JP2007133415A - Display device and display method - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置および表示方法に関し、特に、映像の虚像の提供に際し、その虚像までの距離、大きさ、または方向を、映像に対応して変化させることにより、その映像に適した形で虚像を提供することができるようにする表示装置および表示方法に関する。 The present invention relates to a display device and a display method, and in particular, in providing a virtual image of a video, by changing a distance, a size, or a direction to the virtual image corresponding to the video, in a form suitable for the video. The present invention relates to a display device and a display method capable of providing a virtual image.
虚像を、ユーザに提供する表示装置として、例えば、HMD(Head Mounted Display)などが実現されている。 As a display device that provides a virtual image to a user, for example, an HMD (Head Mounted Display) is realized.
ここで、虚像は、物体が、焦点距離よりレンズに近い位置にある場合に、その物体側にできるもので、その形成原理については、例えば、「レンズの科学入門(上)」、小倉敏布、朝日ソノラマ社や、「光学」、村田和美、サイエンス社などに、その詳細が記載されている。 Here, the virtual image can be formed on the object side when the object is closer to the lens than the focal length. For example, “Introduction to lens science (top)”, Toshio Ogura The details are described in Asahi Sonorama, "Optics", Kazumi Murata, Science, etc.
HMDは、例えば、図9に示すように、映像を拡大して虚像を形成するレンズと、そのレンズの焦点距離より近い位置に配置されたディスプレイパネル(例えば、液晶ディスプレイなど)を含んで構成される。ユーザは、HMDを頭部に装着し、ディスプレイパネルに表示された映像をレンズを介して見ることで、その虚像を観賞することができる。 For example, as shown in FIG. 9, the HMD includes a lens that enlarges an image to form a virtual image, and a display panel (for example, a liquid crystal display) disposed at a position closer to the focal length of the lens. The The user can view the virtual image by wearing the HMD on the head and viewing the video displayed on the display panel through the lens.
なお、虚像を観賞することができる表示装置としては、HMDの他、例えば、HUD(Head Up Display)やビデオカメラなどがある。 In addition to the HMD, examples of the display device that can appreciate the virtual image include a HUD (Head Up Display) and a video camera.
但し、HUDでは、例えば、自動車の運転や、航空機の操縦などの何らかの作業をしながら、必要な情報が虚像で提供される。従って、HUDは、例えば、映画などの映像を、純粋に観賞する用途に適したものとはいえない。 However, in HUD, for example, necessary information is provided as a virtual image while performing some work such as driving a car or maneuvering an aircraft. Therefore, HUD is not suitable for the purpose of purely viewing images such as movies.
また、ビデオカメラでは、例えば、図10に示すように、ビューファインダを覗くことにより、その内蔵するディスプレイパネルの表示が接眼レンズで拡大されて形成される虚像を見ることができる。しかしながら、ビューファインダでは、虚像を片眼でしか見ることができないため、ビデオカメラは、HUDと同様に、映画などの映像を、純粋に観賞する用途に適したものとはいえない。 Further, in the video camera, for example, as shown in FIG. 10, a virtual image formed by enlarging the display of the built-in display panel with an eyepiece can be seen by looking through the viewfinder. However, in the viewfinder, since a virtual image can be seen only with one eye, a video camera is not suitable for the purpose of purely viewing a video such as a movie, like HUD.
ところで、ユーザに虚像を観賞させる場合、例えば、虚像が形成されるユーザからの距離などは、映像によって変化させるのが好ましい。 By the way, when making a user appreciate a virtual image, it is preferable to change the distance from the user in which a virtual image is formed, etc. with an image | video.
即ち、例えば、NTSC方式のテレビジョン信号のように、アスペクト比が4:3の映像については、その虚像をユーザから近い位置に、また、例えば、いわゆるハイビジョン放送のテレビジョン信号のように、アスペクト比が16:9の横長の映像については、その虚像をユーザから遠い位置に、それぞれ形成した方が、ユーザに臨場感を感じさせることができ、さらに、虚像を観賞することによる疲労感も少なくなる。 That is, for example, for an image with an aspect ratio of 4: 3, such as an NTSC television signal, the virtual image is placed closer to the user, and for example, an aspect ratio such as a so-called high-definition television signal. For a horizontally long image with a ratio of 16: 9, forming the virtual image at a position far from the user can make the user feel a sense of realism, and also less fatigue due to viewing the virtual image Become.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、映像に適した形で虚像を提供することができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to provide a virtual image in a form suitable for an image.
本発明の一側面の表示装置は、ユーザを座った状態に保持するユーザ保持手段に設けられている、前記ユーザの頭部を覆う覆いであって、光の透過率が変化する覆いの内部に組み込まれている表示装置であって、映像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された映像を拡大することにより2次元の虚像を形成し、前記ユーザの左眼と右眼とで観察される同一の前記虚像を、同一平面上に配置する拡大光学系と、前記映像の映像信号の種別または前記映像の内容を認識し、認識された結果に応じて、形成される前記虚像のユーザからの距離、前記虚像の大きさ、または前記虚像の形成される方向を制御する制御手段とを備える。 A display device according to an aspect of the present invention is a cover that covers a user's head, which is provided in user holding means for holding a user in a sitting state, and in which the light transmittance changes. A display device incorporated therein, wherein a display means for displaying an image and a two-dimensional virtual image are formed by enlarging the image displayed on the display means and observed with the left eye and the right eye of the user The same virtual image to be arranged on the same plane, the type of the video signal of the video or the content of the video, and the user of the virtual image formed according to the recognized result Control means for controlling the distance from the image, the size of the virtual image, or the direction in which the virtual image is formed.
前記制御手段に、前記映像のアスペクト比に応じて、前記虚像のユーザからの距離および前記虚像の大きさを制御させることができる。 The control means can control the distance from the user of the virtual image and the size of the virtual image according to the aspect ratio of the video.
前記制御手段には、前記映像に対する音声または前記映像に含まれる文字に応じて、前記虚像の形成される方向を制御させることができる。 The control means can control the direction in which the virtual image is formed in accordance with audio for the video or characters included in the video.
前記表示装置には、前記虚像の前記ユーザからの距離、前記虚像の大きさ、および前記虚像の表示される方向を変化させるときに操作される操作手段をさらに設けることができる。 The display device may further include operation means operated when changing a distance of the virtual image from the user, a size of the virtual image, and a display direction of the virtual image.
前記操作手段には、前記覆いの透過率を変化させるように操作させることができる。 The operating means can be operated to change the transmittance of the cover.
本発明の一側面の表示方法は、ユーザを座った状態に保持するユーザ保持手段に設けられている、前記ユーザの頭部を覆う覆いであって、光の透過率が変化する覆いの内部に組み込まれている表示装置の表示方法であって、映像を表示し、前記表示手段に表示された映像を拡大することにより2次元の虚像を形成し、前記ユーザの左眼と右眼とで観察される同一の前記虚像を、同一平面上に配置し、前記映像の映像信号の種別または前記映像の内容を認識し、認識された結果に応じて、形成される前記虚像のユーザからの距離、前記虚像の大きさ、または前記虚像の形成される方向を制御するステップを含む。 A display method according to an aspect of the present invention is a cover that covers a user's head, which is provided in user holding means for holding a user in a sitting state, and in which the light transmittance changes. A display method of a built-in display device, which displays an image, forms a two-dimensional virtual image by enlarging the image displayed on the display means, and observes with the left eye and right eye of the user The same virtual image to be arranged on the same plane, recognizing the type of video signal of the video or the content of the video, and depending on the recognized result, the distance from the user of the virtual image formed, Controlling the size of the virtual image or the direction in which the virtual image is formed.
本発明の一側面においては、映像が表示され、表示手段に表示された映像を拡大することにより2次元の虚像が形成され、ユーザの左眼と右眼とで観察される同一の虚像が、同一平面上に配置され、映像の映像信号の種別または映像の内容が認識され、認識された結果に応じて、形成される虚像のユーザからの距離、虚像の大きさ、または虚像の形成される方向が制御される。 In one aspect of the present invention, an image is displayed, a two-dimensional virtual image is formed by enlarging the image displayed on the display means, and the same virtual image observed by the user's left eye and right eye is It is arranged on the same plane, the type of video signal or the content of the video is recognized, and the distance from the user, the size of the virtual image, or the virtual image is formed according to the recognized result Direction is controlled.
本発明によれば、映像に適した形で虚像を提供することができる。また、本発明によれば、ユーザに外部の景色を見せたり、または外部の景色が目に入らないようにさせたりしながら、リラックスできるようなユーザの姿勢を保持したまま、ユーザに映像を鑑賞させることができる。 According to the present invention, a virtual image can be provided in a form suitable for an image. In addition, according to the present invention, the user can watch the video while holding the user's posture so that the user can relax while showing the external scenery or preventing the external scenery from being seen by the eyes. Can be made.
図1は、本発明を適用した虚像提供システムの一実施の形態の構成を示している。この虚像提供システムにおいては、臨場感ある虚像を、その映像に適した形で提供し、さらにユーザがリラックスした状態で観賞することができるようになされている。 FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a virtual image providing system to which the present invention is applied. In this virtual image providing system, a realistic virtual image is provided in a form suitable for the video, and the user can watch it in a relaxed state.
即ち、ユーザ保持機構1は、ユーザを座った状態に保持する、例えば、椅子やソファなどで、ユーザは、そこに腰掛けることでリラックスした状態に保持されるようになされている。
That is, the
さらに、ユーザ保持機構1の背もたれの上部には、ユーザがそこに座ったときに、そのユーザの頭部を覆うように構成された、例えば、半球状の装置固定部2が設けられている。この装置固定部2は、回転ピン3によってユーザ保持機構1に支持されており、さらに、この回転ピン3を中心として、上下方向に回動するようになされている。なお、装置固定部2は、上方向に回動したときは所定の位置で、また、下方向に回動したときは、ユーザ保持機構1に保持されているユーザの頭部に接触しないような位置で、それぞれロック(係止)されるようになされている。
Furthermore, for example, a hemispherical device fixing portion 2 configured to cover the user's head when the user sits on the backrest of the
従って、ユーザは、装置固定部2を上方向に回動することで、ユーザ保持機構1に容易に腰掛けることができる。また、ユーザ保持機構1から容易に立ち上がることができる。
Therefore, the user can easily sit on the
装置固定部2の内部(内側)には、ディスプレイ装置4が組み込まれている。即ち、ディスプレイ装置4は、ユーザがユーザ保持機構1に保持された状態において、装置固定部2が下方向に回動されてロックされたときに、ユーザのほぼ前方(正面)に位置するように、装置固定部2の内部に組み込まれている。
A
ディスプレイ装置4は、映像を表示する、例えば液晶ディスプレイなどで構成される小型のディスプレイパネル14(14Lおよび14R)(表示手段)と、そのディスプレイパネル14に表示された映像を拡大することにより虚像を形成し、ユーザの左眼と右眼とで観察される虚像を、空間上同一の位置に配置する拡大光学系としてのレンズ13(13Lおよび13R)を有しており、これにより、ユーザに対して、所定の映像を拡大した虚像を提供するようになされている。
The
操作部5は、各種のボタンやレバーなどで構成され、システムに所定の処理を行わせるときに操作される。 The operation unit 5 includes various buttons and levers, and is operated when the system performs a predetermined process.
即ち、例えば、装置固定部2は、ECD(Electrochromic Display)などの光の透過率が可変な素子(以下、適宜、透過率可変素子という)などで構成されており、あるいは、また、透明な部材に、液晶シャッタなどを組み込んで構成されており、この透過率可変素子や液晶シャッタなどを制御するときに、操作部5は操作される。従って、ユーザは、操作部5を操作することにより、装置固定部2の透過率を変化させ、これにより、外部の景色(状況)を見たり、あるいは、外部の景色が目に入らないようにすることなどができる。 That is, for example, the device fixing unit 2 is configured by an element such as ECD (Electrochromic Display) whose light transmittance is variable (hereinafter, referred to as a transmittance variable element as appropriate), or a transparent member. In addition, a liquid crystal shutter or the like is incorporated, and the operation unit 5 is operated to control the transmittance variable element, the liquid crystal shutter, and the like. Therefore, the user changes the transmittance of the apparatus fixing unit 2 by operating the operation unit 5, thereby preventing the outside scenery (situation) from being seen or the outside scenery from being seen by the eyes. You can do it.
また、操作部5は、ディスプレイ装置4によって形成される虚像の、ユーザからの距離、その大きさ、方向を設定するときなどにも操作される。
The operation unit 5 is also operated when setting the distance, the size, and the direction of the virtual image formed by the
以上のように構成される虚像提供システムにおいては、例えば、ユーザがユーザ保持機構1に保持された状態で、操作部5を操作すると、例えば、図示せぬTV(Television)チューナで受信された、NTSC方式のテレビジョン信号や、ハイビジョン放送のテレビジョン信号、またはコンピュータが出力する映像信号などがディスプレイ装置4に供給され、それに対応する映像が、ディスプレイパネル14Lおよび14Rに表示される。
In the virtual image providing system configured as described above, for example, when the user operates the operation unit 5 while being held by the
ディスプレイパネル14Lまたは14Rに表示された映像は、レンズ13Lまたは13Rによりそれぞれ拡大され、その拡大された映像としての光それぞれが、ユーザの左眼または右眼に入射する。これにより、ディスプレイパネル14Lまたは14Rに表示された映像の虚像が、ユーザの左眼または右眼でそれぞれ観察される。
The image displayed on the
このとき、ディスプレイ装置4では、そこに供給される映像に対応して、その虚像の、ユーザからの距離や大きさなどを変化させる。即ち、映像が、例えば、ハイビジョン放送による、アスペクト比が16:9の映画やドラマなどである場合、ディスプレイ装置4では、ユーザから、例えば15m程度の遠い位置に、大きな虚像が形成される。
At this time, the
また、映像が、例えば、NTSC方式の、アスペクト比が4:3のテレビジョン信号のものである場合、ディスプレイ装置4では、ユーザから、例えば3m程度の比較的近い位置に、中間の大きさの虚像が形成される。なお、このとき、ディスプレイ装置4には、いわゆるワイドテレビ(ワイドテレビジョン受像機)のように、映像のアスペクト比を、4:3から16:9に変化させて、その虚像を提供させるようにすることも可能である。
In addition, when the video is, for example, an NTSC television signal with an aspect ratio of 4: 3, the
さらに、映像が、例えば、コンピュータなどの情報処理装置の出力画面である場合、ディスプレイ装置4では、ユーザから、例えば0.5m程度の非常に近い位置に、比較的小さい虚像が形成される。
Furthermore, when the video is an output screen of an information processing device such as a computer, for example, a relatively small virtual image is formed on the
以上のように、ユーザに対して、虚像が、その映像に適した形で提供される。 As described above, the virtual image is provided to the user in a form suitable for the video.
即ち、ハイビジョン放送による映画やドラマなどの映像については、その虚像を、ユーザから遠い位置に、かつ大きく形成することで、臨場感や、距離感、そして迫力のある映像を提供することができる。 That is, for a video such as a movie or a drama by high-definition broadcasting, a virtual image can be provided at a position far from the user and large to provide a realistic image, a sense of distance, and a powerful image.
また、NTSC方式の、アスペクト比が4:3のテレビジョン信号などの映像については、その虚像を、ユーザから比較的近い位置に、かつ中間の大きさに形成することで、ユーザが、視覚的に違和感を感じない映像を提供することができる。その結果、例えば、眼精疲労の程度を低減することが可能となる。 In addition, for an NTSC video image such as a 4: 3 aspect ratio television signal, the virtual image is formed at a position relatively close to the user and at an intermediate size so that the user can visually It is possible to provide images that do not feel uncomfortable. As a result, for example, it is possible to reduce the degree of eye strain.
さらに、コンピュータなどの情報処理装置の出力画面などの映像については、その虚像を、ユーザから非常に近い位置に、かつ比較的小さく形成することで、ユーザが、コンピュータなどの操作をしやすい映像を提供することができる。その結果、例えば、作業効率を向上させることが可能となる。 Furthermore, for images such as the output screen of an information processing device such as a computer, the virtual image is formed at a position very close to the user and relatively small so that the user can easily operate the computer or the like. Can be provided. As a result, for example, work efficiency can be improved.
また、本実施の形態においては、ユーザは、ユーザ保持機構1に保持されているので、非常にリラックスした状態で、虚像を観賞することができる。
In the present embodiment, since the user is held by the
さらに、上述したように、ユーザは、操作部5を操作することで、その頭部を覆っている装置固定部2の透過率を変化させることができる。従って、例えば、透過率を低くした場合、外部からの光のほとんどが遮断されるため、ユーザは、虚像空間に没頭することができる。また、透過率を高くした場合、ユーザは、周囲の状況を確認しながら、虚像を観賞すること、即ち、周囲の状況(景色)を、虚像に重ねて観察(確認)することができる。さらに、透過率を適切な値とすることで、明るさのバランスのとれた虚像と、外部の景色とを観察することができる。そして、この場合、ユーザは、外部が見えないことによる不安(閉塞感)を感じることなく、虚像を観賞することができる(ユーザに開放感を与えることができる)。一方、例えば、透過率を徐々に下げていった場合、ユーザは、現実の世界から虚像空間に没入していく感覚を享受することができる。 Furthermore, as described above, the user can change the transmittance of the device fixing unit 2 covering the head by operating the operation unit 5. Therefore, for example, when the transmittance is lowered, most of the light from the outside is blocked, so that the user can be immersed in the virtual image space. Further, when the transmittance is increased, the user can observe the virtual image while confirming the surrounding situation, that is, observe (confirm) the surrounding situation (scenery) superimposed on the virtual image. Furthermore, by setting the transmittance to an appropriate value, it is possible to observe a virtual image with a well-balanced brightness and an external scenery. In this case, the user can appreciate the virtual image without feeling uneasy (a feeling of obstruction) due to the fact that the outside cannot be seen (can give the user a sense of openness). On the other hand, for example, when the transmittance is gradually lowered, the user can enjoy a sense of being immersed in the virtual image space from the real world.
なお、装置固定部2の内部には、図示せぬスピーカが設けられており、そこに供給される映像に付随する音声がある場合には、その音声がスピーカから出力されるようになされている。 In addition, a speaker (not shown) is provided inside the apparatus fixing unit 2, and when there is an audio accompanying the video supplied thereto, the audio is output from the speaker. .
ここで、以下、音声についての説明は省略する。 Here, the description of the audio will be omitted below.
次に、図2は、図1のディスプレイ装置4の光学系の構成例を示している。なお、図2は、ディスプレイ装置4を、ユーザ保持機構1に保持されたユーザの頭上から見た場合の構成例を示している。
Next, FIG. 2 shows a configuration example of an optical system of the
図2の実施の形態では、ディスプレイ装置4は、映像を拡大することにより虚像を形成するための拡大光学系として、光軸の異なる左眼用の光学系である(を構成する)レンズ13Lと右眼用の光学系であるレンズ13Rとを有している。
In the embodiment of FIG. 2, the
即ち、レンズ13Rまたは13Lは、右眼または左眼に対して、ディスプレイパネル14Rまたは14Lに表示された映像を拡大することにより得られる虚像RまたはLをそれぞれ提供するための同一特性の凸レンズで、これらは同一平面上に配置されている。即ち、レンズ13Rおよび13Lは、その主平面どうしが一致するように配置されている。
That is, the lens 13R or 13L is a convex lens having the same characteristics for providing the virtual image R or L obtained by enlarging the image displayed on the
ここで、図2において、O1またはO2は、レンズ13Rまたは13Lの主点をそれぞれ表しており、F1またはF2は、レンズ13Rまたは13Lの焦点をそれぞれ表している。また、Oは、主点O1とO2との間の中点を表している。 In FIG. 2, O1 or O2 represents the principal point of the lens 13R or 13L, and F1 or F2 represents the focal point of the lens 13R or 13L, respectively. O represents the midpoint between the principal points O1 and O2.
ディスプレイパネル14Rまたは14Lは、その中心点(例えば、ディスプレイパネル14R,14Lが長方形状をしている場合において、その長方形の対角線の交点など)が、中点Oと焦点F1またはF2それぞれとを結ぶ直線OF1またはOF2上にそれぞれ位置し、かつ両者が同一平面上に位置するように配置されている。
The center point of the
以上のように構成されるディスプレイ装置4によれば、ディスプレイパネル14Rまたは14Lに表示された映像が、レンズ13Rまたは13Lで拡大され、この拡大された映像に対応する光が右眼または左眼にそれぞれ入射することにより、その映像に対応する虚像が、右眼または左眼で観察される。即ち、レンズ13Rまたは13Lによって形成される虚像RまたはLが、右眼または左眼それぞれで観察される。
According to the
図2の構成によれば、右眼または左眼で観察される虚像は、別々の光学系であるレンズ13Rまたは13Lでそれぞれ形成されるが、これらの虚像は、3次元空間において、同一の位置に配置される。即ち、ユーザの左眼と右眼とで観察される虚像は、空間上同一の位置に配置される。 According to the configuration of FIG. 2, the virtual images observed by the right eye or the left eye are formed by the lenses 13R or 13L that are separate optical systems, respectively, but these virtual images are at the same position in the three-dimensional space. Placed in. That is, the virtual images observed by the user's left eye and right eye are arranged at the same position in space.
これは、次のような理由による。即ち、例えば、いま、主点O2からO1の方向をd軸とするとともに、レンズ13Lの光軸方向(主点O2から焦点F2の方向)をs軸とする。そして、ディスプレイパネル14Lの中心点をM1とし、そのsd平面における座標を(s1,d1)とするとともに、レンズ13Lが形成する虚像Lの中心点をM1’とし、そのsd平面における座標を(s1’,d1’)とする。さらに、焦点F1とF2との間の中点をO’とする。
This is due to the following reason. That is, for example, the direction from the principal point O2 to O1 is the d-axis, and the optical axis direction of the lens 13L (the direction from the principal point O2 to the focal point F2) is the s-axis. The center point of the
この場合、上述したように、ディスプレイパネル14Rまたは14Lは同一平面内にあり、かつその中心点が、直線OF1またはOF2上にあるから、ディスプレイパネル14Rおよび14Lは、レンズ13Rおよび13Lの主平面(これも、上述したように同一平面内にある)から等距離にある。従って、虚像RおよびLも同一平面内にあるから、この虚像RおよびLの中心点が、いずれも、中点OとO’とを結ぶ直線OO’上にあれば、虚像RおよびLは同一位置にあることになる。
In this case, as described above, since the
そこで、いま、ディスプレイパネル14Lの中心点M1(s1,d1)は、直線OF2上にあることから、次式が成立する。
Therefore, since the center point M1 (s1, d1) of the
d1=L/2−L×s1/(2×f) ・・・(1)
但し、Lは、主点O1とO2との距離を表し、fは、レンズ13Lの焦点距離を表す。
d1 = L / 2−L × s1 / (2 × f) (1)
However, L represents the distance between the principal points O1 and O2, and f represents the focal length of the lens 13L.
一方、結像公式により、次式が成立する。 On the other hand, the following formula is established by the imaging formula.
1/f=1/s1−1/s1’ ・・・(2) 1 / f = 1 / s1-1 / s1 '(2)
また、主点O2、中心点M1,M1’は、一直線上にあることから、次式が成立する。 Further, since the principal point O2 and the center points M1 and M1 'are on a straight line, the following equation is established.
s1/s1’=d1/d1’ ・・・(3) s1 / s1 '= d1 / d1' (3)
式(1)乃至(3)から、式
d1’=L/2 ・・・(4)
が得られる。
From the equations (1) to (3), the equation d1 ′ = L / 2 (4)
Is obtained.
式(4)より、虚像Lの中心点M1’は、直線OO’上にある。 From equation (4), the center point M1 'of the virtual image L is on the straight line OO'.
レンズ13Lが構成する光学系と、レンズ13Rが構成する光学系とは、直線OO’に対して対称であり、従って、虚像Rの中心点も、直線OO’上にある。 The optical system formed by the lens 13L and the optical system formed by the lens 13R are symmetric with respect to the straight line OO '. Therefore, the center point of the virtual image R is also on the straight line OO'.
以上のように、虚像RおよびLは、同一平面内にあり、かつ、それらの中心点が、いずれも直線OO’上にあるので、虚像RおよびLは同一位置にあることになる。 As described above, the virtual images R and L are in the same plane and their center points are both on the straight line OO ′, so that the virtual images R and L are at the same position.
従って、ユーザは、両眼の輻輳と調整を一致させた状態で、即ち、リラックスした状態で(無理なく)、虚像を観察することができる。 Therefore, the user can observe the virtual image in a state in which the convergence and adjustment of both eyes are matched, that is, in a relaxed state (reasonably).
ディスプレイ装置4では、ディスプレイパネル14Rまたは14Lそれぞれは、その中心点が、直線OF1またはOF2上を、同一平面内に含まれるように同期して移動するようになされており、これにより、虚像RおよびLが形成される位置が、ユーザの近くから無限遠まで移動される(ユーザから虚像RおよびLまでの距離が変化される)。ディスプレイパネル14Rおよび14Lの移動は、例えば、ステッピングモータなどで構成される虚像距離制御用モータ25(図3、図5)により行われるようになされている。また、ディスプレイパネル14Rまたは14Lそれぞれは、焦点F1またはF2よりも、レンズ13R側または13L側の範囲を移動するようになされている。これは、前述したように、物体の虚像を観察するためには、その物体が、焦点距離よりレンズに近い位置にある必要があるからである。
In the
なお、ディスプレイパネル14Lおよび14Rを、レンズ13Lおよび13Rに近い位置または遠い位置に移動することにより、虚像LおよびRは、ユーザから近い位置または遠い位置にそれぞれ移動する。
In addition, by moving the
さらに、ユーザから虚像RおよびLまでの距離は、理論的には、レンズ13Lおよび13Rと、ディスプレイパネル14Lおよび14Rとの間の距離によって変化させることができるので、ディスプレイパネル14Lおよび14Rではなく、レンズ13Lおよび13Rを移動させることによって変化させることも可能である。
Further, since the distance from the user to the virtual images R and L can theoretically be changed by the distance between the lenses 13L and 13R and the
また、図2では、凸レンズであるレンズ13Lおよび13Rを拡大光学系として用いたが、ディスプレイ装置4は、凸レンズの他、例えば、凹面鏡などを用いて構成することも可能である。
In FIG. 2, the lenses 13L and 13R, which are convex lenses, are used as the magnifying optical system. However, the
次に、図3は、ディスプレイ装置4の構成例を示す斜視図である。
Next, FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the
レンズ13Lおよび13Rは、その光軸(主点)どうしの距離が、例えば、人間の左眼と右眼との平均的な距離となるような間隔で、底面パネル16に取り付けられている。底面パネル16は、左下のフレームスペーサ11Cと、右下のフレームスペーサ11Dとに固定されている。
The lenses 13L and 13R are attached to the
また、これらのフレームスペーサ11Cおよび11Dの他、左上のフレームスペーサ11Aおよび右上のフレームスペーサ11Bを挟むように、正面パネル12および背面パネル15が設けられており、この正面パネル12と背面パネル15との間の上部中央には、虚像距離制御用モータ25を固定しているモータ取り付け部24が設けられ、正面パネル12および背面パネル15に固定されている。虚像距離制御用モータ25は、回転することにより、ネジの切ってあるモータシャフト26を上下方向に移動させるようになされている。
In addition to the frame spacers 11C and 11D, a front panel 12 and a
なお、図3においては、正面パネル12、背面パネル15、および底面パネル16を透明にしてあるが、これは、ディスプレイ装置4の構成を図示するためであり、これらは、必ずしも、透明な部材で構成する必要はない。
In FIG. 3, the front panel 12, the
正面パネル12と背面パネル15とに挟まれる空間には、ディスプレイパネル14Lおよび14Rが取り付けられたパネルホルダ18が設けられている。
In a space sandwiched between the front panel 12 and the
即ち、パネルホルダ18は、パネル取り付け部19Lおよび19Rを有しており、このパネル取り付け部19Lまたは19Rに、ディスプレイパネル14Lまたは14Rが、その表示画面がレンズ13Lまたは13Rに対向するようにそれぞれ取り付けられている。そして、パネル取り付け部19Lまたは19Rは、パネルホルダ18のシャフト20Lまたは20Rに沿って、その左側または右側の所定の範囲を、水平方向(図3では、レンズ13Lおよび13Rの主平面と平行な方向)にそれぞれ移動することができるようになされている。
That is, the
さらに、パネル取り付け部19Lまたは19Rの手前側には、ピン23Lまたは23Rがそれぞれ設けられており、このピン23Lまたは23Rは、正面パネル12に設けられたフレーム溝21Lまたは21Rにそれぞれ通されている。 Further, a pin 23L or 23R is provided on the front side of the panel mounting portion 19L or 19R, and the pin 23L or 23R is passed through a frame groove 21L or 21R provided on the front panel 12, respectively. .
ここで、フレーム溝21Lまたは21Rは、図2で説明した直線OF2またはOF1にそれぞれ沿って、左上がり(右下がり)の方向または右上がり(左下がり)の方向に設けられている。 Here, the frame groove 21L or 21R is provided in the direction of rising left (lowering right) or moving upward (lowering left) along the straight line OF2 or OF1 described in FIG.
背面パネル15にも、正面パネル12のフレーム溝21Lまたは21Rと同様に、フレーム溝22Lまたは22Rがそれぞれ設けられている。そして、パネル取り付け部19Lまたは19Rの奥側には、ピン23Lまたは23Rとそれぞれ同様にピン(図示せず)が設けられており、パネル取り付け部19Lまたは19Rに設けられたピンそれぞれは、背面パネル15のフレーム溝22Lまたは22Rに通されている。
Similarly to the frame groove 21L or 21R of the front panel 12, the
従って、パネルホルダ18が全体として上方向に移動すると、パネル取り付け部19Lまたは19Rは、ピン23Lまたは23Rがフレーム溝21L(22L)または21R(22R)にそれぞれ沿って移動することにより、シャフト20Lまたは20Rに沿って、左または右にそれぞれ移動する。また、パネルホルダ18が全体として下方向に移動すると、パネル取り付け部19Lまたは19Rは、ピン23Lまたは23Rがフレーム溝21L(22L)または21R(22R)にそれぞれ沿って移動することにより、シャフト20Lまたは20Rに沿って、右または左にそれぞれ移動する。
Therefore, when the
その結果、パネルホルダ18の上下方向の移動に連動して、ディスプレイパネル14Lまたは14Rは、フレーム溝21L(22L)または21R(22R)にそれぞれ沿って移動、即ち、図2で説明したように直線OF2またはOF1上それぞれを、同一平面内に含まれるように移動する。
As a result, the
パネルホルダ18の中央には、中心板27が設けられており、この中心板27には、モータシャフト26の一端が取り付けられている。従って、パネルホルダ18は、モータシャフト26とともに上下する。即ち、虚像距離制御用モータ25が回転することで、ディスプレイパネル14Lまたは14Rは、直線OF2またはOF1上それぞれを、同一平面内に含まれるように移動する。
A
なお、図3の実施の形態では、ハーフミラー17が、背面パネルに対して斜めになるように、背面パネル15と底面パネル16との境界部分に固定されている。このハーフミラー17は、手前の面が反射面となっている。
In the embodiment of FIG. 3, the half mirror 17 is fixed to a boundary portion between the
以上のように構成されるディスプレイ装置4においては、ディスプレイパネル14Lまたは14Rに映像が表示され、レンズ13Lまたは13Rでそれぞれ拡大される。レンズ13Lまたは13Rで得られた拡大映像は、ハーフミラー17で反射され、ユーザの左眼または右眼にそれぞれ入射する。これにより、ユーザの眼球において、虚像が観察される。また、外部からの光は、ハーフミラー17の反射面と反対側の面を透過することにより、ユーザの左眼および右眼に入射し、これにより、ユーザの眼球において、外部の景色が観察される。
In the
そして、虚像距離制御用モータ25が回転し、これにより、ディスプレイパネル14Lまたは14Rが、直線OF2またはOF1上それぞれを移動することによって、ユーザが観察する虚像は、図1で説明したように、そのユーザから種々の距離に形成される。
Then, the virtual image
なお、図3においては、レンズ13Lおよび13Rで得られた拡大映像を、ハーフミラー17で反射して、ユーザの眼球に入射させるようにしたが、ハーフミラー17を設けずに、レンズ13Lおよび13Rで得られた拡大映像を、直接、ユーザの眼球に入射させるようにすることも可能である。但し、この場合、ディスプレイパネル14Rおよび14Lが、ユーザの正面に位置することになる。従って、装置固定部2(図1)が光を透過しても、ディスプレイパネル14Rおよび14Lによって視野を遮られるため、その遮られた視野の範囲に相当する外部の状況(景色)を確認することは困難となる。
In FIG. 3, the magnified images obtained by the lenses 13L and 13R are reflected by the half mirror 17 and are incident on the user's eyeball. However, the lenses 13L and 13R are not provided without providing the half mirror 17. It is also possible to make the magnified image obtained in (1) directly enter the user's eyeball. However, in this case, the
次に、図4は、虚像の大きさを可変にする原理を示している。 Next, FIG. 4 shows the principle of making the size of the virtual image variable.
同図(A)に示すように、ディスプレイパネル14(14Lおよび14R)は、充分大きな表示領域を有するもので、そこに表示する映像の大きさを、同図(B),(C)に影を付して示すように、大きくしたり、または小さくしたりすることで、虚像の大きさが変化されるようになされている。 As shown in FIG. 6A, the display panel 14 (14L and 14R) has a sufficiently large display area, and the size of the image displayed there is shown in FIGS. As shown, the size of the virtual image is changed by increasing or decreasing the size.
以上のように、ディスプレイパネル14の位置を移動させるとともに(図3)、そこに表示する映像の大きさを変化させることで(図4)、図1で説明したように、ユーザに対して、虚像を、ユーザから適切な距離の位置に、かつ適切な大きさ(画角)で提供することが可能となる。 As described above, by moving the position of the display panel 14 (FIG. 3) and changing the size of the image displayed there (FIG. 4), as described in FIG. A virtual image can be provided at a position at an appropriate distance from the user and at an appropriate size (view angle).
即ち、映像が、例えば、ハイビジョン放送によるものである場合、ディスプレイパネル14を、レンズ13から離れた位置に移動するとともに、その映像を、図4(B)に示したように、ディスプレイパネル14全体に表示すれば、図5に示すように、画角の広い、その横と縦との比が16:9の大きな虚像を形成することができる。また、映像が、例えば、NTSC方式のテレビジョン信号のものである場合、ディスプレイパネル14を、レンズ13に近い位置に移動するとともに、その映像を、図4(C)に示したように、ディスプレイパネル14の中央部分の一部に表示すれば、図5に示すように、画角の狭い、その横と縦との比が4:3の比較的小さな虚像を形成することができる。 That is, when the video is based on, for example, high-definition broadcasting, the display panel 14 is moved to a position away from the lens 13 and the video is displayed on the entire display panel 14 as shown in FIG. 5, a large virtual image having a wide angle of view and a horizontal to vertical ratio of 16: 9 can be formed as shown in FIG. When the video is, for example, an NTSC television signal, the display panel 14 is moved to a position close to the lens 13 and the video is displayed as shown in FIG. If displayed on a part of the central portion of the panel 14, as shown in FIG. 5, a relatively small virtual image having a narrow angle of view and a ratio of horizontal to vertical of 4: 3 can be formed.
次に、図6は、図1の虚像提供システムの電気的構成例を示している。 Next, FIG. 6 shows an example of the electrical configuration of the virtual image providing system of FIG.
映像信号処理用コンピュータ41(制御手段)は、映像信号を受信し、信号処理することにより、その映像信号が、例えば、ハイビジョン放送のもの、NTSC方式のテレビジョン信号、またはコンピュータの信号のうちのいずれであるかを認識するようになされている。そして、映像信号処理用コンピュータ41は、その認識結果に対応して、形成する虚像の、ユーザからの距離を制御するための虚像距離信号またはその虚像の大きさを制御するための大きさ制御信号を生成し、虚像距離制御用コンピュータ42または表示制御部44に、それぞれ供給するようになされている。また、映像信号処理用コンピュータ41は、受信した映像信号を、表示制御部44に供給するようにもなされている。
The video signal processing computer 41 (control means) receives the video signal and processes the video signal so that the video signal is, for example, one of a high-definition broadcast, an NTSC television signal, or a computer signal. It is designed to recognize which one. Then, the video
虚像距離制御用コンピュータ42は、映像信号処理用コンピュータ41からの虚像距離信号を受信し、その虚像距離信号に対応して、モータ駆動回路43に与えるべき制御信号としての虚像距離制御信号を生成するようになされている。この虚像距離制御信号は、虚像距離制御用コンピュータ42からモータ駆動回路43に供給されるようになされている。
The virtual image
モータ駆動回路43は、虚像距離制御用コンピュータ42からの虚像距離制御信号にしたがって、虚像距離制御用モータ25(距離変化手段)を回転駆動するようになされている。さらに、モータ駆動回路43は、操作部5が操作されることにより供給される操作信号にもしたがって、虚像距離制御用モータ25を回転駆動するようになされている。なお、モータ駆動回路43は、虚像距離制御信号と操作信号との両方が供給された場合、そのうちの一方である、例えば、操作信号を優先させるようになされている。
The
表示制御部44(大きさ変化手段)(方向変化手段)は、映像信号処理用コンピュータ41から供給される大きさ制御信号にしたがって、同じく映像信号処理用コンピュータ41から供給される左眼用と右眼用の映像信号の横および縦の長さを制限し(拡大または縮小し)、ディスプレイパネル14Lと14Rにそれぞれ供給して表示させるようになされている。さらに、表示制御部44は、操作部5が操作されることにより供給される操作信号にもしたがって、映像信号を拡大または縮小するようになされている。なお、表示制御部44も、モータ駆動回路43と同様に、大きさ制御信号と操作信号との両方が供給された場合、そのうちの一方である、例えば、操作信号を優先させるようになされている。
The display control unit 44 (size changing means) (direction changing means) is used for the left eye and the right supplied from the video
次に、図7のフローチャートを参照して、その動作について説明する。なお、図7のフローチャートは、図6の映像信号処理用コンピュータ41の処理を示している。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 shows the processing of the video
映像信号処理用コンピュータ41は、映像信号を受信すると、ステップS1,S3、またはS5において、その映像信号が、NTSC方式のものか、ハイビジョン放送によるものか、またはコンピュータの信号かどうかを判定し、ステップS2,S4,S6,S7において、その判定結果に対応した制御を行う。
When the video
ここで、ステップS1,S3、およびS5における判定は、例えば、映像信号に含まれる水平同期信号または垂直同期信号を検出し、その水平同期周波数または垂直同期周波数が何Hzであるかに基づいて行われる。 Here, the determinations in steps S1, S3, and S5 are performed based on, for example, a horizontal synchronization signal or a vertical synchronization signal included in the video signal and the horizontal synchronization frequency or the vertical synchronization frequency. Is called.
即ち、まず最初に、ステップS1において、受信した映像信号がNTSC方式のものかどうかが判定される。ステップS1において、映像信号がNTSC方式のものであると判定された場合、ステップS2に進み、NTSC方式に対応する虚像距離信号または大きさ制御信号が、虚像距離制御用コンピュータ42または表示制御部44にそれぞれ出力されるとともに、左眼用および右眼用の映像信号が、表示制御部44に出力され、処理を終了する。
That is, first, in step S1, it is determined whether or not the received video signal is of the NTSC system. If it is determined in step S1 that the video signal is of the NTSC system, the process proceeds to step S2, and the virtual image distance signal or the size control signal corresponding to the NTSC system is transmitted to the virtual image
虚像距離制御用コンピュータ42は、現時点において虚像が形成される距離(以下、現在距離という)を認識しており、虚像距離信号を受信すると、虚像距離信号に対応する距離と、現在距離との差分を演算する。そして、その差分値が0でない場合、その差分値だけ、虚像を移動させるのに必要な、虚像距離制御用モータ25の回転量に対応する虚像距離制御信号を生成し、モータ駆動回路43に供給する。モータ駆動回路43では、虚像距離制御信号にしたがって、虚像距離制御用モータ25が回転駆動され、これにより、ディスプレイパネル14Lおよび14Rが、所定の位置(ユーザから、虚像距離信号に対応する距離だけ離れた位置)に移動される。
The virtual image
一方、表示制御部44では、大きさ制御信号にしたがって、左眼用または右眼用の映像信号が拡大または縮小され、ディスプレイパネル14Lまたは14Rにそれぞれ供給される。
On the other hand, in the
これにより、虚像が、ユーザから、虚像距離信号に対応した距離だけ離れた位置に、かつ大きさ制御信号に対応した大きさに形成される。即ち、いまの場合、虚像距離信号および大きさ制御信号は、NTSC方式に対応したものであるから、図1で説明したように、虚像は、ユーザから比較的近い位置に、かつ中程度の大きさに形成される。 Thereby, the virtual image is formed at a position away from the user by a distance corresponding to the virtual image distance signal and in a size corresponding to the size control signal. That is, in this case, since the virtual image distance signal and the magnitude control signal correspond to the NTSC system, as described in FIG. 1, the virtual image is relatively close to the user and has a medium magnitude. Formed.
一方、ステップS1において、映像信号がNTSC方式のものでないと判定された場合、ステップS3に進み、映像信号がハイビジョン放送によるものかどうかが判定される。ステップS3において、映像信号がハイビジョン放送によるものであると判定された場合、ステップS4に進み、ハイビジョン放送に対応する虚像距離信号または大きさ制御信号が、虚像距離制御用コンピュータ42または表示制御部44にそれぞれ出力されるとともに、左眼用および右眼用の映像信号が、表示制御部44に出力され、処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the video signal is not of the NTSC format, the process proceeds to step S3, where it is determined whether or not the video signal is a high-definition broadcast. If it is determined in step S3 that the video signal is based on the high-definition broadcast, the process proceeds to step S4, where the virtual image distance signal or the size control signal corresponding to the high-definition broadcast is the virtual image
この場合も、上述した場合と同様に、虚像が、ユーザから、虚像距離信号に対応した距離だけ離れた位置に、かつ大きさ制御信号に対応した大きさに形成される。即ち、いまの場合、虚像距離信号および大きさ制御信号は、ハイビジョン放送に対応したものであるから、図1で説明したように、虚像は、ユーザから遠い位置に、かつ大きく形成される。 Also in this case, as in the case described above, the virtual image is formed at a position away from the user by a distance corresponding to the virtual image distance signal and in a size corresponding to the size control signal. That is, in this case, the virtual image distance signal and the size control signal correspond to the high-definition broadcast. Therefore, as described with reference to FIG. 1, the virtual image is formed at a position far from the user and large.
また、ステップS3において、映像信号がハイビジョン放送によるものでないと判定された場合、ステップS5に進み、映像信号がコンピュータ用のものかどうかが判定される。ステップS5において、映像信号がコンピュータ用のものであると判定された場合、ステップS6に進み、コンピュータに対応する虚像距離信号または大きさ制御信号が、虚像距離制御用コンピュータ42または表示制御部44にそれぞれ出力されるとともに、左眼用および右眼用の映像信号が、表示制御部44に出力され、処理を終了する。
If it is determined in step S3 that the video signal is not a high-definition broadcast, the process proceeds to step S5 to determine whether the video signal is for a computer. If it is determined in step S5 that the video signal is for a computer, the process proceeds to step S6, and the virtual image distance signal or the size control signal corresponding to the computer is sent to the virtual image
この場合も、上述した場合と同様に、虚像が、ユーザから、虚像距離信号に対応した距離だけ離れた位置に、かつ大きさ制御信号に対応した大きさに形成される。即ち、いまの場合、虚像距離信号および大きさ制御信号は、コンピュータに対応したものであるから、図1で説明したように、虚像は、ユーザから非常に近い位置に、かつ小さく形成される。 Also in this case, as in the case described above, the virtual image is formed at a position away from the user by a distance corresponding to the virtual image distance signal and in a size corresponding to the size control signal. That is, in this case, since the virtual image distance signal and the magnitude control signal correspond to the computer, the virtual image is formed at a position very close to the user and small as described with reference to FIG.
そして、ステップS5において、映像信号がコンピュータ用のものでないと判定された場合、ステップS7に進み、デフォルトの虚像距離信号または大きさ制御信号が、虚像距離制御用コンピュータ42または表示制御部44にそれぞれ出力されるとともに、左眼用および右眼用の映像信号が、表示制御部44に出力され、処理を終了する。
If it is determined in step S5 that the video signal is not for a computer, the process proceeds to step S7, and a default virtual image distance signal or magnitude control signal is sent to the virtual image
なお、ここでは、デフォルトの虚像距離信号または大きさ制御信号は、例えば、NTSC方式に対応するものと同一にされており、従って、この場合、虚像は、ユーザから比較的近い位置に、かつ中程度の大きさに形成される。 Here, the default virtual image distance signal or the magnitude control signal is the same as that corresponding to, for example, the NTSC system, and therefore, in this case, the virtual image is located at a position relatively close to the user and in the middle. It is formed to a size of about.
以上のように、映像に適した形で虚像を提供するようにしたので、ユーザに臨場感を感じさせることができ、また、虚像を観賞することによる疲労感を低減することができる。 As described above, since the virtual image is provided in a form suitable for the video, it is possible to make the user feel a sense of reality, and to reduce the feeling of fatigue caused by viewing the virtual image.
以上、本発明を、虚像を形成するディスプレイ装置4が、ユーザを保持するユーザ保持機構1と一体化した虚像提供システムに適用した場合について説明したが、本発明は、その他、例えば、HMDその他の虚像により映像を提供する装置に適用可能である。
As mentioned above, although the case where the
なお、本実施の形態では、映像の同期信号に対応して、虚像が形成される距離や大きさを変化させるようにしたが、その他、これらの距離や大きさ(さらには、後述する虚像の方向)は、例えば、映像の内容に対応して変化させるようにすることも可能である。即ち、例えば、映像をパターン認識(画像認識)などすることにより、映像が、風景または人物のうちのいずれを表示するものであるかを連続的に認識し、風景の場合には、遠い位置に大きな虚像を形成し、人物の場合には、比較的に近い位置に、ある程度の大きさの虚像を形成するようにすることなどが可能である。この場合、例えば、風景のシーンでは、その風景の虚像が、遠い位置に大きく形成され、ユーザに対して、その風景の中に、実際にいるかのような取り囲み感を与えることが可能となる。さらに、例えば、人物がアップで表示されているシーンでは、その人物の虚像が、比較的に近い位置に、ある程度の大きさで形成され、その人物の表情などを明確に確認することが可能となる。 In this embodiment, the distance and size at which the virtual image is formed are changed in response to the video synchronization signal. However, these distance and size (in addition, the virtual image to be described later) The (direction) can be changed in accordance with the content of the video, for example. That is, for example, by performing pattern recognition (image recognition) on an image, it continuously recognizes whether the image displays a landscape or a person. In the case of a landscape, the image is distant. A large virtual image is formed, and in the case of a person, a virtual image of a certain size can be formed at a relatively close position. In this case, for example, in a landscape scene, a virtual image of the landscape is formed large at a distant position, and it is possible to give the user a feeling of being surrounded in the landscape. Furthermore, for example, in a scene in which a person is displayed up, a virtual image of the person is formed in a relatively large size at a relatively close position, and the facial expression of the person can be clearly confirmed. Become.
また、虚像が形成される距離などは、映像のアスペクト比を検出し、その検出結果にしたがって変化させるようにすることなども可能である。即ち、例えば、アスペクト比が16:9の場合には、遠い位置に大きな虚像を形成し、4:3の場合には、比較的近い位置に中程度の大きさの虚像を形成するようにすることなどが可能である。 Further, the distance at which the virtual image is formed can be changed according to the detection result by detecting the aspect ratio of the video. That is, for example, when the aspect ratio is 16: 9, a large virtual image is formed at a far position, and when 4: 3, a medium-sized virtual image is formed at a relatively close position. It is possible.
また、ディスプレイパネル14に表示させる映像は、全体的に拡大または縮小する他、その一部のみを拡大または縮小することが可能である。さらに、映像の横または縦方向のうちのいずれか一方向のみを拡大または縮小し、これにより、映像のアスペクト比を所望の値に変換するも可能である。例えば、映像が風景を表示するものである場合、その横方向のみを拡大し、横長の虚像を形成することにより、ユーザに対して、上述したような取り囲み感を与えることができる。 Further, the video displayed on the display panel 14 can be enlarged or reduced as a whole, and only a part of the video can be enlarged or reduced. Furthermore, it is possible to enlarge or reduce only one of the horizontal and vertical directions of the video, thereby converting the aspect ratio of the video to a desired value. For example, when the image is to display a landscape, only the horizontal direction is enlarged to form a horizontally long virtual image, so that the surrounding feeling as described above can be given to the user.
また、本実施の形態では、虚像までの距離と、その大きさを、映像に対応して変化させるようにしたが、その他、例えば、虚像が形成される方向も、映像に対応して変化させることが可能である。これは、例えば、図8に示すように、ディスプレイパネル14に映像を表示する領域(同図において、斜線を付してある部分)の位置を、表示制御部44に変化させるようにすることによって実現することができる。
In the present embodiment, the distance to the virtual image and the size thereof are changed corresponding to the video, but for example, the direction in which the virtual image is formed is also changed corresponding to the video. It is possible. For example, as shown in FIG. 8, the
このように、虚像が形成される方向を、映像に対応して変化させるのは、例えば、何らかの作業をしながら、虚像を観賞する場合などに有用である。 In this way, changing the direction in which the virtual image is formed corresponding to the video is useful, for example, when viewing the virtual image while performing some work.
具体的には、例えば、本発明を、HMDに適用した場合において、料理番組の虚像を観賞しながら、実際に料理を行うときには、虚像が形成される方向を、中央から、左上、右上、左下、または右下などに変化させることにより、ユーザは、虚像であるレシピなどを見ながら、正面方向において、確実に作業をすることが可能となる。即ち、虚像を、正面方向(中央)から移動させることによって、正面方向の視界が良くなり、安全、確実に作業をすることが可能となる。 Specifically, for example, when the present invention is applied to an HMD, when actually cooking while watching a virtual image of a cooking program, the direction in which the virtual image is formed is changed from the center to the upper left, upper right, lower left. By changing to the lower right or the like, the user can surely work in the front direction while looking at a recipe that is a virtual image. That is, by moving the virtual image from the front direction (center), the field of view in the front direction is improved, and the work can be performed safely and reliably.
なお、料理番組かどうかは、例えば、映像信号処理用コンピュータ41に、映像に、料理名などの文字が含まれるかどうかをパターン認識させることによって判断することが可能である。あるいは、また、映像に付随する音声を音声認識し、その音声認識結果に、料理名やその材料などが含まれるかどうかによって判断したり、さらに、番組のテレビジョン信号に、その番組の内容を表す情報を重畳して放送するようにし、その情報に基づいて判断したりすることなどが可能である。そして、料理番組である場合には、例えば、映像信号処理用コンピュータ41に、映像を、左上方向などの、ユーザの正面方向ではない方向に表示するように、表示制御部44を制御させるようにすれば良い。
Whether the program is a cooking program can be determined, for example, by causing the video
また、本実施の形態では、映像に対応して、虚像までの距離などを変化させるようにしたが、これは、上述したように、ユーザが、操作部5を操作することにより変化させることも可能である。 In the present embodiment, the distance to the virtual image or the like is changed corresponding to the video, but this may be changed by the user operating the operation unit 5 as described above. Is possible.
さらに、映像と、その虚像が形成される距離などとの関係は、図1で説明したものに限定されるものではない。 Furthermore, the relationship between the image and the distance at which the virtual image is formed is not limited to that described with reference to FIG.
1 ユーザ保持機構, 2 装置固定部, 3 回転ピン, 4 ディスプレイ装置, 5 操作部, 11A乃至11D フレームスペーサ, 12 正面パネル, 13L,13R レンズ, 14L,14R ディスプレイパネル, 15 背面パネル, 16 底面パネル, 17 ハーフミラー, 18 パネルホルダ, 19L,19R パネル取り付け部, 20L,20R シャフト, 21L,21R,22L,22R フレーム溝, 23L,23R ピン, 24 モータ取り付け部, 25 虚像距離制御用モータ, 26 モータシャフト, 27 中心板, 41 映像信号処理用コンピュータ, 42 虚像距離制御用コンピュータ, 43 モータ駆動回路, 44 表示制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
映像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された映像を拡大することにより2次元の虚像を形成し、前記ユーザの左眼と右眼とで観察される同一の前記虚像を、同一平面上に配置する拡大光学系と、
前記映像の映像信号の種別または前記映像の内容を認識し、認識された結果に応じて、形成される前記虚像のユーザからの距離、前記虚像の大きさ、または前記虚像の形成される方向を制御する制御手段と
を備える表示装置。 In a display device that is incorporated in a user holding means for holding the user in a sitting state and a cover that covers the user's head, the light transmittance changing,
Display means for displaying video;
A magnifying optical system that forms a two-dimensional virtual image by enlarging the image displayed on the display means, and arranges the same virtual image observed by the left eye and the right eye of the user on the same plane; ,
The type of the video signal of the video or the content of the video is recognized, and the distance from the user of the virtual image to be formed, the size of the virtual image, or the direction in which the virtual image is formed is determined according to the recognized result. And a control means for controlling.
請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the control unit controls a distance from the user of the virtual image and a size of the virtual image according to an aspect ratio of the video.
請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the control unit controls a direction in which the virtual image is formed in accordance with audio for the video or characters included in the video.
請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, further comprising an operation unit that is operated when changing a distance of the virtual image from the user, a size of the virtual image, or a display direction of the virtual image.
請求項4に記載の表示装置。 The display device according to claim 4, wherein the operation unit is operated so as to change a transmittance of the cover.
映像を表示し、
前記表示手段に表示された映像を拡大することにより2次元の虚像を形成し、前記ユーザの左眼と右眼とで観察される同一の前記虚像を、同一平面上に配置し、
前記映像の映像信号の種別または前記映像の内容を認識し、認識された結果に応じて、形成される前記虚像のユーザからの距離、前記虚像の大きさ、または前記虚像の形成される方向を制御する
ステップを含む表示方法。 In a display method for a display device provided in user holding means for holding a user in a sitting state, covering the user's head and incorporated in a cover in which the light transmittance changes ,
Display the video,
A two-dimensional virtual image is formed by enlarging the image displayed on the display means, and the same virtual image observed by the left eye and the right eye of the user is arranged on the same plane,
The type of the video signal of the video or the content of the video is recognized, and the distance from the user of the virtual image to be formed, the size of the virtual image, or the direction in which the virtual image is formed is determined according to the recognized result. A display method that includes a controlling step.
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