JP2001238150A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents
頭部装着型映像表示装置Info
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- JP2001238150A JP2001238150A JP2000046629A JP2000046629A JP2001238150A JP 2001238150 A JP2001238150 A JP 2001238150A JP 2000046629 A JP2000046629 A JP 2000046629A JP 2000046629 A JP2000046629 A JP 2000046629A JP 2001238150 A JP2001238150 A JP 2001238150A
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- JP
- Japan
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- pixels
- image
- image display
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低価格で高解像度表示が可能な頭部装着型映
像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素を2次元状に配列してなる映
像表示手段と、この映像表示手段に白色照明光を照射す
るための面発光照明手段と、この面発光照明手段により
照明されて上記映像表示手段の複数の画素から出射され
る映像に係る光束を、観察可能となるように使用者の眼
球に導く光学系と、上記映像表示手段と上記光学系との
間に、偏光制御素子と複屈折板とを組み合わせることに
より、上記映像表示手段の各画素から射出される光線の
光路を時系列的に屈折させて画素ずらしを行い、光学的
に見かけの画素数を増加させる高画質化手段と、上記映
像信号としてアナログRGB信号とコンポジットビデオ
信号とS映像信号とを入力し、これらの信号を切り替え
て表示する切り替え手段とを具備した頭部装着型映像表
示装置。
像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素を2次元状に配列してなる映
像表示手段と、この映像表示手段に白色照明光を照射す
るための面発光照明手段と、この面発光照明手段により
照明されて上記映像表示手段の複数の画素から出射され
る映像に係る光束を、観察可能となるように使用者の眼
球に導く光学系と、上記映像表示手段と上記光学系との
間に、偏光制御素子と複屈折板とを組み合わせることに
より、上記映像表示手段の各画素から射出される光線の
光路を時系列的に屈折させて画素ずらしを行い、光学的
に見かけの画素数を増加させる高画質化手段と、上記映
像信号としてアナログRGB信号とコンポジットビデオ
信号とS映像信号とを入力し、これらの信号を切り替え
て表示する切り替え手段とを具備した頭部装着型映像表
示装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型映像表
示装置、より詳しくは、頭部に装着した使用形態におい
て表示される映像を観察するための頭部装着型映像表示
装置に関する。
示装置、より詳しくは、頭部に装着した使用形態におい
て表示される映像を観察するための頭部装着型映像表示
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、CRTを用いた映像表示装置
が広く用いられてきたが、近年では、液晶表示素子等を
用いた映像表示装置が次第にマーケットシェアーを伸ば
しつつある。
が広く用いられてきたが、近年では、液晶表示素子等を
用いた映像表示装置が次第にマーケットシェアーを伸ば
しつつある。
【0003】このような映像表示装置の中でも、使用者
の頭から顔を覆うようにして装着される頭部装着型映像
表示装置は、他の携帯型映像表示装置と異なり、ハンド
フリーで映像を観察することができることや、大画面を
観察する場合と同様の観察視野が得られるために臨場感
や迫力のある映像を観察することが可能になる等の利点
を有したものとなっている。
の頭から顔を覆うようにして装着される頭部装着型映像
表示装置は、他の携帯型映像表示装置と異なり、ハンド
フリーで映像を観察することができることや、大画面を
観察する場合と同様の観察視野が得られるために臨場感
や迫力のある映像を観察することが可能になる等の利点
を有したものとなっている。
【0004】このような頭部装着型映像表示装置は、種
々のものが提案され、近年では盛んに製品化されてい
て、例えば透過型のLCD等により表示した映像を、蛍
光管などを内蔵してなる平面蛍光式のバックライトによ
り背面側から照明し、照明された映像を光学フィルタ等
を介して光学系に導き、該光学系を介して使用者の眼球
に導くようになっている。
々のものが提案され、近年では盛んに製品化されてい
て、例えば透過型のLCD等により表示した映像を、蛍
光管などを内蔵してなる平面蛍光式のバックライトによ
り背面側から照明し、照明された映像を光学フィルタ等
を介して光学系に導き、該光学系を介して使用者の眼球
に導くようになっている。
【0005】これらの頭部装着型映像表示装置は、LC
Dパネルとして18万画素や24万画素程度のものを使
用しているのが一般的であった。従って、コンピュータ
の標準的解像度であるVGA(640×480画素:約31万画
素相当)以上の解像度が要求されるコンピュータ用の表
示装置としては利用できなかった。
Dパネルとして18万画素や24万画素程度のものを使
用しているのが一般的であった。従って、コンピュータ
の標準的解像度であるVGA(640×480画素:約31万画
素相当)以上の解像度が要求されるコンピュータ用の表
示装置としては利用できなかった。
【0006】この課題を解決するものとして、例えば特
開平11−265248号公報記載のように、800
(水平解像度)×600(垂直解像度)画素のSVGA
の規格を満足した高解像度表示可能な頭部装着型表示装
置が提案されている。
開平11−265248号公報記載のように、800
(水平解像度)×600(垂直解像度)画素のSVGA
の規格を満足した高解像度表示可能な頭部装着型表示装
置が提案されている。
【0007】この表示装置は、図8に示すように、バッ
クライト81と、左右目用液晶表示パネルであるLCD
81a、81bと、左右目用ハーフミラー82a、82
bと、左右目用凹面ハーフミラー83a、83bとから
構成され、映像は拡大されて利用者の目84a、84b
に虚像を結像するようになっている。すなわち、この構
成の装置では、LCDパネルの解像度として48万画素
相当のものを使用することにより、SVGAレベルの解
像度を実現している。
クライト81と、左右目用液晶表示パネルであるLCD
81a、81bと、左右目用ハーフミラー82a、82
bと、左右目用凹面ハーフミラー83a、83bとから
構成され、映像は拡大されて利用者の目84a、84b
に虚像を結像するようになっている。すなわち、この構
成の装置では、LCDパネルの解像度として48万画素
相当のものを使用することにより、SVGAレベルの解
像度を実現している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したような頭部装
着型映像表示装置は、高解像度の液晶パネルを使用して
いるので、液晶パネルのコストが高くなり、全体として
装置コストが高くなるという課題があった。
着型映像表示装置は、高解像度の液晶パネルを使用して
いるので、液晶パネルのコストが高くなり、全体として
装置コストが高くなるという課題があった。
【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、低価格で高解像度の頭部装着型映像表示装置を提
供することを目的としている。
あり、低価格で高解像度の頭部装着型映像表示装置を提
供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明による頭部装着型映像表示装置は、頭
部に装着した使用形態において表示される映像を観察す
るための頭部装着型映像表示装置であって、供給される
映像信号に対応した映像を表示するための複数の画素を
2次元状に配列してなる映像表示手段と、この映像表示
手段に白色照明光を照射するための面発光照明手段と、
この面発光照明手段により照明されて上記映像表示手段
の複数の画素から出射される映像に係る光束を、観察可
能となるように使用者の眼球に導く光学系と、上記映像
表示手段と上記光学系との間に、偏光制御素子と複屈折
板とを組み合わせることにより、上記映像表示手段の各
画素から射出される光線の光路を時系列的に屈折させて
画素ずらしを行い、光学的に見かけの画素数を増加させ
る高画質化手段と、上記映像信号としてアナログRGB
信号とコンポジットビデオ信号とS映像信号とを入力
し、これらの信号を切り替えて表示する切り替え手段と
を具備し、上記高画質化手段はそれぞれの入力信号を判
別し、その判別された入力信号に対応した表示処理を行
うことに特徴がある。
めに、第1の発明による頭部装着型映像表示装置は、頭
部に装着した使用形態において表示される映像を観察す
るための頭部装着型映像表示装置であって、供給される
映像信号に対応した映像を表示するための複数の画素を
2次元状に配列してなる映像表示手段と、この映像表示
手段に白色照明光を照射するための面発光照明手段と、
この面発光照明手段により照明されて上記映像表示手段
の複数の画素から出射される映像に係る光束を、観察可
能となるように使用者の眼球に導く光学系と、上記映像
表示手段と上記光学系との間に、偏光制御素子と複屈折
板とを組み合わせることにより、上記映像表示手段の各
画素から射出される光線の光路を時系列的に屈折させて
画素ずらしを行い、光学的に見かけの画素数を増加させ
る高画質化手段と、上記映像信号としてアナログRGB
信号とコンポジットビデオ信号とS映像信号とを入力
し、これらの信号を切り替えて表示する切り替え手段と
を具備し、上記高画質化手段はそれぞれの入力信号を判
別し、その判別された入力信号に対応した表示処理を行
うことに特徴がある。
【0011】また、第2の発明による頭部装着型映像表
示装置は、上記第1の発明による頭部装着型映像表示装
置において、上記光学系が自由曲面でなる反射面を含む
2つの反射面を有して構成されるプリズム光学系でなる
ものである。
示装置は、上記第1の発明による頭部装着型映像表示装
置において、上記光学系が自由曲面でなる反射面を含む
2つの反射面を有して構成されるプリズム光学系でなる
ものである。
【0012】さらに、第3の発明による頭部装着型映像
表示装置は、上記第1の発明による頭部装着型映像表示
装置において、上記映像表示手段と面発光照明手段は、
それぞれ左眼用および右眼用の一対を有して構成されて
いるものである。
表示装置は、上記第1の発明による頭部装着型映像表示
装置において、上記映像表示手段と面発光照明手段は、
それぞれ左眼用および右眼用の一対を有して構成されて
いるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1から図7は本発明の一実施形
態を示したものであり、図1は頭部装着型映像表示装置
とコンピュータとの接続システム構成図、図2は頭部装
着型映像表示装置およびコントローラを前面側から示す
斜視図、図3はコントローラに接続された頭部装着型映
像表示装置の電気的な要部を示すブロック図、図4は頭
部装着型映像表示装置の光学的な部分の構成を示す斜視
図、図5は液晶セルと複屈折板によるウォブリングの様
子を側方から示す図、図6は偏心光学系を用いた頭部装
着型映像表示装置の光学系の構成を側方から示す図、図
7は上記図5に示すような画素ずらしを行ったときに、
(A)画面にすじが観察される様子を示す図、(B)観
察画面の一部の拡大図である。
施の形態を説明する。図1から図7は本発明の一実施形
態を示したものであり、図1は頭部装着型映像表示装置
とコンピュータとの接続システム構成図、図2は頭部装
着型映像表示装置およびコントローラを前面側から示す
斜視図、図3はコントローラに接続された頭部装着型映
像表示装置の電気的な要部を示すブロック図、図4は頭
部装着型映像表示装置の光学的な部分の構成を示す斜視
図、図5は液晶セルと複屈折板によるウォブリングの様
子を側方から示す図、図6は偏心光学系を用いた頭部装
着型映像表示装置の光学系の構成を側方から示す図、図
7は上記図5に示すような画素ずらしを行ったときに、
(A)画面にすじが観察される様子を示す図、(B)観
察画面の一部の拡大図である。
【0014】この頭部装着型映像表示装置1は、図1に
示すように、前カバー5aと後カバー5bにより内蔵す
る映像表示系を覆ってなる装置本体5と、この装置本体
5の左右に各固定されたジョイント部材6L,6Rと、
これらのジョイント部材6L,6Rに折り畳み可能とな
るように枢支された頭部支持フレーム7L,7Rと、こ
の頭部支持フレーム7L,7Rの後述するインナーホン
保持部7bに必要に応じて各収納され得る左右のインナ
ーホン9と、このインナーホン9へ音声信号を各伝送す
るインナーホンケーブル9aと、上記頭部支持フレーム
7L,7Rとジョイント部材6L,6Rの間にスライド
して挿入され得るスライド式アジャスタ8と、を有して
構成されていて、さらに図示はしないが、上記装置本体
5から伸縮可能に延出され、使用者の鼻梁に当接して上
記頭部支持フレーム7L,7Rとともに該装置本体5の
支持を行う鼻当て部材も備えている。
示すように、前カバー5aと後カバー5bにより内蔵す
る映像表示系を覆ってなる装置本体5と、この装置本体
5の左右に各固定されたジョイント部材6L,6Rと、
これらのジョイント部材6L,6Rに折り畳み可能とな
るように枢支された頭部支持フレーム7L,7Rと、こ
の頭部支持フレーム7L,7Rの後述するインナーホン
保持部7bに必要に応じて各収納され得る左右のインナ
ーホン9と、このインナーホン9へ音声信号を各伝送す
るインナーホンケーブル9aと、上記頭部支持フレーム
7L,7Rとジョイント部材6L,6Rの間にスライド
して挿入され得るスライド式アジャスタ8と、を有して
構成されていて、さらに図示はしないが、上記装置本体
5から伸縮可能に延出され、使用者の鼻梁に当接して上
記頭部支持フレーム7L,7Rとともに該装置本体5の
支持を行う鼻当て部材も備えている。
【0015】上記ジョイント部材6L,6Rは、上記頭
部支持フレーム7L,7Rを回動自在に支持するための
枢支受け部6aが形成されるとともに、外側面側に上記
インナーホンケーブル9aを挿入するための溝6bが形
成されている。
部支持フレーム7L,7Rを回動自在に支持するための
枢支受け部6aが形成されるとともに、外側面側に上記
インナーホンケーブル9aを挿入するための溝6bが形
成されている。
【0016】上記頭部支持フレーム7L,7Rは、上記
ジョイント部材6L,6Rの枢支受け部6aに係合する
ための枢支部7aと、この枢支部7aとは反対側の端部
に形成された上記インナーホン9を必要に応じて収納し
て保持するためのインナーホン保持部7bと、インナー
ホンケーブル9aを挿入するために外側面側に形成され
た溝7eと、上記スライド式アジャスタ8を挿入位置と
退避位置とに規定するべくリブ等により区切られてなる
挿入位置係止部7cおよび退避位置係止部7dと、を有
して構成されている。
ジョイント部材6L,6Rの枢支受け部6aに係合する
ための枢支部7aと、この枢支部7aとは反対側の端部
に形成された上記インナーホン9を必要に応じて収納し
て保持するためのインナーホン保持部7bと、インナー
ホンケーブル9aを挿入するために外側面側に形成され
た溝7eと、上記スライド式アジャスタ8を挿入位置と
退避位置とに規定するべくリブ等により区切られてなる
挿入位置係止部7cおよび退避位置係止部7dと、を有
して構成されている。
【0017】上記スライド式アジャスタ8は、上記頭部
支持フレーム7L,7Rの挿入位置係止部7cと退避位
置係止部7dとに選択的に係合する係止爪8aと、この
係止爪8aが挿入位置係止部7cに係合した際に、上記
ジョイント部材6L,6Rの枢支受け部6aと上記頭部
支持フレーム7L,7Rの枢支部7aとの間に挿入され
て該頭部支持フレーム7L,7Rの開き角度を狭くする
ように規制する回転角規制爪部8bと、を有するととも
に、さらに一部に軽量化を図るための矩形孔8cが形成
されている。
支持フレーム7L,7Rの挿入位置係止部7cと退避位
置係止部7dとに選択的に係合する係止爪8aと、この
係止爪8aが挿入位置係止部7cに係合した際に、上記
ジョイント部材6L,6Rの枢支受け部6aと上記頭部
支持フレーム7L,7Rの枢支部7aとの間に挿入され
て該頭部支持フレーム7L,7Rの開き角度を狭くする
ように規制する回転角規制爪部8bと、を有するととも
に、さらに一部に軽量化を図るための矩形孔8cが形成
されている。
【0018】このスライド式アジャスタ8は、上記頭部
支持フレーム7L,7Rに対して外側面側に着脱自在に
取り付けられるようになっており、溝7eに沿って収納
されるインナーホンケーブル9aの外側から取り付ける
ことにより、該インナーホンケーブル9aやさらには上
記インナーホン9が、眼前に垂れ下がることのないよう
に側頭部側で保持する機能を兼ね備えたものとなってい
る。
支持フレーム7L,7Rに対して外側面側に着脱自在に
取り付けられるようになっており、溝7eに沿って収納
されるインナーホンケーブル9aの外側から取り付ける
ことにより、該インナーホンケーブル9aやさらには上
記インナーホン9が、眼前に垂れ下がることのないよう
に側頭部側で保持する機能を兼ね備えたものとなってい
る。
【0019】また、この頭部装着型映像表示装置1の上
記ジョイント部材6Lの下側からは、この頭部装着型映
像表示装置1に映像信号や音声信号等を送信するメイン
ケーブル2が延出されており、該メインケーブル2を介
して該頭部装着型映像表示装置1の映像や音声の制御等
を行うコントローラ3と接続されるようになっている。
記ジョイント部材6Lの下側からは、この頭部装着型映
像表示装置1に映像信号や音声信号等を送信するメイン
ケーブル2が延出されており、該メインケーブル2を介
して該頭部装着型映像表示装置1の映像や音声の制御等
を行うコントローラ3と接続されるようになっている。
【0020】このコントローラ3は、バッテリを着脱可
能に取り付けるためのバッテリ装着部3aと、電源を投
入するための電源スイッチ3bと、電源投入時に発光し
てその旨を視覚的に告知する電源LED3cと、メニュ
ーの表示や選択した項目の確定を行うためのメニューボ
タン3dと、このメニューボタン3dの操作により表示
される項目の内の着目する項目を選択、移動させるため
の選択ボタン3e(i)、3f(i)、3g(▲)、3h
(▼)、ACアダプタ等を介して電源を得るためのDC
入力端子3iと、DVDプレーヤやTVチューナなどの
映像ソースからAV信号を入力するためのA/V入力端
子3jと、S映像端子付のビデオ機器(例えば、DVD
プレーヤやVTR等)と接続するためのS映像入力端子
3k、VGAモニタ用RGB信号ケーブル11を介して
コンピュータ13と接続するためのRGB入力端子3
l、ステレオ音声ケーブル12を介してコンピュータ1
3からの音声信号を入力するための音声入力端子3m、
頭部装着型映像表示装置を接続するための接続プラグ3
n、外部ヘッドホンを接続するための音声出力端子3p
と、を有して構成されている。
能に取り付けるためのバッテリ装着部3aと、電源を投
入するための電源スイッチ3bと、電源投入時に発光し
てその旨を視覚的に告知する電源LED3cと、メニュ
ーの表示や選択した項目の確定を行うためのメニューボ
タン3dと、このメニューボタン3dの操作により表示
される項目の内の着目する項目を選択、移動させるため
の選択ボタン3e(i)、3f(i)、3g(▲)、3h
(▼)、ACアダプタ等を介して電源を得るためのDC
入力端子3iと、DVDプレーヤやTVチューナなどの
映像ソースからAV信号を入力するためのA/V入力端
子3jと、S映像端子付のビデオ機器(例えば、DVD
プレーヤやVTR等)と接続するためのS映像入力端子
3k、VGAモニタ用RGB信号ケーブル11を介して
コンピュータ13と接続するためのRGB入力端子3
l、ステレオ音声ケーブル12を介してコンピュータ1
3からの音声信号を入力するための音声入力端子3m、
頭部装着型映像表示装置を接続するための接続プラグ3
n、外部ヘッドホンを接続するための音声出力端子3p
と、を有して構成されている。
【0021】この頭部装着型映像表示装置1は、図3に
示すように、コンポジット信号VBSが入力されるAV
端子31と、このAV端子31から入力されたコンポジ
ット信号VBSを輝度信号Yと色信号Cとに分離するY
/C分離回路32と、上記AV端子31とは別途設けら
れていてS映像信号が入力されるS端子33と、上記A
V端子31またはS端子33の何れに接続がなされてい
るかに応じて、接続されている端子からの信号を選択し
て出力するスイッチ34と、このスイッチ34からの輝
度信号Yと色信号Cを赤(R)、緑(G)、青(B)の
各色の信号に変換するとともに、垂直同期信号VDと水
平同期信号HDとフィールド信号E/Oとを抽出するデ
コーダ35と、このデコーダ35から出力されるR、
G、B信号を通常の2倍のサンプリング周波数によりサ
ンプリングしてディジタル信号にそれぞれ変換するA/
D変換器36r、36g、36bと、これらA/D変換
器36r、36g、36bによりディジタル化された映
像信号にLCD表示に適したコントラスト強調を行うな
どの各種のディジタル的な画像処理を施すとともに画像
のマスク処理を行うディジタル画像処理ユニット37
と、このディジタル画像処理ユニット37から出力され
るディジタルのR、G、B信号をアナログ信号にそれぞ
れ変換するD/A変換器38r、38g、38bと、こ
のD/A変換器38r、38g、38bの出力に基づき
LCD駆動信号を生成するLCD駆動回路39と、この
LCD駆動回路39から出力されるLCD駆動信号によ
り画像の表示を行うLCD40と、後述するバックライ
ト46(図4参照)により照射されてこのLCD40か
ら射出される光を偏光させる液晶セル44、45と、こ
れら液晶セル44,45を駆動する液晶セル駆動回路4
3と、この液晶セル駆動回路43および上記LCD40
のタイミングを制御するLCD用タイミングジェネレー
タ(LCD用TG)42と、上記デコーダ35から出力
される垂直同期信号VDと水平同期信号HDとフィール
ド信号E/Oとに基づきサンプルホールド信号を生成し
上記A/D変換器36r、36g、36b、上記ディジ
タル画像処理ユニット37、上記D/A変換器38r、
38g、38b、上記LCD用TG42などの各回路に
供給するタイミング制御回路41とを有して構成されて
いる。
示すように、コンポジット信号VBSが入力されるAV
端子31と、このAV端子31から入力されたコンポジ
ット信号VBSを輝度信号Yと色信号Cとに分離するY
/C分離回路32と、上記AV端子31とは別途設けら
れていてS映像信号が入力されるS端子33と、上記A
V端子31またはS端子33の何れに接続がなされてい
るかに応じて、接続されている端子からの信号を選択し
て出力するスイッチ34と、このスイッチ34からの輝
度信号Yと色信号Cを赤(R)、緑(G)、青(B)の
各色の信号に変換するとともに、垂直同期信号VDと水
平同期信号HDとフィールド信号E/Oとを抽出するデ
コーダ35と、このデコーダ35から出力されるR、
G、B信号を通常の2倍のサンプリング周波数によりサ
ンプリングしてディジタル信号にそれぞれ変換するA/
D変換器36r、36g、36bと、これらA/D変換
器36r、36g、36bによりディジタル化された映
像信号にLCD表示に適したコントラスト強調を行うな
どの各種のディジタル的な画像処理を施すとともに画像
のマスク処理を行うディジタル画像処理ユニット37
と、このディジタル画像処理ユニット37から出力され
るディジタルのR、G、B信号をアナログ信号にそれぞ
れ変換するD/A変換器38r、38g、38bと、こ
のD/A変換器38r、38g、38bの出力に基づき
LCD駆動信号を生成するLCD駆動回路39と、この
LCD駆動回路39から出力されるLCD駆動信号によ
り画像の表示を行うLCD40と、後述するバックライ
ト46(図4参照)により照射されてこのLCD40か
ら射出される光を偏光させる液晶セル44、45と、こ
れら液晶セル44,45を駆動する液晶セル駆動回路4
3と、この液晶セル駆動回路43および上記LCD40
のタイミングを制御するLCD用タイミングジェネレー
タ(LCD用TG)42と、上記デコーダ35から出力
される垂直同期信号VDと水平同期信号HDとフィール
ド信号E/Oとに基づきサンプルホールド信号を生成し
上記A/D変換器36r、36g、36b、上記ディジ
タル画像処理ユニット37、上記D/A変換器38r、
38g、38b、上記LCD用TG42などの各回路に
供給するタイミング制御回路41とを有して構成されて
いる。
【0022】一方、本装置ではOSD(オン・スクリー
ン・ディスプレイ)により、AVモードとPCモードが
切り替え選択できる。このOSDのスイッチにより切り
替えスイッチ部でAV入力かPC入力か選択される。
ン・ディスプレイ)により、AVモードとPCモードが
切り替え選択できる。このOSDのスイッチにより切り
替えスイッチ部でAV入力かPC入力か選択される。
【0023】なお、VBSとS端子はS端子とスイッチ
34を接続するスイッチで、S端子が接続されると、S
優先となるとなるように、スイッチ切り替えがされる。
RGB端子30にコンピュータ13が接続されている場
合は、メニュー表示でコンピュータとAV接続を切り替
える切り替えスイッチがRGB端子30側に接続され
る。HD信号とVD信号を波形整形回路29を経由し
て、ディジタル画像処理ユニット37に送り、AV又は
PC切り替えのいずれかに対応する周波数でタイミング
制御回路41に入力され、SまたはアナログRGBの映
像信号に応じた基準周波数で出力される。
34を接続するスイッチで、S端子が接続されると、S
優先となるとなるように、スイッチ切り替えがされる。
RGB端子30にコンピュータ13が接続されている場
合は、メニュー表示でコンピュータとAV接続を切り替
える切り替えスイッチがRGB端子30側に接続され
る。HD信号とVD信号を波形整形回路29を経由し
て、ディジタル画像処理ユニット37に送り、AV又は
PC切り替えのいずれかに対応する周波数でタイミング
制御回路41に入力され、SまたはアナログRGBの映
像信号に応じた基準周波数で出力される。
【0024】次に、図4を参照して、頭部装着型映像表
示装置1の光学的な部分について説明する。この頭部装
着型映像表示装置1は、照明光を照射するバックライト
46と、このバックライト46により照明光を照射され
て、規則的に配列した複数の画素40aにより表示した
画像の光束を射出する表示素子たるLCD40と、この
LCD40から入射してくる光束を複数の部分毎に時間
をずらして偏光して射出する偏光スイッチ用の液晶セル
44と、この液晶セル44を通過した光をその偏光方向
に応じて屈折させる複屈折板47と、この複屈折板47
を通過した光をさらに複数の部分毎に時間をずらして偏
光して射出する偏光スイッチング用の液晶セル45と、
この液晶セル45を通過した光をその偏光方向に応じて
屈折させる複屈折板48と、この複屈折板48を通過し
た光をその偏光方向に応じて屈折させる複屈折板49
と、を有してその光学的な部分が構成されている。
示装置1の光学的な部分について説明する。この頭部装
着型映像表示装置1は、照明光を照射するバックライト
46と、このバックライト46により照明光を照射され
て、規則的に配列した複数の画素40aにより表示した
画像の光束を射出する表示素子たるLCD40と、この
LCD40から入射してくる光束を複数の部分毎に時間
をずらして偏光して射出する偏光スイッチ用の液晶セル
44と、この液晶セル44を通過した光をその偏光方向
に応じて屈折させる複屈折板47と、この複屈折板47
を通過した光をさらに複数の部分毎に時間をずらして偏
光して射出する偏光スイッチング用の液晶セル45と、
この液晶セル45を通過した光をその偏光方向に応じて
屈折させる複屈折板48と、この複屈折板48を通過し
た光をその偏光方向に応じて屈折させる複屈折板49
と、を有してその光学的な部分が構成されている。
【0025】ここに、上記液晶セル44、複屈折板4
7、液晶セル45、複屈折板48、49を含んで、画素
の見かけの位置を移動させる光路変更手段たるウォブリ
ング光学素子が構成されている。
7、液晶セル45、複屈折板48、49を含んで、画素
の見かけの位置を移動させる光路変更手段たるウォブリ
ング光学素子が構成されている。
【0026】上記液晶セル44、45は、液晶を挟み込
む左右方向に細長の電極対44a、45aを複数有して
構成されていて、図4に示す例では、縦方向に3対の電
極対44a、45aがそれぞれ設けられている。そし
て、これら複数の電極対44aを順次オン/オフするこ
とにより、各電極対44a、45aが設けられた部分を
通過する光の偏光方向を順次制御するようになってい
る。
む左右方向に細長の電極対44a、45aを複数有して
構成されていて、図4に示す例では、縦方向に3対の電
極対44a、45aがそれぞれ設けられている。そし
て、これら複数の電極対44aを順次オン/オフするこ
とにより、各電極対44a、45aが設けられた部分を
通過する光の偏光方向を順次制御するようになってい
る。
【0027】このような液晶セルと複屈折板の組合せを
用いて、光路をシフトさせLCD40の見かけ上の画素
数を増加させる原理について図5を参照して説明する。
この図5においては、簡単のために、液晶セル44およ
び複屈折板47の組合せによる部分について説明する。
用いて、光路をシフトさせLCD40の見かけ上の画素
数を増加させる原理について図5を参照して説明する。
この図5においては、簡単のために、液晶セル44およ
び複屈折板47の組合せによる部分について説明する。
【0028】LCD40から射出される光は、液晶を通
過したものであるために、既に一方向に偏光しており、
例えば図5に示す例では上下方向に偏光したものとなっ
ている。
過したものであるために、既に一方向に偏光しており、
例えば図5に示す例では上下方向に偏光したものとなっ
ている。
【0029】このLCD40からの光が上記液晶セル4
4に入射すると、その電極対44aによる部分毎の制御
状態に応じて、光の偏光方向が変更される。すなわち、
図5に示す例においては、上側の電極44aは偏光状態
を変化させることなくそのまま光を通過させ、下側の電
極44aについては偏光状態を変化させて横方向の偏光
にするようになっている。
4に入射すると、その電極対44aによる部分毎の制御
状態に応じて、光の偏光方向が変更される。すなわち、
図5に示す例においては、上側の電極44aは偏光状態
を変化させることなくそのまま光を通過させ、下側の電
極44aについては偏光状態を変化させて横方向の偏光
にするようになっている。
【0030】一方、上記複屈折板47は、水晶やニオブ
酸リチウム(LiNbO3)などの結晶によって、その結晶軸
が厚み方向に対して45度の角度をなすように形成され
ており、横方向に偏光した光はそのまま通過させ、縦方
向に偏光した光は屈折させて図5の例ではやや下にずら
して射出するようになっている。
酸リチウム(LiNbO3)などの結晶によって、その結晶軸
が厚み方向に対して45度の角度をなすように形成され
ており、横方向に偏光した光はそのまま通過させ、縦方
向に偏光した光は屈折させて図5の例ではやや下にずら
して射出するようになっている。
【0031】このために、上の電極44aの部分を通過
した光は光路が変更されてその射出位置がずれるととも
に、中と下の電極44aについては光路が変更されるこ
となくそのまま通過する。
した光は光路が変更されてその射出位置がずれるととも
に、中と下の電極44aについては光路が変更されるこ
となくそのまま通過する。
【0032】このような原理の下に、液晶セル44と複
屈折板47の組合せにより光束を光軸に交差する面内の
一方向にシフトさせ、液晶セル45と複屈折板48、4
9の組合せにより光束を光軸に交差する面内の上記一方
向とは独立な他の方向にシフトさせる構成とする。
屈折板47の組合せにより光束を光軸に交差する面内の
一方向にシフトさせ、液晶セル45と複屈折板48、4
9の組合せにより光束を光軸に交差する面内の上記一方
向とは独立な他の方向にシフトさせる構成とする。
【0033】このとき、一方向と他の方向とのなす角度
を適宜に調整することで、平行四辺形の各頂点を移動さ
せるように、4点シフト(4点画素ずらし)を行うこと
が可能となる。
を適宜に調整することで、平行四辺形の各頂点を移動さ
せるように、4点シフト(4点画素ずらし)を行うこと
が可能となる。
【0034】この原理を用い、例えば液晶パネルが18
万画素のものを使用して4点シフトを行うと4倍の高画
質化が行え、18万画素×4=72万画素相当の画像を
表示できることになる。
万画素のものを使用して4点シフトを行うと4倍の高画
質化が行え、18万画素×4=72万画素相当の画像を
表示できることになる。
【0035】従って、通常の18万画素のLCDパネル
を用いた表示装置に対して、液晶パネルの画素数を上げ
ることなく、ウォブリング素子等を用いた高画質化手段
を追加するだけで高解像度の装置を実現できるので、低
価格で高解像度の装置が実現できる。
を用いた表示装置に対して、液晶パネルの画素数を上げ
ることなく、ウォブリング素子等を用いた高画質化手段
を追加するだけで高解像度の装置を実現できるので、低
価格で高解像度の装置が実現できる。
【0036】同様に、24万画素のLCDパネルを用い
た場合は24万画素×4=96万画素相当の画像を表示
できるようになる。図6は、偏心光学系を用いた頭部装
着型映像表示装置1の光学系の構成を側方から示す図で
ある。
た場合は24万画素×4=96万画素相当の画像を表示
できるようになる。図6は、偏心光学系を用いた頭部装
着型映像表示装置1の光学系の構成を側方から示す図で
ある。
【0037】上記バックライト46より照射されたLC
D40の画像は、このLCD40の射出面に対して傾斜
して配設されたプリズム66の入射面66aから、光学
系たるプリズム66の内部に入射されて、第1の反射面
66bで反射された後に、さらに自由曲面でなる第2の
反射面66cにより反射されて、観察者の眼球に向けて
射出されるようになっている。このプリズム66は、非
テレセン光学系の一種であり、その中でも特に面対称な
自由曲面を有する偏心光学系となっている。
D40の画像は、このLCD40の射出面に対して傾斜
して配設されたプリズム66の入射面66aから、光学
系たるプリズム66の内部に入射されて、第1の反射面
66bで反射された後に、さらに自由曲面でなる第2の
反射面66cにより反射されて、観察者の眼球に向けて
射出されるようになっている。このプリズム66は、非
テレセン光学系の一種であり、その中でも特に面対称な
自由曲面を有する偏心光学系となっている。
【0038】このとき、偏光制御素子64(液晶セル4
4と複屈折板47と液晶セル45とで構成されている)
と複屈折板48、49は、図6(A)、図6(B)に示
すように、上記プリズム66の入射面66aにほぼ平行
となるように配設されていて、つまり上記LCD40の
射出面とは所定の角度θをなすように構成されている。
4と複屈折板47と液晶セル45とで構成されている)
と複屈折板48、49は、図6(A)、図6(B)に示
すように、上記プリズム66の入射面66aにほぼ平行
となるように配設されていて、つまり上記LCD40の
射出面とは所定の角度θをなすように構成されている。
【0039】これにより、LCD40の射出面と、この
LCD40の射出面に最も近接している偏光制御素子6
4の電極44a同士の隙間との距離Lをなるべく離すよ
うにして、すじ72が目立たないようにしたものであ
る。
LCD40の射出面に最も近接している偏光制御素子6
4の電極44a同士の隙間との距離Lをなるべく離すよ
うにして、すじ72が目立たないようにしたものであ
る。
【0040】このときの数値としては、例えばθ=15
°、L=3.2(mm)がその具体例として挙げられる。
偏光制御素子の虚像位置が、LCDの虚像を観察する際
の被写界深度外となるように構成したために、LCDの
虚像を観察する際に、偏光制御素子(液晶セル)の電極
同士の隙間を起因とするすじが目立つことはなく、良好
な観察を行うことができる。
°、L=3.2(mm)がその具体例として挙げられる。
偏光制御素子の虚像位置が、LCDの虚像を観察する際
の被写界深度外となるように構成したために、LCDの
虚像を観察する際に、偏光制御素子(液晶セル)の電極
同士の隙間を起因とするすじが目立つことはなく、良好
な観察を行うことができる。
【0041】また、眼球から偏光制御素子の虚像面まで
の距離を200(mm)以下とした場合には、人間の明視距
離の被写界深度外であるために、LCDの虚像を観察し
ようとする当初の段階から、上記すじの存在を観察者に
気づかせないようにすることも可能となる。
の距離を200(mm)以下とした場合には、人間の明視距
離の被写界深度外であるために、LCDの虚像を観察し
ようとする当初の段階から、上記すじの存在を観察者に
気づかせないようにすることも可能となる。
【0042】そして、像拡大用の接眼レンズとして偏心
光学系をなすプリズムを用いた場合に、プリズムの入射
面が傾斜して配設されているのを巧みに利用して偏光制
御素子(液晶セル)の位置を設定したために、設置スペ
ースを極力大きくしないようにすることもできる。
光学系をなすプリズムを用いた場合に、プリズムの入射
面が傾斜して配設されているのを巧みに利用して偏光制
御素子(液晶セル)の位置を設定したために、設置スペ
ースを極力大きくしないようにすることもできる。
【0043】また、LCD40とウォブリング光学素子
との間には温度センサ67が設置されている。この温度
センサ67の検出信号は、ディジタル画像処理ユニット
37にフィードバックされ、LCD部分の温度に応じて
補正量を可変できるようになっている。これは、LCD
40の応答特性が温度によって変わるため、温度によっ
て補正量を変える必要があるためである。
との間には温度センサ67が設置されている。この温度
センサ67の検出信号は、ディジタル画像処理ユニット
37にフィードバックされ、LCD部分の温度に応じて
補正量を可変できるようになっている。これは、LCD
40の応答特性が温度によって変わるため、温度によっ
て補正量を変える必要があるためである。
【0044】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々の変形や応用が可能であることは勿論であ
る。
されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々の変形や応用が可能であることは勿論であ
る。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように請求項1による本発
明の頭部装着型映像表示装置によれば、低価格で高解像
度表示が可能な頭部装着型映像表示装置を提実現でき
る。
明の頭部装着型映像表示装置によれば、低価格で高解像
度表示が可能な頭部装着型映像表示装置を提実現でき
る。
【0046】請求項2による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、自由曲面プリズム光学系を用いたため
に、光束の反射回数が2回で済み、光量の減衰が少ない
ために面発光照明手段を小型化しかつ低コスト化するこ
とが可能となる。
示装置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、自由曲面プリズム光学系を用いたため
に、光束の反射回数が2回で済み、光量の減衰が少ない
ために面発光照明手段を小型化しかつ低コスト化するこ
とが可能となる。
【0047】請求項3による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、眼鏡型のタイプに適用するのでコスト
低減効果はさらに良くなる。
示装置によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、眼鏡型のタイプに適用するのでコスト
低減効果はさらに良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における頭部装着型映像表
示装置とコンピュータとの接続システム構成図。
示装置とコンピュータとの接続システム構成図。
【図2】本発明の一実施形態における頭部装着型映像表
示装置およびコントローラを前面側から示す斜視図。
示装置およびコントローラを前面側から示す斜視図。
【図3】上記実施形態において、コントローラに接続さ
れた頭部装着型映像表示装置の電気的な要部を示すブロ
ック図。
れた頭部装着型映像表示装置の電気的な要部を示すブロ
ック図。
【図4】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置の光学
的な部分の構成を示す斜視図。
的な部分の構成を示す斜視図。
【図5】上記実施形態の液晶セルと複屈折板によるウォ
ブリングの様子を側方から示す図。
ブリングの様子を側方から示す図。
【図6】上記実施形態において、偏心光学系を用いた頭
部装着型映像表示装置の光学系の構成を側方から示す
図。
部装着型映像表示装置の光学系の構成を側方から示す
図。
【図7】上記図5に示すような画素ずらしを行ったとき
に、(A)画面にすじが観察される様子を示す図、
(B)観察画面の一部の拡大図。
に、(A)画面にすじが観察される様子を示す図、
(B)観察画面の一部の拡大図。
【図8】従来の頭部装着型映像表示装置を説明するため
の図。
の図。
1 頭部装着型映像表示装置 2 メインケーブル 3 コントローラ 3a バッテリ装着部 3b 電源スイッチ 3c 電源LED 3d メニューボタン 3e 選択ボタン(i) 3f 選択ボタン(i) 3g 選択ボタン(▲) 3h 選択ボタン(▼) 3i DC入力端子 3j A/V入力端子 3k S映像入力端子 3l RGB入力端子 3m 音声入力端子 3n 接続プラグ 3p 音声出力端子 5 装置本体 5a 前カバー 5b 後カバー 6L,6R ジョイント部材 7L,7R 頭部支持フレーム 8 スライド式アジャスタ 9 インナーホン 9a インナーホンケーブル 11 VGAモニター用RGB信号ケーブル 12 コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/64 H04N 9/64 Z Fターム(参考) 5C057 AA06 BA02 BA13 DA02 DB05 DC06 EA01 EA03 EA05 EA06 EA07 EA12 EB02 EB03 EB11 EL03 FA04 FB03 FD02 GF01 GF02 GF07 GM09 5C066 AA03 BA20 CA06 DB07 DD07 DD08 GA01 GA03 GA04 GA05 HA02 KG01 KM13 KN03 5C080 AA10 BB05 CC03 DD07 DD27 EE32 FF09 KK02 KK52 5G435 BB12 BB15 BB19 EE25 FF02 FF03 FF05 GG03
Claims (3)
- 【請求項1】 頭部に装着した使用形態において表示さ
れる映像を観察するための頭部装着型映像表示装置であ
って、 供給される映像信号に対応した映像を表示するための複
数の画素を2次元状に配列してなる映像表示手段と、 この映像表示手段に白色照明光を照射するための面発光
照明手段と、 この面発光照明手段により照明されて上記映像表示手段
の複数の画素から出射される映像に係る光束を、観察可
能となるように使用者の眼球に導く光学系と、 上記映像表示手段と上記光学系との間に、偏光制御素子
と複屈折板とを組み合わせることにより、上記映像表示
手段の各画素から射出される光線の光路を時系列的に屈
折させて画素ずらしを行い、光学的に見かけの画素数を
増加させる高画質化手段と、 上記映像信号としてアナログRGB信号とコンポジット
ビデオ信号とS映像信号とを入力し、これらの信号を切
り替えて表示する切り替え手段とを具備し、 上記高画質化手段はそれぞれの入力信号を判別し、その
判別された入力信号に対応した表示処理を行うことを特
徴とする頭部装着型映像表示装置。 - 【請求項2】 上記光学系は、自由曲面でなる反射面を
含む2つの反射面を有して構成されるプリズム光学系で
なることを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型映像
表示装置。 - 【請求項3】 上記映像表示手段と面発光照明手段は、
それぞれ左眼用および右眼用の一対を有して構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の頭部装着型映像表示
装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000046629A JP2001238150A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 頭部装着型映像表示装置 |
US09/958,797 US20020158813A1 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-21 | Head mounted type image display device |
PCT/JP2001/001246 WO2001063917A1 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-21 | Head mounted type image display device |
EP01906163A EP1176818A4 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-21 | HEAD-BASED INDICATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000046629A JP2001238150A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 頭部装着型映像表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001238150A true JP2001238150A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000046629A Withdrawn JP2001238150A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 頭部装着型映像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001238150A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008521062A (ja) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | 空間的にオフセットされたサブフレームの生成及び表示 |
JP2017134383A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-08-03 | 株式会社リコー | 虚像表示装置 |
-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000046629A patent/JP2001238150A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008521062A (ja) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | 空間的にオフセットされたサブフレームの生成及び表示 |
JP2017134383A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-08-03 | 株式会社リコー | 虚像表示装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |