頭部装着式映像表示装置
【課題】頭部装着式映像表示装置において、カラー映像信号の各色要素の比率を変換し、眼精疲労の低減、メリハリのある明確な映像表示及び外界光に影響されない映像表示を行う。
【解決手段】
頭部装着式映像表示装置に、表示色の要素となる複数の映像要素信号を入力する映像信号入力手段と、前記複数の映像要素信号を、特定の表色系における特定の色の各色要素の構成比に基づいて、異なる色要素の構成比を有する映像信号に変換する映像処理手段と、前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像の表示を行う映像表示手段とを備える。
【解決手段】
頭部装着式映像表示装置に、表示色の要素となる複数の映像要素信号を入力する映像信号入力手段と、前記複数の映像要素信号を、特定の表色系における特定の色の各色要素の構成比に基づいて、異なる色要素の構成比を有する映像信号に変換する映像処理手段と、前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像の表示を行う映像表示手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部装着式映像表示装置に係り、特に、観者の眼精疲労等を軽減させて見易い映像表示を行う頭部装着式映像表示装置及び外界光等の使用環境の変化に対応して明確なカラー映像表示を可能とする頭部装着式映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間の頭部等に懸架した装着具に、小型の映像表示装置を設けて眼前に映像を表示させ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、映画等の鑑賞用や、産業用若しくは医療用機器の遠隔作業用ディスプレイとして利用される等、その用途は多岐にわたっている。
映画等の映像の視聴等を主な目的とするＨＭＤは、その性質上、装着者の眼前はディスプレイで表示される映像に覆われることから外界への視界は遮断される。
【０００３】
これに対しＨＭＤが有するハンズフリーというウェアラブル性に特に注目し、装着者の外界に対する視界に重畳的に映像を表示させる重複させるＨＭＤも開発されている。例えば、眼鏡の形状を具備し、レンズにあたる部分の一部分に特種な光学系を設けて映像を表示させるシースルー型のＨＭＤも開発されている。
【０００４】
また、シースルー型のＨＭＤは、通常の肉眼視界を妨げずに映像情報が重畳的に表示される特性から、弱視等の視覚障害者に利用される場合も多い。即ち、第二の眼として補助映像情報を眼前に供給できるためである。例えば、眼鏡本体に小型カメラを搭載し、このカメラにより取得された映像をレンズ上のディスプレイ部分に表示させる構成を有するものが開発されている。
【０００５】
ところで、ＨＭＤは、装着者の眼前で恒常的に映像が表示されることから眼精疲労等を起こしやすい傾向がある。このような問題に対し、特許文献１及び特許文献２では、装着者の使用環境や状態を検出する検出装置を設けて、この検出装置からの出力に基づいて表示映像の色合いや輝度等の調節を行うＨＭＤが提供されている。
【特許文献１】特開２００３−７６３５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されるＨＭＤは、装着者の眼精疲労を検出する検出装置からの信号に基づいてコントラストを調節するにすぎず、外界光との関係でコントラストの調節を図るものではない。この点、シースルー型のＨＭＤでは、電子画像が、背景となる外界光の影響により見づらくなるという傾向が有る。
【０００７】
また、装着者個人の嗜好や病理的な事情によって、特定の色域の色をより強く表示することを所望する場合も考えられる。例えば、眼病等による水晶体のにごり、色覚異常又は弱視等の視覚に障害をもつ者は、肉眼での視覚に加えて、補助情報取得手段としてのＨＭＤは欠くことができないものであることから、特に、その傾向が強いと考えられる。
【０００８】
本発明の目的は、眼精疲労等を軽減させて見易い映像表示を行うとともに、外界光等の使用環境の変化に対応してカラー映像表示を可能とする頭部装着式映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記複数の色要素からなる映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換する映像処理手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の頭部装着色映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、信号入力手段が入力した色要素の異なる複数の映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、外界光の色要素を検出して外界光信号を出力する測光手段と、前記外界光信号の各色要素信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換する第一信号処理と、前記第一信号処理で変換された基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記信号入力手段が入力した前記色要素の異なる複数の映像信号を、色要素の異なる他の映像信号に変換する第二信号処理とからなる映像処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記信号入力手段は、視界方向を撮像する撮像手段であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、外界光を透過することを特徴とする。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光の透過率が８０％以上であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像を投射する光透過型表示器と、該光透過型表示器から投射された映像を採光して内部に導光するプリズムと、該プリズムが導光した映像を回折しホログラム映像を瞳に導く回折フィルムとからなることを特徴とする。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、平面方向が瞳と対向する透明表示基板と、前記映像処理手段により変換処理された前記映像信号の映像表示を行う光透過型表示器とを備え、該光透過型表示器は、前記透明基板を介して映像表示面が瞳と対向する位置に設けられることを特徴とする。
【００２６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、映像光を瞳に集光するレンズを更に備え、該レンズは、前記透明基板を介して前記光透過型表示器と対向する位置に配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、他の色要素となる映像信号に変換するため、入力された映像信号の各色要素の最大値が、基準色の各色要素の最大値となる色空間で表現される映像を表示することが可能となる。
また、従来から知られている単色表示等への映像処理手段や映像表示手段による色の変換と異なり、カラー表示を可能とする要素を備えることができる。即ち、入力信号に対して、各色要素の構成比率を変換する処理であるため赤、緑、青の各色要素を含むからである。
このため、観者の嗜好、病理的要因若しくはＨＭＤの使用環境等に応じて、見易い映像を表示することができるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、特定の表色系が、色の定量的な取扱いや表色系どうしの変換に汎用性のあるＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であるため、映像表示手段に表示される映像と基準色を中心として表される色空間の色との差がほとんどなく、正確な色表現を可能とする。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、その構成比率に基づいて変換されるため、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色を基準とし、その構成比率に基づいて変換されるため、特に、オレンジ系の色と赤系の色を強調する色空間で構成された映像を表示することが可能となる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色を基準色として、その構成比率に基づいて変換されるため、特に、オレンジ系の色を強調する色空間で構成された映像を表示することが可能となる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色を基準色として各色要素の構成比を前記映像信号の色要素の最大値とすることができる。即ち、汎用性を有するＮＴＳＣ規格での色変換が可能となる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、第一信号処理により、測光手段が検出して出力する外界光信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換することができる。更に、第二信号処理により、この基準色の構成比に基づいて、信号入力手段が入力した映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換することが可能となる。これにより外界光色と一定の関係を有する色を基準色とすることが可能となり、更に、基準色の各色要素の構成比を最大値とした色空間で表現されるカラー映像を表示することが可能となる。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、特定の表色系が、色の定量的な取扱いや表色系どうしの変換に汎用性のあるＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であるため、映像表示手段に表示される映像と基準色を中心として表される色空間の色との差がほとんどなく、正確な色表現を可能とする。
【００３５】
請求項９に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色に変換することで、彩度の高い色で表示されるメリハリの有るカラー映像を表示することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色に変換することで、オレンジ系の色及び赤系の色を中心とした色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色に変換することで、オレンジ系の色を中心とした色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色に変換することで、オレンジ系の色若しくは赤系の色を強調する色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。また、この外界光に対し補色関係あるいは補色関係に近い色を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
【００３９】
請求項１３に記載の発明によれば、前記信号入力手段が、視界方向を撮像する撮像手段であるため、観者が映像表示手段を通して視界方向の景色を認識することが可能となる。
【００４０】
請求項１４に記載の発明によれば、映像表示手段が外界光を透過することが可能であるため、映像表示手段を介して観者の瞳に外界の景色を導くことが可能となる。この結果、外界の景色と映像表示手段の映像とを重畳的に表示することが可能となる。
【００４１】
請求項１５に記載の発明によれば、映像表示手段の外界光透過率が８０％以上と高いため、特に、弱視者等のように光に対する識別力が低下している場合でも、外界光を充分に認識することが可能となる。
【００４２】
請求項１６に記載の発明によれば、映像光の導光を可能とするプリズムを備えることで、頭部装着式の映像表示機という部品設置上の制約をうけるＨＭＤにおいて、映像光を照射する光透過型表示器の配置を比較的自由に行うことができる。この結果、好適な映像表示を担保したまま、装置の簡便化が可能となる。
【００４３】
請求項１７に記載の発明によれば、光透過型表示器が、瞳と対向する透明基板上に設置されることで装置全体の小型化が可能となる。更に、瞳と対向する位置に光透過型表示器を設けることで、充分な映像光束を照射することが可能となる。
【００４４】
請求項１８に記載の発明によれば、眼球に焦点の合った映像光束の照射が可能となる。更に、光透過型表示器と同様に、瞳と対向する位置に設けられるため、充分な映像光を確実に集光することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
〔第１実施形態〕
次に、本発明の最良の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明を適用したＨＭＤ１の外観構成を示した概要図である。先ず、第１実施形態におけるＨＭＤ１の外観構成について説明する。なお、以下の説明において、接眼方向と反対の方向を正面とする。
【００４６】
ＨＭＤ１は、通常の眼鏡と同様に、鼻当て２及びテンプル３が備えられるフレーム４と透明基板であるレンズ５とを有する。このフレーム４には、映像表示手段としての接眼光学系６及び映像表示装置８と撮像装置７とが一体となって固設され、映像表示装置８及び撮像装置７とケーブル９を介して接続されるコントロールボックスである制御ユニット２６が備えられる。
また、レンズ５と接眼光学系６とは、接眼面と反対方向の面が段差なく一致するように嵌合されている。レンズ５は、接眼光学系６を保持する作用も有することから、少なくとも４ｍｍの厚さを確保している。
ＨＭＤ１は、接眼光学系６の一部分にホログラム映像を表示し、光の干渉を利用して人間の実際の視界上にこの映像を重複表示させるいわゆるシースルー型のＨＭＤである。
【００４７】
なお、第１実施形態では、制御ユニット２６を眼鏡部分と別にする構成としているが、図２に示すように、ＨＭＤ５０の回路の集積化により制御ユニット２６を眼鏡部分に組み込む構成としてもよい。
【００４８】
映像表示装置８は、制御ユニット２６から送信される電子信号を変換して映像光を接眼光学系６に照射するものである。図３は、映像表示装置８及び接眼光学系６の左側面からの断面を示した側断面図である。映像表示装置８の本体となる筐体１０の内部には、制御ユニット２６から送信される電子信号から映像を生成する光透過型液晶表示器１２と、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１と、発光ダイオード１１からの照射光を光透過型液晶表示器１２の全面に導くための照明光学系であるレンズ５とが備えられる。
【００４９】
接眼光学系６は、更に、プリズム１４とホログラム素子１５とからなるホログラフィック光学素子である。プリズム１４は、光透過型液晶表示器１２から照射される映像を採光し内部に反射させながら導光を行うものである。ホログラム素子１５は、この導光された映像が照射されてホログラム映像を表示させるようになっている。より具体的には、プリズム１４の上部が、端部に向かうにつれて正面方向に厚くなるように楔の形状に形成されている。光透過型液晶表示器１２からの映像光束を採光しやくするためである。
接眼光学系６の下端部には、上端部から採光された光が、全反射されながらプリズム１４の内部に導かれ、この導かれた光がホログラム素子１５に照射されることで光の干渉により眼Ｅに映像を結ばせるようになっている。
【００５０】
また、弱視者等の光に対する認識力が低い者にも対応させるため、接眼光学系６の光透過率は８０％以上となっている。即ち、外界光をより多く眼球に導き、肉眼視覚を確保するためである。
【００５１】
また、映像情報の入力手段の一つである撮像装置７は、フレーム４のブリッジ１６近傍に備えられ、観者の前方視界を撮影可能なように設置されている。撮像装置７は、被写体からの反射光を受光素子の光電変換作用により電子信号に変換し、ケーブル９を介して接続される制御ユニット２６に送信するものであり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等を利用した撮像装置が適用できる。ＨＭＤは、特に、顔面部に懸架する装置であることから、小型且つ軽量のものが好ましい。ＨＭＤ１では、小型ＣＣＤカメラを採用している。
撮像装置７により光電変換された電子信号は、その後、制御ユニット２６に出力され、接眼光学系６上に映像を表示させることが可能となっている。
【００５２】
次に、ＨＭＤ１の制御ユニット２６について説明する。
図４は、制御ユニット２６の機能的構成を示したブロック図である。制御ユニット２６は、Ａ／Ｄ変換器２０、表示駆動装置２２、演算処理部２３、外部入力端子２４及び電源ユニット２５から構成される。
【００５３】
Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器２０は、撮像装置７から出力された映像信号、即ち、アナログのＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各映像要素信号を、サンプリングによりデジタル映像要素信号に変換し演算処理部２３に出力するものである。また、表示駆動装置２２は演算処理部２３で映像処理等の各種処理がなされた映像要素信号やバックライトである発光ダイオード１１の輝度信号等に各種の補正処理を行い、映像表示装置８に出力するものである。
なお、電源ユニット２５は、図示しない電源スイッチを介してＨＭＤ１を作動させる電源を供給するものである。各種外部電源又は携帯電池若しくは充電池も適用可能であるが、ＨＭＤ１のウェアラブル性に鑑み、携帯型の電池が適用されるものである。また、外部入力端子２４は、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部機器からの映像信号を入力するものである。
【００５４】
演算処理部２３は、ＣＰＵ２７、ＲＯＭ２８、ＤＳＰ２９及びグラフィックメモリ３０からなる。
ＣＰＵ（Central Processing Unit）２７は、予め記録されたプログラムに従って、ＨＭＤ１の全体制御を行うものである。特に、ＨＭＤ１では、測光値判定回路２１から出力される外界の色要素信号をＤＳＰ２９に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器２０から入力されるＲＧＢの各映像要素信号を生データ（以下、単に「ＲＡＷデータ」という。）としてグラフィックメモリ３０に出力し記録させる。
【００５５】
また、ＲＯＭ（Read Only Memory）２８は、ＨＭＤ１の制御全般に関わるプログラム及びＤＳＰ２９が映像信号を変換する際に基準とするＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上の値に関する各種の情報が格納されるものである。
【００５６】
グラフィックメモリ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０から取得されたデジタル信号や、ＤＳＰ２９等で映像処理が施されたデジタル信号の一時記憶を行うものである。また、ＤＳＰ２９が実行するプログラムを展開するためのプログラムエリアが展開されるものである。
【００５７】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２９は、映像信号の映像処理を行うものであるり、撮像装置７等から入力されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色要素信号をそれぞれ０〜２５５の２５６階調のデータに変換し特定の映像処理を行うものである。
この特定の処理について説明すると、予め定められた各色要素信号の構成比に関するデータをＲＯＭ２８から読出し、このデータに基づいて２５６階調の値に変換されたＲＧＢの各色要素信号の値が変換されるようになっている。
【００５８】
次に、ＤＳＰ２９の具体的処理について説明する。図５は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図を示した概要図である。破線で囲まれた三角形で示される色域の内側は、接眼光学系６で表示されるカラー映像の表示色域を示す。また、この三角形の内側で且つ一点鎖線で示す楕円の外側の色域に属する色、即ち、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色が、ＤＳＰ２９の信号処理に使用される基準色として設定されている。
点Ｐ（（ｘ、ｙ）＝（０.３３、０.３３））は、色度図平面上の通常のホワイトポイントを示す。
【００５９】
ＨＭＤ１は、通常の色空間におけるホワイトポイントを他の色にシフトさせた色空間のデータに基づいて、撮像装置７等から入力される映像信号の各色要素（ＲＧＢ）を変換し、特定の色、黒系の色及びその他の比較的表示が制限される色とで接眼光学系６にカラー表示を行うものである。
より詳しくは、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上における特定の色が有する座標値を、映像信号の各色要素であるＲＧＢの最大値として各階調を変換するものである。図５は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面を示した概要図であるが、ここである色、例えば、点Ｅ（（ｘ、ｙ）＝（０.５０、０．４０））に位置する色の各色要素の構成比はｘ：ｙ：ｚそれぞれ０.５０：０.４５：０．０５となる。この比を、２５６階調に重み付けがなされたＲＧＢの各色要素信号に対応させることで信号の変換を行うようになっている。
【００６０】
先ず、ｘｙ色度図上の基準値が示すｘとｙとの各座標値がＸＹＺ表色系に変換される。ｘｙ色度図とＸＹ表色系との関係はｘ＝Ｘ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）、Ｙ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）、Ｚ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）であるため、基準色の座標値を代入する。ここで、図５のｘｙ色度図は、等明度面であるため、その明度を示すＹは、光源である発光ダイオード１１により予め定められている。そのため、明度値をＹｃとして上記式に代入すると、下記数式１で示される演算によりＸＹＺ表色系におけるＸとＺの各値も得ることができる。
【数１】
【００６１】
次に、数式１で特定される演算処理により得られたＸ、Ｙ、Ｚの各値を、数式２で示される演算処理によりＲＧＢ表色系のｒ、ｇ、ｂの各値に変換される。
【数２】
【００６２】
このようにして変換されたＲ、Ｇ、Ｂの値が、撮像装置７等から取得された映像信号が表現される新たな色空間の最大値（シフトされたホワイトポイント）における各色要素の比となる。
【００６３】
このＲＧＢの各比を、下記数式３により特定される演算処理により、映像信号の各色要素信号であるＲ、Ｇ、Ｂの各階調を変換すし、比の異なる新たな階調であるＲ´、Ｇ´、Ｂ´を得る。
【数３】
【００６４】
このようにして変換されたＲ´、Ｇ´、Ｂ´の各階調を有する映像信号が表示駆動装置２２に（図４参照）出力されて、接眼光学系６に特定の色、黒系の色及び比較的出力が制限された色とで表現されるカラー映像が表示されることとなる。
【００６５】
なお、ＤＳＰ２９での信号変換処理の基準となる基準色の設定として、図５では、上記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色とする。更に、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定している。
この場合は、彩度の高い色域に属する色を基準色とするため、特に強調される色が明確となり、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
更には、上記楕円の中心を（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）よりにずらすことで、青系の色域に属する色を赤系、緑系に比して更に制限することが可能となる。
【００６６】
以上のように、第１実施形態におけるＨＭＤ１によれば、撮像装置７等から入力される色要素信号の最大値となる基準色の色が中心となる映像をカラー表示することが可能となる。これにより、例えば、外界光は青系の波長帯域に属する光が比較的多く含まれるが、この波長帯域に対して赤系、オレンジ系あるいは緑系等の色を基準色として予め設定することで、観者にとって適当な色を中心として表示される映像表示を行うことが可能となる。
また、彩度の高い色域に属する色を基準色とするため、特に強調される色が明確となり、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
更には、上記楕円の中心を（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）よりにずらすことで、青系の色域に属する色を赤系、緑系に比して余分に制限することが可能となる。
【００６７】
図６（ａ）は、色要素信号の最大値となる基準色を、上記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色とする場合を示したものである。
この場合は、赤系、オレンジ系を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
また、図６（ｂ）に示すように、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【００６８】
図７（ａ）は、色要素信号の最大値となる基準色を、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色に設定した場合を示したものである。
この場合は、オレンジ系を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
また、図７（ｂ）に示すように、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【００６９】
また、図５〜図７に示す基準色の設定色域の例は、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定した場合を示したものであるが、この色域は一般に映像表示装置における汎用性あるＮＴＳＣ信号による表示色域の規格である。ＨＭＤ１は、汎用性のある表示色域においても十分にその効果を発揮するものであり、また、この表示領域と上述した例を組み合わせることにより、観者の都合にあわせた様々な基準色の設定を行うことができる。なお、本発明は、この色域に限定されるものではなく、映像表示装置の表示領域に対応して適宜適用できるものである。
【００７０】
なおまた、第１実施形態における信号変換処理は、図１、図２及び図３示すように、映像表示装置８と接眼光学系６とを用いてホログラム映像を表示する構成のものに限らず、他の例に適用することも当然に可能である。即ち、接眼光学系６を介さずに、光透過型液晶表示器１２から、映像を直接的に眼に導く構成としてもよい。以下に、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、ＨＭＤ１及びＨＭＤ５０と機能を同一とする部材については、同一符号を使用し説明を省略する。
【００７１】
図８は、他の例を示したＨＭＤ６０の外観構成を示した概要図である。ＨＭＤ１及びＨＭＤ５０と同様に通常の眼鏡の形状を具備する本体を利用するものである。特に、異なる点は、接眼光学系６を介さずに、直接的に光透過型液晶表示器１２からの映像光束を眼に導く点である。
【００７２】
ＨＭＤ６０では、透明基板であるレンズ５が瞳と対向する部分に、外界光を透過可能な光透過型液晶表示器１２が配設される。この光透過型液晶表示器１２に外界光が照射され、スペクトル変換により各種の色要素を有した映像光が、後述するレンズ体４１により集光され瞳に映像を表示する構成となっている。
また、光透過型液晶表示器１２は横方向に長い形状を有しており、文字などのテキストデータを表示しやすいようになっている。なお、縦方向に長くすることも当然に可能である。
【００７３】
また、光透過型液晶表示器１２の右上と左下の角には、横後方縦方向の走査信号が流れる透明配線４０が接続される。透明配線４０は、筐体１０の内部に設けられる表示駆動装置２２と接続される。
【００７４】
また、図９は、ＨＭＤ６０の左側断面である。図９に示すように、レンズ５を介して光透過型液晶表示器１２の反対側近傍には、光透過型液晶表示器１２によりスペクトル変換された光を眼Ｅに集光するレンズ体４１が備えられる。なお、ＨＭＤ６０では、レンズ体４１として両凸レンズを適用するが、眼Ｅの瞳に充分な集光ができるものであればメニスカスレンズ、平凸レンズ又は各種の複合レンズを適用可能である。
なお、充分な量の光束を瞳に照射するために、光透過型液晶表示器１２及びレンズ体４１は、レンズ５が瞳と正面対向する部分に配設されている。
【００７５】
以上のように、本発明は、ＨＭＤ６０に適用することも可能である。これにより装置全体の簡略化が可能となる。更には、光透過型液晶表示器１２に有機ＥＬを適用することも可能である。この場合、自立発光することも可能であるため夜間でも映像表示を行うことも可能となる。また、消費電力が少ないというメリットも有る。
【００７６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態におけるＨＭＤ７０は、第１実施形態におけるＨＭＤ１、５０及び６０とその外観構成において異なるものではない。従って、外観構成の説明においては図１、図２及び図８をもちいてＨＭＤ１、ＨＭＤ５０及びＨＭＤ６０を適用する。また、図１０示すＨＭＤ７０の機能的構成を示したブロック図を用いてＨＭＤ１、５０及び６０との差異点を説明する。なお、同一機能を有する部材は同一符号を使用し説明を省略する。
【００７７】
第２実施形態のＨＭＤ７０は、図１０に示すように、撮像装置７に内蔵された測光センサ７２で外界光を測光し、この結果得られる外界光の色に基づいて、撮像装置７等から取得される映像信号の各色要素信号をＤＳＰ２９で他の色要素信号に変換し、映像表示装置８に映像を表示することを特徴とする。
【００７８】
測光センサ７２は、受光素子に照射される光束を電子信号に変換し、ＣＰＵ２７に送信する。測光方式としては、多分割測光方式、スポット測光方式又は中央重点方式等いずれの測光方式を採用することも可能である。また、これらの組合せを図示しないモードスイッチで切り替え可能とする構成にしてもよい。
【００７９】
また、測光センサ７２から出力される外界光信号の測光値をＲＧＢ信号の値に変換する測光値判定回路７３を備え、更には、測光値判定回路７３から出力されるＲＧＢ信号を、撮像装置７等から入力される映像信号の色要素信号を変換する際の基準となる基準色に変換する第一信号処理及びこの基準色に基づいて映像信号の各色要素信号を異なる構成比とする第二信号処理を行うＤＳＰ７１を備える。
【００８０】
以下、ＤＳＰ７１で行われる信号変換工程について説明する。撮像装置７からＡ／Ｄ変換器２０及びＣＰＵ２７を介してグラフィックメモリ３０に映像要素信号が一時記録される。また、このとき同時に、測光センサ７２は、外界光を測定し外界光色信号をＤＳＰ７１に出力する。
【００８１】
ＤＳＰ７１は、下記数式４及び数式５に示す演算処理によりＲＧＢ信号とされた外界光色信号をＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上の値に変換する。
数式４による演算処理で、外界光信号のＲＧＢの各信号の値を、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系におけるＸ、Ｙ、Ｚの値に変換する。
その後、数式５による演算処理で、ＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上のｘ、ｙ、ｚの各値に変換する。
【数４】
【数５】
【００８２】
このように上記色度図の座標平面上の値に変換された外界光色信号に対し、ＤＳＰ７１は、下記の数式６で特定される演算処理を行う。具体的には、座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）の点を中心として１８０度対称に存在する色の値を得る。即ち、外界光色に対して補色関係若しくは補色関係に近似する色を、撮像装置７等から入力される色要素信号の最大値とするためである。
【数６】
なお、数式６で特定される演算処理では、１８０度を適用するものであるが、第２実施形態は、この数値に限定されるものはなく、変換を所望する任意の色域に対応する値を設定することが可能である。即ち、第一信号処理での上記数式５の演算処理により得られた値を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として数式６の演算処理により対称あるいは任意の色を基準色とすることも可能である。
【００８３】
第二信号処理では、第一信号処理で変換された外界光信号の色度図における座標平面上での値を、グラフィックメモリ３０に一時記録されているＲＡＷ信号の各色要素の構成比率として、ＲＡＷ信号の各映像要素信号の構成比率を変換し、各色要素の異なるＲ’Ｇ’Ｂ’の信号を生成する処理を行う。ここでの変換処理は、下記数式７〜数式９による演算処理により行われる。なお、下記数式７〜数式９の演算処理は、第１実施形態でＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上のｘ、ｙ、ｚの各値をＲＧＢ形式に変換するのと同様の演算処理である。
【数７】
【数８】
【数９】
【００８４】
その後、第二信号処理で変換されたＲ´Ｇ´Ｂ´の各階調を有する映像信号が、表示駆動装置２２に出力されて外界光色と補色等の関係にある映像を表示する。
【００８５】
なお、第一信号処理で基準色となる色は、観者の嗜好、病理的要因又はＨＭＤの使用環境に応じて適当に設定することが可能である。例えば、第１実施形態で用いた図５〜図７に示す色域に属するいずれか一つの色でもよい。あるいは、図１１（ａ）又は図１１（ｂ）に示すように、上記色度図における座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色を基準色とすることもできる。
この場合は、外界光色に対して、特に、補色関係あるいは補色関係に近い色で映像表示を行うことが可能となる。このため、シースルー型のＨＭＤでは、直接肉眼に入射する外界光と映像の区別が明確となり、両者の視覚情報をより好適に活用することが可能となる。また、弱視者等の視力障害をもつ者も、両者の視覚情報をより明確に区別することが可能となり利便性があがる。
特に、図１１（ｂ）では、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【実施例１】
【００８６】
次に、第１実施形態におけるＨＭＤ１、５０、６０（以下、単に「ＨＭＤ１等」とする。）の実施例１について説明する。
【００８７】
〔実施条件〕表１は、実施例１の実施条件を示したものである。第１実施形態におけるＨＭＤ１は、撮像装置７を備えるが、試料映像を均等にするために外部機器からの動画を表示するものとする。
【００８８】
外界光の無い全暗室で、１０人の被験者がＨＭＤを装着し、３０分のカラー映像の動画を見た後に視力を測定する。その測定結果と、予め測定した動画を見る前の視力との差を測定する。
また、実施に使用する１０台のＨＭＤをＡ〜Ｊとし、それぞれの表示する最大の値をとる基準色は全て異なるものとする。具体的には、下記表１に示される設定がなされるものである。Ｇ、Ｈ、Ｉ及びＪは、第１実施形態におけるＨＭＤ１は、図５に示すように、基準色を、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色であり且つ
上記色度図における座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定するものとする。
これに対し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦは、上記色域外に属する色を基準色として設定するものとする。
なお、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ１等Ｇ〜Ｊを、色度図上にプロットしたものを図１２に示す。
【表１】
【００８９】
以上の条件で実施された実験の結果を、下記表２に示す。また、映像の見易さについて、５を非常に優れる、４を比較的優れる、３を普通、２を比較的見にくい及び１を非常に見にくいとして段階で評価した。
【表２】
【００９０】
以上の結果から分かるように、ＨＭＤ１等の色域で基準色を設定されたものほど映像を見やすいことが分かる。また、視力の低下もほとんど無く疲労が格段に少ないことが分かる。特に、ＨＭＤ１等：ＧやＨのように、オレンジ系や赤系の色域に基準色を設定するものほど視力の低下が少なく評価が高いことが分かる。
【実施例２】
【００９１】
次に、第２実施形態におけるＨＭＤ７０の実施例２について説明する。
〔実施条件〕表３は、実施例２の実施条件を示したものである。また、第２実施形態におけるＨＭＤ７０は、外界光色に対し、補色、補色に近い関係にある色域に属する色を第一信号処理での基準色とするものであるため、外界光色のある環境下で実施した。外界光の色は、ＣＩＥ１９３１表色系色度図における座表平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３５、０.２０）、（０.２５、０.１５）、（０.２０、０.３０）及び（０.４５、０.４０）の４つの形式でそれぞれ行うものとする。また、表示映像として動画に加えて文字映像を特に表示し、その文字映像の見易さも評価した。評価は、５を非常に優れる、４を比較的優れる、３を普通、２を比較的見にくい及び１を非常に見にくいとして段階で評価した。
【表３】
【００９２】
外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.３５、０.２０）の場合の結果を下記表４に示す。
また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｇの基準色をプロットしたものを図１３に示す。
【表４】
【００９３】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.２５、０.１５）の場合の結果を、下記表示５に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｈの基準色をプロットしたものを図１４に示す。
【表５】
【００９４】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.２０、０.３０）の場合の結果を、下記表６に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｉの基準色をプロットしたものを図１５に示す。
【表６】
【００９５】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.４５、０.４０）の場合の結果を、下記表７に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｊの基準色をプロットしたものを図１６に示す。
【表７】
【００９６】
以上の結果より、外界光色に対して補色又は補色に近い関係にある色域に属する色を第一信号処理での基準色とするものは、映像が特に見易いことが分かる。また、視力の低下も格段に少ない。更に、文字映像も比較例に比して見易いことが分かる。特に、外界光の色に対し、上記色度図上で（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として略１８０度対称となる完全な補色関係に近い色を基準色とする場合は、特に、視力の低下がなく疲労が著しく少なく、また、動画、文字映像もともに非常に見易い。
【００９７】
以上、本発明を適用したＨＭＤ１、５０、６０及び７０の最良の実施形態について説明したが、本発明はこれらのものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における外観構成を示した概要図である。
【図２】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における他の外観構成を示した概要図である。
【図３】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における映像表示装置及び接眼光学系の概要を示した側断面図である。
【図４】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態における制御ユニットの機能的構成を示したブロック図である。
【図５】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態における基準色の色域を示したＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の概要図である。
【図６】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。
【図７】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域の他の例を示した概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域の他の例を示した概要図である。
【図８】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における他の外観構成を示した図である。
【図９】本発明を適用したＨＭＤの映像表示器及びレンズ体の概要を示した側断面図である。
【図１０】本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における機能的構成を示した概要図である。
【図１１】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。
【図１２】本発明を適用したＨＭＤの実施例１における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１３】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１４】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１５】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１６】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【符号の説明】
【００９９】
１ ＨＭＤ
２ 鼻当て
３ テンプル
４ フレーム
５ レンズ
６ 接眼光学系
７ 撮像装置
８ 映像表示装置
９ ケーブル
１０ 筐体
１１ 発光ダイオード
１２ 光透過型液晶表示器
１３ レンズ
１４ プリズム
１５ ホログラム素子
２０ Ａ／Ｄ変換器
２１ 測光値判定回路
２２ 表示駆動装置
２３ 演算処理部
２４ 外部入力端子
２５ 電源ユニット
２６ 制御ユニット
２７ ＣＰＵ
２８ ＲＯＭ
２９ ＤＳＰ
３０ グラフィックメモリ
４０ 透明配線
・ ４１ レンズ体
５０ ＨＭＤ
６０ ＨＭＤ
７０ ＨＭＤ
７１ ＤＳＰ
７２ 測光センサ
７３ 測光値判定回路
Ｅ 眼
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部装着式映像表示装置に係り、特に、観者の眼精疲労等を軽減させて見易い映像表示を行う頭部装着式映像表示装置及び外界光等の使用環境の変化に対応して明確なカラー映像表示を可能とする頭部装着式映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間の頭部等に懸架した装着具に、小型の映像表示装置を設けて眼前に映像を表示させ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、映画等の鑑賞用や、産業用若しくは医療用機器の遠隔作業用ディスプレイとして利用される等、その用途は多岐にわたっている。
映画等の映像の視聴等を主な目的とするＨＭＤは、その性質上、装着者の眼前はディスプレイで表示される映像に覆われることから外界への視界は遮断される。
【０００３】
これに対しＨＭＤが有するハンズフリーというウェアラブル性に特に注目し、装着者の外界に対する視界に重畳的に映像を表示させる重複させるＨＭＤも開発されている。例えば、眼鏡の形状を具備し、レンズにあたる部分の一部分に特種な光学系を設けて映像を表示させるシースルー型のＨＭＤも開発されている。
【０００４】
また、シースルー型のＨＭＤは、通常の肉眼視界を妨げずに映像情報が重畳的に表示される特性から、弱視等の視覚障害者に利用される場合も多い。即ち、第二の眼として補助映像情報を眼前に供給できるためである。例えば、眼鏡本体に小型カメラを搭載し、このカメラにより取得された映像をレンズ上のディスプレイ部分に表示させる構成を有するものが開発されている。
【０００５】
ところで、ＨＭＤは、装着者の眼前で恒常的に映像が表示されることから眼精疲労等を起こしやすい傾向がある。このような問題に対し、特許文献１及び特許文献２では、装着者の使用環境や状態を検出する検出装置を設けて、この検出装置からの出力に基づいて表示映像の色合いや輝度等の調節を行うＨＭＤが提供されている。
【特許文献１】特開２００３−７６３５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されるＨＭＤは、装着者の眼精疲労を検出する検出装置からの信号に基づいてコントラストを調節するにすぎず、外界光との関係でコントラストの調節を図るものではない。この点、シースルー型のＨＭＤでは、電子画像が、背景となる外界光の影響により見づらくなるという傾向が有る。
【０００７】
また、装着者個人の嗜好や病理的な事情によって、特定の色域の色をより強く表示することを所望する場合も考えられる。例えば、眼病等による水晶体のにごり、色覚異常又は弱視等の視覚に障害をもつ者は、肉眼での視覚に加えて、補助情報取得手段としてのＨＭＤは欠くことができないものであることから、特に、その傾向が強いと考えられる。
【０００８】
本発明の目的は、眼精疲労等を軽減させて見易い映像表示を行うとともに、外界光等の使用環境の変化に対応してカラー映像表示を可能とする頭部装着式映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記複数の色要素からなる映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換する映像処理手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の頭部装着色映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、信号入力手段が入力した色要素の異なる複数の映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、外界光の色要素を検出して外界光信号を出力する測光手段と、前記外界光信号の各色要素信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換する第一信号処理と、前記第一信号処理で変換された基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記信号入力手段が入力した前記色要素の異なる複数の映像信号を、色要素の異なる他の映像信号に変換する第二信号処理とからなる映像処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は、前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記基準色は（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記信号入力手段は、視界方向を撮像する撮像手段であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、外界光を透過することを特徴とする。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光の透過率が８０％以上であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像を投射する光透過型表示器と、該光透過型表示器から投射された映像を採光して内部に導光するプリズムと、該プリズムが導光した映像を回折しホログラム映像を瞳に導く回折フィルムとからなることを特徴とする。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、前記映像表示手段は、平面方向が瞳と対向する透明表示基板と、前記映像処理手段により変換処理された前記映像信号の映像表示を行う光透過型表示器とを備え、該光透過型表示器は、前記透明基板を介して映像表示面が瞳と対向する位置に設けられることを特徴とする。
【００２６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、映像光を瞳に集光するレンズを更に備え、該レンズは、前記透明基板を介して前記光透過型表示器と対向する位置に配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、他の色要素となる映像信号に変換するため、入力された映像信号の各色要素の最大値が、基準色の各色要素の最大値となる色空間で表現される映像を表示することが可能となる。
また、従来から知られている単色表示等への映像処理手段や映像表示手段による色の変換と異なり、カラー表示を可能とする要素を備えることができる。即ち、入力信号に対して、各色要素の構成比率を変換する処理であるため赤、緑、青の各色要素を含むからである。
このため、観者の嗜好、病理的要因若しくはＨＭＤの使用環境等に応じて、見易い映像を表示することができるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、特定の表色系が、色の定量的な取扱いや表色系どうしの変換に汎用性のあるＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であるため、映像表示手段に表示される映像と基準色を中心として表される色空間の色との差がほとんどなく、正確な色表現を可能とする。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、その構成比率に基づいて変換されるため、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色を基準とし、その構成比率に基づいて変換されるため、特に、オレンジ系の色と赤系の色を強調する色空間で構成された映像を表示することが可能となる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色を基準色として、その構成比率に基づいて変換されるため、特に、オレンジ系の色を強調する色空間で構成された映像を表示することが可能となる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号が、映像処理手段によって、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色を基準色として各色要素の構成比を前記映像信号の色要素の最大値とすることができる。即ち、汎用性を有するＮＴＳＣ規格での色変換が可能となる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、第一信号処理により、測光手段が検出して出力する外界光信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換することができる。更に、第二信号処理により、この基準色の構成比に基づいて、信号入力手段が入力した映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換することが可能となる。これにより外界光色と一定の関係を有する色を基準色とすることが可能となり、更に、基準色の各色要素の構成比を最大値とした色空間で表現されるカラー映像を表示することが可能となる。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、特定の表色系が、色の定量的な取扱いや表色系どうしの変換に汎用性のあるＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であるため、映像表示手段に表示される映像と基準色を中心として表される色空間の色との差がほとんどなく、正確な色表現を可能とする。
【００３５】
請求項９に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色に変換することで、彩度の高い色で表示されるメリハリの有るカラー映像を表示することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色に変換することで、オレンジ系の色及び赤系の色を中心とした色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色に変換することで、オレンジ系の色を中心とした色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によれば、第一信号処理により外界光信号が変換される基準色を前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色に変換することで、オレンジ系の色若しくは赤系の色を強調する色空間で構成されたカラー映像を表示することが可能となる。また、この外界光に対し補色関係あるいは補色関係に近い色を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
【００３９】
請求項１３に記載の発明によれば、前記信号入力手段が、視界方向を撮像する撮像手段であるため、観者が映像表示手段を通して視界方向の景色を認識することが可能となる。
【００４０】
請求項１４に記載の発明によれば、映像表示手段が外界光を透過することが可能であるため、映像表示手段を介して観者の瞳に外界の景色を導くことが可能となる。この結果、外界の景色と映像表示手段の映像とを重畳的に表示することが可能となる。
【００４１】
請求項１５に記載の発明によれば、映像表示手段の外界光透過率が８０％以上と高いため、特に、弱視者等のように光に対する識別力が低下している場合でも、外界光を充分に認識することが可能となる。
【００４２】
請求項１６に記載の発明によれば、映像光の導光を可能とするプリズムを備えることで、頭部装着式の映像表示機という部品設置上の制約をうけるＨＭＤにおいて、映像光を照射する光透過型表示器の配置を比較的自由に行うことができる。この結果、好適な映像表示を担保したまま、装置の簡便化が可能となる。
【００４３】
請求項１７に記載の発明によれば、光透過型表示器が、瞳と対向する透明基板上に設置されることで装置全体の小型化が可能となる。更に、瞳と対向する位置に光透過型表示器を設けることで、充分な映像光束を照射することが可能となる。
【００４４】
請求項１８に記載の発明によれば、眼球に焦点の合った映像光束の照射が可能となる。更に、光透過型表示器と同様に、瞳と対向する位置に設けられるため、充分な映像光を確実に集光することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
〔第１実施形態〕
次に、本発明の最良の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明を適用したＨＭＤ１の外観構成を示した概要図である。先ず、第１実施形態におけるＨＭＤ１の外観構成について説明する。なお、以下の説明において、接眼方向と反対の方向を正面とする。
【００４６】
ＨＭＤ１は、通常の眼鏡と同様に、鼻当て２及びテンプル３が備えられるフレーム４と透明基板であるレンズ５とを有する。このフレーム４には、映像表示手段としての接眼光学系６及び映像表示装置８と撮像装置７とが一体となって固設され、映像表示装置８及び撮像装置７とケーブル９を介して接続されるコントロールボックスである制御ユニット２６が備えられる。
また、レンズ５と接眼光学系６とは、接眼面と反対方向の面が段差なく一致するように嵌合されている。レンズ５は、接眼光学系６を保持する作用も有することから、少なくとも４ｍｍの厚さを確保している。
ＨＭＤ１は、接眼光学系６の一部分にホログラム映像を表示し、光の干渉を利用して人間の実際の視界上にこの映像を重複表示させるいわゆるシースルー型のＨＭＤである。
【００４７】
なお、第１実施形態では、制御ユニット２６を眼鏡部分と別にする構成としているが、図２に示すように、ＨＭＤ５０の回路の集積化により制御ユニット２６を眼鏡部分に組み込む構成としてもよい。
【００４８】
映像表示装置８は、制御ユニット２６から送信される電子信号を変換して映像光を接眼光学系６に照射するものである。図３は、映像表示装置８及び接眼光学系６の左側面からの断面を示した側断面図である。映像表示装置８の本体となる筐体１０の内部には、制御ユニット２６から送信される電子信号から映像を生成する光透過型液晶表示器１２と、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１と、発光ダイオード１１からの照射光を光透過型液晶表示器１２の全面に導くための照明光学系であるレンズ５とが備えられる。
【００４９】
接眼光学系６は、更に、プリズム１４とホログラム素子１５とからなるホログラフィック光学素子である。プリズム１４は、光透過型液晶表示器１２から照射される映像を採光し内部に反射させながら導光を行うものである。ホログラム素子１５は、この導光された映像が照射されてホログラム映像を表示させるようになっている。より具体的には、プリズム１４の上部が、端部に向かうにつれて正面方向に厚くなるように楔の形状に形成されている。光透過型液晶表示器１２からの映像光束を採光しやくするためである。
接眼光学系６の下端部には、上端部から採光された光が、全反射されながらプリズム１４の内部に導かれ、この導かれた光がホログラム素子１５に照射されることで光の干渉により眼Ｅに映像を結ばせるようになっている。
【００５０】
また、弱視者等の光に対する認識力が低い者にも対応させるため、接眼光学系６の光透過率は８０％以上となっている。即ち、外界光をより多く眼球に導き、肉眼視覚を確保するためである。
【００５１】
また、映像情報の入力手段の一つである撮像装置７は、フレーム４のブリッジ１６近傍に備えられ、観者の前方視界を撮影可能なように設置されている。撮像装置７は、被写体からの反射光を受光素子の光電変換作用により電子信号に変換し、ケーブル９を介して接続される制御ユニット２６に送信するものであり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等を利用した撮像装置が適用できる。ＨＭＤは、特に、顔面部に懸架する装置であることから、小型且つ軽量のものが好ましい。ＨＭＤ１では、小型ＣＣＤカメラを採用している。
撮像装置７により光電変換された電子信号は、その後、制御ユニット２６に出力され、接眼光学系６上に映像を表示させることが可能となっている。
【００５２】
次に、ＨＭＤ１の制御ユニット２６について説明する。
図４は、制御ユニット２６の機能的構成を示したブロック図である。制御ユニット２６は、Ａ／Ｄ変換器２０、表示駆動装置２２、演算処理部２３、外部入力端子２４及び電源ユニット２５から構成される。
【００５３】
Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器２０は、撮像装置７から出力された映像信号、即ち、アナログのＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各映像要素信号を、サンプリングによりデジタル映像要素信号に変換し演算処理部２３に出力するものである。また、表示駆動装置２２は演算処理部２３で映像処理等の各種処理がなされた映像要素信号やバックライトである発光ダイオード１１の輝度信号等に各種の補正処理を行い、映像表示装置８に出力するものである。
なお、電源ユニット２５は、図示しない電源スイッチを介してＨＭＤ１を作動させる電源を供給するものである。各種外部電源又は携帯電池若しくは充電池も適用可能であるが、ＨＭＤ１のウェアラブル性に鑑み、携帯型の電池が適用されるものである。また、外部入力端子２４は、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部機器からの映像信号を入力するものである。
【００５４】
演算処理部２３は、ＣＰＵ２７、ＲＯＭ２８、ＤＳＰ２９及びグラフィックメモリ３０からなる。
ＣＰＵ（Central Processing Unit）２７は、予め記録されたプログラムに従って、ＨＭＤ１の全体制御を行うものである。特に、ＨＭＤ１では、測光値判定回路２１から出力される外界の色要素信号をＤＳＰ２９に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器２０から入力されるＲＧＢの各映像要素信号を生データ（以下、単に「ＲＡＷデータ」という。）としてグラフィックメモリ３０に出力し記録させる。
【００５５】
また、ＲＯＭ（Read Only Memory）２８は、ＨＭＤ１の制御全般に関わるプログラム及びＤＳＰ２９が映像信号を変換する際に基準とするＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上の値に関する各種の情報が格納されるものである。
【００５６】
グラフィックメモリ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０から取得されたデジタル信号や、ＤＳＰ２９等で映像処理が施されたデジタル信号の一時記憶を行うものである。また、ＤＳＰ２９が実行するプログラムを展開するためのプログラムエリアが展開されるものである。
【００５７】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２９は、映像信号の映像処理を行うものであるり、撮像装置７等から入力されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色要素信号をそれぞれ０〜２５５の２５６階調のデータに変換し特定の映像処理を行うものである。
この特定の処理について説明すると、予め定められた各色要素信号の構成比に関するデータをＲＯＭ２８から読出し、このデータに基づいて２５６階調の値に変換されたＲＧＢの各色要素信号の値が変換されるようになっている。
【００５８】
次に、ＤＳＰ２９の具体的処理について説明する。図５は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図を示した概要図である。破線で囲まれた三角形で示される色域の内側は、接眼光学系６で表示されるカラー映像の表示色域を示す。また、この三角形の内側で且つ一点鎖線で示す楕円の外側の色域に属する色、即ち、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色が、ＤＳＰ２９の信号処理に使用される基準色として設定されている。
点Ｐ（（ｘ、ｙ）＝（０.３３、０.３３））は、色度図平面上の通常のホワイトポイントを示す。
【００５９】
ＨＭＤ１は、通常の色空間におけるホワイトポイントを他の色にシフトさせた色空間のデータに基づいて、撮像装置７等から入力される映像信号の各色要素（ＲＧＢ）を変換し、特定の色、黒系の色及びその他の比較的表示が制限される色とで接眼光学系６にカラー表示を行うものである。
より詳しくは、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上における特定の色が有する座標値を、映像信号の各色要素であるＲＧＢの最大値として各階調を変換するものである。図５は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面を示した概要図であるが、ここである色、例えば、点Ｅ（（ｘ、ｙ）＝（０.５０、０．４０））に位置する色の各色要素の構成比はｘ：ｙ：ｚそれぞれ０.５０：０.４５：０．０５となる。この比を、２５６階調に重み付けがなされたＲＧＢの各色要素信号に対応させることで信号の変換を行うようになっている。
【００６０】
先ず、ｘｙ色度図上の基準値が示すｘとｙとの各座標値がＸＹＺ表色系に変換される。ｘｙ色度図とＸＹ表色系との関係はｘ＝Ｘ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）、Ｙ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）、Ｚ／（Ｘ+Ｙ+Ｚ）であるため、基準色の座標値を代入する。ここで、図５のｘｙ色度図は、等明度面であるため、その明度を示すＹは、光源である発光ダイオード１１により予め定められている。そのため、明度値をＹｃとして上記式に代入すると、下記数式１で示される演算によりＸＹＺ表色系におけるＸとＺの各値も得ることができる。
【数１】
【００６１】
次に、数式１で特定される演算処理により得られたＸ、Ｙ、Ｚの各値を、数式２で示される演算処理によりＲＧＢ表色系のｒ、ｇ、ｂの各値に変換される。
【数２】
【００６２】
このようにして変換されたＲ、Ｇ、Ｂの値が、撮像装置７等から取得された映像信号が表現される新たな色空間の最大値（シフトされたホワイトポイント）における各色要素の比となる。
【００６３】
このＲＧＢの各比を、下記数式３により特定される演算処理により、映像信号の各色要素信号であるＲ、Ｇ、Ｂの各階調を変換すし、比の異なる新たな階調であるＲ´、Ｇ´、Ｂ´を得る。
【数３】
【００６４】
このようにして変換されたＲ´、Ｇ´、Ｂ´の各階調を有する映像信号が表示駆動装置２２に（図４参照）出力されて、接眼光学系６に特定の色、黒系の色及び比較的出力が制限された色とで表現されるカラー映像が表示されることとなる。
【００６５】
なお、ＤＳＰ２９での信号変換処理の基準となる基準色の設定として、図５では、上記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色とする。更に、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定している。
この場合は、彩度の高い色域に属する色を基準色とするため、特に強調される色が明確となり、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
更には、上記楕円の中心を（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）よりにずらすことで、青系の色域に属する色を赤系、緑系に比して更に制限することが可能となる。
【００６６】
以上のように、第１実施形態におけるＨＭＤ１によれば、撮像装置７等から入力される色要素信号の最大値となる基準色の色が中心となる映像をカラー表示することが可能となる。これにより、例えば、外界光は青系の波長帯域に属する光が比較的多く含まれるが、この波長帯域に対して赤系、オレンジ系あるいは緑系等の色を基準色として予め設定することで、観者にとって適当な色を中心として表示される映像表示を行うことが可能となる。
また、彩度の高い色域に属する色を基準色とするため、特に強調される色が明確となり、メリハリのある映像を表示することが可能となる。
更には、上記楕円の中心を（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）よりにずらすことで、青系の色域に属する色を赤系、緑系に比して余分に制限することが可能となる。
【００６７】
図６（ａ）は、色要素信号の最大値となる基準色を、上記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色とする場合を示したものである。
この場合は、赤系、オレンジ系を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
また、図６（ｂ）に示すように、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【００６８】
図７（ａ）は、色要素信号の最大値となる基準色を、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色に設定した場合を示したものである。
この場合は、オレンジ系を中心とした色空間でカラー映像を表示することが可能となる。
また、図７（ｂ）に示すように、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【００６９】
また、図５〜図７に示す基準色の設定色域の例は、上記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定した場合を示したものであるが、この色域は一般に映像表示装置における汎用性あるＮＴＳＣ信号による表示色域の規格である。ＨＭＤ１は、汎用性のある表示色域においても十分にその効果を発揮するものであり、また、この表示領域と上述した例を組み合わせることにより、観者の都合にあわせた様々な基準色の設定を行うことができる。なお、本発明は、この色域に限定されるものではなく、映像表示装置の表示領域に対応して適宜適用できるものである。
【００７０】
なおまた、第１実施形態における信号変換処理は、図１、図２及び図３示すように、映像表示装置８と接眼光学系６とを用いてホログラム映像を表示する構成のものに限らず、他の例に適用することも当然に可能である。即ち、接眼光学系６を介さずに、光透過型液晶表示器１２から、映像を直接的に眼に導く構成としてもよい。以下に、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、ＨＭＤ１及びＨＭＤ５０と機能を同一とする部材については、同一符号を使用し説明を省略する。
【００７１】
図８は、他の例を示したＨＭＤ６０の外観構成を示した概要図である。ＨＭＤ１及びＨＭＤ５０と同様に通常の眼鏡の形状を具備する本体を利用するものである。特に、異なる点は、接眼光学系６を介さずに、直接的に光透過型液晶表示器１２からの映像光束を眼に導く点である。
【００７２】
ＨＭＤ６０では、透明基板であるレンズ５が瞳と対向する部分に、外界光を透過可能な光透過型液晶表示器１２が配設される。この光透過型液晶表示器１２に外界光が照射され、スペクトル変換により各種の色要素を有した映像光が、後述するレンズ体４１により集光され瞳に映像を表示する構成となっている。
また、光透過型液晶表示器１２は横方向に長い形状を有しており、文字などのテキストデータを表示しやすいようになっている。なお、縦方向に長くすることも当然に可能である。
【００７３】
また、光透過型液晶表示器１２の右上と左下の角には、横後方縦方向の走査信号が流れる透明配線４０が接続される。透明配線４０は、筐体１０の内部に設けられる表示駆動装置２２と接続される。
【００７４】
また、図９は、ＨＭＤ６０の左側断面である。図９に示すように、レンズ５を介して光透過型液晶表示器１２の反対側近傍には、光透過型液晶表示器１２によりスペクトル変換された光を眼Ｅに集光するレンズ体４１が備えられる。なお、ＨＭＤ６０では、レンズ体４１として両凸レンズを適用するが、眼Ｅの瞳に充分な集光ができるものであればメニスカスレンズ、平凸レンズ又は各種の複合レンズを適用可能である。
なお、充分な量の光束を瞳に照射するために、光透過型液晶表示器１２及びレンズ体４１は、レンズ５が瞳と正面対向する部分に配設されている。
【００７５】
以上のように、本発明は、ＨＭＤ６０に適用することも可能である。これにより装置全体の簡略化が可能となる。更には、光透過型液晶表示器１２に有機ＥＬを適用することも可能である。この場合、自立発光することも可能であるため夜間でも映像表示を行うことも可能となる。また、消費電力が少ないというメリットも有る。
【００７６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態におけるＨＭＤ７０は、第１実施形態におけるＨＭＤ１、５０及び６０とその外観構成において異なるものではない。従って、外観構成の説明においては図１、図２及び図８をもちいてＨＭＤ１、ＨＭＤ５０及びＨＭＤ６０を適用する。また、図１０示すＨＭＤ７０の機能的構成を示したブロック図を用いてＨＭＤ１、５０及び６０との差異点を説明する。なお、同一機能を有する部材は同一符号を使用し説明を省略する。
【００７７】
第２実施形態のＨＭＤ７０は、図１０に示すように、撮像装置７に内蔵された測光センサ７２で外界光を測光し、この結果得られる外界光の色に基づいて、撮像装置７等から取得される映像信号の各色要素信号をＤＳＰ２９で他の色要素信号に変換し、映像表示装置８に映像を表示することを特徴とする。
【００７８】
測光センサ７２は、受光素子に照射される光束を電子信号に変換し、ＣＰＵ２７に送信する。測光方式としては、多分割測光方式、スポット測光方式又は中央重点方式等いずれの測光方式を採用することも可能である。また、これらの組合せを図示しないモードスイッチで切り替え可能とする構成にしてもよい。
【００７９】
また、測光センサ７２から出力される外界光信号の測光値をＲＧＢ信号の値に変換する測光値判定回路７３を備え、更には、測光値判定回路７３から出力されるＲＧＢ信号を、撮像装置７等から入力される映像信号の色要素信号を変換する際の基準となる基準色に変換する第一信号処理及びこの基準色に基づいて映像信号の各色要素信号を異なる構成比とする第二信号処理を行うＤＳＰ７１を備える。
【００８０】
以下、ＤＳＰ７１で行われる信号変換工程について説明する。撮像装置７からＡ／Ｄ変換器２０及びＣＰＵ２７を介してグラフィックメモリ３０に映像要素信号が一時記録される。また、このとき同時に、測光センサ７２は、外界光を測定し外界光色信号をＤＳＰ７１に出力する。
【００８１】
ＤＳＰ７１は、下記数式４及び数式５に示す演算処理によりＲＧＢ信号とされた外界光色信号をＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上の値に変換する。
数式４による演算処理で、外界光信号のＲＧＢの各信号の値を、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系におけるＸ、Ｙ、Ｚの値に変換する。
その後、数式５による演算処理で、ＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上のｘ、ｙ、ｚの各値に変換する。
【数４】
【数５】
【００８２】
このように上記色度図の座標平面上の値に変換された外界光色信号に対し、ＤＳＰ７１は、下記の数式６で特定される演算処理を行う。具体的には、座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）の点を中心として１８０度対称に存在する色の値を得る。即ち、外界光色に対して補色関係若しくは補色関係に近似する色を、撮像装置７等から入力される色要素信号の最大値とするためである。
【数６】
なお、数式６で特定される演算処理では、１８０度を適用するものであるが、第２実施形態は、この数値に限定されるものはなく、変換を所望する任意の色域に対応する値を設定することが可能である。即ち、第一信号処理での上記数式５の演算処理により得られた値を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として数式６の演算処理により対称あるいは任意の色を基準色とすることも可能である。
【００８３】
第二信号処理では、第一信号処理で変換された外界光信号の色度図における座標平面上での値を、グラフィックメモリ３０に一時記録されているＲＡＷ信号の各色要素の構成比率として、ＲＡＷ信号の各映像要素信号の構成比率を変換し、各色要素の異なるＲ’Ｇ’Ｂ’の信号を生成する処理を行う。ここでの変換処理は、下記数式７〜数式９による演算処理により行われる。なお、下記数式７〜数式９の演算処理は、第１実施形態でＣＩＥ１９３１表色系色度図における座標平面上のｘ、ｙ、ｚの各値をＲＧＢ形式に変換するのと同様の演算処理である。
【数７】
【数８】
【数９】
【００８４】
その後、第二信号処理で変換されたＲ´Ｇ´Ｂ´の各階調を有する映像信号が、表示駆動装置２２に出力されて外界光色と補色等の関係にある映像を表示する。
【００８５】
なお、第一信号処理で基準色となる色は、観者の嗜好、病理的要因又はＨＭＤの使用環境に応じて適当に設定することが可能である。例えば、第１実施形態で用いた図５〜図７に示す色域に属するいずれか一つの色でもよい。あるいは、図１１（ａ）又は図１１（ｂ）に示すように、上記色度図における座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色を基準色とすることもできる。
この場合は、外界光色に対して、特に、補色関係あるいは補色関係に近い色で映像表示を行うことが可能となる。このため、シースルー型のＨＭＤでは、直接肉眼に入射する外界光と映像の区別が明確となり、両者の視覚情報をより好適に活用することが可能となる。また、弱視者等の視力障害をもつ者も、両者の視覚情報をより明確に区別することが可能となり利便性があがる。
特に、図１１（ｂ）では、更に、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色とすることで、彩度の高い色域に属する色を基準色とし、より強調される色が明確となり、メリハリのあるカラー映像を表示することが可能となる。
【実施例１】
【００８６】
次に、第１実施形態におけるＨＭＤ１、５０、６０（以下、単に「ＨＭＤ１等」とする。）の実施例１について説明する。
【００８７】
〔実施条件〕表１は、実施例１の実施条件を示したものである。第１実施形態におけるＨＭＤ１は、撮像装置７を備えるが、試料映像を均等にするために外部機器からの動画を表示するものとする。
【００８８】
外界光の無い全暗室で、１０人の被験者がＨＭＤを装着し、３０分のカラー映像の動画を見た後に視力を測定する。その測定結果と、予め測定した動画を見る前の視力との差を測定する。
また、実施に使用する１０台のＨＭＤをＡ〜Ｊとし、それぞれの表示する最大の値をとる基準色は全て異なるものとする。具体的には、下記表１に示される設定がなされるものである。Ｇ、Ｈ、Ｉ及びＪは、第１実施形態におけるＨＭＤ１は、図５に示すように、基準色を、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた楕円の外側の色域に属する色であり且つ
上記色度図における座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色に設定するものとする。
これに対し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦは、上記色域外に属する色を基準色として設定するものとする。
なお、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ１等Ｇ〜Ｊを、色度図上にプロットしたものを図１２に示す。
【表１】
【００８９】
以上の条件で実施された実験の結果を、下記表２に示す。また、映像の見易さについて、５を非常に優れる、４を比較的優れる、３を普通、２を比較的見にくい及び１を非常に見にくいとして段階で評価した。
【表２】
【００９０】
以上の結果から分かるように、ＨＭＤ１等の色域で基準色を設定されたものほど映像を見やすいことが分かる。また、視力の低下もほとんど無く疲労が格段に少ないことが分かる。特に、ＨＭＤ１等：ＧやＨのように、オレンジ系や赤系の色域に基準色を設定するものほど視力の低下が少なく評価が高いことが分かる。
【実施例２】
【００９１】
次に、第２実施形態におけるＨＭＤ７０の実施例２について説明する。
〔実施条件〕表３は、実施例２の実施条件を示したものである。また、第２実施形態におけるＨＭＤ７０は、外界光色に対し、補色、補色に近い関係にある色域に属する色を第一信号処理での基準色とするものであるため、外界光色のある環境下で実施した。外界光の色は、ＣＩＥ１９３１表色系色度図における座表平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３５、０.２０）、（０.２５、０.１５）、（０.２０、０.３０）及び（０.４５、０.４０）の４つの形式でそれぞれ行うものとする。また、表示映像として動画に加えて文字映像を特に表示し、その文字映像の見易さも評価した。評価は、５を非常に優れる、４を比較的優れる、３を普通、２を比較的見にくい及び１を非常に見にくいとして段階で評価した。
【表３】
【００９２】
外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.３５、０.２０）の場合の結果を下記表４に示す。
また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｇの基準色をプロットしたものを図１３に示す。
【表４】
【００９３】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.２５、０.１５）の場合の結果を、下記表示５に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｈの基準色をプロットしたものを図１４に示す。
【表５】
【００９４】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.２０、０.３０）の場合の結果を、下記表６に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｉの基準色をプロットしたものを図１５に示す。
【表６】
【００９５】
次に外界光の色が（ｘ、ｙ）＝（０.４５、０.４０）の場合の結果を、下記表７に示す。また、基準色の属する色域の条件、外界光の色、比較例Ａ〜Ｆ及びＨＭＤ７０：Ｊの基準色をプロットしたものを図１６に示す。
【表７】
【００９６】
以上の結果より、外界光色に対して補色又は補色に近い関係にある色域に属する色を第一信号処理での基準色とするものは、映像が特に見易いことが分かる。また、視力の低下も格段に少ない。更に、文字映像も比較例に比して見易いことが分かる。特に、外界光の色に対し、上記色度図上で（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として略１８０度対称となる完全な補色関係に近い色を基準色とする場合は、特に、視力の低下がなく疲労が著しく少なく、また、動画、文字映像もともに非常に見易い。
【００９７】
以上、本発明を適用したＨＭＤ１、５０、６０及び７０の最良の実施形態について説明したが、本発明はこれらのものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における外観構成を示した概要図である。
【図２】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における他の外観構成を示した概要図である。
【図３】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における映像表示装置及び接眼光学系の概要を示した側断面図である。
【図４】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態における制御ユニットの機能的構成を示したブロック図である。
【図５】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態における基準色の色域を示したＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図の概要図である。
【図６】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。
【図７】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域の他の例を示した概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における基準色の色域の他の例を示した概要図である。
【図８】本発明を適用したＨＭＤの第１実施形態及び第２実施形態における他の外観構成を示した図である。
【図９】本発明を適用したＨＭＤの映像表示器及びレンズ体の概要を示した側断面図である。
【図１０】本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における機能的構成を示した概要図である。
【図１１】（ａ）本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。（ｂ）本発明を適用したＨＭＤの第２実施形態における基準色の色域を示した他の例の概要図である。
【図１２】本発明を適用したＨＭＤの実施例１における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１３】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１４】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１５】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【図１６】本発明を適用したＨＭＤの実施例２における実施条件を示したＣＩＥ１９３１表色系色度図の概要図である。
【符号の説明】
【００９９】
１ ＨＭＤ
２ 鼻当て
３ テンプル
４ フレーム
５ レンズ
６ 接眼光学系
７ 撮像装置
８ 映像表示装置
９ ケーブル
１０ 筐体
１１ 発光ダイオード
１２ 光透過型液晶表示器
１３ レンズ
１４ プリズム
１５ ホログラム素子
２０ Ａ／Ｄ変換器
２１ 測光値判定回路
２２ 表示駆動装置
２３ 演算処理部
２４ 外部入力端子
２５ 電源ユニット
２６ 制御ユニット
２７ ＣＰＵ
２８ ＲＯＭ
２９ ＤＳＰ
３０ グラフィックメモリ
４０ 透明配線
・ ４１ レンズ体
５０ ＨＭＤ
６０ ＨＭＤ
７０ ＨＭＤ
７１ ＤＳＰ
７２ 測光センサ
７３ 測光値判定回路
Ｅ 眼
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、
特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記複数の色要素からなる映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換する映像処理手段を備えることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の頭部装着色映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項７】
信号入力手段が入力した色要素の異なる複数の映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、
外界光の色要素を検出して外界光信号を出力する測光手段と、
前記外界光信号の各色要素信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換する第一信号処理と、前記第一信号処理で変換された基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記信号入力手段が入力した前記色要素の異なる複数の映像信号を、色要素の異なる他の映像信号に変換する第二信号処理とからなる映像処理手段とを備えることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記信号入力手段は、視界方向を撮像する撮像手段であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光を透過することを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光の透過率が８０％以上であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、
前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像を投射する光透過型表示器と、
該光透過型表示器から投射された映像を採光して内部に導光するプリズムと、
該プリズムが導光した映像を回折しホログラム映像を瞳に導く回折フィルムとからなることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１７】
請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、平面方向が瞳と対向する透明表示基板と、
前記映像処理手段により変換処理された前記映像信号の映像表示を行う光透過型表示器とを備え、
該光透過型表示器は、前記透明基板を介して映像表示面が瞳と対向する位置に設けられることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、映像光を瞳に集光するレンズを更に備え、
該レンズは、前記透明基板を介して前記光透過型表示器と対向する位置に配設されることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１】
信号入力手段が入力した複数の色要素からなる映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、
特定の表色系における基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記複数の色要素からなる映像信号を色要素の異なる他の映像信号に変換する映像処理手段を備えることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の頭部装着色映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上の（ｘ、ｙ）＝（０.６７、０.３３）、（０.２１ 、 ０.７１）、（０.１４ 、 ０.０８）の３点を頂点とする三角形の内側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項７】
信号入力手段が入力した色要素の異なる複数の映像信号からカラー映像を瞳に投射する映像表示手段を備えた頭部装着式映像表示装置において、
外界光の色要素を検出して外界光信号を出力する測光手段と、
前記外界光信号の各色要素信号を、特定の表色系における基準色の色要素の構成比に変換する第一信号処理と、前記第一信号処理で変換された基準色の各色要素の構成比に基づいて、前記信号入力手段が入力した前記色要素の異なる複数の映像信号を、色要素の異なる他の映像信号に変換する第二信号処理とからなる映像処理手段とを備えることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記特定の表色系は、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系色度図であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における(ｘ、ｙ)＝（０.３２、０.３２）を中心とする長軸の半径が０.２、短軸の半径が０.１で、長軸が前記色度図のｙ軸に平行な楕円を反時計周りに３０度回転させた外側の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上におけるｘ＝０.３２以上の領域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は、前記色度図の座標平面上における（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るｙ軸に平行で且つｙ≧０.３２である直線を、（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を中心として時計回りに１２０度回転させた回転領域の色域に属する色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記基準色は（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）を通るＹ軸に平行な直線から６０度毎に分割したいずれか一つの色域に属する色で、且つ（ｘ、ｙ）＝（０.３２、０.３２）が中間点となる色であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記信号入力手段は、視界方向を撮像する撮像手段であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光を透過することを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、外界光の透過率が８０％以上であることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、
前記映像処理手段により変換処理された映像信号から映像を投射する光透過型表示器と、
該光透過型表示器から投射された映像を採光して内部に導光するプリズムと、
該プリズムが導光した映像を回折しホログラム映像を瞳に導く回折フィルムとからなることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１７】
請求項１４又は１５に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、平面方向が瞳と対向する透明表示基板と、
前記映像処理手段により変換処理された前記映像信号の映像表示を行う光透過型表示器とを備え、
該光透過型表示器は、前記透明基板を介して映像表示面が瞳と対向する位置に設けられることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の頭部装着式映像表示装置において、
前記映像表示手段は、映像光を瞳に集光するレンズを更に備え、
該レンズは、前記透明基板を介して前記光透過型表示器と対向する位置に配設されることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−１６５７７３（Ｐ２００６−１６５７７３Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５１３２３（Ｐ２００４−３５１３２３）
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（３０３０５０１５９）コニカミノルタフォトイメージング株式会社 (1,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（３０３０５０１５９）コニカミノルタフォトイメージング株式会社 (1,066)
【Ｆターム（参考）】
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