JP2013134398A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトの輝度変化をより自然に感受できるヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】バックライト４１の輝度は所定の輝度間隔を有する６４段階で設定されている。バックライト４１の輝度レベルの調節は輝度ダイヤル６３で行う。輝度ダイヤル６３は輝度レベルを８段階で調節可能である。ＣＰＵ３１は輝度割付テーブルに基づき、輝度ダイヤル６３で調節された輝度レベルに対して、バックライト４１の６４段階の輝度をドライバ設定値で割り付ける。輝度割付テーブルは各輝度レベルに対応するドライバ設定値を夫々記憶する。ドライバ設定値はバックライト４１の輝度を設定する。各輝度レベルに対する輝度の割り付けはγ＝２．２の曲線に対応する。これはバックライト４１の輝度変化に対して人間がリニアな変化として感受できる曲線である。使用者は輝度変化を自然に感受できる。
【選択図】図４

Description

本発明はヘッドマウントディスプレイに関する。

従来、使用者の眼の前方に画像として視認されるように画像を表示するヘッドマウントディスプレイ（以下ＨＭＤという）が知られている（例えば特許文献１参照）。ＨＭＤは、例えば液晶部、接眼光学系、偏向部材を備える。液晶部は例えばバックライトを備える。接眼光学系は例えばレンズ群である。偏向部材は例えばハーフミラーである。ハーフミラーは液晶部からレンズ群を通して射出された画像光を使用者の眼に入射する。使用者はハーフミラーを通して前方の外光を同時に視認できる。バックライトの輝度レベルは例えば操作ダイヤルにより所定の輝度間隔毎に段階的に調節可能である。故にバックライトの輝度レベルは操作ダイヤルの調節に応じて所定の輝度間隔毎にリニア（直線的）に変化する。

特開２０１０−１７５８２９号公報

しかしながら、人間の眼の明暗の判定はバックライトの輝度変化に対してリニアではない。例えば明るい場所では人間の眼は輝度変化に対して鈍くなる。それとは逆に、暗い場所では人間の眼は輝度変化に対して敏感になる。故にバックライトの輝度がリニアに変化する場合、その変化する輝度範囲によっては使用者の眼ではその変化がわかりにくいという問題点があった。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、バックライトの輝度変化をより自然に感受できるヘッドマウントディスプレイを提供することである。

本発明の第１態様に係るヘッドマウントディスプレイは、液晶部と、前記液晶部に設けられたバックライトと、前記バックライトの輝度を所定の輝度間隔で段階的に設定可能な設定手段と、前記設定手段よりも少ない段階数で、前記バックライトの輝度レベルを外部から受け付ける受付手段と、前記受付手段によって受け付ける前記輝度レベルに対して、前記設定手段によって設定された前記輝度を、前記輝度の明るい側ほど輝度間隔を少なくとも等間隔以上に広くして割り付ける割付手段とを備える。

第１態様に係るヘッドマウントディスプレイは、例えば以下の様な効果を奏する。人間の眼の明暗の判定は輝度に対してリニアではない。例えば明るい場所では輝度の変化に対して鈍くなる。それとは逆に暗い場所では輝度の変化に対して敏感になる。本態様の割付手段は、受付手段によって受け付ける輝度レベルに対して、設定手段によって設定された輝度を、輝度の明るい側ほど輝度間隔を少なくとも等間隔以上に広くして割り付ける。故に、使用者は、受付手段によって受け付けられる輝度レベルを変化させた場合に、バックライトの輝度変化を自然に捉えることができる。

また、輝度の調整できる段階の数が多いと輝度変化が連続的になる。この場合、使用者は輝度が変化していることを認識しづらく、過度に明るく或いは暗くしてしまうことがある。例えばダイヤル等で輝度を調整する場合、ヘッドマウントディスプレイの装着状態ではダイヤルの目盛が視認できず、輝度の変化を別のダイヤル目盛などの別の尺度でも捉えにくいこともある。例えばハーフミラーのようなシースルー等では外光の影響があるので、特に輝度変化が認識しにくい。本態様では輝度の調整できる段階数を減らすことで、輝度の変化がはっきりわかる不連続変化として使用者が認識できるので、適切な調整を行うことができる。

また第１態様において、前記受付手段によって受付可能な輝度レベルの最大値及び最小値は条件の異なる外光からの眼に対する入射照度に基づいて割り付けられているとよい。故に使用者は外光の影響を受けることなく輝度変化を良好に認識できる。

また第１態様において、所定の照度範囲のうち最大照度の条件下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上である前記バックライトからの眼に対する入射照度が、前記割付手段によって割り付けられる前記輝度の最大値に対応するように設定されているとよい。これにより、例えば工場等の作業場の明るさを所定の照度範囲と仮定した場合、その範囲のうち最大照度の条件下において、外光からの眼に対する入射照度は、バックライトからの眼に対する入射照度を超えない。故に使用者は外光の影響を受けることなく輝度変化を良好に認識できる。

また第１態様において、前記最大照度よりも低い照度の条件下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上である前記バックライトからの眼に対する入射照度が、前記割付手段によって割り付けられる前記輝度の最小値に対応するように設定されているとよい。これにより、例えば工場等の作業場よりも照度の低い条件下において、外光からの眼に対する入射照度は、バックライトからの眼に対する入射照度を超えず、かつ明る過ぎることもない。故に使用者は外光の影響を受けることなく輝度変化を良好に認識できる。

また第１態様において、前記設定手段によって設定される前記輝度の最大値よりも小さい輝度を、前記受付手段によって受け付ける最大の輝度レベルに設定することを特徴とする。故にバックライトの個体差に影響されることなく上記記載の効果を得られる。

また第１態様において、前記液晶部からの画像光を集光する接眼光学系と、前記接眼光学系から出射した画像光の少なくとも一部を眼に導くと共に、外光の少なくとも一部を透過して眼に導く偏向部材とを備えるとよい。故に使用者は自己の視野において実像に重畳して画像を視認できる。

また第１態様において、前記割付手段は、前記バックライトの輝度変化に対して人間が直線的な輝度変化として感受可能な輝度間隔となるように割り付けるとよい。故に使用者はバックライトの輝度変化を直線的な輝度変化として感受できる。

ＨＭＤ１を取り付けた眼鏡９１の斜視図である。 投影装置１００の平面図である。 図２のＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。 ＨＭＤ１の電気的構成を示すブロック図である。 輝度割付テーブル３２１の概念図である。 輝度レベルと眼における入射照度との関係を示すグラフである。 輝度割付処理のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態であるヘッドマウントディスプレイ１（以下ＨＭＤ１という）について、図面を参照して説明する。図１に示すＨＭＤ１は、使用者の眼の前方に画像として視認されるように画像を表示するものである。以下説明では、図１の上方向、下方向、右斜め下方向、左斜め上方向、右斜め上方向、左斜め下方向が、夫々、ＨＭＤ１の上方向、下方向、前方向、後ろ方向、右方向、左方向である。

先ず、ＨＭＤ１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、ＨＭＤ１は投影装置１００及び制御装置２００を備える。投影装置１００は専用の装着具である眼鏡９１に装着して使用される。但し、投影装置１００は使用者が日常的に使用する眼鏡に取り付けられても差し支えない。投影装置１００は使用者の眼に画像光を照射する。投影装置１００はハーネス１５０を介して制御装置２００と着脱可能に接続する。制御装置２００は例えば使用者の腰ベルト等に装着して使用される。制御装置２００は投影装置１００を制御する。

次に、投影装置１００の構成について説明する。以下説明では、図２の下方向、上方向、右方向、左方向が、夫々、投影装置１００の前方向、後ろ方向、右方向、左方向である。図３の上方向、下方向、右方向、左方向が、夫々、投影装置１００の上方向、下方向、右方向、左方向である。図１，図２に示すように、投影装置１００は筐体２を備える。筐体２は四角筒状の樹脂部材であり、平面視Ｌ字型である（図２参照）。筐体２は投影ユニット１０（図３参照）を内蔵する。図３に示すように、投影ユニット１０は画像光を生成し、筐体２の左端側の開口部７を介して左方向に出射する。筐体２の左側の開口部７にはハーフミラーホルダ５（以下ＨＭホルダ５という）が固定されている。ＨＭホルダ５は樹脂である。図１〜図３に示すように、ＨＭホルダ５はハーフミラー８（以下ＨＭ８という）を保持する。ＨＭ８は樹脂である。ＨＭ８は投影ユニット１０の出射光の少なくとも一部（例えば半分）を反射して使用者の左の眼球（図示略）に入射する。使用者は自己の視野において実像に重畳して画像を視認できる。図１，図２に示すように、筐体２の前面における左右方向中央部にはスリット９Ａが設けられている。スリット９Ａにはアジャスタ１６の一部が露出する。使用者はアジャスタ１６を指で上下方向に回転させることによりＨＭ８で視認できる画像のピント調整ができる。

次に、投影ユニット１０の構成について説明する。図３に示すように、投影ユニット１０は、レンズホルダ１５、アジャスタ１６、液晶ホルダ１７を備える。レンズホルダ１５は接眼光学系１２０を保持する。液晶ホルダ１７は液晶装置１２を保持する。液晶装置１２はバックライト４１（図４参照）とＬＣＤ４２（図４参照）を備える。液晶装置１２は画像光を出射する。接眼光学系１２０は、複数のレンズ（図示略）を収容し、液晶装置１２から出射される画像光を集光して筐体２の開口部７に導く。なお、「集光」とは、拡散する画像光の拡散度合いを低減する光学的作用のことを意味する。すなわち、「集光」とは、接眼光学系１２０によって、画像光が収束光又は平行光に変換される構成に限定されない。アジャスタ１６はリング状である。アジャスタ１６は液晶ホルダ１７に外挿して取り付けられている。液晶ホルダ１７の外周面には螺旋状の溝カム１７Ａが設けられている。アジャスタ１６の内周面には係合部（図示略）が設けられている。係合部は液晶ホルダ１７の溝カム１７Ａに係合し、溝カム１７Ａに沿って移動する。アジャスタ１６は筐体２内で上下左右方向に位置決めされている。故にアジャスタ１６を回転させると、溝カム１７Ａの働きによって液晶ホルダ１７が左右方向に移動する。これにより液晶装置１２と接眼光学系１２０との距離が変わるので、ＨＭ８で視認できる画像のピント調整ができる。

次に、眼鏡９１について説明する。図１に示すように、眼鏡９１は、左フレーム部９２、右フレーム部９３、中央フレーム部９４、及び支持部９６を備える。左フレーム部９２は使用者の左耳に掛けられる部分である。右フレーム部９３は使用者の右耳に掛けられる部分である。中央フレーム部９４は、左フレーム部９２の前端部と、右フレーム部９３の前端部との間に渡設されている。中央フレーム部９４は長手方向中央部に一対の鼻当て部９５（図１では一方のみ図示）を備えている。支持部９６は使用者側から見て中央フレーム部９４の上面左端側（図１における上面右端）に設けられる。支持部９６は下方延出部９８を備える。下方延出部９８は使用者の顔の左前方において上下方向に延出する。下方延出部９８の前面にはノコギリ状の凹凸を有する歯部（図示略）が長手方向に刻設されている。

図１，図２に示すように、筐体２の眼鏡９１に対向する部分には取付部４９が設けられる。取付部４９は上下方向に沿ったＵ字溝４９Ａ（図２参照）を内側に備える。Ｕ字溝４９Ａの底部には板バネ４９Ｂが設けられている。Ｕ字溝４９Ａには、眼鏡９１の支持部９６に設けられた下方延出部９８が内挿される。板バネ４９Ｂは下方延出部９８に設けられた歯部の何れかの山に係止する。それ故、投影装置１００は使用者の頭部における上下方向の所定範囲内において位置決め可能である。

次に、制御装置２００の構成について説明する。図１に示すように、制御装置２００は例えば略直方体状のシステムボックスである。制御装置２００は、例えば電源スイッチ６２、輝度ダイヤル６３、及び操作部６４（図４参照、図１では図示略）等を備える。電源スイッチ６２はＨＭＤ１の電源をオンオフする。輝度ダイヤル６３はバックライト４１の輝度を例えばレベル１〜８までの８段階で調節可能である。なお、輝度レベルの段階数はこれに限られない。バックライト４１の輝度は例えばレベル１からレベル８に向かうに従って高くなる。なお、輝度ダイヤル６３はボタン式でもよく、これ以外の形態であってもよい。操作部６４は例えば投影装置１００における画像選択、各種モード切り替え等の各種操作が可能である。

次に、制御装置２００の電気的構成について、図４を参照して説明する。制御装置２００は、例えばＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＨＤＭＩ（登録商標）トランスミッタ５４、電源ＩＣ５５、出力部５６等を備える。ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＨＤＭＩトランスミッタ５４、及び出力部５６等はＣＰＵ５１に接続される。電源スイッチ６２、輝度ダイヤル６３、操作部６４はＣＰＵ５１に接続される。ＣＰＵ５１は制御装置２００を統括制御する。ＲＯＭ５２は各種プログラム等を記憶する。ＲＡＭ５３は各種データを一時的に記憶する。ＨＤＭＩトランスミッタ５４は出力部５６に接続される。ＨＤＭＩトランスミッタ５４は例えばＣＰＵ５１から入力される画像データをデジタルのシリアル信号に変換し、出力部５６とハーネス１５０を介して投影装置１００に送信する。

ＣＰＵ５１は輝度ダイヤル６３の目盛り調節に合わせて輝度レベル信号を生成する。ＣＰＵ５１は生成した輝度レベル信号を出力部５６とハーネス１５０を介して投影装置１００に送信する。電源ＩＣ５５は出力部５６に接続されている。電源ＩＣ５５は電池ＡＣアダプタ６１から供給される非安定な電圧を安定した電圧へと変換する。安定した電圧で電力が、制御装置２００の各種電子部品の他、出力部５６、ハーネス１５０を介して投影装置１００に供給される。

次に、投影装置１００の電気的構成について、図４を参照して説明する。投影装置１００はコントローラ１１と液晶装置１２を備える。コントローラ１１は例えばＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＨＤＭＩレシーバ３４、バックライトドライブＩＣ３５、入力部３７、ＬＣＤコントローラ３６、及び電源ＩＣ３８等を備える。液晶装置１２はバックライト４１と液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ」と呼ぶ）４２を備える。

ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＨＤＭＩレシーバ３４、バックライトドライブＩＣ３５、ＬＣＤコントローラ３６、及び入力部３７等はＣＰＵ３１に接続される。入力部３７には電源ＩＣ３８、ＨＤＭＩレシーバ３４等が接続されている。ＨＤＭＩトランスミッタ５４からの出力ラインは、ＣＰＵ３１を介さずにＨＤＭＩレシーバ３４に入力される。ＣＰＵ３１は投影装置１００を統括制御する。ＲＯＭ３２は各種プログラムの他、後述する輝度割付テーブル３２１（図５参照）等を記憶する。ＲＡＭ３３は各種データを一時的に記憶する。ＨＤＭＩレシーバ３４は制御装置２００から送信されるシリアル信号を復元することで、画像データを受信する。ＨＤＭＩレシーバ３４にはＬＣＤコントローラ３６が接続される。ＨＤＭＩレシーバ３４は復号化された画像データをＬＣＤコントローラ３６に出力する。ＬＣＤコントローラ３６は画像データに基づき、ＬＣＤ４２を駆動制御する。バックライトドライブＩＣ３５は定電流制御により、バックライト４１の輝度を例えば６４段階で設定する。６４段階は所定の輝度間隔かつ等間隔である。定電流制御は電圧を一定として電流を可変にして行う制御である。電源ＩＣ３８は、制御装置２００の電源ＩＣ５５からハーネス１５０を介して供給される電力を投影装置１００の各種電子部品に供給する。

次に、人間の眼のγ（ガンマ）特性について説明する。人間が感じる明るさ（入力値）と眼に対する入射照度（出力値）との関係は一次関数で示される関係ではなく、例えば以下の（１）式で示すことができる。なお入射照度は単位面積に対して眼に入射する光エネルギーである。
・（人間が感じる明るさ）＝（入射照度）^ａ ・・・（１）
このときａ＝０．３３〜０．４５であり、上に凸（膨らむ）形状のグラフ曲線となる。ここで、輝度は単位面積から単位立体角に対して照射される光エネルギーである。故に入射照度は輝度に対応すると見なすことができる。（１）式からも分かるように、人間の眼は、暗いほど輝度変化を敏感に感受し、明るいほど輝度変化に鈍くなる。そこで、輝度変化に対して人間がリニアに感受できるようにする為に、以下の（２）式を定義する。
・（信号強度）^γ≒輝度＝入射照度＝（人間が感じる明るさ）^１／ａ ・・・（２）
信号強度とは本実施形態でいえば例えば輝度レベル１から８までの数値に相当する。ここでａ＝０．４５とした場合、１／ａ＝１／０．４５＝２．２・・・である。従って、γ＝２．２に設定すれば、光源の輝度変化に対して人間はリニアに感受できるようになる。

次に、輝度割付テーブル３２１について、図５を参照して説明する。上述の通り、バックライト４１の輝度レベルは輝度ダイヤル６３によってレベル１〜８の８段階で調節可能である。他方、バックライト４１の輝度はバックライトドライブＩＣ３５により例えば６４段階で設定される。投影装置１００のＣＰＵ３１は、輝度ダイヤル６３により調節される輝度レベルに対して６４段階の輝度を夫々割り付ける。このときＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に記憶した輝度割付テーブル３２１を参照する。輝度割付テーブル３２１は、輝度レベル１〜８に夫々対応するドライバ設定値を夫々記憶する。ドライバ設定値は例えばバックライトドライブＩＣ３５に設定を指示する輝度の段階数である。輝度レベルに対してドライバ設定値を割り当てることによってバックライトドライブＩＣ３５が設定する輝度を間接的に割り付けることができる。輝度レベル１を最小の明るさ、輝度レベル８を最大の明るさとする。輝度レベル１から８に向かうにつれて輝度は上昇する。

例えば輝度レベル１に対応するドライバ設定値は８である。輝度レベル２に対応するドライバ設定値は９である。輝度レベル３に対応するドライバ設定値は１１である。輝度レベル４に対応するドライバ設定値は１６である。輝度レベル５に対応するドライバ設定値は２３である。輝度レベル６に対応するドライバ設定値は３２である。輝度レベル７に対応するドライバ設定値は４４である。輝度レベル８に対応するドライバ設定値は５９である。

なお本実施形態ではバックライトドライブＩＣ３５が設定する１〜６４段階のうち上限に余裕を持たせる為に輝度割付テーブル３２１では１〜５９段階を割り付けている。それ故、例えばバックライト４１の個体差のバラツキによる影響を回避できる。各輝度レベルに対する輝度の割り付けは、例えば上記のγ＝２．２の曲線に対応させている。バックライトドライブＩＣ３５は輝度割付テーブル３２１によって割り付けられたドライバ設定値に従い、バックライト４１を駆動制御する。

図６のグラフは、輝度ダイヤル６３で調節される１〜８の各輝度レベルと、該輝度レベルに調節したときの実際の眼に対する入射照度との関係を示す。本実施形態の輝度の割付曲線についてはγ＝２．２である。このグラフ曲線は下に凸（膨らむ）形状である。これは（１）式のグラフ曲線とは対称的である。つまり輝度レベルが低ければ低いほど、輝度レベルの変化に対して入射照度の変化は小さくなる。一方、輝度レベルが高ければ高いほど、輝度レベルの変化に対して入射照度の変化は大きくなる。従って、例えば輝度レベルを１から８に順に変化させていくと、人間は輝度変化をリニアに感受できる。

次に、入射照度の最大値、最小値の決定方法について説明する。本実施形態のＨＭＤ１はモバイル機器である。モバイル機器は例えば移動性・携帯性・機動性等を有する。使用環境は工場内、屋外、水中等の多岐に渡る。その際重要になるのが視認性である。視認性は液晶装置１２のバックライト４１の輝度に依存する。ＨＭＤ１を工場内で使用する場合、その使用用途に応じて照度の最大値、最小値を求める必要がある。工場内の作業標準は例えば工場の照度基準ＪＩＳ Ｚ９１１１０に規定されている。例えば最大値最小値は以下の決定基準によって夫々決定される。
［最大値決定基準］工場等の作業場５００−１０００ｌｘの環境下でＨＭ８を介して眼に入射する画像が十分に視認できること。
［最小値決定基準］例えば暗室の間接照明の輝度（例えば２０ｌｘ）でも明る過ぎず、ＨＭ８を介して眼に入射する画像が視認できること。

先ず、最大値の決定方法について説明する。例えば上記範囲の最大値である１０００ｌｘの環境下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上であるバックライト４１からの眼に対する入射照度が、輝度割付テーブル３２１によって割り付けられる輝度の最大値に対応するように入射照度の最大値を決定する。例えば１０００ｌｘをカンデラ毎平方メートル（ｃｄ／ｍ^２）に変換すると３１８（ｃｄ／ｍ^２）となる。つまり３１８（ｃｄ／ｍ^２）の外光が入ってくる。外光はＨＭ８を透過することで、その半分の約１６０（ｃｄ／ｍ^２）となる。液晶装置１２から射出される画像光もＨＭ８において約半分になる。それ故、眼における画像光の入射照度は少なくとも眼における外光の入射照度である１６０（ｃｄ／ｍ^２）以上にすることが必要である。更に、ＨＭ８の特性や、接眼光学系１２０のレンズ群の特性等による損失分を考慮し、例えば眼における画像光の入射照度は１８０（ｃｄ／ｍ^２）以上にするのが望ましい。なお、バックライト４１の輝度については、ＨＭ８の特性や、接眼光学系１２０のレンズ群の特性等による損失分を考慮すると、例えば６８０（ｃｄ／ｍ^２）程度にするとよい。

なお、バックライト４１の特性、及びバックライトドライブＩＣ３５の特性には夫々バラツキがある。これらのバラツキを考慮し、本実施形態では、バックライト４１の輝度レベルを最大のレベル８に調節した場合の眼における入射照度を２７７（ｃｄ／ｍ^２）となるようにバックライト４１の輝度を設定する。

次に、最小値の決定方法について説明する。例えば暗室の中でＰＣを操作する状況を想定する。このときに眼における照度を２０ｌｘ程度とする。その２０ｌｘの環境下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上であるバックライト４１からの眼に対する入射照度が、輝度割付テーブル３２１によって割り付けられる輝度の最小値に対応するように入射照度の最小値を決定するとよい。上記の最大値の決定方法と同様に算出すると、眼における画像光の入射照度は少なくとも眼における外光の入射照度である６．４（ｃｄ／ｍ^２）以上にすることが必要である。なおバックライト４１の特性、及びバックライトドライブＩＣ３５の特性のバラツキを考慮し、本実施形態では、バックライト４１の輝度レベルを最小のレベル１に調節した場合の眼における入射照度を３８（ｃｄ／ｍ^２）となるようにバックライト４１の輝度を設定する。

次に、ＣＰＵ３１による割付処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ３１は、制御装置２００の電源スイッチ６２がＯＮされると、ＲＯＭ３２に記憶された輝度割付プログラムを呼び出し、本処理を実行する。使用者は輝度ダイヤル６３で輝度レベルを調節する。制御装置２００のＣＰＵ５１は輝度ダイヤル６３の調節に応じて輝度レベル信号を投影装置１００に送信する。ＣＰＵ３１は輝度レベル信号を受信したか否か判断する（Ｓ１）。輝度レベル信号は、例えば輝度レベル１〜８の情報を含む。ＣＰＵ３１は輝度レベル信号を受信するまでは（Ｓ１：ＮＯ）、待機状態となる。ＣＰＵ３１は輝度レベル信号を受信したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＲＯＭ３２に記憶した輝度割付テーブル３２１（図５参照）を参照し、輝度レベルに対応するドライバ設定値を決定する（Ｓ２）。例えば、輝度ダイヤル６３によって輝度レベル６に調節された場合、ドライバ設定値は３２に決定される。

次いで、ＣＰＵ３１はドライバ設定値を３２とするドライバ設定信号をバックライトドライブＩＣ３５に出力する（Ｓ３）。従って、輝度ダイヤル６３によって調節された輝度レベルに対して、バックライトドライブＩＣ３５によって設定される輝度を割り付けることができる。バックライトドライブＩＣ３５はドライバ設定信号に基づき、ドライバ設定値を３２としてバックライト４１を駆動制御する。その結果、眼における入射照度は１５５（ｃｄ／ｍ^２）となる。ＣＰＵ３１は電源ＯＦＦか否か判断する（Ｓ４）。ＣＰＵ３１は電源がＯＮの間は（Ｓ４：ＮＯ）、Ｓ１に戻って上記処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は輝度ダイヤル６３の調節に応じて、輝度割付テーブル３２１を参照して輝度レベルに対応するドライバ設定信号を決定する（Ｓ１〜Ｓ３）。眼に対する入射照度は、輝度ダイヤル６３による輝度レベルの変化に応じて、γ＝２．２の曲線に応じて変化する。使用者は輝度レベルの変化をリニアに感受できる。それ故、使用者は画像光の明暗の変化を十分に認識できる。

以上説明において、図３に示す液晶装置１２が本発明の「液晶部」の一例である。図３に示すバックライトドライブＩＣ３５が本発明の「設定手段」の一例である。輝度ダイヤル６３が本発明の「受付手段」の一例である。図７のＳ２の処理を実行するＣＰＵ３１が本発明の「割付手段」の一例である。

以上説明したように、本実施形態のＨＭＤ１は、投影装置１００と制御装置２００を備える。投影装置１００はコントローラ１１と液晶装置１２を備える。液晶装置１２はバックライト４１を備える。バックライト４１の輝度はバックライトドライブＩＣ３５によって例えば６４段階で設定されている。６４段階は所定の輝度間隔である。バックライト４１の輝度レベルの調節は、制御装置２００に設けられた輝度ダイヤル６３で行う。輝度ダイヤル６３はバックライト４１の輝度レベルを例えば８段階で調節可能である。コントローラ１１のＣＰＵ３１は、輝度ダイヤル６３で調節された輝度レベルに対して、ＲＯＭ３２に記憶された輝度割付テーブル３２１に基づき、バックライト４１の６４段階の輝度を割り付ける。

輝度割付テーブル３２１は各輝度レベルに対応するバックライト４１の輝度を設定する為のドライバ設定値を記憶している。各輝度レベルに対する輝度の割り付けは、例えば上記のγ＝２．２の曲線に対応させている。このグラフ曲線は下に凸形状である。これは輝度レベルが低ければ低いほど、輝度レベルの変化に対して入射照度の変化が小さくなる。一方、輝度レベルが高ければ高いほど、輝度レベルの変化に対して入射照度の変化が大きくなる。これはバックライト４１の輝度変化に対して人間がリニアな輝度変化として感受可能な輝度間隔を有する曲線である。従って、輝度レベルの変化に対して人間はリニアに感受できる。よって、使用者は画像光の明暗の変化を自然かつ十分に認識できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、使用者の左眼前方にＨＭ８を配置するタイプのＨＭＤ１を説明したが、右眼前方にＨＭを配置するタイプのＨＭＤでも本発明は適用可能である。

また上記実施形態では、輝度ダイヤルで調節された輝度レベルに対して、６４段階で設定され輝度を、輝度の明るい側ほど輝度間隔を広くして割り付けているが、少なくとも等間隔以上であればよい。例えば、輝度ダイヤルで受け付ける輝度レベルの少なくとも一部において、明るい側ほど輝度間隔が広いという関係が成り立つようにしてもよい。

また上記実施形態では、ＨＭＤ１は眼鏡９１に取り付けられるものとして説明したが、例えば、ヘッドバンド、ヘッドホン、又はヘルメット等の頭部に装着する装着部材にも取り付けることができる。

１ ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）
１２ 液晶装置
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３５ バックライトドライブＩＣ
６３ 輝度ダイヤル
３２１ 輝度割付テーブル

Claims (7)

1. 液晶部と、
   前記液晶部に設けられたバックライトと、
   前記バックライトの輝度を所定の輝度間隔で段階的に設定可能な設定手段と、
   前記設定手段よりも少ない段階数で、前記バックライトの輝度レベルを外部から受け付ける受付手段と、
   前記受付手段によって受け付ける前記輝度レベルに対して、前記設定手段によって設定された前記輝度を、前記輝度の明るい側ほど輝度間隔を少なくとも等間隔以上に広くして割り付ける割付手段と
   を備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記受付手段によって受付可能な輝度レベルの最大値及び最小値は条件の異なる外光からの眼に対する入射照度に基づいて割り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
3. 所定の照度範囲のうち最大照度の条件下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上である前記バックライトからの眼に対する入射照度が、前記割付手段によって割り付けられる前記輝度の最大値に対応するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記最大照度よりも低い照度の条件下において、外光からの眼に対する入射照度と同じ又はそれ以上である前記バックライトからの眼に対する入射照度が、前記割付手段によって割り付けられる前記輝度の最小値に対応するように設定されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記設定手段によって設定される前記輝度の最大値よりも小さい輝度を、前記受付手段によって受け付ける最大の輝度レベルに設定することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
6. 前記液晶部からの画像光を集光する接眼光学系と、
   前記接眼光学系から出射した画像光の少なくとも一部を眼に導くと共に、外光の少なくとも一部を透過して眼に導く偏向部材と
   を備えたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
7. 前記割付手段は、
   前記バックライトの輝度変化に対して人間が直線的な輝度変化として感受可能な輝度間隔となるように割り付けることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。

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