JP2004236191A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、逆補正された画像を表示したときに生じる非表示領域が有効利用された画像表示装置を提供することにある。
【解決手段】画像表示装置（１０）は、二次元表示素子（１１ａ）と、その二次元表示素子（１１ａ）の表示画面（Ｅ）の虚像を形成する接眼光学系（１１ｂ）とからなる表示部（１１）と、接眼光学系（１１ｂ）の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像（Ｉ）を二次元表示素子（１１ａ）の表示画面（Ｅ）上に表示する回路部（１３）と、虚像の形成位置が観察者の眼（２）の略前方となるよう表示部（１１）を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備える。回路部（１３）は、表示画面（Ｅ）のうち画像の周辺の非表示領域（ＥＥ）に、所定パターンのマーク（Ｍ）を表示する。
【選択図】 図２
【解決手段】画像表示装置（１０）は、二次元表示素子（１１ａ）と、その二次元表示素子（１１ａ）の表示画面（Ｅ）の虚像を形成する接眼光学系（１１ｂ）とからなる表示部（１１）と、接眼光学系（１１ｂ）の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像（Ｉ）を二次元表示素子（１１ａ）の表示画面（Ｅ）上に表示する回路部（１３）と、虚像の形成位置が観察者の眼（２）の略前方となるよう表示部（１１）を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備える。回路部（１３）は、表示画面（Ｅ）のうち画像の周辺の非表示領域（ＥＥ）に、所定パターンのマーク（Ｍ）を表示する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）など、観察者の頭部に装着可能であり、かつ観察者の眼の前方に画像を虚像として表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＭＤには、観察者の眼の前方に画像を虚像として表示する表示部、及びその表示部を観察者の頭部に装着するための装着具が備えられる。表示部には、ＬＣＤなどの二次元表示素子と、レンズなどからなる接眼光学系とが備えられる（特許文献１など）。
【０００３】
ＨＭＤでは、小型化のため、接眼光学系のレンズ枚数やサイズを抑える必要があるので、歪曲収差が残存する。このため、接眼光学系を介して観察される画像は歪曲することが多い。
その歪曲を低減するため、接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を表示する方法が発明された（特許文献２など）。
【０００４】
例えば、図１０（ａ）のような樽型の歪曲を低減するためには、図１０（ａ’）のような糸巻き型に逆補正された画像Ｉを表示すればよく、図１０（ｂ）のような糸巻き型の歪曲を低減するためには、図１０（ｂ’）のような樽型に逆補正された画像Ｉを表示すればよい。何れの場合も観察者によって観察される画像Ｉの歪曲は、（ｃ）のとおり低減される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３２０４５３号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２７３７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、糸巻き型に逆補正された画像Ｉ（図１０（ａ’））、又は樽型に逆補正された画像Ｉ（図１０（ｂ’））を表示すると、たとえその表示倍率が最大であったとしても二次元表示素子の表示画面Ｅ上には画像の何ら表示されない非表示領域ＥＥが生じる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、逆補正された画像を表示したときに生じる非表示領域が有効利用された画像表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域に、所定パターンのマークを表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記マークは、前記接眼光学系の収差に応じた逆補正が予め施されていることを特徴とする。
請求項３に記載の画像表示装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、前記マークのパターンは、前記表示画面の左右方向に延びる直線部及び／又は上下方向に延びる直線部からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の画像表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の画像表示装置において、前記マークには、前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調が付与されることを特徴とする。
請求項５に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、所定色で表示させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の画像表示装置は、請求項５に記載の画像表示装置において、前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、前記所定色又はそれに近い色で着色されていることを特徴とする。
請求項７に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調で表示させることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の画像表示装置は、請求項７に記載の画像表示装置において、前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、前記非表示領域に連続する階調で着色されていることを特徴とする。
請求項９に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子上に、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域を覆うマスクが設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に記載の画像表示装置は、自発光式の二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子及び／又は前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素の点灯を制限することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子は、前記表示画面のうち前記画像の表示領域にのみ画素を配置していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。
本実施形態のＨＭＤには、観察者が表示部１１の位置や姿勢を調整を行い易くするための工夫が施される。
図１は、本実施形態のＨＭＤ１０の外観図である。
図２は、ＨＭＤ１０の構成図である。
【００１７】
ＨＭＤ１０には、表示部１１、回路部１３、装着具１２が備えられる。なお、回路部１３は、表示部１１に固定されていても、装着具１２の何れかの箇所に固定されていても、またＨＭＤ１０の本体とは別体に用意されてもよい（図１では、不図示）。
表示部１１には、二次元表示素子（以下、液晶表示素子（ＬＣＤ）とする。）１１ａと接眼光学系１１ｂとが備えられる。
【００１８】
回路部１３は、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅ上に画像Ｉを表示するための回路である。
回路部１３には、制御回路１３ａ、アナログ処理回路１３ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１３ｄ、フレームメモリ１３ｅ、１３ｆ、画像処理回路１３ｇ、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３ｂなどが備えられる。
【００１９】
外部から回路部１３に入力される画像データ（一般に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれの動画像又は静止画像データである。）は、アナログ処理回路１３ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１３ｄを介してフレームメモリ１３ｅに入力される。
フレームメモリ１３ｅに入力された画像データは、画像処理回路１３ｇにより画像処理された後、フレームメモリ１３ｆを介して表示部１１のＬＣＤ１１ａに送出される。
【００２０】
回路部１３内のこれら一連の処理は、制御回路１３ａによって制御される。
表示部１１内のＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅ上には、回路部１３から入力された画像データに基づく画像Ｉが表示される。
表示部１１内の接眼光学系１１ｂは、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅの虚像をＬＣＤ１１ａの背後に形成する。
【００２１】
すなわち、接眼光学系１１ｂは、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅの各位置から射出する光束をそれぞれ平行光束に近づけて所定の位置（アイポイントＥ．Ｐ．）に導く。
装着具１２は、観察者の眼２の瞳の位置にアイポイントＥ．Ｐ．が位置するよう、その表示部１１を観察者の頭部に装着可能な構造をしている。
【００２２】
眼２の瞳の位置にアイポイントＥ．Ｐ．が配置された状態では、観察者にはＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅが実際よりも遠方にあるように見える。
なお、本実施形態のＨＭＤ１０においては、眼２に対する表示部１１の位置関係を観察者が積極的に変更することができるよう、調整機構（図１符号１６，１７，１８）が装着具１２に設けられる。
【００２３】
図１に符号１６，１７で示したのは蝶番機構であり、図１に符号１８で示したのはスライド機構である。
例えば、装着具１２は、観察者の左右の耳にそれぞれ装着される耳かけ式のヘッドホン１２Ｒ、１２Ｌと、左右のヘッドホン１２Ｒ、１２Ｌを連結するリアアーム１２ｂと、リアアーム１２ｂに連結されたディスプレイアーム１２ｃからなる。表示部１１は、ディスプレイアーム１２ｃの先端部に固定される。
【００２４】
ディスプレイアーム１２ｃは蝶番機構１６，１７によって矢印Ｌ１、Ｌ２の方向に折り曲げ可能である。
ディスプレイアーム１２ｃはスライド機構１８によって矢印Ｌ３の方向に伸縮可能である。
蝶番機構１６，１７、及びスライド機構１８を利用すれば、観察者は眼２に対する表示部１１の位置や角度を自在に変化させることができる。
【００２５】
また、蝶番機構１６，１７、及びスライド機構１８を利用すれば、緊急時などにＨＭＤ１０を装着したままの状態で表示部１１のみを眼２の前から即座に外すこともできる。
なお、蝶番機構１６，１７、スライド機構１８のうち一部しか設けられていなくても、表示部１１の位置や角度を或る程度の自由度で変化させることができる。
【００２６】
一方、蝶番機構やスライド機構の数を増やせば、さらに柔軟に位置関係を変化させることができる。
また、蝶番機構１６，１７の代わりにボールジョイント機構を利用することもできる。
ところで、本実施形態において、回路部１３内の画像処理回路１３ｇによる画像処理には、階調変換処理などの一般の処理の他、接眼光学系１１ｂの歪曲収差に応じた逆補正を画像データに施す処理も含まれる。
【００２７】
フレームメモリ１３ｅには、逆補正前の画像データが格納され、フレームメモリ１３ｆには、逆補正後の画像データが格納される。
ＬＵＴ１３ｂには、逆補正の特性を示す情報が予め格納されている。この逆補正の特性は、予め、接眼光学系１１ｂから（接眼光学系１１ｂの設計データや測定データなどから）予め求まる。
【００２８】
例えば、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）は、逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に対応づけられている。
テーブルアドレス（ｘ，ｙ）には、逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に書き込まれるべき画素値を示す逆補正前の画像データの画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報が格納されている。
【００２９】
制御回路１３ａは、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）にアクセスし、そのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）に格納された画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報を参照し、画像処理回路１３ｇに与える。
画像処理回路１３ｇは、フレームメモリ１３ｅにおける逆補正前の画像データの画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の画素値を参照し、その画素値を、フレームメモリ１３ｆにおける逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に書き込む。
【００３０】
以上の処理が、逆補正後の画像データの全ての画素アドレス（ｘ，ｙ）について行われれば、１フレーム分の画像データの逆補正が終了する。
図２の右下には、以上の逆補正の結果、樽型に逆補正された画像Ｉを示した。
なお、接眼光学系１１ｂは、歪曲収差だけでなく倍率色収差も有するので、画像Ｉに生じる歪曲の程度は、色によって異なる。
【００３１】
したがって、画像ＩのＲ色の画像データ、Ｇ色の画像データ、Ｂ色の画像データの間では、必要とされる逆補正の特性が若干異なる。
このため、ＬＵＴ１３ｂは、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各画像データに対しそれぞれ用意され、かつ、制御回路１３ａ及び画像処理回路１３ｇはそれらＬＵＴ１３ｂに基づき、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各画像データに対しそれぞれ個別の逆補正を施すことが望ましい。
【００３２】
さらに、本実施形態の制御回路１３ａは、表示画面Ｅに画像Ｉと共に表示すべきマークＭ（後述）のデータを記憶している。
制御回路１３ａは、フレームメモリ１３ｆに格納される逆補正後の画像データに対し、画像処理回路１３ｇを介してそのマークＭのデータを重畳する。
したがって、本実施形態の表示画面Ｅ上には、逆補正された画像Ｉと共にマークＭが表示される。
【００３３】
図３は、本実施形態のマークＭを説明する図である。
画像Ｉは上述した逆補正により、樽型（図３（ａ）（ａ’））、又は、糸巻き型（図３（ｂ）（ｂ’））に表示される。
表示画面Ｅにおいてこのような画像Ｉの周辺部には、画像Ｉの何ら表示されない非表示領域ＥＥが生じる。
【００３４】
マークＭは、この非表示領域ＥＥに配置される。
逆補正された画像Ｉが図３（ａ）（ａ’）のように樽型であるときには、非表示領域ＥＥの右上、左上、右下、左下のそれぞれにマークＭが配置される。
画像Ｉが図３（ｂ）（ｂ’）のように糸巻き型であるときには、非表示領域ＥＥの上中央、下中央、右中央、左中央のそれぞれにマークＭが配置される。
【００３５】
これらマークＭは、ＨＭＤ１０を装着した観察者が、表示部１１（図１参照）の位置や姿勢を調整するときに利用可能である。
例えば、観察者は、これらのマークＭが共に明瞭に目視できるよう表示部１１の位置や姿勢を調整するだけで、画像Ｉを確実に快適に観察することが可能になる。
【００３６】
この調整を容易にするため、マークＭのパターンは、図３（ａ）（ｂ）に示すような十字型「＋」や図（ａ’）（ｂ’）に示すようなマイナス型「−」など、縦及び／又は横の直線を基調としたパターンであることが望ましい。
ところで、マークＭの表示位置は、何れの場合も表示画面Ｅの縁部近傍である。したがって、接眼光学系１１ｂの歪曲収差、倍率色収差、或いはＭＴＦ特性の影響をマークＭは受けやすく、観察者の眼２には歪曲したり、色がにじんだり、コントラストが低下して見える可能性が高い。
【００３７】
そこで、本実施形態のマークＭは、歪曲収差、倍率色収差、ＭＴＦ特性のうち１つ、又は任意の組み合わせに応じた逆補正が予め施されていることが望ましい。
この逆補正の特性は、予め、接眼光学系１１ｂから（接眼光学系１１ｂの設計データや測定データなどから）求まる。
また、倍率色収差の逆補正は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色毎に逆補正量を設定することが好ましい。
【００３８】
マークＭのデータは静止画像データなので、予め逆補正されたデータ１つを制御部１３ａが記憶していれば、複雑な演算を介さずに表示可能である。
また、複数枚のマークを用意しておき、切り替えて表示することで動画のように表示しても構わない。
なお、接眼光学系１１ｂの収差には、歪曲収差、倍率色収差の他、球面収差、像面湾曲、コマ収差、非点収差などもある。これら各種の収差、及びＭＴＦ特性のうち１つ、又は任意の組み合わせに応じてマークＭを逆補正することができる。
【００３９】
図４は、ＭＴＦ特性に応じた逆補正を説明する図である。
仮に、マークＭの線パターンを図４（ａ）のような輝度分布で表示すると、接眼光学系１１ｂのＭＴＦ特性の影響で、観察者の眼２には図４（ａ’）のように線パターンが鈍って見える可能性がある。
このため、図４（ｂ）のように逆補正されたマークＭを表示すれば、観察者の眼２には、図４（ｂ’）のように高コントラストで線パターンが見える。
【００４０】
この逆補正の補正特性については、予め、接眼光学系１１ｂのＭＴＦ特性から求められる。
また、マークＭを逆補正する代わりに、又は、マークＭを逆補正することに加えて、図５、図６に示すようなグラデーションをマークＭに付与してもよい（なお、図５、図６の相違点は、マークＭのパターンのみである。）。
【００４１】
なぜなら、接眼光学系１１ｂの収差の中に、コマ収差、倍率色収差があるが、これら収差の影響で、観察者の眼２には、マークＭが外側に流れるようにボケて見える可能性がある。
よって、このようにグラデーションを付与すれば、このボケを目立たなくすることができる。
【００４２】
因みに、図５、図６に示すマークＭのグラデーションは、表示画面Ｅの中央から縁部に向かって徐々に変化する配色からなる。
なお、本実施形態では、所定パターンとして眼視位置調整用のマークとして説明したが、このマークは、静止データでなくとも構わず、例えば、時刻表示画像のチャプター番号などの動画データであってもよい。
【００４３】
［第２実施形態］
図７、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。ここでは、第１実施形態のＨＭＤとの相違点についてのみ説明し、その他の説明を省略する。
本実施形態のＨＭＤには、観察者の眼２の疲労を抑えるための工夫が施される。
【００４４】
図７は、本実施形態のＨＭＤ２０の構成図である。
本実施形態のＨＭＤ２０は、第１実施形態のＨＭＤ１０において、回路部１３に代えて回路部２３が備えられたものである。
【００４５】
回路部２３は、回路部１３において制御回路１３ａに代えて制御回路２３ａが備えられたものである。
制御回路２３ａは、制御回路１３ａと同様、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）にアクセスし、そのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）の格納する画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報を参照し、画像処理回路１３ｇに与える。
【００４６】
さらに、本実施形態の制御回路２３ａ、及び画像処理回路１３ｇは、表示画面Ｅの非表示領域ＥＥを後述するように表示する。
非表示領域ＥＥのデータ（静止画像データである）は、制御回路２３ａが予め記憶している。制御回路１３ａは、フレームメモリ１３ｆに格納される逆補正後の画像データに対し画像処理回路１３ｇを介してその非表示領域ＥＥのデータを重畳する。
【００４７】
図８は、本実施形態の非表示領域ＥＥを説明する図である。
図８には、逆補正された画像Ｉが樽型である場合の非表示領域ＥＥを示したが、以下の説明は、逆補正された画像Ｉが糸巻き型である場合にも同様である。
本実施形態の非表示領域ＥＥは、図８（ａ）（ｂ）に示すように黒以外の色、例えばグレーで表示される。
【００４８】
このように黒以外の色で非表示領域ＥＥが表示されれば、画像Ｉと非表示領域ＥＥとの明るさの差が抑えられるので、観察者の眼２の疲労が抑えられる。
また、非表示領域ＥＥは、黒以外の色で表示される代わりに、図８（ａ’）（ｂ’）に示すようにグラデーションが付与されてもよい。このグラデーションは、表示画面Ｅの中央から縁部に向かって徐々に低輝度となる配色からなる。
【００４９】
このようなグラデーションが非表示領域ＥＥに付与されれば、画像Ｉと非表示領域ＥＥとの境界が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５０】
また、非表示領域ＥＥを黒以外の色で表示するときには、ＬＣＤ１１ａの前面において表示画面Ｅに隣接する領域１１ａａが、図８（ｂ）に示すように非表示領域ＥＥに近い色（なるべく同じ色）で着色されてもよい。
このように領域１１ａａが着色されれば、表示画面Ｅの縁部が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５１】
また、非表示領域ＥＥにグラデーションを付与するときには、ＬＣＤ１１ａの前面において表示画面Ｅに隣接する領域１１ａａは、図８（ｂ’）に示すように非表示領域ＥＥに連続するグラデーションで着色されてもよい。
このように領域１１ａａが着色されれば、表示画面Ｅの縁部が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５２】
［第３実施形態］
図９を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。ここでは、第１実施形態のＨＭＤとの相違点についてのみ説明し、その他の説明を省略する。
本実施形態のＨＭＤには、映画館の雰囲気で画像Ｉを観察者に観察させるための工夫が施される。
【００５３】
図９は、本実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの周辺を説明する図である。
図９に示すように、本実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの前面には、マスク３０が配置される。
マスク３０の開口３０ａは、樽型又は糸巻き型に逆補正された画像Ｉ（図９では樽型に逆補正された画像Ｉ）の外形と略同形同大である。
【００５４】
このようなマスク３０が配置されると、表示画面Ｅの非表示領域ＥＥが遮光されるので、画像Ｉの周辺を意図的に黒くすることができる。
ＬＣＤの１１ａは非自発光式の二次元表示素子であるため、不図示のバックライトにより背後から常時に照明されているので、非表示領域ＥＥの画素を黒で表示しても完全な黒にはならないが、このマスク３０によれば非表示領域ＥＥを完全な黒にすることができる。
【００５５】
したがって、本実施形態のＨＭＤによると、観察者は、映画館で映画を見るような雰囲気で画像Ｉを観察することができる。
なお、ＬＣＤ１１ａの前面にマスク３０を配置する代わりに、ＬＣＤ１１ａの前面に対し蒸着などにより直接マスクを形成することもできる。
また、非発光式の二次元表示素子に代えて、有機ＥＬなど自発光式の二次元表示素子を使用する場合には、非表示領域ＥＥの画素を点灯させないようその回路部又は二次元表示素子を構成すれば、マスクを用いたときと同等の完全な黒にすることができる。
【００５６】
また、それと同等の効果を得るために、非表示領域ＥＥに予め画素が形成されていない自発光式の二次元表示素子を用意してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、逆補正した画像を表示したときに生じる非表示領域が有効利用された画像表示装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のＨＭＤ１０の外観図である。
【図２】ＨＭＤ１０の構成図である。
【図３】第１実施形態のマークを説明する図である。
【図４】ＭＴＦ特性に応じた逆補正を説明する図である。
【図５】マークＭにグラデーションを付与した例を説明する図である。
【図６】マークＭにグラデーションを付与した例を説明する図である。
【図７】第２実施形態のＨＭＤ２０の構成図である。
【図８】第２実施形態の非表示領域ＥＥを説明する図である。
【図９】第３実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの周辺を説明する図である。
【図１０】歪曲収差に応じた逆補正を説明する図である。
【符号の説明】
２ 眼
１０，２０ ＨＭＤ（画像表示装置に対応。）
１３，２３ 回路部（回路部に対応。）
１３ａ，２３ａ 制御回路
１３ｃ アナログ処理回路
１３ｄ Ａ／Ｄ変換回路
１３ｅ，１３ｆ フレームメモリ
１３ｇ 画像処理回路
１１ 表示部（表示部に対応。）
１１ａ ＬＣＤ（二次元表示素子に対応。）
１１ｂ 接眼光学系
１２ 装着具（装着手段に対応。）
１２Ｌ，１２Ｒ ヘッドホン
１２ｂ リアアーム
１２ｃ ディスプレイアーム
１６，１７ 蝶番機構（調整機構に対応。）
１８ スライド機構（調整機構に対応。）
３０ マスク
３０ａ 開口
Ｉ 画像
Ｍ マーク
ＥＥ 非表示領域
１１ａａ 表示画面Ｅに隣接する領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）など、観察者の頭部に装着可能であり、かつ観察者の眼の前方に画像を虚像として表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＭＤには、観察者の眼の前方に画像を虚像として表示する表示部、及びその表示部を観察者の頭部に装着するための装着具が備えられる。表示部には、ＬＣＤなどの二次元表示素子と、レンズなどからなる接眼光学系とが備えられる（特許文献１など）。
【０００３】
ＨＭＤでは、小型化のため、接眼光学系のレンズ枚数やサイズを抑える必要があるので、歪曲収差が残存する。このため、接眼光学系を介して観察される画像は歪曲することが多い。
その歪曲を低減するため、接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を表示する方法が発明された（特許文献２など）。
【０００４】
例えば、図１０（ａ）のような樽型の歪曲を低減するためには、図１０（ａ’）のような糸巻き型に逆補正された画像Ｉを表示すればよく、図１０（ｂ）のような糸巻き型の歪曲を低減するためには、図１０（ｂ’）のような樽型に逆補正された画像Ｉを表示すればよい。何れの場合も観察者によって観察される画像Ｉの歪曲は、（ｃ）のとおり低減される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３２０４５３号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２７３７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、糸巻き型に逆補正された画像Ｉ（図１０（ａ’））、又は樽型に逆補正された画像Ｉ（図１０（ｂ’））を表示すると、たとえその表示倍率が最大であったとしても二次元表示素子の表示画面Ｅ上には画像の何ら表示されない非表示領域ＥＥが生じる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、逆補正された画像を表示したときに生じる非表示領域が有効利用された画像表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域に、所定パターンのマークを表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記マークは、前記接眼光学系の収差に応じた逆補正が予め施されていることを特徴とする。
請求項３に記載の画像表示装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、前記マークのパターンは、前記表示画面の左右方向に延びる直線部及び／又は上下方向に延びる直線部からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の画像表示装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の画像表示装置において、前記マークには、前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調が付与されることを特徴とする。
請求項５に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、所定色で表示させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の画像表示装置は、請求項５に記載の画像表示装置において、前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、前記所定色又はそれに近い色で着色されていることを特徴とする。
請求項７に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調で表示させることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の画像表示装置は、請求項７に記載の画像表示装置において、前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、前記非表示領域に連続する階調で着色されていることを特徴とする。
請求項９に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を施してから画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子上に、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域を覆うマスクが設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に記載の画像表示装置は、自発光式の二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子及び／又は前記回路部は、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素の点灯を制限することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１に記載の画像表示装置は、二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、前記二次元表示素子は、前記表示画面のうち前記画像の表示領域にのみ画素を配置していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。
本実施形態のＨＭＤには、観察者が表示部１１の位置や姿勢を調整を行い易くするための工夫が施される。
図１は、本実施形態のＨＭＤ１０の外観図である。
図２は、ＨＭＤ１０の構成図である。
【００１７】
ＨＭＤ１０には、表示部１１、回路部１３、装着具１２が備えられる。なお、回路部１３は、表示部１１に固定されていても、装着具１２の何れかの箇所に固定されていても、またＨＭＤ１０の本体とは別体に用意されてもよい（図１では、不図示）。
表示部１１には、二次元表示素子（以下、液晶表示素子（ＬＣＤ）とする。）１１ａと接眼光学系１１ｂとが備えられる。
【００１８】
回路部１３は、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅ上に画像Ｉを表示するための回路である。
回路部１３には、制御回路１３ａ、アナログ処理回路１３ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１３ｄ、フレームメモリ１３ｅ、１３ｆ、画像処理回路１３ｇ、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３ｂなどが備えられる。
【００１９】
外部から回路部１３に入力される画像データ（一般に、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれの動画像又は静止画像データである。）は、アナログ処理回路１３ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１３ｄを介してフレームメモリ１３ｅに入力される。
フレームメモリ１３ｅに入力された画像データは、画像処理回路１３ｇにより画像処理された後、フレームメモリ１３ｆを介して表示部１１のＬＣＤ１１ａに送出される。
【００２０】
回路部１３内のこれら一連の処理は、制御回路１３ａによって制御される。
表示部１１内のＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅ上には、回路部１３から入力された画像データに基づく画像Ｉが表示される。
表示部１１内の接眼光学系１１ｂは、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅの虚像をＬＣＤ１１ａの背後に形成する。
【００２１】
すなわち、接眼光学系１１ｂは、ＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅの各位置から射出する光束をそれぞれ平行光束に近づけて所定の位置（アイポイントＥ．Ｐ．）に導く。
装着具１２は、観察者の眼２の瞳の位置にアイポイントＥ．Ｐ．が位置するよう、その表示部１１を観察者の頭部に装着可能な構造をしている。
【００２２】
眼２の瞳の位置にアイポイントＥ．Ｐ．が配置された状態では、観察者にはＬＣＤ１１ａの表示画面Ｅが実際よりも遠方にあるように見える。
なお、本実施形態のＨＭＤ１０においては、眼２に対する表示部１１の位置関係を観察者が積極的に変更することができるよう、調整機構（図１符号１６，１７，１８）が装着具１２に設けられる。
【００２３】
図１に符号１６，１７で示したのは蝶番機構であり、図１に符号１８で示したのはスライド機構である。
例えば、装着具１２は、観察者の左右の耳にそれぞれ装着される耳かけ式のヘッドホン１２Ｒ、１２Ｌと、左右のヘッドホン１２Ｒ、１２Ｌを連結するリアアーム１２ｂと、リアアーム１２ｂに連結されたディスプレイアーム１２ｃからなる。表示部１１は、ディスプレイアーム１２ｃの先端部に固定される。
【００２４】
ディスプレイアーム１２ｃは蝶番機構１６，１７によって矢印Ｌ１、Ｌ２の方向に折り曲げ可能である。
ディスプレイアーム１２ｃはスライド機構１８によって矢印Ｌ３の方向に伸縮可能である。
蝶番機構１６，１７、及びスライド機構１８を利用すれば、観察者は眼２に対する表示部１１の位置や角度を自在に変化させることができる。
【００２５】
また、蝶番機構１６，１７、及びスライド機構１８を利用すれば、緊急時などにＨＭＤ１０を装着したままの状態で表示部１１のみを眼２の前から即座に外すこともできる。
なお、蝶番機構１６，１７、スライド機構１８のうち一部しか設けられていなくても、表示部１１の位置や角度を或る程度の自由度で変化させることができる。
【００２６】
一方、蝶番機構やスライド機構の数を増やせば、さらに柔軟に位置関係を変化させることができる。
また、蝶番機構１６，１７の代わりにボールジョイント機構を利用することもできる。
ところで、本実施形態において、回路部１３内の画像処理回路１３ｇによる画像処理には、階調変換処理などの一般の処理の他、接眼光学系１１ｂの歪曲収差に応じた逆補正を画像データに施す処理も含まれる。
【００２７】
フレームメモリ１３ｅには、逆補正前の画像データが格納され、フレームメモリ１３ｆには、逆補正後の画像データが格納される。
ＬＵＴ１３ｂには、逆補正の特性を示す情報が予め格納されている。この逆補正の特性は、予め、接眼光学系１１ｂから（接眼光学系１１ｂの設計データや測定データなどから）予め求まる。
【００２８】
例えば、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）は、逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に対応づけられている。
テーブルアドレス（ｘ，ｙ）には、逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に書き込まれるべき画素値を示す逆補正前の画像データの画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報が格納されている。
【００２９】
制御回路１３ａは、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）にアクセスし、そのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）に格納された画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報を参照し、画像処理回路１３ｇに与える。
画像処理回路１３ｇは、フレームメモリ１３ｅにおける逆補正前の画像データの画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の画素値を参照し、その画素値を、フレームメモリ１３ｆにおける逆補正後の画像データの画素アドレス（ｘ，ｙ）に書き込む。
【００３０】
以上の処理が、逆補正後の画像データの全ての画素アドレス（ｘ，ｙ）について行われれば、１フレーム分の画像データの逆補正が終了する。
図２の右下には、以上の逆補正の結果、樽型に逆補正された画像Ｉを示した。
なお、接眼光学系１１ｂは、歪曲収差だけでなく倍率色収差も有するので、画像Ｉに生じる歪曲の程度は、色によって異なる。
【００３１】
したがって、画像ＩのＲ色の画像データ、Ｇ色の画像データ、Ｂ色の画像データの間では、必要とされる逆補正の特性が若干異なる。
このため、ＬＵＴ１３ｂは、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各画像データに対しそれぞれ用意され、かつ、制御回路１３ａ及び画像処理回路１３ｇはそれらＬＵＴ１３ｂに基づき、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各画像データに対しそれぞれ個別の逆補正を施すことが望ましい。
【００３２】
さらに、本実施形態の制御回路１３ａは、表示画面Ｅに画像Ｉと共に表示すべきマークＭ（後述）のデータを記憶している。
制御回路１３ａは、フレームメモリ１３ｆに格納される逆補正後の画像データに対し、画像処理回路１３ｇを介してそのマークＭのデータを重畳する。
したがって、本実施形態の表示画面Ｅ上には、逆補正された画像Ｉと共にマークＭが表示される。
【００３３】
図３は、本実施形態のマークＭを説明する図である。
画像Ｉは上述した逆補正により、樽型（図３（ａ）（ａ’））、又は、糸巻き型（図３（ｂ）（ｂ’））に表示される。
表示画面Ｅにおいてこのような画像Ｉの周辺部には、画像Ｉの何ら表示されない非表示領域ＥＥが生じる。
【００３４】
マークＭは、この非表示領域ＥＥに配置される。
逆補正された画像Ｉが図３（ａ）（ａ’）のように樽型であるときには、非表示領域ＥＥの右上、左上、右下、左下のそれぞれにマークＭが配置される。
画像Ｉが図３（ｂ）（ｂ’）のように糸巻き型であるときには、非表示領域ＥＥの上中央、下中央、右中央、左中央のそれぞれにマークＭが配置される。
【００３５】
これらマークＭは、ＨＭＤ１０を装着した観察者が、表示部１１（図１参照）の位置や姿勢を調整するときに利用可能である。
例えば、観察者は、これらのマークＭが共に明瞭に目視できるよう表示部１１の位置や姿勢を調整するだけで、画像Ｉを確実に快適に観察することが可能になる。
【００３６】
この調整を容易にするため、マークＭのパターンは、図３（ａ）（ｂ）に示すような十字型「＋」や図（ａ’）（ｂ’）に示すようなマイナス型「−」など、縦及び／又は横の直線を基調としたパターンであることが望ましい。
ところで、マークＭの表示位置は、何れの場合も表示画面Ｅの縁部近傍である。したがって、接眼光学系１１ｂの歪曲収差、倍率色収差、或いはＭＴＦ特性の影響をマークＭは受けやすく、観察者の眼２には歪曲したり、色がにじんだり、コントラストが低下して見える可能性が高い。
【００３７】
そこで、本実施形態のマークＭは、歪曲収差、倍率色収差、ＭＴＦ特性のうち１つ、又は任意の組み合わせに応じた逆補正が予め施されていることが望ましい。
この逆補正の特性は、予め、接眼光学系１１ｂから（接眼光学系１１ｂの設計データや測定データなどから）求まる。
また、倍率色収差の逆補正は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色毎に逆補正量を設定することが好ましい。
【００３８】
マークＭのデータは静止画像データなので、予め逆補正されたデータ１つを制御部１３ａが記憶していれば、複雑な演算を介さずに表示可能である。
また、複数枚のマークを用意しておき、切り替えて表示することで動画のように表示しても構わない。
なお、接眼光学系１１ｂの収差には、歪曲収差、倍率色収差の他、球面収差、像面湾曲、コマ収差、非点収差などもある。これら各種の収差、及びＭＴＦ特性のうち１つ、又は任意の組み合わせに応じてマークＭを逆補正することができる。
【００３９】
図４は、ＭＴＦ特性に応じた逆補正を説明する図である。
仮に、マークＭの線パターンを図４（ａ）のような輝度分布で表示すると、接眼光学系１１ｂのＭＴＦ特性の影響で、観察者の眼２には図４（ａ’）のように線パターンが鈍って見える可能性がある。
このため、図４（ｂ）のように逆補正されたマークＭを表示すれば、観察者の眼２には、図４（ｂ’）のように高コントラストで線パターンが見える。
【００４０】
この逆補正の補正特性については、予め、接眼光学系１１ｂのＭＴＦ特性から求められる。
また、マークＭを逆補正する代わりに、又は、マークＭを逆補正することに加えて、図５、図６に示すようなグラデーションをマークＭに付与してもよい（なお、図５、図６の相違点は、マークＭのパターンのみである。）。
【００４１】
なぜなら、接眼光学系１１ｂの収差の中に、コマ収差、倍率色収差があるが、これら収差の影響で、観察者の眼２には、マークＭが外側に流れるようにボケて見える可能性がある。
よって、このようにグラデーションを付与すれば、このボケを目立たなくすることができる。
【００４２】
因みに、図５、図６に示すマークＭのグラデーションは、表示画面Ｅの中央から縁部に向かって徐々に変化する配色からなる。
なお、本実施形態では、所定パターンとして眼視位置調整用のマークとして説明したが、このマークは、静止データでなくとも構わず、例えば、時刻表示画像のチャプター番号などの動画データであってもよい。
【００４３】
［第２実施形態］
図７、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。ここでは、第１実施形態のＨＭＤとの相違点についてのみ説明し、その他の説明を省略する。
本実施形態のＨＭＤには、観察者の眼２の疲労を抑えるための工夫が施される。
【００４４】
図７は、本実施形態のＨＭＤ２０の構成図である。
本実施形態のＨＭＤ２０は、第１実施形態のＨＭＤ１０において、回路部１３に代えて回路部２３が備えられたものである。
【００４５】
回路部２３は、回路部１３において制御回路１３ａに代えて制御回路２３ａが備えられたものである。
制御回路２３ａは、制御回路１３ａと同様、ＬＵＴ１３ｂのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）にアクセスし、そのテーブルアドレス（ｘ，ｙ）の格納する画素アドレス（ｘ’，ｙ’）の情報を参照し、画像処理回路１３ｇに与える。
【００４６】
さらに、本実施形態の制御回路２３ａ、及び画像処理回路１３ｇは、表示画面Ｅの非表示領域ＥＥを後述するように表示する。
非表示領域ＥＥのデータ（静止画像データである）は、制御回路２３ａが予め記憶している。制御回路１３ａは、フレームメモリ１３ｆに格納される逆補正後の画像データに対し画像処理回路１３ｇを介してその非表示領域ＥＥのデータを重畳する。
【００４７】
図８は、本実施形態の非表示領域ＥＥを説明する図である。
図８には、逆補正された画像Ｉが樽型である場合の非表示領域ＥＥを示したが、以下の説明は、逆補正された画像Ｉが糸巻き型である場合にも同様である。
本実施形態の非表示領域ＥＥは、図８（ａ）（ｂ）に示すように黒以外の色、例えばグレーで表示される。
【００４８】
このように黒以外の色で非表示領域ＥＥが表示されれば、画像Ｉと非表示領域ＥＥとの明るさの差が抑えられるので、観察者の眼２の疲労が抑えられる。
また、非表示領域ＥＥは、黒以外の色で表示される代わりに、図８（ａ’）（ｂ’）に示すようにグラデーションが付与されてもよい。このグラデーションは、表示画面Ｅの中央から縁部に向かって徐々に低輝度となる配色からなる。
【００４９】
このようなグラデーションが非表示領域ＥＥに付与されれば、画像Ｉと非表示領域ＥＥとの境界が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５０】
また、非表示領域ＥＥを黒以外の色で表示するときには、ＬＣＤ１１ａの前面において表示画面Ｅに隣接する領域１１ａａが、図８（ｂ）に示すように非表示領域ＥＥに近い色（なるべく同じ色）で着色されてもよい。
このように領域１１ａａが着色されれば、表示画面Ｅの縁部が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５１】
また、非表示領域ＥＥにグラデーションを付与するときには、ＬＣＤ１１ａの前面において表示画面Ｅに隣接する領域１１ａａは、図８（ｂ’）に示すように非表示領域ＥＥに連続するグラデーションで着色されてもよい。
このように領域１１ａａが着色されれば、表示画面Ｅの縁部が目立たなくなるので、観察者の眼２の疲労をさらに抑えることができる。
【００５２】
［第３実施形態］
図９を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態は、ＨＭＤの実施形態である。ここでは、第１実施形態のＨＭＤとの相違点についてのみ説明し、その他の説明を省略する。
本実施形態のＨＭＤには、映画館の雰囲気で画像Ｉを観察者に観察させるための工夫が施される。
【００５３】
図９は、本実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの周辺を説明する図である。
図９に示すように、本実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの前面には、マスク３０が配置される。
マスク３０の開口３０ａは、樽型又は糸巻き型に逆補正された画像Ｉ（図９では樽型に逆補正された画像Ｉ）の外形と略同形同大である。
【００５４】
このようなマスク３０が配置されると、表示画面Ｅの非表示領域ＥＥが遮光されるので、画像Ｉの周辺を意図的に黒くすることができる。
ＬＣＤの１１ａは非自発光式の二次元表示素子であるため、不図示のバックライトにより背後から常時に照明されているので、非表示領域ＥＥの画素を黒で表示しても完全な黒にはならないが、このマスク３０によれば非表示領域ＥＥを完全な黒にすることができる。
【００５５】
したがって、本実施形態のＨＭＤによると、観察者は、映画館で映画を見るような雰囲気で画像Ｉを観察することができる。
なお、ＬＣＤ１１ａの前面にマスク３０を配置する代わりに、ＬＣＤ１１ａの前面に対し蒸着などにより直接マスクを形成することもできる。
また、非発光式の二次元表示素子に代えて、有機ＥＬなど自発光式の二次元表示素子を使用する場合には、非表示領域ＥＥの画素を点灯させないようその回路部又は二次元表示素子を構成すれば、マスクを用いたときと同等の完全な黒にすることができる。
【００５６】
また、それと同等の効果を得るために、非表示領域ＥＥに予め画素が形成されていない自発光式の二次元表示素子を用意してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、逆補正した画像を表示したときに生じる非表示領域が有効利用された画像表示装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のＨＭＤ１０の外観図である。
【図２】ＨＭＤ１０の構成図である。
【図３】第１実施形態のマークを説明する図である。
【図４】ＭＴＦ特性に応じた逆補正を説明する図である。
【図５】マークＭにグラデーションを付与した例を説明する図である。
【図６】マークＭにグラデーションを付与した例を説明する図である。
【図７】第２実施形態のＨＭＤ２０の構成図である。
【図８】第２実施形態の非表示領域ＥＥを説明する図である。
【図９】第３実施形態のＨＭＤのＬＣＤ１１ａの周辺を説明する図である。
【図１０】歪曲収差に応じた逆補正を説明する図である。
【符号の説明】
２ 眼
１０，２０ ＨＭＤ（画像表示装置に対応。）
１３，２３ 回路部（回路部に対応。）
１３ａ，２３ａ 制御回路
１３ｃ アナログ処理回路
１３ｄ Ａ／Ｄ変換回路
１３ｅ，１３ｆ フレームメモリ
１３ｇ 画像処理回路
１１ 表示部（表示部に対応。）
１１ａ ＬＣＤ（二次元表示素子に対応。）
１１ｂ 接眼光学系
１２ 装着具（装着手段に対応。）
１２Ｌ，１２Ｒ ヘッドホン
１２ｂ リアアーム
１２ｃ ディスプレイアーム
１６，１７ 蝶番機構（調整機構に対応。）
１８ スライド機構（調整機構に対応。）
３０ マスク
３０ａ 開口
Ｉ 画像
Ｍ マーク
ＥＥ 非表示領域
１１ａａ 表示画面Ｅに隣接する領域
Claims (11)
- 二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を画像に施すと共に、その逆補正された画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記回路部は、
前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域に、所定パターンのマークを表示する
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項１に記載の画像表示装置において、
前記マークは、
前記接眼光学系の収差に応じた逆補正が予め施されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、
前記マークのパターンは、
前記表示画面の左右方向に延びる直線部及び／又は上下方向に延びる直線部からなる
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の画像表示装置において、
前記マークには、
前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調が付与される
ことを特徴とする画像表示装置。 - 二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を画像に施すと共に、その逆補正された画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記回路部は、
前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、所定色で表示させる
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項５に記載の画像表示装置において、
前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、
前記所定色又はそれに近い色で着色されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を画像に施すと共に、その逆補正された画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記回路部は、
前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素を、前記表示画面の中央から縁部に向かって変化する階調で表示させる
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項７に記載の画像表示装置において、
前記二次元表示素子のうち前記表示画面に隣接する領域は、
前記非表示領域に連続する階調で着色されている
ことを特徴とする画像表示装置。 - 二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差に応じた逆補正を画像に施すと共に、その逆補正された画像を前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記二次元表示素子上に、前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域を覆うマスクが設けられる
ことを特徴とする画像表示装置。 - 自発光式の二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記二次元表示素子及び／又は前記回路部は、
前記表示画面のうち前記画像の周辺の非表示領域の画素の点灯を制限する
ことを特徴とする画像表示装置。 - 二次元表示素子と、その二次元表示素子の表示画面の虚像を形成する接眼光学系とからなる表示部と、
前記接眼光学系の歪曲収差が低減されるよう画像を逆補正してから前記二次元表示素子の前記表示画面上に表示する回路部と、
前記虚像の形成位置が観察者の眼の略前方となるよう前記表示部を観察者の頭部に装着可能な装着手段とを備え、
前記二次元表示素子は、
前記表示画面のうち前記画像の表示領域にのみ画素を配置している
ことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008249869A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Canon Inc | 頭部装着型の映像表示装置 |
| JP2011139158A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Canon Inc | 画像処理装置および画像処理方法 |
| JP2012095181A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Seiko Epson Corp | プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 |
| WO2013125138A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | ソニー株式会社 | 表示装置、画像処理装置及び画像処理方法、並びにコンピューター・プログラム |
| WO2016181909A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ヘッドマウントディスプレイ、情報処理装置、情報処理システム、およびコンテンツデータ出力方法 |
| JP2016200686A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 株式会社テレパシージャパン | 調整指標を有する頭部装着型画像表示装置 |
| JP2019535156A (ja) * | 2016-08-22 | 2019-12-05 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムおよび方法 |
| JP2020113916A (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | サン電子株式会社 | 頭部装着型表示装置及びコンピュータプログラム |
| WO2021090548A1 (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | ヘッドマウントディスプレイ |
-
2003
- 2003-01-31 JP JP2003024824A patent/JP2004236191A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008249869A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Canon Inc | 頭部装着型の映像表示装置 |
| JP2011139158A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Canon Inc | 画像処理装置および画像処理方法 |
| JP2012095181A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Seiko Epson Corp | プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 |
| WO2013125138A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | ソニー株式会社 | 表示装置、画像処理装置及び画像処理方法、並びにコンピューター・プログラム |
| CN104115491A (zh) * | 2012-02-22 | 2014-10-22 | 索尼公司 | 显示装置、图像处理装置和图像处理方法、以及计算机程序 |
| JPWO2013125138A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2015-07-30 | ソニー株式会社 | 表示装置、画像処理装置及び画像処理方法、並びにコンピューター・プログラム |
| US10356375B2 (en) | 2012-02-22 | 2019-07-16 | Sony Corporation | Display device, image processing device and image processing method, and computer program |
| US10038881B2 (en) | 2012-02-22 | 2018-07-31 | Sony Corporation | Display device, image processing device and image processing method, and computer program |
| US9628766B2 (en) | 2012-02-22 | 2017-04-18 | Sony Corporation | Display device, image processing device and image processing method, and computer program |
| JP2016200686A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 株式会社テレパシージャパン | 調整指標を有する頭部装着型画像表示装置 |
| CN107533833A (zh) * | 2015-05-13 | 2018-01-02 | 索尼互动娱乐股份有限公司 | 头戴式显示器、信息处理装置、信息处理系统和内容数据输出方法 |
| JP2016212351A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ヘッドマウントディスプレイ、情報処理装置、情報処理システム、およびコンテンツデータ出力方法 |
| US10156724B2 (en) | 2015-05-13 | 2018-12-18 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Head-mounted display, information processing apparatus, information processing system, and content data outputting method |
| WO2016181909A1 (ja) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ヘッドマウントディスプレイ、情報処理装置、情報処理システム、およびコンテンツデータ出力方法 |
| JP2019535156A (ja) * | 2016-08-22 | 2019-12-05 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムおよび方法 |
| JP2020195154A (ja) * | 2016-08-22 | 2020-12-03 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムおよび方法 |
| US11151699B2 (en) | 2016-08-22 | 2021-10-19 | Magic Leap, Inc. | Virtual, augmented, and mixed reality systems and methods |
| US11823360B2 (en) | 2016-08-22 | 2023-11-21 | Magic Leap, Inc. | Virtual, augmented, and mixed reality systems and methods |
| JP7397777B2 (ja) | 2016-08-22 | 2023-12-13 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムおよび方法 |
| JP2020113916A (ja) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | サン電子株式会社 | 頭部装着型表示装置及びコンピュータプログラム |
| WO2021090548A1 (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | ヘッドマウントディスプレイ |
| JP7388135B2 (ja) | 2019-11-05 | 2023-11-29 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | ヘッドマウントディスプレイ |
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