JP2013174708A - Head-mounted display, brightness adjusting method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はヘッドマウントディスプレイ、輝度調整方法、及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a head mounted display, a brightness adjustment method, and a control program.
従来、ユーザ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。HMDは、例えば液晶部、接眼光学系、偏向部材等を備える。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(以下、HMという)である。HMは液晶部からレンズ群を通して射出された画像光をユーザの眼に入射する。ユーザはHM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輝度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。例えば、外界照度に応じて、画像表示部における画像の輝度を変更可能なHMDが開示されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) that displays an image so as to be visually recognized as an image in front of a user's eye is known. The HMD includes, for example, a liquid crystal unit, an eyepiece optical system, a deflection member, and the like. The liquid crystal unit includes a backlight, for example. The eyepiece optical system is a lens group, for example. The deflection member is, for example, a half mirror (hereinafter referred to as HM). The HM makes image light emitted from the liquid crystal unit through the lens group enter the user's eyes. The user can view the external light in front through the HM at the same time. The luminance level of the backlight can be adjusted stepwise at predetermined luminance intervals, for example, with a luminance dial. For example, an HMD that can change the brightness of an image in an image display unit in accordance with the external illumination is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
上記HMDにおいて、例えばHMに表示させるコンテンツや利用場面等によって、ユーザはHMにおけるシースルー度をその都度調整したい場合がある。例えば画像をしっかり視たいようなコンテンツでは、暗い所でも輝度を明るくしたい場合がある。画像をちらっと視るようなコンテンツでは、明るい所でも輝度を暗くしたい場合がある。このような場合、ユーザは輝度レベルを手動で切り替えて輝度を調節してHMにおけるシースルー度の調節を行うことができる。 In the HMD, for example, the user may want to adjust the see-through degree in the HM each time depending on the content displayed on the HM, the usage scene, and the like. For example, in content where you want to see an image firmly, you may want to increase the brightness even in a dark place. In content that allows you to glance at an image, you may want to reduce the brightness even in a bright place. In such a case, the user can adjust the see-through degree in the HM by manually switching the luminance level and adjusting the luminance.
しかしながら、特許文献1に記載の技術のように、外界照度の変化に応じて画像の輝度を単に切り変えるだけでは、外界照度が変わる度に、輝度レベルが変化する。そのため、特許文献1に記載の技術では、ユーザが意図して調節した輝度レベルとバックライトの輝度との関係が、外界照度が変わることによってずれてしまう。その結果、外界照度の変化に伴い、HMにおけるシースルー度が変化してしまうという問題点があった。それ故、ユーザは外部環境が変わる度に、輝度レベルを調節しなければならず手間であった。
However, as in the technique described in
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、外界照度が変化した場合に表示部におけるシースルー度を保持したままでバックライトの輝度を調節できるヘッドマウントディスプレイ、輝度調整方法、及び制御プログラムを提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and a head-mounted display and a brightness adjustment method capable of adjusting the brightness of the backlight while maintaining the see-through degree in the display unit when the external illumination changes. And providing a control program.
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、マトリクス状に配置された画素によって画像を形成可能な光弁素子と、前記光弁素子に設けられた光源と、前記光弁素子から照射される画像光の少なくとも一部を反射してユーザの眼に入射させるとともに、外界の実像からの光の少なくとも一部を透過することにより、ユーザの視野において実像に重畳させて画像を視認させる表示部と、外界の照度を検出する照度検出手段と、前記光源の段階的な輝度レベルを指定する入力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各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する決定手段と、前記光源の輝度を、前記決定手段によって決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する変更手段とを備え、前記決定手段は、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記輝度レベル間の輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記輝度レベル間の輝度の間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定することを特徴とする。 The head mounted display according to the first aspect of the present invention is irradiated with light valve elements capable of forming an image with pixels arranged in a matrix, a light source provided in the light valve elements, and the light valve elements. A display unit that reflects at least a part of the image light to enter the user's eyes and transmits at least a part of the light from the real image of the outside world so that the image is superimposed on the real image in the user's field of view. Illuminance detecting means for detecting the illuminance of the outside world, receiving means for accepting an input for designating a stepwise luminance level of the light source from the outside, and for each luminance level received by the receiving means, by the illuminance detecting means For each illuminance to be detected, a determining unit that determines the luminance of the light source, and the luminance of the light source are received by the receiving unit that is determined by the determining unit. Change means for changing to the luminance corresponding to the received luminance level, the determination means, the brighter the illuminance detected by the illuminance detection means, the wider the luminance interval between the luminance levels, The lower the illuminance is, the narrower the luminance interval between the luminance levels is, and the luminance ratio of the light source to the external illuminance is always constant at the same luminance level. The brightness of the light source is determined respectively.
第1態様に係るヘッドマウントディスプレイでは、外界の照度が明るければ明るいほど、光源の各輝度レベル間の輝度の間隔は広くなっている。その逆に、外界の照度が暗ければ暗いほど、光源の各輝度レベル間の輝度の間隔は狭くなっている。さらに同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定となっている。それ故、外界の照度が変化しても、受け付けた輝度レベルにおける外界の照度に対する輝度の割合を保持できるので、表示部におけるシースルー度を保持できる。 In the head mounted display according to the first aspect, the brighter the illuminance in the outside world, the wider the luminance interval between the luminance levels of the light source. Conversely, the darker the illuminance in the outside world, the narrower the brightness interval between the brightness levels of the light source. Furthermore, the ratio of the luminance of the light source to the external illuminance at the same luminance level is always constant. Therefore, even if the external illuminance changes, the ratio of the luminance to the external illuminance at the received luminance level can be held, so that the see-through degree in the display unit can be held.
また第1態様において、前記決定手段は、所定の照度において前記各輝度レベルの夫々決定した輝度に対して、前記照度検出手段によって検出する照度に対応する係数を乗じることにより、前記各輝度レベルに対応する輝度を夫々決定するとよい。これにより外界の照度が変化しても、受け付けた輝度レベルにおける外界の照度に対する輝度の割合を一定に保持できるので、表示部におけるシースルー度を一定に保持できる。 In the first aspect, the determining unit multiplies each luminance level by a coefficient corresponding to the illuminance detected by the illuminance detecting unit to the luminance determined for each luminance level at a predetermined illuminance. The corresponding luminance should be determined respectively. Thereby, even if the illuminance of the outside world changes, the ratio of the luminance to the illuminance of the outside world at the received luminance level can be kept constant, so that the see-through degree in the display unit can be kept constant.
また第1態様において、前記照度検出手段は、ユーザが前記表示部を透過して視認できる方向の外界の照度を検出するとよい。これによりユーザの視野における外界の照度を良好に検出できる。換言すれば、ユーザの視野における外界の照度を利用して、バックライト輝度が決定される。そのため、実際にユーザの眼に入る外界の実像に対して、シースルー度を一定に保持できる。 Moreover, the 1st aspect WHEREIN: The said illumination intensity detection means is good to detect the illumination intensity of the external field of the direction which a user can permeate | transmit and visually recognize the said display part. Thereby, the illuminance of the outside world in the user's visual field can be detected well. In other words, the backlight luminance is determined using the illuminance of the outside world in the user's visual field. Therefore, the see-through degree can be kept constant with respect to the real image of the outside world that actually enters the user's eyes.
また第1態様において、前記決定手段は、前記照度検出手段によって検出する照度について複数の照度範囲を設けると共に、該照度範囲毎に、前記各輝度レベルに対応する輝度を夫々決定し、前記照度範囲の閾値はヒステリシスを有するとよい。これにより照度検出手段によって検出する照度が閾値付近であっても輝度が繰り返し何度も変わるのを防止できる。それ故、表示部における視認性を良好に保持できる。 In the first aspect, the determining unit provides a plurality of illuminance ranges for the illuminance detected by the illuminance detecting unit, determines the luminance corresponding to each luminance level for each illuminance range, and the illuminance range. The threshold value may have hysteresis. Thereby, even if the illuminance detected by the illuminance detection means is near the threshold value, it is possible to prevent the luminance from changing repeatedly. Therefore, the visibility in the display unit can be favorably maintained.
また第1態様において、前記決定手段は、前記照度検出手段によって検出する照度について複数の照度範囲を設けると共に、該照度範囲毎に、前記各輝度レベルに対応する輝度を夫々決定し、前記照度検出手段によって検出した照度が前記閾値を越えたか否かを判断する閾値通過判断手段と、前記閾値通過判断手段によって前記照度が前記閾値を越えたと判断された場合に、前記照度が前記閾値を通過した状態が所定時間継続したか否か判断する状態判断手段と、前記状態判断手段によって前記閾値を通過した状態が前記所定時間継続したと判断した場合に、前記閾値を越えた側の前記照度範囲に決定された輝度に変更する輝度変更手段とを備えるとよい。これにより照度検出手段によって検出する照度が閾値付近であっても輝度が繰り返し何度も変わるのを防止できる。それ故、表示部における視認性を良好に保持できる。 Further, in the first aspect, the determination unit provides a plurality of illuminance ranges for the illuminance detected by the illuminance detection unit, determines a luminance corresponding to each luminance level for each of the illuminance ranges, and detects the illuminance. A threshold passage judging means for judging whether or not the illuminance detected by the means exceeds the threshold value, and the illuminance passed the threshold value when the threshold passage judging means judges that the illuminance exceeds the threshold value. A state determining means for determining whether or not the state has continued for a predetermined time; and when the state determining means determines that the state that has passed the threshold has continued for the predetermined time, the illuminance range on the side exceeding the threshold is It is good to provide the brightness | luminance change means which changes to the determined brightness | luminance. Thereby, even if the illuminance detected by the illuminance detection means is near the threshold value, it is possible to prevent the luminance from changing repeatedly. Therefore, the visibility in the display unit can be favorably maintained.
本発明の第2態様に係る輝度調整方法は、光弁素子と、前記光弁素子に設けられた光源と、前記光弁素子から照射される画像光の少なくとも一部を反射してユーザの眼に入射させることにより、ユーザの視野において実像に重畳させて画像を視認させる表示部と、外界の照度を検出する照度検出手段と、前記光源の段階的な輝度レベルを外部から受け付ける受付手段とを備えたヘッドマウントディスプレイの輝度調整方法であって、前記受付手段によって受け付ける前記各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する際に、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記各輝度レベルに対して夫々決定する輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定する決定工程と、前記光源の輝度を、前記決定工程において決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する輝度変更工程と
を備える。
The brightness adjustment method according to the second aspect of the present invention includes a light valve element, a light source provided in the light valve element, and at least a part of image light emitted from the light valve element to reflect the user's eyes. A display unit for visually recognizing an image superimposed on a real image in a user's field of view, illuminance detection means for detecting illuminance in the external environment, and reception means for receiving a stepwise luminance level of the light source from the outside. A brightness adjustment method for a head-mounted display provided, wherein the illuminance is determined when the brightness of the light source is determined for each illuminance detected by the illuminance detection means for each brightness level received by the reception means. The brighter the illuminance detected by the detection means, the wider the luminance interval determined for each luminance level, and the darker the illuminance side, the narrower the interval. In addition, the determination step of determining the luminance of the light source for each luminance level so that the ratio of the luminance of the light source to the ambient illuminance is always constant at the same luminance level, and the luminance of the light source, A luminance changing step of changing to a luminance corresponding to the luminance level received by the receiving means determined in the determining step.
第2態様に係る輝度調整方法では、上記各工程をヘッドマウントディスプレイが行うことにより、外界の照度が変化しても、受け付けた輝度レベルにおける外界の照度に対する輝度の割合を保持できるので、表示部におけるシースルー度を保持できる。 In the luminance adjustment method according to the second aspect, since the head-mounted display performs the above steps, the ratio of the luminance with respect to the external illuminance at the received luminance level can be maintained even if the external illuminance changes. The see-through degree can be maintained.
本発明の第3態様に係る制御プログラムは、光弁素子と、前記光弁素子に設けられた光源と、前記光弁素子から照射される画像光の少なくとも一部を反射してユーザの眼に入射させることにより、ユーザの視野において実像に重畳させて画像を視認させる表示部と、外界の照度を検出する照度検出手段と、前記光源の段階的な輝度レベルを外部から受け付ける受付手段とを備えたヘッドマウントディスプレイを機能させる制御プログラムであって、コンピュータに、前記受付手段によって受け付ける前記各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する際に、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記各輝度レベルに対して夫々決定する輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定する決定ステップと、前記光源の輝度を、前記決定ステップにおいて決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する輝度変更ステップとを実行させることを特徴とする A control program according to a third aspect of the present invention reflects a light valve element, a light source provided in the light valve element, and at least a part of image light emitted from the light valve element to a user's eye. A display unit that allows an image to be visually recognized by being superimposed on a real image in the user's field of view; an illuminance detection unit that detects the illuminance of the outside; and a reception unit that receives a stepwise luminance level of the light source from the outside. A control program for causing a head-mounted display to function, when determining the luminance of the light source for each illuminance detected by the illuminance detecting means for each of the luminance levels received by the receiving means. The higher the illuminance detected by the illuminance detection means, the wider the luminance interval determined for each luminance level, and the illuminance is The brightness of the light source is determined for each of the brightness levels so that the closer the distance is, the narrower the interval is, and the ratio of the brightness of the light source to the ambient illuminance is always constant at the same brightness level. A determining step; and a luminance changing step of changing the luminance of the light source to a luminance corresponding to the luminance level received by the receiving means determined in the determining step.
第3態様に係る制御プログラムは、上記各ステップをヘッドマウントディスプレイのコンピュータに実行させることにより、外界の照度が変化した場合でも、受け付けた輝度レベルにおける外界の照度に対する輝度の割合を保持できるので、ヘッドマウントディスプレイの表示部におけるシースルー度を保持できる。 Since the control program according to the third aspect causes the computer of the head mounted display to execute each step described above, even when the external illuminance changes, the ratio of the luminance with respect to the external illuminance at the received luminance level can be retained. The see-through degree in the display part of the head mounted display can be maintained.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1に示すヘッドマウントディスプレイ1(以下、HMD1という)は、ユーザ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。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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A head mounted display 1 (hereinafter referred to as an HMD 1) shown in FIG. 1 displays an image so as to be visually recognized as an image in front of the user's eyes. In the following description, the upward direction, the downward direction, the downward diagonal direction to the right, the upward diagonal direction to the left, the upward diagonal direction to the right, and the downward diagonal direction to the left are respectively the upward direction, downward direction, forward direction, and backward direction of HMD1. Right direction, left direction. The downward direction, upward direction, right direction, and left direction in FIG. 2 are the front direction, rear direction, right direction, and left direction of the
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はユーザ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はユーザ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は例えばユーザ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。
First, the configuration of the
次に、投影装置100の構成について説明する。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は樹脂で形成される。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。
Next, the configuration of the
HM8は樹脂で形成される。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)を反射してユーザの左の眼球(図示略)に入射する。ユーザ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。ユーザはアジャスタ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。筐体2の前面においてHMホルダ5の右側には、円形状の小孔部40が設けられている。小孔部40内には照度センサ39が前方に露出している。照度センサ39はユーザの視野前方の外界照度、特にHM8の前方の外界照度を検知可能である。
HM8 is made of resin. The
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は図4に示すバックライト41と液晶ディスプレイ42(以下、LCD42という)とを備える。バックライト41は光源の一例である。LCD42は例えばマトリクス状に配置された画素によって画像を形成する光弁素子の一例である。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、画像光の光束の広がりを低減する光学的作用のことを意味する。即ち「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。
Next, the configuration of the
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。
The
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はユーザの左耳に掛けられる部分である。右フレーム部93はユーザ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はユーザ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はユーザ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。
Next, the
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が挿入される。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はユーザ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。
As shown in FIGS. 1 and 2, a mounting
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。
Next, the configuration of the
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。
Next, the electrical configuration of the
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。
The
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、輝度制御部35、入力部37、表示制御部36、電源IC38、及び照度センサ39等を備える。液晶装置12はバックライト41とLCD42を備える。
Next, the electrical configuration of the
ROM32、RAM33、HDMIレシーバ34、輝度制御部35、表示制御部36、入力部37、及び照度センサ39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、後述する輝度決定テーブル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。
The
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には表示制御部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表示制御部36に出力する。表示制御部36は画像データに基づき、LCD42を駆動制御する。輝度制御部35は、CPU31から出力される輝度設定信号に基づき、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。
The
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。
Next, the γ (gamma) characteristics of the human eye will be described. The relationship between the brightness (input value) perceived by humans and the incident illuminance (output value) to the eyes is not a relationship represented by a linear function, but can be represented by, for example, the following equation (1). The incident illuminance is light energy incident on the eye per unit area.
・ (Brightness perceived by humans) = (incident illuminance) a (1)
At this time, it is a = 0.33-0.45, and it becomes a graph curve of the convex shape (expands) upwards. Here, luminance is light energy irradiated from a unit area to a unit solid angle. Therefore, the incident illuminance can be regarded as corresponding to the luminance. As can be seen from the equation (1), the human eye perceives a change in luminance more sensitively as it becomes darker, and becomes duller in luminance change as it becomes brighter. Therefore, the following equation (2) is defined so that a human can perceive linearly to a change in luminance.
(Signal intensity) γ ≒ luminance = incident illuminance = (brightness perceived by humans) 1 / a (2)
In the present embodiment, the signal intensity corresponds to a numerical value from
次に、輝度決定テーブル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の輝度は輝度制御部35により設定される。投影装置100のCPU31は、輝度決定テーブル321(図5参照)を参照し、照度センサ39によって検出される外界照度に応じて、輝度ダイヤル63により調節される輝度レベルに対応するバックライト41の輝度を決定する。輝度決定テーブル321は例えばROM32に記憶されている。
Next, the luminance determination table 321 will be described with reference to FIG. As described above, the luminance level of the
輝度決定テーブル321は、照度センサ39によって検出される外界照度の明暗に応じて、輝度レベル1〜8に夫々対応するバックライト41の輝度を夫々設定する。例えば、照度センサ39によって検出される外界照度の全ての値毎に、輝度レベル1〜8に夫々対応するバックライト41の輝度を夫々設定することが考えられる。その場合、輝度決定テーブル321に設定する輝度のデータ量は膨大になる。そこで本実施形態では、照度センサ39によって検出されることが想定される外界照度を例えば3つの範囲に分け、その範囲毎に、輝度レベル1〜8に夫々対応するバックライト41の輝度を夫々設定している。それ故、輝度決定テーブル321に設定する輝度のデータ量は少なくて済む。なおこれらの範囲を外界照度範囲と呼ぶ。
The luminance determination table 321 sets the luminance of the
外界照度範囲は例えば第1範囲、第2範囲、第3範囲である。第1範囲は例えば600lx以下である。第2範囲は例えば500〜1000lxである。第3範囲は例えば900lx以上である。第2範囲は3つの外界照度範囲の中間の範囲である。HMD1の主な使用環境下を例えば一般的なオフィスを想定するのであれば、第2範囲を一般的なオフィス環境下の照度範囲(500〜1000lx)に設定するとよい。各外界照度範囲には基準値が各々設けられている。本実施形態は、各範囲内に属する外界照度は全てその範囲の基準値とみなしている。例えば第1範囲の基準値を500lxとする。第2範囲の基準値を750lxとする。第3範囲の基準値を1000lxとする。これら基準値は、後述するように、各照度範囲毎の輝度を算出する際に用いることができる。
The ambient illuminance range is, for example, a first range, a second range, and a third range. The first range is, for example, 600 lx or less. The second range is, for example, 500 to 1000 lx. The third range is, for example, 900 lx or more. The second range is an intermediate range between the three external illuminance ranges. If the main usage environment of the
第1〜第3範囲において夫々設定される各輝度の算出方法について説明する。本実施形態では、第2範囲において先に設定された各輝度を基準にして、他の第1、第3範囲に設定される各輝度を算出する。具体的には、第2範囲において設定された各輝度に、後述する第1係数を乗じることにより、第1範囲における各輝度レベルに対応する輝度を算出する。第2範囲において設定された各輝度に、後述する第2係数を乗じることにより、第3範囲における各輝度レベルに対応する輝度を算出する。第1係数は、第2範囲の基準値(750lx)に対する第1範囲の基準値(500lx)の割合である。故に第1係数は2/3である。第2係数は、第2範囲の基準値(750lx)に対する第3範囲の基準値(1000lx)の割合である。故に第2係数は4/3である。以下具体的な各輝度について説明する。 A method for calculating each luminance set in each of the first to third ranges will be described. In the present embodiment, each brightness set in the other first and third ranges is calculated with reference to each brightness set in the second range. Specifically, the luminance corresponding to each luminance level in the first range is calculated by multiplying each luminance set in the second range by a first coefficient described later. The brightness corresponding to each brightness level in the third range is calculated by multiplying each brightness set in the second range by a second coefficient described later. The first coefficient is a ratio of the reference value (500 lx) of the first range to the reference value (750 lx) of the second range. Therefore, the first coefficient is 2/3. The second coefficient is a ratio of the reference value (1000 lx) of the third range to the reference value (750 lx) of the second range. Therefore, the second coefficient is 4/3. Specific luminances will be described below.
先ず、第2範囲に設定される輝度について説明する。第2範囲における各輝度レベルに設定する輝度は、例えば上記のγ=2.2の曲線に対応させる。それ故、例えば輝度レベル1に対応する輝度は125(cd)である。輝度レベル2に対応する輝度は140(cd)である。輝度レベル3に対応する輝度は170(cd)である。輝度レベル4に対応する輝度は250(cd)である。輝度レベル5に対応する輝度は360(cd)である。輝度レベル6に対応する輝度は500(cd)である。輝度レベル7に対応する輝度は680(cd)である。輝度レベル8に対応する輝度は920(cd)である。
First, the luminance set in the second range will be described. The luminance set for each luminance level in the second range is made to correspond to the curve of γ = 2.2, for example. Therefore, for example, the luminance corresponding to the
次に、第1範囲に設定される輝度について説明する。上記の通り、第2範囲で先に設定した各輝度を2/3倍して得られる各値を、第1範囲の各輝度レベルに対応する輝度として設定する。その結果、例えば輝度レベル1に対応する輝度は83(cd)となる。輝度レベル2に対応する輝度は93(cd)となる。輝度レベル3に対応する輝度は113(cd)となる。輝度レベル4に対応する輝度は167(cd)となる。輝度レベル5に対応する輝度は240(cd)となる。輝度レベル6に対応する輝度は333(cd)となる。輝度レベル7に対応する輝度は453(cd)となる。輝度レベル8に対応する輝度は613(cd)となる。
Next, the luminance set in the first range will be described. As described above, each value obtained by multiplying each brightness previously set in the second range by 2/3 is set as a brightness corresponding to each brightness level in the first range. As a result, for example, the luminance corresponding to
次に、第3範囲に設定される輝度について説明する。上記の通り、第2範囲で先に設定した各輝度を4/3倍して得られる各値を、第3範囲の各輝度レベルに対応する輝度として設定する。その結果、例えば輝度レベル1に対応する輝度は167(cd)となる。輝度レベル2に対応する輝度は187(cd)となる。輝度レベル3に対応する輝度は227(cd)となる。輝度レベル4に対応する輝度は333(cd)となる。輝度レベル5に対応する輝度は480(cd)となる。輝度レベル6に対応する輝度は667(cd)となる。輝度レベル7に対応する輝度は907(cd)となる。輝度レベル8に対応する輝度は1227(cd)となる。
Next, the luminance set in the third range will be described. As described above, each value obtained by multiplying each previously set brightness in the second range by 4/3 is set as the brightness corresponding to each brightness level in the third range. As a result, for example, the luminance corresponding to the
図6は、第1範囲、第2範囲、第3範囲に夫々対応する3本の輝度カーブを示している。輝度カーブは、輝度決定テーブル321に基づいて作成され、外界照度範囲毎に、各輝度レベルに設定された輝度をプロットしたものである。第2範囲に対応する輝度カーブは、γ=2.2の曲線に対応している。この輝度カーブは下に凸(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。 FIG. 6 shows three luminance curves corresponding to the first range, the second range, and the third range, respectively. The brightness curve is created based on the brightness determination table 321 and plots the brightness set for each brightness level for each external illumination range. The luminance curve corresponding to the second range corresponds to the curve of γ = 2.2. This luminance curve has a downwardly convex (swelling) shape. This is symmetric with the graph curve of the equation (1). That is, the lower the luminance level, the smaller the change in incident illuminance with respect to the change in luminance level. On the other hand, the higher the brightness level, the greater the change in incident illuminance with respect to the change in brightness level. Therefore, for example, when the luminance level is changed in order from 1 to 8, a human can perceive the luminance change linearly.
これに対し、第1範囲に対応する輝度カーブは、第2範囲に対応する輝度カーブに対して、下方にシフトし、かつ輝度レベルが高い側において傾斜が緩やかになっている。また、第3範囲に対応する輝度カーブは、第2範囲に対応する輝度カーブに対して、上方にシフトし、かつ輝度レベルが高い側において傾斜が急になっている。これは第2範囲において各輝度レベルに夫々設定した各輝度に対し、第1係数及び第2係数を夫々乗じた結果である。それ故、第1、第3範囲に対応する輝度カーブも、γ=2.2の曲線に対応している。 On the other hand, the luminance curve corresponding to the first range is shifted downward with respect to the luminance curve corresponding to the second range and has a gentle slope on the higher luminance level side. In addition, the luminance curve corresponding to the third range is shifted upward with respect to the luminance curve corresponding to the second range, and has a steep slope on the higher luminance level side. This is a result of multiplying each luminance set to each luminance level in the second range by the first coefficient and the second coefficient, respectively. Therefore, the luminance curves corresponding to the first and third ranges also correspond to the curve of γ = 2.2.
ここで、第1係数は、例えば第2範囲に属する750lxから第1範囲に属する500lxに変化する割合である。第2係数は、例えば第2範囲に属する750lxから第3範囲に属する1000lxに変化する割合である。本実施形態は、そのような第1係数及び第2係数を、第2範囲の各輝度に乗じることによって、第1、第3範囲において、第2範囲からの照度変化に応じてバックライト41の輝度を良好に変化させることができる。
Here, the first coefficient is, for example, a rate of change from 750 lx belonging to the second range to 500 lx belonging to the first range. The second coefficient is, for example, a rate of change from 750 lx belonging to the second range to 1000 lx belonging to the third range. In the present embodiment, by multiplying each luminance of the second range by such first coefficient and second coefficient, in the first and third ranges, the
次に、HM8におけるシースルー度と、外界照度に対するバックライト41の輝度との関係について説明する。外界照度に対するバックライト41の輝度の割合は、HM8におけるシースルー度を決定するものである。シースルー度とは、例えばユーザから見たHM8における画像に対する実像の透過度を意味する。このようなシースルー度を、外界照度の変化に応じてバックライト41の輝度を変えた場合でも一定に保持できるようにする為、本実施形態では、輝度決定テーブル321を使用する。図5,図6に示すように、輝度決定テーブル321では、例えば外界照度が明るい第3範囲では、外界照度が暗い第1範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は広くなっている。その逆に、第1範囲では、第3範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は狭くなっている。そして互いに異なる照度範囲であっても、同一の輝度レベルにおいては、外界照度に対するバックライト41の輝度の割合がほぼ一定になっている。
Next, the relationship between the see-through degree in the
例えば輝度レベル1において、第2範囲の外界照度の基準値は750lxであり、バックライト41の輝度は125cdである。これらを単に数値だけの割合で比較すると、外界照度に対するバックライト41の輝度の割合は1/6である。また、同じ輝度レベル1において、第3範囲の外界照度の基準値は1000lxであり、バックライト41の輝度は125cdである。これらを同様に数値だけの割合で比較すると、外界照度に対するバックライト41の輝度の割合は1/6である。さらに同じ輝度レベル1において、第1範囲の外界照度の基準値は1000lxであり、バックライト41の輝度は125cdである。これらを同様に数値だけの割合で比較すると、外界照度に対するバックライト41の輝度の割合は1/6である。
For example, at the
つまり、第1範囲、第2範囲、及び第3範囲では、外界照度に対するバックライト41の輝度の割合はどれも同じである。これはどの輝度レベルにおいても同様の結果となる。なお、上記算出例では分かり易くする為に、外界照度と輝度を数値だけの割合で示したが、同じ単位系に換算した場合でも、各輝度レベルにおける割合は各照度範囲で一定になる。従って、外界照度が変化した場合でも、HM8におけるシースルー度を保持した状態で、バックライト41の輝度を自動的に調節できる。
That is, in the first range, the second range, and the third range, the ratio of the luminance of the
CPU31は上記のような輝度決定テーブル321を参照し、外界照度に応じたバックライト41の輝度を決定する。例えば輝度ダイヤル63によって輝度レベル4に調節され、外界照度が800lxであった場合、CPU31は第2範囲において輝度レベル4に対応する輝度である250(cd)を、バックライト41の輝度として決定する。例えば輝度ダイヤル63によって輝度レベル4に調節され、外界照度が200lxであった場合、CPU31は第1範囲において輝度レベル4に対応する輝度である167(cd)を、バックライト41の輝度として決定する。
The
次に、外界照度範囲の閾値のヒステリシス性について説明する。輝度決定テーブル321では、第1〜第3範囲の各閾値をヒステリシスにしている。例えば第1範囲と第2範囲の閾値を単一の値である500lxとしてしまうと、外界照度が500lx付近ではバックライト41の輝度が何度も切り替わってしまい、非常に見づらいものとなってしまう。そこで本実施形態では、例えば第1範囲の上限値を600lx、第2範囲の下限値を500lxとすることで、閾値をヒステリシスにしている。それ故、例えば外界照度が第2範囲から第1範囲に低下した後で、500lx付近で停滞した場合でも、600lx以上にならなければ第2範囲にはならないので、バックライト41の輝度は切り替わらない。それ故、第1範囲と第2範囲の閾値付近で、バックライト41の輝度が何度も切り替わることがないので、HM8における視認性を良好に保持できる。なお第2範囲の上限値と、第3範囲の下限値との閾値も同様にヒステリシスにしている。それ故、第2範囲と第3範囲の閾値付近でも、バックライト41の輝度が何度も切り替わることがないので、HM8における視認性を良好に保持できる。
Next, the hysteresis property of the threshold value in the ambient illuminance range will be described. In the luminance determination table 321, each threshold value in the first to third ranges is set to hysteresis. For example, if the threshold values of the first range and the second range are set to a single value of 500 lx, the luminance of the
次に、CPU31による輝度制御処理について、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に記憶された輝度制御プログラムを呼び出し、本処理を実行する。先ず、CPU31は照度センサ39により外界照度を検出する(S11)。検出された外界照度のデータは、RAM33に一旦記憶される。次いでCPU31は輝度ダイヤル63の状態を検出し、輝度レベルを特定する(S12)。例えばCPU31は制御装置200に対して輝度レベル信号の送信を依頼する依頼信号を送信する。制御装置200のCPU51は輝度ダイヤル63の調節に応じた輝度レベル信号を投影装置100に送信する。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ことで現在の輝度レベルを特定できる。特定され輝度レベルの情報は、RAM33に一旦記憶される。
Next, luminance control processing by the
次いでCPU31は輝度決定処理を実行する(S13)。輝度決定処理は、輝度決定テーブル321に基づき、検出した外界照度で現在の輝度レベルに対応するバックライト41の輝度を決定する処理である。例えば、検出された外界照度が800lxで、かつ輝度ダイヤル63が輝度レベル4に調節された場合を想定する。外界照度は第2範囲に属する。図5の輝度決定テーブル321を参照すると、第2範囲における輝度レベル4に対応する輝度は250(cd)である。従って輝度は250(cd)に決定される。CPU31は決定した輝度に対応する輝度設定信号を輝度制御部に35(図4参照)に出力する(S14)。輝度制御部35は輝度設定信号に基づき、バックライト41を駆動制御する。バックライト41は決定された輝度である250(cd)で発光する。
Next, the
そしてCPU31は照度センサ39により外界照度を再度検出する(S15)。CPU31は再度検出した外界照度と、RAM33に先に記憶した外界照度とを比較して、外界照度が変化したか否か判断する(S16)。CPU31は例えば輝度決定テーブル321を参照し、外界照度が属する範囲が異なる場合に外界照度が変化したと判断するとよい。例えば、輝度ダイヤル63が輝度レベル4の状態で、外界照度が800lxから200lxに低下した場合、輝度決定テーブル321を参照すると、外界照度は第2範囲から第1範囲に変化している。この場合、CPU31は外界照度が変化したと判断し(S16:YES)、S13に戻り、輝度決定処理を再度実行する。
And CPU31 detects external field illumination intensity again by the illumination intensity sensor 39 (S15). The
輝度決定処理において、外界照度は第1範囲であるので、輝度決定テーブル321を参照すると、第1範囲における輝度レベル4に対応する輝度は167(cd)である。従って輝度は167(cd)に決定される。CPU31は決定した輝度に対応する輝度設定信号を輝度制御部に35(図4参照)に出力する(S14)。輝度制御部35は輝度設定信号に基づき、バックライト41を駆動制御する。従って、バックライト41の輝度は250(cd)から167(cd)に変更される。
In the luminance determination process, since the ambient illuminance is in the first range, referring to the luminance determination table 321, the luminance corresponding to the
このように、外界照度が例えば第2範囲から第1範囲に変化した場合に、輝度ダイヤル63によって調節された輝度レベル4を保持した状態で、バックライト41の輝度を、第1範囲に対応する輝度に切り替える。上述の通り、HM8において外界照度に対するバックライト41の輝度の割合はほぼ一定に保持される。それ故、外界照度が変化した場合、HM8におけるシースルー度を保持した状態でバックライト41の輝度を切り替えることができる。ユーザは例えば作業場面によって輝度ダイヤル63を調節することで、HM8におけるシースルー度を調節する。つまり作業面に適したシースルー度が存在する。本実施形態は外界照度が変化した場合に、HM8におけるシースルー度を保持した状態でバックライト41の輝度を調節するので、HM8における画像の視認性を良好に保持できる。
Thus, when the external illuminance changes from, for example, the second range to the first range, the luminance of the
ところで、外界照度が変化していない場合(S16:NO)、CPU31は輝度ダイヤル63の状態を再度検出し、輝度レベルを特定する(S17)。特定した輝度レベルの情報はRAM33に一旦記憶する。CPU31は特定した輝度レベルと、RAM33に先に記憶した輝度レベルとを比較して、輝度レベルが変化したか否か判断する(S18)。例えば、外界照度が800lxの環境下で、輝度ダイヤル63によって輝度レベルが4から7に変化した場合(S18:YES)、S13に戻り、輝度決定処理を再度実行する。
By the way, when the external illuminance has not changed (S16: NO), the
輝度決定処理において、外界照度は第2範囲であるので、輝度決定テーブル321を参照すると、第2範囲における輝度レベル7に対応する輝度は680(cd)である。従って輝度は680(cd)に決定される。CPU31は決定した輝度に対応する輝度設定信号を輝度制御部に35(図4参照)に出力する(S14)。輝度制御部35は輝度設定信号に基づき、バックライト41を駆動制御する。従って、バックライト41の輝度はそれまでの250(cd)から680(cd)に変更される。これによりHM8におけるシースルー度は変化する。
In the luminance determination process, the ambient illuminance is in the second range, and therefore the luminance corresponding to the
そして、輝度レベルも変化していない場合(S18:NO)、CPU31は電源がオフされたか否か判断する(S19)。CPU31は電源がオフされるまでは(S19:NO)、S15に戻って、上記処理を繰り返す。CPU31は電源がオフされたと判断した場合(S19:YES)、本処理を終了する。
If the luminance level has not changed (S18: NO), the
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。HM8が本発明の「表示部」の一例である。図1に示す照度センサ39が本発明の「照度検出手段」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S13、S15〜S18)の処理を実行するCPU31が本発明の「決定手段」の一例である。S14の処理を実行するCPU31が本発明の「変更手段」の一例である。
In the above description, the
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の輝度は輝度制御部35によって設定されている。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、輝度決定テーブル321を参照し、照度センサ39によって検出される外界照度に応じて、輝度ダイヤル63により調節される輝度レベルに対応するバックライト41の輝度を夫々決定する。輝度決定テーブル321はROM32に記憶されている。
As described above, the
輝度決定テーブル321は、外界照度の3つの範囲毎に、輝度レベル1〜8に対応するバックライト41の輝度を夫々記憶する。このテーブルでは、外界照度が明るい側の範囲では、外界照度が暗い側の範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は広くなっている。その逆に、外界照度が暗い側の範囲では、外界照度が明るい側の範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は狭くなっている。そして互いに異なる照度範囲であっても、同一の輝度レベルにおいて外界照度に対するバックライト41の輝度の割合が一定になるように、各輝度レベルに対応する輝度が各照度範囲において夫々設定されている。外界照度に対するバックライト41の輝度の割合は、HM8におけるシースルー度を決定するものである。
The brightness determination table 321 stores the brightness of the
CPU31はこのような輝度決定テーブル321を参照し、照度センサ39によって検出された外界照度が属する照度範囲で、輝度ダイヤル63で調節された輝度レベルに対応する輝度を決定する。これにより例えば外界照度が変化した場合でも、HM8におけるシースルー度を保持した状態で、バックライト41の輝度を自動的に調節できる。従って外界照度が変化した場合、ユーザに違和感を与えることなく、バックライト41の輝度を外界照度に応じて自動的に調節できる。
The
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、輝度決定テーブル321で設定される外界照度の第2範囲の輝度カーブがγ=2.2の曲線に対応するように各輝度レベルに対応する輝度を設定し、それらの第2範囲に設定された輝度のデータを元に、その他の第1,第3範囲の輝度を算出して設定している。例えば、輝度レベルの変化に対してバックライト41の輝度が直線的に変化するように、第1〜第3範囲において各輝度レベルに対して輝度を設定してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the brightness corresponding to each brightness level is set so that the brightness curve of the second range of the external illuminance set in the brightness determination table 321 corresponds to the curve of γ = 2.2. Based on the brightness data set in the second range, the brightness in the other first and third ranges is calculated and set. For example, the luminance may be set for each luminance level in the first to third ranges so that the luminance of the
例えば、図8に示す輝度決定テーブル322は、第1〜第3範囲において、輝度レベルの変化に対してバックライト41の輝度を直線的に変化させている。例えば第2範囲において各輝度レベル1〜8に夫々設定される輝度をプロットすると、図9に示すように、直線的な変化を示すグラフとなる。第1範囲に設定される各輝度は、第2範囲に設定される各輝度に対して、上記実施形態と同じ係数倍(例えば2/3)を乗じて算出されたものである。第3範囲に設定される各輝度は、第2範囲に設定される各輝度に対して、上記実施形態と同じ係数倍(例えば4/3)を乗じて算出されたものである。従って、第2範囲と同様に、第1,第3範囲において各輝度レベル1〜8に夫々設定される輝度を夫々プロットすると、何れも図9に示すような直線的な変化を示すグラフとなる。
For example, the luminance determination table 322 shown in FIG. 8 linearly changes the luminance of the
そして本変形例の輝度決定テーブル322においても、外界照度が明るい側の範囲では、外界照度が暗い側の範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は広くなっている。その逆に、外界照度が暗い側の範囲では、外界照度が明るい側の範囲に比べ、輝度レベル間の輝度の間隔は狭くなっている。そして互いに異なる照度範囲であっても、同一の輝度レベルにおいて外界照度に対するバックライト41の輝度の割合が一定になるように、各輝度レベルに対応する輝度が各照度範囲において夫々設定されている。これにより例えば外界照度が変化した場合でも、HM8におけるシースルー度を保持した状態で、バックライト41の輝度を自動的に調節できる。従って外界照度が変化した場合、ユーザに違和感を与えることなく、バックライト41の輝度を外界照度に応じて自動的に調節できる。
Also in the luminance determination table 322 of this modification, the luminance interval between luminance levels is wider in the range where the external illuminance is brighter than in the range where the external illuminance is darker. Conversely, in the range where the external illuminance is dark, the luminance interval between the luminance levels is narrower than in the range where the external illuminance is bright. And even if it is a mutually different illumination intensity range, the brightness | luminance corresponding to each brightness | luminance level is each set so that the ratio of the brightness | luminance of the
また上記実施形態では、図5に示す輝度決定テーブル321において、各照度範囲の閾値をヒステリシスにしているが、例えば、第1範囲と第2範囲の閾値を例えば500lxとし、第2範囲と第3範囲の閾値を例えば1000lxとして、それぞれ単一の閾値とした場合でも、それら閾値を越えた状態が所定時間継続した場合は外界照度が変化したと判断するようにしてもよい。そこで上記輝度制御処理の変形例について、図10のフローチャートを参照して説明する。 In the above embodiment, the threshold value of each illuminance range is set to hysteresis in the luminance determination table 321 shown in FIG. 5. For example, the threshold values of the first range and the second range are set to 500 lx, for example, and the second range and the third range are set. Even when the range threshold is set to, for example, 1000 lx and each is a single threshold value, it may be determined that the ambient illuminance has changed if the state exceeding the threshold value continues for a predetermined time. Therefore, a modification of the brightness control process will be described with reference to the flowchart of FIG.
図10に示すように、変形例である輝度制御処理は、図7の処理のS16を削除し、かつS15とS17の間に、S31〜S32の処理を追加したものである。CPU31は、例えばS13の輝度決定処理で決定された輝度でバックライト41を駆動中に、外界照度を検出する(S15)。CPU31は検出した外界照度が、RAM33に記憶した前回の外界照度から変化して、各照度範囲の何れかの閾値を越えたか否か判断する(S31)。検出した外界照度が閾値を越えていない場合(S31:NO)、外界照度は変化していないものとして、処理をS17に進める。
As shown in FIG. 10, the brightness control process as a modified example is obtained by deleting S <b> 16 of the process of FIG. 7 and adding processes S <b> 31 to S <b> 32 between S <b> 15 and S <b> 17. For example, the
それとは反対に、CPU31は例えば検出した外界照度が閾値を越えた場合(S31:YES)、例えば照度センサ39によって外界照度を検出し続け、閾値を越えた状態が所定時間(例えば数秒)継続したか否か判断する(S32)。例えば外界照度が所定時間経過する前に外界照度が閾値を越える前に戻ってしまった場合(S32:NO)、外界照度は変化していないものとして、処理をS17に進める。
On the other hand, for example, when the detected external illuminance exceeds the threshold (S31: YES), the
一方、CPU31は閾値を越えた状態が所定時間継続したと判断した場合(S32:YES)、外界照度は変化したものとして、S13に戻り、その変化後の外界照度について、輝度決定処理を実行する。これにより照度センサ39によって検出された外界照度が、外界照度範囲の閾値付近であっても、バックライト41の輝度が何度も切り替わることがないので、HM8における視認性を良好に保持できる。
On the other hand, when the
なお本変形例において、図10のS31を実行するCPU31が本発明の「閾値通過判断手段」の一例である。S32を実行するCPU31が本発明の「状態判断手段」の一例である。S32:YES、S13、S14を実行するCPU31が本発明の「輝度変更手段」の一例である。
In the present modification, the
また、本発明は上記変形例の他にも様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ユーザの左眼前方に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。
Further, the present invention can be variously modified in addition to the above modified examples. For example, in the above embodiment, the type of
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。
In the above-described embodiment, the
また上記実施形態では、筐体2の前面に設けた小孔部40から照度センサ39を前方に露出しているが、ユーザがHM8を透過して視認できる方向の外界の照度を検出できれば、照度センサ39の位置はこれ以外でもよい。例えば眼鏡91の中央フレーム部94の上部に設けるようにしてもよい。HM8を透過する実像からの光は、ユーザから見てHM8の方向であるので、その方向における外界の照度を検出することにより、HM8におけるシースルー度の調整を的確に行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また上記実施形態では、照度センサ39を本発明の「照度検出手段」の一例として説明したが、例えばカメラ等の撮像手段をHMDに搭載し、そのカメラで撮像した映像から外界照度を検出するようにしてもよい。この場合、カメラはユーザの視野前方に撮像方向を向けるとよい。
In the above-described embodiment, the
また上記実施形態では、輝度決定テーブル321,322において、外界照度を3つの範囲に分け、輝度のデータ量を少なくしているが、例えば、照度センサ39によって検出される外界照度の全ての値毎に、輝度レベル1〜8に夫々対応するバックライト41の輝度を夫々設定してもよい。この場合、照度センサ39によって検出された外界照度に応じて、各輝度レベルに対応するバックライト41の輝度を決定できる。
In the above embodiment, in the luminance determination tables 321 and 322, the ambient illuminance is divided into three ranges to reduce the amount of luminance data. For example, for every value of the external illuminance detected by the
1 ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
8 ハーフミラー(HM)
12 液晶装置
31 CPU
32 ROM
41 バックライト
42 LCD
63 輝度ダイヤル
321,322 輝度決定テーブル
1 Head mounted display (HMD)
8 Half mirror (HM)
12
32 ROM
41
63 Luminance dials 321 and 322 Luminance determination table
Claims (7)
前記光弁素子に設けられた光源と、
前記光弁素子から照射される画像光の少なくとも一部を反射してユーザの眼に入射させるとともに、外界の実像からの光の少なくとも一部を透過することにより、ユーザの視野において実像に重畳させて画像を視認させる表示部と、
外界の照度を検出する照度検出手段と、
前記光源の段階的な輝度レベルを指定する入力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各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する決定手段と、
前記光源の輝度を、前記決定手段によって決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する変更手段と
を備え、
前記決定手段は、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記輝度レベル間の輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記輝度レベル間の輝度の間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 A light valve element capable of forming an image with pixels arranged in a matrix, and
A light source provided in the light valve element;
At least a part of the image light emitted from the light valve element is reflected and incident on the user's eye, and at least a part of the light from the real image in the external environment is transmitted to be superimposed on the real image in the user's field of view. A display unit for visually recognizing the image,
Illuminance detection means for detecting the illuminance of the outside world,
Accepting means for accepting an input for designating a stepwise luminance level of the light source from the outside;
Determining means for determining the luminance of the light source for each illuminance detected by the illuminance detecting means for each luminance level received by the receiving means;
Changing means for changing the brightness of the light source to a brightness corresponding to the brightness level received by the receiving means determined by the determining means;
The determination means is such that the brighter the illuminance detected by the illuminance detection means, the wider the luminance interval between the luminance levels, and the darker the illuminance side, the narrower the luminance interval between the luminance levels. A head mounted display that determines the brightness of the light source for each of the brightness levels so that the ratio of the brightness of the light source to the ambient illuminance is always constant at the same brightness level.
前記照度範囲の閾値はヒステリシスを有することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 The determining unit provides a plurality of illuminance ranges for the illuminance detected by the illuminance detecting unit, and determines the luminance corresponding to each luminance level for each illuminance range,
4. The head mounted display according to claim 1, wherein the threshold value of the illuminance range has a hysteresis.
前記照度検出手段によって検出した照度が前記閾値を越えたか否かを判断する閾値通過判断手段と、
前記閾値通過判断手段によって前記照度が前記閾値を越えたと判断された場合に、前記照度が前記閾値を通過した状態が所定時間継続したか否か判断する状態判断手段と、
前記状態判断手段によって前記閾値を通過した状態が前記所定時間継続したと判断した場合に、前記閾値を越えた側の前記照度範囲に決定された輝度に変更する輝度変更手段と
を備えたことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 The determining unit provides a plurality of illuminance ranges for the illuminance detected by the illuminance detecting unit, and determines the luminance corresponding to each luminance level for each illuminance range,
Threshold passage determining means for determining whether or not the illuminance detected by the illuminance detecting means exceeds the threshold;
State determining means for determining whether or not the state where the illuminance has passed the threshold has continued for a predetermined time when the illuminance is determined to have exceeded the threshold by the threshold passage determining means;
Brightness changing means for changing to the brightness determined in the illuminance range on the side exceeding the threshold when the state determining means determines that the state that has passed the threshold has continued for the predetermined time. The head-mounted display according to claim 1, wherein the head-mounted display is a head-mounted display.
前記受付手段によって受け付ける前記各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する際に、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記各輝度レベルに対して夫々決定する輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定する決定工程と、
前記光源の輝度を、前記決定工程において決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する輝度変更工程と
を備えたことを特徴とする輝度調整方法。 A light valve element, a light source provided in the light valve element, and at least part of the image light emitted from the light valve element is reflected and incident on the user's eye, so that it is superimposed on the real image in the user's field of view. A brightness adjustment method for a head mounted display, comprising: a display unit for visually recognizing an image; illuminance detection means for detecting illuminance in the outside; and reception means for receiving a stepwise luminance level of the light source from outside.
When determining the luminance of the light source for each illuminance detected by the illuminance detecting means for each luminance level received by the receiving means, the brighter the illuminance detected by the illuminance detecting means, The luminance interval determined for each luminance level is wide, the darker the illuminance side, the narrower the interval, and the ratio of the luminance of the light source to the external illuminance at the same luminance level is always constant. Determining the brightness of the light source for each brightness level;
A luminance adjustment method comprising: changing a luminance of the light source to a luminance corresponding to the luminance level received by the receiving unit determined in the determining step.
コンピュータに、
前記受付手段によって受け付ける前記各輝度レベルに対して、前記照度検出手段によって検出する照度毎に、前記光源の輝度を夫々決定する際に、前記照度検出手段によって検出する照度が明るい側ほど、前記各輝度レベルに対して夫々決定する輝度の間隔が広く、前記照度が暗い側ほど、前記間隔が狭くなるように、かつ同一の輝度レベルにおいて外界照度に対する光源の輝度の割合が常に一定になるように、前記各輝度レベルに対して、前記光源の輝度を夫々決定する決定ステップと、
前記光源の輝度を、前記決定ステップにおいて決定された前記受付手段によって受け付けられた前記輝度レベルに対応する輝度に変更する輝度変更ステップと
を実行させることを特徴とする制御プログラム。 A light valve element, a light source provided in the light valve element, and at least part of the image light emitted from the light valve element is reflected and incident on the user's eye, so that it is superimposed on the real image in the user's field of view. A control program for causing a head-mounted display to function, comprising: a display unit for visually recognizing an image; illuminance detection means for detecting illuminance in the external environment; and reception means for receiving a stepwise luminance level of the light source from outside. ,
On the computer,
When determining the luminance of the light source for each illuminance detected by the illuminance detecting means for each luminance level received by the receiving means, the brighter the illuminance detected by the illuminance detecting means, The luminance interval determined for each luminance level is wide, the darker the illuminance side, the narrower the interval, and the ratio of the luminance of the light source to the external illuminance at the same luminance level is always constant. Determining each of the brightness levels for each of the brightness levels; and
A control program for executing a brightness change step for changing the brightness of the light source to a brightness corresponding to the brightness level received by the receiving means determined in the determining step.
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