JP2005195821A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 頭部に装着して使用する画像表示装置の画像を見やすくする。
【解決手段】 画像表示装置は、メガネ形状の本体を備えておりいおり、左右の目の一方に対応するフレーム枠に表示装置２０が取付けられている。表示装置２０は、ケース２１の内部に、変換基板２５、バックライトユニット２６、液晶ディスプレイ２７を内蔵している。ケース２１の使用者の目と対向する側には、鏡筒２２が設けられており、その内部には拡大レンズ２８、反射防止フィルタＦが設けられている。使用者は、液晶ディスプレイ２７に表示された画像の像光を拡大レンズ２８、反射防止フィルタＦを通して見ることになる。反射防止フィルタＦは像光の光路に垂直であり、その両面は平滑になっている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、頭部などの身体に装着して使用可能な、小型の画像表示装置に関する。

頭部などの身体に装着して使用され、使用者の眼前に画像を表示するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が、バーチャルリアリティをはじめ種々の分野で利用されている。ＨＭＤは、通常、外光を遮断して画像のみを表示するようなものとされ、一般的にはゴーグル形状、あるいは大型のメガネのフレーム形状に形成される。ＨＭＤを使用すると、使用者はどの方向を向いていても画像を見ることができる反面、外界を見ることはできなくなる。

近年、画像を視界の一部に表示し、外界も、画像も見られるようにした小型の画像表示装置が提案されている。
このタイプの画像表示装置は、例えば、特開平７−２０９６００号公報に開示されている。この画像表示装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、反射ミラー、接眼レンズ等を１つの筐体に収容するとともに、その筐体にクリップを取付けてなり、クリップでメガネやサングラスのフレームに装着するように構成されている。筐体はメガネの左右のレンズのいずれかの上部外側寄りに取付けられ、ＬＣＤに表示された画像が反射ミラーと接眼レンズ、さらにメガネのレンズを介して、使用者の一方の眼に斜め上方から与えられることになる。

このタイプの画像表示装置は、視線の移動により、外界を見るか、画像を見るかの選択を行えるので、日常生活の場面で使用でき、使用の場面として室内外を特に問わない点で価値が高い。
それゆえ、このような画像表示装置であれば、音を再生するものであり、若者のライフスタイルを大きく変えた携帯型ヘッドフォンステレオの映像版といった用途に応用可能かもしれない。

しかしながら、このような画像表示装置にも改良すべき点がある。
このような画像表示装置は、画像を表示するディスプレイと、ディスプレイからの像光を使用者の目に導く光学系が設けられているのが一般的である。そして、この光学系の使用者の目に対向する部分には、像光を拡大する拡大レンズが設けられているのが通常である。
ところで、一般的に、拡大レンズは、使用者の目に対向する面が凸面などの曲面になっているので、その表面で反射した像光以外の光まで、使用者の目へ導かれるという状態を生じさせてしまうことが多い。像光以外の光が使用者の目へ導かれることになると、使用者は肝心の画像を見づらくなる。

本願発明は、頭部などの身体に直接、或いは眼鏡を介して間接的に装着して使用することのできる、小型の画像表示装置を、画像が見やすくなるように改良することを、その課題とする。

かかる課題を解決するため、本願発明者は、以下の発明を提案する。
本願発明は、使用者の身体に装着して用いられる画像表示装置である。
そして、この画像表示装置は、当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段を備えているとともに、前記表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記一方の目に導く光学系とを備えており、且つ前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は平面状になっており、それを身体に装着した使用者は、少なくとも視線を動かせば、外界を見られるように構成される。
このような画像表示装置であれば、表示手段が備える光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面が平面状になっているので、外部からの光がその面で反射して使用者の目へ導かれることが少なくなる。したがって、この画像表示装置であれば、像光以外の光が使用者の目へ導かれることが少なくなるため、使用者は画像を見やすくなる。

本願発明の画像表示装置における表示手段は、上述のようなものであればその具体的な構成は不問である。
表示手段が備える光学系には、前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する部分にはレンズが設けられていてもよい。この場合、レンズの前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面を平面状にすることができる。これにより、表示手段が備える光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面を平面状にできる。
この場合、光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は、前記像光が導かれる光軸に略垂直な平面状とすることも可能である。

本願発明による画像表示装置における表示手段は１つの場合もあれば、２つの場合もある。表示手段が１つであれば低コスト化が図りやすい。また、表示手段が２つであれば画像を見る場合の臨場感をより増し易い。
表示手段が２つの場合、本願発明による画像表示装置は、当該画像表示装置の使用時に使用者の他方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記他方の目に導くことによって、当該他方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該他方の目で前記画像を見られるようにする他方の目用の表示手段を備えており、その他方の目用の表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記他方の目に導く光学系とを備えている。そして、この他方の目用の表示手段における光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記他方の目に対向する面は平面状になっていてもよい。

本願発明において、表示手段が１つの場合、前記画像表示装置の使用時に使用者の他方の目の前に位置するものであり、当該他方の目の視野のうち、前記表示範囲に略対応する範囲、又は当該範囲を含むより広い範囲である遮蔽範囲から前記他方の目に入って来る光を、前記一方の目に前記表示範囲から入ってくる光よりも弱くする遮蔽手段を設けてもよい。
遮蔽手段は、以下のような視野闘争の問題を解消するのに役立つものである。
表示手段が１つの画像表示装置では、片目でディスプレイを見ているときに、他方の目には周囲の景色が見えることになる。このような場合に、視野闘争の問題が生じるのである。
視野闘争とは、右目、左目から入った情報のうち、どちらか一方だけが、意識にのぼるという現象をいう。右目と左目から入った情報は通常、多少の異なる点（例えば、両目の視差）はあるものの多くの共通点を持っている。このような場合、脳は、２つの情報から１つの情報を作り上げ、これを見えている「内容」として認識する。これに対して、右目と左目のそれぞれに、共通点の少ない、相互に大きく異なる情報を入れた場合、脳は、それらの情報を上手く処理できなくなる。この場合、脳は、どちらかからの情報を優先させ、そちらの情報だけを見ているように処理を行うことがある。この場合、脳が優先させた情報に基づく画像ないし景色は見えていると認識されるけれども、脳が優先させなかった情報に基づく画像ないし景色は見えているとは認識されない。
上述の如き画像表示装置では、このような視野闘争が顕著に起きる。視野闘争が起きると、ディスプレイが見えていると認識される状況と、景色が見えていると認識される状況が交互に起こることになる。ディスプレイが見えない状況が頻発するのでは、画像表示装置として役に立たないし、またディスプレイがかろうじて見えているとしても、視野闘争が頻発するのであれば、使用者に大きな疲れを与える。
上述の如き遮蔽手段があれば、その遮蔽手段が直前に置かれた側の目の視界をその遮蔽手段で遮ることで、その目をいわば死んだ状態とすることができるので、脳は表示手段により画像を見ている側の目からの情報のみを見えているものとして認識することになる。これにより、上述の視野闘争の問題を解決できるのである。

本願発明による画像表示装置は、既存の眼鏡に固定して用いるようなものとすることができる。
その画像表示装置は、使用者の身体に装着されている眼鏡に固定して用いられる画像表示装置である。
そして、眼鏡に対して着脱自在に固定を行う固定手段と、当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段と、を備えており、前記表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記一方の目に導く光学系とを備えており、且つ前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は平面状になっており、それを身体に装着した使用者は、少なくとも視線を動かせば、外界を見られるように構成されている。

以下、本発明の好ましい第１〜第４実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明では、共通するものには共通の符号を用いることとし、重複する説明は場合により省略するものとする。

≪第１実施形態≫
図１は、本発明の第１実施形態による画像表示装置１を上後方から見たときの全体を示す斜視図である。なお、実施形態の説明において、画像表示装置１の後方とは、画像表示装置１を使用者の顔に装着した場合に、使用者の顔に近い側をいうものとする。
この画像表示装置１は、本体１０と、画像を表示するための表示装置２０、及び遮蔽板３０を含んで構成されている。後述するように、表示装置２０と遮蔽板３０は、本体１０に対して着脱自在に構成されている。

本体１０は、表示装置２０と、遮蔽板３０とを保持し、且つ使用者の頭部への固定をなすためのものである。画像表示装置１の使用時に、本体１０は、使用者の頭部に装着される。画像表示装置１は、本体１０のつる１１を使用者の両耳にかけることにより、使用者の頭部に固定的に装着される。また、つる１１は、画像表示装置１の不使用時には、フレーム枠１２に向かって折り畳めるようになっている。
この実施形態における本体１０は、メガネのフレーム形状をしており、左右２本のつる１１とフレーム枠１２を含んで構成されている。もっとも、本体１０は、必ずしもメガネのフレーム形状をしている必要はない。フレーム枠１２は、右目用フレーム枠１２Ｒと、左目用フレーム枠１２Ｌを含んでいる。右目用フレーム枠１２Ｒと、左目用フレーム枠１２Ｌは、ブリッジ１２Ｂで連結されている。このブリッジ１２Ｂにはノーズパットが設けられている。右目用フレーム枠１２Ｒは、画像表示装置１の使用者の頭部への固定的な装着をなしたときに、使用者の右目の前方に位置するフレーム枠１２であり、左目用フレーム枠１２Ｌは、画像表示装置１の使用者の頭部への固定的な装着をなしたときに、使用者の左目の前方に位置するフレーム枠１２である。かならずしもそうである必要はないが、この実施形態では、両フレーム枠１２Ｌ、Ｒともに、環状に形成されている。より詳細には、両フレーム枠１２Ｌ、Ｒともに、金属製の棒状体によって作られており、平行な２本の直線の両端同士を半円状の弧で接続した横長の小判形状とされている。
なお、この実施形態における右目用フレーム枠１２Ｒ、左目用フレーム枠１２Ｌの内側には、レンズは嵌められていない。
この実施形態の画像表示装置１では、右目用フレーム枠１２Ｒ、左目用フレーム枠１２Ｌの一方に表示装置２０が、他方に遮蔽板３０が取付けられるようになっている。図１では、左目用フレーム枠１２Ｌの内側に表示装置２０が、右目用フレーム枠１２Ｒの内側に遮蔽板３０が、それぞれ固定されている。表示装置２０と遮蔽板３０の位置関係は逆でも構わない。使用者が画像を見易い方の目の前に表示装置２０が位置するようにして、表示装置２０を固定すればよい。

表示装置２０は、本発明の表示手段に相当するものである。表示装置２０は、画像表示装置１の使用時に、使用者の一方の目（この実施形態では、左目）の前に位置するものであり、所定の画像の像光を左目に導くことで、使用者が左目で画像を見られるようにするものである。使用者は、その左目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で、上述の画像を見ることになる。
表示装置２０は、図２に示したように、略直方体形状に形成されたケース２１を備えている。これには限られないが、この実施形態におけるケース２１は樹脂製である。ケース２１の後方の面には、鏡筒２２が設けられている。鏡筒２２は、略円筒形状である。ケース２１の上面には、断面略Ｕ字型の凹溝２３が設けられている。ケース２１の下面には、表示装置２０を上下方向に揺動させるための曲面部２４が設けられている。曲面部２４は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示したような断面形状をしている。曲面部２４は、鞍状の凸面２４Ａを備えている。凸面２４Ａの両端部分（鞍の傾斜方向の両端部分）には、凸面２４Ａの両端部分から突出するようにして段部２４Ｂがそれぞれ設けられている。
凹溝２３は、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの上側のものと嵌り合うようになっている。曲面部２４は、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものと当接するようになっている。表示装置２０は、凹溝２３内部に左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの上側のものを嵌め込むとともに、曲面部２４に左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものを当接させることで左目用フレーム１２Ｌの内側に取付けられるようになっている。
左目用フレーム枠１２Ｌに取付けられた表示装置２０は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示したようにして上下方向に揺動させることができる。かかる揺動は、曲面部２４の鞍状の凸面２４Ａを左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものに当接させながら摺動させる（図３（Ｂ））ことにより行われる。表示装置２０は、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものが段部２４Ｂに当接するいずれかの位置まで（図３（Ａ）、（Ｃ））揺動可能となっている。また、表示装置２０は、図３（Ａ）と（Ｃ）で示される両位置の間の任意の位置で、固定できるようになっている。
左目用フレーム枠１２Ｌに取付けられた表示装置２０は、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの上側のものと嵌りあった状態の凹溝２３を左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの上側のものに沿って摺動させるとともに、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものと当接した凸面２４Ａを左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分のうちの下側のものに沿って摺動させることで、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分の長さ方向と同じ方向に平行移動させることができる。
このようにして、使用者は、表示装置２０によって見ることのできる画像がより見易くなるような位置にくるように、表示装置２０の左右方向の位置と上下方向の角度を調整できる。

表示装置２０は、ケーブルＣと接続されている。このケーブルＣは、後述するように、画像信号を表示装置２０へと送るものである。ケーブルＣは、左側のつる１１に、例えばリング状の部材でかしめることで固定されている。また、ケーブルＣは、表示装置２０の外側面（画像表示装置１を使用者の顔に装着した場合の顔の側方側の面）に接続されている。
なお、ケーブルＣは、後述する表示装置２０の左右方向の位置、上下方向の角度調整を許容できる程度に、その長さに余裕を持たせてある。

また、ケース２１の内部には、図４に示したように、変換基板２５、バックライトユニット２６、液晶ディスプレイ２７が設けられている。
鏡筒２２の内部には拡大レンズ２８、反射防止フィルタＦが設けられている。
変換基板２５は、ケーブルＣと接続されており、ケーブルＣを介して外部から送られてくる画像信号を、液晶ディスプレイ２７に表示できるようなものに変換し、液晶ディスプレイ２７の制御を行うものである。
バックライトユニット２６は、液晶ディスプレイ２７を背後から照明するバックライトを含んでおり、バックライトの制御を行うものとなっている。
液晶ディスプレイ２７は、変換基板２５の制御下で、動画、或いは静止画である所定の画像を表示するものである。
拡大レンズ２８は、液晶ディスプレイ２７に表示された画像の像光を、拡大するものである。なお、拡大レンズ２８は、１枚である必要はなく、複数枚のレンズから構成されている場合もある。この実施形態の拡大レンズ２８は、また、鏡筒２２を回転させることで前後動するようになっている。これにより、使用者の視力に多少バラツキがあったとしても、使用者の目に上述の画像をしっかり結像させられるようになる。拡大レンズ２８を前後動させるための構成はどのようなものでもよいが、例えば、鏡筒２２を２重の構造とし、それらの内側の物の外面と外側の物の内面にネジ切りをして螺合させるとともに、鏡筒２２の内側の物の内面に拡大レンズ２８を固定することで実現できる。
反射防止フィルタＦは、外部からの光の反射を防止するためのものである。使用者は、反射防止フィルタＦを通過して来た像光を左目で見ることになる。反射防止フィルタＦは、少なくとも使用者の目に対向する側の面が平滑になるように形成されている。この実施形態における反射防止フィルタＦは、両面が平滑になるように形成されている。また、この実施形態における反射防止フィルタＦは、像光の光路に対して垂直になるようにして、鏡筒２２内に配置されている。なお、反射防止フィルタＦは、必要に応じて他のフィルタにしてもよい。また、ガラスや樹脂などの透明体によって形成の単なる透明な板に置き換えることもできる。いずれにせよ、他のフィルタや透明な板の使用者の目に対向する側の面は平滑にされる。
なお、変換基板２５は、液晶ディスプレイ２７に表示する画像を制御するものである。変換基板２５は、表示装置２０の外部から、ビデオ信号やＲＧＢ信号などの画像信号をケーブルＣを介して受信して、この画像信号に基づく画像を液晶ディスプレイ２７に表示する。もっとも変換基板２５は、表示装置２０の内部に設けられている必要はなく、そのすべて、或いは一部が、表示装置２０外に設けられていても構わない。また、画像信号を無線で受信するようになっていてもよい。
変換基板２５は、また、テレビチューナを含んで構成されていてもよい。この場合、変換基板２５は、一般的なテレビ放送用の電波を受信し、これをデコードすることで、テレビ放送の画像を液晶ディスプレイ２７に表示する。変換基板２５が液晶ディスプレイ２７に表示する画像は、これにとどまらず、ＤＶＤなどの記録媒体に記録されていた画像データに基づいて再生された画像や、パーソナルコンピュータや、ゲーム装置などのコンピュータにより生成された画像データに基づいて再生された画像など、多岐にわたる可能性がある。

遮蔽板３０は、本発明の遮蔽手段に相当する。
遮蔽板３０は、画像表示装置１の使用時に使用者の他方の目（この実施形態では、右目）の前に位置するものであり、使用者の右目の視野の遮蔽範囲に入ってくる光を、使用者の左目の表示範囲に入ってくる光よりも弱くするものである。なお、遮蔽範囲とは、表示範囲に略対応する範囲、又は当該範囲を含むより広い範囲をいう。これについては、後述する。
この実施形態では、遮蔽板３０は、矩形の板状体となっている。また、図５に示したように、溝３１をその上下に備えている。遮蔽板３０は、樹脂、木、紙、金属などによって形成することができるが、この実施形態では樹脂によって形成されている。この遮蔽板３０は、不透明な樹脂でできているが、透光性がある程度低いのであれば、半透明の樹脂でできていても構わない。例えば、比較的濃色で、透光率が５０％以下のレンズ（例えば、サングラスの度なしレンズ）と同様の素材を遮蔽板３０に用いることができる。
遮蔽板３０は、左目用フレーム枠１２Ｌの上下２本の平行な部分の長さ方向と同じ方向に平行移動させることができる。

この実施形態における画像表示装置１の使用方法を説明する。
画像表示装置１を実際に用いる前に、準備を行う。
画像表示装置１を用いる準備としては、以下のことを行う。
画像表示装置１を用いる準備として、表示装置２０の調整を行う。これは、本体１０に表示装置２０が取付けられていない場合には本体１０へ表示装置２０を取付けた上で、表示装置２０の左右方向の位置と、上下方向の角度を調整することで行う。また、上記準備として遮蔽板３０の位置調整を行う。遮蔽板３０の位置調整は、それを左右方向に平行移動させることで行う。また、上記準備として、拡大レンズ２８の調整を行う。拡大レンズ２８を、使用者の視力に応じて前後方向に移動させる。なお、上述したように、この実施形態では、鏡筒２２を回転することで拡大レンズ２８が前後動（光軸に沿う方向での移動）を行うようになっているが、拡大レンズ２８の光軸方向への移動は他の手段によって行われるようになっていても構わない。また、使用者の視力に応じて拡大レンズ２８を例えば鏡筒２２ごと交換できるようにしてもよい。
次に、画像表示装置１を、使用者の顔に装着し、固定する。かかる固定は、画像表示装置１のつる１１を両耳に係止することで行う。

この状態でケーブルＣに接続された物（例えば、ＤＶＤプレイヤなど）の電源を入れ、必要な操作を行うと、画像信号がケーブルＣを介して送られてくる。これは、変換基板２５を介して液晶ディスプレイ２７に送られる。液晶ディスプレイ２７は、この画像信号に基づいて画像の表示を行う。バックライトユニット２６に含まれるバックライトからの光である、この画像についての像光は、拡大レンズ２８を介して使用者の左目に送られ、使用者の左目に結像する。
このとき、反射防止フィルタＦがあるので、外部からの光は使用者の左目に入りにくい。

このとき、画像ＧＬは、使用者の左目には、図６（Ｌ）に示したように見える。図６（Ｌ）に示したように、画像ＧＬは、一般的には暗い空間ＳＬの中に、画像ＧＬがぽっかり浮かんでいるように見える。画像ＧＬが存在するように見える範囲が、本発明の表示範囲に相当する。なお、画像ＧＬの周りにある空間ＳＬは、拡大レンズ２８の瞳に対応するものである。また、空間ＳＬの周りには、鏡筒２２の先端がぼんやりと見える。鏡筒２２の先端がぼんやりとしか見えないのは、これが使用者の左目の近点よりも使用者よりにあるからである。また、鏡筒２２の周囲には、外界ＯＬが見える。外界ＯＬの周縁は、使用者の左目の視野に一致している。この実施形態における表示範囲の大きさは、使用者の左目の視野の１／３よりもずっと小さくなっている。なお、この表示範囲の画角は、左右方向で２０°程度である。
この実施形態では、使用者は、表示範囲を見ている状態で、視線を動かすことなく、外界の景色も認識できる。使用者は、視線を動かせば、外界の景色をより多く見ることができる。

他方、このときの使用者の右目の前には、遮蔽板３０が位置している。このとき、使用者の右目には、図６（Ｒ）に示すように、遮蔽板３０がぼんやりとみえる。遮蔽板３０がぼんやりとしか見えないのは、この遮蔽板３０の位置が使用者の右目の近点よりも使用者の右目に近い位置にあるからである。使用者の右目には、主として外界ＯＲが見えている。先ほどの遮蔽板３０は、左目の表示範囲ＧＬに対応する範囲ＧＬ’を含むようにして右目の視野の中に黒く見えている。これは、遮蔽板３０がある範囲（本発明の遮蔽範囲に相当する）から右目に入ってくる光が、画像ＧＬが見えている範囲から左目に入ってくる光よりも弱くなっていることを意味する。
この実施形態では、使用者は、遮蔽板３０を見ている状態で、視線を動かすことなく、外界の景色も認識できる。

このとき、左目で見た画像ＧＬと、右目で見た遮蔽板３０とは、脳の中で合成されて、図７に示すように、見える。
つまり、黒い遮蔽板３０の上に、画像ＧＬが乗っているように見えるのである。この実施形態では、左目の視野の中における画像ＧＬの表示範囲と、左目の視野の中におけるそれに対応する範囲とで比較すると、表示範囲から右目が受ける光刺激が、それに対応する範囲から左目が受ける光刺激よりもより多くなくなるため、視野闘争はほとんど起こらなくなるのである。
この状態で、使用者は、画像を楽しめる。
なお、使用者は、黒い遮蔽板３０の上に、画像ＧＬが乗っているように見えるように、画像ＧＬを見ながら、表示装置２０の位置調整と、遮蔽板３０の位置調整を行うことができる。

≪第１実施形態の変形例≫
第１実施形態の画像表示装置１における表示装置２０を、図１０に示したように変形することができる。
この変形例における表示装置２０は、図１０に示したように、反射防止フィルタＦを備えていない。また、拡大レンズ２８を片凸のレンズとし、平滑な面を使用者の目に対向させるように配している。この例では、平滑な面は、像光の光路に対して垂直にされている。
図示をしないが、拡大レンズ２８の使用者の目に対向する面に、反射防止フィルタやその他のフィルタを貼りつけることもできる。この場合、反射防止フィルタやその他のフィルタの使用者の目に対向する側の面は平滑にされる。
なお、以上説明した変形は、第２実施形態〜第４実施形態でも同様に行うことができる。

≪第２実施形態≫
第２実施形態における画像表示装置２を図８に示す。
この実施形態における画像表示装置２は、基本的に第１実施形態における画像表示装置１と同様である。
大きく異なるのは、本体１０の構成である。また、この実施形態では、第１実施形態の場合と比較して表示装置２０と遮蔽板３０の位置関係が逆になっている。つまり、右目の前に表示装置２０が位置し左目の前に遮蔽板３０が位置するようになっている。
この実施形態における本体１０は、第１実施形態の場合と同様に、つる１１と、フレーム枠１２とを備えて構成されるが、この実施形態におけるフレーム枠１２は、第１実施形態におけるフレーム枠１２が、ともに環状に形成された左目用フレーム枠１２Ｌ及び右目用フレーム枠１２Ｒを、ブリッジ１２Ｂで繋いだ形状となっていたのと異なり、１つの環状に形成されている点である。
したがって、この実施形態における本体１０は、眼鏡のフレーム形状とはなっていない。
なお、第２実施形態の画像表示装置２における本体１０の中心部分の下方には、眼鏡に取付けられるのと同様のノーズパットが設けられている。
第２実施形態の画像表示装置２における表示装置２０及び遮蔽板３０の構成は、第１実施形態の表示装置２０及び遮蔽板３０の構成と同様であり、それらのフレーム枠１２への取付け方法も第１実施形態の表示装置２０及び遮蔽板３０の本体１０への取付け方法と同様である。
表示装置２０は、左右方向の位置と、上下方向の角度を調整でき、遮蔽板３０は左右方向の位置を調整できる。
第２実施形態における画像表示装置２の使用方法は、第１実施形態における画像表示装置１のそれと同様である。

≪第３実施形態≫
第３実施形態における画像表示装置３を図９に示す。
第３実施形態における画像表示装置３は、基本的に第１実施形態における画像表示装置１と同様である。
異なるのは、第１実施形態における画像表示装置１の本体１０には、表示装置２０と遮蔽板３０とが取付けられていたが、第３実施形態における画像表示装置３の本体１０には、２つの表示装置２０が取付けられていることである。第３実施形態の画像表示装置３における本体１０は、第１実施形態の画像表示装置１における本体１０と同一である。
２つの表示装置２０のうち、左目の目の前に位置する表示装置２０は、第１実施形態の画像表示装置１におけるものと同一である。他方、右目の目の前に位置する表示装置２０は、左目の目の前に位置する表示装置２０と左右対称に構成されている。右目の目の前に位置する表示装置２０に接続されるケーブルＣは、左目の前に位置する画像表示装置２０と同様の方法で、右側のつる１１に固定されている。
第３実施形態における表示装置２０はともに、左右方向の位置と、上下方向の角度を調整できるようになっている。

第３実施形態における画像表示装置３の使用方法を説明する。
第３実施形態における画像表示装置３の使用方法は、基本的に第１実施形態の表示装置１の使用方法と同様である。
異なるのは、第１実施形態における画像表示装置１の使用の準備では、１つの表示装置２０の調整と、遮蔽板３０の位置調整と、拡大レンズ２８の調整とを行うが、第３実施形態における画像表示装置３の使用の準備では、これに代えて、２つの表示装置２０の調整と、拡大レンズ２８の調整とを行う。２つの表示装置２０の調整は、本体１０に表示装置２０が取付けられていない場合には本体１０へ表示装置２０を取付けた上で、２つの表示装置２０の左右方向の位置と、上下方向の角度を調整することで行う。
以上の準備が終わったら、画像表示装置３を、使用者の顔に装着し、固定する。かかる固定は、画像表示装置３のつる１１を両耳に係止することで行う。

この状態でケーブルＣに接続された物（例えば、ＤＶＤプレイヤなど）の電源を入れ、必要な操作を行うと、画像信号がケーブルＣを介して送られてくる。これは、変換基板２５を介して液晶ディスプレイ２７に送られる。液晶ディスプレイ２７は、この画像信号に基づいて画像の表示を行う。バックライトユニット２６に含まれるバックライトからの光である、この画像についての像光は、拡大レンズ２８を介して使用者の右目又は左目に送られ、使用者の右目又は左目に結像する。

このとき、左目には、画像ＧＬが、図６（Ｌ）に示したように見える。右目にも同様のものが見える。
このとき、左目で見た画像ＧＬと、右目で見たこれと同様の画像は、脳の中で合成されて、図６（Ｌ）に示すように、見えることになる。
このようにして使用者は、画像を見ることができる。また、使用者は、表示範囲を見ている状態で、視線を動かすことなく、外界の景色も認識でき、視線を動かせば、外界の景色をより多く見ることができる。

≪第４実施形態≫
この実施形態における画像表示装置４は、図１１、図１２に示したようなものであり、使用者の身体に装着される眼鏡に後付け的に固定して用いられるものである。
この画像表示装置４は、第１実施形態における画像表示装置１が備えるのと同様に、ケース２１と、変換基板、バックライトユニット、液晶ディスプレイ、拡大レンズ、反射防止フィルタ（変換基板から反射防止フィルタまでは図示を省略する）とを備えて構成されている。
ケース２１には、鏡筒２２と、固定部２９が設けられている。
固定部２９は、ケース２１の眼鏡への着脱自在な状態での固定をなすものである。この実施形態における固定部２９は、眼鏡のフレーム枠の上側部分に係止を行えるように構成されており、ケース２１から上後方に張り出した板状の部材の先端に、図１２の側面図に示した如き断面略コの字の係止部２９Ａを設けた形状とされている。断面コの字の係止部２９Ａを眼鏡のフレーム枠の上縁部（或いは、フレームレスタイプの眼鏡であればレンズの上縁部）に係止することで、この画像表示装置４は眼鏡に固定されるようになっている。
もっとも、固定部２９の構成は、眼鏡の種類等に応じて自由に決定できる。

画像表示装置４を眼鏡Ｍに固定した状態を図１３に示す。
このようにすると、眼鏡Ｍと画像表示装置４を組合わせたものは、第１実施形態の画像表示装置１と同様に画像を見られる装置となる。
なお、この場合、画像表示装置４が前にない側の目は、外界の景色をそのまま見ることになる。その場合には、上述した視野闘争の問題が生じることになる。
これを解消するため、この画像表示装置４は、第１実施形態における遮蔽板３０と同様の機能を持つものであり、眼鏡Ｍに取付けられるものとセットにしてもよい。
画像表示装置４とセットにするものは、例えば、図１１〜図１３に示した画像表示装置４のケースと左右対称のケースであって鏡筒を備えないものとすることができる。このケースには、変換基板、バックライトユニット、液晶ディスプレイ、拡大レンズ、反射防止フィルタが含まれていなくてもよい。画像表示装置４を使用者の一方の目側のフレーム枠に取付け、他方の目側のフレーム枠に画像表示装置４のケースと左右対称にされた上述の如きケースを取付けると、そのケースは第１実施形態の遮蔽板３０と同様に機能することになる。
なお、画像表示装置４の取付けられない側のフレーム枠に取付ける第１実施形態の遮蔽板３０と同様の機能を持つものは、必ずしも画像表示装置４のケースと左右対称である必要はない。遮蔽板３０と同様の機能を発揮できる程度に、それが前方に置かれる目の視野を遮蔽できるものであればよい。

第１実施形態の画像表示装置の全体を上後方から見たところを示す斜視図。 図１に示した画像表示装置における表示装置を正面方向から見たところを示す斜視図。 図１に示した画像表示装置における表示装置の揺動の仕方を示す側面図。 図１に示した画像表示装置の表示装置を上側から見たところを示す透視図。 図１に示した遮蔽板の断面図。 分図（Ｌ）は、図１に示した画像表示装置を使用しているときに、使用者の左目に見えるものを概念的に示す図、分図（Ｒ）は、図１に示した画像表示装置を使用しているときに、使用者の右目に見えるものを概念的に示す図。 図１に示した画像表示装置を使用しているときに、使用者が図６に示したものに基づいて認識できるものを概念的に示す図。 第２実施形態の画像表示装置を前方から見たところを示す斜視図。 第３実施形態の画像表示装置の全体を上後方から見たところを示す斜視図。 第１実施形態の画像表示装置の表示装置の変形例を上側から見たところを示す透視図。 第４実施形態の画像表示装置の正面図。 第４実施形態の画像表示装置の側面図。 第４実施形態の画像表示装置の使用状態を示す図。

符号の説明

１、２、３、４ 画像表示装置
１０ 本体
１１ つる
１２ フレーム枠
２０ 表示装置
２１ ケース
２２ 鏡筒
２５ 変換基板
２６ バックライトユニット
２７ 液晶ディスプレイ
２８ 拡大レンズ
３０ 遮蔽板
Ｆ 反射防止フィルタ

Claims (6)

1. 使用者の身体に装着して用いられる画像表示装置であって、
   当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段を備えているとともに、
   前記表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記一方の目に導く光学系とを備えており、且つ前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は平面状になっており、
   それを身体に装着した使用者は、少なくとも視線を動かせば、外界を見られるように構成されている、
   画像表示装置。
2. 前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する部分にはレンズが設けられており、且つそのレンズの前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は平面状になっている、
   請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は、前記像光が導かれる光軸に略垂直な平面状になっている、
   請求項１又は２記載の画像表示装置。
4. 当該画像表示装置の使用時に使用者の他方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記他方の目に導くことによって、当該他方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該他方の目で前記画像を見られるようにする他方の目用の表示手段を備えているとともに、
   前記他方の目用の表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記他方の目に導く光学系とを備えており、且つ前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記他方の目に対向する面は平面状になっている、
   請求項１記載の画像表示装置。
5. 前記画像表示装置の使用時に使用者の他方の目の前に位置するものであり、当該他方の目の視野のうち、前記表示範囲に略対応する範囲、又は当該範囲を含むより広い範囲である遮蔽範囲から前記他方の目に入って来る光を、前記一方の目に前記表示範囲から入ってくる光よりも弱くする遮蔽手段を備えている、
   請求項１〜３記載の画像表示装置。
6. 使用者の身体に装着されている眼鏡に固定して用いられる画像表示装置であって、
   眼鏡に対して着脱自在に固定を行う固定手段と、
   当該画像表示装置の使用時に使用者の一方の目の前に位置するものであり、所定の画像の像光を前記一方の目に導くことによって、当該一方の目の視野の一部である表示範囲に存在するような状態で当該一方の目で前記画像を見られるようにする表示手段と、
   を備えているとともに、
   前記表示手段は、前記画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイからの像光を前記使用者の前記一方の目に導く光学系とを備えており、且つ前記光学系の、前記画像表示装置の使用時に前記一方の目に対向する面は平面状になっており、
   それを身体に装着した使用者は、少なくとも視線を動かせば、外界を見られるように構成されている
   画像表示装置。
   
   

Images