(57)【要約】【課題】低コストで製作でき、音が聞こえないあるいは聞こえにくい状況にあっても音の変化を視覚的に知ることのできる映像表示装置を得る。【解決手段】外界の音を入力するためのマイクと、音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換手段と、非文字映像信号を非文字映像として表示する表示手段とを備えた映像表示装置。外界の音はその強度に対応した非文字映像（虚像１００）として、折れ線グラフ１０１などで経時的に表示される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界の音を入力するための音信号入力手段と、音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換手段と、非文字映像信号を非文字映像として表示する表示手段と、を備え、
前記表示手段に表示された非文字映像と外界とが同時に観察可能であること、
を特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
音を入力するための音信号入力手段と、音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換手段と、他の映像を入力するための映像信号入力手段と、映像を表示する表示手段と、非文字映像信号と前記映像信号入力手段に入力された他の映像信号とを重畳する映像信号重畳手段と、を備え、
前記表示手段には前記映像信号重畳手段によって重ねられた他の映像と非文字映像とが同時に表示されること、
を特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
さらに、前記音信号入力手段に入力された所定時間内の音信号を記憶する記憶手段を備え、
前記音信号変換手段は所定時間内に変化する強度に対応した非文字映像信号に変換すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
さらに、前記音信号入力手段に入力された音信号から特定の周波数帯域の音をカットするバンドカット手段を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記音信号入力手段は高指向性マイクであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示装置、特に、ＴＶ受像機や観察者の眼前に配置されて使用されるヘッドマウンテッドディスプレイ（以下、ＨＭＤと記す）等の映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
ＷＯ００／４９８３４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４４８４１号公報
【０００３】
特許文献１には、入力された音源を解析して特定の音として認識し、該音源を絵などの情報としてシースルー頭部装着型の表示装置に表示するようにした音変換装置が開示されている。また、特許文献２には、話者の音を認識して文字としてシースルー表示し、聴覚障害者が話者とコミュニケーションできるようにした音表示システムが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記文献１に記載の音変換装置や前記文献２に記載の音表示システムでは、音源の種類を特定したり、話者の音を認識するための装置が高価であり、ノイズによって音源の種類や話者の音を誤って認識し、正確な情報を表示できないという問題点を有していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、低コストで製作でき、音が聞こえないあるいは聞こえにくい状況にあっても音の変化を視覚的に知ることができる映像表示装置を提供することにある。
【０００６】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、第１の発明に係る映像表示装置は、外界の音を入力するための音信号入力手段と、音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換手段と、非文字映像信号を非文字映像として表示する表示手段とを備え、前記表示手段に表示された非文字映像と外界とが同時に観察可能であることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明に係る映像表示装置は、例えば、表示手段に表示された非文字映像を目に虚像として導く観察光学系を備えたシースルータイプのＨＭＤとして使用される。あるいは、シースルーのビューミラー（ハーフミラー）に演説の原稿を表示し、演説者はビューミラーを透過して聴衆を見ながら原稿を見ることができるプロンプタータイプとして使用される。
【０００８】
第１の発明に係る映像表示装置においては、入力された外界の音をその強度（音圧）に対応した非文字映像信号に変換し、非文字映像（例えば、折れ線グラフの変化、バーグラフの長さの変化、表示面積の変化、図形の点滅間隔の変化等）として表示する。従って、観察者は、具体的に音源の音そのものを視覚的に認識できないが、音が聞こえないあるいは聞こえにくい状況にあっても周囲で音の変化が生じたことを視覚的に容易に認識できる。また、音源の強度を認識すればよいため、それほど高価な音認識素子、認識回路やソフトウエアを必要とはせず、低コストで製作することができる。
【０００９】
第２の発明に係る映像表示装置は、音を入力するための音信号入力手段と、音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換手段と、他の映像を入力するための映像信号入力手段と、映像を表示する表示手段と、非文字映像信号と前記映像信号入力手段に入力された他の映像信号とを重畳する映像信号重畳手段とを備え、前記表示手段には前記映像信号重畳手段によって重ねられた他の映像と非文字映像とが同時に表示されることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明に係る映像表示装置は、例えば、ＴＶ受信機や前記シースルータイプのＨＭＤとして使用され、あるいは、前記プロンプターとして使用され、表示される他の映像に伴う音や外界の音をその強度に対応した非文字映像として他の映像に重ねて表示する。従って、観察者は音が聞こえないあるいは聞こえにくい状況にあっても、音の変化を視覚的に容易に認識できる。また、低コストで制作可能なことも前記第１の発明と同様である。
【００１１】
前記第１及び第２の発明に係る映像表示装置においては、さらに、前記音信号入力手段に入力された所定時間内の音信号を記憶する記憶手段を備え、前記音信号変換手段は所定時間内に変化する強度に対応した非文字映像信号に変換するようにしてもよい。所定時間内に変化する音の強度に対応した非文字映像として経時的に表示されるため、凝視することなく、音の変化の状態を容易に認識することができる。
【００１２】
さらに、前記音信号入力手段に入力された音信号から特定の周波数帯域の音をカットするバンドカット手段を備えていてもよい。例えば、観察者自身から発せられた音を表示することは必ずしも必要ではなく、そのような不必要な周波数帯域の音をカットすることにより、必要な音情報のみを表示させることができる。
【００１３】
前記音信号入力手段は、映像表示装置に音を入力するための手段であって、例えば、外界の音を入力するマイクや該マイクからの信号を入力するためのコネクタを含むインターフェイス回路等である。あるいは、他の映像に伴う音を入力するためのコネクタを含むインターフェイス回路であってもよい。マイクの場合は高指向性マイクであること、特に、指向性の方向を可変なタイプが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像表示装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態、図１〜図４参照）
本発明の第１実施形態は、図１に示すように、頭部装着型のシースルー映像表示装置１である。この映像表示装置１は、概略、表示手段１０、プリズム１５Ｒ，１５Ｌ、マイク２０、テンプル２５Ｒ，２５Ｌ、ブリッジ２６、鼻当て２７Ｒ，２７Ｌにて構成されており、眼鏡と同様にして人の頭部に装着可能である。
【００１６】
プリズム１５Ｒ，１５Ｌは、眼前に配置されて外光が透過することにより外界を透視することができると共に、一方のプリズム１５Ｒには以下に説明する表示手段１０によって虚像として表示された非文字映像を外界像と重ねて観察することができる。マイク２０はテンプル２５Ｒに取り付けられ、集音された外界の音はケーブル２１を介して表示手段１０の制御部３０（図３参照）に入力される。
【００１７】
表示手段１０は、プリズム１５Ｒの上部に取り付けたもので、図２に示すように、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）１１、レンズ１２、透過型の液晶変調デバイス（以下、ＬＣＤと記す）１３にて構成されている。ＬＥＤ１１から放射された光をレンズ１２にて集光し、ＬＣＤ１３を映像信号に基づいて駆動することにより、光を変調して観察光学系に映像を虚像として表示する。
【００１８】
プリズム１５Ｒは、プリズム１６，１７からなり、その接合部には体積位相型のホログラム素子１８が設けられている。ＬＣＤ１３で変調された映像光はプリズム１６の内部で３回全反射した後、ホログラム素子１８により回折され、虚像として光学瞳１９に導かれる。観察者は光学瞳１９の光が目に入射することにより、映像を観察することができる。
【００１９】
表示手段１０の制御部３０は、図３に示すように、概略、前記マイク２０からの音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換回路３１と、ＬＣＤ１３を駆動するＬＣＤドライバ回路３３とを備えている。ドライバ回路３３によってＬＣＤ１３を駆動することにより、表示手段１０に非文字映像が表示される。制御部３０には、その他に、ＬＥＤ１１を駆動するＬＥＤドライバ回路３４を備えている。
【００２０】
ところで、非文字映像は音の強度を瞬間的に表示してもよいが、本第１実施形態にあっては、１０秒間の所定時間にわたって変化する音を経時的に表示するように構成されている。そのために、音信号変換回路３１にメモリ３２を設け、所定時間内の音信号を記憶し、記憶されている現在から１０秒前までの外界音を非文字映像として表示する。
【００２１】
図４には、前記プリズム１５Ｒから観察者が見ている外界及び前記表示手段１０によって表示される映像の一例を示している。図４において、１００は表示手段１０によって観察者が見る虚像であり、マイク２０によって拾われた外界音の強度を非文字映像の一例である折れ線グラフ１０１として表示されている。この折れ線グラフ１０１は横軸に時間、縦軸に外界音の強度を表している。横軸の全領域で１０秒間の音を経時的に表示し、黒丸１０２は現時点での外界音の強度を強調して示している。
【００２２】
なお、縦軸で表す強度は任意に設定でき、例えば、騒々しい街中の場合は最低強度及び最高強度を高めに設定し、静かな部屋の中では最低強度及び最高強度を低めに設定すれば、外界音の変化を正確に視認することができる。また、横軸で表す経過時間も任意に設定することができる。
【００２３】
図４に示されている外界は、自動車が近づいて通り過ぎて少し遠ざかった状況であり、折れ線グラフ１０１の領域１０１ａは自動車が観察者に最も近づいたときの外界音を表している。観察者は、例えば、後ろから近づいてきた自動車を非文字映像により認識することができる。
【００２４】
音だけから音源の種類を特定したり、言葉等に翻訳して文字表示することはノイズも混入することから極めて困難な解析を伴うが、入力された音の強度を識別して非文字映像として表示することは比較的簡単な回路で安価に実現できる。外界音の強度とその変化の状態により、音源の速さや近さが認識でき、観察者の周囲の状況に基づいて、経験的に音源の区別がある程度可能である。
【００２５】
また、所定時間内に変化する外界音を経時的に非文字映像として表示することにより、瞬時の音の変化を見逃しても、所定時間（本第１実施形態では１０秒間）の過去の情報を得ることができるので、映像の変化に集中し続ける必要がなく、ストレスや疲れを感じることもなく、本映像表示装置１を快適に使用することができる。
【００２６】
マイク２０に混入するノイズに関しては、非文字映像として表示されても、瞬間的なものであれば直ちにノイズであると識別できる。長時間のノイズであれば、感覚的にノイズ成分を差し引いて音を認識することが可能である。
【００２７】
また、マイク２０は高指向性のマイクを使用することが好ましい。図１に示したように、高指向性マイク２０をテンプル２５Ｒに設けることで、観察者の視線方向の音を良好に入力することが可能となる。指向性を映像方向に対して可変することのできるマイクであれば、様々な方向の外界音を良好に入力することが可能となる。
【００２８】
（第２実施形態、図５参照）
本発明の第２実施形態は、前記第１実施形態と同様に頭部装着型のシースルー映像表示装置であり、その構成は図１〜図３に示したものと同じである。異なるのは、図５に示すように、外界音の非文字映像表示の態様である。ここで、観察者が見る虚像２００は、マイク２０によって拾われた外界音の強度をバーグラフ２０１として表示している。このバーグラフ２０１は横軸に時間、縦軸に外界音の強度を表している。横軸の全領域で１０秒間の音を０．５秒単位で経時的に表示し、横軸終端２０２では現時点の外界音の強度を点滅により強調して示している。また、外界音の周波数を各バーの色で表示する。
【００２９】
図５に示されている外界は、図４に示した状況と同様であり、自動車が近づいて通り過ぎて少し遠ざかった状況であり、バーグラフ２０１の領域２０１ａは自動車が観察者に最も近づいたときの外界音を表している。観察者は、例えば、後ろから近づいてきた自動車を非文字映像により認識することができる。
【００３０】
縦軸で表す外界音の強度や横軸で表す経過時間は任意に設定できることは前記第１実施形態と同様である。また、本第２実施形態における作用効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
（第３実施形態、図６、図７参照）
本発明の第３実施形態は、図６に示すように、プロンプタータイプの映像表示装置３であり、概略、表示手段４０とシースルーのビューミラー（ハーフミラー）４５とで構成されている。
【００３２】
表示手段４０には、ＬＣＤ４１とその制御部５０（図７参照）及び聴衆席に向けられたマイク４２が設けられている。マイク４２で拾われた外界（聴衆席）の音は前記第１及び第２実施形態と同様に非文字映像信号に変換されてＬＣＤ４１に表示される。図６においてこの表示は図４に示した折れ線グラフ１０１として描かれているが、図５に示したバーグラフ２０１であってもよい。
【００３３】
ＬＣＤ４１に表示された映像は、ビューミラー４５に入射して略９０°前方に折り曲げられ、演説者が観察することができる。また、聴衆席の様子はビューミラー４５を介してＬＣＤ４１の映像と重ねて演説者が見ることができる。
【００３４】
制御部５０は、図７に示すように、マイク４２とバンドカット回路５１とメモリ５３を備えた音信号変換回路５２とＬＣＤドライバ回路５４とで構成されている。バンドカット回路５１は、特定の周波数帯域の音をカットするためのものであり、ここでは、演説者の音をカットするために使用されている。
【００３５】
なお、本第３実施形態である映像表示装置３にあっては、ＬＣＤ４１に演説の原稿を非文字映像と重ねて表示するようにしてもよい。この場合は、映像表示装置３をプロンプターとして使用することができる。
【００３６】
また、前記第１及び第２実施形態においても、その音信号変換回路３１に本第３実施形態で示したバンドカット回路５１を設けてもよく、観察者自身の音をカットすることができる。
【００３７】
（第４実施形態、図８、図９参照）
本発明の第４実施形態は、図８に示すように、ハンディタイプのＴＶモニタとした映像表示装置４である。この映像表示装置４は、アンテナ６１から受信したＴＶ映像信号をＬＣＤ６０に表示すると共に、ＴＶ音信号をスピーカ６２で再生するものである。さらに、ＴＶ音を非文字映像信号に変換してＬＣＤ６０の表示領域３００にＴＶ映像と重畳してスーパーインポーズ表示する。
【００３８】
制御部７０は、図９に示すように、アンテナ６１で受信したＴＶ音信号をその強度に対応した非文字映像信号に変換する音信号変換回路７２と、アンテナ６１で受信したＴＶ映像信号と前記非文字映像信号とを図８の画面に示すように重畳する重畳回路７４と、ＬＣＤ６０を駆動するＬＣＤドライバ回路７５とを備えている。さらに、ＴＶ音信号に基づいてスピーカ６２を鳴らすためのＴＶ音再生回路７６を備えている。
【００３９】
音信号変換回路７２に設けたメモリ７３は、前記第１実施形態のメモリ３２と同様に、所定時間（例えば、１０秒間）内の音の変化を記憶するためのものである。
【００４０】
図８において、ＬＣＤ６０の画面は野球中継放送を受信している状態（バッターが打った直後の状態）を示している。表示領域３００はＴＶ音をその強度に対応した折れ線グラフとして表示している。その表示態様は図４に示した折れ線グラフ１０１と同様である。
【００４１】
本第４実施形態においては、ＴＶ音をスピーカ６２で再生しつつ、同時に、その音強度を折れ線グラフによって目視で認識することができる。勿論、図５に示したように、バーグラフ２０１であってもよい。
【００４２】
（第５実施形態、図１０、図１１）
本発明の第５実施形態は、前記第４実施形態と同様にハンディタイプのＴＶモニタとした映像表示装置であり、その構成は図８に示した装置にマイク６５を付加したものである。マイク６５を設けることによって、外界の音の強度に対応した非文字映像をＴＶ音の強度に対応した非文字映像に重畳してスーパーインポーズ画面３００に表示する。
【００４３】
制御部７０’は、図１０に示すように、マイク６５から入力された音信号をバンドカット回路７１を介して音信号変換回路７２に転送し、アンテナ６１で受信したＴＶ音信号と共にその強度に対応した非文字映像信号に変換する。そして、該非文字映像信号とアンテナ６１で受信したＴＶ映像信号とを重畳回路７４で重畳し、ＬＣＤドライバ回路７５によってＬＣＤ６０を駆動して映像を表示させる。
【００４４】
本第５実施形態では、ＴＶ放送の映像を見ながら音を耳で聞き、かつ、ＴＶ放送の音及び外界の音を非文字映像として認識することができる。なお、非文字映像は外界の音のみであってもよい。また、マイク６５は、映像表示装置４とは別体としてコネクタ６６に接続し、他の部屋に設置してもよい。例えば、乳幼児が寝ている部屋にマイク６５を設置しておけば、ＴＶ放送の音が大きい状況下でも、映像に没頭しながら、乳幼児が泣き出した状況を把握することができる。この場合は、外部音を経時的に表示する所定時間を１分程度に設定することが好ましい。
【００４５】
図１１に野球中継放送を受信しているときにスーパーインポーズ画面３００に表示される非文字映像の一例を示す。図１１（Ａ）において、画面３００に表示されている折れ線グラフの領域Ａはピッチャーが投球するまでの観客が静まった状況を表示しており、領域Ｂはバッターが打った音を表示している。領域Ｃは打った直後に観客が静まっている状況を表示している。
【００４６】
図１１（Ｂ）の領域Ｄは、前記打球直後の静寂の後、バッターの打球がホームランになり、観客が盛り上がった状況を表示している。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）と同じ状況を表示しているが、領域ＥにこのＴＶ中継を見ている人が「わーっ」と声に出した音をバンドカット回路７１がカットした状態を点線で示している。観察者の音は外界の音と重ねて表示する必要はなく、むしろノイズでもあり、自身の音をカットすることにより周囲の音の変化を正確に認識することができる。
【００４７】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る映像表示装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である映像表示装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示した映像表示装置の要部を示す断面図である。
【図３】図１に示した映像表示装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】図１に示した映像表示装置によって表示される映像の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態である映像表示装置によって表示される映像の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態である映像表示装置を示す斜視図である。
【図７】図６に示した映像表示装置の制御部を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態である映像表示装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示した映像表示装置の制御部を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の映像表示装置の制御部を示すブロック図である。
【図１１】前記第５実施形態の映像表示装置によって表示される非文字映像の一例を示すチャート図である。
【符号の説明】
１，３，４…映像表示装置
１０，４０…表示手段
１３，４１，６０…ＬＣＤ
１５Ｒ…プリズム
１８…ホログラム素子
２０，４２，６５…マイク
３０，５０，７０，７０’…制御部
３１，５２，７２…音信号変換回路
３２，５３，７３…メモリ
３３，５４，７５…ＬＣＤドライバ回路
４５…ビューミラー（ハーフミラー）
５１，７１…バンドカット回路
６１…アンテナ
７４…重畳回路
１００，２００…虚像
１０１…折れ線グラフ
２０１…バーグラフ
３００…スーパーインポーズ画面
【図１】
2004260672.tif 000003
【図２】
2004260672.tif 000004
【図３】
2004260672.tif 000005
【図４】
2004260672.tif 000006
【図５】
2004260672.tif 000007
【図６】
2004260672.tif 000008
【図７】
2004260672.tif 000009
【図８】
2004260672.tif 000010
【図９】
2004260672.tif 000011
【図１０】
2004260672.tif 000012
【図１１】
2004260672.tif 000013