JPH05328408A - ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ - Google Patents
ヘッド・マウンテッド・ディスプレイInfo
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- JPH05328408A JPH05328408A JP4133855A JP13385592A JPH05328408A JP H05328408 A JPH05328408 A JP H05328408A JP 4133855 A JP4133855 A JP 4133855A JP 13385592 A JP13385592 A JP 13385592A JP H05328408 A JPH05328408 A JP H05328408A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シースルー型のヘッド・マウンテッド・ディ
スプレイにおいて、視差のある電子像を明視の位置に結
像するか、その視差を調節可能にして、使用者に与える
負担を軽減する。 【構成】 ディスプレイは、視差のある画像を右目と左
目とに提供する２つの画像表示素子４Ｌ、４Ｒと、外界
の像と画像表示素子からの画像とを重ね合わせる像合成
手段８と、画像表示素子を使用者の頭部に固定するため
の支持部とを備えており、画像表示素子が生成する画像
が使用者の明視の位置において虚像として見えるように
画像表示素子に画像を表示する。その代わりに、その視
差を調節可能にする。
スプレイにおいて、視差のある電子像を明視の位置に結
像するか、その視差を調節可能にして、使用者に与える
負担を軽減する。 【構成】 ディスプレイは、視差のある画像を右目と左
目とに提供する２つの画像表示素子４Ｌ、４Ｒと、外界
の像と画像表示素子からの画像とを重ね合わせる像合成
手段８と、画像表示素子を使用者の頭部に固定するため
の支持部とを備えており、画像表示素子が生成する画像
が使用者の明視の位置において虚像として見えるように
画像表示素子に画像を表示する。その代わりに、その視
差を調節可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間の頭部に画像表示
素子を設置し、左目と右目に画像を投影して立体画像等
を表示するヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置に
関する。
素子を設置し、左目と右目に画像を投影して立体画像等
を表示するヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】人間の頭部に画像表示素子を設置し、そ
して、左目と右目に提供する画像に視差を与えることに
よって、大画面の立体画像を表示するディスプレイ（ヘ
ッド・マウンテッド・ディスプレイ（以下、ＨＭＤと略
す。））がすでに提案されている。また、この型のディ
スプレイとして、外界の映像（以下、外界像と略す。）
と画像表示素子からの映像（以下、電子像と略す。）と
が重ね合った映像をユーザが見ることのできるシースル
ー型も提案されている。
して、左目と右目に提供する画像に視差を与えることに
よって、大画面の立体画像を表示するディスプレイ（ヘ
ッド・マウンテッド・ディスプレイ（以下、ＨＭＤと略
す。））がすでに提案されている。また、この型のディ
スプレイとして、外界の映像（以下、外界像と略す。）
と画像表示素子からの映像（以下、電子像と略す。）と
が重ね合った映像をユーザが見ることのできるシースル
ー型も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなシースルー
型ＨＭＤ装置において、外界の対象物の位置と電子像の
結像位置が大きく離れていると、ユーザは外界像と電子
像を同時に見ることはできない。このような時には、ユ
ーザは目の焦点を変えてどちらかを見ることになる。こ
れは、使用者に疲労感を与えることになる。また、スー
パーインポーズ像として電子像を使用者に提供する時
に、この電子像が使用者が見ている外界像よりも後方に
位置していると、使用者に違和感を与えることになる。
型ＨＭＤ装置において、外界の対象物の位置と電子像の
結像位置が大きく離れていると、ユーザは外界像と電子
像を同時に見ることはできない。このような時には、ユ
ーザは目の焦点を変えてどちらかを見ることになる。こ
れは、使用者に疲労感を与えることになる。また、スー
パーインポーズ像として電子像を使用者に提供する時
に、この電子像が使用者が見ている外界像よりも後方に
位置していると、使用者に違和感を与えることになる。
【０００４】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、その目的は、シースルー型のヘッド・マ
ウンテッド・ディスプレイにおいて、視差のある電子像
を明視の位置に結像するか、その視差を調節可能にし
て、使用者に与える負担を軽減するようにすることであ
る。
たものであり、その目的は、シースルー型のヘッド・マ
ウンテッド・ディスプレイにおいて、視差のある電子像
を明視の位置に結像するか、その視差を調節可能にし
て、使用者に与える負担を軽減するようにすることであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１のヘッド・マウンテッド・ディスプレイは、視
差のある画像を右目と左目とに提供する２つの画像表示
素子と、外界の像と前記画像表示素子からの画像とを重
ね合わせる像合成手段と、前記画像表示素子を使用者の
頭部に固定するための支持部とを備えたヘッド・マウン
テッド・ディスプレイ装置において、前記画像表示素子
が生成する画像が使用者の明視の位置において虚像とし
て見えるように前記画像を表示することを特徴とするも
のである。
明の第１のヘッド・マウンテッド・ディスプレイは、視
差のある画像を右目と左目とに提供する２つの画像表示
素子と、外界の像と前記画像表示素子からの画像とを重
ね合わせる像合成手段と、前記画像表示素子を使用者の
頭部に固定するための支持部とを備えたヘッド・マウン
テッド・ディスプレイ装置において、前記画像表示素子
が生成する画像が使用者の明視の位置において虚像とし
て見えるように前記画像を表示することを特徴とするも
のである。
【０００６】また、本発明の第２のヘッド・マウンテッ
ド・ディスプレイは、視差のある画像を右目と左目とに
提供する２つの画像表示素子と、外界の像と前記画像表
示素子からの画像とを重ね合わせる像合成手段と、前記
画像表示素子を使用者の頭部に固定するための支持部と
を備えたヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置にお
いて、前記視差を調節可能にしたことを特徴とするもの
である。
ド・ディスプレイは、視差のある画像を右目と左目とに
提供する２つの画像表示素子と、外界の像と前記画像表
示素子からの画像とを重ね合わせる像合成手段と、前記
画像表示素子を使用者の頭部に固定するための支持部と
を備えたヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置にお
いて、前記視差を調節可能にしたことを特徴とするもの
である。
【０００７】第２の発明においては、外界の対象物の距
離を検出する対象物位置検出手段と、対象物位置検出手
段からの信号に基づいて視差を決定する視差決定手段と
を設けるようにすることもでき、この場合、視差決定手
段は、画像表示素子による画像までの距離が外界の対象
物までの距離と同程度、若しくは、より近くになるよう
に視差を決定するようにすることが望ましい。
離を検出する対象物位置検出手段と、対象物位置検出手
段からの信号に基づいて視差を決定する視差決定手段と
を設けるようにすることもでき、この場合、視差決定手
段は、画像表示素子による画像までの距離が外界の対象
物までの距離と同程度、若しくは、より近くになるよう
に視差を決定するようにすることが望ましい。
【０００８】
【作用】本発明においては、画像表示素子が生成する画
像が使用者の明視の位置において虚像として見えるよう
にするか、視差を調節可能にしたので、使用者の見やす
い位置に画像表示素子の画像が形成でき、使用者に与え
る負担を軽減させることができる。また、合成する対象
物までの距離を測定し、自動的に画像表示素子が生成す
る画像の位置を調節する機能を設けることにより、一層
負担が軽減される。このとき、画像表示素子の画像の位
置は対象物と同距離に生成するのが望ましいが、必ず手
前に生成するようにすれば、精度の低い距離測定でよ
く、また、画像表示素子の画像が対象物の後方になって
見にくくなるという欠点も防ぐことができる。
像が使用者の明視の位置において虚像として見えるよう
にするか、視差を調節可能にしたので、使用者の見やす
い位置に画像表示素子の画像が形成でき、使用者に与え
る負担を軽減させることができる。また、合成する対象
物までの距離を測定し、自動的に画像表示素子が生成す
る画像の位置を調節する機能を設けることにより、一層
負担が軽減される。このとき、画像表示素子の画像の位
置は対象物と同距離に生成するのが望ましいが、必ず手
前に生成するようにすれば、精度の低い距離測定でよ
く、また、画像表示素子の画像が対象物の後方になって
見にくくなるという欠点も防ぐことができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照にして本発明のＨＭＤ装置
のいくつかの実施例について説明する。図１を参照にし
て本発明の第１実施例について説明する。図１（ａ）は
この実施例のＨＭＤ装置の光学構成図を示している。図
中、１は人間の頭部、２は目、３は耳である。液晶ディ
スプレイ等の２次元画像表示素子４（４Ｌ、４Ｒ）とバ
ックライト光源５が頭部１の側面に固定設置されてい
る。バックライト光源５からの光が光源用レンズ４０を
経て２次元画像表示素子４を通過して生成された電子像
は、レンズ６、７を通過して、凹面型ハーフミラー８で
反射する。また、外界からの光も、凹面型ハーフミラー
８を通過してこの電子像と重なり合う。そして、眼球レ
ンズ９を通り、網膜１０上に画像を形成する。電子像の
画像信号は、図１（ｂ）に一般的に示した画像生成装置
１１からケーブル１２を通って画像表示素子４に与えら
れる。また、画像生成装置１１からケーブル１４を通っ
てスピーカ１３に音声情報が与えられる。このようなデ
ィスプレイ装置では、左目に与える画像と右目に与える
画像に視差が生じていると、使用者は立体画像として表
示像を認識する。そこで、この立体画像を明視の距離に
結像するように視差を与えておく。例えば、図１（ｃ）
に示すような画像を左目と右目に与える。このように、
電子画像を常に明視の距離に結像させ、この距離よりも
遠くの外界像を同時に観察するようにすれば、電子像は
外界像よりも近くに位置する。また、常に電子像までの
距離が同じであるため、目のピントをあわせやすい。
のいくつかの実施例について説明する。図１を参照にし
て本発明の第１実施例について説明する。図１（ａ）は
この実施例のＨＭＤ装置の光学構成図を示している。図
中、１は人間の頭部、２は目、３は耳である。液晶ディ
スプレイ等の２次元画像表示素子４（４Ｌ、４Ｒ）とバ
ックライト光源５が頭部１の側面に固定設置されてい
る。バックライト光源５からの光が光源用レンズ４０を
経て２次元画像表示素子４を通過して生成された電子像
は、レンズ６、７を通過して、凹面型ハーフミラー８で
反射する。また、外界からの光も、凹面型ハーフミラー
８を通過してこの電子像と重なり合う。そして、眼球レ
ンズ９を通り、網膜１０上に画像を形成する。電子像の
画像信号は、図１（ｂ）に一般的に示した画像生成装置
１１からケーブル１２を通って画像表示素子４に与えら
れる。また、画像生成装置１１からケーブル１４を通っ
てスピーカ１３に音声情報が与えられる。このようなデ
ィスプレイ装置では、左目に与える画像と右目に与える
画像に視差が生じていると、使用者は立体画像として表
示像を認識する。そこで、この立体画像を明視の距離に
結像するように視差を与えておく。例えば、図１（ｃ）
に示すような画像を左目と右目に与える。このように、
電子画像を常に明視の距離に結像させ、この距離よりも
遠くの外界像を同時に観察するようにすれば、電子像は
外界像よりも近くに位置する。また、常に電子像までの
距離が同じであるため、目のピントをあわせやすい。
【００１０】次に、本発明の第２実施例を図２を参照に
して説明する。本実施例の概略図を図２（ａ）、（ｂ）
に示す。両図において、画像生成装置１１からの信号
は、画像表示素子４（４Ｌ、４Ｒ）に送られる。ここ
で、使用者は、この電子画像と外界像を見ながら、コン
トローラー１５で電子画像の結像位置を調節する。具体
的には、コントローラー１５の信号により左目画像と右
目画像の視差を変えることで、結像位置を変えることが
できる。このコントローラー１５の信号は、視差決定装
置３７で視差に関する信号に変換される。図２（ａ）で
は、この視差信号は、画像生成装置１１に送られ、そし
て、この信号を基に左目像と右目像を生成し、画像表示
素子４へ送る。図２（ｂ）では、視差決定装置３７から
の視差信号は、画像生成装置１１へは行かず、視差調節
装置３８へ送られる。この視差調節装置３８は、画像生
成装置１１からの画像信号にある視差を付加するために
設けたものである。この構成によれば、画像生成装置１
１での負担が軽くなり、応答性が速くなる。
して説明する。本実施例の概略図を図２（ａ）、（ｂ）
に示す。両図において、画像生成装置１１からの信号
は、画像表示素子４（４Ｌ、４Ｒ）に送られる。ここ
で、使用者は、この電子画像と外界像を見ながら、コン
トローラー１５で電子画像の結像位置を調節する。具体
的には、コントローラー１５の信号により左目画像と右
目画像の視差を変えることで、結像位置を変えることが
できる。このコントローラー１５の信号は、視差決定装
置３７で視差に関する信号に変換される。図２（ａ）で
は、この視差信号は、画像生成装置１１に送られ、そし
て、この信号を基に左目像と右目像を生成し、画像表示
素子４へ送る。図２（ｂ）では、視差決定装置３７から
の視差信号は、画像生成装置１１へは行かず、視差調節
装置３８へ送られる。この視差調節装置３８は、画像生
成装置１１からの画像信号にある視差を付加するために
設けたものである。この構成によれば、画像生成装置１
１での負担が軽くなり、応答性が速くなる。
【００１１】次に、使用者が電子像の位置をコントロー
ルするコントローラー１５の１例を示す。その外観図を
図２（ｃ）に示す。このコントローラー１５には、ステ
ィック１７と２つのスイッチ１８が設けられており、こ
れらスティック１７とスイッチ１８の動きの信号は、ケ
ーブル１６を経て視差決定装置３７へ送られる。スティ
ック１７は十字の溝１９に沿って動かすことができ、こ
のスティック１７の動きは、電子像の高さ、横方向の動
きに連動している。また、２つのスイッチ１８は、電子
像の遠近方向の結像位置を変えることができる。一方の
スイッチ１８を押すことで電子像が近づき、もう一方の
スイッチ１８を押すことで遠ざけることができる。使用
者は、電子像を見ながらこのコントローラー１５を操作
し、一番見やすい位置に電子像を動かす。コントローラ
ー１５としては、使用者の瞬きを検出して動かしたり、
データグローブを装着して指さす方向に電子像を動かし
たり、電子像の動き方向をメニューバーとして電子像で
表示してこのメニューバーを選択することで電子像を動
かす方法等もある。このように、コントローラー１５で
左目像と右目像の視差を変化させるのだが、同時に視度
も調節できるようにすることによって、より見やすい画
像を提供することができる。
ルするコントローラー１５の１例を示す。その外観図を
図２（ｃ）に示す。このコントローラー１５には、ステ
ィック１７と２つのスイッチ１８が設けられており、こ
れらスティック１７とスイッチ１８の動きの信号は、ケ
ーブル１６を経て視差決定装置３７へ送られる。スティ
ック１７は十字の溝１９に沿って動かすことができ、こ
のスティック１７の動きは、電子像の高さ、横方向の動
きに連動している。また、２つのスイッチ１８は、電子
像の遠近方向の結像位置を変えることができる。一方の
スイッチ１８を押すことで電子像が近づき、もう一方の
スイッチ１８を押すことで遠ざけることができる。使用
者は、電子像を見ながらこのコントローラー１５を操作
し、一番見やすい位置に電子像を動かす。コントローラ
ー１５としては、使用者の瞬きを検出して動かしたり、
データグローブを装着して指さす方向に電子像を動かし
たり、電子像の動き方向をメニューバーとして電子像で
表示してこのメニューバーを選択することで電子像を動
かす方法等もある。このように、コントローラー１５で
左目像と右目像の視差を変化させるのだが、同時に視度
も調節できるようにすることによって、より見やすい画
像を提供することができる。
【００１２】次に、視差を変化させる方法について、具
体例をあげる。第１の具体例を図３に示す。この例で
は、電子像として三角錐の立体図３２を表示させてい
る。同図（ａ）では、右目像と左目像の画像がほぼ同じ
であり、このときには、画像は無限遠に虚像を作る。し
かし、図３（ｂ）のように見る方向を変えた像を生成す
ると、虚像はもっと手前にできる。このように、右目像
と左目像の関係を変えることで、像の位置を変えること
ができる。コントローラー１５からの遠近信号は、画像
生成装置１１内で視差信号に変換され、上述のような画
像を作る。そして、このように生成された画像信号が画
像表示素子４に送られる。この方法は、図２（ａ）に示
した構成に当てはまるものである。
体例をあげる。第１の具体例を図３に示す。この例で
は、電子像として三角錐の立体図３２を表示させてい
る。同図（ａ）では、右目像と左目像の画像がほぼ同じ
であり、このときには、画像は無限遠に虚像を作る。し
かし、図３（ｂ）のように見る方向を変えた像を生成す
ると、虚像はもっと手前にできる。このように、右目像
と左目像の関係を変えることで、像の位置を変えること
ができる。コントローラー１５からの遠近信号は、画像
生成装置１１内で視差信号に変換され、上述のような画
像を作る。そして、このように生成された画像信号が画
像表示素子４に送られる。この方法は、図２（ａ）に示
した構成に当てはまるものである。
【００１３】第２の具体例を図４に示す。この具体例
は、文字等の平面像を電子像として表示するときに有効
である。ここでは、画像表示素子４上での画像位置を変
えることによって視差を与える。図４（ａ）は、画像表
示素子４上に表れている文字画像を示している。同図の
ような“ＡＢＣ”という文字３３を表示するとき、図４
（ｂ）の光学構成図に示すように、右目用の画像表示素
子４Ｒにも、左目用の画像表示素子４Ｌにも、同じ画像
信号を送る。また、同時に画像位置信号も送る。これら
の信号は、画像を生成する画素を制御する画素コントロ
ーラー３４を通過して画像表示素子４に送られる。画素
コントローラー３４での処理は、図４（ａ）のように左
目像は画素位置を右にずらし、右目像は左にずらす。こ
うして、“ＡＢＣ”という文字はある距離に虚像を作る
ことになる。このずらしの位置をコントロールすること
で、像位置を変えることができる。この方法では、基本
的に、１フレームの画像信号と画素位置信号だけを送れ
ばよく、画像信号のデータ数を少なくすることができ
る。この方法は、図２（ｂ）に示した構成に当てはまる
ものである。
は、文字等の平面像を電子像として表示するときに有効
である。ここでは、画像表示素子４上での画像位置を変
えることによって視差を与える。図４（ａ）は、画像表
示素子４上に表れている文字画像を示している。同図の
ような“ＡＢＣ”という文字３３を表示するとき、図４
（ｂ）の光学構成図に示すように、右目用の画像表示素
子４Ｒにも、左目用の画像表示素子４Ｌにも、同じ画像
信号を送る。また、同時に画像位置信号も送る。これら
の信号は、画像を生成する画素を制御する画素コントロ
ーラー３４を通過して画像表示素子４に送られる。画素
コントローラー３４での処理は、図４（ａ）のように左
目像は画素位置を右にずらし、右目像は左にずらす。こ
うして、“ＡＢＣ”という文字はある距離に虚像を作る
ことになる。このずらしの位置をコントロールすること
で、像位置を変えることができる。この方法では、基本
的に、１フレームの画像信号と画素位置信号だけを送れ
ばよく、画像信号のデータ数を少なくすることができ
る。この方法は、図２（ｂ）に示した構成に当てはまる
ものである。
【００１４】第３の具体例を図５に示す。この具体例で
は、画像表示素子４自体を変移させることによって視差
を調節する。画像表示素子４には、画像表示素子４を光
軸に対して垂直に変移させるための治具３５が取り付け
てある。これには、圧電素子等が利用できる。第２の具
体例で用いた画像位置信号がケーブル４１を通って変移
コントローラー３６へ送られ、これにより画像表示素子
４がずらされる。例えば、左目画像表示素子４Ｌと右目
画像表示素子４Ｒの両者を内側にずらすことにより、表
示画像をある有限の距離に結像させることができる。
は、画像表示素子４自体を変移させることによって視差
を調節する。画像表示素子４には、画像表示素子４を光
軸に対して垂直に変移させるための治具３５が取り付け
てある。これには、圧電素子等が利用できる。第２の具
体例で用いた画像位置信号がケーブル４１を通って変移
コントローラー３６へ送られ、これにより画像表示素子
４がずらされる。例えば、左目画像表示素子４Ｌと右目
画像表示素子４Ｒの両者を内側にずらすことにより、表
示画像をある有限の距離に結像させることができる。
【００１５】第４の具体例を図６に示す。この具体例で
は、画像表示素子４をずらす代わりに、レンズ６を偏心
させる。これは、画像表示素子４を変移させることと同
等であり、左右のレンズ６を外側にずらすことにより、
有限の距離に画像を作り出すことができる。レンズ６を
ずらす手段は、第４の具体例と同じである。
は、画像表示素子４をずらす代わりに、レンズ６を偏心
させる。これは、画像表示素子４を変移させることと同
等であり、左右のレンズ６を外側にずらすことにより、
有限の距離に画像を作り出すことができる。レンズ６を
ずらす手段は、第４の具体例と同じである。
【００１６】以上のようにして左目画像と右目画像との
関係を変化させることで、電子画像の結像位置を自由に
変えることができる。
関係を変化させることで、電子画像の結像位置を自由に
変えることができる。
【００１７】次に、本発明の第３実施例を図７を参照に
して説明する。この実施例では、外界の物体までの距離
を測定して、自動的に視差を変化させている。図７
（ａ）に本実施例の概念図を、図７（ｂ）に光学系の１
例を示す。本実施例では、撮像素子を用いて外界像を検
出して外界物体の距離を測定する。撮像素子４２（４２
Ｌ、４２Ｒ）は、画像表示素子４と同様にある視差を持
って頭部に設置されている。この撮像素子４２は外界像
を検出し、その信号は画像解析装置２０に送られる。画
像解析装置２０は、左目信号と右目信号の相関をとり、
物体までの距離を求める。これは、物体が使用者に近け
れば近いほど左目信号と右目信号の視差が大きくなるこ
とを利用する。このようにして求めた信号から、視差決
定装置３７で使用者に与えるべき視差を決定し、画像生
成装置１１に送り、画像生成装置１１は左目画像と右目
画像を生成する。このとき、電子像の結像位置は、物体
よりも手前になるようにしてもよいし、物体とほぼ同距
離となるようにしてもよい。次に、光学系の例を図７
（ｂ）を用いて説明すると、この光学系は、第１実施例
における光学系に撮像機能を付加したものである。電子
像は、第１実施例と同様に使用者の目に提供される。外
界像は、まず、撮像用ハーフミラー２１で透過光と反射
光とに分かれる。この中、透過光は、ハーフミラー８を
透過して使用者の目に入射する。反射光は、撮像レンズ
２２を通過して撮像素子４２に入射する。そして、これ
ら信号は画像解析装置２０に送られ、画像解析装置２０
で物体までの距離を求める。本装置に視線検出計を付加
すれば、使用者の見ている画像領域を知ることができ、
画像解析装置２０での計算スピードを速めることもでき
る。
して説明する。この実施例では、外界の物体までの距離
を測定して、自動的に視差を変化させている。図７
（ａ）に本実施例の概念図を、図７（ｂ）に光学系の１
例を示す。本実施例では、撮像素子を用いて外界像を検
出して外界物体の距離を測定する。撮像素子４２（４２
Ｌ、４２Ｒ）は、画像表示素子４と同様にある視差を持
って頭部に設置されている。この撮像素子４２は外界像
を検出し、その信号は画像解析装置２０に送られる。画
像解析装置２０は、左目信号と右目信号の相関をとり、
物体までの距離を求める。これは、物体が使用者に近け
れば近いほど左目信号と右目信号の視差が大きくなるこ
とを利用する。このようにして求めた信号から、視差決
定装置３７で使用者に与えるべき視差を決定し、画像生
成装置１１に送り、画像生成装置１１は左目画像と右目
画像を生成する。このとき、電子像の結像位置は、物体
よりも手前になるようにしてもよいし、物体とほぼ同距
離となるようにしてもよい。次に、光学系の例を図７
（ｂ）を用いて説明すると、この光学系は、第１実施例
における光学系に撮像機能を付加したものである。電子
像は、第１実施例と同様に使用者の目に提供される。外
界像は、まず、撮像用ハーフミラー２１で透過光と反射
光とに分かれる。この中、透過光は、ハーフミラー８を
透過して使用者の目に入射する。反射光は、撮像レンズ
２２を通過して撮像素子４２に入射する。そして、これ
ら信号は画像解析装置２０に送られ、画像解析装置２０
で物体までの距離を求める。本装置に視線検出計を付加
すれば、使用者の見ている画像領域を知ることができ、
画像解析装置２０での計算スピードを速めることもでき
る。
【００１８】本発明の第４実施例を図８を参照にして説
明する。本実施例は、第３実施例と同様に、物体までの
距離を測定し、自動的に視差を変化させるものである。
本実施例での距離を測定する方法としては、図８（ａ）
のように、赤外線を投射し、その反射光を検出する方法
を用いる。赤外線投射器２３から投射した赤外線は、物
体２４に当たり、その反射光を赤外線検出器２５で検出
する。この赤外線検出器２５は、レンズ２６とリニアセ
ンサ２７で構成されており、物体２４までの距離によっ
てリニアセンサ２７上の受光位置が変化する。つまり、
この受光位置によって物体までの距離を知ることができ
る。図８（ｂ）に、この装置を付けたＨＭＤ２８の外観
図を示す。光学部品はゴーグル部２９内に納まってい
る。また、外界像が入射する外面と、外界像と電子像と
が通過する内面には、保護用透過膜３０が張り付けられ
ている。このゴーグル部２９の両端には、スピーカ１３
が取り付けられており、ユーザに音情報を提供すること
ができる。また、ゴーグル部２９には、ゴム製バンド３
１が付いており、ユーザの頭部１にゴーグル部２９を固
定装着できる。ここで、ゴーグル部２９の前面上部に
は、赤外線投射器２３と赤外線検出器２５が設置されて
いる。赤外線投射器２３からの光は、所定の方向に向か
い、その反射光を赤外線検出器２５で受ける。この信号
は、ケーブル３９で伝播して視差決定装置３７に送ら
れ、画像生成装置１１は、視差決定装置３７からの信号
に基づいて左目像と右目像の視差のついた電子像を生成
して、ケーブル１２を通して画像表示素子４に送る。本
実施例では、電気ケーブルを用いて画像信号の伝送を行
っているが、本発明はこれに限るものではなく、アンテ
ナを用いて空中伝送してもよい。
明する。本実施例は、第３実施例と同様に、物体までの
距離を測定し、自動的に視差を変化させるものである。
本実施例での距離を測定する方法としては、図８（ａ）
のように、赤外線を投射し、その反射光を検出する方法
を用いる。赤外線投射器２３から投射した赤外線は、物
体２４に当たり、その反射光を赤外線検出器２５で検出
する。この赤外線検出器２５は、レンズ２６とリニアセ
ンサ２７で構成されており、物体２４までの距離によっ
てリニアセンサ２７上の受光位置が変化する。つまり、
この受光位置によって物体までの距離を知ることができ
る。図８（ｂ）に、この装置を付けたＨＭＤ２８の外観
図を示す。光学部品はゴーグル部２９内に納まってい
る。また、外界像が入射する外面と、外界像と電子像と
が通過する内面には、保護用透過膜３０が張り付けられ
ている。このゴーグル部２９の両端には、スピーカ１３
が取り付けられており、ユーザに音情報を提供すること
ができる。また、ゴーグル部２９には、ゴム製バンド３
１が付いており、ユーザの頭部１にゴーグル部２９を固
定装着できる。ここで、ゴーグル部２９の前面上部に
は、赤外線投射器２３と赤外線検出器２５が設置されて
いる。赤外線投射器２３からの光は、所定の方向に向か
い、その反射光を赤外線検出器２５で受ける。この信号
は、ケーブル３９で伝播して視差決定装置３７に送ら
れ、画像生成装置１１は、視差決定装置３７からの信号
に基づいて左目像と右目像の視差のついた電子像を生成
して、ケーブル１２を通して画像表示素子４に送る。本
実施例では、電気ケーブルを用いて画像信号の伝送を行
っているが、本発明はこれに限るものではなく、アンテ
ナを用いて空中伝送してもよい。
【００１９】本発明は、第３実施例、第４実施例にあげ
た距離測定方法に限るものではなく、超音波を用いる方
法等、その他公知の種々の測定方法も適用でき、これら
は本発明に含まれる。
た距離測定方法に限るものではなく、超音波を用いる方
法等、その他公知の種々の測定方法も適用でき、これら
は本発明に含まれる。
【００２０】以上、本発明のＨＭＤをいくつかの実施例
に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限
定されず種々の変形が可能である。
に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限
定されず種々の変形が可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のヘッド・マウンテッド・ディスプレイによると、画像
表示素子が生成する画像が使用者の明視の位置において
虚像として見えるようにするか、視差を調節可能にした
ので、使用者の見やすい位置に画像表示素子の画像が形
成でき、使用者に与える負担を軽減させることができ
る。また、合成する対象物までの距離を測定し、自動的
に画像表示素子が生成する画像の位置を調節する機能を
設けることにより、一層負担が軽減される。このとき、
画像表示素子の画像の位置は対象物と同距離に生成する
のが望ましいが、必ず手前に生成するようにすれば、精
度の低い距離測定でよく、また、画像表示素子の画像が
対象物の後方になって見にくくなるという欠点も防ぐこ
とができる。
のヘッド・マウンテッド・ディスプレイによると、画像
表示素子が生成する画像が使用者の明視の位置において
虚像として見えるようにするか、視差を調節可能にした
ので、使用者の見やすい位置に画像表示素子の画像が形
成でき、使用者に与える負担を軽減させることができ
る。また、合成する対象物までの距離を測定し、自動的
に画像表示素子が生成する画像の位置を調節する機能を
設けることにより、一層負担が軽減される。このとき、
画像表示素子の画像の位置は対象物と同距離に生成する
のが望ましいが、必ず手前に生成するようにすれば、精
度の低い距離測定でよく、また、画像表示素子の画像が
対象物の後方になって見にくくなるという欠点も防ぐこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成と作用を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図２】第２実施例の構成と作用を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】視差を変化させる第１の方法を説明するための
図である。
図である。
【図４】視差を変化させる第２の方法を説明するための
図である。
図である。
【図５】視差を変化させる第３の方法を説明するための
図である。
図である。
【図６】視差を変化させる第４の方法を説明するための
図である。
図である。
【図７】第３実施例の構成と作用を説明するための図で
ある。
ある。
【図８】第４実施例の構成と作用を説明するための図で
ある。
ある。
１…頭部 ２…目 ３…耳 ４…画像表示素子（左目用４Ｌ、右目用４Ｒ） ５…バックライト光源 ６、７…レンズ ８…凹面型ハーフミラー ９…眼球レンズ １０…網膜 １１…画像生成装置 １２…画像用ケーブル １３…スピーカー １４…音声用ケーブル １５…コントローラー １６…コントローラーケーブル １７…スティック １８…スイッチ １９…十字溝 ２０…画像解析装置 ２１…撮像用ハーフミラー ２２…撮像レンズ ２３…赤外線投射器 ２４…物体 ２５…赤外線検出器 ２６…レンズ ２７…リニアセンサ ２８…ＨＭＤ本体 ２９…ゴーグル部 ３０…保護用透過膜 ３１…ゴム製バンド ３２…三角錐画像 ３３…文字画像 ３４…画素コントローラー ３５…変移治具 ３６…変移コントローラー ３７…視差決定装置 ３８…視差調節装置 ３９…ケーブル ４０…光源用レンズ ４１…変移コントロールケーブル ４２…撮像素子（左目用４２Ｌ、右目用４２Ｒ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 工 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリン パス光学工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 視差のある画像を右目と左目とに提供す
る２つの画像表示素子と、外界の像と前記画像表示素子
からの画像とを重ね合わせる像合成手段と、前記画像表
示素子を使用者の頭部に固定するための支持部とを備え
たヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置において、 前記画像表示素子が生成する画像が使用者の明視の位置
において虚像として見えるように前記画像を表示するこ
とを特徴とするヘッド・マウンテッド・ディスプレイ。 - 【請求項２】 視差のある画像を右目と左目とに提供す
る２つの画像表示素子と、外界の像と前記画像表示素子
からの画像とを重ね合わせる像合成手段と、前記画像表
示素子を使用者の頭部に固定するための支持部とを備え
たヘッド・マウンテッド・ディスプレイ装置において、 前記視差を調節可能にしたことを特徴とするヘッド・マ
ウンテッド・ディスプレイ。 - 【請求項３】 請求項２記載のヘッド・マウンテッド・
ディスプレイにおいて、外界の対象物の距離を検出する
対象物位置検出手段と、該対象物位置検出手段からの信
号に基づいて前記視差を決定する視差決定手段とを設け
たことを特徴とするヘッド・マウンテッド・ディスプレ
イ。 - 【請求項４】 請求項３記載のヘッド・マウンテッド・
ディスプレイにおいて、前記視差決定手段は、前記画像
表示素子による画像までの距離が前記外界の対象物まで
の距離と同程度、若しくは、より近くになるように視差
を決定することを特徴とするヘッド・マウンテッド・デ
ィスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133855A JPH05328408A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133855A JPH05328408A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328408A true JPH05328408A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15114615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133855A Pending JPH05328408A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328408A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256960A (ja) * | 2007-04-12 | 2007-10-04 | Olympus Corp | 頭部装着型映像表示装置 |
| WO2014156033A1 (en) | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corporation | Head-mounted display device, control method of head-mounted display device, and display system |
| WO2016115874A1 (zh) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 成都理想境界科技有限公司 | 能自动调节景深的双目ar头戴设备及景深调节方法 |
| US9618759B2 (en) | 2012-08-06 | 2017-04-11 | Sony Corporation | Image display apparatus and image display method |
Citations (9)
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| JPS5893490U (ja) * | 1981-12-19 | 1983-06-24 | 株式会社明電舎 | マニプレ−タ操縦装置 |
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| JPH02281891A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-19 | Paruka:Kk | ビデオディスプレイ装置 |
| JPH0392673U (ja) * | 1990-01-10 | 1991-09-20 | ||
| JPH03226198A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Nec Corp | 立体表示装置 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4133855A patent/JPH05328408A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010417 |