JP2006174070A - 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】 筐体２と、筐体２に設けられて使用者の視線方向遠方に画像情報を虚像として表示する表示装置とを有する虚像表示型情報表示システム１において、筐体２に、使用者の頭部への当接部材２１を出没可能にして設ける。具体的には、当接部材２１を、筐体２に揺動軸Ａを介して接続し、揺動軸Ａ回りに揺動することで、筐体２への収納状態と、筐体２から張り出した突出状態とを選択的に切替え可能とする。
【選択図】 図３

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、使用者は、拡大表示画像を観察するためには、携帯情報装置を眼前で保持しておく必要があるが、使用者が手のみによってこの位置に携帯情報装置を保持する場合、使用者の姿勢が不自然な姿勢となるので、携帯情報装置の保持が不安定になり、表示像が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、筐体と、該筐体に設けられて使用者の視線方向遠方に画像情報を虚像として表示する表示装置とを有する虚像表示型情報表示システムであって、前記筐体には、該筐体から張り出した突出状態で、前記使用者の頭部に当接する当接部材が出没可能に設けら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、表示装置の表示する虚像を視認するにあたって、使用者は、筐体から当接部材を張り出させて突出状態とし、この当接部材を頭部に当接させることで、この頭部によっても虚像表示型情報表示システムを支持することができるので、安定した支持が可能となる。
また、虚像の視認を行わない場合には、この当接部を筐体に収めることで、外形寸法を低減することができ、取回し性や携帯性を低下させずに済む。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記当接部材が、前記筐体に揺動軸を介して接続されており、該揺動軸回りに揺動することで、前記筐体への収納状態と、前記突出状態とを選択的に切替え可能とされていてもよい。

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、当接部材を揺動軸回りに揺動させることで、当接部材を筐体から容易に出没させることができる。すなわち、複雑な機構を用いずに、また容易に当接部材を筐体から出没させることができる。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記当接部材が、前記収納状態において前記筐体外方を向く部位に、前記突出状態において前記使用者の頭部を受ける当接部を備えていてもよい。

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、当接部材において使用者の頭部に当接される当接部が、常に筐体外に露出されていて筐体と干渉しないので、この当接部の形状を任意とすることができる。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記当接部が、前記頭部の形状に適合した形状とされていてもよい。

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、当接部材において使用者の頭部を受ける当接部が、この頭部の形状に適合した形状とされているので、使用者が当接部材を頭部に当接させた際に位置ずれが生じにくく、また、使用者が違和感や疲労を感じにくい。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記当接部に、スピーカが設けられていてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システムは、当接部材を使用者の側頭部に当接させた状態で使用される。この当接部材において使用者の側頭部を受ける当接部には、スピーカが設けられているので、使用者は、表示装置の表示する画像情報を視認しながら、スピーカが発する音声情報を良好に聴取することができる。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記当接部に、前記当接部材が前記突出状態となったことをもって動作する接触センサが設けられていてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システムは、当接部材を使用者の頭部（例えば側頭部）に当接させた状態で使用される。この当接部には、接触センサが設けられており、この接触センサにより、使用者が当接部材を頭部に当接させたかどうかを検出することができる。
これにより、この虚像表示型情報表示システムでは、接触センサの出力に応じた制御を行うことができる。このような制御としては、例えば、接触センサが頭部の接触を検出したことをもって（即ち当接部が頭部によって受けられたことをもって）虚像表示型情報表示システムの電源を投入したり、表示装置の動作を開始させるなどの制御がある。
なお、この接触センサは、当接部材が突出状態となったことをもって動作するので、当接部材が収納状態（つまり当接部材を使用していない状態）にある場合には接触センサは頭部の接触を感知せず、誤動作を起こさない。

また、この虚像表示型情報表示システムにおいて、前記筐体が、該筐体外に開口する開口部と、該開口部と連通されて内部に前記当接部材を収納する収納凹部と、前記当接部材を前記開口部から前記筐体外に張り出す位置までスライド移動させて前記突出状態とするスライド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、スライド機構によって当接部材をスライド移動させることで、当接部材が収納凹部内に収納された収納状態から当接部材を開口部より筐体外に張り出した突出状態に切替えることができる。
このように、この虚像表示型情報表示システムでは、筐体の外部形状を変えることなく、当接部材を出没させることができるので、使用者は筐体を保持した状態のままで当接部材を出し入れすることができる。

本発明に係る虚像表示型情報表示システムでは、筐体を安定して支持することが可能となるので、使用者が画像情報を良好に視認することができる。また、虚像の視認を行わない場合には当接部を筐体に収めることができるので、取回し性や携帯性を低下させずに済む。

［第一実施形態］
この発明の第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及び図２（図１のα−α矢視断面図）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、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，２ｅとする。
本実施形態では、筐体２の背面２ｃには、開口部２ａが開口する領域に、凹部２ｆが設けられている。

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、図２に示すように、使用者が筐体２の側面２ｄ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することで使用される。
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。

表示装置４は、図１に示すように筐体２の一端側に設けられるものであって、図２に示すように、筐体２の背面２ｃ側に設けられる画像表示装置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、使用者からみて、その視線方向（筐体２の側面２ｄ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おり、筐体２にヒンジ１１を介して取り付けられている。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略長方形状の表示面６ａとされている。また、表示面６ａは、図２において長辺が紙面に略平行となる向きに向けられている（言い換えれば、表示面６ａは、図２において短辺が紙面に略直交する向きに向けられている）。

画像表示部６は、その一短辺を、筐体２の開口部２ａの縁部のうち、側面２ｅ側の縁部に対してヒンジ１１を介して接続されており、筐体２の長手方向に略平行な揺動軸線回りに揺動可能とされている。
この虚像表示型情報表示システム１では、画像表示部６を筐体２に対して揺動させることで、筐体２に対する画像表示部６の位置及び姿勢を変更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、画像表示部６の表示面６ａを筐体２の正面２ｂ側の側面２ｄ寄りに向けて（言い換えれば筐体２の側面２ｄ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に入力される。また、表示装置４を使用しない場合には、画像表示部６を揺動させて、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を通じて入射した画像表示部６からの光を、反射面７ａによって筐体２の側面２ｅ側に向けて反射させることによって、当接部材２１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、画像情報の虚像を表示するものである。
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。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。

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１６を介して筐体２の側面２ｄ近傍に接続されており、筐体２の長手方向に略平行な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。すなわち、反射面７ａは、図２において長辺が紙面に略平行となる向きに向けられている（言い換えれば、反射面７ａは、図２において短辺が紙面に略直交する向きに向けられている）。
そして、表示装置４の使用時には、図２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に対して開くことで、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。
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、長手方向及び短手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１６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。

筐体２には、使用者の頭部（本実施形態では側頭部）を受ける当接部材２１が、筐体２から出没可能にして設けられている。
本実施形態では、当接部材２１は、筐体２の一端側に、ヒンジ２２を介して接続されている。ヒンジ２２は、その揺動軸Ａが筐体２の長手方向に略平行とされている。
当接部材２１は、揺動軸Ａ回りに揺動することで、筐体２の背面２ｃに沿った状態（図３（ａ）に示す状態、以下「収納状態」とする）と、筐体２から側面２ｅ側に張り出した状態（図１、図２、及び図３（ｂ）、（ｃ）に示す状態、以下「突出状態」とする）とを選択的に切替え可能とされている。また、図３（ａ）に示すように、当接部材２１は、収納状態では凹部２ｆ内に収納されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、突出状態では、開口部２ａの背面２ｃ側の開口端を開放して、画像表示部６の背面２ｃ側への変位を許容する。

当接部材２１のうち、突出状態で正面２ｂ側を向く部位が、使用者の側頭部を受ける当接部２１ａとされている。なお、当接部２１ａは、当接部材２１を筐体２に沿わせた状態では筐体２の外方を向くようになっている。
当接部２１ａは、当接部２１ａが受ける頭部の形状に適合した形状とされている。本実施形態では、当接部２１ａは使用者の耳によって受けられるようになっており、当接部２１ａは、耳の形状（耳の前側から後ろ側に向かうにつれて頭部から張り出す形状）に適合する形状の突出部２３とされている。具体的には、突出部２３は、筐体２に近い側から筐体２より離間するにつれて突出量がなだらかに減少する形状とされている。

また、当接部材２１のうち、突出部２３が形成される部分には、図示しないスピーカが内蔵されており、突出部２３の表面には、このスピーカの発する音声を突出部２３外に放出するスピーカ穴２３ａが設けられている。
このスピーカが発する音声は、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。スピーカの発する音声データは、筐体２内の図示せぬ記憶装置内に格納されていてもよく、また、任意の通信装置を介して虚像表示型情報表示システム１外の装置から受信する構成としてもよい。

このように構成される虚像表示型情報表示システム１では、表示装置４の表示する虚像を視認するにあたって、使用者が、筐体２から当接部材２１を張り出させて突出状態とし、この当接部材２１を側頭部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。
一方、虚像の視認を行わない場合には、この当接部材２１を筐体２の凹部２ｆ内に収めることで、外形寸法を低減することができ、取回し性や携帯性を低下させずに済む。

また、この虚像表示型情報表示システム１では、当接部材２１を揺動軸Ａ回りに揺動させることで、当接部材２１を筐体２から容易に出没させることができる。すなわち、複雑な機構を用いずに、また容易に当接部材２１を筐体２から出没させることができる。

また、この虚像表示型情報表示システム１では、当接部材２１において使用者の頭部に当接される当接部２１ａが、常に筐体２外に露出されていて筐体２と干渉しないので、この当接部２１ａの形状を任意とすることができる。
本実施形態では、当接部２１ａは、使用者の耳に適合した形状とされているので、使用者が当接部材２１を側頭部に当接させた際に位置ずれが生じにくく、また、使用者が違和感や疲労を感じにくい。

また、この虚像表示型情報表示システム１では、使用者の側頭部を受ける当接部２１ａにスピーカが設けられているので、使用者は、表示装置４の表示する画像情報を視認しながら、スピーカが発する音声情報を良好に聴取することができる。

ここで、上記実施の形態では、当接部２１ａが使用者の耳の形状に適合した形状の突出部２３によって構成されている例を示したが、これに限られることなく、例えば図４に示すように、突出部２３を設ける代わりに、当接部２１ａを平面形状として、この当接部２１ａに発泡ウレタン樹脂等の柔軟な材料からなるイヤーパッド２４を設けてもよい。
この構成を採用した場合には、使用者が違和感や疲労をより一層感じにくくなる。

また、この虚像表示型情報表示システム１において、例えば図５に示すように、当接部２１ａに、当接部材２１が突出状態となったことをもって動作する接触センサ２６が設けられていてもよい。
この構成を採用した場合には、この接触センサ２６により、使用者が当接部材２１を側頭部に当接させたかどうかを検出することができるので、接触センサ２６の出力に応じた制御を行うことができる。例えば、接触センサ２６が側頭部を検出したことをもって虚像表示型情報表示システム１の電源を投入したり、表示装置４の動作を開始させるなどの制御を行うことができる。

なお、この接触センサ２６は、当接部材２１が筐体２から突出状態となったことをもって動作するので、当接部材２１が収納状態（つまり当接部材２１を使用していない状態）では接触センサ２６は頭部の接触を感知せず、誤動作を起こさない。

［第二実施形態］
以下、この発明の第二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６を用いて説明する。
本実施形態に係る虚像表示型情報表示システム３１は、第一実施形態に係る虚像表示システム１において、筐体２の代わりに筐体３２を用い、当接部材２１の代わりに当接部材３３を用いたことを主たる特徴とするものである。
以下、第一実施形態に示す虚像表示システム１と同様または同一の構成については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

筐体３２は、第一実施形態で示した筐体２において、凹部２ｆを設ける代わりに、筐体の側面２ｅから開口部２ａ内に通じる開口部３６を設けたものであって、開口部２ａは、内部に当接部材３２が収納される収納凹部３７を構成している。

また、筐体３２には、当接部材３２を収納凹部３７内に収納される位置から開口部３６より筐体３２外に張り出す位置との間でスライド移動させて突出状態とするスライド機構（図示せず）とが設けられている。
スライド機構は、例えば収納凹部３７の奥部（側面２ｄ側）から開口端（側面２ｅ側）に向かって延びるレールと、当接部材３３を収納凹部３７の開口端に向けて付勢する付勢部材と、収納凹部３７からの当接部材３３の脱落を防止する脱落防止装置と、当接部材３３を収納凹部３７内に収納された状態にして固定する固定装置とを有している。

当接部材３３は、略平板形状をなす部材であって、筐体３２の正面２ｂ側を向く面が、使用者の頭部（側頭部）を受ける当接部２１ａとされている。

このように構成される虚像表示型情報表示システム３１では、スライド機構によって当接部材３３をスライド移動させることで、当接部材３３が収納凹部３７内に収納された収納状態から当接部材３３を開口部３６より筐体３２外に張り出した突出状態に速やかに切替えることができる。

具体的には、使用者が固定装置による当接部材３３の固定を解除することで、当接部材３３が付勢部材によって開口端に向けて押し出されて、筐体３２の側面２ｅ側に張り出した状態で保持される。そして、この状態から、使用者が付勢部材の付勢力に逆らって当接部材３３を収納凹部３７内に押し戻して固定装置により固定することで、当接部材３３が収納凹部３７内に収納される。

このように、この虚像表示型情報表示システム３１では、筐体３２の外部形状を変形させることなく、当接部材３３の出し入れを行うことができるので、使用者は筐体３２を保持した状態のままで当接部材３３を出し入れすることができる。

本発明の第一実施形態に係る虚像表示型情報表示システムを示す斜視図である。 図１のα−α矢視断面図である。 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。 本発明の第二実施形態に係る虚像表示型情報表示システムを示す平断面図である。

符号の説明

１，３１ 虚像表示型情報表示システム
２，３２ 筐体
４ 表示装置
２１，３３ 当接部材
２１ａ 当接部
２６ 接触センサ
３７ 収納凹部
Ａ 揺動軸

Claims (7)

1. 筐体と、該筐体に設けられて使用者の視線方向遠方に画像情報を虚像として表示する表示装置とを有する虚像表示型情報表示システムであって、
   前記筐体には、該筐体から張り出した突出状態で、前記使用者の頭部に当接する当接部材が出没可能に設けられている虚像表示型情報表示システム。
2. 前記当接部材が、前記筐体に揺動軸を介して接続されており、該揺動軸回りに揺動することで、前記筐体への収納状態と、前記突出状態とを選択的に切替え可能とされている請求項１記載の虚像表示型情報表示システム。
3. 前記当接部材が、前記収納状態において前記筐体外方を向く部位に、前記突出状態において前記使用者の頭部を受ける当接部を備えている請求項２記載の虚像表示型情報表示システム。
4. 前記当接部が、前記頭部の形状に適合した形状とされている請求項３記載の虚像表示型情報表示システム。
5. 前記当接部に、スピーカが設けられている請求項３または４に記載の虚像表示型情報表示システム。
6. 前記当接部に、前記当接部材が前記突出状態となったことをもって動作する接触センサが設けられている請求項３から５のいずれかに記載の虚像表示型情報表示システム。
7. 前記筐体が、該筐体外に開口する開口部と、該開口部と連通されて内部に前記当接部材を収納する収納凹部と、
   前記当接部材を前記開口部から前記筐体外に張り出す位置までスライド移動させて前記突出状態とするスライド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。

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