JPH10254381A - Follow-up type virtual image view display system - Google Patents

Follow-up type virtual image view display system

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JPH10254381A
JPH10254381A JP9061541A JP6154197A JPH10254381A JP H10254381 A JPH10254381 A JP H10254381A JP 9061541 A JP9061541 A JP 9061541A JP 6154197 A JP6154197 A JP 6154197A JP H10254381 A JPH10254381 A JP H10254381A
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virtual image
sight
image display
line
user
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Takeshi Matsui
健 松井
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a follow-up type virtual image view display system capable of following up movement of a glance and rotational movement of the head of a user, forming a clear virtual image with less aberration and displaying the virtual image on a position easy to see for the user when the glance is tilted vertically. SOLUTION: This follow-up type virtual image view display system D is provided with a video display part 10 having a virtual image optical system forming at least the virtual image of an object and movement mechanisms 11, 12 moving the video display part 10 together with the virtual image optical system, and the movement mechanisms 11, 12 always realizes the state placing the virtual image on the glance of the user by moving the video display part 10 to the position that the optical axis x of the virtual image optical system is overlapped the glance of the user.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、虚像視ディスプレ
イシステムに関し、とりわけ利用者の視線や頭部の回転
に追従して物体の虚像を形成できる追従型虚像視ディス
プレイシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a virtual image display system, and more particularly to a follow-up type virtual image display system capable of forming a virtual image of an object by following a user's line of sight and rotation of the head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の映像の虚像を形成可能な虚像視デ
ィスプレイシステムとしては、例えば、HMD(Hea
d Mounted Display)といった頭部搭
載型表示装置が実現されている。ここで、虚像は、物体
が、焦点距離よりレンズに近い位置にある場合に、その
物体側にできるもので、その形成原理については、例え
ば、”レンズの化学入門(上)”、小倉敏捷布、朝日ソ
ノラマ社や、”光学”、村田和美、サイエンス社等に、
その詳細が記載されている。
2. Description of the Related Art A conventional virtual image display system capable of forming a virtual image of an image is, for example, an HMD (Hea).
d Mounted Display) has been realized. Here, the virtual image can be formed on the object side when the object is located closer to the lens than the focal length. The principle of formation is described in, for example, “Introduction to Chemistry of Lens (above)”, Toshitoshi Ogura , Asahi Sonorama, "Optics", Kazumi Murata, Science, etc.
The details are described.

【0003】HMDは、図18に示すように、例えば、
映像を拡大して虚像を形成するレンズと、そのレンズの
焦点距離より近い位置に配置されたディスプレイパネル
(例えば、液晶ディスプレイなど)を含んで構成され
る。同図に示されるように、利用者はHMD100を頭
に装着し、ディスプレイパネル102に表示された映像
をレンズ101を介して見ることで、その虚像を観賞す
ることができる。ここで、レンズ101の光軸x’と利
用者の視線e’が重なるように構成されている。
The HMD is, for example, as shown in FIG.
It is configured to include a lens that forms a virtual image by enlarging an image, and a display panel (for example, a liquid crystal display) that is disposed at a position closer than the focal length of the lens. As shown in the figure, the user can wear the HMD 100 on his / her head and view the image displayed on the display panel 102 through the lens 101 to view the virtual image. Here, the optical axis x ′ of the lens 101 and the line of sight e ′ of the user are configured to overlap.

【0004】この他、例えば、携帯型ビデオカメラ等に
用いられるビューファインダが知られている。これは通
常、図19に示すように、利用者の左右どちらか単眼
で、ビューファインダ105に取付けられている接眼レ
ンズ106から、内部のディスプレイパネル107に提
示される映像を観賞するようになっている。ビューファ
インダ105は、ビデオカメラ本体108に取付けられ
ており、操作ボタン109によって、ディスプレイパネ
ル107に提示される映像を操作するものである。
[0004] In addition, for example, a viewfinder used for a portable video camera or the like is known. Normally, as shown in FIG. 19, the user can view an image presented on the internal display panel 107 from the eyepiece 106 attached to the viewfinder 105 with one of the right and left eyes of the user. I have. The viewfinder 105 is attached to the video camera body 108, and operates an image presented on the display panel 107 by operating buttons 109.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようなHMDにおいては、頭部に装着することを前提と
してレンズなど光学系が設計されているため、レンズの
光軸と利用者の視線が重ならず、ずれることがあると、
虚像が収差の大きいものとして観賞されてしまうという
問題点があった。
However, in the above-mentioned HMD, since an optical system such as a lens is designed on the assumption that the lens is worn on the head, the optical axis of the lens and the line of sight of the user may overlap. Instead, if there is a deviation,
There is a problem that the virtual image is viewed as having a large aberration.

【0006】また、同様に、上述したビューファインダ
においては、虚像を小さいレンズで拡大して観賞するの
で、接眼部に眼球を接して、かつ視線を所定方向に確実
に向けないと明瞭な虚像を見ることができないといった
問題点があった。
[0006] Similarly, in the above-described viewfinder, since the virtual image is magnified and viewed with a small lens, a clear virtual image cannot be obtained unless the eyeball is in contact with the eyepiece and the line of sight is not surely directed in a predetermined direction. There was a problem that it was not possible to see.

【0007】また、これら従来の構成においては、形成
される虚像の位置が一定であるので、利用者が、視力の
違いに関わらず無理に映像を見ようとして、ドライアイ
(眼の乾き)や眼精疲労の原因となるといった欠点があ
った。さらに、機器を長時間使用する場合に、頭部を長
時間固定させることで、利用者に疲労を感じさせるとい
った問題点があった。
In these conventional configurations, since the position of the formed virtual image is constant, the user is forced to look at the image regardless of the difference in the visual acuity, so that a dry eye (dry eyes) or an eye There is a drawback that it causes fatigue. Further, when the device is used for a long time, there is a problem that the user feels fatigue by fixing the head for a long time.

【0008】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、利用者の視線の
移動や頭部の回転移動に追従して、収差の少ない明瞭な
虚像の形成が可能であり、また視線が上下方向へ傾斜す
るときに利用者の見やすい位置に虚像を表示できる追従
型虚像視ディスプレイシステムを提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and forms a clear virtual image with less aberration by following the movement of the user's line of sight and the rotation of the head. It is another object of the present invention to provide a tracking-type virtual image display system that can display a virtual image at a position that is easy for the user to see when the line of sight is inclined in the vertical direction.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を実現するため
本発明に係る追従型虚像視ディスプレイシステムは、虚
像光学系を有する映像表示部を備え、前記虚像を利用者
の視線上に載せて利用可能にする構成であって、前記映
像表示部を虚像光学系とともに移動させる移動機構を備
え、前記移動機構は前記虚像光学系の光軸が前記視線の
光軸に重なる位置まで前記映像表示部を移動させる構成
としたことを特徴とする。前記の構成によれば、利用者
の指示通りに映像表示部が自由に動くようになされてお
り、よって移動機構によって映像表示部を移動させ、こ
れによって虚像光学系の光軸を視線の光軸に重ねること
ができる。これにより映像表示部が常に利用者の視線上
に載った正しい位置関係に置かれた状態が実現され、よ
って収差の少ない虚像が観賞できるようになる。
In order to achieve the above object, a tracking type virtual image display system according to the present invention includes a video display unit having a virtual image optical system, and uses the virtual image placed on a user's line of sight. It is a configuration to enable, comprising a moving mechanism to move the image display unit together with the virtual image optical system, the moving mechanism is to move the image display unit to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the optical axis of the line of sight. It is characterized in that it is configured to be moved. According to the above configuration, the image display unit is configured to freely move as instructed by the user, and thus the image display unit is moved by the moving mechanism, whereby the optical axis of the virtual image optical system is changed to the optical axis of the line of sight. Can be overlaid. This realizes a state in which the image display unit is always placed in a correct positional relationship on the user's line of sight, and thus a virtual image with less aberration can be viewed.

【0010】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムにつき、利用者が視線を上下方向に移動さ
せた際に、映像表示部が上下方向に移動可能に構成され
る場合は、利用者の眼球を中心として、映像表示部が上
下に回動するようになされる。したがって、利用者が所
望の任意の上下方向に視線を移す時に、映像表示部を上
下方向に移動することができるから、映像表示部が常に
利用者の視線上に載った正しい位置関係に置かれた状態
が実現され、よって所望の視線方向で収差の少ない虚像
が観賞できるようになる。
[0010] In the following-type virtual image display system according to the present invention, when the image display section is configured to be movable in the vertical direction when the user moves the line of sight in the vertical direction, The image display unit rotates up and down around the eyeball. Therefore, when the user shifts his / her gaze in any desired vertical direction, the video display unit can be moved in the vertical direction, so that the video display unit is always placed in the correct positional relationship on the user's line of sight. Thus, a virtual image with less aberration can be viewed in a desired line of sight.

【0011】さらに、本発明に係る追従型虚像視ディス
プレイシステムにつき、利用者が頭部を左右に回転移動
させた際に、映像表示部が左右方向に移動可能に構成さ
れる場合は、利用者が所望の任意の左右方向に頭部を回
転させる時に、映像表示部を左右方向に移動することが
できる。この結果、映像表示部が常に利用者の視線上に
載った正しい位置関係に置かれた状態が実現され、よっ
て所望の視線方向で収差の少ない虚像が観賞できるよう
になる。
Further, in the following-type virtual image display system according to the present invention, when the image display section is configured to be movable in the left-right direction when the user rotates the head left and right, When the user rotates the head in any desired left and right direction, the video display unit can be moved in the left and right direction. As a result, a state in which the video display unit is always placed in a correct positional relationship on the user's line of sight is realized, and a virtual image with less aberration can be viewed in a desired line of sight.

【0012】とりわけ、本発明に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムにつき、利用者が視線を上下方向に移
動させた際には映像表示部が上下方向に移動可能に構成
され、かつ利用者が頭部を左右に回転移動させた際には
映像表示部が左右方向に移動可能に構成される場合は、
利用者が所望の任意の上下方向に視線を移す時に、映像
表示部を上下方向に移動することができる。しかも、利
用者が所望の任意の左右方向に頭部を回転させる時に、
映像表示部を左右方向に移動することができるから、映
像表示部が常に利用者の視線上に載った正しい位置関係
に置かれた状態が実現され、よって所望の視線方向で収
差の少ない虚像が観賞できるようになる。
In particular, in the tracking type virtual image display system according to the present invention, when the user moves his / her line of sight up and down, the image display unit is configured to be movable up and down, and When the image display unit is configured to be movable in the left and right direction when rotated to the left and right,
When the user shifts his / her eyes in any desired vertical direction, the video display unit can be moved in the vertical direction. Moreover, when the user rotates the head in any desired left and right direction,
Since the image display unit can be moved in the left-right direction, a state where the image display unit is always placed in a correct positional relationship on the user's line of sight is realized, and thus a virtual image with less aberration in the desired line of sight is realized. Be able to watch.

【0013】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムが、利用者の視線を自動検出する視線検出
器を備え、前記視線検出器の検出出力に基づいて、前記
移動機構が前記映像表示部を、前記虚像光学系の光軸が
前記視線に重なる位置まで上下方向に自動的に移動させ
る構成とされる場合は、利用者が所望の任意の上下方向
に視線を移す時に、この視線の上下方向移動に自動的に
追従して映像表示部が上下方向に移動する。したがっ
て、映像表示部が常に利用者の視線上に載った正しい位
置関係に置かれた状態が自動的に実現され、よって所望
の視線方向で収差の少ない虚像が観賞できるようにな
る。
[0013] The tracking virtual image display system according to the present invention further comprises a line-of-sight detector for automatically detecting the line of sight of the user, and the moving mechanism controls the image display unit based on a detection output of the line-of-sight detector. Is automatically moved in the vertical direction to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight, when the user shifts the line of sight in any desired vertical direction, The video display unit moves up and down automatically following the direction movement. Therefore, a state where the image display unit is always placed on the user's line of sight and in a correct positional relationship is automatically realized, so that a virtual image with less aberration can be viewed in a desired line of sight.

【0014】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムが、利用者の頭部を左右へ回転させる際に
生じる変化量を自動検出する頭部回転検出器を備え、前
記頭部回転検出器の検出出力に基づいて、前記移動機構
が前記映像表示部を、前記虚像光学系の光軸が前記視線
に重なる位置まで左右方向に自動的に移動させる構成と
される場合は、利用者が所望の任意の左右方向に頭部を
回転する時に、この頭部を回転に自動的に追従して映像
表示部が左右方向に移動する。したがって、映像表示部
が常に利用者の視線上に載った正しい位置関係に置かれ
た状態が自動的に実現され、よって所望の視線方向で収
差の少ない虚像が観賞できるようになる。
[0014] The tracking virtual image display system according to the present invention further includes a head rotation detector for automatically detecting an amount of change generated when the user's head is rotated left and right. If the moving mechanism is configured to automatically move the video display unit in the left-right direction to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight, based on the detection output of When the head is rotated in an arbitrary left-right direction, the image display unit moves in the left-right direction by automatically following the rotation of the head. Therefore, a state where the image display unit is always placed on the user's line of sight and in a correct positional relationship is automatically realized, so that a virtual image with less aberration can be viewed in a desired line of sight.

【0015】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムが、利用者の視線を自動検出する視線検出
器と、利用者の頭部を左右へ回転させる際に生じる変化
量を自動検出する頭部回転検出器とを備え、前記視線検
出器および前記頭部回転検出器の検出出力に基づいて、
前記移動機構が前記映像表示部を、前記虚像光学系の光
軸が前記視線に重なる位置まで上下および/または左右
方向に自動的に移動させる構成とされる場合は、利用者
が所望の任意の上下方向に視線を移動させ、また任意の
左右方向に頭部を回転する時に、この視線移動および/
または頭部回転に自動的に追従して映像表示部が上下お
よび/または左右方向に移動する。したがって、映像表
示部が常に利用者の視線上に載った正しい位置関係に置
かれた状態が自動的に実現され、よって所望の視線方向
で収差の少ない虚像が観賞できるようになる。
In addition, the tracking type virtual image display system according to the present invention comprises a line-of-sight detector for automatically detecting the line of sight of the user, and a head for automatically detecting the amount of change occurring when the head of the user is rotated left and right. Section rotation detector, based on the detection output of the line of sight detector and the head rotation detector,
When the moving mechanism is configured to automatically move the image display unit vertically and / or horizontally to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight, When moving the line of sight up and down and rotating the head in any left and right direction, this line of sight movement and / or
Alternatively, the image display unit moves up and down and / or left and right automatically following the rotation of the head. Therefore, a state where the image display unit is always placed on the user's line of sight and in a correct positional relationship is automatically realized, so that a virtual image with less aberration can be viewed in a desired line of sight.

【0016】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムの映像表示部が、虚像の形成される位置を
移動可能な構成とされた場合は、利用者の視線移動又は
/および頭部回転動作にともない、手動あるいは自動で
虚像の形成される距離を変えるようにできる。よって利
用者の所望する見やすい位置に、しかも収差の少ない虚
像が表示される。
Further, when the image display section of the tracking type virtual image display system according to the present invention is configured to be able to move the position where the virtual image is formed, the user's line of sight movement and / or head rotation operation is performed. Accordingly, the distance at which the virtual image is formed can be manually or automatically changed. Therefore, a virtual image with little aberration is displayed at an easy-to-view position desired by the user.

【0017】また、本発明に係る追従型虚像視ディスプ
レイシステムの映像表示部が、虚像の形成される位置を
移動可能な構成とされ、かつ利用者の視線が下向き時
に、虚像を利用者に近い側の位置に形成させる構成とさ
れた場合は、利用者の視線方向が下向きになるにつれ、
虚像が近く見えるようになされる。よって利用者の所望
する見やすい位置に、しかも収差の少ない虚像が表示さ
れる。
Further, the image display section of the tracking type virtual image display system according to the present invention is configured to be able to move the position where the virtual image is formed, and when the user's line of sight is downward, the virtual image is closer to the user. If it is configured to be formed at the side position, as the user's line of sight becomes downward,
The virtual image is made to appear close. Therefore, a virtual image with little aberration is displayed at an easy-to-view position desired by the user.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。なお、以下の実施形態は本発明の好適な一例で
あり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を
限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られる
ものではない。
Embodiments of the present invention will be described below. Note that the following embodiments are preferred examples of the present invention, and various technically preferred limitations have been added.
The scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified in the following description.

【0019】図1は、本発明に係る追従型虚像視ディス
プレイシステムの一実施形態における全体斜視図であ
る。図2は、図1に示された映像表示部支持機構の細部
を説明する分解斜視図である。図3は、図1に示された
映像表示部支持機構の他の細部を説明する分解斜視図で
ある。図4は、図1に示された追従型虚像視ディスプレ
イシステムの動作の説明のための平面図である。図5
は、図1に示された追従型虚像視ディスプレイシステム
の制御部分のブロック図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of a tracking type virtual image display system according to the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating details of the image display unit support mechanism shown in FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating other details of the image display unit support mechanism shown in FIG. FIG. 4 is a plan view for explaining the operation of the tracking type virtual image display system shown in FIG. FIG.
FIG. 2 is a block diagram of a control portion of the tracking virtual image display system shown in FIG. 1.

【0020】図1で、本発明に係る追従型虚像視ディス
プレイシステムDは、虚像を形成させる映像表示部10
と、先端に映像表示部10を保持して上下方向に回動さ
せる映像表示部支持機構11と、映像表示部支持機構1
1に保持されて左右方向に円弧状に展開され、かつ映像
表示部10を移動自在に嵌挿して左右方向に架送させる
ガイドレール12と、装置制御部15と、利用者が座る
椅子18を備えて構成されている。なお前記で、映像表
示部支持機構11とガイドレール12とが移動機構を構
成している。
In FIG. 1, a tracking type virtual image display system D according to the present invention is a video display unit 10 for forming a virtual image.
A video display unit support mechanism 11 that holds the video display unit 10 at the tip and rotates vertically, and a video display unit support mechanism 1
1, a guide rail 12, which is laid out in an arc shape in the left-right direction, and movably inserts the image display unit 10 to transport the image display unit 10 in the left-right direction, a device control unit 15, and a chair 18 on which a user sits. It is provided with. In the above description, the image display support mechanism 11 and the guide rail 12 constitute a moving mechanism.

【0021】映像表示部10は液晶ディスプレイとレン
ズ系による虚像光学系を備えており、この虚像光学系の
光軸xが、椅子18に座った利用者の視線の光軸(以
下、視線と略記)eに重なる位置に置かれる。なお映像
表示部10の構成と動作は後に詳述する。
The image display section 10 has a virtual image optical system composed of a liquid crystal display and a lens system, and the optical axis x of the virtual image optical system is the optical axis of the line of sight of the user sitting on the chair 18 (hereinafter abbreviated as line of sight). ) Placed at a position overlapping with e. The configuration and operation of the video display unit 10 will be described later in detail.

【0022】映像表示部支持機構11の後端は、椅子1
8に取り付けられる。映像表示部支持機構11は、図1
および図2に示されるように、アーム24、25、1
4、26と、ステッピングモータ13a、13b、13
cから構成される。アーム24の一端は椅子18に取り
付けられ、他端はアーム25の一端と回転可能に嵌合さ
れ、この回転力はステッピングモータ13aによって与
えられる。
The rear end of the image display support mechanism 11 is the chair 1
8 attached. The image display unit support mechanism 11 is shown in FIG.
And as shown in FIG.
4, 26 and the stepping motors 13a, 13b, 13
c. One end of the arm 24 is attached to the chair 18, and the other end is rotatably fitted to one end of the arm 25, and the rotational force is given by the stepping motor 13 a.

【0023】さらにアーム25の他端はアーム14の一
端と回転可能に嵌合され、この回転力はステッピングモ
ータ13bによって与えられる。ついでアーム14の他
端はアーム26の一端と回転可能に嵌合され、この回転
力はステッピングモータ13cによって与えられ、また
アーム26の他端にはガイドレール12が取り付けられ
ている。
Further, the other end of the arm 25 is rotatably fitted to one end of the arm 14, and this rotational force is given by a stepping motor 13b. Next, the other end of the arm 14 is rotatably fitted to one end of the arm 26, and this rotational force is given by a stepping motor 13c, and the guide rail 12 is attached to the other end of the arm 26.

【0024】アーム間の接合をさらに説明すると、アー
ム14の他端には軸14aが一体に設けられ、この軸1
4aはアーム26の一端に一体に設けられている軸受2
6bに摺動自在に嵌合されている。さらにステッピング
モータ13cの本体部はアーム26の軸受26bに取り
付けられ、ステッピングモータ13cの回動軸23cは
アーム14の他端の軸14aの中心に穿たれた回動軸受
孔14aaに嵌合している。ステッピングモータ13b
についても同様に、その本体部はアーム14の軸受14
bに取り付けられ、ステッピングモータ13bの回動軸
23bはアーム25の他端の軸25aの中心に穿たれた
回動軸受孔に嵌合している。ステッピングモータ13a
についても同様である。
The joint between the arms will be further described. The other end of the arm 14 is integrally provided with a shaft 14a.
4a is a bearing 2 provided integrally at one end of the arm 26.
6b is slidably fitted. Further, the main body of the stepping motor 13c is attached to a bearing 26b of the arm 26, and the rotating shaft 23c of the stepping motor 13c is fitted into a rotating bearing hole 14aa formed in the center of the shaft 14a at the other end of the arm 14. I have. Stepping motor 13b
Similarly, the main body of the
b, and a rotating shaft 23b of the stepping motor 13b is fitted in a rotating bearing hole formed in the center of the shaft 25a at the other end of the arm 25. Stepping motor 13a
The same applies to.

【0025】ステッピングモータ13a〜13cは、装
置制御部15から第2信号線17を経て送られる制御信
号に基づき、それぞれ指示分の回動をする。装置制御部
15はこの制御信号を、操作スイッチなどにより利用者
が入力する指示入力に基づき発生させる。これによっ
て、利用者が視線eを上下方向に移動させたとき、利用
者がその旨の指示を入力することによって映像表示部支
持機構11を動作させ、映像表示部10を上下方向に移
動させて、その光軸xが視線eに重なるよう調節するこ
とができる。
The stepping motors 13a to 13c respectively rotate according to the instruction based on a control signal sent from the device control unit 15 via the second signal line 17. The device control unit 15 generates this control signal based on an instruction input by a user using an operation switch or the like. Thus, when the user moves the line of sight e in the vertical direction, the user inputs an instruction to that effect to operate the image display unit support mechanism 11 and move the image display unit 10 in the vertical direction. , The optical axis x can be adjusted to overlap the line of sight e.

【0026】前記の映像表示部10の上下方向への移動
においては、利用者の眼球の位置を回動の中心として、
眼球から映像表示部10までの距離を一定に保ちなが
ら、視線eの張る迎角あるいは伏角に等しくなるよう、
各ステッピングモータ13a〜13cの回動角度が調節
される。
In the vertical movement of the video display unit 10, the position of the user's eyeball is set as the center of rotation.
While keeping the distance from the eyeball to the image display unit 10 constant, so as to be equal to the angle of attack or inclination of the line of sight e,
The rotation angles of the stepping motors 13a to 13c are adjusted.

【0027】映像表示部10はさらに、そのフレーム1
0Aが図3のようにガイドレール12に摺接して移動可
能に構成され、フレーム10Aには推進モータ10Bが
固定され、推進モータ10Bの軸に嵌設されたピニオン
ギヤがガイドレール12側のラックギヤに噛合してい
る。よって推進モータ10Bが、装置制御部15から第
1信号線16を経て送られる制御信号に基づき回転する
と、映像表示部10はガイドレール12上を自走する。
The video display unit 10 further displays the frame 1
As shown in FIG. 3, a propulsion motor 10B is fixed to the frame 10A, and a pinion gear fitted on the shaft of the propulsion motor 10B is used as a rack gear on the guide rail 12 side. Are engaged. Therefore, when the propulsion motor 10 </ b> B rotates based on a control signal sent from the device control unit 15 via the first signal line 16, the image display unit 10 runs on the guide rail 12 by itself.

【0028】ここで、ガイドレール12は、平面上で利
用者の頭部中心を中心とする円弧を構成しており、よっ
て映像表示部10は、眼球からの距離を一定に保ちなが
ら、左右に回転した視線eが張る回転角に等しくなるま
でガイドレール12上を自走して移動する。したがっ
て、椅子18に座っている利用者が頭部を左右方向に回
転させたとき、利用者が指示を入力することによって推
進モータ10Bを動作させ、映像表示部10を左右方向
に移動させて、その光軸xを回転で移動した視線eに重
ねるよう調節することができる。このような利用者Uが
頭部を左右方向に回転させる際の、ガイドレール12上
を映像表示部10が回動する状態が、図4の平面図に示
される。
Here, the guide rail 12 forms a circular arc centered on the center of the user's head on a plane, so that the image display unit 10 moves left and right while maintaining a constant distance from the eyeball. The robot moves on the guide rail 12 by itself until the rotated line of sight e becomes equal to the rotation angle. Therefore, when the user sitting on the chair 18 rotates his / her head in the left / right direction, the user inputs an instruction to operate the propulsion motor 10B and move the video display unit 10 in the left / right direction. The optical axis x can be adjusted so as to overlap the line of sight e moved by rotation. The state in which the image display unit 10 rotates on the guide rail 12 when the user U rotates the head in the left-right direction is shown in the plan view of FIG.

【0029】さらに、前記では映像表示部10の上下方
向あるいは/および左右方向への移動の制御を、利用者
が装置制御部15の入力ボタン等の入力手段によって手
動入力した値に基づき行う構成であるが、他の構成とし
て、視線eの上下方向への移動を自動的に検出する視線
検出器emtを設け、この検出出力に基づいて映像表示
部10の上下方向移動を自動制御するものが可能であ
る。
Further, in the above, the control of the movement of the video display unit 10 in the up-down direction and / or the left-right direction is performed based on the value manually input by the user using input means such as input buttons of the device control unit 15. However, as another configuration, it is possible to provide a line-of-sight detector emt for automatically detecting the vertical movement of the line of sight e, and to automatically control the vertical movement of the video display unit 10 based on this detection output. It is.

【0030】このような視線検出器emtは、例えば図
1のように映像表示部10に搭載することができる。視
線検出センサとしては、CCDカメラで、利用者の眼球
位置を取り込んで、眼球の位置を検出する方式や、眼球
に赤外線を当てて、白眼と黒眼の反射率の違いを利用し
て、反射してくる光量を検出して、眼球の位置を検出す
る方式がある。同様に、頭部の左右回転を自動的に検出
する頭部回転検出器(図7参照)を設け、これによって
頭部の左右回転を自動検出する構成とすることもでき
る。このような頭部回転検出器としては、感圧センサを
はじめ、あるいはCCDカメラによる画像処理回路を適
用することができる。
Such a line-of-sight detector emt can be mounted on the video display unit 10 as shown in FIG. 1, for example. As a line-of-sight detection sensor, a CCD camera captures the position of the user's eyeball and detects the position of the eyeball, or irradiates the eyeball with infrared light and uses the difference in reflectance between the white and black eyes to reflect light. There is a method of detecting the position of the eyeball by detecting the amount of incoming light. Similarly, a head rotation detector (see FIG. 7) for automatically detecting the left-right rotation of the head may be provided to automatically detect the left-right rotation of the head. As such a head rotation detector, an image processing circuit such as a pressure-sensitive sensor or a CCD camera can be applied.

【0031】図5は、制御システムのブロック図であ
り、前記手動入力モードと自動制御モードの両方が示さ
れている。手動入力モードでは、装置制御部15は手動
入力パネル28から入力される指示入力信号28aに基
づいて、モータ制御信号15a、15bをそれぞれ各ス
テッピングモータ13a〜13cと、推進モータ10B
に送る。一方、自動制御モードでは、装置制御部15は
視線検出器emtから入力される視線検出器信号e2あ
るいは/および頭部運動センサー29から入力される頭
部運動検出信号29aに基づいて、モータ制御信号15
a、15bをそれぞれ各ステッピングモータ13a〜1
3cと、推進モータ10Bに送る。
FIG. 5 is a block diagram of the control system, showing both the manual input mode and the automatic control mode. In the manual input mode, the device control unit 15 outputs the motor control signals 15a and 15b to the respective stepping motors 13a to 13c and the propulsion motor 10B based on the instruction input signal 28a input from the manual input panel 28.
Send to On the other hand, in the automatic control mode, the device control unit 15 controls the motor control signal based on the gaze detector signal e2 input from the gaze detector emt and / or the head motion detection signal 29a input from the head motion sensor 29. Fifteen
a, 15b respectively correspond to the stepping motors 13a to 13a.
3c to the propulsion motor 10B.

【0032】つぎに、図6は本発明に係る追従型虚像視
ディスプレイシステムの別の実施形態の全体斜視図であ
る。図7は、図6に示されたヘッドレスト部を説明する
斜視図である。この構成では、椅子31にヘッドレスト
32の下端が、回動用モータ33によって左右に回転可
能に取り付けられ、ヘッドレスト32の上端には映像表
示部支持機構30の一端が取り付けられ、映像表示部支
持機構30の他端に映像表示部10が設けられている。
FIG. 6 is an overall perspective view of another embodiment of the tracking type virtual image display system according to the present invention. FIG. 7 is a perspective view illustrating the headrest portion shown in FIG. In this configuration, the lower end of the headrest 32 is attached to the chair 31 so as to be rotatable left and right by a rotation motor 33, and one end of an image display unit support mechanism 30 is attached to the upper end of the headrest 32. The video display unit 10 is provided at the other end of the display.

【0033】映像表示部支持機構30は、前記の実施形
態におけると同様のステッピングモータ13mやアーム
14m等で構成され、前記の実施形態におけると同様に
映像表示部10を上下方向に回動させる。ヘッドレスト
32は、利用者の頭部中心を中心に回転可能になってお
り、利用者の頭部がヘッドレスト32に接触する部分
に、図7に示すような感圧センサ36が設けられる。
The image display section support mechanism 30 is composed of the same stepping motor 13m and arm 14m as in the above-described embodiment, and rotates the image display section 10 in the vertical direction as in the above-described embodiment. The headrest 32 is rotatable about the center of the head of the user, and a pressure-sensitive sensor 36 as shown in FIG. 7 is provided at a portion where the head of the user contacts the headrest 32.

【0034】利用者は、ヘッドレスト32にもたれて映
像表示部10が形成させる虚像を観賞するが、利用者が
自ら頭部を左右に回転させると、回転方向の圧力が増
し、反対方向の圧力が減じるので、この差をなくすよう
に、回動用モータ33が駆動されてヘッドレスト32を
回転させる。するとヘッドレスト32に取付けられた映
像表示部10は、ヘッドレスト32の動きに応じて左右
方向に回動する。これによって、利用者は常に快適な位
置で虚像を観賞できる。
The user leans on the headrest 32 and observes the virtual image formed by the image display unit 10. However, when the user turns his / her head left and right, the pressure in the rotation direction increases, and the pressure in the opposite direction increases. Since the difference is reduced, the rotation motor 33 is driven to rotate the headrest 32 so as to eliminate this difference. Then, the video display unit 10 attached to the headrest 32 rotates left and right according to the movement of the headrest 32. This allows the user to always view the virtual image at a comfortable position.

【0035】図8は、本発明の一実施形態の光学系を示
す簡略図で、虚像の距離を変化させる光学系を示したも
のである。同図において、O1またはO2は、レンズ1
3Rまたは13Lの主点をそれぞれ表しており、F1ま
たはF2は、レンズ13Rまたは13Lの焦点をそれぞ
れ表している。また、Oは、主点O1とO2との間の中
点を表している。表示パネル14Rまたは14Lは、そ
の中心点(例えば、表示パネル14R、14Lが長方形
状をしている場合において、その長方形の対角線の交点
等)が、中点Oと焦点F1またはF2それぞれとを結ぶ
直線OF1またはOF2上にそれぞれ位置し、かつ両者
が同一平面上に位置するように配置されている。
FIG. 8 is a simplified diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention, which shows an optical system for changing the distance of a virtual image. In the figure, O1 or O2 is a lens 1
A principal point of 3R or 13L is shown, respectively, and F1 or F2 represents a focal point of the lens 13R or 13L, respectively. O represents a middle point between the principal points O1 and O2. The display panel 14R or 14L has a center point (for example, in the case where the display panels 14R and 14L have a rectangular shape, an intersection of diagonal lines of the rectangle) connects the midpoint O with the focal point F1 or F2. They are located on the straight lines OF1 and OF2, respectively, and both are located on the same plane.

【0036】これは、次のような理由による。例えば、
主点O2からO1の方向をd軸として、レンズ13Lの
光軸方向(主点O2から焦点F2の方向をs軸とする。
そして、表示パネル14Lの中心点をM1とし、そのs
d平面における座標を(s1、d1)とするとともに、
レンズ13Lが形成する虚像との中心点をM1’とし、
そのsd平面における座標を(s1’、d1’)とす
る。さらに、焦点F1とF2との間の中点をO’とす
る。
This is for the following reason. For example,
The direction from the principal point O2 to O1 is the d-axis, and the direction of the optical axis of the lens 13L (the direction from the principal point O2 to the focal point F2 is the s-axis).
Then, the center point of the display panel 14L is set to M1, and s
The coordinates on the d plane are (s1, d1), and
The center point with the virtual image formed by the lens 13L is M1 ′,
The coordinates on the sd plane are (s1 ′, d1 ′). Further, the midpoint between the focal points F1 and F2 is defined as O ′.

【0037】この場合、上述したように、表示パネル1
4Rまたは14Lは同一平面内にあり、かつその中心点
が、直線OF1またはOF2上にあるから、表示パネル
14Rおよび14Lは、レンズ13Rおよび13Lの主
平面(これも、上述したように同一平面内にある)から
等距離にある。したがって、虚像RおよびLも同一平面
内にあるから、この虚像RおよびLの中心点が、いずれ
も、中点OとO’とを結ぶ直線OO’上にあれば、虚像
RおよびLは同一位置にあることになる。
In this case, as described above, the display panel 1
Since 4R or 14L is in the same plane and its center point is on straight line OF1 or OF2, display panels 14R and 14L are connected to the main plane of lenses 13R and 13L (also in the same plane as described above). At the same distance). Therefore, since the virtual images R and L are also on the same plane, if the center points of the virtual images R and L are on a straight line OO 'connecting the midpoints O and O', the virtual images R and L are the same. Will be in position.

【0038】そこで、表示パネル14Lの中心点M1
(s1、d1)は、直線OF2上にあることから、次式
が成立する。 d=L/2−L×s1/(2×f) ただし、Lは、主点O1とO2の距離を表し、fは、レ
ンズ13Lの焦点距離を表す。一方、結像公式により、
次式が、成立する。 1/f=1/s1−1/s1’ また、主点O2、中心点M1、M1’は、一直線上にあ
ることから、次式が成立する。 s1/s1’=d1/d1’
Therefore, the center point M1 of the display panel 14L
Since (s1, d1) is on the straight line OF2, the following equation holds. d = L / 2−L × s1 / (2 × f) where L represents the distance between the principal points O1 and O2, and f represents the focal length of the lens 13L. On the other hand, according to the imaging formula,
The following equation holds. 1 / f = 1 / s1-1 / s1 ′ Further, since the principal point O2 and the center points M1 and M1 ′ are on a straight line, the following equation is established. s1 / s1 '= d1 / d1'

【0039】上式から、 d1’=L/2 が得られる。これは、虚像Lの中心点M1’が直線O
O’上にあることを示している。レンズ13Lが構成す
る光学系と、レンズ13Rが構成する光学系とは、直線
OO’に対して、対称であり、したがって、虚像Rの中
心点も直線OO’上にある。
From the above equation, d1 '= L / 2 is obtained. This is because the center point M1 ′ of the virtual image L is a straight line O
It shows that it is on O '. The optical system formed by the lens 13L and the optical system formed by the lens 13R are symmetric with respect to the straight line OO ′, and therefore, the center point of the virtual image R is also on the straight line OO ′.

【0040】以上のように、虚像RおよびLは、同一平
面上にあり、かつ、それらの中心点が、いずれも、直線
OO’上にあるので、虚像RおよびLは同一位置にある
ことになる。したがって、利用者は、両眼の輻輳調節を
一致させた状態で、すなわち、リラックスした状態で無
理なく、虚像を観察することができる。
As described above, since the virtual images R and L are on the same plane and their center points are all on the straight line OO ', the virtual images R and L are at the same position. Become. Therefore, the user can observe the virtual image in a state where the convergence adjustment of both eyes is matched, that is, in a relaxed state.

【0041】前記の映像表示部10では、ディスプレイ
パネル14Rまたは14Lそれぞれの中心点が、直線O
F1またはOF2上を、同一平面内に含まれるように同
期して移動するようになされており、これにより、虚像
RおよびLが形成される位置が、利用者の近くから無限
遠まで移動される(利用者から虚像RおよびLまでの距
離が変化される)。
In the video display section 10, the center point of each of the display panels 14R or 14L is
On the F1 or OF2, they are synchronously moved so as to be included in the same plane, whereby the positions where the virtual images R and L are formed are moved from near the user to infinity. (The distance from the user to the virtual images R and L is changed).

【0042】ディスプレイパネル14Rおよび14Lの
移動は、例えば、ステッピングモータ等で構成される虚
像距離制御用モータ45(図9参照)により行われるよ
うになされている。また、ディスプレイパネル14Rま
たは14Lそれぞれは、焦点F1またはF2よりも、レ
ンズ13R側または13L側の範囲を移動するようにな
されている。これは、前述したように、物体の虚像を観
察するためには、その物体が、焦点距離よりレンズに近
い位置にある必要があるからである。
The movement of the display panels 14R and 14L is performed by a virtual image distance control motor 45 (see FIG. 9) composed of, for example, a stepping motor. Further, each of the display panels 14R or 14L moves in a range closer to the lens 13R or 13L than the focal point F1 or F2. This is because, as described above, in order to observe a virtual image of an object, the object needs to be at a position closer to the lens than the focal length.

【0043】尚、ディスプレイパネル14Lおよび14
Rを、レンズ13Lおよび13Rに近い位置または遠い
位置に移動することにより、虚像LおよびRは、利用者
から近い位置または遠い位置にそれぞれ移動する。
The display panels 14L and 14L
By moving R to a position near or far from the lenses 13L and 13R, the virtual images L and R move to positions near or far from the user, respectively.

【0044】さらに、利用者から虚像RおよびLまでの
距離は、理論的には、レンズ13Lおよび13Rと、デ
ィスプレイパネル14Lおよび14Rとの間の距離によ
って変化させることができるので、ディスプレイパネル
14Lおよび14Rではなく、レンズ13Lおよび13
Rを移動させることによって変化させることも可能であ
る。
Furthermore, the distance from the user to the virtual images R and L can be changed theoretically by the distance between the lenses 13L and 13R and the display panels 14L and 14R. Instead of 14R, lenses 13L and 13L
It can be changed by moving R.

【0045】また、図8では、凸レンズであるレンズ1
3Lおよび13Rを拡大光学系として用いたが、凸レン
ズの他、例えば後述するように、凹面鏡等を用いて構成
することも可能である。
FIG. 8 shows a lens 1 which is a convex lens.
Although 3L and 13R are used as the magnifying optical system, it is also possible to use a concave lens or the like as described later, for example, in addition to the convex lens.

【0046】さらに、図8では、左眼に観察させる虚像
はレンズ13Lおよびディスプレイパネル14Lによっ
て、右眼に観察させる虚像はレンズ13Rおよびディス
プレイパネル14Rによって、それぞれ独立に形成され
る。したがって、この構成によれば、2次元の(平面的
な)虚像の他、立体的な虚像も提供することが可能であ
る。すなわち、例えば、両眼視差を利用した立体映像の
左眼用の映像または右眼用の映像を、ディスプレイパネ
ル14Lまたは14Rに表示することによって、利用者
には、立体的な虚像を提供することができる。
Further, in FIG. 8, the virtual image observed by the left eye is formed independently by the lens 13L and the display panel 14L, and the virtual image observed by the right eye is formed independently by the lens 13R and the display panel 14R. Therefore, according to this configuration, it is possible to provide not only a two-dimensional (planar) virtual image but also a three-dimensional virtual image. That is, for example, a stereoscopic virtual image is provided to a user by displaying a left-eye image or a right-eye image of a stereoscopic image using binocular parallax on the display panel 14L or 14R. Can be.

【0047】次に、図9は、映像表示部10の構成例を
示す斜視図である。レンズ13Lおよび13Rは、その
光軸(主点)どうしの距離が、例えば、人間の左眼と右
眼との平均的な距離となるような間隔で、底面パネル4
2に取付けられている。底面パネル42は、左下のフレ
ームスペーサ11Cと、右下のフレームスペーサ11D
とに固定されている。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of the configuration of the video display unit 10. The lenses 13L and 13R are arranged at intervals such that the distance between their optical axes (principal points) is, for example, the average distance between the left and right eyes of a human being.
2 attached. The bottom panel 42 includes a lower left frame spacer 11C and a lower right frame spacer 11D.
And fixed to.

【0048】また、これらのフレームスペーサ11Cお
よび11Dの他、左上のフレームスペーサ11Aおよび
右上フレームスペーサ11Bを挟むように、正面パネル
40および背面パネル41が設けられており、この正面
パネル40および背面パネル41との間の上部中央に
は、虚像距離制御用モータ45を固定しているモータ取
付け部44が設けられ、正面パネル40および背面パネ
ル41に固定されている。虚像距離制御用モータ45
は、回転することにより、ネジの切ってあるモータシャ
フト46を上下方向に移動させるようになされている。
In addition to the frame spacers 11C and 11D, a front panel 40 and a rear panel 41 are provided so as to sandwich the upper left frame spacer 11A and the upper right frame spacer 11B. A motor mounting portion 44 for fixing a virtual image distance control motor 45 is provided at the center of the upper portion between the front panel 41 and the virtual image distance controlling motor 45, and is fixed to the front panel 40 and the rear panel 41. Virtual image distance control motor 45
Is configured to move the threaded motor shaft 46 in the vertical direction by rotating.

【0049】尚、図9においては、正面パネル40、背
面パネル41、および底面パネル42を透明にしてある
が、これは構成を図示するための便宜的なものであり、
これらは必ずしも透明な部材で構成する必要はない。
In FIG. 9, the front panel 40, the rear panel 41, and the bottom panel 42 are made transparent, but this is for convenience of illustrating the structure.
These need not necessarily be made of a transparent member.

【0050】正面パネル40と背面パネル42とに挟ま
れる空間には、ディスプレイパネル14Lおよび14R
が取付けられたパネルホルダ39が設けられている。す
なわち、パネルホルダ39は、パネル取付け部19Lお
よび19Rを有しており、このパネル取付け部19Lま
たは19Rに、ディスプレイパネル14Lまたは14R
が、その表示画面がレンズ13Lまたは13Rに対向す
るようにそれぞれ取付けられている。そして、パネル取
付け部19Lまたは19Rは、パネルホルダ39のシャ
フト20Lまたは20Rに沿って、その左側または右側
の所定の範囲を、水平方向(図9では、レンズ13Lお
よび13Rの主平面と平行な方向)にそれぞれ移動する
ことができるようになされている。
The space between front panel 40 and rear panel 42 includes display panels 14L and 14R.
Is provided on the panel holder 39. That is, the panel holder 39 has the panel mounting portions 19L and 19R, and the display panel 14L or 14R is attached to the panel mounting portion 19L or 19R.
However, they are mounted so that their display screens face the lens 13L or 13R, respectively. The panel mounting portion 19L or 19R moves a predetermined range on the left or right side along the shaft 20L or 20R of the panel holder 39 in the horizontal direction (in FIG. 9, the direction parallel to the main plane of the lenses 13L and 13R). ) Has been made to be able to move each.

【0051】さらに、パネル取付け部19Lまたは19
Rの手前側には、ピン23Lまたは23Rがそれぞれ設
けられており、このピン23Lまたは23Rは、正面パ
ネル40に設けられたフレーム溝21Lまたは21Rに
それぞれ通されている。ここで、フレーム溝21Lまた
は21Rは、図8で説明した直線OF2またはOF1に
それぞれ沿って、左上がり(右下がり)の方向または右
上がり(左下がり)の方向に設けられている。
Further, the panel mounting portion 19L or 19
A pin 23L or 23R is provided on the near side of R, and the pin 23L or 23R is passed through a frame groove 21L or 21R provided on the front panel 40, respectively. Here, the frame grooves 21L or 21R are provided in a direction of rising left (falling right) or rising right (falling left) along the straight line OF2 or OF1 described with reference to FIG.

【0052】背面パネル41にも、正面パネル40のフ
レーム溝21Lまたは21Rと同様にフレーム溝22L
または22Rがそれぞれ設けられている。そして、パネ
ル取付け部19Lまたは19Rの奥側には、ピン23L
または23Rとそれぞれ同様にピン(図示せず)が設け
られており、パネル取付け部19Lまたは19Rに設け
られたピンそれぞれは、背面パネル41のフレーム溝2
2Lまたは22Rに通されている。
The rear panel 41 also has a frame groove 22L similar to the frame groove 21L or 21R of the front panel 40.
Or 22R is provided, respectively. A pin 23L is provided on the back side of the panel mounting portion 19L or 19R.
Or 23R, and pins (not shown) are provided in the same manner as in 23R. Each of the pins provided in the panel mounting portion 19L or 19R is
Passed through 2L or 22R.

【0053】従って、パネルホルダ39が全体として上
方向に移動すると、パネル取付け部19Lまたは19R
は、ピン23Lまたは23Rがフレーム溝21L(22
L)または21R(22R)にそれぞれ沿って移動する
ことにより、シャフト20Lまたは20Rに沿って、左
または右にそれぞれ移動する。また、パネルホルダ39
が全体として下方向に移動すると、パネル取付け部19
Lまたは19Rは、ピン23Lまたは23Rがフレーム
溝21L(22L)または21R(22R)にそれぞれ
沿って移動することにより、シャフト20Lまたは20
Rに沿って、右または左にそれぞれ移動する。
Accordingly, when the panel holder 39 moves upward as a whole, the panel mounting portion 19L or 19R
The pin 23L or 23R is connected to the frame groove 21L (22
L) or 21R (22R), respectively, to move left or right, respectively, along shaft 20L or 20R. Also, the panel holder 39
Is moved downward as a whole, the panel mounting portion 19
L or 19R moves the shaft 20L or 20R when the pin 23L or 23R moves along the frame groove 21L (22L) or 21R (22R), respectively.
Move right or left along R, respectively.

【0054】その結果、パネルホルダ39の上下方向の
移動に連動して、ディスプレイパネル14Lおよび14
Rは、フレーム溝21L(22L)または21R(22
R)にそれぞれ沿って移動、すなわち、図8で説明した
ように直線OF2またはOF1上それぞれを、同一平面
内に含まれるように移動する。
As a result, the display panels 14L and 14L are interlocked with the vertical movement of the panel holder 39.
R is the frame groove 21L (22L) or 21R (22
R), that is, as described with reference to FIG. 8, each of the lines on the straight line OF2 or OF1 is moved so as to be included in the same plane.

【0055】パネルホルダ39の中央には、中心板27
が設けられており、この中心板27には、モータシャフ
ト46の一端が取付けられている。従って、パネルホル
ダ39は、モータシャフト46とともに上下する。すな
わち、虚像距離制御用モータ45が回転することで、デ
ィスプレイパネル14Lおよび14Rは、直線OF2ま
たはOF1上それぞれを、同一平面内に含まれるように
移動する。
At the center of the panel holder 39, the center plate 27
The center plate 27 has one end of a motor shaft 46 attached thereto. Therefore, the panel holder 39 moves up and down together with the motor shaft 46. That is, when the virtual image distance control motor 45 rotates, the display panels 14L and 14R move on the straight line OF2 or OF1 so as to be included in the same plane.

【0056】尚、図9の実施形態では、ハーフミラー4
3が、背面パネル41に対して斜めになるように、背面
パネル41と底面パネル42との境界部分に固定されて
いる。このハーフミラー43は、手前の面が反射面とな
っている。
In the embodiment shown in FIG. 9, the half mirror 4
3 is fixed to the boundary between the back panel 41 and the bottom panel 42 so as to be oblique to the back panel 41. The half mirror 43 has a reflection surface on the front surface.

【0057】以上のように構成される映像表示部10に
おいては、ディスプレイパネル14Lまたは14Rに映
像が表示され、レンズ13Lまたは13Rでそれぞれ拡
大される。レンズ13Lまたは13Rで得られた拡大映
像は、ハーフミラー43で反射され、利用者の左眼また
は右眼にそれぞれ入射する。これにより、利用者の眼球
において、虚像が観察される。また、外部からの光は、
ハーフミラー43の反射面と反対側の面を透過すること
により、利用者の左眼または右眼に入射し、これによ
り、利用者の眼球において、外部の景色が観察される。
In the image display section 10 configured as described above, an image is displayed on the display panel 14L or 14R, and is enlarged by the lens 13L or 13R, respectively. The enlarged image obtained by the lens 13L or 13R is reflected by the half mirror 43 and enters the user's left or right eye, respectively. Thereby, a virtual image is observed in the user's eyeball. Also, external light
By passing through the surface of the half mirror 43 opposite to the reflection surface, the light enters the left eye or the right eye of the user, whereby an external scene is observed in the user's eyeball.

【0058】そして、虚像距離制御用モータ45が回転
し、これにより、ディスプレイパネル14Lおよび14
Rが、直線OF2またはOF1上それぞれを移動するこ
とによって、利用者が観察する虚像は、その利用者から
種々の距離に形成される。
Then, the virtual image distance control motor 45 rotates, whereby the display panels 14L and 14L are rotated.
As R moves on the straight line OF2 or OF1, respectively, virtual images observed by the user are formed at various distances from the user.

【0059】尚、図9においては、レンズ13Lまたは
13Rで得られた拡大映像をハーフミラー43で反射し
て、利用者の眼球に入射させるようにしたが、ハーフミ
ラー43を設けずに、レンズ13Lおよび13Rで得ら
れた拡大映像を、直接、利用者の眼球に入射させるよう
にすることも可能である。ただし、この場合、ディスプ
レイパネル14Rおよび14Lが、利用者の正面に位置
することになる。その遮られた視野の範囲に相当する外
部の状況(景色)を確認することは困難となる。
In FIG. 9, the enlarged image obtained by the lens 13L or 13R is reflected by the half mirror 43 and is incident on the user's eyeball. It is also possible to make the enlarged images obtained at 13L and 13R directly enter the user's eyeball. However, in this case, the display panels 14R and 14L are located in front of the user. It is difficult to confirm an external situation (scenery) corresponding to the range of the obstructed visual field.

【0060】図10は、本発明の一実施形態において視
線が水平のときの動作の模式正面図であり、図11は視
線が下方を向いたときの動作の模式正面図である。とこ
ろで、例えば従来の遠近両用眼鏡は、利用者の視線方向
により、上方(水平より上)は遠距離、下方(水平より
下)は近距離の物体に、それぞれ焦点が合うようになっ
ている。
FIG. 10 is a schematic front view of the operation when the line of sight is horizontal in one embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a schematic front view of the operation when the line of sight is directed downward. By the way, for example, conventional bifocal glasses focus on an object at a long distance above (above the horizontal) and at a short distance below (below the horizontal) depending on the direction of the user's line of sight.

【0061】本発明は、こうした遠近両用眼鏡の利用形
態にのっとり、図10に示されるように利用者の視線e
の方向が水平状態を含めて上向きになるときは、映像表
示部10を上向きにし、ディスプレイパネル14Lとレ
ンズ13L間の距離および、ディスプレイパネル14R
とレンズ13R間の距離は、いずれも長い状態にある。
この位置関係によって、虚像igは遠方(例えば、Li
g=15mの位置)に形成される。
According to the present invention, as shown in FIG. 10, the user's line of sight e
When the direction is upward including the horizontal state, the video display unit 10 is directed upward, and the distance between the display panel 14L and the lens 13L and the display panel 14R
The distance between the lens and the lens 13R is long.
Due to this positional relationship, the virtual image ig is far (for example, Li
g = 15 m).

【0062】また一方、図11に示されるように利用者
の視線eの方向が下向きになるときは、映像表示部10
を下向きに回転させるが、このときディスプレイパネル
14Rおよび14Lは、左右連動しながら、前述の直線
ラインに従ってv方向(下方向)に動き、ディスプレイ
パネル14Lとレンズ13L間の距離および、ディスプ
レイパネル14Rとレンズ13R間の距離は、いずれも
短くなる。この位置関係によって、虚像igは利用者の
近傍(例えば、Lig=0.5mの位置)に形成される
ようになる。
On the other hand, when the direction of the user's line of sight e is downward as shown in FIG.
Is rotated downward. At this time, the display panels 14R and 14L move in the v direction (downward) according to the aforementioned straight line while interlocking with the left and right, and the distance between the display panel 14L and the lens 13L and the distance between the display panel 14R and the display panel 14R. The distance between the lenses 13R becomes shorter in each case. Due to this positional relationship, the virtual image ig is formed near the user (for example, at a position of Lig = 0.5 m).

【0063】前記の構成は、視線の下方向への傾斜によ
って虚像の距離を変化させるものであり、よって虚像を
利用者の見やすい位置に、しかも収差の少ない明瞭な状
態で表示することが可能になる。
The above structure changes the distance of the virtual image by tilting the line of sight downward, so that the virtual image can be displayed at a position that is easy for the user to see and in a clear state with little aberration. Become.

【0064】図12は、この実施形態の動作のフローチ
ャートである。同図に示すように、視線検出器により視
線を検出すれば(ステップS1)、この出力を虚像距離
制御コンピュータに送って視線角度を同定し(ステップ
S2〜S4)、虚像距離を同定し(ステップS5〜S
7)、虚像距離に応じた信号を虚像距離モータに送るこ
とで、虚像の距離を変化させる。この動作は、装置制御
部15(図1参照)によって実行される。
FIG. 12 is a flowchart of the operation of this embodiment. As shown in the figure, if a line of sight is detected by a line of sight detector (step S1), this output is sent to a virtual image distance control computer to identify a line of sight angle (steps S2 to S4), and a virtual image distance is identified (step S1). S5-S
7) The signal corresponding to the virtual image distance is sent to the virtual image distance motor to change the virtual image distance. This operation is executed by the device control unit 15 (see FIG. 1).

【0065】図13は、本発明の別の実施形態の構成を
示す簡略図であり、映像表示部10Cには、前記レンズ
の代わりに凹面鏡13Vが用いられる。凹面鏡とレンズ
を併用してもよい。
FIG. 13 is a simplified diagram showing the structure of another embodiment of the present invention. A concave mirror 13V is used in the image display section 10C instead of the lens. You may use a concave mirror and a lens together.

【0066】図14は、本発明のさらに別の実施形態の
構成を示す簡略図であり、外界の画像を重ね合わせる必
要がない用途に適用して好適なものである。映像表示部
10Dはシースルーとする必要がないので、前記実施形
態のハーフミラーを除去した簡素かつ安価な構成となっ
ている。
FIG. 14 is a simplified diagram showing the configuration of still another embodiment of the present invention, which is suitable for use where it is not necessary to superimpose images of the outside world. Since it is not necessary to make the image display unit 10D see-through, the image display unit 10D has a simple and inexpensive configuration in which the half mirror of the embodiment is removed.

【0067】また図15は、本発明の追従型虚像視ディ
スプレイシステムの別の映像表示部に係る機構を説明し
た斜視図であり、この映像表示部10Gは、前記図9で
示された映像表示部10の構成におけるモータ取り付け
部44、虚像距離制御用モータ45、モータシャフト4
6による駆動部を、距離シャフト47、シャフト嵌挿板
48、パネル保持バネ49からなる駆動部で置き換えた
構成である。ここで距離シャフト47は、図示されない
カム、プランジャ等で上下方向に駆動される。その他の
構成は前記図9の構成と同様であり、説明を省略する。
FIG. 15 is a perspective view for explaining a mechanism relating to another image display unit of the tracking type virtual image display system of the present invention. The image display unit 10G is provided with the image display unit shown in FIG. Motor mounting section 44, virtual image distance control motor 45, motor shaft 4 in the configuration of section 10
6 is replaced with a drive unit including a distance shaft 47, a shaft fitting plate 48, and a panel holding spring 49. Here, the distance shaft 47 is driven in a vertical direction by a cam, a plunger, or the like (not shown). The other configuration is the same as the configuration in FIG. 9 described above, and the description is omitted.

【0068】図16は、図15に示された映像表示部1
0Gの、視線が水平のときの動作の模式正面図であり、
視線eが水平のときは距離シャフト47が上方に位置
し、よってディスプレイパネル14Lとレンズ13L間
の距離(および、図示されないがディスプレイパネル1
4Rとレンズ13R間の距離)は長い状態にある。この
位置関係によって、虚像igは遠方に形成される。
FIG. 16 shows the image display unit 1 shown in FIG.
0G is a schematic front view of the operation when the line of sight is horizontal,
When the line of sight e is horizontal, the distance shaft 47 is located above, and thus the distance between the display panel 14L and the lens 13L (and the display panel 1 (not shown)).
The distance between the 4R and the lens 13R) is long. Due to this positional relationship, the virtual image ig is formed far away.

【0069】図17は、図15に示された映像表示部1
0Gの、視線が下向きのときの動作の模式正面図であ
り、視線eが下向きのときは距離シャフト47が下方に
降りて、ディスプレイパネル14Lとレンズ13L間の
距離(および、図示されないがディスプレイパネル14
Rとレンズ13R間の距離)が短くなる。この位置関係
によって、虚像igは近くに形成される。
FIG. 17 shows the image display unit 1 shown in FIG.
0G is a schematic front view of the operation when the line of sight is downward, and when the line of sight e is downward, the distance shaft 47 descends, and the distance between the display panel 14L and the lens 13L (and the display panel not shown, but not shown). 14
The distance between R and the lens 13R) becomes shorter. Due to this positional relationship, the virtual image ig is formed near.

【0070】以上、詳説したように本発明は、利用者の
視線の移動あるいは/および頭部運動に追従して、提示
する虚像を変化させる虚像視ディスプレイシステムを実
現したものであり、これにより、常に収差の少ない位置
で、虚像を観賞できる。さらに、視線方向によって虚像
の距離を変化させる機構を組み込むことで、利用者の見
やすい位置に虚像を表示することができる。
As described in detail above, the present invention realizes a virtual image display system that changes a virtual image to be presented following the movement of the user's line of sight and / or the head movement. A virtual image can always be viewed at a position where the aberration is small. Further, by incorporating a mechanism for changing the distance of the virtual image depending on the line of sight, the virtual image can be displayed at a position that is easy for the user to see.

【0071】尚本発明は、前記の実施形態に限定される
のではなく、例えば、 1.ステッピングモータではなく、超音波モータ、DC
モータ、サーボモータなど(ロータリエンコーダ等位置
決め機構を含む)他のモータを用いる方法。 2.液晶パネルではく、小型のCRTなど他の表示素子
を用いる方法。 3.利用者の両眼で見るのではなく、片眼式。 4.補助の表示画面を設け、映像表示部と組み合わせて
用いる方法。 など、種々の変形が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. Ultrasonic motor, DC, not stepping motor
A method using another motor such as a motor or a servomotor (including a positioning mechanism such as a rotary encoder). 2. A method using other display elements such as a small CRT instead of a liquid crystal panel. 3. Rather than seeing with both eyes of the user, one-eye type. 4. A method in which an auxiliary display screen is provided and used in combination with an image display unit. For example, various modifications are possible.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
に係る追従型虚像視ディスプレイシステムは、具備する
映像表示部を移動させる移動機構を備え、この移動機構
は虚像光学系の光軸が利用者の視線の光軸に重なる位置
まで映像表示部を移動させる構成であるから、利用者の
指示に基づいて、映像表示部を自由に移動させることが
可能になる。この結果、映像表示部の光軸を視線の光軸
に重ねることができ、利用者に明確な虚像を提供するこ
とが可能となる。
As described in detail above, claim 1 of the present invention
The follow-up type virtual image display system according to the above has a moving mechanism for moving an image display unit provided, and the moving mechanism moves the image display unit to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the optical axis of the user's line of sight. With this configuration, it is possible to freely move the video display unit based on a user's instruction. As a result, the optical axis of the image display unit can be superimposed on the optical axis of the line of sight, and a clear virtual image can be provided to the user.

【0073】本発明の請求項2に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、利用
者の眼球を中心として、映像表示部が上下に回動可能に
構成されるものである。したがって、利用者の指示入力
によって映像表示部を上下に回動させることで映像表示
部の光軸を視線の光軸に重ねることができ、よって常に
収差の少ない位置で、虚像を観賞することが可能にな
る。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, in addition to the configuration according to the first aspect, the image display unit is configured to be rotatable up and down around the user's eyeball. It is. Therefore, the optical axis of the image display unit can be superimposed on the optical axis of the line of sight by rotating the image display unit up and down in response to a user's instruction input, so that a virtual image can always be viewed at a position where aberration is small. Will be possible.

【0074】本発明の請求項3に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、利用
者の頭部を中心として、映像表示部が左右方向に回動可
能に構成されるものである。したがって、利用者の指示
入力によって映像表示部を左右に回動させることで映像
表示部の光軸を視線の光軸に重ねることができ、よって
常に収差の少ない位置で、虚像を観賞することができ
る。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the image display unit is configured to be rotatable left and right around the user's head. Things. Therefore, the optical axis of the image display unit can be overlapped with the optical axis of the line of sight by rotating the image display unit to the left or right in response to a user's instruction input, so that a virtual image can always be viewed at a position where aberration is small. it can.

【0075】本発明の請求項4に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、利用
者の眼球を中心として、映像表示部が上下に回動可能で
あり、さらに利用者の頭部を中心として、映像表示部が
左右方向に回動可能に構成されるものである。したがっ
て、利用者の指示入力によって映像表示部を上下又は/
および左右に回動させることで映像表示部の光軸を視線
の光軸に重ねることができ、よって常に収差の少ない位
置で、虚像を観賞することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the video display unit can be rotated up and down around the user's eyeball. The image display unit is configured to be rotatable in the left-right direction around the head of the user. Therefore, the image display section is moved up and down or / and /
By rotating the image display unit right and left, the optical axis of the image display unit can be superimposed on the optical axis of the line of sight, so that a virtual image can be always viewed at a position where aberration is small.

【0076】本発明の請求項5に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、視線
検出器の出力により自動上下回動させる構成であるか
ら、利用者の眼球の位置が検出され、その検出結果に基
づき、眼球の運動に追従して、映像表示部の上下方向へ
の回動が自動的に制御される。従って、利用者が視線を
移動させても、常に収差の少ない位置に自動的に調整が
なされて、明瞭な虚像を提供することが可能となる。
The tracking virtual image display system according to claim 5 of the present invention has a configuration in which, in addition to the configuration according to claim 1, it is automatically rotated up and down by an output of a line-of-sight detector. Is detected, and based on the detection result, the vertical rotation of the image display unit is automatically controlled following the movement of the eyeball. Therefore, even if the user moves his or her line of sight, the position is automatically adjusted to a position with little aberration, and a clear virtual image can be provided.

【0077】本発明の請求項6に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、頭部
運動検出器の出力により自動水平回動させる構成である
から、利用者の頭部の位置が検出され、その検出結果に
基づき、頭部の運動に追従して、映像表示部の水平方向
への回動が自動的に制御される。従って、利用者が頭を
回転させても、常に収差の少ない位置に自動的に調整が
なされて、明瞭な虚像を提供することが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the follow-up type virtual image display system is configured such that it is automatically rotated horizontally by the output of the head motion detector. The position of the section is detected, and based on the detection result, the rotation of the image display section in the horizontal direction is automatically controlled following the movement of the head. Therefore, even if the user turns his / her head, the position is automatically adjusted to a position where the aberration is small, and a clear virtual image can be provided.

【0078】本発明の請求項7に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、請求項1に係る構成に加え、映像
表示部を視線検出器の出力により自動上下回動させ、か
つ頭部運動検出器の出力により自動水平回動させる構成
である。この結果、利用者の視線の移動に自動的に追従
でき、また頭部の回転移動に自動的に追従できる。よっ
て利用者が視線を動かし、また頭を回転させても、常に
収差の少ない位置に自動的に調整がなされて、明瞭な虚
像を観賞できる。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the image display unit is automatically rotated up and down by an output of a line-of-sight detector, and a head movement detector. Is automatically rotated horizontally by the output of. As a result, it is possible to automatically follow the movement of the user's line of sight and automatically follow the rotational movement of the head. Therefore, even if the user moves his / her gaze or rotates his / her head, the position is automatically adjusted to a position with little aberration, and a clear virtual image can be viewed.

【0079】本発明の請求項8に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、前記請求項1、2、3、4、5、
6または7に係る構成、即ち利用者の視線移動あるいは
/および頭部回転に対応した映像表示部の回動に加え
て、虚像の距離を輻輳と調節を一致させながら変化させ
る構成である。この結果、利用者の作業状態や視力など
に適した虚像を所望の位置に、しかも収差の少ない明瞭
な状態で提供することが可能となる。
The following-type virtual image display system according to claim 8 of the present invention provides the following-type virtual image display system.
In the configuration according to 6 or 7, that is, in addition to the rotation of the video display unit corresponding to the movement of the user's line of sight and / or the rotation of the head, the distance of the virtual image is changed while matching the convergence and the adjustment. As a result, it is possible to provide a virtual image suitable for a user's working state and visual acuity at a desired position and in a clear state with little aberration.

【0080】本発明の請求項9に係る追従型虚像視ディ
スプレイシステムは、前記請求項1、2、3、4、5、
6または7に係る構成、即ち利用者の視線移動あるいは
/および頭部回転に対応した映像表示部の回動に加え
て、視線の上下方向への傾斜によって、虚像の距離を変
化させる構成である。したがって、虚像を利用者の見や
すい位置に、しかも収差の少ない明瞭な状態で表示する
ことが可能になる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a tracking type virtual image display system according to the first, second, third, fourth and fifth aspects.
The configuration according to 6 or 7, that is, the configuration in which the distance of the virtual image is changed by tilting the line of sight up and down in addition to the rotation of the image display unit corresponding to the user's line of sight movement and / or head rotation. . Therefore, it is possible to display a virtual image at a position that is easy for the user to see and in a clear state with little aberration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る追従型虚像視ディスプレイシステ
ムの一実施形態における全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a tracking type virtual image display system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示された映像表示部支持機構の細部を説
明する分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating details of an image display unit support mechanism shown in FIG. 1;

【図3】図1に示された映像表示部支持機構の他の細部
を説明する分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating other details of the image display unit support mechanism shown in FIG. 1;

【図4】図1に示された追従型虚像視ディスプレイシス
テムの動作の説明のための平面図である。
FIG. 4 is a plan view for explaining an operation of the tracking type virtual image display system shown in FIG. 1;

【図5】図1に示された追従型虚像視ディスプレイシス
テムの制御部分のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a control portion of the tracking virtual image display system shown in FIG. 1;

【図6】本発明に係る追従型虚像視ディスプレイシステ
ムの別の実施形態の全体斜視図である。
FIG. 6 is an overall perspective view of another embodiment of the tracking type virtual image display system according to the present invention.

【図7】図6に示されたヘッドレスト部を説明する斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a headrest portion shown in FIG. 6;

【図8】本発明の一実施形態の光学系を示す簡略図であ
る。
FIG. 8 is a simplified diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る追従型虚像視ディスプレイシステ
ムの映像表示部の機構を説明した斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a mechanism of an image display unit of the tracking type virtual image display system according to the present invention.

【図10】本発明の一実施形態において視線が水平のと
きの動作の模式正面図である。
FIG. 10 is a schematic front view of the operation when the line of sight is horizontal in one embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態において視線が下方を向
いたときの動作の模式正面図である。
FIG. 11 is a schematic front view of the operation when the line of sight is directed downward in one embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態の動作のフローチャート
である。
FIG. 12 is a flowchart of the operation of the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の別の実施形態の構成を示す簡略図で
ある。
FIG. 13 is a simplified diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【図14】本発明のさらに別の実施形態の構成を示す簡
略図である。
FIG. 14 is a simplified diagram showing a configuration of still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の追従型虚像視ディスプレイシステム
の別の映像表示部に係る機構を説明した斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view illustrating a mechanism related to another image display unit of the tracking type virtual image display system of the present invention.

【図16】図15に示された映像表示部の、視線が水平
のときの動作の模式正面図である。
16 is a schematic front view of the operation of the image display unit shown in FIG. 15 when the line of sight is horizontal.

【図17】図15に示された映像表示部の、視線が下方
を向いたときの動作の模式正面図である。
FIG. 17 is a schematic front view of the operation of the video display unit shown in FIG. 15 when the line of sight is directed downward.

【図18】従来のHMDシステムの構成を示す簡略図で
ある。
FIG. 18 is a simplified diagram showing a configuration of a conventional HMD system.

【図19】従来のビューファインダの要部の説明図であ
る。
FIG. 19 is an explanatory diagram of a main part of a conventional viewfinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D……本発明に係る追従型虚像視ディスプレイシステ
ム、10……映像表示部、11……映像表示部支持機
構、12……ガイドレール、13a〜13c……ステッ
ピングモータ、14……アーム、15……装置制御部、
16……第1信号線、17……第2信号線、18……椅
子、24……アーム、25……アーム、e……視線、e
mt……視線検出器、x……光軸
D: Tracking-type virtual image display system according to the present invention, 10: Image display unit, 11: Image display unit support mechanism, 12, Guide rails, 13a to 13c, Stepping motor, 14, Arm, 15 …… Device control unit,
16 first signal line, 17 second signal line, 18 chair, 24 arm, 25 arm, e line of sight, e
mt: gaze detector, x: optical axis

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 虚像光学系を有する映像表示部を備え、
前記虚像を利用者の視線上に載せて利用可能にする構成
の虚像視ディスプレイシステムであって、 前記映像表示部を虚像光学系とともに移動させる移動機
構を備え、 前記移動機構は前記虚像光学系の光軸が前記視線の光軸
に重なる位置まで前記映像表示部を移動させる構成とし
たことを特徴とする追従型虚像視ディスプレイシステ
ム。
An image display unit having a virtual image optical system;
A virtual image display system having a configuration in which the virtual image is placed on the user's line of sight and is made available, comprising a moving mechanism that moves the image display unit together with the virtual image optical system, wherein the moving mechanism includes a moving image of the virtual image optical system. A tracking-type virtual image display system, wherein the image display unit is moved to a position where an optical axis overlaps the optical axis of the line of sight.
【請求項2】 利用者が前記視線を上下方向に移動させ
た際に、前記映像表示部が上下方向に移動可能に構成さ
れたことを特徴とする請求項1記載の追従型虚像視ディ
スプレイシステム。
2. The tracking-type virtual image display system according to claim 1, wherein when the user moves the line of sight in the vertical direction, the video display unit is configured to be movable in the vertical direction. .
【請求項3】 利用者が頭部を左右へ回転させた際に、
前記映像表示部が左右方向に移動可能に構成されたこと
を特徴とする請求項1記載の追従型虚像視ディスプレイ
システム。
3. When a user turns his / her head left and right,
The tracking type virtual image display system according to claim 1, wherein the image display unit is configured to be movable in the left-right direction.
【請求項4】 前記映像表示部は、利用者の視線の移動
時に上下方向に移動し、かつ利用者が頭部を左右へ回転
させた際に水平方向に移動可能に構成されたことを特徴
とする請求項1記載の追従型虚像視ディスプレイシステ
ム。
4. The video display unit is configured to move up and down when the user's line of sight moves, and to move horizontally when the user turns his / her head left and right. The tracking type virtual image display system according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記利用者の視線を自動検出する視線検
出器を備え、 前記移動機構は前記視線検出器の検出出力に基づいて、
前記虚像光学系の光軸が前記視線に重なる位置まで、前
記映像表示部を自動で上下方向に移動させる構成とした
ことを特徴とする請求項2記載の追従型虚像視ディスプ
レイシステム。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a line-of-sight detector configured to automatically detect a line of sight of the user, wherein the moving mechanism is configured to detect a line of sight of the user based on a detection output of the line of sight
The tracking type virtual image display system according to claim 2, wherein the image display unit is automatically moved up and down to a position where an optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight.
【請求項6】 前記利用者が頭部を左右へ回転させる際
に生じる変化量を自動検出する頭部回転検出器を備え、 前記移動機構は前記頭部回転検出器の検出出力に基づい
て、前記虚像光学系の光軸が前記視線に重なる位置ま
で、前記映像表示部を自動で左右方向に移動させる構成
としたことを特徴とする請求項3記載の追従型虚像視デ
ィスプレイシステム。
6. A head rotation detector for automatically detecting a change amount generated when the user rotates the head left and right, wherein the moving mechanism is configured to detect a change amount based on a detection output of the head rotation detector. The tracking type virtual image display system according to claim 3, wherein the image display unit is automatically moved in the left-right direction until the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight.
【請求項7】 前記利用者の視線を自動検出する視線検
出器と、前記利用者が頭部を左右へ回転させる際に生じ
る変化量を自動検出する頭部回転検出器を備え、 前記移動機構は前記映像表示部を、前記視線検出器の検
出出力に基づいて前記虚像光学系の光軸が前記視線に重
なる位置まで上下方向に自動的に移動させ、かつ前記頭
部回転検出器の検出出力に基づいて前記虚像光学系の光
軸が前記視線に重なる位置まで左右方向に自動的に移動
させる構成としたことを特徴とする請求項4記載の追従
型虚像視ディスプレイシステム。
7. A moving mechanism, comprising: a line-of-sight detector for automatically detecting the line of sight of the user; and a head rotation detector for automatically detecting the amount of change that occurs when the user turns his / her head to the left and right. Automatically moves the image display unit up and down to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight based on the detection output of the line of sight detector, and detects the output of the head rotation detector. The tracking virtual image display system according to claim 4, wherein the virtual image optical system is configured to automatically move in the left-right direction to a position where the optical axis of the virtual image optical system overlaps the line of sight based on the following.
【請求項8】 前記映像表示部は前記虚像が形成される
位置を移動可能に構成されたことを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、6または7に記載の追従型虚像視
ディスプレイシステム。
8. The tracking virtual image according to claim 1, wherein the image display unit is configured to be able to move a position where the virtual image is formed. Visual display system.
【請求項9】 前記映像表示部は前記虚像が形成される
位置を移動可能に構成され、かつ利用者の前記視線が下
向き時に、前記虚像を前記利用者に近い側の位置に形成
させる構成としたことを特徴とする請求項1、2、3、
4、5、6または7に記載の追従型虚像視ディスプレイ
システム。
9. The image display unit is configured to be movable at a position where the virtual image is formed, and is configured to form the virtual image at a position closer to the user when the line of sight of the user is downward. Claims 1, 2, 3,
8. The tracking virtual image display system according to 4, 5, 6, or 7.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003250812A (en) * 2002-02-28 2003-09-09 Olympus Optical Co Ltd Stereoscopic display device for medical treatment
JP2005095594A (en) * 2003-08-08 2005-04-14 Carl Zeiss Ag Microscopic examination system and method
KR100726028B1 (en) * 2005-12-14 2007-06-08 한양대학교 산학협력단 Augmented reality projection system of affected parts and method therefor
JP2009098466A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Hirosaki Univ Movable display system and display device driver
JP2011188957A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 National Institute Of Information & Communication Technology Device for showing wide visual field image to both eyes and measuring sight line
JP5496425B2 (en) * 2012-02-07 2014-05-21 オリンパス株式会社 Display device
JP2014097238A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Nidek Co Ltd Optometer, and optometrical unit movement mechanism
JP2015127811A (en) * 2013-11-29 2015-07-09 一生 村上 Image display device support tool
JP2017012594A (en) * 2015-07-03 2017-01-19 株式会社岡村製作所 Chair device
WO2018067611A1 (en) 2016-10-03 2018-04-12 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
JP2019062934A (en) * 2017-09-28 2019-04-25 株式会社トプコン Ophthalmologic apparatus
JP2019528838A (en) * 2016-09-21 2019-10-17 バーブ サージカル インコーポレイテッドVerb Surgical Inc. User console system for robotic surgery
CN111951029A (en) * 2020-08-18 2020-11-17 重庆文理学院 Agricultural product safety quality traceability system
WO2021041249A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Moveable display system
WO2021041253A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Moveable display unit on track

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019120553A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Stefan Hagen Optical device

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003250812A (en) * 2002-02-28 2003-09-09 Olympus Optical Co Ltd Stereoscopic display device for medical treatment
JP2005095594A (en) * 2003-08-08 2005-04-14 Carl Zeiss Ag Microscopic examination system and method
JP4701325B2 (en) * 2003-08-08 2011-06-15 カール ツァイス サージカル ゲーエムベーハー Microscope inspection system and method
KR100726028B1 (en) * 2005-12-14 2007-06-08 한양대학교 산학협력단 Augmented reality projection system of affected parts and method therefor
JP2009098466A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Hirosaki Univ Movable display system and display device driver
JP2011188957A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 National Institute Of Information & Communication Technology Device for showing wide visual field image to both eyes and measuring sight line
JP5496425B2 (en) * 2012-02-07 2014-05-21 オリンパス株式会社 Display device
JPWO2013118328A1 (en) * 2012-02-07 2015-05-11 オリンパス株式会社 Display device
JP2014097238A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Nidek Co Ltd Optometer, and optometrical unit movement mechanism
JP2015127811A (en) * 2013-11-29 2015-07-09 一生 村上 Image display device support tool
JP2017012594A (en) * 2015-07-03 2017-01-19 株式会社岡村製作所 Chair device
JP2019528838A (en) * 2016-09-21 2019-10-17 バーブ サージカル インコーポレイテッドVerb Surgical Inc. User console system for robotic surgery
US11642181B2 (en) 2016-09-21 2023-05-09 Verb Surgical Inc. User arm support for use in a robotic surgical system
US11446097B2 (en) 2016-09-21 2022-09-20 Verb Surgical Inc. User console system for robotic surgery
WO2018067611A1 (en) 2016-10-03 2018-04-12 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
US11439478B2 (en) 2016-10-03 2022-09-13 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
JP2019531117A (en) * 2016-10-03 2019-10-31 バーブ サージカル インコーポレイテッドVerb Surgical Inc. Immersive 3D display for robotic surgery
EP3518730A4 (en) * 2016-10-03 2020-05-27 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
US10786327B2 (en) 2016-10-03 2020-09-29 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
US11813122B2 (en) 2016-10-03 2023-11-14 Verb Surgical Inc. Immersive three-dimensional display for robotic surgery
JP2019062934A (en) * 2017-09-28 2019-04-25 株式会社トプコン Ophthalmologic apparatus
CN114270089A (en) * 2019-08-23 2022-04-01 直观外科手术操作公司 Movable display unit on track
WO2021041253A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Moveable display unit on track
WO2021041249A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Moveable display system
CN111951029B (en) * 2020-08-18 2023-06-06 重庆文理学院 Agricultural product safety quality traceability system
CN111951029A (en) * 2020-08-18 2020-11-17 重庆文理学院 Agricultural product safety quality traceability system

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