JP2015208031A - 頭部装着型表示装置および頭部装着型表示装置の制御方法 - Google Patents
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【解決手段】頭部装着型表示装置は、画像を表す画像光を生成し射出させる画像光生成部と、射出された画像光を使用者の眼に導く導光部と、を有し、使用者に虚像を視認させるための画像表示部と、操作面を有するとともに画像表示部と接続され、画像表示部による画像表示を制御する制御部と、使用者が制御部の操作面を向いているかを判定する向き判定部とを備える。制御部は、使用者が制御部の操作面を向いていると判定された場合に、虚像の視認性を低下させるように、画像光生成部の輝度を調整し、または、画像光生成部により生成される画像光を調整する。
【選択図】図2
Description
頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出させる画像光生成部と、射出された前記画像光を使用者の眼に導く導光部と、を有し、使用者に虚像を視認させるための画像表示部と、
操作面を有するとともに前記画像表示部と接続され、前記画像表示部による画像表示を制御する制御部と、
使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する向き判定部と、
を備え、
前記制御部は、
使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、前記虚像の視認性を低下させるように、前記画像光生成部の輝度を調整し、または、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、向き判定部は、使用者が制御部の操作面を向いているかを判定し、制御部は、使用者が操作面を向いていると判定された場合に、虚像の視認性を低下させるように、画像光生成部の輝度を調整し、または、画像光生成部により生成される画像光を調整する。このため、頭部装着型表示装置において、従来とは異なる構成で使用者が頭部装着型表示装置の制御部を操作しようとしたことを検知し、画像表示部における外景の視認性を向上させることができる。
適用例1記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部に配置され、非可視光を射出する頭部側発光部と、
前記操作面に配置され、射出された前記非可視光を受光する制御部側受光部と、
を備え、
前記向き判定部は、
前記制御部側受光部の出力信号を用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、画像表示部には非可視光を射出する頭部側発光部が配置され、操作面には射出された非可視光を受光する制御部側受光部が配置されるため、向き判定部は、制御部側受光部の出力信号を用いて、操作面と画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が制御部の操作面を向いているかを判定することができる。
適用例2記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記操作面に配置され、非可視光を射出する制御部側発光部と、
前記画像表示部に配置され、射出された前記非可視光を受光する頭部側受光部と、
を備え、
前記制御部は、
前記頭部側発光部および前記制御部側発光部に対して、交互に前記非可視光を射出させ、
前記向き判定部は、
前記制御部側受光部の出力信号と、前記頭部側受光部の出力信号とを用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、操作面にはさらに、非可視光を射出する制御部側発光部が配置され、画像表示部にはさらに、射出された非可視光を受光する頭部側受光部が配置される。制御部は頭部側発光部および制御部側発光部に対して、交互に非可視光を射出させ、向き判定部は、制御部側受光部の出力信号と、頭部側受光部の出力信号とを用いて、操作面と画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が制御部の操作面を向いているかを判定するため、適用例2記載の頭部装着型表示装置において、向き判定部による判定の精度を向上させることができる。
適用例2または3記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記制御部に配置された前記制御部への接触を検出するための接触検出部を備え、
前記制御部は、
前記制御部への接触が検出された場合に、前記頭部側発光部による前記非可視光の射出と、前記制御部側発光部による前記非可視光の射出と、を実行させる、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、制御部には制御部への接触を検出するための接触検出部が配置されるため、制御部は、制御部への接触が検出された場合に、頭部側発光部による非可視光の射出と、制御部側発光部による非可視光の射出とを実行させることができる。
適用例2ないし4のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記頭部側発光部が射出する前記非可視光には、前記非可視光のパルス変調により前記画像表示部を識別するための識別情報が含まれ、
前記制御部は、前記制御部に接続されている前記画像表示部を認証するための認証情報を記憶する記憶部を有し、
前記向き判定部は、さらに、
前記制御部側受光部の出力信号から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報が前記認証情報に含まれるかを検索することで、前記画像表示部を認証する認証部を備える、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、頭部側発光部が射出する非可視光には画像表示部を識別するための識別情報が含まれるため、認証部は、制御部側受光部の出力信号から識別情報を取得し、取得した識別情報が認証情報に含まれるかを検索することで、画像表示部を認証することができる。この結果、誤認識を低減させることができる。
適用例1ないし5のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部に配置された前記画像表示部の加速度情報を検出するための加速度情報検出部と、
前記画像表示部に配置された前記画像表示部の角速度情報を検出するための角速度情報検出部と、
を備え、
前記向き判定部は、
検出された前記加速度情報と、検出された前記角速度情報とを用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、画像表示部には画像表示部の加速度情報を検出するための加速度情報検出部と、画像表示部の角速度情報を検出するための角速度情報検出部とが配置されるため、向き判定部は、検出された加速度情報と、検出された角速度情報とを用いて、使用者が制御部の操作面を向いているかを判定することができる。
適用例1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させる光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記制御部の前記操作面を向いていると判定された場合に、前記光源の照明光を消灯または減光させることで、前記画像光生成部の輝度を調整する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、制御部は、使用者が制御部の操作面を向いていると判定された場合に、光源の照明光を消灯または減光させることで、画像光生成部の輝度を調整するため、画像表示部における外景の視認性を向上させることができる。
適用例1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させるための、複数の発光体を含む光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記制御部の前記操作面を向いていると判定された場合に、前記複数の発光体のうちの少なくとも一部の発光体の照明光を消灯または減光させることで、前記画像光生成部の輝度を調整する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、制御部は、使用者が制御部の操作面を向いていると判定された場合に、複数の発光体のうちの少なくとも一部の発光体の照明光を消灯または減光させることで、画像光生成部の輝度を調整するため、画像表示部における一部の外景の視認性を向上させることができる。
適用例1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、
前記画像光生成部に画像データを送信するとともに、使用者が前記制御部の前記操作面を向いていると判定された場合に、送信する前記画像データの少なくとも一部を、黒色を示すダミーデータに置換することで、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、制御部は、使用者が制御部の操作面を向いていると判定された場合に、画像光生成部に送信する画像データの少なくとも一部を、黒色を示すダミーデータに置換することで、画像光生成部により生成される画像光を調整するため、画像表示部における外景の視認性を向上させることができる。
適用例1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させる光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記制御部の前記操作面を向いていると判定された場合に、前記表示素子の少なくとも一部の液晶開口率を小さくすることで、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。
このような構成とすれば、制御部は、使用者が制御部の操作面を向いていると判定された場合に、表示素子の少なくとも一部の液晶開口率を小さくすることで、画像光生成部により生成される画像光を調整するため、画像表示部における外景の視認性を向上させることができる。
(A−1)頭部装着型表示装置の構成:
図1は、本発明の一実施例における頭部装着型表示装置の外観の構成を示す説明図である。頭部装着型表示装置HMは、頭部に装着する表示装置であり、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)とも呼ばれる。本実施例のヘッドマウントディスプレイHMは、使用者が、虚像を視認すると同時に外景も直接視認可能な光学透過型の頭部装着型表示装置である。
図5は、ヘッドマウントディスプレイHMの手元透過処理の手順を示すフローチャートである。手元透過処理は、使用者が制御部10の操作面を向いていること、すなわち、使用者が制御部10を操作しようとしたために、制御部10の操作面と画像表示部20が対向する状態となったことが検知された場合に、画像表示部20において表示されている虚像を消す処理であり、ヘッドマウントディスプレイHMが起動された後、常時実行される。
本発明の第2実施例では、手元透過処理における信頼性と省電力性を向上させることが可能な構成について説明する。以下では、第1実施例と異なる構成および動作を有する部分についてのみ説明する。なお、図中において第1実施例と同様の構成部分については先に説明した第1実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9は、第2実施例におけるヘッドマウントディスプレイHMaの外観の構成を示す説明図である。図10は、第2実施例におけるヘッドマウントディスプレイHMaの構成を機能的に示すブロック図である。図1、図2に示す第1実施例との違いは、制御部10に代えて制御部10aを、画像表示部20に代えて画像表示部20aを、それぞれ備える点である。
図11は、第2実施例におけるヘッドマウントディスプレイHMaの手元透過処理の手順を示すフローチャートである。図5に示した第1実施例との違いは、ステップS202、S204をさらに備える点のみであり、他の動作は第1実施例と同様である。まず、向き判定部145aは、接触検出部71からの出力信号によって、制御部10aへの接触が検出されたか否かを判定する(ステップS202)。接触が検出されていない場合、向き判定部145aは処理をステップS202へ遷移させる。一方、接触が検出された場合、制御部10の向き判定部145aは処理をステップS204へ遷移させ、頭部側発光部61aと、制御部側発光部62とを駆動する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。例えば、ソフトウェアによって実現した機能は、ハードウェアによって実現するものとしてもよい。そのほか、以下のような変形が可能である。
上記実施例では、ヘッドマウントディスプレイの構成について例示した。しかし、ヘッドマウントディスプレイの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に定めることが可能であり、例えば、各構成部の追加・削除・変換等を行うことができる。
上記実施例において、画像処理部は、同じ画像データを右眼用画像データおよび左眼用画像データとして出力することとした。しかし、画像処理部は、右眼用画像データと、左眼用画像データとを、異なる画像データにすることで、使用者に3Dの虚像を視認させることが可能な構成としてもよい。
上記実施例の手元透過処理(図5、図11)では、向き判定部は、頭部側受光部と、制御部側受光部からの出力信号を受信したか否かによって、制御部と画像表示部とが対向しているか否かを判定することとした。しかし、上記実施例での態様はあくまで一例であり、向き判定部は、種々の方法を用いて、制御部と画像表示部とが対向しているか否かを判定することができる。
上記第2実施例の手元透過処理(図11)では、向き判定部は、接触検出部により接触が検出された場合に、発光部(頭部側発光部、制御部側発光部)を駆動することとした。しかし、上記実施例での態様はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。
12…点灯部
14…タッチパッド
16…十字キー
18…電源スイッチ
20、20a…画像表示部
21…耳掛部
22…右表示駆動部
24…左表示駆動部
26…右光学パネル
28…左光学パネル
32…右イヤホン
34…左イヤホン
40…接続部
42…右コード
44…左コード
46…連結部材
48…本体コード
51…送信部
52…送信部
53…受信部
54…受信部
61、61a…頭部側発光部
62…制御部側発光部
65…頭部側受光部
66…制御部側受光部
71…接触検出部
81…無線通信部
82…無線通信部
110…入力情報取得部
120…記憶部
130…電源
140…CPU
145、145a…向き判定部
146…認証部
160…画像処理部
170…音声処理部
180…インターフェイス
190…表示制御部
201…右バックライト制御部(画像光生成部、光源)
202…左バックライト制御部(画像光生成部、光源)
211…右LCD制御部(画像光生成部、表示素子)
212…左LCD制御部(画像光生成部、表示素子)
221…右バックライト(画像光生成部、光源)
222…左バックライト(画像光生成部、光源)
241…右LCD(画像光生成部、表示素子)
242…左LCD(画像光生成部、表示素子)
251…右投写光学系(導光部)
252…左投写光学系(導光部)
261…右導光板(導光部)
262…左導光板(導光部)
PCLK…クロック信号
VSync…垂直同期信号
HSync…水平同期信号
Data…画像データ
CA…赤外線
MA…赤外線
OA…外部機器
SC…外景
PC…パーソナルコンピューター
VI…虚像
CI…認証情報
IL…照明光
PL…画像光
HM、HMa…ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着型表示装置)
VR…視野
Claims (11)
- 頭部装着型表示装置であって、
画像を表す画像光を生成し射出させる画像光生成部と、射出された前記画像光を使用者の眼に導く導光部と、を有し、使用者に虚像を視認させるための画像表示部と、
操作面を有するとともに前記画像表示部と接続され、前記画像表示部による画像表示を制御する制御部と、
使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する向き判定部と、
を備え、
前記制御部は、
使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、前記虚像の視認性を低下させるように、前記画像光生成部の輝度を調整し、または、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部に配置され、非可視光を射出する頭部側発光部と、
前記操作面に配置され、射出された前記非可視光を受光する制御部側受光部と、
を備え、
前記向き判定部は、
前記制御部側受光部の出力信号を用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記操作面に配置され、非可視光を射出する制御部側発光部と、
前記画像表示部に配置され、射出された前記非可視光を受光する頭部側受光部と、
を備え、
前記制御部は、
前記頭部側発光部および前記制御部側発光部に対して、交互に前記非可視光を射出させ、
前記向き判定部は、
前記制御部側受光部の出力信号と、前記頭部側受光部の出力信号とを用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項2または3記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記制御部に配置された前記制御部への接触を検出するための接触検出部を備え、
前記制御部は、
前記制御部への接触が検出された場合に、前記頭部側発光部による前記非可視光の射出と、前記制御部側発光部による前記非可視光の射出と、を実行させる、頭部装着型表示装置。 - 請求項2ないし4のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記頭部側発光部が射出する前記非可視光には、前記非可視光のパルス変調により前記画像表示部を識別するための識別情報が含まれ、
前記制御部は、前記制御部に接続されている前記画像表示部を認証するための認証情報を記憶する記憶部を有し、
前記向き判定部は、さらに、
前記制御部側受光部の出力信号から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報が前記認証情報に含まれるかを検索することで、前記画像表示部を認証する認証部を備える、頭部装着型表示装置。 - 請求項1ないし5のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、さらに、
前記画像表示部に配置された前記画像表示部の加速度情報を検出するための加速度情報検出部と、
前記画像表示部に配置された前記画像表示部の角速度情報を検出するための角速度情報検出部と、
を備え、
前記向き判定部は、
検出された前記加速度情報と、検出された前記角速度情報とを用いて、前記操作面と前記画像表示部が対向しているか否かを判定することにより、使用者が前記制御部の前記操作面を向いているかを判定する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させる光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、前記光源の照明光を消灯または減光させることで、前記画像光生成部の輝度を調整する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させるための、複数の発光体を含む光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、前記複数の発光体のうちの少なくとも一部の発光体の照明光を消灯または減光させることで、前記画像光生成部の輝度を調整する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記制御部は、
前記画像光生成部に画像データを送信するとともに、使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、送信する前記画像データの少なくとも一部を、黒色を示すダミーデータに置換することで、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項記載の頭部装着型表示装置であって、
前記画像光生成部は、
前記画像を生成する表示素子と、
生成された前記画像を表す画像光を射出させる光源と、
を含み、
前記制御部は、
使用者が前記操作面を向いていると判定された場合に、前記表示素子の少なくとも一部の液晶開口率を小さくすることで、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する、頭部装着型表示装置。 - 操作面を有する頭部装着型表示装置の制御方法であって、
(a)画像を表す画像光を生成し射出させる画像光生成部と、射出された前記画像光を使用者の眼に導く導光部と、を用いて、使用者に虚像を視認させる工程と、
(b)前記工程(a)による画像表示を制御する工程と、
(c)使用者が前記工程(b)のために前記操作面の前記操作面を向いているかを判定する工程と、
(d)使用者が前記工程(b)のために前記操作面を向いていると判定された場合に、前記虚像の視認性を低下させるように、前記画像光生成部の輝度を調整し、または、前記画像光生成部により生成される前記画像光を調整する工程と、
を備える、頭部装着型表示装置の制御方法。
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