(57)【要約】【課題】外観を損ねず、かつＶＤＴ作業を行いながらマイボーム腺の刺激を行うことで、ユーザの作業を妨げずに眼精疲労防止を図ることのできる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力部１００と、光出力部１００で出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検知する光検出部２１４と、光検出部２１４の前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定部６０１と、瞼開閉判定部６０１が判定した瞼の開閉状態に応じて光出力部１００を制御することにより、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御部６０２とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力部と、
前記光出力部で出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、
ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部による反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定部と、
前記瞼開閉判定部が判定した瞼の開閉状態に応じて前記光出力部を制御することにより、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御部とを備える
表示装置。
【請求項２】
前記瞼開閉判定部は、反射光の光量とユーザの瞼の開閉状態を表す瞼開口率との関係を保持しており、前記光検出部で検出された反射光の光量から瞼開口率を決定し、
前記赤外線照射範囲制御部は、前記瞼開閉判定部によって決定された前記瞼開口率に比例して赤外線ビームの前記照射範囲を変化させる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記赤外線照射範囲制御部は、上瞼に対応する照射範囲上側の上限位置と、下瞼に対応する照射範囲下側の下限位置とを固定し、前記照射範囲上側の下限位置と、前記照射範囲下側の上限位置とを移動させることによって前記照射範囲を変化させる
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
さらに、前記赤外線照射範囲制御部によって決定された照射範囲内における、赤外線ビームの照射方法を決定する赤外線照射方法制御部を備え、
前記赤外線照射方法制御部は、赤外線ビームの照射位置に応じて赤外線ビームの強度、照射頻度、波面形状の内、少なくとも一つを変更する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記赤外線照射方法制御部は、前記赤外線照射範囲を上瞼に対応する照射範囲上側と、下瞼に対応する照射範囲下側とに分割し、前記照射範囲上側への赤外線ビームの照射と、前記照射範囲下側への赤外線ビームの照射とを交互に行う
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記赤外線照射方法制御部は、前記赤外線照射範囲制御部が定めた照射範囲を垂直方向に複数の行に分割し、奇数行に対応する照射範囲への赤外線ビームの照射と、偶数行に対応する照射範囲への赤外線ビームの照射とを交互に行う
請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記赤外線照射方法制御部は、赤外線ビームが一点に集光しないように赤外線ビームの前記偏向部への入射位置に応じて赤外線ビームの波面形状を変更する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項８】
前記赤外線照射方法制御部は、上瞼に対応する照射範囲上側の下限位置に近づくほど赤外線ビームの出力を低下させ、かつ下瞼に対応する照射範囲下側の上限位置に近づくほど赤外線ビームの出力を低下させる
請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記偏向部は、入射するビームを、その波長に応じて異なる方向に偏向するホログラムで形成されている
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記光出力部は、
ビームを出力する光源と、
前記光源からのビームの波面形状を変化させる波面形状変更部と、
前記波面形状変更部からのビームを走査する走査部とを備える
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記光源は、
赤色レーザを出力する赤色レーザ光源と、
青色レーザを出力する青色レーザ光源と、
赤外線ビームを出力する半導体レーザ光源及び赤外線ビームを緑色レーザに変換する波長変換素子を組み合わせて緑色レーザを出力する緑色レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源から出力される赤外線ビームの一部を分岐させる光分岐部を含み、赤外線ビームを出力する赤外線レーザ光源とを含む
請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力ステップと、
前記光出力ステップで出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向ステップと、
ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出ステップと、
前記光検出ステップでの前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定ステップと、
前記瞼開閉判定ステップで判定した瞼の開閉状態に応じて、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御ステップとを備える
表示方法。
【請求項１３】
眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力ステップと、
前記光出力ステップで出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向ステップと、
ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出ステップと、
前記光検出ステップでの前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定ステップと、
前記瞼開閉判定ステップで判定した瞼の開閉状態に応じて、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御ステップとを
コンピュータに実行させる表示プログラム。
【請求項１４】
眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力部と、
前記光出力部で出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、
ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定部と、
前記瞼開閉判定部が判定した瞼の開閉状態に応じて前記光出力部を制御することにより、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御部とを備える
集積回路。
【請求項１５】
請求項１に記載の表示装置と、
ユーザの眼前に配置され、ユーザの眼に対面する側に前記偏向部を有するレンズと、
一端が前記レンズに連結され、他端がユーザの側頭部に固定される一対のテンプルと
を備える眼鏡型ヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１６】
請求項１に記載の表示装置と、
前記偏向部を有するフロントガラスと
を備える自動車。
【請求項１７】
請求項１に記載の表示装置と、
前記偏向部を有する接眼レンズと
を備える単眼鏡。
【請求項１８】
請求項１に記載の表示装置と、
前記表示装置を収納する筐体と、
前記筐体の表面に前記偏向部によって構成される表示面と
を備える据置型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等の表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等の表示装置において、レーザ光を２次元走査して、眼の網膜に直描する方式（以下、レーザ走査方式、と記す）がある。（例えば、特許文献１参照）。レーザ走査方式の表示装置は、網膜走査ディスプレイ（Ｒｅｔｉｎａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＲＳＤ）、網膜照射ディスプレイ、網膜直描ディスプレイ、レーザ走査ディスプレイ、直視型表示装置、仮想網膜ディスプレイ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅｔｉｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＶＲＤ）、などとも呼ばれている。
【０００３】
図１Ａ及び図１Ｂに眼鏡型のＨＭＤの構造の例を示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すＨＭＤは、眼鏡フレームにレーザ光を発光する光源１０１、１１０と、レーザ光の波面を制御する波面形状変更部１０２、１０９と、レーザ光を二次元方向に走査する走査部１０３、１０８とを搭載している。レーザ光は、走査部１０３、１０８によって眼鏡レンズに向かって投影され、眼鏡レンズの表面に備えられた偏向部１０４、１０７によって反射され、ユーザの眼に入射し、網膜上に画像を形成する。ここで、偏向部１０４、１０７にはハーフミラーやホログラム光学素子（ＨＯＥ：Ｈｏｌｏｇｒａｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）などが用いられ、ユーザは外の景色と、レーザによって描かれる画像の両方を同時に視認することが可能になる。また、走査部１０３、１０８には、一枚の単板ミラーを一軸、もしくは二軸方向に振動させることでレーザ光を二次元方向に走査するミラーデバイスなどが用いられる。
【０００４】
また、従来から存在するマイクロディスプレイ型のＨＭＤでは、レーザ光源ではなく、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのマイクロディスプレイを光源として用い、マイクロディスプレイからの光を偏向部によってユーザの眼に導く構成が用いられている。
【０００５】
一般的なパーソナルコンピューター向けのディスプレイと同様に、上記のようなＨＭＤにおいてもＶＤＴ（Ｖｉｓｕａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）作業を行う場合には、ドライアイなど眼精疲労が問題になる。
【０００６】
ドライアイの原因の一つにマイボーム腺の機能低下が挙げられる。マイボーム腺とは、眼球表面を覆う涙が蒸発しないよう、眼球の表面を覆うための油膜を分泌する器官である。図１８に人間の瞼および眼球の断面図を示す。図１８に示されるように、マイボーム腺３０３は上瞼３０１および下瞼３０２の内部に存在し、マイボーム腺開口部３０４から、眼球３００の表面に対して油を分泌する。マイボーム腺の働きが低下すると、眼球３００の表面を覆う油膜が不足するため、涙が蒸発し、眼が乾燥しやすくなる。その結果、ドライアイと呼ばれる症状に陥る。また、ＶＤＴ作業中は瞬きの回数が低下するため、眼球３００の表面の涙が乾燥しやすい状況になり、より一層ドライアイを招きやすい状況になる。
【０００７】
ドライアイの症状を緩和するために、マイボーム腺を近赤外線で刺激し、マイボーム腺の機能を活性化する方法が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２では、赤外線発光ダイオードを並べたアイパッドを眼に装着することで、瞼の内部にあるマイボーム腺を刺激している。これにより、マイボーム腺が機能不全に陥ることを防ぎ、ドライアイの発生を防いでいる。
【特許文献１】特開平１０−３０１０５５号公報
【特許文献２】特開平１０−８５２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、眼の前面に赤外線ダイオードなどの赤外線発生装置を取り付ける形態では、ユーザの視界を塞いでしまう。そのため特許文献２の装置では、ＶＤＴ作業を継続しながらマイボーム腺を刺激することはできない。そのため、マイボーム腺を刺激している間は作業を中断せざるを得ず、ＨＭＤを用いた作業の効率低下を招く。
【００１０】
また、赤外線を発生させるための赤外線ダイオードを、眼鏡型ＨＭＤの前面に取り付ける方法では、眼鏡型ＨＭＤの概観を損ねる。また、映像を視認するためには可視光線をユーザの瞳に入射する必要があるが、この際に赤外線がユーザの瞳に入射してしまうと網膜に悪影響を与える可能性がある。そのため、可視光線と赤外線を同様の方法で眼に対して投射することは安全性の面から好ましくない。
【００１１】
前述のレーザ走査ＨＭＤやマイボーム腺を刺激するアイパッドの先行例では、この点に対する考慮がなされていない。
【００１２】
本発明は前記課題を解決するもので、眼鏡型ＨＭＤの外観を損ねず、かつＶＤＴ作業を行いながらマイボーム腺の刺激を行うことで、ユーザの作業を妨げずに眼精疲労防止を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、この発明に係る表示装置は、眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力部と、前記光出力部で出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出部と、前記光検出部による反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定部と、前記瞼開閉判定部が判定した瞼の開閉状態に応じて前記光出力部を制御することにより、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御部とを備える。本構成によって、赤外線ビームが眼に入ることを防ぎながら瞼内のマイボーム腺を刺激することができ、ユーザのＨＭＤでの映像視認を妨げずにドライアイを緩和することができる。なお、上記の「眼」とは、ユーザの眼球、上瞼、及び下瞼を含む領域を示している。
【００１４】
また、前記瞼開閉判定部は、反射光の光量とユーザの瞼の開閉状態を表す瞼開口率との関係を保持しており、前記光検出部で検出された反射光の光量から瞼開口率を決定する。そして、前記赤外線照射範囲制御部は、前記瞼開閉判定部によって決定された前記瞼開口率に比例して赤外線ビームの前記照射範囲を変化させてもよい。本構成によって、赤外線ビームがユーザの眼球に入射する可能性を削減することができる。
【００１５】
また、前記赤外線照射範囲制御部は、上瞼に対応する照射範囲上側の上限位置と、下瞼に対応する照射範囲下側の下限位置とを固定し、前記照射範囲上側の下限位置と、前記照射範囲下側の上限位置とを移動させることによって前記照射範囲を変化させてもよい。本構成によって、赤外線ビームがユーザの眼球に入射する可能性を削減することができる。
【００１６】
さらに、前記赤外線照射範囲制御部によって決定された照射範囲内における、赤外線ビームの照射方法を決定する赤外線照射方法制御部を備える。そして、前記赤外線照射方法制御部は、赤外線ビームの照射位置に応じて赤外線ビームの強度、照射頻度、波面形状の内、少なくとも一つを変更してもよい。本構成によって、赤外線ビームが瞼表面や網膜に与える悪影響を削減することが可能になる。
【００１７】
また、前記赤外線照射方法制御部は、前記赤外線照射範囲を上瞼に対応する照射範囲上側と、下瞼に対応する照射範囲下側とに分割し、前記照射範囲上側への赤外線ビームの照射と、前記照射範囲下側への赤外線ビームの照射とを交互に行ってもよい。本構成によって、赤外線ビームが瞼表面に長時間あたることによる火傷の可能性を低減することができる。
【００１８】
また、前記赤外線照射方法制御部は、前記赤外線照射範囲制御部が定めた照射範囲を垂直方向に複数の行に分割し、奇数行に対応する照射範囲への赤外線ビームの照射と、偶数行に対応する照射範囲への赤外線ビームの照射とを交互に行ってもよい。本構成によって、赤外線ビームが瞼表面に長時間あたることによる火傷の可能性を低減することができる。
【００１９】
また、前記赤外線照射方法制御部は、赤外線ビームが一点に集光しないように赤外線ビームの前記偏向部への入射位置に応じて赤外線ビームの波面形状を変更してもよい。本構成によって、赤外線ビームがユーザの眼球に入射された際に網膜が損傷する可能性を抑えることができる。
【００２０】
また、前記赤外線照射方法制御部は、上瞼に対応する照射範囲上側の下限位置に近づくほど赤外線ビームの出力を低下させ、かつ下瞼に対応する照射範囲下側の上限位置に近づくほど赤外線ビームの出力を低下させてもよい。本構成によって、赤外線ビームがユーザの眼球に入射された際に網膜が損傷する可能性を抑えることができる。
【００２１】
また、前記偏向部は、入射するビームを、その波長に応じて異なる方向に偏向するホログラムで形成されていてもよい。これにより、可視光線ビームをユーザの眼球に、赤外線ビームをユーザの瞼にそれぞれ偏向することができる。
【００２２】
また、前記光出力部は、ビームを出力する光源と、前記光源からのビームの波面形状を変化させる波面形状変更部と、前記波面形状変更部からのビームを走査する走査部とを備えてもよい。本構成によって、ビームによる映像表示および瞼内部のマイボーム腺の刺激を行うことが可能になる。
【００２３】
また、前記光源は、赤色レーザを出力する赤色レーザ光源と、青色レーザを出力する青色レーザ光源と、赤外線ビームを出力する半導体レーザ光源及び赤外線ビームを緑色レーザに変換する波長変換素子を組み合わせて緑色レーザを出力する緑色レーザ光源と、前記半導体レーザ光源から出力される赤外線ビームの一部を分岐させる光分岐部を含み、赤外線ビームを出力する赤外線レーザ光源とを含んでもよい。本構成によって、装置の部品を削減し、コストや装置重量などを抑えることが可能になる。
【００２４】
この発明に係る表示方法は、眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力ステップと、前記光出力ステップで出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向ステップと、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出ステップと、前記光検出ステップでの前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定ステップと、前記瞼開閉判定ステップで判定した瞼の開閉状態に応じて、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御ステップとを備える。
【００２５】
この発明に係る表示プログラムは、眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力ステップと、前記光出力ステップで出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向ステップと、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出ステップと、前記光検出ステップでの前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定ステップと、前記瞼開閉判定ステップで判定した瞼の開閉状態に応じて、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【００２６】
この発明に係る集積回路は、眼球に照射される可視光線ビーム及び瞼に照射される赤外線ビームを出力する光出力部と、前記光出力部で出力された可視光線ビーム及び赤外線ビームをユーザの眼に向かう方向へ偏向する偏向部と、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出する光検出部と、前記光検出部の前記反射光の検出結果から、ユーザの瞼の開閉状態を判定する瞼開閉判定部と、前記瞼開閉判定部が判定した瞼の開閉状態に応じて前記光出力部を制御することにより、赤外線ビームが瞼に選択的に照射されるように赤外線ビームの照射範囲を変更する赤外線照射範囲制御部とを備える。
【００２７】
なお、本発明は、このようなビーム走査型表示装置として実現できるだけでなく、ビーム走査型表示装置の機能を実現する集積回路として実現したり、そのような機能をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。また、本発明は、このような表示装置の機能を実現する集積回路として実現したりもできる。
【００２８】
この発明に係る眼鏡型ヘッドマウントディスプレイは、請求項１に記載の表示装置と、ユーザの眼前に配置され、ユーザの眼に対面する側に前記偏向部を有するレンズと、一端が前記レンズに連結され、他端がユーザの側頭部に固定される一対のテンプルとを備える。
【００２９】
この発明に係る自動車は、請求項１に記載の表示装置と、前記偏向部を有するフロントガラスとを備える。
【００３０】
この発明に係る単眼鏡は、請求項１に記載の表示装置と、前記偏向部を有する接眼レンズとを備える。
【００３１】
この発明に係る据置型ディスプレイは、請求項１に記載の表示装置と、前記表示装置を収納する筐体と、前記筐体の表面に前記偏向部によって構成される表示面とを備える。
【発明の効果】
【００３２】
この発明によれば、眼鏡型ＨＭＤの外観を損ねず、且つ赤外線ビームを瞼に選択的に照射することができるので、ユーザの作業を妨げずにマイボーム腺の機能の不全を防ぎ、眼精疲労防止を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１Ａ〜図３を参照して、本発明の実施の形態１における眼鏡型のビーム走査型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ：ＨＭＤ）を説明する。なお、図１Ａはビーム走査型表示装置の正面図、図１Ｂはビーム走査型表示装置の側面図、図２は図１Ａの一部の詳細図、図３はビーム走査型表示装置の機能ブロック図である。
【００３５】
本発明の実施の形態に１に係る眼鏡型のビーム走査型表示装置は、表示装置と、ユーザの眼前に配置される一対のレンズ１１、１２と、一端がレンズ１１、１２に連結され、他端がユーザの側頭部に固定される一対のテンプル１３、１４とを備える。
【００３６】
表示装置は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示されるように、光源１０１、１１０と、波面形状変更部１０２、１０９と、走査部１０３、１０８と、偏向部１０４、１０７と、制御部１０５、１１１と、ヘッドホン部１０６、１１２とを備える。なお、光源１０１、波面形状変更部１０２、及び走査部１０３で光出力部１００を構成する。
【００３７】
なお、この実施形態においては、光源１０１、１１０、波面形状変更部１０２、１０９、走査部１０３、１０８、制御部１０５、１１１、及びヘッドホン部１０６、１１２がテンプル１３、１４に保持され、偏向部１０４、１０７がレンズ１１、１２のユーザの眼に対面する側に配置されている。
【００３８】
光源１０１、１１０は、可視光線ビームと赤外線ビームとを含む合成ビームを出力する。図２に示すように、可視光線ビームは、赤色レーザ光源２１１と、青色レーザ光源２１２と、緑色レーザ光源２１３とからの出力を適切に変調することで、任意の色のレーザ光となる。さらに、後述する波面形状変更部１０２、１０９や走査部１０３、１０８と連動させて変調することで、ユーザの眼の網膜上に映像を表示できる。一方、赤外線ビームは、赤外線レーザ光源２１５から出力されてユーザの瞼に照射される。
【００３９】
なお、この実施形態における緑色レーザ光源２１３は、赤外線を出力する半導体レーザ光源と、赤外線を緑色に変換するＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ−Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第２次高調波発生）素子とを組み合わせて緑色レーザを出力する。また、赤外線レーザ光源２１５は、緑色レーザ光源２１３に含まれる半導体レーザ光源から出力される赤外線の一部を分岐するハーフミラー（光分岐部）を含む。つまり、緑色レーザ光源２１３と赤外線レーザ光源２１５とは、赤外線を出力する半導体レーザ光源を共通して使用しているので、部品数及びコストを削減することが可能となる。
【００４０】
ただし、上記の構成に限ることなく、緑色レーザ光源２１３には緑色の半導体レーザ光源を採用し、赤外線レーザ光源２１５には独自の半導体レーザ光源を採用してもよい。また、各光源が固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、発光ダイオードでもよい。
【００４１】
なお、図２では各レーザ光源２１１、２１２、２１３それぞれにレーザ光の変調を行う機能が備わっているが、レーザ光源２１１、２１２、２１３から出力されたビームを変調する手段を、レーザ光源２１１、２１２、２１３それぞれと組み合わせて用いることで、レーザ光を変調してもよい。
【００４２】
また、本実施の形態における光源１０１、１１０は、図２に示す光検出部２１４を含む。光検出部２１４は、ユーザの眼の網膜からの反射光を検出する。光検出部２１４はＣＣＤなどの半導体撮像素子であってもよいし、光電子増幅管、フォトダイオードなどの光検出素子を用いてもよい。
【００４３】
なお、光検出部２１４は角膜からの反射光を検出してもよい。この場合、入射光に対する反射率は網膜よりも角膜の方が高いため、反射光の検出が容易になる。
【００４４】
なお、光検出部２１４は、網膜からの反射光を検出する際に、同時にユーザの網膜像全体を生成してもよい。この場合、眼病の影響などで網膜上に著しい出血部位など反射率が極めて低い部位がある場合には、その部位からの反射光は後述する瞼開口率の判定に用いないなど、ユーザの網膜の状態を考慮した処理が可能になる。
【００４５】
波面形状変更部１０２、１０９は、光源１０１、１１０からのビームの波面形状をそれぞれ変化させて、後述の偏向部１０４、１０７で偏向されたビームのスポットサイズを所定の範囲内に制御する。以後、ビームの「スポットサイズ」とは、ユーザの眼の網膜でのスポットサイズとして扱う。「波面形状」とはビーム波面の３次元形状であり、平面、球面、非球面の形状を含む。
【００４６】
図２に示す波面形状変更部１０２は、焦点距離水平成分変更部２０１と、焦点距離垂直成分変更部２０２とを光路に直列に配置している。これによって、ビームの水平方向の曲率と垂直方向の曲率とを独立して変更できる。
【００４７】
焦点距離水平成分変更部２０１は、シリンドリカルレンズとミラーとの距離を変更することで水平方向の曲率を変更している。焦点距離垂直成分変更部２０２は、焦点距離水平成分変更部２０１のシリンドリカルレンズに対して垂直に配置したシリンドリカルレンズを用いることで、垂直方向の曲率を変更している。また、焦点距離水平成分変更部２０１及び焦点距離垂直成分変更部２０２ともに、曲率の変更に伴い、ビームの直径も変更している。
【００４８】
なお、水平方向の曲率を垂直方向よりも大きく変化させると、水平方向の変化により大きく対応できる。これにより、画面の水平視野角を垂直視野角より大きくしたい場合や、側頭部に走査部１０３、１０８があるＨＭＤのように、走査部１０３、１０８から偏向部１０４、１０７へのビームの水平入射角が垂直入射角よりも大きい場合に、特に有効となる。
【００４９】
なお、図２では、波面形状を表す項目のなかで、水平方向の曲率と垂直方向の曲率とそれぞれの直径という波面形状の一部のみを変更しているが、他の項目として波面内での曲率の分布や、波面端の形状やサイズなどを変更する手段があってもよい。
【００５０】
また、本実施の形態に係る波面形状変更部１０２、１０９では、シリンドリカルレンズとミラーを用いて波面形状を変更するが、他の手段として、液晶レンズや、液体レンズ等の可変形状レンズや、ＥＯ素子（電気−光変換素子）などを用いてもよい。この場合、素子の位置を動かすこと無しに波面形状の変更が可能になる。また、シリンドリカルレンズの代わりに回折素子などを用いることで、装置全体の小型化を図ることが可能になる。
【００５１】
走査部１０３、１０８は、それぞれ波面形状変更部１０２、１０９からのビームを２次元走査する。走査部１０３、１０８は角度を２次元的に変更できる単板小型ミラーであり、より具体的にはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーである。
【００５２】
なお、走査部１０３、１０８は、水平走査用と垂直走査用のように２種以上の走査部の組合せで実現してもよい。
【００５３】
偏向部１０４、１０７は、走査部１０３、１０８で走査されたビームの向きをそれぞれユーザの眼に向かう方向へ偏向する。偏向部１０４、１０７は、メガネのレンズ１１、１２の内側（眼の側）に、例えばフォトポリマー層を形成し、フォトポリマー層にリップマン体積ホログラムを形成することによって、走査部１０３、１０８からのビームをユーザの眼の瞳孔に回折・集光するように設計されている。フォトポリマー層には赤色、緑色、青色、それぞれの光源１０１、１１０からの光を反射する３つのホログラムを多重に形成してもよいし、それぞれの色の光に対応した３層のホログラムを積層してもよい。
【００５４】
また、ホログラムの波長選択性を用いることで、光源波長の光のみを回折させ、外界からの光のほとんどを占める光源波長以外の波長の光を回折させないように製作することで、透過型のディスプレイとできる。
【００５５】
また、ホログラムの波長選択性を利用して可視光線ビームと赤外線ビームとで偏向部１０４、１０７の反射性能を異なるようにしてもよい。つまり、偏向部１０４、１０７に入射するビームを、その波長に応じて異なる方向に偏向するようにする。
【００５６】
より具体的には、可視光線ビームはユーザの眼球に入射し網膜上で集光するようにホログラムの作成を行い、赤外線ビームは眼球ではなく上瞼および下瞼に照射されるようにホログラムの作成を行う。これにより、映像を視認しながら赤外線ビームによるマイボーム腺の刺激を行うことが可能になる。
【００５７】
なお、偏向部１０４、１０７はホログラムなどの回折素子による偏向に限定されず、凹面鏡などのミラーや、凸レンズなどのレンズでもよい。また偏向部１０４、１０７は、反射型スクリーンや透過型スクリーンのように、スクリーンにビームが当たって発散する結果、スクリーンからの発散光の一部がユーザの眼の方向へ変更される方式も含む。
【００５８】
制御部１０５、１１１は、ＨＭＤ各部を制御する集積回路を備える。光源１０１、１１０からのレーザの出力、波面形状変更部１０２、１０９、及び走査部１０３、１０８の動作が制御部１０５、１１１によって制御される。図３に本実施の形態における制御部１０５の機能ブロック図を示す。図３の各機能ブロック６０１〜６０３については、後述する。
【００５９】
なお、制御部１０５、１１１は、携帯電話等の周辺機器と無線接続して映像音声信号を受信する通信手段を備えてもよい。制御部１０５、１１０に含まれる画像制御部は、ユーザに提示すべき画像を格納したメモリを備えていてもよいし、もしくは無線によって外部機器からユーザに提示すべき画像を取得しても良い。
【００６０】
なお、制御部１０５、１１１はひとつであってもよく、制御部１０５、１１１のいずれか一方が左右の眼に対応する光源１０１、１１０、波面形状変更部１０２、１０９、走査部１０３、１０８、及びヘッドホン部１０６、１１２の動作を制御してもよい。この場合、ＨＭＤの小型化を図ることができ、また左右の眼に対する映像の同期を取ることなどが容易になる。
【００６１】
ヘッドホン部１０６、１１２は、スピーカーを備え、音声を出力する。なお、ヘッドホン部１０６、１１２には、ＨＭＤ各部へ電源供給するバッテリーを備えてもよい。
【００６２】
なお、図１における各手段や各部は、１台のＨＭＤに内蔵されていてもよいし、内蔵されていなくてもよい。例えば、図１各部の全てが、１台のＨＭＤに含まれていてもよいし、ヘッドホン部１０６、１１２がなくてもよい。また、各部が分散配置していてもよい。例えば、制御部１０５、１１１が走査部１０３、１０８や波面形状変更部１０２、１０９に一部含まれていてもよい。複数の機器で図１の各部を共有してもよい。例えば、光源１０１、１１０を２つのＨＭＤで共有してもよい。
【００６３】
以下に、図１のビーム走査型表示装置において、瞼に赤外線ビームを照射することでマイボーム腺を刺激する処理の例を示す。なお、本実施の形態ではユーザの左眼に対する処理のみを示すが、同様の処理を右眼に対しても行うことができる。マイボーム腺を刺激する処理は、図４に示すステップ７０１〜７０６を実行することよって行われる。
【００６４】
（ステップ７０１  瞼の開閉状態の判定）
本ステップでは、瞼開閉判定部６０１が、ユーザの瞼の開き具合（開閉状態）を判定する。本実施の形態においては、光検出部２１４が、ユーザの眼球で反射された可視光線ビームの反射光を検出し、検出結果を瞼開閉判定部６０１に通知する。
【００６５】
瞼開閉判定部６０１は、光検出部２１４から取得した反射光の光量に基づいて、ユーザの眼の瞼の開き具合を表す瞼開口率Ｘを判断する。瞼が完全に開かれているときには瞼開口率Ｘは１と判定され、瞼が完全に閉じられているときの瞼開口率Ｘは０と判定される。本実施の形態においては、反射光の光量は、走査部１０３が低速側走査方向に一往復する間（画像を一フレーム描画し終わる間）の平均値を用いる。
【００６６】
瞼開閉判定部６０１が用いる反射光の光量と瞼開口率Ｘとの関係の例を図５示す。瞼開閉判定部６０１は、図５に示す関係を保持することで、光検出部２１４から取得した反射光の光量に基づいて現在のユーザの瞼開口率Ｘの値を判定する。
【００６７】
なお、図５では、反射光の光量と瞼開口率Ｘとの関係は非線形である例を示したが、瞼開口率Ｘが反射光の光量に比例するような関係を瞼開閉判定部６０１が保持していてもよい。また、図６に示すように、反射光の光量が一定の閾値αを超えた場合には瞼開口率Ｘを１とし、それ以外の場合には瞼開口率Ｘを０にするような関係を用いてもよい。この場合、関係を単純化することで瞼開閉判定部６０１が保持するデータ量を削減することができる。また、瞼開口率Ｘの取りうる値が限定されるため、ステップ７０２以後の処理を容易にすることが可能になる。
【００６８】
また、反射光の光量には、走査部１０３が１フレーム分の画像を描画する時間の平均値でなくとも、任意の時間の平均値を用いても良い。例えば、個々のユーザの瞬きの平均時間を反射光の光量を判断する時間として用いても良い。この場合、個々のユーザの瞼の特性にあった赤外線照射の制御が可能になる。
【００６９】
また、反射光の光量は、走査ビームを反射する全領域からの反射光を用いるのではなく、特定の部位からの反射光（例えば網膜中心、黄斑部や、角膜中心）のみを用いる方法を用いても良い。この場合、損傷がおきると視力の著しい低下を招くような重要な部分の反射光の光量を考慮して赤外線照射の制御を行うことができる。
【００７０】
さらに、反射光の光量は、レーザ光源２１１、２１２、２１３、２１５の全ての光源からのビームの反射光を測定するのではなく、特定波長のビームの反射光のみを用いて判断しても良い。例えば、人間の水晶体は年齢に伴って白濁し短波長の光を透過しなくなる。このような場合には、波長の短い光の反射光の検出は最初から行わず、波長の長い赤外線の反射光量のみを測定するようにすることで、反射光の検出に必要な処理コストを減らすことが可能になる。
【００７１】
（ステップ７０２  赤外線照射範囲の決定）
本ステップでは、赤外線照射範囲制御部６０２が、前ステップで判定した瞼開口率Ｘに応じて、瞼に赤外線ビームを照射する照射範囲を決定する。
【００７２】
本実施の形態においては、走査部１０３から偏向部１０４に投射される赤外線ビームの垂直方向の走査範囲を変更することで、瞼上での赤外線ビームの照射範囲を変更する。
【００７３】
赤外線照射範囲制御部６０２は、瞼開口率Ｘの値が大きいほど瞼上での赤外線ビームの照射範囲を小さくし、瞼開口率Ｘの値が小さいほど瞼上での赤外線ビームの照射範囲を大きくする。図７に瞼開口率Ｘが最大のとき（Ｘが１のとき）の赤外線ビームの照射範囲の例を示す。図７は、走査部１０３から投影された赤外線ビームが、偏向部１０４によって偏向されて、ユーザの瞼上に投影される様子を図示している。
【００７４】
図７の斜線部の領域は、偏向部１０４で反射された赤外線ビームが瞼に照射される際に通過する領域になる。ここで、赤外線ビームの照射範囲は、上瞼に対応する照射範囲上側（図７のＨＡ−ＨＢで区画される領域）と、下瞼に対応する照射範囲下側（図７のＨＣ−ＨＤで区画される領域）とを含む。そして、照射範囲上側の上限位置をＨＡ、下限位置をＨＢとし、照射範囲下側の上限位置をＨＣ、下限位置をＨＤとしている。
【００７５】
つまり、赤外線ビームを偏向部１０４上のＨＡからＨＢの間に照射することで上瞼に対する赤外線ビームの照射を行い、赤外線ビームを偏向部１０４上のＨＣからＨＤの間に照射することで下瞼に対する赤外線ビームの照射が行われる。また、偏向部１０４上のＨＢからＨＣの間では赤外線ビームの照射を行わないことで、眼球に直接赤外線ビームが入射することを避けることができる。
【００７６】
本実施の形態における赤外線照射範囲制御部６０２は、瞳開口率Ｘによって上瞼および下瞼に対する赤外線ビームの照射範囲を制御する。具体的には、偏向部１０４上のＨＡ、ＨＤの位置を固定して、ＨＢ、ＨＣの位置を変更する。ここで偏向部１０４上のＨＡとＨＢの距離をＤＵ、ＨＣとＨＤの距離をＤＤで表す。またＨＢとＨＣの距離をＤＭ、ＨＡとＨＤの距離をＤとする。
【００７７】
赤外線照射範囲制御部６０２は、図７に示すように瞼開口率Ｘが１のとき、上瞼および下瞼に対する赤外線ビームの照射範囲を最小にする。この時のＨＡとＨＢの距離をＤＵ１、ＨＣとＨＣの距離をＤＤ１とする。なおＤＵ１およびＤＤ１の値は、赤外線照射範囲制御部６０２が最初から保持している。
【００７８】
図８に瞳開口率がＸのときのＨＢおよびＨＣの位置を示す。このときＨＢの位置は、瞳開口率が１のときのＨＢの位置より距離ＤＵ２だけ下方に設定される。また同様にＨＣの位置は瞳開口率が１のＨＣの位置より距離ＤＤ２だけ上方に設定される。
【００７９】
本実施の形態においては、赤外線照射範囲制御部６０２は、数式（１）に示す関係式に従ってＤＵ２およびＤＤ２の値を計算する。
【００８０】
【数１】
2009134276.tif 000003
【００８１】
赤外線照射範囲制御部６０２は、ＤＵ２およびＤＤ２の値を求めた後、ＤＵの値をＤＵ１とＤＵ２の和に設定し、同様にＤＤの値をＤＤ１とＤＤ２の和に設定することで上瞼および下瞼に対する赤外線ビームの照射範囲を決定する。ＤＵおよびＤＤの値の範囲をそれぞれ数式（２）および数式（３）で示す。
【００８２】
【数２】
2009134276.tif 000004
【００８３】
【数３】
2009134276.tif 000005
【００８４】
瞳開口率Ｘが０になったとき、ユーザの瞼は完全に閉じられているものと判断される。この時、赤外線照射範囲制御部６０２はＨＢとＨＣの位置を一致させる。この時の瞼への赤外線ビームの照射の例を図９に示す。
【００８５】
なお、本実施の形態においてはＨＡ、ＨＤの位置を固定としたが、これに限ることなく、ＨＡ、ＨＤの位置をも変更するようにしてもよい。例えば、ＨＢの位置の上下動に伴ってＨＡの位置を同一方向に同一量だけ移動させてもよい。同様に、ＨＣの位置の上下動に伴ってＨＤの位置を同一方向に同一量だけ移動させてもよい。これにより、瞼上で赤外線ビームの当たる領域を広く維持することが出来る。
【００８６】
なお、本実施の形態においてはＤＵとＤＤの値を同一としたが、それぞれ異なる長さに設定してもよい。この場合、上瞼の大きさと下瞼の大きさの比に応じてＤＵとＤＤの長さを設定するなどの処理を行う。この場合、上瞼と下瞼の大きさに違いがある場合にも適切に赤外線照射範囲を変更することが可能になる。
【００８７】
また、上瞼および下瞼の照射範囲を、ＨＭＤのユーザーインターフェースを介してユーザが直接指定する方法を用いてもよい。この場合、個々のユーザの瞼の特性（大きさや開き具合）に応じて赤外線ビームの照射範囲を変更することが可能になる。
【００８８】
（ステップ７０３  赤外線照射方法の決定）
本ステップでは、赤外線照射方法制御部６０３は、前ステップで赤外線照射範囲制御部６０２によって決定された照射範囲での赤外線ビームの照射方法を決定する。
【００８９】
赤外線ビームは人間の肌に対して熱を与えるため、長時間同じ箇所に連続的に照射を続けることが好ましくない場合がある。このような場合に対応するために、本実施の形態では赤外線照射範囲内においても、一定時間ごとに赤外線ビームを照射する箇所を切り替える方法を取る。図１０Ａ及び図１０Ｂに本実施の形態における赤外線ビームの照射方法の例を示す。この例では、上瞼と下瞼の照射が一定時間ごとに切り替えられる。このような照射方法をとることで、瞼に長時間赤外線を照射し続けることを避ける。
【００９０】
なお、赤外線ビームの照射方法は、図１０Ａ及び図１０Ｂの方法に限定する必要は無く、例えば図１１Ａ及び図１１Ｂに示すような照射方法を用いてもよい。この例では、赤外線照射範囲を垂直方向にいくつかの行に分割し、奇数行に対応する部分に対する赤外線ビームの照射と偶数行に対応する部分に対する赤外線ビームの照射を一定時間ごとに切り替えている。この場合、上瞼と下瞼に絶えず赤外線ビームを照射しながら、一箇所に長時間赤外線を照射し続けることを避けることが可能になる。
【００９１】
赤外線照射方法制御部６０３は、上述した照射パターンのいずれか一つ、もしくは両方を組み合わせることで赤外線照射範囲内での赤外線ビームの照射方法を決定する。
【００９２】
なお、赤外線照射方法制御部６０３は、赤外線ビームの強度をビームが照射される瞼の位置によって変更してもよい。図１２に偏向部１０４上の位置に応じて赤外線ビームの強度を変更するための関係の例を示す。この関係を用いることで、上瞼に照射される赤外線ビームに対しては、図８に示したＨＡからの距離が離れるほど赤外線ビームの強度を弱くすることが出来る。同様に下瞼に照射される赤外線ビームに対しては、ＨＤからの距離が離れるほど赤外線ビームの強度を弱くすることが出来る。
【００９３】
このような処理を行うことで、瞼の端（瞳との境界）に近い赤外線ビームほど出力が弱くなる。その結果、瞼の開閉状態が急激にかわって眼球に赤外線ビームが入射した場合でも、眼球に入射する部分の赤外線ビームの出力は抑えられているので、網膜に対する損傷などを防ぐことが可能になる。
【００９４】
また、赤外線照射方法制御部６０３は、赤外線ビームの波面形状を変更してもよい。図１３Ａ及び図１３Ｂに図１のＨＭＤとユーザの眼球の水平方向の断面図を示す。図１３Ｂに示されるように、偏向部１０４からのビームが平行光になってしまった場合、ビームは眼の集光作用により網膜上に集光されてしまうことがある。赤外線ビームが網膜上に集光されると強い熱作用を網膜上に及ぼす可能性がある。そのため赤外線照射方法制御部６０３は、図１３Ａに示すように、赤外線ビームが眼球に入射した場合でも、網膜上で結像しないように赤外線ビームの波面形状を決定する。赤外線照射方法制御部６０３が決定した赤外線ビームに対する波面形状は、波面形状変更部１０２に通知され、実際の赤外線ビームの波面形状が変更される。
【００９５】
（ステップ７０４  赤外線ビームの制御）
本ステップでは、前ステップまでで決定した赤外線ビームの照射範囲および照射方法を実現するように光源１０１および波面形状変更部１０２に対して制御を行う。
【００９６】
上記７０１〜７０４のステップを実行することで、ユーザの瞼の開閉状態に応じて赤外線ビームの照射位置が変更され、赤外線ビームをユーザの瞼に選択的に照射することができる。その結果、ＶＤＴ作用中でも瞼のマイボーム腺を安全に刺激することができ、ドライアイの防止を図ることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態では左眼に対する処理の例を示したが、右眼に対して同様の処理を行ってもよい。この場合、両眼に対してドライアイを防止することが可能になる。
【００９８】
また、本実施の形態では図１に示される両眼のＨＭＤにおける処理を示したが、単眼のＨＭＤに対しても同様の処理を行うことができる。
【００９９】
（実施の形態２）
図１４に、本発明の実施の形態２におけるレーザ走査型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）の構成図（側面図）を示す。
【０１００】
車１５０１の内部に、レーザ走査ユニット１５０２が埋め込まれている。レーザ走査ユニット１５０２は車１５０１のフロントガラス１５０３の下方（本実施の形態ではインパネの内部）に配置されており、表示装置の小型化を図っている。
【０１０１】
なお、レーザ走査ユニット１５０２はインパネの内部ではなく、インパネ外部に配置してもよい。この場合、レーザ走査ユニット１５０２の交換や位置の変更が容易になる。
【０１０２】
レーザ走査ユニット１５０２によって走査された光は、フロントガラス１５０３に取り付けられた偏向部１０４によって偏向され、ハーフミラー１５０４を通過し、ドライバー１５０５の眼球１５０６に到達することで映像が視認される。
【０１０３】
このようなＨＵＤでは、フロントガラス１５０３越しに外界風景を確認しながら、レーザ走査ユニット１５０２によって表示される地図情報や警告情報を見ることができる。その結果、ドライバー１５０５の安全性や利便性を向上させることが可能になる。
【０１０４】
なお、ユーザの網膜上に投影されたレーザの反射光は、ユーザの眼前に設置されたハーフミラー１５０４によって反射され、光検出部２１４によって検出される。
【０１０５】
レーザ走査ユニット１５０２は、光源１０１、波面形状変更部１０２、走査部１０３、及び制御部１０５から構成されている。図１５に本実施の形態における光源１０１、波面形状変更部１０２、及び走査部１０３の構造の例を示す。
【０１０６】
実施の形態２における光源１０１は、実施の形態１の図２と同様、赤色レーザ光源２１１と、青色レーザ光源２１２と、緑色レーザ光源２１３と、赤外線レーザ光源２１５とから構成されている。
【０１０７】
なお、本実施の形態における光検出部２１４は光源１０１中には含まれず、図１４に示されるように車内の天井１５０７に設置されている。この構成をとることで、ユーザの網膜から光検出部２１４までの距離を短くすることができ、反射光の検出が容易になる。
【０１０８】
実施の形態２における波面形状変更部１０２は、焦点距離水平成分変更部１６０１と、焦点距離垂直成分変更部１６０２とを光路に直列に配置している。これによって、ビームの水平方向の曲率と垂直方向の曲率とを独立して変更できる。本実施の形態における焦点距離水平成分変更部１６０１および焦点距離垂直成分変更部１６０２は、シリンドリカルレンズの位置を変更することによって、水平方向および垂直方向の曲率を変更する。
【０１０９】
なお、焦点距離水平成分変更部１６０１及び焦点距離垂直成分変更部１６０２は、実施の形態１における図２に示されるものと同様に、シリンドリカルレンズとミラーを組み合わせ、ミラーの位置を変更することで波面形状の変更を行っても良い。この場合、ミラーを高速に振動させることで、解像度の高い画像やフレームレートの高い動画を表示する際でも波面形状を適切に変更することが可能になる。
【０１１０】
また、本実施の形態における偏向部１０４は、透過型のホログラムによって実現されている。本実施の形態における偏向部１０４は、フロントガラス１５０３の内側（車内側）に、例えばフォトポリマー層を形成し、フォトポリマー層にリップマン体積ホログラムを形成することによって、走査部１０３からのビームをユーザの眼の瞳孔に回折・集光するように製作されている。
【０１１１】
フォトポリマー層には赤色、緑色、青色、それぞれの光源からの光を反射する３つのホログラムを多重に形成してもよいし、それぞれの色の光に対応した３層のホログラムを積層してもよい。また、ホログラムの波長選択性を用いることで、光源波長の光のみを回折させ、外界からの光のほとんどを占める光源波長以外の波長の光を回折させないように製作することで、透過型のディスプレイとできる。
【０１１２】
なお、偏向部１０４は、フロントガラス１５０３に自由に着脱できるようにしてもよい。この場合、ディスプレイの表示が不要な場合は偏向部１０４を外すことにより、フロントガラス１５０３の透過性を保ち、ドライバー１５０５の安全性を向上させることができる。
【０１１３】
なお、偏向部１０４は、走査部１０３からの光をユーザのいずれかの眼に向かって偏向するのではなく、ユーザの両方の眼に向かって偏向してもよい。この場合、一つの偏向部１０４によってユーザの両眼に映像を表示することが可能になる。
【０１１４】
本発明の実施の形態においては、ユーザの眼前にハーフミラー１５０４を設置することで、ユーザの網膜上からの反射光を光検出部２１４に反射させる。ハーフミラー１５０４は、車１５０１の天井１５０７に支持棒１５０８によって取り付けられている。この構造によってユーザの頭部への装置の装着を強制することなしに、ユーザの網膜で反射された反射光の光量の検出を行うことができる。なお、ハーフミラー１５０４および光検出部２１４は、車１５０１の天井１５０７に設置するのではなく、ドライバー１５０５の眼鏡や帽子に設置しても良い。この場合、ドライバー１５０５の頭が前後に動いてもハーフミラー１５０４に頭が接触する可能性が減るため、ドライバー１５０５の安全性を向上させることができる。
【０１１５】
制御部１０５は、ＨＵＤ各部を制御する集積回路を備える。光源１０１、１１０からのレーザの出力、波面形状変更部１０２、走査部１０３、及び光検出部２１４の動作が制御部１０５によって制御される。
【０１１６】
本実施の形態における光検出部２１４は天井１５０７に配置され、制御部１０５はインパネ内部に設置されているが、光検出部２１４と制御部１０５間の通信は車１５０１の内部を有線ケーブルを這わせることで行っても良いし、無線通信で行っても良い。
【０１１７】
本実施の形態において、図１４のビーム走査型表示装置は、図４に示すステップ７０１〜７０４を実行し、赤外線ビームの照射範囲を変えながらマイボーム腺を刺激する処理を行う。なおステップ７０１〜７０４の処理の内容は実施の形態１と同様である。
【０１１８】
なお、図１４においては、ユーザの眼は一つしか示されていないが、レーザ走査ユニット１５０２、偏向部１０４、光検出部２１４をもう一組用意し、両眼に対して赤外線ビームの照射範囲の制御を行っても良い。
【０１１９】
（実施の形態３）
図１６に、本発明の実施の形態３におけるレーザ走査型の単眼鏡１７０１の構成図（側面図）を示す。
【０１２０】
単眼鏡１７０１は、カメラ１７０３を備えており、ユーザは単眼鏡１７０１を覗き込むことでカメラ１７０３が撮影した映像や、単眼鏡１７０１の外部入力端子に接続された外部の映像機器からの映像を視認することができる。図１６の構成をとることで、ユーザはＨＭＤのように頭部に装置を装着する必要がなくなり、まだ屋外で簡単にビーム走査型表示装置を利用することが可能になる。
【０１２１】
単眼鏡１７０１は、光源１０１、波面形状変更部１０２、走査部１０３、偏向部１０４、制御部１０５、カメラ１７０３、及び折り返しミラー１７０２から構成されている。
【０１２２】
実施の形態３における光源１０１は、実施の形態１の図２と同様、赤色レーザ光源２１１と、青色レーザ光源２１２と、緑色レーザ光源２１３と、光検出部２１４と、赤外線レーザ光源２１５とから構成される。
【０１２３】
実施の形態３における波面形状変更部１０２は、焦点距離水平成分変更部２０１と、焦点距離垂直成分変更部２０２とを光路に直列に配置している。これによって、ビームの水平方向の曲率と垂直方向の曲率とを独立して変更できる。本実施の形態においては、図２に示すようにシリンドリカルレンズとミラーを組み合わせ、ミラーの位置を変更することで垂直方向および水平方向の波面形状の変更を行う。
【０１２４】
波面形状変更部１０２からのビームは、折り返しミラー１７０２を経由して、走査部１０３によって走査されて、偏向部１０４に入射する。
【０１２５】
偏向部１０４は、単眼鏡１７０１の接眼部分に配置される接眼レンズであり、走査部１０３からの光をユーザの瞳孔上に集光する。なお、偏向部１０４は凸レンズではなく、透過型ホログラムであってもよい。この場合、接眼レンズ部分を薄くすることができ単眼鏡１７０１を小型化することができる。
【０１２６】
ユーザの網膜上からの反射光は、入射光と同じ経路を逆向きに辿った後、光検出部２１４によって検出される。
【０１２７】
制御部１０５は、単眼鏡１７０１の各部を制御する集積回路を備える。光源１０１からのレーザの出力、波面形状変更部１０２、走査部１０３、光検出部２１４、及びカメラ１７０３の動作が制御部１０５によって制御される。
【０１２８】
本実施の形態において、図１６のビーム走査型表示装置は、図４に示すステップ７０１〜７０４を実行し、赤外線ビームの照射範囲を変えながらマイボーム腺を刺激する処理を行う。なおステップ７０１〜７０４の処理の内容は実施の形態１と同様である。
【０１２９】
なお、図１６においてはユーザの眼は一つしか示されていないが、光源１０１、波面形状変更部１０２、走査部１０３、偏向部１０４、及び光検出部２１４をもう一組用意し、双眼鏡の形状になるようにして、両眼に対して赤外線ビームの照射範囲の制御を行っても良い。
【０１３０】
なお、双眼鏡の形状にする場合、左右の眼の表示に用いる光源１０１を同一のものにして、光源１０１からのビームをプリズムなどで分光し、左右の眼の表示に用いる波面形状変更部１０２にそれぞれ入射する方法をとっても良い。この場合、必要な光源が減るため双眼鏡を小型化することができ、また消費電力を抑えることが可能になる。
【０１３１】
（実施の形態４）
図１７に、本発明の実施の形態４におけるレーザ走査型の据置型ディスプレイ１８０１の構成図（側面図）を示す。
【０１３２】
据置型ディスプレイ１８０１は、光源１０１、波面形状変更部１０２、走査部１０３、偏向部１０４、及び制御部１０５から構成されている。具体的には、筐体１８０２の内部に光源１０１、波面形状偏向部１０２、走査部１０３、及び制御部１０５が収納されており、筐体１８０２の表面に偏向部１０４によって構成される表示面１８０３を有する。
【０１３３】
そして、ユーザは、この据置型ディスプレイ１８０１を机１８０４に設置して利用する。図１７の構成をとることで、ユーザはＨＭＤのように頭部に装置を装着する必要が無くなる。また単眼鏡１７０１のように長時間、手で装置を支持する必要もなくなるため負担無く、長時間に亘って据置型ディスプレイ１８０１を使用することが可能になる。
【０１３４】
なお、実施の形態４の「据置型」とは、実施の形態１、３等のようにユーザが身に付けた状態で使用するのではなく、机１８０４に載置した状態で使用することを示しているに過ぎない。つまり、一箇所に固定されて使用される大型のディスプレイのみならず、ユーザが簡単に持ち運び可能な小型のディスプレイをも含むものとして解すべきである。
【０１３５】
また、この据置型ディスプレイ１８０１は、机１８０４や床等に載置して使用することに限らず、任意の形態で使用することができる。例えば、壁等に固定して使用しても良い。
【０１３６】
実施の形態４における光源１０１は、実施の形態１の図２と同様、赤色レーザ光源２１１と、青色レーザ光源２１２と、緑色レーザ光源２１３と、光検出部２１４と、赤外線レーザ光源２１５とから構成される。
【０１３７】
実施の形態４における波面形状変更部１０２は、焦点距離水平成分変更部２０１と、焦点距離垂直成分変更部２０２とを光路に直列に配置している。これによって、ビームの水平方向の曲率と垂直方向の曲率とを独立して変更できる。本実施の形態においては、図２に示すようにシリンドリカルレンズとミラーを組み合わせ、ミラーの位置を変更することで垂直方向および水平方向の波面形状の変更を行う。
【０１３８】
波面形状変更部１０２からのビームは、走査部１０３によって走査されて、偏向部１０４に入射する。
【０１３９】
本実施の形態において偏向部１０４は、透過型のホログラムによって実現されている。本実施の形態における偏向部１０４は据置型ディスプレイ１８０１の表面に配置され、走査部１０３からの光をユーザの瞳孔上に集光する。
【０１４０】
ユーザの網膜上からの反射光は、入射光と同じ経路を逆向きに辿った後、光検出部２１４によって検出される。
【０１４１】
制御部１０５は、据置型ディスプレイ１８０１各部を制御する集積回路を備える。光源１０１からのレーザの出力、波面形状変更部１０２、走査部１０３、及び光検出部２１４の動作が制御部１０５によって制御される。
【０１４２】
本実施の形態において、図１７のビーム走査型表示装置は、図４に示すステップ７０１〜７０４を実行し、赤外線ビームの照射範囲を変えながらマイボーム腺を刺激する処理を行う。なおステップ７０１〜７０４の処理の内容は実施の形態１と同様である。
【０１４３】
なお、図１７においてはユーザの眼は一つしか示されていないが、光源１０１、波面形状変更部１０２、走査部１０３、偏向部１０４、及び光検出部２１４をもう一組用意し、両眼に対して赤外線ビームの照射範囲の制御を行っても良い。
【０１４４】
なお、左右の眼の表示に用いる光源１０１を同一のものにして、光源１０１からのビームをプリズムなどで分光し、左右の眼の表示に用いる波面形状変更部１０２にそれぞれ入射する方法をとっても良い。この場合、必要な光源が減るためディスプレイを小型化することができ、また消費電力を抑えることが可能になる。
【０１４５】
なお、上記した各実施の形態での制御処理は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクやＳＤカード等のメモリカード等の記録媒体をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
【０１４６】
また、実施の形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適時変更が可能である。当然、本発明の実施の形態を組み合わせて用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明にかかるビーム走査型表示装置は、表示装置、表示システム、表示方法、表示プログラムなどに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１におけるビーム走査型表示装置の正面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１におけるビーム走査型表示装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるビーム走査型表示装置の詳細構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における制御部の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１における瞼への赤外線ビーム照射処理のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１におけるユーザの眼からの反射光の光量と瞼開口率との関係を示す図である。
【図６】反射光の光量と瞼開口率との関係の他の例を示す図である。
【図７】瞼が最も開いているときの赤外線ビームの照射範囲を示す図である。
【図８】瞼開口率がＸのときの赤外線ビームの照射範囲を示す図である。
【図９】瞼が閉じられているときの赤外線ビームの照射範囲を示す図である。
【図１０Ａ】上瞼のみに赤外線ビームを照射している状態を示す図である。
【図１０Ｂ】下瞼のみに赤外線ビームを照射している状態を示す図である。
【図１１Ａ】照射範囲を複数行に分割して、その一部にのみ赤外線ビームを照射している状態を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａとは異なる行に赤外線ビームを照射している状態を示す図である。
【図１２】瞼への照射位置と赤外線ビームの強度との関係を示す図である。
【図１３Ａ】眼球に入射した赤外線ビームが網膜上に集光していない状態を示す図である。
【図１３Ｂ】眼球に入射した赤外線ビームが網膜上に集光している状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２におけるビーム走査型表示装置の構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態２におけるビーム走査型表示装置の詳細構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態３におけるビーム走査型表示装置の構成図である。
【図１７】本発明の実施の形態４におけるビーム走査型表示装置の構成図である。
【図１８】人間の眼の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１１，１２        レンズ
１３，１４        テンプル
１００            光出力部
１０１，１１０    光源
１０２，１０９    波面形状変更部
１０３，１０８    走査部
１０４，１０７    偏向部
１０５，１１１    制御部
１０６，１１２    ヘッドホン部
２０１，１６０１  焦点距離水平成分変更部
２０２，１６０２  焦点距離垂直成分変更部
２１１            赤色レーザ光源
２１２            青色レーザ光源
２１３            緑色レーザ光源
２１４            光検出部
２１５            赤外線レーザ光源
３００，１５０６  眼球
３０１            上瞼
３０２            下瞼
３０３            マイボーム腺
３０４            マイボーム腺開口部
６０１            瞼開閉判定部
６０２            赤外線照射範囲制御部
６０３            赤外線照射方法制御部
１５０１          車
１５０２          レーザ走査ユニット
１５０３          フロントガラス
１５０４          ハーフミラー
１５０５          ドライバー
１５０７          天井
１５０８          支持棒
１７０１          単眼鏡
１７０２          折り返しミラー
１７０３          カメラ
１８０１          据置型ディスプレイ
１８０２          筐体
１８０３          表示面
１８０４          机
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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