JP2001148871A - Video display device - Google Patents
Video display deviceInfo
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- JP2001148871A JP2001148871A JP2000286638A JP2000286638A JP2001148871A JP 2001148871 A JP2001148871 A JP 2001148871A JP 2000286638 A JP2000286638 A JP 2000286638A JP 2000286638 A JP2000286638 A JP 2000286638A JP 2001148871 A JP2001148871 A JP 2001148871A
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号を表示
するディスプレイ端末(VDT)の表示を拡大表示、さ
らには立体視することができるビデオディスプレイ装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video display device capable of enlarging a display of a display terminal (VDT) for displaying a video signal and further enabling a stereoscopic view.
【0002】[0002]
【従来の技術】家庭用テレビジョン受像機に代表される
ビデオディスプレイ装置は、VDTを床やテーブルの上
に据え置いて、1つの画面を少し離れた距離から見るの
が一般的である。また、最近では液晶ディスプレイを用
いたテレビジョン受像機のように軽量で可搬形の物も普
及しているが、いずれも1つの画面を両眼で見ることに
は変わりがない。2. Description of the Related Art In a video display device such as a home television receiver, a VDT is generally placed on a floor or a table, and one screen is generally viewed from a distance. In recent years, lightweight and portable objects such as television receivers using liquid crystal displays have also become widespread, but there is no change in viewing one screen with both eyes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のビデオ
ディスプレイ装置は、本来的に以下のような欠点があっ
た。 (1) 据置形のビデオディスプレイ装置を見る場合、視線
をビデオディスプレイ装置に固定しなければならず、長
時間同じ姿勢を保つため疲れる。また、体の姿勢を変え
る場合も固定されたビデオディスプレイ装置に合わせる
ために不自然な体勢になりやすい。 (2) 携帯形のビデオディスプレイ装置では、装置の位置
を変えることで前述の負担は軽減される。しかし、ビデ
オディスプレイ装置を置くことができる位置に制限があ
るため、例えば仰向けになって画面を見たい場合には、
腕で装置を持ち支える必要がある。腕で装置を持ってい
ると今度は腕が疲れるようになる。 (3) 一般に携帯形のビデオディスプレイ装置は軽量であ
る必要性から画面のサイズは余り大きくない。そのため
迫力のある大きな映像を楽しむことができない。 (4) 通常ビデオディスプレイ装置と人問の眼の間には他
人との共有空間が存在する。そのため映像を見る際に他
人に迷感をかけることがある。また、映像の秘密性を保
つのが難しい。そこで本発明の目的は前記問題を解決
し、さらにその構成上の特色から立体映像の表示ができ
る全く新しい形式のビデオディスプレイ装置を提供する
ことにある。The above-mentioned conventional video display device inherently has the following disadvantages. (1) When viewing a stationary video display device, the user must fix his / her gaze on the video display device, and is tired of keeping the same posture for a long time. Also, when the body posture is changed, the posture is likely to be unnatural because it is adjusted to the fixed video display device. (2) In a portable video display device, the above-mentioned burden is reduced by changing the position of the device. However, since there are restrictions on where the video display device can be placed, for example, if you want to lie on your back and look at the screen,
You need to hold the device with your arms. Holding the device with your arm now makes your arm tired. (3) In general, the screen size is not so large because a portable video display device needs to be lightweight. Therefore, it is not possible to enjoy a powerful large image. (4) There is usually a shared space with others between the video display device and the human eye. For this reason, when watching the video, there is a case where a sense of discomfort is given to others. Also, it is difficult to keep the confidentiality of the video. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a video display device of a completely new type capable of displaying a stereoscopic image based on its special features.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による請求項1記載のディスプレイ装置は、映
像情報信号を表示する左眼用と右眼用のディスプレイ
と、左眼と前記左眼用のディスプレイの間に配置される
左眼用の拡大光学系と、右眼と前記右眼用のディスプレ
イの間に配置される右眼用の拡大光学系と、前記ディス
プレイと拡大光学系を、左眼用と右眼用のディスプレイ
にそれぞれ同一の映像情報を表示させたとき、前記左眼
用のディスプレイに表示された映像情報を、前記左眼用
の拡大光学系を通して左眼で見る拡大された画面の虚像
と、前記右眼用のディスプレイに表示された映像情報
を、前記右眼用の拡大光学系を通して右眼で見る拡大さ
れた画面の虚像とが、左右の眼からの虚像の距離に生成
されるようにし、かつ左右の眼が各々の画面の虚像に向
けられるとき、前記左右の画面の虚像の対応する任意の
要素が画面全体において一致するように、前記虚像の距
離によって決まる輻輳角に輻輳する光学位置関係に支持
するようにしたフレームと、から構成されている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a display apparatus for displaying a video information signal, comprising: a display for a left eye and a display for a right eye; Magnifying optical system for the left eye arranged between displays for the eye, magnifying optical system for the right eye arranged between the right eye and the display for the right eye, the display and the magnifying optical system When the same image information is displayed on the left-eye display and the right-eye display, the image information displayed on the left-eye display is enlarged by the left eye through the left-eye enlargement optical system. The virtual image of the screen and the image information displayed on the display for the right eye, the virtual image of the enlarged screen viewed with the right eye through the magnifying optical system for the right eye, the virtual image from the left and right eyes To be generated at the distance, and When the right eye is pointed at the virtual image of each screen, the optical position relationship converges to the convergence angle determined by the distance of the virtual image so that any corresponding element of the virtual image of the left and right screens coincides with the entire screen. And a frame adapted to be supported.
【0005】前記ビデオディスプレイ装置において、前
記左眼用と右眼用のディスプレイに、両眼視差による立
体表示の原理に基づいて生成された左右のビデオ信号を
それぞれ表示させることにより立体視することができ
る。[0005] In the video display apparatus, it is possible to perform stereoscopic viewing by displaying left and right video signals generated based on the principle of stereoscopic display based on binocular parallax on the left and right eye displays. it can.
【0006】使用者は前記装置を両眼に対応して装着す
ることにより、体の姿勢の制約を受けずにテレビジョン
映像を大画面で、その内容の秘密性を保って見ることが
できる。また、前記ビデオディスプレイ装置において、
両眼視差による立体表示の原理に基づいて生成された左
右のビデオ信号を左右のディスプレイに表示させること
により立体視することができる。また前記ビデオディス
プレイ装置において、さらにハーフミラーを前記拡大レ
ンズと眼の間に設け、前記ハーフミラーの反射側に拡大
レンズとディスプレイを配置し、前記ディスプレイから
出る光量を切り換えまたは調節して、前記ディスプレイ
に表示された映像と、前記ハーフミラーを透過して見え
る外の風景とを切り換えてまたは同時に重ね合わせて見
ることができる。また前記ビデオディスプレイ装置にお
いて、少なくともハーフミラーの透過方向でハーフミラ
ーと外の風景との間にシャッタを設け、外の明るさが前
記ディスプレイから出る光量に比べ明るいときでも、前
記シャッタを閉じることによりハーフミラーの透過光を
遮断して、前記ディスプレイに表示された映像のみを見
ることができる。[0006] By mounting the device corresponding to both eyes, a user can watch a television image on a large screen with the confidentiality of the content without being restricted by the posture of the body. Further, in the video display device,
Left and right video signals generated based on the principle of stereoscopic display by binocular parallax can be displayed on the left and right displays for stereoscopic viewing. Further, in the video display device, a half mirror is further provided between the magnifying lens and the eye, a magnifying lens and a display are arranged on a reflection side of the half mirror, and a light amount emitted from the display is switched or adjusted, and And the outside scene seen through the half mirror can be switched or superimposed at the same time. Further, in the video display device, a shutter is provided between the half mirror and the outside scene at least in the transmission direction of the half mirror, and even when the outside brightness is brighter than the amount of light emitted from the display, the shutter is closed. By blocking the transmitted light of the half mirror, only the image displayed on the display can be viewed.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】次に、本発明を図面等を参照して
本発明による装置を詳しく説明する。図1は本発明によ
るビデオディスプレイ装置の原理を説明するための略図
である。いま、2つの液晶ディスプレイ1,2には同じ
テレビジョン信号を表示させているものとする。まず、
右眼用の液晶ディスプレイ2と右眼6との間に右用の拡
大レンズ4を液晶ディスプレイと拡大レンズの距離を
u、拡大レンズと右眼の距離がtとなる位置に置く。液
晶ディスプレイ上の画面は拡大レンズにより拡大された
拡大虚像8が右眼からDだけ離れた位置に生ずる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the like. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the principle of a video display device according to the present invention. Now, it is assumed that the same liquid crystal display is displayed on the two liquid crystal displays 1 and 2. First,
The right magnifying lens 4 is placed between the liquid crystal display 2 for the right eye and the right eye 6 at a position where the distance between the liquid crystal display and the magnifying lens is u and the distance between the magnifying lens and the right eye is t. On the screen on the liquid crystal display, a magnified virtual image 8 magnified by the magnifying lens is generated at a position D away from the right eye.
【0008】同様に、左眼用の液晶ディスプレイ1と左
眼5との間に左用の拡大レンズ3を液晶ディスプレイと
拡大レンズの距離をu、拡大レンズと左眼の距離がtと
なる位置に置く。液晶ディスプレイ上の画面は拡大レン
ズにより拡大された拡大虚像7が左眼からDだけ離れた
位置に生ずる。左右の拡大レンズの焦点距離をともにf
とするとレンズの公式よりD,u,t,f間には次の関
係が成立する。 1/f=−1/(D−t)+1/u (1) また拡大レンズの像倍率をmとすると、 m=(D−t)/u (2) ところで人間の左,右の眼はde(通常58mm〜72m
m、平均65mm、日本人の平均は62mm)だけ離れてい
る。そしてこの両眼間距離が物体の位置情報を得るのに
大変重要な役割を果たしていることが知られている。人
間が眼からDだけ離れたところにある物体を注視すると
きは、眼のピントをDの距離に調節するとともに両眼の
光軸を物体に向ける両眼輻輳を行う。このピント調節と
両眼輻輳が連動することにより眼に負担をかけることな
く大脳中枢で両眼から得た像を融像処理している。Similarly, a magnifying lens 3 for the left is placed between the liquid crystal display 1 for the left eye and the left eye 5 at a position where the distance between the liquid crystal display and the magnifying lens is u and the distance between the magnifying lens and the left eye is t. Put. On the screen on the liquid crystal display, a magnified virtual image 7 magnified by the magnifying lens is generated at a position D away from the left eye. Set both focal lengths of the left and right magnifying lenses to f
Then, the following relationship is established among D, u, t, and f according to the lens formula. 1 / f = −1 / (D−t) + 1 / u (1) When the image magnification of the magnifying lens is m, m = (D−t) / u (2) de (usually 58mm to 72m
m, average 65 mm, Japanese average 62 mm). It is known that this interocular distance plays a very important role in obtaining positional information of an object. When a human gazes at an object that is D away from the eye, binocular convergence is performed by adjusting the focus of the eye to the distance of D and pointing the optical axes of both eyes to the object. By linking the focus adjustment and the binocular convergence, images obtained from both eyes are processed at the cerebral center without burdening the eyes.
【0009】いま、図2(a)のように液晶ディスプレ
イの画面の中心をレンズの光軸に合わせた場合を考え
る。このとき、眼のピント調節は眼との距離をDに合わ
せているのに輻輳角は0°すなわち無限大であるため両
者の間に極端にずれが生じて違和感が発生してしまう。
次に、図2(b)のように、レンズの光軸を輻輳させて
みた場合を考える。このとき画面の中心においてはピン
ト調節も輻輳角も眼との距雛がDに合っているが、画面
の端では左右の像にずれを生じる。画面のサイズが大き
いときやDが小さいときには大脳中枢における融像処理
が困難となり二重像や視野闘争を生じるようになる。ま
た、融像処理が良好に行われた場合でも眼に負担がかか
っている。Now, consider the case where the center of the screen of the liquid crystal display is aligned with the optical axis of the lens as shown in FIG. At this time, since the focus adjustment of the eye adjusts the distance from the eye to D, the convergence angle is 0 °, that is, infinity, so that there is an extreme shift between the two, causing a sense of incongruity.
Next, a case where the optical axis of the lens is converged as shown in FIG. At this time, at the center of the screen, both the focus adjustment and the angle of convergence match the distance D to the eyes, but the left and right images are shifted at the edge of the screen. When the screen size is large or D is small, fusion processing in the cerebral center becomes difficult, and double images and visual field conflict occur. In addition, even if the fusion processing is performed well, a burden is imposed on the eyes.
【0010】そこで、図1のように、眼からDだけ離れ
たところに左右の拡大虚像が一致した結像面が存在する
場合を考える。このとき左右のレンズの光軸は結像面上
でもdeだけ離れている。逆にこれを成立させるために
は、液晶ディスプレイの画面の中心から水平方向の外側
に de/2m=de・u/2(D−t) だけ離れた点にレンズの光軸を合わせればよく、この条
件を満たすように左右の液晶ディスプレイと左右の拡大
レンズを配置してやれば、あたかも眼からDだけ離れた
位置に1つの大きな画面が置いてあるように見える。例
えば液晶ディスプレイの画面の中心を見たとき、左右の
眼は眼からDだけ離れた拡大虚像の中心にピント調節
し、輻輳角θで輻輳している。この状態ではピント調節
と両眼輻輳が無理なく連動した状態にあるため、眼に負
担をかけることなく大脳中枢における融像処理を行って
いる。Therefore, consider a case where there is an imaging plane where left and right enlarged virtual images coincide with each other at a distance of D from the eye as shown in FIG. At this time, the optical axes of the left and right lenses are separated by de on the image plane. Conversely, to achieve this, the optical axis of the lens may be adjusted to a point de / 2m = de · u / 2 (Dt) away from the center of the screen of the liquid crystal display in the horizontal direction. If the left and right liquid crystal displays and the left and right magnifying lenses are arranged to satisfy this condition, it looks as if one large screen is placed at a position D away from the eyes. For example, when looking at the center of the screen of the liquid crystal display, the left and right eyes focus on the center of the enlarged virtual image separated by D from the eyes, and are convergence at the convergence angle θ. In this state, since the focus adjustment and the binocular convergence are reasonably linked, the fusion process in the cerebral center is performed without putting a burden on the eyes.
【0011】次に、図3を参照して両眼視差による立体
表示の原理に基づいて、生成される左右のビデオ信号の
作成を実例に沿って説明する。図3に示すような方法で
撮影された2本のビデオ信号を、上述した図1のような
ビデオディスプレイ装置の左右の液晶ディスプレイに別
々に表示する場合を考える。図3(a)に示すように物
体Pa,Pbがあったとする。いま、眼からDだけ離れ
たところにある平面(画枠で囲まれる基準面)7L ,8
R を考える。基準面7L ,8R は前方空間で完全に重な
っている仮想の基準面である。このとき眼の代わりに2
つの凸レンズ5 L ,6R と撮像素子9,10に置き換え
て、網膜上の像に相当するビデオ信号に変換する。Next, with reference to FIG.
Based on the display principle, the left and right video signals
The creation will be described along with an actual example. In the manner shown in FIG.
The two video signals that have been captured are converted as shown in FIG.
Separate left and right LCD displays for video display
Let's consider the case of displaying them individually. As shown in FIG.
Assume that there are bodies Pa and Pb. Now, only D away from my eyes
Plane (reference plane surrounded by image frame) 7L , 8
R think of. Reference surface 7L , 8R Is completely overlapping in the front space
This is a virtual reference plane. At this time, instead of eyes,
Convex lenses 5 L , 6R Replaced with image sensors 9 and 10
To a video signal corresponding to an image on the retina.
【0012】次に、このビデオ信号を図1のようなビデ
オディスプレイ装置で左右対応させて表示させると、物
体Pa,Pbはまるでその位置にあるかのごとくに立体
表示される。これは両眼視差の原理に基づくもので物体
Pa,Pbを見込む輻輳角の差により立体的に見える。Next, when this video signal is displayed on the video display device as shown in FIG. 1 so as to correspond to the left and right, the objects Pa and Pb are stereoscopically displayed as if they were at that position. This is based on the principle of binocular parallax, and looks three-dimensional due to the difference in convergence angle with respect to the objects Pa and Pb.
【0013】次に、図3(b)のように、眼から2Dだ
け離れた前述と同様の基準面7L ,8R を考える。そし
て眼の代わりに2つの凸レンズ5L ,6R と撮像素子
9,10に置き換えて、網膜上の像に相当するビデオ信
号に変換する。前記基準面通過または前記基準面から発
生したものと等価で前記各撮像素子9,10に到達した
光束に基づく左右2つの像のビデオ信号を図1のような
ビデオディスプレイ装置で左右対応させて表示させる
と、物体Pa,Pbは全体の位置関係が全て1/2に縮
まって見える。これはズームアップに相当する。この様
にして立体映像のズーミングが可能である。Next, as shown in FIG. 3B, consider the same reference planes 7 L and 8 R as described above, which are separated from the eye by 2D. Then, instead of the eyes, the two convex lenses 5 L and 6 R and the image sensors 9 and 10 are used to convert the image into a video signal corresponding to an image on the retina. The video signals of two left and right images based on the luminous flux reaching each of the image sensors 9 and 10 equivalent to those passing through the reference plane or generated from the reference plane are displayed in a video display device as shown in FIG. Then, the entire positional relationship between the objects Pa and Pb appears to be reduced to 1 /. This is equivalent to zooming up. In this way, zooming of a stereoscopic image is possible.
【0014】前述した理由で本発明のビデオディスプレ
イ装置を用いると、画面サイズの小さい液晶ディスプレ
イでも眼に負担なく大きく見ることができ、さらに立体
表示が可能である。図4は本発明の第1の実施例の正面
図,側面図,および平面図である。2枚の液晶ディスプ
レイ21と2枚の拡大レンズ22は、図1に示したよう
な光学位置に配置されてメインフレーム23に取り付け
られている。この装置においては、自然光を用いて液晶
ディスプレイを見るため、液晶板の後ろに白色アクリル
板24を設け、これを介して外の光を取り入れるように
なっている。メインフレーム23の上下には液晶の駆動
回路基板25が、左右の側面には信号処理基板26が取
り付けられている。27は接続ケーブルで本実施例では
2本のビデオ信号と電源,グラウンドが接続されてい
て、図示されていない外部の電源アダプタと他のビデオ
機器に接続されている。図5にビデオディスプレイ装置
を装着した使用状態を示す。When the video display device of the present invention is used for the above-described reason, even a liquid crystal display having a small screen size can be viewed large without any burden on the eyes, and a three-dimensional display is possible. FIG. 4 is a front view, a side view, and a plan view of the first embodiment of the present invention. The two liquid crystal displays 21 and the two magnifying lenses 22 are arranged at optical positions as shown in FIG. In this device, a white acrylic plate 24 is provided behind the liquid crystal plate so that external light can be taken in through the liquid crystal plate in order to view the liquid crystal display using natural light. A liquid crystal drive circuit board 25 is mounted on the upper and lower sides of the main frame 23, and a signal processing board 26 is mounted on the left and right side surfaces. In this embodiment, a connection cable 27 connects two video signals, a power supply, and a ground, and is connected to an external power supply adapter (not shown) and other video equipment. FIG. 5 shows a usage state in which the video display device is mounted.
【0015】これまでに説明した実施例装置で本発明の
基本的な目的を達成することができるが、さらに次のよ
うな点について改善の余地がある。 (1) 外からの光に頼るために、夜や暗いところでは液晶
ディスプレイの像を見ることができない。 (2) 液晶ディスプレイ,拡大レンズ,各基板の総重量を
鼻の頭だけで受けているため鼻に負担がかかる。 (3) 前述したディスプレイ装置を装着したままでは外を
見ることができず、その都度ディスプレイ装置を外す必
要がある。Although the basic objects of the present invention can be achieved by the above-described embodiments, there is still room for improvement in the following points. (1) The image on the liquid crystal display cannot be seen at night or in a dark place because it relies on external light. (2) Since the total weight of the liquid crystal display, magnifying lens, and each substrate is received only by the head of the nose, a burden is placed on the nose. (3) The user cannot see the outside with the above-mentioned display device attached, and it is necessary to remove the display device each time.
【0016】前述の第1番目の問題は、本装置にさらに
照明用のバックライトを取り付けることにより解決する
ことができる。しかしこのバックライトの重量分だけ第
2番目の問題が深刻になる。これを解決するには前述の
眼鏡式ではなく、図6に示すように、ちょうどスキーの
ゴーグルのような形状にすればよい。この場合、この装
置の重量は額とその周り、頬などに分散してかかるため
前記欠点のうち1および2については解決できる。しか
し第3番目の問題については、ゴーグルのような形状の
ディスプレイ装置は簡単に取り外しができないので間題
になる。さらにバックライトが光軸上の延長上に設けら
れるため、眼からメインフレームの端までの長さが長く
なり、安全の面でも問題になる。さらに前述した実施例
装置では、レンズの光軸が平行な直線上にあるため、液
晶ディスプレイの大きさに制限が生ずる。この問題はハ
ーフミラーを用いることで解決することができる。The first problem described above can be solved by further attaching a backlight for illumination to the apparatus. However, the second problem becomes serious by the weight of the backlight. In order to solve this problem, instead of the above-mentioned eyeglass type, as shown in FIG. 6, it may be shaped just like ski goggles. In this case, since the weight of the device is distributed to the forehead and its surroundings, the cheeks, and the like, the above disadvantages 1 and 2 can be solved. However, the third problem is a problem because a display device shaped like goggles cannot be easily removed. Further, since the backlight is provided on an extension on the optical axis, the length from the eye to the end of the main frame becomes longer, which is a problem in terms of safety. Further, in the above-described embodiment, since the optical axis of the lens is on a parallel straight line, the size of the liquid crystal display is limited. This problem can be solved by using a half mirror.
【0017】図7(a),図7(b)は、それぞれの基
本的な構成と光路を示す略図である。図7(a)は、図
1の光学位置を維持したままで眼43と拡大レンズ42
の間にハーフミラー45を設けて、ハーフミラーの反射
側に液晶ディスプレイ41と拡大レンズを設けた実施例
である。このとき液晶ディスプレイ41とハーフミラー
45の間には外からの光が漏れ込まない構造とする。い
ま、バックライト44が消えている間はハーフミラー4
5の反射光がなくなるため、眼43で外の風景を見るこ
とができる。次にバックライト44が点灯すると、外か
らハーフミラー45を透過してくる光よりハーフミラー
45からの反射光の光量が多くなるため、眼43は液晶
ディスプレイ41の画面を見ることができる。ただし、
外が著しく明るい場合は画面と外の風景が重なって見え
てしまう。この問題はハーフミラー45の透過方向の延
長線上、すなわちハーフミラー45と外界との間にシャ
ッタを設け、液晶ディスプレイ41の画面を見る間はシ
ャッタを閉めて外からの光を遮断してやればよい。図7
(a)の例では、画面がハーフミラー45により1回だ
け反射するため、眼に見える像は液晶ディスプレイ41
の画面に表示された像をちょうど裏返したように見え
る。このため正常な画面を見るためには、液晶ディスプ
レイ41の液晶板を裏返すとか、信号処理で左右を反転
させるなどの工夫が必要である。図7(b)は、ミラー
46をもう1枚用いて前述の問題を解決した他の実施例
を示す略図である。FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams showing the basic structure and optical path of each. FIG. 7A shows the eye 43 and the magnifying lens 42 while maintaining the optical position of FIG.
This is an embodiment in which a half mirror 45 is provided therebetween, and a liquid crystal display 41 and a magnifying lens are provided on the reflection side of the half mirror. At this time, a structure is adopted in which light from the outside does not leak between the liquid crystal display 41 and the half mirror 45. Now, while the backlight 44 is off, the half mirror 4
Since the reflected light of No. 5 disappears, the outside scenery can be seen with the eyes 43. Next, when the backlight 44 is turned on, the amount of reflected light from the half mirror 45 becomes larger than the amount of light transmitted through the half mirror 45 from the outside, so that the eyes 43 can see the screen of the liquid crystal display 41. However,
If the outside is extremely bright, the screen and the outside scene will overlap and appear. This problem can be solved by providing a shutter on an extension of the transmission direction of the half mirror 45, that is, between the half mirror 45 and the outside world, and closing the shutter while viewing the screen of the liquid crystal display 41 to block external light. FIG.
In the example of (a), since the screen is reflected only once by the half mirror 45, the image visible to the eyes is the liquid crystal display 41.
It looks as though the image displayed on the screen was just turned over. Therefore, in order to view a normal screen, it is necessary to devise a method such as turning over the liquid crystal plate of the liquid crystal display 41 or inverting left and right by signal processing. FIG. 7B is a schematic view showing another embodiment in which the above-mentioned problem is solved by using another mirror 46.
【0018】この点を考慮した本発明によるビデオディ
スプレイ装置の実施例を説明する。図8は前記実施例装
置の平面図,正面図,および側面図である。図9は前記
実施例装置を装着した状態を示す側面略図である。図1
0は前記実施例装置の主要部品の配置を示す斜視図であ
る。図10のように各部品の光学配置は図1および図7
(b)の通りである。ただしハーフミラー54とミラー
56を平行に保ちながら左右それぞれ外側にひねること
により液晶ディスプレイ51上での光軸間距離を眼の間
隔よりも広くしている。また、本実施例では、シャッタ
として液晶シャッタ55を用いている。61はスイッチ
で、1回押すたびにON−OFFが切り換わるロック式
である。これによりバックライト53と液晶シャッタ5
5がコントロールされる。An embodiment of the video display device according to the present invention taking this point into consideration will be described. FIG. 8 is a plan view, a front view, and a side view of the apparatus of the embodiment. FIG. 9 is a schematic side view showing a state in which the apparatus of the embodiment is mounted. FIG.
Reference numeral 0 is a perspective view showing an arrangement of main components of the apparatus of the embodiment. As shown in FIG. 10, the optical arrangement of each component is shown in FIGS.
(B). However, the distance between the optical axes on the liquid crystal display 51 is made wider than the distance between the eyes by twisting the half mirror 54 and the mirror 56 outward while keeping them parallel. In this embodiment, the liquid crystal shutter 55 is used as a shutter. A switch 61 is a lock type that switches between ON and OFF each time the switch is pressed. Thereby, the backlight 53 and the liquid crystal shutter 5
5 is controlled.
【0019】まず電源がオフの状態では液晶シャッタ5
5が透過状態にあるため、眼62は外の風景を見ること
ができる。次に電源を入れると液晶シャッタ55は遮断
状態になり、液晶ディスプレイ51のバックライトが点
灯するため、眼は液晶ディスプレイ51上の画面を見る
ことができる。次に、スイッチ61を押すとバックライ
トが消えて液晶シャッタ55が透過状態になり外界を見
ることができる。再びスイッチ61を押すとまた電源を
入れたときと同じ状態となり、液晶ディスプレイ51の
画面を見ることができる。First, when the power is off, the liquid crystal shutter 5
Since 5 is in the transmission state, the eye 62 can see the outside scenery. Next, when the power is turned on, the liquid crystal shutter 55 is turned off, and the backlight of the liquid crystal display 51 is turned on, so that the eyes can see the screen on the liquid crystal display 51. Next, when the switch 61 is pressed, the backlight is turned off and the liquid crystal shutter 55 is set in a transmissive state, so that the outside world can be seen. When the switch 61 is pressed again, the state is the same as when the power is turned on again, and the screen of the liquid crystal display 51 can be viewed.
【0020】本実施例は図9に示されているように、ビ
デオディスプレイ装置の全重量を額全体で受けるような
構造のため負担が少なくなる。また、最も突出する部分
が眼の延長線上になく、いざというときにはすぐに外が
見えるため安全である。In this embodiment, as shown in FIG. 9, the structure is such that the entire weight of the video display device is received by the entire forehead, so that the burden is reduced. In addition, the most protruding part is not on the extension of the eye, and the outside is immediately visible in an emergency, which is safe.
【0021】前述した各実施例では液晶ディスプレイを
用いて説明したが、液晶ディスプレイの代わりにCRT
やその他のフラットディスプレイを用いても本発明を実
施することができる。また、液晶ディスプレイを左右そ
れぞれ3枚づつ用いて、液晶ディスプレイの持つ画素数
の粗さを克服することも可能である。図11は、液晶デ
ィスプレイ3枚を用いた、さらに他の実施例装置の断面
図である。バックライトにはEL素子77を用いてい
る。3枚の液晶ディスプレイ71,72,73にはそれ
ぞれR,G,Bの信号が表示される。74,75,76
はそれぞれR,G,Bのカラーフィルタである。バック
ライトから出た光はカラーフィルタにより不必要な部分
がカットされRGBの光源となり各々に対応する液晶板
に入射する。こうして3原色で個別に表示された画像は
ダイクロイックプリズム78により合成される。これを
拡大レンズ79を通してみると、カラー表示された画像
が得られる。このようにすれば例えば10万画素の液晶
ディスプレイを用いてもその3倍の30万画素となり解
像度を上げることができる。図12は、前記原理を適用
した実施例の使用状態を示す側面略図である。この実施
例ではヘッドホーン85もビデオディスプレイ装置と一
体化してある。In each of the above-described embodiments, the explanation has been made using the liquid crystal display.
The present invention can be implemented using a flat display or other flat displays. It is also possible to overcome the roughness of the number of pixels possessed by the liquid crystal display by using three liquid crystal displays on each of the left and right sides. FIG. 11 is a cross-sectional view of still another embodiment device using three liquid crystal displays. An EL element 77 is used for the backlight. R, G, and B signals are displayed on the three liquid crystal displays 71, 72, and 73, respectively. 74, 75, 76
Are color filters of R, G and B, respectively. Unnecessary portions of the light emitted from the backlight are cut by the color filters, and the light becomes RGB light sources and enters the corresponding liquid crystal plates. The images individually displayed in the three primary colors are combined by the dichroic prism 78. When this is viewed through the magnifying lens 79, a color-displayed image is obtained. In this case, for example, even if a liquid crystal display having 100,000 pixels is used, the resolution is increased to 300,000 pixels, which is three times that of the liquid crystal display. FIG. 12 is a schematic side view showing a use state of an embodiment to which the above principle is applied. In this embodiment, the headphone 85 is also integrated with the video display device.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
るビデオディスプレイ装置は、テレビジョン信号を表示
する右眼用と左眼用のディスプレイと、右眼用と左眼用
の拡大レンズと、前記各ディスプレイと拡大レンズが左
右のディスプレイの画面を各々に対応する拡大レンズを
通して左右の眼で見たときに、拡大レンズにより生ずる
左右の虚像が一致するように支持するフレームから構成
されている。したがって、使用者は前記装置を両眼に対
応して装着することにより、体の姿勢の制約を受けずに
大画面で、その内容の秘密性を保って見ることができ
る。As described in detail above, the video display apparatus according to the present invention comprises a display for a right eye and a display for a left eye for displaying a television signal, a magnifying lens for the right eye and a left eye, and Each display and the magnifying lens are composed of a frame that supports the left and right virtual images generated by the magnifying lens so that the left and right eyes view the screens of the left and right displays through the corresponding magnifying lenses. Therefore, the user can view the contents on a large screen with the confidentiality of the contents, without being restricted by the posture of the body, by wearing the device corresponding to both eyes.
【0023】また、前記ビデオディスプレイ装置におい
て、両眼視差による立体表示の原理に基づいて生成され
た左右のビデオ信号を左右のディスプレイに表示させる
ことにより立体視することができる。また前記ビデオデ
ィスプレイ装置において、さらにハーフミラーを前記拡
大レンズと眼の間に設け、前記ハーフミラーの反射側に
拡大レンズとディスプレイを配置し、前記ディスプレイ
から出る光量を切り換えまたは調節して、前記ディスプ
レイに表示された映像と、前記ハーフミラーを透過して
見える外の風景とを切り換えてまたは同時に重ね合わせ
て見ることができる。Further, in the video display device, the left and right video signals generated based on the principle of stereoscopic display based on binocular parallax are displayed on the left and right displays so that stereoscopic viewing can be performed. Further, in the video display device, a half mirror is further provided between the magnifying lens and the eye, a magnifying lens and a display are arranged on a reflection side of the half mirror, and a light amount emitted from the display is switched or adjusted, and And the outside scene seen through the half mirror can be switched or superimposed at the same time.
【0024】また前記ビデオディスプレイ装置におい
て、少なくともハーフミラーの透過方向でハーフミラー
と外の風景との間にシャッタを設け、外の明るさが前記
ディスプレイから出る光量に比べて明るいときでも、前
記シャッタを閉じることによりハーフミラーの透過光を
遮断して、前記ディスプレイに表示された映像のみを見
ることができる。In the video display device, a shutter may be provided between the half mirror and the outside scene at least in a transmission direction of the half mirror, and the shutter may be provided even when the outside brightness is brighter than the amount of light emitted from the display. By closing, the transmitted light of the half mirror is blocked, and only the image displayed on the display can be viewed.
【図1】本発明によるビデオディスプレイ装置の原理を
説明するための略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the principle of a video display device according to the present invention.
【図2a】融像処理が困難となりやすい例を示す略図で
ある。FIG. 2a is a schematic diagram showing an example where fusion processing is likely to be difficult.
【図2b】融像処理が困難となりやすい他の例を示す略
図である。FIG. 2b is a schematic view showing another example in which fusion processing is likely to be difficult.
【図3a】立体映像の撮像の原理を示す略図である。FIG. 3a is a schematic diagram illustrating the principle of imaging of a stereoscopic image.
【図3b】ズームが可能な立体映像の撮像の原理を示す
略図である。FIG. 3b is a schematic diagram illustrating the principle of imaging of a stereoscopic image that can be zoomed.
【図4】発明によるビデオディスプレイ装置の実施例を
示す平面図、正面図および側面図である。FIG. 4 is a plan view, a front view, and a side view showing an embodiment of a video display device according to the present invention.
【図5】前記実施例装置の使用状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a use state of the apparatus of the embodiment.
【図6】本発明によるさらに他のビデオディスプレイ装
置の実施例の正面図および使用状態を示す側面図であ
る。FIG. 6 is a front view and a side view showing a use state of still another video display apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図7a】外の様子を見ることができるようにしたビデ
オディスプレイ装置の原理図である。FIG. 7a is a diagram illustrating the principle of a video display device in which the outside can be seen.
【図7b】外の様子を見ることができるようにしたさら
に他のビデオディスプレイ装置の原理図である。FIG. 7b is a diagram showing the principle of still another video display device in which the outside can be seen.
【図8】外の様子を見ることができるようにした実施例
の平面図,正面図および側面図である。FIG. 8 is a plan view, a front view, and a side view of the embodiment in which the outside can be seen.
【図9】図8に示した実施例の使用状態を示す側面略図
である。FIG. 9 is a schematic side view showing a use state of the embodiment shown in FIG. 8;
【図10】外の様子を見ることができるようにした実施
例の主要部品の配置を示した斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing an arrangement of main components of the embodiment so that the outside can be seen.
【図11】液晶ディスプレイを左右それぞれ3枚ずつ用
いて解像度を高めた実施例の原理を説明するための断面
図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the principle of an embodiment in which the resolution is increased by using three left and right liquid crystal displays.
【図12】図11に示した実施例の使用状態を示す側面
略図である。FIG. 12 is a schematic side view showing a use state of the embodiment shown in FIG. 11;
1,2 ディスプレイ(液晶) 3,4 拡大光学系(レンズ) 5 左眼 6 右眼 5L 左眼対応レンズ 6R 右眼対応レンズ 7,8 拡大虚像 7L 左眼基準面 8R 右眼基準面 9,10 撮像素子 21 液晶ディスプレイ 22 拡大レンズ 23 メインフレーム 24 白色アクリル板 25 液晶駆動回路基板 26 信号処理基板 27 接続ケーブル 31 液晶ディスプレイ 32 拡大レンズ 33 メインフレーム 34 バックライト 35 液晶駆動回路基板 36 信号処理基板 37 バックライト駆動回路基板 41 液晶ディスプレイ 42 拡大レンズ 43 眼 44 バックライト 45 ハーフミラー 46 ミラー 51 液晶ディスプレイ 52 拡大レンズ 53 バックライト 54 ハーフミラー 55 液晶シャッタ 56 ミラー 57 メインフレーム 58 接続ケーブル 59 液晶駆動回路基板 60 信号処理基板 61 スイッチ 62 眼 71 液晶ディスプレイ(R) 72 液晶ディスプレイ(G) 73 液晶ディスプレイ(B) 74 カラーフィルタ(R) 75 カラーフィルタ(G) 76 カラーフィルタ(B) 77 バックライト(EL素子) 78 ダイクロイックプリズム 79 拡大レンズ 80 眼 81 ミラー 82 ハーフミラー 84 メインフレーム 85 ヘッドホーン 86 接続ケーブル 87 液晶駆動回路基板 88 信号処理基板1, 2 Display (liquid crystal) 3, 4 Magnifying optical system (lens) 5 Left eye 6 Right eye 5 L Left eye compatible lens 6 R Right eye compatible lens 7, 8 Enlarged virtual image 7 L Left eye reference plane 8 R Right eye reference Surface 9, 10 Image sensor 21 Liquid crystal display 22 Magnifying lens 23 Main frame 24 White acrylic plate 25 Liquid crystal driving circuit board 26 Signal processing board 27 Connection cable 31 Liquid crystal display 32 Magnifying lens 33 Main frame 34 Backlight 35 Liquid crystal driving circuit board 36 Signal Processing substrate 37 Backlight drive circuit board 41 Liquid crystal display 42 Magnifying lens 43 Eye 44 Backlight 45 Half mirror 46 Mirror 51 Liquid crystal display 52 Magnifying lens 53 Backlight 54 Half mirror 55 Liquid crystal shutter 56 Mirror 57 Main frame 58 Connection cable Reference Signs List 9 liquid crystal drive circuit board 60 signal processing board 61 switch 62 eye 71 liquid crystal display (R) 72 liquid crystal display (G) 73 liquid crystal display (B) 74 color filter (R) 75 color filter (G) 76 color filter (B) 77 Backlight (EL element) 78 Dichroic prism 79 Magnifying lens 80 Eye 81 Mirror 82 Half mirror 84 Main frame 85 Headphone 86 Connection cable 87 Liquid crystal drive circuit board 88 Signal processing board
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A 13/02 13/02 15/00 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A 13/02 13/02 15/00 15/00
Claims (2)
のディスプレイと、 左眼と前記左眼用のディスプレイの間に配置される左眼
用の拡大光学系と、 右眼と前記右眼用のディスプレイの間に配置される右眼
用の拡大光学系と、 前記ディスプレイと拡大光学系を、左眼用と右眼用のデ
ィスプレイにそれぞれ同一の映像情報を表示させたと
き、前記左眼用のディスプレイに表示された映像情報
を、前記左眼用の拡大光学系を通して左眼で見る拡大さ
れた画面の虚像と、前記右眼用のディスプレイに表示さ
れた映像情報を、前記右眼用の拡大光学系を通して右眼
で見る拡大された画面の虚像とが、左右の眼からの虚像
の距離に生成されるようにし、かつ左右の眼が各々の画
面の虚像に向けられるとき、前記左右の画面の虚像の対
応する任意の要素が画面全体において一致するように、
前記虚像の距離によって決まる輻輳角に輻輳する光学位
置関係に支持するようにしたフレームと、から構成した
ビデオディスプレイ装置。1. A left-eye display and a right-eye display for displaying a video information signal; a left-eye magnifying optical system disposed between the left-eye and the left-eye display; Magnifying optical system for the right eye arranged between displays for the right eye, and the display and the magnifying optical system, when displaying the same video information on the display for the left eye and the display for the right eye respectively, The image information displayed on the display for the left eye, the virtual image of the enlarged screen viewed by the left eye through the magnifying optical system for the left eye, and the image information displayed on the display for the right eye, the right With the virtual image of the magnified screen viewed by the right eye through the magnifying optical system for the eye, to be generated at the distance of the virtual image from the left and right eyes, and when the left and right eyes are directed to the virtual image of each screen, Any corresponding elements of the virtual images of the left and right screens Match across the screen,
A video display device comprising: a frame supported by an optical positional relationship of convergence at an angle of convergence determined by the distance of the virtual image.
前記左眼用と右眼用のディスプレイに、両眼視差による
立体表示の原理に基づいて生成された左右のビデオ信号
をそれぞれ表示させることにより立体視することを特徴
とする請求項1記載のビデオディスプレイ装置。2. In the video display device,
The video according to claim 1, wherein left and right video signals generated based on the principle of stereoscopic display based on binocular parallax are displayed on the left-eye display and the right-eye display, respectively, to perform stereoscopic viewing. Display device.
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