JPH1093889A - Head mount video display device - Google Patents
Head mount video display deviceInfo
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- JPH1093889A JPH1093889A JP8243046A JP24304696A JPH1093889A JP H1093889 A JPH1093889 A JP H1093889A JP 8243046 A JP8243046 A JP 8243046A JP 24304696 A JP24304696 A JP 24304696A JP H1093889 A JPH1093889 A JP H1093889A
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- head
- image
- virtual image
- observer
- amount
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- Pending
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Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部載置型の映像
表示装置いわゆるHMDに関するものであり、より詳し
くは、HMDを装着した観察者の頭部の向きに応じて観
察される像の位置を変化させるHMDに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head mounted image display apparatus, so-called HMD, and more particularly, to the position of an image observed according to the direction of the head of an observer wearing the HMD. Is related to the HMD.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、表示素子と接眼光学系を備え、頭
部に載置して使用するように構成された映像表示装置が
開発されている。この映像表示装置はHMD(Head Mou
nted Display)と呼ばれ、バーチャルリアリティシステ
ムの映像鑑賞やテレビ映像の個人鑑賞用の表示装置とし
て普及しつつある。2. Description of the Related Art In recent years, an image display device having a display element and an eyepiece optical system and configured to be mounted on a head and used has been developed. This video display device is an HMD (Head Mou
It is being widely used as a display device for viewing images of a virtual reality system and personal viewing of television images.
【0003】バーチャルリアリティシステムでは、視差
のある左右像を表示するとともに、観察者の頭部の向き
を検出するためのセンサーをHMDに備え、検出した頭
部の向きに応じた方向の映像を表示することで、高い臨
場感をもたせるようにしている。観察者は、立体像を観
察することができる上、単に頭部を回動させるだけで、
所望の方向の映像を視ることが可能である。テレビジョ
ンの場合、視差のある左右像を表示することはなく、立
体像の観察はできない。また、テレビカメラの向きに応
じた方向の映像が撮影され表示されるから、HMDに表
示される映像と観察者の頭部の向きは無関係である。In the virtual reality system, a left and right image with parallax is displayed, and a sensor for detecting the direction of the observer's head is provided on the HMD, and an image in a direction corresponding to the detected direction of the head is displayed. By doing so, it has a high sense of realism. The observer can observe the stereoscopic image, and simply rotate the head,
It is possible to view an image in a desired direction. In the case of television, a left and right image with parallax is not displayed, and a stereoscopic image cannot be observed. Further, since an image in a direction corresponding to the direction of the television camera is captured and displayed, the image displayed on the HMD and the direction of the observer's head are irrelevant.
【0004】HMDは、その使用形態から、小型・軽量
であることが望ましく、例えば表示素子として小型の液
晶表示装置(LCD)を用い、LCDの映像光を接眼光
学系により拡大して観察者の眼に投影するようにした構
成のものがある。この構成では、観察者は接眼光学系を
介してLCDの映像を見ることにより、その虚像を観察
することになる。拡大のための接眼光学系を備えず、表
示映像を直接観察する簡易な構成のHMDもある。It is desirable that the HMD be small and light in view of its usage form. For example, a small liquid crystal display (LCD) is used as a display element, and the image light of the LCD is enlarged by an eyepiece optical system to allow the observer to observe the image. There is a configuration in which projection is performed on the eye. In this configuration, the observer observes the virtual image by viewing the image on the LCD through the eyepiece optical system. There is an HMD having a simple configuration that does not include an eyepiece optical system for enlargement and directly observes a display image.
【0005】観察者が頭部を回動させたり姿勢を変化さ
せたりしても、表示素子と接眼光学系は観察者の頭部と
ともに動くから、観察者の頭部と虚像の位置関係は変化
しない。このため、観察者は常に略真正面の一定位置に
映像を観察することになる。例えば、直立して前を向い
た姿勢であっても横たわった姿勢であってあっても、観
察者が観察する映像の位置は同じである。バーチャルリ
アリティシステムでは、頭部の向きによって表示される
映像は変化するが、映像の位置は一定に保たれる。[0005] Even if the observer turns his head or changes his posture, the display element and the eyepiece optical system move with the observer's head, so that the positional relationship between the observer's head and the virtual image changes. do not do. For this reason, the observer always observes the image at a fixed position substantially directly in front. For example, the position of the image observed by the observer is the same regardless of whether the posture is upright and facing forward or lying down. In the virtual reality system, the displayed image changes depending on the direction of the head, but the position of the image is kept constant.
【0006】HMDが普及するにつれ、HMDを使用す
ることによる眼精疲労が問題となりつつある。これは主
として、HMDによる映像観察では、日常生活における
物の観察とは異なる不自然な眼の動作が必要になること
による。このため、眼から映像(接眼光学系を備えて虚
像を観察するものでは虚像)までの距離すなわち視度を
映像の大きさに応じて設定し、立体視のために視差を有
する左右映像を表示するものでは、両眼の視線のなす角
すなわち輻輳を左右像の視差に合わせて設定する等の提
案がなされている。[0006] With the spread of HMD, eye strain due to the use of HMD is becoming a problem. This is mainly due to the fact that the image observation by the HMD requires an unnatural eye movement different from the observation of an object in daily life. Therefore, the distance from the eye to the image (a virtual image in the case of observing a virtual image with an eyepiece optical system), that is, the diopter is set according to the size of the image, and the left and right images having parallax for stereoscopic viewing are displayed. For example, proposals have been made to set the angle between the lines of sight of the eyes, that is, the convergence, in accordance with the parallax between the left and right images.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、HMDの使
用による眼の疲労は、視度や輻輳の不適切な設定のみに
よって生じるものではない。従来のHMDでは、映像と
眼の相対位置が固定されており、これが眼の不自然な動
作を招く一因となっている。頭部を回動させれば映像も
追随して移動してしまうので、表示されている映像の周
辺部を視るためには、頭部を回動させるのではなく、眼
球の向きを変えて視線のみを変化させる必要がある。こ
のとき、表示映像が小さければ視線の変化量が少ないの
で特に問題とはならないが、映像を大きく表示した場合
は視線を大きく変化させなければならず、眼に負担がか
かる。However, eye fatigue due to the use of the HMD is not caused only by inappropriate setting of diopter and convergence. In the conventional HMD, the relative position between the image and the eye is fixed, which is one factor that causes an unnatural movement of the eye. If you rotate your head, the video will follow and move.To see the periphery of the displayed video, instead of turning your head, change the direction of your eyes. Only the gaze needs to be changed. At this time, if the displayed image is small, the amount of change in the line of sight is small, so there is no particular problem. However, if the image is displayed large, the line of sight must be changed greatly, and this burdens the eyes.
【0008】また、人が頭を静止させているつもりでも
頭部は微動しており、頭部を静止させて静止物を観察す
るときでも、実際には、眼に入る静止物の位置は微妙に
変化している。日常生活において、人はこのような状態
で物を観察することに慣れている。ところが、HMDで
は、映像が頭部の動きに追随して動くから、頭部が微動
しても映像に微動は生じない。したがって、日常と異な
る不自然な観察をすることになり、これも眼を疲れさせ
る原因となっている。Further, even when a person intends to keep the head stationary, the head is slightly moving. Even when the stationary head is observed to observe a stationary object, the position of the stationary object entering the eyes is actually delicate. Has changed. In daily life, a person is accustomed to observing an object in such a state. However, in the HMD, since the image moves following the movement of the head, even if the head moves slightly, the image does not move. Therefore, an unnatural observation different from daily life is performed, which also causes eyestrain.
【0009】本発明は、観察者の眼に対する映像の相対
位置が頭部の向きにかかわらず常に一定であることに起
因するHMD使用時の眼の疲労を軽減することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce eye fatigue when using an HMD due to the fact that the relative position of an image with respect to the observer's eyes is always constant regardless of the direction of the head.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、映像を表示する表示手段と接眼光学系
を有し、接眼光学系によって表示手段に表示された映像
の虚像を観察者の眼に与える頭部載置型の映像表示装置
において、観察者の頭部の向きを検出する検出手段と、
検出手段によって検出された観察者の頭部の向きに応じ
て観察者に対する虚像の位置を変更する変更手段とを備
える。In order to achieve the above object, the present invention has a display means for displaying an image and an eyepiece optical system, and observes a virtual image of the image displayed on the display means by the eyepiece optical system. Detecting means for detecting the orientation of the observer's head, in a head-mounted image display device provided to the observer's eyes,
Changing means for changing the position of the virtual image with respect to the observer according to the orientation of the observer's head detected by the detection means.
【0011】観察者は接眼光学系を介して表示手段の表
示を見ることにより、表示された映像の虚像を観察す
る。観察者の頭部の向きは検出手段によって検出され
る。観察者が頭部を回動させると、表示手段および接眼
光学系は頭部とともに回動するが、観察者が観察する虚
像の位置は検出された頭部の向きに応じて変更手段によ
って変更される。したがって、眼に対する虚像の相対位
置は頭部の向きによって変化する。頭部の向きが変化し
たとき、変更手段は、例えば、頭部の向きの変化を打ち
消すように眼に対する虚像の相対位置を変更することが
できる。The observer observes the display on the display means via the eyepiece optical system to observe a virtual image of the displayed image. The direction of the observer's head is detected by the detecting means. When the observer rotates the head, the display means and the eyepiece optical system rotate with the head, but the position of the virtual image observed by the observer is changed by the change means according to the detected head direction. You. Therefore, the relative position of the virtual image with respect to the eye changes depending on the direction of the head. When the direction of the head changes, the changing unit can change the relative position of the virtual image with respect to the eyes, for example, so as to cancel the change in the direction of the head.
【0012】上記映像表示装置において、変更手段は接
眼光学系を変位させることによって虚像の位置を変更す
る構成とする。接眼光学系を接眼光学系の光軸に対して
垂直方向に変位させれば、観察者の眼に入射する光の方
向が変わり、虚像が接眼光学系の光軸に対して垂直方向
に移動する。この場合、表示されている映像の表示手段
上の位置は変化しない。In the above image display device, the changing means changes the position of the virtual image by displacing the eyepiece optical system. If the eyepiece optical system is displaced in the direction perpendicular to the optical axis of the eyepiece optical system, the direction of light incident on the observer's eye changes, and the virtual image moves in the direction perpendicular to the optical axis of the eyepiece optical system. . In this case, the position of the displayed image on the display means does not change.
【0013】変更手段は表示手段における映像の表示位
置を変更することによって虚像の位置を変更する構成と
してもよい。映像の表示位置が変われば、その虚像の位
置も変化する。[0013] The changing means may be configured to change the position of the virtual image by changing the display position of the image on the display means. If the display position of the video changes, the position of the virtual image also changes.
【0014】また、検出手段は基準の向きに対する観察
者の頭部の向きのずれの方向と量を検出し、変更手段は
虚像の位置を、検出されたずれの方向と逆方向に、検出
されたずれの量だけ移動させるようにするとよい。観察
者の頭部の向きは基準の向きからのずれとして検出さ
れ、虚像の位置は検出されたずれを完全に打ち消すよう
に移動させられる。したがって、虚像の絶対位置は変化
しないことになり、観察者にとって虚像は、日常の静止
物と同様、移動しない物として認識される。観察者が視
野の周辺部にある領域を注視しようとしてその方向に頭
部を回動させると、その領域が視野の中央にくる。観察
者の頭部が微動した場合は、これに応じて眼に対する虚
像の相対位置が微少量変化する。The detecting means detects the direction and the amount of deviation of the orientation of the observer's head from the reference direction, and the changing means detects the position of the virtual image in the direction opposite to the direction of the detected deviation. It is good to move by the amount of shift. The direction of the observer's head is detected as a deviation from the reference direction, and the position of the virtual image is moved so as to completely cancel the detected deviation. Therefore, the absolute position of the virtual image does not change, and the virtual image is perceived by the observer as an object that does not move, like an everyday stationary object. When the observer turns his or her head in that direction in an attempt to gaze at an area at the periphery of the visual field, the area comes to the center of the visual field. When the observer's head slightly moves, the relative position of the virtual image with respect to the eye changes by a small amount.
【0015】検出手段は基準の向きに対する観察者の頭
部の向きのずれの量を検出し、検出手段によって検出さ
れたずれの量が所定量未満のときに、変更手段は検出さ
れた観察者の頭部の向きに応じて虚像の位置を変更し、
検出手段によって検出されたずれの量が所定量以上のと
きに、変更手段は虚像の位置を所定の位置に設定し、検
出手段は検出された観察者の頭部の向きを基準の向きと
するようにしてもよい。The detecting means detects the amount of deviation of the direction of the observer's head from the reference direction, and when the amount of deviation detected by the detecting means is less than a predetermined amount, the changing means detects the detected observer's head. Change the position of the virtual image according to the orientation of the head of
When the amount of displacement detected by the detecting means is equal to or more than a predetermined amount, the changing means sets the position of the virtual image to a predetermined position, and the detecting means sets the detected head direction of the observer as a reference direction. You may do so.
【0016】観察者の頭部の向きは基準の向きからのず
れとして検出され、ずれの量が所定量以上であるか否か
によって変更手段の動作が変わる。ずれの量が所定量未
満のときは、変更手段は検出された観察者の頭部の向き
に応じて虚像の位置を変更する。このとき、前記のよう
に、虚像の絶対位置が変化しないように眼に対する虚像
の相対位置を変更することができる。ずれの量が所定量
以上のときは、変更手段は、観察者の頭部の向きにかか
わらず、虚像の位置を所定の位置に設定し、検出手段は
検出された観察者の頭部の向きを新たな基準の向きとす
る。その後、検出手段は新たな基準の向きからの頭部の
向きのずれを検出し、変更手段は検出されたずれの量と
所定量の比較結果に基づいて虚像の位置設定を行う。The direction of the observer's head is detected as a deviation from the reference direction, and the operation of the changing means changes depending on whether or not the amount of the deviation is equal to or more than a predetermined amount. When the amount of displacement is less than the predetermined amount, the changing means changes the position of the virtual image according to the detected orientation of the observer's head. At this time, as described above, the relative position of the virtual image with respect to the eye can be changed so that the absolute position of the virtual image does not change. When the amount of displacement is equal to or more than a predetermined amount, the changing means sets the position of the virtual image to a predetermined position regardless of the direction of the observer's head, and the detecting means sets the detected direction of the observer's head. Is the new reference direction. Thereafter, the detecting means detects a deviation of the head direction from the new reference direction, and the changing means sets the position of the virtual image based on a comparison result between the detected deviation amount and a predetermined amount.
【0017】したがって、観察者の頭部の回動量が小さ
く所定量未満のときには、基準の向きからの回動量に応
じて虚像が所定の位置から移動させられ、頭部の回動量
が大きく所定量以上のときには、基準の向きの更新と虚
像の所定の位置への再設定が行われることになる。所定
の位置は、観察者の頭部の向きと基準の向きが一致して
いるときの虚像の位置であり、虚像の基準位置となる。
この基準位置は、例えば、観察者の眼の真正面の位置と
するとよい。Therefore, when the amount of rotation of the observer's head is small and less than a predetermined amount, the virtual image is moved from a predetermined position in accordance with the amount of rotation from the reference direction, and the amount of rotation of the head is large and the predetermined amount. In the above case, the reference direction is updated and the virtual image is reset to a predetermined position. The predetermined position is the position of the virtual image when the direction of the observer's head matches the reference direction, and is the reference position of the virtual image.
This reference position may be, for example, a position directly in front of the observer's eye.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明のHMDの第1の実施形態
の光学構成を図1に示す。このHMD1は、映像を表示
するための左右1対のカラーの液晶表示装置(LCD)
11L、11R、左右1対の可動レンズ12L、12R、お
よび左右1対の固定レンズ13L、13Rを備えている。
LCD11L、11Rの表示範囲の縦横の長さの比は2:
3である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an optical configuration of a first embodiment of the HMD of the present invention. The HMD 1 is a pair of left and right color liquid crystal display devices (LCD) for displaying images.
11L and 11R, a pair of left and right movable lenses 12L and 12R, and a pair of left and right fixed lenses 13L and 13R.
The ratio of the vertical and horizontal lengths of the display range of the LCDs 11L and 11R is 2:
3.
【0019】可動レンズ12Lおよび固定レンズ13Lは
左接眼光学系14Lを成し、左LCD11Lの映像光をH
MD1を装着した観察者の左眼ELに導く。同様に、可
動レンズ12Rおよび固定レンズ13Rは右接眼光学系1
4Rを成し、右LCD11Rの映像光を観察者の右眼ER
に導く。左右の接眼光学系14L、14Rを介してLCD
11L、11Rを視ることにより、観察者は表示された映
像の虚像を観察することになる。The movable lens 12L and the fixed lens 13L form a left eyepiece optical system 14L, and convert the image light of the left LCD 11L to H
The MD1 is guided to the left eye EL of the observer. Similarly, the movable lens 12R and the fixed lens 13R are connected to the right eyepiece optical system 1
4R, and the image light of the right LCD 11R is transmitted to the right eye ER of the observer.
Lead to. LCD via left and right eyepiece optical systems 14L, 14R
By viewing 11L and 11R, the observer observes a virtual image of the displayed image.
【0020】左右接眼光学系14L、14Rは、虚像の大
きさが表示された映像の大きさよりも大きくなるように
設定されており、映像を拡大して観察することができ
る。LCD11L、11Rの大きさ、接眼光学系14L、
14Rの倍率、LCD11L、11Rと接眼光学系14L、
14Rの距離等は、虚像の水平方向の画角が60゜にな
るように設定されており、表示範囲の縦横の長さの比か
ら、虚像の垂直方向の画角は42゜である。また、左右
の視野角は虚像の画角の2倍以上に、すなわち水平方向
が120゜以上、垂直方向が84゜以上に設定されてい
る。The left and right eyepiece optical systems 14L and 14R are set so that the size of the virtual image is larger than the size of the displayed image, so that the image can be enlarged and observed. LCD 11L, size of 11R, eyepiece optical system 14L,
14R magnification, LCD 11L, 11R and eyepiece optical system 14L,
The distance and the like of 14R are set so that the horizontal angle of view of the virtual image is 60 °, and the vertical angle of view of the virtual image is 42 ° from the ratio of the length and width of the display range. The left and right viewing angles are set to be at least twice the angle of view of the virtual image, that is, at least 120 ° in the horizontal direction and at least 84 ° in the vertical direction.
【0021】左可動レンズ12Lは、固定レンズ13Lの
光軸に対して垂直な任意の方向に移動可能であり、右可
動レンズ12Rも同様に、固定レンズ13Rの光軸に対し
て垂直な任意の方向に移動可能である。可動レンズ12
L、12Rが移動していないとき、それぞれの光軸は固定
レンズ13L、13Rの光軸と一致するように設定されて
いる。可動レンズ12L、12Rを移動させると接眼光学
系14L、14Rの光軸AXL、AXRが傾き、その結果、
観察者が観察している虚像の位置は変化する。The left movable lens 12L is movable in any direction perpendicular to the optical axis of the fixed lens 13L, and the right movable lens 12R is similarly movable in any direction perpendicular to the optical axis of the fixed lens 13R. It can move in any direction. Movable lens 12
When L and 12R are not moving, the respective optical axes are set to coincide with the optical axes of the fixed lenses 13L and 13R. When the movable lenses 12L and 12R are moved, the optical axes AXL and AXR of the eyepiece optical systems 14L and 14R are tilted.
The position of the virtual image observed by the observer changes.
【0022】本実施形態のHMD1では、観察者の頭部
の向きを検出し、検出した頭部の向きに応じて可動レン
ズ12L、12Rを移動させて、虚像の位置を変化させ
る。このとき、虚像の絶対的な位置に変化が生じないよ
うに、可動レンズ12L、12Rの移動量を調節する。例
えば、頭部が垂直方向上方に20゜回動したときは、虚
像を垂直方向下方に20゜移動させる。In the HMD 1 of the present embodiment, the direction of the observer's head is detected, and the movable lenses 12L and 12R are moved in accordance with the detected head direction to change the position of the virtual image. At this time, the moving amount of the movable lenses 12L and 12R is adjusted so that the absolute position of the virtual image does not change. For example, when the head is rotated upward by 20 ° in the vertical direction, the virtual image is moved downward by 20 ° in the vertical direction.
【0023】頭部の向きの検出から虚像位置の変更まで
に関わる構成の概略を図2に示す。HMD1は、頭部の
水平方向の回動速度を検出するための角速度センサー2
1Hと、垂直方向の回動速度を検出するための角速度セ
ンサー21Vを備えている。また、検出した水平方向お
よび垂直方向の角速度をそれぞれ積分して、水平方向お
よび垂直方向の回動量とする積分回路22Hおよび22V
を備えている。FIG. 2 shows an outline of the configuration from the detection of the head orientation to the change of the virtual image position. An HMD 1 is an angular velocity sensor 2 for detecting a horizontal rotational speed of the head.
1H and an angular velocity sensor 21V for detecting a vertical rotation speed. Further, the integrating circuits 22H and 22V integrate the detected angular velocities in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and determine the amount of rotation in the horizontal direction and the vertical direction.
It has.
【0024】ここでは、角速度センサー21H、21Vと
して圧電セラミックスを用いた振動ジャイロを用いてい
る。圧電振動ジャイロは回転運動を検出して、その角速
度に直線的に対応する電圧を出力するものである。圧電
振動ジャイロが回転運動をした時の出力電圧と静止して
いる時の出力電圧との差の符号から回転運動の方向が知
られ、差の絶対値から角速度の大きさを知ることができ
る。積分回路22H、22Vは、角速度センサー21H、
21Vの出力電圧から静止時の出力電圧を引いて、差電
圧を時間について積分する。こうして得られる積分結果
は、絶対値が積分開始時からの頭部の回動量を表し、符
号が積分開始時の頭部の向きに対する回動方向を表すこ
とになる。Here, a vibrating gyroscope using piezoelectric ceramics is used as the angular velocity sensors 21H and 21V. The piezoelectric vibrating gyroscope detects a rotational motion and outputs a voltage linearly corresponding to the angular velocity. The direction of the rotational movement can be known from the sign of the difference between the output voltage when the piezoelectric vibrating gyroscope performs the rotational movement and the output voltage when the piezoelectric vibrating gyroscope is at rest, and the magnitude of the angular velocity can be known from the absolute value of the difference. The integration circuits 22H and 22V are provided with an angular velocity sensor 21H,
The quiescent output voltage is subtracted from the 21V output voltage and the difference voltage is integrated over time. In the integration result thus obtained, the absolute value indicates the amount of rotation of the head from the start of integration, and the sign indicates the rotation direction with respect to the direction of the head at the start of integration.
【0025】積分回路22H、22Vの出力は、可動レン
ズ12L、12Rの移動を制御するためのマイクロコンピ
ュータ23に与えられる。マイクロコンピュータ23
は、与えられた積分結果に角度に換算するための定数を
乗じて、頭部の回動角度を算出する。算出した頭部の水
平方向と垂直方向の回動角度から、虚像の絶対的な位置
に変化を生じさせないための、可動レンズ12L、12R
の移動方向と移動量を算出する。The outputs of the integrating circuits 22H and 22V are supplied to a microcomputer 23 for controlling the movement of the movable lenses 12L and 12R. Microcomputer 23
Calculates the rotation angle of the head by multiplying a given integration result by a constant for converting into an angle. The movable lenses 12L and 12R for preventing the absolute position of the virtual image from being changed from the calculated horizontal and vertical rotation angles of the head.
The movement direction and the movement amount of the are calculated.
【0026】可動レンズ12L、12Rはそれぞれ、レン
ズ駆動回路25L、25Rによって移動させられ、各レン
ズの移動量はレンズ移動量検出回路26L、26Rによっ
て検出される。マイクロコンピュータ23は、可動レン
ズ12L、12Rを算出した方向に算出した量だけ移動す
るために、レンズ移動量検出回路26L、26Rの出力を
監視しつつ、レンズ駆動回路25L、25Rによるレンズ
の移動を制御する。レンズの移動とその検出のための構
成を図3に模式的に示す。The movable lenses 12L and 12R are moved by lens driving circuits 25L and 25R, respectively, and the movement amount of each lens is detected by lens movement amount detection circuits 26L and 26R. The microcomputer 23 monitors the outputs of the lens movement amount detection circuits 26L and 26R and moves the lenses by the lens driving circuits 25L and 25R in order to move the movable lenses 12L and 12R in the calculated directions by the calculated amount. Control. FIG. 3 schematically shows a configuration for movement of the lens and its detection.
【0027】レンズ駆動回路25L、25Rはそれぞれ2
つの電磁アクチュエータ27H、27Vより成る。電磁ア
クチュエータ27H、27Vは、HMD1本体に固定され
た永久磁石と、可動レンズに固着された支持部材に固定
されたコイルを有しており、磁界内のコイルに電流を流
してコイルを移動させるいわゆるムービングコイル式で
ある。アクチュエータ27Hは可動レンズを水平方向
(矢印X方向)に移動させ、アクチュエータ27Vは垂
直方向(矢印Y方向)に移動させる。コイルに流す電流
量を調節することにより移動量が調節され、可動レンズ
を接眼光学系の光軸に垂直なX−Y平面内の任意の方向
に移動させることができる。Each of the lens driving circuits 25L and 25R has 2
It consists of two electromagnetic actuators 27H and 27V. The electromagnetic actuators 27H and 27V each have a permanent magnet fixed to the HMD1 main body and a coil fixed to a support member fixed to the movable lens. It is a moving coil type. The actuator 27H moves the movable lens in the horizontal direction (arrow X direction), and the actuator 27V moves the movable lens in the vertical direction (arrow Y direction). The amount of movement is adjusted by adjusting the amount of current flowing through the coil, and the movable lens can be moved in any direction in the XY plane perpendicular to the optical axis of the eyepiece optical system.
【0028】レンズ移動量検出回路26L、26Rはそれ
ぞれ2つの電磁センサー28H、28Vより成る。電磁セ
ンサー28H、28Vは、HMD1本体に固定された永久
磁石と、可動レンズに固着された支持部材に固定された
コイルを有している。磁界内にあるコイルには可動レン
ズの移動距離に応じた電流が流れ、この電流からレンズ
の移動量が知られる。電磁センサー28Hおよび28Vは
それぞれ水平方向と垂直方向の移動量を検出する。可動
レンズのX−Y平面内のあらゆるの方向の移動は、水平
方向と垂直方向の移動に分けて検出される。The lens movement detecting circuits 26L and 26R are respectively composed of two electromagnetic sensors 28H and 28V. Each of the electromagnetic sensors 28H and 28V has a permanent magnet fixed to the main body of the HMD 1 and a coil fixed to a support member fixed to the movable lens. A current corresponding to the moving distance of the movable lens flows through the coil in the magnetic field, and the amount of movement of the lens is known from this current. The electromagnetic sensors 28H and 28V detect the horizontal and vertical movement amounts, respectively. Movement of the movable lens in all directions in the XY plane is detected separately in horizontal and vertical directions.
【0029】LCD11L、11RはそれぞれLCD駆動
回路31L、31Rによって駆動される。LCD駆動回路
31L、31Rには、上記の頭部の向きの検出からレンズ
の移動の制御までとは無関係に、映像信号が供給され
る。ここでは、左右のLCD駆動回路31L、31Rに個
別に映像信号を供給するようにしており、異なる方向か
ら撮影した左右の映像信号をLCD駆動回路31L、3
1Rに供給することができる。これにより、視差を有す
る左右の映像がLCD11L、11Rに表示され、映像を
立体像として観察することが可能である。The LCDs 11L and 11R are driven by LCD drive circuits 31L and 31R, respectively. A video signal is supplied to the LCD drive circuits 31L and 31R irrespective of the detection of the direction of the head and the control of the movement of the lens. Here, the video signals are individually supplied to the left and right LCD driving circuits 31L and 31R, and the left and right video signals photographed from different directions are supplied to the LCD driving circuits 31L and 31R.
1R can be supplied. Thereby, the left and right images having parallax are displayed on the LCDs 11L and 11R, and the images can be observed as a stereoscopic image.
【0030】なお、テレビジョンのように単一の映像信
号が与えられる場合には、同一の映像信号を左右のLC
D駆動回路31L、31Rに供給するようにする。この場
合、立体像の観察はできないが、片眼でなく両眼で像観
察することにより、眼の疲労が軽減される。When a single video signal is provided as in a television, the same video signal is
The power is supplied to the D drive circuits 31L and 31R. In this case, a stereoscopic image cannot be observed, but by observing the image with both eyes instead of one eye, eye fatigue is reduced.
【0031】上記構成のHMD1では、検出された観察
者の頭部の回動量が0のとき、すなわち頭部が基準の向
きを向いているとき、可動レンズ12L、12Rの移動量
を水平方向、垂直方向ともに0とし、観察者の頭部の真
正面に虚像を位置させる。この位置を基準の位置とい
う。基準の位置は視野の左右中央かつ上下中央の位置で
ある。検出された頭部の回動量が0でないとき、すなわ
ち頭部の向きが基準の向きからずれているときは、その
ずれの方向と量に応じて虚像の位置を基準の位置からず
らす。In the HMD 1 having the above configuration, when the detected amount of rotation of the observer's head is 0, that is, when the head is oriented in the reference direction, the amount of movement of the movable lenses 12L and 12R is set in the horizontal direction. The virtual image is set to 0 in both the vertical direction and the virtual image is positioned directly in front of the observer's head. This position is called a reference position. The reference position is located at the center of the field of view in the left-right center and in the up-down center. When the detected amount of rotation of the head is not 0, that is, when the direction of the head is shifted from the reference direction, the position of the virtual image is shifted from the reference position according to the direction and amount of the shift.
【0032】頭部の向きが基準の向きと一致していると
きと一致していないときの、視野内の虚像の位置の例を
図9に示す。図9においてFVLおよびFVRはそれぞれ
左右の視野を表しており、IMLおよびIMRはそれぞれ
左右の虚像を表している。(a)は、頭部が基準の向き
を向いている状態を表しており、虚像IML、IMRは視
野FVL、FVRの中央の基準位置にある。この状態で
は、観察者は真正面に虚像IML、IMRを視ることにな
る。FIG. 9 shows an example of the position of the virtual image in the visual field when the direction of the head coincides with the reference direction. In FIG. 9, FVL and FVR represent left and right visual fields, respectively, and IML and IMR represent left and right virtual images, respectively. (A) shows a state where the head is oriented in the reference direction, and the virtual images IML and IMR are located at the center reference positions of the visual fields FVL and FVR. In this state, the observer sees the virtual images IML and IMR directly in front.
【0033】(b)は、観察者が右下の物体を注視しよ
うとして、(a)の状態から頭部を右方に約25゜、下
方に約15゜回動させた状態を表しており、虚像IM
L、IMRは、基準位置から左方かつ上方に移動してい
る。このとき、観察者の眼に対する虚像の相対位置は変
化しているが、頭部の回動中心に対する虚像の絶対位置
は変化していない。また、LCD11L、11R上の映像
表示位置にも変化はない。(B) shows a state in which the observer tries to gaze at the lower right object and turns the head about 25 ° to the right and about 15 ° downward from the state of (a). , Virtual image IM
L and IMR have moved leftward and upward from the reference position. At this time, the relative position of the virtual image with respect to the observer's eyes has changed, but the absolute position of the virtual image with respect to the center of rotation of the head has not changed. Further, there is no change in the image display position on the LCDs 11L and 11R.
【0034】このように、虚像の位置は、基準の向きか
らの頭部の向きのずれに応じて、ずれを打ち消すように
変化させられる。この虚像の移動のための可動レンズ1
2L、12Rの移動量は頭部の回動量と1対1に対応す
る。ただし、両者は比例関係にはなく、可動レンズ12
L、12Rの曲率や屈折率が関与する複雑な三角関数で表
される。As described above, the position of the virtual image is changed so as to cancel the deviation according to the deviation of the head direction from the reference direction. Movable lens 1 for moving this virtual image
The movement amounts of 2L and 12R correspond one-to-one with the rotation amounts of the head. However, the two are not in a proportional relationship, and the movable lens 12
It is represented by a complicated trigonometric function involving the curvature and refractive index of L and 12R.
【0035】可動レンズ12L、12Rの移動可能な範囲
は、頭部が基準の向きから水平方向、垂直方向ともに±
30゜まで回動しても追随し得るように設定されてい
る。前述のように、虚像の水平方向の画角は60゜であ
り、頭部の水平方向の30゜の回動は、水平方向の長さ
の半分だけ虚像を移動させることに相当する。虚像を基
準の位置からこれだけ移動させると、水平方向の一方の
端部が基準位置における虚像の左右中央に位置すること
になり、虚像は視野内の右半分または左半分に存在す
る。水平方向の視野角は120゜以上であるから、この
とき虚像をけられなく観察することができる。The movable range of the movable lenses 12L and 12R is such that the head is ±± both horizontally and vertically from the reference direction.
It is set so that it can follow even if it is turned up to 30 °. As described above, the horizontal angle of view of the virtual image is 60 °, and the rotation of the head by 30 ° in the horizontal direction is equivalent to moving the virtual image by half of the horizontal length. When the virtual image is moved from the reference position by this amount, one end in the horizontal direction is located at the left and right center of the virtual image at the reference position, and the virtual image exists in the right half or the left half in the visual field. Since the viewing angle in the horizontal direction is 120 ° or more, a virtual image can be observed at this time.
【0036】垂直方向については、虚像の画角は42゜
であり、頭部の基準の向きからの21゜の回動により、
虚像は視野内の上半分または下半分に移動する。垂直方
向の視野角は84゜以上であるから、このときもけられ
は生じず、全領域を観察することができる。In the vertical direction, the angle of view of the virtual image is 42 °, and by the rotation of 21 ° from the reference direction of the head,
The virtual image moves to the upper half or the lower half in the field of view. Since the vertical viewing angle is 84 ° or more, no eclipse occurs at this time, and the entire area can be observed.
【0037】頭部の基準の向きを固定して、常にこの基
準の向きからの頭部の向きのずれに対応して虚像の位置
を設定すると、観察者は頭部の向きを変え得る範囲を制
限されることになる。そこで、けられが生じるほどに大
きく頭部の向きが変わったときには、虚像を基準の位置
に戻し、そのときの頭部の向きを新たな基準の向きとす
る。それ以降は、新たな基準の向きからの頭部の向きの
ずれに応じて、虚像の位置を設定する。When the reference direction of the head is fixed and the position of the virtual image is always set in accordance with the deviation of the head direction from this reference direction, the observer can change the range in which the head direction can be changed. Will be limited. Therefore, when the direction of the head changes greatly enough to cause the blur, the virtual image is returned to the reference position, and the direction of the head at that time is set as a new reference direction. After that, the position of the virtual image is set according to the deviation of the head direction from the new reference direction.
【0038】具体的には、頭部が水平方向に30゜以上
または垂直方向に21゜以上回動したときに、虚像位置
および基準の向きの再設定を行う。ただし、観察者が瞬
間的に頭部の向きを大きく変化させることもあるので、
これらの角度以上の頭部の回動が、所定時間以上継続し
て検出されたときにのみ再設定を行う。ごく短時間の大
きな回動は、たとえけられが生じて一部領域を観察でき
なくなっても、通常どおり処理し、可動レンズ12L、
12Rの移動可能範囲内で、回動量に応じた虚像の移動
を行う。この判定の基準となる時間は任意に設定してよ
く、ここでは2秒としている。More specifically, the virtual image position and the reference direction are reset when the head has turned 30 ° or more in the horizontal direction or 21 ° or more in the vertical direction. However, since the observer may change the orientation of the head momentarily,
The resetting is performed only when the rotation of the head over these angles is continuously detected for a predetermined time or more. A large rotation in a very short time is processed as usual, even if a partial area cannot be observed due to being shaken, and the movable lens 12L,
The virtual image is moved according to the amount of rotation within the movable range of 12R. The reference time for this determination may be set arbitrarily, and is 2 seconds here.
【0039】この時間測定のために、マイクロコンピュ
ータ23にはタイマー24が設けられている。また、観
察者の意思によって任意の時に虚像位置および基準の向
きの再設定ができるように、リセットスイッチ29が備
えられている。For this time measurement, the microcomputer 23 is provided with a timer 24. Further, a reset switch 29 is provided so that the virtual image position and the reference direction can be reset at any time according to the wishes of the observer.
【0040】HMD1における虚像位置の変更に関する
処理の流れを図4に示す。まず、積分回路22H、22V
を初期化して、積分値すなわち検出した頭部の回動量を
水平方向、垂直方向ともに0とする(ステップ#10
5)。これと同時に、可動レンズ12L、12Rを光軸が
固定レンズ13L、13Rの光軸と一致する初期位置に設
定し(#110)、左右の虚像を基準位置に設定する。
次いで、フラグの値を0にし(#115)、タイマー2
4を停止させる(#120)。FIG. 4 shows the flow of processing relating to the change of the virtual image position in the HMD 1. First, the integration circuits 22H, 22V
Is initialized, and the integrated value, that is, the detected amount of rotation of the head is set to 0 in both the horizontal and vertical directions (step # 10).
5). At the same time, the movable lenses 12L and 12R are set to the initial positions where the optical axes coincide with the optical axes of the fixed lenses 13L and 13R (# 110), and the left and right virtual images are set to the reference positions.
Next, the value of the flag is set to 0 (# 115), and the timer 2 is set.
4 is stopped (# 120).
【0041】頭部の回動の検出と虚像位置の変更は反復
して行われるが、フラグは、検出した回動量が所定量以
上であるか否かを記憶しておくために用いられ、所定量
以上のときに値1に、所定量未満のときに値0に設定さ
れる。また、タイマー24は、所定量以上の回動量が検
出されたときに起動され、回動量が所定量未満になった
ときには停止される。タイマー24はフラグの値が1の
とき動作中であり、フラグの値が0のとき停止してい
る。The detection of the rotation of the head and the change of the virtual image position are repeatedly performed. The flag is used to store whether or not the detected rotation amount is equal to or more than a predetermined amount. The value is set to 1 when the amount is equal to or more than the fixed amount, and set to 0 when the amount is less than the predetermined amount. The timer 24 is started when a rotation amount equal to or more than a predetermined amount is detected, and is stopped when the rotation amount is less than the predetermined amount. The timer 24 is operating when the value of the flag is 1, and is stopped when the value of the flag is 0.
【0042】上記の初期化処理終了後、観察者がリセッ
トスイッチ29を操作したか否かを判定する(#12
5)。リセットスイッチ29がオンのときは、#105
に戻って初期化処理を行う。リセットスイッチ29がオ
フのときは、角速度センサー21H、21Vの出力を積分
回路22H、22Vによって積分し(#130)、積分結
果から頭部の水平方向の回動量RHと垂直方向の回動量
RVを算出する(#135)。次いで、算出した水平方
向の回動量RHおよび垂直方向の回動量RVがそれぞれ
所定量RH0およびRV0以上であるか否かを判定する
(#140)。所定量RH0およびRV0は、前述のよう
に、それぞれ30゜および21゜に設定されている。After the completion of the initialization processing, it is determined whether or not the observer has operated the reset switch 29 (# 12).
5). When the reset switch 29 is on, # 105
And the initialization process is performed. When the reset switch 29 is off, the outputs of the angular velocity sensors 21H and 21V are integrated by the integration circuits 22H and 22V (# 130), and the horizontal rotation amount RH and the vertical rotation amount RV of the head are determined from the integration results. It is calculated (# 135). Next, it is determined whether or not the calculated horizontal rotation amount RH and vertical rotation amount RV are equal to or greater than predetermined amounts RH0 and RV0, respectively (# 140). The predetermined amounts RH0 and RV0 are set to 30 ° and 21 °, respectively, as described above.
【0043】水平方向の回動量RHが所定量RH0未満
で、かつ垂直方向の回動量RVが所定量RV0未満のと
きは、可動レンズ12L、12Rの水平方向と垂直方向の
移動すべき量を算出し(#145)、算出した量だけ可
動レンズ12L、12Rを移動させて(#150)、眼に
対する虚像の相対位置を変化させる。そして、フラグの
設定を判定し(#155)、値が0のときは#125に
戻る。フラグの値が1のときは、フラグの値を0にし
(#160)、動作しているタイマー24を停止させて
(#165)、#125に戻る。When the horizontal rotation amount RH is less than the predetermined amount RH0 and the vertical rotation amount RV is less than the predetermined amount RV0, the amount of movement of the movable lenses 12L and 12R in the horizontal and vertical directions is calculated. Then, by moving the movable lenses 12L and 12R by the calculated amount (# 150), the relative position of the virtual image with respect to the eye is changed. Then, the setting of the flag is determined (# 155). When the value is 0, the process returns to # 125. When the value of the flag is 1, the value of the flag is set to 0 (# 160), the operating timer 24 is stopped (# 165), and the process returns to # 125.
【0044】#140の判定において、水平方向の回動
量RHが所定量RH0以上のとき、または垂直方向の回
動量RVが所定量RV0以上のときは、フラグの設定を
判定する(#170)。ここでフラグの値が0になるの
は、回動量が所定量未満であったものがはじめて所定量
以上になった場合であり、値が1になるのは所定量以上
の回動が継続している場合である。フラグの値が0のと
きは、フラグの値を1にして今回の検出結果を記憶し
(#175)、タイマー24を起動して(#180)、
#125に戻る。In the determination of # 140, when the horizontal rotation amount RH is equal to or more than the predetermined amount RH0, or when the vertical rotation amount RV is equal to or more than the predetermined amount RV0, the setting of the flag is determined (# 170). Here, the value of the flag becomes 0 when the rotation amount is less than the predetermined amount and when the rotation amount becomes more than the predetermined amount for the first time, and the value becomes 1 when the rotation more than the predetermined amount continues. If you are. When the flag value is 0, the flag value is set to 1 and the current detection result is stored (# 175), and the timer 24 is started (# 180).
Return to # 125.
【0045】フラグの値が1のときは、タイマー24の
出力より回動量が所定量以上にはじめてなってからの経
過時間Tを求めて、所定時間T0と比較する(#18
5)。この所定時間T0は、前述のように、2秒に設定
されている。経過時間Tが所定時間T0未満のときは#
125に戻る。経過時間Tが所定時間T0以上のときに
は、#105に戻って初期化処理を行う。When the value of the flag is 1, the elapsed time T from the time when the rotation amount becomes equal to or more than the predetermined amount is obtained from the output of the timer 24, and is compared with the predetermined time T0 (# 18).
5). The predetermined time T0 is set to 2 seconds as described above. When the elapsed time T is less than the predetermined time T0, #
Return to 125. If the elapsed time T is equal to or longer than the predetermined time T0, the process returns to step # 105 to perform an initialization process.
【0046】上記処理によると、所定時間継続して頭部
の回動量が所定量を超えているときに、基準の向きの更
新(#105)と虚像の基準位置への再設定(#11
0)が行われ、それ以外のときは、検出した回動量に応
じた虚像位置の変更が継続されることになる。観察者
は、意図的に頭部の向きを大きく変えてその状態を少時
保つことによって、基準の向きの更新と虚像の基準位置
への再設定を行うことができる。According to the above processing, when the rotation amount of the head exceeds the predetermined amount for a predetermined period of time, the reference direction is updated (# 105) and the virtual image is reset to the reference position (# 11).
0) is performed, and otherwise, the change of the virtual image position according to the detected rotation amount is continued. The observer can intentionally change the direction of the head largely and keep the state for a short time to update the reference direction and reset the virtual image to the reference position.
【0047】なお、所定時間T0を0秒とし、頭部の回
動量が所定量を超えたときには直ちに基準の向きの更新
と虚像の基準位置への再設定をするようにしてもかまわ
ない。この場合、タイマー24およびフラグは不要にな
り、処理の流れが簡略化される。ただし、水平方向およ
び垂直方向の所定量RH0、RV0が小さいときには、虚
像の基準位置への再設定が多発して像観察が煩わしくな
る恐れがある。本実施形態のように所定量RH0、RV0
を30゜および21゜程度に設定しておけば、このよう
な望まない虚像位置の再設定を回避することができる。The predetermined time T0 may be set to 0 second, and when the amount of rotation of the head exceeds the predetermined amount, the reference direction may be updated immediately and the virtual image may be reset to the reference position. In this case, the timer 24 and the flag become unnecessary, and the processing flow is simplified. However, when the predetermined amounts RH0 and RV0 in the horizontal direction and the vertical direction are small, resetting of the virtual image to the reference position frequently occurs, and image observation may be troublesome. The predetermined amounts RH0, RV0 as in this embodiment
Is set to about 30 ° and 21 °, it is possible to avoid such unwanted resetting of the virtual image position.
【0048】本発明のHMDの第2の実施形態の光学構
成を図5に示す。このHMD2は、左右1対のLCD5
1L、51R、および左右1対の固定レンズ53L、53R
を備えており、第1の実施形態のHMD1から可動レン
ズを除いた構成である。固定レンズ53L、53Rはそれ
ぞれ単独で左右の接眼光学系を成す。したがって、接眼
光学系の光軸AXL、AXRは固定である。FIG. 5 shows an optical configuration of a second embodiment of the HMD of the present invention. The HMD 2 has a pair of left and right LCDs 5.
1L, 51R, and a pair of left and right fixed lenses 53L, 53R
This is a configuration in which the movable lens is removed from the HMD 1 of the first embodiment. The fixed lenses 53L and 53R independently constitute left and right eyepiece optical systems. Therefore, the optical axes AXL and AXR of the eyepiece optical system are fixed.
【0049】LCD51L、51RとしてはHMD1のL
CD11L、11Rよりも表示範囲の大きいものを使用し
ており、縦横の長さの比は2:3である。視野角は水平
方向が120゜、垂直方向が84゜であり、LCD51
L、51Rの表示範囲がちょうど視野に入るように設定さ
れている。すなわち、LCD51L、51Rの画角も水平
方向が120゜、垂直方向が84゜である。As the LCDs 51L and 51R, the L of the HMD1 is used.
A CD having a larger display range than the CDs 11L and 11R is used, and the ratio of the length and width is 2: 3. The viewing angle is 120 ° in the horizontal direction and 84 ° in the vertical direction.
The display ranges of L and 51R are set so as to be exactly within the field of view. That is, the angle of view of the LCDs 51L and 51R is 120 ° in the horizontal direction and 84 ° in the vertical direction.
【0050】HMD2においては、LCD51L、51R
の表示範囲全体に映像を表示するのではなく、その一部
に映像を表示し、表示範囲内での映像の位置を、検出さ
れた観察者の頭部の向きに応じて変化させる。表示位置
の変化により観察者の眼EL、ERに対する虚像の相対位
置は変化する。映像の表示位置は頭部の向きの変化を打
ち消すように変化させ、これにより、虚像の絶対位置に
変化が生じないようにする。In the HMD 2, the LCDs 51L, 51R
Is not displayed in the entire display range, but an image is displayed in a part of the display range, and the position of the image in the display range is changed according to the detected orientation of the observer's head. The relative position of the virtual image with respect to the eyes EL and ER of the observer changes due to the change of the display position. The display position of the image is changed so as to cancel the change in the direction of the head, thereby preventing the absolute position of the virtual image from changing.
【0051】頭部の向きの検出から虚像位置の変更まで
に関わる構成の概略を図6に示す。HMD2は、頭部の
回動速度を検出するための角速度センサー61H、61
V、および検出した角速度を積分する積分回路62H、6
2Vを備えている。これらの構成および機能は前述のH
MD1のものと同一である。積分回路62H、62Vの出
力はLCD51L、51R上の映像の表示位置を制御する
ためのマイクロコンピュータ63に与えられる。FIG. 6 shows an outline of a configuration from the detection of the orientation of the head to the change of the virtual image position. The HMD 2 includes angular velocity sensors 61H and 61H for detecting the rotational speed of the head.
V, and integrating circuits 62H, 6 for integrating the detected angular velocity
It has 2V. These configurations and functions are described in
It is the same as that of MD1. Outputs of the integration circuits 62H and 62V are given to a microcomputer 63 for controlling a display position of a video on the LCDs 51L and 51R.
【0052】LCD51Lおよび51RはそれぞれLCD
駆動回路71Lおよび71Rによって駆動される。本実施
形態のHMD2においても、立体映像の表示を可能にす
るために、左右のLCD駆動回路71L、71Rには個別
に映像信号を供給する。また、検出した頭部の向きに応
じてLCD51L、51R上の映像表示位置を変化させる
ために、LCD駆動回路71L、71Rに供給する映像信
号を頭部の向きに応じて変える。The LCDs 51L and 51R are LCD
It is driven by drive circuits 71L and 71R. Also in the HMD 2 of the present embodiment, video signals are individually supplied to the left and right LCD drive circuits 71L and 71R in order to enable display of stereoscopic video. In addition, in order to change the image display position on the LCDs 51L and 51R according to the detected head orientation, the video signals supplied to the LCD drive circuits 71L and 71R are changed according to the head orientation.
【0053】このために、2種類の画像メモリとA/D
コンバータが左右の映像信号それぞれに対して設けられ
ている。左の映像信号はA/Dコンバータ65L、第1
のメモリ66Lおよび第2のメモリ68Lを経てLCD駆
動回路71Lに供給され、右の映像信号はA/Dコンバ
ータ65R、第1のメモリ66Rおよび第2のメモリ68
Rを経てLCD駆動回路71Rに供給される。A/Dコン
バータ65L、65Rはアナログ信号として与えられる映
像信号をディジタル化し、メモリ66L、66Rに記憶さ
せる。For this purpose, two types of image memories and A / D
A converter is provided for each of the left and right video signals. The left video signal is A / D converter 65L, 1st
Is supplied to the LCD drive circuit 71L through the memory 66L and the second memory 68L, and the right video signal is supplied to the A / D converter 65R, the first memory 66R, and the second memory 68L.
It is supplied to the LCD drive circuit 71R via R. The A / D converters 65L and 65R digitize the video signal provided as an analog signal and store it in the memories 66L and 66R.
【0054】メモリ66L、66Rは1フィールド分の映
像信号に相当する記憶容量を有しており、その全領域を
使用して1フィールドの映像信号を記憶する。メモリ6
8L、68Rは1フィールド分の映像信号の4倍に相当す
る記憶容量を有しており、全領域の1/4を使用して1
フィールドの映像信号を記憶する。メモリ68Lおよび
68Rへの記憶は、それぞれのアドレス管理を行うメモ
リコントローラ67Lおよび67Rを介して、マイクロコ
ンピュータ63によって制御される。Each of the memories 66L and 66R has a storage capacity corresponding to a video signal for one field, and stores a video signal for one field using the entire area. Memory 6
8L and 68R have a storage capacity equivalent to four times the video signal for one field, and use one-fourth of the entire area.
The video signal of the field is stored. The storage in the memories 68L and 68R is controlled by the microcomputer 63 via the memory controllers 67L and 67R for managing the respective addresses.
【0055】メモリ66L、66Rおよびメモリ68L、
68Rにおける映像信号の記憶位置と、LCD51L、5
1Rにおける映像の表示位置の関係を図7に示す。メモ
リ68L、68Rの全記憶領域がLCD51L、51Rの全
表示範囲に対応しており、メモリ68L、68Rの映像信
号記憶位置によってLCD51L、51R上の映像表示位
置が決定される。表示される映像の画角は水平方向が6
0゜、垂直方向が42゜であり、LCD51L、51Rの
表示範囲全体の画角の1/2である。The memories 66L, 66R and the memory 68L,
68R, the storage position of the video signal in the LCD 51L,
FIG. 7 shows the relationship between the image display positions in 1R. The entire storage area of the memories 68L and 68R corresponds to the entire display range of the LCDs 51L and 51R, and the image display positions on the LCDs 51L and 51R are determined by the image signal storage positions of the memories 68L and 68R. The angle of view of the displayed image is 6 in the horizontal direction.
0 ° and the vertical direction is 42 °, which is の of the angle of view of the entire display range of the LCDs 51L and 51R.
【0056】マイクロコンピュータ63は、積分回路6
2H、62Vの出力から観察者の頭部の水平方向と垂直方
向の回動量を算出し、メモリ66L、66Rの映像信号の
メモリ68L、68Rへの記憶位置を、算出した回動量に
応じて変化させる。具体的には、水平方向および垂直方
向の回動量が0のとき、すなわち頭部が基準の向きを向
いているときには、矢印Aで示したように、LCD51
L、51Rの中央に対応する記憶領域に映像信号を記憶さ
せる。また、例えば、頭部が基準の向きから右下に回動
しているときには、矢印Bで示したように、LCD51
L、51Rの左上に対応する記憶領域に映像信号を記憶さ
せる。記憶位置は回動量のみを変数とする単純な三角関
数によって算出される。The microcomputer 63 includes an integrating circuit 6
The horizontal and vertical rotation amounts of the observer's head are calculated from the outputs of 2H and 62V, and the storage positions of the video signals in the memories 66L and 66R in the memories 68L and 68R are changed according to the calculated rotation amounts. Let it. Specifically, when the amount of rotation in the horizontal and vertical directions is 0, that is, when the head is facing the reference direction, as shown by the arrow A, the LCD 51
The video signal is stored in the storage area corresponding to the center of L, 51R. Further, for example, when the head is rotating to the lower right from the reference direction, as shown by the arrow B, the LCD 51
The video signal is stored in the storage area corresponding to the upper left of L and 51R. The storage position is calculated by a simple trigonometric function using only the rotation amount as a variable.
【0057】このように記憶位置を制御すると、視野内
に現れる虚像の位置は、第1の実施形態と同様に、図9
に示したようになる。When the storage position is controlled in this way, the position of the virtual image appearing in the visual field can be determined in the same manner as in the first embodiment.
It becomes as shown in.
【0058】LCD51L、51Rの水平方向および垂直
方向の画角はそれぞれ120゜および84゜であるか
ら、基準方向からの頭部の回動量が水平方向に±30゜
以内、垂直方向に±21゜以内であれば、メモリ68
L、68Rは映像信号を失うことなく記憶することができ
る。なお、メモリ66L、66R、68L、68Rは実際に
は1次元配列であるが、アドレス管理によって、図示し
た如く2次元配列として取り扱うことができる。Since the horizontal and vertical angles of view of the LCDs 51L and 51R are 120 ° and 84 °, respectively, the amount of rotation of the head from the reference direction is within ± 30 ° in the horizontal direction and ± 21 ° in the vertical direction. If not, the memory 68
L and 68R can be stored without losing the video signal. Although the memories 66L, 66R, 68L, 68R are actually one-dimensional arrays, they can be handled as two-dimensional arrays as shown in the figure by address management.
【0059】本実施形態のHMD2においても、頭部が
基準の向きから所定量以上回動している状態が所定時間
続いたときに、虚像位置および基準の向きの再設定を行
う。具体的には、メモリ68L、68Rに全ての映像信号
を記憶することができなくなり映像の一部が表示されな
くなる水平方向の30゜、垂直方向の21゜を所定量と
し、所定時間を2秒とする。この虚像位置と基準の向き
の再設定を自動で行うために、マイクロコンピュータ6
3にはタイマー64が設けられており、また、観察者の
意思による手動再設定のためにリセットスイッチ69が
備えられている。Also in the HMD 2 of this embodiment, the virtual image position and the reference direction are reset when the state in which the head is rotated by a predetermined amount or more from the reference direction continues for a predetermined time. Specifically, a predetermined amount of 30 ° in the horizontal direction and 21 ° in the vertical direction at which all the video signals cannot be stored in the memories 68L and 68R and a part of the video is not displayed is set to a predetermined amount, and the predetermined time is 2 seconds. And In order to automatically reset the virtual image position and the reference direction, the microcomputer 6
3 is provided with a timer 64, and a reset switch 69 for manual resetting by the observer's intention.
【0060】HMD2における虚像位置の変更に関する
処理の流れを図8に示す。まず、積分回路62H、62V
を初期化して頭部の回動量を0とし(ステップ#20
5)、映像をLCD51L、51Rの中央に表示して左右
の虚像を基準位置に設定する(#210)。次いで、フ
ラグの値を0にし(#215)、タイマー24を停止さ
せる(#220)。これらのフラグおよびタイマーの機
能は図4に示した第1の実施形態の処理におけるものと
同じである。FIG. 8 shows the flow of processing relating to the change of the virtual image position in the HMD 2. First, the integration circuits 62H and 62V
Is initialized to set the amount of head rotation to 0 (step # 20).
5) The image is displayed at the center of the LCDs 51L and 51R, and the left and right virtual images are set as reference positions (# 210). Next, the value of the flag is set to 0 (# 215), and the timer 24 is stopped (# 220). The functions of these flags and timers are the same as those in the processing of the first embodiment shown in FIG.
【0061】上記の初期化処理終了後、リセットスイッ
チ69の操作を判定し(#225)、リセットスイッチ
69がオンのときは#205に戻って初期化処理を行
う。リセットスイッチ69がオフのときは、角速度セン
サー61H、61Vの出力を積分回路62H、62Vによっ
て積分し(#230)、積分結果から頭部の水平方向の
回動量RHと垂直方向の回動量RVを算出する(#23
5)。次いで、算出した回動量RH、RVがそれぞれ所
定量RH0(30゜)、RV0(21゜)以上であるか否
かを判定する(#240)。After the completion of the initialization processing, the operation of the reset switch 69 is determined (# 225). When the reset switch 69 is ON, the flow returns to # 205 to perform the initialization processing. When the reset switch 69 is off, the outputs of the angular velocity sensors 61H and 61V are integrated by the integration circuits 62H and 62V (# 230), and the horizontal rotation amount RH and the vertical rotation amount RV of the head are determined from the integration results. Calculate (# 23
5). Next, it is determined whether or not the calculated rotation amounts RH and RV are equal to or larger than predetermined amounts RH0 (30 °) and RV0 (21 °), respectively (# 240).
【0062】水平方向の回動量RHが所定量RH0未満
で、かつ垂直方向の回動量RVが所定量RV0未満のと
きは、LCD51L、51Rにおける表示すべき映像位置
を算出し(#245)、メモリ68L、68Rへの書き込
みアドレスを算出した表示位置に対応して変更して(#
250)、映像の表示位置を変える。これにより、眼に
対する虚像の相対位置が変化する。次いで、フラグの設
定を判定し(#255)、値が0のときは#225に戻
り、値が1のときは、フラグの値を0にし(#26
0)、動作しているタイマー64を停止させて(#26
5)、#225に戻る。If the horizontal rotation amount RH is less than the predetermined amount RH0 and the vertical rotation amount RV is less than the predetermined amount RV0, an image position to be displayed on the LCDs 51L and 51R is calculated (# 245). Change the write address to the 68L, 68R in accordance with the calculated display position (#
250), change the display position of the video. Thereby, the relative position of the virtual image with respect to the eye changes. Next, the flag setting is determined (# 255). When the value is 0, the process returns to # 225, and when the value is 1, the flag value is set to 0 (# 26).
0), the running timer 64 is stopped (# 26)
5) Return to # 225.
【0063】#240の判定において、水平方向の回動
量RHが所定量RH0以上のとき、または垂直方向の回
動量RVが所定量RV0以上のときは、フラグの設定を
判定する(#270)。フラグの値が0のときは、フラ
グの値を1にし(#275)、タイマー64を起動して
(#280)、#225に戻る。フラグの値が1のとき
は、タイマー64の出力より回動量が所定量以上になっ
てからの経過時間Tを求めて、所定時間T0(2秒)と
比較する(#285)。経過時間Tが所定時間T0未満
のときは#225に戻り、所定時間T0以上のときに
は、#205に戻る。In the determination of # 240, when the horizontal rotation amount RH is equal to or more than the predetermined amount RH0, or when the vertical rotation amount RV is equal to or more than the predetermined amount RV0, the setting of the flag is determined (# 270). When the value of the flag is 0, the value of the flag is set to 1 (# 275), the timer 64 is started (# 280), and the process returns to # 225. When the value of the flag is 1, the elapsed time T from when the rotation amount becomes equal to or more than the predetermined amount is obtained from the output of the timer 64, and is compared with the predetermined time T0 (2 seconds) (# 285). When the elapsed time T is shorter than the predetermined time T0, the process returns to # 225, and when the elapsed time T is longer than the predetermined time T0, the process returns to # 205.
【0064】上記処理では、所定時間継続して頭部の回
動量が所定量を超えているときに、基準の向きの更新
(#205)と虚像の基準位置への再設定(#210)
が行われ、それ以外のときは、検出した回動量に応じた
虚像位置の変更が継続されることになる。観察者は、頭
部の向きを大きく変えてその状態を少時保つことによっ
て、基準の向きの更新と虚像の基準位置への再設定を行
うことができる。In the above process, when the amount of rotation of the head exceeds the predetermined amount for a predetermined time, the reference direction is updated (# 205) and the virtual image is reset to the reference position (# 210).
In other cases, the change of the virtual image position according to the detected amount of rotation is continued. The observer can update the reference direction and reset the virtual image to the reference position by largely changing the direction of the head and keeping the state for a short time.
【0065】本実施形態のHMD2においては、表示さ
れる映像の大きさを表示範囲全体の大きさに対して水平
方向、垂直方向ともに1/2としているが、表示映像の
表示範囲全体に対する大きさはこの値に限られるもので
はなく、その水平方向と垂直方向の比率も異なる値に設
定してよい。ただし、メモリ66L、66Rに対するメモ
リ68L、68Rの記憶容量の比を、表示映像に対する表
示範囲全体の面積比以上にする必要がある。In the HMD 2 according to the present embodiment, the size of the displayed image is halved in both the horizontal and vertical directions with respect to the size of the entire display range. Is not limited to this value, and the ratio between the horizontal direction and the vertical direction may be set to different values. However, the ratio of the storage capacities of the memories 68L and 68R to the memories 66L and 66R needs to be equal to or greater than the area ratio of the entire display range to the display video.
【0066】また、表示範囲全体の画角を水平方向12
0゜、垂直方向84゜に設定して視野角と同じにしてい
るが、表示範囲全体が視野内に入る限り表示範囲全体の
画角や視野角を異なる値としてもよく、水平方向と垂直
方向の画角比を他の値としてもかまわない。基準の向き
と虚像位置の再設定を行うか否かを判定するための所定
量RH0、RV0は、表示される映像や表示範囲全体の大
きさによらず、任意に設定してよいものである。The angle of view of the entire display range is set to 12 in the horizontal direction.
Although it is set to 0 ° and the vertical direction to 84 ° to make it the same as the viewing angle, as long as the entire display range is within the field of view, the angle of view and the viewing angle of the entire display range may be different values. May be set to another value. The predetermined amounts RH0 and RV0 for determining whether or not to reset the reference direction and the virtual image position may be set arbitrarily regardless of the size of the displayed image or the entire display range. .
【0067】水平方向の回動と垂直方向の回動を検出す
る2つの角速度センサー61L、61Rに加えて、頭部の
左右方向への傾きを検出する第3の角速度センサーを備
え、頭部の傾きに応じてLCD51L、51Rに表示され
る映像を回転させるようにしてもよい。頭部の傾きを打
ち消して虚像を固定することが可能になり、観察者は静
止物を視るときと同じように像観察をすることができ
る。In addition to the two angular velocity sensors 61L and 61R for detecting the horizontal rotation and the vertical rotation, a third angular velocity sensor for detecting the inclination of the head in the left-right direction is provided. The video displayed on the LCDs 51L and 51R may be rotated according to the tilt. The virtual image can be fixed by canceling the inclination of the head, and the observer can observe the image in the same manner as when viewing a stationary object.
【0068】表示されている映像を接眼光学系を介さず
に直接観察する構成とすることも可能である。観察者は
虚像ではなく実像を観察することになるが、表示位置を
変えることで眼に対する実像の相対位置を変更すること
ができる。ただし、この場合、表示素子をかなり大きく
する必要が生じて、HMDを小型・軽量に形成すること
が困難になってくる。It is also possible to adopt a configuration in which the displayed image is directly observed without passing through the eyepiece optical system. The observer observes the real image instead of the virtual image, but by changing the display position, the relative position of the real image with respect to the eye can be changed. However, in this case, it becomes necessary to make the display element considerably large, and it becomes difficult to form the HMD in a small size and light weight.
【0069】本実施形態のHMD2のように、接眼光学
系によって表示映像を拡大して観察する構成では、接眼
レンズは必要になるものの、表示素子をあまり大型にす
る必要がなく、総合的にHMDを小型・軽量にすること
ができる。しかも、眼から虚像までの距離を眼から表示
素子までの距離以上に設定することが可能であり、視度
を任意に設定することができて、眼の疲労を軽減すると
いう目的により適している。In a configuration in which a display image is enlarged and observed by an eyepiece optical system as in the HMD 2 of the present embodiment, an eyepiece is required, but the display element does not need to be too large. Can be reduced in size and weight. Moreover, the distance from the eye to the virtual image can be set to be equal to or greater than the distance from the eye to the display element, and the diopter can be set arbitrarily, which is more suitable for the purpose of reducing eye fatigue. .
【0070】[0070]
【発明の効果】請求項1の映像表示装置によるときは、
観察者の頭部の向きが変化したとき、虚像を移動させ
て、虚像が頭部の向きの変化に追随しないようにするこ
とができる。したがって、観察者は頭部を回動させるこ
とによって、表示されている映像の任意の領域を真正面
等の観察し易い位置で観察することが可能になる。これ
により、所望の領域を注視するのに眼球を回動させて視
線の方向を変える必要がなくなり、眼の疲労が軽減され
る。また、頭部の微動に応じて眼に対する虚像の相対位
置を変化させ虚像を微動させることも可能であり、これ
により頭部を静止させて像観察を行うときの眼球の動き
が自然になり、眼の疲労が一層軽減される。According to the video display device of the first aspect,
When the direction of the observer's head changes, the virtual image can be moved so that the virtual image does not follow the change in the direction of the head. Therefore, by turning the head, the observer can observe an arbitrary area of the displayed image at a position that is easy to observe, such as directly in front. This eliminates the need to rotate the eyeball to change the direction of the line of sight to gaze at the desired area, thereby reducing eye fatigue. In addition, it is also possible to change the relative position of the virtual image with respect to the eyes in accordance with the slight movement of the head to finely move the virtual image, whereby the movement of the eyeballs when the head is stationary and image observation is performed, Eye fatigue is further reduced.
【0071】請求項2の映像表示装置では、表示する映
像を特別な方法で生成することなく、観察者が観察する
映像すなわち虚像の位置を変更することが可能である。
例えば、撮影と表示を並行して行い頭部の向きに応じて
撮影範囲を変えること、あらかじめ広範囲の映像を記録
しておき頭部の向きに応じて一部範囲の映像を表示する
こと等の複雑な処理は不要である。このため、撮影のた
めのカメラ等の映像生成装置までを含めた全体の構成を
簡素にすることができる。According to the image display device of the present invention, it is possible to change the position of the image observed by the observer, that is, the virtual image, without generating the image to be displayed by a special method.
For example, shooting and display are performed in parallel to change the shooting range according to the direction of the head, and a wide range of images are recorded in advance and a part of the image is displayed according to the direction of the head. No complicated processing is required. Therefore, it is possible to simplify the entire configuration including a video generation device such as a camera for photographing.
【0072】しかも、テレビジョンのように一定の映像
信号しか与えられず頭部の向きに応じて映像を変化させ
ることができないときでも、観察する像の位置を変更す
ることが可能であり、用途に制限がない。また、接眼光
学系の変位が僅かであっても映像光の進路は大きく変わ
り、眼に対する虚像の位置が大きく変化するから、頭部
の向きの大きな変化にも対応し得る。Further, even when only a fixed video signal is given and a video cannot be changed in accordance with the direction of the head as in a television, the position of the image to be observed can be changed. There are no restrictions. Further, even if the displacement of the eyepiece optical system is slight, the course of the image light changes greatly and the position of the virtual image with respect to the eye changes greatly, so that it is possible to cope with a large change in the direction of the head.
【0073】請求項3の映像表示装置も、映像の生成の
方法に制約がなく、したがって用途を制限されない。ま
た、映像の表示位置を変えるための回路を備えるだけで
よく、機械的な駆動機構を必要としないから、装置を小
型・軽量に構成することができる。しかも、表示位置の
変更は電気的な処理によりきわめて高速でなされるか
ら、頭部の動きに迅速に対応することが可能である。The image display device according to the third aspect also has no restriction on the method of generating an image, and therefore its use is not limited. Further, it is only necessary to provide a circuit for changing a display position of an image, and a mechanical drive mechanism is not required. Therefore, the apparatus can be made small and lightweight. In addition, since the display position is changed at a very high speed by the electric processing, it is possible to quickly respond to the movement of the head.
【0074】請求項4の映像表示装置では、観察者が頭
部を回動させたときに虚像の絶対位置が全く変化しない
から、観察者は静止物を視るときと全く同様の自然な動
作で像観察をすることができる。頭部を静止させている
ときに生じる微動は虚像の微動となって現れるから、頭
部静止時の像観察も自然である。したがって、眼に負担
がかからず、眼の疲労を軽減することができる。In the image display device according to the fourth aspect, the absolute position of the virtual image does not change at all when the observer turns his / her head, so that the observer operates in exactly the same natural manner as when looking at a stationary object. To observe the image. Since the micromotion generated when the head is stationary appears as a micromotion of the virtual image, image observation when the head is stationary is also natural. Therefore, no burden is imposed on the eyes, and eye fatigue can be reduced.
【0075】請求項5の映像表示装置によるときは、像
を観察することができなほど頭部の向きの変化量が大き
くなったときに像を所定位置に再設定することが可能で
あり、頭部の向きにかかわらず常に像観察をすることが
できる。また、頭部の向きの変化量が一定範囲内のとき
に限って虚像の位置が頭部の向きに応じて変わり、頭部
の向きの変化量が一定範囲を超えると虚像が所定位置に
再設定されるから、一定位置に像を視るために頭部を一
定方向に向けておく必要がない。したがって、自由な姿
勢で像観察をすることが可能であり、眼の疲労はもとよ
り、全身の疲労を軽減することができる。According to the video display device of the fifth aspect, when the amount of change in the direction of the head becomes so large that the image cannot be observed, the image can be reset to a predetermined position. Images can always be observed regardless of the orientation of the head. Also, the position of the virtual image changes according to the direction of the head only when the amount of change in the direction of the head is within a certain range, and when the amount of change in the direction of the head exceeds a certain range, the virtual image is returned to the predetermined position. Since it is set, it is not necessary to turn the head in a certain direction to view the image at a certain position. Therefore, it is possible to observe an image in a free posture, and it is possible to reduce not only eye fatigue but also whole body fatigue.
【図1】 本発明の第1の実施形態のHMDの光学構成
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an optical configuration of an HMD according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 第1の実施形態のHMDにおける頭部の向き
の検出から虚像位置の変更までに関わる回路構成を示す
ブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration from detection of a head direction to change of a virtual image position in the HMD according to the first embodiment;
【図3】 第1の実施形態のHMDの可動レンズの移動
とその移動量検出のための構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration for moving a movable lens of the HMD according to the first embodiment and detecting a moving amount thereof.
【図4】 第1の実施形態のHMDにおける虚像位置の
変更の処理の流れを示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of a process of changing a virtual image position in the HMD according to the first embodiment.
【図5】 本発明の第2の実施形態のHMDの光学構成
を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating an optical configuration of an HMD according to a second embodiment of the present invention.
【図6】 第2の実施形態のHMDにおける頭部の向き
の検出から虚像位置の変更までに関わる回路構成を示す
ブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration from detection of a head direction to change of a virtual image position in the HMD according to the second embodiment.
【図7】 第2の実施形態のHMDにおける映像信号の
画像メモリ内での記憶位置と映像のLCD上での表示位
置との関係を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a storage position of a video signal in an image memory and a display position of a video on an LCD in the HMD according to the second embodiment.
【図8】 第2の実施形態のHMDにおける虚像位置の
変更の処理の流れを示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a process of changing a virtual image position in the HMD according to the second embodiment.
【図9】 第1および第2の実施形態のHMDにおける
視野と視野内の虚像の位置関係の例を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a positional relationship between a visual field and a virtual image in the visual field in the HMD according to the first and second embodiments.
1 HMD 11L、11R LCD (表示手段) 12L、12R 可動レンズ (接眼光学系) 13L、13R 固定レンズ (接眼光学系) 21H、21V 角速度センサー (検出手段) 22H、22V 積分回路 (検出手段) 23 マイクロコンピュータ 24 タイマー 25L、25R レンズ駆動回路 (変更手段) 26L、26R レンズ移動量検出回路 27H、27V 電磁アクチュエータ 28H、28V 電磁センサー 29 リセットスイッチ 31L、31R LCD駆動回路 2 HMD 51L、51R LCD (表示手段) 53L、53R 固定レンズ (接眼光学系) 61H、61V 角速度センサー (検出手段) 62H、62V 積分回路 (検出手段) 63 マイクロコンピュータ 64 タイマー 65L、65R A/Dコンバータ 66L、66R 画像メモリ 67L、67R メモリコントローラ 68L、68R 画像メモリ (変更手段) 69 リセットスイッチ 71L、71R LCD駆動回路 (変更手段) 1 HMD 11L, 11R LCD (display means) 12L, 12R Movable lens (eyepiece optical system) 13L, 13R Fixed lens (eyepiece optical system) 21H, 21V Angular velocity sensor (detection means) 22H, 22V Integration circuit (detection means) 23 micro Computer 24 Timer 25L, 25R Lens drive circuit (change means) 26L, 26R Lens movement amount detection circuit 27H, 27V Electromagnetic actuator 28H, 28V Electromagnetic sensor 29 Reset switch 31L, 31R LCD drive circuit 2 HMD 51L, 51R LCD (display means) 53L, 53R Fixed lens (eyepiece optical system) 61H, 61V Angular velocity sensor (detection means) 62H, 62V Integration circuit (detection means) 63 Microcomputer 64 Timer 65L, 65R A / D converter 66L, 66R Image memory 67L, 67R Memory controller Roller 68L, 68R Image memory (change means) 69 Reset switch 71L, 71R LCD drive circuit (change means)
Claims (5)
有し、該接眼光学系によって前記表示手段に表示された
映像の虚像を観察者の眼に与える頭部載置型の映像表示
装置において、 観察者の頭部の向きを検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された観察者の頭部の向きに
応じて、観察者に対する前記虚像の位置を変更する変更
手段とを備えることを特徴とする映像表示装置。1. A head-mounted image display device comprising a display means for displaying an image and an eyepiece optical system, wherein a virtual image of the image displayed on the display means is provided to an observer's eye by the eyepiece optical system. Detecting means for detecting the direction of the head of the observer, and changing means for changing the position of the virtual image with respect to the observer according to the direction of the head of the observer detected by the detecting means. Characteristic video display device.
せることによって前記虚像の位置を変更することを特徴
とする請求項1に記載の映像表示装置。2. The image display device according to claim 1, wherein the changing unit changes the position of the virtual image by displacing the eyepiece optical system.
像の表示位置を変更することによって前記虚像の位置を
変更することを特徴とする請求項1に記載の映像表示装
置。3. The video display device according to claim 1, wherein the changing unit changes the position of the virtual image by changing a display position of the video on the display unit.
の頭部の向きのずれの方向と量を検出し、 前記変更手段は前記虚像の位置を、検出されたずれの方
向と逆方向に、検出されたずれの量だけ移動させること
を特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。4. The detecting means detects the direction and amount of deviation of the orientation of the observer's head from a reference direction, and the changing means determines the position of the virtual image in a direction opposite to the direction of the detected deviation. 2. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is moved by an amount corresponding to the detected deviation.
の頭部の向きのずれの量を検出し、 前記検出手段によって検出されたずれの量が所定量未満
のときに、前記変更手段は検出された観察者の頭部の向
きに応じて前記虚像の位置を変更し、 前記検出手段によって検出されたずれの量が前記所定量
以上のときに、前記変更手段は前記虚像の位置を所定の
位置に設定し、前記検出手段は検出された観察者の頭部
の向きを基準の向きとすることを特徴とする請求項1に
記載の映像表示装置。5. The detecting means detects an amount of deviation of the orientation of the observer's head from a reference direction, and when the amount of deviation detected by the detecting means is less than a predetermined amount, the changing means Changes the position of the virtual image according to the detected orientation of the observer's head, and when the amount of displacement detected by the detection unit is equal to or greater than the predetermined amount, the change unit changes the position of the virtual image. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is set at a predetermined position, and the detection unit sets the detected orientation of the observer's head as a reference orientation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8243046A JPH1093889A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Head mount video display device |
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JP8243046A JPH1093889A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Head mount video display device |
Publications (1)
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JPH1093889A true JPH1093889A (en) | 1998-04-10 |
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ID=17098021
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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JP (1) | JPH1093889A (en) |
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1996
- 1996-09-13 JP JP8243046A patent/JPH1093889A/en active Pending
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