JP2010139589A - 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】映像表示装置は、虚像位置変更部を有している。この虚像位置変更部は、例えば虚像距離変更部で構成される。この虚像距離変更部は、例えばLCDと接眼光学系との相対距離を変化させることによって、光学瞳Eからの虚像Vの距離を変更する。このような虚像位置変更部により、位置変更前の虚像Vの位置よりも背景Bが光学瞳E側に近くなったときに、背景Bよりも光学瞳E側に近づくように、注視虚像位置が強制的に変更される。
【選択図】図1
Description
図2(a)は、本実施形態に係るHMDの概略の構成を示す平面図であり、図2(b)は、HMDの正面図であり、図2(c)は、HMDの側面図である。HMDは、映像表示装置1と、それを支持する支持手段2とを有しており、全体として、一般の眼鏡のような外観となっている。また、HMDは、左右の眼幅方向に対称な形状となっている。
次に、上述した映像表示ユニット1R・1Lの詳細について説明する。図3は、映像表示ユニット1R・1Lの概略の構成を示す断面図である。映像表示ユニット1R・1Lは、それぞれ、映像表示部11と、接眼光学系21とを有して構成されている。映像表示部11は、光源12と、一方向拡散板13と、集光レンズ14と、LCD15とを有している。
次に、注視虚像位置の変更について説明する。図4は、本実施形態の映像表示装置1の主要部の構成を示す説明図である。映像表示装置1は、虚像位置変更部31と、虚像距離記憶部32と、上記した背景距離測定部8(図2(a)(b)参照)とを有している。虚像位置変更部31は、観察者が注視する虚像Vの位置を変更する注視虚像位置変更手段である。虚像距離記憶部32は、虚像位置変更部31による位置変更の前後における虚像Vの光学瞳Eからの距離を記憶する注視虚像距離記憶手段である。
次に、注視虚像位置の変更の他の例について説明する。虚像位置変更部31は、上記した虚像距離変更部33に加えて、図7に示す輻輳角変更機構36をさらに有している。なお、虚像位置変更部31は、輻輳角変更機構36単独で構成されていてもよい。
ところで、上述した映像表示装置1は、背景位置が注視虚像位置よりも光学瞳側に近くなったとき、観察者に警告を出す警告手段を備えた構成であってもよい。このような警告手段としては、例えば制御部35とLCD15とで構成することが可能である。例えば、制御部35は、注視虚像距離と背景距離との関係から、注視虚像位置よりも背景位置が近くなったと判断した場合、図11に示すように、LCD15に警告を促す表示(例えば「WARNING!」の表示)を行わせたり、図12に示すように、表示映像と、警告を促す像(例えば「WARNING!」の文字)とを合成した映像をLCD15に表示させてもよい。
上述した構成を適宜組み合わせて映像表示装置1ひいてはHMDを構成することも勿論可能である。例えば、背景が一部でも虚像よりも光学瞳側に近づいたとき、または、その後、背景の一部が光学瞳から遠ざかったときに、表示ユニットの回転によって輻輳角を変更したり、表示画像シフトによって輻輳角を変更することも可能であり、そのような輻輳角の変更を段階的に行うことも可能である。
1R 映像表示ユニット(右眼用表示ユニット)
1L 映像表示ユニット(左眼用表示ユニット)
2 支持手段
8 背景距離測定部(背景距離測定手段)
9 輻輳角変更部(輻輳角変更手段)
15 LCD(表示素子)
21 接眼光学系
22 接眼プリズム(光学部材)
24 光学素子(ホログラム光学素子)
31 虚像位置変更部(注視虚像位置変更手段)
33 虚像距離変更部(虚像距離変更手段)
34 駆動部(注視虚像位置変更手段、虚像距離変更手段)
35 制御部(注視虚像位置変更手段、虚像距離変更手段、輻輳角変更手段)
36 輻輳角変更機構(輻輳角変更手段)
E 光学瞳
Claims (13)
- 映像を表示する表示素子と、上記表示素子からの映像光を光学瞳に導く接眼光学系とを備え、光学瞳の位置にて、表示映像の虚像とともに背景をシースルーで観察させる映像表示装置であって、
注視虚像の位置を変更する注視虚像位置変更手段と、
上記注視虚像と重なって観察される背景の映像表示装置からの距離を測定する背景距離測定手段とを備え、
上記注視虚像位置変更手段は、上記注視虚像位置の上記光学瞳からの距離と、上記背景距離測定手段の測定結果とに基づき、上記背景の少なくとも一部が上記注視虚像位置よりも光学瞳側に近くなったと判断したときに、上記注視虚像位置を上記背景の少なくとも一部よりも光学瞳側に近づくように変更することを特徴とする映像表示装置。 - 上記注視虚像位置変更手段は、上記光学瞳からの上記注視虚像の距離を変更することにより、上記注視虚像位置を変更する注視虚像距離変更手段を有していることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
- 観察者の左右の眼に対応する左眼用表示ユニットと右眼用表示ユニットとを有しており、
上記両方の表示ユニットは、上記表示素子と上記接眼光学系とを備えており、
上記注視虚像位置変更手段は、輻輳角を変更することにより、上記注視虚像位置を変更する輻輳角変更手段を有していることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。 - 上記注視虚像位置変更手段は、上記光学瞳からの上記注視虚像の距離を変更することにより、上記注視虚像位置を変更する注視虚像距離変更手段をさらに有していることを特徴とする請求項3に記載の映像表示装置。
- 上記注視虚像距離変更手段は、上記表示素子と上記接眼光学系との相対距離を変更することにより、上記光学瞳からの上記注視虚像の距離を変更することを特徴とする請求項2または4に記載の映像表示装置。
- 上記輻輳角変更手段は、左眼用表示ユニットおよび右眼用表示ユニットを相対的に回転させることにより、輻輳角を変更することを特徴とする請求項3または4に記載の映像表示装置。
- 上記輻輳角変更手段は、左眼用表示ユニットおよび右眼用表示ユニットの各表示素子に表示させる映像の少なくとも一方を観察者の眼幅に対応する方向にシフトさせて表示することにより、輻輳角を変更することを特徴とする請求項3または4に記載の映像表示装置。
- 上記注視虚像位置変更手段は、上記注視虚像と重なって観察される背景の一部が上記注視虚像位置よりも光学瞳側に近くなったと判断したときに、上記注視虚像位置を上記背景の一部よりも光学瞳側に近づくように変更することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の映像表示装置。
- 上記注視虚像位置変更手段は、上記注視虚像位置を段階的に変更することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の映像表示装置。
- 上記注視虚像位置変更手段は、上記注視虚像と重なる背景の少なくとも一部が、上記注視虚像位置の基準として予め設定された基準虚像位置よりも光学瞳側に近づいた後、光学瞳とは反対側に離れたときに、一旦光学瞳側に近づくように変更された上記注視虚像位置を、上記背景の少なくとも一部よりも光学瞳側に近い範囲内で上記基準虚像位置に近づくように変更することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の映像表示装置。
- 上記接眼光学系は、
上記表示素子からの映像光を内部で全反射させて導光する光学部材と、
上記光学部材内で導光された上記映像光を回折反射させて光学瞳に導く体積位相型で反射型のホログラム光学素子とを含んでいることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の映像表示装置。 - 上記ホログラム光学素子は、軸非対称な正の光学パワーを有していることを特徴とする請求項11に記載の映像表示装置。
- 請求項1から12のいずれかに記載の映像表示装置と、
上記映像表示装置を観察者の眼前で支持する支持手段とを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130827 |