JP3849574B2 - Head mounted display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘッドマウントディスプレイ装置に係り、特に左右画像の重なり部の外側のエッジ付近に発生する黒沈み現象を軽減させることが出来るヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ビデオやDVDを観賞するディスプレイとしてヘッドマウントディスプレイ(HMD フェイスマウントディスプレイFMDともいわれている)が開発されている。
HMDは画像を表示するデバイス(素子)とそれが目で見えるようにするための光学系で構成されている。
【0003】
HMDは見かけ上大画面の画像を鑑賞することができるが、高解像度にするには、画素の大きさはそのままで、パネルを大きくするか、パネルの大きさはそのままで、画素サイズを小さくする、またはその両方を行うなどの方法がある。
しかし、パネルを大きくすることは、コストアップや重量増につながりできるだけ避けたい。画素サイズを小さくすることは、技術的に難しいため容易に出来ない問題がある。
【0004】
さらに、HMDでの画像観賞では首を振ったときに画面がそのままついて来るため、不自然さがあり、船酔い症状を起こすこともある。
船酔い症状を改善するには首ふり量に応じて電気的または光学的に首の動きと逆方向に画像をシフトする方法が考えられる。
【0005】
電気的方法としては、表示画像より大きな表示エリアを有する表示パネルを用いてその中で表示画像を移動させる方法がある(特開平8−220470号)。しかしこの方法では本来必要とするものより大きな表示パネルを用いることになり、システムの大型化や、コストアップが避けられない。
【0006】
また、光学的に画像をシフトする方法としては可変頂角プリズムを用いた方法や表示パネルと光学系の相対位置を機械的にシフトする方法など(特開平8−179239号)があるが、コストアップの他にシフト量があまり大きくとれない、重くなるなどの問題がある。
【0007】
以上の問題を解決した発明者によるHMD装置を特願2002−080287号により提案した(図10参照)。
この提案のHMD装置は、使用者の頭部に装着可能であり、入力画像信号が供給されてその入力画像を表示する画像表示デバイス11と、前記画像表示デバイスに表示される画像を前記使用者の視野内に結像させる光学系12,14,15とを有するHMD装置において、
前記使用者の首の左右振りの角度を検出する角度センサ19と、
前記入力画像信号が供給されて前記画像表示デバイスに表示される画像の画像表示位置を左目用は右方向に右目用は左方向にシフトさせるシフト量を決定すると共に、前記検出した角度信号が供給された場合には前記視野内に結像させる画像の画像表示位置を前記首の左右振りの角度に対応して前記首の振り方向と逆方向に移動させる移動量を演算する演算部(コントローラ)13と、
前記演算部13の出力が供給され、前記各画像表示デバイス11を駆動する駆動回路と、
前記シフト量に比例して左目用は左方向に右目用は右方向にシフトさせ、前記視野内に結像される各画像の画像表示位置にて、両目によってはじめて前記画像全体が見えるように前記光学系12,14,15を調整する画像表示位置調整手段22とを備えて構成したものである。
【0008】
しかしながら、このHMD装置においては、HMD装置で画像を観賞する場合、左右の目で重なって見える重なり画像部の両外側のエッジ付近に黒沈みが発生するのが左右の目で認識される。
この黒沈み現象を図10の「頭の中で合成された画像C」の中に模式的に示した。
【0009】
エッジ付近に黒沈み現象が発生し、重なり画像部の境界付近が暗く見えるのは、画像の切れる部分が(画像のない部分が)急に黒に落ちているためで、この境界を目が感じてしまうためと考えられる。
【0010】
この装置においては、左右画像(図10のA,Bの画像)の重なり部の外側のエッジ付近に黒沈み現象がみられ、これが人によっては気になってしまい、自然な画像鑑賞が出来ないという問題がある。
【0011】
この問題に鑑みて本発明はなされたものであり、左右の目で重なって見える重なり画像部の両外側のエッジ付近に発生する黒沈み現象を軽減し、より自然な画像鑑賞を可能にする装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、
請求項1に記載された発明は、
入力画像データを画像の視認方向における左側に画像欠落部を設けて画像の右側方向へシフトさせて左眼用画像データを得ると共に、前記入力画像データを画像の視認方向における右側に画像欠落部を設けて画像の左側方向へシフトさせて右眼用画像データを得る画像処理手段13と、
前記得られた左眼用及び右眼用画像データをそれぞれ表示する左眼用及び右眼用画像表示デバイス11L,11Rと、
これらそれぞれ表示された左眼用及び右眼用画像データを、それぞれの画像欠落部が設けられている方向に光学的にシフトさせて、使用者の左右各眼の網膜に虚像として結像させる光学系12,14,15,22と、
前記虚像における左眼用及び右眼用画像データの重なり部分画像に対応する前記左眼用画像データの部分画像における画像水平方向の1/2以上右の所定位置から前記左眼用画像データの画像右側端部にかけて画像の明るさを所定の減少カーブで低下させる左眼用輝度設定手段24(E)Lと、
前記重なり部分画像に対応する前記右眼用画像データの部分画像における画像水平方向の1/2以上左の所定位置から前記右眼用画像データの画像左側端部にかけて画像の明るさを前記所定の減少カーブで低下させる右眼用輝度設定手段24(E)Rと、
前記1/2以上右及び1/2以上左の各所定位置を入力する位置調整入力設定手段16と、
前記所定の減少カーブに関する輝度傾斜を設定する輝度傾斜設定手段20とを備え、
前記左眼用及び右眼用輝度設定手段を前記左眼用及び右眼用画像表示デバイスそれぞれの画像データ入力側に設けて構成したヘッドマウントディスプレイ装置を提供するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の実施の形態つき、好ましい実施例により、以下に図と共に説明する。
図1は本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の構成を示した図である。
【0014】
図1及び図2に示される本実施例のヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)は、液晶表示デバイス(パネル、画像表示デバイス)11L,11R、レンズ12L,12R、演算部(コントローラ)13、ガラス14L,14R、ミラー15L,15R、位置調整入力手段16、駆動回路(ドライバ)17L,17R、映像入力手段18、角度センサ19、眼鏡フレーム21、位置調整ツマミ(ネジ)22、及び減光フィルタ24(0)L,24(0)Rより構成されている。
【0015】
図1は、顔の横に表示パネルを設置し、レンズで拡大した画像をそれぞれの目のほぼ正面に位置したミラー15で反射させて見る構造のHMDである。
遠方を見た時、目の正面にパネルの中心はなく、左目用は左方向に、右目用は右方向にオフセットされている。
【0016】
入力された画像は駆動回路により画面が光学系とは逆方向にオフセットされていて、約2m前方を見たとき左右の表示された画像の重複する部分がぴったり一致して見えるように調整されている。
【0017】
液晶表示デバイス(素子)11に表示された画像の目に見えている様子を図1に示す。パネル上の表示画像でハンチング部は何も表示されていない(黒表示)部分である。
左右それぞれの目には端の欠落した画像が見えているが、使用者の頭脳で合成されあたかも完全な像が表示されているように見える。
【0018】
図2に首を振った時の表示画像を示す。フレームの所定の位置に加速度センサーが取り付けられていて、振り角に対応して表示画像がパネル上を移動するよう、駆動回路に信号が送られる。
【0019】
図では首を左に振ったときの動きを示す。パネル上の画像は右に移動し見かけ上止まって見える。電気的方法では移動量に制限はなく、画像が視界から消えるまでの移動も可能であるが、適度にリミッタを設けている。
【0020】
同様に上下方向についても補正可能である。図1では上下はパネルの表示エリアいっぱいに画像が表示されているため、シフトすると像が欠けて見えることになる。しかし画像が移動して見えるよりは好ましい結果となり、船酔い現象の防止になる。
【0021】
また、例えば4:3のパネルにDVDなどの16:9の画像を表示した場合は上下に無表示部分が出来るため、この場合は画像の欠落なしに補正が可能である。
【0022】
本発明では左右の目で見える画像の一部が重なっているが、2台のプロジェクタ画像をスクリーンに投影した場合とは異なり、重なった部分の明るさが2倍に見えることはなく同じに見える。
【0023】
これは人間の目の特性であるが、むしろ重なり部分と重ならない部分の境界部が暗く見える(黒い影があるように見え、これを黒沈み現象と呼ぶことにする)。
この感覚は個人差が大きく、気にならない人は問題ないが、気にすると満足な観賞が出来ない場合が生ずる。
【0024】
本発明のヘッドマウントディスプレイ装置はこの黒沈み現象を改善出来るように構成したものである。
重なりの境界付近が暗く見えるのは、画像の切れる部分が(画像のない部分が)急に黒に落ちているためで、この境界を目が感じてしまうためと考えられている。
よって、この黒沈みの発生問題を改善するには画像欠落部のエッジ付近が急に暗くならないようにすることである。
【0025】
図3に本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の黒沈み現象を改善出来る構成の一実施例を示す。
図3は本発明のヘッドマウントディスプレイ装置を光学的に補正する場合の一実施例を示したものである。
【0026】
図3は、画像の重なり部の中央の位置(もしくは画像の重なり部の1/2以下の所定の位置)からエッジに向かって透過率100%から10パーセント以下まで変化する減光フィルタ24(O)を、透過型液晶表示パネルの表示パネル11とバックライト25との間に左右ユニットのそれぞれに挿入する。
【0027】
ここでは左目用の減光フィルタ24(O)Lだけを示した。左目用の減光フィルタ24(O)Lとは左右対称に構成される右目用の減光フィルタ24(O)Rはこれを省略した。
この減光フィルタ24(O)は表示パネル11の前面に置いてもよい。自発光式表示パネルでは表示パネル11の前に減光フィルタ24(O)を置くことになる。
【0028】
光学的に補正するための減光フィルタ24(O)は具体的には図8(A)のように構成されている。
OD1(透過率1/10)の平板を傾斜させてカットした減光フィルタ24(O)をバックライト25と液晶パネル11との間に挿入する。
挿入のさせ方は左右目のプラスチックフィルタ24(O)L,24(O)Rは対称的に配置される。
【0029】
プラスチックフィルタ24(O)の取付け位置は、左右目の重なり画像部分が表示される液晶パネル11の表示位置に、例えば、左目用のプラスチックフィルタ24(O)Lの取付け位置は、左目用の液晶パネル11Lの表示位置に一致させる。
【0030】
つぎに本発明のヘッドマウントディスプレイ装置を電気的に補正する場合の一実施例について図6、図9と共に説明する。
図6は本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の電気的手段で行う場合の具体的なブロック構成の一実施例を示した図であり、図9は本発明の一実施例で使用される輝度設定手段の特性αのカーブを左右の各画面と対応付けて示した一実施例を示した図である。
【0031】
重なり部分の画像幅の中央の位置(もしくは重なり部分の画像幅の1/2以内の所定の位置)からエッジまでの画像信号に掛ける係数αを設定する輝度設定手段24(E)L、24(E)Rについて説明する。
【0032】
輝度設定手段24Eは位置調整入力設定手段16と輝度傾斜設定手段20とを有して構成される。輝度設定手段24Eは演算部13とパネル11を駆動するドライバ17との間に挿入されている。
【0033】
輝度設定手段24Eの設定に関しては、重なり部分の画像幅の中央(もしくは1/2以内)の所定の位置は位置調整入力設定手段16により設定される。
また、重なり部分の画像幅の輝度傾斜は輝度傾斜設定手段20により設定される。
【0034】
前記設定位置からエッジに向かっての輝度に、輝度傾斜設定手段20、輝度設定手段24(E)L,24(E)Rにより係数αを設定して輝度傾斜を付ける(図9参照)。
輝度設定手段24(E)L,24(E)Rの特性は図9のPGA及びPGBに、それぞれ一実施例を図示した。
【0035】
左目用輝度設定手段24(E)Lは左右の目で重なって見える重なり画像部分の画像幅の略中央の図9のPL1で示した位置から前記重なり画像部分の右側のエッジ、図9のPL2で示した位置に向かって画像の明るさが右側の位置ほど連続して低下するように設定する。
【0036】
また、右目用輝度設定手段24(E)Rは左右の目で重なって見える重なり画像部分の画像幅の略中央の図8のPR1で示した位置から前記重なり画像部分の左側のエッジ、図9のPR2で示した位置に向かって画像の明るさが左側の位置ほど連続して低下するように設定する。
【0037】
この場合、輝度の変化量は100パーセントから10パーセント程度でよいが、図示しない可変機構を付加して最適に調整することが出来る。
また、輝度低下の開始位置は重なり部の画像の画像幅の中央位置もしくは1/2以下の位置であれば表示画像の中心に影が見えることはないが、画像の重なり量に応じて調整すれば、個人差(光学系の視野角に余裕がない場合、目幅によって重なり量が変わる場合がある)の補正も容易に出来る。
【0038】
なお、輝度低下の開始位置が重なり画像部の画像幅の1/2以上の位置であれば、左右の画像に施されたそれぞれの輝度傾斜部分が一部重なってしまい、その重なった共通部分となる表示画像の中心部分に影が見えるようになってしまうので、輝度低下の開始位置は画像幅の中央の位置もしくは1/2以下の位置にする。
【0039】
なお、図8(B)に示される予め作成された画像を演算部13の出力のソース入力に合成してその出力をドライバ17に供給するようにして輝度設定手段24(E)を構成してもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上に説明した通り、請求項1に記載された発明により、画像処理手段の出力の左眼用及び右眼用画像データを左右眼用輝度設定手段にそれぞれ供給することにより、左右画像の重なり部の外側のエッジ付近に発生する黒沈み現象を軽減することが出来、より自然な画面での画像鑑賞を可能にすることが出来る。
【0042】
特別な機構を光学系に付加する必要がないばかりかパネルの大型化不要なため、光学系が小さくできる。したがって、重量増加もなく装着感を害することがない。
また小型でファッション性を損なうことのないシステムが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の一実施例と動作原理を説明した図である。
【図2】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の一実施例と動作原理を説明した図である(首を左に振った時の見え方)。
【図3】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の光学的改善方法による減光フィルタの構成を示した図である。
【図4】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の電気的改善方法による輝度設定手段の構成を示した図である。
【図5】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の光学手段で行う場合の具体的なブロック構成の一実施例を示した図である。
【図6】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の電気的手段で行う場合の具体的なブロック構成の一実施例を示した図である。
【図7】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の一実施例を示した図である。
【図8】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の一実施例で使用される減光フィルタ、輝度設定手段の一実施例を示したものである。
【図9】本発明のヘッドマウントディスプレイ装置の一実施例で使用される輝度設定手段の特性αのカーブを左右の各画面と対応付けて示した一実施例を示した図である。
【図10】黒沈み現象が発生するヘッドマウントディスプレイ装置の一例を示した図である。
【符号の説明】
11L,11R 液晶表示デバイス(液晶表示素子、画像表示デバイス、パネル)
12L,12R レンズ
13 演算部(コントローラ)
14L,14R ガラス
15L,15R ミラー
16 輝度傾斜開始位置設定手段(位置調整入力手段)
17L,17R 液晶表示デバイス駆動回路(ドライバ)
18 映像入力手段
19 角度センサ
20 輝度傾斜設定手段
21 眼鏡フレーム
22 画像表示位置調整ツマミ(ネジ)(画像表示位置調整手段)
23 表示ユニット
24(0)L 左目用減光フィルタ
24(0)R 右目用減光フィルタ
24(E)L 左目用輝度設定手段
24(E)R 右目用輝度設定手段
25 バックライトユニット
α 輝度係数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a head-mounted display device, and more particularly to a head-mounted display device that can reduce a black sun phenomenon that occurs near an outer edge of an overlapping portion of left and right images.
[0002]
[Prior art]
Head mounted displays (also referred to as HMD face-mounted displays FMD) have been developed as displays for viewing videos and DVDs.
The HMD is composed of a device (element) for displaying an image and an optical system for making it visible.
[0003]
The HMD can seem to appreciate images on a large screen, but in order to achieve high resolution, the pixel size remains the same and the panel is enlarged, or the panel size is left as it is and the pixel size is reduced. There are ways to do this, or both.
However, increasing the size of the panel leads to increased costs and weight, and we want to avoid it as much as possible. There is a problem that it is difficult to reduce the pixel size because it is technically difficult.
[0004]
Furthermore, in the image viewing with the HMD, when the head is shaken, the screen follows as it is, so there is unnaturalness and seasickness may occur.
In order to improve seasickness symptoms, a method of shifting the image in the direction opposite to the movement of the neck electrically or optically according to the amount of neck swing is considered.
[0005]
As an electrical method, there is a method of moving a display image in a display panel having a display area larger than the display image (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-220470). However, this method uses a display panel that is larger than originally required, which inevitably increases the size and cost of the system.
[0006]
Further, as a method of optically shifting an image, there are a method using a variable apex angle prism and a method of mechanically shifting the relative position between a display panel and an optical system (Japanese Patent Laid-Open No. 8-179239). In addition to up, there are other problems such as the shift amount being too large and heavy.
[0007]
An HMD device by the inventor that has solved the above problems has been proposed in Japanese Patent Application No. 2002-080287 (see FIG. 10).
The proposed HMD apparatus can be worn on a user's head, and is supplied with an input image signal to display the input image, and an image displayed on the image display device is displayed on the user. In an HMD apparatus having
An
A shift amount for shifting the image display position of an image displayed on the image display device when the input image signal is supplied is shifted to the right for the left eye and to the left for the right eye, and the detected angle signal is supplied. In this case, a calculation unit (controller) that calculates a movement amount for moving the image display position of the image formed in the field of view in the direction opposite to the swinging direction of the neck corresponding to the angle of the left and right swinging of the neck. 13 and
A drive circuit for supplying the output of the
The left eye is shifted in the left direction and the right eye is shifted in the right direction in proportion to the shift amount, and the entire image can be seen only by both eyes at the image display position of each image formed in the field of view. The image display position adjusting means 22 for adjusting the
[0008]
However, in this HMD device, when an image is viewed on the HMD device, it is recognized by the left and right eyes that black sink occurs in the vicinity of both outer edges of the overlapped image portion that appears to overlap with the left and right eyes.
This black sun phenomenon is schematically shown in “image C synthesized in the head” of FIG.
[0009]
A black sun phenomenon occurs near the edge, and the vicinity of the boundary of the overlapped image part appears dark because the cut-out part of the image (the part without the image) suddenly falls to black. This is thought to be due to this.
[0010]
In this apparatus, a black sun phenomenon is observed in the vicinity of the outer edge of the overlapping portion of the left and right images (images A and B in FIG. 10). There is a problem.
[0011]
In view of this problem, the present invention has been made, and an apparatus that reduces the black sun phenomenon that occurs near the outer edges of the overlapped image portion that appears to overlap with the left and right eyes, and enables more natural image viewing. Is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problem,
The invention described in 請 Motomeko 1,
The input image data is provided with an image missing part on the left side in the image viewing direction and shifted to the right side of the image to obtain image data for the left eye, and the input image data is provided with an image missing part on the right side in the image viewing direction. An image processing means 13 provided and shifted to the left side of the image to obtain image data for the right eye;
Left-eye and right-eye image display devices 11L and 11R for displaying the obtained left-eye and right-eye image data, respectively;
Optical that shifts the image data for the left eye and the right eye that are respectively displayed in the direction in which the respective image missing portions are provided to form virtual images on the retinas of the left and right eyes of the user. Systems 12 , 14 , 15 , 22 and
The image of the left-eye image data from a predetermined position that is 1/2 or more right in the horizontal direction of the image in the partial image of the left-eye image data corresponding to the overlapping partial image of the left-eye and right-eye image data in the virtual image Left-eye brightness setting means 24 (E) L for reducing the brightness of the image with a predetermined decrease curve toward the right end;
The brightness of the image is changed from the predetermined position at least ½ in the horizontal direction of the image in the partial image of the right-eye image data corresponding to the overlapping partial image to the left end of the right-eye image data. Right eye luminance setting means 24 (E) R to be lowered by a decrease curve;
Position adjustment input setting means 16 for inputting the predetermined positions of the ½ or more right and the ½ or more left,
A luminance gradient setting means 20 for setting a luminance gradient relating to the predetermined decrease curve,
The present invention provides a head-mounted display device in which the left-eye and right-eye brightness setting means are provided on the image data input sides of the left-eye and right-eye image display devices.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of the head mounted display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a head mounted display device of the present invention.
[0014]
The head mounted display device (HMD) of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 includes liquid crystal display devices (panels and image display devices) 11L and 11R, lenses 12L and 12R, a calculation unit (controller) 13, a
[0015]
FIG. 1 shows an HMD having a structure in which a display panel is installed beside a face and an image magnified by a lens is reflected by a mirror 15 positioned almost in front of each eye.
When looking far away, there is no center of the panel in front of the eyes, the left eye is offset to the left and the right eye is offset to the right.
[0016]
The input image is adjusted by the drive circuit so that the screen is offset in the opposite direction to the optical system, and the overlapping parts of the displayed images on the left and right look exactly the same when looking forward about 2m. Yes.
[0017]
FIG. 1 shows how an image displayed on the liquid crystal display device (element) 11 is visible. In the display image on the panel, the hunting portion is a portion where nothing is displayed (black display).
The left and right eyes can see images with missing edges, but they are synthesized by the user's brain and appear to display a complete image.
[0018]
FIG. 2 shows a display image when the head is shaken. An acceleration sensor is attached to a predetermined position of the frame, and a signal is sent to the drive circuit so that the display image moves on the panel according to the swing angle.
[0019]
The figure shows the movement when the head is swung to the left. The image on the panel moves to the right and appears to stop. There is no limit to the amount of movement in the electrical method, and movement is possible until the image disappears from the field of view, but a limiter is appropriately provided.
[0020]
Similarly, correction in the vertical direction is also possible. In FIG. 1, since the image is displayed in the upper and lower parts of the display area of the panel, the image appears to be missing when shifted. However, the result is more favorable than the image appears to move, and the seasickness phenomenon is prevented.
[0021]
Further, for example, when a 16: 9 image such as a DVD is displayed on a 4: 3 panel, a non-display portion is formed at the top and bottom, and in this case, correction can be performed without omission of the image.
[0022]
In the present invention, a part of the image that can be seen by the left and right eyes overlaps, but unlike the case where two projector images are projected on the screen, the brightness of the overlapped part does not look twice but looks the same. .
[0023]
This is a characteristic of the human eye, but the boundary of the part that does not overlap the overlapping part appears dark (it appears to have a black shadow, which is called the black sun phenomenon).
This sensation varies greatly from person to person, and there is no problem for those who do not care.
[0024]
The head mounted display device of the present invention is configured to improve the black sun phenomenon.
The reason why the vicinity of the overlap boundary appears dark is that the cut-out part of the image (the part without the image) suddenly falls to black, and it is considered that the eyes perceive this boundary.
Therefore, in order to improve the problem of occurrence of black sun, it is necessary to prevent the vicinity of the edge of the image missing portion from suddenly darkening.
[0025]
FIG. 3 shows an embodiment of a configuration capable of improving the black sun phenomenon of the head mounted display device of the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment in which the head mounted display device of the present invention is optically corrected.
[0026]
FIG. 3 shows a neutral density filter 24 (O) whose transmittance changes from 100% to 10% or less toward the edge from the center position of the overlapping portion of the image (or a predetermined position that is 1/2 or less of the overlapping portion of the image). ) Is inserted into each of the left and right units between the
[0027]
Here, only the dark filter 24 (O) L for the left eye is shown. This is omitted for the right-eye neutralizing filter 24 (O) R, which is symmetrical to the left-eye neutralizing filter 24 (O) L.
The neutral density filter 24 (O) may be placed on the front surface of the
[0028]
Specifically, the neutral density filter 24 (O) for optical correction is configured as shown in FIG.
A neutral density filter 24 (O) cut by tilting a flat plate of OD1 (
The plastic filters 24 (O) L and 24 (O) R for the left and right eyes are arranged symmetrically.
[0029]
The mounting position of the plastic filter 24 (O) is the display position of the
[0030]
Next, an embodiment for electrically correcting the head mounted display device of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a specific block configuration when the electric means of the head mounted display device of the present invention is used, and FIG. 9 is a luminance setting means used in the embodiment of the present invention. It is the figure which showed one Example which matched and showed the curve of the characteristic (alpha) with each screen on either side.
[0031]
Luminance setting means 24 (E) L, 24 (for setting a coefficient α to be applied to the image signal from the center position of the image width of the overlapping portion (or a predetermined position within 1/2 of the image width of the overlapping portion) to the edge. E) R will be described.
[0032]
The luminance setting unit 24E includes a position adjustment
[0033]
Regarding the setting of the luminance setting means 24E, a predetermined position at the center (or within ½) of the image width of the overlapping portion is set by the position adjustment input setting means 16.
Further, the luminance gradient of the image width of the overlapping portion is set by the luminance gradient setting means 20.
[0034]
The brightness from the set position toward the edge is given a slope by setting a coefficient α by the brightness slope setting means 20, brightness setting means 24 (E) L, 24 (E) R (see FIG. 9).
The characteristics of the brightness setting means 24 (E) L and 24 (E) R are shown in FIG. 9 as PGA and PGB, respectively.
[0035]
The left-eye luminance setting means 24 (E) L is located at the right edge of the overlap image portion from the position indicated by PL1 in FIG. 9 at the approximate center of the image width of the overlap image portion that appears to overlap with the left and right eyes, PL2 in FIG. The brightness of the image is set so as to decrease continuously toward the right side toward the position indicated by.
[0036]
Also, the right-eye brightness setting means 24 (E) R has an edge on the left side of the overlapping image portion from the position indicated by PR1 in FIG. 8 at the approximate center of the image width of the overlapping image portion that appears to overlap with the left and right eyes. The brightness of the image is set so as to decrease continuously toward the left side toward the position indicated by PR2.
[0037]
In this case, the amount of change in luminance may be about 100% to 10%, but can be optimally adjusted by adding a variable mechanism (not shown).
In addition, if the start point of the brightness reduction is the center position of the image width of the overlapping image or a position less than 1/2, no shadow will appear at the center of the display image, but it is adjusted according to the overlapping amount of the images. For example, it is possible to easily correct individual differences (the amount of overlap may vary depending on the eye width when the viewing angle of the optical system is not sufficient).
[0038]
In addition, if the start position of the brightness reduction is a position that is 1/2 or more of the image width of the overlapped image portion, the brightness gradient portions applied to the left and right images partially overlap, and the overlapped common portion and Since a shadow can be seen at the center of the displayed image, the start position of the luminance reduction is set to the center position of the image width or a position equal to or less than 1/2.
[0039]
The luminance setting means 24 (E) is configured so that the image created in advance shown in FIG. 8B is combined with the source input of the output of the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, by supplying the left-eye and right-eye image data output from the image processing means to the left-right eye luminance setting means respectively , It is possible to reduce the black sun phenomenon that occurs in the vicinity of the outer edge of the image, and to enable image viewing on a more natural screen.
[0042]
It is not necessary to add a special mechanism to the optical system, and it is not necessary to enlarge the panel, so that the optical system can be made smaller. Therefore, there is no increase in weight and the wearing feeling is not harmed.
In addition, a small system that does not impair fashionability can be created.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment and an operation principle of a head mounted display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment and operation principle of the head mounted display device of the present invention (appearance when the neck is swung to the left);
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a neutral density filter according to an optical improvement method of a head mounted display device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of luminance setting means by an electrical improvement method for a head mounted display device according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing an example of a specific block configuration when the optical means of the head mounted display device of the present invention is used.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific block configuration in the case of using the electrical means of the head mounted display device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a head mounted display device of the present invention.
FIG. 8 shows an embodiment of a neutral density filter and luminance setting means used in an embodiment of the head mounted display device of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example in which the curve of the characteristic α of the luminance setting means used in the example of the head mounted display device of the present invention is associated with the left and right screens.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a head mounted display device in which a black sun phenomenon occurs.
[Explanation of symbols]
11L, 11R liquid crystal display devices (liquid crystal display elements, image display devices, panels)
12L,
14L,
17L, 17R LCD device drive circuit (driver)
18 Image input means 19
23 display unit 24 (0) L left-eye neutralizing filter 24 (0) R right-eye neutralizing filter 24 (E) L left-eye luminance setting means 24 (E) R right-eye luminance setting means 25 backlight unit α luminance coefficient
Claims (1)
前記得られた左眼用及び右眼用画像データをそれぞれ表示する左眼用及び右眼用画像表示デバイスと、
これらそれぞれ表示された左眼用及び右眼用画像データを、それぞれの画像欠落部が設けられている方向に光学的にシフトさせて、使用者の左右各眼の網膜に虚像として結像させる光学系と、
前記虚像における左眼用及び右眼用画像データの重なり部分画像に対応する前記左眼用画像データの部分画像における画像水平方向の1/2以上右の所定位置から前記左眼用画像データの画像右側端部にかけて画像の明るさを所定の減少カーブで低下させる左眼用輝度設定手段と、
前記重なり部分画像に対応する前記右眼用画像データの部分画像における画像水平方向の1/2以上左の所定位置から前記右眼用画像データの画像左側端部にかけて画像の明るさを前記所定の減少カーブで低下させる右眼用輝度設定手段と、
前記1/2以上右及び1/2以上左の各所定位置を入力する位置調整入力設定手段と、
前記所定の減少カーブに関する輝度傾斜を設定する輝度傾斜設定手段とを備え、
前記左眼用及び右眼用輝度設定手段を前記左眼用及び右眼用画像表示デバイスそれぞれの画像データ入力側に設けて構成したヘッドマウントディスプレイ装置。The input image data is provided with an image omission part on the left side in the image viewing direction and shifted to the right side of the image to obtain image data for the left eye, and the input image data is provided with an image omission part on the right side in the image viewing direction. Image processing means for providing and obtaining image data for the right eye by shifting in the left direction of the image;
A left-eye image display device and a right-eye image display device that respectively display the obtained left-eye image data and right-eye image data;
Optical that these left-eye image data and right-eye image data respectively displayed are optically shifted in the direction in which the respective image missing portions are provided, and imaged as virtual images on the retinas of the left and right eyes of the user The system,
The image of the left-eye image data from a predetermined position that is ½ or more right in the horizontal direction of the image in the partial image of the left-eye image data corresponding to the overlapping partial image of the left-eye and right-eye image data in the virtual image A left-eye luminance setting means for reducing the brightness of the image with a predetermined decrease curve toward the right end;
The brightness of the image is changed from the predetermined position on the left in the horizontal direction of the partial image of the right-eye image data corresponding to the overlapping partial image to the left end of the right-eye image data. Brightness setting means for the right eye to be lowered by a decrease curve;
Position adjustment input setting means for inputting the predetermined positions of the ½ or more right and the ½ or more left,
A luminance gradient setting means for setting a luminance gradient relating to the predetermined decrease curve,
A head-mounted display device comprising the left-eye and right-eye luminance setting means provided on the image data input side of each of the left-eye and right-eye image display devices.
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