JP2000312319A - Head mounted display - Google Patents
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- display
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- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、より自然な映像観
察を可能にするヘッドマウントディスプレイに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head mounted display which enables more natural image observation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にヘッドマウントディスプレイで画
像を観察すると疲れる、気分が悪くなるといわれる。そ
の最大の原因は画像の動きと観察者の体の動きが一致し
ないことが、英国国防省などから指摘されている。すな
わち、目から入ってくる動きの情報と筋肉や平行感覚か
ら得られる動きの情報との間で競合が起こることが原因
の一つといわれている。この原因を解消するために、い
くつかの試みがなされている。１つめはシースルー機能
である。これは上記原因を解消するために、任意に外界
の雰囲気が得られるようにしたものである。２つめはよ
り小さな眼鏡型にして、眼鏡の周辺から周囲の一部が見
えるようにすることである。このようにして、ヘッドマ
ウントディスプレイを装着した状態でも周辺環境が把握
できるようにしている。2. Description of the Related Art It is generally said that observing an image on a head-mounted display is tiring and uncomfortable. It is pointed out by the UK Ministry of Defense and others that the biggest cause is that the movement of the image does not match the movement of the observer's body. That is, it is said that one of the causes is that a conflict occurs between the information of the movement coming from the eyes and the information of the movement obtained from the muscles and the sense of parallelism. Several attempts have been made to eliminate this cause. The first is a see-through function. In order to eliminate the above-mentioned cause, an atmosphere of the outside world is arbitrarily obtained. The second is to make the eyeglasses smaller so that a part of the surroundings can be seen from the periphery of the eyeglasses. In this way, the surrounding environment can be grasped even when the head-mounted display is mounted.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたよ
うな方法においても、根本的な問題が残っている。ヘッ
ドマウントディスプレイを装着している観察者の頭が揺
らぐ、または傾くと、その揺らぎもしくは傾きが増幅し
て画面が揺らぐ。例えば、本来画面または画像は水平に
観察されなければならないのに、頭が揺らぐ、または体
が傾くと画面もまた傾く。画面が傾くことは、視野の中
で水平となる基準がなくなることを表している。The fundamental problem remains in the method described in the prior art. When the head of the observer wearing the head mounted display fluctuates or tilts, the fluctuation or tilt is amplified and the screen fluctuates. For example, the screen or image should be viewed horizontally, but when the head shakes or the body tilts, the screen also tilts. The tilting of the screen indicates that there is no reference to be horizontal in the field of view.
【０００４】図１に従来のヘッドマウントディスプレイ
装着時の観察者から見た観察画面を示す。観察者２から
みて、ヘッドマウントディスプレイ３を通して見た観察
画面は、傾斜時にはｂ）のように傾く。FIG. 1 shows an observation screen viewed from an observer when a conventional head-mounted display is mounted. When viewed from the observer 2, the observation screen viewed through the head mounted display 3 is inclined as shown in b) when inclined.
【０００５】また、バーチャルリアリティ用ヘッドマウ
ントディスプレイには、位置センサを搭載し、頭の上下
左右の動きを関知して、表示する画面のソフトを上下左
右に変化させるものもある。この場合は、頭を右に回転
すれば、画像の表示も右方を表示し、顔を上げれば、天
井方向が見えるようになっている。しかしながら、顔を
傾けると、画面も傾くのである。[0005] Some virtual reality head mounted displays are equipped with a position sensor, and change the software of the screen to be displayed up, down, left, and right in response to the vertical and horizontal movement of the head. In this case, if the head is turned to the right, the image is displayed to the right, and if the face is raised, the ceiling direction can be seen. However, tilting the face also tilts the screen.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、ヘッドマウントディスプレイに姿勢センサと制御
部を有し、姿勢センサからの信号によりヘッドマウント
ディスプレイの水平からの傾きを検知し、その情報に基
づき、表示する画像が常に水平になるようにする。In order to solve the above-mentioned problems, a head-mounted display has a posture sensor and a control unit, and the inclination of the head-mounted display from the horizontal is detected by a signal from the posture sensor. Based on the information, the displayed image is always horizontal.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】（発明の実施形態１）以下本発明
の一実施例について、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００８】図２は本願発明のヘッドマウントディスプ
レイ装着時の画像の見え方を示す。 ａ）垂直起立時はジャイロ１４からの信号は水平を示
し、ヘッドマウントディスプレイ１３を通して観察画面
１１が見える。ｂ）のように傾斜時にはヘッドマウント
ディスプレイ１３も傾くが、表示する画像が水平保たれ
る。この場合は観察画面１１もまた水平に見える。FIG. 2 shows how an image looks when the head mounted display of the present invention is mounted. a) When standing upright, the signal from the gyro 14 indicates horizontal, and the observation screen 11 can be seen through the head mounted display 13. At the time of tilting as shown in b), the head mounted display 13 also tilts, but the displayed image is kept horizontal. In this case, the observation screen 11 also looks horizontal.
【０００９】図３を用いて画像を水平に保つ方法につい
て示す。ヘッドマウントディスプレイは集光レンズ２
１、ミラー２２、表示素子２３からなっている。制御部
はモータからなる回転伝達機構２４、回転機構２５およ
び制御回路２６からなり、姿勢センサ２７からヘッドマ
ウントディスプレイの水平からの傾きを電気信号として
検出し、制御部により回転角を計算し、回転伝達機構２
４、回転機構２５により表示素子２３を最適角度すなわ
ち水平からの傾きを無くすように回転させる。このよう
にすることにより、観察者からヘッドマウントディスプ
レイを見ると、頭を傾けても中に見える画像は水平を保
つことになる。A method for keeping an image horizontal will be described with reference to FIG. The head mounted display is a condenser lens 2
1, a mirror 22, and a display element 23. The control unit includes a rotation transmission mechanism 24 composed of a motor, a rotation mechanism 25, and a control circuit 26. The attitude sensor 27 detects the inclination of the head-mounted display from the horizontal as an electric signal, and calculates a rotation angle by the control unit. Transmission mechanism 2
4. The display device 23 is rotated by the rotation mechanism 25 so as to eliminate the inclination from the optimum angle, that is, the horizontal position. By doing so, when the observer views the head-mounted display, even if the head is tilted, the image that can be seen inside remains horizontal.
【００１０】回転伝達機構２４はモータ以外には圧電体
のように電界強度に対して変位する素子を用いることも
できる。As the rotation transmitting mechanism 24, other than a motor, an element such as a piezoelectric body that is displaced with respect to the electric field strength can be used.
【００１１】この回転機構は、機械的な方法以外に電子
的方法もある。すなわち、画像を画像処理により画面上
で回転させて表示することにより、同様の効果が得られ
る。ただし、電子的方法は画像に回転を加えると、画像
の端部が欠ける、または解像度が落ちる等の欠点はある
が、機械的な動作を伴わないため、変化に対する追従速
度は非常に向上する。The rotating mechanism may be an electronic method other than a mechanical method. That is, the same effect can be obtained by rotating an image on a screen by image processing and displaying the image. However, the electronic method has a drawback such that the edge of the image is lost or the resolution is reduced when the image is rotated, but the speed of following the change is greatly improved because no mechanical operation is involved.
【００１２】さらに、いわゆる手ぶれ防止として知られ
る画像処理の手法を加えると、観察者の頭の微動をも吸
収することができ、常に安定した水平な画像を観察する
ことができる。Further, if an image processing method known as so-called camera shake prevention is added, a slight movement of the observer's head can be absorbed, and a stable horizontal image can always be observed.
【００１３】ヘッドマウントディスプレイに用いられる
ディスプレイ素子は、小型軽量が求められ、液晶素子、
有機エレクトロルミネッセンス素子、フィールドエミッ
ション素子のいずれかを用いることができる。A display element used for a head mounted display is required to be small and lightweight, and a liquid crystal element,
Either an organic electroluminescence element or a field emission element can be used.
【００１４】ヘッドマウントディスプレイに用いること
ができる光学系を図４に示す。FIG. 4 shows an optical system that can be used for a head-mounted display.
【００１５】図４（ａ）は集光光学系を用いた標準型、
（ｂ）はミラーと集光光学系を用いたタイプ、（ｃ）は
凹面鏡を用いたタイプ、（ｄ）は自由曲面光学系を用い
たタイプである。この中では（ｄ）の自由曲面光学系を
用いたタイプが最も小型軽量化が可能である。FIG. 4A shows a standard type using a condensing optical system,
(B) is a type using a mirror and a condenser optical system, (c) is a type using a concave mirror, and (d) is a type using a free-form surface optical system. Among them, the type using the free-form surface optical system (d) is the most compact and lightweight.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上のような構成により、ヘッドマウン
トディスプレイの画像を観ている観察者の頭が傾いた場
合にも、観察者は画像の水平を保った状態で観察するこ
とができ、ヘッドマウントディスプレイの問題点であ
る、疲れる、気分が悪くなる等の欠点の原因の一つを取
り除くことができた。According to the above configuration, even if the observer watching the image of the head mounted display is tilted, the observer can observe the image while keeping the image horizontal. One of the causes of the disadvantages of the mounted display, such as being tired and feeling sick, could be eliminated.
【図１】従来のヘッドマウントディスプレイ装着時を示
す図FIG. 1 is a diagram showing a state in which a conventional head mounted display is mounted.
【図２】本発明のヘッドマウントディスプレイ装着時を
示す図FIG. 2 is a diagram showing a state in which a head mounted display of the present invention is mounted.
【図３】本発明の原理図FIG. 3 is a principle diagram of the present invention.
【図４】本発明の光学系の応用を示す図FIG. 4 is a diagram showing an application of the optical system of the present invention.
２１ 集光レンズ ２２ ミラー ２３ 表示素子 ２４ 回転伝達機構 ２５ 回転機構 ２６ 制御回路 ２７ 姿勢センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Condensing lens 22 Mirror 23 Display element 24 Rotation transmission mechanism 25 Rotation mechanism 26 Control circuit 27 Attitude sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 5/36 Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０Ｋ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 5/36 G09G 5/36 520K
Claims (7)
からの信号によりヘッドマウントディスプレイに表示す
る画面の角度を制御することを特長とするヘッドマウン
トディスプレイ。1. A head-mounted display having a posture sensor and a control unit, wherein the angle of a screen displayed on the head-mounted display is controlled by a signal from the posture sensor.
サによりヘッドマウントディスプレイの水平とのなす角
度を検出し、表示する画面が水平に表示されるように、
画像処理回路によりディスプレイに表示する表示画面の
角度を制御することを特長とする請求項１に記載のヘッ
ドマウントディスプレイ。A control unit having an image processing circuit, an attitude sensor detecting an angle between the head mounted display and the horizontal, and displaying the displayed screen horizontally.
2. The head mounted display according to claim 1, wherein an angle of a display screen displayed on the display is controlled by an image processing circuit.
し、姿勢センサによりヘッドマウントディスプレイの水
平とのなす角度を検出し、表示する画面が水平に表示さ
れるように、姿勢制御部の回転機構によりディスプレイ
を回転し、表示画面の角度を制御することを特長とする
請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。3. A rotation mechanism of the attitude control section, wherein the control section has a rotation mechanism of the display, and detects an angle formed by the attitude sensor with the horizontal of the head mounted display so that a screen to be displayed is displayed horizontally. 2. The head mounted display according to claim 1, wherein the display is rotated by controlling the angle of the display screen.
構を有することを特長とする請求項３に記載のヘッドマ
ウントディスプレイ。4. The head mounted display according to claim 3, wherein the rotation mechanism of the control unit has a motor and a rotation transmission mechanism.
構を有することを特長とする請求項１に記載のヘッドマ
ウントディスプレイ。5. The head mounted display according to claim 1, wherein the rotation mechanism of the control section has a piezoelectric body and a rotation transmission mechanism.
るディスプレイ素子は液晶素子、有機エレクトロルミネ
ッセンス素子、フィールドエミッション素子のいずれか
からなることを特長とする請求項１から請求項３のいず
れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。6. The head mount according to claim 1, wherein the display element used for the head mount display is any one of a liquid crystal element, an organic electroluminescence element, and a field emission element. display.
る光学系は集光光学系、ミラーと集光光学系、凹面鏡、
自由曲面光学系のいずれかからなることを特長とする請
求項１から請求項３のいずれかに記載のヘッドマウント
ディスプレイ。7. An optical system used for a head mounted display includes a condensing optical system, a mirror and a condensing optical system, a concave mirror,
The head-mounted display according to any one of claims 1 to 3, wherein the head-mounted display is formed of any one of a free-form surface optical system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11122111A JP2000312319A (en) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Head mounted display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11122111A JP2000312319A (en) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Head mounted display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000312319A true JP2000312319A (en) | 2000-11-07 |
Family
ID=14827920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11122111A Pending JP2000312319A (en) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | Head mounted display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000312319A (en) |
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-
1999
- 1999-04-28 JP JP11122111A patent/JP2000312319A/en active Pending
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