JPH11249588A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents
頭部装着型表示装置Info
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- JPH11249588A JPH11249588A JP10064174A JP6417498A JPH11249588A JP H11249588 A JPH11249588 A JP H11249588A JP 10064174 A JP10064174 A JP 10064174A JP 6417498 A JP6417498 A JP 6417498A JP H11249588 A JPH11249588 A JP H11249588A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型で確実に観察者の眼球の動きを捉えること
が可能な頭部装着型表示装置を提供する。 【解決手段】観察者10の眼球Ｅa 、Ｅｂの前方の第１光
学素子7a、7bは、画像表示器4a、4bからの画像表示光の
一部を反射可能かつ一部を透過可能な第１反射面と、赤
外線発光素子32a 、32b から照射されて眼球Ｅa 、Ｅb
において反射される赤外線の少なくとも一部を反射可能
かつ前記画像表示光の少なくとも一部を透過可能な第２
反射面とを有する。その第１反射面において反射される
画像表示光の少なくとも一部は、その第１光学素子7a、
7bの前方の第２光学素子8a、8bの第３反射面において反
射され、次に第１反射面41a 、41b を透過した後に第２
反射面を透過して眼球Ｅa 、Ｅb に導かれる。第２反射
面において反射される赤外線は赤外線撮像素子31a 、31
b に導かれる。
が可能な頭部装着型表示装置を提供する。 【解決手段】観察者10の眼球Ｅa 、Ｅｂの前方の第１光
学素子7a、7bは、画像表示器4a、4bからの画像表示光の
一部を反射可能かつ一部を透過可能な第１反射面と、赤
外線発光素子32a 、32b から照射されて眼球Ｅa 、Ｅb
において反射される赤外線の少なくとも一部を反射可能
かつ前記画像表示光の少なくとも一部を透過可能な第２
反射面とを有する。その第１反射面において反射される
画像表示光の少なくとも一部は、その第１光学素子7a、
7bの前方の第２光学素子8a、8bの第３反射面において反
射され、次に第１反射面41a 、41b を透過した後に第２
反射面を透過して眼球Ｅa 、Ｅb に導かれる。第２反射
面において反射される赤外線は赤外線撮像素子31a 、31
b に導かれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は頭部装着型表示装置
に関し、例えばアミューズメント分野や医療分野等にお
いて人工現実感を体験するための映像を表示するのに利
用できる。
に関し、例えばアミューズメント分野や医療分野等にお
いて人工現実感を体験するための映像を表示するのに利
用できる。
【０００２】
【従来の技術】図５に示す従来の頭部装着型表示装置１
０１は、画像表示光Ｌを出射する画像表示器１０２と、
赤外線撮像素子１０３と、観察者１０４の眼球１０５に
赤外線を照射可能な赤外線発光素子１０６と、その眼球
１０５の前方に配置される第１光学素子１０６と、その
第１光学素子１０６の前方に配置される第２光学素子１
０７と、その第２光学素子の前方に配置される第３光学
素子１０８とを、一対ずつ備える。
０１は、画像表示光Ｌを出射する画像表示器１０２と、
赤外線撮像素子１０３と、観察者１０４の眼球１０５に
赤外線を照射可能な赤外線発光素子１０６と、その眼球
１０５の前方に配置される第１光学素子１０６と、その
第１光学素子１０６の前方に配置される第２光学素子１
０７と、その第２光学素子の前方に配置される第３光学
素子１０８とを、一対ずつ備える。
【０００３】その第１光学素子１０６は、前記画像表示
光Ｌの一部を反射可能かつ一部を透過可能なハーフミラ
ーにより構成されている。その第２光学素子１０７は、
その第１光学素子１０６において反射される画像表示光
Ｌの一部を反射可能かつ一部を透過可能なハーフミラー
により構成されている。その第３光学素子１０８は、前
記赤外線を反射可能なホットミラーにより構成されてい
る。
光Ｌの一部を反射可能かつ一部を透過可能なハーフミラ
ーにより構成されている。その第２光学素子１０７は、
その第１光学素子１０６において反射される画像表示光
Ｌの一部を反射可能かつ一部を透過可能なハーフミラー
により構成されている。その第３光学素子１０８は、前
記赤外線を反射可能なホットミラーにより構成されてい
る。
【０００４】その第１光学素子１０６において反射され
る画像表示光Ｌは、第２光学素子１０７において反射さ
れた後に第１光学素子１０６を透過して前記眼球１０５
に導かれる。これにより、観察者１０４は画像表示光Ｌ
に対応する画像を視認できる。
る画像表示光Ｌは、第２光学素子１０７において反射さ
れた後に第１光学素子１０６を透過して前記眼球１０５
に導かれる。これにより、観察者１０４は画像表示光Ｌ
に対応する画像を視認できる。
【０００５】前記赤外線発光素子１０６により照射され
る赤外線は、眼球１０５において反射された後に、その
第１光学素子１０６および第２光学素子１０７を透過
し、しかる後に第３光学素子１０８において反射される
ことで前記赤外線撮像素子１０３に導かれる。
る赤外線は、眼球１０５において反射された後に、その
第１光学素子１０６および第２光学素子１０７を透過
し、しかる後に第３光学素子１０８において反射される
ことで前記赤外線撮像素子１０３に導かれる。
【０００６】その赤外線撮像素子１０３は、その眼球１
０５の撮影により生成した画像信号を信号処理装置１１
０に出力する。その信号処理装置１１０は、その赤外線
撮像素子１０３から送られる画像信号を２値化（白黒）
信号に変換する信号変換部１０３ａと、その２値化信号
を取り込むビデオキャプチャーボード等の信号取込み部
１０３ｂと、その取り込んだ信号に基づき前記眼球１０
５の位置に応じた画像信号を生成するパーソナルコンピ
ュータ等の画像信号生成部１０３ｃとを有する。前記画
像表示器１０２により、その信号処理装置１１０により
生成された画像信号に対応する画像表示光Ｌが出射され
る。これにより、例えば頭部装着型表示装置により射撃
ゲームを行うための照準用画像を表示する場合、その照
準用画像の表示位置を眼球１０５の位置に応じて変化さ
せることができる。すなわち、視線の変化に応じて出力
を変化させる視線入力が可能になる。
０５の撮影により生成した画像信号を信号処理装置１１
０に出力する。その信号処理装置１１０は、その赤外線
撮像素子１０３から送られる画像信号を２値化（白黒）
信号に変換する信号変換部１０３ａと、その２値化信号
を取り込むビデオキャプチャーボード等の信号取込み部
１０３ｂと、その取り込んだ信号に基づき前記眼球１０
５の位置に応じた画像信号を生成するパーソナルコンピ
ュータ等の画像信号生成部１０３ｃとを有する。前記画
像表示器１０２により、その信号処理装置１１０により
生成された画像信号に対応する画像表示光Ｌが出射され
る。これにより、例えば頭部装着型表示装置により射撃
ゲームを行うための照準用画像を表示する場合、その照
準用画像の表示位置を眼球１０５の位置に応じて変化さ
せることができる。すなわち、視線の変化に応じて出力
を変化させる視線入力が可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
第２光学素子１０７の前方に第３光学素子１０８を配置
する必要があるため、装置全体が大型するという問題が
ある。さらに、眼球１０５において反射された赤外線
は、第１光学素子１０６と第２光学素子１０７とを透過
することで減衰するが、その赤外線の強度は安全のため
に制限されていることから、赤外線撮像素子１０３を介
する眼球の動きの検出を確実に行えないおそれがある。
第２光学素子１０７の前方に第３光学素子１０８を配置
する必要があるため、装置全体が大型するという問題が
ある。さらに、眼球１０５において反射された赤外線
は、第１光学素子１０６と第２光学素子１０７とを透過
することで減衰するが、その赤外線の強度は安全のため
に制限されていることから、赤外線撮像素子１０３を介
する眼球の動きの検出を確実に行えないおそれがある。
【０００８】本発明は、上記問題を解決することのでき
る頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。
る頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の頭部装着型表示
装置は、画像表示光を出射する画像表示器と、赤外線撮
像素子と、観察者の眼球に赤外線を照射可能な赤外線発
光素子と、その眼球の前方に配置される第１光学素子
と、その第１光学素子の前方に配置される第２光学素子
とを備える。その第１光学素子は、前記画像表示光の一
部を反射可能かつ一部を透過可能な第１反射面と、前記
眼球において反射される前記赤外線の少なくとも一部を
反射可能かつ前記画像表示光の少なくとも一部を透過可
能な第２反射面とを有する。その第２光学素子は、その
第１反射面において反射される画像表示光の少なくとも
一部を反射可能な第３反射面を有する。その第３反射面
において反射される画像表示光が第１反射面を透過した
後に第２反射面を透過して前記眼球に導かれると共に、
その第２反射面において反射される赤外線が前記赤外線
撮像素子に導かれる。本発明の構成によれば、眼球にお
いて反射された赤外線を第１光学素子により赤外線撮像
素子に導くことができ、赤外線のみを反射する専用の光
学素子を必要としないので、装置を小型化できる。その
赤外線は光学素子を透過することなく赤外線撮像素子に
至ることができるので、赤外線の強度を必要以上に強く
することなく眼球の位置を検知できる。
装置は、画像表示光を出射する画像表示器と、赤外線撮
像素子と、観察者の眼球に赤外線を照射可能な赤外線発
光素子と、その眼球の前方に配置される第１光学素子
と、その第１光学素子の前方に配置される第２光学素子
とを備える。その第１光学素子は、前記画像表示光の一
部を反射可能かつ一部を透過可能な第１反射面と、前記
眼球において反射される前記赤外線の少なくとも一部を
反射可能かつ前記画像表示光の少なくとも一部を透過可
能な第２反射面とを有する。その第２光学素子は、その
第１反射面において反射される画像表示光の少なくとも
一部を反射可能な第３反射面を有する。その第３反射面
において反射される画像表示光が第１反射面を透過した
後に第２反射面を透過して前記眼球に導かれると共に、
その第２反射面において反射される赤外線が前記赤外線
撮像素子に導かれる。本発明の構成によれば、眼球にお
いて反射された赤外線を第１光学素子により赤外線撮像
素子に導くことができ、赤外線のみを反射する専用の光
学素子を必要としないので、装置を小型化できる。その
赤外線は光学素子を透過することなく赤外線撮像素子に
至ることができるので、赤外線の強度を必要以上に強く
することなく眼球の位置を検知できる。
【００１０】前記赤外線撮像素子により撮影された前記
眼球の位置に応じた画像信号を生成する信号処理装置を
備え、前記画像表示器により、その信号処理装置により
生成された画像信号に対応する画像表示光が出射される
のが好ましい。これにより、観察者の眼球の位置に応じ
て画像を形成できるので視線入力が可能になる。
眼球の位置に応じた画像信号を生成する信号処理装置を
備え、前記画像表示器により、その信号処理装置により
生成された画像信号に対応する画像表示光が出射される
のが好ましい。これにより、観察者の眼球の位置に応じ
て画像を形成できるので視線入力が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００１２】図１に示す頭部装着型表示装置１は、左右
一対の表示部２ａ、２ｂと、両表示部２ａ、２ｂを保持
する保持部３とを有し、観察者の両目に画像を視認させ
る（本明細書における前後左右方向は頭部装着型表示装
置を装着する観察者を基準とする）。その保持部３は、
環状とされることで観察者の頭部に上方から嵌め合わせ
ることが可能とされている。その保持部３は、観察者の
頭部に装着可能なものであれば形態は限定されず、例え
ばヘルメット状やバンド状のものであってもよい。な
お、本件発明において頭部とは顔面を含む頸部から上の
部分を言う。
一対の表示部２ａ、２ｂと、両表示部２ａ、２ｂを保持
する保持部３とを有し、観察者の両目に画像を視認させ
る（本明細書における前後左右方向は頭部装着型表示装
置を装着する観察者を基準とする）。その保持部３は、
環状とされることで観察者の頭部に上方から嵌め合わせ
ることが可能とされている。その保持部３は、観察者の
頭部に装着可能なものであれば形態は限定されず、例え
ばヘルメット状やバンド状のものであってもよい。な
お、本件発明において頭部とは顔面を含む頸部から上の
部分を言う。
【００１３】各表示部２ａ、２ｂはそれぞれ、図２に示
すように、画像表示器４ａ、４ｂと、光学系と、赤外線
撮像素子３１ａ、３１ｂと、赤外線発光素子３２ａ、３
２ｂとを備える。
すように、画像表示器４ａ、４ｂと、光学系と、赤外線
撮像素子３１ａ、３１ｂと、赤外線発光素子３２ａ、３
２ｂとを備える。
【００１４】各画像表示器４ａ、４ｂは観察者１０の頭
部の側方に配置され、例えばＣＲＴディスプレイや液晶
表示パネル等により構成でき、有線あるいは無線により
信号処理装置６０に接続され、その信号処理装置６０か
ら送られる画像信号に対応する画像を表示するための画
像表示光Ｌを前方に向かい出射する。
部の側方に配置され、例えばＣＲＴディスプレイや液晶
表示パネル等により構成でき、有線あるいは無線により
信号処理装置６０に接続され、その信号処理装置６０か
ら送られる画像信号に対応する画像を表示するための画
像表示光Ｌを前方に向かい出射する。
【００１５】各赤外線発光素子３２ａ、３２ｂは、例え
ばＬＥＤにより構成でき、観察者１０の眼球Ｅａ、Ｅｂ
に赤外線を照射可能な位置に配置されている。
ばＬＥＤにより構成でき、観察者１０の眼球Ｅａ、Ｅｂ
に赤外線を照射可能な位置に配置されている。
【００１６】各赤外線撮像素子３１ａ、３１ｂは、例え
ば赤外線カメラにより構成でき、上記赤外線発光素子３
２ａ、３２ｂから出射されて眼球Ｅａ、Ｅｂにおいて反
射した後に後述の第２反射面４２ａ、４２ｂにおいて反
射される赤外線が入射可能な位置に配置され、これによ
り眼球Ｅａ、Ｅｂを撮影できる。
ば赤外線カメラにより構成でき、上記赤外線発光素子３
２ａ、３２ｂから出射されて眼球Ｅａ、Ｅｂにおいて反
射した後に後述の第２反射面４２ａ、４２ｂにおいて反
射される赤外線が入射可能な位置に配置され、これによ
り眼球Ｅａ、Ｅｂを撮影できる。
【００１７】各光学系はそれぞれ、画像表示光Ｌの集光
用レンズ系５ａ、５ｂ、ミラー６ａ、６ｂ、第１光学素
子７ａ、７ｂ、および第２光学素子８ａ、８ｂを有す
る。各レンズ系５ａ、５ｂと各ミラー６ａ、６ｂは観察
者１０の頭部の側方に配置され、各第１光学素子７ａ、
７ｂは観察者１０の眼球Ｅａ、Ｅｂの前方に配置され、
各第２光学素子８ａ、８ｂは第１光学素子７ａ、７ｂの
前方に配置される。
用レンズ系５ａ、５ｂ、ミラー６ａ、６ｂ、第１光学素
子７ａ、７ｂ、および第２光学素子８ａ、８ｂを有す
る。各レンズ系５ａ、５ｂと各ミラー６ａ、６ｂは観察
者１０の頭部の側方に配置され、各第１光学素子７ａ、
７ｂは観察者１０の眼球Ｅａ、Ｅｂの前方に配置され、
各第２光学素子８ａ、８ｂは第１光学素子７ａ、７ｂの
前方に配置される。
【００１８】各ミラー６ａ、６ｂの反射面は、後方に向
かうに従い観察者１０の外側方に向かい、各画像表示器
４ａ、４ｂから出射されて各レンズ系５ａ、５ｂを通過
する画像表示光Ｌを反射することで観察者１０の眼前に
向かわせる。
かうに従い観察者１０の外側方に向かい、各画像表示器
４ａ、４ｂから出射されて各レンズ系５ａ、５ｂを通過
する画像表示光Ｌを反射することで観察者１０の眼前に
向かわせる。
【００１９】図３に示すように、各第１光学素子７ａ、
７ｂは本実施形態では板状であって、そのミラー６ａ、
６ｂに対向する第１反射面４１ａ、４１ｂと、観察者１
０の眼球Ｅａ、Ｅｂに対向する第２反射面４２ａ、４２
ｂと、透明材により構成される担体４３ａ、４３ｂとで
構成されている。
７ｂは本実施形態では板状であって、そのミラー６ａ、
６ｂに対向する第１反射面４１ａ、４１ｂと、観察者１
０の眼球Ｅａ、Ｅｂに対向する第２反射面４２ａ、４２
ｂと、透明材により構成される担体４３ａ、４３ｂとで
構成されている。
【００２０】各第１反射面４１ａ、４１ｂは、ミラー６
ａ、６ｂにおいて反射された画像表示光Ｌの一部を反射
可能かつ一部を透過可能である。図４における実線Ａ
は、本実施形態の第１反射面４１ａ、４１ｂにおける光
の反射率と波長との関係を示し、可視光領域では反射率
が略５０％とされ、赤外線領域では反射率が略零％とさ
れ、画像表示光Ｌの略５０％を反射して略５０％を透過
する。各第１反射面４１ａ、４１ｂは、担体４３ａ、４
３ｂの一方の面に公知の誘電体多面膜をコーティングす
ることで形成できる。
ａ、６ｂにおいて反射された画像表示光Ｌの一部を反射
可能かつ一部を透過可能である。図４における実線Ａ
は、本実施形態の第１反射面４１ａ、４１ｂにおける光
の反射率と波長との関係を示し、可視光領域では反射率
が略５０％とされ、赤外線領域では反射率が略零％とさ
れ、画像表示光Ｌの略５０％を反射して略５０％を透過
する。各第１反射面４１ａ、４１ｂは、担体４３ａ、４
３ｂの一方の面に公知の誘電体多面膜をコーティングす
ることで形成できる。
【００２１】各第２反射面４２ａ、４２ｂは、眼球Ｅ
ａ、Ｅｂにおいて反射される赤外線Ｉの少なくとも一部
を反射可能かつ前記画像表示光Ｌの少なくとも一部を透
過可能である。図４における破線Ｂは、本実施形態の第
２反射面４２ａ、４２ｂにおける光の反射率と波長との
関係を示し、可視光領域では反射率が略０％とされ、赤
外線領域では反射率が略１００％とされ、上記赤外線発
光素子３２ａ、３２ｂから出射される赤外線Ｉを略１０
０％反射し、画像表示光Ｌを略１００％透過する。各第
２反射面４２ａ、４２ｂは、担体４３ａ、４３ｂの他方
の面に公知の誘電体多面膜をコーティングすることで形
成できる。
ａ、Ｅｂにおいて反射される赤外線Ｉの少なくとも一部
を反射可能かつ前記画像表示光Ｌの少なくとも一部を透
過可能である。図４における破線Ｂは、本実施形態の第
２反射面４２ａ、４２ｂにおける光の反射率と波長との
関係を示し、可視光領域では反射率が略０％とされ、赤
外線領域では反射率が略１００％とされ、上記赤外線発
光素子３２ａ、３２ｂから出射される赤外線Ｉを略１０
０％反射し、画像表示光Ｌを略１００％透過する。各第
２反射面４２ａ、４２ｂは、担体４３ａ、４３ｂの他方
の面に公知の誘電体多面膜をコーティングすることで形
成できる。
【００２２】各第２光学素子８ａ、８ｂは、第１反射面
４１ａ、４１ｂに対向する凹曲面に沿う第３反射面４５
ａ、４５ｂと透明材により構成される担体４６ａ、４６
ｂを有する。その第３反射面４５ａ、４５ｂは、第１反
射面４１ａ、４１ｂにおいて反射される画像表示光Ｌの
少なくとも一部を反射可能なものである。本実施形態で
は、第２光学素子８ａ、８ｂは可視光の一部を反射して
一部を透過するハーフミラーにより構成され、担体４５
ａ、４５ｂの一方の面に公知の誘電体多面膜をコーティ
ングすることで形成できる。これにより、観察者１０に
前方実在物を視認させることができ、この場合の画像表
示光Ｌの反射率は明瞭な画像を視認できるように適宜設
定すればよい。なお、その第２光学素子８ａ、８ｂは、
観察者１０に前方実在物を視認させる必要がなければ画
像表示光Ｌを１００％反射するミラーにより構成でき
る。
４１ａ、４１ｂに対向する凹曲面に沿う第３反射面４５
ａ、４５ｂと透明材により構成される担体４６ａ、４６
ｂを有する。その第３反射面４５ａ、４５ｂは、第１反
射面４１ａ、４１ｂにおいて反射される画像表示光Ｌの
少なくとも一部を反射可能なものである。本実施形態で
は、第２光学素子８ａ、８ｂは可視光の一部を反射して
一部を透過するハーフミラーにより構成され、担体４５
ａ、４５ｂの一方の面に公知の誘電体多面膜をコーティ
ングすることで形成できる。これにより、観察者１０に
前方実在物を視認させることができ、この場合の画像表
示光Ｌの反射率は明瞭な画像を視認できるように適宜設
定すればよい。なお、その第２光学素子８ａ、８ｂは、
観察者１０に前方実在物を視認させる必要がなければ画
像表示光Ｌを１００％反射するミラーにより構成でき
る。
【００２３】図２、図３に示すように、各画像表示器４
ａ、４ｂから出射される画像表示光Ｌは、レンズ系５
ａ、５ｂを介してミラー６ａ、６ｂおよび第１反射面４
１ａ、４１ｂにより反射され、次に、第３反射面４５
ａ、４５ｂにより反射されると共に集束され、次に、第
１反射面４１ａ、４１ｂを透過した後に第２反射面４２
ａ、４２ｂを透過し、しかる後に観察者１０の眼球Ｅ
ａ、Ｅｂに導かれる。これにより、一方の表示部２ａの
表示画像は、観察者１０の右目により視認され、他方の
表示部２ｂの表示画像は、観察者１０の左目により視認
される。また、上記のように眼球Ｅａ、Ｅｂにおいて反
射された後に第２反射面４２ａ、４２ｂにおいて反射さ
れる赤外線Ｉは、上記赤外線撮像素子３１ａ、３１ｂに
導かれる。
ａ、４ｂから出射される画像表示光Ｌは、レンズ系５
ａ、５ｂを介してミラー６ａ、６ｂおよび第１反射面４
１ａ、４１ｂにより反射され、次に、第３反射面４５
ａ、４５ｂにより反射されると共に集束され、次に、第
１反射面４１ａ、４１ｂを透過した後に第２反射面４２
ａ、４２ｂを透過し、しかる後に観察者１０の眼球Ｅ
ａ、Ｅｂに導かれる。これにより、一方の表示部２ａの
表示画像は、観察者１０の右目により視認され、他方の
表示部２ｂの表示画像は、観察者１０の左目により視認
される。また、上記のように眼球Ｅａ、Ｅｂにおいて反
射された後に第２反射面４２ａ、４２ｂにおいて反射さ
れる赤外線Ｉは、上記赤外線撮像素子３１ａ、３１ｂに
導かれる。
【００２４】図１に示すように、本実施形態では、第２
光学素子８ａ、８ｂの前方においてバイザー５０が保持
部３に上下動可能に取り付けられる。そのバイザーを下
方に変位することで、観察者１０は画像表示器４ａ、４
ｂによる表示画像のみを視認できる。そのバイザー９を
上方に変位することで、観察者１０は画像表示器４ａ、
４ｂによる表示画像だけでなく、光学素子７ａ、７ｂ、
８ａ、８ｂの前方視野内に実際に存在する物も視認でき
る。
光学素子８ａ、８ｂの前方においてバイザー５０が保持
部３に上下動可能に取り付けられる。そのバイザーを下
方に変位することで、観察者１０は画像表示器４ａ、４
ｂによる表示画像のみを視認できる。そのバイザー９を
上方に変位することで、観察者１０は画像表示器４ａ、
４ｂによる表示画像だけでなく、光学素子７ａ、７ｂ、
８ａ、８ｂの前方視野内に実際に存在する物も視認でき
る。
【００２５】図２に示すように、その赤外線撮像素子３
１ａ、３１ｂは、その眼球Ｅａ、Ｅｂの撮影により生成
した画像信号を上記信号処理装置６０に出力する。その
信号処理装置６０は、その赤外線撮像素子３１ａ、３１
ｂから送られる画像信号を２値化（白黒）信号に変換す
る信号変換部６１ａ、６１ｂと、その２値化信号を取り
込むビデオキャプチャーボード等の信号取込み部６２
ａ、６２ｂと、その取り込んだ信号に基づき前記眼球Ｅ
ａ、Ｅｂの位置に応じた画像信号を生成するパーソナル
コンピュータ等の画像信号生成部６３ａ、６３ｂとを有
する。上記各画像表示器４ａ、４ｂにより、その信号処
理装置６０により生成された画像信号に対応する画像表
示光が出射される。これにより、例えば頭部装着型表示
装置１により射撃ゲームを行うための照準用画像を表示
する場合、その照準用画像の表示位置を眼球Ｅａ、Ｅｂ
の位置に応じて変化させることができる。すなわち、視
線の変化に応じて出力を変化させる視線入力が可能にな
る。
１ａ、３１ｂは、その眼球Ｅａ、Ｅｂの撮影により生成
した画像信号を上記信号処理装置６０に出力する。その
信号処理装置６０は、その赤外線撮像素子３１ａ、３１
ｂから送られる画像信号を２値化（白黒）信号に変換す
る信号変換部６１ａ、６１ｂと、その２値化信号を取り
込むビデオキャプチャーボード等の信号取込み部６２
ａ、６２ｂと、その取り込んだ信号に基づき前記眼球Ｅ
ａ、Ｅｂの位置に応じた画像信号を生成するパーソナル
コンピュータ等の画像信号生成部６３ａ、６３ｂとを有
する。上記各画像表示器４ａ、４ｂにより、その信号処
理装置６０により生成された画像信号に対応する画像表
示光が出射される。これにより、例えば頭部装着型表示
装置１により射撃ゲームを行うための照準用画像を表示
する場合、その照準用画像の表示位置を眼球Ｅａ、Ｅｂ
の位置に応じて変化させることができる。すなわち、視
線の変化に応じて出力を変化させる視線入力が可能にな
る。
【００２６】上記構成によれば、眼球Ｅａ、Ｅｂにおい
て反射された赤外線Ｉを第１光学素子７ａ、７ｂにより
赤外線撮像素子３１ａ、３１ｂに導くことができ、赤外
線Ｉのみを反射する専用の光学素子を必要としないの
で、頭部装着型表示装置１を小型化できる。また、その
赤外線Ｉは光学素子を透過することなく赤外線撮像素子
３１ａ、３１ｂに至ることができるので、赤外線Ｉの強
度を必要以上に強くすることなく眼球Ｅａ、Ｅｂの位置
を検知できる。
て反射された赤外線Ｉを第１光学素子７ａ、７ｂにより
赤外線撮像素子３１ａ、３１ｂに導くことができ、赤外
線Ｉのみを反射する専用の光学素子を必要としないの
で、頭部装着型表示装置１を小型化できる。また、その
赤外線Ｉは光学素子を透過することなく赤外線撮像素子
３１ａ、３１ｂに至ることができるので、赤外線Ｉの強
度を必要以上に強くすることなく眼球Ｅａ、Ｅｂの位置
を検知できる。
【００２７】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、上記実施形態の頭部装着型表示装置は観察
者の両目に画像を視認させるが、片目にのみ画像を視認
させるものであってもよい。また、視線入力により変化
させる出力は頭部装着型表示装置により表示される画像
に限定されず、例えば、観察者が表示画像の特定領域を
視認することによる眼球の変化を、頭部装着型表示装置
以外の機器の入力情報として用いてもよい。また、視線
入力機能は必須ではなく、例えば、頭部装着型表示装置
により表示される画像を視認する観察者の眼球の運動軌
跡をトレースするために本発明を適用してもよい。
い。例えば、上記実施形態の頭部装着型表示装置は観察
者の両目に画像を視認させるが、片目にのみ画像を視認
させるものであってもよい。また、視線入力により変化
させる出力は頭部装着型表示装置により表示される画像
に限定されず、例えば、観察者が表示画像の特定領域を
視認することによる眼球の変化を、頭部装着型表示装置
以外の機器の入力情報として用いてもよい。また、視線
入力機能は必須ではなく、例えば、頭部装着型表示装置
により表示される画像を視認する観察者の眼球の運動軌
跡をトレースするために本発明を適用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、小型で確実に観察者の
眼球の動きを捉えることが可能な頭部装着型表示装置を
提供できる。
眼球の動きを捉えることが可能な頭部装着型表示装置を
提供できる。
【図１】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の斜視
図
図
【図２】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の構成
説明図
説明図
【図３】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の要部
の構成説明図
の構成説明図
【図４】本発明の実施形態の第１反射面と第２反射面の
反射率と光の波長との関係を示す図
反射率と光の波長との関係を示す図
【図５】従来の頭部装着型表示装置の構成説明図
４ａ、４ｂ 画像表示器 ７ａ、７ｂ 第１光学素子 ８ａ、８ｂ 第２光学素子 ３１ａ、３１ｂ 赤外線撮像素子 ３２ａ、３２ｂ 赤外線発光素子 ４１ａ、４１ｂ 第１反射面 ４２ａ、４２ｂ 第２反射面 ４５ａ、４５ｂ 第３反射面 Ｅａ、Ｅｂ 眼球
Claims (1)
- 【請求項１】 画像表示光を出射する画像表示器と、 赤外線撮像素子と、 観察者の眼球に赤外線を照射可能な赤外線発光素子と、 その眼球の前方に配置される第１光学素子と、 その第１光学素子の前方に配置される第２光学素子とを
備え、 その第１光学素子は、前記画像表示光の一部を反射可能
かつ一部を透過可能な第１反射面と、前記眼球において
反射される前記赤外線の少なくとも一部を反射可能かつ
前記画像表示光の少なくとも一部を透過可能な第２反射
面とを有し、 その第２光学素子は、その第１反射面において反射され
る画像表示光の少なくとも一部を反射可能な第３反射面
を有し、 その第３反射面において反射される画像表示光が第１反
射面を透過した後に第２反射面を透過して前記眼球に導
かれると共に、その第２反射面において反射される赤外
線が前記赤外線撮像素子に導かれる頭部装着型表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10064174A JPH11249588A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 頭部装着型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10064174A JPH11249588A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 頭部装着型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11249588A true JPH11249588A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=13250447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10064174A Pending JPH11249588A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 頭部装着型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11249588A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102955255A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-03-06 | 微软公司 | 集成眼睛追踪和显示*** |
| US8681256B2 (en) | 2006-10-16 | 2014-03-25 | Sony Corporation | Display method and display apparatus in which a part of a screen area is in a through-state |
| US8928558B2 (en) | 2011-08-29 | 2015-01-06 | Microsoft Corporation | Gaze detection in a see-through, near-eye, mixed reality display |
| JP2020508494A (ja) * | 2017-02-27 | 2020-03-19 | アリババ・グループ・ホールディング・リミテッドＡｌｉｂａｂａ Ｇｒｏｕｐ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ | バーチャル・リアリティー・ヘッドマウント装置 |
| US11442270B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-09-13 | Advanced New Technologies Co., Ltd. | Virtual reality head-mounted apparatus with a partial-reflection partial-transmission wedge |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP10064174A patent/JPH11249588A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8681256B2 (en) | 2006-10-16 | 2014-03-25 | Sony Corporation | Display method and display apparatus in which a part of a screen area is in a through-state |
| US9182598B2 (en) | 2006-10-16 | 2015-11-10 | Sony Corporation | Display method and display apparatus in which a part of a screen area is in a through-state |
| US9846304B2 (en) | 2006-10-16 | 2017-12-19 | Sony Corporation | Display method and display apparatus in which a part of a screen area is in a through-state |
| US8928558B2 (en) | 2011-08-29 | 2015-01-06 | Microsoft Corporation | Gaze detection in a see-through, near-eye, mixed reality display |
| US9110504B2 (en) | 2011-08-29 | 2015-08-18 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Gaze detection in a see-through, near-eye, mixed reality display |
| CN102955255A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-03-06 | 微软公司 | 集成眼睛追踪和显示*** |
| WO2013049012A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Bohn David D | Integrated eye tracking and display system |
| US8998414B2 (en) | 2011-09-26 | 2015-04-07 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Integrated eye tracking and display system |
| JP2020508494A (ja) * | 2017-02-27 | 2020-03-19 | アリババ・グループ・ホールディング・リミテッドＡｌｉｂａｂａ Ｇｒｏｕｐ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ | バーチャル・リアリティー・ヘッドマウント装置 |
| US10996477B2 (en) | 2017-02-27 | 2021-05-04 | Advanced New Technologies Co., Ltd. | Virtual reality head-mounted apparatus |
| US11442270B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-09-13 | Advanced New Technologies Co., Ltd. | Virtual reality head-mounted apparatus with a partial-reflection partial-transmission wedge |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040604 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071218 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090128 |