JP2013171074A - 自動表示調整装置および自動表示調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に、背景の明るさに応じて、ディスプレイを容易に適切な明るさに調整することができる自動表示調整装置および自動表示調整方法を提供する。
【解決手段】透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイ５と通信可能であって、ヘッドマウントディスプレイ５を装着したユーザが表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段２と、撮像手段２が保持する撮影情報または撮像手段２が取得した映像データをもとに、撮像手段２が撮影した背景の明るさを判定する判定手段３と、背景の明るさにもとづいて、表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、輝度設定値を含む制御信号をヘッドマウントディスプレイ５に送信する設定手段４とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスプレイの明るさを調整する自動表示調整装置および自動表示調整方法に関する。

透過（シースルー）型のディスプレイ部を備えたヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）（以下、透過型ＨＭＤという。）がある。透過型ＨＭＤを装着したユーザは、ディスプレイ部を介して周囲の状況を確認することができる。透過型ＨＭＤのディスプレイ部に映像を表示した場合、ディスプレイ部を介して見える周囲（以下、背景という）と、ディスプレイ部に表示される映像とが重なる。そのため、背景が明るい色である場合やユーザの周囲が明るい場合には、ディスプレイ部を介して見える背景によって、ディスプレイ部の表示が見えづらくなる可能性がある。

製品の製造現場や保守の現場などにおいて、作業者が透過型ＨＭＤを装着して作業を行う場合がある。その場合、作業指示を含む画像や映像がディスプレイ部に表示され、作業者は、その作業指示に従って作業を行う。従って、ディスプレイ部を介して見える背景の色や周囲の明るさなどによってディスプレイ部の表示が見えづらくなると、作業者の作業効率が低下する。

ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）に表示される画像と使用者の視野の景色とを重ねて使用者の眼に導く光学系（プリズムやレンズなど）を備えたシースルー型のＨＭＤがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたＨＭＤは、使用者の視野の景色の輝度を検出する輝度センサで検出される視野情報に基づいてＬＣＤに表示される画像を変更する。

シースルー型のディスプレイ部に静止画や動画などを表示する際に、ユーザの視線方向の外界の風景である背景画像の一部または全部を無彩色化し、無彩色化された領域に静止画や動画などを表示させることによって、表示画像をユーザに十分視認させることができるシースルー型のＨＭＤがある（例えば、特許文献２参照）。

シースルー型のＨＭＤにおいて、表示画像の視認性を向上させる技術がある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載されたＨＭＤは、カメラユニットの撮像動作により得られた画像信号に基づいて、輝度及び色温度の検出を行い、検出された輝度に応じてＬＣＤの表示光量を調整し、検出された色温度に応じて画像の表示色を調整する。

特開２００９−９２８１０号公報 特開２０１０−１７７７８８号公報 特開２００７−１２１６２５号公報

特許文献１に記載されたＨＭＤは、使用者の視野の景色の輝度に応じて、表示画像内の文字や図形の色を変更する。ユーザが移動しながらＨＭＤを利用する場合には、移動に伴って変化する背景に応じて、文字や図形の色の変更処理を行う必要がある。従って、ＨＭＤが備えるＣＰＵの処理負担が増大する可能性がある。

特許文献２に記載されたＨＭＤは、背景画像を相殺するための背景キャンセル用画像を生成する。従って、ユーザが移動しながらＨＭＤを利用する場合には、移動に伴って変化する背景に応じて、背景キャンセル用画像を生成しなければならない。従って、特許文献１に記載されたＨＭＤと同様に、ＨＭＤが備えるＣＰＵの処理負担が増大する可能性がある。

そこで、本発明は、簡便に、背景の明るさに応じて、ディスプレイを容易に適切な明るさに調整することができる自動表示調整装置および自動表示調整方法を提供することを目的とする。

本発明による自動表示調整装置は、透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイと通信可能であって、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段と、撮像手段が保持する撮影情報または撮像手段が取得した映像データをもとに、撮像手段が撮影した背景の明るさを判定する判定手段と、背景の明るさにもとづいて、表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、輝度設定値を含む制御信号をヘッドマウントディスプレイに送信する設定手段とを含むことを特徴とする。

本発明による自動表示調整方法は、透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイと通信可能な自動表示調整装置における自動表示調整方法であって、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段が保持する撮影情報または撮像手段が取得した映像データをもとに、背景の明るさを判定し、背景の明るさにもとづいて、表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、輝度設定値を含む制御信号をヘッドマウントディスプレイに送信することを特徴とする。

本発明によれば、簡便に、背景の明るさに応じて、ディスプレイを容易に適切な明るさに調整することができる。

本発明による自動表示調整装置の構成を示すブロック図である。 自動表示調整装置の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。 自動表示調整装置の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明による自動表示調整装置の主要部を示すブロック図である。

実施形態１．
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明による自動表示調整装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、自動表示調整装置２０は、表示装置１３と通信可能に接続される。自表示調整装置２０と表示装置１３とは、例えば、近距離無線通信により通信可能に接続される。なお、自動表示調整装置２０と表示装置１３とは、近距離無線通信以外の通信、例えば、有線通信で接続されていてもよい。

表示装置１３は、シースルー型の表示部（図示せず）を備えた透過型ヘッドマウントディスプレイである。

表示装置１３は、ユーザの頭部付近に装着される。ユーザは、シースルー型の表示部を介して、表示装置１３の周囲を視認することができる。

自動表示調整装置２０は、撮像装置１０と、映像色判定部１１と、明るさ設定部１２とを含む。

自動表示調整装置２０は、表示装置１３の近傍に設置される。例えば、表示装置１３がめがね型である場合には、表示装置１３のつるなどに自動表示調整装置２０を設置すればよい。なお、自動表示調整装置２０は、表示装置１３に組み込まれ、表示装置１３と一体になっていてもよい。

撮像装置１０は、例えば、カメラである。撮像装置１０は、表示装置１３の周囲を撮影し、映像データを取得する。本実施形態では、撮像装置１０は、表示装置１３のシースルー型の表示部を介してユーザが視認可能な背景を撮影する。

映像色判定部１１は、表示装置１３が撮影した背景が明るいか暗いか、つまり、背景の明るさの度合いを判定する。

映像色判定部１１は、背景の明るさの度合いを示す明るさ情報を、明るさ設定部１２に出力する。

明るさ設定部１２は、映像色判定部１１から入力した明るさ情報をもとに、表示装置１３の明るさ、例えば、輝度を調整する。本実施形態では、明るさ設定部１２は、明るさ情報をもとに、表示装置１３の明るさを設定するための輝度設定値を決定する。そして、明るさ設定部１２は、決定した輝度設定値を含む制御信号を、表示装置１３に送信する。

なお、映像色判定部１１および明るさ設定部１２は、自動表示調整装置２０が備えるＣＰＵによって、実現される。

次に、本実施形態の動作を説明する。

図２は、自動表示調整装置２０の第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。

映像色判定部１１は、撮像装置１０から撮影情報を取得し（ステップＳ２０１）、取得した撮影情報をもとに背景の明るさを判定する（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）。撮影情報は、例えば、撮像装置１０に現在設定されているホワイトバランス値および露出制御値であって、撮像装置１０が備える記憶部（図示せず）などに格納されている。

ここで、映像色判定部１１の背景の明るさの判定処理について説明する。

まず、映像色判定部１１は、ホワイトバランス値から被写体（背景）の色温度を認識する。そして、映像色判定部１１は、背景の色温度と、露出制御値とをもとに、背景の明るさを判定する。

映像色判定部１１は、色温度が高く、露出制御値がマイナス値である場合は（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、背景が明るいと判断する。また、色温度が低く、露出制御値がプラス値である場合は（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、背景が暗いと判断する。色温度が低く、露出制御値がマイナス値である場合、または、色温度が高く、露出制御値がプラス値である場合は（ステップＳ２０３のＮｏ）、背景の明るさが中くらいであると判断する。

なお、本実施形態では、「高い」、「低い」、「中くらい」の３段階で色温度が判定されるが、３段階に限定されず任意の段階数であってよい。また、露出制御値がプラス値、マイナス値の２段階で判定されるが、２段階に限定されず任意の段階数であってよい。また、背景の明るさの度合いが「高い」、「低い」、「中くらい」の３段階で判定されるが、３段階に限定されず、色温度および露出制御値の段階数に応じた段階数にしてもよい。

ステップＳ２０２、Ｓ２０３の処理が実行された後、映像色判定部１１は、背景の明るさの判定結果を含む明るさ情報を、明るさ設定部１２に出力する。

明るさ設定部１２は、入力した明るさ情報が示す背景の明るさの度合いに応じて、表示装置１３の明るさを調整する。

背景の明るさの度合いが高い場合には、表示装置１３の表示部の映像が薄く映るため、明るさ設定部１２は、表示装置１３の明るさを高く設定する（ステップＳ２０４）。具体的には、明るさ設定部１２は、高い値を設定した輝度設定値を含む制御信号を表示装置１３に送信する。表示装置１３は、受信した制御信号に含まれる輝度設定値をもとに、表示部の輝度を調整する。

背景の明るさの度合いが低い場合は、表示装置１３の表示部の映像が明るく映りすぎるため、明るさ設定部１２は、表示装置１３の明るさを低く設定する（ステップＳ２０５）。具体的には、明るさ設定部１２は、低い値を設定した輝度設定値を含む制御信号を表示装置１３に送信する。

背景の明るさの度合いが中くらいである場合は、明るさ設定部１２は、表示装置１３の明るさを中くらいに設定する（ステップＳ２０６）。具体的には、明るさ設定部１２は、中くらいの値を設定した輝度設定値を含む制御信号を表示装置１３に送信する。

ステップＳ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６の処理を実行した後、自動表示調整装置２０は、ステップＳ２０１の処理に戻る。

なお、本実施形態では、「高い」、「低い」、「中くらい」の３段階で輝度設定値が設定されるが、３段階に限定されず任意の段階数であってよい。

以上に説明したように、本実施形態では、自動表示調整装置２０が、撮像装置１０の撮影情報をもとに、表示装置１３の明るさを調整する。従って、画像処理などを伴わずに、表示装置１３の明るさを容易に調整することができるので、自動表示調整装置２０の処理負担を低減することができる。そのため、ユーザが移動しながら表示装置１３を利用した場合でも、移動に伴って変化する背景の明るさに応じて、自動表示調整装置２０の処理負担を増大させることなく、表示装置１３を適切な明るさに設定し、表示装置１３の表示を見やすくすることができる。

また、撮影情報をもとに背景の明るさを判定しているので、背景の明るさを感知するためのセンサを新規に自動表示調整装置２０に搭載する必要がない。そのため、自動表示調整装置２０のコストを低減することができる。

また、自動表示調整装置２０が表示装置１３の明るさを調整するので、ユーザ操作を必要とすることなく、表示装置１３を適切な明るさに設定することができる。

なお、本実施形態では、ホワイトバランス値と露出制御値とをもとに、背景の明るさを判定しているが、ホワイトバランス値のみまたは露出制御値のみをもとに、背景の明るさを判定するようにしてもよい。また、映像色判定部１１は、ホワイトバランス値、露出制御値以外の値を、撮影情報として撮像装置１０から取得するようにしてもよい。

また、撮像装置１０のみを表示装置１３に組み込み、または、撮像装置１０のみを表示装置１３の近傍に設置し、ユーザが、自動表示調整装置２０を小型コンピュータとして携帯するようにしてもよい。その場合には、映像色判定部１１は、近距離無線通信などにより、撮像装置１０から撮影情報を取得するようにすればよい。

実施形態２．
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。

第２の実施形態の自動表示調整装置２０の構成は、第１の実施形態と同様である。しかし、自動表示調整装置２０の映像色判定部１１は、撮像装置１０から入力した映像データをもとに、背景の明るさを判定する。

次に、本実施形態の動作を説明する。

図３は、自動表示調整装置２０の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ３０３およびＳ３０４の処理は、それぞれ、第１の実施形態のステップＳ２０４およびＳ２０５の処理と同様なため、説明を省略する。

撮像装置１０は、常時、周囲（背景）を撮影し、取得した映像データを映像色判定部１１に出力する。

映像色判定部１１は、撮像装置１０から撮影データを入力する（ステップＳ３０１）。

自動表示調整装置２０の映像色判定部１１は、撮像装置１０から入力した映像データをもとに、背景の色（以下、背景色という。）を判定する（ステップＳ３０２）。

映像色判定部１１は、背景色に、明るい色、例えば、白や黄色が多く含まれる場合は（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、背景が明るいと判定する。また、背景色に、濃い色、例えば、黒や青が多く含まれる場合は（ステップＳ３０２のＮｏ）、背景が暗いと判定する。映像色判定部１１は、背景の明るさの判定結果を含む明るさ情報を、明るさ設定部１２に出力する。

自動表示調整装置２０は、ステップＳ３０３、Ｓ３０４の処理を実行した後、ステップＳ３０１の処理に戻る。

なお、本実施形態では、「明るい」、「暗い」の２段階で背景の明るさが判定されているが、２段階に限定されず任意の段階数であってよい。

本実施形態によれば、自動表示調整装置２０が、撮像装置１０から入力した映像データをもとに、表示装置１３の明るさを調整する。従って、第１の実施形態と同様に、背景の明るさを感知するためのセンサを新規に自動表示調整装置２０に搭載する必要がない。また、ユーザが手動で、表示装置１３の明るさを調整する必要がない。

また、第１の実施形態と同様に、撮像装置１０のみを表示装置１３に組み込み、または、撮像装置１０のみを表示装置１３の近傍に設置し、ユーザが、自動表示調整装置２０を小型コンピュータとして携帯するようにしてもよい。その場合には、撮像装置１０は、近距離無線通信などにより、映像色判定部１１に映像データを送信するようにすればよい。

図４は、本発明による自動表示調整装置の主要部を示すブロック図である。図４に示すように自動表示調整装置１（図１に示す自動表示調整装置２０に相当。）は、透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイ５（図１に示す表示装置１３に相当。）と通信可能であって、ヘッドマウントディスプレイ５を装着したユーザが表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段２（図１に示す自動表示調整装置２０における撮像装置１０に相当。）と、撮像手段２が保持する撮影情報または撮像手段２が取得した映像データをもとに、撮像手段２が撮影した背景の明るさを判定する判定手段３（図１に示す自動表示調整装置２０における映像色判定部１１に相当。）と、背景の明るさにもとづいて、表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、輝度設定値を含む制御信号をヘッドマウントディスプレイ５に送信する設定手段４（図１に示す自動表示調整装置２０における明るさ設定部１２に相当。）とを含む。

上記の実施形態には、以下のような自動表示調整装置も開示されている。

（１）撮影情報が、ホワイトバランス値および露出制御値を含む自動表示調整装置。

（２）判定手段３は、ホワイトバランス値をもとに撮像手段が撮影した背景の色温度を認識し、色温度が低く、露出制御値がプラス値である場合は、背景が暗いと判定し、色温度が高く、露出制御値がマイナス値である場合は、背景が明るいと判定する自動表示調整装置。

（３）判定手段３は、撮像手段２が撮影した背景の映像データを入力し、映像データに含まれる明るい色の量に応じて、背景の明るさを判定する自動表示調整装置。

１、２０ 自動表示調整装置
２ 撮像手段
３ 判定手段
４ 設定手段
５ ヘッドマウントディスプレイ
１０ 撮像装置
１１ 映像色判定部
１２ 明るさ設定部
１３ 表示装置

Claims (5)

1. 透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイと通信可能であって、
   前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが前記表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段と、
   前記撮像手段が保持する撮影情報または前記撮像手段が取得した映像データをもとに、前記撮像手段が撮影した前記背景の明るさを判定する判定手段と、
   前記背景の明るさにもとづいて、前記表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、前記輝度設定値を含む制御信号を前記ヘッドマウントディスプレイに送信する設定手段とを含む
   ことを特徴とする自動表示調整装置。
2. 撮影情報が、ホワイトバランス値および露出制御値を含む
   請求項１に記載の自動表示調整装置。
3. 判定手段は、
   ホワイトバランス値をもとに撮像手段が撮影した背景の色温度を認識し、
   前記色温度が低く、露出制御値がプラス値である場合は、前記背景が暗いと判定し、
   前記色温度が高く、前記露出制御値がマイナス値である場合は、前記背景が明るいと判定する
   請求項２に記載の自動表示調整装置。
4. 判定手段は、
   撮像手段が撮影した背景の映像データを入力し、前記映像データに含まれる明るい色の量に応じて、前記背景の明るさを判定する
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の自動表示調整装置。
5. 透過型の表示部を備えたヘッドマウントディスプレイと通信可能な自動表示調整装置における自動表示調整方法であって、
   前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザが前記表示部を介して視認可能な背景を撮影する撮像手段が保持する撮影情報または前記撮像手段が取得した映像データをもとに、前記背景の明るさを判定し、
   前記背景の明るさにもとづいて、前記表示部の明るさを調整するための輝度設定値を決定し、前記輝度設定値を含む制御信号を前記ヘッドマウントディスプレイに送信する
   ことを特徴とする自動表示調整方法。

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