JPH08191419A - 頭部装着型表示システム - Google Patents
頭部装着型表示システムInfo
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- JPH08191419A JPH08191419A JP7018450A JP1845095A JPH08191419A JP H08191419 A JPH08191419 A JP H08191419A JP 7018450 A JP7018450 A JP 7018450A JP 1845095 A JP1845095 A JP 1845095A JP H08191419 A JPH08191419 A JP H08191419A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 追従性が良く、臨場感ある映像観賞が可能な
頭部装着型表示システムを提供する。 【構成】 撮像系１は、実際に表示される表示画像より
も広角の広角画像を撮像する。伝送路２を介して表示系
３に供給された広角画像信号は、信号処理部２４のフレ
ームメモリに記憶される。信号処理部２４は、回転角セ
ンサ２３で検出されたユーザの頭の位置情報に基づい
て、ユーザが見るべき表示画像をフレームメモリから切
り出し、ディスプレイ２１に表示画像として出力する。
頭部装着型表示システムを提供する。 【構成】 撮像系１は、実際に表示される表示画像より
も広角の広角画像を撮像する。伝送路２を介して表示系
３に供給された広角画像信号は、信号処理部２４のフレ
ームメモリに記憶される。信号処理部２４は、回転角セ
ンサ２３で検出されたユーザの頭の位置情報に基づい
て、ユーザが見るべき表示画像をフレームメモリから切
り出し、ディスプレイ２１に表示画像として出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、臨場感ある映像観賞
が可能な頭部装着型表示システムに関する。
が可能な頭部装着型表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】小型表示装置で大画面の映像を観賞でき
ることから、従来より頭部装着型表示システムが開発さ
れている。特に、この種のシステムでは、３次元グラフ
ィックス等の立体映像を効果的に見せるために、頭部装
着型表示システムに位置センサを備えることにより、人
の頭の動きに応じた映像を表示するものが知られている
（特開平４−１６８４８９）。一方、ビデオカメラを用
いて監視対象場所をモニタで監視する場合には、カメラ
が固定されていると、視野が固定され、モニタ中の動
物，人あるいは車等の移動体の追視が困難であるため、
カメラを遠隔操作するシステムが採用されている。しか
し、こうした遠隔操作システムでは、追視操作に熟練を
要するという問題がある。そこで、監視人の頭部に位置
センサを備えることにより、頭の動きに応じてカメラを
遠隔操作しながら、映像を表示する追従型映像システム
が提案されている（特開平４−３５４２７５）。
ることから、従来より頭部装着型表示システムが開発さ
れている。特に、この種のシステムでは、３次元グラフ
ィックス等の立体映像を効果的に見せるために、頭部装
着型表示システムに位置センサを備えることにより、人
の頭の動きに応じた映像を表示するものが知られている
（特開平４−１６８４８９）。一方、ビデオカメラを用
いて監視対象場所をモニタで監視する場合には、カメラ
が固定されていると、視野が固定され、モニタ中の動
物，人あるいは車等の移動体の追視が困難であるため、
カメラを遠隔操作するシステムが採用されている。しか
し、こうした遠隔操作システムでは、追視操作に熟練を
要するという問題がある。そこで、監視人の頭部に位置
センサを備えることにより、頭の動きに応じてカメラを
遠隔操作しながら、映像を表示する追従型映像システム
が提案されている（特開平４−３５４２７５）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の頭部装着型表示システムでは、映像出力すべき
画像信号を、センサ出力に応じて、複雑な画像合成アル
ゴリズムに従って演算処理しなければならないため、画
像信号の生成に要する時間が長いと、追従性が悪くな
り、臨場感に欠けるという問題がある。一方、上述した
従来の追従型映像システムでは、カメラの追視駆動にサ
ーボ技術が用いられているため、高価であるという問題
がある。また、カメラ本体を機械的に駆動させるため、
追従性が悪い。
た従来の頭部装着型表示システムでは、映像出力すべき
画像信号を、センサ出力に応じて、複雑な画像合成アル
ゴリズムに従って演算処理しなければならないため、画
像信号の生成に要する時間が長いと、追従性が悪くな
り、臨場感に欠けるという問題がある。一方、上述した
従来の追従型映像システムでは、カメラの追視駆動にサ
ーボ技術が用いられているため、高価であるという問題
がある。また、カメラ本体を機械的に駆動させるため、
追従性が悪い。
【０００４】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、追従性が良く、臨場感ある映像観賞が可能
な頭部装着型表示システムを提供することを目的とす
る。
れたもので、追従性が良く、臨場感ある映像観賞が可能
な頭部装着型表示システムを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る頭部装着
型表示システムは、人の頭部に装着される表示装置と、
前記人の頭部の位置を検出する位置検出手段と、前記表
示装置で表示される表示画像を含み、且つ前記表示画像
よりも広角の広角画像を生成する画像ソースと、この画
像ソースからの前記広角画像を取り込み、前記広角画像
の所定エリアを前記表示画像として前記表示装置に供給
すると共に、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記
広角画像内で前記所定エリアを移動させる信号処理手段
とを備えることを特徴とする。
型表示システムは、人の頭部に装着される表示装置と、
前記人の頭部の位置を検出する位置検出手段と、前記表
示装置で表示される表示画像を含み、且つ前記表示画像
よりも広角の広角画像を生成する画像ソースと、この画
像ソースからの前記広角画像を取り込み、前記広角画像
の所定エリアを前記表示画像として前記表示装置に供給
すると共に、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記
広角画像内で前記所定エリアを移動させる信号処理手段
とを備えることを特徴とする。
【０００６】また、この発明は、より好ましくは、前記
表示画像が、撮像装置により撮像され、左右の眼に対応
して生成される左眼用表示画像及び右眼用表示画像から
なり、前記表示装置が、左右の眼に対応し、前記左眼用
及び右眼用表示画像をそれぞれ表示する左眼用ディスプ
レイ及び右眼用ディスプレイからなるものであることを
特徴とする。
表示画像が、撮像装置により撮像され、左右の眼に対応
して生成される左眼用表示画像及び右眼用表示画像から
なり、前記表示装置が、左右の眼に対応し、前記左眼用
及び右眼用表示画像をそれぞれ表示する左眼用ディスプ
レイ及び右眼用ディスプレイからなるものであることを
特徴とする。
【０００７】また、ヘッドホンとオーディオソースとを
更に備え、前記信号処理手段が、前記位置検出手段の出
力に基づいて、前記オーディオソースから供給されるオ
ーディオ情報に遅延制御、フィルタリング及び／又は振
幅制御を施すことにより前記ヘッドホンに供給されるオ
ーディオ信号の音像を定位させるようにしても良い。
更に備え、前記信号処理手段が、前記位置検出手段の出
力に基づいて、前記オーディオソースから供給されるオ
ーディオ情報に遅延制御、フィルタリング及び／又は振
幅制御を施すことにより前記ヘッドホンに供給されるオ
ーディオ信号の音像を定位させるようにしても良い。
【０００８】
【作用】この発明によれば、画像ソースからの広角画像
を取り込み、この広角画像の所定エリアを表示画像とし
て表示装置に供給すると共に、頭の位置を検出する位置
検出手段の出力に基づいて、前記広角画像内で前記所定
エリアを移動させるようにしているので、表示画像の生
成に要する時間が短縮されて、追従性が向上し、臨場感
ある映像観賞が可能となる。
を取り込み、この広角画像の所定エリアを表示画像とし
て表示装置に供給すると共に、頭の位置を検出する位置
検出手段の出力に基づいて、前記広角画像内で前記所定
エリアを移動させるようにしているので、表示画像の生
成に要する時間が短縮されて、追従性が向上し、臨場感
ある映像観賞が可能となる。
【０００９】なお、表示画像が撮像装置により撮像され
る実画像であると、表示映像がコンピュータグラフィッ
クス（ＣＧ）であるものと比較して臨場感が増す。特
に、表示画像が左右の眼に対応して生成される左眼用表
示画像及び右眼用表示画像からなり、表示装置が左右の
眼に対応し、前記左眼用及び右眼用表示画像をそれぞれ
表示する左眼用ディスプレイ及び右眼用ディスプレイか
らなるように構成すると、立体映像が表示されて、臨場
感ある映像観賞が可能となる。
る実画像であると、表示映像がコンピュータグラフィッ
クス（ＣＧ）であるものと比較して臨場感が増す。特
に、表示画像が左右の眼に対応して生成される左眼用表
示画像及び右眼用表示画像からなり、表示装置が左右の
眼に対応し、前記左眼用及び右眼用表示画像をそれぞれ
表示する左眼用ディスプレイ及び右眼用ディスプレイか
らなるように構成すると、立体映像が表示されて、臨場
感ある映像観賞が可能となる。
【００１０】また、ヘッドホンとオーディオソースとを
更に備え、信号処理手段が位置検出手段の出力に基づい
て、前記オーディオソースから供給されるオーディオ情
報に例えば、遅延制御、フィルタリング及び振幅制御等
の音像制御処理を施すことにより前記ヘッドホンに供給
されるオーディオ信号の音像を定位させるようにする
と、表示画像の移動に応じて音像も移動するので、更に
臨場感ある映像観賞が可能となる。
更に備え、信号処理手段が位置検出手段の出力に基づい
て、前記オーディオソースから供給されるオーディオ情
報に例えば、遅延制御、フィルタリング及び振幅制御等
の音像制御処理を施すことにより前記ヘッドホンに供給
されるオーディオ信号の音像を定位させるようにする
と、表示画像の移動に応じて音像も移動するので、更に
臨場感ある映像観賞が可能となる。
【００１１】なお、撮像装置に備えられる広角レンズを
超広角レンズにすると、撮像装置の視野が更に広くなる
ので、追従型映像システムと同程度の効果が安価に得ら
れる。
超広角レンズにすると、撮像装置の視野が更に広くなる
ので、追従型映像システムと同程度の効果が安価に得ら
れる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る頭部装着
型表示システムの構成を示すブロック図である。
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る頭部装着
型表示システムの構成を示すブロック図である。
【００１３】このシステムは、撮像系１で撮像した広角
画像を伝送路２を介して伝送し、表示系３でその一部を
切り出して表示させるようにしたシステムである。撮像
系１は、立体映像を出力するために左右の眼に対応して
設けられたビデオカメラ１１，１２と、このビデオカメ
ラ１１，１２の撮像対象の音を採取するマイクロフォン
１３と、入力された広角画像信号及びオーディオ信号か
ら表示系３に伝送するのに必要な信号を生成する信号処
理部１４とから構成される。
画像を伝送路２を介して伝送し、表示系３でその一部を
切り出して表示させるようにしたシステムである。撮像
系１は、立体映像を出力するために左右の眼に対応して
設けられたビデオカメラ１１，１２と、このビデオカメ
ラ１１，１２の撮像対象の音を採取するマイクロフォン
１３と、入力された広角画像信号及びオーディオ信号か
ら表示系３に伝送するのに必要な信号を生成する信号処
理部１４とから構成される。
【００１４】また、表示系３は、左右の眼の前に配置さ
れた右眼用ディスプレイ及び左眼用ディスプレイからな
る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１と、オーディオ信号
を電気音響変換するヘッドホン２２と、ユーザの頭の動
きを検出する回転角センサ２３と、臨場感ある映像観賞
を可能にするのに必要な信号処理を行う信号処理部２４
とから構成される。
れた右眼用ディスプレイ及び左眼用ディスプレイからな
る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１と、オーディオ信号
を電気音響変換するヘッドホン２２と、ユーザの頭の動
きを検出する回転角センサ２３と、臨場感ある映像観賞
を可能にするのに必要な信号処理を行う信号処理部２４
とから構成される。
【００１５】図２は、撮像系１の更に詳細なブロック図
である。ビデオカメラ１１，１２は、それぞれ広角レン
ズ１１ａ，１２ａを備え、これら広角レンズ１１ａ，１
２ａを介して入射された光は、高精細ＣＣＤ（Charge C
oupled Device）１１ｂ、１２ｂ上に結像され、光電変
換されて、後述する表示系３での表示画像に対してｍ×
ｎ倍の広角画像データとして出力される。ＣＣＤ１１
ｂ、１２ｂの出力は、駆動回路１４ａによってエンコー
ダ１４ｂ，１４ｃに供給され、ここでエンコードされた
のち、広角画像信号ＶＲ，ＶＬとして、オーディオ信号
Ａと共に多重回路１４ｅに供給される。多重回路１４ｅ
は、図３（ａ）に示すように、表示画像のｍ×ｎ倍の広
角画面に対応する左右の広角画像信号ＶＲ，ＶＬを同図
（ｂ）に示すように、ライン毎に順次切り換え、更にオ
ーディオ信号Ａを多重化して広角画像・オーディオ信号
ＡＶとして出力する。なお、タイミング発生回路１４ｄ
は、タイミング信号ＴＭ１を生成し、これを駆動回路１
４ａ及びエンコーダ１４ｂ，１４ｃに供給して、これら
を同期させる。広角画像信号ＶＲ，ＶＬは、表示画像に
対してｍ×ｎ倍の信号であるため、タイミング信号ＴＭ
１の周波数を極力高くして、高速スキャンによって取り
込む。
である。ビデオカメラ１１，１２は、それぞれ広角レン
ズ１１ａ，１２ａを備え、これら広角レンズ１１ａ，１
２ａを介して入射された光は、高精細ＣＣＤ（Charge C
oupled Device）１１ｂ、１２ｂ上に結像され、光電変
換されて、後述する表示系３での表示画像に対してｍ×
ｎ倍の広角画像データとして出力される。ＣＣＤ１１
ｂ、１２ｂの出力は、駆動回路１４ａによってエンコー
ダ１４ｂ，１４ｃに供給され、ここでエンコードされた
のち、広角画像信号ＶＲ，ＶＬとして、オーディオ信号
Ａと共に多重回路１４ｅに供給される。多重回路１４ｅ
は、図３（ａ）に示すように、表示画像のｍ×ｎ倍の広
角画面に対応する左右の広角画像信号ＶＲ，ＶＬを同図
（ｂ）に示すように、ライン毎に順次切り換え、更にオ
ーディオ信号Ａを多重化して広角画像・オーディオ信号
ＡＶとして出力する。なお、タイミング発生回路１４ｄ
は、タイミング信号ＴＭ１を生成し、これを駆動回路１
４ａ及びエンコーダ１４ｂ，１４ｃに供給して、これら
を同期させる。広角画像信号ＶＲ，ＶＬは、表示画像に
対してｍ×ｎ倍の信号であるため、タイミング信号ＴＭ
１の周波数を極力高くして、高速スキャンによって取り
込む。
【００１６】図４は、表示系３の詳細を示す図である。
表示系３は、図４に示すように、ユーザ２５の頭部に装
着するため、具体的には、ヘッドギヤ２６が用いられ、
ユーザ２５の頭の大きさに合わせられたり、眼鏡と同程
度の重量感であり、重量のバランスがとられ、ほどよい
装着感があることが必要である。ヘッドギヤ２６には、
ユーザ２５の両耳に相当する位置にスピーカ２２ａ，２
２ｂがそれぞれ埋め込まれている。ＬＣＤ２１ａ，２１
ｂは、信号処理部２４から入力された表示画像信号を表
示画像として出力する。疲れにくくするため、ＬＣＤ２
１ａ，２１ｂには、例えば、解像度を高くしたり、光学
系の歪みを減らしたり、周囲の状況が即座に分かるよう
にしたり、表示する表示画像の奥行き感に合わせて虚像
の位置を変えられるようにしたり、適当な明るさをもた
せたり、あるいはＬＣＤ２１ａ，２１ｂの手前に設けら
れた接眼レンズ２１ｃ，２１ｄの間隔がユーザ２５の瞳
孔間の幅に合うように調節可能にする工夫をするとよ
い。
表示系３は、図４に示すように、ユーザ２５の頭部に装
着するため、具体的には、ヘッドギヤ２６が用いられ、
ユーザ２５の頭の大きさに合わせられたり、眼鏡と同程
度の重量感であり、重量のバランスがとられ、ほどよい
装着感があることが必要である。ヘッドギヤ２６には、
ユーザ２５の両耳に相当する位置にスピーカ２２ａ，２
２ｂがそれぞれ埋め込まれている。ＬＣＤ２１ａ，２１
ｂは、信号処理部２４から入力された表示画像信号を表
示画像として出力する。疲れにくくするため、ＬＣＤ２
１ａ，２１ｂには、例えば、解像度を高くしたり、光学
系の歪みを減らしたり、周囲の状況が即座に分かるよう
にしたり、表示する表示画像の奥行き感に合わせて虚像
の位置を変えられるようにしたり、適当な明るさをもた
せたり、あるいはＬＣＤ２１ａ，２１ｂの手前に設けら
れた接眼レンズ２１ｃ，２１ｄの間隔がユーザ２５の瞳
孔間の幅に合うように調節可能にする工夫をするとよ
い。
【００１７】回転角センサ２３は、ユーザ２５の頭が基
準位置から３次元方向に回転した角度を検出するもの
で、例えばヘッドギヤ２６に装着される。図５に示すよ
うに、ユーザ２５の頭の運動に伴う回転角は、Ｚ軸を中
心とする回転角α（ヨー）と、Ｘ軸を中心とする回転角
β（ピッチ）と、Ｙ軸を中心とする回転角γ（ロール）
の３種類で表すことができる。これらの回転角α，β，
γ，は、回転角センサ２３によって検出される。回転角
センサ２３としては、ジャイロセンサ、磁石式センサ、
直交３方向受信部を用いた電磁波受信方式センサ等の公
知の方向検出器が適用可能であるが、ジャイロセンサを
一例にとれば、例えば図６に示すようなものを使用する
ことができる。即ち、モータ４１でフライホイール４２
を回転させて、フライホイールの慣性で軸４３を一定の
方向に安定させ、軸４３を支持するアーム４４と、ヘッ
ドギヤ２６の左右方向ＨＲ，ＨＬを軸として回転可能に
支持されたアーム４５との間の回転角αをエンコーダ４
６で検出する。また、ヘッドギヤ２６の左右方向ＨＲ，
ＨＬを軸とする回転角βは、アーム４５の回転軸に連動
するエンコーダ４７で検出する。更に、ヘッドギヤ２６
の前後方向ＨＦ，ＨＢを軸として回転可能に支持された
アーム４８に重り４９がスライド可能に設けられてお
り、アーム４８の回転軸に連動するエンコーダ５０で、
重り４９の重力方向への移動によって生じる、前後方向
ＨＦ，ＨＢを軸とする回転角γを検出する。
準位置から３次元方向に回転した角度を検出するもの
で、例えばヘッドギヤ２６に装着される。図５に示すよ
うに、ユーザ２５の頭の運動に伴う回転角は、Ｚ軸を中
心とする回転角α（ヨー）と、Ｘ軸を中心とする回転角
β（ピッチ）と、Ｙ軸を中心とする回転角γ（ロール）
の３種類で表すことができる。これらの回転角α，β，
γ，は、回転角センサ２３によって検出される。回転角
センサ２３としては、ジャイロセンサ、磁石式センサ、
直交３方向受信部を用いた電磁波受信方式センサ等の公
知の方向検出器が適用可能であるが、ジャイロセンサを
一例にとれば、例えば図６に示すようなものを使用する
ことができる。即ち、モータ４１でフライホイール４２
を回転させて、フライホイールの慣性で軸４３を一定の
方向に安定させ、軸４３を支持するアーム４４と、ヘッ
ドギヤ２６の左右方向ＨＲ，ＨＬを軸として回転可能に
支持されたアーム４５との間の回転角αをエンコーダ４
６で検出する。また、ヘッドギヤ２６の左右方向ＨＲ，
ＨＬを軸とする回転角βは、アーム４５の回転軸に連動
するエンコーダ４７で検出する。更に、ヘッドギヤ２６
の前後方向ＨＦ，ＨＢを軸として回転可能に支持された
アーム４８に重り４９がスライド可能に設けられてお
り、アーム４８の回転軸に連動するエンコーダ５０で、
重り４９の重力方向への移動によって生じる、前後方向
ＨＦ，ＨＢを軸とする回転角γを検出する。
【００１８】図７は、同システムにおける信号処理部２
４の詳細を示すブロック図である。信号処理部２４に供
給された広角画像・オーディオ信号ＡＶはＡＶ分離回路
５１で広角画像信号Ｖとオーディオ信号Ａとに分離され
る。広角画像信号Ｖは、Ａ／Ｄ変換器５２でディジタル
の広角画像データＤＶに変換され、分離／ライン補間回
路５３に供給される。分離／ライン補間回路５３は、広
角画像データＤＶを１ライン毎に分離することにより、
右目用及び左目用の広角画像データＤＶを分離し、解像
度を上げるため、分離後の各ライン間を補間する。分離
／ライン補間回路５３から出力される広角画像データＤ
Ｒ，ＤＬは、フレームメモリ５４ａ，５４ｂにそれぞれ
記憶される。Ｒ／Ｗ制御回路５５は、回転角センサ２３
からの角度情報に基づいてフレームメモリ５４ａ，５４
ｂから切り出す画像データのアドレスを生成し、このア
ドレスによって特定される領域の表示画像データＰＲ，
ＰＬを１ラインずつフレームメモリ５４ａ，５４ｂの広
角画像データ中から切り出し、ラインバッファ５６ａ，
５６ｂに供給する。ラインバッファ５６ａ，５６ｂは、
供給された表示画像データＰＲ，ＰＬの１ライン分を一
旦格納し、それぞれＤ／Ａ変換器５７ａ，５７ｂに供給
する。供給された表示画像データＰＲ，ＰＬは、ここで
アナログ信号に変換され、ＬＣＤ２１ａ，２１ｂに出力
される。ＬＣＤ２１ａ，２１ｂは、ＬＣＤドライバ５８
によって駆動され、表示画像を出力する。なお、フレー
ムメモリ５４ａ，５４ｂは、Ｒ／Ｗ制御回路５５から書
き込みが指示された場合には、広角画像データを更新す
る。また、タイミング発生回路５９は、タイミング信号
ＴＭ２を生成し、これをＲ／Ｗ制御回路５５、ラインバ
ッファ５６ａ，５６ｂ及びＬＣＤドライバ５８に供給し
て、これらを同期させる。
４の詳細を示すブロック図である。信号処理部２４に供
給された広角画像・オーディオ信号ＡＶはＡＶ分離回路
５１で広角画像信号Ｖとオーディオ信号Ａとに分離され
る。広角画像信号Ｖは、Ａ／Ｄ変換器５２でディジタル
の広角画像データＤＶに変換され、分離／ライン補間回
路５３に供給される。分離／ライン補間回路５３は、広
角画像データＤＶを１ライン毎に分離することにより、
右目用及び左目用の広角画像データＤＶを分離し、解像
度を上げるため、分離後の各ライン間を補間する。分離
／ライン補間回路５３から出力される広角画像データＤ
Ｒ，ＤＬは、フレームメモリ５４ａ，５４ｂにそれぞれ
記憶される。Ｒ／Ｗ制御回路５５は、回転角センサ２３
からの角度情報に基づいてフレームメモリ５４ａ，５４
ｂから切り出す画像データのアドレスを生成し、このア
ドレスによって特定される領域の表示画像データＰＲ，
ＰＬを１ラインずつフレームメモリ５４ａ，５４ｂの広
角画像データ中から切り出し、ラインバッファ５６ａ，
５６ｂに供給する。ラインバッファ５６ａ，５６ｂは、
供給された表示画像データＰＲ，ＰＬの１ライン分を一
旦格納し、それぞれＤ／Ａ変換器５７ａ，５７ｂに供給
する。供給された表示画像データＰＲ，ＰＬは、ここで
アナログ信号に変換され、ＬＣＤ２１ａ，２１ｂに出力
される。ＬＣＤ２１ａ，２１ｂは、ＬＣＤドライバ５８
によって駆動され、表示画像を出力する。なお、フレー
ムメモリ５４ａ，５４ｂは、Ｒ／Ｗ制御回路５５から書
き込みが指示された場合には、広角画像データを更新す
る。また、タイミング発生回路５９は、タイミング信号
ＴＭ２を生成し、これをＲ／Ｗ制御回路５５、ラインバ
ッファ５６ａ，５６ｂ及びＬＣＤドライバ５８に供給し
て、これらを同期させる。
【００１９】一方、オーディオ信号Ａは、音像定位部６
０に供給される。図８は、同システムにおける音像定位
部６０の詳細を示すブロック図である。このシステムで
は、音源位置を、例えば広角画像の中心に設定する。音
像定位部６０に供給されたモノラルのオーディオ信号Ａ
は、アンプ６０ａを介してノッチフィルタ６０ｂに供給
される。ノッチフィルタ６０ｂは、パラメータＮｔに基
づいてオーディオ信号Ａの特定の周波数成分を減衰させ
て、オーディオ信号Ａに上下方向感を付与する。ノッチ
フィルタ６０ｂの出力は、遅延回路６０ｃでパラメータ
Ｔに基づき遅延処理され、両耳への音の伝搬時間差をも
つ２チャンネルの信号に変換される。これらの信号は、
それぞれＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ６０
ｄ，６０ｅに供給され、ここで前後左右４方向分の信号
が生成される。ＦＩＲフィルタ６０ｄ，６０ｅの出力
は、パラメータＶＲｘ，ＶＬｘに基づきアンプ６０ｆ，
６０ｇによって、音源位置から音が到来するようにそれ
ぞれ振幅制御される。そして、その出力が、加算器６０
ｈ，６０ｉによってそれぞれ加算されたのち、アンプ６
０ｊ，６０ｋによって音源の方向に基づく左右の振幅バ
ランスを調整され、アンプ６０ｌ，６０ｍによって音源
までの距離に基づく振幅制御が施され、オーディオ信号
ＡＲ，ＡＬとして出力される。そして、表示画像の移動
に伴って、音像位置も移動するように、パラメータ算出
部６０ｎは、センサ出力α，β，γに基づいて、制御パ
ラメータＮｔ，Ｔ，ＶＲｘ，ＶＬｘ，ＶＲ，ＶＬ，Ｖｒ
を生成し、各部に供給する。
０に供給される。図８は、同システムにおける音像定位
部６０の詳細を示すブロック図である。このシステムで
は、音源位置を、例えば広角画像の中心に設定する。音
像定位部６０に供給されたモノラルのオーディオ信号Ａ
は、アンプ６０ａを介してノッチフィルタ６０ｂに供給
される。ノッチフィルタ６０ｂは、パラメータＮｔに基
づいてオーディオ信号Ａの特定の周波数成分を減衰させ
て、オーディオ信号Ａに上下方向感を付与する。ノッチ
フィルタ６０ｂの出力は、遅延回路６０ｃでパラメータ
Ｔに基づき遅延処理され、両耳への音の伝搬時間差をも
つ２チャンネルの信号に変換される。これらの信号は、
それぞれＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ６０
ｄ，６０ｅに供給され、ここで前後左右４方向分の信号
が生成される。ＦＩＲフィルタ６０ｄ，６０ｅの出力
は、パラメータＶＲｘ，ＶＬｘに基づきアンプ６０ｆ，
６０ｇによって、音源位置から音が到来するようにそれ
ぞれ振幅制御される。そして、その出力が、加算器６０
ｈ，６０ｉによってそれぞれ加算されたのち、アンプ６
０ｊ，６０ｋによって音源の方向に基づく左右の振幅バ
ランスを調整され、アンプ６０ｌ，６０ｍによって音源
までの距離に基づく振幅制御が施され、オーディオ信号
ＡＲ，ＡＬとして出力される。そして、表示画像の移動
に伴って、音像位置も移動するように、パラメータ算出
部６０ｎは、センサ出力α，β，γに基づいて、制御パ
ラメータＮｔ，Ｔ，ＶＲｘ，ＶＬｘ，ＶＲ，ＶＬ，Ｖｒ
を生成し、各部に供給する。
【００２０】次に、このシステムの動作について説明す
る。図９は、ユーザ２５の頭の動きとフレームメモリ５
４ａ，５４ｂから読み出される表示画像データＰＲ，Ｐ
Ｌとの関係を示す図である。同図（ａ）のスタートアド
レス（Ｘ０，Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）
で示される領域は、同図（ｂ）に示すように、ユーザ２
５がヨーα＝０°、ピッチβ＝０°、ロールγ＝０°の
方向を向いている場合のフレームメモリ５４ａ，５４ｂ
内の読み出される領域を表しており、この領域の画像デ
ータから表示画像データＰＲ，ＰＬが生成される。
る。図９は、ユーザ２５の頭の動きとフレームメモリ５
４ａ，５４ｂから読み出される表示画像データＰＲ，Ｐ
Ｌとの関係を示す図である。同図（ａ）のスタートアド
レス（Ｘ０，Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）
で示される領域は、同図（ｂ）に示すように、ユーザ２
５がヨーα＝０°、ピッチβ＝０°、ロールγ＝０°の
方向を向いている場合のフレームメモリ５４ａ，５４ｂ
内の読み出される領域を表しており、この領域の画像デ
ータから表示画像データＰＲ，ＰＬが生成される。
【００２１】図１０（ｂ）に示すように、ユーザ２５が
下向き、例えばヨーα＝０°、ピッチβ＝−３０°、ロ
ールγ＝０°の方向に向きを変えた場合、この方向変化
が角度情報α，β，γとして回転角センサ２３で検出さ
れ、この角度情報に基づいてフレームメモリ５４ａ，５
４ｂのアドレスが平行移動され、移動後のスタートアド
レス（Ｘ０，Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）
に囲まれた同図（ａ）に表す領域が表示データとして読
み出される。
下向き、例えばヨーα＝０°、ピッチβ＝−３０°、ロ
ールγ＝０°の方向に向きを変えた場合、この方向変化
が角度情報α，β，γとして回転角センサ２３で検出さ
れ、この角度情報に基づいてフレームメモリ５４ａ，５
４ｂのアドレスが平行移動され、移動後のスタートアド
レス（Ｘ０，Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）
に囲まれた同図（ａ）に表す領域が表示データとして読
み出される。
【００２２】また、図１１（ｂ）に示すように、ユーザ
２５が右向き、例えばヨーα＝−３０°、ピッチβ＝０
°、ロールγ＝０°の方向に向きを変えた場合、上述し
た場合と同様にして、方向変化が検出され、同図（ａ）
に表す領域が読み出される。
２５が右向き、例えばヨーα＝−３０°、ピッチβ＝０
°、ロールγ＝０°の方向に向きを変えた場合、上述し
た場合と同様にして、方向変化が検出され、同図（ａ）
に表す領域が読み出される。
【００２３】更に、図１２（ｂ）に示すように、ユーザ
２５がヨーα＝０°、ピッチβ＝０°、ロールγ＝−３
０°の方向に傾いた場合は、回転角センサ２３でその傾
きが検出され、その角度情報α，β，γに基づいてフレ
ームメモリ５４ａ，５４ｂのスタートアドレス（Ｘ０，
Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）が回転変換さ
れ、このアドレスに囲まれた同図（ａ）に表す領域が読
み出される。なお、ユーザ２５が時計反対回りの向きに
回転した場合についても同様である。
２５がヨーα＝０°、ピッチβ＝０°、ロールγ＝−３
０°の方向に傾いた場合は、回転角センサ２３でその傾
きが検出され、その角度情報α，β，γに基づいてフレ
ームメモリ５４ａ，５４ｂのスタートアドレス（Ｘ０，
Ｙ０）及びエンドアドレス（Ｘ１，Ｙ１）が回転変換さ
れ、このアドレスに囲まれた同図（ａ）に表す領域が読
み出される。なお、ユーザ２５が時計反対回りの向きに
回転した場合についても同様である。
【００２４】このようなアドレス変換及びリード／ライ
ト制御を実現するＲ／Ｗ制御回路５５としては、例え
ば、図１３のようなものを用いることができる。Ｘカウ
ンタ５５ａは表示画像のドットクロックＣＫをＸ方向の
ドット数だけカウントし、Ｙカウンタ５５ｂはＸカウン
タ５５ａのキャリー信号Ｃを表示画像のＹ方向のドット
数だけカウントする。
ト制御を実現するＲ／Ｗ制御回路５５としては、例え
ば、図１３のようなものを用いることができる。Ｘカウ
ンタ５５ａは表示画像のドットクロックＣＫをＸ方向の
ドット数だけカウントし、Ｙカウンタ５５ｂはＸカウン
タ５５ａのキャリー信号Ｃを表示画像のＹ方向のドット
数だけカウントする。
【００２５】γ＝０°である場合、Ｘカウンタ５５ａの
カウント値とＸ０レジスタ５５ｃに格納されたスタート
アドレスＸ０とが加算器５５ｄで加算されてＸアドレス
となり、Ｙカウンタ５５ｂのカウンタ値とＹ０レジスタ
５５ｅに格納されたスタートアドレスＹ０とが加算器５
５ｆで加算されてＹアドレスとなる。アドレス初期値制
御回路５５ｇは、αが変化した場合には、αに応じてス
タートアドレスＸ０を増減し、βが変化した場合には、
βに応じてスタートアドレスＹ０を増減する。また、ア
ドレス初期値制御回路５５ｇは、γが変化した場合に
は、Ｘ０，Ｙ０の双方を次のように増減する。
カウント値とＸ０レジスタ５５ｃに格納されたスタート
アドレスＸ０とが加算器５５ｄで加算されてＸアドレス
となり、Ｙカウンタ５５ｂのカウンタ値とＹ０レジスタ
５５ｅに格納されたスタートアドレスＹ０とが加算器５
５ｆで加算されてＹアドレスとなる。アドレス初期値制
御回路５５ｇは、αが変化した場合には、αに応じてス
タートアドレスＸ０を増減し、βが変化した場合には、
βに応じてスタートアドレスＹ０を増減する。また、ア
ドレス初期値制御回路５５ｇは、γが変化した場合に
は、Ｘ０，Ｙ０の双方を次のように増減する。
【００２６】即ち、γ＝０°でない場合、Ｘカウンタ５
５ａのカウント値が１つ増加する度に、スタートアドレ
スＸ０にｓｉｎγ−１を加算し、スタートアドレスＹ０
にｃｏｓγを加算する。また、Ｙカウンタ５５ｂのカウ
ント値が１つ増加する度に、スタートアドレスＸ０にｓ
ｉｎγを加算し、スタートアドレスＹ０にｃｏｓγ−１
を加算する。
５ａのカウント値が１つ増加する度に、スタートアドレ
スＸ０にｓｉｎγ−１を加算し、スタートアドレスＹ０
にｃｏｓγを加算する。また、Ｙカウンタ５５ｂのカウ
ント値が１つ増加する度に、スタートアドレスＸ０にｓ
ｉｎγを加算し、スタートアドレスＹ０にｃｏｓγ−１
を加算する。
【００２７】このように、この実施例のシステムでは、
フレームメモリ５４ａ，５４ｂに対応するリード動作の
制御だけで、表示画像を移動させるようにしているの
で、追従性が極めて良いという特長がある。
フレームメモリ５４ａ，５４ｂに対応するリード動作の
制御だけで、表示画像を移動させるようにしているの
で、追従性が極めて良いという特長がある。
【００２８】図１４は、この発明の他の実施例に係る頭
部装着型表示システムの構成を示すブロック図である。
この実施例では、同一の映像ソース６１を使用して、供
給される広角画像信号ＤＲ，ＤＬを各表示系に備えられ
た信号処理部２４1 ，２４2，…，２４n のフレームメ
モリに記憶し、複数のユーザ２５のそれぞれの動きに合
わせて、回転角センサ２３で検出された角度情報α，
β，γに基づいてフレームメモリ５４ａ，５４ｂからそ
れぞれ別々の表示画像を切り出して表示するようにして
いる。このため、同一の映像ソース６１を用いながら各
ユーザ２５は臨場感ある表示画像を個別に観賞すること
ができる。
部装着型表示システムの構成を示すブロック図である。
この実施例では、同一の映像ソース６１を使用して、供
給される広角画像信号ＤＲ，ＤＬを各表示系に備えられ
た信号処理部２４1 ，２４2，…，２４n のフレームメ
モリに記憶し、複数のユーザ２５のそれぞれの動きに合
わせて、回転角センサ２３で検出された角度情報α，
β，γに基づいてフレームメモリ５４ａ，５４ｂからそ
れぞれ別々の表示画像を切り出して表示するようにして
いる。このため、同一の映像ソース６１を用いながら各
ユーザ２５は臨場感ある表示画像を個別に観賞すること
ができる。
【００２９】図１５は、この発明の更に他の実施例に係
る頭部装着型表示システムの要部構成を示すブロック図
である。この実施例では、先に説明したビデオカメラ１
１，１２のレンズに超広角な魚眼レンズを使用してい
る。歪み補正回路７１は、魚眼レンズによって生じた広
角画像の歪みを補正するもので、映像ソース側、表示系
側のいずれに備えても良い。超広角な魚眼レンズを使用
することにより、視野が更に拡大されるので、高価なサ
ーボ技術を用いずに追従範囲を増やすことができる。ま
た、ビデオカメラ１１，１２の死角を補うように、複数
のビデオカメラで撮像されたパノラマ映像を広角画像と
して用いることにより、３６０°の追従も可能となる。
る頭部装着型表示システムの要部構成を示すブロック図
である。この実施例では、先に説明したビデオカメラ１
１，１２のレンズに超広角な魚眼レンズを使用してい
る。歪み補正回路７１は、魚眼レンズによって生じた広
角画像の歪みを補正するもので、映像ソース側、表示系
側のいずれに備えても良い。超広角な魚眼レンズを使用
することにより、視野が更に拡大されるので、高価なサ
ーボ技術を用いずに追従範囲を増やすことができる。ま
た、ビデオカメラ１１，１２の死角を補うように、複数
のビデオカメラで撮像されたパノラマ映像を広角画像と
して用いることにより、３６０°の追従も可能となる。
【００３０】なお、映像ソースは、先に説明した撮像系
１の他、記録画像を再生するＶＴＲ，ＬＤ，ＣＤ及び表
示画像を生成するＣＧなどでもよい。また、上記実施例
では、モノラル音声入力マイクロフォンを備えた頭部装
着型表示システムについて説明したが、ステレオ音声入
力マイクロフォンを備えたものについても適用可能であ
る。
１の他、記録画像を再生するＶＴＲ，ＬＤ，ＣＤ及び表
示画像を生成するＣＧなどでもよい。また、上記実施例
では、モノラル音声入力マイクロフォンを備えた頭部装
着型表示システムについて説明したが、ステレオ音声入
力マイクロフォンを備えたものについても適用可能であ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
画像ソースからの広角画像を取り込み、この広角画像の
所定エリアを表示画像として表示装置に供給すると共
に、頭の位置を検出する位置検出手段の出力に基づい
て、前記広角画像内で前記所定エリアを移動させるよう
にしているので、表示画像の生成に要する時間が短縮さ
れて、追従性が向上し、臨場感ある映像観賞が可能とな
る。
画像ソースからの広角画像を取り込み、この広角画像の
所定エリアを表示画像として表示装置に供給すると共
に、頭の位置を検出する位置検出手段の出力に基づい
て、前記広角画像内で前記所定エリアを移動させるよう
にしているので、表示画像の生成に要する時間が短縮さ
れて、追従性が向上し、臨場感ある映像観賞が可能とな
る。
【図１】 この発明の一実施例に係る頭部装着型表示シ
ステムの構成を示すブロック図である。
ステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 同システムにおける撮像系の詳細を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】 同システムにおける広角画像信号の多重化を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】 同システムにおけるディスプレイの詳細を示
す図である。
す図である。
【図５】 ユーザの頭の回転方向を説明するための図で
ある。
ある。
【図６】 回転角センサの一例を示す斜視図である。
【図７】 同システムにおける信号処理部の詳細を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】 同システムにおける音像定位部の詳細を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図９】 同システムにおける広角画像と表示画像との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１０】 同システムにおける広角画像と表示画像と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１１】 同システムにおける広角画像と表示画像と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１２】 同システムにおける広角画像と表示画像と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１３】 Ｒ／Ｗ制御回路の一例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１４】 この発明の他の実施例に係る頭部装着型表
示システムのブロック図である。
示システムのブロック図である。
【図１５】 この発明の更に他の実施例に係る頭部装着
型表示システムの要部構成を示すブロック図である。
型表示システムの要部構成を示すブロック図である。
１…撮像系、２…伝送路、３…表示系、１１，１２…ビ
デオカメラ、１１ａ，１２ａ…レンズ、１１ｂ，１２ｂ
…ＣＣＤ、１３…マイクロフォン、１４…信号処理部、
１４ａ…駆動回路、１４ｂ，１４ｃ…エンコーダ、１４
ｄ…タイミング発生回路、１４ｅ…多重回路、２１…デ
ィスプレイ、２１ａ，２１ｂ…ＬＣＤ、２１ｃ，２１ｄ
…接眼レンズ、２２…ヘッドホン、２２ａ，２２ｂ…ス
ピーカ、２３…回転角センサ、２４，２４1 ，２４2 ，
２４n …信号処理部、２５…ユーザ、２６…ヘッドギ
ヤ、４１…モータ、４２…フライホイール、４３…軸、
４４，４５，４８…アーム、４６，４７，５０…エンコ
ーダ、４９…重り、５１…ＡＶ分離回路、５２…Ａ／Ｄ
変換器、５３…分離／ライン補間回路、５４ａ，５４ｂ
…フレームメモリ、５５…Ｒ／Ｗ制御回路、５５ａ…Ｘ
カウンタ、５５ｂ…Ｙカウンタ、５５ｃ…Ｘ０レジス
タ、５５ｄ，５５ｆ，６０ｈ，６０ｉ…加算器、５５ｅ
…Ｙ０レジスタ、５５ｇ…アドレス初期値制御部、５６
ａ，５６ｂ…ラインバッファ、５７ａ，５７ｂ…Ｄ／Ａ
変換器、５８…ＬＣＤドライバ、５９…タイミング発生
回路、６０…音像定位部、６０ａ，６０ｆ，６０ｇ，６
０ｊ〜６０ｍ…アンプ、６０ｃ…遅延回路、６０ｄ，６
０ｅ…ＦＩＲフィルタ、６０ｎ…パラメータ算出部、６
１…映像ソース、７１…歪み補正回路。
デオカメラ、１１ａ，１２ａ…レンズ、１１ｂ，１２ｂ
…ＣＣＤ、１３…マイクロフォン、１４…信号処理部、
１４ａ…駆動回路、１４ｂ，１４ｃ…エンコーダ、１４
ｄ…タイミング発生回路、１４ｅ…多重回路、２１…デ
ィスプレイ、２１ａ，２１ｂ…ＬＣＤ、２１ｃ，２１ｄ
…接眼レンズ、２２…ヘッドホン、２２ａ，２２ｂ…ス
ピーカ、２３…回転角センサ、２４，２４1 ，２４2 ，
２４n …信号処理部、２５…ユーザ、２６…ヘッドギ
ヤ、４１…モータ、４２…フライホイール、４３…軸、
４４，４５，４８…アーム、４６，４７，５０…エンコ
ーダ、４９…重り、５１…ＡＶ分離回路、５２…Ａ／Ｄ
変換器、５３…分離／ライン補間回路、５４ａ，５４ｂ
…フレームメモリ、５５…Ｒ／Ｗ制御回路、５５ａ…Ｘ
カウンタ、５５ｂ…Ｙカウンタ、５５ｃ…Ｘ０レジス
タ、５５ｄ，５５ｆ，６０ｈ，６０ｉ…加算器、５５ｅ
…Ｙ０レジスタ、５５ｇ…アドレス初期値制御部、５６
ａ，５６ｂ…ラインバッファ、５７ａ，５７ｂ…Ｄ／Ａ
変換器、５８…ＬＣＤドライバ、５９…タイミング発生
回路、６０…音像定位部、６０ａ，６０ｆ，６０ｇ，６
０ｊ〜６０ｍ…アンプ、６０ｃ…遅延回路、６０ｄ，６
０ｅ…ＦＩＲフィルタ、６０ｎ…パラメータ算出部、６
１…映像ソース、７１…歪み補正回路。
Claims (3)
- 【請求項１】 人の頭部に装着される表示装置と、 前記人の頭部の位置を検出する位置検出手段と、 前記表示装置で表示される表示画像を含み、且つ前記表
示画像よりも広角の広角画像を生成する画像ソースと、 この画像ソースからの前記広角画像を取り込み、前記広
角画像の所定エリアを前記表示画像として前記表示装置
に供給すると共に、前記位置検出手段の出力に基づい
て、前記広角画像内で前記所定エリアを移動させる信号
処理手段とを備えることを特徴とする頭部装着型表示シ
ステム。 - 【請求項２】 前記表示画像は、撮像装置により撮像さ
れ、左右の眼に対応して生成される左眼用表示画像及び
右眼用表示画像からなり、 前記表示装置は、左右の眼に対応し、前記左眼用及び右
眼用表示画像をそれぞれ表示する左眼用ディスプレイ及
び右眼用ディスプレイからなるものであることを特徴と
する請求項１記載の頭部装着型表示システム。 - 【請求項３】 ヘッドホンとオーディオソースとを更に
備え、 前記信号処理手段は、前記位置検出手段の出力に基づい
て、前記オーディオソースから供給されるオーディオ情
報に音像制御処理を施すことにより前記ヘッドホンに供
給されるオーディオ信号の音像を定位させるものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の頭部装着型表示
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7018450A JPH08191419A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 頭部装着型表示システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7018450A JPH08191419A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 頭部装着型表示システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191419A true JPH08191419A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11971970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7018450A Pending JPH08191419A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 頭部装着型表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191419A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-01-10 JP JP7018450A patent/JPH08191419A/ja active Pending
Cited By (34)
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