説明

ヘッドマウント型映像表示装置

【課題】 NTSC信号と共にRGB信号を表示可能とし、調整機構を簡素化した安価な装置とする。
【解決手段】 NTSC信号は入力信号切換手段23に送られ、アナログRGB信号は映像信号変換回路22によりNTSC信号に変換されて、入力信号切換手段23に送られる。入力信号切換手段23において選択された入力信号と、制御手段25から送られてくる指示に従って、キャラクタ発生器26から観察者に対する注意・警告、輝度や色彩などの調整画面の画像データとが、信号処理部24において混合処理されてNTSC信号となり、デコーダ処理部28に送られる。制御手段25は観察者が調整値入力手段27によって設定した調整値に応じて、輝度や色彩の情報をデコーダ処理部28に送信し、これらの情報に従ってRGB信号に変換される。変換されたRGB信号は中継ボックス12から出力され、ケーブル13を介して表示部本体11の表示駆動回路41に伝送され、映像が左眼用表示素子43L、右眼用表示素子43Rに表示される。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の所定個所例えば頭部や顔面に装着して表示画像を見るヘッドマウント型映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は表示素子として小型軽量の液晶パネルを用いた従来例のヘッドマウント型映像表示装置の構成図を示し、映像信号を入力するデコーダ処理部1の出力と、電源スイッチ2を接続した電源回路3の出力とは、表示駆動器4に接続されている。左右眼用にそれぞれ表示光学系5L、5Rが形成されており、電源回路3の出力は、ドライバ6L、6Rを介して照明用のバックライト7L、7Rにそれぞれ接続され、表示駆動器4の出力は自発光しない液晶パネルから成る左右眼用表示素子8L、8Rにそれぞれ接続されている。表示素子8L、8Rには、それぞれプリズムから成る光学素子9L、9Rが取り付けられ、光学素子9L、9Rにはそれぞれ入射面9La、9Ra、反射面9Lb、9Rb、ハーフミラー面9Lc、9Rcが形成されている。
【0003】電源スイッチ2を入力すると、電源回路3は画像表示装置全体に必要な電力の供給を開始する。テレビチューナ又は映像再生器からの映像信号であるNTSC信号は、デコーダ処理部1に送られてRGB信号に変換された後に表示駆動器4に送られ、左右眼用表示素子8L、8Rに映像が表示される。左右眼用表示素子8L、8Rは自発光型素子ではないために、それぞれ照明用のバックライト7L、7Rにより照明され、表示素子8L、8R上の画像光束は、光学素子9L、9Rの入射面9La、9Raに入射し、更に反射面9Lb、9Rbに臨界角以上の入射角で入射して全反射され、更にハーフミラー面9Lc、9Rcで反射され、再び反射面9Lb、9Rbに臨界角以下で入射して、観察者の瞳eL、eRに結像する。この結果、観察者には表示素子8L、8Rに表示される映像が拡大して観察される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従来例においては、デコーダ処理部1及び表示駆動器4は使用者が装着する表示部本体内に配置されているために、回路規模が大きくなり、小型化や軽量化を実現することが困難である。また、映像に重ねてキャラクタを表示させる場合に、使用するキャラクタ発生器やマイクロコンピュータをデコーダ処理部1の後部に配置すると、更に回路規模が大きくなる。更に、入力信号源としては通常のテレビ信号にのみ対応しているために、パーソナルコンピュータや小型情報機器端末等との接続ができない。
【0005】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、NTSC信号のような映像信号と共に外部からのRGB信号を表示可能とし、本体側を簡素化したヘッドマウント型映像表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明に係るヘッドマウント型映像表示装置は、画像表示手段と、前記画像表示手段に表示した画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、RGB信号をテレビ信号に変換する映像信号変換手段と、テレビ信号を前記RGB信号に変換するデコーダ処理手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とする。
【0007】また、本発明に係るヘッドマウント型映像表示装置は、画像表示手段と、前記画像表示手段に表示された画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、RGB信号をテレビ信号に変換する映像信号変換手段と、テレビ信号を前記RGB信号に変換するデコーダ処理手段と、キャラクタ表示手段と、制御手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とする。
【0008】本発明に係るヘッドマウント型映像表示装置は、画像表示手段と、前記画像表示手段を照明する照明手段と、前記画像表示手段に表示した画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、テレビ信号をRGB信号に変換するデコーダ処理手段と、信号処理手段と、キャラクタ表示手段と、制御手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図6に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例のヘッドマウント型映像表示装置の斜視図を示し、表示部本体11は中継ボックス12にケーブル13を介して接続され、映像RGB信号、映像NTSC信号、音声信号、電源等が伝送されるようになっている。中継ボックス12には、電源ジャック14、テレビチューナ又は映像再生器からNTSC信号を入力する映像入力ジャック15、パーソナルコンピュータや小型情報機器端末器からアナログRGB信号を入力する入力ジャック16、音声を入力する音声入力ジャック17が設けられている。なお、入力ジャック15、16、音声入力ジャック17を1個のジャックに統合してもよい。
【0010】図2は表示部本体11及び中継ボックス12の構成図を示し、中継ボックス12内には電源スイッチ20を有する電源回路21、RGB信号が入力される映像信号変換回路22が配置されている。中継ボックス12には入力信号源との接続コネクタが配置されており、この接続コネクタには、入力信号源がNTSC信号であるかRGB信号であるかを識別するためのセンサが設けられている。映像信号変換回路22の出力はNTSC信号との切換えを行う入力信号切換手段23に接続され、入力信号切換手段25の出力は信号処理部24、マイクロコンピュータなどを含む制御手段25にそれぞれ接続されている。
【0011】制御手段25の出力はキャラクタ発生器26を介して信号処理部24に接続され、調整値入力手段27の出力が制御手段25に接続されている。信号処理部24の出力はそれぞれデコーダ処理部28、D/A変換回路29を介して制御手段25に接続されている。調整値入力手段27は釦やスイッチなどにより設定が可能になっており、例えば中継ボックス12に配置された入力ジャック15、16、17、又は図3に示すような中継ボックス12と通信可能なリモートコントロール部31に配置された選択釦32により、観察者が自分の好みに合わせて、明るさや色合いや音量などを設定できるようになっている。
【0012】表示部本体11は左右眼用の画像表示光学系40L、40R、表示駆動回路41から構成されており、中継ボックス12のデコーダ処理部28の出力が表示駆動回路41に接続され、電源回路21の出力が表示駆動回路41、左右のドライバ42L、42Rにそれぞれ接続されている。
【0013】左右眼用の画像表示光学系40L、40Rにおいては、表示駆動回路41の出力は自発光しない液晶パネルから成る左右眼用の表示素子43L、43Rに接続され、ドライバ42L、42Rの出力はそれぞれ表示素子43L、43Rを照明するバックライト44L、44Rに接続されている。そして、表示素子43L、43Rにはそれぞれプリズムから成る光学素子45L、45Rが取り付けられ、光学素子45L、45Rには入射面45La、45Ra、反射面45Lb、45Rb、ハーフミラー面45Lc、45Rcがそれぞれ形成されている。なお、バックライトは左眼用バックライト44Lと右眼用バックライト44Rとを分けて配置する場合と、左右共用の1個のバックライトを配置する場合とがある。
【0014】このような構成において、電源スイッチ20を入力すると、電源回路21は画像表示装置全体に必要な電力の供給を開始する。テレビチューナ又は映像再生器等からのテレビ映像信号であるNTSC信号、又はパーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号が中継ボックス12に入力される。NTSC信号は入力信号切換手段23へ送られ、アナログRGB信号は映像信号変換回路22によりNTSC信号に変換されて、入力信号切換手段23へ送られる。制御手段25は、入力信号源との接続コネクタのセンサから送られてくる信号に従って、入力信号切換手段23をNTSC信号側又はRGB信号側の何れか一方に切換える。
【0015】入力信号切換手段23において選択された入力信号は、信号処理部24に送られ、一方でキャラクタ発生器26は制御手段25から送られてくる指示に従って、観察者に対する注意・警告、輝度や色彩などの調整画面の画像データを信号処理部24に送る。これらの力映像信号とキャラクタ発生器26からの画像データは、信号処理部24において混合処理されてNTSC信号となり、デコーダ処理部28に送られる。制御手段25は観察者が調整値入力手段27によって設定した調整値に応じて、輝度や色彩の情報をD/A変換回路29によりD/A変換し、デコーダ処理部28に送信する。ここで、制御手段25とデコーダ処理部28は同一基板上に実装されているので、制御手段25による電子調整を容易に行うことができる。
【0016】このNTSC信号はデコーダ処理部28において、D/A変換回路29から受信した輝度、色彩情報に従ってRGB信号に変換される。変換されたRGB信号は、中継ボックス12から出力され、ケーブル13を介して表示部本体11の表示駆動回路41に伝送される。そして、表示駆動回路41により映像が、左眼用表示素子43L、右眼用表示素子43Rに表示される。ここで、左右眼用表示素子43L、43Rは自発光の表示素子ではないので、照明用のバックライト44L、44Rに照明される。
【0017】バックライト44L、44Rに照明された表示素子43L、43Rの画像は、光学素子35Lの入射面35Laに入射し、反射面35Lbに臨界角以上の入射角で入射し全反射する。全反射した光はハーフミラー35Lcで反射し、反射面35Lbに臨界角以下で入射し、観察者の瞳eLに結像する。その結果、観察者には表示素子43Lに表示する映像が拡大して観察される。
【0018】このとき、デコーダ処理手段28からのRGB信号はそのままケーブル13を介して表示部本体11へ伝送されているが、ノイズ対策として増幅器によりRGB信号の振幅を増幅した後で、表示部本体11へ伝送するような構成にすることも可能である。
【0019】調整入力手段27により画像の明るさ、色合い、音量などを調整することができる。観察者が例えば選択釦31を押すと、制御手段25はキャラクタ発生器26に対して調整画面表示の指示を送る。指示を受けたキャラクタ発生器26は、信号処理部24に対して調整画面表示のための画像信号を送り、表示画面には図4のような調整画面が表示される。観察者は調整画面を見ながら選択釦32を操作することによって、明るさ、色合い、音量等の値を設定する。
【0020】このように、デコーダ処理部28を観察者が装着する表示部本体11にではなく、中継ボックス12に配置することにより、表示部本体11の回路規模を縮小でき、小型化、軽量化を図ることができる。この表示部本体11側の回路規模の縮小に伴って、表示部本体11へ伝送する電流を削減することができ、中継ボックス12と表示部本体11とを繋ぐ電源線などのケーブル13を細くすることが可能となる。また、デコーダ処理部28と制御手段25とを同一基板上に実装することにより、マイクロコンピュータ制御による明るさ、色、音量の電子調整が容易になる。これによって、調整機構を簡略化できると共に、ボリューム等の部品削減を実現することができる。
【0021】中継ボックス12に増幅器を設けてRGB信号を増幅することにより、ノイズの影響を軽減することができるので、テレビチューナ又は映像再生器等からのテレビ映像用NTSC信号だけでなく、パーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号も表示可能な汎用な機能を有する映像表示装置とすることができる。
【0022】図5は第2の実施例の構成図を示し、表示部本体11は第1の実施例と同じなので図示を省略する。RGB信号が入力される映像信号変換回路50の出力は、NTSC信号との切換えを行う入力信号切換手段51に接続されている。入力信号切換手段51の出力は、デコーダ処理部52を介して信号処理部53に接続され、また制御手段54に接続されている。制御手段54には調整値入力手段55の出力が接続され、制御手段54の出力はD/A変換回路56を介してデコーダ処理部52に接続され、またキャラクタ発生器57を介して信号処理部53に接続されている。
【0023】電源スイッチ20を入力すると、電源回路21は映像表示装置全体に必要な電力の供給を開始する。テレビチューナ又は映像再生器等からのテレビ映像信号であるNTSC信号、又はパーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号が中継ボックス12に入力されることは、第1実施例と同様である。
【0024】NTSC信号は入力信号切換手段51へ送られ、アナログRGB信号は映像信号変換手段40によりNTSC信号に変換されて、入力信号切換手段51に送られる。入力信号源との接続コネクタに設けられたセンサが、入力信号源がNTSC信号であるかRGB信号であるかを識別し、制御手段16はセンサから送られてくる信号に従って、入力信号切換手段51をNTSC信号側又はRGB信号側の何れか一方に切換え、選択された入力信号はデコーダ処理部52に送られる。制御手段54は、観察者が調整値入力手段55により設定した調整値に応じて、輝度や色彩の情報をD/A変換回路56によりD/A変換し、デコーダ処理部52に送信する。
【0025】デコーダ処理部52において、NTSC信号はD/A変換回路56から受信した輝度、色彩情報に従ってRGB信号に変換され、信号処理部53に送られる。一方、キャラクタ発生器57は制御手段54から送られてくる指示に従って、観察者に対する注意・警告、輝度や色彩などの調整画面の画像データを信号処理部53に送る。信号処理部53において、入力映像信号とキャラクタ発生器57からの画像データは混合処理されてRGB信号となり、このRGB信号は中継ボックス12から出力され、ケーブル13を介して表示部本体11に配置された表示駆動回路41に伝送される。
【0026】このように、観察者に対する警告画面、輝度や色彩などの調整画面を表示するためのキャラクタ発生器57をデコーダ処理部52の後部に構成し、キャラクタ発生器57のRGB出力を用いることにより、NTSC出力を用いる場合に比べて色に関する制約が少なくなり、観察者にとってより見易く、より分かり易い警告画面、調整画面の表示を容易にかつ安価に実現することができ、汎用のキャラクタ発生器57を使用する上での選択肢が広がる。
【0027】図6は第3の実施例の構成図を示し、直接入力されるRGB信号と、デコーダ処理部60を介して入力されるNTSC信号とを切換える入力信号切換手段61の出力は、信号処理部62、制御手段63に接続され、制御手段63には調整値入力手段64の出力が接続され、制御手段63の出力はそれぞれD/A変換回路65、キャラクタ発生器66を介して信号処理部62に接続されている。そして、信号処理部62の出力は表示部本体11の表示駆動回路41に接続されており、その他は第1の実施例と同一である。
【0028】テレビチューナ又は映像再生器等からのテレビ映像信号であるNTSC信号、又はパーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号が中継ボックス12に入力される。アナログRGB信号は入力信号切換手段61へ送られ、NTSC信号はデコーダ処理部60によりRGB信号に変換されて、入力信号切換手段61へ送られる。
【0029】中継ボックス12に配置される入力信号源との接続コネクタには、入力信号源がNTSC信号であるかRGB信号であるかを識別するためのセンサが設けられている。制御手段63はこのセンサから送られてくる信号に従って、入力信号切換手段61をNTSC信号側又はRGB信号側の何れか―方に切換え、選択された入力信号は信号処理部62に送られる。一方、キャラクタ発生器66は制御手段63から送られてくる指示に従って、観察者に対する注意・警告、輝度や色彩などの調整画面の画像データを信号処理部62に送る。信号処理部62において、入力映像信号とキャラクタ発生器66からの画像データは、混合処理されてRGB信号となる。
【0030】制御手段63は観察者が調整値入力手段64により設定した調整値に応じて、輝度や色彩の情報をD/A変換回路65によりD/A変換して信号処理部62に送信する。ここで、信号処理部62と制御手段63は同一基板上に実装されているので、制御手段63による電子調整を容易に行うことができる。RGB信号はD/A変換回路65から受信した輝度、色彩情報に従って信号値が変換処理され、中継ボックス12からケーブル13を介して、被検者が装着する表示部本体11に配置された表示駆動回路41に伝送される。ここで、信号処理部62からのRGB信号は、そのままケーブル13を通じて表示部本体11へ伝送されているが、ノイズ対策として増幅器によりRGB信号の振幅を増幅した後に、表示部本体11へ伝送するような構成にすることも可能である。
【0031】このようにして、テレビチューナ又は映像再生器等からのテレビ映像であるNTSC信号だけでなく、パーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号も表示することができる。更に、RGB入力信号を映像信号変換手段によりNTSC信号に変換する必要がないために、回路規模を縮小でき小型化、軽量化を図れると共に、安価な装置を実現することができる。
【0032】また、信号処理手段62と制御手段63を同一基板上に実装することにより、マイクロコンピュータ制御による明るさ、色、音量の電子調整が容易になる。これにより、調整機構を簡略化できると共に、ボリューム等の部品削減を実現することができる。また、中継ボックス12において増幅器を設けることにより、RGB信号に対するノイズの影響を軽減することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るヘッドマウント型映像表示装置は、中継ボックス内に映像信号変換手段とデコーダ処理手段又はこれに更にキャラクタ表示手段と制御手段、又はデコーダ処理手段と信号処理手段と制御手段を配置して、中継ボックス及び映像表示部間の伝送をRGB信号で行うことにより、テレビチューナ又は映像再生器等からの映像信号、例えばNTSC信号だけでなく、パーソナルコンピュータや小型情報機器端末等からのアナログRGB信号も表示可能な汎用な機能を有する本体を小型化した装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の斜視図である。
【図2】表示部本体と中継ボックスの構成図である。
【図3】リモートコントロール部の斜視図である。
【図4】表示画面の説明図である。
【図5】第2の実施例の構成図である。
【図6】第3の実施例の構成図である。
【図7】従来例の構成図である。
【符号の説明】
11 表示部本体
12 中継ボックス
13 ケーブル
21 電源回路
22、50 映像信号変換回路
23、51、61 入力信号切換手段
24、53、62 信号処理部
25、54、63 制御手段
26、57、66 キャラクタ発生器
27、55、64 調整値入力手段
28、52、60 デコーダ処理部
31 リモートコントロール部
32 選択釦
40L、40R 画像表示光学系
41 表示駆動回路
43L、43R 表示素子
44L、44R バックライト
45L、45R 光学素子

【特許請求の範囲】
【請求項1】 画像表示手段と、前記画像表示手段に表示した画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、RGB信号をテレビ信号に変換する映像信号変換手段と、テレビ信号を前記RGB信号に変換するデコーダ処理手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とするヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項2】 前記中継ボックス内に、入力信号源を識別するセンサと、入力信号としてRGB信号を用いるかテレビ信号を用いるかを切換える切換手段とを配置した請求項1に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項3】 前記RGB信号の振幅を増幅して伝送するための増幅器を設けた請求項1に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項4】 画像表示手段と、前記画像表示手段に表示された画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、RGB信号をテレビ信号に変換する映像信号変換手段と、テレビ信号を前記RGB信号に変換するデコーダ処理手段と、キャラクタ表示手段と、制御手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とするヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項5】 前記デコーダ処理手段と、前記キャラクタ表示手段と、前記制御手段とを同一基板上に実装し、前記制御手段により映像パラメータの電子調整を行う請求項4に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項6】 前記キャラクタ表示手段を回路構成上、前記デコーダ処理手段の前部に構成した請求項4に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項7】 前記キャラクタ表示手段を回路構成上、前記デコーダ処理手段の後部に構成した請求項4に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項8】 画像表示手段と、前記画像表示手段を照明する照明手段と、前記画像表示手段に表示した画像を観察者の瞳に導く光学系手段とを本体に有するヘッドマウント型映像表示装置において、前記本体とは離して設け映像信号を入力する中継ボックス内に、テレビ信号をRGB信号に変換するデコーダ処理手段と、信号処理手段と、キャラクタ表示手段と、制御手段とを配置し、前記中継ボックス及び映像表示部間を前記RGB信号により伝送することを特徴とするヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項9】 前記中継ボックス内に、入力信号源を識別するセンサと、入力信号として前記RGB信号を用いるかテレビ信号を用いるかを切換える切換手段とを配置した請求項8に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項10】 前記デコーダ処理手段と、前記キャラクタ表示手段と、前記制御手段とを同一基板上に実装し、前記制御手段により映像パラメータの電子調整を行う請求項8に記載のヘッドマウント型映像表示装置。
【請求項11】 前記RGB信号の振幅を増幅して伝送するための増幅器を設けた請求項8に記載のヘッドマウント型映像表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2000−187465(P2000−187465A)
【公開日】平成12年7月4日(2000.7.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平10−376151
【出願日】平成10年12月21日(1998.12.21)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】