JP2001117047A

JP2001117047A - 頭部装着型表示装置

Info

Publication number: JP2001117047A
Application number: JP31217099A
Authority: JP
Inventors: Ryotaro Hanayama; 良太郎花山; Hirotoshi Ichikawa; 博敏市川; Koji Suzuki; 浩司鈴木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-04-27
Also published as: WO2001011413A1; EP1202104A1

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトで頭部に簡単に装着でき、表示画面
の観察と同時に周りの環境状態の観察もしやすい頭部装
着型映像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の頭部装着型映像表示装置である単
眼式ＨＭＤは、映像表示用ＬＣＤ６７と映像用プリズム
１４とシースループリズム１５を内蔵するビュワー部１
と、ビュワー部１を回動可能に支持し、制御用の複合回
路基板５１を内蔵するアーム部２と、アーム部２をボー
ル３４でポイント回動可能に支持し、頭部に装着可能な
ヘッドバンド部３とからなる。上記回路基板５１は、複
数のリジッド基板と複数のＦＰＣとからなり、アーム部
２の外形形状に沿って傾斜させて収容されており、アー
ム部２の形状に規制を与えることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示手段によ
り映出される映像を観察者の少なくとも一方の眼部網膜
上に投影するための光学系を備えた頭部装着型表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像表示に用いる小型ディスプレイ装置
として、いわゆるヘッドマウンテッドディスプレイ（以
下、ＨＭＤと記載する）等の種々の両眼用頭部装着型映
像表示装置が実用化されているが、さらに近年になって
パーソナルコンピュータ（パソコン）からのデータ等の
出力画像を片方の眼で観察することができる頭部装着型
単眼用表示装置が各種提案されている。この表示装置
は、物品の管理等や機械整備点検等の作業に用いられ、
一方の眼で表示装置のパソコン画面を観察すると同時に
他方の眼で周りの環境状態を観察ことができる。

【０００３】例えば、特開平１０−７４０５１号公報に
開示の頭部装着型表示装置は、左眼用と右眼用の単眼用
表示装置を１つ装置で共用することを可能にしたもので
ある。また、特開平１０−１２３４５５号公報に開示の
頭部装着型表示装置は、観察者の一方側から前方に向け
て延びるアームの前端に光学素子を備えたものであり、
上記光学素子やアームが障害物に衝突した際でも装置の
破損が防止されるものである。また、特開平１０−７５
４０８号公報に開示の頭部装着型表示装置は、単眼用の
アームと光学素子を保持する装置を支持ブロックの弾力
を利用して簡単かつ迅速に頭部に装着できるものであ
る。また、特開平１０−３９７８４号公報に開示の頭部
装着型表示装置は、単眼用の表示装置の表示虚像の観察
者に対する方向を自由に変更することができるものであ
る。

【０００４】さらに、特開平８−３０５２９８号公報に
開示の頭部装着型表示装置は、観察者の正面視野が表示
装置によって妨げられることを回避できるものである。
また、特開平８−３２０４５３号公報に開示の表示装置
は、頭部装着型単眼用の表示装置であって、表示ユニッ
トが左右一方の眼側に偏って表示する位置と他方の眼側
に偏って表示する位置とに着脱可能なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平１０−７４０５１号公報，特開平１０−１２３４
５５号公報，特開平１０−７５４０８号公報，特開平１
０−３９７８４号公報に開示のものは、表示装置の頭部
装着構造が複雑であり、頭上を亘る２本の帯状の連結部
と４つの頭部当て部材が頭上に配置され、取り扱いが面
倒である。また、ヘルメットの併用も難しい。

【０００６】また、特開平８−３０５２９８号公報，特
開平８−３２０４５３号公報に開示の頭部装着型表示装
置は、表示ユニットが上方位置に限定され、観察が困難
である。また、観察方向の自由度が少なく、使い勝手が
よくない。

【０００７】上述した従来の頭部装着型表示装置の問題
点、さらに、その他の従来の頭部装着型表示装置にて生
じる不具合な点として、（１）画像表示位置を容易に変更することが困難であ
る。（２）表示部以外の視野の観察がやりにくい。（３）防水，防塵機能が十分ではない。（４）基板等の内部の配置効率により装置のコンパクト
化が十分図られていない。（５）表示画面の切り換えが行えないか、あるいは、簡
単に行えない。（６）画像表示に関連する音声に対して外部環境からの
音声が聞き分けにくい。（７）画像表示に関連する音声用のイヤホーンの取り扱
い性が悪い。（８）画像表示部駆動用のメインケーブルが邪魔にな
る。（９）画像表示装置装着用のヘッドバンドの取り扱い性
がよくない。（１０）観察する側の眼を容易に切り換えることができ
ない。などが挙げられる。

【０００８】本発明は、上述の従来の頭部装着型表示装
置における不具合に鑑みてなされたものであり、コンパ
クトで頭部に簡単に装着でき、表示画面の観察と同時に
周りの環境状態の観察もしやすく、また、イヤホーンの
取り扱いも容易である使い勝手のよい頭部装着型表示装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
頭部装着型映像表示装置は、映像表示手段と、上記映像
表示手段により映出される映像、および／または、周囲
の外界を観察者の少なくとも一方の眼部に投影するため
の光学系と、上記映像表示手段および上記光学系を内蔵
して観察者の頭部に近接する観察位置に保持するための
外装ブロックと、上記外装ブロックを頭部にて支持する
ための支持ブロックとを備えた頭部装着型映像表示装置
において、上記外装ブロックは、上記支持ブロックによ
り支持されるアーム部と、上記アーム部により支持さ
れ、上記映像表示手段と上記光学系を内蔵するビュワー
部とからなり、上記アーム部のビュワー部接続側がくび
れ形状を有している。

【００１０】本発明の請求項２記載の頭部装着型映像表
示装置は、映像表示手段と、上記映像表示手段により映
出される映像、および／または、周囲の外界を観察者の
少なくとも一方の眼部に投影するための光学系と、上記
映像表示手段を制御するための回路基板部と、上記映像
表示手段および上記光学系および上記回路基板部を内蔵
して観察者の頭部に近接する観察位置に保持するための
外装ブロックと、上記外装ブロックを頭部にて支持する
ための支持ブロックとを備えた頭部装着型映像表示装置
において、上記外装ブロックは、上記支持ブロックによ
り直接支持され、上記回路基板部を内蔵するアーム部
と、上記アーム部により支持され、上記映像表示手段と
上記光学系を内蔵するビュワー部とからなり、上記アー
ム部内に内蔵される回路基板部は、複数のリジット基板
と上記リジット基板を接続する複数のフレキシブルプリ
ント基板で構成されている。

【００１１】本発明の請求項３記載の頭部装着型映像表
示装置は、映像表示手段と、上記映像表示手段により映
出される映像、および／または、周囲の外界を観察者の
少なくとも一方の眼部に投影するための光学系と、音声
を出力するイヤホーンと、上記映像表示手段および上記
光学系およびイヤホーンを内蔵、または、収納して観察
者の頭部に近接する観察位置に保持するための外装ブロ
ックと、上記外装ブロックを頭部にて支持するための支
持ブロックとを備えた頭部装着型映像表示装置におい
て、上記外装ブロックは、上記支持部により直接支持さ
れ、上記イヤホーンを収納するアーム部と、上記アーム
部により支持され、映像表示手段と上記光学系を内蔵す
るビュワー部とからなり、上記イヤホーンは、上記アー
ム部に固定して収納することが可能である。

【００１２】本発明の請求項４記載の頭部装着型映像表
示装置は、請求項３記載の頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記イヤホーンを上記アーム部に固定して収納し
た状態は、音声可聴状態である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の頭部
装着型映像表示装置である単眼式ＨＭＤを頭部に装着し
た状態での斜視図である。図２は、上記単眼式ＨＭＤの
横断面図である。図３は、上記単眼式ＨＭＤを頭部に装
着した状態でビュワー部とアーム部を水平方向に回動さ
せたときの平面図である。図４は、上記単眼式ＨＭＤの
アーム部を垂直方向に回動させた状態を示す側面図であ
る。図５は、ビュワー部、および、アーム部に収納され
る複合回路基板部の展開図である。

【００１４】本実施形態の単眼式ＨＭＤは、物品の管理
等や機械整備点検等の作業時に用いられる表示装置であ
って、観察者の頭部に装着して右眼、または、左眼の何
れか一方で表示部であるビュワー部にて映出されるパソ
コン画面と周りの外界のシースルー画面とを合わせて観
察するための装置である。

【００１５】上記単眼式ＨＭＤは、図１に示すように主
に単一の映像表示手段と光学系を内蔵する外装ブロック
の１つであるビュワー部１と、入力回路，主制御回路や
切り換えスイッチ等を内蔵し、イヤホーンを収納する外
装ブロックの他の１つであるアーム部２と、上記アーム
部２を支持し、観察者の頭部に装着される支持ブロック
であるヘッドバンド部３とからなる。そして、本ＨＭＤ
にはパソコン（図示せず）からの画像，音声信号がＨＭ
Ｄ用コントローラ（図示せず）を介して上記入力回路で
取り込まれ、映像、または、音声が再生される。

【００１６】上記ビュワー部１と上記アーム部２には、
双方の本体部に亘って本単眼式ＨＭＤの画像信号，音声
信号処理用の複合回路基板部５１が内蔵される。該複合
回路基板部５１は、図５に示すようにリジット基板であ
る入力回路基板５２と、リジット基板である主制御回路
基板５４と、リジット基板である駆動回路基板５６と、
リジット基板であるＬＣＤ基板５７と、上記入力回路基
板５２と主制御回路基板５４を接続するフレキシブルプ
リント基板（以下、ＦＰＣと記載する）５３と、上記主
制御回路基板５４，ＬＣＤ駆動回路基板５６，ＬＣＤ回
路基板５７を接続するＦＰＣ５５とからなる。

【００１７】なお、上記主制御回路基板５４には本ＨＭ
Ｄ全体の制御を司るＣＰＵ６３および画面表示状態の切
り換えスイッチ６４，６５が実装される。入力回路基板
５２にはシリアル信号ケーブルおよびイヤホーン接続コ
ード用のコネクタ６１および入力回路ＩＣ６２が実装さ
れる。

【００１８】また、駆動回路基板５６にはＬＣＤ駆動回
路ＩＣ６６が実装される。ＬＣＤ基板５７には映像表示
手段である反射型表示素子のＬＣＤ６７と照明ＬＥＤ１
２およびマイクロホン２０用の接続コネクタ６８が実装
される。

【００１９】上記ビュワー部１は、ビュワー本体部とプ
リズム部とで構成される。そして、上記ビュワー本体部
は、図２，３に示すようにアーム部２に対してヒンジピ
ン４１ａ，４１ｂにより水平方向θ1 に回動可能に支持
されるビュワー本体１１と、上記ビュワー本体１１に内
蔵される部材であって、上記複合回路基板部５１のＬＣ
Ｄ駆動回路ＩＣ６６が実装される駆動回路基板（リジッ
ト基板）５６および反射型表示素子（表示手段）のＬＣ
Ｄ６７が実装されるＬＣＤ基板（リジット基板）５７
と、ＬＣＤ６７に前面に対向して配設される照明用プリ
ズム１３と、図示しないＬＥＤ基板に実装されるＬＥＤ
であって、照明用プリズム１３の上部に配設される２つ
の光源用ＬＥＤ１２と、マイクロホン２０とからなる。

【００２０】なお、上記ビュワー本体１１は、経年変化
や温度による変形が少なく、漏れ光防止にも有効である
金属製とし、照明用プリズム１３には、耐性ひずみを与
えないように温湿度変化によるひずみが少ない材料を適
用する。また、ビュワー本体１１内にてＬＣＤ駆動回路
ＩＣ６６をＬＣＤ６７に接近させて配置し、極力放射ノ
イズ発生を抑えている。

【００２１】上記プリズム部は、ビュワー本体１１に固
着される板金製のプリズム保持金具１６と、上記保持金
具１６に固定支持される光学系としてのフリーシェイプ
ドプリズム（自由曲面プリズム）１４と、上記プリズム
１４に対してシースルー面で接着固定される光学系とし
てのシースループリズム１５と、上記保持金具１６、ま
たは、ビュワー本体１１に固定支持される撥水処理済み
の保護用透明板である接眼側アクリル板１７および対物
側アクリル板１８と、上記保持金具１６、または、ビュ
ワー本体１１の外部に挿入される保護カバー１９とから
なる。

【００２２】上記保護カバー１９は、弾性変形可能な合
成ゴム材料（エラストマ）を適用し、内開口１９ａ，外
開口１９ｂ，鼻当て部１９ｃを有している。この保護カ
バー１９は、弾性変形させて保持金具１６、または、ビ
ュワー本体１１に挿入して取り付けられるので、シース
ルー以外の外光は遮蔽され、同時に内部への防水，防塵
も行っている。

【００２３】なお、上記保護カバー１９は、着脱自在で
ある。したがって、上記外開口１９ｂのない保護カバー
を別途に用意しておき、それと交換することでシースル
ー画面を観察しない状態での使用も可能となる。変形例
として、保護カバー１９の外開口１９ｂに外光遮蔽部材
を機械式及び手動式機構で着脱自在、開閉自在に設けて
も同様な効果を得られる。

【００２４】ビュワー部１は、後述するヒンジピン４１
ａ，４１ｂを中心にしてθ1 方向（図３参照）に回動さ
せることができるが、観察者側に向けてビュワー部１を
回動させたとき、観察者の右眼部８２にプリズム部が当
接するより先に保護カバー１９の鼻当て部１９ｃが観察
者の鼻部８７に当接するので、上記眼部８２が保護され
る。同時に表示像位置が所定距離以上は近視側に接近す
ることがない。

【００２５】上記アーム部２は、上記ビュワー部１をθ
1 方向に回動可能に支持するヒンジピン４１ａ，４１ｂ
と、頭部の外周に沿うような曲率を有するアーム本体３
１と、さらに、上記本体３１内部に内蔵される部材であ
って、本装置全体の制御を司るＣＰＵ６３および表示画
面切り換えスイッチ６４，６５等が実装される主制御回
路基板５４と、コネクタ６１および入力回路ＩＣ６２が
実装される入力回路基板５２と、上記切り換えスイッチ
６４，６５を操作する操作釦４４，４５と、ヘッドバン
ド３とのジョイント部２１等からなる。

【００２６】上記アーム部２のビュワー部１側ヒンジピ
ン４１ａ，４１ｂ周りは、図４に示すように幅方向（上
下方向）のくびれ部３１ｄが形成されている。このくび
れ部３１ｄにより観察眼側の外界に対する視野がアーム
部２によって制限されることが緩和できる。

【００２７】また、ヒンジピン４１ａ，４１ｂ周りの上
記アーム部２とビュワー部１の接続部分には、弾性変形
可能なゴムで形成される防水を兼ねる屈曲自在の防塵カ
バー４２が取り付けられている。

【００２８】また、上記アーム本体３１の後端側（ビュ
ワー側と反対側端部）には、コードブッシュ８に保護さ
れたメインケーブル７とイヤホーンコード１０が装着状
態での耳部８４の上部位置から後方に向けて延出した状
態で配置されている。

【００２９】上記メインケーブル７は、ＨＭＤ用コント
ローラ（図示せず）からのシリアル通信信号用ケーブル
であり、高速通信を可能にすると同時にケーブルの配線
本数を減らし、その可撓性をよくして本単眼式ＨＭＤの
頭部装着時に邪魔にならないようにしている。なお、パ
ソコンから上記ＨＭＤ用コントローラまでの通信信号
は、パラレル信号であるが、上記ＨＭＤコントローラで
シリアル通信信号に変換され、上記メインケーブル７に
より本単眼式ＨＭＤに伝達される。

【００３０】イヤホーンコード１０の先端に取り付けら
れるイヤホーン９は、外界の音声と識別し易くするため
にインナータイプのモノラルイヤホーンとし、アーム本
体３１の後方内面に凹状のイヤホーン取り付け部３１ｃ
に取り付け収納が可能になっている。その収納状態では
イヤホーン９は発音開口を頭部側に向けた状態で取り付
けられており、その状態のままでも聴音可能になってい
る。

【００３１】上記ジョイント部２１は、ジョイント本体
３２と２分割のボール支持体３３とからなる。そして、
上記ジョイント本体３２は、アーム本体３１のスライド
溝３１ａに摺動自在に嵌入する部分とボール支持体３３
を保持する保持部３２ａを有している。アーム部２は、
Ｄ1 方向にスライド移動するとき、ジョイント本体の保
持部３２ａを逃げ部３１ｂで逃げながらスライド溝３１
ａに沿って移動する。

【００３２】なお、上記アーム部２のスライド移動方向
は、頭部８１の中心Ｐ0 を中心にした大きな円弧上をス
ライドするものとするが、この移動は、頭部前後方向の
直線的スライド移動であってもよい。

【００３３】上記２分割のボール支持体３３は、後述す
る右フェースパッド部４に固着されたボール３４を挟持
し、適切な摩擦保持力のある状態で回動可能に保持す
る。そして、上記ボール支持体３３は、ジョイント本体
３２に固定支持されている。

【００３４】上記切り換えスイッチ６４，６５を押圧操
作するための操作釦４４，４５は、アーム本体３１の外
側面の上下に沿って配設され、その位置は、ボール支持
体３３の位置近傍であるがビュワー部１側寄りの位置で
あって、アーム部２が最も後方にスライド移動したとき
でも頭部中心Ｐ0 とボール３４を結ぶ線に対して極端に
後方側には移動しないようになっている。

【００３５】そして、上記操作釦４４，４５の外形形状
は、それぞれ異なった形状を採用している。例えば、操
作釦４４には、その中央に突起４４ａを設け、操作釦４
５には、その中央に凹部４５ａを設ける。このように操
作釦４４，４５の形状が異なることにより、この２つの
操作釦４４，４５で切り換えスイッチ６４，６５を操作
して画面切り換えるときに、どちらの操作釦を押圧して
いるかを確実に認識させ、操作ミスを防止している。

【００３６】上述の画面切り換えは、上記操作釦４４を
操作して切り換えスイッチ６４側を押圧しながら、操作
釦４５を操作して切り換えスイッチ６５を繰り返し押圧
することによって、順次、画面表示状態の切り換えを行
うことになる。

【００３７】上記切り換えられる画面表示状態の種類と
しては、上記ＬＣＤ６７に表示される画面の反転表示
（１８０°度回転表示）と、照明光の輝度（表示画面の
明るさ切り換え）と、画面切り換え状態のリセットと、
画面上の画像表示位置調節（眼部で観察し易い位置に微
調節）等である。これらの表示切り換えが切り換えスイ
ッチ６５を繰り返し押圧することによって、順次、段階
的に切り換えられる。

【００３８】ビュワー部１とアーム部２に亘って内蔵さ
れる上記回路基板部５１は、ビュワー部１内では、ＦＰ
Ｃ５５ａを屈曲させてリジッドのＬＣＤ基板５７とＬＣ
Ｄ駆動回路基板５６を直交した適切な姿勢で配置する。
特にアーム部２内では、ＦＰＣ５３およびＦＰＣ５５を
屈曲させることでアーム部２の外形の曲率に沿わせた姿
勢でリジッド基板の入力回路基板５２と主制御回路基板
５４を配置している。変形例として、ＦＰＣ５５ａ，５
５，５３はバラ線を用いたり、フレキケーブルに切り込
みを入れ、屈曲自由度を持たせても良い。

【００３９】上記ヘッドバンド部３は、図１，３に示す
ように観察者の頭部８１に合わせた円弧状弾性変形可能
な薄板のバンド３８と、装着状態で耳部８４と頭部中心
Ｐ0を通る線より距離Ｘ0 前方に位置する右，左フェー
スパッド部４，５とからなる。

【００４０】上記右フェースパッド部４は、バンド３８
の両端に固着されており、頬骨部８６または眼上骨に当
接可能な発砲ゴム（スポンジ）製のパッド３７と、上記
パッド３７を保持するパッド保持板３６と、ネジ部３４
ａを有する球状のボール３４と、ボール３４をナット３
９により固定するボール保持板３５とからなる。なお、
バンド３８は、上記パッド保持板３６とボール保持板３
５とで挟持して保持される。また、上記ボール３４は、
上述したようにアーム部２のジョイント部２１を所定の
摩擦保持力を有する状態でポイント回動可能に支持す
る。また、パット部４は、高摩擦部材であっても良い
し、頭部接触面側にぎざぎざを設け、ずれない工夫をし
ても良い。

【００４１】上記左フェースパッド部５も上記右フェー
スパッド部４と同様の構造を有しているが、ボール３４
は取り付けられていない。

【００４２】ここで、ビュワー部１，アーム部２の回
動，スライド動作について説明すると、すでに述べたよ
うにアーム部１が上記ビュワー部１を上記ヒンジピン４
１ａ，４１ｂにより回動可能に支持することから、ビュ
ワー部１は、左右のθ1 方向の位置Ｐ1aからＰ1b間（図
３参照）を移動可能である。

【００４３】また、アーム部２は、右フェースパッド部
４のボール３４にて上記ジョイント部２１によりポイン
ト支持されることから、左右のθ2 方向（図３参照），
上下のθ3 方向（図４参照）に回動し、ビュワー部１を
位置Ｐ1aからＰ1cまで、さらに、位置Ｐ1gからＰ1hまで
同時に移動可能である。

【００４４】またさらに、アーム部２は、右フェースパ
ッド部４に対して上記ジョイント本体３２を介してＤ1
方向（図３参照）にスライド可能に支持されることか
ら、ビュワー部１を位置Ｐ1dからＰ1eまで移動可能であ
る。

【００４５】上述のように構成された本実施形態の単眼
式ＨＭＤにおいて、観察を行うには、まず、図１に示す
ようにヘッドバンド部３を頭部８１に装着する。イヤホ
ーン９は、耳部８４に挿入しておく。そこで、コントロ
ーラを操作して映像信号を本単眼式ＨＭＤにケーブル７
を介して送出させると、入力された映像信号による画像
がビュワー部１のＬＣＤ６７で映出される。その表示像
の反射光Ｌ1 は、照明用プリズム１３を透過してプリズ
ム１４に入射し、観察者の右眼８２のアイポイント（Ｅ
Ｐ）上に結像する。

【００４６】一方、前方の外界からの光Ｌ2 は、シース
ループリズム１５とプリズム１４を透過して同様に観察
者の右眼８２のアイポイント（ＥＰ）上で結像する。し
たがって、観察者は、ＬＣＤ６７の表示画像を前方外界
像上に重畳させて観察することができる。

【００４７】また、音声信号は、イヤホーン９を介して
聞き取られる。そして、イヤホーン９をアーム部２のイ
ヤホーン取り付け部３１ｃに取り付けた収納状態のまま
でもイヤホーン開口部が耳側に向いているので音声を聴
取することができる。

【００４８】上述のようにアーム部２が右フェースパッ
ド４に対してＤ1 方向にスライド可能であり、また、θ
2 ，θ3 方向に回動可能であって、しかも、ビュワー部
１もアーム部２のヒンジピン４１ａ，４１ｂ中心にθ1
方向に回動可能である。したがって、ビュワー部１を右
眼８２に対して容易に作業状況に適した所望する観察位
置，姿勢に調節することができる。

【００４９】例えば、ビュワー部１に映出される画面の
位置が不適切であれば、操作釦４４，４５を操作してＬ
ＣＤ６７上の表示画面位置をずらして観察する。さら
に、上記画面の方向や位置を大きく変化させる必要があ
れば、上述したようにビュワー部１を左右θ1 方向に回
動させるか、あるいは、アーム部２を左右θ2 方向に、
または、上下θ3 方向に回動させる。表示光軸Ｏ方向の
距離が不適切であれば、上記回動操作に加えてアーム部
２をＤ1 方向に適切な位置までスライドさせる。

【００５０】また、本単眼式ＨＭＤにおいて右眼８２か
ら左眼８３へ観察眼側を切り換えるには、上記左右フェ
ースパッド部５，４が同一構造であり、ビュワー部１の
表示光軸Ｏが右フェースパッド部４中心（ボール３４中
心）と左フェースパッド部５中心を結ぶ線上、または、
その近傍を通ることから、アーム部２，ビュワー部１を
取り付けたままのヘッドバンド部３を左右反転して頭部
に装着すれば、簡単に観察眼側を切り換えることができ
る。但し、観察開始時に一方の切り換えスイッチ６４
（操作釦４４の操作による）を操作しながら他方の切り
換えスイッチ６５（操作釦４５の操作による）を押圧し
てビュワー部１の表示画面を反転（上下，左右切り換え
て１８０°回転）させる必要がある。

【００５１】なお、上述のように左眼８３側に観察眼側
を切り換えた状態であっても上述と同様にアーム部２の
回動とスライド移動、さらに、ビュワー部１の回動によ
り観察位置や姿勢を調整することができ、また、同様に
鼻当て１９ｃの作用によりビュワー部１が鼻部８７に当
接したり、近視位置への移動が防止される。

【００５２】さらに、上記左右フェースパッド部５，４
が同一構造であることから、ナット３９を一旦取り外し
てアーム部２，ジョイント部２１とともに上記ボール３
４を左フェースパッド部５側に付け換えることでも左、
または、右への観察眼切り換えができる。この場合も表
示画面の反転操作が必要である。また、ナット３９を一
旦取り外してアーム部２、ジョイント部２１とともに上
記ボール３４を専用アダプタ（取付具）に取り付けれ
ば、ヘッドバンド部３に限らず、ヘルメットや帽子等の
頭部保持手段に付け換えることもできる。

【００５３】以上、説明した本単眼式ＨＭＤによれば、
ヘッドバンド部３とアーム部２、さらに、ビュワー部１
が１つの構造体として形成されていることから装着性が
よく、取り扱い性も向上する。また、ヘッドバンド部３
の右，左フェースバッド部４，５は、頬骨まわりの任意
の位置に当接させればよいので上記ＨＭＤ装着位置が比
較的自由となり、個人間での装着位置の差異を吸収でき
る。

【００５４】また、上記リジットの複数の回路基板と複
数のＦＰＣからなる複合回路基板部５１を適用すること
により、ビュワー部１およびアーム部２の各本体の形状
の曲率に合わせて回路基板部５１の配置姿勢を自由に選
択することができる。このように回路基板配置姿勢を自
由に選択できることから、本単眼式ＨＭＤの特にアーム
部のコンパクト化、また、機能性を優先させたビュワー
部１およびアーム部２の形状の採用を可能とする。

【００５５】上述したように本単眼式ＨＭＤでは、上記
アーム部２にはくびれ部３１ｄが設けられているので、
ビュワー部１，アーム部２間の視野が狭くなるところが
部分的に開放され、観察眼側の環境状態が観察側眼部で
確認し易くなっている。

【００５６】本単眼式ＨＭＤを装着したときでも頭部８
１の上方部にはヘッドバンドがない状態であり、ヘルメ
ット併用可能であって、機械整備点検等の作業には有用
である。

【００５７】上述したように操作釦４４，４５をボール
支持体３３の位置近傍で、かつ、ビュワー部１寄りに配
設することにより、操作性が向上し、操作時の頭部の受
ける痛みを軽減させている。さらに、操作釦４４，４５
の外形形状を異ならせることにより、表示画面の切り換
え時、特にヘッドバンド部３を左右嵌め換えて観察眼側
を換えたときなどのスイッチ操作ミスを防止している。

【００５８】また、メインケーブル７が耳部８４より後
方に向けて延出しているので、メインケーブル７を背中
の方向に回しやすくなっており、ヘッドバンド部掛け換
えによる右，左眼の観察眼側切り換え時や画面表示切り
換え用の操作釦４４，４５の操作時に上記メインケーブ
ル７が邪魔にならず操作し易い。

【００５９】さらに、上記イヤホーン９をアーム部１の
イヤホーン取り付け部３１ｃに取り付けた状態であれ
ば、携帯時等にイヤホーンコード１０が絡むことがな
い。また、イヤホーン９がインナータイプであることか
ら外部からの緊急音等を識別して聞き取りやすい。ま
た、上記イヤホーン９をイヤホーン取り付け部３１ｃに
取り付けた状態のままでも発音開口が頭部側に向いてい
るので音声を聞き取り可能である。

【００６０】なお、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤにお
ける操作釦４４，４５の配設位置の変形例としてボール
支持体３３の延長方向近傍位置で、かつ、後頭部寄りに
配設するものも考えられる。この場合、スイッチ操作時
にビュワー部１が眼部から後退するので眼部がスイッチ
操作から保護される。

【００６１】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤにお
いては、アーム部２のビュワー部１側にくびれ部３１ｄ
を設けているが、そのくびれ部周辺で内蔵するＦＰＣ５
５を９０°ねじり水平に沿って配置するようにすれば、
上記くびれ部の上下の厚みをさらに薄くすることがで
き、観察眼側の視野がさらに開け、側方の外界が観察し
易くなる。

【００６２】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤのヘ
ッドバンド部３のバンド３８に対してその中央部で折り
畳みができるような構造を採用すれば、携帯性が向上す
る。さらに、バンド３８をスライド伸縮可能な構造やゴ
ム機構を採用すれば、個人別の頭部の大きさに合わせる
ことができ、頭部装着性が向上する。

【００６３】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤのヘ
ッドバンド部３のバンド３８を頭部全周をまわる構造と
し、終端部にマジックテープを取り付けた調節可能な構
造を採用すれば、頭部への装着圧力が増減でき、装着感
を向上させることができる。

【００６４】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤの２
つフェースパッド部に対してさらに１つを追加し、３つ
のフェースパッド部を配設することも可能である。この
場合、頭部への装着感が向上する。さらに、フェースパ
ッド部のパッドのみを交換可能にすれば、衛生上好まし
い状態になる。

【００６５】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤのア
ーム部に対する変形例として、フェースパッド部に対し
て回動しない構造のアーム部を採用すれば、さらにコン
パクト化、軽量化ができ、装着感も安定する。

【００６６】また、上述の実施形態の単眼式ＨＭＤのイ
ヤホーン９をヘッドバンド部３、または、アーム部２に
内蔵してしまう構造を採用することもできる。この場
合、イヤホーンコード１０が外部に露出しないので、上
記ＨＭＤの取り扱いや携帯に都合がよくなる。

【００６７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、コンパク
トで頭部に簡単に装着でき、表示画面の観察と同時に周
りの環境状態の観察もしやすく、また、イヤホーンの取
り扱いも容易な使い勝手のよい頭部装着型表示装置を提
供できる。

【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
である単眼式ＨＭＤを頭部に装着した状態を示す斜視
図。

【図２】上記一実施形態の単眼式ＨＭＤの横断面図。

【図３】上記一実施形態の単眼式ＨＭＤの頭部装着状態
での平面図であって、ビュワー部とアーム部を水平方向
に回動させた状態を示す。

【図４】上記一実施形態の単眼式ＨＭＤのアーム部を垂
直方向に回動させたときの状態を示す側面図。

【図５】上記一実施形態の単眼式ＨＭＤの複合回路基板
部の展開図。

【符号の説明】

１……ビュワー部（外装ブロック）２……アーム部（外装ブロック）３……ヘッドバンド部（支持ブロック）９……イヤホーン１４……フリーレンジプリズム（光学系）１５……シースループリズム（光学系）５１……複合回路基板部５２……入力回路基板（リジット基板）５３，５５……ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５４……主制御回路基板（リジット基板）６７……ＬＣＤ（映像表示手段）８２……観察者の眼部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像表示手段と、上記映像表示手段によ
り映出される映像、および／または、周囲の外界を観察
者の少なくとも一方の眼部に投影するための光学系と、
上記映像表手段および上記光学系を内蔵して観察者の頭
部に近接する観察位置に保持するための外装ブロック
と、上記外装ブロックを頭部にて支持するための支持ブ
ロックとを備えた頭部装着型映像表示装置において、上記外装ブロックは、上記支持ブロックにより支持され
るアーム部と、上記アーム部により支持され、上記映像
表示手段と上記光学系を内蔵するビュワー部とからな
り、上記アーム部のビュワー部側がくびれ形状を有して
いることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項２】映像表示手段と、上記映像表示手段によ
り映出される映像、および／または、周囲の外界を観察
者の少なくとも一方の眼部に投影するための光学系と、
上記映像表示手段を制御するための回路基板部と、上記
映像表示手段および上記光学系および上記回路基板部を
内蔵して観察者の頭部に近接する観察位置に保持するた
めの外装ブロックと、上記外装ブロックを頭部にて支持
するための支持ブロックとを備えた頭部装着型映像表示
装置において、上記外装ブロックは、上記支持ブロックにより直接支持
され、上記回路基板部を内蔵するアーム部と、上記アー
ム部により支持され、上記映像表示手段と上記光学系を
内蔵するビュワー部とからなり、上記アーム部内に内蔵
される回路基板部は、複数のリジット基板と上記リジッ
ト基板を接続する複数のフレキシブルプリント基板で構
成されていることを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。
【請求項３】映像表示手段と、上記映像表示手段によ
り映出される映像、および／または、周囲の外界を観察
者の少なくとも一方の眼部に投影するための光学系と、
音声を出力するイヤホーンと、上記映像表示手段および
上記光学系およびイヤホーンを内蔵、または、収納して
観察者の頭部に近接する観察位置に保持するための外装
ブロックと、上記外装ブロックを頭部にて支持するため
の支持ブロックとを備えた頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記外装ブロックは、上記支持部により直接支持され、
上記イヤホーンを収納するアーム部と、上記アーム部に
より支持され、映像表示手段と上記光学系を内蔵するビ
ュワー部とからなり、上記イヤホーンは、上記アーム部
に固定して収納することが可能であることを特徴とする
頭部装着型映像表示装置。
【請求項４】上記イヤホーンを上記アーム部に固定し
て収納した状態は、音声可聴状態であることを特徴とす
る請求項３記載の頭部装着型映像表示装置。