JPH10262165A - Video display device and personal computer - Google Patents

Video display device and personal computer

Info

Publication number
JPH10262165A
JPH10262165A JP9065650A JP6565097A JPH10262165A JP H10262165 A JPH10262165 A JP H10262165A JP 9065650 A JP9065650 A JP 9065650A JP 6565097 A JP6565097 A JP 6565097A JP H10262165 A JPH10262165 A JP H10262165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
line
sight
virtual image
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9065650A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsui
健 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9065650A priority Critical patent/JPH10262165A/en
Publication of JPH10262165A publication Critical patent/JPH10262165A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow the user to enjoy an image in a pleasant way by displaying a virtual image at a distance in matching with a focus of the user in the video image display device utilizing the virtual image. SOLUTION: Left/right display panels 3L, 3R are on the same plane and movable in parallel with left/right lenses 1L, 2R. Moreover, the display panels 3L, 3R are provided so that center points 3LM, 3RM are respectively moved on line segments GL, GR tying a center point OM between the lenses 1L, 1R and focuses FL, FR. A sensor 5 senses a sight of line of left/right eyes 2L, 2R, and a virtual image distance control means 6 applies movement control to the display panels 3L, 3R in response to the direction of the sight of line. Thus, the display distance of virtual images 4L, 4R is moved in response to the focus 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】本発明は映像を表示する映像
表示装置およびパソコンに関し、特に虚像を利用して映
像を表示する映像表示装置およびパソコンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device and a personal computer for displaying an image, and more particularly to an image display device and a personal computer for displaying an image using a virtual image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、虚像を利用して映像を鑑賞するた
めの映像表示装置としては、例えばHMD(Head Mount
ed Display)といった頭部搭載型のものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image display device for viewing an image using a virtual image, for example, an HMD (Head Mount) is known.
ed Display).

【0003】図16は従来のHMDの基本構成を示す図
である。HMD70は、例えば、映像を拡大して虚像を
形成するレンズ71と、そのレンズの焦点距離よりも近
い位置に配置された表示パネル(液晶ディスプレイな
ど)72などから構成される。ユーザ73は、HMD7
0を頭部に装着し、表示パネル72に表示された映像を
レンズ71を介して見ることで、その虚像を鑑賞するこ
とができる。
FIG. 16 shows a basic configuration of a conventional HMD. The HMD 70 includes, for example, a lens 71 that enlarges an image to form a virtual image, and a display panel (such as a liquid crystal display) 72 that is disposed at a position closer than the focal length of the lens. The user 73 has the HMD7
By wearing the image 0 on the head and viewing the image displayed on the display panel 72 through the lens 71, the virtual image can be appreciated.

【0004】この他に、虚像を利用して映像を鑑賞する
映像表示装置としては、携帯型ビデオカメラなどに用い
られるビューファインダが知られている。ビューファイ
ンダは、図17に示すように、ビデオカメラ本体80に
取り付けられており、ユーザの左右どちらか単眼で、接
眼レンズ81bから内部の表示パネル81aに表示され
る映像を鑑賞するようになっている。そして、操作ボタ
ン82によって、表示パネル81aに表示される映像の
切り換え操作などを行う。
In addition, a viewfinder used for a portable video camera or the like is known as an image display device for viewing an image using a virtual image. The viewfinder is attached to the video camera body 80 as shown in FIG. 17, and allows the user to view an image displayed on the internal display panel 81a from the eyepiece 81b with one of the right and left eyes of the user. I have. Then, the operation button 82 is used to perform an operation of switching the image displayed on the display panel 81a.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したHM
D70やビューファインダ81は、レンズと表示パネル
との距離が一定なため、固定された位置で虚像を鑑賞す
ることになり、長時間の鑑賞により、ドライアイや眼精
疲労を誘発するという問題があった。また、虚像の位置
が固定なため、視力の悪い人などにとっては鑑賞しにく
いという問題があった。
However, the above-mentioned HM
Since the distance between the lens and the display panel is constant, the D70 and the viewfinder 81 watch a virtual image at a fixed position, and cause a problem of inducing dry eye and eyestrain due to long viewing. there were. In addition, since the position of the virtual image is fixed, there is a problem that it is difficult for a person with poor vision to appreciate the image.

【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、快適な鑑賞を可能とする映像表示装置を提供
することを目的とする。
[0006] The present invention has been made in view of such a point, and it is an object of the present invention to provide a video display device which enables comfortable viewing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、虚像を利用した映像表示装置において、
映像を表示する表示パネルと、前記表示された映像を拡
大する拡大光学部材と、前記表示パネルおよび前記拡大
光学部材の間隔を連続して切り換え可能に支持する光学
系支持機構部と、利用者の視線の向きを検出する視線検
出手段と、前記検出された利用者の視線の向きに応じて
前記表示パネルおよび前記拡大の間隔を切り換えて前記
虚像の距離を制御する虚像距離制御手段と、を有するこ
とを特徴とする映像表示装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in a video display device using a virtual image,
A display panel for displaying an image, an enlarging optical member for enlarging the displayed image, an optical system support mechanism for supporting the interval between the display panel and the enlarging optical member in a continuously switchable manner, A line of sight detecting means for detecting the direction of the line of sight, and a virtual image distance control means for controlling the distance of the virtual image by switching the interval between the display panel and the enlargement in accordance with the detected direction of the line of sight of the user. An image display device is provided.

【0008】このような映像表示装置では、表示パネル
で表示された映像は、拡大光学部材で拡大され、虚像と
して利用者の眼に到達する。視線検出手段は、利用者の
視線の向きを検出し、この視線の向きに応じて、虚像距
離制御手段が、表示パネルおよび拡大光学部材の間隔を
切り換えて虚像の距離を制御する。
[0008] In such an image display device, the image displayed on the display panel is magnified by the magnifying optical member and reaches the user's eye as a virtual image. The line-of-sight detection unit detects the direction of the line of sight of the user, and the virtual image distance control unit switches the distance between the display panel and the magnifying optical member to control the distance of the virtual image according to the direction of the line of sight.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面を参
照して説明する。図1は本発明の映像表示装置の原理図
である。本発明の映像装置では、左右2枚のレンズ1
L,1Rが設けられる。これらレンズ1L,1Rは、互
いの主点OL ,OR が、人の左右の眼2L,2Rの平均
的な距離D0 だけ離れて配置されている。また、レンズ
1L,1Rは、主平面が同一平面上にあるように配置さ
れている。ここで、レンズ1L,1Rの焦点FL ,FR
は、ともに同じ距離とする。また、主点OL ,OR を通
る軸をD軸とし、その原点をレンズ2Lの主点OL とす
る。そして、主点OL から主点OR に向かって正の向き
とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of the video display device of the present invention. In the video device of the present invention, two left and right lenses 1
L, 1R are provided. These lenses 1L, 1R is the principal point of each other O L, O R is, ocular 2L of the left and right human, are spaced apart by an average distance D 0 of 2R. The lenses 1L and 1R are arranged such that the main planes are on the same plane. The lens 1L, the focus of the 1R F L, F R
Are the same distance. Also, the principal point O L, the axis passing through the O R and D axis, and the principal point O L of the origin lens 2L. Then, the positive direction towards the principal point O R from the principal point O L.

【0010】レンズ1L,1Rの向かい側には、それぞ
れ液晶の表示パネル3L,3Rが設けられている。表示
パネル3Lは、その中心点3LM (例えば、表示パネル
3Lが長方形の場合、その対角線の交点)が、レンズ1
L,1Rの主点OL ,OR の中点OM と焦点FL とを結
ぶ直線GL 上に位置するように配置されている。一方、
表示パネル3Rは、その中心点3RM (例えば、表示パ
ネル3Rが長方形の場合、その対角線の交点)が、中点
M と焦点FR とを結ぶ直線GR 上に位置するように配
置されている。また、表示パネル3L,3Rは、互いの
表示面が同一平面H上に位置するように配置されてい
る。
[0010] Liquid crystal display panels 3L and 3R are provided opposite the lenses 1L and 1R, respectively. Display panel 3L, the center point 3L M (e.g., if the display panel 3L is rectangular, the intersection of the diagonals) of the lens 1
L, are arranged so as to be positioned on the straight line G L connecting the main points of the 1R O L, and a middle point of the O R O M and the focus F L. on the other hand,
Display panel 3R, the central point 3R M (e.g., if the display panel 3R is rectangular, the intersection of its diagonals) is arranged so as to be positioned on a straight line G R connecting the middle point O M and the focal point F R ing. Further, the display panels 3L and 3R are arranged such that their display surfaces are located on the same plane H.

【0011】このような配置により、レンズ1Lおよび
表示パネル3Lで構成される左眼側の光学系と、レンズ
1Rおよび表示パネル3Rで構成される右眼側の光学系
とは、焦点FL ,FR の間の中点OF と、レンズ1L,
1R間の中点OM とを結んだ直線GM を中心に、対称と
なっている。
With such an arrangement, the optical system on the left eye side composed of the lens 1L and the display panel 3L and the optical system on the right eye side composed of the lens 1R and the display panel 3R have the focal points FL, FL . the midpoint O F between F R, lenses 1L,
Around the straight line G M that connects the middle point O M between 1R, becomes symmetrical.

【0012】ところで、図のように左右2枚のレンズ1
L,1Rおよび表示パネル3L,3Rを使用して、無理
なく2次元画像が見られるようにするためには、表示パ
ネル3L,3Rで表示される映像の虚像4L,4Rが、
完全に重なっている必要がある。すなわち、両者の虚像
4L,4Rの中点4LM ,4RM の位置は、眼2L,2
Rに対して、前後、左右、上下のすべての方向に一致し
ている必要がある。次に、図1においては、この条件が
成り立っていることを示す。
By the way, as shown in FIG.
In order to use the L and 1R and the display panels 3L and 3R to easily view a two-dimensional image, the virtual images 4L and 4R of the images displayed on the display panels 3L and 3R must be:
Must overlap completely. That is, both of the virtual image 4L, the midpoint of 4R 4L M, the position of the 4R M is eye 2L, 2
It is necessary to match R in all directions of front and rear, left and right, and up and down. Next, FIG. 1 shows that this condition is satisfied.

【0013】いま、左側のレンズ1Lの主点OL と焦点
L とを結ぶ直線をS軸とし、主点OL から焦点FL
向かって正の向きとする。そして、このS軸とD軸とに
よって作られる平面において、表示パネル3Lの中心点
3LM の座標を(d1 ,s1)、虚像4Lの中心点4L
M の座標を(d2 ,s2 )とすると、 が成り立つ。ここで、fL はレンズ1Lの焦点距離、す
なわち、主点OL と焦点FL との間の距離である。
[0013] Now, a straight line connecting the principal point O L and the focal point F L of the left lens 1L and S-axis, the positive direction towards the principal point O L to focus F L. Then, in the plane created by the the S-axis and D axis, the coordinates of the center point 3L M of the display panel 3L (d 1, s 1) , the central point of the virtual image 4L 4L
If the coordinates of M are (d 2 , s 2 ), Holds. Here, the focal length of f L is the lens 1L, that is, the distance between the principal point O L and the focus F L.

【0014】一方、レンズの結像公式により、 1/fL =1/s1 −1/s2 ・・・・(2) が成り立つ。また、主点OL 、中心点3LM ,4LM
一直線上にあることから、 s1 /s2 =d1 /d2 ・・・・(3) が成り立つ。さらに式(1)および式(3)から、 d2 =D0 /2 ・・・・(4) が得られる。虚像4Lの中心点4LM のD軸座標d2
0 /2ということは、中心点4LM は直線GM 上にあ
ることが分かる。前述したように、左眼側の光学系と右
目側の光学系とは、直線GM を中心として対称となって
いるので、虚像4Rの中心点4RM も、虚像4Lの中心
点4LM と同じ座標(d2 ,s2 )に位置すると言え
る。すなわち、図1の構成において虚像4Lおよび虚像
4Rの位置は、完全に一致している。これにより、ユー
ザは、両眼の輻輳などの調節を一致させた状態で、無理
なく像を見ることができる。
On the other hand, 1 / f L = 1 / s 1 −1 / s 2 ... (2) is established by the lens imaging formula. Also, the principal point O L, center point 3L M, 4L M from that on a straight line, s 1 / s 2 = d 1 / d 2 ···· (3) is satisfied. Furthermore from equation (1) and (3), d 2 = D 0/2 ···· (4) is obtained. D axis coordinate d 2 of the center point 4L M of the virtual image 4L is that D 0/2, the center point 4L M it can be seen located on the straight line G M. As described above, the optical system and the right eye side of the optical system of the left eye side, since a symmetrical around the straight line G M, the center point 4R M of the virtual image 4R also the center point 4L M of the virtual image 4L It can be said that they are located at the same coordinates (d 2 , s 2 ). That is, in the configuration of FIG. 1, the positions of the virtual image 4L and the virtual image 4R completely match. Thereby, the user can view the image without difficulty in a state where the adjustments such as the convergence of both eyes are matched.

【0015】このような結果を導く要因としては、左眼
側の光学系と右目側の光学系とが対称に配置されている
ことに加え、表示パネル3L,3Rの各中心点3LM
3RM が、それぞれ直線GL ,GM 上に位置することに
ある。この関係を維持しながら、表示パネル3L,3R
をレンズ1L,1Rに近づけると、虚像4Lおよび虚像
4Rは、眼2L,2R側に近づく。反対に、表示パネル
3L,3Rをレンズ1L,1Rから遠ざけると、虚像4
Lおよび虚像4Rは、眼2L,2R側から遠ざかる。
The factors leading to such a result include the fact that the optical system on the left eye side and the optical system on the right eye side are symmetrically arranged, and the center points 3LM, 3L M of the display panels 3L, 3R.
3R M, respectively straight G L, is to positioned on G M. While maintaining this relationship, the display panels 3L, 3R
Approaching the lenses 1L and 1R, the virtual images 4L and 4R approach the eyes 2L and 2R. Conversely, when the display panels 3L, 3R are moved away from the lenses 1L, 1R, the virtual image 4
L and the virtual image 4R move away from the eyes 2L and 2R.

【0016】そこで、本発明では、表示パネル3L,3
Rを互いに同期させて、それぞれ直線GL ,GM に沿っ
てスライド可能としている。また、両眼2L,2R付近
には、CCD等のセンサ5を設け、両眼2L,2Rの動
きを検知する。そして、虚像距離制御手段6は、センサ
5からの信号に基づいて、表示パネル3L,3Rの位置
を移動制御する。具体的には、両眼2L,2Rが下を向
いたときには、表示パネル3L,3Rをレンズ1L,1
Rに近づけ、反対に、両眼2L,2Rが上を向いたとき
には、表示パネル3L,3Rをレンズ1L,1Rから遠
ざける。
Therefore, according to the present invention, the display panels 3L, 3
And the R are synchronized with each other, each straight line G L, is slidable along the G M. A sensor 5 such as a CCD is provided near the eyes 2L and 2R to detect the movement of the eyes 2L and 2R. Then, the virtual image distance control means 6 controls the movement of the positions of the display panels 3L and 3R based on the signal from the sensor 5. Specifically, when both eyes 2L and 2R face downward, display panels 3L and 3R are connected to lenses 1L and 1R.
When the eyes 2L and 2R face upward, the display panels 3L and 3R are moved away from the lenses 1L and 1R.

【0017】ただし、この場合、表示パネル3L,3R
は、焦点FL ,FR よりもレンズ1L,1R側に位置す
る範囲で制御される。これは、表示パネル3L,3Rで
表示される映像は小さいので、ユーザが目視できるよう
にするためには、拡大表示させる必要があるからであ
る。
However, in this case, the display panels 3L, 3R
Is the focal F L, the lens than F R 1L, is controlled within a range which is located 1R side. This is because the images displayed on the display panels 3L and 3R are small and must be enlarged and displayed in order for the user to be able to view them.

【0018】次に、本発明の具体的な形態について説明
する。図2は本発明の第1の形態の映像表示装置として
のHMDの概略構成を示す図である。HMD(Head Mou
nted Display)10は、主に、ユーザの頭部に装着する
ホルダ11と、映像を表示する表示ユニット12とから
構成されている。表示ユニット12は、後述するレンズ
や表示パネル等を内蔵する表示機構部13と、ユニット
の左右の眼の位置にあって実際に映像を見るための映像
認識部14とから構成されている。表示ユニット12全
体は、角度調整モータ15の軸15aを介してホルダ1
1に取り付けられており、後述するように、ユーザの視
線の向きに応じて軸15a回りに回動可能となってい
る。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an HMD as a video display device according to the first embodiment of the present invention. HMD (Head Mou
The nted display 10 mainly includes a holder 11 mounted on the user's head and a display unit 12 for displaying an image. The display unit 12 includes a display mechanism unit 13 having a lens, a display panel, and the like, which will be described later, built therein, and an image recognition unit 14 at the positions of the left and right eyes of the unit for actually viewing an image. The entire display unit 12 is mounted on the holder 1 via the shaft 15a of the angle adjusting motor 15.
1, and is rotatable around the axis 15a in accordance with the direction of the user's line of sight, as described later.

【0019】映像認識部14は、視線方向が開口された
筒型のケース14aを有しており、このケース14aに
は、ハーフミラー16が設けられている。ユーザは、表
示機構部13側から送られる映像(虚像)を、このハー
フミラー16を介して認識する。また、ハーフミラー1
6を通して、前方の景色も認識できる。
The image recognition section 14 has a cylindrical case 14a having an open line of sight, and a half mirror 16 is provided in the case 14a. The user recognizes an image (virtual image) sent from the display mechanism unit 13 through the half mirror 16. Half mirror 1
Through 6, the scenery ahead can be recognized.

【0020】また、ケース14aには、CCD(Charge
Coupled Device )カメラ17が設けられている。CC
Dカメラ17は、ハーフミラー16を通してユーザの両
眼の視線を検出する。この検出信号は、コード18を介
して制御ユニット19に送られる。
The case 14a has a CCD (Charge).
Coupled Device) A camera 17 is provided. CC
The D camera 17 detects the line of sight of both eyes of the user through the half mirror 16. This detection signal is sent to the control unit 19 via the cord 18.

【0021】制御ユニット19は、映像信号をコード1
8を介して表示ユニット12に送り、表示パネル上で表
示させる。また、制御ユニット19は、CCDカメラ1
7からの検出信号を受けて現在の視線の向きを検知し、
その向きに応じて角度調整モータ15および後述の上下
動モータ22を制御する。
The control unit 19 converts the video signal into code 1
The image data is sent to the display unit 12 via the display 8 and displayed on the display panel. Further, the control unit 19 includes the CCD camera 1
7 to detect the direction of the current line of sight in response to the detection signal,
The angle adjustment motor 15 and a later-described vertical movement motor 22 are controlled in accordance with the direction.

【0022】図3は表示ユニット12内部の構成を示す
斜視図である。表示ユニット12の表示機構部13のケ
ース130は、それぞれ透明の天板131、底板13
2、側板133,134、正面板135、および背面板
136を、スペーサ13a,13b,13c,13dで
固定することによって形成されている。ただし、底板1
32は必ずしも必要とせず、このとき天板131は透明
でなくてもよい。ケース130の底板132には、左眼
用のレンズ20Lと右眼用のレンズ20Rとが固定され
ている。レンズ20L,20Rは、例えば凸レンズであ
り、その光軸(主点)どうしの距離が、例えば人の両眼
の平均的な間隔(65mm程度)と同じになるように設
けられている。
FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the display unit 12. As shown in FIG. The case 130 of the display mechanism 13 of the display unit 12 includes a transparent top plate 131 and a bottom plate 13, respectively.
2, formed by fixing the side plates 133, 134, the front plate 135, and the back plate 136 with spacers 13a, 13b, 13c, 13d. However, bottom plate 1
32 is not necessarily required, and at this time, the top plate 131 may not be transparent. A lens 20L for the left eye and a lens 20R for the right eye are fixed to the bottom plate 132 of the case 130. The lenses 20L and 20R are, for example, convex lenses, and are provided so that the distance between their optical axes (principal points) is, for example, the same as the average distance between human eyes (about 65 mm).

【0023】天板131の中央部分には、固定部材21
が取り付けられており、この固定部材21には、上下動
モータ22が固定されている。上下動モータ22は、ス
テッピングモータであり、前述の制御ユニット19から
の駆動電流によって回転し、ネジの切ってある軸22a
が上下動する。この軸22aの下端部には、固定部材2
3aを介してパネルホルダ23が固定されている。
At the center of the top plate 131, a fixing member 21 is provided.
The vertical movement motor 22 is fixed to the fixing member 21. The vertical movement motor 22 is a stepping motor, and is rotated by a drive current from the control unit 19 described above, and has a threaded shaft 22a.
Moves up and down. At the lower end of the shaft 22a, a fixing member 2 is provided.
The panel holder 23 is fixed via 3a.

【0024】パネルホルダ23は、固定部材23aを中
心に、4本のガイドシャフト23b,23c,23d,
23eを有している。これらのガイドシャフトのうち、
左側のガイドシャフト23b,23cどうし、右側のガ
イドシャフト23d,23eどうしは、互いに平行とな
るように設けられている。また、ガイドシャフト23
b,23c,23d,23eを含む面は、レンズ20
L,20Rの主点を結んだ線(図1におけるD軸)と平
行になっている。さらに、左側のガイドシャフト23
b,23cの端部にはストッパ部材23fが、右側のガ
イドシャフト23d,23eの端部にはストッパ部材2
3gが、それぞれ取り付けられている。
The panel holder 23 has four guide shafts 23b, 23c, 23d,
23e. Of these guide shafts,
The left guide shafts 23b and 23c and the right guide shafts 23d and 23e are provided to be parallel to each other. Also, the guide shaft 23
b, 23c, 23d, and 23e
It is parallel to the line connecting the principal points of L and 20R (D axis in FIG. 1). Further, the left guide shaft 23
The stopper members 23f are provided at the ends of the right and left guide shafts 23d and 23e.
3g are each attached.

【0025】左側のガイドシャフト23b,23c間に
は、それぞれ連結部241,242を介して液晶の表示
パネル24Lがスライド可能に取り付けられている。同
様に、右側のガイドシャフト23d,23e間には、そ
れぞれ連結部243,244を介して液晶の表示パネル
24Rがスライド可能に取り付けられている。また、表
示パネル24Lおよび表示パネル24Rは、互いに表示
面が同一平面上に位置するように設けられている。表示
パネル24Lおよび表示パネル24Rは、制御ユニット
19側から送られる映像信号を表示面上で表示する。
A liquid crystal display panel 24L is slidably mounted between the left guide shafts 23b and 23c via connecting portions 241 and 242, respectively. Similarly, a liquid crystal display panel 24R is slidably mounted between the right guide shafts 23d and 23e via connecting portions 243 and 244, respectively. Further, the display panel 24L and the display panel 24R are provided such that their display surfaces are located on the same plane. The display panel 24L and the display panel 24R display a video signal sent from the control unit 19 on a display surface.

【0026】また、表示パネル24L側の連結部24
1,242には、それぞれピン241aと図示されてい
ないピンが設けられている。これらピン241aおよび
図示されていないピンは、その軸芯が、表示面の中心点
を通り、かつ表示パネル24Lの表示面と同一平面上
に、さらにスライド方向と直角の向きに設けられてい
る。連結部241,242のピン241aおよび図示さ
れていないピンは、それぞれ、正面板135、背面板1
36に形成された斜めのスリット135a、スリット1
36aにスライド可能に挿入されている。ここで、スリ
ット135aおよびスリット136aは、レンズ20
L,20Rの主点間の中点とレンズ20Lの焦点とを結
んだ線、すなわち、図1における直線GL と対応する線
と平行に形成されている。
Further, the connecting portion 24 on the display panel 24L side.
Each of the first and second 242 is provided with a pin 241a and a pin (not shown). These pins 241a and pins (not shown) are provided with their axes passing through the center point of the display surface, on the same plane as the display surface of the display panel 24L, and at right angles to the sliding direction. The pins 241a and the pins (not shown) of the connecting portions 241 and 242 are respectively connected to the front plate 135 and the rear plate 1
36, a slanted slit 135a, a slit 1
36a slidably inserted. Here, the slit 135a and the slit 136a are
It is formed in parallel with a line connecting the midpoint between the principal points of L and 20R and the focal point of the lens 20L, that is, a line corresponding to the straight line GL in FIG.

【0027】同様に、表示パネル24R側の連結部24
3,244には、それぞれピン243aと図示されてい
ないピンが設けられている。これらピン243aおよび
図示されていないピンは、その軸芯が、表示面の中心点
を通り、かつ表示パネル24Rの表示面と同一平面上
に、さらにスライド方向と直角の向きに設けられてい
る。連結部243,244のピン243aおよび図示さ
れていないピンは、それぞれ、正面板135、背面板1
36に形成された斜めのスリット135b、スリット1
36bにスライド可能に挿入されている。ここで、スリ
ット135bおよびスリット136bは、レンズ20
L,20Rの主点間の中点とレンズ20Rの焦点とを結
んだ線、すなわち、図1における直線GR と対応する線
と平行に形成されている。
Similarly, the connecting portion 24 on the display panel 24R side.
Each of the pins 3 and 244 is provided with a pin 243a and a pin (not shown). These pins 243a and pins (not shown) are provided with their axes passing through the center point of the display surface, on the same plane as the display surface of the display panel 24R, and at right angles to the sliding direction. The pins 243a and the pins (not shown) of the connecting portions 243 and 244 are respectively connected to the front plate 135 and the rear plate 1
36, the slanted slit 135b, the slit 1
36b is slidably inserted. Here, the slit 135b and the slit 136b are
L, 20R midpoint lens 20R of the focus and the line connecting between the principal point of, namely, are formed parallel to the line corresponding to the straight line G R in FIG.

【0028】このような構成の表示ユニット12は、左
右の表示パネル24L,24Rで表示された映像が、そ
れぞれレンズ20L,20Rを通過し、ハーフミラー1
6で反射して、ユーザの左右の眼30L,30Rに拡大
された虚像として到達する。この虚像の表示原理につい
ては、図1で示したものと同じである。
In the display unit 12 having such a configuration, the images displayed on the left and right display panels 24L and 24R pass through the lenses 20L and 20R, respectively, and the half mirror 1
The light is reflected at 6 and reaches the left and right eyes 30L and 30R of the user as an enlarged virtual image. The display principle of this virtual image is the same as that shown in FIG.

【0029】また、上下動モータ22を動作させて軸2
2aを上下動させると、それに応じて表示パネル24
L,24Rも左右、上下に移動する。具体的には、軸2
2aを下降させると、パネルホルダ23も一体に下降す
る。これにより、表示パネル24L,24Rは、レンズ
20L,20R側に近づくので、眼30L,30R側で
は、虚像が近接した距離に見える。また、このとき、表
示パネル24L,24Rは、スリット135a,136
a、スリット135b,136bに沿って移動、すなわ
ち、図1で示した直線GL ,GR に沿って移動するの
で、左右の映像の虚像は完全に重なった状態で表示され
る。よって、ユーザは違和感なく映像を認識することが
できる。
The vertical movement motor 22 is operated to drive the shaft 2
2a is moved up and down, the display panel 24
L and 24R also move left and right and up and down. Specifically, axis 2
When 2a is lowered, the panel holder 23 is also lowered integrally. As a result, the display panels 24L and 24R approach the lenses 20L and 20R, so that the virtual images appear close to each other on the eyes 30L and 30R. At this time, the display panels 24L and 24R are provided with slits 135a and 136.
a, moving slit 135b, along the 136 b, i.e., the straight line G L, moves along the G R shown in FIG. 1, a virtual image of the left and right images are displayed in a state of completely overlap. Therefore, the user can recognize the video without feeling uncomfortable.

【0030】一方、上下動モータ22の軸22aを上昇
させると、パネルホルダ23も一体に上昇する。これに
より、表示パネル24L,24Rは、レンズ20L,2
0R側から遠ざかるので、眼30L,30R側では、虚
像が遠方に見える。また、このとき、表示パネル24
L,24Rは、スリット135a,136a、スリット
135b,136bに沿って移動、すなわち、直線
L ,GR に沿って移動するので、左右の映像の虚像は
完全に重なった状態で表示される。よって、下降のとき
と同じように、ユーザは違和感なく映像を認識すること
ができる。
On the other hand, when the shaft 22a of the vertically moving motor 22 is raised, the panel holder 23 is also raised integrally. Thus, the display panels 24L, 24R are connected to the lenses 20L, 2L.
Since the eye moves away from the 0R side, a virtual image appears far away on the eyes 30L and 30R side. At this time, the display panel 24
L, 24R, a slit 135a, 136a, the slits 135b, moves along the 136 b, i.e., the straight line G L, so moves along the G R, virtual image of the left and right images are displayed in a state of completely overlap. Therefore, as in the case of the descent, the user can recognize the video without a sense of incongruity.

【0031】次に、このような表示ユニット12を備え
るHMD10全体の動作について説明する。図4は本発
明の第1の形態のHMD10の動作を説明する図であ
り、(A)はユーザの視線が水平方向を向いている場合
の図、(B)はユーザの視線が下方を向いている場合の
図である。まず、ユーザの左右の眼30L,30Rの視
線E1が、水平線I1 方向またはそれよりも上方を向い
ている場合には、制御ユニット19側では、ユーザの眼
30L,30Rの焦点が遠方に合っていると判断し、図
(A)に示すように、表示パネル24L,24Rをレン
ズ20L,20Rから遠ざける。これにより、虚像31
は遠方(例えば15mの位置)に形成される。
Next, the operation of the entire HMD 10 including such a display unit 12 will be described. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the HMD 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A illustrates a case where the user's line of sight is horizontal, and FIG. 4B illustrates a case where the user's line of sight is downward. FIG. First, the eye 30L of the left and right user, gaze E 1 of 30R is, when facing a horizontal line I 1 direction or upper than is, in the control unit 19 side, the eye 30L of the user, the focus of the 30R is in the distance It is determined that they match, and the display panels 24L and 24R are moved away from the lenses 20L and 20R as shown in FIG. Thereby, the virtual image 31
Is formed at a distance (for example, at a position of 15 m).

【0032】一方、ユーザの左右の眼30L,30Rの
視線E1 が、水平線I1 方向よりも下方を向いている場
合には、制御ユニット19側では、ユーザの眼30L,
30Rの焦点が近傍に合っていると判断し、図(B)に
示すように、表示パネル24L,24Rをレンズ20
L,20Rに近づける。これにより、虚像31は近傍
(例えば0.5mの位置)に形成される。また、これと
同時に、表示ユニット12は、視線E1 に合わせて下方
に傾き、視線E1 が虚像31の中心位置にくるように制
御される。
On the other hand, the eye 30L of the left and right user, gaze E 1 of 30R, when facing downward from the horizontal line I 1 direction, the control unit 19 side, the user's eyes 30L,
It is determined that the focal point of 30R is in the vicinity, and as shown in FIG.
L, approach 20R. Thereby, the virtual image 31 is formed in the vicinity (for example, at a position of 0.5 m). At the same time, the display unit 12, the slope downwardly in accordance with the line of sight E 1, line of sight E 1 is controlled so that the center position of the virtual image 31.

【0033】このような虚像31の距離変化や表示ユニ
ット12の傾きは、図3で示した上下動モータ22およ
び図2で示した角度調整モータ15を駆動することによ
り連続的に行うことができるので、自然な状態で映像を
表示させることができる。
Such a change in the distance of the virtual image 31 and the inclination of the display unit 12 can be continuously performed by driving the vertical movement motor 22 shown in FIG. 3 and the angle adjustment motor 15 shown in FIG. Therefore, the image can be displayed in a natural state.

【0034】図5は本発明の第1の形態における虚像距
離制御の手順を示すフローチャートである。 〔S1〕CCDカメラ17から送られる検出信号に基づ
いて、ユーザの眼30L,30Rの視線方向を検出す
る。 〔S2〕視線方向に変化があるなどの理由により、虚像
距離制御が必要であるか否かを判断し、必要であればス
テップS3に進み、必要でなければ本フローチャートを
終了する。 〔S3〕上下動モータ22および角度調整モータ15を
駆動することにより、視線方向に応じた虚像距離の制御
と、表示ユニット12の角度の制御を行う。虚像距離の
制御の具体例としては、視線方向が水平(0°)または
それ以上上方に向いていれば、虚像距離が例えば15m
となるように制御し、視線方向が0°〜−10°の場合
には虚像距離が5mとなるように制御し、視線方向が−
10°以下の場合には虚像距離が0.5mとなるように
制御する。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of virtual image distance control according to the first embodiment of the present invention. [S1] The gaze direction of the user's eyes 30L and 30R is detected based on the detection signal sent from the CCD camera 17. [S2] It is determined whether or not the virtual image distance control is necessary, for example, because there is a change in the line-of-sight direction. If necessary, the process proceeds to step S3, and if not, the flow chart ends. [S3] By driving the vertical movement motor 22 and the angle adjustment motor 15, control of the virtual image distance according to the line of sight and control of the angle of the display unit 12 are performed. As a specific example of the control of the virtual image distance, if the viewing direction is horizontal (0 °) or more, the virtual image distance is, for example, 15 m.
When the viewing direction is 0 ° to −10 °, the virtual image distance is controlled to be 5 m, and the viewing direction is −
When the angle is 10 ° or less, control is performed so that the virtual image distance becomes 0.5 m.

【0035】なお、本形態では、表示パネル24L,2
4R側を移動させることにより、虚像31の距離を制御
するようにしたが、レンズ20L,20R側を移動させ
るようにしても、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the display panels 24L, 2L
Although the distance of the virtual image 31 is controlled by moving the 4R side, the same effect can be obtained by moving the lenses 20L and 20R.

【0036】また、本形態では、左右のレンズ20L,
20Rによって拡大される虚像の位置を完全に一致させ
るようにしたが、両眼視差を利用した左右異なる映像を
表示パネル24L,24Rで表示させることにより、立
体的な映像を表示することができる。
In this embodiment, the left and right lenses 20L,
Although the position of the virtual image magnified by the 20R is completely matched, a stereoscopic image can be displayed by displaying different images on the left and right using the binocular parallax on the display panels 24L and 24R.

【0037】さらに、上下動モータ22としては、ステ
ッピングモータ以外に、超音波モータ、DCモータな
ど、他のタイプのモータも使用できる。ただし、この場
合には、ロータリエンコーダなどの位置検出手段が必要
である。
Further, as the vertical movement motor 22, other types of motors such as an ultrasonic motor and a DC motor can be used in addition to the stepping motor. However, in this case, position detecting means such as a rotary encoder is required.

【0038】さらにまた、表示パネル24L,24Rと
しては、液晶パネル以外に、小型のCRTなどの他の素
子も使用できる。また、本形態では、レンズ20L,2
0R、表示パネル24L,24Rをそれぞれ2個ずつ設
けて、両眼で虚像を見るようにしたが、レンズおよび表
示パネルを1対だけ設けて、ビューファインダのように
片眼だけで見えるようにしてもよい。
Further, as the display panels 24L and 24R, other elements such as a small CRT can be used in addition to the liquid crystal panel. In the present embodiment, the lenses 20L, 2L
0R and two display panels 24L and 24R are provided so that virtual images can be viewed with both eyes. However, only one pair of lenses and display panels are provided so that only one eye can be seen like a viewfinder. Is also good.

【0039】さらに、本形態では、ユーザの視線を検出
する手段として、CCDカメラ17を用いたが、赤外線
照射型のセンサを用いることもできる。図6は赤外線照
射型センサの構造の一例を示す図であり、(A)は検出
側の面の構成を示す図、(B)は使用方法を示す図であ
る。赤外線照射型センサ32は、図(A)に示すよう
に、2個の赤外線LED321,322と、4個のフォ
トダイオード323,324,325,326から構成
されている。このような赤外線照射型センサ32は、赤
外線LED321,322から眼に対して赤外線を照射
し、そのきょう膜で反射した光をフォトダイオード32
3,324,325,326で受光する。制御ユニット
19側では、各フォトダイオード323,324,32
5,326における受光強度を解析し、視線方向を検出
する。
Further, in the present embodiment, the CCD camera 17 is used as a means for detecting the user's line of sight, but an infrared irradiation type sensor may be used. 6A and 6B are diagrams illustrating an example of the structure of an infrared irradiation type sensor, wherein FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of a surface on a detection side, and FIG. 6B is a diagram illustrating a method of use. The infrared irradiation type sensor 32 includes two infrared LEDs 321 and 322 and four photodiodes 323, 324, 325 and 326, as shown in FIG. Such an infrared irradiation type sensor 32 irradiates an infrared ray from the infrared LEDs 321 and 322 to the eye, and reflects the light reflected by the film on the photodiode 32.
Light is received at 3,324,325,326. On the control unit 19 side, each photodiode 323, 324, 32
The light receiving intensity at 5, 326 is analyzed to detect the line of sight.

【0040】実際の使用では、図(B)に示すように、
左右の眼30L,30Rに対応してそれぞれ赤外線照射
型センサ32L,32Rを取り付ける。これにより、視
線方向が検出できる。
In actual use, as shown in FIG.
Infrared irradiation type sensors 32L and 32R are attached to the left and right eyes 30L and 30R, respectively. Thereby, the line-of-sight direction can be detected.

【0041】また、本形態では、レンズ20L,20R
として、凸レンズを使用する例を示したが、図7に示す
ように、凹面鏡を用いることも可能である。すなわち、
表示パネル24L,24Rからの映像が視線の方向に反
射するようにハーフミラー16を設け、さらに、ハーフ
ミラー16の先に凹面鏡33を設ける。これにより、ハ
ーフミラー16で反射した映像は、凹面鏡33で反射さ
れ、左右の眼30L,30Rでは、拡大された虚像34
が認識される。
In this embodiment, the lenses 20L, 20R
As an example, a convex lens is used, but a concave mirror can be used as shown in FIG. That is,
The half mirror 16 is provided so that the images from the display panels 24L and 24R are reflected in the direction of the line of sight, and the concave mirror 33 is provided at the tip of the half mirror 16. Thereby, the image reflected by the half mirror 16 is reflected by the concave mirror 33, and the left and right eyes 30L and 30R enlarge the virtual image 34.
Is recognized.

【0042】さらに、本形態では、レンズ20L,20
Rで拡大された虚像をハーフミラー16で反射させて両
眼30L,30Rに入射させるようにしたが、ハーフミ
ラー16を設けずに、図8に示すように、レンズ20
L,20Rで拡大された虚像35を直接両眼30L,3
0Rに入射させる構成も可能である。
Further, in this embodiment, the lenses 20L, 20L
The virtual image magnified by R is reflected by the half mirror 16 and made incident on both eyes 30L and 30R. However, the half mirror 16 is not provided, and the lens 20 as shown in FIG.
The virtual image 35 magnified by L, 20R is directly input to both eyes 30L, 3
A configuration in which the light is incident on 0R is also possible.

【0043】また、本形態では、図3に示したように、
表示パネル24L,24Rの移動を上下動モータ22で
行うようにしたが、他の上下動機構を用いるようにして
もよい。
In this embodiment, as shown in FIG.
The movement of the display panels 24L and 24R is performed by the vertical movement motor 22, but another vertical movement mechanism may be used.

【0044】次に、本発明の第2の形態について説明す
る。図9は本発明の第2の形態のHMDによる表示ユニ
ット内部の構成を示す斜視図である。また、図10は本
発明の第2の形態のHMDによる表示パネル上下動機構
の概略構成を示す図である。ここでは、図3と同じ構成
部分については同一符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a perspective view showing the internal configuration of the display unit using the HMD according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a display panel vertical movement mechanism using an HMD according to a second embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0045】まず、図9に示すように、固定部材21の
ほぼ中心には、孔21aが形成されており、この孔21
aには、上下動シャフト41が上下動可能に挿入されて
いる。この上下動シャフト41の下端部41aは、パネ
ルホルダ23の固定部材23aの上面に当接している。
パネルホルダ23は、底板132との間に固定されたバ
ネ42によって、常に上方に付勢されている。また、ケ
ース130の虚像側の上側端部には、段部130aが形
成されている。
First, as shown in FIG. 9, a hole 21a is formed substantially at the center of the fixing member 21.
A vertically movable shaft 41 is inserted into “a” so as to be vertically movable. The lower end 41a of the vertically moving shaft 41 is in contact with the upper surface of the fixing member 23a of the panel holder 23.
The panel holder 23 is constantly urged upward by a spring 42 fixed between the panel holder 23 and the bottom plate 132. A step 130a is formed at the upper end of the case 130 on the virtual image side.

【0046】図2で示した頭部用のホルダ11には、図
10に示すように、ガイド部材43が固定されている。
ガイド部材43には、適切に計算された曲線状のガイド
面43aが形成されている。このガイド面43aには、
上下動シャフト41の上端部41bが当接している。表
示ユニット12全体は、ユーザの眼30L,30Rの位
置とほぼ同じ位置でガイド部材43に対して回動可能と
なっている。
A guide member 43 is fixed to the head holder 11 shown in FIG. 2, as shown in FIG.
The guide member 43 has an appropriately calculated curved guide surface 43a. On this guide surface 43a,
The upper end 41b of the vertical movement shaft 41 is in contact. The entire display unit 12 is rotatable with respect to the guide member 43 at substantially the same position as the positions of the eyes 30L and 30R of the user.

【0047】そして、ユーザの左右の眼30L,30R
の視線E2 が、水平線I2 方向またはそれよりも上方を
向いている場合には、図10のように、上下動シャフト
41の上端部41bがガイド面43aの上端側に当接す
る。このとき、上下動シャフト41は最も高い位置にあ
るので、表示パネル24L,24Rはレンズ20L,2
0Rから遠くに位置している。これにより、虚像44は
遠方に形成される。
The left and right eyes 30L, 30R of the user
Gaze E 2 is, when facing a horizontal line I 2 direction or upward than, as in FIG. 10, the upper end portion 41b of the vertical movement shaft 41 abuts against the upper end of the guide surface 43a. At this time, since the vertically moving shaft 41 is at the highest position, the display panels 24L and 24R are connected to the lenses 20L and
Located far from 0R. As a result, the virtual image 44 is formed far away.

【0048】一方、ユーザの左右の眼30L,30Rの
視線E2 が、水平線I2 方向よりも下方を向いている場
合には、図11に示すように、表示ユニット12全体が
下方に傾き、視線E2 が虚像44の中心位置にくるよう
にように制御される。このとき、上下動シャフト41の
上端部41bは、図10の場合よりもガイド面43aの
下側部分に当接し、下方に押される。また、同時に、表
示パネル24L,24Rは、上下動シャフト41の下端
部41aに押されて下降し、レンズ20L,20Rに近
づく。これにより、虚像44が近傍に形成される。
Meanwhile, the eye 30L of the left and right user, 30R of sight E 2, when the facing lower than the horizontal line I 2 direction, as shown in FIG. 11, the entire display unit 12 is inclined downwardly, sight E 2 is controlled so as to come to the center position of the virtual image 44. At this time, the upper end 41b of the vertically moving shaft 41 contacts the lower portion of the guide surface 43a more than in the case of FIG. 10, and is pushed downward. At the same time, the display panels 24L and 24R are pushed down by the lower end 41a of the vertically moving shaft 41 and descend to approach the lenses 20L and 20R. Thereby, a virtual image 44 is formed in the vicinity.

【0049】次に、本発明の第3の形態について説明す
る。図12は本発明の第3の形態のHMDの表示ユニッ
ト内部の構成を示す斜視図である。なお、ここでは、こ
こでは、図3と同じ構成部分については同一符号を付し
て説明を省略する。表示ユニット12は、角度調整モー
タ15の軸15aに固定されている。角度調整モータ1
5の本体は、制御板50と一体に取り付けられている。
制御板50は、図2で示した頭部用のホルダ11に連結
されている。この制御板50には、曲線状のスリット5
0aが形成されている。また、スリット50aには、パ
ネルホルダ23のストッパ部材23fから突き出たピン
23hが嵌入している。ピン23hは、表示パネル24
L,24Rの中心点を結んだ直線上に延びるように設け
られている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a perspective view showing the internal configuration of the display unit of the HMD according to the third embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The display unit 12 is fixed to a shaft 15a of the angle adjustment motor 15. Angle adjustment motor 1
The main body 5 is mounted integrally with the control plate 50.
The control plate 50 is connected to the head holder 11 shown in FIG. The control plate 50 includes a curved slit 5.
0a is formed. A pin 23h protruding from a stopper member 23f of the panel holder 23 is fitted into the slit 50a. The pin 23h is connected to the display panel 24.
It is provided so as to extend on a straight line connecting the center points of L and 24R.

【0050】パネルホルダ23の固定部材21の下面と
ケース130との間には、バネ51が設けられている。
このバネ51によって、パネルホルダ23は、常に上方
に付勢されている。
A spring 51 is provided between the lower surface of the fixing member 21 of the panel holder 23 and the case 130.
The panel holder 23 is constantly urged upward by the spring 51.

【0051】図13は本発明の第3の形態のHMDの表
示ユニットの動作を説明する図であり、(A)はユーザ
の視線が水平方向を向いている場合の図、(B)はユー
ザの視線が下方を向いている場合の図である。まず、ユ
ーザの左右の眼30L,30Rの視線E3 が、水平線I
3 方向またはそれよりも上方を向いている場合には、図
(A)に示すように、図2で示した角度調整モータ15
の動作によって、表示パネル24L,24Rが水平とな
るように、表示ユニット12全体の傾きが制御される。
このとき、制御板50の溝50aとピン23hとの嵌合
により、表示パネル24L,24Rは、レンズ20L,
20Rから遠い位置に保持される。これにより、虚像5
2は遠方に形成される。
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the operation of the display unit of the HMD according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13A is a diagram when the user's line of sight is in the horizontal direction, and FIG. FIG. 7 is a diagram in a case where the line of sight is downward. First, the line of sight E 3 of the left and right eyes 30L and 30R of the user is the horizontal line I
When facing in three directions or upward, as shown in FIG. 2A, the angle adjusting motor 15 shown in FIG.
By the operation described above, the inclination of the entire display unit 12 is controlled so that the display panels 24L and 24R are horizontal.
At this time, the fitting of the groove 50a of the control plate 50 and the pin 23h causes the display panels 24L and 24R to move the lenses 20L and
It is held at a position far from 20R. Thereby, virtual image 5
2 is formed far away.

【0052】一方、ユーザの左右の眼30L,30Rの
視線E3 が、水平線I3 方向よりも下方を向いている場
合には、図(B)に示すように、表示ユニット12全体
が下方に傾き、視線E3 が虚像52の中心位置にくるよ
うに制御される。このとき、表示パネル24L,24R
は、ピン23hが制御板50の溝50aに付勢されて移
動し、レンズ20L,20Rに近づく。これにより、虚
像52が近傍に形成される。
On the other hand, when the line of sight E 3 of the left and right eyes 30L and 30R of the user is directed downward from the direction of the horizontal line I 3 , as shown in FIG. slope, gaze E 3 is controlled so that the center position of the virtual image 52. At this time, the display panels 24L, 24R
The pin 23h moves by being urged by the groove 50a of the control plate 50 to approach the lenses 20L and 20R. Thereby, a virtual image 52 is formed in the vicinity.

【0053】次に、本発明の第4の形態について説明す
る。図14は本発明の第4の形態の構成を示す斜視図で
ある。ノート型パソコン60は、本体部61と、映像表
示用の表示ユニット62とから構成されている。本体部
61は、その上面に多数のキー611を有しており、ま
た、内部には、パソコンの基本機能と、表示ユニット6
2用の制御部とが設けられている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention. The notebook personal computer 60 includes a main body 61 and a display unit 62 for displaying images. The main body 61 has a large number of keys 611 on the upper surface thereof, and includes therein a basic function of a personal computer and a display unit 6.
And a control unit for two.

【0054】一方、表示ユニット62は、アーム63に
よって本体部61に連結されており、軸63aを中心に
手動で上下動できるようになっている。また、表示ユニ
ット62全体は、アーム63の軸63bを中心に手動に
よって回動できるように取り付けられている。さらに、
使用しないときの表示ユニット62は、図に示すよう
に、本体部61の凹部61aに納まるように設けられて
いるので、携帯に適している。
On the other hand, the display unit 62 is connected to the main body 61 by an arm 63, and can be manually moved up and down around a shaft 63a. Further, the entire display unit 62 is attached so as to be manually rotatable about a shaft 63b of the arm 63. further,
Since the display unit 62 when not in use is provided so as to fit in the recess 61a of the main body 61 as shown in the figure, it is suitable for carrying.

【0055】表示ユニット62は、表示機構部621と
映像認識部622とから構成されている。これら表示機
構部621および映像認識部622の構造は、それぞれ
図2で示した表示機構部13および映像認識部14とほ
ぼ同じなので、ここでは説明を省略する。表示機構部6
21内の表示パネルには、通常のパソコン用の画面表示
がなされ、ユーザは、この画面の拡大された虚像を、映
像認識部14のハーフミラー622aを介して見ること
ができる。
The display unit 62 includes a display mechanism section 621 and a video recognition section 622. The structures of the display mechanism unit 621 and the image recognition unit 622 are almost the same as those of the display mechanism unit 13 and the image recognition unit 14 shown in FIG. Display mechanism 6
On the display panel in 21, a normal personal computer screen is displayed, and the user can see an enlarged virtual image of this screen via the half mirror 622a of the video recognition unit 14.

【0056】また、表示ユニット62には、図示されて
いない角度センサが設けられており、水平方向に対する
軸63a回りの角度を検出する。この検出信号は、本体
部61内部に送られる。
The display unit 62 is provided with an angle sensor (not shown) for detecting an angle around the axis 63a with respect to the horizontal direction. This detection signal is sent to the inside of the main body 61.

【0057】次に、このノート型パソコン60の使用方
法について説明する。図15は本発明の第4の形態のノ
ート型パソコン60の使用状態を示す図である。使用す
るときには、まず、アーム63を上方に回動させて、表
示ユニット62を上昇させる。そして、ユーザは、映像
認識部622のハーフミラー622aを介して映像を見
る。このとき、表示ユニット12全体を軸63bを中心
に回動させることにより、ユーザにとって見やすい角度
で映像を見ることができる。具体的には、表示ユニット
12を下方に向けると、第1の形態と同様の原理によっ
て、虚像が近傍で見える。一方、表示ユニット12を正
面または上方に向けると、虚像は遠方に見える。
Next, a method of using the notebook personal computer 60 will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating a use state of the notebook computer 60 according to the fourth embodiment of the present invention. In use, first, the arm 63 is rotated upward to raise the display unit 62. Then, the user views the video via the half mirror 622a of the video recognition unit 622. At this time, by rotating the entire display unit 12 about the axis 63b, the image can be viewed at an angle that is easy for the user to see. Specifically, when the display unit 12 is turned downward, a virtual image can be seen near by the same principle as in the first embodiment. On the other hand, when the display unit 12 is turned to the front or upward, the virtual image looks far away.

【0058】また、虚像を見ることができると同時に、
ハーフミラー622a越しに、手元のキー611も見る
ことができる。よって、従来のノート型パソコンのよう
に、液晶モニタとキーボードとを交互に見ながら操作す
る必要がなく、作業効率が向上する。また、液晶モニタ
のように光の反射なども気にする必要がない。
At the same time that a virtual image can be seen,
The key 611 at hand can be seen through the half mirror 622a. Therefore, unlike a conventional notebook personal computer, it is not necessary to operate the liquid crystal monitor and the keyboard while looking at the keyboard alternately, thereby improving work efficiency. Also, there is no need to worry about light reflection as in the liquid crystal monitor.

【0059】なお、本形態では、表示ユニット12を手
動で回動させるようにしたが、第1の形態などのよう
に、モータおよび視線検出用のセンサを用いることによ
り、視線方向に応じて自動的に角度を調整できるように
してもよい。
In this embodiment, the display unit 12 is rotated manually. However, as in the first embodiment, the motor and the sensor for detecting the line of sight are used to automatically rotate the display unit 12 in accordance with the direction of the line of sight. The angle may be adjusted in a targeted manner.

【0060】また、ノート型パソコン60として、キー
611の代わりに、手書き式のボードを用いるようにし
てもよい。さらに、本体部61側に補助の表示画面を設
け、表示ユニット12と組み合わせて用いるようにして
もよい。
Further, instead of the keys 611, a handwritten board may be used as the notebook personal computer 60. Further, an auxiliary display screen may be provided on the main body 61 side and used in combination with the display unit 12.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、利用者
の視線の向きを検出し、この視線の向きに応じて、表示
パネルおよび拡大光学部材の間隔を切り換えて虚像の距
離を制御するようにしたので、ユーザの眼の焦点に合わ
せて虚像の位置を調節するこができる。よって、快適な
鑑賞を可能とする
As described above, in the present invention, the direction of the user's line of sight is detected, and the distance between the display panel and the magnifying optical member is switched to control the distance of the virtual image according to the direction of the line of sight. Therefore, the position of the virtual image can be adjusted according to the focus of the user's eye. Therefore, comfortable viewing is possible

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

【図1】本発明の映像表示装置の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of an image display device of the present invention.

【図2】本発明の第1の形態の映像表示装置の概略構成
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a video display device according to a first embodiment of the present invention.

【図3】表示ユニット内部の構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration inside a display unit.

【図4】本発明の第1の形態のHMDの動作を説明する
図であり、(A)はユーザの視線が水平方向を向いてい
る場合の図、(B)はユーザの視線が下方を向いている
場合の図である。
4A and 4B are diagrams illustrating an operation of the HMD according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a diagram in a case where the user's line of sight is horizontal, and FIG. It is a figure in the case of facing.

【図5】本発明の第1の形態における虚像距離制御の手
順を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of virtual image distance control according to the first embodiment of the present invention.

【図6】赤外線照射型センサの構造の一例を示す図であ
り、(A)は検出側の面の構成を示す図、(B)は使用
方法を示す図である。
6A and 6B are diagrams illustrating an example of a structure of an infrared irradiation type sensor, wherein FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of a surface on a detection side, and FIG.

【図7】本発明の第1の形態において凸レンズの代わり
に凹面鏡を用いた場合の構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example in the case where a concave mirror is used instead of a convex lens in the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の形態において虚像を直接両眼に
入射させる場合の構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example in a case where a virtual image is directly incident on both eyes according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の形態のHMDによる表示ユニッ
ト内部の構成を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an internal configuration of a display unit using an HMD according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の形態のHMDによる表示パネ
ル上下動機構の概略構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a display panel vertical movement mechanism using an HMD according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の形態のHMDにおいて、ユー
ザの視線が下方を向いている場合のを示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the user's line of sight is facing downward in the HMD according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の形態のHMDによる表示ユニ
ット内部の構成を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing an internal configuration of a display unit using an HMD according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の形態のHMDの表示ユニット
の動作を説明する図であり、(A)はユーザの視線が水
平方向を向いている場合の図、(B)はユーザの視線が
下方を向いている場合の図である。
13A and 13B are diagrams illustrating an operation of the display unit of the HMD according to the third embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a diagram when the user's line of sight is in the horizontal direction, and FIG. FIG. 3 is a diagram in a case in which the object faces downward.

【図14】本発明の第4の形態の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第4の形態のノート型パソコンの使
用状態を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a use state of the notebook computer according to the fourth embodiment of the present invention.

【図16】従来のHMDの基本構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a basic configuration of a conventional HMD.

【図17】携帯型ビデオカメラの基本構成を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing a basic configuration of a portable video camera.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1L,1R・・・レンズ、2L・・・左眼、2R・・・
右眼、3L,3R・・・表示パネル、4L,4R・・・
虚像、5・・・センサ、6・・・虚像距離制御手段、1
0・・・HMD(Head Mounted Display)、11・・・
ホルダ、12・・・表示ユニット、13・・・表示機構
部、14・・・映像認識部、15・・・角度調整モー
タ、16・・・ハーフミラー、17・・・CCDカメ
ラ、19・・・制御ユニット、20L,20R・・・レ
ンズ、22・・・上下動モータ、24L,24R・・・
表示パネル、30L,30R・・・眼
1L, 1R ... lens, 2L ... left eye, 2R ...
Right eye, 3L, 3R ... display panel, 4L, 4R ...
Virtual image, 5 ... sensor, 6 ... virtual image distance control means, 1
0: HMD (Head Mounted Display), 11:
Holder, 12: Display unit, 13: Display mechanism, 14: Image recognition unit, 15: Angle adjustment motor, 16: Half mirror, 17: CCD camera, 19 ... -Control unit, 20L, 20R ... lens, 22 ... vertical movement motor, 24L, 24R ...
Display panel, 30L, 30R ... eyes

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 虚像を利用した映像表示装置において、 映像を表示する表示パネルと、 前記表示された映像を拡大するレンズ等の拡大光学部材
と、 前記表示パネルおよび前記拡大光学部材の間隔を連続し
て切り換え可能に支持する光学系支持機構部と、 利用者の視線の向きを検出する視線検出手段と、 前記検出された利用者の視線の向きに応じて前記表示パ
ネルおよび前記拡大光学部材の間隔を切り換えて前記虚
像の距離を制御する虚像距離制御手段と、 を有することを特徴とする映像表示装置。
1. An image display device using a virtual image, comprising: a display panel for displaying an image; an enlargement optical member such as a lens for enlarging the displayed image; and a continuous space between the display panel and the enlargement optical member. An optical system supporting mechanism that supports the display panel in a switchable manner, a line-of-sight detection unit that detects the direction of the user's line of sight, and the display panel and the magnifying optical member according to the detected direction of the user's line of sight. An image display device, comprising: virtual image distance control means for controlling a distance of the virtual image by switching an interval.
【請求項2】 前記虚像距離制御手段は、前記視線が水
平または上方を向いているときには前記虚像を遠方に表
示し、前記視線が水平より下方を向いているときには前
記虚像を近傍に表示するように、前記光学系支持機構部
を駆動するように構成されていることを特徴とする請求
項1記載の映像表示装置。
2. The virtual image distance control means displays the virtual image in the distance when the line of sight is horizontal or upward, and displays the virtual image in the vicinity when the line of sight is lower than horizontal. 2. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is configured to drive the optical system support mechanism.
【請求項3】 前記虚像距離制御手段は、前記拡大光学
部材に対する前記表示パネルの距離を移動制御するモー
タと、前記モータを駆動する駆動手段と、を有すること
を特徴とする請求項1記載の映像表示装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the virtual image distance control means includes a motor for controlling movement of a distance of the display panel with respect to the magnifying optical member, and a driving means for driving the motor. Video display device.
【請求項4】 前記拡大光学部材の光軸の角度を切り換
え可能なように前記光学系支持機構部を軸支する光学系
軸支機構部と、前記視線方向の上下方向の角度に応じ
て、前記虚像の中心が前記視線上に位置するように前記
光学系軸支機構部を制御する光軸角度制御手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の映像表示装置。
4. An optical system supporting mechanism for supporting the optical system supporting mechanism so that an angle of an optical axis of the magnifying optical member can be switched, and an angle in a vertical direction of the line of sight, 2. The image display device according to claim 1, further comprising an optical axis angle control unit that controls the optical system support mechanism so that the center of the virtual image is positioned on the line of sight.
【請求項5】 前記光学系軸支機構部の動作に連動して
前記光学系支持機構部を動作させる連動機構部、を有す
ることを特徴とする請求項4記載の映像表示装置。
5. The image display device according to claim 4, further comprising an interlocking mechanism for operating the optical system supporting mechanism in conjunction with the operation of the optical system supporting mechanism.
【請求項6】 前記表示パネル、前記拡大光学部材、お
よび前記光学系支持機構部を一体に支持する表示機構部
と、前記拡大光学部材で拡大された虚像を前記利用者の
眼の方向に反射させるミラーと、を有することを特徴と
する請求項1記載の映像表示装置。
6. A display mechanism for integrally supporting the display panel, the magnifying optical member, and the optical system supporting mechanism, and reflects a virtual image magnified by the magnifying optical member in the direction of the user's eye. The image display device according to claim 1, further comprising: a mirror configured to cause the image to be displayed.
【請求項7】 前記ミラーは、ハーフミラーであること
を特徴とする請求項5記載の映像表示装置。
7. The image display device according to claim 5, wherein the mirror is a half mirror.
【請求項8】 前記視線検出手段は、CCD(Charge C
oupled Device )カメラであることを特徴とする請求項
1記載の映像表示装置。
8. The line-of-sight detecting means includes a CCD (Charge C).
2. The video display device according to claim 1, wherein the video display device is a camera.
【請求項9】 携帯型のパソコンにおいて、 入力機能および演算機能を有する本体部と、 前記本体部と連結されるとともに、映像を表示する表示
パネルと、前記表示された映像を拡大する拡大光学部材
と、前記表示パネルおよび前記拡大光学部材の間隔を連
続して切り換え可能に支持する光学系支持機構部と、利
用者の視線の向きを検出する視線検出手段と、前記検出
された利用者の視線の向きに応じて前記表示パネルおよ
び前記拡大光学部材の間隔を切り換えて前記虚像の距離
を制御する虚像距離制御手段と、を有する映像表示装置
と、 を有することを特徴とするパソコン。
9. A portable personal computer, comprising: a main body having an input function and an arithmetic function; a display panel connected to the main body and displaying an image; and an enlarging optical member for enlarging the displayed image. An optical system support mechanism for continuously and switchably supporting the distance between the display panel and the magnifying optical member; a line-of-sight detecting means for detecting the direction of the line of sight of the user; and the line of sight of the detected user And a virtual image distance control means for controlling the distance between the virtual images by switching the distance between the display panel and the magnifying optical member according to the direction of the personal computer.
JP9065650A 1997-03-19 1997-03-19 Video display device and personal computer Pending JPH10262165A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9065650A JPH10262165A (en) 1997-03-19 1997-03-19 Video display device and personal computer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9065650A JPH10262165A (en) 1997-03-19 1997-03-19 Video display device and personal computer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10262165A true JPH10262165A (en) 1998-09-29

Family

ID=13293108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9065650A Pending JPH10262165A (en) 1997-03-19 1997-03-19 Video display device and personal computer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10262165A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001290102A (en) * 2000-01-31 2001-10-19 Fujitsu Ltd Display device
JP2014016627A (en) * 2013-08-29 2014-01-30 Sony Corp Optical position adjustment method in head-mounted type display
US8907865B2 (en) 2010-04-08 2014-12-09 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
WO2014199598A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Seiko Epson Corporation Head-mounted display device and control method of head-mounted display device
WO2015037417A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 株式会社テレパシーホールディングス Head-mounted display capable of adjusting image viewing distance
US9766453B2 (en) 2010-08-18 2017-09-19 Sony Corporation Display apparatus
US10288882B2 (en) 2015-03-12 2019-05-14 Nippon Seiki Co., Ltd. Head mounted display device
JP2021056535A (en) * 2015-05-04 2021-04-08 マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using the same
US11402629B2 (en) 2013-11-27 2022-08-02 Magic Leap, Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using same

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001290102A (en) * 2000-01-31 2001-10-19 Fujitsu Ltd Display device
US8907865B2 (en) 2010-04-08 2014-12-09 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
US9201242B2 (en) 2010-04-08 2015-12-01 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
US9569897B2 (en) 2010-04-08 2017-02-14 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
US9709809B2 (en) 2010-04-08 2017-07-18 Sony Corporation Head mounted display and optical position adjustment method of the same
US9766453B2 (en) 2010-08-18 2017-09-19 Sony Corporation Display apparatus
RU2632257C2 (en) * 2013-06-12 2017-10-03 Сейко Эпсон Корпорейшн Head-mounted display device and method of controlling head-mounted display device
WO2014199598A1 (en) 2013-06-12 2014-12-18 Seiko Epson Corporation Head-mounted display device and control method of head-mounted display device
KR20160018733A (en) 2013-06-12 2016-02-17 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Head-mounted display device and control method of head-mounted display device
US9778469B2 (en) 2013-06-12 2017-10-03 Seiko Epson Corporation Head-mounted display device and control method of head-mounted display device
JP2014016627A (en) * 2013-08-29 2014-01-30 Sony Corp Optical position adjustment method in head-mounted type display
WO2015037417A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 株式会社テレパシーホールディングス Head-mounted display capable of adjusting image viewing distance
US11402629B2 (en) 2013-11-27 2022-08-02 Magic Leap, Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using same
US10288882B2 (en) 2015-03-12 2019-05-14 Nippon Seiki Co., Ltd. Head mounted display device
JP2021056535A (en) * 2015-05-04 2021-04-08 マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using the same
US11526007B2 (en) 2015-05-04 2022-12-13 Magic Leap, Inc. Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10817721B2 (en) Gaze detection device
KR102578929B1 (en) Steerable foveal display
EP3091387A1 (en) Autofocus head mounted display device
US5777715A (en) Low vision rehabilitation system
TWI486631B (en) Head mounted display and control method thereof
US20020113755A1 (en) Wearable display apparatus
JPH09274144A (en) Image display device
JPH08322004A (en) Stereoscopic display device
JP3159538B2 (en) Head-mounted display device
JP3900578B2 (en) Follow-up virtual image display system
KR20090052169A (en) Head-mounted display
JP2011528814A (en) Glasses type display device
JP3877080B2 (en) Stereoscopic display device
JP6197274B2 (en) Target presentation device
JP2001281594A (en) Scanning display device and optical scanner for retina
JP2016212150A (en) Observation optical device, glasses, contact lenses, and image display system
TW201213854A (en) Display device
JPH10262165A (en) Video display device and personal computer
JPH08166557A (en) Head mounted display device
US20070216601A1 (en) Stereoscopic Two-Dimensional Image Display Apparatus
JP6394165B2 (en) Virtual image display apparatus and method
US20200218067A1 (en) Mirror Device
JP2001056446A (en) Head-mounted display device
JP4461624B2 (en) Video observation device
KR101802793B1 (en) video communication device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060411