JPH08313849A

JPH08313849A - 接眼端末装置

Info

Publication number: JPH08313849A
Application number: JP7116693A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Ochiai; 政利落合
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【構成】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル１０
６と液晶パネル１０６上の左右の画像を拡大するための
２つの拡大レンズ１０８とを備える接眼端末ユニット１
０２と、液晶パネル１０６を駆動するための回路ユニッ
ト１０４と、画像データを生成する画像データ生成ユニ
ット１６０とで構成する接眼端末装置において、液晶パ
ネル１０６に表示する画像の位置を調整する画像位置調
整手段を有し、画像位置調整手段は回路ユニット１０４
内のロータリエンコーダ１２４と画像データ生成ユニッ
ト１６０内のデバイスドライバ１６６とで構成すること
を特徴とする接眼端末装置。【効果】射出ひとみ径を大きくすることがなく、すべ
ての装着者にとって画像のカケやケラレが発生しない接
眼端末装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】画像データ生成ユニットで生成さ
れた画像を、回路ユニット内の液晶パネルドライバを介
して接眼端末ユニット内の液晶パネルで２次元または３
次元の画像を見る接眼端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーチャルリアリティ（以下ＶＲと記載
する）や、３Ｄゲームなどの画像表示装置として、ヘッ
ド・マウンテッド・ディスプレイ（以下ＨＭＤと記載す
る）等の接眼端末ユニットを備える接眼端末装置が使わ
れはじめている。人間の頭部に装着して画像を見るＨＭ
Ｄでは、装着性の向上のために、小型、軽量化が求めら
れており、ＨＭＤの構成部品としての画像表示素子は、
サイズ的に大きいＣＲＴよりも、よりコンパクトな液晶
パネルが多く使われてきている。

【０００３】なお、画像表示素子としての液晶パネル自
体にも、小型、軽量化に加えて、生産性の向上や構造の
簡素化を狙って、例えば、特開昭６３−６５４７９号公
報記載のように、右眼用、左眼用のそれぞれの画像表示
部分を、一体のガラス基板に作り込んだ液晶パネルが報
告されている。さらには、右眼用、左眼用の画像を連結
して、１つの画像データとして画像データ生成ユニット
から出力し、それを横長の１枚の液晶パネルに表示する
方法も考えられている。

【０００４】ここで、右眼用、左眼用の画像を連結して
１つの画像データにして表示する液晶パネルを備えたＨ
ＭＤの従来例について説明する。図１０は従来例の接眼
端末装置の外観を示す外観図である。

【０００５】図１０に示す従来例の接眼端末装置は、接
眼端末ユニットであるＨＭＤユニット２０２と回路ユニ
ット２０４と画像データ生成ユニット２６０の３つに大
きく分かれており、ＨＭＤユニット２０２の内部には、
画像表示素子としての液晶パネルと、液晶パネル上の画
像を拡大して見るための拡大レンズとを備えている。

【０００６】回路ユニット２０４は、ＨＭＤユニット２
０２内部の液晶パネルを駆動し、画像を表示する液晶ド
ライバを内蔵している。画像データ生成ユニット２６０
は、液晶パネルに表示する画像を生成する働きをする。

【０００７】図１１は接眼端末ユニットを装着する様子
を示す装着図である。図１１に示す装着者は接眼端末ユ
ニットであるＨＭＤユニット２０２を頭部に装着し、Ｈ
ＭＤユニット２０２と回路ユニット２０４とはケーブル
で結ばれており、回路ユニット２０４は、ＨＭＤユニッ
ト２０２内の液晶パネルを駆動する信号を供給してい
る。

【０００８】図１２は接眼端末ユニットを装着する様子
を上から見た接眼端末ユニットの内部構造図である。接
眼端末ユニットであるＨＭＤユニット２０２は、装着者
の眼球２３０に遠い方から、バックライト２４０と、液
晶パネル２０６と、左右の２つの拡大レンズ２０８と、
２つの拡大レンズ２０８を支持する拡大レンズ固定枠２
１０とで構成されている。

【０００９】バックライト２４０は、液晶パネル２０６
の透過照明として、液晶パネル２０６の後方から眼球２
３０の方向へと光を照射する。液晶パネル２０６は液晶
パネル２０６内に斜線で示す右眼用の画像と左眼用の画
像とを表示する画像表示領域を有し、画像表示領域に表
示される画像は液晶の配向パターンにより形造られる。

【００１０】画像表示領域に表示される画像は左右の拡
大レンズ２０８を介して集光され、左右の眼球２３０に
届き、装着者は液晶パネル２０６に表示された画像の拡
大像を見ることができる。

【００１１】図１３は従来例の接眼端末装置の全体構成
を示すブロック図である。図１３に示す接眼端末装置は
ＨＭＤ用のシステムであり、ＨＭＤユニット２０２と回
路ユニット２０４と画像データ生成ユニット２６０との
３つに大きく分かれている。

【００１２】図１３に示すＨＭＤユニット２０２は、図
１２に示すＨＭＤユニット２０２と同じ構成で拡大レン
ズ２０８を支持する拡大レンズ固定枠２１０を備える。
回路ユニット２０４は、ＨＭＤユニット２０２内部の液
晶パネル２０６を駆動し画像を表示するための回路であ
る液晶パネルドライバ２１４を内蔵している。

【００１３】液晶パネル２０６に映す画像信号は、外部
のＣＣＤカメラ等から供給する方法もあるが、この従来
例では、画像データ生成ユニット２６０上で動作する画
像生成アプリケーションソフト２６４が計算により生成
した画像データを供給しており、それをもとにして、回
路ユニット２０４内の液晶パネルドライバ２１４は、Ｈ
ＭＤユニット２０２内の液晶パネル２０６の液晶を駆動
する液晶パネル駆動信号を生成して、液晶パネル２０６
へと供給している。

【００１４】ここで、画像生成アプリケーションソフト
２６４の動作について説明する。図１４は従来例の画像
生成アプリケーションソフトの動作を示した流れ図であ
る。このソフトは、右眼と左眼の画像を連結した１つの
画像として生成し、１秒間に３０枚の画像を連続して生
成している。

【００１５】画像生成アプリケーションソフト２６４
は、まず、右眼と左眼との画像をそれぞれ独立に計算し
て算出する。ちなみに、生成する画像が３次元画像の場
合は、右眼と左眼との画像は互いに視差を持ったわずか
に異なる画像であり、２次元画像の場合は、２つとも同
一の画像となる。

【００１６】次に、この２つの画像を、画像生成アプリ
ケーションソフト２６４で合成した１つの画像を計算
し、１枚の液晶パネル２０６の画像領域に表示するため
の画像データを回路ユニット２０４の液晶パネルドライ
バ２１４に出力する。

【００１７】そして、回路ユニット２０４の液晶パネル
ドライバ２１４は、ＨＭＤユニット２０２内の液晶パネ
ル２０６の液晶を駆動する液晶パネル駆動信号を生成し
て、液晶パネル２０６へと供給している。

【００１８】液晶パネルドライバ２１４からの液晶パネ
ル駆動信号により液晶パネル２０６上に映し出された画
像は、２枚の固定された拡大レンズ２０８により、光学
的に拡大され、ＨＭＤユニット２０２の装着者は液晶パ
ネル２０６に映し出された画像を拡大画像として眼前に
見ることができる。

【００１９】ここで使用している液晶パネル２０６は、
人間の左右の眼をカバーするに十分な横幅を持ってお
り、右眼と左眼の画像領域のそれぞれの中心が、拡大レ
ンズ２０８の中心と一致するように設計されている。

【００２０】なお、装着者の眼幅は、約６５ｍｍを平均
値として、最小５５ｍｍから最大７５ｍｍ程度の範囲に
ばらついており、かつ、瞳孔径や、眼球の動きも含めて
考えると、画像のカケ、ケラレのない画像をこの光学系
の構成で見るためには、拡大レンズ２０８の射出ひとみ
径は２０ｍｍ以上を必要とする。そのため、拡大レンズ
２０８の光学的特性は、直径２０ｍｍの射出ひとみ径の
確保に重点を置いた設計になっている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、装着者に眼幅
には上記記載のようにバラツキがあり、そのバラツキを
補うために射出ひとみ径を大きくしている。射出ひとみ
径を大きくするためには、拡大レンズの口径を大きくす
る必要があり、光線をより大きく屈折させなければなら
ないため、光学系の収差が増大し、収差に増大による画
質の低下、それによる眼精疲労、視力の低下等の課題が
発生する。

【００２２】また、拡大レンズの口径を大きくすること
で、ＨＭＤユニットも全体的に大きくなり、重くなるた
め、装着性も悪化するという課題がある。

【００２３】一方、光学系の収差を抑えることを最優先
し、射出ひとみ径を小さくするやり方も考えられるが、
装着者に眼幅のバラツキがあるために、画像のカケやケ
ラレが発生するという課題がある。

【００２４】本発明の目的は、上記課題を解決して、射
出ひとみ径を大きくすることがなく、すべての装着者に
とって画像のカケやケラレが発生しない、接眼端末装置
を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の接眼端末装置の構成は、左右の画像を表
示する１枚の液晶パネルと液晶パネル上の左右の画像を
拡大するための２つの拡大レンズとを備える接眼端末ユ
ニットと、液晶パネルを駆動するための回路ユニット
と、画像データを生成する画像データ生成ユニットとで
構成する接眼端末装置において、液晶パネルに表示する
画像の位置を調整する画像位置調整手段を有することを
特徴とする。

【００２６】また、本発明の接眼端末装置の構成は、左
右の画像を表示する１枚の液晶パネルと液晶パネル上の
左右の画像を拡大するための２つの拡大レンズとを備え
る接眼端末ユニットと、液晶パネルを駆動するための回
路ユニットと、画像データを生成する画像データ生成ユ
ニットとで構成する接眼端末装置において、液晶パネル
に表示する画像の位置を調整する画像位置調整手段を有
し、画像位置調整手段は回路ユニット内のロータリエン
コーダと画像データ生成ユニット内のデバイスドライバ
とで構成することを特徴とする。

【００２７】また、本発明の接眼端末装置の構成は、左
右の画像を表示する１枚の液晶パネルと液晶パネル上の
左右の画像を拡大するための２つの拡大レンズとを備え
る接眼端末ユニットと、液晶パネルを駆動するための回
路ユニットと、画像データを生成する画像データ生成ユ
ニットとで構成する接眼端末装置において、接眼端末ユ
ニット内のピニオンギヤを回転して２つの拡大レンズの
間隔を調整するレンズ調整手段と、接眼端末ユニット内
のロータリエンコーダと画像データ生成ユニット内のデ
バイスドライバとで液晶パネルに表示する画像の位置を
調整する画像位置調整手段とを有し、ロータリエンコー
ダはピニオンギヤとプーリを介してベルトで連動してい
ることを特徴とする。

【００２８】また、本発明の接眼端末装置の構成は、左
右の画像を表示する１枚の液晶パネルと液晶パネル上の
左右の画像を拡大するための２つの拡大レンズとを備え
る接眼端末と、液晶パネルを駆動するための回路ユニッ
トと、画像データを生成する画像データ生成ユニットと
で構成する接眼端末装置において、液晶パネルに表示す
る画像の位置を調整する画像位置調整手段を有し、画像
位置調整手段は回路ユニット内の可変抵抗器と画像デー
タ生成ユニット内のデバイスドライバとで構成すること
を特徴とする。

【００２９】また、本発明の接眼端末装置の構成は、左
右の画像を表示する１枚の液晶パネルと液晶パネル上の
左右の画像を拡大するための２つの拡大レンズとを備え
る接眼端末ユニットと、液晶パネルを駆動するための回
路ユニットと、画像データを生成する画像データ生成ユ
ニットとで構成する接眼端末装置において、接眼端末ユ
ニット内のピニオンギヤを回転して２つの拡大レンズの
間隔を調整するレンズ調整手段と、接眼端末ユニット内
の可変抵抗器と画像データ生成ユニット内のデバイスド
ライバとで液晶パネルに表示する画像の位置を調整する
画像位置調整手段とを有し、可変抵抗器はピニオンギヤ
とプーリを介してベルトで連動していることを特徴とす
る。

【００３０】

【作用】接眼端末ユニットと回路ユニットと画像データ
生成ユニットとで構成する本発明の接眼端末装置は、レ
ンズ調整手段と画像位置調整手段とを有し、装着者はレ
ンズ調整手段を構成する接眼端末ユニット内のピニオン
ギヤを回転して２つの拡大レンズの間隔を調整して、装
着者の眼幅に拡大レンズを合わせ、つぎに画像位置調整
手段の回路ユニット内のロータリエンコーダを回転する
ことで、画像データ生成ユニット内のデバイスドライバ
にパルス信号を出力し、液晶パネルに表示する左右の画
像の間隔を調整することで、射出ひとみ径を大きくする
ことがなく、すべての装着者に画像のカケやケラレが発
生しない接眼端末装置を提供することを可能にする。

【００３１】接眼端末ユニットと回路ユニットと画像デ
ータ生成ユニットとで構成する本発明の接眼端末装置
は、接眼端末ユニット内のピニオンギヤを回転して２つ
の拡大レンズの間隔を調整するレンズ調整手段と、接眼
端末ユニット内のロータリエンコーダと画像データ生成
ユニット内のデバイスドライバとで液晶パネルに表示す
る画像の位置を調整する画像位置調整手段とを有し、ロ
ータリエンコーダはピニオンギヤとプーリを介してベル
トで連動しており、ピニオンギヤを回転して２つの拡大
レンズの間隔を装着者の眼幅に調整すると、ロータリエ
ンコーダも連動して回転して、画像データ生成ユニット
内のデバイスドライバにパルス信号を出力し、液晶パネ
ルに表示する左右の画像の間隔も同時に調整することが
でき、射出ひとみ径を大きくすることがなく、すべての
装着者に画像のカケやケラレが発生しない接眼端末装置
を提供することを可能にする。

【００３２】接眼端末ユニットと回路ユニットと画像デ
ータ生成ユニットとで構成する本発明の接眼端末装置
は、レンズ調整手段と画像位置調整手段とを有し、装着
者はレンズ調整手段を構成する接眼端末ユニット内のピ
ニオンギヤを回転して２つの拡大レンズの間隔を調整し
て、装着者の眼幅に拡大レンズを合わせ、つぎに画像位
置調整手段の回路ユニット内の可変抵抗器を動かして抵
抗値を可変し、可変抵抗器の抵抗値を画像データ生成ユ
ニット内のデバイスドライバで検出し、液晶パネルに表
示する左右の画像の間隔を調整することで、射出ひとみ
径を大きくすることがなく、すべての装着者に画像のカ
ケやケラレが発生しない接眼端末装置を提供することを
可能にする。

【００３３】接眼端末ユニットと回路ユニットと画像デ
ータ生成ユニットとで構成する本発明の接眼端末装置
は、接眼端末ユニット内のピニオンギヤを回転して２つ
の拡大レンズの間隔を調整するレンズ調整手段と、接眼
端末ユニット内の可変抵抗器と画像データ生成ユニット
内のデバイスドライバとで液晶パネルに表示する画像の
位置を調整する画像位置調整手段とを有し、可変抵抗器
はピニオンギヤとプーリを介してベルトで連動してお
り、ピニオンギヤを回転して２つの拡大レンズの間隔を
装着者の眼幅に調整すると、可変抵抗器も連動して変化
して、その変化量を画像データ生成ユニット内のデバイ
スドライバで検出することで、液晶パネルに表示する左
右の画像の間隔も同時に調整することができ、射出ひと
み径を大きくすることがなく、すべての装着者に画像の
カケやケラレが発生しない接眼端末装置を提供すること
を可能にする。

【００３４】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図３は本発明の第１の実施例における接眼端末装置
の外観を示す外観図である。

【００３５】図３に示す本発明の第１の実施例における
接眼端末装置は、接眼端末ユニットであるＨＭＤユニッ
ト１０２と回路ユニット１０４と画像データ生成ユニッ
ト１６０の３つに大きく分かれており、ＨＭＤユニット
１０２の内部には、画像表示素子としての液晶パネル
と、液晶パネル上の画像を拡大して見るための拡大レン
ズと、ＨＭＤユニット１０２の上部に拡大レンズ位置を
調整する調整つまみ１５２とを備えている。

【００３６】回路ユニット１０４は、ＨＭＤユニット１
０２内部の液晶パネルを駆動して画像を表示する液晶ド
ライバと、液晶パネル上の画像の中心位置を調節する調
整つまみ１５４とを備えており、画像データ生成ユニッ
ト１６０は、液晶パネルに表示する画像を生成する働き
をする。

【００３７】図４は接眼端末ユニットを装着する様子を
上から見た接眼端末ユニットの内部構造図である。接眼
端末ユニットであるＨＭＤユニット１０２は、装着者の
眼球１３０に遠い方から、バックライト１４０と、液晶
パネル１０６と、左右の２つの拡大レンズ１０８と、２
つの拡大レンズ１０８を支持するラックを備えた拡大レ
ンズ固定枠１１０と、ラックと噛み合うピニオンギヤ１
１２とで構成している。

【００３８】左右の２つの拡大レンズ１０８と、２つの
拡大レンズ１０８を支持するラックを備えた拡大レンズ
固定枠１１０と、ラックと噛み合うピニオンギヤ１１２
とはレンズ調整手段になっている。

【００３９】図３に示すＨＭＤユニット１０２の調整つ
まみ１５２は、図４に示すピニオンギヤ１１２と直結し
ており、装着者が、調整つまみ１５２を回転すると、ピ
ニオンギヤ１１２が回転して、左右の拡大レンズ１０８
の位置を調整することができる。

【００４０】図４に示すバックライト１４０は、液晶パ
ネル１０６の透過照明として、液晶パネル１０６の後方
から眼球１３０の方向へと光を照射する。液晶パネル１
０６は液晶パネル１０６内に斜線で示す右眼用の画像と
左眼用の画像とを表示する画像表示領域を有し、画像表
示領域に表示される画像は液晶の配向パターンにより形
造られる。

【００４１】画像表示領域に表示される画像は左右の拡
大レンズ１０８を介して集光され、左右の眼球１３０に
届き、装着者は液晶パネル１０６に表示された画像の拡
大像を見ることができる。

【００４２】図１は本発明の第１の実施例における接眼
端末装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示
す本発明の第１の実施例における接眼端末装置はＨＭＤ
システムであり、接眼端末ユニットであるＨＭＤユニッ
ト１０２と、回路ユニット１０４と、画像データ生成ユ
ニット１６０との３つに大きく分かれている。

【００４３】図１に示すＨＭＤユニット１０２は、図４
に示すＨＭＤユニット１０２と同じ構成である。図１に
示す回路ユニット１０４は、ＨＭＤユニット１０２内部
の液晶パネル１０６を駆動し、画像を表示するための液
晶パネルドライバ１１４と、右眼と左眼とのそれぞれの
表示画像の中心間の距離を決定するためのロータリエン
コーダ１２４とを備えている。

【００４４】このロータリエンコーダ１２４は、図３に
示す回路ユニット１０４の調整つまみ１５４と直結して
おり、調整つまみ１５４の回転量に応じてパルス信号を
発生する角度変化量検出器である。

【００４５】画像データ生成ユニット１６０は、液晶パ
ネル１０６への表示画像を計算により生成するための、
画像生成アプリケーションソフト１６４と、ロータリエ
ンコーダ１２４からのパルス信号を加減算して、左右の
画像の中心間の距離を算出し、その結果を画像生成アプ
リケーションソフト１６４へと送るデバイスドライバ１
６６とで構成している。

【００４６】本発明の第１の実施例における回路ユニッ
ト１０４を構成するロータリエンコーダ１２４と、画像
データ生成ユニット１６０を構成するデバイスドライバ
１６６とは、液晶パネル１０６に表示する左右の画像の
位置を調整する画像位置調整手段である。

【００４７】ＨＭＤユニット１０２内の２つの拡大レン
ズ１０８は、それぞれ、ラックを備えた拡大レンズ固定
枠１１０に取り付けられており、これら左右のラックが
挟む位置にピニオンギヤ１１２を配置してある。ＨＭＤ
ユニット１０２の調整つまみ１５２を回転すると、ピニ
オンギヤ１１２が回転し、その回転運動が、ラックによ
り直線移動に変えられ、そのラックの移動により左右の
拡大レンズ１０８の支持間隔が変わる。

【００４８】図１に示すピニオンギヤ１１２を時計方向
に回すと拡大レンズ１０８の間隔は狭まり、また、反時
計方向に回転させることで、拡大レンズ１０８の間隔を
広げることができる。装着者は装着時に、ピニオンギヤ
１１２を時計方向あるいは反時計方向に回転させること
で、拡大レンズ１０８の間隔を狭めたり、広げたりし、
左右の拡大レンズ１０８から射出された光束の中心を装
着者の左右の眼球の中心に合わせる。

【００４９】ただし、左右の拡大レンズ１０８の間隔を
変化させた結果、拡大レンズ１０８の光軸と液晶パネル
１０６の左右の画像中心とは一致しなくなるため、その
ままでは、装着者は、右眼、左眼の画像が視野の中で融
合せず、２重に像がズレて見えることになる。そこで、
拡大レンズ１０８の光軸と液晶パネル１０６の左右の画
像中心を一致させ、ズレのない画像を得る必要がある。

【００５０】液晶パネル１０６に映す画像信号は、回路
ユニット１０４の液晶パネルドライバ１１４から供給さ
れ、液晶パネルドライバ１１４は画像データ生成ユニッ
ト１６０上で動作する画像生成アプリケーションソフト
１６４が計算により生成する画像データを液晶パネル１
０６で表示可能とする回路である。

【００５１】つぎに、画像生成アプリケーションソフト
１６４と、デバイスドライバ１６６の動作について説明
する。図８は本発明の第１の実施例における画像生成ア
プリケーションソフトの動作を示した流れ図である。画
像生成アプリケーションソフトは、右眼と左眼の画像を
連結した１つの画像として生成し、１秒間に３０枚の画
像を連続して生成している。

【００５２】図１に示す画像生成アプリケーションソフ
ト１６４は、まず、右眼と左眼との画像をそれぞれ独立
に計算して算出する。ちなみに、生成する画像が３次元
画像の場合は、右眼と左眼との画像は互いに視差を持っ
たわずかに異なる画像であり、２次元画像の場合は、２
つは同一の画像になる。

【００５３】次に、この左右の画像を、連結して１枚の
画像とする必要があるが、上記の過程でズレた拡大レン
ズ１０８の光軸と液晶パネル１０６の左右の画像の中心
とを一致させるためにデバイスドライバ１６６に左右の
画像の中心間の距離の問い合わせをし、デバイスドライ
バ１６６からの回答に応じて、左右の画像の中心間の距
離を調整し、１つの画像データとして回路ユニット１０
４の液晶パネルドライバ１１４に出力する。

【００５４】図９は本発明の第１の実施例におけるデバ
イスドライバの動作を示した流れ図である。

【００５５】装着者が手動で図３に示す回路ユニット１
０４の調整つまみ１５４を回転し、ロータリエンコーダ
１２４を回転すると、ロータリエンコーダ１２４は、そ
の回転量に応じてパルス信号をデバイスドライバ１６６
に出力する。

【００５６】デバイスドライバ１６６は、ロータリエン
コーダ１２４から送られてくるパルス信号を加減算し、
左右の画像中心間の距離の値を算出するソフトウェアで
ある。

【００５７】もし画像生成アプリケーション１６４から
左右の画像中心間の距離の値の問い合わせがあれば、左
右の画像中心間の距離の算出値を画像生成アプリケーシ
ョンソフト１６４へ送る。

【００５８】パルス信号から距離の値を算出する計算式
は、ここで使用しているロータリエンコーダ１２４の分
解能を元にしているため、分解能の異なるタイプのロー
タリエンコーダ１２４や、直線移動を検出するタイプの
エンコーダを使用する場合には、それらに合った計算を
行う別のデバイスドライバ１６６を使う必要がある。

【００５９】しかし、計算結果が同じデータ形式を取る
ようなデバイスドライバ１６６を使うことにより、画像
生成アプリケーションソフト１６４はどのタイプのエン
コーダを使う場合でも同一のものが使用でき、変更の必
要はない。

【００６０】したがって、液晶パネルドライバ１１４
は、上記記載の方法で生成された画像生成アプリケーシ
ョン１６４の画像データを液晶パネル１０６で表示する
ためのデータとして、液晶パネル１０６に液晶パネル駆
動信号を出力する。

【００６１】液晶パネルドライバ１１４からの液晶パネ
ル駆動信号により液晶パネル１０６上に映し出された画
像は、２枚の拡大レンズ１０８により、光学的に拡大さ
れ、ＨＭＤユニット１０２の装着者は液晶パネル１０６
に映し出された画像を拡大画像として眼前に見ることが
できる。

【００６２】ＨＭＤユニットの装着者は、ＨＭＤユニッ
トの装着後に、まず、歪みのない拡大像が見えるように
左右の拡大レンズ１０８の位置を自身の眼幅に合わせ
る。次に、右眼、左眼の画像のずれがなく、一致した画
像を見ることができるように回路ユニット１０４のロー
タリエンコーダ１２４を調節し、最終的に自身の眼幅に
合い、左右の画像のずれのない完全な拡大画像を得る。

【００６３】図２は本発明の液晶パネルに表示される画
像の平面図である。図２（ａ）は液晶パネルの左右の表
示領域のほぼ中心位置に眼幅がある装着者の場合の図で
あり、図２（ｂ）はそれよりも眼幅の広い場合の図であ
り、図２（ｃ）は眼幅が狭い場合の図である。

【００６４】図２に示す液晶パネル上の画像は、図４に
示す左右の眼球１３０の中心にさいころの像が映った画
像を表しており、装着者自身の眼幅に合わせた調整をお
こなうことで、図２（ｂ）から図２（ｃ）の間で画像の
中心位置が変化する。

【００６５】したがって、装着者の眼幅の違いを考慮し
て、最大眼幅、最小眼幅を十分カバーする大きさの液晶
パネル１０６を設計している。

【００６６】図５は本発明の第２の実施例における接眼
端末装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示
す本発明の第２の実施例における接眼端末装置はＨＭＤ
システムであり、接眼端末ユニットであるＨＭＤユニッ
ト１０２と、回路ユニット１０４と、画像データ生成ユ
ニット１６０との３つに大きく分かれている。

【００６７】図５に示すＨＭＤユニット１０２の内部
は、バックライト（図示せず）と、画像表示素子として
の液晶パネル１０６と、それを拡大して見るための左右
の２つの拡大レンズ１０８と、２つの拡大レンズ１０８
と拡大レンズ１０８を支持するラックを備えた拡大レン
ズ固定枠１１０とラックと噛み合うピニオンギヤ１１２
とで構成するレンズ調整手段と、ロータリエンコーダ１
２４とを備えている。

【００６８】また、ロータリエンコーダ１２４の軸部分
は、ベルト１７０とプーリ１７２とを介してピニオンギ
ヤ１１２の軸と連動しており、拡大レンズ１０８の位置
を調整するピニオンギヤ１１２の回転に同調して、ロー
タリエンコーダ１２４の軸も回転して、ロータリエンコ
ーダ１２４はパルス信号を出力する。

【００６９】また、バックライトは、液晶パネル１０６
の透過照明として、液晶パネル１０６の後方から眼球１
３０の方向へと光を照射する。液晶パネル１０６は液晶
パネル１０６内に斜線で示す右眼用の画像と左眼用の画
像とを表示する画像表示領域を有し、画像表示領域に表
示される画像は液晶の配向パターンにより形造られる。

【００７０】画像表示領域に表示される画像は左右の拡
大レンズ１０８を介して集光され、左右の眼球１３０に
届き、装着者は液晶パネル１０６に表示された画像の拡
大像を見ることができる。

【００７１】また、回路ユニット１０４は、ＨＭＤユニ
ット１０２内部の液晶パネル１０６を駆動し画像を表示
させる回路である液晶パネルドライバ１１４を備えてい
る。

【００７２】さらに、画像データ生成ユニット１６０
は、液晶パネル１０６への表示画像を計算により生成す
るための、画像生成アプリケーションソフト１６４と、
ロータリエンコーダ１２４からのパルス信号を加減算し
て、左右の画像の中心間の距離を算出し、その結果を画
像生成アプリケーションソフト１６４へと送るデバイス
ドライバ１６６とで構成している。

【００７３】本発明の第２の実施例におけるＨＭＤユニ
ット１０２を構成するロータリエンコーダ１２４と、画
像データ生成ユニット１６０を構成するデバイスドライ
バ１６６とは、液晶パネル１０６に表示する左右の画像
の位置を調整する画像位置調整手段である。

【００７４】ＨＭＤユニット１０２内の２つの拡大レン
ズ１０８は、それぞれ、ラックを備えた拡大レンズ固定
枠１１０に取り付けられており、これら左右のラックが
挟む位置にピニオンギヤ１１２を配置してある。ＨＭＤ
ユニット１０２の調整つまみ１５２を回転すると、ピニ
オンギヤ１１２が回転し、その回転運動が、概ラックに
より直線移動に変えられ、そのラックの移動により左右
の拡大レンズ１０８の支持間隔が変わる。

【００７５】図５に示すピニオンギヤ１１２を時計方向
に回すと拡大レンズ１０８の間隔は狭まり、また、反時
計方向に回転させることで、拡大レンズ１０８の間隔を
広げることができる。装着者は装着時に、ピニオンギヤ
１１２を時計方向あるいは反時計方向に回転させること
で、拡大レンズ１０８の間隔を狭めたり、広げたりさ
せ、左右の拡大レンズ１０８から射出された光束の中心
を装着者の左右の眼球の中心に合わせる。

【００７６】また、ピニオンギヤ１１２の回転に連動し
て、画像位置調整用のロータリエンコーダ１２４の軸も
回転する機構となっているため、拡大レンズ１０８の移
動量に応じてロータリエンコーダ１２４はパルス信号を
発生する。

【００７７】画像生成アプリケーションソフト１６４
と、デバイスドライバ１６６の動作については本発明の
第１の実施例の図８と図９とで説明してあるので省略す
る。

【００７８】以上のことから、ＨＭＤユニット１０２の
装着者は、ＨＭＤユニット１０２の装着後に、左右の拡
大レンズ１０８の位置を自身の眼幅に合わせると、右眼
と左眼との画像の画像中心も拡大レンズ１０８の移動に
合わせて動くため、この調整のみで自身の眼幅に合い、
左右の画像のずれのない完全な拡大画像を得ることがで
きる。

【００７９】なお、本発明の第２の実施例では、拡大レ
ンズ１０８の移動量を検出する手段として、ロータリエ
ンコーダ１２４によるピニオンギヤ１１２の回転量の検
出を取っているが、直線方向の移動を検出する方式のリ
ニアエンコーダを用い、拡大レンズ１０８の移動を検出
する構成にすることも容易である。

【００８０】図６は本発明の第３の実施例における接眼
端末装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の
第３の実施例における接眼端末装置は、本発明の第２の
実施例の回路ユニット１０４を構成する液晶パネルドラ
イバ１１４を集積回路化して小型化することで、ＨＭＤ
ユニット１０２内に収めた例であり、その場合は、この
ＨＭＤシステムを構成する部品はＨＭＤユニット１０２
と、画像データ生成ユニット１６０の２つになり、構成
要素の簡略化ができる。

【００８１】図７は本発明の第４の実施例における接眼
端末装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の
第４の実施例における接眼端末装置は、本発明の第１の
実施例の回路ユニット１０４を構成する画像位置調整用
のロータリエンコーダ１２４の代わりに、スライド式の
可変抵抗器１２４と抵抗−電圧変換回路１２２とＡ／Ｄ
変換回路１２６とを用いた例である。

【００８２】画像調整手段は、上記の回路ユニット１０
４を構成するスライド式の可変抵抗器１２４と抵抗−電
圧変換回路１２２とＡ／Ｄ変換回路１２６と、画像デー
タ生成ユニットを構成するデバイスドライバ１６６とで
構成している。

【００８３】画像調整手段の動作は、左右の画像中心間
の距離を決定するために、装着者がスライド式可変抵抗
器１２４を動かし、そのスライド式可変抵抗器１２４の
抵抗値は、まず抵抗−電圧変換回路１２２で電圧値に変
換され、この電圧値は、Ａ−Ｄ変換器１２６により、電
圧値に応じたデジタル信号に変換され、このデジタル信
号がデバイスドライバ１６６へと送られる。

【００８４】ここで、デバイスドライバ１６６は、Ａ−
Ｄ変換器１２６から送られてきたデジタル信号から、設
定すべき左右の画像中心間距離を算出し、画像表示アプ
リケーションソフト１６４から左右の画像中心間の距離
の値の問い合わせがあれば、この値を返す。画像生成ア
プリケーションソフト１６４が、この値を元にして、左
右画像を合成し１枚の画像を生成するのは、本発明の第
１の実施例と同じであるのでその他の説明は省略する。

【００８５】なお、スライド式可変抵抗器１２４の代わ
りに他の形態の可変抵抗器、たとえば回転式の可変抵抗
器も使用することも可能である。また、上記第２の実施
例のように、ＨＭＤユニット内にスライド式可変抵抗器
等を収めて、拡大レンズの移動に連動させることも容易
である。

【００８６】本発明の実施例では、画像データ生成ユニ
ットを構成するデバイスドライバ１６６をソフトウェア
で構成しているが、ハードウェアで構成し演算回路とし
ても良い。

【００８７】

【発明の効果】本発明にあっては、このように、右眼
用、左眼用のそれぞれの画像を１枚の画像データとして
表示する１枚の液晶パネルを有する接眼端末において、
左右の拡大レンズの間隔を調整する機構を設けるととも
に、画像データ生成ユニット上で画像を生成する画像生
成アプリケーションソフトに、外部からの信号により、
右眼用、左眼用のそれぞれの表示画像の中心間の距離
を、水平方向に可変させるデバイスドライバを持たせた
ことで、装着者の眼幅に合わせて光学系の位置調節を行
うことが可能となり、拡大レンズの射出ひとみ径を大き
くする必要がなくなり、装着者の眼幅に合わせて光学系
の位置調節を行うことが可能となるものである。

【００８８】また、装着者の眼幅に応じた位置調整が行
えるため、拡大レンズの射出ひとみ径を大きくする必要
がなく、光学系の設計に余裕ができる。そのため、拡大
レンズの光学特性を、収差の低減により重点をおいた設
計とすることができ、収差の低減による画質の向上、そ
れにともなう眼精疲労の低減、接眼端末全体の軽量化、
装着性の向上等に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における接眼端末装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の液晶パネルに表示される画像の平面図
である。

【図３】本発明の第１の実施例における接眼端末装置の
外観を示す外観図である。

【図４】接眼端末ユニットを装着する様子を上から見た
接眼端末ユニットの内部構造図である。

【図５】本発明の第２の実施例における接眼端末装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第３の実施例における接眼端末装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第４の実施例における接眼端末装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施例における画像生成アプリケーシ
ョンソフトの動作を示した流れ図である。

【図９】本発明の実施例におけるデバイスドライバの動
作を示した流れ図である。

【図１０】従来例の接眼端末装置の外観を示す外観図で
ある。

【図１１】接眼端末ユニットを装着する様子を示す装着
図である。

【図１２】接眼端末ユニットを装着する様子を上から見
た接眼端末ユニットの内部構造図である。

【図１３】従来例の接眼端末装置の全体構成を示すブロ
ック図である。

【図１４】従来例の画像生成アプリケーションソフトの
動作を示した流れ図である。

【符号の説明】

１０２ＨＭＤユニット１０４回路ユニット１０６液晶パネル１０８拡大レンズ１１０拡大レンズ固定枠１１２ピニオンギヤ１１４液晶パネルドライバ１２４ロータリエンコーダ１６０画像データ生成ユニット１６４画像生成アプリケーションソフト１６６デバイスドライバ１７０ベルト１７２プーリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル
と液晶パネル上の左右の画像を拡大するための２つの拡
大レンズとを備える接眼端末ユニットと、液晶パネルを
駆動するための回路ユニットと、画像データを生成する
画像データ生成ユニットとで構成する接眼端末装置にお
いて、液晶パネルに表示する画像の位置を調整する画像
位置調整手段を有することを特徴とする接眼端末装置。
【請求項２】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル
と液晶パネル上の左右の画像を拡大するための２つの拡
大レンズとを備える接眼端末ユニットと、液晶パネルを
駆動するための回路ユニットと、画像データを生成する
画像データ生成ユニットとで構成する接眼端末装置にお
いて、液晶パネルに表示する画像の位置を調整する画像
位置調整手段を有し、画像位置調整手段は回路ユニット
内のロータリエンコーダと画像データ生成ユニット内の
デバイスドライバとで構成することを特徴とする接眼端
末装置。
【請求項３】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル
と液晶パネル上の左右の画像を拡大するための２つの拡
大レンズとを備える接眼端末ユニットと、液晶パネルを
駆動するための回路ユニットと、画像データを生成する
画像データ生成ユニットとで構成する接眼端末装置にお
いて、接眼端末ユニット内のピニオンギヤを回転して２
つの拡大レンズの間隔を調整するレンズ調整手段と、接
眼端末ユニット内のロータリエンコーダと画像データ生
成ユニット内のデバイスドライバとで液晶パネルに表示
する画像の位置を調整する画像位置調整手段とを有し、
ロータリエンコーダはピニオンギヤとプーリを介してベ
ルトで連動していることを特徴とする接眼端末装置。
【請求項４】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル
と液晶パネル上の左右の画像を拡大するための２つの拡
大レンズとを備える接眼端末と、液晶パネルを駆動する
ための回路ユニットと、画像データを生成する画像デー
タ生成ユニットとで構成する接眼端末装置において、液
晶パネルに表示する画像の位置を調整する画像位置調整
手段を有し、画像位置調整手段は回路ユニット内の可変
抵抗器と画像データ生成ユニット内のデバイスドライバ
とで構成することを特徴とする接眼端末装置。
【請求項５】左右の画像を表示する１枚の液晶パネル
と液晶パネル上の左右の画像を拡大するための２つの拡
大レンズとを備える接眼端末ユニットと、液晶パネルを
駆動するための回路ユニットと、画像データを生成する
画像データ生成ユニットとで構成する接眼端末装置にお
いて、接眼端末ユニット内のピニオンギヤを回転して２
つの拡大レンズの間隔を調整するレンズ調整手段と、接
眼端末ユニット内の可変抵抗器と画像データ生成ユニッ
ト内のデバイスドライバとで液晶パネルに表示する画像
の位置を調整する画像位置調整手段とを有し、可変抵抗
器はピニオンギヤとプーリを介してベルトで連動してい
ることを特徴とする接眼端末装置。