(57)【要約】【課題】  頭部に装着して画像を楽しんで視認しながら、外部機器を遠隔制御できるようにした画像表示装置を提供する。【解決手段】  装着者の頭部に装着にされる装置枠体２と、装置枠体２に設けられ、画像を表示するための画像光を照射する画像光照射部３とを備えた画像表示装置であって、装置枠体２に、外部機器を遠隔操作するための制御光を該外部機器に向けて照射する制御光照射部４が設けられたことを特徴とするものである。【選択図】    図１
2005107039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の頭部に装着される装置枠体と、該装置枠体に設けられ、画像を表示するための画像光を照射する画像光照射部とを備えた画像表示装置であって、
前記装置枠体に、外部機器を遠隔操作するための制御光を該外部機器に向けて照射する制御光照射部が設けられたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
光を画像情報で変調して前記画像光を発生する画像光発生部と、光を外部機器用制御信号で変調して前記制御光を発生する制御光発生部と、前記画像光と前記制御光とを合成する光合成部と、光合成部を介して画像光と制御光とを伝送する単一の光伝送部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記光伝送部は導波路であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記単一の光伝送部内を伝送された前記画像光と前記制御光とを分離する分離手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
装着者の視線の方向を検知する視線方向検知手段を備え、前記制御光照射部は該視線方向検知手段によって検知された視線の方向へ向けて前記制御光を照射することを特徴する請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御光はバーコード情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
視線方向検知手段が検知した視線方向が所定時間一定である場合、制御光発生部が制御光を発生することを特徴とする請求項1乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
制御光照射スイッチを備え、制御光照射スイッチが操作されると制御光発生部が制御光を発生することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか1項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
制御光発生部が制御光を発生可能となる制御光発生モードを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか1項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の網膜上に画像を表示するようにした画像表示装置に係り、特に、テレビ等の外部機器を遠隔制御できる機能を備えた画像表示装置に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、頭部に装着できるタイプの網膜走査表示装置が知られている。係る従来技術の網膜走査表示装置は眼鏡型に形成され、そのツルの部分に光スキャナが設けられ、この光スキャナから照射された光はミラーで反射されて装着者の瞳に入射するように構成されている。
【０００３】
このように構成された網膜走査表示装置においては、光スキャナーに入る光は、画像信号で予め変調された被変調光になっており、この被変調光を網膜上に二次元的に走査して画像を表示するものである。
【特許文献１】特開平１１−１６０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の網膜走査表示装置を頭部に装着し、画像を楽しんで視認している状態で、エアコンのような外部機器を遠隔制御しようとする場合には、一旦、画像の視認を中止し、リモートコントローラーを探し、しかも、リモートコントローラーを持ち直す等してリモートコントローラーの制御光照射口をエアコンの方向へ向け直さなければならず、このような場合には、外部機器の遠隔制御が煩雑、面倒であるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は前記従来技術の実情に鑑みてなされたもので、頭部に装着して画像を楽しんで視認しながら、外部機器を遠隔制御できるようにした画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、装着者の頭部に装着される装置枠体と、装置枠体に設けられ、画像を表示するための画像光を照射する画像光照射部とを備えた画像表示装置であって、装置枠体に、外部機器を遠隔操作するための制御光を該外部機器に向けて照射する制御光照射部が設けられたことを特徴とするものである。
【０００７】
装着者は装置枠体を頭部に装着した状態で、画像光照射部から照射された画像光で表示された画像を視認する。装着者は、頭部に装着された装置枠体に設けられている制御光照射部を外部機器に向けることにより、外部機器に制御光を照射して外部機器を遠隔制御する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像表示装置において、光を画像情報で変調して画像光を発生する画像光発生部と、光を外部機器用制御信号で変調して制御光を発生する制御光発生部と、画像光と前記制御光とを合成する光合成部と、光合成部を介して画像光と制御光とを伝送する単一の光伝送部とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
画像光発生部で発生した画像光と、制御光発生部で発生した制御光は、光合成部で合成された後、単一の光伝送部によって画像光照射部と制御光照射部に伝送される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、光伝送部は導波路であることを特徴とするものである。
【００１１】
画像光と制御光は導波路によって、画像光発生部及び制御光発生部から画像光照射部及び制御光照射部まで伝送される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像表示装置において、単一の光伝送部内を伝送された前記画像光と前記制御光とを分離する分離手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
単一の光伝送部内を伝送された前記画像光と前記制御光は、分離手段によって分離される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像表示装置において、装着者の視線の方向を検知する視線方向検知手段を備え、前記制御光照射部は該視線方向検知手段によって検知された視線の方向へ向けて前記制御光を照射することを特徴するものである。
【００１５】
視線方向検知手段によって検知された、装着者の視線方向へ向けて制御光が照射される。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置において、制御光はバーコード情報を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
制御光の受光側に設けられているバーコード情報読取器によって、バーコード情報が読取られる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項に記載の画像表示装置において、視線方向検知手段が検知した視線方向が所定時間一定である場合、制御光発生部が制御光を発生することを特徴とするものである。
【００１９】
装着者が一定時間、一定方向を見続けている場合に、制御光が出力される。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項に記載の画像表示装置において、制御光照射スイッチを備え、制御光照射スイッチが操作されると制御光発生部が制御光を発生することを特徴とするものである。
【００２１】
制御光発生部は、制御光照射スイッチが操作された場合に、制御光を発生する。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項に記載の画像表示装置において、制御光発生部が制御光を発生可能となる制御光発生モードを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の画像表示装置によれば、装着者の頭部に装着にされる装置枠体に、外部機器を遠隔操作するための制御光を該外部機器に向けて照射する制御光照射部が設けられたので、装着者は画像を楽しみながら、頭部に装着された装置枠体の向きを変えて外部機器に向けて制御光を照射することにより、外部機器を遠隔制御することができる。
【００２４】
請求項２に記載の画像表示装置によれば、画像光と制御光とは合成された状態で、単一の光伝送部によって画像光発生部及び制御光発生部から画像光照射部及び制御光照射部まで伝送できるため、画像光及び制御光の伝送経路が簡略化することができる。
【００２５】
請求項３に記載の画像表示装置によれば、導波路によって画像光及び制御光を伝送することができる。
【００２６】
請求項４に記載の画像表示装置によれば、単一の光伝送部内を伝送された前記画像光と前記制御光とを分離手段によって分離することができる。
【００２７】
請求項５に記載の画像表示装置によれば、制御光照射部は該視線方向検知手段によって検知された視線の方向へ向けて前記制御光を照射するように構成したので、装着者は遠隔制御を望む外部機器に視線方向を向けるだけで外部機器を遠隔制御することができる。
【００２８】
請求項６に記載の画像表示装置によれば、制御光にバーコード情報を含ませるようにしたので、受光側ではバーコード情報を読取ることにより、バーコード情報に含まれている様々な情報を読取ることができる。
【００２９】
請求項７に記載の画像表示装置によれば、視線方向検知手段が検知した視線方向が所定時間一定である場合、制御光発生部が制御光を発生するようにしたので、装着者は遠隔制御を望む外部機器に視線方向を向けるだけで外部機器を遠隔制御することができる。
【００３０】
請求項８に記載の画像表示装置に発明によれば、制御光照射スイッチを備え、制御光照射スイッチが操作されると制御光発生部が制御光を発生するようにしたので、装着者が希望する時に、制御光照射スイッチを操作して制御光を発生することができる。
【００３１】
請求項９に記載の網膜走査表示装置によれば、制御光発生部が制御光を発生可能となる制御光発生モードを備えたので、制御光発生モードを異ならせることにより、複数種の外部機器を的確に区別して誤りなく遠隔制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１はこの発明の実施形態を示す。網膜走査画像表示装置１は、装着者の頭部に装着される装置枠体２と、画像光Ｇを照射する画像光照射部３と、制御光Ｓを照射する制御光照射部４とを備えているものであるが、この実施形態においては、画像光照射部３と制御光照射部４とを光照射部５として一体に形成した場合について説明する。画像光Ｇとは、後述のように、光を画像信号に応じて変調することにより得られるものである。つまり、画像光Ｇは、画像情報を含んでいるものである。制御光Ｓは、テレビ６等の外部機器を遠隔操作する光であって、外部機器に照射されることにより、外部機器を遠隔制御できる制御情報を含んでいるものである。
【００３３】
装置枠体２は装着者の頭部に装着できるものであれば、その形態は特に限定されないが、この装置枠体２は前枠７とツル８，８とを備えた眼鏡型に形成されることができる。このように、装置枠体２を眼鏡型に形成した場合、装置枠体２の前枠７はリム９とこのリム９内に嵌合されて装着者の眼に対面するミラー部１０とを備え、このミラー部１０はダイクロイックミラーで形成されている。前述の画像光照射部３と制御光照射部４はツル８の内側に取り付けられた状態で、ミラー部１０へ向けてそれぞれ画像光Ｇ，制御光Ｓを照射するように構成されている。
【００３４】
ミラー部１０を構成するダイクロイックミラーは波長を選択する機能を有し、特定の範囲の波長の光を透光させ、一方、特定の範囲の波長の光を反射させるものである。即ち、図1に示すように、画像光Ｇは反射させるが、制御光Ｓはミラー部１０の前方へ向けて透光させる波長選択性を有しているものである。
【００３５】
前述のミラー部１０の形状及び前述の画像照射部３の位置は、この画像光照射部３から照射された画像光Ｇがミラー部１０で反射されて装着者の眼Ｍの虹彩Ｍ１で囲まれた瞳孔Ｍ２を通って水晶体Ｍ３に集中させて網膜Ｍ４上に画像を表示するように構成されている。即ち、ミラー部１０は、図２に示す楕円形Ｄの長軸Ｌを回転軸として該楕円形Ｄを回転した場合に、図３に示すように、該楕円形Ｄの一部が走査した面Ｅによって形成されるものである。
【００３６】
前記楕円形Ｄは二つの焦点Ｍ，Ｎを有している。ここで、楕円形Ｄの性質として、図２に示すように、一方の焦点Ｍに配置された光源から出射して該楕円形Ｄで反射された光は、他方の焦点Ｎに集まるという特性がある。そして、ミラー部１０は前述のように回転楕円面で形成されているため、図４に示すように、一方の焦点Ｍから出射して該ミラー部１０の何れの位置、例えば、図中、ａ、ｂ、ｃ，ｄで反射された光であっても、他方の焦点Ｎに集まるものである。
【００３７】
従って、図２に示すように、前記画像光照射部３が前記楕円形Ｄの一方の焦点Ｍに位置するように、該画像光照射部３を前記ツル８に取付け、又、他方の焦点Ｎに、装着者の眼Ｍが位置するように前記装置枠体２を形成することより、図４に示すように、画像光照射部３から出射してミラー部１０の何れの位置で反射された画像光Ｇであっても、装着者の眼Ｍに集まるように形成されている。
【００３８】
次に、図5に基づき、前述の画像光Ｇ及び制御光Ｓをそれぞれ発生する画像光発生部１１及び制御光発生部１２と、前述の画像光照射部３及び制御光照射部４について説明する。図５に示すように、前記画像光発生部１１は、画像信号処理手段Ｐと、赤色光源ドライバ１３、緑色光源ドライバ１４、青色光源ドライバ１５、赤色光源１６、緑色光源１７、青色光源１８と、コリメートレンズ１９，２０，２１と、ダイクロイックミラー２２，２３，２４と、フォーカスレンズ２５とを備えている。そして、画像信号処理手段Ｐは、画像データに基づいて、赤色光源ドライバ１３、緑色光源ドライバ１４、青色光源ドライバ１５に対して強度変調信号を出力するものである。前記赤色光源１６、緑色光源１７、青色光源１８からの出射光は、コリメートレンズ１９，２０，２１によって略平行光線に整形された後に、前記ダイクロイックミラー２２，２３，２４によって合成され、フォーカスレンズ２５によって光伝送部２６に入射される構成になっている。ここで、光伝送部２６は光ファイバのような様々な導波路によって構成することができる。
【００３９】
又、制御光発生部１２は、赤外線レーザ２７と、この赤外線レーザ２７を駆動する赤外線ドライバ２８と、この赤外線ドライバ２８の駆動を制御する外部機器制御手段２９とを備えている。この外部機器制御手段２９は装着者の視線方向を検知する視線検知手段３０の検知結果に基づき赤外線レーザ２７の駆動を制御するものである。即ち、この外部機器制御手段２９は、視線検知手段３０の検知結果に基づき、装着者の視線が一定方向を維持したままの状態で所定時間を経過した場合に赤外線レーザ２７を駆動して制御光Ｓを出力するものである。この制御光Ｓはダイクロイックミラー３１、２２、２３、２４によって合波されるものである。即ち、制御光Ｓは、ダイクロイックミラー３１によって反射され、ダイクロイックミラー２２、２３を透光し、ダイクロイックミラー２４で反射されることにより前述の画像光Ｇに合成された状態で、前述の光伝送部２６に入射されるものである。前述のダイクロイックミラー３１、２２、２３、２４によって、画像光Ｇと制御光Ｓとを合成する光合成部３２が構成される。又、前述の外部機器制御手段２９は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、この画像光制御手段２９は内蔵のＲＯＭ（図示しない）に格納されているプログラムソフトに基づき前述の赤外線ドライバ２８の駆動を制御して赤外線の出力、即ち、制御光Ｓの出力を制御するものである。ここで、制御光Ｓとして、テレビ６を作動させる場合には、赤外線レーザの点滅に対応した、例えば、１１１１００１１が該当し、又、テレビ６を停止させる場合には、例えば、１１１１００００にすることにより、テレビ６を作動させ、又、停止させる信号を異ならせることができる。
【００４０】
前述の光照射部５は、コリメートレンズ３３と、水平走査ミラー３４と、凸レンズ３５と、垂直走査ミラー３６と、凸レンズ３７と、ＢＤセンサ３８と、前述のミラー部１０を構成するダイクロイックミラーとを備えて構成されている。水平走査ミラー３４と垂直走査ミラー３６の動作は、画像光制御手段３９によって制御されるものである。この画像光制御手段３９は例えば、マイクロコンピュータによって構成され、この画像光制御手段３９は内蔵のＲＯＭ（図示しない）に格納されているプログラムソフトに基づき前述の水平走査ミラー３４、垂直走査ミラー３６の動作を制御するものである。
【００４１】
前記コリメートレンズ３３は前記光伝送部２６の光出力端に設けられて、光伝送部２６から出力された画像光Ｇ及び制御光Ｓを略平行な光線に変換するものである。前記水平走査ミラー３４は回転軸４０によって回転可能に設けられている。この水平走査ミラー３４は、コリメートレンズ３３を通過した光線を、水平走査ミラー３４の回転位置に応じた方向へ反射するものである。前記凸レンズ３５は水平走査ミラー３４によって反射された画像光Ｇ及び制御光Ｓを垂直走査ミラー３６に集中させるものである。垂直走査ミラー３６は回転軸４１を回転中心に揺動可能に設けられている。垂直走査ミラー３６は、前記凸レンズ３５を通過した画像光Ｇ及び制御光Ｓを、この垂直走査ミラー３６の回転位置に応じた方向へ反射するものである。前記凸レンズ３７は垂直走査ミラー３６で反射された画像光Ｇ及び制御光Ｓを装着者の眼Ｍの虹彩Ｍ１で囲まれた瞳孔Ｍ２を通って水晶体Ｍ３に集中させることにより、網膜Ｍ４上に画像を表示するものである。このように、水平走査走査ミラー３４、垂直走査ミラー３６が画像光制御手段３９によって制御されることにより、眼Ｍの網膜Ｍ４上に画像を表示するものである。
【００４２】
前記ＢＤセンサ３８からの信号に基づいて画像光制御手段３９を制御することにより、網膜Ｍ４上に走査する画像光Ｇの始点を調整するものである。
【００４３】
次に、このように構成された網膜走査表示装置１の作用について説明する。図外の電源スイッチを操作して、画像光発生部１１を作動させると、画像光発生部１１は赤色、緑色及び青色のレーザ光を画像信号で変調して画像光Ｇを発生させる。この画像光Ｇは光伝送部２６を伝送して水平走査ミラー３４に照射されて水平走査された後、集光レンズ３５によって垂直走査ミラー３６に照射されて垂直走査される。垂直走査ミラー３６によって垂直走査された画像光Ｇは集光レンズ３７によって装置枠体２のミラー部１０に照射されると共に、このミラー部１０によって反射されて装着者の眼Ｍの虹彩Ｍ１で囲まれた瞳孔Ｍ２を通って水晶体Ｍ３に集光することにより、網膜Ｍ４上に走査されて、網膜Ｍ４上に画像が表示される。
【００４４】
ところで、図1に示すように、装着者がテレビ６を作動させようとする場合には、装着者が視線方向をミラー部１０を通してテレビ６の方向に一定時間、向け続ける。そして、視線検知手段３０が装着者の視線がテレビ６の方向に向いていることを検出すると、外部機器制御手段２９が作動して赤外線レーザ２７を駆動することにより、制御光Ｓをテレビ６に向けて出力する。このように、装着者はテレビ６の方向をミラー部１０を通して一定時間見続けるだけでテレビ６を遠隔制御できるため、テレビ６用のリモートコントローラーを探して、このリモートコントローラーを持ち直す等してこのリモートコントローラーの制御光照射口をテレビ６の存在する方向へ向けるといった煩雑な作業を必要とすることなくテレビ６を遠隔制御することができる。
【００４５】
以上の実施形態においては、外部機器としてテレビ６を遠隔制御する場合について説明したが、外部機器としてテレビ６，エアコン４５，乗用車の錠４３，ビデオ４４等を選択して遠隔制御するようにしても良い。この場合、装置枠体にテレビ６，エアコン４５，乗用車の錠４３，ビデオ４４等を選択する各選択ボタンを備え、制御光Ｓのモードを各外部機器に応じて異ならせることにより、外部機器同士を誤りなく区別して適切に遠隔制御することができるものである。又、外部機器としてのテレビ６，エアコン４５，乗用車の錠４３，ビデオ４４等を選択する選択ボタンを画像表示し、各選択ボタンを注視することにより、テレビ６，エアコン４５，乗用車の錠４３，ビデオ４４等を選択するようにしても良い。
【００４６】
即ち、図６に示すように、乗用車の錠４３、ビデオ４４、エアコン４５、テレビ６等を遠隔制御しようとする場合、制御光Ｓに個人認証用のバーコード情報を含ませ、そして、制御光Ｓを受光する受光部４６の後段に情報処理部４７を設け、この情報処理部４７において個人認証をした後、乗用車の錠４３、ビデオ４４、エアコン４５、テレビ６等の内から装着者の所望の外部機器を遠隔制御することができる。
【００４７】
又、以上の実施形態において、制御光照射スイッチを設け、この制御光制御スイッチが操作された時に赤外線レーザ２７を駆動させるようにしても良い。更に、画像光Ｇと制御光Ｓとを分離する分離手段として、ダイクロイックミラーを用いて画像光Ｇと制御光Ｓとを波長の相違によって分離する場合について説明したが、この分離手段はハーフミラー等を用いて構成しても良い。
【００４８】
又、以上の実施形態においては、画像光照射部３と制御光照射部４とを光照射部５として一体に構成し、画像光Ｇと制御光Ｓとをミラー部１０を構成するダイクロイックミラーによって分離するように構成したが、画像光照射部３と制御光照射部４とを別体に構成しても良い。更に、以上の実施形態においては、画像表示装置として光を網膜に画像を表示する方式であるが、液晶によって画像を表示する方式であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態の画像表示装置の斜視図である。
【図２】ミラー部を構成するための回転楕円面を形成するための説明図である。
【図３】ミラー部を構成するための回転楕円面を形成するための説明図である。
【図４】ミラー部において、光の反射を説明するためのミラー部の正面図である。
【図５】画像光発生部、制御光発生部、画像光照射部、制御光照射部の構成を示す説明          図である。
【図６】本実施形態の画像表示装置の使用例を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  網膜走査表示装置
２  装置枠体
３  画像光照射部
４  制御光照射部
５  光照射部
６  テレビ
１０  ミラー部（ダイクロイックミラー，分離手段）
１１  画像光発生部
１２  制御光発生部
３０  視線検知手段
３２  光合成部
Ｇ  画像光
Ｓ  制御光
【図１】
2005107039.tif 000003
【図２】
2005107039.tif 000004
【図３】
2005107039.tif 000005
【図４】
2005107039.tif 000006
【図５】
2005107039.tif 000007
【図６】
2005107039.tif 000008