JPH08211326A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
ヘッドマウントディスプレイInfo
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- JPH08211326A JPH08211326A JP7039340A JP3934095A JPH08211326A JP H08211326 A JPH08211326 A JP H08211326A JP 7039340 A JP7039340 A JP 7039340A JP 3934095 A JP3934095 A JP 3934095A JP H08211326 A JPH08211326 A JP H08211326A
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- light
- display
- light flux
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置全体の小型化を図りつつ良好なる画像の
表示を行うことができるヘッドマウントディスプレイを
提供すること。 【構成】 複数の系統から夫々提供される画像を時分割
して表示部に順次表示する画像表示手段と、該表示部の
観察側に配置し該表示部からの光束の状態を部分的に変
調する変調パネルを該画像の表示と同期するように駆動
し、該表示部に表示した画像に基づく光束の状態を、該
画像を提供する系統が異なる毎に異ならせる該多分割光
変調手段と、該多分割光変調手段からの光束を該光束の
状態に応じて選択的に観察側に導光する選択手段と、を
用いて該表示部に表示した画像を観察するようにしたこ
と。
表示を行うことができるヘッドマウントディスプレイを
提供すること。 【構成】 複数の系統から夫々提供される画像を時分割
して表示部に順次表示する画像表示手段と、該表示部の
観察側に配置し該表示部からの光束の状態を部分的に変
調する変調パネルを該画像の表示と同期するように駆動
し、該表示部に表示した画像に基づく光束の状態を、該
画像を提供する系統が異なる毎に異ならせる該多分割光
変調手段と、該多分割光変調手段からの光束を該光束の
状態に応じて選択的に観察側に導光する選択手段と、を
用いて該表示部に表示した画像を観察するようにしたこ
と。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヘッドマウントディスプ
レイに関し、特に１つの表示部に時分割して左右眼用の
２つの画像を表示し、該２つの画像に基づく光束の偏光
状態を該画像の表示と同期させて部分的に異ならせ、該
偏光状態の違った光束を観察者の左右眼に夫々導光する
ことにより、フリッカーを防止し良好なる画像の観察が
行えるようにした比較的小型の、例えば立体的な映像や
インタラクティブな映像を利用するゲーム機器、情報機
器、そしてアミューズメント器機、等に好適なものであ
る。
レイに関し、特に１つの表示部に時分割して左右眼用の
２つの画像を表示し、該２つの画像に基づく光束の偏光
状態を該画像の表示と同期させて部分的に異ならせ、該
偏光状態の違った光束を観察者の左右眼に夫々導光する
ことにより、フリッカーを防止し良好なる画像の観察が
行えるようにした比較的小型の、例えば立体的な映像や
インタラクティブな映像を利用するゲーム機器、情報機
器、そしてアミューズメント器機、等に好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、観察者の左右眼用の２つの画
像を表示する画像表示装置としては、観察者が頭部に装
着して画像を観察する、所謂ヘッドマウントディスプレ
イや、左眼用画像と右眼用画像とで光束の偏光状態をか
えて表示し、観察者が偏光眼鏡を掛けて観察するように
した画像表示装置、等種々のものが知られている。
像を表示する画像表示装置としては、観察者が頭部に装
着して画像を観察する、所謂ヘッドマウントディスプレ
イや、左眼用画像と右眼用画像とで光束の偏光状態をか
えて表示し、観察者が偏光眼鏡を掛けて観察するように
した画像表示装置、等種々のものが知られている。
【０００３】図９はヘッドマウントディスプレイの要部
概略図である。同図においては、観察者の左右眼用に２
つのモニター１００，１０１と、レンズ１０２，１０３
とを設け、観察者が該モニタ１００，１０１に表示した
右眼用画像と左眼用画像とをレンズ１０２，１０３を介
して夫々観察できるようにしている。
概略図である。同図においては、観察者の左右眼用に２
つのモニター１００，１０１と、レンズ１０２，１０３
とを設け、観察者が該モニタ１００，１０１に表示した
右眼用画像と左眼用画像とをレンズ１０２，１０３を介
して夫々観察できるようにしている。
【０００４】図１０は従来の偏光を利用した画像表示装
置の要部概略図である。同図では１つのＣＲＴ２００に
左右眼用の２つの画像を時分割して表示し、偏光フィル
タ２０１と液晶シャッタ２０２により、左右眼用の画像
に基づく光束が互いに異なる偏光状態となるようにして
観察者に導光している。観察者は左右眼で異なる偏光を
通過させる偏光眼鏡２０３を装着して、ＣＲＴ２００に
表示された画像を鑑賞するようにしている。
置の要部概略図である。同図では１つのＣＲＴ２００に
左右眼用の２つの画像を時分割して表示し、偏光フィル
タ２０１と液晶シャッタ２０２により、左右眼用の画像
に基づく光束が互いに異なる偏光状態となるようにして
観察者に導光している。観察者は左右眼で異なる偏光を
通過させる偏光眼鏡２０３を装着して、ＣＲＴ２００に
表示された画像を鑑賞するようにしている。
【０００５】該画像表示装置においてＣＲＴ２００は入
力される画像信号の奇数フィールドと偶数フィールドと
に、左眼用画像と右眼用画像とが割り当てられており、
左眼用の画像と右眼用の画像とを１フィールド毎に交互
に表示している。
力される画像信号の奇数フィールドと偶数フィールドと
に、左眼用画像と右眼用画像とが割り当てられており、
左眼用の画像と右眼用の画像とを１フィールド毎に交互
に表示している。
【０００６】該ＣＲＴ２００に表示された画像に基づく
光束は偏光フィルタ２０１で第１の偏光状態とされた
後、液晶シャッタ２０２で１フィールドおきに偏光状態
が第１の偏光状態と異なる第２の偏光状態に変調されて
いる。
光束は偏光フィルタ２０１で第１の偏光状態とされた
後、液晶シャッタ２０２で１フィールドおきに偏光状態
が第１の偏光状態と異なる第２の偏光状態に変調されて
いる。
【０００７】そして観察者は左右の眼鏡が第１又は第２
の偏光状態の光束を透過させる偏光眼鏡２０３を掛け
て、左眼用の画像は左眼、右眼用の画像は右眼で観察し
ている。
の偏光状態の光束を透過させる偏光眼鏡２０３を掛け
て、左眼用の画像は左眼、右眼用の画像は右眼で観察し
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図９に示すヘルメット
マウントディスプレイは画像表示手段を２つ設けている
為、構成が複雑になりコストが高くなり易いという問題
点があった。
マウントディスプレイは画像表示手段を２つ設けている
為、構成が複雑になりコストが高くなり易いという問題
点があった。
【０００９】図１０に示す画像表示装置をヘッドマウン
トディスプレイに適用するには、装置全体を頭部に装着
できる程度に小型にする必要があるが、一般にはＣＲＴ
を用ている為に小型化が難しいという問題点があった。
トディスプレイに適用するには、装置全体を頭部に装着
できる程度に小型にする必要があるが、一般にはＣＲＴ
を用ている為に小型化が難しいという問題点があった。
【００１０】また、図１０に示す画像表示装置では１つ
の画像を表示する毎に液晶シャッタの駆動を制御してい
る。この為、表示部としてはＣＲＴ等を用いて図１１に
示すような光点Ｐａで画像を描画するものに限られてし
まい、液晶表示素子等を用いた場合に、図１２に示す先
のフィールド又はフレーム（白抜き部ｆａ）を表示して
から次のフィールド又はフレーム（斜線部ｆｂ）を表示
するまで表示を維持するような制御が行えず、高輝度で
フリッカを防止した良好な画像の表示が困難であるとい
う問題点があった。
の画像を表示する毎に液晶シャッタの駆動を制御してい
る。この為、表示部としてはＣＲＴ等を用いて図１１に
示すような光点Ｐａで画像を描画するものに限られてし
まい、液晶表示素子等を用いた場合に、図１２に示す先
のフィールド又はフレーム（白抜き部ｆａ）を表示して
から次のフィールド又はフレーム（斜線部ｆｂ）を表示
するまで表示を維持するような制御が行えず、高輝度で
フリッカを防止した良好な画像の表示が困難であるとい
う問題点があった。
【００１１】本発明は、時分割して左右眼用の２つの画
像を表示し、該画像に基づく光束の状態を部分的に変調
し、該状態に応じ選択手段で左眼用の画像に基づく光束
と右眼用の画像に基づく光束とを分割して観察者の左右
眼に夫々導光するように構成することにより、装置全体
の小型化を図りつつ良好なる画像の表示を行うことがで
きるヘッドマウントディスプレイの提供を目的としてい
る。
像を表示し、該画像に基づく光束の状態を部分的に変調
し、該状態に応じ選択手段で左眼用の画像に基づく光束
と右眼用の画像に基づく光束とを分割して観察者の左右
眼に夫々導光するように構成することにより、装置全体
の小型化を図りつつ良好なる画像の表示を行うことがで
きるヘッドマウントディスプレイの提供を目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のヘッドマウント
ディスプレイは、複数の系統から夫々提供される画像を
時分割して表示部に順次表示する画像表示手段と、該表
示部の観察側に配置し該表示部からの光束の状態を部分
的に変調する変調パネルを該画像の表示と同期するよう
に駆動し、該表示部に表示した画像に基づく光束の状態
を、該画像を提供する系統が異なる毎に異ならせる該多
分割光変調手段と、該多分割光変調手段からの光束を該
光束の状態に応じて選択的に観察側に導光する選択手段
と、を用いて該表示部に表示した画像を観察するように
したことを特徴としている。
ディスプレイは、複数の系統から夫々提供される画像を
時分割して表示部に順次表示する画像表示手段と、該表
示部の観察側に配置し該表示部からの光束の状態を部分
的に変調する変調パネルを該画像の表示と同期するよう
に駆動し、該表示部に表示した画像に基づく光束の状態
を、該画像を提供する系統が異なる毎に異ならせる該多
分割光変調手段と、該多分割光変調手段からの光束を該
光束の状態に応じて選択的に観察側に導光する選択手段
と、を用いて該表示部に表示した画像を観察するように
したことを特徴としている。
【００１３】また、左右眼用の２つの画像を時分割して
表示部に順次表示する画像表示手段と、該表示部の観察
側に配置し該表示部からの光束の状態を部分的に変調す
る変調パネルを該画像の表示と同期するように駆動し、
左眼用の画像に基づく光束の状態と右眼用の画像に基づ
く光束の状態とを異ならせる該多分割光変調手段と、該
多分割光変調手段からの光束を該光束の状態に応じ左眼
用の画像に基づく光束と右眼用の画像に基づく光束とに
分割すると共に、該多分割光変調手段からの光束を接眼
レンズを介して左右眼用の画像が夫々所定の視度で観察
されるように観察者の左右眼に導光する選択手段と、を
用いて該表示部に表示した画像を観察するようにしたこ
とを特徴としている。
表示部に順次表示する画像表示手段と、該表示部の観察
側に配置し該表示部からの光束の状態を部分的に変調す
る変調パネルを該画像の表示と同期するように駆動し、
左眼用の画像に基づく光束の状態と右眼用の画像に基づ
く光束の状態とを異ならせる該多分割光変調手段と、該
多分割光変調手段からの光束を該光束の状態に応じ左眼
用の画像に基づく光束と右眼用の画像に基づく光束とに
分割すると共に、該多分割光変調手段からの光束を接眼
レンズを介して左右眼用の画像が夫々所定の視度で観察
されるように観察者の左右眼に導光する選択手段と、を
用いて該表示部に表示した画像を観察するようにしたこ
とを特徴としている。
【００１４】特に、前記多分割光変調手段は光束の偏光
状態を異ならせていることや、前記選択手段は前記多分
割光変調手段からの光束を偏光ビームスプリッタにより
偏光状態に応じて透過光束と反射光束とに分割し、該反
射光束を反射面Ｍ１で観察者側に偏向して接眼レンズＬ
１を介して観察者の左右眼の一方に導光すると共に、該
透過光束を反射面Ｍ２で反射し、該反射面Ｍ２からの光
束を反射面Ｍ３で観察者側に偏向し接眼レンズＬ２を介
して観察者の左右眼のうち他方に導光すること、等を特
徴としている。
状態を異ならせていることや、前記選択手段は前記多分
割光変調手段からの光束を偏光ビームスプリッタにより
偏光状態に応じて透過光束と反射光束とに分割し、該反
射光束を反射面Ｍ１で観察者側に偏向して接眼レンズＬ
１を介して観察者の左右眼の一方に導光すると共に、該
透過光束を反射面Ｍ２で反射し、該反射面Ｍ２からの光
束を反射面Ｍ３で観察者側に偏向し接眼レンズＬ２を介
して観察者の左右眼のうち他方に導光すること、等を特
徴としている。
【００１５】この他、左眼用の画像と右眼用の画像とを
時分割して１つの表示部に順次表示する為の画像信号を
生成する画像信号制御部と、該画像信号制御部からの画
像信号に基づき該表示部に画像を表示する画像表示制御
部とを有する画像表示手段、該画像表示手段からの左右
眼用の画像に基づく光束を、透過光束の偏光状態を変調
する領域を複数有する変調パネルと、該変調パネルの各
領域を左右眼用の画像の表示と同期させて駆動する変調
制御部と、を有する多分割光変調手段、該多分割光変調
手段により、左眼用の画像に基づく光束を第１の偏光状
態そして右眼用の画像に基づく光束を第２の偏光状態と
し、偏光状態に応じ透過又は反射させて光路を分岐させ
る偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタか
らの光束が夫々所定の視度で観察されるようにした接眼
レンズと、を有しする選択手段、該選択手段により、第
１の偏光状態の光束を観察者の左眼そして第２の偏光状
態の光束を観察者の右眼に夫々導光することを特徴とし
ている。
時分割して１つの表示部に順次表示する為の画像信号を
生成する画像信号制御部と、該画像信号制御部からの画
像信号に基づき該表示部に画像を表示する画像表示制御
部とを有する画像表示手段、該画像表示手段からの左右
眼用の画像に基づく光束を、透過光束の偏光状態を変調
する領域を複数有する変調パネルと、該変調パネルの各
領域を左右眼用の画像の表示と同期させて駆動する変調
制御部と、を有する多分割光変調手段、該多分割光変調
手段により、左眼用の画像に基づく光束を第１の偏光状
態そして右眼用の画像に基づく光束を第２の偏光状態と
し、偏光状態に応じ透過又は反射させて光路を分岐させ
る偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタか
らの光束が夫々所定の視度で観察されるようにした接眼
レンズと、を有しする選択手段、該選択手段により、第
１の偏光状態の光束を観察者の左眼そして第２の偏光状
態の光束を観察者の右眼に夫々導光することを特徴とし
ている。
【００１６】特に、前記複数の系統から夫々提供される
画像は視差を有する画像であることを特徴としている。
画像は視差を有する画像であることを特徴としている。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は本実施例の画像表示手段の説明図である。
は本実施例の画像表示手段の説明図である。
【００１８】図中、２は蛍光灯等の光源、３は偏光フィ
ルタであり該光源２からの光束のうち所定の偏光状態の
光を選択的に透過させている。
ルタであり該光源２からの光束のうち所定の偏光状態の
光を選択的に透過させている。
【００１９】１４は表示部であり、ＴＮ（ツイストネマ
ティク）液晶や、ＳＴＮ液晶、ＰＤＬＣ等を封入し各画
素毎に電極を設けた所謂画像表示用の液晶パネルであ
り、該偏光フィルタ３からの光束で照明されている。１
３は検光用の偏光フィルタであり、偏光フィルタ３とは
偏光軸が直交している。
ティク）液晶や、ＳＴＮ液晶、ＰＤＬＣ等を封入し各画
素毎に電極を設けた所謂画像表示用の液晶パネルであ
り、該偏光フィルタ３からの光束で照明されている。１
３は検光用の偏光フィルタであり、偏光フィルタ３とは
偏光軸が直交している。
【００２０】１６は画像信号制御部であり、視差を有す
る２つの画像（左右眼用の画像）を時分割して表示部１
４に表示する為の画像信号（ＮＴＳＣ信号等）を生成し
ている。画像信号制御部１６は、例えば該画像信号の１
フレームを構成する奇数フィールドと偶数フィールドと
に左眼用画像と右眼用画像とを割り当てている。
る２つの画像（左右眼用の画像）を時分割して表示部１
４に表示する為の画像信号（ＮＴＳＣ信号等）を生成し
ている。画像信号制御部１６は、例えば該画像信号の１
フレームを構成する奇数フィールドと偶数フィールドと
に左眼用画像と右眼用画像とを割り当てている。
【００２１】１５は画像表示制御回路であり、該画像信
号制御部１６から提供される画像信号に基づき表示部１
４に画像を書き込んでいる。即ち液晶パネルである表示
部１４の駆動等を適切なタイミングで行うものであり、
図１２に示すように先の画像の表示を維持しつつ、次の
画像を上書きしていくように表示している。
号制御部１６から提供される画像信号に基づき表示部１
４に画像を書き込んでいる。即ち液晶パネルである表示
部１４の駆動等を適切なタイミングで行うものであり、
図１２に示すように先の画像の表示を維持しつつ、次の
画像を上書きしていくように表示している。
【００２２】これらの、視差を有する左右眼用の２つの
画像を表示部１４に交互に時分割して表示する為の各要
素２，３，１３，１４，１５，１６等は画像表示手段１
の一要素を構成している。
画像を表示部１４に交互に時分割して表示する為の各要
素２，３，１３，１４，１５，１６等は画像表示手段１
の一要素を構成している。
【００２３】１０は多分割光変調手段であり、液晶シャ
ッタ１２、変調制御部１７等を有している。
ッタ１２、変調制御部１７等を有している。
【００２４】液晶シャッタ１２は、例えば高速に動作可
能なＦＬＣ（強誘電液晶），ＳＴＮＬＣ，ＴＮＬＣ等の
液晶を封入しており、図４に示すように表示部１４に対
応する領域（即ち該画像に基づく光束が透過する透過
部）１２ａが４つの分割領域１２ｂ1 ，１２ｂ2 ，１２
ｂ3 ，１２ｂ4 に分割され、夫々の液晶層が独立に作用
するように電極を設けている。
能なＦＬＣ（強誘電液晶），ＳＴＮＬＣ，ＴＮＬＣ等の
液晶を封入しており、図４に示すように表示部１４に対
応する領域（即ち該画像に基づく光束が透過する透過
部）１２ａが４つの分割領域１２ｂ1 ，１２ｂ2 ，１２
ｂ3 ，１２ｂ4 に分割され、夫々の液晶層が独立に作用
するように電極を設けている。
【００２５】該液晶シャッタ１２は表示部１４の観察側
に偏光フィルタ１３を挟み、表示部１４と近接させて配
置している。
に偏光フィルタ１３を挟み、表示部１４と近接させて配
置している。
【００２６】２０は選択手段であり、多分割光変調手段
１０からの光束を右眼用の画像に基づく光束と、左眼用
画像に基づく光束とに分割し、対応する観察者の眼Ｅ
Ｒ，ＥＬに夫々導光している。
１０からの光束を右眼用の画像に基づく光束と、左眼用
画像に基づく光束とに分割し、対応する観察者の眼Ｅ
Ｒ，ＥＬに夫々導光している。
【００２７】選択手段２０は入射光束を偏光状態によっ
て光分割面４ａで透過又は反射する偏光ビームスプリッ
タ４や、該偏光ビームスプリッタ４からの光束を偏向す
る為のミラー５，６，７、そして該ミラー７，５からの
光束を観察者の左右眼ＥＲ，ＥＬに導光する為の接眼レ
ンズ８ａ，８ｂ等を有している。
て光分割面４ａで透過又は反射する偏光ビームスプリッ
タ４や、該偏光ビームスプリッタ４からの光束を偏向す
る為のミラー５，６，７、そして該ミラー７，５からの
光束を観察者の左右眼ＥＲ，ＥＬに導光する為の接眼レ
ンズ８ａ，８ｂ等を有している。
【００２８】これらの各要素は観察者の頭部に装着する
為の外装部材９内に配置されている。
為の外装部材９内に配置されている。
【００２９】本実施例では、画像表示手段１の画像信号
制御部１６により生成した画像信号に基づき画像表示制
御部１５で表示部１４に順次画像を書き込み、左右眼用
の画像を交互に表示している。
制御部１６により生成した画像信号に基づき画像表示制
御部１５で表示部１４に順次画像を書き込み、左右眼用
の画像を交互に表示している。
【００３０】該左右眼用の画像に基づく光束を多分割光
変調手段１０の液晶シャッタ１２を変調制御部１７で該
画像の表示と同期させるように制御し、左眼用の画像に
基づく光束と右眼用の画像に基づく光束との偏光状態を
夫々異ならせている。
変調手段１０の液晶シャッタ１２を変調制御部１７で該
画像の表示と同期させるように制御し、左眼用の画像に
基づく光束と右眼用の画像に基づく光束との偏光状態を
夫々異ならせている。
【００３１】そして選択手段２０において、該液晶シャ
ッタ１２からの光束を偏光ビームスプリッタ４の光分割
面４ａで左眼用の画像に基づく光束を反射しミラー５と
レンズ８ｂを介して左眼ＥＬに導光すると共に、右眼用
画像に基づく光束を該光分割面４ａを透過させミラー
５，６とレンズ８ａを介して右眼ＥＲに導光している。
ッタ１２からの光束を偏光ビームスプリッタ４の光分割
面４ａで左眼用の画像に基づく光束を反射しミラー５と
レンズ８ｂを介して左眼ＥＬに導光すると共に、右眼用
画像に基づく光束を該光分割面４ａを透過させミラー
５，６とレンズ８ａを介して右眼ＥＲに導光している。
【００３２】これにより各画像を観察者が対応する左右
眼ＥＲ，ＥＬで夫々観察できるように表示している。
眼ＥＲ，ＥＬで夫々観察できるように表示している。
【００３３】次に図３を用いて画像表示手段１と多分割
光変調手段１０とで変調される光束の偏光状態について
説明する。
光変調手段１０とで変調される光束の偏光状態について
説明する。
【００３４】光源２から射出された光束は偏光フィルタ
３により所定の偏光状態（図３中｜で示す）とされた
後、表示部１４を透過する際、明部を表現する画素に入
射した光束Ｌａがその偏光面を９０度回転させられ（図
３中●で示す）、暗部を表現する画素に入射した光束Ｌ
ｂがそのままの偏光状態（｜）で透過している。
３により所定の偏光状態（図３中｜で示す）とされた
後、表示部１４を透過する際、明部を表現する画素に入
射した光束Ｌａがその偏光面を９０度回転させられ（図
３中●で示す）、暗部を表現する画素に入射した光束Ｌ
ｂがそのままの偏光状態（｜）で透過している。
【００３５】そして偏光フィルタ３と比べ偏光方向が直
交するように配置した偏光フィルタ１３で光束Ｌｂがカ
ットされ、光束Ｌａが透過している。該偏光フィルタ１
３を透過した光束Ｌａは後述のように液晶シャッタ１２
により、左眼用画像に基づく光束Ｌａ１と右眼用画像に
基づく光束Ｌａ２とで異なる偏光状態（第１の状態と第
２の状態）に変調されている。
交するように配置した偏光フィルタ１３で光束Ｌｂがカ
ットされ、光束Ｌａが透過している。該偏光フィルタ１
３を透過した光束Ｌａは後述のように液晶シャッタ１２
により、左眼用画像に基づく光束Ｌａ１と右眼用画像に
基づく光束Ｌａ２とで異なる偏光状態（第１の状態と第
２の状態）に変調されている。
【００３６】このとき例えば、光束Ｌａ１を（｜）と
し、光束Ｌａ２を（●）とすると、光分割面４ａは光束
Ｌａ１（｜）を反射し、光束Ｌａ２を（●）透過してい
る。
し、光束Ｌａ２を（●）とすると、光分割面４ａは光束
Ｌａ１（｜）を反射し、光束Ｌａ２を（●）透過してい
る。
【００３７】次に左右眼用の画像の表示と多分割光変調
手段１０による変調制御との関係を図５を用いて説明す
る。
手段１０による変調制御との関係を図５を用いて説明す
る。
【００３８】図５（Ａ）は横軸に時間をとり、縦軸に表
示部１４のライン数をとって、右眼画像と左眼画像の表
示されている状態を示している。図５（Ｂ）は横軸に時
間をとり、縦軸に液晶シャッタ１２の分割領域をとっ
て、各分割領域の駆動状態を示している。
示部１４のライン数をとって、右眼画像と左眼画像の表
示されている状態を示している。図５（Ｂ）は横軸に時
間をとり、縦軸に液晶シャッタ１２の分割領域をとっ
て、各分割領域の駆動状態を示している。
【００３９】先に説明したように表示部１４では或る時
刻（ｔ）において、左右眼用の画像が混在している。
刻（ｔ）において、左右眼用の画像が混在している。
【００４０】この為、該左右眼用の画像が混在した光束
を該画像の表示に合わせて分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4
を駆動し、左眼用の画像に基づく光束と、右眼用の画像
に基づく光束とを適切な偏光状態（｜，●）にしてい
る。
を該画像の表示に合わせて分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4
を駆動し、左眼用の画像に基づく光束と、右眼用の画像
に基づく光束とを適切な偏光状態（｜，●）にしてい
る。
【００４１】該分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4 の駆動のタ
イミングは、図５（Ｂ）に示すように画像の表示を開始
した時刻に各分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4 の状態（印加
電圧のＯＮ，ＯＦＦ）を切り換えている。
イミングは、図５（Ｂ）に示すように画像の表示を開始
した時刻に各分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4 の状態（印加
電圧のＯＮ，ＯＦＦ）を切り換えている。
【００４２】尚、分割領域１２ｂ1 〜１２ｂ4 の状態を
切り換えた瞬間は左右眼用の画像が混在することになる
が、所望の画像を表示している時間と比べて短いので人
間の眼が異なる画像として識別できず無視できる程度で
ある。
切り換えた瞬間は左右眼用の画像が混在することになる
が、所望の画像を表示している時間と比べて短いので人
間の眼が異なる画像として識別できず無視できる程度で
ある。
【００４３】本実施例では、１つの表示部１４に表示し
た左右眼用の画像に基づく光束を選択手段２０で分割し
て観察者の左右眼ＥＬ，ＥＲに夫々導光したことによ
り、観察者の頭部に無理なく装着できるように装置全体
の小型化を図りつつ、高輝度でフリッカを防止した良好
なる画像の表示が行えるようにしている。
た左右眼用の画像に基づく光束を選択手段２０で分割し
て観察者の左右眼ＥＬ，ＥＲに夫々導光したことによ
り、観察者の頭部に無理なく装着できるように装置全体
の小型化を図りつつ、高輝度でフリッカを防止した良好
なる画像の表示が行えるようにしている。
【００４４】尚、本実施例は３次元的な画像の表示をす
る専用のシステムではなく、奇数フィールドと偶数フィ
ールドとに同じ画像を割り当てて、通常の（２次元の）
画像表示手段として用いても良い。また、視差を有する
左右眼用の画像のうち液晶シャッタ１２を駆動しないで
片眼の画像のみを表示することにより２次元画像を観察
するように切り換えても良い。
る専用のシステムではなく、奇数フィールドと偶数フィ
ールドとに同じ画像を割り当てて、通常の（２次元の）
画像表示手段として用いても良い。また、視差を有する
左右眼用の画像のうち液晶シャッタ１２を駆動しないで
片眼の画像のみを表示することにより２次元画像を観察
するように切り換えても良い。
【００４５】図６は本発明の実施例２の要部概略図であ
る。本実施例は図１の実施例１と比べ、特にビームスプ
リッタを透過した光束をリレーレンズ系を介して表示部
上の画像を等倍結像し、該等倍結像した像を観察者が接
眼レンズを介して観察するように構成した点が異なって
いる。
る。本実施例は図１の実施例１と比べ、特にビームスプ
リッタを透過した光束をリレーレンズ系を介して表示部
上の画像を等倍結像し、該等倍結像した像を観察者が接
眼レンズを介して観察するように構成した点が異なって
いる。
【００４６】図中、２１は画像表示手段であり、蛍光灯
等の光源２２、該光源２２からの光束のうち所定の偏光
状態の光を選択的に透過する偏光フィルタ２１１、該偏
光フィルタ２１１からの光束で照明される表示部２１
２、そして検光用の偏光フィルタ２１３等を有してい
る。
等の光源２２、該光源２２からの光束のうち所定の偏光
状態の光を選択的に透過する偏光フィルタ２１１、該偏
光フィルタ２１１からの光束で照明される表示部２１
２、そして検光用の偏光フィルタ２１３等を有してい
る。
【００４７】２３は多分割光変調手段であり、液晶シャ
ッタ２３１、変調制御部２３２等を有している。液晶シ
ャッタ２３１は図４に示した実施例１の液晶シャッタ１
２と同様に複数の分割領域より構成され、夫々の領域で
透過光束の偏光状態を変調している。
ッタ２３１、変調制御部２３２等を有している。液晶シ
ャッタ２３１は図４に示した実施例１の液晶シャッタ１
２と同様に複数の分割領域より構成され、夫々の領域で
透過光束の偏光状態を変調している。
【００４８】２４は第１の偏光ビームスプリッタであ
り、光分割面２４ａで光束の偏光状態によって右眼用の
画像に基づく光束を反射、左眼用の画像に基づく光束を
透過している。
り、光分割面２４ａで光束の偏光状態によって右眼用の
画像に基づく光束を反射、左眼用の画像に基づく光束を
透過している。
【００４９】２９は接眼レンズであり、偏光ビームスプ
リッタ２４で反射偏向された光束を観察者の右眼ＥＲに
導光している。
リッタ２４で反射偏向された光束を観察者の右眼ＥＲに
導光している。
【００５０】２５は該表示部２１２に表示される画像を
等倍結像するリレーレンズ、２６は光束を偏光状態に応
じて透過又は反射する第２の偏光ビームスプリッタであ
る。２７は１／４波長板、２８はミラーである。
等倍結像するリレーレンズ、２６は光束を偏光状態に応
じて透過又は反射する第２の偏光ビームスプリッタであ
る。２７は１／４波長板、２８はミラーである。
【００５１】３０は接眼レンズであり、該リレーレンズ
系２５によりミラー２８の位置に形成された実像を拡大
して観察者の眼ＥＬに導光している。
系２５によりミラー２８の位置に形成された実像を拡大
して観察者の眼ＥＬに導光している。
【００５２】これらの構成において、液晶シャッタ２３
１からの左右眼用の画像に基づく光束を左眼用の画像に
基づく光束と右眼用の画像に基づく光束とに分割し、観
察者の左右眼ＥＲ，ＥＬに夫々導光する為の各要素２
４，２５，２６，２７，２８，２９，３０等は選択手段
３２を構成している。
１からの左右眼用の画像に基づく光束を左眼用の画像に
基づく光束と右眼用の画像に基づく光束とに分割し、観
察者の左右眼ＥＲ，ＥＬに夫々導光する為の各要素２
４，２５，２６，２７，２８，２９，３０等は選択手段
３２を構成している。
【００５３】この時、表示部２１２に表示された画像
は、観察者の左眼ＥＬには倒立、観察者の右眼ＥＬには
左右反転して観察される為、各々観察者に正立正像で観
察されるように、各画像を左右反転又は倒立して表示し
ている。
は、観察者の左眼ＥＬには倒立、観察者の右眼ＥＬには
左右反転して観察される為、各々観察者に正立正像で観
察されるように、各画像を左右反転又は倒立して表示し
ている。
【００５４】本実施例では、光源２２からの光束を偏光
フィルタ２１１で第１の偏光状態（以下Ｐ偏光）とし、
該光束を表示部２１２で表示する画像に基づき第２の偏
光状態（以下Ｓ偏光）とし、偏光フィルタ２１３で該Ｓ
偏光の光束を選択的に透過させている。
フィルタ２１１で第１の偏光状態（以下Ｐ偏光）とし、
該光束を表示部２１２で表示する画像に基づき第２の偏
光状態（以下Ｓ偏光）とし、偏光フィルタ２１３で該Ｓ
偏光の光束を選択的に透過させている。
【００５５】該偏光フィルタ２１３からのＳ偏光の光束
は多分割光変調手段２３で、該画像の表示と同期をとっ
て変調されており、右眼用の画像に基づく光束がＳ偏光
のまま透過、左眼用の画像に基づく光束がＰ偏光に変調
されている。
は多分割光変調手段２３で、該画像の表示と同期をとっ
て変調されており、右眼用の画像に基づく光束がＳ偏光
のまま透過、左眼用の画像に基づく光束がＰ偏光に変調
されている。
【００５６】該多分割光変調手段２３からの各光束は選
択手段３２において、右眼用の画像に基づくＳ偏光の光
束が第１の偏光ビームスプリッタ２４の光分割面２４ａ
で反射偏向され、接眼レンズ２９を介して撮影者の右眼
ＥＲに導光されている。また、左眼用の画像に基づくＰ
偏光の光束が第１の偏光ビームスプリッタ２４の光分割
面２４ａを透過し、リレーレンズ系２５を介して第２の
偏光ビームスプリッタ２６に入射している。そして光分
割面２６ａを透過し、１／４波長板２７を介して、ミラ
ー２８で折り返えされ、再び１／４波長板２７を透過し
て第２の偏光ビームスプリッタ２６に入射している。該
光束は、１／４波長板２７を２度透過する為に偏光状態
が光分割面２６ａを透過した際のＰ偏光から９０度回転
したＳ偏光となっている。このため光分割面２６ａで反
射され接眼レンズ３０を介して観察者の左眼ＥＬに導光
されている。
択手段３２において、右眼用の画像に基づくＳ偏光の光
束が第１の偏光ビームスプリッタ２４の光分割面２４ａ
で反射偏向され、接眼レンズ２９を介して撮影者の右眼
ＥＲに導光されている。また、左眼用の画像に基づくＰ
偏光の光束が第１の偏光ビームスプリッタ２４の光分割
面２４ａを透過し、リレーレンズ系２５を介して第２の
偏光ビームスプリッタ２６に入射している。そして光分
割面２６ａを透過し、１／４波長板２７を介して、ミラ
ー２８で折り返えされ、再び１／４波長板２７を透過し
て第２の偏光ビームスプリッタ２６に入射している。該
光束は、１／４波長板２７を２度透過する為に偏光状態
が光分割面２６ａを透過した際のＰ偏光から９０度回転
したＳ偏光となっている。このため光分割面２６ａで反
射され接眼レンズ３０を介して観察者の左眼ＥＬに導光
されている。
【００５７】本実施例では以上のような構成により、装
置全体が比較的小型で良好なる画像の表示が行えるよう
にしている。
置全体が比較的小型で良好なる画像の表示が行えるよう
にしている。
【００５８】尚、本実施例の構成は左右を反転したもの
でも良い。
でも良い。
【００５９】また、図７（Ａ）は本実施例の変形例であ
り、リレーレンズ系２５を２つのレンズ群２５ａ，２５
ｂで構成し、表示部２１２をレンズ群２５ａの焦点面近
傍に設け、レンズ群２５ａとレンズ群２５ｂとの間を略
アフォーカルとしている。
り、リレーレンズ系２５を２つのレンズ群２５ａ，２５
ｂで構成し、表示部２１２をレンズ群２５ａの焦点面近
傍に設け、レンズ群２５ａとレンズ群２５ｂとの間を略
アフォーカルとしている。
【００６０】これによりレンズ群２５ａとレンズ群２５
ｂとの間隔を可変とし、観察者の左右眼の間隔に合わた
表示を行う為の調整（眼幅調整）を容易にしており、観
察し易くすると共に、個人差を考慮して各光学要素の瞳
径を大きくする必要がなくなり更なる小型化を図れるよ
うにしている。
ｂとの間隔を可変とし、観察者の左右眼の間隔に合わた
表示を行う為の調整（眼幅調整）を容易にしており、観
察し易くすると共に、個人差を考慮して各光学要素の瞳
径を大きくする必要がなくなり更なる小型化を図れるよ
うにしている。
【００６１】更に、接眼レンズ２９と、接眼レンズ３０
及びリレーレンズ系２５とを観察者の瞳孔に対してテレ
セントリックな光学系とすることにより、眼幅調整や視
度調整による画像の画質の変動を抑えることができる。
及びリレーレンズ系２５とを観察者の瞳孔に対してテレ
セントリックな光学系とすることにより、眼幅調整や視
度調整による画像の画質の変動を抑えることができる。
【００６２】また、図７（Ｂ）に示すように、ミラー２
８に換えてダハミラー３１（またはダハプリズム）を設
け、観察される画像の上下を反転することにより、表示
部２１２に表示する左右眼用の画像を同じ向きにしても
良い。
８に換えてダハミラー３１（またはダハプリズム）を設
け、観察される画像の上下を反転することにより、表示
部２１２に表示する左右眼用の画像を同じ向きにしても
良い。
【００６３】図８は本発明の実施例３の要部概略図であ
る。
る。
【００６４】図中、４０は画像表示手段であり、蛍光灯
等の光源４２、該光源４２からの光束のうち所定の偏光
状態の光を選択的に透過する偏光フィルタ４０１、該偏
光フィルタ４０１からの光束で照明される表示部４０
２、そして各画像に基づく光束を選択的に透過させる偏
光フィルタ４０３等を有している。
等の光源４２、該光源４２からの光束のうち所定の偏光
状態の光を選択的に透過する偏光フィルタ４０１、該偏
光フィルタ４０１からの光束で照明される表示部４０
２、そして各画像に基づく光束を選択的に透過させる偏
光フィルタ４０３等を有している。
【００６５】４１は多分割光変調手段であり、変調パネ
ル４１１、変調制御部４１２等を有している。変調パネ
ル４１１は図４に示した実施例１の液晶シャッタ１２と
同様に複数の分割領域より構成され、夫々の領域で透過
光束の偏光状態を変調している。
ル４１１、変調制御部４１２等を有している。変調パネ
ル４１１は図４に示した実施例１の液晶シャッタ１２と
同様に複数の分割領域より構成され、夫々の領域で透過
光束の偏光状態を変調している。
【００６６】４４，４５は各々多分割光変調手段４１か
らの光束を収斂すると共に観察側に折り返すミラーレン
ズ、４８，４９は偏心した接眼レンズ、４６は右眼用の
画像に基づく光束を選択的に透過させる偏光フィルタ、
そして４７は左眼用の画像に基づく光束を選択的に透過
させる偏光フィルタである。
らの光束を収斂すると共に観察側に折り返すミラーレン
ズ、４８，４９は偏心した接眼レンズ、４６は右眼用の
画像に基づく光束を選択的に透過させる偏光フィルタ、
そして４７は左眼用の画像に基づく光束を選択的に透過
させる偏光フィルタである。
【００６７】これらの構成において、多分割光変調手段
４１の液晶シャッタ４１１からの左右眼用の画像に基づ
く光束を左眼用の画像に基づく光束と右眼用の画像に基
づく光束とに分割し、夫々観察者の眼ＥＲ，ＥＬに導光
する為の各要素４４，４５，４６，４７，４８，４９等
は選択手段を構成している。
４１の液晶シャッタ４１１からの左右眼用の画像に基づ
く光束を左眼用の画像に基づく光束と右眼用の画像に基
づく光束とに分割し、夫々観察者の眼ＥＲ，ＥＬに導光
する為の各要素４４，４５，４６，４７，４８，４９等
は選択手段を構成している。
【００６８】本実施例では、表示部４０２に視差を有し
た左右眼用の画像を交互に時分割して表示し、各画像に
基づく光束を多分割光変調手段４１で互いに異なる偏光
状態とし、ミラーレンズ４４，４５で各々観察側に偏向
し、接眼レンズ４８，４９を介した後、偏光フィルタ４
６では右眼用の画像に基づく光束を透過させて右眼ＥＲ
に導光していると共に、接眼レンズ４９からの光束を偏
光フィルタ４７で左眼用の画像に基づく光束を透過させ
て左眼ＥＬに導光している。
た左右眼用の画像を交互に時分割して表示し、各画像に
基づく光束を多分割光変調手段４１で互いに異なる偏光
状態とし、ミラーレンズ４４，４５で各々観察側に偏向
し、接眼レンズ４８，４９を介した後、偏光フィルタ４
６では右眼用の画像に基づく光束を透過させて右眼ＥＲ
に導光していると共に、接眼レンズ４９からの光束を偏
光フィルタ４７で左眼用の画像に基づく光束を透過させ
て左眼ＥＬに導光している。
【００６９】以上のような構成により、比較的小型、軽
量でありながら、良好なる画像の表示ができるようにし
ている。
量でありながら、良好なる画像の表示ができるようにし
ている。
【００７０】
【発明の効果】本実施例によれば、時分割して表示する
左右眼用の画像に基づく光束の状態を部分的に変調し、
該状態に応じ選択手段で左眼用の画像に基づく光束と右
眼用の画像に基づく光束とを分割し観察者の左右眼に夫
々導光するように構成したことにより、装置全体の小型
化を図りつつ良好なる画像の表示を行うヘッドマウント
ディスプレイを達成することができる。
左右眼用の画像に基づく光束の状態を部分的に変調し、
該状態に応じ選択手段で左眼用の画像に基づく光束と右
眼用の画像に基づく光束とを分割し観察者の左右眼に夫
々導光するように構成したことにより、装置全体の小型
化を図りつつ良好なる画像の表示を行うヘッドマウント
ディスプレイを達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の説明図
【図３】 画像表示手段と多分割光変調手段とで変調さ
れる光束の説明図
れる光束の説明図
【図４】 図１の変調パネルの説明図
【図５】 図１の多分割光変調手段の説明図
【図６】 本発明の実施例２の要部概略図
【図７】 実施例２の変形例の概略図
【図８】 本発明の実施例３の要部概略図
【図９】 従来のヘッドマウントデスプレイの要部概略
図
図
【図１０】 従来の画像表示装置の要部概略図
【図１１】 ＣＲＴ等の画像表示の説明図
【図１２】 液晶表示素子等の画像表示の説明図
１，２１，４０ 画像表示手段 ２，２２，４２ 光源 ３，２１１，４０１ 偏光フィルタ １４，２１２，４０２ 表示部 １３，２１３，４１１ 偏光フィルタ（検光子） １０，２３，４１ 多分割光変調手段 １２，２３１，４０１ 液晶シャッタ ２０，３２，選択手段 ８ａ，８ｂ，２９，３０，４８，４９ 接眼レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の系統から夫々提供される画像を時
分割して表示部に順次表示する画像表示手段と、該表示
部の観察側に配置し該表示部からの光束の状態を部分的
に変調する変調パネルを該画像の表示と同期するように
駆動し、該表示部に表示した画像に基づく光束の状態
を、該画像を提供する系統が異なる毎に異ならせる該多
分割光変調手段と、該多分割光変調手段からの光束を該
光束の状態に応じて選択的に観察側に導光する選択手段
と、を用いて該表示部に表示した画像を観察するように
したことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項２】 左右眼用の２つの画像を時分割して表示
部に順次表示する画像表示手段と、該表示部の観察側に
配置し該表示部からの光束の状態を部分的に変調する変
調パネルを該画像の表示と同期するように駆動し、左眼
用の画像に基づく光束の状態と右眼用の画像に基づく光
束の状態とを異ならせる該多分割光変調手段と、該多分
割光変調手段からの光束を該光束の状態に応じ左眼用の
画像に基づく光束と右眼用の画像に基づく光束とに分割
すると共に、該多分割光変調手段からの光束を接眼レン
ズを介して左右眼用の画像が夫々所定の視度で観察され
るように観察者の左右眼に導光する選択手段と、を用い
て該表示部に表示した画像を観察するようにしたことを
特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項３】 前記多分割光変調手段は光束の偏光状態
を異ならせていることを特徴とする請求項１又は２のヘ
ッドマウントディスプレイ。 - 【請求項４】 前記選択手段は前記多分割光変調手段か
らの光束を偏光ビームスプリッタにより偏光状態に応じ
て透過光束と反射光束とに分割し、該反射光束を反射面
Ｍ１で観察者側に偏向して接眼レンズＬ１を介して観察
者の左右眼の一方に導光すると共に、該透過光束を反射
面Ｍ２で反射し、該反射面Ｍ２からの光束を反射面Ｍ３
で観察者側に偏向し接眼レンズＬ２を介して観察者の左
右眼のうち他方に導光することを特徴とする請求項３の
ヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項５】 左眼用の画像と右眼用の画像とを時分割
して１つの表示部に順次表示する為の画像信号を生成す
る画像信号制御部と、該画像信号制御部からの画像信号
に基づき該表示部に画像を表示する画像表示制御部とを
有する画像表示手段、該画像表示手段からの左右眼用の
画像に基づく光束を、透過光束の偏光状態を変調する領
域を複数有する変調パネルと、該変調パネルの各領域を
左右眼用の画像の表示と同期させて駆動する変調制御部
と、を有する多分割光変調手段、該多分割光変調手段に
より、左眼用の画像に基づく光束を第１の偏光状態そし
て右眼用の画像に基づく光束を第２の偏光状態とし、偏
光状態に応じ透過又は反射させて光路を分岐させる偏光
ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタからの光
束が夫々所定の視度で観察されるようにした接眼レンズ
と、を有する選択手段、該選択手段により、第１の偏光
状態の光束を観察者の左眼そして第２の偏光状態の光束
を観察者の右眼に夫々導光することを特徴とするヘッド
マウントディスプレイ。 - 【請求項６】 前記複数の系統から夫々提供される画像
は視差を有する画像であることを特徴とする請求項１，
２又は３のヘッドマウントディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039340A JPH08211326A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ヘッドマウントディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039340A JPH08211326A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ヘッドマウントディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211326A true JPH08211326A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12550368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7039340A Pending JPH08211326A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ヘッドマウントディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08211326A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990000891A (ko) * | 1997-06-11 | 1999-01-15 | 구자홍 | 머리장착영상표시기의 광학계 |
| JP2005334134A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Nikon Vision Co Ltd | 眼疲労回復装置 |
| JP2011112900A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Konica Minolta Opto Inc | 立体映像投影装置 |
| US9007685B2 (en) | 2011-11-29 | 2015-04-14 | Seiko Epson Corporation | Polarization separation device and display apparatus |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP7039340A patent/JPH08211326A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990000891A (ko) * | 1997-06-11 | 1999-01-15 | 구자홍 | 머리장착영상표시기의 광학계 |
| JP2005334134A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Nikon Vision Co Ltd | 眼疲労回復装置 |
| JP2011112900A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Konica Minolta Opto Inc | 立体映像投影装置 |
| US9007685B2 (en) | 2011-11-29 | 2015-04-14 | Seiko Epson Corporation | Polarization separation device and display apparatus |
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