JP2002228972A - ヘッドマウントディスプレー - Google Patents
ヘッドマウントディスプレーInfo
- Publication number
- JP2002228972A JP2002228972A JP2001030499A JP2001030499A JP2002228972A JP 2002228972 A JP2002228972 A JP 2002228972A JP 2001030499 A JP2001030499 A JP 2001030499A JP 2001030499 A JP2001030499 A JP 2001030499A JP 2002228972 A JP2002228972 A JP 2002228972A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display
- eyeball
- panel
- head mount
- retina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のヘッドマウントディスプレーは、表示
部を眼球から至近距離に配置するために焦点補正用のレ
ンズが必要となり、装置全体の重量が増加するので、装
着時に視聴者に負担がかかり長時間使用が苦痛であるな
ど問題であった。本発明は、装置を眼球から至近距離に
配置しても補正用レンズが不要なヘッドマウントディス
プレーを提供することを目的とする。 【解決手段】 眼球前面に所定間隔にて配置されコヒー
レント光を発する多数の発光素子が配列されたパネルか
ら構成する表示部を有し、当該表示部と前記眼球との間
の空気層及び前記眼球前部に位置する水晶体の媒質に係
わる屈折率を考慮して、前記表示部に表示される表示パ
ターンが前記眼球奥部の網膜に焦点が合うように前記パ
ネルを所定の曲率にて湾曲させたことを特徴とするヘッ
ドマウントディスプレーである。
部を眼球から至近距離に配置するために焦点補正用のレ
ンズが必要となり、装置全体の重量が増加するので、装
着時に視聴者に負担がかかり長時間使用が苦痛であるな
ど問題であった。本発明は、装置を眼球から至近距離に
配置しても補正用レンズが不要なヘッドマウントディス
プレーを提供することを目的とする。 【解決手段】 眼球前面に所定間隔にて配置されコヒー
レント光を発する多数の発光素子が配列されたパネルか
ら構成する表示部を有し、当該表示部と前記眼球との間
の空気層及び前記眼球前部に位置する水晶体の媒質に係
わる屈折率を考慮して、前記表示部に表示される表示パ
ターンが前記眼球奥部の網膜に焦点が合うように前記パ
ネルを所定の曲率にて湾曲させたことを特徴とするヘッ
ドマウントディスプレーである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はヘッドマウントディ
スプレーに関し、特に眼球から至近距離での配置が可能
でありながら補正用光学レンズを不要にする手段に関す
る。
スプレーに関し、特に眼球から至近距離での配置が可能
でありながら補正用光学レンズを不要にする手段に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ヘッドマウントディスプレーは、テレ
ビ、ゲーム、パソコンなどの画面を眼球前面の至近距離
に配置する表示装置であり、めがねと同様に人体顔部に
装着して使用するものである。この装置は、その表示部
が表示する映像を光学的に調整して、あたかも前方数メ
ートルの位置に数十インチサイズの大画面が配置された
効果を視聴者に提供することができる。
ビ、ゲーム、パソコンなどの画面を眼球前面の至近距離
に配置する表示装置であり、めがねと同様に人体顔部に
装着して使用するものである。この装置は、その表示部
が表示する映像を光学的に調整して、あたかも前方数メ
ートルの位置に数十インチサイズの大画面が配置された
効果を視聴者に提供することができる。
【０００３】図4は、従来のヘッドマウントディスプレ
ーの構成例と眼球への結像を示す図である。この図に示
すヘッドマウントディスプレー100は、所定の表示パタ
ーン101を表示する表示部102と、焦点距離を補正する光
学レンズ103とから構成される。また、周知のように、
眼球104はその前部に水晶体105を有するとともに、奥部
には眼球104が目視している対象物を像106として写すた
めの網膜107を備えている。
ーの構成例と眼球への結像を示す図である。この図に示
すヘッドマウントディスプレー100は、所定の表示パタ
ーン101を表示する表示部102と、焦点距離を補正する光
学レンズ103とから構成される。また、周知のように、
眼球104はその前部に水晶体105を有するとともに、奥部
には眼球104が目視している対象物を像106として写すた
めの網膜107を備えている。
【０００４】表示部102としては、例えば、液晶ディス
プレーが用いられ、これは白色光を発するバックライト
と、白色光を受けると各種類の色を発する白色剤と、こ
の各色光の透過/非透過を制御する液晶とから発色点を
構成するものであり、この発色点の配列によって表示部
102の表面に表示パターン101を映し出す。
プレーが用いられ、これは白色光を発するバックライト
と、白色光を受けると各種類の色を発する白色剤と、こ
の各色光の透過/非透過を制御する液晶とから発色点を
構成するものであり、この発色点の配列によって表示部
102の表面に表示パターン101を映し出す。
【０００５】図5は、従来のヘッドマウントディスプレ
ーの動作原理を説明する図である。この図においては、
図4に示した光学レンズ103、水晶体105、網膜107を模式
的に示している。以下、図5を参照しつつ図4に示したヘ
ッドマウントディスプレーの動作について説明する。周
知のように表示部102に表示された表示パターン101から
は光が球面波110として発光する。球面波110はホイゲン
スの原理に基づき拡散しながら進行する発散光であるか
ら、このままでは表示パターン101と水晶体105とが至近
距離にあるため焦点が合わず網膜107に表示パターンが
結像されない。しかしながら、レンズ103により球面波1
10は屈折波(屈折光)111となり、所定の角度で水晶体105
に入射するので網膜107に表示パターン101の像106が結
像する。このとき、像106を認識している視聴者は、前
方の所定の距離に虚像112があり、そこから屈折波111が
到来するように見えることが知られている。
ーの動作原理を説明する図である。この図においては、
図4に示した光学レンズ103、水晶体105、網膜107を模式
的に示している。以下、図5を参照しつつ図4に示したヘ
ッドマウントディスプレーの動作について説明する。周
知のように表示部102に表示された表示パターン101から
は光が球面波110として発光する。球面波110はホイゲン
スの原理に基づき拡散しながら進行する発散光であるか
ら、このままでは表示パターン101と水晶体105とが至近
距離にあるため焦点が合わず網膜107に表示パターンが
結像されない。しかしながら、レンズ103により球面波1
10は屈折波(屈折光)111となり、所定の角度で水晶体105
に入射するので網膜107に表示パターン101の像106が結
像する。このとき、像106を認識している視聴者は、前
方の所定の距離に虚像112があり、そこから屈折波111が
到来するように見えることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のヘッドマウントディスプレーにおいては
以下に示すような問題点があった。つまり、表示部を眼
球から至近距離に配置するために焦点補正用の光学レン
ズが必要となり装置全体の重量が増加するので、装置装
着時に視聴者に余分な負担を強いるなど問題であった。
また、一般に光学レンズは高価であるためコストアップ
の要因となり、この装置の普及を妨げる要因にもなって
いた。本発明は、上述した従来のヘッドマウントディス
プレーに関する問題を解決するためになされたもので、
装置を眼球から至近距離に配置しても補正用光学レンズ
が不要なヘッドマウントディスプレーを提供することを
目的とする。
たような従来のヘッドマウントディスプレーにおいては
以下に示すような問題点があった。つまり、表示部を眼
球から至近距離に配置するために焦点補正用の光学レン
ズが必要となり装置全体の重量が増加するので、装置装
着時に視聴者に余分な負担を強いるなど問題であった。
また、一般に光学レンズは高価であるためコストアップ
の要因となり、この装置の普及を妨げる要因にもなって
いた。本発明は、上述した従来のヘッドマウントディス
プレーに関する問題を解決するためになされたもので、
装置を眼球から至近距離に配置しても補正用光学レンズ
が不要なヘッドマウントディスプレーを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの請求
項1記載の発明は、眼球前面に所定間隔にて配置されコ
ヒーレント光を発する多数の発光素子が配列されたパネ
ルから構成する表示部を有し、当該表示部と前記眼球と
の間の空気層及び前記眼球前部に位置する水晶体の媒質
に係わる屈折率を考慮して、前記表示部に表示される表
示パターンが前記眼球奥部の網膜に焦点が合うように前
記パネルを所定の曲率にて湾曲させた。本発明に係わる
ヘッドマウントディスプレーの請求項2記載の発明は、
請求項1記載のヘッドマウントディスプレーにおいて、
前記発光素子として半導体レーザを用いた。
に、本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの請求
項1記載の発明は、眼球前面に所定間隔にて配置されコ
ヒーレント光を発する多数の発光素子が配列されたパネ
ルから構成する表示部を有し、当該表示部と前記眼球と
の間の空気層及び前記眼球前部に位置する水晶体の媒質
に係わる屈折率を考慮して、前記表示部に表示される表
示パターンが前記眼球奥部の網膜に焦点が合うように前
記パネルを所定の曲率にて湾曲させた。本発明に係わる
ヘッドマウントディスプレーの請求項2記載の発明は、
請求項1記載のヘッドマウントディスプレーにおいて、
前記発光素子として半導体レーザを用いた。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
ヘッドマウントディスプレーの実施の形態例を示す断面
図である。この例に示すヘッドマウントディスプレー
は、平面波であるコヒーレント光(直進光)を発する発光
素子として多数の半導体レーザ11が配列(埋設)されたパ
ネル12から表示部10を構成するとともに、これを眼球21
前部に位置する水晶体22の前面に補正用光学レンズを介
さず至近距離で配置するようにしている。また、半導体
レーザ11により表示される表示パターン(後述する図3に
図示)からのコヒーレント光23は、空気層24を介して前
記水晶体22に入謝すると、空気層24の媒質と水晶体22の
媒質とが異なるために所定の屈折率にて屈折した屈折光
25となるので、この屈折率を考慮して網膜26に前記表示
パターンが結像する(焦点が合う)ようにパネル12を所定
の曲率に湾曲させる。
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
ヘッドマウントディスプレーの実施の形態例を示す断面
図である。この例に示すヘッドマウントディスプレー
は、平面波であるコヒーレント光(直進光)を発する発光
素子として多数の半導体レーザ11が配列(埋設)されたパ
ネル12から表示部10を構成するとともに、これを眼球21
前部に位置する水晶体22の前面に補正用光学レンズを介
さず至近距離で配置するようにしている。また、半導体
レーザ11により表示される表示パターン(後述する図3に
図示)からのコヒーレント光23は、空気層24を介して前
記水晶体22に入謝すると、空気層24の媒質と水晶体22の
媒質とが異なるために所定の屈折率にて屈折した屈折光
25となるので、この屈折率を考慮して網膜26に前記表示
パターンが結像する(焦点が合う)ようにパネル12を所定
の曲率に湾曲させる。
【０００９】図2は本発明に係わるヘッドマウントディ
スプレーの表示部10を模式的に示す斜視図である。パネ
ル12を上述したように所定の曲率をもつように2次元的
(平面状)に湾曲させるとともに、多数の半導体レーザ11
を所定の表示パターンが表示可能なように縦横に当該パ
ネル内部に埋め込むように配列している。なお、半導体
レーザ11はパネル面上に配列するようにしてもよい。
スプレーの表示部10を模式的に示す斜視図である。パネ
ル12を上述したように所定の曲率をもつように2次元的
(平面状)に湾曲させるとともに、多数の半導体レーザ11
を所定の表示パターンが表示可能なように縦横に当該パ
ネル内部に埋め込むように配列している。なお、半導体
レーザ11はパネル面上に配列するようにしてもよい。
【００１０】図3は、本発明に係わるヘッドマウントデ
ィスプレーの動作原理を説明する図である。この図にお
いては、図1に示した水晶体22及び網膜26を模式的に示
している。以下、図3を参照しつつ図1及び図2に示した
本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの動作原理
について説明する。パネル12は、上述したように水晶体
22を介して網膜26に表示パターン31が像32として焦点が
合うように所定の曲率に湾曲している。従って、表示部
10に表示された表示パターン31からコヒーレント光(直
進光)23が発光して直進すると、水晶体22を介して網膜2
6に表示パターン31が像31として結像する。このとき、
像32を認識している視聴者は、無限遠点に虚像33があ
り、そこからコヒーレント光34が到来するように見える
ことが知られている。
ィスプレーの動作原理を説明する図である。この図にお
いては、図1に示した水晶体22及び網膜26を模式的に示
している。以下、図3を参照しつつ図1及び図2に示した
本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの動作原理
について説明する。パネル12は、上述したように水晶体
22を介して網膜26に表示パターン31が像32として焦点が
合うように所定の曲率に湾曲している。従って、表示部
10に表示された表示パターン31からコヒーレント光(直
進光)23が発光して直進すると、水晶体22を介して網膜2
6に表示パターン31が像31として結像する。このとき、
像32を認識している視聴者は、無限遠点に虚像33があ
り、そこからコヒーレント光34が到来するように見える
ことが知られている。
【００１１】以上のように本発明に係わるヘッドマウン
トディスプレーは動作するので、補正用光学レンズを必
要とせず表示部を眼球の至近距離に配置することが可能
となる。
トディスプレーは動作するので、補正用光学レンズを必
要とせず表示部を眼球の至近距離に配置することが可能
となる。
【００１２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように所定の曲率
を有する湾曲したパネルに多数の半導体レーザを配列し
て表示部を構成したので、眼球の至近距離に配置しても
補正用光学レンズが不要となり、その結果、低コスト化
ができるとともに小型・軽量化により長時間使用に対し
ても使用者に余分な負担をかけないヘッドマウントディ
スプレーを実現する上で著効を奏す。
を有する湾曲したパネルに多数の半導体レーザを配列し
て表示部を構成したので、眼球の至近距離に配置しても
補正用光学レンズが不要となり、その結果、低コスト化
ができるとともに小型・軽量化により長時間使用に対し
ても使用者に余分な負担をかけないヘッドマウントディ
スプレーを実現する上で著効を奏す。
【図１】本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの
実施の形態例を示す断面図
実施の形態例を示す断面図
【図２】本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの
表示部の模式断面図
表示部の模式断面図
【図３】本発明に係わるヘッドマウントディスプレーの
動作原理を説明する図
動作原理を説明する図
【図４】従来のヘッドマウントディスプレーの構成例と
眼球への写像を示す図
眼球への写像を示す図
【図５】従来のヘッドマウントディスプレーの動作原理
を示す図
を示す図
10・・表示部 11・・半導体レーザ 21・・眼球 22・・水晶体 23・・コヒーレント光 24・・空気層 25・・屈折光 26・・網膜 31・・発光パターン 32・・像 33・・虚像
Claims (2)
- 【請求項１】 眼球前面に所定間隔にて配置されコヒー
レント光を発する多数の発光素子が配列されたパネルか
ら構成する表示部を有し、当該表示部と前記眼球との間
の空気層及び前記眼球前部に位置する水晶体の媒質に係
わる屈折率を考慮して、前記表示部に表示される表示パ
ターンが前記眼球奥部の網膜に焦点が合うように前記パ
ネルを所定の曲率にて湾曲させたことを特徴とするヘッ
ドマウントディスプレー。 - 【請求項２】 前記発光素子として半導体レーザを用い
たことを特徴とする請求項1記載のヘッドマウントディ
スプレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030499A JP2002228972A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | ヘッドマウントディスプレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030499A JP2002228972A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | ヘッドマウントディスプレー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228972A true JP2002228972A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18894710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001030499A Pending JP2002228972A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | ヘッドマウントディスプレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228972A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9316834B2 (en) | 2011-11-24 | 2016-04-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device with foveated pixels |
| US9769465B2 (en) | 2014-12-04 | 2017-09-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Head mounted display device |
| US9874750B2 (en) | 2015-01-09 | 2018-01-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Head-mounted display device |
-
2001
- 2001-02-07 JP JP2001030499A patent/JP2002228972A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9316834B2 (en) | 2011-11-24 | 2016-04-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device with foveated pixels |
| US9769465B2 (en) | 2014-12-04 | 2017-09-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Head mounted display device |
| US9874750B2 (en) | 2015-01-09 | 2018-01-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Head-mounted display device |
| US10754158B2 (en) | 2015-01-09 | 2020-08-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Head-mounted display device |
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