JP6015691B2 - 画像表示装置、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置、及び、プログラムに関する。

使用者の頭部に装着され、外界からの光線に画像を重畳させて提示するヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＨＭＤ」とも言う。）が知られている。特許文献１は、ＨＭＤであって、使用者の眼前に配置される反射部（以下、「偏向部材」とも言う。）を有する単眼式の表示ユニットを有するものを開示する。さらに、特許文献１では、その表示ユニットが、画像光を形成する本体部分と、その形成された画像光を使用者の眼に出射する出射口を有する出射口部分とに分割されている。出射口部分が、本体部分に外力によって着脱可能な構成となっている。出射口部分には、反射部としてのハーフミラーが設けられている。反射部が、本体部分で形成された画像光を観察者の目に射出することで、ユーザは、画像を視認することができる。

特開２０１３−４４８３０号公報

ＨＭＤを頭部に装着した状態において、ＨＭＤを使用する場合には、反射部が必要である。一方、反射部を本体部分から取り外して使用したい場合もある。この場合、反射部の有無により、ＨＭＤの設定を自動で切り替えたい要望がある。しかしながら、特許文献１に記載のＨＭＤは、反射部が本体部分から着脱されたことを検出する機構を備えないため、使用者が、画像光を形成する本体部分の設定を変更する手間がかかるという問題点があった。

本発明の目的は、本体部分から偏向部材の着脱を検出して、画像の鏡像反転処理等を自動で行うことができる画像表示装置、及び、プログラムを提供することである。

本発明の第一態様に係る画像表示装置は、筐体と、画像信号を受信する受信部と、前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させる制御部とを備えている。

上記画像表示装置によれば、検知部が偏向部材が筐体に取り付けられているか否かを検知できる。検知部により、偏向部材が筐体に取り付けられていることが検知されていない場合には、制御部は、画像光出力部に画像信号に従って第１画像を表示面に形成させ、検知部により、偏向部材が筐体に取り付けられていることが検知された場合には、画像光出力部に第１画像を鏡像反転させた第２画像を表示面に形成させることができる。従って、本体部分から偏向部材の着脱を検出して、画像の鏡像反転処理を自動で行うことが可能となる。

前記制御部は、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を前記表示面に形成させ、且つ、第１輝度で前記画像光を出力させ、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第２画像を前記表示面に形成させ、且つ、前記第１輝度よりも明るい第２輝度で前記画像光を出力させてもよい。この場合、上記画像表示装置によれば、検知部により、偏向部材が筐体に取り付けられていることが検知されていない場合には、制御部は、画像光出力部に第１画像を第１輝度で表示面に形成させ、検知部により、偏向部材が筐体に取り付けられていることが検知された場合には、画像光出力部に鏡像反転させた第２画像を第１輝度よりも明るい第２輝度で表示面に形成させることができる。従って、本体部分から偏向部材の着脱を検出して、画像の輝度調整を自動で行うことが可能となる。

前記制御部は、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を第１サイズで前記表示面に形成させ、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第２画像を、前記第１サイズより小さい第２サイズで前記表示面に形成させてもよい。

偏向部材が筐体に取り付けられている場合には、画像光出力部の最終レンズから使用者の眼までの距離が長くなる。すると、偏向部材が前記筐体に取り付けられていない場合に表示面いっぱいに画像を見える状態で、偏向部材を筐体に取り付けると表示面に表される画像の四隅が欠けてしまう。そこで、偏向部材が筐体に取り付けられている場合には、前記第２画像を、前記第１サイズより小さい第２サイズで前記表示面に形成させることで、画像の四隅欠けを無くすことができる。従って、画像サイズの調整を自動でできる。

前記制御部は、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、白の背景である前記第１画像を前記表示面に形成させ、前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、黒の背景である前記第２画像を前記表示面に形成させ、且つ、前記第１輝度よりも明るい第２輝度で前記画像光を出力させるようにしてもよい。この場合には、偏向部材が筐体に取り付けられていることが検知された場合には、外界の画像に重ねて画像が見えるので、画像を黒の背景で表示する方が前記画像が見易くなる。

また、前記画像表示装置は、ヘッドマウントディスプレイであってもよい。この場合には、ヘッドマウントディスプレイにおいても上記第一態様の画像表示装置と同様の効果を奏することができる。

また、本発明の第二態様のプログラムは、筐体と、画像信号を受信する受信部と、前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部とを備える画像表示装置のコンピュータに、前記検知部の検知結果に基づいて、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているか否かを検知する検知ステップと、前記検知ステップにより、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、且つ、第１輝度で前記画像光を出力させる第１制御ステップと、前記検知ステップにより、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させ、前記第１輝度よりも明るい第２輝度で前記画像光を出力させる第２制御ステップとを実行させるようにしてもよい。この場合には、上記第一態様の画像表示装置と同様の効果を奏することができる。

ＨＭＤ１の斜視図である。 投影装置１０の平面図である。 図２のＡ−Ａ線に於ける投影装置１０の断面図である。 投影装置１０の斜視図である。 筐体２及びハーフミラーホルダ２５の縦断面図である。 ＨＭＤ１の電気的構成を示すブロック図である。 第一実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する投影装置１０の平面図である。 第二実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する投影装置１０の平面図である。 第三実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する投影装置１０の平面図である。 第一実施の形態の画像表示処理プログラムのフローチャートである。 第二実施の形態の画像表示処理プログラムのフローチャートである。 第三実施の形態の画像表示処理プログラムのフローチャートである。

以下、本発明の画像表示装置を具体化した一実施の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。以下説明において、図１の上方、下方、右斜め下方、左斜め上方、右斜め上方、左斜め下方が、夫々、ＨＭＤ１の上方、下方、前方、後方、右方、左方である。本実施の形態において、種々の構成における位置関係及び方向関係の理解を助けるため、関連する図面において、ＨＭＤ１の上方、下方、前方、後方、右方及び左方は、三次元デカルト座標系の軸を参照して説明する。

図１を参照して、ＨＭＤ１の構成を説明する。ＨＭＤ１は、投影装置１０及び制御装置５０を備える。投影装置１０は、例えば、専用の装着具である眼鏡５に装着されて使用される。眼鏡５以外に、投影装置１０は取り付けられても良い。図１に示す例では、眼鏡５は、左レンズ８Ａ及び右レンズ８Ｂを備える。投影装置１０は左レンズ８Ａを通過して使用者の左の眼球（図示略）に画像光を照射する。投影装置１０はハーネス７を介して制御装置５０と着脱可能に接続される。制御装置５０は、例えば、使用者の腰ベルト等に装着されて使用される。制御装置５０は投影装置１０を制御する。

図１〜図５を参照して、投影装置１０の構成を説明する。投影装置１０は筐体２を備える。筐体２は四角筒状の樹脂部材である。筐体２は投影ユニット３０（図３参照）を内蔵する。投影ユニット３０は、液晶装置１４を備える。液晶装置１４は画像光を生成し、筐体２の左端側の開口部である第二接合端部２７４を通過して左方向に出射する。投影ユニット３０から第二接合端部２７４へ向かう方向が本発明の「第１方向」に相当する。図３に示すように、筐体２内の投影ユニット３０の右側には、投影ユニット３０を電気的に制御する電気基板２０５が、液晶装置１４の表示面と平行に沿うように設けられている。また、第二接合端部２７４には樹脂製のハーフミラーホルダ２５が着脱可能に保持されている。ハーフミラーホルダ２５は樹脂製のハーフミラー３を保持する。ハーフミラー３は投影ユニット３０の出射光の少なくとも一部（例えば半分）を左レンズ８Ａ方向に反射する反射面３Ａを有する。反射面３Ａは、ハーフミラー３の眼鏡５の左レンズ８Ａ及び投影ユニット３０に対向する側に形成されている。反射面３Ａから左レンズ８Ａに向かう方向が本発明の「第２方向」に相当する。

ＨＭＤ１が使用者に装着されている場合、反射面３Ａで反射された出射光は、眼鏡５の左レンズ８Ａ方向に向かい、左レンズ８Ａを通過して使用者の左の眼球（図示略）に入射する。入射した光は、目の水晶体によって網膜上に結像することで、虚像（画像）が使用者に視認される。また、ハーフミラー３は、外界の実像からの少なくとも一部（例えば半分）の外界光を透過する。ＨＭＤ１が使用者に装着されている場合、透過した外界光は、使用者の左の眼球（図示略）に入射する。よって、使用者は自己の視野内において外界の実像に重畳して画像を視認できる。なお、ハーフミラー３の代わりに、プリズムや回折格子のような偏向部材を用いてもよい。尚、ハーフミラー３の代わりに、全反射のミラーを用いてもよい。

図１に示すように、筐体２の前面の左右方向中央部には縦長のスリット９が設けられている。スリット９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って、使用者によって視認される画像のピント距離の調整を行う。尚、「ピント距離」とは、ＨＭＤ１によって提示される画像までの距離を意味する。

図３を参照して、投影ユニット３０の構成を説明する。投影ユニット３０は、レンズホルダ１５、接眼光学部１２０、液晶ホルダ１７、液晶装置（ＬＣＤ）１４、アジャスタ１６等を備える。レンズホルダ１５は筒状に形成され、その内側に接眼光学部１２０が保持されている。接眼光学部１２０は、３枚のレンズ１１１，１１２，１１３を備える。レンズ１１１〜１１３の光軸は、レンズホルダ１５の筒状の内部中心を左右方向に延びる軸線上に位置する。接眼光学部１２０は、液晶装置１４から出射される画像光を集光して筐体２の第二接合端部２７４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。即ち、「集光」とは、接眼光学部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。液晶ホルダ１７は液晶装置１４を保持する。液晶装置１４は液晶素子と光源を備える。液晶装置１４はコンテンツ画像を表示可能である。コンテンツ画像は静止画像又は動画像である。液晶装置１４は、制御装置５０からハーネス７を介して送信される映像信号に基づき、画像光を出射する。

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の外周部に装着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。それ故、アジャスタ１６はその位置で回転する。アジャスタ１６を一方向又は反対方向に回転させると、係合部が溝カム１７Ａを摺動し、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１４と接眼光学部１２０との距離が変わり、ＨＭＤ１によって提示される画像のピント距離が調整される。

図１に示す眼鏡５は、使用者の頭部に装着されることで、投影装置１０を使用者の頭部に保持可能である。眼鏡５はフレーム６、支持部４、左レンズ８Ａ及び右レンズ８Ｂを備える。フレーム６の形状は通常の眼鏡と略同一である。フレーム６のうち、左レンズ８Ａを支えるフレーム６の上面右端に支持部４が設けられる。支持部４は投影装置１０の筐体２を保持する。支持部４は筐体２の保持位置を上下方向及び左右方向に移動可能である。使用者は、筐体２を上下方向及び左右方向に移動させることにより、左の眼球の位置とハーフミラー３の位置とが前後方向に並ぶように位置を調整できる。

なお、投影装置１０は、使用者が日常的に使用する眼鏡、ヘルメット、ヘッドホンなど、眼鏡５以外の他の装着具に取り付けられてもよい。液晶装置１４は他の空間変調素子であってもよい。例えば、液晶装置１４は、画像信号に応じた強度のレーザ光を２次元走査して画像表示を行う網膜走査型表示部、及び有機ＥＬ（Organic Electro-luminescence）ディスプレイであってもよい。また、図１では、支持部４及び投影装置１０がフレーム６の右側に設けられるが、支持部４及び投影装置１０はフレーム６の左側に設けられてもよい。この場合、ＨＭＤ１が使用者に装着されている状態で、画像光は使用者の右の眼球に入射する。

図４に示すように、投影装置１０は、筐体２と、ハーフミラーホルダ２５とから構成される。筐体２と、ハーフミラーホルダ２５とは、互いに分離可能に連結される。筐体２は、上板２８１、下板２８２、側壁２８３及び側壁２８４を備える。

図４に示すように、ハーフミラーホルダ２５の筐体２に接続される部分は、端面が略横長長方形状の第一接合端部２５２となっている。第一接合端部２５２は、端面が横長の略長方形状となっている。具体的には、第一接合端部２５２は、頭部装着状態において、前後方向に延びる上側水平エッジ２５６及び下側水平エッジ２５７と、上下方向に延び、且つ、略円弧状の前側垂直エッジ２５８及び後側垂直エッジ２５９とから構成される。

また、筐体２のハーフミラーホルダ２５に接続される部分は、横断面が略横長長方形状の第二接合端部２７４となっている。第二接合端部２７４は、端面が横長の略長方形状となっている。具体的には、頭部装着状態において前後方向に延びる上側水平エッジ２７６及び下側水平エッジ２７７と、上下方向に延び、且つ、略円弧状の前側垂直エッジ２７８及び後側垂直エッジ２７９となっている。ハーフミラーホルダ２５が筐体２に保持される場合には、ハーフミラーホルダ２５の上側水平エッジ２５６、下側水平エッジ２５７、前側垂直エッジ２５８及び後側垂直エッジ２５９と、筐体２の上側水平エッジ２７６、下側水平エッジ２７７、前側垂直エッジ２７８及び後側垂直エッジ２７９とが各々当接する。

投影装置１０は、さらに、筐体２とハーフミラーホルダ２５とを着脱可能に互いに連結する連結機構を備える。ハーフミラーホルダ２５と筐体２との連結状態において、連結機構は、第一接合端部２５２と、第二接合端部２７４とに跨るように配置される。

次に、図４を参照して、筐体２とハーフミラーホルダ２５との連結機構について説明する。筐体２とハーフミラーホルダ２５との連結機構は、互いに係合・離脱可能な凸部３０３，３０４及び凹部２９３，２９４とから構成される。それら凸部３０３，３０４及び凹部２９３，２９４の一方は、筐体２に形成され、他方は、ハーフミラーホルダ２５に形成されている。

具体的には、本実施の形態においては、ハーフミラーホルダ２５の第一接合端部２５２のうち、上下方向に互いに対向する上板２５４と下板２５５とに、片持ち状、且つ、一体的にフック３０１とフック３０２とが各々形成されている。フック３０１，３０２の先端部に凸部３０３，３０４が、各々形成されている。各フック３０１，３０２は、横長断面で薄板状を成し、ハーフミラーホルダ２５から筐体２に向かって、頭部装着状態において略左右方向に延び出している。上側及び下側の凸部３０３，３０４は、上側から下側に見た場合において、互いに同じ位置、且つ、互いに対向する向きに突出している。

各フック３０１，３０２は、一例として合成樹脂製であり、ハーフミラーホルダ２５と一体形成されている。各フック３０１，３０２は、各フック３０１，３０２の平面に直角な方向（図４に於ける上下方向）に弾性変形することが可能である。従って、各凸部３０３，３０４が、ハーフミラーホルダ２５に対して相対的に略上下方向に弾性変位することが可能である。すなわち、各フック３０１，３０２は、片持ち弾性梁として機能する。

これに対応して、筐体２の第二接合端部２７４のうち、上下方向に互いに対向する上板２８１と下板２８２とに片持ち状、且つ、一体的に受け部２９１，２９２が各々形成されている。受け部２９１，２９２には、凹部２９３，２９４が、各々形成されている。上側の凹部２９３及び下側の凹部２９４は、上側から下側に向けて見た場合において、互いに反対向きに開口している。受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２と同様に、筐体２からハーフミラーホルダ２５に向かって、頭部装着状態において略左右方向に延び出している。

受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２と同様に、筐体２から片持ち状に延び出している。しかし、受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２とは異なり、材料力学的構造により、実質的にほとんど弾性変形しない。すなわち、受け部２９１，２９２は静止部材として作用するのに対し、フック３０１，３０２は可動部材として作用する。従って、図５に示すように、凸部３０３，３０４が凹部２９３，２９４に嵌合することにより筐体２にハーフミラーホルダ２５が装着される。尚、図４に示すように、筐体２の第二接合端部２７４には、 ハーフミラーホルダ２５の有無を検出する接続検出センサ２０が側壁２８３の内壁２８３Ａ側に設けられている。

図１を参照して、制御装置５０の構成を説明する。制御装置５０は、例えば使用者の腰ベルトや腕等に取り付けられる。制御装置５０は投影装置１０を制御する。制御装置５０は、ハーネス７を介して投影装置１０と着脱可能に接続する。制御装置５０は、筐体６０、操作スイッチ６１、電源スイッチ６２等を操作面に備える。筐体６０の形状は、縁部の丸い略直方体である。操作スイッチ６１は、投影装置１０における各種設定、及び使用時における各種操作等を行うためのスイッチである。電源スイッチ６２は、ＨＭＤ１の電源をオン又はオフするためのスイッチである。電源スイッチ６２には、電源ランプ６３が内蔵されている。

図６を参照し、ＨＭＤ１の電気的構成を説明する。先ず、投影装置１０の電気的構成を説明する。投影装置１０はＣＰＵ１１を備える。ＣＰＵ１１には、ＲＡＭ１２、プログラムＲＯＭ１３、液晶装置１４、インターフェイス１８、接続コントローラ１９に電気的に接続されている。ＲＡＭ１２は各種データを一時的に記憶する。プログラムＲＯＭ１３はＣＰＵ１１が実行するプログラム及びＯＳを記憶する。プログラムはＯＳ上で実行される。プログラム及びＯＳは、ＨＭＤ１の出荷時にプログラムＲＯＭ１３に記憶される。接続コントローラ１９は、ハーネス７を介して制御装置５０の接続コントローラ５８に接続し、有線通信を行う。接続検出センサ２０はインターフェイス１８を介して、ＣＰＵ１１に電気的に接続されている。尚、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、プログラムＲＯＭ１３、インターフェイス１８及び接続コントローラ１９等は、図３に示す電気基板２０５上に設けられている。

なお、投影装置１０は、フラッシュＲＯＭを更に備えてもよい。フラッシュＲＯＭには、ＣＰＵ１１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ１１はフラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムを実行してもよい。プログラムＲＯＭ１３及びフラッシュＲＯＭには、制御装置５０のＣＰＵ５１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ１１は、制御装置５０のＣＰＵ５１が実行する処理と同じ処理を、ＣＰＵ５１の代わりに実行してもよい。

次に、制御装置５０の電気的構成を説明する。制御装置５０はＣＰＵ５１を備える。ＣＰＵ５１には、ＲＡＭ５２、プログラムＲＯＭ５３、フラッシュＲＯＭ５４、インターフェイス５５、ビデオＲＡＭ５６、画像処理部５７、接続コントローラ５８、及び無線通信部５９が電気的に接続されている。ＲＡＭ５２は各種データを一時的に記憶する。プログラムＲＯＭ５３はＣＰＵ５１が実行するプログラム、ＯＳ及び後述する輝度テーブルＡ及びＢ等を記憶する。プログラムはＯＳ上で実行される。プログラム及びＯＳは、ＨＭＤ１の出荷時にプログラムＲＯＭ５３に記憶される。プログラムＲＯＭ５３は、後述する第一実施の形態の画像表示処理プログラム（図１０参照）、第二実施の形態の画像表示処理プログラム（図１１参照）、第三実施の形態の画像表示処理プログラム（図１２参照）を記憶する。輝度テーブルＡは、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に装着されていない場合の輝度値を記憶する。一例として６４／６４である。また、輝度テーブルＢは、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に装着されている場合の輝度値を記憶する。一例として３２／６４である。このように、フラッシュＲＯＭは各種情報を記憶する。

インターフェイス５５は、操作スイッチ６１、電源スイッチ６２、及び電源ランプ６３に接続し、信号の入出力を制御する。画像処理部５７は、投影装置１０の液晶装置１４に表示する画像を形成し、ビデオＲＡＭ５６に一時的に記憶する。接続コントローラ５８は、ハーネス７を介して投影装置１０の接続コントローラ１９に接続し、有線通信を行う。無線通信部５９は、インターネット、ＬＡＮ等に接続されたアクセスポイント（図示略）を介して、インターネット、ＬＡＮ等に接続された周辺機器と通信を行う。周辺機器の例として、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット型携帯端末、サーバ等が挙げられる。

なお、制御装置５０のフラッシュＲＯＭ５４に、ＣＰＵ５１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ５１は、フラッシュＲＯＭ５４に記憶されたプログラムを実行してもよい。プログラムＲＯＭ５３及びフラッシュＲＯＭ５４には、投影装置１０のＣＰＵ１１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ５１は、投影装置１０のＣＰＵ１１が実行する処理と同じ処理を、ＣＰＵ１１の代わりに実行してもよい。

また、ＨＭＤ１は、プログラムを、無線通信部５９を介してプログラムダウンロード用のサーバからダウンロードし、インストールしてもよい。例えば、サーバの記憶装置に保存されているプログラムは、コンピュータで読み取り可能な一時的な記憶媒体（例えば、伝送信号）として、サーバからＨＭＤ１に送信されてもよい。プログラムは、ＨＭＤ１が備えるコンピュータで読み取り可能な記憶装置、例えば、フラッシュＲＯＭに保存されてもよい。ＣＰＵ１１は、フラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいてプログラムを実行してもよい。ＣＰＵ５１は、フラッシュＲＯＭ５４に記憶されたプログラムに基づいてプログラムを実行してもよい。記憶装置は、例えばＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、ＨＤＤ、ＲＡＭなどの、一時的な記憶媒体を除く非一時的な記憶媒体であってもよい。非一時的な記憶媒体は、データを記憶する時間の長さに関わらず、データを留めておくことが可能なものであってもよい。

さらに、ＨＭＤ１の構成は上記実施の形態に限定されず、例えば、投影装置１０と制御装置５０とが一体となった構成であってもよい。投影装置１０のＣＰＵ１１と制御装置５０のＣＰＵ５１とは、ハーネス７の代わりに無線によって通信を行ってもよい。

次に、図７を参照して、筐体２へハーフミラーホルダ２５が取り付けられているか否かを検出する接続検出センサ２０について説明する。図７は接続検出センサ２０の第一実施の形態を示す。第一実施の形態の接続検出センサ２０は、一例として、フォトダイオード等の光量検出センサが用いられる。図７に示す第一実施の形態では、接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１は、接続検出センサ２０が固定されるのみで、接続検出センサ２０の制御は電気基板２０５が行う。また、センサ基板２０１は、第二接合端部２７４において、側壁２８３の内壁２８３Ａ側に固定されている。従って、接続検出センサ２０の受光面は、第二接合端部２７４に面している。また、センサ基板２０１から電気基板２０５まで、配線２０２が側壁２８３の内壁２８３Ａに沿って設けられている。内壁２８３Ａには、第二接合端部２７４側から電気基板２０５に向かう一対の壁２０４が内壁２８３Ａと直交するように形成されている。一対の壁２０４の間が溝２０３となっている。配線２０２は、溝２０３内に設けられている。

次に、第一実施の形態の接続検出センサ２０の動作について説明する。図７（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、図３に示す液晶装置１４から出た光は、ハーフミラー３の反射面３Ａで反射して、接続検出センサ２０に入光する。また、外光Ｃもハーフミラー３を透過して接続検出センサ２０に入光する。反射面３Ａの反射率が５０％であると仮定すると、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、「接続検出センサ２０で検出される光量＝液晶装置１４から出てハーフミラー３の反射面３Ａで反射した反射光の光量＋外光Ｃの光量の１／２」となる。これに対して、図７（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、図３に示す液晶装置１４から出た光は、接続検出センサ２０に入光せず、外光Ｃのみ接続検出センサ２０に入光する。従って、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、液晶装置１４が点灯した時と消灯した時とで、接続検出センサ２０に入光する光量が変化する。

次に、図１０に示すフローチャートを参照して、本発明の第一実施の形態の画像表示処理について説明する。図１０に示すフローチャートのプログラムは、制御装置５０のプログラムＲＯＭ５３からＣＰＵ５１が読み出して実行する。まず、制御装置５０のＣＰＵ５１は、投影装置１０のＣＰＵ１１に対して、液晶装置１４の画面の画像光の消灯を指示する（Ｓ１０）。ＣＰＵ１１は、液晶装置１４の画面の画像光を消灯する。次に、ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ１１に対して、光量検出センサである接続検出センサ２０による光量の測定を指示する（Ｓ１１）。ＣＰＵ１１は、接続検出センサ２０により光量を測定する。次いで、ＣＰＵ１１は、測定した結果の測定値Ｘ１をＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、受信した測定値Ｘ１をＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ１２）。

次に、ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ１１に対して、液晶装置１４の画面の画像光の発光を指示する（Ｓ１３）。ＣＰＵ１１は、液晶装置１４の画面の画像光を発光する。ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ１１に対して、光量検出センサである接続検出センサ２０による光量の測定を指示する（Ｓ１４）。ＣＰＵ１１は、光量検出センサ（接続検出センサ）２０により光量を測定する。次いで、ＣＰＵ１１は、測定した結果の測定値Ｘ２を制御装置５０のＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、受信した測定値Ｘ２をＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ１５）。次いで、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶された測定値Ｘ１と測定値Ｘ２とが等しいか否かを判断する（Ｓ１６）。測定値Ｘ１と測定値Ｘ２とが等しい場合は（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合であり、測定値Ｘ１と測定値Ｘ２とが等しくない場合は（Ｓ１６：ＮＯ）、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合である。

ＣＰＵ５１が、測定値Ｘ１と測定値Ｘ２とが等しいと判断した場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１７の処理を実行する。つまり、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていないので、特別な画像処理はなされない。ＣＰＵ５１は、無線通信部５９を制御して画像データを外部のサーバ等から取得し、ＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ１７）。次に、ＣＰＵ５１は、プログラムＲＯＭ５３に記憶されている輝度テーブルＡから画像データの輝度レベルに対応した輝度値を設定する（Ｓ１８）。一例として、輝度値は、３２／６４である。従って、画像データは、半分に減光される（Ｓ１８）。その後、ＣＰＵ５１は、画像処理部５７を制御して、ＲＡＭ５２に記憶された画像データを読み出し、投影装置１０の液晶装置１４の画面に表示する画像データをステップＳ１８の処理で設定した輝度値で形成し、ビデオＲＡＭ５６に一時的に記憶する。次に、ＣＰＵ５１は、ビデオＲＡＭ５６に記憶された画像データを投影装置１０に送信して、投影装置１０の液晶装置１４に表示する（Ｓ１９）。その後、処理を終了する。

また、ＣＰＵ５１が、測定値Ｘ１と測定値Ｘ２とが等しくないと判断した場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２０の処理を実行する。つまり、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているので、ＣＰＵ５１は、以下に説明する画像処理行う。まず、ＣＰＵ５１は、無線通信部５９を制御して画像データを外部のサーバ等から取得し、ＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ２０）。次いで、ＣＰＵ５１は、画像データの向きを鏡像反転させる（Ｓ２１）。「鏡像反転」とは、画像を鏡に写したように左右反転することを言う。この処理は、画像データを左右反対方向から読み込むことで実現できる。具体的には、各種プログラム言語において、周知の鏡像反転コマンドにより実現できる。次に、ＣＰＵ５１は、鏡像反転した画像データから背景画像とキャラクタ画像の特定を行う（Ｓ２２）。この処理では、ＣＰＵ５１は、画像データを所定の閾値により背景画像とキャラクタ画像とに切り分けて背景画像とキャラクタ画像とを各々特定する。また、ＣＰＵ５１は、画像データをＳｏｂｅｌ法、Ｒｏｂｅｒｔｓ法、Ｐｒｅｗｉｔｔ法等により、キャラクタ画像の輪郭線の抽出を行い、背景画像とキャラクタ画像とを切り分けて、背景画像とキャラクタ画像とを各々特定するようにしてもよい。次に、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２２の処理で特定した背景画像を黒背景にする黒背景処理を行う（Ｓ２３）。この処理では、ＣＰＵ５１は、一例として、ステップＳ２２の処理で特定した背景画像のＲＧＢ値データを以下の（式１）により、各々、白黒反転処理を行う。
出力値＝２５５−入力値（式１）
また、ＣＰＵ５１は、背景画像のＲＧＢ値データを（０，０，０）と変換してもよい。

次に、ＣＰＵ５１は、Ｓ２３で黒背景処理された画像データを縮小する（Ｓ２４）。一例として、ＣＰＵ５１は、画像データを３／４に縮小する。この処理では、一例として、ＣＰＵ５１は、サンプリング法により画像データの４画素から１画素を間引くことにより画像データを３／４に縮小する。次いで、ＣＰＵ５１は、プログラムＲＯＭ５３に記憶されている輝度テーブルＢから画像データの輝度レベルに対応した輝度値を設定する（Ｓ２５）。一例として、輝度値は、６４／６４である。従って、画像データの輝度は、減光されない。その後、ＣＰＵ５１は、画像処理部５７を制御して、ステップＳ２４の処理で縮小処理された画像データをステップＳ２５の処理で設定した輝度値に変換して、ビデオＲＡＭ５６に一時的に記憶する。次に、ＣＰＵ５１は、ビデオＲＡＭ５６に記憶された画像データを投影装置１０に送信して、投影装置１０の液晶装置１４に表示する（Ｓ１９）。その後、処理を終了する。

以上説明したように、上記第一実施の形態では、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、投影装置１０の液晶装置１４に表示される画像データの輝度は半分に低下され、画像データの向きは鏡像反転されず、背景画像はそのままであり、画像の大きさも縮小されない。従って、使用者が投影装置１０の液晶装置１４を直接目視する場合でも、特別な操作無しに、ハーフミラーホルダ２５を筐体２から外すだけでよい。また、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、投影装置１０の液晶装置１４に表示される画像データの輝度はそのままで低下されず、画像データの向きは鏡像反転され、背景は黒背景にされ、画像の大きさは３／４に縮小される。使用者が投影装置１０をヘッドマウントディスプレイ１として使用する場合には、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に装着されるので、投影装置１０の最終のレンズ１１１から使用者の眼までの距離が長くなる。すると、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に取り付けられていない場合に液晶装置１４の表示面いっぱいに画像を見える状態で、ハーフミラーホルダ２５を筐体２に取り付けると液晶装置１４の表示面に表される画像の四隅が欠けてしまう。そこで、上記のように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に取り付けられている場合には、画像の大きさが３／４に縮小されることで、画像の四隅欠けを無くすことができる。従って、画像サイズの調整を自動でできる。

次に、図８を参照して、接続検出センサ２０の第二実施の形態について説明する。第二実施の形態の接続検出センサ２０は、距離センサが用いられ、一例として、赤外線を発光して距離を測定する赤外線距離センサや、超音波を発信して距離を測定する超音波距離センサ等が用いられる。図８に示す第二実施の形態では、一例として、赤外線距離センサから構成される接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１、配線２０２及び溝２０３等の構造は、上記第一実施の形態と同じである。

次に、第二実施の形態の接続検出センサ（距離センサ）２０の動作について説明する。図８（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、接続検出センサ２０の赤外線発光部（図示略）から発光された赤外線は、ハーフミラーホルダ２５の壁面２５３（図４参照）により反射されて、接続検出センサ２０の受光部（図示略）により受光される。例えば、接続検出センサ（距離センサ）２０の測定値Ｙ１＝５ｍｍとなる。これに対して、図８（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、接続検出センサ２０の赤外線発光部（図示略）から発光された赤外線は、接続検出センサ２０の受光部（図示略）により受光されない。従って、接続検出センサ（距離センサ）２０の測定値Ｙ１＝∞となる。

次に、図１１に示すフローチャートを参照して、本発明の第二実施の形態の画像表示処理について説明する。図１１に示すフローチャートのプログラムは、制御装置５０のプログラムＲＯＭ５３からＣＰＵ５１が読み出して実行する。尚、図１１に示すフローチャートでは、第一実施の形態と同じ処理には、同じステップ番号が付されている。まず、ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ１１に対して、接続検出センサ（距離センサ）２０による距離測定を指示する（Ｓ３０）。ＣＰＵ１１は、接続検出センサ（距離センサ）２０を稼働させて反射光により距離を測定する。ＣＰＵ１１は、測定した結果の測定値Ｙ１をＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、受信した測定値Ｙ１をＲＡＭ５２に記憶する（Ｓ３１）。次いで、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶された測定値Ｙ１が予めプログラムＲＯＭ５３に記憶している閾値Ｙ０より大きいか否かを判断する（Ｓ３２）。一例として、閾値Ｙ０＝２０ｍｍである。一例として測定値Ｙ１＝∞の場合には、ＣＰＵ５１は、測定値Ｙ１が閾値Ｙ０より大きいと判断する（Ｓ３２：ＹＥＳ）。この場合は、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合であり、ＣＰＵ５１は、第一実施の形態の画像表示処理と同様の処理Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９を行う。

また、一例として測定値Ｙ１＝５ｍｍ場合には、ＣＰＵ５１は、測定値Ｙ１が閾値Ｙ０より大きくないと判断する（Ｓ３２：ＮＯ）。この場合には、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているので、ＣＰＵ５１は、第一実施の形態の画像表示処理と同様の処理Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ１９を行う。

以上説明したように、上記第二実施の形態でも、距離センサを用いて、第一実施の形態と同様の効果を奏することができる。

次に、図９を参照して、接続検出センサ２０の第三実施の形態について説明する。第三実施の形態の接続検出センサ２０は、メカニカルスイッチが用いられる。一例として、マイクロスイッチ等が用いられる。図９に示す第三実施の形態では、一例として、マイクロスイッチから構成される接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１、配線２０２及び溝２０３等の構造は、上記第一実施の形態と同じである。

次に、第三実施の形態の接続検出センサ２０の動作について説明する。図９（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、接続検出センサ２０の押し部材２２１（図９（Ｂ）参照）が、ハーフミラーホルダ２５の壁面２５３（図４参照）により押し込まれて、接続検出センサ２０を構成するマイクロスイッチがＯＮになる。これに対して、図９（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、接続検出センサ２０の押し部材２２１は押し込まれておらず、接続検出センサ２０を構成するマイクロスイッチがＯＦＦになる。

次に、図１２に示すフローチャートを参照して、本発明の第三実施の形態の画像表示処理について説明する。図１２に示すフローチャートのプログラムは、制御装置５０のプログラムＲＯＭ５３からＣＰＵ５１が読み出して実行する。尚、図１２に示すフローチャートでは、第一実施の形態と同じ処理には、同じステップ番号が付されている。まず、ＣＰＵ５１は、ＣＰＵ１１を介して、接続検出センサ（マイクロスイッチ）２０の押し部材２２１が押されてＯＮか押されずにＯＦＦかの状態を検出する（Ｓ４１）。次いで、ＣＰＵ５１は、接続検出センサ（マイクロスイッチ）２０の押し部材２２１が押されていない（ＯＦＦ）か否かを判断する（Ｓ４２）。接続検出センサ（マイクロスイッチ）２０の押し部材２２１が押されていない場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合であり、ＣＰＵ５１は、第一実施の形態の画像表示処理と同様の処理Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９と同様の処理を行う。

また、接続検出センサ（マイクロスイッチ）２０の押し部材２２１が押されている場合（Ｓ４２：ＮＯ）、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているので、ＣＰＵ５１は、第一実施の形態の画像表示処理と同様の処理Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ１９を行う。

以上説明したように、上記第三実施の形態でも、マイクロスイッチ等のメカニカルスイッチを用いて、第一実施の形態と同様の効果を奏することができる。

以上の説明において、投影ユニット３０が本発明の「画像光出力部」の一例であり、ハーフミラー３が本発明の「偏向部材」の一例である。接続検出センサ２０が本発明の「検知部」の一例であり、配線２０２が本発明の「接続部」の一例であり、液晶装置１４の接眼光学部１２０側の面が本発明の「表示面」の一例であり、無線通信部５９が本発明の「受信部」の一例である。制御装置５０が本発明の「制御部」の一例である。ＣＰＵ５１が実行するＳ１１、Ｓ３０，Ｓ４１の処理が本発明の「検知ステップ」の一例であり、ＣＰＵ５１が実行するＳ１８、Ｓ１９の処理が本発明の「第１制御ステップ」の一例であり、ＣＰＵ５１が実行するＳ２１、Ｓ１９の処理が本発明の「第２制御ステップ」の一例である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、図１０〜図１２に示すＳ１７の処理の後に、ＣＰＵ５１は、Ｓ２２と同様の処理を行って、画像データから背景とキャラクタを切り出す。その後、ＣＰＵ５１は、背景のＲＧＢ値データを（２５５，２５５，２５５）と変換して、背景を白にする白背景処理をしてもよい。

また、上記実施の形態において、接続検出センサ２０とインターフェイス１８とは、無線によって通信が行われてもよい。また、図１０〜図１２に示すフローチャートのプログラムは、投影装置１０のプログラムＲＯＭ１３に記憶され、ＣＰＵ１１が実行してもよい。また、図１０〜図１２に示すフローチャートが、ＣＰＵではなく、専用のＡＳＩＣなどにより実行されても良い。

１ ヘッドマウントディスプレイ
３ ハーフミラー
３Ａ 反射面
１０ 投影装置
１４ 液晶装置
２０ 接続検出センサ
２５ ハーフミラーホルダ
３０ 投影ユニット
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
２０２ 配線
２０３ 溝
２０５ 電気基板
２８３Ａ 内壁

Claims (5)

1. 筐体と、
   画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、
   前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、
   前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させる制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を前記表示面に形成させ、且つ、第１輝度で前記画像光を出力させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第２画像を前記表示面に形成させ、且つ、前記第１輝度よりも明るい第２輝度で前記画像光を出力させることを特徴とする画像表示装置。
2. 筐体と、
   画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、
   前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、
   前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させる制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を第１サイズで前記表示面に形成させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第２画像を、前記第１サイズより小さい第２サイズで前記表示面に形成させることを特徴とする画像表示装置。
3. 筐体と、
   画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、
   前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、
   前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させる制御部とを備えた画像表示装置であって、
   前記画像表示装置はヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする画像表示装置。
4. 前記制御部は、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、白の背景である前記第１画像を前記表示面に形成させ、
   前記検知部により、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、黒の背景である前記第２画像を前記表示面に形成させ、且つ、前記第１輝度よりも明るい前記第２輝度で前記画像光を出力させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 筐体と、
   画像信号を受信する受信部と、
   前記画像信号に従って所定の表示面に形成された画像を、画像光として第１方向に出力する画像光出力部であって、前記筐体内に設けられる画像光出力部と、
   前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、
   前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、を備える画像表示装置のコンピュータに、
   前記検知部の検知結果に基づいて、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているか否かを検知する検知ステップと、
   前記検知ステップにより、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知されない場合、前記画像光出力部に、前記画像信号に従って第１画像を前記表示面に形成させ、且つ、第１輝度で前記画像光を出力させる第１制御ステップと、
   前記検知ステップにより、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられていると検知された場合、前記画像光出力部に、前記第１画像を鏡像反転させた第２画像を前記表示面に形成させ、前記第１輝度よりも明るい第２輝度で前記画像光を出力させる第２制御ステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

Images