JP2000029617A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】仮想画面を、頭部のヨーやピッチを検出して、
観察することを可能とすると共に、姿勢センサのドリフ
ト成分による、頭部運動の計測の不安定性や、頭部の静
止時にヨー方向に回転する誤計測等を低減する。 【解決手段】映像を表示する表示部材４とこの映像を装
着者の目に投影する光学部品５とを具備し、頭部或いは
顔面に装着可能な映像表示装置であって、上記装置の向
きを検出する方位センサ２と、この方位センサ２の出力
に従って映像の一部範囲のみを選択し、該一部範囲の映
像のみを一時に投影するよう制御する映像制御部３と、
上記方位センサ２の出力のドリフトを減少させるよう
に、上記方位センサ２の出力をリアルタイムで補正する
補正部１とを具備する。特に、上記補正部１は、予め測
定された上記方位センサの出力のドリフト量を記録保持
しているドリフト量記録部１ａと、補正量を演算する補
正量演算部１ｂを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば装着者の眼
球の前面に位置するように、光学素子と小型表示装置と
を少なくとも装備した個人用の映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、装着者の眼球の前面に位置するよ
うに光学素子と小型表示装置とを配設した個人使用向け
の映像提示装置、即ち頭部搭載型映像表示装置（HMD ；
HeadMounted Display ）は、例えば航空機のフライト
シミュレーション等の用途や、ゲーム等の仮想現実感の
用途に使用されていた。

【０００３】これらは、大型の画像表示装置や光学素子
をヘルメットに装着したもので、極めて大型であった。
また、当初から頭部の位置や姿勢を検出して、その計測
値に基づいて大型の画像生成装置、即ちコンピュータで
作成した画像をリアルタイムで表示する手法を採用して
いた。これらの考え方は既に古く、例えば1980年代の論
文［Virtual environment display system］S.S Fisher
et al ACM1986 Workshop on Interactive 3D Graphics
等でも既に紹介されている。

【０００４】この当時のシステムは、大型で重量があ
り、高価であったため、特殊な用途でのみ使用されてい
た。しかし、この技術や構成を、携帯型のコンピュータ
や通信装置の端末として採用する可能性が高まってき
た。

【０００５】今日では、半導体技術の進歩に伴って、中
央演算処理装置（CPU ；Central Processing Unit）や
メモリ等の固体半導体装置や小型ハードディスク装置の
性能や価格、大きさが更なる進歩を遂げている。既に、
腕時計型のコンピュータも試作されており、近い将来は
クレジットカード大のコンピュータや指輪のような大き
さのコンピュータも実用化されることも想定される。

【０００６】しかし、どんなにコンピュータが小型化し
ても、人間とのヒューマンインタフェースの部分は、小
型化できないのが実状であった。つまり、表示装置やマ
ウス、キーボード等は、人間工学の観点から操作者の目
や指、手に合わせた大きさとすることが要求され、これ
らを小型化するには限界があった。また、ノート型コン
ピュータに使われる表示装置も、表示に必要な電力が表
示画面が大きくなる程、増大し、電池の寿命の点に鑑み
ても大きな問題が依然残っていた。

【０００７】このような点に鑑みて、今後の携帯型の表
示装置として、小型化した頭部搭載型の表示装置の更な
る開発が嘱望されている。この場合、小型であっても超
高精細の液晶表示装置を用いることは困難である。例え
ば、現在のコンピュータに一般的に使われているＣＲＴ
型の表示装置はＸＧＡで１０２４×７６８画素である
が、この画像を全て表示可能な頭部搭載型表示装置を作
るには、対角が１から１．５インチの小型表示ＬＣＤ
に、約１９０万画素のＴＦＴ型液晶シャッタ素子を搭載
しなければならない。これは、歩留まりからもコストか
らも大変な困難な課題であるといえる。また、開口率低
下の為に消費電力も多くなる。

【０００８】ここで、低コストの少ない画素で、大きな
表示画面を観る技術としては、頭部運動を方位センサや
姿勢センサを用いて頭部の運動に合わせて、コンピュー
タが映像を新たに作成しながら操作者に見せる技術が、
従来から仮想現実感や遠隔現実感の手法に取り入れられ
ていた。これらの技術は、大型の画像処理装置と、高価
で大型の姿勢センサを用いた構成となっていた。

【０００９】これらの応用に特化して種々の技術が既に
開示されている。即ち、特開平５−３２８２６０号公報
では、頭部搭載型の表示装置に姿勢センサを搭載して、
頭部姿勢に合わせて画像を表示する構成が開示されてい
る。また、特開平１０−８４５１８号公報では、頭部運
動に連動した３次元画像表示装置において、ジャイロセ
ンサの値が所定値以下では、表示画面を静止させる方法
と構成が提案されている。更に、特開平８−２１７３２
号公報では、ジャイロセンサを用いた姿勢センサではド
リフトが大きいので、加速度センサを組み合わせること
によって、ドリフト成分を除去する方法が開示されてい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術が示すように、小型且つ低価格の映像表示装
置において、その映像表示を姿勢センサの信号に基づい
て制御する技術では、実際にそれらのセンサを実装し、
フィールドで試験を行うと、以下に示すような種々の問
題が生じることが明らかになった。

【００１１】即ち、第１に上記姿勢センサで計測する方
位はヨー方向とピッチ方向で十分であり、従来技術のよ
うに６自由度の必要性は無い。第２に、上記姿勢センサ
は多くのセンサを用いている為、高価で大型であった。

【００１２】第３に、圧電の振動型ジャイロセンサは、
比較的低価格で高性能であるが、出力値にサンプル間の
ばらつき、温度変化、電源ＯＮ時からの変化が大きいこ
と、ドリフトが大きいこと等、多くの問題があった。第
４に、姿勢センサのサイズを小さくすると、特にドリフ
トが大きくなるといった問題があった。

【００１３】第５に、上記従来技術では、姿勢センサの
計測値をリアルタイムで画像の変化として演算すること
は容易でなかった。第６に、上記姿勢センサの計測と、
マウス等の操作とは別個独立に行う必要があった。第７
に、コンピュータが、他のアプリケーションを行なって
いる場合には、上記姿勢センサの計測が遅くなるといっ
た問題も生じていた。

【００１４】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、超小型、低価格、軽量の
顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用い
て、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部の
ヨーやピッチを検出して、観察することを可能とすると
共に、姿勢センサのドリフト成分による、頭部運動の計
測の不安定性や、頭部の静止時にヨー方向に回転する誤
計測等を低減することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様では、映像を表示する表示部材
とこの映像を装着者の目に投影する光学部材とを具備
し、頭部或いは顔面に装着可能な映像表示装置におい
て、上記装置の向きを検出する方位センサと、上記方位
センサの出力に従って映像の一部範囲のみを選択し、こ
の選択した一部範囲の映像のみを一時に投影するよう制
御する映像制御手段と、上記方位センサの出力のドリフ
トを減少させるように、上記方位センサの出力をリアル
タイムで補正する補正手段とを具備することを特徴とす
る映像表示装置が提供される。

【００１６】さらに、第２の態様では、上記第１の態様
において、上記補正手段が、予め測定された上記方位セ
ンサの出力のドリフト量を記録保持しているドリフト量
記録手段と、上記ドリフト量記録手段の記録に基づき補
正量を演算する補正量演算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。そして、第３の態様で
は、上記第１、第２の態様において、上記方位センサを
振動形のジャイロセンサとする映像表示装置が提供され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。先ず、本発明の理解を容
易にするために、本発明の基本原理を説明する。本発明
では、頭部搭載型映像表示装置、又は眼鏡型映像表示装
置等、画素数の限定された表示装置を用いて、携帯型の
パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する）の
表示や操作を実行する場合を想定している。

【００１８】例えば、ＶＧＡ／４である３２０×４０の
画素の表示装置を用いて、ＶＧＡ（６４０×４８０）、
ＳＶＧＡ（８００×６００）、ＸＧＡ（１０２４×７６
８）、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）、ＵＸＧＡ（１
６００×１２００）等の画面を観察可能とする。但し、
これに限定されないことは勿論である。

【００１９】その方法は、仮想的に空間内に固定した表
示空間を想定し、その中の一部を、画素数の限定された
表示装置によって覗き込むようにする。以下の説明で
は、仮想的に空間に固定された画面を「仮想大画面」と
称する。

【００２０】操作者に、先ず全面を見せて全体を概念的
に把握させる。このとき、例えばＸＧＡ１０２４×７６
８の内容を、ＶＧＡ／４である３２０×２４０で観る場
合は、約１／４の間引き画素にする必要がある。このよ
うな場合、極めて粗い画面となり詳細は見えず、文字等
を読むことは不可能である。この画面により、全体の中
で、どの位置にどのような物体、画面、オブジェクト、
メタファー、アイコン等があるかを把握可能とする。

【００２１】その後、頭部の姿勢センサと連動した詳細
に呈示する為のモードに入る。人間・視覚工学的に、で
きる限り表示を自然に行うためには、例えば、１０２４
×７６８の大画面を仮想大画面として空間的に固定す
る。その固定画面の一部をＶＧＡ／４である３２０×２
４０の表示装置で観察する。ここで、最も重要な要素
は、頭部の姿勢を如何に自然に計測して呈示するかにか
かる。

【００２２】この場合に技術開発を行う上で、以下の３
点を考慮することは重要である。先ず、姿勢センサの測
定の精度や不安定性に起因する課題である。即ち、この
姿勢を計測する場合は、磁気センサや圧電振動ジャイロ
センサを使うことが考えられるが、磁気センサは信号量
が小さく、且つ周辺の電磁気等に左右されるので、十分
な時間周期での平均を取る必要があり、時間遅れを引き
起こす。また、早い頭部の姿勢変化に対しては追随でき
ない。これは、観察者に大きな違和感を引き起こす。ま
た、圧電振動ジャイロは、早い操作に関しての追随性は
著しく良いが、ドリフト成分を持つという課題がある。
ドリフトがあると、静止していても常にある信号が発生
し、運動している錯覚に陥る。

【００２３】次に、観察者の心理上の課題である。観察
者が心理的に意図した運動を呈示できないとストレスを
感じる場合があるが、実際の頭部の運動は、自分が静止
したつもりでも微動している場合が多い。操作者が静止
状態と思っている時は、画面が動かない場合が良い場合
もある。画面と頭部姿勢が完全に対応し、且つ画面の位
置による変化が十分高速で且つ滑らかな場合は、このよ
うな心配はない。

【００２４】この他、低コストで小型、軽量であること
である。以上の３点を考慮に入れて技術開発を行う場
合、限定された器材の大きさとコスト内にて、第１に少
ない部品点数で、姿勢センサを安定に、ドリフトを少な
く、如何に精度の良い計測が出来るか否か、第２に操作
者の意図をどのように汲み取るかといった２点が重要と
なる。

【００２５】ここで、図１は本発明の映像表示装置の概
念図である。同図に示されるように、この装置は、映像
を表示する表示部材４と、この映像を装着者の目に投影
する光学部材５と、装置の向きを検出する方位センサ２
と、この方位センサ２の出力に従って映像の一部範囲の
みを選択し、この選択した一部範囲の映像のみを一時に
投影するよう制御する映像制御部３と、上記方位センサ
２の出力のドリフトを減少させるように、上記方位セン
サ２の出力をリアルタイムで補正する補正部１とを少な
くとも有する構成となっている。

【００２６】上記補正部１は、更に詳細には、予め測定
された上記方位センサ２の出力のドリフト量を記録保持
しているドリフト量記録部１ａと、上記ドリフト量記録
部１ａの記録に基づき補正量を演算する補正量演算部１
ｂとからなる。尚、上記方位センサとしては、振動形の
ジャイロセンサ等を採用することができる。

【００２７】以下、上記前提事項をふまえた上で、本発
明の実施の形態を詳細に説明する。先ず、第１の実施の
形態について説明する。図２には第１の実施の形態に係
る映像表示装置の構成を示し説明する。

【００２８】この図２に示されるように、本実施の形態
に係る映像表示装置は、その構成が、頭部搭載表示部又
は眼鏡型表示部（以下、ＨＭＤとする）１０と、姿勢セ
ンサ部２０と、全体の制御を司る制御部５０とに大別さ
れる。

【００２９】より詳細には、上記ＨＭＤ１０は、映像を
表示する液晶表示素子（LCD ；Liquid Crystal Disp
lay ）１２と、その映像を拡大して眼球に投影するため
のプリズム１１等により構成されている。上記姿勢セン
サ部２０は、ここでは圧電振動ジャイロ２１，２２と、
増幅器２３ａ，２３ｂ、フィルタ回路２４ａ，２４ｂ、
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２５ａ，２５ｂで
構成されている。上記制御部５０は、記憶回路３４及び
演算回路３５を含む制御回路３０と、画像メモリ３１、
ＬＣＤコントローラ３２、画像入力部３３で構成されて
いる。

【００３０】ここで、上記ＡＤＣ２５ａ，２５ｂや増幅
器２３ａ，２３ｂ、フィルタ回路２４ａ，２４ｂは、制
御部５０に含まれるよう構成しても良いことは勿論であ
る。また、画像入力部３３から入力される画像は、コン
ピュータから入力される画像としても良いし、ＴＶチュ
ーナやＶＴＲ、特殊な画像生成装置やデジタルカメラの
出力等でも良いことは勿論である。

【００３１】図３は上記構成の映像表示装置の表示形態
を示す図である。この例では、上記画像メモリ３１に蓄
積した映像情報の一部を、当該画像メモリ３１よりも小
さな表示装置を用いて表示することを特徴としている。

【００３２】図３は、その表示範囲を表している。同図
において、（０，０）から（ｘｍ，ｙｍ）は、画像メモ
リ３１の蓄積画像領域を２次元の映像領域に変換して表
示してたものである。以下、この画面を「仮想フレー
ム」と称する。

【００３３】この仮想フレームは、画像メモリ３１の画
素数に対応している。この仮想フレームは、仮想的に設
定したより大きな画面である空間的に固定した２次元の
座標で（ここでは、仮想大スクリーンと称する）に浮か
んでいる。そして、この中の一部の領域である（ｘ０，
ｙ０）から（ｘ０＋ｌｘ，ｙ０＋ｌｙ）は、ＨＭＤ１０
のＬＣＤ１２に表示可能な範囲を示している。以下、実
際に表示する画面を「表示画面」と称する。ここで、表
示範囲は（ｌｘ，ｌｙ）である。

【００３４】一般的には、画像メモリ３１の範囲は、Ｖ
ＧＡ（６４０×４８０）からＳＸＧＡ（１２８０×１０
２４）の範囲である場合が多い。一方、ＬＣＤ１２は軽
量で低コストにする為に、ＶＧＡ／４（３２０×２４
０）からＶＧＡ（６４０×４８０）が一般的である。

【００３５】この実施の形態では、上記表示範囲の始点
である（ｘ０，ｙ０）を頭部の姿勢センサ２０，２１に
よって、姿勢情報、特にヨーとピッチ情報を計測して決
定し、リアルタイムで操作させることを特徴とする。

【００３６】尚、上記表示画面の始点座標は、仮想フレ
ームの中である必要は無く、仮想大スクリーンの中であ
れば良い。また、仮想大スクリーンは限界を示したが、
限界はなくても良いことは勿論である。

【００３７】以上、第１の実施の形態について説明した
が、この第１の実施の形態は、第１に姿勢センサによる
頭部運動の姿勢を高精度、且つ人間工学的に有効に計測
すること、第２に姿勢センサの値を制御回路３０の記憶
回路３４及び演算処理回路３５によってセンサ特有のド
リフト等を取り除き、低価格で高精度に表示装置を制御
すること、第３に画像メモリ３１の内容をスムースに表
示装置に呈示することを特徴としている。これらを実現
するのに寄与するのは、特に上記制御回路３０である。

【００３８】次に第２の実施の形態について説明する。
図４は第２の実施の形態に係る映像表示装置の外観構成
図である。この図４に示されるように、第２の実施の形
態に係る映像表示装置は、ＨＭＤ１０と遮光材料１２と
で構成されている。即ち、ＬＣＤを含むＨＭＤ１０を片
眼用にのみ配設し、他方の片眼用には、適当な透過率を
有する板やフィルム等による遮光材料１２を配設した。
この遮光材料１２の透過率は、９５％以下である。

【００３９】一般に、従来技術では、２枚のＬＣＤを有
するＨＭＤ１０を用いて、観察者の両眼に映像を呈示す
る方が望ましいとされていた。しかし、映像表示をコン
ピュータとの操作のインタフェースとしてとらえたり、
メンテナンス等の情報呈示としてとらえたり、モバイル
の表示装置としてとらえるとき等は、片目で十分な場合
も多い。また、片目は外界を常にとらえて外部の状況や
変化や危険を察知することが望ましい。この場合、他の
業務を行なったり、外部を見たり、移動中や歩きながら
画像を見ることも可能となる。

【００４０】これらに鑑みて、この第２の実施の形態に
係る映像表示装置では、上記場合に対応した必要最小限
の構成要素で構成した。次に第３の実施の形態について
説明する。

【００４１】図５は第３の実施の形態に係る映像表示装
置の外観構成図である。この図５に示されるように、こ
の映像表示装置は、ＨＭＤ１０と透過率を可変可能な遮
光材料１２’とで構成されている。

【００４２】前述したように、映像表示をコンピュータ
との操作のインタフェースとしてとらえたり、メンテナ
ンス等の情報呈示としてとらえたり、モバイルの表示装
置としてとらえると、片目で十分な場合も多い。また、
片目は外界を常にとらえて外部の状況や変化や危険を察
知することが望ましい。この場合、他の業務を行なった
り、外部を見たり、移動中や歩きながら画像を見ること
も可能となる。上記第２の実施の形態は、このような条
件を満たしたものである。

【００４３】しかし、実際には、片目の透過率の設定が
非常に重要である。また、特に晴天の屋外で使用する場
合の透過率は５％乃至１０％で十分であるが、室内では
５０％前後が望ましく、比較的暗い場所では９０％以上
することは好ましい。この第３の実施の形態に係る映像
表示装置では、透過率を状況に応じて可変自在としたこ
とに特徴を有している。

【００４４】上記遮光材料１２’は、外部の明るさに応
じて透過率が変化する材料でも、液晶のような光学デバ
イスでも良い。この外部の明るさに応じて透過率が変化
する材料としては、フォトクロミック材料等がある。こ
れは、紫外線の強さによって材料が化学反応を起こし、
透過率が変化するといった特徴を有している。

【００４５】一方、液晶は、２枚の透明電極の間に挟ん
だ液晶材料の印可電圧の配列によって透過率が変化す
る。外部の照度をフォトダイオード等を用いて計測し、
その信号に応じて液晶への印可電圧を変化させることで
透過率を変化させる。尚、透過率を外部に付けたボリュ
ーム等によって変化自在としても良い。

【００４６】次に第４の実施の形態について説明する。
図６は第４の実施の形態に係る映像表示装置の外観構成
図である。この装置は、ＨＭＤ１０に搭載する姿勢セン
サの配置に特徴を有している。

【００４７】従来、ＨＭＤ１０は大型であったが、個人
用や携帯端末の表示装置としての使用を考えると、小型
で１００ｇを切る軽さが要求される。しかし、軽量小型
とすると、それに付随して姿勢センサの装着場所が無く
なってしまう。

【００４８】一方、上記姿勢センサに関しては、従来か
ら圧電素子を利用した振動型のジャイロや、磁気セン
サ、加速度センサ、重力センサ等、種々のものがある。
ＨＭＤの小型化の要求を考えると、磁気センサや重力セ
ンサが好適である。しかし、この応用では、ヨー方向の
計測が重要であり、且つ高速応答性が重視される。

【００４９】このような場合は、圧電素子を利用した振
動型のジャイロが最適である。しかし、圧電素子を利用
した振動型のジャイロは、小型化するとＳ／Ｎが悪くな
り、静止状態にもかかわらず信号が出る所謂ドリフトと
いった問題が生じる。即ち、圧電素子を利用した振動型
のジャイロを採用する場合、その高性能性を維持するた
めには、所定の長さが必要である。従って、このような
場合に、この実施の形態の如き小型の表示装置における
姿勢センサの配置が重要となる。

【００５０】以下、図６を参照して、ヨー方向センサの
配置を説明する。図６（ａ）は、圧電素子を利用した振
動型のジャイロ２１を基板１３に搭載して偏心型の自由
曲面プリズム１１の側面に配置した様子を示している。
これに対して、図６（ｂ）は、圧電素子を利用した振動
型のジャイロ２１をプリズム１１の側面に直接的に配設
した様子を示している。この図６（ｂ）に示す場合は、
フレキシブルな基板１３’を配線として使用した。

【００５１】上記偏心型の自由曲面プリズム１１の上面
の所定位置には、ＬＣＤ１２が配置されている。ここ
で、ヨー方向の計測は、このプリズム１１の上下方向を
回転軸（図中のＡ方向）とした回転角の計測である。こ
の為、プリズム１１のレンズ面以外の側面に圧電素子を
利用した振動型のジャイロ２１を配置している。これに
より、長さが３０〜５０ｍｍまでのセンサを搭載するこ
とができ、精度とＳ／Ｎ、ドリフト量を小さくすること
ができる。また、圧電素子を利用した振動型のジャイロ
２１の高さは３〜５ｍｍ程度である為、この圧電素子を
利用した振動型のジャイロ２１の大きさは、表示装置１
０の大きさや重さの小型化に好適である。

【００５２】次に第５の実施の形態について説明する。
図７は第５の実施の形態に係る映像表示装置の構成図で
ある。同図において、編心型の自由曲面プリズム１１の
上面にはＬＣＤ１２が配置されている。ピッチ方向の計
測は、このプリズムの側面方向（図中、Ｂ方向）を回転
軸とした回転角の計測である。この為、プリズム１１の
レンズ面以外の上下側面に圧電素子を利用した振動型の
ジャイロ２１を付けたものである。

【００５３】これにより、長さが３０〜５０ｍｍまでの
センサが搭載でき、精度とＳ／Ｎ、ドリフト量が小さく
できる。また、圧電素子を利用した振動型のジャイロ２
１の高さは３〜５ｍｍ程度の為、この圧電素子を利用し
た振動型のジャイロ２１の大きさは、ＨＭＤ１０の大き
さや重さの小型化の要請に適合する。尚、振動型のジャ
イロ２１の配設位置としては、上記位置のほか、プリズ
ム１１の下面でも良いことは勿論である。

【００５４】次に第６の実施の形態について説明する。
図８は第６の実施の形態に係る映像表示装置に関する図
である。この第６の実施の形態は、制御部５０に搭載す
る各機能部の詳細な構成に関するものである。先に示し
た図２と基本構成は同様だが、本実施の形態に係る映像
表示装置は、制御部５０が記憶部３４と演算部３５とを
有し、姿勢センサの出力を補正すること、及びドリフト
を除去することに特徴を有している。

【００５５】即ち、図８（ａ）に示されるように、制御
部５０は制御部３０を有する。この制御部３０には、姿
勢センサからのヨー方向とピッチ方向の信号が入力さ
れ、その信号は記憶部３４の補正データを用いて演算部
３５で補正演算され、この補正後の情報は変換部３６に
て座標に変換される。

【００５６】一方、入力した画像は一辺Ｘｍと他辺Ｙｍ
の２次元画像として画像メモリ３１に記録され、その始
点情報は、変換部３６から入力される。この画像メモリ
３１は、仮想フレームの枠を定める。この始点情報と表
示装置の画素数である（ｌｘ、ｌｙ）が切り出され、Ｌ
ＣＤコントローラ３２に入力され、このＬＣＤコントロ
ーラ３２よりＬＣＤへと出力されることとなる。

【００５７】ここで、表示画面が画像メモリ３１の論理
空間（ここでは仮想フレームと言う）に収まっている場
合は問題はないが、表示画面が仮想フレームからはみ出
している場合は問題となり、これを回避するための処理
が必要となる。

【００５８】図８（ｂ）は、姿勢センサからの開始点の
位置が仮想フレームの範囲を超えた様子を示している。
この場合でも、表示画面や始点は、空間に固定された２
次元座標である仮想大スクリーンに収まっている。この
場合は、仮想フレームの外部の表示画面は背景色で表示
する必要がある。ＬＣＤコントローラ３２は、この範囲
外の画素に予め決定した背景色を準備し、表示装置に出
力する。

【００５９】図８（ｃ）は姿勢センサからの開始点の位
置が仮想フレームに入っているが、終点が仮想フレーム
の範囲を超えた様子を示している。この場合は、画像メ
モリ３１の仮想フレームの範囲外であり、仮想大スクリ
ーンの画像は背景色で表示する必要がある。ＬＣＤコン
トローラ３２は、この範囲外の画素に予め決定した背景
色を準備し、表示装置に出力する。

【００６０】ここで、第６の実施の形態のうちの画像メ
モリ３１への画像データの蓄積と転送の手法を説明す
る。姿勢センサの位置情報に合わせて表示装置に画像信
号を転送及び表示する場合に、画像が滑らかに自然に表
示される必要がある。この為には、ヨー方向へも、ピッ
チ方向へも、１画素単位で画面がリアルタイムで変化さ
せ表示されなくてはならない。

【００６１】図９は、上記画像メモリ３１への論理的な
記録とデータ転送及び表示が１画素単位になるように構
成した例である。先ず、画像メモリ３１の配列を、表示
画面に合わせて（ｘｍ，ｙｍ）だけ確保する。ここで、
画像は（１，１）、（１，２）…と記録されている。こ
のとき、各画素の画像データに相当する例えばＲＧＢの
２４ビットのデータを論理的に１記録単位として記録
し、この単位で画像メモリ３１とＬＣＤコントローラ３
２、更には可能ならば表示装置の間で転送する。これに
より、画像は１画素単位で表示され、且つ頭部の移動に
対して簡易に表示することができる。

【００６２】次に図１０は、表示入力に対する２つの形
態を示している。ここで、図１０（ａ）はデジタル方
式、図１０（ｂ）はアナログ方式を、それぞれ示してい
る。この図１０（ａ）に示されるように、デジタル方式
では、（ｘｍ，ｙｍ）を確保し、ｌｘ、ｌｙを切り出し
た後、ＬＣＤに表示する（＃１乃至＃３）。一方、図１
０（ｂ）に示されるように、アナログ方式では、（ｘ
ｍ，ｙｍ）を確保し、Ｄ／Ａ変換して、これをアナログ
信号に変換した後、ＬＣＤにアナログ出力し、表示する
（＃４乃至＃６）。

【００６３】次に図１１は実装形態の一例を示す図であ
る。先ず、図１１（ａ）は、ＨＭＤ１０の構成を示して
いる。１対のＬＣＤ１２の間に、例えばフレキシブル基
板３６にＬＣＤコントローラ３２を配置した構成となっ
ている。尚、２眼式のほか、一眼式でも良いことは勿論
である。

【００６４】図１１（ｂ）は、画像メモリ３１や制御装
置３０をフレキシブル基板３６に搭載した構成を示して
いる。このようにＬＣＤコントローラ３２等が配置され
たフレキシブル基板３６を折り曲げて、プリズム１１の
側面に収納する。

【００６５】次に第７の実施の形態について説明する。
図１２は第７の実施の形態に係る映像表示装置の構成図
である。この実施の形態では、基本構成は、先に説明し
た第６の実施の形態と同様であるが、ＨＭＤ１０とは別
に制御部５０を別のケース３７に収めた構成となってい
る。電池等を装填することを考えると、ＨＭＤ１０の総
重量が大きくなることに鑑み、制御部５０を別構成にし
たものである。この場合もＬＣＤコントローラ３２や画
像メモリ３１はＨＭＤ１０に搭載しても良い。

【００６６】次に第８の実施の形態について説明する。
図１３は第８の実施の形態に係る映像表示装置の構成図
である。基本構成は、先に説明した第６の実施の形態と
同様である。しかしながら、第６の実施の形態では、ヨ
ー方向とピッチ方向の２つの姿勢を用いたが、低価格と
機能の限定を考えると、ヨー方向の表示で十分である場
合もある。

【００６７】以下、図１３を参照して、本実施の形態の
表示方法を説明する。空間に固定された仮想的なスクリ
ーン、即ち仮想大スクリーンは、左右の方向に広がって
いる。しかし、上下方向は、表示画面で決定される空間
で決定されている。この中に画像メモリ３１で決定され
る仮想フレームが設定される。ここで、画像メモリ３１
のＹ方向（上下方向）は表示装置の１ｙと同一である。
即ち、仮想フレームは（ｘｍ，ｌｙ）であり、表示画面
は（ｌｘ，ｌｙ）である。上下方向の画角は変化せず、
ヨー方向の姿勢に元づいて水平方向の画面が変化する。
この実施の形態では、姿勢センサも１つで良いこととな
るため、装置の小型化に寄与することとなる。

【００６８】次に第９の実施の形態について説明する。
図１４は第９の実施の形態に係る映像表示装置の構成図
である。この装置の基本構成は、先に説明した第６，７
の実施の形態と同様である。

【００６９】但し、上記第６の実施の形態の構成では、
システムの汎用性を考慮して、制御部５０をＨＭＤ１０
や付帯装置３７に含める構成としたが、コンピュータの
表示端末として考えると、制御部５０は、コンピュータ
の中央演算装置やメモリを用いる構成としても構わな
い。この点に着目して改良した構成としたのが、この第
９の実施の形態である。以下に詳述する。

【００７０】図１４（ａ）は、映像表示装置の構成の一
例を示す図である。この図１４（ａ）に示されるよう
に、この実施の形態では、ノート型のパーソナルコンピ
ュータ３８を直接的にコネクタと接続コード３９を介し
てＨＭＤ１０に通信自在に接続した構成としている。

【００７１】図１４（ｂ）は、上記パーソナルコンピュ
ータ３８の内部構成を示す図である。この図１４（ｂ）
に示されるように、パーソナルコンピュータ３８は、キ
ャッシュメモリ４３が接続されたＣＰＵ４２と、メイン
メモリ４０と、ハードディスク４４と、ＨＭＤと外部端
子を介して接続されたＬＣＤコントローラ４１は、デー
タバス４０を介して相互に接続された構成となってい
る。

【００７２】次に第１０の実施の形態について説明す
る。尚、この第１０の実施の形態に係る映像表示装置の
基本構成は、先に説明した第１及び第６の実施例と同様
であるため、説明を省略する。

【００７３】以下、第１０の実施の形態による映像表示
装置の姿勢センサの信号の補正方法を説明する。この第
１０の実施の形態は、先に第１の実施の形態で説明した
ように、低コスト化を図るべく、できる限り少ないセン
サ等の部品を使って、基本構成の機能を実現するもので
ある。

【００７４】ここで、使用するセンサである振動型の圧
電ジャイロは、角速度をフィルタ、積分して角度を計測
している。この積分時の誤差の積算や、圧電素子の不安
定性は、電極の熱雑音等に起因すると考えられる。この
ドリフト成分は、センサデバイスの固体差や動作時間、
温度等の様々な要因によって変化し、安価な姿勢センサ
を実現する上で大きな障害となっていた。

【００７５】図１５は、出力電圧が一定と見なされる時
間後に計測した静止時の出力電圧をデバイスによる固体
差を度数として示す図である。この図１５において、縦
軸は度数を、横軸は静止時の信号量をそれぞれ示してい
る。同図より明らかなように、ドリフト成分のデバイス
による個体差が大きいため、この実施の形態では、各デ
バイス毎に以下の補正操作を行う。

【００７６】即ち、第１に、受け入れ検査を行い所定範
囲に入るデバイスを用いて組み立てる。第２に、完成後
に室温（２０度）にて静止状態にて出力信号が一定と見
なされる時間通電した後のドリフト量を計測する。この
値をωｋとする。第３に、動作計測時の姿勢は以下の補
正した角速度ω’を用いる。第４に、ヨー、ピッチ角度
は、このω’を時間積分して用いる。ここで、角速度
ω’は、ω’＝ω＋ωｋである。尚、上記補正値ωｋ
は、制御回路の記録装置に記憶されており、この計算は
演算回路によって行うこととする。

【００７７】次に第１１の実施の形態を説明する。尚、
基本構成は先に説明した第１及び第６の実施の形態と同
様であるため、詳細な説明は省略する。以下、特徴とな
る姿勢センサの信号の補正方法の説明する。

【００７８】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙ってできる限り少ないセンサ等の部品を
使用して、基本構成の機能を実現するものである。ここ
で、使用するセンサである振動型の圧電ジャイロは、角
速度をフィルタ、積分して角速度を計測している。この
積分時の誤差の積算や、圧電素子の不安定性は、電極の
熱雑音等に起因すると考えられる。このドリフト成分
は、センサデバイスの固体差や動作時間、温度等の様々
な要因によって変化し、安価な姿勢センサを実現する上
で大きな障害となっていた。

【００７９】ここで、図１６は、ジャイロセンサにおけ
る静止時の出力電圧をセンサの印可電圧を印可後の経過
時間の関数として示す図である。尚、縦軸は静止時の信
号量、横軸は時間をそれぞれ示している。

【００８０】同図より明らかなように、ドリフト成分の
動作時間に対する不安定性が大きいため、この実施の形
態では、個々のデバイス毎に以下の補正操作を行う。即
ち、第１に、受け入れ検査を行い所定範囲に入るデバイ
スを用いて組み立てる。第２に、完成後に室温（２０
度）にて通電からある時間（例えば３０分）までのドリ
フト量の時間依存性を計測する。この値をωｋ（ｔ）と
する。第３に、動作計測時の姿勢はドリフトを含む生デ
ータω（ｔ）から以下の補正した角速度ω’（ｔ）を算
出する。第４に、ヨー、ピッチ角度は、このω’を時間
積分して用いる。ここで、ω’（ｔ）＝ω（ｔ）＋ωｋ
（ｔ）である。

【００８１】尚、上記補正値ωｋ（ｔ）は、制御部の記
録部に記憶されており、この計算は演算処理部によって
行う。更に、時間は、所定の時間間隔の値で記録する。
補正時間の間の任意の時間の補正は２点又は３点のデー
タによる補間を行う。

【００８２】次に第１２の実施の形態を説明する。尚、
基本構成は先に説明した第１及び第６の実施の形態と同
様である為、詳細な説明を省略する。以下、特徴となる
姿勢センサの信号の補正方法を説明する。

【００８３】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙ってできる限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現する。ここで、使用する
センサである振動型の圧電ジャイロは、角速度をフィル
タ、積分して角度を計測している。この積分時の誤差の
積算や、圧電素子の不安定性は、電極の熱雑音等に起因
すると考えられる。このドリフト成分は、センサデバイ
スの固体差や動作時間、温度等の様々な要因によって変
化し、安価な姿勢センサを実現する上で大きな障害とな
っていた。

【００８４】図１７は、ジャイロセンサにおける静止時
の出力電圧をセンサの周囲温度の関数として示す図であ
る。縦軸は静止時の信号量、横軸は温度を示している。
同図より明らかなように、ドリフト成分の周囲温度に対
する不安定性が大きいため、この実施の形態では個々の
デバイス毎に以下の補正操作を行う。

【００８５】即ち、第１に、受け入れ検査を行い所定範
囲に入るデバイスを用いて組み立てる。第２に、完成後
に通電から所定の時間（例えば３０分）後のドリフト量
の周辺温度依存性を計測する。この値をωｋ（Ｔ）とす
る。Ｔは温度である。第３に、姿勢センサの周辺に温度
センサを組み込んで、周囲温度を略リアルタイムで計測
する。第４に、動作計測時の姿勢はドリフトを含む生デ
ータω（Ｔ）から、以下の補正した角速度ω’（Ｔ）を
算出する。第５に、ヨー、ピッチ角度はこのω’を時間
積分して用いる。ここで、ω’（Ｔ）＝ω（Ｔ）＋ωｋ
（Ｔ）である。

【００８６】尚、この補正値ωｋ（Ｔ）は、制御部の記
録部に記憶されており、この計算は演算処理部によって
行う。温度はある温度間隔の値で記録する。設定温度の
間の任意の温度の補正は、２点又は３点のデータによる
補間を行う。

【００８７】次に第１３の実施の形態を説明する。基本
構成は第１及び第６の実施の形態と同様であるため、こ
こでは詳細な説明を省略する。以下、姿勢センサの信号
の補正方法を説明する。

【００８８】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙ってできる限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現する。ここで、使用する
センサである振動型の圧電ジャイロは、角速度をフィル
タ、積分して角速度を計測している。この積分時の誤差
の積算や、圧電素子の不安定性は、電極の熱雑音等に起
因すると考えられる。このドリフト成分は、センサデバ
イスの固体差や動作時間、温度等の様々な要因によって
変化し、安価な姿勢センサを実現する上で大きな障害と
なっていた。

【００８９】ここで、図１８（ａ）は、ジャイロセンサ
における静止時の出力電圧をセンサの動作時間の関数と
して示した図である。先ず、電源投入時にドリフト成分
が大きく変化し漸近的にある値にある。その後、電源を
一旦切断し、時間ｔｒ後に電源を再投入した場合のジャ
イロセンサにおける静止時の出力電圧の変化を示す。こ
こで、ｔｒは２０から３０分以内である。これ以上長い
場合は、熱平衡状態となり、先に示した第１１の実施の
形態で対応することができる。

【００９０】また、図１８（ｂ）は、このドリフト成分
を、ｔｒをパラメータとして動作時間ｔとの関数で示し
た図である。以下、この補正方法を示す。即ち、第１
に、受け入れ検査を行い所定範囲に入るデバイスを用い
て組み立てる。第２に、完成後に通電からある時間（例
えば３０分）までのドリフト動作時間（ｔ）依存性を計
測する。この値をωｋ（ｔ）とする。第３に、電源を一
旦切り再投入をして再度通電からある時間（例えば３０
分）までのドリフト動作時間（ｔ）依存性を計測する。
ここで、再投入までの時間ｔｒをパラメータとする。こ
の値をωｋ（ｔ、ｔｒ）とする。第４に、動作計測時の
姿勢は、ドリフトを含む生データω（ｔ、ｔｒ）から、
以下の補正した角速度ω’（ｔ、ｔｒ）を算出する。第
５にヨー、ピッチ角度は、このω’を時間積分して用い
る。

【００９１】ここで、ω’（ｔ、ｔｒ）＝ω（ｔ、ｔ
ｒ）＋ωｋ（ｔ、ｔｒ）である。尚、この補正値ωｋ
（ｔ、ｔｒ）は、制御部の記録部に記憶されている。ま
た、この計算は演算処理部によって行う。任意の時間の
補正は、２点又は３点のデータによる補間を行う。ここ
で、実際の機器でｔｒを測定する例として、電源Ｏｆｆ
時に内蔵タイマの値を一旦記憶装置に記録し、再度電源
Ｏｎ時に、この記録値を読み出し、Ｏｎ時の内蔵タイマ
の値と比較を行い、ｔｒを計測する。ここでは再投入ま
での時間ｔｒを用いたが、再投入からの時間を用いて補
正してもよいことは勿論である。

【００９２】次に第１４の実施の形態について説明す
る。基本構成は第１及び第６の実施の形態と同様である
ため、ここでは詳細な説明を省略する。以下、姿勢セン
サの信号の補正方法を説明する。

【００９３】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙って出来る限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現する。ここで、使用する
センサである振動型の圧電ジャイロは、角速度をフィル
タ、積分して角度を計測している。この積分時の誤差の
積算や、圧電素子の不安定性は、電極の熱雑音等に起因
すると考えられる。このドリフト成分は、センサデバイ
スの固体差や動作時間、温度等の様々な要因によって変
化し、安価な姿勢センサを実現する上で大きな障害とな
っていた。

【００９４】ここで、先に説明した第１０乃至第１３の
実施の形態では、ドリフトの経時変化はないものとし
て、出荷時にセンサのドリフトを計測して補正を加え
た。しかし、僅かにドリフト成分の経時変化や、その時
の湿度や気圧等によっても変化することが明確となっ
た。以下、かかる点に鑑みてなされた第１４の実施の形
態による補正方法を説明する。

【００９５】図１９（ａ）は、ジャイロセンサにおける
静止時の出力電圧をセンサの動作時間の関数として示す
図である。縦軸は静止時の信号量、横軸は経過時間を示
している。電源投入時にドリフト成分が大きく変化し漸
近的に所定値になる。この特性をセンサ毎に示したもの
で、図中ＡＢＣはセンサの別を示す。

【００９６】一方、図１９（ｂ）は電源投入時のドリフ
ト成分をＨ点として示す図である。以下、この補正方法
を説明する。即ち、第１に、受け入れ検査を行ない、あ
る範囲に入るデバイスを用いて組み立てる。第２に、完
成後に、通電からある時間（例えば３０分）までのドリ
フト動作時間（ｔ）依存性を計測する。この値をωｋ
（ｔ）とする。これは、記録装置に記録する。第３に、
動作計測時に最初に静止時の値を計測する。この点は図
１９（ｂ）のＨ点であるとする。このＨ点から、動作時
間に関する予想曲線を推測する。このには図１９（ａ）
のサンプルばらつきを考慮して決定する。この関係をω
ｋｎ（ｔ）とする。第４に、実際の計測はドリフトを含
む生データω（ｔ）から、以下の補正した角速度ω’
（ｔ）を算出する。第５に、ヨー、ピッチ角度はこの
ω’を時間積分して用いる。

【００９７】ここで、ω’（ｔ）＝ω（ｔ）＋ωｋｎ
（ｔ）である。尚、この補正値ωｋ（ｔ）は制御部の記
録部に記憶されており、この計算は演算部によって行
う。任意の時間の補正は、２点又は３点のデータによる
補間を行う。

【００９８】次に第１５の実施の形態を説明する。基本
構成は第１及び第６の実施の形態と同様であるため、こ
こでは詳細な説明を省略する。以下、姿勢センサの信号
の補正方法を説明する。

【００９９】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙って出来る限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現する。ここで、使用する
センサである振動型の圧電ジャイロは、角速度をフィル
タ、積分して角度を計測している。この積分時の誤差の
積算や、圧電素子の不安定性は、電極の熱雑音等に起因
すると考えられる。このドリフト成分は、センサデバイ
スの固体差や動作時間、温度等の様々な要因によって変
化し、安価な姿勢センサを実現する上で大きな障害とな
っていた。

【０１００】ここで、先に説明した第１０乃至第１３の
実施の形態では、ドリフトの経時変化はないものとし
て、出荷時にセンサのドリフトを計測して補正を加え
た。しかし、僅かにドリフト成分の経時変化や、その時
の湿度や気圧等によっても変化することを突き止めた。
以下、かかる点に鑑みてなされた第１５の実施の形態に
よる補正方法を説明する。

【０１０１】図２０（ａ）は、ジャイロセンサにおける
静止時の出力電圧をセンサの動作時間の関数として示す
図である。縦軸は静止時の信号量、横軸は経過時間を示
している。電源投入時にドリフト成分が大きく変化し、
漸近的に所定値になる。この特性をセンサ毎に示し、図
中ＡＢＣはセンサの別を示す。

【０１０２】一方、図２０（ｂ）は電源投入時のドリフ
ト成分を時間を変えて２点をＨ、Ｉ点として示す図であ
る。以下、この補正方法を示す。即ち、第１に、受け入
れ検査を行ない、ある範囲に入るデバイスを用いて組み
立てる。第２に、完成後に、通電からある時間（例えば
３０分）までのドリフト動作時間（ｔ）依存性を計測す
る。この値をωｋ（ｔ）とする。これは記録装置に記録
する。第３に、動作計測時に最初に静止時の値を計測す
る。この点は図２０（ｂ）のＨ点であるとする。次にｔ
１後の値をＩ点として測定する。このＨ、Ｉ点から、動
作時間に関する予想曲線を推測する。これには図２０
（ａ）のサンプルばらつきを考慮して決定する。この関
係をωｋｎ（ｔ）とする。第４に、実際の計測はドリフ
トを含む生データω（ｔ）から、以下の補正した各速度
ω’（ｔ）を算出する。第５にヨー、ピッチ角度はこの
ω’を時間積分して用いる。

【０１０３】ここで、ω’（ｔ）＝ω（ｔ）＋ωｋｎ
（ｔ）である。尚、最初の計測をＨ、Ｉ点の２点で行な
ったが、３点以上でも良いことは勿論である。また、こ
の補正値ωｋ（ｔ）は、制御回路の記録装置に記憶され
ており、この計算は演算回路によって行うものとする。
任意の時間の補正は、２点又は３点のデータによる補間
を行うものとする。

【０１０４】次に第１６の実施の形態について説明す
る。基本構成は第１及び第６の実施の形態と同様である
ため、ここでは詳細な説明を省略する。以下、姿勢セン
サの信号の補正方法を説明する。

【０１０５】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙って出来る限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現するものである。ここ
で、使用するセンサである振動型の圧電ジャイロは、角
速度をフィルタ、積分して角速度を計測している。この
積分時の誤差の積算や、圧電素子の不安定性は、電極の
熱雑音等に起因すると考えられる。

【０１０６】このドリフトの補正法は第１０乃至第１５
の実施の形態で説明したが、補正はサンプルばらつき、
経時変化、動作時間依存性、温度変化等であった。この
ような補正を加えても、容量性のランダムな熱雑音であ
るｋＴＣノイズ等が存在する。これは、大きな容量に蓄
積した電荷のランダムな熱ゆらぎであるため、予想する
ことは出来ない。このため、僅かに残ったドリフト成分
は、静止状態であっても存在している。

【０１０７】そこで、第１０乃至第１５の実施の形態の
補正のいずれかを行なった上に、図２１に示す閾値によ
る不感帯を考える。この図２１は補正した角速度ω’の
動作時間依存性を示す図である。

【０１０８】同図において、Ｂ点までは静止状態で、Ｂ
点以降は運動状態である。この図２１のように、Δω＋
とΔω−の閾値を設定する。そして、この範囲にω’が
入る場合は静止状態と判断する。この閾値は、出荷前の
検査にて静止状態で計測し、その値に余裕係数を掛けて
設定しても良いし、その都度設定しても良い。

【０１０９】上記所定の範囲は上述のように決定するほ
かにも、外部から変更可能に構成してもよい。このよう
にすれば、使用者の感覚の個人差に対応した最適の範囲
を設定できる。

【０１１０】次に第１７の実施の形態について説明す
る。基本構成は第１及び第６の実施の形態と同様である
ため、ここでは詳細な説明を省略する。以下、人間工学
的な静止状態の判断法を説明する。

【０１１１】先に第１の実施の形態で説明したように、
低コスト化を狙って出来る限り少ないセンサ等の部品を
使って、基本構成の機能を実現するものである。ここ
で、使用するセンサである振動型の圧電ジャイロは、角
速度をフィルタ、積分して角度を計測している。この積
分時の誤差の積算や、圧電素子の不安定性は、電極の熱
雑音等に起因すると考えられる。

【０１１２】このドリフトの補正法は第１０乃至第１６
の実施の形態で説明した。即ち、補正はサンプルばらつ
き、経時変化、動作時間依存性、温度変化等であった。
しかし、この様な補正を加えても、容量性のランダムな
熱雑音であるｋＴＣノイズ等が存在する。これは、大き
な容量に蓄積した電荷のランダムな熱ゆらぎであるた
め、予想することはできない。但し、実際には第１０乃
至第１６の実施の形態の補正で極めて高品質な姿勢セン
サが作成できる。

【０１１３】むしろ問題は、操作者が静止状態と感じて
いても、頭部が運動していたり僅かに振動する場合もあ
る。この場合は、操作者によっては固定された映像とし
て全く違和感を持たない人と、僅かな揺れに対して違和
感を持つ場合がある。この違和感は、自分が静止してい
ると思っている間は、画像は変化して欲しくないとの願
望である。この為、操作者が静止状態と意図している場
合は、姿勢センサからの信号が有意義な感値であっても
強制的に、静止状態とする。

【０１１４】図２２は補正した角速度ω’の動作時間依
存性を示す図である。同図において、Ｂ点までは静止状
態と意図した場合のセンサ出力である、このＢ点までの
信号からωｍａｘ＋（Ｓ）とωｍａｘ−（Ｓ）から図示
のようにΔω＋とΔω−の閾値を設定する。設定の方法
は、ωｍａｘ＋（Ｓ）とωｍａｘ−（Ｓ）にある係数を
掛ける方法を用いる。尚、Ｂ点以降は、この範囲にω’
が入る場合は静止状態と判断する。

【０１１５】図２３は他の例として、補正した各速度
ω’の動作時間依存性を示す図である。Ｂ点までは操作
者が静止状態と意図した場合のセンサ出力であり、Ｃ点
までは操作者が自分が運動状態にあると意図する時間で
ある。

【０１１６】このＢ点までの信号からωｍａｘ＋（Ｓ）
とωｍａｘ−（Ｓ）を、Ｃ点までの信号から、ωｍｉｎ
＋（Ｄ）とωｍｉｎ−（Ｄ）を決定する。これらの値か
ら図示のようにΔω＋とΔω−の閾値を設定する。この
設定の方法は、ωｍａｘ＋（Ｓ）とωｍａｘ−（Ｓ）と
ωｍｉｎ＋（Ｄ）とωｍｉｎ−（Ｄ）の間にΔω＋とΔ
ω−を見積もる。そして、Ｃ点以降は、この範囲にω’
が入る場合は静止状態と判断する。

【０１１７】次に第１８の実施の形態を説明する。図２
４は第１８の実施例の方法を示す。基本構成は先に説明
した第６や第７の実施の形態と同様である。

【０１１８】第６又は第７の実施の形態では、頭部の姿
勢によって仮想画面の内の一部を表示する方法であっ
た。仮想画面に表示された映像を観る場合はそれで十分
であるが、携帯端末等では操作する必要がある。

【０１１９】この為、図２４の例では、制御部３７に操
作部３８を付加し、２次元の位置計測装置（マウスでも
良い）３９と操作ボタン４０を付加した。尚、このマウ
ス３９と姿勢センサの値は基本的には独立して動作する
が、マウスが視野表示から離れた場合にはマウスの方向
を表示できるようにしても構わない。

【０１２０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を
逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは
勿論である。

【０１２１】尚、本発明の要旨をまとめると以下のよう
になる。 （１）映像を表示する表示部材とこの映像を装着者の目
に投影する光学部品とを具備し、頭部もしくは顔面に装
着可能な映像表示装置において、上記装置の向きを検出
する方位センサと、上記方位センサの出力に従って映像
の一部範囲のみ選択し、この選択した一部範囲の映像の
みを一時に投影するよう制御する映像制御手段と、上記
方位センサの出力のドリフトを減少させるように、上記
方位センサの出力をリアルタイムで補正する補正手段
と、を具備することを特徴とする映像表示装置。

【０１２２】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。また大きな課題であ
った姿勢センサのドリフト成分による、頭部運動の計測
の不安定性や、頭部の静止時にヨー方向に回転する誤計
測等を低減できる。 （２）上記補正手段は、予め測定された上記方位センサ
の出力のドリフト量を記録保持しているドリフト量記録
手段と、上記ドリフト量記録手段の記録に基づき、補正
量を演算する補正量演算手段を具備することを特徴とす
る（１）に記載の映像表示装置。

【０１２３】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。姿勢センサを用いる
場合の課題であった、頭部姿勢の計測の精度や安定性を
格段に向上し、かつドリフトも最小限に押えられる。よ
り低価格で人間の運動に自然に追随する高性能の画像表
示装置が可能となる。 （３）上記方位センサは振動形のジャイロセンサである
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の映像表示装
置。

【０１２４】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーを検出して、観察することが可能な表示装置を作
成することが可能となる。また圧電ジャイロを用いるこ
とによって、頭部運動の高速応答性が向上するので、大
きな課題であった頭部運動と表示のタイムラグを低減で
きる。 （４）上記映像表示装置は上記方位センサの起動からの
経過時間を計測可能な計時手段をさらに具備し、上記ド
リフト量記録手段に記録保持される内容は、上記方位セ
ンサの起動からの経過時間とドリフト量との関係であ
り、上記補正量演算手段は補正量を演算するに際して、
さらに上記計時手段の出力にも基づくことを特徴とする
（２）又は（３）に記載の映像表示装置。

【０１２５】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。電源投入後、直ちに
使用できる装置として圧電ジャイロセンサを用いる場合
の課題であった、電源投入後の不安定性を向上すること
で、頭部姿勢の計測の精度や安定性を格段に向上し、か
つドリフトも最小限に押えられる。より低価格で人間の
運動に自然に追随する高性能の画像表示装置が可能とな
る。 （５）上記映像表示装置は温度を測定する温度測定手段
をさらに具備し、上記ドリフト量記録手段に記録保持さ
れる内容は、温度とドリフト量との関係であり、上記補
正演算手段は補正量を演算するに際して、さらに上記温
度測定手段の出力にも基づくことを特徴とする（２）又
は（３）に記載の映像表示装置。

【０１２６】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロセンサ
を用いる場合の課題であった、温度変化による計測値の
変化を低減することで、頭部姿勢の計測の精度や安定性
を格段に向上し、かつドリフトも最小限に押えられる。
より低価格で人間の運動に自然に追随する高性能の画像
表示装置が可能となる。 （６）上記映像表示装置は上記方位センサを一旦止めた
後に再起動した時からの経過時間を計測可能な計時手段
をさらに具備し、上記ドリフト量記録手段に記録保持さ
れる内容は、上記方位センサを一旦止めた後に再起動し
た時からの経過時間とドリフト量との関係であり、上記
補正量演算手段は補正量を演算するに際して、さらに上
記計時手段の出力にも基づくことを特徴とする（２）又
は（３）に記載の映像表示装置。

【０１２７】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロセンサ
を用いる場合の課題であった、電源の再投入時の変化を
低減することで、頭部姿勢の計測の精度や安定性を格段
に向上し、かつドリフトも最小限に押えられる。より低
価格で人間の運動に自然に追随する高性能の画像表示装
置が可能となる。 （７）上記映像表示装置は上記方位センサを一旦止めた
後に再起動するまでの経過時間を計測可能な計時手段を
さらに具備し、上記ドリフト量記録手段に記録保持され
る内容は、上記方位センサを一旦止めた後に再起動する
まで経過時間とドリフト量との関係であり、上記補正量
演算手段は補正量を演算するに際して、さらに上記計時
手段の出力にも基づくことを特徴とする（２）又は
（３）に記載の映像表示装置。

【０１２８】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロセンサ
を用いる場合の課題であった、電源の再投入時までの時
間による計測値の変化を低減することで、頭部姿勢の計
測の精度や安定性を格段に向上し、かつドリフトも最小
限に押えられる。より低価格で人間の運動に自然に追随
する高性能の画像表示装置が可能となる。 （８）上記ドリフト量記録手段の記録保持するドリフト
量は上記方位センサの静止状態におけるものであり、上
記補正量演算手段は補正量を演算するに際して、さらに
静止状態にある上記方位センサの起動時における上記セ
ンサの出力にも基づくことを特徴とする（２）又は
（３）に記載の映像表示装置。

【０１２９】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロセンサ
を用いる場合の課題であった、製造時と実際の使用時の
センサ特性の変化を低減することで、頭部姿勢の計測の
精度や安定性を格段に向上し、かつドリフトも最小限に
押えられる。より低価格で人間の運動に自然に追随する
高性能の画像表示装置が可能となる。 （９）上記映像装置は上記方位センサの起動からの経過
時間を計測可能な計時手段をさらに具備し、上記ドリフ
ト量記録手段の記録保持するドリフト量は上記方位セン
サの静止状態におけるものであり、上記補正手段は補正
量を演算するに際して、さらに静止状態にある上記方位
センサの起動より所定の複数の時間経過後の出力にも基
づくことを特徴とする（２）又は（３）に記載の映像表
示装置。

【０１３０】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロセンサ
を用いる場合の課題であった、製造時と実際の使用時の
変化を、電源投入時間からの変化も考慮に入れて低減す
ることで、頭部姿勢の計測の精度や安定性を格段に向上
し、かつドリフトも最小限に押えられる。より低価格で
人間の運動に自然に追随する高性能の画像表示装置が可
能となる。 （１０）上記補正量演算手段は補正量を演算するに際し
て、上記方位センサの出力の変動のうち、所定の範囲内
の変動は無視することを特徴とする（２）又は（３）に
記載の映像表示装置。 （１１）上記所定の範囲は、外部より変更可能に構成さ
れていることを特徴とする（１０）に記載の映像表示装
置。

【０１３１】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。この時に課題であっ
た頭部の静止状態と運動状態の判断を個人差を考慮に入
れれば、電源投入時にその特性を計測することによって
判断可能である。これで頭部姿勢の計測の精度や安定性
を格段に向上できる。より低価格で人間の運動に自然に
追随する高性能の画像表示装置が可能となる。 （１２）上記映像表示装置は、動作モードとして、静止
状態において上記方位センサの出力を計測するモードを
具備し、上記補正量演算手段は補正量を演算するに際し
て、上記方位センサの出力の変動のうち、上記モードの
計測結果より基づく所定の範囲内の変動は無視すること
を特徴とする（２）又は（３）に記載の映像表示装置。

【０１３２】この態様によれば、姿勢センサのドリフト
成分による、頭部運動の計測の不安定性や、頭部の静止
時にヨー方向に回転する誤計測などを低減できる。 （１３）上記映像表示装置は、動作モードとして、静止
状態において上記方位センサの出力を計測するモード
と、運動状態において上記方位センサの出力を計測する
モードを具備し、上記補正量演算手段は補正量を演算す
るに際して、上記方位センサの出力の変動のうち、上記
２モードの計測結果より基づく所定の範囲内の変動は無
視することを特徴とする（２）又は（３）に記載の映像
表示装置。

【０１３３】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。この時に課題であっ
た頭部の静止状態と運動状態の判断を個人差を考慮に入
れれば、電源投入時にその特性を計測することによって
判断可能である。これで頭部姿勢の計測の精度や安定性
を格段に向上できる。より低価格で人間の運動に自然に
追随する高性能の画像表示装置が可能となる。 （１４）上記映像表示装置は、２次元の位置データを入
力可能な外部入力手段と、上記外部入力手段の入力に基
づき、表示映像内の部位を選択可能な選択手段をさらに
具備することを特徴とする（１）乃至（１３）に記載の
映像表示装置。

【０１３４】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。同時にマウス等の他
の２次元位置計測を行なうことで、表示画面へのポイン
ター制御や表示画面上の位置の計測を行ない、実際のコ
ンピュータ上でのアプリケーションの実施や操作が可能
となる。 （１５）上記方位センサは直交する２つの振動形ジャイ
ロセンサであることを特徴とする（１）乃至（３）に記
載の映像表示装置。

【０１３５】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。また圧電ジャイロを
用いることによって、頭部運動の高速応答性が向上する
ので、大きな課題であった頭部運動と表示のタイムラグ
を低減できる。 （１６）上記方位センサには磁気センサの含まれること
を特徴とする（１）乃至（３）、（１５）に記載の映像
表示装置。

【０１３６】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。また圧電ジャイロに
付加して磁気センサを用いることによって、圧電ジャイ
ロ特有のドリフト成分を除去可能である。これによって
大きな課題であった姿勢センサのドリフト成分による、
頭部運動の計測の不安定性や、頭部の静止時にヨー方向
に回転する誤計測等を低減できる。 （１７）上記映像表示装置は、装着者の一方の目のみに
対して上記映像を投影し、他方の目に対しては、半透明
のシールドを介して或いは直接に、装着者が外部を目視
可能な構成としたことを特徴とする（１）に記載の映像
表示装置。

【０１３７】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。この場合、片目に表
示映像を呈示し、片目に外界を呈示することで、外界の
環境や、危険を感知しながら作業を進めることが可能に
なり、他の動作をしながらコンピュータ等の操作が可能
である。特にメンテナンス等に最適である。また片目の
透過率を変えることで、外界の環境の観察とのバランス
を取ることが可能となる。 （１８）上記シールドの光の透過率は外界の明るさに対
応して自動的に変化するように構成したことを特徴とす
る（１７）に記載の映像表示装置。

【０１３８】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。この場合、片目に表
示映像を呈示し、片目に外界を呈示することで、外界の
環境や、危険を感知しながら作業を進めることが可能に
なり、他の動作をしながらコンピュータ等の操作が可能
である。特にメンテナンス等に最適である。また片目の
透過率を変えることで、外界の環境との観察系とのバラ
ンスを取ることが可能となる。 （１９）上記シールドの光の透過率は、外部からの制御
により変更可能に構成したことを特徴とする（１７）に
記載の映像表示装置。

【０１３９】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。この場合、片目に表
示映像を呈示し、片目に外界を呈示することで、外界の
環境や、危険を感知しながら作業を進めることが可能に
なり、他の動作をしながらコンピュータ等の操作が可能
である。特にメンテナンス等に最適である。また片目の
透過率を変えることで、外界の環境との観察系とのバラ
ンスを取ることが可能となる。 （２０）上記光学部品はプリズムを含み、上記方位セン
サは上記プリズムの側面に配設されたヨー方向を検出可
能な振動形ジャイロセンサを含むことを特徴とする
（１）又は（２）に記載の映像表示装置。

【０１４０】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロの大き
さを小さくすると、計測の精度が落ち、ドリフト量が大
きくなる。この為、プリズム内の側面に収めることで姿
勢センサの精度を落とさず、小型の表示装置の計測が可
能となる。 （２１）上記光学部品はプリズムを含み、上記方位セン
サは上記プリズムの上面あるいは下面に配設されたヨー
方向を検出可能な振動形ジャイロセンサを含むことを特
徴とする（１）又は（２）に記載の映像表示装置。

【０１４１】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。圧電ジャイロの大き
さを小さくすると、計測の精度が落ち、ドリフト量が大
きくなる。この為、プリズム内の側面に収めることで姿
勢センサの精度を落とさず、小型の表示装置の計測が可
能となる。 （２２）上記光学部品は偏心した自由曲面を有するプリ
ズムを含むことを特徴とする（１）、（２）、（２
０）、（２１）に記載の映像表示装置。

【０１４２】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間に仮想的に固定された大きな画面を、頭部の
ヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示装
置を作成することが可能となる。圧電ジャイロの大きさ
を小さくすると、計測の精度が落ち、ドリフト量が大き
くなる。この為、プリズム内の側面に収めることで姿勢
センサの精度を落とさず、小型の表示装置の計測が可能
となる。 （２３）上記映像制御手段は、上記表示部材に表示可能
な画素数よりも大きな画素数よりなる映像を、座標に対
応させて記録可能な映像記録メモリと、上記方位センサ
の信号に基づいて、選択すべき一部範囲の座標値を演算
し、この演算した座標に基づいて、対応する画素を上記
映像記録手段から読み出し、この読み出した画素を上記
表示部材に出力する電子回路と、を具備する電子回路で
あることを特徴とする（１）、（２）に記載の映像表示
装置。

【０１４３】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間に仮想的に固定された大きな画面を、頭部の
ヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示装
置を作成することが可能となる。表示回路と制御装置を
頭部表示装置に一体化することで、小型で使い易くな
る。 （２４）上記映像表示装置において上記映像制御手段と
上記補正手段は、頭部もしくは顔面に装着する部位とは
別体の独立した筐体に収納したことを特徴とする
（１）、（２）、（２３）に記載の映像表示装置。

【０１４４】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間に仮想的に固定された大きな画面を、頭部の
ヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示装
置を作成することが可能となる。表示回路と制御装置を
頭部表示装置とは別に構成することによって、頭部搭載
表示装置が軽量化する。 （２５）上記方位センサは水平方位のみを検出し、上記
電子回路は選択すべき一部範囲の座標値として、座標の
水平方向の成分のみ変化するように演算することを特徴
とする（２３）、（２４）に記載の映像表示装置。

【０１４５】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。仮想的な表示の方向
をヨー方向に限定することで、不安定さを低減し、低コ
スト化が可能である。また小型で使い易くなる。 （２６）上記映像制御手段は、記録媒体に記録されたプ
ログラムを実行する中央演算装置を含むことを特徴とす
る（２３）、（２４）に記載の映像表示装置。

【０１４６】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。制御装置をモバイル
やノート型のコンピュータの中央演算装置を用いたり、
独自の中央演算装置を用いることで構成を簡単に出来、
他の機能も付加できる。 （２７）上記映像記録メモリは内蔵大容量記録装置、外
部記録装置、半導体ランダムアクセス記録装置の何れか
であることを特徴とする（２３）に記載の映像表示装
置。

【０１４７】この態様によれば、頭部表示装置を軽量小
型化することができる。 （２８）上記方位センサは水平方位と垂直方向のみを検
出し、上記電子回路は選択すべき一部範囲の座標値とし
て、座標の水平方向と垂直方向の成分のみ変化するよう
に演算することを特徴とする（２３）又は（２４）に記
載の映像表示装置。

【０１４８】この態様によれば、超小型、低価格、軽量
の顔面に装着する表示装置と、頭部の姿勢の計測値を用
いて、空間的に仮想的に固定された大きな画面を、頭部
のヨーやピッチを検出して、観察することが可能な表示
装置を作成することが可能となる。画像メモリの表示の
始点と範囲の座標を姿勢センサの計測値を用いて制御す
ることによって、高速で自然に画像の呈示を行なうこと
が可能となる。より低価格で高性能の画像表示装置が可
能となる。 （２９）映像を表示する表示部材とこの画像を装着者の
目に投影する光学部品とを具備し、頭部もしくは顔面に
装着可能な映像表示装置において、上記装置の向きを検
出する方位センサと、上記方位センサの出力に従って映
像の一部範囲のみ選択し、この選択した一部範囲の画像
のみを一時に投影するよう制御する映像制御手段と、上
記方位センサの起動からの経過時間を計測可能な計時手
段と、方位センサの起動からの経過時間とドリフト量と
の関係を示すデータを、条件が異なる複数の場合につい
て、予め記録保持しているドリフト量記録手段と、上記
方位センサのドリフト量を減少させるように、上記計時
手段の出力と上記ドリフト量記録手段の記録に基づい
て、上記方位センサの出力をリアルタイムで補正する補
正手段とを具備することを特徴とする映像表示装置。 （３０）映像を表示する表示部材とこの映像を装着者の
目に投影する光学部品とを具備し、頭部もしくは顔面に
装着可能な映像表示装置に映像を表示する方法であり、
方位センサにより上記装置の向きを検出する手順と、上
記方位センサの出力に従って映像の一部範囲のみ選択
し、この選択した一部範囲の映像のみを一時に投影する
手順と、上記方位センサの出力のドリフトを減少させる
ように、予め測定された上記方位センサの出力のドリフ
ト量の記録に基づき、上記方位センサの出力をリアルタ
イムで補正する手順とを具備することを特徴とする映像
表示方法。

【０１４９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
超小型、低価格、軽量の顔面に装着する表示装置と、頭
部の姿勢の計測値を用いて、空間的に仮想的に固定され
た大きな画面を、頭部のヨーやピッチを検出して、観察
することを可能とすると共に、姿勢センサのドリフト成
分による、頭部運動の計測の不安定性や、頭部の静止時
にヨー方向に回転する誤計測等を低減する映像表示装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像表示装置の概念図である。

【図２】第１の実施の形態に係る映像表示装置の構成を
示す図である。

【図３】第１の実施の形態に係る映像表示装置による表
示態様を示す図である。

【図４】第２の実施の形態に係る映像表示装置の外観構
成図である。

【図５】第３の実施の形態に係る映像表示装置の外観構
成図である。

【図６】第４の実施の形態に係る映像表示装置の外観構
成図である。

【図７】第５の実施の形態に係る映像表示装置の構成図
である。

【図８】第６の実施の形態に係る映像表示装置に関する
図である。

【図９】第６の実施の形態において、画像メモリ３１へ
の論理的な記録とデータ転送及び表示が１画素単位にな
るように構成した例を示す図である。

【図１０】第６の実施の形態に係る映像表示装置の表示
入力に関する２つの形態を説明するための図である。

【図１１】第６の実施の形態の映像表示装置の実装形態
の一例を示す図である。

【図１２】第７の実施の形態に係る映像表示装置の構成
図である。

【図１３】第８の実施の形態に係る映像表示装置の構成
図である。

【図１４】第９の実施の形態に係る映像表示装置の構成
図である。

【図１５】第１０の実施の形態において、出力電圧が一
定と見なされる時間後に計測した静止時の出力電圧をデ
バイスによる固体差を度数として示す図である。

【図１６】第１１の実施の形態において、ジャイロセン
サにおける静止時の出力電圧をセンサの印可電圧を印可
後の経過時間の関数として示す図である。

【図１７】第１２の実施の形態において、ジャイロセン
サにおける静止時の出力電圧をセンサの周囲温度の関数
として示す図である。

【図１８】（ａ）は、第１３の実施の形態において、ジ
ャイロセンサにおける静止時の出力電圧をセンサの動作
時間の関数として示した図、（ｂ）は、このドリフト成
分を、ｔｒをパラメータとして動作時間ｔとの関数で示
した図である。

【図１９】（ａ）は、第１４の実施の形態において、ジ
ャイロセンサにおける静止時の出力電圧をセンサの動作
時間の関数として示す図、（ｂ）は電源投入時のドリフ
ト成分をＨ点として示す図である。

【図２０】（ａ）は、第１５の実施の形態において、ジ
ャイロセンサにおける静止時の出力電圧をセンサの動作
時間の関数として示す図、（ｂ）は電源投入時のドリフ
ト成分を時間を変えて２点をＨ、Ｉ点として示す図であ
る。

【図２１】第１６の実施の形態に関し、補正した角速度
ω’の動作時間依存性を示す図である。

【図２２】第１７の実施の形態に関し、補正した各速度
ω’の動作時間依存性を示す図である。

【図２３】第１７の実施の形態に関し、他の例として、
補正した各速度ω’の動作時間依存性を示す図である。

【図２４】第１８の実施の形態による補正方法を示す図
である。

【符号の説明】

１ 補正部 １ａ ドリフト記録部 １ｂ 補正量演算部 ２ 方位センサ ３ 映像制御部 ４ 表示部材 ５ 光学部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B087 AA02 AB04 AD01 BC05 BC26 BC31 5C082 AA06 AA21 BA42 BD02 CA85 MM04 MM07 MM10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を表示する表示部材と、この映像を
   装着者の目に投影する光学部材とを具備し、頭部或いは
   顔面に装着可能な映像表示装置において、 上記装置の向きを検出する方位センサと、 上記方位センサの出力に従って映像の一部範囲のみを選
   択し、この選択した一部範囲の映像のみを一時に投影す
   るよう制御する映像制御手段と、 上記方位センサの出力のドリフトを減少させるように、
   上記方位センサの出力をリアルタイムで補正する補正手
   段と、を具備することを特徴とする映像表示装置。
2. 【請求項２】 上記補正手段は、予め測定された上記方
   位センサの出力のドリフト量を記録保持しているドリフ
   ト量記録手段と、上記ドリフト量記録手段の記録に基づ
   き補正量を演算する補正量演算手段とを有することを特
   徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 【請求項３】 上記方位センサは、振動形のジャイロセ
   ンサであることを特徴とする請求項１又は請求項２のい
   ずれかに記載の映像表示装置。