JP2007121625A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、頭部又は顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー可能な画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device that is attached to a head or a face and allows a user to see through the outside world.
従来、使用者の頭部や顔面に取り付けられ、使用者の眼球にその近傍位置で画像を提供する画像表示装置が知られており、下記特許文献1〜3には、この種の画像表示装置に係る技術が提案されている。
Conventionally, there is known an image display device that is attached to a user's head or face and provides an image to the user's eyeball in the vicinity thereof.
下記特許文献1には、使用者の顔面に装着可能に構成された表示部を有するヘッドマウントディスプレイユニットにおいて、作図画像と該作図画像に係る作図のついてのメニューとを表示部に同時に表示する場合に、作図画像及びメニューの視認性を考慮して、使用者の視線を検出する視線検出手段と、検出された使用者の視線に応じて表示部における所定の表示領域における表示形態を変化させる技術が開示されている。
In the following
下記特許文献2には、左右両眼にそれぞれ視差を有する別の画像を提供し、両眼の輻輳角の相違による立体視機能を利用して物体の奥行きを視覚的に感じさせる画像表示装置に関する記載がある。
The following
下記特許文献3には、表示情報を同一視野内において、観察者の前方視野の被写体の映像情報に空間的にオーバーラップさせて眼球に導く表示装置において、表示情報のうち文字情報を前記外界の映像情報(シースルー画像)に対して空間的に立体表示する構成が提案されている。
前記特許文献3のような外界をシースルー可能な画像表示装置にあっては、表示部の透過率が比較的高い場合、外界の像と表示画像との識別が困難となることにより表示画像の視認性が低下することとなる。また、外界の像に高周波成分が含まれている場合には、表示画像の判別が困難となり、特に文字の視認性が低下することとなる。さらには、外界の像が特定の色に偏ったものであるときには、表示画像の色が現実の色と大きく異なるものとなる虞がある。なお、前記特許文献1,2には、外界をシースルー可能な画像表示装置に関する記載はなされていない。
In the image display device capable of see-through the outside world as in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、頭部又は顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー可能な画像表示装置における表示画像の視認性を向上させる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique for improving the visibility of a display image in an image display device that is attached to a head or a face and allows a user to see through the outside. To do.
請求項1に記載の発明は、頭部又は顔面に取り付けられ、外界をシースルー可能な画像表示装置であって、画像を表示する表示手段と、被写体の光像を受光して光電変換動作を行う撮像手段の撮像動作により得られた画像に応じて前記画像の表示態様を変更する表示態様変更手段とを備えることを特徴とするものである。
The invention described in
この発明によれば、撮像手段の撮像動作により得られた画像に応じて前記画像の表示態様を変更するようにしたので、画像表示装置における表示画像の視認性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, since the display mode of the image is changed according to the image obtained by the imaging operation of the imaging means, it is possible to improve the visibility of the display image in the image display device.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像表示装置において、前記表示態様変更手段は、前記撮像手段の撮像動作により得られた画像の色温度を検出する色温度検出手段と、前記色温度検出手段により検出された色温度に応じて画像の表示色を調整する表示色調整手段と、前記表示色調整手段により表示色が調整された画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the image display device according to the first aspect, the display mode changing means includes a color temperature detecting means for detecting a color temperature of an image obtained by an imaging operation of the imaging means, Display color adjusting means for adjusting the display color of the image according to the color temperature detected by the color temperature detecting means, and display control means for causing the display means to display an image whose display color has been adjusted by the display color adjusting means. Are provided.
この発明によれば、画像の色温度を検出し、検出した色温度に応じて表示手段の画像の表示色を調整し、その色温度を調整した画像を表示手段に表示するようにしたので、表示手段に表示する画像が実際の被写体と大きく異なるという状態が発生するのを抑制することができる。 According to this invention, the color temperature of the image is detected, the display color of the image on the display unit is adjusted according to the detected color temperature, and the image on which the color temperature has been adjusted is displayed on the display unit. It is possible to suppress the occurrence of a state in which the image displayed on the display means is significantly different from the actual subject.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像表示装置において、前記画像の輝度を検出する輝度検出手段と、前記輝度検出手段により検出された輝度に応じて前記表示手段の画像の表示光量を調整する表示光量調整手段とを更に備えることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the image display device according to the second aspect, a luminance detection unit that detects the luminance of the image, and an image of the display unit according to the luminance detected by the luminance detection unit. A display light amount adjusting means for adjusting the display light amount is further provided.
この発明によれば、画像の輝度を検出し、検出した輝度に応じて表示手段の画像の表示光量を調整するようにしたので、例えば外界の被写体の輝度が非常に高い場合に、表示手段に表示する画像の視認性が低下するのを抑制することができる。 According to the present invention, the brightness of the image is detected, and the display light amount of the image on the display means is adjusted according to the detected brightness. For example, when the brightness of the external subject is very high, the display means It can suppress that the visibility of the image to display falls.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の画像表示装置において、前記表示態様変更手段は、前記撮像手段の撮像動作により得られた画像の空間周波数を検出する空間周波数検出手段と、前記空間周波数検出手段により検出された空間周波数に応じて前記表示手段の画像の表示光量を調整する表示光量調整手段と、前記表示光量調整手段により表示光量が調整された画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image display device according to the first aspect, the display mode changing means includes a spatial frequency detecting means for detecting a spatial frequency of an image obtained by the imaging operation of the imaging means, Display light amount adjusting means for adjusting the display light amount of the image on the display means according to the spatial frequency detected by the spatial frequency detecting means, and displaying the image whose display light amount is adjusted by the display light amount adjusting means on the display means And a display control means.
この発明によれば、画像の空間周波数を検出し、検出した空間周波数に応じて表示手段の画像の表示光量を調整し、画像をその表示光量で表示手段に表示するようにしたので、表示手段に表示する画像、特に文字の視認性の低下を抑制することができる。 According to this invention, the spatial frequency of the image is detected, the display light amount of the image on the display means is adjusted according to the detected spatial frequency, and the image is displayed on the display means with the display light amount. It is possible to suppress a decrease in the visibility of images displayed on the screen, particularly characters.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像表示装置において、前記画像の輝度を検出する輝度検出手段を更に備え、前記表示光量調整手段は、前記空間周波数検出手段により検出された空間周波数と前記輝度検出手段により検出された輝度とに応じて画像の表示光量を調整することを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image display device according to the fourth aspect of the present invention, the image display device further includes a luminance detection unit that detects the luminance of the image, and the display light amount adjustment unit is detected by the spatial frequency detection unit. The display light quantity of the image is adjusted in accordance with the spatial frequency and the brightness detected by the brightness detecting means.
この発明によれば、画像の空間周波数だけでなく画像の輝度をも検出し、検出した空間周波数と輝度とに応じて表示手段の画像の表示光量を調整するようにしたので、例えば外界の被写体の輝度が非常に高い場合に、表示手段に表示する画像の視認性が低下するのを抑制することができる。 According to the present invention, not only the spatial frequency of the image but also the luminance of the image is detected, and the display light amount of the image on the display means is adjusted according to the detected spatial frequency and luminance. It is possible to suppress a reduction in the visibility of the image displayed on the display means when the brightness of the screen is very high.
本発明によれば、画像の色温度、輝度及び空間周波数のうち少なくとも1の要素に応じて、表示手段の画像の表示色又は表示光量を調整するようにしたので、当該画像表示装置における表示画像の視認性を向上させることができる。 According to the present invention, the display color or the display light amount of the image on the display means is adjusted according to at least one element among the color temperature, luminance, and spatial frequency of the image. Visibility can be improved.
本発明に係る画像表示装置の実施形態について説明する。図1は、本発明に係る画像表示装置の一実施形態の構成を示す正面図、図2は、図1に対する平面図、図3は、図1に対する右側面図である。なお、図1の左右方向をX軸、上下方向をY軸、紙面に直交する方向をZ軸とする3次元座標系を設定するものとする。 An embodiment of an image display device according to the present invention will be described. 1 is a front view showing a configuration of an embodiment of an image display apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view with respect to FIG. 1, and FIG. 3 is a right side view with respect to FIG. It is assumed that a three-dimensional coordinate system is set in which the left-right direction of FIG.
図1〜図3に示すように、画像表示装置1は、当該画像表示装置1の使用者の眼球の近傍位置に配置されて使用される頭部装着型表示装置(ヘッドマウンテッドディスプレイ(HMD))であり、第1、第2透明基板2,3と、ブリッジ4と、フレーム5,6と、カメラユニット7と、表示筐体8,9とを有して構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
第1、第2透明基板2,3は、左右の眼球にそれぞれ対応して備えられたU字型で略平板状の透明体である。後述するように、第1、第2透明基板2,3に囲まれて形成されるスペースに表示筐体8,9が嵌め込まれている。
The first and second
ブリッジ4は、XY平面に平行で且つX軸方向に並べて配置された第1、第2透明基板2,3の互いに対向する所定位置に架け渡された短尺の棒状部材であり、第1透明基板2と第2透明基板3とを一定の間隙を介した相対位置関係に保持するものである。
The
フレーム5,6は、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、使用者の耳や側頭部に掛止され、画像表示装置1の頭部への保持及び装着位置の調整を行うためのものである。なお、フレーム5,6は、回動部5a,6aにおいて矢印P,Q方向に回動可能に構成されており、当該画像表示装置1を使用しない場合には、フレーム5,6を矢印P,Q方向に回動させて第1、第2透明基板2,3に沿わせることにより、コンパクト化することができる。
The
カメラユニット7は、使用者の眼前の被写体を撮影するものであり、例えば一方のフレーム5に取り付けられている。図4は、カメラユニット7の内部構成を示す断面図である。図4に示すように、カメラユニット7は、筒状の筐体10内にズームレンズ光学系を配置してなるレンズユニット11と、該レンズユニット11により導かれた被写体の光像を撮像(光電変換)する撮像素子12と、撮像素子12を支持する撮像素子基板13と、撮像素子12の撮像動作により得られる画素信号を図略の制御ユニットに送信するためのケーブル14とを有して構成されている。なお、レンズユニット11の変倍レンズ群及びフォーカスレンズ群は、図略のモータにより光軸方向に駆動可能に構成されており、変倍レンズ群が光軸方向に駆動されたときには表示倍率が変更され、フォーカスレンズ群が光軸方向に駆動されたときには焦点調節が行われる。
The
撮像素子12は、前記レンズユニット11により結像された被写体光像の光量に応じて、R、G、B各成分の画像信号に光電変換するものである。撮像素子12は、CCD(Charge Coupled Device)が2次元的に配置されたエリアセンサの各CCDの表面に、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、所謂ベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されている。なお、撮像素子12としては、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ、VMISイメージセンサ等が採用可能である。
The
表示筐体8,9は、同様の構成を有しており、カメラユニット7で撮影した画像(映像)を表示し眼球に提供するものである。図5は、図2の矢印A−A線からみた矢視断面図であり、主に表示筐体8,9の内部構成を示している。
The
図5に示すように、表示筐体8,9は、筐体部15と、LED(Light Emitting Diode)16と、コリメータレンズ17と、LCD(Liquid Crystal Display)18と、プリズム19と、HOE(Holographic Optical Element)20とを有し、LED16、コリメータレンズ17及びLCD18が筐体部15に内蔵された状態で、該筐体部15がプリズム19の上端部において上斜め前方(図5では右斜め上方向)に突出する態様で取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the
LED16は、所定波長色を含む白色発光ダイオード(LED)からなる点光源である。コリメータレンズ17は、LED16の光をほぼ平行光にしてLCD18に投光するものである。LCD18は、カメラユニット7の画像信号に基づき映像を生成するものであり、例えば透過型の液晶表示パネルである。
The
プリズム19は、ガラスや透明樹脂等からなる略板状の透明部材であり、LCD18からの光を内部で複数回の反射を行わせるものである。プリズム19の上端部は、LCD18からの光の大部分を内部に採光できるように、上方に向かってより肉厚となるように前面側が楔形状に形成された肉厚部19aが形成されている。
The
また、プリズム19の下端部には、テーパ面19bが形成されており、プリズム19は、第1、第2透明基板2,3に形成されたテーパ面2a,3aに対しHOE20を介して接合(例えば接着)されている。また、プリズム19の表裏面は、第1、第2透明基板2,3の表裏面に対して面一とされている。これにより、プリズム19は、第1、第2透明基板2,3と一枚の板状に一体化されている。
A
HOE20は、光学的に軸非対称な所謂自由曲面で構成されて正のパワーを有する体積位相型のホログラム光学素子であり、プリズム19の下端部において所定の傾斜角を有して支持されている。HOE20は、プリズム19により導光された光が照射されることにより、光の干渉現象を用いてホログラム映像を眼球に提供する。
The
以上のような構成を有する表示筐体8,9においては、LED16から射出された光は、コリメータレンズ17を通してLCD18を照明し、この照明によりLCD18で生成された被写体光は、プリズム19内で複数回の全反射を行った後、HOE20により回折し虚像として使用者の眼球に導かれる。
In the
さらに、プリズム19は、前方から入射する光を使用者の眼球に導くようになっている。これにより、使用者は、外界(前方の被写体)をシースルー可能となり、カメラユニット7により撮影された画像(映像)を外界(前方の被写体)と重畳して視認することとなる。
Furthermore, the
なお、第1、第2透明基板2,3に形成されたテーパ面2a,3aは、プリズム19のテーパ面19bでの光の屈折をキャンセル(相殺)する、すなわち、テーパ面19bにおけるプリズム効果により矢印W側からの光が上方に屈曲するのを防止するため、使用者は、プリズム19、第1、第2透明基板2,3及びHOE20を通して、外界光を歪むことなく観察することができる。
The tapered surfaces 2a and 3a formed on the first and second
図6は、画像表示装置1の電気的な構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the
図6に示すように、画像表示装置1は、カメラユニット7と、LCD18と、信号処理部21と、A/D変換部22と、タイミング制御回路23と、画像メモリ24と、VRAM25と、制御部26とを有する。
As shown in FIG. 6, the
カメラユニット7は、図1,2,4に示すカメラユニット7に相当するものであり、画像表示装置1を装着した使用者の眼前の被写体を撮影するものである。LCD18は、図5に示すLCD18に相当するものであり、カメラユニット7により得られた画像データに基づく画像を表示するものである。
The
信号処理部21は、撮像素子12から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理部21は、CDS(相関二重サンプリング)回路とAGC(オートゲインコントロール)回路とを有し、CDS回路により画像信号のノイズの低減を行い、AGC回路により画像信号のレベル調整を行う。
The
A/D変換部22は、信号処理部21により出力されたアナログのR,G,Bの画素信号を、複数のビット(例えば10ビット)からなるデジタルの画素信号にそれぞれ変換するものである。A/D変換部22のA/D変換処理後の信号を画像データというものとする。
The A /
タイミング制御回路23は、制御部26から出力される基準クロックCLK0に基づいてクロックCLK1,CLK2を生成し、クロックCLK1をカメラユニット7内の撮像素子12(図4参照)に、また、クロックCLK2をA/D変換部22にそれぞれ出力することにより、撮像素子12及びA/D変換部22の動作を制御する。
The
画像メモリ24は、制御部26により画像データに対する各種の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。VRAM25は、LCD18の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、LCD18に再生表示される画像を構成する画素信号のバッファメモリである。
The
制御部26は、各制御プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、演算処理や制御処理などのデータを一時的に格納するRAM(Random Access Memory)、及び上記制御プログラム等をROMから読み出して実行するCPU(中央演算処理装置)等からなり、図略の撮影開始スイッチからの信号を受けて、カメラユニット7の撮像動作やLCD18の表示動作の制御を行うものである。なお、制御部26は、前記制御ユニットに搭載されており、前記ケーブル14を介してカメラユニット7やLCD18との間で画像の授受を行う。
The
本実施形態の画像表示装置1は、前述したように、当該画像表示装置1を使用者が装着したときに外界(前方の被写体)がシースルー可能に構成されているため、外界の被写体の輝度が比較的高い場合や該被写体が特定の色に偏っている場合、当該画像表示装置1により表示される画像の視認性が低下したり、被写体の実際の色と大きく異なったりすることが考えられる。
As described above, the
そこで、本実施形態では、この問題を解決するべく、制御部26は、輝度検出部27と、色温度検出部28と、表示光量調整部29と、表示色調整部30とを機能的に有している。
Therefore, in this embodiment, in order to solve this problem, the
輝度検出部27は、A/D変換部22によるA/D変換処理後の画像データに係る画像全体の平均輝度を検出するものである。すなわち、輝度検出部27は、撮像素子12の各画素から得られたA/D変換処理後の各画素値の平均値を算出し、この平均値に基づいて輝度を検出するものである。輝度検出部27は、前記輝度検出手段に相当するものである。
The
色温度検出部28は、A/D変換部22によるA/D変換処理後の画像データに係る画像の色温度を検出するものである。色温度は、R(赤)の画素の画素値を「R」、G(緑)の画素の画素値を「G」、B(青)の画素の画素値を「B」と表すものとすると、G(緑)の画素の画素値とR(赤)の画素の画素値との比G/Rと、G(緑)の画素の画素値とB(青)の画素の画素値との比G/Bとの間に所定の関係を有しているので、前記比G/R及び比G/Bと色温度との関係をテーブル形式で例えば制御部26のROMに格納しておき、色温度検出部28は、A/D変換部22から画像データが出力されると、この画像データから前記比G/R及び比G/Bを算出し、この算出した比G/R及び比G/Bに対応する色温度を前記ROMを参照して導出する。色温度検出部28は、前記色温度検出手段に相当するものである。
The color
表示光量調整部29は、輝度検出部27により検出された輝度に応じて、LCD18の表示光量を調整するものである。本実施形態では、表示光量調整部29は、輝度検出部27により検出された輝度が所定の閾値α以上のときに、その輝度の増大に応じてLED16の発光量を増大する。表示光量調整部29は、前記表示光量調整手段に相当するものである。
The display light
表示色調整部30は、色温度検出部28により検出された色温度に応じて、LCD18の表示色を調整するものである。本実施形態では、表示色調整部30は、色温度検出部28により検出された色温度が所定の範囲からずれているとき、LCD18の表示色をそのずれている方向と逆方向に調整する。
The display
具体的には、本実施形態のように撮像素子12が、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた所謂ベイヤー方式の撮像素子である場合、表示色調整部30は、R(赤)の画素の画素値R、G(緑)の画素の画素値G及びB(青)の画素の画素値Bにそれぞれ所定の係数を掛けた上で足し合わせたものが白色となるように、前記所定の係数を設定する。すなわち、表示色調整部30は、前記所定の係数をa,b,cと表すものとすると、aR+bG+cB=L(白色)となるように、係数a,b,cを設定する。
Specifically, as in the present embodiment, the
そして、表示色調整部30は、太陽光線(d線)による照明下において前述の方法により設定した各係数がad,bd,cdである場合において、a<ad,c<cdのときには色温度が高く、a>ad,c>cdの場合には色温度が低いと判断し、画像の色温度を反対側にシフトする。色温度は、青、白、赤の順に高いので、例えば画像が赤みを帯びている場合には、青側にシフトする。そのシフト量は、
k=(a−ad)/(c−cd) ・・・(1)
で算出されるkの値に応じて決定される。なお、表示色調整部30は、前記表示色調整手段に相当するものである。また、表示光量調整部29及び表示色調整部30は、表示制御手段を構成するものである。
The display
k = (a-ad) / (c-cd) (1)
It is determined according to the value of k calculated in The display
次に、制御部26による表示処理について説明する。図7は、この表示処理を示すフローチャートである。
Next, display processing by the
図7に示すように、図略の電源ボタンにより電源がオンされると(ステップ♯1でYES)、制御部26は、カメラユニット7(撮像素子12)に撮像動作を実行させる(ステップ♯2)。制御部26は、こ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と、前記係数a,b,cの設定とを行う(ステップ♯3)。
As shown in FIG. 7, when the power is turned on by an unillustrated power button (YES in step # 1), the
そして、制御部26は、測定した輝度(以下、測定輝度という)と所定の閾値αとの大小関係を判断する(ステップ♯4)。その判断の結果、前記測定輝度が、前記閾値α以上である場合には(ステップ♯4でYES)、その測定輝度に応じてLED16の光量(LCD18の表示光量)を調整する(ステップ♯5)一方、前記閾値α未満である場合には(ステップ♯4でNO)、ステップ♯5の処理を実行しないでステップ♯6の処理に進む。
Then, the
ステップ♯4又は♯5の処理後、制御部26は、ステップ♯3で検出した画像の色温度が所定範囲からずれているか否かを判断する(ステップ♯6)。その判断の結果、色温度が所定範囲からずれていない場合には(ステップ♯6でNO)、ステップ♯2の処理に戻る一方、前記色温度が所定範囲からずれている場合には(ステップ♯6でYES)、表示色を、aとadとの大小関係、cとcdとの大小関係及び前記係数a,b,cと前記式(1)とを用いて算出されるkの値に応じて調整する(ステップ♯7)。
After the processing of
そして、電源ボタンにより電源がオフされるまで(ステップ♯8でNO)、制御部26は、カメラユニットによる1回の撮像動作ごとにステップ♯3〜♯8の処理を実行し、電源がオフされると(ステップ♯8でYES)、一連の処理を終了する。なお、人間の眼は、色より輝度の方が高い感度を有するため、前記表示処理において、輝度についての処理(ステップ♯4,♯5)を色温度についての処理(ステップ♯6,♯7)より先に行っている。
Until the power is turned off by the power button (NO in step # 8),
以上のように、撮像した画像の色温度に応じて表示色を調整し、該画像の輝度に応じて表示光量を調整するようにしたので、従来では外界の色と表示画像との色とが混ざり合うような場合でも、当該画像表示装置1の表示画像の良好な視認性を確保することができる。
As described above, the display color is adjusted according to the color temperature of the captured image, and the display light amount is adjusted according to the luminance of the image. Conventionally, the color of the outside world and the color of the display image are different from each other. Even when they are mixed, good visibility of the display image of the
本件は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態[1]〜[3]に説明する変形形態も含むものである。 This case includes modifications described in the following [1] to [3] in addition to the above embodiment or instead of the above embodiment.
[1]前記第1の実施形態では、画像の輝度に応じて表示光量を調整するようにしたが、これに限らず、画像の輝度と空間周波数とに応じて表示光量を調整するようにしてもよい。図8は、本発明に係る画像表示装置の第2の実施形態の電気的な構成を示すブロック図である。 [1] In the first embodiment, the display light amount is adjusted according to the luminance of the image. However, the present invention is not limited to this, and the display light amount is adjusted according to the luminance and spatial frequency of the image. Also good. FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the second embodiment of the image display apparatus according to the present invention.
図8に示すように、本実施形態の画像表示装置1’は、制御部26’の機能が第1の実施形態における制御部26の機能と異なるのみで、他の構成については略同様であるため、相違点についてのみ説明する。なお、第1の実施形態と同一の部材等については第1の実施形態と同一の番号を付している。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態における制御部26’は、輝度検出部27と、空間周波数解析部31と、表示光量調整部32とを機能的に有している。なお、輝度検出部27は、第1の実施形態における輝度検出部27と略同様の機能を有するものである。
The
空間周波数解析部31は、輝度検出部27により検出された輝度(以下、検出輝度という)が前記閾値α以上である場合に、撮像した画像(A/D変換部22によるA/D変換処理後の画像データに係る画像)の空間周波数の解析を行うものである。空間周波数解析部31による空間周波数の解析は、例えば次のようにして行われる。
The spatial
図9に示すように、撮像素子12における撮像面の所定領域、マトリックス状に配列された画素のうち或る水平画素列L1における所定長さrの領域(以下、注目領域)に位置するG(緑)の画素G1〜G5に注目し、その画素G1〜G5の出力の平均値を算出して該平均値を閾値Gthとする。ここで、G(緑)のフィルタが設置された画素に着目しているのは、R(赤)やB(青)のフィルタに比して、透過する光源光の種類が最も多いためである。
As shown in FIG. 9, a predetermined region on the imaging surface of the
また、前記画素G1〜G5の配列を横軸、前記閾値に対する各画素G1〜G5の画素値の相対値を縦軸とするグラフを作成する。図10(a)〜(c)は、グラフを示す。このように作成したグラフにおいて、隣接する画素の相対値を結んでなる曲線が、前記閾値Gthと交差する回数で空間周波数を決定する。 Also, creating a graph with the pixel G 1 horizontal axis the sequence of ~G 5, the vertical axis the relative value of the pixel values of the pixels G 1 ~G 5 relative to the threshold. FIGS. 10A to 10C show graphs. In the graph created in this way, the spatial frequency is determined by the number of times that the curve formed by connecting the relative values of adjacent pixels intersects the threshold Gth.
空間周波数解析部31は、例えば図10(a)に示すグラフに対しては、曲線が前記閾値Gthと交差する回数が比較的少なく、空間周波数が低いと解析する。この場合、表示光量を変更する必要が無い。また、図10(b)に示すグラフに対しては、曲線が閾値Gthと交差する回数が比較的多く、空間周波数が高いと解析する。この場合、表示画像と背景とが混ざり合うことにより視認性が低下することが考えられることから、表示光量を変更(増加)する必要がある。図10(c)に示すグラフに対しては、曲線が閾値Gthと交差する回数が比較的多いが、閾値Gthを中心とする所定範囲Gw内で相対値が変化しており、画像の濃淡が少ないと解析する。この場合、表示光量を変更する必要が無い。なお、空間周波数解析部31は、空間周波数検出手段に相当するものである。
For example, for the graph shown in FIG. 10A, the spatial
表示光量調整部32は、輝度検出部27による検出輝度と空間周波数解析部31による空間周波数の解析結果とに応じて、LCD18の表示光量を調整するものである。すなわち、表示光量調整部32は、検出輝度が前記閾値α以上である場合において、曲線が前記閾値Gthと交差する回数と所定範囲Gwとから算出される基準値βに対して解析した空間周波数が小さい場合(例えば図10(a),(c)に示すグラフの場合)には、LCD18の表示光量の調整は必要ないと判断する一方、解析した空間周波数が前記基準値β以上である場合(例えば図10(b)に示すグラフの場合)には、検出した輝度と空間周波数とに応じてLCD18の表示光量を調整するものである。表示光量調整部32は、前記表示光量調整手段に相当するものである。また、空間周波数解析部31及び表示光量調整部32は表示制御手段を構成するものである。
The display light
図11は、本実施形態における表示処理のフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart of the display process in the present embodiment.
図11に示すように、図略の電源ボタンにより電源がオンされると(ステップ♯11でYES)、制御部26は、カメラユニット7(撮像素子12)に撮像動作を実行させる(ステップ♯12)。制御部26は、この撮像動作により得られた画像信号に基づいて輝度を測定する(ステップ♯13)。
As shown in FIG. 11, when the power is turned on by an unillustrated power button (YES in step # 11), the
そして、制御部26は、ステップ♯13で検出した輝度(以下、検出輝度という)と所定の閾値αとの大小関係を判断する(ステップ♯14)。その判断の結果、前記検出輝度が前記閾値α未満である場合には(ステップ♯14でNO)、ステップ♯12の処理に戻る一方、前記検出輝度が前記閾値α以上である場合には(ステップ♯14でYES)、前述のように撮像した画像の空間周波数の解析を行う(ステップ♯15)。
Then, the
そして、制御部26は、解析した空間周波数と該空間周波数についての基準値β(曲線が前記閾値Gthと交差する回数と所定範囲Gwとから算出される基準値)との大小関係を判断する(ステップ♯16)。その判断の結果、解析した空間周波数が前記基準値β未満の場合には(ステップ♯16でNO)、ステップ♯12に戻る一方、解析した空間周波数と該空間周波数についての基準値β以上の場合には(ステップ♯16でYES)、ステップ♯13で検出した輝度とステップ♯15で解析した空間周波数とに応じて、LCD18の表示光量を調整する(ステップ♯17)。
Then, the
そして、電源ボタンにより電源がオフされるまで(ステップ♯18でNO)、制御部26は、カメラユニットによる1回の撮像動作ごとにステップ♯12〜♯18の処理を実行し、電源がオフされると(ステップ♯18でYES)、一連の処理を終了する。
Until the power is turned off by the power button (NO in step # 18),
このように、撮像した画像の空間周波数と輝度との両方に応じて表示光量を調整することでも、当該画像表示装置1の表示画像の良好な視認性を確保することができる。なお、撮像した画像の空間周波数と輝度との両方に応じて表示光量を調整するようにしたが、これに限らず、前記空間周波数のみに応じて表示光量を調整するようにしてもよい。
As described above, it is also possible to ensure good visibility of the display image of the
[2]前記第1の実施形態では、撮像した画像の色温度に応じて表示色を調整し、該画像の輝度に応じて表示光量を調整するようにしたが、画像の輝度に応じた表示光量の調整は行わず、画像の色温度に応じた表示色の調整のみを行う形態も想定できる。 [2] In the first embodiment, the display color is adjusted according to the color temperature of the captured image, and the display light amount is adjusted according to the luminance of the image. It is also possible to assume a form in which only the adjustment of the display color according to the color temperature of the image is performed without adjusting the light amount.
[3]前記各実施形態の画像表示装置は、両眼にそれぞれ画像を提供するものであるが、表示筐体8,9のうちいずれか一方のみを設置して、片側の眼球に画像を提供するものであってもよい。
[3] The image display device of each embodiment provides images to both eyes, but only one of the
1 画像表示装置
7 カメラユニット
8,9 表示筐体
10 筐体
11 レンズユニット
12 撮像素子
13 撮像素子基板
14 ケーブル
15 筐体部
16 LED
17 コリメータレンズ
18 LCD
19 プリズム
19a 肉厚部
19b テーパ面
20 HOE
26 制御ユニット
27 輝度検出部
28 色温度検出部
29,32 表示光量調整部
30 表示色調整部
31 空間周波数解析部
DESCRIPTION OF
17
19
26
Claims (5)
画像を表示する表示手段と、
被写体の光像を受光して光電変換動作を行う撮像手段の撮像動作により得られた画像に応じて前記画像の表示態様を変更する表示態様変更手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。 An image display device that is attached to the head or face and allows the user to see through the outside world,
Display means for displaying an image;
An image display apparatus comprising: a display mode changing unit that changes a display mode of the image according to an image obtained by an imaging operation of an imaging unit that receives a light image of a subject and performs a photoelectric conversion operation.
前記撮像手段の撮像動作により得られた画像の色温度を検出する色温度検出手段と、
前記色温度検出手段により検出された色温度に応じて画像の表示色を調整する表示色調整手段と、
前記表示色調整手段により表示色が調整された画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The display mode changing means includes
Color temperature detection means for detecting the color temperature of an image obtained by the imaging operation of the imaging means;
Display color adjusting means for adjusting the display color of the image according to the color temperature detected by the color temperature detecting means;
The image display apparatus according to claim 1, further comprising: a display control unit that causes the display unit to display an image whose display color has been adjusted by the display color adjustment unit.
前記輝度検出手段により検出された輝度に応じて前記表示手段の画像の表示光量を調整する表示光量調整手段とを更に備えることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。 Luminance detection means for detecting the luminance of the image;
The image display apparatus according to claim 2, further comprising: a display light amount adjusting unit that adjusts a display light amount of the image on the display unit according to the luminance detected by the luminance detection unit.
前記撮像手段の撮像動作により得られた画像の空間周波数を検出する空間周波数検出手段と、
前記空間周波数検出手段により検出された空間周波数に応じて前記表示手段の画像の表示光量を調整する表示光量調整手段と、
前記表示光量調整手段により表示光量が調整された画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The display mode changing means includes
Spatial frequency detection means for detecting a spatial frequency of an image obtained by the imaging operation of the imaging means;
Display light amount adjusting means for adjusting the display light amount of the image on the display means according to the spatial frequency detected by the spatial frequency detecting means;
The image display apparatus according to claim 1, further comprising a display control unit that causes the display unit to display an image whose display light amount has been adjusted by the display light amount adjustment unit.
前記表示光量調整手段は、前記空間周波数検出手段により検出された空間周波数と前記輝度検出手段により検出された輝度とに応じて画像の表示光量を調整することを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。 A luminance detecting means for detecting the luminance of the image;
5. The display light amount adjusting unit adjusts the display light amount of an image according to a spatial frequency detected by the spatial frequency detecting unit and a luminance detected by the luminance detecting unit. Image display device.
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