JP2010232718A - Head-mounted image display apparatus - Google Patents

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Ryohei Sugihara
良平 杉原
Seiji Tatsuta
成示 龍田
Yoichi Iba
陽一 井場
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head-mounted image display apparatus that is easily adjusted such that any image can be observed in an effective screen size within a visual field range by an observation optical unit in a mounted posture desired by an observer. <P>SOLUTION: The head-mounted image display apparatus includes an ocular optical unit 26 and a display element 23 for displaying images, and allows image light of the image displayed by the display element 23 to go into an eyeball 30 through the ocular optical unit 26. The display element 23 includes a display region adjustment means that includes a displayable screen size 23a larger than a screen size corresponding to an effective screen size 35 that can be observed within the visual field range 26a by the ocular optical unit 26, and controls an address of a display region 35a corresponding to the effective screen size 35 of the display element 23 for adjusting the display region 35a by controlling an address of the display region 35a corresponding to the effective screen size 35 in the display element 23 by the display region adjustment means such that the image of the effective screen size 35 can be observed within the visual field range 26a by the ocular optical unit 26. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、頭部装着型画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a head-mounted image display device.

従来の頭部装着型画像表示装置として、例えば、ヘッドセット型や眼鏡装着型のように、モバイルで装着可能なものが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。   As a conventional head-mounted image display device, for example, a device that can be mounted by a mobile device such as a headset type or a spectacles-mounted type has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).

図22は、従来提案されているヘッドセット型の頭部装着型画像表示装置の概略構成を示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は平面図である。この頭部装着型画像表示装置100は、左眼タイプのもので、観察者Mの左耳に保持されるヘッドセット型の頭部支持部101と、頭部支持部101に中継部102および保持部103を介して連結されて、観察者Mの左眼視野内に保持される導光部104と、を有する。導光部104は、保持部103側とは反対側の端部に設けられた接眼光学部105を有する。また、頭部支持部101または中継部102、あるいは保持部103には、観察すべき画像を表示する液晶表示素子や有機EL素子等の表示素子(図示せず)が内蔵され、この表示素子に表示された画像の画像光が、導光部104を経て接眼光学部105から出射されるようになっている。   FIG. 22 is a diagram showing a schematic configuration of a conventionally proposed headset-type head mounted image display device, where (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a plan view. . This head-mounted image display device 100 is of the left eye type, and is a headset-type head support unit 101 held in the left ear of the observer M, and the head support unit 101 has a relay unit 102 and a holding unit. And a light guide unit 104 that is connected via the unit 103 and is held in the left eye visual field of the observer M. The light guide unit 104 includes an eyepiece optical unit 105 provided at an end opposite to the holding unit 103 side. The head support unit 101, the relay unit 102, or the holding unit 103 incorporates a display element (not shown) such as a liquid crystal display element or an organic EL element that displays an image to be observed. The image light of the displayed image is emitted from the eyepiece optical unit 105 through the light guide unit 104.

図22に示した頭部装着型画像表示装置100は、接眼光学部105から出射される画像光が観察者Mの左眼瞳孔に入射するように、頭部支持部101を観察者Mの左耳に保持し、その状態で接眼光学部105を覗くことにより、図示しない表示素子に表示された画像の拡大虚像を観察できるようになっている。なお、本構成は、左右逆に構成することで右眼タイプとする場合もある。   The head-mounted image display apparatus 100 illustrated in FIG. 22 moves the head support unit 101 to the left of the observer M so that the image light emitted from the eyepiece optical unit 105 enters the left eye pupil of the observer M. An enlarged virtual image of an image displayed on a display element (not shown) can be observed by holding it in the ear and looking into the eyepiece optical unit 105 in that state. In addition, this structure may be made into a right eye type by comprising right-and-left reverse.

図23は、従来提案されている眼鏡装着型の頭部装着型画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。この頭部装着型画像表示装置110は、眼鏡一体型の右眼タイプのもので、眼鏡フレーム111に支持された映像表示部112と、該映像表示部112に保持された観察光学部113とを有する。観察光学部113は、導光部114と接眼光学部115とを有し、観察者の右眼視野内で、右眼の眼鏡レンズ116の前方に近接して映像表示部112に保持されている。また、映像表示部112には、観察すべき画像を表示する液晶表示素子や有機EL素子等の表示素子(図示せず)が内蔵され、この表示素子に表示された画像の画像光が、観察光学部113に入射されて導光部114を経て接眼光学部115から射出されるようになっている。   FIG. 23 is a perspective view showing a schematic configuration of a head-mounted image display device of eyeglass-mounted type that has been conventionally proposed. This head-mounted image display device 110 is a right-eye type integrated with spectacles, and includes a video display unit 112 supported by a spectacle frame 111 and an observation optical unit 113 held by the video display unit 112. Have. The observation optical unit 113 includes a light guide unit 114 and an eyepiece optical unit 115, and is held by the video display unit 112 in the vicinity of the front of the right eyeglass lens 116 in the right eye field of the observer. . The video display unit 112 incorporates a display element (not shown) such as a liquid crystal display element or an organic EL element that displays an image to be observed, and image light of the image displayed on the display element is observed. The light enters the optical unit 113, passes through the light guide unit 114, and exits from the eyepiece optical unit 115.

図23に示した頭部装着型画像表示装置110は、観察者が眼鏡フレーム111を掛けることにより、接眼光学部115から射出される画像光が眼鏡レンズ114を通して右眼瞳孔に入射するようになっている。したがって、観察者は、眼鏡フレーム111を掛けて接眼光学部115を覗くことにより、図示しない表示素子に表示された画像の拡大虚像を観察することができる。   In the head-mounted image display device 110 shown in FIG. 23, the image light emitted from the eyepiece optical unit 115 enters the right eye pupil through the eyeglass lens 114 when the observer puts on the eyeglass frame 111. ing. Therefore, the observer can observe an enlarged virtual image of an image displayed on a display element (not shown) by wearing the eyeglass frame 111 and looking through the eyepiece optical unit 115.

なお、眼鏡装着型の頭部装着型画像表示装置として、通常の眼鏡に着脱可能で、図23と同様の態様で使用されるものや、表示素子を搭載した映像表示部と、導光部および接眼光学部を有する観察光学部とが分離された、眼鏡一体型または分離型のものも提案されている。   Note that as a head-mounted image display device of a spectacle-mounted type, a device that can be attached to and detached from normal spectacles and used in the same manner as in FIG. 23, a video display unit equipped with a display element, a light guide unit, A spectacle-integrated type or a separate type is also proposed in which an observation optical unit having an eyepiece optical unit is separated.

特表2003−502713号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-502713 特開2006−3879号公報JP 2006-3879 A

ところで、観察者の頭部寸法は、頭幅、瞳孔距離、耳から眼球までの距離等に個人差がある。このため、観察者によっては、頭部装着型画像表示装置の装着姿勢により、接眼光学部に視線を向けた場合に、対応する眼球の視軸と観察光学部の光軸とのずれが大きくなって、表示素子からの画像光にケラレが生じ、表示素子の全画面を観察できない場合がある。   By the way, the head size of the observer has individual differences in the head width, the pupil distance, the distance from the ear to the eyeball, and the like. For this reason, depending on the orientation of the head-mounted image display device, depending on the observer, when the line of sight is directed toward the eyepiece optical unit, the deviation between the visual axis of the corresponding eyeball and the optical axis of the observation optical unit increases. Thus, vignetting may occur in the image light from the display element, and the entire screen of the display element may not be observed.

図24は、従来の頭部装着型画像表示装置の装着姿勢による表示素子の表示画面の観察状態を説明するための図である。図24(a)〜(c)は、表示素子121に表示される画像を、導光部122および接眼光学部123を経て眼球124で観察する場合の画像光を光線逆追跡法により示す模式図である。図24(d)〜(f)は、図24(a)〜(c)に対応する接眼光学部123による視野範囲123aでの表示素子121の表示画面121aの観察態様を示す図である。なお、図24(d)〜(f)において、接眼光学部123による視野範囲123aは、瞳孔形状によって円形となっている。また、表示素子121は、接眼光学部123による視野範囲123aで観察可能な所定の有効画面サイズに相当する画面サイズの表示画面121aを有している。   FIG. 24 is a diagram for explaining the observation state of the display screen of the display element according to the mounting posture of the conventional head-mounted image display device. 24A to 24C are schematic diagrams illustrating image light when the image displayed on the display element 121 is observed with the eyeball 124 through the light guide unit 122 and the eyepiece optical unit 123 by the ray reverse tracking method. It is. FIGS. 24D to 24F are diagrams showing the observation modes of the display screen 121a of the display element 121 in the visual field range 123a by the eyepiece optical unit 123 corresponding to FIGS. 24A to 24C. In FIGS. 24D to 24F, the visual field range 123a by the eyepiece optical unit 123 is circular due to the pupil shape. The display element 121 has a display screen 121a having a screen size corresponding to a predetermined effective screen size that can be observed in the visual field range 123a by the eyepiece optical unit 123.

図24(a)に示すように、眼球124の視軸と接眼光学部123の光軸とが一致した適正な装着姿勢の場合は、画像光にケラレが生じないので、図24(d)に示すように、接眼光学部123による視野範囲123aに、表示素子121の表示画面121aの全てが表示される。   As shown in FIG. 24A, in an appropriate mounting posture in which the visual axis of the eyeball 124 and the optical axis of the eyepiece optical unit 123 coincide with each other, vignetting does not occur in the image light. As shown, the entire display screen 121 a of the display element 121 is displayed in the visual field range 123 a by the eyepiece optical unit 123.

これに対し、接眼光学部123の光軸が眼球124の視軸に対して、図24(b)に示すようにずれた装着姿勢の場合は、接眼光学部123による視野範囲123aに表示される表示素子121の表示画面121aが、図24(e)に示すように、例えば下方にずれるため、表示画面121aの下方部分の画像光にケラレが生じて、その部分の画像が観察できなくなる。同様に、接眼光学部123の光軸が眼球124の視軸に対して、図24(c)に示すように、図24(b)の場合とは逆方向にずれた装着姿勢の場合は、接眼光学部123による視野範囲123aに表示される表示素子121の表示画面121aが、図24(f)に示すように、例えば上方にずれるため、表示画面121aの上方部分の画像光にケラレが生じて、その部分の画像が観察できなくなる。   On the other hand, when the mounting posture is shifted as shown in FIG. 24B with respect to the visual axis of the eyeball 124, the optical axis of the eyepiece optical unit 123 is displayed in the visual field range 123a by the eyepiece optical unit 123. As shown in FIG. 24E, the display screen 121a of the display element 121 is displaced downward, for example, so that vignetting occurs in the image light in the lower part of the display screen 121a, and the image of that part cannot be observed. Similarly, as shown in FIG. 24C, the optical axis of the eyepiece optical unit 123 is shifted in the direction opposite to the case of FIG. Since the display screen 121a of the display element 121 displayed in the visual field range 123a by the eyepiece optical unit 123 is shifted upward, for example, as shown in FIG. 24F, vignetting occurs in the image light in the upper part of the display screen 121a. As a result, the image of that portion cannot be observed.

図24(e)や図24(f)に示すような観察状態の場合の対策としては、頭部装着型画像表示装置のタイプに応じて、図24(d)に示すように、視野範囲123aに表示画面121aの全てが表示されるように、すなわち、図24(a)に示したように、眼球124の視軸と接眼光学部123の光軸とが一致するように、装着姿勢を適正に再調整することが考えられる。   As a countermeasure in the observation state as shown in FIG. 24 (e) or FIG. 24 (f), as shown in FIG. 24 (d), the visual field range 123a depends on the type of the head-mounted image display device. The display screen 121a is displayed on the screen, that is, as shown in FIG. 24A, the wearing posture is appropriately adjusted so that the visual axis of the eyeball 124 matches the optical axis of the eyepiece optical unit 123. It may be possible to readjust.

しかしながら、頭部装着型画像表示装置のタイプによっては、再調整操作が面倒になる場合がある。また、観察者の頭部寸法は、上述したように個人差があるため、物理的に適正な装着姿勢に調整できない場合があったり、逆に適正な装着姿勢に調整すると、観察者によっては装置自体が目障りとなったりする等の不都合が生じることが懸念される。   However, the readjustment operation may be troublesome depending on the type of the head-mounted image display device. In addition, since the observer's head dimensions are different from person to person as described above, there may be cases where it cannot be adjusted to a physically appropriate mounting posture, or conversely, if the observer is adjusted to a proper mounting posture, depending on the observer, There is a concern that inconveniences such as annoying itself may occur.

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、観察者の所望の装着姿勢において、観察光学部による視野範囲の有効画面サイズで画像を観察できるように簡単に調整できる頭部装着型画像表示装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention made in view of the above point is to provide a head-mounted image that can be easily adjusted so that an image can be observed with an effective screen size in the visual field range by the observation optical unit in a desired mounting posture of the observer. It is to provide a display device.

上記目的を達成する請求項1に係る頭部装着型画像表示装置の発明は、観察者の頭部に装着された状態で該観察者の一方の眼球の視野内に配置される接眼光学部と、画像を表示する表示素子とを有し、前記表示素子に表示された画像の画像光を、前記接眼光学部を経て前記観察者の前記眼球に入射させるようにした頭部装着型画像表示装置において、
前記表示素子は、前記接眼光学部による視野範囲で観察可能な所定の有効画面サイズに相当する画面サイズよりも大きい表示可能画面サイズを有してなり、
前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御する表示領域調整手段を備え、
前記接眼光学部による視野範囲で前記有効画面サイズの画像を観察し得るように、前記表示領域調整手段により前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御して表示領域を調整可能に構成したことを特徴とするものである。
The invention of the head-mounted image display device according to claim 1 that achieves the above object includes an eyepiece optical unit disposed in the field of view of one eyeball of the observer while being attached to the head of the observer. A head-mounted image display device having a display element for displaying an image, and causing image light of the image displayed on the display element to enter the eyeball of the observer through the eyepiece optical unit In
The display element has a displayable screen size larger than a screen size corresponding to a predetermined effective screen size that can be observed in a visual field range by the eyepiece optical unit,
A display area adjusting means for controlling an address of a display area corresponding to the effective screen size in the display element;
The display area is adjusted by controlling the display area address corresponding to the effective screen size in the display element by the display area adjusting means so that the image of the effective screen size can be observed in the visual field range by the eyepiece optical unit. It is characterized by being able to be configured.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記表示可能画面サイズの対角線の長さをP、前記接眼光学部の前記表示素子側の焦点距離をf、前記眼球の瞳孔の直径をd、前記瞳孔から前記接眼光学部までの距離をW、前記接眼光学部の対角線の長さをDとするとき、
P/2/f>d/2/W, P/2/f>D/2/W
を満足するように構成したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 is the head-mounted image display device according to claim 1,
The length of the diagonal line of the displayable screen size is P, the focal length of the eyepiece optical unit on the display element side is f, the diameter of the pupil of the eyeball is d, the distance from the pupil to the eyepiece optical unit is W, When the length of the diagonal line of the eyepiece optical unit is D,
P / 2 / f> d / 2 / W, P / 2 / f> D / 2 / W
It is characterized by having comprised so that.

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記表示素子からの画像光を前記接眼光学部に導光する導光部を有し、前記接眼光学部を含む前記導光部の少なくとも導光先端部分における観察者の視軸方向への投影断面の幅が、前記眼球の瞳孔の直径よりも小さい4mm以下であることを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the head-mounted image display device according to claim 1 or 2,
A light guide part for guiding image light from the display element to the eyepiece optical part, and a projection cross section in an observer's visual axis direction at least at a light guide tip part of the light guide part including the eyepiece optical part; Is less than 4 mm, which is smaller than the diameter of the pupil of the eyeball.

請求項4に係る発明は、請求項3に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記導光部は、観察者の視軸方向への投影断面の幅が、前記表示素子から画像光が入射する入射端部側から、前記接眼光学部へ画像光を射出する射出端部側に向けて小さくなるテーパ形状を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the head-mounted image display device according to claim 3,
The light guide unit has a width of a projection cross section in the visual axis direction of an observer from an incident end side where image light is incident from the display element to an emission end side where the image light is emitted to the eyepiece optical unit. It has a tapered shape that becomes smaller toward the surface.

請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記表示領域調整手段は、
前記表示素子上での表示位置情報を含む調整用画像の画像データを格納する調整用画像メモリと、
前記表示素子に表示された前記調整用画像の所望の表示位置情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置情報に基づいて、前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御する表示制御部と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the head-mounted image display device according to any one of claims 1 to 4,
The display area adjusting means includes
An adjustment image memory for storing image data of an adjustment image including display position information on the display element;
An input unit for inputting desired display position information of the image for adjustment displayed on the display element;
A display control unit that controls an address of a display area corresponding to the effective screen size in the display element, based on the display position information input from the input unit;
It is characterized by having.

請求項6に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記表示領域調整手段は、
前記有効画面サイズに相当する画面サイズの調整用画像の画像データを格納する調整用画像メモリと、
前記表示素子に表示された前記調整用画像の表示位置移動情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置移動情報に基づいて、前記表示素子上で前記調整用画像の表示位置を移動する表示制御部と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the head-mounted image display device according to any one of claims 1 to 4,
The display area adjusting means includes
An adjustment image memory for storing image data of an adjustment image having a screen size corresponding to the effective screen size;
An input unit for inputting display position movement information of the adjustment image displayed on the display element;
A display control unit that moves the display position of the adjustment image on the display element based on the display position movement information input from the input unit;
It is characterized by having.

請求項7に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記表示領域調整手段は、
前記表示素子に表示された前記有効画面サイズに相当する画面サイズの入力画像の表示位置移動情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置移動情報に基づいて、前記表示素子上で前記入力画像の表示位置を移動する表示制御部と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 7 is the head-mounted image display device according to any one of claims 1 to 4,
The display area adjusting means includes
An input unit for inputting display position movement information of an input image having a screen size corresponding to the effective screen size displayed on the display element;
A display control unit that moves the display position of the input image on the display element based on the display position movement information input from the input unit;
It is characterized by having.

本発明によれば、表示素子の表示可能画面サイズを、接眼光学部による視野範囲で観察可能な有効画面サイズに相当する画面サイズよりも大きくして、表示領域調整手段により表示領域のアドレスを制御して有効画面サイズの表示領域を電気的に調整するので、観察者は、頭部装着型画像表示装置を自分に合った所望の装着姿勢のままで、有効画面サイズの画像が観察できるように簡単に調整することが可能となる。   According to the present invention, the displayable screen size of the display element is made larger than the screen size corresponding to the effective screen size that can be observed in the visual field range by the eyepiece optical unit, and the display area adjusting means controls the display area address Thus, the display area of the effective screen size is electrically adjusted, so that the observer can observe the image of the effective screen size while keeping the head-mounted image display device in a desired wearing posture suitable for him / her. Easy adjustment is possible.

本発明の第1実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置の要部の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the principal part of the head mounted image display apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示した頭部装着型画像表示装置の要部の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the principal part of the head mounted image display apparatus shown in FIG. 図1に示した観察光学部の観察者の視軸方向への投影断面の幅と瞳孔径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the width of the projection cross section to the observer's visual axis direction of the observation optical part shown in FIG. 1, and a pupil diameter. 図1に示した頭部装着型画像表示装置の装着姿勢による表示素子の表示画面の観察状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the observation state of the display screen of a display element by the mounting attitude | position of the head mounted image display apparatus shown in FIG. 図1に示した表示素子上での有効画面サイズに相当する表示領域の調整法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adjustment method of the display area corresponded to the effective screen size on the display element shown in FIG. 図1に示した頭部装着型画像表示装置における表示素子と有効画面サイズとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the display element in the head mounted image display apparatus shown in FIG. 1, and an effective screen size. 図1に示した頭部装着型画像表示装置の要部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the principal part of the head mounted image display apparatus shown in FIG. 図7に示した調整用画像メモリに格納する調整用画像を示す図である。It is a figure which shows the image for adjustment stored in the image memory for adjustment shown in FIG. 第1実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation | movement of the adjustment mode by the head mounted image display apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図9に示したステップS13による調整用画像の表示態様を示す図である。It is a figure which shows the display mode of the image for adjustment by step S13 shown in FIG. 図9に示したステップS15での処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process in step S15 shown in FIG. 本発明の第2実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置で用いる位置調整用画像を示す図である。It is a figure which shows the image for position adjustment used with the head mounted image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the adjustment mode by the head mounted image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図13に示したステップS28での処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process in step S28 shown in FIG. 本発明の第3実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置で用いる位置調整用画像を示す図である。It is a figure which shows the image for position adjustment used with the head mounted image display apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the adjustment mode by the head mounted image display apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図16に示したステップS37で移動調整される微調整用画像の表示位置を示す図である。It is a figure which shows the display position of the image for fine adjustment moved and adjusted by step S37 shown in FIG. 本発明の第4実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the adjustment mode by the head mounted image display apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図18に示したステップS44で移動調整される調整用画像の表示位置を示す図である。It is a figure which shows the display position of the image for adjustment adjusted by movement by step S44 shown in FIG. 本発明の第5実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置の動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement of the head mounted image display apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明に係る頭部装着型画像表示装置の変形例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the modification of the head mounted image display apparatus which concerns on this invention. 従来提案されているヘッドセット型の頭部装着型画像表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headset type head mounted image display apparatus proposed conventionally. 従来提案されている眼鏡型の頭部装着型画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the spectacles type head mounted image display apparatus proposed conventionally. 従来の頭部装着型画像表示装置の装着姿勢による表示素子の表示画面の観察状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the observation state of the display screen of the display element by the mounting attitude | position of the conventional head mounted image display apparatus.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施の形態)
図1および図2は、本発明の第1実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置の要部の構成を示す概略斜視図および概略平面図である。この頭部装着型画像表示装置20は、眼鏡10に着脱自在に装着可能な右眼タイプのもので、映像表示部21と、該映像表示部21から分離された観察光学部22とを有する。映像表示部21には、観察すべき画像を表示する液晶表示素子や有機EL素子等の表示素子23および該表示素子23に画像を表示するための周辺回路が搭載されている。この映像表示部21は、取り付け部24を介して眼鏡10の右側のテンプル11Rに固定されて、表示素子23に表示された画像の画像光を、窓部21aから前方に射出して、観察光学部22に入射させるようになっている。
(First embodiment)
1 and 2 are a schematic perspective view and a schematic plan view showing a configuration of a main part of the head-mounted image display device according to the first embodiment of the present invention. The head-mounted image display device 20 is a right-eye type that can be detachably attached to the glasses 10, and includes a video display unit 21 and an observation optical unit 22 separated from the video display unit 21. The video display unit 21 is equipped with a display element 23 such as a liquid crystal display element or an organic EL element that displays an image to be observed, and a peripheral circuit for displaying an image on the display element 23. The video display unit 21 is fixed to the temple 11R on the right side of the glasses 10 via the attachment unit 24, and emits image light of an image displayed on the display element 23 forward from the window unit 21a, thereby observing optics. The light is incident on the portion 22.

観察光学部22は、プラスチックやガラス等からなる導光部25および接眼光学部26を有する。この観察光学部22は、クリップ式のホルダ27を介して右眼レンズ12Rに保持される。また、観察光学部22は、ホルダ27に取り付けられたアーム28を介して、眼鏡10の右側の鎧(智)13Rとテンプル11Rとを回動可能に連結する蝶番14Rに、ビス15Rを介して支持される。そして、映像表示部21の窓部21aから射出された画像光が、導光部25の一端部側から入射して該導光部25内で複数回反射させて他端部側から射出され、この導光部25から射出された画像光が接眼光学部26を経て、図2に示すように観察者の眼球(この場合、右眼球)30に向けて射出されるようになっている。これにより、観察者は、視線を接眼光学部26に向けることにより、映像表示部21の表示素子23に表示された画像の拡大虚像が観察可能となる。   The observation optical unit 22 includes a light guide unit 25 and an eyepiece optical unit 26 made of plastic or glass. The observation optical unit 22 is held by the right eye lens 12R via a clip-type holder 27. Also, the observation optical unit 22 is connected to a hinge 14R that rotatably connects the armor (R) 13R on the right side of the glasses 10 and the temple 11R via an arm 28 attached to a holder 27 via a screw 15R. Supported. Then, the image light emitted from the window portion 21a of the video display unit 21 is incident from one end side of the light guide unit 25, reflected multiple times in the light guide unit 25, and emitted from the other end side, The image light emitted from the light guide unit 25 passes through the eyepiece optical unit 26 and is emitted toward the observer's eyeball (in this case, the right eyeball) 30 as shown in FIG. Thereby, the observer can observe the enlarged virtual image of the image displayed on the display element 23 of the video display unit 21 by directing his / her line of sight toward the eyepiece optical unit 26.

本実施の形態では、表示素子23の表示可能画面サイズを、接眼光学部26の視野範囲で観察可能な有効画面サイズに相当する画面サイズよりも大きくする。また、導光部25は、表示素子23からの表示可能画面サイズの画像光が入射可能に構成する。そして、観察者において有効画面サイズの画像が観察できるように、表示素子23における有効画面サイズに相当する表示領域を電気的に調整可能とする。   In the present embodiment, the displayable screen size of the display element 23 is set larger than the screen size corresponding to the effective screen size that can be observed in the visual field range of the eyepiece optical unit 26. Further, the light guide unit 25 is configured so that image light having a displayable screen size from the display element 23 can be incident thereon. Then, the display area corresponding to the effective screen size in the display element 23 can be electrically adjusted so that the observer can observe an image of the effective screen size.

また、導光部25および接眼光学部26を含む観察光学部22の観察者の視軸方向への投影断面の幅は、図3に示すように、眼球30の瞳孔30aの直径よりも小さく、例えば、平均的な瞳孔径よりも小さい4mm以下とする。これにより、導光部25および観察光学部26がシースルーとなって外界が見えるようにする。なお、本実施の形態では、導光部25を、観察者の視軸方向への投影断面の幅が、画像光の入射端部側から射出端部側に向けて小さくなるテーパ形状としている。このように、テーパ形状とすることで、接眼光学部26をより細くすることができ、シースルー効果を高めることができる。また、眼球30と接眼光学部26の光軸とがズレた場合でも、導光部25の入射端部が太いことで入射部開口によるケラレが発生しにくくできる利点がある。さらには、導光部25の入射部開口に合わせた、より大きな表示素子23が配置できるため表示位置移動範囲が大きく取れ、観察者の調整可能範囲を大きく取ることができる。   Further, the width of the projection cross section of the observation optical unit 22 including the light guide unit 25 and the eyepiece optical unit 26 in the visual axis direction of the observer is smaller than the diameter of the pupil 30a of the eyeball 30, as shown in FIG. For example, it is set to 4 mm or less, which is smaller than the average pupil diameter. Thereby, the light guide part 25 and the observation optical part 26 become see-through so that the outside world can be seen. In the present embodiment, the light guide section 25 has a tapered shape in which the width of the projected cross section in the visual axis direction of the observer decreases from the incident end side to the exit end side of the image light. Thus, by making it taper shape, the eyepiece optical part 26 can be made thinner and the see-through effect can be enhanced. Further, even when the eyeball 30 and the optical axis of the eyepiece optical unit 26 are misaligned, there is an advantage that vignetting due to the entrance opening is less likely to occur due to the thick incident end of the light guide unit 25. Furthermore, since a larger display element 23 can be arranged in accordance with the incident part opening of the light guide part 25, the display position movement range can be increased and the adjustable range of the observer can be increased.

以上のように、表示素子23の表示可能画面サイズを、接眼光学部26により観察可能な有効画面サイズに相当する画面サイズよりも大きくすれば、例えば、図4(a)に示すように、接眼光学部26の光軸が眼球30の視軸に対してある程度ずれていても、図4(b)に示すように、表示素子23の表示可能画面サイズ23a内に、接眼光学部26の視野範囲26aによる所定の有効画面サイズ35に相当する表示領域を位置させることができる。なお、図4(a)は、表示素子23に表示される画像を、導光部25および接眼光学部26を経て眼球30で観察する場合の画像光を光線逆追跡法により示す模式図である。   As described above, if the displayable screen size of the display element 23 is made larger than the screen size corresponding to the effective screen size observable by the eyepiece optical unit 26, for example, as shown in FIG. Even if the optical axis of the eye optical unit 26 is deviated from the visual axis of the eyeball 30 to some extent, the visual field range of the eyepiece optical unit 26 is within the displayable screen size 23a of the display element 23 as shown in FIG. A display area corresponding to a predetermined effective screen size 35 by 26a can be located. 4A is a schematic diagram showing image light when the image displayed on the display element 23 is observed with the eyeball 30 through the light guide unit 25 and the eyepiece optical unit 26 by the ray reverse tracking method. .

したがって、装置の装着姿勢に基づく、表示素子23の表示可能画面サイズ23aと、接眼光学部26の視野範囲26aによる有効画面サイズ35との相対位置関係に応じて、表示素子23の表示可能画面サイズ23a内で、画像を表示するアドレスを制御して、図5に示すように、有効画面サイズ35に相当する表示領域35aを移動調整すれば、観察者は所定の有効画面サイズ35の画像を観察することが可能となる。   Therefore, the displayable screen size of the display element 23 according to the relative positional relationship between the displayable screen size 23a of the display element 23 and the effective screen size 35 based on the visual field range 26a of the eyepiece optical unit 26 based on the mounting posture of the apparatus. If the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 is moved and adjusted as shown in FIG. 5 by controlling the address at which the image is displayed within the image 23a, the observer observes the image having the predetermined effective screen size 35. It becomes possible to do.

ここで、表示素子23の表示可能画面サイズ23aは、好ましくは、以下の条件を満足するように構成する。すなわち、図6に模式的に示すように、表示素子23における表示可能画面サイズ23aの対角線の長さをP、接眼光学部26の表示素子23側の焦点距離をf、眼球30の瞳孔30aの直径をd、瞳孔30aから接眼光学部26までの距離(アイリリーフ)をW、接眼光学部26の対角線の長さをDとするとき、P/2/f>d/2/W, P/2/f>D/2/W、を満足するように構成する。   Here, the displayable screen size 23a of the display element 23 is preferably configured to satisfy the following conditions. That is, as schematically shown in FIG. 6, the length of the diagonal line of the displayable screen size 23a in the display element 23 is P, the focal length on the display element 23 side of the eyepiece optical unit 26 is f, and the pupil 30a of the eyeball 30 is When the diameter is d, the distance (eye relief) from the pupil 30a to the eyepiece optical unit 26 is W, and the length of the diagonal line of the eyepiece optical unit 26 is D, P / 2 / f> d / 2 / W, P / 2 / f> D / 2 / W is satisfied.

図7は、本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20の要部の回路構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20は、表示素子23に表示する画像の画像データを格納する表示用画像メモリ41と、表示素子23に表示する有効画面サイズの画像の表示領域を設定するアドレス情報を格納する表示領域メモリ42と、表示素子23への画像の表示制御を含む全体の動作を制御する制御部43と、表示素子23上での表示位置情報を含む調整用画像の画像データを格納する調整用画像メモリ44と、動作モードや、表示素子23に表示された調整用画像の所望の表示位置情報等を入力可能な入力部45とを有する。   FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of a main part of the head-mounted image display device 20 according to the present embodiment. The head-mounted image display device 20 according to the present embodiment includes a display image memory 41 for storing image data of an image to be displayed on the display element 23, and an image display area having an effective screen size to be displayed on the display element 23. Display area memory 42 for storing address information for setting the image, a control unit 43 for controlling the overall operation including display control of the image on the display element 23, and an adjustment image including display position information on the display element 23 An adjustment image memory 44 for storing the image data, and an input unit 45 capable of inputting an operation mode, desired display position information of the adjustment image displayed on the display element 23, and the like.

図8は、図7に示した調整用画像メモリ44に格納する調整用画像を示す図である。この調整用画像51は、表示素子23の表示可能画面サイズ23aの全面に相当する領域を、水平(X)方向および垂直(Y)方向にマトリックス状に分割し、その各分割領域(以下、セルと呼ぶ)に、当該セルの表示位置情報(座標、記号、イメージ等)を記録したものである。なお、ここでは、各セルの表示位置情報として、各セルの上欄にX方向の位置、下欄にY方向の位置を示す座標を記録している。   FIG. 8 is a diagram showing an adjustment image stored in the adjustment image memory 44 shown in FIG. The adjustment image 51 divides an area corresponding to the entire displayable screen size 23a of the display element 23 into a matrix in the horizontal (X) direction and the vertical (Y) direction, and each divided area (hereinafter referred to as a cell). The display position information (coordinates, symbols, images, etc.) of the cell is recorded. Here, as the display position information of each cell, coordinates indicating the position in the X direction in the upper column of each cell and the position in the Y direction in the lower column are recorded.

本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20は、動作モードとして、所望の入力画像を表示する通常モードと、表示素子23上での有効画面サイズ35に相当する表示領域35aを調整する調整モードとのいずれかを入力部45により選択可能となっている。   The head-mounted image display device 20 according to the present embodiment adjusts the normal mode for displaying a desired input image and the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 on the display element 23 as operation modes. Either of the adjustment modes can be selected by the input unit 45.

ここで、通常モードが選択された場合、制御部43は、表示すべき入力画像データを表示用画像メモリ41に一旦格納して、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報に基づいて、有効画面サイズ35に相当する表示素子23の対応する表示領域35aに、入力画像データからなる画像を表示する。ここで、表示領域メモリ42に格納するアドレス情報は、予め設定されたデフォルト値、または、後述する調整モードで算出されたアドレス情報とする。   Here, when the normal mode is selected, the control unit 43 temporarily stores the input image data to be displayed in the display image memory 41 and based on the display area address information stored in the display area memory 42. Thus, an image composed of the input image data is displayed in the display area 35 a corresponding to the display element 23 corresponding to the effective screen size 35. Here, the address information stored in the display area memory 42 is a preset default value or address information calculated in an adjustment mode described later.

これに対し、調整モードが選択された場合は、制御部43は、例えば図9に示すフローチャートに従って、表示素子23上での有効画面サイズ35に相当する表示領域35aの位置を調整する。   On the other hand, when the adjustment mode is selected, the control unit 43 adjusts the position of the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 on the display element 23, for example, according to the flowchart shown in FIG.

すなわち、調整モードが選択された場合、制御部43は、先ず、調整用画像メモリ44に格納されている調整用画像51の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS11)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報をリセットして(ステップS12)、表示用画像メモリ41に読み込んだ画像データからなる調整用画像51を、表示素子23の表示可能画面サイズ23aに全画面表示する(ステップS13)。   That is, when the adjustment mode is selected, the control unit 43 first reads the image data of the adjustment image 51 stored in the adjustment image memory 44 into the display image memory 41 (step S11). Next, the control unit 43 resets the address information of the display area stored in the display area memory 42 (step S12), and displays the adjustment image 51 including the image data read into the display image memory 41. Full screen display is performed on the displayable screen size 23a of the element 23 (step S13).

これにより、図10に示すように、接眼光学部26による視野範囲26aをカバーするような調整用画像51を表示して、観察者において、視野範囲26aの中心部に表示されているセルの表示位置情報を、入力部45を介して入力可能とする。なお、入力部45は、表示位置情報を、例えば、テンキーや所定の入力ボタンの複数回押し等により入力するように構成することができる。   As a result, as shown in FIG. 10, the adjustment image 51 that covers the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26 is displayed, and the observer displays the cell displayed at the center of the visual field range 26a. Position information can be input via the input unit 45. The input unit 45 can be configured to input the display position information by, for example, pressing a numeric keypad or a predetermined input button a plurality of times.

その後、制御部43は、入力部45から表示位置情報が入力されたのを検知すると(ステップS14)、入力された表示位置情報に基づいて、有効画面サイズ35に相当する表示素子23の表示領域35aのアドレスを算出して(ステップS15)、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する(ステップS16)。例えば、図10に示したように、視野範囲26aの中央部にX位置「35」、Y位置「46」のセルが表示され、その表示位置情報が入力部45から入力された場合、制御部43は、図11に示すように、表示素子23上で、X方向「35」、Y方向「46」に相当する分割領域を中心部とする有効画面サイズ35に相当する表示領域35aのアドレスを算出して、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する。これにより、その後の通常モードにおいて、接眼光学部26による視野範囲26aで有効画面サイズ35の画像を観察することが可能となる。   Thereafter, when the control unit 43 detects that the display position information is input from the input unit 45 (step S14), the display area of the display element 23 corresponding to the effective screen size 35 based on the input display position information. The address 35a is calculated (step S15), and the address information is stored in the display area memory 42 (step S16). For example, as shown in FIG. 10, when the cell at the X position “35” and the Y position “46” is displayed at the center of the visual field range 26a and the display position information is input from the input unit 45, the control unit 11, the address of the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 centered on the divided area corresponding to the X direction “35” and the Y direction “46” on the display element 23, as shown in FIG. The address information is calculated and stored in the display area memory 42. As a result, in the subsequent normal mode, an image having an effective screen size 35 can be observed in the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26.

したがって、本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20において、表示領域メモリ42および制御部43は表示制御部を構成し、これら表示領域メモリ42および制御部43と、調整用画像メモリ44および入力部45とにより、表示領域調整手段を構成している。なお、図7に示した表示用画像メモリ41、表示領域メモリ42、制御部43および調整用画像メモリ44は、図1および図2に示した映像表示部21に搭載し、入力部45は、映像表示部21の外面に、テンキーや入力ボタン等の入力操作部を設けて、映像表示部21に搭載することができる。また、表示用画像メモリ41、表示領域メモリ42および制御部43は、映像表示部21に搭載し、調整用画像メモリ44および入力部45は、映像表示部21とは別筐体に設けて、有線または無線により接続するなど、多様なレイアウトが可能である。   Therefore, in the head-mounted image display device 20 according to the present embodiment, the display area memory 42 and the control unit 43 constitute a display control unit, and the display area memory 42 and the control unit 43 and the adjustment image memory 44. The display unit is configured by the input unit 45. The display image memory 41, the display area memory 42, the control unit 43, and the adjustment image memory 44 shown in FIG. 7 are mounted on the video display unit 21 shown in FIGS. 1 and 2, and the input unit 45 is An input operation unit such as a numeric keypad or an input button can be provided on the outer surface of the video display unit 21 and mounted on the video display unit 21. The display image memory 41, the display area memory 42, and the control unit 43 are mounted on the video display unit 21, and the adjustment image memory 44 and the input unit 45 are provided in a separate housing from the video display unit 21, Various layouts are possible, such as wired or wireless connection.

以上のように、本実施の形態では、調整モードにおいて、接眼光学部26による視野範囲26aで観察可能な有効画面サイズ35に相当する表示領域35aよりも大きい表示可能画面サイズ23aを有する表示素子23の全画面に調整用画像51を表示し、その調整用画像51の視野範囲26aの中心部に表示されているセルの表示位置情報を入力部45から入力することにより、有効画面サイズ35の画像が観察できるように、表示領域35aの位置を調整する。したがって、頭部装着型画像表示装置20の眼鏡10への取り付け状態や、観察者の頭部寸法、あるいは、眼鏡10の掛け具合等に拘らず、観察者は、頭部装着型画像表示装置20を自分に合った所望の姿勢で装着した状態で、視野範囲26aの有効画面サイズ35で画像を観察できるように簡単に調整することができる。   As described above, in the present embodiment, in the adjustment mode, the display element 23 having the displayable screen size 23a larger than the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 that can be observed in the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26. The adjustment image 51 is displayed on the entire screen of the image, and the display position information of the cell displayed at the center of the visual field range 26a of the adjustment image 51 is input from the input unit 45, whereby the image of the effective screen size 35 is displayed. The position of the display area 35a is adjusted so that can be observed. Therefore, regardless of the attachment state of the head-mounted image display device 20 to the glasses 10, the size of the head of the observer, the degree of wearing of the glasses 10, etc., the observer can select the head-mounted image display device 20. Can be easily adjusted so that the image can be observed with the effective screen size 35 of the visual field range 26a in a state where the user wears the camera in a desired posture suitable for him.

(第2実施の形態)
図12(a)および(b)は、本発明の第2実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置で用いる位置調整用画像を示す図である。本実施の形態は、第1実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20において、図8に示した位置調整用画像51に代えて、粗調整用画像55と微調整用画像56との2枚の位置調整用画像の画像データを、図7に示した調整用画像メモリ44に格納する。
(Second Embodiment)
FIGS. 12A and 12B are views showing position adjustment images used in the head-mounted image display device according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the head-mounted image display device 20 according to the first embodiment, a rough adjustment image 55 and a fine adjustment image 56 are used instead of the position adjustment image 51 shown in FIG. Image data of two position adjustment images is stored in the adjustment image memory 44 shown in FIG.

ここで、粗調整用画像55は、図12(a)に示すように、表示素子23の表示可能画面サイズの全面に相当する領域を、図8に示した調整用画像51よりも粗くマトリックス状に分割し、その各セルに表示位置情報を記録したものである。ここでは、各セルの表示位置情報として、各セルの右側にX方向の位置、左側にY方向の位置を示す座標を記録している。また、微調整用画像56は、図12(b)に示すように、有効画面サイズ35に相当する画面サイズを、粗調整用画像55と同じ分割数でマトリックス状に分割して、その各セルに同様に表示位置情報を記録したものである。なお、粗調整用画像55の各セルのサイズは、微調整用画像56よりも小さく、かつ視野範囲26aに複数のセルの一部または全部が位置する大きさとする。図12(a)および(b)には、粗調整用画像55および微調整用画像56のサイズを比較するため、接眼光学部26の視野範囲26aも示している。   Here, as shown in FIG. 12A, the coarse adjustment image 55 has a region corresponding to the entire displayable screen size of the display element 23 that is coarser than the adjustment image 51 shown in FIG. The display position information is recorded in each cell. Here, as the display position information of each cell, coordinates indicating the position in the X direction on the right side and the position in the Y direction on the left side are recorded. Further, as shown in FIG. 12B, the fine adjustment image 56 is obtained by dividing the screen size corresponding to the effective screen size 35 into a matrix with the same number of divisions as the coarse adjustment image 55. Similarly, display position information is recorded. Note that the size of each cell of the coarse adjustment image 55 is smaller than that of the fine adjustment image 56, and is such that some or all of the plurality of cells are located in the visual field range 26a. FIGS. 12A and 12B also show the visual field range 26 a of the eyepiece optical unit 26 in order to compare the sizes of the coarse adjustment image 55 and the fine adjustment image 56.

本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置は、第1実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置20において、図9に示した調整モードの動作が異なる。したがって、以下、調整モードの動作について、第1実施の形態で示した参照符号を使用して説明し、その他の構成および動作については、第1実施の形態と同様であるので説明を省略する。   The head-mounted image display device according to the present embodiment is different from the head-mounted image display device 20 according to the first embodiment in the operation of the adjustment mode shown in FIG. Therefore, hereinafter, the operation in the adjustment mode will be described using the reference numerals shown in the first embodiment, and the other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図13は、調整モードの動作を示すフローチャートである。調整モードが選択された場合、制御部43は、先ず、調整用画像メモリ44に格納されている粗調整用画像55の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS21)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報をリセットして(ステップS22)、表示用画像メモリ41に読み込んだ画像データからなる粗調整用画像55を表示素子23の全画面に表示する(ステップS23)。   FIG. 13 is a flowchart showing the operation in the adjustment mode. When the adjustment mode is selected, the control unit 43 first reads the image data of the coarse adjustment image 55 stored in the adjustment image memory 44 into the display image memory 41 (step S21). Next, the control unit 43 resets the address information of the display area stored in the display area memory 42 (step S22), and displays the coarse adjustment image 55 including the image data read into the display image memory 41. It is displayed on the entire screen of the element 23 (step S23).

これにより、図12(a)に示したように、表示素子23の全画面に接眼光学部26による視野範囲26aをカバーするような粗調整用画像55を表示して、観察者により、視野範囲26aの中心部に表示されているセルの表示位置情報を、入力部45を介して入力可能とする。例えば、図12(a)の場合、視野範囲26aの中央部にセル「33」が表示されているので、観察者により、例えば、入力部45に設けられたXボタンを3回、Yボタンを3回操作した後、決定ボタンを操作することにより、セル「33」の表示位置情報を入力可能とする。   As a result, as shown in FIG. 12A, the coarse adjustment image 55 that covers the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26 is displayed on the entire screen of the display element 23, and the visual field range is displayed by the observer. The display position information of the cell displayed at the center of 26 a can be input via the input unit 45. For example, in the case of FIG. 12A, since the cell “33” is displayed in the center of the visual field range 26a, the observer presses the X button provided in the input unit 45 three times and the Y button, for example. After operating three times, the display position information of the cell “33” can be input by operating the enter button.

その後、制御部43は、入力部45から粗調整用画像55の表示位置情報が入力されたのを検知すると(ステップS24)、入力された表示位置情報に基づいて、当該セル位置を中心に微調整用画像56を表示するためのアドレスを算出して、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する。そして、調整用画像メモリ44に格納されている微調整用画像56の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS25)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されたアドレス情報に基づいて微調整用画像56を表示して(ステップS26)、観察者により、視野範囲26aの中心部に表示されている当該微調整用画像56のセルの表示位置情報を、入力部45を介して入力可能とする。例えば、図12(b)の場合、視野範囲26aの中央部にセル「32」が表示されているので、観察者により、セル「32」の表示位置情報を入力可能とする。   Thereafter, when the control unit 43 detects that the display position information of the coarse adjustment image 55 is input from the input unit 45 (step S24), the control unit 43 finely focuses on the cell position based on the input display position information. An address for displaying the adjustment image 56 is calculated, and the address information is stored in the display area memory 42. Then, the image data of the fine adjustment image 56 stored in the adjustment image memory 44 is read into the display image memory 41 (step S25). Next, the control unit 43 displays the fine adjustment image 56 based on the address information stored in the display area memory 42 (step S26) and is displayed at the center of the visual field range 26a by the observer. The display position information of the cell of the fine adjustment image 56 can be input via the input unit 45. For example, in the case of FIG. 12B, since the cell “32” is displayed at the center of the visual field range 26a, the display position information of the cell “32” can be input by the observer.

その後、制御部43は、入力部45から微調整用画像56の表示位置情報が入力されたのを検知すると(ステップS27)、入力された表示位置情報に基づいて、有効画面サイズ35に相当する表示素子23の表示領域35aのアドレスを算出して(ステップS28)、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する(ステップS29)。例えば、図12(b)に示したように、視野範囲26aの中央部にセル「32」が表示され、その表示位置情報が入力部45から入力された場合、制御部43は、図14に示すように、表示素子23上で、微調整用画像56のセル「32」を中心部とする有効画面サイズ35に相当する表示領域35aのアドレスを算出して、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する。これにより、その後の通常モードにおいて、接眼光学部26による視野範囲26aで有効画面サイズ35の画像を観察することが可能となる。   Thereafter, when the control unit 43 detects that the display position information of the fine adjustment image 56 is input from the input unit 45 (step S27), it corresponds to the effective screen size 35 based on the input display position information. The address of the display area 35a of the display element 23 is calculated (step S28), and the address information is stored in the display area memory 42 (step S29). For example, as shown in FIG. 12B, when the cell “32” is displayed at the center of the visual field range 26a and the display position information is input from the input unit 45, the control unit 43 As shown, the address of the display area 35a corresponding to the effective screen size 35 centered on the cell “32” of the fine adjustment image 56 is calculated on the display element 23, and the address information is displayed in the display area memory 42. To store. As a result, in the subsequent normal mode, an image having an effective screen size 35 can be observed in the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26.

本実施の形態によれば、調整モードにおいて、粗調整用画像55と微調整用画像56との階層的な2枚の位置調整用画像を用いて、段階的に調整可能としたので、第1実施の形態の場合と比較して、有効画面サイズ35の画像が観察できる表示領域35aの位置をより簡便、かつ高精度で調整することが可能となる。   According to the present embodiment, in the adjustment mode, it is possible to adjust in stages using two hierarchical position adjustment images, the coarse adjustment image 55 and the fine adjustment image 56. Compared to the case of the embodiment, the position of the display area 35a where the image of the effective screen size 35 can be observed can be adjusted more easily and with high accuracy.

(第3実施の形態)
図15(a)および(b)は、本発明の第3実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置で用いる位置調整用画像を示す図である。本実施の形態は、第2実施の形態と同様に、粗調整用画像65と微調整用画像66との2枚の位置調整用画像の画像データを、図7に示した調整用画像メモリ44に格納する。
(Third embodiment)
FIGS. 15A and 15B are views showing position adjustment images used in the head-mounted image display device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, as in the second embodiment, the image data of the two position adjustment images, ie, the coarse adjustment image 65 and the fine adjustment image 66 are converted into the adjustment image memory 44 shown in FIG. To store.

ここで、粗調整用画像65は、図15(a)に示すように、図12(a)に示した粗調整用画像55と同様に、表示素子23の表示可能画面サイズの全面に相当する領域をマトリックス状に粗に分割し、その各セルに表示位置情報を記録したものである。また、微調整用画像66は、図15(b)に示すように、粗調整用画像65の一つのセルサイズとともに、その周囲を取り囲むように複数の画面サイズを、最外周の画面サイズが有効画面サイズ35に相当するように視認可能な画像として記録したものである。   Here, as shown in FIG. 15A, the coarse adjustment image 65 corresponds to the entire displayable screen size of the display element 23 as in the coarse adjustment image 55 shown in FIG. The area is roughly divided into a matrix and display position information is recorded in each cell. Further, as shown in FIG. 15B, the fine adjustment image 66 has a single cell size of the coarse adjustment image 65 and a plurality of screen sizes so as to surround the periphery, and the outermost screen size is effective. It is recorded as a visually recognizable image corresponding to the screen size 35.

以下、本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作について、第1実施の形態で示した参照符号を使用して説明する。その他の構成および動作は、第1実施の形態と同様であるので説明を省略する。   Hereinafter, the operation in the adjustment mode by the head-mounted image display device according to the present embodiment will be described using the reference numerals shown in the first embodiment. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図16は、調整モードの動作を示すフローチャートである。調整モードが選択された場合、制御部43は、先ず、調整用画像メモリ44に格納されている粗調整用画像65の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS31)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報をリセットして(ステップS32)、表示用画像メモリ41に読み込んだ画像データからなる粗調整用画像65を表示素子23の全画面に表示する(ステップS33)。   FIG. 16 is a flowchart showing the operation in the adjustment mode. When the adjustment mode is selected, the control unit 43 first reads the image data of the coarse adjustment image 65 stored in the adjustment image memory 44 into the display image memory 41 (step S31). Next, the control unit 43 resets the address information of the display area stored in the display area memory 42 (step S32), and displays the coarse adjustment image 65 composed of the image data read into the display image memory 41. It is displayed on the entire screen of the element 23 (step S33).

これにより、図15(a)に示したように、接眼光学部26による視野範囲26aをカバーするような粗調整用画像65を表示して、観察者により、視野範囲26aの中心部に表示されているセルの表示位置情報を、入力部45を介して入力可能とする。例えば、図15(a)の場合、視野範囲26aの中央部にセル「33」が表示されているので、観察者により、入力部45を介して第2実施の形態で説明したと同様にして、セル「33」の表示位置情報を入力可能とする。   As a result, as shown in FIG. 15A, the coarse adjustment image 65 that covers the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26 is displayed and displayed by the observer at the center of the visual field range 26a. The display position information of the current cell can be input via the input unit 45. For example, in the case of FIG. 15A, since the cell “33” is displayed at the center of the visual field range 26a, the observer performs the same as described in the second embodiment via the input unit 45. The display position information of the cell “33” can be input.

その後、制御部43は、入力部45から粗調整用画像55の表示位置情報が入力されたのを検知すると(ステップS34)、入力された表示位置情報に基づいて、当該セル位置を中心に微調整用画像66を表示するためのアドレスを算出して、そのアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する。そして、調整用画像メモリ44に格納されている微調整用画像66の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS35)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されたアドレス情報に基づいて図15(b)に示すように微調整用画像66を表示する(ステップS36)。これにより、観察者において、入力部45に設けられた例えば移動キーの操作により、図15(b)に示すように、微調整用画像66の表示位置を、表示素子23上で移動させる調整操作を実行させる(ステップS37)。この調整操作において、制御部43は、入力部45から表示位置移動情報が入力されると、その移動情報に基づいて表示素子23上で微調整用画像66の表示位置を移動させる。そして、例えば、図17に示す所望の表示位置において、入力部45に設けられた決定キー等の操作により表示位置の決定情報を入力可能とする。   Thereafter, when the control unit 43 detects that the display position information of the coarse adjustment image 55 has been input from the input unit 45 (step S34), the control unit 43 finely focuses on the cell position based on the input display position information. An address for displaying the adjustment image 66 is calculated, and the address information is stored in the display area memory 42. Then, the image data of the fine adjustment image 66 stored in the adjustment image memory 44 is read into the display image memory 41 (step S35). Next, the control unit 43 displays the fine adjustment image 66 as shown in FIG. 15B based on the address information stored in the display area memory 42 (step S36). Thereby, the observer performs an adjustment operation for moving the display position of the fine adjustment image 66 on the display element 23 as shown in FIG. 15B, for example, by operating a movement key provided in the input unit 45. Is executed (step S37). In this adjustment operation, when the display position movement information is input from the input unit 45, the control unit 43 moves the display position of the fine adjustment image 66 on the display element 23 based on the movement information. Then, for example, at a desired display position shown in FIG. 17, display position determination information can be input by operating a determination key or the like provided on the input unit 45.

その後、制御部43は、入力部45から微調整用画像66の表示位置の決定情報が入力されたのを検知すると(ステップS38)、当該決定時点における微調整用画像66の表示位置のアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する(ステップS39)。これにより、その後の通常モードにおいて、接眼光学部26による視野範囲26aで有効画面サイズ35の画像を観察することが可能となる。   Thereafter, when the control unit 43 detects that the determination information of the display position of the fine adjustment image 66 is input from the input unit 45 (step S38), the address information of the display position of the fine adjustment image 66 at the determination time point. Is stored in the display area memory 42 (step S39). As a result, in the subsequent normal mode, an image having an effective screen size 35 can be observed in the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26.

本実施の形態によれば、有効画面サイズ35に相当する微調整用画像66を、観察者の操作により表示素子23上で移動可能に表示して、観察者において所望の表示位置を決定させるようにしたので、表示領域35aの位置をより高精度で調整することが可能となるとともに、通常モードにおいては、観察者が設定した表示位置に画像が表示されるので、観察者は違和感なく画像を観察することが可能となる。   According to the present embodiment, the fine adjustment image 66 corresponding to the effective screen size 35 is displayed movably on the display element 23 by the operation of the observer so that the observer can determine a desired display position. As a result, the position of the display area 35a can be adjusted with higher accuracy, and in the normal mode, the image is displayed at the display position set by the observer. It becomes possible to observe.

(第4実施の形態)
本発明の第4実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置においては、図7に示した調整用画像メモリ44に、有効画面サイズ35に相当する画面サイズの調整用画像の画像データを格納する。そして、調整モードにおいて、調整用画像メモリ44に格納されている調整用画像を表示素子23の所定の位置に表示し、その表示位置を入力部45の操作により所望の表示位置に移動調整可能とする。
(Fourth embodiment)
In the head-mounted image display device according to the fourth embodiment of the present invention, image data of an adjustment image having a screen size corresponding to the effective screen size 35 is stored in the adjustment image memory 44 shown in FIG. To do. In the adjustment mode, the adjustment image stored in the adjustment image memory 44 is displayed at a predetermined position of the display element 23, and the display position can be moved and adjusted to a desired display position by operating the input unit 45. To do.

以下、本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作について、第1実施の形態で示した参照符号を使用して説明する。その他の構成および動作は、第1実施の形態と同様であるので説明を省略する。   Hereinafter, the operation in the adjustment mode by the head-mounted image display device according to the present embodiment will be described using the reference numerals shown in the first embodiment. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図18は、本実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置による調整モードの動作を示すフローチャートである。調整モードが選択された場合、制御部43は、先ず、調整用画像メモリ44に格納されている調整用画像の画像データを、表示用画像メモリ41に読み込む(ステップS41)。次に、制御部43は、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報をリセットして(ステップS42)、表示用画像メモリ41に読み込んだ画像データからなる調整用画像を表示素子23の所定の領域(例えば、中央部)に表示する(ステップS43)。   FIG. 18 is a flowchart showing the operation in the adjustment mode by the head-mounted image display apparatus according to the present embodiment. When the adjustment mode is selected, the control unit 43 first reads the image data of the adjustment image stored in the adjustment image memory 44 into the display image memory 41 (step S41). Next, the control unit 43 resets the address information of the display area stored in the display area memory 42 (step S42), and displays an adjustment image including the image data read into the display image memory 41 on the display element 23. Are displayed in a predetermined area (for example, the center) (step S43).

これにより、観察者において、入力部45に設けられた例えば移動キーの操作により、図19に示すように、表示素子23上で調整用画像71の表示位置を移動させる調整操作を実行させる(ステップS44)。この調整操作において、制御部43は、入力部45から表示位置移動情報が入力されると、第3実施の形態の場合と同様に、その移動情報に基づいて表示素子23上で微調整用画像66の表示位置を移動させる。そして、所望の表示位置において、入力部45に設けられた決定キー等の操作により表示位置の決定情報を入力可能とする。   As a result, the observer performs an adjustment operation for moving the display position of the adjustment image 71 on the display element 23 by, for example, operating a movement key provided in the input unit 45 as shown in FIG. S44). In this adjustment operation, when the display position movement information is input from the input unit 45, the control unit 43 performs fine adjustment image on the display element 23 based on the movement information as in the case of the third embodiment. The display position 66 is moved. Then, at a desired display position, display position determination information can be input by operating a determination key or the like provided on the input unit 45.

その後、制御部43は、第3実施の形態の場合と同様に、入力部45から調整用画像71の表示位置の決定情報が入力されたのを検知すると(ステップS45)、当該決定時点における調整用画像71の表示位置のアドレス情報を表示領域メモリ42に格納する(ステップS46)。これにより、その後の通常モードにおいて、接眼光学部26による視野範囲26aで有効画面サイズ35の画像を観察することが可能となる。   Thereafter, as in the case of the third embodiment, when the control unit 43 detects that the determination information of the display position of the adjustment image 71 is input from the input unit 45 (step S45), the adjustment at the determination time is performed. Address information of the display position of the image 71 for use is stored in the display area memory 42 (step S46). As a result, in the subsequent normal mode, an image having an effective screen size 35 can be observed in the visual field range 26a by the eyepiece optical unit 26.

なお、上記の説明では、最初に調整用画像71を表示する際、表示領域メモリ42に格納されている表示領域のアドレス情報をリセットして、調整用画像71を表示素子23の所定の領域に表示するようにしたが、表示領域メモリ42に格納されているアドレス情報をリセットすることなく、その表示領域に調整用画像71を表示し、その表示位置を始点として位置調整を行い得るように構成することもできる。   In the above description, when displaying the adjustment image 71 for the first time, the address information of the display area stored in the display area memory 42 is reset, and the adjustment image 71 is placed in a predetermined area of the display element 23. Although displayed, the image for adjustment 71 can be displayed in the display area without resetting the address information stored in the display area memory 42, and the position can be adjusted starting from the display position. You can also

本実施の形態によれば、有効画面サイズ35に相当する画面サイズの調整用画像71を用いて表示位置を調整するので、第3実施の形態の効果に加えて、調整用画像メモリ44の容量を小さくでき、コストダウンが図れる利点がある。   According to the present embodiment, the display position is adjusted using the adjustment image 71 having a screen size corresponding to the effective screen size 35, so that the capacity of the adjustment image memory 44 is added to the effect of the third embodiment. There is an advantage that the cost can be reduced and the cost can be reduced.

(第5実施の形態)
本発明の第5実施の形態に係る頭部装着型画像表示装置においては、図7に示した調整用画像メモリ44を省略し、有効画面サイズ35に相当する画面サイズで表示素子23に表示される入力画像データによる入力画像を、調整用画像として用いて、その表示位置を第4実施の形態の場合と同様にして移動調整可能とする。
(Fifth embodiment)
In the head-mounted image display device according to the fifth embodiment of the present invention, the adjustment image memory 44 shown in FIG. 7 is omitted, and the image is displayed on the display element 23 with a screen size corresponding to the effective screen size 35. The input image based on the input image data is used as an adjustment image, and its display position can be moved and adjusted in the same manner as in the fourth embodiment.

図20は、本実施の形態による頭部装着型画像表示装置の動作の概要を示すフローチャートである。図20に示すように、本実施の形態では、通常モードでの動作中において(ステップS51)、制御部43は、動作モードが調整モードに切り替えられたか否かを判定し(ステップS52)、調整モードに切り替えられた場合は、入力画像データによる入力画像の表示位置を、入力部45による移動調整操作により調整可能とする(ステップS53)。そして、表示位置が決定されたら(ステップS54)、その表示位置のアドレス情報を表示領域メモリ42に格納して(ステップS55)、自動的に通常モードに移行し、以後は表示領域メモリ42に格納されている表示位置に入力画像を表示する。その他の構成および動作は、第1実施の形態と同様であるので説明を省略する。   FIG. 20 is a flowchart showing an outline of the operation of the head-mounted image display device according to the present embodiment. As shown in FIG. 20, in the present embodiment, during operation in the normal mode (step S51), the control unit 43 determines whether or not the operation mode has been switched to the adjustment mode (step S52), and adjustment is performed. When the mode is switched, the display position of the input image based on the input image data can be adjusted by the movement adjustment operation by the input unit 45 (step S53). When the display position is determined (step S54), the address information of the display position is stored in the display area memory 42 (step S55), the mode is automatically shifted to the normal mode, and thereafter stored in the display area memory 42. The input image is displayed at the displayed position. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

このように、入力画像データによる入力画像を調整用画像として用いれば、調整用画像メモリ44を要しないので、よりコストダウンが図れる利点がある。   As described above, if the input image based on the input image data is used as the adjustment image, the adjustment image memory 44 is not required, and there is an advantage that the cost can be further reduced.

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、図1および図2に示した構成では、観察光学部22の観察者の視軸方向への投影断面の幅を、全体に亘って瞳孔30aの直径よりも小さくしたが、接眼光学部26を含む導光部25の導光先端部分のみを瞳孔30aの直径よりも小さくして、シースルー機能を持たせることもできる。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the width of the projection cross section of the observation optical unit 22 in the visual axis direction of the observer is made smaller than the diameter of the pupil 30a throughout, but the eyepiece optical unit 26 It is possible to provide a see-through function by making only the light guide tip portion of the light guide portion 25 including the diameter smaller than the diameter of the pupil 30a.

また、導光部25は、画像光の入射端部側から射出端部側に向けて先細りとなるテーパ形状に限らず、図21に模式図を示すように、表示素子23の表示可能画面サイズからの画像光を入射可能に、入射端部側から射出端部側に向けて一様な大きさとすることもできる。勿論、この場合も、観察者の視軸方向への投影断面の幅を、瞳孔の直径よりも小さくして、シースルー機能を持たせることもできる。さらに、シースルー機能を持たせることなく、観察光学部22を形成することもできる。さらに、導光部25を省略して、接眼光学部26に対向して表示素子23を保持して、虚像を観察可能に構成することもできる。   Further, the light guide unit 25 is not limited to a tapered shape that tapers from the incident end side to the emission end side of the image light, and as shown in a schematic diagram in FIG. 21, the displayable screen size of the display element 23 It is also possible to make the size uniform from the incident end side to the exit end side so that the image light from can be incident. Of course, also in this case, the width of the projection cross section in the visual axis direction of the observer can be made smaller than the diameter of the pupil to provide a see-through function. Furthermore, the observation optical unit 22 can be formed without providing a see-through function. Furthermore, the light guide unit 25 may be omitted, and the display element 23 may be held facing the eyepiece optical unit 26 so that a virtual image can be observed.

さらに、上記第1〜5実施の形態で説明した調整モードのいずれかを観察者において選択可能にして、有効画面サイズの表示領域を調整するように構成することもできる。また、本発明は、図1および図2に示したような右眼タイプに限らず、左眼タイプとして構成することもできるし、映像表示部と観察光学部とが分離された分離型に限らず、これらが一体化された一体型の頭部装着型画像表示装置にも有効に適用できる。また、眼鏡装着型に限らず、図23に示したような眼鏡一体型や、図22に示したようなヘッドセット型の頭部装着型画像表示装置にも有効に適用することができる。   Further, any of the adjustment modes described in the first to fifth embodiments can be selected by the observer so that the display area of the effective screen size can be adjusted. Further, the present invention is not limited to the right eye type as shown in FIGS. 1 and 2, but may be configured as a left eye type, or limited to a separated type in which the video display unit and the observation optical unit are separated. In addition, the present invention can also be effectively applied to an integrated head-mounted image display device in which these are integrated. Further, the present invention can be effectively applied not only to the spectacle wearing type but also to the spectacle integrated type as shown in FIG. 23 and the headset type head mounted image display apparatus as shown in FIG.

10 眼鏡
11R テンプル
12R 右眼レンズ
13R 鎧(智)
14R 蝶番
15R ビス
20 頭部装着型画像表示装置
21 映像表示部
21a 窓部
22 観察光学部
23 表示素子
23a 表示可能画面サイズ
24 取り付け部
25 導光部
26 接眼光学部
26a 視野範囲
30 眼球
30a 瞳孔
35 有効画面サイズ
35a 表示領域
41 表示用画像メモリ
42 表示領域メモリ
43 制御部
44 調整用画像メモリ
45 入力部
51,71 調整用画像
55,65 粗調整用画像
56,66 微調整用画像
10 glasses 11R temple 12R right eye lens 13R armor
14R Hinges 15R Screws 20 Head-mounted image display device 21 Video display unit 21a Window unit 22 Observation optical unit 23 Display element 23a Displayable screen size 24 Mounting unit 25 Light guide unit 26 Eyepiece optical unit 26a Field of view 30 Eyeball 30a Pupil 35 Effective screen size 35a Display area 41 Display image memory 42 Display area memory 43 Control unit 44 Adjustment image memory 45 Input unit 51,71 Adjustment image 55,65 Coarse adjustment image 56,66 Fine adjustment image

Claims (7)

観察者の頭部に装着された状態で該観察者の一方の眼球の視野内に配置される接眼光学部と、画像を表示する表示素子とを有し、前記表示素子に表示された画像の画像光を、前記接眼光学部を経て前記観察者の前記眼球に入射させるようにした頭部装着型画像表示装置において、
前記表示素子は、前記接眼光学部による視野範囲で観察可能な所定の有効画面サイズに相当する画面サイズよりも大きい表示可能画面サイズを有してなり、
前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御する表示領域調整手段を備え、
前記接眼光学部による視野範囲で前記有効画面サイズの画像を観察し得るように、前記表示領域調整手段により前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御して表示領域を調整可能に構成したことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
An eyepiece optical unit disposed in the field of view of one eyeball of the observer in a state of being mounted on the observer's head, and a display element for displaying an image, and an image displayed on the display element In a head-mounted image display device that causes image light to enter the eyeball of the observer through the eyepiece optical unit,
The display element has a displayable screen size larger than a screen size corresponding to a predetermined effective screen size that can be observed in a visual field range by the eyepiece optical unit,
A display area adjusting means for controlling an address of a display area corresponding to the effective screen size in the display element;
The display area is adjusted by controlling the display area address corresponding to the effective screen size in the display element by the display area adjusting means so that the image of the effective screen size can be observed in the visual field range by the eyepiece optical unit. A head-mounted image display device characterized by being configured.
前記表示可能画面サイズの対角線の長さをP、前記接眼光学部の前記表示素子側の焦点距離をf、前記眼球の瞳孔の直径をd、前記瞳孔から前記接眼光学部までの距離をW、前記接眼光学部の対角線の長さをDとするとき、
P/2/f>d/2/W, P/2/f>D/2/W
を満足するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型画像表示装置。
The length of the diagonal line of the displayable screen size is P, the focal length of the eyepiece optical unit on the display element side is f, the diameter of the pupil of the eyeball is d, the distance from the pupil to the eyepiece optical unit is W, When the length of the diagonal line of the eyepiece optical unit is D,
P / 2 / f> d / 2 / W, P / 2 / f> D / 2 / W
The head-mounted image display device according to claim 1, wherein the head-mounted image display device is configured to satisfy the above.
前記表示素子からの画像光を前記接眼光学部に導光する導光部を有し、前記接眼光学部を含む前記導光部の少なくとも導光先端部分における観察者の視軸方向への投影断面の幅が、前記眼球の瞳孔の直径よりも小さい4mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の頭部装着型画像表示装置。   A light guide part for guiding image light from the display element to the eyepiece optical part, and a projection cross section in an observer's visual axis direction at least at a light guide tip part of the light guide part including the eyepiece optical part; The head-mounted image display device according to claim 1, wherein a width of the head is 4 mm or less smaller than a diameter of a pupil of the eyeball. 前記導光部は、観察者の視軸方向への投影断面の幅が、前記表示素子から画像光が入射する入射端部側から、前記接眼光学部へ画像光を射出する射出端部側に向けて小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項3に記載の頭部装着型画像表示装置。   The light guide unit has a width of a projection cross section in the visual axis direction of an observer from an incident end side where image light is incident from the display element to an emission end side where the image light is emitted to the eyepiece optical unit. The head-mounted image display device according to claim 3, wherein the head-mounted image display device has a tapered shape that decreases toward the head. 前記表示領域調整手段は、
前記表示素子上での表示位置情報を含む調整用画像の画像データを格納する調整用画像メモリと、
前記表示素子に表示された前記調整用画像の所望の表示位置情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置情報に基づいて、前記表示素子における前記有効画面サイズに相当する表示領域のアドレスを制御する表示制御部と、
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
The display area adjusting means includes
An adjustment image memory for storing image data of an adjustment image including display position information on the display element;
An input unit for inputting desired display position information of the image for adjustment displayed on the display element;
A display control unit that controls an address of a display area corresponding to the effective screen size in the display element, based on the display position information input from the input unit;
The head-mounted image display device according to claim 1, wherein
前記表示領域調整手段は、
前記有効画面サイズに相当する画面サイズの調整用画像の画像データを格納する調整用画像メモリと、
前記表示素子に表示された前記調整用画像の表示位置移動情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置移動情報に基づいて、前記表示素子上で前記調整用画像の表示位置を移動する表示制御部と、
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
The display area adjusting means includes
An adjustment image memory for storing image data of an adjustment image having a screen size corresponding to the effective screen size;
An input unit for inputting display position movement information of the adjustment image displayed on the display element;
A display control unit that moves the display position of the adjustment image on the display element based on the display position movement information input from the input unit;
The head-mounted image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the head-mounted image display device is provided.
前記表示領域調整手段は、
前記表示素子に表示された前記有効画面サイズに相当する画面サイズの入力画像の表示位置移動情報を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記表示位置移動情報に基づいて、前記表示素子上で前記入力画像の表示位置を移動する表示制御部と、
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置。
The display area adjusting means includes
An input unit for inputting display position movement information of an input image having a screen size corresponding to the effective screen size displayed on the display element;
A display control unit that moves the display position of the input image on the display element based on the display position movement information input from the input unit;
The head-mounted image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the head-mounted image display device is provided.
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