JPH06294942A - 個人用画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像情報の中から観察者の顔の向きに応じて
部分表示を可能とし、優れた臨場感で見たい方向の画像
を自然な画像として表示できるようにすること。 【構成】 観察者１の左右の眼にそれぞれ独立に画像を
表示する光学的手段４と、この光学的手段４によって一
度に表示できる画像領域を含む広範囲な画像情報の一部
を切り出して表示するように該光学的手段を駆動する情
報切り出し手段１００とを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は個人用画像表示装置、特
に自動車等の乗物の操縦者が実際に操縦する前に、その
道筋や情況等を視覚で把握したり、身体的都合その他の
理由によって、その場所を訪ずれることができない人
に、その場所の視覚情況を提供する遠隔乃至人工現実視
覚体験用の個人用画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の個人用画像表示装置は、
特開平３−２８９６１５号公報（以下、従来例１と称
す）に記載されているように、左右の眼にそれぞれ独立
に画像を表示させる表示部分と、その表示する画像の画
像信号を生成する計算機部分とにより構成されている。

【０００３】また、特開平４−３４５１２号公報（以
下、従来例２と称す）に記載されているように、左右の
眼にそれぞれ独立に画像を表示させる光学的手段と、左
右の眼にそれぞれ表示させる映像を記録再生する回路と
により構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１では、表示された画像を見る観察者（利用者）の
顔の向きに応じて、その向きに見える画像を表示するた
めに、計算機による画像処理を行なわなければならな
い。その結果、動画や高精細の画像を表示するために
は、高速な計算機能もしくは／かつ大容量の画像メモリ
を有する高性能な計算機を必要とするという問題点があ
った。

【０００５】また、上記従来例２では、観察者の顔の向
きに応じて、その向きに見える画像を表示するために、
頭部に設けたセンサによって該頭部の回転方向を検出
し、この検出情報に基いて頭部が向いた方向の画像を表
示するものであるが、センサの検出情報に基いて画像全
体の中の必要な一部を表示画像として取り出すことはで
きないという問題点があった。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消した個
人用画像表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、観察者
の左右の眼にそれぞれ独立に画像を表示する光学的手段
と、この光学的手段によって一度に表示できる画像領域
を含む広範囲な画像情報の一部を切り出して表示するよ
うに該光学的手段を駆動する情報切り出し手段とを備え
たことにより、高精細かつ／または動画像を観察者の顔
の向きに応じて部分表示可能とするものである。

【０００８】

【実施例】

第１実施例 以下、本発明の実施例を図面について説明する。

【０００９】図１は、本発明個人用映像表示装置Ｍ（以
下、本装置と称す）の第１実施例を示す観察者１と表示
面２との関係図である。この表示面２は観察者１から半
径１．５ｍの位置に円筒状をなし、この表示面に表示す
るように加工された画像信号（以下、原画像信号と称
す）の部分領域３を観察している様子を示している。こ
の部分領域３は観察者１の頭部に装着した本装置Ｍの画
像表示光学部４で収差よく表示可能な大きさと一致して
いる。

【００１０】図２は本装置Ｍの構成を示すブロック図で
あり、情報切り出し１００は走査線選択抽出部６、走査
線内情報領域選択抽出部７、画像表示素子制御／駆動部
８で構成されている。

【００１１】いま、原画像信号入力部０から入力された
原画像信号をもとに表示領域指定部５により指定された
領域の画像信号は、走査線選択抽出部６と走査線内情報
領域選択抽出部７で抽出して画像表示素子制御／駆動部
８に供給し、この画像表示素子制御／駆動部８で左右の
眼用の画像表示光学部（図示は片眼のみを示す）４を駆
動して、表示面２に画像を表示するものである。

【００１２】上記画像表示光学部４は光源１０、液晶表
示素子１１、結像レンズ１２で構成されるが、液晶表示
素子１１と光源１０の代わりにブラウン管等の画像表示
素子を用いたり、結像レンズ１２の代わりにホログラム
素子やハーフミラー等の組合せ光学系を用いてもよい。

【００１３】また、表示領域指示部５はジョイスティッ
ク等の角度指示機能を有するもので、その他に頭部の向
きを検出する頭部装着型センサや、外部から頭部１ａの
向きを検出する据置き型センサでもよい。

【００１４】以下、走査線選択抽出部６と走査線内情報
領域選択抽出部７の動作を図３について説明する。

【００１５】図３に示された四角形ＡＢＣＤの領域は原
画像信号を表わしている。この原画像信号は複数の走査
線９の順次走査信号により構成されており、走査線選択
抽出部６は原画像信号の部分領域３を表示するため、走
査線のｎ番目（ｎは整数）より順に画像表示範囲内の走
査線信号のみを出力する。

【００１６】この走査線９の信号を受けとった走査線内
情報領域選択部７は、走査線９の信号内の同期信号（図
３では水平同期信号）から△ｔ秒後〜△ｔ’秒後の期間
の信号を抽出し、画像表示素子制御／駆動部８へ送る。
そして、画像素子制御／駆動部８は入力された抽出信号
に基いて画像表示光学部４を駆動し、部分領域３を表示
するものである。

【００１７】本第１実施例では、原画像信号の形態は複
数の水平走査線９の信号（走査方向は左から右）で構成
されているが、走査方向が右から左の水平走査線９の信
号で構成される場合や、複数の垂直走査信号（走査方向
は上から下もしくは下から上）で構成する場合でも、映
像表示素子制御／駆動部８と整合がとれていればよいも
のである。

【００１８】また、上記第１実施例では、走査線選択抽
出部６、走査線内情報領域選択抽出部７、画像表示素子
制御／駆動部８及び原画像信号はいずれも１つであり、
映像表示光学部４のみ左右両眼用に２つ用意した構成で
あるが、これらを全て２個１組ずつ用意し、左右両眼用
の原画像信号の同期をとりながら表示するようにすれ
ば、両眼視差を利用した立体像表示が可能である。この
場合、表示する画像が静止画であれば左右両眼用の原画
像信号の同期は無くてもよい。

【００１９】原画像信号の最適表示面２は、本第１実施
例では図１に示すように円筒状をしているが、画像表示
光学部４の像面は、必ずしも円筒状の表示面２と一致す
る必要はない。画像表示光学部４の像面が平面等であっ
て、円筒状の表示面２と大きく異なる場合（焦点深度以
上の差を生じる場合）、図２の走査線内情報領域選択抽
出部７の出力画像信号を、図示しない画像歪補正部で電
気的に補正して画像表示素子制御／駆動部８に入力する
ようにすればよい。

【００２０】第２実施例 図４は本発明の第２実施例の視野範囲を示す見取図、図
５はその平面への展開図であり、本装置Ｍを装着した観
察者１の顔の向きに従って表示される画像の部分領域３
が画像の表示範囲１３内（原画像信号内）を移動する様
子を示している。

【００２１】観察者１が正面を向いている時は、画像の
部分領域３が表示され、観察者１が左を向いた時は、画
像の部分領域３’が表示され、観察者１が右斜め上を向
いた時は、画像の部分３”が表示される。ここで注意す
べきことは、画像の部分領域３及び３’に対し画像の部
分領域３”は倒れた画像を表示しなければならないこと
である。

【００２２】この倒れた画像の表示は図６に示すように
表示されるべきであるのに対し、上記第１実施例に示し
たように原画像信号が順次走査線９の信号で構成され、
走査線選択部６と走査線内情報有効領域選択抽出部７で
画像の部分領域３の画像を抽出表示する場合は図７のよ
うな表示しかできない。

【００２３】そこで、本第２実施例では、原画像信号の
再生装置としてランダムアクセス再生装置を用いること
により、図６に示すように表示できるようにしたもので
ある。

【００２４】図８はランダムアクセス再生装置の情報記
録媒体としての光ディスク１６を示すもので、表示され
る画像情報は、従来の光ディスクと同様に、順次走査線
情報として走査線の順に記録されている。

【００２５】今、図９に示す原画像信号（動画像の中の
１枚）の各順次走査線信号９−１，９−２，９−３，９
−４，・・・は、図８に示す光ディスク１６の１つのセ
クタ１４内の同心円状の記録領域９−ｍ，９−ｍ＋１，
９−ｍ＋２，９−ｍ＋３，・・・に記録されている。こ
こで、画像の部分領域３”を表示するために必要な走査
線信号は、図９中の走査線信号９’−ｎ，９’−ｎ＋
１，９’−ｎ＋２，９’−ｎ＋３，・・・である。

【００２６】この走査線信号を得るため、図８の光ディ
スク１６の再生装置は、記録ピット読取りヘッド１５が
半径方向に移動しながら、光ディスク１６が回転（図８
では時計回転方向）して、記録ピット読取りヘッド１５
の移動と光ディスク１６の回転が同期をとりながら、必
要な走査線信号９’−ｎ，９’−ｎ＋１，９’−ｎ＋
２，９’−ｎ＋３を得ることができる。

【００２７】図１０は第２実施例における本装置Ｍの構
成を示すブロック図であり、光ディスク回転方向／速度
制御部１７、光ディスクヘッド移動方向／速度制御部１
８が、前記第１実施例同様の表示領域指示部５の検出信
号に基づき、光ディスク記録情報１９より必要な走査線
信号９’−ｎ，・・・，９’−ｎ＋３を作る。この走査
線信号を走査線選択抽出部６に入力するもので以降の動
作は前記第１実施例と同じであるから重複説明を省略す
る。

【００２８】本第２実施例ではランダムアクセス再生装
置として光ディスクを用いたが、他の光磁気ディスク装
置や磁気ディスク装置等のディスク型記録再生装置をラ
ンダムアクセス再生装置として用いてもよい。

【００２９】また、ディスク型記録再生装置以外の記録
情報再生装置例えば、コンピュータ用画像メモリを用い
た場合でも、記録された画像情報の読み出し順序が図９
に示す走査線信号９’−ｎ，・・・，９’−ｎ＋３を取
り出せるアクセス機能を有するものであれば、ランダム
アクセス再生装置として利用可能である。

【００３０】なお、上記第１、第２実施例の本装置Ｍに
おける走査線選択抽出部６と走査線内情報領域抽出部７
は両者の機能が論理積で動作すれば、互いに配置順序が
入れ換わってもよい。

【００３１】第３実施例 図１１は３次元画像を表示する第３実施例の画像表示面
を観察者の真上から見た図である。図１１において、観
察者１が正面を向いた時の左右の眼２０−Ｌ，２０−Ｒ
に対し、各々画像の表示面２１−Ｌ，２１−Ｒは左右の
眼を中心として、一定半径Ｒを有する円筒上にあり、点
２２は観察者１の両眼の中心である。

【００３２】観察者１が右方向に角度αだけ視線の向き
を変えた場合、中心点２２より右方向に角度αに延長
し、表示面２１−Ｒ，２１−Ｌと交わる点をｒ，ｌとす
れば、左右のそれぞれの眼に提示される画像の支点位置
はｒ，ｌである。このように、左右それぞれの眼から表
示面２１−Ｌ，２１−Ｒでの距離を変化させ、視線の傾
き方向に近い眼（図１１では２０−Ｒ）に提示する画像
を、他方より近ずけて表示することで迫力ある３次元画
像の表示が可能となる。

【００３３】図１２は本第３実施例における本装置Ｍの
構成を示すブロック図であり、表示領域指示部５、左右
それぞれの走査線選択抽出部６−Ｌ，６−Ｒ、走査線内
情報領域選択抽出部７−Ｌ，７−Ｒ、画像表示素子制御
／駆動部８−Ｌ，８−Ｒの動作は前記実施例１と同じで
あるので、重複説明を省略する。

【００３４】左右それぞれの画像素子光学部４−Ｌ，４
−Ｒは、本第３実施例では上述したように表示面２１−
Ｌ，２１−Ｒが観察者１の両眼を取り囲む円筒面内にあ
り、観察者１の正面より右側の画像表示面２１−Ｒは右
眼用画像表示面が左眼用画像表示面より近くなり、観察
者１の正面より左側の画像表示面はその反対となるよう
に左右それぞれ画像表示面２１−Ｌ，２１−Ｒが配置さ
れる。

【００３５】従って、この画像表示面２１−Ｌ，２１−
Ｒが必ずしも円筒面上でない場合（例えば、放物面や球
面）、左右画像表示面の曲率中心が左右の眼に一致しな
い場合、また、左右の曲率の値を観察者１の左右視力差
に合わせて変えても、迫力ある３次元映像の表示が可能
である。

【００３６】第４実施例 図１３は第４実施例における本装置Ｍの構成を示すブロ
ック図であり、いま、図１４に示すように観察者１を取
り囲む表示面２の一部に表示すべき原画像信号の部分領
域３が用意されているとする。その原画像信号の走査線
方向は図１５に示すように縦方向である。

【００３７】図１３のブロック図に示すように、原画像
信号が入力され、観察者１が見たい画像の部分領域３を
表示領域指示部５で決めると、走査線選択抽出部６で、
走査線９−１，・・・，９−ｎ−１までは選択されず、
走査線９−ｎから９−ｎ＋Ｋまでが選択され、以降の走
査線９−ｎ＋ｋ＋１・・・は選択されず排除される。

【００３８】そして、選択された走査線９−ｎ，・・・
９−ｎ＋ｋにより以降、左／右画像表示制御／駆動部８
を通して、左／右光学表示部４により左右の眼に画像が
表示される。

【００３９】本第４実施例では顔の向きの左右方向のみ
に画像の部分領域３の選択機能があるが、図１５に示す
走査線が横方向の場合、顔のあおり方向のみに画像の部
分領域３の選択機能がある構成とすることも可能であ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
観察者の左右の眼にそれぞれ独立に画像を表示する光学
的手段の視野範囲より広い原画像信号の中から必要な表
示画像信号を切り出し抽出して表示するように構成した
ので、次の効果が得られる。 １）計算機による画像処理が不要のため、観察者が見た
い方向の画像を自然な画像として、即ち、断続的な不連
続な画像でなく楽しめ、優れた臨場感が得られる。 ２）１）の効果は、静止画表示に限らず、動画像表示時
も同様に得られる。 ３）２次元画像の表示に限らず、３次元画像の表示も同
様に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１による観察者と表示面との関係図

【図２】実施例１の装置構成を示すブロック図

【図３】実施例１の動作を説明する原画像信号の走査線
と画像を表示すべき範囲の関係図

【図４】実施例２による視野範囲を示す見取図

【図５】図４の平面への展開図

【図６】表示した画像図

【図７】表示される画像図

【図８】実施例２で用いる光ディスクの情報記録と再生
の説明図

【図９】実施例２の動作を説明する原画像信号の走査線
と画像を表示すべき範囲の関係図

【図１０】実施例２の装置構成を示すブロック図

【図１１】実施例３による画像表示面を観察者の真上か
ら見た図

【図１２】実施例３の装置構成を示すブロック図

【図１３】実施例４の装置構成を示すブロック図

【図１４】実施例４により観察者と表示面との関係図

【図１５】実施例４の動作を説明する原画像信号の走査
線と画像を表示すべき範囲の関係図

【符号の説明】

１ 観察者 ２ 画像表示面 ３ 部分領域（情報切り出し領域） ４ 画像表示光学部 ９，９’，９−ｍ，・・・，９−ｍ＋３，９−１，・・
・，９−４，９’−ｎ，・・・，９’−ｎ＋３ 走査線 １００ 情報切り出し手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 敏行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉永 曜子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 辰 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松村 進 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の左右の眼にそれぞれ独立に画像
   を表示する光学的手段と、この光学的手段によって一度
   に表示できる画像領域を含む広範囲な画像情報の一部を
   切り出して表示するように該光学的手段を駆動する情報
   切り出し手段とを備えたことを特徴とする個人用画像表
   示装置。
2. 【請求項２】 前記情報切り出し手段は、画像情報が有
   するテレビジョンの走査線の信号に相当する情報の中か
   ら必要な走査線のみを選択し抽出する走査線選択抽出部
   を有することを特徴とする請求項１の個人用画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記情報切り出し手段は、画像情報が有
   するテレビジョンの走査線信号の一部を抽出する走査線
   内情報領域選択抽出部を有することを特徴とする請求項
   １もしくは２記載の個人用画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記情報切り出し手段は、観察者の頭部
   の向きを検出する検出手段からの信号に基づき、表示す
   る画像情報の切り出し領域を決定することを特徴とする
   請求項１または２または３の個人用画像表示装置。