JPH06314259A - データ処理装置 - Google Patents

データ処理装置

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JPH06314259A
JPH06314259A JP5128282A JP12828293A JPH06314259A JP H06314259 A JPH06314259 A JP H06314259A JP 5128282 A JP5128282 A JP 5128282A JP 12828293 A JP12828293 A JP 12828293A JP H06314259 A JPH06314259 A JP H06314259A
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JP5128282A
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Tsutomu Yamaguchi
勉 山口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はHMD等を用いたデータ処理装置に
関し、HMD等の使用時に、キー入力に頼らずに正規の
オペレータであるか否かを認識することを目的とする。 【構成】 環状のベルト部で支持される筐体中に、所定
間隔で配置される2個の画像表示部を内蔵するディスプ
レイ手段48と、前記ベルト部が所定物(オペレータの
頭部)に装着されたか否かを検出する装着検出手段13
と、前記装着検出手段13によって装着が検出された場
合、所定のタイミングで前記所定物の一部または全体の
画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段によ
り入力された入力画像と、予め格納された参照画像とを
比較する画像比較手段41とを備え、前記画像比較手段
41の比較結果に基づいて、入力画像と参照画像とが一
致する場合、データ処理を開始し、前記ディスプレイ手
段48により処理データを表示するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データ処理装置に係
り、詳細には、頭部搭載型ディスプレイ装置(以下、H
MD:Head Mounted Displayという)を備えたデータ処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、データ処理装置としては、例え
ば、エンジニアリングワークステーション(以下、EW
S:Engineering Work Stationという),パーソナルコ
ンピュータ(Personal Computer;以下、パソコンと略
す),ワードプロセッサ(Word P-rocessor;以下、ワ
ープロと略す)等がある。
【0003】これらのデータ処理装置には、通常、入力
装置としてキーボードが、また、出力装置としてディス
プレイ装置が備えられ、キーボードから入力されるキー
コマンドに対応する処理がデータ処理装置内で行われる
とともに、処理結果がディスプレイ装置に出力されるも
のである。
【0004】データ処理装置におけるディスプレイ装置
として代表的なものには、CRT(Cathode Ray Tube)
表示装置や、液晶表示装置(以下、LCD:Liquid Cry
stalDisplay という)がある。
【0005】CRT表示装置は、例えば、デスクトップ
型のEWS、パソコン、ワープロ等における表示装置と
して一般的なものであり、比較的安価に大画面の表示装
置を得ることができるが、CRT表示装置では、大画面
の表示装置を得る場合、CRT表示装置自体のサイズも
大きくなり、設置場所が限定される。
【0006】一方、LCDは、低消費電力でかつ軽量・
薄型である点から、ラップトップ型やノート型のパソコ
ン・ワープロ等の表示装置として多用されており、近時
においては、大画面・高精細化が図られ、EWS等の表
示装置としても利用されている。
【0007】しかし、LCDは、一般に大画面化が難し
く、かつ、画面サイズが大きくなるとそのサイズに比し
てコストがかかる。
【0008】そこで、設置場所を選ばずに、大画面化が
可能な表示装置として、HMDが注目されている。
【0009】HMDとは、目の前に配置した2枚の液晶
ディスプレイに映像を表示し、輻輳角と焦点距離とを所
定の値に設定することにより、目鏡や双目鏡のように両
目に対してそれぞれ別々の映像を与え、小さな機器で大
画面表示装置を見ているかのように表示を行うものであ
る。
【0010】HMDは、前述したような利点を備えるこ
とから、映画鑑賞、擬似3D表示(立体表示)による医
療,CAD,建築の分野での利用が検討されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力装
置としてキーボードを備える従来のデータ処理装置で
は、例えば、重要なデータを処理する場合等では、デー
タ処理前に予め暗証番号の入力を求め、正規のオペレー
タであるか否かをチェックし、オペレータを認識すると
いったことが行われているが、前述のHMDを備えるデ
ータ処理装置にあっては、ディスプレイ装置を頭部に搭
載するという性格上、通常、入力装置としてのキーボー
ドを備えていないため、前述のキーボードを備えるデー
タ処理装置のように、暗証番号の入力等によるオペレー
タの認識ができないという問題点があった。
【0012】このため、HMDに暗証番号を入力するた
めのキー入力部を設けることが考えられるが、HMDは
頭部に装着するという目的から小型・軽量であることが
望まれ、多種類のキーを備えることができず、このた
め、暗証番号の入力によるオペレータの認識は難しい。
【0013】本発明の課題は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、キー入力に頼らずに正規のオペレータ
であるか否かを認識できるようにすることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の手段は次の通り
である。
【0015】例えば、環状のベルト部4で支持される筐
体2,3中に、内蔵されるディスプレイ手段48と、前
記装着検出手段13によって装着が検出された場合、所
定のタイミング(前記ベルト部4が所定物(この場合、
オペレータの頭部)に装着された場合)で画像を入力す
る画像入力手段36R,36L等と、前記画像入力手段
36R,36Lにより入力された入力画像と、予め格納
された参照画像とを比較する画像比較手段41と、を備
え、前記画像比較手段41の比較結果に基づいて、入力
画像と参照画像とが一致する場合、データ処理を開始
し、前記ディスプレイ手段48で処理データを表示する
ことを特徴としている。
【0016】
【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。
【0017】本発明によれば、例えば、ディスプレイ手
段を内蔵したデータ処理装置をオペレータが装着した場
合、所定のタイミングで、例えば、オペレータの一部ま
たは全体の画像が入力され、画像比較手段の比較結果、
入力画像と予め格納された参照画像とが一致する場合に
データ処理が開始され、前記ディスプレイ手段で処理デ
ータが表示される。
【0018】これにより、キー入力に頼らずに正規のオ
ペレータであるか否かが認識される。
【0019】
【実施例】以下、図1〜図6を参照して実施例を説明す
る。
【0020】図1〜図6は本発明に係るデータ処理装置
の一実施例を示す図である。
【0021】まず、構成を説明する。図1,図2は、本
発明のデータ処理装置の外観図であり、図1は、本実施
例のデータ処理装置を斜め前方から見た図であり、図2
は、本実施例のデータ処理装置を斜め後方から見た図で
ある。
【0022】本実施例におけるデータ処理装置は、単体
ディスプレイ(HMD)と同一形状になっており、キー
ボード等によるキー入力手段を備えていないため、仮想
的なキーボードを表示することで、仮想的なキー入力を
可能としている。
【0023】図1,図2において、データ処理装置1
は、データ処理において処理された種々のデータを表示
画像として生成する光学系表示ユニット2と、光学系表
示ユニット2により生成された画像と外の景色とを合成
して表示する各種ユニットを内蔵する機器ケース3と、
光学系表示ユニット2及び機器ケース3を支持し、頭部
に装着する伸縮自在のヘッドバンド4とから構成されて
いる。
【0024】なお、図1に示すように、機器ケース3に
は、ロッドアンテナ5、電源オン・オフスイッチ6、指
定キー7、メニュー切換ダウン指示キー8、メニュー切
換アップ指示キー9が設けられるとともに、図2に示す
ように、ファインダ10R,10Lが形成されている。
また、ヘッドバンド4には、図1に示すように、支持部
11、イヤホン12R,12Lが形成されるとともに、
図2に示すように、装着検出センサ13が設けられてい
る。
【0025】ロッドアンテナ5は、データ処理装置1内
で処理された各種データを電波に変換して送信するため
の伸縮自在のアンテナであり、電源オン・オフスイッチ
6は、電源部(図示せず)から供給される電源電圧をデ
ータ処理装置1内に通電するか否かを選択するためのス
イッチであり、指定キー7は、データ処理装置1を使用
する時点で、使用するオペレータの確認処理を開始する
ためのスイッチである。なお、使用するアンテナとして
は、本実施例のような伸縮自在のロッドアンテナ5に限
らず、例えば、ヘリカルアンテナでも良く、使用する電
波の波長帯域に適切なアンテナの利用が可能である。
【0026】メニュー切換ダウン指示キー8及びメニュ
ー切換アップ指示キー9は、光学系表示ユニット2によ
り表示されるメニュー画面のメニュー内容を切り換える
ためのキースイッチであり、メニュー切換ダウン指示キ
ー8は、順方向にメニュー内容を切り換え、メニュー切
換アップ指示キー9は、メニュー切換ダウン指示キー8
と逆方向にメニュー内容を切り換えるものである。
【0027】ファインダ10R,10Lは、透明フィル
タが形成された覗き窓であり、支持部11は、機器ケー
ス3とヘッドバンド4とを支持固定するものである。
【0028】イヤホン12R,12Lは、エラー音やガ
イダンス情報を聞くためのものであり、装着検出センサ
13は、ヘッドバンド4がオペレータの頭部に装着され
たか否かを検出するためのセンサである。
【0029】図3は、本実施例におけるデータ処理装置
1の横方向から見た断面図であり、図4は、本実施例に
おけるデータ処理装置1の上方向から見た断面図であ
る。
【0030】光学系表示ユニット2は、図3に示すよう
に、サイドライト方式の冷陰極管(蛍光ランプ)からな
るバックライト21と、約1インチサイズのアクティブ
マトリクス型カラー液晶表示部であるLCD22R,2
2Lと、ガラスまたはプラスチックの光学レンズからな
る凹レンズ23R,23Lとから構成され、バックライ
ト21により照射されてLCD22R,22Lを透過し
た画像(光)は凹レンズ23R,23Lによって広げら
れ、効率良く機器ケース3に送られる。
【0031】機器ケース3は、図3及び図4に示すよう
に、光学系表示ユニット2からの画像(光)を受光する
ための受光部となる上部ガラス31と、ガラスまたはプ
ラスチックの光学レンズからなる凸レンズ32R,32
Lと、外の景色(外光)を受光するための受光部となる
前面ガラス33と、前面ガラス33から受光した外光を
機器ケース3内に導くか否かの透過状態と遮光状態とを
切り換える液晶シャッタとなるシャッタ用LCD34
と、シャッタ用LCD34の機器ケース3内側に形成さ
れたハーフミラーからなる反射マジックミラー35と、
機器ケース3内の左右の側壁に設けられる2個のCCD
(Charge Coupled Device :撮像素子)36R,36L
とから構成され、光学系表示ユニット2から得られた画
像(光)は、ガラス31及び凸レンズ32R,32Lを
介して反射マジックミラー35により反射され、ファイ
ンダ10R,10Lを介してオペレータの目ER,EL
に届く。さらに、前面ガラス33を介して前方に見える
周囲状況の画像は、シャッタ用LCD34が透過状態の
時、反射マジックミラー35を介して光学系表示ユニッ
ト2からの画像と合成されてファインダ10R,10L
に出力され、一方、シャッタ用LCD34が遮光状態の
時、前面ガラス33を介して前方に見える周囲状況の画
像は、オペレータの目ER,ELには届かず、光学系表
示ユニット2からの画像のみがオペレータに出力され
る。
【0032】ここで、機器ケース3内の左右の側壁に設
けられた2個のCCD36R,36Lは、前方、または
後方のファインダ10R,10Lのいずれの方向の画像
も撮像するため、その向きを前方と後方とに180度回
転するように、回動自在に設けられている。そして、シ
ャッタ用LCD34が透過状態にあるときは、2個のC
CD36R,36Lによって前方の風景を撮像し、例え
ば、前方視界中に“手”があるか否かが検出され、
“手”がある場合には、2個のCCD36R,36Lの
視差に基づいて“手”の位置及びHMDから“手”まで
の距離を求める処理が行われる。また、シャッタ用LC
D34が遮光状態にあるときは、2個のCCD36R,
36Lはファインダ10R,10L側に180度回転
し、ファインダ10R,10Lを介してオペレータの目
ER,ELの画像を撮像する。撮像された目の画像は、
後述するデータメモリ中に格納されたオペレータ別の目
の画像データと比較される。ちなみに、比較処理の際の
目のデータとしては、例えば、角膜(黒目)部分と結膜
(白目)部分との色素分布による比率や、目の周辺部の
形状(眉毛の形状、まぶたの形状、目全体の形状等)、
あるいは、血管の場所が特定できて、かつ、充血しにく
い場合には、目の血管模様等を利用することが考えられ
る。
【0033】図5は、本実施例のデータ処理装置1の全
体構成を示すブロック図である。
【0034】本実施例のデータ処理装置1は、CPU4
1、ROM42、データメモリ43、角度センサ44、
方位センサ45、赤外線センサ46、入力部47、表示
部48、表示駆動部49、無線伝送制御部50を備え、
さらに、装着検出センサ13、CCD36R,36Lを
備えている。なお、図5中、Bは、CPU41、ROM
42、データメモリ43、角度センサ44、方位センサ
45、赤外線センサ46、入力部47、表示駆動部4
9、無線伝送制御部50、装着検出センサ13、CCD
36R,36Lをそれぞれ接続する信号伝送路となるバ
スであり、101はプリンタ、102は外部記憶装置で
ある。
【0035】CPU41は、データ処理装置1内の各部
を制御する各種制御信号を、バスBを介して各回路に出
力するものであり、また、CPU41は、入力部47か
らの入力情報に基づいて表示駆動部49を制御して表示
部48に所定の表示を行うとともに、無線伝送制御部5
0を制御してデータ処理装置1内で処理された各種デー
タを電波に変換してプリンタ101や外部記憶装置10
2に必要なデータを送信するものである。
【0036】ROM42は、データ処理装置1内で利用
されるプログラムやデータ等を格納する半導体メモリで
ある。
【0037】データメモリ43は、CPU41により実
行される処理において利用される各種データ、すなわ
ち、表示データ、“手”のイメージデータ、オペレータ
別の目のデータ等を格納するととも、データ処理におけ
る作業領域となるワークエリアを有する半導体メモリで
ある。なお、表示データは、光学系表示ユニット2によ
り表示される各種メニュー画面等の表示データであり、
“手”のイメージデータは、HMDの前方視界中に検出
する“手”の画像に基づいて光学系表示ユニット2によ
り表示される仮想的な“手”のデータ、また、オペレー
タ別の目のデータは、正規のオペレータの目の画像、す
なわち、オペレータの認識を行うための比較基準となる
画像データである。
【0038】角度センサ44は、例えば、ナビゲーショ
ンシステムやジャイロシステム等に用いられるように、
“ゆれ”の検出を行うことにより、データ処理装置1で
あるHMDが水平状態から何度傾いているかを検出する
センサである。
【0039】方位センサ45は、データ処理装置である
HMDが基準位置から左または右方向に何度向いている
かを検出するセンサである。
【0040】赤外線センサ46は、CCD36R,36
Lによって検出される“手”の画像が、例えば、おもち
ゃの“手”であった場合等のように、誤認識を防止する
ため、CCD36R,36Lによって前方視界中の
“手”を検出し、かつ、“手”の位置及びHMDから
“手”までの距離が求められた後、CCD画像と“手”
のイメージデータとが一致したら、“手”の位置及び距
離に基づいて“手”のイメージデータが位置する場所に
熱反応があるか否かをチェックするものであり、熱反応
が検出された場合、CPU41によって“手”があると
判断し、熱反応が検出されない場合、CPU41によっ
てCCD36R,36Lが誤認識したものと判断する。
【0041】入力部47は、データ処理装置1でキー入
力を可能とするために設けられた仮想的な入力部であ
る。これは、本実施例のデータ処理装置1はディスプレ
イ部だけで構成され、特別にキーボード等の入力部を持
っていないため、データメモリ43中の表示データとし
て、表示部48にキーボードを表示するとともに、
“手”のイメージデータを重ね合わせて表示することに
より、キー入力を可能とするものである。
【0042】表示部48は、図3に示すように、オペレ
ータの左右の目にそれぞれ対応する2つの画像を表示す
る光学系表示ユニット2内の光学ユニット(バックライ
ト21,LCD22R,22L,凹レンズ23R,23
L等)及び機器ケース3内の光学ユニット(凸レンズ3
2R,32L,反射マジックミラー35等)から構成さ
れ、2つの画像が合成される点に固定することで、左右
のファインダ10R,10Lから覗き見た画像は自然な
状態で合成されて表示される。
【0043】表示駆動部49は、LCD22R,22L
によって画像表示を行うためにLCD22R,22Lを
駆動するディスプレイ駆動部であり、具体的には、CP
U41の処理に基づいて生成される画像データをLCD
22R,22Lの画素数に対応する所定ビットのアナロ
グ映像信号(アナログRGB信号)に変換し、LCD2
2R,22Lに出力するものである。
【0044】無線伝送制御部50は、データ処理装置1
内で処理された各種データを電波に変換して送信するも
のである。これは、本実施例のデータ処理装置1はディ
スプレイ部だけで構成されており、データ処理装置1単
体では処理データの出力ができないため、例えば、プリ
ントアウトを行う場合は、プリントアウトしたい所望の
データを無線伝送制御部49によって周波数変調または
振幅変調等により変調し、このデータを電波として外部
のプリンタ101に出力したり、また同様に、重要なデ
ータを保管する場合は、保管したい所望のデータを電波
に変換して外部記憶装置102に出力したりするもので
ある。この場合、本実施例と同一のデータ処理装置1と
の間でデータの送受も可能となり、さらに、1つのホス
トステーションからの送信電波を、本実施例と同一構成
の複数のデータ処理装置1で受信することで、共通の画
像を見ることもでき、例えば、会議等にも利用すること
ができる。
【0045】次に、本実施例の動作を説明する。
【0046】図6は、オペレータの認識処理のフローチ
ャートである。
【0047】以下、図6に基づいてデータ処理装置1に
よるオペレータ認識処理について説明する。なお、図5
に示すCPU41の処理動作に対応するプログラムは、
ROM42に格納されている。
【0048】まず、本実施例におけるデータ処理装置1
がオペレータに装着され、電源オン・オフスイッチ6が
オンされると、HMDの表示部48にはメニュー画面が
表示され(ステップS1)、この状態で、メニュー切換
ダウン指示キー8またはメニュー切換アップ指示キー9
の押下状態がチェックされ(ステップS2)、メニュー
切換ダウン指示キー8またはメニュー切換アップ指示キ
ー9が押された場合、切換指示に基づいてメニュー内容
が切り換えられる(ステップS3)。
【0049】一方、上記ステップS2の処理において、
メニュー切換ダウン指示キー8またはメニュー切換アッ
プ指示キー9が押されていない場合、続いて指定キー7
の押下状態がチェックされ(ステップS4)、指定キー
が押されていない場合、上記ステップS2からの処理が
繰り返される。
【0050】ステップS4の処理において、指定キー7
が押下された場合、装着検出センサ13によりHMDが
装着されているか否かがチェックされ(ステップS
5)、装着されていない場合、後述するステップS12
のエラー処理に進む。
【0051】ステップS5の処理において、HMDの装
着が確認されると、CCD36R,36Lが反転され、
ファインダ10R,10L方向に向きが変えられる(ス
テップS6)。
【0052】そして、各CCD36R,36Lによって
オペレータの目の画像が撮像されるとともに(ステップ
S7)、目の画像が解析され、左右の目の画像データが
生成される(ステップS8)。
【0053】次いで、ステップS8で目の画像データが
ちゃんと生成されたか否かがチェックされ(ステップS
9)、生成されていなかった場合、後述するステップS
12のエラー処理に進み、生成された場合、生成された
目の画像データとデータメモリ43中のオペレータ別の
目のデータとがCPU41によって比較され、登録され
たオペレータの目のデータ(例えば、前述の黒目部分と
白目部分と色素比率等)と一致するか否かがチェックさ
れる(ステップS10)。
【0054】ステップS10のチェックの結果、登録さ
れた目のデータとHMDを装着するオペレータの目のデ
ータとが一致する場合、CPU41は正規のオペレータ
による使用と判断し、指定メニューに応じて各機能処理
が行われる画面に切り換えられ(ステップS11)、一
方、ステップS10のチェックの結果、登録された目の
データとHMDを装着するオペレータの目のデータとが
不一致の場合、CPU41は現在HMDを装着している
オペレータは、登録者以外のオペレータによる不正使用
と判断し、所定のエラー処理が実行される(ステップS
12)。
【0055】ステップS11またはステップS12の処
理が終了すると、CCD36R,36Lが反転されてC
CD36R,36Lは再びHMDの前方方向に向きが変
えられ(ステップS13)、オペレータの認識処理が終
了する。
【0056】以上説明したように、本実施例では、装着
検出センサ13によってオペレータの頭部に装着された
ことが検出すると、指定キー7の押下された後、CCD
36R,36Lによってオペレータの目の画像を入力
し、この画像と予め格納されたオペレータ別の目の画像
とがCPU41によって比較され、両画像が一致する場
合にデータ処理が開始される。
【0057】したがって、HMD使用時において、キー
入力に頼らずに正規のオペレータであるか否かを認識す
ることができる。
【0058】なお、上記実施例は、目のデータとして、
例えば、黒目部分と白目部分との色素分布の比率や、目
の周辺部の形状(眉毛の形状、まぶたの形状、目全体の
形状等)、あるいは、血管の場所が特定でき、充血しに
くい場合には、目の血管模様等が考えられたが、これだ
けに限らず、さらに、シャッタ用LCD34を遮光状態
とし、機器ケース3内を暗くした後、一定照度の光(例
えば、蛍光ランプ等)を照射することにより、オペレー
タの瞳孔内の瞳孔括約筋、瞳孔散大筋、レンズ体のそれ
ぞれの割合を検出することによってオペレータの認識を
行うものであっても構わない。
【0059】
【発明の効果】本発明によれば、HMD等の使用時にお
いても、キー入力に頼らずに正規のオペレータであるか
否かを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例におけるデータ処理装置を斜め前方か
ら見た図である。
【図2】本実施例におけるデータ処理装置を斜め後方か
ら見た図である。
【図3】本実施例におけるデータ処理装置を横から見た
断面図である。
【図4】本実施例におけるデータ処理装置を上から見た
断面図である。
【図5】本実施例のデータ処理装置の全体構成を示すブ
ロック図である。
【図6】オペレータの認識処理のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 データ処理装置 2 光学系表示ユニット 3 機器ケース 4 ヘッドバンド 5 ロッドアンテナ 6 電源オン・オフスイッチ 7 指定キー 8 メニュー切換ダウン指示キー 9 メニュー切換アップ指示キー 10R ファインダ 10L ファインダ 11 支持部 12R イヤホン 12L イヤホン 13 装着検出センサ 21 バックライト 22R LCD 22L LCD 23R 凹レンズ 23L 凹レンズ 31 上部ガラス 32R 凸レンズ 32L 凸レンズ 33 前面ガラス 34 シャッタ用LCD 35 反射マジックミラー 36R CCD 36L CCD 41 CPU 42 ROM 43 データメモリ 44 角度センサ 45 方位センサ 46 赤外線センサ 47 入力部 48 表示部 49 表示駆動部 50 無線伝送制御部 101 プリンタ 102 外部記憶装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筐体中に、内蔵されるディスプレイ手段
    と、 所定のタイミングで全体の画像を入力する画像入力手段
    と、 前記画像入力手段により入力された入力画像と、予め格
    納された参照画像とを比較する画像比較手段と、 を備え、 前記画像比較手段の比較結果に基づいて、入力画像と参
    照画像とが一致する場合、データ処理を開始し、前記デ
    ィスプレイ手段で処理データを表示することを特徴とす
    るデータ処理装置。
JP5128282A 1993-04-30 1993-04-30 データ処理装置 Pending JPH06314259A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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