JPH08160349A - 頭部搭載型映像表示システム、および、頭部搭載型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＨＭＤに投影された映像を、実空間の景色に
融合させることにより、多彩な映像表現を実現する。 【構成】 台車の車軸に、車軸の回転を検出する車軸先
差４１を取り付ける。また、ＨＭＤ１に、ＨＭＤ１の位
置を検出する位置センサ１００を設ける。位置演算回路
４２は、車軸センサ４１および位置センサ１００の出力
に基づき位置データを出力し、画像回路４３は位置デー
タに応じた映像信号をＨＭＤ１に出力する。また、ＨＭ
Ｄ１は外光を透過可能であるため、ＨＭＤ１に投影され
た映像を実空間の景色に重ね合わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、頭部搭載型映像表示シ
ステムおよび頭部搭載型映像表示システムに関し、詳し
くは左右の眼に近接した２つの表示手段を備えた頭部搭
載型映像表示装置および頭部搭載型映像表示システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータグラフィックスの進
歩は、コンピュータによって合成された人工世界を意味
するバーチャル・リアリティ（仮想現実）と呼ばれる技
術分野を生み出すに至った。このバーチャル・リアリテ
ィの分野においては、頭部搭載型映像表示装置（Head M
ounted Display、以下「ＨＭＤ」という）が視覚ディス
プレイとして使用されることが多い。一般に、ＨＭＤ
は、映像を表示する小型液晶ディスプレイ（以下、「Ｌ
ＣＤ」という）と、このＬＣＤに映し出された映像を両
目に導く光学系と、頭部の位置および方向を検出する位
置センサとを備えて構成されている。ＨＭＤに接続され
たコンピュータは、位置センサからの信号に従い頭部の
位置および方向を決定し、頭部の位置および方向に応じ
た映像信号ををＬＣＤに出力する。これにより、ＨＭＤ
を頭部に装着したユーザは、広大な３次元空間を見回す
のと同様の感覚を得ることが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
頭部搭載型映像表示装置および頭部搭載型映像表示シス
テムにあっては、以下の問題が生じていた。

【０００４】第１に、多彩な映像表現を実現するのが困
難であった。従来の、ＨＭＤの光学系は外光を遮断する
構成となっていたため、ユーザがＨＭＤを頭部に搭載し
た状態において、ユーザは外界の映像を捉えることはで
きなかった。よって、ＨＭＤにより投影された映像を、
日常空間の映像に重ね合わせることは不可能であった。
また、ＨＭＤによって投影される映像は、日常空間の景
色とは無関係に生成されるため、仮に光学系が外光を透
過させることができたとしても、日常空間の景色に応じ
た映像をＨＭＤに投影させることはできない。したがっ
て、従来の頭部搭載型映像表示システムにあっては、両
者の映像を重ね合わせることは不可能であるため、映像
表現の幅が狭くならざるを得なかった。

【０００５】第２に、視線と表示手段との角度について
考慮されていなかった。一般に、人間は、自然な状態に
おいて、視線を水平方向から下方に傾けることが多い。
ところが、従来のＨＭＤにあっては、表示手段は視線の
水平方向に設けられていたため、ユーザは意識的に視線
を水平方向に向けなければならなかった。また、ユーザ
が眼鏡を装着している場合に、下方に傾いた眼鏡が表示
手段に接触することがあった。かかる事態を回避するた
めには表示手段を目から離せば良いが、表示手段と目と
の距離が長くなると、目から表示手段に対する視角が狭
くなるという問題が新たに生じる。すなわち、ユーザの
目に映る映像が小さくなり、ＴＶゲーム実行時等におけ
る臨場感に欠けるという問題が生じていた。

【０００６】第３に、ＨＭＤ装着者の視力によっては、
焦点の合致した映像を得ることができなかった。すなわ
ち、従来のＨＭＤにあっては、焦点調整機構を持たなか
ったため、ＨＭＤ装着者の視力に応じて、映像の焦点を
調整することができなかった。

【０００７】本発明は、以上の課題を解決することを目
的としてなされたものである。より具体的には、本発明
の第１の目的は、ＨＭＤによって投影される映像と、日
常空間の映像とを融合させることにより、多彩な映像表
現を可能ならしめる点にある。本発明の第２の目的は、
ユーザの疲労感を軽減可能なＨＭＤを提供することにあ
る。また、本発明の第３の目的は、常に焦点の合致した
映像を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の問題を解決するためのものであり、与えられ
た映像信号に基づく映像を表示する表示手段を備える頭
部搭載型映像表示装置と、頭部搭載型映像表示装置の位
置を検出し、位置データを出力する位置検出装置と、上
記位置データに応じた映像信号を生成し、この映像信号
を上記頭部搭載型映像表示装置に与える画像生成装置と
を備えた頭部搭載型映像表示システムであって、上記表
示手段は、頭部搭載型映像表示装置外界の光を透過可能
であることを特徴とする頭部搭載型映像表示システムで
ある。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記第１の問題を
解決するためのものであり、上記画像生成装置は、上記
位置データに基づき、頭部搭載型映像表示装置外界の景
色に応じた映像信号を生成する請求項１記載の頭部搭載
型映像表示システムである。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記第１の問題を
解決するためのものであり、上記頭部搭載型映像表示装
置の装着者を運搬する運搬装置を備えるとともに、上記
位置検出装置は、上記頭部搭載型映像表示装置の位置お
よび上記運搬装置の位置を検出し、位置データを出力す
る請求項１または請求項２のいずれかに記載の頭部搭載
型映像表示システムである。

【００１１】請求項４記載の発明は、上記第１の問題を
解決するためのものであり、与えられた映像信号に基づ
く映像を表示する表示手段を備える頭部搭載型映像表示
装置と、所定の映像を表示する表示装置と、表示装置に
表示された映像に応じた映像信号を生成し、この映像信
号を上記頭部搭載型映像表示装置に与える画像生成装置
とを備えた頭部搭載型映像表示システムであって、上記
表示手段は、頭部搭載型映像表示装置外界の光を透過可
能であることを特徴とする頭部搭載型映像表示システム
である。

【００１２】請求項５記載の発明は、上記第１の問題を
解決するためのものであり、頭部搭載型映像表示装置の
位置を検出し、位置データを出力する位置検出装置を備
えるとともに、上記画像生成装置は、上記位置データに
基づき、上記表示装置に表示された映像に応じた映像信
号を生成する請求項４記載の頭部搭載型映像表示システ
ムである。

【００１３】請求項６記載の発明は、上記第１の問題を
解決するためのものであり、複数の上記頭部搭載型映像
表示装置を備えるとともに、上記画像生成装置は、それ
ぞれの上記頭部搭載型映像表示装置に、各別の映像信号
を与える請求項４記載の頭部搭載型映像表示システムで
ある。

【００１４】請求項７記載の発明は、上記第２の問題を
解決するためのものであり、与えられた映像信号に基づ
く映像を表示する表示手段を備えた頭部搭載型映像表示
装置において、この頭部搭載型映像表示装置を頭部に搭
載した際に、目から、水平方向に対して所定角度だけ下
向きに延びた仮想線上に表示手段が位置することを特徴
とする頭部搭載型映像表示装置である。

【００１５】請求項８記載の発明は、上記第２の問題を
解決するためのものであり、上記角度は、１０〜２０度
である請求項７記載の頭部搭載型映像表示装置である。

【００１６】請求項９記載の発明は、上記第１および第
２の問題を解決するためのものであり、請求項７記載の
頭部搭載型映像表示装置を有する、請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載の頭部搭載型映像表示システムであ
る。

【００１７】請求項１０記載の発明は、上記第３の問題
を解決するためのものであり、光を発するバックライト
と、映像を表示するとともに、光透過性を有する表示部
と、バックライトから表示部を透過した光を目に結像さ
せる光学系とを備えた頭部搭載型映像表示装置におい
て、上記表示部から上記光学系までの距離を変更可能な
焦点調整手段を備えたことを特徴とする頭部搭載型映像
表示装置である。

【００１８】請求項１１記載の発明は、上記第１および
第３の問題を解決するためのものであり、請求項１０記
載の頭部搭載型映像表示装置を有する、請求項１乃至請
求項６のいずれかに記載の頭部搭載型映像表示システム
である。

【００１９】

【作用】請求項１記載の発明において、位置検出装置
は、頭部搭載型映像表示装置の位置（角度を含む）を検
出して、位置データを出力する。画像生成装置は、この
位置データに応じた映像信号を生成し、頭部搭載型映像
装置に与える。これにより、頭部搭載型映像表示装置の
表示手段には、頭部搭載型映像表示装置の位置に応じた
映像が投影される。表示手段は外界の光を透過可能であ
るため、頭部搭載型映像表示装置装着者の目には、表示
手段に投影された映像と周囲の景色とが融合したように
見える。したがって、本発明によれば、頭部搭載型映像
表示装置に表示された映像を、実空間の映像に重ね合わ
せることができ、多彩な映像表現を実現することができ
る。例えば、本発明を、アミューズメントパークにおけ
る幽霊屋敷に適用したとする。この場合には、頭部搭載
型映像表示装置に幽霊の映像を投影することにより、遊
戯者は、あたかも幽霊が幽霊屋敷に出現したような感覚
を味合うことができ、臨場感溢れる映像表現が可能とな
る。

【００２０】請求項２記載の発明において、画像生成装
置は、位置データに基づき、頭部搭載型映像表示装置外
界の景色に応じた映像信号を生成する。したがって、例
えば上述した幽霊屋敷において、遊戯者が幽霊屋敷内を
移動するに従い、幽霊屋敷の各場面に応じた映像を頭部
搭載型映像表示装置に投影することができる。すなわ
ち、本発明によれば、より臨場感溢れる映像表現を実現
することが可能である。

【００２１】請求項３記載の発明において、運搬装置は
頭部搭載型映像表示装置の装着者を運搬する。また、位
置検出装置は、頭部搭載型映像表示装置の位置および運
搬装置の位置を検出し、位置データを出力する。画像生
成装置は、この位置データに基づき、運搬装置および頭
部搭載型映像表示装置の位置に応じた映像を生成する。
そして、この映像は頭部搭載型映像表示装置に投影され
る。したがって、上述の幽霊屋敷の例によれば、遊戯者
は、運搬装置とともに幽霊屋敷内を移動しながら、幽霊
屋敷の各場面に応じた映像を観賞することができる。

【００２２】請求項４記載の発明において、画像生成装
置は、映像装置に表示された映像に応じた映像信号を生
成する。例えば、映像装置としてＴＶ受像機を用いた場
合において、ＴＶ受像機にはシューティングゲームの戦
闘シーンを表示し、頭部搭載型映像表示装置には戦闘機
のコックピットを表示することができる。すなわち、遊
戯者から離れた位置には戦闘シーンが表示され、遊戯者
の目前にはコックピットが表示される。これにより、奥
行き感のある映像を実現することが可能となる。

【００２３】請求項５記載の発明において、位置検出装
置は、頭部搭載型映像表示装置の位置を検出し、位置デ
ータを出力する。そして、画像生成装置は、位置データ
に基づき、表示装置に表示された映像に応じた映像信号
を生成する。例えば、上述のシューティングゲームの例
においては、遊戯者がＴＶ受像機の方向を向いた場合に
のみコックピットの映像を頭部搭載型映像表示装置に投
影することができる。

【００２４】請求項６記載の発明において、画像生成装
置は、複数の頭部搭載型映像表示装置のそれぞれに、各
別の映像信号を送出する。これにより、複数の頭部搭載
型映像表示装置のそれぞれに、異なる映像を投影するこ
とが可能となる。例えば、大きなスクリーンを前にし
て、複数の遊戯者が射撃ゲームを楽しむ場合には、それ
ぞれの遊戯者の頭部搭載型映像表示装置に個人の得点を
投影させることができる。本発明によれば、複数の遊戯
者がスクリーン（表示装置）を見ながら同一のゲームを
実行できるとともに、それぞれの遊戯者に特有の映像
（情報）を与えることができる。

【００２５】請求項７記載の発明における頭部搭載型映
像表示装置にあっては、目から、水平方向に対して所定
角度だけ下向きに延びた仮想線上に、（頭部搭載型映像
表示装置の）表示手段が設けられている。一般に、人間
は、視線を水平方向に固定するよりも、視線を水平方向
から下方に傾けた方が疲労感を低減することができる。
したがって、本発明によれば、長時間の頭部搭載型映像
表示装置装着にも拘らずユーザの疲労感を低減すること
が可能である。

【００２６】また、請求項８記載の発明において、上記
角度を１０〜２０度に設定した場合には、ユーザの疲労
感を最も低減することが可能である。

【００２７】請求項９記載の発明は、請求項７記載の頭
部搭載型映像表示装置を用いた請求項１〜請求項６の頭
部搭載型映像表示システムである。これにより、多彩な
映像表現という効果に加えて疲労感の低減という効果を
得ることが可能である。

【００２８】請求項１０記載の発明において、焦点調整
手段によって、表示部から光学系までの距離を変更する
ことにより、自由に焦点調整を行うことができる。すな
わち、ユーザの視力に応じて焦点を調整することができ
るため、ユーザは常に焦点の合致した映像を楽しむこと
ができる。

【００２９】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の頭部搭載型映像表示装置を用いた請求項１〜請求項６
の頭部搭載型映像表示システムである。これにより、多
彩な映像表現を実現できるとともに、映像の焦点を常に
合致させることが可能となる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００３１】（第１実施例の構成） （ＨＭＤの構成）次に、本発明に係る実施例について、
図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るＨＭＤ
の斜視図である。このＨＭＤ１は、円環状をなすフレー
ム１０と、フレーム１０の前方に設けられたディスプレ
イ装置２と、ディスプレイ装置２の外側に設けられたバ
イザー３、映像信号を入力するための信号線１１とを備
えて構成されている。ユーザが、このＨＭＤ１を頭部に
装着することにより、ディスプレイ装置２に投影された
画像を見ることができる。

【００３２】ディスプレイ装置２は、右目用の右側ディ
スプレイ２Ｒと、左目用の左側ディスプレイ２Ｌとを備
えている。右側ディスプレイ２Ｒ、左側ディスプレイ２
Ｌのそれぞれに、異なった映像を表示することにより、
立体映像を再現することが可能である。

【００３３】バイザー３は湾曲した板状をなし、支点３
Ｌおよび３Ｒを軸として回動自在にフレーム１０の側部
に取り付けられている。また、このバイザー３は、半透
明の樹脂により構成され、その透過率は約１０％に設定
されている。例えば、ユーザがディスプレイ装置２に投
影される映像に集中したい場合等には、支点３Ｌおよび
３Ｒを軸としてバイザー３を下方に回動させることによ
り、ディスプレイ装置２内に入射する外光量を減少させ
ることができる。一方、ユーザが、外部環境をより確実
に認識したい場合等には、支点３Ｌおよび３Ｒを軸とし
てバイザー３を上方に回動させることにより、ディスプ
レイ装置２内に入射する外光量を増加させることができ
る。

【００３４】図２は、左側ディスプレイ２Ｌの断面図で
ある。また、図３は、左側ディスプレイ２Ｌのフォーカ
ス調整機構の斜視図である。これらの図において、符号
２ａはバックライトを示している。バックライト２ａ
は、蛍光管と、蛍光管から発光された光をＬＣＤ（液晶
表示板）２ｂに向けて照射する導光板とを備えて構成さ
れている。ＬＣＤ２ｂは、カラー表示可能であり、図示
されていないＬＣＤドライバ（表示回路）に接続されて
いる。また、このＬＣＤ２ａはバックライト２ａから照
射された光を透過させることが可能である。

【００３５】ＬＣＤ保持部２ｃは矩形の筒状をなし、そ
の一方の開口部にはＬＣＤ２ｂが取り付けられている。
このＬＣＤ保持部２ｃは、矩形の筒状のハウジング２ｄ
内部に収納され、ハウジング２ｄ内部を上下動可能な構
成となっている。

【００３６】ハウジング２ｄは矩形の筒状をなすととも
に、一方の開口部には板部２ｅが形成されている。ハウ
ジング２ｄの板部２ｅは、フレーム１０のうちの台板１
０ａ上に摺動自在に載置されている。したがって、ユー
ザの目幅に応じて、左右のハウジング２ｄを互いに離
隔、または、近接させることが可能である。

【００３７】水平板１０ａのうち、ハウジング２ｄの板
部２ｅが載置される位置には、矩形の窓１０ｃが形成さ
れている。箱型をなすレンズブロック２０は、この窓１
０ｃを挿通するとともに、ハウジング２ｄの板部２ｅに
取り付けられている。このレンズブロック２０内部に
は、凸型のレンズ２０ａと、レンズ２０ａに対して４５
度に傾斜したハーフミラー２０ｂと、ハーフミラー２０
ｂの下方に位置する非球面凹面ミラー２０ｃと、透過性
を有するクリアカバー２０ｄ、２０ｅとが設けられてい
る。

【００３８】したがって、バックライト２ａから発せら
れた光は、ＬＣＤ２ｂ、レンズ２０ｂ、ハーフミラー２
０ｂを透過し、非球面凹面ミラー２０ｃ、ハーフミラー
２０ｂにおいて反射する。そして、この反射光は、クリ
アカバー２０ｄを透過した後、ユーザの目に到達する。
一方、バイザー３を透過した外光は、クリアカバー２０
ｅ、ハーフミラー２０ｂ、クリアカバー２０ｄを順に透
過し、ユーザの目に到達する。バイザー３、ハーフミラ
ー２０ｂ、クリアカバー２０ｄ、ｅを透過する際に外光
の光量は減衰するため、ユーザの目には、日常空間の景
色が薄く見える程度である。但し、バイザー３を上方に
持ち上げた場合には、外光の減衰量は少なくなり、ユー
ザの目には日常空間の景色がより明瞭に見えるようにな
る。

【００３９】フレーム１０のうちの天板１０ｂの前方に
形成された窓からは、円盤状のつまみ２ｊの一部が露出
している。つまみ２ｊの中心にはシャフト２ｉが挿通
し、シャフト２ｉの端部は、それぞれ台板１０ａ、天板
１０ｂによって回動自在に軸支されている。また、シャ
フト２ｉの周囲にはウォームギア２ｈが形成され、この
ウォームギア２ｈは、台板１０ａに水平に設けられたギ
ア２ｇに噛み合っている。

【００４０】さらに、ギア２ｇは、ＬＣＤ保持部２ｂか
ら突出して形成されたギア２ｆに噛み合っている。

【００４１】したがって、ユーザがつまみ２ｊを回転さ
せると、この回転運動はウォームギア２ｈ、ギア２ｇ、
２ｆを介してＬＣＤ保持部２ｃに伝達し、ＬＣＤ保持部
２ｃを上下させる。これにより、ＬＣＤ２ｂからレンズ
ブロック２０までの距離を変更することができ、フォー
カスを自由に調整することが可能となる。

【００４２】なお、図２、図３に示されていない右側デ
ィスプレイ２Ｒの構成は、左側ディスプレイ２Ｌの構成
と対称であるため、その説明を省略する。

【００４３】図４は、本実施例のＨＭＤにおける視角を
説明するための図である。この図から明かなように、レ
ンズブロック２０はユーザの目の斜め下に傾いて設けら
れている。すなわち、ユーザがＨＭＤを装着した状態に
おいて、ユーザの視線は、水平方向から約θ度（１０〜
２０度）だけ下方に傾く。一般に、人間は、視線を水平
方向に固定するよりも、視線を水平方向から１０〜２０
度だけ下方に傾けた方が疲労感が低減される。したがっ
て、本実施例に係るＨＭＤによれば、長時間のＨＭＤ装
着にも拘らずユーザの疲労感を低減することが可能であ
る。

【００４４】（ＨＭＤシステムの構成）続いて、上述し
たＨＭＤを使用したＨＭＤシステムの構成を説明する。
図５、図６は、本実施例に係るＨＭＤシステムの概念図
である。このＨＭＤシステムは、ＨＭＤをアミューズメ
ントパークの幽霊屋敷に適用したものである。幽霊屋敷
を模した空間内には、レールが敷かれており、このレー
ル上を台車４が走る構成となっている。台車４には、画
像の生成等を行う処理回路４０、車輪の回転を検出する
センサ４１等が設けられている。そして、処理回路４０
にはＨＭＤ１が接続されており、台車４の位置および遊
戯者の頭の向きに応じた映像がＨＭＤ１に投影される。
このＨＭＤ１は、上述したようにＨＭＤ１に投影された
映像を実空間の映像に重ね合わせることができるもので
ある。このため、ＨＭＤ１を装着した遊戯者は例えば実
空間である幽霊屋敷にＨＭＤ１に投影された幽霊の映像
を重ね合わせることができ、多彩な映像表現が可能とな
る。

【００４５】図７は、本実施例に係るＨＭＤシステムの
ブロック図である。この図における車軸センサ４１は、
台車の下部に設けられた車輪の回転数を検出するもので
ある。車軸センサ４１から出力されたデータは、処理回
路４０に入力される。処理回路４０は、位置演算回路４
２、画像回路４３、音響回路４４、外部磁界発生回路４
５により構成されている。

【００４６】位置演算回路４２は、車軸センサ４１、お
よび、位置センサ１００から出力されたデータに基づ
き、幽霊屋敷内における遊戯者の位置、および、台車４
内における遊戯者の頭の位置（向きを含む）を表す位置
データを出力する機能を備えたものである。位置演算演
算回路４２から出力された位置データは、画像回路４３
および音響回路４４に入力される。画像回路４３は位置
データに基づき例えば幽霊等を表す映像信号を生成し、
ＨＭＤ１に送出する。また、音響回路４４は位置データ
に基づき所定の効果音を発生させるものである。

【００４７】外部磁界発生回路４５は、位置演算回路４
２の指示に従い台車４内に測定用磁界を発生させる機能
を備えたものである。ＨＭＤ１に取り付けられた位置セ
ンサ１００は、この測定用磁界を検出し、所定の検出電
圧を位置演算回路４１に帰還させている。これにより、
位置演算回路４１は、台車４内におけるＨＭＤ１の位置
を決定することが可能となる。なお、位置センサ１００
は、ＨＭＤ１に取り付けられているものである。

【００４８】図８は、車軸センサ４１、位置演算回路４
２、外部磁界発生回路４５、位置センサ１００の詳細を
表す図である。

【００４９】車軸センサ４１は、光を発する発光ダイオ
ードＤ１、光を検出するフォトトランジスタＴｒ１、イ
ンバータ４１ａ、カウンタ４１ｂ等により構成されてい
る。発光ダイオードＤ１、フォトトランジスタＴｒ１
は、車輪を挟むように配設されている。また、車輪には
スリットが形成されており、車輪の回転とともに、発光
ダイオードＤ１から発せられた光が断続的にフォトトラ
ンジスタＴｒ１に到達する。これにより、フォトトラン
ジスタＴｒ１のコレクタ端子にはパルス電圧が発生し、
このパルス電圧はインバータ４１ａによって波形成形さ
れた後にカウンタ４１ｂに入力される。カウンタ４１ｂ
は、パルス電圧の立ち上がり若しくは立ち下がりをカウ
ントする機能を備えたものである。したがって、台車４
がレール上を走るに従い、カウンタ４から出力されるカ
ウントデータの値は順次積算される。すなわち、このカ
ウントデータを参照することにより、レール上における
台車４の位置を算出することが可能となる。

【００５０】外部磁界発生回路４５は、マルチプレクサ
４５ａ、駆動回路４５ｂ、磁界発生用コイルＬ１，Ｌ
２，Ｌ３を備えて構成されている。マルチプレクサ４５
ａは、位置演算回路４２から出力されたコイル選択用デ
ータに従い、３本の出力線のうちのいずれかを活性化さ
せるものである。駆動回路４５ｂは、トランジスタスイ
ッチ若しくはサイリスタ等により構成され、磁界発生用
コイルＬ１〜Ｌ３のいずれかに電流を流す機能を有して
いる。すなわち、駆動回路４５ｂは、マルチプレクサ４
５ａの３本の出力線のうち、活性化した出力線に対応す
る磁界発生用コイルＬ１〜Ｌ３に電流を流すことができ
る。磁界発生用コイルＬ１〜Ｌ３は、それぞれが互いに
直交するように巻回されている（図１１）。このため、
磁界発生用コイルＬ１〜Ｌ３に順に電流を流すことによ
り、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向に順に磁界を発生させる
ことができる。

【００５１】位置センサ１００は、磁界検出用コイルｌ
１，ｌ２，ｌ３、オペアンプ（オペレーショナルアン
プ）１００ａ、１００ｂ、１００ｃにより構成されてい
る。磁界検出用コイルｌ１〜ｌ３は、それぞれが互いに
直交するように巻回されている（図１１）。この磁界検
出用コイルｌ１〜ｌ３は、磁界発生用コイルＬ１〜Ｌ３
による磁界中に置かれることにより、磁界検出用コイル
ｌ１〜ｌ３には所定の誘導電圧が発生する。オペアンプ
１００ａ〜１００ｃは、磁界検出用コイルｌ１〜ｌ３に
生じた誘導電圧を増幅する帰還増幅器である。オペアン
プ１００ａ〜１００ｃの出力電圧は、位置演算回路４２
内のＡ／Ｄコンバータ４２ｂに入力される構成となって
いる。

【００５２】位置演算増幅回路４２は、位置データを算
出するＣＰＵ４２ａ、位置センサ１００の出力電圧をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２ｂ、ＣＰＵ４
２ａのワークメモリとして使用されるＲＡＭ４２ｃ、プ
ログラムメモリが書き込まれたＲＯＭ４２ｄにより構成
されている。ＣＰＵ４２ａは、車軸センサ４１から出力
されたカウントデータに基づきレール上における台車４
を算出するとともに、ディジタル信号に変換された誘導
電圧に基づき台車４内におけるＨＭＤ１の位置および角
度を算出するものである。算出結果は、位置データとし
て画像回路４３、音響回路４４に出力される。

【００５３】図９は、画像回路４３、音響回路４４を表
すブロック図である。画像回路４３は、画像生成用のＣ
ＰＵ４３ａ、右側（右目用）のフレームバッファ４３
ｂ、左側（左目用）のフレームバッファ４３ｃ、画像デ
ータを映像信号に変換するエンコーダ４３ｄを備えて構
成されている。ＣＰＵ４３ａは、位置演算回路４２から
出力された位置データに基づき所望の立体画像を生成す
るものである。すなわち、ＣＰＵ４３ａは、位置データ
に基づき、画像の３次元モデルの生成、ポリゴンデータ
の生成、テクスチャマッピング処理を行う。これらの処
理により生成された、右目用の画像データ、左目用の画
像データはフレームバッファ４３ｂ、４３ｃに書き込ま
れる。エンコーダ４３ｄは、フレームバッファ４３ｂ，
４３ｃに書き込まれた画像データに同期信号等を付加す
ることにより映像信号を生成するものである。右目用、
左目用のそれぞれの映像信号はＨＭＤ１に出力される構
成となっている。なお、画像回路４３にコントローラ４
３ｅを接続し、コントローラ４３ｅからのデータに基づ
き画像を制御しても良い。すなわち、遊戯者がコントロ
ーラ４３ｅを操作することにより、ＨＭＤ１に投影され
た幽霊を退治するような処理を行っても良い。

【００５４】音響回路４４は、位置データに基づき音声
の処理を行うＣＰＵ４４ａ、ＰＣＭデータ等が書き込ま
れた音源４４ｂ、リバーブ等の音場処理を行うＤＳＰ
（Digital Signal Processor）４４ｃ、オーディオアン
プ４４ｄ，４４ｅ等により構成されている。オーディオ
アンプ４４ｄ、４４ｅからは、左右の音響信号（Ｒ，
Ｌ）が出力され、外部スピーカ４４ｆ、４４ｇを駆動す
る構成となっている。なお、音響信号をＨＭＤ１内に埋
設されたスピーカに出力してもよい。

【００５５】図１０は、ＨＭＤ１のブロック図を表して
いる。この図において、デコーダ１ａは、左右の映像信
号（Ｒ，Ｌ）のそれぞれについて、同期信号の分離、輝
度信号および色信号の分離等の処理を実行するものであ
る。ＬＣＤドライバ１ｂは、右側のＬＣＤ２ｂ（Ｒ）を
駆動するための回路である。同様に、ＬＣＤドライバ１
ｃは、左側のＬＣＤ２ｂ（Ｌ）を駆動するための回路で
ある。したがって、ＬＣＤ２ｂ（Ｒ，Ｌ）には、視差を
考慮した２つの映像が表示され、遊戯者がこれらの２つ
の映像を左右の目で見ることにより、立体映像を体感す
ることができる。バックライト制御回路１ｆは、周囲の
明るさに応じてバックライト２ａの光量を制御するもの
である。すなわち、周囲が明るいときには、バックライ
ト制御回路１ｆはバックライト２ａの光量を増加し、周
囲が暗いときには、バックライト制御回路１ｆはバック
ライト２ａの光量を低減させる。これにより、ＨＭＤ１
に投影された映像の輝度と、周囲の映像の輝度との比率
を常に一定に保つことができる。

【００５６】（第１実施例の作用）図１３は、本実施例
の作用を表すメインフローチャートである。先ず、幽霊
屋敷の出発点に位置する台車４に、遊戯者が乗車する。
この遊戯者の頭には、ＨＭＤ１が装着されている。この
とき、処理回路４０、すなわち、車軸センサ４１、位置
演算回路４２、画像回路４３、音響回路４４等は、初期
化処理を実行する（Ｓ１０１）。例えば、車軸センサ４
１は、車輪の累積回転数を表すカウントデータをリセッ
トする。また、位置演算回路４２ａはＲＡＭ４２ｃをク
リアするとともに、ＨＭＤ１の位置および向きを表す位
置データをリセットする。

【００５７】以上の初期化処理が終了すると、台車４は
レール上をゆっくりと走り始める。台車４の走行に伴
い、車軸が回転すると、車軸センサ４１は車軸の回転数
をカウントする。すなわち、車軸の回転により、発光ダ
イオードＤ１からフォトトランジスタＴｒ１への光賂が
断続的に遮断され、カウンタ４４ｂにパルスが出力され
る。カウンタ４４ｂは、パルスをカウントすることによ
り、車軸の累積回転数を表すカウンタデータを出力する
（Ｓ１０２）。

【００５８】続いて、位置演算回路４２は、位置センサ
１００から出力された信号および車軸センサ４１から出
力されたカウントデータに基づき、ＨＭＤ１の位置およ
び向き等を表す位置データを算出する（Ｓ１０３）。さ
らに、画像回路４３は、この位置データに基づき、所定
の映像信号を生成し、また、音響回路４４は所定の効果
音を発生させる（Ｓ１０４）。例えば、台車４が、図５
に示されるように墓地の近くを通過する際に、画像回路
４３は幽霊を表す映像信号を生成する。Ｓ１０３の位置
演算のサブルーチン、Ｓ１０４の画像生成のサブルーチ
ンについては後述する。

【００５９】Ｓ１０４において生成された映像信号は、
ＨＭＤ１に送出される。ＨＭＤ１のデコーダ１ａは、左
右の映像信号（Ｒ，Ｌ）をデコードし、輝度信号、色信
号、同期信号等をＬＣＤドライバ１ｂ、１ｃに出力す
る。ＬＣＤドライバ１ｂ、１ｃは、デコードされた輝度
信号、色信号、同期信号に従い、ＬＣＤ２ｂ（Ｒ．Ｌ）
のそれぞれに映像を表示させる。そして、図２に示され
るようにバックライト２ａから発せられた光はＬＣＤ２
ｂ（Ｒ．Ｌ）を透過した後、レンズブロック２０を通過
し、遊戯者の目に到達する。一方、墓地等の景色（外
光）は、バイザー３およびレンズブロック２０を透過し
た後、遊戯者の目に到達する。これにより、遊戯者の目
には、実空間である墓地の景色に、仮想空間である幽霊
の映像が重なったように見える（Ｓ１０５）。したがっ
て、本実施例によれば、ＨＭＤ１に投影された映像を、
実空間の景色に重ねることができるため、多彩な映像表
現を実現することが可能となる。また、ＨＭＤ１には、
遊戯者の頭の向きに応じた映像が投影されるため、遊戯
者は、墓地内にあたかも幽霊が現れたのごとく映像を味
わうことができる。

【００６０】この後、処理回路４０は、台車４が終了地
点に到達したか否かを判断する（Ｓ１０６）。すなわ
ち、車軸センサ４１から出力されたカウントデータが最
大値に達したか否かを位置演算回路４２が判断する。台
車４が終了地点に達していないと位置演算回路４２が判
断した場合（Ｓ１０６でＮＯ）には、Ｓ１０２以降の処
理が繰り返し実行される。すなわち、位置演算回路４２
は、車軸センサ４１から出力されたカウントデータ、お
よび、位置センサから出力された誘導電圧に基づき、Ｈ
ＭＤ１の位置および向きを演算する。そして、ＨＭＤ１
の位置および向きに応じた映像がＨＭＤ１に投影され
る。一方、台車４が終了地点に到達したと位置演算回路
４２が判断した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）には、全ての
処理が終了する。

【００６１】続いて、図１４を参照しながら、上述した
位置演算（Ｓ１０３）のサブルーチンを詳述する。この
サブルーチンにおいて、ＣＰＵ４２ａは、変数ｉに”
１”を代入することにより、変数ｉを初期化する（Ｓ２
０１）。なお、この変数ｉは、磁界発生用コイルＬ１〜
Ｌ３のいずれに電流を流すかを表すものである。この
後、ＣＰＵ４２ａは、マルチプレクサに対してコイル選
択用データを出力し、マルチプレクサ４５ａの３本の出
力線のうちの上から１本目（図８）の出力線を活性化さ
せる。駆動回路４５ｂは、この出力線に対応する磁界発
生用コイルＬ１に電流を流す（Ｓ２０２）。これによ
り、図１１、図１２に示されるようにＸ軸方向の磁界が
発生する。このとき、磁界検出用コイルｌ１〜ｌ３のの
それぞれには、磁界検出用コイルｌ１〜ｌ３の角度θ、
φ、ω、および、磁界発生用コイルＬ１〜Ｌ３から磁界
検出用コイルｌ１〜ｌ３までの距離ｒに応じた誘導電圧
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が生じる（Ｓ２０３）。

【００６２】磁界検出用コイルｌ１〜ｌ３のそれぞれに
生じた誘導電圧Ｖ１〜Ｖ３は、オペアンプ１００ａ〜１
００ｃによって増幅された後、位置演算回路４２に入力
される。これらの誘導電圧Ｖ１〜Ｖ３はＡ／Ｄ変換器４
２ｂによって、ディジタル信号に変換された後、ＲＡＭ
４２ｃ上に蓄えられる。

【００６３】続いて、ＣＰＵ４２ｃは、変数ｉをインク
リメントした後（Ｓ２０４）、変数ｉが”３”以下であ
るか否かを判断する（Ｓ２０５）。このとき、変数ｉ
は”２”であるため（Ｓ２０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ４２
ａはＳ２０２に戻る。Ｓ２０２において、ＣＰＵ４２ａ
は、マルチプレクサ４５ａに所定のコイル選択用データ
を出力し、駆動回路４５ｂは磁界発生用コイルＬ２に電
流を流す。ＣＰＵ４２ａは、磁界検出用コイルｌ１〜ｌ
３に生じた誘導電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し、この誘導電圧
Ｖ１〜Ｖ３のデータをＲＡＭ４２ｃに記録する（Ｓ２０
３）。そして、ＣＰＵ４２ａは変数ｉをインクリメント
した後（Ｓ２０４）、変数ｉが”３”以下であるか否か
を判断する。このとき、変数ｉは”３”であるため、Ｓ
２０２以降の処理が実行される。

【００６４】以上の処理により、変数ｉ＝１〜３のそれ
ぞれについて誘導電圧Ｖ１〜Ｖ３が求められると、Ｓ２
０５の判断結果がＮＯとなり、Ｓ２０６以降の処理が実
行される。ＣＰＵ４２ａは、ＲＡＭ４２ｃに蓄えられた
合計９個の誘導電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づき、角度θ、φ、
ω、および、距離ｒを算出する。これにより、磁界検出
用コイルの向きおよび位置、すなわち、台車４内におけ
るＨＭＤ１の向きおよび位置が求められる。さらに、Ｃ
ＰＵ４２ａは、これらの値と、車軸センサ４１から出力
されたカウントデータとに基づき、レール上における台
車４の位置、台車４内におけるＨＭＤ１の向きおよび位
置を表す位置データを算出する（Ｓ２０６）。この後、
ＣＰＵ４２ａは、図１３のメインフローチャートに戻
る。

【００６５】次に、図１５を参照しながら、上述した画
像生成（Ｓ１０４）のサブルーチンを説明する。このフ
ローチャートにおいて、先ず、ＣＰＵ４３ａは、左右の
目の視差を表すデータを図示されていないメモリから読
み出す（Ｓ３０１）。なお、目幅調整可能な２つのレン
ズブロック２０間の距離を検出し、視差データを算出し
ても良い。続いて、ＣＰＵ４３ａは、位置演算回路４２
からＨＭＤ１の位置および角度等を表す位置データを読
み込み（Ｓ３０２）、位置データに応じた立体画像のモ
デルを生成する（Ｓ３０３）。

【００６６】生成された立体画像のモデルは、上述した
視差のデータが考慮された左右の画像モデルよりなるも
のである。ＣＰＵ４３ａは、この立体画像のモデルに従
いポリゴンデータを生成し（Ｓ３０４）、さらにポリゴ
ンデータにテクスチャマッピングの処理を行う（Ｓ３０
５）。これにより、左右の画像データが生成され、生成
された２つの画像データは、フレームバッファ４３ｂ、
４３ｃに書き込まれる（Ｓ３０６）。この後、ＣＰＵ４
３ａは図１３のメインフローチャートに戻る。

【００６７】以上述べたように、本実施例によれば、Ｈ
ＭＤに投影された幽霊等の画像を、実空間である墓地等
の景色に重ね合わせることができるため、より多彩な映
像表現が可能となる。また、ＨＭＤの向きに合わせて、
ＨＭＤに投影する映像をリアルタイムに生成することに
より、遊戯者はあたかも墓地にいるような感覚を味合う
ことができ、この結果、臨場感溢れる仮想空間を実現で
きる。

【００６８】（第２実施例）図１６、図１７を参照しな
がら、本発明の第２実施例を説明する。図１６は、本実
施例に係るＨＭＤシステムの概念図であり、図１７はこ
のＨＭＤシステムのブロック図である。これらの図にお
いて、ＴＶゲーム機１７にはコントローラ１７ａ、ＴＶ
受像機１７ｇ、ＨＭＤ１が接続されている。このＨＭＤ
システムは、ＨＭＤに投影された映像を、ＴＶゲームの
画面に重ねることを可能ならしめるものである。

【００６９】ＴＶゲーム機１７は、ＣＰＵ１７ｂ、ＶＤ
Ｐ１７ｃ、エンコーダ１７ｄ、音響回路１７ｅ、画像回
路１７ｆを備えて構成されている。ＣＰＵ１７ｂは、コ
ントローラ１７ａの操作内容に基づきアプリケーション
ソフトの実行を行うものである。ＶＤＰ（Video Displa
y Processor）１７ｃは、ＣＰＵ１７ｂの指示に従い所
定のゲーム画像を生成する機能を備えている。エンコー
ダ１７ｄは、ＶＤＰ１７ｃによって生成されたゲーム画
像をＮＴＳＣ等に基づく映像信号に変換するものであ
る。エンコーダ１７ｄから出力された映像信号はＴＶ受
像機１７ｇに入力され、この結果所定のゲーム画面がＴ
Ｖ受像機１７ｇに表示される。例えば、シューティング
ゲームのアプリケーションソフトを実行する際には、図
１６に示されるように、空中を飛行する戦闘機の画面が
ＴＶ受像機１７ｇに表示される。同時に、ＴＶ受像機１
７ｇのスピーカからは、音響回路１７ｅによって生成さ
れた効果音が出力される。

【００７０】ＨＭＤ１は、位置センサ１００に代えて角
度センサ１７ｈを有する他は、上述した第１実施例に係
るものと同様に構成されている。角度センサ１７ｈは、
モータによって回転するジャイロよりなり、ジャイロの
慣性を利用してＨＭＤ１の角度を検出することが可能な
ものである。画像回路１７ｆは、角度センサ１７ｈの角
度に応じた映像を生成する機能を備えたものである。す
なわち、画像回路１７ｆは、角度センサ１７ｈから出力
された信号を検出して、ＨＭＤ１の角度を算出する。そ
して、画像回路１７ｆは、この算出結果に基づき所定の
画像を生成し、生成された画像をＨＭＤ１に出力する。
例えば、シューティングゲームのアプリケーションソフ
トにおいては、図１６に示されるように戦闘機のコック
ピットの映像がＨＭＤ１に投影される。したがって、Ｔ
Ｖ受像機１７ｇに映し出された戦闘機の映像に、ＨＭＤ
１に投影されたコックピットの映像が重ね合わせられ
る。

【００７１】従来のＴＶゲーム機は、ＴＶ受像機のみに
映像を映し出していたため、奥行きのある映像を実現す
るのが困難であった。ところが、本実施例によれば、遊
戯者の目の直前にあるＨＭＤ１の映像と、遊戯者から離
れたＴＶ受像機の映像とを重ね合わせることができるた
め、奥行き感のある映像を実現することが可能である。

【００７２】なお、ＴＶゲーム機１７に代えて、ＶＴＲ
（Video Tape Recorder）を用いて所望の映像信号をＴ
Ｖ受像機１７ｇに送出してもよい。この場合には、ＶＴ
Ｒによって再生された映像に、ＨＭＤ１に投影された映
像を重ね合わせることができる。

【００７３】（第３実施例）図１８、図１９を参照しな
がら、第３実施例に係るＨＭＤシステムを説明する。こ
のＨＭＤシステムは、第１実施例に係るＨＭＤをアミュ
ーズメントパークにおける射撃ゲームに適用したもので
ある。図１８において、複数のプレイヤーの前方には、
戦闘シーンが投影されたスクリーン１８ａが設置されて
いる。このスクリーン１８ａ上の映像は、プロジェクタ
によって投影されたものである。それぞれのプレイヤー
は、銃の形状をしたコントローラ１８ｂを操作すること
により、スクリーン１８ａの攻撃対象物を打ち落とし、
プレイヤー間において得点を競うことができる。また、
各プレイヤーの頭にはＨＭＤ１が搭載されており、各Ｈ
ＭＤ１にはプレイヤー個人の得点が表示される構成とな
っている（図１９の右図）。

【００７４】このＨＭＤシステムの概略の構成を図２０
に示す。このＨＭＤシステムは、銃の形状をした複数の
コントローラ１８ｂ、ゲームの処理を行う処理装置１
８、戦闘シーンをスクリーン１８ａに投影するプロジェ
クタ１８ｉ、効果音を発生させるスピーカ１８ｊ、各プ
レイヤーの頭に搭載される複数のＨＭＤ１等により構成
されている。

【００７５】コントローラ１８ｂから出力されたデータ
は、処理装置１８内のＩ／Ｆ１８ｃに入力されている。
Ｉ／Ｆ１８ｃは、複数のコントローラ１８ｂから出力さ
れたデータを順に読み取り走査するものである。ＣＰＵ
１８ｄは、予め定められたアプリケーションプログラム
に従い、Ｉ／Ｆ１８ｃを介して読み取られたデータに応
じたゲーム処理を行う。ＶＤＰ１８ｅはＣＰＵ１８ｄの
処理内容に従い、所定の画像（戦闘シーン）を生成す
る。生成された画像はエンコーダ１８ｆを介してプロジ
ェクタ１８ｉに出力される構成となっている。プロジェ
クタ１８ｉは、ＣＲＴまたは液晶に表示された画像を、
スクリーン１８ａ上に拡大投影する装置である。各プレ
イヤーは、スクリーン１８ａに投影された映像を見なが
ら、銃の形状をしたコントローラ１８ｂを操作すること
により、射撃ゲームを楽しむことが可能である。

【００７６】画像回路１８ｈは、各プレイヤー毎に、得
点を表す映像を生成する機能を備えたものである。例え
ば、あるプレイヤーがスクリーン１８ａ上の敵機を打ち
落とした場合には、このプレイヤーに対応する映像中の
得点に所定の点数が加算される。すなわち、各プレイヤ
ーに毎に、異なった映像が生成される。画像回路１８ｈ
によって生成された映像は各ＨＭＤ１に送出され、各プ
レイヤーはＨＭＤ１に表示された得点を見ることにより
各自の得点を把握することができる。本実施例によれ
ば、プレイヤーは、光の透過性のあるＨＭＤ１を通し
て、スクリーン１８ａ上の画面を見ることができるとと
もに、自己の得点のみをＨＭＤ１に投影された映像から
把握することができる（図１９の右図）。

【００７７】従来は、図１９の左図に示されたように、
スクリーン１８ａ上に全プレイヤーの得点が表示されて
いたため、ゲーム画面が非常に見難いものとなってい
た。また、他の従来例としては、スクリーン１８ａの横
に、得点表示用の小型ディスプレイを設置したものもあ
った。ところが、この従来例によっては、プレイヤー
は、スクリーン１８ａと小型ディスプレイとの間で視線
を移動させなければならず、ゲームに支障をきたしてい
た。これらの従来例に対して、本実施例によれば、スク
リーン１８ａの映像に重ねてＨＭＤ１の映像を重ねて見
ることができるため、視線を移動させる必要はない。ま
た、それぞれのプレイヤーに装着されたＨＭＤ１に、プ
レイヤー毎の得点を表示することにより、スクリーン１
８ａの画面が見難くなるという問題を回避することが可
能となる。

【００７８】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において
実施可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、以下の効果を達成することが可能である。

【００８０】第１に、多彩な映像表現を実現することが
可能となる。本発明によれば、位置検出装置がＨＭＤの
位置（角度を含む）を表す位置データを出力すると、画
像生成装置は、この位置データに応じた映像信号を生成
し、頭部搭載型映像装置に与える。これにより、ＨＭＤ
の表示手段には、ＨＭＤの位置に応じた映像が投影され
る。また、表示手段は外界の光を透過可能であるため、
ＨＭＤ装着者の目には、表示手段に投影された映像と周
囲の景色とが融合したように見える。したがって、本発
明によれば、ＨＭＤに表示された映像を、実空間の映像
に重ね合わせることができ、多彩な映像表現を実現する
ことができる。

【００８１】第２に、長時間のＨＭＤ装着におけるユー
ザの疲労感を低減することが可能である。ＨＭＤの表示
手段（ディスプレイ装置）は、目に対して斜め下の方向
に設けられている。一般に、人間は、視線を水平方向に
固定するよりも、視線を水平方向から下方に傾けた方が
疲労感を低減することができる。したがって、本発明に
よれば、長時間のＨＭＤ装着にも拘らずユーザの疲労感
を低減することが可能である。また、ユーザが眼鏡をか
けているような場合には、一般に眼鏡は下方に傾くこと
が多い。本発明によれば、ＨＭＤの表示手段も同様に目
に対して下方に設いているため、眼鏡が表示手段に接触
するのを回避することができる。このため、眼鏡装着時
においても、ＨＭＤの表示手段を目に接近させることが
でき、目から表示手段に対する視角をより広くすること
が可能となる。

【００８２】第３に、ユーザの視力等に応じて、映像の
焦点を最適に調整することが可能となる。本発明によれ
ば、焦点調整手段によって、表示部から光学系までの距
離を変更することにより、自由に焦点調整を行うことが
できる。すなわち、ユーザの視力に応じて焦点を調整す
ることができるため、ユーザは常に焦点の合致した映像
を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＨＭＤの外観図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例に係るＨＭＤの断面図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例に係るＨＭＤのフォーカス
調整機構を表す図である。

【図４】本発明の第１実施例に係るＨＭＤにおける視角
を説明するための図である。

【図５】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムの概
念図である。

【図６】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムの装
置構成の概略を表す図である。

【図７】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムの概
略ブロック図である。

【図８】本発明の第１実施例に係る車軸センサ、位置演
算回路、外部磁界発生回路、位置センサの詳細を表すブ
ロック図である。

【図９】本発明の第１実施例に係る画像回路、音響回路
の詳細を表すブロック図である。

【図１０】本発明の第１実施例に係るＨＭＤのブロック
図である。

【図１１】本発明の第１実施例に係る磁界発生用コイ
ル、磁界検出用コイルを説明するための図である。

【図１２】本発明の第１実施例に係る磁界発生用コイ
ル、磁界検出用コイルを説明するための図である。

【図１３】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムの
作用を表すメインフローチャートである。

【図１４】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムに
おける位置演算処理を表すフローチャートである。

【図１５】本発明の第１実施例に係るＨＭＤシステムに
おける画像生成処理を表すフローチャートである。

【図１６】本発明の第２実施例に係るＨＭＤシステムの
概念図である。

【図１７】本発明の第２実施例に係るＨＭＤシステムの
概略ブロック図である。

【図１８】本発明の第３実施例に係るＨＭＤシステムの
概念図である。

【図１９】本発明の第３実施例に係るＨＭＤシステムを
従来例と比較するための図である。

【図２０】本発明の第３実施例に係るＨＭＤシステムの
概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ ＨＭＤ（頭部搭載型映像表示装置） ２ ディスプレイ装置（表示手段） ２ａ バックライト ２ｂ ＬＣＤ（表示部） ２ｃ ＬＣＤ保持部（焦点調整手段） ２ｄ ハウジング（焦点調整手段） ２ｇ ギア（焦点調整手段） ２ｈ ウォームギア（焦点調整手段） ２ｊ つまみ（焦点調整手段） ４ 台車（運搬装置） １７ｆ 画像回路（画像生成装置） １７ｇ ＴＶ受像機（表示装置） １７ｈ 角度センサ（位置検出装置） １８ａ スクリーン（表示装置） １８ｈ 画像回路（画像生成装置） １８ｉ プロジェクタ（表示装置） ２０ レンズブロック（光学系） ４１ 車軸センサ（位置検出装置） ４２ 位置演算回路（位置検出装置） ４３ 画像回路（画像生成装置） ４５ 外部磁界発生回路（位置検出装置） １００ 位置センサ（位置検出装置）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 与えられた映像信号に基づく映像を表示
   する表示手段を備える頭部搭載型映像表示装置と、 頭部搭載型映像表示装置の位置を検出し、位置データを
   出力する位置検出装置と、 上記位置データに応じた映像信号を生成し、この映像信
   号を上記頭部搭載型映像表示装置に与える画像生成装置
   とを備えた頭部搭載型映像表示システムであって、 上記表示手段は、頭部搭載型映像表示装置外界の光を透
   過可能であることを特徴とする頭部搭載型映像表示シス
   テム。
2. 【請求項２】 上記画像生成装置は、上記位置データに
   基づき、頭部搭載型映像表示装置外界の景色に応じた映
   像信号を生成する請求項１記載の頭部搭載型映像表示シ
   ステム。
3. 【請求項３】 上記頭部搭載型映像表示装置の装着者を
   運搬する運搬装置を備えるとともに、 上記位置検出装置は、上記頭部搭載型映像表示装置の位
   置および上記運搬装置の位置を検出し、位置データを出
   力する請求項１または請求項２のいずれかに記載の頭部
   搭載型映像表示システム。
4. 【請求項４】 与えられた映像信号に基づく映像を表示
   する表示手段を備える頭部搭載型映像表示装置と、 所定の映像を表示する表示装置と、 表示装置に表示された映像に応じた映像信号を生成し、
   この映像信号を上記頭部搭載型映像表示装置に与える画
   像生成装置とを備えた頭部搭載型映像表示システムであ
   って、 上記表示手段は、頭部搭載型映像表示装置外界の光を透
   過可能であることを特徴とする頭部搭載型映像表示シス
   テム。
5. 【請求項５】 頭部搭載型映像表示装置の位置を検出
   し、位置データを出力する位置検出装置を備えるととも
   に、 上記画像生成装置は、上記位置データに基づき、上記表
   示装置に表示された映像に応じた映像信号を生成する請
   求項４記載の頭部搭載型映像表示システム。
6. 【請求項６】 複数の上記頭部搭載型映像表示装置を備
   えるとともに、 上記画像生成装置は、それぞれの上記頭部搭載型映像表
   示装置に、各別の映像信号を与える請求項４記載の頭部
   搭載型映像表示システム。
7. 【請求項７】 与えられた映像信号に基づく映像を表示
   する表示手段を備えた頭部搭載型映像表示装置におい
   て、 この頭部搭載型映像表示装置を頭部に搭載した際に、目
   から、水平方向に対して所定角度だけ下向きに延びた仮
   想線上に表示手段が位置することを特徴とする頭部搭載
   型映像表示装置。
8. 【請求項８】 上記角度は、１０〜２０度である請求項
   ７記載の頭部搭載型映像表示装置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の頭部搭載型映像表示装置
   を有する、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の頭
   部搭載型映像表示システム。
10. 【請求項１０】 光を発するバックライトと、 映像を表示するとともに、光透過性を有する表示部と、 バックライトから表示部を透過した光を目に結像させる
    光学系とを備えた頭部搭載型映像表示装置において、 上記表示部から上記光学系までの距離を変更可能な焦点
    調整手段を備えたことを特徴とする頭部搭載型映像表示
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の頭部搭載型映像表示
    装置を有する、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
    の頭部搭載型映像表示システム。