JPH07115607A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents
頭部装着型映像表示装置Info
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- JPH07115607A JPH07115607A JP26107493A JP26107493A JPH07115607A JP H07115607 A JPH07115607 A JP H07115607A JP 26107493 A JP26107493 A JP 26107493A JP 26107493 A JP26107493 A JP 26107493A JP H07115607 A JPH07115607 A JP H07115607A
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- Japan
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- pupil
- observer
- image
- image display
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 観察者が行う瞳合わせの操作を容易に行える
ようにした頭部装着型映像表示装置。 【構成】 映像表示素子１と、映像表示素子１に表示さ
れた映像を観察者の眼球Ｅ内に投影するために用いられ
る投影光学系４とを備えた頭部装着型映像表示装置にお
いて、映像表示素子１への映像表示を遮断するか映像表
示素子１からの映像を遮断する映像遮断手段と、映像表
示素子１の表示映像を観察者の眼球Ｅまで導く光路内に
配置された凹面反射鏡４と、瞳ずれを判定するための照
明光源６とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、映
像遮断手段と照明光源６を動作させ、眼球Ｅの瞳の像が
凹面反射鏡４により遠方に結像され、観察者の瞳が本表
示装置の射出瞳と一致せず瞳ずれがある時は、その遠方
像を観察者が視軸方向に見ることができないので、瞳ず
れがあることが容易に分かる。
ようにした頭部装着型映像表示装置。 【構成】 映像表示素子１と、映像表示素子１に表示さ
れた映像を観察者の眼球Ｅ内に投影するために用いられ
る投影光学系４とを備えた頭部装着型映像表示装置にお
いて、映像表示素子１への映像表示を遮断するか映像表
示素子１からの映像を遮断する映像遮断手段と、映像表
示素子１の表示映像を観察者の眼球Ｅまで導く光路内に
配置された凹面反射鏡４と、瞳ずれを判定するための照
明光源６とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、映
像遮断手段と照明光源６を動作させ、眼球Ｅの瞳の像が
凹面反射鏡４により遠方に結像され、観察者の瞳が本表
示装置の射出瞳と一致せず瞳ずれがある時は、その遠方
像を観察者が視軸方向に見ることができないので、瞳ず
れがあることが容易に分かる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、頭部装着型映像表示
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、個人で大画面の映像を楽しむた
め、また屋外に携帯して映像を見ることができるように
するため等を目的として、観察者の頭部に保持する頭部
装着型映像表示装置が考え出されている。
め、また屋外に携帯して映像を見ることができるように
するため等を目的として、観察者の頭部に保持する頭部
装着型映像表示装置が考え出されている。
【０００３】例えば、図７は、従来の頭部装着型映像表
示装置の一例を示すもので、観察者が使用している状態
を示す部分断面図である。この頭部装着型映像表示装置
１０１では、観察者の頭部に装着されて両眼前方に配置
される映像表示素子１０２と、音声を再生する音声再生
素子１０３を有している。これらの映像表示素子１０２
と音声再生素子１０３は、映像信号供給用コード１０４
及び音声信号供給用コード１０５を介して図示しない映
像・音声信号供給部と接続されている。
示装置の一例を示すもので、観察者が使用している状態
を示す部分断面図である。この頭部装着型映像表示装置
１０１では、観察者の頭部に装着されて両眼前方に配置
される映像表示素子１０２と、音声を再生する音声再生
素子１０３を有している。これらの映像表示素子１０２
と音声再生素子１０３は、映像信号供給用コード１０４
及び音声信号供給用コード１０５を介して図示しない映
像・音声信号供給部と接続されている。
【０００４】そして、映像表示素子１０２の顔面寄りの
位置の装置開口部１０６内には、投影光学系１０７が取
り付けられている。この投影光学系１０７は、映像表示
素子１０２に表示された映像を拡大して、観察者の眼球
１０８内に投影させるように、映像表示素子１０２と所
定の間隔において配置されている。
位置の装置開口部１０６内には、投影光学系１０７が取
り付けられている。この投影光学系１０７は、映像表示
素子１０２に表示された映像を拡大して、観察者の眼球
１０８内に投影させるように、映像表示素子１０２と所
定の間隔において配置されている。
【０００５】このような頭部装着型映像表示装置によ
り、小型の映像表示素子で大画面映像の迫力が得られる
と共に、周囲に映像情報を漏らすことなく、観察者が楽
な姿勢で映像を楽しむことができるが、観察者の眼幅に
は個人差があるため、投影光学系１０７による投影像を
眼球１０８内に良好に導くことができなくなることがあ
る。
り、小型の映像表示素子で大画面映像の迫力が得られる
と共に、周囲に映像情報を漏らすことなく、観察者が楽
な姿勢で映像を楽しむことができるが、観察者の眼幅に
は個人差があるため、投影光学系１０７による投影像を
眼球１０８内に良好に導くことができなくなることがあ
る。
【０００６】そのため、実開平２−８２１７５号、特開
平４−２６２８８号、特願平４−２６７５０４号におい
て、両眼の間隔の個人差に合わせて、投影光学系の右眼
用と左眼用の射出瞳の間隔が調整可能な頭部装着型映像
表示装置が考え出されいる。
平４−２６２８８号、特願平４−２６７５０４号におい
て、両眼の間隔の個人差に合わせて、投影光学系の右眼
用と左眼用の射出瞳の間隔が調整可能な頭部装着型映像
表示装置が考え出されいる。
【０００７】一方、頭部装着型映像表示装置は、観察者
の頭部に装着することから、疲労軽減及び危険防止のた
め、映像表示素子を小型軽量化させる必要があり、主と
して液晶表示素子を用いている。
の頭部に装着することから、疲労軽減及び危険防止のた
め、映像表示素子を小型軽量化させる必要があり、主と
して液晶表示素子を用いている。
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、この液
晶を用いた映像表示素子には視覚依存性がある。つま
り、一般的に液晶表示素子の法線方向から約５°以内の
範囲の方向へ発せられる光では高いコントラストを持つ
ので、良好な映像が得られるが、それ以外の方向では良
好な映像が得難くなってしまう。
晶を用いた映像表示素子には視覚依存性がある。つま
り、一般的に液晶表示素子の法線方向から約５°以内の
範囲の方向へ発せられる光では高いコントラストを持つ
ので、良好な映像が得られるが、それ以外の方向では良
好な映像が得難くなってしまう。
【０００９】すなわち、図８に示す映像表示素子１０２
から発せられる光束の開口数が小さいために、投影光学
系１０７による射出瞳１０９の射出瞳径が小さく限られ
てしまう。また、眼球に導かれる光量を増やすために、
レンズ系等を用いて映像表示素子からの光の集光性を高
めようとすると、射出瞳も小さく限られてしまう。
から発せられる光束の開口数が小さいために、投影光学
系１０７による射出瞳１０９の射出瞳径が小さく限られ
てしまう。また、眼球に導かれる光量を増やすために、
レンズ系等を用いて映像表示素子からの光の集光性を高
めようとすると、射出瞳も小さく限られてしまう。
【００１０】そのため、観察者１１０が良好な映像を得
るためには、良好な映像が得られる光を観察者の左右の
瞳１１１及び１１２の全面で受ける必要があるので、射
出瞳１０９又はその前後の良好な光の交わっている領域
内に観察者の瞳を置かねばならない。
るためには、良好な映像が得られる光を観察者の左右の
瞳１１１及び１１２の全面で受ける必要があるので、射
出瞳１０９又はその前後の良好な光の交わっている領域
内に観察者の瞳を置かねばならない。
【００１１】図８は、観察者１１０の左眼の瞳１１１が
射出瞳１０９と重なっているので、左眼では良好な映像
を観察しているが、右眼の瞳１１２が射出瞳１０９とず
れており、右眼では良好な映像を観察できておらず、両
眼視ができていない状態を示すものである。
射出瞳１０９と重なっているので、左眼では良好な映像
を観察しているが、右眼の瞳１１２が射出瞳１０９とず
れており、右眼では良好な映像を観察できておらず、両
眼視ができていない状態を示すものである。
【００１２】一般に、観察者は両眼で観察しているかど
うかが分からず、それを確かめるために、片眼を瞑って
両眼視できているかどうかを確認しなければならない。
また瞳がずれていた時にどちらの方向に装置を調節した
らよいのかが分かり難い。そのため、観察者は、頭部装
着型映像表示装置を使用する際には、煩雑な瞳合わせを
行わなくてはならない。
うかが分からず、それを確かめるために、片眼を瞑って
両眼視できているかどうかを確認しなければならない。
また瞳がずれていた時にどちらの方向に装置を調節した
らよいのかが分かり難い。そのため、観察者は、頭部装
着型映像表示装置を使用する際には、煩雑な瞳合わせを
行わなくてはならない。
【００１３】さらに、特開平５−６６３４０号に示され
ているように、観察者の瞳位置を光電的に検出して自動
的に眼幅を調節する機構を設けることは、装置が複雑に
なることになり、頭部装着型映像表示装置にとって最も
問題となる重量が重くなってしまい、装着感が悪くなっ
たり、長時間の観察で疲労を起こす等の問題が発生しや
すくなる。
ているように、観察者の瞳位置を光電的に検出して自動
的に眼幅を調節する機構を設けることは、装置が複雑に
なることになり、頭部装着型映像表示装置にとって最も
問題となる重量が重くなってしまい、装着感が悪くなっ
たり、長時間の観察で疲労を起こす等の問題が発生しや
すくなる。
【００１４】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、観察者が行う煩
雑な瞳合わせの操作を容易に行えるようにした頭部装着
型映像表示装置を提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、観察者が行う煩
雑な瞳合わせの操作を容易に行えるようにした頭部装着
型映像表示装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の頭部装着型映像表示装置は、映像を
表示する映像表示手段と、前記映像表示手段に表示され
た映像を観察者の眼球内に投影するために用いられる投
影光学系とを備えた頭部装着型映像表示装置において、
前記映像表示手段への映像表示を遮断するか前記映像表
示手段からの映像を遮断する映像遮断手段と、前記映像
表示手段の表示映像を観察者の眼球まで導く光路内に配
置された少なくとも１つの凹面反射鏡又は半透明凹面反
射鏡と、瞳ずれを判定するための照明手段とを有し、観
察者の瞳位置を調整する際に、前記映像遮断手段と前記
照明手段を動作させるようにしたことを特徴とするもの
である。
るために、本発明の頭部装着型映像表示装置は、映像を
表示する映像表示手段と、前記映像表示手段に表示され
た映像を観察者の眼球内に投影するために用いられる投
影光学系とを備えた頭部装着型映像表示装置において、
前記映像表示手段への映像表示を遮断するか前記映像表
示手段からの映像を遮断する映像遮断手段と、前記映像
表示手段の表示映像を観察者の眼球まで導く光路内に配
置された少なくとも１つの凹面反射鏡又は半透明凹面反
射鏡と、瞳ずれを判定するための照明手段とを有し、観
察者の瞳位置を調整する際に、前記映像遮断手段と前記
照明手段を動作させるようにしたことを特徴とするもの
である。
【００１６】この場合、上記の光路内に瞳ずれ指標又は
瞳合わせ用補助指標を設けるようにすることもでき、ま
た、上記の光路内に瞳ずれ指標又は瞳合わせ用補助指標
を設け、上記の照明手段によりこの瞳ずれ指標又は瞳合
わせ用補助指標を照明するようにすることもできる。
瞳合わせ用補助指標を設けるようにすることもでき、ま
た、上記の光路内に瞳ずれ指標又は瞳合わせ用補助指標
を設け、上記の照明手段によりこの瞳ずれ指標又は瞳合
わせ用補助指標を照明するようにすることもできる。
【００１７】
【作用】本発明においては、映像表示手段への映像表示
を遮断するか映像表示手段からの映像を遮断する映像遮
断手段と、映像表示手段の表示映像を観察者の眼球まで
導く光路内に配置された少なくとも１つの凹面反射鏡又
は半透明凹面反射鏡と、瞳ずれを判定するための照明手
段とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、映像遮断
手段と照明手段を動作させるようにしたので、映像表示
を遮断した状態で、観察者自身の瞳又は瞳ずれ指標を照
明すると、それらの像が凹面反射鏡又は半透明凹面反射
鏡により遠方に結像され、観察者の瞳が本表示装置の射
出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、その遠方像
を観察者が視軸方向に見ることができないので、瞳ずれ
があることが容易に分かり、それに基づいて眼幅・瞳ず
れ調整を簡単な操作で行うことができる。
を遮断するか映像表示手段からの映像を遮断する映像遮
断手段と、映像表示手段の表示映像を観察者の眼球まで
導く光路内に配置された少なくとも１つの凹面反射鏡又
は半透明凹面反射鏡と、瞳ずれを判定するための照明手
段とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、映像遮断
手段と照明手段を動作させるようにしたので、映像表示
を遮断した状態で、観察者自身の瞳又は瞳ずれ指標を照
明すると、それらの像が凹面反射鏡又は半透明凹面反射
鏡により遠方に結像され、観察者の瞳が本表示装置の射
出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、その遠方像
を観察者が視軸方向に見ることができないので、瞳ずれ
があることが容易に分かり、それに基づいて眼幅・瞳ず
れ調整を簡単な操作で行うことができる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照にして本発明の頭部装着型
映像表示装置をいくつかの実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施例の構成を示す図であり、この
図は、左右の眼の何れか一方用の光学系のみを示してい
る。本実施例の映像表示装置は、観察者眼球Ｅの視軸Ａ
に沿って視軸外に配置された液晶映像表示素子１と、視
軸Ａに対して約４５°の角度をなすように半透過面３が
接合面にコーティングされているビームスプリッタープ
リズム２と、ビームスプリッタープリズム２を挟んで映
像表示素子１に対向して配置された凹面反射鏡４と、液
晶映像表示素子１の背後に配置されたバックライト５と
からなり、映像表示素子１の表示像を眼球Ｅ内に投影す
る投影光学系は、凹面反射鏡４と半透過面３で構成され
ている。そして、凹面反射鏡４の半透過面３で反射され
た焦点は、観察者眼球Ｅの瞳近傍に位置するように配置
される。
映像表示装置をいくつかの実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施例の構成を示す図であり、この
図は、左右の眼の何れか一方用の光学系のみを示してい
る。本実施例の映像表示装置は、観察者眼球Ｅの視軸Ａ
に沿って視軸外に配置された液晶映像表示素子１と、視
軸Ａに対して約４５°の角度をなすように半透過面３が
接合面にコーティングされているビームスプリッタープ
リズム２と、ビームスプリッタープリズム２を挟んで映
像表示素子１に対向して配置された凹面反射鏡４と、液
晶映像表示素子１の背後に配置されたバックライト５と
からなり、映像表示素子１の表示像を眼球Ｅ内に投影す
る投影光学系は、凹面反射鏡４と半透過面３で構成され
ている。そして、凹面反射鏡４の半透過面３で反射され
た焦点は、観察者眼球Ｅの瞳近傍に位置するように配置
される。
【００１９】本実施例では、通常の映像観察時は、映像
表示素子１を出た光線は、半透過面３を透過し、凹面反
射鏡４で反射した後、略平行光となり、遠方の像として
半透過面３に戻り、今度は反射して、これが観察者の眼
球Ｅに入射し、観察者前方の遠方像として表示される構
成となっている。
表示素子１を出た光線は、半透過面３を透過し、凹面反
射鏡４で反射した後、略平行光となり、遠方の像として
半透過面３に戻り、今度は反射して、これが観察者の眼
球Ｅに入射し、観察者前方の遠方像として表示される構
成となっている。
【００２０】本発明に基づいて、瞳ずれ・眼幅を調整す
るには、以下のような眼幅・瞳ずれ調整を行う。先ず、
映像表示素子１からの光は直接観察者の眼球Ｅに入射す
るので、瞳ずれ調整時には邪魔になる。そこで、瞳ずれ
調整時には画面が暗くなるように、映像表示素子１の表
示回路に電気的映像遮断手段を設け、映像信号を止める
ようにする。
るには、以下のような眼幅・瞳ずれ調整を行う。先ず、
映像表示素子１からの光は直接観察者の眼球Ｅに入射す
るので、瞳ずれ調整時には邪魔になる。そこで、瞳ずれ
調整時には画面が暗くなるように、映像表示素子１の表
示回路に電気的映像遮断手段を設け、映像信号を止める
ようにする。
【００２１】映像遮断手段としては、上記の電気的に映
像信号を停止する方法の他に、液晶映像表示装置を用い
る場合は、液晶映像表示素子自身が発光する表示素子で
はないので、バックライト５が必ず必要になるため、こ
のバックライト５を消す等の方法で実施することも可能
である。また、機械的なシャッター等で表示光を遮断す
るようにすることも勿論可能である。
像信号を停止する方法の他に、液晶映像表示装置を用い
る場合は、液晶映像表示素子自身が発光する表示素子で
はないので、バックライト５が必ず必要になるため、こ
のバックライト５を消す等の方法で実施することも可能
である。また、機械的なシャッター等で表示光を遮断す
るようにすることも勿論可能である。
【００２２】そして、上記の接眼光学系は、瞳ずれ調整
時には、凹面反射鏡４の焦点位置近傍に置かれた観察者
の瞳からの光を半透過面３で凹面反射鏡４方向へ反射さ
せ、凹面反射鏡４で反対方向に反射させて略平行光と
し、これを再び半透過面３で観察者の瞳方向へ反射さ
せ、略平行光束として観察者の眼球Ｅに導き、観察者の
瞳を遠方の虚像として観察させる。観察者の瞳が表示装
置の射出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、自分
自身の瞳の像を視軸方向に見ることができないので、瞳
ずれがあることが分かり、それに基づいて図示していな
い映像表示装置の眼幅調整機構を調節して自分自身の瞳
の像を視軸方向に見えるようにする。
時には、凹面反射鏡４の焦点位置近傍に置かれた観察者
の瞳からの光を半透過面３で凹面反射鏡４方向へ反射さ
せ、凹面反射鏡４で反対方向に反射させて略平行光と
し、これを再び半透過面３で観察者の瞳方向へ反射さ
せ、略平行光束として観察者の眼球Ｅに導き、観察者の
瞳を遠方の虚像として観察させる。観察者の瞳が表示装
置の射出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、自分
自身の瞳の像を視軸方向に見ることができないので、瞳
ずれがあることが分かり、それに基づいて図示していな
い映像表示装置の眼幅調整機構を調節して自分自身の瞳
の像を視軸方向に見えるようにする。
【００２３】本実施例の場合は、観察者の眼球Ｅその物
を利用して、観察者に瞳位置がずれていることを伝えて
いる。この場合には、凹面反射鏡４の焦点距離をｆと
し、凹面反射鏡４と観察者眼球Ｅの虹彩間の距離をｄと
する時、ｆとｄを略等しくすることが重要である。この
条件から著しく外れると、凹面反射鏡４で反射した虹彩
の虚像が遠方にできないので、観察者が自分の虹彩の像
を明瞭に観察することができない。
を利用して、観察者に瞳位置がずれていることを伝えて
いる。この場合には、凹面反射鏡４の焦点距離をｆと
し、凹面反射鏡４と観察者眼球Ｅの虹彩間の距離をｄと
する時、ｆとｄを略等しくすることが重要である。この
条件から著しく外れると、凹面反射鏡４で反射した虹彩
の虚像が遠方にできないので、観察者が自分の虹彩の像
を明瞭に観察することができない。
【００２４】ところで、観察者の瞳の像を観察するため
には、瞳を照明する照明手段が必要である。上記のよう
に、この映像表示装置を装着した時に映像表示素子１か
らの像を遮断すると、装置内部は暗くなってしまい、観
察者の瞳を観察することはできなくなってしまう。そこ
で、観察者の瞳を照明する照明手段が必要となる。本実
施例の場合は、ＬＥＤ、豆電球等等の光源６を視野外に
配置してあり、瞳ずれ調整時のみ点灯するようにしてあ
る。なお、この照明手段６の点灯と上記の映像遮断手段
の動作を連動させる図示しない連動手段が設けられ、光
源６を点灯する時にそれに連動して映像遮断手段を動作
させ、映像表示素子１からの光を遮断し、また、下記の
図２のような瞳合わせマークＭを表示する場合は、映像
表示素子１への映像信号の供給を連動して停止し、別の
映像信号供給回路を用いてマークＭの表示を連動して行
わせるようになっている。
には、瞳を照明する照明手段が必要である。上記のよう
に、この映像表示装置を装着した時に映像表示素子１か
らの像を遮断すると、装置内部は暗くなってしまい、観
察者の瞳を観察することはできなくなってしまう。そこ
で、観察者の瞳を照明する照明手段が必要となる。本実
施例の場合は、ＬＥＤ、豆電球等等の光源６を視野外に
配置してあり、瞳ずれ調整時のみ点灯するようにしてあ
る。なお、この照明手段６の点灯と上記の映像遮断手段
の動作を連動させる図示しない連動手段が設けられ、光
源６を点灯する時にそれに連動して映像遮断手段を動作
させ、映像表示素子１からの光を遮断し、また、下記の
図２のような瞳合わせマークＭを表示する場合は、映像
表示素子１への映像信号の供給を連動して停止し、別の
映像信号供給回路を用いてマークＭの表示を連動して行
わせるようになっている。
【００２５】本実施例の場合、瞳ずれ調整時には、観察
者が自分の眼Ｅの像を観察することになり、自分の眼Ｅ
の像が画面の中心にくるように映像表示装置の位置を調
整することにより、接眼光学系の射出瞳位置と眼球Ｅの
虹彩位置とを一致させることが可能となる。なお、自分
の眼Ｅの虹彩の像を見る代わりに、眼球Ｅとプリズム２
の間に瞳合わせ用の十字線等の指標を表示する液晶映像
表示素子を別に配置し、この指標を凹面反射鏡４で反射
させてその虚像を遠方に結像させることにより、瞳ずれ
があるかないかが同様に判断できる。
者が自分の眼Ｅの像を観察することになり、自分の眼Ｅ
の像が画面の中心にくるように映像表示装置の位置を調
整することにより、接眼光学系の射出瞳位置と眼球Ｅの
虹彩位置とを一致させることが可能となる。なお、自分
の眼Ｅの虹彩の像を見る代わりに、眼球Ｅとプリズム２
の間に瞳合わせ用の十字線等の指標を表示する液晶映像
表示素子を別に配置し、この指標を凹面反射鏡４で反射
させてその虚像を遠方に結像させることにより、瞳ずれ
があるかないかが同様に判断できる。
【００２６】さらに好ましくは、映像遮断手段で映像表
示素子１の映像表示を遮断する代わりに、図２に正面図
を示すように、映像表示素子１に瞳合わせマークＭを表
示し、この瞳合わせマークＭと重ね合わせて観察者の瞳
像を観察者に観察させるようにすると、眼幅・瞳合わせ
が更に容易に行える。
示素子１の映像表示を遮断する代わりに、図２に正面図
を示すように、映像表示素子１に瞳合わせマークＭを表
示し、この瞳合わせマークＭと重ね合わせて観察者の瞳
像を観察者に観察させるようにすると、眼幅・瞳合わせ
が更に容易に行える。
【００２７】次に、図３を参照にして第２実施例につい
て説明する。この実施例は、凹面反射鏡に半透明凹面反
射鏡４′を使用しており、半透過面３はペリクルビーム
スプリッターで構成されている。そして、第１実施例の
場合は、凹面反射鏡４はビームスプリッタープリズム２
を挟んで映像表示素子１に対向して配置されていたが、
この実施例では、半透明凹面反射鏡４′は視軸Ａ前方の
半透過面３の前に配置されている。
て説明する。この実施例は、凹面反射鏡に半透明凹面反
射鏡４′を使用しており、半透過面３はペリクルビーム
スプリッターで構成されている。そして、第１実施例の
場合は、凹面反射鏡４はビームスプリッタープリズム２
を挟んで映像表示素子１に対向して配置されていたが、
この実施例では、半透明凹面反射鏡４′は視軸Ａ前方の
半透過面３の前に配置されている。
【００２８】この実施例において、通常の映像観察時
は、映像表示素子１を出た光線は、半透過面３で反射
し、半透明凹面反射鏡４′で反射した後、略平行光とな
り、遠方の像として半透過面３に戻り、今度は透過し
て、これが観察者の眼球Ｅに入射し、観察者前方の遠方
像として表示される。なお、半透明凹面反射鏡４′をこ
のような配置で用いると、外界像に映像表示素子１の映
像を重畳して表示するいわゆるスーパーインポーズを行
うことが可能となる。
は、映像表示素子１を出た光線は、半透過面３で反射
し、半透明凹面反射鏡４′で反射した後、略平行光とな
り、遠方の像として半透過面３に戻り、今度は透過し
て、これが観察者の眼球Ｅに入射し、観察者前方の遠方
像として表示される。なお、半透明凹面反射鏡４′をこ
のような配置で用いると、外界像に映像表示素子１の映
像を重畳して表示するいわゆるスーパーインポーズを行
うことが可能となる。
【００２９】この実施例においては、瞳ずれ指標部であ
る観察者の眼球Ｅを照明する照明手段として、液晶映像
表示素子１の場合に使用する蛍光管等のバックライト５
からライトガイド７等を用いて、その照明光を照明位置
に導いて照明をしている。また、その他の方法として、
外界の光を開口部を設けて導入するようにしてもよい。
る観察者の眼球Ｅを照明する照明手段として、液晶映像
表示素子１の場合に使用する蛍光管等のバックライト５
からライトガイド７等を用いて、その照明光を照明位置
に導いて照明をしている。また、その他の方法として、
外界の光を開口部を設けて導入するようにしてもよい。
【００３０】図４を参照にして第３実施例について説明
する。この実施例は、第１実施例と基本的に同じである
が、投影光学系に正レンズからなる接眼レンズ８を使用
している例である。この例の場合は、視軸Ａ前方に液晶
映像表示素子１を配置し、眼球Ｅとこの映像表示素子１
の間に正レンズからなる接眼レンズ８を配置して、通常
の映像観察時は、映像表示素子１を出た光線は、接眼レ
ンズ８で略平行光となり、遠方の像として観察者の眼球
Ｅに入射し、観察者前方の遠方像として表示される構成
となっている。
する。この実施例は、第１実施例と基本的に同じである
が、投影光学系に正レンズからなる接眼レンズ８を使用
している例である。この例の場合は、視軸Ａ前方に液晶
映像表示素子１を配置し、眼球Ｅとこの映像表示素子１
の間に正レンズからなる接眼レンズ８を配置して、通常
の映像観察時は、映像表示素子１を出た光線は、接眼レ
ンズ８で略平行光となり、遠方の像として観察者の眼球
Ｅに入射し、観察者前方の遠方像として表示される構成
となっている。
【００３１】そして、眼球Ｅと接眼レンズ８の間に半透
明凹面反射鏡９を配置し、この凹面反射鏡９によって瞳
ずれ指標部である観察者眼球Ｅの虹彩を遠方の虚像とし
て観察させている。第１、第２実施例では、瞳ずれを調
整するために眼球Ｅの虹彩を結像させるのに投影光学系
の凹面反射鏡４、４′を使用していたが、本実施例で
は、眼球Ｅの虹彩のみを結像させる半透明凹面反射鏡９
を投影光学系の接眼レンズ８と別に配置している。
明凹面反射鏡９を配置し、この凹面反射鏡９によって瞳
ずれ指標部である観察者眼球Ｅの虹彩を遠方の虚像とし
て観察させている。第１、第２実施例では、瞳ずれを調
整するために眼球Ｅの虹彩を結像させるのに投影光学系
の凹面反射鏡４、４′を使用していたが、本実施例で
は、眼球Ｅの虹彩のみを結像させる半透明凹面反射鏡９
を投影光学系の接眼レンズ８と別に配置している。
【００３２】なお、この半透明凹面反射鏡９に例えば液
晶シャッターを取り付け、前記の映像遮断手段を包含さ
せてもよいし、瞳ずれ調整時のみ凹面反射鏡を光路中に
挿入させるように構成してもよい。また、半透明凹面反
射鏡９が光路中に挿入されたままでも、映像観察時に瞳
ずれ指標部を照明する照明光を遮断するようにすれば、
実用上映像観察には邪魔にはならない。
晶シャッターを取り付け、前記の映像遮断手段を包含さ
せてもよいし、瞳ずれ調整時のみ凹面反射鏡を光路中に
挿入させるように構成してもよい。また、半透明凹面反
射鏡９が光路中に挿入されたままでも、映像観察時に瞳
ずれ指標部を照明する照明光を遮断するようにすれば、
実用上映像観察には邪魔にはならない。
【００３３】次に、図５を参照にして第４実施例につい
て説明する。この実施例は、基本的に第１実施例と同じ
であるが、図５（ａ）に示すように、眼球Ｅとビームス
プリッタープリズム２に間に正レンズ１０を配置し、凹
面反射鏡４の前側焦点位置が正レンズ１０の表面近くに
くるように配置する。そして、正レンズ１０のその表面
の中心に、図５（ｂ）に示すように、Ｖ溝１１を切り込
んで、瞳ずれ指標部を構成してある。そして、照明手段
として、このＶ溝１１の左右の面を別々に照明するＬＥ
Ｄ、豆電球等等の２つの色の異なる光源６1 、６2 を視
野外に配置する。
て説明する。この実施例は、基本的に第１実施例と同じ
であるが、図５（ａ）に示すように、眼球Ｅとビームス
プリッタープリズム２に間に正レンズ１０を配置し、凹
面反射鏡４の前側焦点位置が正レンズ１０の表面近くに
くるように配置する。そして、正レンズ１０のその表面
の中心に、図５（ｂ）に示すように、Ｖ溝１１を切り込
んで、瞳ずれ指標部を構成してある。そして、照明手段
として、このＶ溝１１の左右の面を別々に照明するＬＥ
Ｄ、豆電球等等の２つの色の異なる光源６1 、６2 を視
野外に配置する。
【００３４】この実施例の場合、瞳ずれ指標部は、第１
〜第３実施例のように観察者眼球Ｅの虹彩ではなく、正
レンズ１０のＶ溝１１がその役割を果たす。光源６1 、
６2からの赤と青の光で正レンズ１０の側面を照明する
と、赤と青の光が対向する別々の方向からレンズ１０中
に入射し、Ｖ溝１１の左右の面に当たり、それらの面か
ら凹面反射鏡４側に反射し、半透過面３で凹面反射鏡４
方向へ反射し、凹面反射鏡４で反対方向に反射されて略
平行光となり、これが再び半透過面３で観察者の瞳方向
へ反射され、略平行光束として観察者の眼球Ｅに導か
れ、Ｖ溝１１が遠方の虚像として観察される。この場合
には、観察者の瞳が表示装置の射出瞳と一致している時
には、Ｖ溝１１が前方に線として観察され、その線が赤
と青に見えることになる。しかし、瞳がずれている場
合、ずれの方向によって見える線が赤に見えたり、青に
見えたりするので、瞳のずれている方向が分かる。さら
に、Ｖ溝１１を十字線にしておけば、上下左右方向の調
整を行うことができる。
〜第３実施例のように観察者眼球Ｅの虹彩ではなく、正
レンズ１０のＶ溝１１がその役割を果たす。光源６1 、
６2からの赤と青の光で正レンズ１０の側面を照明する
と、赤と青の光が対向する別々の方向からレンズ１０中
に入射し、Ｖ溝１１の左右の面に当たり、それらの面か
ら凹面反射鏡４側に反射し、半透過面３で凹面反射鏡４
方向へ反射し、凹面反射鏡４で反対方向に反射されて略
平行光となり、これが再び半透過面３で観察者の瞳方向
へ反射され、略平行光束として観察者の眼球Ｅに導か
れ、Ｖ溝１１が遠方の虚像として観察される。この場合
には、観察者の瞳が表示装置の射出瞳と一致している時
には、Ｖ溝１１が前方に線として観察され、その線が赤
と青に見えることになる。しかし、瞳がずれている場
合、ずれの方向によって見える線が赤に見えたり、青に
見えたりするので、瞳のずれている方向が分かる。さら
に、Ｖ溝１１を十字線にしておけば、上下左右方向の調
整を行うことができる。
【００３５】次に、図６を参照にして第５実施例につい
て説明する。この実施例は、以上の第１〜第４実施例の
何れかの瞳ずれ調整手段を有する２つの同じ表示装置を
装着者の左右の眼それぞれに対応させて一体に設けるこ
とにより、頭部装着型視覚表示装置を構成し、更に両者
の表示装置の間の眼幅を調節可能にした実施例である。
図６（ａ）はこの頭部装着型視覚表示装置を装着者が装
着した状態を示す平面図、図６（ｂ）はその時の斜視図
であるが、図６において、符号１２、１３はそれぞれ左
眼、右眼用の表示装置であり、図１、図２〜図４のよう
な瞳ずれ調整手段を有している。頭部到着型視覚表示装
置では、観察者の装置装着状態により、装置側の射出瞳
と観察者側の瞳が両眼とも一致していないと、鮮明な観
察像が観察できない。この瞳合わせのために、映像を観
察している状態で装着者が頭部装着型視覚表示装置を操
作することになるので、瞳合わせが非常に難しくなる。
しかし、上記したような瞳ずれ調整手段をとり入れ、両
表示装置１２、１３の間に周知の眼幅調節機構を設ける
ことにより、更に好ましくは、表示装置１２、１３の表
示画面に映像表示画面と瞳調整方法の説明画面とを交互
に表示できるようにすることによって、容易に瞳合わせ
が行えるようになる。
て説明する。この実施例は、以上の第１〜第４実施例の
何れかの瞳ずれ調整手段を有する２つの同じ表示装置を
装着者の左右の眼それぞれに対応させて一体に設けるこ
とにより、頭部装着型視覚表示装置を構成し、更に両者
の表示装置の間の眼幅を調節可能にした実施例である。
図６（ａ）はこの頭部装着型視覚表示装置を装着者が装
着した状態を示す平面図、図６（ｂ）はその時の斜視図
であるが、図６において、符号１２、１３はそれぞれ左
眼、右眼用の表示装置であり、図１、図２〜図４のよう
な瞳ずれ調整手段を有している。頭部到着型視覚表示装
置では、観察者の装置装着状態により、装置側の射出瞳
と観察者側の瞳が両眼とも一致していないと、鮮明な観
察像が観察できない。この瞳合わせのために、映像を観
察している状態で装着者が頭部装着型視覚表示装置を操
作することになるので、瞳合わせが非常に難しくなる。
しかし、上記したような瞳ずれ調整手段をとり入れ、両
表示装置１２、１３の間に周知の眼幅調節機構を設ける
ことにより、更に好ましくは、表示装置１２、１３の表
示画面に映像表示画面と瞳調整方法の説明画面とを交互
に表示できるようにすることによって、容易に瞳合わせ
が行えるようになる。
【００３６】以上、本発明の頭部装着型映像表示装置を
いくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
いくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の頭部装着型映像表示装置によると、映像表示手段への
映像表示を遮断するか映像表示手段からの映像を遮断す
る映像遮断手段と、映像表示手段の表示映像を観察者の
眼球まで導く光路内に配置された少なくとも１つの凹面
反射鏡又は半透明凹面反射鏡と、瞳ずれを判定するため
の照明手段とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、
映像遮断手段と照明手段を動作させるようにしたので、
映像表示を遮断した状態で、観察者自身の瞳又は瞳ずれ
指標を照明すると、それらの像が凹面反射鏡又は半透明
凹面反射鏡により遠方に結像され、観察者の瞳が本表示
装置の射出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、そ
の遠方像を観察者が視軸方向に見ることができないの
で、瞳ずれがあることが容易に分かり、それに基づいて
眼幅・瞳ずれ調整を簡単な操作で行うことができる。
の頭部装着型映像表示装置によると、映像表示手段への
映像表示を遮断するか映像表示手段からの映像を遮断す
る映像遮断手段と、映像表示手段の表示映像を観察者の
眼球まで導く光路内に配置された少なくとも１つの凹面
反射鏡又は半透明凹面反射鏡と、瞳ずれを判定するため
の照明手段とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、
映像遮断手段と照明手段を動作させるようにしたので、
映像表示を遮断した状態で、観察者自身の瞳又は瞳ずれ
指標を照明すると、それらの像が凹面反射鏡又は半透明
凹面反射鏡により遠方に結像され、観察者の瞳が本表示
装置の射出瞳と一致していないで瞳ずれがある時は、そ
の遠方像を観察者が視軸方向に見ることができないの
で、瞳ずれがあることが容易に分かり、それに基づいて
眼幅・瞳ずれ調整を簡単な操作で行うことができる。
【図１】本発明の頭部装着型映像表示装置の第１実施例
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】映像表示素子に表示される瞳合わせマークを示
す図である。
す図である。
【図３】第２実施例の構成を示す図である。
【図４】第３実施例の構成を示す図である。
【図５】第４実施例の構成を示す図である。
【図６】第５実施例の頭部装着型視覚表示装置を装着し
た状態を示す平面図と斜視図である。
た状態を示す平面図と斜視図である。
【図７】従来の頭部装着型映像表示装置の一例を示す部
分断面図である。
分断面図である。
【図８】頭部装着型映像表示装置の射出瞳と観察者の瞳
がずれている状態を示す平面図である。
がずれている状態を示す平面図である。
Ｅ…観察者眼球 Ａ…視軸 Ｍ…瞳合わせマーク １…液晶映像表示素子 ２…ビームスプリッタープリズム ３…半透過面 ４…凹面反射鏡 ５…バックライト ６…光源 ４′…半透明凹面反射鏡 ７…ライトガイド ８…接眼レンズ ９…半透明凹面反射鏡 １０…正レンズ １１…Ｖ溝 ６1 、６2 …光源 １２、１３…表示装置
Claims (3)
- 【請求項１】 映像を表示する映像表示手段と、前記映
像表示手段に表示された映像を観察者の眼球内に投影す
るために用いられる投影光学系とを備えた頭部装着型映
像表示装置において、前記映像表示手段への映像表示を
遮断するか前記映像表示手段からの映像を遮断する映像
遮断手段と、前記映像表示手段の表示映像を観察者の眼
球まで導く光路内に配置された少なくとも１つの凹面反
射鏡又は半透明凹面反射鏡と、瞳ずれを判定するための
照明手段とを有し、観察者の瞳位置を調整する際に、前
記映像遮断手段と前記照明手段を動作させるようにした
ことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。 - 【請求項２】 前記光路内に瞳ずれ指標又は瞳合わせ用
補助指標が設けられていることを特徴とする請求項１記
載の頭部装着型映像表示装置。 - 【請求項３】 前記光路内に瞳ずれ指標又は瞳合わせ用
補助指標が設けられ、前記照明手段により前記瞳ずれ指
標又は瞳合わせ用補助指標が照明されるようになってい
ることを特徴とする請求項１記載の頭部装着型映像表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26107493A JP3328028B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26107493A JP3328028B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000284547A Division JP3477436B2 (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 頭部装着型映像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115607A true JPH07115607A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3328028B2 JP3328028B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=17356722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26107493A Expired - Fee Related JP3328028B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328028B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133688A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Olympus Corp | 合成表示装置 |
| JP2007072340A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
| JP2010199788A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| JP2010199789A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| WO2010110301A1 (ja) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | ブラザー工業株式会社 | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
| WO2015008530A1 (ja) * | 2013-07-16 | 2015-01-22 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| US9759921B2 (en) | 2014-05-07 | 2017-09-12 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus having adjustable image display units |
| US9952435B2 (en) | 2013-07-16 | 2018-04-24 | Sony Corporation | Display apparatus having curved image forming apparatus |
| CN108415167A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-17 | 深圳创维新世界科技有限公司 | 头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法 |
| US10527859B2 (en) | 2013-04-11 | 2020-01-07 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
| US10663736B2 (en) | 2013-04-11 | 2020-05-26 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
| JP2021063934A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | ヘッドマウントディスプレイ、及びその調整方法 |
-
1993
- 1993-10-19 JP JP26107493A patent/JP3328028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133688A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Olympus Corp | 合成表示装置 |
| JP2007072340A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置 |
| JP2010199788A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| JP2010199789A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| WO2010110301A1 (ja) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | ブラザー工業株式会社 | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
| US10527859B2 (en) | 2013-04-11 | 2020-01-07 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
| US10663736B2 (en) | 2013-04-11 | 2020-05-26 | Sony Corporation | Image display device and display apparatus |
| JPWO2015008530A1 (ja) * | 2013-07-16 | 2017-03-02 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| US9952435B2 (en) | 2013-07-16 | 2018-04-24 | Sony Corporation | Display apparatus having curved image forming apparatus |
| US10534172B2 (en) | 2013-07-16 | 2020-01-14 | Sony Corporation | Display apparatus |
| WO2015008530A1 (ja) * | 2013-07-16 | 2015-01-22 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| US9759921B2 (en) | 2014-05-07 | 2017-09-12 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus having adjustable image display units |
| CN108415167A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-17 | 深圳创维新世界科技有限公司 | 头戴式虚拟现实显示设备及自动调整方法 |
| JP2021063934A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | ヘッドマウントディスプレイ、及びその調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3328028B2 (ja) | 2002-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020626 |
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