JPH11258541A - 映像表示装置 - Google Patents
映像表示装置Info
- Publication number
- JPH11258541A JPH11258541A JP5645398A JP5645398A JPH11258541A JP H11258541 A JPH11258541 A JP H11258541A JP 5645398 A JP5645398 A JP 5645398A JP 5645398 A JP5645398 A JP 5645398A JP H11258541 A JPH11258541 A JP H11258541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- main scanning
- scanning means
- observer
- scanned
- Prior art date
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- Pending
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、主走査手段の振幅を大きくしなく
ても、広視野映像を観察者に与えることができる映像表
示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 映像信号に応じて変調した光を発光する
光源と、前記光源からの光を一方向に走査する主走査手
段と、前記主走査手段からの一次元光を前記主走査手段
とは異なる方向に走査する副走査手段と、観察者の瞳に
映像光を投影する接眼光学系とからなる頭部搭載型の映
像観察装置において、前記主走査手段により走査された
光を頭部水平方向に周回させてから観察者の瞳に導くよ
うになす手段を備えた構成とする。
ても、広視野映像を観察者に与えることができる映像表
示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 映像信号に応じて変調した光を発光する
光源と、前記光源からの光を一方向に走査する主走査手
段と、前記主走査手段からの一次元光を前記主走査手段
とは異なる方向に走査する副走査手段と、観察者の瞳に
映像光を投影する接眼光学系とからなる頭部搭載型の映
像観察装置において、前記主走査手段により走査された
光を頭部水平方向に周回させてから観察者の瞳に導くよ
うになす手段を備えた構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光を二
方向に走査して観察者の瞳に二次元映像を投影する頭部
搭載型の映像表示装置に関するものである。
方向に走査して観察者の瞳に二次元映像を投影する頭部
搭載型の映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の光源からの光を二方向に
走査して二次元映像を投影する頭部搭載型の映像表示装
置の光学系の一例を模式的に示した上面図である。図７
において、左右の光源２０３Ｌ、２０３Ｒから発光され
た光はそれぞれ主走査手段２０５Ｌ、２０５Ｒ、副走査
手段２０７Ｌ、２０７Ｒにより二方向に走査されて観察
者の眼２０１Ｌ、２０１Ｒに与えられる。
走査して二次元映像を投影する頭部搭載型の映像表示装
置の光学系の一例を模式的に示した上面図である。図７
において、左右の光源２０３Ｌ、２０３Ｒから発光され
た光はそれぞれ主走査手段２０５Ｌ、２０５Ｒ、副走査
手段２０７Ｌ、２０７Ｒにより二方向に走査されて観察
者の眼２０１Ｌ、２０１Ｒに与えられる。
【０００３】頭部搭載型の映像表示装置、特にＨＭＤ
（head mounted display）等の臨場感ある映像を与える
ことを目的とする映像表示装置においては、十分な視野
角を提供することが必要とされる。小さな視野角では、
視線を動かすとすぐに映像がなくなってしまい、到底臨
場感など得られない。二次元走査型映像表示装置におい
ては、広い視野角を有する映像を提供するために、従来
より主走査手段２０５Ｌ、２０５Ｒが大きな振幅を得る
ための構成とするさまざまな方法が提案されている。
（head mounted display）等の臨場感ある映像を与える
ことを目的とする映像表示装置においては、十分な視野
角を提供することが必要とされる。小さな視野角では、
視線を動かすとすぐに映像がなくなってしまい、到底臨
場感など得られない。二次元走査型映像表示装置におい
ては、広い視野角を有する映像を提供するために、従来
より主走査手段２０５Ｌ、２０５Ｒが大きな振幅を得る
ための構成とするさまざまな方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主走査
手段においては広視野な映像を表示するために大きな振
幅が要求されるが、大きな振幅を得ることは物理的に限
界がある。
手段においては広視野な映像を表示するために大きな振
幅が要求されるが、大きな振幅を得ることは物理的に限
界がある。
【０００５】上記問題点を鑑みて、本発明は、従来の主
走査手段を用いても、広視野映像を観察者に与えること
ができる映像表示装置を提供することを目的とする。
走査手段を用いても、広視野映像を観察者に与えること
ができる映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、映像信号に応じて変調し
た光を発光する光源と、前記光源からの光を一方向に走
査する主走査手段と、前記主走査手段からの一次元光を
前記主走査手段とは異なる方向に走査する副走査手段
と、観察者の瞳に映像光を投影する接眼光学系とからな
る頭部搭載型の映像観察装置において、前記主走査手段
により走査された光を頭部水平方向に周回させてから観
察者の瞳に導く手段を備えた構成とする。
に、請求項１に記載の発明は、映像信号に応じて変調し
た光を発光する光源と、前記光源からの光を一方向に走
査する主走査手段と、前記主走査手段からの一次元光を
前記主走査手段とは異なる方向に走査する副走査手段
と、観察者の瞳に映像光を投影する接眼光学系とからな
る頭部搭載型の映像観察装置において、前記主走査手段
により走査された光を頭部水平方向に周回させてから観
察者の瞳に導く手段を備えた構成とする。
【０００７】上記構成においては、光は主走査手段で走
査された後、頭部水平方向に周回させられてから観察者
の瞳に与えられる。従って、光路長が長いので、主走査
方向の光束の広がりは主走査時より大きくなって観察者
の瞳に与えられる。
査された後、頭部水平方向に周回させられてから観察者
の瞳に与えられる。従って、光路長が長いので、主走査
方向の光束の広がりは主走査時より大きくなって観察者
の瞳に与えられる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の映像観察装置において、前記主走査手段により走査さ
れた光は頭部水平方向に周回させられてから前記副走査
手段により走査される構成とする。
の映像観察装置において、前記主走査手段により走査さ
れた光は頭部水平方向に周回させられてから前記副走査
手段により走査される構成とする。
【０００９】上記構成においては、主走査手段のみで走
査された状態の光束、つまり一次元上の光束（一次元
光）が頭部水平方向に周回させられ、その後副走査手段
により走査され二次元形状の光（二次元光）となる。頭
部水平方向に周回させられる光束が一次元光であるため
に、つまり二次元光でないために、二次元に広がった光
路を確保する必要がない。よって、請求項１に記載の映
像表示装置を、小さい構成とすることができる。尚、副
走査手段においては、主走査手段ほどの高速振動が要求
されないので、容易に大きな振幅が得られるように構成
することができ、副走査が行われる前に光が頭部水平方
向に周回させられるような上記構成であっても何等差し
支えはない。特に頭に保持するための構成が、頭部水平
方向にある形態のＨＭＤに対して非常に有効である。
査された状態の光束、つまり一次元上の光束（一次元
光）が頭部水平方向に周回させられ、その後副走査手段
により走査され二次元形状の光（二次元光）となる。頭
部水平方向に周回させられる光束が一次元光であるため
に、つまり二次元光でないために、二次元に広がった光
路を確保する必要がない。よって、請求項１に記載の映
像表示装置を、小さい構成とすることができる。尚、副
走査手段においては、主走査手段ほどの高速振動が要求
されないので、容易に大きな振幅が得られるように構成
することができ、副走査が行われる前に光が頭部水平方
向に周回させられるような上記構成であっても何等差し
支えはない。特に頭に保持するための構成が、頭部水平
方向にある形態のＨＭＤに対して非常に有効である。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の映像表示装置において、前記主走査手段により
走査された光は頭部水平方向に半周以上周回させられて
から観察者の瞳に与えられる構成とする。
に記載の映像表示装置において、前記主走査手段により
走査された光は頭部水平方向に半周以上周回させられて
から観察者の瞳に与えられる構成とする。
【００１１】主走査後の光路長が長いほど、光束径の主
走査方向の広がりは大きくなる。振幅を変えずに十分な
視野角を有する映像光を形成するためには、主走査後の
光を上記のように少なくとも半周以上周回させるような
構成であること望ましい。
走査方向の広がりは大きくなる。振幅を変えずに十分な
視野角を有する映像光を形成するためには、主走査後の
光を上記のように少なくとも半周以上周回させるような
構成であること望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を示し、本発明をより具体的に説明する。図１
に、本実施形態の映像表示装置１の外観図を示す。映像
表示装置１は、観察者の瞳に虚像を投影することにより
仮想現実感を与えるＨＭＤである。ＨＭＤ１は、観察者
の頭部に装着するように構成されており、表示部１ａが
観察者２の瞳の前方に位置するように装着される。この
とき、固定部１ｂは頭部水平方向に位置し、ＨＭＤ１を
頭部に固定する。
の形態を示し、本発明をより具体的に説明する。図１
に、本実施形態の映像表示装置１の外観図を示す。映像
表示装置１は、観察者の瞳に虚像を投影することにより
仮想現実感を与えるＨＭＤである。ＨＭＤ１は、観察者
の頭部に装着するように構成されており、表示部１ａが
観察者２の瞳の前方に位置するように装着される。この
とき、固定部１ｂは頭部水平方向に位置し、ＨＭＤ１を
頭部に固定する。
【００１３】図２に、ＨＭＤ１の光学系の概略上面図を
示す。７Ｌ、７Ｒは左眼用の光を発光する白色光源と右
眼用の光を発光する白色光源である。８Ｌ、８Ｒは光源
７Ｌ、７Ｒからの光を垂直方向に走査して一次元光を形
成する主走査手段である。４Ｌ、４Ｒは入射する一次元
光を水平方向に走査して二次元光を形成する副走査手段
である。５Ｌ、５Ｒは入射した光を拡散して出射するス
クリーンである。
示す。７Ｌ、７Ｒは左眼用の光を発光する白色光源と右
眼用の光を発光する白色光源である。８Ｌ、８Ｒは光源
７Ｌ、７Ｒからの光を垂直方向に走査して一次元光を形
成する主走査手段である。４Ｌ、４Ｒは入射する一次元
光を水平方向に走査して二次元光を形成する副走査手段
である。５Ｌ、５Ｒは入射した光を拡散して出射するス
クリーンである。
【００１４】３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｌｃ及び３Ｒａ、３Ｒ
ｂ、３Ｒｃは主走査手段８Ｌ、８Ｒで形成された一次元
光を偏向させて、光束が頭部水平方向に周回させられて
から副走査手段４Ｌ、４Ｒに入射するようにする反射ミ
ラーである。６Ｌ、６Ｒは接眼光学系で、スクリーン５
Ｌ、５Ｒ上に形成された二次元像を観察者の眼ＥＬ、Ｅ
Ｒに投影する。全ての反射ミラーは固定部１ｂ内に構成
されている。光源７Ｌ、７Ｒ、主走査手段８Ｌ、８Ｒ、
副走査手段４Ｌ、４Ｒ、スクリーン５Ｌ、５Ｒ、接眼光
学系６Ｌ、６Ｒは表示部１ａ内に構成されている。
ｂ、３Ｒｃは主走査手段８Ｌ、８Ｒで形成された一次元
光を偏向させて、光束が頭部水平方向に周回させられて
から副走査手段４Ｌ、４Ｒに入射するようにする反射ミ
ラーである。６Ｌ、６Ｒは接眼光学系で、スクリーン５
Ｌ、５Ｒ上に形成された二次元像を観察者の眼ＥＬ、Ｅ
Ｒに投影する。全ての反射ミラーは固定部１ｂ内に構成
されている。光源７Ｌ、７Ｒ、主走査手段８Ｌ、８Ｒ、
副走査手段４Ｌ、４Ｒ、スクリーン５Ｌ、５Ｒ、接眼光
学系６Ｌ、６Ｒは表示部１ａ内に構成されている。
【００１５】光束の走査方向がわかりやすいように、図
３にＨＭＤ１の光学系の上面斜視図を示す。なお、図３
においては、右眼用の光束の進行の様子のみを反射ミラ
ー、スクリーン等を省略して示す。左眼用の光束は右眼
用の光束を左右対称にしただけである。映像信号に応じ
て変調された光源７Ｒ（７Ｌ）からの光は、主走査手段
８Ｒ（８Ｌ）で垂直方向に走査され一次元光が形成され
る。一次元光は、反射ミラーに３Ｒａ、３Ｒｂ、３Ｒｃ
（３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｌｃ）の順で入射し、頭部水平方
向に周回させられた後、副走査手段４Ｒ（４Ｌ）に入射
する。
３にＨＭＤ１の光学系の上面斜視図を示す。なお、図３
においては、右眼用の光束の進行の様子のみを反射ミラ
ー、スクリーン等を省略して示す。左眼用の光束は右眼
用の光束を左右対称にしただけである。映像信号に応じ
て変調された光源７Ｒ（７Ｌ）からの光は、主走査手段
８Ｒ（８Ｌ）で垂直方向に走査され一次元光が形成され
る。一次元光は、反射ミラーに３Ｒａ、３Ｒｂ、３Ｒｃ
（３Ｌａ、３Ｌｂ、３Ｌｃ）の順で入射し、頭部水平方
向に周回させられた後、副走査手段４Ｒ（４Ｌ）に入射
する。
【００１６】図３をみるとわかりやすいが、一次元光は
進行するに従いその一次元方向の広がりが大きくなる。
一次元光は、副走査手段４Ｒ（４Ｌ）で水平方向に走査
されてスクリーン５Ｒ（５Ｌ）上に二次元像を形成す
る。二次元像は、接眼光学系５Ｒ（５Ｌ）により観察者
の眼ＥＲ（ＥＬ）に投影され、観察者はこれを観察す
る。
進行するに従いその一次元方向の広がりが大きくなる。
一次元光は、副走査手段４Ｒ（４Ｌ）で水平方向に走査
されてスクリーン５Ｒ（５Ｌ）上に二次元像を形成す
る。二次元像は、接眼光学系５Ｒ（５Ｌ）により観察者
の眼ＥＲ（ＥＬ）に投影され、観察者はこれを観察す
る。
【００１７】本実施形態においては、上記のように主走
査後の一次元光を頭部水平方向に周回させてから副走査
手段に与えるので、主走査後の光束の光路長が頭部周方
向に周回させない場合と比較して長くなる。例えば、１
０倍以上の光路長を得る事が可能となる。光路長が違う
と、走査角（振幅）が同じでも、得られる一次元光の一
次元方向の広がりが異なる。図４に、光路長の違いによ
る走査後の一次元光の広がりの違いを具体例を用いて図
示する。
査後の一次元光を頭部水平方向に周回させてから副走査
手段に与えるので、主走査後の光束の光路長が頭部周方
向に周回させない場合と比較して長くなる。例えば、１
０倍以上の光路長を得る事が可能となる。光路長が違う
と、走査角（振幅）が同じでも、得られる一次元光の一
次元方向の広がりが異なる。図４に、光路長の違いによ
る走査後の一次元光の広がりの違いを具体例を用いて図
示する。
【００１８】図４においては、（ａ）、（ｂ）の主走査
手段と副走査手段の間の光路長ｎ1、ｎ2が、ｎ2＝５ｎ1
である場合についての光の広がりを表す垂直断面図を示
す。点Ａ1、Ａ2は、主走査手段による走査位置であると
する。（ａ）、（ｂ）ともに、主走査位置Ａ1、Ａ2での
走査角をαとする。副走査手段の位置Ｂ1、Ｂ2での一次
元光の一次元方向の広がりは、（ａ）においてはｍ1で
あるのに対し、（ｂ）においてはｍ2となる。ｍ2はｍ1
の５倍である。このように、走査角が同じである場合、
副走査手段の位置で得られる一次元光の広がりは光路長
の長さに比例する。
手段と副走査手段の間の光路長ｎ1、ｎ2が、ｎ2＝５ｎ1
である場合についての光の広がりを表す垂直断面図を示
す。点Ａ1、Ａ2は、主走査手段による走査位置であると
する。（ａ）、（ｂ）ともに、主走査位置Ａ1、Ａ2での
走査角をαとする。副走査手段の位置Ｂ1、Ｂ2での一次
元光の一次元方向の広がりは、（ａ）においてはｍ1で
あるのに対し、（ｂ）においてはｍ2となる。ｍ2はｍ1
の５倍である。このように、走査角が同じである場合、
副走査手段の位置で得られる一次元光の広がりは光路長
の長さに比例する。
【００１９】尚、見方を変えると、（ｂ）においては光
路長が長いため、（ａ）の場合より小さい走査角で
（ａ）と同様の広がりを有する一次元光が副走査手段の
位置で得られることになる。
路長が長いため、（ａ）の場合より小さい走査角で
（ａ）と同様の広がりを有する一次元光が副走査手段の
位置で得られることになる。
【００２０】本実施形態においては、このように、主走
査手段の走査角を大きくすることなく、大きな広がりを
有する一次元光が得られることになる。この一次元光が
副走査されることにより、観察者の眼には、広視野な二
次元光が投影されることになる。
査手段の走査角を大きくすることなく、大きな広がりを
有する一次元光が得られることになる。この一次元光が
副走査されることにより、観察者の眼には、広視野な二
次元光が投影されることになる。
【００２１】また、本実施形態は、一次元光を頭部水平
方向に周回させる構成であるので、頭部水平方向の光路
を二次元で確保する必要がなく、固定部１ｂが大型化す
ることはない。
方向に周回させる構成であるので、頭部水平方向の光路
を二次元で確保する必要がなく、固定部１ｂが大型化す
ることはない。
【００２２】尚、上記実施形態のＨＭＤは、光源７Ｌ、
７Ｒで発光された主走査後の光を頭部水平方向に略１周
周回させてから観察者の眼ＥＬ、ＥＲに与えるように構
成されていたが、周回させる距離はこれに限定されな
い。例えば、図５に示すように半周未満であっても、図
６に示すように半周以上、１周未満であってもよい。図
５、図６に示すような構成である場合、光源７Ｌ、７
Ｒ、主走査手段８Ｌ、８Ｒは固定部１ｂ内に構成される
ことになる。
７Ｒで発光された主走査後の光を頭部水平方向に略１周
周回させてから観察者の眼ＥＬ、ＥＲに与えるように構
成されていたが、周回させる距離はこれに限定されな
い。例えば、図５に示すように半周未満であっても、図
６に示すように半周以上、１周未満であってもよい。図
５、図６に示すような構成である場合、光源７Ｌ、７
Ｒ、主走査手段８Ｌ、８Ｒは固定部１ｂ内に構成される
ことになる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の映像表示
装置は、主走査手段の振幅を大きくすることなく、また
構成を複雑にすることなく十分な視野角を有する映像光
を観察者の眼に投影することができる。従って、観察者
に臨場感の高い映像を提供できる。尚、従来の視野範囲
で十分な装置においては、主走査手段の振幅は小さくて
よく、装置を低コストで構成することができる。
装置は、主走査手段の振幅を大きくすることなく、また
構成を複雑にすることなく十分な視野角を有する映像光
を観察者の眼に投影することができる。従って、観察者
に臨場感の高い映像を提供できる。尚、従来の視野範囲
で十分な装置においては、主走査手段の振幅は小さくて
よく、装置を低コストで構成することができる。
【図１】 本実施形態の映像表示装置の外観図。
【図２】 本実施形態の映像表示装置の光学系の概略上
面図。
面図。
【図３】 本実施形態の映像表示装置の光学系の上面斜
視図。
視図。
【図４】 光路長の違いによる走査後の一次元光の広が
りの違いを示した図。
りの違いを示した図。
【図５】 主走査後の光の光路が頭部水平方向に半周未
満である映像表示装置の光学系の概略上面図。
満である映像表示装置の光学系の概略上面図。
【図６】 主走査後の光の光路が頭部水平方向に半周以
上、１周未満である映像表示装置の光学系の概略上面
図。
上、１周未満である映像表示装置の光学系の概略上面
図。
【図７】 従来の映像表示装置の光学系の概略上面図。
１ 映像表示装置 １ａ 表示部 １ｂ 固定部 ４Ｌ、４Ｒ 副走査手段 ５Ｌ、５Ｒ スクリーン ６Ｌ、６Ｒ 接眼光学系 ７Ｌ、７Ｒ 光源 ８Ｌ、８Ｒ 主走査手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 賢司 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 小林 恭 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 映像信号に応じて変調した光を発光する
光源と、前記光源からの光を一方向に走査する主走査手
段と、前記主走査手段からの一次元光を前記主走査手段
とは異なる方向に走査する副走査手段と、観察者の瞳に
映像光を投影する接眼光学系とからなる頭部搭載型の映
像観察装置において、 前記主走査手段により走査された光を頭部水平方向に周
回させてから観察者の瞳に導くようになす手段を備えた
ことを特徴とする映像表示装置。 - 【請求項２】 前記主走査手段により走査された光は頭
部水平方向に周回させられてから前記副走査手段により
走査されることを特徴とする請求項１に記載の映像表示
装置。 - 【請求項３】 前記主走査手段により走査された光は頭
部水平方向に半周以上周回させられてから観察者の瞳に
与えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の映
像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5645398A JPH11258541A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5645398A JPH11258541A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 映像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258541A true JPH11258541A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13027536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5645398A Pending JPH11258541A (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11258541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525226A (ja) * | 2013-07-04 | 2016-08-22 | コミサリア ア エナジー アトミック エ オックス エナジーズ オルタネティヴ | ヘッドアップディスプレイ |
-
1998
- 1998-03-09 JP JP5645398A patent/JPH11258541A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525226A (ja) * | 2013-07-04 | 2016-08-22 | コミサリア ア エナジー アトミック エ オックス エナジーズ オルタネティヴ | ヘッドアップディスプレイ |
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