JP3485581B2 - Computer image display - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
を含むコンピュータの画像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a computer image display device including a microcomputer.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、コンピュータに座標を入力させる
装置として、ライトペン、トラックボール、ジョイステ
ィック、マウス等があった。これらはいずれも手を用い
て操作するものであったが、近年、操作性の向上を目的
として、手を使用することなく座標値をコンピュータや
ディスプレイ画面等に入力することのできる装置が提案
されている。この種の座標値入力装置の一例として、特
開平３−１６８８２３号公報に記載のものがある。この
装置を図４により説明する。図中、マイクロプロセッサ
（ＣＰＵ）１に接続されているディスプレイ２をその使
用者が観察しており、使用者の頭部にはジャイロ３，４
が取り付けられている。使用者が頭部を動かした場合、
ディスプレイ２に対面する使用者の頭部位置を基準とし
て、その上下左右方向の角変位量がジャイロ３，４によ
って検出される。得られた検出信号は、増幅器５，Ａ／
Ｄ変換器６を介してマイクロプロセッサ１で処理され
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there have been light pens, trackballs, joysticks, mice, etc. as devices for inputting coordinates to a computer. All of these were operated using hands, but in recent years, for the purpose of improving operability, a device that can input coordinate values to a computer or a display screen without using hands has been proposed. ing. An example of this type of coordinate value input device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-168823. This device will be described with reference to FIG. In the figure, a user is observing a display 2 connected to a microprocessor (CPU) 1, and a gyro 3, 4 is attached to the user's head.
Is attached. If the user moves his head,
With the head position of the user facing the display 2 as a reference, the amounts of angular displacement in the vertical and horizontal directions are detected by the gyros 3 and 4. The detected signal obtained is the amplifier 5, A /
It is processed by the microprocessor 1 via the D converter 6.

【０００３】この処理の中で使用者のディスプレイ２上
の注目位置が算出される。これがカーソルの表示すべき
目標位置であり、この演算値に基づいてカーソルがディ
スプレイ２中の注目位置に移動させられて表示される。
このようにして、手を使用せずにカーソルを容易にディ
スプレイ２上の所望の位置に移動させることが可能にな
る。しかも、この処理においては、使用者の頭部の動き
方向と同一の方向にカーソルが画面上を移動するように
演算され、ディスプレイ２で表示される。従って、例え
ばカーソルを右方向に移動させたければ、頭部を右方向
に振る必要がある。In this process, the user's attention position on the display 2 is calculated. This is the target position to be displayed by the cursor, and the cursor is moved to the target position on the display 2 and displayed based on this calculated value.
In this way, the cursor can be easily moved to a desired position on the display 2 without using a hand. Moreover, in this process, the cursor is calculated so as to move on the screen in the same direction as the moving direction of the head of the user, and is displayed on the display 2. Therefore, for example, to move the cursor to the right, the head needs to be shaken to the right.

【０００４】ところで、通常、多くの使用者はディスプ
レイ画面を観察しながらカーソルの移動操作を行う場
合、その視線を、現に表示されているカーソルにではな
く、移動先である目標位置に向けている。ところが、図
４に示すようなコンピュータ画像表示装置においては、
カーソルを移動させるためには頭部を振る必要があるの
で、カーソルの目標位置は使用者の顔面に対して相対的
に移動してしまうことになる。これを視線が追いかける
ことになるため視線を固定できず、カーソル操作による
使用者の疲労が激しいという問題がある。By the way, usually, when a user moves a cursor while observing a display screen, his or her line of sight is directed not to the currently displayed cursor but to the target position to which the cursor is moved. . However, in the computer image display device as shown in FIG.
Since it is necessary to shake the head to move the cursor, the target position of the cursor will move relative to the user's face. Since the line of sight follows the line of sight, the line of sight cannot be fixed, and there is a problem that the user is heavily tired by operating the cursor.

【０００５】又、図５に示すように、ディスプレイ部７
を、図示しない小型の二次元画像表示素子と接眼光学系
とで構成し、これを使用者の頭部に装着できるようにし
た装置を考えた場合、使用者は二次元画像表示素子で表
示される画像を接眼光学系を通して拡大観察することが
できる。しかもこの装置を使用すると、頭部の動きと一
体にディスプレイ部７が移動するので、使用者はどのよ
うに頭部を振ろうと、画面は常に頭部の正面にあり、使
用者は視線を移動させることなくカーソルの移動先を固
視することができるという特徴を有する。Further, as shown in FIG.
Is composed of a small two-dimensional image display device (not shown) and an eyepiece optical system, and when considering a device which can be mounted on the head of the user, the user is displayed on the two-dimensional image display device. The image can be magnified and observed through the eyepiece optical system. Moreover, when this device is used, the display unit 7 moves in unison with the movement of the head, so no matter how the user shakes the head, the screen is always in front of the head, and the user moves the line of sight. The feature is that the moving destination of the cursor can be fixed without the need to do so.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】カーソルがディスプレ
イ画面（像面）上を移動するということは、見方を変え
ると静止しているカーソルに対してディスプレイ画面が
移動すると考えることもできる。上述したディスプレイ
部７が使用者の頭部に装着された装置を用いてカーソル
移動の操作を行う場合、使用者の心理としては、自分の
頭部を振って動かす対象は、カーソルではなくディスプ
レイ上の画面であると解釈する方が自然である。何故な
らば、頭部の向きを変更しても画面は常に頭部に固定さ
れた位置に見えるので、頭部と画面は一体に連結されて
いるという感覚を強く受けることになる。そこで、使用
者は、無意識に、頭部を動かして画面（画像）を移動さ
せているという感覚に陥ってしまうのである。The fact that the cursor moves on the display screen (image plane) can be considered that the display screen moves with respect to the stationary cursor when the viewpoint is changed. When the above-described display unit 7 is used to move the cursor using the device attached to the head of the user, the psychology of the user is that the object to be shaken and moved is not the cursor but the display. It is more natural to interpret it as the screen of. Because the screen is always fixed to the head even when the orientation of the head is changed, the user feels strongly that the head and the screen are integrally connected. Therefore, the user unconsciously falls into the sensation of moving the head to move the screen (image).

【０００７】従って、例えば図６に示すように、ディス
プレイ画面９上にカーソル１０が表示されており、この
カーソル１０から或る距離だけ離れた目標位置１１にカ
ーソルを重ね合わせようとする場合、頭部を振って画面
９を移動させるという感覚に立てば、当然に頭部を右方
向に振るのが自然である。しかしながら、図５に示すよ
うな装置では、この場合頭部を左方向に振る必要があ
り、操作する上で感覚的に強い違和感を感じてしまうと
いう問題がある。Therefore, for example, as shown in FIG. 6, when the cursor 10 is displayed on the display screen 9 and the cursor is to be superimposed on the target position 11 which is apart from the cursor 10 by a certain distance, If it is made to move the screen 9 by shaking a part, naturally, it is natural to shake the head to the right. However, in the device as shown in FIG. 5, in this case, it is necessary to swing the head to the left, and there is a problem in that a strong sense of discomfort is felt during operation.

【０００８】本発明は、このような課題に鑑みて、画面
上のカーソルと目標位置とを重ね合わせる操作を極めて
自然な感覚で行えるようにして、操作性の向上と疲労の
軽減を達成できるコンピュータ画像表示装置を提供する
ことを目的とする。In view of the above problems, the present invention makes it possible to perform an operation of superimposing a cursor on a screen and a target position with an extremely natural feeling, thereby improving operability and reducing fatigue. An object is to provide an image display device.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本第１の発明によるコン
ピュータ画像入力装置は、使用者の頭部の動きを検出す
る角変位検出手段と、この角変位検出手段からの出力信
号に基づいてカーソルの移動を制御する制御部と、少な
くとも画像表示部が頭部に装着されていてコンピュータ
から出力される画像信号及び制御部より出力されるカー
ソル位置を示す信号に基づいて画像及びカーソルを表示
するディスプレイ手段とが備えられたコンピュータ画像
表示装置において、画像表示部でのカーソルの移動方向
が頭部の動く方向と逆であるように、制御部によるカー
ソル移動が制御されるようにしたことを特徴とするもの
である。又、本第２の発明によるコンピュータ画像入力
装置は、本第１の発明において、頭部の移動による角変
位量をΔθとし、カーソル移動によるカーソル位置の方
位角の変化量をΔαとする時、ΔθとΔαの絶対値が互
いに等しくなるように、制御部によってカーソルの移動
が制御されるようにしたことを特徴とするものである。
又、本第３の発明によるコンピュータ画像入力装置は、
本第１の発明において、頭部の移動による角変位量をΔ
θとし、カーソル移動によるカーソル位置の方位角の変
化量をΔαとし、頭部の移動による角変位量Δθの絶対
値に対するカーソル移動によるカーソル位置の方位角の
変化量Δαの絶対値をＫとする時、単位時間当りの頭部
の角変位量が大きいときにはＫ値が大きくなり、単位時
間当りの頭部の角変位量が小さいときにはＫ値が小さく
なるように、前記制御部によってカーソルの移動が制御
されるようにしたことを特徴とするものである。 A computer image input apparatus according to the first aspect of the present invention comprises an angular displacement detecting means for detecting a movement of a user's head, and a cursor based on an output signal from the angular displacement detecting means. And a display for displaying an image and a cursor based on an image signal output from a computer and a signal indicating a cursor position output from the control unit, in which at least the image display unit is mounted on the head. In the computer image display device including the means, the cursor movement is controlled by the control unit so that the movement direction of the cursor on the image display unit is opposite to the movement direction of the head. To do. Also, a computer image input according to the second invention
In the device of the first aspect of the present invention, when the amount of angular displacement due to movement of the head is Δθ and the amount of change in azimuth angle of the cursor position due to cursor movement is Δα, the absolute values of Δθ and Δα are equal to each other. In addition, the movement of the cursor is controlled by the control unit.
The computer image input device according to the third aspect of the invention is
In the first invention, the angular displacement amount due to the movement of the head is Δ
θ, and change the azimuth angle of the cursor position by moving the cursor.
The absolute amount of angular displacement Δθ due to head movement is defined as Δα.
The azimuth of the cursor position by moving the cursor with respect to the value
When the absolute value of the amount of change Δα is K, the head per unit time
When the angular displacement of is large, the K value becomes large
The K value is small when the angular displacement of the head per unit is small.
The movement of the cursor is controlled by the control unit.
It is characterized by being done.

【００１０】[0010]

【作用】本第１の発明のように構成すると、ディスプレ
イ手段の画面を観察する使用者が、カーソルを目標位置
まで移動すべく頭部を上下又は左右方向に振ると、角変
位検出手段で頭部の角変位が検出され、この信号に基づ
いて制御部で移動すべきカーソル位置が演算され、画面
上でカーソルは頭部の移動方向と逆方向に移動するが、
画面が頭部と一体的に動くために、使用者は相対的にカ
ーソルに対して画面を移動させている自然な感覚を得ら
れる。又、本第２の発明のように構成すると、頭部の移
動時に、静止しているカーソルに対して画面を移動させ
ている感覚が得られる。又、本第３の発明のように構成
すると、頭部を素早く振れば、僅かな振り量でカーソル
を大きく移動させることができ、一方、頭部をゆっくり
回動させれば、振り量が比較的大きくてもカーソルはわ
ずかしか移動しないので、微妙な位置決めも容易に行え
る。 According to the first aspect of the invention, when the user observing the screen of the display means shakes his / her head vertically or horizontally to move the cursor to the target position, the head is detected by the angular displacement detecting means. The angular displacement of the head is detected, the control unit calculates the cursor position to move based on this signal, and the cursor moves in the direction opposite to the head moving direction on the screen.
Since the screen moves integrally with the head, the user can obtain a natural feeling of moving the screen relative to the cursor. Further, when configured as the second invention, when the movement of the head, sensory and <br/> screen by moving the relative cursor at rest is obtained. Also, the configuration as in the third invention
Then, if you shake your head quickly, you can move the cursor with a slight amount of shaking.
Can be moved significantly while the head slowly
By rotating it, the cursor will not move even if the amount of swing is relatively large.
Since it moves only a little, you can easily perform delicate positioning.
It

【００１１】[0011]

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図
３に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例の概略
構成図、図２は角変位信号処理部の構成を示す図、図３
は頭部の角変位とディスプレイ画面上でのカーソルの方
位角の変化との関係を示す図である。図１において、使
用者の頭部１３には、頭部１３を上下左右方向に振った
場合にその回動角即ち角変位を検出するための角変位量
検出部１４が取り付けられて固定されており、頭部１３
の向きの変化に応じた電気信号が出力される。角変位量
検出部１４としては、例えば圧電振動型ジャイロが用い
られている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an angular displacement signal processing unit, FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the angular displacement of the head and the change of the azimuth angle of the cursor on the display screen. In FIG. 1, an angular displacement amount detection unit 14 for detecting a rotation angle, that is, an angular displacement when the head 13 is shaken vertically and horizontally is attached and fixed to the user's head 13. Cage, head 13
An electric signal corresponding to the change in the direction of is output. As the angular displacement detector 14, for example, a piezoelectric vibration type gyro is used.

【００１２】使用者の一方の眼（球）１３ａの前面に
は、接眼レンズ１５を介して二次元画像表示素子１６が
配設されており、接眼レンズ１５によって二次元画像表
示素子１６の画像が拡大されて、使用者が観察し易い位
置に虚像が投影されるようになっている。又、図では省
略されているが、使用者の他方の眼１３ｂの前面にも、
同様に二次元画像表示素子１６及び接眼レンズ１５が配
設されているものとする。そして、角変位量検出部１
４，一対の二次元画像表示素子１６及び接眼レンズ１５
は、ハウジング１７に収納されており、ハウジング１７
を使用者の頭部１３に装着した状態で二次元画像表示素
子１６の画像を観察できると共に、これら部材を頭部１
３と一体に上下左右に振ることができるようになってい
る。A two-dimensional image display element 16 is disposed on the front surface of one eye (ball) 13a of the user through an eyepiece lens 15, and an image of the two-dimensional image display element 16 is displayed by the eyepiece lens 15. The virtual image is projected at a position where it is enlarged and easily observed by the user. Although not shown in the figure, the front surface of the other eye 13b of the user is also
Similarly, it is assumed that the two-dimensional image display element 16 and the eyepiece lens 15 are provided. Then, the angular displacement amount detection unit 1
4, a pair of two-dimensional image display element 16 and eyepiece lens 15
Are housed in the housing 17,
The user can observe the image of the two-dimensional image display element 16 with the head mounted on the user's head 13 and at the same time attach these members to the head 1.
It can be shaken up, down, left and right integrally with 3.

【００１３】又、角変位量検出部１４から出力される電
気信号は、角変位信号処理部１８に入力される。図２に
示す角変位信号処理部１８は、角変位量検出部１４から
の入力信号を増幅するアンプ１９と、ふるえ等頭の微小
な振動による信号成分（高周波成分）を除去してカーソ
ル移動のための頭部１３の大きな動きを表す信号だけを
通過させるローパスフィルター２０と、この信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２１とから構成されている。そ
して、頭部１３の向きに関するデジタル信号は制御部２
２へ出力される。図１に示す制御部２２は、画面上での
カーソルの移動位置を演算するカーソル位置制御手段を
有すると共に、コンピュータ２４から入力されるカーソ
ルが含まれた画像信号を二次元画像表示素子１６でドラ
イブできる信号に変換する機能を有している。コンピュ
ータ２４では、制御部２２で行われるカーソル表示位置
の演算結果に基づきカーソルを画像に合成して、その画
像信号を制御部２２に送信するようになっている。The electric signal output from the angular displacement amount detecting section 14 is input to the angular displacement signal processing section 18. The angular displacement signal processing unit 18 shown in FIG. 2 removes a signal component (high frequency component) due to a minute vibration of the head such as a shake and an amplifier 19 that amplifies an input signal from the angular displacement amount detection unit 14 to move the cursor. A low-pass filter 20 that allows only a signal representing a large movement of the head 13 to pass, and this signal is A /
It is composed of an A / D converter 21 for D conversion. The digital signal relating to the orientation of the head 13 is sent to the control unit 2
2 is output. The control unit 22 shown in FIG. 1 has a cursor position control means for calculating the moving position of the cursor on the screen, and drives the two-dimensional image display device 16 with an image signal containing the cursor input from the computer 24. It has a function of converting into a signal that can be generated. In the computer 24, the cursor is combined with the image based on the calculation result of the cursor display position performed by the control unit 22, and the image signal is transmitted to the control unit 22.

【００１４】制御部２２では、角変位信号処理部１８か
ら出力される角変位を示すデジタル信号が図示しないカ
ーソル位置制御手段に入力され、二次元画像表示素子１
６の画面上でのカーソルの表示すべき位置が演算され
る。しかも、このカーソル位置制御手段では、使用者が
二次元画像表示素子１６の画面で観察するカーソルの移
動方向が、頭部１３の回動方向と逆向きになるように演
算される。ここで、頭部１３の角変位によるカーソルの
所望の位置への移動について、カーソル位置制御手段で
行われる演算制御を図３に基づいて説明する。図３にお
いて、実線で示す頭部１３，接眼レンズ１５及び二次元
画像表示素子１６は、頭部８を振る前の位置を示し、二
点鎖線で示す頭部１３，接眼レンズ１５及び二次元画像
表示素子１６は、頭部８を振ってカーソルＰが画面上の
所望の位置に移動した状態を示すものである。しかも、
各二次元画像表示素子１６と画面上のカーソルＰについ
ては、接眼レンズ１５を通して使用者が拡大観察する空
中像としての二次元画像表示素子１６′、カーソルＰ′
も同時に表されている。In the control unit 22, the digital signal indicating the angular displacement output from the angular displacement signal processing unit 18 is input to the cursor position control means (not shown), and the two-dimensional image display device 1 is displayed.
The position to be displayed by the cursor on the screen 6 is calculated. Moreover, the cursor position control means calculates such that the moving direction of the cursor observed by the user on the screen of the two-dimensional image display element 16 is opposite to the rotating direction of the head 13. Here, with respect to the movement of the cursor to a desired position due to the angular displacement of the head 13, the arithmetic control performed by the cursor position control means will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the head 13, the eyepiece lens 15, and the two-dimensional image display element 16 shown by solid lines show the positions before the head 8 is shaken, and the head 13, the eyepiece 15, and the two-dimensional image shown by the two-dot chain line are shown. The display element 16 shows a state where the head P is shaken and the cursor P is moved to a desired position on the screen. Moreover,
Regarding each two-dimensional image display element 16 and the cursor P on the screen, the two-dimensional image display element 16 'and the cursor P'as an aerial image that the user magnifies and observes through the eyepiece lens 15.
Is also represented at the same time.

【００１５】そして、図において、空間に固定された頭
部１３の仮想軸Ｌ１を基準として、頭部１３を振る前の
頭部１３の向きを角度θ１とし、頭部１３を振った後の
向きをθ２とした場合、頭部１３の向きの変位量Δθ
は、 Δθ＝θ２−θ１ （１） で表される。同様に、接眼レンズ１５の光軸の延長上に
固定された、画面１６の仮想軸Ｌ２を基準として、頭部
１３を振る前の画面上のカーソル位置の（眼１３ａから
の）方位角を角度α１とし、頭部１３を振った後のカー
ソル位置の方位角を角度α２とした場合、カーソル位置
の方位角の変化量Δαは、 Δα＝α２−α１ （２） で表される。このとき、頭部１３の角変位の変位量Δθ
の絶対値と、カーソルの方位角の変化量の絶対値との比
をＫと定義すると、 Ｋ＝｜Δα｜／｜Δθ｜ （３） と表すことができる。In the figure, with the virtual axis L1 of the head 13 fixed in the space as a reference, the direction of the head 13 before the head 13 is shaken is an angle θ1, and the direction after the head 13 is shaken. Is θ2, the displacement amount Δθ in the direction of the head 13
Is represented by Δθ = θ2-θ1 (1). Similarly, the azimuth angle (from the eye 13a) at the cursor position on the screen before the head 13 is shaken is fixed with reference to the virtual axis L2 of the screen 16 fixed on the extension of the optical axis of the eyepiece lens 15. When α1 is set and the azimuth angle of the cursor position after the head 13 is shaken is set to the angle α2, the change amount Δα of the azimuth angle of the cursor position is represented by Δα = α2-α1 (2). At this time, the displacement amount Δθ of the angular displacement of the head 13
If the ratio of the absolute value of the above and the absolute value of the change amount of the azimuth angle of the cursor is defined as K, then K = | Δα | / | Δθ | (3)

【００１６】そして本実施例では、操作性を高めるため
に、単位時間当たりの頭部１３の角変位量（角速度）が
大きい場合には、Ｋ値を大きく設定し、又角速度が小さ
い場合にはＫ値を小さく設定する。即ち、Ｋ値は定数と
はせずに、頭部１３の回動（向きの変化）スピードの関
数とする。これによって、カーソル位置を大きく移動し
たい時には、頭部１３を素早く振れば、僅かな振り量で
カーソルを大きく移動できる。又、カーソルを微小移動
させたい時は、頭部１３をゆっくり回動させれば振り量
が比較的大きくてもカーソルはわずかしか移動しないの
で、微妙な位置決めも容易に行えることになる。In this embodiment, in order to improve the operability, a large K value is set when the angular displacement amount (angular velocity) of the head 13 per unit time is large, and when the angular velocity is small, the K value is set large. Set a small K value. That is, the K value is not a constant but a function of the speed of rotation (change in direction) of the head 13. As a result, when it is desired to move the cursor position by a large amount, if the head 13 is swung quickly, the cursor can be moved largely with a small swing amount. Further, when the cursor is to be slightly moved, if the head 13 is slowly rotated, the cursor moves only slightly even if the amount of swing is relatively large, so that delicate positioning can be easily performed.

【００１７】次に、二次元画像表示素子１６の画面上で
の所望の位置へのカーソル移動量ΔＤを求める。即ち、
カーソル移動量ΔＤは、接眼レンズ１５の焦点距離をＦ
とした時、接眼光学系の近軸計算により、 ΔＤ＝Ｆ（ｔａｎα２−ｔａｎα１）≒Ｆ（α２−α１）＝Ｆ・Δα （４） となるので、下式によって計算できる。 ｜ΔＤ｜≒Ｆ・｜Δα｜＝Ｆ・Ｋ・｜Δθ｜ （５） この演算結果は、制御部２２からコンピュータ２４へ出
力され、上述したようにコンピュータ２４が行う画像生
成に使用される。ここで、カーソルの移動方向が頭部１
３の移動方向と逆方向になるよう設定するには、従来同
一方向に設定していたものに対して、ΔＤの符号を±逆
に設定すればよい。Next, the cursor movement amount ΔD to a desired position on the screen of the two-dimensional image display element 16 is obtained. That is,
The cursor movement amount ΔD is the focal length of the eyepiece lens F.
Then, by paraxial calculation of the eyepiece optical system, ΔD = F (tan α2-tan α1) ≉F (α2-α1) = F · Δα (4), which can be calculated by the following formula. | ΔD | ≈F · | Δα | = F · K · | Δθ | (5) The calculation result is output from the control unit 22 to the computer 24 and used for image generation performed by the computer 24 as described above. Here, the moving direction of the cursor is head 1
In order to set the direction to be opposite to the moving direction of No. 3, the sign of ΔD may be set to ± inverse to what is conventionally set to the same direction.

【００１８】又、制御部２２には、第一スイッチ２６と
第二スイッチ２７が接続されている。第一スイッチ２６
がＯＮになると、制御部２２から角変位信号処理部１８
に角変位量を０クリアする信号が出力されると共に、カ
ーソル位置制御手段が作動させられる。角変位量を０ク
リアする目的は、第一スイッチ２６がＯＮになった段階
での頭部１３の向きを基準にして、それ以降の頭部１３
の角変位量Δθを求めてカーソル移動させるためであ
る。又、スイッチＯＦＦで、制御部２２でその時の画面
上のカーソル位置にカーソルを固定させる。又、第二ス
イッチ２７は、クリックされると、制御部２２からコン
ピュータ２４にカーソル位置が確定したことを示す信号
が出力されるようになっている。従って、例えば、画像
上の所望のアイコン位置にカーソルが移動した状態で第
二スイッチ２７をクリックすれば、そのアイコンが選択
処理されることになる。尚、本実施例では、図１に示す
ように、第一及び第二スイッチ２６，２７もハウジング
１７に収納されているものとする。A first switch 26 and a second switch 27 are connected to the control unit 22. First switch 26
When is turned on, the control unit 22 causes the angular displacement signal processing unit 18 to
At the same time, a signal for clearing the angular displacement amount to 0 is output and the cursor position control means is operated. The purpose of clearing the angular displacement amount to 0 is based on the orientation of the head 13 at the stage when the first switch 26 is turned on, and the head 13 thereafter.
This is because the amount of angular displacement Δθ of is calculated and the cursor is moved. When the switch is turned off, the control unit 22 fixes the cursor at the cursor position on the screen at that time. When the second switch 27 is clicked, the control unit 22 outputs to the computer 24 a signal indicating that the cursor position has been determined. Therefore, for example, if the second switch 27 is clicked while the cursor is moved to the desired icon position on the image, that icon will be selected. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the first and second switches 26 and 27 are also housed in the housing 17.

【００１９】本実施例は上述のように構成されており、
次に作用を説明する。まず、使用者は頭部１３にハウジ
ング１７を装着した状態で、二次元画像表示素子１６の
カーソルが重合された画像を、接眼レンズ１５によって
拡大観察している。そして、使用者が画面上のカーソル
を、現在の位置から別の目標位置例えば或るアイコン上
に移動させたいとする場合、第一スイッチ２６をＯＮす
ると、制御部２２から角変位信号処理部１８に信号が出
力されて角変位量が０クリアされる。次に頭部１３を回
動させると、頭部１３に装着された角変位量検出部１４
で頭部１３の回動方向，その角度及び角速度が検出さ
れ、角変位信号処理部１８に入力されて角変位量が計測
される。角変位信号処理部１８では、ローパスフィルタ
２０によって高周波ノイズ成分が除去され、頭部１３の
角変位を示すデジタル信号が制御部２２のカーソル位置
制御手段に入力される。This embodiment is constructed as described above,
Next, the operation will be described. First, the user is magnifying and observing the image in which the cursor of the two-dimensional image display element 16 is superimposed with the eyepiece lens 15 with the housing 17 mounted on the head 13. Then, when the user wants to move the cursor on the screen from the current position to another target position such as a certain icon, when the first switch 26 is turned on, the control unit 22 causes the angular displacement signal processing unit 18 to move. Is output to clear the angular displacement amount to zero. Next, when the head 13 is rotated, the angular displacement amount detection unit 14 attached to the head 13
The rotation direction of the head 13, its angle and angular velocity are detected, and are input to the angular displacement signal processing unit 18 to measure the amount of angular displacement. In the angular displacement signal processing unit 18, the high-frequency noise component is removed by the low-pass filter 20, and the digital signal indicating the angular displacement of the head 13 is input to the cursor position control means of the control unit 22.

【００２０】カーソル位置制御手段では、角速度によっ
て適宜のＫ値が設定され、このＫ値と上述した（５）式
とに基づいて、現在位置から所望の位置までのカーソル
移動量ΔＤが演算される。ここで、頭部１３を素早く振
れば、僅かな振り量でカーソルを大きく移動でき、又頭
部１３をゆっくり振ればカーソルの移動量が小さいの
で、微妙な位置決めも容易に行うことができる。この演
算結果は、カーソル位置を示す信号としてコンピュータ
２４に出力され、画像信号に重ね合わされて再度制御部
２２へ入力される。そして、信号変換されて二次元画像
表示素子１６に入力され、所望の位置に移動するカーソ
ルが画像上に表示される。この時、本実施例による装置
では、二次元画像表示素子１６が頭部１３と一体に回動
するため、画面は常に使用者の正面に見え、使用者は画
面を移動させるような感覚を持つことになる。又、カー
ソルは頭部１３の移動方向と反対方向に移動するもので
あるから、カーソルに対して画面が相対的に移動して見
え、違和感がなく自然な感覚で画面及び所望の位置へ移
動するカーソルを観察することができる。In the cursor position control means, an appropriate K value is set according to the angular velocity, and the cursor movement amount ΔD from the current position to the desired position is calculated based on this K value and the above-mentioned equation (5). . Here, if the head 13 is swung quickly, the cursor can be largely moved with a small amount of shaking, and if the head 13 is slowly shaken, the amount of movement of the cursor is small, so delicate positioning can be easily performed. The calculation result is output to the computer 24 as a signal indicating the cursor position, superimposed on the image signal, and input again to the control unit 22. Then, the signal is converted and input to the two-dimensional image display element 16, and a cursor moving to a desired position is displayed on the image. At this time, in the apparatus according to the present embodiment, the two-dimensional image display element 16 rotates integrally with the head 13, so that the screen is always seen in front of the user and the user has a feeling of moving the screen. It will be. Further, since the cursor moves in the direction opposite to the moving direction of the head 13, the screen appears to move relative to the cursor, and it moves to the screen and a desired position without a feeling of strangeness and a natural feeling. You can observe the cursor.

【００２１】そして、カーソルが所望の位置、例えば選
択したいアイコン上に移動した状態で第一スイッチ２６
をＯＦＦすることで、頭部１３をどのように振ってもカ
ーソルは画面上に固定保持される。次に第二スイッチ２
７をクリックすれば、そのアイコンを選択処理すること
ができる。Then, with the cursor moved to a desired position, for example, an icon to be selected, the first switch 26
By turning OFF, the cursor is fixedly held on the screen regardless of how the head 13 is shaken. Second switch 2
By clicking 7, the icon can be selected.

【００２２】上述のように本実施例は、二次元画像表示
素子１６が頭部と一体に移動するコンピュータ画像表示
装置において、カーソルの移動を違和感なく自然な感覚
で観察することができるから、操作性を向上できると共
に使用者の疲労を軽減できる。As described above, in the present embodiment, in the computer image display device in which the two-dimensional image display device 16 moves integrally with the head, the movement of the cursor can be observed with a natural feeling without a feeling of discomfort. And the fatigue of the user can be reduced.

【００２３】次に、本発明の第二実施例について説明す
る。本実施例では、使用者の頭部１３の角変位量Δθの
絶対値と、カーソル位置の方位角の変化量Δαの絶対値
とを互いに等しく設定する。即ち、制御部２２のカーソ
ル位置制御手段で演算されるＫ値について、第一実施例
とは異なってこれを可変にすることなく、 Ｋ＝１ に固定する。このように構成することにより、使用者の
頭部１３の角変位量Δθに対し、カーソル位置の方位角
の変化量Δαが同一でその方向が逆になる。そのため、
使用者が二次元画像表示素子１６を観察する場合、カー
ソルはあたかも静止しているかのように感じられる。使
用者は感覚的に、空間に静止したカーソルに対して自己
の頭部１３と一体に連結された画像を、頭部１３を動か
すことで移動させ、所望の位置にカーソルを重ね合わせ
ることができる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the absolute value of the angular displacement amount Δθ of the user's head 13 and the absolute value of the variation amount Δα of the azimuth angle of the cursor position are set equal to each other. That is, the K value calculated by the cursor position control means of the control unit 22 is fixed to K = 1 without making it variable unlike the first embodiment. With this configuration, the amount of change Δα in the azimuth angle of the cursor position is the same as the amount of angular displacement Δθ of the user's head 13, but the direction is opposite. for that reason,
When the user observes the two-dimensional image display device 16, the cursor feels as if it is stationary. The user can sensuously move the image that is integrally connected to his / her head 13 with respect to the cursor stationary in the space by moving the head 13, and superimpose the cursor on a desired position. .

【００２４】上述のように、本実施例では、カーソルが
静止状態に見えるから、使用者はより一層自然な感覚で
画像を観察しながらカーソルの操作ができ、その分使用
者の疲労が一層少なくなるという実用上の利点を有す
る。尚、角変位量検出部１４と角変位信号処理部１８と
は角変位検出手段を構成する。As described above, in the present embodiment, the cursor looks stationary, so that the user can operate the cursor while observing the image with a more natural feeling, and the user's fatigue is further reduced. Has the practical advantage that The angular displacement amount detection unit 14 and the angular displacement signal processing unit 18 form an angular displacement detection means.

【００２５】上述のように、本第１の発明のコンピュー
タ画像表示装置によれば、カーソルの移動方向が頭部の
移動方向と逆向きであるようにしたので、ディスプレイ
手段の画像を感覚的により自然に観察することができ、
使用者の疲労を軽減させることができる。又、本第２の
発明のコンピュータ画像表示装置によれば、ΔαとΔθ
との絶対値が等しいようにしたので、カーソルが静止し
た状態で画像だけが移動するように見え、感覚的により
一層自然に観察することができ、使用者の疲労を著しく
軽減させることができる。又、本第３の発明のコンピュ
ータ画像表示装置によれば、単位時間当りの頭部の角変
位量が大きいときにはＫ値が大きくなり、単位時間当り
の頭部の角変位量が小さいときにはＫ値が小さくなるよ
うにしたので、頭部を素早く振れば、僅かな振り量でカ
ーソルを大きく移動させることができ、一方、頭部をゆ
っくり回動させれば、振り量が比較的大きくてもカーソ
ルはわずかしか移動しないので、微妙な位置決めも容易
に行うことができる等、操作性が向上する。 [0025] As described above, according to the computer image display apparatus according to the first aspect of the invention, the moving direction of the cursor as a movement opposite to the direction of the head, more images of the display unit sensuously You can observe it naturally,
It is possible to reduce user fatigue. Also, this second
According to the computer image display device of the invention, Δα and Δθ
Absolute value since as equal with, appeared to only the image with the cursor stationary moves, it is possible to more naturally observed by sensory, it is possible to significantly reduce the fatigue of the user. In addition, the computer of the third invention
According to the data image display device, the angular displacement of the head per unit time is changed.
When the unit is large, the K value becomes large, and per unit time
When the angular displacement of the head is small, the K value will be small.
Since it was made so, if you shake your head quickly, you can cover with a small amount of shaking.
The cursor can be moved significantly while the head is shaken.
By rotating it completely, even if the swing amount is relatively large,
Since only a small amount of movement is required, delicate positioning is easy
The operability is improved, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図２】角変位信号処理部の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an angular displacement signal processing unit.

【図３】頭部の移動の前後における、頭部の角度変位量
と、実画面及び空中像での画像上のカーソル位置の方位
角の変化量とを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the amount of angular displacement of the head and the amount of change in the azimuth of the cursor position on the image on the real screen and the aerial image before and after the movement of the head.

【図４】従来のコンピュータ画像表示装置の概略構成図
である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional computer image display device.

【図５】頭部に装着される方式のコンピュータ画像表示
装置を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a computer image display device of a type worn on the head.

【図６】ディスプレイ画面上のカーソル位置とカーソル
の移動すべき目標位置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a cursor position on a display screen and a target position to which the cursor should move.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

７……ディスプレイ部、１４……角変位量検出部、１６
……二次元画像表示素子、１８……角変位信号処理部、
２２……制御部、２４……コンピュータ、２６……第一
スイッチ、２７……第二スイッチ。7 ... Display unit, 14 ... Angular displacement amount detection unit, 16
...... Two-dimensional image display element, 18 ...... Angular displacement signal processing unit,
22 ... Control unit, 24 ... Computer, 26 ... First switch, 27 ... Second switch.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】使用者の頭部の動きを検出する角変位検出
手段と、該角変位検出手段からの出力信号に基づいてカ
ーソルの移動を制御する制御部と、少なくとも画像表示
部が頭部に装着されていてコンピュータから出力される
画像信号及び前記制御部より出力されるカーソル位置を
示す信号に基づいて画像及びカーソルを表示するディス
プレイ手段とが備えられたコンピュータ画像表示装置に
おいて、 前記画像表示部でのカーソルの移動方向が頭部の動く方
向と逆であるように、前記制御部によるカーソル移動が
制御されるようにしたことを特徴とするコンピュータ画
像表示装置。1. An angular displacement detecting means for detecting a movement of a user's head, a control section for controlling a movement of a cursor based on an output signal from the angular displacement detecting means, and at least an image display section is a head. A computer image display device equipped with a display means for displaying an image and a cursor on the basis of an image signal output from a computer and a signal indicating a cursor position output from the control unit, the image display The computer image display device is characterized in that the cursor movement is controlled by the control unit so that the movement direction of the cursor in the section is opposite to the movement direction of the head. 【請求項２】頭部の移動による角変位量をΔθとし、カ
ーソル移動によるカーソル位置の方位角の変化量をΔα
とする時、ΔθとΔαの絶対値が互いに等しくなるよう
に、前記制御部によってカーソルの移動が制御されるよ
うにしたことを特徴とする、請求項１に記載のコンピュ
ータ画像表示装置。2. An amount of angular displacement due to movement of the head is Δθ, and an amount of change in azimuth angle of the cursor position due to movement of the cursor is Δα.
The computer image display device according to claim 1, wherein the control unit controls the movement of the cursor so that the absolute values of Δθ and Δα are equal to each other. 【請求項３】頭部の移動による角変位量をΔθとし、カ
ーソル移動によるカーソル位置の方位角の変化量をΔα
とし、頭部の移動による角変位量Δθの絶対値に対する
カーソル移動によるカーソル位置の方位角の変化量Δα
の絶対値をＫとする時、 単位時間当りの頭部の角変位量が大きいときにはＫ値が
大きくなり、単位時間当りの頭部の角変位量が小さいと
きにはＫ値が小さくなるように、前記制御部によってカ
ーソルの移動が制御されるようにしたことを特徴とす
る、請求項１に記載のコンピュータ画像表示装置。 3. The angular displacement due to the movement of the head is Δθ,
Change the azimuth angle of the cursor position by moving the cursor
For the absolute value of the angular displacement Δθ due to the movement of the head
Amount of change in azimuth angle of cursor position due to cursor movement Δα
When the absolute value of is K, and the angular displacement of the head per unit time is large, the K value is
If the angular displacement of the head per unit time becomes small,
In order to reduce the K value,
Is characterized in that the movement of the sol is controlled.
The computer image display device according to claim 1.