JP2007193254A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着時に外界への視界が遮断される遮蔽タイプのＨＭＤにおいて、コンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を鮮明に観察することが可能なＨＭＤを提供する。
【解決手段】頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー不能な遮蔽タイプの映像表示装置であって、外界光学像を撮影する撮像手段と、映像表示装置の外部からの画像を入力する画像入力手段と、画像を表示する表示手段と、撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を混合して表示手段に出力する画像混合手段と、を有する映像表示装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、映像表示装置に関し、特に頭部装着式映像表示装置に関する。

従来、観察者の頭部や顔面に着脱自在に装着され、小型のＣＲＴや液晶表示素子等の映像表示素子から得られる映像を、接眼光学系によって観察者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にした頭部装着式映像表示装置、すなわちＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。

ＨＭＤは、例えば、ビデオ、テレビ等の映像を直接的に左右の眼球に投影させて、大画面の迫力ある映像を自由に楽しむことができるものであるが、一方において、このようなな構成によるＨＭＤの場合、これを使用している観察者、つまり、頭部にＨＭＤを装着して映像を観察中の観察者にとっては、左右の眼球部が共に覆われていて、外界の状況が視界から完全に遮蔽されてしまうことになり、周囲環境を考慮するとき、非常に危険ですらあるとも云える。

従って、このような構成のＨＭＤにあっては、外界の状況を容易に観察して把握することができるように、観察者の外界に対する視界に映像を重畳させて表示すること、つまり、所謂シースルー機能を付与することが肝要である。そして、ＨＭＤの分野ではシースルーを実現させる技術がこれまでも種々検討されてきた。

例えば、所定間隔毎に透光部と遮光部を有する複数のシャッター板部材を重合させ、一方のシャッター板部材を他方のシャッター板部材に対し差動させることにより、透光状態と遮光状態を切換える。また、所定間隔毎に偏光軸が直交する偏光部を有する複数の偏光板部材を重合させ、一方の偏光板部材を他方の偏光板部材に対し差動させることにより、透光状態と遮光状態を切換えることにより、シースルーを実現することができるようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−３６０１０号公報

この様に、装着時に外界への視界が遮断される遮蔽タイプのＨＭＤにおいて、シースルーを実現させる技術がこれまでも種々検討されてきた。

特許文献１に開示されているＨＭＤは、スリット状のシャッタ板部材２枚を操作して透光状態と遮光状態を切換えることにより、外界の状況を観察できるようにしている。しかしながら、シャッタ部材の透光部がスリット状である為に視界が悪く、外界の状況を容易に観察することが困難なものと考えられる。また偏光板部材を用いる方法においては、偏光板による光量低下が大きく視認性を損なう恐れがある。さらに、シャッタ板部材や偏光板部材を駆動する為の駆動部材が必要となり、部品数の増加により装置の複雑化や高価格化を招く恐れがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、装着時に外界への視界が遮断される遮蔽タイプのＨＭＤにおいて、コンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を鮮明に観察することが可能な簡単な構成の安価なＨＭＤを提供することを目的とする。

上記目的は、下記の１乃至７のいずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー不能な遮蔽タイプの映像表示装置であって、
外界光学像を撮影する撮像手段と、
前記映像表示装置の外部からの画像を入力する画像入力手段と、
前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する画像混合手段と、
前記画像混合手段で混合された画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする映像表示装置。

２．前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を、フレーム毎に切換えて混合することを特徴とする前記１に記載の映像表示装置。

３．前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像の混合割合を選択する混合比選択手段を有し、
前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を、前記混合比選択手段で選択された混合割合に応じたフレーム枚数毎に切換えて混合することを特徴とする前記１または２に記載の映像表示装置。

４．前記画像混合手段で行われる動作モードを選択する動作モード選択手段を有し、
前記画像混合手段は、前記動作モード選択手段で選択された動作モードに基づいて作動することを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。

５．前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、それぞれの画像のフレームレートよりも早いフレームレートで混合することを特徴とする前記１乃至４のいずれか１項に記載の映像表示装置。

６．前記表示手段の明るさを制御する明るさ制御手段を有し、
前記明るさ制御手段は、前記画像混合手段が前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、前記表示手段の明るさを明るくすることを特徴とする前記１乃至５のいずれか１項に記載の映像表示装置。

７．前記撮像手段は、使用者の前方または後方を撮影するように配置され、
前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影されたライブビュー画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。

本発明によれば、頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー不能な遮蔽タイプの映像表示装置において、表示手段は、画像混合手段が撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を混合して生成した画像を表示するようにした。すなわち、装着することにより、外界への視界が遮断される遮蔽タイプの映像表示装置において、表示手段は、画像混合手段が撮像手段で撮影された画像と装置の外部から画像入力手段によって取り込まれた、例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像を混合して生成した画像を表示するようにした。したがって、使用者は、主たる鑑賞対象であるコンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を観察することができる。

また、画像混合手段は、撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を、フレーム毎に切換えて混合するようにした。すなわち、表示手段は、画像混合手段が２種類の画像をフレーム毎に切換えて混合して生成した画像を表示するようにしたので、人間の目の特性である残像効果により、２種類の画像が重なって同時に視認することができる。

また、画像混合手段は、撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を、混合比選択手段で選択された混合割合に応じたフレーム枚数毎に切換えて混合するようにした。すなわち、表示手段は、画像混合手段が２種類の画像を、混合比選択手段で選択された混合割合に応じたフレーム枚数（駒数）毎に切換えて混合して生成した画像を表示するようにした。したがって、注目したい画像の混合割合を多くすることにより、注目したい画像をより鮮明に視認することができる。

また、画像混合手段は、画像混合手段で行われる動作モードを選択する動作モード選択手段で選択された動作モードに基づいて作動するようにした。画像混合手段の動作モードには、例えば、混合画像出力モード、単一画像出力モード等があり、必要に応じて観察したい画像を選択して観察することができる。

また、画像混合手段は、撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、それぞれの画像のフレームレートよりも早いフレームレートで混合するようにした。２種類の画像を例えば、同じフレーム枚数毎に切換えて混合すると、混合された画像におけるそれぞれの画像のフレームレートは混合前の画像のフレームレートの半分になる。フレームレートが低下すると、駒送りのように動きのぎこちない画像となり視認性が低下する。そこで、本発明においては、画像を混合する場合は、フレームレートを早くすることにより、視認性の低下を軽減するようにしている。

また、明るさ制御手段は、画像混合手段が撮像手段で撮影された画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、表示手段の明るさを明るくするようにした。したがって、それぞれの画像をより鮮明に視認することができる。

また、前記撮像手段は、使用者の前方または後方を撮影するように配置され、画像混合手段は、撮像手段で撮影されたライブビュー画像と画像入力手段によって取り込まれた画像を混合するようにした。したがって、使用者は、周囲の状況を略全域に渡りリアルタイムに観察しながら、コンテンツ画像を鑑賞することができる。

以下図面に基づいて、本発明に係る映像表示装置の代表的な実施形態の１つであるＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）について説明する。

最初に、ＨＭＤ１の外観を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明に係るＨＭＤ１の平面図、図１（ｂ）は正面図である。

ＨＭＤ１は、使用者の眼球の近傍に配置されて使用される頭部装着式映像表示装置である。ＨＭＤ１の要部は、表示ユニット６、カメラユニット７、及び制御ユニット８等から構成され、カメラユニット７で撮影された画像や、制御ユニット８に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ８２４から取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像等を、表示ユニット６に表示する。

ＨＭＤ１は、図１（ａ）に示す様に、フレーム２、テンプル３、鼻当て４を備えている。

フレーム２の左右には、テンプル３が一対となって設けられ、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、使用者の耳や側頭部に掛止され、ＨＭＤ１の装着者に対する頭部への保持及び装着位置の調整を行うためのものである。なお、テンプル３は、回動部３ａにおいてフレーム２の方向に回動可能に構成されており、ＨＭＤ１を使用しない場合には、テンプル３をフレーム２の方向に回動させて後述の遮光基板５に沿わせることにより、コンパクト化することができる。

また、図１（ｂ）に示す様に、フレーム２には、遮光基板５が設けられている。遮光基板５は、左右の眼球にそれぞれ対応した位置にＵ字型のスペース５ｓを形成する略平板状の基板であり外界への視界を遮断している。また、遮光基板５に囲まれて形成されるＵ字型のスペース５ｓには、後述の接眼光学系６５が嵌め込まれている。

また、フレーム２の左右には、後述のＬＣＤ表示部６１及び接眼光学系６５から構成される表示ユニット６が一対となって設けられている。表示ユニット６は、本発明における表示手段に該当し、後述のカメラユニット７で撮影された画像や、制御ユニット８に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ８２４から取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像等を表示する。

また、フレーム２の左右には、カメラユニット７が一対となって設けられている。カメラユニット７は、本発明における撮像手段に該当し、後述のレンズ７１０、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）７０１、画像処理部７０６等から構成され、使用者の周囲の被写体を撮影するものであり、レンズ７１０によって結像された被写体光学像を、ＣＣＤ７０１によって光電変換して画像信号を生成し、画像処理部７０６等により画像信号に所定の画像処理を施し画像を生成する。尚、本実施形態においては、カメラユニット７、及び表示ユニット６をフレーム２の左右にそれぞれ１台ずつ設けて、それぞれのカメラユニット７で撮影した画像をそれぞれ対応する表示ユニット７に表示する様にしたが、カメラユニット７は、フレーム２の左右いずれか一方のみに設け、一対の表示ユニット６に同じ画像を表示する様にしてもよい。

また、図１（ａ）に示す様に、一方のテンプル３の後端からはケーブル９を介して制御ユニット８が表示ユニット６や、カメラユニット７等と接続されている。制御ユニット８は、マイクロコンピュータからなり、表示ユニット６の表示動作やカメラユニット７の撮影動作、及び画像信号処理動作を統括的に制御するものである。

ここで、表示ユニット６の構成を、図２を用いて説明する。図２は、本発明に係るＨＭＤ１における表示ユニット６の左側面からの側断面図であり、主に表示ユニット６の内部構成を示している。

図２に示す様に、表示ユニット６は、筐体６１１、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）６１２、コリメータレンズ６１３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）６１４からなるＬＣＤ表示部６１、及びプリズム６５１、ＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）６５２からなる接眼光学系６５から構成される。

ＬＣＤ表示部６１の筐体６１１の内部には、ＬＥＤ６１２、コリメータレンズ６１３、及びＬＣＤ６１４が内蔵された状態で、該筐体６１１が接眼光学系６５のプリズム６５１の上端部において上斜め前方（図２では右斜め上方向）に突出する態様で取り付けられている。

ＬＥＤ６１２は、所定波長色を含む白色発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる点光源である。

コリメータレンズ６１３は、ＬＥＤ６１２の光をほぼ平行光にしてＬＣＤ６１４に投光するものである。

ＬＣＤ６１４は、カメラユニット７で生成された画像信号や、制御ユニット８に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ８２４から取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像信号等に基づき映像を生成するものであり、例えば透過型の液晶表示パネルである。

プリズム６５１は、ガラスや透明樹脂等からなる略板状の透明部材であり、ＬＣＤ６１４からの光を内部で複数回の反射を行わせるものである。プリズム６５１の上端部は、ＬＣＤ６１４からの光の大部分を内部に採光できるように、上方に向かってより肉厚となるように前面側（接眼面と反対側）が突き出るように楔形状に形成された肉厚部６５１ａが形成されている。

また、プリズム６５１の下端部には、傾斜面６５１ｂが形成されており、プリズム６５１は、遮光基板５に形成された傾斜面５ａに対しＨＯＥ６５２を介して接合（例えば接着）されている。また、プリズム６５１の表裏面は、遮光基板５の表裏面に対して面一とされている。これにより、プリズム６５１は、遮光基板５と一枚の板状に一体化されている。

また、プリズム６５１、及び遮光基板５の前面（接眼面と反対側の面）には、遮光部材６５３が接合されている。これにより、外界への視界が遮断され、使用者は、表示ユニット６に表示された映像のみを観察することになる。

ＨＯＥ６５２は、光学的に軸非対称な所謂自由曲面で構成されて正のパワーを有する体積位相型のホログラム光学素子であり、プリズム６５１の下端部において所定の傾斜角を有して支持されている。ＨＯＥ６５２は、プリズム６５１により導光された光が照射されることにより、光の干渉現象を用いてホログラム映像を眼球Ｅに提供する。

以上のような構成を有する表示ユニット６においては、ＬＥＤ６１２から射出された光は、コリメータレンズ６１３を通してＬＣＤ６１４を照明し、この照明によりＬＣＤ６１４で生成された被写体光は、プリズム６５１内で複数回の全反射を行った後、ＨＯＥ６５２により回折し虚像として使用者の眼球Ｅに導かれる。

次に、ＨＭＤ１の電気回路構成について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係わるＨＭＤ１の電気回路のブロック図である。尚、図３では、図１、図２に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。

ＨＭＤ１の要部電気回路ブロックは、表示ユニット６、カメラユニット７、及び制御ユニット８等から構成される。尚、表示ユニット６、カメラユニット７は、前述の様にそれぞれ２台ずつ設けられているが、どちらも同じ構成であることから、図３では、それぞれ１台ずつのみ図示している。

表示ユニット６は、ＬＣＤ表示部６１、接眼光学系６５から構成され、各部位で行われる動作については前述したので詳細な説明は省略する。

ＬＥＤ６１２の駆動電流は、後述の制御ユニット８中の制御部８０１で生成され、ＬＥＤ６１２の発光輝度は、制御部８０１によって制御される。

ＬＣＤ６１４は、制御ユニット８を介して出力されるカメラユニット７で生成された画像信号や、制御ユニット８に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ８２４から取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像信号等に基づき映像を生成する。

カメラユニット７は、レンズ７１０、ＣＣＤ７０１、ＣＤＳ回路７０２、ＡＧＣ回路７０３、Ａ／Ｄ変換器７０４、タイミングジェネレータ７０５、及び画像処理部７０６等から構成される。

ＣＣＤ７０１は、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色透過フィルタをピクセル単位（画素単位）で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、レンズ７１０により結像された被写体光像を、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色成分の画像信号（各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換するものである。

タイミングジェネレータ７０５は、後述の制御ユニット８から送信される基準クロックに基づいて、ＣＣＤ７０１の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ７０５で生成される駆動制御信号には、例えば、ＣＣＤ７０１における露出開始、及び終了タイミングを制御する積分開始／終了のタイミング信号、各画素の信号電荷の読出し制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号が挙げられ、これらのクロック信号がＣＣＤ７０１に供給されるとＣＣＤ７０１では各クロック信号に対応した駆動制御が行われる。

ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路７０２は、ＣＣＤ７０１から読み出された画像信号より読み出し時に発生するノイズの低減や、ＯＢクランプ動作を行って黒レベルの補正を行うものである。

ＡＧＣ（自動利得制御）回路７０３は、後述の制御ユニット８の制御により、ＣＤＳ回路７０２で処理された画像信号のゲインを、例えば被写体の明るさ等に応じて調整する。

Ａ／Ｄ変換器７０４は、ＡＧＣ回路７０３から入力された画像信号を構成する各画素信号をデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器７０４は、制御ユニット８から送信されるＡ／Ｄ変換用クロックに基づき、アナログ信号の各画素信号を例えば１４ビットのデジタル信号に変換する。

この様に、ＣＣＤ７０１で読み出された画像信号は、ＣＤＳ回路７０２、ＡＧＣ回路７０３、及びＡ／Ｄ変換器７０４で所定の処理が施されて、デジタル画像信号に変換される。デジタル化された画像信号は、画像処理部７０６に取り込まれて所定の処理が行われる。以下、画像処理部７０６で行われるデジタル画像信号への処理について説明する。

最初に、画像処理部７０６に取り込まれた画像信号は、ＣＣＤ７０１から出力される画像信号の読出しに同期して後述の制御ユニット８中の画像メモリ８２１に書き込まれる。すなわち、画像処理部７０６で行われる処理に使用されるデジタル画像信号は、画像メモリ８２１にいったん記録したものを画像メモリ８２１から取り出し、画像処理部７０１中の各部位における処理に使用される。

画像処理部７０６は、図示しない例えば、黒レベル補正部、画素補間部、解像度変換部、ホワイトバランス制御部、ガンマ補正部、マトリックス演算部、シェーディング補正部、及び画像圧縮部等から構成され、画像メモリ８２１より取り出したデジタル画像信号に周知の画像信号処理を施すものである。そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル画像信号は、再度、画像メモリ８２１に格納される。

次に、制御ユニット８は、制御部８０１、画像メモリ８２１、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８２２、記録部８２３、外部Ｉ／Ｆ８２４、及び操作部８３０等から構成される。

制御部８０１は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、演算処理や制御処理等のデータを一時的に格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び前記制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、後述の操作部８３０に設けられた各操作スイッチからの信号を受けて、表示ユニット６の表示動作やカメラユニット７の撮影動作、及び画像信号処理動作を統括的に制御するものである。

また、制御部８０１には、本発明における画像混合手段に該当する、画像混合部８０２が設けられている。画像混合部８０２は、カメラユニット７で撮影された画像と後述の外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれた、例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像を混合して生成した画像を表示ユニット６に表示するものである。画像混合部８０２で行われる動作の詳細は後述する。

また、制御部８０１は、本発明における明るさ制御手段に該当し、画像混合部８０２の動作状態に応じてＬＣＤ表示部６１中のＬＥＤ６１２の駆動電流を生成し、ＬＥＤ６１２の発光輝度を調整する。

画像メモリ８２１は、カメラユニット７中の画像処理部７０６や制御ユニット８中の制御部８０１により画像信号に対する各種処理を行う為の作業領域として用いられる一時メモリである。

ＶＲＡＭ８２２は、ＬＣＤ表示部６１中のＬＣＤ６１４の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、ＬＣＤ６１４に再生表示される画像を構成する画素信号のバッファメモリである。

記録部８２３は、例えばメモリカードが装填され、カメラユニット７で撮影された画像を記録するメモリである。

外部Ｉ／Ｆ８２４は、本発明における画像入力手段に該当し、例えば、ビデオやテレビ、パーソナルコンピュータ等のＨＭＤ１の外部機器から画像信号を入力するものである。

操作部８３０には、ＨＭＤ１の電源スイッチ８３０ａ、カメラユニット７で撮影された画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によって取り込まれた画像の混合割合を選択し、本発明における混合比選択手段に該当する混合比選択スイッチ８３０ｂ、及び画像混合部８０２で行われる動作モードを選択し、本発明における動作モード選択手段に該当するモード選択スイッチ８３０ｃ等、各種操作スイッチが設けられている。

この様に、装着時に外界への視界が遮断される遮蔽タイプのＨＭＤ１において、本発明は、カメラユニット７で撮影された画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれた、例えばビデオやテレビ等のコンテンツ画像を画像混合部８０２で混合して表示ユニット６に表示することにより、使用者が主たる鑑賞対象であるコンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を鮮明に観察することができる様に、ＨＭＤ１で行われる画像混合動作を制御するものである。

ここで、画像混合部８０２で行われる動作の詳細を、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、カメラユニット７で撮影された画像とコンテンツ画像とを同じ割合で混合した時の表示フレーム列を示した模式図。図４（ｂ）は、カメラユニット７で撮影された画像とコンテンツ画像との混合割合を変化させた時の表示フレーム列を示した模式図である。

画像混合部８０２は、カメラユニット７から入力されるライブビュー画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれたコンテンツ画像を、フレーム毎に切換えて混合する。例えば、図４（ａ）に示す様に、奇数フレームにはカメラ画像が、また、偶数フレームにはコンテンツ画像が配列する様に、それぞれの画像をフレーム毎に切換えて混合する。これにより、表示ユニット６には、それぞれの画像が交互に表示され、人間の目の特性である残像効果により、２種類の画像が重なって視認することができる。すなわち、使用者は、主たる鑑賞対象であるコンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を観察することができる。

また、画像混合部８０２は、カメラユニット７から入力されるライブビュー画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれたコンテンツ画像を、混合比選択スイッチ８３０ｂで選択された混合割合に応じたフレーム枚数（駒数）毎に切換えて混合することもできる。例えば、混合比選択スイッチ８３０ｂによって、カメラ画像とコンテンツ画像の混合割合を２対１に設定された場合は、図４（ｂ）に示す様に、カメラ画像が２フレームに対してコンテンツ画像が１フレームの割合で配列する様に、それぞれの画像を選択された混合割合に応じたフレーム枚数毎に切換えて混合する。これにより、注目したい画像の混合割合を多く設定することにより、注目したい画像、例えばカメラ画像をより鮮明に視認することができる。

また、画像混合手段８０２で行われる動作モードは、モード選択スイッチ８３０ｃで選択することもできる。画像混合手段８０２の動作モードには、例えば、混合画像出力モード、単一画像出力モード等があり、必要に応じて観察したい画像をモード選択スイッチ８３０ｃで選択することにより、注目したい画像を観察することができる。例えば、カメラ画像による外界の状況、またはコンテンツ画像のみを観察したい場合は、単一画像出力モードを、また、コンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を観察したい場合は、混合画像出力モードを選択することにより、注目したい複数の画像を同時に観察することができる。

さらに、画像混合手段８０２は、カメラユニット７から入力されるライブビュー画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれたコンテンツ画像を、フレーム毎に切換えて混合する場合、それぞれの画像のフレームレートよりも早いフレームレートで画像を混合する。２種類の画像を例えば、同じフレーム枚数毎に切換えて混合すると、混合された画像におけるそれぞれの画像のフレームレートは混合前の画像のフレームレートの半分になる。フレームレートが低下すると、駒送りのように動きのぎこちない画像となり視認性が低下する。そこで、画像を混合する場合は、フレームレートを早くすることにより、視認性の低下を軽減するようにしている。

また、画像混合手段８０２が画像を混合する場合、制御部８０１は、ＬＣＤ表示部６１中のＬＥＤ６１２の発光輝度が高くなる様に、ＬＥＤ６１２の駆動電流を調整する。これにより、それぞれの画像をより鮮明に視認することができる。

この様に、装着時に外界への視界が遮断される遮蔽タイプの映像表示装置において、本発明に係るＨＭＤ１は、カメラユニット７で撮影された画像と外部Ｉ／Ｆ８２４によってＨＭＤ１の外部から取り込まれたコンテンツ画像を画像混合部８０２で混合して表示ユニット６に表示する様にした。したがって、使用者が主たる鑑賞対象であるコンテンツ画像を鑑賞しながら外界の状況を鮮明に観察することができる様になる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、前述の実施の形態においては、２台のカメラユニット７をいずれも使用者の前方を撮影するようにフレーム７に配置したが、一方のカメラユニット７を使用者の後方を撮影するような位置に配置してもよい。これにより、使用者は、周囲の状況を、略全域に渡って把握しながらコンテンツ画像を鑑賞することができる様になる。

本発明に係るＨＭＤの外観模式図である。 本発明に係るＨＭＤにおける表示ユニットの側断面図である。 本発明に係るＨＭＤの電気回路ブロック構成図である。 本発明に係るＨＭＤにおける画像混合動作を示す模式図である。

符号の説明

１ ＨＭＤ
２ フレーム
３ テンプル
４ 鼻当て
５ 遮光基板
６ 表示ユニット
６１ ＬＣＤ表示部
６１１ 筐体
６１２ ＬＥＤ
６１３ コリメータレンズ
６１４ ＬＣＤ
６５ 接眼光学系
６５１ プリズム
６５２ ＨＯＥ
６５３ 遮光部材
７ カメラユニット
７０１ ＣＣＤエリアセンサ
７０２ ＣＤＳ回路
７０３ ＡＧＣ回路
７０４ Ａ／Ｄ変換器
７０５ タイミングジェネレータ
７０６ 画像処理部
７１０ レンズ
８ 制御ユニット
８０１ 制御部
８０２ 画像混合部
８２１ 画像メモリ
８２２ ＶＲＡＭ
８２３ 記録部
８２４ 外部Ｉ／Ｆ
８３０ 操作部
８３０ａ 電源スイッチ
８３０ｂ 混合比選択スイッチ
８３０ｃ モード選択スイッチ
８５１ 音声出力部
８５２ 音声入力部
８６０ 電源部
９ ケーブル
Ｅ 目

Claims (7)

1. 頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー不能な遮蔽タイプの映像表示装置であって、
   外界光学像を撮影する撮像手段と、
   前記映像表示装置の外部からの画像を入力する画像入力手段と、
   前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する画像混合手段と、
   前記画像混合手段で混合された画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を、フレーム毎に切換えて混合することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像の混合割合を選択する混合比選択手段を有し、
   前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を、前記混合比選択手段で選択された混合割合に応じたフレーム枚数毎に切換えて混合することを特徴とする請求項１または２に記載の映像表示装置。
4. 前記画像混合手段で行われる動作モードを選択する動作モード選択手段を有し、
   前記画像混合手段は、前記動作モード選択手段で選択された動作モードに基づいて作動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
5. 前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、それぞれの画像のフレームレートよりも早いフレームレートで混合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の映像表示装置。
6. 前記表示手段の明るさを制御する明るさ制御手段を有し、
   前記明るさ制御手段は、前記画像混合手段が前記撮像手段で撮影された画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合する場合、前記表示手段の明るさを明るくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の映像表示装置。
7. 前記撮像手段は、使用者の前方または後方を撮影するように配置され、
   前記画像混合手段は、前記撮像手段で撮影されたライブビュー画像と前記画像入力手段によって取り込まれた画像を混合することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。

Images