JPH0627410A - ディスプレイ装置 - Google Patents

ディスプレイ装置

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Publication number
JPH0627410A
JPH0627410A JP4182111A JP18211192A JPH0627410A JP H0627410 A JPH0627410 A JP H0627410A JP 4182111 A JP4182111 A JP 4182111A JP 18211192 A JP18211192 A JP 18211192A JP H0627410 A JPH0627410 A JP H0627410A
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JP
Japan
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image
display device
head
display
head mounting
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Application number
JP4182111A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kawazoe
豪 川添
Shizuhiro Tomita
鎭弘 冨田
Nobukage Takahashi
宣景 高橋
Tatsuhiro Nozue
辰裕 野末
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0627410A publication Critical patent/JPH0627410A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】頭部装着部を小型化・軽量化し、機動性に富
み、携帯可能にし、自然な使用感を有し、利用者が視認
する画像の外周視界を自由に見通せると共に、どんな場
所においても画像の良好な視認性を保ち、電力浪費,安
全対策もされている頭部装着型ディスプレイ装置を提供
することにある。 【構成】頭部装着部と画像供給部を離して配置しこの間
を対物レンズ,イメージファイバ,接眼レンズで接続
し、また、イメージファイバを一対とし両眼に異なった
経路の画像を入力するようにした。利用者が画像の外周
視界を自由に見通すために前記接眼レンズを内有する頭
部装着部のフレームを眼鏡型や透明なプラスティックケ
ース型にて構成した。さらに、このフレームに光電素子
や近接センサを設け、使用場所の如何にかかわらず画像
の良好な視認性を保ち、スイッチの点滅不注意等による
電力浪費,安全対策もできるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ装置、特
に、利用者の頭部に装着して使用されるディスプレイ装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】外部からの画像信号の入力に従って画像
情報を可視化するディスプレイ装置の中で、利用者の頭
部に装着して使用される方式のものがある。
【0003】その基本構成は、画像表示素子の画像面を
利用者の眼の直前に配置し、利用者が、この画像面の前
面に置かれた接眼レンズ系を通して虚像としての画像を
視認するものである。
【0004】このような頭部装着型ディスプレイ装置
は、携帯性に富み、かつ、大きな画角と装置の小型化と
を同時に実現し、さらに、左右の眼に異なる画像信号を
入力して立体感の効果が得られること等が望まれてい
た。
【0005】従来、上記ディスプレイ装置の画像表示素
子としては、CRTや液晶パネル等が用いられている
が、これらの画像表示素子およびその駆動回路を装置内
に組み込んだ場合は、画像を表示する画像表示素子を有
する画像供給部と虚像としての画像を視認するための光
学レンズ系を有する頭部装着部とを一体化するかまたは
近接しておかなければならず、この面から小型化・軽量
化の点で十分でなかった。このことから生ずる使用時の
不便さが、頭部装着型ディスプレイ装置の利用の一般化
を防げている大きな要因の一つでもあった。
【0006】また、自然な使用感をえるためには左右の
眼に異なった経路を通ってきた画像信号を入力しなけれ
ばならない。そのためには、従来の頭部装着型ディスプ
レイ装置では一対の画像表示素子等を備えなければなら
ず、装置が更に大型化しコストが増大するという問題が
あった。
【0007】これに対して最新の技術として、直線状に
配置された多数のLEDの点滅をその光路上に設けた反
射鏡の振動に同期させ視覚の残像効果を利用し、2次元
的な画像として視認させる方法も考えられたが、画像の
カラー化および高速応答性の点で未解決である。
【0008】また、従来の頭部装着型ディスプレイ装置
は、ほとんど利用者の眼が視認する画像と外界とを光学
的に完全に遮断するものである。これは、外界からの画
像面への入射光の反射による視認される表示画像の不鮮
明を防止するためである。
【0009】しかし、一般的な製品への組込および一般
的な利用方法を考慮した場合、利用者が、視認される画
像の外周視界を自由に見通せる構造であることが多くの
場合に求めらることになる。
【0010】また、頭部装着型ディスプレイ装置は、機
動性に富むというその特質を活かすためには、入力装置
や電源装置等を含めた全システムが携帯可能な形にまと
められなければならない。そしてこのことが、使用範囲
と応用範囲とを拡大するものである。
【0011】以上のことをさらに進めると、利用してい
る場所の照明状況が変化しても画像の良好な視認性が保
たれ、携帯電源により電力が供給されることからスイッ
チの点滅不注意等による電力浪費および安全対策も実用
上重要となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の頭部装着型
ディスプレイ装置では、前述の如く画像を表示する画像
表示素子を有する画像供給部と虚像としての画像を視認
するための光学レンズ系を有する頭部装着部とを一体化
するかまたは近接しておくため、小型化・軽量化が不十
分であるという問題があった。
【0013】また、自然な使用感を得るためには左右の
眼に異なった経路の画像信号を入力する必要があり、そ
のため一対の画像表示素子およびそれらの駆動回路を要
し、益々装置が大型化すると共にコストが増大するとい
う問題があった。
【0014】また、外界からの画像面への入射光の反射
による視認する画像の不鮮明を防止するため、利用者の
眼が視認する画像面と外界とを光学的に完全に遮断して
いたが、一般的な製品への組込および一般的な利用方法
を考慮した場合、利用者が視認する画像面の外周視界を
自由に見通せる構造で無ければならないという問題があ
った。
【0015】さらにまた、頭部装着型の機動性に富むと
いうその特質を活かすためには、入力装置や電気装置等
を含めた全システムが携帯可能な形にまとめられなけれ
ばならない。さらに進めると、利用している場所の照明
状況が変化しても画像の良好な視認性が保たれ、携帯電
源により電力が供給されることからスイッチの点滅不注
意等による電力浪費対策も実用上重要な問題であった。
【0016】本発明の第一の目的は、頭部装着部を小型
化・軽量化することにより機動性に富み、携帯可能な頭
部装着型ディスプレイ装置を提供することにある。
【0017】また、本発明の第二の目的は、左右の眼に
自然な使用感が得られる画像信号を入力することが出来
る頭部装着型ディスプレイ装置を提供することにある。
【0018】さらに、本発明の第三の目的は、利用して
いる場所の照明状況の変化にかかわらず、画像の良好な
視認性が保もつことが出来る頭部装着型ディスプレイ装
置を提供することにある。
【0019】さらに、本発明の第四の目的は、スイッチ
の点滅不注意等による電力浪費および安全対策もなされ
ている頭部装着型ディスプレイ装置を提供することにあ
る。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記第一の発明の目的を
達成するために、本発明の頭部装着型ディスプレイ装置
の構成は、虚像として表示する対象画像を視認するため
の光学レンズ系を有する頭部装着部と画像を表示する画
像表示素子を有する画像供給部とからなるディスプレイ
装置において、当該ディスプレイ装置の表示画像を画像
供給部からイメージファイバの光信号として頭部装着部
の光学レンズ系へ入力するものである。
【0021】上記第二の発明の目的を達成するために、
本発明の頭部装着型ディスプレイ装置の構成は、虚像と
して表示する対象画像を視認するための光学レンズ系を
有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素子を有す
る画像供給部とからなるディスプレイ装置において、当
該ディスプレイ装置の表示画像を画像供給部から一対の
イメージファイバの光信号として異なる経路により頭部
装着部の光学レンズ系へ入力するものである。
【0022】上記第三の発明の目的を達成するために、
本発明の頭部装着型ディスプレイ装置の構成は、虚像と
して表示する対象画像を視認するための光学レンズ系を
有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素子を有す
る画像供給部とからなるディスプレイ装置において、周
囲の明度を検知するためのセンサと前記センサの出力に
応じて表示画像の輝度を変化させる制御回路とを設け、
表示画像の視認性を自動調整する手段を備えるものであ
る。
【0023】上記第四の発明の目的を達成するために、
本発明の頭部装着型ディスプレイ装置の構成は、虚像と
して表示する対象画像を視認するための光学レンズ系を
有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素子を有す
る画像供給部とからなるディスプレイ装置にあって、該
頭部が装着状態にあることを検知するセンサを設け、非
装着状態においては自動的に画像を消去する手段を備え
るものである。
【0024】
【作用】上記第一の発明の構成によれば、イメージファ
イバは、画像供給部の表示画像を光信号として、画像供
給部から頭部装着部の光学レンズ系に近接して配置され
ている当該イメージファイバの端部まで、伝送すること
が出来る。
【0025】これにより画像供給部と頭部装着部とを離
隔して配置することが出来るので小型化・軽量化を計れ
る。
【0026】上記第二の発明の構成によれば、一対のイ
メージファイバは、画像供給部の表示画像をこの一対の
イメージファイバの光信号として、画像供給部から頭部
装着部の光学レンズ系に近接して配置されている当該イ
メージファイバの端部まで、伝送することが出来る。
【0027】これにより単一の画像表示素子の表示画像
を異なる経路により視差をつけて両眼へ入力しうる。
【0028】上記第四の発明の構成によれば、この装置
の使用場所周囲の明度を検知するためのセンサと、前記
センサの出力に応じて表示画像の輝度を変化させる制御
回路とを設けることにより、表示画像の視認性を自動調
整することができる。
【0029】これにより利用者は周囲の照明環境に応じ
た最適な輝度の画像を視認しうる。
【0030】上記第五の発明の構成によれば、頭部装着
部が装着状態にあることを検知するセンサを設け、セン
サは、装置への頭部の接触または近接を検知し、画像表
示素子の動作または非動作のいずれかに切替え、非装置
状態にあっては自動的に表示画像を消去する。
【0031】これにより電力の無駄な消費を抑え、ま
た、安全対策が行うことができる。
【0032】
【実施例】以下本発明の各実施例を図1ないし図2を参
照して説明する。
【0033】(実施例 1)図1は本発明の一実施例に
係る頭部装着型ディスプレイ装置の構成図である。
【0034】本実施例の装置は、虚像としての画像を視
認するための光学レンズ系を有する頭部装着部1と画像
を表示する画像表示素子を有する画像供給部2とこの両
者を接続する一対のイメージファイバ3,4とから構成
されている。
【0035】図1において、顔面部と接するフレーム1
1は、眼鏡型あるいはプラスチックケース型が使用され
る。前記フレーム11には前記頭部装着部1の各構成部
材が取り付けられ、バンド12により利用者の頭部に装
着される。頭部装着部1と画像供給部2とを接続する2
本のイメージファイバ3,4は前記フレーム11に接続
されている。
【0036】利用者の左右の眼前に置かれる接眼レンズ
系13,14は前記フレーム11内における前記イメー
ジファイバ3,4の一方の端面に近接して配設されてい
る。
【0037】外界の光を受けてその強さを電圧の大小に
変換する光電素子15は頭部装着部1の所定の位置およ
び向きに取付けられている。その位置および向きは利用
者の肉眼に入射する周辺光の強さを正確に検知できるこ
とを条件として決められる。
【0038】また、頭部装着部1には、頭部装着部1へ
の物体の接触または近接を検出するためのセンサ、例え
ば、近接センサ16が利用者が頭部装着部1を装着また
は非装着状態にあることを峻別できるように所定の位置
に取付けられている。
【0039】前記画像供給部2には、画像信号の入力を
基にした画像表示素子駆動回路24からの信号を受け
て、画像信号を可視化する働きを持つ画像表示素子21
が備えられ、該画像表示素子21の画像表示面の前面に
は、1対の対物レンズ系22,23および前記イメージ
ファイバ3,4の他の一方の端面が配置され、画像表示
素子21の表示画像をイメージファイバ3,4により前
記頭部装着部に光信号として伝送する構成となってい
る。
【0040】また、画像供給部2内に設けられる画像輝
度制御回路25は、前記光電素子15および近接センサ
16からの出力信号を入力して画像の輝度を調整するよ
うになっている。
【0041】上記構成の実施例の動作を説明する。
【0042】画像表示素子21の表示画像は対物レンズ
系22,23を介してイメージファイバ3,4を通じ光
信号として伝送する。このことにより頭部装着部1と画
像供給部2とを離して配置しうる。この画像表示素子2
1としては、例えば、小型かつ高精細度のCRTが使用
される。対物レンズ系22,23はその倍率及び視点を
変えられるので、画像表示素子21の同一の表示画像に
対して異なる虚像信号を送ることが出来る。
【0043】伝送された光信号は、接眼レンズ系13,
14によって捕捉される。この接眼レンズ系13,14
には、例えば、凸レンズによる組合わせレンズが用いら
れ、伝送されてくる表示画像を拡大する。この拡大され
た画像を虚像として視認することにより、利用者が視認
する画像の大きさとこの画像までの距離を自由に調節す
ることが出来る。
【0044】また、接眼レンズ系13,14の光軸が、
イメージファイバ3,4の近接する端面に対して垂直
に、かつ、その前側近軸焦点を拡大された前記画像表示
面上のほぼ中央に結ぶばせることにより、該端部が接眼
レンズ系13,14から離れて配置される場合には光信
号の経路を鏡等の光学的手段にて変えることができる。
したがってディスプレイ装置全体を小型化することが可
能である。
【0045】前記光軸の間隔が利用者の左右の瞳の間隔
と同一になるように、例えばネジを用いた機構により、
利用者が調整することができる。また、両眼の視力に応
じてイメージファイバ3,4の近接する端面と接眼レン
ズ系13,14の間隔を左右独立にそれぞれ変化させる
ことにより前記端面に現れる画像を、利用者は鮮明な虚
像として両眼で視認することができる。
【0046】フレーム11は、前述の如く頭部装着部1
と画像供給部2とを離して配置しうるので眼鏡型や透明
なプラスティックケース型とすることができるため、頭
部に装着された場合利用者の外周囲に対する広い視界が
確保される。これにより非常に操作しやすくなる。
【0047】前述の如く、光電素子15は、外界の光を
受けてその強さを電圧の大小に変換し信号を出力し、近
接センサ16は、頭部装着部1を利用者が装着している
かどうかの信号を出力する。
【0048】これらの信号を入力した画像供給部2内の
画像輝度制御回路25は、画像表示素子21に表示され
る画像の輝度を光電素子15で検出した周囲の明るさに
応じて最適に制御し、また、近接センサ16の信号によ
り、頭部装着部1が非装着状態にある場合には、輝度を
最小とする。
【0049】上記実施例は一例をあげたものであり、各
構成部材および各構成部材間の位置関係を使用状態に応
じて変更してもよく、例えば、眼に疲労を感じるとき
は、イメージファイバ3,4の端部に対する接眼レンズ
系13,14の位置を動かし、楽に利用者がイメージフ
ァイバから伝送された画像を虚像として視認できるよう
に配置する。
【0050】また、対物レンズ系22,23を一組にま
とめて、伝送経路上で2つに分岐させることも可能であ
る。さらに、片目のみの画像しか必要ない場合は、イメ
ージファイバ,接眼レンズ系および対物レンズを一組の
構成とする。
【0051】(実施例 2)本発明の他の実施例につい
て説明する。
【0052】図2は本発明の他の一実施例に係る頭部装
着型ディスプレイ装置の構成図である。図中、図1と同
一符号のものは同等部分であるから説明を省略する。
【0053】図2において、図1における画像供給部2
の画像表示素子21に変えて、スライドまたはマイクロ
フィルムもしくは紙面を表示面とし、そこに表示された
画像26および該表示面を照射する光源27を配置する
ことで、投影機の機能を代替することができる。
【0054】
【発明の効果】頭部装着部と画像供給部を離して配置し
この間をイメージファイバで接続することにより、頭部
装着部を小型化・軽量化し、機動性に富ませ、携帯可能
な頭部装着型ディスプレイ装置を提供することができ
る。
【0055】また、イメージファイバを一対とし左右の
眼に異なった経路の画像信号を入力することができ、自
然な使用感のある頭部装着型ディスプレイ装置を提供す
ることができる。
【0056】さらに、頭部装着部のフレームに光電素子
を設けることにより、利用している場所の照明状況の変
化にかかわらず、画像の良好な視認性が保もつことが出
来る頭部装着型ディスプレイ装置を提供することができ
る。
【0057】さらに、頭部装着部のフレームに近接セン
サを設けることにより、スイッチの点滅不注意等による
電力浪費および安全対策もなされている頭部装着型ディ
スプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1…頭部装着部、 2…画像供給部、 3,4…イメージファイバ、 11…フレーム、 12…バンド、 13,14…接眼レンズ系、 15…光電素子、 16…近接センサ、 21…画像表示素子、 22,23…対物レンズ系、 24…画像表示素子駆動回路、 25…画像輝度制御回路、 26…表示画像、 27…光源。
フロントページの続き (72)発明者 野末 辰裕 横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立 製作所情報通信事業部内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】虚像としての画像を視認するための光学レ
    ンズ系を有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素
    子を有する画像供給部とからなるディスプレイ装置にお
    いて、当該ディスプレイ装置に表示する対象画像を画像
    供給部からイメージファイバの光信号として頭部装着部
    の光学レンズ系へ入力することを特徴とするディスプレ
    イ装置。
  2. 【請求項2】虚像としての画像を視認するための光学レ
    ンズ系を有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素
    子を有する画像供給部とからなるディスプレイ装置にお
    いて、当該ディスプレイ装置に表示する対象画像を画像
    供給部から一対のイメージファイバの光信号として頭部
    装着部の光学レンズ系へ入力することを特徴とするディ
    スプレイ装置。
  3. 【請求項3】ディスプレイ装置の対象画像は、CRT画
    面あるいは液晶画面に表示された画像のいずれか一つを
    対象とする請求項1記載のディスプレイ装置。
  4. 【請求項4】ディスプレイ装置の対象画像は、紙画面あ
    るいはフイルム画面に表示された画像のいずれか一つを
    対象とする請求項1記載のディスプレイ装置。
  5. 【請求項5】頭部装着部は、透視できる部材で構成した
    請求項1記載のディスプレイ装置。
  6. 【請求項6】虚像としての画像を視認するための光学レ
    ンズ系を有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素
    子を有する画像供給部とからなるディスプレイ装置にお
    いて、周囲の明度を検知するためのセンサと前記センサ
    の出力に応じて表示画像の輝度を変化させる制御回路と
    を設け、表示画像の視認性を自動調整する手段を備えた
    ことを特徴とするディスプレイ装置。
  7. 【請求項7】虚像としての画像を視認するための光学レ
    ンズ系を有する頭部装着部と画像を表示する画像表示素
    子を有する画像供給部とからなるディスプレイ装置にお
    いて、該頭部が装着状態にあることを検知するセンサを
    設け、非装着状態にあっては自動的に画像を消去する手
    段を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
JP4182111A 1992-07-09 1992-07-09 ディスプレイ装置 Pending JPH0627410A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4182111A JPH0627410A (ja) 1992-07-09 1992-07-09 ディスプレイ装置

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JP (1) JPH0627410A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585871A (en) * 1995-05-26 1996-12-17 Linden; Harry Multi-function display apparatus
JP2012233958A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Seiko Epson Corp 画像表示システムおよび画像表示装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585871A (en) * 1995-05-26 1996-12-17 Linden; Harry Multi-function display apparatus
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