JP2006126691A - Video display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ等、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an eyepiece-type image display device that displays an image only on one eye, such as a head-mounted display.
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示デバイス上に表示された映像を、接眼レンズやハーフミラー等を有する光学系を介して拡大した虚像として観察する眼鏡タイプ等、人体に装着して使用されるの映像表示装置が種々提案され、ウエアラブルディスプレイと呼ばれている。そのうち、頭部に装着して使用されるものは、特にヘッドマウントディスプレイと呼ばれている。 In recent years, it has been used by being worn on the human body, such as a spectacle type that observes an image displayed on a display device such as a liquid crystal panel (LCD) as an enlarged virtual image through an optical system having an eyepiece, a half mirror, or the like. Various video display apparatuses have been proposed and are called wearable displays. Of these, those mounted on the head and used are particularly called head-mounted displays.
ヘッドマウントディスプレイは、多くの場合、頭に巻いた形で頭部に装着する構成とされ、両目に対応する位置に映像表示系を形成した両目タイプと左右目の一方の目に対応する位置に映像表示系を形成した片目タイプとがある。このうち、両目タイプのものは、主として映像を楽しむための目的に使用される。片目タイプのものは、例えばウエアラブルパソコン等の表示装置等や、作業者に指示を表示する表示装置としての使用方法が期待されている。その例として、特開平８−３０５２９８号公報（特許文献１）に記載されるような方式のものが公知となっている。 In many cases, the head-mounted display is configured to be mounted on the head in the form of being wound around the head, and the two-eye type in which a video display system is formed at a position corresponding to both eyes and the position corresponding to one eye of the left and right eyes. There is a one-eye type that forms a video display system. Of these, the two-eye type is mainly used for the purpose of enjoying video. One-eye type devices are expected to be used as display devices such as wearable personal computers and display devices for displaying instructions to workers. As an example, a system as disclosed in JP-A-8-305298 (Patent Document 1) is known.
このようなヘッドマウントディスプレイにおいて、表示部は、目の前に置いて使用されるが、目の前に常時あることが望ましい場合（他の作業はしないので、他に邪魔されたくない）もあれば、目の前にはあってほしくない場合や、一旦目の前からなくなり再度使用したい等、さまざまな状況が考えられる。そこで、頭部に装着したままの状態で、表示部が目の前から移動することができるような構造となっていることが好ましい。このようなヘッドマウントディスプレイは、例えば、特開２００４−２０７８４７号公報（特許文献２）に記載されている。 In such a head-mounted display, the display unit is used in front of the eyes, but it is desirable that the display unit is always in front of the eyes (there is no other work, so there is no need to disturb others). For example, there are various situations where you don't want it to be in front of you or you want to use it again. Therefore, it is preferable that the display unit can be moved from the front in a state where it is worn on the head. Such a head mounted display is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-207847 (Patent Document 2).
この他に、両目タイプのヘッドマウントディスプレイで、ハーフミラーを使用し、表示したい映像と、外界の景色をダブらせて表示することができるシースルー方式のヘッドマウントディスプレイ装置が、特開平１０−１４８８０７号公報（特許文献３）に記載されている。 In addition to this, a see-through type head-mounted display device that can display a video to be displayed and a scene of the outside world by using a half mirror in a double-eye type head-mounted display is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-148807. No. (Patent Document 3).
片目表示タイプのディスプレイを使用する際に問題となる点の一つが、映像を表示している側と表示していない側とで目に入射する明るさが異なるため、表示している映像が見にくいという点である。前記特許文献３では、この問題を解決するために、外光の明るさをセンサで取得して、その値にあわせて映像表示に使用するバックライトの明るさを変化させている。
One of the problems when using a one-eye display type display is that it is difficult to see the displayed image because the brightness incident on the eyes differs between the side displaying the image and the side not displaying it. That is the point. In
しかしながら、文字や画像により情報を伝達するメニュー画面においては、単に外光の明るさに応じてバックライトの明るさを変化させるだけでは、文字や画像と背景とのコントラストが変化し、文字や画像が見えにくくなってしまうという問題点がある。 However, on a menu screen that conveys information using characters and images, simply changing the brightness of the backlight according to the brightness of the outside light changes the contrast between the characters and images and the background, and the characters and images There is a problem that it becomes difficult to see.
片目表示タイプのヘッドマウントディスプレイを使用するにおいて問題となるもう一つの点は、映像を表示している側としていない側とで目に入射する色が異なるため、違和感や目の疲れなどの原因となることである。 Another problem that arises when using a one-eye display type head-mounted display is that the color that enters the eye differs between the non-displaying side and the non-displaying side. It is to become.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、映像を表示していない目に入る光量が変化しても、表示される映像を明確に視認することが可能な映像表示装置、映像を表示していない目が感じる色とのカラーバランスのとれた表示を行うことができる映像表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an image display device and an image that can clearly see the displayed image even if the amount of light entering the eye that is not displaying the image changes. It is an object of the present invention to provide a video display device capable of performing display in a color balance with a color felt by eyes that are not displayed.
前記課題を達成するための第１の手段は、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置であり、かつ、映像を表示しない側の目に入射する光量を計測する光量計測手段を有する映像表示装置であって、明るさの暗い背景と、明るさの明るい文字、記号及び絵の少なくとも１種を含む表示映像を表示するものであり、前記背景及び前記表示映像の少なくとも一方の明るさを、前記光量計測手段の出力に応じて変化させる機能を有することを特徴とする映像表示装置（請求項１）である。 The first means for achieving the above object is an eyepiece-type image display device that displays an image only on one eye, and has a light amount measuring means that measures the amount of light incident on the eye not displaying the image. A video display device for displaying a display video including a dark background and at least one of bright characters, symbols, and pictures, and brightness of at least one of the background and the display video The video display device (Claim 1) is characterized in that it has a function of changing the light amount according to the output of the light amount measuring means.
本手段においては、映像を表示しない側の目に入射する光量を計測する光量計測手段を有するので、この光量計測手段が計測した光量に応じて、映像や背景の明るさを制御することが可能となる。 Since this means has a light quantity measuring means that measures the amount of light incident on the eye that does not display the image, it is possible to control the brightness of the image and background according to the light quantity measured by this light quantity measuring means. It becomes.
通常、映像を表示しない側の目の視野を遮るものがない状態では、その目に入射する光量は、外光の明るさに比例すると考えられるので、光量計測手段としては、外光の明るさを計測することができるものであればよい。よって、この光量計測手段を、片側の目に映像を表示する表示部の筐体に固定し、かつ、当該筐体の、接眼側とは反対の面に固定するようにすると、比較的、映像を表示しない側の目に近い位置で外光の明るさを検出することができ、かつ、映像を表示しない側の目に入射する方向から来る光のみを検出するように、指向性を持たせることが可能となる。 Normally, when there is nothing to block the visual field of the eye that does not display the image, the amount of light incident on the eye is considered to be proportional to the brightness of the external light. As long as it is possible to measure the above, it is sufficient. Therefore, if this light quantity measuring means is fixed to the housing of the display unit that displays an image on one eye and is fixed to the surface of the housing opposite to the eyepiece, It is possible to detect the brightness of external light at a position close to the eyes on the side where no image is displayed, and to have directivity so that only light coming from the direction incident on the eyes on the side where no image is displayed is detected. It becomes possible.
本手段においては、背景の明るさを低く、表示映像の明るさをそれに比べて高くしている。典型的には黒を基調とする背景に、白を基調とする表示映像を表示している。この理由は、明るい場所で使用する場合、白地に黒文字では映像を表示しない側の目が感じる明るさに文字が負けてしまって読みづらいくなり、また暗い場所で使用する場合には、画面の広い面積が明るくなるためにまぶしく感じるからである。 In this means, the brightness of the background is lowered and the brightness of the display image is made higher than that. Typically, a display image based on white is displayed on a background based on black. The reason for this is that when used in a bright place, black characters on a white background will be difficult to read because the character will lose the brightness felt by the eyes on the side that does not display the image, and when used in a dark place, This is because a large area feels bright because it brightens.
又、本手段においては、光量計測手段の出力に合わせて、背景及び表示映像の少なくとも一方の明るさを変化させているので、使用する場所の明るさが変わっても、表示映像が見づらくなったり、逆にまぶしいと感じることを防ぐことができる。 In addition, in this means, the brightness of at least one of the background and the display image is changed in accordance with the output of the light amount measurement means, so that even if the brightness of the place used changes, it becomes difficult to see the display image. On the contrary, you can prevent feeling dazzling.
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記表示映像の明るさを、前記映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項２）である。 The second means for solving the problem is the first means, wherein the brightness of the display image is controlled so as to substantially match the brightness felt by the eyes not displaying the image. It has the function to perform (claim 2).
本手段においては、表示映像の明るさを、映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御しているので、映像を表示しない側の目が感じている明るさが変化しても、それとほぼ同じ明るさで映像が表示され、映像を認識しやすくなる。特に、明るい場所で使用する場合に、表示映像をまぶしく感じたり、表示映像が暗くて見づらくなったりすることを防止できる。 In this means, the brightness of the display image is controlled so that it substantially matches the brightness felt by the eyes not displaying the image, so the brightness felt by the eyes not displaying the image is controlled. Even if it changes, the image is displayed with almost the same brightness, and it becomes easier to recognize the image. In particular, when used in a bright place, it is possible to prevent the display image from being dazzled or from being dark and difficult to see.
なお、「ほぼ」とは、映像が認識しにくくなったりまぶしく感じたりしない限り、完全に一致していなくても良いことを意味し、通常は、映像を表示しない側の目が感じている明るさの±５０％以内であればよい。 Note that “almost” means that the images do not have to be completely matched unless the video is difficult to recognize or feels dazzling. It may be within ± 50%.
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記背景の明るさを、前記映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項３）である。 A third means for solving the problem is the first means, and controls the brightness of the background so that it substantially matches the brightness felt by the eyes not displaying the video. It has a function (Claim 3).
映像表示装置を、特に暗い場所で使用する場合には、前記第２の手段においては、表示映像が暗くなり、その輪郭が不明瞭になることがある。そこで、このような場合には、背景の明るさを、映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御し、かつ、表示映像はそれよりも明るくなるように制御する。 When the video display device is used particularly in a dark place, in the second means, the display video may become dark and its outline may become unclear. Therefore, in such a case, the brightness of the background is controlled so that it substantially matches the brightness felt by the eyes not displaying the image, and the display image is controlled to be brighter than that. .
なお、「ほぼ」とは、背景が、映像を表示しない側の目が感じている明るさに対して目立たない範囲であればよいことを意味し、通常は、映像を表示しない側の目が感じている明るさの±５０％以内であればよい。 Note that “almost” means that the background may be in a range that does not stand out with respect to the brightness felt by the eyes that do not display the image. It may be within ± 50% of the brightness being felt.
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、前記光量計測手段の出力に応じて、前記第２の手段の機能と前記第３の手段の機能の少なくとも一つを使用する機能を有することを特徴とするもの（請求項４）である。 A fourth means for solving the problem is the first means, and at least one of the functions of the second means and the third means according to the output of the light quantity measuring means. It has the function to use one (Claim 4).
前述のように、前記第２の手段は、明るい場所で使用するのに適し、第３の手段は暗い場所で使用するのに適している。よって、本手段においては、光量計測手段の出力に応じてこれらの機能の少なくとも一つの機能を使用するようにしている。すなわち、光量計測手段の出力に応じて第４の手段の機能と第５の手段の機能を切り換えて使用する場合、光量計測手段の出力に応じて定常の表示状態と第４の手段の機能を切り換えて使用する場合、光量計測手段の出力に応じて定常の表示状態と第５の手段の機能を切り換えて使用する場合、光量計測手段の出力に応じて定常の表示状態と、第２の手段の機能と、第３の手段の機能の３つを切り換えて使用する場合がある。これにより、明るい場所でも暗い場所でも、映像が違和感なく認識されるようにしている。 As described above, the second means is suitable for use in a bright place, and the third means is suitable for use in a dark place. Therefore, in this means, at least one of these functions is used according to the output of the light quantity measuring means. That is, when the function of the fourth means and the function of the fifth means are switched according to the output of the light quantity measuring means, the steady display state and the function of the fourth means are changed according to the output of the light quantity measuring means. When switched and used, the steady display state and the function of the fifth means are switched according to the output of the light amount measuring means, and when the switch is used, the steady display state and the second means according to the output of the light amount measuring means In some cases, the function of the third means and the function of the third means are switched and used. As a result, images are recognized without a sense of incongruity in bright and dark places.
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段であって、前記背景と前記表示映像とのコントラストを変化させる機能を有することを特徴とするもの（請求項５）である。 A fifth means for solving the problem is the first means, and has a function of changing a contrast between the background and the display image (Claim 5). .
前記課題を解決するための第６の手段は、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置であり、かつ、映像を表示しない側の目に入射する光量を計測する光量計測手段を有する映像表示装置であって、明るさの暗い第１背景と、その内側に形成された明るさの明るい第２背景と、前記第２背景より明るさの暗い文字、記号及び絵の少なくとも１種を含む表示映像を表示するものであり、前記第１背景、第２背景及び前記表示映像の少なくとも１つの明るさを、前記光量計測手段の出力に応じて変化させる機能を有することを特徴とするもの（請求項６）である。 A sixth means for solving the above-mentioned problem is an eyepiece type image display device that displays an image only on one eye, and has a light amount measuring unit that measures the amount of light incident on the eye not displaying the image. A video display device comprising: a first background having a low brightness; a second background having a bright brightness formed therein; and at least one of a character, a symbol, and a picture that are darker than the second background. Including a function of changing at least one brightness of the first background, the second background, and the display video in accordance with an output of the light amount measuring means. (Claim 6).
本手段においては、暗い第１背景の中に、明るい第２背景を設け、その中に第２背景より暗い表示映像を表示させるようにしている。このような場合でも、第１背景、第２背景及び表示映像の少なくとも１つの明るさを、光量計測手段の出力に応じて変化させることにより、表示映像が見にくくなったり、まぶしく感じたりすることを防止することができる。 In this means, a bright second background is provided in the dark first background, and a display image darker than the second background is displayed therein. Even in such a case, changing the brightness of at least one of the first background, the second background, and the display image in accordance with the output of the light amount measurement means makes it difficult to see or feel dazzling the display image. Can be prevented.
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第６の手段であって、前記第２背景の明るさを前記映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項７）である。 A seventh means for solving the above-mentioned problem is the sixth means, wherein the brightness of the second background is controlled to substantially match the brightness felt by the eyes not displaying the video. It has the function to perform (claim 7).
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第６の手段であって、前記前記表示映像と前記第１背景の少なくとも一方の明るさを前記映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御し、かつ、前記第２背景の明るさを前記表示映像及び前記第１背景よりも明るく表示するように制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項８）である。 The eighth means for solving the problem is the sixth means, wherein the eyes of the side not displaying the video feel the brightness of at least one of the display video and the first background. It has a function of controlling to substantially match the brightness and controlling the brightness of the second background to be displayed brighter than the display image and the first background (claim 8). ).
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第６の手段であって、前記光量計測手段の出力に応じて、前記第７の手段の機能と前記第８の手段の機能の少なくとも一つを使用する機能を有することを特徴とするもの（請求項９）である。 A ninth means for solving the problem is the sixth means, and at least one of the functions of the seventh means and the eighth means according to the output of the light quantity measuring means. It has the function to use one (Claim 9).
これら、第７の手段から第９の手段は、それぞれ前記第２の手段から第４の手段と同様の作用効果を奏する。 The seventh to ninth means exhibit the same effects as the second to fourth means, respectively.
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第１の手段であって、前記背景の表示領域を囲むように、前記背景より明るさの明るい枠状表示映像が表示されるようにされており、当該枠状表示映像の明るさを、前記光量計測手段の出力に応じて変化させる機能を有することを特徴とするもの（請求項１０）である。 A tenth means for solving the above problem is the first means, wherein a frame-like display image brighter than the background is displayed so as to surround the background display area. And having a function of changing the brightness of the frame-shaped display image in accordance with the output of the light quantity measuring means (claim 10).
背景を明るさの暗いものにする場合、特に明るい場所では、背景が表示される領域と映像を表示できないエリアとの間が不明瞭となり、画面が見づらくなることがある。本手段においては、背景を表示するエリアを囲むように、背景より明るさの明るい枠状表示映像を表示して、その現象を避けるようにしている。その方法としては、映像表示素子の最外周数pixelを枠状表示映像の表示領域としてもよいし、液晶の裏側から、ライトガイドを用いて枠に相当する部分を照明し、液晶表示部の最外周が明確になるようにしてもよい。 When the background is dark, especially in a bright place, the area between the area where the background is displayed and the area where the video cannot be displayed may become unclear, making it difficult to see the screen. In this means, a frame-like display image brighter than the background is displayed so as to surround an area for displaying the background, and this phenomenon is avoided. As the method, the outermost peripheral pixel of the image display element may be used as a display area of the frame-like display image, or a portion corresponding to the frame is illuminated from the back side of the liquid crystal using a light guide, and the liquid crystal display unit The outer periphery may be clarified.
そして、光量計測手段の出力に応じて、枠状表示映像の明るさが変化するようにしているので、枠状表示映像が暗くて見えにくくなったり、まぶしく感じたりすることを防止することができる。 Since the brightness of the frame display image changes according to the output of the light quantity measuring means, it is possible to prevent the frame display image from becoming dark and difficult to see or feeling dazzling. .
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第２の手段であって、前記表示映像の表示領域を囲むように、前記背景より明るさの明るい枠状表示画像が表示されるようにされており、当該枠状表示画像の明るさを、前記映像を表示しない側の目が感じている明るさとほぼ一致するように制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項１１）である。 An eleventh means for solving the problem is the second means, wherein a frame-like display image brighter than the background is displayed so as to surround the display area of the display video. And has a function of controlling the brightness of the frame-like display image so that it substantially matches the brightness felt by the eyes not displaying the video (claim 11). is there.
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第３の手段であって、前記表示映像の表示領域を囲むように、前記背景より明るさの明るい枠状表示画像が表示されるようにされており、当該枠状表示画像の明るさを制御する機能を有することを特徴とするもの（請求項１２）である。 A twelfth means for solving the problem is the third means, wherein a frame-like display image brighter than the background is displayed so as to surround the display area of the display video. And has a function of controlling the brightness of the frame-shaped display image (claim 12).
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第１の手段であって、前記表示映像の表示領域を囲むように、前記背景より明るさの明るい枠状表示画像が表示されるようにされており、前記光量計測手段の出力に応じて、前記第１１の手段の機能と前記第１２の手段の機能の少なくとも一つを使用する機能を有することを特徴とするもの（請求項１３）である。 A thirteenth means for solving the problem is the first means, wherein a frame-like display image brighter than the background is displayed so as to surround the display area of the display video. And having a function of using at least one of the function of the eleventh means and the function of the twelfth means in accordance with the output of the light quantity measuring means (claim 13). It is.
これら、第１１の手段から第１３の手段は、それぞれ前記第２の手段から第４の手段と同様の作用効果を奏する。 These eleventh to thirteenth means have the same effects as the second to fourth means, respectively.
前記課題を解決するための第１４の手段は、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置であり、かつ、映像を表示しない側の目に入射する光量を計測する光量計測手段を有する映像表示装置であって、表示映像の表示領域を囲むように、前記背景より明るさの明るい枠状表示画像が表示されるようにされており、当該枠状表示画像の明るさを、前記光量計測手段の出力に応じて変化させる機能を有することを特徴とするもの（請求項１４）である。 A fourteenth means for solving the above problem is an eyepiece type image display device that displays an image only on one eye, and has a light amount measuring unit that measures the amount of light incident on the eye not displaying the image. A frame display image brighter than the background is displayed so as to surround a display area of a display image, and the brightness of the frame display image is determined by the light amount. It has the function to change according to the output of a measurement means (Claim 14).
本手段は、前記第１０の手段と同様の作用効果を奏する。 This means has the same effect as the tenth means.
前記課題を解決するための第１５の手段は、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置であって、映像を表示しない側の目に入射する光の色を検出する色検出手段を有し、当該色検出手段の出力に応じて、表示する映像のカラーバランスを調整する機能を持つことを特徴とする映像表示装置（請求項１５）である。 A fifteenth means for solving the above problem is an eyepiece-type video display device that displays an image only on one eye, and includes a color detection unit that detects the color of light incident on the eye that does not display the image. And a video display device having a function of adjusting a color balance of a video to be displayed in accordance with an output of the color detection means.
本手段においては、色検出手段の出力に応じて、表示する映像のカラーバランスを調整する機能を持つので、映像のカラーバランスを、映像を表示しない側の目に入射する目が感じているカラーバランスから離れて目立つものにすることができ、両目が感じるカラーバランスが異なることにより、映像が見にくくなることを防止することができる。 This means has a function to adjust the color balance of the video to be displayed according to the output of the color detection means, so that the color that the eyes entering the eye that does not display the video feel the color balance of the video. It is possible to make the image stand out from the balance, and it is possible to prevent the image from becoming difficult to see because the color balance felt by both eyes is different.
前記課題を解決するための第１６の手段は、前記第１５の手段であって、背景と文字記号及び絵の少なくとも１つを含む映像を表示するものであり、前記背景中に、明るさの明るい表示映像を表示し、前記色検出手段が検出した平均的な色相と補色の関係にある色相を、前記表示画像において強めるようにカラーバランスを調整する機能を有することを特徴とするもの（請求項１６）である。 A sixteenth means for solving the above problem is the fifteenth means for displaying an image including at least one of a background, a character symbol, and a picture. It has a function of displaying a bright display image and adjusting a color balance so as to enhance a hue having a complementary color relationship with an average hue detected by the color detection means in the display image (claim) Item 16).
本手段においては、表示映像の色相を、映像を表示しない側の目に入射する目が感じている色相の補色が強調されたものにすることができるので、表示映像を見るときに明瞭に見ることができる。 In this means, the hue of the display image can be enhanced with the complementary color of the hue felt by the eyes incident on the eyes not displaying the image, so that the display image can be clearly seen. be able to.
前記課題を解決するための第１７の手段は、片目のみに映像を表示する接眼型の映像表示装置であって、使用者の周囲の環境を照らす光源色を検出する色検出手段を有し、当該色検出手段の出力に応じて、表示する映像のカラーバランスを調整する機能を持つことを特徴とする映像表示装置（請求項１７）である。 A seventeenth means for solving the above problem is an eyepiece type image display device that displays an image only on one eye, and has a color detection means for detecting a light source color that illuminates the environment around the user, An image display device having a function of adjusting a color balance of an image to be displayed according to an output of the color detection means (claim 17).
使用者のいる環境が、外光によって照明されているような場合、映像を表示しない側の目に入射する光の色は、全て、その色が強調されたものとなり、映像を表示しない側の目の感度がその色に対して鈍くなっている。よって、このような場合には、使用者の周囲の環境を照らす光源の色を検出し、検出された色に応じて表示する映像のカラーバランスを調整することにより、映像を表示しない側の目の感度がその色に対して鈍くなっているのを補償することができ、表示映像を見るときの違和感が緩和される。 When the user's environment is illuminated by external light, the color of the light incident on the eyes on the side that does not display the video is all emphasized, and the side that does not display the video Eye sensitivity is dull for that color. Therefore, in such a case, the color of the light source that illuminates the environment around the user is detected, and the color balance of the video to be displayed is adjusted according to the detected color, so that the eye on the side that does not display the video is displayed. It is possible to compensate for the fact that the sensitivity of the image becomes dull with respect to the color, and the uncomfortable feeling when viewing the display image is alleviated.
前記課題を解決するための第１８の手段は、前記第１７の手段であって、背景と文字記号及び絵の少なくとも１つを含む映像を表示するものであり、前記背景中に、明るさの明るい表示映像を表示し、前記色検出手段が検出した、光源の演色性を考慮した、前記表示画像の色相を強めるようにカラーバランスを調整する機能を有することを特徴とするもの（請求項１８）である。 The eighteenth means for solving the above-mentioned problem is the seventeenth means for displaying an image including at least one of a background, a character symbol, and a picture. A bright display image is displayed, and the color balance is adjusted so as to enhance the hue of the display image in consideration of the color rendering of the light source detected by the color detection means (claim 18). ).
前述のように、映像を表示しない側の目は、環境を照らす光源に対して感度が鈍くなっており、相対的にその色と補色の関係にある色に対して感度が高くなっている。よって、映像中の補色の関係にある色が強調されて視覚される。本手段においては、色検出手段が検出した、光源の演色性に対応した、表示画像の色相を強めるようにカラーバランスを調整するので、表示映像を見るときの違和感が緩和される。 As described above, the eye that does not display an image has a low sensitivity to a light source that illuminates the environment, and has a relatively high sensitivity to a color that is in a complementary color and complementary relationship. Therefore, the colors in the video that are complementary to each other are visually emphasized. In this means, the color balance is adjusted so as to enhance the hue of the display image corresponding to the color rendering properties of the light source detected by the color detection means, so that the uncomfortable feeling when viewing the display image is alleviated.
本発明によれば、映像を表示していない目に入る光量が変化しても、表示され得る映像を明確に視認することが可能な映像表示装置、映像を表示していない目が感じる色とのカラーバランスのとれた表示を行うことができる映像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, even when the amount of light entering the eyes not displaying the image changes, the image display device that can clearly see the image that can be displayed, the color that the eyes not displaying the image feel, It is possible to provide a video display device capable of performing display with a good color balance.
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの装着部の概要を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ１は、リアアーム２、ディスプレイアーム３、表示部４、耳当て部５を主要部として構成されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a mounting portion of a head mounted display which is an embodiment of the present invention. The head mounted display 1 includes a
表示部４はディスプレイアーム３の先端部に取り付けられており、帯状となったディスプレイアーム３の後部は、リアアーム２中の中空部に収納され、装着者の頭部の形状に合わせて伸縮可能なようになっている。耳当て部５はリアアーム２に固定されて、リアアーム２の弾性付勢力により、装着者の耳を押さえつけるようにされている。
The
この方式のヘッドマウントディスプレイ１においては、ディスプレイアーム３はリアアーム２の片側にしか収納されておらず、表示部４を左目の前に配置する場合には図１に示されたような姿勢で使用し（実線がディスプレイアーム３と表示部４が収納位置にある場合を示し、２点鎖線が表示部４を装着者の眼前に位置させて映像を観察する場合を示す）、表示部４を右目の前に配置する場合は、図１に示された姿勢から１８０°回転させ、上下左右を反対にした姿勢で使用する。
In the head mounted display 1 of this system, the
ここまでの構成は、特許文献２に示された従来のヘッドマウントディスプレイの構成と同じである。しかし、図１に示すヘッドマウントディスプレイにおいては、表示部４の目に対面する側と反対側の筐体に、光量センサ６が取り付けられている点が異なっている。光量センサは、片目と同程度の指向性を持つようにすることが好ましい。
The configuration so far is the same as the configuration of the conventional head-mounted display disclosed in
表示部４内には、バックライトを光源とする液晶素子からなる映像形成装置と、映像形成装置上に形成された映像を、人間の目に投影する光学系とが組み込まれている。このヘッドマウントディスプレイの制御回路の概要を図２に示す。
In the
光量センサ６の出力信号は、ＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１には、表示すべき映像の源映像情報が記憶されている。源映像情報は、例えば画素毎の色相、彩度、相対的な明るさからなる。明るさが相対的な明るさであるのは、絶対的な明るさは、この相対的な明るさの情報とバックライト１３の輝度によって決定されるからである。
The output signal of the
ＣＰＵ１１は、光量センサ６からの信号を受けて、その信号に応じて源映像情報に修正を加え、画像処理装置１２に送出する。画像処理装置１２は、この情報をＬＣＤドライバ１４を駆動する信号に変換し、ＬＣＤドライバ１４に指令を与える。ＬＣＤドライバ１４は、この指令に基づき、実際に液晶素子１５を駆動して、液晶素子１５上に映像が表示される。
The
液晶素子１５に形成される映像の例を図３に示す。液晶パネル２１中には液晶素子が実装された液晶表示部２２が形成され、その外側が液晶素子が実装されていない枠部（斜めのハッチングで示す）になっている。この例においては、背景を灰色（図においては黒となっている）とし、表示映像である文字情報とその枠をそれより明るい灰色（図においては白となっている）として表示を行っている。液晶表示部２２の最外周は、背景より明るい灰色（図においては白となっている）とし、映像を表示できない枠部との境目を明瞭にしている。
An example of an image formed on the
ＣＰＵ１１は、光量センサ６からの信号を受け、バックライト１３の輝度と画素毎の相対的な明るさを制御することにより、背景と表示映像の明るさを制御している。外界が明るい場合、すなわち映像を表示しない目に入射する光量が多い場合は、脳内では明るい外光と映像とが重なってコントラスト（表示映像と背景との明るさの比）が低下して見える。そのため、光量センサからの出力ρが閾値θ１より大きい場合は、表示映像（文字）と背景とコントラストをより大きくするように、文字と背景との明るさを選択する。
The
その一例としては、表示映像（文字情報）とその枠の明るさを、映像を表示しない目が感じている明るさとほぼ同じとなるようにし、背景の明るさを前記表示映像や枠より暗くなるように制御する。液晶表示部の最外周を示す枠は、表示映像と同じ明るさとなるように制御することが好ましい。 As an example, the brightness of the display video (character information) and its frame is set to be substantially the same as the brightness felt by the eyes not displaying the video, and the background brightness is darker than the display video and the frame. To control. The frame indicating the outermost periphery of the liquid crystal display unit is preferably controlled so as to have the same brightness as the display image.
このときコントラストが光量センサの出力ρに対してなめらかに変化する関数f(ρ)に従って変化するように制御すると、不自然さのない映像を提供できる。 At this time, if the contrast is controlled to change according to a function f (ρ) that smoothly changes with respect to the output ρ of the light quantity sensor, an image without unnaturalness can be provided.
一方外界が暗い場合は、表示映像である文字情報とその枠がまぶしく見えてしまう。この場合、バックライト１３を暗くしただけでは、文字の背景が黒くつぶれてしまい、見えなくなってしまう。そのため光量センサからの出力ρが閾値θ２（θ２≦θ１）より小さい場合に、コントラストが小さくなるように、文字と背景との明るさを選択する。その一例として、背景の明るさを映像を表示しない目が感じている明るさとほぼ同じとなるようにし、表示映像の明るさを前記背景より明るくなるように制御することが好ましい。液晶表示部の最外周を示す枠は、表示映像と同じ明るさとなるように制御することが好ましい。
On the other hand, when the outside world is dark, the character information that is a display image and its frame are seen dazzlingly. In this case, if the
このときコントラストが光量センサの出力ρに対してなめらかに変化する関数g(ρ)に従って変化するように制御すると、不自然さのない映像を提供できる。なお、θ２＜ρ＜θ１のときは、ＣＰＵ１１に記憶されている源映像情報に基づいた明るさで表示を行う。
At this time, if the contrast is controlled to change according to a function g (ρ) that smoothly changes with respect to the output ρ of the light quantity sensor, an image without unnaturalness can be provided. When θ2 <ρ <θ1, display is performed with brightness based on the source video information stored in the
この閾値θ１、θ２および関数f(ρ)、g(ρ)は、ユーザの好みによって変更できるようにしてもよい。有機ＥＬ（electro luminescence）のようにバックライトが不要の表示素子を使用する場合は、表示素子のみで、画素の明るさの制御を行う。 The threshold values θ1 and θ2 and the functions f (ρ) and g (ρ) may be changed according to user preference. When using a display element that does not require a backlight, such as organic EL (electroluminescence), the brightness of the pixel is controlled only by the display element.
なお、以上の例においては、液晶表示部の最外周を示す枠を表示しているが、この枠は必ずしも表示しなくてもよい。又、以上の例においては、液晶表示そのものを用いてこの枠を表示しているが、液晶の裏側から、ライトガイドを用いて枠に相当する部分を照明し、液晶表示部の最外周が明確になるようにしてもよい。 In the above example, a frame indicating the outermost periphery of the liquid crystal display unit is displayed, but this frame may not necessarily be displayed. In the above example, the frame is displayed using the liquid crystal display itself, but the portion corresponding to the frame is illuminated from the back side of the liquid crystal using a light guide, and the outermost periphery of the liquid crystal display unit is clear. It may be made to become.
液晶素子１５に形成される映像の他の例を図４に示す。この場合は、液晶表示部２２の中には、灰色（図においては黒となっている）からなる第１背景と、その内側に形成されたそれより明るい灰色（図においては白となっている）からなる第２背景が設けられており、表示映像である文字情報とその枠を、第２背景中に、第２背景より暗い灰色（図においては黒となっている）として表示を行っている。図４（ａ）においては、第２背景は四角の枠であるが、図４（ｂ）においては、第２背景は、文字の形状に合わせて形成されている。
Another example of an image formed on the
このような表示方法は、第２背景が占める面積が多い場合には、人間の目にまぶしく感じられるので、図３に示した表示方法の方が一般的には優れているが、場合によっては用いられることがある。 Such a display method is generally dazzling to the human eye when the area occupied by the second background is large, so the display method shown in FIG. 3 is generally better. Sometimes used.
このような表示方法を用いる場合には、ＣＰＵ１１は、光量センサ６からの信号を受け、バックライト１３の輝度と画素毎の相対的な明るさを制御することにより、第１背景、第２背景と映像の明るさを制御している。外界が明るい場合、すなわち映像を表示しない目に入射する光量が多い場合は、脳内では明るい外光と映像とが重なって映像のコントラスト（文字と第２と背景との明るさの比、及び第２背景と第１背景明るさの比）が低下して見える。そのため、光量センサからの出力ρが閾値θ３より大きい場合は、文字と第２背景とのコントラストをより大きくするように、文字と背景との明るさを選択する。
When such a display method is used, the
その一例としては、第２背景の明るさを、表示映像を表示しない目が感じている明るさとほぼ同じとなるようにし、映像（文字情報）と第１背景の明るさを、それより暗くなるように制御する。 As an example, the brightness of the second background is set to be substantially the same as the brightness felt by the eyes not displaying the display video, and the brightness of the video (character information) and the first background is darker than that. To control.
このときコントラストが光量センサの出力ρに対してなめらかに変化する関数h(ρ)に従って変化するように制御すると、不自然さのない映像を提供できる。 At this time, if the contrast is controlled so as to change according to a function h (ρ) that smoothly changes with respect to the output ρ of the light quantity sensor, an image without unnaturalness can be provided.
一方外界が暗い場合は、表示映像である文字情報とその枠がまぶしく見えてしまう。この場合、バックライト１３を暗くしただけでは、文字の背景が黒くつぶれてしまい、見えなくなってしまう。そのため光量センサからの出力ρが閾値θ４（θ４≦θ３）より小さい場合に、コントラストが小さくなるように、文字と第２背景との明るさの比、及び第２背景と第１背景明るさの比を選択する。その一例として、映像（文字情報）と第１背景の明るさを、映像を表示しない目が感じている明るさとほぼ同じとなるようにし、第２背景の明るさを、それより明るくなるように制御することが好ましい。
On the other hand, when the outside world is dark, the character information that is a display image and its frame are seen dazzlingly. In this case, if the
このときコントラストが光量センサの出力ρに対してなめらかに変化する関数k(ρ)に従って変化するように制御すると、不自然さのない映像を提供できる。なお、θ４＜ρ＜θ３のときは、ＣＰＵ１１に記憶されている源映像情報に基づいた明るさで表示を行う。
At this time, if the contrast is controlled to change according to a function k (ρ) that smoothly changes with respect to the output ρ of the light quantity sensor, an image without unnaturalness can be provided. When θ4 <ρ <θ3, display is performed with brightness based on the source video information stored in the
この閾値θ３、θ４および関数ｈ(ρ)、ｋ(ρ)は、ユーザの好みによって変更できるようにしてもよい。有機ＥＬ（electro luminescence）のようにバックライトが不要の表示素子を使用する場合は、表示素子のみで、画素の明るさの制御を行う。 The threshold values θ3 and θ4 and the functions h (ρ) and k (ρ) may be changed according to user preference. When using a display element that does not require a backlight, such as organic EL (electroluminescence), the brightness of the pixel is controlled only by the display element.
以上、図３、図４に示した例においては、光量センサの出力ρに応じて、映像表示の制御方式の切り替えを３段階に行っていたが（θ１＝θ２、θ３＝θ４）の場合は２段階）、このような切換を行わず、単に、f(ρ)、g(ρ)のいずれか、又はｈ(ρ)、ｋ(ρ)のいずれかに従ってコントラストを調整するだけにしてもよい。 As described above, in the examples shown in FIGS. 3 and 4, the video display control method is switched in three stages according to the output ρ of the light amount sensor. However, in the case of (θ1 = θ2, θ3 = θ4) (2 steps), without performing such switching, the contrast may be simply adjusted according to either f (ρ), g (ρ), or h (ρ), k (ρ). .
以上の例においては、表示は灰色を用いていたが、カラーを用いることももちろん可能である。例えば、灰色の代わりに単色の色を用いるような使用方法と、いろいろな色彩を持った映像として表示する方法がある。 In the above example, gray is used for display, but it is of course possible to use color. For example, there are a method of using a single color instead of gray and a method of displaying as an image having various colors.
このように色彩を持った映像を表示する場合には、映像を表示しない目に入射する光のカラーバランスを考慮して、表示する映像のカラーバランスを決定することが好ましい。この場合、使用者が実際に見ている色を基準とする場合と、周囲を照らす光源によって決定される色を基準とする場合の二とおりが考えられる。 When displaying an image having a color in this way, it is preferable to determine the color balance of the image to be displayed in consideration of the color balance of light incident on the eyes that do not display the image. In this case, there are two cases: a case where a color actually viewed by the user is used as a reference and a case where a color determined by a light source that illuminates the surroundings is used as a reference.
前者の場合、通常、映像を表示しない目の視野全体が同じ色になるようなことはあまりないが、たとえば大きな赤い物体が目の前に提示された場合でも、人はそれを赤と認識する。この場合表示されている映像は赤い物体と重なって見えるため、映像中の赤い色が見づらくなってしまう。この場合表示する映像のカラーバランスを全体的に緑に寄せることで、見やすい映像となる。 In the former case, the entire visual field of the eyes that do not display video is usually not the same color, but even if a large red object is presented in front of the eye, for example, a person recognizes it as red . In this case, since the displayed image appears to overlap with the red object, the red color in the image becomes difficult to see. In this case, the color balance of the video to be displayed is brought closer to green as a whole so that the video is easy to see.
一方後者の場合、映像を表示しない目に見えるすべてのものの色が同系色にシフトする。たとえば白熱灯の元では視野全体が赤っぽくなるが、人はそれをほとんど感じない。そのような状態で映像を見ると全体的に青く感じてしまう。そのため表示する映像のカラーバランスを全体に赤に寄せることで自然に見える映像を提供することができる。 On the other hand, in the latter case, all visible colors that do not display video shift to similar colors. For example, an incandescent lamp makes the entire field of view reddish, but people hardly feel it. If you look at the video in such a state, it will feel blue overall. For this reason, it is possible to provide an image that looks natural by bringing the color balance of the displayed image closer to red.
このような映像の色彩の制御は、以下のようにして実現できる。まず、図１における光量センサ６をカラーセンサに変更する。そして、カラーセンサの出力をＣＰＵ１１で読み取り、そのデータを元に、源映像情報の色相情報を変更する。そして、変更された色相情報を画像処理装置１２に与えることにより、カラーバランスを調整する。
Such video color control can be realized as follows. First, the
カラーバランスの調整は、このような方法の他に、例えば、バックライト１３にＲＧＢ三色のＬＥＤを使用し、各ＬＥＤの発光量を制御することにより行ってもよい。
In addition to such a method, the color balance may be adjusted by, for example, using RGB three-color LEDs for the
使用者が実際に見ている色を元にカラーバランスを制御する場合、カラーセンサには人の目の視野とほぼ等しい指向性を持ったものを、指向性が使用者の視線と同じ方向を向くように配置する。一方光源色を元にカラーバランスを制御する場合は、無指向性のカラーセンサを用いる。または人の目の視野とほぼ等しい指向性を持ったものを、指向性が使用者の視線と同じ方向を向くように配置して、デジタルカメラのホワイトバランスと同様の手法で、光源色を推定して使用してもよい。 When controlling the color balance based on the color that the user actually sees, the color sensor should have a directivity that is almost equal to the visual field of the human eye, and the directivity should be the same as the user's line of sight. Arrange to face. On the other hand, when the color balance is controlled based on the light source color, an omnidirectional color sensor is used. Or, arrange the one with directivity almost equal to the visual field of the human eye so that the directivity points in the same direction as the user's line of sight, and estimate the light source color in the same way as the white balance of a digital camera May be used.
１…ヘッドマウントディスプレイ、２…リアアーム、３…ディスプレイアーム、４…表示部、５…耳当て部、６…光量センサ、１１…ＣＰＵ、１２…画像処理装置、１３…バックライト、１４…ＬＣＤドライバ、１５…液晶素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head mounted display, 2 ... Rear arm, 3 ... Display arm, 4 ... Display part, 5 ... Ear pad part, 6 ... Light quantity sensor, 11 ... CPU, 12 ... Image processing apparatus, 13 ... Back light, 14 ... LCD driver , 15 ... Liquid crystal element
Claims (18)
18. The video display device according to claim 17, wherein a video including at least one of a background, a character symbol, and a picture is displayed, a bright display video is displayed in the background, and the color is displayed. An image display device having a function of adjusting a color balance so as to enhance a hue of the display image in consideration of a color rendering property of a light source detected by a detection unit.
Priority Applications (2)
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