JP2013122519A - 透過型表示装置、表示方法および表示プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透過型表示装置は、外界からの光を画像取り出しエリアに透過させ、且つ、画像形成部により画像取り出しエリアに出力する画像光の画像を形成し、当該形成された画像の光を画像取り出しエリアに出力し、且つ、光の透過率が可変であるシェード420により設定された透過率で外界からの光のレベルを変化させて画像取り出しエリアに通過させる表示部と、画像形成部により形成される画像の光の強度を決定する値である光強度決定値を固定とする第1のモードと、光強度決定値を可変とする第2のモードを決定し、第1のモードにおいては、光強度決定値を固定して、シェードの透過率を制御し、第2のモードにおいては、光強度決定値を可変として、シェードの透過率を制御する制御部230と、を備える。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る透過型表示装置(本実施形態では、透過型のヘッドマウントディスプレイ)の外観図である。
本実施形態に係る透過型表示装置は、眼鏡のような形状を有する表示装置100と、ユーザー(人)の手で持つことが可能な程度の大きさを有する制御装置(コントローラー)200と、を備える。
本実施形態では、表示装置100の左眼側と右眼側のそれぞれと制御装置200とが有線のケーブルで通信可能に接続されている。そして、表示装置100の左眼側と右眼側のそれぞれと制御装置200とは、このケーブルを介して、画像の信号(画像信号)や制御の信号(制御信号)を通信する。
制御装置200は、操作部210と、操作ボタン部250と、を備える。
右眼用表示部110Bは、右眼用の画像形成部(右眼用画像形成部)10Bと、右眼用の導光部(図2に示される左眼用導光部20Aと同様な右眼用導光部)と、右眼用の反射部(右眼用反射部)21Bと、右眼用のシェード(右眼用シェード)420Bと、を備える。
なお、本実施形態において右眼側に設けられる外光センサー650および透過光センサー660を除いて、左眼用表示部110Aと右眼用表示部110Bとは互いに左右対称の構成を有しており、ここでは、左眼用表示部110Aの構成例についてのみ説明する。
左眼用画像生成部11Aは、左眼用のバックライトの光源(左眼用バックライト光源)410Aと、左眼用の光変調素子(左眼用光変調素子)411Aと、を備える。
左眼用光変調素子411Aとしては、例えば、液晶表示デバイス(液晶の表示素子)などを用いることができる。本実施形態では、左眼用光変調素子411Aは、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)から構成されている。
左眼用画像生成部11Aには、制御装置200から左眼用の画像信号が入力される。
左眼用画像生成部11Aにおいて、左眼用バックライト光源410Aの各光源が、赤色光、緑色光および青色光を射出する。また、左眼用画像生成部11Aは、左眼用バックライト光源410Aの各光源から射出された赤色光、緑色光および青色光を拡散させて、左眼用光変調素子411Aに投射する。左眼用光変調素子411Aは、制御装置200から左眼用画像生成部11Aに入力された画像信号に応じて、投射された赤色光、緑色光および青色光を空間変調することにより、当該画像信号に応じた画像光を射出する。
左眼用投射光学系12Aは、例えば、入力される画像光を投射する投射レンズの群から構成され、左眼用画像生成部11Aの左眼用光変調素子411Aから射出された画像光を投射して、平行な状態の光束にする。
なお、本実施形態では、左眼用導光部20Aは、左眼用投射光学系12Aに対して固定され、当該左眼用投射光学系12Aからの画像光を所定の位置に導く。
また、左眼用シェード420Aは、その透過率に応じて、外界から左眼用反射部21Aの方(ユーザーの左眼310Aの方)に入射する光を低減させる。
このように、ユーザーは、導光部(左眼用導光部20A、それと同様な右眼用導光部)を介して、透過型表示装置による表示対象の画像と外界の画像とを同時に見る(観察する)ことが可能であり、虚像を視認することができる。また、ユーザーは、制御装置200の操作部210や操作ボタン部250に対して操作入力をすることができる。
左眼用反射部21Aの画像取り出しエリアは、装着時にユーザーの左眼310Aの前に位置するように、表示装置100の左側のリム部に設けられる。
右眼用反射部21Bの画像取り出しエリアは、装着時にユーザーの右眼の前に位置するように、表示装置100の右側のリム部に設けられる。
図3は、本発明の一実施形態に係る透過型表示装置の概略的な構成例を示すブロック図である。
制御装置200は、操作部210と、操作ボタン部250のほかに、制御部230と、記憶部240と、電源部260と、を備える。
また、制御装置200では、操作部210と操作ボタン部250とのうちの一方または両方により、ユーザーからの操作入力を受け付ける操作入力部270が構成される。
また、本実施形態では、光変調素子(左眼用光変調素子411A、右眼用光変調素子411B)としてLCDを用いており、光変調素子コントローラー(左眼用光変調素子コントローラー620A、右眼用光変調素子コントローラー620B)として、LCDのコントローラー(LCDコントローラー)を用いている。
図3におけるシェード部420には、このような左右が一体型のシェードをユーザーの視覚方向で見た外観例(シェードの外観例510)と、これを上から見た外観例(シェードの外観例520)を示してある。これら2つのシェードの外観例510、520は、単一のシェードの外観例を示す。
また、上から見た外観例(シェードの外観例520)では、シェードの透過率を制御するための電極710、711を示してある。
なお、本実施形態では、左眼用シェード420Aと右眼用シェード420Bとが一体として構成されているため、この左右が一体型のシェードに対して単一のシェードドライバー640を備えたが、他の構成例として、左眼用シェード420Aと右眼用シェード420Bとが別体として構成される場合には、例えば、左眼用のシェードドライバー(左眼用シェードドライバー)と右眼用のシェードドライバー(右眼用シェードドライバー)を備える。この場合、左眼用シェードドライバーは、例えば、左眼用画像生成部11Aに備えられ、また、右眼用シェードドライバーは、例えば、右眼用画像生成部11Bに備えられる。
まず、表示装置100について説明する。
左眼用表示部110Aに備えられた左眼用画像形成部10A、左眼用導光部20A、左眼用反射部21A、左眼用シェード420A(本実施形態では、左右が一体型のシェード部420)、左眼用画像形成部10Aに備えられた左眼用画像生成部11A、左眼用投射光学系12A、左眼用画像生成部11Aに備えられた左眼用バックライト光源410A、左眼用光変調素子411Aは、図1および図2を参照して説明したような構成を有しており動作を行う。
ここで、外光センサー650により検出する環境光のレベルとしては、例えば、環境光の照度のレベルを用いることができる。
なお、本実施形態では、外光センサー650は、シェード部420の右端付近における外界側に備えられている。
ここで、透過光センサー660により検出する環境光のレベルとしては、例えば、外光センサー650と同様に、光の照度のレベルを用いることができる。
なお、本実施形態では、透過光センサー660は、シェード部420の右端付近における内側(ユーザーの眼(目)の側)に備えられている。これにより、透過光センサー660は、例えば、シェードの透過率に応じて当該シェードを通して、実際にユーザーの眼に入ってくる外光(環境光)のレベルを検出する。
この場合、左眼用外光センサーおよび左眼用透過光センサーは、左眼用シェード420Aに対して備えられ、例えば、左眼用外光センサーは、左眼用シェード420Aの左端付近における外界側に備えられ、また、左眼用透過光センサーは、左眼用シェード420Aの左端付近における内側(ユーザーの眼の側)に備えられる。同様に、右眼用外光センサーおよび右眼用透過光センサーは、右眼用シェード420Bに対して備えられ、例えば、右眼用外光センサーは、右眼用シェード420Bの右端付近における外界側に備えられ、また、右眼用透過光センサーは、右眼用シェード420Bの右端付近における内側(ユーザーの眼の側)に備えられる。
また、左右が一体型のシェード部420に対して、外光センサーや透過光センサーを左眼側と右眼側とのうちの一方のみに備えてもよく、または、左眼側と右眼側との両方に備えてもよい。
また、他の構成例として、左右が別体の左眼用シェードと右眼用シェードを用いる場合においても、外光センサーや透過光センサーを左眼側と右眼側とのうちの一方のみに備えてもよく、または、左眼側と右眼側との両方に備えてもよい。
また、左右が一体型のシェード部420を用いる構成において、左眼側と右眼側とのそれぞれについて、別体で、外光センサーや透過光センサーを備える場合には、例えば、左眼側の外光センサーにより検出される結果と右眼側の外光センサーにより検出される結果とのうちの一方または両方を考慮した情報や、左眼側の透過光センサーにより検出される結果と右眼側の透過光センサーにより検出される結果とのうちの一方または両方を考慮した情報を使用する。
また、左右が別体の左眼用シェード部および右眼用シェード部を用いる構成において、左眼側と右眼側とのそれぞれについて、別体で、外光センサーや透過光センサーを備える場合には、例えば、左眼側の外光センサーにより検出される結果や左眼側の透過光センサーにより検出される結果を左眼用シェード部に対する情報として使用し、右眼側の外光センサーにより検出される結果や右眼側の透過光センサーにより検出される結果を右眼用シェード部に対する情報として使用する。
右眼用光変調素子コントローラー620Bは、制御装置200の制御部230により制御されて、例えば右眼用の画像信号に応じた画像を表示させるように、右眼用光変調素子411Bを制御する。
右眼用バックライト光源ドライバー630Bは、制御装置200の制御部230により制御されて、右眼用バックライト光源410Bを制御する。
本実施形態では、シェードドライバー640は、制御装置200の制御部230により制御されて、シェード部420の透過率を制御する。本実施形態では、左眼用シェード420Aと右眼用シェード420Bとが一体(シェード部420)であり、これらの両方について、透過率を同じ値に制御する。
具体的には、シェード部420の電極710、711に印加する電圧を制御することで、シェードの透過率の設定値を制御することができる。なお、シェード部420は、このように電極710、711を持たせることで、制御部230との通信が可能となり、シェード自体の状態(本実施形態では、透過率)を制御部230に通知することが可能である。
ここで、透過率を可変(自在)に制御することが可能なシェード部420(左眼用シェード420A、右眼用シェード420B)は、例えば、液晶、あるいは、エレクトロクロミック物質などを用いて構成することができる。
操作部210は、制御装置200の筐体に備えられた操作面に対する操作入力を検出し、その検出結果を制御部230に出力する。
ここで、操作部210は、例えば、操作入力をするユーザーの指が触れた操作面上の位置を、操作面上の絶対座標で検出する。操作部210は、例えば、トラックパッドである。
ここで、透過型表示装置(表示装置100および制御装置200)における電源の構成としては、様々な構成が用いられてもよい。例えば、電源部260は、制御装置200ではなく表示装置100に備えられてもよく、または、制御装置200と表示装置100の両方に電源部が備えられてもよい。
具体的には、制御部230は、例えば、操作部210から操作入力の検出結果が入力された場合に当該検出結果に応じた処理を実行する機能、操作ボタン部250において押下された操作ボタンにあらかじめ対応付けられた処理を示す信号が入力された場合に当該信号に応じた処理を実行する機能、記憶部240に情報を書き込む機能および記憶部240に記憶された情報を読み出す機能、電源部260から各構成部への電源の供給の状態を制御する機能を有する。
ここで、本実施形態では、制御部230は、透過型表示装置(表示装置100および制御装置200)における電源の全ての残りの容量(単一の電源部260の残りの容量)を検出するが、他の構成例として、複数の電源部が備えられるような場合に、あらかじめ定められた一部の電源部の残りの容量のみを検出する構成が用いられてもよい。
これにより、制御部230では、これらの検出結果の情報を使用する演算を行うことが可能である。
本実施形態では、制御部230は、左眼用の画像信号を左眼用光変調素子コントローラー620Aに出力し、右眼用の画像信号を右眼用光変調素子コントローラー620Bに出力する。
ここで、ユーザーに対して同時に表示させる左眼用の画像信号と右眼用の画像信号とは、例えば、同一の画像信号であってもよく、または、画像の視差などに応じて異なる画像信号であってもよい。
具体的には、表示装置100により表示する画像としては、例えば、映画などの動画のコンテンツの画像などを用いることができる。文字メッセージなどの画像は、例えば、コンテンツの画像に対して、オンスクリーンディスプレイ(OSD)で表示することも可能である。
本実施形態では、制御部230は、左眼用バックライト光源ドライバー630Aに制御のための信号(制御信号)を出力することで、左眼側のバックライト輝度を制御し、また、右眼用バックライト光源ドライバー630Bに制御のための信号(制御信号)を出力することで、右眼側のバックライト輝度を制御する。
本実施形態では、制御部230は、シェードドライバー640に制御のための信号(制御信号)を出力することで、シェードの透過率を制御する。
ここで、本実施形態では、記憶部240がシェードの透過率とビット値との対応の情報を記憶し、制御部230が記憶部240に記憶されたシェードの透過率とビット値との対応の情報を参照して使用する。
この例では、幾つかの透過率[%]の値(例えば、0、10、20など)と、それぞれの透過率の値を実現するための4ビットからなるビット値(例えば、0000、0001、0010など)との対応を示してある。
なお、図4に示す対応は一例であり、他の様々なものが用いられてもよい。
本実施形態では、制御部230は、例えば、左眼用の画像信号を補正することで、左眼用に表示する画像のガンマ値を制御し、また、右眼用の画像信号を補正することで、右眼用に表示する画像のガンマ値を制御する。
ここで、本実施形態では、左眼用に表示する画像のガンマ値と右眼用に表示する画像のガンマ値を同じ値に制御するが、他の構成例として、左眼用に表示する画像のガンマ値と右眼用に表示する画像のガンマ値とをそれぞれ独立に制御する構成が用いられてもよい。
図5に示すグラフにおいて、横軸は外光の照度(外光照度)を表し、縦軸はシェードの透過光の照度(透過光照度)を表す。
また、このグラフにおいて、縦軸には、幾つかのBL輝度を示してある。この例では、BL輝度i(i=2、4、6、8、10、・・・、N)は、i番目のステップの輝度の大きさを表す(Nは11以上の整数)。この例では、iが大きいほど、大きい輝度を表す。
また、このグラフにおいて、縦軸における各BL輝度iに対応した値は、当該各BL輝度iに対して適度な透過光照度を表す。
制御部230により行われるシェードの透過率およびBL輝度の制御の一例として、外光照度が10000[lx]である場合に、グラフ中における透過率が100%である点1001では、BL輝度Nが適している。これについて、シェードの透過率を20%に設定すると、グラフ中における透過率が20%である点1002が最適となり、BL輝度4で最適な映像(画像)を楽しむことができる。この場合に、現在においてBL輝度6であるときには、BL輝度4に下げる。これにより、低消費電力化を図ることができる。
図6は、本発明の一実施形態に係る透過型表示装置において行われる処理の手順の一例を示すフローチャート図である。 制御部230は、電源部260の残りの容量(電池容量)を検出し、検出した電源部260の残りの容量に基づいて、あらかじめ定められた判定方法により、電源部260の残りの容量が少ないと判定した場合には、第1のモードを決定し、電源部260の残りの容量が多いと判定した場合には、第2のモードを決定する(ステップS1)。
ここで、この閾値(電池容量に関する閾値)としては、任意の値が用いられてもよく、例えば、あらかじめ定められた程度で電源の残りの容量が少なくなったときの値が用いられ、一例として、電池の残りの容量が50%に相当する値などを用いることができる。
ここで、バックライト輝度固定モードにおいて固定的に設定されるバックライト輝度としては、任意の値が用いられてもよく、例えば、あらかじめ定められた低い輝度が用いられる。
すなわち、制御部230は、外光照度を検出(測定)し、あらかじめ定められたように、外光照度の検出結果について、明るいか、暗いか、あるいは、激しく変化するか、を判定する(ステップS3)。
一例として、制御部230は、外光照度の検出結果として、外光センサー650から入力される環境光のレベル(例えば、照度のレベル)の検出結果を使用する。
他の一例として、制御部230は、外光照度の検出結果として、透過光センサー660から入力される光のレベル(例えば、照度のレベル)の検出結果と、シェードの透過率から計算される値を使用する。この計算の式としては、例えば、{(環境光のレベルの検出結果)=(透過光のレベルの検出結果)/(シェードの透過率)}を用いることができる。
なお、制御部230は、例えば、あらかじめ定められた期間における外光照度の検出結果を平均化した結果を、外光照度の検出結果として、使用することもできる。
本実施形態では、外光照度について設定された閾値を使用する。具体的には、本実施形態では、制御部230は、外光照度の検出結果の値が当該閾値を超える場合には、明るいと判定し、また、外光照度の検出結果の値が当該閾値以下である場合には、暗いと判定する。
また、この閾値(外光照度に関する閾値)は、例えば、あらかじめ固定的に定められてもよく、または、ユーザーにより行われる操作に応じて、あるいは、あらかじめ定められた方法で制御部230により自動的に、変更されてもよい。
ここで、外光照度の検出結果について、激しく変化するか否かを判定する方法としては、様々な方法が用いられてもよい。
ここで、この期間(外光照度の変化量を判定する期間)としては、任意の期間が用いられてもよい。
また、この閾値(外光照度の検出結果の値の変化量に関する閾値)としては、任意の値が用いられてもよい。
一例として、シェードの透過率を変化させる方法として、あらかじめ定められた量だけシェードの透過率を変化させる(下げる、または、上げる)方法を用いることができる。
他の一例として、シェードの透過率を変化させる方法として、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差と、シェードの透過率の変化量との対応を記憶部240に記憶しておき、制御部230が、記憶部240に記憶された当該対応を参照して、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差に対応したシェードの透過率の変化量を使用する方法を用いることができる。
一例として、バックライト輝度、外光照度、シェードの透過率などのうちの1つ以上と、ガンマ値との対応(例えば、ガンマテーブル)を記憶部240に記憶しておき、制御部230が、記憶部240に記憶された当該対応を参照して、バックライト輝度、外光照度、シェードの透過率などのうちの1つ以上に対応したガンマ値を設定する方法を用いることができる。
なお、例えば、記憶部240に複数種類のガンマテーブルを記憶(格納)しておき、制御部230が、あらかじめ定められたように、記憶部240に記憶された複数種類のガンマテーブルの中から最適な値を取得して使用することで、映像を見易くすることも可能である。
一例として、バックライト輝度制御モードにおいて初期的に設定されるバックライト輝度として、標準的な室内の照度で最適なバックライト輝度を用いることができる。
すなわち、制御部230は、外光照度を検出(測定)し、あらかじめ定められたように、外光照度の検出結果について、明るいか、暗いか、あるいは、激しく変化するか、を判定する(ステップS11)。
また、制御部230が、外光照度の検出結果について、明るいか、暗いか、あるいは、激しく変化するか、を判定する方法としては、様々な方法が用いられてもよい。なお、これについては、例えば、ステップS3の処理の場合と同様な方法を用いることができる。
一例として、シェードの透過率およびバックライト輝度を設定する方法として、図5を参照して説明したように、制御部230が、あらかじめ定められたように、シェードの透過率およびバックライト輝度を設定する方法を用いることができる。
他の一例として、シェードの透過率を変化させる方法として、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差と、シェードの透過率の変化量との対応を記憶部240に記憶しておき、制御部230が、記憶部240に記憶された当該対応を参照して、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差に対応したシェードの透過率の変化量を使用する方法を用いることができる。
他の一例として、バックライト輝度を設定する方法として、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差と、バックライト輝度の変化量との対応を記憶部240に記憶しておき、制御部230が、記憶部240に記憶された当該対応を参照して、外光照度または外光照度とその閾値(外光照度に関する閾値)との差に対応したバックライト輝度の変化量を使用する方法を用いることができる。
一例として、バックライト輝度、外光照度、シェードの透過率などのうちの1つ以上と、ガンマ値との対応(例えば、ガンマテーブル)を記憶部240に記憶しておき、制御部230が、記憶部240に記憶された当該対応を参照して、バックライト輝度、外光照度、シェードの透過率などのうちの1つ以上に対応したガンマ値を設定する方法を用いることができる。
なお、例えば、記憶部240に複数種類のガンマテーブルを記憶(格納)しておき、制御部230が、あらかじめ定められたように、記憶部240に記憶された複数種類のガンマテーブルの中から最適な値を取得して使用することで、映像を見易くすることも可能である。
また、本実施形態では、ステップS1の処理において、あらかじめ定められた判定方法の例として、制御部230は、電源部260の残りの容量(電池容量)が閾値以下であるか否かに基づいて処理のモード(本実施形態では、バックライト輝度固定モード、バックライト輝度制御モード)を決定する構成を示したが、他の構成例として、ユーザーにより操作部210または操作ボタン部250が操作されて入力される指示に応じて処理のモードを決定する構成を用いることもできる。この場合、この指示としては、例えば、電源部260の残りの容量(電池容量)が少ないことをユーザーにより示す指示、または、電源部260の残りの容量(電池容量)が多いことをユーザーにより示す指示が用いられる。
また、本実施形態では、外光照度が明るいと判定した場合と、外光照度が暗いと判定した場合と、外光照度が激しく変化すると判定した場合とのそれぞれで制御を行う構成を示したが、他の構成例として、これらのうちの任意の1つまたは2つの場合のみに制御を行う構成を用いることもできる。
他の構成の一例として、制御部230は、外光照度の検出結果の値が第1の閾値を超える場合には、明るいと判定し、また、外光照度の検出結果の値が第2の閾値(第1の閾値よりも小さい値)以下である場合には、暗いと判定する構成を用いることができる。この場合、制御部230は、外光照度の検出結果の値が前記第1の閾値以下で前記第2の閾値を超える場合には、例えば、何も制御を行わない。
外光照度が激しく変化する場合、例えば、ステップS8〜ステップS9の処理において、シェードの透過率やガンマ値を変化させる速度(例えば、制御のために参照される外光照度のサンプリングの頻度)に上限を設けて、その変化をなるべくユーザーにより気付かれないようにすることが可能である。同様に、外光照度が激しく変化する場合、例えば、ステップS18〜ステップS20の処理において、シェードの透過率やバックライト輝度やガンマ値を変化させる速度(例えば、制御のために参照される外光照度のサンプリングの頻度)に上限を設けて、その変化をなるべくユーザーにより気付かれないようにすることが可能である。
一方、バックライト輝度制御モード(第2のモードの例)では、シェードの透過率やバックライト輝度やガンマ値を制御して、低消費電力化を図り、外光照度に対応する。
一例として、光強度決定値の他の値として、有機EL(Electroluminescence)自体の光の強度の値を用いることができる。この場合、本実施形態に係るバックライト輝度固定モードの代わりに、有機EL自体の光の強度を固定するモードを使用し、また、本実施形態に係るバックライト輝度制御モードの代わりに、有機EL自体の光の強度を固定せずに制御するモードを使用する。
通常、人の眼では、暗いもの(照度が低いもの)を見るときには瞳孔の大きさが大きくなり、明るいもの(照度が大きいもの)を見るときには瞳孔の大きさが小さくなる。これに鑑みて、例えば、制御部230は、瞳孔の大きさの検出結果の値が瞳孔の大きさに関する第1の閾値を超える場合には、暗いと判定し、また、瞳孔の大きさの検出結果の値が瞳孔の大きさに関する第2の閾値(瞳孔の大きさに関する第1の閾値と同じ値、または、当該第1の閾値よりも小さい値)以下である場合には、明るいと判定する構成を用いることができる。この場合、制御部230は、瞳孔の大きさの検出結果の値が前記第1の閾値以下で前記第2の閾値を超える場合には、例えば、何も制御を行わない。
このような構成では、例えば、ユーザーの眼の瞳孔の大きさを検出するためのカメラなどのセンサーを、透過光センサーと同等なものとみなして使用することが可能である。
本実施形態に係る透過型表示装置によれば、ユーザーの眼に入ってくる外光を調整するために、外光のレベルを把握し、外光のレベルに合わせて、ブラインドのように外光の入ってくる量(シェードの透過率)を電気的に変化させることにより、バックライト輝度などに応じて、あらゆる環境光下で常に、最適な映像の見栄え(映像の見易さ)を確保する。これにより、本実施形態に係る透過型表示装置では、例えば、電源の残量(例えば、電池容量)を考慮して、バックライト輝度などと、ユーザーの眼に入ってくる外光のレベル(シェードの透過率)などを最適化することで、常に映像を見易い状態を保つことが可能となる。また、本実施形態に係る透過型表示装置では、最適な映像の見栄えを実現することで、例えば、不必要に映像の輝度を上げ過ぎることをなくして、低消費電力化を図ることが可能となる。
具体例として、本実施形態に係る透過型表示装置では、光源の輝度(本実施形態では、バックライト輝度)の制御とシェード(左眼用シェード420A、右眼用シェード420B)の透過率の制御とのコンビネーションにより、画質(例えば、色彩)の最適化を図ることが可能であり、また、低消費電力化を図ることが可能である。
これにより、本実施形態に係る透過型表示装置では、電源の寿命を延ばすことや、表示される映像の画質を向上させることができる。
これに対して、本実施形態に係る透過型表示装置では、外光のレベルに応じてシェードの透過率を変化させる。
一例として、外光が明るい場合には、映像が薄くなるため、ガンマ値などを調整し、また、外光が暗い場合には、バックライト輝度などを最適に設定して、これにより、低消費電力化を図ることも考えられる。
ここで、シェード(左眼用シェード420A、右眼用シェード420B)は、例えば、表示部(左眼用表示部110A、右眼用表示部110B)に対して、一体として備えられてもよく、または、着脱可能な構成で備えられてもよい。
また、LCDの代わりに、例えば、レーザー走引表示装置、あるいは、有機EL表示パネル、あるいは、無機EL表示パネルなどを用いることもできる。
また、対となっている左眼用の構成部と右眼用の構成部について、例えば、左眼用と右眼用との両方に対して制御(同一の制御または異なる制御)を行ってもよく、または、左眼用と右眼用とのうちの一方のみに制御を行ってもよい。
また、本発明は、例えば、導光板を用いずに、画像光を単に反射面で反射させるようなものに適用されてもよい。
なお、本発明は、例えば、公知の様々な技術が適用されてもよい。具体例として、表示装置100は、光学系として、瞳分割方式シースルー光学系を備えてもよく、あるいは、半透過鏡方式シースルー光学系を備えてもよい。また、具体例として、表示装置100は、光学系として、特開2008−20770号公報に記載された画像表示装置が備える光学系、特許第4636164号公報に記載された頭部装着型ディスプレイが備える光学系、国際公開第2009/041055号に記載されたビーム走査型表示装置が備える光学系、あるいは、特許第4055283号公報に記載された表示装置が備える光学系を備えてもよい。
図7は、本発明の一実施形態に係る透過型表示装置の外観図である。
図7に示される透過型表示装置では、表示装置100において、左眼用の外光センサー811Aおよび左眼用の透過光センサー812Aを左眼側に備え、右眼用の外光センサー811Bおよび右眼用の透過光センサー812Bを右眼側に備える。
なお、図8には、表示装置100と制御装置200に関し、変形例に係る構成部のみを示してある。図8に示される表示装置100と制御装置200に関し、他の構成部(変形例に係る構成部以外の構成部)については、図3に示されるものと同様である。
表示装置100は、左眼用の外光センサー(左眼用外光センサー)811Aと、左眼用の透過光センサー(左眼用透過光センサー)812Aと、右眼用の外光センサー(右眼用外光センサー)811Bと、右眼用の透過光センサー(右眼用透過光センサー)812Bと、左眼用シェード420Aと、右眼用シェード420Bと、左眼用のシェードドライバー(左眼用シェードドライバー)813Aと、右眼用のシェードドライバー(右眼用シェードドライバー)813Bと、を備える。
そして、制御装置200の制御部230は、これら左右の両方のセンサー(左眼用外光センサー811A、左眼用透過光センサー812A、右眼用外光センサー811B、および右眼用透過光センサー812B)に対応した機能を有する。
そして、制御装置200の制御部230は、これら左右の両方のシェードドライバー(左眼用シェードドライバー813A、右眼用シェードドライバー813B)に対応した機能を有する。
図9に示される透過型表示装置では、表示装置100において、シェード部420(左眼用シェード420Aおよび右眼用シェード420B)の左右の中央付近に、左眼用と右眼用との両方に共通な外光センサー821と、左眼用と右眼用との両方に共通な透過光センサー822と、を備える。
図10に示される透過型表示装置では、表示装置100において、左眼用のカメラ(左眼用カメラ)831Aを、左眼用反射部21Aの画像取り出しエリアに対して左上の位置に、ユーザーの左眼310A(がくると想定される位置)を撮像する向きで、配置してある。この構成では、左眼用カメラ831Aは、ユーザーの左眼310A(がくると想定される位置)を撮像し、撮像した画像(例えば、動画像)をユーザーの左眼310Aの状態の検出結果として制御装置200の制御部230に送信する。ここで、左眼用カメラ831Aは、ユーザーが表示装置100を装着した状態において、当該ユーザーの左眼310Aの状態を検出する。
なお、左眼用カメラ831Aとしては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)のカメラを用いることができる。
なお、右眼用カメラ831Bとしては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)のカメラを用いることができる。
なお、図11には、表示装置100と制御装置200に関し、変形例に係る構成部のみを示してある。図11に示される表示装置100と制御装置200に関し、他の構成部(変形例に係る構成部以外の構成部)については、図3に示されるものと同様である。
表示装置100は、左眼用の光変調素子(左眼用光変調素子)901Aと、右眼用の光変調素子(右眼用光変調素子)901Bと、左眼用の光源(左眼用光源)902Aと、右眼用の光源(右眼用光源)902Bと、左眼用の光変調素子コントローラー(左眼用光変調素子コントローラー)903Aと、右眼用の光変調素子コントローラー(右眼用光変調素子コントローラー)903Bと、左眼用の光源ドライバー(左眼用光源ドライバー)904Aと、右眼用の光源ドライバー(右眼用光源ドライバー)904Bと、を備える。
また、右眼用光変調素子コントローラー903Bは、制御装置200の制御部230により制御されて、右眼用光変調素子901Bを制御する。
そして、制御装置200の制御部230は、これら左右の両方の光変調素子コントローラー(左眼用光変調素子コントローラー903A、右眼用光変調素子コントローラー903B)に対応した機能を有する。
また、右眼用光源ドライバー904Bは、制御装置200の制御部230により制御されて、右眼用光源902Bを制御する。
そして、制御装置200の制御部230は、これら左右の両方の光源ドライバー(左眼用光源ドライバー904A、右眼用光源ドライバー904B)に対応した機能を有する。
また、光源ドライバー(左眼用光源ドライバー904A、右眼用光源ドライバー904B)としては、制御対象となる光源(左眼用光源902A、右眼用光源902B)に対応するものが用いられる。
なお、図12には、表示装置100と制御装置200に関し、変形例に係る構成部のみを示してある。図12に示される表示装置100と制御装置200に関し、他の構成部(変形例に係る構成部以外の構成部)については、図3に示されるものと同様である。
表示装置100は、左眼用の発光表示部(左眼用発光表示部)911Aと、右眼用の発光表示部(右眼用発光表示部)911Bと、左眼用のコントローラー(左眼用コントローラー)912Aと、右眼用のコントローラー(右眼用コントローラー)912Bと、を備える。
また、右眼用コントローラー912Bは、制御装置200の制御部230により制御されて、例えば右眼用の画像信号に応じた画像を表示させるように、右眼用発光表示部911Bを制御する。
そして、制御装置200の制御部230は、例えば、左眼用の画像信号に応じた画像を表示させるように左眼用コントローラー912Aを制御する機能、右眼用の画像信号に応じた画像を表示させるように右眼用コントローラー912Bを制御する機能を有する。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (8)
- 外界からの光を画像取り出しエリアに透過させ、且つ、画像形成部により前記画像取り出しエリアに出力する画像光の画像を形成し、当該形成された画像の光を前記画像取り出しエリアに出力し、且つ、光の透過率が可変であるシェードにより設定された透過率で前記外界からの光のレベルを変化させて前記画像取り出しエリアに通過させる表示部と、
前記画像形成部により形成される画像の光の強度を決定する値である光強度決定値を固定とする第1のモードと、当該光強度決定値を可変とする第2のモードを決定し、前記第1のモードにおいては、前記光強度決定値を固定して、前記シェードの透過率を制御し、前記第2のモードにおいては、前記光強度決定値を可変として、前記シェードの透過率を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする透過型表示装置。 - さらに、前記外界からの光のレベルと前記シェードを通過した透過光のレベルとの一方または両方を検出するセンサーを備え、
前記制御部は、前記第1のモードにおいては、前記光強度決定値を固定して、前記センサーによる検出結果に基づいて、前記シェードの透過率を制御し、前記第2のモードにおいては、前記光強度決定値を可変として、前記センサーによる検出結果に基づいて、前記シェードの透過率および前記光強度決定値を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の透過型表示装置。 - さらに、電源を備え、
前記制御部は、前記電源の残りの容量を検出し、当該検出した前記電源の残りの容量に基づいて、あらかじめ定められた判定方法により、前記電源の残りの容量が少ないと判定した場合には、前記第1のモードを決定し、前記電源の残りの容量が多いと判定した場合には、前記第2のモードを決定する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の透過型表示装置。 - 前記制御部は、さらに、前記第1のモードおよび前記第2のモードにおいて、ガンマ値を制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の透過型表示装置。 - 前記画像形成部により形成される画像の光の強度を決定する値である光強度決定値として、表示素子に対する光源の輝度の値を用いる、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の透過型表示装置。 - 前記表示部は、ユーザーの頭部に装着される表示装置に備えられ、
前記表示部は、表示素子と、前記表示素子からの画像光を投射する投射レンズと、前記投射レンズに対して固定されて前記投射レンズからの画像光を前記画像取り出しエリアに導く導光部と、を備え、
前記導光部を介して前記表示素子からの画像光の画像と外界からの光の画像とを同時に観察可能であるように構成され、
前記画像形成部は、前記画像を生成する前記表示素子と、前記表示素子により生成される前記画像を表す画像光を射出させる光源と、を含み、
前記制御部は、光強度決定値の制御として、前記光源の輝度の値を段階的に変化させることで前記画像形成部の輝度を調整し、また、前記シェードの透過率を段階的に変化させ、前記光源の輝度の制御と前記シェードの透過率の制御とのコンビネーションにより最適化する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の透過型表示装置。 - 表示部が、外界からの光を画像取り出しエリアに透過させ、且つ、画像形成部により前記画像取り出しエリアに出力する画像光の画像を形成し、当該形成された画像の光を前記画像取り出しエリアに出力し、且つ、光の透過率が可変であるシェードにより設定された透過率で前記外界からの光のレベルを変化させて前記画像取り出しエリアに通過させるステップと、
制御部が、前記画像形成部により形成される画像の光の強度を決定する値である光強度決定値を固定とする第1のモードと、当該光強度決定値を可変とする第2のモードを決定し、前記第1のモードにおいては、前記光強度決定値を固定して、前記シェードの透過率を制御し、前記第2のモードにおいては、前記光強度決定値を可変として、前記シェードの透過率を制御するステップと、
を有することを特徴とする透過型表示装置における表示方法。 - 外界からの光を画像取り出しエリアに透過させ、且つ、画像形成部により前記画像取り出しエリアに出力する画像光の画像を形成し、当該形成された画像の光を前記画像取り出しエリアに出力し、且つ、光の透過率が可変であるシェードにより設定された透過率で前記外界からの光のレベルを変化させて前記画像取り出しエリアに通過させる表示部について、
制御部が、前記画像形成部により形成される画像の光の強度を決定する値である光強度決定値を固定とする第1のモードと、当該光強度決定値を可変とする第2のモードを決定し、前記第1のモードにおいては、前記光強度決定値を固定して、前記シェードの透過率を制御し、前記第2のモードにおいては、前記光強度決定値を可変として、前記シェードの透過率を制御する手順を、
コンピューターに実行させるための透過型表示装置における表示プログラム。
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