil is detected, Eye fatigue may be determined using the amount of movement of the pupil.
  • detection information by the wearing state detection unit 60 described later may be used at the time when the wearer wears the glasses 1.
  • the display unit 5 may be moved back and forth with respect to the lens unit 10 using, for example, a preset period and distance.
  • the reciprocating time may be set in advance.
  • the display unit installation unit 50 corresponds to the distance changing unit of the present invention.
  • the glasses 1 of the present embodiment include a wearing state detection unit 60.
  • the wearing state detection unit 60 detects the wearing state of the spectacle body 2 to the wearer.
  • the wearing state detection unit 60 can detect the wearing state of the eyeglass body 2 to the wearer by detecting the opening / closing state of the temple 101 using an opening / closing sensor, for example.
  • an opening / closing sensor for example, a limit switch that is turned on when the temple 101 is closed and turned off when the temple 101 is opened can be used.
  • the method of detecting the wearing state of the spectacle body 2 to the wearer is not limited to the above method, and for example, a close contact sensor is provided on the ear hook portion of the temple 101 or the nose pad 104 of the spectacle body 2 and the close contact thereof. You may make it detect the mounting state to the wearer of the spectacles main body 2 by detecting contact
  • a sensor for example, a pressure sensor that outputs a signal corresponding to pressure can be used.
  • the display control unit 43 starts the video display function by the display unit 5. Further, when it is detected that the spectacle body 2 is not worn by the wearer, the display control unit 43 stops the video display function by the display unit 5.
  • control board unit 4 includes a wireless communication unit 45.
  • the wireless communication unit 45 performs wireless communication with portable terminals such as a personal computer and a smartphone, and acquires information set and input on the personal computer and the portable terminal.
  • portable terminals such as a personal computer and a smartphone
  • an application dedicated to the glasses 1 of the present embodiment is preinstalled in the personal computer and the portable terminal, and information necessary for the operation of the glasses 1 is set by the wearer by starting this application. Entered.
  • information necessary for the operation of the glasses 1 includes information on the distance between the left and right pupils of the wearer and information on the eyesight of the wearer.
  • information necessary for the operation of the glasses 1 is acquired via wireless communication.
  • the present invention is not limited to this.
  • the glasses 1 and a personal computer or a personal computer or a USB (Universal Serial Bus) cable are used. Information necessary for the operation of the glasses 1 may be acquired by connecting the portable terminal.
  • the power button (not shown) of the glasses 1 is pressed to turn on the glasses 1 (S10).
  • the wearer sets and inputs his / her pupillary distance information using a personal computer or a portable terminal (S12).
  • information on the wearer's interpupillary distance for example, information measured by a dedicated device may be set and input, or information measured by using a ruler or the like may be set and input.
  • the wearer similarly sets and inputs his / her vision information using a personal computer or a portable terminal (S14).
  • a personal computer or a portable terminal For the information on visual acuity, for example, the wearer may set and input information measured by a dedicated device. Or you may make it measure using the application preset to the personal computer or the portable terminal.
  • a visual acuity measurement function may be provided in the application dedicated to the glasses 1 described above, and the visual acuity may be measured by the visual acuity measurement function.
  • the control unit 40 uses the information on the interpupillary distance of the wearer to control the moving mechanism 103a provided in the bridge 103 to move the left and right rims 102.
  • the distance between the set of the right lens unit 10 and the display unit 5 and the set of the left lens unit 10 and the display unit 5 is automatically adjusted (S16). It is assumed that a table in which the information on the interpupillary distance and the adjustment amount by the moving mechanism 103a are associated with each other is set in the control unit 40 in advance.
  • control part 40 moves the display part 5 by controlling the display part installation part 50 using the information of a wearer's visual acuity, and, thereby, between the lens part 10 and the display surface 5a of the display part 5. Is automatically adjusted (S16).
  • a table in which information on visual acuity and an adjustment amount by the display unit installation unit 50 are associated is set in advance.
  • the wearer selects the lens unit 10 suitable for his / her vision and attaches the lens unit 10 to the rim 102 (S18).
  • the lens unit 10 is configured to be replaceable with respect to the rim 102.
  • the lens unit 10 may be configured to be replaceable in units of a front frame to which the lens unit 10 is attached.
  • a magnet may be used for attachment / detachment, and a known mechanical structure may be used for attachment / detachment.
  • the wearer wears the glasses 1 (S20). Then, the wearing state detection unit 60 detects that the glasses 1 are worn, and thereby the video display function in the display unit 5 is started (S22).
  • the wearer checks whether the focal position of the virtual image is correct while viewing the virtual image of the image projected on the lens unit 10. If the focal position is not correct, the distance between the two lens units 10 or the distance between the lens unit 10 and the display unit 5 is finely adjusted using an adjustment knob (not shown) (S24). ).
  • the information on the distance between the two lens units 10 after the fine adjustment and the distance between the lens unit 10 and the display unit 5 according to the pressing of the operation button 4a by the wearer is associated with the identification information of the wearer and stored in the memory of the control board 4 (S26).
  • the wearer identification information is also set and input using the personal computer or the portable terminal described above.
  • the information on the distance between the two lens units 10, the information on the distance between the lens unit 10 and the display unit 5, and the identification information of the wearer are stored in association with each other to be used next time.
  • the adjustment can be performed only by inputting the setting information of the wearer's identification information without performing the setting input of the interpupillary distance information and the visual acuity information.
  • the wearer wears the glasses 1 (S30). Then, it is detected by the wearing state detection unit 60 that the glasses 1 are worn (S32), and thereby the video display function by the display unit 5 is started (S34). Even when the wearing of the glasses 1 is not detected, the video display function may be started by detecting the pressing of a display function start button (not shown), for example.
  • the imaging control unit 42 changes the electronic shutter speed or the frame rate of the imaging unit 3 as necessary using the luminance of the input video signal (S38, S40).
  • the video signal output from the imaging unit 3 is output to the image processing unit 41, and the image processing unit 41 performs image processing such as distortion correction and white balance adjustment processing on the input video signal to display the video signal.
  • a video signal is generated (S42).
  • the display video signal generated by the image processing unit 41 is output to the display control unit 43, and the display control unit 43 displays the video on the display unit 5 using the input display video signal (S44). Then, the light that forms the image displayed on the display unit 5 is projected onto the wavelength selective reflection member 10 b of the lens unit 10. The light incident on the wavelength selective reflection member 10b is reflected by the wavelength selective reflection member 10b and is incident on the wearer's eyes. Accordingly, the wearer can visually recognize a virtual image of the video displayed on the display unit 5.
  • the video signal output from the imaging unit 3 is output to the display control unit 43, and the display control unit 43 obtains information on the brightness of the surrounding environment from the video signal and information on the electronic shutter speed or frame rate of the imaging unit 3. To get.
  • the display control unit 43 changes the luminance of the video displayed on the display unit 5 as needed using the brightness information of the surrounding environment (S46, S48).
  • the control unit 40 controls the display unit installation unit 50 to display the display unit.
  • the focal position of the wearer's eye is changed by changing the distance between the display surface 5a and the lens unit 10 (S50, S52).
  • the wearing state detection unit 60 detects that the glasses 1 have been removed (S ⁇ b> 54, YES), thereby stopping the video display function of the display unit 5 ( S56). Until the wearer removes the glasses 1 (S54, NO), the processes from S36 to S52 are repeated.
  • the video display function is stopped when it is detected by the wearing state detection unit 60 that the glasses 1 are removed. You may make it control using.
  • the video display function may be stopped using the movement of the eyeball of the wearer.
  • a motion detection unit 70 that detects the movement of the eyeball of the wearer is further provided, and the wearer continuously sees a preset position for a preset time or more. In such a case, the video display function may be stopped.
  • a motion sensor including a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) and a light receiving element such as a PD (Photo Detector) can be used.
  • the motion sensor detects the movement of the eyeball (mainly the black eye) using, for example, a change in the amount of light received by the light receiving element accompanying the movement of the black eye.
  • the video display function may be stopped. Whether or not the wearer is closing his / her eyes can be determined according to whether or not the above-described motion sensor can detect black eyes.
  • the wearing state detection unit 60 may detect the wearing state of the glasses 1 to the wearer by detecting the movement of the eyeball detected by the motion sensor described above. Specifically, the wearing state detection unit 60 detects a state in which the movement of the eyeball is detected by the motion sensor as a state in which the glasses 1 are worn by the wearer, and the movement of the eyeball is detected by the motion sensor. The state where the glasses 1 are not worn may be detected as a state where the glasses 1 are not worn by the wearer.
  • the display control part 43 acquired the information of the brightness of a wearer's surrounding environment using the video signal output from the imaging part 3, it is not restricted to this, As shown in FIG. 9, a brightness detection unit 80 may be provided separately from the imaging unit 3. Then, the display control unit 43 may acquire information on the brightness of the wearer's surrounding environment using the signal detected by the brightness detection unit 80.
  • a PD Photo Detector
  • the display control unit 43 may acquire information on the brightness of the wearer's surrounding environment using the signal detected by the brightness detection unit 80.
  • a PD Photo Detector
  • the display control unit 43 adjusts the brightness of the video displayed on the display unit 5 according to the brightness of the wearer's surrounding environment.
  • the light incident on the lens unit 10 may be shielded.
  • the shutter unit 12 is provided on the surface opposite to the wearer side of the lens unit 10, that is, the surface of the protective member 10d, and the light shielding control unit shown in FIG.
  • the shutter unit 12 may be controlled by 46.
  • a liquid crystal shutter is preferably used as the shutter unit 12.
  • an electrochromic shutter or a gas chromic shutter may be used.
  • the shutter unit 12 may be provided in the entire range of the spectacle lens 10a, or may be provided in a range of 1 ⁇ 4 to 1 ⁇ 2 from the lower end of the spectacle lens 10a.
  • the shutter unit 12 may be provided between the spectacle lens 10a and the wavelength selective reflection member 10b.

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Abstract

装着者に広い視野の映像を視認させ、かつ軽量化された映像投影機能付き眼鏡を提供する。レンズ部(10)を有する眼鏡本体(2)と、眼鏡本体(2)に設置され被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部(3)と、撮像部(3)から出力された映像信号を用いて、表示映像信号を生成する画像処理部を有する制御基板部(4)と、表示映像信号を用いて映像を表示する表示部(5)とを備え、レンズ部(10)が、光透過部材と、光透過部材の装着者側に設けられ、被写体からの反射光を透過しかつ表示部に表示された映像を形成する光を反射する波長選択反射部材とを有し、波長選択反射部材に対する映像を形成する光の入射角がブリュースター角よりも狭い角度となる位置に表示部(5)が配置され、かつ映像を形成する光が波長選択反射部材に投影される。

Description

映像投影機能付き眼鏡
 本発明は、眼鏡レンズに映像を投影し、その虚像を装着者に見せる映像投影機能付き眼鏡に関するものである。
 従来、頭部に装着する透過型の眼鏡型表示装置が種々提案されている。従来の透過型の眼鏡型表示装置においては、液晶パネルなどの表示部に表示した映像をミラーやプリズムなどの導光部材を用いて眼鏡レンズなどの光透過部材に投影する。そして、従来の透過型の眼鏡型表示装置は、その投影された映像を形成する光を装着者の眼に入射させることによって、装着者に虚像を視認させる。装着者は、光透過部材を透過した景色に上記虚像を重ね合わせて見ることができる。
 具体的には、たとえば特許文献1においては、眼鏡のテンプルに相当する部分に表示部とミラーを設け、表示部に表示された映像をミラーによって反射することによって眼鏡レンズに投影し、眼鏡レンズから反射された反射光を装着者の眼に入射させる透過型の眼鏡型表示装置が提案されている。
 また、特許文献2および特許文献3においては、眼鏡のテンプルに相当する部分に表示部を設け、表示部に表示された映像を眼鏡レンズに相当する光透過部材内に入射させ、その光透過部材内を全反射させながら眼の位置まで導光する透過型の眼鏡型表示装置が提案されている。
 また、特許文献4においては、表示部に表示された映像を眼鏡レンズに相当する光透過部材内に入射させ、光透過部材に設けられたホログラムによって装着者の眼に入射させる透過型の眼鏡型表示装置が提案されている。
 また、特許文献5においては、装着者の眼の前に設けられたハーフミラーによって映像を反射させることによって、映像を眼に入射させる透過型の眼鏡型表示装置が提案されている。
特開2012-78619号公報 特開2014-068096号公報 特開2006-153967号公報 特開平09-185009号公報 特開平05-199478号公報
 ここで、装着者の視野の景色をカメラによって撮影し、その撮影した映像を透過型の眼鏡型表示装置の表示部に表示させることによって、装着者の視力を補助する方法が考えられる。すなわち、カメラによって撮影される映像は、装着者に対して遠方と近辺の両方に焦点が合った映像とすることができるので、これにより近視、遠視または老眼の装着者に対して全ての位置に焦点が合った虚像を視認させることができる。
 しかしながら、特許文献1のように眼鏡のテンプルに相当する部分に表示部とミラーを設け、そのミラーによって映像を反射することによって眼鏡レンズに投影するようにしたのでは、眼鏡レンズに投影される映像の範囲が制限され、装着者に広い視野の映像を視認させることができない。
 また、特許文献2から特許文献4のように眼鏡レンズに相当する光透過部材内を全反射させながら映像を導光する方法では、映像を全反射させて導光させるために上記光透過部材の厚さを大きくする必要があり、これにより重量が重くなり、日常的に使用することが難しい。また、この方法においても、眼鏡レンズに入射される映像の範囲が制限され、装着者に広い視野の映像を視認させることができない。
 また、特許文献5のように装着者の眼の前に設けられたハーフミラーによって映像を反射させるようにしたのでは、ハーフミラーが視野に入って邪魔になり、また、ハーフミラーに入射される映像の範囲が制限され、装着者に広い視野の映像を視認させることができない。
 本発明は、上記の問題に鑑み、装着者に広い視野の映像を視認させることができ、かつ軽量化を図ることができる映像投影機能付き眼鏡を提供することを目的とする。
 本発明の映像投影機能付き眼鏡は、光透過部を有する眼鏡本体と、眼鏡本体に設置され被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、撮像部から出力された映像信号を用いて、被写体の表示映像信号を生成する画像処理部と、表示映像信号を用いて映像を表示する表示部とを備え、光透過部が、光透過部材と、光透過部材の装着者側に設けられ、被写体からの反射光を透過しかつ表示部に表示された映像を形成する光を反射する波長選択反射部材とを有し、波長選択反射部材に対する映像を形成する光の入射角がブリュースター角よりも狭い角度となる位置に表示部が配置され、かつ映像を形成する光が波長選択反射部材に投影される。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、光透過部材として、眼鏡レンズを用い、その眼鏡レンズの曲率を変更可能に構成することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、互いに異なる曲率の眼鏡レンズを有する複数の光透過部が眼鏡本体に対して交換可能に構成されていることが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、光透過部材の装着者側の面は凹面であることが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、映像を形成する光が投影される範囲の凹面の形状は回転非対称であることが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、表示部の表示面と光透過部との間の距離を変更可能に構成することが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、撮像部、表示部および画像処理部の少なくとも1つに電力を供給する電源部、撮像部、画像処理部、および表示部のうちの少なくとも1つは、眼鏡本体に対して着脱可能に構成することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、表示部は、眼鏡本体が装着者に装着された場合において装着者から見て下側の位置に設けることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、表示部の表示面に円偏光部材を設けることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、光透過部の装着者側とは反対側の一部の範囲に反射部材を設けることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、光透過部に対して機能性フィルムを設けることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、機能性フィルムとして、防曇フィルム、耐傷フィルムまたは防汚フィルムを用いることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、2つの光透過部および表示部の組の間の距離を変更可能に構成することが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡は、眼鏡本体が装着者に装着された場合における装着者側から見て左右方向の重量のバランスがとれている状態であることが好ましい。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、撮像部から出力された映像信号を用いて、撮像部の撮像条件を制御する撮像制御部を備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、装着者の眼の疲れを判定する判定部と、判定部の判定結果を用いて、表示部の表示面と光透過部との間の距離を変更する距離変更部とを備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、撮像部から出力された映像信号を用いて装着者の周辺環境の明るさの情報を取得し、その取得した明るさの情報を用いて、映像の輝度を制御する表示制御部を備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、光透過部の装着者側とは反対側または光透過部材と波長選択反射部材との間に設けられたシャッター部と、撮像部から出力された映像信号を用いて装着者の周辺環境の明るさの情報を取得し、その取得した周辺環境の明るさが予め設定された閾値以上となった場合に、シャッター部を制御して遮光する遮光制御部とを備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、装着者の周辺環境の明るさを検出する明るさ検出部と、明るさ検出部によって検出された明るさを用いて、映像の輝度を制御する表示制御部とを備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、装着者の周辺環境の明るさを検出する明るさ検出部と、光透過部の装着者側とは反対側または光透過部材と波長選択反射部材との間に設けられたシャッター部と、明るさ検出部によって検出された明るさが予め設定された閾値以上となった場合に、シャッター部を制御して遮光する遮光制御部とを備えることができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、眼鏡本体の装着者への装着状態を検出する装着状態検出部を備えることができ、表示部は、装着状態検出部によって眼鏡本体が装着者に装着されていることが検出された場合に、映像の表示機能を開始することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、装着状態検出部は、眼鏡本体を構成するテンプルが開いた状態であることを検出することによって眼鏡本体が装着者に装着されていることを検出することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、装着状態検出部は、眼鏡本体を構成するテンプルが装着者の肌に密着している状態を検出することによって眼鏡本体が装着者に装着されていることを検出することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡においては、装着者の眼球の動きを検出する動き検出部を備えることができ、表示部は、動き検出部が検出した眼球の動きを用いて、映像の表示機能を停止することができる。
 また、上記本発明の映像投影機能付き眼鏡において、表示部は、眼球が予め設定された方向を向いている状態が予め設定された時間継続した場合に、映像の表示機能を停止することができる。
 本発明の映像投影機能付き眼鏡によれば、眼鏡本体の光透過部の装着者側に、装着者が見ている被写体からの反射光を透過し、かつ表示部に表示された映像を形成する光を反射する波長選択反射部材を設ける。そして、波長選択反射部材に対する映像を形成する光の入射角がブリュースター角よりも狭い角度となる位置に表示部を配置し、映像を形成する光を波長選択反射部材に投影する。これにより波長選択反射部材を反射した反射光を装着者の眼に入射させ、虚像を視認させる。
 本発明の映像投影機能付き眼鏡では、波長選択反射部材を設け、かつ上述したように表示部を配置することによって、上述した従来の透過型の眼鏡型表示装置と比較すると、眼鏡レンズに相当する光透過部に投影する映像の範囲を広くすることができ、これにより装着者に広い視野の映像を視認させることができる。
 また、上述した従来の透過型の眼鏡型表示装置と比較すると、眼鏡レンズに相当する光透過部の厚さを薄くすることができるので、軽量化を図ることができ、これにより日常的な使用が可能となる。
本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の概略構成を示す斜視図 図1に示す映像投影機能付き眼鏡のA-B線断面図 従来技術に対する本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の効果を説明するための図 ブリッジに設けられた移動機構を示す図 本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の電気的な構成を示すブロック図 本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の初期設定を説明するためのフローチャート 本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の動作を説明するためのフローチャート 本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の変形例を示すブロック図 本発明の映像投影機能付き眼鏡の一実施形態の変形例を示すブロック図 シャッター部の一例を示す図 本発明の映像投影機能付き眼鏡のその他の実施形態を示すブロック図
 以下、本発明の映像投影機能付き眼鏡1の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。図1は、本実施形態の映像投影機能付き眼鏡1の概略構成を示す斜視図である。なお、本明細書において、“前”、“後”、“左”、“右”、“上”、及び“下”とは、映像投影機能付き眼鏡を装着者の頭部に装着した状態で、その装着者から見た場合の“前”、“後”、“左”、“右”、“上”、及び“下の各方向を指すものとする。
 本実施形態の映像投影機能付き眼鏡1(以下、単に眼鏡1という)は、映像投影機能を有するものであり、眼鏡1の装着者の視野内を撮像部によって撮影した映像を眼鏡1のレンズ部に投影し、レンズ部によって反射された光を装着者の眼に入射させることによって装着者に虚像を見せるものである。装着者は、レンズ部を透過して見える景色に対して上述した虚像を重ね合わせて見ることができる。撮像部によって撮影される映像は、装着者から見て遠方と近辺との両方に合焦した映像とすることができるので、装着者が、近視、遠視または老眼である場合などにおいて、装着者の視力を補助する役割を果たすことができる。
 本実施形態の眼鏡1は、具体的には、図1に示すように、装着者の頭部に装着される眼鏡本体2と、眼鏡本体2のフレーム11に設けられた撮像部3と、撮像部3から出力された映像信号に画像処理を施す画像処理部を有する制御基板部4と、画像処理部によって生成された表示映像信号を用いて映像を表示する表示部5と、撮像部3、制御基板部4および表示部5に電力を供給する電源部6とを備えている。
 眼鏡本体2は、フレーム11と、フレーム11に取り付けられた2つのレンズ部10とを備えている。フレーム11は、装着者の耳に掛けられるテンプル101と、ヒンジを介してテンプル101に接続されるリム102と、左右のリム102の間を接続するブリッジ103と、鼻パッド104とから構成されている。
 そして、左右のリム102のそれぞれの上辺に撮像部3が設けられている。各撮像部3は、眼鏡1の装着者の視野に含まれる被写体を撮影して映像信号を出力するものである。撮像部3としては、広視野角の映像を撮影するため、魚眼レンズのパンフォーカスカメラを用いることが望ましい。なお、撮像部3によって撮影される映像は、映像全体において焦点が合っていることが望ましいが、映像の周縁など一部の範囲で合焦していなくてもよい。
 また、撮像部3は、図1に示すように、リム102の上辺に埋め込んでリム102と一体化するようにしてもよいし、リム102とは別に設け、リム102に対して着脱可能に構成するようにしてもよい。
 制御基板部4は、撮像部3、表示部5および電源部6などを制御する制御部40と画像処理部41を備えている(図5参照)。制御基板部4は、CPU(Central Processing Unit)およびメモリなどを備えたものであり、OS(Operating System)またはファームウェア上で動作する制御プログラムおよび画像処理プログラムなどが組み込まれたものである。そして、この制御プログラムおよび画像処理プログラムが動作することによって、制御部40および画像処理部41が機能する。
 画像処理部41は、撮像部3から出力された映像信号を取得し、その取得した映像信号に対して、予め設定された画像処理を施すことによって表示映像信号を生成するものである。本実施形態の画像処理部41は、画像処理として、たとえば魚眼レンズで撮影された広角な映像信号に対して歪補正を施すものである。また、画像処理部41は、画像処理として、ホワイトバランス調整処理およびその他表示用の映像信号を生成するための画像処理を施すものである。
 なお、画像処理としては、上述した歪補正およびホワイトバランス調整処理に限らず、左右の撮像部3によって撮影された各映像信号に対して、所定の視差を与えるような画像処理を施すようにしてもよい。本実施形態では、装着者の左右の眼に対応させて2つの撮像部3を設けるようにしているが、たとえばブリッジ103の位置に撮像部3を一つだけ設けるようにしてもよい。この場合、上述した視差を与える画像処理がより有効である。
 また、制御基板部4は、眼鏡本体2に対して着脱可能に構成することが望ましい。
 表示部5は、画像処理部41によって生成された表示映像信号を用いて映像を表示するものである。表示部5としては、液晶パネルおよび有機EL(Electro-Luminescence)パネルなどを用いることができる。
 表示部5は、図1に示すように、左右のリム102のそれぞれの下辺に設けることが望ましい。すなわち、表示部5は、装着者から見てリム102の下側に設けることが望ましい。日常生活において、眼鏡1の装着者の視線は上方向に比べると下方向に向いていることが多い。したがって、下方向の視野がより広い方が装着者には便利である。本実施形態のように、リム102の下側に表示部5を設けることによって、表示部5に表示された映像を形成する光をレンズ部10の下側に投影することができ、これにより装着者の下方向の視野を広げることができる。
 ただし、表示部5を設ける位置は、リム102の下側に限らず、上側、左側または右側に設けるようにしてもよい。
 電源部6は、左側のテンプル101の先端(モダン:drop end)に着脱可能に取り付けられるものである。電源部6は、非充電式の電池が内蔵されたものでもよいし、充電式の電池が内蔵されたものでもよい。また、有線を介して外部電源から電力の供給を受けるものでもよいし、無線給電方式のものでもよい。
 図2は、図1に示す眼鏡1のA-B線断面図である。図2に示すように、下側のリム102には、表示部設置部50が設けられており、その表示部設置部50の上に表示部5が立設されている。表示部5は、その表示面5aが、レンズ部10の波長選択反射部材10bに対向するように設けられている。また、表示部5は、その表示面5aが、レンズ部10の波長選択反射部材10bが設けられた面に対して予め設定された角度だけ傾くように設けられている。
 これにより、表示部5の表示面5aに表示された映像を形成する光がレンズ部10の下側に投影される。レンズ部10の波長選択反射部材10bに投影された光Lは、波長選択反射部材10bによって反射されて装着者の眼Iに入射される。なお、表示部5自体は、装着者の視界に入らない位置に設けることが望ましい。具体的には、たとえばレンズ部10の下端から下側の4分の1から3分の1の範囲内に設けることが望ましい。
 表示部設置部50は、上述したように表示部5が立設されるものであり、かつ表示部5を、図2に示す矢印C方向に移動させるものである。すなわち、表示部設置部50は、レンズ部10と表示部5の表示面5aとの間の距離を変更可能に構成されたものである。表示部設置部50には、たとえば圧電素子などを備えたアクチュエータが設けられており、これによりレンズ部10に対する表示部5の位置が変更されることによって、レンズ部10と表示部5の表示面5aとの間の距離が変更される。
 このようにレンズ部10と表示部5の表示面5aの距離を変更することによって、装着者の視力に合わせて虚像の位置を調整することができる。また、レンズ部10と表示部5の表示面5aとの間の距離変更は、装着者の眼の疲れを取り除くためにも行われるが、この距離変更については後で詳述する。
 なお、本実施形態においては、図2に示す矢印C方向に表示部5を移動させることによってレンズ部10と表示部5の表示面5aとの間の距離を変更するようにしたが、このような機構に限らず、たとえば表示部5と表示部設置部50との接続部分を軸として、表示部5を回動させて表示部5の表示面5aの傾きを変更することによってレンズ部10と表示部5の表示面5aとの距離を変更するようにしてもよい。
 また、表示部5の表示面5aには、円偏光部材51が設けられている。円偏光部材51としては、公知の円偏光フィルムを用いることができる。このように円偏光部材51を設けることによって、表示部5に表示された映像を、レンズ部10の外側(装着者側とは反対側)から見えなくすることができる。
 また、表示部5または表示部5および表示部設置部50は、リム102に対して着脱可能に構成することが望ましい。
 レンズ部10は、図2に示すように、眼鏡レンズ10aと、波長選択反射部材10bと、反射部材10cと、保護部材10dとを備えている。なお、本実施形態においては、レンズ部10が本発明の光透過部に相当するものである。
 眼鏡レンズ10aは、所定の屈折力を有するものであり、装着者の視力を矯正するものであり、本実施形態においては、眼鏡レンズ10aが本発明の光透過部材に相当するものである。なお、本実施形態において光透過部材は、眼鏡レンズ10aとしたが、光透過部材は、眼鏡レンズ10aに限らず、視力調整機能のないガラス部材またはプラスチック部材、あるいはそれら複数を有するようにしてもよい。なお、本実施形態においては、レンズ部10が本発明の光透過部に相当するものであり、眼鏡レンズ10aが本発明の光透過部材に相当するものである。
 反射部材10cは、眼鏡レンズ10aの外側(装着者側とは反対側)の面に設けられたものである。反射部材10cは、具体的には、可視光域の光を反射する反射フィルムから構成されるものである。反射部材10cは、眼鏡レンズ10aの下端から4分の1~2分の1の範囲内に設けることが望ましい。このように反射部材10cを設けることによって、表示部5を、レンズ部10の外側から見えなくすることができる。なお、この反射部材10cは、必ずしも設けなくてもよい。
 保護部材10dは、レンズ部10の表面を保護するものである。保護部材10dは、機能性フィルムであって、具体的には、公知の耐傷フィルムおよび防汚フィルムを用いることができる。また、機能フィルムとしては、たとえば防曇フィルムを設けるようにしてもよい。防曇フィルムは、レンズ部10の装着者側の面に設けることが望ましく、すなわち本実施形態の場合、波長選択反射部材10bの装着者側の面に設けることが望ましい。
 波長選択反射部材10bは、眼鏡レンズ10aの装着者側の面に設けられるものである。波長選択反射部材10bは、眼鏡レンズ10aを透過した光を透過し、かつ表示部5に表示された映像を形成する光を反射するものである。
 波長選択反射部材10bとしては、複数の層からなる多層膜を用いることができ、たとえば、可視光領域に選択反射を示すコレステリック液晶を含む反射層およびλ/2位相差層を含む多層膜を用いることができる。また、λ/2位相差層の代わりにλ/4位相差層を用いるようにしてもよい。また、これに限らず、国際公開第2015/050202号公報に記載の多層膜、国際公開第2015/050203号に記載の多層膜および国際公開第2015/050204号に記載の多層膜などを用いることができる。
 眼鏡レンズ10aを透過した光に対する波長選択反射部材10bの透過率は、可視光に対して80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%である。
 本実施形態の眼鏡1では、上述したように波長選択反射部材10bを設け、かつ、図2に示すように、表示部5に表示された映像を形成する光の波長選択反射部材10bに対する入射角θが、ブリュースター角よりも狭い角度となる位置に表示部5を配置する。なお、ここでいう入射角とは、表示部5の表示面5aに対して垂直方向に出射される光の入射角のことである。
 このように表示部5を配置することによって、眼鏡レンズ10aに対向する位置に表示部5を設置することができ、上述した従来の透過型の眼鏡型表示装置と比較すると、レンズ部10に投影する映像範囲を広くすることができる。また、従来の透過型の眼鏡型表示装置と比較すると、眼鏡レンズ10aの厚さを薄くすることができ、これにより軽量化も図ることができる。
 図3Iおよび図3IIは、従来の透過型の眼鏡型表示装置を模式的に示したものであり、図3IIIは、本実施形態の眼鏡1のレンズ部10と表示部5との位置関係を模式的に示した図である。
 図3Iに示す方式においては、表示部500から出射された光は、眼鏡レンズ600内の反射面600aと反射面600bとの間で全反射を繰り返した後、装着者の眼Iに入射される。図3Iに示す方式では、眼鏡レンズ600内に反射面600aと反射面600bとを形成する必要があるため、眼鏡レンズ600の厚さを大きくする必要がある。また、表示部500から出射された光は、眼鏡レンズ600の端部から入射されるため映像の範囲が制限されてしまう。
 図3IIに示す方式においては、表示部501から出射された光は、たとえば眼鏡のテンプル内に設けられた光学部材601に入射され、反射面601aで反射された後、反射面601bによって直角に反射されて装着者の眼Iに入射される。図3IIに示す方式では、表示部501から出射された光は、眼鏡のテンプル内に設けられた細い光学部材601に入射されるため、映像の範囲が制限されてしまう。
 図3Iおよび図3IIに示す方式に対して、図3IIIに示す本実施形態の方式では、表示部5から出射された光がレンズ部10に直接入射され、レンズ部10によって反射された光が装着者の眼Iに入射する。したがって、図3Iに示す方式と比較すると、レンズ部10の厚さを薄くすることができ、かつ図3Iおよび図3IIに示す方式と比較するとレンズ部10に投影される映像の範囲を広くすることができ、装着者に広い視野の映像を視認させることができる。
 次に、レンズ部10は、左右のリム102に対して着脱可能なものである。本実施形態においては、互いに異なる曲率の眼鏡レンズ10aを有する複数のレンズ部10がリム102に対して交換可能に構成されている。この複数のレンズ部10は、装着者の視力に応じて選択されてリム102に取り付けられる。なお、たとえば近視用のレンズ部10の場合、眼鏡レンズ10aの曲率は平行に近くなり、遠視用のレンズ部10の場合、眼鏡レンズ10aの曲率は近視用よりも大きくなり、正視用のレンズ部10の場合、眼鏡レンズ10aの曲率は、近視用と遠視用の間の曲率となる。
 また、レンズ部10の眼鏡レンズ10aは、その装着者側の面が凹面で形成されている。また、眼鏡レンズ10aは、表示部5に表示された映像を形成する光が投影される範囲の凹面の形状が回転非対称に形成されたものであることが望ましい。このような凹面の形状とすることによって、魚眼レンズによって撮影された映像の歪みを抑制することができる。
 また、眼鏡1は、装着者が眼鏡1をかけたときに左右方向の重量のバランスがとれた状態であることが望ましい。左右方向の重量のバランスがとれた状態とは、眼鏡1の重心の左右方向の位置が、眼鏡1の左右方向の中心に位置する状態である。
 したがって、たとえば本実施形態のように左側のテンプル101に制御基板部4および電源部6を設ける場合には、たとえば右側のテンプル101の内部に重りを設けるなどして、左右方向の重量のバランスをとるようにしてもよい。また、左右方向の重量のバランスをとるために、電源部6を左右のテンプルに分割して設けるようにしてもよい。
 また、本実施形態の眼鏡1は、右側のレンズ部10および表示部5の組と、左側のレンズ部10および表示部5の組との間の距離を変更可能に構成されている。具体的には、図4に示すように、フレーム11のブリッジ103の部分に、たとえば圧電素子などを備えたアクチュエータを有する移動機構103aが設けられており、この移動機構103aによって左右のリム102が左右方向(図4に示す矢印X方向)に移動可能に構成されている。
 そして、左右のリム102が移動することによって、右側のレンズ部10および表示部5の組と、左側のレンズ部10および表示部5の組との間の距離が変更される。このように右側のレンズ部10および表示部5の組と、左側のレンズ部10および表示部5の組との間の距離を変更することによって、右側の組を装着者の右の瞳の位置まで移動させ、左側の組を装着者の左の瞳の位置まで移動させることができる。このように各組を装着者の瞳の位置に合わせることによって、レンズ部10に投影される映像の焦点位置を合わせることができる。
 次に、本実施形態の眼鏡1の電気的な構成について説明する。図5は、本実施形態の眼鏡1の電気的な構成を示すブロック図である。
 図5に示すように、上述した制御基板部4は、制御部40と、画像処理部41とを備えている。本実施形態の制御部40は、眼鏡1全体の動作を制御するものであるが、特に、撮像制御部42と、表示制御部43と、判定部44とを備えている。
 撮像制御部42は、撮像部3の撮像条件を制御するものであり、たとえば撮像条件として電子シャッタースピードまたはフレームレートを制御するものである。そして、撮像制御部42は、撮像部3から取得された映像信号を取得し、その映像信号を用いて撮像条件を制御するものである。具体的には、映像信号の輝度が、予め設定された閾値以下である場合には、電子シャッタースピードまたはフレームレートを遅くする。一方、映像信号の輝度が、予め設定された閾値より大きい場合には、電子シャッタースピードまたはフレームレートを速くする。撮像制御部42は、このように電子シャッタースピードまたはフレームレートを制御することによって、映像信号の輝度を所望の輝度に調整する。
 表示制御部43は、眼鏡1の装着者の周辺環境の明るさを用いて、表示部5に表示される映像の輝度を制御するものである。装着者の周辺環境が明るい場合、レンズ部10を透過して装着者の眼に入射する光の光量が多くなるので、表示部5に表示される映像の虚像が見えにくい状態となる。一方、装着者の周辺環境が暗い場合には、表示部5に表示される映像の虚像が見えやすい状態となるが、この場合に表示部5に表示される映像の輝度を無駄に明るくしたのでは、電力を無駄に使うことになる。
 そこで、本実施形態の表示制御部43は、装着者の周辺環境が明るい場合には、表示部5に表示される映像の輝度を高くし、暗い場合には、表示部5に表示される映像の輝度を低くする。より具体的には、表示制御部43は、撮像部3から出力された映像信号を取得し、その映像信号と撮像部3の電子シャッタースピードまたはフレームレートの情報から周辺環境の明るさの情報を取得する。そして、表示制御部43は、周辺環境が明るいほど表示部5に表示される映像の輝度を高くし、周辺環境が暗いほど表示部5に表示される映像の輝度を低くする。表示部5に表示される映像の輝度は、周辺環境の明るさに応じて段階的に徐々に変更することが望ましい。
 判定部44は、装着者の眼の疲れを判定するものである。本実施形態の眼鏡1は、上述したように撮像部3によって撮影された映像の虚像を装着者に見せるものであるが、撮像部3によって撮影された映像は、上述したように装着者の遠方と近辺との両方に焦点が合った映像である。したがって、装着者がこの映像を見ている間、装着者の眼の焦点位置は常時固定されることになり、これにより眼の筋肉が固まって眼が疲れやすいという問題が生じる。
 そこで、判定部44によって装着者の眼の疲れを判定し、装着者の眼が疲れていると判定した場合には、制御部40が表示部設置部50を制御し、表示部5の表示面5aとレンズ部10との距離を変更することによって、装着者の眼の焦点位置を変更させる。これにより装着者の眼の疲れを解消することができる。
 判定部44は、具体的には、装着者が眼鏡1を装着した時点からの時間と、前回、眼の疲れ判定によって表示部5の表示面5aとレンズ部10との距離変更を行った時点からの時間とを計測し、これらの時間が予め設定された閾値以上となった場合に、装着者の眼が疲れていると判定する。なお、本実施形態においては、上述したように時間を計測することによって装着者の眼の疲れを判定するようにしたが、判定方法としては、これに限らず、たとえば眼の瞳を検出し、その瞳の動き量などを用いて眼の疲れを判定するようにしてもよい。また、装着者が眼鏡1を装着した時点については、後述する装着状態検出部60による検出情報を用いるようにすればよい。
 表示部5の表示面5aとレンズ部10との距離の変更については、たとえば予め設定された周期と距離を用いて、レンズ部10に対して表示部5を往復移動させるようにすればよい。往復移動させる時間も、予め設定するようにすればよい。なお、本実施形態においては、表示部設置部50が、本発明の距離変更部に相当するものである。
 また、図5に示すように、本実施形態の眼鏡1は、装着状態検出部60を備えている。装着状態検出部60は、眼鏡本体2の装着者への装着状態を検出するものである。装着状態検出部60は、たとえばテンプル101の開閉状態を開閉センサによって検出することによって、眼鏡本体2の装着者への装着状態を検出することができる。開閉センサとしては、たとえばテンプル101が閉じられた状態でオンとなり、テンプル101が開かれた状態でオフとなるリミットスイッチなどを用いることができる。
 また、眼鏡本体2の装着者への装着状態を検出する方法としては、上記の方法に限らず、たとえばテンプル101の耳かけの部分または眼鏡本体2の鼻パッド104に密着センサを設け、その密着センサによって肌への密着を検出することによって眼鏡本体2の装着者への装着状態を検出するようにしてもよい。密着センサとしては、たとえば圧力に応じた信号を出力する圧力センサを用いることができる。
 そして、表示制御部43は、装着状態検出部60によって、眼鏡本体2が装着者に装着されたことが検出された場合に、表示部5による映像表示機能を開始させる。また、表示制御部43は、眼鏡本体2が装着者に装着されていないことが検出された場合には、表示部5による映像表示機能を停止させる。
 また、制御基板部4は、無線通信部45を備えている。無線通信部45は、パーソナルコンピュータおよびスマートフォンなどの携帯端末との無線通信を行うものであり、パーソナルコンピュータおよび携帯端末において設定入力された情報を取得するものである。具体的には、パーソナルコンピュータおよび携帯端末には、本実施形態の眼鏡1専用のアプリケーションが予めインストールされており、このアプリケーションを立ち上げることによって、眼鏡1の動作に必要な情報が装着者により設定入力される。眼鏡1の動作に必要な情報としては、具体的には、装着者の左右の瞳孔間の距離の情報および装着者の視力の情報などがある。なお、本実施形態においては、無線通信を介して眼鏡1の動作に必要な情報を取得するようにしたが、これに限らず、たとえばUSB(Universal Serial Bus)ケーブルなどで眼鏡1とパーソナルコンピュータまたは携帯端末とを接続することによって、眼鏡1の動作に必要な情報を取得するようにしてもよい。
 次に、本実施形態の眼鏡1の一連の動作について、フローチャートを参照しながら説明する。まず、眼鏡1の初期設定について、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。
 まず、眼鏡1の電源ボタン(図示省略)が押下されて眼鏡1の電源がオンされる(S10)。次に、装着者が、パーソナルコンピュータまたは携帯端末などを用いて、自分の瞳孔間距離の情報を設定入力する(S12)。装着者の瞳孔間距離の情報については、たとえば専用の機器で測定した情報を設定入力してもよいし、自分で定規などを用いて計測した情報を設定入力してもよい。
 次いで、装着者は、同様にパーソナルコンピュータまたは携帯端末などを用いて、自分の視力の情報を設定入力する(S14)。視力の情報については、たとえば専用の機器で測定した情報を装着者が設定入力すればよい。または、パーソナルコンピュータまたは携帯端末に予め設定されたアプリケーションを用いて計測するようにしてもよい。また、上述した眼鏡1専用のアプリケーションに視力計測機能を設け、その視力計測機能によって視力を計測するようにしてもよい。
 次に、上述したようにして設定入力された装着者の瞳孔間距離の情報と視力の情報とが制御部40によって取得される。制御部40は、図1に示す操作ボタン4aの押下に応じて、装着者の瞳孔間距離の情報を用いて、ブリッジ103に設けられた移動機構103aを制御し、左右のリム102を移動させることによって、右側のレンズ部10および表示部5の組と、左側のレンズ部10および表示部5の組との間の距離を自動的に調整する(S16)。なお、制御部40には、瞳孔間距離の情報と移動機構103aによる調整量とを対応付けたテーブルが予め設定されているものとする。
 また、制御部40は、装着者の視力の情報を用いて、表示部設置部50を制御することによって表示部5を移動させ、これによりレンズ部10と表示部5の表示面5aとの間の距離を自動的に調整する(S16)。なお、制御部40には、視力の情報と表示部設置部50による調整量とを対応付けたテーブルが予め設定されているものとする。
 次に、装着者は、自分の視力に合ったレンズ部10を選択し、そのレンズ部10をリム102に取り付ける(S18)。なお、本実施形態においては、リム102に対してレンズ部10を交換可能に構成するようにしたが、レンズ部10が取り付けられたフロントフレーム単位で交換可能に構成するようにしてもよい。着脱可能とする構成としては、たとえばマグネットを用いて着脱可能としてもよいし、公知な機械的な構成を用いて着脱可能としてもよい。
 次いで、装着者が眼鏡1を装着する(S20)。そして、装着状態検出部60によって眼鏡1が装着されたことが検出され、これにより表示部5における映像表示機能が開始される(S22)。
 装着者は、レンズ部10に投影された映像の虚像を見ながら、その虚像の焦点位置が合っているかどうか確認する。そして、焦点位置が合っていない場合には、調整つまみ(図示省略)などを用いて、2つのレンズ部10間の距離またはレンズ部10と表示部5との間の距離を微調整する(S24)。
 そして、微調整が終了した後、装着者による操作ボタン4aの押下に応じて、微調整後の2つのレンズ部10間の距離の情報と、レンズ部10と表示部5との間の距離の情報とが、装着者の識別情報に対応づけられて制御基板部4のメモリなどに保存される(S26)。なお、装着者の識別情報についても、上述したパーソナルコンピュータまたは携帯端末などを用いて設定入力される。
 上述したように2つのレンズ部10間の距離の情報およびレンズ部10と表示部5との間の距離の情報と、装着者の識別情報とを対応付けて記憶しておくことによって、次回使用する際には、瞳孔間距離の情報および視力情報の設定入力を行うことなく、装着者の識別情報の設定入力を行うだけで調整を行うことができる。
 以上が、眼鏡1の初期設定に関する説明である。
 次に、装着者が実際に眼鏡1をかけて使用する場合の作用について、図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。
 まず、装着者が眼鏡1を装着する(S30)。そして、装着状態検出部60によって眼鏡1が装着されたことが検出され(S32)、これにより表示部5による映像表示機能が開始される(S34)。なお、眼鏡1の装着が検出されていない場合でも、たとえば表示機能開始ボタン(図示省略)の押下を検出することによって映像表示機能を開始するようにしてもよい。
 映像表示機能が開始されると、撮像部3による撮影が開始され、撮像部3によって取得された映像信号が撮像制御部42に出力される(S36)。撮像制御部42は、入力された映像信号の輝度を用いて、必要に応じて撮像部3の電子シャッタースピードまたはフレームレートを変更する(S38、S40)。
 そして、撮像部3から出力された映像信号は画像処理部41に出力され、画像処理部41は、入力された映像信号に対して歪補正およびホワイトバランス調整処理などの画像処理を施して、表示映像信号を生成する(S42)。
 画像処理部41によって生成された表示映像信号は表示制御部43に出力され、表示制御部43は、入力された表示映像信号を用いて、表示部5に映像を表示させる(S44)。そして、表示部5に表示された映像を形成する光がレンズ部10の波長選択反射部材10bに投影される。波長選択反射部材10bに入射した光は、波長選択反射部材10bによって反射され、装着者の眼に入射される。これにより装着者は、表示部5に表示された映像の虚像を視認することができる。
 一方、撮像部3から出力された映像信号は表示制御部43に出力され、表示制御部43は、その映像信号と撮像部3の電子シャッタースピードまたはフレームレートの情報から周辺環境の明るさの情報を取得する。
 そして、表示制御部43は、周辺環境の明るさの情報を用いて、必要に応じて表示部5に表示される映像の輝度を変更する(S46、S48)。
 次いで、上述したように映像表示機能が開始されてから、判定部44によって装着者の眼が疲れていると判定された場合には、制御部40が表示部設置部50を制御し、表示部5の表示面5aとレンズ部10との距離を変更することによって、装着者の眼の焦点位置を変更させる(S50,S52)。
 そして、装着者が眼鏡1を外した場合には、装着状態検出部60によって眼鏡1が外されたことが検出され(S54,YES)、これにより表示部5による映像表示機能が停止される(S56)。装着者が眼鏡1を外すまでの間は(S54,NO)、S36~S52までの処理が繰り替えして行われる。
 なお、上記実施形態においては、装着状態検出部60によって眼鏡1が外されたことが検出された場合に、映像表示機能を停止するようにしたが、映像表示機能の停止については、その他の条件を用いて制御するようにしてもよい。
 たとえば、装着者の眼球の動きを用いて、映像表示機能を停止するようにしてもよい。具体的には、図8に示すように、装着者の眼球の動きを検出する動き検出部70をさらに設け、装着者が予め設定された位置を予め設定された時間以上継続して見ている場合に、映像表示機能を停止するようにしてもよい。
 動き検出部70としては、たとえばLED(Light Emitting Diode)などの発光素子と、PD(Photo Detector)などの受光素子とを備えた動きセンサを用いることができる。動きセンサは、たとえば黒目の動きに伴う受光素子での受光量の変化を用いて、眼球(主に黒目)の動きを検出する。
 また、たとえば装着者が眼を閉じている時間が予め定められた時間以上継続している場合に、映像表示機能を停止するようにしてもよい。装着者が眼を閉じているか否かは、上述した動きセンサが黒目を検出できるか否かに応じて判断可能である。
 また、装着状態検出部60が、上述した動きセンサによって検出された眼球の動きを検出することによって、眼鏡1の装着者への装着状態を検出するようにしてもよい。具体的には、装着状態検出部60は、動きセンサによって眼球の動きが検出されている状態を、眼鏡1が装着者へ装着されている状態として検出し、動きセンサによって眼球の動きが検出されていない状態を、眼鏡1が装着者へ装着されていない状態として検出するようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、表示制御部43が、撮像部3から出力された映像信号を用いて、装着者の周辺環境の明るさの情報を取得するようにしたが、これに限らず、図9に示すように、撮像部3とは別に明るさ検出部80を設けるようにしてもよい。そして、表示制御部43が、明るさ検出部80によって検出された信号を用いて、装着者の周辺環境の明るさの情報を取得するようにしてもよい。明るさ検出部80としては、たとえばフォトダイオードなどのPD(Photo Detector)を用いるようにすればよい。
 また、上記実施形態においては、表示制御部43が、装着者の周辺環境の明るさに応じて表示部5に表示される映像の輝度を調整するようにしたが、周辺環境の明るさが予め設定された上限閾値を超える場合には、レンズ部10に入射される光を遮光するようにしてもよい。具体的には、たとえば図10に示すように、レンズ部10の装着者側とは反対側の面、すなわち保護部材10dの面上にシャッター部12に設けるようにし、図11に示す遮光制御部46によってシャッター部12を制御するようにしてもよい。シャッター部12としては、たとえば液晶シャッターを用いることが好ましい。ただし、液晶シャッターに限らず、エレクトロクロミック方式のシャッターまたはガスクロミック方式のシャッターを用いるようにしてもよい。
 なお、シャッター部12は、眼鏡レンズ10aの全範囲に設けてもよいし、眼鏡レンズ10aの下端から4分の1~2分の1の範囲に設けるようにしてもよい。また、シャッター部12は、眼鏡レンズ10aと波長選択反射部材10bとの間に設けるようにしてもよい。
1   眼鏡
2   眼鏡本体
3   撮像部
4   制御基板部
4a  操作ボタン
5   表示部
5a  表示面
6   電源部
10  レンズ部
10a 眼鏡レンズ
10b 波長選択反射部材
10c 反射部材
10d 保護部材
11  フレーム
12  シャッター部
40  制御部
41  画像処理部
42  撮像制御部
43  表示制御部
44  判定部
45  無線通信部
46  遮光制御部
50  表示部設置部
51  円偏光部材
60  装着状態検出部
70  動き検出部
80  明るさ検出部
101 テンプル
102 リム
103 ブリッジ
103a    移動機構
104 鼻パッド
500 表示部
501 表示部
600 眼鏡レンズ
600a    反射面
600b    反射面
601 光学部材
601a    反射面
601b    反射面
I   眼
L   光

Claims (24)

  1.  光透過部を有する眼鏡本体と、
     前記眼鏡本体に設置され被写体を撮像して映像信号を出力する撮像部と、
     前記撮像部から出力された映像信号を用いて、前記被写体の表示映像信号を生成する画像処理部と、
     前記表示映像信号を用いて映像を表示する表示部とを備え、
     前記光透過部が、光透過部材と、前記光透過部材の前記装着者側に設けられ、前記被写体からの反射光を透過しかつ前記表示部に表示された映像を形成する光を反射する波長選択反射部材とを有し、
     前記波長選択反射部材に対する前記映像を形成する光の入射角がブリュースター角よりも狭い角度となる位置に前記表示部が配置され、かつ前記映像を形成する光が前記波長選択反射部材に投影されることを特徴とする映像投影機能付き眼鏡。
  2.  互いに異なる曲率の眼鏡レンズを有する複数の前記光透過部が前記眼鏡本体に対して交換可能に構成されている請求項1記載の映像投影機能付き眼鏡。
  3.  前記光透過部材の前記装着者側の面が凹面である請求項1または2記載の映像投影機能付き眼鏡。
  4.  前記映像を形成する光が投影される範囲の前記凹面の形状が回転非対称である請求項3記載の映像投影機能付き眼鏡。
  5.  前記表示部の表示面と前記光透過部との間の距離を変更可能に構成されている請求項1から4いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  6.  前記撮像部、前記表示部および前記画像処理部の少なくとも1つに電力を供給する電源部、前記撮像部、前記画像処理部、および前記表示部のうちの少なくとも1つが、前記眼鏡本体に対して着脱可能に構成されている請求項1から5いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  7.  前記表示部が、前記眼鏡本体が装着者に装着された場合において前記装着者から見て下側の位置に設けられている請求項1から6いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  8.  前記表示部の表示面に円偏光部材が設けられている請求項1から7いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  9.  前記光透過部の前記装着者側とは反対側の一部の範囲に反射部材が設けられている請求項1から8いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  10.  前記光透過部に対して機能性フィルムが設けられている請求項1から9いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  11.  前記機能性フィルムが、防曇フィルム、耐傷フィルムまたは防汚フィルムである請求項10記載の映像投影機能付き眼鏡。
  12.  2つの前記光透過部および前記表示部の組の間の距離を変更可能に構成されている請求項1から11いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  13.  前記眼鏡本体が装着者に装着された場合における前記装着者側から見て左右方向の重量のバランスがとれている状態である請求項1から12いずれか1項記載の像投影機能付き眼鏡。
  14.  前記撮像部から出力された映像信号を用いて、前記撮像部の撮像条件を制御する撮像制御部を備えた請求項1から13いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  15.  前記装着者の眼の疲れを判定する判定部と、
     前記判定部の判定結果を用いて、前記表示部の表示面と前記光透過部との間の距離を変更する距離変更部とを備えた請求項5記載の映像投影機能付き眼鏡。
  16.  前記撮像部から出力された映像信号を用いて前記装着者の周辺環境の明るさの情報を取得し、前記取得した明るさの情報を用いて、前記映像の輝度を制御する表示制御部を備えた請求項1から15いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  17.  前記光透過部の前記装着者側とは反対側または前記光透過部材と前記波長選択反射部材との間に設けられたシャッター部と、
     前記撮像部から出力された映像信号を用いて前記装着者の周辺環境の明るさの情報を取得し、前記取得した周辺環境の明るさが予め設定された閾値以上となった場合に、前記シャッター部を制御して遮光する遮光制御部とを備えた請求項1から16いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  18.  前記装着者の周辺環境の明るさを検出する明るさ検出部と、
     前記明るさ検出部によって検出された明るさを用いて、前記映像の輝度を制御する表示制御部とを備えた請求項1から15いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  19.  前記装着者の周辺環境の明るさを検出する明るさ検出部と、
     前記光透過部の前記装着者側とは反対側または前記光透過部材と前記波長選択反射部材との間に設けられたシャッター部と、
     前記明るさ検出部によって検出された明るさが予め設定された閾値以上となった場合に、前記シャッター部を制御して遮光する遮光制御部とを備えた請求項1から15および18いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  20.  前記眼鏡本体の装着者への装着状態を検出する装着状態検出部を備え、
     前記表示部が、前記装着状態検出部によって前記眼鏡本体が装着者に装着されていることが検出された場合に、前記映像の表示機能を開始する請求項1から19いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  21.  前記装着状態検出部が、前記眼鏡本体を構成するテンプルが開いた状態であることを検出することによって前記眼鏡本体が前記装着者に装着されていることを検出する請求項20記載の映像投影機能付き眼鏡。
  22.  前記装着状態検出部が、前記眼鏡本体を構成するテンプルが前記装着者の肌に密着している状態を検出することによって前記眼鏡本体が前記装着者に装着されていることを検出する請求項20記載の映像投影機能付き眼鏡。
  23.  前記装着者の眼球の動きを検出する動き検出部を備え、
     前記表示部が、前記動き検出部が検出した眼球の動きを用いて、前記映像の表示機能を停止する請求項1から22いずれか1項記載の映像投影機能付き眼鏡。
  24.  前記表示部が、前記眼球が予め設定された方向を向いている状態が予め設定された時間継続した場合に、前記映像の表示機能を停止する請求項23記載の映像投影機能付き眼鏡。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10466487B2 (en) 2017-06-01 2019-11-05 PogoTec, Inc. Releasably attachable augmented reality system for eyewear
JP2020034646A (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 株式会社Nttドコモ ウェアラブル端末及び表示システム
WO2020067265A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 三井化学株式会社 アイウェア、及び、プログラム
US10634921B2 (en) 2017-06-01 2020-04-28 NewSight Reality, Inc. See-through near eye optical display
US10634912B2 (en) 2017-06-01 2020-04-28 NewSight Reality, Inc. See-through near eye optical module
JP2020178339A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 和碩聯合科技股▲ふん▼有限公司Pegatron Corporation 拡張現実装置
US10884246B2 (en) 2017-06-01 2021-01-05 NewSight Reality, Inc. Releasably attachable augmented reality system for eyewear
US20210149183A1 (en) * 2017-12-01 2021-05-20 Hitachi-Lg Data Storage, Inc. Virtual image projection device
US11119353B2 (en) 2017-06-01 2021-09-14 E-Vision Smart Optics, Inc. Switchable micro-lens array for augmented reality and mixed reality
JP2022500700A (ja) * 2018-09-24 2022-01-04 アップル インコーポレイテッドApple Inc. 交換可能なレンズを備えたディスプレイシステム
CN114791674A (zh) * 2019-10-18 2022-07-26 蒂姆维澳(上海)网络技术有限公司 一种ar眼镜及其控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221637A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Olympus Optical Co Ltd 頭部装着型画像表示装置
JP2002148368A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Citizen Watch Co Ltd 電子時計
JP2005205974A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Denso Corp ウインドシールドディスプレイ装置
JP2011158547A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Konica Minolta Opto Inc 映像表示装置
JP2013047827A (ja) * 2011-03-25 2013-03-07 Panasonic Corp 表示装置
WO2013051376A1 (ja) * 2011-10-06 2013-04-11 日本精機株式会社 表示装置
JP2016009083A (ja) * 2014-06-24 2016-01-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 眼鏡レンズを有する光学装置、及びそれを用いた眼鏡、並びに眼鏡型表示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221637A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Olympus Optical Co Ltd 頭部装着型画像表示装置
JP2002148368A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Citizen Watch Co Ltd 電子時計
JP2005205974A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Denso Corp ウインドシールドディスプレイ装置
JP2011158547A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Konica Minolta Opto Inc 映像表示装置
JP2013047827A (ja) * 2011-03-25 2013-03-07 Panasonic Corp 表示装置
WO2013051376A1 (ja) * 2011-10-06 2013-04-11 日本精機株式会社 表示装置
JP2016009083A (ja) * 2014-06-24 2016-01-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 眼鏡レンズを有する光学装置、及びそれを用いた眼鏡、並びに眼鏡型表示装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11852914B2 (en) 2017-06-01 2023-12-26 E-Vision Smart Optics, Inc. Switchable micro-lens array for augmented reality and mixed reality
US10634921B2 (en) 2017-06-01 2020-04-28 NewSight Reality, Inc. See-through near eye optical display
US10634912B2 (en) 2017-06-01 2020-04-28 NewSight Reality, Inc. See-through near eye optical module
US10884246B2 (en) 2017-06-01 2021-01-05 NewSight Reality, Inc. Releasably attachable augmented reality system for eyewear
US10466487B2 (en) 2017-06-01 2019-11-05 PogoTec, Inc. Releasably attachable augmented reality system for eyewear
US11119353B2 (en) 2017-06-01 2021-09-14 E-Vision Smart Optics, Inc. Switchable micro-lens array for augmented reality and mixed reality
US11543648B2 (en) * 2017-12-01 2023-01-03 Hitachi-Lg Data Storage, Inc. Virtual image projection device
US20210149183A1 (en) * 2017-12-01 2021-05-20 Hitachi-Lg Data Storage, Inc. Virtual image projection device
JP7140602B2 (ja) 2018-08-28 2022-09-21 株式会社Nttドコモ ウェアラブル端末及び表示システム
JP2020034646A (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 株式会社Nttドコモ ウェアラブル端末及び表示システム
JP2022500700A (ja) * 2018-09-24 2022-01-04 アップル インコーポレイテッドApple Inc. 交換可能なレンズを備えたディスプレイシステム
JPWO2020067265A1 (ja) * 2018-09-27 2021-08-30 三井化学株式会社 アイウェア、及び、プログラム
JP7108701B2 (ja) 2018-09-27 2022-07-28 三井化学株式会社 アイウェア、及び、プログラム
WO2020067265A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 三井化学株式会社 アイウェア、及び、プログラム
JP2020178339A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 和碩聯合科技股▲ふん▼有限公司Pegatron Corporation 拡張現実装置
CN114791674A (zh) * 2019-10-18 2022-07-26 蒂姆维澳(上海)网络技术有限公司 一种ar眼镜及其控制方法
CN114791674B (zh) * 2019-10-18 2024-01-30 蒂姆维澳(上海)网络技术有限公司 一种ar眼镜及其控制方法

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