JP2012211959A - Head-mounted display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両眼用のヘッドマウントディスプレイに関する。 The present invention relates to a binocular head mounted display.
従来、各種のコンテンツデータを再生可能とした情報処理装置の一例として、観察者が頭部に装着した状態で画像を視認することができるヘッドマウントディスプレイがある。かかるヘッドマウントディスプレイとしては、眼鏡のようにして頭部に装着可能な支持部材に左右の表示部を設け、両眼にそれぞれ画像光を投射する両眼用のヘッドマウントディスプレイがある(例えば、特許文献1を参照。)。なお、表示部が備える表示デバイスとしては、例えば、液晶表示装置からの画像光を投射したりするタイプ、あるいはレーザ光を二次元走査して投射したりするタイプがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of an information processing apparatus that can reproduce various types of content data, there is a head mounted display that allows an observer to visually recognize an image while wearing the head. As such a head-mounted display, there is a binocular head-mounted display in which left and right display units are provided on a support member that can be mounted on the head like glasses and image light is projected to both eyes, respectively (for example, patents) See reference 1.) In addition, as a display device with which a display part is provided, there exists a type which projects the image light from a liquid crystal display device, or a type which projects by projecting a laser beam two-dimensionally, for example.
上述したようなヘッドマウントディスプレイでは、観察者は表示部により表示される画像を常に見ている状態となるため、長時間使用すると眼精疲労を引き起こす虞がある。そこで、上記特許文献1においては、表示時間の経過に対応して制御手段が画像を変化させるようにしている。 In the head-mounted display as described above, the observer always looks at the image displayed on the display unit, and thus may cause eye strain when used for a long time. Therefore, in Patent Document 1, the control means changes the image corresponding to the passage of the display time.
すなわち、時間の経過とともに、たとえば、画像のコントラストを下げたり、ブライトネスを上げたりして観察者の眼が疲れても見易いようにすることで、ユーザの眼精疲労を低減することができるとしている。 In other words, over time, for example, by reducing the contrast of the image or increasing the brightness so that the viewer's eyes are tired, it is possible to reduce the user's eye strain. .
しかし、特許文献2の技術は、観察者の眼が疲れても画像が見易くなるようにしたものであるため、観察者の眼精疲労は、低減されるのではなく、却って知らず知らずのうちに眼の疲労が蓄積されてしまうおそれがあった。 However, since the technique of Patent Document 2 is designed to make it easy to see an image even if the observer's eyes are tired, the eyestrain of the observer is not reduced, but without knowing it. There was a risk that eye fatigue would accumulate.
他方、必要に迫られてコンテンツ情報に対応する画像を見ている観察者にとって、予め定められた制限時間に達するとあっさりと電源をオフするような制御では不満が残ってしまう。 On the other hand, for an observer who is viewing an image corresponding to the content information as needed, the control that turns off the power immediately after reaching a predetermined time limit remains dissatisfied.
本発明では、上述したような課題に鑑み、眼の疲れを防止しつつ、必要なコンテンツ情報については中断することなく見ることのできる両眼用ヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a binocular head-mounted display that can view necessary content information without interruption while preventing eye fatigue.
請求項1に記載の本発明は、画像光を観察者の左眼に投射する左眼用表示部と、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用表示部とを備え、前記観察者に、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を視認させて画像表示する両眼用のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記画像表示を実行しているときに、前記観察者の左右の眼のそれぞれの疲労度を独立して検出可能な疲労検知部と、この疲労検知部による検出結果に基づいて、前記左眼用表示部又は前記右眼用表示部のいずれか一方の表示部による画像表示を実質的に停止する制御部と、を備えることとした。 The present invention described in claim 1 includes a left-eye display unit that projects image light onto the left eye of the observer, and a right-eye display unit that projects image light onto the observer's right eye. In a binocular head mounted display that displays an image according to the image light projected on the left and right eyes respectively, when the image display is being executed, Based on the fatigue detection unit capable of independently detecting the degree of fatigue of each eye and the detection result of the fatigue detection unit, either the display unit for the left eye or the display unit for the right eye And a control unit that substantially stops image display.
請求項2記載の本発明は、請求項1記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御部は、前記左眼用表示部又は前記右眼用表示部のいずれか一方の投射部による画像表示を停止した後、画像表示停止状態が所定時間継続すると、画像表示停止状態である当該一方の表示部による画像表示を再開するとともに、他方の表示部による画像表示を実質的に停止する表示停止制御を所定回数繰り返すことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the head mounted display according to the first aspect, the control unit stops image display by one of the projection units of the left-eye display unit or the right-eye display unit. Thereafter, when the image display stop state continues for a predetermined time, the image display by the one display unit in the image display stop state is resumed and the display stop control for substantially stopping the image display by the other display unit is performed a predetermined number of times. It is characterized by repetition.
請求項3記載の本発明は、請求項2記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御部は、前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記表示部による画像表示を強制的に停止することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the head mounted display according to the second aspect, the control unit forcibly stops the image display by the display unit after repeating the display stop control a predetermined number of times. And
請求項4記載の本発明は、請求項2記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御部は、前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記表示部の前記右眼用表示部及び前記左眼用表示部による両眼用の画像表示を再開することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the head-mounted display according to the second aspect, the control unit repeats the display stop control a predetermined number of times, and then the right-eye display unit and the left-eye display unit of the display unit. Binocular image display by the display unit is resumed.
請求項5記載の本発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御部は、前記表示停止制御を繰り返す回数を、前記表示部に表示される画像の内容に応じて変更することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the head-mounted display according to any one of the second to fourth aspects, the control unit determines the number of times the display stop control is repeated for an image displayed on the display unit. It is characterized by changing according to the contents.
請求項6記載の本発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記疲労検知部は、前記観察者の眼を撮像する撮像部と、この撮像部による撮像結果を解析する画像解析部と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the head mounted display according to any one of the first to fifth aspects, the fatigue detection unit includes an imaging unit that images the eyes of the observer, and imaging performed by the imaging unit. And an image analysis unit for analyzing the result.
請求項7記載の本発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記疲労検知部は、前記表示部の前記右眼用表示部による画像表示時間及び前記左眼用表示部による画像表示時間を個別に計測可能な計時手段と、この計時手段による計時結果に基づいて、前記観察者の左右の眼の疲労状態を推測する疲労推測手段と、を備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the head mounted display according to any one of the first to fifth aspects, the fatigue detection unit is configured to display the image display time by the right eye display unit and the left of the display unit. A timing unit capable of individually measuring the image display time by the ophthalmic display unit; and a fatigue estimation unit that estimates a fatigue state of the left and right eyes of the observer based on a timing result by the timing unit. Features.
本発明によれば、両眼用HMDにおいて、疲れたと判断される一方の眼への表示を強制的に停止するため、疲れた眼を休めながら、他方の眼で必要な画像を継続して見ることができる。したがって、観察者の眼の疲労や疲労に起因する他の悪影響を防止しつつ、必要な画像を必要十分な時間をかけて見ることができる。 According to the present invention, in the binocular HMD, the display on one eye judged to be tired is forcibly stopped, so that the necessary image is continuously viewed with the other eye while resting the tired eye. be able to. Therefore, the necessary images can be viewed over a necessary and sufficient time while preventing the observer's eyes from fatigue and other adverse effects caused by fatigue.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ(以下、「HMD」とする)を示す説明図、図2はHMDのブロック図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) according to the present embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of the HMD.
[第1の実施形態]
図1に示すように、本実施形態に係るHMDは、両眼用HMDであり、観察者1が頭部に装着した状態で使用可能な左右のHMD本体2L,2Rと、両HMD本体2L,2Rに伝送ケーブル4を介して接続するコントローラ3とを備えている。なお、左右のHMD本体2L,2Rは、同一の構成を備えているため、以下において構成を説明する場合や両方を含めて表現する場合において、単にHMD本体2とする場合がある。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the HMD according to the present embodiment is a binocular HMD, and the left and right HMD
HMD本体2L,2Rは、それぞれ、各種コンテンツ情報を画像として当該観察者1に視認可能に表示することができる。また、コントローラ3は、左右のHMD本体2L,2Rに対して画像信号を供給する処理を主に行う。なお、各種コンテンツ情報としては、例えば、動画ファイル、静止画ファイル、文章ファイル等があり、HMDの内部に記憶されていてもよいし、HMDの外部に記憶されているものであっても構わない。
Each of the HMD
HMD本体2の内部には、液晶表示装置からなる投射部としての画像表示部21(図2参照)が配設されており、この画像表示部21にコントローラ3から電力や画像信号が供給されるようになっている。そして、画像信号に基づいて画像表示部21に表示される表示画像の光が図示しない光学系とハーフミラー22とを介して観察者1の眼に画像光として投射される。こうして、眼に入射した光が網膜上に結像されることにより、観察者1にコンテンツ情報に対応する画像(以下、単に「コンテンツ」という。)を視認させることができる構成となっている。
An image display unit 21 (see FIG. 2) serving as a projection unit composed of a liquid crystal display device is disposed inside the HMD main body 2, and power and image signals are supplied from the controller 3 to the
すなわち、本実施形態に係るHMDは、外光を透過しつつ、コンテンツ情報に応じた画像光を観察者1の眼に反射させて投射するハーフミラー22を備えた構成のシースルー型となっている。したがって、HMDは、コンテンツを表示している最中であっても、観察者1の視野の中で、少なくともそのコンテンツを表示している領域以外の領域では、観察者1が外界(背景)を視認することができる。
That is, the HMD according to the present embodiment is a see-through type that includes a
また、本実施形態に係るHMDは、HMD本体2L,2Rを備える両眼用HMDとしているため、所謂3D表示も容易に行うことができる。その場合、HMD本体2L,2Rがそれぞれ備える画像表示部21が画像を生成する際に、互いに視差を有する画像を生成して左目用画像及び右目用画像として観察者1に視認させるようにすればよい。
In addition, since the HMD according to the present embodiment is a binocular HMD including the HMD
このように、本実施形態に係るHMD本体2L,2Rは、それぞれ、画像光を観察者1の眼に投射して当該観察者1に画像光に応じた画像を視認させて画像表示を行う左眼用表示部、右眼用表示部として機能している。
As described above, each of the HMD
また、HMD本体2L,2Rは、図1に示すように、略眼鏡形状とした支持部材2aに取付けられており、それぞれの先端部には、観察者1の眼前に位置するようにハーフミラー22が取付けられている。こうして、前述したように、外光はハーフミラー22を透過して観察者1の眼に入射し、コンテンツ情報に応じた画像光はハーフミラー22で反射させて観察者1の眼に入射する。
Further, as shown in FIG. 1, the HMD
また、HMDは、観察者1の左右の眼を撮像するための撮像部を備えている。本実施形態では、撮像部として、HMD本体2L,2Rに対応させた左右のカメラを備えており、各カメラで撮像した画像から眼の充血度合いを検知可能としている。本実施形態では、この左右のカメラが疲労検知デバイス23(図2参照)であり、観察者1の眼の疲労を検知する疲労検知部の一部として機能している。なお、左右のカメラは、左眼用カメラであればHMD本体2Lにおける左眼に対向する位置に、右眼用カメラであればHMD本体2Rにおける右眼に対向する位置に取付けておけばよい。
The HMD also includes an imaging unit for imaging the left and right eyes of the observer 1. In the present embodiment, left and right cameras corresponding to the HMD
また、コントローラ3は、矩形箱状のケーシング30内に、HMD本体2L,2Rの両方に対応可能としたCPU33や、ROM34,35、RAM36などのメモリなどを備えた制御回路が設けられており、かかる制御回路がHMDの制御部として機能している。また、コントローラ3には、図示しないが電池などの電源が備えられている。
Further, the controller 3 is provided with a control circuit including a
CPU33を備える制御回路は本実施形態の要部となるものであり、疲労検知デバイス23による検知結果に基づいて、左眼用表示部であるHMD本体2L、又は右眼用表示部であるHMD本体2Rのいずれか一方のHMD本体2による画像表示を実質的に停止する表示停止制御を行うようにしている。すなわち、制御回路は、撮像部である左右のカメラの撮像結果を解析する画像解析部としても機能し、左右のカメラ(疲労検知デバイス23)とともに、疲労検知部の機能を果たすものである。なお、HMD本体2による画像表示を実質的に停止する表示停止制御として、本実施形態では、強制的に表示をオフにする制御を行うようにしている。しかし、表示停止制御としては、表示画像の輝度を所定値以下に落とし、ほとんど視認できない程度に表示画像を暗くする場合も含む。かかる表示停止制御の具体的な処理である眼精疲労軽減処理については後に詳述する。
The control circuit including the
また、コントローラ3のケーシング30の一面には、電源スイッチ31、電源ランプ32が設けられている。このコントローラ3とHMD本体2とは、複数の信号線からなる伝送ケーブル4により接続されているが、本実施形態では、左用信号線4Lと右用信号線4Rとに分離し、これらを束ねて伝送ケーブル4としている。そして、各伝送ケーブル4L,4Rの先端に左用プラグ4LP,右用プラグ4RPを設け、コントローラ3のケーシング30の上端面に設けた左右のジャックにそれぞれ独立して接続可能としている。
A
ここで、図2を参照しながら、コントローラ3の電気的構成について説明する。図示するように、コントローラ3には、演算処理装置としてのCPU33と、このCPU33とバスを介してそれぞれ接続されたプログラムROM34、フラッシュROM35、RAM36、画像処理部37、タイマー38、ビデオRAM39、インターフェイス(I/F)40,41、さらにはオフモードスイッチ42などが設けられている。
Here, the electrical configuration of the controller 3 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the controller 3 includes a
プログラムROM34には、HMDとしての機能を実現させるためのプログラムや観察者1の眼の疲労を検知したときに、眼精疲労軽減処理を行わせるプログラムなどの各種情報処理プログラムが記憶されている。
The
そして、CPU33は、これらプログラムを実行することにより、HMDを構成する各種回路を動作させて、HMDが備える各種機能を実行させ、当該HMD全体の動作を統括制御する制御部として機能する。また、CPU33は、疲労検知デバイス23の駆動タイミングも制御しており、HMDが起動した後、疲労検知デバイス23であるカメラにより、観察者1の眼を所定のインターバルで撮像させるようにしている。
Then, by executing these programs, the
また、フラッシュROM35には、コンテンツ情報を含む画像データや眼精疲労軽減処理に用いられるHMD停止時間テーブルなどを含む各種データが記憶されている。なお、RAM36は作業領域として用いられる。
The
フラッシュROM35に記憶されているHMD停止時間テーブルには、詳しくは後述するが、利き目データ、HMD停止時間データ、停止回数データ、コンテンツ内容の種別データなどが互いに関連付けられている。本実施形態では、眼の疲労を検知すると、左眼用表示部又は前記右眼用表示部のいずれか一方の投射部による画像表示を停止する表示停止処理を所定回数繰り返すとともに、疲労が検知された眼が利き目であるか否かでその眼によって、HMD本体2による画像表示の停止時間が変わるようにしている。
As will be described in detail later, the HMD stop time table stored in the
また、フラッシュROM35には、疲労レベルの基準となる眼の充血度合いを示す基準画像解析データについても記憶されている。CPU33は、疲労検知デバイス23であるカメラからの撮像画像を解析するとともに、解析して得た解析データと、記憶されている前記基準画像解析データと比較することにより休憩が必要な疲労レベルを判定するようにしている。
The
また、画像処理部37はビデオRAM39と協働してコンテンツを表示するための画像処理専用として機能する。
The
タイマー38は、HMDが起動してから停止されるまでの作動時間や、HMD本体2の停止時間(停止から復帰まで)などを計時するが、HMD本体2L、HMD本体2Rそれぞれによる画像表示時間を個別に計測可能としている。
The
なお、インターフェイス(I/F)40,41としては、HMD本体2との接続機能を果たすHMD接続I/F40と、前述した疲労検知デバイス(例えばカメラ)23、電源スイッチ31及び電源ランプ32との接続機能を果たす周辺I/F41とがある。なお、画像処理部37により表示されるコンテンツに対応する画像データは、前述したように、これもフラッシュROM35に予め記憶されているが、逐次外部から入力されてもよい。
The interfaces (I / F) 40 and 41 include the HMD connection I /
また、オフモードスイッチ42は、後述する眼精疲労軽減処理が行われた後は電源が自動的にオフになるスイッチである。すなわち、通常であれば、眼精疲労軽減処理が行われた後は、両眼表示に復帰して引き続きコンテンツを観察することが許されるが、このオフモードスイッチ42を操作すると、所定時間が経過すると自動的に電源がオフになるのである。
The off-
ここで、本実施形態に係るHMDを使用している際に、疲労検知部が観察者1の眼の疲労を検知した場合に行う眼精疲労軽減処理について説明する。本実施形態による眼精疲労軽減処理では、疲労検知デバイス23である左右のカメラが、観察者1の左右の眼を所定のタイミングで撮像しており、その撮像画像をCPU33が解析している。すなわち、HMDを使用しているうちに、観察者1の眼が疲れによって充血してくる。定期的に撮像した画像の解析により、画像に表れた眼の充血状態を検出して左右いずれの方がより疲労しているかを判定し、疲労していると判定された方の眼に対応するHMD本体2による表示を強制的に停止して、その疲労していると判定された眼を休ませながら、反対側の眼でコンテンツを視認させるようにしている。
Here, when using the HMD according to the present embodiment, an eye strain reduction process performed when the fatigue detection unit detects eye fatigue of the observer 1 will be described. In the eye strain reduction process according to the present embodiment, the left and right cameras, which are the
したがって、映画などのように長時間表示が必要なコンテンツ情報であっても、途中で画像表示を中断することなく、最後まで観ることが可能であり、しかも眼の疲労を可及的に軽減することができる。 Therefore, even content information that needs to be displayed for a long time, such as a movie, can be viewed to the end without interrupting the display of the image, and eye fatigue is reduced as much as possible. be able to.
また、本実施形態では、HMD本体2L又はHMD本体2Rのいずれか一方の画像表示部21による画像表示を停止した後、画像表示停止状態が所定時間継続すると、画像表示停止状態である当該一方のHMD本体2による画像表示を再開するとともに、他方のHMD本体2による画像表示を強制的に停止する表示停止制御を所定回数繰り返すようにしている。
Further, in the present embodiment, after the image display by the
以下、眼精疲労軽減処理について、図3を用いて具体的に説明する。図3は眼精疲労軽減処理を示すフローチャートである。 Hereinafter, the eye strain reduction process will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing eye strain reduction processing.
HMDに電源が投入されてコンテンツの表示が開始されると、図3に示すように、制御回路のCPU33は、疲労検知デバイス23を起動する(ステップS11)。こうして、CPU33は疲労検知デバイス23であるカメラとともに疲労検知部として機能し、一定時間毎にカメラによって撮像した画像の解析を実行する。
When the HMD is turned on and content display is started, as shown in FIG. 3, the
観察者1の左右の眼の充血度合いがそれぞれ解析された解析データは、RAM36に記憶される。この処理が終了すると、CPU33はステップS12に処理を移す。なお、疲労検知デバイス23の起動処理に先だって、CPU33は、RAMアクセス許可、作業領域の初期化等を実行するものとする。
Analysis data obtained by analyzing the degree of hyperemia in the left and right eyes of the observer 1 is stored in the
RAM36に記憶した、左右の眼に係る撮像画像の解析データと、フラッシュROM35に記憶された基準画像解析データとに基づいて、CPU33は、先ず、観察者1の右眼の疲労度を検出する(ステップS12)。そして、観察者1の右眼の疲労度が、所定の疲労レベルに達したと判断すると(ステップS12:YES)、CPU33は、処理をステップS14に移す。一方、右眼の疲労度合が未だ所定の疲労レベルに達していないと判断すると(ステップS12:NO)、次に、左眼の疲労度合が所定の疲労レベルに達したか否かを判定する(ステップS13)。そして、観察者の左眼の疲労度が所定の疲労レベルに達していないと判断すると(ステップS13:NO)、一定時間経過後の新たな解析情報に基づいて再度右眼の疲労度の検出を行う。ステップS13において、左眼の疲労度が所定の疲労レベルに達したと判断すると(ステップS13:YES)、CPU33は、処理をステップS14に移すことになる。
The
ステップS14では、CPU33は、表示停止制御の繰り返し回数aを規定するフラグをRAM36にセットする。最初のフラグとしてn=0がセットされ、これにより、右眼あるいは左眼のいずれかが疲労しているという検知結果が記憶される。
In step S <b> 14, the
繰り返し回数aは、1〜10回程度の範囲内に規定されるもので、繰り返し回数の設定は任意に変更可能であるが、例えば、表示するコンテンツの内容に応じて変更することもできる。すなわち、コンテンツが動画である場合、眼は疲れやすいと考えられるため例えば6〜10回に設定し、その中でもコンテンツが映画などであれば10回に設定することができる。また、コンテンツが静止画である場合、眼は比較的疲れ難いと考えられるため例えば1〜5回に設定し、その中でもコンテンツがテキスト表示のみであれば1回に設定することができる。 The number of repetitions a is defined within a range of about 1 to 10 times, and the setting of the number of repetitions can be arbitrarily changed. For example, the number of repetitions can be changed according to the content to be displayed. That is, when the content is a moving image, the eyes are likely to get tired, so it is set to 6 to 10 times, for example, and if the content is a movie or the like, it can be set to 10 times. Further, when the content is a still image, it is considered that the eyes are relatively hard to get tired, so for example, it is set to 1 to 5 times, and if the content is only text display, it can be set to 1 time.
ステップS15において、CPU33は、現在表示しているコンテンツが片眼で見るのにも支障がないかを判断する。例えば、一方は何らかのオブジェクトの画像を表示し、他方ではそのオブジェクトのテキストによる説明文の画像であったりするなど、左右のHMD本体2でそれぞれ異なる画像を表示している場合は片眼には不適と判断することになる。この処理において、表示するコンテンツが片眼には不適と判断した場合(ステップS15:NO)、CPU33は処理をステップS16に移し、片眼にも適すると判断した場合は(ステップS15:YES)、処理をステップS17に移す。
In step S <b> 15, the
次に、ステップS17において、CPU33は、疲労を検知した眼が利き目であるか否かを、フラッシュROM35に記憶されているHMD停止時間テーブルに基づいて判定する。利き目については、観察者1が予め登録できるもので、登録された利き目データがHMD停止時間テーブルに設定されるようになっている。
Next, in step S <b> 17, the
そして、利き目ではないと判定されると(ステップS17:NO)、疲労を検出した眼へ画像表示を行っているHMD本体2の画像表示部21の駆動を10分間停止する(ステップS18)。すなわち、10分間の休憩時間を強制的に付与する。一方、利き目であると判定されると(ステップS17:YES)、疲労を検出した眼へ画像表示を行っているHMD本体2の画像表示部21の駆動を5分間停止する(ステップS19)。すなわち、5分間の休憩時間を強制的に付与する。このように、休憩時間に差をつけるのは、利き目の方が疲れ難く、利き目ではない方が疲れやすいと考えられるため、利き目でない場合の眼の休憩時間を多くしているのである。
If it is determined that the eye is not dominant (step S17: NO), the driving of the
ところで、ステップS15において、表示するコンテンツが片眼には適さない判断した場合のステップS16では、CPU33は、コンテンツの切替えがあったか否かを判定する。
By the way, in step S16 when it is determined in step S15 that the content to be displayed is not suitable for one eye, the
そして、コンテンツの切替えがないと判定された場合(ステップS16:NO)、CPU33は処理をステップS23に移し、コンテンツの切替えがあると判定された場合(ステップS16:YES)、CPU33は処理をステップS14に戻す。
When it is determined that there is no content switching (step S16: NO), the
ステップS18及びステップS19の処理の後、CPU33は、RAM36にn+1をセットし(ステップS20)、次いで、n=aであるか否かを判定する(ステップS21)。
After the processing of step S18 and step S19, the
そして、n=aではないと判定した場合(ステップS21:NO)、停止表示するHMD本体2を入れ替えて処理をステップS17に戻す(ステップS22)。つまり、ステップS22では、画像表示を停止するHMD本体2を、これまで画像表示中であったHMD本体2に入れ替える。一方、n=aであると判定した場合(ステップS21:YES)、CPU33は処理をステップS23に移す。すなわち、今度はこれまで画像表示を行っていたHMD本体2の画像表示部21の駆動が停止されることになる。こうして、HMD本体2LとHMD本体2Rとの間で、表示停止制御が予め設定された所定回数まで繰り返される。
And when it determines with it not being n = a (step S21: NO), the HMD main body 2 stopped and displayed is replaced, and a process is returned to step S17 (step S22). That is, in step S22, the HMD main body 2 that stops image display is replaced with the HMD main body 2 that has been displaying images. On the other hand, if it is determined that n = a (step S21: YES), the
ステップS23において、CPU33は、オフモードが選択されているか否かを判定する。ここで、オフモードとは、表示停止制御が終了した後は、所定時間経過後に自動的に電源がオフになるモードであり、コントローラ3に設けられたオフモードスイッチ42の操作により移行する。このオフモードに移行することを選択しなかった場合、表示停止制御終了後は両眼に対して画像表示を行う通常表示に戻り、継続してコンテンツを観察することが可能となる。また、コンテンツが片眼に不適の場合も両眼に対して画像表示を行う通常表示が継続する。
In step S23, the
すなわち、オフモードが選択された場合(ステップS23:YES)、CPU33は電源オフタイマをRAM36にセットし(ステップS25)、その後、この眼精疲労軽減処理を終了する。これにより、所定時間経過後には電源が自動的にオフされることになる。
That is, when the off mode is selected (step S23: YES), the
一方、オフモードが選択されていない場合(ステップS23:NO)、CPU33は継続モードに移行してHMD本体2L,2Rの各画像表示部21を駆動させて両眼表示させ(ステップS24)、その後、この眼精疲労軽減処理を終了する。
On the other hand, when the off mode is not selected (step S23: NO), the
このように、本実施形態によれば、所謂3D表示も可能な両眼用のHMDにおいて、どうしても中断したくないようなコンテンツ情報については、両眼のうち、一方の眼を休めながら片眼で観察することができる。そして、改めて両眼での観察を再開するか、あるいは本格的に両眼を休めるかを、観察者1が自ら判断することができるため、観察者1にとって使い勝手の良いHMDと言える。 As described above, according to the present embodiment, in the binocular HMD capable of so-called 3D display, the content information that should not be interrupted is unilaterally while resting one of the eyes. Can be observed. Since the observer 1 can determine whether to resume the observation with both eyes again or to take a full rest, it can be said that the HMD is easy to use for the observer 1.
次に、上述した眼精疲労軽減処理について、図4のタイミングチャートを参照して説明する。ここでは、図3におけるステップS14で説明した表示停止制御の繰り返し回数aを1(n=a=1)とした場合としている。つまり、眼精疲労軽減処理による表示停止制御がHMD本体2LとHMD本体2Rとの間で交互に繰り返されるのではなく、疲労が検出された方の眼に対応するHMD本体2の表示停止制御のみがその都度行われる。
Next, the eye strain reduction process described above will be described with reference to the timing chart of FIG. Here, it is assumed that the display stop control repetition number a described in step S14 in FIG. 3 is 1 (n = a = 1). That is, the display stop control by the eye strain reduction process is not repeated alternately between the HMD
HMDに電源が投入されると、図4に示すように、左右のHMD本体2L,2Rが共に起動して両眼に対するンテンツの表示が開始される。同時に、カメラによって左右の眼が撮像され、撮像した画像の解析が実行される(図3のステップS11〜ステップS13を参照)。
When power is supplied to the HMD, as shown in FIG. 4, the left and right HMD
そして、(A)の時点において、例えば右眼の疲労を検知すると(図3のステップS12を参照)、このときのコンテンツの内容も片目での表示にも適する(片眼表示可能)となっているため、右眼用であるHMD2Rの画像表示部21の駆動を停止する(右眼表示オフ)。このときの停止時間は、右眼が利き目であれば5分間、利き目でなければ10分間である(図3のステップS15〜ステップS19を参照)。
At the time of (A), for example, when fatigue of the right eye is detected (see step S12 in FIG. 3), the content of the content at this time is also suitable for display with one eye (single-eye display is possible). Therefore, the driving of the
その後、(B)の時点において、両眼表示に復帰する(図3のステップS24参照)。このとき、右眼の疲労はある程度回復したものと推定される。 Thereafter, at the time of (B), the display returns to the binocular display (see step S24 in FIG. 3). At this time, it is estimated that the fatigue of the right eye has recovered to some extent.
一定時間が経過すると、再度カメラによって左右の眼が撮像され、撮像した画像の解析が実行され、今度は、(C)の時点において、左眼の疲労を検知したとする(図3のステップS13を参照)。このときのコンテンツの内容も片目での表示にも適する(片眼表示可能)となっているため、左眼用であるHMD2Lの画像表示部21の駆動を停止する(左眼表示オフ)。このときの停止時間についても、この左眼が利き目であれば5分間、利き目でなければ10分間となる(図3のステップS15〜ステップS19を参照)。
When a certain period of time has passed, the left and right eyes are imaged again by the camera, and the captured image is analyzed. This time, it is assumed that fatigue of the left eye is detected at the time point (C) (step S13 in FIG. 3). See). Since the content at this time is also suitable for display with one eye (one-eye display is possible), the driving of the
その後、(D)の時点において、両眼表示に復帰する。このとき、左眼の疲労はある程度回復したものと推定される。 Thereafter, at the time of (D), the binocular display is restored. At this time, it is estimated that the fatigue of the left eye has recovered to some extent.
コンテンツの両眼表示が続いている途中で、コンテンツの内容が片目表示には不適な内容に変化したとする。そのような状態で、(E)の時点において、右眼の疲労を検知したとする(図3のステップS12を参照)。このときのコンテンツの内容は、片目での表示には不適となっているため、制御回路では、片目表示の切り替わりがあるまで待機することになる。図3のフローチャートで説明すれば、ステップS24の両眼表示が維持されることになる。 Assume that the content changes to a content unsuitable for single-eye display while the content is being displayed with both eyes. In such a state, it is assumed that fatigue of the right eye is detected at time (E) (see step S12 in FIG. 3). Since the content at this time is unsuitable for display with one eye, the control circuit waits until the one-eye display is switched. If it demonstrates with the flowchart of FIG. 3, the binocular display of step S24 will be maintained.
そして、コンテンツの内容が片目での表示に適する(片眼表示可能)となった(F)の時点で、右眼用であるHMD2Rの画像表示部21の駆動を停止する(右眼表示オフ)。このときも利き目か利き目でないかに応じた時間の休憩が付与されることになる。
Then, at the time of (F) when the content is suitable for one-eye display (one-eye display is possible), the drive of the
ところで、例えば、左眼が利き目であった場合、HMD2Rの画像表示部21の駆動は、(F)の時点から10分間停止される(右眼は10分間休憩)。他方、疲労検知部の一部として機能するカメラ(疲労検知デバイス23)が、例えば5分間毎に作動して眼の撮像を行っている場合、(G)の時点で左眼の疲労を検知する場合も考えられる。すなわち、RAM36に記憶された撮像画像の解析データとフラッシュROM35に記憶された基準画像解析データとに基づいて左眼が疲労しているという検知結果がHMD2Rの停止中にRAM36に記憶される場合がある。
By the way, for example, when the left eye is dominant, the driving of the
しかし、(G)の時点では、HMD2Rが未だ停止中である。すなわち、一連の眼精疲労軽減処理が終了していないため、CPU33は、HMD2Lの画像表示部21の駆動を即座に停止することはしない。
However, at the time of (G), the HMD2R is still stopped. That is, since the series of eye strain reduction processing has not been completed, the
そして、眼精疲労軽減処理が進行し、図3に示したフローチャートにおけるステップS24の両眼表示に移行(眼精疲労軽減処理が終了)し、(H)の時点で新たな眼精疲労軽減処理におけるステップS13に至って初めて、HMD2Lの画像表示部21の駆動を停止する(左眼表示オフ)。
Then, the eye strain reduction process proceeds, the display shifts to the binocular display in step S24 in the flowchart shown in FIG. 3 (the eye strain reduction process ends), and a new eye strain reduction process is performed at time (H). For the first time, the driving of the
[他の実施形態]
ところで、上述した実施形態では、左眼又は右眼の疲労を判定するために、疲労検知デバイス23であるカメラによって観察者1の眼を撮像し、眼の充血度合いから眼の疲労を検知していた。しかし、カメラを用いることなく、タイマー38による計測時間によって眼の疲労を検知するようにしてもよい。
[Other Embodiments]
By the way, in embodiment mentioned above, in order to determine fatigue | exhaustion of the left eye or the right eye, the observer's 1 eye is imaged with the camera which is the
すなわち、タイマー38を、HMD本体2Rによる画像表示時間及びHMD本体2Lによる画像表示時間を個別に計測可能な構成とするとともに、このタイマー38による計時結果に基づいて、観察者1の左右の眼の疲労状態を推測する疲労推測手段としての機能をCPU33などを有する制御回路に持たせるのである。したがって、この場合の疲労検知部は、タイマー38と制御回路とを備えた構成となる。
That is, the
このように、タイマー38により計時した画像表示時間の長さに基づいて観察者1の眼の疲労を検知するようにすれば、タイマー38を疲労検知デバイス23と兼用できるともに、注意喚起表示テーブルなどの容量も小さくなり、CPU33による処理の負担も軽減される。したがって、開発負荷の軽減やコストダウン、HMDの処理スピードの向上などが期待できる。
As described above, if the fatigue of the eye of the observer 1 is detected based on the length of the image display time measured by the
上述してきた実施形態より、以下のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)が実現される。 From the embodiments described above, the following HMD (head mounted display) is realized.
(1)画像光を観察者1の左眼に投射するHMD2L(左眼用表示部)と、画像光を観察者1の右眼に投射するHMD2R(右眼用表示部)とを備え、観察者1に、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を視認させてコンテンツを表示する(画像表示する)両眼用のHMDにおいて、前記画像表示を実行しているときに、観察者1の左右の眼のそれぞれの疲労度を独立して検出可能な疲労検知部(例えば、制御回路のCPU33と疲労検知デバイス23(カメラ))と、この疲労検知部による検出結果に基づいて、HMD2L又はHMD2Rのいずれか一方による画像表示を実質的に停止する制御部(例えば、制御回路のCPU33)と、を備えるHMD。 (1) HMD2L (display unit for left eye) that projects image light to the left eye of the observer 1 and HMD2R (display unit for right eye) that projects image light to the right eye of the observer 1 When the image display is being executed in the binocular HMD that causes the person 1 to visually recognize the image according to the image light projected on the left and right eyes and display the content (image display) Based on the fatigue detection part (for example, CPU33 and fatigue detection device 23 (camera) of a control circuit) and the detection result by this fatigue detection part which can detect each fatigue degree of the right and left eyes of the person 1 independently, HMD provided with the control part (for example, CPU33 of a control circuit) which stops substantially the image display by any one of HMD2L or HMD2R.
かかるHMDによれば、眼の疲れを防止しつつ、必要なコンテンツについては中断することなく見ることができる。したがって、中途で観察を中断したくないコンテンツなどを安心して観察可能であり、なおかつ眼の疲労も可及的に抑制することができる。例えば、映画などのように長時間表示が必要なコンテンツ情報であっても、途中で画像表示を中断することなく、最後まで観ることも可能となる。 According to such an HMD, necessary content can be viewed without interruption while preventing eye fatigue. Therefore, it is possible to safely observe content that does not want to be interrupted during observation, and eye fatigue can be suppressed as much as possible. For example, even content information that needs to be displayed for a long time, such as a movie, can be viewed to the end without interrupting image display.
(2)上記(1)のHMDにおいて、前記制御部(例えば、制御回路のCPU33)は、前記HMD2L(左眼用表示部)又は前記HMD2R(右眼用表示部)のいずれか一方の画像表示部21(投射部)による画像表示を停止した後、画像表示停止状態が所定時間継続すると、画像表示停止状態である当該一方のHMD2(表示部)による画像表示を再開するとともに、他方のHMD2による画像表示を実質的に停止する表示停止制御を所定回数繰り返すHMD。
(2) In the HMD of (1), the control unit (for example, the
かかるHMDによれば、片眼ずつではあるが十分に眼に休憩を取らせつつ、コンテンツン観察も継続可能となる。 According to such an HMD, it is possible to continue the contention observation while allowing the eye to take a break sufficiently even for each eye.
(3)上記(2)のHMDにおいて、前記制御部(例えば、制御回路のCPU33)は、前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記HMD2(表示部)による画像表示を強制的に停止するHMD。
(3) In the HMD of (2), the control unit (for example, the
かかるHMDによれば、ある程度のコンテンツの観察を継続させつつ、眼の疲労を十分に回復させることができる。 According to such an HMD, it is possible to sufficiently recover eye fatigue while continuing to observe content to some extent.
(4)上記(2)記載のHMDにおいて、前記制御部(例えば、制御回路のCPU33)は、前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記HMD2(表示部)の前記HMD2R(右眼用表示部)及び前記HMD2L(左眼用表示部)による両眼用の画像表示を再開するHMD。
(4) In the HMD described in (2) above, the control unit (for example, the
かかるHMDによれば、ある程度眼の疲労を回復させながら、コンテンツの長時間の観察を可能とすることができる。 According to such HMD, it is possible to observe content for a long time while recovering eye fatigue to some extent.
(5)上記(2)〜(4)のいずれかのHMDにおいて、前記制御部(例えば、制御回路のCPU33)は、前記表示停止制御を繰り返す回数aを、コンテンツの内容(HMD2(表示部)に表示される画像の内容)に応じて変更するHMD。
(5) In any one of the above HMDs (2) to (4), the control unit (for example, the
かかるHMDによれば、観察するコンテンツの内容によって、適切な眼の休憩時間を付与できるため、休憩不足や過度の休憩付与のおそれを可及的に減じることができる。 According to such an HMD, an appropriate eye break time can be given depending on the content to be observed, so that the possibility of lack of breaks and excessive breaks can be reduced as much as possible.
(6)上記(1)〜(5)のいずれかのHMDにおいて、前記疲労検知部(例えば、制御回路のCPU33と疲労検知デバイス23)は、前記観察者1の眼を撮像するカメラ(撮像部)と、このカメラによる撮像結果を解析する制御回路(画像解析部)とを備えHMD。
(6) In the HMD of any one of (1) to (5), the fatigue detection unit (for example, the
かかるHMDによれば、眼の充血の度合いから、より確実に眼の疲労を判定することが可能となる。 According to such an HMD, it is possible to more reliably determine eye fatigue from the degree of eye redness.
(7)上記(1)〜(5)のいずれかのHMDにおいて、前記疲労検知部は、前記HMD2(表示部)の前記前記HMD2R(右眼用表示部)による画像表示時間及び前記HMD2L(左眼用表示部)による画像表示時間を個別に計測可能なタイマー38(計時手段)と、このタイマー38による計時結果に基づいて、前記観察者1の左右の眼の疲労状態を推測する疲労推測手段と、を備えるHMD。
(7) In the HMD according to any one of (1) to (5), the fatigue detection unit is configured to display the image display time by the HMD2R (display unit for right eye) of the HMD2 (display unit) and the HMD2L (left A timer 38 (time measuring means) capable of individually measuring the image display time by the eye display unit) and a fatigue estimation means for estimating the fatigue state of the left and right eyes of the observer 1 based on the time measurement result by the
かかるHMDによれば、タイマー38を疲労検知デバイス23と兼用できるともに、注意喚起表示テーブルなどの容量も小さくなり、CPU33による処理の負担も軽減される。したがって、開発負荷の軽減やコストダウン、HMDの処理スピードの向上などが期待できる。
According to the HMD, the
以上、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の概要の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。例えば、本発明を適用したHMDは、例えば、シースルー型HMDとしたが、シースルー型でなくても構わない。また、コンテンツを表示する表示装置としては液晶表示装置を用いているが、例えば、画像に関する画像信号に応じて変調された光を走査させて出射させることで、ユーザの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する網膜走査型のHMDであってもよい。また、HMDとしては、音声や音楽を発生させるためのイヤホン型のスピーカなどが設けられたものであることが望ましい。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, these are merely examples, and various modifications and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art, including the aspects described in the summary section of the invention. It is possible to implement this invention in the other form which gave. For example, the HMD to which the present invention is applied is, for example, a see-through type HMD, but may not be a see-through type. In addition, a liquid crystal display device is used as a display device for displaying content. For example, by scanning and emitting light modulated according to an image signal related to an image, the retina of at least one eye of the user is emitted. It may be a retinal scanning HMD that projects an image and displays the image. The HMD is preferably provided with an earphone type speaker for generating voice and music.
また、上述の実施形態では、コントローラ3にオフモードスイッチ42を設け、このオフモードスイッチ42が操作されない場合は自動的に継続モードに移行して両眼表示がなされることとしたが、オフモードスイッチ42などを設けなくとも、表示停止制御が所定回数繰り返された後は強制的に停止制御するようにしてもよい。また、オフモードスイッチ42に代えて継続モードスイッチをコントローラ3に設けておき、継続モードスイッチが操作されない限り、自動的に電源がオフになるようにしてもよい。また、表示停止制御が所定回数繰り返された後、いきなり表示を停止するのではなく、例えば疲労レベルの基準を上げて(眼の充血度合いがより高い状態を基準とする)、再度、疲労検知デバイス23を起動して疲労を検出し、新たに疲労を検知した場合、強制的に電源をオフにする制御を行うこともできる。なお、表示を停止する前には停止する旨を報知する表示を行うようにするとなおよい。
In the above-described embodiment, the controller 3 is provided with the off-
また、強制的に電源オフなどをするのではなく、観察者1が自ら表示を停止するように、表示停止制御が所定回数繰り返された後は、停止を促す表示を行うようにしてもよい。 Further, instead of forcibly turning off the power, for example, a display prompting the stop may be performed after the display stop control is repeated a predetermined number of times so that the observer 1 stops the display.
また、観察者1の眼の疲労を検知する際に、眼の充血度合いを解析したが、眼のまばたきの間隔に基づいて疲労を検知することもできる。また、疲労検知部23としては、カメラに代えて、あるいはカメラに加えて、観察者1の左右の眼それぞれの瞼やその周辺筋肉の状態を検知するセンサを設けて構成することもできる。
In addition, when the eye fatigue of the observer 1 is detected, the degree of redness of the eye is analyzed, but the fatigue can also be detected based on the blinking interval of the eyes. In addition, the
1 観察者
2L 左のHMD本体(左眼用表示部)
2R 右のHMD本体(右眼用表示部)
3 コントローラ
21 画像表示部(投射部)
23 疲労検知デバイス
33 CPU
38 タイマー(計時手段)
42 オフモードスイッチ
1
2R Right HMD body (right eye display)
3
23
38 Timer (time measuring means)
42 Off mode switch
Claims (7)
前記画像表示を実行しているときに、前記観察者の左右の眼のそれぞれの疲労度を独立して検出可能な疲労検知部と、
この疲労検知部による検出結果に基づいて、前記左眼用表示部又は前記右眼用表示部のいずれか一方の表示部による画像表示を実質的に停止する制御部と、
を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 A left-eye display unit that projects image light onto the left eye of the observer, and a right-eye display unit that projects image light onto the viewer's right eye; In a binocular head mounted display that visually displays an image according to the image light,
A fatigue detection unit capable of independently detecting the degree of fatigue of each of the left and right eyes of the observer when performing the image display;
Based on the detection result by the fatigue detection unit, a control unit that substantially stops image display by either the display unit for the left eye or the display unit for the right eye,
A head-mounted display comprising:
前記左眼用表示部又は前記右眼用表示部のいずれか一方の投射部による画像表示を停止した後、画像表示停止状態が所定時間継続すると、画像表示停止状態である当該一方の表示部による画像表示を再開するとともに、他方の表示部による画像表示を実質的に停止する表示停止制御を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項1記載のヘッドマウントディスプレイ。 The controller is
After the image display by the projection unit of either the left eye display unit or the right eye display unit is stopped and the image display stop state continues for a predetermined time, the one display unit in the image display stop state 2. The head mounted display according to claim 1, wherein the display stop control for restarting the image display and substantially stopping the image display by the other display unit is repeated a predetermined number of times.
前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記表示部による画像表示を強制的に停止することを特徴とする請求項2記載のヘッドマウントディスプレイ。 The controller is
The head mounted display according to claim 2, wherein after the display stop control is repeated a predetermined number of times, the image display by the display unit is forcibly stopped.
前記表示停止制御を所定回数繰り返した後、前記表示部の前記右眼用表示部及び前記左眼用表示部による両眼用の画像表示を再開することを特徴とする請求項2記載のヘッドマウントディスプレイ。 The controller is
3. The head mount according to claim 2, wherein after the display stop control is repeated a predetermined number of times, the binocular image display by the right eye display unit and the left eye display unit of the display unit is resumed. display.
前記表示停止制御を繰り返す回数を、前記表示部に表示される画像の内容に応じて変更することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The controller is
The head mounted display according to any one of claims 2 to 4, wherein the number of times the display stop control is repeated is changed according to the content of an image displayed on the display unit.
前記観察者の眼を撮像する撮像部と、
この撮像部による撮像結果を解析する画像解析部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The fatigue detection unit
An imaging unit for imaging the eyes of the observer;
An image analysis unit for analyzing the imaging result of the imaging unit;
The head mounted display according to any one of claims 1 to 5, wherein the head mounted display is provided.
前記表示部の前記右眼用表示部による画像表示時間及び前記左眼用表示部による画像表示時間を個別に計測可能な計時手段と、
この計時手段による計時結果に基づいて、前記観察者の左右の眼の疲労状態を推測する疲労推測手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The fatigue detection unit
Time measuring means capable of individually measuring the image display time by the display unit for the right eye of the display unit and the image display time by the display unit for the left eye;
Fatigue estimation means for estimating the fatigue state of the left and right eyes of the observer based on the time measurement result by the time measurement means,
The head mounted display according to any one of claims 1 to 5, wherein the head mounted display is provided.
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