JP2009089093A - 頭部装着型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性を良好にしつつ、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することのできる頭部装着型画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する画像表示ユニットと、画像表示ユニットを支持した状態でユーザの頭部に装着可能な眼鏡型支持部材と、を備え、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材から着脱自在に構成した頭部装着型画像表示装置であって、眼鏡型支持部材への画像表示ユニットの装着動作に連動して、眼鏡型支持部材又は画像表示ユニットに設けた重錘を移動させ、画像表示ユニット装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構を設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、ユーザの頭部に装着され、画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する頭部装着型画像表示装置に関するものである。

近年、ユーザの頭部に装着してビデオやパーソナルコンピュータなどから送信される画像信号に基づいた画像を見ることを目的としたＨＭＤ（Head Mount Display）などの頭部装着型画像表示装置が広く知られている。これら頭部装着型画像表示装置は、通常、画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する画像表示ユニットを、眼鏡型支持部材に一体に設けた構成となっているが、この画像表示ユニットの重量によって装置全体の重量バランスを崩していた。

そこで、特許文献１に記載されているように、画像表示ユニットの重量に対するカウンタウエイトとして機能する重錘を、眼鏡型支持部材に設けた頭部装着型画像表示装置が提案されている。この頭部装着型画像表示装置では、重錘の重量によって、画像表示ユニット装着時の重量バランスを調整している。
特開２００６−１３３３７６号公報

ところで、ユーザが画像を見ることを望まず、画像表示が不要の場合には、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材に装着しておく必要がない。

しかしながら、特許文献１に記載の頭部装着型画像表示装置では、ユーザが画像を見ることを望まない場合であっても、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材から離脱することができず、利便性に欠けるものであった。また、仮に、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材から離脱することのできる構成を採用しても、眼鏡型支持部材に設けた重錘の重量によって、画像表示ユニット非装着時の重量バランスが崩れてしまう。このため、眼鏡型支持部材に対する重錘の配設位置を改めて変更する必要があり、重量バランスの調整が煩雑であった。

そこで、本発明は、利便性を良好にしつつ、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することのできる頭部装着型画像表示装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する画像表示ユニットと、前記画像表示ユニットを支持した状態で前記ユーザの頭部に装着可能な眼鏡型支持部材と、を備え、前記画像表示ユニットを前記眼鏡型支持部材から着脱自在に構成した頭部装着型画像表示装置であって、前記眼鏡型支持部材への前記画像表示ユニットの装着動作に連動して、前記眼鏡型支持部材又は前記画像表示ユニットに設けた重錘を移動させ、前記画像表示ユニット装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記重錘位置調整機構は、前記眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくとも一方のフレームに設けられたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記重錘位置調整機構は、前記フレームに沿って前記重錘を移動させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか1項に記載の発明において、前記重錘位置調整機構は、前記眼鏡型支持部材に装着された前記画像表示ユニットを取り外すための取り外し部材を有し、当該取り外し部材への操作に連動して前記重錘を移動させて、前記画像表示ユニット非装着時の重量バランスを調整することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像表示ユニットは、前記眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくともいずれかのフレームに当該画像表示ユニットを装着するための装着部を有しており、前記重錘位置調整機構を装着部に設けたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記重錘位置調整機構は、前記装着部内に設けられた重錘の移動を規制する規制手段を有し、前記眼鏡型支持部材への前記画像表示ユニットの装着動作に連動して前記規制手段による前記規制を解除することにより、前記重錘を前記フレームへ移動させることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記眼鏡型支持部材に前記画像表示ユニットを装着していない非装着状態では、前記重錘が前記ユーザの耳の前方又は上方に配置され、前記眼鏡型支持部材に前記画像表示ユニットを装着した装着状態では、前記重錘が前記非装着時の位置よりも前記耳の後方側に配置されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記眼鏡型支持部材には、それぞれ重量の異なる画像表示ユニットを着脱自在に構成しており、前記重錘位置調整機構は、前記画像表示ユニットの重量に応じた前記重錘の移動を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する画像表示ユニットと、画像表示ユニットを支持した状態でユーザの頭部に装着可能な眼鏡型支持部材と、を備え、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材から着脱自在に構成した頭部装着型画像表示装置であって、眼鏡型支持部材への画像表示ユニットの装着動作に連動して、眼鏡型支持部材又は画像表示ユニットに設けた重錘を移動させ、画像表示ユニット装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構を設けたので、画像表示が不要な場合には、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材から離脱すれば、眼鏡型支持部材を通常の眼鏡として利用でき、利便性を向上することができる。しかも、画像表示ユニットの装着時に、重錘の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項２に記載の発明によれば、重錘位置調整機構は、眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくとも一方のフレームに設けられたので、眼鏡型支持部材の左右フレーム間で画像表示ユニットを付け替えても、重錘の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項３に記載の発明によれば、重錘位置調整機構は、フレームに沿って重錘を移動させるので、重錘の配設位置の変更作業を省略しつつ、ユーザの頭部前側にかかる荷重とユーザの頭部後側にかかる荷重とのバランスをスムーズに調整することができ、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項４に記載の発明によれば、重錘位置調整機構は、眼鏡型支持部材に装着された画像表示ユニットを取り外すための取り外し部材を有し、当該取り外し部材への操作に連動して重錘を移動させて、画像表示ユニット非装着時の重量バランスを調整するので、取り外し部材の操作によって、眼鏡型支持部材から画像表示ユニットを容易に離脱することができ、利便性を向上することができる。しかも、画像表示ユニット非装着時に、重錘の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項５に記載の発明によれば、画像表示ユニットは、眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくともいずれかのフレームに当該画像表示ユニットを装着するための装着部を有しており、重錘位置調整機構を装着部に設けたので、画像表示ユニットの非装着時であって眼鏡型支持部材を通常の眼鏡として利用するときに、眼鏡型支持部材を軽量化することができると共に、画像表示ユニットの装着時に、重錘の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項６に記載の発明によれば、重錘位置調整機構は、装着部内に設けられた重錘の移動を規制する規制手段を有し、眼鏡型支持部材への画像表示ユニットの装着動作に連動して規制手段による規制を解除することにより、重錘をフレームへ移動させるので、画像表示ユニットの装着時に、規制手段の規制を解除する手段を別途設けることなく、重錘の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項７に記載の発明によれば、眼鏡型支持部材に画像表示ユニットを装着していない非装着状態では、重錘がユーザの耳の前方又は上方に配置され、眼鏡型支持部材に画像表示ユニットを装着した装着状態では、重錘が非装着時の位置よりも耳の後方側に配置されるので、ユーザの耳を支点とした、ユーザの頭部前側にかかる荷重とユーザの頭部後側にかかる荷重とのバランスを良好にすることによって、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

請求項８に記載の発明によれば、眼鏡型支持部材には、それぞれ重量の異なる画像表示ユニットを着脱自在に構成しており、重錘位置調整機構は、画像表示ユニットの重量に応じた重錘の移動を行うので、重量の異なる画像表示ユニットをそれぞれ眼鏡型支持部材に付替えても、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳述する。

［１．第１実施形態］
まず、本発明を適用した第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置の構成の概要について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置の外観構成を示す説明図である。

本実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１は、画像に関する画像信号に応じて生成されたビーム光（以下、画像光Ｚ１（図１参照）と称することもある。）を出射させることで、ユーザ２（観察者）の少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する（投影表示する）装置である。

この頭部装着型画像表示装置１は、図１に示すように、画像信号に基づいた画像をユーザ２の眼に表示する画像表示ユニット１００と、画像表示ユニット１００を支持した状態でユーザ２の頭部に装着可能な眼鏡型支持部材２００とを備えている。

画像表示ユニット１００は、略矩形箱状のハウジング１０１と、ハウジング１０１に内蔵され、画像に関する画像信号に応じて画像光Ｚ１を出射する出射装置（図示せず）と、この出射装置から出射された画像光Ｚ１をユーザ２の眼に向って反射させるハーフミラー１０４とを備えている。出射装置は、リード線等を介して受信した映像信号を走査ビームに変換する画像走査部（図示せず）、画像走査部により変換された走査ビームを反射する反射面（図示せず）等を備えており、走査ビームを画像光Ｚ１として出射する。したがって、画像表示ユニット１００は、出射装置によって、画像に関する画像信号に応じて生成された画像光Ｚ１をハーフミラー１０４に対して出射させ、ハーフミラー１０４に光を反射させることによって、ユーザの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する。

ハーフミラー１０４は、ユーザ２の一方の眼（図１では、左眼）の前方に位置するようにハウジング１０１に設けられおり、出射装置から入射された画像光Ｚ１をユーザ２の眼に向って反射させると共に、外界からの外光Ｚ２を透過させ、ユーザ２の眼に入射させる光学系である。このハーフミラー１０４により、実際の視界はもちろんのこと、出射装置から出射された画像光Ｚ１に基づく画像がユーザに視認可能となっている。

眼鏡型支持部材２００は、装着時にユーザの前頭部の近傍に位置する前フレーム２０２と、前フレーム２０２に略直交し、装着時にユーザの左右側頭部に当接する左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒとを有し、左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒに画像表示ユニット１００を支持した状態で、左右の鼻当て部（図示せず）を介してユーザの頭部に装着可能となっている。また、左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒの構成は、前フレーム２０２を挟んで、左右対称となっている。

前フレーム２０２は、左右のレンズ２０９Ｌ，２０９Ｒをそれぞれ装着した左右のリム２１１Ｌ，２１１Ｒと、左右のリム２１１Ｌ，２１１Ｒの間に架設されたブリッジ２１２とより構成されている。

左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒは、略平板状の左右テンプル２０６Ｌ，２０６Ｒと、左右テンプル２０６Ｌ，２０６Ｒの先端部を被覆する左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒとより構成されている。左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒの下部には、耳掛止部２０８Ｌａ，２０８Ｒａがユーザ２の耳Ｅに掛止できるような湾曲突起状に形成されている。

眼鏡型支持部材２００がユーザ２の頭部に装着されたとき（装着時）には、左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒがユーザ２の左右の耳Ｅに当接し、左右の鼻当て部（図示せず）がユーザ２の鼻の左右側部に当接する。これらユーザ２の左右の耳と鼻の左右側部とが、眼鏡型支持部材２００を支持する支点となる。このとき、左右のレンズ２０９Ｌ，２０９Ｒがユーザ２の左右の眼の直前に配置される。

そして、本実施形態では、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００から着脱自在に構成している。図２は、画像表示ユニット１００を示す斜視図であって、眼鏡型支持部材２００から離脱した状態を示す図、図３は、眼鏡型支持部材２００を示す斜視図であり、画像表示ユニット１００を離脱した状態を示す図である。

すなわち、画像表示ユニット１００は、図２に示すように、略矩形箱状のハウジング１０１におけるユーザ２側の面にハウジング１０１の延在方向に延びるように凹設された係合凹部１０６と、ハウジング１０１の後端部から係合凹部１０６を挟むように後方へ延設された２本の突起１０８，１０８と、ハウジング１０１の上部に設けられ押しボタン１１０ａの押圧動作に連動して上下動可能な係合突起１１０とを有している。係合突起１１０は、押しボタン１１０ａを押圧しない状態でハウジング１０１の上方に向って付勢された状態となっている。

一方、眼鏡型支持部材２００は、図３に示すように、左右テンプル２０６Ｌ，２０６Ｒにおけるユーザ２と反対側の面に左右テンプル２０６Ｌ，２０６Ｒの延在方向に敷設され係合凹部１０６に対応したレール状をなす左右の係合凸部２１０Ｌ，２１０Ｒと、係合凸部２１０Ｌ，２１０Ｒをそれぞれ囲繞した状態で左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒの内部にそれぞれ穿設され、ハウジング１０１に対応する断面視略矩形状をなす左右の係合孔２１２Ｌ，２１２Ｒと、左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒをそれぞれ上下に貫通する左右の係合窓２１４Ｌ，２１４Ｒとを有している。

図４は、眼鏡型支持部材２００への画像表示ユニット１００の装着動作の態様を説明するための説明図であり、図４（ａ）は、画像表示ユニット１００の非装着時の態様を示す図、図４（ｂ）は、画像表示ユニット１００の装着時の態様を示す図である。なお、図４では、左フレーム２０４Ｌにおける左右のモダン部２０８Ｌ，２０８Ｒの内部構成を明らかにするために、左側のモダン部２０８Ｌの一側面側を切欠いた状態で示している。

図４（ａ）において、画像表示ユニット１００は、２本の突起１０８，１０８の間に眼鏡型支持部材２００の左側の係合凸部２１０Ｌを狭持した状態で左テンプル２０６Ｌに沿って設置されている。また、２本の突起１０８，１０８の先端部は、眼鏡型支持部材２００の左側の係合孔２１２Ｌに挿入されている。このとき、画像表示ユニット１００のハーフミラー１０４は、ユーザ２の左眼側のレンズ２０９Ｌとやや距離を置いて配置されている。

次に、図４（ｂ）に示すように、画像表示ユニット１００を、図中矢印Ｐで示す左テンプル２０６Ｌの後端側に向けて移動すると、まず、２本の突起１０８，１０８が、係合凸部２１０に対して摺動しつつ眼鏡型支持部材２００の左側の係合孔２１２Ｌ（図４（ａ）参照）に挿入される。次いで、画像表示ユニット１００の係合凹部１０６（図２参照）が眼鏡型支持部材２００の左側の係合凸部２１０Ｌに係合されると共に、ハウジング１０１の後端部が眼鏡型支持部材２００の左側の係合孔２１２Ｌに挿入された状態となる。そして、画像表示ユニット１００の係合突起１１０が眼鏡型支持部材２００の左側の係合窓２１４Ｌに係合されることにより、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００が装着された状態となる。このとき、画像表示ユニット１００のハーフミラー１０４は、ユーザ２の左眼側のレンズ２０９Ｌと近接状態で配置されている。

一方、画像表示ユニット１００の押しボタン１１０ａを押圧動作して係合突起１１０を下方に移動し、係合突起１１０と係合窓２１４Ｌとの係合を解除すると共に、画像表示ユニット１００を、図中矢印Ｐと反対側、すなわち、左テンプル２０６Ｌの先端側に向けて移動することにより、眼鏡型支持部材２００から画像表示ユニット１００が離脱された状態となる。

このように、本実施形態では、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００から着脱自在に構成したので、画像表示が不要な場合には、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００から離脱すれば、眼鏡型支持部材２００を通常の眼鏡として利用でき、利便性を向上することができる。

（重量バランスの調整について）
ところで、図４（ｂ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着した装着状態では、頭部装着型画像表示装置１の前後方向の重心は、画像表示ユニット１００の重量のために、ユーザ２の頭部前側に大きく偏る。このように重心が偏ると、ユーザの頭部前側にかかる荷重と頭部後側にかかる荷重との重量バランスが崩れてしまう。したがって、頭部装着型画像表示装置１の左前側が下向きにずれ易くなってしまう。

そこで、特に、本実施形態では、眼鏡型支持部材２００に重錘３０２Ｌ，３０２Ｒを設け、眼鏡型支持部材２００への画像表示ユニット１００の装着動作に連動して、眼鏡型支持部材２００に設けた重錘３０２Ｌ，３０２Ｒ（図４では、重錘３０２Ｒを図示せず。）を移動させるように構成している。

図５（ａ）は、図４（ａ）に示した状態を左側面から見た模式図、図５（ｃ）は、図４（ｂ）に示した状態を左側面から見た模式図、図５（ｂ）は、図４（ａ）に示した状態から図４（ｂ）に示した状態へ移行する途中の状態を左側面から見た模式図である。なお、眼鏡型支持部材２００の左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒの構成は、前フレーム２０２を挟んで左右対称となっているので、以下では、左フレーム２０４Ｌの構成を中心に説明し、右フレーム２０４Ｒの構成の説明を省略する。

すなわち、図４及び図５に示すように、眼鏡型支持部材２００の左フレーム２０４Ｌには、係合孔２１２Ｌの内部に設けられ係合凸部２１０Ｌに沿って摺動可能に構成した重錘３０２Ｌと、重錘３０２Ｌを係合孔２１２Ｌの出口方向、すなわち、左テンプル２０６Ｌの前端部へ向う方向に付勢するバネ３０４Ｌとが設けられている。重錘３０２Ｌには、上下動可能に構成された突起３０２Ｌａが設けられている。

図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着していない非装着状態では、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅの前方又は上方、言い換えると、左のモダン部２０８Ｌの耳掛止部２０８Ｌａの前方又は上方に配置される。このとき、重錘３０２Ｌの突起３０２Ｌａは、上方へ突出した状態であり、眼鏡型支持部材２００の係合窓２１４Ｌに係合することによって、重錘３０２Ｌの位置決めをしている。

この状態から、眼鏡型支持部材２００へ画像表示ユニット１００を装着するために、画像表示ユニット１００を左テンプル２０６Ｌの後端側に向けて移動すると、２本の突起１０８，１０８の先端部が、重錘３０２Ｌに当接する。そして、２本の突起１０８，１０８が、左フレーム２０４Ｌに沿って、より詳しくは、左テンプル２０６Ｌに沿って、バネ３０４Ｌの付勢力に抗しつつ重錘３０２Ｌを押圧することによって、重錘３０２Ｌを後方へ移動させる。このとき、図５（ｂ）に示すように、重錘３０２Ｌの突起３０２Ｌａは、眼鏡型支持部材２００の係合窓２１４Ｌの縁部により押圧されることによって、下方へ移動し重錘３０２Ｌの位置決めが解除される。

その後、重錘３０２Ｌは継続して後方へ移動し、図４（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着した装着状態では、重錘３０２Ｌが上述した画像表示ユニット１００の非装着時の位置よりもユーザ２の耳Ｅの後方側、言い換えると、左のモダン部２０８Ｌの耳掛止部２０８Ｌａの後方側に配置される。これにより、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅを支点とした画像表示ユニット１００に対するカウンタウェイトの機能を果たすことになり、頭部装着型画像表示装置１の前後方向の重心の偏りが解消される。このため、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重と頭部後側にかかる荷重との重量バランスが適度に調整されることとなる。

したがって、本実施形態では、画像表示ユニット１００における２本の突起１０８，１０８、眼鏡型支持部材２００における重錘３０２Ｌ、及びバネ３０４Ｌは、眼鏡型支持部材２００への画像表示ユニット１００の装着動作に連動して、眼鏡型支持部材２００に設けた重錘３０２Ｌを移動させ、画像表示ユニット１００装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構として機能する。

このように、本実施形態では、重錘位置調整機構を設けたので、画像表示ユニット１００の装着時に、重錘３０２Ｌの配設位置の変更作業を省略することができ、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

また、重錘位置調整機構は、眼鏡型支持部材２００の左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒに沿って、本実施形態では、左フレーム２０４Ｌに沿って重錘３０２Ｌを移動させるので、重錘３０２Ｌの配設位置の変更作業を省略しつつ、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重とユーザ２の頭部後側にかかる荷重とのバランスをスムーズに調整することができ、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

さらに、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着していない非装着状態では、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅの前方又は上方に配置され、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着した装着状態では、重錘３０２Ｌが非装着時の位置よりも耳Ｅの後方側に配置されるので、ユーザ２の耳を支点とした、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重とユーザ２の頭部後側にかかる荷重とのバランスを良好にすることによって、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

なお、本実施形態では、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００の左フレーム２０４Ｌに着脱する場合について説明したが、眼鏡型支持部材２００の左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒの構成は、上述のように前フレーム２０２を挟んで左右対称となっているので、画像表示ユニット１００を前フレーム２０２を挟んで左右対称に移動することによって、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００の右フレーム２０４Ｒに着脱することもできる。この場合であっても、右フレーム２０４Ｒにも左フレーム２０４Ｌと同様の重錘位置調整機構が設けられているので、重錘３０２Ｒの配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

[２．第２実施形態]
次に、本発明の頭部装着型画像表示装置の第２実施形態について、図６を用いて説明する。第２実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ａでは、眼鏡型支持部材２００が、眼鏡型支持部材２００に装着された画像表示ユニット１００を取り外すための取り外し部材２１６を新たに備えた点、及び、画像表示ユニット１００が、押しボタン１１０ａ及び係合突起１１０の代わりに、２本の突起１０８，１０８のうち上方の突起１０８に係合溝１１１を備えた点が、上記した第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１と異なる。その他の構成は、第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１と同様であるので説明を省略する。

図６は、本発明の第２実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ａにおいて、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００に着脱する過程を左側面から見た模式図である。図６（ａ）は、画像表示ユニット１００の装着前の態様を示す図、図６（ｃ）は、画像表示ユニット１００の装着後の態様を示す図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した状態から図６（ｃ）に示した状態へ移行する途中の状態を示す図である。なお、同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。また、眼鏡型支持部材２００の左右フレーム２０４Ｌ，２０４Ｒの構成は、左右対称となっているので、以下では、左フレーム２０４Ｌの構成を中心に説明し、右フレーム２０４Ｒの構成の説明を省略する。

図６に示すように、頭部装着型画像表示装置１Ａにおける眼鏡型支持部材２００の左フレーム２０４Ｌは、眼鏡型支持部材２００に装着された画像表示ユニット１００を取り外すための取り外し部材２１６をモダン部２０８Ｌの前方上部に設けている。取り外し部材２１６は、重錘３０２Ｌよりもモダン部２０８Ｌの前方側に配置されている。この取り外し部材２１６は、側面視略Ｌ字状の押圧部２１８と、モダン部２０８Ｌの上壁面から立設し押圧部２１８を支点２２０ａを介して回動自在に枢支する支軸部２２０と、押圧部２１８とモダン部２０８Ｌの壁面との間に介設された板バネ２２２とを有している。押圧部２１８は、板バネ２２２によって、支点２２０ａを中心として図６中で時計方向に付勢されている。押圧部２１８のＬ字状に屈曲した短辺側の先端部２１８ａは、モダン部２０８Ｌの上壁に穿たれた透孔２０８Ｌｂを介して、モダン部２０８Ｌの内部の係合孔２１２Ｌ内に突出している。

一方、図６に示すように、頭部装着型画像表示装置１Ａにおける画像表示ユニット１００の２本の突起１０８，１０８のうち上方の突起１０８には、係合溝１１１が形成されている。

図６（ａ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着していない非装着状態では、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅの前方又は上方、言い換えると、左のモダン部２０８Ｌの耳掛止部２０８Ｌａの前方又は上方に配置されている。このとき、重錘３０２Ｌの突起３０２Ｌａは、上方へ突出した状態であり、眼鏡型支持部材２００の係合窓２１４Ｌに係合することによって、重錘３０２Ｌの位置決めをしている。

この状態から、眼鏡型支持部材２００へ画像表示ユニット１００を装着するために、画像表示ユニット１００を左テンプル２０６Ｌの後端側に向けて移動すると、２本の突起１０８，１０８の先端部が、押圧部２１８の先端部２１８ａに当接し、支点２２０ａを中心として押圧部２１８を図６中で反時計方向に板バネ２２２の付勢力に抗しつつ回動する。その後、２本の突起１０８，１０８の先端部が、重錘３０２Ｌに当接する。そして、２本の突起１０８，１０８が、左フレーム２０４Ｌに沿って、より詳しくは、左テンプル２０６Ｌに沿って、バネ３０４Ｌの付勢力に抗しつつ重錘３０２Ｌを押圧することによって、重錘３０２Ｌを後方へ移動させる。このとき、図６（ｂ）に示すように、重錘３０２Ｌの突起３０２Ｌａは、眼鏡型支持部材２００の係合窓２１４Ｌの縁部により押圧されることによって、下方へ移動し重錘３０２Ｌの位置決めが解除される。

その後、重錘３０２Ｌは継続して後方へ移動し、図６（ｃ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着した装着状態では、重錘３０２Ｌが上述した画像表示ユニット１００の非装着時の位置よりもユーザ２の耳Ｅの後方側、言い換えると、左のモダン部２０８Ｌの耳掛止部２０８Ｌａの後方側に配置される。このとき、押圧部２１８が板バネ２２２の付勢力によって支点２２０ａを中心として図６中で時計方向に回動し、その先端部２１８ａが、２本の突起１０８，１０８のうち上方の突起１０８に形成された係合溝１１１に係合することによって、画像表示ユニット１００が眼鏡型支持部材２００に対して抜け止め規制される。これにより、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅを支点とした画像表示ユニット１００に対するカウンタウェイトの機能を果たすこととなり、頭部装着型画像表示装置１の前後方向の重心の偏りが解消される。このため、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重と頭部後側にかかる荷重との重量バランスが適度に調整されることとなる。

一方、図６（ｃ）に示す画像表示ユニット１００の装着状態において、押圧部２１８が下方に押圧操作されると、押圧部２１８が板バネ２２２の付勢力に抗して支点２２０ａを中心として図６中で反時計方向に回動する。すると、押圧部２１８の先端部２１８ａと係合溝１１１との係合が解除され、画像表示ユニット１００の眼鏡型支持部材２００に対する抜け止め規制が解除される。抜け止め規制が解除されると、バネ３０４Ｌの付勢力によって、重錘３０２Ｌが、左フレーム２０４Ｌに沿って、より詳しくは、左テンプル２０６Ｌに沿って、図６中矢印Ｑで示す左テンプル２０６Ｌの先端側に向けて移動し、画像表示ユニット１００の２本の突起１０８，１０８を矢印Ｑで示す方向に向けて押圧する。この重錘３０２Ｌの押圧によって、画像表示ユニット１００は、矢印Ｑで示す方向に向けて移動し、図６（ｂ）に示す状態を経て、最終的に、図６（ａ）に示すように、眼鏡型支持部材２００から離脱された非装着状態となる。したがって、重錘３０２Ｌがユーザ２の耳Ｅの前方又は上方に配置されることになる。これにより、頭部装着型画像表示装置１の前後方向の重心の偏りが解消される。このため、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重と頭部後ろ側にかかる荷重との重量バランスが適度に調整されることとなる。

したがって、本実施形態では、眼鏡型支持部材２００の取り外し部材２１６は、取り外し部材２１６への操作に連動して重錘３０２Ｌを移動させて、画像表示ユニット非装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構として機能する。

このように、本実施形態では、重錘位置調整機構として機能する取り外し部材２１６の操作によって、眼鏡型支持部材２００から画像表示ユニット１００を容易に離脱することができ、利便性を向上することができる。しかも、画像表示ユニット１００非装着時に、重錘３０２Ｌの配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

[３．第３実施形態]
次に、本発明の頭部装着型画像表示装置の第３実施形態について、図７〜図９を用いて説明する。第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ｂは、眼鏡型支持部材２００に代えて画像表示ユニット１００に重錘を設けた構成を採用した点が、上記した第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１と異なる。その他の構成は、第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１と同様であるので説明を省略する。

図７は、本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ｂを示す斜視図であって、画像表示ユニット１００非装着時の態様を示す図、図８は、本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ｂを示す斜視図であって、画像表示ユニット１００装着時の態様を示す図、図９は、本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置１Ｂにおいて、画像表示ユニット１００を眼鏡型支持部材２００に着脱する過程を左側面から見た模式図である。なお、眼鏡型支持部材２００の左右フレーム２５４Ｌ，２５４Ｒの構成は、前フレーム２０２を挟んで左右対称となっているので、以下では、左フレーム２５４Ｌの構成を中心に説明し、右フレーム２５４Ｒの構成の説明を省略する。

図７及び図９（ａ）示すように、頭部装着型画像表示装置１Ｂにおける画像表示ユニット１００は、一端に開口部１５１ａを形成した略矩形箱状の装着部であるハウジング１５１と、ハウジング１５１内における開口部１５１ａと反対側の端部に配設され、画像に関する画像信号に応じて画像光を出射する出射装置１５２と、ハウジング１５１内における開口部１５１ａ側の端部に開口部１５１ａから一部露出状態で配設された重錘３５２と、出射装置１５２と重錘３５２との間に介設され重錘３５２を開口部１５１ａへ向う方向に付勢するバネ３５４と、重錘３５２の移動を規制する規制手段３５６と、ハウジング１５１の下部にハウジング１５１の下壁面に対して上下動可能な係合突起３５７とを備えている。

規制手段３５６は、図９に示すように、側面視略Ｌ字状の押圧部３５８と、ハウジング１５１の上壁面から立設し押圧部３５８を支点３６０ａを介して回動自在に枢支する支軸部３６０と、押圧部３５８とハウジング１５１との間に介設された板バネ３６２とを有している。押圧部３５８は、板バネ３６２によって、支点３６０ａを中心として図９中で時計方向に付勢されている。押圧部３５８のＬ字状に屈曲した短辺側の先端部３５８ａは、ハウジング１５１の開口部１５１ａを介して、重錘３５２の上部に凹設された規制用凹部３５２ａに係合することによって、バネ３５４の付勢力に抗して重錘３５２の移動を規制している。

つまり、本実施形態では、重錘３５２、バネ３５４及び規制手段３５６が重錘位置調整機構に相当する。このように、重錘位置調整機構を画像表示ユニット１００のハウジング１５１に設けたので、画像表示ユニット１００の非装着時であって眼鏡型支持部材２００を通常の眼鏡として利用するときに、眼鏡型支持部材２００を軽量化することができユーザへの負荷を軽減することができる。

また、眼鏡型支持部材２００は、図７に示すように、ハウジング１５１に対応する断面視略凸字状をなす係合孔２５２Ｌを、左フレーム２５４Ｌのモダン部２５８Ｌの内部に設けている。係合孔２５２Ｌの上面には、係合孔２５２Ｌの奥側、すなわち、左テンプル２０６Ｌの後端側に向って先細り状のテーパ面２５２Ｌａが形成されている。

図９（ａ）に示すように、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００を装着していない非装着状態では、重錘３５２は、規制手段３５６によって移動を規制されており、ハウジング１５１内に設置されている。

次に、図９（ｂ）に示すように、画像表示ユニット１００を、左テンプル２０６Ｌの後端側、すなわち、係合孔２５２Ｌに向けて移動すると、まず、ハウジング１５１の後端部が眼鏡型支持部材２００の左側の係合孔２５２Ｌに挿入された状態となり、次いで、規制手段３５６の押圧部３５８が、係合孔２５２Ｌのテーパ面２５２Ｌａに当接する。このとき、押圧部３５８が板バネ３６２の付勢力に抗して支点３６０ａを中心として図９中で反時計方向に回動する。すると、押圧部３５８の先端部３５８ａと重錘３５２の規制用凹部３５２ａとの係合が解除されて、規制手段３５６による重錘３５２の移動の規制が解除される。

その後、図９（ｃ）に示すように、バネ３５４の付勢力によって、重錘３５２が、左フレーム２５４Ｌへ移動、すなわち、モダン部２５８Ｌ内の係合孔２５２Ｌを左テンプル２０６Ｌの後端側に向って移動することになる。これにより、重錘３５２がユーザ２の耳Ｅよりも後方側に配置され、その結果、重錘３５２がユーザ２の耳Ｅを支点とした画像表示ユニット１００に対するカウンタウェイトの機能を果たすことになる。このため、ユーザ２の頭部前側にかかる荷重と頭部後側にかかる荷重との重量バランスが適度に調整されることとなる。一方で、係合突起３５７がモダン部２５８Ｌの下部に穿たれた透孔２６４Ｌに係合されることにより、眼鏡型支持部材２００に画像表示ユニット１００が装着された装着状態となる。

このように、本実施形態では、眼鏡型支持部材２００への画像表示ユニット１００の装着動作に連動して規制手段３５６による重錘３５２の移動の規制を解除することにより、重錘３５２を左フレーム２５４Ｌへ移動させるので、画像表示ユニット１００の装着時に、規制手段３５６の規制を解除する手段を別途設けることなく、重錘３５２の配設位置の変更作業を省略して、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。

なお、上記した実施形態において、眼鏡型支持部材には、それぞれ重量の異なる画像表示ユニットを着脱自在に構成しており、重錘位置調整機構は、画像表示ユニットの重量に応じた重錘の移動を行うように構成しても良い。

図１０は、第１実施形態において、それぞれ重量の異なる３つの画像表示ユニット１００の構成態様を一例として示した図である。図１０（ａ）に示す画像表示ユニット１００の重量が最も大きく、図１０（ｂ）に示す画像表示ユニット１００、図１０（ｃ）に示す画像表示ユニット１００の順に、その重量が小さいものとする。

図１０に示すように、画像表示ユニット１００の重量が大きくなるほど、画像表示ユニット１００の２本の突起１０８，１０８の長さが、Ｌ２＜Ｌ１＜Ｌ０の順で長くなっている。つまり、画像表示ユニット１００の重量が大きくなるほど、眼鏡型支持部材２００への画像表示ユニット１００の装着時に、画像表示ユニット１００の２本の突起１０８，１０８が重錘３０２Ｌを左テンプル２０６Ｌに沿って後方へ押圧移動する移動量が大きくなる（図４参照）。これにより、画像表示ユニット１００に応じて、画像表示ユニット１００装着時の重量バランスを好適に調整することができる。したがって、重量の異なる画像表示ユニット１００をそれぞれ眼鏡型支持部材２００に付替えても、容易かつ簡便に装置全体の重量バランスを調整することができる。なお、画像表示ユニット１００の２本の突起１０８，１０８を伸縮自在に構成することによって、２本の突起１０８，１０８が重錘３０２Ｌを押圧移動する移動量を微調整できる構成としても良い。これにより、より正確に装置全体の重量バランスを調整することができる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る頭部装着型画像表示装置の外観構成を示す説明図である。 画像表示ユニットを示す斜視図であって、眼鏡型支持部材から離脱した状態を示す図である。 眼鏡型支持部材を示す斜視図であり、画像表示ユニットを離脱した状態を示す図である。 眼鏡型支持部材への画像表示ユニットの装着動作の態様を説明するための説明図である。 眼鏡型支持部材への画像表示ユニットの装着動作の態様を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係る頭部装着型画像表示装置において、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材に着脱する過程を左側面から見た模式図である。 本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置を示す斜視図であって、画像表示ユニット非装着時の態様を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置を示す斜視図であって、画像表示ユニット装着時の態様を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る頭部装着型画像表示装置において、画像表示ユニットを眼鏡型支持部材に着脱する過程を左側面から見た模式図である。 第１実施形態において、それぞれ重量の異なる３つの画像表示ユニットの構成態様を一例として示した図である。

符号の説明

１ 頭部装着型画像表示装置
１Ａ 頭部装着型画像表示装置
１Ｂ 頭部装着型画像表示装置
２ ユーザ
１００ 画像表示ユニット
１０８ 突起（重錘位置調整機構）
２００ 眼鏡型支持部材
２０４Ｌ 左フレーム
２０４Ｒ 右フレーム
２１６ 取り外し部材（重錘位置調整機構）
２５４Ｌ 左フレーム
２５４Ｒ 右フレーム
３０２Ｌ 重錘（重錘位置調整機構）
３０４Ｌ バネ（重錘位置調整機構）
３０２Ｒ 重錘（重錘位置調整機構）
３５２ 重錘（重錘位置調整機構）
３５４ バネ（重錘位置調整機構）
３５６ 規制手段（重錘位置調整機構）
Ｅ 耳

Claims (8)

1. 画像信号に基づいた画像をユーザの眼に表示する画像表示ユニットと、前記画像表示ユニットを支持した状態で前記ユーザの頭部に装着可能な眼鏡型支持部材と、を備え、前記画像表示ユニットを前記眼鏡型支持部材から着脱自在に構成した頭部装着型画像表示装置であって、
   前記眼鏡型支持部材への前記画像表示ユニットの装着動作に連動して、前記眼鏡型支持部材又は前記画像表示ユニットに設けた重錘を移動させ、前記画像表示ユニット装着時の重量バランスを調整する重錘位置調整機構を設けたことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
2. 前記重錘位置調整機構は、前記眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくとも一方のフレームに設けられた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。
3. 前記重錘位置調整機構は、前記フレームに沿って前記重錘を移動させることを特徴とする請求項２に記載の頭部装着型画像表示装置。
4. 前記重錘位置調整機構は、前記眼鏡型支持部材に装着された前記画像表示ユニットを取り外すための取り外し部材を有し、当該取り外し部材への操作に連動して前記重錘を移動させて、前記画像表示ユニット非装着時の重量バランスを調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の頭部装着型画像表示装置。
5. 前記画像表示ユニットは、前記眼鏡型支持部材の左右フレームのうち少なくともいずれかのフレームに当該画像表示ユニットを装着するための装着部を有しており、
   前記重錘位置調整機構を装着部に設けた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。
6. 前記重錘位置調整機構は、前記装着部内に設けられた重錘の移動を規制する規制手段を有し、前記眼鏡型支持部材への前記画像表示ユニットの装着動作に連動して前記規制手段による前記規制を解除することにより、前記重錘を前記フレームへ移動させることを特徴とする請求項５に記載の頭部装着型画像表示装置。
7. 前記眼鏡型支持部材に前記画像表示ユニットを装着していない非装着状態では、前記重錘が前記ユーザの耳の前方又は上方に配置され、
   前記眼鏡型支持部材に前記画像表示ユニットを装着した装着状態では、前記重錘が前記非装着時の位置よりも前記耳の後方側に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の頭部装着型画像表示装置。
8. 前記眼鏡型支持部材には、それぞれ重量の異なる画像表示ユニットを着脱自在に構成しており、前記重錘位置調整機構は、前記画像表示ユニットの重量に応じた前記重錘の移動を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の頭部装着型画像表示装置。

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