JP2012242583A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型且つ軽量で、停電や撮像ユニットに何らかの異常が発生した場合に、外界像を確認することができる、撮像ユニットを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】撮像ユニット１０と、表示ユニット２と、光学系として拡大用接眼レンズを備え、表示ユニット２が透過型有機ＥＬディスプレイ７とノーマリーホワイト液晶パネル８からなる表示装置１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像ユニットを有する頭部装着型の表示装置に関する。

近年、映像の大画面化が進んできているが、それらの映像を鑑賞する装置は小型化、軽量化が望まれ、眼鏡型やヘルメット型の頭部装着式ディスプレイ装置が開発されている。これらの装置は、表示装置の電子映像を光学系を介して眼の網膜上に投影させるものであり、従来の大型の据え置き型画面表示板を鑑賞する場合と異なり、携帯性の良さや着脱の容易さ等から、あらゆる場所、場面で使用されることが考えられる。

このような表示装置のうち撮像ユニットで撮像した映像にデジタルデータを重ねて外界像が確認できないビデオシースルーでは、従来、停電や撮像ユニットに何らかの異常が発生した場合に、目隠しをされた状態になるという課題があることが知られている。

このような課題を解決するための手段として特許文献１や特許文献２に開示された表示装置が知られている。特許文献１には、電子映像と外界像を切り替える手段を具備した表示装置が開示されており、実施例１では映像信号が出力されていない場合に電子シャッターのオンとオフを連動させている。つまり、映像信号の出力がない場合、電子シャッターを開けることで外界像の表示が見えるように切り替えることを特徴とする。そして切り替え手段として液晶シャッターや透光性セラミックスのＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）シャッターを用いる。また、実施例２は、電源が落ちた場合に予備電源を用いて前面の不透明でもよいスライドケースを開閉する構成である。また、特許文献２に記載された表示装置は、二つの撮像ユニットを備えており、一方の撮像ユニットが壊れた場合にもう片方の撮像ユニットに表示を切り替える等の手段をとっている。

特開平５−３２８２５９号公報 特開２００６−１７４３１６号公報

しかしながら、特許文献１の表示装置では、光学系が投射型のため大型且つ重くなり、携帯性の良さを失う。また、特許文献２の表示装置では、撮像ユニットの故障には対応できるが、表示装置本体の電源が落ちた場合に外界像を確認することができないという課題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決し、小型且つ軽量で、停電や撮像ユニットに何らかの異常が発生した場合に、外界像を確認することができる、撮像ユニットを備えた表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、撮像ユニットと、撮像ユニットにより撮像された映像を表示する表示ユニットと、表示ユニットに表示された映像を拡大表示するための表示光学系とを有する表示装置であって、
前記表示ユニットが透過型有機ＥＬディスプレイとノーマリーホワイト液晶パネルとから構成されていることを特徴とする。

本発明においては、表示ユニットを透過型有機ＥＬディスプレイパネルとノーマリーホワイト液晶パネルとから構成することにより、軽量、小型で携帯性に富んだ表示装置が実現する。また、本発明の表示装置は、停電等により表示装置自体の電源が落ちた場合や撮像ユニットに何らかの異常が発生した場合、表示ユニットが透過性を有するため、外界像を確認することができる。

本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。 本発明の表示装置の一実施形態の表示・制御系を示すブロック図である。 本発明の表示装置の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。

本発明の表示装置は、撮像ユニットと、該撮像ユニットにより撮像された映像を表示する表示ユニットと、該表示ユニットに表示された映像を拡大表示するための表示光学系を有する表示装置である。そして、上記表示ユニットが、透過型有機ＥＬディスプレイとノーマリーホワイト液晶パネルとから構成されていることを特徴とする。以下、図面を用いて本発明に係る表示装置について具体的に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す断面模式図である。図１において、１は本発明の表示装置であり、２は表示ユニット、３は係る表示装置による表示を観察している観察者の瞳、７は透過型有機ＥＬディスプレイ、８はノーマリーホワイト液晶パネル、９は映像出力装置、１０は撮像ユニットである。また、１１はコントローラ、１５は拡大用接眼レンズである。本例では表示光学系が拡大用接眼レンズ１５である。

本発明の表示装置１の外装は、頭部に装着可能な形状に設計されている。ＥＬディスプレイ５は、反射電極の面積や厚さを調整するなどの方法で透過型に設定されている。

液晶パネル８は、ノーマリーホワイト液晶から構成されているため、電圧がかかっていない時に透過率が最大となる液晶である。逆に電圧をかけると液晶の配列が変化し透過率が低下する。

図２にこの表示装置１の表示・制御系を示すブロック図を示し、図２に沿って以下に係る表示装置１を装着した観察者の眼球に映像を投影して表示する際の動作を説明する。図２中の実線は電源の供給方向を示している。また点線は次のような信号、データを示している。撮像ユニット１０から映像出力装置９に出力される撮像データ。映像出力装置９からＥＬディスプレイ７に出力する映像データ。映像出力装置９からＥＬディスプレイ７にデータが出力していない場合に故障を伝えるデータをコントローラ１１に送るデータや、その際にコントローラ１１から電源回路系１２に送られる液晶パネル８の電源をオフする信号。コントローラ１１から映像出力装置９へ出力される、映像出力装置９の輝度などを調整する信号。

図１、図２の表示装置においては、先ず、撮像ユニット１０で撮像した映像を映像出力装置９に転送する。映像出力装置９より、映像信号がＥＬディスプレイ７に伝送され、電子映像が表示される。映像出力装置９から映像出力信号が出力されている場合には、同時に、コントローラ１１は液晶パネル８の電源をオンにし、液晶パネル８の透過率を低下させて、外界像が液晶パネル８とＥＬディスプレイ７を透過して観察者に認識されるのを阻止する。尚、本発明の表示装置においては、撮像ユニット１０で撮像した映像と、該映像以外の画像情報とを重ねてＥＬディスプレイ７に表示することが可能である。

映像出力装置９から映像出力信号が出力されていない場合には、コントローラ１１は液晶パネル８の電源をオフにして、液晶パネル８の透過率を大きくする。ＥＬディスプレイ７は透過型であるため、映像が表示されていない場合には背面の表示を透過するため、液晶パネル８の背面の外界像が液晶パネル８、ＥＬディスプレイ７を透過して観察者に認識されることになる。

また、電源回路系自体が故障した場合も、液晶パネル８には電圧がかからないため、液晶パネル８の透過率が大きくなり、表示ユニット２を介して外界像を見ることができる。

このように、本発明においては、映像信号が出力されていない場合や電源系自体が故障した場合も外界像を確認できる表示装置を提供することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示す断面模式図である。図３において、４は自由曲面プリズム、５は凹面鏡、６は反射兼透過面、１３は光を外部から取り込む光学系、１４は反射面であり、これら以外の図１と同じ部材には同じ符号を付した。本例では表示光学系が自由曲面プリズム４からなる。

本例の表示装置１も第１の実施形態と同様に、外装は頭部に装着可能な形状に設計されている。自由曲面プリズム２は三つの自由曲面を備えており、一面を全反射と透過で兼用する面６として、映像を４回屈折反射させている。凹面鏡５は表示装置の輝度を落とさないためには高い反射率である必要がある。

表示ユニット２は第１の実施形態と同じ構成である。

光をとりこむ光学系１３としては、反射率が高い金属による反射面１４を設けることで前方の視界を確保する方法が容易な方法としてある。それ以外にも反射面１４に光学系を追加することで、外界像の焦点距離を調整したりする方法も可能である。

第１の実施形態では、表示光学系が接眼レンズがあることで表示装置１の奥行き方向が大型化してしまうのに対して、第２の実施形態では、表示光学系として自由曲面プリズム４を用いることにより、表示装置を小型化することができる。

１：表示装置、２：表示ユニット、７：透過型有機ＥＬディスプレイ、８：ノーマリーホワイト液晶パネル、１０：撮像ユニット

Claims (3)

1. 撮像ユニットと、撮像ユニットにより撮像された映像を表示する表示ユニットと、表示ユニットに表示された映像を拡大表示するための表示光学系とを有する表示装置であって、
   前記表示ユニットが透過型有機ＥＬディスプレイとノーマリーホワイト液晶パネルとから構成されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記表示光学系は、自由曲面プリズムからなる請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示ユニットは、撮像ユニットにより撮像された映像と、前記映像以外の画像情報とを重ねて表示することが可能で、頭部に装着する形態である請求項１又は２に記載の表示装置。

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