JP5228310B2

JP5228310B2 - Video display device

Info

Publication number: JP5228310B2
Application number: JP2006300040A
Authority: JP
Inventors: 拓己福田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: JP2008116704A

Description

本発明は、映像表示装置に関し、特に頭部装着式映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device, and more particularly to a head-mounted video display device.

従来、観察者の頭部や顔面に着脱自在に装着され、小型のＣＲＴや液晶表示素子等の映像表示素子から得られる映像（以下、画像とも称す。）を、接眼光学系によって観察者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にした頭部装着式映像表示装置、すなわちＨＭＤ（ＨｅａｄＭｏｕｎｔＤｉｓｐｌａｙ）が知られている。 Conventionally, an image (hereinafter also referred to as an image) that is detachably attached to the observer's head or face and obtained from an image display element such as a small CRT or a liquid crystal display element is displayed on the observer's eyeball by an eyepiece optical system. A head-mounted image display device, that is, an HMD (Head Mount Display) is known in which a virtual image can be observed as if the image is enlarged and projected in the air.

ＨＭＤは、ＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像の観賞用や、産業機器若しくは医療機器等の遠隔操作用としての表示装置として利用され、その用途は多岐に渡っている。 The HMD is used as a display device for viewing content videos such as DVDs and videos, and for remote operation of industrial equipment or medical equipment, and has a wide variety of uses.

特に、産業機器の分野においては、機器の修理やメンテナンス作業を行う際に、サービスマニュアルの文書や図面等の情報を手を用いずに閲覧しながら作業を行うことができるＨＭＤが要望されている。この様な要望に応える為に、作業に必要な電子化された各種情報を、ＨＭＤの映像表示部を通して入射する外界光による自然画像に重ね合わせて表示する所謂シースルー型のＨＭＤが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３０５４７６号公報 In particular, in the field of industrial equipment, there is a demand for an HMD capable of performing work while browsing information such as service manual documents and drawings without using hands when performing repair or maintenance work on the equipment. . In order to meet such demands, various so-called see-through HMDs have been proposed that display various digitized information necessary for work on a natural image by external light incident through an image display unit of the HMD. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2001-305476 A

しかしながら、この様なシースルー型のＨＭＤを用いて、電子化されたサービスマニュアルの文書や図面等、主に線で形成された線画像を閲覧する場合、シースルーで観察される外界の自然画像の影響により、特に文字や線の背景の表示色が白色の場合は文字や線の視認性が低下するといった問題がある。 However, when viewing such line images formed mainly with lines, such as documents and drawings in an electronic service manual, using such a see-through HMD, the influence of the natural image of the outside world observed through the see-through As a result, there is a problem that the visibility of characters and lines deteriorates especially when the display color of the background of characters and lines is white.

また、通常、サービスマニュアルの文書や図面等は、パーソナルコンピュータのアプリケーションソフトで作成され、背景の表示色が白色で文字や線の表示色は黒色で描かれている。この様な文書や図面等をシースルー型のＨＭＤに流用する場合、前述の様な視認性の低下を抑える為に、文字や線とその背景の明るさを反転させる煩雑な作業が必要となり、容易に流用することは困難なものであった。 Normally, a service manual document, drawing, etc. are created by application software of a personal computer, and the background display color is drawn in white, and the display color of characters and lines is drawn in black. When diverting such a document or drawing to a see-through type HMD, in order to suppress the decrease in visibility as described above, a complicated work of inverting the brightness of characters and lines and the background is required, which is easy. It was difficult to divert.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、シースルー型のＨＭＤにおいて、文書や図面等、線で形成された線画像を、外界の自然画像に影響されることなく、いつも鮮明に視認することが可能なＨＭＤを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a see-through type HMD, a line image formed of lines such as a document or a drawing is always clearly visible without being influenced by an external natural image. An object of the present invention is to provide an HMD that can be used.

上記目的は、下記の１乃至５のいずれか１項に記載の発明によって達成される。 The above object is achieved by the invention described in any one of 1 to 5 below.

１．頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー可能な映像表示装置であって、
画像を表示するシースルー可能な表示手段と、
前記画像が文書および図面、またはそのいずれかで形成された線画像であるか否かを判別する画像判別手段と、
前記線画像およびその背景の表示色を判別する色判別手段と、
前記線画像をモノクロ画像に変換するモノクロ変換手段と、
前記線画像の文字および線とその背景の明るさを反転させる反転手段と、
前記反転手段の作動を制御する表示制御手段と、を有し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別し、前記線画像をモノクロ画像と判別した場合、
前記表示制御手段は、前記背景の表示色と、前記文字および前記線の表示色と、のそれぞれの明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別し、前記線画像をカラー画像と判別した場合、
前記モノクロ変換手段が前記カラー画像をモノクロ画像に変換し、前記表示制御手段は、前記背景の表示色と、モノクロ変換された前記文字および前記線の表示色と、のそれぞれの明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御することを特徴とする映像表示装置。 1. A video display device that is attached to the head or face and allows the user to see through the outside world,
Display means capable of see-through for displaying images;
Image discriminating means for discriminating whether the image is a document and / or drawing, or a line image formed by one of them;
Color discriminating means for discriminating the display color of the line image and its background;
Monochrome conversion means for converting the line image into a monochrome image;
Reversing means for reversing the brightness of the characters and lines of the line image and the background thereof;
Display control means for controlling the operation of the reversing means,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a monochrome image,
The display control means controls the operation of the reversing means to reverse the brightness of the display color of the background and the display colors of the characters and the lines,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a color image,
The monochrome conversion unit converts the color image into a monochrome image, wherein the display control unit, inverting a display color before Symbol background, the display color of the monochrome converted the character and the lines, each of the brightness of And controlling the operation of the reversing means.

２．前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別した場合、
前記表示制御手段は、前記背景の表示色を黒色に、且つ表示色が黒色である文字および線のみその表示色を白色に、それぞれの明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御することを特徴とする前記１に記載の映像表示装置。 2. When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
Wherein the display control unit, a display color of the background to black, and white the color of miso characters and lines are displayed color is black, controlling the operation of the inverting means to invert the respective brightness 2. The video display device as described in 1 above, wherein:

３．前記線画像の階調補正を行う階調補正手段を有し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別した場合、
前記階調補正手段は、前記線画像の階調を補正し、
前記表示制御手段は、前記階調補正手段で補正された線画像の文字および線とその背景の明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御することを特徴とする前記１または２に記載の映像表示装置。 3. Gradation correction means for performing gradation correction of the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The gradation correction means corrects the gradation of the line image,
Wherein the display control unit, wherein 1 or 2, characterized in that for controlling the operation of said inverting means to invert the brightness of the background and the characters and lines of the corrected line image in the gradation correction unit The video display device described in 1.

４．前記線画像の鮮鋭化を行う鮮鋭化手段を有し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別した場合、
前記鮮鋭化手段は、前記線画像の鮮鋭化を行い、
前記表示制御手段は、前記鮮鋭化手段で鮮鋭化された線画像の文字および線とその背景の明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御することを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。 4). Sharpening means for sharpening the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The sharpening means sharpens the line image,
Wherein the display control unit, wherein 1 to 3, characterized in that for controlling the operation of the inverting means to invert the brightness of the characters and lines and the background of the sharpened line image in the sharpening means The video display device according to any one of the above.

５．前記線画像の線幅補正を行う線幅補正手段を有し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別した場合、
前記線幅補正手段は、前記線画像の線幅を補正し、
前記表示制御手段は、前記線幅補正手段で補正された線画像の文字および線とその背景の明るさを反転させるように前記反転手段の作動を制御することを特徴とする前記１乃至４のいずれか１項に記載の映像表示装置。
６．頭部または顔面に取り付けられ、使用者が外界をシースルー可能な映像表示装置であって、
画像を表示するシースルー可能な表示手段と、
前記画像が文書および図面、またはそのいずれかで形成された線画像であるか否かを判別する画像判別手段と、
前記線画像およびその背景の表示色を判別する色判別手段と、
前記線画像をモノクロ画像に変換するモノクロ変換手段と、
前記線画像の文字および線を白色に、その背景を黒色に変換する変換手段と、
前記変換手段の作動を制御する表示制御手段と、を有し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別し、前記線画像をモノクロ画像と判別した場合、
前記表示制御手段は、前記背景の表示色を黒色に、且つ前記文字および前記線の表示色を白色に変換するように前記変換手段の作動を制御し、
前記画像判別手段が前記画像を線画像と判別し、且つ前記色判別手段が前記背景の表示色を白色と判別し、前記線画像をカラー画像と判別した場合、
前記モノクロ変換手段が前記カラー画像をモノクロ画像に変換し、前記表示制御手段は、前記背景の表示色を黒色に、且つモノクロ変換された前記文字および前記線の表示色を白色に変換するように前記変換手段の作動を制御することを特徴とする映像表示装置。 5. Having a line width correcting means for correcting the line width of the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The line width correction unit corrects the line width of the line image,
The display control means controls the operation of the inversion means so as to invert the brightness of the characters and lines of the line image corrected by the line width correction means and the background thereof. The video display device according to any one of the above.
6). A video display device that is attached to the head or face and allows the user to see through the outside world,
Display means capable of see-through for displaying images;
Image discriminating means for discriminating whether the image is a document and / or drawing, or a line image formed by one of them;
Color discriminating means for discriminating the display color of the line image and its background;
Monochrome conversion means for converting the line image into a monochrome image;
Conversion means for converting the characters and lines of the line image to white and the background to black;
Display control means for controlling the operation of the conversion means,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a monochrome image,
The display control means controls the operation of the conversion means to convert the display color of the background to black and the display color of the characters and lines to white;
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a color image ,
The monochrome conversion means converts the color image into a monochrome image, and the display control means converts the display color of the background to black, and the display color of the characters and lines converted to monochrome is converted to white. An image display apparatus for controlling the operation of the converting means.

本発明によれば、例えば、映像表示装置を用いて、電子化されたサービスマニュアルの文書や図面等、主に線で形成された線画像を閲覧しながら機器の修理やメンテナンス作業を行う場合、黒色の背景に対して白抜きの文字や図面を閲覧することができる。これにより、シースルーで観察される外界の自然画像の影響による文字や線の視認性の低下を招くことなく、いつも鮮明な線画像を視認することができる。 According to the present invention , for example, when performing repair or maintenance work of equipment while browsing a line image formed mainly with lines, such as an electronic service manual document or drawing, using a video display device, Open text and drawings can be viewed against a black background. Thereby, a clear line image can always be visually recognized without degrading the visibility of characters and lines due to the influence of the external natural image observed through.

以下図面に基づいて、本発明に係る映像表示装置の実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。 Embodiments of a video display apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, although this invention is demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this embodiment.

最初に、映像表示装置１の構成を図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る映像表示装置１の全体構成の概要を示す図である。 First, the configuration of the video display device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the overall configuration of a video display device 1 according to the present invention.

映像表示装置１は、図１に示す様に、ＨＭＤ２０、制御ユニット３０等を有し、ＨＭＤ２０は、使用者の眼球の近傍に配置されて使用される頭部装着式映像表示装置である。 As shown in FIG. 1, the video display device 1 includes an HMD 20, a control unit 30, and the like. The HMD 20 is a head-mounted video display device that is used in the vicinity of a user's eyeball.

ＨＭＤ２０は、図１に示す様に、テンプル２１Ｒ，２１Ｌ、ブリッジ２２、鼻当て２３Ｒ，２３Ｌ、透明基板２４Ｒ，２４Ｌ、表示ユニット２５（ＬＣＤ表示部２６、接眼光学系２７）、及びイヤホン２９Ｒ，２９Ｌ等を有している。ＨＭＤ２０は、制御ユニット３０に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれたＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像や、例えばサービスマニュアルの文書や図面等の線画像を、表示ユニット２５に設けられたＬＣＤ表示部２６に表示させ、該ＬＣＤ表示部２６から得らた映像を、接眼光学系２７によって装着者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にしている。 As shown in FIG. 1, the HMD 20 includes temples 21R and 21L, a bridge 22, nose pads 23R and 23L, transparent substrates 24R and 24L, a display unit 25 (LCD display unit 26, eyepiece optical system 27), and earphones 29R and 29L. Etc. The HMD 20 is an LCD provided on the display unit 25 for displaying content images such as DVDs and videos captured from an external I / F 33 described later provided on the control unit 30 and line images such as documents and drawings of service manuals. By displaying the image on the display unit 26 and directly projecting the image obtained from the LCD display unit 26 onto the eyeball of the wearer by the eyepiece optical system 27, a virtual image as if the image is enlarged and projected in the air. Enables observation.

テンプル２１Ｒ，２１Ｌは、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、装着者の耳や側頭部に掛止され、ＨＭＤ２０の装着者に対する頭部への保持及び装着位置の調整を行う為のものである。尚、テンプル２１Ｒ，２１Ｌは、回動部２１Ｒａ，２１Ｌａにおいて矢印Ｐ，Ｑ方向に回動可能に構成されており、ＨＭＤ２０を使用しない場合には、テンプル２１Ｒ，２１Ｌを矢印Ｐ，Ｑ方向に回動させて透明基板２４Ｒ，２４Ｌに沿わせることにより、コンパクト化することができる。 The temples 21R and 21L are long members made of a flexible elastic material or the like. The temples 21R and 21L are hooked on the wearer's ears or the temporal region, and are held on the head of the wearer by the wearer. This is for adjusting the mounting position. The temples 21R and 21L are configured to be rotatable in the directions of arrows P and Q in the rotating portions 21Ra and 21La. When the HMD 20 is not used, the temples 21R and 21L are rotated in the directions of the arrows P and Q. It can be made compact by moving it along the transparent substrates 24R and 24L.

ブリッジ２２は、ＨＭＤ２０の装着者に対する顔面への保持を行う鼻当て２３Ｒ，２３Ｌを備え、透明基板２４Ｒ，２４Ｌの互いに対向する所定位置に架け渡された短尺の棒状部材であり、透明基板２４Ｒと透明基板２４Ｌとを一定の間隙を介した相対位置関係に保持するものである。 The bridge 22 includes nose pads 23R and 23L that hold the HMD 20 on the face of the wearer, and is a short rod-like member that is stretched over a predetermined position on the transparent substrates 24R and 24L facing each other. The transparent substrate 24L is held in a relative positional relationship with a fixed gap.

透明基板２４Ｒ，２４Ｌは、一方の眼球に対応した位置にＵ字型のスペース２４Ｒｓを形成する略平板状の透明体である。また、透明基板２４Ｒに囲まれて形成されるＵ字型のスペース２４Ｒｓには、接眼光学系２７が嵌め込まれている。 The transparent substrates 24R and 24L are substantially flat transparent bodies that form a U-shaped space 24Rs at a position corresponding to one eyeball. An eyepiece optical system 27 is fitted in a U-shaped space 24Rs formed by being surrounded by the transparent substrate 24R.

表示ユニット２５は、本発明に係る映像表示装置における表示手段として機能し、ＬＣＤ表示部２６、及び接眼光学系２７等を有し、制御ユニット３０に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれたＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像や、例えばサービスマニュアルの文書や図面等の線画像を表示する。 The display unit 25 functions as a display unit in the video display apparatus according to the present invention, includes an LCD display unit 26, an eyepiece optical system 27, and the like, and is fetched from an external I / F 33 described later provided in the control unit 30. Content images such as DVDs and videos, and line images such as service manual documents and drawings are displayed.

イヤホン２９Ｒ，２９Ｌは、装着者の耳に挿入され、装着者に音声を提供する。 Earphones 29R and 29L are inserted into the ears of the wearer and provide sound to the wearer.

ここで、表示ユニット２５の構成を、図２を用いて説明する。図２は、本発明に係る映像表示装置１における表示ユニット２５の左側面からの側断面図であり、主に表示ユニット２５の内部構成を示している。 Here, the configuration of the display unit 25 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side sectional view from the left side of the display unit 25 in the video display apparatus 1 according to the present invention, and mainly shows the internal configuration of the display unit 25.

図２に示す様に、表示ユニット２５は、筐体２６１、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）２６２、コリメータレンズ２６３、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）２６４からなるＬＣＤ表示部２６、及びプリズム２７１、ＨＯＥ（ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌＥｌｅｍｅｎｔ）２７２からなる接眼光学系２７等から構成される。 As shown in FIG. 2, the display unit 25 includes a housing 261, an LED (Light Emitting Diode) 262, a collimator lens 263, an LCD (Liquid Crystal Display) 264 LCD display unit 26, a prism 271, and HOE (Holographic Optical). Element) 272 and the eyepiece optical system 27.

ＬＣＤ表示部２６の筐体２６１の内部には、ＬＥＤ２６２、コリメータレンズ２６３、及びＬＣＤ２６４が内蔵された状態で、該筐体２６１が接眼光学系２７のプリズム２７１の上端部において上斜め前方（図２では右斜め上方向）に突出する態様で取り付けられている。 With the LED 262, the collimator lens 263, and the LCD 264 built in the housing 261 of the LCD display unit 26, the housing 261 is diagonally upward and forward at the upper end of the prism 271 of the eyepiece optical system 27 (FIG. 2). Then, it is attached in such a manner as to protrude obliquely upward to the right.

ＬＥＤ２６２は、所定波長色を含む白色発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる点光源である。 The LED 262 is a point light source composed of a white light emitting diode (LED) including a predetermined wavelength color.

コリメータレンズ２６３は、ＬＥＤ２６２の光をほぼ平行光にしてＬＣＤ２６４に投光するものである。 The collimator lens 263 converts the light from the LED 262 into substantially parallel light and projects it onto the LCD 264.

ＬＣＤ２６４は、制御ユニット３０に設けられた後述の外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれたＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像信号やサービスマニュアルの文書、図面等の線画像信号に基づき映像（画像）を生成するものであり、例えば透過型の液晶表示パネルである。 The LCD 264 generates a video (image) based on a content video signal such as a DVD or a video, a service manual document, or a line image signal such as a drawing taken in from an external I / F 33 described later provided in the control unit 30. For example, a transmissive liquid crystal display panel.

プリズム２７１は、ガラスや透明樹脂等からなる略板状の透明部材であり、ＬＣＤ２６４からの光を内部で複数回の反射を行わせるものである。プリズム２７１の上端部は、ＬＣＤ２６４からの光の大部分を内部に採光できるように、上方に向かってより肉厚となるように前面側（接眼面と反対側）が突き出るように楔形状に形成された肉厚部２７１ｂが形成されている。 The prism 271 is a substantially plate-shaped transparent member made of glass, transparent resin, or the like, and causes light from the LCD 264 to be reflected a plurality of times inside. The upper end portion of the prism 271 is formed in a wedge shape so that the front side (opposite side of the eyepiece surface) protrudes to be thicker upward so that most of the light from the LCD 264 can be collected inside. The thick part 271b thus formed is formed.

また、プリズム２７１の下端部には、傾斜面２７１ａが形成されており、プリズム２７１は、透明基板２４Ｒに形成された傾斜面２４Ｒａに対しＨＯＥ２７２を介して接合（例えば接着）されている。また、プリズム２７１の表裏面は、透明基板２４Ｒの表裏面に対して面一とされている。これにより、プリズム２７１は、透明基板２４Ｒと一枚の板状に一体化されている。 An inclined surface 271a is formed at the lower end of the prism 271. The prism 271 is bonded (for example, bonded) to the inclined surface 24Ra formed on the transparent substrate 24R via the HOE 272. The front and back surfaces of the prism 271 are flush with the front and back surfaces of the transparent substrate 24R. Thereby, the prism 271 is integrated with the transparent substrate 24R in a single plate shape.

ＨＯＥ２７２は、光学的に軸非対称な所謂自由曲面で構成されて正のパワーを有する体積位相型のホログラム光学素子であり、プリズム２７１の下端部において所定の傾斜角を有して支持されている。ＨＯＥ２７２は、プリズム２７１により導光された光が照射されることにより、光の干渉現象を用いてホログラム映像を眼球Ｅに提供する。 The HOE 272 is a volume phase type holographic optical element having a positive power, which is constituted by a so-called free-form surface that is optically asymmetric with respect to the axis, and is supported at a lower end portion of the prism 271 with a predetermined inclination angle. The HOE 272 provides a hologram image to the eyeball E using the light interference phenomenon when irradiated with the light guided by the prism 271.

以上のような構成を有する表示ユニット２５においては、ＬＥＤ２６２から射出された光は、コリメータレンズ２６３を通してＬＣＤ２６４を照明し、この照明によりＬＣＤ２６４で生成された像光は、プリズム２７１内で複数回の全反射を行った後、ＨＯＥ２７２により回折し虚像として使用者の眼球Ｅに導かれる。 In the display unit 25 having the above-described configuration, the light emitted from the LED 262 illuminates the LCD 264 through the collimator lens 263, and the image light generated by the LCD 264 by this illumination is reflected in the prism 271 a plurality of times. After reflection, the light is diffracted by the HOE 272 and guided to the user's eyeball E as a virtual image.

さらに、プリズム２７１は、前方から入射する光を使用者の眼球Ｅに導くようになっている。これにより、使用者は、外界（前方の被写体）をシースルー可能となり、後述の外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれたＤＶＤ、ビデオ等のコンテンツ映像やサービスマニュアルの文書、図面等の線画像を外界（前方の被写体）と重畳して視認することとなる。 Further, the prism 271 guides light incident from the front to the user's eyeball E. As a result, the user can see through the outside world (front subject), and content images such as DVDs and videos captured from the external I / F 33 described later, service manual documents, line images such as drawings, etc. To be visually recognized.

尚、透明基板２４Ｒに形成された傾斜面２４Ｒａは、プリズム２７１の傾斜面２７１ａでの光の屈折をキャンセル（相殺）する、すなわち、傾斜面２７１ａにおけるプリズム効果により矢印Ｗ側からの光が上方に屈曲するのを防止する為、装着者は、プリズム２７１、透明基板２４Ｒ、及びＨＯＥ２７２を通して、外界光を歪むことなく観察することができる。 The inclined surface 24Ra formed on the transparent substrate 24R cancels (cancels) the light refraction at the inclined surface 271a of the prism 271. That is, the light from the arrow W side upwards due to the prism effect on the inclined surface 271a. In order to prevent bending, the wearer can observe outside light through the prism 271, the transparent substrate 24R, and the HOE 272 without distortion.

図１に戻って、制御ユニット３０は、マイクロコンピュータからなり、電源スイッチ３１１、操作スイッチ３１２等を有し、これら各種操作スイッチからの信号を受けて、表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。尚、本実施形態においては、制御ユニット３０をＨＭＤ２０と分離して設けたが、ＨＭＤ２０に内蔵しても良いし、図示しない外部のコンピュータ等にその機能を内蔵しても良い。 Returning to FIG. 1, the control unit 30 is composed of a microcomputer and has a power switch 311, an operation switch 312 and the like, and receives signals from these various operation switches to comprehensively perform display operations and image signal processing operations. It is something to control. In the present embodiment, the control unit 30 is provided separately from the HMD 20. However, the control unit 30 may be built in the HMD 20, or the function may be built in an external computer (not shown).

次に、映像表示装置１の電気回路構成について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係わる映像表示装置１の電気回路のブロック構成図である。尚、図３では、図１乃至図２に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。 Next, the electric circuit configuration of the video display device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block configuration diagram of an electric circuit of the video display apparatus 1 according to the present invention. In FIG. 3, the same members as those shown in FIGS.

映像表示装置１の要部電気回路ブロックは、表示ユニット２５、及び制御ユニット３０等から構成される。 The main electric circuit block of the video display device 1 includes a display unit 25, a control unit 30, and the like.

表示ユニット２５は、ＬＣＤ表示部２６、接眼光学系２７から構成され、各部位で行われる動作については前述したので説明は省略する。 The display unit 25 includes an LCD display unit 26 and an eyepiece optical system 27. Since the operations performed in each part have been described above, the description thereof will be omitted.

制御部３５は、図示しない各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、演算処理や制御処理等のデータを一時的に格納するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、前述の各操作スイッチからの信号を受けて、表示動作や画像信号処理動作を統括的に制御するものである。 The control unit 35 reads a ROM (Read Only Memory) that stores each control program (not shown), a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data such as arithmetic processing and control processing, and a control program from the ROM. CPU (central processing unit) etc. that execute the control, and receives signals from the aforementioned operation switches to control the display operation and the image signal processing operation in an integrated manner.

制御部３５の要部は、図３に示す様に、画像判別部３５１、表示色判別部３５２、モノクロ化処理部３５３、画像補正部３５４、白黒反転部３５５、及び表示制御部３５６等から構成される。 As shown in FIG. 3, the main part of the control unit 35 includes an image determination unit 351, a display color determination unit 352, a monochrome processing unit 353, an image correction unit 354, a black and white inversion unit 355, a display control unit 356, and the like. Is done.

画像判別部３５１は、本発明に係る映像表示装置における画像判別手段として機能し、後述の外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれ表示ユニット２５に表示される画像が、通常のＤＶＤやビデオ等のコンテンツ映像、あるいは、例えばサービスマニュアルの文書や図面等、主に線で形成された線画像のいずれであるかを周知の画像認識処理にて判別する。 The image discriminating unit 351 functions as an image discriminating unit in the video display device according to the present invention, and an image captured from an external I / F 33 described later and displayed on the display unit 25 is a content video such as a normal DVD or video, Alternatively, for example, it is determined by a known image recognition process whether the image is a line image formed mainly by lines, such as a document or drawing of a service manual.

表示色判別部３５２は、本発明に係る映像表示装置における色判別手段として機能し、線画像の文字や線、及びその背景の表示色を判別する。また、線画像がモノクロ画像、あるいは、カラー画像のいずれであるかを判別する。 The display color discriminating unit 352 functions as a color discriminating unit in the video display apparatus according to the present invention, and discriminates the display color of characters and lines of the line image and the background thereof. It is also determined whether the line image is a monochrome image or a color image.

モノクロ化処理部３５３は、カラー画像をモノクロ画像に変換する。 The monochrome processing unit 353 converts the color image into a monochrome image.

画像補正部３５４は、入力された線画像のコントラストが低い場合、線画像の階調特性（γ特性）を補正し、コントラストを高める。また、エッジ強調処理等の鮮鋭化処理により文字や線の鮮鋭度を高める。さらに、文字や線の幅が細い場合は、太線化処理等により線幅を太くする。この様に画像補正部３５４は、本発明に係る映像表示装置における階調補正手段、鮮鋭化手段、及び線幅補正手段として機能する
白黒反転部３５５は、本発明に係る映像表示装置における白黒反転手段として機能し、後述の表示制御部３５６の制御により、線画像の文字および線とその背景の明るさを反転させる。 When the contrast of the input line image is low, the image correction unit 354 corrects the tone characteristic (γ characteristic) of the line image and increases the contrast. Further, the sharpness of characters and lines is increased by sharpening processing such as edge enhancement processing. Further, when the width of characters or lines is thin, the line width is increased by thickening processing or the like. As described above, the image correction unit 354 functions as a gradation correction unit, a sharpening unit, and a line width correction unit in the video display device according to the present invention. The black / white reversal unit 355 functions as the black / white reversal in the video display device according to the present invention. It functions as a means, and the brightness of the characters and lines of the line image and the background thereof are reversed under the control of the display control unit 356 described later.

表示制御部３５６は、本発明に係る映像表示装置における表示制御手段として機能し、画像判別部３５１、及び表示色判別部３５２の判別結果に基づいて、白黒反転部３５５の作動を制御する。尚、制御部３５の各部位で行われる表示制御動作の詳細は後述する。 The display control unit 356 functions as display control means in the video display device according to the present invention, and controls the operation of the black and white reversing unit 355 based on the determination results of the image determination unit 351 and the display color determination unit 352. Details of the display control operation performed in each part of the control unit 35 will be described later.

次に、画像メモリ３６は、制御ユニット３０中の制御部３５によりデジタル映像信号に対する各種処理を行う為の作業領域として用いられる一時メモリである。 Next, the image memory 36 is a temporary memory used as a work area for performing various processing on the digital video signal by the control unit 35 in the control unit 30.

ＶＲＡＭ３７は、ＬＣＤ表示部２６中のＬＣＤ２６４の画素数に対応した映像信号の記録容量を有し、ＬＣＤ２６４に再生表示される映像を構成する画像信号のバッファメモリである。 The VRAM 37 has a recording capacity of a video signal corresponding to the number of pixels of the LCD 264 in the LCD display unit 26, and is a buffer memory of an image signal that constitutes a video that is reproduced and displayed on the LCD 264.

外部Ｉ／Ｆ３３は、図示しない外部機器との間で交信を行い、映像や各種制御信号等の入出力を行う。 The external I / F 33 communicates with an external device (not shown), and inputs and outputs video and various control signals.

この様な構成の映像表示装置１において、本発明は、外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれ表示ユニット２５に表示される映像が、例えばサービスマニュアルの文書や図面等、主に線で形成された線画像である場合、文字や線とその背景の明るさを、背景の表示色に基づいて反転させる。これにより、シースルーで観察される外界の自然画像の影響による文字や線の視認性の低下を招くことなく、いつも鮮明な線画像を視認することを可能にするものである。 In the video display device 1 having such a configuration, the present invention relates to a line image in which video captured from the external I / F 33 and displayed on the display unit 25 is mainly formed of lines, such as a service manual document or drawing. In the case of, the brightness of the character or line and its background is inverted based on the display color of the background. Thereby, it is possible to always visually recognize a clear line image without degrading the visibility of characters and lines due to the influence of the external natural image observed through.

ここで、映像表示装置１で行われる表示制御動作の詳細を図４を用いて説明する。図４は、表示制御動作の流れを示すフローチャートである。 Here, details of the display control operation performed in the video display apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the display control operation.

最初に、画像判別部３５１は、外部Ｉ／Ｆ３３から取り込まれた画像が線画像か否かを判別する。線画像と判別された場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、表示色判別部３５２は、線画像の文字や線の背景の表示色が白色か否かを判別し、白色と判別した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、続いて線画像がモノクロ画像か否かを判別する。モノクロ画像と判別された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、画像補正部３５４は、線画像のコントラストを検出し、コントラストが低い場合、線画像の階調特性（γ特性）を補正し、コントラストを高め（ステップＳ５）。また、エッジ強調処理等の鮮鋭化処理により文字や線の鮮鋭度を高める（ステップＳ６）。次に、表示制御部３５６は、白黒反転部３５５の作動を制御して、線画像の背景の表示色を黒色に、また、文字や線の表示色を白色に、それぞれの明るさを反転させる（ステップＳ７）。 First, the image determination unit 351 determines whether the image captured from the external I / F 33 is a line image. When it is determined that the image is a line image (step S1; Yes), the display color determination unit 352 determines whether the display color of the characters of the line image or the background of the line is white, and if it is determined to be white (step S2; Next, it is determined whether or not the line image is a monochrome image. When it is determined that the image is a monochrome image (step S3; Yes), the image correction unit 354 detects the contrast of the line image. When the contrast is low, the image correction unit 354 corrects the tone characteristic (γ characteristic) of the line image and increases the contrast. (Step S5). Further, the sharpness of characters and lines is increased by sharpening processing such as edge enhancement processing (step S6). Next, the display control unit 356 controls the operation of the black / white reversing unit 355 to invert the brightness of the line image background to black and the character and line display color to white. (Step S7).

一方、ステップＳ３において、線画像がカラー画像と判別された場合（ステップＳ３；Ｎｏ）は、モノクロ化処理部３５３は、カラー画像をモノクロ画像に変換する（ステップＳ４）。モノクロ化された線画像は、前述のステップＳ５乃至Ｓ７と同様の処理が施される。 On the other hand, when it is determined in step S3 that the line image is a color image (step S3; No), the monochrome processing unit 353 converts the color image into a monochrome image (step S4). The monochrome line image is subjected to the same processing as in steps S5 to S7 described above.

この様にして白黒反転処理された線画像を図５に示す。図５（ａ）は、処理前の線画像を示す模式図、図５（ｂ）は、処理後の線画像の一例を示す模式図である。図５（ａ）に示す様に、処理前では、文字や線が黒色であることから、図示しないシースルーの自然画像の影響を受け易く、文字や線の視認性が低下する。一方、図５（ｂ）に示す様に、処理後では、黒色の背景に対して白抜きの文字や線となることから、自然画像の影響を受け難くなり、文字や線の視認性を高めることができる。 FIG. 5 shows a line image that has been subjected to black-and-white reversal processing in this way. FIG. 5A is a schematic diagram showing a line image before processing, and FIG. 5B is a schematic diagram showing an example of a line image after processing. As shown in FIG. 5A, since characters and lines are black before processing, they are easily affected by a see-through natural image (not shown), and the visibility of the characters and lines decreases. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), after processing, white characters and lines are formed with respect to a black background, so that it is difficult to be influenced by a natural image and the visibility of characters and lines is improved. be able to.

尚、図４中、ステップＳ５、ステップＳ６で、階調補正処理や鮮鋭化処理により、線画像のコントラストや鮮鋭度を高める様にしたが、さらに、図６に示す様に、文字や線の幅を太くする太線化処理を行うことにより、視認性を高める様にしても良い。図６において、（ａ）は太線化処理前の線画像を示す模式図、図５（ｂ）は、処理後の線画像の一例を示す模式図である。 In FIG. 4, in step S5 and step S6, the contrast and sharpness of the line image are increased by gradation correction processing and sharpening processing. Further, as shown in FIG. Visibility may be enhanced by performing a thickening process to increase the width. 6A is a schematic diagram showing a line image before thickening processing, and FIG. 5B is a schematic diagram showing an example of a line image after processing.

また、本実施形態においては、白黒反転処理を行う場合、文字や線の表示色に係らず全ての文字や線の表示色を白色にする様にしたが、表示色が黒色である文字および線のみその表示色を白色にするようにしても良い。文書等において、例えば、文字が赤色で表示されている部分は、通常、重要な部分である。したがって、この様な場合は、表示色が黒色以外の文字は、白黒反転処理を行わずその表示色を再現し、表示色が黒色の文字のみに白黒反転処理を行う様にすることにより、文書の重要な部分を認識することができる。 In the present embodiment, when the black and white inversion processing is performed, the display color of all the characters and lines is set to white regardless of the display colors of the characters and lines, but the characters and lines whose display color is black are displayed. Only the display color may be white. In a document or the like, for example, a portion where characters are displayed in red is usually an important portion. Therefore, in such a case, a character whose display color is other than black is reproduced without performing black-and-white reversal processing, and black-and-white reversal processing is performed only for characters whose display color is black. Can recognize important parts of

この様に、本発明に係る映像表示装置１においては、画像判別部３５１が表示ユニット２５に表示される画像を線画像と判別し、且つ表示色判別部３５２が線画像の背景の表示色を白色と判別した場合、表示制御部３５６は、背景の表示色を黒色に、且つ文字および線の表示色を白色に、それぞれの明るさを反転させるように白黒反転部３５５の作動を制御する様にした。したがって、例えば、映像表示装置１を用いて、電子化されたサービスマニュアルの文書や図面等、主に線で形成された線画像を閲覧しながら機器の修理やメンテナンス作業を行う場合、黒色の背景に対して白抜きの文字や図面を閲覧することができる。これにより、シースルーで観察される外界の自然画像の影響による文字や線の視認性の低下を招くことなく、いつも鮮明な線画像を視認することができる。 As described above, in the video display device 1 according to the present invention, the image determination unit 351 determines that the image displayed on the display unit 25 is a line image, and the display color determination unit 352 determines the display color of the background of the line image. When it is determined that the color is white, the display control unit 356 controls the operation of the black and white reversing unit 355 so that the background display color is black and the display color of characters and lines is white, and the brightness is reversed. I made it. Therefore, for example, when the image display device 1 is used to perform repair or maintenance work on a device while browsing a line image mainly formed of lines such as a document or drawing of an electronic service manual, a black background On the other hand, white letters and drawings can be browsed. Thereby, a clear line image can always be visually recognized without degrading the visibility of characters and lines due to the influence of the external natural image observed through.

また、白黒反転処理を行う際には、画像補正部３５４により、線画像に階調補正、鮮鋭化処理、太線化処理等を施すことにより、さらに鮮明な線画像を視認することができる。 Further, when performing black and white reversal processing, a sharper line image can be visually recognized by performing gradation correction, sharpening processing, thickening processing, and the like on the line image by the image correction unit 354.

また、線画像がカラー画像の場合、モノクロ画像に変換した後に、画像補正処理、白黒反転処理を行う様にしているので、画像補正部３５４、白黒反転部３５６で行われる処理が簡略化される。 In addition, when the line image is a color image, the image correction process and the black / white reversal process are performed after the conversion to a monochrome image, so that the processes performed by the image correction unit 354 and the black / white reversal unit 356 are simplified. .

本発明に係る映像表示装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a video display device according to the present invention. 本発明に係る映像表示装置における表示ユニットの側断面図である。It is a sectional side view of the display unit in the video display device concerning the present invention. 本発明に係る映像表示装置の電気回路ブロック構成図である。It is an electric circuit block block diagram of the video display apparatus concerning this invention. 表示制御動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of display control operation | movement. 本発明に係る映像表示装置の表示ユニットにおける表示画像の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the display image in the display unit of the video display apparatus concerning this invention. 本発明に係る映像表示装置の表示ユニットにおける表示画像の別例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the display image in the display unit of the video display apparatus concerning this invention.

Explanation of symbols

１映像表示装置
２０ＨＭＤ
２１Ｒ，２１Ｌテンプル
２２ブリッジ
２３Ｒ，２３Ｌ鼻当て
２４Ｒ，２４Ｌ透明基板
２５表示ユニット
２６ＬＣＤ表示部
２６１筐体
２６２ＬＥＤ
２６３コリメータレンズ
２６４ＬＣＤ
２７接眼光学系
２７１プリズム
２７２ＨＯＥ
２９Ｒ，２９Ｌイヤホン
３０制御ユニット
３１操作部
３１１電源スイッチ
３１２操作スイッチ
３２記録部
３３外部Ｉ／Ｆ
３５制御部
３５１画像判別部
３５２表示色判別部
３５３モノクロ化処理部
３５４画像補正部
３５５白黒反転部
３５６表示制御部
３６画像メモリ
３７ＶＲＡＭ
３９ケーブル
Ｅ目 1 Video display device 20 HMD
21R, 21L Temple 22 Bridge 23R, 23L Nose pad 24R, 24L Transparent substrate 25 Display unit 26 LCD display unit 261 Case 262 LED
263 Collimator lens 264 LCD
27 Eyepiece optical system 271 Prism 272 HOE
29R, 29L Earphone 30 Control unit 31 Operation unit 311 Power switch 312 Operation switch 32 Recording unit 33 External I / F
35 Control Unit 351 Image Discriminating Unit 352 Display Color Discriminating Unit 353 Monochrome Processing Unit 354 Image Correction Unit 355 Black / White Reversing Unit 356 Display Control Unit 36 Image Memory 37 VRAM
39 Cable E eyes

Claims

A video display device that is attached to the head or face and allows the user to see through the outside world,
Display means capable of see-through for displaying images;
Image discriminating means for discriminating whether the image is a document and / or drawing, or a line image formed by one of them;
Color discriminating means for discriminating the display color of the line image and its background;
Monochrome conversion means for converting the line image into a monochrome image;
Reversing means for reversing the brightness of the characters and lines of the line image and the background thereof;
Display control means for controlling the operation of the reversing means,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a monochrome image,
The display control means controls the operation of the reversing means to reverse the brightness of the display color of the background and the display colors of the characters and the lines,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a color image,
The monochrome conversion unit converts the color image into a monochrome image, wherein the display control unit, inverting a display color before Symbol background, the display color of the monochrome converted the character and the lines, each of the brightness of And controlling the operation of the reversing means.

When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The display control means controls the operation of the reversing means so that the display color of the background is black, and only the characters and lines whose display color is black are white, and the brightness is reversed. The video display device according to claim 1.

Gradation correction means for performing gradation correction of the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The gradation correction means corrects the gradation of the line image,
The display control means controls the operation of the inversion means so as to invert the brightness of the characters and lines of the line image corrected by the gradation correction means and the background thereof. The video display device described in 1.

Sharpening means for sharpening the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The sharpening means sharpens the line image,
The display control means controls the operation of the reversing means so as to invert the brightness of the characters and lines of the line image sharpened by the sharpening means and the background thereof. The video display device according to any one of the above.

Having a line width correcting means for correcting the line width of the line image;
When the image determining means determines the image as a line image and the color determining means determines that the background display color is white,
The line width correction unit corrects the line width of the line image,
5. The display control means controls the operation of the inversion means so as to invert the brightness of the characters and lines of the line image corrected by the line width correction means and the background thereof. The video display device according to any one of the above.

A video display device that is attached to the head or face and allows the user to see through the outside world,
Display means capable of see-through for displaying images;
Image discriminating means for discriminating whether the image is a document and / or drawing, or a line image formed by one of them;
Color discriminating means for discriminating the display color of the line image and its background;
Monochrome conversion means for converting the line image into a monochrome image;
Conversion means for converting the characters and lines of the line image to white and the background to black;
Display control means for controlling the operation of the conversion means,
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a monochrome image,
The display control means controls the operation of the conversion means to convert the display color of the background to black and the display color of the characters and lines to white;
When the image determining means determines the image as a line image, and the color determining means determines that the background display color is white, and the line image is determined as a color image ,
The monochrome conversion means converts the color image into a monochrome image, and the display control means converts the display color of the background to black, and the display color of the characters and lines converted to monochrome is converted to white. An image display apparatus for controlling the operation of the converting means.