JP2002244074A - Picture display device - Google Patents

Picture display device

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JP2002244074A
JP2002244074A JP2001039093A JP2001039093A JP2002244074A JP 2002244074 A JP2002244074 A JP 2002244074A JP 2001039093 A JP2001039093 A JP 2001039093A JP 2001039093 A JP2001039093 A JP 2001039093A JP 2002244074 A JP2002244074 A JP 2002244074A
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JP
Japan
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light
image display
image
shielding
display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001039093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nakanishi
博之 中西
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Mixed Reality Systems Laboratory Inc
Original Assignee
Mixed Reality Systems Laboratory Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mixed Reality Systems Laboratory Inc filed Critical Mixed Reality Systems Laboratory Inc
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Publication of JP2002244074A publication Critical patent/JP2002244074A/en
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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture display device which permits the outer light regulation with a small amount of resources in the picture display device which has an outer light regulating function. SOLUTION: This picture display device is provided with a color LCD 102 which performs picture display, an eyepiece optical system 106 for guiding the light from the color LCD 102 to eyes by reflecting the same, a half mirror 109 which takes in the light from the outside and a monochromatic LCD 101 for light shielding which has a display picture element corresponding to at least one picture element of a projection image of the color LCD 102 and is disposed on the outside of the half mirror 109. Therein, display data (RGB) of the color LCD 102 or one part thereof and display data of the monochromatic LCD 101 for light shielding or one part thereof are stored in the same frame memory.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、画像を表示する装
置に関し、特にコンピュータ等の外部機器からの画像信
号に基づいて画像を表示する画像表示部を備え、画像表
示部からの光を反射させることにより眼に導くための接
眼光学系及び外界からの光を取り込む光学素子を備えた
画像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for displaying an image, and more particularly, to an apparatus for displaying an image based on an image signal from an external device such as a computer, and reflecting light from the image display. The present invention relates to an image display apparatus provided with an eyepiece optical system for guiding the light to the eye and an optical element for taking in light from the outside world.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、コンピュータ等からの画像信号に
基づいて画像を表示する画像表示部を備え、その画像表
示部に表示された画像をハーフミラー等の透過式光分割
合成手段を介して眼に導き虚像を提示するとともに、光
分割合成手段を透して外界を同一視野にて観察できる光
学シースルー型頭部装着型画像表示装置(ヘッドマウン
トディスプレイ、以下HMD)が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image display section for displaying an image based on an image signal from a computer or the like is provided, and an image displayed on the image display section is viewed through a transmission type light splitting / combining means such as a half mirror. There is known an optical see-through type head mounted image display device (hereinafter referred to as HMD) capable of presenting a virtual image to a user and observing the outside world in the same field of view through a light division / synthesis unit.

【0003】このような光学シースルータイプ型HMD
においては、画像表示部に表示された画像は虚像として
観察者に提示されるため、透けた像として観察される。
従って、外界が非常に明るい場合には、虚像の観察が困
難になる。従って、外界からの入射光量を制御するため
に単一セグメントタイプの液晶シャッターが用いる光学
シースルー型HMDが提案されていた。
[0003] Such an optical see-through type HMD
In, the image displayed on the image display unit is presented to the observer as a virtual image, so that it is observed as a transparent image.
Therefore, when the outside is very bright, it is difficult to observe a virtual image. Therefore, an optical see-through type HMD using a single-segment type liquid crystal shutter to control the amount of incident light from the outside has been proposed.

【0004】以下、従来の外光調整機能付きHMDにつ
いて、図8から図12を参照して説明する。図8は従来
の外光調整機能付きHMDを観察者が装着した状態を示
す斜視図、図9は従来の外光調整機能付きHMDの光学
系構成例を示す図である。図8において、102はイン
タフェース・ケーブル107を介して供給される、コン
ピュータ等の外部機器からの画像信号に基づいて画像を
表示するカラーLCD、103はカラーLCD102の
光源であるバックライト、104はHMDの表示動作を
制御する制御回路、109はハーフミラー、106は接
眼光学系、114は外界からの入射光を後述するモノク
ロLCD701上に結像させるための結像光学系、10
7は本HMDとコンピュータ等の画像出力機器を接続す
るためのインタフェース・ケーブル、108はHMD装
着者の眼、701は外界からの光を遮光する単一セグメ
ントタイプのモノクロLCD、110はカラーLCD1
02を透過した画像光の中心軸、111は外界からの光
の中心軸、112は外界からの光111がモノクロLC
D701を透過した後の光の中心軸、113はHMD装
着者の眼に入ってくる光の中心軸であり、カラーLCD
102からの画像光110およびモノクロLCD701
を透過してくる外界光112が重なり合った物である。
Hereinafter, a conventional HMD with an external light adjusting function will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a perspective view showing a state in which an observer wears a conventional HMD with an external light adjustment function, and FIG. 9 is a diagram showing an optical system configuration example of a conventional HMD with an external light adjustment function. 8, reference numeral 102 denotes a color LCD which displays an image based on an image signal from an external device such as a computer, which is supplied via an interface cable 107; 103, a backlight which is a light source of the color LCD 102; A half mirror; 106, an eyepiece optical system; 114, an imaging optical system for imaging incident light from the outside onto a monochrome LCD 701 described later;
7, an interface cable for connecting the HMD to an image output device such as a computer; 108, an eye of a wearer of the HMD; 701, a single-segment monochrome LCD for blocking light from the outside;
02 is the central axis of the image light that has passed through, 111 is the central axis of the light from the outside, 112 is the monochrome 111 of the light 111 from the outside.
The central axis of light after passing through D701, 113 is the central axis of light entering the eyes of the HMD wearer, and is a color LCD.
Image light 110 from 102 and monochrome LCD 701
The external light 112 passing through the superimposed light is overlapped.

【0005】また、図8及び図9において、図中の記号
末尾に付されているaは右眼用の、bは左眼用の構成要
素であることを示す。また、図9に示すように、カラー
LCD102とモノクロLCD701とはハーフミラー
109から等しい距離Lを置いて配置されており、これ
によって観察者はカラーLCD102に表示される画像
(の虚像)及びモノクロLCD701上に結像された外
界とをピントのあった状態で観察することが可能であ
る。
[0005] In FIGS. 8 and 9, “a” attached to the end of the symbol in the drawings indicates that the component is for the right eye, and “b” is a component for the left eye. Also, as shown in FIG. 9, the color LCD 102 and the monochrome LCD 701 are arranged at an equal distance L from the half mirror 109, so that the observer can view the (virtual image) displayed on the color LCD 102 and the monochrome LCD 701. It is possible to observe the external image formed on the object in focus.

【0006】図10は従来の外光調整機能付き光学シー
スルー型HMDの装着者に観察される合成像の構成を説
明する図である。図10において、201はカラーLC
D102に表示する画像、202はHMD装着者(観察
者)の視野に入る外界、801および804は単一セグ
メントタイプのモノクロLCD701の(表示)状態、
802および805は単一セグメントタイプのモノクロ
LCD701上に結像された外界像、803および80
6はHMD装着者が最終的に視認する、単一セグメント
タイプのモノクロLCD701上に結像された外界像と
カラーLCD102に表示された画像の虚像とが重なり
合った像である。
FIG. 10 is a view for explaining the structure of a composite image observed by a wearer of a conventional optical see-through HMD with an external light adjusting function. In FIG. 10, reference numeral 201 denotes a color LC.
An image displayed on D102; 202, an external world in the field of view of the HMD wearer (observer); 801 and 804, a (display) state of a monochrome LCD 701 of a single segment type;
Reference numerals 802 and 805 denote external world images formed on a single-segment type monochrome LCD 701;
Reference numeral 6 denotes an image in which the external image formed on the monochrome LCD 701 of the single segment type and the virtual image of the image displayed on the color LCD 102 overlap each other, which is finally visually recognized by the HMD wearer.

【0007】次に、図11を参照して、従来の外光調整
機能付きHMDの画像表示部(図11(a))および外
光調整部(図11(b))の回路構成を説明する。これ
ら回路は制御回路104に実装される。図11(a)に
示す画像表示部において、301はカラーLCD102
に表示するカラー画像データを一時的に記憶させる、例
えば32ビット構成のフレームメモリ、302はカラー
画像データをカラーLCD102に表示させるためのタ
イミングを生成するタイミングジェネレータ、303は
タイミングジェネレータ302で生成したタイミングで
フレームメモリ301からカラー画像データを読み出し
てカラーLCD102に転送するカラーLCDコントロ
ーラ、305はカラーLCDコントローラ303が出力
するカラー画像データをカラーLCD102を駆動する
波形に変換するドライバ、102は右眼用(102a)
および左眼用(102b)のカラーLCD、350から
353は各要素間の信号線である。
Next, the circuit configuration of the image display unit (FIG. 11A) and the external light adjustment unit (FIG. 11B) of the conventional HMD with an external light adjustment function will be described with reference to FIG. . These circuits are implemented in the control circuit 104. In the image display unit shown in FIG.
, For temporarily storing color image data to be displayed, for example, a 32-bit frame memory; 302, a timing generator for generating timing for displaying the color image data on the color LCD 102; 303, timing generated by the timing generator 302 , A color LCD controller for reading color image data from the frame memory 301 and transferring the color image data to the color LCD 102; a driver 305 for converting the color image data output from the color LCD controller 303 into a waveform for driving the color LCD 102; 102a)
Also, color LCDs 350 to 353 for the left eye (102b) are signal lines between the elements.

【0008】また、図11(b)に示す外光調整部にお
いて、901は単一セグメントタイプのモノクロLCD
701に印加するパルスを生成するパルスジェネレー
タ、902はモノクロLCD701の透過率を変更する
ためのボリューム、903はパルスジェネレータ901
で生成したパルスをボリューム902の値に応じて増幅
するドライバ、701は右眼用(701a)および左眼
用(701b)の外光調整に使用する単一セグメントタ
イプのモノクロLCD、950及び951は各構成要素
間の信号線である。
In the external light adjusting section shown in FIG. 11B, reference numeral 901 denotes a single segment type monochrome LCD.
A pulse generator 702 for generating a pulse to be applied to 701, a volume 902 for changing the transmittance of the monochrome LCD 701, and a pulse generator 903
701 is a driver for amplifying the pulse generated in accordance with the value of the volume 902, 701 is a single segment type monochrome LCD used for external light adjustment for the right eye (701a) and left eye (701b), and 950 and 951 are It is a signal line between each component.

【0009】図12は画像表示部および外光調整部のタ
イミングチャートであり、図12(a)および(b)は
画像表示部のタイミングチャート、図12(c)は外光
調整部のタイミングチャートをそれぞれ示す。図12
(a)において、VSYNCはインタフェース・ケーブ
ル107を介してコンピュータ等の画像出力機器から送
られてくる垂直同期信号、HSYNCはインタフェース
・ケーブル107を介してコンピュータ等の画像出力機
器から送られてくる水平同期信号、R/Lはインタフェ
ース・ケーブル107を介してコンピュータ等の画像出
力機器から送られてくる右眼用の画像か左眼用の画像か
を示す信号、VST_Rは信号線351を介して右眼用
のカラーLCD102aに供給する垂直同期信号、VS
T_Lは信号線352を介して左眼用のカラーLCD1
02bに供給する垂直同期信号、VCKは信号線350
を介してカラーLCD102に供給する垂直クロック、
HSTは信号線350を介してカラーLCD102に供
給する水平同期信号、HCKは信号線350を介してカ
ラーLCD102に供給する水平クロック、RGBは信
号線353及びドライバ305を介してカラーLCD1
02に供給するカラー画像データである。また、図12
(b)は図12(a)のHST、HCK及びRGBを拡
大して示した図である。
FIG. 12 is a timing chart of the image display section and the external light adjusting section. FIGS. 12A and 12B are timing charts of the image display section, and FIG. 12C is a timing chart of the external light adjusting section. Are respectively shown. FIG.
4A, VSYNC is a vertical synchronization signal transmitted from an image output device such as a computer via an interface cable 107, and HSYNC is a horizontal synchronization signal transmitted from an image output device such as a computer via the interface cable 107. The synchronizing signal, R / L is a signal transmitted from an image output device such as a computer via the interface cable 107 and indicates whether the image is for the right eye or the left eye, and VST_R is the right signal via the signal line 351. A vertical synchronization signal, VS, supplied to the color LCD 102a for the eye
T_L is a color LCD 1 for the left eye via a signal line 352.
VCK is supplied to the signal line 350b.
A vertical clock supplied to the color LCD 102 via
HST is a horizontal synchronizing signal supplied to the color LCD 102 via the signal line 350, HCK is a horizontal clock supplied to the color LCD 102 via the signal line 350, and RGB is a color LCD1 via the signal line 353 and the driver 305.
02 is color image data to be supplied. FIG.
FIG. 12B is an enlarged view of HST, HCK and RGB of FIG.

【0010】また、図12(c)において、Pはパルス
ジェネレータ901で生成したパルス、PD_Oはモノ
クロLCD701の透過率が最大になるようにボリュー
ム902を調整したときのドライバ903の出力信号、
PD_CはモノクロLCD701の透過率が最小になる
ようにボリューム902を調整したときのドライバ90
3の出力信号である。
In FIG. 12C, P is a pulse generated by the pulse generator 901, PD_O is an output signal of the driver 903 when the volume 902 is adjusted to maximize the transmittance of the monochrome LCD 701,
PD_C is the driver 90 when the volume 902 is adjusted so that the transmittance of the monochrome LCD 701 is minimized.
3 is an output signal.

【0011】従来の外光調整機能付き光学シースルー型
HMDに関してさらに説明する。従来の外光調整機能付
き光学シースルーHMDは図8及び図9に示すような構
成を有していた。即ち、バックライト103から放射さ
れ、カラーLCD102を透過した光は110に示され
るような光路となる。また、外界からの光は111に示
されるような光路となり、さらにモノクロLCD701
を透過して112に示されるような光路となり、110
と112に示される光が重なり合って113に示される
光路でHMDを装着した者の眼に入ってくる。また、1
10に示される光路で導かれるカラーLCD102の画
像光の光量と111に示される光路で導かれる外界光の
光量を合わせるために、外界光の光量を制御するモノク
ロLCD701を設けている。
A conventional optical see-through type HMD with an external light adjusting function will be further described. A conventional optical see-through HMD with an external light adjusting function has a configuration as shown in FIGS. That is, light emitted from the backlight 103 and transmitted through the color LCD 102 has an optical path indicated by 110. Light from the outside world has an optical path indicated by 111, and furthermore, a monochrome LCD 701 is provided.
Is transmitted through the optical path to form an optical path as shown by 112, and 110
The light indicated by 112 and the light indicated by 112 overlap and enter the eye of the person wearing the HMD on the optical path indicated by 113. Also, 1
In order to match the amount of image light of the color LCD 102 guided by the optical path shown by 10 with the amount of external light guided by the optical path shown by 111, a monochrome LCD 701 for controlling the amount of external light is provided.

【0012】このような構成のHMDを装着した者が観
察する像の構成を示したのが図10である。即ち、20
1はカラーLCD102に表示した画像を示したもので
あり、110に示される光路で導かれる光の像である。
202はHMD装着者の視界における外界からの光の像
を示したものであり、結像光学系114によってモノク
ロLCD701上に結像される、光路111で導かれる
光の像である。801は単一セグメントタイプのモノク
ロLCD701において、透過率が最大になるように調
整したときの状態を示したものであり、802はモノク
ロLCD701が801の状態の時に112に示される
光路で導かれるモノクロLCD701を透過した外界光
の像であり、201と802の像が重ね合わされてHM
Dを装着者の眼には803に示されるような像が観察さ
れる。
FIG. 10 shows a configuration of an image observed by a person wearing the HMD having such a configuration. That is, 20
Reference numeral 1 denotes an image displayed on the color LCD 102, which is an image of light guided by an optical path indicated by reference numeral 110.
Reference numeral 202 denotes an image of light from the outside in the field of view of the HMD wearer, which is an image of light guided by the optical path 111 and formed on the monochrome LCD 701 by the imaging optical system 114. Reference numeral 801 denotes a state when the transmittance is adjusted to be maximum in the single-segment type monochrome LCD 701, and reference numeral 802 denotes a monochrome LCD guided by an optical path 112 when the monochrome LCD 701 is in the state 801. This is an image of the external light transmitted through the LCD 701, and the images 201 and 802 are superimposed on each other.
An image 803 is observed in the eye of the wearer wearing D.

【0013】また、804は単一セグメントタイプのモ
ノクロLCD701において、透過率が最小になるよう
に調整したときの状態を示したものであり、805はモ
ノクロLCD701が804の状態の時に112に示さ
れる光路で導かれるモノクロLCD701を透過した外
界光の像であり、201と805の像が重ね合わされて
HMDを装着者の眼には806に示されるような像が観
察される。
Reference numeral 804 denotes a state when the transmittance is adjusted to be minimum in the single-segment type monochrome LCD 701, and reference numeral 805 denotes a state 112 when the monochrome LCD 701 is in the state of 804. This is an image of the external light transmitted through the monochrome LCD 701 guided by the optical path. The images 201 and 805 are superimposed, and an image 806 is observed in the eyes of the wearer of the HMD.

【0014】また、カラーLCD102やモノクロLC
D701を駆動する回路は制御回路104に実装されて
おり、その概略の回路構成を示したものが図11であ
る。即ち、インタフェース・ケーブル107を介して転
送されてきた、コンピュータ等の画像処理により生成さ
れたRGB各8ビットのカラー立体画像データ(R7〜
、G7〜0、B7〜0)が左右フレーム順次でフレー
ムメモリ301に書き込まれる。
Further, a color LCD 102 or a monochrome LC
A circuit for driving D701 is mounted on the control circuit 104, and FIG. 11 shows a schematic circuit configuration thereof. That is, color stereoscopic image data (R7 to RGB8) of 8 bits each for RGB generated by image processing of a computer or the like transferred via the interface cable 107.
0 , G 7-0 , B 7-0 ) are sequentially written to the frame memory 301 in the left and right frames.

【0015】また、それと同時にインタフェース・ケー
ブル107を介して転送されてきた垂直、水平同期信号
(VSYNC、HSYNC)および左右を示す信号(R
/L)がタイミングジェネレータ302に入力され、カ
ラーLCD102に対する垂直、水平同期信号(VS
T、HST)、垂直、水平クロック(VCK、HC
K)、その他の信号が生成される。
At the same time, the vertical and horizontal synchronization signals (VSYNC, HSYNC) and the left and right signals (R
/ L) is input to the timing generator 302, and the vertical and horizontal synchronization signals (VS) for the color LCD 102 are output.
T, HST), vertical, horizontal clock (VCK, HC)
K), and other signals are generated.

【0016】次にカラーLCDコントローラ303はタ
イミングジェネレータ302で生成された垂直、水平同
期信号、および垂直、水平クロックに同期してフレーム
メモリ301からRGBのカラー立体画像データを読み
出し、ドライバ305を経由して左右のカラーLCD1
02に転送する。
Next, the color LCD controller 303 reads RGB color stereoscopic image data from the frame memory 301 in synchronization with the vertical and horizontal synchronizing signals generated by the timing generator 302 and the vertical and horizontal clocks. Left and right color LCD1
02.

【0017】また、外光調整用の回路では、カラー立体
画像表示回路とは完全に独立しており、パルスジェネレ
ータ901で生成したパルスP(950)を外光調整用の
ボリューム902の値に応じてドライバ903で増幅
し、単一セグメントタイプのモノクロLCD701に印
加している。即ち、ボリューム902を透過率が最大に
なるように調整したときの波形がPD_O(951)であ
り、そのときの状態を示したものが801である。ま
た、ボリューム902を透過率が最小になるように調整
したときの波形がPD_C(951)であり、そのときの
状態を示したものが803である。これらの回路におけ
る主要部分のタイミング波形を示したものが図12であ
る。
In the circuit for adjusting external light, the pulse P (950) generated by the pulse generator 901 is completely independent of the color stereoscopic image display circuit, and the pulse P (950) is adjusted according to the value of the volume 902 for adjusting external light. The signal is amplified by a driver 903 and applied to a monochrome LCD 701 of a single segment type. That is, the waveform when the volume 902 is adjusted to maximize the transmittance is PD_O (951), and the state at that time is 801. The waveform when the volume 902 is adjusted to minimize the transmittance is PD_C (951), and the state at that time is 803. FIG. 12 shows a timing waveform of a main part in these circuits.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の外光調整機能付き光学シースルー型HMDにおい
て、外界輝度がカラー立体画像表示の輝度に比べて明る
い場合、図10の803に示すようにカラーLCDで表
示したカラー立体画像の後ろに外界が透けて見えてしま
う。また、それを避けるために外光調整用のボリューム
で透過率を下げて外光を遮光した場合、カラー立体画像
が透けないように調整すると図10の806に示すよう
に外界が非常に暗くなり、場合によっては外界の暗部が
全く見えなくなるという問題があった。
However, in the conventional optical see-through type HMD with an external light adjusting function, when the external luminance is higher than the luminance of the color stereoscopic image display, a color LCD as shown by 803 in FIG. The outside world can be seen through behind the color stereoscopic image displayed by. In order to avoid this, if the external light is blocked by lowering the transmittance with the external light adjustment volume, if the color stereoscopic image is adjusted so as not to be transparent, the outside world becomes extremely dark as shown by 806 in FIG. In some cases, however, there is a problem that a dark part of the outside world cannot be seen at all.

【0019】この問題を解決するために、外光調整用の
モノクロLCDを単一セグメントタイプからドット・マ
トリクス・タイプにし、カラー立体画像虚像に対応する
黒色画像(影の虚像)を用いてカラー立体画像虚像の視
認性を向上する技術が特許第2840692号にて提案
されている。しかしながら、当該特許においては、外光
の明るさに応じた外光調整やカラー立体画像虚像の背景
部分の外光調整については示唆がない。また、外界の明
るさとは無関係にモノクロLCDの表示内容が決定され
ている。加えて、ディジタル画像信号処理や、カラー画
像表示光と外界光の輝度のマッチング等の実現に関して
は述べられていない。
In order to solve this problem, a monochrome LCD for adjusting external light is changed from a single segment type to a dot matrix type, and a color image is formed using a black image (a virtual image of a shadow) corresponding to a virtual image of a color stereo image. A technology for improving the visibility of an image virtual image is proposed in Japanese Patent No. 2,840,692. However, in this patent, there is no suggestion about external light adjustment according to the brightness of external light or external light adjustment of a background portion of a virtual image of a color stereoscopic image. The display content of the monochrome LCD is determined regardless of the brightness of the outside world. In addition, no mention is made of digital image signal processing, matching of color image display light with luminance of external light, and the like.

【0020】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、少ない資源で外光
調整を可能とする画像表示装置を提供することにある。
外光調整機能を有する画像表示装置において、虚像の背
景部分の外光調整が可能な画像表示装置を提供すること
にある。また、本発明の別の目的は、外光調整機能を有
する画像表示装置において、外外界の明るさに応じた外
光調整がが可能な画像表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of adjusting external light with a small amount of resources.
An object of the present invention is to provide an image display device having an external light adjustment function, which is capable of adjusting the external light of a background portion of a virtual image. Another object of the present invention is to provide an image display device having an external light adjustment function, in which the external light can be adjusted according to the brightness of the external environment.

【0021】[0021]

【課題を解決する手段】すなわち、本発明の要旨は、画
像表示手段を備え、画像表示手段からの光を反射させる
ことにより眼に導くための接眼光学系および外界からの
光を取り込む光学素子を備え、画像表示手段の投影像の
少なくとも1画素に対応する表示画素を有する遮光用画
像表示手段を設け、遮光用画像表示手段として画素ごと
に階調表示可能な透過型表示装置を用いた画像表示装置
において、画像表示手段の表示データあるいはその一部
と、遮光用画像表示手段の表示データあるいはその一部
を同一の表示用メモリに格納することを特徴とする画像
表示装置に存する。
That is, the gist of the present invention is to provide an eyepiece optical system having image display means for guiding light to the eye by reflecting light from the image display means and an optical element for taking in light from the outside world. Image display means provided with light-shielding image display means having display pixels corresponding to at least one pixel of a projected image of the image display means, and a transmissive display device capable of gradation display for each pixel as light-shielding image display means In the image display device, the display data of the image display means or a part thereof and the display data of the light-shielding image display means or a part thereof are stored in the same display memory.

【0022】また、本発明の別の要旨は、画像表示手段
を備え、画像表示手段からの光を反射させることにより
眼に導くための接眼光学系および外界からの光を取り込
む光学素子を備え、画像表示手段の投影像の少なくとも
1画素に対応する表示画素を有する遮光用画像表示手段
を設け、遮光用画像表示手段として画素ごとに階調表示
可能な透過型表示装置を用いた画像表示装置において、
遮光用画像表示手段の表示データを1画素当たり1ビッ
トとし、1ビットデータが遮光を表すデータの場合は対
応する画素を予め定めた遮光濃度とし、1ビットデータ
が透過を表すデータの場合は対応する画素をあらかじめ
設定された濃度で表示するように遮光用画像表示手段を
制御する制御手段を有することを特徴とする画像表示装
置に存する。
Further, another gist of the present invention is to provide an image display means, an eyepiece optical system for guiding light to the eye by reflecting light from the image display means, and an optical element for taking in light from the outside world. In an image display apparatus using a transmissive display device that includes a light-shielding image display unit having a display pixel corresponding to at least one pixel of a projection image of the image display unit, and that can perform gradation display for each pixel as the light-shielding image display unit, ,
The display data of the light-shielding image display means is one bit per pixel. If the one-bit data is data indicating light-shielding, the corresponding pixel is set to a predetermined light-shielding density, and if the one-bit data is data indicating transmission, it is supported. The image display device further includes a control unit that controls the light-shielding image display unit so that the pixel to be displayed is displayed at a predetermined density.

【0023】また、本発明の別の要旨は、画像表示部を
備え、画像表示部で表示した画像を虚像として外界を透
視可能な光学素子上に投影することにより、観察者に外
界に虚像を合成して提示する画像表示装置において、外
界から光学素子に入射する光量を制御する光量調整手段
と、画像表示部で表示される画像及び、当画像に基づい
て作成された光量制御情報とを格納する記憶手段と、記
憶手段から光量制御情報を読み出し、画像表示部で表示
される画像の虚像の所定領域に対応する光学素子上の領
域に対する外界からの入射光を所定割合削減するように
光量調整手段を制御する制御手段を有することを特徴と
する画像表示装置に存する。
Further, another gist of the present invention is to provide an image display unit, and project an image displayed on the image display unit as a virtual image on an optical element which allows the outside world to be seen through, so that a virtual image is displayed to the observer outside. In an image display device for combining and presenting, the light amount adjusting means for controlling the amount of light incident on the optical element from the outside, an image displayed on the image display section, and light amount control information created based on the image are stored. And a light amount control unit that reads out light amount control information from the storage unit and adjusts the light amount so as to reduce a predetermined ratio of incident light from the outside to an area on the optical element corresponding to a predetermined area of a virtual image of an image displayed on the image display unit. An image display device having a control means for controlling the means.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をそ
の好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以
下の実施形態にかかる図1〜図7において、図8〜図1
2と同一の構成要素については同一の参照数字を付して
ある。また、以下の実施形態においては本発明に係る画
像表示装置の一例として頭部装着型で、かつ立体像を提
示する画像表示装置について説明するが、頭部装着型に
限らず、外界と虚像を合成して観察者に提示する画像表
示装置であれば任意の画像表示装置に本発明を適用可能
であることは言うまでもない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the drawings. In addition, in FIGS. 1 to 7 according to the following embodiments, FIGS.
The same components as those in 2 are denoted by the same reference numerals. In the following embodiments, a head-mounted image display device that presents a three-dimensional image will be described as an example of an image display device according to the present invention. It goes without saying that the present invention can be applied to any image display device as long as it is an image display device that combines and presents it to the observer.

【0025】(第1の実施形態)図1は、本実施形態に
係る頭部装着型画像表示装置(ヘッドマウントディスプ
レイ。以下HMDともいう)の構成例を示す図で、図1
は装着時の外観及び主要な構成要素の配置を示す斜視
図、図2は光学系の構成を示す図である。図1及び図2
において、102はコンピュータ等からの画像信号に基
づいて立体画像を表示するカラーLCD、103はカラ
ーLCD102の光源であるバックライト、104はH
MDの制御を行う制御回路、109はハーフミラー、1
06は接眼光学系、114は外界からの入射光を後述の
モノクロLCD101上に結像させるための結像光学
系、107は本HMDとコンピュータ等の画像出力機器
を接続するためのインタフェース・ケーブル、108は
HMD装着者の眼、120は外界の明るさを検出するた
めのセンサである。
(First Embodiment) FIG. 1 is a view showing a configuration example of a head mounted image display device (head mounted display; hereinafter also referred to as HMD) according to the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance at the time of mounting and the arrangement of main components, and FIG. 2 is a view showing the configuration of an optical system. 1 and 2
102, a color LCD for displaying a stereoscopic image based on an image signal from a computer or the like; 103, a backlight which is a light source of the color LCD 102;
A control circuit for controlling the MD, 109 is a half mirror, 1
06 is an eyepiece optical system, 114 is an imaging optical system for imaging incident light from the outside on the monochrome LCD 101 described later, 107 is an interface cable for connecting the HMD to an image output device such as a computer, Reference numeral 108 denotes an eye of the HMD wearer, and 120 denotes a sensor for detecting the brightness of the outside world.

【0026】また、110はカラーLCD102を透過
した画像光の中心軸、111は外界からの光の中心軸、
112は外界からの光111がモノクロLCD701を
透過した後の光の中心軸、113はHMD装着者の眼に
入ってくる光の中心軸であり、カラーLCD102から
の画像光110およびモノクロLCD701を透過して
くる外界光112が重なり合った物である。
Reference numeral 110 denotes a central axis of image light transmitted through the color LCD 102, 111 denotes a central axis of light from the outside,
Reference numeral 112 denotes a central axis of light after light 111 from the outside passes through the monochrome LCD 701, and reference numeral 113 denotes a central axis of light entering the eyes of the HMD wearer, and transmits the image light 110 from the color LCD 102 and the monochrome LCD 701. The external light 112 coming out overlaps.

【0027】また、図1及び図2において、図中の記号
末尾に付されているaは右眼用の、bは左眼用の構成要
素であることを示す。また、図2に示すように、カラー
LCD102とモノクロLCD101とはハーフミラー
109から等しい距離Lを置いて配置されており、これ
によって観察者はカラーLCD102に表示される画像
(の虚像)及びモノクロLCD101上に結像された外
界とをピントのあった状態で観察することが可能であ
る。
Also, in FIGS. 1 and 2, a given at the end of the symbol in the drawings indicates that the component is for the right eye, and that b is a component for the left eye. Also, as shown in FIG. 2, the color LCD 102 and the monochrome LCD 101 are arranged at an equal distance L from the half mirror 109, so that the observer can view the image (virtual image) displayed on the color LCD 102 and the monochrome LCD 101. It is possible to observe the external image formed on the object in focus.

【0028】本実施形態において、図8及び図9に示し
た従来のHMDの構成と異なるのは、外界の明るさを検
出するセンサ120と、110に示される光路で導かれ
るカラーLCD102の画像光の光量と111に示され
る光路で導かれる外界光の光量を合わせるため、また、
カラーLCD102の画像虚像の透け方を調整するため
の、外界光の光量を制御するためのモノクロLCD10
1として、階調表示が可能なドットマトリクスタイプの
モノクロLCDを設けたことである。
The present embodiment differs from the configuration of the conventional HMD shown in FIGS. 8 and 9 in that the sensor 120 for detecting the brightness of the external world and the image light of the color LCD 102 guided by the optical path indicated by 110 And the amount of external light guided by the optical path indicated by 111,
A monochrome LCD 10 for controlling the amount of external light for adjusting how the virtual image of the image of the color LCD 102 is transparent.
First, a dot matrix type monochrome LCD capable of displaying gradations is provided.

【0029】このようなHMDにおいて、バックライト
103から出射してカラーLCD102を透過した光は
110に示されるような光路となる。また、外界からの
光は結像光学系114を介して111に示されるような
光路でモノクロLCD101上に結像され、さらにモノ
クロLCD101を透過して112に示されるような光
路でハーフミラー109に入射する。そして、ハーフミ
ラーを透過したモノクロLCD101からの光束と、結
像光学系105を介してハーフミラー109で反射され
るカラーLCD102からの光束が重なり合って113
に示される光路でHMD装着者に観察される。
In such an HMD, light emitted from the backlight 103 and transmitted through the color LCD 102 has an optical path indicated by 110. Light from the outside is imaged on the monochrome LCD 101 via the imaging optical system 114 via an optical path indicated by 111 and further transmitted through the monochrome LCD 101 to the half mirror 109 via an optical path indicated by 112. Incident. Then, the light beam from the monochrome LCD 101 transmitted through the half mirror and the light beam from the color LCD 102 reflected by the half mirror 109 via the imaging optical system 105 are overlapped with each other.
Is observed by the HMD wearer in the optical path shown in FIG.

【0030】本実施形態においては、後述するように、
センサ120で検出した外界の明るさ及び、外部から供
給されるカラー立体画像虚像表示用の画像データとか
ら、モノクロLCDに表示するための輝度信号を生成
し、モノクロLCDを制御することによって、カラー立
体画像虚像がの透け方を調整すると同時に、外界の明る
さとカラー立体画像虚像の明るさとの違和感を緩和する
ことを特徴とする。
In the present embodiment, as described later,
By generating a luminance signal to be displayed on a monochrome LCD from the brightness of the external world detected by the sensor 120 and image data for displaying a virtual image of a color stereoscopic image supplied from the outside, and controlling the monochrome LCD, The method is characterized by adjusting how the three-dimensional image virtual image is transparent, and at the same time, relieving a sense of discomfort between the brightness of the outside world and the brightness of the color three-dimensional image virtual image.

【0031】図3は、本実施形態おけるHMDの表示制
御回路の構成例を示すブロック図である。これら回路は
HMDの制御回路104に実装することが可能である。
本実施形態おける表示制御回路は、図11(a)及び
(b)に示した従来構成の画像表示部及び外光調整部の
両方の機能を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the display control circuit of the HMD in the present embodiment. These circuits can be implemented in the control circuit 104 of the HMD.
The display control circuit in the present embodiment has both functions of the image display unit and the external light adjustment unit having the conventional configuration shown in FIGS. 11A and 11B.

【0032】図において、309はコンピュータ装置等
の外部装置からインタフェースケーブル107を介して
供給される、カラーLCD102に表示するRGB各色
8ビットのカラー立体画像データ(R7〜0
7〜0、B7〜0)と、HMDに設けたセンサ120
で検出した外界の明るさに関するデータを入力とし、R
GBカラー画像データ及び輝度データを出力する輝度デ
ータ生成部である。また、301は輝度データ生成部3
09が出力するカラー画像データ及び輝度データを一時
的に記憶する32ビット構成のフレームメモリ、302
はカラー画像データをカラーLCD102に、またモノ
クロ画像データをモノクロLCD101に表示させるた
めのタイミングを生成するタイミングジェネレータであ
る。
In the figure, reference numeral 309 denotes color stereoscopic image data (R 7 to 0 , R 7 to 0 , 8 bits) for each color of RGB to be displayed on the color LCD 102 and supplied from an external device such as a computer device via the interface cable 107.
G 7-0 , B 7-0 ) and the sensor 120 provided in the HMD
Inputs data on the brightness of the external world detected in
A luminance data generation unit that outputs GB color image data and luminance data. Reference numeral 301 denotes a luminance data generation unit 3
A 32-bit frame memory 302 for temporarily storing the color image data and the luminance data output by 09;
Is a timing generator that generates timing for displaying color image data on the color LCD 102 and displaying monochrome image data on the monochrome LCD 101.

【0033】303はタイミングジェネレータ302で
生成したタイミングでフレームメモリ301からRGB
各色8ビットのカラー画像データを読み出してカラーL
CD102に転送するカラーLCDコントローラ、30
4はタイミングジェネレータ302で生成したタイミン
グでフレームメモリ301から8ビットモノクロ画像デ
ータ(輝度データ)を読み出してモノクロLCD101
に転送するモノクロLCDコントローラ、305はカラ
ーLCDコントローラ303が出力するカラー画像デー
タを元にカラーLCD102の駆動波形を生成するRG
Bドライバ、306はモノクロLCDコントローラ30
4が出力するモノクロ画像データを元にモノクロLCD
101の駆動波形を生成するモノクロドライバ、102
は右眼用(102a)および左眼用(102b)のカラ
ーLCD、101は右眼用(101a)および左眼用
(101b)の階調表示が可能なドットマトリクスタイ
プのモノクロLCD、350から354は各構成要素間
の信号線である。
Reference numeral 303 denotes a timing generated by the timing generator 302 from the frame memory 301 to RGB.
The color image data of 8 bits for each color is read and the color L
Color LCD controller for transferring to CD 102, 30
4 reads out 8-bit monochrome image data (luminance data) from the frame memory 301 at the timing generated by the timing generator 302 and
And 305, an RG for generating a driving waveform of the color LCD 102 based on the color image data output from the color LCD controller 303.
B driver 306, monochrome LCD controller 30
4 based on monochrome image data output by monochrome LCD
A monochrome driver for generating a driving waveform of 101;
Is a color LCD for the right eye (102a) and the left eye (102b); 101 is a dot matrix type monochrome LCD capable of gradation display for the right eye (101a) and the left eye (101b); Is a signal line between each component.

【0034】このような構成の制御回路において、コン
ピュータ等の外部装置において生成されたRGB各8ビ
ットのカラー立体画像データは、輝度データ生成部30
9に入力される。輝度データ生成部309には光センサ
120からの出力データが供給されており、輝度データ
生成部309はこれらのデータからモノクロLCDに表
示すべきモノクロ階調データ(輝度データ)を生成す
る。
In the control circuit having such a configuration, color stereoscopic image data of 8 bits each of RGB generated by an external device such as a computer is converted into a luminance data generation unit 30.
9 is input. The output data from the optical sensor 120 is supplied to the luminance data generation unit 309, and the luminance data generation unit 309 generates monochrome gradation data (luminance data) to be displayed on the monochrome LCD from these data.

【0035】この場合、カラー立体画像の透け防止のた
めには、表示画像に対応する黒の画像をモノクロLCD
に表示すればよいため、RGBの画像データが存在する
領域もしくはRGBの画像データの少なくとも1つが予
め定めた値以上の領域等予め定めた条件によって対応領
域が黒いモノクロLCD表示用の画像データ(輝度デー
タ)を生成すればよい。また、それ以外の領域について
は、センサ120の出力信号と画像データに応じて所定
濃度の輝度データとする。
In this case, in order to prevent see-through of a color stereoscopic image, a black image corresponding to a display image is displayed on a monochrome LCD.
, The corresponding area is black according to a predetermined condition such as an area where the RGB image data exists or an area where at least one of the RGB image data is equal to or greater than a predetermined value. Data). In other areas, luminance data of a predetermined density is set according to the output signal of the sensor 120 and the image data.

【0036】この、カラー立体画像が表示されない背景
領域におけるモノクロLCDの表示濃度、すなわち遮光
量は、外界の明るさのみに依存して決定しても、カラー
立体画像の明るさや色調をも考慮して決定しても良い。
カラー立体画像の明るさや色調を考慮した場合、立体画
像の視認性を向上させることが可能になる。具体的に
は、例えばカラー立体画像がコントラストの低い画像で
ある場合、背景が明るいとカラー立体画像の細部を認識
することが難しくなる。このような場合、背景を暗くす
ることによって、カラー立体画像の細部まで認識が可能
になる。
The display density of the monochrome LCD in the background area where the color three-dimensional image is not displayed, that is, the amount of light shielding may be determined depending only on the brightness of the outside world, but also in consideration of the brightness and color tone of the color three-dimensional image. May be determined.
When the brightness and color tone of the color stereoscopic image are taken into account, the visibility of the stereoscopic image can be improved. Specifically, for example, when the color stereoscopic image is an image with low contrast, it is difficult to recognize the details of the color stereoscopic image if the background is bright. In such a case, the details of the color stereoscopic image can be recognized by darkening the background.

【0037】このような背景部分のグレー濃度を決定す
る条件は、予めセンサ入力値及び/又は画像データの特
性値を入力とするテーブルを作成し、輝度データ生成部
309に記憶しておく、所定の計算式によって都度計算
する等任意の方法を採用することができる。
The conditions for determining the gray density of the background portion are determined in advance by preparing a table in which sensor input values and / or characteristic values of image data are input and stored in the luminance data generation unit 309. Any method can be adopted, such as calculating each time using the calculation formula.

【0038】また、カラー立体画像に対応する領域を全
くの黒(輝度0)とするだけでなく、表示内容によって
はその一部又は全部に輝度を与えることにより、透過効
果を持たせた表示が可能になる。この場合には、透過効
果を与えるか否かや、透過効果を与えて表示する領域に
関する情報を画像データの供給元から受信するか、予め
登録しておくことにより、輝度データ生成部がこれら情
報を反映した輝度データの生成を行えばよい。
Further, not only the area corresponding to the color stereoscopic image is made completely black (luminance 0), but depending on the display content, luminance is given to a part or all of the area, so that a display having a transmission effect is provided. Will be possible. In this case, the luminance data generation unit can determine whether or not to provide the transmission effect, receive information on the area to be displayed with the transmission effect from the image data supply source, or register the information in advance. It is only necessary to generate luminance data reflecting the above.

【0039】輝度データ生成部309から出力された画
像データ及び輝度データは、左右フレーム順次で32ビ
ット構成のフレームメモリ301に書き込まれる。ま
た、それと同時にインタフェース・ケーブル107を介
して転送されてきた垂直、水平同期信号(VSYNC、
HSYNC)および左右を示す信号(R/L)がタイミ
ングジェネレータ302に入力され、カラーLCD10
2およびモノクロLCD101に対する垂直、水平同期
信号(VST、HST)、垂直、水平クロック(VC
K、HCK)、その他の信号が生成される。
The image data and the luminance data output from the luminance data generation unit 309 are written into a 32-bit frame memory 301 in the order of left and right frames. At the same time, the vertical and horizontal synchronizing signals (VSYNC,
HSYNC) and a left / right signal (R / L) are input to the timing generator 302, and the color LCD 10
2 and monochrome LCD 101, vertical and horizontal synchronization signals (VST, HST), vertical and horizontal clocks (VC
K, HCK) and other signals are generated.

【0040】次にカラーLCDコントローラ303はタ
イミングジェネレータ302で生成された垂直、水平同
期信号、および垂直、水平クロックに同期してフレーム
メモリ301からRGB各8ビットのカラー立体画像デ
ータを読み出し、RGBドライバ305を経由して左右
のカラーLCD102に転送する。また、それと同時に
モノクロLCDコントローラ304はタイミングジェネ
レータ302で生成された垂直、水平同期信号、および
垂直、水平クロックに同期してフレームメモリ301か
ら8ビットのモノクロ立体画像データ(輝度データ)を
読み出し、モノクロドライバ306を経由して左右のモ
ノクロLCD101a、101bに転送する。
Next, the color LCD controller 303 reads out 8-bit color stereoscopic image data of RGB each from the frame memory 301 in synchronization with the vertical and horizontal synchronizing signals generated by the timing generator 302 and the vertical and horizontal clocks. The data is transferred to the left and right color LCDs 102 via the 305. At the same time, the monochrome LCD controller 304 reads 8-bit monochrome stereoscopic image data (luminance data) from the frame memory 301 in synchronization with the vertical and horizontal synchronization signals generated by the timing generator 302 and the vertical and horizontal clocks. The data is transferred to the left and right monochrome LCDs 101a and 101b via the driver 306.

【0041】図4は図3に示した表示制御回路のタイミ
ングチャートである。図4(b)は図4(a)の一部を
拡大したものであり、信号名の後ろにある括弧内の数字
は当該信号が伝達される信号線を図3の番号で示してい
る。図4において、VSYNCはインタフェース・ケー
ブル107を介してコンピュータ等の画像出力機器から
送られてくる垂直同期信号、HSYNCはインタフェー
ス・ケーブル107を介してコンピュータ等の画像出力
機器から送られてくる水平同期信号、R/Lはインタフ
ェース・ケーブル107を介してコンピュータ等の画像
出力機器から送られてくる右眼用の画像か左眼用の画像
かを示す信号である。
FIG. 4 is a timing chart of the display control circuit shown in FIG. FIG. 4B is an enlarged view of a part of FIG. 4A. The numbers in parentheses after the signal names indicate the signal lines to which the signals are transmitted by the numbers in FIG. In FIG. 4, VSYNC is a vertical synchronization signal transmitted from an image output device such as a computer via the interface cable 107, and HSYNC is a horizontal synchronization signal transmitted from an image output device such as a computer via the interface cable 107. The signal and R / L are signals transmitted from an image output device such as a computer via the interface cable 107 and indicating whether the image is for the right eye or the image for the left eye.

【0042】また、VST_Rは右眼用のカラーLCD
102aおよびモノクロLCD101aに供給する垂直
同期信号、VST_Lは左眼用のカラーLCD102b
およびモノクロLCD101bに供給する垂直同期信
号、VCKはカラーLCD102およびモノクロLCD
101に供給する垂直クロック、HSTはカラーLCD
102およびモノクロLCD101に供給する水平同期
信号、HCKはカラーLCD102およびモノクロLC
D101に供給する水平クロック、RGBはカラーLC
D102に供給するRGB各色8ビットのカラー画像デ
ータ、YはモノクロLCD101に供給する8ビット輝
度画像データである。
VST_R is a color LCD for the right eye
VST_L, a vertical synchronization signal supplied to the monochrome LCD 102a and the monochrome LCD 101a, is a color LCD 102b for the left eye.
VCK is a vertical synchronizing signal supplied to the monochrome LCD 101b and the color LCD 102 and the monochrome LCD
HST is a color LCD supplied to the vertical clock 101
HCK is a horizontal synchronizing signal supplied to the color LCD 102 and the monochrome LC
Horizontal clock supplied to D101, RGB is color LC
8 bits of RGB color image data to be supplied to the D 102, and 8 bits of 8 bit luminance image data to be supplied to the monochrome LCD 101.

【0043】図5は、本実施形態に係るHMDにおい
て、HMDのカラーLCD102及びモノクロLCD1
01に表示される画像と、HMD装着者が観察する画像
との関係を説明する図である。図5において、201は
カラーLCD102に表示する画像、202はHMD装
着者(観察者)の視界に入る外界、203は階調表示可
能なドットマトリクスタイプのモノクロLCD101に
おいて、透過率が最大になるようにしたときの画像を示
したもの、206は階調表示可能なドットマトリクスタ
イプのモノクロLCD101において、透過率が最小に
なるようにしたときの画像を示したものである。
FIG. 5 shows a color LCD 102 and a monochrome LCD 1 of the HMD according to the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between an image displayed at 01 and an image observed by an HMD wearer. In FIG. 5, reference numeral 201 denotes an image to be displayed on the color LCD 102; 202, an external field which is in the field of view of the HMD wearer (observer); Reference numeral 206 denotes an image when the transmittance is minimized in the dot matrix type monochrome LCD 101 capable of gradation display.

【0044】204はモノクロLCD101が203の
状態の時に112に示される光路で導かれるモノクロL
CD101を透過した外界光の像であり、201と20
4の像が重ね合わされてHMD装着者の眼に205に示
されるような像が観察される。また逆に、207はモノ
クロLCD101が206の状態の時に112に示され
る光路で導かれるモノクロLCD101を透過した外界
光の像であり、201と207の像が重ね合わされてH
MD装着者の眼に208に示されるような像が観察され
る。
Reference numeral 204 denotes a monochrome L guided by the optical path indicated by 112 when the monochrome LCD 101 is in the state of 203.
Images of external light transmitted through CD 101, 201 and 20
4 are superimposed, and an image as shown at 205 is observed in the eyes of the HMD wearer. Conversely, reference numeral 207 denotes an image of external light transmitted through the monochrome LCD 101 guided by the optical path indicated by 112 when the monochrome LCD 101 is in the state of 206, and H and 201 are superimposed on each other.
An image as shown at 208 is observed in the eyes of the MD wearer.

【0045】このように、本実施形態にかかるHMDに
よれば、立体虚像の透けを防止、もしくは任意の透過効
果を与えて立体虚像を表示することが可能になる。ま
た、共通のフレームメモリに画像データと輝度データを
格納することにより、従来別構成だった画像表示部と外
光制御部とを一体化し、また立体画像を表示するLCD
と外光制御用のLCDの表示制御に用いるタイミングジ
ェネレータを共用することが可能になる。さらに、外界
の明るさや立体画像に応じて背景部分の明るさを制御す
ることにより、立体画像の視認性を向上することが可能
になる。
As described above, according to the HMD according to the present embodiment, it is possible to prevent the see-through of a three-dimensional virtual image, or to display a three-dimensional virtual image by giving an arbitrary transmission effect. Also, by storing image data and luminance data in a common frame memory, an image display unit and an external light control unit, which were separately configured in the past, are integrated, and an LCD for displaying a stereoscopic image is provided.
And a timing generator used for display control of the LCD for controlling external light. Further, by controlling the brightness of the background portion according to the brightness of the external world and the stereoscopic image, the visibility of the stereoscopic image can be improved.

【0046】(第2の実施形態)次に、図6及び図7を
用いて、本発明の第2の実施形態に係るHMDについて
説明する。なお、図6及び図7において、第1の実施形
態の説明に用いた図3及び図4と同等の構成には同一参
照数字を付した。また、本実施形態に係るHMDの(表
示制御回路を除く)ハードウェア構成は図1(a)及び
(b)と同様でよいため説明は省略する。
(Second Embodiment) Next, an HMD according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 3 and 4 used in the description of the first embodiment. Further, the hardware configuration of the HMD (excluding the display control circuit) according to the present embodiment may be the same as that of FIGS.

【0047】本実施形態に係るHMDは、図3及び図4
を参照して説明した第1の実施形態に係るHMDに対
し、透過率調整回路505及びセレクタ506を設け、
HMD装着者が外光調整可能とした点と、フレームメモ
リ501を16ビット構成とした点とで異なる。すなわ
ち、第1の実施形態に係るHMDの表示制御回路では、
32ビット構成のフレームメモリ301を用い、RGB
各色8ビットの立体画像データと、8ビットの輝度デー
タ(8X3+8=32)を記憶する構成であったが、本
実施形態では立体画像データをRGB各色5ビットと
し、輝度データを1ビットとして、16ビットのフレー
ムメモリに納めている。そして、輝度データを1ビット
とする替わりに、透過率調整回路から5ビットの輝度デ
ータを発生させることにより、モノクロLCDに階調表
示データを供給する。このように構成することにより、
フレームメモリの容量を低減することが可能となる。
The HMD according to this embodiment is shown in FIGS.
Is provided with a transmittance adjusting circuit 505 and a selector 506 for the HMD according to the first embodiment described with reference to
The difference is that the HMD wearer can adjust the outside light and the frame memory 501 has a 16-bit configuration. That is, in the display control circuit of the HMD according to the first embodiment,
Using a 32-bit frame memory 301, RGB
The configuration is such that 8-bit stereoscopic image data for each color and 8-bit luminance data (8 × 3 + 8 = 32) are stored. However, in the present embodiment, the stereoscopic image data is 5 bits for each color of RGB, and the luminance data is 1 bit, and 16 bits. Stored in bit frame memory. Then, instead of setting the luminance data to 1 bit, the transmissivity adjusting circuit generates 5-bit luminance data to supply gradation display data to the monochrome LCD. With this configuration,
It is possible to reduce the capacity of the frame memory.

【0048】図6において、509はコンピュータ装置
等の外部機器からインタフェースケーブル107を介し
て供給される、カラーLCD102に表示するRGB各
色5ビットのカラー画像データ(R4〜0、G4〜0
4〜0)及び、HMDに設けた外界の明るさを検出す
るセンサ120の出力を入力とし、1ビットの輝度デー
タ(Y)を生成する輝度データ生成部である。輝度デー
タ生成部509は、生成した輝度データと、外部機器か
ら供給されたRGB各色5ビットのカラー画像データを
出力する。
In FIG. 6, reference numeral 509 denotes color image data (R 4 to 0 , G 4 to 0 , R 4 to 0 , R 5 to R 5) for each color of RGB displayed on the color LCD 102 and supplied from an external device such as a computer device via the interface cable 107.
B 4 to 0) and receives the output of the sensor 120 which detects the brightness of the outside world provided the HMD, a luminance data generating unit for generating a 1-bit luminance data (Y). The luminance data generation unit 509 outputs the generated luminance data and 5-bit RGB color image data supplied from an external device.

【0049】501はRGB各色5ビットのカラーLC
D102に表示するカラー画像データおよび5ビットの
モノクロLCD101に表示するための1ビット化した
モノクロ画像データ(輝度データ)を一時的に記憶させ
る16ビット構成のフレームメモリであり、輝度データ
生成部509の出力する画像データ、輝度データは左右
フレーム順次でフレームメモリ501に書き込まれる。
501 is a 5-bit color LC for each color of RGB
A 16-bit frame memory for temporarily storing color image data to be displayed on the D102 and 1-bit monochrome image data (luminance data) to be displayed on the 5-bit monochrome LCD 101. The output image data and luminance data are written to the frame memory 501 in the order of left and right frames.

【0050】302はカラー画像データをカラーLCD
509に、またモノクロ画像データをモノクロLCD1
01に表示させるためのタイミングを生成するタイミン
グジェネレータである。タイミングジェネレータ302
は、インタフェース・ケーブル107を介して外部機器
から画像データとともに供給される垂直、水平同期信号
(VSYNC、HSYNC)および左右を示す信号(R
/L)から、垂直、水平同期信号(VST、HST)、
垂直、水平クロック(VCK、HCK)、その他のタイ
ミング信号を生成する。
Reference numeral 302 denotes a color LCD for converting color image data.
509, and monochrome image data to the monochrome LCD1.
01 is a timing generator for generating a timing for displaying the image on the display unit 01. Timing generator 302
Are vertical and horizontal synchronization signals (VSYNC, HSYNC) and left and right signals (R) supplied together with image data from an external device via the interface cable 107.
/ L), vertical and horizontal synchronization signals (VST, HST),
Generate vertical and horizontal clocks (VCK, HCK) and other timing signals.

【0051】303はタイミングジェネレータ302で
生成した垂直、水平同期信号、および垂直、水平クロッ
クに同期してフレームメモリ501からRGB各色5ビ
ットのカラー画像データを読み出してカラーLCD10
2に転送するカラーLCDコントローラである。
Reference numeral 303 denotes a color LCD 10 which reads 5-bit RGB color image data from the frame memory 501 in synchronization with the vertical and horizontal synchronization signals generated by the timing generator 302 and the vertical and horizontal clocks.
2 is a color LCD controller that transfers the data to the LCD.

【0052】304はカラーLCDコントローラ303
と同様に、タイミングジェネレータ302で生成した垂
直、水平同期信号、および垂直、水平クロックに同期し
てセレクタ506が出力するモノクロ画像データ(Y)
を階調表示可能なモノクロLCD510に転送するモノ
クロLCDコントローラである。
Reference numeral 304 denotes a color LCD controller 303
Similarly, the monochrome image data (Y) output from the selector 506 in synchronization with the vertical and horizontal synchronization signals generated by the timing generator 302 and the vertical and horizontal clocks
Is transferred to a monochrome LCD 510 capable of displaying gradation.

【0053】505はモノクロLCD510における、
遮光部(カラー画像に対応する領域)以外の背景領域の
透過率を調整する透過率調整回路であり、例えばHMD
に設けたボリュームや調整ボタン(いずれも図示せず)
等の入力手段と、A/Dコンバータ等から構成すること
ができる。本実施形態においては、透過率調整回路50
5が出力する輝度データはフレームメモリ501に記憶
されるカラー画像データに併せて5ビットであるが、も
ちろんビット数は任意に設定可能である。
Reference numeral 505 denotes a monochrome LCD 510.
A transmittance adjusting circuit that adjusts the transmittance of a background area other than the light-shielding portion (the area corresponding to the color image).
Volume and adjustment buttons (not shown)
, And an A / D converter. In the present embodiment, the transmittance adjusting circuit 50
The luminance data output by 5 is 5 bits in addition to the color image data stored in the frame memory 501, but the number of bits can be arbitrarily set.

【0054】506はフレームメモリ501から読み出
したモノクロ画像データが「0(即ち、遮光)」であっ
た場合には「0」の輝度データを、「1(即ち、透
過)」であった場合には透過率調整回路505の出力デ
ータをそれぞれ選択してモノクロLCDコントローラ3
04に出力するセレクタ、307はカラーLCDコント
ローラ303が出力するカラー画像データを元にカラー
LCD509の駆動波形を生成するRGBドライバ、3
08はモノクロLCDコントローラ304が出力するモ
ノクロ画像データを元にモノクロLCD101の駆動波
形を生成するモノクロドライバ、102は右眼用(10
2a)および左眼用(102b)のカラーLCD、10
1は右眼用(101a)および左眼用(101b)の階
調表示が可能なドットマトリクスタイプのモノクロLC
D、350から354、554及び555は各構成要素
間の信号線である。
Reference numeral 506 denotes luminance data of “0” when the monochrome image data read from the frame memory 501 is “0 (ie, light-shielded)”, and Is used to select the output data of the transmittance adjusting circuit 505 and to select the monochrome LCD controller 3
04, an RGB driver for generating a drive waveform for the color LCD 509 based on the color image data output from the color LCD controller 303;
Reference numeral 08 denotes a monochrome driver for generating a driving waveform of the monochrome LCD 101 based on monochrome image data output from the monochrome LCD controller 304, and reference numeral 102 denotes a right eye (10
2a) and color LCD for left eye (102b), 10
Reference numeral 1 denotes a dot matrix type monochrome LC capable of gradation display for the right eye (101a) and the left eye (101b).
D, 350 to 354, 554, and 555 are signal lines between the components.

【0055】図7は図6に示した表示制御回路のタイミ
ングチャートである。図7(b)は図7(a)の一部を
拡大したものであり、信号名の後ろにある括弧内の数字
は当該信号が伝達される信号線を図6の番号で示してい
る。図7において、VSYNCはインタフェース・ケー
ブル107を介してコンピュータ等の外部機器から送ら
れてくる垂直同期信号、HSYNCはインタフェース・
ケーブル107を介してコンピュータ等の外部機器から
送られてくる水平同期信号、R/Lはインタフェース・
ケーブル107を介してコンピュータ等の外部機器から
送られてくる右眼用の画像か左眼用の画像かを示す信号
である。
FIG. 7 is a timing chart of the display control circuit shown in FIG. FIG. 7B is an enlarged view of a part of FIG. 7A, and the numbers in parentheses after the signal names indicate the signal lines to which the signals are transmitted by the numbers in FIG. In FIG. 7, VSYNC is a vertical synchronizing signal sent from an external device such as a computer via an interface cable 107, and HSYNC is an interface signal.
The horizontal synchronization signal and R / L transmitted from an external device such as a computer via the cable 107 are interface /
This signal is a signal transmitted from an external device such as a computer via the cable 107 and indicating whether the image is for the right eye or the image for the left eye.

【0056】また、VST_Rは右眼用のカラーLCD
102aおよびモノクロLCD101aに供給する垂直
同期信号、VST_Lは左眼用のカラーLCD102b
およびモノクロLCD101bに供給する垂直同期信
号、VCKはカラーLCD102およびモノクロLCD
101に供給する垂直クロック、HSTはカラーLCD
102およびモノクロLCD101に供給する水平同期
信号、HCKはカラーLCD102およびモノクロLC
D101に供給する水平クロックであり、これらのタイ
ミング信号はタイミングジェネレータ302が各部へ供
給する。
VST_R is a color LCD for the right eye.
VST_L, a vertical synchronization signal supplied to the monochrome LCD 102a and the monochrome LCD 101a, is a color LCD 102b for the left eye.
VCK is a vertical synchronizing signal supplied to the monochrome LCD 101b and the color LCD 102 and the monochrome LCD
HST is a color LCD supplied to the vertical clock 101
HCK is a horizontal synchronizing signal supplied to the color LCD 102 and the monochrome LC
D101 is a horizontal clock, and these timing signals are supplied to each unit by the timing generator 302.

【0057】RGBはカラーLCD102に供給するカ
ラー画像データ、YはモノクロLCD101に供給する
輝度データである。但し、Y(554)はフレームメモ
リ501から読み出される1ビット輝度データ、Y(5
55)は透過率調整回路505により調整された5ビッ
ト輝度値、Y(354)は1ビット輝度データY(55
4)により選択された5ビット輝度信号を示している。
RGB is color image data supplied to the color LCD 102, and Y is luminance data supplied to the monochrome LCD 101. Here, Y (554) is 1-bit luminance data read from the frame memory 501, and Y (5)
55) is a 5-bit luminance value adjusted by the transmittance adjusting circuit 505, and Y (354) is 1-bit luminance data Y (55).
4 shows a 5-bit luminance signal selected by 4).

【0058】図7(b)から明らかなように、フレーム
メモリ501から読み出した輝度データが「透過」、す
なわち「0」の場合は透過率調整回路505の設定値が
選択されてモノクロLCDコントローラ304に出力さ
れる。
As is apparent from FIG. 7B, when the luminance data read from the frame memory 501 is "transparent", that is, "0", the set value of the transmittance adjusting circuit 505 is selected and the monochrome LCD controller 304 is selected. Is output to

【0059】このように、本実施形態にかかるHMDで
は、フレームメモリの容量を節約することが可能である
ほか、HMDの装着者が背景部分の光量を自由に設定す
ることが可能である。
As described above, in the HMD according to the present embodiment, the capacity of the frame memory can be saved, and the wearer of the HMD can freely set the light amount of the background portion.

【0060】[0060]

【他の実施形態】上述の実施形態において、輝度データ
生成部はカラー立体画像データを生成する外部機器に設
け、HMDはRGB画像データ及び輝度データYを受信
する構成とすることも可能である。この場合、HMDに
設けたセンサ120の出力信号は外部の輝度データ生成
部へ伝達される。さらに、フレームメモリやLCDコン
トローラ、タイミングジェネレータ、ドライバ等につい
ても、外部機器の例えばビデオボード等の回路構成に含
め、HMD本体上には搭載しないことも可能である。
[Other Embodiments] In the above embodiment, the luminance data generating section may be provided in an external device for generating color stereoscopic image data, and the HMD may receive RGB image data and luminance data Y. In this case, the output signal of the sensor 120 provided in the HMD is transmitted to an external luminance data generation unit. Further, a frame memory, an LCD controller, a timing generator, a driver, and the like may be included in a circuit configuration of an external device, such as a video board, and may not be mounted on the main body of the HMD.

【0061】また、実施形態において、LCDを8ビッ
トのものと5ビットのものに関して説明しているが、こ
れに限るものではなく、他のビット構成のLCDを用い
ても同様に実現可能である。また、実施形態において、
LCDの階調表現をフルに使用する形で説明している
が、これに限るものではなく、例えば8ビットのLCD
であっても8ビットフルに使用せず、7ビットのみ有効
としてフレームメモリには各色7ビットのみ記憶し、残
りの1ビットを輝度データに当てる等の方法でも同様に
実現可能である。
Further, in the embodiment, the LCD is described with respect to the 8-bit LCD and the 5-bit LCD. However, the present invention is not limited to this, and the LCD can be similarly realized by using an LCD having another bit configuration. . In the embodiment,
Although the description is made in such a manner that the gradation expression of the LCD is fully used, the present invention is not limited to this.
However, it is also possible to use a method in which only 7 bits are valid and only 7 bits for each color are stored in the frame memory, and the remaining 1 bit is applied to luminance data.

【0062】また、実施形態において、カラーLCDと
モノクロLCDのビット構成を同じにして説明している
が、これに限るものではなく、別々のビット構成のLC
Dを用いても同様に実現可能である。また、実施形態に
おいて、フレームメモリのビット構成を32ビット、1
6ビットとして説明しているが、これに限るものではな
く、他のビット構成のフレームメモリを用いても同様に
実現可能である。
In the embodiment, the bit configuration of the color LCD and the monochrome LCD has been described as being the same. However, the present invention is not limited to this.
The same can be realized by using D. In the embodiment, the bit configuration of the frame memory is 32 bits, 1 bit,
Although described as 6 bits, the present invention is not limited to this, and can be similarly realized by using a frame memory having another bit configuration.

【0063】また、第1の実施形態において、フレーム
メモリを32ビット構成のもの1つとして説明している
が、例えば16ビット構成のフレームメモリ2つ等でも
同様に実現可能である。また、第2の実施形態におい
て、フレームメモリを16ビット構成のもの1つとして
説明しているが、例えば各色毎に8ビット構成のフレー
ムメモリ3つとし、どれか1色或いは全色の空き3ビッ
ト中のいずれかに輝度データを含ませる等でも同様に実
現可能である。
In the first embodiment, the frame memory is described as one having a 32-bit configuration. However, for example, two frame memories having a 16-bit configuration can be similarly realized. In the second embodiment, the frame memory is described as one having a 16-bit configuration. However, for example, three frame memories having an 8-bit configuration are provided for each color, and an empty space of one color or all colors is used. The same can be realized by including luminance data in any of the bits.

【0064】さらに、第2の実施形態における透過率調
整回路505を、第1の実施形態における表示制御回路
に付加することも可能である。この場合、第1の実施形
態では輝度データ生成部309の出力する輝度データが
8ビットデータであるが、8ビットすべてが透過、すな
わち「0」の場合に輝度データ生成部309を選択して
出力するようにセレクタ506を構成すればよい。
Further, the transmittance adjusting circuit 505 in the second embodiment can be added to the display control circuit in the first embodiment. In this case, in the first embodiment, the luminance data output from the luminance data generation unit 309 is 8-bit data. However, if all 8 bits are transparent, that is, “0”, the luminance data generation unit 309 is selected and output. The selector 506 may be configured to perform

【0065】もちろん、輝度データ生成部309の出力
する輝度データが所定の値未満について透過率調整回路
505での調整を可能としてもよい。この場合には、セ
レクタ506の替わりに輝度データ生成部309の出力
する輝度データと、透過率調整回路505の出力する輝
度データを入力とする加算器又は論理和演算回路等を用
い、両者を反映した輝度データをモノクロLCDコント
ローラ304に出力することができる。
Of course, the transmittance adjustment circuit 505 may be capable of adjusting the brightness data output from the brightness data generation unit 309 to less than a predetermined value. In this case, instead of the selector 506, an adder or an OR operation circuit or the like that receives the luminance data output from the luminance data generation unit 309 and the luminance data output from the transmittance adjusting circuit 505 as inputs is used, and both are reflected. The output luminance data can be output to the monochrome LCD controller 304.

【0066】また、上述の実施形態においてはモノクロ
LCDの表示画素とカラーLCDの表示画素とが1対1
で対応する場合のみを説明したが、遮光すべき領域の精
度に応じて、例えばモノクロLCDの1画素がカラーL
CDの複数画素に対応するような構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the display pixels of the monochrome LCD and the display pixels of the color LCD have a one-to-one correspondence.
Has been described, but one pixel of a monochrome LCD is, for example, a color L
A configuration corresponding to a plurality of pixels of a CD may be employed.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、光学シースルー型のHMDにおいて、立体虚像表示
される画像に対応する領域を遮光するLCDを用いると
ともに、画像の背景領域における外界からの光量を外界
輝度に応じて調整することにより、外界輝度がカラー立
体画像表示の輝度に比べて明るい場合にも立体虚像の後
ろに外界が透けて見えてしまうことを防止することが可
能にあるほか、立体虚像画像と外界光の輝度マッチング
を行うことが可能となり、外界の明るさによらず立体虚
像の良好な視認性を提供できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, in an optical see-through HMD, an LCD that shields a region corresponding to an image displayed as a stereoscopic virtual image is used, and an HMD from the outside in the background region of the image is used. By adjusting the amount of light according to the external luminance, it is possible to prevent the external world from being seen behind the stereoscopic virtual image even when the external luminance is brighter than the luminance of the color stereoscopic image display. In addition, it is possible to perform luminance matching between the stereoscopic virtual image and the external light, and it is possible to provide an excellent visibility of the stereoscopic virtual image regardless of the brightness of the external environment.

【0068】また、遮光用LCDの表示制御に用いる輝
度データを、立体虚像用の画像データと同一のメモリに
格納することにより、メモリ容量を増加させることなく
外光調整が可能となるという効果がある。
Further, by storing the luminance data used for the display control of the light-shielding LCD in the same memory as the image data for the stereoscopic virtual image, it is possible to adjust the external light without increasing the memory capacity. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態にかかる外光調整機能
付きHMDの外観及び要部構成の配置を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance and an arrangement of a main part configuration of an HMD with an external light adjusting function according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態にかかる外光調整機能
付きHMDの光学系構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system configuration of an HMD with an external light adjustment function according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係るHMDにおける
表示制御回路の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a display control circuit in the HMD according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す表示制御部の動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation of the display control unit illustrated in FIG. 3;

【図5】本発明の第1の実施形態に係るHMDの主要位
置において装着者が観察する画像の構成を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an image observed by a wearer at a main position of the HMD according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係るHMDにおける
表示制御回路の構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a display control circuit in an HMD according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示す表示制御部の動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the display control unit shown in FIG.

【図8】従来の外光調整機能付きHMDの外観及び要部
構成の配置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing the appearance of a conventional HMD with an external light adjusting function and the arrangement of main components.

【図9】従来の外光調整機能付きHMDの光学系構成を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an optical system configuration of a conventional HMD with an external light adjusting function.

【図10】従来の外光調整機能付きHMDの主要位置に
おいて装着者が観察する画像の構成を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an image observed by a wearer at a main position of a conventional HMD with an external light adjustment function.

【図11】従来の外光調整機能付きHMDの画像表示部
および外光調整部の回路構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a circuit configuration example of an image display unit and an external light adjustment unit of a conventional HMD with an external light adjustment function.

【図12】図11に示す画像表示部および外光調整部の
動作を示すタイミングチャートである。
12 is a timing chart showing the operation of the image display unit and the external light adjustment unit shown in FIG.

───────────────────────────────────────────────────── 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) G09G 3/20 660 G09G 3/20 660K 680 680A 3/36 3/36 H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A Fターム(参考) 2H088 EA10 HA06 HA22 MA13 MA20 2H093 NC16 NC24 NC29 NC53 NC66 ND02 ND06 ND58 NE06 NG07 5C006 AA22 AF03 BB11 BC16 BF02 EC02 EC12 EC13 EC14 5C080 AA10 BB05 CC03 CC04 DD01 EE19 EE29 EE30 GG07 GG12 GG15 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 3/20 660 G09G 3/20 660K 680 680A 3/36 3/36 H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A F-term (reference) 2H088 EA10 HA06 HA22 MA13 MA20 2H093 NC16 NC24 NC29 NC53 NC66 ND02 ND06 ND58 NE06 NG07 5C006 AA22 AF03 BB11 BC16 BF02 EC02 EC12 EC13 EC14 5C080 AA10 BB05 CC03 CG01 EJ01 GG02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像表示手段を備え、該画像表示手段か
らの光を反射させることにより眼に導くための接眼光学
系および外界からの光を取り込む光学素子を備え、前記
画像表示手段の投影像の少なくとも1画素に対応する表
示画素を有する遮光用画像表示手段を設け、該遮光用画
像表示手段として画素ごとに階調表示可能な透過型表示
装置を用いた画像表示装置において、 前記画像表示手段の表示データあるいはその一部と、前
記遮光用画像表示手段の表示データあるいはその一部を
同一の表示用メモリに格納することを特徴とする画像表
示装置。
1. An image display means, comprising: an eyepiece optical system for reflecting light from the image display means to guide the light to the eye; and an optical element for taking in light from the outside world, wherein a projected image of the image display means is provided. An image display device provided with light-shielding image display means having display pixels corresponding to at least one pixel of the image display device, wherein the light-shielding image display means uses a transmissive display device capable of gradation display for each pixel. Wherein the display data or a part thereof and the display data of the light shielding image display means or a part thereof are stored in the same display memory.
【請求項2】 前記遮光用画像表示手段の表示データが
遮光を表すデータの場合は対応する画素を予め定めた遮
光濃度とし、前記遮光用画像表示手段の表示データが透
過を表すデータの場合は対応する画素をあらかじめ設定
された濃度で表示するように前記遮光用画像表示手段を
制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1記
載の画像表示装置。
2. When the display data of the light-shielding image display means is data indicating light-shielding, a corresponding pixel is set to a predetermined light-shielding density, and when the display data of the light-shielding image display means is data indicating transmission, 2. The image display device according to claim 1, further comprising control means for controlling said light-shielding image display means so as to display a corresponding pixel at a preset density.
【請求項3】 前記外界の明るさを検出する検出手段
と、 前記遮光用画像表示手段の表示データが遮光を表すデー
タの場合は対応する画素を予め定めた遮光濃度とし、前
記遮光用画像表示手段の表示データが透過を表すデータ
の場合は対応する画素を前記検出手段で検出した前記外
界の明るさに基づいて決定した濃度で表示するように前
記遮光用画像表示手段を制御する制御手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
A detecting means for detecting the brightness of the outside world; and, when display data of the light-shielding image display means is data indicating light-shielding, a corresponding pixel is set to a predetermined light-shielding density, and the light-shielding image display is performed. When the display data of the means is data representing transmission, the control means for controlling the light-shielding image display means so as to display a corresponding pixel at a density determined based on the brightness of the outside world detected by the detection means. The image display device according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 前記外界の明るさを検出する検出手段
と、 前記遮光用画像表示手段の表示データが遮光を表すデー
タの場合は対応する画素を予め定めた遮光濃度とし、前
記遮光用画像表示手段の表示データが透過を表すデータ
の場合は対応する画素を前記検出手段で検出した前記外
界の明るさ及び/又は外手段から設定された値に基づい
て決定した濃度で表示するように前記遮光用画像表示手
段を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする
請求項1記載の画像表示装置。
4. A detecting means for detecting the brightness of the outside world, and, when display data of the light-shielding image display means is data indicating light-shielding, a corresponding pixel is set to a predetermined light-shielding density, and the light-shielding image display is performed. If the display data of the means is data representing transmission, the light-shielding is performed so that the corresponding pixel is displayed at a density determined based on the brightness of the external world detected by the detection means and / or a value set from the external means. 2. The image display device according to claim 1, further comprising control means for controlling the image display means for use.
【請求項5】 画像表示手段を備え、該画像表示手段か
らの光を反射させることにより眼に導くための接眼光学
系および外界からの光を取り込む光学素子を備え、前記
画像表示手段の投影像の少なくとも1画素に対応する表
示画素を有する遮光用画像表示手段を設け、該遮光用画
像表示手段として画素ごとに階調表示可能な透過型表示
装置を用いた画像表示装置において、 前記遮光用画像表示手段の表示データを1画素当たり1
ビットとし、該1ビットデータが遮光を表すデータの場
合は対応する画素を予め定めた遮光濃度とし、該1ビッ
トデータが透過を表すデータの場合は対応する画素をあ
らかじめ設定された濃度で表示するように前記遮光用画
像表示手段を制御する制御手段を有することを特徴とす
る画像表示装置。
5. An image display means, comprising: an eyepiece optical system for reflecting light from the image display means to guide the light to the eye; and an optical element for taking in light from the outside world, and a projected image of the image display means. A light-shielding image display means having a display pixel corresponding to at least one pixel of the image display device, wherein the light-shielding image display means uses a transmissive display device capable of gradation display for each pixel. The display data of the display means is 1 per pixel.
If the 1-bit data is light-shielded data, the corresponding pixel is set to a predetermined light-shielding density, and if the 1-bit data is transmission data, the corresponding pixel is displayed at a predetermined density. An image display device comprising a control means for controlling the light-shielding image display means as described above.
【請求項6】 前記画像表示手段および前記遮光用画像
表示手段を各々左右2個備え、左右の視差画像を各々表
示することにより立体表示を可能にした請求項1乃至請
求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
6. The stereoscopic display according to claim 1, wherein the image display means and the light-shielding image display means are provided two each on the left and right sides, and the left and right parallax images are displayed, thereby enabling a three-dimensional display. Item 10. The image display device according to Item 1.
【請求項7】 前記画像表示手段の表示画素と、前記遮
光用画像表示手段の表示画素とが1対1で対応すること
を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記
載の画像表示装置。
7. The display device according to claim 1, wherein a display pixel of the image display unit and a display pixel of the light-shielding image display unit are in one-to-one correspondence. Image display device.
【請求項8】 画像表示部を備え、該画像表示部で表示
した画像を虚像として外界を透視可能な光学素子上に投
影することにより、観察者に前記外界に前記虚像を合成
して提示する画像表示装置において、 前記外界から前記光学素子に入射する光量を制御する光
量調整手段と、 前記画像表示部で表示される画像及び、当該画像に基づ
いて作成された光量制御情報とを格納する記憶手段と、 前記記憶手段から前記光量制御情報を読み出し、前記画
像表示部で表示される画像の前記虚像の所定領域に対応
する前記光学素子上の領域に対する前記外界からの入射
光を所定割合削減するように前記光量調整手段を制御す
る制御手段を有することを特徴とする画像表示装置。
8. An image display unit, wherein an image displayed on the image display unit is projected as a virtual image on an optical element that allows the outside world to be seen through, so that the virtual image is synthesized and presented to the observer. In the image display device, a light amount adjusting unit configured to control a light amount incident on the optical element from the outside world, and an image displayed on the image display unit and light amount control information created based on the image. Means for reading out the light quantity control information from the storage means, and reducing a predetermined ratio of incident light from the outside to an area on the optical element corresponding to a predetermined area of the virtual image of the image displayed on the image display unit. An image display device comprising a control means for controlling the light quantity adjusting means as described above.
【請求項9】 前記光量制御手段が透過型表示装置であ
って、当該透過型表示装置の表示単位が、前記画像表示
部の少なくとも1表示画素と対応し、前記光量制御情報
が前記透過型表示装置の表示画像であることを特徴とす
る請求項8記載の画像表示装置。
9. The transmission type display device, wherein a display unit of the transmission type display device corresponds to at least one display pixel of the image display unit, and the light amount control information is the transmission type display device. 9. The image display device according to claim 8, wherein the image is a display image of the device.
【請求項10】 前記制御手段が、前記画像表示部に表
示する画像のうち、透過を表す値を有する画素に対応す
る前記光量制御手段の表示画素を、予め定めた値、外部
から供給される値もしくはそれらの組み合わせによって
決定された値のいずれかに基づいて表示するように制御
することを特徴とする請求項9記載の画像表示装置。
10. The control unit supplies a display pixel of the light amount control unit corresponding to a pixel having a value indicating transmission in an image displayed on the image display unit to a predetermined value from the outside. 10. The image display device according to claim 9, wherein the display is controlled based on one of a value and a value determined by a combination thereof.
【請求項11】 前記外界の明るさを検出する検出手段
をさらに有し、前記制御手段が、前記画像表示部に表示
する画像のうち、透過を表す値を有する画素に対応する
前記光量制御手段の表示画素を、前記検出手段で検出し
た外界の明るさに基づいて決定した値に基づいて表示す
るように制御することを特徴とする請求項9記載の画像
表示装置。
11. The light quantity control means further comprising a detection means for detecting the brightness of the external world, wherein the control means corresponds to a pixel having a value indicating transmission in an image displayed on the image display section. 10. The image display device according to claim 9, wherein the display pixel is controlled to be displayed based on a value determined based on the brightness of the outside world detected by the detection unit.
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