JP2005043701A

JP2005043701A - 頭部装着型画像表示装置

Info

Publication number: JP2005043701A
Application number: JP2003278206A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Yatsugi; 慶和矢次; Norihiro Watanabe; 教弘渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP4023412B2

Abstract

【課題】使用者６０の眼６８に画像を投影する画像表示ユニット３４を高い安定性をもって保持できる頭部装着型画像表示装置を得ることを目的とする。
【解決手段】使用者６０の頭部に着脱自在に装着される可撓性のあるヘッドバンド１０の端部に、３つの独立した当接部２０ａ〜２０ｃが、各当接部の当接面内の任意の１点を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成されたベース部材１６を、２軸方向の回転自由度を有するように連結する。ベース部材１６から延びるアーム２４ａ及び２４ｂの端部に、画像表示ユニット３４を連結する。３つの当接部２０ａ〜２０ｃが構成する面の向きを、使用者６０の側頭部の形状に応じて調整して、ベース部材１６を３つの当接部２０ａ〜２０ｃを介して使用者６０の側頭部に押圧して、使用者６０の眼６８に画像を投影する位置に画像表示ユニット３４を保持するようにしたものである。
【選択図】図７

Description

この発明は、使用者の眼に画像を投影する画像表示ユニットをヘッドバンドを用いて保持して使用する頭部装着型画像表示装置に関するものである。

従来の頭部装着型画像表示装置においては、ヘッドバンドの端部に、使用者の側頭部の耳を囲む領域に押圧される無端環状のパッドを有するホルダーが連結され、このホルダーに画像表示ユニットが連結される構造となっていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−６６６１８号公報（第２−３頁、第１図）

従来の頭部装着型画像表示装置は、無端環状のパッドを保持するホルダーのパッドを接着する面（以下、ホルダー面、と記す。）は、パッドと同様に無端環状となっており、１つの連続した面を構成している。使用者の側頭部、とりわけ耳を囲む領域は、平らではなく、またその形状は使用者により異なることは周知である。一般的に、２つの面（この面は変形しないものと仮定する。）を接触させるときには、３つの点（一直線上にはなく、三角形の頂点を構成する３つの点）で接触することにより、２つの面の接触する角度は決定されることが知られている。つまり、２つの面は３点で支持されることになる（以下、３点支持、と記す。）。３点支持により保持されている２つの面は、３つの支持点を頂点とする三角形の各辺の長さ、各頂点から対向する辺への垂線の長さが長い程（正三角形に近くて、大きな三角形に相当）、２つの面に加わる外力対して安定性が高い。つまり、２つの面は安定して保持されることになる。

ホルダー面と使用者の側頭部を直接接触させる場合（ホルダー面上には、パッドが接着されているが、ここでは１つの仮定としてパッドはないものとしている。）を想定すると、３点支持によってホルダー面と使用者の側頭部の角度は決定される（使用者の側頭部は、ホルダー面に押圧されることにより多少変形するが、ここでは変形しないものとする。）。しかし、その３つの支持点の位置は、あらかじめ定めた位置ではなく、ホルダー面の形状、使用者の側頭部の形状によって決定されるため、互いにごく近接した位置で３点支持がなされ、その３つの支持点を頂点とする三角形が正三角形に近くて、大きな三角形にならない場合が生じる。この場合、ホルダーにわずかな外力が加わるだけで、ホルダーの角度が比較的速く変化してしまい、いわゆるがたつきが発生することになる。

そこで、互いにごく近接した位置で３点支持がなされ、ホルダーのがたつきが発生することを防止するために、ホルダー面と使用者の側頭部の間にゴムスポンジのように柔らかく、外力によって変形しやすい素材からなるパッドを介在させ、ホルダー面と使用者の側頭部を、ホルダー面の全面にわたって、間接的に、すなわち変形したパッドを介在させて接触させるようにしている。（なお、パッドが使用者の側頭部を保護する目的があることは言うまでもない）。つまり、３点支持ではなく、ホルダー面の全面にわたって、ホルダー面と使用者の側頭部とを間接的に面で接触させ、ホルダーのがたつきが発生することを防止している。

しかし、ホルダー面の全面にわたってホルダー面と使用者との側頭部を間接的に接触させるためには、ホルダー面と使用者の側頭部の間にできる間隙を、その全領域にわたってパッドによって充填する必要がある。この間隙は、ホルダー面と使用者の側頭部の形状、傾きの違いによって大きく変化するので、ここをすべて充填するためには、パッドの素材を柔らかくて変形しやすいものとし、かつ厚くする必要がある。このように、ホルダー面と使用者の側頭部の間に柔らかくて変形しやすく、かつ厚いパッドの層が介在すると、ホルダーにわずかな外力が加わった場合でも、このパッドの層がさらに変形するために、ホルダーの角度が比較的ゆっくりと変化してしまい、いわゆるゆれが発生することになる。

従って、従来の頭部装着型画像表示装置は、無端環状のパッドを使用者の側頭部の耳を囲む領域に押圧するようにしていたので、ホルダー面と使用者の側頭部とは変形したパッドにより間接的に無端環状のホルダー面の全面で接触するので、ホルダーのがたつきは防止できるものの、パッドがホルダーに加わる外力によって変形しやすいために、ホルダーのゆれを防止することが困難であった。つまり、画像表示ユニットを高い安定性をもって保持することが困難であった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、使用者の眼に画像を投影する画像表示ユニットを高い安定性をもって保持できる頭部装着型画像表示装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る頭部装着型画像表示装置においては、ヘッドバンドの端部に連結され、画像表示ユニットを連結するアーム部材を備えたベース部材に使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に当接する３つの独立した当接部を、各当接部の上記当接する面内の任意の１点を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成し、上記３つの当接部を介してベース部材を使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に押圧するようにしたものである。

この発明によれば、頭部装着型画像表示装置のヘッドバンドの端部に連結され、画像表示ユニットを連結するアーム部材を備えたベース部材に使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に当接する３つの独立した当接部を、各当接部の上記当接する面内の任意の１点を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成し、上記３つの当接部を介してベース部材を使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に押圧するようにしたので、アーム部材に連結され使用者の眼に画像を投影する画像表示ユニットを高い安定性をもって保持できる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。可撓性のあるヘッドバンド１０の一方の端部には、使用者の側頭部に当接される樹脂製のパッド部１２が形成されている。他方の端部には連結部材１４が形成され、これを介してヘッドバンド１０はベース部材１６と連結されている。ベース部材１６は、概ね板状の基盤部１８とそこから突出した３つの独立した当接部２０ａ〜２０ｃから構成されている。当接部２０ａ〜２０ｃの端部は円形状となっており、その表面には柔らかいシリコーン樹脂からなる円形状の保護層２１ａ〜２１ｃが形成され、これら保護層２１ａ〜２１ｃの表面が使用者の側頭部の耳周縁部に当接される。保護層２１ａ〜２１ｃは、柔らかいシリコーン樹脂により形成されているが、従来の頭部装着型画像表示装置のパッドに使用されるゴムスポンジよりは格段に変形しにくく、また厚さも格段に薄い。保護層２１ａ〜２１ｃは、外部から圧力が加わるとわずかに変形するが、外部からの圧力が加わっていない状態においては、保護層２１ａ〜２１ｃの端面、すなわち使用者の側頭部の耳周縁部に当接する面は平面であり、かつ１つの共通する平面（以下、支持面、と記す。）を構成する。すなわち、保護層２１ａ〜２１ｃの端面は、すべて支持面上にあるようになっている。

基盤部１８には、スピーカ２２が内蔵されている。ベース部材１６から延びるアーム部材である中空パイプからなるアーム２４ａ及びアーム２４ｂが、第１の自在ユニット２６により、基盤部１８に形成されているアーム取り付け部２８に取り付けられている。第１の自在ユニット２６の調整用ノブ２９を緩めると、アーム２４ａ及びアーム２４ｂは、これらの長手方向（図中、矢印Ａの方向）に第１の自在ユニット２６に対して摺動可能となり、調整用ノブ２９を締めると固定される。また、第１の自在ユニット２６の調整用ノブ２９を緩めると、第１の自在ユニット２６はアーム２４ａ及びアーム２４ｂとともに、ベース部材１６に対して、アーム２４ａ及びアーム２４ｂが作る面（アーム２４ａ及びアーム２４ｂの中心軸を含む面）に対して直交する方向（図中、矢印Ｂの方向）を軸として、その回り（図中、矢印Ｃの方向）に回転可能となり、調整用ノブ２９を締めると固定される。

アーム２４ａ及びアーム２４ｂの一方の端部は固定ユニット３０により固定され、他方の端部は第二の自在ユニット３２により固定されている。第二の自在ユニット３２には画像表示ユニット３４が取り付けられており、第二の自在ユニット３２により画像表示ユニット３４の角度は自由に設定することができる。前述のとおり、アーム２４ａ及びアーム２４ｂは第１の自在ユニット２６に対して矢印Ａ方向に摺動可能なので、第１の自在ユニット２６と第２の自在ユニット３２の間隔は調整でき、よって、ベース部材１６と画像表示ユニット３４との距離も調整できる。

連結部材１４はベース部材１６の基盤部１８の当接部２０ａ〜２０ｃが形成されている面とは反対側の面に取り付けられる。図２は、図１の連結部材１４が取り付けられるベース部材１６の面の方から見たベース部材１６及び連結部材１４の取り付け前の状態を示す斜視図である。図２において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。ベース部材１６の基盤部１８には表面Ｐ及び側面Ｑから所定深さを有し、連結部材１４を取り付けるための切欠部４０が形成されており、この切欠部４０の底面には、所定の厚さを有する概略矩形状の支持部材４２が接着剤により固定されている。支持部材４２にはその厚さ方向に概略瓢箪型の凹部４４が所定の深さまで形成されており、概略瓢箪型の凹部４４の底面は平面となっている。連結部材１４の先端には円柱部４６が形成されている。円柱部４６の直径と、概略瓢箪型の凹部４４の深さは同一である。円柱部４６の長さは、概略瓢箪型の凹部４４の長さよりやや短く形成されている。

ベース部材１６と連結部材１４を取り付けるには、支持部材４２の概略瓢箪型の凹部４４の底面に連結部材１４の円柱部４６が接するように配置し、概略コの字状の固定部材４８によって固定する。固定部材４８には固定用ネジ（図示せず）を通すための穴５０ａ及び５０ｂが形成されており、基盤部１８の切欠部４０の側面には、穴５０ａ及び５０ｂのそれぞれに対応する位置にネジ穴５２ａ及び５２ｂがそれぞれ形成されている。なお、支持部材４２、円柱部４６及び固定部材４８はステンレス製である。

図３は図２に示した連結部材１４とベース部材１６を取り付ける途中工程における状態を示す斜視図である。図３において、図１及び図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。図３において、連結部材１４の円柱部４６は支持部材４２の概略瓢箪型の凹部４４の底面に接するように配置される。円柱部４６は概略瓢箪型の凹部４４の内部で、概略瓢箪型の凹部４４の底面に垂直な方向（図３において、矢印Ｄ、すなわち連結部材１４の中心軸の方向）の回り（図３において、矢印Ｅの方向）に、回転する自由度を有する。また、円柱部４６は、その円柱の中心軸方向（図３において、矢印Ｆの方向）の回り（図３において、矢印Ｇの方向）に回転する自由度を有する。なお、円柱部４６の可動範囲は、概略瓢箪型の凹部４４の内部における円柱部４６と支持部材４２との干渉、連結部材１４の円柱部４６の取り付け部（連結部材１４の先端部分でより細く形成されている部分）と固定部材４８との干渉によって制限を受ける。

図４は図２に示した連結部材１４とベース部材１６の、これらの取り付け後における状態を示す斜視図である。図４において、図１〜図３と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。連結部材１４とベース部材１６はネジ５４ａ及び５４ｂによって取り付けられている。図５は、図４における矢印Ｋを含み円柱部４６の円柱の軸（図４において、矢印Ｆの方向）に直交する面における（矢印Ｆの向きに見た）部分断面図である。図５に示すように、円柱部４６は、支持部材４２の概略瓢箪型の凹部４４の底部Ｊと固定部材４８に挟まれた状態となる。円柱部４６、支持部材４２及び固定部材４８はステンレス製であるが、これらの接触面にはシリコーングリスを塗布して潤滑性を高めておくことにより、円柱部４６に連結部材１４を介して一定以上の外力を加えると、前述の円柱部４６が有する運動の自由度の範囲内において動かすことが可能であり、かつ外力を解放したときには円柱部４６はその位置に保持される。

図４の説明に戻る。前述したとおり、円柱部４６は、その円柱の軸（図４において、矢印Ｆの方向）の回り（図４において、矢印Ｇの方向）に回転する自由度がある。すなわち、連結部材１４は図４に示す位置から、時計回りにも、反時計回りにも、連結部材１４における円柱部４６の取り付け部が固定部材４８に接触する位置までは回転することが可能である。さらに円柱部４６は概略瓢箪型の凹部４４の中で、その底面Ｊに垂直な方向（図４において、矢印Ｄ、すなわち連結部材１４の中心軸の方向）を軸として、その回り（図４において、矢印Ｅの方向）に回転する自由度を有している。すなわち、連結部材１４は図３に示す位置から、時計回りにも、反時計回りにも、中心軸Ｄの回りに矢印Ｅの方向に円柱部材４６が概略瓢箪型の凹部４４の側面に接触する位置まで回転することが可能である。

従って、円柱部４６が形成されている連結部材１４は、ベース部材１６に対して２つの直交する軸Ｄ及びＦの回りに回転させることができる。連結部材１４を固定して見れば、ベース部材１６は連結部材１４に対して２つの直交する軸Ｄ及びＦの回りに回転させることができることになる。よって、前述したような円柱部４６の可動範囲の制限はあるものの、連結部材１４を固定した状態、すなわち連結部材１４が連結されているヘッドバンド１０を固定した状態において、ベース部材１６の３つの独立した当接部２０ａ〜２０ｃの端部、すなわち保護部２１ａ〜２１ｃの端面が構成する前記支持面の向きは、任意に設定できることとなる。円柱部４６に加わる外力が一定以下であれば、円柱部４６は動くことはなく、支持面は保持される。

図６は図１〜図４に示した実施の形態１の頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す上面図であり、図７はその斜視図である。図６及び図７において、図１〜図４と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。まず、図６について説明する。ヘッドバンド１０は使用者６０の後頭部を通り、パッド１２は使用者６０の左側頭部において、使用者６０の左耳６２より上の位置で当接し、ベース部材１６の当接部２０ａ〜２０ｃ（当接部２０ｃは図示せず）は、その保護層２１ａ〜２１ｃ（保護層２１ｃは図示せず）を介して使用者６０の右側頭部で使用者６０の右耳６４の周縁部に当接するように装着される。画像表示ユニット３４には表示部６６が、使用者６０の右目（図示せず）の前に配置される。

ヘッドバンド１０を固定した状態でも、保護層２１ａ〜２１ｃの端面が構成する支持面の向きを変化させることができるので、保護層２１ａ〜２１ｃの全てが使用者６０の右耳６４の周縁部に当接するように調整できる。ただし、使用者６０の保護層２１ａ〜２１ｃに対向する側頭部の耳周縁部は、上記支持面と平行ではなく、またその表面には凹凸もあるので、保護層２１ａ〜２１ｃの全面が当接するものではない。ヘッドバンド１０には可撓性があり、その両端の間隔、つまりパッド１２とベース部材１６の間隔を少し広げた状態で使用者の頭部に装着することにより、装着後はパッド１２及びベース部材１６には、それぞれ使用者の側頭部を押圧する向きに力が加わる。保護層２１ａ〜２１ｃは、柔らかいシリコーン樹脂により形成されているので、ヘッドバンド１０の可撓性による外部から圧力が加わると使用者６０の側頭部の耳周縁部の表面の凹凸等の形状、傾きに応じて若干変形し、必ずしも保護層２１ａ〜２１ｃの全面ではないものの、使用者６０の側頭部の耳周縁部との接触面は拡大する。

この接触面においては、保護層２１ａ〜２１ｃを介して使用者６０の側頭部の耳周縁部に圧力が加わる。この圧力は接触面内で変化するが、接触面内で最も圧力が大きい点を支持点とみなす。当接部２０ａ〜２０ｃは、各当接部が使用者６０の側頭部の耳周縁部と当接する面内、すなわち保護層２１ａ〜２１ｃのそれぞれの表面内の任意の１点（面内の任意の１点とは、数学的に面内において無作為に選択した１点を意味する。）を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成されている。上記支持点とみなす点（最も圧力の大きい点）は必ず接触面内にあり、よって保護層２１ａ〜２１ｃの表面内にあることになるので、これら３つの支持点とみなす点を相互に結ぶ線分は三角形となり、３点支持がなされていることになる。なお、この支持点とみなす点はその周辺の接触面とともに、実質的には支持点として作用する。以下、支持点と記したときは、この支持点とみなす点を意味する。

次に図７について説明する。３つの当接部２０ａ〜２０ｃは使用者６０の右耳６４を囲むように配置されており、基盤部１８に内蔵されたスピーカ２２（図７には図示せず）も、右耳６４と対向する位置に配置される。図１において説明したように、第１の自在ユニット２６により、第１の自在ユニット２６から第二の自在ユニット３２までの間隔（図中、矢印Ａの方向）及びアーム２４ａ及びアーム２４ｂのベース部材１６に対する角度（図中、矢印Ｃの方向）を調整することができ、さらに第二の自在ユニット３２により表示ユニット３４の角度も調整できるので、表示ユニット３４を使用者６０の右目６８の前の適切な位置に、適切な角度で配置することができる。

制御ボックス７０は、コンピュータ等（図示せず）からの画像情報を、表示ユニット３４に適した形式の信号に処理したのち、ケーブル７２を介して出力する。また、制御ボックス７０は画像情報とは別に音声情報もケーブル７３を介して出力する。ケーブル７２は、固定ユニット３０、アーム２４ａ及び第２の自在ユニット３２の内部を通り、表示ユニット３４に接続されている。表示ユニット３４では、入力された画像情報が液晶ディスプレイ（図示せず）に表示され、プリズムレンズ（図示せず）を経由して、図６に示した表示部６６から使用者６０の右目６８に向かって投影される。ケーブル７３はベース部材１６の内部を通って基盤部１８に内蔵されたスピーカ２２に接続されている。音声情報は、基盤部１８に内蔵されたスピーカ２２から、使用者の右耳６４に提供される。

さらに、図８は図７に示した使用者６０が眼鏡７６を装着した場合を示す斜視図である。図８において、図７と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。ベース部材１６の当接部２０ａ〜２０ｃが、眼鏡７６のつる７８を回避できる位置に配置されるようにしている。また、この実施の形態１における画像表示ユニット３４はベース部材から延びるアーム部材であるアーム２４ａ及びアーム２４ｂの端部に取り付けられて、その画像表示ユニット３４の全体が使用者の眼前に配置されるようになっているが、画像表示ユニットとベース部材から延びるアーム部材とが一体に構成されたようなものでもよく、使用者の眼前から画像を投射するものであればよい。なお、当接部２０ａ〜２０ｃの端部及び保護層２１ａ〜２１ｃは円形状としたが、他の形状であってもよい。

このように構成された頭部装着型画像表示装置においては、画像表示ユニットを連結するアーム部材を備え、かつ３つの独立した当接部を形成したベース部材を、互いに直交する２軸のまわりに回転できるようにヘッドバンドに連結し、これらの当接部を使用者の側頭部の耳周縁部に当接させ、押圧するようにしたので、この３つの当接部の保護層が使用者の側頭部の耳周縁部と当接した面の内部の点を支持点とする３点支持が実現され、使用者の眼に画像を投影する画像表示ユニットを高い安定性をもって保持できる頭部装着型画像表示装置を得ることができる。３点支持の３つの支持点は、あらかじめ定めた３つの当接部の端面の中に位置することになるので、これらの３つの支持点が構成する三角形もあらかじめ定めた形状の範囲内の形状となるので、所定の安定性で画像表示ユニットを保持することができる。また、保護層は外力によって若干変形はするものの、従来の頭部装着型画像表示装置のパッドのような柔らかさ、変形のしやすさを有するものではなく、さらに保護層の厚さも格段に薄いので、外力による保護層の更なる変形は生じにくく、従って、頭部装着型画像表示装置のゆれの発生を効果的に防止できる。

また、３つの独立した当接部の先端面が作る支持面の向きは任意に調整することができるので、使用者の装着位置のずれ、使用者ごとの個人差があっても同様の効果を奏する。さらに、画像情報とは別に提供される音声情報はベース部材に内蔵されたスピーカから使用者の耳に伝えることができるので、別途イヤホン等を装着する必要はなく、スピーカと使用者の耳の間には空間が保持されているので、外部の音を遮断することがない効果も奏する。使用者が眼鏡を着用する場合であっても、当接部と眼鏡のつるが干渉することがなく、同様の効果を奏する。

実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。図９において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。この実施の形態２は、実施の形態１のベース部材１６の基盤部１８の形状及び当接部２０ａ〜２０ｃの位置を変更したものである。ベース部材８０の基盤部８２は実施の形態１のベース部材１６の基盤部１８を上部に、すなわち当接部２０ａと２０ｂの間の基盤部１８の外形が概略三角形状になるように
拡張し、当接部２０ｃの部分を除去した形状になっている。当接部８４ａ及び８４ｂは、実施の形態１の当接部２０ａ及び２０ｂと同じ位置に形成されたものであり、当接部８４ｃは基盤部８２の前述の拡張した部分に形成されている。当接部８４ａ〜８４ｃの端部には、実施の形態１と同様の保護層８６ａ〜８６ｃがそれぞれ形成されている。スピーカ８８は、実施の形態１のスピーカ２２と同じ位置に形成されている。

図１０は図９に示した実施の形態２の頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す斜視図である。図１０において、図７及び図９と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。この実施の形態２の使用状態において、実施の形態１の使用状態と異なるのは、実施の形態１においては当接部２０ｃが使用者の右耳より下の位置に配置されていたのに対して、当接部８４ｃが右耳６４より上の位置に配置されている点である。

使用者の側頭部の耳より下の領域は、顎関節の動き等の影響で動きやすい部位があり、当接部がその部位に位置した場合に、その動きによって画像表示ユニットの位置に変位を生ずることがあった。この実施の形態２のように構成された頭部装着型画像表示装置では、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、当接部を使用者の耳よりも下の領域には配置しないようにしたので、画像表示ユニットの保持の安定性を更に高める効果を奏する。なお、ベース部材に内蔵されたスピーカの位置は、実施の形態１と同様であることから、音声情報の提供に関しては実施の形態１と同様の効果を奏することは言うまでもない。

実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。図１１において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。この実施の形態３は、実施の形態１の保護層２１ａ〜２１ｃの形状を変更し、周辺部から中心部に向かって盛り上がった形状の保護層９０ａ〜９０ｃにしたものである。図１２に、当接部２０ａ及び保護層９０ａの、保護層９０ａの中心軸（図１１において、矢印Ｌ）を含む平面における部分断面図を示す。図１２に示すように、保護層９０ａはいわゆるお椀を裏返したような形状となっている。保護層９０ｂ及び９０ｃも同様である。

このように構成された頭部装着型画像表示装置においては、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、使用者が頭部装着型画像表示装置を装着するときに、当接部はその上に形成された保護層の盛り上がっている中心部から使用者の側頭部の耳周縁部に当接し、ここを中心として保護層が若干変形して接触面が広がるので、３点支持の支持点が３つの当接部の中心軸とほぼ一致することになる。よって、使用者の装着位置のずれ、使用者ごとの個人差があっても３点支持の３つの支持点が構成する三角形の形状がほとんど変化せず、頭部装着型画像表示装置の保持の安定性が、装着する都度ばらつくのを小さく抑える効果を奏する。

実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４による頭部装着型画像表示装置の部分断面図である。この実施の形態４は、実施の形態１の当接部２０ａ〜２０ｃを基盤部１８に直接形成するのではなく、自在継手の一種であるボールジョイントを介して取り付けたものである。図１３において、当接部９２ａには実施の形態１と同様保護層２１ａが形成されており、その反対側は細く絞り込まれ、その先端は球状体９４ａとなっている。基盤部９６には、支持体９８ａ及び９８ｂが接着剤によって固定されており、球状の凹部１００を形成している。球状の凹部１００の直径は、球状体９４ａの直径よりやや大きい。球状体９４ａは球状の凹部１００の中に収容されており、自在継手の一種であるボールジョイントを構成する。球状の凹部１００の開口部１００ａの直径は、球状体９４ａの直径よりも小さくなっているので、球状体９４ａは球状の凹部１００から外れないようになっている。（なお、ボールジョイント部分の組み立ては、まず、支持体９８ａ及び９８ｂで球状体９４ａを挟みこむようにして、球状の凹部１００の中に球状体９４ａを収容し、この状態で支持体９８ａ及び９８ｂを接着する。次に接着された支持体９８ａ及び９８ｂを基盤部９６に接着する。）

当接部９２ａは基盤部９６に対して、球状部９６を中心としてどの方向にも回転する自由度を有する。この球状体９６と球状の凹部１００の接触面にはシリコーングリスを塗布してあり、当接部にわずかな外力が加わっても当接部は容易に動くものである。よって、保護層２１ａの端面の向きは、当接部９２ａに加わる外力によって容易に変化する。保護層２１ａが使用者の側頭部の耳周縁部に接触し、押圧されると、使用者の側頭部の耳周縁部の形状、傾きに応じて、その端面の向きが自動的に調整される。基盤部９６は図１に示す実施の形態１の基盤部１８に相当するものであり、当接部２０ｂ及び２０ｃに相当する位置にも、図１３と同様にボールジョイントを介して当接部（図示しないが、これらを当接部９２ｂ及び９２ｃとする。）が取り付けられている。実施の形態４は、基盤部９６、当接部９２ａ〜９２ｃ以外は実施の形態１と同様の構成である。

このように構成された頭部装着型画像表示装置においては、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、使用者が頭部装着型画像表示装置を装着するときに、３つの当接部はそれぞれの位置において、使用者の側頭部の耳周縁部の形状、傾きに応じてその端面の向きが自動的に調整されて、保護層の表面と使用者の側頭部の耳周縁部がより密に接触するようになるので、一層高い安定性をもって画像表示ユニットを保持できる頭部装着型画像表示装置を得ることができる。

なお、実施の形態１及び実施の形態４においては、ヘッドバンドの一方の端部にベース部材を連結して使用者の片側の側頭部の耳周縁部に当接させるようにしたが、ヘッドバンドの両側の端部にベース部材を連結して使用者の両側の側頭部の耳周縁部にそれぞれ当接させるようにしてもよい。さらに、ヘッドバンドの両側の端部に連結されたベース部材の双方に、画像表示ユニットを連結し、使用者の両方の眼にそれぞれ画像を投影するようにしてもよい。また、ベース部材には少なくとも、使用者の側頭部の耳周縁部に当接する３つの独立した当接部が、各当接部の上記当接する面内の任意の１点を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成されており、これら３つの当接部が使用者の側頭部の耳周縁部に当接させるようにすれば、４つ以上の当接部が形成されていてもよい。４つ以上の当接部が使用者の側頭部の耳周縁部に当接した場合であっても、そのうち上記３つの当接部のみが使用者の側頭部の耳周縁部に当接した状態にさらに４つ目以降の支持点が付加されと見ればよく、上記３つの当接部のみの場合と同等またはそれ以上の保持の安定性が得られる。

この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置の部分断面図であり、図４の矢印Ｋを含む部分断面図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す上面図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態２による頭部装着型画像表示装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態２による頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態３による頭部装着型画像表示装置の使用状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態３による頭部装着型画像表示装置の部分断面図であり、図１１の矢印Ｌを含む部分断面図である。この発明の実施の形態４による頭部装着型画像表示装置の部分断面図である。

符号の説明

２０ａ当接部、２０ｂ当接部、２０ｃ当接部、８４ａ当接部、８４ｂ当接部、８４ｃ当接部、９２ａ当接部。

Claims

使用者の頭部に着脱自在に装着される可撓性のあるヘッドバンド、上記ヘッドバンドの少なくとも一端部に連結され上記使用者の側頭部に押圧されるベース部材、上記ベース部材から延びるアーム部材の端部に連結され上記使用者の眼に画像を投影する画像表示ユニットを備える頭部装着型画像表示装置において、上記ベース部材には上記使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に当接する３つの独立した当接部が、各当接部の上記当接する面内の任意の１点を相互に結ぶ線分が三角形となるように形成され、上記ベース部材が上記３つの当接部を介して上記使用者の側頭部で、かつ耳周縁部に押圧されることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
上記ベース部材は上記ヘッドバンドに対して２軸方向の回転自由度を有して連結されることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型画像表示装置。
上記３つの独立した当接部が、上記使用者の装着する眼鏡のつるを回避しうる位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の頭部装着型画像表示装置。
上記ベース部材に音声情報を出力する音声出力手段を内蔵することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の頭部装着型画像表示装置。