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JPH09244166A - Stereoscopic display device - Google Patents

Stereoscopic display device

Info

Publication number
JPH09244166A
JPH09244166A JP8052150A JP5215096A JPH09244166A JP H09244166 A JPH09244166 A JP H09244166A JP 8052150 A JP8052150 A JP 8052150A JP 5215096 A JP5215096 A JP 5215096A JP H09244166 A JPH09244166 A JP H09244166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
eye
display means
light
digital micro
micro mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8052150A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsumoto
豪 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8052150A priority Critical patent/JPH09244166A/en
Publication of JPH09244166A publication Critical patent/JPH09244166A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily provide a stereoscopic display device which is made small in size and light in weight and whose screen is bright by constituting a left-eye display means and a right-eye display means respectively of digital micro mirror elements, and arranging an illumination means irradiating the digital micro mirror elements with light. SOLUTION: The left-eye display means 8 and the right-eye display means 9 each constituted of the digital micro mirror element are arranged at positions before a left eye 23a and a right eye 23b in a device main body 21. The aluminum mirror of the digital micro mirror element being the display means 8 and 9 is individually driven by an image control means 25 and inclined so that the reflected light may be formed as a specified image on the left eye 23a and the right eye 23b. Then, the illumination means 31a and 31b irradiating the digital micro mirror element with the light are arranged. Since the light utilization efficiency of the digital micro mirror element is very high, the bright screen is easily obtained by a low-luminance compact backlight 33.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子の画像を
立体表示するための立体表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic display device for stereoscopically displaying an image on a display element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、左右両目用にそれぞれ独立した表
示部を設け、頭部に装着することにより立体表示を行う
ヘッドマウントディスプレイ(HMD)が開発されてい
る。そして、このようなヘッドマウントディスプレイ
は、頭部に装着して使用されるため、装置の大きさおよ
び重量を小さくすることが、装着性を向上するための重
要な課題になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a head mounted display (HMD) has been developed which has independent display units for the left and right eyes and which is mounted on the head for stereoscopic display. Since such a head-mounted display is used by mounting it on the head, reducing the size and weight of the device is an important issue for improving the mountability.

【0003】図3は、この種のヘッドマウントディスプ
レイを示すもので、このヘッドマウントディスプレイで
は、左目表示手段1aおよび右目表示手段1bが、それ
ぞれ1インチ程度の小型のCRT(Cathode R
aytube Display)により構成されてお
り、CRTからの画像が、観察用レンズ2a,2bによ
り拡大され左目3aおよび右目3bに導かれる。
FIG. 3 shows a head mount display of this type. In this head mount display, the left eye display means 1a and the right eye display means 1b are small CRTs (Cathode R) of about 1 inch each.
The image from the CRT is enlarged by the observation lenses 2a and 2b and guided to the left eye 3a and the right eye 3b.

【0004】そして、左目表示手段1aと右目表示手段
1bには、両目視差情報を含む画像信号がそれぞれ与え
られ、両目3a,3bで目視することにより画像が立体
的に認識される。しかしながら、このようなヘッドマウ
ントディスプレイでは、表示手段1a,1bにCRTを
使用しているため、ヘッドマウントディスプレイの全長
が長くなり、また、明るい表示を行うことが困難である
という問題があった。
Then, the left-eye display means 1a and the right-eye display means 1b are respectively supplied with image signals containing both-eyes visual difference information, and the images are stereoscopically recognized by visual observation with both eyes 3a, 3b. However, in such a head-mounted display, since the CRT is used for the display means 1a and 1b, there is a problem that the total length of the head-mounted display becomes long and it is difficult to perform bright display.

【0005】そこで、近時、表示手段にLCD(液晶表
示素子)を使用したものが開発されている。図4は、こ
の種のヘッドマウントディスプレイを示すもので、この
ヘッドマウントディスプレイでは、左目表示手段4aお
よび右目表示手段4bが、それぞれ透過型のLCDによ
り構成されており、LCDの背面のバックライト5a,
5bから照明用レンズ6a,6bを介してLCDに光を
照射することにより、LCDの画像が、観察用レンズ2
a,2bにより拡大され左目3aおよび右目3bに導か
れる。
Therefore, recently, a display device using an LCD (liquid crystal display element) has been developed. FIG. 4 shows a head mounted display of this type. In this head mounted display, the left eye display means 4a and the right eye display means 4b are each composed of a transmissive LCD, and a backlight 5a on the back surface of the LCD is shown. ,
By illuminating the LCD from 5b through the illumination lenses 6a and 6b, the image on the LCD is changed to the observation lens 2
It is enlarged by a and 2b and guided to the left eye 3a and the right eye 3b.

【0006】このようなヘッドマウントディスプレイで
は、バックライト5a,5bの光量を増大することによ
り、比較的明るい表示を行うことが可能である。
In such a head mounted display, it is possible to perform a relatively bright display by increasing the light amount of the backlights 5a and 5b.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の透過型のLCDを用いたヘッドマウントディ
スプレイでは、LCDの光透過率が約12%程度である
ため、表示画像を明るくしようとしてバックライト5
a,5bの輝度を増大すると、バックライト5a,5b
が非常に大きくなり、ヘッドマウントディスプレイが大
型化し、かつ重量が増大するという問題があった。
However, in such a conventional head-mounted display using a transmissive LCD, since the light transmittance of the LCD is about 12%, the backlight is tried to brighten the displayed image. 5
When the brightness of a and 5b is increased, the backlights 5a and 5b are increased.
Is very large, the head-mounted display becomes large, and the weight increases.

【0008】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、小型、軽量で画面の明るい立体表
示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a small-sized, lightweight stereoscopic display device having a bright screen.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の立体表示装置
は、左目表示手段の画像を左目に導く左目用光学系と、
右目表示手段の画像を右目に導く右目用光学系とを備え
た立体表示装置において、前記左目表示手段および右目
表示手段を、それぞれディジタルマイクロミラー素子に
より構成するとともに、前記ディジタルマイクロミラー
素子に光を照射する照明手段を備えてなることを特徴と
する。
A stereoscopic display device according to a first aspect of the present invention comprises an optical system for the left eye, which guides an image on the left eye display means to the left eye,
In a stereoscopic display device including a right-eye optical system that guides the image of the right-eye display unit to the right eye, the left-eye display unit and the right-eye display unit are each configured by a digital micromirror element, and light is applied to the digital micromirror element. It is characterized by comprising illumination means for irradiating.

【0010】請求項2の立体表示装置は、請求項1記載
の立体表示装置において、前記照明手段を、耳あるいは
額の近傍となる位置に配置してなることを特徴とする。
A stereoscopic display device according to a second aspect is the stereoscopic display device according to the first aspect, wherein the illuminating means is arranged at a position near an ear or a forehead.

【0011】(作用)請求項1の立体表示装置では、照
明手段からの光が左目表示用および右目表示用のディジ
タルマイクロミラー素子により反射され、左目用光学系
および右目用光学系を介して左目および右目に導かれ
る。
(Operation) In the stereoscopic display device according to the first aspect, the light from the illumination means is reflected by the digital micromirror element for the left eye display and the right eye display, and the left eye is passed through the left eye optical system and the right eye optical system. And led to the right eye.

【0012】請求項2の立体表示装置では、照明手段
が、耳あるいは額の近傍となる位置に配置される。
In the stereoscopic display device according to the second aspect, the illumination means is arranged at a position near the ear or the forehead.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の立体表示装置の一実施形
態を示すもので、この実施形態では、本発明がヘッドマ
ウントディスプレイに適用される。そして、この実施形
態では、左目表示手段8および右目表示手段9が、それ
ぞれディジタルマイクロミラー素子により構成されてい
る。このディジタルマイクロミラー素子は、例えば、
「日経エレクトロニクス1993、6−21号、第65
頁」(日経BP社発行)に記載された公知の素子であ
り、例えば、図2に示すように構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a stereoscopic display device according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a head mounted display. Further, in this embodiment, the left-eye display means 8 and the right-eye display means 9 are each constituted by a digital micromirror element. This digital micromirror element is, for example,
"Nikkei Electronics 1993, No. 6-21, No. 65
Page "(published by Nikkei BP) and is configured as shown in FIG. 2, for example.

【0015】図2(a)は、素子の上面図である。基板
10aの表面に、一辺が約17μmの微小なアルミ鏡1
1が、例えば、640×480画素程度配設されてい
る。図2(b)〜(d)は、アルミ鏡11の対角線方向
(A−A′)の断面図である。
FIG. 2A is a top view of the device. A minute aluminum mirror 1 with a side of about 17 μm on the surface of the substrate 10a.
1 is arranged, for example, at about 640 × 480 pixels. 2B to 2D are cross-sectional views of the aluminum mirror 11 in the diagonal direction (AA ').

【0016】基板10aには支柱12a,12bが突設
され、アルミ鏡11の対角部は支柱12a,12bによ
って個別に支持されている。また。アルミ鏡11の他方
の対角部に対向して、基板10aの上に電極13,14
が配設される。このような構成のディジタルマイクロミ
ラー素子では、支柱12a,12bと電極13,14と
を同電位にすると、アルミ鏡11は基板10aに平行す
る(図2(b))。
Posts 12a and 12b are projected on the substrate 10a, and diagonal portions of the aluminum mirror 11 are individually supported by the posts 12a and 12b. Also. The electrodes 13 and 14 are provided on the substrate 10a so as to face the other diagonal portion of the aluminum mirror 11.
Is arranged. In the digital micromirror device having such a structure, when the columns 12a and 12b and the electrodes 13 and 14 are set to the same potential, the aluminum mirror 11 is parallel to the substrate 10a (FIG. 2B).

【0017】また、支柱12a,12bと電極13との
間に電位差(例えば5ボルト)を印加すると、クーロン
引力により、アルミ鏡11は電極13側に傾斜する(図
2(c))。逆に、支柱12a,12bと電極14との
間に電位差を印加すると、アルミ鏡11は電極14側に
傾斜する(図2(d))。
When a potential difference (for example, 5 V) is applied between the columns 12a and 12b and the electrode 13, the Coulomb attractive force causes the aluminum mirror 11 to tilt toward the electrode 13 side (FIG. 2 (c)). Conversely, when a potential difference is applied between the columns 12a and 12b and the electrode 14, the aluminum mirror 11 tilts toward the electrode 14 side (FIG. 2 (d)).

【0018】このように電極13,14に印加する電圧
により、個々のアルミ鏡11による反射光束の方向を変
更することができる。なお、基板10aの上には、アル
ミ鏡11を個別に駆動する回路が形成され、これらの回
路を指定するアドレス情報その他を個別に与えて、アル
ミ鏡11を個別に駆動することができる。
As described above, the direction of the luminous flux reflected by each aluminum mirror 11 can be changed by the voltage applied to the electrodes 13 and 14. Circuits for individually driving the aluminum mirrors 11 are formed on the substrate 10a, and address information for designating these circuits and the like can be individually provided to individually drive the aluminum mirrors 11.

【0019】図1において、符号21は、例えば、樹脂
からなる装置本体を示しており、この装置本体21にお
ける左目23aおよび右目23bの前方となる位置に、
上述したディジタルマイクロミラー素子からなる左目表
示手段8および右目表示手段9が配置されている。
In FIG. 1, reference numeral 21 indicates an apparatus main body made of resin, for example, and is located in front of the left eye 23a and the right eye 23b of the apparatus main body 21,
The left-eye display means 8 and the right-eye display means 9 composed of the above-mentioned digital micromirror element are arranged.

【0020】これ等の左目表示手段8および右目表示手
段9には、ディジタルマイクロミラー素子のアルミ鏡1
1を個別に駆動するための画像制御手段25が接続され
ている。そして、左目23aの近傍前方に、左目表示手
段8の画像を左目23aに導く左目用光学系である観察
用レンズ27aが配置され、また、右目23bの近傍前
方に、右目表示手段9の画像を右目23bに導く右目用
光学系である観察用レンズ27bが配置されている。
These left-eye display means 8 and right-eye display means 9 include an aluminum mirror 1 of a digital micromirror element.
The image control means 25 for individually driving 1 is connected. An observation lens 27a, which is an optical system for the left eye, that guides the image of the left eye display unit 8 to the left eye 23a is arranged in front of the left eye 23a, and an image of the right eye display unit 9 is displayed in front of the right eye 23b. An observation lens 27b, which is an optical system for the right eye and is guided to the right eye 23b, is arranged.

【0021】一方、装置本体21における、左耳29a
および右耳29bの近傍に、照明手段31a,31bが
配置されている。この照明手段31a,31bは、バッ
クライト33および照明用レンズ35により構成されて
いる。上述した立体表示装置では、照明手段31a,3
1bのバックライト33からの光が照明用レンズ35を
介して、ディジタルマイクロミラー素子からなる左目表
示手段8および右目表示手段9により反射され、反射光
が観察用レンズ27a,27bを介して左目23aおよ
び右目23bに導かれる。
On the other hand, the left ear 29a of the apparatus main body 21
And the illumination means 31a and 31b are arrange | positioned in the vicinity of the right ear 29b. The illumination means 31a and 31b are composed of a backlight 33 and an illumination lens 35. In the stereoscopic display device described above, the illumination means 31a, 3
The light from the backlight 33 of 1b is reflected by the left eye display means 8 and the right eye display means 9 which are digital micromirror elements via the illumination lens 35, and the reflected light is passed through the observation lenses 27a and 27b to the left eye 23a. And to the right eye 23b.

【0022】一方、左目表示手段8および右目表示手段
9であるディジタルマイクロミラー素子のアルミ鏡11
は、画像制御手段25により個別に駆動され、反射光
が、所定の画像として左目23aおよび右目23bに結
像するように傾斜される。なお、画像制御手段25に
は、両目視差情報を含む信号がそれぞれ与えられ、両目
23a,23bで目視することにより画像が立体的に認
識される。
On the other hand, the left-eye display means 8 and the right-eye display means 9 are aluminum mirrors 11 of digital micromirror elements.
Are individually driven by the image control means 25, and the reflected light is tilted so as to form a predetermined image on the left eye 23a and the right eye 23b. It should be noted that the image control means 25 is given a signal including both visual difference information, and the image is stereoscopically recognized by visually observing with both eyes 23a and 23b.

【0023】以上のように構成された立体表示装置で
は、左目表示手段8および右目表示手段9を、それぞれ
ディジタルマイクロミラー素子により構成するととも
に、ディジタルマイクロミラー素子に光を照射する照明
手段31a,31bを配置したので、小型、軽量で画面
の明るい立体表示装置を容易に提供することができる。
すなわち、一般にディジタルマイクロミラー素子の光利
用効率は、約80%と非常に高いため、従来のようにL
CDを使用する場合に比較して、低輝度で小型のバック
ライト33により明るい画面を容易に得ることができ
る。
In the stereoscopic display device constructed as described above, the left-eye display means 8 and the right-eye display means 9 are each constituted by a digital micromirror element, and illumination means 31a, 31b for irradiating the digital micromirror element with light. Since the arrangement is made, it is possible to easily provide a stereoscopic display device that is small in size, lightweight, and has a bright screen.
That is, since the light utilization efficiency of a digital micromirror element is generally as high as about 80%, the L
Compared with the case of using a CD, a bright screen can be easily obtained by the backlight 33 having a low luminance and a small size.

【0024】また、ディジタルマイクロミラー素子の大
きさおよび重量は、LCDとほぼ同様であるため、バッ
クライト33が小型、軽量になった分だけ装置の小型、
軽量化を図ることができる。さらに、上述した立体表示
装置では、照明手段31a,31bを、耳29a,29
bの近傍となる位置に配置したので、照明手段31a,
31bが顔の前方に突出することがなくなり、装置をコ
ンパクトにすることができる。
Since the size and weight of the digital micromirror element are almost the same as those of the LCD, the size of the device is reduced by the size and weight of the backlight 33.
The weight can be reduced. Further, in the above-described stereoscopic display device, the illumination means 31a, 31b are connected to the ears 29a, 29.
Since it is arranged at a position near b, the illumination means 31a,
31b does not project to the front of the face, and the device can be made compact.

【0025】なお、以上述べた実施形態では、照明手段
31a,31bを耳29a,29bの近傍に配置した例
について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定さ
れるものではなく、例えば、額の近傍に配置しても良
い。また、以上述べた実施形態では、本発明を頭部に装
着されるヘッドマウントディスプレイに適用した例につ
いて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定される
ものではなく、例えば、単に覗くように構成される立体
表示装置にも広く適用することができる。
In the above-described embodiment, an example in which the illumination means 31a, 31b are arranged near the ears 29a, 29b has been described, but the present invention is not limited to this embodiment, and for example, the forehead. It may be arranged in the vicinity of. Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a head mounted display mounted on the head has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment, and for example, as a simple peek The present invention can be widely applied to a configured stereoscopic display device.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1の立体表示
装置では、左目表示手段および右目表示手段を、それぞ
れディジタルマイクロミラー素子により構成するととも
に、ディジタルマイクロミラー素子に光を照射する照明
手段を配置したので、小型、軽量で画面の明るい立体表
示装置を容易に提供することができる。請求項2の立体
表示装置では、照明手段を、耳あるいは額の近傍となる
位置に配置したので、照明手段が顔の前方に突出するこ
とがなくなり、装置をコンパクトにすることができる。
As described above, in the stereoscopic display device according to the first aspect, the left-eye display means and the right-eye display means are each constituted by a digital micromirror element, and the illumination means for irradiating the digital micromirror element with light. Since the arrangement is made, it is possible to easily provide a stereoscopic display device that is small in size, lightweight, and has a bright screen. In the stereoscopic display device according to the second aspect, since the illuminating means is arranged at a position near the ears or the forehead, the illuminating means does not project in front of the face, and the device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の立体表示装置の一実施形態を示す説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a stereoscopic display device of the present invention.

【図2】図1のディジタルマイクロミラー素子の詳細を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of the digital micromirror element in FIG.

【図3】従来のCRTを用いた立体表示装置を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a stereoscopic display device using a conventional CRT.

【図4】従来のLCDを用いた立体表示装置を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a stereoscopic display device using a conventional LCD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 左目表示手段 9 右目表示手段 23a 左目 23b 右目 29a 左耳 29b 右耳 31a,31b 照明手段 8 left eye display means 9 right eye display means 23a left eye 23b right eye 29a left ear 29b right ear 31a, 31b illumination means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 左目表示手段の画像を左目に導く左目用
光学系と、右目表示手段の画像を右目に導く右目用光学
系とを備えた立体表示装置において、 前記左目表示手段および右目表示手段を、それぞれディ
ジタルマイクロミラー素子により構成するとともに、前
記ディジタルマイクロミラー素子に光を照射する照明手
段を備えてなることを特徴とする立体表示装置。
1. A stereoscopic display device comprising a left-eye optical system that guides an image on the left-eye display unit to the left eye, and a right-eye optical system that guides an image on the right-eye display unit to the right eye, wherein the left-eye display unit and the right-eye display unit. And a illuminating means for irradiating the digital micromirror element with light.
【請求項2】 請求項1記載の立体表示装置において、 前記照明手段を、耳あるいは額の近傍となる位置に配置
してなることを特徴とする立体表示装置。
2. The stereoscopic display device according to claim 1, wherein the illuminating means is arranged at a position near an ear or a forehead.
JP8052150A 1996-03-08 1996-03-08 Stereoscopic display device Pending JPH09244166A (en)

Priority Applications (1)

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JP8052150A JPH09244166A (en) 1996-03-08 1996-03-08 Stereoscopic display device

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JP (1) JPH09244166A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010109814A (en) * 2000-06-02 2001-12-12 윤병이 Display apparatus for management 3-dimensional image
JP2014225725A (en) * 2013-05-15 2014-12-04 ソニー株式会社 Display device and light source for image display device
US9899000B2 (en) 2013-06-25 2018-02-20 Sony Corporation Display, display control method, display control device, and electronic apparatus

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