JPH0787422A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

頭部装着型映像表示装置

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JPH0787422A
JPH0787422A JP5231417A JP23141793A JPH0787422A JP H0787422 A JPH0787422 A JP H0787422A JP 5231417 A JP5231417 A JP 5231417A JP 23141793 A JP23141793 A JP 23141793A JP H0787422 A JPH0787422 A JP H0787422A
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JP
Japan
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diopter
video
image
signal
image display
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Application number
JP5231417A
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English (en)
Inventor
Seiichiro Tabata
誠一郎 田端
Yoichi Iba
陽一 井場
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 輻輳角と視度が常時一致するように、視度を
視差または輻輳角に応じて調節する視度調節機構を設け
て、観察者に違和感を与えないようにする。 【構成】 LCD1L,1Rは夫々、コントローラ2
L,2Rから入力された映像信号を接眼光学系4L,4
Rを介して観察者の左右眼球5L,5Rの夫々に導いて
該映像を虚像として空中に拡大投影し、両眼視差により
立体映像の観察を行う。その際、視度調節機構であるモ
ータ3L,3Rは、映像信号とともに変化する視度調整
信号を入力されて、LCD1L,1Rの映像の間に生じ
る視差に適合する視度となるようにLCD1L,1Rを
光軸方向に移動することにより、輻輳角と視度を一致さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、異なる映像を観察者の
左右眼球に導くことにより立体映像を観察し得るように
した頭部装着型映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】立体観察に使用し得る頭部装着型映像表
示装置の従来例としては、例えば特開平2-281891号公報
に開示されたものがある。この従来例は、観察者の左右
眼球用に液晶ディスプレイ(LCD)および拡大レンズ
を夫々設けるとともに、該拡大レンズにより生じる左右
の虚像が一致するように支持するフレームを設け、両眼
視差により立体観察を行うようにしている。
【0003】映像表示装置においては、一般に、輻輳角
と視度が一致するように構成しないと違和感が生じるた
め、上記従来例では、所定条件において表示される映像
に関し輻輳角と視度が一致するように構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、立体映像の観察時には、輻輳角は映像の内容
(映像内の観察対象物体の大きさや眼球からの距離等)
により変化し、例えば遠距離の物体を観察する場合には
輻輳角は小さくなり、近距離に位置する物体を観察する
場合には輻輳角は大きくなるということを考慮しておら
ず、観察対象物体の内容に応じて輻輳角が変化している
にも拘らず視度を固定するようにしているので、輻輳角
と視度を無条件で一致させることはできず、結局、輻輳
角と視度の不一致による違和感を解消することができな
い。
【0005】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、輻輳角と視度が無条件で一致するよう
に視度を視差または輻輳角に応じて調節する視度調節機
構を設けることにより、観察者に違和感を与えないよう
にした頭部装着型映像表示装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、観察者の左右の眼球に対応する第1および第2の映
像表示部を有し、これら第1および第2の映像表示部に
異なる映像を表示して立体映像を観察し得るようにした
頭部装着型映像表示装置において、前記第1の映像表示
部の映像と、前記第2の映像表示部の映像との間に生じ
る視差または輻輳角に対応する視度調節信号を受けて、
前記第1および第2の映像表示部の視度を調節する視度
調節機構を設けたことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、観察者が遠距離の物体を観察
する場合であっても、近距離の物体を観察する場合であ
っても、視度調節機構が、第1および第2の映像表示部
の映像の間に生じる視差または輻輳角に対応する視度調
節信号に応じて第1および第2の映像表示部の視度を調
節するから、輻輳角と視度が常に一致することになり、
輻輳角と視度の不一致による違和感を解消することがで
きる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明の頭部装着型映像表示装置の第
1実施例の構成を示すシステム図である。図1におい
て、1L,1Rは夫々、左右眼用映像表示部であり、本
例ではLCDを用いている。LCD1L,1Rは夫々、
コントローラ2L,2Rから図2(a)または(b)に
例示するような映像信号を入力されるとともに、該映像
信号とともに変化する視度調整信号を入力されたモータ
(視度調節機構)3L,3Rによって光軸方向に位置を
調整されて、接眼光学系4L,4Rを介して観察者の左
右眼球5L,5Rの夫々に導く。それにより、観察者の
左右眼球5L,5Rには前記映像が虚像として空中に拡
大投影され、両眼視差により立体観察がなされる。
【0009】上記立体観察においては、観察対象物体と
観察者の左右眼球との相対的な位置関係に応じて輻輳角
が調節される。すなわち、LCD1L,1Rは、視度調
整信号に基づくモータ3L,3Rの作動より光軸方向
(図1の矢印方向)の位置を調整されて、図3(a)に
示すように遠距離に観察対象物体の映像を表示する場合
よりも、同図(b)に示すように近距離に観察対象物体
の映像を表示する場合の方が、LCD1L,1Rが凹面
ミラーの状態に近づいて輻輳角が大きくなるとともに、
視度が大きくなる(正の方向に変化する)。よって、図
2(a)、(b)に例示するような視差のある映像を左
右眼用の映像信号を表示し、その視差に適合する視度と
なるようにLCD1L,1Rを光軸方向に移動すること
により、図3(a)、(b)のように輻輳角と視度を一
致させることができ、その場合、観察者が違和感を感じ
ることはなくなる。
【0010】なお、本実施例ではLCD1L,1Rの位
置を左右眼球5L,5Rに対し移動させることにより視
度調整を行っているが、これに限定されるものではな
く、例えば接眼光学系4L,4Rの位置を左右眼球5
L,5Rに対し光軸方向に移動させたり、液晶等の屈折
率を変化させ得る材料を光学部材として用いてその印加
電圧等を調整することにより屈折率を電気的に変化させ
て視度調整を行うようにしてもよい。
【0011】次に、上述した視度調整信号を生成するシ
ステムを図4(a),(b)により説明する。図4
(a)は左右2台のカメラ6L,6Rを用いて立体撮像
カメラを構成したシステムを示し、観察対象物体を左右
2台のカメラで撮像することにより、視差のある左右眼
球用の映像を得ることができる。この立体撮像カメラ
は、左右眼球用の映像信号を出力する他、カメラ内に組
み込まれている図示しないオートフォーカス(AF)機
構により、観察対象物体までの距離に応じたフォーカス
信号を出力する。このフォーカス信号は、同図(b)に
示すように、カメラ内に組み込まれている(または別装
置内に収容した)視度変換器7によって視度調整信号に
変換される。
【0012】図5は本発明の頭部装着型映像表示装置の
第2実施例の構成を示すシステム図である。この第2実
施例は、映像信号、視度信号に関する部分については上
記第1実施例と同様に構成するものとするが、映像信号
および視度信号に加えて音声信号も観察者に伝送するよ
うにした点が第1実施例とは相違している。
【0013】この第2実施例の頭部装着型映像表示装置
は映像作成装置10および映像処理装置11を具えて成
り、映像作成装置10は、立体撮像カメラ12、視度変
換器13、合波器14および送信機15より成る。視度
変換器13は、立体撮像カメラ12から入力されたフォ
ーカス信号を視度信号に変換して合波器14に入力す
る。この視度信号は、合波器14において立体撮像カメ
ラ12から入力された映像信号と重畳される。その際、
信号の重畳方法としては映像信号の垂直ブランキング期
間に信号を重ねる方法が有効である。この視度信号を重
畳した映像信号は、送信機15により立体撮像カメラ1
2から入力された音声信号とともに映像処理装置11に
送信される。
【0014】映像処理装置11は、受信機16、映像/
音声検波器17、映像/視度分波器18、LCDコント
ローラ19、視度コントローラ20および音声信号処理
回路21より成る。受信機16で受信された視度信号を
含む映像信号および音声信号は、まず映像/音声検波器
17で音声信号のみが抽出されて音声信号処理回路21
に入力され、次に映像/視度分波器18で映像信号内の
視度信号が抽出されて視度コントローラ20に入力さ
れ、最終的に映像信号のみがLCDコントローラ19に
入力される。音声信号処理回路21は入力された音声信
号に信号処理を加えた後、スピーカ(図7参照)に送信
し、視度コントローラ20は入力された視度信号を視度
調整信号に変換して図1のモータ3L,3Rに送信し、
LCDコントローラ19は入力された映像信号を図1の
LCD1L,1Rに送信する。
【0015】なお、上記図5の構成は映像作成装置10
によって作成した映像を直接、映像処理装置11に送信
するようにしているが、図6に示すように、映像作成装
置10によって作成した視度信号、映像信号および音声
信号を含む映像を一旦記録装置22によって記録媒体
(例えばビデオテープ)23に記録しておき、観察者が
実際に観察を行うときにその記録媒体23を再生装置2
4で再生するようにしてもよい。その場合、観察者側に
は、図7の斜視図に示すように、再生装置(例えばビデ
オデッキ)24、映像処理装置11、およびディスプレ
イ装置25、ヘッドフォン26、支持部材27等より成
る頭部装着型映像表示装置28を用意するだけでよく、
映像作成装置10を分離したコンパクトな映像表示シス
テムを構成することができる。
【0016】図8は本発明の頭部装着型映像表示装置の
第3実施例の構成を示すシステム図である。この第3実
施例は、図6の第2実施例の映像作成装置10をコンピ
ュータグラフィックスデータ(CGデータ)入力装置3
0およびデータ作成装置31に置き換えて構成したもの
であり、第2実施例のようにカメラ等により取り込んだ
映像から立体観察のための映像を作成するのではなく、
CG技術を用いて映像を画像処理によって作成する。
【0017】図8において、まず、CGデータ入力装置
30より所望のCG像に対応するCGデータをデータ作
成装置31に入力すると、データ作成装置31は、この
CGデータに基づいて、所定の眼幅を有する左右眼球か
ら見たときの左右映像データや、奥行きを表わす視度デ
ータを作成する。次に、これらの左右映像データおよび
視度データを記録装置22によって記録媒体(光磁気デ
ィスク;MOやフロッピーディスク等)32に記録して
おく。そして、この記録媒体32を再生装置24に挿入
して前記各データを再生し、CG像信号に変換してから
映像処理装置11に出力する。
【0018】この第3実施例の映像表示システムは、以
下のようにしてバーチャルリアリティに対応させること
ができる。すなわち、図9に示すように、観察者が表示
されている映像(CG像)を見ながら操作するコントロ
ールデバイス(フィードバックグローブ、マウス、ジョ
イスティック等)33を設けて、コントロールデバイス
33からのCG像制御信号をCG像データ処理装置34
に入力する。このCG像制御信号の入力に伴い、CG像
データ処理装置34は、記録媒体32から読み込んでお
いた複数の3次元映像データの中から当該CG像制御信
号に対応する所望の3次元データを選択してデータ作成
装置31に入力する。データ作成装置31は、この3次
元データに基づいて左右映像データおよび視度データを
作成してCG像信号変換装置35に入力し、CG像信号
変換装置35は前記各データをCG像信号に変換してか
ら映像処理装置11に出力する。
【0019】図10は本発明の頭部装着型映像表示装置
の第4実施例の要部の構成を示す図である。この第4実
施例は、第2実施例の図7の構成と対応するものであ
り、前記各実施例では映像信号とは独立した信号として
いた視度信号を省略し、映像信号から視度信号を演算に
より自動的に発生させるようにしたものである。
【0020】図10において、再生装置40は、左右眼
球用の映像(音声を含む)を記録した記録媒体(ビデオ
テープ等)41を再生して左右映像データおよび音声デ
ータを取り出して演算処理装置42に入力する。演算処
理装置42は、この映像データの相関処理を行って観察
対象物体の視度を算出し、算出した視度信号を左右映像
信号とともに映像処理装置43に出力する。したがっ
て、記録媒体41に視度信号を記録しておく必要がなく
なるので、映像作成装置および記録装置の簡略化が可能
になる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、観
察者の左右の眼球に対応する第1および第2の映像表示
部に異なる映像を表示して立体映像を観察する際には、
遠距離の物体を観察する場合であっても、近距離の物体
を観察する場合であっても、視度調節機構が、第1およ
び第2の映像表示部の映像の間に生じる視差または輻輳
角に対応する視度調節信号に応じて第1および第2の映
像表示部の視度を調節するから、輻輳角と視度が常に一
致することになり、輻輳角と視度の不一致による違和感
を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の頭部装着型映像表示装置の第1実施例
の構成を示すシステム図である。
【図2】(a),(b)は第1実施例において用いる映
像信号を例示する図である。
【図3】(a),(b)は夫々、第1実施例において遠
距離に観察対象物体の映像を表示する場合および近距離
に観察対象物体の映像を表示する場合の視度を説明する
ための図である。
【図4】(a),(b)は第1実施例において視度調整
信号を生成するシステムを示す図である。
【図5】本発明の頭部装着型映像表示装置の第2実施例
の構成を示すシステム図である。
【図6】第2実施例において、作成した映像を一旦記録
するようにした場合の構成を示すシステム図である。
【図7】第2実施例において、観察者側に設置する装置
を示す斜視図である。
【図8】本発明の頭部装着型映像表示装置の第3実施例
の構成を示すシステム図である。
【図9】第3実施例をコンピュータグラフィックスに対
応させる場合の構成を示すシステム図である。
【図10】本発明の頭部装着型映像表示装置の第4実施
例の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
1L 映像表示部(LCD;第1の映像表示部) 1R 映像表示部(LCD;第2の映像表示部) 2L,2R コントローラ 3L,3R モータ(視度調節機構) 4L,4R 接眼光学系 5L,5R 観察者の左右眼球
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】映像処理装置11は、受信機16、映像/
音声検波器17、映像/視度分波器18、LCDコント
ローラ19、視度コントローラ20および音声信号処理
回路21より成る。受信機16で受信された視度信号を
含む映像信号および音声信号は、まず映像/音声検波器
17で音声信号のみが抽出されて音声信号処理回路21
に入力され、次に映像/視度分波器18で映像信号内の
視度信号が抽出されて視度コントローラ20に入力さ
れ、最終的に映像信号のみがLCDコントローラ19に
入力される。音声信号処理回路21は入力された音声信
号に信号処理を加えた後、スピーカ(図7参照)に送信
し、視度コントローラ20は入力された視度信号を視度
調整信号に変換して図1のモータ3L,3Rに送信し、
LCDコントローラ19は入力された映像信号を図1の
LCD1L,1Rに送信する。なお、上記視度信号から
視度調整信号への変換は、リニアに変換させても良い
し、複数の段階に分けて、段階的に変換させても良い。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】また、上記図5の構成は映像作成装置10
によって作成した映像を直接、映像処理装置11に送信
するようにしているが、図6に示すように、映像作成装
置10によって作成した視度信号、映像信号および音声
信号を含む映像を一旦記録装置22によって記録媒体
(例えばビデオテープ)23に記録しておき、観察者が
実際に観察を行うときにその記録媒体23を再生装置2
4で再生するようにしてもよい。その場合、観察者側に
は、図7の斜視図に示すように、再生装置(例えばビデ
オデッキ)24、映像処理装置11、およびディスプレ
イ装置25、ヘッドフォン26、支持部材27等より成
る頭部装着型映像表示装置28を用意するだけでよく、
映像作成装置10を分離したコンパクトな映像表示シス
テムを構成することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察者の左右の眼球に対応する第1およ
    び第2の映像表示部を有し、これら第1および第2の映
    像表示部に異なる映像を表示して立体観察し得るように
    した頭部装着型映像表示装置において、 前記第1の映像表示部の映像と、前記第2の映像表示部
    の映像との間に生じる視差または輻輳角に対応する視度
    調整信号を受けて、前記第1および第2の映像表示部の
    視度を調節する視度調節機構を設けたことを特徴とす
    る、頭部装着型映像表示装置。
JP5231417A 1993-09-17 1993-09-17 頭部装着型映像表示装置 Pending JPH0787422A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5231417A JPH0787422A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 頭部装着型映像表示装置
US08/996,274 US6177952B1 (en) 1993-09-17 1997-12-22 Imaging apparatus, image display apparatus and image recording and/or reproducing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP5231417A JPH0787422A (ja) 1993-09-17 1993-09-17 頭部装着型映像表示装置

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JPH0787422A true JPH0787422A (ja) 1995-03-31

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020402