JP2000284216A - 頭部搭載型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ユーザーに表示画像に対する強い没入感や臨場
感を与えることができる頭部搭載型表示装置を提供す
る。 【構成】ユーザーの頭部に備え付けて使用する携帯型表
示装置において、ユーザーの一方の目又は双方の目の前
を表示パネルで覆うことにより、ユーザーの一方の目の
視野又はその双方の目の視野のほぼ全てに、画像を表示
させるようにした。前記表示装置は、複数枚の表示パネ
ルを多面体の形状に組み合わせて、その多面体に形成さ
れた表示パネルの内側の面に画像を表示させることによ
り、ユーザーの眼前の視野のほぼ全てに、画像を表示さ
せるようにした。また、前記表示装置は、一つ又は複数
の表示パネルを略ドーム形状に形成し、その略ドーム形
状の表示パネルの内側の面に画像を表示させることによ
り、ユーザーの眼前の視野のほぼ全てに、画像を表示さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、頭部搭載型（ゴーグル
型、ヘルメット型、眼鏡型などの様々な形態を含む）の
表示装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来より、頭部搭載型表示装置が提案さ
れ、一部に市販されている。例えば、図５は、特開昭５
８−１２１４６５号公報（出願人：第二精工舎。引用文
献として本明細書に取り入れる）に開示された頭部搭載
型表示装置である。また、図６は特開平１−１３３４７
９号公報（出願人：ソニー。引用文献として本明細書に
取り入れる）に開示された頭部搭載型表示装置である。
なお、「頭部搭載」のための方法としては、図５や図６
のようにゴーグル型の表示装置をバンド（ベルト)で頭
部に保持するゴーグル型やヘルメット型、さらには、眼
鏡のフレームに似たフレームでユーザーの耳に掛けて使
用する眼鏡型などが実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の頭部搭載型表示
装置は、例えば小型の液晶表示装置（ＬＣＤ）などを搭
載し、そのＬＣＤからの画像をプリズムやレンズなどを
含む光学系を介してユーザーの両眼の前方に形成する
（このとき形成する画像は、一つ又は二つ以上）ように
しているだけなので、ユーザーに、表示画像に対する強
い没入感や臨場感を生じさせることはできなかった。本
発明は、このような従来技術の課題に着目してなされた
ものであって、ユーザーに表示画像に対する強い没入感
や臨場感を与えることができる頭部搭載型表示装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（定義）本発明におい
て、「頭部搭載型」という用語は、単に頭部にバンドや
ベルトで固定する場合だけでなく、眼鏡のフレームのよ
うに耳に掛ける場合や顔面にテープ等で付着させる場合
など様々な形態・方法を含む用語として使用している
（つまり、本明細書での「頭部搭載型」の「頭部」と
は、狭い意味での「人間の頭の部分（額から上の部
分）」だけでなく、顔の全体及びその周囲をも含むもの
である）。また、本発明において、「ユーザーの両眼の
一方又は双方の眼の視野のほぼ全体を覆うように画像を
表示する表示手段」は、ユーザーの両眼の双方の眼に対
応するように画像表示部が備えられる場合と、ユーザー
の両眼の中の一方の眼にのみ対応するように画像表示部
が備えられる場合と、を含む。

【０００６】１．ユーザーの頭部に備え付けて使用する
頭部搭載型携帯型表示装置において、ユーザーの左右の
一方の眼の前又はユーザーの左右の双方の眼の前を表示
手段で覆うことにより、ユーザーの左右の一方の眼の視
野のほぼ全て又はユーザーの左右双方の眼の視野のほぼ
全てに、画像を表示させるようにした、ことを特徴とす
る頭部搭載型表示装置。 ２．上記１において、前記表示手段は、複数枚の表示パ
ネルを多面体の形状に組み合わせて、ユーザーの眼（ユ
ーザーの両眼の一方又は双方。以下同じ）に対向する部
分を開口部とする多面体の画像表示部を構成し、その多
面体の画像表示部の内側の面から画像を表示させること
により、ユーザーの前記眼の前の視野のほぼ全てに、画
像を表示させるようにしたものである、頭部搭載型表示
装置。 ３．上記１において、前記表示手段は、一つ又は複数の
表示パネルを使用して、ユーザーの眼（ユーザーの両眼
の一方又は双方。以下同じ）に対向する部分を開口部と
する略ドーム形状の画像表示部を構成し、その略ドーム
形状の画像表示部の内側の面から画像を表示させること
により、ユーザーの前記眼の前の視野のほぼ全てに、画
像を表示させるようにしたものである、頭部搭載型表示
装置。 ４．上記の１，２，又は３において、前記のユーザーの
視野のほぼ全体を覆う表示手段は、ユーザーの視野の前
方に位置する部分は、ユーザーから見てその前方を示す
画像を表示し、ユーザーの視野の上方に位置する部分
は、ユーザーから見てその上方を示す画像を表示し、ユ
ーザーの視野の下方に位置する部分は、ユーザーから見
てその下方を示す画像を表示し、ユーザーの視野の右方
に位置する部分は、ユーザーから見てその右方を示す画
像を表示し、且つ、ユーザーの視野の左方に位置する部
分は、ユーザーから見てその左方を示す画像を表示する
ものである、ことを特徴とする頭部搭載型表示装置。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１（ａ）は、前記
の従来例の図４や図５に示すのと同じような頭部搭載型
枠体（ゴーグル型枠体、ヘルメット型枠体など）の中に
備えられる画像表示部であって、頭部搭載型枠体を使用
するユーザーの両眼の前の位置にそれぞれ配置される画
像表示部１ａ，１ｂを示す概略図、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。図１（ａ）におい
て、これらの画像表示部１ａ，１ｂは、それぞれ、５枚
の表示パネル３により立方体状（一つの面だけが開口部
となっている）に形成されている。そして、この５枚の
表示パネル３により形成された立方体（多面体・６面
体）は、ユーザーの目に対向し且つユーザーの目に近い
側の面のみ開口され、それ以外の５つの面は、全て、前
記５枚の表示パネル３により覆われたようになってい
る。また、前記の５枚の各表示パネル３は、前記立方体
（多面体）の内側の面（図１及び図２の符号３Ａａ，３
Ｂａ，３Ｃａを参照）からそれぞれ画像を表示するよう
に構成されている。図１において、５は前記のユーザー
の眼に対向し且つユーザーの目に近い側の面の開口部を
示している。ユーザーは、この開口部５から、前記立方
体の内面（計５つの面）に表示される画像を鑑賞する。
したがって、本実施形態では、図１（ｂ）に示すよう
に、ユーザーが本実施形態による表示装置を頭部（顔面
を含む）に装着したとき、ユーザーの眼４の周囲（上下
左右及び前方）のほぼ全て、すなわちユーザーの眼４の
視野のほぼ全てが、前記５枚の表示パネル３で表示され
る画像によって覆われるようになる。よって、ユーザー
は、自分の視野内において、その前方のみならずその上
下左右のどこに視点を動かしても、画像が表示されてい
るので、画像を鑑賞する際に、表示画像に対する深い没
入感・臨場感を得られるようになる。

【０００８】特に、例えば、本実施形態１によりある映
画の場面を表示させるとき、ユーザーの眼４の前方に位
置する表示パネル３Ａ（図１（ｂ）参照）からはその場
面の前方正面の映像（例えば、本実施形態１より映画を
表示させているとき、「その映画の主人公の正面の画像
を含む画像」）を表示させ、ユーザーの眼４の上方に位
置する表示パネル３Ｂ（図１（ｂ）参照）からは前記場
面の上方の景色（例えば「前記映画の主人公の上側にあ
る上空の景色」）を表示させ、ユーザーの眼４の下方に
位置する表示パネル３Ｃ（同参照）からは前記場面の下
方の景色（例えば「前記映画の主人公の足元にある道路
の地面の景色」）を表示させ、ユーザーの眼４の右側に
位置する表示パネルからは前記場面の右側の景色（例え
ば、「前記映画の主人公の右側に存在する人物や建物の
画像を含む画像」）を表示させ、ユーザーの眼４の左側
に位置する表示パネルからは前記場面の左側の景色（例
えば、「前記映画の主人公の左側に存在する人物や建物
の画像を含む画像」）を表示させるというように、前記
５枚の各表示パネルからそれぞれ表示される画像を、ユ
ーザーの眼を中心にして互いに連動させる（特に「ユー
ザーの眼を中心にして各画像を互いに空間的に連動させ
る」）ようにすれば、ユーザーの眼４からは、上下左右
及び前方の何処を見ても「上下左右及び前方の視野の全
体が空間的に統一された一つの画像」が現出するので、
ユーザーは、画像を鑑賞する際に、深い没入感・臨場感
が得られることになる。

【０００９】なお、この実施形態１に関連する技術とし
て、現在、東京大学工学部の廣瀬通考助教授らにより研
究が進められている「ＣＡＢＩＮ（キャビン）」と呼ば
れる装置について説明しておく（なお以下の説明は、平
成１０年１１月２１日午後９時からのＮＨＫ教育テレビ
番組「情報潮流」の中で紹介されていた内容の抜粋であ
る）。前記「ＣＡＢＩＮ」は、複数の人間が入れる立方
体の部屋である。この部屋は、立方体形状で、その中の
５面に画像を表示するスクリーンが備えられている。す
なわち、この部屋の中に入った人間の背後を除く残りの
５面（前記人間の前、右、左、下、及び上の計５面）
に、それぞれ画像を表示するための大きなスクリーンが
壁一面に備えられている。そして、これらの計５つのス
クリーンは、それぞれ計５台のコンピュータにより制御
されながら、互いに空間的に連動する各画像をそれぞれ
表示する。よって、このＣＡＢＩＮという部屋の中で
は、人間の背後を除く上下左右及び前方の計２７０度以
上の広視野角の画像が、内部の人間に提供される。つま
り、この部屋の中では、「人間に見える上下左右及び前
方の視野のほぼ全て」が、５つの巨大なスクリーンで上
下左右及び前方から覆われて「一つの空間的に統一され
た画像」が表示されるようになっている。つまり、この
「ＣＡＢＩＮ」においては、前記５台のコンピュータに
よって、前記５つの面のスクリーンからそれぞれ表示さ
れる画像は、互いに「空間的に連動した画像」が表示さ
れるようになっている。すなわち、ユーザーから見て、
その前方の面からは「前方の画像」が表示され、ユーザ
ーの右側の面からは「右方向の画像」が表示され、ユー
ザーの左側の面からは「左方向の画像」が表示され、ユ
ーザーの上側の面（天井の面）からは「上方向の画像
（例えば、「空や雲」）が表示され、ユーザーの下側の
面からは「下方向の画像（例えば、「道路の地面」）が
表示される。このように、前記の５つの面から表示され
る各画像は、「互いに空間的に統一された画像」となっ
ている。前記のテレビ番組では、「自分が空を飛んでい
るかのような画像」が表示されていた。すなわち、上方
の面からは「空」の画像が表示され、下方の面からは
「下界（地面とその上をうごめく人や車や地面の上に存
在する建物など）の様子」が縮小されて表示されてお
り、内部に居る人間にとっては、「まるで鳥のように空
を飛んでいるような感覚・没入感」を得られるという効
果を現出させていた。このように、一つの大きな部屋の
中に人間を入れて、その人間の視野のほぼ全体に上下左
右及び前方から「互いに空間的に統一・連動した画像」
を表示させる技術は、既に開発されている。しかし、こ
のような「大掛かりな装置」（複数の人間が入れるよう
な大きな部屋と大きなスクリーンを必要とする装置）を
各家庭や個人に提供することは、製造コストや設置スペ
ースなどの面から現実的ではない。しかしながら、本発
明による「小型」の頭部搭載型表示装置を使用すれば、
前記の「ＣＡＢＩＮ」と同様の効果（映像鑑賞の際など
に深い没入感を与える）を、各個人や家庭が極めて低い
費用と少ないスペースを用意するだけで、各家庭や個人
に提供することができるようになる。

【００１０】実施形態２．次に、本発明の実施形態２を
図２を参照して説明する。図２（ａ）は実施形態２に備
えられている画像表示部であって、ユーザーの両眼の前
にそれぞれ配置される二つの画像表示部１１ａ，１１ｂ
を示す概略図、図２（ｂ）は前記画像表示部１１ａの正
面図（ユーザーの眼の位置から見た図）、図２（ｃ）は
図２（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。実施形態２で
は、ユーザーに画像を提供するための画像表示部１１
ａ，１１ｂを構成するため、実施形態１と同じく５枚の
表示パネルを使用して多面体に形成しているが、実施形
態２では、この多面体の形状が、実施形態１におけると
は異なっている。すなわち、実施形態２では、４枚の台
形状の表示パネル１２と一枚のやや小さい正方形の表示
パネル１３（図２（ｂ）参照）との計５枚の表示パネル
により、ユーザー側の一つの面のみが開口部１５となっ
ている多面体が形成される。なお、前記の「開口部１
５」となる部分は、ユーザーの眼が対向し且つユーザー
に近い方の部分である。ユーザーは、この開口部１５か
ら、前記多面体の内側の計５つの面に表示される画像を
鑑賞する。よって、ユーザーがこの実施形態２を装着し
たときは、図２（ｃ）に示すように、前記の計５枚の表
示パネルにより略「桶」状（断面が台形状）の多面体に
形成された画像表示部１１ａ，１１ｂにより、ユーザー
の両眼の前方の視野のほぼ全体（上下左右及び前方のほ
ぼ全て）に、画像が表示されることになる。よって、こ
の実施形態２によっても、ユーザーが画像を鑑賞すると
きなどに、前記実施形態１と同じかそれ以上の没入感・
臨場感が得られるようになる。

【００１１】実施形態３．次に、本発明の実施形態３を
図３を参照して説明する。図３（ａ）は実施形態３に備
えられる画像表示部であって、ユーザーの両眼の前にそ
れぞれ配置される二つの画像表示部２１ａ，２１ｂを示
す概略図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図
である。実施形態３では、ユーザーに画像を提供するた
めの画像表示部２１ａ，２１ｂを構成するため、断面が
湾曲した曲面状に形成された表示パネルを用いて、それ
を略ドーム状に形成している。この略ドーム状の表示パ
ネル２２ａ，２２ｂを形成する場合、一枚の湾曲した表
示パネルを使用してもよいし、複数枚の湾曲した表示パ
ネルを組み合わせて互いに接合して略ドーム状に形成す
るようにしてもよい。実施形態３では、この略ドーム状
の表示パネル２２ａ，２２ｂの内側の面から、それぞ
れ、ユーザーの眼前に向けて、画像が表示される。ま
た、略ドーム状の表示パネル２２ａ，２２ｂの各開口部
２３ａ，２３ｂは、それぞれ、ユーザーの眼が対向させ
られる部分である。ユーザーがこの実施形態３を装着し
たときは、図３（ｂ）に示すように、前記の略ドーム状
の表示パネル２２ａ，２２ｂをそれぞれ含む各画像表示
部２１ａ，２１ｂにより、ユーザーの両眼の前方の視野
のほぼ全体（ユーザーの両眼の上下左右の視野のほぼ全
て）に、それぞれ広視野角の画像が表示されることにな
る。よって、この実施形態３によっても、実施形態１と
同じかそれ以上の没入感を与えられるようになる。

【００１２】実施形態４．次に図４は本発明の実施形態
４を示すものである。前記の実施形態１〜３は、いずれ
も、ユーザーの両眼の前方に配置する画像表示部を２つ
用意し、それらの２つの画像表示部をそれぞれユーザー
の左右の各眼のそれぞれに対応させて使用している。す
なわち、実施形態１においては、２つの画像表示部１
ａ，１ｂを、ユーザーの左右の各眼のそれぞれに対向す
る位置に、それぞれ配置させている。実施形態２でも、
２つの画像表示部１１ａ，１１ｂをユーザーの左右の各
眼のそれぞれに配置させている。実施形態４でも同様で
ある。これらの実施形態１〜３と異なって、この実施形
態４では、１つの横長の画像表示部３１を用意し、ユー
ザーの左右両眼の周囲（上下左右及び前方）を同時にこ
の一つの画像表示部３１で覆うようにしている。すなわ
ち、この一つの画像表示部３１は、略直方体状に形成さ
れている。この画像表示部３１は、３枚の略長方形状の
表示パネル３１ａと、２枚の略正方形状の表示パネル３
１ｂとの計５枚の表示パネル３１ａ，３１ｂから構成さ
れている。また、この画像表示部３１は、ユーザーの両
眼に対向する面で且つユーザーの両眼に近い面が開口部
３５となっている。この実施形態４によっても、実施形
態１から３までと同様の効果を奏することができる。

【００１３】なお、以上の各実施形態の記載に拘わら
ず、本発明では、様々な変更が可能である。例えば、前
記各本実施形態では、ユーザーの両眼の左右の双方の眼
にそれぞれ画像表示部を配置するようにしているが、本
発明では、一つの画像表示部（ユーザーの視野のほぼ全
てを覆うような広視野角の画像を表示するための手段）
をユーザーの眼の左右のいずれか一方の眼に対してのみ
配置するようにしてもよい。また、本発明では、ユーザ
ーの両眼の左右の各眼にそれぞれ前記の各画像表示部を
配置すると共に各画像表示部からの画像をそれぞれ「右
目用画像」「左目用画像」として表示することにより、
ユーザーに立体画像を提供するようにしてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、頭部搭
載型の画像表示部を、ユーザーの眼の前の視野のほぼ全
て（上下左右及び前方のほぼ全て）に画像が表示できる
ように構成しているので、ユーザーに対して、表示画像
に対する深い没入感・強い臨場感を与えることができ
る。また特に、ユーザーの眼前（上下左右及び前方のほ
ぼ全て）に表示される画像を、「上下左右及び前方の全
てが空間的に統一された画像」（すなわち、ユーザーの
眼の上側の表示パネルには上方に即した画像、ユーザー
の眼の下側の表示パネルには下方に即した画像、ユーザ
ーの眼の前方の表示パネルには正面側に即した画像、ユ
ーザーの眼の右側の表示パネルには右方に即した画像、
ユーザーの眼の左側の表示パネルには左方に即した画像
というように、「互いに空間的に連動し、空間的に統一
された画像」であって、しかも、前記の各画像は「互い
に連続している」ような画像）として表示させるように
すれば、画像を見るユーザーに対して、極めて強い没入
感・臨場感を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）は、頭部搭載型表示装置の中に備
えられる画像表示部であって、頭部搭載型表示装置を使
用するユーザーの両眼の前の位置にそれぞれ配置される
画像表示部１ａ，１ｂを示す概略図、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図２】 図２（ａ）は実施形態２に備えられる画像表
示部であって、ユーザーの両眼の前にそれぞれ配置する
二つの画像表示部１１ａ，１１ｂを示す概略図、図２
（ｂ）は前記表示部１１ａの正面図（ユーザーの眼の位
置から見た図）、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線
断面図である。

【図３】 図３（ａ）は実施形態３に備えられる画像表
示部であって、ユーザーの両眼の前にそれぞれ配置する
二つの画像表示部１１ａ，１１ｂを示す概略図、図３
（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。

【図４】 本発明の実施形態４を示す斜視図である。

【図５】 従来の頭部搭載型表示装置の一例を示す図で
ある。

【図６】 従来の頭部搭載型表示装置の他の例を示す図
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザーの頭部に備え付けて使用する頭
   部搭載型表示装置において、 ユーザーの両眼の一方又は双方の眼の前を表示手段で覆
   うことにより、ユーザーの両眼の一方又は双方の眼の視
   野のほぼ全てに、画像を表示させるようにした、ことを
   特徴とする頭部搭載型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記表示手段は、複
   数枚の表示パネルを多面体の形状に組み合わせて、ユー
   ザーの眼に対向する部分を開口部とする多面体の画像表
   示部を構成し、その多面体の画像表示部の内側の面から
   画像を表示させることにより、ユーザーの前記眼の前の
   視野のほぼ全てに、画像を表示させるようにしたもので
   ある、頭部搭載型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記表示手段は、一
   つ又は複数の表示パネルを使用して、ユーザーの眼に対
   向する部分を開口部とする略ドーム形状の画像表示部を
   構成し、その略ドーム形状の画像表示部の内側の面から
   画像を表示させることにより、ユーザーの前記眼の前の
   視野のほぼ全てに、画像を表示させるようにしたもので
   ある、頭部搭載型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２，又は３において、前記の
   ユーザーの視野のほぼ全体を覆う表示手段は、 ユーザーの視野の前方に位置する部分は、ユーザーから
   見てその前方を示す画像を表示し、 ユーザーの視野の上方に位置する部分は、ユーザーから
   見てその上方を示す画像を表示し、 ユーザーの視野の下方に位置する部分は、ユーザーから
   見てその下方を示す画像を表示し、 ユーザーの視野の右方に位置する部分は、ユーザーから
   見てその右方を示す画像を表示し、且つ、 ユーザーの視野の左方に位置する部分は、ユーザーから
   見てその左方を示す画像を表示するものである、ことを
   特徴とする頭部搭載型表示装置。 【０００１】