JPH1195155A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ装置

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JPH1195155A
JPH1195155A JP9253629A JP25362997A JPH1195155A JP H1195155 A JPH1195155 A JP H1195155A JP 9253629 A JP9253629 A JP 9253629A JP 25362997 A JP25362997 A JP 25362997A JP H1195155 A JPH1195155 A JP H1195155A
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JP
Japan
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head
image
display
user
display device
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Pending
Application number
JP9253629A
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English (en)
Inventor
Katsu Aonuma
克 青沼
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NEC Solution Innovators Ltd
Original Assignee
NEC Software Kyushu Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Software Kyushu Ltd filed Critical NEC Software Kyushu Ltd
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Publication of JPH1195155A publication Critical patent/JPH1195155A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘッドアップディスプレイの表示部の解像度や
大きさに制限されることなく、利用者が認識できる論理
的な表示領域を拡大するヘッドアップディスプレイ装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】表示される元の画像情報を入力する元画像
入力部1と、利用者の頭部に装着され仮想画像を視野の
中に表示する物理画像表示部4と、物理画像表示部4に
付設され利用者の頭部の位置情報と姿勢情報の少なくと
も一方を取得する頭部検知部2と、頭部検知部2から入
力された位置,姿勢情報に基づいてアルゴリズムによる
演算処理を行い、元画像入力部1から入力された画像情
報を演算処理結果に基づき取捨選択して物理画像表示部
4に出力する表示画像演算部3とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドアップディ
スプレイ装置に関し、特に利用者の頭部の動きに連動し
た仮想画像を再生するヘッドアップディスプレイ装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像表示装置の一種であるヘッド
アップディスプレイは、利用者の頭部に装着され、外部
から入力された画像情報を利用者の視野の中に表示する
手段として使用されている。この場合、ヘッドアップデ
ィスプレイの表示部が利用者の頭部に固定されているた
め、表示画像が常に利用者の視野の一定の位置を占める
という特徴がある。
【0003】また、ヘッドアップディスプレイでは、一
般的に画像は虚像として表示されるために利用者の実際
の視野と重ねて表示することができ、ヘッドアップディ
スプレイの表示部と目標物を交互に見る必要がないとい
う特徴がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のヘッドアップディスプレイにおいては、頭部に装着さ
れるという特徴のために物理的な大きさや重量の制約を
受けるため、表示する画像情報が、ヘッドアップディス
プレイの表示部の解像度,大きさにより制限されるとい
う問題がある。
【0005】表示する情報量を増すためには、ヘッドア
ップディスプレイの表示部を大きくして視野角を増すこ
とが考えられるが、装置の重量も増大し実用的ではな
い。また、解像度を増すためにはより精密な加工技術や
制御技術が必要であり、費用の増大から実用的ではな
い。さらに、利用者の視力により解像度は制限される。
【0006】本発明は、ヘッドアップディスプレイの表
示部の解像度や大きさに制限されることなく、利用者が
認識できる論理的な表示領域を拡大するヘッドアップデ
ィスプレイ装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のヘッドア
ップディスプレイ装置は、利用者の頭部に装着され、視
野の中に仮想画像を表示するヘッドアップディスプレイ
装置であって、前記頭部の動きに連動して前記仮想画像
を表示することを特徴とする。
【0008】本発明の第2のヘッドアップディスプレイ
装置は、表示される元の画像情報を入力する元画像入力
部と、利用者の頭部に装着され仮想画像を視野の中に表
示する画像表示部と、前記画像表示部に付設され利用者
の頭部の位置情報と姿勢情報の少なくとも一方を取得す
る位置姿勢検知部と、前記位置姿勢検知部から入力され
た位置,姿勢情報に基づいてアルゴリズムによる演算処
理を行い、前記元画像入力部から入力された画像情報を
前記演算処理結果に基づいて取捨選択し、前記取捨選択
された画像を前記仮想画像として前記画像表示部に出力
する表示画像演算部と、を有することを特徴とする。
【0009】本発明の第3のヘッドアップディスプレイ
装置は、本発明の第2のヘッドアップディスプレイ装置
において、前記画像表示部を左右の目に対応して2分割
し、左右の目の間隔を規定する一定値の視差情報を前記
表示画像演算部に加えることにより、前記2分割した画
像表示部にそれぞれ異なる画像を表示することを特徴と
する。
【0010】本発明の第4のヘッドアップディスプレイ
装置は、本発明の第3のヘッドアップディスプレイ装置
において、前記視差情報を利用者に応じて可変とするこ
とを特徴とする。
【0011】本発明の第5のヘッドアップディスプレイ
装置は、本発明の第2〜第4のヘッドアップディスプレ
イ装置において、前記表示画像演算部におけるアルゴリ
ズムを可変にすることにより、画像の拡大,縮小,視野
の回転等の利用者の認識する画像と利用者の頭部の動き
との対応を任意に設定することを特徴とする。
【0012】本発明の第6のヘッドアップディスプレイ
装置は、本発明の第2〜第5のヘッドアップディスプレ
イ装置において、前記表示画像演算部において、利用者
の認識する仮想画像と頭部の動きとを連動または非連動
に設定することを特徴とする。
【0013】本発明の第7のヘッドアップディスプレイ
装置は、本発明の第6のヘッドアップディスプレイ装置
において、前記表示画像演算部に切替スイッチを設け、
前記連動または非連動の設定を前記切替スイッチにより
行うことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の実施の形態の構成を示す
ブロック図である。図1を参照すると、本発明のヘッド
アップディスプレイ装置は、画像に関する全ての情報を
保持する元画像入力部1と、利用者の頭部の位置情報と
姿勢情報の両方またはいずれかを取得する頭部検知部2
と、元画像入力部1の画像情報を頭部検知部2からの位
置,姿勢情報12で取捨選択するとともに、物理画像表
示部4で表示可能な情報に加工する表示画像演算部3
と、利用者の視野内に実際の画像を表示するヘッドアッ
プディスプレイである物理画像表示部4とから構成され
る。
【0016】図2は、本発明の実施の形態の構成を示す
斜視図である。元画像入力部1は、遠隔地にあって、全
周画像を得る複数のCCDカメラ装置と、CCDカメラ
装置から取得した画像情報とカメラの方向を合わせてデ
ジタル情報化する装置とから構成される。なお、元画像
情報11は、元画像入力部1から無線等で表示画像演算
部3に送られる。頭部検知部2は、小型のジャイロで構
成され、位置,姿勢情報を取得することができる。表示
画像演算部3は、姿勢情報に基づいて座標変換を行うプ
ログラムを内蔵し、座標変換結果を画像信号に変換する
素子から構成される。物理画像表示部4は、ゴーグル型
のヘッドアップディスプレイであって、利用者の頭部に
装着される。頭部検知部2と物理画像表示部4とは物理
的に結合しており、頭部検知部2で得られる位置,姿勢
情報は物理画像表示部4の動きと連動する。
【0017】次に、本発明の実施の形態の動作について
図面を参照して詳細に説明する。
【0018】最初に、本発明の第1の実施の形態の動作
について図1および図3を参照して詳細に説明する。
【0019】まず、元画像入力部1は、元画像情報11
を表示画像演算部3に入力する。元画像入力部1から得
られた元画像情報11は、図3に示すように模式的に大
きな矩形で表される。
【0020】頭部検知部2は、この矩形からどの部分を
抽出するかの姿勢情報14を利用者の頭部の動きから取
得し、取得した姿勢情報を表示画像演算部3に入力す
る。
【0021】表示画像演算部3は、入力された元画像情
報11と位置,姿勢情報12とからアルゴリズムにより
写像13を決定する。本実施の形態の全周の論理空間か
ら一定の方向の画像を抽出するアルゴリズムは、球面三
角法と一次変換を組合わせて一意的に決定される。この
方法で決定された表示領域が矩形15である。
【0022】そして、この矩形15に基づいて物理画像
表示部4に写像13の画像信号が出力される。利用者の
頭部に動きがあると姿勢情報14が変化するために、元
画像情報11の中で矩形15が占める領域も変化する。
【0023】物理画像表示部4は、入力された写像13
を用いて利用者の視野内に画像を表示する。
【0024】このようにして利用者の頭部の動きに連動
して、物理画像表示部4で利用者の視野内に得られる画
像を変化させることができる。
【0025】次に、本発明の第2の実施の形態の動作に
ついて図4を参照して詳細に説明する。
【0026】本実施の形態では、図4に示すように、物
理画像表示部4を左右の目に対応して2分割する。左右
の目によって得られる視差を表示画像演算部3のアルゴ
リズムに加えることにより、左右の物理画像表示部4で
得られる画像は視差を伴ったものとなり、立体視を行う
ことができる。
【0027】頭部検知部2は左右別々にすることもでき
るが、視差の個人差はそう大きくないので頭部検知部2
は一つにすることもできる。頭部検知部2から得られる
姿勢情報で左右の目の位置を一意的に決定することがで
きるため差し支えない。
【0028】次に、本発明の第3の実施の形態の動作に
ついて図5を参照して詳細に説明する。
【0029】図5に示すように、表示画像演算部3のア
ルゴリズムを変える形態がある。この実施の形態では、
頭部検知部2で得られる位置情報16で表示領域17を
決定する。位置情報16から前後の位置だけを抽出し、
それに応じて表示領域17の大きさを変えるようにすれ
ば、利用者の頭部の前後の動きに連動して画像の拡大,
縮小を行うことができる。アルゴリズムを変えることで
頭部を少し動かすことで真後ろを見ることができるよう
な設定も可能である。
【0030】次に、本発明の第4の実施の形態の動作に
ついて図6を参照して詳細に説明する。
【0031】図6に示すように、表示画像演算部3のア
ルゴリズムを変え、頭部検知部2の位置,姿勢情報12
の変化に拘わらず表示領域17を変化させないよう、表
示画像演算部3に利用者が適宜介入可能な機構を装備す
る形態がある。利用者は、この機構をオン,オフするこ
とで頭部の動きに表示画像が連動するか否かを適宜選択
できる。
【0032】例えば、表示画像演算部3にスイッチ31
を設け、スイッチ31が“0”側であれば、頭部検知部
2の位置,姿勢情報12の変化に拘わらず表示領域17
を変化させないよう固定し、スイッチ31が“1”側で
あれば、頭部検知部2の位置,姿勢情報12の変化に合
わせて表示領域17を移動させるようにする。
【0033】なお、このスイッチは、釦等の他の切替え
手段であってもよいし、実装場所も表示画像演算部3以
外であってもよい。
【0034】
【発明の効果】上述したように、本発明による第1の効
果は、利用者の頭部の動きに連動して表示領域を移動さ
せ、順次必要な領域を見ることができるようにしたた
め、ヘッドアップディスプレイ装置が表示できる画像情
報量を論理的に拡大できることである。
【0035】第2の効果は、全周ディスプレイが実現で
きることである。頭部の動きと表示画面の連動を、画像
入力元の画像と対応させれば、右を向いたときに右方向
の画像、後ろを向いたときに後方向の画像というように
臨場感のある視覚が得られる。また、現在実現されてい
るヘッドアップディスプレイには画像を半透明に設定で
きるものがあり、利用者の実際の視野と本発明によって
得られる画像を重ねることができる。これにより、自動
者の運転者に交差点の死角の情報を表示するといった応
用や、医療従事者に患部の内部を表示させるというよう
な応用も可能である。
【0036】第3の効果は、表示画像演算部のアルゴリ
ズムにより、実空間の対応と異なる動作を表示画像に持
たせることが可能になったことである。
【0037】第4の効果は、表示画像の頭部の動きとの
連動,非連動を設定可能としたことにより、視野の中央
に表示していたコンピュータの画面を脇に寄せたり、頭
部の動きに追随したりすることができることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態の構成を示す斜視図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1 元画像入力部 2 頭部検知部 3 表示画像演算部 4 物理画像表示部 11 元画像情報 12 位置,姿勢情報 13 写像 14 姿勢情報 15 矩形 16 位置情報 17 表示領域

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 利用者の頭部に装着され、視野の中に仮
    想画像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であっ
    て、前記頭部の動きに連動して前記仮想画像を表示する
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】 表示される元の画像情報を入力する元画
    像入力部と、利用者の頭部に装着され仮想画像を視野の
    中に表示する画像表示部と、前記画像表示部に付設され
    利用者の頭部の位置情報と姿勢情報の少なくとも一方を
    取得する位置姿勢検知部と、前記位置姿勢検知部から入
    力された位置,姿勢情報に基づいてアルゴリズムによる
    演算処理を行い、前記元画像入力部から入力された画像
    情報を前記演算処理結果に基づいて取捨選択し、前記取
    捨選択された画像を前記仮想画像として前記画像表示部
    に出力する表示画像演算部と、を有することを特徴とす
    るヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 【請求項3】 前記画像表示部を左右の目に対応して2
    分割し、左右の目の間隔を規定する一定値の視差情報を
    前記表示画像演算部に加えることにより、前記2分割し
    た画像表示部にそれぞれ異なる画像を表示することを特
    徴とする請求項2記載のヘッドアップディスプレイ装
    置。
  4. 【請求項4】 前記視差情報を利用者に応じて可変とす
    ることを特徴とする請求項3記載のヘッドアップディス
    プレイ装置。
  5. 【請求項5】 前記表示画像演算部におけるアルゴリズ
    ムを可変にすることにより、画像の拡大,縮小,視野の
    回転等の利用者の認識する画像と利用者の頭部の動きと
    の対応を任意に設定することを特徴とする請求項2〜4
    のいずれか1項記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 【請求項6】 前記表示画像演算部において、利用者の
    認識する仮想画像と頭部の動きとを連動または非連動に
    設定することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項
    記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 【請求項7】 前記表示画像演算部に切替スイッチを設
    け、前記連動または非連動の設定を前記切替スイッチに
    より行うことを特徴とする請求項6記載のヘッドアップ
    ディスプレイ装置。
JP9253629A 1997-09-18 1997-09-18 ヘッドアップディスプレイ装置 Pending JPH1195155A (ja)

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JP9253629A JPH1195155A (ja) 1997-09-18 1997-09-18 ヘッドアップディスプレイ装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005043218A1 (ja) * 2003-10-30 2005-05-12 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 画像表示装置
JP2005258022A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Brother Ind Ltd 画像表示装置
KR20150001425A (ko) * 2013-06-27 2015-01-06 엘지전자 주식회사 헤드 마운트 디스플레이 장치 및 그 동작방법

Cited By (4)

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Effective date: 20000418