JP7245376B2 - Electronic equipment and display method - Google Patents
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この発明は、電子機器および表示方法に関する。 The present invention relates to electronic equipment and display methods.
電子機器、例えば装着者の少なくとも一方の視線の延長線上に、映像やメッセージ等の情報を提供するウェアラブル装置が実用化されている。この種のウェアラブル装置では、装着者は、直視している像や景色とその像や景色に重ねて表示される映像やメッセージの両方を、実質的に視線を移動することなく、視認できる。 2. Description of the Related Art Electronic devices, such as wearable devices that provide information such as images and messages on an extension of at least one line of sight of a wearer, have been put to practical use. With this type of wearable device, the wearer can visually recognize both the image or scenery that the wearer is directly looking at and the video or message superimposed on the image or scenery, without substantially moving the line of sight.
しかしながら、一方の眼の視線の延長上に表示する映像やメッセージ（情報）が他方の眼の視線の延長上に見える直視像や景色（情報）と異なる場合、装着者は、どちらか一方の眼に入った情報のみを知覚（認識）する場合がある。 However, if the image or message (information) displayed on the line of sight of one eye is different from the direct image or scenery (information) on the line of sight of the other eye, the wearer may In some cases, only the information that enters is perceived (recognized).
すなわち、立体視が両眼による視認（知覚）で成り立つことにより示唆されるが、一方の眼の視線の延長上に他方の眼が知覚する情報と異なる情報を表示する場合、一方の眼の視線の延長上に表示する情報を安定して視認できることが求められる。 In other words, it is suggested that stereoscopic vision consists of visual recognition (perception) with both eyes. It is required that the information displayed on the screen can be viewed stably.
なお、表示する情報を両方の眼で知覚可能に表示機構を構成することは可能であるが、ウェアラブル装置の重量や大きさを増大する。このことは、ウェアラブル装置の装着性を低下するのみならず、装着者からの（装置の）離脱や表示する情報の視線からの逸脱、等を引き起こす恐れがある。また、ウェアラブル装置および情報の表示のためのシステムが大掛かりとなることやコストが増加することは、今日、許容されがたい。 Although it is possible to construct a display mechanism in which displayed information can be perceived with both eyes, this increases the weight and size of the wearable device. This not only degrades the wearability of the wearable device, but also may cause the wearer to detach (the device) from the wearer, deviate from the line of sight of the displayed information, and the like. Also, the increased bulk and cost of wearable devices and systems for displaying information is unacceptable today.
この発明の目的は、一方の眼の視線の延長上に他方の眼が知覚する情報と異なる情報を表示する際に、他方の眼が知覚する情報の視認性を高める電子機器および表示方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electronic device and a display method that improve the visibility of information perceived by one eye when displaying information different from information perceived by the other eye on an extension of the line of sight of the other eye. It is to be.
実施形態によれば、ユーザに装着される電子機器は、表示部と、表示部で表示される表示画像の虚像をユーザの視線上に表示させる光学系と、ユーザの頭部の形状若しくはサイズの変化に応じて生じる虚像の表示位置変化方向に対して虚像の表示位置を調整する調整機構と、を具備する。表示部は第１の虚像をユーザの視線上に見える背景とともに表示する。表示部は第１の虚像を表示するタイミングよりも先行して、第１の虚像の視認性を高めるための第２の虚像を前記ユーザの視線上に見える背景とともに表示する。第２の虚像は、背景の色と補色関係となる色により表示される第１の虚像を含む。 According to the embodiment, an electronic device worn by a user includes a display unit, an optical system for displaying a virtual image of a display image displayed on the display unit on the line of sight of the user, and a shape or size of the user's head. and an adjusting mechanism for adjusting the display position of the virtual image in the direction of change in the display position of the virtual image that occurs in accordance with the change. The display unit displays the first virtual image together with the background visible on the line of sight of the user. Prior to the timing of displaying the first virtual image, the display unit displays the second virtual image for enhancing the visibility of the first virtual image together with the background visible on the line of sight of the user. The second virtual image includes the first virtual image displayed in a color complementary to the color of the background.
以下、図面を参照して、実施の一形態について説明する。 An embodiment will be described below with reference to the drawings.
図１および図２は、実施形態に係るウェアラブル装置（電子機器）の一例を示す概略図である。ウェアラブル装置は、携帯可能（利用者が頭部に装着可能）な端末装置であって、例えばスマートフォン（あるいはタブレットＰＣ）を制御部として関連付けられたスマートフォン（タブレットＰＣ）からの情報を、両手を自在に動かすことのできるハンズフリー状態で視認可能に、装着者の視線の延長上の所定の位置に表示する。以下、ウェアラブル装置を、眼鏡型を例として、実施の形態を説明する。ウェアラブル装置としては、装着者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ型であってもよい。 1 and 2 are schematic diagrams showing an example of a wearable device (electronic device) according to an embodiment. A wearable device is a terminal device that is portable (a user can wear it on the head). It is displayed at a predetermined position on the extension of the line of sight of the wearer so that it can be visually recognized in a hands-free state. Embodiments will be described below by taking a wearable device of a spectacle type as an example. The wearable device may be of a head-mounted display type worn on the wearer's head.
ウェアラブル装置１０１は、投光部（表示情報生成部）１、投光部支持部（本体）２、スクリーン（表示部）３、駆動回路部（画像表示回路および光源駆動回路、あるいは信号処理部と称することもある）４、通信部５および電源部６、等を含む。
The
投光部１は、光源１０および少なくとも情報表示ユニット７および投射（拡大）光学系８を含む。投光部１は、駆動回路部４、通信部５および電源部６を内蔵し、本体２の所定の位置、例えばウェアラブル装置１０１が眼鏡型に形成される場合におけるフレーム状部から伸びる弦部（耳かけ部）に着脱可能に、位置する。投光部１は、例えばフレーム状部に内蔵されても良い。
The
本体２は、投光部１およびスクリーン３とともに、投光部１およびスクリーン３の釣合い重りとして機能する透明体９を、一体的に支持する。スクリーン３は、投光部１の情報表示ユニット７が表示する情報（像）を光源１０からの光により照明して得られる表示画像（情報表示ユニット７が表示する像に基づいて輝度が空間変調された表示）を投射（拡大）光学系８で拡大した画像光１３を可視化する。すなわち、スクリーン３は、ウェアラブル装置１０１を装着した装着者の視線の延長上に見える像、すなわち背景（環境）像の一部を透過し、表示画像を拡大した画像光１３の可視像とともに、装着者に視認（知覚）可能とする。駆動回路部４は、通信部５が取得する表示データに基づいて、情報表示ユニット７に第１の情報（スクリーン３の表示領域３ａに所定期間表示する表示画像）に対応する像、例えば映像やメッセージ（テキスト）を表示する。なお、第１の情報に対応する像を、第１の情報あるいは第１の情報の像もしくは像と略称する場合がある。通信部５は、情報表示ユニット７が表示する第１の情報（映像データやテキストデータ）に対応する像を生成するための基となるデータを、情報供給元、例えばネットワーク上のシステムコントローラもしくはデータサーバから受け取り、例えば内蔵するメモリ部（図３に示す記憶モジュール）４４において保持する。情報供給元は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格、等に準拠し、通信部５あるいは駆動回路部４と接続可能で、通信部５あるいは駆動回路部４が（データを）読み取り可能な外部メモリ装置であってもよい。電源部６は、例えばボタン型電池と、接続用の端子および駆動回路部４ならびに通信部５との間の接続線、等を含む。情報表示ユニット７は、例えば反射型のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルであり、駆動回路部４による表示制御に基づいて第１の情報を表示する。透明体９は、例えば光量検出センサ面（光電変換膜）、等を一体に有し、装着者が（ウェアラブル装置１０１の）スクリーン３および透明体９越しに視認する環境（背景）の明るさの情報を取得できることが好ましい。もちろん、環境（背景）の明るさの情報を取得するための光量検出センサを独立に設けるものであってもよいことはいうまでもない。また、カメラ機能（レンズおよび画像処理部）が設けられている場合、その明るさ検出機能を利用してもよいことはいうまでもない。
The
なお、投光部１の所定の位置、例えば底面部に、スライド式スイッチ１６および回転式ツマミ１７、等を有する。スイッチ１６は、例えば投光部１が出射する画像光１３（表示情報に対応する像）の輝度（光源１０が出力する照明光の明るさ（および色調））の調整が可能である。ツマミ１７は、例えば投光部１が出射する画像光１３の投射（出射）角度の調整が可能である。スイッチ１６およびツマミ１７を、異なる動作により調整量の設定が可能な構成とすることで、画像光１３をスクリーン３にて可視化した可視像を目視しながら装着者が、ブラインドタッチで、輝度および投射角度を調整可能である。すなわち、スイッチ１６を操作することで、装着者の希望する可視像の表示輝度や色調を提供できる。また、装着者の頭部の形状やサイズに合わせて、最適な位置に可視像を表示可能に、ツマミ１７による投射角度の調整が可能である。なお、スイッチ１６とツマミ１７による調整対象は逆であっても良いことはもちろんであるし、スイッチ１６とツマミ１７の位置が逆であってもよい。
A
投光部１はまた、所定の位置、例えば底面部に、スピーカ１８を有することができる。スピーカ１８は、例えば管理者（あるいは監督者）からのメッセージ、等を、音声情報として（ウェアラブル装置の）装着者である作業者に通知する（音声情報を再生する）ために有益である。
The
次に、投光部１によるスクリーン３への情報（像）の表示について説明する。
Next, display of information (image) on the
投光部１の光源１０は、例えば３個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を含む調光型白色ＬＥＤモジュール（Ｌ－ｃｏｓ）であることが好ましい。調光型白色ＬＥＤモジュールのそれぞれのＬＥＤ素子は、互いに発光色が異なり、それぞれの（素子の）出力光量を独立して変更可能であり、任意の色の光を出力できる。光源１０からの白色光の一部（照明光）は、ミラープリズム１２のハーフミラー面１１により、情報表示ユニット７に向けられる。情報表示ユニット７は、ハーフミラー面１１で反射した光源１０からの照明光により照明される。これにより、情報表示ユニット７が表示する第１の情報（映像やメッセージ）に対応する像は、ミラープリズム１２側へ反射する。以下、情報表示ユニット７で反射した第１の情報に対応する像を含む光を、画像光１３と称する。
The
光源１０は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの色の光を独立して出力する３つの発光部を有するもの（３板型Ｌ－ｃｏｓ）であってもよい。なお、軽量化や映像の動特性を向上させる場合は、緑単色などにしても良い。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの抗原を使用すると３回のスキャンで１フレームとなるが、単色にすれば３倍のフレームレートにできる（あるいは１／３のフレームレートで同等の動特性となる）。
Even if the
上述した単色光あるいは複数の単色光を出力する光源１０を用いる場合、情報表示ユニット７を、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Syestm）技術により得られるＤＭＤ（Digital Mirror Device）方式で像を表示することにより、より解像度の高い像を出力可能となる。また、独立した３つの発光部を用いることにより、コントラスト比の可変範囲や輝度の調整範囲を、一層、広げることが可能である。なお、それぞれの発光部（光源）は、レーザ素子であってもよい。また、図１０および図１１により後段に示すように、ＤＬＰ（Digital Light Precessing）すなわちＭＥＭＳ技術を適用して得られるレーザ表示アレイが出力する光（映像）を、装着者の目（網膜）をスクリーンとして、装着者に直接、知覚させる「網膜走査方式」を適用することも可能である。
When the above-described
画像光１３は、ミラープリズム１２を透過し、投射光学系８のレンズ１４より所定の大きさに拡大され、スクリーン３のフレネルレンズ形ハーフミラー面１５に到達して、可視像となる。可視像（フレネルレンズ形ハーフミラー面１５に到達した画像光１３）は、本体２を装着した装着者の一方の眼の視線の延長上に、フレネルレンズ形ハーフミラー面１５が提供する拡大倍率に従う所定の大きさで視認（知覚）できる。画像光１３は、投光部１が１個であること、投光により得られる可視像を表示するスクリーン３と投光部１との間の距離、および投光部１からスクリーン３への像の出射時の角度に起因するが、装着者の一方の眼のみによって、視認（知覚）可能である。なお、投光部１を、装着者の一方の眼のみによって視認（知覚）可能に、画像光１３（表示情報）を提供する構成としたことにより、ウェアラブル装置１０１の重量を軽減できる。これにより、ウェアラブル装置１０１を装着した状態で、長時間の作業が可能となる。すなわち、ウェアラブル装置１０１を装着して長時間作業する場合の装着者への負担（負荷）を低減できる。
The image light 13 passes through the
図３は、駆動回路部の構成の一例を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the drive circuit section.
駆動回路部４は、プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit））４１、光源制御部４２、表示画像生成部（ＬＣＤ駆動回路）４３、記憶モジュール（メモリ部）４４、等を含む。なお、プロセッサ４１と表示画像生成部４３は、一つの電子回路に搭載されたプロセッサにより実現するものであってもよい。また、駆動回路部４を、例えば１チップマイコン（ＭＰＵ）とし、プロセッサ４１、光源制御部４２、表示画像生成部４３、メモリ部４４、等を、プロセッサ４１のファームウェアとして実現するものであってもよい。
The
プロセッサ４１は、通信部５が取得する第１の情報に対応する像の表示タイミングにおいて表示画像生成部（ＬＣＤ駆動回路）４３を駆動し、記録モジュール（メモリ部）４４が保持する表示情報もしくは通信部５（もしくは駆動回路部４）を経由して取得する表示情報（データ）である第１の情報に対応する像を、情報表示ユニット７に表示する。プロセッサ４１はまた、光源制御部４２を駆動して光源１０から所定の色の光を出力させ、情報表示ユニット７が表示する（第１の情報に対応する）像を照明する。プロセッサ４１はさらに、表示画像生成部４３が生成した第１の情報に対応する像を、情報表示ユニット７に表示する前段の所定のタイミングで、第１の情報に対応する像を所定期間（時間）以上視認（知覚）可能とするための第２の情報に対応する像を、情報表示ユニット７に表示する。第２の情報に対応する像の表示は、装着者の第１の情報の知覚（視認）と背景（スクリーン３および透明体９越しに見える環境）の知覚（視認）とが、不規則に繰り返し入れ替わる「視野闘争（両義図形知覚と呼ばれる場合もある）」下に晒らされる（装着者の両眼での知覚時に、視野闘争が生じる）ことを抑止するために有益である。
The
図４は、図１－図３が示す電子機器における表示制御の一例をソフトウェア的に示す。 FIG. 4 shows an example of display control in the electronic device shown in FIGS. 1 to 3 in terms of software.
図４が示すように、ウェアラブル装置１０１のスクリーン３への表示画像の表示タイミングであることを検出する［０１］。表示タイミングである場合［０１－ＹＥＳ］、第１の情報に対応する像（表示画像）を所定期間（時間）以上視認（知覚）可能とするための特定像（第２の情報に対応する像）を、第１の像を表示するタイミングよりも所定のタイミングだけ、先行して表示する［０２］。
As shown in FIG. 4, the display timing of the display image on the
これにより、図６－図８により後段に説明するように、第１の情報に対応する像を装着者が知覚（視認）できる時間（期間）を伸ばすことが可能となる。 This makes it possible to extend the time (period) during which the wearer can perceive (visually recognize) the image corresponding to the first information, as described later with reference to FIGS.
図５は、図１－図３が示す電子機器における表示制御の一例をソフトウェア的に示す。 FIG. 5 shows an example of display control in the electronic device shown in FIGS. 1 to 3 in terms of software.
図５が示すように、ウェアラブル装置１０１のスクリーン３への表示画像の表示タイミングであることを検出する［１１］。表示タイミングである場合［１１－ＹＥＳ］、ウェアラブル装置１０１のスクリーン３への表示画像の背景となる装着者の視界（装着者が視認する景色）の明るさが所定の明るさであることを検出する［１２］。背景の明るさが所定の明るさよりも暗い場合［１２－ＹＥＳ］、スクリーン３の表示領域３ａに表示する特定像（第２の情報に対応する像）において、特定像の背景領域のコントラスト差を抑制した像（表示画像）を用意する［１３］。以下、用意した表示画像の情報に対応する像を所定期間以上知覚可能とするための特定像を、第１の像を表示するタイミングよりも所定のタイミングだけ、先行して表示する［１４］。背景の明るさが所定の明るさよりも明るい場合［１２－ＮＯ］、スクリーン３の表示領域３ａに表示する特定像において、特定像の背景領域のコントラスト差を高めた像（表示画像）を用意し［１５］、第１の像を表示するタイミングよりも所定のタイミングだけ、先行して表示する［１４］。なお、ブロック［１３］において説明する特定像の背景領域のコントラスト差を抑制した像（表示画像）は、例えば図８（ｂ）により説明するような像である。また、ブロック［１５］において説明する特定像の背景領域のコントラスト差を高めた像（表示画像）は、例えば図７（ｂ）により説明するような像である。
As shown in FIG. 5, the display timing of the display image on the
以下、図６－図８を用い、第１の情報（映像やメッセージ）に対応する像をスクリーン３に表示する際に、装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを抑止可能な第２の情報に対応する像の表示方法を例示する。なお、図６－図８が示す例は、ウェアラブル装置１０１の装着者が市中（街頭）を移動する際に、現在位置の近傍の地図や（その地図内における）目的の場所を表示する例であるが、例えば、工場内において装着者が移動すべき場所を案内することも可能である。
6 to 8, when an image corresponding to the first information (image or message) is displayed on the
図６（ａ）－図６（ｃ）は、装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを抑止可能な第１の情報に対応する像および第２の情報に対応する像の表示例を示す概略図である。 6(a) to 6(c) are tables of images corresponding to the first information and the second information that can prevent the wearer's perception from being exposed to "binocular rivalry". 1 is a schematic diagram showing an example; FIG.
図６（ａ）は、ウェアラブル装置１０１の装着者が知覚（視認）するスクリーン３および透明体９越しに見える環境（背景）、すなわちウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での背景の見え方と表示領域３ａとの関係を模式的に示す。
FIG. 6A shows the environment (background) seen through the
図６（ｃ）は、スクリーン３の表示領域３ａに、第１の情報に対応する像を可視化した状態であって、ウェアラブル装置１０１の装着者が知覚（視認）する状態、すなわちウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での見え方を模式的に示す。
FIG. 6C shows a state in which an image corresponding to the first information is visualized on the
図６（ｂ）は、スクリーン３の表示領域３ａに、第１の情報に対応する像を可視化する前段で第１の情報を確実に視認（知覚）可能とするための第２の情報に対応する像を表示した状態、を模式的に示す。図６（ｂ）が示す第２の情報に対応する像は、映像やメッセージを含まないブランク表示、例えば全域白画像（輝度信号を第１の情報に比較して十分に高めた白色画像）あるいは背景をそのまま透過する状態すなわち輝度信号を「０」とした黒画像）であることが好ましい。
FIG. 6(b) corresponds to second information for ensuring that the first information can be visually recognized (perceived) before the image corresponding to the first information is visualized on the
すなわち、図６（ｃ）が示す第１の情報に対応する像を表示領域３ａに表示する前段の所定のタイミングで、図６（ｂ）が示す全域白画像を表示領域３ａに一定期間表示することで、ウェアラブル装置１０１の装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを低減可能となる。これにより、ウェアラブル装置１０１の装着者が図６（ｃ）に示す第１の情報に対応する像を知覚（視認）できる時間（期間）を伸ばすことが可能である。
That is, at a predetermined timing before displaying the image corresponding to the first information shown in FIG. 6(c) in the
なお、図６（ｃ）が示す第１の情報に対応する像と図６（ｂ）が示す全域白画像（または黒画像）とを、連続インパルス表示する、すなわち所定のタイミングで交互に表示する（装着者に交互に知覚させる）ことにより、図６（ｃ）に示す第１の情報に対応する像を装着者が知覚できる期間（時間）を、概ね１分（６０秒）程度まで高めることできることが知られている。また、第１の情報に対応する像と全域白画像（または黒画像）とを交互に表示するタイミングは、表示する像の大きさや像の明るさ、像のコントラスト、等に依存するが、例えば秒間１回～１００回の範囲、好ましくは秒間２回～２０回、より好ましくは秒間５回～１０回で、装着者が眼の疲れを覚えない程度の回数であることが好ましい。表示する像の大きさ（スクリーン３の表示領域３ａの大きさ）は、例えば装着者の視線の延長上において装着者が視線を移動することなく第１の情報に対応する像を視認（知覚）可能な大きさであり、例えばスクリーン３の面積の概ね５０％よりも大きいものとする。像の明るさは、例えば装着者がスクリーン３および透明体９越しに視認する環境（背景）の明るさに比較して明るい場合と暗い場合とに基づいて区分することが好ましい。例えば、光量検出センサ面（光電変換膜）９が取得（検出）する背景（装着者に見える景色）の明るさが暗い場合、像の明るさを明るくすることが好ましい。反面、背景（装着者に見える景色）が暗い場合に明るい像（第１の情報に対応する像）を表示すると、装着者の眼の瞳孔が急激に縮小して背景の視覚が困難になる場合がある。このため、第１の情報に対応する像を表示する際に、像の明るさを明るくするか暗くするかを、例えば（輝度調整）スイッチ１６に割り当てる調整機能により、装着者の好みに合わせて調整可能であることが好ましい。また、例えば夜間や照明を暗く設定した室内、等においては、第１の情報に対応する像のメッセージや映像部分の明るさとその背景の明るさを反転（ポジ－ネガ変換）することも可能である。
Note that the image corresponding to the first information shown in FIG. 6C and the all-area white image (or black image) shown in FIG. (Alternate perception by the wearer) to increase the period (time) during which the wearer can perceive the image corresponding to the first information shown in FIG. 6(c) to approximately 1 minute (60 seconds). known to be possible. The timing of alternately displaying the image corresponding to the first information and the all-white image (or black image) depends on the size of the image to be displayed, the brightness of the image, the contrast of the image, and the like. The range is 1 to 100 times per second, preferably 2 to 20 times per second, more preferably 5 to 10 times per second, and the frequency is preferably such that the wearer does not feel eye fatigue. The size of the image to be displayed (the size of the
図７（ａ）－図７（ｃ）は、装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを抑止可能な第１の情報に対応する像および第２の情報に対応する像の表示例を示す概略図である。 FIGS. 7(a) to 7(c) are tables of images corresponding to the first information and the second information which can prevent the wearer's perception from being exposed to "binocular rivalry". 1 is a schematic diagram showing an example; FIG.
図７（ａ）は、図６（ａ）と同様であり、ウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での背景の見え方と表示領域３ａとの関係を模式的に示す。
FIG. 7(a) is similar to FIG. 6(a), and schematically shows the relationship between the appearance of the background with both eyes of the wearer wearing the wearable device and the
図７（ｃ）は、図６（ａ）と同様であり、第１の情報に対応する像を可視化した状態をウェアラブル装置１０１の装着者が知覚（視認）する状態、すなわちウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での見え方を模式的に示す。
FIG. 7(c) is similar to FIG. 6(a), and shows a state in which the wearer of the
図７（ｂ）は、表示領域３ａに表示する第２の情報に対応する像の表示例である。第２の情報に対応する像は、図７（ｃ）に示す（最終的に）表示領域３ａに表示する第１の情報に対応する像の映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を高めた像であることが好ましい。
FIG. 7B is a display example of an image corresponding to the second information displayed in the
すなわち、図７（ｃ）が示す第１の情報に対応する像を表示領域３ａに表示する前段の所定のタイミングで、図７（ｂ）が示す映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を高めた像を表示領域３ａに一定期間表示することで、ウェアラブル装置１０１の装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを低減可能となる。これにより、ウェアラブル装置１０１の装着者が図７（ｃ）に示す第１の情報に対応する像を知覚（視認）できる時間（期間）を、所定の条件の範囲内で伸ばすことが可能である。
That is, at a predetermined timing before displaying the image corresponding to the first information shown in FIG. By displaying an image with an increased difference in the
なお、第１の情報に対応する像と映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を高めた像とを交互に表示することで、第１の情報に対応する像を装着者が知覚できる期間（時間）を、概ね１分（６０秒）程度まで高めることができることは、図６を用いて説明した表示方法と同様である。また、第１の情報に対応する像を表示する際に、像の明るさを明るくするか暗くするかを、例えば（輝度調整）スイッチ１６に割り当てる調整機能により、装着者の好みに合わせて調整可能であることが好ましい。また、例えば夜間や照明を暗く設定した室内、等においては、第１の情報に対応する像のメッセージや映像部分の明るさとその背景の明るさを反転（ポジ－ネガ変換）することが好ましい。
The wearer perceives the image corresponding to the first information by alternately displaying the image corresponding to the first information and the image in which the difference in contrast between the video/message portion and the background portion is increased. It is the same as the display method described with reference to FIG. Also, when displaying an image corresponding to the first information, whether to brighten or darken the brightness of the image can be adjusted according to the preference of the wearer by means of an adjustment function assigned to the (brightness adjustment)
図８（ａ）－図８（ｃ）は、装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを抑止可能な第１の情報に対応する像および第２の情報に対応する像の表示例を示す概略図である。 FIGS. 8(a) to 8(c) are tables of an image corresponding to the first information and an image corresponding to the second information that can prevent the wearer's perception from being exposed to "binocular rivalry". 1 is a schematic diagram showing an example; FIG.
図８（ａ）は、図６（ａ）および図７（ａ）と同様であり、ウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での背景の見え方と表示領域３ａとの関係を模式的に示す。
FIG. 8(a) is similar to FIGS. 6(a) and 7(a), and schematically shows the relationship between the appearance of the background with both eyes of the wearer wearing the wearable device and the
図８（ｃ）は、図６（ｃ）および図７（ｃ）と同様であり、第１の情報に対応する像を可視化した状態をウェアラブル装置１０１の装着者が知覚（視認）する状態、すなわちウェアラブル装置装着時の装着者の両眼での見え方を模式的に示す。
FIG. 8(c) is similar to FIGS. 6(c) and 7(c), and is a state in which the wearer of the
図８（ｂ）は、表示領域３ａに表示する第２の情報に対応する像の表示例である。第２の情報に対応する像は、図８（ｃ）に示す（最終的に）表示領域３ａに表示する第１の情報に対応する像の映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を抑制した像であることが好ましい。なお、第１の情報に対応する像の映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を抑制するとともに、輝度を低減する像であってもよい。また、第１の情報に対応する像の輝度を低減した像であってもよい。
FIG. 8(b) is a display example of an image corresponding to the second information displayed in the
すなわち、図８（ｃ）が示す第１の情報に対応する像を表示領域３ａに表示する前段の所定のタイミングで、図８（ｂ）が示す映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を抑制し、さらに輝度を低減した像を表示領域３ａに一定期間表示することで、ウェアラブル装置１０１の装着者の知覚が「視野闘争」下に晒されることを低減可能となる。これにより、ウェアラブル装置１０１の装着者が図８（ｃ）に示す第１の情報に対応する像を知覚（視認）できる時間（期間）を伸ばすことが可能である。なお、映像やメッセージ部分とその背景部分とのコントラストの差を抑制し、さらに輝度を低減した像とを、所定のタイミングで交互に表示する（装着者に交互に知覚させる）ことで、第１の情報に対応する像を装着者が知覚できる期間（時間）を、高めることができることは、図６あるいは図７を用いて説明した表示方法と同様である。また、第１の情報に対応する像を表示する際に、像の明るさを明るくするか暗くするかを、例えば（輝度調整）スイッチ１６に割り当てる調整機能により、装着者の好みに合わせて調整可能であることが好ましい。また、例えば夜間や照明を暗く設定した室内、等においては、第１の情報に対応する像のメッセージや映像部分の明るさとその背景の明るさを反転（ポジ－ネガ変換）することが好ましい。
That is, at a predetermined timing before displaying the image corresponding to the first information shown in FIG. By suppressing the difference and displaying an image with reduced brightness in the
なお、図６－図８により説明した第２の情報に対応する像の表示においては、第１の情報に対応する像の映像やメッセージの部分の色とその背景部分の色とを、例えば補色関係となる色により表示してもよい。また、第２の情報に対応する像の色（表示色）を、表示領域３ａの周囲の色（色調）すなわち背景色（色調）と同系色としてもよいし、対系色としてもよい。さらに、第２の情報に対応する像の色（表示色）を、例えば表示する情報が（安全管理のための）警告や注意、等である場合には、警戒色（赤系）としてもよい。なお、映像やメッセージの部分の色とその背景部分の色との組み合わせは、いずれの表示においても任意であり、例えば映像やメッセージを黒、背景を白、と表示することも、映像やメッセージを白、背景を黒、と表示することも可能である。
In the display of the image corresponding to the second information explained with reference to FIGS. You may display by the color used as a relationship. Also, the color (display color) of the image corresponding to the second information may be similar to or opposite to the color (color tone) around the
図９は、ウェアラブル装置の別の実施の形態の一例を示す概略図である。なお、図１－図３により説明したウェアラブル装置と同一または実質的に等価の構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of another embodiment of the wearable device. The same or substantially equivalent configurations as those of the wearable device described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図９が示すウェアラブル装置１００１は、投光部（表示情報生成部）１０１１、スクリーン（装着者向け映像表示部）１００３、投光部およびスクリーン支持部（筐体）１００２、駆動回路部（画像表示回路および光源駆動回路、あるいは信号処理部と称することもある）４、通信部５および電源部６、等を含む。
A
投光部１０１１は、光源１０および少なくとも情報表示ユニット７、投射（拡大）光学系８および画像出力ミラー１０２１、を含む。投光部１０１１は、駆動回路部４、通信部５および電源部６を内蔵し、筐体１００２の所定の位置、例えばウェアラブル装置１００１を装着する装着者の視線を妨げることの無い位置に、位置する。スクリーン１００３は、投光部１０１１の情報表示ユニット７が表示する像を光源１０からの光により照明して得られる表示画像を投射（拡大）光学系８で拡大し、画像出力ミラー１０２１によりスクリーン１００３に入射した画像光１３を可視化する。すなわち、スクリーン１００３は、ウェアラブル装置１００１を装着した装着者の視線の延長上に見える像、すなわち背景（環境）像の一部を透過し、表示画像を拡大した画像光１３の可視像とともに、装着者に視認（知覚）可能とする。
スクリーン１００３は、フレネル形でハーフミラー特性を有する凹面鏡（フレネルレンズ形ハーフミラー面）１０３２、手前側透明屈折体１０３１、奥側透明屈折体１０３３、液晶遮光層１０３４、等を含む。スクリーン１００３は、実質的に半透明の平行平板状に形成される。従い、スクリーン１００３を通して、外部の景色を背景視野として視認可能である。
The
フレネルレンズ形ハーフミラー面１０３２は、手前側透明屈折体１０３１と奥側透明屈折体１０３３との間に位置し、ミラー面１０２１で反射した画像光１３の一部を、装着者の瞳１１１１の近傍に反射する。
The Fresnel lens-shaped
図９が示すウェアラブル装置１００１は、遠点もしくは近点の視力が低下し、あるいは両眼において左右差が生じる、等により視力補正用メガネ１１０１を掛けた状態で使用可能である。すなわち、図１－図３が示すウェアラブル装置１０１に比較してスクリーン１００３および投光部１０１１の配置に自由度を持たせている。また、情報表示ユニット７の表示画像を拡大した画像光１３が、１回だけ視力補正用メガネ１１０１のレンズ部を通過して装着者の瞳１１１１に案内される。これにより、同一の視力補正用メガネ１１０１のレンズ部で外部の景色（背景視野）に対する視力補正と付加画像に対する視力補正とを、同時に実現できる。従って、視力補正用メガネ１１０１を掛けている装着者であっても、外部の景色（背景視野）と表示画像とを同時に視認可能である。
A
図９が示すウェアラブル装置１００１はまた、液晶遮光層１０６８を有する。液晶遮光層１０６８は、前面および背面の透明電極１０６８－１および１０６８－２に所定のタイミングで所定の電圧を印加することで、スクリーン１００３を非透明化（反射面化）する。すなわち、スクリーン１００３は、液晶遮光層１０６８がオン（遮光）状態である場合、外光を遮光することができる。これにより、基本的に視力補正用メガネ１１０１のレンズ部で外部の景色（背景視野）に対する視力補正と付加画像に対する視力補正とを、同時に実現しながら、例えば付加画像で緊急情報を表示する場合に、外光を遮光することにより、表示画像のみを効率よく作業者に視認させることができる。この外光の遮光は、例えば装着者に付加画像を注視してもらいたい場合、等にも有益である。
The
なお、図９が示すウェアラブル装置１００１においては、情報表示ユニット７が表示する表示画像に対する虚像を、レンズ群１４とスクリーン１００３との組み合わせにより形成（表示）する。
In the
ところで、装着者の瞳１１１１から虚像位置（装着者が虚像がみえると認識する位置）までの距離が第一の距離、例えば１０ｃｍもより短い場合、目の近くに見える付加映像を視認する必要から、装着者の目視時の負担が増す。また、虚像位置が第一の距離より短い場合、装着者（視認者）に、例えば近視を誘発する恐れが生じる。なお、目の健康の観点から、物を見る場合、一般には、３０ｃｍ以上離すことが好ましい、と言われている。また、多少のマージンを見積もると、上記虚像位置までの距離を５０ｃｍ以上とすることが望ましい。従って、実施形態においては、虚像位置は、装着者の瞳の位置からの距離で、１０ｃｍ以上、望ましくは３０ｃｍ以上、より望ましくは５０ｃｍ以上に設定する。
By the way, if the distance from the wearer's
なお、ウェアラブル装置１００１は、例えばヘッドマウントディスプレイ型であって、例えば装着者の頭部に乗せても良いし、例えば装着者の肩や上半身で支える形態としても良い。もちろん、ハンズフリー対応と呼ばれる任意の（さまざまな）装着方法が利用可能である。
The
図１０および図１１は、ウェアラブル装置の実施の形態のさらに別の一例を示す概略図である。なお、図１－図３または図９により説明したウェアラブル装置と同一または実質的に等価の構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 10 and 11 are schematic diagrams showing yet another example of an embodiment of the wearable device. The same or substantially equivalent configurations as those of the wearable device described with reference to FIGS.
図１０および図１１が示すウェアラブル装置２０１は、投光部（表示情報生成部）２１０、投光部支持部（筐体）２、表示像反射体２０３、駆動回路部（画像表示回路あるいは信号処理部と称することもある）２０４、通信部５および電源部６、等を含む。
A
投光部２１０は、情報表示ユニット２１１および投射（拡大）光学系２１２を含む。
The
情報表示ユニット２１１は、例えばＭＥＭＳ技術を適用して得られる、例えば１９２０×１０８０の画素相当の像を出力可能な複数の微細なレーザ素子群（レーザアレイ）を用いるＤＬＰ（Digital Light Precessing）により、直接、像を表示する（自発光により像を生成する）。情報表示ユニット２１１が表示する像（自発光像）は、投射（拡大）光学系２１２が拡大し、表示像反射体２０３の画像反射光学系２１４により、装着者が、直接像を知覚可能に、装着者の瞳（網膜）に向けて反射する。
The
画像反射光学系２１４は、例えば凹面鏡特性を有するフレネル拡大系のハーフミラーを含み、投射（拡大）光学系２１２が拡大した情報表示ユニット２１１の表示像を、装着者の装着者の網膜（瞳）に案内する。
The image reflecting
なお、画像反射光学系２１４は、画像反射光学系２１４が装着者の瞳（網膜）に向けて像を反射する面と反対側の面に、例えば透過光量調整型液晶層または透過光量可変層（偏光層）２１５を、有してもよい。すなわち、装着者の視線の延長上の背景（外部の景色）の明るさが暗い場合や明るすぎる場合に、透過光量調整型液晶層または透過光量可変層２１５により、背景光の入射を制限することで、画像反射光学系２１４が装着者の装着者の網膜（瞳）に案内する表示像の明るさ（見え易さ）を調整することができる。
The image reflecting
図１１は、図１０が示すウェアラブル装置の駆動回路部の構成の一例を示す概略図である。 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the drive circuit section of the wearable device shown in FIG. 10. FIG.
駆動回路部２０４は、プロセッサ（ＣＰＵ）４１、発光制御部２２１、表示画像生成部（画像処理部）２２２、記憶モジュール（メモリ部）２２３、等を含む。
The
プロセッサ４１は、通信部５が取得する第１の情報に対応する像の表示タイミングにおいて表示画像生成部２２２を駆動し、記憶モジュール２２３が保持する表示情報もしくは通信部５（もしくは駆動回路部２０４）を経由して取得する表示情報（データ）である第１の情報に対応する像に対応する動作を、情報表示ユニット２１１に指示する。プロセッサ４１はまた、発光制御部２２１を駆動し、情報表示ユニット２１１が表示する像の色やコントラスト比を制御する。プロセッサ４１はさらに、情報表示ユニット２１１を、表示画像生成部２２２が生成した第１の情報に対応する像に対応して動作させる際に、その前段の所定のタイミングで、第１の情報に対応する像を所定期間（時間）以上視認（知覚）可能とするための第２の情報に対応する像に対応して、情報表示ユニット２１１を動作させる。
The
このように、実施形態の電子機器および表示方法においては、一方の眼の視線の延長上に他方の眼が知覚する情報と異なる情報を表示する場合、一方の眼の視線の延長上に表示する情報を安定して視認可能な状態を、所定期間の間、提供できる。 As described above, in the electronic device and the display method of the embodiment, when displaying information different from information perceived by the other eye on the extension of the line of sight of one eye, the information is displayed on the extension of the line of sight of the one eye. A state in which information can be stably viewed can be provided for a predetermined period.
これにより、例えば工場の部品ヤードや通販会社の商品倉庫、もしくは小売業の配送部署等において、作業者が装着するウェアラブル装置に表示する画像情報（表示画像）とは異なる他方の眼が知覚する情報の視認性を確保できる。すなわち、他方の眼が知覚すべき情報（背景、等）の知覚に影響を与えることなく、装着者（作業者）の一方に眼に、所定情報を知覚させることができる。 As a result, information perceived by the other eye that is different from image information (display image) displayed on a wearable device worn by a worker in, for example, the parts yard of a factory, the warehouse of a mail-order company, or the delivery department of a retailer. visibility can be ensured. That is, it is possible to cause one eye of the wearer (operator) to perceive predetermined information without affecting the perception of information (background, etc.) that should be perceived by the other eye.
従って、装着者（作業者）の他の一方に眼にのみ所定の情報を知覚させることが求められる、例えば車両等の移動が想定される（必ずしも安全が担保されているとは限らない）状況下で一方の眼にて知覚すべき特定の情報を表示する場合において、他の一方の眼ではそれまで視認（知覚）している背景、等を認識（知覚）し続けることができる。 Therefore, it is required that the other wearer (operator) perceives predetermined information only with the eyes. When specific information to be perceived with one eye is displayed below, the other eye can continue to recognize (perceive) the background or the like that has been visually recognized (perceived) until then.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
１０１、２０１、１００１…ウェアラブル装置、１、２１０、１００２…投光部、３…スクリーン、４、２０４…駆動回路部（表示画像生成部）、７、２１１…情報表示ユニット、２０３…表示像反射体（案内部材）、２１４…画像反射光学系、２１５…透過光量調整型液晶層または透過光量可変層（偏光層）。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
表示部と、
前記表示部で表示される表示画像の虚像を前記ユーザの視線上に表示させる光学系と、
ユーザの頭部の形状若しくはサイズの変化に応じて生じる前記虚像の表示位置変化方向に対して前記虚像の表示位置を調整する調整機構と、
を具備し、
前記表示部は第１の虚像を前記ユーザの視線上に見える背景とともに表示し、
前記表示部は前記第１の虚像を表示するタイミングよりも先行して、前記第１の虚像の視認性を高めるための第２の虚像を前記ユーザの視線上に見える背景とともに表示し、
前記第２の虚像は、前記背景の色と補色関係となる色により表示される前記第１の虚像を含む、電子機器。 An electronic device worn by a user,
a display unit;
an optical system for displaying a virtual image of a display image displayed on the display unit on the line of sight of the user;
an adjustment mechanism that adjusts the display position of the virtual image with respect to the direction in which the display position of the virtual image changes according to changes in the shape or size of the user's head;
and
The display unit displays a first virtual image together with a background visible on the line of sight of the user,
Prior to the timing of displaying the first virtual image, the display unit displays a second virtual image for enhancing the visibility of the first virtual image together with a background visible on the user's line of sight,
The electronic device, wherein the second virtual image includes the first virtual image displayed in a color complementary to the color of the background.
前記ユーザの視線上の背景像が前記ハーフミラーを介してユーザに視認可能である請求項１記載の電子機器。 The optical system comprises a lens for projecting the display image, and a half mirror for forming a virtual image of the display image projected by the lens,
2. The electronic device according to claim 1, wherein the background image on the line of sight of the user is visible to the user through the half mirror.
前記表示部が第１の虚像を前記ユーザの視線上に見える背景とともに表示するタイミングよりも先行して、前記第１の虚像の視認性を高めるための第２の虚像を前記ユーザの視線上に見える背景とともに前記表示部で表示し、
調整機構を用いて、ユーザの頭部の形状若しくはサイズの変化に応じて生じる前記虚像の表示位置変化方向に対して前記虚像の表示位置を調整し、
前記第２の虚像は、前記背景の色と補色関係となる色により表示される前記第１の虚像を含む、表示方法。 A display method for displaying a virtual image of a display image displayed on a display unit provided in an electronic device worn by a user on the user's line of sight,
A second virtual image for increasing the visibility of the first virtual image is displayed on the user's line of sight prior to the timing at which the display unit displays the first virtual image together with the background visible on the user's line of sight. displayed on said display with a visible background;
using an adjustment mechanism to adjust the display position of the virtual image with respect to the direction in which the display position of the virtual image changes in response to changes in the shape or size of the user's head;
The display method, wherein the second virtual image includes the first virtual image displayed in a color complementary to the color of the background.
前記ユーザの視線上の背景像が前記ハーフミラーを介してユーザに視認可能である請求項５記載の表示方法。 displaying the virtual image on the line of sight of the user using a half mirror that forms a virtual image of the display image projected by a lens;
6. The display method according to claim 5, wherein the background image on the line of sight of the user is visible to the user through the half mirror.
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