JPH09307834A - Personal image display device - Google Patents

Personal image display device

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Publication number
JPH09307834A
JPH09307834A JP8121491A JP12149196A JPH09307834A JP H09307834 A JPH09307834 A JP H09307834A JP 8121491 A JP8121491 A JP 8121491A JP 12149196 A JP12149196 A JP 12149196A JP H09307834 A JPH09307834 A JP H09307834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display device
image display
observer
tracking
light receiving
Prior art date
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Pending
Application number
JP8121491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kidawara
厚 貴俵
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP8121491A priority Critical patent/JPH09307834A/en
Publication of JPH09307834A publication Critical patent/JPH09307834A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the personal image display device in which the image display device traces an observer even when the observer changes a working position and an image is not disable of observation even when the observer looks aside. SOLUTION: The image display device 1 is supported by a motor-driven support device 22, which has four degrees of freedom as rotation θ1 of a moving part 23b of a mount base, rocking motion θ2 of an upper arm 24, expansion/ contraction S of a lower arm 25 with respect to the upper arm 24, and rotation θ3 of a turning device 26. A controller 21 moves the image display device 1 depending on a change in a relative position between an observer 16 and the image display device 1 to apply drive control to the support device 22 so that the relative position relation between the eyeball position of the observer 16 and the image display device 1 is kept fixed state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡下外科手術
等に用いられるパーソナル画像表示装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a personal image display device used for endoscopic surgery and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】顕微鏡下手術では、手術用顕微鏡の対物
光学系と接眼光学系とは位置関係が固定されているた
め、被写体と術者(すなわち観察者)の眼球の相対的位
置関係は変えることができない。そのため、被写体の位
置を変えると観察者眼球の位置も変わってしまことにな
り、無理な姿勢となるため観察者の疲労が大きくなる。
この対策として、顕微鏡の対物レンズで捉えた像をテレ
ビカメラで撮像し、その像を表示装置に表示して観察し
得るようにした顕微鏡が特開平3−39711号公報に
より提案されている。
2. Description of the Related Art In a surgical operation under a microscope, since the positional relationship between the objective optical system and the eyepiece optical system of the surgical microscope is fixed, the relative positional relationship between the subject and the eyeball of the operator (that is, the observer) is changed. I can't. Therefore, if the position of the subject is changed, the position of the eyeball of the observer also changes, and the posture becomes unreasonable, which increases the fatigue of the observer.
As a countermeasure against this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-39711 proposes a microscope in which an image captured by an objective lens of the microscope is captured by a television camera and the image can be displayed on a display device for observation.

【0003】一方、内視鏡下外科手術では、立体視観察
をするために最近では立体視用テレビカメラが開発され
たことから、それに用いる表示用装置としては、時分割
モニタ方式の表示装置や、頭部装着型映像表示装置(以
下HMDと称す)や、移動可能なアーム等で保持された
左右独立した小型の表示装置を直接観察者が覗き込む方
式のパーソナル画像表示装置(以下PIDと称す)があ
る。このようなPIDを用いる立体内視鏡装置は、例え
ば特開平7−20388号公報により提案されている。
On the other hand, in endoscopic surgery, since a television camera for stereoscopic vision has been recently developed for stereoscopic observation, a display device used for it is a time-division monitor type display device or , A head-mounted image display device (hereinafter, referred to as HMD), and a personal image display device (hereinafter, referred to as PID) of a system in which an observer directly looks into a small left and right independent display device held by a movable arm or the like. ). A stereoscopic endoscope device using such a PID is proposed, for example, by Japanese Patent Laid-Open No. 7-20388.

【0004】上述した各種表示装置において、HMDや
アーム保持式のPIDは、時分割式モニタ方式の場合の
偏光眼鏡や液晶シャッタ眼鏡が不要であり、かつ視線と
作業線とを一致させることができるため、作業効率がよ
い。
In the above-mentioned various display devices, the HMD and the arm-holding type PID do not require polarizing glasses and liquid crystal shutter glasses in the case of the time-division type monitor system, and can match the line of sight with the working line. Therefore, work efficiency is good.

【0005】しかし、HMDの場合は、高精細な画質を
得ようとすると装置が大きくかつ重くなるため、頭部に
重量による負担が掛かる。また、医療用装置として手術
室等で使用する場合には表示装置が非滅菌状態であるた
め、術者が直接手で触ることができず、清潔域外にいる
人に装着および取り外しをしてもらう必要があり、術者
のみで全ての操作をできないという問題がある。一方、
アーム保持式のPIDの場合は、HMD方式と比較する
と、頭部に掛かる重量が無いため疲労が軽減されるとと
もに、表示装置から自由に眼を離すことができるため、
周囲の視界を観察したいときに即座に対応できるという
利点を有している。
However, in the case of the HMD, the device becomes large and heavy in order to obtain a high-definition image quality, so that the head is burdened by the weight. In addition, when the device is used as a medical device in an operating room, etc., the display device is not sterilized, so the operator cannot directly touch it, and have a person outside the clean area wear and remove it. However, there is a problem that the operator cannot perform all operations. on the other hand,
In the case of the arm holding type PID, compared with the HMD method, since there is no weight on the head, fatigue is reduced and the eyes can be freely separated from the display device.
It has the advantage of being able to respond immediately when one wants to observe the surrounding visual field.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】手術用顕微鏡装置また
はPIDを用いる場合、観察中に観察者が作業位置を変
えると表示装置から目が離れてしまい、画像を見失って
しまうことから、観察者の眼球と表示装置との間の位置
関係を一定に保つために表示装置を観察者眼球に対し相
対移動させる必要がある。しかし、医療用装置として手
術室等で使用することを前提にすると、上記HMDの場
合と同様に非滅菌状態であるため、術者が直接手で触る
ことができず、清潔域外にいる人に移動のための操作を
してもらう必要があり、術者のみで全ての操作をできな
いという問題が生じる。また、上記移動のための操作が
不可能な場合には、PIDの表示面を眼球で捕捉するた
め観察者が不自然な姿勢を取らざるを得ず、観察者の疲
労が大きくなってしまう。
When a surgical microscope apparatus or PID is used, if the observer changes his / her working position during observation, his / her eyes are moved away from the display device and the image is lost. In order to keep the positional relationship between the eyeball and the display device constant, it is necessary to move the display device relative to the observer's eyeball. However, assuming that it will be used as a medical device in an operating room, etc., it is in a non-sterile state as in the case of the above HMD, so that the operator cannot directly touch it with a person who is outside the clean area. There is a problem that it is necessary for the operator to perform all the operations for moving, and the operator cannot perform all the operations. Further, when the operation for the above movement is impossible, the observer is forced to take an unnatural posture because the display surface of the PID is captured by the eyeball, and the observer becomes tired.

【0007】本発明は上述した問題に鑑みてなされたも
のであり、表示装置としてアーム保持式のPIDを用い
る場合、観察者が作業位置を変えることにより表示装置
から目が離れても観察不能になることのないパーソナル
画像表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when an arm-holding PID is used as a display device, the observer cannot change the working position to make it impossible to observe even if his eyes are away from the display device. It is an object of the present invention to provide a personal image display device that does not become a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
のパーソナル画像表示装置は、画像表示装置と、該画像
表示装置を保持するとともに電動的に移動可能な保持手
段と、観察者および前記画像表示装置間の相対位置関係
を検出する相対位置関係検出手段と、前記相対位置関係
の変化に応じて前記画像表示装置を移動させて前記観察
者の眼球位置および前記画像表示装置間の相対位置関係
を一定に保つよう前記保持手段を駆動制御する制御手段
とを具備して成ることを特徴とする。
To this end, a personal image display device of the present invention comprises an image display device, a holding means for holding the image display device and electrically movable, an observer and the above-mentioned device. Relative positional relationship detecting means for detecting the relative positional relationship between the image display devices, and the relative position between the eyeball position of the observer and the image display device by moving the image display device according to the change in the relative positional relationship. And a control means for driving and controlling the holding means so as to keep the relationship constant.

【0009】本発明のパーソナル画像表示装置において
は、制御手段は、相対位置関係検出手段が検出した観察
者および画像表示装置間の相対位置関係の変化に応じ
て、前記画像表示装置を移動させて前記観察者の眼球位
置および前記画像表示装置間の相対位置関係を一定に保
つよう、前記画像表示装置を保持するとともに電動的に
移動可能な保持手段を駆動制御する。
In the personal image display device of the present invention, the control means moves the image display device in accordance with a change in the relative positional relationship between the observer and the image display device detected by the relative positional relationship detecting means. In order to keep the relative positional relationship between the eyeball position of the observer and the image display device constant, the holding means that holds the image display device and is electrically movable is driven and controlled.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図1は本発明のパーソナル画
像表示装置の第1実施形態の全体構成を示す図であり、
図2〜図14は第1実施形態における各部分の詳細図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment of a personal image display device of the present invention,
2 to 14 are detailed diagrams of each part in the first embodiment.

【0011】本実施形態のパーソナル画像表示装置は、
図1に示すように、画像表示装置(以下、PIDと称
す)1を備えている。PID1は、図2に示すように外
側を筐体2で覆われており、その内部には、観察光学系
9と、小型の画像表示素子3と、バックライト4と、画
像表示回路5と、第1の受光素子回路6と、第2の受光
素子回路7とが観察者の左右眼球に対応するよう設けら
れている。
The personal image display device of this embodiment is
As shown in FIG. 1, an image display device (hereinafter referred to as PID) 1 is provided. As shown in FIG. 2, the PID 1 is covered on the outside with a housing 2, and inside thereof, an observation optical system 9, a small image display element 3, a backlight 4, an image display circuit 5, The first light receiving element circuit 6 and the second light receiving element circuit 7 are provided so as to correspond to the left and right eyes of the observer.

【0012】また、PID1の筺体2の外周上部の、観
察者の眼幅中心に対向する中央部には、図2のA−A断
面図である図3に示すように、例えば赤外線等を放射す
る第1の発光器10と、第1の発光器10から発した光
が後述する反射板17で反射された反射光を受光する第
1の受光素子11L,11Rが同一高さに設けられてい
る。
Further, as shown in FIG. 3 which is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, for example, infrared rays are radiated to the central portion of the outer peripheral upper portion of the housing 2 of the PID 1 facing the center of the observer's eye width. The first light emitting device 10 and the first light receiving elements 11L and 11R for receiving the reflected light in which the light emitted from the first light emitting device 10 is reflected by the reflecting plate 17 described later are provided at the same height. There is.

【0013】また、PID1の筺体2の外周中間部の、
観察者の眼幅中心に対向する中央部には、図2のB−B
断面図である図4に示すように、後述する第2の発光器
18からの赤外光を受光する第2の受光素子群14が設
けられている。この第2の受光素子群14は、図5に示
すように、観察者側から見たとき中央に位置する受光素
子141と、受光素子141の水平方向の両側(左右)
に位置する受光素子142,143と、受光素子141
の垂直方向の両側(上下)に位置する受光素子144,
145との5個の受光素子より成る。
In addition, in the middle part of the outer periphery of the housing 2 of PID1,
At the central portion facing the center of the observer's eye width, BB of FIG.
As shown in FIG. 4 which is a cross-sectional view, a second light receiving element group 14 that receives infrared light from a second light emitter 18 described later is provided. As shown in FIG. 5, the second light receiving element group 14 includes a light receiving element 141 located at the center when viewed from the observer side and both sides (left and right) in the horizontal direction of the light receiving element 141.
Light receiving elements 142 and 143 located at
Of the light receiving elements 144 located on both sides (up and down) in the vertical direction of the
145 and five light receiving elements.

【0014】観察者16の額部には、図1および図2に
示すように額部取付装置15が設けられている。額部取
付装置15は、観察者額部の上方に設置された反射板1
7と、その直下に埋設された第2の発光器18とより成
る。反射板17と第2の発光器18とは一体的に支持さ
れ、ベルト19によって観察者16の頭部に固定されて
いる。
A forehead mounting device 15 is provided on the forehead of the observer 16 as shown in FIGS. 1 and 2. The forehead attachment device 15 includes the reflector 1 installed above the observer's forehead.
7 and a second light emitter 18 buried immediately below. The reflector 17 and the second light emitter 18 are integrally supported, and are fixed to the head of the observer 16 by a belt 19.

【0015】図1において22はPID1を保持すると
ともに電動的に移動可能な保持装置である。この保持装
置22の最上部には、天井等の構造物に固定された固定
部23aと水平方向に回転可能な可動部23bとを有し
装置全体を水平方向に回転させることができる取付台2
3が設けられている。上記可動部23bには上アーム2
4の支点が設けられ、この支点を中心として上アーム2
4は電動的に揺動することができる。上アーム24には
電動的に伸縮可能な下アーム25がテレスコープ状に接
続され、下アーム25の下端部には可撓性を有する蛇管
27の一端が結合されている。蛇管27の他端には電動
的に回転可能な回転装置26が支持されており、回転装
置26はPID1の上面に結合されている。この保持装
置22は、取付台の可動部23bの水平方向の回転角θ
1、上アーム24の揺動角θ2、下アーム25の上アー
ム24に対する伸縮量Sおよび回転装置26の水平方向
の回転角θ3により規定される4つの自由度を有するよ
うに構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 22 is a holding device that holds the PID 1 and is movable electrically. At the uppermost part of the holding device 22, there is a fixed part 23a fixed to a structure such as a ceiling, and a movable part 23b rotatable in the horizontal direction. The mount 2 is capable of rotating the entire device in the horizontal direction.
3 are provided. The upper arm 2 is attached to the movable portion 23b.
Four fulcrums are provided, and the upper arm 2 is centered around this fulcrum.
4 can be electrically swung. A lower arm 25 that is electrically expandable and contractable is connected to the upper arm 24 in a telescopic manner, and one end of a flexible pipe 27 is coupled to the lower end of the lower arm 25. A rotating device 26 that is electrically rotatable is supported at the other end of the flexible tube 27, and the rotating device 26 is coupled to the upper surface of the PID 1. The holding device 22 has a horizontal rotation angle θ of the movable portion 23b of the mounting base.
1, the swing angle θ2 of the upper arm 24, the amount S of expansion and contraction of the lower arm 25 with respect to the upper arm 24, and the horizontal rotation angle θ3 of the rotating device 26 are set to have four degrees of freedom.

【0016】図1において21は制御装置であり、この
制御装置21には保持装置22の内部を経てPID1と
の間を電気的に接続するケーブル8が接続されている。
この制御装置21にはリセットボタン20が設けられて
おり、このリセットボタン20は、額部取付装置15お
よびそれを装着した観察者16と、PID1との間の相
対的な位置関係が適正な状態(すなわち、観察者16が
PID1の表示画面全体を正しく観察し得る状態)にな
った場合に押すものとする。制御装置21には、上記第
1の受光素子11L,11Rからの信号を第1の受光素
子回路6で処理した信号が入力される。また、制御回路
21には、上記第2の受光素子群14を構成する5個の
受光素子141〜145からの信号を第2の受光素子回
路7で処理した信号が入力される。
In FIG. 1, reference numeral 21 is a control device, and the control device 21 is connected with a cable 8 for electrically connecting with the PID 1 via the inside of the holding device 22.
The control device 21 is provided with a reset button 20, and the reset button 20 has a proper relative positional relationship between the PID 1 and the forehead attachment device 15 and the observer 16 wearing the attachment device 15. (That is, when the observer 16 can correctly observe the entire display screen of PID1), the button is pressed. A signal obtained by processing the signals from the first light receiving elements 11L and 11R by the first light receiving element circuit 6 is input to the control device 21. Further, the control circuit 21 receives signals obtained by processing the signals from the five light receiving elements 141 to 145 forming the second light receiving element group 14 by the second light receiving element circuit 7.

【0017】制御装置21は、第1の受光素子回路6か
ら入力された信号に基づき観察者16に対するPID1
の水平方向の回転角θ3に対応する出力比率信号Aを出
力する第1の信号出力回路と、第2の受光素子回路7か
ら入力された5個の信号に基づき観察者16に対するP
ID1の水平方向のずれに対応する出力比率信号Hと観
察者16に対するPID1の垂直方向のずれに対応する
出力比率信号Vと出力信号Cとを出力する第2の信号出
力回路と、リセットボタン20が押されたときの信号
A,H,V,Cを夫々出力比率信号(基準信号)AT,
HT,VT,CTとして記憶するリセット回路と、信号
A,H,V,Cと基準信号AT,HT,VT,CTとを
夫々比較することにより観察者16に対するPID1の
映像のずれの程度を検出し、そのずれの程度では観察者
による映像観察が可能か否かに応じてPID1による追
尾の要否を判断する追尾判断回路と、該追尾判断回路に
より追尾が必要と判断された場合に信号A,H,V,
C,AT,HT,VT,CTに基づく演算によりPID
1の保持装置22の各構成要素の移動方向および追尾量
を決定する追尾演算回路と、該移動方向および追尾量に
基づいて保持装置22の各構成要素の動作を制御する制
御回路とを有している。
The control device 21 controls the PID 1 for the observer 16 based on the signal input from the first light receiving element circuit 6.
Based on the five signals input from the first signal output circuit that outputs the output ratio signal A corresponding to the rotation angle θ3 in the horizontal direction and the five signals input from the second light receiving element circuit 7.
A second signal output circuit for outputting the output ratio signal H corresponding to the horizontal displacement of ID1 and the output ratio signal V and the output signal C corresponding to the vertical displacement of PID1 with respect to the observer 16, and the reset button 20. The signals A, H, V and C when is pressed are respectively output ratio signals (reference signals) AT,
The degree of deviation of the image of PID1 with respect to the observer 16 is detected by comparing the signals A, H, V, and C with the reference signals AT, HT, VT, and CT, respectively, and a reset circuit that stores them as HT, VT, and CT. However, a tracking determination circuit that determines whether or not tracking by the PID 1 is necessary depending on whether or not the observer can observe an image based on the degree of deviation, and a signal A when the tracking determination circuit determines that tracking is necessary. , H, V,
PID by calculation based on C, AT, HT, VT, CT
1 has a tracking calculation circuit that determines the moving direction and tracking amount of each component of the holding device 22, and a control circuit that controls the operation of each component of the holding device 22 based on the moving direction and the tracking amount. ing.

【0018】なお、上記追尾判断回路は、信号A,H,
V,Cの基準信号AT,HT,VT,CTに対する時間
的な変化の割合を算出する変化速度算出回路と、観察者
16とPID1との間の相対距離を算出する相対距離算
出回路とを有しており、上記変化速度算出回路および上
記相対距離算出回路は夫々変化速度情報および相対距離
情報を追尾判断回路に出力し、追尾判断回路はこれら情
報に基づき追尾の要否判断を行う。
Note that the tracking determination circuit uses the signals A, H,
A change speed calculation circuit that calculates the rate of temporal change with respect to the reference signals AT, HT, VT, and CT of V and C, and a relative distance calculation circuit that calculates the relative distance between the observer 16 and the PID 1 are provided. Therefore, the change speed calculation circuit and the relative distance calculation circuit respectively output the change speed information and the relative distance information to the tracking determination circuit, and the tracking determination circuit determines whether or not tracking is necessary based on these information.

【0019】次に、本実施形態の作用を図5〜図14に
基づいて説明する。観察者は、観察開始前に、額のほぼ
中央に反射板17および第2の発光器18が位置する状
態にしてからベルト19を締めることにより額部取付装
置15を額部に固定しておくとともに、制御装置21の
電源を投入しておくものとする。まず、観察者16は、
眼球をPID1に接近させるか、あるいはPID1を手
元に引き寄せることにより、映像表示画面全体が観察可
能な位置関係にしておき、この状態でリセットボタン2
0を押すことにより観察を開始する。このリセットボタ
ン押下時の出力比率信号Aは図6に例示するような左右
の基準信号ATとして記憶され、比率信号Hは図7に例
示するような左右の基準信号HTとして記憶され、比率
信号Vは図8に例示するような上下の基準信号VTとし
て記憶され、出力信号Cは図7,8に例示するような基
準信号CTとして記憶される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. Before starting the observation, the observer fixes the forehead attachment device 15 to the forehead by tightening the belt 19 after the reflection plate 17 and the second light emitter 18 are positioned in the approximate center of the forehead. At the same time, the control device 21 is turned on. First, the observer 16
By bringing the eyeball close to PID1 or pulling PID1 near by hand, the entire image display screen is placed in a observable positional relationship, and in this state, the reset button 2
Start the observation by pressing 0. The output ratio signal A when the reset button is pressed is stored as the left and right reference signals AT illustrated in FIG. 6, the ratio signal H is stored as the left and right reference signals HT illustrated in FIG. 7, and the ratio signal V Is stored as the upper and lower reference signals VT as illustrated in FIG. 8, and the output signal C is stored as the reference signal CT as illustrated in FIGS.

【0020】観察者16が外科手術等の作業中に移動等
の挙動を示した結果、例えば図9に示すようにPID1
と観察者16との相対位置関係が変化して、額部取付装
置15の反射板17の中心軸L1がPID1の第1の発
光器10の中心軸L2に対し右旋回して所定の角度をな
す状態になった場合、右側の受光素子11Rは反射板1
7に対し遠ざかり左側の受光素子11Lは反射板17に
対し近づくことになり、図10に示すように右側の受光
素子11Rの出力比率信号Aの方が左側の受光素子11
Lの出力比率信号Aよりも小さくなるため、これら左右
の出力比率信号Aを比較することにより水平方向の回転
角度を検出することができる。
As a result of the behavior of the observer 16 moving during the operation such as surgical operation, for example, as shown in FIG.
The relative positional relationship between the observer 16 and the observer 16 changes, and the central axis L1 of the reflection plate 17 of the forehead attachment device 15 is rotated rightward with respect to the central axis L2 of the first light emitter 10 of PID1 to form a predetermined angle. When it is in the ready state, the light receiving element 11R on the right side is the reflection plate 1
7, the light receiving element 11L on the left side approaches the reflecting plate 17, and the output ratio signal A of the light receiving element 11R on the right side is closer to the light receiving element 11 on the left side as shown in FIG.
Since it is smaller than the L output ratio signal A, the horizontal rotation angle can be detected by comparing these left and right output ratio signals A.

【0021】一方、PID1と観察者16との相対位置
関係が変化して、額部取付装置15の第2の発光器18
の中心軸に対しPID1の第2の受光素子群14の中心
軸が例えば図11に示すようにずれた場合、第2の発光
器18からの光の放射強度分布と第2の受光素子群14
との関係は図12に示すようになるため、左右出力比率
信号Hおよび上下出力比率信号Vは夫々図13、図14
のようになる。このとき、上記追尾判断回路は、出力比
率信号Hおよび基準信号HTならびに出力比率信号Vお
よび基準信号VTを比較することにより、PID1およ
び観察者16間の相対位置関係のずれが観察許容範囲内
であるか否かを判定し、その判定結果に基づいてPID
1の追尾の要否を判断する。なお、上記追尾判断回路
は、同様にして、出力信号Cと基準信号CTとを比較す
る。
On the other hand, the relative positional relationship between the PID 1 and the observer 16 changes, and the second light emitter 18 of the forehead mounting device 15 changes.
When the central axis of the second light receiving element group 14 of PID1 is deviated from the central axis of PID1 as shown in FIG. 11, for example, the radiation intensity distribution of the light from the second light emitter 18 and the second light receiving element group 14
As shown in FIG. 12, the left and right output ratio signals H and the upper and lower output ratio signals V are shown in FIGS. 13 and 14, respectively.
become that way. At this time, the tracking determination circuit compares the output ratio signal H and the reference signal HT, and the output ratio signal V and the reference signal VT so that the deviation of the relative positional relationship between the PID 1 and the observer 16 is within the observation allowable range. It is determined whether or not there is a PID based on the determination result.
The necessity of tracking 1 is determined. The tracking determination circuit similarly compares the output signal C with the reference signal CT.

【0022】上記追尾判断回路は、上述した一連の比較
の結果に基づいて現在の観察距離(観察者眼球とPID
1に表示された映像との間の距離)を算出し、その観察
距離が観察許容範囲内であるか否かを判定し、その判定
結果に基づいてPID1の追尾の要否を判断する。な
お、上記追尾判断回路は、一連の追尾動作が完了した後
に、追尾の要否の判断を再度行うように構成されている
ものとする。
The tracking determination circuit is based on the result of the series of comparisons described above, and the current observation distance (observer's eyeball and PID).
The distance from the image displayed in 1) is calculated, it is determined whether the observation distance is within the observation allowable range, and it is determined whether or not PID1 tracking is necessary based on the determination result. It is assumed that the tracking determination circuit is configured to determine again whether tracking is necessary or not after a series of tracking operations is completed.

【0023】上記追尾判断回路により追尾が必要である
と判断された場合、上記追尾演算回路は、PID1の保
持装置22の取付台23の回転方向(右回転/左回転)
および回転角度θ1、上アーム24の揺動方向および揺
動角度θ2、下アーム25の伸縮方向および伸縮量S、
回転装置26の回転方向(右回転/左回転)および回転
角度θ3の内の少なくとも1つを上記相対位置関係の変
化状況に応じて決定し、それをPID1の保持装置22
に対する追尾情報とする。
When it is determined by the tracking determination circuit that tracking is necessary, the tracking calculation circuit causes the mounting base 23 of the holding device 22 of the PID 1 to rotate in the rotation direction (right rotation / left rotation).
And a rotation angle θ1, a swing direction and swing angle θ2 of the upper arm 24, a stretching direction and a stretching amount S of the lower arm 25,
At least one of the rotation direction (right rotation / left rotation) and the rotation angle θ3 of the rotating device 26 is determined according to the change situation of the relative positional relationship, and the holding device 22 of the PID1 is determined.
And tracking information for.

【0024】上記制御回路は、上記追尾演算回路が決定
した追尾情報に基づき、保持装置22において、取付台
23の可動部23bの回転、上アーム24の揺動、下ア
ーム25の伸縮、回転装置26の回転の少なくとも1つ
を実行させる。それにより、PID1を観察者16に追
尾させることができ、観察者は、無理のない、楽な姿勢
で観察および作業を行うことができる。
In the holding device 22, the control circuit rotates the movable part 23b of the mount 23, swings the upper arm 24, expands and contracts the lower arm 25, and rotates based on the tracking information determined by the tracking calculation circuit. At least one of the 26 rotations is performed. Thereby, the PID 1 can be tracked by the observer 16, and the observer can observe and work in a comfortable and comfortable posture.

【0025】ところで、作業中に観察者16がPID1
の映像以外の周囲の状況等の確認を行いたくなることが
あり、この場合にはPID1に視界を遮られないように
するため、追尾を禁止する必要がある。また、作業を中
断して観察者16がPID1から離れて他の場所に移動
することがあり、この場合にも追尾を禁止する必要があ
る。さらに、作業中に観察者16が急激な挙動変化を示
すことがあり、この場合には上記光学式検出系において
データが出力できなくなることがあるため、追尾を禁止
する必要がある。これらの対策として、本実施形態で
は、以下のような追尾禁止条件を設けている。
By the way, during the work, the observer 16
In some cases, it may be tempting to check the surrounding conditions other than the image, and in this case it is necessary to prohibit tracking so that the PID 1 does not block the view. Further, the work may be interrupted and the observer 16 may move away from the PID 1 to another place, and in this case also, it is necessary to prohibit the tracking. Further, the observer 16 may exhibit a sudden behavioral change during the work, and in this case, the optical detection system may not be able to output data, so it is necessary to prohibit the tracking. As measures against these, in the present embodiment, the following tracking prohibition conditions are provided.

【0026】例えば、観察者16が周囲の状況等の確認
のためPID1から素早く目を離す挙動を行った場合、
上記追尾判断回路は、上記変化速度算出回路からの各信
号の変化速度に関する情報を受けてその変化速度が許容
範囲を超えるか否かを判定し、許容範囲を超える場合に
はPID1による追尾を禁止する。それにより、PID
1に視界を遮られることなく、周囲の状況確認を行うこ
とができる。また、観察者16がPID1から所定距離
以上離れる挙動を行った場合、上記追尾判断回路は、上
記相対距離算出回路からの観察者16とPID1との間
の相対距離情報を受けると、その相対距離が観察許容範
囲外であるため、PID1による追尾を禁止する。それ
により、他の作業等を行うことができる。なお、上記追
尾禁止後に映像観察を再開する際には、例えばリセット
ボタン20を押下するものとするが、所定の追尾再開条
件を満たす場合に自動的に追尾を再開するようにしても
よい。
For example, when the observer 16 makes a behavior to quickly take his eyes off the PID 1 to confirm the surrounding conditions,
The tracking determination circuit receives information on the changing speed of each signal from the changing speed calculating circuit and determines whether or not the changing speed exceeds an allowable range. When the changing speed exceeds the allowable range, tracking by PID1 is prohibited. To do. Thereby, PID
It is possible to check the surrounding situation without obstructing the field of view. Further, when the observer 16 behaves away from the PID1 by a predetermined distance or more, the tracking determination circuit receives the relative distance information between the observer 16 and the PID1 from the relative distance calculation circuit, and then the relative distance. Is outside the allowable observation range, so tracking by PID1 is prohibited. Thereby, other work etc. can be performed. Note that, when the image observation is restarted after the tracking is prohibited, for example, the reset button 20 is pressed, but the tracking may be automatically restarted when a predetermined tracking restart condition is satisfied.

【0027】図15は本発明のパーソナル画像表示装置
の第2実施形態の要部の構成を示す図である。本実施形
態は、追尾の応答性を向上させるため、上記第1実施形
態の保持装置22の構成に対し、下アーム25の下端部
に回転装置50を追加し、この回転装置50によって剛
性を有する管51を回転可能に支持するように変更して
いる。
FIG. 15 is a view showing the arrangement of the main parts of the second embodiment of the personal image display device of the present invention. In the present embodiment, in order to improve the responsiveness of tracking, a rotating device 50 is added to the lower end portion of the lower arm 25 in addition to the configuration of the holding device 22 of the first embodiment, and the rotating device 50 has rigidity. The tube 51 is modified to rotatably support it.

【0028】上記第1実施形態では、可撓性を有する蛇
管27を用いることにより、上アーム14が揺動した場
合にも図1に示すようにPID1が自重によって鉛直方
向を向くようにしている。これに対し、本実施形態で
は、回転装置50を追加して下アーム25に対し管51
が回転角θ4をなすようにしたため、第1実施形態より
も自由度が1つ多くなるとともに、可撓性を有する蛇管
27の代わりに剛性を有する管51を用いることができ
る。よって、本実施形態では、観察者16に対するPI
D1の追尾の応答性が向上する。
In the first embodiment, the flexible tube 27 is used so that the PID 1 is oriented vertically by its own weight as shown in FIG. 1 even when the upper arm 14 swings. . On the other hand, in the present embodiment, the rotation device 50 is added and the pipe 51 is attached to the lower arm 25.
Since the rotation angle is θ4, the degree of freedom is increased by one as compared with the first embodiment, and the flexible tube 51 can be used in place of the flexible tube 27. Therefore, in this embodiment, the PI for the observer 16 is
The responsiveness of D1 tracking is improved.

【0029】図16および図17は夫々、本発明のパー
ソナル画像表示装置の第3実施形態の要部の構成を示す
正面図および側面図である。本実施形態は、上記第1実
施例形態に対し制御方法を一部変更するとともに保持装
置22の代わりに保持装置28を用いるように変更して
おり、それ以外の部分は上記第1実施例と同ー構成であ
るため説明を省略する。
16 and 17 are a front view and a side view, respectively, showing the configuration of the main part of the third embodiment of the personal image display device of the present invention. In this embodiment, the control method is partly changed from the first embodiment and the holding device 28 is used instead of the holding device 22, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Since the configuration is the same, the description is omitted.

【0030】本実施形態の保持装置28は、PID1を
保持するとともに電動的に移動可能な保持装置であり、
その最上部には、図16および図17に示すように、天
井等の構造物に水平方向に回転可能に支持される取付台
29が設けられている。上記取付台29の下端部には、
取付台29に対し観察者視線方向と直交する方向(X方
向)に移動可能な移動台30が結合され、移動台30の
下面には、移動台30に対し観察者視線方向(Y方向)
に移動可能な移動台31が結合されている。移動台31
の下面には中空の上支持体32の一端が結合され、上支
持体32の他端には下支持体33の上部がテレスコープ
状に伸縮可能に接続されている。下支持体33の下端部
はPID1の上面に結合されている。この保持装置28
は、取付台29の水平方向の回転角θ1、移動台30の
観察者視線方向と直交する方向の移動量X、移動台31
の観察者視線方向の移動量Yおよび下支持体33の上支
持体32に対する鉛直方向の伸縮量Zにより規定される
4つの自由度を有するように構成されている。
The holding device 28 of this embodiment is a holding device that holds the PID 1 and is movable electrically.
As shown in FIGS. 16 and 17, a mounting base 29 is provided on the uppermost part thereof and is supported by a structure such as a ceiling so as to be horizontally rotatable. At the lower end of the mount 29,
A movable table 30 that is movable in a direction (X direction) orthogonal to the observer's line-of-sight direction is coupled to the mounting table 29, and the lower surface of the movable table 30 is an observer's line-of-sight direction (Y direction) with respect to the movable table 30.
A movable base 31 which is movable to the is connected. Mobile stand 31
One end of a hollow upper support 32 is joined to the lower surface of the above, and the upper end of the lower support 33 is telescopically connected to the other end of the upper support 32 in a telescopic manner. The lower end of the lower support 33 is joined to the upper surface of the PID 1. This holding device 28
Is a horizontal rotation angle θ1 of the mounting table 29, a moving amount X of the moving table 30 in a direction orthogonal to the observer's line of sight, a moving table 31.
Is configured to have four degrees of freedom defined by a moving amount Y in the observer's line-of-sight direction and a vertical expansion / contraction amount Z with respect to the upper support 32 of the lower support 33.

【0031】本実施形態によれば、上記第1実施形態で
はPID1の水平方向の姿勢制御のために設けていた回
転装置26を省略することができるため、上記追尾演算
回路は水平方向の回転軸に関して取付台29の回転角θ
1の演算のみを行えばよい。したがって、上記追尾演算
回路か演算により求めた移動方向および移動量に基づ
き、上記制御回路が取付台29の回転方向および回転角
θ1、移動台30の移動方向および移動量X、移動台3
1の移動方向および移動量Y、下支持体33の上支持体
32に対する移動方向および移動量Zを制御することに
より、観察者16が作業位置を変えた場合であってもP
ID1が観察者16を追尾するため観察者16による観
察が可能となる。
According to the present embodiment, since the rotating device 26 provided for controlling the horizontal attitude of the PID 1 in the first embodiment can be omitted, the tracking arithmetic circuit has a horizontal rotating shaft. With respect to the rotation angle θ of the mount 29
Only the calculation of 1 need be performed. Therefore, based on the moving direction and the moving amount obtained by the tracking calculating circuit, the control circuit causes the rotating direction and the rotating angle θ1 of the mount 29, the moving direction and the moving amount X of the moving table 30, the moving table 3 to move.
By controlling the moving direction and the moving amount Y of 1 and the moving direction and the moving amount Z of the lower support 33 with respect to the upper support 32, even if the observer 16 changes the working position, P
Since the ID 1 tracks the observer 16, the observer 16 can observe.

【0032】図18は本発明のパーソナル画像表示装置
の第4実施形態の要部の構成を示す側面図である。本実
施例形態は、上記第3実施形態に対し保持装置28の代
わりに保持装置34を用いるように変更しており、それ
以外の部分は上記第3実施形態と同ー構成であるため説
明を省略する。本実施形態の保持装置34は、水平方向
に回転可能な取付台29の代わりに天井等の構造物に固
定された取付台35を用いるとともに、下支持体33の
下端部に第1実施形態の回転装置26と同様の回転装置
36を設けてPID1を水平方向に回転させる(回転角
θ5)ようにした点が上記第1実施形態とは相違してい
る。
FIG. 18 is a side view showing the configuration of the main part of the fourth embodiment of the personal image display device of the present invention. The present embodiment is modified so that the holding device 34 is used instead of the holding device 28 with respect to the third embodiment, and the other parts are the same as the third embodiment, so the description will be made. Omit it. The holding device 34 of the present embodiment uses a mounting base 35 fixed to a structure such as a ceiling instead of the mounting base 29 which is rotatable in the horizontal direction, and the lower support 33 has a lower end portion of the mounting base 34 of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that a rotating device 36 similar to the rotating device 26 is provided to rotate the PID 1 in the horizontal direction (rotation angle θ5).

【0033】本実施形態によれば、上記第3実施形態で
は取付台29によって行っていたPID1の水平方向の
姿勢制御を回転装置36によって行うように変更したた
め、以下の利点が得られる。すなわち、上記第3実施形
態では、(1)観察者視線方向へのPID1の移動およ
び位置決め、(2)PID1の水平方向の姿勢制御の順
序で追尾制御を行うと、取付台29および上下支持体3
2,33が鉛直方向においてずれていることから、X,
Y方向の位置決め後に行った姿勢制御のための回転角θ
5の回転によりX,Y座標が変わってしまうため、追加
のフィードバック制御が必要となる。また、上記
(2),(1)の順序で追尾制御を行うと、追加のフィ
ードバック制御は不要であるが、観察者の視線方向に対
しPID1の表示面が直交するようにPID1を姿勢制
御する際の座標系と保持装置34の座標系が水平方向に
おいて一致しないため、θ1の関数により座標変換を行
う必要がある。これに対し、本実施形態は単純にX,
Y,Z,θ5の制御を行えばよいので、追尾制御が簡略
化される。
According to the present embodiment, since the horizontal posture control of the PID 1 which is performed by the mount 29 in the third embodiment is changed to be performed by the rotating device 36, the following advantages are obtained. That is, in the third embodiment described above, when the tracking control is performed in the order of (1) movement and positioning of the PID 1 in the observer's line-of-sight direction, and (2) horizontal attitude control of the PID 1, the mounting table 29 and the upper and lower supports are formed. Three
Since 2, 33 are displaced in the vertical direction, X,
Rotation angle θ for attitude control after positioning in the Y direction
Since the X and Y coordinates are changed by the rotation of 5, additional feedback control is required. Further, when tracking control is performed in the order of (2) and (1) above, additional feedback control is unnecessary, but the posture of PID1 is controlled so that the display surface of PID1 is orthogonal to the line of sight of the observer. Since the coordinate system at that time does not match the coordinate system of the holding device 34 in the horizontal direction, it is necessary to perform coordinate conversion by the function of θ1. On the other hand, in the present embodiment, X,
Since it is sufficient to control Y, Z, and θ5, tracking control is simplified.

【0034】なお、本発明は上述した例のみに限定され
るものではなく、種々の変更または変形を加えることが
でき、以下の付記項のように構成してもよい。画像表示
装置と、該画像表示装置を保持するとともに電動的に移
動可能な保持手段と、観察者および前記画像表示装置間
の相対位置関係を検出する相対位置関係検出手段と、前
記相対位置関係の変化に応じて前記画像表示装置を移動
させて前記観察者の眼球位置および前記画像表示装置間
の相対位置関係を一定に保つよう前記保持手段を駆動制
御する制御手段とを具備して成るパーソナル画像表示装
置(付記項1)において、前記制御手段は、前記相対位
置検出手段により検出した観察者および前記画像表示装
置間の相対位置関係が適正な場合に適正位置関係として
記憶する記憶手段を有することを特徴とするパーソナル
画像表示装置(付記項2)。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various changes and modifications can be added, and the present invention may be configured as in the following additional items. An image display device, a holding unit that holds the image display device and is movable electrically, a relative positional relationship detection unit that detects a relative positional relationship between an observer and the image display device, and the relative positional relationship. A personal image comprising: a control unit that drives and controls the holding unit so that the image display apparatus is moved in response to a change to keep a relative positional relationship between the eyeball position of the observer and the image display apparatus constant. In the display device (Appendix 1), the control means has a storage means for storing as an appropriate positional relationship when the relative positional relationship between the observer and the image display device detected by the relative position detecting means is appropriate. A personal image display device characterized by (Appendix 2).

【0035】付記項1または2において、前記制御手段
は、前記相対位置検出手段が検出した相対位置関係に基
づき前記画像表示装置を観察者の移動に対応して追尾さ
せるか否かを判断する追尾判断手段と、追尾のための移
動方向および移動量を算出する追尾演算手段と、前記保
持手段による観察者に対する追尾を制御する制御手段と
から成ることを特徴とするパーソナル画像表示装置(付
記項3)。付記項3において、前記制御手段は、観察者
に対する前記表示装置の水平方向の回転量を算出する回
転量算出手段と、観察者に対する前記表示装置の水平方
向のずれを算出する水平ずれ算出手段と、観察者に対す
る前記表示装置の垂直方向のずれを算出する垂直ずれ算
出手段とを具えることを特徴とするパーソナル画像表示
装置(付記項4)。
In Supplementary Note 1 or 2, the control means determines whether or not to cause the image display device to follow the movement of an observer based on the relative positional relationship detected by the relative position detection means. A personal image display device comprising: a determination unit, a tracking calculation unit that calculates a movement direction and a movement amount for tracking, and a control unit that controls the tracking of the observer by the holding unit (Appendix 3). ). In Supplementary Note 3, the control unit includes a rotation amount calculation unit that calculates a horizontal rotation amount of the display device with respect to an observer, and a horizontal shift calculation unit that calculates a horizontal shift amount of the display device with respect to an observer. A personal image display device (Appendix 4), comprising: a vertical shift calculation unit that calculates a vertical shift of the display device with respect to an observer.

【0036】付記項4において、前記制御手段は、前記
相対位置検出手段が検出した相対位置関係に基づき前記
画像表示装置に対する観察者の移動速度を算出する移動
速度算出手段と、該移動速度が許容定範囲内の場合に追
尾を許可する追尾判断手段を有することを特徴とするパ
ーソナル画像表示装置(付記項5)。付記項4におい
て、前記制御手段は、は前記相対位置検出手段が検出し
た相対位置関係に基づき観察者および前記画像表示装置
間の相対距離を算出する相対距離算出手段と、該相対距
離が許容定範囲内の場合に追尾を許可する追尾判断手段
を有することを特徴とするパーソナル画像表示装置(付
記項6)。
In Supplementary Note 4, the control means includes a moving speed calculating means for calculating a moving speed of an observer with respect to the image display device based on the relative positional relationship detected by the relative position detecting means, and the moving speed is allowed. A personal image display device characterized by having a tracking determination means for permitting tracking when within a fixed range (Appendix 5). In Supplementary Note 4, the control means is a relative distance calculation means for calculating a relative distance between the observer and the image display device based on the relative positional relationship detected by the relative position detection means, and the relative distance is an allowable constant. A personal image display device (additional item 6), which has a tracking determination means for permitting tracking when within the range.

【0037】付記項2において、前記相対位置検出手段
は、赤外線等を放射する第1の発光器および第2の発光
器と、前記第1の発光器からの赤外線等を反射させる反
射板と、前記第1の発光器からの光線を受光する左右2
つの第1の受光素子と、前記第2の発光器からの光線を
受光する複数の受光素子より成る第2の受光素子群と、
前記左右2つの第1の受光素子からの出力に基づき観察
者に対する前記表示装置の水平方向の回転量を算出して
前記制御手段に転送する第1の受光素子回路と、前記第
2の受光素子群からの出力に基づき観察者に対する前記
表示装置の水平方向および垂直方向の状態を算出して前
記制御装置手段に転送するとともに前記第2の受光素子
群の中央の受光素子からの出力信号を前記制御装置に転
送する第2の受光素子回路とから成ることを特徴とする
パーソナル画像表示装置(付記項7)。
In Supplementary Note 2, the relative position detecting means includes a first light emitter and a second light emitter which emit infrared rays and the like, and a reflection plate which reflects the infrared rays and the like from the first light emitter. Left and right 2 for receiving the light beam from the first light emitter
A first light receiving element, and a second light receiving element group including a plurality of light receiving elements for receiving the light beam from the second light emitter,
A first light receiving element circuit for calculating a horizontal rotation amount of the display device with respect to an observer based on outputs from the left and right first light receiving elements, and transferring the same to the control means, and the second light receiving element. Based on the output from the group, the horizontal and vertical states of the display device for the observer are calculated and transferred to the control device means, and the output signal from the central light receiving element of the second light receiving element group is described above. A personal image display device (Supplementary note 7), which comprises a second light receiving element circuit which is transferred to a control device.

【0038】付記項2において、前記保持手段は、装置
全体を水平方向に回転可能な取付台と、該取付台に設け
られた支点を中心として電動的に揺動可能な上アーム
と、該上アームにテレスコープ状に接続されて電動的に
伸縮可能な下アームと、前記画像表示装置を水平方向に
電動的に回転させることが可能な回転装置と、一端を前
記下アームに結合され他端を前記回転装置に結合されす
る蛇管とから成ることを特徴とするパーソナル画像表示
装置(付記項8)。付記項2において、前記保持手段
は、装置全体を水平方向に回転可能な取付台と、該取付
台に接続され水平方向に電動的に移動可能な第1の移動
台と、該第1の移動台に接続され該第1の移動台の移動
方向に対し直交する方向に移動可能な第2の移動台と、
該第2の移動台の下端に結合される上支持体と、一端が
前記上支持体にテレスコープ状に接続され他端が前記画
像表示装置に結合される電動的に伸縮可能な下支持体と
から成ることを特徴とするパーソナル画像表示装置(付
記項9)。
In the additional item 2, the holding means includes a mounting base capable of rotating the entire apparatus in a horizontal direction, an upper arm electrically swingable around a fulcrum provided on the mounting base, and an upper arm. A lower arm that is telescopically connected to the arm and is capable of electrically expanding and contracting, a rotating device that is capable of electrically rotating the image display device in the horizontal direction, and one end coupled to the lower arm and the other end. A personal image display device (Appendix 8), which comprises a flexible tube coupled to the rotating device. In Supplementary Note 2, the holding means includes a mounting base capable of horizontally rotating the entire apparatus, a first movable base connected to the mounting base and electrically movable in the horizontal direction, and the first movement. A second moving table connected to the table and movable in a direction orthogonal to the moving direction of the first moving table;
An upper support connected to the lower end of the second movable table, and an electrically expandable lower support whose one end is telescopically connected to the upper support and the other end is connected to the image display device. And a personal image display device (Appendix 9).

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、観
察者が観察中に作業位置を変えることにより観察者の位
置や姿勢の変化しても、観察者に対してパーソナル画像
表示装置の画像表示装置が追尾する。このため、従来例
のように作業位置を変えたことに起因して画像表示装置
から目が離れて画像を見失った場合に、観察者眼球と画
像表示装置とを一致させるために装置を移動させる必要
はなく、医療用として手術室等で使用する場合に非滅菌
装置であるために直接観察者(術者)が手で触ることが
できないため清潔域外の人に移動の作業をしてもらう必
要もなく、観察者眼球と画像表示装置とを一致させる不
自然な姿勢を取る必要もない。したがって、無理のない
楽な姿勢で観察および作業を行うことができる。
As described above, according to the present invention, even if the position or posture of the observer is changed by changing the working position during the observation, the personal image display device can be provided to the observer. The image display device tracks. Therefore, when the eyes are separated from the image display device and the image is lost due to the change of the work position as in the conventional example, the device is moved to match the observer's eyeball and the image display device. It is not necessary, and when it is used for medical purposes in the operating room, etc., it is a non-sterile device and cannot be directly touched by the observer (operator), so it is necessary to have a person outside the clean area move it. Moreover, it is not necessary to take an unnatural posture in which the observer's eyeball and the image display device are aligned with each other. Therefore, observation and work can be performed in a comfortable and comfortable posture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のパーソナル画像表示装置の第1実施形
態の全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment of a personal image display device of the present invention.

【図2】第1実施形態の画像表示部の詳細を示す断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of an image display unit according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態の第1の発光器および第1の受光
素子の配置を示す図2のA−A断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the arrangement of the first light emitter and the first light receiving element of the first embodiment.

【図4】第1実施形態の第2の発光器および第2の受光
素子の配置を示す図2のB−B断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 showing the arrangement of the second light emitter and the second light receiving element of the first embodiment.

【図5】第1実施形態の第2の受光素子群の受光素子の
配置を第2の発光器の放射強度分布とともに示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of light receiving elements of a second light receiving element group of the first embodiment together with a radiation intensity distribution of a second light emitter.

【図6】第1実施形態において、観察者に対する画像表
示装置の水平方向の回転量を検出するための出力比率信
号を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an output ratio signal for detecting a horizontal rotation amount of the image display device with respect to an observer in the first embodiment.

【図7】第1実施形態において、観察者に対する画像表
示装置の水平方向のずれを検出するための出力比率信号
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an output ratio signal for detecting a horizontal shift of the image display device with respect to an observer in the first embodiment.

【図8】第1実施形態において、観察者に対する画像表
示装置の垂直方向のずれを検出するための出力比率信号
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an output ratio signal for detecting a vertical shift of the image display device with respect to an observer in the first embodiment.

【図9】第1実施形態において観察者に対し画像表示装
置が水平方向に回転した場合のの状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state when the image display device is horizontally rotated with respect to an observer in the first embodiment.

【図10】図9の状態における出力比率信号を示す図で
ある。
10 is a diagram showing an output ratio signal in the state of FIG.

【図11】第1実施形態において、画像表示装置と観察
者との相対位置関係の変化により額部取付装置の第2の
発光器の中心軸に対し画像表示装置の第2の受光素子群
14の中心軸がずれた状態を示す図である。
FIG. 11 shows the second light receiving element group 14 of the image display device with respect to the central axis of the second light emitter of the forehead attachment device due to the change in the relative positional relationship between the image display device and the observer in the first embodiment. It is a figure showing the state where the central axis of was shifted.

【図12】図11の状態における第2の発光器からの光
の放射強度分布と第2の受光素子群14の位置関係とを
示す図である。
12 is a diagram showing a radiation intensity distribution of light from the second light emitter and a positional relationship of the second light receiving element group 14 in the state of FIG.

【図13】図11の状態における左右出力比率信号を示
す図である。
13 is a diagram showing a left / right output ratio signal in the state of FIG.

【図14】図11の状態における上下出力比率信号を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a vertical output ratio signal in the state of FIG. 11.

【図15】本発明のパーソナル画像表示装置の第2実施
形態の要部の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a main part of a second embodiment of a personal image display device of the present invention.

【図16】本発明のパーソナル画像表示装置の第3実施
形態の要部の構成を示す正面図である。
FIG. 16 is a front view showing a configuration of a main part of a third embodiment of the personal image display device of the present invention.

【図17】本発明のパーソナル画像表示装置の第3実施
形態の要部の構成を示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing the configuration of the main parts of the third embodiment of the personal image display device of the present invention.

【図18】本発明のパーソナル画像表示装置の第4実施
形態の要部の構成を示す側面図である。
FIG. 18 is a side view showing the configuration of the main part of the fourth embodiment of the personal image display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パーソナル画像表示装置(PID) 2 筐体 3 画像表示素子 4 バックライト 5 画像表示回路 6 第1の受光素子回路 7 第2の受光素子回路 9 観察光学系 10 第1の発光器 11L 第1の受光素子 11R 第1の受光素子 14 第2の受光素子群 15 額部取付装置 16 観察者 17 反射板 18 第2の発光器 19 ベルト 20 リセットボタン 21 制御装置 22 保持装置 23 取付台 24 上アーム 25 下アーム 26 回転装置 27 蛇管 28 保持装置 29 取付台 30 移動台 31 移動台 32 上支持体 33 下支持体 34 保持装置 35 取付台 36 回転装置 50 回転装置 51 管 141 受光素子 142 受光素子 143 受光素子 144 受光素子 145 受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Personal image display device (PID) 2 Housing 3 Image display element 4 Backlight 5 Image display circuit 6 First light receiving element circuit 7 Second light receiving element circuit 9 Observation optical system 10 First light emitter 11L First Light receiving element 11R First light receiving element 14 Second light receiving element group 15 Forehead mounting device 16 Observer 17 Reflector 18 Second light emitter 19 Belt 20 Reset button 21 Control device 22 Holding device 23 Mounting base 24 Upper arm 25 Lower arm 26 Rotating device 27 Serpentine tube 28 Holding device 29 Mounting base 30 Moving base 31 Moving base 32 Upper supporting body 33 Upper supporting body 33 Lower supporting body 34 Holding device 35 Mounting base 36 Rotating device 50 Rotating device 51 Tube 141 Light receiving element 142 Light receiving element 143 Light receiving element 144 light receiving element 145 light receiving element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像表示装置と、該画像表示装置を保持
するとともに電動的に移動可能な保持手段と、観察者お
よび前記画像表示装置間の相対位置関係を検出する相対
位置関係検出手段と、前記相対位置関係の変化に応じて
前記画像表示装置を移動させて前記観察者の眼球位置お
よび前記画像表示装置間の相対位置関係を一定に保つよ
う前記保持手段を駆動制御する制御手段とを具備して成
ることを特徴とするパーソナル画像表示装置。
1. An image display device, a holding device that holds the image display device and is movable electrically, and a relative positional relationship detecting device that detects a relative positional relationship between an observer and the image display device. Control means for driving and controlling the holding means so as to keep the relative position relationship between the eyeball position of the observer and the image display device constant by moving the image display device according to the change in the relative position relationship. A personal image display device comprising:
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