(57)【要約】  装着した鑑賞者の視野感度特性を利用して輝度の制御を行なうことによって、左右の映像の表示に用いられる表示素子の長寿命化を図る。  ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、（眼に明順応が起こっている）鑑賞者が装着する前は表示部２０８、２０９を高輝度状態にして待機する。一方、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着すると、鑑賞者の眼が遮光フードで環境光から遮られ、暗い場所にいるのと同じ状況となり、暗順応が起こる。したがって、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着すると、暗順応に従い、徐々に表示部２０８、２０９の輝度を落としていく。
2013054728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示部と、
映像信号を処理する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理された映像信号の画質調整を行なうとともに、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、
観察者が当該装置を装着したか否かを検出する装着センサーと、
前記装着センサーによる検出結果に応じて、前記表示制御部における映像信号の画質調整を指示する制御部と、
を具備するヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項２】
観察者の左眼用及び右眼用にそれぞれ表示部を備える、
請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項３】
前記表示部の上方に、観察者の眼から環境光を遮る遮光フードをさらに備える、
請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項４】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、前記表示部を点灯させるとともに、その輝度調整を指示する、
請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項５】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、観察者の目の視感度特性の暗順応に従って前記表示部の輝度を調整するよう指示する、
請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項６】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してからの経過時間に応じて、前記表示部の輝度を低下するよう指示する、
請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項７】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してから所定時間が経過した後の前記表示部の目標輝度値を、基準輝度４６ｃｄ／ｍ2に設定するに基づいて設定する、
請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項８】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を外したことを検出したことに応じて、前記表示部の輝度を調整前の値にリセットする、
請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項９】
ヘッド・マウント・ディスプレイで表示する映像信号を処理する映像信号処理ステップと、
観察者が前記ヘッド・マウント・ディスプレイを装着したか否かを検出する装着検出ステップと、
前記装着検出ステップにおける検出結果に応じて前記映像信号の輝度の調整を行なう輝度調整ステップと、
を有するヘッド・マウント・ディスプレイの表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、ユーザーの頭部に装着して映像の視聴に供されるヘッド・マウント・ディスプレイ及び表示制御方法に係り、特に、左右の映像の表示に用いられる表示素子の長寿命化を図るヘッド・マウント・ディスプレイ及び表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭部に装着して映像を視聴する表示装置、すなわちヘッド・マウント・ディスプレイ（ＨＭＤ）が広く知られている。ヘッド・マウント・ディスプレイは、左右の眼毎に光学ユニットを持ち、また、ヘッドフォンと併用し、視覚及び聴覚を制御できるように構成されている。頭部に装着した際に外界を完全に遮るように構成すれば、視聴時の仮想現実感が増す。また、ヘッド・マウント・ディスプレイは、左右の眼に違う映像を映し出すことも可能であり、左右の眼に視差のある画像を表示すれば３Ｄ画像を提示することができる。【０００３】
ヘッド・マウント・ディスプレイの左右の眼の表示部には、例えば液晶や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などからなる高解像度の表示パネルを用いることができる。また、光学系で適当な画角を設定するとともに、ヘッドフォンで多チャンネルを再現すれば、映画館で視聴するような臨場感を再現することができるであろう。【０００４】
液晶や有機ＥＬ素子などで構成される表示パネルは、高輝度の映像を表示し続けると焼き付き現象が発生し易くなることが、当業界で知られている。したがって、ヘッド・マウント・ディスプレイにおいては、輝度を調整して、表示素子の長寿命化を図る表示制御方法が望まれている。【０００５】
映像技術分野では、テレビ受像機やプロジェクターなどの表示装置が設置された環境、すなわち鑑賞環境における照度（環境光）に応じて表示画面の輝度を調整する技術が広く知られている。【０００６】
例えば、明順応及び暗順応に要する時間の違いに基づいて、入力映像信号の特徴量の変化に追従させて、バックライト光源の調光速度を変化させる映像表示装置について提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。【０００７】
また、照度センサーを利用して周辺の明るさ環境を得て、周辺環境に適した映像設定の切り替えを、視聴者に違和感を与えることなく行なう画像表示装置について提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。【０００８】
また、表示輝度レベルに応じた画質補正量を逐次算出することによって、人間の目の明るさ感、時間に対する暗順応に基づき、表示輝度を制御しても、観視者が画質または視認性を悪化したと感じさせないようにした画像表示装置について提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。【０００９】
しかしながら、上記の従来技術はいずれも、ヘッド・マウント・ディスプレイにおいて輝度の調整を行なうものではない。遮光性を伴ったヘッド・マウント・ディスプレイなど、眼を直接覆う表示装置の場合、鑑賞者は、暗い場所にいるのと同じ環境になる。したがって、ヘッド・マウント・ディスプレイを装着した後、鑑賞者の眼には、視感度特性上、暗順応が起こる。また、遮光性を伴ったヘッド・マウント・ディスプレイを装着すると、鑑賞者の眼から環境光は遮られているので、鑑賞環境の照度を測定することは意味がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−８６１３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５２３７９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２２４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本明細書で開示する技術の目的は、装着した鑑賞者の視野感度特性を利用して輝度の制御を行なうことによって、左右の映像の表示に用いられる表示素子の長寿命化を図ることができる、優れたヘッド・マウント・ディスプレイ及び表示制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の技術は、
映像を表示する表示部と、
映像信号を処理する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理された映像信号の画質調整を行なうとともに、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、
観察者が当該装置を装着したか否かを検出する装着センサーと、
前記装着センサーによる検出結果に応じて、前記表示制御部における映像信号の画質調整を指示する制御部と、
を具備するヘッド・マウント・ディスプレイである。本願の請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイは、観察者の左眼用及び右眼用にそれぞれ表示部を備えている。【００１３】
本願の請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイは、前記表示部の上方に、観察者の眼から環境光を遮る遮光フードをさらに備えている。【００１４】
本願の請求項４に記載の技術によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、前記表示部を点灯させるとともに、その輝度調整を指示するように構成されている。【００１５】
本願の請求項５に記載の技術によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、観察者の目の視感度特性の暗順応に従って前記表示部の輝度を調整するよう指示するように構成されている。【００１６】
本願の請求項６に記載の技術によれば、請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してからの経過時間に応じて、前記表示部の輝度を低下するよう指示するように構成されている。【００１７】
本願の請求項７に記載の技術によれば、請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してから所定時間が経過した後の前記表示部の目標輝度値を、基準輝度４６ｃｄ／ｍ2に設定するに基づいて設定するように構成されている。【００１８】
本願の請求項８に記載の技術によれば、請求項４に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を外したことを検出したことに応じて、前記表示部の輝度を調整前の値にリセットするように構成されている。【００１９】
また、本願の請求項９に記載の技術は、
ヘッド・マウント・ディスプレイで表示する映像信号を処理する映像信号処理ステップと、
観察者が前記ヘッド・マウント・ディスプレイを装着したか否かを検出する装着検出ステップと、
前記装着検出ステップにおける検出結果に応じて前記映像信号の輝度の調整を行なう輝度調整ステップと、
を有するヘッド・マウント・ディスプレイの表示制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本明細書で開示する技術によれば、装着した鑑賞者の視野感度特性を利用して輝度の制御を行なうことによって、左右の映像の表示に用いられる表示素子の長寿命化を図ることができる、優れたヘッド・マウント・ディスプレイ及び表示制御方法を提供することができる。【００２１】
本明細書で開示する技術によれば、有機ＥＬ素子のような焼き付きが起こり易い表示素子を用いたヘッド・マウント・ディスプレイにおいて、視感度特性を考慮して、装着時からの経過時間に応じて輝度を落とすことにより、表示素子を長寿命化し、焼き付きを起こり難くすることができ、結果として装置全体の長寿命化を実現することができる。【００２２】
遮光性を伴ったヘッド・マウント・ディスプレイなど眼を直接覆う表示装置においては、鑑賞者は暗い場所にいるのと同じ状況となり、鑑賞者の眼は、視感度特性上、暗順応が起こる。本明細書で開示する技術によれば、視感度特性に応じて表示部の輝度制御を行なうことによって、鑑賞者の眩しさ感を抑えることができる。この結果、映画観賞やゲーム・プレイなど、ヘッド・マウント・ディスプレイで長時間の鑑賞を行なうことが可能になる。また、制御輝度の目標値をディジタル・シネマの基準値である４６ｃｄ／ｍ2に設定することにより、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイを装着したときに暗い映画館での鑑賞と同じ環境下にすることが可能となる。【００２３】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、ヘッド・マウント・ディスプレイを含む画像表示システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の内部構成を模式的に示した図である。
【図３】図３は、表示制御部２０７内の構成例を示した図である。
【図４】図４は、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の外観構成例を示した図である。
【図５】図５は、人間の眼の暗順応特性を例示した図である。
【図６Ａ】図６Ａは、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着してからの経過時間に応じて輝度調整する様子を示した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着してからの経過時間に応じて表示画像の輝度を抑えていく様子を示した図である。
【図７】図７は、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０において、鑑賞者が装着したことや外したことに応じて輝度調整を行なうための処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１には、ヘッド・マウント・ディスプレイを含む画像表示システムの構成を模式的に示している。図示のシステムは、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０本体と、視聴コンテンツのソースとなるブルーレイ・ディスク再生装置２０と、ブルーレイ・ディスク再生装置２０の再生コンテンツの他の出力先となるハイビジョン・ディスプレイ（例えば、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）対応テレビ）３０と、ブルーレイ・ディスク再生装置２０から出力されるＡＶ信号の処理を行なうフロント・エンド・ボックス４０で構成される。
【００２７】
フロント・エンド・ボックス４０は、ブルーレイ・ディスク再生装置２０から出力されるＡＶ信号をＨＤＭＩ入力すると、例えば信号処理して、ＨＤＭＩ出力するＨＤＭＩリピーターに相当する。また、フロント・エンド・ボックス４０は、ブルーレイ・ディスク再生装置２０の出力先をヘッド・マウント・ディスプレイ１０又はハイビジョン・ディスプレイ３０のいずれかに切り替える２出力スイッチャーでもある。図示の例では、フロント・エンド・ボックス４０は２出力であるが、３以上の出力を有していてもよい。但し、フロント・エンド・ボックス４０は、ＡＶ信号の出力先を排他的とし、且つ、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０への出力を最優先とする。
【００２８】
ブルーレイ・ディスク再生装置２０とフロント・エンド・ボックス４０間、並びに、フロント・エンド・ボックス４０とハイビジョン・ディスプレイ３０間は、それぞれＨＤＭＩケーブルで接続されている。フロント・エンド・ボックス４０とヘッド・マウント・ディスプレイ１０間も、ＨＤＭＩケーブルで接続するように構成することも可能であるが、その他の仕様のケーブルを用いてＡＶ信号をシリアル転送するようにしてもよい。但し、フロント・エンド・ボックス４０とヘッド・マウント・ディスプレイ１０間を接続するケーブル１本で、ＡＶ信号と電力を供給するものとし、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０はこのケーブルを介して駆動電力も得ることができる。
【００２９】
ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、左眼用及び右眼用の独立した表示部を備えている。各表示部は、例えば有機ＥＬ素子を用いている。また、左右の各表示部は、低歪みで且つ高解像度の広視野角光学系からなるレンズ・ブロックを装備している。
【００３０】
図２には、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の内部構成を模式的に示している。以下、各部について説明する。
【００３１】
制御部２０１は、例えばマイクロプロセッサーで構成され、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３を作業領域に用いながら、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２に格納された制御プログラムを実行して、装置全体の動作を制御する。
【００３２】
装着センサー２０４は、当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０が鑑賞者に装着されたことや鑑賞者が当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を外したことを検出する。装着センサー２０４は、装着や取り外しを検出したときには、制御部２０１に割り込み信号を発生する。これに対し、制御部２０１は、対応する割り込み処理として、映像信号処理部２０６に対して、装着検出時における暗順応や取り外し時の明順応に対応した輝度調整処理（後述）を指示する。
【００３３】
映像信号処理部２０６は、ＨＤＭＩ信号入力部２０５でフロント・エンド・ボックス４０から受信した映像信号に対し、復号、スケーリング、ノイズ・リダクションなどの信号処理を行なう。処理後の映像信号は、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）２１０に一時記録される。
【００３４】
表示制御部２０７は、ＶＲＡＭ２１０に一時記録されている映像信号を左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９に表示出力する。左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９には、それぞれ映像を拡大するレンズ・ブロック（図２では図示しない）が装備されている。左右のレンズ・ブロックは、それぞれ複数の光学レンズの組み合わせからなり、表示パネル２２４、２２５が表示する映像を光学処理する。左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の発光面に表示された映像は、レンズ・ブロックを通過する際に拡大され、ユーザーの網膜に大きな虚像を結像する。そして、観察するユーザーの脳内では左眼用画像と右眼用画像が融像される。
【００３５】
左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９は、例えば有機ＥＬ素子で構成されている。有機ＥＬ素子は、固定パターンの焼き付きを起こし易いデバイスであることが当業界では知られている。具体的には、焼き付きを起こし易いデバイスは、表示輝度を高くするほど、各画素の劣化速度が上がり、より焼き付きを起こし易くなる。したがって、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の表示輝度をなるべく下げた状態で干渉させることが望ましいと思料される。後述するように、本実施形態では、遮光を行なったヘッド・マウント・ディスプレイ１０において、視感度特性の暗順応を考慮した輝度制御を行なうことにより、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の輝度をより抑えた状態にすることができ、デバイスの焼き付きを好適に防止することが可能である。
【００３６】
図３には、表示制御部２０７内の構成例を示している。以下、各部について説明する。
【００３７】
デガンマー処理部３０１は、映像信号処理部２０６から入力した映像信号に対しデガンマー処理を行なって、例えば１４ビット幅のリニアＲＧＢ信号に変換して、画質調整部３０２は、リニアＲＧＢ形式の映像信号に対して、輝度補正などの画質調整を施す。ガンマー処理部３０３は、画質調整した後の映像信号が左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の特性に適合するようにガンマー補正を行なう。ビット縮退部３０４は、誤差拡散などの方法により、ガンマー補正後のリニアＲＧＢ信号を、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の階調レベルに合わせてビット縮退処理する。映像分割部３０５は、映像信号を左眼用映像信号と右眼用映像信号に分割する。タイミング生成部３０６、３０７はそれぞれ、左眼用映像信号、右眼用映像信号を左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９に表示出力するためのタイミング信号を生成する。
【００３８】
また、図３には、画質調整部３０２内の構成例も併せて示している。画質調整部３０２は、ブライトネス調整部３１１、高輝度リミッター３１２、輝度調整及び静止画検出部３１３、色温度調整及びピクチャー処理部３１４、劣化補正部３１５、電流保護部３１６、温度保護部３１７を備えている。
【００３９】
本実施形態では、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着したことを装着センサー２０４により検出すると、暗順応対応処理として、輝度調整及び静止画検出部３１３において、装着してからの経過時間に応じた輝度調整処理を行なうようになっているが、この点の詳細については後述に譲る。
【００４０】
図４には、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の外観構成例を示している。図示のヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、視力矯正用の眼鏡に類似した構造体であり、眼鏡フレームには、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９がレンズ・ブロック（前述）とともに支持されている。また、左右のテンプルには、左側イヤホン並びに右側イヤホンがそれぞれ取り付けられている。図示の例では、鼻当てが装着センサー２０４を兼用しており、鼻当てに鑑賞者の鼻頭が当接することにより装着を検出する仕組みとなっている。装着センサー２０４は、鼻当てに鑑賞者の鼻頭が当接するとオンになり、鼻頭から離れるとオフになる。但し、装着センサー２０４の構成は上記に限定されるものではなく、例えば眼鏡フレームのほぼ中央におでこ当てを設けて、装着センサー２０４と兼用することもできる。
【００４１】
本実施形態では、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の上方には、遮光フードがそれぞれ取り付けられている鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着した状態では、左右の眼は遮光フードで環境光から遮られており、鑑賞環境をほぼ一定に保つことが可能である。すなわち、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は鑑賞者の眼を直接覆うデバイスであり、鑑賞者は、暗い場所にいるのと同じ状況となる。したがって、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着することにより、鑑賞者の眼には、視感度特性上、暗順応が起こる。
【００４２】
一般的に、映画館やプロジェクター装置など暗い環境下で映像を鑑賞する際、人間の眼は暗順応によって視感度特性が変化することが知られている。この特性を鑑みて、テレビ受像機やプロジェクター装置などでは、環境光を測定して、暗順応に応じて輝度を調整する技術が提案されている（前述）。
【００４３】
これに対し、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、遮光フードを備えることにより、ほぼ一定照度の鑑賞環境に設定することが可能であることから、視感度特性の暗順応を考慮して輝度制御を行なう際に、テレビ受像機やプロジェクターの場合のように環境光を測定する必要はない。ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の場合、装着することによって鑑賞者の眼の周りの環境光が変わることから、装着をトリガーとして輝度を調整することにより、視感度特性の暗順応を考慮した鑑賞環境を提供することができる。
【００４４】
鑑賞者は、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着するときには、明るい環境にいることがほとんどであり、眼に明順応が起こっていると想定される。そこで、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、（眼に明順応が起こっている）鑑賞者が装着する前は表示部２０８、２０９を高輝度状態にして待機する。一方、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着すると、鑑賞者の眼が遮光フードで環境光から遮られ、暗い場所にいるのと同じ状況となり、暗順応が起こる。したがって、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、鑑賞者が装着したことを装着センサー２０４で検出すると、暗順応に従い、徐々に（装着してからの経過時間に応じて）表示部２０８、２０９の輝度を落としていく。表示部２０８、２０９の輝度を落とすことによって、鑑賞者の眩しさ感を抑えることができる。この結果、映画観賞やゲーム・プレイなど、ヘッド・マウント・ディスプレイで長時間の鑑賞を行なうことが可能になる。
【００４５】
すなわち、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、暗順応を利用して、より低い輝度状態で鑑賞するよう誘導することができる訳である。有機ＥＬ素子などで構成される表示部２０８、２０９は、焼き付きを起こし易いデバイスであり、表示輝度を高くするほど、各画素の劣化速度が上がり、より焼き付きを起こし易くなる。本実施形態によれば、遮光を行なったヘッド・マウント・ディスプレイ１０において、視感度特性の暗順応を考慮した輝度制御を行なうことにより、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の輝度をより抑えた状態にすることができ、デバイスの焼き付きを好適に防止し、長寿命化を実現することが可能である。
【００４６】
ここで、上記の「暗順応」とは、可視光量の多い環境から少ない環境へ急激に変化したときに働く動物の自律機能であり、最初は暗く感じるが時間経過とともに徐々に視力を確保していく。網膜にある視細胞には、明暗に反応する桿体細胞と、色彩（波長）に反応する錐体細胞がある。暗順応は、視感度特性を司る錐体順応が１０分程度で行なわれ、さらに桿体順応が３０分程度でほぼ完了することが知られている。図５には、人間の眼の暗順応特性を例示している。
【００４７】
ちなみに、桿体細胞は、光に対する感度が極めて高く、光子１個にも感応する。桿体細胞は、スペクトルの全領域に感受性を示すため、暗いところでも一定の視力を発揮する。逆に、昼間などの明るい環境下では、桿体細胞は大量の光で飽和状態になり、機能しない。桿体細胞の視力は低く、対象の精細な識別は錐体細胞に委ねられる。また、桿体細胞は、およそ５２０ナノメートルの波長にピークを持つ１種類しかないため、波長の違いによるカラーの識別ができず、光の強度すなわち明暗の違いだけを識別する。また、錐体細胞は、桿体細胞に比べ、光に対する感度が低く、光の少ない夜間などでは機能しない。視力の大半は錐体細胞が担っており、特に錐体細胞が密度高く集中している黄班部中心窩において最高となり、中心窩から外れるに伴い急激に視力は落ちる。
【００４８】
ヘッド・マウント・ディスプレイ１０では、図示のような暗順応特性に従って、表示部２０８、２０９の輝度調整を行なうこととするが、基本的に、映像を見ることが主体であることを勘案すれば、色彩に反応する錐体細胞が順応していれば十分であり、１０分程度で輝度制御し、表示部２０８、２０９の輝度を抑えることができるといえる。図６Ａには、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着してからの（装着センサー２０４が検出してからの）経過時間に応じて輝度調整する様子を示している。図示の例では、錐体の感度上昇を考慮して、５分ほどで急激に輝度を抑え、その後、５分から１０分は緩やかに輝度を抑制する制御としている。この際、１０分後の目標輝度値として、ディジタル・シネマの基準輝度である４６ｃｄ／ｍ2に設定するなどが考えられる。これにより、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０による視聴環境を、映画を鑑賞する状況に近づけることが可能となる。図６Ｂには、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着してからの経過時間に応じて表示画像の輝度を抑えていく様子を示している。
【００４９】
一方、「明順応」は、暗順応とは逆の自律機能であり、可視光量の少ない環境から多い環境へ急激に変化したときに、最初は明るく感じるが時間経過とともに徐々に視力を確保していく。暗順応と明順応の順応時間には著しい差がある。暗順応は図５からも分かるように１０〜３０分かかるのに対し、明順応は室内の明かりで約４０秒、野外の日光でも１、２分間である。これは、暗いところで働く桿体細胞に対し、明るいところで働く錐体細胞がすぐに働きだすからである。
【００５０】
上述したように、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、（眼に明順応が起こっている）鑑賞者が装着する前は表示部２０８、２０９を高輝度状態にして待機する。明順応は数１０秒から長くても１分以内で終了することから、観察者は、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を外すと、眼の視感度特性が急激に変化する。したがって、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、観察者が外したことを装着センサー２０４で検出すると、表示部２０８、２０９の輝度を急激に明るくすることによって、次に観察者が装着したときに明順応に応じた制御とすることができる。
【００５１】
図７には、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０において、鑑賞者が装着したことや外したことに応じて輝度調整を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示している。図示の処理手順は、例えば制御部２０１がＲＯＭ２０２に格納されている制御プログラムを実行することにより実現される。
【００５２】
制御部２０１は、装着センサー２０４から割り込み信号を受け取ると、観察者が当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着したのかどうかをチェックする（ステップＳ７０１）。
【００５３】
ここで、観察者が当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着したことが分かったときには（ステップＳ７０１のＹｅｓ）、制御部２０１は、左眼用表示部２０８及び右眼用表示部２０９の点灯を指示する。これに応答して、左眼用表示部２０８及び右眼用表示部２０９は、高輝度で点灯する（ステップＳ７０２）。
【００５４】
次いで、制御部２０１は、観察者が当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着してからの経過時間をカウントする（ステップＳ７０３）。そして、制御部２０１は、図６Ａに示したように、経過時間に応じて左眼用表示部２０８及び右眼用表示部２０９の輝度値を設定する（ステップＳ７０４）。
【００５５】
一方、ステップＳ７０１において、観察者が当該ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を外したことが分かったときには（ステップＳ７０１のＹｅｓ）、観察者の眼が明順応すると設定された時間（数１０秒から長くても１分以内）が経過したときに（ステップＳ７０５のＹｅｓ）、制御部２０１は、左眼用表示部２０８及び右眼用表示部２０９の消灯を指示する。これに応答して、左眼用表示部２０８及び右眼用表示部２０９は、消灯する（ステップＳ７０６）。そして、制御部２０１は、これまでカウントした装着時間をリセットするとともに（ステップＳ７０７）、装着時間に応じて低下していた輝度値を元の規定値（高輝度の値）に戻す（ステップＳ７０８）。
【００５６】
装着センサー２０４がオフになったことにより明順応に対する輝度調整を行なう際も、暗順応に対する輝度調整と同様に、すぐに輝度を上げることはしない。これは、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０を装着した観察者の頭の動きによっては装着センサー２０４が正常に検知できず、オフになってしまうこともある得ることを想定したものである。誤動作により装着センサー２０４がオフになったことに応じて、明順応に対して輝度を上げてしまうと、暗順応で高まった視感度状態では、観察者は眩しく感じてしまう。したがって、ステップＳ７０５において設定された時間が経過するまでは、明順応に応じた輝度調整を行なわないようにしている。但し、一定時間が経過した時点で、暗順応よりも短時間で行なわれる明順応に対する輝度調整を行なうようにする。
【００５７】
遮光性を伴ったヘッド・マウント・ディスプレイなど眼を直接覆う表示装置においては、鑑賞者は暗い場所にいるのと同じ状況となり、鑑賞者の眼は、視感度特性上、暗順応が起こる。上述したように、本明細書で開示する技術によれば、視感度特性に応じて表示部の輝度制御を行なうことによって、鑑賞者の眩しさ感を抑えることができる。この結果、映画観賞やゲーム・プレイなど、ヘッド・マウント・ディスプレイで長時間の鑑賞を行なうことが可能になる。また、制御輝度の目標値をディジタル・シネマの基準値である４６ｃｄ／ｍ2に設定することにより、鑑賞者がヘッド・マウント・ディスプレイを装着したときに暗い映画館での鑑賞と同じ環境下にすることが可能となる。
【００５８】
また、本明細書で開示する技術によれば、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０は、暗順応を利用して、より低い輝度状態で鑑賞するよう誘導することにより、左眼用表示部２０８並びに右眼用表示部２０９の輝度をより抑えた状態にすることができ、デバイスの焼き付きを好適に防止し、結果として装置全体の長寿命化を実現することができる。
【００５９】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）映像を表示する表示部と、映像信号を処理する映像信号処理部と、前記映像信号処理部で処理された映像信号の画質調整を行なうとともに、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、観察者が当該装置を装着したか否かを検出する装着センサーと、前記装着センサーによる検出結果に応じて、前記表示制御部における映像信号の画質調整を指示する制御部と、を具備するヘッド・マウント・ディスプレイ。
（２）観察者の左眼用及び右眼用にそれぞれ表示部を備える、上記（１）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（３）前記表示部の上方に、観察者の眼から環境光を遮る遮光フードをさらに備える、上記（１）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（４）前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、前記表示部を点灯させるとともに、その輝度調整を指示する、上記（１）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（５）前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、観察者の目の視感度特性の暗順応に従って前記表示部の輝度を調整するよう指示する、上記（１）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（６）前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してからの経過時間に応じて、前記表示部の輝度を低下するよう指示する、上記（４）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（７）前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してから所定時間が経過した後の前記表示部の目標輝度値を、基準輝度４６ｃｄ／ｍ2に設定するに基づいて設定する、上記（４）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（８）前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を外したことを検出したことに応じて、前記表示部の輝度を調整前の値にリセットする、上記（４）に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
（９）ヘッド・マウント・ディスプレイで表示する映像信号を処理する映像信号処理ステップと、観察者が前記ヘッド・マウント・ディスプレイを装着したか否かを検出する装着検出ステップと、前記装着検出ステップにおける検出結果に応じて前記映像信号の輝度の調整を行なう輝度調整ステップと、を有するヘッド・マウント・ディスプレイの表示制御方法。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。【００６１】
本明細書では、本明細書で開示する技術をヘッド・マウント・ディスプレイに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術の要旨は特定のヘッド・マウント・ディスプレイの構成に限定されるものではない。遮光性を伴い鑑賞者の目を直接覆うさまざまなタイプの表示装置にも、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。また、映像を表示するデバイスは、液晶や有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、輝度差の大きい領域で焼き付き現象を発生し易いさまざまな表示デバイスに対して、本明細書で開示する技術は効果を奏する。【００６２】
また、本明細書では、左右両方の眼に表示部を備えた両眼タイプのヘッド・マウント・ディスプレイに本明細書で開示する技術を適用した実施形態について説明してきたが、勿論、左右いずれか一方にのみ表示部を備えた単眼タイプのヘッド・マウント・ディスプレイに対しても同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。【００６３】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【００６４】
１０…ヘッド・マウント・ディスプレイ
２０…ブルーレイ・ディスク再生装置
３０…ハイビジョン・ディスプレイ
４０…フロント・エンド・ボックス
２０１…制御部、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ
２０４…装着センサー、２０５…ＨＤＭＩ信号入力部
２０６…映像信号処理部、２０７…表示制御部
２０８…左眼用表示部、２０９…右眼用表示部
２１０…ＶＲＡＭ
３０１…デガンマー処理部、３０２…画質調整部、３０３…ガンマー処理部
３０４…ビット縮退部、３０５…映像分割部
３０６、３０７…タイミング生成部
３１１…ブライトネス調整部、３１２…高輝度リミッター
３１３…輝度調整及び静止画検出部
３１４…色温度調整及びピクチャー処理部
３１５…劣化補正部、３１６…電流保護部、３１７…温度保護部
【図２】
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【図５】
2013054728.tif 000004
【図６Ａ】
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【図７】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月6日(2015.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示部と、
映像信号を処理する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理された映像信号の画質調整を行なうとともに、前記表示部の表示を制御する表示制御部と、
観察者が当該装置を装着したか否かを検出する装着センサーと、
前記装着センサーによる検出結果に応じて、前記表示制御部における映像信号の画質調整を指示する制御部と、
を具備するヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項２】
観察者の左眼用及び右眼用にそれぞれ表示部を備える、
請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項３】
前記表示部の上方に、観察者の眼から環境光を遮る遮光フードをさらに備える、
請求項１又は２のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項４】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、前記表示部を点灯させるとともに、その輝度調整を指示する、
請求項１乃至３のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項５】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出したことに応じて、観察者の目の視感度特性の暗順応に従って前記表示部の輝度を調整するよう指示する、
請求項１乃至４のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項６】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してからの経過時間に応じて、前記表示部の輝度を低下するよう指示する、
請求項４又は５のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項７】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を装着したことを検出してから所定時間が経過した後の前記表示部の目標輝度値を、基準輝度４６ｃｄ／ｍ2に設定するに基づいて設定する、
請求項４乃至６のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項８】
前記制御部は、前記装着センサーにより観察者が当該装置を外したことを検出したことに応じて、前記表示部の輝度を調整前の値にリセットする、
請求項４乃至７のいずれかに記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
【請求項９】
ヘッド・マウント・ディスプレイで表示する映像信号を処理する映像信号処理ステップと、
観察者が前記ヘッド・マウント・ディスプレイを装着したか否かを検出する装着検出ステップと、
前記装着検出ステップにおける検出結果に応じて前記映像信号の輝度の調整を行なう輝度調整ステップと、
を有するヘッド・マウント・ディスプレイの表示制御方法。
【国際調査報告】
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