JP2001021831A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents
頭部装着型表示装置Info
- Publication number
- JP2001021831A JP2001021831A JP11195848A JP19584899A JP2001021831A JP 2001021831 A JP2001021831 A JP 2001021831A JP 11195848 A JP11195848 A JP 11195848A JP 19584899 A JP19584899 A JP 19584899A JP 2001021831 A JP2001021831 A JP 2001021831A
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- Japan
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- liquid crystal
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- display unit
- head
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、光学系を小型化にし、周辺装置の配
備にも自由度を持たせた新規装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】本発明では、表示部２ａは、装着者の眼Ｅ
の前方に液晶パネルとバックライトとからなる液晶表示
器６と、液晶表示器６からの光線を集光させる光ファイ
バープレート７とを配置してなる。光ファイバープレー
ト７は、複数本の光ファイバーが、装着者から見て一定
の角度をもって束ねられている。この光ファイバープレ
ート７により、液晶表示器６からの光線を集光し、眼Ｅ
の水晶体により網膜上に液晶表示器６の画像を結像す
る。
備にも自由度を持たせた新規装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】本発明では、表示部２ａは、装着者の眼Ｅ
の前方に液晶パネルとバックライトとからなる液晶表示
器６と、液晶表示器６からの光線を集光させる光ファイ
バープレート７とを配置してなる。光ファイバープレー
ト７は、複数本の光ファイバーが、装着者から見て一定
の角度をもって束ねられている。この光ファイバープレ
ート７により、液晶表示器６からの光線を集光し、眼Ｅ
の水晶体により網膜上に液晶表示器６の画像を結像す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の頭部に装
着し、この装着者の目の前に画像を表示する頭部装着型
表示装置（Head Mounted Display、以下ＨＭＤという）
に関する。特に本発明のＨＭＤは、小型コンピュータ・
ディスプレー及びテレビ放送／ビデオ視聴用ディスプレ
ーとして有用である。
着し、この装着者の目の前に画像を表示する頭部装着型
表示装置（Head Mounted Display、以下ＨＭＤという）
に関する。特に本発明のＨＭＤは、小型コンピュータ・
ディスプレー及びテレビ放送／ビデオ視聴用ディスプレ
ーとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】現在、仮想現実空間の形成等のためにＨ
ＭＤが利用されている。ＨＭＤは、使用者の頭部に装着
して目の前に画像を表示するので、この画像を見ながら
比較的自由に体を動かしたり、ある程度の範囲で移動す
ることができる。このＨＭＤは、従来図３の構造のもの
が知られている。ＨＭＤは、左右一対の表示部２１ａ、
２１ｂと、両表示部２１ａ、２１ｂを保持する頭部装着
用保持部２２とを有する。その保持部２２は、例えばヘ
ルメット形状とされることで、観察者３３の頭部に装着
可能とされ、その装着により両表示部２１ａ、２１ｂを
観察者の視野に対し一定の位置に位置決めする。
ＭＤが利用されている。ＨＭＤは、使用者の頭部に装着
して目の前に画像を表示するので、この画像を見ながら
比較的自由に体を動かしたり、ある程度の範囲で移動す
ることができる。このＨＭＤは、従来図３の構造のもの
が知られている。ＨＭＤは、左右一対の表示部２１ａ、
２１ｂと、両表示部２１ａ、２１ｂを保持する頭部装着
用保持部２２とを有する。その保持部２２は、例えばヘ
ルメット形状とされることで、観察者３３の頭部に装着
可能とされ、その装着により両表示部２１ａ、２１ｂを
観察者の視野に対し一定の位置に位置決めする。
【０００３】各表示部２１ａ、２１ｂは、それぞれＣＲ
Ｔや液晶表示パネル等の表示素子２６ａ、２６ｂと、各
表示素子２６ａ、２６ｂの表示制御装置２７ａ、２７ｂ
と、光学系とを有する。各光学系は、レンズ系２９ａ、
２９ｂと、ミラー３０ａ、３０ｂと、第１コンバイナ３
１ａ、３１ｂと、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂとを有
する。各表示素子２６ａ、２６ｂにより表示される画像
の表示光は、レンズ系２９ａ、２９ｂを介してミラー３
０ａ、３０ｂおよび第１コンバイナ３１ａ、３１ｂによ
り反射され、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂにより反射
されると共に集束され、第１コンバイナ３１ａ、３１ｂ
を透過し、観察者３３の目に導かれる。なお、第２コン
バイナ３２ａ、３２ｂの前方において、バイザー３５が
上下動可能に取り付けられる。
Ｔや液晶表示パネル等の表示素子２６ａ、２６ｂと、各
表示素子２６ａ、２６ｂの表示制御装置２７ａ、２７ｂ
と、光学系とを有する。各光学系は、レンズ系２９ａ、
２９ｂと、ミラー３０ａ、３０ｂと、第１コンバイナ３
１ａ、３１ｂと、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂとを有
する。各表示素子２６ａ、２６ｂにより表示される画像
の表示光は、レンズ系２９ａ、２９ｂを介してミラー３
０ａ、３０ｂおよび第１コンバイナ３１ａ、３１ｂによ
り反射され、第２コンバイナ３２ａ、３２ｂにより反射
されると共に集束され、第１コンバイナ３１ａ、３１ｂ
を透過し、観察者３３の目に導かれる。なお、第２コン
バイナ３２ａ、３２ｂの前方において、バイザー３５が
上下動可能に取り付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、収差補正の目的でレンズやミラーの屈折面・
反射面の面数が多くなり、サイズや重量が大きくなりが
ちであった。また、光学素子の配置に自由度が少なく、
重量バランスが悪く装着感が悪くなりがちであった。さ
らに、色による屈折率の違いにより色ずれが生じる。そ
こで、本発明は、上記課題を解決し、レンズやミラーの
屈折・反射作用により光線の方向を変えて仮想画像を作
り出す代わりに、光ファイバーにて光線の方向を変える
新規な装置を提供することを目的とする。
装置では、収差補正の目的でレンズやミラーの屈折面・
反射面の面数が多くなり、サイズや重量が大きくなりが
ちであった。また、光学素子の配置に自由度が少なく、
重量バランスが悪く装着感が悪くなりがちであった。さ
らに、色による屈折率の違いにより色ずれが生じる。そ
こで、本発明は、上記課題を解決し、レンズやミラーの
屈折・反射作用により光線の方向を変えて仮想画像を作
り出す代わりに、光ファイバーにて光線の方向を変える
新規な装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、頭部に装着されるハウジングと、該ハウジ
ングに固定され、観察者の眼前に映像表示光を出射する
表示面を有する表示器と、該表示器から出射した映像表
示光を所定方向に投光する光学部材とを備えた頭部装着
型表示装置において、前記光学部材として角度をつけて
束ねた光ファイバープレートを用いたことを特徴とす
る。
決するため、頭部に装着されるハウジングと、該ハウジ
ングに固定され、観察者の眼前に映像表示光を出射する
表示面を有する表示器と、該表示器から出射した映像表
示光を所定方向に投光する光学部材とを備えた頭部装着
型表示装置において、前記光学部材として角度をつけて
束ねた光ファイバープレートを用いたことを特徴とす
る。
【０００６】ここで、光ファイバープレートは、複数の
光ファイバーを角度を付けて束ねたもので、個々の光フ
ァイバーは表示器の映像の個々の画素を伝送する。角度
は、観察者の視野の広さに対応するものならば、特に限
定されないが、およそ観察者から見て水平２０〜５０℃
×垂直２０〜５０℃の範囲内である。
光ファイバーを角度を付けて束ねたもので、個々の光フ
ァイバーは表示器の映像の個々の画素を伝送する。角度
は、観察者の視野の広さに対応するものならば、特に限
定されないが、およそ観察者から見て水平２０〜５０℃
×垂直２０〜５０℃の範囲内である。
【０００７】表示器としては、例えば液晶ディスプレ
イ、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイなどを
用いることができ、液晶ディスプレイを用いる場合、バ
ックライトはハロゲン球、冷陰極管、ＬＥＤを用いるこ
とができる。また、ハウジングは、ヘルメット、ヘアー
バンドなど頭部に装着できるものならば何でもよい。
イ、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイなどを
用いることができ、液晶ディスプレイを用いる場合、バ
ックライトはハロゲン球、冷陰極管、ＬＥＤを用いるこ
とができる。また、ハウジングは、ヘルメット、ヘアー
バンドなど頭部に装着できるものならば何でもよい。
【０００８】なお、本発明の表示装置は、観光地の名
所、旧跡、水族館、植物園、動物園の生物、博物館、美
術館、資料館、展示場、ショールーム等の展示物、種々
の製品の製造工場、組立工場等の作業内容、英会話等の
教育などあらゆるものに対応できる。
所、旧跡、水族館、植物園、動物園の生物、博物館、美
術館、資料館、展示場、ショールーム等の展示物、種々
の製品の製造工場、組立工場等の作業内容、英会話等の
教育などあらゆるものに対応できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の装置本体の外観を示すもの
で、装置本体１は、バイザ部２の後方両端部にハウジン
グ３を取り付けている。ハウジング３は、後部が円弧状
となったＵ字型の枠体であり、左右の前端部がバイザ部
２の両端に取り付けられている。また、このハウジング
３の後部中央とバイザ部２の後部中央との間には、上方
に突出する半円状の上部フレーム４が取り付けられてい
る。さらに、ハウジング３の後部には、通信電源ユニッ
ト５が取り付けられている。
説明する。図１は、本発明の装置本体の外観を示すもの
で、装置本体１は、バイザ部２の後方両端部にハウジン
グ３を取り付けている。ハウジング３は、後部が円弧状
となったＵ字型の枠体であり、左右の前端部がバイザ部
２の両端に取り付けられている。また、このハウジング
３の後部中央とバイザ部２の後部中央との間には、上方
に突出する半円状の上部フレーム４が取り付けられてい
る。さらに、ハウジング３の後部には、通信電源ユニッ
ト５が取り付けられている。
【００１０】バイザ部２は、装着時に装着者の両眼の前
方にそれぞれ配置される表示部２ａと、これらの表示部
２ａの両側後端部からさらに後方にそれぞれ突出する表
示駆動部２ｂとで構成されている。表示部２ａは、図２
（ａ）に示すように装着者の眼Ｅの前方に液晶パネルと
バックライトとからなる液晶表示器６と、液晶表示器６
からの光線を集光させる光ファイバープレート７とを配
置してなる。光ファイバープレート７は、図２（ｂ）に
示すように複数本の光ファイバーが、装着者から見て水
平３８°、垂直３８°の角度をもって束ねられている。
この光ファイバープレート７により、液晶表示器６から
の光線を集光し、眼Ｅの水晶体により網膜上に液晶表示
器６の画像を結像する。装着者には液晶表示器６の像は
虚像８として見ることができる。なお、表示駆動部２ｂ
は、画像データを液晶表示器６に順次送りドットマトリ
ックス方式により表示させるドライバである。
方にそれぞれ配置される表示部２ａと、これらの表示部
２ａの両側後端部からさらに後方にそれぞれ突出する表
示駆動部２ｂとで構成されている。表示部２ａは、図２
（ａ）に示すように装着者の眼Ｅの前方に液晶パネルと
バックライトとからなる液晶表示器６と、液晶表示器６
からの光線を集光させる光ファイバープレート７とを配
置してなる。光ファイバープレート７は、図２（ｂ）に
示すように複数本の光ファイバーが、装着者から見て水
平３８°、垂直３８°の角度をもって束ねられている。
この光ファイバープレート７により、液晶表示器６から
の光線を集光し、眼Ｅの水晶体により網膜上に液晶表示
器６の画像を結像する。装着者には液晶表示器６の像は
虚像８として見ることができる。なお、表示駆動部２ｂ
は、画像データを液晶表示器６に順次送りドットマトリ
ックス方式により表示させるドライバである。
【００１１】通信電源ユニット５は、無線モデムと電源
バッテリからなる。無線モデムは、電波を用いて外部と
通信することにより画像データを受信する通信装置であ
る。この画像データは、双方の表示部２ａで共通のもの
であってもよいし、立体画像を構成するものであっても
よい。電源バッテリは、この無線モデムやバイザ部２に
おける表示部２ａのバックライトや表示駆動部２ｂに電
源を供給するバッテリである。
バッテリからなる。無線モデムは、電波を用いて外部と
通信することにより画像データを受信する通信装置であ
る。この画像データは、双方の表示部２ａで共通のもの
であってもよいし、立体画像を構成するものであっても
よい。電源バッテリは、この無線モデムやバイザ部２に
おける表示部２ａのバックライトや表示駆動部２ｂに電
源を供給するバッテリである。
【００１２】なお、前述したハウジング３は、上記バイ
ザ部２と通信電源ユニット５とを支持して装着者の頭部
に保持させるとともに、通信電源ユニット５の無線モデ
ムで受信した画像データをバイザ部２の表示駆動部２ｂ
に送るための信号線と、通信電源ユニット５の電源バッ
テリからバイザ部２の表示駆動部２ｂや表示部２ａに電
源を供給する電源線とを内部に通すようになっている。
また、上部フレーム４は、装置本体１が装着者の頭部に
深く嵌まり込みすぎないようにするための枠体であり、
アルミニウム板等によって構成することにより、通信電
源ユニット５の無線モデムに接続して送受信アンテナも
兼用するようになっている。
ザ部２と通信電源ユニット５とを支持して装着者の頭部
に保持させるとともに、通信電源ユニット５の無線モデ
ムで受信した画像データをバイザ部２の表示駆動部２ｂ
に送るための信号線と、通信電源ユニット５の電源バッ
テリからバイザ部２の表示駆動部２ｂや表示部２ａに電
源を供給する電源線とを内部に通すようになっている。
また、上部フレーム４は、装置本体１が装着者の頭部に
深く嵌まり込みすぎないようにするための枠体であり、
アルミニウム板等によって構成することにより、通信電
源ユニット５の無線モデムに接続して送受信アンテナも
兼用するようになっている。
【００１３】上記の構成により、装着者が本装置を使用
するときは次のように行う。先ず、装着者の頭部に装置
本体をかぶせ、ハウジング３で頭部の周囲を囲むと共
に、上部フレーム４を頭頂部で支持させるように装着す
る。通信電源ユニット５の電源バッテリをＯＮにして、
外部から電波によって送られてきた画像データを通信電
源ユニット５の無線モデムが受信して表示駆動部２ｂに
送るようにする。表示駆動部２ｂは、画像データを液晶
表示器６に順次送りドットマトリックス方式により表示
させる。液晶表示器６の光線は、光ファイバープレート
７により、集光し、眼Ｅの水晶体により網膜上に液晶表
示器６の画像を結像する。装着者には液晶表示器６の像
は虚像８として見ることができる。
するときは次のように行う。先ず、装着者の頭部に装置
本体をかぶせ、ハウジング３で頭部の周囲を囲むと共
に、上部フレーム４を頭頂部で支持させるように装着す
る。通信電源ユニット５の電源バッテリをＯＮにして、
外部から電波によって送られてきた画像データを通信電
源ユニット５の無線モデムが受信して表示駆動部２ｂに
送るようにする。表示駆動部２ｂは、画像データを液晶
表示器６に順次送りドットマトリックス方式により表示
させる。液晶表示器６の光線は、光ファイバープレート
７により、集光し、眼Ｅの水晶体により網膜上に液晶表
示器６の画像を結像する。装着者には液晶表示器６の像
は虚像８として見ることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、複数のレンズやミラー
が不要になるので、光学系を小型化でき、周辺装置の配
備にも自由度を持たせられ、良い装着感も得られる。ま
た、色ずれも軽減することができる。
が不要になるので、光学系を小型化でき、周辺装置の配
備にも自由度を持たせられ、良い装着感も得られる。ま
た、色ずれも軽減することができる。
【図１】本発明の装置の外観図
【図２】（ａ）表示器の内部構造を示す図 （ｂ）光フ
ァイバープレートを示す図
ァイバープレートを示す図
【図３】従来のＨＭＤを示す図
１…装置本体 ２…バイザ部 ３…ハウジング ６…液晶表示器 ７…光ファイバープレート
Claims (1)
- 【請求項１】頭部に装着されるハウジングと、該ハウジ
ングに固定され、観察者の眼前に映像表示光を出射する
表示面を有する表示器と、該表示器から出射した映像表
示光を所定方向に投光する光学部材とを備えた頭部装着
型表示装置において、前記光学部材として角度をつけて
束ねた光ファイバープレートを用いたことを特徴とする
頭部装着型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195848A JP2001021831A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 頭部装着型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195848A JP2001021831A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 頭部装着型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021831A true JP2001021831A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16348026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11195848A Pending JP2001021831A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 頭部装着型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001021831A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005111693A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Olympus Corporation | 頭部装着型画像表示装置 |
| CN107329260A (zh) * | 2013-11-27 | 2017-11-07 | 奇跃公司 | 虚拟和增强现实系统与方法 |
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11195848A patent/JP2001021831A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005111693A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Olympus Corporation | 頭部装着型画像表示装置 |
| US7719769B2 (en) | 2004-05-17 | 2010-05-18 | Olympus Corporation | Head mount type image display system |
| CN107329260A (zh) * | 2013-11-27 | 2017-11-07 | 奇跃公司 | 虚拟和增强现实系统与方法 |
| JP2018060209A (ja) * | 2013-11-27 | 2018-04-12 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 仮想現実および拡張現実のシステムおよび方法 |
| US10529138B2 (en) | 2013-11-27 | 2020-01-07 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| US10629004B2 (en) | 2013-11-27 | 2020-04-21 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| US10643392B2 (en) | 2013-11-27 | 2020-05-05 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| US10935806B2 (en) | 2013-11-27 | 2021-03-02 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| CN107329260B (zh) * | 2013-11-27 | 2021-07-16 | 奇跃公司 | 虚拟和增强现实系统与方法 |
| US11237403B2 (en) | 2013-11-27 | 2022-02-01 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| US11714291B2 (en) | 2013-11-27 | 2023-08-01 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
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