(57)【要約】【課題】操作者が手にした電子機器が揺れたり、操作者の顔が揺れたりしても、常時、操作者の網膜に画像を照射することができるＲＳＤ機能付き電子機器を提供する。【解決手段】ＲＳＤを中心に左右に設けられ、それぞれ、操作者の目を撮像する２台のカメラと、２台のカメラのそれぞれによって撮像された画像データに基づいて、操作者の目の位置情報を取得する位置情報取得手段と、外部からの画像信号を受けて、レーザ光で画像を出力する光源ユニットと、光源ユニットから出力されたレーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、水平走査ミラーで反射されたレーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、垂直走査ミラーで反射されたレーザ光を所定角度で反射する反射ミラーと、目の位置情報に基づいて、反射ミラーの反射角を制御する反射角制御手段とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＳＤと、
前記ＲＳＤを中心に左右に設けられ、それぞれ、操作者の目を撮像する２台のカメラと、
前記２台のカメラのそれぞれによって撮像された画像データに基づいて、前記操作者の目の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
外部からの画像信号を受けて、レーザ光で画像を出力する光源ユニットと、
光源ユニットから出力された前記レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、
前記水平走査ミラーで反射された前記レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、
前記垂直走査ミラーで反射された前記レーザ光を所定角度で反射する反射ミラーと、
前記目の位置情報に基づいて、前記反射ミラーの反射角を制御する反射角制御手段と
を備えるＲＳＤ機能付き電子機器。
【請求項２】
焦点調整手段と、
前記位置情報に基づいて、前記焦点調整手段の焦点の位置を制御する焦点調整制御手段
を更に備える請求項１に記載のＲＳＤ機能付き電子機器。
【請求項３】
ＲＳＤを中心に２台のカメラをその周辺に配置して、操作者の目を撮像するＲＳＤ機能付き電子機器の制御方法であって、
前記２台のカメラにより撮像された前記目の画像データに基づき、操作者の位置情報を取得するステップと、
外部からの映像信号に基づいて、レーザ光を照射するステップと、
前記操作者の位置情報に基づき、前記操作者の目に、前記ＲＳＤからのレーザ光が照射できるように反射ミラーを動かせるステップと
を備えるＲＳＤ機能付き電子機器の制御方法。
【請求項４】
外部からの画像信号を受けて、レーザ光で画像を出力する光源ユニットと、光源ユニットから出力された前記レーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、前記水平走査ミラーで反射された前記レーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、前記垂直走査ミラーで反射された前記レーザ光を所定角度で反射する反射ミラーとを有するＲＳＤと、前記ＲＳＤを中心に左右に設けられ、それぞれ、操作者の目を撮像する２台のカメラとを有するＲＳＤ機能付きの電子機器を制御するコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記２台のカメラのそれぞれによって撮像された画像データに基づいて、前記操作者の目の位置情報を取得する位置情報取得手段、
前記目の位置情報に基づいて、前記反射ミラーの反射角を制御する反射角制御手段
として機能させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＳＤ機能付き電子機器、ＲＳＤ機能付き電子機器の制御方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
網膜走査ディスプレイ（（Ｒｅｔｉｎａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、ＲＳＤ）を搭載し、２個のカメラをそのＲＳＤの左右に、等しい間隔で搭載した携帯電話、以下、網膜走査ディスプレイ付き携帯電話と呼ぶ）がある。この、網膜走査ディスプレイ付き携帯電話に関する技術としては、以下の特許文献１〜５がある。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、観察者の前方の視野の阻害にならない箇所に観察者の眼間距離を測定するために用いられる２つのＣＣＤカメラが設けられている。一方のＣＣＤカメラで観察者の左眼、他方のＣＣＤカメラで観察者の右眼を撮像し、両カメラの出力を制御部に与え、制御部が画像解析法に基づき、観察者の眼間距離、即ち、瞳の位置を算出する。ホログラムコンバイナは、眼間距離が６５ｍｍの状態のときを基本として、設計されている。眼間距離が６５ｍｍ以外の人では、ホログラムコンバイナへの映像光の入射角度を変更させて、ホログラムコンバイナで回折された光の収束点を変化させて、眼間距離の調整を行うようにしていることが記載されている。
【０００４】
特許文献２に記載の技術は、映像及び音声の無線送受信機能を有する電話機本体と、映像情報を映像情報駆動部から凹面鏡光学系からなる結像光学系を通して、使用者の目の網膜上に虚像を形成する虚像光学表示装置を備える。虚像光学表示装置は、プリシェープト・プリズムを有し、プリシェープト・プリズムに映像情報駆動部からの光を入射させ、プリシェープト・プリズムの光出射からの使用者の目に映像光を与えることが記載されている。
【０００５】
特許文献３には、光学部材の反射により光路変更される走査光が人の目に入射したとき当該眼の網膜上で画像を２次元的に表示することが記載されている。
【０００６】
特許文献４に記載の網膜投影ディスプレイ装置は、瞳孔を通して網膜に直接映像を投影するマクスウェル視を利用している。例えば、ＣＣＤ等の撮像装置を備え、ディジタル化された画像データを出力された画像データに応じてレーザ光を出力する半導体レーザ光源などを備えたレーザ光源部が記載されている。また、画像データ出力部から出力された画像データに応じて駆動され、レーザ光源部から出力されたレーザ光をユーザの瞳孔に向けて反射するＭＥＭＳ走査ミラー部が記載されている。また、走査ミラー部により反射されたレーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を反射させる可動ミラーと、瞳孔の動きを検出する瞳孔位置検出部と、瞳孔の動きに応じて、可動ミラーの姿勢を制御する可動ミラー制御部とが記載されている。
【０００７】
特許文献５には、網膜走査ディスプレイには、表示制御部、光源部、光ファイバ、光走査部、接眼レンズ、フォーカス部が設けられる。光源部から出射された光を光走査部で、走査し、接眼レンズを通して利用者に一方の目の瞳孔を対象として、投影して、利用者に表示画像を視認することが記載されている。フォーカス部は、赤外線を出射する赤外線光源、網膜投像を撮像する赤外線撮像手段と、フォーカス制御するフォーカス制御部とを備えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６９８５８２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９０８７１号公報
【特許文献３】特許第４３３７６５２号公報
【特許文献４】特開２００９−１２２５５０号公報
【特許文献５】特開２０１０−１３４０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
携帯電話の表示は液晶や有機ＥＬなどの表示パネルを利用していた。また、最近のスマートフォンでは、表示パネル上にタッチパネルの機能を付加させものが多い。しかし、これらの表示パネルは、直射日光下では視認性が悪くなるという問題があった。また、タッチパネルは指で操作するので、表示面が指の脂などで汚れるという問題もある。
【００１０】
このような問題を解決するために、特許文献１−５のようにＲＳＤを携帯電話に組み込んだ例もあるが、リレーレンズなどを目の前に配置するため、眼鏡タイプのような装置形態となっていた。これは、ＲＳＤ光源から目までの距離が離れると、わずかな角度ずれでも、網膜に画像を照射できなくなるからである。
【００１１】
しかし、このような形態では、画像を見るたびに眼鏡タイプの装置をかけなくてはならず、携帯電話としての利便性や携帯性に欠けるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、操作者が手にした電子機器が揺れたり、操作者の顔が揺れたりしても、常時、操作者の網膜に画像を照射することができるＲＳＤ機能付き電子機器、ＲＳＤ機能付き電子機器の制御方法、及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、ＲＳＤ機能付き電子機器であって、ＲＳＤと、ＲＳＤを中心に左右に設けられ、それぞれ、操作者の目を撮像する２台のカメラと、２台のカメラのそれぞれによって撮像された画像データに基づいて、操作者の目の位置情報を取得する位置情報取得手段と、外部からの画像信号を受けて、レーザ光で画像を出力する光源ユニットと、光源ユニットから出力されたレーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、水平走査ミラーで反射されたレーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、垂直走査ミラーで反射されたレーザ光を所定角度で反射する反射ミラーと、目の位置情報に基づいて、反射ミラーの反射角を制御する反射角制御手段とを備える。
【００１４】
本発明の第２の形態によると、ＲＳＤを中心に２台のカメラをその周辺に配置して、操作者の目を撮像するＲＳＤ機能付き電子機器の制御方法であって、２台のカメラにより撮像された目の画像データに基づき、操作者の位置情報を取得するステップと、外部からの映像信号に基づいて、レーザ光を照射するステップと、操作者の位置情報に基づき、操作者の目に、ＲＳＤからのレーザ光が照射できるように反射ミラーを動かせるステップとを備える。
【００１５】
本発明の第３の形態によると、外部からの画像信号を受けて、レーザ光で画像を出力する光源ユニットと、光源ユニットから出力されたレーザ光を水平方向に走査する水平走査ミラーと、水平走査ミラーで反射されたレーザ光を垂直方向に走査する垂直走査ミラーと、垂直走査ミラーで反射されたレーザ光を所定角度で反射する反射ミラーとを有するＲＳＤと、ＲＳＤを中心に左右に設けられ、それぞれ、操作者の目を撮像する２台のカメラとを有するＲＳＤ機能付きの電子機器を制御するコンピュータプログラムであって、コンピュータを、２台のカメラのそれぞれによって撮像された画像データに基づいて、操作者の目の位置情報を取得する位置情報取得手段、目の位置情報に基づいて、反射ミラーの反射角を制御する反射角制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明では、ＲＳＤの両脇にあるカメラが操作者の目と携帯電話までの位置関係を認識することで、ＲＳＤに備えられている反射ミラーを適切に動かし、レーザ光を、常に、操作者の目に照射することが出来る。
【００１７】
その結果、携帯電話と操作者の位置関係を固定する必要がなくなるので、操作者は携帯電話を手に持ちながら、画像を見る事ができるので、操作をしながら画像も見ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるＲＳＤ機能付き携帯電話の構成図である。
【図２】図１中のＲＳＤの構成図である。
【図３】反射ミラー及び圧電素子を示す図である。
【図４】ＲＳＤの動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるＲＳＤ機能付き携帯電話の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による携帯電話１の外観を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による携帯電話１の表面には、表示パネル１０があり、その上側には、ＲＳＤ１２が搭載され、その左右には、カメラ１４Ｌ、１４Ｒがそれぞれ搭載される。
【００２１】
図２は、ＲＳＤ１２がある箇所の携帯電話の断面図を示す。ＲＳＤ１２は、外部からの画像信号を受け、ＲＧＢのレーザ光で画像を出力する光源ユニット２０、水平走査ミラー２２、垂直走査ミラー２４、コリメータレンズ２６、反射ミラー２８及び焦点調整レンズ３０から構成される。
【００２２】
ＲＳＤ１２は、人間の目の残像効果を利用するので、光源ユニット２０から出力されたレーザ光は、先ず、水平走査ミラー２２に当たる。この水平走査ミラー２２は、図示しないモータなどの駆動系に接続されており、画像に対し、水平方向に高速で動くミラーである。
【００２３】
水平走査ミラー２２で反射されたレーザ光は、次に、垂直走査ミラー２４に当たる。垂直走査ミラー２４もモータなどに接続されており、画像に対し、垂直方向に高速で動くミラーである。
【００２４】
図３は、図２中の反射ミラー２８の構成図である。図３に示すように、目的とするミラーの傾斜角度に応じた電圧を圧電素子４０に印加して、圧電素子４０が電圧に応じて、伸縮し、所望の傾きで傾斜するようになっている。
【００２５】
そして、垂直走査ミラー２４を反射したレーザ光は、最後に、反射ミラー２８に当たる。反射ミラー２８は、図３に示すように、複数の圧電素子４０などで、反射ミラー２８を所望の方向に、傾かせることができ、操作者の顔が動いたりしても、圧電素子４０が反射ミラー２８を傾ける事で、レーザ光を操作者の目に照射することができる。
【００２６】
また、反射ミラー２８の先には、焦点調整レンズ３０があり、これは、携帯電話１と操作者の距離に応じて前後に、焦点を合わせるものである。
【００２７】
図４は、図１の携帯電話１の動作説明図である。操作者が携帯電話１を持ち、ＲＳＤ１２を起動させると、ＲＳＤ１２の左右にある、左カメラ１４Ｌと右カメラ１４Ｒも同時に起動する。この２つのカメラ１４Ｌ、１４Ｒは、操作者の顔の画像を撮り続ける。そして、光源ユニット２０は、カメラ１４Ｌ、１４Ｒから出力される画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂレーザ光源レーザを発光して、画像データを出力する。
【００２８】
尚、操作者は予め、ＲＳＤ１２の画像照射を受ける目（右目か左目）を携帯電話１に設定しておく。それぞれのカメラ１４Ｌ、１４Ｒが写した操作者の顔の画像データは、ＣＰＵ５６に送られる。ＣＰＵ５６の中では、カメラ１４Ｌ、１４Ｒがとらえた操作者の顔の画像データから照射すべき目の位置情報を算出するもので有り、位置情報取得手段として機能する。そして、算出された携帯電話１から目までの距離と角度データをコントローラ５８へ流す。
【００２９】
コントローラ５８は、携帯電話１から目までの距離と角度データ５７から、操作者の目にレーザ光が当たるように、反射ミラー２８の角度を調整すべく、圧電素子４０及び焦点調整レンズ３０を動かす信号を圧電素子４０及び焦点調整レンズ３０に送る。このようにして、反射角度制御手段及び焦点調整制御手段として機能する。
【００３０】
圧電素子４０は、受けた信号により、伸縮をして、反射ミラー２８を適切な位置に動かす。並行して、操作者が、携帯電話１に顔を近づけたり、遠ざけたりした場合は、焦点調整レンズ３０を前後に動かすことで適切な焦点を得る。
【００３１】
このようにして、操作者が顔を動かしたり、携帯電話１が動いたりしても、カメラ１４Ｌ、１４Ｒは、常時、操作者の顔を撮影し、それに合わせて、反射ミラー２８と焦点調整レンズ３０が動く。その結果、常に、操作者は、ＲＳＤ１２からの画像を目に受けることができる。
【００３２】
また、本発明は、ＲＳＤ１２の両脇にあるカメラ１４Ｌ、１４Ｒが操作者の目と携帯電話１までの位置関係を認識することで、ＲＳＤ１２に備えられている反射ミラー２８を適切に動かし、レーザ光を常に、操作者の目に照射することが出来る。
【００３３】
結果、携帯電話１と操作者の位置関係を固定する必要がなくなるので、操作者は携帯電話１を手に持ちながら、画像を見る事ができるので、操作をしながら画像を見ることができるという効果がある。
【００３４】
さらに、表示を全てＲＳＤにすることで、表示用のＬＣＤや有機ＥＬを無くすこともでき、この結果、大きな表示パネルが不要となるので携帯電話を小型にすることも出来る。また、ＲＳＤは視力に影響を受けずに直接、網膜に画像を写すので、直射日光下でも鮮明な画像を見ることができる。
【００３５】
図５は、第２実施形態を示す携帯電話１００であり、図１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には、同一の符号を付している。第１実施形態では、表示パネルとＲＳＤが搭載されていたが、図５に示すように、第２実施形態では、ＲＳＤ１２のみとしている。そのため、第１実施形態では、操作者は、表示パネルとＲＳＤ１２を使い分けてきた半面、表示パネルが大きいので、装置自体の大きさは、表示パネル以上の大きさとなっていた。
【００３６】
しかし、第２実施形態のように、表示パネルを無くすと、携帯電話１００の表面は、タッチパネル１０２面か、キーのみで構成ができるので、装置を小型にできるという効果がある。
【００３７】
本発明は、ＲＳＤ機能付きの携帯電話、デジタルカメラ及びビデオ表示装置などに適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１００  ＲＳＤ機能付き携帯電話
１０  表示パネル
１２  ＲＳＤ
１４Ｌ、１４Ｒ  カメラ
２０  光源ユニット
２２  水平走査ミラー
２４  垂直走査ミラー
２８  反射ミラー
３０  焦点調整レンズ
４０  圧電素子
１０２  タッチパネル
【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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