JPH0747011Y2 - Eyepiece display - Google Patents

Eyepiece display

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JPH0747011Y2
JPH0747011Y2 JP14074089U JP14074089U JPH0747011Y2 JP H0747011 Y2 JPH0747011 Y2 JP H0747011Y2 JP 14074089 U JP14074089 U JP 14074089U JP 14074089 U JP14074089 U JP 14074089U JP H0747011 Y2 JPH0747011 Y2 JP H0747011Y2
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JP
Japan
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display device
ultrasonic
display unit
eyepiece
display
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JP14074089U
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Japanese (ja)
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JPH0380384U (en
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矢野  敬和
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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  • Digital Computer Display Output (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、眼前に装着した表示装置の位置に応じて表示
装置の画像が変わる接眼型表示装置に関し、特に表示装
置の位置の検出手段に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an eyepiece display device in which an image on the display device changes depending on the position of the display device mounted in front of the eye, and more particularly, to a position detecting means for the display device. It is a thing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、現実感のあるシミュレーションの世界を作りだす
ための人工現実感という技術が注目されている。この技
術はコンピューターの入出力を自由度の広大な仮想空間
の中で現実感のあるものに置き換えて自由に操作できる
ことを目的としている。ここで表示装置として接眼型表
示装置を採用することによって実感あふれる画像が得ら
れることが大きな特徴の1つとなっている。この接眼型
表示装置を第5図に示す。表示部51は液晶表示装置を内
臓したゴーグル型の表示装置である。ユーザーは表示部
51をのぞき込み液晶表示を見ることができる。加速度セ
ンサー54はユーザーの頭の動きに応じた相対位置を検出
できる。表示部51はコンピューター部56のビデオポート
52および通信用ポート53に接続されている。加速度セン
サー54の相対位置を通信用ポート53を介してコンピュー
ター部56に転送し、コンピューター部56内の演算処理で
その位置に応じた画像をビデオポート52を介して表示部
51にビデオ信号を転送できるようになっている。すなわ
ち、ユーザーが右を向けば右の画像を左を向けば左の画
像をユーザーの動きによって表示することが出来る。
At present, a technique called artificial reality is attracting attention for creating a realistic simulation world. The purpose of this technology is to replace the input / output of a computer with a realistic one in a vast virtual space with a high degree of freedom and to operate it freely. Here, one of the major characteristics is that an image full of feeling can be obtained by adopting an eyepiece type display device as the display device. This eyepiece type display device is shown in FIG. The display unit 51 is a goggle type display device having a liquid crystal display device incorporated therein. The user is on the display
You can see the liquid crystal display by looking into 51. The acceleration sensor 54 can detect the relative position according to the movement of the user's head. The display unit 51 is a video port of the computer unit 56.
52 and communication port 53. The relative position of the acceleration sensor 54 is transferred to the computer unit 56 via the communication port 53, and an image corresponding to the position is calculated by the arithmetic processing in the computer unit 56 and displayed on the display unit via the video port 52.
The video signal can be transferred to the 51. That is, when the user turns the right, the right image can be displayed, and when the left is turned, the left image can be displayed by the user's movement.

この画像を立体画像にすることによりCADや科学シミュ
レーションさらには医療の分野にとっても有用なシステ
ムとなる。実際に、NASAでは遠隔システムとして研究中
である。また、場所をとらない点でも他の表示装置に比
べて有用であるのでパーソナルコンピューターにも応用
出来る。
By converting this image into a stereoscopic image, it becomes a useful system in the fields of CAD, scientific simulation, and medical treatment. In fact, NASA is studying it as a remote system. In addition, it is more useful than other display devices in that it does not take up space, so it can be applied to personal computers.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

従来の方法では接眼型表示装置の表示部を装着したユー
ザーの位置の検出に基本的に慣性を利用しているため、
ユーザーの首の動きの速さに依存して誤差を生じる。さ
らにこの方法では外形サイズを大きくし重量を増加させ
るため携帯性に欠けるという問題がある。
In the conventional method, since inertia is basically used to detect the position of the user wearing the display unit of the eyepiece display device,
An error occurs depending on the speed of movement of the user's neck. Further, this method has a problem that it lacks portability because the outer size is increased and the weight is increased.

本考案は、上記問題を解決した表示部の位置検出手段を
有する接眼型表示装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an eyepiece type display device having a position detecting means for a display section which solves the above problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本考案による接眼型表示装
置の表示部の位置検出手段は、表示部に設けられた超音
波発振器と、電磁波発振器と、表示部とは別に設けられ
た複数の超音波マイクと、電磁波検出回路と、時間計測
手段と、演算手段を有する受信装置から成り、電磁波発
振器からのリセット信号を電磁波受信回路で受け、この
信号により時間計測手段をリセットした後、超音波発振
器から超音波マイクへの超音波の伝搬時間を時間計測手
段により計測し、この計測値に基づいて、演算手段で位
置を算出し、位置を検出することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the position detecting means of the display unit of the eyepiece display device according to the present invention comprises an ultrasonic oscillator provided in the display unit, an electromagnetic wave oscillator, and a plurality of ultrasonic units provided separately from the display unit. The ultrasonic wave oscillator comprises an acoustic wave microphone, an electromagnetic wave detection circuit, a time measuring means, and a receiving device having a computing means. The electromagnetic wave receiving circuit receives a reset signal from the electromagnetic wave oscillator, and after resetting the time measuring means by this signal, the ultrasonic oscillator. Is characterized in that the propagation time of the ultrasonic wave from the to the ultrasonic microphone is measured by the time measuring means, the position is calculated by the calculating means based on the measured value, and the position is detected.

〔実施例1〕 第1図は本考案による接眼型表示装置の外観図を示し、
1は表示部、2は受信部、3は画像データを発生するコ
ンピューター部である。受信部2の上部には超音波の受
信器として6A、6B、6Cで示されるマイクA、B、Cがマ
イクAを中心に直角に設けられており、さらに赤外線
(以下にIRと略記)12受信用のダイオード8が設けられ
ている。ある距離を超音波の速度で走ったと仮定し、そ
の所用時間を受信部内カウター26(第2図)で一定周期
のクロックをカウントすることにより測定した値をカウ
ント数と略記すると、6AのマイクAと6BのマイクBの距
離はカウント数でX0カウントで離れており、6Aのマイク
Aと6CのマイクCはカウント数でY0カウント離れてい
る。この受信部2はコンピューター部3のシリアルポー
ト10に接続しておりコンピューター部3と交信できる。
表示部1には電磁波発振器としてIR発信器5および超音
波発信器4が設けられており、バンド13によりこの表示
部はユーザーの眼前に装着される。表示部1のIR発信器
5から発信したIRは受信部2上にあるIR受信用ダイオー
ド8に到達し、超音波発振器4からIRと同時に発生した
超音波11はIR12により遅れて受信部上にあるマイクA、
BおよびCに到達する。表示部1はコンピューター部3
のビデオポート9に接続されている。
[Embodiment 1] FIG. 1 is an external view of an eyepiece display device according to the present invention.
Reference numeral 1 is a display unit, 2 is a receiving unit, and 3 is a computer unit that generates image data. Microphones A, B, and C indicated by 6A, 6B, and 6C as ultrasonic wave receivers are provided at an upper portion of the receiving unit 2 at right angles to the microphone A as a center, and further infrared rays (hereinafter abbreviated as IR) 12 A receiving diode 8 is provided. Assuming that a certain distance was run at the ultrasonic velocity, and the required time was abbreviated as the count number, which was measured by counting the clock of a certain period by the couter 26 in the receiver (Fig. 2), the microphone A of 6A The microphone B of 6B and the microphone B of 6B are separated by a count of X0, and the microphone A of 6A and the microphone C of 6C are separated by a count of Y0. The receiving unit 2 is connected to the serial port 10 of the computer unit 3 and can communicate with the computer unit 3.
The display unit 1 is provided with an IR transmitter 5 and an ultrasonic transmitter 4 as an electromagnetic wave oscillator, and the display unit is worn by the band 13 in front of the user. The IR emitted from the IR transmitter 5 of the display unit 1 reaches the IR receiving diode 8 on the receiving unit 2, and the ultrasonic wave 11 generated simultaneously with the IR from the ultrasonic oscillator 4 is delayed by the IR 12 on the receiving unit. Mike A,
Reach B and C. Display unit 1 is computer unit 3
Connected to the video port 9 of.

第2図は表示部1、受信部2、コンピューター部3の各
部の構成をブロック図で示したものである。表示部1は
画像を表示する液晶表示器22、液晶表示器を駆動する駆
動用IC21、超音波発振器23、IR発振器24、リセットスイ
ッチ7から構成されている。受信部2は超音波11を受信
するマイクA、B、C(それぞれ6A、6B、6Cで示されて
いる)、IR12を受信するIR検出ダイオード8を有するIR
検出回路25、時間計測手段であり、一定周期のクロック
をカウントするカウンター26、マイクA、B、Cの信号
を検出する超音波検出回路27、演算手段を有する1チッ
プマイコン28から構成されている。又、コンピューター
部3はシリアルポート10を介して受信部2と、ビデオポ
ート9を介して表示部1と接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of each of the display unit 1, the receiving unit 2, and the computer unit 3. The display unit 1 includes a liquid crystal display 22 that displays an image, a driving IC 21 that drives the liquid crystal display, an ultrasonic oscillator 23, an IR oscillator 24, and a reset switch 7. The reception unit 2 has an IR including a microphone A, B, and C (indicated by 6A, 6B, and 6C, respectively) that receives an ultrasonic wave 11 and an IR detection diode 8 that receives an IR12.
A detection circuit 25, a time measuring means, is composed of a counter 26 for counting a clock of a constant cycle, an ultrasonic wave detecting circuit 27 for detecting signals of the microphones A, B and C, and a one-chip microcomputer 28 having a calculating means. . The computer section 3 is connected to the receiving section 2 via the serial port 10 and the display section 1 via the video port 9.

第3図は、第2図の構成からなる接眼型表示装置の位置
検出の動作を示すフローチャートである。ステップ31で
ユーザーがリセットスイッチをONしたタイミングで、ス
テップ32ではIRと超音波を同時に発信する。ステップ33
で受信部2のIR検出回路25で、IR信号を受信し、カウン
ター26をリセットすると同時にカウント動作を開始させ
る。ステップ34で超音波検出回路がマイクA、B、Cの
信号を受けたタイミングでカウンター26のカウント数
(それぞれma、mb、mcとする)を1チップマイコン28に
送る。ステップ35では1チップマイコン内でma、mb、mc
から表示部1の直交座標を算出する。直交座標は下記の
関係式からx、y、zを求めることにより得られる。
FIG. 3 is a flow chart showing the position detecting operation of the eyepiece display device having the configuration of FIG. When the user turns on the reset switch in step 31, IR and ultrasonic waves are simultaneously transmitted in step 32. Step 33
Then, the IR detection circuit 25 of the receiver 2 receives the IR signal, resets the counter 26, and simultaneously starts the counting operation. At step 34, the ultrasonic detection circuit sends the count numbers of the counter 26 (ma, mb, and mc, respectively) to the one-chip microcomputer 28 at the timing when the signals of the microphones A, B, and C are received. In step 35, ma, mb, mc in the one-chip microcomputer
The orthogonal coordinates of the display unit 1 are calculated from the. Cartesian coordinates can be obtained by finding x, y, and z from the following relational expressions.

ma2=x2+y2+z2 mb2=(x−X0)+y2+z2 mc2=x2+(y−Y0)+z2 ステップ36でコンピューター部3から直交座標データの
要求があればデータを転送する。このように検出された
表示部1の位置に応じてコンピューター部3ではステッ
プ37〜40に従って、基準画像又は表示部1の動きに応じ
た画像を表示部1に転送する。ここでは、20Hz程度のサ
イクルで画像を更新するようにしている。
ma 2 = x 2 + y 2 + z 2 mb 2 = (x−X0) 2 + y 2 + z 2 mc 2 = x 2 + (y−Y0) 2 + z 2 In step 36, the computer unit 3 requests the orthogonal coordinate data. Data is transferred. In accordance with the position of the display unit 1 thus detected, the computer unit 3 transfers the reference image or the image corresponding to the movement of the display unit 1 to the display unit 1 in accordance with steps 37 to 40. Here, the image is updated at a cycle of about 20 Hz.

尚、点線で示したループ34Aを通り、ステップ32〜34を
一定周期(100Hz程度)でくり返すことによりリアルタ
イムの位置検出ができる。
It should be noted that real time position detection can be performed by repeating the steps 32 to 34 at a constant cycle (about 100 Hz) through the loop 34A shown by the dotted line.

本実施例では受信器内カウンター26のリセット信号とし
てIRを使ったが、電波や接続線を介した電気信号を使っ
ても容易に実現できる。また、本実施例とは逆に、表示
部1側を受信側とし受信部2側を発信側とすることによ
っても実現可能である。受信用マイクの位置は本実施例
のように直角三角形を形成する位置関係でなくても任意
の異なる位置であれば接眼型表示装置の位置を測定でき
る。また接眼型表示装置の位置の測定信頼性を向上させ
たり、表示部の姿勢を検出するためにはマイクを4カ所
以上にすることあるいは表示部上の発信部を複数にする
ことにより可能である。
In this embodiment, IR is used as the reset signal for the counter 26 in the receiver, but it can be easily realized by using electric signals via radio waves or connection lines. Also, contrary to the present embodiment, it can be realized by using the display unit 1 side as the receiving side and the receiving unit 2 side as the transmitting side. The position of the eyepiece display device can be measured as long as the position of the receiving microphone does not have a positional relationship that forms a right triangle as in the present embodiment, as long as it is an arbitrary different position. Further, in order to improve the measurement reliability of the position of the eyepiece type display device and to detect the posture of the display unit, it is possible to use four or more microphones or a plurality of transmitting units on the display unit. .

〔実施例2〕 本考案による表示部の位置検出手段をコンピューター部
からの画像をワイヤレスで受信するシステムに適用すれ
ば、接続線に束縛されない、完全に自由な表示端末にす
ることができる。
[Embodiment 2] If the position detecting means of the display unit according to the present invention is applied to a system for wirelessly receiving an image from a computer unit, a completely free display terminal free from a connection line can be obtained.

第4図はこのような接眼型表示装置の構成を示したもの
である。第1図と共通する構成要素は同じ番号で示して
ある。コンピューター部3にはビデオ信号送信用アンテ
ナ42が、表示部1にはビデオ信号受信用アンテナ41を備
えた液晶テレビが設けられており表示部1は完全にワイ
ヤレスで扱うことができる。
FIG. 4 shows the structure of such an eyepiece type display device. Components common to FIG. 1 are designated by the same numbers. The computer section 3 is provided with a video signal transmitting antenna 42, and the display section 1 is provided with a liquid crystal television having the video signal receiving antenna 41, so that the display section 1 can be handled completely wirelessly.

〔考案の効果〕[Effect of device]

本考案による接眼型表示装置の位置検出手段では移動位
置を外部から測定するため、表示装置をつけたユーザー
の首の動きの速さに依存する誤差を生ずることなく、正
確な検出ができ、しかも大がかりなシステムが不用なの
でユーザーが装着する表示部の外形サイズは小さくで
き、重量も軽くなる。また、表示部をワイヤレスにする
ことにより、自由な姿勢で広い表示空間を扱うことがで
き、更に、ワイヤレスでキーボードからコンピューター
部を操作できれば、今までにない自由度の大きいマシン
インターフェース装置として用いることが可能である。
Since the position detecting means of the eyepiece display device according to the present invention externally measures the moving position, accurate detection can be performed without causing an error depending on the speed of movement of the neck of the user wearing the display device. Since a large-scale system is unnecessary, the external size of the display part worn by the user can be made small and the weight can be reduced. Also, by making the display unit wireless, it is possible to handle a wide display space in a free posture. Furthermore, if the computer unit can be operated wirelessly from the keyboard, it can be used as a machine interface device with greater flexibility than ever before. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案による接眼型表示装置の構成図、第2図
は第1図の装置のブロック図、第3図は第1図の装置の
動作を示すフローチャート、第4図は本考案による接眼
型表示装置の他の実施例を示す構成図、第5図は従来の
接眼型表示装置の構成図である。 1……表示部、2……受信部、3……コンピューター
部、4……超音波発信器、5……IR(赤外線)発信器、
6A、6B、6C……超音波マイク、7……リセットスイッ
チ、25……IR検出回路、26……カウンター、27……超音
波検出回路、28……1チップマイコン。
1 is a block diagram of an eyepiece display device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the device of FIG. 1, FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the device of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the eyepiece display device, and FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional eyepiece display device. 1 ... Display unit, 2 ... Reception unit, 3 ... Computer unit, 4 ... Ultrasonic transmitter, 5 ... IR (infrared) transmitter,
6A, 6B, 6C ... Ultrasonic microphone, 7 ... Reset switch, 25 ... IR detection circuit, 26 ... Counter, 27 ... Ultrasonic detection circuit, 28 ... 1-chip microcomputer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】眼前に装着し、眼前の表示器の画像を観察
するゴーグル型の表示部を有する接眼型表示装置であ
り、前記表示部の位置検出手段の情報に応じて、前記画
像が変化する接眼型表示装置において、前記位置検出手
段が前記表示部に設けられた超音波発振器と、電磁波発
振器と、該表示部とは別に設けられた、複数の超音波マ
イクと、電磁波検出回路と、時間計測手段と、演算手段
を有する受信部から成り、前記電磁波発振器からのリセ
ット信号を前記電磁波検出回路で受け、前記時間計測手
段をリセットした後、前記超音波発振器から前記超音波
マイクへの超音波の伝搬時間を前記時間計測手段により
計測し、該計測値に基づいて、前記演算手段で位置を算
出し、前記表示部の位置を検出することを特徴とする接
眼型表示装置。
1. An eyepiece display device which is mounted in front of the eye and has a goggle type display section for observing an image on a display device in front of the eye, wherein the image changes in accordance with information of a position detecting means of the display section. In the eyepiece display device, the position detecting means is an ultrasonic oscillator provided in the display unit, an electromagnetic wave oscillator, a plurality of ultrasonic microphones provided separately from the display unit, an electromagnetic wave detection circuit, It comprises a time measuring means and a receiving section having a computing means, receives a reset signal from the electromagnetic wave oscillator by the electromagnetic wave detecting circuit, resets the time measuring means, and then transmits the ultrasonic wave from the ultrasonic oscillator to the ultrasonic microphone. An eyepiece type display device, characterized in that the propagation time of a sound wave is measured by the time measuring means, the position is calculated by the calculating means based on the measured value, and the position of the display unit is detected.
JP14074089U 1989-12-05 1989-12-05 Eyepiece display Expired - Lifetime JPH0747011Y2 (en)

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JPH0380384U JPH0380384U (en) 1991-08-16
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