(57)【要約】【課題】  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を明確に視認することが可能な映像表示装置を提供する。【解決手段】  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。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。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明度を制御することにより、背景と映像の明度を制御している。【選択図】  図２
2006126691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
請求項１に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の映像表示装置であって、前記光量計測手段の出力に応じて、請求項２に記載の機能と請求項３に記載の機能の少なくとも一つの機能を使用する機能を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項６】
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映像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の映像表示装置であって、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する機能を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
請求項６に記載の映像表示装置であって、前記光量計測手段の出力に応じて、請求項７に記載の機能と請求項８に記載の機能の少なくとも一つの機能を使用する機能を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の映像表示装置であって、前記光量計測手段の出力に応じて、請求項１１に記載の機能と請求項１２に記載の機能の少なくとも一つの機能を使用する機能を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
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映像表示装置。
【請求項１５】
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映像表示装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【請求項１７】
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映像表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の映像表示装置であって、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映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０５２９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０７８４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１４８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
本手段は、前記第１０の手段と同様の作用効果を奏する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【発明の効果】
【００４８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】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。
【図２】図１に示すヘッドマウントディスプレイの制御回路の概要を示す図である。
【図３】液晶素子に形成される映像の例を示す図である。
【図４】液晶素子に形成される映像の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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