JP2006203440A - 外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドマウントディスプレイの映像表示不良の原因が、機器の経年変化等による劣化等であるのか、観者の視力低下等であるのかを簡便に判断する。
【解決手段】
ヘッドマウントディスプレイの映像表示手段にテストチャートを表示させるとともに、このテストチャートと比較可能なテストチャートを制御ユニットの電池蓋の裏面に備え、観者がヘッドマウントディスプレイを装着したままで両テストチャートの比較を行うことを可能とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、外界光透過型ヘッドマウントディスプレイに係り、特に、ディスプレイ上に表示されるテストチャートと比較用テストチャートとを用いてディスプレイの表示状態の評価が可能なヘッドマウントディスプレイ及びディスプレイ上に表示させるテストチャートの映像データとディスプレイ上に表示されたテストチャートの映像データにより、ディスプレイの表示状態の評価を可能とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイに関する。

従来から、頭部等に懸架する懸架装置に小型のディスプレイを装着し、眼前に電子映像を表示させるヘッドマウントディスプレイ（以下、単に「ＨＭＤ」という。）が知られている。ＨＭＤは、映像等の観賞用として使用されるのはもちろんであるが、近年、眼鏡レンズ等の一部に半透明な光学映像を投射して光学映像と外界光を重畳的に表示する透過型のＨＭＤも研究開発がなされており、このような透過型のＨＭＤは、視野狭窄や眼病等による弱視者の視覚補助手段としても大いに活用されている。

ところで、ＨＭＤ経年変化あるいは故障により映像表示に不具合が生じる場合には、映像調整や修理等のメンテナンスを必要とする。このような、ＨＭＤのメンテナンスに関する技術として、特許文献１では、ディスプレイ上にテストチャートを表示させ、観者が実際にディスプレイ上のテストチャートを見ながら、眼の基線長、視度及び輻輳角を調節することが可能な発明が提供されている。
特開平８−１１１８３３号公報

しかしながら、特許文献１に提供される発明のように、映像表示の不具合に対して映像の調節が可能であっても、その不具合がＨＭＤの経年変化や故障によるものなのか、あるいは観者の視力低下等を原因とするものなのかを判別することはできない。
例えば、テストチャートをディスプレイ上に表示させることだけで映像の表示状態の評価を行うことも可能であるが、眼前に表示されているテストチャート映像が不鮮明である場合に、その原因がヘッドマウントディスプレイにあるのか、視力低下や眼病の進行にあるのかの判断を自己診断するのは困難である。
特に、弱視者等は眼病の進行という深刻な問題を抱えるためこのような映像表示の不具合が生じた場合には重大な問題となる。

本発明の目的は、ＨＭＤの映像の不具合に対し、機器自体の不良であるのかあるいは観者の視力低下や眼病進行を原因とするものであるかを判別することにある。また、映像表示の不具合に対し簡単かつ簡便に映像評価を可能とすることにある。また、外界光透過型のＨＭＤにおいて、その光学特性を反映した映像評価を簡単かつ簡便に可能とすることにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、眼鏡の形状を有する装着具の眼鏡レンズに、映像を光学的に瞳に導く映像表示手段と該映像を前記映像表示手段に投射する映像投射手段とを備え、映像データ及びテストチャートデータから映像信号を生成し、外界光と重畳的に前記映像表示手段に映像及びテストチャート映像を表示可能とさせる制御手段を備える外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記映像表示手段に表示されるテストチャート映像との比較を行うための比較用テストチャートを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記比較用テストチャートは、前記眼鏡レンズを通して前記映像表示手段に表示されるテストチャート映像との比較を行うための比較用テストチャートであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記比較用テストチャートは、前記眼鏡レンズの光学特性に基づいてコントラストが設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記テストチャートデータは、前記眼鏡レンズの光学特性を反映するものであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記光学特性は、前記眼鏡レンズの透過率であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段が格納される制御ユニット筐体を更に備え、前記比較用テストチャートは、前記制御ユニット筐体に備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御ユニット筐体は、前記外界光透過型ヘッドマウントディスプレイに電力の供給を行う電池を格納する電池格納部及び該電池格納部を覆う格納部蓋を更に備え、前記比較用テストチャートを前記格納部蓋に備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記比較用テストチャートを前記格納蓋の裏面に備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段は、前記外界光透過型ヘッドマウントディスプレイの初回起動時又はリセットをした時に、前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段は、所定時間おきに、前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段に前記テストチャートの表示開始信号を出力する表示指示手段を更に備え、前記制御手段は、該送信開始信号に基づいて前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記表示指示手段は、前記比較用テストチャートを可視状態にすることにより前記表示指示信号を出力することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、光学像を捕らえ前記制御手段に映像信号を出力する撮像手段を更に備え、前記制御手段は、前記撮像手段が捕らえた前記比較用テストチャートの映像を、前記映像表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、眼鏡の形状を有する装着具の眼鏡レンズに、映像を光学的に瞳に導く映像表示手段と、該映像を前記映像表示手段に投射する映像投射手段とを備え、
前記装着具に着脱自在に備えられ光学像を捕らえて電子信号を出力する撮像手段と、予め記憶されたテストチャートデータ又は前記撮像手段から出力される電子信号から映像信号を生成し、前記映像表示手段に外界光と重畳する映像を表示可能とさせる制御手段とを備える外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記映像表示手段に表示されたテストチャートの映像を前記撮像手段で撮像することにより取得された表示映像データと前記予め記憶されたテストチャートデータとの比較を行う比較判定手段を備えることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段を格納する制御ユニット筐体を更に備え、該制御ユニット筐体には、前記比較判定手段による表示状態の評価結果を表示する予備表示手段を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、映像表示手段に表示されるテストチャートの映像と比較用テストチャートを比較することで、表示状態の不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身が判断することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、眼鏡の形状を有する装着具の眼鏡レンズを通して映像表示手段に表示されるテストチャートの映像と比較用テストチャートとを比較することで両チャートを同一視線上に並べて比較を行うことが可能となる。このため、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、視線をほとんど移動することなく映像表示手段の表示状態の不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身が更に簡便かつ正確に判断することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、比較用テストチャートが、装着具の眼鏡レンズの光学特性を反映するものであるため、眼鏡レンズの光学特性にほとんど影響を受けない映像表示手段に表示されるテストチャートの映像と同等に視認することができる。この両テストチャートを比較するため、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより簡便かつ正確に判断することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、テストチャートデータが装着具の眼鏡レンズの光学特性を反映したデータであるため、眼鏡レンズの光学特性の影響をうける比較用テストチャートと同等に視認することができる。この両者を比較するため、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより簡便かつ正確に判断することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、比較用テストチャートとテストチャートデータとが反映する光学特性が透過率であるため、比較用テストチャートと映像表示手段に表示されるテストチャートの映像のコントラストが同等に視認することが可能となる。この量チャートを比較するため、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより簡便かつ正確に判断することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御手段が格納される制御ユニット筐体を更に備え、この制御ユニット筐体に比較用テストチャートを備えることで比較用テストチャートの携行性が向上する。このため比較用テストチャートを紛失する虞が低減されるとともに、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより迅速かつ簡便に判断することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御ユニット筐体は、前記外界光透過型ヘッドマウントディスプレイに電力の供給を行う電池を格納する電池格納部及びこの電池格納部を覆う格納部蓋を更に備え、前記比較用テストチャートを格納部蓋に備えるため、比較用テストチャートの携行性が向上するとともに比較用テストチャート用に特に設置空間を設ける必要がなくなる。このため比較用テストチャートを紛失する虞が低減され、又、制御ユニット筐体の意匠上の制約を考慮する必要がなくなるとともに、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより迅速かつ簡便に判断することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、比較用テストチャートを前記格納蓋の裏面に備えることで接触等よる損傷や紫外線等による退色等を防止することが可能となる。このため、映像表示手段における映像表示の不具合が生じた場合に、この不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身がより正確かつ簡便に判断することが可能となる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御手段が、外界光透過型ヘッドマウントディスプレイの初回起動時又はリセット時に、テストチャートを映像表示手段に表示させるため、ＨＭＤが不良品であるかの判断を購入時又はリセット後に判断することが可能となる。特に、購入後の初回起動時にテストチャートを表示することは、ＨＭＤを使用した経験のない者等は、予定された表示状態の質等を判断する材料がないため、万が一不良品である場合でも、知らずに使用を続けてしまう虞がある。又一方、リセット後にテストチャートを表示することは、初回起動時に近い条件での映像表示状態になることから、映像表示の評価がより正確になるという利点がある。このような観点から、映像表示手段の表示状態の不具合が観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの不良を原因とするものであるのかを観者自身がより正確かつ簡便に判断することが可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御手段が、所定時間おきにテストチャートを映像表示手段に表示させるため定期的な表示状態の評価を自動的に行うことができ、映像表示手段の表示状態を定期的に確認できるとともに、映像の表示状態に不具合がある場合に、観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身が簡便に判断することが可能となる。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、制御手段に前記テストチャートの表示開始信号を出力する表示指示手段を更に備え、この送信開始信号に基づいてテストチャートを映像表示手段に表示させるため、観者が所望するときに映像表示手段の表示状態を確認できるとともに、映像の表示状態に不具合がある場合に、観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身が簡便に判断することが可能となる。

請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、表示指示手段が、制御手段に表示指示信号を出力するのが比較用テストチャートを可視状態にすることに連動するため、観者が映像表示手段の表示状態の確認を所望するときに、他の操作を行う必要がなくなるとともに、映像の表示状態に不具合がある場合に、観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者自身が簡便に判断することが可能となる。

請求項１３に記載の発明によれば、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、光学像を捕らえ制御手段に映像信号を出力する撮像手段を更に備え、制御手段により映像表示手段に表示されるテストチャートが、撮像手段により撮像された比較用テストチャートの映像であるため、同一対象を用いて映像表示手段の表示状態の比較を行うことが可能となる。たとえば、ＨＭＤを使用している間に比較用テストチャートが、映像表示手段の表示状態の判別に特段支障のない微細なキズ等を受けても、このような傷が観者の眼病進行等やＨＭＤの故障等を原因とするものと観者が誤認することなく判断することが可能となる。

請求項１４に記載の発明によれば、撮像手段が映像表示手段に表示されたテストチャートを撮像し、このテストチャートの映像データと予め制御手段に記憶されたテストチャートデータとを比較判定手段により比較し映像表示手段の表示状態を評価することが可能となる。このため、観者は実際に自分の眼で比較することなく簡便に表示状態を確認することが可能となるとともに、映像の表示状態に不具合がある場合に、観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを簡便に判断することが可能となる。

請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段を格納する制御ユニット筐体を更に備え、該制御ユニット筐体には、前記比較判定手段による表示状態の評価結果を表示する予備表示手段を備えるため、撮像手段により映像表示手段に表示されたテストチャートを撮像する際に、顔面からＨＭＤをはずした後に再び装着して表示状態の評価結果を確認する必要がなくなる。このため、映像の表示状態に不具合がある場合に、観者自身の視力低下や眼病進行等を原因とするものであるのか、ＨＭＤの経年変化による劣化や故障を原因とするものであるのかを観者は簡便に判断することが可能となる。

以下、図を用いて本発明を適用したＨＭＤを実施するための最良の形態について説明する。図１は、第１実施形態におけるＨＭＤ１の全体構成を示した概要図である。
なお、以下の説明において、接眼方向と反対の方向を正面とする。

ＨＭＤ１は、通常の眼鏡と同様に、鼻当て２及びテンプル３が備えられるフレーム５と眼鏡レンズ１０を有する。このフレーム５には、映像投射装置６及び接眼光学系が一体となって設けられ、映像投射装置６とケーブル８を介して接続されるコントロールボックスである制御ユニット９が備えられる。眼鏡レンズ１０は、垂直方向に接眼光学系７と略同一形状の凹部が形成され、この凹部に眼鏡レンズ１０と接眼光学系７との面方向が段差無く一致するように嵌合されている。接眼光学系７の上端部には、映像投射装置６が固設されるようになっている。第１の実施形態に適用されるＨＭＤ１は、これら接眼光学系７等の作用により、観者の実際の視界上に、後述するホログラム映像を重畳的に表示する外界光透過型のＨＭＤを適用するものである。

映像投射装置６は、制御ユニット９から送信される電子信号を映像光束に変換して映像を接眼光学系７に照射するものである。図２は、映像投射装置６及び接眼光学系７の左側面からの断面を示した側断面図である。映像投射装置６の本体となる筐体１１の内部には、制御ユニット９から送信される電子信号から映像を生成する透過型の液晶表示器１３、光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）１２及びＬＥＤ１２からの照射光を液晶表示器１３の全面に導くための照明光学系１４を備える。

接眼光学系７は、更に、プリズム１９とホログラム素子１５とからなる。プリズム１９の上端部は正面方向に厚く形成され、液晶表示器１３からの照射される映像光を採光しやすいように上端部が広く形成された楔の形状を有した採光部を備える。液晶表示器１３から照射される映像は、この採光部から採光され、プリズム１９の内部に反射されながら導光が行われるものである。ホログラム素子１５は、プリズム１９の下端部と眼鏡レンズ１０の凹部との間に狭持されるホログラムフィルムである。プリズム１９の内部を導光された映像光が照射されることで光の干渉により眼Ｅに虚像を結ばせるようになっている。また、ホログラム素子１５には、口述するテストチャートが表示可能となっている。

制御ユニット９は、ユニット本体筐体１６を備え、その表側平面にＨＭＤ１の制御に関する操作スイッチであるコマンド入力スイッチ１７及び後述する演算処理部２０に作用し、ホログラム素子１５に表示される映像の解像度や演色性等を調節する複数の調節用ツマミ６８を備え、その側面平面に外部入力端子１８を備える。また、ユニット本体筐体１６の内部に演算処理部２０を備え、その裏側平面から内部にかけて電池格納部２１が形成され電池２２を格納するようになっている。なお、調節用ツマミ６８は、観者等が不用意に変更しないように、通常使用時は、蓋等（不図示）の保護部材を設けておくことが好ましい。
電池２２は、ＨＭＤ１に電力を供給するものであり、ユニット本体筐体１６の内部に着脱可能に搭載されている。又、電池格納部２１は、ユニット本体筐体１６の外周形状と段差無く一体となるように形成された格納部蓋２３により覆われるようになっている。又、格納部蓋２３はユニット本体筐体１６と着脱可能に設けられている。

なお、制御ユニット９は、ウェアラブル性（携行性）を追求させるために、小型化を図り、眼鏡型の装着具であるフレーム５に懸架あるいは装着する構成とすることも可能であるし、映像投射装置６と略一体に形成し着脱可能に構成してもよい。

図３は、制御ユニット９を電池格納部２１側（ユニット本体筐体１６の裏側）から示した斜視図であり、格納部蓋２３が、ユニット本体筐体１６から離脱された状態を示す。格納部蓋２３の裏側平面には、テストチャートが印刷されたシールである比較用テストチャート２５が貼付されている。
ここでテストチャートとしては、グレースケールチャート、解像度チャート、ランドルトチャート、カラーチャート又はこれらの組合せ等のテストチャートが適用可能である。第１の実施形態では、ディスプレイの解像度を評価する解像度チャートと色再現や演色性を評価するカラーチャートを適用している。
なお、格納部蓋２３は、この比較用テストチャート２５を可視状態、即ち、裏返した状態でもユニット本体筐体１６にはめ込むことが可能に構成されている。

また、比較用テストチャート２５は格納部蓋２３の平面上で、長手方向の中心から一方の端部に偏った位置に備えられており、他方端部側は、灰色に着色された灰色平面２４が設けられるようになっている。ＨＭＤ１は、この灰色平面が、観者の視線方向に対してホログラム素子１５の背面に位置させて、ホログラム素子１５に表示されるテストチャート（以下、単に「表示チャート」という。）と比較用テストチャート２５との比較を行うことで、ホログラム素子１５の映像表示状態の評価を行うものである。ＨＭＤ１は、上述するように、ホログラム素子を用いて外界光と虚像を重畳的に表示するものであるため、このシースルー特性により虚像が外界光の影響を受けやすい。そこで、比較用テストチャート２５と表示チャートとを比較する際には、両者の拝啓環境を同条件にするために、格納部蓋２３の灰色平面２４をホログラム素子１５の背面に位置させる構成としている。

より具体的に、比較用テストチャート２５と表示チャートの実際の比較手法を示すと、図４に示すように、観者は格納部蓋２３を手に保持して視線方向に前後させながら、眼鏡レンズ１０中の接眼光学系７とホログラム素子１５とが存在しない外界光透過領域に比較用テストチャート２５を視認できる位置にあわせる。図５は、そのときの観者の視界を示した模式図である。ホログラム素子１５から投射される表示チャートと基準チャートとが比較できる位置にあわせる。このとき、観者は、表示チャートと比較用テストチャート２５の大きさが同等に見えるように比較用テストチャート２５の位置を調節するようにするのが好ましい。同一条件で両チャートの比較を行うことで、評価がより正確かつ簡便に行うことができるためである。

ところで、ＨＭＤ１は、外界光透過型のＨＭＤであるため、眼鏡レンズ１０を通過して眼Ｅに入射する外界光は、眼鏡レンズ１０の光学特性の影響を受ける。例えば、眼鏡レンズ１０の透過率により眼鏡レンズ１０を介さないで眼Ｅに入射する外界光に比してコントラストが低くなるという特性がある。このことは眼鏡レンズ１０を解して観察される比較用テストチャート２５にも当然にあてはまる特性である。
これに対し、ホログラム素子１５から眼Ｅに投射される映像光が再現する色は、眼鏡レンズ１０の透過率にほとんど影響を受けない。このため、ＨＭＤ１を装着した状態で、比較用テストチャート２５をそのまま映像光によるカラーチャートと比較すると、特に、カラーチャートでは、比較用テストチャート２５の色を正確に認識することができずに評価ができないあるいは著しく困難という問題がある。
そこで、後述するＲＯＭ３１に予め記憶されたテストチャートのデータのうちコントラストに関わるデータを眼鏡レンズ１０の透過率に反映させて低く設定している。

又一方、テストチャートのコントラストデータを低く設定せずに、格納部蓋２３に貼付されるテストチャートのコントラストを、眼鏡レンズ１０の外界光透過率に応じて高く設定して印刷等を行う構成としてもよい。

なお、生産段階におけるコントラスト等の調整方法としては以下の手法により行うことができる。図１７は、ホログラム素子１５に表示される映像のコントラストや明度を調整する手法を示した模式図である。比較用テストチャート２５をホログラム素子１５に表示されるテストチャ−トの映像と比較できるように、眼鏡レンズ１０を介して、正面方向に配設する（図１７参照）。この両チャートを眼Ｅ視線方向から観察できる位置に調整用カメラ７０を配置する。調整用カメラ７０は両チャートの撮影を可能とするものであり、撮影した映像信号を表示可能な調整用モニタ７１とケーブルを介して接続されている。
また、調整用カメラ７０の撮像特性は、ＨＭＤ１の最終ユーザーの視覚特性と略同一にすることが好ましい。例えば、ユーザーの身体的条件により、色覚等が変化している場合は、それにならい、調整用カメラ７０の撮像特性を変更することが望ましい。

図１７に示すように、調整用モニタ７１を介して、テストチャートの映像と比較用テストチャート２５との映像が観察することができ、この両映像が一致するように、制御ユニット９に備えられる調節用ツマミ６８を操作し、ホログラム素子１５に表示される映像のコントラストや明度等の調整を行う。このようにして調節されたテストチャートのデータをＲＯＭ３１に書き込む（設定する）ことで眼鏡レンズの光学特性に応じた映像調節が可能となる。

なお、テストチャートデータの変更手法の例を示すと、予めＲＯＭ３１に記憶された複数のテストチャート（例えば、解像度チャートやカラーチャート等）のデータを調節用ツマミ６８の操作により切り替え、解像度や演色性等の調節を行う方法、ＤＳＰ３２の各種の画像処理（明るさの増減、コントラストの増減、階調反転あるいはこれらの組合せ等）における閾値データ等を調節用ツマミ６８の操作により変動させ両テストチャートを一致（又は近似）させる方法又はこれらの手法により、コントラスト、明度値等あるいはいずれか一つの光学特性のみが一致（又は近似）するテストチャートのデータをＲＯＭ３１に書き込む等の方法等があげられる。

なお、以上のような調整手法は、生産ラインにおいて自動化や変形が当然にできるものである。また、第１の実施形態では、工場出荷時の初期設定や製品検査用として適用しているが、調整用カメラ７０や調整用モニタ７１を用いて、メンテナンスセンタ、販売店舗又は家庭等での調節も可能である。

次に、蓋反転検出スイッチ２６について説明する。
蓋反転検出スイッチ２６は、口述する演算処理部２０に対し格納部蓋２３が反転されたことを検出し信号を送信するものである。図３に示すように、格納部蓋２３をユニット本体筐体１６にはめ込む領域の端部に設けられており、格納部蓋２３を裏返して（比較用テストチャート２５が可視状態）再びユニット本体筐体１６にはめ込まれると、格納部蓋２３に設けられた凸部２７により蓋反転検出スイッチ２６がＯＮ状態にされ、演算処理部２０に検出信号を送信するように構成されている。

また、外部入力端子１８は、外部の機器から送信される映像信号等を入力し演算処理部２０に出力するものである。

次に、演算処理部２０について説明する。図６は、ＨＭＤ１の機能的構成を示したブロック図である。演算処理部２０は、更に、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、ＤＳＰ３２及びグラフィックメモリ３３からなりこれらがバス３４により接続される。

ＣＰＵ３０は、予め記録されたプログラムに基づいてＨＭＤ１の全体制御を行うものである。ＲＯＭ３１は、ＨＭＤ１の制御全般に関わるオペレーションプログラム、各種のアプリケーションプログラムが格納されるものである。このアプリケーションプログラムには、ＨＭＤ１の映像表示状態を確認するためのプログラムやホログラム素子１５から投射される表示チャートに関する情報も記憶されている。また、プログラムに基づいて、工場出荷時（観者の購入時）からの初期起動に際して、テストチャートを表示する構成とすることも可能とする。更には、購入後もリセット状態にしてから再起動する際にもテストチャートを表示する構成とすることも可能とする。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３２は、ＣＰＵ３０の指示に従い、グラフィックメモリ３３に記録された未だ映像処理がされていないデジタル映像信号及び各種の処理装置の信号を入力し、映像投射装置６に送信する映像信号に対し、輝度あるいは色調補正等の映像処理を高速で行う映像処理装置である。また、ＣＰＵ３０を介して送信される調節用ツマミ６８からの各種の処理信号により、解像度や演色性等の閾値を変更させて画像処理を行うことが可能に構成されている。

グラフィックメモリ３３は、外部入力端子１８から入力される映像信号や、ＤＳＰ３２等で映像処理が施されたデジタル信号の一時記憶を行うものである。また、ＤＳＰ３２が実行するプログラムを展開するためのプログラムエリアが展開されるものである。

次に、以上のような構成を有するＨＭＤ１の動作について説明する。図７は、ＨＭＤ１の映像表示状態を評価する際の処理手順を示したフロー図である。
ＨＭＤ１を起動すると、ＣＰＵ３０は、内蔵されるクロック機能からの時間信号から、予め記憶されたテストチャートの表示を行う時期かを判断する（ステップＳ１）。なお、この時期は、例えば、１週間、１ヶ月といった所定の時間に設定されている。テストチャートの表示時期である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ホログラム素子１５に「映像表示の状態を確認します。電池蓋を裏返して下さい。」との案内映像を表示させる（ステップＳ２）。観者が格納部蓋２３を裏返して蓋反転検出スイッチ２６から送信される検出信号をＣＰＵ３０が受信すると（ステップＳ３）、ＤＳＰ３２に案内映像表示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に「電池蓋のチャートは鮮明ですか？」の案内映像を表示させる（ステップＳ４）。このとき、案内映像の下部には、図８に示すように、「鮮明」と「不鮮明」の二つの選択コマンドが表示されており、ＣＰＵ３０は観者の入力コマンドの検出待機状態となる（ステップＳ５）。ここで、観者が、コマンド入力スイッチ１７を操作し「不鮮明」を選択し、コマンド信号を受信すると（ステップＳ５：ＮＯ）、「視力が適合していないおそれがあります。視力検査をお受けください。」との案内映像を表示する（ステップＳ６）。その後、通常の映像表示状態とすると共に、次のテストチャートの表示時期を再設定する（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ５で、観者が「鮮明」を選択し、ＣＰＵ３０がコマンド信号を受信すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ＤＳＰ３２に表示チャートの表示指示コマンドを送信する。この表示指示コマンドを受信したＤＳＰ３２は、ＲＯＭ３１より表示チャートに関するデータを読み込み、表示駆動装置３５介してホログラム素子１５に表示チャートを表示させる（ステップＳ７）。次に、ＣＰＵ３０は、再び案内映像表示コマンドをＤＳＰ３２に送信し、「付属のテストチャートと表示されたテストチャートとが同様に見えますか？」との案内映像を表示させる（ステップＳ８）。なお、このとき映像表示領域には、図９に示すように、「同様に見える」「同様に見えない」の選択アイコンが表示されており、ＣＰＵ３０観者の入力コマンドの検出待機状態となる（ステップＳ９）。観者がコマンド入力スイッチ１７を操作して「同様に見える」を選択すると（ステップＳ９：ＹＥＳ）、「ディスプレイの表示は良好です。映像表示状態の確認を終了します。」との案内映像を表示させる（ステップＳ１０）。その後、通常の映像表示状態とすると共に、次のテストチャートの表示時期を再設定する（ステップＳ１２）。

又、ステップＳ９で、観者が「同様に見えない」を選択すると（ステップＳ９：ＮＯ）、「ディスプレイの表示に異常があります。サービスセンターに連絡をお願いします。」との案内映像を所定時間表示させる（ステップＳ１１）。その後、通常の映像表示状態とすると共に、次のテストチャートの表示時期を再設定する（ステップＳ１２）。

以上のように、第１の実施形態におけるＨＭＤ１によれば、格納部蓋２３に備えられる比較用テストチャート２５を、眼鏡レンズ１０を通して視認するだけで、映像表示の不具の原因を、観者自身の視力低下や眼病の進行等にあるのかあるいはＨＭＤの経年変化等による劣化や故障にあるのかを明確且つ簡便に判別することができるようになる。また、肉眼での比較チャートの見え方も確認することができるため、映像表示の状態に不具合が生じた際に、ＨＭＤ１の作動不良と即座に錯誤する虞も軽減できる。このため、必要のない修理や新規購入の手間やコストを大幅に軽減することが可能となる。また、この様な錯誤に陥ることなく早期に眼病の進行等に気が付くことができ、早期治療や対処に応じることが可能であり、観者の健康に大いに資することとなる。

また、ＨＭＤ１の光学特性を活かし、比較用テストチャート２５を視線上に位置させることで表示チャートと比較することが可能となるため、簡便且つ正確に映像表示の評価を行うことができる。このため、専門的な知識がなくても、観者を始め家族や友人等が、簡単にＨＭＤ１の作動確認を行うことを可能とする。

更には、比較用テストチャート２５を格納部蓋２３の裏に備えることで、比較用テストチャート２５の紛失を防止でき、時と場所を選ばずに映像表示状態の確認を行うことが可能である。また、映像表示状態を行わないときは、格納部蓋２３をユニット本体筐体１６側に反転させることで比較用テストチャート２５を摩擦や衝突からの破損や欠損から保護することが可能となる。また、格納部蓋２３に比較用テストチャート２５を貼付しない領域を設け、かつこの領域の色をテストチャートの視認に好適な灰色とすることで、外部環境に左右されない同一条件で映像表示状態を確認することができ、より正確な映像表示状態の評価を行うことが可能となる。

なお、上記説明では、ＣＰＵ３０が所定時間ごとにテストチャートを表示させる構成としているが、観者が任意のときにテストチャートを表示させる構成としてもよい。具体的には、格納部蓋２３を反転させてユニット本体筐体１６に再びはめ込んだ際に、蓋反転検出スイッチ２６から送信される検出信号を合図としてテストチャートの表示を行う構成としてもよい。これにより、観者が映像表示状態の不具合を感じたときに、より早期に確認を行うことができるようになる。
更には、観者がＨＭＤ１を購入し、最初に電源を入れたときに、テストチャートを表示させて映像の表示状態を確認する構成としてもよい。この際に、映像の表示状態に不具合がある場合には、不良品であることがすぐに判別できるようになる。特に、ＨＭＤ１をはじめて使用する者は、表示状態の経験がなく、不良映像が本来の映像であると錯誤し使用し続ける虞もあり、このような事故を防止することが可能となる

また、表示されるテストチャートは、ＣＰＵ３０に予め記憶されたテストチャートデータに基づいてホログラム素子１５に表示される構成とされているが、外部入力端子１８からＬＡＮ、ＷＡＮあるいはインターネット等のネットワーク通信を活用して、テストチャートデータが記憶されたサーバから受信して表示する構成としてもよい。これにより、ＲＯＭ３１に予め記憶されたテストチャートデータが破壊された場合でも、映像の表示状態の確認を行うことが可能となる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明を適用したＨＭＤの第２の実施形態について図を用いて説明する。
なお、以下の説明において、ＨＭＤ１と同一構成を有するものは同一符号を用いて説明を省略する。
図１０は第２の実施形態におけるＨＭＤ３９の構成を示した全体図である。ＨＭＤ３９は第１の実施形態におけるＨＭＤ１と比して、撮像手段であるＣＣＤカメラ４０、演算処理部４１に、テストチャートの表示指示信号を出力する表示開始スイッチ４２を更に備える。
なお、制御ユニット３９は、ウェアラブル性（携行性）を追求させるために、小型化を図り、眼鏡型の装着具であるフレーム５に懸架あるいは装着する構成とすることも可能であるし、映像投射装置６と略一体に形成し着脱可能に構成してもよい。

ＣＣＤカメラ４０は、略円筒状の形状からなり、長手方向をテンプル３と平行に且つ観者の視界方向を撮影可能な向きに取り付けがなされている。また、ＣＣＤカメラ４０は、ケーブル４３を介して制御ユニット４５に接続される。ＣＣＤカメラ４０で撮像された映像信号は、ケーブル４３を介して制御ユニット４５に送信され、ホログラム素子１５からこの映像を眼Ｅに投射可能となっている。このような構成を有するＨＭＤ３９は、特に、視野狭窄や各種の眼病等を原因とする弱視者の視界方向等を視認できる視覚補助装置として特に有効である。

表示開始スイッチ４２は、演算処理部４１にテストチャートの表示開始を指示する信号を送信するものであり、この表示開始スイッチ４２を観者が操作することで、ホログラム素子１５上にテストチャートの映像が表示され、映像表示状態の確認ができるようになっている。

図１１は、ＨＭＤ３９の内部構成を示したブロック図である。
ＣＣＤカメラ４０で撮像された映像信号は、ケーブル８を介して制御ユニット４５に送信される。映像信号はＡ／Ｄ変換器４６により標本化（サンプリング）及び量子化が行われアナログ映像信号からデジタル映像信号に変換がなされる。デジタル化が行われた映像信号は、演算処理部４１に送信される。演算処理部４１では、先ず、ＣＰＵ５０が映像信号を受信し、映像処理手段であるＤＳＰ５１に映像処理指示信号と共に映像信号を送信する。ＤＳＰ５１はＲＯＭ３１より各種の映像処理プログラムを読み込みこんで映像処理を行い、その後、表示駆動装置３５に処理後の映像信号を送信する。表示駆動装置３５から送信された映像信号は、液晶表示器１３及びＬＥＤ１２により映像光束として照射される（図２参照）。この映像光束が接眼光学系７の内部を導光され、ホログラム素子１５に照射される。その後、ホログラム素子１５からホログラム映像が眼Ｅに投射されるようになっている（図２参照）。

また、ＤＳＰ５１は、ＣＣＤカメラ４０から取得された映像を静止画像として記憶できるように構成されるものである。具体的には、表示開始スイッチ４２から送信される表示開始指示信号をＣＰＵ５０が受信すると、ＤＳＰ５１に記憶指示信号が送信される。ＤＳＰ５１は記憶指示信号を受信することでＣＣＤカメラ４０から取得する映像信号から１フレーム分の映像信号を抽出し、グラフィックメモリ３３に送信する。グラフィックメモリ３３は、この１フレーム分の映像信号を記憶し待機状態となる。その後、ＣＰＵ５０から送信される再生指示信号に基づいて、ＤＳＰ５１がグラフィックメモリ３３に記憶されている１フレーム分の映像信号を読み出し、ホログラム素子１５に静止画像を表示させるようになっている。
なお、ＣＰＵ３０を介して送信される調節用ツマミ６８からの各種の処理信号により、解像度や演色性等の閾値を変更させて画像処理を行うことが可能に構成されている。

第２の実施形態におけるＨＭＤ３９は、比較用テストチャート２５をＣＣＤカメラ４０で撮像し、この表示チャートの映像と、眼鏡レンズ１０を介して視認できる比較用テストチャート２５とを比較することで、観者の視力低下や眼病の進行並びにＨＭＤ３９の故障又は経年変化による劣化等を検出可能とするものである。

また、第１の実施形態におけるＨＭＤ１と同様に、比較チャートと表示チャートを比較する際には、眼鏡レンズ１０の外界光透過率を考慮する必要がある。このため、ＤＳＰ５１では、ＣＣＤカメラ４０から取得した比較用テストチャート２５の映像データに対し、コントラストを低くする映像処理を行うようになっている。具体的には、眼鏡レンズ１０の外界光透過率に対し、取得された映像データのピクセルごとのコントラストを低減する演算処理を行い、ホログラム素子１５に表示される表示チャートと眼鏡レンズ１０を介して視認される比較用テストチャート２５のコントラストが同等となるようになっている。

なお、生産段階におけるコントラスト等の調整方法としては以下の手法により行うことができる。図１８は、ホログラム素子１５に表示される映像のコントラストや明度を調整する手法を示した模式図である。比較用テストチャート２５をホログラム素子１５に表示されるテストチャ−トの映像と比較できるように、眼鏡レンズ１０を介して、正面方向に配設する（図１８参照）。この両チャートを眼Ｅ視線方向から観察できる位置に調整用カメラ７０を配置する。その後、ＣＣＤカメラ４０で比較用テストチャート２５を撮像しホログラム素子１５にこの比較用テストチャート２５の映像を表示させる。調整用カメラ７０は両チャートの撮影を可能とするものであり、撮影した映像信号を表示可能な調整用モニタ７１とケーブルを介して接続されている。
また、調整用カメラ７０の撮像特性は、ＨＭＤ１の最終ユーザーの視覚特性と略同一にすることが好ましい。例えば、ユーザーの身体的条件により、色覚等が変化している場合は、それにならい、調整用カメラ７０の撮像特性を変更することが望ましい。

図１８に示すように、調整用モニタ７１を介して、テストチャートの映像と比較用テストチャート２５との映像が観察することができ、この両映像が一致するように、制御ユニット４５に備えられる調節用ツマミ６８を操作し、ホログラム素子１５に表示される映像のコントラストや明度等の調整を行う。このようにして調節されたテストチャートのデータをＲＯＭ３１に書き込む（設定する）ことで眼鏡レンズの光学特性に応じた映像調節が可能となる。

テストチャートデータの変更手法の例を示すと、予めＲＯＭ３１に記憶された複数のテストチャート（例えば、解像度チャートやカラーチャート等）を表示させ、調節用ツマミ６８の操作によりＤＳＰ５１での画像処理（明るさの増減、コントラストの増減、階調反転あるいはこれらの組合せ等）における閾値データを変更させ、ＬＣＤ１２や液晶表示器１３（図２参照）に出力する映像信号を変換し解像度や演色性等の調節を行い、両テストチャートを一致（又は近似）させる方法又はコントラスト等の異なる複数の比較用テストチャートを用いて両テストデータが一致（又は近似）する比較用テストチャート２５を採用する方法等があげられる。

なお、以上のような調整手法は、生産ラインにおいて自動化や変形が当然にできるものである。また、第２の実施形態では、工場出荷時の初期設定や製品検査用として適用しているが、調整用カメラ７０や調整用モニタ７１を用いて、メンテナンスセンタ、販売店舗又は家庭等での調節も可能である。

次に、以上の構成を有するＨＭＤ３９の動作について図１２に示すフロー図を用いて説明する。なお、以下の処理は、ＣＰＵ５０により制御されるものである。
ＨＭＤ３９の起動後、観者等により表示開始スイッチ４２が操作され、テストチャート表示指示信号をＣＰＵ５０が受信すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＤＳＰ５１に案内映像表示信号をＤＳＰ５１に送信し、ホログラム素子１５に「映像表示の状態を確認します。電池蓋を裏返して下さい。」との案内映像を表示させる（ステップＳ２１）。観者が、格納部蓋２３を裏返し、蓋反転検出スイッチ２６から送信される検出信号を受信すると（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ＤＳＰ５１に案内映像表示指示信号を送信し、ホログラム素子１５に「電池蓋のチャートは鮮明ですか？」の案内映像を表示させる（ステップＳ２３）。このとき、ホログラム素子１５から投射される案内映像の下部には、「鮮明」と「不鮮明」の二つの選択コマンドが表示されており（図８参照）、ＣＰＵ５０は観者の入力コマンドの検出待機状態となる（ステップＳ２４）。ここで、観者が、コマンド入力スイッチ１７を操作して「不鮮明」を選択し、ＣＰＵ５０がコマンド信号を受信すると（ステップＳ２４：ＮＯ）、「視力が適合していないおそれがあります。視力検査をお受けください。」との案内映像を表示する（ステップＳ２５）。その後、通常の表示状態を表示させる（ステップＳ３６）。

一方、ステップＳ２４で、観者が「鮮明」を選択し、ＣＰＵ５０がコマンド信号を受信すると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、案内映像表示指示信号をＤＳＰ５１に送信し、ホログラム素子１５に「付属のテストチャートをカメラで撮影してください。」との案内映像が一定時間表示させる（ステップＳ２６）。次に、「付属のチャートの目印を画面の目印にあわせて、撮影を行ってください。」との案内映像が表示される（ステップＳ２７）。
観者は、この案内映像によりＣＣＤカメラ４０の撮像方向に、格納部蓋２３に備えられた比較用テストチャート２５をかざして、眼Ｅに投射される比較用テストチャート２５の映像（表示チャート）を確認しながら撮像を行う。所望の大きさに一致したときに、観者は、コマンド入力スイッチ１７が操作し、ＣＰＵ５０にコマンド信号が送信される。このコマンド信号を受信したＣＰＵ３０は（ステップＳ２８）、ＤＳＰ５１に１フレーム分の映像を抽出するフレーム抽出信号をＤＳＰ５１に送信し、１フレーム分の映像信号（つまり、撮影された比較用テストチャート２５の映像信号）を抽出させる（ステップＳ２９）。その後、ＤＳＰ５１に、撮影された比較用テストチャート２５即ち表示チャートの表示を指示する表示チャート表示指示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に表示チャートを表示させる（ステップＳ３０）。

観者は眼鏡レンズ１０の接眼光学系７及びホログラム素子１５と重ならない領域に、表示チャートと基準チャートとの大きさが同等となるように基準チャートを位置させ、両者を比較しながら映像表示を評価する（図４参照）。
ＣＰＵ５０は、一定時間表示チャートを表示させた後、ＤＳＰ５１に、次の案内映像の表示指示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に「付属のテストチャートと表示されているテストチャートとは同様に見えますか？」の案内映像を表示させる（ステップＳ３１）。
また、第１の実施形態におけるＨＭＤ１と同様に、ステップＳ３１の案内映像の下部には、「はい」と「いいえ」の選択コマンドが表示されている（図９参照）。観者が、コマンド入力スイッチ１７を操作し「はい」を選択すると、「はい」のコマンド信号をＣＰＵ５０が受信し（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５０は、ＤＳＰ５１に次の案内映像の表示指示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に「ディスプレイの表示状態は良好です。以上で映像表示状態の確認を終了します。」の案内映像を表示させる（ステップＳ３３）。その後、ＣＰＵ５０は、通常の表示画面を表示させる（ステップＳ３５）。

又、上記ステップＳ３２で、観者が「いいえ」を選択し、ＣＰＵ５０が「いいえ」のコマンド信号を受信する場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ５０は、ＤＳＰ５１に、次の案内映像表示信号を送信し、ホログラム素子１５に「ディスプレイの表示に以上があります。サービスセンターまでご連絡をお願いします。」の案内映像を一定時間表示させる（ステップＳ３４）。その後、ＣＰＵ５０は、通常の表示画面を表示させる（ステップＳ３５）。

以上のように、第２の実施形態におけるＨＭＤ３９によれば、ＣＣＤカメラ４０
で比較用テストチャート２５を撮影し、この撮影データに基づいて表示チャートを表示するため、ＣＣＤカメラ４０を含めたＨＭＤ３９全体の作動状態のテストを行うことが可能となる。これにより、観者の眼病等の進行に対し早期に対処することが可能となり、且つまた、ＨＭＤの修理や買い替え等のコストを節約することが可能となる。

また、比較チャートをＣＣＤカメラ４０で取り込むことは、表示チャートと比較用テストチャート２５との比較の正確性を担保するという効果が有る。即ち、比較用テストチャート２５が、紫外線や物理的な接触等により退色あるいは損傷しても、その様な損傷等を含んだ状態で表示チャートが表示されるため、映像表示の不具合が観者の眼にあるのか機器にあるのかの判断は、明確に行うことが可能である。

更には、表示開始スイッチ４２を備え、映像表示状態の確認を任意に行うことが可能になる。これにより、例えば、日によって微妙に異なる観者の体調を原因とする映像表示の不具合が生じても、即座に映像表示の状態を確認することができる。

なお、蓋反転検出スイッチ２６を、表示開始スイッチ４２として構成してもよい。具体的には、格納部蓋２３を反転させてユニット本体筐体１６に再びはめ込んだ際に、蓋反転検出スイッチ２６から送信される検出信号を合図としてテストチャートの表示を行う構成としてもよい。これにより、観者が映像表示状態の不具合を感じたときに、他の操作を行うことなく、より早期に確認を行うことを可能とする。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明を適用したＨＭＤの第３の実施形態について図を用いて説明する。
なお、以下の説明において、ＨＭＤ１及び２と同一構成を有するものは同一符号を用いて説明を省略する。
図１３は、第３の実施形態におけるＨＭＤ６０の外観構成を示した全体図である。ＨＭＤ６０は、外観構成としては、第１及び第２の実施形態におけるＨＭＤ１及びＨＭＤ３９に比して、演算処理部６１での処理及び演算処理部６１から送信される映像信号から映像を表示するサブディスプレイ６２をユニット本体筐体１６に更に備える点で特に異なる。
なお、制御ユニット６０は、ウェアラブル性（携行性）を追求させるために、小型化を図り、眼鏡型の装着具であるフレーム５に懸架あるいは装着する構成とすることも可能であるし、映像投射装置６と略一体に形成し着脱可能に構成してもよい。

なお、ＣＣＤカメラ４０は、第２の実施形態におけるＣＣＤカメラ４０と異なり、図００に示すように、取付具６３を介して長手方向をテンプル３と平行とし且つ観者の視界方向を撮影可能な向きに設けられている。また、ＣＣＤカメラ４０は、着脱自在になっており、ホログラム素子１５に表示される映像を撮影可能となる場所に位置することも可能となっている（図１３参照）

図１４は、ＨＭＤ６０の内部構成を示したブロック図である。
ＣＣＤカメラ４０で撮像された映像信号は、ケーブル４３を介して制御ユニット６４に送信され、ホログラム素子１５にこの映像を表示可能となっている。
第３の実施形態におけるＨＭＤ６０は、ホログラム素子１５にテストチャートの映像を表示させ、この表示チャートの映像自体をＣＣＤカメラ４０で撮影し、この撮影データと予めＲＯＭ３１等に記憶されている比較用テストチャートのデータとを比較判定手段としてのＤＳＰ６６で比較して映像評価を行うことで、ＨＭＤ６０の映像表示状態を確認することを特徴とする。なお、ＣＰＵ３０を介して送信される調節用ツマミ６８からの各種の処理信号により、解像度や演色性等の閾値を変更させて画像処理を行うことが可能に構成されている。

表示開始スイッチ４２は、表示状態の確認を開始する際に操作するものであり、この表示開始スイッチ４２からの送信信号をＣＰＵ６５が受信することによりホログラム素子１５に表示チャートが表示されるようになっている。

ここで、比較判定手段であるＤＳＰ６６での両データの比較の方法について説明する。ＲＯＭ３１に記録された表示チャートの映像データに基づいて表示チャートの映像がホログラム素子１５に表示される。上述のようにＣＣＤカメラ４０をホログラム素子１５側に移動させ、表示チャートの撮像をおこなう。撮像された表示チャートの映像信号はＡ／Ｄ変換器４６でデジタル信号に変換された後、第２の実施形態におけるＨＭＤ３９と同様に、ＤＳＰ６６で１フレーム分の映像信号が抽出され、グラフィックメモリ３３に一時記録される。
また、ＲＯＭ３１には、上記表示チャートの撮像と同様の手法で撮像されデータ化がされた表示チャートの撮影データが予めＲＯＭ３１に記録されている。より具体的には、工場出荷時等に、デフォルトに設定されている状態で撮像乃至それを想定したデータ等をいう（以下、「比較用テストチャートデータ」という）。
ＤＳＰ６６は、ＣＰＵ６５からの比較指示信号を受け、この比較用テストチャートデータをＲＯＭ３１から読出すと共にグラフィックメモリ３３に一時記録された表示チャートのデータを読出し、両データの比較を行うようになっている。

ＤＳＰ６６では、両データのピクセル毎に比較検索がおこなわれる。比較結果が一致しないデータを検出することで、映像表示状態の不良度を判断するようになっている。なお、比較結果に一定の閾値を設ける構成としても良い。即ち、不一致データが全体データのうちに占める割合を超える場合に映像表示状態を不良とする構成としてもよい。実用レベルを鑑みると、映像表示確認テストを行う場所等条件が基準データの条件と完全に一致させることは困難であるし、また、データ上の微差は人間が識別できないのが一般的であるためである。

また、サブディスプレイ６２は、映像表示状態の確認を行っている際に、観者等に各種の手順や指示等の案内映像を表示するものである。ＣＰＵ６５からの指示信号に基づきＤＳＰ６６からの映像信号を映像として表示するようになっている。

以下に、ＨＭＤ６０の動作に付いて図１５のフローチャートを用いて説明する。なお、以下に説明する動作は、予めＲＯＭ３１に記録されたプログラムに基づいて、ＣＰＵ６５が制御するものである。

観者等により表示開始スイッチ４２が操作され、テストチャート表示開始指示信号をＣＰＵ６５が受信すると（ステップＳ５０）、ＣＰＵ６５は、ＤＳＰ６６に案内映像の表示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に「映像表示の状態を確認します。電池蓋を裏返して下さい。」との案内映像を表示させる（ステップＳ５１）。観者が、格納部蓋２３を裏返し、蓋反転検出スイッチ２６から送信される検出信号をＣＰＵ６５が受信すると（ステップＳ５２）、上記案内映像の表示手順と同様に、ホログラム素子１５に「電池蓋のチャートは鮮明ですか？」の案内映像を投射させる（ステップＳ５３）。このとき、案内映像の下部には、「鮮明」と「不鮮明」の二つの選択コマンドが表示され（図８参照）、ＣＰＵ６５は観者の入力コマンドの検出待機状態となる（ステップＳ５４）。ここで、観者が、コマンド入力スイッチ１７を介して「不鮮明」を選択し、コマンド信号を受信すると（ステップＳ５４：ＮＯ）、「視力が適合していないおそれがあります。視力検査をお受け頂くか、他の方に映像表示状態確認テストをお願いします。」との案内映像を表示させる（ステップＳ５５）。その後、通常の映像を表示させる（ステップＳ６３）。

一方、ステップＳ５４で、観者が「鮮明」を選択し、コマンド信号を受信すると（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６６に案内映像の表示コマンドを送信し、ホログラム素子１５に「ディスプレイに表示されているテストチャートの撮影を行います。カメラをはずし、所定の位置まで移動させて下さい。」との案内映像をホログラム素子１５に一定時間表示させる（ステップＳ５６）。
その後、ＤＳＰ６６に表示チャートの表示指示コマンドを送信し、ＲＯＭ３１より表示チャートに関するデータを読み込ませ、ホログラム素子１５に表示チャートを表示させる（ステップＳ５７）。次に、ＤＳＰ６６に、ＣＣＤカメラ４０から取得した映像信号から１フレーム分の映像信号を抽出させ、グラフィックメモリ３３に記録させる（ステップＳ５８）。その後、予めＲＯＭ３１に記録された比較用テストチャートデータをＤＳＰ６６に読み込ませるとともにグラフィックメモリ３３から表示チャートのデータを読み込ませ、両データのピクセルごとの比較検索を行わせる（ステップＳ５９）。ここで、両データの比較検索の結果が一致するものであれば（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６６に案内映像の表示指示コマンドを送信し、今度は、制御ユニット６４に備えられるサブディスプレイ６２に「ディスプレイの表示状態は良好です。カメラを元の位置に戻してください。映像表示状態の確認を終了します。」との案内映像を表示させる（ステップＳ６１）。その後、通常の映像を表示させる（ステップＳ６３）。

又、ステップＳ６０で両データの比較検索の結果が不一致である場合には（ステップＳ６０：ＮＯ）、ＤＳＰ６６に案内映像の表示指示コマンドを送信し、サブディスプレイ６２に「ディスプレイに異常があります。サービスセンターまでご連絡ください。」との案内表示を一定時間行わせる（ステップＳ６２）。その後、通常の映像を表示させる（ステップＳ６３）。

以上のように、第３の実施形態におけるＨＭＤ６０によれば、現状での表示チャートの映像表示状態をＣＣＤカメラ４０で撮像し、この表示チャートのデータと予め記憶されたデータとをＤＳＰ６６により自動的に比較するため、観者が、特段の操作をすることなく、正確且つ簡便に、ＨＭＤ６０の映像表示状態の確認を行うことができる。この結果、映像表示状態の不具合が、観者の視力低下や眼病の進行等を原因とするのか、あるいは機器の故障等を原因とするのか峻別でき。眼病進行等への早期対処あるいは機器の修理や新規購入費等のコスト削減という効果がある。

また、日常でＨＭＤ６０を始め頭部装着型の表示装置等を使用したことが無い者（例えば、使用者の家族、友人等）であっても、簡便に映像表示状態の確認を行うことができる。この結果、第三者も、映像表示状態の不具合が、観者自身あるいは機器を原因とするものであるかが判断できるという効果がある。

なお、上記ＣＣＤカメラ４０は取付具６３を介してテンプル３と着脱自在とする構成としたが、図１６に示すように、ヒンジ６７を用いる構成としてもよい。具体的には、ヒンジ６７はテンプル３の長手方向外周を回動可能となっている。更に、ＣＣＤカメラ４０をヒンジ６７の回動方向に沿ってホログラム素子１５の方向に回転させると、ホログラム素子１５に表示される映像を撮影可能となる場所に位置するようになっている。
このような構成とすることで、映像表示状態の確認において、表示チャートの撮像を行う際、ＣＣＤカメラ４０がテンプル３を中心にヒンジ６７の案内により、常に、同様な撮影位置にあわせることができるため、観者等の操作上の負担を軽減すると共に、表示チャートのデータを均一に保つことができるという効果がある。

更に、図１７及び図１８に示すように、第１及び第２の実施形態における生産段階での映像調整と同様に、調整用カメラ７０及び調整用モニタ７１を用いて映像の表示状態を評価することも可能である。例えば、テストチャートをホログラム素子１５に表示させ、この映像を調整用カメラ７０で接眼方向から撮影する。調整用モニタ７１には記憶手段としてのＲＯＭ等を備え、このＲＯＭにはホログラム素子１５のあるべき映像表示状態を示す映像データ（テストチャートデータ）を予め記憶させ、この調整用モニタ７１に表示される両テストチャート映像を比較することで、ＨＭＤ６０の映像表示状態を評価することができる。さらには、両テストチャートが一致するように、調節用ツマミ６８を操作し、ＤＳＰ６６での画像処理（明るさの増減、コントラストの増減、階調反転あるいはこれらの組合せ等）における閾値データを変更させ、ＬＣＤ１２や液晶表示器１３（図２参照）に出力する映像信号を変換し解像度や演色性等の調節を行い、両テストチャートを一致（又は近似）させるようにしてもよい。

以上、本発明を適用したＨＭＤ１、ＨＭＤ３９及びＨＭＤ６０について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではない。

第１の実施形態におけるＨＭＤの全体構成を示した概要図である。 第１の実施形態における映像表示装置及び接眼光学系の概要を示した側断面図である。 第１の実施形態における制御ユニットの裏面及び格納部蓋の裏面の構成を示した概要図である。 第１の実施形態における比較用テストチャートの比較手法を示した模式図である。 第１の実施形態における比較用テストチャートと表示チャートとの比較状態を観者の視線方向から示した模式図である。 第１の実施形態におけるＨＭＤの機能的構成を示したブロック図である。 第１の実施形態におけるＨＭＤの動作状態を示したフロー図である。 第１の実施形態における案内映像を示した模式図である。 第１の実施形態における案内映像を示した模式図である。 第２実施形態におけるＨＭＤの全体構成を示した概要図である。 第２の実施形態におけるＨＭＤの機能的構成を示したブロック図である。 第２の実施形態におけるＨＭＤの動作状態を示したフロー図である。 第３の実施形態におけるＨＭＤの全体構成を示した概要図である。 第３の実施形態におけるＨＭＤの機能的構成を示したブロック図である。 第３の実施形態におけるＨＭＤの動作状態を示したフロー図である。 第３の実施形態におけるＣＣＤカメラのヒンジを用いたＣＣＤカメラの動作状態を示した模式図である。 第１の実施形態におけるＨＭＤの映像表示状態の調整方法の例を示した模式図である。 第２の実施形態におけるＨＭＤの映像表示状態の調整方法の例を示した模式図である。

符号の説明

１ ＨＭＤ
２ 鼻当て
３ テンプル
５ フレーム
６ 映像投射装置
７ 接眼光学系
８ ケーブル
９ 制御ユニット
１０ 眼鏡レンズ
１１ 筐体
１２ ＬＥＤ
１３ 液晶表示器
１４ 照明光学系
１５ ホログラム素子
１６ ユニット本体筐体
１７ コマンド入力スイッチ
１８ 外部入力端子
１９ プリズム
２０ 演算処理部
２１ 電池格納部
２２ 電池
２３ 格納部蓋
２４ 灰色平面
２５ 比較用テストチャート
２６ 蓋反転検出スイッチ
２７ 凸部
３０ ＣＰＵ
３１ ＲＯＭ
３２ ＤＳＰ
３３ グラフィックメモリ
３４ バス
３５ 表示駆動装置
３９ ＨＭＤ
４０ ＣＣＤカメラ
４１ 演算処理部
４２ 表示開始スイッチ
４３ ケーブル
４５ 制御ユニット
４６ Ａ／Ｄ変換器
５０ ＣＰＵ
５１ ＤＳＰ
６０ ＨＭＤ
６１ 演算処理部
６２ サブディスプレイ
６３ 取付具
６４ 制御ユニット
６５ ＣＰＵ
６６ ＤＳＰ
６７ ヒンジ
６８ 調節用ツマミ
７０ 調整用カメラ
７１ 調整用モニタ
Ｅ 眼

Claims (15)

1. 眼鏡の形状を有する装着具の眼鏡レンズに、映像を光学的に瞳に導く映像表示手段と該映像を前記映像表示手段に投射する映像投射手段とを備え、映像データ及びテストチャートデータから映像信号を生成し、外界光と重畳的に前記映像表示手段に映像及びテストチャート映像を表示可能とさせる制御手段を備える外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記映像表示手段に表示されるテストチャート映像との比較を行うための比較用テストチャートを備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記比較用テストチャートは、前記眼鏡レンズを通して前記映像表示手段に表示されるテストチャート映像との比較を行うことで、前記映像表示手段の表示状態の評価を可能とすることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記比較用テストチャートは、前記眼鏡レンズの光学特性を反映するものであることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
4. 請求項２に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記テストチャートデータは、前記眼鏡レンズの光学特性を反映するものであることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項３又は４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記光学特性は、前記眼鏡レンズの透過率であることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記制御手段が格納される制御ユニット筐体を更に備え、前記比較用テストチャートは、前記制御ユニット筐体に備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
7. 請求項６に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記制御ユニット筐体は、前記外界光透過型ヘッドマウントディスプレイに電力の供給を行う電池を格納する電池格納部及び該電池格納部を覆う格納部蓋を更に備え、
   前記比較用テストチャートを前記格納部蓋に備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
8. 請求項７に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記比較用テストチャートを前記格納蓋の裏面に備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段は、前記外界光透過型ヘッドマウントディスプレイの初回起動時又はリセットをした時に、前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    前記制御手段は、所定時間おきに、前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    前記制御手段に前記テストチャートの表示開始信号を出力する表示指示手段を更に備え、前記制御手段は、該送信開始信号に基づいて前記テストチャートを前記映像表示手段に表示させることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
12. 請求項１１に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    前記表示指示手段は、前記比較用テストチャートを可視状態にすることにより前記表示指示信号を出力することを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    光学像を捕らえ前記制御手段に電子信号を出力する撮像手段を更に備え、前記制御手段は、前記撮像手段が捕らえた前記比較用テストチャートの映像を、前記映像表示手段に表示させることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
14. 眼鏡の形状を有する装着具の眼鏡レンズに、映像を光学的に瞳に導く映像表示手段と、該映像を前記映像表示手段に投射する映像投射手段とを備え、前記装着具に着脱自在に備えられ光学像を捕らえて電子信号を出力する撮像手段と、予め記憶されたテストチャートデータ又は前記撮像手段から出力される電子信号から映像信号を生成し、前記映像表示手段に外界光と重畳する映像を表示可能とさせる制御手段とを備える外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    前記映像表示手段に表示されたテストチャートの映像を前記撮像手段で撮像することにより取得された表示映像データと前記予め記憶されたテストチャートデータとの比較を行う比較判定手段を備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。
15. 請求項１４に記載の外界光透過型ヘッドマウントディスプレイにおいて、
    前記制御手段を格納する制御ユニット筐体を更に備え、該制御ユニット筐体には、前記比較判定手段による表示状態の評価結果を表示する予備表示手段を備えることを特徴とする外界光透過型ヘッドマウントディスプレイ。

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