JP2003121778A - カメラ付き頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】使用者への装着時においてカメラの位置調整作
業が不要になり、小型軽量化により使用者の負担を軽減
できるカメラ付き頭部装着型表示装置を提供する。 【解決手段】使用者の視野内に画像を形成する表示部２
と、使用者の視野内の景色を撮影するカメラ３と、その
表示部２とカメラ３とを保持すると共に使用者の頭部に
装着される保持部４とを備える。その保持部４に対する
表示部の位置は調整可能とされている。そのカメラ３は
表示部２に、その保持部４に対して同行して位置調整可
能なように一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の視野内に
画像を形成する表示器と、使用者の視野内の景色を撮影
するカメラとを備えるカメラ付き頭部装着型表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば保守、点検、接客などの作業を行
う現場から離れた場所において、作業者が視認する状況
を確認すると共に、その状況に応じた情報を作業者に提
供することで作業性を向上するため、ウエアラブルコン
ピュータに接続されるカメラ付き頭部装着型表示装置を
利用することが提案されている。

【０００３】すなわち、そのカメラ付き頭部装着型表示
装置は、使用者の視野内に画像を形成する表示部と、使
用者の視野内の景色を撮影するカメラと、その表示部と
カメラとを保持すると共に使用者の頭部に装着される保
持部とを備えている。そのカメラにより撮影される使用
者の眼前の外景は、画像データとしてウエアラブルコン
ピュータの通信機能により遠隔地の指令側コンピュータ
に送信され、その指令側コンピュータに接続される表示
装置により画像として表示される。その撮影画像に応じ
た情報が、画像データとして指令側コンピュータからウ
エアラブルコンピュータに送信され、頭部装着型表示装
置の表示部により画像として表示される。

【０００４】その表示部による形成画像の使用者の目に
対する相対位置は、その保持部の頭部に対する装着位置
に応じて変化する。その保持部の頭部に対する装着位置
は使用者の頭部の形状に応じて変化する。そのため、そ
の表示部による表示画像を使用者が見たい位置に形成で
きるように、その表示部の保持部に対する位置調整が可
能とされている。

【０００５】また、その使用者の視認方向に対するカメ
ラの撮影方向は、その保持部の頭部に対する装着位置に
応じて変化する。そのため、そのカメラにより使用者の
視認方向の景色を撮影できるように、そのカメラの保持
部に対する位置調整が可能とされている。さらに、その
カメラにより使用者の視認方向の景色を撮影できている
か否かを確認するため、そのカメラの撮影画像を表示部
あるいは別のモニタに表示することが行われている。

【０００６】従来、その表示部と保持部とは、それぞれ
互いに独立して保持部に専用の位置調整機構を介して取
り付けられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のカメラ付き頭部
装着型表示装置では、保持部を頭部に着脱する度に、表
示部の保持部に対する位置調整作業と、カメラの保持部
に対する位置調整作業と、そのカメラによる撮影画像の
確認作業とが必要であり、非常に面倒なものであった。
また、使用者の視認方向に応じて実行されるアプリケー
ションソフトを使用するような場合、より厳密な位置調
整が必要で手間が増大する。使用者の視認方向を磁気セ
ンサやジャイロセンサ等により頭部の動きを計測するこ
とで検出することも可能であるが計測システムが高価に
なる。また、その表示部専用の位置調整機構とカメラ専
用の位置調整機構とが必要であるため頭部装着型表示装
置の重量が大きくなって大型化し、使用者の負担が増大
する。

【０００８】本発明は、上記問題を解決することのでき
るカメラ付き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】本発明は、使用者の視野
内に画像を形成する表示部と、使用者の視野内の景色を
撮影するカメラと、その表示部とカメラとを保持すると
共に使用者の頭部に装着される保持部とを備え、その保
持部に対する表示部の位置は調整可能とされているカメ
ラ付き頭部装着型表示装置において、そのカメラはその
表示部に、その保持部に対して同行して位置調整可能な
ように一体化されていることを特徴とする。本発明によ
れば、表示部の保持部に対する位置を調整すると同時
に、カメラの保持部に対する位置を調整することができ
る。これにより、表示部により形成される画像が使用者
の視野内の一定位置に配置されるように表示部の保持部
に対する位置を調整するだけで、使用者の視認方向の画
像を撮影する位置にカメラを配置することが可能にな
る。よって、カメラの保持部に対する位置調整作業とカ
メラによる撮影画像の確認作業とが不要になり、作業性
を向上することができる。

【００１０】その保持部に対して表示部が正面を向く使
用者の目の前方に画像を形成する位置に配置される時、
その保持部に対してカメラは正面を向く使用者の目の前
方の景色を撮影する位置に配置されるのが好ましい。こ
れにより、正面を向く使用者の目の前方に画像が形成さ
れるように保持部に対する表示部の位置を調整するだけ
で、カメラは正面を向く使用者の目の前方の景色を撮影
する位置に配置されるので、容易かつ正確に保持部に対
する表示部とカメラの位置調整を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すカメラ付き頭部装着型
表示装置１は、使用者の視野内に画像を形成する表示部
２と、使用者の視認方向の景色を撮影するカメラ３と、
その表示部２とカメラ３とを保持すると共に使用者の頭
部Ｈに装着される保持部４とを備える。

【００１２】その保持部４は、本実施形態ではバンド状
の本体４ａと、この本体４ａから前方に突出する突出部
４ｂとを有し、その突出部４ｂに表示部２が位置調整機
構１０を介して取り付けられている。なお、保持部４の
形状は頭部Ｈに着脱可能に装着できればその形態は限定
されず、例えばヘルメット状や眼鏡フレーム状であって
もよい。

【００１３】その表示部２は、図２に示すように、画像
表示光Ｌを出射する表示素子２ａと、画像表示光Ｌを使
用者の目Ｅに導く光学系２ｂと、その表示部２と光学系
２ｂとを保持するフレーム２ｃとを有する。その表示素
子２ａは、液晶表示素子等のフラットディスプレイパネ
ルにより構成するのが好ましく、使用者に装着されるウ
エアラブルコンピュータ等の画像形成装置から送られる
画像信号に対応する画像表示光Ｌを出射する。その光学
系２ｂは、本実施形態では画像表示光Ｌを反射して使用
者の目Ｅに導くと共に、光を透過して使用者の目Ｅに導
くハーフミラーやホログラム素子により構成されるコン
バイナとされている。本実施形態の表示部２は、使用者
の一方の目に画像表示光Ｌを導く単眼視タイプとされて
いる。上記保持部４の本体４ａは上下左右対称に作られ
ており、上下反転させて頭部Ｈに装着することで、画像
表示光Ｌを導く目Ｅを左右一方から他方に変更できる。
なお、両方の目に画像表示光を導く両眼視タイプの表示
部としてもよい。

【００１４】その表示部２の保持部４に対する位置は位
置調整機構１０により調整可能とされている。その位置
調整機構１０は、図１、図３に示すように、ベース１１
と、揺動部材１２と、支持部材１３とを有する。そのベ
ース１１は、保持部４の突出部４ｂにネジ部材１４を介
して着脱可能に取り付けられている。そのネジ部材１４
は、外周にローレットが形成されている操作体１４ａ
と、この操作体１４ａから前方に突出するネジシャフト
１４ｂとを有し、その突出部４ｂにより回転可能に保持
されている。その操作体１４ａの回転操作により、ベー
ス１１はネジシャフト１４ｂにねじ合わされる。その揺
動部材１２は、そのベース１１に形成された保持孔１１
ａに左右横軸中心に回転可能かつ左右にスライド状に移
動可能に挿入されるシャフト部１２ａと、このシャフト
部１２ａから前方に突出するガイド部１２ｂとを有す
る。その支持部材１３は、その揺動部材１２のガイド部
１２ｂがスライド状に前後移動可能に挿入されるガイド
孔１３ａと、上記表示部２のフレーム２ｃから突出する
ヒンジシャフト２ｄが左右横軸中心に回転可能に挿入さ
れるヒンジ孔１３ｂとを有する。

【００１５】そのベース１１に対する揺動部材１２の回
転により、表示部２を使用者の目Ｅの上方の視野外の退
避位置と目Ｅの前方の視野内の表示位置との間で位置調
整することが可能とされ、また、そのベース１１に対す
る揺動部材１２の左右移動により、表示部２を使用者の
目Ｅに対して左右に位置調整することが可能とされ、保
持孔１１ａの内周とシャフト部１２ａとの間の摩擦によ
り、その位置調整後の各位置において表示部２を保持部
４に対して位置決めすることが可能とされている。その
揺動部材１２に対する支持部材１３の前後移動により、
表示部２を使用者の目Ｅに対して前後に位置調整するこ
とが可能とされ、ガイド孔１３ａの内周とガイド部１２
ｂとの間の摩擦により、その位置調整後の各位置におい
て表示部２を保持部４に対して位置決めすることが可能
とされている。その支持部材１３に対する表示部２の回
転により、表示部２を使用者の目Ｅに対して左右横軸中
心のピッチ角が変化するように位置調整することが可能
とされ、ヒンジ孔１３ｂの内周とヒンジシャフト２ｄと
の間の摩擦により、その位置調整後の各位置において表
示部２を保持部４に対して位置決めすることが可能とさ
れている。

【００１６】そのカメラ３は、例えばＣＣＤ等の撮像素
子と光学系とを有する小型ビデオカメラによって構成さ
れ、表示部２のフレーム２ｃにネジ等の固定手段により
取り付けられることで、保持部４に対して同行して位置
調整可能なように表示部２に一体化されている。図２に
示すように、保持部４に対して表示部２が正面を向く使
用者の目Ｅの前方に画像Ｇを形成する位置に配置される
時、その保持部４に対してカメラ３は正面を向く使用者
の目Ｅの前方の景色を撮影する位置に配置される。本実
施形態では、そのカメラ３は画像Ｇの形成位置付近から
前遠方の景色７までの間の景色を撮影するものとされて
いる。

【００１７】上記構成によれば、表示部２の保持部４に
対する位置を調整すると同時に、カメラ３の保持部４に
対する位置を調整することができる。これにより、表示
部２により形成される画像Ｇが使用者の視野内の一定位
置に配置されるように表示部２の保持部４に対する位置
を調整するだけで、使用者の視認方向の画像を撮影する
位置にカメラ３を配置することが可能になる。よって、
カメラ３の保持部４に対する位置調整作業とカメラ３に
よる撮影画像の確認作業とが不要になり、作業性を向上
することができる。さらに、カメラ３のための専用の位
置調整機構が不要になるので小型、軽量化が実現でき
る。また、正面を向く使用者の目Ｅの前方に画像が形成
されるように保持部４に対する表示部２の位置を調整す
るだけで、カメラ３は正面を向く使用者の目Ｅの前方の
景色を撮影する位置に配置されるので、容易かつ正確に
保持部４に対する表示部２とカメラ３の位置調整を行う
ことができる。さらに、使用者の視認方向を磁気センサ
やジャイロセンサ等を用いることなく検知する安価なセ
ンサとして利用することもできる。また、画像表示光Ｌ
を導く目Ｅを左右一方から他方に変更する際に、カメラ
３は専用の位置調整機構が不要であるために邪魔になる
ことなく、また、カメラ３の位置調整も不要である。

【００１８】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、保持部に対する表示部の位置調整方向は前後、左
右、左右軸中心の回転方向に限定されず、例えば上下方
向やそれ以外の任意方向に調整可能としてもよい。ま
た、保持部に対して表示部が正面を向く使用者の目の前
方以外の視野範囲内の一定位置、例えば正面を向く使用
者の目の斜め上方に画像を形成する位置に配置される時
に、その保持部に対してカメラが正面を向く使用者の目
の前方の景色を撮影する位置に配置されてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、使用者への装着時にお
いてカメラの位置調整作業が不要になり、小型軽量化に
より使用者の負担を軽減でき、使用者の視認方向とその
視認方向の情報を正確かつ容易に低コストで検知するこ
とができるカメラ付き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】本発明の実施形態のカメラ付き頭部装着型表示
装置の平面図

【図２】本発明の実施形態のカメラ付き頭部装着型表示
装置の要部の構成説明図

【図３】本発明の実施形態のカメラ付き頭部装着型表示
装置の位置調整機構を示す側面図

【符号の説明】

２ 表示部 ３ カメラ ４ 保持部 １０ 位置調整機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用者の視野内に画像を形成する表示部
   と、使用者の視野内の景色を撮影するカメラと、その表
   示部とカメラとを保持すると共に使用者の頭部に装着さ
   れる保持部とを備え、その保持部に対する表示部の位置
   は調整可能とされているカメラ付き頭部装着型表示装置
   において、そのカメラはその表示部に、その保持部に対
   して同行して位置調整可能なように一体化されているこ
   とを特徴とするカメラ付き頭部装着型表示装置。
2. 【請求項２】その保持部に対して表示部が正面を向く使
   用者の目の前方に画像を形成する位置に配置される時、
   その保持部に対してカメラは正面を向く使用者の目の前
   方の景色を撮影する位置に配置される請求項１に記載の
   カメラ付き頭部装着型表示装置。