(57)【要約】【課題】使用環境を考慮して、ユーザの眼精疲労防止を図ることのできる画像表示装置を提供すること。【解決手段】外光の一部が少なくともユーザのいずれかの眼に到達する状態で、表示画像に応じた画像光をユーザの眼に投射して当該ユーザに前記表示画像を視認させる表示部を備えた画像表示装置において、外光の明るさを計測する計測器と、前記表示画像の明るさを判定する判定手段と、前記外光の明るさと前記表示画像の明るさとの差を検出する検出手段と、ユーザによって前記表示部の使用が開始された後、前記検出手段による検出結果に基づいて、ユーザによる前記表示部の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定する決定手段と、前記決定手段で決定した休止タイミングで前記表示部の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行う報知処理手段とを備えた構成とした。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光の一部が少なくともユーザのいずれかの眼に到達する状態で、表示画像に応じた画像光をユーザの眼に投射して当該ユーザに前記表示画像を視認させる表示部を備えた画像表示装置において、
外光の明るさを計測する計測器と、
前記表示画像の明るさを判定する判定手段と、
前記外光の明るさと前記表示画像の明るさとの差を検出する検出手段と、
ユーザによって前記表示部の使用が開始された後、前記検出手段による検出結果に基づいて、ユーザによる前記表示部の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した休止タイミングで前記表示部の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行う報知処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てられた値を単位時間毎に累積していき、累積された値が所定閾値以上となるタイミングを、前記休止タイミングとして決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を前記外光の明るさに応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を前記外光の明るさに応じて設定したテーブルを記憶した記憶部を備え、
前記決定手段は、前記記憶部に記憶したテーブルに基づいて、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を決定することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
ユーザによる前記表示部の使用回数をカウントするカウント手段を備え、
前記決定手段は、前記カウント手段のカウント結果に応じた値を前記所定閾値とすることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
ユーザによる前記表示部の使用が休止されている時間を計時する計時手段を備え、
前記決定手段は、前記計時手段の計時結果に基づいて前記カウント手段のカウント結果を補正し、当該補正結果に応じた値を前記所定閾値とすることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記表示画像のデータから当該表示画像のピクセルの明るさの平均値を算出して、前記表示画像の明るさとすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示部で表示する表示画像の明るさの設定値を調整する調整部を備え、
前記検出手段は、前記調整部により調整した設定値を検出して、前記表示画像の明るさとすることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記報知処理手段は、前記表示部の使用の休止をユーザに促す画像に応じた画像光を、前記表示部からユーザの眼に投射することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
音声を出力するイヤホンを備え、
前記報知処理手段は、前記表示部の使用の休止をユーザに促す音声を、前記イヤホンから出力させることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示部をユーザの頭部に装着する装着部を備えたことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示画像に応じた画像光をユーザの眼に投射して当該ユーザに前記表示画像を視認させる表示部を備えた画像表示装置があり、その一例として、例えば前記表示部をユーザの頭部に装着する装着部を備えたヘッドマウント型ディスプレイ（ＨＭＤ）が知られている。
【０００３】
ＨＭＤは、表示部がユーザの頭部に装着されているため、眼を開いている限り、どこを向いても映像を視ている状態になり、連続使用した場合は眼精疲労になりやすいと考えられる。
【０００４】
そこで、警告情報を発生する警告情報発生手段と、表示部による映像の表示開始に伴い連続表示時間を監視し、連続表示時間が所定時間に到達したか否かを判定する判定手段と、連続表示時間が所定時間に到達すると、警告情報を表示部に表示するように制御する制御手段と、を備えたＨＭＤが提案された（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外光の一部が少なくともユーザのいずれかの眼に到達する状態で使用される画像表示装置の場合、ユーザの眼精疲労の度合いは、外光の明るさとユーザが視認している画像の明るさとの関係によって大きく異なってくる。
【０００７】
したがって、ＨＭＤの使用環境が考慮されていない特許文献１の技術は、眼精疲労防止を図るには未だ十分とは言えない。
【０００８】
特に、表示部を一方の眼に装着する画像表示装置とした場合、他方の眼には目を開いている限り外光が入ってくるので、外光の明るさとユーザが視認している画像の明るさとの関係は眼の疲労度に大きく影響するものと考えられる。
【０００９】
よって、所定の設定時間を越えて使用した場合に警告情報が表示されるという特許文献１の技術を採用した場合、設定時間によっては、目の疲労を全く感じていないにもかかわらず警告情報が表示されて煩く感じたり、逆に警告情報が表示される時間よりも前に眼が疲れたりするおそれがある。
【００１０】
本発明では、上記課題を解決し、様々な使用環境に適応した時間で使用休止報知を行うことのできる画像表示装置、及び同画像表示装置を駆動するためのプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明では、外光の一部が少なくともユーザのいずれかの眼に到達する状態で、表示画像に応じた画像光をユーザの眼に投射して当該ユーザに前記表示画像を視認させる表示部を備えた画像表示装置において、外光の明るさを計測する計測器と、前記表示画像の明るさを判定する判定手段と、前記外光の明るさと前記表示画像の明るさとの差を検出する検出手段と、ユーザによって前記表示部の使用が開始された後、前記検出手段による検出結果に基づいて、ユーザによる前記表示部の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定する決定手段と、前記決定手段で決定した休止タイミングで前記表示部の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行う報知処理手段と、を備えた画像表示装置とした。
【００１２】
（２）本発明は、上記（１）に記載の画像表示装置において、前記決定手段は、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てられた値を単位時間毎に累積していき、累積された値が所定閾値以上となるタイミングを、前記休止タイミングとして決定することを特徴とする。
【００１３】
（３）本発明は、上記（２）に記載の画像表示装置において、前記決定手段は、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を前記外光の明るさに応じて変更することを特徴とする。
【００１４】
（４）本発明は、上記（３）に記載の画像表示装置において、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を前記外光の明るさに応じて設定したテーブルを記憶した記憶部を備え、前記決定手段は、前記記憶部に記憶したテーブルに基づいて、前記検出手段による検出結果に応じて割り当てる値を決定することを特徴とする。
【００１５】
（５）本発明は、上記（２）〜（４）の何れかに記載の画像表示装置において、ユーザによる前記表示部の使用回数をカウントするカウント手段を備え、前記決定手段は、前記カウント手段のカウント結果に応じた値を前記所定閾値とすることを特徴とする。
【００１６】
（６）本発明は、上記（５）に記載の画像表示装置において、ユーザによる前記表示部の使用が休止されている時間を計時する計時手段を備え、前記決定手段は、前記計時手段の計時結果に基づいて前記カウント手段のカウント結果を補正し、当該補正結果に応じた値を前記所定閾値とすることを特徴とする。
【００１７】
（７）本発明は、上記（１）〜（６）の何れかに記載の画像表示装置において、前記検出手段は、前記表示画像のデータから当該表示画像のピクセルの明るさの平均値を算出して、前記表示画像の明るさとすることを特徴とする。
【００１８】
（８）本発明は、上記（１）〜（６）の何れかに記載の画像表示装置において、前記表示部で表示する表示画像の明るさの設定値を調整する調整部を備え、前記検出手段は、前記調整部により調整した設定値を検出して、前記表示画像の明るさとすることを特徴とする。
【００１９】
（９）本発明は、上記（１）〜（８）の何れかに記載の画像表示装置において、前記報知処理手段は、前記表示部の使用の休止をユーザに促す画像に応じた画像光を、前記表示部からユーザの眼に投射することを特徴とする。
【００２０】
（１０）本発明は、上記（１）〜（９）の何れかに記載の画像表示装置において、音声を出力するイヤホンを備え、前記報知処理手段は、前記表示部の使用の休止をユーザに促す音声を、前記イヤホンから出力させることを特徴とする。
【００２１】
（１１）本発明は、上記（１）〜（１０）の何れかに記載の画像表示装置において、前記表示部をユーザの頭部に装着する装着部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、様々な使用環境に適応した適切な時間で、表示部の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行うことができるため、本画像表示装置を使用するユーザの眼精疲労による健康への悪影響を可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るＨＭＤの使用状態を示す説明図である。
【図２】同ＨＭＤを使用しているユーザの眼への画像光と外光との進入状態を示す説明図である。
【図３】同ＨＭＤを使用しているユーザの視界を示す説明図である。
【図４】同ＨＭＤの概要説明図である。
【図５】警告画像の説明図である。
【図６】外光の明るさと表示画像の輝度とを関連付けたテーブルの一例を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係るＨＭＤの構成を示した説明図である。
【図８】同ＨＭＤの電気的構成及び光学的構成を示したブロック図である。
【図９】制御部のブロック図である。
【図１０】輝度設定スイッチの使用状態を示す説明図である。
【図１１】ＰＣに組み込まれた映像アプリケーションによる表示制御処理の一例を示す説明図である。
【図１２】疲れ判定テーブルを示す説明図である。
【図１３】本実施形態に係るＨＭＤのメイン処理を示したフローチャートである。
【図１４】本実施形態に係るＨＭＤのメイン処理を示したフローチャートである。
【図１５】メイン処理にて実行される処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】メイン処理にて実行される処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】変形例に係るお疲れ度判定処理のフローチャートである。
【図１８】イヤホンを具備するＨＭＤの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本実施形態に係る画像表示装置の一例について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、画像表示装置を、ユーザの頭部に装着して使用する画像表示装置であって、画像信号に基づいて生成した画像光を２次元的に走査し、その走査された画像光をユーザの眼に投射して網膜上に結像させる網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ：Head Mount Display」という。）として説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、外光の一部が少なくともユーザのいずれかの眼に到達する状態で、表示画像に応じた画像光をユーザの眼に投射して当該ユーザに前記表示画像を視認させる表示部を備えた画像表示装置であれば、全てに適用することができる。
【００２５】
図１は本実施形態に係るＨＭＤの使用状態を示す説明図であり、図２はこのＨＭＤを使用しているユーザの眼への画像光と外光との進入状態を示す説明図、図３はこのＨＭＤを使用しているユーザの視界を示す説明図、図４は本実施形態に係るＨＭＤの概要説明図、図５は警告画像の説明図、図６は外光の明るさと表示画像の輝度とを関連付けたテーブルの一例を示す説明図である。
【００２６】
（画像表示装置の概要）
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る画像表示装置の一例であるＨＭＤは、外光４００の一部が少なくともユーザ１００のいずれかの眼１０１に到達する状態で、表示画像２００に応じた画像光をユーザ１００の眼１０１に投射して当該ユーザ１００に表示画像２００を視認させる表示部１を備えている。
【００２７】
表示部１は、ユーザ１００の頭部１０２に装着される投影ユニット１ａと、この投影ユニット１ａと光ファイバケーブル５０を介して接続された光源ユニット１ｂとから構成されている。投影ユニット１ａは、ユーザ１００の頭部１０２に装着する装着部１１に取り付けられ、光源ユニット１ｂは、投影ユニット１ａとは別体のコントローラ３に内蔵されている。また、装着部１１は、略眼鏡形状とした支持部材からなり、あたかも眼鏡のように装着することができる。
【００２８】
図２に示すように、ユーザ１００の両眼には外光４００が進入している。特に、投影ユニット１ａが装着された左の眼１０１には、外光４００はハーフミラー１０を透かして侵入し、投影ユニット１ａから投射された画像光５００はハーフミラー１０で反射して進入している。したがって、ユーザ１００が視認する表示画像２００は、図３に示すように、ユーザ１００の視界１０３の中で、外界の景色に重畳された状態で表示されている。なお、図１及び図３で符号１０４で示したものは、ユーザ１００の視界１０３にある外界の景色の一例である所定の物体であり、ここではノート型パーソナルコンピュータが視界１０３内にある。また、ハーフミラー１０を含むＨＭＤの具体的な構成の詳細な説明は後述する。
【００２９】
また、図４に示すように、ＨＭＤは、さらに、外光の明るさを計測する計測器としての明るさセンサ２と、表示画像２００の明るさを判定する判定手段と、外光の明るさと表示画像２００の明るさとの差を検出する検出手段と、ユーザ１００によって表示部１の使用が開始された後、前記検出手段による検出結果に基づいて、ユーザ１００による表示部１の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定する決定手段と、この決定手段で決定した休止タイミングで表示部１の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行う報知処理手段とを備えている。なお、これら各手段はコントローラ３に設けられた制御部３０がその機能を担っている。また、明るさセンサ２は、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の、ＨＭＤの周囲の明るさを示す光量を検出可能な光電変換素子を備えたもので、図１に示すように、装着部１１に取付けておくことができる。
【００３０】
かかる構成のＨＭＤは、ユーザ１００が眼１０１を開いている限りはどこを向いてもいつでも表示画像２００を視ている状態が続くため、眼精疲労を引き起こしやすいものであり、しかも、表示画像２００は、ユーザ１００の視界１０３の中で、外界の景色に重畳された状態で表示されているシースルー型であるため、外光の一部が少なくともユーザ１００のいずれかの眼１０１に到達する構造となっている。しかも、表示画像２００の視認性は、当該表示画像２００の明るさと、外界の光（外光）の明るさとの関係で異なってくるため、眼精疲労の防止を図るためにはこの点を考慮することが望ましい。つまり、ＨＭＤの連続使用時間については、その使用環境に応じて対応する必要がある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、上述した構成とすることにより、外光の明るさと、表示画像２００の明るさとの差を検出し、その検出結果に応じて、表示部１の使用を休止するタイミングを決定し、そのタイミングになると、図５に示すように、表示画像２００中に警告画像２５０を表示するようにして、表示部１の使用休止をユーザ１００に促す報知を行うようにしている。また、警告画像２５０を表示した後も表示部１の使用が継続するようであれば、所定時間経過後には強制的に表示部１の駆動を停止したり、あるいは電源ＯＦＦとしたりすることもできる。
【００３２】
このように、ＨＭＤの使用環境（外光の明るさ）に応じたきめ細かい使用休止報知を行うことによって、ＨＭＤを使用するユーザ１００の眼精疲労による健康への悪影響を効果的に排除可能としている。
【００３３】
ところで、本実施形態において、表示画像２００の明るさと比較する外光の明るさは、所定時間の平均の値としている。これは、ユーザ１００の挙動によっては、その顔の向きで、例えば照明の方を向いたり、下を向いたりすると明るさが大きく変化するからである。また、例えば太陽や照明などがある上方向を向いたときには、当然明るさ度合いが大きくなるので、これは平均には含めないようにすることが望ましい。さらに、例えば暗い部屋から明るい部屋に入ったときなどのように、環境の明るさが大きく変わった場合、変わった時点からの平均をとることが望ましい。
【００３４】
また、休止タイミングを決定するには、例えば、図６に示すように、外光の明るさと、表示画像２００の輝度（明るさ）とを関連付けたテーブルを後述するＲＯＭなどの記憶手段に記憶しておくとよい。例えば、外光が「暗い」、「最適」、「明るい」場合に対し、それぞれ表示画像２００の輝度（明るさ）を「暗い」、「最適」、「明るい」と３区分しておき、明るさセンサ２で検出した実際の外光の明るさと表示画像２００の明るさとその差を検出手段により検出し、テーブルを参照して３区分のいずれにあるかを判定する。なお、本実施形態では、表示画像２００の輝度が外光に対して２倍以下を「暗い」、２〜５倍を「最適」、５倍以上を「明るい」と設定し、それぞれにユーザ１００の眼１０１の疲れ度合いを決定するための所定の値を割り付けている。
【００３５】
そして、決定手段は、検出手段による検出結果に応じて割り当てられた所定の値を、例えば１分などに設定した単位時間毎に累積していき、累積された値が所定閾値以上となるタイミングを休止タイミングとして決定するのである。なお、検出結果に応じて割り当てられた所定の値についても、上記テーブルに設定しておくとよく、かかるテーブルについては後に詳述する。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、ＨＭＤの様々な使用環境に適応した適切な時間で、表示部の使用の休止をユーザに促す使用休止報知を行うことができるため、ユーザ１００の眼精疲労による健康への悪影響を可及的に防止することができる。
【００３７】
上述したように、判定手段、検出手段、決定手段、及び報知処理手段は、コントローラ３に内蔵された制御部３０がその機能を担っている（図４参照）。制御部３０は、後に詳述するように、ＣＰＵ３１、プログラムＲＯＭ３２、フラッシュＲ０Ｍ３３、ＲＡＭ３４など（図９参照）を備えたコンピュータからなり、プログラムＲＯＭ３２に格納された制御プログラムに従って、ＣＰＵ３１が各手段として機能することになる。
【００３８】
なお、プログラムＲＯＭ３２に格納された制御プログラムは、例えば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ―Ｒ等の記録媒体に記録されているものでもよく、その場合、コントローラ３に所定の外部接続端子を設けておき、例えば図示しない記録媒体ドライブをこれに接続し、記録媒体を介して、例えばフラッシュＲ０Ｍ３３に読み込まれるようにしてもよい。
【００３９】
また、図４において、符号３００はパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という）を示している。ＨＭＤの表示部１により表示される表示画像２００（図１〜図３参照）は、コントローラ３がＰＣ３００へ要求信号を送信し、この要求信号を受けたＰＣ３００からコントローラ３へ送信された画像データがＶ−ＲＡＭ信号で表示部１へ送信されたものによっている。つまり、画像データはＰＣ３００のハードディスクなどの記憶装置に記憶されており、本実施形態に係るＨＭＤは、表示部１で表示する表示画像２００の画像データの供給をＰＣ３００から受けている。
【００４０】
また、コントローラ３は、表示部１により表示される表示画像２００の輝度設定を行う輝度設定スイッチ１５を備えており（図７〜図９参照）、ユーザ１００は、表示画像２００を見る場合に、最も見やすい輝度に調整することが可能となっている。したがって、前述した判定手段は、輝度設定スイッチ１５により設定された表示画像２００の輝度（明るさ）を検出すれば簡単に表示画像２００の明るさを判定することができる。
【００４１】
なお、輝度設定スイッチ１５は、コントローラ３ではなく、投影ユニット１ａに設けてもよい。また、表示画像２００の輝度は、後述するように、データを供給するＰＣ３００側で設定することも可能である。
【００４２】
ところで、表示部１の休止をユーザ１００に促す使用休止報知としては、使用休止を促す画像に応じた画像光を、表示部１からユーザ１００の眼１０１に投射することもできるし、あるいはイヤホンを付設しておき、音声を出力することで表示部１の使用の休止をユーザ１００に促すこともできる。当然ではあるが、画像光と音声との両方を組み合わせても構わない。
【００４３】
（ＨＭＤの外観構成）
本実施形態に係るＨＭＤの概要は上述してきた通りである。
ここで、ＨＭＤのより具体的な構成について以下に詳述する。図７はＨＭＤの構成を示した説明図、図８はＨＭＤの電気的構成及び光学的構成を示したブロック図、図９は制御部の構成を示したブロック図である。
【００４４】
図７に示すように、ＨＭＤは、投影ユニット１ａを収納した筐体１３と、この筐体１３を支持する眼鏡フレーム型の装着部１１と、光源ユニット１ｂと制御部３０（図８参照）を備えたコントローラ３とを備えている。
【００４５】
投影ユニット１ａを収納した筐体１３は、頭部１０２へ装着されたときにユーザ１００の左眼部分と左側こめかみ部分とを被覆するような平面視略Ｌ字形状の箱体からなり、この筐体１３の頂面１３ａの所定位置に外界の明るさ（外光の明るさ）を検出するための明るさセンサ２が設けられ、画像光５００が出射される筐体１３の先端面１３ｂには、左の眼１０１の前方に位置するようにハーフミラー１０が取り付けられている。
【００４６】
すなわち、本実施形態に係るＨＭＤは、図２で示したように、外光４００をハーフミラー１０から透過させてユーザ１００の左の眼１０１に入射させ、画像光５００はハーフミラー１０で反射させてユーザ１００の眼１０１に入射させるようにしている。また、当然ながら、外光４００は右の眼１０１にも入射している。したがって、ユーザ１００は、両眼１０１，１０１を開けている場合は当然ながら、右の眼１０１を閉じた状態であっても、表示画像２００を見ながら外界も見ることができる。
【００４７】
装着部１１は、眼鏡のレンズ枠を模したフロントフレーム１１ａと、このフロントフレーム１１ａの左右にそれぞれ取付けられた係止フレーム１１ｂ，１１ｂとから構成され、あたかも眼鏡をかけるようにして、簡単に投影ユニット１ａを収納した筐体１３を頭部１０２へ装着することができる。
【００４８】
コントローラ３の光源ユニット１ｂは、ＰＣ３００と外部接続ケーブル４を介して接続するとともに、投影ユニット１ａとは光ファイバケーブル５０を介し、また明るさセンサ２とはセンサ接続ケーブル５１を介して制御部３０を介して接続されている（図８参照）。図中、符号５で示したものは光ファイバケーブル５０とセンサ接続ケーブル５１とを一体的に被覆した伝送ケーブルである。
【００４９】
また、光源ユニット１ｂは、後述する画像信号供給回路６を備えており、ＰＣ３００から送信される画像データに基づいて、画像の画素毎に強度変調された画像光５００を形成し、この画像光５００を光ファイバケーブル５０を介して投影ユニット１ａへ伝送し、投影ユニット１ａでは、伝送された画像光５００を走査してユーザ１００に表示画像２００（図１〜図３参照）を視認させることができる。
【００５０】
また、コントローラ３のケーシング表面には、表示画像２００の輝度（明るさ）をユーザ１００が外部操作により設定できる輝度設定スイッチ１５と、ＨＭＤを起動するための電源スイッチ７と、ＨＭＤが起動状態にあることを点灯表示する電源ランプ８とが接続されている。また、さらに、コントローラ３には前記外部接続ケーブル４を接続する外部入出力端子３ａが設けられており、この外部入出力端子３ａに外部接続ケーブル４を接続することによって、コントローラ３とＰＣ３００との間で画像データなどの各種データや各種制御信号の送受信を可能としている。
【００５１】
（ＨＭＤの電気的構成及び光学的構成）
次に、図８を参照しながら、ＨＭＤの電気的構成及び光学的構成について説明する。
図示するように、ＨＭＤは投影ユニット１ａ、コントローラ３、及び明るさセンサ２を備え、コントローラ３内には、ＨＭＤ全体の動作を統括制御する制御部３０と、この制御部３０から供給される映像信号をドットクロック毎に読み出し、読み出した映像信号に応じて強度変調された光束を生成して出射する光源ユニット１ｂが設けられている。本実施形態では、投影ユニット１ａと光源ユニット１ｂとにより表示部１が構成されている。
【００５２】
制御部３０は、その内部に記憶されている制御プログラムにしたがって後述する所定の処理を実行することによって、前述した判定手段、検出手段、決定手段、及び報知処理手段等として機能する。
【００５３】
光源ユニット１ｂには、画像を合成するための要素となる信号等を発生する画像信号供給回路６が設けられている。ＰＣ３００から供給される画像信号が制御部３０に入力されると、制御部３０はそれに基づいて画像形成信号Ｓを生成して画像信号供給回路６に送る。画像信号供給回路６は、画像形成信号Ｓに基づいて、表示画像２００を合成するための要素となる各信号を生成するのである。すなわち、画像信号供給回路６からは、Ｒ（赤色）画像信号６０ｒ、Ｇ（緑色）画像信号６０ｇ、Ｂ（青色）画像信号６０ｂが生成されて出力される。また、画像信号供給回路６は、水平走査部８０で使用される水平駆動信号６１と、垂直走査部９０で使用される垂直駆動信号６２とをそれぞれ出力する。
【００５４】
また、光源ユニット１ｂには、画像信号供給回路６からドットクロック毎に出力されるＲ（赤色）画像信号６０ｒ、Ｇ（緑色）画像信号６０ｇ、Ｂ（青色）画像信号６０ｂの各画像信号６０ｒ、６０ｇ、６０ｂをもとに、それぞれ強度変調されたレーザ光を出射するように、Ｒレーザ６３，Ｇレーザ６４，Ｂレーザ６５をそれぞれ駆動するためのＲレーザドライバ６６，Ｇレーザドライバ６７，Ｂレーザドライバ６８が設けられている。なお、各レーザ６３、６４、６５は、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザとして構成することが可能である。なお、半導体レーザを用いる場合は駆動電流を直接変調して、光束の強度変調を行うことができるが、固体レーザを用いる場合は、各レーザそれぞれに外部変調器を備えて光束の強度変調を行う必要がある。
【００５５】
さらに、光源ユニット１ｂは、各レーザ６３、６４、６５より出射された光束を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系７１、７２、７３と、このコリメートされた光束を合成するためのダイクロイックミラー７４、７５、７６と、合成された光束を光ファイバケーブル５０に導く結合光学系７７とが設けられている。
【００５６】
すなわち、各レーザ６３、６４、６５から出射したレーザ光は、コリメート光学系７１、７２、７３によってそれぞれ平行化された後に、ダイクロイックミラー７４、７５、７６に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー７４、７５、７６により、各光束が波長に関して選択的に反射・透過される。そして、これら３つのダイクロイックミラー７４、７５、７６にそれぞれ入射した３原色の光束は、波長選択的に反射または透過して結合光学系７７に達し、集光され光ファイバケーブル５０へ出力されるのである。
【００５７】
光源ユニット１ｂとユーザ１００の眼１０１との間に位置する投影ユニット１ａには、光源ユニット１ｂで生成され、光ファイバケーブル５０を介して出射されるレーザビーム（以下、「光束」とする）を平行光化するコリメート光学系８１と、このコリメート光学系８１で平行光化された光束を画像表示のために水平方向に往復走査する水平走査部８０と、水平走査部８０で水平方向に走査された光束を垂直方向に走査する垂直走査部９０と、水平走査部８０と垂直走査部９０との間に設けられた第１リレー光学系８５と、このように水平方向と垂直方向に走査された光束を瞳孔１０１ａへ出射するための第２リレー光学系９５とが設けられている。
【００５８】
水平走査部８０及び垂直走査部９０は、光ファイバケーブル５０から入射された光束を画像として投影可能な状態にするために、水平方向と垂直方向に走査して走査光束とする光学系であり、水平走査部８０は、光束を水平方向に走査するため偏向面を有する共振型偏向素子８２と、この共振型偏向素子８２を共振させ、共振型偏向素子８２の偏向面を揺動させる駆動信号を発生する水平走査駆動回路８３を備えている。
【００５９】
一方、垂直走査部９０は、垂直走査するガルバノミラー９１と、このガルバノミラー９１の駆動制御を行う垂直走査制御回路９２とを備え、表示すべき画像の１フレームごとに、補助画像形成光を最初の走査線から最後の走査線に向かって垂直に垂直走査する。
【００６０】
また、水平走査部８０と垂直走査部９０との間での光束を中継する第１リレー光学系８５は、共振型偏向素子８２によって水平方向に走査された光を通過させる。そして、通過した光がガルバノミラー９１によって垂直方向に走査されて、走査光束からなる画像光５００として正の屈折力を持つ２つのレンズが直列配置された第２リレー光学系９５へ出射され、眼１０１の前方に位置させたハーフミラー１０で反射されてユーザ１００の瞳孔１０１ａに入射する。入射した画像光５００が網膜１０１ｂ上に投影され、ユーザ１００はこの画像光５００を、表示画像２００として認識することができる（図２及び図３を参照）。
【００６１】
（制御部の構成）
次に、コントローラ３が備える制御部３０の構成について、図９を参照しながら説明する。
【００６２】
制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、プログラムＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、フラッシュメモリ（フラッシュＲＯＭ３３）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４と、明るさセンサコントローラ３５と、表示部インターフェイスコントローラ３６と、表示部用ＶＲＡＭ３７と、ＰＣ接続インターフェイスコントローラ３８と、周辺（周辺機器用）インターフェイス３９とを備えており、システムバス４０を介して相互に接続されている。
【００６３】
記憶部の一例であるプログラムＲＯＭ３２には制御プログラムが記憶されており、この制御プログラムを演算処理装置であるＣＰＵ３１で実行することにより、後述するフローチャートに従った処理を実現して、前述の判定手段、検出手段、決定手段、及び報知処理手段（図４参照）として機能する。また、この制御部３０は、後述するカウント手段、計時手段としても機能する。
【００６４】
記憶部の一例であるフラッシュＲＯＭ３３には、後述する疲れ判定テーブル（図１２参照）などの各種テーブルや各種フラグ、さらには画像データ、表示画像２００の輝度の設定値などが記憶されている。
【００６５】
ＲＡＭ３４は、ＣＰＵ３１にて参照される前記疲れ判定テーブルや各種フラグや画像データなどの一時記憶領域として機能する。
【００６６】
明るさセンサコントローラ３５は、明るさセンサ2との接続を担うものであり、明るさセンサ2に対し、外光のレベルを示す光量のデータの送信要求を行うとともに、受信したデータを表示画像２００の輝度と比較できる値に演算加工することができる。
【００６７】
表示部インターフェイスコントローラ３６は、表示部１（画像信号供給回路６）との接続を担っており、表示部用ＶＲＡＭ３７のデータに基づいて画像形成信号Ｓを生成し画像信号供給回路６に供給する。画像形成信号Ｓは、表示部１への映像信号や制御信号（電源スイッチ１２のＯＮ／ＯＦＦ、画像表示位置、ピントなどの制御信号）、輝度設定スイッチ１５により設定された輝度に応じた明るさ制御信号（表示のＯＮ／ＯＦＦを含む）が含まれている。また、表示部１からは実際に表示されている表示画像２００の輝度の状態を示す情報などを受信することができる。
【００６８】
表示部用ＶＲＡＭ３７は、ユーザ１００が視認する表示画像２００を形成するための画像形成データを記憶するものであり、表示部インターフェイスコントローラ３６及びＰＣ接続インターフェイスコントローラ３８に接続している。
【００６９】
ＰＣ接続インターフェイスコントローラ３８はＰＣ３００との接続を担うものであり、ＰＣ３００との間で映像信号の送受信を行い、ＣＰＵ３１により要求される画像データを表示部用ＶＲＡＭ３７へ書き込む。
【００７０】
周辺（機器用）インターフェイス３９は、制御部３０に接続された周辺機器類の動作制御や信号の送受信を担うものであり、同周辺インターフェイス３９には、ＨＭＤを起動するための電源スイッチ１２や輝度設定スイッチ１５が接続されている。
【００７１】
この輝度設定スイッチ１５は表示部１で表示する表示画像２００の輝度（明るさ）の設定値を調整する調整部であって、制御部３０は、設定されたレベルに応じて白色を表示するときの各（ＲＧＢ）レーザのピーク光出力を制御して全体の明るさを制御する明るさ制御信号として表示部１へ送信して表示画像２００をユーザ１００の所望する輝度とすることができる。
【００７２】
図１０は輝度設定スイッチ１５の使用状態を示す説明図であり、図１０（ａ）に示すように、表示画像２００の明るさ（輝度）が、視界１０３内における外界の明るさよりも際立っており、あまりにも表示画像２００が眩しすぎる場合など、ユーザ１００は、コントローラ３に設けられた輝度設定スイッチ１５を操作して輝度調整をすることができる。
【００７３】
輝度設定スイッチ１５を操作すると、図１０（ｂ）に示すように、表示画像２００内には「明」→「暗」と輝度が示された明るさ設定画面が表示され、スイッチ操作に応じてポインタ２０１が移動するように表示される。ここでは、表示画像２００が明るすぎるため、ポインタ２０１が「暗」側に移動するように輝度設定スイッチ１５を操作する。その結果、図１０（ｃ）に示すように、表示画像２００の輝度が低下して外界の明るさとの差が縮まり、眼１０１に負担をかけることなく表示画像２００を見ることができる。
【００７４】
このとき、制御部３０は、判定手段として機能し、所定時間毎に輝度設定スイッチ１５による設定輝度を監視している。したがって、制御部３０は表示画像２００の輝度を常時取得することが可能となっている。
【００７５】
なお、表示画像２００の輝度は、ＰＣ３００側で設定（変更）することもできる。図１１はＰＣ３００に組み込まれた所定の映像アプリケーションによる表示制御処理の一例を示す説明図であり、図示するように、映像表示処理の一環として明るさ設定が行えるようになっている。
【００７６】
すなわち、図示するように、ＨＭＤのコントローラ３と接続されたＰＣ３００の電源が投入され、所定の映像アプリケーションを起動する（ステップＳ６００）。ＣＰＵはアプリケーションに応じて初期設定処理を実行し（ステップＳ６１０）、次いで、ＨＭＤの表示部１より映像送信要求があるか否かを判定する（ステップＳ６２０）。要求がある場合（ステップＳ６２０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、要求画像をＶＲＡＭに展開し、要求画像と、ＰＣ３００でデフォルトに設定された明るさ設定値をＨＭＤの表示部１へ送信し（ステップＳ６４０）、処理をステップＳ６２０に戻す。
【００７７】
こうして、表示部１は、ＰＣ３００から送信されてきた要求画像をデフォルトに設定された輝度で表示することが可能となる。
【００７８】
また、ステップＳ６２０において、要求がない場合（ステップＳ６２０：Ｎｏ）、ＣＰＵは明るさ設定の操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ６５０）。操作がない場合（ステップＳ６５０：Ｎｏ）、ＣＰＵはステップＳ６９０に処理を移し、映像アプリケーションを用いたその他の処理、例えば画像選択、ページ送りなどの処理を実行してステップＳ６２０に戻る。
【００７９】
一方、ステップＳ６５０において明るさ設定操作があった場合（ステップＳ６５０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは明るさ設定処理を実行し（ステップＳ６６０）、次いで、設定値をＰＣ３００に搭載された明るさ設定メモリへ書き込み（ステップＳ６７０）、次いで、書き込まれた明るさ設定値をＨＭＤの表示部１へ送信し（ステップＳ６８０）、処理をステップＳ６２０に戻す。
【００８０】
こうして、表示部１は、表示中の表示画像２００の輝度を、ＰＣ３００から送られた輝度に変更することが可能となる。
【００８１】
このように、表示部１で表示される表示画像２００の輝度については、ＨＭＤが備える輝度設定スイッチ１５の操作によっても、ＰＣ３００側によっても、新たに設定したり、変更したりすることが可能である。
【００８２】
ここで、フラッシュＲＯＭ３３に記憶されている各種テーブルのうちの一つである疲れ判定テーブルについて説明する。図１２は疲れ判定テーブルを示す説明図である。
【００８３】
図１２（ａ）に示した疲れ判定テーブルは、外光の明るさ（単位：カンデラ毎平方メートル（ｃｄ／ｍ2））と、表示画像２００の輝度（明るさ）とが関連付けられている。本実施形態では、外光の明るさを、「９５（ｃｄ／ｍ2）以下」、「９５〜４７７（ｃｄ／ｍ2）」、「４７７（ｃｄ／ｍ2）以上」の３段階に区分されている。なお、この３段階の区分は、数値の小さい順に、「暗い」、「最適」、「明るい」と読み替えて構わない。
【００８４】
なお、一般的に、明るさとしては３００〜１５００ルクス（ｌｘ）であれば、暗すぎず明るすぎない適正範囲とされていることから、本実施形態では、外光の最適な明るさとして、２８６カンデラ（９００ルクス（ｌｘ））をセンター値として規定している。
ここで、１（ｌｘ）は１／π（ｃｄ／m2）に近似することが知られているため、９００（ｌｘ）＝２８６（ｃｄ／m2）となる。
【００８５】
また、表示画像２００の輝度（明るさ）としては、外光の明るさを基準とした時の表示画像２００の白レベルの明るさとしており、この明るさの前記３区分した外光の明るさに対する割合が、それぞれさらに３区分に設定されている。そして、その各割合に応じて、ユーザ１００の疲れ度合いを決定するために割り当てられる係数が設定されている。係数の値の大小は、疲れ度合いの大小に対応している。なお、表示画像２００の輝度は、輝度設定スイッチ１５により設定された輝度を検出すればよい。
【００８６】
例えば、外光の明るさが「暗い「９５（ｃｄ／m2）以下」であり、これに対して輝度設定スイッチ１５により設定された表示画像２００の白レベルの明るさが「２倍以下」であれば係数の値は「９」、「２〜５倍」であれば係数の値は「７」、「５倍以上」であれば係数の値は「９」と設定されている。なお、暗い部屋などで明るい表示画像２００を見た場合は、表示画像２００が際立つために見やすくなり、眼の疲労度合の進行も抑制されそうであるが、実際には、ユーザ１００の眼１０１に暗い光と明るい光とが両方入ってくることになるので、眼１０１はいずれの環境に合わせてよいかの判断に迷い、結果的に緊張した状態となり、疲れやすい状態になることが知られている。よって、ここでは、外光の明るさが暗い場合に、表示画像２００の白レベルの明るさが「５倍以上」のときに、最大の値「９」が割り付けられている。そして、外光の明るさが暗い場合に表示画像２００の明るさも暗い場合、表示画像の明るさは最も暗く視認性が悪くなり疲れやすくなる。よって、係数の値として最大の「９」が割り付けられている。
【００８７】
また、外光の明るさが「最適（「９５〜４７７（ｃｄ／ｍ2）」）」の場合、表示画像２００の白レベルの明るさが「２倍以下」であれば係数の値は「７」、「２〜５倍」であれば係数の値は「５」、「５倍以上」であれば係数の値は「７」と設定されている。すなわち、外光の明るさは最適なので、係数の値として最大の「９」は設定されていない。そして、最適と考えられる表示画像２００の白レベルの明るさ「２〜５倍」の場合は係数の値として最小の「５」が、その他の場合は係数の値として中間の「７」が割り付けられている。
【００８８】
また、外光の明るさが「明るい（「４７７（ｃｄ／ｍ2）以上」）の場合、表示画像２００の白レベルの明るさが「２倍以下」であれば係数の値は「９」、「２〜５倍」であれば係数の値は「７」、「５倍以上」であれば係数の値は「９」と設定されている。すなわち、外光の明るさが明るいため、眼１０１への刺激が基本的に強い状態となっており、係数の値として最小の「５」は設定されていない。そして、最適と考えられる表示画像２００の白レベルの明るさ「２〜５倍」の場合は係数の値として中間の「７」が割り付けられ、その他の場合は係数の値として最大の「９」が割り付けられている。
【００８９】
また、かかる疲れ判定テーブルには、ユーザ１００による表示部１の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定する指標となる係数の累積値が閾値として関連付けられている。この累積値は疲れ判定階級として、表示部１の使用回数に対応させたＮ段階に区分されており、階級が大になるにつれて閾値は小さくなっている。
【００９０】
すなわち、制御部３０は、ユーザ１００による表示部１の連続使用回数をカウントするカウント手段としても機能しており、制御部３０が表示部１の使用回数をカウントした結果に応じて設定されたＮ段階の疲れ判定階級毎に、係数の累積値の閾値が設定され、各閾値が休止タイミングの指標となっている。カウント数が大きいほど疲れ判定階級も大となり、閾値は小さくなる。なお、ここで連続使用回数とは、例えば係数の累積値が閾値近くになるまで表示部１を動作させた後、２０分未満の中断を経て再度表示部１を駆動させて表示画像２００を視認可能な状態にしたときにカウントされる回数である。
【００９１】
このように、疲れ判定テーブルは、制御部３０がユーザ１００の疲れを判定するための基礎となる値（係数及びその累積値の閾値）を、外光の明るさと表示画像２００の明るさとの差を検出した結果に応じて割り当てたテーブルであり、制御部３０は、ユーザ１００がＨＭＤの使用を開始すると、外光の明るさと、表示画像２００の明るさとの差を検出し、その検出結果に応じて疲れ判定テーブルから所定の値（係数）を選択するとともに、割り当てられた値を単位時間毎に累積していき、その累積値が疲れ判定テーブルに規定された各疲れ判定階級における閾値にどの程度近づいたかによって、ユーザ１００が表示部１の使用を休止する休止タイミングを決定するのである。そして、かかる休止タイミングで図５に示したような所定の警告画像２５０を表示させたり、あるいは強制的に表示部１による表示画像２００の表示をＯＦＦにしたりするのである。
【００９２】
すなわち、本実施形態では、１分毎に取得した係数の累積値の閾値に対する割合を疲れ判定値とし、この疲れ判定値によって、表示部１の使用休止を促す態様を変えている。例えば疲れ判定値が９０〜１００％の場合は警告画像２５０を表示し、１００％以上であれば表示部１により表示されている表示画像２００を強制的に表示されないようにする（光源ユニット１ｂからの画像光の出力停止）か、表示部１自体への電源供給自体を停止して電源ＯＦＦの状態にするのである。
【００９３】
例えば、ユーザ１００がＨＭＤを使用するために、電源スイッチ１２をオンした場合、制御部３０のＣＰＵ３１は、表示部インターフェイスコントローラ３６を介して表示部１を作動させるとともに、使用回数「１」をカウントしてＲＡＭ３４の所定記憶領域に記憶する。そして、この使用回数が「１」の場合、閾値は「３００」である。
【００９４】
また、制御部３０は、ユーザ１００による表示部１の使用が休止されている時間を計時する計時手段としても機能しており、図示しないクロック発生回路などによって時間計測が可能となっている。そして、表示部インターフェイスコントローラ３６が表示部１への映像信号の出力を停止したときを表示部１の使用停止（映像表示中断）とみなし、その時点から次に表示部インターフェイスコントローラ３６から表示部１への映像信号の出力がなされるまで、すなわち再表示されるまでの時間を計時し、その計時結果をＲＡＭ３４の所定領域に記憶するようにしている。
【００９５】
そして、この計時結果、すなわちユーザ１００が眼１０１を休めた時間が、例えば１０分〜２０分しかなければ、休息が不十分とし、連続使用ではないものの連続使用に近い表示部１の疑似連続使用とみなし、疲れ判定の閾値を下げるために使用回数「２」をカウントしてＲＡＭ３４の所定記憶領域に記憶する。そして、再表示された後も同様に、表示部１による表示が停止されて次に再表示されるまでを計時し、これが１０分〜２０分しかなければ、表示部１の疑似連続使用とみなし、表示部１の連続使用回数「３」をカウントし、使用回数「３」がＲＡＭ３４の所定記憶領域に記憶されることになる。
【００９６】
つまり、制御部３０が前述した疲れ判定テーブルを参照してユーザ１００による表示部１の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定するに際し、制御部３０は、計時結果に基づいて、表示部１の使用回数を示すカウント結果を補正していく。例えば、計時時間が１０分〜２０分程度であれば、疑似連続使用とみなしてカウント値が「１」から「２」に書き換えられ、疲れ判定階級も１から２へ増加して、変更された疲れ判定階級における閾値を参照するのである。本実施形態では、カウント結果が連続２回目である場合、閾値を「２５０」としている。そして、同様にカウント結果が連続３回目である場合は疲れ判定階級がさらに３へ増加して閾値は「２００」となり、カウント結果が連続４回目となれば疲れ判定階級がさらに増加して閾値は「１５０」となる。すなわち、連続使用時間が長くなるにつれて疲れ判定階級も増加方向に変更され、休止タイミングも短縮されていく。
【００９７】
そして、各疲れ判定階級における疲れ判定値を算出し、前述したように、この疲れ判定値が９０〜１００％の場合は警告画像２５０を表示してユーザ１００に眼１０１の休みを取らせるように促し、１００％以上であれば表示画像２００をＯＦＦする、あるいは表示部１を電源ＯＦＦの状態にして強制的に眼１０１を休ませるようにしている。
【００９８】
このように、本実施形態では、ユーザ１００が表示部１の使用を、休みをとりながら行ったとしても、使用休止時間が１０分〜２０分であれば、次の使用休止を促すタイミングは早まっていき、休みをとることなく連続使用した場合は、表示画像２００を強制的に見えない状態にして眼１０１を休ませることができる。
【００９９】
なお、表示部１の使用停止時間（休み時間）が２０分以上になった場合、制御部３０はユーザ１００が眼１０１を休めることができたと判断し、後述するように、閾値が大きくなるように疲れ判定階級を減じる処理を行う。
【０１００】
図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示したものは疲れ判定テーブルの変形例である。図１２（ｂ）に示す疲れ判定テーブルでは、外光の明るさを照度（単位：ルクス（ｌｘ））で規定したものである。ここでも最適な明るさのセンター値を９００ルクス（ｌｘ）としている。
【０１０１】
また、図１２（ｃ）に示したものは、外光の明るさの最適値を９００ルクス（ｌｘ）（＝２８６カンデラ（ｃｄ／ｍ2））とした時の外光の明るさを割合（％）で規定したものである。ここでは、明るさとして最適と規定した９００ルクス（ｌｘ）（＝２８６カンデラ（ｃｄ／ｍ2））の±７０パーセント以内であれば、表示画像２００の視認性に大きな悪影響を与えない適正範囲である。
【０１０２】
（制御部の処理フロー）
次に、制御部３０での処理について、図１３〜図１６を参照して説明する。図１３及び図１４は本実施形態に係るＨＭＤのメイン処理を示したフローチャートであり、ＨＭＤのシステム電源スイッチがオン操作されたときから開始される処理を示している。なお、本実施形態に係るＨＭＤは、図示しないが前記システム電源スイッチの他、表示部１で映像表示するための表示部電源スイッチを備えている。また、図１５及び図１６はメイン処理にて実行される処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１０３】
図１３に示すように、制御部３０のＣＰＵ３１は、先ず、ＲＡＭ３４のアクセス許可、作業領域を初期化等の初期設定処理を実行する（ステップＳ１００）。
【０１０４】
次にＣＰＵ３１は、ＰＣ３００に対し、表示部１により表示画像２００として表示するための映像要求信号を出力する（ステップＳ１１０）。
【０１０５】
そして、ステップＳ１２０において、ＣＰＵ３１は、ＰＣ３００から映像信号の入力が開始されたか否かを判定しながら待機し（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、開始された場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、表示部１において映像（表示画像２００）の表示がなされていない状態（表示映像中断中）であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。
【０１０６】
ステップＳ１３０において、表示映像（表示画像２００）の表示が中断中であるかを判定し、中断中でない場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は処理をステップＳ１３５に移し、表示画像２００の表示を中断するために、ユーザ１００による図示しない表示部電源スイッチの操作がなされたか否かを判定する。ユーザ１００による表示中断操作が検出された場合（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は処理を後述するステップＳ２６０に移す一方、表示中断操作が検出されない場合（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は処理をステップＳ１４０に移す。
【０１０７】
このステップＳ１４０では表示部１へ映像出力をするための表示部電源スイッチ（図示せず）がオンされたか否かを判定する。すなわち、ＰＣからの映像入力は開始されており、後述するステップＳ２３０におけるお疲れ度判定処理で表示映像の中断が決定されていないため、入力された映像（表示画像２００）を表示部１へ出力するためのスイッチ操作がなされたか否かを判定するのである。
【０１０８】
また、ステップＳ１３０において、表示映像（表示画像２００）の表示が中断中である場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は処理をステップＳ３００に移す。
【０１０９】
ステップＳ１４０において、映像（表示画像２００）を表示部１へ出力しないと判定した場合（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は処理をステップＳ１７０に移す一方、映像（表示画像２００）を表示部１へ出力すると判定した場合（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、表示部電源をオン（ステップＳ１４５）し、入力映像（表示画像２００）を表示部１へ出力する（ステップＳ１５０）
【０１１０】
次いで、ＣＰＵ３１は、明るさ（輝度）設定値を表示部１に送信し（ステップＳ１６０）、その後、処理をステップＳ１７０に移す。なお、ステップＳ１６０で送信される明るさ（輝度）設定値は所定のデフォルト値である。
【０１１１】
ステップＳ１７０において、ＣＰＵ３１は、ＰＣ３００から明るさ設定値を受信したか否かを判定し、受信していると判定した場合（ステップＳ１７０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１９０に移す一方、受信していないと判定した場合（ステップＳ１７０：Ｎｏ）は、輝度（明るさ）設定スイッチ１５が操作されたか否かを判定し（ステップＳ１８０）、操作されたと判定した場合（ステップＳ１８０：Ｙｅｓ）は処理をステップＳ１９０に移し、操作されていないと判定された場合は（ステップＳ１８０：Ｎｏ）処理をステップＳ２２０に移す。
【０１１２】
ステップＳ１９０では、ＣＰＵ３１は、明るさ設定値を明るさ設定メモリとして規定されたフラッシュＲＯＭ３３に書き込む。
【０１１３】
そして、フラッシュＲＯＭ３３に書き込まれた明るさ設定値を表示部１に送信し（ステップＳ２１０）、その後、処理をステップＳ２２０に移す。
【０１１４】
ステップＳ２２０では、ＣＰＵ３１は、例えば１分に設定されている、表示画像２００の輝度及び外光の明るさをサンプリングする時間が経過したか否かを判定し、１分経過していない場合（ステップＳ２２０：Ｎｏ）は処理をステップＳ１３０に移してこれまでの処理が繰り返される。一方、１分経過している場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）はお疲れ度判定処理を実行する（ステップＳ２３０）。
【０１１５】
ここで、疲れ度判定処理を説明する前に、ステップＳ１３０において、ユーザ１００の疲労軽減のために表示映像（表示画像２００）の表示が中断中である場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）の処理であるステップＳ３００（お疲れ度判定用中断時間計測処理）について、図１５を用いて説明する。なお、以下のステップＳ４００〜ステップＳ４５０の処理は、理解を容易にするために、ユーザ１００が表示部１の使用を既に２０分に満たない短い中断をはさんで４回使用している場合とする。
【０１１６】
図１５に示すように、お疲れ度判定用中断時間計測処理では、ＣＰＵ３１は、先ず、表示部１への映像（表示画像２００）の表示の中断時間を計測する（ステップＳ４００）。
【０１１７】
次いで、ＣＰＵ３１は、中断時間が、後述するステップＳ２７０の処理により自動的に表示部電源がオフされた場合の再表示許可時間（例えば１５分などに設定されている）が経過したか否かを判定する（ステップＳ４１０）。このとき、映像表示の中断が、ユーザ１００による表示中断操作による場合、ステップＳ４１０の判断はスキップされる。再表示許可時間が経過している場合（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、ユーザ１００が表示部電源スイッチをオン操作したか否か、すなわち、表示部１へ映像出力するか否かを判定する（ステップＳ４２０）。
【０１１８】
ステップＳ４１０及びステップＳ４２０の判定でいずれもＮｏの場合はステップＳ４００の中断時間計測処理が継続する。
【０１１９】
次いで、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４３０の処理において、中断時間の計測結果に基づいて疲れ判定階級の更新処理を行う。すなわち、例えば中断時間が２０分以上になった場合、ユーザ１００は眼１０１を休めることができたものとして、疲れ判定階級を中断時間に応じてそのランクを減少させて閾値が大きくなるようにするのである。
【０１２０】
本実施形態では、２０分以上経過している場合は１階級、４０分以上経過している場合は２階級ランクを落とし、６０分以上経過している場合はリセットするようにしている。ここでリセットとは連続使用回数がどれだけであれ、使用回数「１」の状態に復帰させることを意味する。
【０１２１】
ここでは、表示部１の２０分に満たない短い中断をはさんでの使用が４回の状態から映像の表示が中断されたところである。その中断時間が２０分以上４０分未満であれば、疲れ判定階級を１ランク減少させる。すなわち、現時点では表示部１の連続使用が４回であるため、図１２に示すように、連続使用回数及び疲れ判定階級はＮ＝４で規定されているが、疲れ判定階級を１ランク減じてＮ＝３で規定するのである。
【０１２２】
よって、通常の連続使用回数とカウントすれば５回となり、疲れ判定階級はＮ＝５で規定されて閾値は「１００」となって、表示部１の使用時間は大きく短縮されて不利益となるところ、休み（表示中断）時間が適度に設けられたことで、後の処理において使用回数が更新されても（ステップＳ４４０）、Ｎ＝４となっているため、そのような不利益が回避されることになる。
【０１２３】
また、中断時間が４０分以上の場合は、制御部３０は、疲れ判定階級を２ランク減少させる。すなわち、図１２において、連続使用回数及び疲れ判定階級がＮ＝４で規定されていたものを、疲れ判定階級を２ランク減じてＮ＝２で規定するのである。この場合も、通常の連続使用回数では５回となって、疲れ判定階級がＮ＝５で規定されて閾値は「１００」となり、表示部１の使用時間は大きく短縮されて不利益となるところ、休み（表示中断）時間がかなり設けられたということで、そのような不利益を回避するばかりでなく、使用回数が更新されても結果的には、疲れ判定階級は現状よりも２ランク減じられてＮ＝３で規定される閾値「２００」となり、現在のＮ＝４で規定される閾値「１５０」よりも、表示部１の使用時間が延長されたことになる。
【０１２４】
さらに、中断時間が１時間（６０分）以上であれば、制御部３０は、疲れ判定階級をリセットする。すなわち、図１２において、連続使用回数及び疲れ判定階級がＮ＝４で規定されていたものを、疲れ判定階級をＮ＝１で規定するのである。すなわち、１時間以上の休み（表示中断）時間となれば、眼１０１の疲労を回復させるには十分であるため、初めて表示部１を使用する場合と同条件で使用できるようにしている。
【０１２５】
このように、本実施形態によれば、連続使用回数が増加したとしても、その間の休み（表示中断）時間が適度であれば、表示部１の使用時間の制限は大きく緩和されるため、健康重視のあまりに使い勝手を著しく損なったりするおそれがない。
【０１２６】
次いで、ＣＰＵ３１は、中断時間がリセット時間（１時間）未満であるか否かを判定し（ステップＳ４４０）、リセット時間（１時間）未満である場合、すなわちリセットされていない限りは、ＲＡＭ３４に記憶されている現在の使用回数に「１」を加えた値を、新たな表示部１の使用回数としてＲＡＭ３４に記憶して、表示部１の使用回数を更新する（ステップＳ４５０）。
【０１２７】
お疲れ度判定要中断時間計測処理が終了すると、図１３のメインフローに戻り、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３３０において、表示映像中断中を示すフラグをＯＦＦする。
【０１２８】
その後，ＣＰＵ３１は、前述したステップステップＳ１４５〜ステップＳ２２０の処理を実行する。
【０１２９】
ここで、１分おきに実行されるステップＳ２３０のお疲れ度判定処理について、図１６を用いて説明する。
図示するように、このお疲れ度判定処理では、ＣＰＵ３１は、先ず、表示部１での表示画像２００の明るさの設定値（輝度）を取得する（ステップＳ５００）。この輝度は、通常、輝度設定スイッチ１５の操作で設定された輝度である。
【０１３０】
次いで，ＣＰＵ３１は、明るさセンサ２が検出した外光の明るさを取得する（ステップＳ５１０）。なお、ステップＳ５００の処理とステップＳ５１０の処理の順番は逆であってもよい。
【０１３１】
次いで、ＣＰＵ３１は、外光の明るさが照度（単位：ルクス（ｌｘ））であれば光度に換算し、両者の比率を計算する（ステップＳ５２０）。
【０１３２】
次に、ＣＰＵ３１は、フラッシュＲＯＭ３３に記憶されている疲れ判定テーブル（図１２）を参照して、外光と表示部１の輝度との比率に応じた係数（５又は７又は９に設定されている）を求める（ステップＳ５３０）。
【０１３３】
そして、求めた係数の値を、疲れ度メモリとして機能するＲＡＭ３４に記憶されているこれまでの累積値に加算する（ステップＳ５４０）。
【０１３４】
次いで、ステップＳ１５0でＲＡＭ３４に記憶された連続使用回数（疲れ判定階級）、係数の累積値に基づいて、疲れ判定テーブル（図１２）を参照し、前述したように、閾値との割合から疲れ判定値を算出する（ステップＳ５５０）。
【０１３５】
かかるお疲れで判定処理を終えると、ＣＰＵ３１は、次に、疲れ判定値が８０％未満であるか否かを判定し（ステップＳ２４０）、８０％未満であれば（ステップＳ２４０：Ｙｅｓ）、まだ疲れているとは言えないものとして、処理をステップＳ１３０に戻す。一方、８０％未満でない場合（ステップＳ２４０：Ｎｏ）、今度は、疲れ判定値が９０％以上かつ１００％未満であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。
【０１３６】
疲れ判定値が９０％以上かつ１００％未満である場合（ステップＳ２５０：Ｙｅｓ）、既に、表示部１により表示されている表示画像２００に、警告画像２５０（図５参照）が書き込まれているか否かを判定し（ステップＳ２８０）、書き込まれている場合（ステップＳ２８０：Ｙｅｓ）は直接処理をステップＳ１３０に戻し、書き込まれていない場合（ステップＳ２８０：Ｎｏ）は、入力映像（表示画像２００）に警告画像２５０を書き込んで表示部１へ出力する処理を実行（ステップＳ２９０）した後、処理をステップＳ１３０に戻す。
【０１３７】
このステップＳ２９０において、警告画像２５０を表示部１に出力する処理としては、ＰＣ３００から供給される警告画像２５０に応じた画像光を光源ユニット１ｂで生成し、投影ユニット１ａからユーザ１００の眼１０１に投射することにより、ユーザ１００に警告画像２５０を視認させるようにしてもよい。
【０１３８】
また、ステップＳ２５０において、疲れ判定値が９０％以上かつ１００％未満でない場合、すなわち１００％以上であると判定すると（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は、表示映像を中断させるためのフラグをＲＡＭ３４に記憶させ、表示映像（表示画像２００）が中断中の状態に設定する（ステップＳ２６０）。ＣＰＵ３１は、前述したステップＳ１３０において、このフラグにより表示映像が中断中であるか否かを判断することになる。
【０１３９】
そして、ＣＰＵ３１は、表示部１の電源をＯＦＦにするか、あるいは光源ユニット１ｂからの画像光の出力を停止させ、強制的に、ユーザ１００が表示画像２００を視認できないようにして、処理をステップＳ１３０に戻す。
【０１４０】
このように、本実施形態に係るＨＭＤでは、ユーザ１００が表示部１を使用する場合、外光と表示画像２００の明るさとの差に応じて、適切な使用時間が自動的に設定されて連続使用を制限することができるため、眼１０１を酷使しがちなユーザ１００が眼精疲労に陥ることを未然に防止することができる。しかも、表示部１を連続使用した時間によっても使用休止報知がなされるタイミングを変えているため、眼精疲労の軽減がより効果的に実現される。
【０１４１】
ここで、ステップＳ２３０で実行されるお疲れ度判定処理（図１６参照）の変形例について説明する。図１７は変形例に係るお疲れ度判定処理のフローチャートである。
この変形例では、表示部１における明るさを、輝度設定スイッチ１５による設定値から取得するのではなく、表示画像２００のピクセルの輝度の値から取得するようにしたものであり、図１６で示したステップＳ５００の処理に代わり、以下に説明するステップＳ５０１〜ステップＳ５０４が実行される。
【０１４２】
すなわち、ＣＰＵ３１は、先ず、表示部用ＶＲＡＭ３７から、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各有効ピクセル割合を検出する（ステップＳ５０１）。すなわち、各ピクセルの輝度は、そのＯＮ／ＯＦＦ状態と、ＯＮ状態の場合のデューティ（時間）によって決まる。当然１００％デューティがＭＡＸである。こうして、ＲＧＢそれぞれに対しＯＮ状態ピクセルのデューティを累計し、総ピクセル数で除すことにより、各有効ピクセル割合を検出することができる。
【０１４３】
次いで、ＣＰＵ３１は、各ＲＧＢの有効ピクセル割合に所定の係数を乗じて実質的な明るさを計算する（ステップＳ５０２）。ここで、各ＲＧＢに乗じる係数は、Ｒ（赤）：０．２、Ｇ（緑）：１、Ｂ（青）：０．１としている。これら係数は、比視感度によるものであり、人間の目が最も強く感じる波長５５５ｎｍ（ナノメートル）の光、すなわち、これに近似するＧ（緑）を１としている。また、本実施形態では表示部１における輝度のＭＡＸは８００（ｃｄ／m2）であり、これとそれぞれ係数が乗ぜられたＲＧＢの有効ピクセル割合とから各ＲＧＢの実質的な明るさが求められる。なお、より厳密に計算するには、眼１０１の瞳孔の径を検出してその割合を乗ずるとよい。
【０１４４】
次いで、ＣＰＵ３１は、計算値を、後の処理で必要な光度（カンデラ（ｃｄ／m2））に換算する（ステップＳ５０３）。
【０１４５】
そして、ＣＰＵ３１は、明るさの換算処理を所定画像数分だけ実行する（ステップＳ５０４）。すなわち、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０３の処理を所定画像数分だけ繰り返し、次いで各画像で得られた明るさの平均をとって記憶する（ステップＳ５０５）。
【０１４６】
その後は、図１６で示したステップＳ５１０〜ステップＳ５５０と同じ処理を行ってメイン処理のステップＳ２４０に移行する（図１４参照）。
【０１４７】
この処理によれば、表示部用ＶＲＡＭ３７に記憶された表示画像２００のデータから当該表示画像２００のピクセルの明るさの平均値を算出して、表示画像２００の明るさとすることができ、実際の表示画像２００の輝度をより正確に取得することが可能となる。
【０１４８】
ところで、上述してきた実施形態では、表示部１の使用の休止を、警告画像２５０を用いてユーザ１００に促すようにしたが、例えば音声を用いることもできる。
図１８はイヤホン１６を具備するＨＭＤの説明図であり、図示するように、ＨＭＤに音声を出力するイヤホン１６を設け、表示部１の使用の休止をユーザ１００に促す音声を、このイヤホン１６から出力させることもできる。当然ではあるが、音声と警告画像２５０とを同時に用いて表示部１の使用の休止を促すようにしてもよい。
【０１４９】
上述してきたように、本実施形態によれば、以下の効果が期待できる。
【０１５０】
（１）外光４００の一部が少なくともユーザ１００のいずれかの眼１０１に到達する状態で、表示画像２００に応じた画像光５００をユーザ１００の眼１０１に投射して当該ユーザ１００に前記表示画像２００を視認させる表示部１（投影ユニット１ａと光源ユニット１ｂ）を備え、外光４００の明るさを計測する明るさセンサ２（計測器）と、前記表示画像２００の明るさを判定し、前記外光４００の明るさと前記表示画像２００の明るさとの差を検出し、ユーザ１００によって前記表示部１の使用が開始された後、前記検出手段による検出結果に基づいて、ユーザ１００による前記表示部１の使用を一時的に休止させる休止タイミングを決定するとともに、決定した休止タイミングで前記表示部１の使用の休止をユーザ１００に促す使用休止報知を行う制御部３０（判定手段、検出手段、決定手段、及び報知処理手段）とを備えたＨＭＤとしたため、比較的に使用環境の自由度の高いＨＭＤをどこで用いても、様々な使用環境に適応した適切な時間で、表示部１の使用の休止をユーザ１００に促す使用休止報知を行うことができ、本ＨＭＤを使用するユーザ１００の眼精疲労による健康への悪影響を可及的に防止することができる。よって、眼１０１の疲労を全く感じていないにもかかわらず使用休止報知がなされて煩く感じたり、逆に使用休止報知がなされる時間よりも前に眼１０１が疲れたりすることを可及的に防止することができる。
【０１５１】
（２）また、ＨＭＤは、決定手段としての機能を担う制御部３０が、検出結果に応じて割り当てられた係数値を単位時間毎に累積していき、累積された累積値が所定の閾値以上となるタイミングを休止タイミングとして決定するため、使用環境に応じた適切な時間で報知される使用休止に従えば、ユーザ１００自身は眼精疲労などを心配することなく、表示部１を使用することができる。
【０１５２】
（３）また、前記決定手段としての機能を担う制御部３０は、検出結果に応じて割り当てる前記係数値を外光の明るさに応じて変更することができるため、使用環境に対応した時間をより正確に決定することができる。
【０１５３】
（４）また、前記検出手段としての機能を担う制御部３０により検出した結果に応じて割り当てる係数値が前記外光の明るさに応じて設定された疲れ判定テーブルを記憶したフラッシュＲＯＭ３３などのフラッシュメモリ（記憶部）を備えており、前記制御部３０（決定手段）は、前記記憶部に記憶した疲れ判定テーブルに基づいて、制御部３０（検出手段）による検出結果に応じて割り当てる係数値を決定するようにしたため、例えば毎分ごとに、あるいは毎秒毎に係数値を決定する際の処理が容易となり、ＣＰＵ３１への負担も少なくなる。
【０１５４】
（５）制御部３０が、ユーザ１００による表示部１の使用回数をカウントするカウント手段としての機能を担うようにして、カウント結果に応じた値を前記所定閾値としているため、表示部１を連続して使用した場合などにおいて、使用回数に応じて使用中止の報知タイミングを異ならせるようにすることができ、眼精疲労の軽減がより効果的に実現される。
【０１５５】
（６）また、ユーザ１００による表示部１の使用が休止されている時間を計時する計時手段として制御部３０が機能し、計時結果に基づいて表示部１の使用回数のカウント結果を補正し、当該補正結果に応じた係数値を前記所定閾値としているため、例えば十分に眼１０１の休憩がとれたと想定できるカウント結果であれば、次回の表示部１の使用においては、使用休止報知するタイミングを遅らせて、表示部１の使用時間をこれまでよりも長く設定することができ、ＨＭＤとしての使い勝手を損なうこともない。
【０１５６】
（７）また、制御部３０は、表示画像２００のデータから当該表示画像のピクセルの明るさの平均値を算出して、前記表示画像２００の明るさとすることもでき、実際の表示画像２００の輝度を、より正確に取得することが可能となる。外光４００の明るさと表示画像２００の明るさとの差も正確に検出可能となる。
【０１５７】
（８）また、表示部１表示する表示画像２００の明るさの設定値を調整する輝度設定スイッチ１５（調整部）を備え、前記制御部３０（検出手段）は、前記輝度設定スイッチ１５により調整した設定値を検出して、前記表示画像２００の明るさとすることができるため、外光４００の明るさと表示画像２００の明るさとの差をより簡単に検出することが可能となる。
【０１５８】
（９）また、前記制御部３０（報知処理手段）は、表示部１の使用の休止をユーザ１００に促す警告画像２５０に応じた画像光を、表示部１からユーザ１００の眼に投射することもでき、網膜走査型のＨＭＤであれば、通常の表示方法で警告画像２５０をユーザ１００に認識させることができる。
【０１５９】
（１０）また、音声を出力するイヤホン１６を備え、前記制御部３０（報知処理手段）は、表示部１の使用の休止をユーザ１００に促す音声を、イヤホン１６から出力させるように構成することもできるため、表示部１の使用休止をユーザ１００に対して強く促すことができる。
【０１６０】
以上、実施形態を通して本発明を説明してきたが、表示画像２００の輝度を取得するに際し、例えばレーザ６３、６４、６５（図８参照。）が出力する光束の輝度の変化を検出する輝度センサを設けて、この輝度センサにより輝度を検出するように構成することもできる。
【０１６１】
また、表示部１として、投影ユニット１ａと光源ユニット１ｂとを別体のものとして説明したが、これらは一体的に設けられていてもよい。さらに、ＨＭＤとして網膜走査型ディスプレイを採用しているが、ＬＣＤ（liquid crystal display）を透過又は反射させて生成した画像光をユーザ１００の眼１０１に投射して、ユーザ１００に表示画像２００を視認させるタイプのディスプレイを用いてもよい。このとき、表示部１にはＬＣＤ及び光源等を内蔵させ、所定の画像生成部から出力された画像信号に応じた画像をＬＣＤに表示させ、光源からの光をＬＣＤに入射し、透過又は反射させることによって画像光を生成することになる。
【符号の説明】
【０１６２】
１  表示部
１ａ  投影ユニット
１ｂ  光源ユニット
２  明るさセンサ（計測器）
３    コントローラ
３０  制御部（判定手段、検出手段、決定手段、及び報知処理手段）
１００  ユーザ
１０１  眼
２００  表示画像
４００  外光
５００  画像光
【図１】
2010164782.tif 000003
【図２】
2010164782.tif 000004
【図３】
2010164782.tif 000005
【図４】
2010164782.tif 000006
【図５】
2010164782.tif 000007
【図６】
2010164782.tif 000008
【図７】
2010164782.tif 000009
【図８】
2010164782.tif 000010
【図９】
2010164782.tif 000011
【図１０】
2010164782.tif 000012
【図１１】
2010164782.tif 000013
【図１２】
2010164782.tif 000014
【図１３】
2010164782.tif 000015
【図１４】
2010164782.tif 000016
【図１５】
2010164782.tif 000017
【図１６】
2010164782.tif 000018
【図１７】
2010164782.tif 000019
【図１８】
2010164782.tif 000020