(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字情報又は画像情報からなる画像を表示する光学系と、
ユーザの両眼に対し外界と前記画像との双方が呈示されるよう前記光学系を前記ユーザに装着する装着手段と、
前記画像の呈示距離を変化させる変化手段と、
前記ユーザの両眼の少なくとも一方が目視している前記外界中の物体の距離である目視距離の変化の情報を取得するセンサ手段と、
前記センサ手段の出力に応じて前記変化手段を駆動することにより前記画像の呈示距離を前記目視距離に追従させる制御手段と、
予め取得された前記ユーザの固有情報を格納する格納部と
を備えた情報表示装置において、
前記制御手段は、
前記追従中における前記目視距離と前記呈示距離との差を、前記格納部に格納された前記固有情報に基づき設定する
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報表示装置において、
前記固有情報には、
前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼と前記光学系との位置関係の情報が含まれる
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の情報表示装置において、
前記固有情報には、
前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼の屈折力の情報が含まれることを特徴とする情報表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の情報表示装置において、
前記外界を目視している眼と前記画像を目視している眼とは、互いに異なる眼であり、
前記固有情報には、
前記ユーザの両眼の視度差の情報が含まれる
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の情報表示装置において、
前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼と前記光学系との位置関係の変化を検出するセンサを更に備え、
前記制御手段は、
前記センサの出力に応じて前記目視距離と前記呈示距離との差をリアルタイムで変化させる
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の情報表示装置において、
前記画像の呈示距離の情報を表示する手段を備えた
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の情報表示装置において、
前記手段は、前記光学系によって兼用される
ことを特徴とする情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニアアイディスプレイなどのウエアラブルな情報表示装置、特に、ユーザに対し外界と画像との双方を呈示する情報表示装置に関する。なお、外界とは、情報表示装置より外側の領域のことを指す。
【背景技術】
【０００２】
単眼タイプのニアアイディスプレイ（特許文献１など）を装着したユーザは、一方の眼で外界を目視し、他方の眼でニアアイディスプレイの表示画像を目視することができる。
画像の呈示距離（画像の見かけ位置までの距離）は、十分長く設定されているので、ユーザは、眼をあまり緊張させることなく外界を目視したり画像を目視したりすることができる。
【特許文献１】特開平８−３０５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、外界に存在する物体の距離（物体までの距離）は様々であり、６０ｃｍのように短いときもある。
この場合、外界を目視する眼を緊張させ、画像を目視する眼を弛緩させるという難しい調節が必要となり、ユーザの眼が疲労する。
そこで本発明は、ユーザの眼の疲労を低減することのできる情報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】
【０００７】
本発明の情報表示装置は、文字情報又は画像情報からなる画像を表示する光学系と、ユーザの両眼に対し外界と前記画像との双方が呈示されるよう前記光学系を前記ユーザに装着する装着手段と、前記画像の呈示距離を変化させる変化手段と、前記ユーザの両眼の少なくとも一方が目視している前記外界中の物体の距離である目視距離の変化の情報を取得するセンサ手段と、前記センサ手段の出力に応じて前記変化手段を駆動することにより前記画像の呈示距離を前記目視距離に追従させる制御手段と、予め取得された前記ユーザの固有情報を格納する格納部とを備えた情報表示装置において、前記制御手段は、前記追従中における前記目視距離と前記呈示距離との差を、前記格納部に格納された前記固有情報に基づき設定するものである。
なお、前記固有情報には、前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼と前記光学系との位置関係の情報が含まれていてもよい。
【０００８】
また、前記固有情報には、前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼の屈折力の情報が含まれていてもよい。
また、前記外界を目視している眼と前記画像を目視している眼とは、互いに異なる眼であり、前記固有情報には、前記ユーザの両眼の視度差の情報が含まれていてもよい。
【０００９】
また、前記ユーザの両眼のうち前記画像を目視している眼と前記光学系との位置関係の変化を検出するセンサを更に備え、前記制御手段は、前記センサの出力に応じて前記目視距離と前記呈示距離との差をリアルタイムで変化させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の情報表示装置は、前記画像の呈示距離の情報を表示する手段を備えてもよい。
また、前記手段は、前記光学系によって兼用されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ユーザの眼の疲労を低減することのできる情報表示装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
以下、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、ニアアイディスプレイの実施形態である。
【００１３】
先ず、ニアアイディスプレイの全体の構成について説明する。
このニアアイディスプレイには、図１に示すように、ヘッドホン１１Ｒ，１１Ｌ、リアアーム１２、フロントアーム１３、コントローラ１４、ディスプレイ部（請求項における光学系に対応。）１６などが備えられる。
リアアーム１２，フロントアーム１３は、それぞれユーザＵの頭部に装着可能なように若干大きめの円弧状をしている。
【００１４】
ヘッドホン１１Ｒ，１１Ｌは、リアアーム１２の両端にそれぞれ取り付けられる。ヘッドホン１１Ｒには、ユーザＵの右耳に装着するための装着部材１１Ｒ’が、ヘッドホン１１Ｌには、ユーザＵの左耳に装着するための装着部材１１Ｌ’がそれぞれ取り付けられている（請求項における装着手段に対応。）。
ディスプレイ部１６は、フロントアーム１３の一端に取り付けられる。フロントアーム１３の他端は、リアアーム１２の一端に連結されている。
【００１５】
コントローラ１４は、フロントアーム１３及びリアアーム１２からなる全アームの何れかの箇所（図１では、フロントアーム１３とリアアーム１２との連結部）に設けられる。コントローラ１４の例えば上面の外壁には、ニアアイディスプレイにユーザＵが合図を入力するための設定釦１４ｓが設けられる。
ヘッドホン１１Ｒ，１１Ｌがそれぞれ装着部材１１Ｒ’，１１Ｌ’を介してユーザＵの右耳及び左耳に装着されると、ディスプレイ部１６はユーザＵの一方の眼ＥＬ（図１では左眼）の前に配置される。
【００１６】
この一方の眼ＥＬが虚像Ｉ’（後述）を目視する眼であり、他方の眼ＥＲが外界を目視する眼である。以下、前者を「観察眼」、後者を「非観察眼」という。
因みに、この状態のままディスプレイ部１６のみを観察眼ＥＬの前から退避させたり、ディスプレイ部１６の位置や角度を調整したりするために、リアアーム１２及びフロントアーム１３からなる全アームの何れかの箇所には、不図示の伸縮機構や回動機構などからなる調整機構が設けられている。因みに、リアアーム１２とフロントアーム１３の連結部（コントローラ１４の設けられた箇所）は伸縮機構を有しており、観察眼ＥＬとディスプレイ部１６との間隔は調整可能である。
【００１７】
さらに、本実施形態のニアアイディスプレイにおいては、ディスプレイ部１６に赤外線式などの測距センサ１７が設けられる（請求項におけるセンサ手段に対応。）。
測距センサ１７の測距精度、測距分解能、測距距離などは、汎用のカメラなどに用いられる測距センサと同程度でよい。
この測距センサ１７の測距対象領域Ｅは、図２に示すように、ユーザＵの視野（ここでは、非観察眼ＥＲの視野（以下、単に「視野」という。）の中心近傍の比較的狭い領域（カメラのフォーカスエリア相当）に設定される。なお、図２では、簡単のため、視野を長方形で示した。
【００１８】
よって、測距センサ１７の出力は、視野の中心付近に存在する任意の物体Ｏ（図２では樹木）の距離ｓ（ディスプレイ部１６を基準とした物体Ｏの距離）を示す。
さらに、本実施形態のコントローラ１４の前記外壁には、設定釦１４ｓの他、図１に示すとおり操作釦１４ｆ，１４ｎが設けられる（請求項における取得手段に対応。詳細は後述）。
【００１９】
次に、本実施形態のディスプレイ部１６、コントローラ１４の内部構成について説明する。
ディスプレイ部１６内には、図３に示すように、観察眼ＥＬの側から順にレンズ１６ａ及び表示素子１６ｂが配置される。表示素子１６ｂの表示画面Ｉは観察眼ＥＬの方向を向いている。その他、ディスプレイ部１６には、表示素子駆動部１６ｂ’が備えられる（請求項における変化手段に対応。）。
【００２０】
コントローラ１４内には、ＣＰＵ（請求項における制御手段に対応。）１４ａ、ＲＡＭ１４ｂ、画像処理回路１４ｃ、外部インタフェース回路１４ｄが備えられる。
なお、これらのディスプレイ部１６とコントローラ１４とは、不図示の接続線を介して電気的に接続されている。
次に、本実施形態のニアアイディスプレイの基本動作について説明する。
【００２１】
コントローラ１４には、ＤＶＤプレーヤなどの外部機器から映像信号が入力される。映像信号は、コントローラ１４内の外部インタフェース回路１４ｄ及び画像処理回路１４ｃを介してディスプレイ部１６内の表示素子１６ｂに入力される。これによって、表示素子１６ｂの表示画面Ｉには映像が表示される。
なお、本実施形態の表示画面Ｉは、図３に示すとおり映像を表示する映像表示領域Ｉａの他に、文字のイメージ（文字情報）を表示する文字表示領域Ｉｂを有する。文字情報の表示は、ＣＰＵ１４ａが画像処理回路１４ｃに対し指示を与えることによって実現する。
【００２２】
表示画面Ｉからの射出光束は、レンズ１６ａを介してユーザＵの観察眼ＥＬに入射する。レンズ１６ａは、表示画面Ｉからの射出光束を平行光束に近づける。よって、表示画面Ｉの実際の位置よりも観察眼ＥＬから離れた位置に、表示画面Ｉの虚像Ｉ’が呈示される。
表示素子１６ｂは、表示素子駆動部１６ｂ’によって観察眼ＥＬの視軸方向に移動可能である。表示素子１６ｂが視軸方向に移動すると、それに伴い虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’（ディスプレイ部１６を基準とした虚像Ｉ’の距離）が変化する。
【００２３】
このときの表示素子駆動部１６ｂ’の駆動量は、ＣＰＵ１４ａによって制御される。よって、表示素子１６ｂの移動量（したがって虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’）は、ＣＰＵ１４ａによって制御される。
ＣＰＵ１４ａは、設定釦１４ｓ，操作釦１４ｆ，１４ｎからの信号、及び、測距センサ１７からの信号に応じて各部を制御する。
【００２４】
操作釦１４ｆは、ユーザＵが虚像Ｉ’の呈示位置を自分から遠ざけるための釦であり、操作１４ｎは、ユーザＵが虚像Ｉ’の呈示位置を自分に近づけるための釦である（このときのニアアイディスプレイの動作については後述）。
次に、本実施形態のニアアイディスプレイの動作の流れの特徴部分（イニシャライズ、眼疲労低減動作）について説明する。なお、この動作の流れは、ＣＰＵ１４ａが制御する。
【００２５】
図４に示すように、イニシャライズのための動作（図４ステップＳ２）、眼疲労低減動作（図４ステップＳ３）が順に行われる。
イニシャライズのための動作（図４ステップＳ２）は、設定釦１４ｓを介してユーザＵからイニシャライズの指示があった時点で（図４ステップＳ１YES）、開始される。
ユーザＵは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、イニシャライズ用の基準物体Ｏ’（背景、柱、壁掛け）などを、自分の前方の目視できる位置に配置する。
【００２６】
このとき、ニアアイディスプレイでは、測距センサ１７が測距を行い、測距センサ１７の出力から基準物体Ｏ’の距離ｓが認識され、その距離ｓ（測定距離）を示す文字情報（「１ｍ」など）が表示画面Ｉの文字表示領域Ｉｂにリアルタイムで表示される（図４ステップＳ２１）。
これらの測距から表示までの処理は、繰り返し連続して行われる。よって、表示された測定距離は、その時点における基準物体Ｏ’の距離ｓを正確に示す。
【００２７】
なお、このとき、表示画面Ｉの映像表示領域Ｉａには、外部機器から入力された映像又は所定の基準画像が表示される。
そして、ユーザＵは、基準物体Ｏ’を非観察眼ＥＲで目視しつつ、図５（ａ）に示すように自分と基準物体Ｏ’との間隔を徐々に拡大させ、その基準物体Ｏ’がぼけ始めた時点でその拡大を停止する。
【００２８】
表示画面Ｉには、その状態の測定距離ｓを示す文字情報（「２ｍ」など）が表示される。因みに、この状態の測定距離ｓ（＝基準物体Ｏ’の距離）は、非観察眼ＥＲの遠点に相当する。
ユーザＵは、さらに、その状態の基準物体Ｏ’を非観察眼ＥＲで目視すると共に観察眼ＥＬで表示画面Ｉの虚像Ｉ’を目視する。
【００２９】
そして、ユーザＵは、操作ボタン１４ｆ，１４ｎを操作し、基準物体Ｏ’と虚像Ｉ’とのそれぞれがなるべく楽に目視できるよう虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’を調整する。つまり観察眼ＥＬの緊張度と非観察眼ＥＲの緊張度とが同程度になるよう虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’を調整する。
そして、最も楽に目視できるようになった時点で、設定釦１４ｓを操作し、確定の合図をニアアイディスプレイに与える。
【００３０】
なお、ニアアイディスプレイは、操作釦１４ｆが操作されると、その操作量に応じた距離だけ虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’を長くする。また、操作釦１４ｎが操作されると、その操作量に応じた距離だけ虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’を短くする（図４ステップＳ２２）。
そして、ニアアイディスプレイでは、確定の合図が与えられると（図４ステップＳ２３YES）、その時点における基準物体Ｏ’の距離ｓ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｓ0’とが認識される（図５（ｂ）参照。）。
【００３１】
ここで、この基準物体Ｏ’の距離ｓ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｓ0’とは、図５（ｂ）にも示すように一致しておらず、ユーザＵに固有のオフセットΔ0が生じている（ｓ0’＝ｓ0−Δ0）。
なぜなら、非観察眼ＥＲの視度と観察眼ＥＬの視度とは一致していないことが多く、また、非観察眼ＥＲ及び観察眼ＥＬとディスプレイ部１６との位置関係は、ユーザＵによって様々であり、さらにはその位置関係は、同じユーザＵであってもニアアイディスプレイの装着状況によって様々だからである。
【００３２】
よって、オフセットΔ0を、観察眼ＥＬと非観察眼ＥＲとの視度差の情報、及びニアアイディスプレイの装着状況の情報（固有情報）とみなすことができる。
ニアアイディスプレイでは、基準物体Ｏ’の距離ｓ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｓ0’との差（ｓ0−ｓ0’）をオフセットΔ0として求め、そのオフセットΔ0の情報をＲＡＭ１４ｂに格納する（図４ステップＳ２４）。
【００３３】
ここで、オフセットΔ0を求める際、基準物体Ｏ’の距離ｓ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｓ0’との単位には、屈折力の単位（ディオプター「Ｄｐ」）が採用される。例えば、ｓ0，ｓ0’は、ディスプレイ部１６を基準とした所定位置に存在する眼が基準物体Ｏ’，虚像Ｉ’を結像するために必要な屈折力によってそれぞれ表される。
その後、ユーザＵは、例えば図５（ｃ），（ｄ）に示すように、このニアアイディスプレイを自分の所望する場所で使用する。なお、図５（ｃ），（ｄ）には、ユーザＵが任意の物体Ｏに正対し、その物体Ｏに近づいたときと遠ざかったときとのそれぞれの様子を示した。
【００３４】
このとき、表示画面Ｉの映像表示領域Ｉａには、外部機器から入力された映像（ユーザＵの所望する映像）が表示される。
ニアアイディスプレイでは、測距センサ１７が測距を行い、測距センサ１７の出力から物体Ｏの距離ｓが認識され、その物体Ｏの距離ｓとＲＡＭ１４ｂに格納されたオフセットΔ0の情報とに応じて、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’が物体Ｏの距離ｓの近傍に設定される。
【００３５】
これらの測距から設定までの処理は、繰り返し連続して行われる。よって、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’は、物体Ｏの距離ｓに追従する（図４ステップＳ３，図５（ｃ），（ｄ））。
ここで、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’は、物体Ｏの距離ｓをオフセットΔ0の分だけ補正した距離（ｓ’＝ｓ−Δ0）である。
【００３６】
この補正の際、物体Ｏの距離ｓ及び虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’の単位には、オフセットΔ0を求めた際の基準物体Ｏ’の距離ｓ0及び虚像Ｉ’の呈示距離ｓ0’と同様の単位がそれぞれ採用される。
因みに、この補正によれば、物体Ｏの距離ｓと虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’との実際の距離の差は、図５（ｃ），（ｄ）に示すとおり、物体Ｏの距離ｓが短くなるほど縮小されることになる。
【００３７】
次に、本実施形態のニアアイディスプレイの効果について説明する。
このニアアイディスプレイでは、上述したように、測距センサ１７によって物体Ｏの距離ｓが検出され、その物体Ｏの距離ｓに応じて虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’が設定される。よって、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’は、物体Ｏの距離ｓに追従する（図５（ｃ），（ｄ）参照。）。
【００３８】
ここで、物体Ｏの距離ｓは、非観察眼ＥＲの大凡の目視距離（非観察眼ＥＲからそのピント位置までの大凡の距離）に相当する。
よって、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’は、非観察眼ＥＲの目視距離に追従する。
このように、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’が非観察眼ＥＲの目視距離に追従すれば、虚像Ｉ’を目視する観察眼ＥＬの目視距離の変化方向と、外界を目視する非観察眼ＥＲの目視距離の変化方向とが、同じになる。つまり、観察眼ＥＬが緊張するときには非観察眼ＥＲも緊張し、観察眼ＥＬが弛緩するときには非観察眼ＥＲも弛緩する。
【００３９】
このように、両眼の緊張度の変化の方向が一致していれば、それら両眼の疲労は低減される。
また、測距センサ１７は、小型・高性能であり、かつ安価なので、非観察眼ＥＲの目視距離の変化を簡単かつ確実に検出することができる。
また、このニアアイディスプレイでは、ユーザＵに固有のオフセットΔ0に応じて虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’が補正されている（実際には表示素子駆動部１６ｂ’の駆動量が補正されている）ので、様々なユーザＵに対応できる。
【００４０】
しかも、このオフセットΔ0は、ユーザＵによるニアアイディスプレイの装着状況を示すので、ニアアイディスプレイは、ユーザＵによる様々な装着状況に対応できる。
また、このオフセットΔ0は、観察眼ＥＬと非観察眼ＥＲとの視度差を表すので、ニアアイディスプレイは、各ユーザＵの様々な視度差に対応できる。
しかも、このニアアイディスプレイは、ユーザＵから固有情報（オフセットΔ0）を直接取得するので、視度差や装着状況を別途測定したり、ユーザＵがそれらを記憶したりする手間が省かれる。
【００４１】
また、このニアアイディスプレイは、物体Ｏの距離ｓの情報を表示することができるので、測距装置としても利用できる。
また、その表示するための手段として、ディスプレイ部１６の表示素子１６ｂが兼用されるので、効率的でもある。
（その他）
なお、測距センサ１７の配置角度及び測距用光束の広がり角度は、図２に示すように、測距対象領域Ｅが狭くなるよう設定されたが、図６に示すように、対象領域Ｅが広くなるよう設定されてもよい。この場合、視野内に存在する物体の平均距離が測距されることとなり、虚像Ｉ’の呈示距離ｓ’は、その平均距離に追従することとなる。
【００４２】
また、測距対象領域ＥのサイズがユーザＵによって変更可能（又は切り換え可能）であってもよい。このようなニアアイディスプレイによれば、外界の様々な状況（物体Ｏの分布など）に対応できる。
また、ＲＡＭ１４ｂに格納されるオフセットΔ0の情報は、オフセットΔ0の値そのものである必要はなく、オフセットΔ0を示す他の情報、例えば、測距センサ１７の出力信号の情報や表示素子１６ｂの位置座標の情報などでもよい。
【００４３】
また、オフセットΔ0を求めるに当たり、基準物体Ｏ’の距離ｓを各ユーザＵそれぞれの遠点に相当する距離ｓ0に設定したが、基準物体Ｏ’の距離ｓを所定距離に設定してもよい。但し、遠点に相当する距離ｓ0に設定した方が、オフセットΔ0は精度高く求まる。
また、イニシャライズ時の虚像Ｉ’の呈示距離の調整は、電動で行われたが、手動で行われるようニアアイディスプレイが構成されてもよい。
【００４４】
また、物体Ｏの距離ｓの情報の表示は、省略することもできる。
また、本実施形態のニアアイディスプレイを次のとおり変形することもできる。
すなわち、図７に示すように、ディスプレイ部１６と観察眼ＥＬとの位置関係の変化を検出するセンサ２１が備えられる。このセンサ２１は、例えば、フロントアーム１３とリアアーム１２との機構部分などに設けられ、かつその機構部分の状態を検出するエンコーダなどからなる。このセンサ２１の出力変化に応じて前記補正の補正量（上記説明では、オフセットΔ0に一致させた。）をリアルタイムで変化させれば、ニアアイディスプレイの装着状況の使用途中の変化にも対応できる。
【００４５】
［第２実施形態］
以下、図８、図９、図１０を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、ニアアイディスプレイの実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
先ず、相違点について大まかに説明する。
【００４６】
第１の相違点は、ディスプレイ部１６’がシースルー型に構成されていることにある。
よって、観察眼ＥＬは、外界と虚像Ｉ’との双方を目視する。このニアアイディスプレイは、このような観察眼ＥＬの疲労低減を図る。
第２の相違点は、測距センサ１７に代えて屈折力センサ３９が備えられたことにある。
第３の相違点は、操作釦１４ｆ，１４ｎが省略されたことにある。
【００４７】
次に、本実施形態のディスプレイ部１６’、屈折力センサ３９の内部構成について説明する。
ディスプレイ部１６’はシースルー型なので、観察眼ＥＬの前に配置されるのは、ハーフミラーＨＭのみである。
外界からの光束と表示素子１６ｂからの光束とは、このハーフミラーＨＭ上で重ねられて観察眼ＥＬに入射する。
【００４８】
なお、図８において符号Ｉで示すのが表示画面、符号１６ａで示すのがレンズ、符号１６ｂ’で示すのが表示素子駆動部、符号Ｂで示すのが透過性基板、符号Ｍで示すのがミラーである。レンズ１６ａ、表示素子１６ｂ、表示素子駆動部１６ｂ’は、第１実施形態におけるそれらと同様の働きをする。
屈折力センサ３９はディスプレイ部１６’に取り付けられ、屈折力センサ３９からの測定光束は、このディスプレイ部１６’を介して観察眼ＥＬに投光される。また、観察眼ＥＬの眼底にて反射したその測定光束は、ディスプレイ部１６’を介して屈折力センサ３９に戻る。
【００４９】
屈折力センサ３９の測定光束は、外界を目視したり虚像Ｉ’を目視したりする観察眼ＥＬにとって邪魔にならず、かつ安全な波長の光（赤外線）からなる。
なお、図８には、屈折力センサ３９からの測定光束が表示素子１６ｂの裏側（表示画面Ｉの反対側）に入射し、表示素子１６ｂ、レンズ１６ａ、ミラーＭ、ハーフミラーＨＭを順に経由して観察眼ＥＬに入射する例を示した。
【００５０】
因みに、屈折力センサ３９内には、投光部３９ａと検出部３９ｂとが備えられる。
投光部３９ａは、観察眼ＥＬに対し投光すべき測定光束を生成し、検出部３９ｂは、観察眼ＥＬの眼底から戻った測定光束を検出する。
なお、図８の屈折力センサ３９内において符号ＨＭで示すのは、ハーフミラーである。
屈折力センサ３９の出力（検出部３９ｂの出力）は、コントローラ１４’に与えられる。コントローラ１４’内では、その出力に基づきＣＰＵ１４ａ’が観察眼ＥＬの屈折力を認識する。この屈折力は、観察眼ＥＬの目視距離（観察眼ＥＬからそのピント位置までの距離）ｔを示す。
【００５１】
次に、本実施形態のニアアイディスプレイの動作の流れの特徴部分（イニシャライズ、眼疲労低減動作）について説明する。なお、この動作の流れは、ＣＰＵ１４ａ’が制御する。
図９に示すように、イニシャライズのための動作（図９ステップＳ２’）、眼疲労低減動作（図９ステップＳ３’，図１０（ｂ），（ｃ））が順に行われる。
【００５２】
イニシャライズのための動作（図９ステップＳ２’）は、設定釦１４ｓを介してユーザＵからイニシャライズの指示があった時点で（図９ステップＳ１YES）、開始される。
イニシャライズのための動作では、表示画面Ｉの虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’が所定値ｔ0’に設定される（図９ステップＳ２１’、図１０（ａ）参照。）。
この所定値ｔ0’は、多くのユーザＵが目視可能な距離、例えば、１ｍ程度である。
【００５３】
なお、このとき、表示画面Ｉの映像表示領域Ｉａには、外部機器から入力された映像又は所定の基準画像が表示される。
ユーザＵは、このときの虚像Ｉ’を、観察眼ＥＬで目視する。
その虚像Ｉ’が目視できた時点で、ユーザＩ’は設定釦１４ｓを操作し、確定の合図をニアアイディスプレイに与える。
【００５４】
確定の合図が与えられると（図９ステップＳ２３YES）、ニアアイディスプレイでは、屈折力センサ３９が測定を行い、屈折力センサ３９の出力から、その時点における観察眼ＥＬの目視距離ｔ0が認識される。
ここで、観察眼ＥＬの目視距離ｔ0は、図１０（ａ）にも示すとおり虚像Ｉ’の呈示距離ｔ0’と一致しておらず、ユーザＵに固有のオフセットΔ0が生じている（ｔ0’＝ｔ0−Δ0）。
【００５５】
なぜなら、観察眼ＥＬとディスプレイ部１６’との位置関係（つまり観察眼ＥＬと虚像Ｉ’との間隔）は、ユーザＵによって様々であり、さらにはその位置関係は、同じユーザＵであってもニアアイディスプレイの装着状況によって様々だからである。
よって、オフセットΔ0を、ニアアイディスプレイの装着状況の情報（固有情報）とみなすことができる。
【００５６】
ニアアイディスプレイでは、観察眼ＥＬの目視距離ｔ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｔ0’との差（ｔ0−ｔ0’）をオフセットΔ0として求め、そのオフセットΔ0の情報をＲＡＭ１４ｂに格納する（図９ステップＳ２４’）。
ここで、オフセットΔ0を求める際、観察眼ＥＬの目視距離ｔ0と虚像Ｉ’の呈示距離ｔ0’との単位には、屈折力の単位（ディオプター「Ｄｐ」）が採用される。例えば、観察眼ＥＬの目視距離ｔ0は、観察眼ＥＬの屈折力によって表され、虚像Ｉ’の呈示距離ｔ0’は、ディスプレイ部１６’を基準とした所定位置に存在する眼が虚像Ｉ’を結像するために必要な屈折力によって表される。
【００５７】
その後、ユーザＵは、例えば図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、このニアアイディスプレイを自分の所望する場所で使用する。なお、図１０（ｂ），（ｃ）には、ユーザＵが任意の物体Ｏに正対し、その物体Ｏに近づいたときと遠ざかったときとのそれぞれの様子を示した。
このとき、表示画面Ｉの映像表示領域Ｉａには、外部機器から入力された映像（ユーザＵの所望する映像）が表示される。
【００５８】
ニアアイディスプレイでは、屈折力センサ３９が測定を行い、屈折力センサ３９の出力から観察眼ＥＬの目視距離ｔが認識され、観察眼ＥＬの目視距離ｔとＲＡＭ１４ｂに格納されたオフセットΔ0の情報とに応じて、観察眼ＥＬに対する虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’を観察眼ＥＬの目視距離ｔの近傍に設定する。虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’は、観察眼ＥＬの目視距離ｔをオフセットΔ0の分だけ補正した距離（ｔ’＝ｔ−Δ0）である。
【００５９】
この補正の際、観察眼ＥＬの目視距離ｔ及び虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’の単位には、オフセットΔ0を求めた際の観察眼ＥＬの目視距離ｔ0及び虚像Ｉ’の呈示距離ｔ0’と同様の単位がそれぞれ採用される。
これらの測定から設定までの処理は、繰り返し連続して行われる。よって、虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’は、観察眼ＥＬの目視距離ｔに追従する（図９ステップＳ３’）。
【００６０】
次に、本実施形態のニアアイディスプレイの効果について説明する。
このニアアイディスプレイでは、上述したように、屈折力センサ３９によって観察眼ＥＬの目視距離ｔが検出され、その目視距離ｔに応じて虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’が設定される。よって、虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’は、観察眼ＥＬの目視距離ｔに追従する（図１０（ｂ），（ｃ）参照。）。
【００６１】
このように、虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’が観察眼ＥＬの目視距離ｔに追従すれば、外界を目視していた観察眼ＥＬが虚像Ｉ’を目視するときの調節量を抑えることができる。
このように、調節量が抑えられれば、その観察眼ＥＬの疲労は低減される。
また、このニアアイディスプレイでは、ユーザＵに固有のオフセットΔ0に応じて虚像Ｉ’の呈示距離ｔ’が補正されている（実際には表示素子駆動部１６ｂ’の駆動量が補正されている）ので、様々なユーザＵに対応できる。
【００６２】
しかも、このオフセットΔ0は、観察眼ＥＬとディスプレイ部１６’との位置関係を表すので、ニアアイディスプレイの様々な装着状況に対応できる。
しかも、このニアアイディスプレイは、ユーザＵから固有情報（オフセットΔ0）を直接取得するので、装着状況を別途測定したり、ユーザＵがそれを記憶したりする手間が省かれる。
【００６３】
（その他）
なお、ＲＡＭ１４ｂに格納されるオフセットΔ0の情報は、オフセットΔ0の値そのものである必要はなく、オフセットΔ0を示す他の情報、例えば、観察眼ＥＬの屈折力の情報などでもよい。
また、本実施形態のニアアイディスプレイを図７に示すとおり変形し、センサ２１（フロントアーム１３とリアアーム１２との機構部分などに設けられ、かつその機構部分の状態を検出するエンコーダなどからなる。）の出力変化に応じて前記補正の補正量（上記説明ではオフセットΔ0に一致させた。）をリアルタイムで変化させてもよい。この場合、ニアアイディスプレイの装着状況の使用途中の変化にも対応できる。
【００６４】
［その他］
なお、第１実施形態、第２実施形態では、本発明を適用した単眼式のニアアイディスプレイを説明したが、シースルー型かつ両眼式のニアアイディスプレイにも本発明は適用可能である。
また、疲労低減の効果のユーザＵに依るばらつきや、ニアアイディスプレイの装着状況に依るばらつきを許容するならば、上述したイニシャライズの動作は省略可能である。
【００６５】
また、このばらつきを解消するために、別途測定された固有情報をユーザＵに入力させ、その入力された固有情報基づきニアアイディスプレイが前記補正の補正量（上記説明では、オフセットΔ0に一致させた。）を決定してもよい。
また、第１実施形態、第２実施形態では、オフセットΔ0を求める際、及び補正する際に、距離の単位として屈折力の単位（ディオプター「Ｄｐ」）を採用したが、通常の距離の単位（メートル「ｍ」など）を採用してもよい。但し、屈折力の単位を採用した方が、オフセットΔ0を求めるための演算や補正するための演算が前述したとおり簡略化される（具体的には加減演算となる）ので、好ましい。
【００６６】
また、上述した各実施形態のニアアイディスプレイでは、測距センサ１７や屈折力センサ３９などのセンサ手段の出力に応じて呈示距離が自動的に設定される。その場合、表示素子駆動部１６ｂ’（変化手段）には、表示素子１６ｂの移動力を発生する電動モータが必要である。
しかし、上述した何れかの実施形態のニアアイディスプレイは、呈示距離をユーザが手動で設定できるように構成されてもよい。このようなニアアイディスプレイには、表示素子駆動部１６ｂ’（変化手段）に対しユーザが指示を与えるための操作手段（ダイアル、つまみ、釦など）が設けられる。また、その場合、電動モータは必須では無くなる。例えば、表示素子駆動部１６ｂ’（変化手段）は、操作手段の運動を表示素子１６ｂの運動に変換する伝達機構のみによって構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施形態のニアアイディスプレイの外観図である。
【図２】測距センサ１７の測距対象領域Ｅを示す図である。
【図３】第１実施形態のディスプレイ部１６及びコントローラ１４のブロック図である。
【図４】第１実施形態のニアアイディスプレイの動作フローチャートである。
【図５】第１実施形態のニアアイディスプレイ、基準物体Ｏ’，物体Ｏ，虚像Ｉ’の位置関係を示す図である。
【図６】第１実施形態のニアアイディスプレイの変形例を説明する図である。
【図７】第１実施形態又は第２実施形態のニアアイディスプレイの変形例を説明する図である。
【図８】第２実施形態のディスプレイ部１６’及びコントローラ１４’のブロック図である。
【図９】第２実施形態のニアアイディスプレイの動作フローチャートである。
【図１０】第２実施形態のニアアイディスプレイ、物体Ｏ，虚像Ｉ’の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１Ｒ，１１Ｌ  ヘッドホン
１１Ｒ’，１１Ｌ’  装着部材
１２  リアアーム
１３  フロントアーム
１４，１４’  コントローラ
１４ａ，１４ａ’  ＣＰＵ
１４ｂ  ＲＡＭ
１４ｄ  外部インタフェース回路
１４ｃ  画像処理回路
１６，１６’  ディスプレイ部
１６ａ  レンズ
１６ｂ  表示素子
１７  測距センサ
１４ｓ  設定釦
１４ｆ，１４ｎ  操作釦
ＥＬ  観察眼
ＥＲ  非観察眼
Ｕ  ユーザ
Ｏ  物体
Ｅ  測距対象領域
Ｉ  表示画面
Ｉ’  虚像
Ｉａ  映像表示領域
Ｉｂ  文字表示領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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