JPH09101479A

JPH09101479A - 映像表示装置

Info

Publication number: JPH09101479A
Application number: JP7257507A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kenno; 孝吉研野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】観察する映像の画角を変更できる映像表示装
置を提供する。【解決手段】左眼用映像を表示する左眼用映像表示素
子２５Ｌと、該左眼用映像表示素子２５Ｌに表示される
左眼用映像を観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系２
２Ｌと、右眼用映像を表示する右眼用映像表示素子２５
Ｒと、該右眼用映像表示素子２５Ｒに表示される右眼用
映像を観察者の右眼球に導く右眼用接眼光学系２２Ｒと
を有する映像表示装置において、左眼用接眼光学系２２
Ｌおよび右眼用接眼光学系２２Ｒを、対応する眼球側の
光軸が非平行となるように相対的に移動させる光軸傾斜
手段（52L,52R,52La,52Ra,55L,55R,55La,55Ra ）を設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、観察者
の頭部や顔面に装着して両眼で映像を観察するのに用い
る映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の映像表示装置は、例えば、特開
平４−２６２８８号公報、特開平７−４３６３４号公報
に開示されているようにシースルー機能を有するもの
や、特開平５−２６８５４７号公報、特開平６−２６８
９４４号公報に開示されているように、眼幅調整機能を
有するもの等、種々のものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、映像表示装
置で観察する映像には、広画角あるいは狭画角で観察す
るようにした方が、映像効果の点で好ましい場合があ
る。しかしながら、従来提案されている映像表示装置
は、いずれも左右の接眼光学系の光軸が平行となるよう
に、すなわち、左右の映像表示素子の表示領域の所定の
部分の映像が常にオーバーラップするように構成されて
いるため、映像のオーバーラップ量を変化させて画角を
変更することができないという問題がある。なお、従来
の構成においては、左右の映像表示素子に映像を縮小し
て表示することにより広範囲の映像を観察することがで
きるが、この場合には、表示される映像が全体として小
さくなるだけで、画角は変化しないために、本来の広画
角の映像とは全く異なったものとなる。

【０００４】また、眼幅調整機能を有する映像表示装置
においては、例えば、左右の接眼光学系の光軸間隔すな
わち眼幅を、観察者の瞳孔距離よりも大きくすると共
に、左右の映像表示素子に表示する映像のオーバーラッ
プ部分を小さくして、広画角化を図ることも考えられる
が、この場合には、眼幅と瞳孔距離とが一致しないため
に、観察者において左右の映像を融像しにくくなり、結
果として、映像を観察しにくくなる。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、観察する映像の画角を変更でき
るよう適切に構成した映像表示装置を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、左眼用映像を表示する左眼用映像表示
素子と、該左眼用映像表示素子に表示される左眼用映像
を観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系と、右眼用映
像を表示する右眼用映像表示素子と、該右眼用映像表示
素子に表示される右眼用映像を観察者の右眼球に導く右
眼用接眼光学系とを有する映像表示装置において、前記
左眼用接眼光学系および前記右眼用接眼光学系を、対応
する眼球側の光軸が非平行となるように相対的に移動さ
せる光軸傾斜手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【０００７】前記光軸傾斜手段は、前記左眼用接眼光学
系および前記右眼用接眼光学系を、対応する眼球側の光
軸が観察者側から見て外側に傾くように、相対的に移動
させるのが、広画角にする点で好ましい。

【０００８】前記光軸傾斜手段は、前記左眼用接眼光学
系および前記右眼用接眼光学系を、対応する眼球位置を
ほぼ中心として相対的に回動させるのが、光軸を傾けた
際の眼幅の変化を小さくでき、映像を見やすくする点で
好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一
実施形態を示すものである。この実施形態は、頭部装着
型映像表示装置を示すもので、図１は、観察者の頭部に
装着した状態を斜視図で示してある。映像表示装置本体
１０には、観察者の耳の上部から頭頂部にかけて延在す
る左右の側頭フレーム１１の一端を結合し、これら左右
の側頭フレーム１１の他端は、観察者の頭頂部を渡るよ
うに延在する頭頂フレーム１２を介して連結する。ま
た、左右の側頭フレーム１１には、本体１０との結合部
近傍に、それぞれ例えば金属製の板バネ１３を介してリ
ヤフレーム１４を結合する。左右のリヤフレーム１４
は、観察者の耳の後方で、後頭部から首の付け根にかか
る部分に位置するようにし、これら左右のリヤフレーム
１４と、左右の側頭フレーム１１および頭頂フレーム１
２により、本体１０を観察者の顔面に保持されるように
固定する。なお、頭頂フレーム１２の内側には、観察者
の頭頂部に当接する頭頂パッド１５を結合する。

【００１０】本体１０には、観察者の左右の耳の近傍に
位置するように、それぞれヘッドフォン１６を結合す
る。ヘッドフォン１６に音声信号を送信すると共に、本
体１０に映像信号等を送信するためのケーブル１７は、
その一端を左側のリヤフレーム１４、板バネ１３および
側頭フレーム１１の内部を経て頭頂フレーム１２内の図
示しない端子に接続し、この端子とヘッドフォン１６お
よび本体１０との間は、図示しないケーブルによって電
気的に接続する。ケーブル１７の他端は、ビデオ再生装
置１８に接続する。このビデオ再生装置１８には、ボリ
ューム等の音量調整手段１９を設ける。

【００１１】なお、ケーブル１７の他端は、ビデオ再生
装置１８に限らず、所定のコネクタを介して既存のビデ
オデッキ等に接続することもできる。また、テレビジョ
ン放送電波受信用のチューナに接続して、テレビジョン
放送を受信したり、パーソナルコンピュータ等に接続し
て、コンピュータグラフィックス映像やマルチメディア
映像、バーチャルリアリティ映像等を受信するようにす
ることもできる。さらに、ケーブル１７の代わりにアン
テナを接続して、外部からの映像および音声信号を電波
によって受信するようにすることもできる。

【００１２】図２は、図１に示す映像表示装置本体１０
の内部の光学系の一例の構成を示すものである。なお、
図２では、観察者の左眼球に対応する光学系を示してい
るが、同様の光学系が右眼球に対応して、左眼球側と対
称に設けられている。この光学系は、映像供給部２１、
接眼光学系２２および液晶シャッタ２３を有し、映像供
給部２１からの映像を、接眼光学系２２を経て観察者の
対応する眼球に導くと共に、外界光を液晶シャッタ２３
および接眼光学系２２を経て選択的に眼球に導くように
する。

【００１３】映像供給部２１は、映像表示素子としての
液晶パネル（以下、ＬＣＤという）２５、バックライト
２６および光学フィルタ２７を有し、ＬＣＤ２５に表示
される映像をバックライト２６で照明して、光学フィル
タ（ローパスフィルタ）２７を経て接眼光学系２２に入
射させるようにする。

【００１４】また、接眼光学系２２は、第１プリズム４
１、第２プリズム４２およびそれらの接合面に形成した
ハーフミラー面４３を有し、映像供給部２１からの映像
を、第１プリズム４１およびハーフミラー面４３を透過
させて第２プリズム４２の凸面に入射させ、この凸面で
反射される映像を、ハーフミラー面４３で反射させたの
ち、第２プリズム４２を透過させて眼球に導くようにす
ると共に、液晶シャッタ２３を経て入射する外界からの
光を、第１プリズム４１、ハーフミラー面４３および第
２プリズム４２を経て眼球に導くようにする。

【００１５】この実施形態では、左右の光学系を、眼幅
方向に相対的に平行移動させて眼幅調整し得るよう構成
すると共に、対応する眼球側の光軸が非平行となるよう
に移動させて画角を調整し得るよう構成する。以下、左
眼球に対応する部材にはサフィックスＬを、右眼球に対
応する部材にはサフィックスＲをそれぞれ付して、眼幅
調整機構および画角調整機構の構成について説明する。

【００１６】図３および図４は、眼幅調整機構および画
角調整機構の一例の構成を示すもので、図３はほぼ観察
者側から見た斜視図、図４は外界側から見た分解斜視図
である。左眼球に対応する光学系５１Ｌは、スライダ５
２Ｌに回動可能に装着し、このスライダ５２Ｌをベース
５３にスライド可能に装着する。光学系５１Ｌは、上述
した映像供給部２１Ｌおよび接眼光学系２２Ｌを有し、
これらを箱状の枠体５４Ｌに保持する。

【００１７】枠体５４Ｌの底部は、蓋部材５５Ｌで閉塞
し、この蓋部材５５Ｌをスライダ５２Ｌに回動可能に取
り付ける。このため、蓋部材５５Ｌには、２個の突起５
５Ｌａを設け、スライダ５２Ｌには、円弧状のガイド穴
５２Ｌａを形成して、このガイド穴５２Ｌａに蓋部材５
５Ｌの２個の突起５５Ｌａを係合させる。なお、この例
では、ガイド穴５２Ｌａの曲率中心を対応する左眼球位
置にほぼ一致させる。このようにして、この例では、蓋
部材５５Ｌすなわち光学系５１Ｌを、ガイド穴５２Ｌａ
に沿って、観察者の左眼球の位置をほぼ回動中心とし
て、左眼球に対して外側および内側に回動させるように
する。

【００１８】また、光学系５１Ｌの回動位置を固定する
ため、蓋部材５５Ｌには、貫通孔５５Ｌｂを有する凸部
５５Ｌｃを形成し、スライダ５２Ｌには、凸部５５Ｌｃ
の貫通孔５５Ｌｂの回動軌跡に沿って複数個（この例で
は４個）の位置決め用ネジ穴５２Ｌｂを形成して、所望
の回動位置でネジ５６Ｌを貫通孔５５Ｌｂを通してネジ
穴５２Ｌｂに螺合するようにする。

【００１９】一方、スライダ５２Ｌは、眼幅方向にスラ
イド可能にベース５３に装着する。このため、スライダ
５２Ｌには、眼幅方向に延在して３個のガイド穴５２Ｌ
ｃ、５２Ｌｄおよび５２Ｌｅを形成し、ベース５３に
は、ガイド穴５２Ｌｃおよび５２Ｌｄに対応する位置に
ネジ穴５３Ｌａおよび５３Ｌｂを、ガイド穴５２Ｌｅに
対応する位置にガイドピン５３Ｌｃを形成して、ガイド
穴５２Ｌｃ，５２Ｌｄを通してネジ穴５３Ｌａおよび５
３Ｌｂにネジ５７Ｌａ，５７Ｌｂを螺合し、ガイドピン
５３Ｌｃをガイド穴５２Ｌｅに係合させる。このように
して、ネジ５７Ｌａ，５７Ｌｂを緩め、スライダ５２Ｌ
をベース５３に対して光学系５１Ｌと一体に眼幅方向に
移動させて眼幅を調整した後、ネジ５７Ｌａ，５７Ｌｂ
を締めて、スライダ５２Ｌをベース５３に固定し得るよ
うにする。

【００２０】以上、左眼球に対応する光学系５１Ｌにつ
いての眼幅調整機構および画角調整機構について説明し
たが、右眼球に対応する光学系５１Ｒについての眼幅調
整機構および画角調整機構についても、左眼球側と同様
に構成して、左右対称に配置する。

【００２１】このように、眼幅調整機構および画角調整
機構を独立して設ければ、観察者において、眼幅を調整
した後、所望に応じて画角を調整することができる。し
かも、画角の調整においては、図５に示すように、左右
の光学系５１Ｌおよび５１Ｒが、それぞれ対応する左眼
球ＬＥおよび右眼球ＲＥの位置をほぼ回動中心として回
動するので、画角を調整しても、眼幅がほとんど変化し
ない。したがって、画角調整後の眼幅の再調整を行う必
要がない。

【００２２】この実施形態では、画角の調整に応じて、
図６に示すように、左右のＬＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに表示
される映像のオーバーラップ領域ＯＶを制御する。すな
わち、左右の光学系５１Ｌ，５１Ｒをそれぞれ外側に回
動させて、画角θを広くする場合には、左右のＬＣＤ２
５Ｌ，２５Ｒに表示される映像のオーバーラップ領域Ｏ
Ｖが小さくなるように、左右のＬＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに
表示する映像を制御する。

【００２３】この場合の映像の表示制御は、例えば、左
右のＬＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに映像信号を供給する映像出
力装置（図示せず）に、左右のＬＣＤ２５Ｌ，２５Ｒに
供給する映像信号のオーバーラップ領域ＯＶを手動的に
調整する調整手段を設け、この調整手段を観察者におい
て手動操作することにより行うか、あるいは、画角調整
機構に光学系５１Ｌ，５１Ｒの回動角をそれぞれ検出す
るロータリーエンコーダ等の回動角検出手段を設け、こ
の回動角検出手段の出力に基づいて、映像出力装置から
対応するＬＣＤへ供給する映像信号を制御するようにす
る。この後者の場合の一例の構成を図７に示す。

【００２４】図７において、本体１０内には、画角調整
による光学系５１Ｌ（５１Ｒ）の回動に連動して抵抗値
が変化するトリマ抵抗６１Ｌ（６１Ｒ）を設け、このト
リマ抵抗６１Ｌ（６１Ｒ）から回動角に対応する電圧を
電圧検出計６２Ｌ（６２Ｒ）で検出する。この電圧検出
計６２Ｌ（６２Ｒ）で検出した電圧は、映像出力装置６
３に供給し、ここで対応するＡ／Ｄコンバータ６４Ｌ
（６４Ｒ）によりデジタル信号に変換した後、回動角演
算回路６５Ｌ（６５Ｒ）に供給して回動角を検出し、こ
の回動角に基づいて映像出力回路６６Ｌ（６６Ｒ）から
ＬＣＤ駆動回路６７Ｌ（６７Ｒ）に供給する映像信号を
制御するようにする。

【００２５】なお、上記の説明では、画角設定を手動で
行い、それに応じて映像信号を手動的に制御するか、あ
るいは、設定画角を自動的に検出し、それに基づいて映
像信号を自動的に制御するようにしたが、映像出力装置
から映像信号に同期して画角調整信号を出力し、その画
角調整信号に基づいて光学系を自動的に回動させて、映
像信号に応じた画角に自動的に設定するようにすること
もできる。この場合の一例の構成を図８に示す。

【００２６】図８において、光学系５１Ｌ（５１Ｒ）
は、図３および図４に示したように、スライダ（図示せ
ず）に対して、対応する眼球位置をほぼ回動中心として
回動可能に支持する。この例では、光学系５１Ｌ（５１
Ｒ）の蓋部材５５Ｌ（５５Ｒ）に、対応する眼球位置を
ほぼ回動中心とする円弧に沿ってラック５５Ｌｄ（５５
Ｒｄ）を形成し、スライダには、モータ７１Ｌ（７１
Ｒ）を取り付けて、このモータ７１Ｌ（７１Ｒ）の回転
軸に設けたピニオンギア７２Ｌ（７２Ｒ）をラック５５
Ｌｄ（５５Ｒｄ）に噛合させる。

【００２７】また、映像出力装置６３からは、左右のＬ
ＣＤに供給する映像信号の他に、画角調整信号をも出力
し、この画角調整信号に基づいてモータ制御回路７３Ｌ
（７３Ｒ）を介してモータ７１Ｌ（７１Ｒ）を駆動し
て、画角を自動的に調整するようにする。

【００２８】かかる構成によれば、映像信号に対応して
画角が自動的に設定されるので、観察者においては画角
の手動調整を行うことなく、常に映像信号に適した画角
で映像を観察できる利点がある。

【００２９】なお、画角の調整は、画角調整用のボリュ
ームを設け、これを観察者が操作することによって、左
右の光学系５１Ｌ，５１Ｒを、図８に示すように、それ
ぞれモータを介して回動させて行うようにすることもで
きる。この場合には、ボリュームの操作に応じて、左右
のＬＣＤに供給する映像信号を自動的に制御することも
できる。

【００３０】この発明は、上述した実施形態に限定され
るものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
例えば、画角調整機構および眼幅調整機構は、一方の眼
球側の光学系のみをそれぞれ所定の方向に移動させるよ
う構成することもできる。また、眼幅調整機構は、これ
を省略することもできる。

【００３１】付記１．請求項１，２または３記載の映像表示装置におい
て、さらに、前記左眼用接眼光学系および前記右眼用接
眼光学系を、眼幅方向に相対的に平行移動させる眼幅調
整手段を設けたことを特徴とする映像表示装置。２．付記項１記載の映像表示装置において、前記光軸傾
斜手段による前記左眼用接眼光学系および前記右眼用接
眼光学系の相対移動と、前記眼幅調整手段による前記左
眼用接眼光学系および前記右眼用接眼光学系の相対移動
とを独立して行い得るよう構成したことを特徴とする映
像表示装置。３．請求項１，２，３，付記項１または付記項２記載の
映像表示装置において、前記光軸傾斜手段による前記左
眼用接眼光学系および前記右眼用接眼光学系の移動量を
検出する手段と、その検出した移動量に基づいて前記左
眼用映像表示素子および前記右眼用映像表示素子に供給
する映像信号を制御する手段とを有することを特徴とす
る映像表示装置。４．請求項１，２，３，付記項１または付記項２記載の
映像表示装置において、前記光軸傾斜手段を、前記左眼
用映像表示素子および前記右眼用映像表示素子に供給す
る映像信号に同期して供給される調整信号に基づいて自
動的に駆動するよう構成したことを特徴とする映像表示
装置。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、左眼用接眼光学系お
よび右眼用接眼光学系を、対応する眼球側の光軸が非平
行となるように相対的に移動させる光軸傾斜手段を設け
たので、観察する映像の画角を変更することができ、し
たがって映像をより効果的に観察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の頭部装着型映像表示装
置を装着した状態を示す斜視図である。

【図２】一実施形態における光学系の一例の構成を示す
図である。

【図３】同じく、眼幅調整機構および画角調整機構の一
例の構成を示す斜視図である。

【図４】図３の分解斜視図である。

【図５】図３に示す画角調整機構の作用を説明するため
の図である。

【図６】広画角の場合の表示状態を説明するための図で
ある。

【図７】設定画角を自動的に検出して、映像信号を自動
的に制御する場合の一例の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】映像信号に同期した画角調整信号に基づいて画
角を自動的に調整する場合の一例の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１０映像表示装置本体２１，２１Ｌ，２１Ｒ映像供給部２２，２２Ｌ，２２Ｒ接眼光学系２５，２５Ｌ，２５Ｒ液晶パネル（ＬＣＤ）５１Ｌ，５１Ｒ光学系５２Ｌ，５２Ｒスライダ５３ベース５４Ｌ，５４Ｒ枠体５５Ｌ，５５Ｒ蓋部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左眼用映像を表示する左眼用映像表示素
子と、該左眼用映像表示素子に表示される左眼用映像を
観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系と、右眼用映像
を表示する右眼用映像表示素子と、該右眼用映像表示素
子に表示される右眼用映像を観察者の右眼球に導く右眼
用接眼光学系とを有する映像表示装置において、前記左眼用接眼光学系および前記右眼用接眼光学系を、
対応する眼球側の光軸が非平行となるように相対的に移
動させる光軸傾斜手段を設けたことを特徴とする映像表
示装置。
【請求項２】前記光軸傾斜手段は、前記左眼用接眼光
学系および前記右眼用接眼光学系を、対応する眼球側の
光軸が観察者側から見て外側に傾くように、相対的に移
動させることを特徴とする請求項１記載の映像表示装
置。
【請求項３】前記光軸傾斜手段は、前記左眼用接眼光
学系および前記右眼用接眼光学系を、対応する眼球位置
をほぼ中心として相対的に回動させることを特徴とする
請求項１または２記載の映像表示装置。