JP2001154637A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスペクト比が縦長のコンテンツを表示画面
内に表示可能とする頭部装着型表示装置を提供する。 【解決手段】 頭部装着型表示装置において、アスペク
ト比が縦長のコンテンツを表示画面内に収まるように表
示する画像表示手段（１３、３２、３３）を設けたこと
を特徴とする頭部装着型表示装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、頭部装着型表示装置に関
し、特に縦長のコンテンツを表示するのに好適な頭部装
着型表示装置に関する。

【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表示装置を製
品化している。

【０００３】こうした頭部装着型表示装置は、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ＬＣ
Ｄ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情報機
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、頭部装着型表示装置としては、映
像を使用者の双眼に表示するものと、左右何れか一方の
目にのみ表示するものとが考えられるが、後者の単眼式
のものについても各種の提案がなされている。

【０００６】これに関連する特許の例としては、例えば
特開平７−１７７４４２号公報が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記頭部装着型表示装
置は、図２４に示すように、通常のテレビ画面やコンピ
ュータ画面と同様な表示形態を想定して設計されてお
り、すなわちアスペクト比が４：３や１６：９の映像コ
ンテンツを最適に表示するものである。従って、従来の
頭部装着型表示装置を使用してアスペクト比が縦長のコ
ンテンツ（例えば、電子書籍や電子コミック)を表示し
ようとした場合、画像の一部が表示画面内に収まりきれ
ず、１ページを見るのに画面のスクロール作業などを必
要とし、操作が面倒になるという問題が考えられる。ま
た、１ページに収めようとすると、表示領域を有効に使
えないという問題があり、文字を読もうとすると、読み
にくくなるという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、アスペクト比が縦長のコンテンツを表示画面内
に表示可能とする頭部装着型表示装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、頭部装着型表
示装置において、アスペクト比が縦長のコンテンツを表
示画面内に納まるように表示する画像表示手段を設けた
ことに特徴がある。

【００１０】

【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
着型表示装置の構成を示す平断面図、図３は頭部装着型
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。

【００１１】この頭部装着型表示装置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、縦長のコンテンツ（例え
ば、電子書籍や電子コミック）を適切に観察できるよう
にした装置である。この頭部装着型表示装置１は、少な
くともＶＧＡ（６４０×４８０ドット）以上の解像度を
有することが望ましい。これは、ＬＣＤパネルの物理的
なドット数に限らず、画像処理技術等を用いて解像度を
向上させたものでも良い。

【００１２】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ＬＣＤ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。

【００１３】この頭部装着型表示装置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。

【００１４】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。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Ｌ
ＣＤ１３の駆動回路を実装するＬＣＤ駆動回路基板１
５、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ＬＥＤ１６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。

【００１５】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。

【００１６】この頭部装着型表示装置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２１，２２
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Ｌ
ＣＤ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１７
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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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
つ頭部装着型表示装置１を安定して保持することが可能
となる。

【００３７】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。

【００３８】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、器械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。

【００３９】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。また、図１１（Ｄ）に示すよう
に、突設部材のない弾性部材３８をメインプリズム部６
に装着しても良い。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。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２１，２２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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。
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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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
（身体装着）型のものも含まれる。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、ＬＣＤ１
３とＬＥＤ基板１７とＬＣＤ駆動回路と照明プリズム２
８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。

【００６１】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
最も適した表示位置にセットすることができる。

【００６２】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。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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】図１２は、上記実施形態における頭部装着
型表示装置を身体装着型コンピュータに接続したシステ
ム構成図であり、図１３は身体装着型コンピュータに電
子書籍や電子コミック等の電子書籍データを表示する機
能を実現したブロック構成図、図１４は図１２に接続さ
れる頭部装着型表示装置の概略ブロック図である。

【００６９】以下、図１２〜図１４を参照しながら電子
書籍データの表示について説明する。図１３において、
１３１は装置全体の制御を行うＣＰＵ、１３２は装置の
制御プログラムなどを格納するＲＯＭ、１３３はプログ
ラムやプログラムの作業領域、及びページデータなどの
書籍データなどを格納するために用いられるＲＡＭ、１
３４は頭部装着型表示装置の表示画面に表示する内容を
制御する表示制御手段、１３５は小型記憶媒体１３９に
記憶された書籍データのうち音声データを出力する音声
出力手段、１３６は表示している電子書籍のページをユ
ーザが手動と自動の双方のページめくりを指示可能にす
るボタンなどで構成されたページめくり指示手段、１３
７はページデータの表示モードを切り替えるようにユー
ザが指示するための表示モード切替指示手段、１３８は
小型記憶媒体１３９に記憶された書籍データを読み込ん
で再生するリムーバブル記憶装置である。１３９は電子
書籍データを記憶している小型記憶媒体で、切手サイズ
の小型メモリ（３２ＭＢ、６４ＭＢ、１２８ＭＢ）、長
方形のニッカド電池程度の大きさの小型メモリ（３２Ｍ
Ｂ、６４ＭＢまたはそれ以上）、５００円玉サイズ程度
の小型ハードディスク装置（３４０ＭＢ程度またはそれ
以上）、ｉ／Ｄフォーマットの光磁気ディスク（７３０
ＭＢ）などの記憶媒体である。１４０はインターネット
などに接続して、電子書籍データのダウンロードなどを
実現する通信手段である。１４１は表示装置１と接続し
てデータのやり取りを行うインタフェース回路である。
１４２は装置構成要素を接続するシステムバスである。

【００７０】ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２内に格納さ
れた制御プログラムに従い、リムーバブル記憶装置１３
８、頭部装着型表示装置（後述図１４）１、音声出力手
段１３５を制御して書籍データの再生、表示の制御を行
うと共に、ページめくり指示手段１３６、表示モード切
替指示手段１３７からのユーザの指示に応じ、各種処理
を行う。頭部装着型表示装置１は、表示画面に表示する
内容を制御する表示制御手段１３４の制御により縦長の
コンテンツである電子書籍データが表示される。図示し
ていないが、ハードディスク装置を内蔵させて、システ
ムやアプリケーションを記憶し、汎用的に使用すること
も可能である。

【００７１】図１４において、表示制御手段１３４は身
体装着型コンピュータ１２０に内蔵され、頭部装着型表
示装置の表示制御を行う表示制御手段としてのグラフィ
ックコントローラである。インタフェース回路１４１、
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。コン
ピュータ１２０にはコネクタ１２３が設けられ、表示装
置１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。

【００７２】表示装置１には、コンピュータ１２０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１２
８、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。

【００７３】コンピュータ１２０側の表示制御手段１２
１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１
２９を介して表示データは表示装置１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１
２５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。

【００７４】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。コンピュータ１２０側の制御で
表示装置１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。図１４の例では、書き換え
可能なメモリ１２７はＭＰＵ１２６と別体構成であった
が、ＭＰＵ１２６にそのメモリ１２７を内蔵したもので
も良い。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。

【００７５】図１５は、この頭部装着型表示装置の基本
的なアスペクト比を示している。３：４のアスペクト比
で縦長のコンテンツを表示する形態を採用している。電
子書籍データの表示がこの形式に合わない場合は、拡
大、縮小などの画像処理を行い、表示画面内に収まるよ
うに調整する。この調整は自動的または手動的に行うこ
とができる。

【００７６】図１６に、この頭部装着型表示装置で表示
するための書籍データの格納形式の概略を示す。図１６
に示すように、書籍データは、タイトルなどの書誌情報
や、ページ総数・各ページのサイズなどのページ情報を
格納する管理情報領域と、書籍データの本文にあたるペ
ージデータが各ページ毎に分割されて格納されるページ
データ領域とからなり、小形メモリや小形ディスク等の
小型記憶媒体に記録されている。

【００７７】図１７に、書籍データの中の管理情報領域
の構成例を示す。管理情報領域には、管理情報領域であ
ることを示す管理情報領域識別子、この領域の大きさを
示すデータサイズ、タイトル、著者名等が記録された書
誌情報領域、及びページサイズや総ページ数が記録され
たページ情報領域などが格納される。各ページにはペー
ジの左上の頂点を原点とした座標系が仮想的に設けられ
ており、ページサイズの領域には、この座標系における
ページ右下の頂点の座標が記録される。なお、図１７に
おける右の数字は格納する際のバイト数を示している。

【００７８】図１８は、頭部装着型表示装置１に電子書
籍データを表示した表示画面例を示している。縦長のコ
ンテンツ、この例では電子書籍データを表示している。

【００７９】図１９は、頭部装着型表示装置１に電子書
籍データを表示した表示画面例を示している。縦長のコ
ンテンツ、この例では電子コミックデータを表示してい
る。

【００８０】次に、電子書籍データの表示について説明
する。電源オンされた状態で、コンピュータ１２０のリ
ムーバブル記憶装置１３８の挿入口に小形記憶媒体１３
９が装填されると、図１６，図１７に示すような電子書
籍データの管理情報を読み込み、それに対応したページ
を頭部装着型表示装置の表示画面として図１８、図１９
に示すような画面を表示する。ここで、複数の電子書籍
データが判別されたときは、電子書籍メニューを表示さ
せ、それを選択することにより実際の電子書籍データを
表示することもできる。この選択は、音声認識、視線検
出、ボタン操作により適宜採用して行うことができる。

【００８１】ページ送りについては、「手動」と「自
動」の表示モードを有し、「手動」を選択したときは、
１ページ単位に次ページを表示させることができる。ま
た、「自動」を選択したときは、所定時間の設定メニュ
ーが表示され、例えば、２０秒、３０秒、４０秒、ユー
ザ入力指定などが選択できる。この選択により、自動的
に所定時間のカウントが開始され、所定時間経過する
と、自動的に表示が切り替わり次ページが表示される。

【００８２】図２０は、ビューワ部２とアーム部３の結
合部分を可とう性部材２００により構成し、ビューワ部
２の表示部を回転可能な構成を示している。この装置の
内部の光学系は上述した光学系とほぼ同様な光学系で構
成されている。この例では、表示画面が表示コンテンツ
によって適切な表示を実現できる。具体的には、横長の
コンテンツの場合はビューワ部３を約９０度回転させ、
表示画面を構成する。また、縦長のコンテンツの場合は
図２０のような状態になるようにビューワ部３を維持す
る。

【００８３】図２１は、ＬＣＤパネルを８００ドット×
８００ドットの解像度を得られるようなものを採用し、
表示エリアを縦長のコンテンツと横長のコンテンツで切
り替えるように表示制御を行う。これにより、図２１
（Ａ）に示す横長の表示画面と、図２１（Ｂ）に示す縦
長の表示画面を作り出すことができる。また、その表示
画面の近傍に視線アイコンを配置し、各種コマンドを視
線入力により行うこともできる。例えばページ送り機能
を画面の両隅に配置し、ページ送り機能を実現できる。
すなわち、下隅を見たときは次ページを表示させ、上隅
を見たときは前ページを表示させるようにする。これ
は、縦書きの電子書籍データを表示するときに直感的に
使用できる。横書きの場合はページ送り機能を左隅と右
隅で実現すると、直感的に操作できる。

【００８４】図２２は、双眼視タイプの頭部装着型表示
装置の例を示している。この頭部装着型表示装置２２１
は、図２２に示すように、前カバー２２５ａと後カバー
２２５ｂにより内蔵する映像表示系を覆ってなる装置本
体２２５と、この装置本体２２５の左右に各固定された
ジョイント部材２２６Ｌ、２２６Ｒと、これらのジョイ
ント部材２２６Ｌ、２２６Ｒに折り畳み可能となるよう
に枢支された頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒと、
この頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒの後述するイ
ンナーホン保持部２２７ｂに必要に応じて各収納され得
る左右のインナーホン２２９と、インナーホン２２９へ
音声信号を各伝送するインナーホンケーブル２２９ａ
と、上記頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒとジョイ
ント部材２２６Ｌ、２２６Ｒの間にスライドして挿入さ
れ得るスライド式アジャスタ２２８と、を有して構成さ
れていて、さらに図示はしないが、上記装置本体５から
伸縮可能に延出され、使用者の鼻梁に当接して上記頭部
支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒとともに該装置本体２
２５の支持を行う鼻当て部材も備えている。

【００８５】上記ジョイント部材２２６Ｌ、２２６Ｒ
は、上記頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒを回動自
在に支持するための枢支受け部２２６ａが形成されると
ともに、外側面側に上記インナーホンケーブル２２９ａ
を挿入するための溝２２６ｂが形成されている。

【００８６】上記頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒ
は、上記ジョイント部材２２６Ｌ、２２６Ｒの枢支受け
部２２６ａに係合するための枢支部２２７ａと、枢支部
２２７ａとは反対側の端部に形成された上記インナーホ
ン２２９を必要に応じて収納して保持するためのインナ
ーホン保持部２２７ｂと、インナーホンケーブル２２９
ａを挿入するために外側面側に形成された溝２２７ｅ
と、上記スライド式アジャスタ２２８を挿入位置と退避
位置とに規定するべくリブ等により区切られてなる挿入
位置係止部２２７ｃおよび退避位置係止部２２７ｄと、
を有して構成されている。

【００８７】上記スライド式アジャスタ２２８は、上記
頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒの挿入位置係止部
２２７ｃおよび退避位置係止部２２７ｄとに選択的に係
合する係止爪２２８ａと、この係止爪２２８ａが挿入位
置係止部２２７ｃに係合した際に、上記ジョイント部材
２２６Ｌ、２２６Ｒの枢支受け部２２６ａと上記頭部支
持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒの枢支部２２７ａとの間
に挿入されて該頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒの
開き角度を狭くするように規制する回転角規制爪部２２
８ｂと、を有するとともに、さらに一部に軽量化を図る
ための矩形孔２２８ｃが形成されている。

【００８８】このスライド式アジャスタ２２８は、上記
頭部支持フレーム２２７Ｌ、２２７Ｒに対して外側面側
に着脱自在に取り付けられるようになっており、溝２２
７ｅに沿って収納されるインナーホンケーブル２２９ａ
の外側から取り付けることにより、該インナーホンケー
ブル２２９ａやさらにはインナーホン２２９が、眼前に
垂れ下がることのないように側頭部側で保持する機能を
兼ね備えたものとなっている。

【００８９】また、この頭部装着型表示装置２２１の上
記ジョイント部材２２６Ｌの下側からは、この頭部装着
型表示装置２２１に映像信号や音声信号等を送信するメ
インケーブル２２２が延出されており、該メインケーブ
ル２２２を介して該頭部装着型表示装置２２１の映像や
音声の制御等をコントローラ２２３と接続されるように
なっている。

【００９０】コントローラ２２３は、バッテリを着脱自
在に取り付けるためのバッテリ装着部２２３ａと、電源
を投入するための電源スイッチ２２３ｂと、電源投入時
に発光しその旨を視覚的に告知する電源ＬＥＤ２２３ｃ
と、メニューの表示や選択した項目の確定を行うための
メニューボタン２２３ｄと、このメニューボタン２２３
ｄの操作により表示される項目の内の着目する項目を移
動させるためのダウンボタン２２３ｅおよびアップボタ
ン２２３ｆと、上記インナーホン２２９により放音され
る音声の音量を調整するためのボリュームダイアル２２
３ｇと、ＡＣアダプタ等を介して電源を得るためのＤＣ
入力端子２２３ｈと、ＤＶＤプレーヤやＴＶチューナな
どの映像ソースからＡＶ信号を入力するためのＡ／Ｖ入
力端子２２３ｉと、を有して構成されている。さらに、
このコントローラ２２３には、ＲＧＢ端子を備えてお
り、コンピュータからのアナログＲＧＢ信号またはディ
ジタルＲＧＢ信号を入力し、表示することもできる構成
となっている。そして、「ＡＶモード」と「ＰＣモー
ド」を有し、このモードを切り替えボタン等により切り
替えてコンピュータからのＲＧＢ信号を入力し、電子書
籍データなども表示できるようになっている。

【００９１】この場合は、大画面表示が可能なので、図
２３に示すように２ページを同時に表示することもでき
る。ページ送り機能としては、２ページ単位で表示する
か、１ページずつずらして表示することも可能である。

【００９２】また、テキストと図面がリンクしているよ
うな電子データの場合は、片方に図面、もう一方の表示
エリアに文章を表示するような使い方もできる。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。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の頭部装着型
表示装置によれば、アスペクト比が縦長のコンテンツを
表示画面内に収まるように表示でき、文字なども読める
高精細な頭部装着型表示装置となる。

【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表示装置のＬ
ＣＤ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表示装置のＬ
ＣＤ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】上記実施形態における頭部装着型表示装置を
身体装着型コンピュータに接続したシステム構成図。

【図１３】上記身体装着型コンピュータに電子書籍デー
タを表示する機能を実現したブロック構成図。

【図１４】図１２に接続される頭部装着型表示装置の概
略ブロック図。

【図１５】上記実施形態の頭部装着型表示装置の基本的
なアスペクト比を示す図。

【図１６】上記実施形態における頭部装着型表示装置で
表示する電子書籍データの格納形式の概略を示す図。

【図１７】上記電子書籍データの中の管理情報領域の構
成例を示す図。

【図１８】上記実施形態における頭部装着型表示装置に
電子書籍データを表示した表示画面例を示す図。

【図１９】上記実施形態における頭部装着型表示装置に
電子書籍データを表示した表示画面例を示す図。

【図２０】本発明の他の実施形態の頭部装着型表示装置
を説明するための図。

【図２１】上記実施形態において、縦横変換表示例を説
明するための図。

【図２２】本発明の他の実施形態の双眼視型頭部装着型
表示装置の斜視図。

【図２３】図２２の実施形態において、マルチ画面表示
例を示す図。

【図２４】従来の頭部装着型表示装置の説明するための
図。

【符号の説明】

１…頭部装着型表示装置 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（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 １２０…コンピュータ １２３…コネクタ １２４…コネクタ １２５…インタフェース回路 １２６…ＭＰＵ １２７…メモリ １２８…ＬＥＤ駆動回路 １２９…インタフェースケーブル １３１…ＣＰＵ １３２…ＲＯＭ １３３…ＲＡＭ １３４…表示制御手段 １３５…音声出力手段 １３６…ページめくり指示手段 １３７…表示モード切替指示手段 １３８…リムーバブル記憶装置 １３９…小型記憶媒体 １４０…通信手段 １４１…インタフェース回路 １４２…システムバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】頭部装着型表示装置において、アスペクト
   比が縦長のコンテンツを表示画面内に収まるように表示
   する画像表示手段を設けたことを特徴とする頭部装着型
   表示装置。