JP2004120154A

JP2004120154A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2004120154A
Application number: JP2002278513A
Authority: JP
Inventors: Koji Michimori; 道盛　厚司; Masashi Miyawaki; 宮脇　将志; Toshifumi Ueda; 上田　俊史
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】音声出力手段の装着および収納を容易にする共に、衛生上の問題を回避しつつ音声出力手段が出力する音声を聴取しやすい頭部搭載型の画像表示装置を提供する。
【解決手段】使用者９９の頭部に保持される保持手段は、バンド部材３、第１のパッド３０１、第２のパッド３０２により構成されている。第１のパッド３０１および第２のパッド３０２は、それぞれ使用者９９に対し音声を出力するスピーカ手段３１０，３２０を、使用者９９の耳近傍に内装している。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭部搭載型の画像表示装置に関するものであり、特に、使用者に対して音声情報を提供するための音声出力機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
頭部搭載型の画像表示装置として、使用者に対して音声情報を提供するための音声出力手段（スピーカ手段）を備えるものがある。従来、頭部搭載型の画像表示装置に使用される音声出力手段には、インナーイヤータイプのイヤホーンが用いられていた。当該イヤホーンは、本体フレームにイヤホーンコードを介して接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６９４２８号公報（第５−８頁、第１−３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
音声出力手段にインナーイヤータイプのイヤホーンを用いた頭部搭載型の画像表示装置においては、使用者はそれを使用する度に当該イヤホーンを自身の耳に挿入することが必要になる。つまり、画像表示装置本体を頭部に装着した後さらにイヤホーンを耳に装着する、という煩雑な作業が必要であった。
【０００５】
また、当該イヤホーンがイヤホーンコードを介して本体に接続されているため、装置の収納時にイヤホーンがぶらついたりイヤホーンコードが絡まったりし、収納に手間が掛かるという問題もあった。
【０００６】
さらに、画像表示装置が個人の所有物ではなく、例えば工場の設備点検等の業務に用いられるものである場合には、複数の使用者が交代で使用することがある。その場合には、インナーイヤータイプのイヤホーンのように直接耳に挿入するものは衛生的に好ましくない。
【０００７】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、音声出力手段の装着および収納を容易に行うことができると共に、衛生上の問題を回避しつつ当該音声出力手段が出力する音声を聴取しやすい頭部搭載型の画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像表示装置は、使用者の頭部を挟持することで前記頭部に保持される保持手段と、前記保持手段に装着され、前記使用者の少なくとも片方の眼に対して画像を表示する表示手段と、前記使用者に対して音声を出力するスピーカ手段とを有する画像表示装置であって、前記保持手段は、前記頭部に保持されたときに前記使用者の耳近傍に位置する部位に前記スピーカ手段を内蔵することを特徴とするものである。
【０００９】
また、使用者の頭部を挟持することで前記頭部に保持される保持手段と、前記保持手段に装着され、前記使用者の少なくとも片方の眼に対して画像を表示する表示手段と、前記使用者に対して音声を出力するスピーカ手段とを有する画像表示装置であって、前記保持手段には、前記保持手段から前記使用者の耳近傍に延び、前記スピーカ手段を内蔵するスピーカユニットが装着されるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１および図２は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示す図である。これらの図は、共に画像表示装置の通常使用状態（即ち使用者の頭部に保持された状態）における状態を示している。図１は頭部に搭載した状態を示す斜視図であり、図２はその上面図である。
【００１１】
バンド部材３は、装着時（通常使用時）に使用者９９の頭部の形状に沿うように略円弧形状を有すると共に可撓性を有する薄板で形成されている。バンド部材３の両端には第１のパッド３０１および第２のパッド３０２が装着されている。バンド部材３、第１のパッド３０１、第２のパッド３０２により、使用者９９の頭部を頭部後方から半周以上巻回して、使用者９９の頭部を挟持することで当該頭部に保持される保持手段を構成している。
【００１２】
また、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２は、それぞれ使用者に対し音声を出力するスピーカ手段３１０，３２０を内装している。なお、その部分の詳細は後述する。
【００１３】
保持手段に装着される画像表示手段としての表示ユニット１は、使用者９９の少なくとも片方の眼に対して画像を表示する。表示ユニット１は内部に画像を表示するＬＣＤの他、投影光源としてのＬＥＤ、光学系としてのプリズムレンズを装備している。第１のアーム２は、２本の中空パイプで構成されており、その一端に第１の自在ジョイント５１を介して表示ユニット１を保持している。また、他端近傍は、第２の自在ジョイント５２を介して第２のパッド３０２に保持されている。
【００１４】
ここで、第２の自在ジョイント５２の構成の詳細について説明する。図３は、第２の自在ジョイント５２の構成を示す断面図である。同図の如く、第２の自在ジョイント５２は、凸球面部９０１、ブロックＡ９０２、ブロックＢ９０３、スクリュー９０４、ブロックＣ９０５およびスプリング９０７によって構成される。凸球面部９０１は、エンドプレート３０２の表面に形成されている。ブロックＡ９０２は、凸球面部９０１に当接する凹球面部を有しており、ブロックＢ９０３と共にアーム２を挟持する。そして、スクリュー９０４はブロックＡ９０２、ブロックＢ９０３、凸球面部９０１を貫通して、ブロックＣ９０５に螺合さる。また、ブロックＢ９０３とスクリュー９０４との間にはスプリング９０７が設けられている。
【００１５】
よって、ブロックＡ９０２とブロックＣ９０５とが凸球面部９０１を挟む力、並びに、ブロックＡ９０２とブロックＢ９０３とがアーム２を挟む力は、それぞれスプリング９０７からの応力程度である。よって、使用者はアーム２に適当な力を加えることで、アーム２の延びる方向を調整できると共にアーム２をブロックＡ９０２とブロックＢ９０３間でスライド（摺動）させることが可能である。つまり、保持手段に対する表示ユニット１の方向および距離を自在に調整することができる。
【００１６】
表示ユニット１、スピーカ手段３１０，３２０には、ケーブル７１を介して、バッテリーや制御回路が収納された制御ボックス７０が接続される（図２にて図示は省略しているが、ケーブル７１の信号線は表示ユニット１、スピーカ手段３１０，３２０に到達している）。
【００１７】
制御ボックス７０には、例えばコンピュータやビデオ装置等の映像音声ソース（図示せず）からの入力信号が入力される。制御ボックス７０はその入力信号に対し所定の信号処理を行い、当該入力信号から映像信号および音声信号を抽出する。そして、ケーブル７１を通して映像信号は表示ユニット１へ、音声信号はスピーカ手段３１０，３２０へと送信する。
【００１８】
表示ユニット１は、当該映像信号に基づく映像（画像）を内部のＬＣＤに表示する。ＬＣＤに表示された映像は、ＬＥＤによってプリズムレンズを介して使用者９９の眼に投影される。その結果、使用者は表示ユニット１のＬＣＤが表示した映像を視認することができる。一方、スピーカ手段３１０、３２０は、当該音声信号に基づく音声を出力する。それにより、使用者はその音声を聴取することができる。
【００１９】
なお、ここでは、表示ユニット１は使用者の右目に対して画像を投影する例を示したが、左眼あるいは両目に投影するものであっても良い。また、左右の第１のパッド３０１、第２のパッド３０２が、それぞれスピーカ手段３１０，３２０を内装した構成を示したが、必ずしも左右に一対のスピーカ手段を内装する必要はなく、いずれか一方にのみ内装する構成であってもよいことは言うまでもない。
【００２０】
使用者９９は、当該画像表示装置を頭部に装着する際、バンド部材３を弾性変形させて保持手段を押し広げ、頭部後方に略半周に渡って巻回させて装着する。そして、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２は図１の如く頭側部に沿って両耳の上方へ密着される。また、同図のように、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２は使用者９９の両耳の上に引っ掛けられる。このとき、スピーカ手段３１０は使用者９９の左耳近傍に位置する。なお、不図示ではあるが、スピーカ手段３２０は使用者９９の右耳近傍に位置している。
【００２１】
このように、本実施の形態に係る画像表示装置の保持手段は、バンド部材３の弾性力によって頭部を挟持すると共に、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２を両耳の上に引っ掛けるように装着される。それにより、確実に頭部を保持でき、装置が頭部から落下することが防止されている。また、後頭部にバンド部材３を密着させるように頭部に装着することによって、耳上を中心として、この保持手段全体が回動し、表示ユニット１が使用者９９の目の位置から上下方向にずれることも防止される。それと共に、スピーカ手段３１０，３２０は使用者９９の耳近傍に配置される。
【００２２】
図４は、第１のパッド３０１がスピーカ手段３１０を内装する部分における拡大断面図である。スピーカ手段３１０は板形状を有しており、その音響発生面（振動面）を下方に向けて配設される。さらに、第１のパッド３０１には、スピーカ手段３１０の下方に、開口部３１１が形成されている。上記したように、当該画像表示装置の装着時には第１のパッド３０１および第２のパッド３０２を使用者９９の両耳の上に引っ掛けるように装着されるので、当該耳は装着時にはスピーカ手段３１０，３２０の下方に位置することとなる。従って、スピーカ手段３１０の音響発生面は装着時における使用者９９の耳の方向を向いており、開口部３１１もまた装着時における使用者９９の耳の方向に向いて開口している（図１参照）。なお、第２のパッド３０２がスピーカ手段３２０を内装する部分については、図４と同様の構成であるので説明は省略する。
【００２３】
よって、このスピーカ手段３１０，３２０から発生された音声は、開口部３９３から下方、即ち通常使用状態における使用者９９の耳の方向へと拡散されるので、使用者９９はその音声を聴取しやすくなる。
【００２４】
また、使用者が当該装置を頭部に装着するだけで、スピーカ手段３１０，３２０が使用者の耳付近に配置されるため、音声出力手段を装着するための特別な作業は不要である。さらに、イヤホーンコードを有さないため、装置の収納も容易である。またさらに、スピーカ手段３１０，３２０は、従来のインナーイヤータイプのイヤホーンのように直接耳に挿入されるものではないので、例えば複数の使用者が交代で使用する場合でも衛生上の問題は伴わない。
【００２５】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２に各々内挿される板形状のスピーカ手段３１０，３２０は、その音響発生面を下方向、即ち装着時における使用者９９の耳の方向に向けて配設されていた。それに対し本実施の形態では、スピーカ手段３１０，３２０の音響発生面を第１のパッド３０１および第２のパッド３０２の板厚方向に向けて配設する。
【００２６】
図５は、実施の形態２に係る画像表示装置の構成を説明するための図であり、第１のパッド３０１がスピーカ手段３１０を内装する部分における拡大断面図である。なお、第２のパッド３０２がスピーカ手段３２０を内装する部分については、図５と同様の構成であるので図示および説明は省略する。また、本実施の形態における画像表示装置全体の構成は、実施の形態１に示した図１および図２と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００２７】
図５の如く、スピーカ手段３１０は、音響発生面が第１のパッド３０１の板厚方向に向くように、即ち、スピーカ手段３１０の厚さ方向と第１のパッド３０１の板厚方向とが略平行になるように、第１のパッド３０１内に配設される。また、このスピーカ手段３１０の音響出射方向（即ち音響発生面が面する方向）には、空隙が形成されており、その内面には反射面３１２が形成されている。また、その下方には、開口部３１１が形成されており、スピーカ手段３１０が発生する音声は、反射面３１２によって開口部３１１の方向へと反射される。
【００２８】
当該画像表示装置の装着時において、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２は両耳の上に引っ掛けられて装着されるので、開口部３１１は装着時における使用者９９の耳の方向に向けて開口している（図１参照）。即ち、スピーカ手段３１０から発せられた音声は、反射面３１２により反射されて開口部３１１から出射され、使用者９９の耳の方向へと拡散されるので、使用者９９はその音声を聴取しやすくなる。つまり、反射面３１２は、スピーカ手段３１０が出力する音声を、使用状態における使用者９９の耳の方向へ反響させる機能を有している。
【００２９】
ところで、一般にスピーカ手段は円形または楕円形の薄板状の形状を有しており、その板厚方向に振動板が振動することで音声を発生する。従って、実施の形態１において図４に示したようにスピーカ手段３１０の音響発生面を使用者９９の耳の方向に向けて配設することで、使用者９９はそれが出力する音声を聴取しやすくなる。しかしその場合、スピーカ手段３１０は、その厚さ方向が第１のパッド３０１の板厚方向に略垂直になるように、第１のパッド３０１の内部に配設される。その場合、第１のパッド３０１の厚み（図４中の寸法Ｗ１）を大きく形成しておく必要が生じる。第２のパッド３０２およびスピーカ手段３２０に関しても同様である。つまり、第１のパッド３０１、第２のパッド３０２の形状が大きくなるために、画像表示装置の小型化の妨げとなる。
【００３０】
それに対し、本実施の形態によれば、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２が反射面３１２を有することで、図５の如くスピーカ手段３１０，３２０の音響発生面が第１のパッド３０１の板厚方向に向くように配設された場合でも、それが出力する音声を使用者の耳の方向へ反響させることができる。言い換えれば、スピーカ手段３１０，３２０を、その厚さ方向が第１のパッド３０１の板厚方向に対して略平行になるように配設し、第１のパッド３０１、第２のパッド３０２の厚み（図５中の寸法Ｗ２）を小さく構成しても、スピーカ手段３１０，３２０が発生する音声の聞き取り易さの劣化を防止することができる。つまり、使用者による音声の聴き取り易さを確保しつつ、装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
＜実施の形態３＞
実施の形態１および２においては、保持手段の一部である第１のパッド３０１および第２のパッド３０２に、音声出力手段であるスピーカ手段３１０，３２０を内蔵する構成を示したが、音声出力手段は保持手段に外付けされるものであってもよい。
【００３２】
図６は、実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示す図である。スピーカボックス３５０は、使用者に対して音声を出力するスピーカ手段（不図示）を内蔵するスピーカユニットであり、その人側面（装着時における使用者の側の面）に当該スピーカ手段が出力する音声を出射するための開口部３５１が形成されている。図６に示すように、スピーカボックス３５０は、保持手段の一部である第１のパッド３０１から下方に、装着時における使用者の耳の近傍まで延びている。このような構造にすることで、スピーカ手段を使用者の耳にさらに近く配置することができ、使用者による音声の聴き取り易さは向上する。
【００３３】
また、実施の形態１および２と同様に、使用者が当該装置を頭部に装着するだけで、スピーカボックス３５０が使用者の耳付近に配置されるため、音声出力手段のための作業は不要である。さらに、イヤホーンコードを有さないため、装置の収納も容易である。また、直接耳に挿入するものではないので衛生上の問題は伴わない。
【００３４】
＜実施の形態４＞
図７および図８は、実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示す図である。スピーカ手段を内蔵するスピーカボックス３５０は、その幅、長さよりも厚さが小さい扁平なブロック形状を有している。スピーカボックス３５０の人側面（装着時における使用者の側の面）には、スピーカ手段が出力する音声を出射するための開口部３５１が形成されている。
【００３５】
また、スピーカボックス３５０は、第１のパッド３０１に第３の自在ジョイント５３により支持されたアーム２１を介して保持されており、使用者９９の耳の近傍へ延びている。このような構造にすることで、スピーカボックス３５０に内蔵されたスピーカ手段を、使用者の耳にさらに近く配置することができ、使用者による音声の聴き取り易さは向上する。
【００３６】
この第３の自在ジョイント５３の構成は、既に図３で説明した第２の自在ジョイント５２と同様の構成をなしている。従って、第２の自在ジョイント５２は少なくとも２方向（図８中矢印θ１、θ２、方向）に回動可能な自由度を有しており、アーム２１はその長さ方向（図８中矢印Ｘ方向）にスライド可能な自由度を有している。即ち、スピーカボックス３５０は、第１のパッド３０１（即ち保持手段）に対する方向を調整可能な方向調整手段としての第３の自在ジョイント５３、および、第１のパッド３０１（即ち保持手段）との距離を調整可能な距離調整手段としての第２のアーム２１を介して第１のパッド３０１に保持されている。
【００３７】
スピーカボックス３５０から発せられる音声を良好に聴取するには、耳のごく近傍に、且つ、耳に沿った向きにスピーカボックスを配置する必要がある。人の耳の位置は千差万別であり、かつその耳の面の方向も個人差が大きいが、前述のようにスピーカボックス３５０は少なくとも３方向の自由度を有するために、あらゆる人の耳にとっての最適なポジションを得ることが可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る制御ボックス７０は、表示ユニット１が表示する画像を上下反転させる切り替えスイッチを備えている。一般に、人は左右何れかに利き目を有しており、利き目の方が画像の視認は行いやすい。また、使用者の左右の視力に差がある場合、視力の比較的良い目の方が画像を視認しやすい。よって、本実施の形態のように表示ユニット１が使用者の片方の目のみに画像を表示する構成では、使用者毎の利き目の状況や左右視力の差に合わせて、表示ユニット１が画像を表示する側の目を変更できることが望ましい。
【００３９】
制御ボックス７０が表示ユニット１が表示する画像を上下反転させる機能を有することにより、使用者は画像表示装置を左右逆に装着するだけで、画像が表示される目を変更することが可能になる。このとき、スピーカボックス３５０は第３の自在ジョイント５３および第２のアーム２１により上記の３方向の自由度を有するので、画像表示装置を左右反転させて装着した際にも、スピーカユニット３５０を反対の耳の位置に対応させて配置させることが可能である。
【００４０】
なお、スピーカボックス３５０における保持手段からの距離および方向を調整する距離調整手段および方向調整手段のそれぞれは、その機能を有する構成のものであれば任意のものでもよいが、本実施の形態のように第３の自在ジョイント５３を第２の自在ジョイント５２と同様の構成とし、その間で部品を共用することにより、部品点数および製造コストの削減にも寄与できる。
【００４１】
図９は、本実施の形態に係る画像表示装置の収納時の形体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその側面図である。当該画像表示装置の収納時には、図９の如く第１のアーム２および第２のアーム２１の長さ方向とバンド部材３の長さ方向とを揃える。表示ユニット１、第１のアーム２、第２のアーム２１およびスピーカボックス３５０の幅は、保持部材３、第１のパッド３０１および第２のパッド３０２により構成される保持手段の幅Ｈとほぼ同等である。よって、第２の自在ジョイント５２および第３の自在ジョイント５３を中心にそれらを回動させることで、図９（ｂ）の如く幅Ｈの寸法内に収納され、画像表示装置の収納時における厚さを薄型化することができる。
【００４２】
また、第２の自在ジョイント５２および第３の自在ジョイント５３の夫々において、第１のアーム２および第２のアーム２１は長さ方向への摺動自由度を有しているので、収納時にそれらを摺動させて、平置き平面サイズ（図９（ａ）図中寸法Ｓ）を可及的に小型化することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、頭部搭載型の画像表示装置において、使用者が当該装置を頭部に装着するだけで、スピーカ手段が使用者の耳付近に配置されるため、音声出力手段を装着するための特別な作業は不要である。さらに、イヤホーンコードを有さないため、装置の収納も容易である。またさらに、スピーカ手段は直接耳に挿入されるものではないので、例えば複数の使用者が交代で使用する場合でも衛生上の問題は伴わない。また、スピーカ手段を使用者の耳に近く配置することができ、使用者による音声の聴き取り易さは向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る画像表示装置における第２の自在ジョイントの構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る画像表示装置における第１のパッドがスピーカ手段を内装する部分の拡大断面図である。
【図５】実施の形態２に係る画像表示装置における第１のパッドがスピーカ手段を内装する部分の拡大断面図である。
【図６】実施の形態３に係る画像表示装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る画像表示装置の収納時の形体を示す図である。
【符号の説明】
１　表示ユニット、２　第１のアーム、３　バンド部材、２１　第２のアーム、５１　第１の自在ジョイント、５２　第２の自在ジョイント、５３　第３の自在ジョイント、７１　ケーブル、７０　制御ボックス、９９　使用者、３０１　第１のパッド、３０２　第２のパッド、３１０　スピーカ手段、３１１　開口部、３１２　反射面、３２０　スピーカ手段、３５０　スピーカボックス、３５１開口部。

Claims

使用者の頭部を挟持することで前記頭部に保持される保持手段と、
前記保持手段に装着され、前記使用者の少なくとも片方の眼に対して画像を表示する表示手段と、
前記使用者に対して音声を出力するスピーカ手段とを有する画像表示装置であって、
前記保持手段は、前記頭部に保持されたときに前記使用者の耳近傍に位置する部位に前記スピーカ手段を内蔵する、
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記保持手段は、前記スピーカ手段から出力される音声を前記使用者の耳の方向へ反響させる反響面をさらに備える
ことを特徴とする画像表示装置。
使用者の頭部を挟持することで前記頭部に保持される保持手段と、
前記保持手段に装着され、前記使用者の少なくとも片方の眼に対して画像を表示する表示手段と、
前記使用者に対して音声を出力するスピーカ手段とを有する画像表示装置であって、
前記保持手段には、前記保持手段から前記使用者の耳近傍に延び、前記スピーカ手段を内蔵するスピーカユニットが装着される
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項３に記載の画像表示装置であって、さらに、
前記保持手段に対する前記スピーカユニットの方向を調整可能な方向調整手段を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項３または請求項４に記載の画像表示装置であって、さらに、
前記保持手段と前記スピーカユニットとの距離を調整可能な距離調整手段を備える
ことを特徴とする画像表示装置。