JP2006145996A - 虚像表示型情報表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】 使用者が画像情報を良好に視認することができる虚像表示型情報表示システムを提供する。
【解決手段】 虚像表示型情報表示システムの表示装置４として、筐体２に、画像情報を表示する画像表示部６と、画像表示部６の発する光を反射する半透過型光学素子７とを設ける。筐体２に接続ピンを介してジョイント部材１１を接続して、ジョイント部材１１を、筐体２に対して接続ピンの軸部１２ａ（第一揺動軸）回り（図１において紙面に略直交する軸線回り）に揺動可能とする。ジョイント部材１１に接続ピンを介して画像表示部６を接続して、画像表示部６を、前記第一揺動軸と平行な軸線回り（第二揺動軸である接続ピンの軸部１２’ａ回り）に揺動可能とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、虚像表示型情報表示システムに関するものである。

虚像表示型情報表示システムは、画像表示部とこの画像表示部の発する光を反射する半透過型光学素子とを備える表示装置によって、使用者からみて半透過型光学素子よりも遠方に画像情報の虚像を表示させるものである。
このような虚像表示型情報表示システムとしては、例えば後記の特許文献１に記載の表示装置付き携帯情報装置等が知られている。
この表示装置付き携帯情報装置は、表示素子とその表示像を拡大投影するホログラム素子とを備えるものである。また、この表示装置付き携帯情報装置は、遠方の物体の透過像を表示素子上の拡大表示像と重畳して観察することができるようになっている。
特開２００１−３０８９９７号公報（第１欄第４３行〜第５０行、第２欄第４１行〜第３欄第１１行、図１等）

しかし、この表示装置付き携帯情報装置では、その拡大投影の原理上、表示像の結像倍率及び像位置が一定である（特許文献１の第１欄第４３行〜第５０行参照）。このため、使用者の視力が表示装置付き携帯情報装置の設計時に想定した視力に合致しない場合には、表示像が見づらくなってしまう。また、表示像の位置を任意に調整することができないので、表示内容によっては見づらくなってしまう。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、使用者が画像情報を良好に視認することができる虚像表示型情報表示システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、筐体に、画像表示部と、該画像表示部からの光を反射するとともに使用者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子と、を備える表示装置が設けられ、該表示装置によって、前記使用者からみて前記半透過型光学素子よりも遠方に前記画像表示部が表示する画像情報の虚像を表示する虚像表示型情報表示システムであって、前記画像表示部が、前記筐体にジョイント部材を介して接続され、該ジョイント部材が、第一揺動軸を介して前記筐体に前記第一揺動軸回りの揺動を可能にして接続され、前記画像表示部が、第二揺動軸を介して前記ジョイント部材に前記第一揺動軸と平行な軸線回りの揺動を可能にして接続されている虚像表示型情報表示システムを提供する。

このように構成される虚像表示型情報表示システムでは、半透過型光学素子が、使用者の視線方向の実視野からの光を透過する構成とされており、使用者は、半透過型光学素子を通じて実視界の風景を視認することができる。
一方、画像表示部の発する光線が、半透過型光学素子によって使用者に向けて反射されることで、画像表示部の表示する画像情報が、使用者からみて半透過型光学素子よりも視線方向遠方に虚像として拡大表示される。すなわち、この虚像表示型情報表示システムでは、使用者の実視界上に表示装置が表示する虚像が重畳される。

この画像情報の拡大倍率及び虚像の表示位置は、画像表示部と半透過型光学素子との間隔によって決定される。
この虚像表示型情報表示システムでは、筐体と画像表示部とを接続するジョイント部材を、筐体に対して第一揺動軸回りに揺動させることで、半透過型光学素子と画像表示部との間隔を調整することができる。すなわち、この虚像表示型情報表示システムでは、筐体に対してジョイント部材を揺動させることで、虚像の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節が可能である。
そして、間隔調整装置を操作して、実視界上の風景と画像情報の内容に応じて、実視界に対する虚像の位置や大きさを調整することで、自然な視界を形成することができる。

ここで、このように筐体に対してジョイント部材を揺動させると、画像表示部の表示面の向きが変わってしまい、表示装置が結像させる像も傾いてしまう。
この虚像表示型情報表示システムでは、画像表示部をジョイント部材に対して第二揺動軸回りに揺動させることで、画像表示部の表示面の向きを調整することができるので、表示装置が結像させる像に傾斜が生じなくなり、像の視認を良好に行うことができる。

また、この虚像表示型情報表示システムが、前記半透過型光学素子に対する前記画像表示部の位置が適正となる位置で前記筐体と前記ジョイント部材とを位置決め固定する第一位置決め機構と、前記半透過型光学素子に対する前記画像表示部の向きが適正となる位置で前記ジョイント部材と前記画像表示部とを位置決め固定する第二位置決め機構とを有していてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システムでは、筐体に対してジョイント部材を揺動させた際に、半透過型光学素子に対する画像表示部の位置が適正となった時点で、第一位置決め機構によって筐体とジョイント部材との位置決め固定が行われる。また、ジョイント部材に対して画像表示部を揺動させた際に、半透過型光学素子に対する画像表示部の向きが適正となった時点で、第二位置決め機構によってジョイント部材と画像表示部との位置決め固定が行われる。
このように、この虚像表示型情報表示システムでは、第一位置決め機構及び第二位置決め機構により、ジョイント部材及び画像表示部の位置決めが自動的に行われるので、半透過型光学素子と画像表示部との間隔の調整、及び半透過型光学素子に対する画像表示部の向きの調整を容易かつ迅速に行うことができる。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記第一位置決め機構は、前記筐体と前記ジョイント部材とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合突起と、前記他方のうち、前記一方に対する前記他方の向きが適正となった際に前記係合突起に対向する部位に設けられる係合凹部と、前記係合突起と前記係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有していてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システムでは、第一位置決め機構は、位置決め対象物である筐体とジョイント部材とのうちの一方に対する他方の向きが適正となった際に、一方に設けられる係合突起と他方に設けられる係合凹部とが対向させられる。係合突起と係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方は、他方との係合位置に向けて付勢されているので、位置決め対象物のうちの一方に対する他方の向きが適正となった際には、係合突起と係合凹部とが係合させられて、位置決め対象物同士の位置決めが行われる。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記第二位置決め機構は、前記ジョイント部材と前記画像表示部とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合突起と、前記他方のうち、前記一方に対する前記他方の向きが適正となった際に前記係合突起に対向する部位に設けられる係合凹部と、前記係合突起と前記係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有していてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システムでは、第二位置決め機構は、位置決め対象物であるジョイント部材と画像表示部とのうちの一方に対する他方の向きが適正となった際に、一方に設けられる係合突起と他方に設けられる係合凹部とが対向させられる。係合突起と係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方は、他方との係合位置に向けて付勢されているので、位置決め対象物のうちの一方に対する他方の向きが適正となった際には、係合突起と係合凹部とが係合させられて、位置決め対象物同士の位置決めが行われる。

本発明に係る虚像表示型情報表示システムでは、使用者の視力や画像情報の内容に応じて、画像情報の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節を行うことができるので、使用者が画像情報を良好に視認することが可能となる。

この発明の一実施形態に係る虚像表示型情報表示システムについて、図１から図３を参照して説明する。本実施形態では、本発明を、画像情報を使用者の実視界上に重畳させる携帯型情報端末に適用した例を示す。
図１に示すように、本実施形態に係る虚像表示型情報表示システム１は、この虚像表示型情報表示システム１の構成部品（例えば電子回路等）が内蔵される筐体２と、この筐体２上に設けられた撮像装置３と、画像情報を使用者の実視界上に重畳させる表示装置４とを有している。

筐体２は、略長方形平板形状をなしており、その一端側には、筐体２を厚み方向に貫く開口部２ａが設けられている。以下、筐体２の周面のうち、開口部２ａの一方の開口端が形成される周面を正面２ｂとし、他方を背面２ｃとし、残りの周面（厚み方向に略平行な周面）を側面２ｄとする。

筐体２の他端側は、虚像表示型情報表示システム１の持ち手を構成している。ここで、この虚像表示型情報表示システム１は、使用者が一端側を視線方向前方に位置するようにして他端側を片手で保持しつつ、正面２ｂの他端側を自身の側頭部等に当接させることで、虚像表示型情報表示システム１を自身の頭部に対して位置決めして、安定した保持を実現することができる。
また、筐体２の他端側には、虚像表示型情報表示システム１を操作するための操作部（図示せず）が設けられており、使用者が虚像表示型情報表示システム１を保持している手で虚像表示型情報表示システム１を操作することができるようになっている。

撮像装置３は、例えば筐体２の一端側に設けられていて、筐体２の一端が向けられた方向の風景（すなわち筐体２を保持する使用者の視線方向の風景）を撮像するものである。撮像装置３としては、感光フィルム等の感光体を用いたアナログ式撮像装置を用いてもよく、またＣＣＤ素子等の撮像素子を用いたデジタル式撮像装置を用いてもよい。本実施形態では、撮像装置３として、デジタル式撮像装置が用いられている。

表示装置４は、筐体２の一端側に設けられるものであって、筐体２の背面２ｃ側に設けられる画像表示部６と、筐体２の正面２ｂ側に設けられて開口部２ａを通じて画像表示部６から入射した光を他端側に向けて反射するとともに使用者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子７とを有している。
表示装置４は、筐体２の他端側を側頭部等に当接させている使用者からみて、その視線方向（筐体２の一端が向けられた方向）の半透過型光学素子７よりも遠方に、画像情報の虚像を表示させるものである。

ここで、画像表示部６の表示する画像情報（撮像装置３によって撮影された画像情報も含む）のデータは、図示せぬ記憶装置内に格納されている。画像表示部６が表示する画像情報は、使用者が適宜選択するか、もしくは予め設定された条件に基づいて自動的に選択されるようになっている。

画像表示部６は、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等のいわゆる薄型ディスプレイによって構成されている。本実施形態では、画像表示部６は、略長方形平板形状をなしており、その片面側が画像情報の表示される表示面６ａとされている。また、表示面６ａは、図１において長辺が紙面に略平行となる向きの略長方形状とされている。

画像表示部６は、筐体２にジョイント部材１１を介して取り付けられていて、半透過型光学素子７に対して、表示装置４の観察光軸Ａに沿って近接する方向及び離間する方向への変位を可能とされている。なお、ここでいう表示装置４の観察光軸Ａとは、画像表示部６の中心から発せられる光が、半透過型光学素子７の中心で反射して観察位置（使用者の網膜）の中心に至る光線の軌跡をさしている。
以下、筐体２に対する画像表示部６の取付構造について説明する。
図２に示すように、ジョイント部材１１は、略長方形平板状の部材である。ジョイント部材１１は、その一長辺側を筐体２に接続されていて、筐体２に対して、筐体２の幅方向（図１において紙面に略直交する方向）に沿った軸線回りに揺動可能とされている。

また、ジョイント部材１１は、その他方の長辺側を画像表示部６に接続されている。これにより、画像表示部６は、ジョイント部材１１に対して、ジョイント部材１１の長手方向（図１において紙面に略直交する方向）に沿った軸線回り、すなわち筐体２に対するジョイント部材１１の揺動軸線と略平行な軸線回りに揺動可能とされている。

ジョイント部材１１の一長辺側には、一短辺側から他方の短辺側に貫通する挿通孔１１ａが形成されている。同様に、ジョイント部材１１の他方の長辺側には、一短辺側から他方の短辺側に貫通する挿通孔１１ｂが形成されている。
一方、筐体２の開口部２ａ内には、他端側に、各側面２ｄ側から開口部２ａ内に向けて突出する突出部２ｅが設けられている。これら突出部２ｅには、筐体２の幅方向（図１において紙面に略直交する方向）に沿って、それぞれ開口部２ａの内面から各側面２ｄまで通じる挿通孔２ｆが設けられている。ここで、本実施形態では、挿通孔２ｆは、突出部２ｅにおいて背面２ｃ寄りの位置に設けられている。

ジョイント部材１１は、その一長辺側が突出部２ｅ間に挟み込まれた状態で、一方の突出部２ｅの挿通孔２ｆ、ジョイント部材１１の一長辺側の挿通孔１１ａ、他方の突出部２ｅの挿通孔２ｆをこの順番で貫くように第一接続ピン１２が挿通されることで、筐体２に対して、第一接続ピン１２の軸部１２ａ（第一揺動軸）回り（図１において紙面に略直交する軸線回り）に揺動可能にして接続されている。
第一接続ピン１２は、丸棒状の軸部１２ａの一端にフランジ１２ｂが設けられるものであって、挿通孔２ｆ及び挿通孔１１ａに挿通された状態で、他端にナット１２ｃが螺合されることで、筐体２及びジョイント部材１１に装着されている。

また、画像表示部６には、その側面の長手方向の端部に、それぞれ長手方向に略直交する板状の軸受部１３が、突出状態にして設けられている。これら軸受部１３には、画像表示部６の幅方向（図１において紙面に略直交する方向）に沿って貫通する挿通孔１３ａが設けられている。
画像表示部６は、ジョイント部材１１の他方の長辺側が軸受部１３間に挟み込まれた状態で、一方の軸受部１３の挿通孔１３ａ、ジョイント部材１１の他方の長辺側の挿通孔１１ｂ、他方の軸受部１３の挿通孔１３ａをこの順番で貫くように第二接続ピン１２’が挿通されることで、ジョイント部材１１に、第二接続ピン１２’の軸部１２’ａ（第二揺動軸）回り（図１において紙面に略直交する軸線回り）に揺動可能にして接続されている。
第二接続ピン１２’は、丸棒状の軸部１２’ａの一端にフランジ１２’ｂが設けられるものであって、挿通孔１３ａ及び挿通孔１１ｂに挿通された状態で、他端にナット１２’ｃが螺合されることで、ジョイント部材１１及び画像表示部６に装着されている。

また、この虚像表示型情報表示システム１は、半透過型光学素子７に対する画像表示部６の位置が適正となる位置で筐体２とジョイント部材１１とを位置決め固定する第一位置決め機構１４と、半透過型光学素子７に対する画像表示部６の向きが適正となる位置でジョイント部材１１と画像表示部６とを位置決め固定する第二位置決め機構１５とを有している。

第一位置決め機構１４は、筐体２とジョイント部材１１とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合突起と、他方のうち、一方に対する他方の向きが適正になった際に係合突起に対向する部位に設けられる係合凹部と、係合突起と係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有している。

本実施形態では、筐体２において突出部２ｅの開口部２ａ内側には、挿通孔２ｆの近傍に、円筒状の止まり穴１４ａが形成されている。この止まり穴１４ａ内には、先端が略半球形をなす円柱状の係合ピン１６（係合突起）が挿入されており、止まり穴１４ａの底面と係合ピン１６との間には、係合ピン１６を止まり穴１４ａから突出するように付勢するコイルスプリング１７（付勢部材）が設置されている。

また、ジョイント部材１１において挿通孔１１ａが形成される側面（ジョイント部材１１の短辺を構成する側面）には、挿通孔１１ａの周囲に、係合ピン１６の先端と係合する係合凹部１８が、挿通孔１１ａの軸線に対する距離をほぼ等しくして複数設けられている。
本実施形態では、ジョイント部材１１には、ジョイント部材１１及び画像表示部６が筐体２の開口部２ａ内に収納された状態で係合ピン１６に対向する位置に、係合凹部１８ａが設けられている。また、ジョイント部材１１に接続された画像表示部６と半透過型光学素子７との間隔が適正となった状態で係合ピン１６に対向する位置に、それぞれ係合凹部１８ｂ，１８ｃが設けられている。これら係合凹部１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、それぞれジョイント部材１１の一方の側面と他方の側面とに、対にして設けられている。

第二位置決め機構１５は、ジョイント部材１１と画像表示部６とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合凹部と、他方のうち、一方に対する他方の向きが適正になった際に係合凹部に対向する部位に設けられる係合突起と、係合凹部と係合突起とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有している。

本実施形態では、画像表示部６の軸受部１３においてジョイント部材１１を受ける面には、挿通孔１３ａの近傍に、円筒状の止まり穴１５ａが形成されている。この止まり穴１５ａ内には、先端が略半球形をなす円柱状の係合ピン１６が挿入されており、止まり穴１５ａの底面と係合ピン１６との間には、係合ピン１６を止まり穴１５ａから突出するように付勢するコイルスプリング１７が設置されている。

また、ジョイント部材１１において挿通孔１１ｂが形成される側面には、挿通孔１１ｂの周囲に、係合ピン１６の先端と係合する係合凹部１９が、挿通孔１１ｂの軸線に対する距離をほぼ等しくして複数設けられている。これら係合凹部１９は、ジョイント部材１１の一方の側面と他方の側面とに、それぞれ対にして設けられている。
本実施形態では、ジョイント部材１１には、ジョイント部材１１に接続された画像表示部６の、半透過型光学素子７に対する向きが適正となった状態で係合ピン１６に対向する位置に、それぞれ係合凹部１９ａ，１９ｂが設けられている。これら係合凹部１９ａ，１９ｂは、それぞれジョイント部材１１の一方の側面と他方の側面とに、対にして設けられている。

そして、表示装置４の使用時には、図１に示すように、ジョイント部材１１及び画像表示部６を変位させて、画像表示部６の表示面６ａを筐体２の正面２ｂ側の一端寄りに向けて（言い換えれば筐体２の一端側の正面２ｂ寄りに向けて）、画像表示部６を半透過型光学素子７に対して略平行にすることで、画像表示部６の発する光が開口部２ａを通じて半透過型光学素子７の反射面７ａに入力される。
また、表示装置４を使用しない場合には、ジョイント部材１１及び画像表示部６を変位させて、図３（ａ）に示すように、画像表示部６を筐体２の開口部２ａ内に収納することで、虚像表示型情報表示システム１の外形寸法を小さくすることができる。

半透過型光学素子７は、凹曲面状の反射面７ａを有する部材であって、開口部２ａを通じて画像表示部６からの光を、反射面７ａによって筐体２の他端側に向けて反射させることによって、他端部を頭側部に当接させた状態の使用者からみて半透過型光学素子７よりも遠方に、画像情報の虚像を結像させるものである。
半透過型光学素子７において、反射面７ａが形成される領域は、使用者の実視界からの光を透過させる構成とされており、使用者は、半透過型光学素子７を通じて視線方向遠方の景色も視認することができるようになっている。

本実施形態では、半透過型光学素子７は、アクリルやポリカーボネート等の透明な材質からなる略長方形板状の部材であって、その片面側に金属膜等の反射層が形成されていて、ハーフミラーとして機能する。この反射層の表面が、画像表示部６から入射した光線を表面で反射させる反射面７ａとされている。

また、半透過型光学素子７は、一方の短辺がヒンジ２６を介して筐体２の一端近傍に接続されており、ヒンジ２６の揺動軸線回りに揺動することができるようになっている。
そして、表示装置４の使用時には、図１に示すように、反射面７ａが使用者に向くように筐体２の正面２ｂから屹立させることで、画像表示部６から発せられた光が使用者に向けて反射される。本実施形態では、表示装置４の使用時には、画像表示部６と半透過型光学素子７とが略平行に対向配置される。
また、表示装置４を使用しない場合には、半透過型光学素子７を筐体２の正面２ｂに沿うように折り畳むことで、虚像表示型情報表示システム１の外形寸法を小さくすることができる。

また、反射面７ａは、長手方向（図１において紙面に略平行な方向）及び短手方向（図１において紙面に略垂直な方向）にそれぞれ曲率を有する凹曲面状に形成されており、表示装置４においては、画像表示部６が発する光線を使用者に向けて反射し、虚像の観察を可能にする凹面鏡として機能する。
さらに、反射面７ａは、長手方向においてヒンジ２６との接続端から離間するにつれて次第に曲率が増大させられており、これによって反射面７ａの長手方向の各部における画像表示部６の表示面６ａまでの距離の差によって生じる収差が解消されて、歪みのない画像情報の虚像が形成されるようになっている。

また、半透過型光学素子７は、反射面７ａが形成される領域の肉厚が均一とされている。これによって、視線方向遠方から使用者に向けて半透過型光学素子７に入射した光線は、半透過型光学素子７によって屈折させられることなく、使用者の瞳に入射することとなり、使用者が視線方向遠方の景色を歪みなく良好に視認することができる。

このように構成される虚像表示型情報表示システム１は、使用しない場合には、図３（ａ）に示すように、画像表示部２が筐体２の開口部２ａ内に収納される。この状態では、第一位置決め機構１４によって、ジョイント部材１１が筐体２に対して位置決め固定されている。具体的には、この状態では、ジョイント部材１１の一長辺側に設けられた係合凹部１８ａが、突出部２ｅに設けられた係合ピン１６に対向する位置にあり、係合ピン１６の先端が係合凹部１８ａに係合されている。
同様に、この状態では、第二位置決め機構１５によって、画像表示部６がジョイント部材１１に対して位置決め固定されている。具体的には、ジョイント部材１１の他方の長辺側に設けられた係合凹部１９ａが、画像表示部６の軸受部１３に設けられた係合ピン１６に対向する位置にあり、係合ピン１６の先端が係合凹部１９ａに係合されている。

そして、この虚像表示型情報表示システム１を使用する場合には、画像表示部６を筐体２の背面２ｃ側に引き出し（図１及び図３（ｂ）参照）、半透過型光学素子７を正面２ｂに対して屹立させる（すなわち表示装置４を使用時の配置とする）。
なお、図３（ｂ）に示す状態は、図３（ａ）の状態から、ジョイント部材１１に対する画像表示部６の向きは変えずに、筐体２に対してジョイント部材１１を第一接続ピン１２の軸部１２ａ回り（第一揺動軸回り）に揺動させて、筐体２に対するジョイント部材１１の向きを変えた状態である。
この状態では、第一位置決め機構１４によって、ジョイント部材１１が筐体２に対して位置決め固定されている。具体的には、この状態では、ジョイント部材１１の一長辺側に設けられた係合凹部１８ｂが、突出部２ｅに設けられた係合ピン１６に対向する位置にあり、係合ピン１６の先端が係合凹部１８ｂに係合されている。

このように表示装置４を使用時の配置とした状態で、前記のように、使用者が筐体２を一方の手と側頭部とで保持することで、使用者が表示装置４の表示する虚像を視認することができる。
本実施形態では、半透過型光学素子７が使用者の実視界からの光を透過させるので、使用者は、表示装置４が表示する虚像に加えて、実視界の風景も視認することができる。すなわち、この虚像表示型情報表示システム１では、使用者の実視界上に表示装置４が表示する虚像が重畳される。

この虚像表示型情報表示システム１では、半透過型光学素子７は、反射面７ａが凹曲面とされていて、この反射面７ａが表示装置４において凹面鏡として機能するので、画像表示部６の表示する画像情報が、使用者からみて半透過型光学素子７よりも視線方向遠方に虚像として拡大表示される。この画像情報の拡大倍率及び虚像の表示位置は、反射面７ａの曲率と、観察光軸Ａに沿った方向における半透過型光学素子７と画像表示部６との間隔によって決定される。

このため、観察光軸Ａに沿った方向における半透過型光学素子７と画像表示部６との間隔が広くなると、虚像は使用者の視線方向においてより遠方により拡大されて表示されることとなり、逆に、観察光軸Ａに沿った方向における半透過型光学素子７と画像表示部６との間隔が狭くなると、虚像は使用者の視線方向においてより近くに縮小されて表示されることとなる。

この虚像表示型情報表示システム１では、筐体２に対してジョイント部材１１を揺動させることで、画像表示部６と半透過型光学素子７との間隔を調整することができるようになっている。
具体的には、筐体２に対してジョイント部材１１を第一接続ピン１２の軸部１２ａ回り（第一揺動軸回り）に揺動させて、筐体２に対するジョイント部材１１の向きを変えることで、観察光軸Ａに沿った方向における画像表示部６と半透過型光学素子７との間隔を調整することができる。

ここで、このように筐体２に対してジョイント部材１１を第一接続ピン１２の軸部１２ａのみの回りに揺動させると、画像表示部６の表示面６ａの法線Ｌの向きが観察光軸Ａに対して傾斜してしまい、半透過型光学素子７を介して半透過型光学素子７よりも遠方に表示される虚像の表示面も、図１のＦ’で示す仮想面のように、光軸に直交する面Ｆ（好ましい虚像の表示面）から傾いてしまう。
この虚像表示型情報表示システム１では、画像表示部６をジョイント部材１１に対して第二接続ピン１２’の軸部１２’ａ回りに揺動させることで、画像表示部６の表示面６ａの向きを調整することができるので、虚像の表示面の傾斜を解消することができ、虚像の視認を良好に行うことができる。
具体的には、筐体２に対するジョイント部材１１の向きの調整作業の際に、ジョイント部材１１に対して画像表示部６を第二接続ピン１２’の軸部１２’ａ回り（第二揺動軸回り）に揺動させて、ジョイント部材１１に対する画像表示部６の向きを変えて、画像表示部６の表示面６ａの法線Ｌを観察光軸Ａに一致させることで、図３（ｃ）に二点差線で示す位置（図３（ｂ）に示す位置と同じ）と図３（ｃ）に実線で示す位置との間で、画像表示部６を半透過型光学素子７から近接または離間する向きに略平行移動させることができる。

ここで、図３（ｃ）に実線で示す状態では、第一位置決め機構１４によって、ジョイント部材１１が筐体２に対して位置決め固定されている。具体的には、この状態では、ジョイント部材１１の一長辺側に設けられた係合凹部１８ｃが、突出部２ｅに設けられた係合ピン１６に対向する位置にあり、係合ピン１６の先端が係合凹部１８ｃに係合されている。これによってジョイント部材１１が筐体２に対して位置決め固定されている。
同様に、この状態では、第二位置決め機構１５によって、画像表示部６がジョイント部材１１に対して位置決め固定されている。具体的には、ジョイント部材１１の他方の長辺側に設けられた係合凹部１９ｂが、画像表示部６の軸受部１３に設けられた係合ピン１６に対向する位置にあり、係合ピン１６の先端が係合凹部１９ｂに係合されている。これによって画像表示部６がジョイント部材１１に対して位置決め固定されている。

このようにして画像表示部６が観察光軸Ａに沿って透過型光学素子７に近接する方向または離間する方向へ略平行移動させられることで、結果、画像情報の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節が行われる。

このように、この虚像表示型情報表示システム１は、使用者の視力や画像情報の内容に応じて、画像情報の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節を行うことができるので、使用者が画像情報を良好に視認することが可能となる。

また、上記のように、この虚像表示型情報表示システム１は、半透過型光学素子７に対して画像表示部６を変位させるものである。すなわち、この虚像表示型情報表示システム１では、虚像の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節時に、半透過型光学素子７が変位しないので、使用者と半透過型光学素子７との位置関係が保たれる。これにより、使用者が半透過型光学素子７によって視線方向遠方に結像された画像情報を視認しながら虚像の拡大倍率及び虚像の表示位置の調節を行うことができ、調節作業を容易かつ迅速に行うことができる。
また、表示装置４の表示する虚像を視認しながら、実視界上の風景と画像情報の内容に応じて、実視界に対する虚像の位置や大きさを調整することで、自然な視界を形成することができる。

また、この虚像表示型情報表示システム１では、第一位置決め機構１４及び第二位置決め機構１５により、ジョイント部材１１及び画像表示部６の位置決めが自動的に行われるので、半透過型光学素子７と画像表示部６との間隔の調整、及び半透過型光学素子７に対する画像表示部６の向きの調整を容易かつ迅速に行うことができる。

ここで、本実施形態では、虚像表示型情報表示システム１の第一位置決め機構１４及び第二位置決め機構１５を、係合ピン１６とコイルスプリング１７、及び係合凹部１８，１９とによって構成した例を示したが、第一位置決め機構１４及び第二位置決め機構１５の構成は、他の構成としてもよい。
図４に、一例として、第二位置決め機構１５の代わりに第二位置決め機構２７を用いた構成について示す。

第二位置決め機構２７は、第二位置決め機構１５において、第二接続ピン１２’、ナット１２ｃ、止まり穴１５ａ、係合ピン１６，コイルスプリング１７、及び係合凹部１９をなくし、代わりに画像表示部６に第一係合部材２８を設け、ジョイント部材１１に第二係合部材２９を設けて、これら第一、第二係合部材２８，２９によって係合突起及び係合凹部を構成したものである。

具体的には、第一係合部材２８は、画像表示部６の軸受部１３の挿通孔１３ａ内に、軸線方向への移動を可能にしてかつ軸線回りの回転を規制されて挿入された略円筒形状の部材であって、ジョイント部材１１側の端部に底面が設けられている。
第一係合部材２８の底面には、その中心に挿通孔２８ａが設けられている。また、底面においてジョイント部材１１側を向く面には、直径方向に沿って一本の突条２８ｂが設けられていて、この突条２８ｂによって係合突起が構成されている。突条２８ｂの形状は任意であるが、この例では突条２８ｂは断面視山形とされている。

一方、ジョイント部材１１の短辺を構成する側面のうち、軸受部１３に対向する部位には、この側面と略平行にして、中心に挿通孔２９ａが設けられた略円盤状の第二係合部材２９が軸線回りの回転を規制して設けられている。第二係合部材２９において軸受部１３に対向する面には、直径方向に沿って複数の溝２９ｂ，２９ｃが設けられており、これらの溝２９ｂ，２９ｃによって係合凹部が構成されている。

第一係合部材２８と第二係合部材２９とは、それぞれの挿入口２８ａ，２９ａに第三接続ピン３０が挿入されることによって係合されていて、これによって画像表示部６とジョイント部材１１とが接続されている。
この第三接続ピン３０は、丸棒状の軸部３０ａ（第二揺動軸）の一端にフランジ３０ｂが設けられており、他端が第一係合部材２８の挿入口２８ａ、第二係合部材２９の挿通孔２９ｃにこの順番で挿通されて、他端が挿通孔２９ｃ内面に係合することで、第一係合部材２８と第二係合部材２９とを係合するものである。

また、第三接続ピン３０のフランジ３０ｂと第一係合部材２８の底面との間には、コイルスプリング３０ｃ（付勢部材）が設けられており、第一係合部材２８は、このコイルスプリング３０ｃの付勢力によって第二係合部材２９に押し付けられている。

この第二位置決め機構２７では、上記のように第一係合部材２８が第二係合部材２９に向けて付勢されているので、ジョイント部材１１に対して画像表示部６を第三接続ピン３０の軸部３０ａ回り（第二揺動軸回り）に揺動させて第一係合部材２８の突条２８ｂの向きが第二係合部材２９の溝２９ｂ，２９ｃのうちのいずれかの向きと一致すると、これら突条２８ｂと溝２９ｂ（または溝２９ｃ）とが係合して、ジョイント部材１１に対する画像表示部６との位置決め固定が行われる。

また、この虚像表示型情報表示システム１には、図５に示すように、筐体２において使用者の頬のあたる部分（例えば正面２ｂにおいて一端側と他端側との境界近傍）に頬当て３１を設けたり、使用者の耳のあたる部分（例えば正面２ｂにおいて他端近傍部分）に耳当て３２を設けることで、使用者による支持が安定するとともに、長時間使用しても疲労しにくくなる。

本発明の一実施形態に係る虚像表示型情報表示システムを示す平面図である。 図１の虚像表示型情報表示システムの構成を示す分解斜視図である。 図１の虚像表示型情報表示システムの動作を示す図である。 本発明に係る虚像表示型情報表示システムの他の形態例を示す斜視図である。 本発明に係る虚像表示型情報表示システムの他の形態例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 虚像表示型情報表示システム
２ 筐体
４ 表示装置
６ 画像表示部
７ 半透過型光学素子
７ａ 反射面
１１ ジョイント部材
１２ａ 軸部（第一揺動軸）
１２’ａ，３０ａ 軸部（第二揺動軸）
１４ 第一位置決め機構
１５，２７ 第二位置決め機構
１６ 係合ピン（係合突起）
１７ コイルスプリング（付勢部材）
１８，１９ 係合凹部

Claims (4)

1. 筐体に、画像表示部と、該画像表示部からの光を反射するとともに使用者の視線方向の実視野からの光を透過する半透過型光学素子と、を備える表示装置が設けられ、該表示装置によって、前記使用者からみて前記半透過型光学素子よりも遠方に前記画像表示部が表示する画像情報の虚像を表示する虚像表示型情報表示システムであって、
   前記画像表示部が、前記筐体にジョイント部材を介して接続され、
   該ジョイント部材が、第一揺動軸を介して前記筐体に前記第一揺動軸回りの揺動を可能にして接続され、
   前記画像表示部が、第二揺動軸を介して前記ジョイント部材に前記第一揺動軸と平行な軸線回りの揺動を可能にして接続されている虚像表示型情報表示システム。
2. 前記半透過型光学素子に対する前記画像表示部の位置が適正となる位置で前記筐体と前記ジョイント部材とを位置決め固定する第一位置決め機構と、
   前記半透過型光学素子に対する前記画像表示部の向きが適正となる位置で前記ジョイント部材と前記画像表示部とを位置決め固定する第二位置決め機構とを有している請求項１記載の虚像表示型情報表示システム。
3. 前記第一位置決め機構は、前記筐体と前記ジョイント部材とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合突起と、
   前記他方のうち、前記一方に対する前記他方の向きが適正となった際に前記係合突起に対向する部位に設けられる係合凹部と、
   前記係合突起と前記係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有している請求項２に記載の虚像表示型情報表示システム。
4. 前記第二位置決め機構は、前記ジョイント部材と前記画像表示部とのうちの一方の、他方に対向する部位に設けられる係合突起と、
   前記他方のうち、前記一方に対する前記他方の向きが適正となった際に前記係合突起に対向する部位に設けられる係合凹部と、
   前記係合突起と前記係合凹部とのうちの少なくともいずれか一方を他方との係合位置に向けて付勢する付勢部材とを有している請求項２または３に記載の虚像表示型情報表示システム。

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