JPH085954A - 眼鏡型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で携帯性に富み、操作する際の場所の制
約が少なく、かつ守秘性を保持した状態で計算機入力を
行えるようにすること。 【構成】 眼鏡型画像表示装置内の眼鏡型表示部１０２
に、処理部３の出力画像を表示すると共に、操作者の手
を含むキーボード１０１付近の画像を光学的に取り込み
表示する。こうすると操作者は眼鏡（ゴーグル）内に表
示される画像を見て作業ができ、操作時の守秘性が確保
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機等の文字や画像
を眼鏡型表示部に表示する眼鏡型画像表示装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機、特に個人用計算機の表示装置と
してはカソードレイチューブ（ＣＲＴ）や、最近では液
晶表示装置（ＬＣＤ）が用いられている。特に、携帯性
を重視した小型計算機では、殆どがＬＣＤが表示装置と
して用いられている。

【０００３】図１９は小型計算機の構成例である。本図
において小型計算機は、キーボード７０１と中央処理装
置などからなる処理部７０２、及びディスプレイ（表示
部）７０３により構成される。このように構成された従
来の小型計算機において、操作者は入力部であるキーボ
ード７０１より信号を入力し、表示部７０３において計
算機よりの出力として図形や文字を見る。そして入力し
た情報のモニタとして表示される図形や文字を表示部７
０３で見ながら、計算機の本体である処理部７０２と計
算処理を対話的に進めていく。

【０００４】図２０はこの小型計算機の一般的な外形を
示したものである。小型計算機は主に処理部とキーボー
ドを含む第１の筺体８０１、及び表示部よりなる第２の
筺体８０２により構成される。このように構成された小
型計算機では、第１の筺体８０１と第２の筺体８０２は
蝶番で連結され、使用しないときには第１の筺体８０１
と第２の筺体８０２を重ね合わすように閉じる。こうす
ると、小型計算機はより小型になると共に、持ち運びに
便利になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２０
に示す従来の小型計算機においては、主に表示部よりな
る第２の筺体８０２が大きく、常時携帯できるほどの軽
量性を持っていなかった。また、図２０の状態のように
二つの筺体を広げるには、ある程度の広さが必要であ
り、また他者が容易に表示部を見ることができるため、
守秘性の強い計算処理は取り扱いにくいという問題点が
あった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、小型で携帯性に富み、操作する
際の場所の制約が少なく、かつ守秘性を保持した状態で
計算機の入出力を行うことのできる眼鏡型画像表示装置
を実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、計算処理装置の出力画像を表示する表示装置と、表
示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換する第１
の光学装置と、計算処理装置のキーボード近傍の画像
を、表示装置の画像と組み合わせる第２の光学装置と、
を具備することを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項２の発明では、第２の光学装
置は、キーボード近傍の画像を取り込み、倍率を調整す
る変倍用レンズと、変倍用レンズの出射光を任意の方向
に反射させる反射鏡と、を有することを特徴とするもの
である。

【０００９】本願の請求項３の発明は、計算処理装置の
キーボード近傍を撮影し、画像信号に変換する画像入力
装置と、画像入力装置の画像信号と計算処理装置の画像
信号とを合成する合成装置と、合成装置の画像を表示す
る表示装置と、表示装置の表示画像を操作者の明視の距
離に変換する第１の光学装置と、を具備することを特徴
とするものである。

【００１０】本願の請求項４の発明では、合成装置は、
計算処理装置の出力画像及び画像入力装置の画像を、表
示装置の画面内で所望の大きさ及び位置に表示するよう
画像信号を合成することを特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項５の発明は、計算処理装置の
出力画像を表示する表示装置と、表示装置の表示画像を
操作者の明視の距離に変換する第１の光学装置と、表示
装置と第１の光学装置を操作者の頭部に固定すると共
に、操作者の視界中に透明部分及び表示装置の表示領域
が設けられたゴーグルと、を具備することを特徴とする
ものである。

【００１２】本願の請求項６の発明では、ゴーグルは、
表示装置と第１の光学装置の下部は、透明であることを
特徴とするものである。

【００１３】本願の請求項７の発明は、板状に形成さ
れ、操作者の手の接触位置によってキー入力を検出する
キーボード状入力装置と、キーボード状入力装置の上部
に取付けられ、キーボード状入力装置とキー入力を行う
操作者の手とを撮像する第１の撮像装置と、キーボード
状入力装置を予め記憶されているキーボードのパターン
画像と置き換え、かつ計算処理装置の出力画像と合成す
る第１の画像処理装置と、第１の画像処理装置の画像を
表示する表示装置と、表示装置の表示画像を操作者の明
視の距離に変換する第１の光学装置と、を具備すること
を特徴とするものである。

【００１４】本願の請求項８の発明では、キーボード状
入力装置は、複数の圧力センサが碁盤眼状に配置され、
特定の圧力センサの押圧によりキー信号を第１の画像処
理装置に出力することを特徴とするものである。

【００１５】本願の請求項９の発明は、複数の圧力セン
サと受光素子とが碁盤眼状に配置され、特定の圧力セン
サの押圧によりキー入力を検出するキーボード状入力装
置と、複数の受光素子から得られる各受光信号のレベル
を弁別し、操作者の手の影絵を出力すると共に、予め記
憶されているキーボードの画像と影絵を合成し、計算処
理装置の出力画像と合成する第２の画像処理装置と、第
２の画像処理装置の画像を表示する表示装置と、表示装
置の表示画像を操作者の明視の距離に変換する第１の光
学装置と、を具備することを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項１０の発明は、立体的な視差
のある複数のボタン状スイッチの画像を生成し、計算処
理装置の出力画像を立体画像に変換し、ボタン状スイッ
チの画像と計算処理装置の出力画像とを合成する画像生
成装置と、画像生成装置の出力画像を表示する表示装置
と、操作者の左右の眼の視線を検出し、複数のボタン状
スイッチの何れが操作者により注視されているかを検出
する視線検出装置と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００１７】本願の請求項１１の発明では、視線検出装
置は、操作者の左右の眼の像の大きさを調整する第３の
光学装置と、第３の光学装置から出力される左右の像を
交互に切り換えて撮像する第２の撮像装置と、第２の撮
像装置で撮像された左右の眼の注視点を検出する注視点
判別装置と、を具備することを特徴するものである。

【００１８】本願の請求項１２の発明では、第３の光学
装置は、操作者の左右の眼の像を反射し、その大きさを
調整する左右一対の凹面鏡であることを特徴とするもの
である。

【００１９】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１，２の
発明によれば、表示装置は計算処理装置の出力画像を表
示する。一方、第１の光学装置は表示装置の表示画像を
操作者の明視の距離に変換する。つぎに第２の光学装置
は計算処理装置のキーボード近傍の画像を表示装置の画
像と組み合わせる。こうすると操作者は眼鏡型画像表示
装置を頭部につけたまま、自己の眼の視点を殆ど移動さ
せることなく、計算処理を行うことができる。

【００２０】また本願の請求項３，４の発明によれば、
画像入力装置は計算処理装置のキーボード近傍を撮影
し、画像信号に変換する。つぎに合成装置は画像入力装
置の画像信号と計算処理装置の画像信号とを合成する。
表示装置は合成装置の画像信号をキーボードの画像と計
算処理装置の出力画像を区分して表示する。そして第１
の光学装置は表示装置の表示画像を操作者の明視の距離
に変換する。こうすると操作者は眼鏡型画像表示装置を
つけたまま、自己の眼の視点を殆ど移動させることな
く、計算処理を行うことができる。

【００２１】また本願の請求項５，６の発明によれば、
表示装置は計算処理装置の出力画像を表示する。そして
第１の光学装置は表示装置の表示画像を操作者の明視の
距離に変換する。また操作者は下部が透明なゴーグルを
介してキーボードを操作する。こうするとキーボードの
表示装置はいらなくなる。

【００２２】また本願の請求項７，８の発明によれば、
キーボード状入力装置は操作者の手の接触位置によって
キー入力を検出する。つぎに第１の撮像装置はキーボー
ド状入力装置とキー入力を行う操作者の手とを撮像す
る。また第１の画像処理装置はキーボード状入力装置が
予め記憶されているキーボードの画像パターンと置き換
え、かつ計算処理装置の出力画像と合成する。表示装置
は第１の画像処理装置の画像を表示し、第１の光学装置
は表示装置の画像を操作者の明視の距離に変換する。

【００２３】また本願の請求項９の発明によれば、キー
ボード状入力装置は圧力センサの押圧によりキー入力を
検出する。次に第２の画像処理装置は複数の受光素子か
ら各受光信号のレベルを弁別し、操作者の手の影絵を出
力する。そして予め記憶されているキーボードの画像と
影絵を合成し、計算処理装置の出力画像と合成する。表
示装置は第２の画像処理装置の画像を表示する。第１の
光学装置は表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に
変換する。こうすると表示装置で計算処理装置の画像
と、手を含むキーボードの画像とを任意の位置で合成で
きる。

【００２４】また本願の請求項１０〜１２の発明によれ
ば、画像生成装置は立体的な視差のある複数のボタン状
スイッチの画像を立体画像として生成し、計算処理装置
の出力画像と合成する。そして表示装置は画像生成装置
の出力画像を表示する。視線検出装置は操作者の左右の
眼の視線を検出し、複数のボタン状スイッチの何れが操
作者により注視されているかを識別する。こうするとキ
ーボードは不要となり、視線を変えるだけでキー入力を
することができる。

【００２５】

【実施例】本発明の第１実施例における眼鏡（ゴーグ
ル）型画像表示装置について図１〜図３を参照しつつ説
明する。図１は第１実施例の眼鏡型画像表示装置と計算
機入出力装置との関係を示す構成図である。本図におい
て計算機入出力装置Ａは、入力装置であるキーボード１
０１、眼鏡型画像表示装置である眼鏡型表示部１０２、
中央演算装置などが含まれ、計算処理装置として動作す
る処理部１０３により構成される。

【００２６】このように構成された計算機入出力装置Ａ
において、キーボード１０１を用いて操作者が入力を行
うと、眼鏡型表示部１０２はキーボード１０１と操作者
の手の近傍の様子を結像して、眼鏡型表示部１０２内の
表示画面に処理部１０３の出力と重ねるか、又は並べて
画像を表示する。

【００２７】図２は眼鏡型表示部１０２の具体的な構成
図であり、図１と同一部分は同一符号を付す。また図３
は操作者の眼に入射される眼鏡型表示部１０２の画面で
ある。図２において点線で示す眼鏡型表示部１０２は、
液晶パネル１０４、第１対物レンズ１０５、第１プリズ
ム１０６、第２プリズム１０７、第２対物レンズ１０
８、接眼レンズ部１０９により構成される。変倍用レン
ズである第２対物レンズ１０８で取り込まれたキーボー
ド１０１と操作者の手付近の画像は、反射鏡である第２
プリズム１０７と接眼レンズ部１０９の働きにより、図
３に示すように操作者の視野下部に写し出される。ま
た、液晶パネル１０４の表示画像は、第１対物レンズ１
０４と第１プリズム１０６の働きにより操作者の視野上
部に表示される。

【００２８】図３に示す合成画面において、画面内の上
部に処理部１０３の出力画面が表示され、下部にキーボ
ード１０１付近の画像が表示される。こうすると、操作
者はキーボード１０１と自分の手を見ながら、容易にキ
ー入力をすることができる。また図２の第１対物レンズ
１０５を調整することで、処理部１０３の出力画面の虚
像の位置を、キーボード１０１の画像と同じ位置にする
ことができる。このように調整すると視点移動時の眼の
疲労を軽減できる。また、キーボード１０１の位置を処
理部１０３の出力の虚像位置に合わせたり、操作者の好
みに応じて両方の位置を調整することも可能である。な
お、本実施例において、図３に示す以外の画面を構成す
ることも可能であり、プリズム１０６、１０７は鏡等で
構成することもできる。

【００２９】ここで液晶パネル１０４は処理装置１０３
の出力画像を表示する表示装置を構成し、第１対物レン
ズ１０５は液晶パネル１０４の表示画像を操作者の明視
の距離に変換する第１の光学装置を構成している。また
第２プリズム、第２対物レンズ１０８、接眼レンズ部１
０９は、キーボード１０１近傍の画像を液晶パネル１０
４の画像と組み合わせて操作者の眼に入射させる第２の
光学装置を構成している。

【００３０】つぎに本発明の第２実施例における眼鏡型
画像表示装置について、図４，図５を参照しつつ説明す
る。図４は第２実施例の眼鏡型画像表示装置と計算機入
出力装置Ｂとの関係を示す構成図であり、第１実施例と
同一部分は同一の符号を付し、その部分の説明は省略す
る。本図において計算機入出力装置Ｂは、キーボード１
０１、眼鏡型画像表示装置である眼鏡型表示部２０１、
計算処理装置である処理部１０３により構成される。

【００３１】このように構成された計算機入出力装置Ｂ
において、操作者はキーボード１０１を用いて入力を行
う。入力された情報は処理部１０３において処理され、
処理部１０３の出力は眼鏡型表示部（表示装置）２０１
内に表示される。また、キーボード１０１と操作者の手
は眼鏡型表示部２０１の下部に取付けられた画像入力装
置２０６で写される。

【００３２】図５は眼鏡型表示部２０１の構成図であ
る。本図において眼鏡型表示部２０１は、ＣＣＤ等の小
型カメラで構成される画像入力装置２０６、倍率を調整
する倍率調整回路２０５、入力端２０２に加えられる信
号と処理部１０３の画像信号とからの複数の画像を混合
する合成回路（合成装置）２０３、表示装置である液晶
パネル２０４により構成される。なお、眼鏡型表示部２
０１内には、第１実施例と同様に第１の光学装置が内設
されているものとする。

【００３３】このように構成された眼鏡型表示部２０１
において、画像入力装置２０６よりキーボード１０１と
操作者の手付近の画像を入力する、この画像は倍率調整
回路２０５で適当な大きさに調整され、合成回路（合成
装置）２０３に入力される。合成回路２０３では計算機
の処理部１０３より入力された画像信号や文字信号と、
倍率調整回路２０５より入力されたキーボード１０１と
操作者の手付近の画像とを合成し、例えば図３に示すよ
うな画像を画面に表示する。

【００３４】このように、操作者はキーボード１０１と
自分の手を見ながら、容易にキー入力をすることができ
る。倍率調整回路２０５と合成回路２０３は、処理部１
０３からの指示により、キーボード１０１と操作者の手
付近の画像の大きさや、処理部１０３の出力画面と組み
合わせる際の配置を変えることができる。操作者はキー
ボード１０１を通じて処理部１０３にこの画像の大きさ
や配置を指示することにより、図３に示す画面以外に
も、画面の配置や各構成画面の大きさを自由に変更する
ことができる。

【００３５】つぎに本発明の第３実施例における眼鏡型
画像表示装置について、図６，図７を参照しつつ説明す
る。図６は第３実施例の眼鏡型画像表示装置と計算機入
出力装置Ｃとの関係を示す構成図であり、第１実施例と
同一部分は同一の符号を付し、その部分の説明は省略す
る。本図において計算機入出力装置Ｃは、キーボード１
０１、処理部１０３、透過型表示部３０１により構成さ
れる。透過型表示部３０１は表示装置（液晶パネル）と
第１の光学装置を操作者の頭部に固定すると共に、操作
者の視界中に透明部分及び表示装置の表示領域が設けら
れたゴーグルである。

【００３６】図７は透過型表示部３０１の表示画面を示
す説明図ある。本図に示すように表示画面の上部に設け
た表示装置に処理部１０３の出力画像が表示され、その
下にはキーボード１０１と自分の手が写し出される。こ
のように操作者は頭部方向を変えることで、キーボード
１０１と自分の手を見ながら、少ない視点移動で処理部
１０３の表示画像を同時に見ることができる。また処理
部１０３の画像の虚像の位置をキーボード１０１と頭部
の距離と同じ程度に調整することで、眼の疲労を軽減す
ることができる。

【００３７】つぎに本発明の第４実施例における眼鏡型
画像表示装置について、図８〜図１１を参照しつつ説明
する。図８は第４実施例の眼鏡型画像表示装置と計算機
入出力装置Ｄとの関係を示す構成図であり、第１実施例
と同一部分は同一の符号を付し、その部分の説明は省略
する。本図において計算機入出力装置Ｄは、計算機の処
理部１０３、入力部４０１、画像処理部４０２、眼鏡型
表示部４０３により構成される。入力部４０１は圧力セ
ンサと画像入力装置を含んで構成される。なお、眼鏡型
表示部４０３内には、第１実施例と同様に表示装置と第
１の光学装置が内設されているものとする。

【００３８】図９（ａ）の構成図で示すように、入力部
４０１は圧力センサ入力装置４０４、画像入力装置及び
その支持装置４０５を含んで構成される。圧力センサ入
力装置４０４は図９（ａ）に示すように、多数の圧力セ
ンサを碁盤眼状に並べたキーボード状入力装置であり、
その表面にはキーの識別用の表示は特に設けられていな
い。支持装置に取り付けられた画像入力装置４０８は操
作者の手を映す第１の撮像装置である。図９（ｂ）は図
９（ａ）の画像入力装置及びその支持装置４０５の裏側
を示した図である。画像入力装置４０８は例えばＣＣＤ
カメラにより構成される。画像入力装置４０８は支持装
置の下側に取付けられることで、操作者の手の画像を取
り込むことができる。

【００３９】画像入力装置４０８の画像は画像処理部４
０２に送られる。図１０は画像処理部４０２の構成を示
すブロック図である。本図に示すように画像処理部４０
２はキーボード情報メモリ４１２、キーボード映像作製
部４１３、合成回路４０９により構成される。キーボー
ド情報メモリ４１２はキーボード形状の画像やキー状の
文字数字の表示パターンを記憶するメモリである。キー
ボード映像作製部４１３はキーボードの画像を作成する
回路である。合成回路４０９は画像入力装置４０８より
の画像信号とキーボード映像作製部４１３よりの画像を
合成する回路である。画像処理部４０２は予め記憶され
ているキーボードの画像と入力部４０１を置き換え、か
つ処理部１０３の入出力データと合成する第１の画像処
理装置の機能を有している。

【００４０】キーボード画像作製部４１３は、キーボー
ド情報メモリ４１２の出力と、圧力センサ入力装置４０
４の情報（キー信号）より、キーボードの画像を作成す
る。この画像は例えば図１１のキーボードの画像に示す
ように、各キーに文字又は数字の表示がなされ、かつ押
されたキーは引っ込むように表示される。図１０の合成
回路４０９ではキーボード画像作製部４１３の出力画像
を背景にして、画像入力装置４０８より入力された操作
者の手の画像を合成し、出力端４１０より図１１のよう
な画像表示用の信号を出力する。こうすると操作者は入
力部４０１の操作に違和感を感じなくなる。

【００４１】このように、操作者は合成回路４０９の出
力画像を見ながら操作するので、圧力センサ入力装置４
０４にキー表示を付ける必要はない。またキーボード情
報メモリ４１２の内容を変えることで、異なる形状のキ
ーボードにも対応できる。更に、キーボード情報メモリ
４１２に複数のキーボードの情報を格納し、それらを切
換えられるようにすることで、異なる形状やキー配列の
キーボードにも即座に対応できる。また、画像入力装置
４０８のカメラを可視光以外の波長（例えば赤外線）に
対応するものに変えると、暗い場所でも使用できる。

【００４２】つぎに本発明の第５実施例における眼鏡型
画像表示装置について図１２〜図１５を参照しつつ説明
する。図１２は第５実施例の眼鏡型画像表示装置と計算
機入出力装置Ｅとの関係を示す構成図であり、第１〜４
実施例と同一部分は同一の符号を付し、その部分の説明
は省略する。本図において計算機入出力装置Ｅは、計算
機の処理部１０３、眼鏡型表示部４０３、画像処理部５
０１、入力部５０２により構成される。入力部５０２は
圧力センサと受光素子の配列体、及び照明装置より構成
される。

【００４３】入力部５０２は図１３（ａ）の構成図に示
すように、圧力センサ４０４と受光素子５０４が一組と
してキー状に配列され、照明装置及びその支持装置５０
３が設けられたキーボード状入力装置である。入力部５
０２には圧力センサ４０４が碁盤眼状に並べられてあ
り、その表面には特にキーの識別用の表示がされていな
い。受光素子５０４の配列は例えば各圧力センサ４０４
の中心位置に設け、照明装置及びその支持装置５０３よ
りの光を受光するが、その間に操作者の手がある場合は
光量は減る。図１２の画像処理部５０１は受光素子４０
４の信号により、入力部付近の画像を作成する第２の画
像処理装置である。

【００４４】図１３（ｂ）は（ａ）の照明装置及びその
支持装置５０３の裏側より見た構成図である。このよう
に支持装置５０３の下側に照明装置５０５が取付けられ
ている。図１４は画像処理部５０１のブロック図であ
り、第４実施例と同一部分は同一の符号を付ける。本図
に示すように画像処理部５０１は、非線形変換回路５０
７、２次元低域炉波回路（ＬＰＦ）５０８、キーボード
情報メモリ４１２、キーボード画像作製部４１３、合成
回路４０９により構成される。なお、眼鏡型表示部４０
３内には、第１実施例と同様に表示装置と第１の光学装
置が内設されているものとする。

【００４５】このように構成された画像処理部５０１に
おいて、入力端５０６に入力部５０２の信号が入力され
ると、非線形変換回路５０７は受光素子５０４からの信
号を例えば、暗い領域を拡大するように非線形変換する
ことで手の形状に変換する。こうすると操作者の手が入
力部５０２より少し離れても、手の形状を確実に表示で
きる。非線形変換回路５０７の出力が２次元ＬＰＦ５０
８に入力されると、２次元ＬＰＦ５０８は水平方向と垂
直方向の低域炉波を行い、画像を滑らかにする。仮に入
力部５０２の受光素子５０４の数が少なくても、２次元
ＬＰＦ５０８により滑らかに手の画像を得ることができ
る。

【００４６】２次元ＬＰＦ５０８の出力は、合成回路４
０９においてキーボード映像作製部４１３の出力と合成
され、鮮明なキーボードの画像と操作者の手の影絵の信
号が出力端５０９を介して出力される。これらの画像は
処理部１０３の出力画像と組み合わせて眼鏡型表示部４
０３に表示される。この出力画像は例えば図１５のよう
になる。この画面は操作者の手の影絵とキーボードの画
像を組み込んだ例で、このように画面上の自由な位置に
組み込むことができる。また、第４実施例と同様に、キ
ーボード情報メモリ４１２の内容を変えたり、複数のキ
ーボードにもすぐに対応できる。また、照明装置５０５
と受光素子５０４を可視光以外の波長に対応したものに
することで、暗い場所でも他人から見られることなく操
作できる。

【００４７】つぎに本発明の第６実施例における眼鏡型
画像表示装置について、図１６〜図１８を参照しつつ説
明する。図１６は第６実施例の眼鏡型画像表示装置と計
算機入出力装置Ｆとの関係を示す構成図であり、第１〜
５実施例と同一部分は同一の符号を付し、その部分の説
明は省略する。本図において計算機入出力装置Ｆは、入
力部４０１、処理部１０３、画像処理部４０２、眼鏡型
表示部６００を有している。

【００４８】眼鏡型表示部６００は、左眼用凹面鏡６０
１、右眼用凹面鏡６０２、液晶シャッター６０３、左眼
用画像表示装置６０６、右眼用画像表示装置６０７を含
んで構成される。そして左眼用画像表示装置６０６、右
眼用画像表示装置６０７は夫々ケーブル６０８、６０９
を介して画像処理部６０５に接続される。また液晶シャ
ッター６０３及び画像入力装置６０４は、ケーブル６１
０を介して視線演算装置６３０に接続される。

【００４９】ここで入力部４０１と画像処理部４０２は
第４実施例と同一の動作をするものとする。眼鏡型表示
部６００は第１〜５実施例と同様に、操作者が眼鏡と同
じように頭部眼前に装着して使うが、図１６は装着する
操作者側から見た図である。

【００５０】さて画像処理装置（画像生成装置）６０５
には２つの作用がある。第１の作用は、処理部１０３の
出力を立体画像に変換することである。即ち画像処理装
置６０５は左眼と右眼の瞳の輻輳に応じた視差を処理部
１０３の出力に付加する。処理部１０３よりの出力は２
次元画像であるので、右眼と左眼の表示位置を奥行き度
合に応じた視差に応じて変えることで、簡単に立体画像
に変換することができる。また、この奥行き度合は操作
者が任意に調整できるものとする。操作者は左眼用画像
表示装置６０６と右眼用画像表示装置６０７に表示され
る立体画像の画面を見ながら作業をすすめる。

【００５１】画像処理装置６０５の第２の作用は、眼鏡
型表示部６００内に立体的な入力用ボタンを表示するこ
とである。図１７は眼鏡型表示部６００の表示画面の例
である。図１７に示すようにこれらのボタン群は、操作
の邪魔にならないように主に画面の周辺部に表示され
る。図１７に示すように表示範囲６１１の内部には、処
理部１０３の出力画像６１２、画像処理装置６０５の出
力画像６１３、６１４が立体的に表示される。

【００５２】さて、図１６に示す眼鏡型表示部６００に
おいて、左眼用凹面鏡６０１と右眼用凹面鏡６０２はそ
れぞれ左眼と右眼の像を反射すると共に、像の大きさを
調整する。この光は液晶シャッター６３０を経て画像入
力装置６０４で撮影される。画像入力装置６０４と液晶
シャッター６０３は連動して動作し、１フィールド毎に
左右の眼の画像を交互に撮像するものであって、第２の
撮像装置を構成している。ここで左眼用凹面鏡６０１と
右眼用凹面鏡６０２は、操作者の左右の眼の像の大きさ
を調整する第３の光学装置を構成している。

【００５３】図１８はこの液晶シャッター６０３を含む
眼鏡型表示部６００の動作原理を示す構造図であり、液
晶シャッター６０３は右眼用液晶シャッター６２０及び
左眼用液晶シャッター６２１により構成される。右眼用
液晶シャッター６２０と左眼用液晶シャッター６２１は
１フィールド毎に交互に開閉し、光を透過又は遮断す
る。そのため画像入力装置６０４により１フィールド毎
に左右の眼の画像が撮影される。

【００５４】画像入力装置６０４の信号は図１６の視線
演算装置（注視点判別装置）６３０に送られる。視線演
算装置６３０では、左右の眼の位置より注視点（位置と
奥行き）を演算し、図１７の左右のボタン群のどれが注
視されているかを判定する。図１６の処理部１０３で
は、視線演算装置６３０の出力により、例えばあるボタ
ンが一定時間以上注視されている場合に、そのボタンが
入力されたものと判定される。また、あるボタンを注視
すると同時に特定のキー入力がある場合に、そのボタン
が入力されたものとしてもよい。このように立体のボタ
ン群の出力画像６１３と６１４を入力手段として用いる
ことができる。ここで左眼用凹面鏡６０１、右眼用凹面
鏡６０２、液晶シャッター６０３、画像入力装置６０
４、視線演算装置６３０は、操作者の左右の眼の視線を
検出し、複数のボタン状スイッチの何れが操作者により
注視されているかを検出する視線検出装置を構成してい
る。このようにすると頻繁に入力するキーを立体のボタ
ン部に移すことで処理部１０３へのキー入力が一層速く
なる。またキーボードそのものを無くすこともでき、計
算機入出力装置をより小型化することもできる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願の請求
項１〜１２の発明は眼鏡型画像表示装置の内部に計算処
理装置の出力画像とキー入力の状態を合成して表示する
ことができる。このため表示装置は非常に小型になり、
操作者は眼鏡型画像表示装置をつけたまま、自己の眼の
視点を殆ど移動させることなく計算処理を行うことがで
きる。また他人に表示内容が知られることがないので、
守秘性の強い作業ができる。

【００５６】特に本願の請求項１，２記載の発明によれ
ば、操作者の手を含むキーボード付近の像を光学的に取
り込み、眼鏡型画像表示装置の内部に計算処理装置の出
力と合成して表示する。このためキーボードを撮像する
撮像装置が不要となる。

【００５７】また本願の請求項３，４記載の発明によれ
ば、操作者の手を含むキーボード付近の像を撮像し、眼
鏡型画像表示装置の内部に計算処理装置の出力と合成し
て表示する。このため表示装置は非常に小型で軽量化さ
れる。

【００５８】また本願の請求項５，６記載の発明によれ
ば、眼鏡型画像表示装置において計算処理装置の画像を
表示す表示装置の下部が、透明なゴーグルで構成されて
いるため、操作者はキーボードと表示装置の画像を同時
に見て作業ができる。この場合、キーボードを撮像する
撮像装置や光学装置が不要となり、眼鏡部が一層軽減化
される。

【００５９】また本願の請求項７，８記載の発明によれ
ば、第１の撮像装置で取り込まれた操作者の手の像と、
キーボード状入力装置の像とを正確な位置関係で合成す
ることができる。特にキーボード状入力装置のキー配置
を、画像処理により容易に変更することができるという
効果が生まれる。またキーボード状入力装置の重量を通
常の入力装置よりも大幅に軽減できる。

【００６０】また本願の請求項９記載の発明によれば、
キーボード状入力装置として、圧力センサと受光素子を
碁盤状に配置し、受光素子に取り込まれた操作者の手を
影絵を作成し、キーボードの像と正確な位置関係で計算
処理装置への入力操作を表示することができる。このた
めキーボード状入力装置のキー配置を画像処理により容
易に変更することができる。またキーボード状入力装置
の重量を通常の入力装置よりも大幅に軽減できる効果が
生じる。

【００６１】また本願の請求項１０〜１２記載の発明に
よれば、画像生成装置によりボタン状スイッチの画像を
表示装置内に立体的に表示し、操作者がどのスイッチを
注視しているかを視線検出装置が検知するようにしてい
る。このため計算処理装置の操作者は頻繁に入力するキ
ーをキーボードを用いないで眼の視野を用いて入力する
ことができ、入力作業が早くなる効果を生じる。又キー
ボードそのものを無くすことができ、計算処理装置が大
幅に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における眼鏡型画像表示装
置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図２】第１実施例の眼鏡型画像表示装置の構成図であ
る。

【図３】第１実施例の眼鏡型画像表示装置の画面を示す
図である。

【図４】本発明の第２実施例における眼鏡型画像表示装
置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図５】第２実施例の眼鏡型画像表示装置の構成図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例における眼鏡型画像表示装
置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図７】第３実施例の眼鏡型画像表示装置の画面を示す
図である。

【図８】本発明の第４実施例における眼鏡型画像表示装
置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図９】第４実施例の眼鏡型画像表示装置に用いられる
入力部の外観図である。

【図１０】第４実施例の眼鏡型画像表示装置の構成図で
ある。

【図１１】第４実施例の眼鏡型画像表示装置の画面を示
す図である。

【図１２】本発明の第５実施例における眼鏡型画像表示
装置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図１３】第５実施例の眼鏡型画像表示装置に用いられ
る入力部の外観図である。

【図１４】第５実施例の眼鏡型画像表示装置の構成図で
ある。

【図１５】第５実施例の眼鏡型画像表示装置の画面を示
す図である。

【図１６】本発明の第６実施例における眼鏡型画像表示
装置と計算機入出力装置との関係を示す図である。

【図１７】第６実施例の眼鏡型画像表示装置の画面を示
す図である。

【図１８】第６実施例の眼鏡型表示装置の動作原理を示
す構造図である。

【図１９】従来の小型計算機の構成図である。

【図２０】従来の小型計算機の外観図である。

【符号の説明】

１０１ キーボード １０２，２０１，４０３，６００ 眼鏡型表示部 １０３ 処理部 １０４，２０４ 液晶パネル １０５，１０８ 対物レンズ １０６，１０７ プリズム １０９ 接眼レンズ部 ２０２，４１１，５０６ 入力端 ２０３，４０９ 合成回路 ２０５ 倍率調整回路 ２０６，４０８，６０４ 画像入力装置 ３０１ 透過型表示部 ４０１，５０２ 入力部 ４０２，５０１ 画像処理部 ４０４ 圧力センサ ４０５ 画像入力装置及び支持装置 ４１０，５０９ 出力端 ４１２ キーボード情報メモリ ４１３ キーボード映像作製部 ５０３ 照明装置及びその支持装置 ５０４ 受光素子 ５０５ 照明装置 ５０７ 非線形変換回路 ５０８ ２次元ＬＰＦ ６０１ 左眼用凹面鏡 ６０２ 右眼用凹面鏡 ６０３ 液晶シャッター ６０５ 画像処理装置 ６０６ 左眼用画像表示装置 ６０７ 右眼用画像表示装置 ６０８，６０９，６１０ ケーブル ６１１ 表示画面 ６１２，６１３，６１４ 出力画像 ６２０ 右眼用液晶シャッター ６２１ 右眼用液晶シャッター ６３０ 視線演算装置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計算処理装置の出力画像を表示する表示
   装置と、 前記表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換す
   る第１の光学装置と、 前記計算処理装置のキーボード近傍の画像を、前記表示
   装置の画像と組み合わせる第２の光学装置と、を具備す
   ることを特徴とする眼鏡型画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記第２の光学装置は、 前記キーボード近傍の画像を取り込み、倍率を調整する
   変倍用レンズと、 前記変倍用レンズの出射光を任意の方向に反射させる反
   射鏡と、を有することを特徴とする請求項１記載の眼鏡
   型画像表示装置。
3. 【請求項３】 計算処理装置のキーボード近傍を撮影
   し、画像信号に変換する画像入力装置と、 前記画像入力装置の画像信号と前記計算処理装置の画像
   信号とを合成する合成装置と、 前記合成装置の画像を表示する表示装置と、 前記表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換す
   る第１の光学装置と、を具備することを特徴とする眼鏡
   型画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記合成装置は、 前記計算処理装置の出力画像及び前記画像入力装置の画
   像を、前記表示装置の画面内で所望の大きさ及び位置に
   表示するよう画像信号を合成するものであることを特徴
   とする請求項３記載の眼鏡型画像表示装置。
5. 【請求項５】 計算処理装置の出力画像を表示する表示
   装置と、 前記表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換す
   る第１の光学装置と、 前記表示装置と前記第１の光学装置を操作者の頭部に固
   定すると共に、操作者の視界中に透明部分及び前記表示
   装置の表示領域が設けられたゴーグルと、を具備するこ
   とを特徴とする眼鏡型画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記ゴーグルは、 前記表示装置と前記第１の光学装置の下部は、透明であ
   ることを特徴とする請求項５記載の眼鏡型画像表示装
   置。
7. 【請求項７】 板状に形成され、操作者の手の接触位置
   によってキー入力を検出するキーボード状入力装置と、 前記キーボード状入力装置の上部に取付けられ、前記キ
   ーボード状入力装置とキー入力を行う操作者の手とを撮
   像する第１の撮像装置と、 前記キーボード状入力装置を予め記憶されているキーボ
   ードのパターン画像と置き換え、かつ計算処理装置の出
   力画像と合成する第１の画像処理装置と、 前記第１の画像処理装置の画像を表示する表示装置と、 前記表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換す
   る第１の光学装置と、を具備することを特徴とする眼鏡
   型画像表示装置。
8. 【請求項８】 前記キーボード状入力装置は、 複数の圧力センサが碁盤眼状に配置され、前記特定の圧
   力センサの押圧によりキー信号を前記第１の画像処理装
   置に出力するものであることを特徴とする請求項７記載
   の眼鏡型画像表示装置。
9. 【請求項９】 複数の圧力センサと受光素子とが碁盤眼
   状に配置され、前記特定の圧力センサの押圧によりキー
   入力を検出するキーボード状入力装置と、 前記複数の受光素子から得られる各受光信号のレベルを
   弁別し、操作者の手の影絵を出力すると共に、予め記憶
   されているキーボードの画像と前記影絵を合成し、計算
   処理装置の出力画像と合成する第２の画像処理装置と、 前記第２の画像処理装置の画像を表示する表示装置と、 前記表示装置の表示画像を操作者の明視の距離に変換す
   る第１の光学装置と、を具備することを特徴とする眼鏡
   型画像表示装置。
10. 【請求項１０】 立体的な視差のある複数のボタン状ス
    イッチの画像を生成し、計算処理装置の出力画像を立体
    画像に変換し、前記ボタン状スイッチの画像と計算処理
    装置の出力画像とを合成する画像生成装置と、 前記画像生成装置の出力画像を表示する表示装置と、 操作者の左右の眼の視線を検出し、前記複数のボタン状
    スイッチの何れが操作者により注視されているかを検出
    する視線検出装置と、を具備することを特徴とする眼鏡
    型画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記視線検出装置は、 操作者の左右の眼の像の大きさを調整する第３の光学装
    置と、 前記第３の光学装置から出力される左右の像を交互に切
    り換えて撮像する第２の撮像装置と、 前記第２の撮像装置で撮像された左右の眼の注視点を検
    出する注視点判別装置と、を具備するものであることを
    特徴する請求項１０記載の眼鏡型画像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記第３の光学装置は、 前記操作者の左右の眼の像を反射し、その大きさを調整
    する左右一対の凹面鏡であることを特徴とする請求項１
    １記載の眼鏡型画像表示装置。