(57)【要約】  【課題】  装着手段を頭部あるいは顔面へ装着しているか否かを検出する際に、スイッチを頭部あるいは顔面に押し当てることがなく、このスイッチを押し当てることによる苦痛から解放され、しかも消費電力を削減することができる頭部装着型表示装置を提供する。  【解決手段】  頭部あるいは顔面に装着する眼鏡フレーム１と、眼鏡フレーム１に取付けて眼前に映像を表示する液晶ディスプレイ装置２３と、眼鏡フレーム１の装着を頭部あるいは顔面に対して非接触状態で検出する距離測定センサー３と、距離測定センサー３の検出信号に応じて液晶ディスプレイ装置２３の電源を制御する電源部とを備えている。【選択図】  図２
2005070308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部あるいは顔面に装着する装着手段と、
前記装着手段に取付けて眼前に映像を表示する表示手段と、
前記装着手段の装着を頭部あるいは顔面に対して非接触状態で検出する装着検出手段と、
前記装置検出手段の検出信号に応じて前記表示装置の電源を制御する電源制御手段と
を備える頭部装着型表示装置。
【請求項２】
前記装着検出手段は、距離測定センサーを用いる請求項1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、頭部あるいは顔面に装着し、眼前に表示される映像を見ることができる頭部装着型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビなどの映像をハンズフリーで見るための手段として、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとよぶ）が提案され開発されている。さらに、最近では、普通の眼鏡フレームに搭載可能なほど小型軽量化され、いつでもどこでも日常生活の中で手軽に使用できるフェイスマウントディスプレイ（以下、ＦＭＤとよぶ）も提案され開発され始めている。
【０００３】
ところで、前述のＨＭＤやＦＭＤのようなハンズフリーで映像を見ることができる表示装置（以下、これらをまとめて「頭部装着型表示装置」とよぶ）にあっては、機能の充実、使用頻度の増加、使用時間の増大などにより消費電力も増大する傾向にある。
【０００４】
そこで、頭部装着型表示装置を装着していない状態のときには、不必要な電力を消費しないように、省エネ対策がなされた頭部装着型表示装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
即ち、この頭部装着型表示装置には、頭部あるいは顔面に装着するとこれを検出することができるスイッチが装着検出手段として備えてあり、このスイッチが頭部あるいは顔面に直接または間接的に接触して押圧されるとオンして電源を切断する制御がなされるようになっている。このため、この頭部装着型表示装置には、前述のスイッチを頭部あるいは顔面と当接する位置に設けることが必要となっている。
【特許文献１】特開平０８−０７９６５８号公報（段落［００２６］〜［００２７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の頭部装着型表示装置にあっては、以下のような諸問題を生じている。
（１）この頭部装着型表示装置を頭部または顔面に装着した際に、スイッチの可動先端が頭部あるいは顔面に押し当たることになる。ところが、このスイッチの先端は、通常、エッジ部分などが突出していることが多いので、これが頭部あるいは顔面に当接すると、痛みなどの苦痛を生じたり、頭部あるいは顔面にスイッチが触れ続けることにより、不快感をもたらすおそれがある。
（２）さらに、映像観賞を一時的に中断し、この頭部装着型表示装置を頭部あるいは顔面に装着した状態のまま他の作業を少しの時間行うような場合、電源スイッチをオフにして音声出力手段を耳から取り外すのと同時に、頭部装着型表示装置も頭部あるいは顔面からわざわざ取り外さなければ、電源を切ることができなかった。
【０００７】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、装着手段を頭部あるいは顔面へ装着しているか否かを検出する際に、スイッチを頭部あるいは顔面に押し当てることがなく、このスイッチを押し当てることによる苦痛から解放され、しかも消費電力を削減することが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】
【０００８】
この発明の頭部装着型表示装置は、頭部あるいは顔面に装着する装着手段と、
前記装着手段に取付けて眼前に映像を表示する表示手段と、
前記装着手段の装着を頭部あるいは顔面に対して非接触状態で検出する装着検出手段と、
前記装置検出手段の検出信号に応じて前記表示装置の電源を制御する電源制御手段と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
これにより、スイッチの比較的突出した可動先端部分を頭部或は顔面に押し当てることによる苦痛から開放され、しかも消費電力の削減を図ることもできる。
【００１０】
また、この発明の頭部装着型表示装置は、前記装着検出手段に距離測定センサーを用いることを特徴としている。
【００１１】
これにより、装着手段の装着を、簡単な構成で非接触で検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることによる苦痛から解放される。しかも、この装着検出手段は、装着手段を頭部又は顔面から取り外して使用しないときには、自動的にこの状態を検出して電源をオフにするので、消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態である頭部装着型表示装置を示すものであり、この頭部装着型表示装置は、フェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）を構成しており、眼鏡フレーム１に、電池（内蔵している）で駆動する表示装置２と、この眼鏡フレーム１及び表示装置２が装着されたことを検出する（装着検出手段の１種である）距離測定センサー３とを取付けている。
【００１４】
このうち、表示装置２には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ装置）を備えており、後述するプリズムで映像（液晶画像）を屈折させることによって、あたかも視界の前方に大画面があるかのように映像を投影するように構成している。
【００１５】
即ち、本実施形態の表示装置２は、図示しないプリズムを備えた透過レンズ２１と、映像が表示される画面２２と、バックライト部を内蔵している小型のＬＣＤ表示部（表示手段）を設けた液晶ディスプレイ装置２３（図４参照）と、音声出力手段を構成する図示外のスピーカとを備えている。なお、この音声出力手段としては、左右一対のイヤホンでもよい。
【００１６】
このうち、液晶ディスプレイ装置２３は、図３に示すよう、ＬＣＤ表示部２３１と、このＬＣＤ表示部２３１を駆動するＬＣＤ駆動回路２３２と、ＬＣＤ表示部２３１へバックライトを供給するバックライト部２３３と、バックライト部２３３の駆動を行うバックライト駆動回路２３４とを備えている。
なお、ＬＣＤ表示部２３１は、図示外の外部の映像情報出力手段から、情報信号入力線５、制御部４及び情報信号入力線２３Ａなどを介して各種の映像データが入力されるよう構成されている。
【００１７】
一方、距離測定センサー３は、頭部装着型表示装置を付設した眼鏡フレーム１の着脱動作を検出するためのものであり、表示装置２のハウジング２０に付設されており、本実施形態では、眼鏡フレーム１が顔面に装着されたことを顔面に対して非接触で光学的に検出するように構成されている。
この距離測定センサー３は、例えば所定波長の光(検出光)を出射する発光部と、この発光部から出射し反射面で反射して戻る光を入射すると所定の検出信号を出力する受光部とを備えており、出射して戻るまでに要する時間から反射面までの距離を測定することができるように構成されており、信号入出力線３１を介して後述する制御部４（図３参照）と接続されている。本実施形態の距離測定センサー３は、制御部４と直列に接続されており、装着状態を検出したときには検出信号を制御部４に送信するようになっている。
このように、距離測定センサー３は、顔には非接触の状態で、顔への眼鏡フレーム１の着脱状態を検出するので、従来のようなスイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることなどによる苦痛から解放されるようになっている。
【００１８】
一方、制御部４は、電源投入、表示などの制御を行うものであり、特に、距離測定センサー３を介して顔への眼鏡フレーム１の着脱動作を検出すると、頭部装着型表示装置の液晶ディスプレイ装置２３（ＬＣＤ表示部２３１）の電源のオンオフを制御するようになっている。
本実施形態の制御部４は、距離測定センサー３からの検出信号をもとにして、表示装置２のＬＣＤ表示部２３１に映像を表示させる必要があるかどうかを判断するようになっており、その判断結果により、ＬＣＤ表示部２３１の電源をオン、オフして、消費電力を削減し、電池の効率的な使用を可能とするようになっている。
【００１９】
なお、この制御部４により液晶ディスプレイ装置２３を一時的にオンオフ制御する際には、スピーカの動作も同時にオンオフ制御させる構成となっている。さらに、この制御部４は、顔から眼鏡フレーム１を取り外した状態であることを検出すると、眼鏡フレーム１を装着したことを次に検出するまでの間、距離測定センサー３及び制御部４以外の液晶ディスプレイ装置２３を含む頭部装着型表示装置の全ての電源を一時的にオフするような構成としてもよい。
【００２０】
次に、本実施形態である頭部装着型表示装置の電気的な構成について、図３に示すブロック図を用いて具体的に説明する。
液晶ディスプレイ装置２３は、前述したように、ＬＣＤ表示部２３１と、バックライト部２３３を備えており、このうちＬＣＤ表示部２３１は、ＬＣＤ駆動回路２３２によって駆動させるため、入力がＬＣＤ駆動回路２３２の出力に接続されている。一方、バックライト部２３３は、バックライト駆動回路２３４によって駆動させるため、入力がバックライト駆動回路２３４の出力に接続されている。
【００２１】
制御部４は、頭部装着型表示装置の電源投入、映像の表示制御、音声出力の制御などを行うものであり、出力が、ＬＣＤ駆動回路２３２の入力、バックライト駆動回路２３４の入力、音声出力手段を構成する図示外のスピーカの入力などにそれぞれ接続されている。このうち、制御部４とＬＣＤ駆動回路２３２との間及び制御部４とバックライト駆動回路２３４との間は、情報信号入力線２３Ａ、２３Ｂで接続されており、映像が出力される。一方、スピーカには、制御部４を介して映像に合わせた音声が出力される。
【００２２】
さらに、この制御部４には、前述した着脱検出手段である距離測定センサー３が接続されており、頭部装着型表示装置が装着されているか否かを検出するようになっている。即ち、この制御部４では、距離測定センサー３の受光部から出力する検出信号に基づき、発光部から反射面までに要する光（検出光）の伝播時間を算出するとともにその間の距離を算出し、その算出距離が予め設定されている基準距離内に収まっているか否かを判断するように構成されている。そして、この制御部４では、その算出距離が基準距離内に収まっていると判断された場合には、頭部装着型表示装置の電源をＯＮ状態に保持するようになっている。
【００２３】
従って、距離測定センサー３が顔への眼鏡フレーム１の着脱状態を検出すると、この距離測定センサー３からの検出信号が制御部４に出力され、この制御部４では、その検出信号をもとにして、液晶ディスプレイ装置２３のＬＣＤ表示部２３１に映像を表示させる必要があるかどうかを判断する。その判断結果により、ＬＣＤ表示部２３１の電源をＯＮ、ＯＦＦして、消費電流を削減し、内蔵する電池の効率的な使用を可能とするものである。
【００２４】
次に、本実施形態に係る頭部装着型表示装置の液晶ディスプレイ装置２３への電源供給を制御するときの動作手順について、図４のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００２５】
（ｉ）第１ステップＳ１では、まず、頭部装着型表示装置の電源をオンにすると、この制御フローがスタートする。ここで、顔へ眼鏡フレーム１を装着してあるか否かを距離測定センサー３を用いて制御部３を介して一定時間間隔で判定する。即ち、使用者が眼鏡をかけるように頭部装着型表示装置を顔に装着してあると、距離測定センサー３の発光部から出射する検出光は、進行する光路上にある顔面側部で反射し、受光部ではその反射光を受光して検出信号を制御部４へ出力する。
【００２６】
（ii）次に、第２ステップＳ２では、その距離測定センサー３から検出信号が受光部から液晶ディスプレイ装置２３の電源を制御する制御部４に送信される。そして、この第２ステップＳ２にて制御部４が顔への眼鏡フレーム１の装着状態の判定を行う。
即ち、制御部４では、検出信号から反射面までの距離を算出し、その算出距離が予め設定されている基準距離内に収まっているか否かを判断する。そして、その算出距離が基準距離内に収まっていると判断した場合には、眼鏡フレーム１を顔に装着していると判定して、第３ステップＳ３へ移行する。なお、眼鏡フレーム１を顔に装着していない（距離測定センサー３から反射面までの算出距離が予め設定されている基準距離を上回っている）と判定したときには、第４ステップＳ４へ移行する。
【００２７】
（iii）次に、第３ステップＳ３では、第２ステップＳ２で、眼鏡フレーム１を顔に装着している（距離測定センサー３から反射面である顔面までの算出距離が予め設定されている基準距離内に収まっている）と判定されたので、液晶ディスプレイ装置２３の電源をオンにする。そして、このオンにした状態のままで、さらに所定時間が経過すると、再び第１ステップＳ１へ戻り、再び、距離測定センサー３を用いて顔へ眼鏡フレーム１を装着してある状態であるか否かを判定する動作を繰り返す。
【００２８】
（iv）一方、第２ステップＳ２で、眼鏡フレーム１を顔に装着していない（距離測定センサー３から反射面までの算出距離が予め設定されている基準距離を上回っている）と判断された場合には、第４ステップＳ４にて液晶ディスプレイ装置２３の電源をオフにする。そして、このオフにした状態のままで、さらに所定時間時が経過すると、再び第１ステップＳ１へ戻り、再び、距離測定センサー３を用いて顔へ眼鏡フレーム１を装着してある状態であるか否かを判定する動作を繰り返す。
【００２９】
このようにして、以下、一定時間間隔で、距離測定センサー３から反射面までの距離を算出して顔へ眼鏡フレーム１を装着しているか否かを判定する動作を繰り返すことで、顔から眼鏡フレーム１を外した場合には、距離測定センサー３がこれを検出して直ちに液晶ディスプレイ装置２３の電源をオフにするので、消費電力を削減することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、顔への眼鏡フレーム１の装着状態を検出する距離測定センサー３（着脱検出手段）を用いて液晶ディスプレイ装置２３の電源を自動的にオンオフするように構成したが、顔から眼鏡フレーム１を外したか否かを検出するように構成した脱出検出手段と手動の始動スイッチを設け、電源をオフするときのみ自動で行うようにしてもよい。また、本実施形態では、頭部装着型表示装置をフェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）で構成したが、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の頭部装着型表示装置は、頭部あるいは顔面に装着し眼前に表示される映像を見る頭部装着型表示装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における頭部装着型表示装置を正面から見た状態を示す外観斜視図
【図２】本発明の実施の形態における頭部装着型表示装置を裏面側の側方から見た状態を示す外観斜視図
【図３】本発明の実施の形態における頭部装着型表示装置の電気的構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態における頭部装着型表示装置の動作説明のためのフローチャート
【符号の説明】
【００３３】
１  眼鏡フレーム（装着手段）
２  表示装置
２０  ハウジング
２１  透過レンズ
２２  画面
２３  液晶ディスプレイ装置（表示手段）
２３Ａ、２３Ｂ  情報信号入力線
２３１  ＬＣＤ表示部
２３２  ＬＣＤ駆動回路
２３３  バックライト部
２３４  バックライト駆動回路
３  距離測定センサー（装着検出手段）
３１  信号入出力線
４  制御部（電源制御手段）
５  情報信号入力線
【図１】
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【図２】
2005070308.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005070308.tif 000006