JP5891601B2 - Image display system and image display apparatus - Google Patents

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本発明は、画像表示システムおよび画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display system and an image display device.

従来、眼鏡のような外観を有し、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示素子にて形成された画像を光学系により観察者に観察させるヘッドマウント型の画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の画像表示装置は、光源、表示部（ＬＣＤ等）、および画像処理部等を有する画像生成ユニットと、拡大レンズとが眼鏡フレームに固定された構造を有する。この画像表示装置において、画像処理部により形成され表示部に表示された画像は、拡大レンズで拡大されて観察者により観察される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a head-mounted image display device has been proposed that has an appearance like glasses and allows an observer to observe an image formed by a display element such as an LCD (Liquid Crystal Display) using an optical system (for example, , See Patent Document 1).
The image display device described in Patent Document 1 has a structure in which an image generation unit including a light source, a display unit (LCD or the like), an image processing unit, and the like, and a magnifying lens are fixed to a spectacle frame. In this image display device, an image formed by the image processing unit and displayed on the display unit is magnified by a magnifying lens and observed by an observer.

特開２００３−３２９９６５号公報JP 2003-329965 A

しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置は、光源を含む画像生成ユニットが眼鏡フレームに固定された構造を有するため、画像表示装置が重く、装着者である画像の観察者の負担が大きいという問題がある。   However, since the image display device described in Patent Document 1 has a structure in which an image generation unit including a light source is fixed to a spectacle frame, the image display device is heavy, and the burden on an image viewer who is a wearer is large. There's a problem.

本発明の目的は、観察者の負担を軽減できる画像表示システムおよび画像表示装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the image display system and image display apparatus which can reduce a burden of an observer.

本発明の画像表示システムは、画像を表示するヘッドマウント型の画像表示装置と、光源を有し、前記画像表示装置とは別体に構成された光供給装置と、前記光供給装置から前記画像表示装置に光を伝送する光伝送手段とを備え、前記光供給装置および前記画像表示装置のいずれかは、前記光源から出射された光を変調する光変調装置を備え、前記画像表示装置は、スクリーンと、前記光変調装置により変調された光を前記スクリーンに投射する投射光学装置とを備え、スクリーンは、凹曲面状に形成された観察者の両目を覆うスクリーンであり、投射光学装置は、スクリーンに対向して配置され、画像表示装置は、スクリーンと投射光学装置とを内部に設けた画像表示部と、画像表示部からそれぞれ延設されたテンプル部と、を有し、テンプル部は、内部に中空部分が設けられ、先端部が下方に向けて曲がった形状を有し、光伝送手段は、テンプル部の先端部から中空部分を介して前記投射光学装置まで観察者の頭部に沿って配置され、テンプル部の少なくとも一部と画像表示部の端縁は、端縁と観察者の頭部との隙間が小さくなるように観察者の頭部に沿って形成され、テンプル部の少なくとも一部と画像表示部は、観察者の頭部に沿って観察者の頭部を覆っていることを特徴とする。 The image display system of the present invention includes a head-mounted image display device that displays an image, a light source that includes a light source, and is configured separately from the image display device, and the image from the light supply device. An optical transmission unit that transmits light to the display device, and either the light supply device or the image display device includes a light modulation device that modulates the light emitted from the light source, and the image display device includes: A screen and a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device onto the screen, the screen is a screen that covers the eyes of the observer formed in a concave curved surface, the projection optical device, The image display device is arranged to face the screen, and includes an image display unit in which the screen and the projection optical device are provided, and a temple unit that extends from the image display unit. Le portion inside the hollow portion provided has a shape tip is bent downward, the optical transmission means, the distal portion of the temple portion observer to the projection optical system through the hollow portion Arranged along the head, at least a part of the temple part and the edge of the image display part are formed along the observer's head so that the gap between the edge and the observer's head is reduced, At least a part of the temple part and the image display part cover the observer's head along the observer's head .

本発明によれば、重量が大きい光源が、画像表示装置とは別体に構成された光供給装置に設けられているため、画像表示装置の重量を低減することができる。このため、ヘッドマウント型の画像表示装置を装着する観察者の負担を軽減できる。また、スクリーンが、凹曲面状に形成された観察者の両目を覆うスクリーンであり、投射光学装置は、スクリーンに対向して配置され、画像表示装置は、スクリーンと投射光学装置とを内部に設けた画像表示部を有するため、スクリーンにレンズ効果を持たせたり、投射光学装置をスクリーンよりも内側の空間に配置したりすることで、画像表示装置を小型化することができるので、画像表示装置のより一層の軽量化を図ることができる。また、画像表示部からそれぞれ延設されたテンプル部を有し、テンプル部は、内部に中空部分が設けられ、先端部が下方に向けて曲がった形状を有し、光伝送手段は、テンプル部の先端部から中空部分を介して前記投射光学装置まで観察者の頭部に沿って配置されるため、観察者が画像表示装置を装着した際に、光伝送手段が観察者の顔にあたることがなく、観察者に不快感を与えることがない。また、テンプル部の少なくとも一部と画像表示部の端縁は、端縁と観察者の頭部との隙間が小さくなるように観察者の頭部に沿って形成され、テンプル部の少なくとも一部と画像表示部は、観察者の頭部に沿って観察者の頭部を覆っているため、スクリーンの周辺を暗くすることができ、スクリーン上に投射された画像を視認するにあたって、当該画像の輝度を高めることができる。さらに、高輝度発光する光源装置を採用しなくても十分な輝度の画像を視認させることができるので、光源装置の消費電力を低減することができる。
According to the present invention, since the light source having a large weight is provided in the light supply device configured separately from the image display device, the weight of the image display device can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the burden on the observer wearing the head mounted image display device. Further, the screen is a screen that covers both eyes of the observer formed in a concave curved surface, the projection optical device is disposed facing the screen, and the image display device includes the screen and the projection optical device inside. Since the image display unit is provided, the image display device can be reduced in size by providing the screen with a lens effect or by arranging the projection optical device in a space inside the screen. The weight can be further reduced. Each of the temple portions extends from the image display portion. The temple portion has a hollow portion inside and has a shape in which a tip portion is bent downward. Since the projection optical device is disposed along the observer's head from the distal end to the projection optical device, the light transmission means may hit the observer's face when the observer wears the image display device. And no discomfort to the observer. Further, at least a part of the temple part and an edge of the image display part are formed along the observer's head so that a gap between the edge and the observer's head becomes small, and at least a part of the temple part. Since the image display unit covers the observer's head along the observer's head, the periphery of the screen can be darkened, and when the image projected on the screen is viewed, Brightness can be increased. Furthermore, since an image with sufficient luminance can be viewed without using a light source device that emits light with high luminance, the power consumption of the light source device can be reduced.

本発明では、前記スクリーンは、前記画像表示装置が観察者の頭部に装着された状態で観察者の全視野を覆うことが好ましい。
本発明によれば、画像表示装置のスクリーンは、画像表示装置が観察者の頭部に装着された状態で観察者の全視野を覆うため、観察者の全視野に対して画像を投射することができる。このため、従来の画像表示装置と比較して高い臨場感を観察者に提供することができる。 In the present invention, it is preferable that the screen covers the entire visual field of the observer in a state where the image display device is mounted on the observer's head.
According to the present invention, the screen of the image display device projects the image onto the entire field of view of the observer in order to cover the entire field of view of the observer with the image display device mounted on the head of the observer. Can do. For this reason, compared with the conventional image display apparatus, a high presence can be provided to an observer.

本発明では、前記光変調装置は、前記光供給装置に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、光変調装置が光供給装置に設けられているため、光変調装置を画像表示装置に設ける必要がなく、画像表示装置を小型化及び軽量化できる。また、このような構成により、画像処理を行う画像処理装置を画像表示装置に設ける必要もなく、更に、光変調装置及び当該画像処理部に駆動電力を供給する電源を設ける必要もない。従って、画像表示装置をより軽量化できる。
さらに、光変調装置および画像処理装置を画像表示装置に設ける必要がないため、画像表示装置の処理負担を軽減できる。 In the present invention, it is preferable that the light modulation device is provided in the light supply device.
According to the present invention, since the light modulation device is provided in the light supply device, it is not necessary to provide the light modulation device in the image display device, and the image display device can be reduced in size and weight. Further, with such a configuration, it is not necessary to provide an image processing apparatus that performs image processing in the image display apparatus, and it is not necessary to provide a power supply that supplies driving power to the light modulation device and the image processing unit. Therefore, the image display device can be further reduced in weight.
Furthermore, since it is not necessary to provide the light modulation device and the image processing device in the image display device, the processing load on the image display device can be reduced.

本発明では、前記スクリーンは、反射型スクリーンであり、前記投射光学装置は、前記スクリーンに対向配置されていることが好ましい。
本発明によれば、スクリーンが反射型スクリーンであるため、投射光学装置の構成を簡素化できる。また、投射光学装置をスクリーンに対向配置したため、投射光学装置をスクリーンよりも内側の空間に配置できる。従って、画像表示装置を小型化及び一層の軽量化を図ることができる。 In the aspect of the invention, it is preferable that the screen is a reflective screen, and the projection optical device is disposed so as to face the screen.
According to the present invention, since the screen is a reflective screen, the configuration of the projection optical device can be simplified. In addition, since the projection optical device is disposed opposite to the screen, the projection optical device can be disposed in a space inside the screen. Therefore, the image display device can be reduced in size and further reduced in weight.

本発明の画像表示装置は、画像を表示するヘッドマウント型の画像表示装置であって、スクリーンと、外部から入力される光を前記スクリーンに投射する投射光学装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述した効果を奏する画像表示装置を得ることができる。 The image display device of the present invention is a head-mounted image display device that displays an image, and includes a screen and a projection optical device that projects light input from the outside onto the screen.
According to the present invention, it is possible to obtain an image display device that exhibits the effects described above.

本発明の第１実施形態に係る画像表示システムの使用形態を示す図。The figure which shows the usage condition of the image display system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前記第１実施形態に係る画像表示システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the image display system which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係る画像表示装置の上面図。FIG. 2 is a top view of the image display device according to the first embodiment. 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の上面図。The top view of the image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る画像表示システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the image display system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示システムの構成〕
図１は、本実施形態に係る画像表示システム１の使用形態を示す図である。
本実施形態に係る画像表示システム１は、図１に示すように、光供給装置としての画像供給装置２と、画像表示装置３と、画像供給装置２と画像表示装置３とを接続する光伝送手段としての光ファイバー４とを備えている。この画像表示システム１において、画像供給装置２は、光ファイバー４を介して画像（より詳しくは、当該画像に基づく光学像）を画像表示装置３に供給し、画像表示装置３は、画像供給装置２から供給された画像を投射表示する。 [First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of image display system]
FIG. 1 is a diagram illustrating a usage pattern of an image display system 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the image display system 1 according to this embodiment includes an image supply device 2 as a light supply device, an image display device 3, and an optical transmission that connects the image supply device 2 and the image display device 3. And an optical fiber 4 as means. In the image display system 1, the image supply device 2 supplies an image (more specifically, an optical image based on the image) to the image display device 3 through the optical fiber 4, and the image display device 3 is connected to the image supply device 2. The image supplied from is projected and displayed.

〔画像供給装置の構成〕
図２は、画像表示システム１の構成を示すブロック図である。
画像供給装置２は、画像表示装置３とは別体に構成されている。この画像供給装置２は、光源からの光を変調して、当該画像供給装置２内に記憶された画像情報や、図示しない外部機器から受信された画像情報に応じた画像を形成し、当該画像を光ファイバー４を介して画像表示装置３に供給する。なお、外部機器としては、ＰＣ（Personal Computer）、各種ディスク型記録媒体の再生装置、画像を予め記憶した半導体メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記録装置が挙げられる。
このような画像供給装置２は、図２に示すように、画像受信手段２１、画像形成手段２２、および制御手段２３を備えている。 [Configuration of image supply device]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image display system 1.
The image supply device 2 is configured separately from the image display device 3. The image supply device 2 modulates light from a light source to form an image according to image information stored in the image supply device 2 or image information received from an external device (not shown). Is supplied to the image display device 3 through the optical fiber 4. Examples of the external device include a PC (Personal Computer), a reproducing device for various disk-type recording media, and a recording device such as a semiconductor memory or an HDD (Hard Disk Drive) that stores images in advance.
As shown in FIG. 2, the image supply apparatus 2 includes an image receiving unit 21, an image forming unit 22, and a control unit 23.

画像受信手段２１は、前述の外部機器と接続される接続端子、半導体メモリーカードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリー等の記録装置と接続される接続端子の他、他の外部機器（図示省略）と無線で通信する無線通信装置とを備え、これらから送信される画像情報（画像信号及び画像データを含む）を受信する。そして、当該画像受信手段２１は、受信した画像情報を制御手段２３に出力する。すなわち、画像受信手段２１は、複数の入力ソースと接続可能であり、これにより、複数の入力系統を有している。このような画像受信手段２１が有する接続端子としては、ＵＳＢ端子を挙げることができる他、Ｄ−Ｓｕｂ（D-subminiature）端子、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子及びＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）端子を例示できる。   The image receiving means 21 is connected to other external devices (not shown) in addition to connection terminals connected to the aforementioned external devices, connection terminals connected to recording devices such as semiconductor memory cards and USB (Universal Serial Bus) memories. A wireless communication device that communicates wirelessly, and receives image information (including image signals and image data) transmitted from the wireless communication device. Then, the image receiving unit 21 outputs the received image information to the control unit 23. That is, the image receiving means 21 can be connected to a plurality of input sources, and thus has a plurality of input systems. Examples of the connection terminal included in the image receiving unit 21 include a USB terminal, a D-Sub (D-subminiature) terminal, a DVI (Digital Visual Interface) terminal, and an HDMI (High-Definition Multimedia Interface) terminal. Can be illustrated.

画像形成手段２２は、制御手段２３の制御の下、当該制御手段２３から入力される画像信号に応じた画像を形成して、当該画像を光ファイバー４に出力する。この画像形成手段２２は、光源としての光源装置２２１、光変調装置２２２、および縮小光学装置２２３を有する。   The image forming unit 22 forms an image corresponding to the image signal input from the control unit 23 under the control of the control unit 23, and outputs the image to the optical fiber 4. The image forming unit 22 includes a light source device 221 as a light source, a light modulation device 222, and a reduction optical device 223.

光源装置２２１は、高圧水銀ランプ等の光源ランプ及び反射鏡であるリフレクター、或いはＬＥＤ等の固体光源を備え、光変調装置２２２に光束を出射する。
光変調装置２２２は、光源装置２２１から出射された光束を変調して画像を形成する。この光変調装置２２２は、本実施形態では、液晶パネルと、当該液晶パネルを駆動させるドライバーとを備えた構成であるが、この構成に限らない。例えば、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶パネル以外の構成を有する光変調装置を採用してもよい。
縮小光学装置２２３は、光変調装置２２２により形成された画像を光ファイバー４の端面上に縮小する。 The light source device 221 includes a light source lamp such as a high-pressure mercury lamp and a reflector that is a reflecting mirror, or a solid light source such as an LED, and emits a light beam to the light modulation device 222.
The light modulation device 222 modulates the light beam emitted from the light source device 221 to form an image. In this embodiment, the light modulation device 222 includes a liquid crystal panel and a driver that drives the liquid crystal panel, but the configuration is not limited thereto. For example, you may employ | adopt the light modulation apparatus which has structures other than a liquid crystal panel, such as a device using a micromirror.
The reduction optical device 223 reduces the image formed by the light modulation device 222 onto the end face of the optical fiber 4.

制御手段２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の回路素子が実装された回路基板として構成され、当該ＲＯＭに記憶されたプログラム及びデータをＣＰＵが処理することにより、装置全体の動作を制御する。このような制御手段２３は、ＲＯＭ及びＲＡＭにより構成された記憶部２３１を有する他、ＣＰＵの機能部としての画像処理部２３２および表示制御部２３３を有する。   The control means 23 is configured as a circuit board on which circuit elements such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) are mounted, and stores programs and data stored in the ROM. The operation of the entire apparatus is controlled by processing by the CPU. Such a control unit 23 includes a storage unit 231 configured by a ROM and a RAM, and an image processing unit 232 and a display control unit 233 as functional units of the CPU.

記憶部２３１は、前述の各種プログラム及びデータを記憶する記憶領域の他、フレームメモリー領域およびバッファー領域を有する。
画像処理部２３２は、画像受信手段２１により受信された画像情報を処理し、フレーム毎の画像をフレームメモリー領域に描画する。具体的に、画像処理部２３２は、まず、受信された１フレーム分の画像をバッファー領域に描画する。この後、表示制御部２３３により、１フレーム分の画像信号がフレームメモリー領域から読み込まれて画像形成手段２２に出力されると、画像処理部２３２は、バッファー領域に描画した画像をフレームメモリー領域に描画する。この際、画像処理部２３２は、後述する画像表示装置３のスクリーン３１３に画像が投射された場合に、当該画像に歪みが生じないように補正する補正処理を行う。
表示制御部２３３は、画像処理部２３２によりフレームメモリー領域に描画された画像に応じた画像信号を画像形成手段２２に出力して、当該画像を形成させる。 The storage unit 231 has a frame memory area and a buffer area in addition to the above-described storage areas for storing various programs and data.
The image processing unit 232 processes the image information received by the image receiving unit 21 and draws an image for each frame in the frame memory area. Specifically, the image processing unit 232 first draws the received image for one frame in the buffer area. Thereafter, when an image signal for one frame is read from the frame memory area and output to the image forming unit 22 by the display control unit 233, the image processing unit 232 stores the image drawn in the buffer area in the frame memory area. draw. At this time, when an image is projected on a screen 313 of the image display device 3 to be described later, the image processing unit 232 performs a correction process for correcting the image so as not to be distorted.
The display control unit 233 outputs an image signal corresponding to the image drawn in the frame memory area by the image processing unit 232 to the image forming unit 22 to form the image.

〔画像表示装置の構成〕
図３は、画像表示装置３の上面図である。
画像表示装置３は、眼鏡のような外観を有したいわゆるヘッドマウントディスプレイであり、当該画像表示装置３を装着した観察者Ｐに対して、画像供給装置２から供給される画像を視認させる。 [Configuration of image display device]
FIG. 3 is a top view of the image display device 3.
The image display device 3 is a so-called head mounted display having an appearance like glasses, and allows an observer P wearing the image display device 3 to visually recognize an image supplied from the image supply device 2.

画像表示装置３は、図３に示すように、フレーム部３１と、投射光学装置３２とを備えている。
フレーム部３１は、中央に位置する画像表示部３１１と、画像表示部３１１の両端からそれぞれ同方向に延設されたテンプル部３１２とを備えている。 As shown in FIG. 3, the image display device 3 includes a frame unit 31 and a projection optical device 32.
The frame unit 31 includes an image display unit 311 located at the center and temple units 312 extending in the same direction from both ends of the image display unit 311.

このうち、各テンプル部３１２は、観察者Ｐの両耳で支持される部分であり、先端部が下方に向けて曲がった形状を有している。これらテンプル部３１２内は中空とされ、この中空部分に前述の光ファイバー４が挿通され、投射光学装置３２まで引き込まれている。これにより、観察者Ｐが画像表示装置３を装着した際に、光ファイバー４が観察者Ｐの顔に当たることがなく、観察者Ｐに不快感を与えることがない。   Among these, each temple part 312 is a part supported by the observer's P both ears, and has the shape where the front-end | tip part bent downward. The inside of these temple portions 312 is hollow, and the above-described optical fiber 4 is inserted into the hollow portion and drawn to the projection optical device 32. Thereby, when the observer P wears the image display device 3, the optical fiber 4 does not hit the face of the observer P, and the observer P is not uncomfortable.

画像表示部３１１は、観察者Ｐの両目を覆う形状とされ、全体的に曲面形状を有する。この画像表示部３１１の端縁は観察者Ｐの顔に沿うように形成されており、当該端縁と観察者Ｐの顔との隙間が可能な限り小さくなるようになっている。
このような画像表示部３１１の内面には、画像供給装置２から供給された画像が投影されるスクリーン３１３が設けられている。このスクリーン３１３は、凹曲面状に形成されており、画像表示装置３が観察者Ｐの頭部に装着された状態で観察者Ｐの全視野を覆うように構成されている。このスクリーン３１３は、投射光学装置３２により入射した投射光を当該スクリーン３１３の正面方向（すなわち、観察者Ｐ側）に反射させる反射型スクリーンである。 The image display unit 311 has a shape that covers both eyes of the observer P, and has a curved surface as a whole. The edge of the image display unit 311 is formed along the face of the observer P, and the gap between the edge and the face of the observer P is as small as possible.
A screen 313 on which an image supplied from the image supply device 2 is projected is provided on the inner surface of the image display unit 311. The screen 313 is formed in a concave curved surface shape, and is configured to cover the entire field of view of the observer P with the image display device 3 mounted on the head of the observer P. The screen 313 is a reflective screen that reflects the projection light incident by the projection optical device 32 in the front direction of the screen 313 (that is, the observer P side).

投射光学装置３２は、光ファイバー４を通ってきた画像をスクリーン３１３上に拡大投射する投射レンズを備えている。この投射光学装置３２は、本実施形態では、画像表示部３１１の略中央部に設けられた１つの投射光学装置３２がスクリーン３１３に対向配置されており、当該投射光学装置３２でスクリーン３１３の全面に画像を投射するようになっている。なお、投射光学装置３２は、画像表示部３１１の略中央部に配置される構成に限らず、スクリーン３１３の全面に画像を投射可能であれば、当該投射光学装置３２の配置位置は適宜変更可能である。   The projection optical device 32 includes a projection lens that enlarges and projects an image that has passed through the optical fiber 4 onto the screen 313. In the present embodiment, the projection optical device 32 is configured such that one projection optical device 32 provided substantially at the center of the image display unit 311 is disposed opposite to the screen 313, and the projection optical device 32 covers the entire surface of the screen 313. An image is projected on the screen. The projection optical device 32 is not limited to the configuration arranged in the substantially central portion of the image display unit 311, and the arrangement position of the projection optical device 32 can be appropriately changed as long as an image can be projected on the entire surface of the screen 313. It is.

以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１によれば、以下の作用効果がある。
すなわち、光源装置２２１や光変調装置２２２が、画像表示装置３とは別体に構成された画像供給装置２に設けられていることにより、これら装置２２１，２２２を画像表示装置３に設ける必要がない。このため、画像表示装置３の小型化及び軽量化を図ることができる。 The image display system 1 according to the present embodiment described above has the following operational effects.
That is, since the light source device 221 and the light modulation device 222 are provided in the image supply device 2 configured separately from the image display device 3, it is necessary to provide these devices 221 and 222 in the image display device 3. Absent. For this reason, the image display apparatus 3 can be reduced in size and weight.

画像表示装置３は、当該画像表示装置３が観察者Ｐの頭部に装着された状態で、スクリーン３１３が観察者Ｐの全視野を覆うように形成されているため、観察者Ｐの全視野に対して画像を投射することができる。このため、臨場感を高めることができる。
さらに、スクリーン３１３に画像を表示する構成であるため、例えば、液晶パネルに画像を表示する場合に比べて、容易に観察者Ｐの視野に合わせた形状とすることができる。 The image display device 3 is formed so that the screen 313 covers the entire field of view of the observer P in a state where the image display device 3 is mounted on the head of the observer P. Can project an image. For this reason, a sense of reality can be enhanced.
Furthermore, since the image is displayed on the screen 313, for example, the shape can be easily adapted to the field of view of the observer P as compared with the case where an image is displayed on the liquid crystal panel.

画像表示装置３では、スクリーン３１３を反射型としたため、スクリーン３１３を透過型にした場合と異なり、スクリーン３１３を覆うように投射光学装置を設ける必要がない。このため、投射光学装置３２を小型化することができる。さらに、投射光学装置３２をスクリーン３１３に対向配置したため、投射光学装置３２をスクリーン３１３よりも内側の空間に配置することができる。従って、画像表示装置３を小型化することができるので、画像表示装置３の一層の軽量化を図ることができる。   In the image display device 3, since the screen 313 is a reflection type, unlike the case where the screen 313 is a transmission type, it is not necessary to provide a projection optical device so as to cover the screen 313. For this reason, the projection optical device 32 can be reduced in size. Furthermore, since the projection optical device 32 is disposed opposite to the screen 313, the projection optical device 32 can be disposed in a space inside the screen 313. Therefore, since the image display device 3 can be reduced in size, the image display device 3 can be further reduced in weight.

また、画像表示部３１１の端縁は観察者Ｐの顔に沿うように形成され、当該端縁と観察者Ｐの顔との隙間が小さくなるようになっているため、スクリーン３１３の周辺を暗くすることができる。従って、スクリーン３１３上に投射された画像を視認するにあたって、当該画像の輝度を高めることができる。また、これにより、高輝度発光する光源装置２２１を採用しなくても十分な輝度の画像を視認できるので、光源装置２２１の消費電力を低減できる。   Further, since the edge of the image display unit 311 is formed along the face of the observer P, and the gap between the edge and the face of the observer P is reduced, the periphery of the screen 313 is darkened. can do. Therefore, when viewing the image projected on the screen 313, the brightness of the image can be increased. In addition, this makes it possible to visually recognize an image having sufficient luminance without using the light source device 221 that emits light with high luminance, so that the power consumption of the light source device 221 can be reduced.

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る画像表示システムについて説明する。
本実施形態に係る画像表示システムは、前述の画像表示システム１と同様の構成を有するが、画像表示装置に設けられる投射光学装置の数および配置が、第１実施形態の場合と相違する。なお、第２実施形態以降の説明にあたり、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。 [Second Embodiment]
Next, an image display system according to a second embodiment of the present invention will be described.
The image display system according to the present embodiment has the same configuration as that of the image display system 1 described above, but the number and arrangement of projection optical devices provided in the image display apparatus are different from those in the first embodiment. In the description of the second and subsequent embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図４は、第２実施形態に係る画像表示装置３Ａの上面図である。
本実施形態の画像表示装置３Ａでは、画像表示部３１１の両側に投射光学装置３２が配置されている。この画像表示装置３Ａにおいて、一方の投射光学装置３２は、スクリーン３１３の右半分に最終的な画像の略半分の画像（右画像）を投射し、他方の投射光学装置３２は、スクリーン３１３の左半分に残り半分の画像（左画像）を投射する。この際、各投射光学装置３２は、それぞれの画像の一部がスクリーン３１３の略中央部で互いにオーバーラップするように画像を投射する。 FIG. 4 is a top view of the image display device 3A according to the second embodiment.
In the image display device 3 </ b> A of the present embodiment, the projection optical device 32 is disposed on both sides of the image display unit 311. In this image display device 3 </ b> A, one projection optical device 32 projects an image (right image) that is substantially half of the final image on the right half of the screen 313, and the other projection optical device 32 projects the left of the screen 313. Project the remaining half of the image (left image) in half. At this time, each projection optical device 32 projects an image so that a part of each image overlaps at a substantially central portion of the screen 313.

これに伴い、画像供給装置２の画像形成手段２２は、制御手段２３の制御の下、左右に分割された画像を形成する。この際、画像処理部２３２は、右画像及び左画像が投射された場合に、オーバーラップする部位の輝度が高くならないように、当該部位をブレンド処理した右画像及び左画像を描画する。
また、画像供給装置２と画像表示装置３とは、２本の光ファイバー４で接続されており、画像形成手段２２は、右画像及び左画像をそれぞれ対応する光ファイバー４に出力する。 Accordingly, the image forming unit 22 of the image supply device 2 forms an image divided into left and right under the control of the control unit 23. At this time, when the right image and the left image are projected, the image processing unit 232 draws the right image and the left image in which the part is blended so that the luminance of the overlapping part does not increase.
The image supply device 2 and the image display device 3 are connected by two optical fibers 4, and the image forming unit 22 outputs the right image and the left image to the corresponding optical fibers 4.

本実施形態に係る画像表示システムによれば、画像表示システム１と同様の効果がある他、以下の効果がある。
すなわち、分割された右画像及び左画像を２つの投射光学装置３２でそれぞれ投射するので、投射光学装置３２による画像の拡大率を小さくすることができる。このため、スクリーン３１３の画像の輝度を高めることができる。 The image display system according to the present embodiment has the following effects in addition to the same effects as the image display system 1.
That is, since the divided right image and left image are respectively projected by the two projection optical devices 32, the enlargement ratio of the image by the projection optical device 32 can be reduced. For this reason, the brightness of the image on the screen 313 can be increased.

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る画像表示システム１Ｂについて説明する。
本実施形態に係る画像表示システムは、画像表示装置が光変調装置を有する他、画像情報（信号およびデータを含む）を伝送する画像情報伝送手段により、画像供給装置と画像表示装置とが接続されている点で、前述の画像表示システムと相違する。 [Third Embodiment]
Next, an image display system 1B according to the third embodiment will be described.
In the image display system according to the present embodiment, the image display device includes a light modulation device, and the image supply device and the image display device are connected by image information transmission means for transmitting image information (including signals and data). This is different from the image display system described above.

本実施形態に係る画像表示システム１Ｂは、図５に示すように、画像供給装置２Ｂ、画像表示装置３Ｂ、光ファイバー４及び画像情報伝送手段５を備える。
このうち、画像情報伝送手段５としては、デジタル信号を伝送可能とするものであれば、いずれの構成でも採用でき、例えば、ＵＳＢケーブルやＬＡＮ(Local Area Network)ケーブル等の有線でデジタル信号を伝送する各規格の他、無線媒体（電波、音、赤外線等）を介してデジタル信号を伝送する規格も含むものでもよい。 As shown in FIG. 5, the image display system 1 </ b> B according to the present embodiment includes an image supply device 2 </ b> B, an image display device 3 </ b> B, an optical fiber 4, and image information transmission means 5.
Among them, the image information transmission means 5 can be adopted in any configuration as long as it can transmit a digital signal. For example, the digital signal is transmitted by wire such as a USB cable or a LAN (Local Area Network) cable. In addition to each standard, a standard for transmitting a digital signal via a wireless medium (radio wave, sound, infrared, etc.) may be included.

画像供給装置２Ｂは、画像受信手段２１と、光源装置２２１及び縮小光学装置２２３と、制御手段２３とを備える。
これらのうち、縮小光学装置２２３は、光源装置２２１から出射された光束を光ファイバー４の端面上に集光し、当該光を光ファイバー４に出力する。
また、制御手段２３の表示制御部２３３は、フレームメモリー領域に描画された画像に応じた画像信号を画像情報伝送手段５を介して画像表示装置３Ｂに出力する。 The image supply device 2B includes an image reception unit 21, a light source device 221, a reduction optical device 223, and a control unit 23.
Among these, the reduction optical device 223 condenses the light beam emitted from the light source device 221 on the end face of the optical fiber 4 and outputs the light to the optical fiber 4.
The display control unit 233 of the control unit 23 outputs an image signal corresponding to the image drawn in the frame memory area to the image display device 3B via the image information transmission unit 5.

画像表示装置３Ｂは、光変調装置３３を更に備える他は、画像表示装置３と同様の構成を有する。光変調装置３３は、第１実施形態の光変調装置２２２と同じ構成としてもよく、異なる構成としてもよい。
そして、画像表示装置３Ｂでは、画像情報伝送手段５を介して入力される画像信号に応じて、光変調装置３３が光ファイバー４を通ってきた光束を変調することで画像が形成される。そして、投射光学装置３２は、当該画像をスクリーン３１３上に拡大投射する。 The image display device 3 </ b> B has the same configuration as the image display device 3 except that it further includes a light modulation device 33. The light modulation device 33 may have the same configuration as the light modulation device 222 of the first embodiment, or may have a different configuration.
In the image display device 3B, an image is formed by the light modulation device 33 modulating the light beam that has passed through the optical fiber 4 in accordance with the image signal input through the image information transmission means 5. Then, the projection optical device 32 enlarges and projects the image on the screen 313.

以上のような画像表示システム１Ｂによっても、前述した第１実施形態の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態においては、画像表示装置３と同様に、画像表示装置３Ｂは、１つの投射光学装置３２によりスクリーン３１３に画像を投射する構成であったが、画像表示装置３Ａのように、２つの投射光学装置により画像を投射する構成としてもよい。   Also by the image display system 1B as described above, the operational effects of the first embodiment described above can be achieved. In the present embodiment, like the image display device 3, the image display device 3B is configured to project an image onto the screen 313 by one projection optical device 32, but like the image display device 3A, It is good also as a structure which projects an image with two projection optical apparatuses.

〔実施形態の変形〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、スクリーン３１３は、投射光学装置３２から投射された光を反射する反射型スクリーンとして構成されていたが、本発明はこれに限らない。すなわち、背面側から入射される光を透過させて、当該光により形成される画像を表示する透過型スクリーンとして構成してもよい。 [Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the screen 313 is configured as a reflective screen that reflects the light projected from the projection optical device 32, but the present invention is not limited to this. That is, it may be configured as a transmissive screen that transmits light incident from the back side and displays an image formed by the light.

前記各実施形態では、光伝送手段として光ファイバー４が用いられているが、画像供給装置２から画像表示装置３に光を伝送するものであれば、いずれの構成でも採用できる。この光伝送手段としては、例えば、光ファイバー４等の有線で光を伝送する構成の他、無線で光を伝送する構成であってもよい。   In each of the above embodiments, the optical fiber 4 is used as the light transmission means, but any configuration can be adopted as long as it transmits light from the image supply device 2 to the image display device 3. As this optical transmission means, for example, a configuration in which light is transmitted wirelessly in addition to a configuration in which light is transmitted by wire such as the optical fiber 4 may be used.

前記第２実施形態では、一部がオーバーラップするように右画像及び左画像を表示したが、本発明はこれに限らない。例えば、右目により視認される画像の表示領域と、左目により視認される画像の表示領域とを分けてもよい。この場合、例えば、それぞれの表示領域に視差画像である右目用画像及び左目用画像を表示する構成としてもよい。   In the second embodiment, the right image and the left image are displayed so as to partially overlap, but the present invention is not limited to this. For example, an image display area visually recognized by the right eye and an image display area visually recognized by the left eye may be separated. In this case, for example, a right-eye image and a left-eye image that are parallax images may be displayed in the respective display areas.

本発明は、ヘッドマウント型の画像表示装置を備えた画像表示システムに利用できる。   The present invention can be used for an image display system including a head-mounted image display device.

１…画像表示システム、２…画像供給装置（光供給装置）、３…画像表示装置、４…光ファイバー（光伝送手段）、３２…投射光学装置、２２１…光源装置（光源）、２２２…光変調装置、３１３…スクリーン、Ｐ…観察者。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image display system, 2 ... Image supply apparatus (light supply apparatus), 3 ... Image display apparatus, 4 ... Optical fiber (light transmission means), 32 ... Projection optical apparatus, 221 ... Light source apparatus (light source), 222 ... Light modulation Device, 313 ... screen, P ... observer.

Claims (10)

画像を表示するヘッドマウント型の画像表示装置と、
光源を有し、前記画像表示装置とは別体に構成された光供給装置と、
前記光供給装置から前記画像表示装置に光を伝送する光伝送手段と、を備え、
前記光供給装置および前記画像表示装置のいずれかは、前記光源から出射された光を変調する光変調装置を備え、
前記画像表示装置は、
スクリーンと、
前記光変調装置により変調された光を前記スクリーンに投射する投射光学装置と、を備え、
前記スクリーンは、凹曲面状に形成された観察者の両目を覆うスクリーンであり、
前記投射光学装置は、前記スクリーンに対向して配置され、
前記画像表示装置は、前記スクリーンと前記投射光学装置とを内部に設けた画像表示部と、前記画像表示部からそれぞれ延設されたテンプル部と、を有し、
前記テンプル部は、内部に中空部分が設けられ、先端部が下方に向けて曲がった形状を有し、
前記光伝送手段は、前記先端部から前記中空部分を介して前記投射光学装置まで観察者の頭部に沿って配置され、
前記テンプル部の少なくとも一部と前記画像表示部の端縁は、前記端縁と前記観察者の頭部との隙間が小さくなるように前記観察者の頭部に沿って形成され、
前記テンプル部の少なくとも一部と前記画像表示部は、前記観察者の頭部に沿って前記観察者の頭部を覆っている
ことを特徴とする画像表示システム。 A head-mounted image display device for displaying images;
A light supply device having a light source and configured separately from the image display device;
And an optical transmission means for transmitting light to the image display device from the light supply device,
Either the light supply device or the image display device includes a light modulation device that modulates light emitted from the light source,
The image display device includes:
Screen,
And a projection optical device that projects the screen the light modulated by the light modulation device,
The screen is a screen that covers both eyes of an observer formed in a concave curved surface,
The projection optical device is disposed to face the screen,
The image display device includes an image display unit in which the screen and the projection optical device are provided, and a temple unit extending from the image display unit.
The temple portion has a hollow portion provided therein, and a tip portion bent downward.
The optical transmission means is disposed along the head of the observer to the projection optical system through the hollow portion from the tip portion,
At least a part of the temple part and an edge of the image display part are formed along the head of the observer so that a gap between the edge and the head of the observer is small.
At least a part of the temple part and the image display part cover the head of the observer along the head of the observer. 請求項１に記載の画像表示システムにおいて、
前記スクリーンは、１枚のスクリーンであり、
前記画像表示装置は、前記観察者の両目を覆う曲面形状を有し、前記曲面形状の内面に前記スクリーンが設けられ、
前記投射光学装置は、前記観察者の左右の目の間に位置し、前記観察者の頭部に沿って前記画像表示部の略中央部に配置され、
前記スクリーンは、前記画像表示部の略中央部に配置された前記投射光学装置により、画像が投射される
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to claim 1,
The screen is a single screen;
The image display device has a curved shape that covers both eyes of the observer, and the screen is provided on the inner surface of the curved shape,
The projection optical device is located between the left and right eyes of the observer, and is disposed at a substantially central portion of the image display unit along the head of the observer.
An image is projected on the screen by the projection optical device disposed at a substantially central portion of the image display unit. 請求項１に記載の画像表示システムにおいて、
前記スクリーンは、１枚のスクリーンであり、
前記画像表示装置は、前記観察者の両目を覆う曲面形状を有し、前記曲面形状の内面に前記スクリーンが設けられ、
前記投射光学装置は、前記観察者の左右の目の両端に位置し、前記観察者の頭部に沿って前記画像表示部の両側に配置され、
前記スクリーンは、前記画像表示部の両側に配置された一方の前記投射光学装置により、最終的に前記スクリーンに投射される画像の略半分の画像を投射し、他方の投射光学装置により残り半分の画像を投射する
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to claim 1,
The screen is a single screen;
The image display device has a curved shape that covers both eyes of the observer, and the screen is provided on the inner surface of the curved shape,
The projection optical device is located at both ends of the left and right eyes of the observer, and is disposed on both sides of the image display unit along the head of the observer.
The screen projects one half of the image finally projected on the screen by one projection optical device arranged on both sides of the image display unit, and the other half by the other projection optical device. An image display system characterized by projecting an image. 請求項３に記載の画像表示システムにおいて、
前記投射光学装置は、それぞれの画像の一部が前記スクリーンの略中央部で互いに重なり合うように画像を投射する
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to claim 3,
The projection optical system, an image display system, wherein a portion of each image to project an image so as to overlap each other at a substantially central portion of the screen. 請求項４に記載の画像表示システムにおいて、
前記投射光学装置が投射するそれぞれの画像の重なり合う部位の輝度が高くならないように当該部位に対してブレンド処理を行うブレンド処理部を備える
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to claim 4,
An image display system, comprising: a blend processing unit that performs a blend process on a portion of the overlapping portion of the images projected by the projection optical device so as not to increase in luminance. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記光変調装置は、前記光供給装置に設けられている
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to any one of claims 1 to 5,
The image display system, wherein the light modulation device is provided in the light supply device. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の画像表示システムにおいて、
前記光供給装置は、記憶部と画像処理部と表示制御部とを有し、
前記記憶部は、フレームメモリー領域とバッファー領域とを有し、
前記画像処理部は、表示する画像をバッファー領域に記憶するとともに、前記スクリーンに投射する画像に歪みが生じないように画像を補正する補正処理を行い、前記フレームメモリー領域に記憶し、
前記表示制御部は、前記フレームメモリー領域に記憶された画像に応じた画像信号に基づいて前記光変調装置により画像を形成して前記光伝送手段に出力する
ことを特徴とする画像表示システム。 In the image display system according to any one of claims 1 to 6,
The light supply device includes a storage unit, an image processing unit, and a display control unit,
The storage unit has a frame memory area and a buffer area,
The image processing unit stores an image to be displayed in the buffer area, performs a correction process for correcting the image so that the image projected on the screen is not distorted, and stores the image in the frame memory area.
The display control unit forms an image by the light modulation device based on an image signal corresponding to an image stored in the frame memory area, and outputs the image to the optical transmission unit. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記スクリーンは、反射型スクリーンである
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to any one of claims 1 to 7,
The image display system, wherein the screen is a reflective screen. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記スクリーンは、透過型スクリーンである
ことを特徴とする画像表示システム。 The image display system according to any one of claims 1 to 7,
The image display system, wherein the screen is a transmissive screen. 光源を有する光供給装置、及び前記光供給装置からの光を伝送する光伝送手段とともに用いられる、画像を表示するヘッドマウント型の画像表示装置であって、
スクリーンと、
外部から入力される光を前記スクリーンに投射する投射光学装置と、を備え、
前記スクリーンは、凹曲面状に形成された観察者の両目を覆うスクリーンであり、
前記投射光学装置は、前記スクリーンに対向して配置され、
前記画像表示装置は、前記スクリーンと前記投射光学装置とを内部に設けた画像表示部と、前記画像表示部からそれぞれ延設されたテンプル部と、を有し、
前記テンプル部は、内部に中空部分が設けられ、先端部が下方に向けて曲がった形状を有し、前記先端部から前記中空部分を介して前記投射光学装置まで観察者の頭部に沿って前記光伝送手段が配置され、
前記テンプル部の少なくとも一部と前記画像表示部の端縁は、前記端縁と前記観察者の頭部との隙間が小さくなるように前記観察者の頭部に沿って形成され、
前記テンプル部の少なくとも一部と前記画像表示部は、前記観察者の頭部に沿って前記観察者の頭部を覆っている
ことを特徴とする画像表示装置。 A head-mounted image display device for displaying an image, used together with a light supply device having a light source, and a light transmission means for transmitting light from the light supply device ,
Screen,
Comprising a projection optical device that projects the light input from the outside to the screen, and
The screen is a screen that covers both eyes of an observer formed in a concave curved surface,
The projection optical device is disposed to face the screen,
The image display device includes an image display unit in which the screen and the projection optical device are provided, and a temple unit extending from the image display unit.
The temple portion has a hollow portion therein , and has a shape in which a tip portion is bent downward, and extends along the head of an observer from the tip portion to the projection optical device through the hollow portion. The optical transmission means is disposed;
At least a part of the temple part and an edge of the image display part are formed along the head of the observer so that a gap between the edge and the head of the observer is small.
At least a part of the temple part and the image display part cover the head of the observer along the head of the observer.
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