画像表示装置及び同装置による画像の輝度調整方法
【課題】光源の光量を増大することなく、表示する画像の輝度を上げることができ、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる画像表示装置及び輝度調整方法を提供する。
【解決手段】画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、表示する画像の輝度を調整する際に、制御部は、光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整する。
【解決手段】画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、表示する画像の輝度を調整する際に、制御部は、光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び同装置による画像の輝度調整方法に関するものであり、特に、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置及び同装置による画像の輝度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置が知られている。
【０００３】
この種の画像表示装置としては、上記画像信号に基づいて生成した光束をスクリーン上で２次元的に走査することにより、スクリーンに画像を投影して表示する投影型画像表示装置や、上記画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して使用者の眼に導き、網膜上に画像を形成する網膜走査型画像表示装置等がある。
【０００４】
これらの画像表示装置は、光束をスクリーン上や網膜上等で走査して画像を表示するものであるため、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等の自発光型の画像表示装置と比べて、外界の状況（明るさ）によって、使用者にとって画像が見えにくくなる場合があった。
【０００５】
具体的には、外界が比較的暗いところで使用者が見やすいと感じる程度に表示する画像の輝度を設定していた状態で、時間の経過や天候の変化等により外界が明るくなると、使用者にとって表示している画像が薄く感じられて見えにくくなり、逆に外界が比較的暗いところで使用者が見やすいと感じる程度に表示する画像の輝度を設定していた状態で、外界が暗くなると、使用者にとって表示している画像が眩しく感じられて見えにくくなる。
【０００６】
そのため、このような光束を走査して画像を表示する画像表示装置では、通常、輝度調整機能が設けられていた。
【０００７】
この輝度調整機能を備えた画像表示装置として、表示する画像の輝度を低下させるために、光源と網膜との間に光透過率を変更可能な透過率可変フィルタを配設し、光源の光量を変更することなく、透過率可変フィルタの光透過率を変更することによって、表示する画像の輝度を調整するように構成した網膜走査型の画像表示装置が考案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２３３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来の画像表示装置では、光源と網膜との間に配設した透過率可変フィルタの光透過率を変更することによって、表示する画像の輝度を調整するように構成していたため、表示する画像の輝度の最大値は、光源の最大光量に制限されてしまい、輝度の調整幅が比較的狭くなるおそれがあった。
【０００９】
すなわち、従来の画像表示装置では、透過率可変フィルタの透過率を最大にするか、又は、透過率可変フィルタを介さずに光束を走査することで画像の輝度を最大にするように構成していたため、光源の光量を最大にしている状態では、それ以上画像の輝度を上げることができずに、輝度の調整幅が比較的狭くなるおそれがあった。
【００１０】
仮に、光源の光量を増大することができるように構成すれば、輝度の調整幅を拡大することができるが、そうすれば、光源の消費電力が増大することになり、画像表示装置の消費電力が増大する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、請求項１に係る本発明では、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、制御部は、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明では、請求項１に記載の画像表示装置において、光束を出力する光束出力部を有し、制御部は、光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、光走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を高めることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明では、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、制御部は、光出力部による前記光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を有し、出力状態変化検出部の検出結果に応じて、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を一定に保つことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部は、光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、光束を第１方向と異なる第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、制御部は、第１光走査部又は第２光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部は、光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、光束を第１方向と交差する第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、制御部は、第１光走査部及び第２光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係る本発明では、請求項５に記載の画像表示装置において、制御部は、第１光走査部及び第２光走査部に光束の走査角を同率で変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に係る本発明では、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置において、制御部は、表示する画像の輝度と、光走査部による光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶部を有し、対応テーブルを用いて、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８に係る本発明では、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部に光束の走査角を変更させるために操作する操作部を有し、制御部は、操作部の操作に応じて光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９に係る本発明では、請求項８に記載の画像表示装置において、操作部は、外界の状況毎に光走査部による光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチを有することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０に係る本発明では、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置において、外界の明るさを検出する輝度センサを有し、制御部は、輝度センサの検出結果に応じて、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１に係る本発明では、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、光走査部により光束を２次元方向に走査して、その走査した光を眼に導き網膜上に画像を形成する網膜走査型画像表示装置であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２に係る本発明では、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、光走査部により光束を２次元方向に走査してスクリーンに投影することにより、スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示装置であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１３に係る本発明では、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置による画像の輝度調整方法において、光走査部による光束の走査角を変更することにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１又は請求項１３に係る本発明によれば、光源の光量を増大することなく、表示する画像の輝度を上げることができるので、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる。
【００２５】
また、請求項２に係る本発明では、外界が非常に明るいために、光出力部が最大出力により光束を出力しているにもかかわらず、表示する画像に十分な輝度を持たせることができない場合であっても、光束の走査角を小さくすることで、表示画像の輝度を更に高めることができるので、非常に明るい場所でも使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項３に係る本発明では、光出力部による光束の出力を低下させると共に、光束の走査角を小さくすることによって、画像表示装置の消費電力を低減しながらも、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができる。しかも、画像表示装置の電源がバッテリーである場合、バッテリー残量が低下して供給する電圧が低下しても、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができるので、一定の輝度を保ちながら比較的長時間使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００２７】
また、請求項４に係る本発明では、第１光走査部又は第２光走査部のいずれか一方のみに光束の走査角を変更させることにより、表示する画像の輝度を調整することができるので、輝度調整のために制御部が担う処理負荷を低減することができる。
【００２８】
また、請求項５に係る本発明では、輝度調整による画像の変形量を調整することができる。
【００２９】
また、請求項６に係る本発明では、第１光走査部による光束の走査角の変更率と、第２光走査部による光束の走査角の変更率とが等しくなるので、輝度調整を行うことによって画像が変形することを確実に防止することができる。
【００３０】
請求項７に係る本発明では、制御部が対応テーブルを参照して光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うので、輝度調整を行う際の制御部の処理負荷を低減することができる。
【００３１】
請求項８に係る本発明では、使用者が走査部を走査することにより、表示する画像の輝度を所望する任意の輝度となるように調整することができる。
【００３２】
請求項９に係る本発明では、スイッチを操作するだけで、表示する画像の輝度を外界の状況にあった輝度となるように容易に調整することができる。
【００３３】
請求項１０に係る本発明では、表示する画像の輝度を、外界の明るさに応じて自動的に調整することができるので、煩雑な操作を要することなく容易に輝度調整することができる。
【００３４】
請求項１１に係る本発明では、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる網膜走査型画像表示装置を提供することができる。
【００３５】
請求項１２に係る本発明では、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる投影型画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に係る画像表示装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、画像表示装置として、使用者の頭部に装着して使用する画像表示装置であって、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査し、その走査された光を使用者の眼に導き網膜上に画像を形成する網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ：Head Mount Display」という。）を例に挙げて説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、画像信号に基づいて生成した光束をスクリーン上で２次元的に走査することによりスクリーン上に画像を投影して表示するレーザープロジェクタのような投影型画像表示装置に対しても適用することができるものである。
【００３７】
図１は、本実施形態に係る画像表示装置による画像の輝度調整の一例を示す説明図であり、図２は、本実施形態に係る画像表示装置を示す外観斜視図であり、図３は、本実施形態に係る画像表示装置の操作入力部を示す説明図であり、図４は、本実施形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す機能ブロック図であり、図５は、表示する画像の輝度と光束の走査角とを対応させた対応テーブルを示す説明図であり、図６及び図７は、本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【００３８】
（画像表示装置による輝度調整の概要）
本実施形態の画像表示装置であるＨＭＤは、使用者が頭部に装着した状態で映像コンテンツ等の画像を鑑賞する装置であり、画像信号を変調した光束を、使用者の少なくとも一方の網膜に投影すると共に２次元的に走査して画像を表示（投影表示）する光走査部と、この光走査部の動作を制御する制御部とを備えている。
【００３９】
特に、このＨＭＤは、制御部が光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整するように構成している。
【００４０】
すなわち、制御部は、比較的低い輝度で画像を表示している低輝度状態から、その画像の輝度を上げて高輝度状態にする場合に、光束の光量を増大させるのではなく、光束の光量を一定に保ったままで、低輝度状態のおける光束の走査角よりも小さい走査角によって光束を走査することによって、表示する画像の輝度を上げるようにしている。
【００４１】
具体的には、低輝度状態において、制御部は、図１（ａ）に示すように、比較的大きな走査角で光束を２次元的に走査して低輝度の画像Ｖ１を表示するようにしている。
【００４２】
そして、制御部は、この低輝度状態を高輝度状態に変更する場合に、光の走査角を低輝度状態のときよりも小さくすることで、図１（ｂ）に示すように、光束の走査範囲を縮小し、網膜上の縮小された走査範囲において単位時間あたりに走査される光束の光量を増大させることによって低輝度状態のときよりも画像面積を若干縮小した高輝度の画像Ｖ２を表示するようにしている。
【００４３】
このように、本実施形態のＨＭＤは、光束の光量を増大させるのではなく、光束の光量を一定に保ったままで、光束の走査角を小さくすることにより表示する画像の輝度を高めるように構成しているため、画像の輝度を高めるために、光束の光量を増大させる必要がなく、ＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００４４】
しかも、光束の走査角を高輝度状態では、低輝度状態よりも小さくするため、光走査部の駆動電力を低減することができ、これによってもＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００４５】
また、光束の光量を最大とする設定を行っている状態であっても、その状態で光束の走査角を小さくすれば、さらに表示する画像の輝度を上げることができるので、輝度の調整幅を拡張することができる。
【００４６】
具体的に説明すると、外界の景色も表示画像とともに見ることができるシースルー方のＨＭＤの場合等は、外光の強度が非常に強い場所で使用すると、光束を出力する光束出力部が最大出力により光束を出力している状態であっても、使用者にとって外光がまぶしく感じられ、光走査部が走査する光束の光量が不足して表示画像が暗く感じられて見え難くなることがある。
【００４７】
しかし、本実施形態のＨＭＤでは、上記のように構成しているため、光束を出力する光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、制御部が光束走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことによって、表示する画像の輝度をさらに高めることができるので、非常に明るい場所で試用しても、表示する画像が見え難くなることを好適に防止することができる。
【００４８】
また、このＨＭＤの制御部は、光出力部による光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を備えており、この出力状態変化検出部の検出結果に応じて、光束走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を一定に保つようにしている。
【００４９】
そのため、このＨＭＤでは、光出力部による光束の出力を低下させると共に、光束の走査角を小さくすることによって、画像表示装置の消費電力を低減しながらも、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができる。
【００５０】
出力状態変化検出部は、ＨＭＤの電源電圧の変化を検出することによって、光出力部へ供給される光出力部の駆動電圧の変化を検出し、その検出結果に基づいて、光出力部の出力状態（光束の光量）の変化を間接的に検出するように構成している。
【００５１】
このように出力状態変化検出部を構成することによって、たとえば、ＨＭＤの電源がバッテリーである場合、バッテリー残量が低下して光出力部に供給する電圧が低下しても、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができるので、一定の輝度を保ちながら比較的長時間使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００５２】
なお、ここでは、出力状態変化検出部を制御部に設けるようにしているが、これに限定するものではなく、出力状態変化検出部を制御部から独立して設けてもよい。
【００５３】
また、ここで出力状態変化検出部は、ＨＭＤの電源電圧の変化に基づいて、間接的に光出力部による光束の出力状態の変化を検出するように構成しているが、発明はこれに限定するものではなく、光出力部の出力状態の変化を直接的に検出するものであってもよい。
【００５４】
たとえば、出力状態変化検出部は、光出力部として機能する後述の光源部３０が有するレーザドライバ３１、３２、３３（図４参照。）から、後述のレーザ３４、３５、３６（図４参照。）に供給される駆動電圧の変化を検出することによって、光出力部の出力状態の変化を検出するように構成することもでき、また、後述のレーザ３４、３５、３６（図４参照。）が出力する光束の輝度の変化を検出する輝度センサを設け、この輝度センサにより光出力部として機能する光源部３０（図４参照。）の出力状態の変化を検出するように構成することもできる。
【００５５】
また、この図１（ｂ）に示す例では、光束の２次元的な走査において、水平方向及び垂直方向の両方の走査角を同じ割合で小さくすることにより、表示画像の画質の劣化を防止するようにしているが、光束の２次元的な走査において、垂直方向の走査角だけを小さくすることによって、輝度調整を行う際の制御部の処理負荷を低減させながら、表示する画像の輝度を高めるようにすることもできる。
【００５６】
すなわち、光束の２次元的な走査において、水平方向の走査角に関しては変更することなく低輝度状態の走査角を維持したまま、垂直方向の走査角だけを小さくすることによって、図１（ｃ）に示すように、表示画面の縦方向だけを若干縮小して輝度を高めた高輝度の画像Ｖ３を表示する。
【００５７】
このような輝度調整を行えば、制御部は、光束の水平方向の走査角を変更する必要がないため、表示画像を低輝度状態から高輝度状態にするために行う処理負荷が低減され、輝度調整にかかる時間を短縮することができる。
【００５８】
ただし、このように光束の垂直方向の走査角だけを小さくして表示する画像の輝度を高める場合には、画像の縦横の縮尺比を低輝度状態のときと同じにするために、表示する画像を水平方向に圧縮すると共に、図１（ｃ）に示す非表示領域Ｖ４では、光束の走査中に光を出力しないようにする。
【００５９】
こうすることにより、輝度を高めたことによる画像の劣化を防止できると共に、光走査部が図１（ｃ）の非表示領域Ｖ４を走査する際に光の出力を停止するので、ＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００６０】
また、表示する画像の輝度を変化させるために光束の走査角を変更する場合、その走査角の変化に応じて画像内容を変更しても良い。
【００６１】
例えば、表示する画像の輝度を高めるために光束の走査角を小さくすると、表示する画像が縮小されて、文字などが見にくくなる場合があるので、そのような場合には、制御部により表示する画像の外側（外枠）部分を削除する等の処理を行うことで表示画像が見え難くなるのを防ぐことができる。
【００６２】
（画像表示装置の概要の説明）
次に、上記のような輝度調整を可能としたＨＭＤの概要について説明する。
【００６３】
図２に示すように、本実施形態のＨＭＤ１は、内部に網膜走査型画像表示装置を収納した筐体３と、この筐体３を支持する支持フレーム４と、支持フレーム４と一体に形成されてＨＭＤ１を使用者の頭部に装着するための頭部装着部５とを備えている。
【００６４】
筐体３は、内部に網膜走査型画像表示装置を収納可能な収納空間を有し、頭部装着時に使用者の左眼部分と左側こめかみ部分とを被覆するように配設された平面視略Ｌ字形状の箱体により構成している。
【００６５】
そして、この筐体３の頂面３ｂの所定位置には、外界の明るさ（輝度）を検出するための輝度センサ２が設けられている。
【００６６】
また、この筐体３は、ＨＭＤ１を頭部に装着した状態において当該筐体３の最前面部を構成する正面視略矩形状の前面３ａと、当該筐体３の最上部を構成する平面視略Ｌ字形状の頂面３ｂとの間を、頂面３ｂから前面３ａに向けて傾斜させた傾斜面３ｃにより接合させている。
【００６７】
そして、この傾斜面３ｃに、使用者が操作することにより、ＨＭＤ１の各種機能を実行させる操作入力部６を備えている。この操作入力部６には、使用者が操作する複数のスイッチが設けられている。
【００６８】
具体的には、図３に示すように、ＨＭＤ１により画像の再生を開始するために操作する再生スイッチ６ａと、画像の再生を停止するために操作する停止スイッチ６ｂと、表示する画像の輝度を調整するために操作する複数のスイッチが配設された輝度調整部７とを備えている。なお、ここでは説明を簡単にするために、画像の早送りや巻き戻し等といったＨＭＤ１が備える他の機能を実行させるために操作するスイッチについては、図示を省略している。
【００６９】
特に、輝度調整部７には、上記輝度センサ２により検出した外界の輝度に基づいて、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる輝度となるように自動調整するオートモードを選択するために操作するオートモードスイッチ７ａを備えている。
【００７０】
このオートモードスイッチ７ａは、押圧操作型のボタンスイッチであり、このオートモードスイッチ７ａを押圧操作することによりオートモードが選択され、オートモードスイッチ７ａが押圧操作されていないとき、又はオートモードが選択されているときに再度このオートモードスイッチを押圧操作したときに、画像の輝度調整を手動で行うマニュアルモードが選択されるように構成している。
【００７１】
また、この輝度調整部７には、マニュアルモードが選択された状態において、使用者が表示されている画像の輝度を調整するために操作する昼夜切替スイッチ７ｂと、晴雨切替スイッチ７ｃと、室内外切替スイッチ７ｄと、任意切替スイッチ７ｅとが配設されている。
【００７２】
昼夜切替スイッチ７ｂは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この昼夜切替スイッチ７ｂを上側にスライド操作することにより昼モードが選択され、下側にスライド操作することにより夜モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、昼モード及び夜モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７３】
ここで、昼モードとは、外界の明るさが比較的明るい昼間に、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた最高段階の輝度に設定するモードであり、夜モードとは、外界の明るさが比較的暗い夜間に、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた最低段階の輝度に設定するモードである。
【００７４】
また、晴雨切替スイッチ７ｃは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この晴雨切替スイッチ７ｃを上側にスライド操作することにより晴天モードが選択され、下側にスライド操作することにより雨天モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、晴天モード及び雨天モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７５】
ここで、晴天モードとは、外界の明るさが比較的明るい晴天のときに、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的高い輝度であって、上記最高段階よりも一段階低い輝度に設定するモードであり、雨天モードとは、外界の明るさが比較的暗い雨天のときに、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的低い輝度であって、上記最低段階よりも一段階高い輝度に設定するモードである。
【００７６】
また、室内外切替スイッチ７ｄは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この室内外切替スイッチ７ｄを上側にスライド操作することにより室外モードが選択され、下側にスライド操作することにより室内モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、室外モード及び室内モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７７】
ここで、室外モードとは、外界の明るさが比較的明るい室内において、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的高い輝度であって、上記晴天モードよりも一段階低い輝度に設定するモードであり、室内モードとは、外界の明るさが比較的暗い室内において、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的低い輝度であって、上記雨天モードよりも一段階高い輝度に設定するモードである。
【００７８】
すなわち、これら昼夜切替スイッチ７ｂ、晴雨切替スイッチ７ｃ、室内外切替スイッチ７ｄ、任意切替スイッチ７ｅは、外界の状況毎に後に詳述する光走査部による光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチとして機能するのである。
【００７９】
このように、本実施形態のＨＭＤ１では、昼夜切替スイッチ７ｂ、晴雨切替スイッチ７ｃ、室内外切替スイッチ７ｄという複数の輝度調整用のスイッチを備えており、これらのスイッチを単独又は組み合わせて操作することにより、画像を表示する際の場所や時間、天候等に応じて使用者が最も見やすいと感じる輝度となるように画像の輝度調整を行うことができる。
【００８０】
また、任意切替スイッチ７ｅは、回動操作可能なダイヤル式スイッチであり、この任意切替スイッチ７ｅを時計回り又は反時計回りに回動操作することにより、上記した６段階の中から選択した輝度をさらに細かく調整することができるようにしている。
【００８１】
また、支持フレーム４は、眼鏡のフロント部と同様の形状をしたゴーグル型の支持体であり、本実施形態では、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の左眼と対向する部分に筐体３を取り付けるようにしている。
【００８２】
この支持フレーム４は、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の右眼と対向する部分を透光性部材により構成することによって、使用者がＨＭＤ１により画像を鑑賞している間であっても、周囲の状況を視認できるようにしている。
【００８３】
そのため、使用者は、このＨＭＤ１を装着して歩く等の動作をしながら画像を鑑賞することができ、しかも、屋外等の比較的明るい場所で使用した場合に、透光性部材により構成した支持フレーム４から筐体３側へ外界の光が入射しても、上記のように輝度調整部７の各種スイッチ７ｂ〜７ｅを操作して画像の輝度を好適に調整することができるので、使用する時間と場所に関係なく常時最適に輝度調整した画像を鑑賞することができる。
【００８４】
また、この支持フレーム４は、使用者の左眼と対向する部分と、使用者の右眼と対向する部分との間に正面視略台形の切欠部４ａを備えており、使用者がＨＭＤ１を頭部に装着する際には、使用者の鼻にこの切欠部４ａを掛止するようにしている。
【００８５】
頭部装着部５は、その基端側がゴーグル型の支持体の上部両端にそれぞれ回動自在に取付けられた、眼鏡のツル（テンプル）と同様形状の部材により構成しており、その終端側が、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の耳に掛止できるように湾曲形状となっている。
【００８６】
そして、このＨＭＤ１を使用する際、使用者は、支持フレーム４の切欠部４ａを鼻に掛止すると共に、頭部装着部５終端側の湾曲した部分を両耳に掛止することによって、両耳と鼻の３点でＨＭＤ１を支持させ、筐体３を左眼の前方に位置させるようにして頭部に装着した後、操作入力部６を操作することによって映像コンテンツ等の画像を鑑賞する。
【００８７】
（画像表示装置の電気的構成の説明）
次に、本実施形態のＨＭＤ１の電気的構成等について、図４及び図５を参照して説明する。
【００８８】
図４に示すように、このＨＭＤ１は、ＨＭＤ１全体の動作を統括制御する制御部１１０と、この制御部１１０から供給される映像信号をドットクロック毎に読み出し、読み出した映像信号に応じて強度変調された光束を生成して出射する光束生成部２０を備え、さらに、その光束生成部２０と使用者の眼Ｅとの間には、光束生成部２０で生成され、光ファイバ１００を介して出射されるレーザビーム（以下、「光束」と呼ぶ。）を平行光化するコリメート光学系６１と、このコリメート光学系６１で平行光化された光束を画像表示のために水平方向（第１方向）に往復走査する第１光走査部として機能する水平走査部７０と、水平走査部７０で水平方向に走査された光束を垂直方向（第１方向と異なる第２方向）に往復走査する第２光走査部として機能する垂直走査部８０と、水平走査部７０と垂直走査部８０との間に設けられたリレー光学系７５と、このように水平方向と垂直方向に走査された光束を瞳孔Ｅａへ出射するためのリレー光学系９０を備えている。
【００８９】
本実施形態では、これら水平走査部７０と、リレー光学系７５と、垂直走査部８０と、リレー光学系９０とが、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部に相当する。
【００９０】
また、光束生成部２０には、パーソナルコンピュータ（図示略。）等の外部装置から供給される画像信号が入力され、それに基づいて画像を合成するための要素となる各信号等を発生する信号処理回路２１が設けられ、この信号処理回路２１において、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各画像信号２２ａ〜２２ｃが生成され、出力される。また、信号処理回路２１は、水平走査部７０で使用される水平駆動信号２３と、垂直走査部８０で使用される垂直駆動信号２４とをそれぞれ出力する。
【００９１】
さらに、光束生成部２０は、信号処理回路２１からドットクロック毎に出力される３つの画像信号（Ｂ，Ｒ，Ｇ）２２ａ〜２２ｃをそれぞれ光束にする光束出力部として機能する光源部３０と、これらの３つの光束を１つの光束に結合して任意の光束を生成するための光合成部４０を備えている。
【００９２】
光源部３０は、青色の光束を発生させるＢレーザ３４及びＢレーザ３４を駆動するＢレーザドライバ３１と、緑色の光束を発生させるＧレーザ３５及びＧレーザ３５を駆動するＧレーザドライバ３２と、赤色の光束を発生させるＲレーザ３６及びＲレーザ３６を駆動するＲレーザドライバ３３とを備えている。なお、各レーザ３４、３５、３６は、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザとして構成することが可能である。なお、半導体レーザを用いる場合は駆動電流を直接変調して、光束の強度変調を行うことができるが、固体レーザを用いる場合は、各レーザそれぞれに外部変調器を備えて光束の強度変調を行う必要がある。
【００９３】
光合成部４０は、光源部３０から入射する光束を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系４１、４２、４３と、このコリメートされた光束を合成するためのダイクロイックミラー４４、４５、４６と、合成された光束を光ファイバ１００に導く結合光学系４７とを備えている。
【００９４】
各レーザ３４、３５、３６から出射したレーザ光は、コリメート光学系４１、４２、４３によってそれぞれ平行化された後に、ダイクロイックミラー４４、４５、４６に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー４４、４５、４６により、各光束が波長に関して選択的に反射・透過される。
【００９５】
具体的には、Ｂレーザ３４から出射した青色光束は、コリメート光学系４１によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー４４に入射される。Ｇレーザ３５から出射した緑色光束は、コリメート光学系４２を経てダイクロイックミラー４５に入射される。Ｒレーザ３６から出射した赤色光束は、コリメート光学系４３を経てダイクロイックミラー４６に入射される。
【００９６】
それら３つのダイクロイックミラー４４、４５、４６にそれぞれ入射した３原色の光束は、波長選択的に反射または透過して結合光学系４７に達し、集光され光ファイバ１００へ出力される。
【００９７】
水平走査部７０及び垂直走査部８０は、光ファイバ１００から入射された光束を画像として投影可能な状態にするために、水平方向と垂直方向に走査して走査光束とするものである。
【００９８】
水平走査部７０は、光束を水平方向に走査するため偏向面を有する共振型偏向素子７１と、この共振型偏向素子７１を共振させ、共振型偏向素子７１の偏向面を揺動させる駆動信号を発生する駆動信号発生器としての水平走査駆動回路７２と、共振型偏向素子７１から出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子７１の偏向面の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態を検出する水平走査角検出回路７３と、共振型偏向素子７１の温度を検出する温度検出部７４とを有している。なお、この温度検出部７４は、共振型偏向素子７１の温度を検出するものであるが、共振型偏向素子７１の周囲の温度を検出することで、共振型偏向素子７１の温度を検出するようにしてもよい。
【００９９】
特に、水平走査角検出回路７３は、検出した共振型偏向素子７１の揺動状態を示す信号を制御部１１０へ入力するようにしている。
【０１００】
垂直走査部８０は、光束を垂直方向に走査するための偏向素子８１と、この偏向素子８１を駆動させる垂直走査制御回路８２と、この垂直走査制御回路８２偏向面の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態を検出する垂直走査角検出回路８３とを備えている。
【０１０１】
また、水平走査駆動回路７２と垂直走査制御回路８２は、信号処理回路２１から出力される水平同期信号２３と垂直同期信号２４に基づいてそれぞれ駆動し、垂直走査角検出回路８３は、検出した偏向素子８１の揺動状態を示す信号を制御部１１０へ入力するようにしている。
【０１０２】
そして、後に詳述する制御部１１０は、信号処理回路２１の動作を制御することによって、これら水平駆動信号２３と垂直駆動信号２４とを調整することによって、水平走査部７０と垂直走査部８０に光束の走査角を変更させて、表示する画像の輝度を調整するようにしている。
【０１０３】
こうして変更された走査角度は水平走査角検出回路７３および垂直走査角検出回路８３からの検出信号に基づいて制御部１１０により検出され、信号処理回路２１と水平走査駆動回路７２とを介して水平駆動信号２３にフィードバックされると共に、信号処理回路２１と垂直走査制御回路８２とを介して垂直駆動信号２４にフィードバックされる。
【０１０４】
また、水平走査部７０と垂直走査部８０との間での光束を中継するリレー光学系７５を備えており、共振型偏向素子７１によって水平方向に走査された光は、リレー光学系７５を通って、偏向素子８１によって垂直方向に走査されて、走査光束として、リレー光学系９０へ出射される。
【０１０５】
リレー光学系９０は、正の屈折力を持つレンズ系９１、９４を有している。垂直走査部８０から出射された表示用走査光束は、レンズ系９１によって、それぞれの光束がその光束の中心線を相互に平行にされ、かつそれぞれ収束光束に変換される。そして、レンズ系９４によってほぼ平行な光束となると共に、これらの光束の中心線が使用者の瞳孔Ｅａに収束するように変換される。
【０１０６】
なお、本実施形態においては、光ファイバ１００から入射された光束を、水平走査部７０で水平方向に走査した後、垂直走査部８０によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部７０と垂直走査部８０との配置を入れ替え、垂直走査部８０によって垂直方向に走査した後、水平走査部７０で水平方向に走査するようにしてもよい。
【０１０７】
また、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを備えている。
【０１０８】
そして、これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３は、データ通信用のバスにそれぞれ接続されており、このデータ通信用のバスを介して各種情報の送受信を行う。
【０１０９】
また、この制御部１１０は、使用者により操作される操作入力部６と、外界の明るさ（輝度）を検出する輝度センサ２と接続されている。
【０１１０】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、ＨＭＤ１を構成する図示しない各種回路を動作させて、ＨＭＤ１が備える各種機能を実行させる演算処理装置である。
【０１１１】
ＲＯＭ１０２は、ＨＭＤ１により画像の再生、停止、早送り、巻き戻し等を行う際に光束生成部２０、水平走査部７０、垂直走査部８０等を動作させるための画像再生プログラム、ＨＭＤ１により表示する画像の輝度を調整する際に水平走査部７０、垂直走査部８０等の光走査部を動作させるための輝度調整プログラム等、制御部１１０がＨＭＤ１全体の動作を統括制御するためにＣＰＵ１０１により実行される各種プログラムを記憶しているプログラム記憶手段として機能するものである。
【０１１２】
また、このＲＯＭ１０２は、制御部１１０が表示する画像の輝度調整を行う際に参照する複数の対応テーブルを記憶しており、表示する画像の輝度と光走査部による光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶手段として機能するものである。
【０１１３】
図５は、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルのうちの一つを示す説明図である。この図５に示すように、対応テーブルは、水平走査部７０及び垂直走査部８０が光束を走査する際の画角（走査角）と、その走査角により光束を走査したときに表示される画像の輝度値とを対応させたテーブルである。
【０１１４】
図５に示す対応テーブルは、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を５度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が９００（Ｃｄ：カンデラ／ｍ２）となり、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を１０度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が４００（Ｃｄ／ｍ２）となり、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を１５度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が１００（Ｃｄ／ｍ２）となることを示している。
【０１１５】
なお、図５に示す対応テーブルは、使用者が昼夜切替スイッチ７ｂを操作したときに制御部１１０によって参照される対応テーブルである。
【０１１６】
そして、制御部１１０は、使用者により昼モードが選択された場合に、この対応テーブルを参照して光走査部に走査角５度で光束を走査させる制御を行い、使用者により夜モードが選択された場合に、光走査部に走査角１５度で光束を走査させる制御を行うのである。なお、使用者が昼モード及び夜モードのいずれのモードも選択しなかった場合に制御部１１０は、基本設定として光走査部に走査角１０度で光束を走査させる制御を行うようにしている。
【０１１７】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に記憶している各種プログラムを実行する際に作業領域として使用する一時記憶手段である。
【０１１８】
また、このＲＡＭ１０３には、図示しないインターフェース部を介して外部装置から入力される映像コンテンツ等に相当する画像情報を一時的に記憶するようにしており、ＨＭＤ１により画像を表示する際に制御部１１０は、このＲＡＭ１０３に一時記憶している画像情報を読み出して、画像を表示する処理を行う。
【０１１９】
このように構成したＨＭＤ１の制御部１１０は、上記のように、第１走査部である水平走査部７０と第２光走査部である垂直走査部８０との少なくともいずれか一方に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整するようにしている。
【０１２０】
すなわち、この制御部１１０は、使用者が画像の輝度を調整するために輝度調整部７に設けられている各種スイッチ７ａ〜７ｅを操作すると、ＲＯＭ１０２に記憶している輝度調整プログラムを実行して対応テーブルを参照し、各種スイッチ７ａ〜７ｅの操作に応じて光走査部の共振型偏向素子７１と偏向素子８１とに光束の走査角を変更させる制御を行うのである。
【０１２１】
このように、本実施形態のＨＭＤ１が備える制御部１１０は、対応テーブルを参照して画像の輝度調整を行うための制御を行うので、複雑な演算処理を行うことなく輝度調整を行うことができ、ＣＰＵ１０１の処理負荷を低減することができる。
【０１２２】
また、この制御部１１０は、使用者がオートモードスイッチ７ａを操作してオートモードを選択した場合には、ＲＯＭ１０２に記憶している輝度調整プログラムを実行し、輝度センサ２の検出結果に応じて、光走査部である水平走査部７０と垂直走査部８０との少なくともいずれか一方に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を、外界の明るさに応じて自動的に調整することができ、煩雑な操作を要することなく容易に輝度調整することができる。
【０１２３】
（画像表示装置の制御部が行う処理の説明）
次に、本実施形態のＨＭＤ１における制御部１１０が行う処理について、図６及び図７を参照して説明する。
【０１２４】
（メイン処理の説明）
図６に示すように、メイン処理において制御部１１０は、電源がＯＮされると、まずハードディスク（図示略）のアクセス許可や、ＲＡＭ１０３の作業領域を初期化する等の初期設定処理を行い（ステップＳ１）、その後、表示する画像の輝度を調整するための輝度調整処理を実行し（ステップＳ２）、その後、処理をステップＳ３へ移す。なお、ステップＳ２で行う輝度調整処理については、後に図７を参照して具体的に説明する。
【０１２５】
次に、ステップＳ３において、制御部１１０は、画像の再生操作があったか否かの判断を行う。ここで、制御部１１０は、再生スイッチ６ａから押圧操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、再生操作があったか否かを判断する。
【０１２６】
そして、制御部１１０は、再生操作がなかったと判断した場合に（ステップＳ３：ＮＯ）、処理をステップＳ８へ移し、再生操作があったと判断した場合に（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ４へ移す。
【０１２７】
ステップＳ４において、制御部１１０は、ステップＳ２で行うものと同じ輝度調整処理を行った後、処理をステップＳ５へ移して画像表示処理を行い、その後、処理をステップＳ６へ移す。
【０１２８】
ステップＳ６において、制御部１１０は、画像表示を停止する停止操作があったか否かの判断を行う。ここで、制御部１１０は、停止スイッチ６ｂから押圧操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、停止操作があったか否かを判断する。
【０１２９】
そして、制御部１１０は、停止操作がなかったと判断した場合に（ステップＳ６：Ｎｏ）、処理をステップＳ４へ移し、停止操作があったと判断した場合に（ステップＳ：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ７へ移し、画像の表示を停止する処理を行い、その後、処理をステップＳ８へ移す。
【０１３０】
次に、ステップＳ８において、制御部１１０は、電源がＯＦＦされたか否かの判断を行い、電源がＯＦＦされたと判断した場合に（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、このメイン処理を終了し、電源がＯＦＦされていないと判断した場合に（ステップＳ８：Ｎｏ）、処理をステップＳ３へ移す。
【０１３１】
（輝度調整処理の説明）
次に、制御部１１０がメイン処理のステップＳ２及びＳ４で行う輝度調整処理について、図７を参照して説明する。
【０１３２】
この輝度調整処理において、制御部１１０は、まず、輝度調整操作があったか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。ここで、制御部１１０は、輝度調整部７に設けられているいずれかのスイッチから操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、輝度調整操作があったか否かを判断するようにしている。
【０１３３】
そして、制御部１１０は、輝度調整操作があったと判断した場合に（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１２へ移し、輝度調整操作がなかったと判断した場合に、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理に戻す。
【０１３４】
ステップＳ１２において、制御部１１０は、オートモードが選択されたか否かの判断を行い、オートモードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３へ移し、オートモードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１４へ移す。
【０１３５】
ここで、制御部１１０は、オートモードスイッチ７ａから押圧操作によってオートモードが選択されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、オートモードが選択されたか否かを判断する。
【０１３６】
ステップ１３において、制御部１１０は、オートモード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行し、輝度センサ２から入力される外界の輝度情報に基づいて、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから所望の対応テーブルを選択して参照することにより、輝度センサ２の検出結果に応じた最適な輝度となるように表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１３７】
また、このとき制御部１１０は、上記出力状態変化検出部により光束出力部である光源部３０の出力（光束の光量）が低下したことを検出すると、その低下度合いに応じて光束の走査角を小さくする制御を行うことにより、表示する画像の輝度が最低な一定の輝度値となるように自動調整を行う。
【０１３８】
ステップＳ１４において、制御部１１０は、昼モードが選択されたか否かの判断を行い、昼モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５へ移し、昼モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１６へ移す。
【０１３９】
ここで、制御部１１０は、昼夜切替スイッチ７ｂから昼モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、昼モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４０】
ステップＳ１５において、制御部１１０は、昼モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから昼夜切替スイッチ７ｂの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける昼モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことによって、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４１】
ステップＳ１６において、制御部１１０は、夜モードが選択されたか否かの判断を行い、夜モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１７へ移し、昼モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１６：Ｎｏ）、処理をステップＳ１８へ移す。
【０１４２】
ここで、制御部１１０は、昼夜切替スイッチ７ｂから夜モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、夜モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４３】
ステップＳ１７において、制御部１１０は、夜モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから昼夜切替スイッチ７ｂの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける夜モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４４】
ステップＳ１８において、制御部１１０は、晴天モードが選択されたか否かの判断を行い、晴天モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１９へ移し、晴天モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１８：Ｎｏ）、処理をステップＳ２０へ移す。
【０１４５】
ここで、制御部１１０は、晴雨切替スイッチ７ｃから晴天モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、晴天モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４６】
ステップＳ１９において、制御部１１０は、晴天モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから晴雨切替スイッチ７ｃの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける晴天モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４７】
ステップＳ２０において、制御部１１０は、雨天モードが選択されたか否かの判断を行い、雨天モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２１へ移し、雨天モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２０：Ｎｏ）、処理をステップＳ２２へ移す。
【０１４８】
ここで、制御部１１０は、晴雨切替スイッチ７ｃから雨天モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、雨天モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４９】
ステップＳ２１において、制御部１１０は、雨天モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから晴雨切替スイッチ７ｃの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける雨天モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５０】
ステップＳ２２において、制御部１１０は、室外モードが選択されたか否かの判断を行い、室外モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２３へ移し、室外モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理をステップＳ２４へ移す。
【０１５１】
ここで、制御部１１０は、室内外切替スイッチ７ｄから室外モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、室外モードが選択されたか否かを判断する。
【０１５２】
ステップＳ２３において、制御部１１０は、室外モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから室内外切替スイッチ７ｄの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける室外モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５３】
ステップＳ２４において、制御部１１０は、室内モードが選択されたか否かの判断を行い、室内モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２５へ移し、室内モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２４：Ｎｏ）、処理をステップＳ２６へ移す。
【０１５４】
ここで、制御部１１０は、室内外切替スイッチ７ｄから室内モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、室内モードが選択されたか否かを判断する。
【０１５５】
ステップＳ２５において、制御部１１０は、室内モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから室内外切替スイッチ７ｄの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける室内モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５６】
ステップＳ２６において、制御部１１０は、任意設定処理を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５７】
この任意設定処理において、制御部１１０は、任意切替スイッチ７ｅから回動操作されたことを示す信号を受信すると、輝度調整プログラムを実行して、任意切替スイッチ７ｅから受信した信号に基づいて、任意切替スイッチ７ｅの回動操作に対応した走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行う。
【０１５８】
また、このとき制御部１１０は、光束出力部である光源部３０が最大出力により光束を出力している状態において、使用者が表示する画像の輝度を高める方向に任意切替スイッチ７ｅを回動操作したことを検出すると、光走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、表示する画像の輝度をさらに高めるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本実施形態に係る画像装置による画像の輝度調整の一例を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る画像表示装置を示す外観斜視図である。
【図３】本実施形態に係る画像表示装置の操作入力部を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】表示する画像の輝度と光束の走査角とを対応させた対応テーブルを示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６０】
１ ＨＭＤ
２ 輝度センサ
６ 操作入力部
７ 輝度調整部
７ａ オートモードスイッチ
７ｂ 昼夜切替スイッチ
７ｃ 晴雨切替スイッチ
７ｄ 室内外切替スイッチ
７ｅ 任意切替スイッチ
Ｖ１〜Ｖ３ 画像
１１０ 制御部
２０ 光束生成部
７０ 水平走査部
７１ 共振型偏向素子
７２ 水平走査駆動回路
７３ 水平走査角検出回路
８０ 垂直走査部
８１ 偏向素子
８２ 垂直走査制御回路
８３ 垂直走査角検出回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び同装置による画像の輝度調整方法に関するものであり、特に、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置及び同装置による画像の輝度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置が知られている。
【０００３】
この種の画像表示装置としては、上記画像信号に基づいて生成した光束をスクリーン上で２次元的に走査することにより、スクリーンに画像を投影して表示する投影型画像表示装置や、上記画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査して使用者の眼に導き、網膜上に画像を形成する網膜走査型画像表示装置等がある。
【０００４】
これらの画像表示装置は、光束をスクリーン上や網膜上等で走査して画像を表示するものであるため、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等の自発光型の画像表示装置と比べて、外界の状況（明るさ）によって、使用者にとって画像が見えにくくなる場合があった。
【０００５】
具体的には、外界が比較的暗いところで使用者が見やすいと感じる程度に表示する画像の輝度を設定していた状態で、時間の経過や天候の変化等により外界が明るくなると、使用者にとって表示している画像が薄く感じられて見えにくくなり、逆に外界が比較的暗いところで使用者が見やすいと感じる程度に表示する画像の輝度を設定していた状態で、外界が暗くなると、使用者にとって表示している画像が眩しく感じられて見えにくくなる。
【０００６】
そのため、このような光束を走査して画像を表示する画像表示装置では、通常、輝度調整機能が設けられていた。
【０００７】
この輝度調整機能を備えた画像表示装置として、表示する画像の輝度を低下させるために、光源と網膜との間に光透過率を変更可能な透過率可変フィルタを配設し、光源の光量を変更することなく、透過率可変フィルタの光透過率を変更することによって、表示する画像の輝度を調整するように構成した網膜走査型の画像表示装置が考案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２３３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記従来の画像表示装置では、光源と網膜との間に配設した透過率可変フィルタの光透過率を変更することによって、表示する画像の輝度を調整するように構成していたため、表示する画像の輝度の最大値は、光源の最大光量に制限されてしまい、輝度の調整幅が比較的狭くなるおそれがあった。
【０００９】
すなわち、従来の画像表示装置では、透過率可変フィルタの透過率を最大にするか、又は、透過率可変フィルタを介さずに光束を走査することで画像の輝度を最大にするように構成していたため、光源の光量を最大にしている状態では、それ以上画像の輝度を上げることができずに、輝度の調整幅が比較的狭くなるおそれがあった。
【００１０】
仮に、光源の光量を増大することができるように構成すれば、輝度の調整幅を拡大することができるが、そうすれば、光源の消費電力が増大することになり、画像表示装置の消費電力が増大する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、請求項１に係る本発明では、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、制御部は、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明では、請求項１に記載の画像表示装置において、光束を出力する光束出力部を有し、制御部は、光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、光走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を高めることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明では、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、制御部は、光出力部による前記光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を有し、出力状態変化検出部の検出結果に応じて、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を一定に保つことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部は、光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、光束を第１方向と異なる第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、制御部は、第１光走査部又は第２光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部は、光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、光束を第１方向と交差する第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、制御部は、第１光走査部及び第２光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係る本発明では、請求項５に記載の画像表示装置において、制御部は、第１光走査部及び第２光走査部に光束の走査角を同率で変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に係る本発明では、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置において、制御部は、表示する画像の輝度と、光走査部による光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶部を有し、対応テーブルを用いて、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８に係る本発明では、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、光走査部に光束の走査角を変更させるために操作する操作部を有し、制御部は、操作部の操作に応じて光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９に係る本発明では、請求項８に記載の画像表示装置において、操作部は、外界の状況毎に光走査部による光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチを有することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０に係る本発明では、請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置において、外界の明るさを検出する輝度センサを有し、制御部は、輝度センサの検出結果に応じて、光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１に係る本発明では、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、光走査部により光束を２次元方向に走査して、その走査した光を眼に導き網膜上に画像を形成する網膜走査型画像表示装置であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２に係る本発明では、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、光走査部により光束を２次元方向に走査してスクリーンに投影することにより、スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示装置であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１３に係る本発明では、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置による画像の輝度調整方法において、光走査部による光束の走査角を変更することにより、表示する画像の輝度を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１又は請求項１３に係る本発明によれば、光源の光量を増大することなく、表示する画像の輝度を上げることができるので、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる。
【００２５】
また、請求項２に係る本発明では、外界が非常に明るいために、光出力部が最大出力により光束を出力しているにもかかわらず、表示する画像に十分な輝度を持たせることができない場合であっても、光束の走査角を小さくすることで、表示画像の輝度を更に高めることができるので、非常に明るい場所でも使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項３に係る本発明では、光出力部による光束の出力を低下させると共に、光束の走査角を小さくすることによって、画像表示装置の消費電力を低減しながらも、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができる。しかも、画像表示装置の電源がバッテリーである場合、バッテリー残量が低下して供給する電圧が低下しても、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができるので、一定の輝度を保ちながら比較的長時間使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００２７】
また、請求項４に係る本発明では、第１光走査部又は第２光走査部のいずれか一方のみに光束の走査角を変更させることにより、表示する画像の輝度を調整することができるので、輝度調整のために制御部が担う処理負荷を低減することができる。
【００２８】
また、請求項５に係る本発明では、輝度調整による画像の変形量を調整することができる。
【００２９】
また、請求項６に係る本発明では、第１光走査部による光束の走査角の変更率と、第２光走査部による光束の走査角の変更率とが等しくなるので、輝度調整を行うことによって画像が変形することを確実に防止することができる。
【００３０】
請求項７に係る本発明では、制御部が対応テーブルを参照して光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うので、輝度調整を行う際の制御部の処理負荷を低減することができる。
【００３１】
請求項８に係る本発明では、使用者が走査部を走査することにより、表示する画像の輝度を所望する任意の輝度となるように調整することができる。
【００３２】
請求項９に係る本発明では、スイッチを操作するだけで、表示する画像の輝度を外界の状況にあった輝度となるように容易に調整することができる。
【００３３】
請求項１０に係る本発明では、表示する画像の輝度を、外界の明るさに応じて自動的に調整することができるので、煩雑な操作を要することなく容易に輝度調整することができる。
【００３４】
請求項１１に係る本発明では、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる網膜走査型画像表示装置を提供することができる。
【００３５】
請求項１２に係る本発明では、輝度の調整幅を拡大させることができると共に、画像の輝度を上げる際に画像表示装置の消費電力が増大することを防止するとこができる投影型画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に係る画像表示装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、画像表示装置として、使用者の頭部に装着して使用する画像表示装置であって、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査し、その走査された光を使用者の眼に導き網膜上に画像を形成する網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ：Head Mount Display」という。）を例に挙げて説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、画像信号に基づいて生成した光束をスクリーン上で２次元的に走査することによりスクリーン上に画像を投影して表示するレーザープロジェクタのような投影型画像表示装置に対しても適用することができるものである。
【００３７】
図１は、本実施形態に係る画像表示装置による画像の輝度調整の一例を示す説明図であり、図２は、本実施形態に係る画像表示装置を示す外観斜視図であり、図３は、本実施形態に係る画像表示装置の操作入力部を示す説明図であり、図４は、本実施形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す機能ブロック図であり、図５は、表示する画像の輝度と光束の走査角とを対応させた対応テーブルを示す説明図であり、図６及び図７は、本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【００３８】
（画像表示装置による輝度調整の概要）
本実施形態の画像表示装置であるＨＭＤは、使用者が頭部に装着した状態で映像コンテンツ等の画像を鑑賞する装置であり、画像信号を変調した光束を、使用者の少なくとも一方の網膜に投影すると共に２次元的に走査して画像を表示（投影表示）する光走査部と、この光走査部の動作を制御する制御部とを備えている。
【００３９】
特に、このＨＭＤは、制御部が光走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整するように構成している。
【００４０】
すなわち、制御部は、比較的低い輝度で画像を表示している低輝度状態から、その画像の輝度を上げて高輝度状態にする場合に、光束の光量を増大させるのではなく、光束の光量を一定に保ったままで、低輝度状態のおける光束の走査角よりも小さい走査角によって光束を走査することによって、表示する画像の輝度を上げるようにしている。
【００４１】
具体的には、低輝度状態において、制御部は、図１（ａ）に示すように、比較的大きな走査角で光束を２次元的に走査して低輝度の画像Ｖ１を表示するようにしている。
【００４２】
そして、制御部は、この低輝度状態を高輝度状態に変更する場合に、光の走査角を低輝度状態のときよりも小さくすることで、図１（ｂ）に示すように、光束の走査範囲を縮小し、網膜上の縮小された走査範囲において単位時間あたりに走査される光束の光量を増大させることによって低輝度状態のときよりも画像面積を若干縮小した高輝度の画像Ｖ２を表示するようにしている。
【００４３】
このように、本実施形態のＨＭＤは、光束の光量を増大させるのではなく、光束の光量を一定に保ったままで、光束の走査角を小さくすることにより表示する画像の輝度を高めるように構成しているため、画像の輝度を高めるために、光束の光量を増大させる必要がなく、ＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００４４】
しかも、光束の走査角を高輝度状態では、低輝度状態よりも小さくするため、光走査部の駆動電力を低減することができ、これによってもＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００４５】
また、光束の光量を最大とする設定を行っている状態であっても、その状態で光束の走査角を小さくすれば、さらに表示する画像の輝度を上げることができるので、輝度の調整幅を拡張することができる。
【００４６】
具体的に説明すると、外界の景色も表示画像とともに見ることができるシースルー方のＨＭＤの場合等は、外光の強度が非常に強い場所で使用すると、光束を出力する光束出力部が最大出力により光束を出力している状態であっても、使用者にとって外光がまぶしく感じられ、光走査部が走査する光束の光量が不足して表示画像が暗く感じられて見え難くなることがある。
【００４７】
しかし、本実施形態のＨＭＤでは、上記のように構成しているため、光束を出力する光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、制御部が光束走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことによって、表示する画像の輝度をさらに高めることができるので、非常に明るい場所で試用しても、表示する画像が見え難くなることを好適に防止することができる。
【００４８】
また、このＨＭＤの制御部は、光出力部による光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を備えており、この出力状態変化検出部の検出結果に応じて、光束走査部に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を一定に保つようにしている。
【００４９】
そのため、このＨＭＤでは、光出力部による光束の出力を低下させると共に、光束の走査角を小さくすることによって、画像表示装置の消費電力を低減しながらも、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができる。
【００５０】
出力状態変化検出部は、ＨＭＤの電源電圧の変化を検出することによって、光出力部へ供給される光出力部の駆動電圧の変化を検出し、その検出結果に基づいて、光出力部の出力状態（光束の光量）の変化を間接的に検出するように構成している。
【００５１】
このように出力状態変化検出部を構成することによって、たとえば、ＨＭＤの電源がバッテリーである場合、バッテリー残量が低下して光出力部に供給する電圧が低下しても、表示する画像の輝度を低下させることなく一定に保つことができるので、一定の輝度を保ちながら比較的長時間使用可能な画像表示装置を提供することができる。
【００５２】
なお、ここでは、出力状態変化検出部を制御部に設けるようにしているが、これに限定するものではなく、出力状態変化検出部を制御部から独立して設けてもよい。
【００５３】
また、ここで出力状態変化検出部は、ＨＭＤの電源電圧の変化に基づいて、間接的に光出力部による光束の出力状態の変化を検出するように構成しているが、発明はこれに限定するものではなく、光出力部の出力状態の変化を直接的に検出するものであってもよい。
【００５４】
たとえば、出力状態変化検出部は、光出力部として機能する後述の光源部３０が有するレーザドライバ３１、３２、３３（図４参照。）から、後述のレーザ３４、３５、３６（図４参照。）に供給される駆動電圧の変化を検出することによって、光出力部の出力状態の変化を検出するように構成することもでき、また、後述のレーザ３４、３５、３６（図４参照。）が出力する光束の輝度の変化を検出する輝度センサを設け、この輝度センサにより光出力部として機能する光源部３０（図４参照。）の出力状態の変化を検出するように構成することもできる。
【００５５】
また、この図１（ｂ）に示す例では、光束の２次元的な走査において、水平方向及び垂直方向の両方の走査角を同じ割合で小さくすることにより、表示画像の画質の劣化を防止するようにしているが、光束の２次元的な走査において、垂直方向の走査角だけを小さくすることによって、輝度調整を行う際の制御部の処理負荷を低減させながら、表示する画像の輝度を高めるようにすることもできる。
【００５６】
すなわち、光束の２次元的な走査において、水平方向の走査角に関しては変更することなく低輝度状態の走査角を維持したまま、垂直方向の走査角だけを小さくすることによって、図１（ｃ）に示すように、表示画面の縦方向だけを若干縮小して輝度を高めた高輝度の画像Ｖ３を表示する。
【００５７】
このような輝度調整を行えば、制御部は、光束の水平方向の走査角を変更する必要がないため、表示画像を低輝度状態から高輝度状態にするために行う処理負荷が低減され、輝度調整にかかる時間を短縮することができる。
【００５８】
ただし、このように光束の垂直方向の走査角だけを小さくして表示する画像の輝度を高める場合には、画像の縦横の縮尺比を低輝度状態のときと同じにするために、表示する画像を水平方向に圧縮すると共に、図１（ｃ）に示す非表示領域Ｖ４では、光束の走査中に光を出力しないようにする。
【００５９】
こうすることにより、輝度を高めたことによる画像の劣化を防止できると共に、光走査部が図１（ｃ）の非表示領域Ｖ４を走査する際に光の出力を停止するので、ＨＭＤの消費電力を低減することができる。
【００６０】
また、表示する画像の輝度を変化させるために光束の走査角を変更する場合、その走査角の変化に応じて画像内容を変更しても良い。
【００６１】
例えば、表示する画像の輝度を高めるために光束の走査角を小さくすると、表示する画像が縮小されて、文字などが見にくくなる場合があるので、そのような場合には、制御部により表示する画像の外側（外枠）部分を削除する等の処理を行うことで表示画像が見え難くなるのを防ぐことができる。
【００６２】
（画像表示装置の概要の説明）
次に、上記のような輝度調整を可能としたＨＭＤの概要について説明する。
【００６３】
図２に示すように、本実施形態のＨＭＤ１は、内部に網膜走査型画像表示装置を収納した筐体３と、この筐体３を支持する支持フレーム４と、支持フレーム４と一体に形成されてＨＭＤ１を使用者の頭部に装着するための頭部装着部５とを備えている。
【００６４】
筐体３は、内部に網膜走査型画像表示装置を収納可能な収納空間を有し、頭部装着時に使用者の左眼部分と左側こめかみ部分とを被覆するように配設された平面視略Ｌ字形状の箱体により構成している。
【００６５】
そして、この筐体３の頂面３ｂの所定位置には、外界の明るさ（輝度）を検出するための輝度センサ２が設けられている。
【００６６】
また、この筐体３は、ＨＭＤ１を頭部に装着した状態において当該筐体３の最前面部を構成する正面視略矩形状の前面３ａと、当該筐体３の最上部を構成する平面視略Ｌ字形状の頂面３ｂとの間を、頂面３ｂから前面３ａに向けて傾斜させた傾斜面３ｃにより接合させている。
【００６７】
そして、この傾斜面３ｃに、使用者が操作することにより、ＨＭＤ１の各種機能を実行させる操作入力部６を備えている。この操作入力部６には、使用者が操作する複数のスイッチが設けられている。
【００６８】
具体的には、図３に示すように、ＨＭＤ１により画像の再生を開始するために操作する再生スイッチ６ａと、画像の再生を停止するために操作する停止スイッチ６ｂと、表示する画像の輝度を調整するために操作する複数のスイッチが配設された輝度調整部７とを備えている。なお、ここでは説明を簡単にするために、画像の早送りや巻き戻し等といったＨＭＤ１が備える他の機能を実行させるために操作するスイッチについては、図示を省略している。
【００６９】
特に、輝度調整部７には、上記輝度センサ２により検出した外界の輝度に基づいて、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる輝度となるように自動調整するオートモードを選択するために操作するオートモードスイッチ７ａを備えている。
【００７０】
このオートモードスイッチ７ａは、押圧操作型のボタンスイッチであり、このオートモードスイッチ７ａを押圧操作することによりオートモードが選択され、オートモードスイッチ７ａが押圧操作されていないとき、又はオートモードが選択されているときに再度このオートモードスイッチを押圧操作したときに、画像の輝度調整を手動で行うマニュアルモードが選択されるように構成している。
【００７１】
また、この輝度調整部７には、マニュアルモードが選択された状態において、使用者が表示されている画像の輝度を調整するために操作する昼夜切替スイッチ７ｂと、晴雨切替スイッチ７ｃと、室内外切替スイッチ７ｄと、任意切替スイッチ７ｅとが配設されている。
【００７２】
昼夜切替スイッチ７ｂは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この昼夜切替スイッチ７ｂを上側にスライド操作することにより昼モードが選択され、下側にスライド操作することにより夜モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、昼モード及び夜モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７３】
ここで、昼モードとは、外界の明るさが比較的明るい昼間に、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた最高段階の輝度に設定するモードであり、夜モードとは、外界の明るさが比較的暗い夜間に、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた最低段階の輝度に設定するモードである。
【００７４】
また、晴雨切替スイッチ７ｃは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この晴雨切替スイッチ７ｃを上側にスライド操作することにより晴天モードが選択され、下側にスライド操作することにより雨天モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、晴天モード及び雨天モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７５】
ここで、晴天モードとは、外界の明るさが比較的明るい晴天のときに、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的高い輝度であって、上記最高段階よりも一段階低い輝度に設定するモードであり、雨天モードとは、外界の明るさが比較的暗い雨天のときに、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的低い輝度であって、上記最低段階よりも一段階高い輝度に設定するモードである。
【００７６】
また、室内外切替スイッチ７ｄは、上下に摺動操作が可能なスライド型のスイッチであり、この室内外切替スイッチ７ｄを上側にスライド操作することにより室外モードが選択され、下側にスライド操作することにより室内モードが選択される。なお、上下いずれにもスライド操作しない状態では、室外モード及び室内モードのいずれのモードも選択されないようにしている。
【００７７】
ここで、室外モードとは、外界の明るさが比較的明るい室内において、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的高い輝度であって、上記晴天モードよりも一段階低い輝度に設定するモードであり、室内モードとは、外界の明るさが比較的暗い室内において、表示する画像の輝度を使用者が見やすいと感じる予め定めた比較的低い輝度であって、上記雨天モードよりも一段階高い輝度に設定するモードである。
【００７８】
すなわち、これら昼夜切替スイッチ７ｂ、晴雨切替スイッチ７ｃ、室内外切替スイッチ７ｄ、任意切替スイッチ７ｅは、外界の状況毎に後に詳述する光走査部による光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチとして機能するのである。
【００７９】
このように、本実施形態のＨＭＤ１では、昼夜切替スイッチ７ｂ、晴雨切替スイッチ７ｃ、室内外切替スイッチ７ｄという複数の輝度調整用のスイッチを備えており、これらのスイッチを単独又は組み合わせて操作することにより、画像を表示する際の場所や時間、天候等に応じて使用者が最も見やすいと感じる輝度となるように画像の輝度調整を行うことができる。
【００８０】
また、任意切替スイッチ７ｅは、回動操作可能なダイヤル式スイッチであり、この任意切替スイッチ７ｅを時計回り又は反時計回りに回動操作することにより、上記した６段階の中から選択した輝度をさらに細かく調整することができるようにしている。
【００８１】
また、支持フレーム４は、眼鏡のフロント部と同様の形状をしたゴーグル型の支持体であり、本実施形態では、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の左眼と対向する部分に筐体３を取り付けるようにしている。
【００８２】
この支持フレーム４は、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の右眼と対向する部分を透光性部材により構成することによって、使用者がＨＭＤ１により画像を鑑賞している間であっても、周囲の状況を視認できるようにしている。
【００８３】
そのため、使用者は、このＨＭＤ１を装着して歩く等の動作をしながら画像を鑑賞することができ、しかも、屋外等の比較的明るい場所で使用した場合に、透光性部材により構成した支持フレーム４から筐体３側へ外界の光が入射しても、上記のように輝度調整部７の各種スイッチ７ｂ〜７ｅを操作して画像の輝度を好適に調整することができるので、使用する時間と場所に関係なく常時最適に輝度調整した画像を鑑賞することができる。
【００８４】
また、この支持フレーム４は、使用者の左眼と対向する部分と、使用者の右眼と対向する部分との間に正面視略台形の切欠部４ａを備えており、使用者がＨＭＤ１を頭部に装着する際には、使用者の鼻にこの切欠部４ａを掛止するようにしている。
【００８５】
頭部装着部５は、その基端側がゴーグル型の支持体の上部両端にそれぞれ回動自在に取付けられた、眼鏡のツル（テンプル）と同様形状の部材により構成しており、その終端側が、ＨＭＤ１を頭部に装着した際に、使用者の耳に掛止できるように湾曲形状となっている。
【００８６】
そして、このＨＭＤ１を使用する際、使用者は、支持フレーム４の切欠部４ａを鼻に掛止すると共に、頭部装着部５終端側の湾曲した部分を両耳に掛止することによって、両耳と鼻の３点でＨＭＤ１を支持させ、筐体３を左眼の前方に位置させるようにして頭部に装着した後、操作入力部６を操作することによって映像コンテンツ等の画像を鑑賞する。
【００８７】
（画像表示装置の電気的構成の説明）
次に、本実施形態のＨＭＤ１の電気的構成等について、図４及び図５を参照して説明する。
【００８８】
図４に示すように、このＨＭＤ１は、ＨＭＤ１全体の動作を統括制御する制御部１１０と、この制御部１１０から供給される映像信号をドットクロック毎に読み出し、読み出した映像信号に応じて強度変調された光束を生成して出射する光束生成部２０を備え、さらに、その光束生成部２０と使用者の眼Ｅとの間には、光束生成部２０で生成され、光ファイバ１００を介して出射されるレーザビーム（以下、「光束」と呼ぶ。）を平行光化するコリメート光学系６１と、このコリメート光学系６１で平行光化された光束を画像表示のために水平方向（第１方向）に往復走査する第１光走査部として機能する水平走査部７０と、水平走査部７０で水平方向に走査された光束を垂直方向（第１方向と異なる第２方向）に往復走査する第２光走査部として機能する垂直走査部８０と、水平走査部７０と垂直走査部８０との間に設けられたリレー光学系７５と、このように水平方向と垂直方向に走査された光束を瞳孔Ｅａへ出射するためのリレー光学系９０を備えている。
【００８９】
本実施形態では、これら水平走査部７０と、リレー光学系７５と、垂直走査部８０と、リレー光学系９０とが、画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部に相当する。
【００９０】
また、光束生成部２０には、パーソナルコンピュータ（図示略。）等の外部装置から供給される画像信号が入力され、それに基づいて画像を合成するための要素となる各信号等を発生する信号処理回路２１が設けられ、この信号処理回路２１において、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各画像信号２２ａ〜２２ｃが生成され、出力される。また、信号処理回路２１は、水平走査部７０で使用される水平駆動信号２３と、垂直走査部８０で使用される垂直駆動信号２４とをそれぞれ出力する。
【００９１】
さらに、光束生成部２０は、信号処理回路２１からドットクロック毎に出力される３つの画像信号（Ｂ，Ｒ，Ｇ）２２ａ〜２２ｃをそれぞれ光束にする光束出力部として機能する光源部３０と、これらの３つの光束を１つの光束に結合して任意の光束を生成するための光合成部４０を備えている。
【００９２】
光源部３０は、青色の光束を発生させるＢレーザ３４及びＢレーザ３４を駆動するＢレーザドライバ３１と、緑色の光束を発生させるＧレーザ３５及びＧレーザ３５を駆動するＧレーザドライバ３２と、赤色の光束を発生させるＲレーザ３６及びＲレーザ３６を駆動するＲレーザドライバ３３とを備えている。なお、各レーザ３４、３５、３６は、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザとして構成することが可能である。なお、半導体レーザを用いる場合は駆動電流を直接変調して、光束の強度変調を行うことができるが、固体レーザを用いる場合は、各レーザそれぞれに外部変調器を備えて光束の強度変調を行う必要がある。
【００９３】
光合成部４０は、光源部３０から入射する光束を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系４１、４２、４３と、このコリメートされた光束を合成するためのダイクロイックミラー４４、４５、４６と、合成された光束を光ファイバ１００に導く結合光学系４７とを備えている。
【００９４】
各レーザ３４、３５、３６から出射したレーザ光は、コリメート光学系４１、４２、４３によってそれぞれ平行化された後に、ダイクロイックミラー４４、４５、４６に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー４４、４５、４６により、各光束が波長に関して選択的に反射・透過される。
【００９５】
具体的には、Ｂレーザ３４から出射した青色光束は、コリメート光学系４１によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー４４に入射される。Ｇレーザ３５から出射した緑色光束は、コリメート光学系４２を経てダイクロイックミラー４５に入射される。Ｒレーザ３６から出射した赤色光束は、コリメート光学系４３を経てダイクロイックミラー４６に入射される。
【００９６】
それら３つのダイクロイックミラー４４、４５、４６にそれぞれ入射した３原色の光束は、波長選択的に反射または透過して結合光学系４７に達し、集光され光ファイバ１００へ出力される。
【００９７】
水平走査部７０及び垂直走査部８０は、光ファイバ１００から入射された光束を画像として投影可能な状態にするために、水平方向と垂直方向に走査して走査光束とするものである。
【００９８】
水平走査部７０は、光束を水平方向に走査するため偏向面を有する共振型偏向素子７１と、この共振型偏向素子７１を共振させ、共振型偏向素子７１の偏向面を揺動させる駆動信号を発生する駆動信号発生器としての水平走査駆動回路７２と、共振型偏向素子７１から出力される変位信号に基づいて、共振型偏向素子７１の偏向面の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態を検出する水平走査角検出回路７３と、共振型偏向素子７１の温度を検出する温度検出部７４とを有している。なお、この温度検出部７４は、共振型偏向素子７１の温度を検出するものであるが、共振型偏向素子７１の周囲の温度を検出することで、共振型偏向素子７１の温度を検出するようにしてもよい。
【００９９】
特に、水平走査角検出回路７３は、検出した共振型偏向素子７１の揺動状態を示す信号を制御部１１０へ入力するようにしている。
【０１００】
垂直走査部８０は、光束を垂直方向に走査するための偏向素子８１と、この偏向素子８１を駆動させる垂直走査制御回路８２と、この垂直走査制御回路８２偏向面の揺動範囲及び揺動周波数等の揺動状態を検出する垂直走査角検出回路８３とを備えている。
【０１０１】
また、水平走査駆動回路７２と垂直走査制御回路８２は、信号処理回路２１から出力される水平同期信号２３と垂直同期信号２４に基づいてそれぞれ駆動し、垂直走査角検出回路８３は、検出した偏向素子８１の揺動状態を示す信号を制御部１１０へ入力するようにしている。
【０１０２】
そして、後に詳述する制御部１１０は、信号処理回路２１の動作を制御することによって、これら水平駆動信号２３と垂直駆動信号２４とを調整することによって、水平走査部７０と垂直走査部８０に光束の走査角を変更させて、表示する画像の輝度を調整するようにしている。
【０１０３】
こうして変更された走査角度は水平走査角検出回路７３および垂直走査角検出回路８３からの検出信号に基づいて制御部１１０により検出され、信号処理回路２１と水平走査駆動回路７２とを介して水平駆動信号２３にフィードバックされると共に、信号処理回路２１と垂直走査制御回路８２とを介して垂直駆動信号２４にフィードバックされる。
【０１０４】
また、水平走査部７０と垂直走査部８０との間での光束を中継するリレー光学系７５を備えており、共振型偏向素子７１によって水平方向に走査された光は、リレー光学系７５を通って、偏向素子８１によって垂直方向に走査されて、走査光束として、リレー光学系９０へ出射される。
【０１０５】
リレー光学系９０は、正の屈折力を持つレンズ系９１、９４を有している。垂直走査部８０から出射された表示用走査光束は、レンズ系９１によって、それぞれの光束がその光束の中心線を相互に平行にされ、かつそれぞれ収束光束に変換される。そして、レンズ系９４によってほぼ平行な光束となると共に、これらの光束の中心線が使用者の瞳孔Ｅａに収束するように変換される。
【０１０６】
なお、本実施形態においては、光ファイバ１００から入射された光束を、水平走査部７０で水平方向に走査した後、垂直走査部８０によって垂直方向に走査することとしたが、水平走査部７０と垂直走査部８０との配置を入れ替え、垂直走査部８０によって垂直方向に走査した後、水平走査部７０で水平方向に走査するようにしてもよい。
【０１０７】
また、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを備えている。
【０１０８】
そして、これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３は、データ通信用のバスにそれぞれ接続されており、このデータ通信用のバスを介して各種情報の送受信を行う。
【０１０９】
また、この制御部１１０は、使用者により操作される操作入力部６と、外界の明るさ（輝度）を検出する輝度センサ２と接続されている。
【０１１０】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、ＨＭＤ１を構成する図示しない各種回路を動作させて、ＨＭＤ１が備える各種機能を実行させる演算処理装置である。
【０１１１】
ＲＯＭ１０２は、ＨＭＤ１により画像の再生、停止、早送り、巻き戻し等を行う際に光束生成部２０、水平走査部７０、垂直走査部８０等を動作させるための画像再生プログラム、ＨＭＤ１により表示する画像の輝度を調整する際に水平走査部７０、垂直走査部８０等の光走査部を動作させるための輝度調整プログラム等、制御部１１０がＨＭＤ１全体の動作を統括制御するためにＣＰＵ１０１により実行される各種プログラムを記憶しているプログラム記憶手段として機能するものである。
【０１１２】
また、このＲＯＭ１０２は、制御部１１０が表示する画像の輝度調整を行う際に参照する複数の対応テーブルを記憶しており、表示する画像の輝度と光走査部による光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶手段として機能するものである。
【０１１３】
図５は、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルのうちの一つを示す説明図である。この図５に示すように、対応テーブルは、水平走査部７０及び垂直走査部８０が光束を走査する際の画角（走査角）と、その走査角により光束を走査したときに表示される画像の輝度値とを対応させたテーブルである。
【０１１４】
図５に示す対応テーブルは、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を５度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が９００（Ｃｄ：カンデラ／ｍ２）となり、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を１０度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が４００（Ｃｄ／ｍ２）となり、水平走査部７０が備える共振型偏向素子７１の回動角及び垂直走査部８０が備える偏向素子８１の回動角を１５度として光束の走査を行った場合に、表示される画像の輝度が１００（Ｃｄ／ｍ２）となることを示している。
【０１１５】
なお、図５に示す対応テーブルは、使用者が昼夜切替スイッチ７ｂを操作したときに制御部１１０によって参照される対応テーブルである。
【０１１６】
そして、制御部１１０は、使用者により昼モードが選択された場合に、この対応テーブルを参照して光走査部に走査角５度で光束を走査させる制御を行い、使用者により夜モードが選択された場合に、光走査部に走査角１５度で光束を走査させる制御を行うのである。なお、使用者が昼モード及び夜モードのいずれのモードも選択しなかった場合に制御部１１０は、基本設定として光走査部に走査角１０度で光束を走査させる制御を行うようにしている。
【０１１７】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に記憶している各種プログラムを実行する際に作業領域として使用する一時記憶手段である。
【０１１８】
また、このＲＡＭ１０３には、図示しないインターフェース部を介して外部装置から入力される映像コンテンツ等に相当する画像情報を一時的に記憶するようにしており、ＨＭＤ１により画像を表示する際に制御部１１０は、このＲＡＭ１０３に一時記憶している画像情報を読み出して、画像を表示する処理を行う。
【０１１９】
このように構成したＨＭＤ１の制御部１１０は、上記のように、第１走査部である水平走査部７０と第２光走査部である垂直走査部８０との少なくともいずれか一方に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を調整するようにしている。
【０１２０】
すなわち、この制御部１１０は、使用者が画像の輝度を調整するために輝度調整部７に設けられている各種スイッチ７ａ〜７ｅを操作すると、ＲＯＭ１０２に記憶している輝度調整プログラムを実行して対応テーブルを参照し、各種スイッチ７ａ〜７ｅの操作に応じて光走査部の共振型偏向素子７１と偏向素子８１とに光束の走査角を変更させる制御を行うのである。
【０１２１】
このように、本実施形態のＨＭＤ１が備える制御部１１０は、対応テーブルを参照して画像の輝度調整を行うための制御を行うので、複雑な演算処理を行うことなく輝度調整を行うことができ、ＣＰＵ１０１の処理負荷を低減することができる。
【０１２２】
また、この制御部１１０は、使用者がオートモードスイッチ７ａを操作してオートモードを選択した場合には、ＲＯＭ１０２に記憶している輝度調整プログラムを実行し、輝度センサ２の検出結果に応じて、光走査部である水平走査部７０と垂直走査部８０との少なくともいずれか一方に光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度を、外界の明るさに応じて自動的に調整することができ、煩雑な操作を要することなく容易に輝度調整することができる。
【０１２３】
（画像表示装置の制御部が行う処理の説明）
次に、本実施形態のＨＭＤ１における制御部１１０が行う処理について、図６及び図７を参照して説明する。
【０１２４】
（メイン処理の説明）
図６に示すように、メイン処理において制御部１１０は、電源がＯＮされると、まずハードディスク（図示略）のアクセス許可や、ＲＡＭ１０３の作業領域を初期化する等の初期設定処理を行い（ステップＳ１）、その後、表示する画像の輝度を調整するための輝度調整処理を実行し（ステップＳ２）、その後、処理をステップＳ３へ移す。なお、ステップＳ２で行う輝度調整処理については、後に図７を参照して具体的に説明する。
【０１２５】
次に、ステップＳ３において、制御部１１０は、画像の再生操作があったか否かの判断を行う。ここで、制御部１１０は、再生スイッチ６ａから押圧操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、再生操作があったか否かを判断する。
【０１２６】
そして、制御部１１０は、再生操作がなかったと判断した場合に（ステップＳ３：ＮＯ）、処理をステップＳ８へ移し、再生操作があったと判断した場合に（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ４へ移す。
【０１２７】
ステップＳ４において、制御部１１０は、ステップＳ２で行うものと同じ輝度調整処理を行った後、処理をステップＳ５へ移して画像表示処理を行い、その後、処理をステップＳ６へ移す。
【０１２８】
ステップＳ６において、制御部１１０は、画像表示を停止する停止操作があったか否かの判断を行う。ここで、制御部１１０は、停止スイッチ６ｂから押圧操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、停止操作があったか否かを判断する。
【０１２９】
そして、制御部１１０は、停止操作がなかったと判断した場合に（ステップＳ６：Ｎｏ）、処理をステップＳ４へ移し、停止操作があったと判断した場合に（ステップＳ：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ７へ移し、画像の表示を停止する処理を行い、その後、処理をステップＳ８へ移す。
【０１３０】
次に、ステップＳ８において、制御部１１０は、電源がＯＦＦされたか否かの判断を行い、電源がＯＦＦされたと判断した場合に（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、このメイン処理を終了し、電源がＯＦＦされていないと判断した場合に（ステップＳ８：Ｎｏ）、処理をステップＳ３へ移す。
【０１３１】
（輝度調整処理の説明）
次に、制御部１１０がメイン処理のステップＳ２及びＳ４で行う輝度調整処理について、図７を参照して説明する。
【０１３２】
この輝度調整処理において、制御部１１０は、まず、輝度調整操作があったか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。ここで、制御部１１０は、輝度調整部７に設けられているいずれかのスイッチから操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、輝度調整操作があったか否かを判断するようにしている。
【０１３３】
そして、制御部１１０は、輝度調整操作があったと判断した場合に（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１２へ移し、輝度調整操作がなかったと判断した場合に、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理に戻す。
【０１３４】
ステップＳ１２において、制御部１１０は、オートモードが選択されたか否かの判断を行い、オートモードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３へ移し、オートモードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１４へ移す。
【０１３５】
ここで、制御部１１０は、オートモードスイッチ７ａから押圧操作によってオートモードが選択されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、オートモードが選択されたか否かを判断する。
【０１３６】
ステップ１３において、制御部１１０は、オートモード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行し、輝度センサ２から入力される外界の輝度情報に基づいて、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから所望の対応テーブルを選択して参照することにより、輝度センサ２の検出結果に応じた最適な輝度となるように表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１３７】
また、このとき制御部１１０は、上記出力状態変化検出部により光束出力部である光源部３０の出力（光束の光量）が低下したことを検出すると、その低下度合いに応じて光束の走査角を小さくする制御を行うことにより、表示する画像の輝度が最低な一定の輝度値となるように自動調整を行う。
【０１３８】
ステップＳ１４において、制御部１１０は、昼モードが選択されたか否かの判断を行い、昼モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５へ移し、昼モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１６へ移す。
【０１３９】
ここで、制御部１１０は、昼夜切替スイッチ７ｂから昼モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、昼モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４０】
ステップＳ１５において、制御部１１０は、昼モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから昼夜切替スイッチ７ｂの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける昼モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことによって、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４１】
ステップＳ１６において、制御部１１０は、夜モードが選択されたか否かの判断を行い、夜モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１７へ移し、昼モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１６：Ｎｏ）、処理をステップＳ１８へ移す。
【０１４２】
ここで、制御部１１０は、昼夜切替スイッチ７ｂから夜モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、夜モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４３】
ステップＳ１７において、制御部１１０は、夜モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから昼夜切替スイッチ７ｂの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける夜モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４４】
ステップＳ１８において、制御部１１０は、晴天モードが選択されたか否かの判断を行い、晴天モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１９へ移し、晴天モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ１８：Ｎｏ）、処理をステップＳ２０へ移す。
【０１４５】
ここで、制御部１１０は、晴雨切替スイッチ７ｃから晴天モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、晴天モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４６】
ステップＳ１９において、制御部１１０は、晴天モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから晴雨切替スイッチ７ｃの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける晴天モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１４７】
ステップＳ２０において、制御部１１０は、雨天モードが選択されたか否かの判断を行い、雨天モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２１へ移し、雨天モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２０：Ｎｏ）、処理をステップＳ２２へ移す。
【０１４８】
ここで、制御部１１０は、晴雨切替スイッチ７ｃから雨天モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、雨天モードが選択されたか否かを判断する。
【０１４９】
ステップＳ２１において、制御部１１０は、雨天モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから晴雨切替スイッチ７ｃの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける雨天モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５０】
ステップＳ２２において、制御部１１０は、室外モードが選択されたか否かの判断を行い、室外モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２３へ移し、室外モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２２：Ｎｏ）、処理をステップＳ２４へ移す。
【０１５１】
ここで、制御部１１０は、室内外切替スイッチ７ｄから室外モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、室外モードが選択されたか否かを判断する。
【０１５２】
ステップＳ２３において、制御部１１０は、室外モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから室内外切替スイッチ７ｄの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける室外モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５３】
ステップＳ２４において、制御部１１０は、室内モードが選択されたか否かの判断を行い、室内モードが選択されたと判断した場合に（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２５へ移し、室内モードが選択されていないと判断した場合に（ステップＳ２４：Ｎｏ）、処理をステップＳ２６へ移す。
【０１５４】
ここで、制御部１１０は、室内外切替スイッチ７ｄから室内モードの位置までスライド操作されたことを示す信号を受信したか否かを判断することによって、室内モードが選択されたか否かを判断する。
【０１５５】
ステップＳ２５において、制御部１１０は、室内モード処理を行う。ここで、制御部１１０は、輝度調整プログラムを実行して、ＲＯＭ１０２に記憶している複数の対応テーブルから室内外切替スイッチ７ｄの操作に対応した対応テーブルを選択して参照し、その対応テーブルにおける室内モードの走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５６】
ステップＳ２６において、制御部１１０は、任意設定処理を行い、その後、この輝度調整処理を終了して処理をメイン処理へ戻す。
【０１５７】
この任意設定処理において、制御部１１０は、任意切替スイッチ７ｅから回動操作されたことを示す信号を受信すると、輝度調整プログラムを実行して、任意切替スイッチ７ｅから受信した信号に基づいて、任意切替スイッチ７ｅの回動操作に対応した走査角で光走査部に光束を走査させる制御を行うことにより、表示する画像の輝度調整を行う。
【０１５８】
また、このとき制御部１１０は、光束出力部である光源部３０が最大出力により光束を出力している状態において、使用者が表示する画像の輝度を高める方向に任意切替スイッチ７ｅを回動操作したことを検出すると、光走査部に光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、表示する画像の輝度をさらに高めるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本実施形態に係る画像装置による画像の輝度調整の一例を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る画像表示装置を示す外観斜視図である。
【図３】本実施形態に係る画像表示装置の操作入力部を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】表示する画像の輝度と光束の走査角とを対応させた対応テーブルを示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る画像表示装置の制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６０】
１ ＨＭＤ
２ 輝度センサ
６ 操作入力部
７ 輝度調整部
７ａ オートモードスイッチ
７ｂ 昼夜切替スイッチ
７ｃ 晴雨切替スイッチ
７ｄ 室内外切替スイッチ
７ｅ 任意切替スイッチ
Ｖ１〜Ｖ３ 画像
１１０ 制御部
２０ 光束生成部
７０ 水平走査部
７１ 共振型偏向素子
７２ 水平走査駆動回路
７３ 水平走査角検出回路
８０ 垂直走査部
８１ 偏向素子
８２ 垂直走査制御回路
８３ 垂直走査角検出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、
前記制御部は、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光束を出力する光束出力部を有し、
前記制御部は、前記光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、前記光走査部に前記光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を高めることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記光出力部による前記光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を有し、
前記出力状態変化検出部の検出結果に応じて、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を一定に保つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光走査部は、前記光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、前記光束を前記第１方向と異なる第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、
前記制御部は、前記第１光走査部又は前記第２光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光走査部は、前記光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、前記光束を前記第１方向と交差する第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、
前記制御部は、前記第１光走査部及び前記第２光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１光走査部及び前記第２光走査部に前記光束の走査角を同率で変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記表示する画像の輝度と、前記光走査部による前記光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶部を有し、
前記対応テーブルを用いて、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光走査部に前記光束の走査角を変更させるために操作する操作部を有し、
前記制御部は、前記操作部の操作に応じて前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記操作部は、外界の状況毎に前記光走査部による前記光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチを有することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
外界の明るさを検出する輝度センサを有し、
前記制御部は、前記輝度センサの検出結果に応じて、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、前記光走査部により前記光束を２次元方向に走査して、その走査した光を眼に導き網膜上に前記画像を形成する網膜走査型画像表示装置であることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、前記光走査部により前記光束を２次元方向に走査してスクリーンに投影することにより、前記スクリーン上に前記画像を表示する投影型画像表示装置であることを特徴とする。
【請求項１３】
画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置による前記画像の輝度調整方法において、
前記光走査部による前記光束の走査角を変更することにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする輝度調整方法。
【請求項１】
画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置において、
前記制御部は、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光束を出力する光束出力部を有し、
前記制御部は、前記光束出力部が最大出力により光束を出力している状態において、前記光走査部に前記光束の走査角を小さくさせる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を高めることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記光出力部による前記光束の出力状態の変化を検出する出力状態変化検出部を有し、
前記出力状態変化検出部の検出結果に応じて、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を一定に保つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光走査部は、前記光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、前記光束を前記第１方向と異なる第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、
前記制御部は、前記第１光走査部又は前記第２光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光走査部は、前記光束を第１方向に往復走査する第１光走査部と、前記光束を前記第１方向と交差する第２方向に往復走査する第２光走査部とを有し、
前記制御部は、前記第１光走査部及び前記第２光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１光走査部及び前記第２光走査部に前記光束の走査角を同率で変更させる制御を行うことにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記表示する画像の輝度と、前記光走査部による前記光束の走査角とを対応させた対応テーブルを記憶した対応テーブル記憶部を有し、
前記対応テーブルを用いて、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光走査部に前記光束の走査角を変更させるために操作する操作部を有し、
前記制御部は、前記操作部の操作に応じて前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記操作部は、外界の状況毎に前記光走査部による前記光束の走査角を複数段階に変更可能なスイッチを有することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
外界の明るさを検出する輝度センサを有し、
前記制御部は、前記輝度センサの検出結果に応じて、前記光走査部に前記光束の走査角を変更させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、前記光走査部により前記光束を２次元方向に走査して、その走査した光を眼に導き網膜上に前記画像を形成する網膜走査型画像表示装置であることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像表示装置は、前記光走査部により前記光束を２次元方向に走査してスクリーンに投影することにより、前記スクリーン上に前記画像を表示する投影型画像表示装置であることを特徴とする。
【請求項１３】
画像信号に基づいて生成した光束を２次元的に走査することにより画像を表示する光走査部と、前記光走査部の動作を制御する制御部とを有する画像表示装置による前記画像の輝度調整方法において、
前記光走査部による前記光束の走査角を変更することにより、前記表示する画像の輝度を調整することを特徴とする輝度調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−８９９３４（Ｐ２００８−８９９３４Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７０１３４（Ｐ２００６−２７０１３４）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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