專利名稱：視標(biāo)顯現(xiàn)裝置、圖像顯示系統(tǒng)以及車載用顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向觀測(cè)者顯現(xiàn)視標(biāo)的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置、圖像顯示系統(tǒng)以及車載用顯示裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，使用視覺(jué)終端裝置(例如個(gè)人電腦的顯示器等)的操作(以下稱作“VDT操作”)日益增加。通過(guò)該信息技術(shù)的進(jìn)步，能夠大幅提高操作效率以及操作精度。但是，長(zhǎng)時(shí)間的VDT操作會(huì)使操作者眼睛發(fā)生疲勞。同樣的眼睛疲勞在長(zhǎng)時(shí)間地視聽(tīng)電視顯示器的情況下等也會(huì)產(chǎn)生。下面，對(duì)人眼進(jìn)行說(shuō)明。圖16表示人眼睛的構(gòu)造。為使從注視物體發(fā)出的光線L 按順序地通過(guò)角膜60、瞳孔61、晶狀體62、玻璃體63而在視網(wǎng)膜64上成像，睫狀肌(包含懸韌帶)65具有改變晶狀體62的厚度來(lái)調(diào)整晶狀體62屈光力的功能。該功能稱為焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能。換言之，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能(焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))是指根據(jù)晶狀體62與視標(biāo)之間的距離來(lái)改變晶狀體62的屈光力，從而總是使圖像成像在視網(wǎng)膜64上的功能(機(jī)構(gòu))。一般地，在操作者近距離地注視視覺(jué)終端裝置或者電視顯示器的顯示畫面時(shí)，作為焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的驅(qū)動(dòng)源的睫狀肌65處于緊張狀態(tài)。在近處聚焦引起的副交感神經(jīng)的異常興奮和睫狀肌65的緊張狀態(tài)是眼睛疲勞的原因之一。若緊張狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間地持續(xù)，則睫狀肌65的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能就會(huì)暫時(shí)性地降低。因此，在日本國(guó)專利第3766681號(hào)公報(bào)(以下稱為“專利文獻(xiàn)1”)中，公開(kāi)了用于促進(jìn)眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能活躍地活動(dòng)來(lái)恢復(fù)視力的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置。專利文獻(xiàn)1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置是通過(guò)使視標(biāo)在注視視標(biāo)的觀測(cè)者的視線上沿遠(yuǎn)近方向反復(fù)地移動(dòng)，來(lái)使觀測(cè)者的眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能活性化的裝置。不過(guò)，一般認(rèn)為與如專利文獻(xiàn)1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置那樣刺激疲勞的眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能來(lái)促進(jìn)活性的方法相比，毋容置疑地通過(guò)VDT操作或視聽(tīng)行為，來(lái)一直持續(xù)地對(duì)眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能進(jìn)行刺激，從而防止眼睛的疲勞于未然的方法是更為理想的防止眼疲勞方法。因此，考慮到向一般的VDT操作現(xiàn)場(chǎng)或家庭的導(dǎo)入，優(yōu)選視標(biāo)顯現(xiàn)裝置是小型的。另外， 當(dāng)考慮到操作性和視認(rèn)性時(shí)，像在觀測(cè)者的視網(wǎng)膜上需要在規(guī)定的大小以上。但是，在專利文獻(xiàn)1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，裝置的全長(zhǎng)與視標(biāo)的移動(dòng)距離相等。因而，為了緩解眼疲勞而使觀測(cè)者得到滿意的效果，這需要以數(shù)米的規(guī)模移動(dòng)視標(biāo)。因此，在專利文獻(xiàn)1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，存在裝置整體大型化的問(wèn)題。另外，在顯示一定大小的圖像的物體發(fā)生移動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者的視網(wǎng)膜上的顯示圖像的大小會(huì)根據(jù)物體的位置而極端地變化。用圖像的顯示尺寸變化等方法來(lái)解決上述顯示圖像的大小的變化存在困難。作為解決該問(wèn)題的裝置，已知有使用了凹面鏡的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置(例如參照日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平6-27411號(hào)公報(bào)(以下稱為“專利文獻(xiàn)2”))。該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將被凹面鏡放大而成像的虛像作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者。
圖17表示使用了凹面鏡70的圖像顯示的原理。凹面鏡70的鏡面(反射面)是球面。F是凹面鏡70的焦點(diǎn)位置。當(dāng)作為實(shí)像的物體A處于比凹面鏡70的焦點(diǎn)位置F靠近凹面鏡70側(cè)(圖17的右側(cè))時(shí)，由凹面鏡70形成的像成為由B表示的正立虛像。凹面鏡70與虛像B之間的距離b通過(guò)凹面鏡70與物體A之間的距離a和焦點(diǎn)距離f表示為b = aXf/(a-f) (1)另夕卜，當(dāng)將物體A的大小設(shè)為A1A2時(shí)，虛像B的大小ΒΛ為B1B2 = A1A2X |f |/|a-f (2)在上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，將在凹面鏡70的中心點(diǎn)0和焦點(diǎn)位置F的范圍內(nèi)移動(dòng)物體A時(shí)所形成的虛像B設(shè)為觀測(cè)對(duì)象。由此，相對(duì)于物體A的小幅移動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)成為觀測(cè)對(duì)象的虛像B的大幅移動(dòng)，能夠形成以防止視力降低為目的的視覺(jué)裝置。作為上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的可實(shí)施的例子，例如在使用由f = 150mm、曲率半徑為300mm的球面構(gòu)成的凹面鏡 70的情況下，當(dāng)a = 100讓時(shí)，b = -0. 3m ；當(dāng)a = 148讓時(shí)，b = -11. 0m。與物體A的移動(dòng)相比，虛像B能夠?qū)崿F(xiàn)非常大的移動(dòng)。即，通過(guò)物體A的小幅移動(dòng)就能夠?qū)崿F(xiàn)作為觀測(cè)對(duì)象的虛像B的大幅移動(dòng)。因而，通過(guò)改變物體A與凹面鏡70之間的距離a，能夠刺激注視物體的虛像B的觀測(cè)者的眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能。另外，隨著物體A向焦點(diǎn)位置F靠近而虛像B向遠(yuǎn)點(diǎn)靠近，虛像B相對(duì)于物體A的放大率變大。其結(jié)果，即使距離b發(fā)生了變化，虛像B在觀測(cè)者的眼睛的視網(wǎng)膜上的大小也幾乎恒定。綜上上述，在使用了凹面鏡70的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，通過(guò)使物體A與凹面鏡70的距離a連續(xù)地變化，能夠持續(xù)地刺激注視物體A的虛像B的觀測(cè)者的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能。其結(jié)果， 在使用了凹面鏡70的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，通過(guò)使物體A與凹面鏡70的光學(xué)距離發(fā)生變化，能夠緩解眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。而且，在上述那樣的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，鑒于觀測(cè)者的舒適性而采用用雙眼來(lái)視覺(jué)識(shí)別虛像B的方式。但是，在如圖17所示那樣配置物體A和凹面鏡70的情況下，存在物體A會(huì)遮擋注視虛像B的觀測(cè)者的視線這樣的問(wèn)題。在圖18中示出了解決該問(wèn)題的方法的一個(gè)例子(例如參照專利文獻(xiàn)2，日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平11-M4239號(hào)公報(bào)(以下稱作“專利文獻(xiàn)3”)和日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)2000-171751號(hào)公報(bào)(以下稱作“專利文獻(xiàn)4”))。在圖18中，與凹面鏡70的光軸Lx斜交的半反射鏡71設(shè)置在凹面鏡70與觀測(cè)者P之間。若設(shè)置成來(lái)自物體A的光線被半反射鏡71面向凹面鏡70地沿凹面鏡70的光軸方向反射，則來(lái)自物體A的光線會(huì)被半反射鏡71 反射，從而由凹面鏡70來(lái)形成物體A的虛像。并且，觀測(cè)者P能夠觀測(cè)到透過(guò)了半反射鏡 71的虛像。在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了使用凹面鏡和半反射鏡的裝置。專利文獻(xiàn)2的裝置在飛行模擬器或宇宙對(duì)接模擬器等各種模擬器中，通過(guò)使顯示物的虛像的成像距離與顯示物的真實(shí)距離一致，能夠提高模擬器的效果。而且，在專利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了小型且為了進(jìn)行各種各樣的視距下的視力測(cè)量而使用了凹面鏡原理的視力測(cè)量裝置。在專利文獻(xiàn)4中，公開(kāi)了為了防止視力降低而使視標(biāo)位置前后、上下、左右地移動(dòng)的頭戴式顯示器。但是，在使用了以往的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的情況下，觀測(cè)者P隨著作為視標(biāo)的虛像逐漸遠(yuǎn)離，幾乎無(wú)需改變晶狀體的屈光力。因此，睫狀肌始終為緊張狀態(tài)，緩解焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能疲勞的效果較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述內(nèi)容而成，本發(fā)明的目的在于提供能夠充分緩解觀測(cè)者焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能疲勞的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置、圖像顯示系統(tǒng)以及車載用顯示裝置。本發(fā)明的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置是將物體的虛像作為視標(biāo)而顯現(xiàn)給觀測(cè)者的裝置。上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備凹面鏡、距離調(diào)整單元。上述凹面鏡設(shè)置成上述凹面鏡與上述物體之間的光學(xué)距離比上述凹面鏡的焦點(diǎn)距離短，并且用于形成上述虛像。上述距離調(diào)整單元構(gòu)成為使上述光學(xué)距離在比上述凹面鏡的焦點(diǎn)距離短的范圍內(nèi)變化，并且使上述虛像位置越遠(yuǎn)上述虛像的移動(dòng)速度越快。上述物體是指例如圖像、顯示上述圖像的圖像顯示裝置或立體物等。圖像包括運(yùn)動(dòng)圖像(視頻)、靜態(tài)圖像(照片、繪畫)等。在以下的記述中也同樣。根據(jù)該構(gòu)成，由于虛像位置越遠(yuǎn)虛像的移動(dòng)速度越快，因此不僅在虛像位于觀測(cè)點(diǎn)的近處時(shí)，遠(yuǎn)離觀測(cè)點(diǎn)時(shí)也能夠使觀測(cè)者的晶狀體屈光力的時(shí)間變化在恒定以上。由此， 能夠充分地緩解觀測(cè)者焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。優(yōu)選上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備與上述凹面鏡的光軸斜交地設(shè)置的半反射鏡。上述物體被配置為在上述半反射鏡的凹面鏡側(cè)發(fā)生反射并投影到上述凹面鏡上，并且該物體的虛像經(jīng)由該半反射鏡被顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。根據(jù)該構(gòu)成，由于半反射鏡與凹面鏡的光軸斜交，因此當(dāng)向觀測(cè)者顯現(xiàn)作為視標(biāo)的虛像時(shí)，能夠防止物體本身成為障礙物的情況。優(yōu)選上述距離調(diào)整單元使上述物體移動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)成，由于距離調(diào)整單元使物體移動(dòng)，因此能夠使物體的虛像移動(dòng)，因此與通過(guò)凹面鏡的移動(dòng)來(lái)使虛像移動(dòng)的情況相比，無(wú)需改變觀測(cè)者眼睛的位置。即，觀測(cè)者能夠在相同的觀測(cè)點(diǎn)視覺(jué)識(shí)別視標(biāo)。優(yōu)選上述光學(xué)距離越長(zhǎng)上述距離調(diào)整單元使上述物體的移動(dòng)速度越快。根據(jù)該構(gòu)成，還能夠使虛像離觀測(cè)點(diǎn)越遠(yuǎn)虛像的移動(dòng)速度越快。優(yōu)選觀測(cè)點(diǎn)位于上述凹面鏡的前方，上述距離調(diào)整單元按照上述觀測(cè)點(diǎn)與上述物體的虛像之間的距離的倒數(shù)的時(shí)間變化恒定的方式來(lái)使該物體移動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)成，由于按照觀測(cè)點(diǎn)與物體的虛像之間的距離的倒數(shù)的時(shí)間變化恒定的方式來(lái)移動(dòng)物體，因此能夠更有效地使虛像離觀測(cè)點(diǎn)越遠(yuǎn)虛像的移動(dòng)速度越快，因此能夠更加緩解觀測(cè)者焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。優(yōu)選上述距離調(diào)整單元按照重復(fù)上述視標(biāo)的往返運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)使上述光學(xué)距離變化。根據(jù)該構(gòu)成，由于視標(biāo)重復(fù)往返運(yùn)動(dòng)，因此能夠有效地改變觀測(cè)者的晶狀體的屈光力，因此能夠更加緩解觀測(cè)者焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。優(yōu)選上述距離調(diào)整單元使上述視標(biāo)周期性地移動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)成，由于視標(biāo)周期性地往返運(yùn)動(dòng)，因此能夠更頻繁地改變觀測(cè)者的晶狀體的屈光力，因而能夠進(jìn)一步緩解觀測(cè)者的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。
6
優(yōu)選上述距離調(diào)整單元使上述視標(biāo)連續(xù)地移動(dòng)。根據(jù)該構(gòu)成，由于視標(biāo)連續(xù)地移動(dòng)，因此能夠使物體的虛像緩慢地移動(dòng)，因而能夠使觀測(cè)者感覺(jué)不到物體虛像的移動(dòng)。優(yōu)選上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備顯示作為上述物體的圖像平板顯示器。根據(jù)該構(gòu)成，由于具備平板顯示器來(lái)作為顯示作為物體的圖像的設(shè)備，因此與曲面面板相比能夠成為光學(xué)性優(yōu)良的構(gòu)成。優(yōu)選上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備降低上述虛像的失真的降低單元。根據(jù)該構(gòu)成，由于減少成為視標(biāo)的虛像的失真，因此能夠給予觀測(cè)者意識(shí)不到視標(biāo)失真地防止眼睛焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能疲勞的效果。優(yōu)選上述降低單元使用上述凹面鏡而形成，上述凹面鏡的鏡面形成為非球面以便降低上述虛像的失真。根據(jù)該構(gòu)成，由于凹面鏡的鏡面為非球面，因此無(wú)論物體的表面是平面還是曲面， 都能夠提高降低視標(biāo)失真的效果。優(yōu)選越靠近該鏡面的中央部，上述凹面鏡的上述鏡面的曲率半徑越大。根據(jù)該構(gòu)成，由于越靠近凹面鏡的鏡面的中央部曲率半徑越大，能夠進(jìn)一步地減小視標(biāo)的失真。優(yōu)選上述凹面鏡在向上述觀測(cè)者顯現(xiàn)上述視標(biāo)時(shí)，連接該觀測(cè)者雙眼的第1方向相比于與該第1方向正交的第2方向，上述鏡面的中央部的曲率半徑與端部的曲率半徑之比較大。根據(jù)該構(gòu)成，由于連接觀測(cè)者的雙眼的第1方向相比于與第1方向正交的第2方向，鏡面的中央部的曲率半徑與端部的曲率半徑之比較大，因此能夠使第1方向視標(biāo)的失真小于第2方向視標(biāo)的失真，因此能夠抑制由于雙眼的視差而虛像更加失真從而看起來(lái)是立體的情況。優(yōu)選上述降低單元使用上述物體而形成，上述物體的表面形成為曲面以便降低上述虛像的失真。根據(jù)該構(gòu)成，由于物體的表面為曲面，因此無(wú)論凹面鏡的鏡面是球面還是非球面， 都能夠增強(qiáng)降低視標(biāo)失真的效果。優(yōu)選上述物體向上述凹面鏡側(cè)凸出。根據(jù)該構(gòu)成，由于物體向凹面鏡側(cè)凸出，能夠進(jìn)一步地減小視標(biāo)失真。優(yōu)選上述物體形成為圓筒狀地彎曲，在向上述觀測(cè)者顯現(xiàn)上述視標(biāo)時(shí)，上述物體的軸方向與連接該觀測(cè)者雙眼的方向正交。根據(jù)該構(gòu)成，能夠在當(dāng)對(duì)凹面鏡投影物體時(shí)在連接觀測(cè)者雙眼的方向，特別地減小虛像的失真，因而能夠抑制虛像由于雙眼視差而虛像更加失真從而看起來(lái)是立體的情況。優(yōu)選上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備顯示圖像的平板顯示器，上述降低單元使用上述物體而形成，上述物體是上述平板顯示器所顯示的圖像，上述圖像被預(yù)先變形以便在投影到上述凹面鏡上時(shí)減小上述虛像的失真。根據(jù)該構(gòu)成，由于預(yù)先使平板所顯示的圖像變形，因此無(wú)論凹面鏡的鏡面是球面還是非球面，都能夠增強(qiáng)降低視標(biāo)失真的效果。
本發(fā)明的圖像顯示系統(tǒng)具備上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置和顯示圖像的圖像顯示裝置。上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由上述圖像顯示裝置顯示的圖像的虛像作為上述視標(biāo)顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。本發(fā)明的車載用顯示裝置具備上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置和提供與駕駛相關(guān)信息的圖像顯示裝置。上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由上述圖像顯示裝置提供的上述信息的虛像作為上述視標(biāo)顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。優(yōu)選上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備對(duì)上述觀測(cè)者的視距進(jìn)行推算的視距推算裝置，并且按照上述觀測(cè)者的視距變長(zhǎng)時(shí)上述虛像的視距也變長(zhǎng)的方式來(lái)使上述圖像顯示裝置與上述凹面鏡之間的光學(xué)距離發(fā)生變化。根據(jù)該構(gòu)成，由于使駕駛員(觀測(cè)者)在駕駛中注視的前方的視距和與駕駛相關(guān)的信息的視距一致，因此能夠緩解伴隨駕駛者焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的疲勞。


圖1是表示實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的構(gòu)成的外觀圖。
圖2是用于說(shuō)明實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的動(dòng)作的圖。
圖3是在實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中表示虛像的移動(dòng)速度的圖。
圖4是在實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置表示虛像的移動(dòng)速度的其它例子的圖。
圖5是表示實(shí)施方式2的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的各設(shè)計(jì)參數(shù)的圖。
圖6A是表示實(shí)施方式2的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的成像點(diǎn)的圖。
圖6B是表示任意的χ的概率分布的圖。
圖7是表示實(shí)施方式2的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的形狀的圖。
圖8是表示實(shí)施方式3的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的形狀的圖。
圖9是表示實(shí)施方式4的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的形狀的圖。
圖10是表示實(shí)施方式5的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的各設(shè)計(jì)參數(shù)的圖。
圖11是表示實(shí)施方式5的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的圖像顯示裝置的形狀的圖。
圖12是表示實(shí)施方式5的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的形狀的圖。
圖13是實(shí)施方式8的配置圖。
圖14是實(shí)施方式8的外觀圖。
圖15A是在實(shí)施方式9中視覺(jué)識(shí)別遠(yuǎn)處時(shí)的情況的圖。
圖15B是在實(shí)施方式9中視覺(jué)識(shí)別近處時(shí)的情況的圖。
圖16是表示人的眼球構(gòu)造的截面圖。
圖17是表示凹面鏡的原理的圖。
圖18是表示使用凹面鏡和半反射鏡的構(gòu)成的圖。
圖19是對(duì)雙眼單視界進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖20是表示以往的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的虛像的失真的圖。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)首先，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖1表示本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的構(gòu)成。如圖1所示，該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備圖像顯示裝置(視頻顯示裝置)1、凹面鏡2、半反射鏡3和移動(dòng)裝置4。圖像顯示裝置1構(gòu)成為在圖像顯示面(視頻顯示面)10上顯示圖像(視頻)。凹面鏡2設(shè)置成圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離比焦點(diǎn)距離短。半反射鏡3設(shè)置成與凹面鏡2的光軸Lx斜交。凹面鏡2的光軸Lx穿過(guò)觀測(cè)者P的觀測(cè)位置(以下稱為“觀測(cè)點(diǎn)”)。移動(dòng)裝置4構(gòu)成為使圖像顯示裝置1移動(dòng)。 本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由凹面鏡2成像的虛像B(參照?qǐng)D17)作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。為了降低在凹面鏡2中的虛像失真，優(yōu)選本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1的圖像顯示面10為平面。因此，本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1是例如液晶面板或有機(jī)電致發(fā)光 (Organic Electro-Luminescence，以下稱為“有機(jī)EL”)顯示器等小型的平板顯示器。圖像顯示裝置1所顯示的圖像內(nèi)容不是被特別限定的內(nèi)容，可以是例如文件、靜態(tài)畫面(照片、 繪畫)、運(yùn)動(dòng)圖像(視頻)或游戲等適合觀測(cè)者P愛(ài)好的內(nèi)容。圖像顯示裝置1能夠容易地控制顯示圖像的切換或?qū)︼@示圖像的圖像處理等。其中，本實(shí)施方式的圖像相當(dāng)于本發(fā)明的物體。另外，圖像顯示裝置1通過(guò)具備對(duì)與后述虛像位置對(duì)應(yīng)的圖像的失真、明亮度或顯示大小進(jìn)行校正的控制裝置(未圖示)，能夠降低觀測(cè)者P對(duì)虛像移動(dòng)的意識(shí)，能夠與以往的VDT或電視顯示器同樣地使觀測(cè)者P集中于VDT操作或視聽(tīng)行為。并且，圖像顯示裝置1為了對(duì)觀測(cè)者P顯現(xiàn)恒定明亮度的虛像B，能夠根據(jù)圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離(圖像顯示裝置1相對(duì)于凹面鏡2的相對(duì)位置)來(lái)使顯示圖像的明亮度發(fā)生變化。另外，圖像顯示裝置1能夠根據(jù)觀測(cè)者P的愛(ài)好來(lái)改變顯示圖像的明亮度。凹面鏡2構(gòu)成為使圖像顯示裝置1所顯示的圖像發(fā)生反射，并經(jīng)由半反射鏡3將圖像的虛像B(參照?qǐng)D17)作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。作為觀測(cè)者P的觀測(cè)位置的觀測(cè)點(diǎn)位于凹面鏡2的前方(圖1的左方)。半反射鏡3設(shè)置成與凹面鏡2的光軸Lx以45°的角度交差。圖像顯示裝置1所顯示的圖像在半反射鏡3中向凹面鏡2沿凹面鏡2的光軸Lx的方向反射。圖像的虛像B 透過(guò)半反射鏡3顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。通過(guò)上述那樣的圖像顯示裝置1、凹面鏡2以及半反射鏡3的配置，圖像顯示裝置 1所顯示的圖像在半反射鏡3的凹面鏡2側(cè)發(fā)生反射，并被凹面鏡2投影，觀測(cè)者P能夠經(jīng)由半反射鏡3來(lái)視覺(jué)識(shí)別上述圖像的虛像B。由此，與在觀測(cè)者P與凹面鏡2之間設(shè)有圖像顯示裝置1的構(gòu)造不同，圖像顯示裝置1不會(huì)遮擋觀測(cè)者P的視線。移動(dòng)裝置4是圖像顯示裝置1的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，具備支承板40、直線導(dǎo)軌41、進(jìn)給螺旋 42、滑輪43a以及滑輪帶43b、馬達(dá)44和控制部45。移動(dòng)裝置4相當(dāng)于本發(fā)明的距離調(diào)整單元。圖像顯示裝置1被支承板40支承。直線導(dǎo)軌41支撐支承板40。馬達(dá)44是成為移動(dòng)裝置4的驅(qū)動(dòng)源的電子馬達(dá)?；?3a以及滑輪帶4 將馬達(dá)44的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳送給進(jìn)給螺旋42?？刂撇?5控制馬達(dá)44。即，移動(dòng)裝置4利用進(jìn)給螺旋42將由馬達(dá)44產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變換成直線運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)圖像顯示裝置1在上下方向(圖1的箭頭方向) 移動(dòng)。此時(shí)，控制部45按照使圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離在比凹面鏡2的焦點(diǎn)距離短的范圍內(nèi)發(fā)生變化的方式來(lái)使圖像顯示裝置1沿上下方向移動(dòng)。另外，控制部45通過(guò)控制馬達(dá)44的旋轉(zhuǎn)速度，能夠自由地設(shè)定圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度。由此，能夠以遵從移動(dòng)速度規(guī)則等的速度來(lái)使圖像顯示裝置1移動(dòng)，該移動(dòng)速度規(guī)則適合觀測(cè)者P眼睛的生理學(xué)這方面。而且，控制部45是例如計(jì)算機(jī)的處理裝置等。作為計(jì)算機(jī)，可以是個(gè)人電腦等通用計(jì)算機(jī)，也可以是視標(biāo)顯現(xiàn)裝置專用的計(jì)算機(jī)。由于移動(dòng)裝置4使圖像顯示裝置1上下地移動(dòng)，圖像顯示裝置1的圖像顯示面10 上的圖像與凹面鏡2的光軸Lx之間的距離發(fā)生變化，從而圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離發(fā)生變化。當(dāng)上述光學(xué)距離發(fā)生變化時(shí)，凹面鏡2與虛像B之間的光學(xué)距離發(fā)生變化。接下來(lái)，對(duì)虛像B的移動(dòng)范圍進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)表示實(shí)像(圖像顯示裝置1)與虛像 B之間的位置關(guān)系的式(1)可知，隨著圖像顯示裝置1向焦點(diǎn)位置靠近，虛像B快速地向無(wú)限遠(yuǎn)處移動(dòng)。另外，一般認(rèn)為20歲年齡段的觀測(cè)者P能夠清楚地看到視標(biāo)的最近點(diǎn)、即調(diào)節(jié)近點(diǎn)是平均0. 118m(約8. 5屈光度)。因此，如果觀測(cè)者P與視標(biāo)之間的距離位于_0. Im 左右的位置，則最近的位置(最近位置)就足夠了。另一方面，最遠(yuǎn)的位置(最遠(yuǎn)位置)位于觀測(cè)者P與視標(biāo)之間的距離為-IOm(-0. 1D)左右的位置即可。觀測(cè)者P與視標(biāo)之間的距離范圍是能夠充分地得到防止眼睛焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能發(fā)生疲勞的效果的范圍?？刂撇?5按照使圖像顯示裝置1在設(shè)定成實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)位置和最近位置的移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的方式來(lái)控制馬達(dá)44。接下來(lái)，對(duì)基于控制部45的控制的圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度進(jìn)行說(shuō)明。首先， 在如圖2所示，當(dāng)將觀測(cè)者P(參照?qǐng)D1)的眼睛的晶狀體5近似成薄凸透鏡時(shí)，若將作為觀測(cè)點(diǎn)的晶狀體5的中心點(diǎn)0與虛像B (注視點(diǎn))之間的距離設(shè)為si ( < 0)、將晶狀體5的中心點(diǎn)0與視網(wǎng)膜(成像點(diǎn))N之間的距離設(shè)為s2( > 0)、將由屈光度的單位表示的晶狀體5 的屈光力設(shè)為D，則l/s2 = 1/sl+D (3)的關(guān)系成立。眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能是指通過(guò)使晶狀體5的屈光力D根據(jù)晶狀體5與虛像B之間的距離si而變化，使像總是成像在視網(wǎng)膜N上的功能。由式(3)可知，晶狀體5與虛像B 之間的距離si越大，晶狀體5與虛像B之間的距離si的時(shí)間變化對(duì)屈光力D的時(shí)間變化的影響程度越小。即，在晶狀體5與虛像B之間的距離si短的情況(近距離的情況)和長(zhǎng)的情況(遠(yuǎn)距離的情況)下，即使虛像B的移動(dòng)距離相同，在近距離時(shí)對(duì)屈光力變化的影響大，而在遠(yuǎn)距離時(shí)對(duì)屈光力變化的影響小。換言之，若想得到相同程度的屈光力變化，需要使距離越遠(yuǎn)虛像B的移動(dòng)距離的時(shí)間變化越大。而且，因?yàn)榫铙w5與視網(wǎng)膜N之間的距離s2幾乎不發(fā)生變化，所以能夠近似地設(shè)為眼球的直徑Ψ· 當(dāng)眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能健全地發(fā)揮作用時(shí)，式(3)用
l/(p=l/sl+D (4)來(lái)表示。這里，給予眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的刺激在恒定以上這可以換一種表達(dá)，即晶狀體5 的屈光力D的時(shí)間變化總是在一定值以上。因此，為了使給予眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的刺激在恒定以上，根據(jù)式(4)得到
(1/sl) ldt\= (1/sl2) x|^sl/at| > Γ ( 5 )其中，r表示閾值。根據(jù)式(5)，為了使屈光力D的時(shí)間變化I^DMtI總是恒定值(閾值Γ)，控制部45(參照?qǐng)D1)按照使晶狀體5與虛像B之間的距離Sl的倒數(shù)Ι/sl的時(shí)間變化
(1/sl) /仇|為恒定的方式來(lái)控制馬達(dá)44(參照?qǐng)D1)，進(jìn)而使圖像顯示裝置1(參照?qǐng)D 1)移動(dòng)即可。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)式(5)，需要使晶狀體5與虛像B之間的距離si越長(zhǎng)，虛像B的移動(dòng)速度|溈1/仇|越快，以便即使晶狀體5與虛像B之間的距離si發(fā)生了變化，屈光力D的時(shí)間變化…D/ft|也保持恒定值(閾值Γ)。而且，為了使虛像B以目標(biāo)速度移動(dòng)，參照式⑴ 來(lái)計(jì)算出圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度即可。在該情況下，式(1)中的b是距離Si?？刂撇?45按照?qǐng)D像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離越長(zhǎng)，圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度越快的方式來(lái)控制馬達(dá)44的動(dòng)作。由此，能夠使離作為觀測(cè)點(diǎn)的晶狀體5越遠(yuǎn)，虛像B的移動(dòng)速度Psl/溈I越進(jìn)一步地加快。對(duì)圖像的虛像B的移動(dòng)速度的具體例進(jìn)行說(shuō)明。首先，當(dāng)以屈光度的單位Ds = 1/sl (6)表示晶狀體5與虛像B之間的距離si時(shí)，式⑷表示為
l/<p=Ds+D (7)根據(jù)式(7)，得到> Γ (8)其中，r表示閾值。在例如以恒定速度使睫狀肌的張力發(fā)生變化時(shí)，S卩，在將晶狀
體5的屈光力D的時(shí)間變化…D/^t|·設(shè)為恒定值時(shí)，根據(jù)式⑶，^DsMtI為恒定值。這是在
本實(shí)施方式的移動(dòng)速度規(guī)則中，簡(jiǎn)單且符合與眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能相關(guān)的生理方面的移動(dòng)速度。依據(jù)該法則，控制部45(參照?qǐng)D1)控制馬達(dá)44(參照?qǐng)D1)來(lái)使圖像顯示裝置1(參照?qǐng)D1)移動(dòng)。在圖3中示出控制部45控制馬達(dá)44，來(lái)使例如晶狀體5與虛像B之間的距離si以120秒的周期從0. 5m移動(dòng)到5. Om時(shí)的一個(gè)周期的移動(dòng)速度ν。而且，在依據(jù)該法則的情況下，由于在晶狀體5與虛像B之間的距離si為5. Om的端點(diǎn)，會(huì)引起移動(dòng)速度ν的急速變化，因此設(shè)有緩沖時(shí)間Τ。使用該移動(dòng)速度ν和式(1)來(lái)計(jì)算出圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度即可。這樣通過(guò)按照使作為該觀測(cè)點(diǎn)的晶狀體5與虛像B之間的距離si的倒數(shù)Ι/sl的時(shí)間變化(1/sl) 為恒定的方式來(lái)使圖像顯示裝置ι移動(dòng)，能夠使離作為觀測(cè)點(diǎn)的晶狀體5越遠(yuǎn)，越有效地加快虛像B的移動(dòng)速度，因此能夠緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。此外，作為其它的移動(dòng)速度的實(shí)施方式，可考慮使圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度的絕對(duì)值總為恒定的方法。此時(shí)，與上述同樣地在圖4中示出使晶狀體5與虛像B之間的距離si以120秒的周期從0.5m移動(dòng)到5. Om時(shí)的一個(gè)周期的移動(dòng)速度ν。與上述同樣地，在移動(dòng)速度ν的符號(hào)發(fā)生變化部分設(shè)置有緩沖時(shí)間T。與屈光度的時(shí)間變化為恒定的情況同樣地，移動(dòng)速度ν的絕對(duì)值隨著晶狀體5與虛像B之間的距離si變長(zhǎng)而變大，但是移動(dòng)速度ν的最大值、最小值等與屈光度的時(shí)間變化為恒定的情況不同。在圖4中示出的移動(dòng)速度ν也是上述那樣的適合眼睛的生理方面的速度，并且具有與圖像顯示裝置1的移動(dòng)相關(guān)的控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。另外，在圖1中示出的控制部45按照在凹面鏡2與該凹面鏡2的焦點(diǎn)位置之間，使圖像顯示裝置1周期且連續(xù)地移動(dòng)來(lái)重復(fù)圖像顯示裝置1的往返運(yùn)動(dòng)的方式控制馬達(dá)44。 通過(guò)如此地重復(fù)圖像顯示裝置1的往返運(yùn)動(dòng)，能夠使觀測(cè)者P的晶狀體5(參照?qǐng)D幻的屈光力D有效地變化，因此能夠更加緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。另外，通過(guò)周期性地進(jìn)行圖像顯示裝置1的往返運(yùn)動(dòng)，能夠使觀測(cè)者P的晶狀體5的屈光力D更頻繁地變化， 因此能夠進(jìn)一步緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。進(jìn)一步，通過(guò)連續(xù)地使圖像顯示裝置1移動(dòng)來(lái)使圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離連續(xù)地移動(dòng)，能夠使虛像B (參照?qǐng)D2)緩慢地移動(dòng)，因此能夠使觀測(cè)者P意識(shí)不到虛像B。接下來(lái)，利用圖1對(duì)觀測(cè)者P使用本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置時(shí)的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，觀測(cè)者P從觀測(cè)點(diǎn)面向凹面鏡2的方向(圖1的X方向)來(lái)看圖像顯示裝置1的圖像的虛像B (參照?qǐng)D2~)。當(dāng)控制部45開(kāi)始驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44時(shí)，圖像顯示裝置 1開(kāi)始向上方向移動(dòng)。當(dāng)圖像顯示裝置1移動(dòng)到上限位置時(shí)，開(kāi)始向下方向移動(dòng)。隨后，當(dāng)圖像顯示裝置1移動(dòng)到下限位置時(shí)，開(kāi)始向上方向移動(dòng)。圖像顯示裝置1重復(fù)這樣的動(dòng)作。 該期間，觀測(cè)者P持續(xù)注視著虛像B。作為本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的其它的使用例，也可以與VDT操作用的裝置不同地設(shè)置視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，在VDT操作持續(xù)了一定時(shí)間時(shí)或者眼發(fā)生疲勞時(shí)，使用本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)將使凹面鏡2投影而成的虛像B (參照?qǐng)D2、作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者P，與顯現(xiàn)來(lái)自圖像顯示裝置1的圖像本身的情況相比，能夠縮短圖像顯示裝置1的移動(dòng)距離，因此能夠減小圖像顯示裝置1的移動(dòng)所需要的區(qū)域，其結(jié)果能夠使裝置本身小型化。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離越長(zhǎng)而虛像B的位置越遠(yuǎn)，從而虛像B的移動(dòng)速度越快，不僅只在虛像B位于觀測(cè)點(diǎn)附近時(shí)，遠(yuǎn)離觀測(cè)點(diǎn)時(shí)也能夠使觀測(cè)者P的晶狀體5 (參照?qǐng)D2)的屈光力D的時(shí)間變化IfDMtI 為恒定以上。由此，能夠充分地緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。無(wú)論虛像B位于遠(yuǎn)處還是近處，都能夠使觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的變化總是在恒定以上。并且，根據(jù)本實(shí)施方式，由于半反射鏡3與凹面鏡2的光軸Lx斜交，因此當(dāng)向觀測(cè)者P顯現(xiàn)作為視標(biāo)的虛像B時(shí)，能夠防止圖像顯示裝置1本身成為障礙。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于移動(dòng)裝置4使圖像顯示裝置1移動(dòng)，因此能夠使虛像 B移動(dòng)，因此與例如通過(guò)凹面鏡2的移動(dòng)來(lái)使虛像B移動(dòng)的情況相比，不需要改變觀測(cè)者P 的眼睛的位置。即，觀測(cè)者P能夠以相同觀測(cè)點(diǎn)對(duì)視標(biāo)進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別。并且，根據(jù)本實(shí)施方式，由于虛像B重復(fù)往返運(yùn)動(dòng)，因此能夠使觀測(cè)者P的晶狀體 5的屈光力D有效地變化，因此能夠進(jìn)一步地緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。而且，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置使用圖像作為物體，但是作為該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的變形例，也可以不使用圖像而使用立體物等作為物體。在該情況下，立體物等直接或者間接地安裝在支承板40上，因而可以移動(dòng)。在使用了立體物等作為物體的構(gòu)成中，上述變形例的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置也能夠進(jìn)行與本實(shí)施方式同樣的動(dòng)作，其結(jié)果也起到與本實(shí)施方式相同的效果。即，由于離觀測(cè)點(diǎn)越遠(yuǎn)立體物等的虛像的移動(dòng)速度越快，因此不僅在上述虛像位于觀測(cè)點(diǎn)的附近時(shí)，遠(yuǎn)離觀測(cè)點(diǎn)時(shí)也能夠使觀測(cè)者P的晶狀體5的屈光力D的時(shí)間變化為恒定以上，因此能夠充分地緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。無(wú)論上述虛像位于遠(yuǎn)處還是位于近處，都能夠使觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的變化總是在恒定以上。另外，為了改變圖像顯示裝置1和凹面鏡2之間的光學(xué)距離，存在只移動(dòng)圖像顯示裝置1的方式、只移動(dòng)凹面鏡2的方式和移動(dòng)凹面鏡2和圖像顯示裝置1這兩方總計(jì)3種方式。本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備只移動(dòng)圖像顯示裝置1的移動(dòng)裝置4作為距離調(diào)整單元。作為該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的變形例，也可以取代移動(dòng)裝置4或者與移動(dòng)裝置4 一起具備使凹面鏡2在凹面鏡2的光軸Lx的方向移動(dòng)的凹面鏡移動(dòng)裝置作為距離調(diào)整單元。該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置通過(guò)使凹面鏡2移動(dòng)，能夠使虛像B移動(dòng)。但是，為了使觀測(cè)者P正確地觀測(cè)虛像B，觀測(cè)者P的眼睛相對(duì)于凹面鏡2的位置被限定在某范圍內(nèi)。因而，在使凹面鏡2移動(dòng)時(shí)，也需要使觀測(cè)者P的眼睛的位置移動(dòng)。因此，在上述3種方式中，只移動(dòng)圖像顯示裝置1 的方式是最優(yōu)良且現(xiàn)實(shí)的。即，作為距離調(diào)整單元，在不需要使觀測(cè)者P的眼睛的位置移動(dòng)的方面，本實(shí)施方式的移動(dòng)裝置4比凹面鏡移動(dòng)裝置優(yōu)良且現(xiàn)實(shí)。在以下的實(shí)施方式2 10中也同樣。(實(shí)施方式2)不過(guò)，在以往的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，由于觀測(cè)者P(圖1)經(jīng)由鏡面為球面的凹面鏡 70對(duì)物體A進(jìn)行觀測(cè)，因此如圖20所示，由凹面鏡70形成的虛像B成為曲面。S卩，在以往的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中會(huì)產(chǎn)生像面彎曲。其結(jié)果，觀測(cè)者P由于雙眼視差會(huì)立體地(弦軸型那樣)感覺(jué)到虛像B，特別是在作為連接雙眼的方向的水平方向比較顯著。具體來(lái)說(shuō)，觀測(cè)者 P由于雙眼視差會(huì)如作為注視點(diǎn)的中心部凹陷而在端部向手邊彎曲的弦軸型那樣地感覺(jué)到虛像B。即，即使是表面為平面的物體A，觀測(cè)者P看到上述物體A的虛像B也會(huì)將物體A 識(shí)別成立體物。觀測(cè)者P感覺(jué)到的立體感是虛像B的進(jìn)深感。換言之，上述立體感是指觀測(cè)者P 較近地感覺(jué)近的視標(biāo)，較遠(yuǎn)地感覺(jué)遠(yuǎn)的視標(biāo)。雙眼視差在注視點(diǎn)以外的點(diǎn)在左右視網(wǎng)膜上的不對(duì)應(yīng)的位置成像時(shí)會(huì)使觀測(cè)者P感到立體感。當(dāng)觀測(cè)者P用雙眼觀測(cè)虛像B時(shí)，由于雙眼視差，與用單眼觀測(cè)虛像B時(shí)相比，對(duì)于虛像B更近地感到比基準(zhǔn)面近的點(diǎn)，更遠(yuǎn)地感到比基準(zhǔn)面遠(yuǎn)的點(diǎn)。這樣的感覺(jué)，尤其是對(duì)于作為連接雙眼的方向的水平方向比較顯著。如上述那樣觀測(cè)者P立體地感覺(jué)到平面的物體A的虛像B是指觀測(cè)者P在虛像 B失真了的狀態(tài)下觀看，即虛像B產(chǎn)生了失真。因此，在以往的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置中，存在當(dāng)緩解觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞時(shí)， 由于會(huì)使觀測(cè)者P視覺(jué)識(shí)別存在失真的虛像B，從而會(huì)給予觀測(cè)者P不協(xié)調(diào)感或不舒適感的問(wèn)題。作為用于解決上述問(wèn)題的以往的方法，考慮過(guò)增大凹面鏡70的鏡面的曲率半徑。 但是，當(dāng)僅增大凹面鏡70的鏡面的曲率半徑時(shí)，凹面鏡70的焦點(diǎn)距離f變長(zhǎng)。根據(jù)式(1)、 O)，即使使物體A與到此為止移動(dòng)了相同的量，虛像B的移動(dòng)范圍也變小進(jìn)而虛像B的放大率也變小。因此，為了增大虛像B的移動(dòng)范圍，需要增大物體A的移動(dòng)范圍。其結(jié)果，無(wú)法同時(shí)兼顧視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的小型化和大視標(biāo)的移動(dòng)。因此，在實(shí)施方式2中，對(duì)解決上述問(wèn)題的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，并且能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)失真地緩解眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置。首先，對(duì)本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖1表示本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的構(gòu)成。如圖1所示，該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置與實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置同樣地具備圖像顯示裝置1、凹面鏡2、半反射鏡3和移動(dòng)裝置4。上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由凹面鏡2成像的虛像B(參照?qǐng)D17)作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1是與實(shí)施方式1的圖像顯示裝置1同樣的構(gòu)成。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1是用于生成視標(biāo)的裝置，相當(dāng)于本發(fā)明的物體。下面，使用圖5對(duì)二維平面(圖5的xy平面)的凹面鏡2的設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。在圖 5中，為了便于說(shuō)明，省略了半反射鏡3 (參照?qǐng)D1)，只表示了圖像顯示裝置1以及凹面鏡2。 凹面鏡2的鏡面是非球面的橢圓球面，圖像顯示裝置1是平面。設(shè)計(jì)參數(shù)為凹面鏡2的軸是ml、m2，凹面鏡2的寬度是lm，圖像顯示裝置1的寬度是ls，觀測(cè)者P的入射光瞳的寬度是le，圖像顯示裝置1的位置是xs，觀測(cè)者P的入射光瞳的位置是xe，從圖像顯示裝置1上的各點(diǎn)發(fā)出的光的最大角是θ max。考慮到球面像差，如下那樣地決定虛像B的成像位置。如圖6A所示，在將從圖像顯示裝置1上的任意點(diǎn)(xs，ys)沿θ方向發(fā)出的光中被凹面鏡2反射的反射光假想地延長(zhǎng)到凹面鏡2的背面?zhèn)?χ>0)的情況下，來(lái)自圖像顯示裝置1的光通過(guò)任意χ(>0)的點(diǎn)(X，y(x, θ，xs，ys))。當(dāng)在-θ max < θ < θ max的范圍考慮y時(shí)，則對(duì)應(yīng)于任意χ的 y具有如圖6Β所示的概率分布。對(duì)應(yīng)于任意χ的y的偏差用標(biāo)準(zhǔn)差σ = σ (x，xs，ys)來(lái)表示。當(dāng)把各χ的標(biāo)準(zhǔn)差ο中成為最小標(biāo)準(zhǔn)差的χ設(shè)為xf時(shí)，由從圖像顯示裝置1的點(diǎn) (xs, ys)向-θ max < θ < θ max的方向發(fā)出的光產(chǎn)生的虛像B的成像位置(xf，yf)為 (xf, μ (y))。當(dāng) χ = xf 時(shí)，μ (y)是-θ max < θ < θ max 的范圍的 y(xf，θ , xs, ys)的平均值。虛像B的成像位置(xf，yf)是從圖像顯示裝置1上的點(diǎn)(Xs，ys)向-θ max < θ < θ max方向發(fā)出的光中的被凹面鏡2反射的反射光在凹面鏡2的背面?zhèn)燃傧氲厥諗砍勺蠲艿奈恢谩Ｔ诒緦?shí)施方式中，在圖5中示出的各設(shè)計(jì)參數(shù)為Im = 150mm、Is = 70mm、Ie = 100mm、xe = -100mm以及θ max = IOdego凹面鏡2的反射率是1. 0。凹面鏡2的鏡面形成為(ml，m2) = (300mm, 310mm)的橢圓球面(非球面)。在本實(shí)施方式的凹面鏡2中，由于軸m2比軸ml長(zhǎng)，凹面鏡2的鏡面的曲率半徑越靠中央部越大。具體來(lái)說(shuō)，相對(duì)于中央部的曲率半徑為320. 33mm，端部的曲率半徑為318. 44mm。在與連接觀測(cè)者P雙眼的y方向(第 1方向)正交的ζ方向(第2方向)，凹面鏡2的鏡面是球面。因此，在凹面鏡2中，y方向與ζ方向相比，鏡面的中央部的曲率半徑相對(duì)于端部的曲率半徑之比較大。下面，對(duì)由本實(shí)施方式的凹面鏡2形成的虛像B，邊比較邊說(shuō)明由鏡面為(ml，m2) = (300mm, 300mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例1)以及由鏡面為(ml，m2) = (310mm, 310mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例2)。圖7表示對(duì)于本實(shí)施方式(圖7的El)、比較例1 (el)以及比較例2 (e2)，按照χ方
14向的虛像B的中央部的位置一致的方式選擇出距離xs時(shí)的虛像B的形狀。當(dāng)把χ方向的虛像B的端部和中央部的位置的差設(shè)為δ時(shí)，在本實(shí)施方式中δ = 1086. 0mm，在比較例1 中δ = 1424. 4mm，在比較例2中δ = 13 . 2mm。本實(shí)施方式的位置的差δ相對(duì)于比較例1小23. 8%，相對(duì)于比較例2也小18. 0%。綜上上述，鏡面為非球面的本實(shí)施方式的失真最小。而且，距離xs在本實(shí)施方式中是-155. 1mm，在比較例1中是-145. 5mm，在比較例 2 中是-150. 2mm。綜上上述，將凹面鏡2的鏡面設(shè)為非球面，尤其是越靠鏡面的中央部曲率半徑越大，這與凹面鏡2的鏡面是球面的情況相比，能夠減小虛像B的失真、即虛像B的立體感。本實(shí)施方式的凹面鏡2相當(dāng)于本發(fā)明的降低單元。在本實(shí)施方式中，控制部45也按照?qǐng)D像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離越長(zhǎng)，圖像顯示裝置1的移動(dòng)速度越快的方式來(lái)控制馬達(dá)44的動(dòng)作。通過(guò)如上述那樣地使圖像顯示裝置1移動(dòng)，能夠越遠(yuǎn)離晶狀體越有效地提高虛像B的移動(dòng)速度，因此能夠緩減觀測(cè)者P的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。觀測(cè)者P使用本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置時(shí)的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的動(dòng)作與實(shí)施方式1 的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置同樣。作為本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的其它使用例，也可以與VDT操作用的裝置不同地設(shè)置視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，在VDT操作持續(xù)了一定時(shí)間時(shí)或眼睛發(fā)生疲勞時(shí)，使用本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)減小成為視標(biāo)的虛像B的失真(立體感)，能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)的失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使凹面鏡2的鏡面為非球面，并且越靠凹面鏡2的鏡面的中央部曲率半徑越大，無(wú)論圖像顯示裝置1的圖像顯示面10(表面)是平面還是曲面， 都能夠提高減小視標(biāo)失真的效果。特別是在本實(shí)施方式中，連接觀測(cè)者P的雙眼的y方向 (第1方向)相比于與y方向正交的ζ方向(第2方向)，通過(guò)增大鏡面的中央部相對(duì)于端部的曲率半徑之比，能夠使視標(biāo)的失真在y方向小于ζ方向，因此能夠抑制由雙眼視差引起的虛像B更大地失真從而看起來(lái)是立體的。而且，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置使用圖像顯示裝置1作為物體，但是作為該視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的變形例，也可以不使用圖像顯示裝置1而使用立體物作為物體。在該情況下， 立體物直接或者間接地安裝在支承板40上，因而是可以移動(dòng)的。使用了這樣的立體物作為物體的構(gòu)成也能夠進(jìn)行與本實(shí)施方式同樣的動(dòng)作，其結(jié)果起到與本實(shí)施方式同樣的效果。 在以下的實(shí)施方式3 5、7 10中也同樣。另外，作為本實(shí)施方式的變形例，在與連接觀測(cè)者P雙眼的y方向正交的ζ方向， 凹面鏡2的鏡面也可以是非球面的。在該情況下，在ζ方向也與y方向同樣地，凹面鏡2的鏡面是(300mm，310mm)的橢圓球面，中央部的曲率半徑為320. 33mm，與此相對(duì)端部的曲率半徑為318. 44mm。(實(shí)施方式3)在實(shí)施方式3中，對(duì)使用了比實(shí)施方式2的凹面鏡2大的凹面鏡2的情況進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，各設(shè)計(jì)參數(shù)(參照?qǐng)D5)為1m = 600mmls = 280mm，Ie = 100mm,xe = -600mm以及θ max = IOdego本實(shí)施方式的凹面鏡2的鏡面是(ml，m2) = (1200謹(jǐn)， 1300mm)的橢圓球面。關(guān)于本實(shí)施方式的凹面鏡2的鏡面，中央部的曲率半徑為1408. 33mm, 與此相對(duì)端部的曲率半徑為1389. 02mm。下面，關(guān)于由本實(shí)施方式的凹面鏡2所形成的虛像 B，邊比較邊說(shuō)明由鏡面為(ml，m2) = (1200mm, 1200mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例3)以及由鏡面為(ml，m2) = (1300mm, 1300mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例4)。而且，在XZ平面的凹面鏡2的各設(shè)計(jì)參數(shù)與xy平面的凹面鏡2的各設(shè)計(jì)參數(shù)同樣。 即，在ζ方向上，凹面鏡2的鏡面也是(1200mm，1300mm)的橢圓球面，中央部的曲率半徑為 1408. 33mm，與此相對(duì)，端部的曲率半徑為1389. 02mm。在圖8中表示對(duì)于本實(shí)施方式(圖8的E2)、比較例3(e3)以及比較例4(e4)，按照X方向的虛像B的中央部的位置一致的方式選擇距離XS時(shí)的虛像B的形狀。當(dāng)將X方向的虛像B的端部與中央部的位置的差設(shè)為δ時(shí)，在本實(shí)施方式中δ =138. 6mm，在比較例3中δ = 591. 6mm，在比較例4中δ = 383. 8mm。本實(shí)施方式的位置的差δ相對(duì)于比較例3小76. 6%，相對(duì)于比較例4也小62. 9%。綜上上述，鏡面為非球面的本實(shí)施方式的失真最小。而且，距離xs在實(shí)施例2中為-620. 6mm，在比較例3中為-538. 2mm，在比較例 4 中為-578. 1_。以上，在如本實(shí)施方式那樣凹面鏡2較大的情況下，也能夠減小視標(biāo)的失真，因此能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)的失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。(實(shí)施方式4)在實(shí)施方式4中，對(duì)使用了比實(shí)施方式2的凹面鏡2小的凹面鏡2的情況進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，各設(shè)計(jì)參數(shù)(參照?qǐng)D5)為1m = 50mm，Is = 24mm，考慮用單眼的視覺(jué)，Ie= 15mm，xe =-50mm以及θ max = IOdego本實(shí)施方式的凹面鏡2是鏡面為(ml， m2) = (100mm, 105mm)的橢圓球面。關(guān)于本實(shí)施方式的凹面鏡2的鏡面，中央部的曲率半徑為110. 25mm，與此相對(duì)，端部的曲率半徑為109. 30mm。下面，對(duì)由本實(shí)施方式的凹面鏡2 所形成的虛像B，邊比較邊說(shuō)明由鏡面為(ml，m2) = (100mm, 100mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例5)以及鏡面為(ml，m2) = (105mm, 105mm)的球面的凹面鏡所形成的虛像(比較例6)。而且，xz平面的凹面鏡2的各設(shè)計(jì)參數(shù)與xy平面的凹面鏡2的各設(shè)計(jì)參數(shù)同樣。即，在ζ方向上，凹面鏡2的鏡面也是(100mm，105mm)的橢圓球面，中央部的曲率半徑為110. 25mm，與此相對(duì)，端部的曲率半徑為109. 30mm。在圖9中表示了關(guān)于本實(shí)施方式(圖9的E3)、比較例5(e5)以及比較例6(e6)， 按照X方向的虛像B的中央部的位置一致的方式來(lái)選擇距離XS時(shí)的虛像B的形狀。在將 χ方向的虛像B的端部與中央部的位置的差設(shè)為δ時(shí)，在本實(shí)施方式中δ = 1602. 4mm，在比較例5中δ = ^49.6mm，在比較例6中δ = Μ23. 2mm。本實(shí)施方式的位置的差δ相對(duì)于比較例5小43. 8%，相對(duì)于比較例6也小33. 9%。綜上上述，鏡面為非球面的本實(shí)施方式的失真最小。而且，距離xs在本實(shí)施方式中為-54. 5mm，在比較例5中為-49. 4mm，在比較例6中為-51. 9mmο以上，在如本實(shí)施方式那樣凹面鏡2較小的情況下，也能夠減小視標(biāo)的失真，因此能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)的失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。(實(shí)施方式5)
在實(shí)施方式5中，對(duì)圖像顯示裝置1不是平面而是曲面的情況進(jìn)行說(shuō)明。即，在本實(shí)施方式中，顯示圖像的圖像顯示面10是曲面。作為本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1，使用能夠自由地彎折的撓性顯示器。上述撓性顯示器例如存在基板使用塑料薄膜的有機(jī)EL顯示器或使用了電泳方式的電子紙等。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1相當(dāng)于本發(fā)明的物體以及降低單元。然而，作為連接雙眼的方向的水平方向(圖1的y方向)與垂直方向(與水平方向正交的方向，圖1的Z方向)相比，觀測(cè)者P由于雙眼視差的影響會(huì)對(duì)虛像B的失真更加敏感。因此，在本實(shí)施方式中，考慮圖像顯示裝置1的制作難易度，只在使顯示在圖像顯示裝置1上的圖像向凹面鏡2投影時(shí)成為水平方向的方向，使圖像顯示裝置1成為對(duì)凹面鏡 2側(cè)付與了凸曲率的形狀，即圓筒的一部分的形狀(截面為圓弧狀)。即，在圖10中，圖像顯示裝置1在y方向上是向右側(cè)凸出的，但是在實(shí)際的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置(圖1)中是向下側(cè)凸出的。如圖10中所示，在本實(shí)施方式中使用的設(shè)計(jì)參數(shù)為凹面鏡2的軸ml、m2，凹面鏡2的寬度lm，圖像顯示裝置1的寬度ls，觀測(cè)者P的入射光瞳的寬度le，表示圖像顯示裝置1的形狀以及位置的xs = xs (y)，觀測(cè)者P的入射光瞳的位置xe，從圖像顯示裝置1 上的各點(diǎn)發(fā)出的光的最大角θ max。各設(shè)計(jì)參數(shù)為1m = 150mm, Is = 70mm, Ie = 100mm, xe = -100mm以及θ max = IOdego本實(shí)施方式的凹面鏡2是鏡面為(ml，m2) = (300mm, 300mm)的球面。凹面鏡2的反射率是1. 0。在二維平面(圖10的xy平面)上，圖像顯示裝置1(光源)是“將頂點(diǎn)設(shè)為xs(0) = -145. 5mm，向凹面鏡2側(cè)凸出且半徑r = 450mm” 的圓弧狀光源、即Ixs(y) = (4502-/)1/2-595.5讓}的圓弧狀光源。下面，邊比較邊說(shuō)明本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1和作為“直線狀光源”Ixs (y) =-145. 5mm=恒定值}的圖像顯示裝置(比較例7)。本實(shí)施方式以及比較例7的圖像顯示裝置1的形狀如圖11所示。圖 11的E5是本實(shí)施方式，e7是比較例。如圖12所示，當(dāng)將χ方向的虛像B的端部與中央部的位置的差設(shè)為δ時(shí)，則在本實(shí)施方式(圖12的Ε4)中δ = 220. 80mm，在比較例7 (e7)中δ = 1424. 4mm。本實(shí)施方式的位置的差S相對(duì)于比較例7小84.5%。綜上上述，本實(shí)施方式與比較例7相比，能夠減小虛像B的失真。其中，使虛像B的失真最小的圖像顯示裝置1的形狀根據(jù)凹面鏡2與圖像顯示裝置1的平均距離而變化。因此，在本實(shí)施方式中，設(shè)置了使圖像顯示裝置1的形狀配合圖像顯示裝置1與凹面鏡2的距離而變化的機(jī)構(gòu)。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，由于將圖像顯示裝置1 (物體)的圖像顯示面10 (表面) 設(shè)為曲面，無(wú)論凹面鏡2的鏡面是球面還是非球面，都能夠提高減小視標(biāo)的失真的效果。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于圖像顯示裝置1向凹面鏡2側(cè)凸出，能夠進(jìn)一步減小視標(biāo)的失真。并且，根據(jù)本實(shí)施方式，在被凹面鏡2投影時(shí)連接觀測(cè)者P的雙眼睛的方向(y方向)，能夠尤其地減小虛像B的失真，因此能夠更加抑制由于雙眼視差而盡管虛像B是平面的也看起來(lái)是立體的情況。而且，作為本實(shí)施方式的變形例，圖像顯示裝置1的形狀也可以不是在垂直方向 (與作為連接雙眼方向的水平方向正交的方向)不彎曲的圓筒的一部分的形狀，而是在垂直方向上彎曲的形狀。另外，也可以使實(shí)施方式5那樣的曲面的圖像顯示裝置1與實(shí)施方式2 4那樣的鏡面為非球面的凹面鏡2組合。例如，凹面鏡2是鏡面為(ml，m2) = (300mm, 310mm)的橢圓球面，圖像顯示裝置1是“將頂點(diǎn)設(shè)為Xs(O) = -145. 5mm,向凹面鏡2側(cè)凸出且半徑r =450mm”的圓弧狀光源、即{xs (y) = (4502-y2) V2_595. 5mm}的圓弧狀光源。各設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)施方式5的同樣。這樣的構(gòu)造也能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。(實(shí)施方式6)在實(shí)施方式6中，對(duì)使圖像顯示裝置1顯示預(yù)先考慮到虛像B的失真的圖像的情況進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的圖像被預(yù)先進(jìn)行了圖像處理而變形，以便在凹面鏡2上投影時(shí)減少虛像B的失真(立體感)。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1與實(shí)施方式2同樣，是平板顯示器。在本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1中，基于預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，一體或單獨(dú)地設(shè)有進(jìn)行圖像處理的圖像處理單元(未圖示)。在本實(shí)施方式中，顯示在平板顯示器上的圖像相當(dāng)于本發(fā)明的物體以及降低單元。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，由于對(duì)在平板上顯示的圖像進(jìn)行預(yù)先變形，無(wú)論凹面鏡2 的鏡面是球面還是非球面，都能夠提高減少視標(biāo)失真的效果。即，在本實(shí)施方式那樣預(yù)先對(duì)圖像進(jìn)行變形的情況下，也能夠減少虛像B的失真，因此能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。而且，也可以使實(shí)施方式6那樣的考慮了預(yù)先失真的圖像與實(shí)施方式2 4那樣的鏡面為非球面的凹面鏡2組合。這樣的構(gòu)造也能夠給予觀測(cè)者P意識(shí)不到視標(biāo)失真地防止眼睛的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞的效果。(實(shí)施方式7)然而，在實(shí)施方式2 6中目標(biāo)是將虛像B更平面地成像。但是實(shí)際上，一般認(rèn)為在雙眼的對(duì)應(yīng)位置成像的點(diǎn)的集合、即視差基準(zhǔn)面(雙眼單視界)是如圖19所示在觀測(cè)者 P注視點(diǎn)M的情況下，在左右端方向面向眼位置方向彎曲(圖19的HI)。稱其為經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界HI。因此，在實(shí)施方式7中，使用圖19對(duì)考慮了雙眼視差的情況進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，使按照虛像B與預(yù)先設(shè)定的面一致的方式來(lái)使圖像顯示裝置1的形狀或凹面鏡2的鏡面的形狀等發(fā)生變形。上述的預(yù)先設(shè)定的面是指例如預(yù)先測(cè)量多個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界H1，再對(duì)測(cè)量到的經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界Hl進(jìn)行平均而得到的面。作為其它的例子， 也可以在確定觀測(cè)者P的情況下，測(cè)量上述觀測(cè)者P的經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界H1，再將上述經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界Hl設(shè)為上述的預(yù)先設(shè)定的面。為使虛像B與經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界Hl 一致，需要詳細(xì)地設(shè)計(jì)與凹面鏡2的鏡面的形狀、圖像顯示裝置1的表面形狀相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使虛像B與經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界Hl —致，觀測(cè)者P能夠清晰地觀測(cè)到虛像整體。而且，在幾何學(xué)上，雙眼單視界是指在觀測(cè)者P注視點(diǎn)M的情況下，當(dāng)將雙眼睛的結(jié)點(diǎn)設(shè)為01，02時(shí)，所求得的圓M-01-02(圖19的H2)。稱其為幾何學(xué)的雙眼單視界H2。已知基于生物體主觀的經(jīng)驗(yàn)上的雙眼單視界Hl與幾何學(xué)的雙眼單視界H2不一致。(實(shí)施方式8)在實(shí)施方式8中，用圖13對(duì)使用了實(shí)施方式1 7的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的圖像顯示系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。作為圖像顯示系統(tǒng)，例如有電視接收機(jī)或投影儀等。本實(shí)施方式的圖像顯示系統(tǒng)與上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置一起具備圖像顯示裝置1。即，本實(shí)施方式的視標(biāo)提示裝置具備凹面鏡2、半反射鏡3和移動(dòng)裝置4，但是與圖像顯示裝置1是分離的。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1與實(shí)施方式1 7的圖像顯示裝置1同樣地具有顯示圖像(包含視頻)的功能。然而，在圖像顯示系統(tǒng)使用實(shí)施方式1 7的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的情況下，由于圖像顯示系統(tǒng)具備凹面鏡2以及半反射鏡3，與薄型電視等相比，體型較大，因此需要大的設(shè)置空間。因此，如圖13所示，本實(shí)施方式的圖像顯示系統(tǒng)嵌入地設(shè)置在壁Wl與壁W2之間的空間S中。在壁Wl中形成有開(kāi)口 Wa。本實(shí)施方式的凹面鏡2沿壁W2側(cè)而設(shè)置。凹面鏡2與開(kāi)口 Wa對(duì)置。本實(shí)施方式的半反射鏡3設(shè)置在凹面鏡2與開(kāi)口 Wa之間。在本實(shí)施方式中，由于凹面鏡2設(shè)置在空間 S中，因此能夠減小凹面鏡2的曲率。由此，能夠提高觀測(cè)者P對(duì)視標(biāo)的視覺(jué)識(shí)別性。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1在空間S中設(shè)置在半反射鏡3的上方。圖像顯示面 10面向下方。作為圖像顯示裝置1，使用液晶顯示器或背投等。來(lái)自圖像顯示裝置1的圖像可以是電視節(jié)目，也可以是來(lái)自再生設(shè)備(未圖示)的再生圖像。圖像顯示裝置1通過(guò)移動(dòng)裝置4而在上下方向移動(dòng)。由此，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置能夠使圖像顯示裝置1 與半反射鏡3之間的光學(xué)距離發(fā)生變化，其結(jié)果，能夠使圖像顯示裝置1與凹面鏡2之間的光學(xué)距離發(fā)生變化。在本實(shí)施方式中，來(lái)自圖像顯示裝置1的圖像在半反射鏡3處向凹面鏡2反射。上述虛像B從凹面鏡2透過(guò)半反射鏡3、穿過(guò)開(kāi)口 Wa而顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。由此，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置能夠?qū)⒂蓤D像顯示裝置1顯示的圖像的虛像B作為視標(biāo)而顯現(xiàn)給觀測(cè)者P。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，即使使用了視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的圖像顯示系統(tǒng)是大型的，通過(guò)將上述圖像顯示系統(tǒng)嵌入到壁內(nèi)部的空間S中，與上述圖像顯示系統(tǒng)從壁Wl突出地被設(shè)置的情況相比，也能夠拓寬生活空間，并且能夠增強(qiáng)室內(nèi)裝飾性(參照?qǐng)D14)。而且，作為本實(shí)施方式的變形例，也能夠?qū)⑹褂昧艘晿?biāo)顯現(xiàn)裝置的圖像顯示系統(tǒng)嵌入到天花板頂上的空間中來(lái)設(shè)置。(實(shí)施方式9)在實(shí)施方式9中，對(duì)汽車內(nèi)的顯示裝置(以下稱為“車載用顯示裝置”)使用視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的情況進(jìn)行說(shuō)明。車載用顯示裝置與上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置一起具備用于提供與駕駛相關(guān)的信息的圖像顯示裝置1。作為車載用顯示裝置，有儀表盤、導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示部等。駕駛員在駕駛中根據(jù)場(chǎng)景的不同而注視遠(yuǎn)處或者近處。另一方面，車載用顯示裝置固定在顯示裝置與駕駛者之間的實(shí)際距離約為Im以內(nèi)這樣近的位置。在前方的視距與車載用顯示裝置的車內(nèi)顯示的視距之間存在間隔的情況下，當(dāng)駕駛者想交替地對(duì)前方和車內(nèi)顯示進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別時(shí)，駕駛員需要使焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)能發(fā)生變化，雖然是時(shí)間短，但是焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)能的變化需要時(shí)間。特別是想從近處的車內(nèi)顯示向遠(yuǎn)處的前方移動(dòng)注視點(diǎn)時(shí)，上述時(shí)間更長(zhǎng)。另外，在瞳孔擴(kuò)散的夜間，與白天相比上述時(shí)間更長(zhǎng)。
因此，如圖15A以及圖15B所示，為了使駕駛者(觀測(cè)者P)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的變化所需要的時(shí)間更短，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備視距推算裝置9。視距推算裝置9推算駕駛者的視距。而且，本實(shí)施方式的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置與實(shí)施方式1的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置同樣地具備凹面鏡2、半反射鏡3和移動(dòng)裝置4。本實(shí)施方式的圖像顯示裝置1具有與現(xiàn)有的車載用顯示裝置同樣的功能。以下表示視距推算裝置9的一個(gè)例子。視距推算裝置9具備觀察部90和解析部 91。觀察部90觀察駕駛員的雙眼。解析部91根據(jù)觀察圖像解析駕駛者的雙眼的視方向來(lái)根據(jù)輻輳?fù)扑阋暰?。視?biāo)顯現(xiàn)裝置按照由視距推算裝置9推算出的視距，使圖像顯示裝置1 與凹面鏡2之間的光學(xué)距離發(fā)生變化，從而使成為車內(nèi)顯示的虛像B的視距發(fā)生變化。例如在對(duì)遠(yuǎn)處視覺(jué)識(shí)別的情況下，如圖15A所示，虛像B的視距變長(zhǎng)。另一方面，在對(duì)近處視覺(jué)識(shí)別的情況下，如圖15B所示，虛像B的視距變短。由此，能夠使上述車內(nèi)顯示的視距與前方的視距一致。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使駕駛員(觀測(cè)者P)在駕駛中注視前方的視距與車內(nèi)顯示的視距一致，能夠縮短駕駛者的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的變化所需要的時(shí)間。而且，作為本實(shí)施方式的變形例，視距推算裝置9也可以與視標(biāo)顯現(xiàn)裝置分離地設(shè)置。另外，作為本實(shí)施方式的其它的變形例，車載用顯示裝置也可以具有在成為車內(nèi)顯示的虛像B的視距較長(zhǎng)的狀態(tài)下固定虛像B的位置的功能。由此，能夠避免在駕駛者視覺(jué)識(shí)別近處的車內(nèi)顯示之后立即視覺(jué)識(shí)別遠(yuǎn)處的前方的狀況，即駕駛者的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的變化所需要的時(shí)間比其它的狀況長(zhǎng)的狀況。另外，視標(biāo)顯現(xiàn)裝置無(wú)需具備視覺(jué)識(shí)別推算裝置9，因此能夠簡(jiǎn)易地設(shè)置車載用顯示裝置的構(gòu)成。上述的說(shuō)明只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不限定本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的變更或在說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)進(jìn)行的修正也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本申請(qǐng)主張2008年10月四日向日本國(guó)專利局申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦?008-278806號(hào)以及2009年7月觀日向日本國(guó)專利局申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦?2009-175857號(hào)的優(yōu)先權(quán)。上述日本國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容被完全包含在本申請(qǐng)中。
20
權(quán)利要求
1.一種視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，用于將物體的虛像作為視標(biāo)顯現(xiàn)給觀測(cè)者，上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置的特征在于，具備凹面鏡和距離調(diào)整單元，上述凹面鏡被設(shè)置成上述凹面鏡與上述物體之間的光學(xué)距離比上述凹面鏡的焦點(diǎn)距離短，并且用于形成上述虛像，上述距離調(diào)整單元被構(gòu)成為使上述光學(xué)距離在比上述凹面鏡的焦點(diǎn)距離短的范圍內(nèi)變化，并且使上述虛像位置越遠(yuǎn)上述虛像的移動(dòng)速度越快。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 具備與上述凹面鏡的光軸斜交地設(shè)置而成的半反射鏡，上述物體被配置為在上述半反射鏡的凹面鏡側(cè)發(fā)生反射并投影到上述凹面鏡上，并且該物體的虛像經(jīng)由該半反射鏡被顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述距離調(diào)整單元使上述物體移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于，上述光學(xué)距離越長(zhǎng)，上述距離調(diào)整單元使上述物體的移動(dòng)速度越快。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 觀測(cè)點(diǎn)位于上述凹面鏡的前方，上述距離調(diào)整單元按照上述觀測(cè)點(diǎn)與上述物體虛像之間的距離的倒數(shù)的時(shí)間變化恒定的方式來(lái)使該物體移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于，上述距離調(diào)整單元按照重復(fù)上述視標(biāo)的往返運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)使上述光學(xué)距離變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述距離調(diào)整單元使上述視標(biāo)周期性地移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述距離調(diào)整單元使上述視標(biāo)連續(xù)地移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 具備顯示作為上述物體的圖像的平板顯示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中的任意一項(xiàng)所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 具備降低上述虛像的失真的降低單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述降低單元使用上述凹面鏡而形成，上述凹面鏡的鏡面形成為非球面，以便降低上述虛像的失真。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于，在上述凹面鏡中，越靠近該鏡面的中央部上述鏡面的曲率半徑越大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于，上述凹面鏡在向上述觀測(cè)者顯現(xiàn)上述視標(biāo)時(shí)，連接該觀測(cè)者雙眼的第1方向相比于與該第1方向正交的第2方向，上述鏡面的中央部的曲率半徑與端部的曲率半徑之比較大。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述降低單元使用上述物體而形成，上述物體的表面形成為曲面，以便降低上述虛像的失真。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 上述物體向上述凹面鏡側(cè)凸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于，上述物體形成為圓筒狀地彎曲，在向上述觀測(cè)者顯現(xiàn)上述視標(biāo)時(shí)，上述物體的軸方向與連接該觀測(cè)者雙眼的方向正交。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置，其特征在于， 具備顯示圖像的平板顯示器，上述降低單元使用上述物體而形成， 上述物體是上述平板顯示器所顯示的圖像，上述圖像被預(yù)先變形，以便在投影到上述凹面鏡上時(shí)減少上述虛像的失真。
18.一種圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置；和顯示圖像的圖像顯示裝置，上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由上述圖像顯示裝置顯示的圖像的虛像作為上述視標(biāo)顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。
19.一種車載用顯示裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的視標(biāo)顯現(xiàn)裝置；和提供與駕駛相關(guān)的圖像信息的圖像顯示裝置，上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置將由上述圖像顯示裝置提供的上述信息的虛像作為上述視標(biāo)顯現(xiàn)給上述觀測(cè)者。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的車載用顯示裝置，其特征在于，上述視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備對(duì)上述觀測(cè)者的視距進(jìn)行推算的視距推算裝置，并且按照當(dāng)上述觀測(cè)者的視距變長(zhǎng)時(shí)上述虛像的視距也變長(zhǎng)的方式來(lái)使上述圖像顯示裝置與上述凹面鏡之間的光學(xué)距離發(fā)生變化。
全文摘要
視標(biāo)顯現(xiàn)裝置具備凹面鏡(2)、半反射鏡(3)和移動(dòng)裝置(4)。為了向觀測(cè)者(P)顯現(xiàn)圖像顯示裝置(1)所顯示的圖像的虛像，凹面鏡(2)被設(shè)置成圖像顯示裝置(1)與凹面鏡(2)之間的光學(xué)距離比凹面鏡(2)的焦點(diǎn)距離短。半反射鏡(3)與凹面鏡(2)的光軸(Lx)斜交地設(shè)置。凹面鏡(2)的光軸(Lx)穿過(guò)觀測(cè)者(P)的觀測(cè)位置。移動(dòng)裝置(4)通過(guò)使圖像顯示裝置(1)移動(dòng)來(lái)使上述光學(xué)距離在比凹面鏡(2)的焦點(diǎn)距離短的范圍內(nèi)變化。這時(shí)，移動(dòng)裝置(4)按照上述光學(xué)距離越長(zhǎng)上述虛像的移動(dòng)速度越快的方式來(lái)使圖像顯示裝置(1)移動(dòng)。由此，充分地緩解觀測(cè)者(P)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)功能的疲勞。
文檔編號(hào)A61F5/00GK102196788SQ200980143299
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者福島省吾, 鈴木優(yōu)介 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社