JPH0894960A - See-through type picture display device - Google Patents
See-through type picture display deviceInfo
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- JPH0894960A JPH0894960A JP6229777A JP22977794A JPH0894960A JP H0894960 A JPH0894960 A JP H0894960A JP 6229777 A JP6229777 A JP 6229777A JP 22977794 A JP22977794 A JP 22977794A JP H0894960 A JPH0894960 A JP H0894960A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばロボットの遠隔
操縦や内視鏡下外科手術等において、画像表示装置を装
着した者の周辺の実空間表示ウィンドウと、遠隔画像や
コンピュータグラフィックス画像等からなる電子画像空
間表示ウィンドウとを複雑に組み合わせたウィンドウシ
ステムを構築する場合に好適なシースルー型画像表示装
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 real space display window around a person wearing an image display device, a remote image, a computer graphics image, etc. in remote control of a robot, endoscopic surgery, etc. The present invention relates to a see-through type image display device suitable for constructing a window system in which an electronic image space display window consisting of is complexly combined.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ロボットの遠隔操縦や内視鏡下外
科手術に際して、当該ロボット作業空間の立体遠隔画像
や患者体内の立体内視鏡画像をロボット操縦者や手術者
に提示する手段として、従来の偏光眼鏡や液晶シャッタ
眼鏡を用いる立体テレビジョンに代って、画像表示装置
としてのヘッド・マウント・ディスプレイ(HMD;Head-mo
unted Display)が利用され始めている。この種の技術の
応用では、HMDを装着した者は、遠隔画像や内視鏡画
像等の電子画像空間を観察するだけではなく、装着者周
辺にある各種制御機器を操作するために、その周辺実空
間を観察する必要が生じてくる。2. Description of the Related Art In recent years, as a means for presenting a stereoscopic remote image of the robot working space or a stereoscopic endoscopic image inside the patient's body to a robot operator or an operator during remote control of a robot or endoscopic surgery, In place of conventional stereoscopic televisions that use polarized glasses and liquid crystal shutter glasses, a head-mounted display (HMD; Head-mo
unted Display) is starting to be used. In the application of this kind of technology, a person wearing the HMD not only observes an electronic image space such as a remote image or an endoscopic image, but also operates various control devices in the vicinity of the person wearing the HMD. It becomes necessary to observe the real space.
【0003】かかる点に鑑みて、例えば特開平4−23
582号公報では、装着者が周辺実空間を観察する際
に、HMD本体を装着者の顔面部分から跳ね上げるため
の跳ね上げ機構を有するHMDに関する技術が開示され
ている。In view of this point, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-23
Japanese Patent No. 582 discloses a technique relating to an HMD having a flip-up mechanism for flipping up the HMD main body from the face part of the wearer when the wearer observes the surrounding real space.
【0004】しかしながら、この構成のHMDでは、電
子画像空間と周辺実空間とを同時にウィンドウ表示して
装着者に提示することができないため、装着者は実際の
作業に際して両空間を幾度も切り換える必要があり、操
作性が極めて悪いといった欠点があった。また、電子画
像空間と周辺実空間とが同時に提示可能となるように、
HMDの光学系の下半分のみがシースルー状態となるH
MDに関する技術も提案されているが、かかる構成のH
MDでは、周辺実空間表示ウィンドウは常に固定となる
為、電子画像空間表示ウィンドウと周辺実空間表示ウィ
ンドウとの画面配置の自由度に欠けるといった問題があ
った。However, in the HMD having this structure, the electronic image space and the surrounding real space cannot be simultaneously displayed on the window and presented to the wearer, so that the wearer needs to switch between the two spaces many times during the actual work. However, there is a drawback that the operability is extremely poor. Also, so that the electronic image space and the surrounding real space can be presented at the same time,
Only the lower half of the HMD optical system is in the see-through state.
Techniques related to MD have also been proposed, but H
In the MD, since the peripheral real space display window is always fixed, there is a problem that the degree of freedom in the screen arrangement between the electronic image space display window and the peripheral real space display window is insufficient.
【0005】さらに、特開平4−6590号公報では、
液晶シャッタを用いて、外界像の完全透過/完全遮光状
態を任意に選択自在としたシースルー型HMDに関する
技術が開示されている。この場合は、周辺実空間の任意
の選択領域のみを表示することが不可能であった。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-6590,
A technique relating to a see-through HMD in which a completely transparent / completely shielded state of an external image is arbitrarily selectable using a liquid crystal shutter is disclosed. In this case, it was impossible to display only an arbitrary selected area in the surrounding real space.
【0006】これら問題点については、特開平4−17
17号公報や特開平5−46161号公報により開示さ
れている技術、即ち外界像の任意の選択領域と電子画像
とを光学的に重ね合わせて提示する機能を有するシース
ルー型HMDに関する技術を利用すれば原理的には解決
可能である。Regarding these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-17
The technology disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 17-46161 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-46161, that is, a technology related to a see-through HMD having a function of optically superimposing an arbitrary selected area of an external image and an electronic image can be used. In principle, it can be solved.
【0007】詳細には、これらのシースルー型HMD
は、高輝度バックライトユニットを装着した透過型液晶
表示素子(LCD;Liquid Crystal Display)もしくは高輝度
陰極線管(CRT;cathode-ray tube)からなる発光型表示素
子と、透過型ドットマトリックス液晶シャッタからなる
外界像部分遮光手段と、ハーフミラーからなる画像合成
手段とで構成される。そして、かかる構成のシースル型
HMDでは、外界像はドットマトリックス液晶シャッタ
が開放状態の領域のみハーフミラーを透過して直接、観
察者の眼球に到達する。In detail, these see-through HMDs
Is a transmissive liquid crystal display device (LCD; Liquid Crystal Display) equipped with a high-brightness backlight unit or a light-emitting display device consisting of a high-brightness cathode ray tube (CRT; cathode-ray tube) and a transmissive dot matrix liquid crystal shutter. The external image part light-shielding means and the image combining means including a half mirror. In the sheath-type HMD having such a configuration, the external image reaches the observer's eyeball directly through the half mirror only in the area where the dot matrix liquid crystal shutter is open.
【0008】従って、この技術では、ドットマトリック
ス液晶シャッタを用いて外界像の透過・遮光領域を制御
することで、電子画像空間表示ウィンドウと周辺実空間
表示ウィンドウとをHMD上に自由に配置することが可
能となる。また、外界像に電子画像を重畳表示する場合
に、表示電子画像に対応したマスク像を上記ドットマト
リックス液晶シャッタ上に表示して電子画像表示領域の
外界像を選択的に遮光することで、外界像上に鮮明な電
子画像を表示することも可能としている。Therefore, according to this technique, the electronic image space display window and the peripheral real space display window can be freely arranged on the HMD by controlling the transmission / shielding area of the external image by using the dot matrix liquid crystal shutter. Is possible. When an electronic image is superimposed on the external image, the mask image corresponding to the displayed electronic image is displayed on the dot matrix liquid crystal shutter to selectively shield the external image of the electronic image display area, thereby It is also possible to display a clear electronic image on the image.
【0009】ところで、前述した種々のHMDに関する
技術では、ヘルメットの如き装置の一部を頭に装着した
り、或いはゴーグルの如き装置の一部を顔面に装着して
使用されるため、当該装着者はHMD装着と同時に視界
を奪われ、周囲から隔絶されてしまうといった問題があ
った。By the way, in the above-mentioned various techniques relating to HMD, a part of a device such as a helmet is worn on the head, or a part of a device such as goggles is worn on the face. Had a problem that he was robbed of his vision at the same time as wearing the HMD, and he was isolated from his surroundings.
【0010】かかる点に鑑みて、例えば特開平4−65
90号公報では、液晶シャッタを用いて外界像の完全透
過・完全遮光状態を自由に制御可能な様に構成されたシ
ースルー型HMDに関する技術も開示されている。In view of this point, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-65
Japanese Patent Laid-Open No. 90 also discloses a technology relating to a see-through type HMD which is configured to be able to freely control the completely transmitted / completely shielded state of an external image by using a liquid crystal shutter.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術では、上記外界像部分遮光手段は電子画像表
示領域の外界像を選択的に遮光する目的で使用されてい
るため、該外界像部分遮光手段に、電子画像のマスクと
して使用するに十分な画素数と、開放状態で外界像を透
過するに十分な透過率とが必要であった。このため、上
記従来技術では、上記外界像部分遮光手段として、ダイ
ナミック駆動単純マトリックス透過型白黒液晶表示素子
を採用していたが、その駆動回路として、液晶テレビジ
ョンもしくはノートブック型パーソナルコンピュータに
用いられているものと同様の超多段シフトレジスタから
なる大規模な回路が必要とされていた。However, in the above-mentioned conventional technique, the external image partial light shielding means is used for selectively shielding the external image of the electronic image display area, and therefore the external image partial light shielding is performed. The means required a sufficient number of pixels to be used as a mask for an electronic image and a sufficient transmittance to transmit an external image in an open state. Therefore, in the above-mentioned conventional technique, a dynamic drive simple matrix transmissive black and white liquid crystal display element is adopted as the external image partial light shielding means, but as a drive circuit thereof, it is used in a liquid crystal television or a notebook personal computer. There was a need for a large-scale circuit consisting of an ultra-multistage shift register similar to that used in the above.
【0012】しかし、単に電子画像空間表示ウィンドウ
と周辺実空間表示ウィンドウとを切り換える目的の為だ
けに必要な外界像部分遮光手段の遮光単位は、電子画像
マスク用のものと比べて大幅に粗くしたとしても十分に
実用に耐えられるため、駆動方式としてダイナミック駆
動を選択する必然性はない。However, the shading unit of the external image part shading means necessary only for the purpose of switching between the electronic image space display window and the peripheral real space display window is made much coarser than that for the electronic image mask. However, it is not necessary to select the dynamic drive as the drive method because it can withstand practical use.
【0013】また、現在一般に広く利用されているTN
(STN)モードのダイナミック駆動単純マトリックス
透過型白黒液晶表示素子では、最高20程度のコントラ
スト比しか得ることができず、外界像遮光用シャッタと
して必要な最低コントラスト比80以上の高い遮光性能
を達成することができない。TN which is widely used at present
The (STN) mode dynamic drive simple matrix transmissive black-and-white liquid crystal display device can obtain only a maximum contrast ratio of about 20, and achieves a high light-shielding performance of a minimum contrast ratio of 80 or more required as a shutter for shielding an external image. I can't.
【0014】従って、外界像を完全に遮光もしくは透過
させて、電子画像空間表示ウィンドウと周辺実空間表示
ウィンドウとをHMD上に自由に配置する目的に、前述
したような構成の従来装置を使用するのは不適当であっ
た。Therefore, the conventional apparatus having the above-described configuration is used for the purpose of completely blocking or transmitting the external image and freely arranging the electronic image space display window and the peripheral real space display window on the HMD. Was inappropriate.
【0015】さらに、従来の液晶シャッタ付のシースル
ー型HMDでは、大多数ノーマリーブラックモードの液
晶シャッタを使用しているため、電源を入れずに当該H
MDを装着した場合には、装着者はHMD装着と同時に
視界を奪われ、周囲から隔絶されていた。従って、装着
者は、予めHMDの正常動作に必要な各種初期設定を行
ってからでなければHMDを装着することはできなかっ
た。また、ノーマリーホワイトモードの液晶シャッタを
用いたシースルー型HMDでも、従来は電源投入に連動
して完全遮光状態に移行する構成にはなっていなかった
ため、電源投入後に改めて遮光スイッチを動作させる必
要があった。Further, in the conventional see-through type HMD with a liquid crystal shutter, since a majority of liquid crystal shutters in normally black mode are used, the H
When the MD was worn, the wearer was blinded at the same time as wearing the HMD and was isolated from the surroundings. Therefore, the wearer can wear the HMD only after performing various initial settings necessary for the normal operation of the HMD. Further, even a see-through type HMD using a normally white mode liquid crystal shutter has not been conventionally configured to shift to a complete light-shielding state when the power is turned on. Therefore, it is necessary to operate the light-shielding switch again after the power is turned on. there were.
【0016】この他、前述した従来技術に係る特許公報
には何等開示されていないが、上記外界像部分遮光手段
を有するシースルーHMDを用いて実際にロボットの遠
隔操縦や内視鏡下外科手術等の作業を行う場合には、以
下の如き解決すべき種々の問題点がある。即ち、第1
に、人間の左右眼間距離には個人差があるため、特別に
大きな瞳径を有する光学系をHMD光学系として使用し
ない限り、HMD装着時にHMDの左右眼用光学系の距
離を装着者の眼間距離と等しくなる様に調節しなければ
ならない。特に、HMDとして外界像部分遮光手段を有
するシースルーHMDを使用する場合、眼間距離調節の
際に各左右眼用HMD光学系の発光型表示素子と外界像
部分遮光手段とが相対的な位置関係を保ったまま移動し
なければ、電子画像表示位置と外界像部分遮光手段の各
遮光領域の位置との対応関係を一定に保つことが不可能
となる。In addition to this, although nothing is disclosed in the above-mentioned prior art patent publications, a remote control of a robot or endoscopic surgical operation is actually performed by using a see-through HMD having the above-mentioned external image partial light shielding means. When carrying out the above work, there are various problems to be solved as follows. That is, the first
In addition, since there is individual difference in the distance between the left and right eyes of a human being, the distance between the left and right eye optical systems of the HMD when the HMD is attached is determined by the wearer unless an optical system having a particularly large pupil diameter is used as the HMD optical system. It must be adjusted to be equal to the interocular distance. In particular, when a see-through HMD having an external image part light-shielding means is used as the HMD, a relative positional relationship between the light-emitting display element of each of the left and right HMD optical systems and the external image part light-shielding means when adjusting the interocular distance. If it is not moved while maintaining the above condition, it becomes impossible to keep the correspondence between the electronic image display position and the position of each light shielding region of the external image partial light shielding means constant.
【0017】そして、第2に、ロボットの遠隔操縦や内
視鏡下外科手術等の作業を行う場合には、HMD装着者
は装着者周辺にある各種制御機器を操作するために自由
に移動したり、頭部を動かす必要がある。一般的に、H
MDは、ヘルメットないしはゴーグル状の映像表示ユニ
ットと、該映像表示ユニットに映像信号及び制御信号を
供給する外部制御ユニットとで構成されており、両ユニ
ット間はケーブルで接続されている。特に、内視鏡下外
科手術の際には、ユニット間接続ケーブルの長さが5m
以上となることも珍しくはない。従って、HMD装着者
が拘束感なく自由に移動したり、頭部を動かすために
は、ユニット間接続ケーブルをできる限り細径、且つ軽
量にしなければならない。Secondly, when the robot is remotely controlled or the endoscopic surgery is performed, the HMD wearer is free to move to operate various control devices around the wearer. Or you need to move your head. Generally, H
The MD is composed of a helmet or goggle-shaped image display unit and an external control unit that supplies an image signal and a control signal to the image display unit, and both units are connected by a cable. Especially during endoscopic surgery, the length of the unit connection cable is 5 m.
It is not uncommon for the above to occur. Therefore, in order for the HMD wearer to move freely without feeling a sense of restraint or to move the head, the inter-unit connection cable must be made as thin and lightweight as possible.
【0018】さらに、第3に、ロボットの遠隔操縦や内
視鏡下外科手術等の分野で、電子画像空間表示ウィンド
ウと周辺実空間表示ウィンドウとをHMD上に自由に配
置しながら作業を行っていく場合においては、非常事態
の発生等に伴いHMD装着者が速やかに周辺状況を確認
しなければならない様な状況が生じる可能性がある。そ
の為、これらの分野に使用されるシースルー型のHMD
は、各ウィンドウの画面配置に拘りなく一時的に広い視
野で外界像が観察可能となる様に構成されていなければ
ならない。Thirdly, in the field of remote control of robots, endoscopic surgery, etc., work is performed while freely arranging the electronic image space display window and the peripheral real space display window on the HMD. In some cases, a situation may arise in which the HMD wearer must promptly check the surrounding situation due to an emergency situation or the like. Therefore, see-through type HMD used in these fields
Must be configured so that the external image can be temporarily observed in a wide field of view regardless of the screen layout of each window.
【0019】また、第4に、電子画像空間表示ウィンド
ウと実空間表示ウィンドウとを複雑に組み合わせたウィ
ンドウシステムを構築する際、実空間表示ウィンドウ上
に電子画像が重なって表示されない様に何等かのクリッ
ピング手段が必要となる。Fourthly, when constructing a window system in which an electronic image space display window and a real space display window are combined in a complicated manner, some kind of electronic image is not displayed on the real space display window in an overlapping manner. Clipping means are required.
【0020】そして、第5に、ライト等の明るい光源が
存在する実空間を実空間表示ウィンドウを通して観察す
る場合、外界像が明るすぎて電子画像空間表示ウィンド
ウ上に表示された電子画像が観察しづらくなることがあ
る。特に、発光型表示素子としてLCDを用いる場合、
この問題は顕著となる。Fifth, when observing a real space in which a bright light source such as a light exists through the real space display window, the external image is too bright and the electronic image displayed on the electronic image space display window is observed. It can be difficult. Especially when an LCD is used as a light emitting display element,
This problem becomes significant.
【0021】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、電子画像空間と周辺実
空間とを同時にウィンドウ表示して装着者に提示可能と
すると共に、その画面配置に自由度を持たせ、更には装
着性を向上させた軽量且つ高精度のシースルー型ヘッド
・マウント・ディスプレイを提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to simultaneously present a window display of an electronic image space and a peripheral real space and present it to a wearer, and at the same time, arrange the screen. It is intended to provide a lightweight and highly accurate see-through type head mount display which has flexibility in mounting, and has improved wearability.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の態様によるシースルー型画像表示装
置は、電子画像を表示する発光型表示素子と、アレイ状
に配した複数のスタティック駆動液晶シャッタからな
り、外界像の少なくとも一部の透過を遮断する外界像部
分遮光手段と、上記発光型表示素子が表示する電子画像
と、上記外界像部分遮光手段を透過した外界像の少なく
とも一部とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成表
示手段とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, a see-through type image display device according to a first aspect of the present invention comprises a light emitting type display element for displaying an electronic image and a plurality of light emitting type display elements arranged in an array. At least an external image part light-shielding means which comprises a static drive liquid crystal shutter and blocks transmission of at least a part of the external image, an electronic image displayed by the light-emitting display element, and at least an external image transmitted through the external image part light-shielding means. And an image composition display unit for optically superimposing a part of the image on the display.
【0023】そして、第2の態様によるシースルー型画
像表示装置は、上記発光型表示素子と外界像部分遮光手
段と画像合成手段の構成を2組有し、第1の組み合わせ
は右目表示用に、第2の組み合わせは左目表示用に配置
したことを特徴とする。The see-through type image display device according to the second aspect has two sets of the above-mentioned light emitting type display element, the external image part light shielding means and the image synthesizing means, and the first combination is for right eye display. The second combination is characterized in that it is arranged for the left eye display.
【0024】さらに、第3の態様によるシースルー型画
像表示装置は、電子画像を表示する発光型表示素子と、
電源遮断時に開放状態の領域を少なくとも一部に有する
外界像部分遮光手段と上記発光型表示素子が表示する電
子画像と上記外界像部分遮光手段の透過領域を通過して
来る外界像とを光学的に重ね合わて表示させる画像合成
表示手段とを有するシースルー型画像表示装置におい
て、上記外界像部分遮光手段の該開放領域を電源投入時
に強制的に遮光状態に制御する遮光制御手段を有するこ
とを特徴とする。Further, the see-through type image display device according to the third aspect includes a light emitting type display element for displaying an electronic image,
The external image part light-shielding means having at least a part in an open state at the time of power-off, the electronic image displayed by the light-emitting display element, and the external image passing through the transmission area of the external image-part light shielding means are optically provided. In the see-through type image display device having an image combining display unit for displaying the image in a superposed manner, the light shielding control unit for forcibly controlling the open region of the external image partial light shielding unit to a light shielding state at the time of power-on To do.
【0025】[0025]
【作用】即ち、本発明の第1の態様によるシースルー型
画像表示装置では、発光型表示素子により電子画像が表
示され、アレイ状に配した複数のスタティック駆動液晶
シャッタからなる外界像部分遮光手段により、外界像の
少なくとも一部の透過が遮断され、画像合成表示手段に
より、上記発光型表示素子が表示する電子画像と、上記
外界像部分遮光手段を透過した外界像の少なくとも一部
とが光学的に重ね合わされた表示される。That is, in the see-through type image display device according to the first aspect of the present invention, the electronic image is displayed by the light emitting type display element, and the external image partial light shielding means composed of a plurality of statically driven liquid crystal shutters arranged in an array is used. The transmission of at least a part of the external image is blocked, and the electronic image displayed by the light-emitting display element and at least a part of the external image transmitted through the external image partial light shielding unit are optically blocked by the image combining display unit. Is displayed overlaid on.
【0026】そして、第2の態様によるシースルー型画
像表示装置では、上記発光型表示素子と外界像部分遮光
手段と画像合成手段の構成を2組有し、第1の組み合わ
せは右目表示用に、第2の組み合わせは左目表示用に配
置される。The see-through type image display device according to the second aspect has two sets of the above-mentioned light emitting type display element, the external image part light shielding means and the image composition means, and the first combination is for the right eye display. The second combination is arranged for left eye display.
【0027】さらに、第3の態様によるシースルー型画
像表示装置では、発光型表示素子により電子画像が表示
され、画像合成手段により電源遮断時に開放状態の領域
を少なくとも一部に有する外界像部分遮光手段の透過領
域を通過してくる外界像と上記発光型表示素子が表示す
る電子画像とが光学的に重ね合わされて表示される。そ
して、遮光制御手段により上記外界像部分遮光手段の該
開放領域が電源投入時に強制的に遮光状態に制御され
る。Furthermore, in the see-through type image display device according to the third aspect, the electronic image is displayed by the light emitting type display element, and the image synthesizing means has the external image partial light shielding means having at least a part in an open state when the power is shut off. And the electronic image displayed by the light-emitting display element are optically superimposed and displayed. Then, the light-shielding control means forcibly controls the open region of the external-image part light-shielding means to be in a light-shielding state when the power is turned on.
【0028】[0028]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。先ず図1には本発明の第1の実施例に係
るシースルー型ヘッド・マウント・ディスプレイ(以
下、HMDと略記する)の構成を示し説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows the structure of a see-through type head mount display (hereinafter abbreviated as HMD) according to a first embodiment of the present invention, and will be described.
【0029】図1に示されるように、重畳画像表示部1
は、高輝度バックライトユニット2を一体に装着した液
晶表示素子3からなる発光型表示素子(以下、LCDと
略記する)と、スタティック駆動液晶シャッタアレイ4
を利用した外界像部分遮光部5とハーフミラー6とから
なる画像合成部とで構成されている。As shown in FIG. 1, the superimposed image display unit 1
Is a light emitting display element (hereinafter abbreviated as LCD) including a liquid crystal display element 3 in which a high-brightness backlight unit 2 is integrally mounted, and a static drive liquid crystal shutter array 4.
The image synthesizing unit including the external image partial light-shielding unit 5 and the half mirror 6 utilizing the.
【0030】これを更に詳細に説明すると、上記重畳画
像表示部1には、本実施例のHMDを装着した者の視線
方向を示す光軸7に対して45度だけ傾けてハーフミラ
ー6が配設されている。該ハーフミラー6はLCD3の
表示する電子画像を90度反射させて装着者の眼球8に
導く。また、該ハーフミラー6の前方には、外界像部分
遮光部5として、図2に示されるような複数のスタティ
ック駆動液晶シャッタ素子群9をアレイ状に配したスタ
ティック駆動液晶シャッタアレイ4が配設されている。
該スタティック駆動液晶シャッタアレイ4は、ハーフミ
ラー6を透過して装着者の眼球8に直接導かれる外界像
の一部を選択的に遮光する。尚、スタティック駆動液晶
シャッタアレイ4の引き出し配線領域には、同領域から
の外界像の透過を防止する目的でブラックマトリックス
10が設けられている。To explain this in more detail, in the superimposed image display section 1, the half mirror 6 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis 7 indicating the line-of-sight direction of the person wearing the HMD of this embodiment. It is set up. The half mirror 6 reflects the electronic image displayed on the LCD 3 by 90 degrees and guides it to the eyeball 8 of the wearer. Further, in front of the half mirror 6, a static drive liquid crystal shutter array 4 in which a plurality of static drive liquid crystal shutter element groups 9 as shown in FIG. Has been done.
The statically driven liquid crystal shutter array 4 selectively shields a part of the external image transmitted through the half mirror 6 and directly guided to the eyeball 8 of the wearer. A black matrix 10 is provided in the lead-out wiring area of the statically driven liquid crystal shutter array 4 for the purpose of preventing transmission of an external image from the area.
【0031】このような構成において、スタティック駆
動液晶シャッタアレイ4は、広い視野角に亘って、開放
状態では40%以上の高い透過特性を示し、且つ80以
上の高コントラスト比を容易に達成可能なスタティック
駆動液晶シャッタ素子群9をアレイ状に形成しているた
め、選択された領域のみを確実に遮光する。従って、ス
タティック駆動液晶シャッタアレイ4の開放領域を透過
した外界像のみがHMDの装着者に提示されることにな
る。一方、LCD3に表示された電子画像は、黒色の電
子画像表示領域以外は全てHMDの装着者に提示され
る。In such a structure, the statically driven liquid crystal shutter array 4 exhibits a high transmission characteristic of 40% or more in an open state over a wide viewing angle, and a high contrast ratio of 80 or more can be easily achieved. Since the statically driven liquid crystal shutter element group 9 is formed in an array, only the selected area is reliably shielded from light. Therefore, only the external image transmitted through the open area of the statically driven liquid crystal shutter array 4 is presented to the wearer of the HMD. On the other hand, the electronic image displayed on the LCD 3 is presented to the wearer of the HMD except for the black electronic image display area.
【0032】また、外界像部分遮光部5にスタティック
駆動液晶シャッタアレイ4を用いることにより、周辺実
空間表示ウィンドウ12上では十分に明るい外界像を観
察することができると共に、電子画像空間表示ウィンド
ウ11上では外界像が確実に遮光され、明瞭な電子画像
を観察することが可能となる。Further, by using the statically driven liquid crystal shutter array 4 for the external light image part light-shielding portion 5, a sufficiently bright external light image can be observed on the peripheral real space display window 12 and the electronic image space display window 11 is displayed. Above, the external image is surely shielded from light, and a clear electronic image can be observed.
【0033】第1の実施例のシースルー型画像表示装置
は以上説明したように構成されているため、例えば、外
界像部分遮光部5を用いて外界像の透過・遮光領域を図
3(a)に示すように制御する一方、LCD3上に図3
(b)に示すように外界像透過領域に対応した部分をク
リッピングした電子画像を表示させてやることにより、
画像表示装置の装着者は、図3(c)に示すように、外
界像及び電子像の合成像上に電子画像のみが表示されて
いる領域11(以下、電子画像空間表示ウィンドウと称
する)と、周辺の実空間のみが表示されている領域12
(以下、周辺実空間表示ウィンドウと称する)とを同時
に観察することができる。Since the see-through type image display device of the first embodiment is constructed as described above, for example, by using the external image part light-shielding portion 5, the external image transmitting / shielding region is shown in FIG. While controlling as shown in FIG.
By displaying an electronic image obtained by clipping the portion corresponding to the external image transmission region as shown in (b),
As shown in FIG. 3C, the wearer of the image display device displays an area 11 (hereinafter referred to as an electronic image space display window) in which only the electronic image is displayed on the composite image of the external image and the electronic image. , Area 12 where only the surrounding real space is displayed
(Hereinafter, referred to as a peripheral real space display window) can be observed at the same time.
【0034】即ち、外界像部分遮光部5を用いて外界像
の透過・遮光領域を制御することにより、周辺実空間表
示ウィンドウ12の表示位置を当該画像表示装置の画面
上自由に配置することが可能であると同意に、電子画像
空間表示ウィンドウ11についても、LCD3に表示さ
れた電子画像の外界像透過領域に対応した部分をクリッ
ピングしてやれば、周辺実空間表示ウィンドウ12上に
電子画像を表示することなく自由に画像表示装置の画面
上に配置可能となる。That is, by controlling the transparent / light-shielding area of the external image using the external image partial light-shielding portion 5, the display position of the peripheral real space display window 12 can be freely arranged on the screen of the image display device. Agreeing that it is possible, the electronic image space display window 11 also displays the electronic image on the peripheral real space display window 12 by clipping the portion of the electronic image displayed on the LCD 3 corresponding to the external image transmission region. It is possible to freely arrange them on the screen of the image display device without any need.
【0035】尚、第1の実施例の各構成は、その主旨を
逸脱しない範囲で、種々の改良・変更が可能であること
は勿論である。例えば、第1の実施例では、発光型表示
素子としてLCD3を用いた例を示したが、その他にも
CRTやエレクトロルミネッセンス(EL;Electro Lumine
scence) 、プラズマディスプレイ等が使用できる。Incidentally, it goes without saying that various modifications and changes can be made to the respective structures of the first embodiment without departing from the spirit of the invention. For example, in the first embodiment, the example in which the LCD 3 is used as the light emitting type display element is shown. However, in addition to this, a CRT or electroluminescence (EL; Electro Lumine) is used.
scence), plasma display, etc. can be used.
【0036】また、外界像部分遮光部5としてスタティ
ック駆動液晶シャッタアレイ4を用いる例を示したが、
高透過率・高コントラスト比を同時に達成できるなら
ば、ドットマトリックス液晶シャッタや機械式シャッ
タ、エレクトロクロミック素子、強誘電性液晶素子等を
用いてもよいことは勿論である。Also, an example in which the static drive liquid crystal shutter array 4 is used as the external image portion light-shielding portion 5 has been shown.
Needless to say, a dot matrix liquid crystal shutter, a mechanical shutter, an electrochromic device, a ferroelectric liquid crystal device or the like may be used as long as a high transmittance and a high contrast ratio can be achieved at the same time.
【0037】さらに、液晶シャッタアレイ4を形成する
各液晶シャッタ素子群9の対向電極13は、図4の断面
図に示されるようにガラス基板14の片側に共通電極1
5を設けることで、引き出し配線数を減らすこともでき
る。Further, the counter electrode 13 of each liquid crystal shutter element group 9 forming the liquid crystal shutter array 4 has the common electrode 1 on one side of the glass substrate 14 as shown in the sectional view of FIG.
By providing 5, the number of lead wires can be reduced.
【0038】次に図5には本発明の第2の実施例に係る
シースルー型HMDの構成を示し説明する。この図5に
示されるように、右眼用重畳画像表示部16R及び左眼
用重畳画像表示部16Lは、先に図1に示した重畳画像
表示部1と同様の構成を有しており、右眼用重畳画像表
示部16Rは、右ねじのめねじを切った取り付け部材1
7Rを用いて、左眼用重畳画像表示部16Lは、左ねじ
のめねじを切った取り付け部材17Lを用いて、眼間距
離調節部18に取り付けられている。Next, FIG. 5 shows the structure of a see-through type HMD according to the second embodiment of the present invention, which will be described. As shown in FIG. 5, the right-eye superimposed image display unit 16R and the left-eye superimposed image display unit 16L have the same configuration as the superimposed image display unit 1 previously shown in FIG. The superimposed image display portion 16R for the right eye is the mounting member 1 in which the female screw of the right screw is cut.
The left-eye superimposed image display unit 16L is attached to the inter-eye distance adjusting unit 18 by using the attachment member 17L in which the left-handed female thread is cut.
【0039】そして、眼間距離調節部18には、その中
央から右側には右ねじのおねじ、左側には左ねじのおね
じが切ってあり、その両端には眼間距離調節用の調節つ
まみ19R,19Lが取り付けられている。また、図6
の側面図に示されるように、眼間距離調節部18の両端
の非ねじ部aR,aLは、フレームbの取り付け穴c
R,cLに挿入されている。尚、眼間距離調節部18と
フレームbとの取り付け位置は、外界像観察の妨げにな
らない限り任意の位置でよい。The interocular distance adjusting section 18 has a right-hand male thread on the right side and a left-hand male thread on the left side from the center thereof, and both ends thereof are adjusted for inter-eye distance adjustment. Knobs 19R and 19L are attached. In addition, FIG.
As shown in the side view of FIG. 3, the non-screw parts aR and aL at both ends of the inter-eye distance adjusting unit 18 are attached to the mounting holes c of the frame b.
It is inserted in R and cL. The inter-eye distance adjusting unit 18 and the frame b may be attached at any positions as long as they do not interfere with the observation of the external image.
【0040】このような構成において、眼間距離調節部
18は上述したように構成されているため、調節つまみ
19R又は19Lを回転させれば、その回転方向及び回
転角に応じて重畳画像表示部16R,16Lは互いに近
づいたり離れたりする。さらに、第2の実施例では、各
重畳画像表示部16R,16L内で発光型表示素子と外
界像部分遮光部との相対位置関係は固定されている為、
眼間距離調節に際しても、両者は相対位置関係を固定し
た状態で移動することになる。In such a structure, since the inter-eye distance adjusting unit 18 is configured as described above, when the adjusting knob 19R or 19L is rotated, the superimposed image display unit is displayed according to the rotation direction and the rotation angle. 16R and 16L move toward and away from each other. Further, in the second embodiment, since the relative positional relationship between the light emitting display element and the external image partial light shielding portion is fixed in each of the superimposed image display portions 16R and 16L,
Even when the inter-eye distance is adjusted, both of them move with the relative positional relationship fixed.
【0041】以上説明したように、第2の実施例のシー
スルー型HMDによれば、発光型表示素子と外界像部分
遮光部との相対位置関係を固定した状態で左右眼HMD
光学系間の距離を調節できるため、先に図3(c)に示
したように、ある眼間距離において周辺空間表示ウィン
ドウ12と電子画像空間表示ウィンドウ11との位置合
わせを行えば、眼間距離を再調節したとしても、図7に
示されるように、両ウィンドウ間の位置合わせがずれて
しまうことはない。As described above, according to the see-through type HMD of the second embodiment, the left and right HMDs are fixed in a state where the relative positional relationship between the light emitting type display element and the external image part light shielding portion is fixed.
Since the distance between the optical systems can be adjusted, as shown in FIG. 3C, if the peripheral space display window 12 and the electronic image space display window 11 are aligned at a certain eye distance, Even if the distance is readjusted, the alignment between the windows does not shift as shown in FIG.
【0042】尚、第2の実施例の各構成は、その主旨を
逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは
勿論である。例えば、上記眼間距離調節部18は、図5
に示したようなねじを用いた構成だけでなく、図8
(a),(b)に示されるように、重畳画像表示部取り
付け部材20R,20Lをフレーム21に設けたパンタ
グラフ機構22に差し込む構成にしてもよい。また、眼
間距離調節に際しては、重畳画像表示部16R,16L
全体を移動させずに、画像合成部は固定した状態で発光
型表示素子と外界像部分遮光部だけを移動させるように
してもよい。Incidentally, it goes without saying that various modifications and changes can be made to the respective structures of the second embodiment without departing from the spirit of the invention. For example, the inter-eye distance adjusting unit 18 is shown in FIG.
In addition to the configuration using screws as shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the superimposed image display unit attachment members 20R and 20L may be inserted into the pantograph mechanism 22 provided in the frame 21. When adjusting the inter-eye distance, the superimposed image display units 16R and 16L are also provided.
It is also possible to move only the light-emitting display element and the external image partial light-shielding portion while the image synthesizing portion is fixed, without moving the whole.
【0043】次に図9には本発明の第3の実施例に係る
シースルー型HMDの構成を示し説明する。図9に示さ
れるように、第3の実施例のシースルー型HMDは、H
MD外部制御ユニット23とHMD映像表示ユニット2
7とで構成されている。Next, FIG. 9 shows the structure of a see-through type HMD according to the third embodiment of the present invention, which will be described. As shown in FIG. 9, the see-through HMD of the third embodiment is
MD external control unit 23 and HMD video display unit 2
7 and 7.
【0044】詳細には、上記HMD外部制御ユニット2
3は、外界像部分遮光部制御信号合成部24と外界像部
分遮光部外部制御部25とからなり、外界像部分遮光部
制御信号合成部24の一方の端子には入力映像信号が、
他方の端子には外界像部分遮光部外部制御部25からの
外界像部分遮光部制御信号が入力されるように接続され
ている。そして、上記HMD映像表示ユニット27は、
外界像部分遮光部制御信号分離部28と外界像部分遮光
部29、発光型表示素子30からなる。これらHMD外
部制御ユニット23とHMD映像表示ユニット27と
は、ユニット間接続ケーブル26により相互に接続され
ている。In detail, the HMD external control unit 2
3 is composed of an external image part light shielding part control signal synthesizing part 24 and an external image part light shielding part external control part 25, and an input video signal is input to one terminal of the external image part light shielding part control signal synthesizing part 24.
The other terminal is connected so that an external image partial light shield control signal from the external image partial light shield external controller 25 is input. The HMD image display unit 27 is
The external image part light-shielding part is composed of a control signal separation part 28, an external image part light-shielding part 29, and a light emitting display element 30. The HMD external control unit 23 and the HMD video display unit 27 are connected to each other by an inter-unit connection cable 26.
【0045】このような構成において、HMD外部制御
ユニット23内にある外界像部分遮光部制御信号合成部
24は、入力映像信号と外界像部分遮光部外部制御部2
5が出力する外界像部分遮光部制御信号とをテレビの文
字放送と同様な手法で電子画像映像信号の非表示部分に
重畳させ、複号信号をユニット間接続ケーブル26を介
して映像表示ユニット27に伝送する。In such a configuration, the external image part light-shielding part control signal synthesizing part 24 in the HMD external control unit 23 has the input image signal and the external image part light-shielding part external control part 2.
5 is superimposed on the non-display part of the electronic image video signal by a method similar to that of the television character broadcast, and the video signal is output via the inter-unit connection cable 26 to the video display unit 27. To transmit.
【0046】そして、外界像部分遮光部制御信号分離部
28は、入力された複合信号から外界像部分遮光部制御
信号と映像信号とを分離し、外界像部分遮光部制御信号
は外界像部分遮光部29へ、映像信号は発光型表示素子
30へ出力する。Then, the external image partial light shield control signal separation unit 28 separates the external image partial light shield control signal and the video signal from the input composite signal, and the external image partial light shield control signal is the external image partial light shield. The video signal is output to the unit 29 to the light emitting display element 30.
【0047】さらに、発光型表示素子30への入力映像
信号が一般のテレビ信号と同じNTSC(National Tele
vision System Committee)信号である場合には、偶数・
奇数各フィールドの最初の数本もしくは最後の数本の走
査線は画面上に表示されない。外界像部分遮光部制御信
号合成部24は、その非表示部分に外界像部分遮光部2
9の開閉状態制御信号を埋め込み、外界像部分遮光部制
御信号と入力映像信号とを同一の伝送線を用いて送出す
る。従って本来、ユニット間接続ケーブル26に必要で
あるべき外界像部分遮光部制御信号伝送用の専用線は必
要なくなる。Further, the input video signal to the light emitting display element 30 is the same as an ordinary television signal in NTSC (National Television).
vision System Committee) signal, an even number
The first few or last few scan lines of each odd field are not displayed on the screen. The external image part light shielding part control signal synthesizing part 24 has the external image part light shielding part 2 in its non-display part.
The open / close state control signal 9 is embedded, and the external image partial light-shielding portion control signal and the input video signal are sent out using the same transmission line. Therefore, the dedicated line for transmitting the external image part light-shielding portion control signal, which is originally required for the inter-unit connection cable 26, is not necessary.
【0048】以上説明したように、第3の実施例のシー
スルー型HMDでは、外界像部分遮光部制御信号を入力
映像信号に重畳して伝送し、映像表示ユニット27と外
部制御ユニット23間の接続ケーブル26の芯数を減ら
してケーブルを細径且つ軽量にすることにより、HMD
の装着者が移動もしくは頭部を動かす際に、接続ケーブ
ル26により発生する拘束感を軽減することができる。As described above, in the see-through HMD of the third embodiment, the external image part light-shielding portion control signal is superimposed on the input video signal and transmitted, and the video display unit 27 and the external control unit 23 are connected. By reducing the number of cores of the cable 26 to make the cable thinner and lighter, the HMD
It is possible to reduce the feeling of restraint caused by the connection cable 26 when the wearer moves or moves the head.
【0049】尚、第3の実施例においては入力映像信号
としてNTSC信号を仮定したが、PAL(phase alter
nation line)等の他の信号形式であってもよい。また、
HMD外部制御ユニット23と映像表示ユニット27と
の間を電波や赤外線等を用いて無線で接続する場合で
も、第3の実施例のシースルー型HMDは、必要な通信
チャネル数を減らすことができる。Although the NTSC signal is assumed as the input video signal in the third embodiment, the PAL (phase alternator) is used.
Other signal formats such as nation line) may be used. Also,
Even when the HMD external control unit 23 and the video display unit 27 are wirelessly connected to each other by using radio waves or infrared rays, the see-through HMD of the third embodiment can reduce the number of necessary communication channels.
【0050】次に図10には本発明の第4の実施例に係
るシースルー型HMDの構成を示し説明する。この図1
0に示されるように、第4の実施例に係るシースルー型
HMDは、HMD外部制御ユニット31とユニット間接
続ケーブル33、HMD映像表示ユニット34とで構成
されている。Next, FIG. 10 shows the structure of a see-through type HMD according to the fourth embodiment of the present invention, which will be described. This Figure 1
As shown in 0, the see-through HMD according to the fourth embodiment includes an HMD external control unit 31, an inter-unit connection cable 33, and an HMD video display unit 34.
【0051】詳細には、上記HMD外部制御ユニット3
1は、外界像部分遮光部外部制御部32を有しており、
上記HMD映像表示ユニット34は、外界像部分遮光部
制御信号デコード部35と外界像部分遮光部36、発光
型表示素子37からなる。In detail, the HMD external control unit 3
1 has an external image portion light-shielding portion external control portion 32,
The HMD image display unit 34 includes an external image part light shielding part control signal decoding part 35, an external image part light shielding part 36, and a light emitting display element 37.
【0052】このような構成において、HMD外部制御
ユニット31内にある外界像部分遮光部外部制御部32
は、外界像部分遮光部制御信号をシリアル信号として出
力し、入力映像信号用の伝送線とは別にユニット間接続
ケーブル33内に設けられた専用線を介して映像表示ユ
ニット34に伝送する。In such a structure, the external image portion light-shielding portion external control section 32 in the HMD external control unit 31 is provided.
Outputs the external image partial light-shielding portion control signal as a serial signal and transmits it to the video display unit 34 via a dedicated line provided in the inter-unit connection cable 33 separately from the transmission line for the input video signal.
【0053】上記外界像部分遮光部制御信号デコード部
35は、シリアル信号として入力された外界像部分遮光
部制御信号をパラレル信号に変換してスタティック駆動
液晶シャッタアレイを用いた外界像部分遮光部36へ出
力する。入力映像信号は直接発光型表示素子37へ入力
される。The external image part light shielding part control signal decoding part 35 converts the external image part light shielding part control signal inputted as a serial signal into a parallel signal and uses an external image part light shielding part 36 using a static drive liquid crystal shutter array. Output to. The input video signal is directly input to the light emitting display element 37.
【0054】ところで、外界像部分遮光部36としてス
タティック駆動液晶シャッタアレイを使用する場合、対
向電極の一方を共通電極としたとしても、少なくとも液
晶シャッタ素子数より一本多い数だけ独立した制御信号
が必要となる。この必要とされる制御信号をHMD外部
制御ユニット31から一本ずつ専用の信号線を介して伝
送するとユニット間接続ケーブル33が太くなりすぎて
しまうため、外界像部分遮光部外部制御部32は制御信
号をシリアル信号として出力し、HMD映像表示ユニッ
ト34側で外界像部分遮光部制御信号デコード部35を
用いてパラレル信号に変換する。こうすることで、外界
像部分遮光部制御信号の伝送に必要な信号線の数を減ら
すことができる。By the way, when a static drive liquid crystal shutter array is used as the external image part light-shielding portion 36, even if one of the counter electrodes is used as a common electrode, at least one independent control signal can be provided as the number of liquid crystal shutter elements. Will be needed. If this required control signal is transmitted from the HMD external control unit 31 via a dedicated signal line one by one, the inter-unit connection cable 33 becomes too thick, so the external image partial light-shielding unit external control unit 32 controls The signal is output as a serial signal, and is converted into a parallel signal by using the external image partial light shielding control signal decoding unit 35 on the HMD video display unit 34 side. By doing so, it is possible to reduce the number of signal lines required to transmit the external image partial light-shielding portion control signal.
【0055】以上説明したように、第4の実施例のシー
スルー型HMDによれば、外界像部分遮光部制御信号を
外部制御ユニット31から映像表示ユニット34にシリ
アル伝送し、両ユニット間の接続ケーブル33の芯数を
減らしてケーブルを細径且つ軽量にすることにより、H
MD装着者が移動もしくは頭部を動かす際に、接続ケー
ブルにより発生する拘束感を軽減することができる。ま
た、入力映像信号がコンピュータ等により生成されたセ
パレートシンクの映像信号であるため第3の実施例の手
法が適用できない場合でも、第4の実施例の手法を適用
できる。As described above, according to the see-through type HMD of the fourth embodiment, the external image unit light-shielding portion control signal is serially transmitted from the external control unit 31 to the image display unit 34, and the connection cable between both units is connected. By reducing the number of cores of 33 and making the cable thin and lightweight, H
When the MD wearer moves or moves the head, the feeling of restraint generated by the connection cable can be reduced. Further, even if the method of the third embodiment cannot be applied because the input video signal is a video signal of a separate sync generated by a computer or the like, the method of the fourth embodiment can be applied.
【0056】尚、第4の実施例においては、外界像部分
遮光部としてスタティック駆動液晶シャッタアレイを使
用することを仮定したが、パラレル形式の制御信号が必
要なものならば機械式シャッタ等であってもよいことは
勿論である。また、HMD外部制御ユニット31と映像
表示ユニット34との間を電波や赤外線等を用いて無線
で接続する場合でも、第4の実施例の手法によれば必要
な通信チャネル数を減らすことができる。In the fourth embodiment, it is assumed that a static drive liquid crystal shutter array is used as the external light image part light-shielding portion, but if a parallel type control signal is required, a mechanical shutter or the like is used. Of course, it is okay. Further, even when the HMD external control unit 31 and the video display unit 34 are wirelessly connected to each other using radio waves or infrared rays, the number of communication channels required can be reduced by the method of the fourth embodiment. .
【0057】次に図11には本発明の第5の実施例に係
るシースルー型HMDに用いられる外界像部分遮光部制
御信号デコード部の詳細な構成を示し説明する。但し、
図11では図を簡単にする為、外界像部分遮光部の一遮
光領域制御部分のみを示す。Next, FIG. 11 shows a detailed structure of the external image part light-shielding part control signal decoding part used in the see-through type HMD according to the fifth embodiment of the present invention. However,
In FIG. 11, for simplification of the drawing, only one light shielding area control portion of the external image portion light shielding portion is shown.
【0058】この図11に示されるように、外界像部分
遮光部制御信号デコード部38内にあるクロックジェネ
レータ39で発生された矩形波は2つに分けられ、一方
は直接、もう一方は2入力ExOR回路40を介して、
外界像部分遮光部として使用されるノーマリーホワイト
モード・スタティック駆動液晶シャッタアレイの各液晶
シャッタ素子対向電極に接続される。As shown in FIG. 11, the rectangular wave generated by the clock generator 39 in the external image part light-shielding portion control signal decoding portion 38 is divided into two, one directly and the other two inputs. Via the ExOR circuit 40,
It is connected to each liquid crystal shutter element counter electrode of the normally white mode statically driven liquid crystal shutter array used as the external image partial light-shielding portion.
【0059】この2入力ExOR回路40の他方の入力
にはクロック位相制御信号を出力する2入力マルチプレ
クサ41の端子OUTが接続されており、該マルチプレ
クサ41の端子SELにはマルチプレクサ切り換え回路
42が接続されている。この2入力マルチプレクサ41
は、マルチプレクサ切り換え回路42から出力される切
り換え信号に従って、ハイレベル“H”信号と、外界像
部分遮光部制御データ信号とを切り換えて出力する。A terminal OUT of a 2-input multiplexer 41 for outputting a clock phase control signal is connected to the other input of the 2-input ExOR circuit 40, and a multiplexer switching circuit 42 is connected to a terminal SEL of the multiplexer 41. ing. This 2-input multiplexer 41
Switches between the high level "H" signal and the external image partial light-shielding portion control data signal in accordance with the switching signal output from the multiplexer switching circuit 42, and outputs the signal.
【0060】このような構成において、第5の実施例で
は、外界像部分遮光部としてノーマリーホワイトモード
・スタティック駆動液晶シャッタアレイを使用している
ため、電源を入れる前は当然のことながら完全開放状態
を示している。また、電源を入れた後は、クロック位相
制御信号の論理レベルに応じて、出力信号がハイレベル
“H”ならば遮光状態、ローレベル“L”ならば開放状
態となる。In such a structure, in the fifth embodiment, since the normally white mode static drive liquid crystal shutter array is used as the external image partial light-shielding portion, it is naturally opened completely before the power is turned on. It shows the state. After the power is turned on, if the output signal is at the high level "H", it is in the light-shielded state, and if it is at the low level "L", it is in the open state according to the logic level of the clock phase control signal.
【0061】そこで、2入力マルチプレクサ41の制御
端子に接続されたマルチプレクサ切り換え回路42をワ
ンショット・マルチバイブレータで構成して、電源投入
直後から外界像部分遮光部制御データ信号の初期設定が
終るまでの時間はハイレベル“H”信号を、初期設定が
終った後は外界像部分遮光部制御データ信号を選択する
様に時定数を選ぶことにより、電源投入時に外界像部分
遮光部を完全遮光状態に初期化することができる。ここ
で、マルチプレクサ切り換え回路42を用いる代わり
に、初期設定終了を表す信号線(初期設定中はハイレベ
ル、他の時はローレベル)をマルチプレクサ切り換え回
路42の端子SELに入力するような構成をとっても良
い。Therefore, the multiplexer switching circuit 42 connected to the control terminal of the two-input multiplexer 41 is configured by a one-shot multivibrator, and from immediately after the power is turned on until the initial setting of the external image partial light-shielding portion control data signal is completed. The time constant is set so that the high-level "H" signal is selected and the external image part light-shielding part control data signal is selected after the initial setting is completed, so that the external image part light-shielding part is completely shielded when the power is turned on. It can be initialized. Here, instead of using the multiplexer switching circuit 42, a signal line indicating the end of initial setting (high level during initial setting, low level at other times) is input to the terminal SEL of the multiplexer switching circuit 42. good.
【0062】以上説明したように、第5の実施例のシー
スルー型HMDでは、装着者が電源を入れずにHMDを
装着したとしても、該装着者は外界像部分遮光部の開放
領域を通して外界像を観察することができる。また、電
源投入と同時に速やかに電子画像観察状態に移行するこ
とが可能である。尚、第5の実施例においては、マルチ
プレクサ切り換え回路42をワンショット・マルチバイ
ブレータで構成する例を示したが、クロックジェネレー
タ39から出力される矩形波を適当な回数カウントする
ように構成してもよいことは勿論である。As described above, in the see-through type HMD of the fifth embodiment, even if the wearer wears the HMD without turning on the power, the wearer can see the external image through the open area of the external image partial light-shielding portion. Can be observed. In addition, it is possible to quickly shift to the electronic image observation state at the same time when the power is turned on. In the fifth embodiment, the multiplexer switching circuit 42 is constituted by a one-shot multivibrator, but the rectangular wave output from the clock generator 39 may be counted appropriately. Of course good things.
【0063】次に図12には本発明の第6の実施例に係
るシースルー型HMDの構成を示し説明する。但し、図
12では図を簡単にするためにHMD映像表示ユニット
を単眼構成にすると共に、外界像部分遮光部強制開放ス
イッチ部及び外界像部分遮光部開閉状態保持部について
は外界像部分遮光部の一画素を制御する部分のみを示し
た。また、第5の実施例と同じ動作をする構成要素に
は、同実施例で用いたものと同一符号を付して説明を省
略することにする。FIG. 12 shows the structure of a see-through HMD according to the sixth embodiment of the present invention, which will be described. However, in FIG. 12, in order to simplify the drawing, the HMD image display unit has a monocular structure, and the external image part light-shielding part forced open switch part and the external image part light-shielding part open / closed state holding part are the external image part light-shielding part. Only the part that controls one pixel is shown. Further, the constituent elements that operate in the same manner as in the fifth embodiment will be assigned the same reference numerals as those used in the same embodiment and will not be described.
【0064】この図12に示されるように、HMD外部
制御ユニット43内にある外界像部分遮光部外部制御部
44は、該外界像部分遮光部外部制御部44が出力する
外界像部分遮光部制御データ信号及びデータラッチ信号
がユニット間接続ケーブル45を介してHMD映像表示
ユニット46内に設けられたラッチを用いた外界像部分
遮光部開閉状態保持部47に送出されるように、該外界
像部分遮光部開閉状態保持部47に接続されている。As shown in FIG. 12, the external image part light shielding part external control part 44 in the HMD external control unit 43 controls the external image part light shielding part output from the external image part light shielding part external control part 44. A data signal and a data latch signal are transmitted via the inter-unit connection cable 45 to the external image part light shielding part open / closed state holding part 47 using a latch provided in the HMD image display unit 46, so that the external image part can be transmitted. It is connected to the light shielding part open / closed state holding part 47.
【0065】この外界像部分遮光部開閉状態保持部47
からのラッチデータが入力される外界像部分遮光部強制
開放スイッチ部48は、スイッチ49を押す度に論理状
態を反転するトグル回路50から出力される状態制御信
号により出力状態が制御される3ステートバッファ51
と、該3ステートバッファ51からの出力信号をプルダ
ウンするための抵抗52、及び第5の実施例に用いられ
たものと同様な外界像部分遮光部制御信号デコード部3
8とで構成される。This external image portion light-shielding portion open / close state holding portion 47
The external image partial light-shielding unit forced-open switch unit 48 to which the latch data from is input is controlled in three states by a state control signal output from a toggle circuit 50 which inverts the logic state each time the switch 49 is pressed. Buffer 51
And a resistor 52 for pulling down the output signal from the 3-state buffer 51, and an external image part light-shielding part control signal decoding part 3 similar to that used in the fifth embodiment.
8 and.
【0066】さらに、外界像部分遮光部強制開放スイッ
チ部48により制御される外界像部分遮光部53として
は、第5の実施例と同様、ノーマリーホワイトモード・
スタティック駆動液晶シャッタアレイを用いるものとす
る。また、HMD外部制御ユニット43からユニット間
接続ケーブル45を介して伝送される入力映像信号は、
HMD映像表示ユニット46内に設けられたアナログス
イッチから構成される電子画像表示停止部54に入力さ
れる。この電子画像表示停止部54は、トグル回路50
から出力される状態制御信号に基づいて、発光型表示素
子55に入力映像信号もしくはグランドレベルを出力す
る。Further, as the external image partial light shielding portion 53 controlled by the external image partial light shielding portion forced opening switch portion 48, as in the fifth embodiment, the normally white mode /
A static drive liquid crystal shutter array is used. Further, the input video signal transmitted from the HMD external control unit 43 via the inter-unit connection cable 45 is
It is input to the electronic image display stopping unit 54 which is composed of an analog switch provided in the HMD video display unit 46. The electronic image display stopping unit 54 includes a toggle circuit 50.
The input video signal or the ground level is output to the light emitting display element 55 based on the state control signal output from the.
【0067】このような構成において、外界像部分遮光
部外部制御部44から出力されるデータラッチ信号に基
づいて外界像部分遮光部開閉状態保持部47に保持され
た外界像部分遮光部制御データは、3ステートバッファ
51がハイインピーダンス状態(以下、Z状態と略記す
る)でなければ論理状態を変えることなく、外界像部分
遮光部制御信号デコード部38に出力される。In such a configuration, the external image partial light shield control data stored in the external image partial light shield open / close state holder 47 based on the data latch signal output from the external image partial light shield external controller 44 is If the 3-state buffer 51 is not in a high impedance state (hereinafter abbreviated as Z state), it is output to the external image partial light shielding unit control signal decoding unit 38 without changing the logical state.
【0068】この第6の実施例の外界像部分遮光部制御
信号デコード部38及び外界像部分遮光部53は第5の
実施例と同様な構成であるため、ノーマリーホワイトモ
ード・スタティック駆動液晶シャッタアレイを用いた外
界像部分遮光部53の開閉状態は、外界像部分遮光部開
閉状態保持部47に保持された外界像部分遮光部制御デ
ータに係る信号がハイレベル“H”であるならば完全遮
光状態、ローレベル“L”であるならば完全開放状態と
なる。Since the external image part light-shielding part control signal decoding part 38 and the external image part light-shielding part 53 of the sixth embodiment have the same structure as that of the fifth embodiment, a normally white mode static drive liquid crystal shutter is provided. The open / closed state of the external image partial light shielding portion 53 using the array is complete if the signal related to the external image partial light shield control data held in the external image partial light shield opening / closing state storage portion 47 is at the high level “H”. If the light is shielded and the low level is "L", the state is completely opened.
【0069】しかしながら、3ステートバッファ51の
出力はプルダウンされているため、状態制御信号により
3ステートバッファ51がZ状態に移行した場合、外界
像部分遮光部制御信号デコード部38に出力される外界
像部分遮光部制御データの論理レベルは必ずローレベル
“L”となり、それに伴い、外界像部分遮光部53も完
全開放状態に移行する。However, since the output of the 3-state buffer 51 is pulled down, when the 3-state buffer 51 shifts to the Z state due to the state control signal, the external image output to the external image partial light-shielding portion control signal decoding unit 38. The logic level of the partial light-shielding portion control data always becomes the low level "L", and accordingly, the external image partial light-shielding portion 53 also shifts to the fully open state.
【0070】従って、HMD装着者はスイッチ49を押
して3ステートバッファ51をZ状態に移行させてやる
ことにより、外界像部分遮光部開閉状態保持部47に保
持されている外界像部分遮光部制御データの論理レベル
に拘りなく、外界像部分遮光部53を強制的に完全開放
状態に移行させることができる。Accordingly, the HMD wearer pushes the switch 49 to shift the 3-state buffer 51 to the Z state, whereby the external image part light shielding part control data held in the external image part light shielding part open / closed state holding part 47. It is possible to forcibly shift the external image partial light-shielding portion 53 to the completely open state regardless of the logical level of
【0071】この状態から再度スイッチ49を押してや
ると、状態制御信号の論理レベルがトグルするため3ス
テートバッファ51がZ状態でなくなり、外界像部分遮
光部53の開閉状態は、再び外界像部分遮光部開閉状態
保持部47に保持された外界像部分遮光部制御データに
対応したものになる。When the switch 49 is pressed again from this state, the logic level of the state control signal toggles, the 3-state buffer 51 is no longer in the Z state, and the open / closed state of the external image partial light shielding portion 53 is again the external image partial light shield. This corresponds to the external-field-image partial light-shielding part control data held in the part open / closed state holding part 47.
【0072】また、電子画像表示停止部54は外界像部
分遮光部強制開放スイッチ部48と同じ状態制御信号で
制御され、HMD装着者がスイッチ49を押して外界像
部分遮光部53を完全開放状態に移行させる際に電子画
像の表示を停止するため、入力信号を切り変えて発光型
表示素子に入力映像信号を出力しない。The electronic image display stopping unit 54 is controlled by the same state control signal as the external image partial light shielding unit forced opening switch unit 48, and the HMD wearer presses the switch 49 to completely open the external image partial light shielding unit 53. Since the display of the electronic image is stopped when shifting, the input signal is not switched and the input video signal is not output to the light emitting display element.
【0073】以上説明したように、第6の実施例のシー
スルー型HMDでは、スイッチ49をHMD映像表示ユ
ニット46側に設けているため、装着者が一時的に広い
視野で周辺実空間の状況を観察する必要が生じた場合に
も、電子画像空間表示ウィンドウと周辺実空間表示ウィ
ンドウの配置に拘りなく速やかに外界像観察状態に移行
でき、周辺状況の観察が終了した後には直ちに以前のウ
ィンドウ配置状態に戻す事が可能である。As described above, in the see-through HMD of the sixth embodiment, since the switch 49 is provided on the HMD image display unit 46 side, the wearer can temporarily see the situation of the surrounding real space with a wide visual field. Even when it becomes necessary to observe, it is possible to quickly shift to the external image observation state regardless of the arrangement of the electronic image space display window and the surrounding real space display window, and immediately after the observation of the surrounding situation is completed, the previous window arrangement is immediately performed. It is possible to return to the state.
【0074】また、外界像部分遮光部強制開放スイッチ
部48はトグル動作するため、外界像一時観察状態にお
いてもHMD装着者は両手を自由に使える。更に、外界
像の一時観察状態移行に伴い電子画像の表示が停止する
ため、電子画像に妨げられることなく外界像を明瞭に観
察することができる。Further, since the external image portion light-shielding portion forced-open switch portion 48 toggles, the HMD wearer can use both hands freely even in the external image temporary observation state. Furthermore, since the display of the electronic image is stopped with the transition of the external image to the temporary observation state, the external image can be clearly observed without being obstructed by the electronic image.
【0075】尚、第6の実施例の各構成は、その主旨を
逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは
勿論である。例えば、図12では、HMD映像表示ユニ
ット46側に外界像部分遮光部開閉状態保持部47及び
外界像部分遮光部強制開放スイッチ部48を設ける構成
例を示したが、該外界像部分遮光部開閉状態保持部47
及び外界像部分遮光部強制開放スイッチ部48をHMD
外部制御ユニット43側に設けるようにしてもよい。Incidentally, it goes without saying that various modifications and changes can be made to the respective structures of the sixth embodiment without departing from the spirit thereof. For example, FIG. 12 shows a configuration example in which the HMD image display unit 46 side is provided with the external image part light blocking part open / closed state holding part 47 and the external image part light blocking part forced opening switch part 48. State holding unit 47
And the external image part light-shielding part forced opening switch part 48 to the HMD
It may be provided on the external control unit 43 side.
【0076】次に図13には本発明の第7の実施例に係
るシースルー型HMDに用いられるHMD映像表示ユニ
ットの構成を示し説明する。この図13に示されるよう
に、データ信号を受ける外界像部分遮光部開閉状態保持
部61の出力はマルチプレクサ62、外界像部分遮光部
63の入力にそれぞれ接続されている。そして、入力映
像信号が入力される同期分離回路56の出力は電子画像
表示停止部64の入力に接続され、更に水平同期信号を
送出すべく水平同期カウンタ57、水平位置カウンタ5
8にも接続されている。Next, FIG. 13 shows the structure of an HMD image display unit used in a see-through HMD according to the seventh embodiment of the present invention, and will be described. As shown in FIG. 13, the output of the open / closed state holding unit 61 for receiving the data image signal is connected to the multiplexer 62 and the input to the light shielding unit 63 for the external image, respectively. The output of the sync separation circuit 56 to which the input video signal is input is connected to the input of the electronic image display stopping unit 64, and the horizontal sync counter 57 and the horizontal position counter 5 are further supplied to send out the horizontal sync signal.
It is also connected to 8.
【0077】この水平同期カウンタ57と水平位置カウ
ンタ58の出力は、それぞれ走査線位置、水平描画位置
を示す信号を送出すべく重畳対応関係保持部60の入力
に接続されており、該重畳対応関係保持部60の出力は
領域選択信号を送出すべくマルチプレクサ62の入力に
接続されている。この他、クロック発生回路59は水平
位置カウンタ58と接続され、PLL回路を構成してい
る。The outputs of the horizontal synchronization counter 57 and the horizontal position counter 58 are connected to the inputs of the superposition correspondence holding unit 60 for sending out signals indicating the scanning line position and the horizontal drawing position, respectively. The output of the holding unit 60 is connected to the input of the multiplexer 62 so as to output the area selection signal. In addition, the clock generation circuit 59 is connected to the horizontal position counter 58 to form a PLL circuit.
【0078】このような構成において、同期分離回路5
6を用いて入力映像信号から分離された水平同期信号
は、現在描画中の電子画像の位置を決定するため、水平
同期カウンタ57及び水平位置カウンタ58に入力され
る。水平同期カウンタ57は、入力された水平同期信号
をカウントすることにより映像信号の走査線位置を決定
する。水平位置カウンタ58は、水平同期信号にPLL
ロックされたクロック発生回路59から出力されるクロ
ックをカウントすることにより映像信号の水平位置を決
定する。こうして決定された電子画像描画位置は、重畳
対応関係保持部60を構成するROMもしくはRAMの
アドレスラインに入力される。In such a configuration, the sync separation circuit 5
The horizontal sync signal separated from the input video signal by using 6 is input to the horizontal sync counter 57 and the horizontal position counter 58 in order to determine the position of the electronic image currently being drawn. The horizontal sync counter 57 determines the scanning line position of the video signal by counting the input horizontal sync signal. The horizontal position counter 58 uses a PLL for the horizontal synchronizing signal.
The horizontal position of the video signal is determined by counting the clocks output from the locked clock generation circuit 59. The electronic image drawing position determined in this way is input to the address line of the ROM or the RAM forming the superimposition correspondence holding unit 60.
【0079】一方、外界像部分遮光部制御データ信号及
びデータラッチ信号は、第5の実施例と同様にラッチを
用いて構成される外界像部分遮光部開閉状態保持部61
に入力される。外界像部分遮光部開閉状態保持部61の
各ラッチ出力は二つに分けられ、マルチプレクサ62及
び外界像部分遮光部63に接続される。On the other hand, the external image part light-shielding part control data signal and the data latch signal are formed by using a latch similarly to the fifth embodiment, and the external image part light-shielding part open / close state holding part 61 is used.
Entered in. Each latch output of the open / close state holding unit 61 of the external image part light shielding part is divided into two and connected to the multiplexer 62 and the external image part light shielding part 63.
【0080】マルチプレクサ62は、重畳対応関係保持
部60から出力される領域選択信号に基づいて各ラッチ
出力の中から一つを選択し、映像表示制御信号として電
子画像表示停止部64に出力する。アナログスイッチか
ら構成される電子画像表示停止部64は、入力映像信号
とグランドレベルを映像表示制御信号に基づいて切り換
えて、発光型表示素子65に出力する。The multiplexer 62 selects one of the latch outputs based on the area selection signal output from the superposition correspondence holding unit 60 and outputs it to the electronic image display stop unit 64 as a video display control signal. The electronic image display stopping unit 64 including an analog switch switches the input video signal and the ground level based on the video display control signal, and outputs the signal to the light emitting display element 65.
【0081】さらに、重畳対応関係保持部60はROM
もしくはRAMから構成され、描画位置(i,j)の電
子画像は第k遮光領域に含まれるという重畳対応関係を
表現させるために、アドレス(i,j)にデータkを記
憶させている。マルチプレクサ62は領域選択信号とし
てkが入力されると、外界像部分遮光部開閉状態保持部
61に保持されている第k遮光領域の開閉データを映像
表示制御信号として電子画像表示停止部64に出力す
る。電子画像表示停止部64は、入力映像信号を第k遮
光領域が遮光状態である時のみ発光型表示素子65に出
力する。こうして外界像部分遮光部63の開放領域上の
電子画像の表示を停止することができる。Further, the superimposition correspondence holding unit 60 is a ROM
Alternatively, it is composed of a RAM, and data k is stored at the address (i, j) in order to express the superimposition correspondence that the electronic image at the drawing position (i, j) is included in the kth light-shielded area. When k is input as the area selection signal, the multiplexer 62 outputs the opening / closing data of the k-th light blocking area held in the open / closed state holding unit 61 of the external image part to the electronic image display stop section 64 as a video display control signal. To do. The electronic image display stopping unit 64 outputs the input video signal to the light emitting display element 65 only when the k-th light shielding region is in the light shielding state. In this way, the display of the electronic image on the open area of the external image partial light-shielding portion 63 can be stopped.
【0082】以上説明したように、第7の実施例のシー
スルー型HMDによれば、HMD装着者が周辺実空間表
示ウィンドウを通して外界像を観察する場合に周辺実空
間表示ウィンドウ上の電子画像の表示を自動的に停止す
るため、外界像に電子画像が重なり合うことがなく、明
瞭な外界像を観察することができる。As described above, according to the see-through HMD of the seventh embodiment, when the HMD wearer observes the external image through the peripheral real space display window, the electronic image is displayed on the peripheral real space display window. Since the electronic image is automatically stopped, the electronic image does not overlap the external image, and a clear external image can be observed.
【0083】尚、第7の実施例では電子画像表示停止部
64に直接映像信号を入力する構成を示したが、映像信
号を遅延回路を通して入力することにより、電子画像描
画位置と映像表示制御信号発生タイミングとのずれを補
償することができる。In the seventh embodiment, the video signal is directly input to the electronic image display stopping unit 64. However, by inputting the video signal through the delay circuit, the electronic image drawing position and the video display control signal are input. The deviation from the generation timing can be compensated.
【0084】次に図14には本発明の第8の実施例に係
るシースルー型HMDに用いられる透過率制御部の構成
を示し説明する。但し、図14では図を簡単にするため
に透過率制御部については外界像部分遮光部の一画素を
制御する構成のみを示す。Next, FIG. 14 shows the structure of the transmittance control section used in the see-through type HMD according to the eighth embodiment of the present invention, and will be described. However, in FIG. 14, only the configuration for controlling one pixel of the external image partial light-shielding portion is shown for the transmittance control portion in order to simplify the drawing.
【0085】この図14に示されるように、透過率制御
部66は、第5の実施例と同様にクロックジェネレータ
67及び2入力ExOR回路68から構成されるが、そ
の際、スタティック駆動液晶シャッタ素子9の駆動信号
の電圧値を変化させるために、両者の電源は出力電圧可
変型DC/DCコンバータ69から供給される。As shown in FIG. 14, the transmittance control section 66 is composed of a clock generator 67 and a 2-input ExOR circuit 68 as in the case of the fifth embodiment. In order to change the voltage value of the drive signal of No. 9, both power supplies are supplied from the output voltage variable DC / DC converter 69.
【0086】更に、DC/DCコンバータ69の出力電
圧を決定する参照電圧入力は、駆動電圧制御信号に基づ
きアナログマルチプレクサ70に接続された適当な基準
電圧レベルの中から選択される。Furthermore, the reference voltage input that determines the output voltage of the DC / DC converter 69 is selected from among the appropriate reference voltage levels connected to the analog multiplexer 70 based on the drive voltage control signal.
【0087】このような構成において、透過率制御部6
6は、クロックジェネレータ67及び2入力ExOR回
路68が出力するスタティック駆動液晶シャッタ素子9
の駆動信号の電圧値を、DC/DCコンバータ69の参
照電圧を駆動電圧制御信号に基づき適当に選択すること
により変化させ、スタティック駆動液晶シャッタアレイ
4の各遮光領域の透過率を独立に制御する。In such a structure, the transmittance control section 6
Reference numeral 6 denotes a static drive liquid crystal shutter element 9 output by the clock generator 67 and the 2-input ExOR circuit 68.
The voltage value of the drive signal is changed by appropriately selecting the reference voltage of the DC / DC converter 69 based on the drive voltage control signal, and the transmittance of each light shielding area of the static drive liquid crystal shutter array 4 is independently controlled. .
【0088】以上説明したように、第8の実施例のシー
スルー型HMDによれば、スタティック駆動液晶シャッ
タアレイ4の各遮光領域の透過率を画素単位で独立に制
御することができるため、外界像が明るすぎて電子画像
空間表示ウィンドウ上に表示された電子画像が観察しづ
らくなる場合にも、周辺実空間表示ウィンドウの透過率
を制御して、電子画像及び外界像共に明瞭に観察可能な
状態に調整することできる。As described above, according to the see-through type HMD of the eighth embodiment, the transmittance of each light shielding area of the statically driven liquid crystal shutter array 4 can be independently controlled on a pixel-by-pixel basis. Even if the electronic image displayed on the electronic image space display window is too bright to observe, it is possible to clearly observe both the electronic image and the external image by controlling the transmittance of the peripheral real space display window. Can be adjusted.
【0089】尚、第8の実施例では、アナログマルチプ
レクサ70を用いて適当な基準電圧を選択することによ
りDC/DCコンバータ69の参照電圧を変化させる例
を示したが、D/Aコンバータや電子ボリューム等を用
いて直接参照電圧を変化させてもよい。In the eighth embodiment, the reference voltage of the DC / DC converter 69 is changed by selecting an appropriate reference voltage using the analog multiplexer 70. However, the D / A converter or the electronic converter is used. The reference voltage may be changed directly by using a volume or the like.
【0090】次に図15には本発明の第9の実施例に係
るシースルー型HMDに用いられる透過率制御部の構成
を示し説明する。但し、図15では、図を簡単にするた
めに透過率制御部については外界像部分遮光部の一画素
を制御する部分のみを示す。Next, FIG. 15 shows the structure of a transmittance control section used in a see-through type HMD according to the ninth embodiment of the present invention, and will be described. However, in FIG. 15, in order to simplify the drawing, the transmittance control unit shows only a portion for controlling one pixel of the external image partial light shielding unit.
【0091】図15に示されるように、透過率制御部7
1は、クロックジェネレータ72、デューティー比50
%のプログラマブル分周器73及び2入力ExOR回路
74から構成される。As shown in FIG. 15, the transmittance control section 7
1 is a clock generator 72 and a duty ratio of 50
% Programmable divider 73 and 2-input ExOR circuit 74.
【0092】このような構成において、スタティック駆
動液晶シャッタアレイ4の各遮光領域対向電極間に加え
る液晶駆動信号の周波数を高くしていくと、液晶自身の
持つ粘性のため、次第に液晶分子が駆動信号に追従でき
なくなり、遮光能力が低下してくる。従って、クロック
ジェネレータ72の原発振周波数を液晶シャッタ素子9
がシャッタとし実用的な遮光能力を示さない程度に十分
高く選び、プログラマブル分周器73を用いて分周比制
御信号に基づき適当に分周してやれば、スタティック駆
動液晶シャッタアレイ4の各遮光領域の透過率を画素単
位で独立に制御できる。但し、液晶分子に直流成分を加
えて劣化させないために、プログラマブル分周器73の
分周出力のデューティー比は50%でなければならな
い。In such a configuration, when the frequency of the liquid crystal drive signal applied between the electrodes in the light-shielding regions of the statically driven liquid crystal shutter array 4 is increased, the liquid crystal molecules gradually drive the drive signal due to the viscosity of the liquid crystal itself. Can no longer be followed, and the light blocking ability will be reduced. Therefore, the original oscillation frequency of the clock generator 72 is set to the liquid crystal shutter element 9.
Is selected as a shutter sufficiently high so as not to exhibit a practical light-shielding ability, and is appropriately divided by a programmable frequency divider 73 based on a frequency division ratio control signal. The transmittance can be controlled independently for each pixel. However, the duty ratio of the frequency-divided output of the programmable frequency divider 73 must be 50% in order to prevent the liquid crystal molecules from being deteriorated by adding a DC component.
【0093】以上説明したように、第9の実施例のシー
スルー型HMDによれば、スタティック駆動液晶シャッ
タアレイの各遮光領域の透過率を独立に制御することが
できるため、外界像が明るすぎて電子画像空間表示ウィ
ンドウ上に表示された電子画像が観察しづらくなる場合
にも、周辺実空間表示ウィンドウの透過率を制御して、
電子画像及び外界像が共に明瞭に観察可能な状態に調整
することができる。As described above, according to the see-through type HMD of the ninth embodiment, since the transmittance of each light shielding area of the static drive liquid crystal shutter array can be controlled independently, the external image is too bright. Even when the electronic image displayed on the electronic image space display window becomes difficult to observe, the transmittance of the peripheral real space display window is controlled,
It is possible to adjust so that both the electronic image and the external image can be clearly observed.
【0094】尚、第9の実施例では、スタティック駆動
液晶シャッタアレイ4の各遮光領域対向電極間に加える
液晶駆動信号の周波数を制御するための構成として、ク
ロックジェネレータ72の原発振周波数をプログラマブ
ル分周器73を用いて分周する例を示したが、外部制御
信号に基づき直接クロックジェネレータ72の発振周波
数を制御する構成としてもよいことは勿論である。In the ninth embodiment, as a structure for controlling the frequency of the liquid crystal drive signal applied between the light shielding region counter electrodes of the static drive liquid crystal shutter array 4, the original oscillation frequency of the clock generator 72 is programmable. Although the frequency division is performed by using the frequency divider 73, the oscillation frequency of the clock generator 72 may be directly controlled based on an external control signal.
【0095】次に図16には本発明の第10の実施例に
係るシースルー型HMDに用いられる透過率制御部の構
成を示し説明する。但し、第1の実施例と同じ動作をす
る部位には同実施例で用いたものと同じ番号を付して説
明を省略することにする。Next, FIG. 16 shows the structure of the transmittance control section used in the see-through type HMD according to the tenth embodiment of the present invention, and will be described. However, parts that operate in the same manner as in the first embodiment are assigned the same numbers as those used in the same embodiment and their explanation is omitted.
【0096】図16において、透過率制御部75は、2
枚のスタティック駆動液晶シャッタアレイ76,77
を、各遮光領域が一致する様に重ね合わせた構成をして
いる。このような構成において、スタティック駆動液晶
シャッタアレイ76,77毎に独立して供給される各駆
動信号は、液晶シャッタ素子9を2枚同時に遮光状態と
すれば外界像を完全に遮光できるが、1枚だけでは、あ
る程度の透過性を示す様に設定されている。従って、1
枚の液晶シャッタ素子9を開放状態とし、もう1枚の液
晶シャッタ素子9を遮光状態とすることにより、透過率
を抑えた周辺実空間表示ウィンドウを実現することがで
きる。In FIG. 16, the transmittance control section 75 displays 2
Statically driven liquid crystal shutter arrays 76, 77
Are superposed so that the respective light-shielding regions coincide with each other. In such a configuration, the drive signals that are independently supplied to the static drive liquid crystal shutter arrays 76 and 77 can completely shield the external image if the two liquid crystal shutter elements 9 are simultaneously shielded. The number of sheets is set to show a certain degree of transparency. Therefore, 1
By setting the one liquid crystal shutter element 9 in the open state and the other liquid crystal shutter element 9 in the light blocking state, it is possible to realize a peripheral real space display window with suppressed transmittance.
【0097】以上説明したように、第10の実施例のシ
ースルー型HMDによれば、スタティック駆動液晶シャ
ッタアレイの各遮光領域の透過率を制御することができ
るため、外界像が明るすぎて電子画像空間表示ウィンド
ウ上に表示された電子画像が観察しづらくなる場合に
も、周辺実空間表示ウィンドウの透過率を制御して電子
画像及び外界像が共に明瞭に観察可能な状態に調整する
ことできる。As described above, according to the see-through HMD of the tenth embodiment, since the transmittance of each light-shielding area of the static drive liquid crystal shutter array can be controlled, the external image is too bright and the electronic image is too bright. Even when the electronic image displayed on the spatial display window becomes difficult to observe, the transmittance of the peripheral real space display window can be controlled so that both the electronic image and the external image can be clearly observed.
【0098】尚、第10の実施例では、透過率制御部7
5として、スタティック駆動液晶シャッタアレイ76,
77を2枚重ねて使用する例を示したが、液晶シャッタ
アレイの枚数は2枚に限られるものではないことは勿論
である。また、先に説明した第8、9の実施例の手法を
併用することにより、透過率のよりきめ細かい制御が可
能となる。In the tenth embodiment, the transmittance control section 7
5, a static drive liquid crystal shutter array 76,
Although an example in which two 77 are used is shown, it goes without saying that the number of liquid crystal shutter arrays is not limited to two. Further, by using the methods of the eighth and ninth embodiments described above in combination, finer control of the transmittance becomes possible.
【0099】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、その主旨を逸
脱しない範囲で種々の改良、変更が可能であることは勿
論である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
【0100】最後に本発明のシースルー型HMDの要旨
をまとめると以下のようになる。 (1)電子画像を表示する発光型表示素子と、アレイ状
に配した複数のスタティック駆動液晶シャッタからな
り、外界像の少なくとも一部の透過を遮断する外界像部
分遮光手段と、上記発光型表示素子が表示する電子画像
と、上記外界像部分遮光手段を透過した外界像の少なく
とも一部とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成表
示手段とを有することを特徴とするシースルー型画像表
示装置。Finally, the summary of the see-through type HMD of the present invention is summarized as follows. (1) A light-emitting display element for displaying an electronic image, a plurality of statically driven liquid crystal shutters arranged in an array, an external-image partial light-shielding means for blocking transmission of at least a part of the external image, and the light-emitting display. A see-through type image display device comprising: an electronic image displayed by the element and an image combining display unit for optically superimposing and displaying at least a part of the external image transmitted through the external image partial light shielding unit. .
【0101】この発明に対応する実施例は、例えば第1
及び第7の実施例である。本態様によれば、従来はダイ
ナミック駆動液晶アレイを使用していたが、代わりにス
タティック駆動液晶アレイを使用することにより、クロ
ストークを無くすと共に、高コントラストを達成できる
ので、表示が鮮明になる。 (2)上記発光型表示素子と外界像部分遮光手段と画像
合成表示手段の構成を2組有し、第1の組み合わせは右
目表示用に、第2の組み合わせは左目表示用に配置する
ことを特徴とする上記(1)に記載のシースルー型画像
表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the first
And the seventh embodiment. According to this aspect, the dynamic drive liquid crystal array has been conventionally used, but by using the static drive liquid crystal array instead, crosstalk can be eliminated and high contrast can be achieved, so that the display becomes clear. (2) The light emitting display device, the external image partial light shielding unit, and the image composition display unit are provided in two sets, and the first combination is arranged for the right eye display, and the second combination is arranged for the left eye display. The see-through type image display device according to (1) above.
【0102】この発明に対応する実施例は、例えば第2
の実施例である。本態様によれば、HMD装着者の右眼
には右眼用電子像が提示され、左眼には左眼用電子像が
提示される為、装着者は立体の電子像を観察することが
できる。 (3)上記第1の組み合わせ及び上記第2の組み合わせ
における上記発光型表示素子と上記外界像部分遮光手段
との相対的な位置関係を変化させずに、上記第1の組み
合わせと上記第2の組み合わせの配置間隔を調節する眼
間距離調節手段を更に有することを特徴とする上記
(1)又は(2)に記載のシースルー型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the second embodiment.
It is an example of. According to this aspect, since the right eye electronic image is presented to the right eye of the HMD wearer and the left eye electronic image is presented to the left eye, the wearer can observe the stereoscopic electronic image. it can. (3) The first combination and the second combination without changing the relative positional relationship between the light emitting display element and the external image partial light shielding unit in the first combination and the second combination. The see-through type image display device according to (1) or (2) above, further including inter-eye distance adjusting means for adjusting the arrangement interval of the combination.
【0103】この発明に対応する実施例は、例えば第2
の実施例である。本態様によれば、HMD装着者が眼間
距離調節を行っても、周辺実空間の表示位置と、電子画
像空間の表示位置とのずれが生じない。 (4)上記外界像部分遮光手段に入力すべき制御信号を
上記発光型表示素子に入力すべき入力映像信号の映像伝
送部分以外に重畳し混合信号を作成する重畳制御部と、
上記混合信号を伝送する第1の信号伝送部と、上記第1
の信号伝送部で伝送されてきた混合信号を上記外界像部
分遮光手段に入力すべき制御信号と上記発光型表示素子
に入力すべき入力映像信号とに分離する分離制御部とを
更に有することを特徴とする上記(1)から(3)のい
ずれか一つに記載のシースルー型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the second embodiment.
It is an example of. According to this aspect, even if the HMD wearer adjusts the inter-eye distance, the display position in the peripheral real space and the display position in the electronic image space do not shift. (4) A superimposition control unit that superimposes a control signal to be input to the external image part light-shielding means on a portion other than a video transmission portion of an input video signal to be input to the light-emitting display element to create a mixed signal,
A first signal transmission unit for transmitting the mixed signal;
Further comprising a separation control section for separating the mixed signal transmitted by the signal transmission section into a control signal to be inputted to the external image partial light-shielding means and an input video signal to be inputted to the light emitting display element. The see-through type image display device according to any one of (1) to (3) above.
【0104】この発明に対応する実施例は、例えば第3
の実施例である。本態様によれば、外界像部分遮光部制
御信号を入力映像信号に重畳して伝送し、映像表示ユニ
ットと外部制御ユニット間の接続ケーブルの芯数を減ら
してケーブルを細径且つ軽量にすることにより、HMD
装着者が移動もしくは頭部を動かす際に接続ケーブルに
より発生する拘束感を軽減することができる。 (5)上記外界像部分遮光手段に入力すべき時間軸に対
してパラレルに存在する制御信号を時間軸に対してシリ
アルに存在する制御信号に変換する第1の変換器と、上
記シリアルな制御信号を伝送する第2の信号伝送部と、
上記第2の信号伝送部で伝送されてきた制御信号を時間
軸に対してパラレルに存在する制御信号に変換する第2
の変換器とを更に有することを特徴とする上記(1)か
ら(4)のいずれか一つに記載のシースルー型画像表示
装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the third embodiment.
It is an example of. According to this aspect, the external light image part light-shielding portion control signal is superimposed on the input video signal and transmitted, and the number of cores of the connection cable between the video display unit and the external control unit is reduced to make the cable thin and lightweight. By HMD
It is possible to reduce the feeling of restraint caused by the connection cable when the wearer moves or moves the head. (5) A first converter for converting a control signal existing in parallel to the time axis to be inputted to the external image partial light shielding means into a control signal existing serially to the time axis, and the serial control A second signal transmission unit for transmitting a signal,
A second one for converting the control signal transmitted by the second signal transmission section into a control signal existing in parallel with respect to the time axis.
The see-through type image display device according to any one of (1) to (4) above, further comprising:
【0105】この発明に対応する実施例は、例えば第4
の実施例である。本態様によれば、外界像部分遮光部制
御信号を外部制御ユニットから映像表示ユニットにシリ
アル伝送し、両ユニット間の接続ケーブルの芯数を減ら
してケーブルを細径且つ軽量にすることで、HMD装着
者が移動もしくは頭部を動かす際に、接続ケーブルによ
り発生する拘束感を軽減することができる。 (6)電子画像を表示する発光型表示素子と、電源遮断
時に開放状態の領域を少なくとも一部に有する外界像部
分遮光手段と上記発光型表示素子が表示する電子画像と
上記外界像部分遮光手段の透過領域を通過して来る外界
像とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成表示手段
とを有するシースルー型ヘッド・マウント・ディスプレ
イにおいて、上記外界像部分遮光手段の該開放領域を電
源投入時に強制的に遮光状態に制御する遮光制御手段を
有することを特徴とするシースルー型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the fourth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, the external image part light-shielding part control signal is serially transmitted from the external control unit to the image display unit, the number of cores of the connecting cable between both units is reduced, and the cable is made thin and lightweight. When the wearer moves or moves his / her head, it is possible to reduce the feeling of restraint caused by the connection cable. (6) Emissive display element for displaying an electronic image, external image part light-shielding means having at least a part of an open state at power-off, electronic image displayed by the light-emitting display element and external image part light-shielding means A see-through type head mount display having an image synthesizing display means for optically superimposing and displaying an external field image passing through the transparent area of the external image field when the power is applied to the open area of the external image part light shielding means. A see-through type image display device comprising a light-shielding control unit for forcibly controlling the light-shielding state.
【0106】この発明に対応する実施例は、例えば第5
の実施例である。本態様によれば、電源を入れずにHM
Dを装着したとしても、装着者は外界像部分遮光部の開
放領域を通して外界像を観察することができる。また、
電源投入と同時に速やかに電子像観察状態に移行するこ
とが可能である。 (7)上記外界像部分遮光手段に入力すべき制御信号に
拘らず上記外界像部分遮光手段の少なくとも一部を強制
的に開放状態に制御する解放制御手段と、上記解放制御
手段の動作と非動作を制御する強制開放スイッチ手段
と、上記外界像部分遮光手段の強制開放直前の開閉遮光
領域の情報を保持する開閉状態保持手段とを更に有する
ことを特徴とする上記(1)から(6)のいずれか一つ
に記載のシースルー型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the fifth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, the HM without turning on the power
Even if the user wears D, the wearer can observe the external image through the open area of the external image partial light-shielding portion. Also,
It is possible to quickly shift to the electronic image observation state at the same time when the power is turned on. (7) A release control means for forcibly controlling at least a part of the external image partial light shielding means to an open state regardless of a control signal to be input to the external image partial light shielding means, and an operation of the release control means (1) to (6), further comprising: a forced opening switch means for controlling the operation, and an open / closed state holding means for holding information of the open / closed light blocking area immediately before the forced opening of the external image portion light blocking means. The see-through type image display device described in any one of 1.
【0107】この発明に対応する実施例は、例えば第6
の実施例である。本態様によれば、映像表示ユニット側
に設けられたスイッチを押すことにより、HMD装着者
は最小限の動作で外界像一時観察状態に移行することが
できる。 (8)上記強制開放スイッチ手段を、上記画像表意装置
本体に有することを特徴とする上記(7)に記載のシー
スルー型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the sixth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, by pressing the switch provided on the video display unit side, the HMD wearer can shift to the external image temporary observation state with a minimum of movements. (8) The see-through type image display device according to the above (7), characterized in that the forced opening switch means is provided in the image designating device main body.
【0108】この発明に対応する実施例は、例えば第6
の実施例である。本態様によれば、映像表示ユニット側
に設けられたスイッチを押すことによりHMD装着者は
最小限の動作で外界像一時観察状態に移行することがで
きる。 (9)上記外界像部分遮光手段が、上記強制開放スイッ
チ手段から出力される制御信号に基づいて強制開放手段
に移行する際に、少なくとも上記外界像部分遮光手段の
強制開放領域に対応する発光型表示素子の電子像領域内
の表示を停止する電子像表示停止手段を有することを特
徴とする上記(7)に記載のシースルー型画像表示装
置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the sixth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, by pressing the switch provided on the image display unit side, the HMD wearer can shift to the external image temporary observation state with a minimum of movement. (9) A light emitting type corresponding to at least the forced open area of the external image partial light blocking means when the external image partial light blocking means shifts to the forced open means based on the control signal output from the forced open switch means. The see-through type image display device according to (7) above, further comprising electronic image display stopping means for stopping display in the electronic image region of the display element.
【0109】この発明に対応する実施例は、例えば第6
の実施例である。本態様によれば、外界像一時観察状態
に移行した際に、外界像が電子像に妨げられることな
く、明瞭に観察することができる。 (10)上記スタティック駆動液晶シャッタアレイの、
各遮光領域の透過率を独立に制御する透過率制御手段を
有することを特徴とする上記(1)に記載のシースルー
型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the sixth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, when the external image is temporarily observed, the external image can be clearly observed without being obstructed by the electronic image. (10) In the static drive liquid crystal shutter array,
The see-through type image display device according to (1) above, further comprising a transmittance control unit that independently controls the transmittance of each light-shielding region.
【0110】この発明に対応する実施例は、例えば第8
乃至第10の実施例である。本態様によれば、外界像が
明るすぎて電子画像空間表示ウィンドウ上に表示された
電子像が観察しづらくなる場合に、周辺実空間表示ウィ
ンドウの透過率を制御して電子像及び外界像が共に明瞭
に観察可能な状態に調整することができる。 (11)上記透過率制御手段部としては、上記スタティ
ック駆動液晶シャッタアレイの各遮光領域対向電極間に
加える制御信号の電圧値を変化させることによって実現
することを特徴とする上記(10)に記載のシースルー
型画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the eighth embodiment.
To 10th Example. According to this aspect, when the external image is too bright and the electronic image displayed on the electronic image space display window becomes difficult to observe, the transmittance of the peripheral real space display window is controlled to reduce the electronic image and the external image. Both can be adjusted to be clearly observable. (11) The transmittance control means is realized by changing a voltage value of a control signal applied between the light shielding region counter electrodes of the static drive liquid crystal shutter array. See-through type image display device.
【0111】この発明に対応する実施例は、例えば第8
の実施例である。本態様によれば、スタティック駆動液
晶シャッタアレイの各遮光領域の透過率を独立に制御す
ることが可能となる。 (12)上記透過率制御手段としては、上記スタティッ
ク駆動液晶シャッタアレイの各遮光領域対向電極間に加
える制御信号の周波数を変化させることによって実現す
ることを特徴とする上記(10)に記載のシースルー型
画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the eighth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, it is possible to independently control the transmittance of each light shielding region of the static drive liquid crystal shutter array. (12) The see-through according to (10), wherein the transmittance control means is realized by changing a frequency of a control signal applied between the electrodes in the light-shielding regions of the statically driven liquid crystal shutter array. Type image display device.
【0112】この発明に対応する実施例は、例えば第9
の実施例である。本態様によれば、スタティック駆動液
晶シャッタアレイの各遮光領域の透過率を独立に制御す
ることが可能となる。 (13)光の透過方向に対して上記スタティック駆動液
晶シャッタアレイを複数配置し、各スタティック駆動液
晶シャッタアレイ毎の遮光領域パターンを上記透過率制
御手段によって変化させることを特徴とする上記(1
0)から(12)のいずれか1つに記載のシースルー型
画像表示装置。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the ninth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, it is possible to independently control the transmittance of each light shielding region of the static drive liquid crystal shutter array. (13) A plurality of the statically driven liquid crystal shutter arrays are arranged in the light transmission direction, and the light shielding area pattern for each statically driven liquid crystal shutter array is changed by the transmittance control means.
The see-through type image display device according to any one of 0) to 12).
【0113】この発明に対応する実施例は、例えば第1
0の実施例である。本態様によれば、スタティック駆動
液晶シャッタアレイの各遮光領域の透過率を独立に制御
することが可能となる。The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the first
0 is an example. According to this aspect, it is possible to independently control the transmittance of each light shielding region of the static drive liquid crystal shutter array.
【0114】[0114]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電子画像空間と周辺実空間とを同時にウィンドウ表示し
て装着者に提示可能となる。更に、その画面配置に自由
度を持たせられる。更には装着性を向上させた軽量且つ
高精度のシースルー型画像表示装置を提供することがで
きる。As described in detail above, according to the present invention,
The electronic image space and the surrounding real space can be simultaneously displayed on the window and presented to the wearer. Furthermore, the screen layout can be given flexibility. Furthermore, it is possible to provide a lightweight and highly accurate see-through type image display device with improved wearability.
【図1】本発明の第1の実施例に係るシースルー型HM
Dの構成を示す側面図である。FIG. 1 is a see-through type HM according to a first embodiment of the present invention.
It is a side view which shows the structure of D.
【図2】スタティック駆動液晶シャッタアレイの構成を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a static drive liquid crystal shutter array.
【図3】正しく位置合わせされた周辺実空間表示ウィン
ドウと電子画像空間表示ウィンドウとを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correctly aligned peripheral real space display window and an electronic image space display window.
【図4】スタティック駆動液晶シャッタアレイの対向電
極の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a counter electrode of a static drive liquid crystal shutter array.
【図5】本発明の第2の実施例に係るシースルー型画像
表示装置の構成を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing a configuration of a see-through type image display device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施例に係るシースルー型画像
表示装置に用いられるフレームの側面図である。FIG. 6 is a side view of a frame used in the see-through type image display device according to the second embodiment of the present invention.
【図7】位置合わせがずれた周辺実空間表示ウィンドウ
と電子画像空間表示ウィンドウを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a peripheral real space display window and an electronic image space display window that are misaligned.
【図8】(a)はパンタグラフ機構を用いた眼間距離調
節機構を有するHMDの構成を示す正面図である。
(b)はパンタグラフ機構を説明する平面図である。FIG. 8A is a front view showing the configuration of an HMD having an interocular distance adjusting mechanism using a pantograph mechanism.
(B) is a top view explaining a pantograph mechanism.
【図9】本発明の第3の実施例に係るシースルー型画像
表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a see-through type image display device according to a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の実施例に係るシースルー型画
像表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a see-through type image display device according to a fourth example of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施例に係るシースルー型画
像表示装置に用いられる外界像部分遮光部制御信号デコ
ード部の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an external image partial light shield control signal decoding unit used in a see-through type image display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第6の実施例に係るシースルー型画
像表示装置の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a see-through type image display device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第7の実施例に係るシースルー型画
像表示装置に用いられる映像表示ユニットの構成を示す
ブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a video display unit used in a see-through type image display device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第8の実施例に係るシースルー型画
像表示装置に用いられる透過率制御部の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a transmittance control section used in a see-through type image display device according to an eighth example of the present invention.
【図15】本発明の第9の実施例に係るシースルー型画
像表示装置に用いられる透過率制御部の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a transmittance control unit used in a see-through type image display device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第10の実施例に係るシースルー型
画像表示装置に用いられる透過率制御部の構成を示す側
面図である。FIG. 16 is a side view showing a configuration of a transmittance control unit used in a see-through type image display device according to a tenth embodiment of the present invention.
1…重畳画像表示部、2…高輝度バックライトユニッ
ト、3…LCD、4…スタティック駆動液晶シャッタア
レイ、5…外界像部分遮光部、6…ハーフミラー、7…
光軸、8…眼球、9…スタティック駆動液晶シャッタ素
子、10…ブラックマトリックス、11…電子画像空間
表示ウィンドウ、12…周辺実空間表示ウィンドウ、1
3…対向電極、14…ガラス基板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superimposed image display part, 2 ... High-intensity backlight unit, 3 ... LCD, 4 ... Static drive liquid crystal shutter array, 5 ... External image part light-shielding part, 6 ... Half mirror, 7 ...
Optical axis, 8 ... Eyeball, 9 ... Static drive liquid crystal shutter element, 10 ... Black matrix, 11 ... Electronic image space display window, 12 ... Peripheral real space display window, 1
3 ... Counter electrode, 14 ... Glass substrate.
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年11月14日[Submission date] November 14, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項3[Name of item to be corrected] Claim 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0026】そして、第2の態様によるシースルー型画
像表示装置では、上記発光型表示素子と外界像部分遮光
手段と画像合成表示手段の構成を2組有し、第1の組み
合わせは右目表示用に、第2の組み合わせは左目表示用
に配置される。The see-through type image display device according to the second aspect has two sets of the above-mentioned light emitting type display device, the external image part light shielding means and the image composition display means, and the first combination is for the right eye display. , The second combination is arranged for left-eye display.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0027】さらに、第3の態様によるシースルー型画
像表示装置では、発光型表示素子により電子画像が表示
され、画像合成表示手段により電源遮断時に開放状態の
領域を少なくとも一部に有する外界像部分遮光手段の透
過領域を通過してくる外界像と上記発光型表示素子が表
示する電子画像とが光学的に重ね合わされて表示され
る。そして、遮光制御手段により上記外界像部分遮光手
段の該開放領域が電源投入時に強制的に遮光状態に制御
される。Further, in the see-through type image display device according to the third aspect, the electronic image is displayed by the light emitting type display element, and the image synthesizing display means has an external image portion light-shielding at least part of which has an open state at the time of power-off. The external image passing through the transmissive region of the means and the electronic image displayed by the light-emitting display element are optically superimposed and displayed. Then, the light-shielding control means forcibly controls the open region of the external-image part light-shielding means to be in a light-shielding state when the power is turned on.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0100[Correction target item name] 0100
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0100】以上、実施例に基づいて説明したが、本明
細書中には以下の発明が含まれる。 (1)電子画像を表示する発光型表示素子と、アレイ状
に配した複数のスタティック駆動液晶シャッタからな
り、外界像の少なくとも一部の透過を遮断する外界像部
分遮光手段と、上記発光型表示素子が表示する電子画像
と、上記外界像部分遮光手段を透過した外界像の少なく
とも一部とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成表
示手段とを有することを特徴とするシースルー型画像表
示装置。The above description is based on the embodiment, but the present invention
The following inventions are included in the detailed description. (1) A light-emitting display element for displaying an electronic image, a plurality of statically driven liquid crystal shutters arranged in an array, an external-image partial light-shielding means for blocking transmission of at least a part of the external image, and the light-emitting display. A see-through type image display device comprising: an electronic image displayed by the element and an image combining display unit for optically superimposing and displaying at least a part of the external image transmitted through the external image partial light shielding unit. .
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0105[Correction target item name] 0105
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0105】この発明に対応する実施例は、例えば第4
の実施例である。本態様によれば、外界像部分遮光部制
御信号を外部制御ユニットから映像表示ユニットにシリ
アル伝送し、両ユニット間の接続ケーブルの芯数を減ら
してケーブルを細径且つ軽量にすることで、HMD装着
者が移動もしくは頭部を動かす際に、接続ケーブルによ
り発生する拘束感を軽減することができる。 (6)電子画像を表示する発光型表示素子と、電源遮断
時に開放状態の領域を少なくとも一部に有する外界像部
分遮光手段と上記発光型表示素子が表示する電子画像と
上記外界像部分遮光手段の透過領域を通過して来る外界
像とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成表示手段
とを有するシースルー型画像表示装置において、上記外
界像部分遮光手段の該開放領域を電源投入時に強制的に
遮光状態に制御する遮光制御手段を有することを特徴と
するシースルー型画像表示装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
The embodiment corresponding to the present invention is, for example, the fourth embodiment.
It is an example of. According to this aspect, the external image part light-shielding part control signal is serially transmitted from the external control unit to the image display unit, the number of cores of the connecting cable between both units is reduced, and the cable is made thin and lightweight. When the wearer moves or moves his / her head, it is possible to reduce the feeling of restraint caused by the connection cable. (6) Emissive display element for displaying an electronic image, external image part light-shielding means having at least a part of an open state at power-off, electronic image displayed by the light-emitting display element and external image part light-shielding means In a see-through type image display device having an image combining display means for optically superimposing and displaying an external field image passing through the transparent area of the external field image, the open area of the external image part light shielding means is forcibly forced when the power is turned on. A see-through type image display device characterized in that it further comprises a light-shielding control means for controlling the light-shielding state. ─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年7月26日[Submission date] July 26, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図3】 [Figure 3]
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/64 511 A Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H04N 5/64 511 A
Claims (3)
からなり、外界像の少なくとも一部の透過を遮断する外
界像部分遮光手段と、 上記発光型表示素子が表示する電子画像と、上記外界像
部分遮光手段を透過した外界像の少なくとも一部とを光
学的に重ね合わせて表示する画像合成表示手段と、を有
することを特徴とするシースルー型画像表示装置。1. A light-emitting type display device for displaying an electronic image, a plurality of statically driven liquid crystal shutters arranged in an array, and an external-image partial light-shielding unit for blocking transmission of at least a part of an external-image, and the above-mentioned light-emission. A see-through type display device, comprising: an electronic image displayed by the pattern display device; and an image combining display unit that optically superimposes and displays at least a part of the external image transmitted through the external image partial light-shielding unit. Image display device.
段と画像合成手段の構成を2組有し、第1の組み合わせ
は右目表示用に、第2の組み合わせは左目表示用に配置
することを特徴とする請求項1に記載のシースルー型画
像表示装置。2. The light emitting display device, the external image part light-shielding means, and the image synthesizing means are provided in two sets, the first combination is arranged for right-eye display, and the second combination is arranged for left-eye display. The see-through type image display device according to claim 1.
電源遮断時に開放状態の領域を少なくとも一部に有する
外界像部分遮光手段と上記発光型表示素子が表示する電
子画像と上記外界像部分遮光手段の透過領域を通過して
来る外界像とを光学的に重ね合わせて表示する画像合成
表示手段とを有するシースルー型ヘッド・マウント・デ
ィスプレイにおいて、上記外界像部分遮光手段の該開放
領域を電源投入時に強制的に遮光状態に制御する遮光制
御手段を有することを特徴とするシースルー型画像表示
装置。3. A light emitting display device for displaying an electronic image,
The external image part light-shielding means having at least a part in an open state at the time of power-off, the electronic image displayed by the light-emitting display element, and the external image passing through the transmission area of the external image-part light shielding means are optically provided. A see-through type head-mounted display having an image combining display means for superimposing and displaying on the screen, a shading control means for forcibly controlling the open area of the external image part shading means to a shading state when the power is turned on. A see-through type image display device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229777A JPH0894960A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | See-through type picture display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229777A JPH0894960A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | See-through type picture display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894960A true JPH0894960A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=16897516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229777A Withdrawn JPH0894960A (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | See-through type picture display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0894960A (en) |
Cited By (7)
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-
1994
- 1994-09-26 JP JP6229777A patent/JPH0894960A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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