(57)【要約】【課題】前方領域を照明しつつ明瞭な画像を使用者に視認させる頭部装着型表示装置を提供する。【解決手段】画像の表示光を出射する表示器と、その表示光を使用者の目に導く光学系と、使用者の頭部に装着されるホルダ３と、使用者の前方に照明光を照射可能な照明装置５とを備える。その表示器と光学系と照明装置５とがホルダ３を介して使用者の頭部に装着される。【選択図】図１
2006195070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の表示光を出射する表示器と、
前記表示光を使用者の目に導く光学系と、
前記使用者の頭部に装着されるホルダと、
前記使用者の前方に照明光を照射可能な照明装置とを備え、
前記表示器と前記光学系と前記照明装置とが、前記ホルダを介して前記使用者の頭部に装着される頭部装着型表示装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記表示光の光路を変更すると共に前記使用者の前方からの光を透過する視認用光学素子を有し、
前記視認用光学素子を通して前記使用者により視認される前方領域が、前記照明光により照射可能とされている請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項３】
前記表示器は、透過型画像表示素子と、前記画像表示素子を透過することで前記表示光となる光を出射するバックライト光源とを有し、
前記照明装置は、前記バックライト光源から出射される光の一部を前記照明光として取り出す照明用光学素子を有する請求項１または２に記載の頭部装着型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウエアラブルコンピュータ等の表示装置として用いることで、医師が診察時に電子カルテ等を視認するのに適した頭部装着型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、例えば耳鼻咽喉科等の医師が患者の診察時に患部を観察するために額帯鏡を頭部に装着している。そのような額帯鏡において、ＬＥＤのような光源を用いて患部を照明することが行われている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１２０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、医師は診察時に電子カルテ等の診察用情報の表示画像を見る必要性が多くなっている。しかし、上記のような額帯鏡を頭部に装着していると、患部を照明するための光が電子カルテ等の画面を照射するために表示画像の視認性が低下する。また、その光が誤って患者の目に照射されるおそれがある。さらに、電子カルテを医師の側方に配置される表示装置の画面により表示するような場合、患部の観察と電子カルテの確認を頭部を動かすことなく行うことは困難であり、また、患者にとって不要な情報が表示されている電子カルテに患者の注意がそれ易いため、医師と患者の対面診察が阻害される要因となっている。本発明は、そのような課題を解決することのできる頭部装着型表示装置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】
【０００４】
本発明の頭部装着型表示装置は、画像の表示光を出射する表示器と、前記表示光を使用者の目に導く光学系と、前記使用者の頭部に装着されるホルダと、前記使用者の前方に照明光を照射可能な照明装置とを備え、前記表示器と前記光学系と前記照明装置とが、前記ホルダを介して前記使用者の頭部に装着されることを特徴とする。
本発明によれば、使用者は照明光により照明された前方領域と明瞭な画像を視認できる。
【０００５】
前記光学系は、前記表示光の光路を変更すると共に前記使用者の前方からの光を透過する視認用光学素子を有し、前記視認用光学素子を通して前記使用者により視認される前方領域が、前記照明光により照射可能とされているのが好ましい。これにより、画像を視認する使用者の視線方向と照明光の照射方向とを略一致させ、使用者は画像と照明光による前方照射領域とを頭部を動かすことなく視認することができる。よって、本発明の頭部装着型表示装置を診察に用いることで、患者の患部を照明した状態で、医師は電子カルテ等の診察用情報の表示画像を頭部を動かすことも患者にも見られることもなく明瞭に視認でき、医師と患者の良好な対面診察が実現できる。また、照明装置を備えた頭部装着型表示装置は、患者が有する一般的な医師のイメージを壊すことがないように、一般的な医師の診察具である額帯鏡と近似した形態を有するよう構成でき、これにより診察に際して患者に不安感を生じさせるのを防止できる。前記照明光の照射方向の調節機構を備えるのが好ましい。さらに、その照射方向を前記表示光の出射方向と同時に同方向に調節可能であるのが好ましい。これにより、頭部の動きに関わらず所望領域を照明することで、表示器による表示画像を常に視認できることと相まって、様々な姿勢で作業を行うことが可能になる。
【０００６】
前記表示器は、透過型画像表示素子と、前記画像表示素子を透過することで前記表示光となる光を出射するバックライト光源とを有し、前記照明装置は、前記バックライト光源から出射される光の一部を前記照明光として取り出す照明用光学素子を有するのが好ましい。これにより、表示器のバックライト光源が照明装置の光源を兼用し、専用の照明用光源が不要になり、消費電力の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の頭部装着型表示装置によれば、無駄な電力を消費することなくシンプルな構成で前方領域を照明しつつ明瞭な画像を使用者に視認させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１〜図３に示す第１実施形態の頭部装着型表示装置１は、ホルダ３と、小型の表示ユニット４と、照明装置５とを備える。
【０００９】
ホルダ３は、使用者１０の頭部に取り外し可能に装着されるもので、左右の耳に引っ掛け可能な左右サイドフレーム１１、１２と、前頭部に沿うフロントフレーム１３を有する。各サイドフレーム１１、１２に使用者１０の側頭部に接するパッド１１ａ、１２ａが取り付けられ、フロントフレーム１３に使用者１０の眉毛を含む額に接するパッド１３ａが取り付けられている。左右サイドフレーム１１、１２の前端部はフロントフレーム１３の両端部にヒンジを介して揺動可能に連結され、これにより左右サイドフレーム１１、１２をフロントフレーム１３に沿うように折り畳むことが可能とされている。なお、ホルダの形態は特に限定されず、例えばバンド、ゴーグル、キャップ等の形態を有するものであってもよい。
【００１０】
表示ユニット４は、画像の表示光Ｌ１を出射する表示器２１と、表示光Ｌ１を使用者１０の目に導く光学系２２と、表示器２１と光学系２２を内蔵するハウジング２３を有する。
【００１１】
表示器２１は、本実施形態では液晶表示素子のような透過型画像表示素子２１ａと、画像表示素子２１ａを透過することで画像の表示光Ｌ１となる光を出射するバックライト光源２１ｂを有し、画像表示素子２１ａはケーブル２５を介してコンピュータ等の信号源から送られる駆動信号に応じた画像を形成する。バックライト光源２１ｂとしては小型、高輝度、低消費電力のＬＥＤが好ましいが特に限定されず、その電源は携帯性に優れた専用バッテリーを用いたり、あるいは信号源であるコンピュータからケーブル２５を介して供給するのが好ましい。
【００１２】
光学系２２は、本実施形態ではレンズ系２２ａと表示用ビームスプリッタ２２ｂを有する。
【００１３】
表示光Ｌ１は、レンズ系２２ａを介して表示用ビームスプリッタ２２ｂに至り、光路変更されることで使用者１０の一方の目に至る。レンズ系２２ａは、表示器２１において形成される画像よりも拡大された虚像を使用者１０に視認させるように表示光Ｌ１の光路を変更する。これにより使用者１０は表示器２１による表示画像を視認できる。表示用ビームスプリッタ２２ｂは使用者１０の一方の目の前方に配置され、前方からの光Ｌ３を透過させて使用者１０の目に導くことができ、これにより使用者１０は画像と前方の実在物の双方を視認できる。表示用ビームスプリッタ２２ｂは、例えば光を反射により光路変更するハーフミラーや回折により光路変更するホログラム素子等により構成できる。なお、光学系２２は必要に応じて減光板、拡散板、偏光板等を含んでいてもよい。
【００１４】
照明装置５は使用者１０の前方に照明光Ｌ２を照射可能なもので、本実施形態では表示ユニット４に一体化され、表示器２１のバックライト光源２１ｂが照明装置５の光源を兼用する。すなわち照明装置５は、バックライト光源２１ｂから出射される光の一部を照明光Ｌ２として取り出す光学素子として、照明用ビームスプリッタ２４を有する。バックライト光源２１ｂから出射される光は、その一部が照明用ビームスプリッタ２４を透過することで照明光Ｌ２とされ、残部が照明用ビームスプリッタ２４において光路変更されることで画像表示素子２１ａを透過する。照明光Ｌ２は、ハウジング２３に設けられた照明光出射口５ａから使用者１０の前方に向かい出射される。なお、照明光出射口５ａは透明保護カバー５ｂにより覆われる。照明光出射口５ａは、照明用ビームスプリッタ２４から僅かに上方に離れた位置に配置され、照明用ビームスプリッタ２４を通して使用者１０により視認される前方領域を照明光Ｌ２により照射可能なように、表示器２１の表示画像を視認する使用者１０の視線方向と照明光Ｌ２の照射方向は略一致するものとされている。照明用ビームスプリッタ２４は、例えば光を反射により光路変更するハーフミラーや回折により光路変更するホログラム素子等により構成できる。
【００１５】
照明光Ｌ２の照射方向の調節機構３０が設けられている。本実施形態では、ハウジング２３がホルダ３に固定された支持フレーム３１にヒンジシャフト３２を介して左右横軸中心に揺動可能に取り付けられている。これにより、表示器２１と光学系２２から構成される表示ユニット４と照明装置５がホルダ３を介して使用者１０の頭部に装着されることになる。また、ハウジング２３の揺動によって照明光Ｌ２の照射方向が上下に変更調節可能とされ、また、表示ユニット４も同行して揺動することから照明光Ｌ２の照射方向が表示光Ｌ１の出射方向と同時に同方向に調節され、表示器２１の表示画像を視認する使用者１０の視線方向も同様に変化する。なお、支持フレーム３１に回転可能に取り付けられたダイヤル３０ａの回転によりハウジング２３が揺動するように、ダイヤル３０ａとヒンジシャフト３２はギヤ機構３０ｂを介して連動されている。
【００１６】
上記頭部装着型表示装置１によれば、使用者は照明光Ｌ２により照明された前方領域と明瞭な画像を視認でき、診察に用いることで、患者の患部を照明した状態で、医師は電子カルテ等の診察用情報の表示画像を頭部を動かすことも患者にも見られることもなく明瞭に視認でき、医師と患者の良好な対面診察が実現できる。また、頭部装着型表示装置１は、患者が有する一般的な医師のイメージを壊すことがないように、一般的な医師の診察具である額帯鏡と近似した形態を有するよう構成でき、これにより診察に際して患者に不安感を生じさせるのを防止できる。さらに、使用者１０は画像と照明光Ｌ２による前方照射領域とを頭部を動かすことなく視認することができ、診察等の作業を各種情報を表示画像から確認しつつ円滑に行う上で好ましいものである。その照明光Ｌ２の照射方向を表示光Ｌ１の出射方向と同時に同方向に調節可能であるので、頭部の動きに関わらず所望領域を照明することで、表示器２１による表示画像を常に視認できることと相まって、様々な姿勢で作業を行うことが可能になる。また、表示器２１のバックライト光源２１ｂが照明装置５の光源を兼用することで、専用の照明用光源が不要になり、消費電力の低減を図ることができる。
【００１７】
図４は本発明の第２実施形態の頭部装着型表示装置１′を示し、第１実施形態と同様部分は同一符号で示す。第１実施形態との相違は、照明装置５が表示ユニット４ではなくホルダ３に取り付けられている。すなわち、フロントフレーム１３に取り付けられたアーム４１にボールジョイント機構４２を介してライトケーシング４３が取り付けられ、ライトケーシング４３に照明装置５が内蔵され、ライトケーシング４３に設けられた照明光出射口５ａから照明光が出射される。ボールジョイント機構４２によりライトケーシング４３のホルダ３に対する向きを変更すると共に位置決めできるので、照明光の照射方向を任意方向に調節できる。これにより、頭部の動きに関わらず所望領域を照明することで、表示器２１による表示画像を常に視認できることと相まって、様々な姿勢で作業を行うことが可能になる。なお、本実施形態の表示ユニット４の光学系においては第１実施形態の第１ビームスプリッタに代えて全反射ミラーを用いればよい。また、本実施形態の表示ユニット４においては第１実施形態のようなハウジング２３は不要で支持フレーム３１が表示ユニット４のハウジングを兼用する。照明装置５は、バックライト光源２１ｂではなく専用の照明用光源を有するものとされ、その照明用光源としては小型、高輝度、低消費電力のＬＥＤが好ましいが照明部位を必要な明るさに照明できれば特に限定されず、その電源は携帯性に優れた専用バッテリーや信号源であるコンピュータから供給するのが好ましく、さらに周囲の明るさに応じて調光するための調光機構を備えるのが好ましい。他は第１実施形態と同様の構成とされ、同様の作用効果を奏する。なお、照明装置５をサイドフレーム１１、１２の一方に取り付けてもよい。また、ボールジョイント機構４２に代えてフレキシブルチューブ等のアームを介して照明装置５をホルダ３や表示ユニット４に取り付けることで、照明光の照射方向を変更して位置決めできるようにしてもよい。あるいは、照明光を反射するミラーを照明装置５に組み付け、そのミラーの反射面の向きを変更可能にすることで、照明光の照射方向を変更調節可能にしてもよく、照明光の照射方向の変更手段は特に限定されず、なくてもよい。
【００１８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、バックライト光源の一部を照明光として取り出し、取り出した照明光を光ファイバを介して使用者の前方に向け照射するようにし、その光ファイバを挿通したフレキシブルチューブ等のアームを表示ユニットに取り付け、そのアームを撓ませることで照明光の照射方向を変更調節するようにしてもよい。この場合、その光ファイバにおける光の出入口に集光用レンズを配置するのが好ましい。また、表示器による表示画像は電子カルテに限定されず、種々のアプリケーションプログラムによる表示画像、テレビ画像、各種作業支援用画像等を表示してもよい。上記実施形態では使用者の左右一方の目にのみ画像表示光を導いているが、例えば表示ユニットを一対とすることで両方の目に画像表示光を導くようにしてもよい。さらに、照明装置の数を複数としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の斜視図
【図２】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の要部の側面図
【図３】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の構成説明図
【図４】本発明の第２実施形態の頭部装着型表示装置の斜視図
【符号の説明】
【００２０】
１、１′  頭部装着型表示装置
３  ホルダ
５  照明装置
１０  使用者
２１  表示器
２１ａ  透過型画像表示素子
２１ｂ  バックライト光源
２２  光学系
【図１】
2006195070.tif 000003
【図２】
2006195070.tif 000004
【図３】
2006195070.tif 000005
【図４】
2006195070.tif 000006