JPH09185116A

JPH09185116A - 表示装置

Info

Publication number: JPH09185116A
Application number: JP35224595A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 崇史小林; Takashi Arai; 崇荒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】移動表示される文字情報等を、観察者が不快
を感じることなく確実に読み取れるようにした表示装置
を提供する。【解決手段】画面上の第１の座標位置から第２の座標
位置へ移動しながら表示される文字情報等を注視する観
察者の視線を視線検出手段１０６により検出し、注視点
の画面上の座標位置と、上記第１の座標位置と第２の座
標位置との関係に応じて画面に表示される文字情報等の
移動速度をＣＰＵ１１１により変化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヘッドマウント
ディスプレイやビデオカメラのファインダ、スチルカメ
ラのファインダ等の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の表示装置において、画面
上に表示される文字情報等を注視する観察者の視線を検
出する方法が種々提案されている。

【０００３】その１つを図７〜図１０を用いて説明す
る。

【０００４】図７はイメージセンサに投影された眼球像
の概略図、図８は同イメージセンサの出力強度図、図９
は視線検出方法の原理を示す上面図、図１０は同側面図
を示す。

【０００５】図９及び図１０において、８０６ａ、８０
６ｂは観察者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイ
オード（ＩＲＥＤ）等の光源であり、各光源８０６ａ、
８０６ｂは結像レンズ８１１の光軸に対して図９に示す
ようにｘ方向（水平方向）に略対称に、また、ｙ方向
（垂直方向）には図１０に示すようにやや下側に配置さ
れ、観察者の眼球８０８を発散照明している。該眼球８
０８で反射した照明光の一部は結像レンズ８１１によっ
てイメージセンサ８１２に結像するようになっている。

【０００６】次に図７〜図１０を用いて視線の検出方法
を説明する。

【０００７】まず、水平面で考えると、図９及び図１０
において一方の光源８０６ｂより放射された赤外光は、
観察者の眼球８０８の角膜８１０を照明する。このとき
角膜８１０の表面で反射した赤外光により形成される角
膜反射像（虚像）ｄは、図９及び図１０の結像レンズ８
１１により集光され、イメージセンサ８１２上の位置
ｄ′に結像する。同様に他方の光源８０６ａより放射さ
れた赤外光は眼球の角膜８１０を照明する。このとき角
膜８１０の表面で反射した赤外光により形成された角膜
反射像（虚像）ｅは、結像レンズ８１１により集光さ
れ、イメージセンサ８１２上の位置ｅ′に結像する。ま
た虹彩８０４の端部ａ、ｂからの光束は結像レンズ８１
１を介してイメージセンサ８１２上の位置ａ′、ｂ′に
該端部ａ、ｂの像を結像する。結像レンズ８１１の光軸
に対する眼球８０８の光軸の回転角θが小さい場合、虹
彩８０４の端部ａ、ｂのｘ座標をｘａ、ｘｂとすると、
ｘａ、ｘｂはイメージセンサ８１２上で多数点求めるこ
とが出来る（図７の×印ａ）。そこで、まず、円の最小
自乗法にて瞳孔中心ｘｃ８０３を算出する。

【０００８】一方、角膜８１０の曲率中心ｏのｘ座標を
ｘｏとすると、眼球８０８の光軸に対する回転角θｘ
は、下記（１）式となる。

【０００９】ｏｃ＊ｓｉｎθｘ＝ｘｃ−ｘｏ（１）また、角膜反射像ｄとｅとの中点ｋに所定の補正値δｘ
を考慮してｘｏを求めると、下記（２）式となる。

【００１０】ｘｋ＝（ｘｄ＋ｘｅ）／２ｘｏ＝（ｘｄ＋ｘｅ）／２＋δｘ（２）ここで、δｘは装置の設置方法／眼球距離等から幾何学
的に求められる数値であり、その算出方法は省略する。
よって、（１）式を（２）式へ代入して回転角θｘを求
めると、下記（３）式となる。

【００１１】 θｘ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ−｛（ｘｄ＋ｘｅ）／２＋δｘ｝］／ｏｃ］（３）更に、図９及び図１０のイメージセンサ８１２上に投影
された各々の特徴点の座標の記号に「′」をつけて書き
換えると、下記（４）式となる。

【００１２】 θｘ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ′−｛（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２＋δｘ′｝］／ｏｃ／β］（４）ここで、βは図９及び図１０の結像レンズ８１１に対す
る眼球の距離ｓｚｅにより決まる倍率で、実際は角膜反
射像の間隔｜ｘｄ′−ｘｅ′｜の関数として求められ
る。

【００１３】垂直面で考えると図９及び図１０のような
構成となる。ここで２個のＩＲＥＤ８０６ａ、８０６ｂ
により生じる角膜反射像は同位置に発生し、これをｉと
する。眼球の回転角θｙの算出方法は水平面の時とほぼ
同一であるが、上記（２）式のみ異なり、角膜曲率中心
ｏのｙ座標をｙｏとすると、下記（５）式となる。

【００１４】ｙｏ＝ｙｉ＋δｙ（５）ここで、δｙは装置の配置方法、眼球距離等から幾何学
に求められる数値であり、その算出方法は省略する。依
って、垂直方向の回転角θｙは、下記（６）式となる。

【００１５】 θｙ＝ａｒｃｓｉｎ［［ｙｃ′−（ｙｉ′＋δｙ′）］／ｏｃ／β］（６）となる。

【００１６】更に、ビデオカメラのファインダの場合、
画面上の位置座標（ｘｎ、ｙｎ）はファインダ光学系で
決まる定数ｍを用いると、水平面上、垂直面上それぞ
れ、下記（７）式、及び（８）式となる。

【００１７】ｘｎ＝ｍ＊ａｒｃｓｉｎ［［ｘｃ′−｛（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２＋δｘ′｝］／ｏｃ／β］（７）ｙｎ＝ｍ＊ａｒｃｓｉｎ［［ｙｃ′−（ｙｉ′＋δｙ′）］／ｏｃ／β］（８）図７〜図１０で明らかなように、瞳孔エッヂの検出はイ
メージセンサ８１２の出力波形の立ち上がりｘｂ′、立
ち下がりｘａ′を利用する。また、角膜反射像の座標は
鋭い立ち上がり部ｘｅ′及びｘｄ′を利用する。

【００１８】次に視線検出機能をポインティングデバイ
スとして利用したパーソナルコンピュータ（パソコン）
のヘッドマウントディスプレイについて、図１１及び図
１２を用いて説明する。

【００１９】図１１はヘッドマウントディスプレイの構
成を示すブロック図であり、同図において、１１１０は
ヘッドマウントディスプレイユニットで、ゴーグル、メ
ガネ等のような形状で、使用者の目の近傍に固定される
ようになっている。また１１０８は液晶表示素子、１１
０９は液晶表示回路で、パソコン画面の表示を行う。更
に、１１０７は特殊なプリズム、１１０１は観察者の目
であり、プリズム１１０７により、前記液晶画面が拡大
されて観察者の目１１０１に観察される。

【００２０】プリズム１１０７は、第１の光学作用面
ａ、第２の光学作用面ｂ、第３の光学作用面ｃを有し、
全体として正の屈折力を有する観察光学系である。ま
た、１１０２は眼球を照明する赤外発光ダイオード、１
１０３は観察者の目１１０１及び角膜反射像を縮小結像
する結像レンズ系で、レンズ１１０３ａ，１１０３ｂを
有する。１１０４は前記像を検出するイメージセンサー
である。プリズム１１０７の第２光学作用面ｂは、観察
者の目１１０１の上下方向に傾斜しており、液晶表示素
子１１０８は観察者の目１１０１の上方（または下方）
に配置されている。

【００２１】図１２は、プリズム１１０７の第２の光学
作用面ｂから見た側面図であり、第２の光学作用面ｂに
は、光を反射するための反射層（斜線部）が設けられて
おり、その中央部には、開口部Ａがあいている。赤外発
光ダイオード１１０２は、光軸を含み紙面に平行な平面
に対して対称に２個、少なくとも１対の光源を観察者の
目１１０１の下方から該観察者の目１１０１を照明する
ように配置されている。

【００２２】次に、観察光学系の光学作用を説明する。

【００２３】液晶表示素子１１０８からの光はプリズム
１１０７の第３の光学作用面ｃで、屈折透過し、プリズ
ム内の第１の光学作用面ａで全反射し、第２の光学作用
面ｂの反射層で反射し、再び第１の光学作用面ａを屈折
透過して、観察者の視度に適合した拡がり角（収束角、
平行）の光束となり、観察者の目１１０１側に射出す
る。ここでは、観察者の目１１０１と液晶表示素子１１
０８の中心を結ぶ線を基本光軸Ｌとして示している。そ
して、観察者の視度に対する調整は、液晶表示素子１１
０８をプリズム１１０７の光軸に沿って平行移動するこ
とにより可能となる。

【００２４】次に視線検出系の光学作用を説明する。

【００２５】赤外発光ダイオード１１０２から発した光
は、視線検出系の光軸とは異なる方向から観察者の目１
１０１を照明する。照明光は観察者の目１１０１の角
膜、瞳孔で反射散乱され、角膜で反射した光は角膜反射
像を形成し、瞳孔で散乱した光は瞳孔像を形成する。こ
れらの光は、プリズム１１０７の第２の光学作用面ｂに
設けられた開口部Ａを通して、結像レンズ系１１０３に
よりイメージセンサ１１０４上に結像される。そして、
メージセンサ１１０４から得られる観察者の目１１０１
の画像は、前述した視線検出原理によって構成された視
線検出回路１１０５によって、注視点データを後述する
パソコンユニット１１２０へ出力するようになってい
る。

【００２６】プリズム１１０７は、像性能と歪を補正
し、テレセントリックな系とするために、３つの作用面
ａ、ｂ、ｃをそれぞれ回転対称軸を有しない３次元曲面
で構成するのが望ましく、ここでは、基本光軸Ｌを含
み、紙面に平行な平面にのみ対称な曲面構造としてい
る。

【００２７】結像レンズ系１１０３の一方のレンズ１１
０３ａは、楔形状のレンズで、これにより結像レンズ系
１１０３を少ないレンズで構成することができるので小
型化に適している。このレンズ１１０３ａの斜めの面に
曲率をつけることで、プリズム１１０７の第２の光学作
用面ｂで発生する偏心収差を有効に補正することができ
る。更に、結像レンズ系１１０３には少なくとも非球面
を１面設けると、軸外の結像性能を補正する上で有効で
ある。結像レンズ系１１０３の絞りは、プリズム１１０
７の第２の光学作用面ｂに設けた開口部Ａに近いほうが
開口部Ａを小さくすることができ、観察光学系に対する
中抜けを防ぐのに有効であり、できれば開口部Ａと絞り
が一致しているのが望ましい。開口部Ａは、２ｍｍより
小さく設定したほうが観察者の目１１０１の瞳孔より小
さくなり、更に観察光学系に対する中抜けを防ぐのに有
効である。また、観察者の目１１０１を照明する光は、
視感度の低い光がよいので赤外光を使用している。この
場合、結像レンズ系１１０３に可視光をカットする部材
からなるレンズ１１０３ｂを少なくとも１個設けると、
視線の検出精度を向上させることができる。

【００２８】更に、照明光源をプリズム１１０７を挟ん
で観察者の目１１０１と反対側に配置すると、プリズム
１１０７の屈折力が強くなり、高視野化した場合でも、
観察者の目１１０１を適切に照明することができるので
望ましい。この場合は、プリズム１１０７の第２の光学
作用面ｂの反射層の光源の部分に開口部Ａを設ける。赤
外発光ダイオード１１０２から発射された光は、プリズ
ム１１０７の第２の光学作用面ｂの開口部Ａを透過し、
第１の光学作用面ａを透過して、視線検出系の光軸と異
なる方向から観察者の目１１０１を照明するようにな
る。

【００２９】次にパソコンユニット１１２０について説
明すると、図１１において、１１２０はパソコンユニッ
ト、１１１４はＣＰＵ（中央処理装置）であり、プログ
ラムやデータの演算処理を行うようになっている。１１
１３は各デバイスを結ぶシステムバス、１１１８は、Ｒ
ＯＭ（読み出し専用メモリ）１１１６やＲＡＭ（読み出
し書き込みメモリ）１１１７の制御を行うメモリコント
ローラ、１１１２はビデオＲＡＭ１１１１に書かれた内
容がディスプレイに表示されるよう制御するビデオグラ
フィックコントローラである。１１１５はポインティン
グデバイスやキーボードをコントロールするアクセサリ
／デバイスコントローラで、本実施の形態ではヘッドマ
ウントディスプレイ１１１０の視線検出回路１１０５に
接続されている。１１１９は周辺装置制御用のＩ／Ｏチ
ャネルで、本実施例ではヘッドマウントディスプレイ１
１１０の液晶表示回路１１０９に接続される。また、１
１２１はキャラクタコントローラ、１１２２はインタフ
ェースである。

【００３０】ここで、ヘッドマウントディスプレイ１１
１０に搭載されている視線ポインティングデバイスを使
ったパソコンのメニュー選択機能について、図１３を用
いて説明する。

【００３１】図１３は観察者がヘッドマウントディスプ
レイ１３０１を装着した場合に見える画面であり、１３
０２はメニュー選択表示範囲、１３０３、１３０４、１
３０５はメニュー表示、α、β、γはそれぞれのメニュ
ー表示１３０３〜１３０５に対応した注視判別のための
座標群範囲である。観察者は、メニュー表示１３０３、
１３０４、１３０５を一定時間注視することによって、
それぞれのメニュー表示に対応する機能を実行すること
ができるようになっている。

【００３２】次に視線ポインティングデバイス機能時に
おけるＣＰＵ１１１４の動作を図１４のフローチャート
に従って具体的に説明する。それぞれの視線スイッチの
指標を含む所定の範囲の座標群はそれぞれ図１１のＲＯ
Ｍ１１１６に記憶されており、各座標群は各指標の図１
３に示した範囲α、β、γの座標を全て含む。

【００３３】まず、ステップＳ１４０１で電源がオン
（ＯＮ）されると、ステップＳ１４０２で変数ｌ、ｍ、
ｎが０にリセットされ、準備ができる。変数ｌ、ｍ、ｎ
はそれぞれ観察者の注視点が範囲αのいずれかの座標、
範囲βのいずれかの座標、範囲γのいずれかの座標と一
致した回数をカウントする変数である。次にステップＳ
１４０３で図１１のＣＰＵ１１１４は、観察者が画面を
覗き視線検出が正常に行われている間、絶えず観察者の
ファインダー上の注視点座標範囲α、β、γを視線検出
回路１１０５から受け取っている。

【００３４】いま、観察者が図１３のメニューＡのメニ
ュー表示１３０３を見た場合を説明する。注視点座標が
範囲αの内のいずれかの座標に略一致すると（ステップ
Ｓ１４０４）、ステップＳ１４０５で変数ｍ、ｎを０に
リセットし、ｌが所定の回数（本実施例では５回）より
多いか否かをステップＳ１４０６で判断し、少なければ
ステップＳ１４０８でｌに１を加え、再びステップＳ１
４０９でｌが５より多いか否かを判断し、少なければ前
記ステップＳ１４０３へ戻り、再び視線検出回路１１０
５から注視点座標を受け取る。

【００３５】また、前記ステップＳ１４０９で５以上と
判断されると、ステップＳ１４１１でＡメニューを選択
した後、前記ステップＳ１４０３へ戻り、再び視線座標
を受け取る。また、前記ステップＳ１４０６でｌが５以
上であれば、前記ステップＳ１４０８及びステップＳ１
４０９をスキップして、前記ステップＳ１４１１に進
む。

【００３６】範囲αの内のいずれかの座標と視線座標が
一致しても、一致した回数が５回に満たない内に範囲α
の内のいずれかの座標から１度でもはずれると、ステッ
プＳ１４１３、ステップＳ１４２１、ステップＳ１４２
８で変数ｌは０にリセットされる。

【００３７】他のメニューＢのメニュー表示１３０４及
びメニューＣのメニュー表示１３０５を見た場合も、上
記図１３のメニューＡのメニュー表示１３０３を見た場
合と同様なので、図１４のフローチャートに示すが、そ
の説明は省略する。

【００３８】ところで昨今のパソコンはマルチメディア
端末として用いられ、パソコンの画面には様々な文字情
報がスクロール表示できるようになっている。

【００３９】図１１のキャラクタコントローラ１１２１
は、ＣＰＵ１１１４から指示されるキャラクタデータや
外部インターフェース１１２２を通して入力されるキャ
ラクタデータに対するコントローラである。

【００４０】ここでは文字情報がディスプレイにスクロ
ール表示されるように制御している。

【００４１】図１５は前述した図１３のヘッドマウント
ディスプレイ１３０１の画面の下の部分１５０５に文字
情報がスクロールして流れていく様子を示しており、画
面１５０１から画面１５０４までの４つの時間経過の過
程を表している。図１５の例での文字情報は”ａｂｃｄ
ｅｆｇｈｉｊｋｌｍｎｏｐｑ．”で、画面の右から左の
方へスクロールして消えていき、画面１５０６の部分
は、ゲームの画面であったり、ワープロ（ワードプロセ
ッサ）の画面であったり、何か他のアプリケーションの
画面であったりする。画面１５０５の部分に流れる文字
情報は、これらのアプリケーションの為の文字情報であ
ったり、これらのアプリケーションとはなんら関係なく
現れ、スクロールして消えていくこともある。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように観
察者の視線を検出する方法は既に知られているが、従来
の視線検出方法では次のような不具合がある。

【００４３】例えば、ヘッドマウントディスプレイで視
線を検出しようとする場合、画面にスクロール表示され
る文字情報の移動速度は一定であるので、観察者によっ
ては表示される文字情報の移動速度が速すぎて画面上に
表示されている期間内に読み切れなかったり、また逆に
観察者によっては表示される文字情報の移動速度が遅す
ぎて不快に感じるという不具合がある。

【００４４】図１３は観察者が注視している表示画面で
あり、画面の下部１３０１に、位置１３０２から位置１
３０３に向かって文字情報がスクロール表示されてい
る。もし、文字情報の移動速度が観察者の読み取り速度
と合致していれば、観察者は位置１３０４に注視点を置
いたまま文字情報を読み取ることができる。しかし、文
字情報の移動速度が観察者の読み取り速度より速いと、
観察者の注視点は次第に位置１３０３に移動していき、
しまいには読み取り不可能になってしまう。

【００４５】また、文字情報の移動速度が観察者の読み
取り速度より遅い場合は、観察者の注視点は次第に位置
１３０２に移動していき、なかなか現れない文字情報に
いらいらする等の不快を感じることになる。

【００４６】この発明は上記従来例の有する不具合を改
善するためになされたもので、移動表示される文字情報
等を観察者が不快を感じることなく確実に読み取れるよ
うにした表示装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００４７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の表示装置は、画面上に表示さ
れる文字情報等を注視する観察者の視線を検出する視線
検出手段と、上記画面上における第１の座標位置から第
２の座標位置へ移動しながら表示される文字情報等を観
察者が注視している場合に該注視点の上記画面上の座標
位置と上記第１の座標位置と第２の座標位置との関係に
応じて上記文字情報等の移動速度を変化させる移動速度
変化手段とを具備したことを特徴とするものである。

【００４８】また、同じ目的を達成するために、この発
明の請求項２の表示装置は、請求項１の表示装置におい
て、上記注視点の画面上における座標位置が上記第１の
座標位置と第２の座標位置の中間点より第１の座標位置
に近い場合は文字情報等の移動速度を早くし、中間点よ
り第２の座標位置に近い場合は文字情報等の移動速度を
遅くすることを特徴とするものである。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１〜図６に基づき説明する。

【００５０】（第１の実施の形態）まず、この発明の第
１の実施の形態を図１〜図５を用いて詳述する。

【００５１】図１はこの発明の第１の実施の形態に係る
表示装置の構成を示すブロック図、図２は図１の表示装
置におけるプリズムの第２の光学作用面ｂから見た側面
図、図３は同表示装置における画面を示す説明図、図４
は同表示装置の作用を示すフローチャート、図５は同表
示装置のメモリの動作を示す説明図である。

【００５２】図１において、１１０はヘッドマウントデ
ィスプレイユニットであり、ゴーグル、メガネ等のよう
な形状で使用者の目の近傍に固定されている。１０８は
液晶表示素子、１０９は液晶表示回路であり、パソコン
画面の表示を行う。また、１０７は特殊プリズム、１０
１は観察者の目であり、プリズム１０７により、前記液
晶画面が拡大されて観察者の目１０１に観察される。プ
リズム１０７は、第１の光学作用面ａ、第２の光学作用
面ｂ及び第３の光学作用面ｃを有し、全体として正の屈
折力を有する観察光学系である。更に、１０２は観察者
の目１０１を照明する赤外発光ダイオード、１０３は観
察者の目１０１及び角膜反射像を縮小結像する結像レン
ズ系、１０４は前記像を検出するイメージセンサーであ
る。プリズム１０７の第２光学作用面ｂは、観察者の目
１０１の上下方向に傾斜しており、液晶表示素子１０８
は観察者の上方（または下方）に配置されている。

【００５３】図２はプリズム１０７の第２の光学作用面
ｂから見た側面図で、第２の光学作用面ｂには光を反射
するための反射層（斜線部）が設けられており、その中
央部には、開口部Ａが設けられている。赤外発光ダイオ
ード１０２は、光軸を含み紙面に平行な平面に対して対
称に２個、少なくとも１対の光源を観察者の目１０１の
下方から該観察者の目９０１を照明するように配置され
ている。

【００５４】次に観察光学系の光学作用を説明する。液
晶表示素子１０８からの光はプリズム１０７の第３の光
学作用面ｃで屈折透過し、第１の光学作用面ａで全反射
し、第２の光学作用面ｂの反射層で反射し、再び第１の
光学作用面ａを屈折透過し、観察者の視度に適合した拡
がり角（収束角、平行）の光束となり、観察者の目１０
１側に射出する。ここでは、観察者の目１０１と液晶表
示素子１０８の中心を結ぶ線を基本光軸Ｌとして示して
いる。観察者の視度に対する調整は、液晶表示素子１０
８を、プリズム１０７の光軸に沿って平行移動すること
により可能となる。

【００５５】図３はヘッドマウントディスプレイ１１０
の画面であり、同図に示す画面３０１の下部３０２は従
来例で述べたように文字情報等がスクロール表示される
部分である。また、この画面３０１の下部３０２を略３
等分した内の左側を範囲３０３、右側を範囲３０４と
し、範囲３０３に含まれる画面上の座標群をＬ、範囲３
０４に含まれる画面上の座標群をＲとする。そして、こ
の座標群Ｌ及びＲは従来例で記した視線スイッチの指標
エリアと同様に図１のＲＯＭ１１６に記憶されている。

【００５６】図１のバッファメモリ１２３は、外部イン
ターフェース１２２を通して入力される文字データを一
旦蓄えるメモリである。キャラクタコントローラ１２１
はＣＰＵ１１４から指示され、バッファメモリ１２３を
制御することによって画面上の注視点の位置に応じた速
さで、入力された文字情報を画面下部２０２の部分に右
端から左端に向ってスクロール表示するようになってい
る。

【００５７】次にＣＰＵ１１４の動作を図４に示すフロ
ーチャートを用いて説明する。

【００５８】まず、ステップＳ４０１で電源がオン（Ｏ
Ｎ）され、本処理動作が開始されると、ステップＳ４０
２で観察者の視線検出、即ちファインダ画面上の観察者
の注視点の位置を検出する。これは従来例で示した図１
４のステップＳ１４０３と兼用してもよい。次にステッ
プＳ４０３で検出された注視点位置の座標が、前記座標
群Ｌの中の座標群のいずれかの座標と一致するか否かが
判断され、一致した場合はステップＳ４０４で文字情報
のスクロールの速さを遅くするように図１のキャラクタ
コントローラ１２１を指示した後、ステップＳ４０５に
進む。また、前記ステップＳ４０３において一致しない
場合は、前記ステップＳ４０４をスキップしてステップ
Ｓ４０５に進む。

【００５９】このステップＳ４０５では、前記座標群Ｒ
の中の座標群のいずれかの座標と一致するか否かが判断
され、一致した場合はステップＳ４０６で文字情報のス
クロールの速さを速くするように図１のキャラクタコン
トローラ１２１を指示した後、前記ステップＳ４０２へ
戻る。また、前記ステップＳ４０５において一致しない
場合は、前記ステップＳ４０６をスキップして前記ステ
ップＳ４０２へ戻る。

【００６０】図１に示すキャラクタコントローラ１２１
は、メモリ１２３を制御して、外部インターフェース１
２２を通して入力される文字情報を前記指示された速さ
でＩ／Ｏチャネル１１９に送る。

【００６１】また、文字情報のスクロールの速さを遅く
する場合にキャラクタコントローラ１２１により制御さ
れるメモリ１２３の動作を図５を用いて説明する。同図
において、５０１はデュアルポートメモリで、その入力
ポート５０２には図１の外部インターフェース１２２を
通して、表示する文字情報のデータ５０３が入力されて
いる。この時入力される文字情報のデータ５０３の間隔
はＴ１である。この間隔Ｔ１は文字情報のデータと同時
に端子５０６に外部から入力される書き込みストローブ
クロックの周期によって決まる。文字情報のデータ５０
３は一旦メモリ５０１内のエリア５０４に蓄えられ、出
力ポート５０５から文字のデータ間隔Ｔ２で出力される
と同時に、外部端子５０７からは読み出しストローブク
ロックが出力される。この間隔Ｔ２は読み出しストロー
ブクロックによって決まるもので、文字情報が表示装置
の画面上で一定量移動する周期となる。つまり観察者の
注視点座標が図３で示す範囲３０３に入ったら、Ｔ２を
Ｔ１＜Ｔ２としてスクロール表示の速さを遅くしてや
る。

【００６２】また、逆に観察者の注視点座標が図３で示
す範囲３０４に入って、スクロールの速さを早くする場
合には、前記読み出しストローブクロックの周期を短く
する（Ｔ１＞Ｔ２）。

【００６３】以上のように構成することにより、観察者
は図３の画面３０１の下部３０２上を移動する文字情報
を、常にその移動範囲の略中間点で確実に読み取ること
ができるようになる。

【００６４】（第２の実施の形態）次にこの発明の第２
の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は、この発
明の第２の実施の形態に係る表示装置におけるヘッドマ
ウントディスプレイの画面である。この第２の実施の形
態ではスクロールの速さが早い、もしくは遅いと判断す
る画面上の注視点位置の範囲をそれぞれ複数個設けて、
注視点がスクロールの終わりの方にあるほど読み出しス
トローブクロックの周期を長く、注視点がスクロールの
始めの方にあるほど読み出しストローブクロックの周期
を短くするように構成している。

【００６５】この第２の実施の形態に係る表示装置の動
作を図６を用いて説明する。画面６０１の下部６０２は
上述した第１の実施の形態で説明した通り文字情報がス
クロール表示される部分である。第２の実施の形態で
は、この部分が７つの範囲に分割されていて、注視点が
範囲６０３、６０５、６０７にある場合はスクロールの
速さを遅くし、注視点が範囲６０４、６０６、６０８に
ある場合はスクロールの速さを速くする。

【００６６】それぞれの範囲とスクロールの速さの対応
の一例を図６の下部に示す。縦軸は読み出しストローブ
クロックの周期を表す。目盛６０９が書き込みストロー
ブクロックと同じ周期で、６１０、６１１、６１２の順
に周期が長くなる。また、逆に６１３、６１４、６１５
の順に周期が短くなる。つまり、スクロール範囲の内、
注視点位置がスクロールの終点に近づくに従ってスクロ
ールの速さを遅くし、注視点位置がスクロールの始点に
近づくに従ってスクロールの速さを速くする。

【００６７】なお、それぞれの読み出しストローブクロ
ックにおける処理は、上述したの第１の実施の形態の場
合と同様であるから、その説明は省略する。

【００６８】以上のように構成すれば、観察者は画面上
を移動する文字情報を常にその移動範囲の略中間点で確
実に読み取ることができるようになる。

【００６９】なお、上記第１、第２の実施の形態ともヘ
ッドマウントディスプレイの場合について説明したが、
ビデオカメラのファインダ、スチルカメラのファインダ
等の表示装置にも適用することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の請求項
１の表示装置によれば、画面上における第１の座標位置
から第２の座標位置へ移動しながら表示される文字情報
等を観察者が注視している場合に該注視点の上記画面上
の座標位置と上記第１の座標位置と第２の座標位置との
関係に応じて上記文字情報等の移動速度が変化するの
で、観察者は所定の位置に注視点を置いたまま文字情報
を確実に読み取ることができる。

【００７１】また、この発明の請求項２の表示装置によ
れば、注視点の画面上の座標位置が第１の座標位置と第
２の座標位置の中間点より第１の座標位置に近い場合は
文字情報等の移動速度を早くし、中間点より第２の座標
位置に近い場合は文字情報等の移動速度を遅くするの
で、観察者は常に移動範囲の略中間点で文字情報等を読
み取ることができ、従って、文字情報等の移動速度に目
が追いていけず、しまいに読み取りが不可能になった
り、なかなか現れない文字情報等にいらいらするなどの
不具合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る表示装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】同表示装置におけるプリズムの第２光学作用面
から見た側面図である。

【図３】同表示装置における表示画面の表示例を示す説
明図である。

【図４】同表示装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】同表示装置に設けられたメモリの作用説明図で
ある。

【図６】この発明の第２の実施の形態に係る表示装置に
おける表示画面の表示例を示す説明図である。

【図７】イメージセンサに投影された眼球像の概略図で
ある。

【図８】同イメージセンサの出力強度を示す図である。

【図９】視線検出方法の原理を説明する上面図である。

【図１０】視線検出方法の原理を説明する上面図であ
る。

【図１１】従来の表示装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】同従来の表示装置におけるプリズムの第２の
光学作用面から見た側面図である。

【図１３】同従来の表示装置における視線メニューの表
示例を示す説明図である。

【図１４】同従来の表示装置の作用を示すフローチャー
トである。

【図１５】同従来の表示装置における表示画面の表示例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１目１０２赤外発光ダイオード１０３結像レンズ１０４イメージセンサ１０５視線検出回路（視線検出手段）１０６視線検出系１０７プリズム１０８液晶表示素子（ＬＣＤ）１０９液晶表示回路１１０ヘッドマウントディスプレイユニット１１１ビデオＲＡＭ１１２ビデオグラフィックコントローラ１１３システムバス１１４ＣＰＵ（速度変化手段）１１５アクセサリーデバイスコントローラ１１６ＲＯＭ１１７ＲＡＭ１１８メモリコントローラ１１９Ｉ／Ｏチャネル１２０パソコンユニット１２１キャラクタコントローラ１２２外部インターフェース１２３バッファメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画面上に表示される文字情報等を注視す
る観察者の視線を検出する視線検出手段と、上記画面上
における第１の座標位置から第２の座標位置へ移動しな
がら表示される文字情報等を観察者が注視している場合
に該注視点の上記画面上の座標位置と上記第１の座標位
置と第２の座標位置との関係に応じて上記文字情報等の
移動速度を変化させる移動速度変化手段とを具備したこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項２】上記注視点の画面上における座標位置が
上記第１の座標位置と第２の座標位置の中間点より第１
の座標位置に近い場合は文字情報等の移動速度を早く
し、中間点より第２の座標位置に近い場合は文字情報等
の移動速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の
表示装置。