JP2004233908A

JP2004233908A - Head-mounted display

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Publication number: JP2004233908A
Application number: JP2003025316A
Authority: JP
Inventors: Masaki Otsuki; 正樹大槻; Nobuyuki Miyake; 信行三宅; Shigeru Kato; 茂加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP4366944B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head-mounted display (HMD) to display an easy-to-view picture whether it is bright or dark on the outside. <P>SOLUTION: The HMD to display the picture in front of at least one eye has a picture output part for displaying the picture, an optical sensor for detecting the brightness of environment where the picture output part is placed, and a support part for supporting the picture output part and the optical sensor and also mounting the HMD on the user's head. The picture output part varies the brightness of the displayed picture in accordance with the result of detection by the optical sensor. The HMD to display the picture in front of the eye has the picture output part for displaying the picture in front of user's one eye, a light shielding plate for restricting transmitted light quantity in front of the other, and a support part for supporting the picture output part and the light shielding plate and also mounting the HMD on the user's head. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザの頭部に装着された状態で、ユーザが画像を見ることができるように画像出力を行うヘッドマウントディスプレイ、および、これを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤと略称する）は、ユーザの頭部に装着された状態で、ユーザが画像を見ることができるように画像出力を行う。この種のＨＭＤには、ゴーグル型と称される、両眼を完全に覆って、ユーザの視野には、ＨＭＤの表示のみが見えるようにしたものと、片眼の眼前に画像出力部が配置される片眼タイプのものがある。
【０００３】
片眼タイプのＨＭＤにおいては、画像出力部からの画像と、外部の景色とが同時に視野に入る。したがって、片眼タイプのＨＭＤは、画像から特定の情報を得つつ、外部の景色を見ながら作業ができるなどの利点がある。
【０００４】
しかし、この種の片眼タイプのＨＭＤにおいては、ユーザが出力画像を観察している場合に、その環境の明るさと、出力画像の明るさとが著しく異なる場合、出力画像が見えにくくなることがある。
【０００５】
ところで、背景と画像の明るさのバランスを測るものとして、特開平１０−１４８８０７号公報（特許文献１）に記載される技術がある。この文献には、液晶のバックライトの輝度を、外景の明るさに応じて変化させることにより、画像と外景の明るさの一致を図るＨＭＤが記載されている。
【特許文献１】
特開平１０−１４８８０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１では、片眼で画像を観察するタイプのＨＭＤにおいて生じる固有の問題について考慮していない。すなわち、片眼タイプのＨＭＤにおいては、画像を観察している眼に入射する光量と、画像を観察していない反対側の眼に入射する光量が異なると、画像が見づらくなる等の問題を引き起こす。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、外部の明暗にかかわらず画像が見やすいＨＭＤを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、少なくとも一方の眼の眼前において画像を表示するヘッドマウントディスプレイにおいて、画像を表示する画像出力部と、前記画像出力部のおかれている環境の明るさを検出する光センサと、前記画像出力部および前記光センサを支持すると共に、ユーザの頭部に装着するための支持部とを有し、前記画像出力部は、前記光センサの検出結果に応じて、表示される画像の明るさが可変であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【０００９】
請求項２に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記光センサは、前記ユーザヘ向かう光の一部を検出することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１０】
請求項３に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記光センサは、前記画像出力部近傍に固定されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１１】
請求項４に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１、２および３のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記画像出力部は、画像表示信号を光信号に変換する電気−光変換器と、変換された画像を拡大する光学系とを有し、前記画像出力部から表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果前記画像の輝度を変化させることで得られ、環境が明るい場合、画像の輝度を挙げ、環境が暗い場合、画像の輝度を下げる制御が行われることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１２】
請求項５に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記画像出力部は、減光フィルタを有し、前記減光フィルタは、外部からの指示に応じて透過率が変更可能であり、前記画像出力部で表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果に応じて、前記減光フィルタの透過率を変化させることでなされることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１３】
請求項６に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記画像出力部とは異なる眼前でかつ視界の少なくとも一部を覆う位置で、支持され、透過光量を制限する遮光板をさらに有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１４】
請求項７に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、透過光量が可変であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１５】
請求項８に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６および７のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、環境が明るい場合は透過率が低くなるように変化し、環境が暗い場合は透過率が高くなるように変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１６】
請求項９に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、酸化還元反応により透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１７】
請求項１０に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６ないし９のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、フォトクロミズムにより透過光量が変化する材料を含むことを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１８】
請求項１１に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６ないし１０のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、更に、光センサを有し、前記遮光板は、前記光センサの検出結果に応じて透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１９】
請求項１２に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１１に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、液晶およびＥＣ素子のいずれかであることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２０】
請求項１３に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６ないし１２のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、眼前の位置に配置した状態と、配置しない状態とに切り替え可能であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２１】
請求項１４に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１３に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、更に、前記光センサの検出結果に応じて、前記遮光板を眼前の位置に配置した状態と、配置しない状態とに切り替える手段を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２２】
請求項１５に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、眼前において画像を表示するヘッドマウントディスプレイにおいて、ユーザの一方の眼前において画像を表示する画像出力部と、前記ユーザの他方の眼前において透過光量を制限する遮光板と、前記画像出力部および前記遮光板を支持すると共に、ユーザの頭部に装着するための支持部とを有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２３】
請求項１６に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１５に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板を前記眼前に配置した状態と、配置しない状態とで切替可能であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２４】
請求項１７に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１５および１６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、環境が明るい場合は透過率が低くなるように変化し、環境が暗い場合は透過率が高くなるように変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２５】
請求項１８に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１７に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、酸化還元反応により透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２６】
請求項１９に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１７に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、フォトクロミック分子を含み、入射する光の強度に応じて着色して透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２７】
請求項２０に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記画像出力部は、複数の異なる透過率領域を有する減光フィルタを有し、前記減光フィルタは、外部からの指示に応じて前記画像出力部から放射された光束に位置する前記減光フィルタの透過率領域が変更可能であり、前記画像出力部で表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果に応じて、前記減光フィルタの透過率領域を変化させることでなされることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２８】
請求項２１に係る発明のヘッドマウントディスプレイは、請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、透過光量が各々異なる複数の領域を有し、前記複数の領域のうちいずれか一つの領域を任意に位置するようにしたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、それぞれ図面を参照しながら説明する。（第１実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係るヘッドマウントディプレイの一例を示す。
【００３０】
図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤと略記する）は、ユーザＵに対して画像を表示するための機能を有する画像出力部１００と、音声、音楽、効果音等の音響を発生させる機能を有する音響出力部２００と、画像出力部１００および音響出力部２００を一体的に連結すると共に、これらをユーザＵの頭部１に着脱自在に装着するための支持部３００とを有する。さらに、外部の明るさを測定する光センサ５００を有している。
【００３１】
また、このＨＭＤは、画像表示信号および音響出力信号を出力する駆動ユニットＤとケーブル８００を介して接続されることにより動作するものである。
【００３２】
以下にＨＭＤの各構成要素について説明する。
【００３３】
画像出力部１００は、図２に示すように、画像を現す画像表示信号を光信号に変換して画像を形成する電気−光変換器１１０と、形成された画像を拡大する光学系１２０と、該光学系１２０を収容する鏡筒１３０と、これら全体的に収容するケース１４０とを有する。
【００３４】
本実施形態において用いられる電気−光変換器１１０は、ビットマップイメージの画像を形成する表示素子により構成することができるものである。この種の電気−光変換器１１０には、大別して、２種類ある。第１のものは、画像出力信号に応じて透過率または反射率が変化するセルを、ビットマップの各画素に対応して配置し、他の光源からの光について各画素の透過率または反射率を変化させることによって画像を形成する形式のデバイスである。第２のものは、自らが発光する素子をビットマップの各画素に対応して配置し、画像出力信号に応じて各素子の発光輝度を変化させることによって画像を形成する形式のデバイスである。前者の形式のデバイスとしては、例えば、透過率または反射率を変化させることができる液晶セルを二次元的に配置した液晶表示素子が挙げられる。後者の形式でのデバイスとしては、例えば、電気信号によりそれ自身が発光する発光素子を二次元的に配置した有機ＥＬ素子が挙げられる。本発明では、いずれの形式のデバイスを用いてもよい。本実施形態では、自発光素子である有機ＥＬ素子を二次元的に配置した発光表示素子を用いている。
【００３５】
また、電気−光変換器１１０では、例えば、情報処理装置のディスプレイ画面のように画面を形成することができる。もちろん、動画を表示することも可能である。
【００３６】
光学系１２０は、本実施形態では、レンズ系１２１ａ，ｂを有する。レンズ系１２１ａ，ｂは、電気−光変換器１１０によって形成される画像を拡大する。具体的には、虚像を形成する。この虚像をユーザの水晶体が網膜上に結像させることにより、例えば、ユーザがあたかも大きな画像を見ているように表示することが可能となる。
【００３７】
鏡筒１３０は、前述した光学系１２０を収容するレンズ収容部１３１と、電気−光変換器１１０を収容する変換器収容部１３２と、電気−光変換器１１０との距離を一定に保つと共に、外光が入射しないように遮断する遮光部１３３とを有する。鏡筒１３０は、遮光性材料により形成される。
【００３８】
ケース１４０は、例えば、遮光性のプラスチックにより形成される。ケース１４０のユーザＵとの対向面に開口部１４２が設けられている。この開口部１４２内に、レンズ系１２１が収容される。また、ケース１４０の一端は、画像出力支持アーム３２０との連結部となっている。
【００３９】
音響出力部２００は、音響出力信号を音響に変換するものである。本実施形態では、左音響出力部２００Ｌと、右音響出力部２００Ｒとが設けられている。この音響出力部２００は、電気信号を音響に変換する音響変換器２１０と、これを収容するケース２３０と、ケース２３０のユーザＵとの対向面に設けられてユーザＵの耳に当接する耳パッド２２０とを有する。
【００４０】
音響出力部２００は、通常、ヘッドホンとして製品化されているものを用いることができる。また、音響出力部２００は、本実施形態では、その構造上、後述する支持部３００と共に、当該ＨＭＤをユーザＵの頭部１に装着させる際の、耳への当接部としても機能する。
【００４１】
この種の音響出力部としては、密閉型と、開放型と、セミ密閉型とがある。本発明においてはいずれの型式を採用してもよい。本実施形態では、密閉型となるケース２３０を用いている。ケース２３０の内部に、音響変換器２１０が配置される。また、ケース２３０の一端に、支持部３００のバンド３１０との連結部２３３となっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、音響出力部２００Ｌ側に、ケーブル８００と内部配線とを接続する接続部（図示せず）が設けられている。
【００４３】
音響変換器２１０としては、振動板と、この振動板を励振する駆動回路とにより構成される。具体的には、小型スピーカにより構成することができる。ケース２３０のユーザＵ対向面側に開口部が設けられ、音響変換器２１０から放射される音響が外部に伝搬できるように構成されている。
【００４４】
耳パッド２２０は、ケース２３０の縁部に固定されて、ケース２３０のユーザＵ対向面側に位置する。音響出力部２００Ｌ，２００Ｒは、後述するように、支持部３００により、互いに近接する方向に付勢される。そのため、耳パッド２２０は、支持部３００による耳への押圧を和らげると共に、耳への密着性を向上するために、装着されている。
【００４５】
支持部３００は、図１に示すように、左右の音響出力部２００Ｌと２００Ｒとを連結するバンド３１０と、バンド３１０の一端側に設けられた画像出力部支持アーム３２０とを有する。画像出力部支持アーム３２０は、バンド３１０の一端で連結固定されている。
【００４６】
バンド３１０は、ユーザＵの頭部１を後方から挟むことができるように湾曲した形状を持っている。そして、両端に音響出力部２００Ｌと２００Ｒとが連結固定されている。
【００４７】
光センサ５００は、画像出力部１００の上部に設置されている。光センサ５００は、図２に示すように、受光素子５１０、集光レンズ５２０及びこれらを収納するケース５３０で構成される。受光素子５１０は、受けた光量に応じた電気信号を生成する光電変換素子である。例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタが用いられる。ケース５３０は、外光が入射しないように遮光性の材料で構成され、開口部５３１を有する。開口部５３１に集光レンズ５２０が設けられている。
【００４８】
光センサ５００は、ユーザの眼に入る環境光と略同方向の環境光の光量を検出できるよう所定の方向に設置されている。これにより、光センサ５００の感度分布がユーザの眼の持つ感度分布と略一致する。光センサ５００の出力は、ケーブル８００を介して駆動ユニットＤの調光制御装置８６０（図８参照）に送られる。
（駆動ユニット等）
本実施形態のＨＭＤは、画像表示信号および音響出力信号を出力する駆動ユニットＤとケーブル８００を介して接続されることにより動作するものである。
【００４９】
駆動ユニットＤには、図８で示すように、画像出力部１００に画像表示信号を送るため、当該画像表示信号を処理する画像出力信号処理装置８５１と、音響出力部２００に音響出力信号を送るための音響出力信号処理装置８５２と、記憶装置８５３と、駆動ユニット全体を管理する中央制御装置８５４と、電源のオンオフおよび節電モードの制御を行うための電源制御回路８５６と、電池８５７とを有する。また、光センサ５００から検出結果を受け取る調光制御装置８６０を有する。また、ＨＭＤ本体と情報、信号等の授受をする入出力インタフェース８５８を有する。また、図１で示す様に、電源のオンオフを行うためのメインスイッチＳＷを有する。さらに、ＨＭＤと信号を授受するためのケーブル８００のプラグ８１０を接続するためのコネクタＣＮが設けられている。また、電源として、図８で示す様に、充電可能な電池８５７が用意されている。
【００５０】
コネクタＣＮは、画像出力信号、音響出力信号、調光制御信号、光センサ検出信号等を接続するため、多ピン構造と成っている。また、コネクタの形状についても、断面円形に限られない。角型で、ピンがシングルインライン、デュアルインライン等の配列となっているものであってもよい。なお、各信号をパケット等により伝送する場合には、高周波数に対応することができるピンであればよい。
その場合には、一定の通信プロトコルに従って、種々の信号をデータとして送ることとなる。この場合には、通信制御装置がさらに設けられる。
【００５１】
記憶装置８５３には、プログラムのほか、画像表示信号および音響出力信号を生成する基となる画像情報、音響情報等が格納される。記憶装置８５３としては、例えば、ハードディスク装置が用いられる。もちろん、これに限定されない。
他の記憶媒体を用いることもできる。
【００５２】
調光制御装置８６０は、前記光センサ５００から送られる検出結果に基づいて、画像出力信号処理装置８５１において生成する画像出力信号の輝度を変更するための情報を生成する。この情報の生成は、例えば、次のようにして行うことができる。
【００５３】
まず、前提として、当該ＨＭＤの使用環境について予め想定した標準的な環境の明るさ、例えば、オフィス内の明るさを標準の明るさとして定めておく。そして、画像出力信号処理装置８５１では、その標準的な明るさの環境におけるテストパターン画像の明るさを、許容する範囲と共に決定しておく。また、環境の明るさが標準的な明るさの許容範囲から外れる場合に、その明るさの差分に応じて、表示すべきテストパターンの画像の明るさを、標準とは異なる明るさとするための、画像出力信号の電圧（または電流）の増減分（補正値）を決めておく。標準的明るさ、異なる明るさ、その差分に対する画像出力信号の電圧等の増減分について、調光制御装置８６０に記憶させておく。
【００５４】
一方、光センサ５００の検出結果に基づいて現環境の明るさを求める。次に、求められた現環境の明るさと標準の明るさとを比較する。現環境の明るさが、標準的な明るさの許容範囲内であるかをしらべ、許容範囲内であれば、画像出力信号をそのまま出力する。一方、現環境の明るさが許容範囲を超える場合には、調光制御装置８６０で標準の明るさとの差分を求め、その差分に対応する画像出力信号の電圧等の補正値を調光制御装置８６０から画像出力信号処理装置８５１に送って、画像出力信号に対する補正を行わせる。すなわち、画像出力信号の電圧（または電流）の増減を行わせる。
【００５５】
これにより、画像出力部１００から出力される画像が、環境の明るさに応じた輝度で出力されることとなる。従って、現環境が明るくなれば、画像出力表示部１００における画像出力の輝度が上がり、現環境が暗くなれば、画像出力表示部１００における画像出力の輝度が下がる。
【００５６】
なお、画像と環境の明るさの比較は、絶対的なものではない。ユーザによっては、暗い画面を好む場合もあり、また、明るい画面を好む場合もある。従って、ユーザの好みに合わせるようにしてもよい。具体的には、明るい画面を好むユーザにとっては、環境よりも少し明るい状態を標準として、環境の明るさの変化に対して出力画像の明るさを設定する。標準的な明るさの決定に際して、明るさの異なる複数種のテストパターンを用意し、ユーザが選択したテストパターンの明るさを標準の明るさとして選ぶようにしてもよい。
【００５７】
以上の構成より、ユーザは、外部の明暗にかかわらず画像が見やすくなる。
（第１実施形態の変形）
第１実施形態のＨＭＤは、下記のように変形することもできる。
【００５８】
図３は、第１実施形態の変形であるＨＭＤの画像出力部１００の断面図である。
【００５９】
図３において、電気−光変換器１１０と光学系１２１との間には減光フィルタ１２５が設けられる例である。
【００６０】
減光フィルタ１２５は、電気−光変換器１１０から光学系１２１に入射する光量を減少させる機能を果たす。減光フィルタ１２５は、外部からの指示に応じて透過率が変化できるものであればよく、例えば、液晶、ＥＣ素子（エレクトロクロミック素子）等を用いることができる。
【００６１】
また、図３の画像出力部１００を有するＨＭＤにおいては、図９に示す駆動ユニットＤを有する。この駆動ユニットＤは、さらに減光フィルタ透過率制御装置８６１を有する点を除いて、前述した図８に示す駆動ユニットＤと基本的には同じ構成を有している。
【００６２】
また、環境の明るさに応じた減光フィルタ１２５の適切な透過率は、予め決定されており、その値は調光制御装置８６０に記憶されている。ただし、その値は、ユーザの好みがあるので、ユーザが選択できるようにするとよい。
【００６３】
図３の画像出力部を有するＨＭＤにおいて、外部の明るさの変化に応じてなされる動作は次の通りである。
【００６４】
まず、光センサ５００が外部からユーザの眼に入射する光とほぼ同方向の光量を検出する。その検出結果は、駆動ユニットＤの調光制御装置８６０へ送られる。調光制御装置８６０は、検出結果に基づいて現環境の明るさを求める。次に、求められた現環境の明るさと、それに応じた減光フィルタ１２５の透過率の値とを比較する。
【００６５】
その結果、減光フィルタ１２５の透過率を変更すべきである場合は、調光制御装置８６０は、減光フィルタ透過率制御装置８６１に減光フィルタ１２５の透過率を変更するように命令する。減光フィルタ透過率制御装置８６１は、その命令に応じて、減光フィルタ１２５の透過率を変更する。
【００６６】
これにより、画像出力部１００から出力される画像が、環境の明るさに応じた輝度で出力されることとなる。従って、現環境が明るくなれば、画像出力部１００における画像出力の輝度が上がり、現環境が暗くなれば、画像出力部１００における画像出力の輝度が下がる。
【００６７】
これにより、ユーザは、外部の明暗にかかわらず画像が見やすくなる。
【００６８】
なお、減光フィルタ１２５は、電気−光変換器１１０とユーザの眼との間に配置されていればよく、光学系１２０に対してユーザの眼に対向する側に配置されていてもよい。
【００６９】
また、調光制御装置８６０と減光フィルタ透過率制御装置８６１は、画像出力信号処理装置８５１などとは別のユニットに設けていても良い。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図４および図５を参照して説明する。
【００７０】
本実施形態のＨＭＤは、画像を観察していない眼の眼前に、遮光板をさらに有する点で、前記第１実施形態と異なる構造を有するものである。
。ただし、そのほかの構造は、第１の実施形態と同様である。従って、重複した説明を避けるため、ここでは、第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００７１】
図４および図５に示すように、本実施形態に係るＨＭＤは、画像出力部１００と、音響出力部２００と、支持部３００と、遮光板６００を有する。
【００７２】
支持部３００は、図４および図５に示すように、左右の音響出力部２００Ｌと２００Ｒとを連結するバンド３１０と、バンド３１０の一端側に設けられた画像出力部支持アーム３２０とを有する。画像出力部支持アーム３２０は、バンド３１０の一端で、本実施例では音響出力部２００Ｌに隣接する支持アーム支持部３４０に連結固定されている。
【００７３】
バンド３１０は、ユーザＵの頭部１を後方から挟むことができるように湾曲した形状を持っている。そして、両端に音響出力部２００Ｌと２００Ｒとが連結固定されている。
【００７４】
また、バンド３１０は、本体３１１と、遮光板支持アーム３４５を出没自在に収容する遮光板支持アーム収容部３１５とにより構成される。バンド３１０には、駆動ユニットＤからのケーブル８００に接続される配線（図示せず）が設けられている。これら配線のうち一部は、画像出力部１００に通じ、他の一部は、左右の音響出力部２００Ｌ，２００Ｒに通じる。
【００７５】
遮光板支持アーム収容部３１５には、本実施形態では、音響出力部２００Ｒに隣接して、開口部３１５ｂが設けられている。遮光板支持アーム３４５は、この開口部３１５ｂから出没することができる。なお、開口部３１５ｂには、図示していないが、遮光板支持アーム３４５が、引き出された際に、抜け落ちないようにするためのストッパが設けられている。また、遮光板支持アーム収容部３１５には、遮光板支持アーム３４５の出没を円滑に行うため、案内レール（図示せず）が設けられる。これにより、遮光板支持アーム３４５が円滑にスライドすることになる。従って、遮光板支持アーム３４５を使用可能状態とするため、また、使用終了後に待避させるために、ユーザＵにより行われる出没操作が容易となる。
【００７６】
遮光板６００は、遮光板支持アーム３４５の一端に連結固定されている。
【００７７】
遮光板６００は、所定の透過率を有し、遮光する機能を持ったものであればよいが、好ましくは、光量が多い場合は透過率が低く変化し、光量が少ない場合は透過率が高く変化するものである。このような遮光板６００としては、例えば、サングラス等に用いられる酸化還元反応に基づいて透過率変化する光学素子を用いることができる。
【００７８】
第２実施形態のＨＭＤは、画像を観察していない眼の眼前に、遮光板を有することを特徴とする。
【００７９】
すなわち、ユーザがＨＭＤで画像を観察しているときに外部が明るいと、画像を観察している眼と、画像を観察していない反対の眼へ入射する光量とで差が生じ、画像が見づらくなる。
【００８０】
そこで、第２実施形態のＨＭＤは、画像を観察していない方の眼の前に遮光板６００を設置できるようにし、画像を観察していない方の眼に入射する光量を減少させ、画像の見づらさの低減を図ったものである。
【００８１】
本実施形態によれば、遮光板支持アーム３４５を遮光板支持アーム収容部３１５に収容することで、遮光板６００は眼の前から待避できる。したがって、ユーザが作業をする際など、遮光板６００が邪魔と感じる時には、遮光板６００を視野外に待避させることができ、便利である。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図６を参照して説明する。
【００８２】
第３実施形態のＨＭＤは、光センサ５００の出力に応じて、遮光板６００を電動でユーザの眼前に配置又は待避する機能を有する点で、前記第２の実施形態と異なる構造を有するものである。
【００８３】
ただし、そのほかの構造は、第２の実施形態と同様である。従って、重複した説明を避けるため、ここでは、第２の実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００８４】
図６のＨＭＤにおいて、バンド３１０の遮光板支持アーム収容部３１５には、遮光板支持アーム３４５を電動でスライドし収容する駆動機構部３９０が設置されている。
【００８５】
図７は、モータ３９１が設置されている駆動機構部３９０の断面図である。
【００８６】
モータ３９１のモータ軸３９２にはローラー３９３が設置されており、ローラー３９３はモータ軸３９２を中心にモータ３９１の回転と連動して回転する。
【００８７】
ローラー３９３は、遮光板支持アーム３４５の側面と接しており、ローラー３９３が回転すると、摩擦力により、遮光板支持アーム３４５が移動する。図６では、ローラー３９３が時計回りに回転すると、遮光板支持アーム３４５は遮光板支持アーム収容部３１５に押し込まれる。逆に、ローラー３９３が反時計回りに回転すると、遮光板支持アーム３４５は遮光板支持アーム収容部３１５から引き出される。
【００８８】
ローラー３９３の材質としては、所定の摩擦力を生じるものであればよいが、好ましくは、ゴム等の弾性体である。ただし、摩擦力が大きすぎると、遮光板支持アーム３４５をユーザが手動で出し入れできなくなるので、好ましくない。
【００８９】
画像表示部１００の上部には、光センサ５００が設置されている。この光センサ５００は、第１の実施形態で説明した光センサ５００と同一の内容を有するので、説明を省略する。
【００９０】
図６のＨＭＤにおいて、駆動ユニットＤには、図１０に示すようにモータ３９１が所定方向に所定数回転駆動するように制御する支持アーム駆動制御装置８６２が設けられる。
【００９１】
また、環境の明るさがどのくらいであれば、遮光板を眼前に配置すべきであるかは予め決定されており、その明るさの基準値は記憶装置８５３に記憶されている。ただし、その基準値は、ユーザの好みがあるので、ユーザが選択できるようにするとよい。
【００９２】
次に第３実施形態のＨＭＤの動作について、外部の明るさの変化に応じた動作を中心に説明する。
【００９３】
まず、光センサ５００が外部からユーザの眼に入射する光とほぼ同方向の光量を検出する。その検出結果は、駆動ユニットＤの調光制御装置８６０へ送られる。調光制御装置８６０は、検出結果に基づいて現環境の明るさを求める。次に、求められた現環境の明るさと、遮光板を配置すべき明るさの基準値とを比較する。
【００９４】
その結果、遮光板を配置すべき明るさの基準値を超える場合は、モータ３９１を駆動し、遮光板６００をユーザの眼前に配置するように、支持アーム駆動制御装置８６２に命令する。
【００９５】
これにより、例えば、外部が明るすぎる場合であっても、画像を観察していない眼に入射される光量が緩和されるので、外部の明暗にかかわらず画像が見やすくなる。
【００９６】
第３実施形態によれば、ユーザの眼の前に遮光板６００を配置または待避させることを電動で行うので、ユーザが手動で遮光板支持アーム３４５を出し入れする必要がなく便利である。
（第３実施形態の変形）
第３実施形態のＨＭＤは、外部の明るさに応じて、遮光板６００の透過率を変化させるようにすることもできる。
【００９７】
この場合、遮光板６００は、外部からの駆動信号に応じて透過率を変化できるものであればよい。好ましくは、液晶、ＥＣ素子を用いることができる。遮光板の透過率の変化は、遮光板透過率制御装置８６３を駆動ユニットに搭載して行う（図１１参照）。
【００９８】
また、駆動ユニットＤの調光制御装置８６０は、遮光板透過率制御装置８６３に、透過率を変更する命令を送る機能を有する。
【００９９】
記憶装置８５３には、環境の明るさの変化に応じた適切な遮光板６００の透過率の値が記憶されている。ただし、この値は、ユーザによって変わりうるので、ユーザが選択できるようにするとよい。
【０１００】
このような構成を有するＨＭＤの動作について、外部の明るさの変化に応じてなされる動作を中心に説明する。
【０１０１】
まず、光センサ５００が外部からユーザの眼に入射する光とほぼ同方向の光量を検出する。その検出結果は、駆動ユニットＤの調光制御装置８６０へ送られる。
【０１０２】
調光制御装置８６０は、検出結果に基づいて現環境の明るさを求める。次に、求められた現環境の明るさに対して、遮光板６００が適切な透過率になるように、遮光板透過率制御装置８６３に命令する。遮光板透過率制御装置８６３は、この命令に応じて遮光板６００の透過率を変更する。
【０１０３】
これにより、例えば、外部が明るすぎる場合であっても、画像を観察していない眼に入射される光量が緩和されるので、外部の明暗にかかわらず画像が見やすくなる。
【０１０４】
以上、３つの実施形態について説明したが、本発明のＨＭＤはこれらに限定されない。
【０１０５】
第１の実施形態は、図１においては、片眼タイプのＨＭＤであるが、両眼タイプのＨＭＤにすることもできる。
【０１０６】
また、第１〜第３の実施形態の各特長を併せ持ったＨＭＤも本発明に含まれる。例えば、第１実施形態のＨＭＤに、第２または第３の実施形態のように画像を観察しない眼の前に遮光板を設置できるようにしたＨＭＤも本発明に含まれる。
この場合、光センサの検出結果に応じて、画像の輝度を調整するとともに、遮光板の透過率を調整するようにしたＨＭＤとすることができる。
【０１０７】
さらに、以上に述べた実施形態のヘッドマウントディスプレイは、画像出力信号を生成すると共に、音響出力信号を出力する駆動ユニットに、ケーブルを介して接続される形式のものである。しかし、本発明が適用されるＨＭＤは、これに限られない。例えば、駆動ユニットとＨＭＤとを一体化した構造を有するものにも適用することができる。また、駆動ユニットとＨＭＤとを無線で接続する構成のものに適用することもできる。後者の場合、無線通信のための回路と電源とがＨＭＤに搭載される。また、駆動ユニット側にも、無線通信のための回路が搭載される。
【０１０８】
また、前述の透過率が可変な減光フィルタや遮光板の代わりに、図１２に示した機械式の透過率可変フィルタ７００を用いてもよい。図１２（ａ）は機械式の透過率可変フィルタ７００の正面図であり、（ｂ）は（ａ）で図示されたＡＡ’面での概略断面図であり、（ｃ）はフィルタ７０５の概略図である。この透過率可変フィルタ７００は、筐体７０２の一部に観測窓７０１が設けられ、この観測窓７０１が眼前に来るように支持部３００に支持されている。
【０１０９】
そして、筐体７０２の内部には、異なる透過率を有する部分が設けられたフィルタ７０５と、このフィルタ７０５を巻き取るためのロ一ラ７０４ａ，ｂが備えれている。これらのローラ７０４ａ，ｂはケーブル７０３を介して図示していない調光制御装置に接続されている。
【０１１０】
この調光制御装置に応じて、ローラ７０４ａ，ｂを駆動することで、観測窓７０１と同じ位置に所望の透過率を有するフィルタ７０５を移動させることができる。
【０１１１】
このように観測窓７０１に所望の透過率を有するフィルタ７０５を繰り出すことによって、透過率を制御することが可能となる。
【０１１２】
このような透過率可変フィルターを用いても良い。
【０１１３】
また、以上の実施形態では、画像出力部および音響出力部の両者を有する例を示した。本発明の適用は、これに限られない。例えば、画像出力部のみを有するＨＭＤにも適用可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明によれば、外光の明暗にかかわらず、画像が見やすいＨＭＤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの外観を示す斜視図。
【図２】図２は第１の実施形態において用いられる画像出力部の構成を示す一部破断平面図。
【図３】図３は第１の実施形態（変形）において用いられる画像出力部の構成を示す一部破断平面図。
【図４】図４は本発明に係る第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの外観を示す斜視図。
【図５】図５は本発明に係る第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構造を示す一部破断平面図。
【図６】図６は本発明に係る第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構造を示す一部破断平面図。
【図７】図７はモータ部の断面図。
【図８】図８は第１実施形態において適用可能なＨＭＤ駆動ユニットの構成要素を表すブロック図。
【図９】図９は第１実施形態（変形）において適用可能なＨＭＤ駆動ユニットの構成要素を表すブロック図。
【図１０】図１０は第２実施形態において適用可能なＨＭＤ駆動ユニットの構成要素を表すブロック図。
【図１１】図１１は第３実施形態において適用可能なＨＭＤ駆動ユニットの構成要素を表すブロック図。
【図１２】図１２（ａ）は機械式の透過率可変フィルタ７００の正面図。図１２（ｂ）は（ａ）で図示されたＡＡ’面での概略断面図。図１２（ｃ）はフィルタ７０５の概略図である。
【符号の説明】
Ｄ…駆動ユニット、ＣＮ…コネクタ、ＳＷ…電源スイッチ、
Ｕ…ユーザ、１…頭部、
１００…画像出力部、
１１０…電気−光変換器、
１２０…光学系、１２１ａ，１２１ｂ…レンズ系、１２５…減光フィルタ、
１３０…鏡筒、１３１…レンズ収容部、１３２…変換器収容部、１３３…遮光部、
１４０…ケース、１４２…開口部、
２００（２００Ｌ，２００Ｒ）…音響出力部、２１０…音響変換器、２２０…耳パッド、２３０…ケース、２３３…連結部、
３００…支持部、３１０…バンド、３１１…バンド本体、
３１５…遮光板支持アーム収容部、３１５ｂ…開口部、
３２０…画像出力部支持アーム、
３４０…支持アーム支持部、３４５…遮光板支持アーム、
３９０…駆動機構部、３９１…モータ、３９２…モータ軸、３９３…ローラー、
５００…光センサ、５１０…受光素子、５２０…集光レンズ、５３０…ケース、
５３１…開口部、
６００…遮光板、
７００…透過率可変フィルタ、７０１…観測窓、７０２…筐体、７０３…ケーブル、７０４ａ，７０４ｂ…ローラ、７０５…フィルタ、
８００…ケーブル、８１０…プラグ、
８５１…画像出力信号処理装置、８５２…音響出力信号処理装置、８５３…記憶装置、８５４…中央制御装置、８５６…電源制御回路、８５７…電池、８５８…入出力インタフェース、８６０…調光制御装置、８６１…減光フィルタ透過率制御装置、８６２…支持アーム駆動制御装置、８６３…遮光板透過率制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a head mounted display that outputs an image so that a user can view an image while being mounted on a user's head, and a display device having the same.
[0002]
[Prior art]
A head-mounted display (hereinafter abbreviated as HMD) outputs an image so that the user can view an image while being mounted on the head of the user. In this type of HMD, a goggle type, which completely covers both eyes so that only the display of the HMD can be seen in the user's field of view, and an image output unit is arranged in front of one eye There is a one-eye type that is performed.
[0003]
In a single-eye HMD, the image from the image output unit and the external scene are simultaneously in the field of view. Therefore, the one-eye type HMD has an advantage that the user can work while looking at the external scenery while obtaining specific information from the image.
[0004]
However, in this type of single-eye type HMD, when the user is observing the output image and the brightness of the environment is significantly different from the brightness of the output image, the output image may be difficult to see. .
[0005]
Meanwhile, as a technique for measuring the balance between the brightness of the background and the brightness of the image, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-148807 (Patent Document 1). This document describes an HMD in which the brightness of a backlight of a liquid crystal is changed in accordance with the brightness of an outside scene so that the brightness of an image matches the brightness of the outside scene.
[Patent Document 1]
JP-A-10-148807
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, Patent Literature 1 does not consider a problem inherent in an HMD of a type in which an image is observed with one eye. That is, in the one-eye type HMD, if the amount of light incident on the eye observing the image is different from the amount of light incident on the opposite eye not observing the image, a problem such as difficulty in viewing the image occurs. .
[0007]
The present invention has been made to solve the above problem, and has as its object to provide an HMD in which an image can be easily viewed regardless of external brightness.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a head mounted display according to the invention according to claim 1 is a head mounted display for displaying an image in front of at least one eye, wherein an image output unit for displaying an image, and an image output unit for displaying the image. An optical sensor for detecting the brightness of the environment being used, and supporting the image output unit and the optical sensor, and having a support unit for mounting on a user's head, the image output unit includes: A head mounted display wherein the brightness of an image to be displayed is variable according to a detection result of an optical sensor.
[0009]
A head-mounted display according to a second aspect of the present invention is the head-mounted display according to the first aspect, wherein the optical sensor detects a part of light directed to the user.
[0010]
A head mounted display according to a third aspect of the present invention is the head mounted display according to the second aspect, wherein the optical sensor is fixed near the image output section.
[0011]
A head-mounted display according to a fourth aspect of the present invention is the head-mounted display according to any one of the first to third aspects, wherein the image output unit converts an image display signal into an optical signal. A converter and an optical system for enlarging the converted image, the brightness of the image displayed from the image output unit is obtained by changing the brightness of the image as a result of detection of the optical sensor, The head mounted display is characterized in that when the environment is bright, the brightness of the image is increased, and when the environment is dark, control is performed to reduce the brightness of the image.
[0012]
A head-mounted display according to a fifth aspect of the present invention is the head-mounted display according to any one of the first to fourth aspects, wherein the image output unit has a neutral density filter, and the neutral density filter is an external device. The transmittance can be changed in accordance with an instruction from the device, and the brightness of the image displayed on the image output unit can be changed by changing the transmittance of the neutral density filter according to the detection result of the optical sensor. A head-mounted display characterized by being made.
[0013]
The head-mounted display according to claim 6 is, in the head-mounted display according to any one of claims 1 to 5, at a position in front of the eyes different from the image output unit and at least partially covering a field of view, A head-mounted display further comprising a light-shielding plate that is supported and limits the amount of transmitted light.
[0014]
A head-mounted display according to a seventh aspect of the present invention is the head-mounted display according to the sixth aspect, wherein the light shielding plate has a variable amount of transmitted light.
[0015]
The head-mounted display according to the invention according to claim 8 is the head-mounted display according to any one of claims 6 and 7, wherein the light shielding plate changes so as to have a low transmittance when the environment is bright. The head mounted display is characterized in that when the environment is dark, the transmittance changes so as to increase.
[0016]
A head-mounted display according to a ninth aspect of the present invention is the head-mounted display according to the eighth aspect, wherein the transmittance of the light shielding plate changes due to an oxidation-reduction reaction.
[0017]
A head-mounted display according to a tenth aspect of the present invention is the head-mounted display according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the light-shielding plate includes a material whose transmitted light amount changes by photochromism. It is a head mounted display.
[0018]
A head-mounted display according to an eleventh aspect of the present invention is the head-mounted display according to any one of the sixth to tenth aspects, further comprising an optical sensor, wherein the light-shielding plate detects a detection result of the optical sensor. A head-mounted display characterized in that the transmittance changes according to it.
[0019]
A head mounted display according to a twelfth aspect of the present invention is the head mounted display according to the eleventh aspect, wherein the light shielding plate is one of a liquid crystal and an EC element.
[0020]
A head mounted display according to a thirteenth aspect of the present invention is the head mounted display according to any one of the sixth to twelfth aspects, wherein the light shielding plate is switched between a state in which the light shielding plate is arranged at a position in front of the eyes and a state in which the light shielding plate is not arranged. A head-mounted display characterized by being possible.
[0021]
A head-mounted display according to a fourteenth aspect of the present invention is the head-mounted display according to the thirteenth aspect, further comprising a state in which the light shielding plate is arranged at a position in front of the eyes according to a detection result of the optical sensor. A head-mounted display having means for switching to a state.
[0022]
A head-mounted display according to a fifteenth aspect of the present invention is a head-mounted display that displays an image in front of the user, the image output unit displaying an image in front of one of the eyes of the user, and limits the amount of transmitted light in front of the other of the user. A head-mounted display comprising: a light-shielding plate; and a supporting portion that supports the image output unit and the light-shielding plate and is mounted on a user's head.
[0023]
A head-mounted display according to a sixteenth aspect of the present invention is the head-mounted display according to the fifteenth aspect, wherein the head can be switched between a state in which the light shielding plate is arranged in front of the eye and a state in which the light shielding plate is not arranged. It is a mount display.
[0024]
The head-mounted display according to claim 17 is the head-mounted display according to any one of claims 15 and 16, wherein the light-shielding plate changes so as to have a low transmittance when the environment is bright, The head mounted display is characterized in that when the environment is dark, the transmittance changes so as to increase.
[0025]
An eighteenth aspect of the present invention is the head mounted display according to the seventeenth aspect, wherein the light shielding plate has a transmittance changed by an oxidation-reduction reaction.
[0026]
The head-mounted display according to the nineteenth aspect is the head-mounted display according to the seventeenth aspect, wherein the light-shielding plate contains photochromic molecules and is colored according to the intensity of incident light to change transmittance. It is a head mounted display characterized by the following.
[0027]
A head-mounted display according to a twentieth aspect is the head-mounted display according to any one of the first to fourth aspects, wherein the image output unit includes a neutral density filter having a plurality of different transmittance regions. The light attenuation filter is capable of changing a transmittance area of the light attenuation filter located in a light beam emitted from the image output unit in accordance with an instruction from the outside, and an image displayed on the image output unit. The brightness is obtained by changing the transmittance area of the neutral density filter according to the detection result of the optical sensor.
[0028]
A head-mounted display according to a twenty-first aspect of the present invention is the head-mounted display according to the sixth aspect, wherein the light-shielding plate has a plurality of regions each having a different amount of transmitted light, and any one of the plurality of regions. This is a head-mounted display in which an area is arbitrarily located.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (1st Embodiment)
FIG. 1 shows an example of a head mounted display according to the first embodiment of the present invention.
[0030]
As shown in FIG. 1, a head-mounted display (hereinafter abbreviated as HMD) includes an image output unit 100 having a function of displaying an image to a user U, and a sound such as sound, music, and sound effect. It has a sound output unit 200 having a function of generating, and a support unit 300 for integrally connecting the image output unit 100 and the sound output unit 200 and detachably attaching them to the head 1 of the user U. . Further, it has an optical sensor 500 for measuring external brightness.
[0031]
The HMD operates by being connected via a cable 800 to a drive unit D that outputs an image display signal and an audio output signal.
[0032]
Hereinafter, each component of the HMD will be described.
[0033]
As shown in FIG. 2, the image output unit 100 converts an image display signal representing an image into an optical signal to form an image by forming an image, an optical system 120 that enlarges the formed image, It has a lens barrel 130 that houses the optical system 120 and a case 140 that houses the entirety.
[0034]
The electro-optical converter 110 used in the present embodiment can be configured by a display element that forms a bitmap image. This type of electro-optical converter 110 is roughly classified into two types. In the first type, a cell whose transmittance or reflectance changes according to an image output signal is arranged corresponding to each pixel of a bitmap, and the transmittance or reflectance of each pixel with respect to light from another light source is arranged. Is a device of the type that forms an image by changing the The second type is a device that forms an image by arranging elements that emit light corresponding to each pixel of a bitmap, and changing the light emission luminance of each element in accordance with an image output signal. As the former type of device, for example, there is a liquid crystal display element in which liquid crystal cells capable of changing transmittance or reflectance are two-dimensionally arranged. As the device of the latter type, for example, an organic EL element in which a light emitting element which emits light itself by an electric signal is two-dimensionally arranged. In the present invention, any type of device may be used. In the present embodiment, a light emitting display element in which organic EL elements, which are self light emitting elements, are two-dimensionally arranged is used.
[0035]
In the electro-optical converter 110, for example, a screen can be formed like a display screen of an information processing device. Of course, it is also possible to display a moving image.
[0036]
The optical system 120 has lens systems 121a and 121b in the present embodiment. The lens systems 121a, b magnify the image formed by the electro-optical converter 110. Specifically, a virtual image is formed. By forming this virtual image on the retina of the user's lens, for example, it is possible to display as if the user were looking at a large image.
[0037]
The lens barrel 130 keeps the distance between the lens housing 131 that houses the above-described optical system 120, the converter housing 132 that houses the electro-optical converter 110, and the electro-optical converter 110 constant, And a light-blocking portion 133 that blocks external light from entering. The lens barrel 130 is formed of a light-shielding material.
[0038]
The case 140 is formed of, for example, light-shielding plastic. An opening 142 is provided on a surface of the case 140 facing the user U. The lens system 121 is accommodated in the opening 142. One end of the case 140 is a connecting portion with the image output support arm 320.
[0039]
The sound output unit 200 converts a sound output signal into sound. In the present embodiment, a left sound output unit 200L and a right sound output unit 200R are provided. The acoustic output unit 200 includes an acoustic transducer 210 that converts an electric signal into sound, a case 230 that houses the acoustic transducer, and an ear pad that is provided on a surface of the case 230 facing the user U and abuts on the user U's ear. 220.
[0040]
As the sound output unit 200, a product that is usually commercialized as headphones can be used. In addition, in the present embodiment, the sound output unit 200 also functions as a contact part with the ear when the HMD is mounted on the head 1 of the user U, together with a support unit 300 described later, due to its structure.
[0041]
This type of sound output unit includes a closed type, an open type, and a semi-closed type. In the present invention, any type may be adopted. In the present embodiment, a closed case 230 is used. The acoustic transducer 210 is arranged inside the case 230. At one end of the case 230, a connecting portion 233 for connecting to the band 310 of the supporting portion 300 is provided.
[0042]
In the present embodiment, a connection section (not shown) for connecting the cable 800 and the internal wiring is provided on the sound output section 200L side.
[0043]
The acoustic converter 210 includes a diaphragm and a drive circuit that excites the diaphragm. Specifically, it can be constituted by a small speaker. An opening is provided on the user U-facing surface side of the case 230 so that sound radiated from the sound converter 210 can be transmitted to the outside.
[0044]
The ear pad 220 is fixed to the edge of the case 230 and is located on the side of the case 230 facing the user U. The sound output units 200L and 200R are urged by the support unit 300 in directions approaching each other, as described later. For this reason, the ear pad 220 is mounted to relieve the pressure on the ear by the support portion 300 and to improve the adhesion to the ear.
[0045]
As shown in FIG. 1, the support unit 300 includes a band 310 that connects the left and right sound output units 200L and 200R, and an image output unit support arm 320 provided at one end of the band 310. The image output section support arm 320 is connected and fixed at one end of the band 310.
[0046]
The band 310 has a curved shape so that the head 1 of the user U can be sandwiched from behind. The sound output units 200L and 200R are connected and fixed to both ends.
[0047]
The optical sensor 500 is installed above the image output unit 100. As shown in FIG. 2, the optical sensor 500 includes a light receiving element 510, a condenser lens 520, and a case 530 that houses these elements. The light receiving element 510 is a photoelectric conversion element that generates an electric signal according to the received light amount. For example, a photodiode or a phototransistor is used. The case 530 is made of a light-blocking material so that external light does not enter, and has an opening 531. The condenser lens 520 is provided in the opening 531.
[0048]
The optical sensor 500 is installed in a predetermined direction so as to be able to detect the amount of environmental light in substantially the same direction as the environmental light entering the user's eyes. Thus, the sensitivity distribution of the optical sensor 500 substantially matches the sensitivity distribution of the user's eyes. The output of the optical sensor 500 is sent to the dimming control device 860 (see FIG. 8) of the drive unit D via the cable 800.
(Drive unit, etc.)
The HMD of this embodiment operates by being connected via a cable 800 to a drive unit D that outputs an image display signal and an audio output signal.
[0049]
As shown in FIG. 8, the drive unit D sends an image output signal to the image output unit 100, and sends an image output signal processing device 851 that processes the image display signal, and sends an audio output signal to the sound output unit 200. Output signal processing device 852 for storage, a storage device 853, a central control device 854 for managing the entire drive unit, a power supply control circuit 856 for controlling power on / off and power saving mode, and a battery 857. . Further, a dimming control device 860 that receives a detection result from the optical sensor 500 is provided. Further, it has an input / output interface 858 for exchanging information, signals and the like with the HMD main body. Further, as shown in FIG. 1, a main switch SW for turning on / off the power supply is provided. Further, a connector CN for connecting a plug 810 of the cable 800 for exchanging signals with the HMD is provided. As shown in FIG. 8, a rechargeable battery 857 is prepared as a power source.
[0050]
The connector CN has a multi-pin structure for connecting an image output signal, a sound output signal, a dimming control signal, an optical sensor detection signal, and the like. Also, the shape of the connector is not limited to a circular cross section. It may be a square type having pins arranged in a single in-line, dual in-line or the like. When transmitting each signal by a packet or the like, any pin may be used as long as it can support a high frequency.
In that case, various signals are sent as data according to a certain communication protocol. In this case, a communication control device is further provided.
[0051]
The storage device 853 stores, in addition to the program, image information, sound information, and the like that are the basis for generating the image display signal and the sound output signal. As the storage device 853, for example, a hard disk device is used. Of course, it is not limited to this.
Other storage media can be used.
[0052]
The dimming control device 860 generates information for changing the luminance of the image output signal generated by the image output signal processing device 851, based on the detection result sent from the optical sensor 500. The generation of this information can be performed, for example, as follows.
[0053]
First, as a premise, the brightness of a standard environment assumed in advance for the usage environment of the HMD, for example, the brightness in an office is defined as the standard brightness. Then, the image output signal processing device 851 determines the brightness of the test pattern image in the environment of the standard brightness together with the allowable range. Also, when the brightness of the environment is out of the standard brightness tolerance, the brightness of the test pattern image to be displayed is set to be different from the standard brightness according to the difference in brightness. The amount of increase or decrease (correction value) of the voltage (or current) of the image output signal is determined in advance. The dimming control device 860 stores the standard brightness, the different brightness, and the increase or decrease of the voltage of the image output signal with respect to the difference.
[0054]
On the other hand, the brightness of the current environment is obtained based on the detection result of the optical sensor 500. Next, the calculated brightness of the current environment is compared with the standard brightness. It is checked whether the brightness of the current environment is within a standard allowable range of brightness. If the brightness is within the allowable range, the image output signal is output as it is. On the other hand, if the brightness of the current environment exceeds the allowable range, a difference from the standard brightness is obtained by the dimming control device 860, and a correction value such as a voltage of an image output signal corresponding to the difference is calculated. From 860, the image output signal is sent to the image output signal processing device 851 so that the image output signal is corrected. That is, the voltage (or current) of the image output signal is increased or decreased.
[0055]
As a result, the image output from the image output unit 100 is output at a luminance corresponding to the brightness of the environment. Therefore, when the current environment becomes bright, the brightness of the image output on the image output display unit 100 increases, and when the current environment becomes dark, the brightness of the image output on the image output display unit 100 decreases.
[0056]
The comparison between the brightness of the image and the brightness of the environment is not absolute. Some users prefer dark screens, and others prefer bright screens. Therefore, it may be adapted to the user's preference. Specifically, for a user who prefers a bright screen, the brightness of the output image is set with respect to a change in the brightness of the environment, with a state slightly brighter than the environment as a standard. When determining the standard brightness, a plurality of types of test patterns having different brightness may be prepared, and the brightness of the test pattern selected by the user may be selected as the standard brightness.
[0057]
With the above configuration, the user can easily view the image regardless of the brightness of the outside.
(Modification of First Embodiment)
The HMD of the first embodiment can be modified as follows.
[0058]
FIG. 3 is a sectional view of the image output unit 100 of the HMD which is a modification of the first embodiment.
[0059]
FIG. 3 shows an example in which a neutral density filter 125 is provided between the electro-optical converter 110 and the optical system 121.
[0060]
The neutral density filter 125 has a function of reducing the amount of light incident on the optical system 121 from the electro-optical converter 110. The neutral density filter 125 may be any filter whose transmittance can be changed according to an instruction from the outside. For example, a liquid crystal, an EC element (electrochromic element), or the like can be used.
[0061]
Further, the HMD having the image output unit 100 shown in FIG. 3 has a drive unit D shown in FIG. This drive unit D has basically the same configuration as the above-described drive unit D shown in FIG. 8 except that the drive unit D further includes a neutral density filter transmittance control device 861.
[0062]
The appropriate transmittance of the neutral density filter 125 according to the brightness of the environment is determined in advance, and the value is stored in the dimming control device 860. However, the value can be selected by the user, because the value has a user's preference.
[0063]
In the HMD having the image output unit of FIG. 3, an operation performed according to a change in external brightness is as follows.
[0064]
First, the optical sensor 500 detects the amount of light in substantially the same direction as the light incident on the user's eyes from the outside. The detection result is sent to the dimming control device 860 of the drive unit D. The dimming control device 860 obtains the brightness of the current environment based on the detection result. Next, the calculated brightness of the current environment is compared with the transmittance value of the neutral density filter 125 corresponding to the brightness.
[0065]
As a result, if the transmittance of the neutral density filter 125 is to be changed, the dimming control device 860 instructs the neutral density filter transmittance control device 861 to change the transmittance of the neutral density filter 125. The neutral density filter transmittance controller 861 changes the transmittance of the neutral density filter 125 according to the command.
[0066]
As a result, the image output from the image output unit 100 is output at a luminance corresponding to the brightness of the environment. Therefore, when the current environment becomes bright, the brightness of the image output in the image output unit 100 increases, and when the current environment becomes dark, the brightness of the image output in the image output unit 100 decreases.
[0067]
This makes it easier for the user to view the image regardless of the brightness of the outside.
[0068]
Note that the neutral density filter 125 may be disposed between the electro-optical converter 110 and the user's eye, and may be disposed on the optical system 120 on the side facing the user's eye.
[0069]
Further, the dimming control device 860 and the dimming filter transmittance control device 861 may be provided in a separate unit from the image output signal processing device 851 and the like.
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0070]
The HMD according to the present embodiment has a structure different from that of the first embodiment in that an HMD is further provided in front of an eye not observing an image.
. However, other structures are the same as in the first embodiment. Therefore, in order to avoid redundant description, the following description focuses on differences from the first embodiment.
[0071]
As shown in FIGS. 4 and 5, the HMD according to the present embodiment includes an image output unit 100, a sound output unit 200, a support unit 300, and a light blocking plate 600.
[0072]
As shown in FIGS. 4 and 5, the support unit 300 includes a band 310 connecting the left and right sound output units 200L and 200R, and an image output unit support arm 320 provided at one end of the band 310. The image output section support arm 320 is connected and fixed to one end of the band 310 to a support arm support section 340 adjacent to the sound output section 200L in this embodiment.
[0073]
The band 310 has a curved shape so that the head 1 of the user U can be sandwiched from behind. The sound output units 200L and 200R are connected and fixed to both ends.
[0074]
The band 310 includes a main body 311 and a light-shielding plate support arm housing 315 that houses the light-shielding plate support arm 345 so as to be able to protrude and retract. The band 310 is provided with wiring (not shown) connected to the cable 800 from the drive unit D. Some of these wirings communicate with the image output unit 100, and others communicate with the left and right sound output units 200L and 200R.
[0075]
In the present embodiment, an opening 315b is provided in the light-shielding plate support arm housing 315 adjacent to the sound output unit 200R. The light shielding plate support arm 345 can protrude and retract from the opening 315b. Although not shown, the opening 315b is provided with a stopper for preventing the light-shielding plate support arm 345 from dropping out when pulled out. In addition, a guide rail (not shown) is provided in the light-shielding plate support arm receiving portion 315 to smoothly move the light-shielding plate support arm 345 in and out. As a result, the light shielding plate support arm 345 slides smoothly. Therefore, in order to make the light-shielding plate support arm 345 usable, and to evacuate it after use, the user U can easily perform the retreat operation.
[0076]
The light shield 600 is connected and fixed to one end of the light shield support arm 345.
[0077]
The light-shielding plate 600 may have a predetermined transmittance and a function of blocking light. Preferably, the transmittance changes low when the amount of light is large, and increases when the amount of light is small. Things that change. As such a light-shielding plate 600, for example, an optical element whose transmittance changes based on an oxidation-reduction reaction used for sunglasses or the like can be used.
[0078]
The HMD of the second embodiment is characterized in that a light shielding plate is provided in front of an eye not observing an image.
[0079]
That is, if the outside is bright when the user is observing the image on the HMD, a difference occurs between the amount of light incident on the eye observing the image and the amount of light incident on the opposite eye not observing the image, making the image difficult to see. Become.
[0080]
Therefore, the HMD of the second embodiment enables the light-shielding plate 600 to be installed in front of the eye not observing the image, reduces the amount of light incident on the eye not observing the image, It is intended to reduce the visibility.
[0081]
According to the present embodiment, the light-shielding plate support arm 345 is accommodated in the light-shielding plate support arm accommodating portion 315, so that the light-shielding plate 600 can be retracted from in front of the eyes. Therefore, when the light shielding plate 600 is in the way, such as when the user works, the light shielding plate 600 can be retracted out of the field of view, which is convenient.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0082]
The HMD of the third embodiment has a structure different from that of the second embodiment in that it has a function of electrically arranging or retracting the light shielding plate 600 in front of the user's eyes according to the output of the optical sensor 500. is there.
[0083]
However, other structures are the same as those of the second embodiment. Therefore, in order to avoid redundant description, the following description focuses on differences from the second embodiment.
[0084]
In the HMD of FIG. 6, a drive mechanism 390 that electrically slides and accommodates the light-shielding plate support arm 345 is installed in the light-shielding plate support arm accommodation portion 315 of the band 310.
[0085]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the drive mechanism 390 on which the motor 391 is installed.
[0086]
A roller 393 is provided on a motor shaft 392 of the motor 391, and the roller 393 rotates around the motor shaft 392 in conjunction with the rotation of the motor 391.
[0087]
The roller 393 is in contact with the side surface of the light-shielding plate support arm 345, and when the roller 393 rotates, the light-shielding plate support arm 345 moves due to frictional force. In FIG. 6, when the roller 393 rotates clockwise, the light-shielding plate support arm 345 is pushed into the light-shielding plate support arm housing 315. Conversely, when the roller 393 rotates counterclockwise, the light-shielding plate support arm 345 is pulled out of the light-shielding plate support arm housing portion 315.
[0088]
The material of the roller 393 may be any material that generates a predetermined frictional force, and is preferably an elastic body such as rubber. However, if the frictional force is too large, the user cannot manually put the light-shielding plate support arm 345 in and out, which is not preferable.
[0089]
An optical sensor 500 is provided above the image display unit 100. The optical sensor 500 has the same contents as the optical sensor 500 described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0090]
In the HMD shown in FIG. 6, the drive unit D is provided with a support arm drive control device 862 for controlling the motor 391 to drive a predetermined number of rotations in a predetermined direction as shown in FIG.
[0091]
The brightness of the environment is determined in advance as to how the light shielding plate should be placed in front of the user, and the reference value of the brightness is stored in the storage device 853. However, the reference value may be selected by the user because the user has a preference.
[0092]
Next, an operation of the HMD according to the third embodiment will be described focusing on an operation corresponding to a change in external brightness.
[0093]
First, the optical sensor 500 detects the amount of light in substantially the same direction as the light incident on the user's eyes from the outside. The detection result is sent to the dimming control device 860 of the drive unit D. The dimming control device 860 obtains the brightness of the current environment based on the detection result. Next, the calculated brightness of the current environment is compared with a reference value of brightness at which the light shielding plate is to be arranged.
[0094]
As a result, when the brightness exceeds the reference value of the brightness at which the light shielding plate should be arranged, the motor 391 is driven to instruct the support arm drive control device 862 to arrange the light shielding plate 600 in front of the user's eyes.
[0095]
Thereby, for example, even when the outside is too bright, the amount of light incident on the eyes not observing the image is reduced, so that the image can be easily viewed regardless of the brightness of the outside.
[0096]
According to the third embodiment, since the light shielding plate 600 is electrically arranged or retracted in front of the user's eyes, the user does not need to manually insert and remove the light shielding plate support arm 345, which is convenient.
(Modification of Third Embodiment)
In the HMD of the third embodiment, the transmittance of the light shielding plate 600 can be changed according to the external brightness.
[0097]
In this case, the light-shielding plate 600 only needs to be able to change the transmittance according to an external drive signal. Preferably, a liquid crystal or EC element can be used. The change in the transmittance of the light-shielding plate is performed by mounting the light-shielding plate transmittance control device 863 on the drive unit (see FIG. 11).
[0098]
Further, the dimming control device 860 of the drive unit D has a function of sending a command to change the transmittance to the light shielding plate transmittance control device 863.
[0099]
The storage device 853 stores an appropriate value of the transmittance of the light shielding plate 600 according to the change in the brightness of the environment. However, since this value can vary depending on the user, it is preferable that the value can be selected by the user.
[0100]
The operation of the HMD having such a configuration will be described focusing on an operation performed according to a change in external brightness.
[0101]
First, the optical sensor 500 detects the amount of light in substantially the same direction as the light incident on the user's eyes from the outside. The detection result is sent to the dimming control device 860 of the drive unit D.
[0102]
The dimming control device 860 obtains the brightness of the current environment based on the detection result. Next, the light-shielding plate transmittance controller 863 is instructed so that the light-shielding plate 600 has an appropriate transmittance for the obtained brightness of the current environment. The light-shielding plate transmittance controller 863 changes the transmittance of the light-shielding plate 600 according to this command.
[0103]
Thereby, for example, even when the outside is too bright, the amount of light incident on the eyes not observing the image is reduced, so that the image can be easily viewed regardless of the brightness of the outside.
[0104]
The three embodiments have been described above, but the HMD of the present invention is not limited to these.
[0105]
The first embodiment is a single-eye type HMD in FIG. 1, but may be a binocular HMD.
[0106]
The present invention also includes an HMD having the features of the first to third embodiments. For example, the present invention includes an HMD in which a light-shielding plate can be installed in front of an eye not observing an image as in the second or third embodiment, in the HMD of the first embodiment.
In this case, it is possible to provide an HMD in which the brightness of the image is adjusted according to the detection result of the optical sensor and the transmittance of the light shielding plate is adjusted.
[0107]
Further, the head-mounted display according to the embodiment described above is of a type that is connected via a cable to a drive unit that generates an image output signal and outputs an audio output signal. However, the HMD to which the present invention is applied is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a device having a structure in which a drive unit and an HMD are integrated. Also, the present invention can be applied to a configuration in which the drive unit and the HMD are wirelessly connected. In the latter case, a circuit and a power supply for wireless communication are mounted on the HMD. A circuit for wireless communication is also mounted on the drive unit side.
[0108]
Further, a mechanical transmittance variable filter 700 shown in FIG. 12 may be used in place of the above-described light-attenuating filter or light-shielding plate having variable transmittance. FIG. 12A is a front view of a mechanical transmittance variable filter 700, FIG. 12B is a schematic cross-sectional view along the AA ′ plane illustrated in FIG. 12A, and FIG. FIG. In the transmittance variable filter 700, an observation window 701 is provided in a part of a housing 702, and the observation window 701 is supported by the support unit 300 so that the observation window 701 is in front of the user.
[0109]
Further, inside the housing 702, there are provided a filter 705 provided with portions having different transmittances, and rollers 704a and 704b for winding the filter 705. These rollers 704a, 704b are connected via a cable 703 to a light control device (not shown).
[0110]
By driving the rollers 704a and 704b in accordance with the dimming control device, the filter 705 having a desired transmittance can be moved to the same position as the observation window 701.
[0111]
By feeding out the filter 705 having a desired transmittance to the observation window 701 in this manner, the transmittance can be controlled.
[0112]
Such a transmittance variable filter may be used.
[0113]
In the above embodiment, an example having both the image output unit and the sound output unit has been described. The application of the present invention is not limited to this. For example, the present invention is also applicable to an HMD having only an image output unit.
[0114]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an HMD in which an image is easy to see regardless of the brightness of external light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a head mounted display according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing the configuration of an image output unit used in the first embodiment.
FIG. 3 is a partially broken plan view showing a configuration of an image output unit used in the first embodiment (modification).
FIG. 4 is an exemplary perspective view showing the appearance of a head mounted display according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a partially broken plan view showing a structure of a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partially broken plan view showing a structure of a head mounted display according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a motor unit.
FIG. 8 is a block diagram showing components of an HMD drive unit applicable in the first embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing components of an HMD drive unit applicable in the first embodiment (modification).
FIG. 10 is a block diagram showing components of an HMD drive unit applicable in the second embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing components of an HMD drive unit applicable in the third embodiment.
FIG. 12A is a front view of a mechanical transmittance variable filter 700. FIG. 12B is a schematic cross-sectional view along the AA ′ plane illustrated in FIG. FIG. 12C is a schematic diagram of the filter 705.
[Explanation of symbols]
D: drive unit, CN: connector, SW: power switch,
U ... user, 1 ... head,
100 image output unit,
110 ... electro-optical converter,
120: optical system, 121a, 121b: lens system, 125: neutral density filter,
130: lens barrel, 131: lens housing part, 132: converter housing part, 133: light shielding part,
140 ... case, 142 ... opening,
200 (200L, 200R) ... sound output unit, 210 ... sound transducer, 220 ... ear pad, 230 ... case, 233 ... connecting part,
300: support portion, 310: band, 311: band body,
315: light-shielding plate support arm accommodating portion, 315b: opening,
320: Image output unit support arm
340: support arm support portion, 345: light shielding plate support arm,
390: drive mechanism, 391: motor, 392: motor shaft, 393: roller,
500: optical sensor, 510: light receiving element, 520: condenser lens, 530: case,
531 ... opening,
600 ... shading plate,
700: transmittance variable filter, 701: observation window, 702: housing, 703: cable, 704a, 704b: roller, 705: filter
800 ... cable, 810 ... plug,
851 image output signal processing device, 852 sound output signal processing device, 853 storage device, 854 central control device, 856 power supply control circuit, 857 battery, 858 input / output interface, 860 dimming control device 861 ... neutral density filter transmittance control device, 862 ... support arm drive control device, 863 ... light shielding plate transmittance control device

Claims

少なくとも一方の眼の眼前において画像を表示するヘッドマウントディスプレイにおいて、
画像を表示する画像出力部と、
前記画像出力部のおかれている環境の明るさを検出する光センサと、
前記画像出力部および前記光センサを支持すると共に、ユーザの頭部に装着するための支持部とを有し、
前記画像出力部は、前記光センサの検出結果に応じて、表示される画像の明るさが可変であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。In a head mounted display that displays an image in front of at least one eye,
An image output unit for displaying an image,
An optical sensor for detecting the brightness of the environment in which the image output unit is placed;
Supporting the image output unit and the optical sensor, and having a support unit for mounting on the user's head,
The head mounted display, wherein the image output unit changes the brightness of an image to be displayed according to a detection result of the optical sensor.

請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記光センサは、前記ユーザヘ向かう光の一部を検出することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 1,
The head mounted display, wherein the optical sensor detects a part of light directed to the user.

請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記光センサは、前記画像出力部近傍に固定されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 2,
The head mounted display, wherein the optical sensor is fixed near the image output unit.

請求項１、２および３のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像出力部は、画像表示信号を光信号に変換する電気−光変換器と、
変換された画像を拡大する光学系とを有し、
前記画像出力部から表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果に応じて、前記画像の輝度を変化させることで得られ、環境が明るい場合、画像の輝度を挙げ、環境が暗い場合、画像の輝度を下げる制御が行われることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 1, 2 and 3,
The image output unit is an electro-optical converter that converts an image display signal into an optical signal,
An optical system for enlarging the converted image,
The brightness of the image displayed from the image output unit is obtained by changing the brightness of the image according to the detection result of the optical sensor. If the environment is bright, the brightness of the image is increased, and the environment is dark. In a case, the head mounted display is characterized in that control for lowering the brightness of an image is performed.

請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像出力部は、減光フィルタを有し、前記減光フィルタは、外部からの指示に応じて透過率が変更可能であり、
前記画像出力部で表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果に応じて、前記減光フィルタの透過率を変化させることでなされることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 1 to 4,
The image output unit has a neutral density filter, the neutral density filter, the transmittance can be changed according to an external instruction,
The head mounted display according to claim 1, wherein the brightness of the image displayed by the image output unit is changed by changing the transmittance of the neutral density filter in accordance with the detection result of the optical sensor.

請求項１ないし５のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像出力部とは異なる眼前でかつ視界の少なくとも一部を覆う位置で、支持され、透過光量を制限する遮光板をさらに有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head-mounted display according to any one of claims 1 to 5,
A head-mounted display, further comprising a light-shielding plate that is supported in front of the eyes different from the image output unit and at a position that covers at least a part of the field of view, and restricts the amount of transmitted light.

請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、透過光量が可変であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head-mounted display according to claim 6,
The head mount display, wherein the light shielding plate has a variable amount of transmitted light.

請求項６および７のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、環境が明るい場合は透過率が低くなるように変化し、環境が暗い場合は透過率が高くなるように変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 6 and 7,
A head mounted display, wherein the light shielding plate changes so as to have a lower transmittance when the environment is bright, and changes so as to have a higher transmittance when the environment is dark.

請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、酸化還元反応により透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 8,
A head mounted display, wherein the light shielding plate changes its transmittance by an oxidation-reduction reaction.

請求項６ないし９のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、フォトクロミズムにより透過光量が変化する材料を含むことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 6 to 9,
The head-mounted display, wherein the light-shielding plate includes a material whose transmitted light amount changes by photochromism.

請求項６ないし１０のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
更に、光センサを有し、前記遮光板は、前記光センサの検出結果に応じて透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 6 to 10,
The head mounted display further includes an optical sensor, wherein the light shielding plate changes transmittance according to a detection result of the optical sensor.

請求項１１に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、液晶およびＥＣ素子のいずれかであることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 11,
The head mount display, wherein the light shielding plate is one of a liquid crystal and an EC element.

請求項６ないし１２のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、眼前の位置に配置した状態と、配置しない状態とに切り替え可能であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 6 to 12,
The head mounted display, wherein the light shielding plate can be switched between a state in which the light shielding plate is arranged in front of the eye and a state in which the light shielding plate is not arranged.

請求項１３に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
更に、前記光センサの検出結果に応じて、前記遮光板を眼前の位置に配置した状態と、配置しない状態とに切り替える手段を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 13,
The head-mounted display further includes means for switching between a state in which the light shielding plate is arranged at a position in front of the eyes and a state in which the light shielding plate is not arranged in accordance with a detection result of the optical sensor.

眼前において画像を表示するヘッドマウントディスプレイにおいて、
ユーザの一方の眼前において画像を表示する画像出力部と、
前記ユーザの他方の眼前において透過光量を制限する遮光板と、
前記画像出力部および前記遮光板を支持すると共に、ユーザの頭部に装着するための支持部とを有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。In a head mounted display that displays images in front of your eyes,
An image output unit that displays an image in front of one of the eyes of the user;
A light-shielding plate for limiting the amount of transmitted light in front of the other eye of the user,
A head-mounted display, comprising: a support section that supports the image output section and the light-shielding plate and that is mounted on a user's head.

請求項１５に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板を前記眼前に配置した状態と、配置しない状態とで切替可能であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 15,
A head-mounted display, wherein the light-shielding plate can be switched between a state in which the light-shielding plate is arranged in front of the eye and a state in which the light-shielding plate is not arranged.

請求項１５および１６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、環境が明るい場合は透過率が低くなるように変化し、環境が暗い場合は透過率が高くなるように変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 15 and 16,
A head mounted display, wherein the light shielding plate changes so as to have a lower transmittance when the environment is bright, and changes so as to have a higher transmittance when the environment is dark.

請求項１７に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光板は、酸化還元反応により透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。18. The head mounted display according to claim 17, wherein the light shielding plate has a transmittance changed by an oxidation-reduction reaction.

請求項１７に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、フォトクロミック分子を含み、入射する光の強度に応じて着色して透過率が変化することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to claim 17,
The head-mounted display, wherein the light-shielding plate contains photochromic molecules and is colored according to the intensity of incident light to change transmittance.

請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像出力部は、複数の異なる透過率領域を有する減光フィルタを有し、
前記減光フィルタは、外部からの指示に応じて前記画像出力部から放射された光束に位置する前記減光フィルタの透過率領域が変更可能であり、前記画像出力部で表示される画像の明るさは、前記光センサの検出結果に応じて、前記減光フィルタの透過率領域を変化させることでなされることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head mounted display according to any one of claims 1 to 4,
The image output unit has a neutral density filter having a plurality of different transmittance regions,
The neutral density filter is capable of changing a transmittance area of the neutral density filter located in a light beam radiated from the image output unit in response to an instruction from the outside, and controls brightness of an image displayed on the image output unit. The head mounted display is characterized by changing a transmittance region of the neutral density filter according to a detection result of the optical sensor.

請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記遮光板は、透過光量が各々異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域のうちいずれか一つの領域を任意に位置するようにしたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。The head-mounted display according to claim 6,
The light-shielding plate has a plurality of regions each having a different amount of transmitted light,
A head-mounted display, wherein any one of the plurality of regions is located arbitrarily.