JP2009265352A

JP2009265352A - 表示装置

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Publication number: JP2009265352A
Application number: JP2008114802A
Authority: JP
Inventors: Kaname Hasebe; 要長谷部
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: JP5012640B2

Abstract

【課題】カラー画像の虚像を形成しても、外界景色の状況に拘わらず、虚像の良好な視認性を得ることができる表示装置の提供。
【解決手段】第一の色の表示光と、第一の色と異なる色の第二の色の表示光とを合成することによりカラー画像表示光Ｌを作成し、カラー画像表示光Ｌを出射する表示器１０と、観察者Ｐの眼の前方に配置され、観察者Ｐの前方を視認可能とすると共に、カラー画像表示光Ｌを観察者の眼に導く光学系２、７２とを備える表示装置１、７１であって、光学系２、７２の前方における第一の色の外界輝度を検出する第一色外界輝度検出センサ３と、光学系２、７２の前方における第二の色の外界輝度を検出する第二色外界輝度検出センサ４と、第一の色の外界輝度に基づいて、第一の色の表示光の表示輝度を調整すると共に、第二の色の外界輝度に基づいて、第二の色の表示光の表示輝度を調整するように、表示器１０を制御する表示器制御部６４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、カラー画像の虚像を提供する表示装置に関し、特に、ヘリコプタや航空機や船舶の操縦者や、訓練用シミュレータの使用者や、民生用の遊戯器や情報端末の使用者等に、カラー画像の虚像を提供する表示装置に関する。

例えば、船舶の操縦者が運行状況を確認するために、外界景色から計器板上のメータ等に視線を移したり、計器板上のメータから外界景色に視線を再び戻したりすることは、操縦者にとって非常に煩わしいものであった。そこで、船舶の操舵室にヘッドアップディスプレイが設置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなヘッドアップディスプレイは、画像表示光を出射する表示器と、操舵室の前方に設置されており操縦者の顔の前方に配置されることになるハーフミラー（光学系）とを備える。なお、操縦者は、ハーフミラーを透過する光により、外界景色を視認できるようになっている。そして、ヘッドアップディスプレイが、表示器から出射した画像表示光をハーフミラーで反射させて操縦者の眼に導くことで、ハーフミラーの前方に単色（例えば、赤色等）の虚像（例えば、メータ画像等）を外界景色に重畳するように形成することにより、操縦者は視線を移すことなく、外界景色と虚像とを同時に視認している。

ところで、このようなヘッドアップディスプレイにより形成される虚像の表示輝度Ｂが、その虚像周囲（外界景色）の外界輝度Ａに比べて低すぎたり高すぎたりする場合、適切なコントラスト比（(Ａ＋Ｂ)／Ａ）が得られないため、良好な虚像の視認性を得られない。そこで、ハーフミラーの前方における外界輝度Ａを検出するフォトダイオード（外界輝度検出センサ）を備えることにより、フォトダイオードで検出された外界輝度Ａが高いと判定した場合には、虚像の表示輝度Ｂを自動的に高くし、一方、フォトダイオードで検出された外界輝度Ａが低いと判定した場合には、虚像の表示輝度Ｂを自動的に低くするように、表示器を制御するヘッドアップディスプレイもある。

また、カラー画像として虚像を形成することができるヘッドアップディスプレイも開発されてきている。図２は、操縦者が観察する虚像の一例を示す図である。また、図７は、カラー画像として虚像を形成するヘッドアップディスプレイにおける表示器の内部光学系と制御部との一例を示す概略構成図である。
このようなヘッドアップディスプレイでは、図２に示すように、虚像の下部に警告情報として「ＣＡＵＴＩＯＮ」が赤色で表示され、虚像の左部に船舶の速度情報として「Ｖ６０Ｋｍ」が緑色で表示され、虚像の左上部に他の船舶の位置情報として「○」が青色で表示され、虚像の右部に島の位置情報として「○」が橙色で表示され、虚像の中央部に遠方の他の船舶の方向情報として「→」が赤色と緑色とで表示される。なお、虚像の表示可能範囲Ｄを一点鎖線で示す。

制御部１６０は、コンピュータにより構成される。
表示器１０１は、図７に示すように、メタルハライドランプ（バックライト光源）１１０と、ダイクロイックミラー１２１を含むリレー光学系と、各色のチャンネルに対応した透過型液晶素子３１、３２、３３と、各色の表示光を合成するクロスダイクロイックプリズム４０と、プロジェクションレンズ（プロジェクタ光学系）５０とを備える。このような構成により、まず、メタルハライドランプ１１０から出射された白色光は、ダイクロイックミラー１２１で三原色（赤色、緑色、青色）に分離された後、各色のチャンネルを担当する透過型液晶素子３１、３２、３３を照射する。次に、透過型液晶素子３１、３２、３３から発された表示光は、クロスダイクロイックプリズム４０で合成された後、プロジェクションレンズ５０を経由してハーフミラー等に投影されることにより、図２に示すようなカラー画像の虚像が表示される。

このような表示器１０１を備えたヘッドアップディスプレイでも、ハーフミラーの前方における外界輝度Ａを検出するフォトダイオードを備えることにより、フォトダイオードで検出された外界輝度Ａが高いと判定した場合には、虚像の表示輝度Ｂを高くするように、メタルハライドランプ１１０の輝度を高くし、フォトダイオードで検出された外界輝度Ａが低いと判定した場合には、虚像の表示輝度Ｂを低くするように、メタルハライドランプ１１０の輝度を低くするものもある。
特開平１０−４８５６３号公報

しかしながら、カラー画像の虚像を形成する従来のヘッドアップディスプレイでは、外界景色の外界輝度Ａが高いと判定した場合には、虚像の表示輝度Ｂを自動的に高くしているが、夕暮れ時には、赤色の虚像（「ＣＡＵＴＩＯＮ」等）がまだ見難かった。なお、夕暮れ時には赤色の虚像がまだ見難いので、虚像の表示輝度Ｂをもっと高くなるように予め設定することもできるが、虚像の表示輝度Ｂをもっと高くなるように予め設定すると、赤色の虚像が良好に視認できるようになる一方、緑色の虚像（「Ｖ６０Ｋｍ」等）と青色の虚像（「○」等）とが明るくなりすぎるため、緑色の虚像と青色の虚像とが今度は見難くなるという問題がある。つまり、カラー画像の虚像を外界景色に重畳するように形成する場合、カラー画像の虚像の良好な視認性を確保するためには、単純に外界景色の外界輝度Ａと虚像の表示輝度Ｂとの関係のみでは決まらず、夕暮れ時や青空時等の外界景色の状況を考慮する必要がある。
そこで、本発明は、カラー画像の虚像を形成しても、外界景色の状況にかかわらず、虚像の良好な視認性を得ることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の表示装置は、第一の色の表示光と、当該第一の色と異なる色の第二の色の表示光とを合成することによりカラー画像表示光を作成して、当該カラー画像表示光を出射する表示器と、観察者の前方に配置され、当該観察者の前方の外界景色を視認可能とするとともに、前記カラー画像表示光を観察者の眼に導く光学系とを備える表示装置であって、前記光学系の前方における第一の色の外界輝度を検出する第一色外界輝度検出センサと、前記光学系の前方における第二の色の外界輝度を検出する第二色外界輝度検出センサと、前記第一の色の外界輝度に基づいて、前記第一の色の表示光の表示輝度を調整するとともに、前記第二の色の外界輝度に基づいて、前記第二の色の表示光の表示輝度を調整するように、前記表示器を制御する表示器制御部とを備えるようにしている。

ここで、「外界景色」とは、観察者が光学系を通して視認する景色のことをいい、例えば、他の船舶や島等でなく、観察者が光学系を通して視認すれば、観察者が搭乗している機体の計器板上のメータ等も含まれる。
また、「外界輝度」とは、外界景色から出射された光強度のことをいう。

本発明によれば、第一色外界輝度検出センサは、光学系の前方における第一の色の外界輝度を検出する。また、第二色外界輝度検出センサは、光学系の前方における第二の色の外界輝度を検出する。つまり、本発明では、外界景色の外界輝度を検出するだけでなく、外界景色の色相も検出する。
そして、表示器制御部は、第一の色の外界輝度に基づいて、第一の色の表示光の表示輝度を調整するとともに、第二の色の外界輝度に基づいて、第二の色の表示光の表示輝度を調整するように、表示器を制御する。例えば、外界景色の第一の色の外界輝度のみが高い場合には、虚像中の第一の色の表示輝度のみを高くする。このとき、虚像中の第二の色の表示輝度は高くしない。また、外界景色の第二の色の外界輝度のみが高い場合には、虚像中の第二の色の表示輝度のみを高くする。このとき、虚像中の第一の色の表示輝度は高くしない。さらに、外界景色の第一の色の外界輝度と第二の色の外界輝度とがともに高い場合には、虚像中の第一の色の表示輝度と第二の色の表示輝度とをともに高くする。

以上のように、本発明の表示装置によれば、カラー画像の虚像を形成しても、外界景色の状況にかかわらず、虚像の良好な視認性を得ることができる。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、上記発明において、前記表示器制御部は、前記第一の色の外界輝度が高いときには、前記第一の色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記第一の色の外界輝度が低いときには、前記第一の色の表示光の表示輝度を低くするとともに、前記第二の色の外界輝度が高いときには、前記第二の色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記第二の色の外界輝度が低いときには、前記第二の色の表示光の表示輝度を低くするようにしてもよい。

また、上記発明において、前記表示器制御部は、前記第一の色の外界輝度に第一比例定数を積算することにより、前記第一の色の表示光の表示輝度を決定するとともに、前記第二の色の外界輝度に第二比例定数を積算することにより、前記第二の色の表示光の表示輝度を決定するようにしてもよい。
本発明の表示装置によれば、第一比例定数と第二比例定数とを異なるように設定することができるので、第一の色と第二の色とではヒトにとって輝度変化の感じ方が異なるが、各色相の輝度変化の態様をそれぞれ調整することができる。

また、本発明の表示装置は、赤色の表示光と、緑色の表示光と、青色の表示光とを合成することによりカラー画像表示光を作成して、当該カラー画像表示光を出射する表示器と、観察者の前方に配置され、当該観察者の前方を視認可能とするとともに、前記カラー画像表示光を観察者の眼に導く光学系とを備える表示装置であって、前記光学系の前方における赤色の外界輝度を検出する赤色外界輝度検出センサと、前記光学系の前方における緑色の外界輝度を検出する緑色外界輝度検出センサと、前記光学系の前方における青色の外界輝度を検出する青色外界輝度検出センサと、前記赤色の外界輝度に基づいて、前記赤色の表示光の表示輝度を調整し、前記緑色の外界輝度に基づいて、前記緑色の表示光の表示輝度を調整し、前記青色の外界輝度に基づいて、前記青色の表示光の表示輝度を調整するように、前記表示器を制御する表示器制御部とを備えるようにしている。

そして、上記発明において、前記表示器制御部は、前記赤色の外界輝度が高いときには、前記赤色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記赤色の外界輝度が低いときには、前記赤色の表示光の表示輝度を低くし、前記緑色の外界輝度が高いときには、前記緑色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記緑色の外界輝度が低いときには、前記緑色の表示光の表示輝度を低くし、前記青色の外界輝度が高いときには、前記青色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記青色の外界輝度が低いときには、前記青色の表示光の表示輝度を低くするようにしてもよい。
さらに、上記発明において、前記表示器制御部は、前記赤色の外界輝度に赤色比例定数を積算することにより、前記赤色の表示光の表示輝度を決定し、前記緑色の外界輝度に緑色比例定数を積算することにより、前記緑色の表示光の表示輝度を決定し、前記青色の外界輝度に青色比例定数を積算することにより、前記青色の表示光の表示輝度を決定するようにしてもよい。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

＜第一の実施形態＞
図１は、船舶の操舵室に設置されたヘッドアップディスプレイ（表示措置）の一例を示す概略構成図であり、図２は、操縦者が観察する虚像の一例を示す図である。
ヘッドアップディスプレイ１は、カラー画像表示光Ｌを出射する表示器１０と、操縦者Ｐが前方の外界景色を視認することが可能となっているハーフミラー（光学系）２と、赤色の外界輝度Ａ_Ｒを検出する赤色外界輝度検出センサ３と、緑色の外界輝度Ａ_Ｇを検出する緑色外界輝度検出センサ４と、青色の外界輝度Ａ_Ｂを検出する青色外界輝度検出センサ５と、コンピュータにより構成される制御部６０とを備える。
なお、ヘッドアップディスプレイ１では、例えば、図２に示すように、虚像の下部に警告情報として「ＣＡＵＴＩＯＮ」が赤色で表示され、虚像の左部に船舶の速度情報として「Ｖ６０Ｋｍ」が緑色で表示され、虚像の左上部に他の船舶の位置情報として「○」が青色で表示され、虚像の右部に島の位置情報として「○」が橙色で表示され、虚像の中央部に遠方の他の船舶の方向情報として「→」が赤色と緑色とで表示されることになる。なお、虚像の表示可能範囲Ｄを一点鎖線で示す。

ここで、表示器１０の内部光学系と制御部６０とについて説明する。図３は、図１に示すヘッドアップディスプレイ１における表示器１０の内部光学系と制御部６０との一例を示す概略構成図である。
表示器１０は、色が異なる３種の発光ダイオード１１、１２、１３と、各色のチャンネルに対応した透過型液晶素子３１、３２、３３と、各色の表示光を合成するクロスダイクロイックプリズム４０と、プロジェクションレンズ５０とを備える。
赤色発光ダイオード１１は、制御部６０からの信号に基づいた輝度Ｂ_Ｒで、赤色の波長領域（例えば、６００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の光を発光する。そして、赤色発光ダイオード１１は、赤色のチャンネルに対応した赤色透過型液晶素子３１を照射する。赤色透過型液晶素子３１は、制御部６０からの信号に基づいて赤色に対応するパターンを形成し、赤色発光ダイオード１１からの光の透過によって、パターンを有する赤色の表示光を出射する。

緑色発光ダイオード１３は、制御部６０からの信号に基づいた輝度Ｂ_Ｇで、緑色の波長領域（例えば、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）の光を発光する。そして、緑色発光ダイオード１３は、緑色のチャンネルに対応した緑色透過型液晶素子３３を照射する。緑色透過型液晶素子３３は、制御部６０からの信号に基づいて緑色に対応するパターンを形成し、緑色発光ダイオード１３からの光の透過によって、パターンを有する緑色の表示光を出射する。
青色発光ダイオード１２は、制御部６０からの信号に基づいた輝度Ｂ_Ｂで、青色の波長領域（例えば、４２５ｎｍ〜４８０ｎｍ）の光を発光する。青色発光ダイオード１２は、青色のチャンネルに対応した青色透過型液晶素子３２を照射する。青色透過型液晶素子３２は、制御部６０からの信号に基づいて青色に対応するパターンを形成し、青色発光ダイオード１２からの光の透過によって、パターンを有する青色の表示光を出射する。

クロスダイクロイックプリズム４０は、平面視で正方形となる光の透過性素材からなる立方体であり、正方形の断面形状の二つの対角線に沿った反射面４０ａ、４０ｂを有する。反射面４０ｂは、青色の波長未満の光を反射し、それ以上の波長の光を透過させるダイクロイックミラーとなっているとともに、反射面４０ａは、赤色の波長以上の光を反射し、それ以下の波長の光を透過させるダイクロイックミラーとなっている。よって、クロスダイクロイックプリズム４０に入射した青色の表示光は反射面４０ｂに反射され、赤色の表示光は反射面４０ａに反射され、緑色の表示光は反射面４０ａ、４０ｂを透過することにより、青色の表示光と赤色の表示光と緑色の表示光とは合成されて、カラー画像表示光Ｌがクロスダイクロイックプリズム４０から出射される。
プロジェクションレンズ５０は、カラー画像表示光Ｌを拡大して透過させる。

ハーフミラー２は、操舵室の前方に設置されており、操縦者Ｐの顔の前方に配置されことになる。これにより、表示器１０から出射されたカラー画像表示光Ｌは、ハーフミラー２の反射面で反射されることで、操縦者Ｐの眼に導かれる。つまり、ハーフミラー２の前方位置Ｃに、図２に示すような虚像を形成することができるようになっている。また、操縦者Ｐは、ハーフミラー２を透過する光により、外界景色も視認できる。したがって、操縦者Ｐは、視線を移すことなく、外界景色と虚像とを同時に視認することができる。
赤色外界輝度検出センサ３は、赤色の波長領域（例えば、６００ｎｍ〜６５０ｎｍ）以外の光を遮断するフィルタが前面に取り付けられたフォトダイオードである。そして、赤色外界輝度検出センサ３は、ハーフミラー２の前方となる操舵室に配置されている。これにより、赤色の外界輝度Ａ_Ｒを検出して、赤色の外界輝度Ａ_Ｒを示す信号を制御部６０に出力する。

緑色外界輝度検出センサ４は、緑色の波長領域（例えば、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ）以外の光を遮断するフィルタが前面に取り付けられたフォトダイオードである。そして、緑色外界輝度検出センサ４は、ハーフミラー２の前方となる操舵室に配置されている。これにより、緑色の外界輝度Ａ_Ｇを検出して、緑色の外界輝度Ａ_Ｇを示す信号を制御部６０に出力する。
青色外界輝度検出センサ５は、青色の波長領域（例えば、４２５ｎｍ〜４８０ｎｍ）以外の光を遮断するフィルタが前面に取り付けられたフォトダイオードである。そして、青色外界輝度検出センサ５は、ハーフミラー２の前方となる操舵室に配置されている。これにより、青色の外界輝度Ａ_Ｂを検出して、青色の外界輝度Ａ_Ｂを示す信号を制御部６０に出力する。

制御部６０は、ＣＰＵ等からなるコンピュータにより構成され、各種の制御や演算処理を行う。ＣＰＵが実行する処理を、機能ブロックごとに分けて説明すると、外界輝度Ａを検出する外界輝度検出部６３と、表示器１０を制御する表示器制御部６４とを有する。
外界輝度検出部６３は、赤色外界輝度検出センサ３で検出された赤色の外界輝度Ａ_Ｒを示す信号を取得し、緑色外界輝度検出センサ４で検出された緑色の外界輝度Ａ_Ｇを示す信号を取得し、青色外界輝度検出センサ５で検出された青色の外界輝度Ａ_Ｂを示す信号を取得する制御を行う。

表示器制御部６４は、赤色の外界輝度Ａ_Ｒに基づいて、赤色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｒを調整し、緑色の外界輝度Ａ_Ｇに基づいて、緑色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｇを調整し、青色の外界輝度Ａ_Ｂに基づいて、青色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｂを調整するように、表示器１０に信号を出力する制御を行う。
具体的には、赤色の外界輝度Ａ_Ｒに赤色比例定数Ｋ_Ｒを積算することにより、赤色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｒを算出して、算出した赤色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｒとなるように、パルス幅変調や駆動電流値等を変化させることで赤色発光ダイオード１１の輝度を調整する。これにより、例えば、図４に示すように、赤色の外界輝度Ａ_Ｒのみが高い夕暮れ時には、警告情報として「ＣＡＵＴＩＯＮ」が高輝度で表示され、島の位置情報として「○」が高輝度で表示され、遠方の他の船舶の方向情報として破線矢印「→」が高輝度で表示される。
また、緑色の外界輝度Ａ_Ｇに緑色比例定数Ｋ_Ｇを積算することにより、緑色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｇを算出して、算出した緑色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｇとなるように、パルス幅変調や駆動電流値等を変化させることで緑色発光ダイオード１３の輝度を調整する。これにより、緑色の外界輝度Ａ_Ｇのみが高い時には、船舶の速度情報として「Ｖ６０Ｋｍ」が高輝度で表示され、遠方の他の船舶の方向情報として実線矢印「→」が高輝度で表示される。
また、青色の外界輝度Ａ_Ｂに青色比例定数Ｋ_Ｂを積算することにより、青色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｂを算出して、算出した青色の表示光の表示輝度Ｂ_Ｂとなるように、パルス幅変調や駆動電流値等を変化させることで青色発光ダイオード１２の輝度を調整する。これにより、青色の外界輝度Ａ_Ｂのみが高い青空時には、他の船舶の位置情報として「○」が高輝度で表示される。
なお、赤色比例定数Ｋ_Ｒと緑色比例定数Ｋ_Ｇと青色比例定数Ｋ_Ｂとは、それぞれ同じ値であってもよく、異なっていてもよい。

次に、ヘッドアップディスプレイ１により、カラー画像の虚像を表示する表示方法について説明する。図５は、ヘッドアップディスプレイ１による表示方法について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、赤色外界輝度検出センサ３は、赤色の外界輝度Ａ_Ｒを検出する。また、ステップＳ１０２の処理において、緑色外界輝度検出センサ４は、緑色の外界輝度Ａ_Ｇを検出する。さらに、ステップＳ１０３の処理において、青色外界輝度検出センサ５は、青色の外界輝度Ａ_Ｂを検出する。

次に、ステップＳ１０４の処理において、外界輝度検出部６３は、赤色外界輝度検出センサ３で検出された赤色の外界輝度Ａ_Ｒを示す信号を取得し、緑色外界輝度検出センサ４で検出された緑色の外界輝度Ａ_Ｇを示す信号を取得し、青色外界輝度検出センサ５で検出された青色の外界輝度Ａ_Ｂを示す信号を取得する。
次に、ステップＳ１０５の処理において、表示器制御部６４は、赤色の外界輝度Ａ_Ｒに基づいて、赤色発光ダイオード１１の輝度を調整する。また、ステップＳ１０６の処理において、表示器制御部６４は、緑色の外界輝度Ａ_Ｇに基づいて、緑色発光ダイオード１３の輝度を調整する。さらに、ステップＳ１０７の処理において、青色の外界輝度Ａ_Ｂに基づいて、青色発光ダイオード１２の輝度を調整する。

次に、ステップＳ１０８の処理において、測定を終了するか否かを判定する。測定を終了しないと判定したときには、ステップＳ１０１の処理に戻る。つまり、測定を終了すると判定するときまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理は繰り返される。
そして、測定を終了すると判定したときには、本フローチャートを終了させる。
以上のように、第一の実施形態のヘッドアップディスプレイ１によれば、カラー画像の虚像を形成しても、外界景色の状況にかかわらず、虚像の良好な視認性を得ることができる。

＜第二の実施形態＞
図６は、本発明の一実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（表示措置）の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、上述したヘッドアップディスプレイ１と異なり、ヘッドマウンテッドディスプレイ７１の一例を示す。すなわち、ヘッドマウンテッドディスプレイ７１は、装着者Ｐの頭部に装着される半球形状のヘルメット７３と、カラー画像表示光Ｌを出射する表示器１０と、赤色の外界輝度Ａ_Ｒを検出する赤色外界輝度検出センサ３と、緑色の外界輝度Ａ_Ｇを検出する緑色外界輝度検出センサ４と、青色の外界輝度Ａ_Ｂを検出する青色外界輝度検出センサ５と、コンピュータにより構成される制御部６０とを備える。なお、ヘッドアップディスプレイ１と同様のものについては、同じ符号を付している。

バイザ（光学系）７２は、ヘルメット７３の前方に設置されており、装着者Ｐの眼の前方に配置されことになる。これにより、表示器１０から出射されたカラー画像表示光Ｌは、バイザ２の反射面で反射されることで、装着者Ｐの眼に導かれる。つまり、バイザ２の前方位置Ｃに、図２に示すような虚像を形成することができるようになっている。また、装着者Ｐは、バイザ７２を透過する光により、外界景色も視認できる。したがって、装着者Ｐは、視線を移すことなく、外界景色と虚像とを同時に視認することができる。
赤色外界輝度検出センサ３は、バイザの上方となるヘルメット７３に配置されている。また、緑色外界輝度検出センサ４は、バイザの上方となるヘルメット７３に配置されている。さらに、青色外界輝度検出センサ５は、バイザの上方となるヘルメット７３に配置されている。
以上のように、第二の実施形態のヘッドマウンテッドディスプレイ７１によれば、カラー画像の虚像を形成しても、外界景色の状況にかかわらず、虚像の良好な視認性を得ることができる。

本発明は、例えば、ヘリコプタや航空機や船舶の操縦者や、訓練用シミュレータの使用者や、民生用の遊戯器や情報端末の使用者等に、カラー画像の虚像を提供する表示装置に利用することができる。

船舶の操舵室に設置されたヘッドアップディスプレイの一例を示す概略構成図である。操縦者が観察する虚像の一例を示す図である。図１に示すヘッドアップディスプレイにおける表示器の内部光学系と制御部との一例を示す概略構成図である。操縦者が観察する虚像の一例を示す図である。ヘッドアップディスプレイによる表示方法について説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイの一例を示す概略構成図である。従来のヘッドアップディスプレイにおける表示器の内部光学系と制御部との一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１：ヘッドアップディスプレイ（表示装置）
２：ハーフミラー（光学系）
３：赤色外界輝度検出センサ
４：緑色外界輝度検出センサ
５：青色外界輝度検出センサ
１０：表示器
６４：表示器制御部
７１：ヘッドマウンテッドディスプレイ（表示装置）
７２：バイザ（光学系）
Ｌ：カラー画像表示光
Ｐ：操縦者（観察者）

Claims

第一の色の表示光と、当該第一の色と異なる色の第二の色の表示光とを合成することによりカラー画像表示光を作成して、当該カラー画像表示光を出射する表示器と、
観察者の前方に配置され、当該観察者の前方の外界景色を視認可能とするとともに、前記カラー画像表示光を観察者の眼に導く光学系とを備える表示装置であって、
前記光学系の前方における第一の色の外界輝度を検出する第一色外界輝度検出センサと、
前記光学系の前方における第二の色の外界輝度を検出する第二色外界輝度検出センサと、
前記第一の色の外界輝度に基づいて、前記第一の色の表示光の表示輝度を調整するとともに、前記第二の色の外界輝度に基づいて、前記第二の色の表示光の表示輝度を調整するように、前記表示器を制御する表示器制御部とを備えることを特徴とする表示装置。
前記表示器制御部は、前記第一の色の外界輝度が高いときには、前記第一の色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記第一の色の外界輝度が低いときには、前記第一の色の表示光の表示輝度を低くするとともに、
前記第二の色の外界輝度が高いときには、前記第二の色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記第二の色の外界輝度が低いときには、前記第二の色の表示光の表示輝度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示器制御部は、前記第一の色の外界輝度に第一比例定数を積算することにより、前記第一の色の表示光の表示輝度を決定するとともに、
前記第二の色の外界輝度に第二比例定数を積算することにより、前記第二の色の表示光の表示輝度を決定することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
赤色の表示光と、緑色の表示光と、青色の表示光とを合成することによりカラー画像表示光を作成して、当該カラー画像表示光を出射する表示器と、
観察者の前方に配置され、当該観察者の前方の外界景色を視認可能とするとともに、前記カラー画像表示光を観察者の眼に導く光学系とを備える表示装置であって、
前記光学系の前方における赤色の外界輝度を検出する赤色外界輝度検出センサと、
前記光学系の前方における緑色の外界輝度を検出する緑色外界輝度検出センサと、
前記光学系の前方における青色の外界輝度を検出する青色外界輝度検出センサと、
前記赤色の外界輝度に基づいて、前記赤色の表示光の表示輝度を調整し、前記緑色の外界輝度に基づいて、前記緑色の表示光の表示輝度を調整し、前記青色の外界輝度に基づいて、前記青色の表示光の表示輝度を調整するように、前記表示器を制御する表示器制御部とを備えることを特徴とする表示装置。
前記表示器制御部は、前記赤色の外界輝度が高いときには、前記赤色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記赤色の外界輝度が低いときには、前記赤色の表示光の表示輝度を低くし、
前記緑色の外界輝度が高いときには、前記緑色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記緑色の外界輝度が低いときには、前記緑色の表示光の表示輝度を低くし、
前記青色の外界輝度が高いときには、前記青色の表示光の表示輝度を高くし、一方、前記青色の外界輝度が低いときには、前記青色の表示光の表示輝度を低くすることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
前記表示器制御部は、前記赤色の外界輝度に赤色比例定数を積算することにより、前記赤色の表示光の表示輝度を決定し、
前記緑色の外界輝度に緑色比例定数を積算することにより、前記緑色の表示光の表示輝度を決定し、
前記青色の外界輝度に青色比例定数を積算することにより、前記青色の表示光の表示輝度を決定することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。