JPH09211375A - ヘッドマウントディスプレイ装置 - Google Patents
ヘッドマウントディスプレイ装置Info
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- JPH09211375A JPH09211375A JP8015388A JP1538896A JPH09211375A JP H09211375 A JPH09211375 A JP H09211375A JP 8015388 A JP8015388 A JP 8015388A JP 1538896 A JP1538896 A JP 1538896A JP H09211375 A JPH09211375 A JP H09211375A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置全体の重量バランスが良好なHMD装置
を提供する。 【解決手段】 HMD装置は、画像を表示する画像表示
手段と、画像表示手段からの光を使用者の眼に導く観察
用光学手段と、外界を撮影し且つ表示する撮像・表示手
段と、撮像・表示手段からの光を使用者の眼に導く外界
像用光学手段と、画像表示手段に表示された像と撮像・
表示手段に表示された外界の像とを重ねて観察すること
を可能にするために画像表示手段からの光の光路と撮像
・表示手段からの光の光路とを合成する光路合成手段
と、画像表示手段、観察用光学手段、撮像・表示手段、
外界像用光学手段及び光路合成手段を収納するハウジン
グであって使用者の頭部に固定されるべく構成されてい
るものと、所望の画像に対応する信号を生成して画像表
示手段に供給する画像生成手段とを具備している。
を提供する。 【解決手段】 HMD装置は、画像を表示する画像表示
手段と、画像表示手段からの光を使用者の眼に導く観察
用光学手段と、外界を撮影し且つ表示する撮像・表示手
段と、撮像・表示手段からの光を使用者の眼に導く外界
像用光学手段と、画像表示手段に表示された像と撮像・
表示手段に表示された外界の像とを重ねて観察すること
を可能にするために画像表示手段からの光の光路と撮像
・表示手段からの光の光路とを合成する光路合成手段
と、画像表示手段、観察用光学手段、撮像・表示手段、
外界像用光学手段及び光路合成手段を収納するハウジン
グであって使用者の頭部に固定されるべく構成されてい
るものと、所望の画像に対応する信号を生成して画像表
示手段に供給する画像生成手段とを具備している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドマウントデ
ィスプレイ(以下、「HMD」と云う。)装置に関す
る。
ィスプレイ(以下、「HMD」と云う。)装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】画像表示手段を使用者の頭部に固定し、
当該使用者がその視野全域で表示画像を見られるように
したHMD装置は、既に提案されているが、その1つと
して、使用者の外界の視野像(以下、「外界像」と云
う。)に画像表示手段の表示画像(以下、「電子像」と
云う。)を重ね合わせ、これらの像を同時に見ることを
可能にした、所謂シースルー型HMD装置がある。
当該使用者がその視野全域で表示画像を見られるように
したHMD装置は、既に提案されているが、その1つと
して、使用者の外界の視野像(以下、「外界像」と云
う。)に画像表示手段の表示画像(以下、「電子像」と
云う。)を重ね合わせ、これらの像を同時に見ることを
可能にした、所謂シースルー型HMD装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のシー
スルー型HMD装置にあっては、図6に示されているよ
うに、ハーフミラー50を通して外界像を観察すると共
に、光学系51により遠方に作られた画像表示手段52
の電子像をもハーフミラー50を介して観察していた。
しかしながら、このような従来の構成では、視界即ち画
角を大きくするためには光学系51を大きくする必要が
あり、このため、装置全体の重量バランスが悪くなると
いう問題点があった。
スルー型HMD装置にあっては、図6に示されているよ
うに、ハーフミラー50を通して外界像を観察すると共
に、光学系51により遠方に作られた画像表示手段52
の電子像をもハーフミラー50を介して観察していた。
しかしながら、このような従来の構成では、視界即ち画
角を大きくするためには光学系51を大きくする必要が
あり、このため、装置全体の重量バランスが悪くなると
いう問題点があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、装置全体の重量バランスが良好なH
MD装置を提供することを目的としている。
てなされたもので、装置全体の重量バランスが良好なH
MD装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るHMD装置は、画像を表示する画像表
示手段と、画像表示手段からの光を使用者の眼に導く観
察用光学手段と、外界を撮影し且つ表示する撮像・表示
手段と、撮像・表示手段からの光を使用者の眼に導く外
界像用光学手段と、画像表示手段に表示された像と撮像
・表示手段に表示された外界の像とを重ねて観察するこ
とを可能にするために画像表示手段からの光の光路と撮
像・表示手段からの光の光路とを合成する光路合成手段
と、画像表示手段、観察用光学手段、撮像・表示手段、
外界像用光学手段及び光路合成手段を収納するハウジン
グであって使用者の頭部に固定されるべく構成されてい
るものと、所望の画像に対応する信号を生成して画像表
示手段に供給する画像生成手段とを具備している。
め、本発明に係るHMD装置は、画像を表示する画像表
示手段と、画像表示手段からの光を使用者の眼に導く観
察用光学手段と、外界を撮影し且つ表示する撮像・表示
手段と、撮像・表示手段からの光を使用者の眼に導く外
界像用光学手段と、画像表示手段に表示された像と撮像
・表示手段に表示された外界の像とを重ねて観察するこ
とを可能にするために画像表示手段からの光の光路と撮
像・表示手段からの光の光路とを合成する光路合成手段
と、画像表示手段、観察用光学手段、撮像・表示手段、
外界像用光学手段及び光路合成手段を収納するハウジン
グであって使用者の頭部に固定されるべく構成されてい
るものと、所望の画像に対応する信号を生成して画像表
示手段に供給する画像生成手段とを具備している。
【0006】また、本発明に係るHMD装置は、好適
に、使用者の視度を補正するために光学手段の少なくと
も一部を変位させる変位手段又は光学手段の光路長を変
化させる光路長可変手段を更に具備している。
に、使用者の視度を補正するために光学手段の少なくと
も一部を変位させる変位手段又は光学手段の光路長を変
化させる光路長可変手段を更に具備している。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図2は、本発明に係るHMD装置の表示部
の外観を示している。図2に示されているように、HM
D装置の表示部21は、ハウジング22を備えており、
このハウジング内には、後述する光学系の光学要素及び
電気要素が収納されている。ハウジング22の外周面及
び内周面には保護用透過膜23がそれぞれ配置されてい
ると共に、その両端面には使用者に音声情報を提供する
ためのスピーカ24が配設されている。また、ハウジン
グ22には、それを使用者の頭部に固定するためのバン
ド25が取着されている。更に、表示部21は、画像情
報及び音声情報を、後述する制御部31(図3)からハ
ウジング22内に収納されている光学要素及び電気要素
へ信号入力するためのケーブル26を備えている。な
お、制御部31と表示部21との間の信号の送受信は、
無線で行うようにしてもよい。
て説明する。図2は、本発明に係るHMD装置の表示部
の外観を示している。図2に示されているように、HM
D装置の表示部21は、ハウジング22を備えており、
このハウジング内には、後述する光学系の光学要素及び
電気要素が収納されている。ハウジング22の外周面及
び内周面には保護用透過膜23がそれぞれ配置されてい
ると共に、その両端面には使用者に音声情報を提供する
ためのスピーカ24が配設されている。また、ハウジン
グ22には、それを使用者の頭部に固定するためのバン
ド25が取着されている。更に、表示部21は、画像情
報及び音声情報を、後述する制御部31(図3)からハ
ウジング22内に収納されている光学要素及び電気要素
へ信号入力するためのケーブル26を備えている。な
お、制御部31と表示部21との間の信号の送受信は、
無線で行うようにしてもよい。
【0008】図1は、ハウジング22内に収納される光
学系の第1実施例を示している。なお、この光学系は、
本来、使用者の両眼に対応して2組必要となるが、本明
細書においては片側の1組についてのみ説明する。使用
者の眼に外界像及び電子像を提供するための光学系は、
観察用光学手段である接眼レンズ1及び光路折曲げ部材
2、光路合成手段である外界像用光学系と電子像用光学
系とを合成する光路合成用ハーフミラー3、画像表示手
段である電子像用対物レンズ5及び2次元電子像表示装
置6、外界像用光学手段である光路折曲げ部材7及び外
界像用対物レンズ8、撮像・表示手段である2次元外界
像表示装置9、及び外界像撮影装置10で構成されてい
る。更に、光学系は、図1中の破線で囲んだ部分(光路
合成用ハーフミラー3、電子像用対物レンズ5、電子像
表示装置6、光路折曲げ部材7、外界像用対物レンズ8
及び外界像表示装置9)を光軸方向(図中両頭矢印方
向)に移動させる変位手段である変位機構41であって
視度を補正するためのものを備えている。なお、光路折
曲げ部材2及び7としては、金属ミラー、プリズム、又
はフィールドレンズが使用され得る。また、電子像表示
装置6及び外界像表示装置9としては、LCD又はCR
Tが使用され得る。
学系の第1実施例を示している。なお、この光学系は、
本来、使用者の両眼に対応して2組必要となるが、本明
細書においては片側の1組についてのみ説明する。使用
者の眼に外界像及び電子像を提供するための光学系は、
観察用光学手段である接眼レンズ1及び光路折曲げ部材
2、光路合成手段である外界像用光学系と電子像用光学
系とを合成する光路合成用ハーフミラー3、画像表示手
段である電子像用対物レンズ5及び2次元電子像表示装
置6、外界像用光学手段である光路折曲げ部材7及び外
界像用対物レンズ8、撮像・表示手段である2次元外界
像表示装置9、及び外界像撮影装置10で構成されてい
る。更に、光学系は、図1中の破線で囲んだ部分(光路
合成用ハーフミラー3、電子像用対物レンズ5、電子像
表示装置6、光路折曲げ部材7、外界像用対物レンズ8
及び外界像表示装置9)を光軸方向(図中両頭矢印方
向)に移動させる変位手段である変位機構41であって
視度を補正するためのものを備えている。なお、光路折
曲げ部材2及び7としては、金属ミラー、プリズム、又
はフィールドレンズが使用され得る。また、電子像表示
装置6及び外界像表示装置9としては、LCD又はCR
Tが使用され得る。
【0009】また、本発明に係るHMD装置の制御部3
1は、図3に示されているように、使用者に提供する画
像情報に対応する画像信号を電子像表示装置6に送信す
る画像生成手段である画像生成装置32と、使用者に提
供すべき情報を適宜入力することを可能にする外部入力
装置33とで構成されている。
1は、図3に示されているように、使用者に提供する画
像情報に対応する画像信号を電子像表示装置6に送信す
る画像生成手段である画像生成装置32と、使用者に提
供すべき情報を適宜入力することを可能にする外部入力
装置33とで構成されている。
【0010】以下、上記構成の作用について説明する。
図1において、画像生成装置32から供給される電子画
像情報は2次元電子像表示装置6に、外界画像情報は、
外界像が外界像撮影装置10で撮影された後に、2次元
外界像表示装置9にそれぞれ表示されると共に、音声情
報はスピーカ24(図2)を介して出力される。電子像
表示装置6から射出した光は、電子像用対物レンズ5に
よって集光され、電子像表示装置6の像を形成する。同
様に、外界像表示装置9から射出した光は、外界像用対
物レンズ8によって集光され、外界像表示装置9の像
を、電子像表示装置6の像と同じ位置に形成する。更
に、これらの電子像表示装置6の像と外界像表示装置9
の像とは、接眼レンズ1と使用者の水晶体(不図示)と
によって網膜上に再結像し、電子像表示装置6と外界像
表示装置9との2次像を形成する。従って、使用者は電
子像と外界像とが重なり合った画像を見ることができる
ことになる。
図1において、画像生成装置32から供給される電子画
像情報は2次元電子像表示装置6に、外界画像情報は、
外界像が外界像撮影装置10で撮影された後に、2次元
外界像表示装置9にそれぞれ表示されると共に、音声情
報はスピーカ24(図2)を介して出力される。電子像
表示装置6から射出した光は、電子像用対物レンズ5に
よって集光され、電子像表示装置6の像を形成する。同
様に、外界像表示装置9から射出した光は、外界像用対
物レンズ8によって集光され、外界像表示装置9の像
を、電子像表示装置6の像と同じ位置に形成する。更
に、これらの電子像表示装置6の像と外界像表示装置9
の像とは、接眼レンズ1と使用者の水晶体(不図示)と
によって網膜上に再結像し、電子像表示装置6と外界像
表示装置9との2次像を形成する。従って、使用者は電
子像と外界像とが重なり合った画像を見ることができる
ことになる。
【0011】ここで、外界像撮影装置10と2次元外界
像表示装置9との間は、フレキシブルなケーブルで結ば
れているので、本発明に係るHMD装置は、外界像撮影
装置10の配置に関して、光学上の制約を全く受けな
い。これにより、外界像撮影装置10は任意の位置に配
置され得、もって、装置全体の重量バランスを良好に保
つことが可能になる。更に、外界像撮影装置10の配置
に関して光学上の制約を全く受けないことにより、HM
D装置の設計の自由度も増す。
像表示装置9との間は、フレキシブルなケーブルで結ば
れているので、本発明に係るHMD装置は、外界像撮影
装置10の配置に関して、光学上の制約を全く受けな
い。これにより、外界像撮影装置10は任意の位置に配
置され得、もって、装置全体の重量バランスを良好に保
つことが可能になる。更に、外界像撮影装置10の配置
に関して光学上の制約を全く受けないことにより、HM
D装置の設計の自由度も増す。
【0012】また、使用者は、変位機構41を操作して
図1中の破線で囲んだ部分(光路合成用ハーフミラー
3、電子像用対物レンズ5、2次元電子像表示装置6、
光路折曲げ部材7、外界像用対物レンズ8及び2次元外
界像表示装置9)を光軸方向(図中両頭矢印方向)に移
動させることにより、視度補正を行うことができ、もっ
て、使用者の視力や眼鏡の使用に関係なく、明確な外界
像を使用者に提供することが可能になる。
図1中の破線で囲んだ部分(光路合成用ハーフミラー
3、電子像用対物レンズ5、2次元電子像表示装置6、
光路折曲げ部材7、外界像用対物レンズ8及び2次元外
界像表示装置9)を光軸方向(図中両頭矢印方向)に移
動させることにより、視度補正を行うことができ、もっ
て、使用者の視力や眼鏡の使用に関係なく、明確な外界
像を使用者に提供することが可能になる。
【0013】図4は、ハウジング22内に収納される光
学系の第2実施例を示している。この第2実施例は、図
1に示されている第1実施例の構成要素に加えて、電子
像用対物レンズ5と外界像用対物レンズ8の一部を共通
化する第2対物レンズ4を更に備えている。そして、こ
の第2対物レンズ4を設けることにより、電子像用対物
レンズ5及び外界像用対物レンズ8を更に小型化するこ
とが可能になる。
学系の第2実施例を示している。この第2実施例は、図
1に示されている第1実施例の構成要素に加えて、電子
像用対物レンズ5と外界像用対物レンズ8の一部を共通
化する第2対物レンズ4を更に備えている。そして、こ
の第2対物レンズ4を設けることにより、電子像用対物
レンズ5及び外界像用対物レンズ8を更に小型化するこ
とが可能になる。
【0014】図5は、ハウジング22内に収納される光
学系の第3実施例を示している。この第3実施例の光学
系は、図1に示されている第1実施例の変位機構41に
代えて、互いに光軸に対して垂直方向に移動可能な2枚
の楔型プリズム11と、これらの楔型プリズムを光軸に
対して垂直方向に移動させる光路長可変手段である光路
長可変機構42とを備えている。これらの楔型プリズム
11は、使用者によって操作される光路長可変機構42
を介して図中両頭矢印方向に移動させられることによ
り、図5に示されている光学系の光路長を変化させるこ
とができる。従って、楔型プリズム11を移動させるこ
とで、図1に示されている光学系の移動と同じ効果をも
たせることができ、もって、視度補正を行うことが可能
になる。
学系の第3実施例を示している。この第3実施例の光学
系は、図1に示されている第1実施例の変位機構41に
代えて、互いに光軸に対して垂直方向に移動可能な2枚
の楔型プリズム11と、これらの楔型プリズムを光軸に
対して垂直方向に移動させる光路長可変手段である光路
長可変機構42とを備えている。これらの楔型プリズム
11は、使用者によって操作される光路長可変機構42
を介して図中両頭矢印方向に移動させられることによ
り、図5に示されている光学系の光路長を変化させるこ
とができる。従って、楔型プリズム11を移動させるこ
とで、図1に示されている光学系の移動と同じ効果をも
たせることができ、もって、視度補正を行うことが可能
になる。
【0015】本発明は、上述した各実施例に限定される
ものではなく、本発明の精神を逸脱することなく、種々
変形して実施することができる。例えば、第1実施例に
おける視度補正方法に代えて、あるいは、それと共に、
接眼レンズ1を光軸方向に移動させることにより、視度
補正を行ってもよい。更に、第1実施例における視度補
正方法と第3実施例における視度補正方法とを組み合わ
せて視度補正を行ってもよい。
ものではなく、本発明の精神を逸脱することなく、種々
変形して実施することができる。例えば、第1実施例に
おける視度補正方法に代えて、あるいは、それと共に、
接眼レンズ1を光軸方向に移動させることにより、視度
補正を行ってもよい。更に、第1実施例における視度補
正方法と第3実施例における視度補正方法とを組み合わ
せて視度補正を行ってもよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、装置全
体の重量バランスが良好なHMD装置が得られる。
体の重量バランスが良好なHMD装置が得られる。
【図1】本発明に係るHMD装置における光学系の第1
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図2】本発明に係るHMD装置の、使用状態における
表示部の外観を示す概略斜視図である。
表示部の外観を示す概略斜視図である。
【図3】本発明に係るHMD装置の表示部と制御部との
システム構成例を示すブロック図である。
システム構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明に係るHMD装置における光学系の第2
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図5】本発明に係るHMD装置における光学系の第3
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図6】従来のHMD装置における光学系を示す概略図
である。
である。
1 接眼レンズ 3 光路合成用ハーフミラー 6 2次元電子像表示装置 9 2次元外界像表示装置 10 外界像撮影装置 21 表示部 22 ハウジング 31 制御部
Claims (3)
- 【請求項1】 画像を表示する画像表示手段と、前記画
像表示手段からの光を使用者の眼に導く観察用光学手段
と、外界を撮影し且つ表示する撮像・表示手段と、前記
撮像・表示手段からの光を使用者の眼に導く外界像用光
学手段と、前記画像表示手段に表示された像と前記撮像
・表示手段に表示された外界の像とを重ねて観察するこ
とを可能にするために前記画像表示手段からの光の光路
と前記撮像・表示手段からの光の光路とを合成する光路
合成手段と、前記画像表示手段、前記観察用光学手段、
前記撮像・表示手段、前記外界像用光学手段及び前記光
路合成手段を収納するハウジングであって使用者の頭部
に固定されるべく構成されているものと、所望の画像に
対応する信号を生成して前記画像表示手段に供給する画
像生成手段とを具備するヘッドマウントディスプレイ装
置。 - 【請求項2】 使用者の視度を補正するために前記光学
手段の少なくとも一部を変位させる変位手段を更に具備
する請求項1のヘッドマウントディスプレイ装置。 - 【請求項3】 使用者の視度を補正するために前記光学
手段の光路長を変化させる光路長可変手段を更に具備す
る請求項1のヘッドマウントディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015388A JPH09211375A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015388A JPH09211375A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211375A true JPH09211375A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11887366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8015388A Withdrawn JPH09211375A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09211375A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11249772A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-09-17 | Dainippon Printing Co Ltd | 仮想環境提示装置 |
| JP2005309019A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP8015388A patent/JPH09211375A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11249772A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-09-17 | Dainippon Printing Co Ltd | 仮想環境提示装置 |
| JP2005309019A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |