JP3238552B2 - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

頭部装着型映像表示装置

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JP3238552B2 JP29065893A JP29065893A JP3238552B2 JP 3238552 B2 JP3238552 B2 JP 3238552B2 JP 29065893 A JP29065893 A JP 29065893A JP 29065893 A JP29065893 A JP 29065893A JP 3238552 B2 JP3238552 B2 JP 3238552B2
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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像を観察者の左右眼
球に導くことにより映像を観察し得るようにした頭部装
着型映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】頭部装着型映像表示装置の従来例として
は、例えば、図6に示すようなものがある。この従来例
は、入力された左眼用映像信号および右眼用映像信号
(同一信号である場合と、立体視のため左右で異ならせ
る場合とがある)を夫々表示する左右の映像表示素子
(LCD)51L,51Rに表示された左眼用映像信号
および右眼用映像信号を、レンズ52L,52Rおよび
凹面鏡53L,53Rより成る偏心凹面光学系によって
観察者の左右眼球54L,54Rに夫々投影するように
している。
【0003】この従来例は、偏心凹面光学系を用いてい
るので視野角を大きくすることができるが、視野角を大
きくした場合には像の歪みが大きくなるため、その歪み
をアドレス補正テーブルによって補正するようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように偏
心した光学作用を有する光学系や、レンズ(光学作用を
有する面や要素)の構成数が少ない光学系の場合は偏心
による像歪みが発生する場合があり、少ないレンズ構成
数とした場合は収差の補正が不十分な場合がある。収差
(ディストーション等の光学系による像歪み)が大きく
なると像の画質が低下することになるが、その対策とし
てレンズ構成数を増加させると装置が大型化するという
問題が生じ、光学系を偏心させないと装置は小型になる
が広い視野角を確保することが難しくなるという問題が
生じる。そして、上記従来例においては、左眼用の像の
歪みと右眼用像の像の歪みが左右方向において逆(左右
対称)になるため、左眼用および右眼用の2枚のアドレ
ス補正テーブルが必要になる。その結果、アドレス補正
テーブルを格納するメモリ容量が増大し、コストアップ
が避けられない。
【0005】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、左右アドレス補正テーブルの左右対称
性を利用して、1枚のアドレス補正テーブルをフレーム
毎に交互に左右反転方向から読み出すことにより2枚の
アドレス補正テーブルを用いる場合と同等のアドレス補
正を可能とし、メモリ半減によるコストダウンを実現し
得るようにした頭部装着型映像表示装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、第1発
明は、1つのアドレス補正テーブルと、該アドレス補正
テーブルを左右反転方向から読み出すことにより生成し
た2種類の補正テーブルの夫々に基づいて表示すべき左
眼用映像信号および右眼用映像信号をアドレス補正する
アドレス補正手段と、アドレス補正した左眼用映像信号
および右眼用映像信号を順次出力する出力手段とを有す
る、映像信号処理装置と、該映像信号処理装置から入力
された左眼用映像信号および右眼用映像信号を夫々表示
する左右の映像表示素子と、これら映像表示素子に表示
された左眼用映像信号および右眼用映像信号を観察者の
左右眼球に夫々投影する光学系とを具えて成ることを特
徴とする。
【0007】上記目的のため、第2発明は、1つのアド
レス補正テーブルと、該アドレス補正テーブルをフィー
ルド毎に左右反転方向から読み出す補正テーブル読み出
し手段と、読み出した補正テーブルの夫々に基づいて表
示すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号をアドレ
ス補正するアドレス補正手段と、アドレス補正した左眼
用映像信号および右眼用映像信号をフィールド毎に切り
換えて出力するフィールド切換出力手段とを有する、映
像信号処理装置と、該映像信号処理装置から入力された
左眼用映像信号および右眼用映像信号を夫々表示する左
右の映像表示素子と、これら映像表示素子に表示された
左眼用映像信号および右眼用映像信号を観察者の左右眼
球に夫々投影する光学系とを具えて成ることを特徴とす
る。
【0008】第3発明は、前記光学系は、光学系の特定
の軸に対して非対称な像の歪みを有する光学系であるこ
とを特徴とする。
【0009】第4発明は、映像表示のために、前記左眼
用映像信号および右眼用映像信号と同期信号とを複合化
した1つの映像信号を用いることを特徴とする。
【0010】
【作用】第1発明によれば、映像信号処理装置に表示す
べき左眼用映像信号および右眼用映像信号が入力される
と、アドレス補正手段はアドレス補正テーブルを左右反
転方向から読み出すことにより生成した2種類の補正テ
ーブルの夫々に基づいて表示すべき左眼用映像信号およ
び右眼用映像信号をアドレス補正し、出力手段はアドレ
ス補正した左眼用映像信号および右眼用映像信号を順次
出力するから、左右用の2枚のアドレス補正テーブルを
用いる従来例と同様のアドレス補正が可能になり、メモ
リ半減によりコストダウンが可能になる。
【0011】第2発明によれば、映像信号処理装置に表
示すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号が入力さ
れると、補正データ読み出し手段はアドレス補正テーブ
ルをフィールド毎に左右反転方向から読み出し(例えば
奇数フィールドは左から右方向へ読み出し、偶数フィー
ルドは右から左方向へ読み出す)、アドレス補正手段は
読み出した補正テーブルの夫々に基づいて表示すべき左
眼用映像信号および右眼用映像信号をアドレス補正し、
フィールド切換出力手段はアドレス補正した左眼用映像
信号および右眼用映像信号をフィールド毎に切り換えて
左右映像表示素子に交互に出力するから、左右用の2枚
のアドレス補正テーブルを用いる従来例と同様のアドレ
ス補正が可能になり、メモリ半減によりコストダウンが
可能になる。
【0012】第3発明によれば、前記左眼用映像信号お
よび右眼用映像信号を観察者の左右眼球に夫々投影する
光学系として、特定の軸に対して非対称な像の歪みを有
する光学系(例えば偏心凹面光学系)を用いるから、装
置を大型化させずに広い視野角を確保することができ
る。
【0013】第4発明によれば、映像表示のために、前
記左眼用映像信号および右眼用映像信号と同期信号とを
複合化した1つの映像信号を用いるから、左右同一映像
の表示のみならず、立体映像の表示も可能になる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明の頭部装着型映像表示装置の第
1実施例の構成を示す図であり、図2は第1実施例の映
像信号処理装置の詳細を示す図である。
【0015】まず、図1により概略構成を説明する。図
1においては、図示しないビデオカメラ(代わりに映像
信号供給装置;ビデオ再生装置等や、テレビジョン放送
等を用いてもよい)から入力された左眼用映像信号S
および右眼用映像信号Sをアドレス補正して左右交
互に出力する映像信号処理装置1と、映像信号処理装置
1から入力された左眼用映像信号S および右眼用映
像信号S を夫々表示する左右の映像表示素子(LC
D)2L,2Rと、互いに偏心させて配置したレンズ3
L,3Rおよび凹面鏡4L,4Rより成る偏心凹面光学
系とを具え、LCD2L,2R上に表示された左眼用映
像信号S および右眼用映像信号S を上記偏心凹面
光学系によって観察者の左右眼球5L,5Rに夫々投影
するようにしている。なお、左右眼用映像信号を観察者
の左右眼球に夫々投影する光学系として上記の場合は偏
心凹面光学系を用いているが、それに限定されるもので
はなく、偏心や凹面作用を有する光学系、言い換えれば
光学系の特定の軸に対して左右非対称な像の歪みを発生
させる光学系であれば、どのような光学系を用いてもよ
い。また、上記左眼用映像信号S および右眼用映像
信号S は、同一信号を用いる場合と、立体視のため
左右で異なる信号を用いる場合がある。
【0016】次に、上述したように左右眼球の夫々にL
CD上に表示した映像を投影して映像観察を行うための
制御系を図2により説明する。図2に示す映像信号処理
装置1には、映像観察を行うための各信号を含む複合化
された映像信号が外部から入力される。この映像信号
は、左眼用映像信号S、右眼用映像信号S および
同期信号より成り、例えば奇数フィールドを右眼用映像
信号S とし、偶数フィールドを左眼用映像信号S
とするように構成されている(偶数フィールドを右眼用
映像信号S とし、奇数フィールドを左眼用映像信号
としてもよい)。上記左右眼用映像信号S 、S
はA/Dコンバータ11でA/D変換されて8ビッ
トのデータとしてフレームメモリ12にシリアルに書き
込まれる。一方、上記同期信号は同期信号分離回路13
で分離され、3つの信号FD,HBRK,VBRKとな
る。
【0017】信号FDは、奇数フィールドであるか偶数
フィールドであるかを示す信号であり、奇数フィールド
のとき「ハイ」状態になり、偶数フィールドのとき「ロ
ー」状態になる。この信号FDはレジスタ14、スイッ
チ15および第1カウンタ16のアップダウン入力端に
入力される。また、信号HBRK,VBRKは夫々、水
平表示期間および垂直表示期間を示す信号であり、信号
VBRKは第1カウンタ16のロード入力端および第2
カウンタ17のクリア入力端に入力され、信号HBRK
は第2カウンタ17のクロック入力端およびアンドゲー
ト18の入力端に入力される。これら3つの信号の波形
の一例を図3(a)〜(c)のタイムチャートに示す。
【0018】第1カウンタ16は、プリセット機能付き
の9ビットバイナリアップダウンカウンタであり、奇数
フィールドのときは0にプリセットされるとともにアッ
プカウントされ、偶数フィールドのときは1FF(16
進)にプリセットされるとともにダウンカウントされ
る。第1カウンタ16は、上述した信号VBRK,FD
の他、レジスタ14からの9ビットのプリセットデータ
をプリセットデータ入力端に入力されるとともに、発振
器19からのクロック信号CLK(その波形の一例を図
3(d)に示す)を入力されて信号HBRKとのアンド
演算を行うアンドゲート18の出力信号をクロック入力
端に入力されて、アドレス補正テーブル20に17ビッ
トのアドレス補正テーブルを構成する下位9ビットのア
ドレスを指示する信号を出力する。
【0019】一方、第2カウンタ17は、クリア機能付
きの8ビットバイナリカウンタであり、奇数フィール
ド、偶数フィールドに拘らず、入力された信号HBRK
の立ち下がりでカウントされ、信号VBRKの立ち下が
りでクリアされるものであり、アドレス補正テーブル2
0に17ビットのアドレス補正テーブルを構成する上位
8ビットのアドレスを指示する信号を出力する。
【0020】上記アドレス補正テーブルは、図4に示す
ように、例えば1フィールドを水平512個×垂
直243個で構成されるので、1フィールドが水平51
2個×垂直243個でサンプリングされてフレー
ムメモリ12に記憶されることになり、そのためには、
図4に示すような17ビットのアドレス補正データが必
要になる。図4の各々の数値は、アドレス補正テーブル
のアドレス(16進表示)を示し、アドレス補正テーブ
ルは第1カウンタ16および第2カウンタ17によって
示されるアドレスのデータ、すなわち17ビットから成
る補正アドレスを有している。よって、フレームメモリ
12に書き込まれた左眼用映像信号Sおよび右眼用映
像信号S は、上記補正アドレスの値にしたがってラ
ンダムに読み出され、D/Aコンバータ21を介してス
イッチ15に入力される。なお、本実施例では映像信号
の書き込みをシリアル、読み出しをランダムにしている
が、書き込みをランダム、読み出しをシリアルにしても
よい。
【0021】スイッチ15は、入力される信号FDに応
じて状態を反転され、奇数フィールドのとき右眼用のL
CD駆動回路22Rを選択し、偶数フィールドのとき左
眼用のLCD駆動回路22Lを選択した状態になり、結
局、奇数フィールドのとき右眼用のLCD2Rに右眼用
映像が表示され、偶数フィールドのとき左眼用のLCD
2Rに左眼用映像が表示される。
【0022】ところで、上記において、第1カウンタ1
6は発振器19からのクロック信号CLKによってカウ
ントされる。すなわち、発振器19の発振周波数はクロ
ック信号CLKが1水平期間中に512パルスになるよ
うに設定され、アンドゲート18においてこのクロック
信号CLKと信号HBRKとのアンド演算の演算結果が
第1カウンタ16に入力されるので、第1カウンタ16
はクロック信号CLKによって表示期間に対応してカウ
ントされ、アドレス補正テーブルを更新し、信号HBR
Kの立ち下がりでプリセットデータをロードする。
【0023】上記プリセットデータは、レジスタ14に
よって設定される。レジスタ14は、信号FDに応じ
て、奇数フィールドのときはプリセットデータを0にセ
ットし、偶数フィールドのときはプリセットデータを1
FF(16進)にセットする。なお、第1カウンタ16
におけるアップ/ダウンの切り換えも信号FDに応じて
行われる。
【0024】その際、第1カウンタ16では、1FF
(16進)までカウントするとその次に0に戻り、そこ
で信号HBRKによって第2カウンタ17がカウントを
開始し、アドレスとしては2000(16進)となる。
すなわち、図4のアドレス補正テーブルにおいては最上
位の行から順次、左から右へと補正アドレスが出力され
ていくことになる。
【0025】一方、偶数フィールドにおいては、第1カ
ウンタ16では、1FF(16進)から順次、減少方向
にカウントされるが、第2カウンタ17は奇数フィール
ドの場合と同様に増加方向にカウントしていくので、図
4のアドレス補正テーブルにおいては最上位行から順
次、右から左へと補正アドレスが出力されていくことに
なる。
【0026】上記奇数フィールドおよび偶数フィールド
は、左右方向においてアドレステーブルを逆にしたもの
になる。また、水平方向の9ビットのアドレス線には、
ここでは図示しない引き算器が挿入されているので、こ
の引き算器は、信号FDによって制御されて、奇数フィ
ールドではそのままフレームメモリ12の水平アドレス
を指定し、偶数フィールドでは512(16進の1F
F)からアドレス補正テーブルから求めた水平アドレス
を引き算した値でフレームメモリ12の水平アドレスを
指定する。その結果、奇数フィールドと偶数フィールド
とでは、垂直方向のアドレスが左右が反転して出力され
ることになるので、左右LCDの映像表示において歪み
だけが左右反転して表示されることになり、左右眼にお
いて反対方向の歪み補正を行うことができる。
【0027】これにより、左右両眼で映像を観察する頭
部装着型映像表示装置において、1枚のアドレス補正テ
ーブルを左右で共用することに伴いアドレス補正テーブ
ル格納用のフレームメモリの容量が半減し、大幅なコス
トダウンが可能になる。
【0028】なお、上記実施例では、映像の水平画素を
512個に設定しているので、9ビットの第1カウンタ
を使用してそれをちょうど1巡させたとき512個にな
るようにすることができるが、水平画素を例えば760
個のような中途半端な個数にする場合には、図5に示す
回路を用いて図2に対し変更を加えることにより対処す
ることができる。すなわち、図5に示すように、第1カ
ウンタ16およびアドレス補正テーブル20間に加算器
23を挿入するとともに第2カウンタ17および加算器
23間に乗算器24を挿入し、乗算器24に760個の
水平画素を表わす10ビットの信号を入力するように構
成する。そして、第1カウンタ16が18ビットのアド
レス補正テーブルを構成する下位10ビットのアドレス
を指示する信号を出力し、第2カウンタ17が18ビッ
トのアドレス補正テーブルを構成する上位8ビットのア
ドレスを指示する信号を出力するようにして、アドレス
補正テーブルが18ビットになるように調整すればよ
い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、第1発明によれ
ば、映像信号処理装置に表示すべき左眼用映像信号およ
び右眼用映像信号が入力されると、アドレス補正手段は
アドレス補正テーブルを左右反転方向から読み出すこと
により生成した2種類の補正テーブルの夫々に基づいて
表示すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号をアド
レス補正し、出力手段はアドレス補正した左眼用映像信
号および右眼用映像信号を順次出力するから、左右用の
2枚のアドレス補正テーブルを用いる従来例と同様のア
ドレス補正が可能になり、メモリ半減によりコストダウ
ンが可能になる。
【0030】第2発明によれば、映像信号処理装置に表
示すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号が入力さ
れると、補正データ読み出し手段はアドレス補正テーブ
ルをフィールド毎に左右反転方向から読み出し、アドレ
ス補正手段は読み出した補正テーブルの夫々に基づいて
表示すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号をアド
レス補正し、フィールド切換出力手段はアドレス補正し
た左眼用映像信号および右眼用映像信号をフィールド毎
に切り換えて左右映像表示素子に交互に出力するから、
左右用の2枚のアドレス補正テーブルを用いる従来例と
同様のアドレス補正が可能になり、メモリ半減によりコ
ストダウンが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の頭部装着型映像表示装置の第1実施
例の構成を示す図である。
【図2】 第1実施例の映像信号処理装置の詳細を示す
図である。
【図3】 (a)〜(d)は第1実施例における信号F
D,HBRK,VBRK,CLKの波形の一例を示すタ
イムチャートである。
【図4】 第1実施例で用いるアドレス補正テーブルの
一例を示す図である。
【図5】 第1実施例に水平画素数を変更する場合の変
更部分のみを示す図である。
【図6】 従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1 映像信号処理装置 2L,2R 映像表示素子(LCD) 3L,3R レンズ 4L,4R 凹面鏡 5L,5R 観察者の左右眼球

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つのアドレス補正テーブルと、該アド
    レス補正テーブルを左右反転方向から読み出すことによ
    り生成した2種類の補正テーブルの夫々に基づいて表示
    すべき左眼用映像信号および右眼用映像信号をアドレス
    補正するアドレス補正手段と、アドレス補正した左眼用
    映像信号および右眼用映像信号を順次出力する出力手段
    とを有する、映像信号処理装置と、 該映像信号処理装置から入力された左眼用映像信号およ
    び右眼用映像信号を夫々表示する左右の映像表示素子
    と、 これら映像表示素子に表示された左眼用映像信号および
    右眼用映像信号を観察者の左右眼球に夫々投影する光学
    系とを具えて成ることを特徴とする、頭部装着型映像表
    示装置。
  2. 【請求項2】 1つのアドレス補正テーブルと、該アド
    レス補正テーブルをフィールド毎に左右反転方向から読
    み出す補正テーブル読み出し手段と、読み出した補正テ
    ーブルの夫々に基づいて表示すべき左眼用映像信号およ
    び右眼用映像信号をアドレス補正するアドレス補正手段
    と、アドレス補正した左眼用映像信号および右眼用映像
    信号をフィールド毎に切り換えて出力するフィールド切
    換出力手段とを有する、映像信号処理装置と、 該映像信号処理装置から入力された左眼用映像信号およ
    び右眼用映像信号を夫々表示する左右の映像表示素子
    と、 これら映像表示素子に表示された左眼用映像信号および
    右眼用映像信号を観察者の左右眼球に夫々投影する光学
    系とを具えて成ることを特徴とする、頭部装着型映像表
    示装置。
  3. 【請求項3】 前記光学系は、光学系の特定の軸に対し
    て非対称な像の歪みを有する光学系であることを特徴と
    する、請求項1または2記載の頭部装着型映像表示装
    置。
  4. 【請求項4】 映像表示のために、前記左眼用映像信号
    および右眼用映像信号と同期信号とを複合化した1つの
    映像信号を用いることを特徴とする、請求項1〜3の何
    れか1項記載の頭部装着型映像表示装置。
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