(57)【要約】【課題】作業用の見易い表示装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、光出射部と、反射部と、検出部と、制御部と、を含む表示装置が提供される。前記光出射部は、作業者が作業空間で行う作業に関する情報を含む映像を含む光束を出射する。前記反射部は、前記作業空間と前記作業者の目との間に配置される。前記反射部は、前記光出射部から出射した前記光束を前記作業者の目に向けて反射し、前記作業空間からの光を透過させて前記目に入射させる。前記検知部は、前記作業者の作業状態を検出する。前記制御部は、前記検出部が検出した前記作業状態に基づいて、前記作業者が前記作業をしているときの前記光束の明るさを前記作業者が前記作業をしていないときの前記光束の明るさよりも低くする。【選択図】図１
2015084181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者が作業空間で行う作業に関する情報を含む映像を含む光束を出射する光出射部と、
前記作業空間と前記作業者の目との間に配置される反射部であって、前記光出射部から出射した前記光束を前記作業者の目に向けて反射し、前記作業空間からの光を透過させて前記目に入射させる反射部と、
前記作業者の作業状態を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記作業状態に基づいて、前記作業者が前記作業をしているときの前記光束の明るさを前記作業者が前記作業をしていないときの前記光束の明るさよりも低くする制御部と、
を備えた表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記作業者が前記作業をしていないときから前記作業をしている状態に移行したときに、前記光束の明るさを低くする第１動作と、
前記作業者が前記作業をしている状態から前記作業をしていない状態に移行したときに、前記光束の明るさを高くする第２動作と、
の少なくともいずれかを実施する請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記光出射部は、
前記光束を生成する映像生成部と、
前記映像生成部で生成された前記光束を前記反射部に向けて投影する映像投影部と、
を含む請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記作業空間の光学情報を取得する作業空間光学情報取得部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記作業空間の画像情報を取得する画像取得部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記作業空間の輝度変化を取得する輝度変化取得部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部は、
前記作業者の視線を検出する視線検出部と、
前記作業者の神経信号を取得する神経信号取得部と、
前記作業者の位置の変化に関する情報を取得する作業者位置変化情報取得部と、
の少なくともいずれかを含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記作業の被作業物の変化に関する情報を取得する被作業物情報取得部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項９】
前記検出部は、
前記作業の被作業物と前記作業者の体との間の相対的な位置に関する情報と、
前記被作業物と前記作業者が保持する作業工具との相対的な位置に関する情報と、
の少なくともいずれかを入手する相対的位置情報取得部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１０】
前記検出部は、前記作業者の手及び前記作業者が保持する作業工具の少なくともいずれかを電磁気的に検出する電磁気情報検出部を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記作業者の手及び前記作業者が保持する作業工具の少なくともいずれかに付着されるマーカ部をさらに備え、
前記検出部は、前記マーカ部を光学、磁気及び電気の少なくともいずれかの特性により検出して前記作業状態を検出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記作業者が前記作業をしていないときから前記作業をしている状態に移行したときに、前記光束の明るさを低くし、
前記移行してからの経過時間が長い第１時刻における前記光束の明るさを、前記移行してからの経過時間が前記第１時刻よりも短い第２時刻における前記光束の明るさよりも低くする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記作業者が前記作業をしていないと判定されたときには、前記光束の明るさを予め設定した非作業輝度に設定して、前記光束を前記目に投影させ、
前記作業者が前記作業をしていると判定されたときには、前記光束の明るさを非作業輝度よりも低い作業輝度に設定し、
前記作業輝度は、前記作業者によって予め設定可能である請求項１〜１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記光束の明るさに関する情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記記憶部は、前記作業者が行った過去の作業における前記光束の輝度に関する情報を記憶し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記過去の作業における前記光束の前記輝度に関する情報に基づいて前記作業輝度を決定する請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
前記作業は、第１工程と、第２工程と、を含み、
前記制御部は、
前記作業者が前記第１工程の作業をしているときの前記光束の明るさを第１工程作業輝度に設定し、
前記作業者が前記第１工程の作業をしていないときの前記光束の明るさを第１工程非作業輝度に設定し、
前記第１工程作業輝度は、前記第１工程非作業輝度よりも低く、
前記制御部は、
前記作業者が前記第２工程の作業をしているときの前記光束の明るさを第２工程作業輝度に設定し、
前記作業者が前記第２工程の作業をしていないときの前記光束の明るさを第２工程非作業輝度に設定し、
前記第２工程作業輝度は、前記第２工程非作業輝度よりも低く、
前記第２工程非作業輝度は、前記第１工程非作業輝度とは異なる請求項１〜１３のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１工程作業輝度、前記第１工程非作業輝度、前記第２工程作業輝度、及び、前記第２工程非作業輝度を記憶する記憶部をさらに備え、
前記記憶部は、前記作業者が行った過去の前記第１工程及び前記第２工程の前記作業における前記光束の輝度に関する情報を記憶し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記過去の作業における前記光束の前記輝度に関する情報に基づいて、前記第１工程作業輝度及び前記第２工程作業輝度の少なくともいずれかを決定する請求項１５記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１工程に要する予め定められた第１所要時間と、前記第２工程に要する予め定められた第２所要時間と、に関する情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記第２工程は前記第１工程の後に行われ、
前記制御部は、前記作業者が前記第１工程の作業をしていない状態から前記作業者が前記第１工程の作業をしている状態に移行した時から経過した時間に基づいて、前記第２工程における前記光束の明るさを変化させる請求項１５記載の表示装置。
【請求項１８】
前記光出射部は、前記光束の少なくとも一部を通過させる開口部と、前記光束を集光する集光部と、を含み、
前記開口部と前記集光部との間の前記光束の光路に沿った距離は、前記集光部の焦点距離の０．９倍以上１．１倍以下である請求項１〜１７のいずれか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業効率向上のために、作業者の視点を作業する位置からずらさずに、作業に関する情報を作業者に与えることが、望まれている。現実空間に対する情報の呈示の手法としてＡＲ（Augmented Reality）がある。作業に関する情報が見易く、作業の効率をより高める表示装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、作業用の見易い表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、光出射部と、反射部と、検出部と、制御部と、を含む表示装置が提供される。前記光出射部は、作業者が作業空間で行う作業に関する情報を含む映像を含む光束を出射する。前記反射部は、前記作業空間と前記作業者の目との間に配置される。前記反射部は、前記光出射部から出射した前記光束を前記作業者の目に向けて反射し、前記作業空間からの光を透過させて前記目に入射させる。前記検知部は、前記作業者の作業状態を検出する。前記制御部は、前記検出部が検出した前記作業状態に基づいて、前記作業者が前記作業をしているときの前記光束の明るさを前記作業者が前記作業をしていないときの前記光束の明るさよりも低くする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第２の実施形態に係る表示装置の動作を示す模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る表示装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。  
図１に表したように、本実施形態に係る表示装置１１０は、光出射部１５、反射部３０と、検出部４０と、制御部５０と、を含む。
表示装置１１０は、作業者８０により使用される。作業者８０は、作業空間７０で作業を行う。例えば、作業者８０は、被作業物７５に対して、処理を行う。本実施形態でいう作業は、例えば、手元で行うものである。作業は、例えば、部材の分解、組立、または操作等であってもよい。作業は、例えば、理化学の分野や医用の分野等で行う外科的作業のような精密作業であってもよい。本実施形態において、作業の内容は任意である。例えば、作業者８０は、作業者８０の身体８２の手８３に作業工具８５を持つ。作業工具８５により、作業者８０は、被作業物７５を処理する。図１に示す作業は、筆記作業を想定している。作業の例については、後述する。
【０００９】
光出射部１５は、映像を含む光束１８を出射する。映像は、作業者８０が作業空間７０で行う作業に関する情報を含む。例えば、映像は、作業の手順などを含む。映像は、被作業物７５の位置を示すマークなどを含む。
【００１０】
この例では、光出射部１５は、映像生成部１０と、映像投影部２０と、を含む。映像生成部１０は、光束１８を生成する。映像生成部１０は、例えば、光源部１１と、画像形成部１２と、を含む。光源部１１には、例えば、半導体発光素子などが用いられる。画像形成部１２には、例えば、液晶表示素子またはＭＥＭＳ表示素子などが用いられる。実施形態において、光源部１１及び画像形成部１２は、任意である。
【００１１】
この例では、映像投影部２０は、第１反射素子２１、スクリーン２２、第１レンズ部２３（集光部）、第２反射素子２４、開口絞り２４ａ、第２レンズ部２５、第３反射素子２６、第４反射素子２７、第５反射素子２８、及び、第３レンズ部２９を含む。これらの各部分は、光束１８の光路に沿って、上記の順に並ぶ。例えば、開口絞り２４ａは、第２レンズ部２５の焦点距離に応じて、第２レンズ部２５から離れた位置に配置される。例えば、開口絞り２４ａと第２レンズ部２５との間の距離は、第２レンズ部２５の焦点距離と実質的に等しい。
【００１２】
スクリーン２２は、光束１８の少なくとも一部を通過させる。例えば、スクリーン２２と第１レンズ部２３との間の距離は、第１レンズ部２３の焦点距離に実質的に等しい。スクリーン２２と第１レンズ部２３との間の、光束１８の光路に沿った距離は、焦点距離の０．９倍以上１．１倍以下である。
【００１３】
映像生成部１０と、映像投影部２０と、は、例えば、筐体１６の中に格納される。筐体１６は、例えば、光出射部１５に含まれても良い。
【００１４】
反射部３０は、光反射性と光透過性とを有する。反射部３０は、例えば、作業空間７０と作業者８０の目８１との間に配置される。反射部３０は、光出射部１５から出射した光束１８を作業者８０の目８１に向けて反射する。反射部３０は、作業空間７０からの光７８を透過させて、目８１に入射させる。
【００１５】
例えば、映像投影部２０は、映像生成部１０で生成された光束１８を、反射部３０に向けて投影する。反射部３０に投影された光束１８が、反射部３０で反射して、目８１に入射する。反射部３０には、例えば、コンバイナが用いられる。
【００１６】
作業者８０は、光束１８に含まれる映像（表示情報）と、作業空間７０に存在する被作業物７５の像（光）と、の両方を観視可能である。
【００１７】
この例では、反射部３０は、筐体１６から延出するホルダ３１に固定される。
【００１８】
検出部４０は、作業者８０の作業状態を検出する。検出部４０は、例えば、作業者８０の状態を検出し、作業状態を検出する。検出部４０は、被作業物７５の状態を検出して、作業状態を検出する。検出部４０は、例えば、作業者８０の状態と被作業物７５の状態とを検出し、作業状態を検出しても良い。
【００１９】
制御部５０は、光束１８の明るさを制御する。この制御は、例えば、光出射部１５を制御することにより行われる。例えば、制御部５０は、映像生成部１０を制御することにより、光束１８の明るさを制御する。実施形態において、制御部５０が、反射部３０の光学特性（例えば反射率など）を制御することで、目８１に入射する光束１８の明るさを制御しても良い。
【００２０】
表示装置１１０は、例えば、記憶部５５をさらに含んでも良い。記憶部５５は、光束１８の明るさに関する情報を記憶する。記憶部５５は、例えば、制御部５０における光束１８の制御に関する情報を記憶する。記憶部５５は、例えば、検出部４０による作業状態の検出結果に関する情報を記憶しても良い。
【００２１】
表示装置１１０は、例えば、測時部５６をさらに含んでも良い。測時部５６は、時間の経過を測定する。測時部５６は、制御部５０に含まれても良い。  
記憶部５５及び測時部５６の動作については、後述する。
【００２２】
表示装置１１０の動作の例について説明する。  
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。  
これらの図において横軸は、時間ｔを示す。図２（ａ）は、検出部４０が検出する検出信号Ｓｄを例示する。図２（ｂ）、検出部４０の検出結果に基づいて行われる作業状態Ｏｓの判定結果を例示している。図２（ｃ）は、光束１８の明るさの設定値（設定明るさＢｓｅｔ）を例示する。図２（ｄ）は、制御部５０に制御された光束１８の明るさ（制御後明るさＢｏｕｔ）を例示する。
【００２３】
図２（ｃ）に表したように、この例の作業は、第１工程Ｏｐ０１、第２工程Ｏｐ０２、第３工程Ｏｐ０３、及び、第４工程Ｏｐ０４などを含む。各工程は、例えば、順次行われる。
【００２４】
図２（ｃ）に例示した設定明るさＢｓｅｔは、例えば、作業者８０に、映像を単に見せる場合の光束１８の明るさである。例えば、作業者８０が、作業していないときに、映像を見る場合、作業中に被作業物７５を見ないで、その映像を見る。各工程に対応して、異なる表示内容の映像が表示される。各工程に対応する映像は、その工程に応じて、適正な明るさが存在する。適正な明るさで映像を表示することで、作業者８０は、その映像を見やすい。図２（ｃ）に例示した例では、各工程において、設定明るさが変更されている。
【００２５】
図２（ａ）に例示したように、検出部４０の検出信号Ｓｄは、時間と供に変化する。例えば、作業者８０が作業する際に、作業者８０が持つ作業工具８５と、被作業物７５と、の間の距離が近くなる。この距離を検出し、検出結果が検出信号Ｓｄとなる。この例では、検出信号Ｓｄの値が小さいときに、例えば、上記の距離が小さくなる。すなわち、検出信号Ｓｄが小さいときが、作業中であることに対応する。検出信号Ｓｄが大きいときが、非作業中であることに対応する。
【００２６】
図２（ａ）に例示したように、検出信号Ｓｄに対して、しきい値Ｓｔｈが設定される。する。しきい値Ｓｔｈは、例えば、予め設定することができる。しきい値Ｓｔｈは、各工程に応じて変更しても良い。例えば、検出信号Ｓｄとしきい値Ｓｔｈとの比較により、作業中であるか、非作業中であるか、が判定できる。
【００２７】
図２（ｂ）は、作業状態Ｏｓの判定結果を例示している。検出信号Ｓｄがしきい値Ｓｔｈよりも小さいときに、作業状態ＳＴ１であると判定される。検出信号Ｓｄがしきい値Ｓｔｈ以上であるときに、非作業状態ＳＴ２であると、判定される。
【００２８】
例えば、非作業状態ＳＴ２から作業状態ＳＴ１への移行が、作業開始ＯＰ１に対応する。作業状態ＳＴ１から非作業状態ＳＴ２への移行が、非作業開始ＯＰ２に対応する。非作業開始ＯＰ２は、作業の終了、または、作業の中断などに対応する。
【００２９】
実施形態においては、制御部５０は、作業状態ＳＴ１と非作業状態ＳＴ２とにおいて、光束１８の明るさを変更する。
【００３０】
図２（ｄ）に表したように、制御部５０は、作業者８０が作業をしているとき（作業状態ＳＴ１）の光束１８の明るさを、作業者８０が作業をしていないとき（非作業状態ＳＴ２）の光束１８の明るさよりも低くする。
【００３１】
例えば、制御部５０は、作業者８０が作業をしていないときから作業をしている状態に移行したとき（作業開始ＯＰ１）に、光束の明るさを低くする第１動作を実施する。制御部５０は、作業者８０が作業をしている状態から作業をしていない状態に移行したときに（非作業開始ＯＰ２）、光束１８の明るさを高くする第２動作を実施する。制御部５０は、第１動作及び第２動作の少なくともいずれかを実施する。
【００３２】
実施形態においては、作業者８０が作業していないときは、光束１８を作業していないときの適正な明るさ（設定明るさＢｓｅｔ）とする。そして、作業者８０が作業を開始し、作業中であるときには、光束１８の明るさを、設定明るさＢｓｅｔよりも低い値（制御後明るさＢｏｕｔ）とする。これにより、作業者８０は、作業中には、被作業物７５に対する視認性が高まる。作業中に、過度に明るい映像によって、被作業物７５の視認性が低下することが抑制される。
【００３３】
一般に、作業補助用の重畳型映像表示装置では、その映像は、両眼で視認される。例えば、両眼で、作業対象物（被作業物７５）の像と、表示映像と、を観視した場合、作業対象物の位置と、表示映像の位置（例えば虚像位置）と、が一致している場合には、作業対象物と表示映像とを分離して知覚することが困難である。すなわち、作業対象物は見難く、表示映像も見難い。
【００３４】
一方、作業対象物の位置と、表示映像の位置と、がずれている場合、作業対象物と表示映像とを同時に知覚することは著しく困難である。さらに、表示映像が、作業対象物を遮蔽してしまい、作業対象物の知覚が著しく妨害されてしまう。
【００３５】
このように、例えば、両眼式のＡＲ表示装置においては、作業対象物への視認性（すなわち操作性に影響する）を劣化しないように、作業対象物と、表示映像と、を重畳されて表示することは、非常に困難である。
【００３６】
本願発明者は、単眼式の表示装置を作業に用いる実験を行った。この実験では、単眼式の表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が用いられた。実験の結果、本願発明者は、作業対象物に表示映像が重畳されて表示された場合においても、表示映像が作業対象物を遮蔽することなく、作業対象物を明瞭に知覚することが可能になることを見出した。単眼式の表示装置として、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用いても同様の結果が得られる。
【００３７】
単眼式の表示装置の場合、表示映像は、観視者（作業者８０）の一方の目（目８１）だけに投影される。作業を行う作業空間７０の像（作業対象物の像）は、コンバイナ（反射部３０）を介して、観視者の両眼に入射する。両眼式の表示装置においては、作業対象物の像と、表示映像と、の一方だけを知覚することは困難である。これに対して、単眼式の表示装置の場合は、作業者８０が作業を行おうとして、作業空間７０に手８３などで働きかけを行う。このときに、作業対象物と表示映像との両方が目８１に入射している作業者８０は、作業対象物を主として知覚することが分かった。そして、作業者８０が作業を行おうとすると、表示映像は、実質的に知覚されなくなることが分かった。
【００３８】
これは、ヒトにおいて、作業空間７０の作業対象物への視覚的注意が集中すると、作業空間７０の作業対象物の知覚の程度が上昇し、表示映像への知覚の程度が低下することによると考えられる。すなわち、例えば、知覚心理学の分野でいう知覚交替が生じていると考えられる。
【００３９】
このような特性は、ヒトの視覚特性と、脳における視覚情報の処理の特性と、に関係している。
【００４０】
このような現象を利用して、作業者８０に見易い表示を行うことができる。実施形態においては、作業者８０における、作業空間７０に対する注意の集中の程度を、向上させる。これにより、より見易い表示が実現できる。本実施形態は、作業の状況に応じて、表示装置から出射する光束１８の明るさが制御される。実施形態においては、作業中において、明瞭に作業空間を視認することが可能となり、作業効率が向上できる。一方、非作業中は、表示映像が見易い。例えば、作業者８０は、非作業中に、作業に関する情報を表示映像によりに確実に入手できる。これにより、作業効率がさらに向上する。
【００４１】
例えば、ヘッドアップディスプレイにおいて、外光輝度に応じて、表示映像の明るさを制御する方法がある。この方法は、作業の有無に応じて明るさを制御するものではない。このため、作業中の表示を見易くするためには、不十分である。
【００４２】
本実施形態においては、検出部４０により作業状態を検出し、その結果に基づいて、制御部５０で明るさを制御する。これにより、作業用の見易い表示装置が提供できる。
【００４３】
実施形態において、作業として、例えば、作業空間７０において、ブロックの組み立てが行われる。例えば、作業空間７０に、ロックの部品が配置されている。この状態において、表示映像は、ブロックの組み立て方法の図などを含む。実施形態において、作業の内容、及び、表示映像は任意である。
【００４４】
この例のように、作業は、例えば、第１工程Ｏｐ０１と、第２工程Ｏｐ０２と、を含んでも良い。このとき、それぞれの工程において、光束１８の設定される明るさ（Ｂｏｕｔ）が、互いに異なっても良い。
【００４５】
例えば、制御部５０は、作業者８０が第１工程Ｏｐ０１の作業をしているときの、光束１８の明るさを第１工程作業輝度Ｂｏｕｔ１１に設定する。そして、制御部５０は、作業者８０が第１工程Ｏｐ０１の作業をしていないときの、光束１８の明るさを、第１工程非作業輝度Ｂｏｕｔ１２に設定する。第１工程作業輝度Ｂｏｕｔ１１は、第１工程非作業輝度Ｂｏｕｔ１２よりも低い。
【００４６】
例えば、制御部５０は、作業者８０が第２工程Ｏｐ０２の作業をしているときの、光束１８の明るさを第２工程作業輝度Ｂｏｕｔ２１に設定する。そして、制御部５０は、作業者８０が第２工程Ｏｐ０２の作業をしていないときの、光束１８の明るさを、第２工程非作業輝度Ｂｏｕｔ２２に設定する。第２工程作業輝度Ｂｏｕｔ２１は、第２工程非作業輝度Ｂｏｕｔ２２よりも低い。
【００４７】
複数の工程のそれぞれで、光束１８の明るさを変えても良い。例えば、第２工程非作業輝度Ｂｏｕｔ２２は、第１工程非作業輝度Ｂｏｕｔ１２とは異なる。例えば、第２工程作業輝度Ｂｏｕｔ２１は、第１工程作業輝度Ｂｏｕｔ１１とは異なる。
【００４８】
記憶部５５は、上記の第１工程作業輝度Ｂｏｕｔ１１、第１工程非作業輝度Ｂｏｕｔ１２、第２工程作業輝度Ｂｏｕｔ２１、及び、第２工程非作業輝度Ｂｏｕｔ２２を記憶することができる。
【００４９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。  
これらの図において横軸は、時間ｔを示す。図３（ａ）は、検出部４０の検出結果に基づいて行われる作業状態Ｏｓの判定結果を例示している。図３（ｂ）は、制御部５０に制御された光束１８の明るさ（制御後明るさＢｏｕｔ）を例示する。  
この例では、第１工程Ｏｐ０１における動作が例示されている。
【００５０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に表したように、この例においても、制御部５０は、作業者８０が作業をしているとき（作業状態ＳＴ１）の光束１８の明るさを、作業者８０が作業をしていないとき（非作業状態ＳＴ２）の光束１８の明るさよりも低くする。
【００５１】
制御部５０は、作業者８０が作業をしていないと判定されたときには、光束１８の明るさを予め設定した非作業輝度Ｂ２に設定する。そして、この非作業輝度Ｂ２を有する光束１８が目８１に投影される。制御部５０は、作業者８０が作業をしていると判定されたときには、光束１８の明るさを作業輝度Ｂ１に設定する。作業輝度Ｂ１は、非作業輝度Ｂ２よりも低い。この作業輝度Ｂ１は、作業者８０によって予め設定することが可能である。
【００５２】
記憶部５５が設けられる場合において、記憶部５５は、作業者８０が行った過去の作業における光束１８の輝度に関する情報を記憶しても良い。このとき、制御部５０は、記憶部５５に記憶された、過去の作業における光束１８の輝度に関する情報に基づいて、作業輝度Ｂ１を決定しても良い。
【００５３】
視覚的注意は、知覚交替に関わる因子である。視覚的注意の個人特性への依存性が大きい。作業においては、連続した複数の工程が設けられる。作業の継続時間により、視覚的注意が変化する。作業対象により、視覚的注意は、変化する。
【００５４】
実施形態において、作業の有無だけでなく、作業の継続時間、及び、作業対象の変化に対して、光束１８の明るさを変化させても良い。
【００５５】
例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に表したように、作業状態ＳＴ１の中において、明るさを変化させても良い。すなわち、制御部５０は、作業者８０が前記作業をしていないとき（非作業状態ＳＴ２）から作業をしている状態（作業状態ＳＴ１）に移行したとき（作業開始ＯＰ１）に、光束１８の明るさを低くする。さらに、移行してからの経過時間が長い第１時刻ｔ１における光束１８の明るさを、移行してからの経過時間が第１時刻ｔ１よりも短い第２時刻ｔ２における光束１８の明るさよりも低くする。
【００５６】
ヒトの視覚は、明るさに対して順応する特性を有する。このため、時間の経過に従って、明るさを低くすることで、より見易い表示が提供できる。
【００５７】
図３（ｂ）に例示したように、制御部５０は、第２時刻ｔ２から第１時刻ｔ１の間の少なくとも一部において、光束１８の明るさを連続的に変化させても良い。制御部５０は、第２時刻ｔ２から第１時刻ｔ１の間の少なくとも一部において、光束１８の明るさをステップ状に変化させても良い。  
上記の時間の経過の測定に、例えば、測時部５６が用いられる。
【００５８】
例えば、作業者８０は、光束１８の明るさについて、好ましい値を設定する。設定された値は、記憶部５５に記憶される。作業者８０は、さらに、作業中に最適であると判断する明るさの値を設定する。この明るさの値は、記憶部５５で記憶される。作業中に最適であると判断する明るさの値は、経過時間と、ともに記憶部５５に記憶される。例えば、時系列的に、作業時間に対する最適な明るさの値が、記憶部５５に記憶される。
【００５９】
作業を行うときは、作業開始の判断と、経過時間と、に応じて、測時時間に対応した明るさの値が記憶部５５から取り出される。この値に基づいて、制御部５０は、光束１８の明るさを、経過時間に応じた明るさになるように、光出射部１５を制御する。
【００６０】
例えば、作業時間の経過に伴う作業対象物への注意変化に対応して、表示の明るさを添加させる。これにより、効率的な作業性の維持が可能となる。
【００６１】
（第２の実施形態）  
本実施形態においては、作業の進度に応じて、光束１８の明るさを変更する。例えば、作業が複数の工程を含む場合、複数の工程の進行に応じて、光束１８の明るさを変更する。複数の工程において、作業対象物（の状態）が異なる場合がある。複数の工程において、作業内容が異なる場合がある。このような場合に、作業者８０の注意の依存度に対して、光束１８の明るさを適正に変更することで、作業対象物への注意配分を制御することができる。
【００６２】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第２の実施形態に係る表示装置の動作を例示する模式図である。  
図４（ａ）は、過去に実施された作業における検出信号Ｓｄ１を例示している。検出信号Ｓｄ１は、例えば、記憶部５５に記憶されている。図４（ｂ）は、現在実施されている作業において、検出部４０で検出された検出信号Ｓｄ２を例示している。
【００６３】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、この例では、現在実施されている作業の検出信号Ｓｄ２のパターンが、過去に実施された作業における検出信号Ｓｄ１のパターンに対して遅れている。検出信号Ｓｄ２により、現在実施されている作業の状態を判断することができる。
【００６４】
検出部４０で得られる検出信号のパターンは、作業対物象、及び、作業内容などにより、特異的に変化する。その特異性を記録することにより、実施されている作業状況を判断することができる。
【００６５】
光束１８の明るさに関して、作業状況に対応させて適正な値が、例えば記憶部５５に記憶される。検出された作業状況と、その作業状況に対応する適正な明るさの値と、により、制御部５０は、検出された作業状況（検出信号Ｓｄ２）に応じて、光束１８を記憶されている値に応じた明るさに制御する。
【００６６】
光束１８の明るさに関する、作業状況に対応させて適正な値は、過去に実施した作業における明るさに関する情報に基づいて定められても良い。例えば、作業者８０の実際の作業において、作業者８０が好む値をモニタし、その値を記憶部５５に記憶させても良い。
【００６７】
例えば、記憶部５５に記憶されている検出信号Ｓｄ１のパターンと、実際に実施されている作業において検出された検出信号Ｓｄ２と、が比較される。これらのパターンにおいて、作業状態に応じたパターンの発現時間が異なる（ずれている）場合がある。このとき、適したタイミングで、記憶された明るさの値により、光束１８を生成することで、作業効率をより向上することができる。
【００６８】
例えば、記憶部５５は、作業者８０が行った過去の第１工程Ｏｐ０１及び第２工程Ｏｐ０２の作業における光束１８の輝度に関する情報を記憶しても良い。このとき、制御部５０は、記憶部５５に記憶された過去の作業における光束１８の輝度に関する情報に基づいて、第１工程作業輝度Ｂｏｕｔ１１及び第２工程作業輝度Ｂｏｕｔ２１の少なくともいずれかを決定しても良い。制御部５０は、記憶部５５に記憶された過去の作業における光束１８の輝度に関する情報に基づいて、第１工程非作業輝度Ｂｏｕｔ１２及び第２工程非作業輝度Ｂｏｕｔ２２の少なくともいずれかを決定しても良い。
【００６９】
光束１８の明るさは、時間的に制御する方法と、状況に応じて制御する方法と、によりを制御できる。実施形態において、光束１８の明るさは、これらの方法の両方により制御しても良い。
【００７０】
例えば、作業の有無、及び、作業状況のそれぞれに対して、所定の時刻に所定の明るさで光束１８を生成した後に、時間の経過に応じて、明るさを変化させても良い。例えば、作業対象物の変化と、及び、作業内容の変化と、に対する明るさの制御が行われる。これに加えて、作業の進行状態に対しても、明るさの制御が行われる。例えば、作業時間が長い作業において、作業効率を高めることができる。
【００７１】
図５は、実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。  
図５に表したように、検出部４０は、作業空間光学情報取得部４１を含んでも良い。作業空間光学情報取得部４１は、作業空間７０の光学情報を取得する。作業空間光学情報取得部４１には、例えば、撮像素子、カメラ及び光検出器の少なくともいずれかを用いることができる。作業空間７０の光学情報は、例えば、作業空間７０の明るさ、作業空間７０における明るさの分布、及び、作業空間７０の複数の位置のそれぞれの明るさの少なくともいずれかを含む。
【００７２】
検出部４０は、画像取得部４２を含んでも良い。画像取得部４２は、作業空間７０の画像情報を取得する。画像取得部４２には、例えば、撮像素子またはカメラなどが用いられる。
【００７３】
検出部４０及び制御部５０の少なくともいずれかは、画像取得部４２が取得した画像情報に基づいて、作業空間７０をパターン認識することができる。検出部４０及び制御部５０の少なくともいずれかは、このパターン認識の結果により、作業者８０が作業をしているか、作業をしていないか、を判断する。判断の結果により、制御部５０の制御が行われる。
【００７４】
検出部４０は、輝度変化取得部４３を含んでも良い。輝度変化取得部４３は、作業空間７０の輝度変化を取得する。例えば、作業者８０が作業を始めると、作業者８０の手８３が、被作業物７５の位置に近づく。このため、被作業物７５の位置の輝度が変化する。この輝度の変化に関する情報を輝度変化取得部４３が取得する。輝度変化取得部４３として、撮像素子、カメラ、または、光検出器などが用いられる。
【００７５】
検出部４０は、作業者８０の状態を検出しても良い。例えば、検出部４０は、視線検出部４４ａ、神経信号取得部４４ｂ及び作業者位置変化情報取得部４４ｃの少なくともいずれかを含んでも良い。視線検出部４４ａは、作業者８０の視線を検出する。神経信号取得部４４ｂは、作業者８０の神経信号を取得する。作業者位置変化情報取得部４４ｃは、作業者８０の位置の変化に関する情報を取得する。
【００７６】
検出部４０は、被作業物情報取得部４５を含んでも良い。被作業物情報取得部４５は、作業の被作業物７５の変化に関する情報を取得する。被作業物情報取得部４５は、例えば、被作業物７５の形状の変化、被作業物７５の温度の変化、被作業物７５の色の変化、及び、被作業物７５の質量の変化の少なくともいずれかに関する情報を取得する。
【００７７】
検出部４０は、被作業物７５と作業者８０との相対的な関係に関する情報を入手しても良い。検出部４０は、相対的位置情報取得部４６を含んでも良い。相対的位置情報取得部４６は、例えば、作業の被作業物７５と、作業者８０の身体８２と、の間の相対的な位置に関する情報と、被作業物７５と作業者８０が保持する作業工具８５との相対的な位置に関する情報と、の少なくともいずれかを入手する。
【００７８】
検出部４０は、電磁情報検出部４７を含んでも良い。電磁情報検出部４７は、作業者８０の手８３及び作業者８０が保持する作業工具８５の少なくともいずれかを電磁気的に検出する。
【００７９】
表示装置１１０は、作業の検出のマーカ部４８をさらに含んでも良い。マーカ部４８は、例えば、作業者８０の手８３、及び、作業者８０が保持する作業工具８５の少なくともいずれかに付着される。このとき、検出部４０は、マーカ部４８を、例えば、光学、磁気及び電気の少なくともいずれかの特性により検出する。そして、この検出結果に基づいて、検出部４０は、作業者８０の作業状態を検出する。
【００８０】
実施形態において、例えば、作業空間光学情報取得部４１として、撮像素子が用いられる。
【００８１】
作業空間７０に対して、作業者８０よる働きかけがない場合、作業空間７０の輝度（明るさ）は、一定である。この輝度に変動があった場合が、作業として判断される。例えば、連続的な輝度変動が、予め定められた時間、持続するときが、作業の有無を判断しても良い。予め定められた時間は、例えば、１秒以上５秒であり、例えば、５秒である。
【００８２】
撮像素子からの出力を画像として取り出す場合、その画像と、予め与えられた情報と、を照合することで、作業状態（例えば作業の有無）を判断することもできる。
【００８３】
例えば、撮像素子から得られる画像から、エッジを検出し、このエッジに変化があった場合に、作業の有無の変化と、判断できる。
【００８４】
作業対象物（被作業物７５）が既知である場合がある。このとき、例えば、作業対象物の図面上の立体形状を、検出部４０に予め提供しても良い。検出部４０（または制御部５０）は、作業の進展に伴う作業対象物の変化を検出して、作業の有無を検出することができる。
【００８５】
例えば、作業対象物に対応する写真などがある場合がある。この場合、作業対象物の形状と、与えられた写真と、のマッチングを評価する。これにより、作業状態（例えば作業の有無）を、判断することができる。作業対象物の形状の他に、作業対象物と作業空間７０とを同時に判断しても良い。作業空間７０に関する情報として、作業空間７０の風景、作業空間７０の色、及び、作業空間の配光状態などの少なくともいずれかに基づいて、作業状態（例えば作業の有無）を判断しても良い。
【００８６】
実施形態において、作業対象物となる部品、作業者８０の手８３、作業者８０の作業工具８５の少なくともいずれかにマーカ部４８（例えばなどに光学的マーカ）を配置しても良い。マーカ部４８を画像中から検出することにより、作業の有無、及び、作業の進行状況を把握することもできる。
【００８７】
検出部４０に電磁情報検出部４７を設ける場合、例えば、作業対象物となる部品、作業者８０の手８３、作業者８０が用いる作業工具８５の少なくともいずれかに、例えば、ＲＦＩＤを配置する。所定の空間内におけるＲＦＩＤの有無、または、ＲＦＩＤの位置を検出する。これにより、作業状態（例えば、作業の有無）、及び、作業の進行状況を把握することができる。
【００８８】
作業者８０が、データーグローブ用の位置情報発信源を保持しても良い。これにより、作業状態（例えば、作業の有無）、及び、作業の進行状況を把握することができる。
【００８９】
作業者８０に検出手段を設けても良い。  
例えば、検出部４０が視線検出部４４ａを含む場合、作業者８０の作業空間７０中の注視の位置が分かる。これにより、作業状態（例えば、作業の有無）、及び、作業の進行状況を把握することができる。
【００９０】
例えば、検出部４０が神経信号取得部４４ｂを含む場合、例えば、作業者８０の脳波及び脳血流の少なくともいずれかに関する信号が取得される。例えば、ＭＲにより、作業者８０の脳活動の測定により、作業者８０の作業状況を判断することができる。
【００９１】
作業対象物が作業中に特徴のある動きを伴うものである場合、その動きの特徴に関する情報を得ることで、作業状態（例えば、作業の有無）、及び、作業の進行状況を把握することができる。
【００９２】
作業者８０が、作業の有無を能動的に切り替えても良い。例えば、切り替えの手段として用いられる、スイッチなどの状態を検出しても良い。作業者８０の、声、瞬き、体の動き（足踏みなど）の少なくともいずれかを検出しても良い。これらの作業者８０の行動に伴う、筋肉の動き（舌筋なども含む）の動きなどを用いて検出しても良い。
【００９３】
作業者８０が可動な状態である場合、作業者８０の身体８２の少なくとも一部の位置を検出しても良い。例えば、作業者８０の座席が可動でも良い。例えば、作業者８０が、可動な車両上にいても良い。例えば、作業者８０が歩いていても良い。作業者８０が移動する空間において、作業者８０が検出される。作業者８０が移動する空間において、その空間内に存在する物体が検出される。
【００９４】
例えば、ベルトコンベア上に作業対象物が存在しても良い。例えば、作業対象物中をベルトコンベア上にいる作業者が移動しても良い。例えば、作業者８０が工場内を移動しても良い。例えば、作業者８０が、建築現場で移動しても良い。
【００９５】
例えば、予め入力された既知情報を、作業状況の判断としても良い。実施形態に係る表示装置１１０は、ネットワークに接続されても良い。記憶部５５が、ネットワーク上に設けられても良い。例えば、表示装置１１０は、ネットワーク上のデーターベース（例えば記憶部５５）と、リンクされる。このとき、データーベース上の情報を、照合対象として用いても良い。
【００９６】
実施形態においては、作業状態、作業内容、または、作業経過時間に応じて、適正な明るさの映像を提供できる。これにより、作業性の高い作業用の表示装置を提供できる。
【００９７】
実施形態によれば、作業用の見易い表示装置が提供できる。
【００９８】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示装置に含まれる光出射部、映像生成部、映像投影部、スクリーン、開口絞り、反射素子、レンズ部、反射部、検出部、制御部及び記憶部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００９９】
その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１００】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１０１】
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。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…映像生成部、  １１…光源部、  １２…画像形成部、  １５…光出射部、  １６…筐体、  １８…光束、  ２０…映像投影部、  ２１…第１反射素子、  ２２…スクリーン、  ２３…第１レンズ部、  ２４…第２反射素子、  ２４ａ…開口絞り、  ２５…第２レンズ部、  ２６…第３反射素子、  ２７…第４反射素子、  ２８…第５反射素子、  ２９…第３レンズ部、  ３０…反射部、  ３１…ホルダ、  ４０…検出部、  ４１…作業空間光学情報取得部、  ４２…画像取得部、  ４３…輝度変化取得部、  ４４ａ…視線検出部、  ４４ｂ…神経信号取得部、  ４４ｃ…作業者位置変化情報取得部、  ４５…被作業物情報取得部、  ４６…相対的位置情報取得部、  ４７…電磁情報検出部、  ４８…マーカ部、  ５０…制御部、  ５５…記憶部、  ５６…測時部、  ７０…作業空間、  ７５…被作業物、  ７８…光、  ８０…作業者、  ８１…目、  ８２…身体、  ８３…手、  ８５…作業工具、  １１０…表示装置、  Ｂ１…作業輝度、  Ｂ２…非作業輝度、  Ｂｏｕｔ１１…第１工程作業輝度、  Ｂｏｕｔ１２…第１工程非作業輝度、  Ｂｏｕｔ２１…第２工程作業輝度、  Ｂｏｕｔ２２…第２工程非作業輝度、  ＯＰ１…作業開始、  ＯＰ２…非作業開始、  Ｏｐ０１〜Ｏｐ０４…第１〜第４工程、  Ｏｓ…作業状態、  ＳＴ１…作業状態、  ＳＴ２…非作業状態、  Ｓｄ、Ｓｄ１、Ｓｄ２…検出信号、  Ｓｔｈ…しきい値、  ｔ…時間、  ｔ１…第１時刻、  ｔ２…第２時刻、
【図１】
2015084181.tif 000003
【図２】
2015084181.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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