JPH07281815A - 広視野映像提示装置 - Google Patents

広視野映像提示装置

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JPH07281815A
JPH07281815A JP6100526A JP10052694A JPH07281815A JP H07281815 A JPH07281815 A JP H07281815A JP 6100526 A JP6100526 A JP 6100526A JP 10052694 A JP10052694 A JP 10052694A JP H07281815 A JPH07281815 A JP H07281815A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 仮想現実感の提示やロボットの遠隔操作のた
めの映像提示を行うに際し、視線の動きに対応してディ
スプレイ及びそのディスプレイに提示される映像を動か
し、視野を広くして臨場感を高める。 【構成】 ディスプレイ装置１に、眼前に提示映像を表
示するディスプレイ５と視線の方向を検出する視線検出
センサ１５を設ける。上記ディスプレイ５には、視線検
出センサ１５の出力に基づいてその視線方向の映像信号
を送る映像信号発生装置を接続する。上記ディスプレイ
装置１は、視線検出センサ１５の出力に基づいて、駆動
機構２０によりそのディスプレイ装置１の表示の中心を
視線方向に一致させるように動かす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、仮想現実感を与えるた
めの視覚映像の提示や、ロボットの遠隔操作のための視
覚映像の提示に好適な広視野映像提示装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来から、仮想現実感の提示やロボット
の遠隔操作のための映像提示装置として、ヘルメットに
おける眼前部に液晶ディスプレイを配置し、頭の動きに
連動する映像を提示するようにしたヘッドマウントディ
スプレイ等が開発されている。しかしながら、それらの
映像提示装置は、頭とディスプレイの位置関係が変化し
ないだけで、映像が視線の動きに対応できないため、視
線を動かすことにより提示映像の周辺エッジが見えるこ
とになり、窓を通して映像を見ている感覚があって、臨
場感に欠けるという問題があった。また、従来の映像提
示装置では、その構造上、液晶ディスプレイを大きくす
ることが困難であり、液晶ディスプレイの提示画面のみ
を光学的に拡大して大きくすると解像度が悪くなり、こ
の点でも臨場感に欠けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる技術的
課題は、仮想現実感の提示やロボットの遠隔操作のため
の映像提示を行うに際し、ディスプレイの位置を頭の動
きに連動させることもできるが、それだけではなく、特
に視線の動きに対応してディスプレイを動かし、ディス
プレイに提示される映像もそれに合わせて変化させるこ
とにより、提示映像の周辺エッジが見えないようにし、
それにより、視野を広くして臨場感を高めた広視野映像
提示装置を提供することにある。本発明のさらに他の付
帯的な技術的課題は、人の目が視野の中心部分である視
線方向だけで解像度が著しく高いことに着目し、上記広
視野映像提示装置において、広い視野を有しながらも、
視野の中心部分だけの解像度を高め、それによって全体
的に解像度を高く感じさせことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の広視野映像提示装置は、ディスプレイ装置
に、眼前に提示映像を表示するディスプレイを配設する
と共に、視線の方向を検出する視線検出センサを設け、
上記ディスプレイ装置に、上記視線検出センサの出力に
基づいて、そのディスプレイ装置の表示の中心を視線方
向に一致させるように動かす駆動機構を設け、上記ディ
スプレイに、視線検出センサの出力に基づいてその視線
方向の映像信号を送る映像信号発生装置を接続すること
により構成される。
【０００５】上記広視野映像提示装置においては、頭の
動きを検出する検出装置を設け、ディスプレイ装置に設
けた駆動機構に、ディスプレイ装置の位置を頭の動きに
連動させる機能をもたせたることができ、更に、視線方
向の中心の高解像度映像を提示映像の中心部に重畳提示
するための高解像度ディスプレイを備え、その高解像度
ディスプレイに、視線検出センサの出力に基づいて視線
方向中心部の映像信号を送る高解像度映像信号発生装置
を接続することもできる。
【０００６】
【作用】上記構成を有する広視野映像提示装置は、その
ディスプレイ装置の前に頭を配置して、ディスプレイに
より眼前に仮想現実感の提示やロボットの遠隔操作のた
めの提示映像を表示するが、その際、視線の方向が視線
検出センサで検出され、その出力に基づいて駆動機構を
動作させ、ディスプレイの中心を視線方向に一致させる
ようにディスプレイ装置を動かし、更に、上記視線検出
センサの出力に基づいて制御される映像信号発生装置に
より、ディスプレイにはその視線方向の映像信号が送ら
れる。そのため、提示映像の周辺エッジが見えたりする
ことがなく、視野が広くなって臨場感が著しく高められ
る。
【０００７】また、上記広視野映像提示装置において
は、頭の動きを検出する検出装置を設け、その出力に基
づいて制御される駆動機構によりディスプレイ装置の位
置を頭の動きに連動させ、あるいは、上記視線検出セン
サの出力に基づいて制御される高解像度映像信号発生装
置により高解像度ディスプレイに視線方向中心の高解像
度映像を表示し、前記提示映像の中心部にその高解像度
映像を重畳提示することにより、より広い視野をもち、
その広い視野範囲で一層臨場感ある提示画像を高解像度
で表示することができる。
【０００８】
【実施例】図１及び図２は、本発明に係る広視野映像提
示装置の実施例を示している。図１に概略的に示すよう
に、この広視野映像提示装置は、図示を省略している装
置本体に左右一対のディスプレイ装置１を可動に支持さ
せたものである。この広視野映像提示装置は、ディスプ
レイ装置１を備えたヘルメット状ではなく、一つの固定
的または準固定的な装置として設置され、そのディスプ
レイ装置１の前に被験者の頭部を挿入する状態で使用さ
れるものである。
【０００９】上記ディスプレイ装置１は、図２にその構
成を模式的に示すように、被験者の目Ｅの直前に位置せ
しめられる接眼レンズ系２と、可視光反射ミラー３と、
レンズ系４と、提示映像を表示するディスプレイ５とを
備えている。これらは、被験者が、接眼レンズ系２、ミ
ラー３及びレンズ系４を介して、ディスプレイ５に表示
された所要の提示映像を見られるように、その像を眼前
に結像させるものである。図３には、そのディスプレイ
５による提示映像６を例示している。なお、上記ミラー
３は、可視光は全て反射させるが赤外光は透過するもの
である。
【００１０】また、上記ディスプレイ装置１には、ハー
フミラー７、レンズ系８を介して、図３に例示する視線
方向の中心の高解像度映像１０を上記提示映像６の中心
部に重畳提示するための高解像度ディスプレイ９を備え
ている。この高解像度ディスプレイ９による中心部の高
解像度映像１０は、人の目が視野の中心部分である視線
方向だけで解像度が著しく高いことに着目し、ディスプ
レイ装置１において、広い視野を有しながらも、視野の
中心部分だけの解像度を高め、それによって全体的に解
像度を高く感じさせるために有効なものである。
【００１１】一方、視線の方向を検出するため、上記デ
ィスプレイ装置１には、視線検出センサ１５を設けてい
る。この視線の方向の検出は、赤外発光ＬＥＤ１６から
投射される赤外光を、集光レンズ１７を通して赤外光用
ハーフミラー１８において反射させ、更に被験者の目Ｅ
で反射した反射光をミラー３、ハーフミラー１８及びレ
ンズ系１９を通して、上記視線検出センサ１５で受光す
ることにより行うものである。視線検出センサ１５とし
ては、ＣＣＤカメラを用いて視線方向を検知することも
できるが、４分割のフォトダイオードを用いることもで
きる。このフォトダイオードは、計測対象の光を４つの
フォトダイオードの交差する中心部に結像させ、それら
のフォトダイオードの出力の差により目の動き（向き）
を検出するものである。
【００１２】また、上記ディスプレイ装置１には、視線
の方向を検出する上記視線検出センサ１５の出力に基づ
いて、そのディスプレイ装置１の表示の中心を視線方向
に一致させるように動かす駆動機構２０を設けている。
この駆動機構２０は、装置本体に可動に支持させたディ
スプレイ装置１を、被験者の目Ｅに対して上下に動かす
と共に、左右にも動かせるようにしたもので、上下方向
の駆動のためには、ディスプレイ装置１をそれに固定し
た円弧状の駆動部材２１における左右両側の軸２２のま
わりに回転させるために、その軸２２上に固定した部分
歯車２３に対して装置本体側に設けた駆動歯車２４を噛
合させ、また、左右方向の駆動のためには、上記駆動部
材２１をその円弧に沿って駆動するために、駆動部材２
１上に設けた歯２５に駆動歯車２６を噛合させている。
なお、上記駆動歯車２４及び駆動歯車２６の一方は、他
の駆動歯車で駆動される部材上に配設しておく必要があ
る。
【００１３】上記ディスプレイ５に提示映像を表示する
ため、そのディスプレイ５には、視線検出センサ１５の
出力に基づいて制御され、検出された視線方向の映像６
（図３）を表示するための映像信号を送る図示しない映
像信号発生装置を接続し、また、上記高解像度ディスプ
レイ９には、同様に視線検出センサ１５の出力に基づい
て制御され、検出された視線方向中心部の高解像度映像
１０の映像信号を送るための図示しない高解像度映像信
号発生装置を接続している。
【００１４】従って、上記ディスプレイ装置１の前の駆
動部材２１内に頭を配置して、ディスプレイ５，９によ
り眼前に仮想現実感の提示やロボットの遠隔操作のため
の提示映像６，１０を表示する際に、視線検出センサ１
５の出力に基づいて駆動機構２０を動作させ、ディスプ
レイ５，９の中心をセンサ１５で検出した視線方向に一
致させるようにディスプレイ装置１を動かし、更に、上
記視線検出センサ１５の出力に基づいて制御される映像
信号発生装置により、ディスプレイ５，９にはその視線
方向の映像信号が送られ、そのため、目Ｅを動かしても
提示映像の周辺エッジが見えたりすることがなく、視野
が広くなって臨場感が著しく高められた映像を提示する
ことが可能になる。図３中には、視線の中心位置をＣ0
からＣ1に移動させた時の提示映像６ａ及び高解像度映
像１０ａを付記している。
【００１５】前記提示映像６及び高解像度映像１０を得
るための映像信号は、コンピュータグラフィックスの利
用により発生させることもできるが、図４に示すよう
に、ディスプレイ５に表示するための映像信号を得るＣ
ＣＤカメラ３０と、ディスプレイ９に表示するための映
像信号を得るＣＣＤカメラ３１を、ハーフミラー３２に
より同軸配置とし、それらによって、ディスプレイ５，
９と同様に目Ｅの視線の動きに合わせて、即ち、視線検
出センサ１５の出力に基づいて上下、左右に動かしなが
ら撮像することにより発生させることもできる。
【００１６】また、上記広視野映像提示装置において
は、図示していないが、従来の装置と同様に、被験者の
頭の動きを検出する検出装置を設けることもできる。こ
の検出装置は、頭にバンド等を直接的に固定して、その
動きを装置本体側で機械的に検出できるようにした機構
や、頭の複数個所に取り付けた信号発生器からの信号を
受信して頭の動きを検出するような機構によって構成す
ることができる。この検出装置は、その出力によりディ
スプレイ装置１に設けた駆動機構２０を動作させ、ディ
スプレイ装置１の位置を頭の動きに連動させるために機
能することになる。勿論、頭の動きに応じて提示映像を
変える必要があるため、その検出装置の出力は、ディス
プレイ５，９の映像を動かすためにも利用されることに
なる。
【００１７】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の広視野映像提示
装置によれば、仮想現実感の提示やロボットの遠隔操作
のための映像提示を行うに際し、ディスプレイの位置を
頭の動きに連動させることもできるが、それだけではな
く、特に視線の動きに対応してディスプレイを動かし、
ディスプレイに提示される映像もそれに合わせて変化さ
せることにより、提示映像の周辺エッジが見えないよう
にし、それにより、視野を広くして臨場感を高めた広視
野映像提示装置を得ることができる。また、人の目が視
野の中心部分である視線方向だけで解像度が著しく高い
ことを考慮し、上記広視野映像提示装置においては、広
い視野を有しながらも、視野の中心部分だけの解像度を
高めているので、全体的に解像度を非常に高いものと感
じさせことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る広視野映像提示装置の全体的構成
の概要を示す斜視図である。
【図２】上記広視野映像提示装置の要部の構成を模式的
に示す部分構成図である。
【図３】上記ディスプレイに表示する映像についての説
明図である。
【図４】上記広視野映像提示装置におけるディスプレイ
に表示するための映像を得るための撮像装置の構成図で
ある。
【符号の説明】
１ ディスプレイ装置 ５ ディスプレイ ９ 高解像度ディスプレイ １５ 視線検出センサ ２０ 駆動機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスプレイ装置に、眼前に提示映像を表
    示するディスプレイを配設すると共に、視線の方向を検
    出する視線検出センサを設け、 上記ディスプレイ装置に、上記視線検出センサの出力に
    基づいて、そのディスプレイ装置の表示の中心を視線方
    向に一致させるように動かす駆動機構を設け、 上記ディスプレイに、視線検出センサの出力に基づいて
    その視線方向の映像信号を送る映像信号発生装置を接続
    した、ことを特徴とする広視野映像提示装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の広視野映像提示装置にお
    いて、 頭の動きを検出する検出装置を設け、ディスプレイ装置
    に設けた駆動機構に、ディスプレイ装置の位置を頭の動
    きに連動させる機能をもたせた、ことを特徴とする広視
    野映像提示装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の広視野映像提示
    装置において、 視線方向の中心の高解像度映像を提示映像の中心部に重
    畳提示するための高解像度ディスプレイを備え、その高
    解像度ディスプレイに、視線検出センサの出力に基づい
    て視線方向中心部の映像信号を送る高解像度映像信号発
    生装置を接続した、ことを特徴とする広視野映像提示装
    置。
JP10052694A 1994-04-13 1994-04-13 広視野映像提示装置 Expired - Lifetime JP3240362B2 (ja)

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