JP2001108935A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で装着性の良い頭部装着型映像表示装置
を提供する。 【解決手段】 ＬＣＤ１３と、このＬＣＤ１３により表
示される映像を左右何れかの眼に観察可能となるように
導くメインプリズム３２と、このメインプリズム３２と
貼り合わせて構成され外光を眼に透過して導くシースル
ープリズム３３と、上記ＬＣＤ１３を上記プリズム３
２，３３に対して所定位置となるように支持するフレー
ム１０と、このフレーム１０に取り付けたマイクロフォ
ン１８と、これらを含んでなるビューワ部２が使用者の
眼前の所定位置に配されるように支持する鼻当て部３８
ａを有する着脱可能な弾性部材３８と、を備えてなり、
左右位置を反転させて装着可能な片眼観察用の頭部装着
型映像表示装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型映像表
示装置、より詳しくは、映像表示素子により表示される
映像を観察するための頭部装着型映像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面の映像を手軽に楽しむこと
ができるようにした頭部装着型映像表示装置は、種々の
ものが提案されており、本出願人も、自由曲面プリズム
を用いて軽量化と高画質化を図った頭部装着型映像表示
装置を製品化している。

【０００３】こうした頭部装着型映像表示装置は、例え
ばテレビやビデオ、ＤＶＤプレーヤなどの映像ソースに
接続されて、映像信号や音声信号を受け取り、内蔵する
ＬＣＤや光学系等により映像を使用者の眼球に投影し、
また、付属するイヤホン等により音声を使用者の耳に発
するようになっている。

【０００４】このような頭部装着型映像表示装置を、例
えばパーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のＯ
Ａ機器による画像を表示するための表示装置として用い
る提案も種々のものがなされている。

【０００５】さらに、頭部装着型映像表示装置として
は、映像を使用者の両眼に表示するものと、左右何れか
一方の眼にのみ表示するものとが考えられるが、後者の
片眼タイプのものについても各種の提案がなされてい
る。

【０００６】このようなものとしては、例えば特開平４
−５８２１２号公報に、画像投光装置と、この画像投光
装置から出射した画像表示光を所定方向に向かわせるよ
うに配置された光路変向部材と、上記画像投光装置およ
び光路変向部材を支持する頭部装着部材とを備え、上記
画像投光装置は、ＯＡ機器本体からの出力信号に応じた
画像を表示する表示面を有する光学的画像表示手段と、
上記表示面から出射した画像表示光を上記光路変向部材
に向けて投光する光学部材とを有するＯＡ機器用ディス
プレイが記載されていて、眼と表示像との距離を適切に
保持することができるように構成されている。

【０００７】また、特開平１０−７４０５１号公報に
は、画像表示手段と、この画像表示手段を保持すると共
に観察者の頭部に装着可能な保持手段とを備え、上記画
像表示手段の発する画像表示光を観察者の一方の目に導
くようにした頭部装着型表示装置が記載されていて、上
記保持手段は、上記画像表示手段を頭部の右方側と左方
側の何れにおいても保持可能となるように構成されてい
る。

【０００８】特開平１０−１２３４５５号公報には、画
像表示手段と、この画像表示手段を保持すると共に観察
者の頭部に装着可能な保持手段とを備え、上記画像表示
手段は、観察者の前方に向かって画像表示光を出射する
手段と、観察者の一側方から前方に向かって延びるアー
ムと、このアームの前端に取り付けられる光学素子とを
有し、この光学素子により画像表示光を光路変更して観
察者の瞳に導く頭部装着型表示装置が記載されていて、
上記光学素子は、前方から作用する外力から逃げるよう
に変位可能に上記アームに連結されている。

【０００９】特開平１０−７５４０８号公報には、画像
表示手段と、この画像表示手段を保持すると共に観察者
の頭部に装着可能な保持手段とを備え、この保持手段
は、支持部材と、この支持部材に連結される少なくとも
４つの当て部材とを有し、これらの当て部材を、観察者
の頭部右側の前後に離れた箇所と、頭部左側の前後に離
れた箇所とに押し付ける弾力を作用させることができる
ように、その支持部材が弾性変形可能とされている頭部
装着型表示装置が記載されている。

【００１０】特開平１０−３９７８４号公報には、画像
表示光の出射手段と、観察者の前方に配置される光路変
更手段と、これら画像表示光の出射手段と光路変更手段
とを保持すると共に観察者の頭部に装着可能な保持手段
とを備え、観察者の前方に観察対象の虚像が形成される
ように、上記光路変更手段により画像表示光の光路を変
更可能な頭部装着型表示装置において、上記画像表示光
の出射手段と光路変更手段とが、その保持手段に球面に
沿って一体的に運動可能に連結され、その球面の中心
は、その光路変更手段よりも観察者に近接した位置に配
置される頭部装着型表示装置が記載されている。

【００１１】特開平８−３０５２９８号公報には、観察
者の頭部に装着される頭部装着型表示装置であって、画
像の表示部と、この表示部を保持する頭部装着用保持部
とを備え、観察者の頭部に装着された状態において、上
記表示部による画像は、観察者の視線方向が正面方向で
ある場合には視野範囲外とされ、視線方向が正面方向以
外の方向の場合に視野範囲内とされ、頭部装着型表示装
置の構成部材は、その観察者の視線方向が正面方向であ
る場合は実質的に視野範囲外とされる頭部装着型表示装
置が記載されている。

【００１２】特開平８−３２０４５３号公報には、観察
者に装着される表示装置であって、画像の表示部と、こ
の表示部を保持する保持部とを備え、画像の表示位置を
観察者の視認可能範囲内において変更可能とした表示装
置が記載されている。

【００１３】一方、近年では、パーソナルコンピュータ
等において、文章の入力や操作コマンド等を音声により
行うものが発売されており、例えば、マイク付きヘッド
フォンなどを頭部に装着して音声入力を行うようになっ
ている。

【００１４】このマイク付きヘッドフォンは、例えばヘ
ッドバンド等で左右のヘッドフォンを連結するととも
に、これらのヘッドフォンの内の一方の側部からアーム
部を延出し、その先端部にマイクロフォンを取り付けて
構成されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなマイク
付きヘッドフォンは、アーム部を用いて、マイクロフォ
ンを使用者の口の前に位置させるものであるために、顔
の前側にアーム部が延出することになり、装置が大型化
して取り扱いが面倒になったり、装着時の不快感が生じ
たりする要因となる。そこで、こうしたアーム部を介し
てマイクロフォンを取り付ける構成を、そのまま頭部装
着型映像表示装置に適用することは、必ずしも最善の手
段といえるものでない。

【００１６】また、映像を表示して使用者の眼に導くビ
ューワ部は、頭部を少々移動させたとしても眼に対して
所定の位置関係を保持する必要があり、保持が不十分で
あると観察される映像が揺れたり眼との距離が変化した
りして不快感を発生させる要因となってしまう。そこ
で、ビューワ部を眼に対して確実に支持する技術が必要
となっている。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、小型で装着性の良い頭部装着型映像表示装置を提
供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による頭部装着型映像表示装置は、映
像表示素子と、この映像表示素子により表示される映像
を観察可能となるように導く光学系と、上記映像表示素
子を上記光学系に対して所定位置となるように支持する
フレーム部材と、を含んでなるビューワ部を、使用者の
眼前に配置して映像を観察可能とする頭部装着型映像表
示装置であって、上記フレーム部材に音声を電気信号に
変換するマイクロフォンを取り付けたものである。

【００１９】また、第２の発明による頭部装着型映像表
示装置は、上記第１の発明による頭部装着型映像表示装
置において、上記ビューワ部による映像を右眼で観察可
能とする右眼用配置と該ビューワ部による映像を左眼で
観察可能とする左眼用配置とを取り得るものであり、上
記マイクロフォンは、当該頭部装着型映像表示装置が上
記右眼用配置を取る場合と左眼用配置を取る場合とで、
使用者の頭部に対して略左右対称の位置になるとともに
使用者の口に対して略同一距離となるように上記フレー
ム部材に配設されたものである。

【００２０】さらに、第３の発明による頭部装着型映像
表示装置は、映像表示素子と、この映像表示素子により
表示される映像を観察可能となるように導く光学系と、
上記映像表示素子を上記光学系に対して所定位置となる
ように支持するフレーム部材と、を含んでなるビューワ
部を、使用者の眼前に配置して映像を観察可能とする頭
部装着型映像表示装置であって、上記ビューワ部が使用
者の眼に対して所定の位置関係となるように使用者の顔
部に当接して支持する支持部材をさらに備えたものであ
る。

【００２１】第４の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第３の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記支持部材が、当接圧力を緩和するとともに当
接する部分の形状に合わせて弾力的に変形する弾性材料
により形成されたものである。

【００２２】第５の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第４の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記支持部材が、使用者の顔部において皮膚下に
近接して骨が存在する部分に当接する形状に形成された
ものである。

【００２３】第６の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第５の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記支持部材が、皮膚下に近接して、鼻骨、ほほ
骨、眼上骨の少なくとも１つが存在する部分に当接する
形状に形成されたものである。

【００２４】第７の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第４の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記支持部材が、上記ビューワ部との間となる眼
の周囲を略全周に渡って覆う形状に形成されたものであ
る。

【００２５】第８の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第３の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記支持部材が、上記光学系を覆うとともに該光
学系による映像または外景の観察を妨げない形状に形成
された部位を有し、上記ビューワ部に対して着脱可能と
なるように構成されたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図１１は本発明の一実施
形態を示したものであり、図１は頭部装着型映像表示装
置を装着している様子を示す斜視図、図２は装着時の頭
部装着型映像表示装置の構成を示す平断面図、図３は頭
部装着型映像表示装置の位置調節機構による調節の様子
を示す平面図、図４は頭部装着型映像表示装置により外
光と重畳して表示される映像の様子を示す図、図５は頭
部装着型映像表示装置のビューワ部の構成を示す部分拡
大平断面図、図６は頭部装着型映像表示装置のＬＣＤフ
レーム部の構成を示す部分拡大縦断面図、図７は頭部装
着型映像表示装置のＬＣＤフレーム部およびメインプリ
ズム部の構成を示す部分拡大縦断面図、図８は頭部装着
型映像表示装置のアーム部に設けられた揺動機構および
スライド機構の構成を示す部分拡大平断面図、図９はメ
インプリズムとシースループリズムを固定するための構
成を示す分解斜視図、図１０は頭部装着型映像表示装置
内に配設されている電気回路基板の構成を示す図、図１
１はメインプリズム部に着脱可能に取り付けられる弾性
部材の構成例を示す縦断面図である。

【００２７】この頭部装着型映像表示装置１は、使用者
が頭部に装着して、左右何れか一方の眼により映像を観
察し、音声についても例えば左右何れか一方の耳により
享受するタイプとして構成されている。

【００２８】図１に示す状態は、使用者が右眼により映
像を観察している状態を示しているが、装着位置を左右
反転させることにより、この頭部装着型映像表示装置１
は左眼により映像を観察するのに使用することもできる
ようになっており、もちろんその際には、後述するＬＣ
Ｄにより表示される映像も１８０度回転されて、左眼に
より観察するに適する表示を行うようになっている。

【００２９】この頭部装着型映像表示装置１は、例えば
パーソナルコンピュータ等の映像ソースから送出される
映像を表示する映像表示素子たるＬＣＤ１３（図５等参
照）やプリズム等の光学系を内蔵するビューワ部２と、
このビューワ部２を回動可能に支持するとともに内部に
後述するメイン回路基板２０を内蔵するアーム部３と、
このアーム部３を揺動自在かつ摺動自在に保持しながら
複数のパッド部を介して頭部に装着するためのヘッドバ
ンド部４と、を有して構成されている。

【００３０】上記ビューワ部２は、ＬＣＤフレーム部５
とメインプリズム部６とを有して構成されている。

【００３１】上記ＬＣＤフレーム部５は、光が透過せず
温度変化や湿度変化の少ない金属等の素材により密閉形
状に形成して防水や防塵、電磁波対策、あるいは放熱対
策などを施したフレーム部材たるフレーム１０内に、反
射型のＬＣＤ１３とこのＬＣＤ１３が実装されるＬＣＤ
基板１４、上記ＬＣＤ１３の駆動回路を実装するＬＣＤ
駆動回路基板１５、上記反射型のＬＣＤ１３にＲＧＢ各
色の照明光を時系列的に照射するＬＥＤ１６とこのＬＥ
Ｄ１６が実装されるＬＥＤ基板１７、上記ＬＥＤ１６に
より発光された光を上記ＬＣＤ１３に導く照明プリズム
２８などを内蔵して構成されている。

【００３２】ＬＣＤフレーム部５は、窓枠部１１ａに透
明窓３１が取り付けられた状態の第１フレーム１１に、
上記照明プリズム２８やＬＣＤ基板１４、ＬＣＤ駆動回
路基板１５などを組み付けて、その後に第２フレーム１
２を組み合わせて密閉し一体化することにより、組み立
てられるようになっていて、上記フレーム１０は、第１
フレーム１１と第２フレーム１２により構成されてい
る。

【００３３】この頭部装着型映像表示装置１内に配設さ
れる電気回路基板の構造は、図１０に示すようになって
おり、映像反転などを行うための映像処理回路や、実装
された複数のスイッチ２６の操作に応じた制御を行う制
御回路等が設けられた２枚のリジッド回路基板２１，２
２をフレキシブルプリント基板２３等を介して接続して
なるメイン回路基板２０と、このメイン回路基板２０と
フレキシブルプリント基板２４を介して接続されている
上記ＬＣＤ駆動回路基板１５と、さらにこのＬＣＤ駆動
回路基板１５とフレキシブルプリント基板２５等を介し
て近接して接続されている上記ＬＣＤ基板１４と、この
ＬＣＤ基板１４上に形成されたコネクタ受け１４ａにフ
レキシブルプリント基板１９の一端側に配設したコネク
タ１９ｂを連結することにより接続されるＬＥＤ基板１
７および該フレキシブルプリント基板１９の分岐１９ａ
と接続されるマイクロフォン１８と、を含んで構成され
ている。

【００３４】上記ＬＣＤフレーム部５内には、これらの
内のＬＣＤ駆動回路基板１５とＬＣＤ基板１４とが互い
の主面を略直角とする状態で配設されており、さらにこ
れらの基板１４，１５は、図５や図６等に示すように、
互いに近接して配設されている。これは、上述したＬＣ
Ｄ１３が比較的高周波の信号により駆動されるために、
ＬＣＤ基板１４をＬＣＤ駆動回路基板１５と近接して配
置させることにより、放射される高周波ノイズの低減を
図るようにしたためである。

【００３５】また、上記マイクロフォン１８は、上記Ｌ
ＣＤフレーム部５のフレーム１０内の頭部に面する側の
上記アーム部３に近接する位置であって、上下方向のほ
ぼ中間位置に設けられたマイクロフォン取付部１０ａに
組み込まれるようになっており、頭部装着型映像表示装
置１を左右何れの眼により観察する装着位置において使
用したとしても、使用者の口から略左右対称で同様の距
離となる位置となり、ほぼ同じ状態で音声を集音するこ
とができるように配置されている。

【００３６】これにより、アーム部３等からマイクロフ
ォン１８が別途延出するなどがないために装着性が良好
となり、簡単な構成によって音声を入力することが可能
となる。さらに、使用状態を左右切り替えてもほぼ同様
の位置に配置されるために、入力される音声の品質を安
定させることができる。

【００３７】また、上記ＬＥＤ基板１７は、図１０に示
すように、その中央部に光通過孔１７ａが穿設されると
共に、その両側に一対のＬＥＤ１６が配設されていて、
図７に示すように、上記第１フレーム１１の屋根状凸部
１１ｂの内部における、拡散反射面１１ｃが形成された
部分に取り付けられるようになっている。

【００３８】これにより、上記ＬＥＤ１６から放射され
た照明光は、上記拡散反射面１１ｃにより均一化されて
反射された後に、上記光通過孔１７ａを介して２つの三
角プリズム２８ａ，２８ｂを貼り合わせてなる照明プリ
ズム２８に入射する。

【００３９】この照明プリズム２８に入射した照明光
は、第１反射面２８ｃおよび第２反射面２８ｄによって
反射された後にＬＣＤ側表面２８ｅから射出され、反射
型のＬＣＤ１３を照明する。

【００４０】このＬＣＤ１３は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の光
が順次照射されるのに連動して、各画素毎の反射率を制
御して光を反射させるものである。このＬＣＤ１３によ
り反射された光は、上記ＬＣＤ側表面２８ｅから再び上
記照明プリズム２８に入射して上記第２反射面２８ｄを
透過した後に出射面２８ｆから出射され、上記フレーム
１０に形成された窓枠部１１ａに密閉して取り付けられ
ている透明窓３１を介して、メインプリズム部６に入射
する。

【００４１】上記メインプリズム部６は、上記ＬＣＤフ
レーム部５からの光束を入射して、第１反射面３２ａお
よび第２反射面３２ｂで反射させた後に該第１反射面３
２ａから射出し、接眼窓６ａを介して使用者の眼球に導
くための光学系たるメインプリズム３２と、このメイン
プリズム３２の第２反射面３２ｂと貼り合わせて構成さ
れ、外光入射窓６ｂから入射される外部光束を使用者の
眼球に導くための光学系たるシースループリズム３３
と、を内蔵して構成されている。

【００４２】また、上記メインプリズム部６の接眼窓６
ａと外光入射窓６ｂには、少なくとも外部側となる面に
撥水処理が施された撥水性保護カバー３４，３５が水密
的に嵌装されていて、屋外等における様々な使用環境に
も対応することができるようになっている。保護カバー
３４，３５は、ハードコート処理を施して防水効果を得
るものや、反射防止コートが施されたものでも良い。ま
た、保護カバー３４，３５は汚れや傷が付着した時に交
換できるよう着脱可能に保持されていても良い。

【００４３】上記メインプリズム３２とシースループリ
ズム３３は、上述したように面同士を貼り合わせて一体
化されており、これらの内のメインプリズム３２には、
図９に示すように、位置決め用の第１の凸部３２ｃと、
突起３２ｅが形成された同位置決め用の第２の凸部３２
ｄとが、その上面および下面にそれぞれ突設されてい
る。

【００４４】これらのメインプリズム３２とシースルー
プリズム３３は、板金部材３６を介して上記ＬＣＤフレ
ーム部５のフレーム１０に固定されるようになっている
が、このとき、一方のメインプリズム３２の部分のみが
板金部材３６により固定されて、シースループリズム３
３の固定は、該メインプリズム３２との貼り合わせによ
る作用（接合強度）のみによって固定されるようになっ
ている。

【００４５】上記板金部材３６は、図９に示すように、
上記メインプリズム３２の上面および下面を略覆う形状
に形成されると共に、上記第１の凸部３２ｃと第２の凸
部３２ｄをフレーム１０の当接部に押圧し位置決めを行
うための２つの曲げ部３６ｃ，３６ｄが上下にそれぞれ
形成されている。

【００４６】さらに、該板金部材３６には、上記ＬＣＤ
フレーム部５から入射する光束を通過させるための窓部
３６ａと、該ＬＣＤフレーム部５のフレーム１０に対し
て固定するためのビス孔３６ｂとが形成されている。

【００４７】上記フレーム１０は、上述したように第１
フレーム１１と第２フレーム１２とを密閉して嵌合する
ことにより構成されていて、これらの内の第１フレーム
１１は、図９に示すように、上記窓枠部１１ａが形成さ
れた略箱状の部材でなり、上記板金部材３６のビス孔３
６ｂに対応する位置に形成されたビス孔１１ｈと、上記
２つの曲げ部３６ｃ，３６ｄの間に挿通して位置決めを
行う矩形状凸部１１ｉと、上記メインプリズム３２の第
１の凸部３２ｃに当接して位置決めを行う端面１１ｆ
と、該メインプリズム３２の第２の凸部３２ｄに当接し
て位置決めを行う端面１１ｇと、上記第２の凸部３２ｄ
に形成された突起３２ｅに嵌合して位置決めを行うため
の凹部１１ｅとが形成されている。

【００４８】このような構成において、メインプリズム
部６を組み付ける際には、メインプリズム３２に板金部
材３６を取り付けて、メインプリズム３２の第１，第２
の凸部３２ｃ，３２ｄを板金部材３６の曲げ部３６ｃ，
３６ｄに当接させるように組み合わせ、さらに、その板
金部材３６の外部側から上記第１フレーム１１を組み付
けて、第１フレーム１１の凹部１１ｅにメインプリズム
３２の第２の凸部３２ｄの突起３２ｅを嵌め込み、第
１，第２の凸部３２ｃ，３２ｄを板金部材３６の曲げ部
３６ｃ，３６ｄと該第１フレーム１１の端面１１ｆ，１
１ｇとで挟み込むようにする。

【００４９】これにより、メインプリズム３２は、板金
部材３６により上下の面を挟み込まれて上下方向に位置
決めされ、該面内においては、板金部材３６の曲げ部３
６ｃ，３６ｄと第１フレーム１１の端面１１ｆ，１１ｇ
とで挟み込まれることにより一方向に位置決めされ、こ
れに交差する方向には第２の凸部３２ｄの突起３２ｅと
第１フレーム１１の端面１１ｇに形成された凹部１１ｅ
との嵌合により位置決めされるために、空間的な配置が
完全に決定される。

【００５０】その後に、第１フレーム１１のビス孔１１
ｈと板金部材３６のビス孔３６ｂとに共通してビスを締
結することにより、これらが一体的に固定される。

【００５１】このように一方のプリズムのみを固定する
とともに、他方のプリズムは接合強度により保持するよ
うにしたために、プリズムに印加される応力を極力軽減
して、耐性ひずみによる破損などを防止することができ
る。そして、板金部材３６と嵌合部位を組み合わせるこ
とにより、プリズムに直接ビス等を螺合することはない
ために、さらにプリズムのひずみや破損を未然に防ぐこ
とが可能となっている。

【００５２】上述したようなメインプリズム部６の外表
面には、例えばエラストマ等で形成された支持部材たる
弾性部材３８が着脱可能に被覆して取り付けられるよう
になっている。この弾性部材３８は、例えば、上記接眼
窓６ａと外光入射窓６ｂに対応する部分に矩形孔が形成
されて光を通過させるようになっており、さらに、皮膚
下に近接して鼻骨が存在する部分に当接して支持をサポ
ートする鼻当て部３８ａが、図１や図２などに示すよう
に、突設して形成されている。

【００５３】なお、上記メインプリズム部６を眼前の所
定位置へ支持するために弾性部材３８に構成する部位と
してはこれに限るものではなく、例えば、図１１（Ａ）
に示すように、皮膚下に近接してほほ骨が存在する部分
に当接する部位３８ｂとして構成しても良いし、あるい
は、図１１（Ｂ）に示すように、皮膚下に近接して眼上
骨が存在する部分に当接する部位３８ｃとして構成して
も構わない。

【００５４】このように頭部における皮膚下に近接して
骨が存在する部分に当接させる構成とすることにより、
メインプリズム部６が不用意に押圧されたとしても、眼
球に圧力がかかるのを回避して保護することができ、か
つ頭部装着型映像表示装置１を安定して保持することが
可能となる。

【００５５】また、上記弾性部材３８としては、使用形
態に応じた複数種類を用意するようにしても良く、他の
種類の構成としては、例えば図１１（Ｃ）に示すよう
に、眼球とメインプリズム部６との間隙を全周に渡って
囲む部位３８ｄを設ける構成が考えられる。

【００５６】この場合には、シースルーにより入射する
外光以外の外光を遮断することができ、屋内外の環境に
左右されることなく映像を安定して鮮明に観察すること
が可能となる。さらに、眼球とメインプリズム部６との
距離（あるいは虚像までの距離）をほぼ一定に保つこと
ができ、特に近距離側に近接しすぎるのを制限すること
ができるために、器機近視位置にビューワ部２がセット
されるのを未然に防止することができる。

【００５７】また、眼鏡レンズの外枠近傍を覆うような
形状の弾性部材３８を用意することにより、眼鏡等の使
用者に対しても対応することが可能である。もちろん、
眼鏡を用いない使用者においては、より装着感が向上す
るという利点がある。

【００５８】さらに、例えばプリズムの外光入射側に窓
を設けた弾性部材３８と、この外光入射側を遮光して覆
う形状とした弾性部材３８との２種類を用意すること
で、特別な外光シャットアウト機構等を設けることな
く、ＬＣＤ映像と外光を重畳して観察する状態と、ＬＣ
Ｄ映像のみを観察する状態とを使い分けることも可能と
なる。

【００５９】すなわち、重畳して観察を行う状態のとき
には、図４に示すように、視野範囲４１内に、外光によ
る風景４２と、ＬＣＤ１３により表示される映像４３と
が重ね合わせて観察されるようになっている。一方、Ｌ
ＣＤ映像のみを観察する状態となる場合には、これらの
内の外光による風景が遮断されるために、該ＬＣＤ映像
をより鮮明に観察することができるようになる。

【００６０】上述したようなビューワ部２は、上記アー
ム部３に対して、ヒンジ部４５を介して回動可能となる
ように支持されている。

【００６１】このアーム部３内には、上述したようなメ
イン回路基板２０が配設されていて、このメイン回路基
板２０を、上述したように、２枚のリジッド回路基板２
１，２２をフレキシブルプリント基板２３等を介してつ
なぎ合わせて構成することにより、硬質基板を用いなが
らも、頭部の形状に沿って湾曲しているアーム部３の薄
型化を図ることができるようになっている。

【００６２】このアーム部３は、ヘッドバンド部４に対
して、ボールジョイントによる揺動機構およびスライド
部材とスライド溝部によるスライド機構を介して位置調
節可能に支持されている。これらの揺動機構およびスラ
イド機構について、図８を参照して説明する。

【００６３】ヘッドバンド部４には左右のフェイスパッ
ド４６，４７および中央のヘッドパッド４８が設けられ
ており、これらの内の一つのフェイスパッド４６を介し
て上記アーム部３が取り付けられている。

【００６４】すなわち、上記フェイスパッド４６には、
頭部に当接するパッド部５１と、このパッド部５１を支
持するパッド枠５２とが設けられていて、このパッド枠
５２に対して凹状曲面部５３ａが形成された外装枠５３
が嵌着されている。

【００６５】この外装枠５３には、先端にボール５４が
取り付けられた軸部材５５が、ワッシャ５６やナット５
７を介して固定されるようになっており、上記凹状曲面
部５３ａの底面部から該軸部材５５が延出するように取
り付けられている。

【００６６】一方、アーム部３の頭部に面する側には、
スライド溝部６１が形成されていて、このスライド溝部
６１にスライド部材６２が、該アーム部３の長手方向に
摺動自在となるように嵌合している。

【００６７】このスライド部材６２の中程には、頭部側
に向かう椀状凸部６２ａが形成されており、この椀状凸
部６２ａは上記スライド溝部６１に形成されたスライド
窓６１ａから延出している。

【００６８】この椀状凸部６２ａは、先端側に貫通孔６
２ｂが形成されると共に、内部には上記ボール５４を支
持するボール受け６３が固定されるようになっている。

【００６９】このボール受け６３は下側ボール受け部材
６３ａと上側ボール受け部材６３ｂとを組み合わせるこ
とにより構成されていて、組立を行う際には、上記椀状
凸部６２ａの内部にまず下側ボール受け部材６３ａを嵌
め込む。次に、上記軸部材５５を椀状凸部６２ａの貫通
孔６２ｂから挿通し、該軸部材５５の先端側に上記ボー
ル５４を螺合するなどにより取り付ける。さらに、その
上側から上側ボール受け部材６３ｂを嵌め込んで、ビス
６４等を螺合することによりスライド部材６２に固定さ
れるようになっている。

【００７０】このように、眼球に対するビューワ部２の
位置を調節するための位置調節機構を３つ設けることに
より、上記ヒンジ部４５周りの回動や、スライド機構に
よるヘッドバンド部４に対するアーム部３の前方への延
出長さの調整、あるいは揺動機構によるボール５４周り
の任意方向への揺動調整が、図３（Ａ），図３（Ｂ）に
示すように、ほぼ自在に行われるようになっている。

【００７１】こうしてビューワ部２を任意の距離や角度
に自在に調節することができるために、頭部の大きさや
眼の位置などが異なる広い範囲の使用者に対して、最も
観察を行い易い所望の位置へ操作性良くセットすること
が可能となっている。

【００７２】なお、ここでは３つの位置調節機構を設け
たが、調節の必要度に応じて、２つの位置調節機構によ
り対応することも可能であるし、もちろん、より多くの
調節機構を設けても構わない。

【００７３】一方、上記メイン回路基板２０に設けられ
た複数のスイッチ２６は、アーム部３の外面側に各対応
して配設されたボタン部材６５を押圧することで、それ
ぞれオン／オフされるようになっている。

【００７４】また、このアーム部３の後端面からは、映
像信号や音声信号が伝送されるメインケーブル６６が延
出されて、上記パーソナルコンピュータ等の映像／音声
ソースに接続されているとともに、さらにイヤホンケー
ブル６７が延出されてその先端部側にイヤホン６８が取
り付けられている。このイヤホン６８は、他方の耳で外
部の音声を聴取することができるように、一方の耳で聴
取するモノラル音声タイプのものとなっている。なお、
パーソナルコンピュータへの接続は、液晶ディスプレイ
用ディジタルインタフェース（例えば、ＴＭＤＳ，ＬＶ
ＤＳ，ＧＶＩＦ）や、アナログのＲＧＢインタフェース
により行う。

【００７５】該アーム部３の後端部の内面側には、使用
者の耳に近接する位置にイヤホン取付部６９が設けられ
ており、イヤホン６８の音声発生部分を内側に向けて取
り付けるようになっている。

【００７６】これにより、イヤホン６８は、取り外して
耳内に挿入して使用する形態をとることが可能であると
共に、イヤホン取付部６９に取り付けたままの状態で音
声を聴取する使用形態をとることも可能となっている。

【００７７】グラフィックコントローラ１２１はウェア
ラブルＰＣ１２０等（詳細は図示せず）に内蔵され、ビ
ューワ部の表示制御を行うグラフィックコントローラで
ある。インタフェース回路１２２、１２５は２４ビット
階調ＶＧＡ／ＳＶＧＡ／ＸＧＡ精細の動画を伝送する送
信用又は受信用の回路である。ウェアラブルＰＣ１２０
にはコネクタ１２３が設けられ、ビューワ部にはコネク
タ１２４が設けられ、インタフェースケーブル１２９で
バス接続されている。

【００７８】ビューワには、ＰＣ１２０とのデータをや
り取りするためのインタフェース回路１２５と、この回
路１２５でシリアル／パラレル変換されたデータを受け
てＬＣＤ１３の表示制御を行うＬＣＤコントローラ１５
と、ＬＣＤコントローラ１５の制御によりデータ表示す
るＬＣＤ１３と、ＬＣＤ１３のＬＥＤ制御信号を受けて
ＬＥＤ１６を駆動するＬＥＤ駆動回路１２８、ビューワ
部全体を制御するＭＰＵ１２６と、ビューワの表示制御
用のファームウェア等を格納している書き換え可能なメ
モリ１２７を備えている。

【００７９】ＰＣ側のグラフィックコントローラ１２１
の表示制御によりインタフェース回路１２２でパラレル
／シリアル変換が行われ、インタフェースケーブル１２
９を介して表示データはビューワ側のインタフェース回
路１２５で受信される。このインタフェース回路１２５
では、シリアル／パラレル変換が行われ、ＬＣＤコント
ローラ１５に表示データが送られる。

【００８０】書き換え可能なメモリ１２７には、ＭＰＵ
１２６,ＬＣＤコントローラ１５,ＬＣＤ１３の初期デー
タ、輝度や映像のコントラスト等のユーザ設定データ、
表示制御に必要な情報等が格納されている。この書き換
え可能なメモリ１２７としては、例えば、ＥＰＲＯＭ、
ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＥＰＲＯＭなどで構成さ
れ、書き換え可能となっている。ビューワ部のカバーを
開けて操作インタフェースから書き換えることや、ソケ
ット付のメモリ素子を用いて、そのメモリ素子をまるご
と交換することにより、表示制御用のファームウェアを
更新することができる。ＰＣ１２０側の制御でビューワ
部のカバーを開けないでも、インストールプログラムに
よりメモリ１２７のＩＰＬ（Initial Program Loader）
を動作させて書き換え可能なメモリ１２７を書き換える
ことも可能である。

【００８１】図１２の例では、書き換え可能なメモリ１
２７はＭＰＵ１２６と別体構成であったが、ＭＰＵ１２
６にそのメモリ１２７を内蔵したものでも良い。

【００８２】これにより、機能の追加や変更、ソフトウ
ェアのバグ修正等を簡単に行うことができるようにな
る。この書き換え可能なメモリ１２７の更新等を行える
反射型ＬＣＤを用いたビューワについて説明したが、本
出願人が先に提案している眼鏡型の頭部装着型映像表示
装置（透過型ＬＣＤ）である特願平１１−１７７２５３
号等にも適用できる。

【００８３】上記ヘッドバンド部４は、略円弧状に形成
された弾性を有する板状部材４９に例えば左右のフェイ
スパッド４６，４７および中央のヘッドパッド４８を取
り付けて構成されていて、上述したように、１つのフェ
イスパッド４６にはボールジョイント介してアーム部３
が連結される構成となっている。

【００８４】このようなヘッドバンド部４は、例えば両
側頭部から後頭部に渡るように掛けて装着するようにな
っており、板状部材４９の弾性により頭部に保持される
ようになっている。なお、装着方法はこれに限るもので
はなく、例えば両側頭部から頭頂部に渡って掛けるよう
にすることも可能である。

【００８５】また、左眼により観察を行う際には、図２
に示したような装着位置を１８０度反転させて左側頭部
側に装着すると共に、上記ボタン部材６５を操作するこ
とにより、ＬＣＤ１３に表示される映像を１８０度回転
させて観察される映像の位置を適正なものとして対応す
るようになっている。映像回転手段は、映像信号を図１
０の電気回路基板で映像回転させる。変形例として、ボ
タン部材６５からの操作信号をパーソナルコンピュータ
等（図示せず）に入力し、パーソナルコンピュータ内で
画像回転させ、頭部装着型表示装置で観察しても良い。
パーソナルコンピュータ等としては、ノート型やデスク
トップに限らず、携帯型、ウェアラブル型のものも含ま
れる。

【００８６】なお、上述ではビューワ部２の密閉構造と
したフレーム１０内に、ＬＣＤ１３とＬＥＤ基板１７と
ＬＣＤ駆動回路と照明プリズム２８とを配設している
が、これら全てを密閉構造内に配設する代わりに、例え
ばＬＣＤ１３とＬＥＤ基板１７のみを配設しても良い
し、あるいはＬＣＤ１３とＬＥＤ基板１７とＬＣＤ駆動
回路とを配設するようにしても良い。これらのどの組み
合わせを密閉構造としたフレーム１０内に配設するか
は、回路基板等の構成や、必要となる防水や防塵の程度
などに応じて適宜決定すれば良い。

【００８７】このような実施形態によれば、眼球に対す
るビューワ部の位置を調節するための位置調節機構を２
つ以上設けたために、使用者が個体差に応じてヘッドバ
ンドをどのような位置に装着したとしても、それぞれに
最も適した映像表示位置にセットすることができる。

【００８８】また、ＬＥＤ基板やマイクロフォンをコネ
クタを介して接続するようにしたために、メンテナンス
や故障修理が容易となる。

【００８９】２つのプリズムを接合してなる光学系の内
の、一方のプリズムのみをフレームに固定し、他方は接
合強度により保持する構成としたために、プリズムのひ
ずみや破損を未然に防止することができる。さらに、板
金部材を介することにより、嵌合形状のみでプリズムを
固定することができるために、より一層プリズムにひず
みや破損が生じるのを防ぐことができる。

【００９０】さらに、ＬＥＤ照明光を照明プリズムを介
して反射型ＬＣＤに入射するようにしたために、照明光
を直接入射させる構成とした場合に比べて、製品の小型
化を図ることができる。

【００９１】そして、ＬＥＤによる光を、フレーム内に
設けた拡散反射面により一旦反射させて均一な光とした
後にＬＣＤに照射するようにしたために、簡易な構成で
ＬＥＤの発光むらを対策することができ、光損失も防止
できる。また、変形例としては、ＬＥＤによる光を直接
照明プリズムに入射し、拡散反射面を照明プリズムに設
けても同様な効果を得られる。

【００９２】また、フレームを光が透過しない金属等の
材料により形成しているために、ＬＥＤの光漏れを防止
して高い反射率で反射させ、高輝度を確保することがで
きる。加えて、金属を用いることにより放熱を図ること
ができる。

【００９３】メインプリズム部の外表面をエラストマ等
の弾性部材により覆うとともに、皮膚下に近接して鼻骨
が存在する部分に当接して支持をサポートする鼻当て部
等をこの弾性部材をにより形成したために、当接部分の
形状に合わせて変形し外力を吸収することができ、装着
感を向上させることができる。さらに、不用意な外力が
加わったような場合にも、眼球を圧迫することがない。

【００９４】そして、弾性部材を着脱可能としたため
に、同一の頭部装着型映像表示装置を複数の使用者によ
り使用する際にも、使用者毎に交換することにより、衛
生状態を良好に保つことができるとともに、破損や汚損
などにより交換が必要になった場合にも容易に対応する
ことができる。また、種々の形状のものを用意すること
により、個体差のある使用者や、その使用形態等に、柔
軟に対応することができる。

【００９５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１による本発
明の頭部装着型映像表示装置によれば、フレーム部材に
マイクロフォンを取り付けたために、マイクロフォンが
別途のアーム部材等を介して延出されることはなく、小
型で装着性の良い頭部装着型映像表示装置となる。

【００９７】また、請求項２による本発明の頭部装着型
映像表示装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の
効果を奏するとともに、右眼用配置と左眼用配置の何れ
を取る場合にも、使用者の口とマイクロフォンとが左右
位置を除いてほぼ同様の位置関係となるために、音声を
違和感なく良好に取り込むことが可能となる。

【００９８】さらに、請求項３による本発明の頭部装着
型映像表示装置によれば、支持部材によりビューワ部が
使用者の眼に対して所定の位置関係となるようにしたた
めに、ビューワ部が位置ずれ等をおこすことはなく、映
像を安定して観察することが可能となり、小型で装着性
の良い頭部装着型映像表示装置となる。

【００９９】請求項４による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、支持部材を弾性材料により形成したた
めに、装着感を向上することができるとともに、不用意
に外力が加わったとしてもその影響を緩和することがで
きる。

【０１００】請求項５による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、支持部材を皮膚下に近接して骨が存在
する部分に当接させるようにしたために、不用意な外力
が加わっても確実に眼球を保護することができる。

【０１０１】請求項６による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、支持部材を皮膚下に近接して鼻骨、ほ
ほ骨、眼上骨の少なくとも１つが存在する部分に当接さ
せることにより、請求項５に記載の発明と同様の効果を
奏することができる。

【０１０２】請求項７による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、支持部材をビューワ部との間となる眼
の周囲を略全周に渡って覆う形状に形成したために、周
囲環境に左右されることなく安定して映像を観察するこ
とができるとともに、ビューワ部が眼に近接しすぎるの
をより確実に防ぐことも可能となる。

【０１０３】請求項８による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、光学系を覆う部位を有することにより
光学系の保護を図ることができるとともに、支持部材を
着脱可能としたために、複数人の使用者により使用する
場合にも衛生を良好に保持することが可能となり、ま
た、使用者の個体差に対応する形状の支持部材を取り付
けることにより、さらに良好な装着感を得ることも可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の頭部装着型映像表示装置
を装着している様子を示す斜視図。

【図２】上記実施形態において、装着時の頭部装着型映
像表示装置の構成を示す平断面図。

【図３】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置の位置
調節機構による調節の様子を示す平面図。

【図４】上記実施形態において、頭部装着型映像表示装
置により外光と重畳して表示される映像の様子を示す
図。

【図５】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置のビュ
ーワ部の構成を示す部分拡大平断面図。

【図６】上記実施形態における頭部装着型映像表示装置
のＬＣＤフレーム部の構成を示す部分拡大縦断面図。

【図７】上記実施形態における頭部装着型映像表示装置
のＬＣＤフレーム部およびメインプリズム部の構成を示
す部分拡大縦断面図。

【図８】上記実施形態における頭部装着型映像表示装置
のアーム部に設けられた揺動機構およびスライド機構の
構成を示す部分拡大平断面図。

【図９】上記実施形態において、メインプリズムとシー
スループリズムを固定するための構成を示す分解斜視
図。

【図１０】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置内に
配設されている電気回路基板の構成を示す図。

【図１１】上記実施形態において、メインプリズム部に
着脱可能に取り付けられる弾性部材の構成例を示す縦断
面図。

【図１２】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置のブ
ロック構成を成を示す図。

【符号の説明】

１…頭部装着型映像表示装置 ２…ビューワ部 ３…アーム部 ４…ヘッドバンド部 ５…ＬＣＤフレーム部 ６…メインプリズム部 ６ａ…接眼窓 ６ｂ…外光入射窓 １０…フレーム（フレーム部材） １０ａ…マイクロフォン取付部 １１…第１フレーム １１ｂ…屋根状凸部 １１ｃ…拡散反射面 １１ｆ，１１ｇ…端面 １１ｅ…凹部 １１ｈ…ビス孔 １２…第２フレーム １３…ＬＣＤ（映像表示素子） １４…ＬＣＤ基板 １４ａ…コネクタ受け １５…ＬＣＤ駆動回路基板 １６…ＬＥＤ １７…ＬＥＤ基板 １８…マイクロフォン １９…フレキシブルプリント基板 １９ｂ…コネクタ ２０…メイン回路基板 ２８…照明プリズム ３２…メインプリズム（光学系） ３２ｃ…第１の凸部 ３２ｄ…第２の凸部 ３３…シースループリズム（光学系） ３４，３５…撥水性保護カバー ３６…板金部材 ３６ｂ…ビス孔 ３６ｃ，３６ｄ…曲げ部 ３８…弾性部材（支持部材） ３８ａ…鼻当て部 ３８ｂ…ほほ骨部分に当接する部位 ３８ｃ…眼上骨部分に当接する部位 ３８ｄ…眼球とメインプリズム部との間隙を全周に渡っ
て囲む部位 ４５…ヒンジ部 ５１…パッド部 ５４…ボール ５５…軸部材 ６１…スライド溝部 ６２…スライド部材 ６３…ボール受け

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像表示素子と、 この映像表示素子により表示される映像を観察可能とな
   るように導く光学系と、 上記映像表示素子を上記光学系に対して所定位置となる
   ように支持するフレーム部材と、 を含んでなるビューワ部を、使用者の眼前に配置して映
   像を観察可能とする頭部装着型映像表示装置であって、 上記フレーム部材に、音声を電気信号に変換するマイク
   ロフォンを取り付けたことを特徴とする頭部装着型映像
   表示装置。
2. 【請求項２】 当該頭部装着型映像表示装置は、上記ビ
   ューワ部による映像を右眼で観察可能とする右眼用配置
   と、該ビューワ部による映像を左眼で観察可能とする左
   眼用配置と、を取り得るものであり、 上記マイクロフォンは、当該頭部装着型映像表示装置が
   上記右眼用配置を取る場合と左眼用配置を取る場合と
   で、使用者の頭部に対して略左右対称の位置になるとと
   もに使用者の口に対して略同一距離となるように、上記
   フレーム部材に配設されたものであることを特徴とする
   請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置。
3. 【請求項３】 映像表示素子と、 この映像表示素子により表示される映像を観察可能とな
   るように導く光学系と、 上記映像表示素子を上記光学系に対して所定位置となる
   ように支持するフレーム部材と、 を含んでなるビューワ部を、使用者の眼前に配置して映
   像を観察可能とする頭部装着型映像表示装置であって、 上記ビューワ部が使用者の眼に対して所定の位置関係と
   なるように、使用者の顔部に当接して支持する支持部材
   をさらに具備したことを特徴とする頭部装着型映像表示
   装置。
4. 【請求項４】 上記支持部材は、当接圧力を緩和すると
   ともに当接する部分の形状に合わせて弾力的に変形する
   弾性材料により形成されたものであることを特徴とする
   請求項３に記載の頭部装着型映像表示装置。
5. 【請求項５】 上記支持部材は、使用者の顔部において
   皮膚下に近接して骨が存在する部分、に当接する形状に
   形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載
   の頭部装着型映像表示装置。
6. 【請求項６】 上記支持部材は、皮膚下に近接して、鼻
   骨、ほほ骨、眼上骨の少なくとも１つが存在する部分に
   当接する形状に形成されたものであることを特徴とする
   請求項５に記載の頭部装着型映像表示装置。
7. 【請求項７】 上記支持部材は、上記ビューワ部との間
   となる眼の周囲を略全周に渡って覆う形状に形成された
   ものであることを特徴とする請求項４に記載の頭部装着
   型映像表示装置。
8. 【請求項８】 上記支持部材は、上記光学系を覆うとと
   もに該光学系による映像または外景の観察を妨げない形
   状に形成された部位を有し、上記ビューワ部に対して着
   脱可能となるように構成されたものであることを特徴と
   する請求項３に記載の頭部装着型映像表示装置。