特許 7133163 網膜走査型画像投影装置、網膜走査型画像投影方法、網膜走査型画像投影システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-31

(45)【発行日】2022-09-08

(54)【発明の名称】網膜走査型画像投影装置、網膜走査型画像投影方法、網膜走査型画像投影システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20220901BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20220901BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20220901BHJP

   G09G 3/02 20060101ALI20220901BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

H04N5/64 511A

G09G5/00 550X

G09G5/00 510H

G09G5/00 555D

G09G3/02 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2017237885

(22)【出願日】2017-12-12

(65)【公開番号】P2019105723

(43)【公開日】2019-06-27

【審査請求日】2020-08-11

(73)【特許権者】

【識別番号】506423051

【氏名又は名称】株式会社ＱＤレーザ

(73)【特許権者】

【識別番号】505210115

【氏名又は名称】国立大学法人旭川医科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】菅原 充

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 誠

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 欣也

(72)【発明者】

【氏名】石子 智士

(72)【発明者】

【氏名】呂 智子

(72)【発明者】

【氏名】吉田 晃敏

【審査官】鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７２６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９５５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２６８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４２５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１８５５６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１６５７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４７９４７００（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０１ － ２７／０２

Ｈ０４Ｎ ５／６４

Ｇ０９Ｇ ５／００ － ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像データに基づいて、ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域の画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、
前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、
前記ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域に基づく色覚特性データが記憶された記憶部と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、
前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、
を有する網膜走査型画像投影装置。

【請求項2】

前記複数のレーザ光源により生成される画像用レーザ光線の各色の色域は、ＣＩＥ表色系の色度座標（ｘ、ｙ）が、（０．１、０．６）、（０．２、０．６）、（０．１、０．７）、（０．２、０．７）である色を、当該色域の範囲内に含む、請求項１記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項3】

前記画像データは、
カメラにより前記利用者の視線方向を撮像した画像の画像データ又は外部機器から入力された画像データを含み、
前記画像データの入力を受け付ける画像入力部を備え、
眼鏡形状でウエアラブルな請求項１又は２記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項4】

前記色覚特性データは、
色度図上における前記利用者の色覚特性と対応した混同直線の色と、前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量と、を対応付けたデータである、請求項１乃至３の何れか一項に記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項5】

前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量は、
前記混同直線上以外の色であって、前記複数のレーザ光源から出射されるレーザ光によって表現される色域の色の画像を投影させる光量である、請求項４記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項6】

利用者の入力操作を受け付ける入力部を備え、
前記入力部からの入力操作により、前記投影された画像の色の調整を行う、請求項１乃至５の何れか一項に記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項7】

外部装置と通信を行う通信部を有し、
前記色覚特性データは、前記通信部を介して前記外部装置から取得される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の網膜走査型画像投影装置。

【請求項8】

網膜走査型画像投影装置による網膜走査型画像投影方法であって、前記網膜走査型画像投影装置に、
複数のレーザ光源により、画像データに基づいて、ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域の画像用レーザ光線を生成する手順と、
レーザ照射部により、前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影する手順と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、記憶部に格納された、前記ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域に基づく色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御する手順と、
光学部材によって、前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる手順と、を実行させる網膜走査型画像投影方法。

【請求項9】

網膜走査型画像投影装置と、端末装置とを有する網膜走査型画像投影システムであって、
前記端末装置は、
ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域に基づく色覚特性データが、色覚特性毎に格納された記憶部と、
前記色覚特性の一覧を表示部に表示させる表示制御部と、
前記一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを前記網膜走査型画像投影装置へ出力する通信部と、を有し、
前記網膜走査型画像投影装置は、
前記端末装置から出力された前記色覚特性データを記憶する記憶部と、
画像データに基づいて、前記ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域の画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、
前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、
前記端末装置から出力された、前記ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域に基づく色覚特性データを記憶する記憶部と、
前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、
前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、
を有する、網膜走査型画像投影システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、網膜走査型画像投影装置、網膜走査型画像投影システム、網膜走査型画像投影方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、色覚異常を有する患者の視認性を向上させる手段が複数存在している。その手段の一つとして、色識別能力を広げることが可能なスペクトル曲線を有する眼鏡レンズが知られている。また、他の手段として、色を識別しやすいように、表示する画像データの各色の特性を変化させ、色合いを補正した画像を表示させるＬＣＤ（Liquid Crystal Ddisplay）等の表示装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－３０３８３２号公報

【文献】特開２０１４－１６５７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来の眼鏡レンズは、光学フィルタであるために減光しかできないため、これを装用すると視界が暗くなって視認しにくくなることがあり、場合によっては視力が低下する欠点を有する。また、従来の眼鏡レンズは、視認する光源の波長分布そのものが分離していないため、精度の高い分光を実現することが困難である。

【0005】

また、上述した表示装置では、表示された画像は、眼球の前眼部である中間透光体を通って網膜に到達するため、前眼部の角膜、水晶体の色収差などの光学特性に依存する。このため、補正した色合いが、必ずしも利用者の色覚特性に合致しない場合がある。

【0006】

開示の技術は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、利用者による色の判別の精度を向上させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

開示の技術は、画像データに基づいて、ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域の画像用レーザ光線を生成する複数のレーザ光源と、前記画像用レーザ光線によって、利用者の眼球の網膜へ画像を投影するレーザ照射部と、前記ＮＴＳＣ規格で定義される色域よりも広範囲の色域に基づく色覚特性データが記憶された記憶部と、前記複数のレーザ光源から出力されるレーザ光の光量を、前記色覚特性データに基づいて、それぞれ個別に制御するレーザ出力制御部と、前記画像用レーザ光線を前記利用者の眼球内で収束させる光学部材と、有する網膜走査型画像投影装置である。

【発明の効果】

【0008】

利用者による色の判別の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第一の実施形態の画像投影装置の構成を説明する図である。

【図2】画像投影装置の投影ミラー近傍を拡大した図である。

【図3】走査ミラーの振動を説明する図である。

【図4】第一の実施形態のレーザ出力制御部の機能を説明する図である。

【図5】ｘｙ色度図におけるレーザ光の色域と、ＮＴＳＣで定義された色域とを示す図である。

【図6】色覚特性と色覚特性データの関係について説明する図である。

【図7】第一の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。

【図8】第一の実施形態のレーザ出力制御部の動作を説明するフローチャートである。

【図9】第二の実施形態の画像投影システムの一例を示す図である。

【図10】画像投影システムの各装置の機能を説明する図である。

【図11】第二の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。

【図12】第三の実施形態の画像投影装置を説明する図である。

【図13】第三の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。

【図14】第三の実施形態の画像投影装置の機能を説明する図である。

【図15】第三の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の画像投影装置の構成を説明する図である。

【0011】

図１では、本実施形態の画像投影装置１００は、マクスウェル視を利用したものである。マクスウェル視とは、画像データに基づく画像用光線を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影することで、人の水晶体の調節機能に影響されずに人に、画像データが表す画像を視認させる方法である。

【0012】

本実施形態の画像投影装置１００は、レーザ出力制御部５０と、レーザ照射部６０と、を有する。レーザ出力制御部５０は、レーザ照射部６０によるレーザ光の照射を制御する。尚、本実施形態の画像投影装置１００は、例えば、一般的な眼鏡やゴーグルのような形状であって良い。

【0013】

レーザ照射部６０は、投影部１１０と、メガネ型フレームのツル１５０と、レンズ１５１と、を有する。投影部１１０は、光源１１１、走査ミラー１１２、反射ミラー１１５及び投影ミラー１１６を有する。

【0014】

光源１１１は、ツル１５０に配置されている。光源１１１は、レーザ出力制御部５０の制御の下、例えば単一又は複数の波長の光線Ｌを出射する。この光線Ｌは、ユーザの眼球１６０の網膜１６１に画像を投影するための画像用光線である。以下の説明では、光線Ｌを画像用光線と呼ぶ。

【0015】

光源１１１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のレーザ光源を有し、例えば赤色（Ｒ）レーザ光（波長：６１０ｎｍ～６６０ｎｍ程度）、緑色（Ｇ）レーザ光（波長：５１５ｎｍ～５４０ｎｍ程度）、及び青色（Ｂ）レーザ光（波長：４４０ｎｍ～４８０ｎｍ程度）を出射する。赤色、緑色、及び青色レーザ光を出射する。本実施形態の光源１１１は、光源１１１として、例えばＲＧＢ（赤・緑・青）それぞれのレーザダイオードチップと３色合成デバイスとマイクロコリメートレンズと、が集積された光源等により実現され、それぞれの光源の出力値が可変となっている。

【0016】

尚、図１では、投影ミラー１１６に入射した光線の投影ミラー１１６内の進行方向をＸ方向、投影ミラー１１６におけるＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。

【0017】

走査ミラー１１２は、ツル１５０に配置されている。走査ミラー１１２は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーであり、光源１１１から出射されたレーザ光（光線）Ｌを水平方向及び垂直方向の２次元方向に走査する。また、走査ミラー１１２は、光源１１１から出射された光線Ｌを２次元に走査して、ユーザの眼球１６０の網膜１６１に画像を投影させるための投影光とする。

【0018】

反射ミラー１１５は、走査ミラー１１２で走査された光線Ｌをレンズ１５１に向かって反射させる。

【0019】

レンズ１５１の使用者の眼球１６０側の面には、自由曲面を有する投影ミラー１１６が設けられている。投影ミラー１１６は、走査ミラー１１２で走査され、反射ミラー１１５で反射された光線Ｌを眼球１６０の網膜１６１に照射することにより、網膜１６１に画像を投影する。つまり、利用者は、網膜１６１に投射されたレーザ光の残像効果によって、画像を認識することができる。投影ミラー１１６は、走査ミラー１１２で走査された光線Ｌの収束位置が、眼球１６０の瞳孔１６２となるように設計されている。光線Ｌは投影ミラー１１６にほぼ真横（すなわちほぼ－Ｘ方向）から入射する。

【0020】

尚、本実施形態では、投影ミラー１１６の自由曲面の曲率を大きくすれば、反射ミラー１１５から瞳孔１６２の収束位置までの距離を短くすることができ、画像投影装置１００を小型にすることができる。

【0021】

本実施形態のレーザ出力制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ並びにＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ装置により実現される。

【0022】

プロセッサ及びメモリは、例えば走査ミラー１１２（ＭＥＭＳミラー）が実装された基板と同じ基板に実装されていても良い。

【0023】

本実施形態のレーザ出力制御部５０は、入力された画像データに基づく画像用光線を光源１１１から出射させる。また、本実施形態のレーザ出力制御部５０は、走査ミラー１１２（ＭＥＭＳミラー）を振動させて、光源１１１から出射された画像用光線を走査し、網膜１６１に画像を投影させる。

【0024】

また、本実施形態のレーザ出力制御部５０は、画像投影装置１００の利用者の色覚特性に応じた色覚特性データを保持しており、この色覚特性データに基づき、光源１１１に含まれるＲＧＢそれぞれの光源の出力値（光量）を制御する。レーザ出力制御部５０と色覚特性データの詳細は後述する。

【0025】

尚、図１の例では、片眼に対応する投影部１１０について示しているが、画像投影装置１００は、両眼に対応する投影部１１０を有している。これらの２つの投影部１１０は、同様の構成である。

【0026】

次に、図２及び図３により、画像投影装置１００の投影部１１０による画像の投影について説明する。図２は、画像投影装置の投影ミラー近傍を拡大した図である。

【0027】

図２及び図３のように、走査ミラー１１２で走査された画像用光線は、ミラー１１５によって、レンズ１５１に向かって反射される。本実施形態では、投影部１１０が、レンズ１５１の眼球１６０側の面に配置されているため、走査ミラー１１２で走査された画像用光線は、投射部（投射ミラー）１１６に入射する。

【0028】

投射部１１６は、画像用光線が入射される領域１１６ａでは、自由曲面又は自由曲面と回折面の合成構造をしたハーフミラーとなっている。これにより、投射部１１６に入射された画像用光線は、眼球１６０の瞳孔１６２近傍で収束した後に網膜１６１に投射される。

【0029】

よって、利用者は、画像用光線で形成される画像を認識することができる

【0030】

図３は、走査ミラーの振動を説明する図である。尚、図３では、走査ミラー１１２が点Ａから点Ｂまで振動した場合を示している。

【0031】

走査ミラー１１２によって画像用光線を走査して網膜１６１に画像を投影する方法として、画像を投影する領域の左上から右下に向かって光を高速に走査し、画像を表示させる方法（例えばラスタースキャン）がある。

【0032】

本実施形態では、図３に示すように、走査ミラー１１２は、画像用光線（光線Ｌ）を走査するために、網膜１６１に画像が投影される領域Ｈ（図３の破線範囲）よりも大きく、水平方向（第１方向）と垂直方向（第１方向に交差する第２方向）と、に振動する。図３では、走査ミラー１１２の振動を符号６１で示している。

【0033】

走査ミラー１１２が大きく振れた箇所で画像用光線を走査して網膜１６１に画像を投影する場合、画像の歪みが大きくなる。したがって、本実施形態では、画像用光線は、走査ミラー１１２の振れが小さい箇所で走査される。

【0034】

尚、図３では、画像用光線は矩形状に走査される場合を例に示しているが、この場合に限られず、台形状に走査される場合など、その他の場合でもよい。

【0035】

また、本実施形態では、画像が投影される領域Ｈは、利用者の視野を覆う大きさであることが好ましい。利用者の視野を覆う大きさとは、例えば、網膜に投影された画像が、片目では鼻側および上側で約６０度、下側に約７０度、耳側に約９０～１００度を覆う大きさである。

【0036】

尚、予め視野の一部に欠損があることが分かっている利用者等に対しては、画像が投影される領域Ｈは、上述した、「片目では鼻側および上側で約６０度、下側に約７０度、耳側に約９０～１００度の覆われるような大きさ」よりも小さくても良い。

【0037】

次に、図４を参照して、本実施形態のレーザ出力制御部５０について説明する。図４は、第一の実施形態のレーザ出力制御部の機能を説明する図である。

【0038】

本実施形態のレーザ出力制御部５０は、画像入力部５１、記憶部５２、出力制御部５３、通信部５４を有する。これらの各部は、レーザ出力制御部５０の有するＣＰＵとメモリ装置によって実現される。

【0039】

画像入力部５１は、通信部５４を介して画像データの入力を受け付ける。記憶部５２は、色覚特性データ５５を保持している。尚、本実施形態のレーザ出力制御部５０は、例えば、画像投影装置１００の利用者が決まった時点で、利用者の色覚特性に応じた色覚特性データ５５を取得し、記憶部５２に保持させても良い。また、レーザ出力制御部５０は、色覚特性データ５５を、ネットワーク及び通信部５４を介して外部装置から受信して記憶部５２に保持させても良いし、可搬型の記録媒体等から読み出して記憶部５２に保持させても良い。

【0040】

出力制御部５３は、入力された画像データに基づくレーザ光を照射する際に、ＲＧＢそれぞれの光源から照射されるレーザ光の出力値を、色覚特性データ５５に基づき制御する。

【0041】

言い換えれば、出力制御部５３は、所定の色域の画像を投影させる際に、色覚特性データ５５に基づき、所定の色域が他の色域の画像として投影されるように、ＲＧＢそれぞれの光源から照射されるレーザ光の光量（出力値）を増減させる。通信部５４は、他の装置との通信を行う。

【0042】

ここで、色覚特性データ５５の説明に先立ち、人間が色を感じる仕組みについて説明する。

【0043】

人間の目の網膜には、暗いときだけ働く杆体と明るいところだけで働く錐体の２種類の視細胞があり、色覚には錐体細胞が関わっている。この錐体にはＬ錐体、Ｍ錐体、Ｓ錐体の３種類がある。

【0044】

Ｌ錐体は、長波長感受性錐体で赤色の光に対して敏感に反応する。Ｍ錐体は、中波長感受性錐体で緑色の光に対して敏感に反応する。Ｓ錐体は、短波長感受性錐体で青色の光に対して敏感に反応する。

【0045】

Ｌ錐体、Ｍ錐体、Ｓ錐体の３種類の錐体が揃っている場合を３色覚といい、日本人男性の約９５％、女性の９９％以上が３色覚に含まれる。また、Ｌ錐体、Ｍ錐体、Ｓ錐体の３種類の錐体の内、どれか１種の錐体を持たず、２種の錐体だけで色を認識している場合を２色覚といい、存在しない錐体がどれであるか、によって１型、２型、３型に分けられる。

【0046】

具体的には、Ｌ錐体が欠損していることを１型２色覚、Ｍ錐体が欠損していることを２型２色覚、Ｓ錐体が欠損していることを３型２色覚と呼ぶ。また、以下の説明では、１型２色覚、２型２色覚、３型２色覚を含む利用者の色覚を、利用者の色覚特性と呼ぶ。

【0047】

本実施形態では、画像投影装置１００の利用者が１型２色覚、２型２色覚、３型２色覚の何れかを有する場合に、利用者の色覚特性と対応した色覚特性データ５５を用いて、光源１１１から照射されるＲＧＢそれぞれの光量を制御し、利用者の網膜へ投影させる。

【0048】

以下に、図５及び図６を参照して、本実施形態の色覚特性データ５５について説明する。図５は、ｘｙ色度図におけるレーザ光の色域と、ＮＴＳＣで定義された色域とを示す図である。

【0049】

図５において、色域５０１は人間が肉眼で視認できる色の範囲を示しており、色域５０２は、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）で定義された色域を示しており、色域５０３はレーザ光の色域を示している。

【0050】

尚、ｘｙ色度図とは、ＣＩＥ表色系のＸＹＺ系で、色度座標ｘ，ｙ，ｚの中のｘを横軸、ｙを縦軸にとった直角座標で表わしたものである。

【0051】

ｘｙ色度図において、ＮＴＳＣで定義された色域５０２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の色域とほぼ同様である。よって、以下の説明では、色域５０２は、液晶ディスプレイの色域を示すものとする。

【0052】

図５からわかるように、レーザ光の色域５０３は、ＬＣＤの色域５０２よりも広い。つまり、本実施形態の画像投影装置１００では、液晶ディスプレイ等の表示装置と比較して、広範囲の色域の画像を利用者に視認させることができる。本実施形態では、この点に着目し、色域５０３に基づく色覚特性データ５５に応じて、光源１１１から照射される３色のレーザ光の光量を制御する。

【0053】

図６は、色覚特性と色覚特性データの関係について説明する図である。図６では、１型２色覚、２型２色覚、３型２色覚のそれぞれについて、ｘｙ色度図上に混同直線を示している。

【0054】

図６（Ａ）は、ＣＩＥ色度図における１型２色覚の混同直線を示す図であり、図６（Ｂ）は、ＣＩＥ色度図における２型２色覚の混同直線を示す図であり、図６（Ｃ）は、ＣＩＥ色度図における３型２色覚の混同直線を示す図である。

【0055】

以下に、混同直線について説明する。２色覚の場合は、特定の色の組合せについては色の区別ができない。この区別できない色の組合せのことを混同色という。

【0056】

この混同色をｘｙ色度図にプロットすると、２色覚の利用者にとって同じ色に感じられる色はｘｙ色度図で１直線に並ぶことがわかっている。この直線を混同直線という。

【0057】

本実施形態では、画像データにおける混同色を、混同直線同士に挟まれた色域内の色に置き換えることで、２色覚の利用者が混同色を区別できるようにする。

【0058】

例えば、１型２色覚の利用者は、図６（Ａ）に示すように、混同直線Ｌ１１上にプロットされる２色は、区別することができない。

【0059】

したがって、本実施形態では、例えば、混同直線Ｌ１１上に重なる色は、ｘｙ色度図において、混同直線Ｌ１１の傾きを変更した直線Ｌ２１上にプロットされる色となるように、ＲＧＢそれぞれのレーザ光の光量を制御しても良い。

【0060】

このとき、直線Ｌ２１は、例えば、混同直線Ｌ１１と、混同直線Ｌ１１の隣の混同直線Ｌ１２とがなす角θ１を２等分する角度を有する直線としても良い。

【0061】

本実施形態では、この直線Ｌ２１を表す関数を示す情報を、色覚特性データ５５として保持していても良い。

【0062】

また、その場合、レーザ出力制御部５０の記憶部５２は、図６（Ａ）に示す全ての混同直線について、隣り合う混同直線と成す角を２等分する直線を示す関数を、色覚特性データ５５として保持しても良い。

【0063】

本実施形態では、例えば、画像投影装置１００に入力された画像データに示される画像に、混同直線Ｌ１１上にプロットされる色Ｇ１１の画素と色Ｇ１２の画素が含まれるとする。

【0064】

この場合、本実施形態のレーザ出力制御部５０は、例えば、色Ｇ１２が混同直線Ｌ１２上から外れた色Ｇ２１として投影されるように、光源１１１から照射されるＲＧＢそれぞれレーザ光の光量を増減させる。本実施形態では、このように光源１１１から出力される光量（出力値）を制御することで、１型２色覚の利用者が区別することができなかった色Ｇ１１と色Ｇ１２の２色を、色Ｇ１１と色Ｇ２１として区別させることができる。

【0065】

また、この場合には、混同直線Ｌ１１上の色Ｇ１２が、隣同士の混同直線Ｌ１１と混同直線Ｌ１２のそれぞれから最も離れた位置にある直線Ｌ２１上の色Ｇ２１として投影されるため、色Ｇ１１と色Ｇ２１とのちがいを大きくすることができ、色の区別のしやすくできる。

【0066】

さらに、レーザ光の色域５０３は、赤色の単光色から緑色の単光色までの色域と、赤色の単光色から青色の単光色までの色域を含む。したがって、本実施形態では、混同色を、ＬＣＤでは表現できなかった色で投影することができる。言い換えれば、本実施形態によれば、従来と比較して、混同色に置き換えられる色域を大きくすることができる。

【0067】

このため、本実施形態によれば、利用者にとって区別できない複数の色又は区別しにくい複数の色を、容易に区別させることができる。

【0068】

図６（Ｂ）に示す２型２色覚についても同様である。この場合、レーザ出力制御部５０の記憶部５２は、２型２色覚と対応する色覚特性データ５５の一部として、混同直線Ｌ３１と混同直線Ｌ３２がなす角θ２を等分する直線Ｌ４１を表す関数を示す情報を保持しても良い。

【0069】

図６（Ｃ）に示す３型２色覚についても同様である。この場合、レーザ出力制御部５０の記憶部５２は、３型２色覚と対応する色覚特性データ５５の一部として、混同直線Ｌ５１と混同直線Ｌ５２がなす角θ２を等分する直線Ｌ６１を表す関数を示す情報を保持しても良い。

【0070】

レーザ出力制御部５０は、色覚特性データ５５を図６で説明した関数として保持する場合には、混同直線上の色が、色覚特性データ５５として保持された関数が示す直線上の色となるように、光源１１１から照射される３色のレーザ光の出力値を制御すれば良い。

【0071】

尚、本実施形態の色覚特性データ５５は、関数でなくても良い。本実施形態の色覚特性データ５５は、例えば、混同直線上の色と、光源１１１から照射されるＲＧＢそれぞれの出力値とを対応付けたテーブルであっても良い。

【0072】

また、色覚特性データ５５は、例えば、混同直線上の色に対し、ｘｙ色度図におけるｘの値又はｙの値に加算される所定値又はｘの値又はｙの値から減算される所定値であっても良い。

【0073】

本実施形態の色覚特性データ５５は、ｘｙ色度図において、混同直線上にプロットされる色のＲＧＢ値を、混同直線上からずらすように補正させるような情報であれば良い。

【0074】

以下に、図７を参照して、色覚特性データ５５の一例を示す。図７は、第一の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。

【0075】

図７に示す色覚特性データ５５は、混同色と、光源１１１の有するＲＧＢそれぞれの光源の出力値とを対応付けたテーブルである。

【0076】

このテーブルでは、例えば、混同色である色１の画像を投影する場合には、赤色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量（出力値）を「○○」とし、緑色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量を「××」とし、青色のレーザ光を照射するレーザ光源の光量を「△△」とすれば、色１が混同直線上の色以外の色として投影されることを示している。

【0077】

尚、光量の値の単位は、μＷである。また、図７に示す色覚特性データ５５に含まれる光量の値は、ＩＥＣ６０８２５－１のＣｌａｓｓＩに適合する値である。

【0078】

次に、図８を参照して、本実施形態のレーザ出力制御部５０の動作について説明する。図８は、第一の実施形態のレーザ出力制御部の動作を説明するフローチャートである。

【0079】

本実施形態のレーザ出力制御部５０は、画像入力部５１により、画像データの入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ８０１）。ステップＳ８０１において、画像データが入力されない場合、レーザ出力制御部５０は、画像データが入力されるまで待機する。

【0080】

ステップＳ８０１において、画像データが入力されると、レーザ出力制御部５０は、出力制御部５３により、記憶部５２の保持された色覚特性データ５５を読み出す（ステップＳ８０２）。

【0081】

続いて、出力制御部５３は、色覚特性データ５５に応じて、ＲＧＢそれぞれのレーザ光源の出力値を制御しながら、画像を利用者の網膜に投影させ（ステップＳ８０３）、処理を終了する。

【0082】

このように、本実施形態のレーザ出力制御部５０は、レーザ照射部６０が有する光源１１１から照射されるレーザ光の光量を、画像投影装置１００の利用者の色覚特性に応じた値となるように制御して、利用者の網膜に照射させる。

【0083】

したがって、本実施形態の画像投影装置１００によれば、利用者の色覚特性に合わせて、画像の輝度を落とすことなく、且つ、利用者の前眼部である中間透光体の影響を受けずに、利用者が視認しやすい色合いで画像を網膜に投影するによって、利用者の色の識別補助を行うことができる。

【0084】

また、本実施形態の画像投影装置１００を、眼鏡やゴーグルのような形状とし、利用者の視線方向の画像を撮像するカメラを設けても良い。その場合、画像入力部５１が受け付ける画像データは、カメラにより撮像された画像の画像データであっても良く、画像投影装置１００は、この画像データを画像用光線に変換して利用者の網膜に投影しても良い。

【0085】

また、画像入力部５１は、例えば、外部機器から出力された画像データを受け付けても良く、画像投影装置１００は、この画像データを画像用光線に変換して利用者の網膜に投影しても良い。

【0086】

外部機器は、ビデオやテレビジョン等の映像機器であっても良いし、スマートフォン等の端末機器であっても良い。外部機器は、画像データ（動画データ、静止画データ）を出力する機器であれば、どのような機器であっても良い。

【0087】

本実施形態では、このような構成とすることで、利用者の視線方向含む周囲の画像や、ビデオ、スマートフォン等に表示されている画像を、利用者の視認しやすい色合いで網膜に投影することができ、ウエアラブルな色の識別補助機能を備えた画像投影装置を提供することができる。

【0088】

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、画像投影装置１００が、外部の端末装置において選択された色覚特性データを受信する点のみ、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0089】

図９は、第二の実施形態の画像投影システムの一例を示す図である。本実施形態の画像投影システム２００は、画像投影装置１００と、端末装置３００とを有する。

【0090】

本実施形態の画像投影システム２００において、端末装置３００は、例えば、１型２色覚、２型２色覚、３型２色覚を含む複数の色覚特性に対応した色覚特性データを保持しており、表示操作装置３０１に色覚特性の一覧を表示させる。そして、端末装置３００は、一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを画像投影装置１００に出力する。

【0091】

図１０は、画像投影システムの各装置の機能を説明する図である。画像投影システム２００の有する端末装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ並びにＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ装置と、タッチパネル等の表示操作装置３０１を有する。

【0092】

本実施形態の端末装置３００は、表示制御部３１０と、記憶部３１１と、通信部３１２とを有する。

【0093】

表示制御部３１０は、例えば、表示操作装置３０１に、色覚特性の一覧を表示させる。記憶部３１１は、色覚特性毎の色覚特性データ５５Ａを保持している。通信部３１２は、外部装置との通信を行う。

【0094】

以下に、図１１を参照して、端末装置３００の記憶部３１１が保持している色覚特性データ５５Ａの例を示す。図１１は、第二の実施形態の色覚特性データの一例を示す図である。

【0095】

本実施形態の色覚特性データ５５Ａは、色覚特性毎に対応付けられた色覚特性データを含む。図１１に示す色覚特性データ５５Ａは、例えば、１型２色覚と対応する色覚特性データ５５－１、２型２色覚と対応する色覚特性データ５５－２、３型２色覚と対応する色覚特性データ５５－３を含む。

【0096】

本実施形態では、このように、端末装置３００において色覚特性毎の色覚特性データを保持している。したがって、本実施形態によれば、端末装置３００に表示された色覚特性の一覧において選択された色覚特性と対応する色覚特性データを画像投影装置１００に送信し、画像投影装置１００の記憶部５２に保持させることができる。

【0097】

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、色覚特性データを利用者が調整できる点が、第一及び第二の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0098】

図１２は、第三の実施形態の画像投影装置を説明する図である。

【0099】

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、例えば、台座２０等に設置され、利用者Ｐが画像投影装置１００Ａの中を覗くように眼球を近づけた状態で、色覚特性データの調整（修正）が行われる。尚、図１２の例では、利用者Ｐが椅子に着席して画像投影装置１００Ａを利用する例を示しているが、これに限定されない。利用者Ｐは、起立した状態で画像投影装置１００Ａを利用しても良い。

【0100】

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、色覚特性毎の色覚特性データを保持しており、利用者の操作に応じて、色覚特性データにおける混同色と対応付けられたＲ出力値、Ｇ出力値、Ｂ出力値の値を変更する。

【0101】

以下に、図１３を参照して、本実施形態の画像投影装置１００Ａのハードウェア構成について説明する。図１３は、第三の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。

【0102】

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、通信部２０、制御部３０、記憶部４０、レーザ出力制御部５０、レーザ照射部６０、入力部７０、出力部８０を有する。

【0103】

通信部２０は、画像投影装置１００Ａと、外部装置との通信を行うための通信装置である。具体的には、例えば、通信部２０は、ネットワーク等を介して、端末装置１と通信を行う。尚、通信部２０による通信の方式は、画像投影装置１００Ａと外部装置とが通信を行うことができれば、どのような方式であっても良い。

【0104】

端末装置１は、例えば、医療機関等に設けられていても良いし、第一の実施形態で説明した眼鏡型の画像投影装置１００を提供する店舗等に配置されたものであっても良い。また、通信部２０は、例えば、第一の実施形態で説明した眼鏡型の画像投影装置１００と通信を行っても良い。

【0105】

制御部３０は、例えば、演算処理装置等であり、本実施形態の画像投影装置１００Ａの動作の全体を制御する。

【0106】

記憶部４０は、制御部３０により実行されるプログラムや、演算により取得された各種の値等を格納する。また、記憶部４０は、色覚特性毎の、色の調整に用いる画像の画像データが格納されていても良い。さらに、記憶部４０は、利用者によって調整された調整後の色覚特性データが、利用者を特定する情報と共に格納されても良い。

【0107】

入力部７０は、画像投影装置１００Ａに対して各種の情報を入力するためのものである。具体的には、例えば、入力部７０は、混同色に代えて投影させる色を調整する際に、利用者によって操作される入力装置であり、例えば、上下左右方向の矢印が印字されたキーボードや、ジョイスティックなどが好適である。

【0108】

入力部７０をこのような構成とすれば、色の調整において、キーボードを押下したり、ジョイスティックを倒すことによって、濃度や彩度等を変更することができる。

【0109】

また、利用者Ｐは、レーザ照射部６０に眼を当てているため、入力部７０を見るためにレーザ照射部６０から眼を外すことは効率が悪い。このため、入力部７０をキーボードとすれば、上下左右を示す操作部を配置することができ、好ましい。さらに、キーボードに突起等を設けることによって、キーボードを見なくても入力できるようにすると、尚好ましい。さらに、入力部７０をジョイスティックとすれば、なお好適である。

【0110】

出力部８０は、画像投影装置１００Ａから各種の情報を出力するためのものである。具体的には、例えば、出力部８０は、混同色に代わる色を調整した後の色覚特性データを、記憶部４０へ記憶させたり、記録媒体等に書き出すためのものであっても良い。また、出力部８０は、利用者の色覚特性を選択させるための一覧画面を表示させるディスプレイであっても良い。

【0111】

次に、本実施形態の画像投影装置１００Ａの機能について説明する。図１４は、第三の実施形態の画像投影装置の機能を説明する図である。

【0112】

図１４に示す各部は、制御部３０が記憶部４０に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される。

【0113】

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、入力受付部１３１、表示制御部１３２、調整用画像データ出力部１３３、色覚特性データ生成部１３４、データ格納部１３５を有する。

【0114】

入力受付部１３１は、入力部７０等からの情報の入力を受け付ける。表示制御部１３２は、出力部８０であるディスプレイに対する表示を制御する。

【0115】

調整用画像データ出力部１３３は、ディスプレイに表示された色覚特性の一覧において選択された色覚特性と対応する調整用画像データをデータ格納部１３５から読み出して、レーザ出力制御部５０へ渡す。

【0116】

色覚特性データ生成部１３４は、入力受付部１３１が受け付けた操作に応じて、調整用画像データに含まれる各色のＲ出力値、Ｇ出力値、Ｂ出力値を変更し、変更後のＲ出力値、Ｇ出力値、Ｂ出力値を含む利用者別色覚特性データを生成し、データ格納部１３５へ格納する。

【0117】

データ格納部１３５は、調整用画像データ５６、利用者別色覚特性データ５７を格納する。

【0118】

本実施形態の調整用画像データ５６は、例えば、色覚特性毎に設けられていても良い。また、調整用画像データは、図６に示す混同直線以外の直線上の色によって表現されるグラデーションの画像等であっても良い。

【0119】

具体的には、例えば、データ格納部１３５は、色覚特性が１型２色覚の場合には、調整用画像データ５６の一部として、図６（Ａ）の直線Ｌ２１上にプロットされる色によって表現されるグラデーションの画像を保持していても良い。

【0120】

また、データ格納部１３５は、例えば、色覚特性が２型２色覚の場合には、調整用画像データ５６の一部として、図６（Ｂ）に示す直線Ｌ４１上にプロットされる色によって表現されるグラデーションの画像を保持していても良い。

【0121】

次に、図１５を参照して、本実施形態の画像投影装置１００Ａにおける動作について説明する。図１５は、第三の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

【0122】

本実施形態の画像投影装置１００Ａは入力受付部１３１により、利用者情報の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１５０１）。ステップＳ１５０１において、利用者情報を受け付けない場合、画像投影装置１００Ａは、待機する。尚、利用者情報とは、利用者を特定する情報であれば良く、例えば、利用者の氏名等であっても良いし、利用者の識別情報（利用者ＩＤ）等であっても良い。

【0123】

ステップＳ１５０１において、利用者情報の入力を受け付けると、画像投影装置１００Ａは、色覚特性の一覧を出力部８０に表示させる（ステップＳ１５０２）。尚、色覚特性の一覧を示す情報は、図示していないが、記憶部４０に保持されていても良い。

【0124】

続いて、画像投影装置１００Ａは、入力受付部１３１により、色覚特性の選択を受け付けた否かを判定する（ステップＳ１５０３）。ステップＳ１５０３において、色覚特性の選択を受け付けない場合、画像投影装置１００Ａは、選択を受け付けるまで待機する。

【0125】

ステップＳ１５０３において、色覚特性の選択を受け付けると、画像投影装置１００Ａは、調整用画像データ出力部１３３により、選択された色覚特性と対応する調整用画像データを読み出してレーザ出力制御部５０へ出力し、レーザ出力制御部５０により調整用画像データを利用者の網膜に投影させる（ステップＳ１５０４）。

【0126】

続いて、画像投影装置１００Ａは、入力受付部１３１により、色の調整を行う操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１５０５）。ステップＳ１５０５において、色の調整を受け付けない場合、画像投影装置１００Ａは、後述するステップＳ１５０８へ進む。

【0127】

ステップＳ１５０５において、色の調整を受け付けた場合、画像投影装置１００Ａは、調整の内容をレーザ出力制御部５０へ通知し、出力制御部５３により、ＲＧＢそれぞれのレーザ光源の出力値を操作に応じた出力値に変更させる（ステップＳ１５０６）。

【0128】

続いて、画像投影装置１００Ａは、色の調整が終了したか否かを判定する（ステップＳ１５０７）。具体的には、画像投影装置１００Ａは、調整の終了を示す操作を受け付けたか否かによって、調整の終了か否かを判定しても良い。

【0129】

ステップＳ１５０７において、調整が終了していない場合、画像投影装置１００Ａは、ステップＳ１５０５へ戻る。ステップＳ１５０７において、調整が終了した場合、画像投影装置１００Ａは、色覚特性データ生成部１３４により、混同色と、調整用画像データの各色と対応するＲＧＢの出力値とを対応付けた色覚特性データに、利用者情報を付与した利用者別色覚特性データ５７を生成し、データ格納部１３５に格納して（ステップＳ１５０８）、処理を終了する。

【0130】

尚、本実施形態の画像投影装置１００Ａは、データ格納部１３５に格納された利用者別色覚特性データ５７を、第一の実施形態で説明した画像投影装置１００に直接送信しても良い。

【0131】

以上のように、本実施形態によれば、色覚特性データを利用者毎に生成することができる。

【0132】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0133】

５０ レーザ出力制御部
５１ 画像入力部
５２ 記憶部
５３ 出力制御部
５５ 色覚特性データ
６０ レーザ照射部
１００、１００Ａ 画像投影装置
２００ 画像投影システム
３００ 端末装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】