JPH05328260A - 頭部装着式ディスプレイ装置 - Google Patents
頭部装着式ディスプレイ装置Info
- Publication number
- JPH05328260A JPH05328260A JP13385492A JP13385492A JPH05328260A JP H05328260 A JPH05328260 A JP H05328260A JP 13385492 A JP13385492 A JP 13385492A JP 13385492 A JP13385492 A JP 13385492A JP H05328260 A JPH05328260 A JP H05328260A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外界の光の影響を受けない電子映像を外界像
の任意の場所に表示でき、小型、計量で、装着感のよい
頭部装着式ディスプレイ装置。 【構成】 画像表示素子D1上に表示された電子映像を
鑑賞する頭部装着式ディスプレイ装置において、目の瞳
前方に位置するように配置され、外界像Oと電子映像と
を重ね合わせるハーフミラーM1と、ハーフミラーM1
の前方に配置され、外界像Oの光束の中の任意の領域の
光を遮蔽可能に設けられた透過型液晶パネルE1とを備
え、電子映像の表示位置の変化に伴って、遮蔽領域hを
変化させるようにする。
の任意の場所に表示でき、小型、計量で、装着感のよい
頭部装着式ディスプレイ装置。 【構成】 画像表示素子D1上に表示された電子映像を
鑑賞する頭部装着式ディスプレイ装置において、目の瞳
前方に位置するように配置され、外界像Oと電子映像と
を重ね合わせるハーフミラーM1と、ハーフミラーM1
の前方に配置され、外界像Oの光束の中の任意の領域の
光を遮蔽可能に設けられた透過型液晶パネルE1とを備
え、電子映像の表示位置の変化に伴って、遮蔽領域hを
変化させるようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、頭部に装着した状態で
映像の鑑賞ができる頭部装着式ディスプレイに関する。
映像の鑑賞ができる頭部装着式ディスプレイに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、2次元画像表示素子上の電子映像
を光学系を介して目の網膜上に投影させる眼鏡型やヘル
メット型の頭部装着式ディスプレイ装置が注目されてい
る。これらの装置は、外界の像と電子映像を相互に切り
換えたり、重ね合わせたりする使い方がよく行われてい
る。従来例として、特開平4−26289号、特開平4
−1717号等のものがある。
を光学系を介して目の網膜上に投影させる眼鏡型やヘル
メット型の頭部装着式ディスプレイ装置が注目されてい
る。これらの装置は、外界の像と電子映像を相互に切り
換えたり、重ね合わせたりする使い方がよく行われてい
る。従来例として、特開平4−26289号、特開平4
−1717号等のものがある。
【0003】前者は、液晶表示部に表示された電子映像
をミラーによって光路を偏向させて両接眼部に導入する
ようにした眼鏡型映像表示装置において、接眼部の前面
に透過型液晶パネルを配置し、接眼部以外から外界の像
が見えるようにし、屋外でも安心して映像が鑑賞できる
ようにしたものである。しかし、外界からの侵入光によ
り電子映像が見え難くなったり、臨場感が著しく損なわ
れるので、上記透過型液晶パネルの透過率を変化させ
て、外界からの侵入光を弱くすることで、電子映像を見
やすくしている。
をミラーによって光路を偏向させて両接眼部に導入する
ようにした眼鏡型映像表示装置において、接眼部の前面
に透過型液晶パネルを配置し、接眼部以外から外界の像
が見えるようにし、屋外でも安心して映像が鑑賞できる
ようにしたものである。しかし、外界からの侵入光によ
り電子映像が見え難くなったり、臨場感が著しく損なわ
れるので、上記透過型液晶パネルの透過率を変化させ
て、外界からの侵入光を弱くすることで、電子映像を見
やすくしている。
【0004】後者は、電子映像を外界像の任意の位置に
合成して鑑賞できる光学装置である。図6に示すよう
に、外界像Oを取り込む対物レンズL2、外界からの光
の透過率を制御する透過型液晶パネルE2、電子映像を
表示する液晶表示素子D2、外界像Oと液晶表示素子D
2上の電子映像とを合成するハーフミラーM2、接眼レ
ンズL3、倒立像を正立像に変換する光学系Sから構成
されている。透過型液晶パネルE2は、外界像Oが対物
レンズL2によって結像する位置に配置し、液晶表示素
子D2は、ハーフミラーM2を挟んで、透過型液晶パネ
ルE2に対応する位置に配置する。液晶表示素子D2に
表示されている電子映像の位置に対応する透過型液晶パ
ネルE2の位置を不透明にすることで、電子映像を外界
の光の影響なく外界像Oと合成して鑑賞することができ
る。
合成して鑑賞できる光学装置である。図6に示すよう
に、外界像Oを取り込む対物レンズL2、外界からの光
の透過率を制御する透過型液晶パネルE2、電子映像を
表示する液晶表示素子D2、外界像Oと液晶表示素子D
2上の電子映像とを合成するハーフミラーM2、接眼レ
ンズL3、倒立像を正立像に変換する光学系Sから構成
されている。透過型液晶パネルE2は、外界像Oが対物
レンズL2によって結像する位置に配置し、液晶表示素
子D2は、ハーフミラーM2を挟んで、透過型液晶パネ
ルE2に対応する位置に配置する。液晶表示素子D2に
表示されている電子映像の位置に対応する透過型液晶パ
ネルE2の位置を不透明にすることで、電子映像を外界
の光の影響なく外界像Oと合成して鑑賞することができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、特開平4−26289号のものでは、
液晶パネルの透過率をパネル全体で変化させているた
め、電子映像を外界像の任意の場所に合成して鑑賞する
ことはできない。また、特開平4−1717号のもので
は、電子映像を外界像の任意の場所に、外界の光の影響
を受けることなく合成して鑑賞できるが、対物レンズや
倒立像を正立像に変換する光学系等が必要となって、目
の前の突出物が大きくなり、装着感が悪く、小型化、軽
量化も容易にできない。
来技術において、特開平4−26289号のものでは、
液晶パネルの透過率をパネル全体で変化させているた
め、電子映像を外界像の任意の場所に合成して鑑賞する
ことはできない。また、特開平4−1717号のもので
は、電子映像を外界像の任意の場所に、外界の光の影響
を受けることなく合成して鑑賞できるが、対物レンズや
倒立像を正立像に変換する光学系等が必要となって、目
の前の突出物が大きくなり、装着感が悪く、小型化、軽
量化も容易にできない。
【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、外界の光の影響を受けない電子映像
を外界像の任意の場所に表示でき、さらに、小型、計量
で、装着感のよい頭部装着式ディスプレイ装置を提供す
ることである。
あり、その目的は、外界の光の影響を受けない電子映像
を外界像の任意の場所に表示でき、さらに、小型、計量
で、装着感のよい頭部装着式ディスプレイ装置を提供す
ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の頭部装着式ディスプレイ装置は、画像表示素子上に
表示された電子映像を鑑賞する頭部装着式ディスプレイ
装置において、目の瞳前方に位置するように配置され、
外界像と前記電子映像とを重ね合わせる像重ね合わせ手
段と、前記像重ね合わせ手段の前方に配置され、前記外
界像の光束の中の任意の領域の光を遮蔽可能に設けられ
た遮光手段と、を備え、前記電子映像の表示位置の変化
に伴って、前記遮蔽領域を変化させるようにしたことを
特徴とするものである。
明の頭部装着式ディスプレイ装置は、画像表示素子上に
表示された電子映像を鑑賞する頭部装着式ディスプレイ
装置において、目の瞳前方に位置するように配置され、
外界像と前記電子映像とを重ね合わせる像重ね合わせ手
段と、前記像重ね合わせ手段の前方に配置され、前記外
界像の光束の中の任意の領域の光を遮蔽可能に設けられ
た遮光手段と、を備え、前記電子映像の表示位置の変化
に伴って、前記遮蔽領域を変化させるようにしたことを
特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明においては、外界像と電子映像とを重ね
合わせる像重ね合わせ手段と、外界像の光束の中の任意
の領域の光を遮蔽可能に設けられた遮光手段とを備え、
電子映像の表示位置の変化に伴って遮蔽領域を変化させ
るようにしたので、必要最小限の光学系の構成により、
外界の光から影響を受けない電子映像を外界像の任意の
場所、範囲に表示でき、さらに、小型、軽量で、装着感
のよい頭部装着式ディスプレイ装置を得ることができ
る。
合わせる像重ね合わせ手段と、外界像の光束の中の任意
の領域の光を遮蔽可能に設けられた遮光手段とを備え、
電子映像の表示位置の変化に伴って遮蔽領域を変化させ
るようにしたので、必要最小限の光学系の構成により、
外界の光から影響を受けない電子映像を外界像の任意の
場所、範囲に表示でき、さらに、小型、軽量で、装着感
のよい頭部装着式ディスプレイ装置を得ることができ
る。
【0009】
【実施例】次に、図面を参照にして本発明の頭部装着式
ディスプレイ装置の基本的な構成といくつかの実施例に
ついて説明する。図1は本発明の頭部装着式ディスプレ
イ装置の基本的な構成を示す図であり、表示素子D1上
に表示された電子映像は、結像レンズL1、ハーフミラ
ーM1によって、外界像Oの位置にあるように見える。
つまり、表示素子D1上のa点に表示されている物は、
外界像OのA点にあるように見える。ハーフミラーM1
に沿って斜めに配置した時の入射角において、最も効率
良く光を遮断するように設計された透過型液晶パネルE
1をハーフミラーM1の直前に配置し、その透過型液晶
パネルE1のhの範囲の光を遮断するようにすると、光
線Lu、Ldの間の光束、例えばL1は眼球に入射でき
ないので、外界像O上のHの範囲は見えなくなる。つま
り、Hの範囲に外界の光に影響されない電子映像を映し
出すことができる。透過型液晶パネルE1としてドット
マトリクス型のものを使用すれば、電子映像が表示され
る位置に従って光を遮断するhの範囲を変えることがで
きる。また、光を遮る境界線がぼけるが、光を遮る範囲
を極端に狭くしなければ、実用上問題はない。
ディスプレイ装置の基本的な構成といくつかの実施例に
ついて説明する。図1は本発明の頭部装着式ディスプレ
イ装置の基本的な構成を示す図であり、表示素子D1上
に表示された電子映像は、結像レンズL1、ハーフミラ
ーM1によって、外界像Oの位置にあるように見える。
つまり、表示素子D1上のa点に表示されている物は、
外界像OのA点にあるように見える。ハーフミラーM1
に沿って斜めに配置した時の入射角において、最も効率
良く光を遮断するように設計された透過型液晶パネルE
1をハーフミラーM1の直前に配置し、その透過型液晶
パネルE1のhの範囲の光を遮断するようにすると、光
線Lu、Ldの間の光束、例えばL1は眼球に入射でき
ないので、外界像O上のHの範囲は見えなくなる。つま
り、Hの範囲に外界の光に影響されない電子映像を映し
出すことができる。透過型液晶パネルE1としてドット
マトリクス型のものを使用すれば、電子映像が表示され
る位置に従って光を遮断するhの範囲を変えることがで
きる。また、光を遮る境界線がぼけるが、光を遮る範囲
を極端に狭くしなければ、実用上問題はない。
【0010】このように、ハーフミラーM1の前方に遮
光領域を任意に変更できる透過型液晶パネルE1を配置
することにより、外界の光の影響を受けない電子映像を
外界像の任意の位置に表示することができ、さらに、小
型で軽量な頭部装着式ディスプレイ装置が得られる。
光領域を任意に変更できる透過型液晶パネルE1を配置
することにより、外界の光の影響を受けない電子映像を
外界像の任意の位置に表示することができ、さらに、小
型で軽量な頭部装着式ディスプレイ装置が得られる。
【0011】次に、図2を参照にして本発明の第1実施
例について説明する。これは、本発明の頭部装着式ディ
スプレイ装置をコンピュータ、ワープロ等のOA機器の
表示器として応用した例である。ワープロ等において文
字を入力するにはキーボードを使用するが、キーボード
を見ないで入力するには相当熟練が必要で、一般の人は
キーボードを見ながら入力することが多い。これに対応
するため、頭部装着式ディスプレイ装置の視野内の上半
分にコンピュータ1からの映像が見えるように、液晶ド
ライバー2を介して、液晶表示素子DL 、DR に表示
し、透過型液晶パネルEL 、ER も、別の液晶ドライバ
ー3を介して、上半分の光の透過を遮断し、下半分は光
を透過するようにしておく。なお、ここで、ML 、MR
はハーフミラー、LL 、LR は結像レンズであり、各符
号において、添字のL、Rはそれぞれ左目用、右目用を
示すものとする。このように構成して、液晶表示素子D
L 、DR の上半分でコンピュータ1からの画像を確認し
て、透過型液晶パネルEL 、ER の下半分を通してキー
ボード4を見ながら入力することができる。
例について説明する。これは、本発明の頭部装着式ディ
スプレイ装置をコンピュータ、ワープロ等のOA機器の
表示器として応用した例である。ワープロ等において文
字を入力するにはキーボードを使用するが、キーボード
を見ないで入力するには相当熟練が必要で、一般の人は
キーボードを見ながら入力することが多い。これに対応
するため、頭部装着式ディスプレイ装置の視野内の上半
分にコンピュータ1からの映像が見えるように、液晶ド
ライバー2を介して、液晶表示素子DL 、DR に表示
し、透過型液晶パネルEL 、ER も、別の液晶ドライバ
ー3を介して、上半分の光の透過を遮断し、下半分は光
を透過するようにしておく。なお、ここで、ML 、MR
はハーフミラー、LL 、LR は結像レンズであり、各符
号において、添字のL、Rはそれぞれ左目用、右目用を
示すものとする。このように構成して、液晶表示素子D
L 、DR の上半分でコンピュータ1からの画像を確認し
て、透過型液晶パネルEL 、ER の下半分を通してキー
ボード4を見ながら入力することができる。
【0012】また、図形の入力には、一般に、マウス5
が使用される。マウス5は手元を見なくても操作ができ
るから、表示する画面を広くした方が図形を全体から観
察できて作図がしやすい。そこで、この場合、液晶表示
素子DL 、DR 全面にコンピュータ1からの映像を表示
し、透過型液晶パネルEL 、ER の下半分も遮蔽し、視
野全面にコンピュータ1からの映像を映し出しながら図
形を入力するようにする。こうすると、図形入力がやり
やすくなる。
が使用される。マウス5は手元を見なくても操作ができ
るから、表示する画面を広くした方が図形を全体から観
察できて作図がしやすい。そこで、この場合、液晶表示
素子DL 、DR 全面にコンピュータ1からの映像を表示
し、透過型液晶パネルEL 、ER の下半分も遮蔽し、視
野全面にコンピュータ1からの映像を映し出しながら図
形を入力するようにする。こうすると、図形入力がやり
やすくなる。
【0013】コンピュータ1から液晶表示素子DL 、D
R 、透過型液晶パネルEL 、ER への信号は、図2に示
すように、有線で行ってもよいが、無線で伝えるように
すると、何らかの用事のとき、頭部にこのディスプレイ
装置を装着したままでできるようになる。この時、透過
型液晶パネルEL 、ER は全面透過にして、外界がよく
見えるようにする。
R 、透過型液晶パネルEL 、ER への信号は、図2に示
すように、有線で行ってもよいが、無線で伝えるように
すると、何らかの用事のとき、頭部にこのディスプレイ
装置を装着したままでできるようになる。この時、透過
型液晶パネルEL 、ER は全面透過にして、外界がよく
見えるようにする。
【0014】このように、用途によって使い勝手がよく
なるように、電子映像と外界像とを相互に切り換えて使
うことができる。
なるように、電子映像と外界像とを相互に切り換えて使
うことができる。
【0015】なお、透過型液晶パネルEL 、ER は、ド
ットマトリックス型のものでもよいが、液晶シャッター
等を上下2枚組み合わせたものを使えば、駆動回路が簡
単に構成できる。また、透過型液晶パネルEL 、ER の
透過部分は、外界の明るさに応じて透過率を調整するこ
とにより、コンピュータ1からの映像を見やすくするこ
とができる。
ットマトリックス型のものでもよいが、液晶シャッター
等を上下2枚組み合わせたものを使えば、駆動回路が簡
単に構成できる。また、透過型液晶パネルEL 、ER の
透過部分は、外界の明るさに応じて透過率を調整するこ
とにより、コンピュータ1からの映像を見やすくするこ
とができる。
【0016】さらに、図3に第2実施例を示す。これ
は、本発明のディスプレイ装置をTV、ビデオ等のモニ
ターに応用した例である。視野の中央部にビデオレコー
ダ6からの映像が映るように、液晶ドライバー2を介し
て、液晶表示素子DL 、DR に表示し、また、液晶ドラ
イバー3を介して、ドットマトリックス型の透過型液晶
パネルEL 、ER の中央部を遮蔽する。すると、図4に
示したように、視野の中央にビデオからの電子映像、周
辺部に外界が見えることになる。このディスプレイ装置
を装着した頭部の動きをジャイロ7等で測定して、その
信号に追従して、CPU1は液晶表示素子DL 、DR の
映像の表示位置、及び、透過型液晶パネルEL 、ER の
遮光する位置を移動させることにより、頭部が動いても
映像は固定されたままで、横を向けば、映像は完全に見
えなくなり、外界だけが見えるようになる。こうするこ
とにより、スクリーンを壁にかけて、プロジェクターで
映像を見ているのと同じ感覚になり、例えば、外界で何
か危険なことが起きてもすぐに対処することができる。
は、本発明のディスプレイ装置をTV、ビデオ等のモニ
ターに応用した例である。視野の中央部にビデオレコー
ダ6からの映像が映るように、液晶ドライバー2を介し
て、液晶表示素子DL 、DR に表示し、また、液晶ドラ
イバー3を介して、ドットマトリックス型の透過型液晶
パネルEL 、ER の中央部を遮蔽する。すると、図4に
示したように、視野の中央にビデオからの電子映像、周
辺部に外界が見えることになる。このディスプレイ装置
を装着した頭部の動きをジャイロ7等で測定して、その
信号に追従して、CPU1は液晶表示素子DL 、DR の
映像の表示位置、及び、透過型液晶パネルEL 、ER の
遮光する位置を移動させることにより、頭部が動いても
映像は固定されたままで、横を向けば、映像は完全に見
えなくなり、外界だけが見えるようになる。こうするこ
とにより、スクリーンを壁にかけて、プロジェクターで
映像を見ているのと同じ感覚になり、例えば、外界で何
か危険なことが起きてもすぐに対処することができる。
【0017】なお、図3の代わりに、図5に示すよう
に、ハーフミラーを凹面鏡OML 、OMR に代えれば、
結像レンズが必要なくなり、更に小型化、軽量化ができ
る。
に、ハーフミラーを凹面鏡OML 、OMR に代えれば、
結像レンズが必要なくなり、更に小型化、軽量化ができ
る。
【0018】以上、本発明の頭部装着式ディスプレイ装
置をいくつかの実施例について説明してきたが、本発明
はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
例えば、表示素子、遮光パネルとして、液晶素子以外の
公知の種々の素子を用いることができる。
置をいくつかの実施例について説明してきたが、本発明
はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
例えば、表示素子、遮光パネルとして、液晶素子以外の
公知の種々の素子を用いることができる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の頭部装着式ディスプレイ装置によると、外界像と電子
映像とを重ね合わせる像重ね合わせ手段と、外界像の光
束の中の任意の領域の光を遮蔽可能に設けられた遮光手
段とを備え、電子映像の表示位置の変化に伴って遮蔽領
域を変化させるようにしたので、必要最小限の光学系の
構成により、外界の光から影響を受けない電子映像を外
界像の任意の場所、範囲に表示でき、さらに、小型、軽
量で、装着感のよい頭部装着式ディスプレイ装置を得る
ことができる。
の頭部装着式ディスプレイ装置によると、外界像と電子
映像とを重ね合わせる像重ね合わせ手段と、外界像の光
束の中の任意の領域の光を遮蔽可能に設けられた遮光手
段とを備え、電子映像の表示位置の変化に伴って遮蔽領
域を変化させるようにしたので、必要最小限の光学系の
構成により、外界の光から影響を受けない電子映像を外
界像の任意の場所、範囲に表示でき、さらに、小型、軽
量で、装着感のよい頭部装着式ディスプレイ装置を得る
ことができる。
【図1】本発明の頭部装着式ディスプレイ装置の基本的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図2】第1実施例の構成を示す図である。
【図3】第2実施例の構成を示す図である。
【図4】第2実施例の視野の様子を示す図である。
【図5】第2実施例の変形の構成の要部を示す図であ
る。
る。
【図6】従来の頭部装着式ディスプレイ装置の1例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
O…外界像 D1…表示素子 L1…結像レンズ M1…ハーフミラー E1…透過型液晶パネル Lu、Ld、L1…光線 DL 、DR …液晶表示素子 EL 、ER …透過型液晶パネル ML 、MR …ハーフミラー LL 、LR …結像レンズ OML 、OMR …凹面鏡 1…コンピュータ(CPU) 2、3…液晶ドライバー2 4…キーボード 5…マウス 6…ビデオレコーダ 7…ジャイロ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久芳圭一 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号オリン パス光学工業株式会社内 (72)発明者 安垣誠人 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号オリン パス光学工業株式会社内 (72)発明者 井場陽一 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号オリン パス光学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 画像表示素子上に表示された電子映像を
鑑賞する頭部装着式ディスプレイ装置において、 目の瞳前方に位置するように配置され、外界像と前記電
子映像とを重ね合わせる像重ね合わせ手段と、 前記像重ね合わせ手段の前方に配置され、前記外界像の
光束の中の任意の領域の光を遮蔽可能に設けられた遮光
手段と、 を備え、前記電子映像の表示位置の変化に伴って、前記
遮蔽領域を変化させるようにしたことを特徴とする頭部
装着式ディスプレイ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13385492A JPH05328260A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 頭部装着式ディスプレイ装置 |
| US08/067,130 US5572343A (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Visual display having see-through function and stacked liquid crystal shutters of opposite viewing angle directions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13385492A JPH05328260A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 頭部装着式ディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328260A true JPH05328260A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15114592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13385492A Withdrawn JPH05328260A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 頭部装着式ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328260A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075409A (ja) * | 1993-06-17 | 1995-01-10 | Sharp Corp | 画像表示装置 |
| JPH07240889A (ja) * | 1994-03-01 | 1995-09-12 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置付き頭部装着型映像表示装置 |
| JPH0832960A (ja) * | 1993-12-03 | 1996-02-02 | Texas Instr Inc <Ti> | ビジュアルインフォメーションシステム並びに画像表示方法 |
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-
1992
- 1992-05-26 JP JP13385492A patent/JPH05328260A/ja not_active Withdrawn
Cited By (32)
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