JP2017089087A - 帽子型仮想現実ディスプレー映像システム - Google Patents

Abstract

【課題】仮想現実、ゲーム、立体ゲーム映像、スマートフォンなどの映像を観測できる映像ディスプレーが構成された帽子を提供する。【解決手段】帽子１において、ひさし２の上面に装着ホールを構成し、上記装着ホールの内部に映像ディスプレー及び接眼レンズ、反射鏡３などを備え、ひさし２の下面には反射鏡３、半透過反射鏡３ｃ、球面型半透過反射鏡３ｄの中で択一して回転構成し、帽子１の一面に位置追跡装置などを結合構成することで、観測者は２Ｄ及び３Ｄ映像ディスプレー映像と外部全景を同時に観測できることを特徴とする映像ディスプレーが備えられた帽子１に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、ひさしのついた安全帽、作業帽、戦闘帽、スポーツ帽子など、ひさしのついた帽子に映像ディスプレー装置が構成されたものに係り、特に、ひさしを基準にして、ひさしの上下面に２Ｄ、３Ｄ映像システムとジャイロセンサーなどの位置追跡装置のセンサー構造と半透明鏡の反射鏡構造を構成することで、２Ｄ、３Ｄ映像と仮想現実映像と外部映像を同時に見られる帽子型ディスプレー映像システムに関するものである。

このような機器は、使用時に外部との遮断による安全問題が解決されなければならない。

医療専門家による、ＨＭＤの重心が目の前に傾くとき、首の骨に５倍以上の荷重が集中されるとの事実は公知である。したがって、この重さを首の骨から分散させて首の骨に対する荷重を減少しなければならない。

既存のメガネ式で使われる仮想現実用ヘッドマウントなどのディスプレー方式は、観測者の左、右視野を完全に遮断するので、機械作動、運転、移動、仮想現実画面の使用時に使用しにくく、活用に限界がある。また、外部が観測されるとしても、相対的に映像画面が持つ視野の制限によって画面がとても小さかった。

また、メガネ式ディスプレー方式は、画面が非常に小さくて実用性に限界があった。メガネ形態の片目型のディスプレー装置は、重さ、目とメガネレンズとの狭い間隔による視野角制限のため、非常に小さい形態の画面として使用用途が極めて制限的である。特に、ヘッドマウントディスプレー構造は、観測者の目の前に構成する構造であるので、重さ、体積、外部視覚に対する遮断などが問題となって首のけがに対する恐れ等が大きく申し立てられている。

スマートフォンと呼ばれる携帯電話、タブレットＰＣを利用した様々なアプリケーションを通じて仮想現実交通案内、ゲームなどの多様な用途に使われているが、画面を凝視すれば、周りの環境に対する視覚情報が制限されるので、安全上の問題が台頭されている。

したがって、スマートフォン、映像ディスプレーなどを活用した仮想現実、仮想現実ゲームなど、使用者が移動しながら使用可能であり、首のけがもなく、周りの外部視野も同時に見られるディスプレー映像装置が求められている。

ＵＳ２００２０１２８５４１Ａ１ ＵＳ５,３４７,４００ ＵＳ２００２０１２８５４１Ａ１ ＥＰ０７７２７９０Ｂ１ ＫＲ１０−２０１４−０１９５１４０ ＫＲ１０−２０１５−０００９８１１

観測者が移動しながら仮想訓練などを行うためには、移動しながらコンピューター画面などの観測が可能ではなければならない。つまり、映像ディスプレー画面と、必要に応じて移動場所の周りの情景を同時に観測できなければならず、提供される画面が観測者が動く位置、頭が回転する回転方向の視覚と同じ方向へ動かなければならないし、両手は自由ではなければならない。

また、仮想現実の画面で実際の外部環境と映像情報を同時に観測することができてから、活用性が高くなり、多様に活用できるようになる。

また、既存のスマートフォンやタブレットＰＣのような薄膜構造を持つ個人用映像ディスプレー装置を活用できるように構成して経済性を高めることができる。

本発明の目的は、上記のような問題を解決するディスプレー装置を提供することである。

図１ないし図１５で図示したように、ひさしのついた帽子のひさしと、ひさしの一面を開放して形成する映像窓と、映像窓の上面に構成する装着ホールと、
上記装着ホールの内部に備える映像ディスプレーと、上記映像窓の下面に構成し、四角から入射する上記映像ディスプレー映像は反射し、正面から透過する外部映像は直進透過する半透過反射鏡と、帽子またはひさし１及び映像ディスプレー３ｂの一方にＧＳＰ、ジャイロ、加速度計、赤外線センサーのような位置追跡装置５を含んで構成することで、観測者１００は上記半透過反射鏡３ｃで上記位置追跡装置５によって検出される映像ディスプレー３ｂ映像と、上記半透過反射鏡３ｃで直進透過する外部情景を同時に観測することができ、
ひさし２の上面に構成された装着ホール４の一方に挿脱溝３ｇを構成して、ＧＳＰ、ジャイロ、加速度計、赤外線センサーのような位置追跡装置５が結合されたスマートフォンまたはタブレットＰＣのような薄膜構造の映像ディスプレー３ｂを挿脱することができ、一方で映像ディスプレー３ｂ構造が小型プロジェクター３ｅと上記小型プロジェクター３ｅの前面に備えられる映写用反射スクリーン３ｆで構成し、
装着ホール４構造の一方に備えられる望遠鏡または赤外線映像用のようなカメラ装置３ｊを含むことができるし、ひさし２の構造がヘルメット、鉄帽、作業帽などの既存の帽子と結合及び分離するように、着脱構造で構成する方法を提示する。

このような本発明は、図１ないし図１５のように、ひさしのついた帽子、またはひさし２の上面に備えられた装着ホール４上端部の小型映像ディスプレー３ｂの映像は、ひさし２の下部へ反射してひさし２下部の反射鏡３または半透過反射鏡３ｃによって観測者の目に反射する。

観測者は、半透過反射鏡３で反射する映像、または反射鏡３ｃで反射されるひさし２上端部のモニターから表れるコンピューター映像と、半透過反射鏡３ｃを透過して見える外部全景を同時に視聴するようになる。

また、ひさし２上端部の映像ディスプレー３ｂの映像は、接眼レンズ６が近距離にあるモニター映像と観測者１００の焦点距離を調整することで、近距離映像ディスプレー３ｂのモニター映像を鮮明に視聴できるようにする。

したがって、観測者１００は映像ディスプレー３ｂの映像と外部環境を同時に観測するようになるので、コンピューター映像を見ながらも移動が可能になる。

このような構造は、帽子自体に映像ディスプレー３ｂ構造が構成されることで、観測者１００が本発明を使用する時は、ＧＰＳのような位置追跡信号に応じて動く方向に映像ディスプレー３ｂの位置と方向も同時に動くようになる。

より詳しく説明すれば、ＧＰＳのような位置追跡信号とは、帽子構造の一方に、公知された位置信号追跡、すなわち、ジャイロ、加速度計、空間位置を判断する赤外線センサーなど、公知されている多様な位置追跡装置を使うことで、その位置追跡信号に応じて使用者が動く方向に映像ディスプレー３ｂの位置と方向も同時に動くようになる。

また、このような本発明は、画面を凝視すると周りの環境に対する視覚情報が制限されるので、安全上の問題の台頭される問題が解決される。

また、仮想現実、仮想現実ゲームなどは、使用者が移動しながら使用することが可能で、従来ヘッドマウントディスプレー(ＨＭＤ)が首に荷重を与えることを、帽子という構造で荷重を分散し、首のけがの恐れも解消する。

ひさしがついたことを特徴とする帽子構造の本発明は、両手を全く使わない自由状態で、観測者の視覚、動く方向、動く状態そのままで、同時に映像ディスプレーが動くようになるので、仮想現実、運転時のナビゲーションなどにそのまま適用することができる。

また、本発明の構造に各個人が使っているスマートフォンやタブレットＰＣなどを挿脱して使うことができるので、活用性と経済性が倍になる。

上記構造に上記装着ホール４の内部または外部のいずれか一方に、赤外線などのカメラ装置３ｊを備えて、これを装着ホール４内部に備えられる映像ディスプレー３ｂと連係し、
観測者１００は、半透過反射鏡３ｃで反射される赤外線などの映像ディスプレー３ｂ映像と、半透過反射鏡３ｃを透過して見える外部全景を同時に観測することができるので、同じ視覚方向の位置の闇の中、または霧の中の物体と位置を把握できるようになるし、ＧＳＰなどの位置追跡装置と連係することで、使用者の頭が前後、左右、上下に動くことによって画面に変化を与えることができるので、その活用度が拡大される。

本発明が構成された外形図。 本発明の構造断面図及び使用時の説明図。 本発明がスマートフォンまたはタブレットＰＣなどを装着して使用する時の説明図。 本発明の応用実施例１。 本発明の実施例２。 立体映像ディスプレーの構成説明図。 小型プロジェクターと球面スクリーンによって構成された映像ディスプレー実施の構成説明図。 図７の光学構造説明図。 図７の構造を立体映像構造で構成する時の説明図。 図９の構造の中で立体光学構造の説明図。 赤外線、映像カメラの適用時の構成説明図。 視覚を基準にして最短視聴距離が確保された実施例１の説明図。 視覚を基準にして最短視聴距離が確保された実施例２の説明図。 視覚を基準にして最短視聴距離が確保された実施例３の説明図。 視覚を基準にして最短視聴距離が確保された実施例４の説明図。

本発明は、ひさしがついた帽子１、または既存帽子と結合できる構造のひさし２に映像ディスプレー３ｂ装置を構成することを特徴とする。

図１は本発明が実施された実例で、図２は図１の構成図である。
ひさし２がついた帽子１の構造において、ひさし２の上端部に装着ホール４を構成し、装着ホール４の内部上端にＬＣＤのような映像ディスプレー３ｂを備え、上記装着ホール４の下部と連接したひさし２部位を開放して、上記映像ディスプレー３ｂの映像を観測できる映像窓２ａを形成する。

上記映像窓２ａの下部と観測者１００の視野が交差するひさし２位置に反射鏡３を回転する構造で構成し、使用時は四角に固定されるように構成する。

ひさしのついた帽子１またはひさし２の一方にはＧＰＳ、ジャイロセンサー、加速度センサーのような位置追跡装置５を結合し、ひさしのついた帽子１またはひさし２の一方には映像ディスプレー３ｂと連結されるジャック８ａを備えて、外部にスマートフォンまたは小型コンピューター８と連結する。

このように、本発明の構造は、スマートフォンまたは小型コンピューター８の映像信号は、ひさし２上面の装着ホール４内部の上端に備えられた映像ディスプレー３ｂに表れ、このような映像は、再び装着ホール４内部の下端映像窓２ａの位置に備えられた接眼レンズ６によって拡大され、その下部反射鏡３によって観測者１００の目に見えるようになる。

このような反射鏡３構造は、必要に応じて１０％−９０％は透過し、９０％−１０％は反射する、つまり、一部は反射して一部は透過する半透過反射鏡３ｃに代わって構成することができる。

透過率が１０％であれば反射率は９０％になり、反射率が９０％であれば透過率は１０％になる。

反射率が９０％以上であれば一般の鏡に近い機能となり、透過率が９０％以上になると反射率が１０％未満なので反射作用が微々たるものになる。

したがって、透過率９０％−１０％、または反射率１０％−９０％の間で限定はしないが、その用途によって５０％反射、５０％透過を基準にして加減して使用する。

すなわち、本発明において、半透過反射鏡３ｃは、凹球面型、平面形、曲面型など、如何なる形態の半透明鏡も同じ半透過反射鏡３ｃに含まれる。

本発明において、半透過反射鏡３ｃの説明は、透過率５０％、反射率５０％を基準にして説明するが、これに限定しない。

従来機器は、視野を完全に遮断する構造であるため、観測者１００の移動を制限し、なお、観測者１００は多くの危険に露出することになる。

しかし、本発明のように反射鏡３位置に半透過反射鏡３ｃを使用する時は、装着ホール４内部の上端で半透過反射鏡３ｃで反射する映像と、半透過反射鏡３ｃで透過される外部映像を同時に観測することになるので、仮想現実ゲーム、交通情報利用時、または移動時の道路と周りの状況などを同時に観測することができる特徴を持つようになる。

また、上記反射鏡３の代りに球面型半透過反射鏡３ｄに代替して構成する時は、上記半透過反射鏡３ｃのような作用效果を得ると同時に、映像ディスプレー３ｂの映像を球面の表面で反射拡大される效果がある。

本発明は、必要に応じて上記映像窓２ａ位置の接眼レンズ６は削除構成することができる。このような接眼レンズは、使用者１００の焦点距離を調整することができ、視野角を拡大する效果がある。

このような接眼レンズ６ａは、人の平均最短視聴距離である通常２５ｃｍ以内の最近接距離は、瞳孔の焦点距離が合わないため、映像をまともに視聴することができない。

よって、接眼レンズ６の位置を調整して反射鏡３及び半透過反射鏡３ｃで反射される映像ディスプレー３ｂ映像を観測することができる。

このように、接眼レンズ６の構成位置は限定せずに、必要に応じて映像ディスプレー３ｂ前端、または半透過反射鏡３ｃなど、その位置を必要な位置に構成するか削除構成することができる。

このような本発明は、帽子１の一面またはひさし２の一部にＧＰＳのような位置追跡装置５を取り付ける。この場合、映像ディスプレー３ｂ映像を見ながら移動する時、その位置情報によって住所探し、位置探しなどの映像情報提供が可能となる。

また、本発明で実施されたあらゆるひさし２またはひさし２のついた帽子１の一方、またはスマートフォンや小型モニターにＧＰＳ、赤外線感知装置、ジャイロ、加速度計など、その他の全ての位置変化、位置移動、位置方向に対する情報をコンピューター(未表示)、または映像ディスプレー３ｄに入力し、それに応じて上下左右に変化する仮想現実映像情報を提供することができる。

本発明で使われる帽子１の形態は、ひさしのついた帽子またはひさし２の構造が一般の帽子と結合することができるひさし２構造であって、ヘルメット、スポーツ帽子、バンド型帽子など、あらゆる帽子に同じ論理で適用される。

すなわち、図２、図３、図４、図５、図７、図９、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５のように、バンド構造の帽子１は、軍人が使用する戦闘帽子、作業場で使う安全帽、スポーツ帽子など、帽子の形態及び用途は制限しないが、発明は帽子１のひさし２の上下面に映像装置が備えられる構造である。

図３及び図４は同じ構造である。すなわち、映像ディスプレー３ｄの代わりにジャイロセンサー、位置センサー、ＧＳＰセンサーなどが結合しているスマートフォンまたは小型タブレットＰＣなどを入れ替えて使うことができる構造である。

すなわち、図１及び図２構造にスマートフォンや小型タブレットＰＣのような平面映像装置を装着及び分離することができる挿脱溝３ｇを装着ホール４の上端に水平方向に備える。

上記挿脱溝３ｇにスマートフォンのような薄膜の平面映像装置を挿入する時は、上記図２のような作用をする。

図４は挿脱溝３ｇの構造を装着ホール４の後端部に垂直方向に構成してスマートフォンのような薄膜の平面映像装置を垂直に立てて装着する構造である。

このような構成の平面映像は、その前面に四角で構成された反射鏡３によって下部へ反射され、接眼レンズ６及び反射鏡３及び半透過反射鏡３ｃ、または球面型半透過反射鏡３ｄで観測者１００の目に反射するようになる。

上記反射鏡３、半透過反射鏡３ｃ、球面型半透過反射鏡３ｄは、いずれも同じ反射鏡構造であるが、択一して目的及び用途に応じて選択して使うことができる。

したがって、反射鏡３、半透過反射鏡３ｃ、球面型半透過反射鏡３ｄは同じ概念である。但し、反射鏡３で構成する時は、必要に応じて使用者の視野角を開放しなければならないので、反射鏡３の構造を上下方向に回転する構造として構成し、映像観測の時は反射鏡３を回転して四角に固定使用し、使わない時は視野を確保するために反射鏡３を折ってひさし２に折り畳む。

半透過反射鏡３ｃと球面型半透過反射鏡３ｄも同じな論理で構成することができる。

図５は、上記図２、図３、図４のように、ひさし２の上下面に映像ディスプレーを備える構造と同様の構造である。ただし、帽子１の構造だけがバンド型の簡便な構造で、このような構造は、既存の安全帽、ヘルメット、軍事用鉄帽などに結合して使用、または分離することができる。

このような上記帽子構造は、本発明のすべての構造に適用することができる。

上記のような図２、図３、図４、図５の映像ディスプレー３ｂ構造は、表面にレンチキュラー構造またはバリアタイプなど、無眼鏡で立体映像を見られる映像モニターに代替して構成することができ、この場合、立体映像を観測することができる。

図６は、上記図２、図３、図４、図５、図７、図９、図１２、図１３、図１４、図１５の映像ディスプレー３ｂ構造を偏光立体画面に構成する立体映像ディスプレー構造に関する。

このような構造は、それぞれ立体映像のための左眼用映像と右眼用映像をそれぞれ入力されて現出する左右２個の映像ディスプレー３ｂを備え、その下端にそれぞれ左右対称角度の偏光角を有する偏光フィルム３ｈを左右に備え、その下部の左右に接眼レンズ６を備えた後、ひさし２、下部に反射鏡３または半透過反射鏡３ｃで構成する。

上記反射鏡３の前面に左右対称角度の偏光角を有する偏光メガネを備える。

このような本発明の構造は、図６のように、それぞれ左右眼用映像(Ｒ、Ｌ)は左右偏光板３ｈによって偏光され、接眼レンズ６によって拡大された後で反射鏡３または半透過反射鏡３ｃで反射された後、それぞれ偏光メガネ３ｉの左右偏光板によって左眼用映像Ｌは観測者１００の左側の目に、右眼用映像Ｒは観測者１００の右側の目に見えるようになることで、立体観測が可能になる。

この場合、球面鏡３ｄが球面反射構造の半透過反射鏡３ｃである場合は、拡大された立体映像と、半透過反射鏡３ｃから透過される外部全景を同時に観測することができる。

図７は、映像ディスプレー構造をマイクロ小型プロジェクター３ｅと映写用反射スクリーンと球面型半透過反射鏡３ｄで構成したものである。

図７のように、ひさし２の上面に装着ホール４を備え、装着ホール４の底面であるひさし２部位は映像窓２ａを構成し、装着ホール４の前端に小型プロジェクター３ｅを構成し、その前端に高反射率の映写用反射スクリーン３ｆを備える。

上記映写用反射スクリーン３ｆの前面、すなわち、ひさし２の下面に球面型半透過反射鏡３ｄを構成し、映写用反射スクリーン３ｆの下部位置に必要に応じて接眼レンズ６を備える。

このような図７の構造は、図８のように映写用反射スクリーン３ｆの球面曲率が有する焦点距離が小型プロジェクター３ｅが持つ投射距離Ａと同じ距離で構成し、球面型半透過反射鏡３ｄの球面曲率が持つ焦点距離Ｂの位置に映写用反射スクリーン３ｆが位置するように構成する。

このような本発明の構造は、映写用反射スクリーン３ｆの焦点距離位置にある小型プロジェクター３ｅの映像を直進反射することで、映写用反射スクリーン３ｆの表面反射率が高い反射率を有してもホットスポットがない映像を得られるし、よって、スクリーン表面に高い反射率８０％を有する表面を形成することができるので、１％の反射率を有する一般スクリーンに比べて８０倍まで明るい映像を得られる。

また、球面型半透過反射鏡３ｄはその焦点距離に位置した映写用反射スクリーン３ｆの映像を拡大することで、球面で２倍以上の明るい映像を提供すると同時に、外部情景を透過観測させることで、映写用反射スクリーン３ｆの映像と外部情景を同時に観測する。

このような図７と図８の構造は、図９と図１０のように、偏光立体映像を観測できる構造で構成することができる。

すなわち、ひさし２の上面部に装着ホール４を構成し、その下部は開放して映像窓２ａを形成し、上記装着ホールの上端部前面に小型プロジェクター３ｅを左右に２台備えて小型プロジェクター３ｅの前面にそれぞれ偏光板３ｈを左右対称偏光角度で構成し、その前面に映写用反射スクリーン３ｆを構成する。

上記映写用反射スクリーン３ｆの前面のひさし２の下面部に球面型半透過反射鏡３ｄを構成し、観測者１００は前面に偏光メガネ３ｉを備える。

このような本発明は、立体映像用の左右眼用映像を各左右プロジェクター３ｅから左右偏光板３ｈを透過して映像用反射スクリーン３ｆに結像し、映像用反射スクリーン３ｆで結像された映像は、球面型半透過反射鏡３ｄで拡大反射された後、偏光メガネ３ｉから左右眼用映像を観測者１００の各左右眼に分離観測させることで、立体映像の観測が可能になる。

勿論、この場合も球面型半透過反射鏡３ｄの立体映像と外部全景を同時に観測することができる。

図２、図３、図４、図５、図７、図９、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５の構造は、いずれも同じ論理で適用される。但し、軍事用鉄帽、安全帽など、既存の帽子の上に本発明のひさし２の構造を結合することができる構造である。

図１１の構造は、装着ホール４部位に備えられた望遠鏡レンズで遠距離を観測することができるし、望遠カメラまたは赤外線センサーが結合された赤外線カメラ３ｊも同じ方法で構成することができる。

このような望遠カメラ及び赤外線カメラの構造は、そのままカメラとして使うことができる。

望遠鏡構造のカメラと赤外線カメラ３ｊ構造は、スポーツ中継、観光地、演劇公演に有用で、赤外線カメラ３ｊ構造は霧の中、道路の霧の中、道路走行時、照明がない洞窟、山奥の探索または夜間戦闘などに有用であって、図１１のように鉄帽、ヘルメットなどの既存帽子に結合して使うことができる。

望遠鏡カメラ構造及び赤外線カメラ３ｊの遠距離映像または霧の中や闇の中で、望遠鏡カメラレンズ及び赤外線カメラレンズ３ｊによって映像を撮影し、映像ディスプレー３ｂによって可視化されるし、ひさし２の下面に四角で構成された半透過反射鏡３ｃによって反射されて観測者１００が観測するようになる。

このような半透過反射鏡３ｃは、望遠鏡映像または赤外線映像と透過される外部環境を同時に観測することができるので、運動場でスポーツ観覧、観光地での遠距離映像、霧の中の運転時、または夜間戦闘時に非常に有用に使われる。

また、既存の鉄帽、安全帽などに簡単に結合して使い、分離保管することができる長所がある。

このような構造は、図７の映像ディスプレー部門を小型プロジェクター３ｅ、映写用反射スクリーン３ｆ、球面型半透過反射鏡３ｄに望遠鏡カメラまたは赤外線カメラ３ｊに代わって構成することができる。

このような本発明は、帽子１の一面にはＧＰＳのような位置追跡装置５を備え、必要に応じてスピーカー７を備えることができる。

このような本発明の構造は、外部のタブレットＰＣまたはコンピューターの機能がついたスマートフォンなどの携帯機器などの小型コンピューターと連結する。

このような本発明は、上記小型コンピューターの映像は映像ディスプレー３ｂに表れ、このような映像は反射鏡３または半透過反射鏡３ｃで反射され、観測者１００が観測するようになる。

このような構造は、帽子１の一方に取り付けられた位置追跡装置によって、観測者１００が移動する時、その位置による映像情報の変化を提供することができる。

図１２は帽子１前面のひさし２の上面部で装着溝４を垂直に構成し、帽子１上面部に９０゜直角で帽子１の後端部まで装着溝４を備える。

このような装着溝４の後端部に薄膜構造のスマートフォンまたは小型タブレットＰＣを挿入または分離できる挿脱溝３ｇを構成したり、または立体モニター３ａや映像ディスプレー３ｂを備えることができる。

また、装着溝４の内部、すなわち、ひさし２の上面部で帽子１の上部が９０゜折れる部分に４５゜四角で反射鏡３を備える。

上記反射鏡３下部の適正位置には、必要に応じて拡大レンズ６ａを備えることができる。拡大レンズ６ａの位置は、使用者１００の視力に応じてその位置を上下調整することができる。

上記ひさし２の下部、すなわち、映像窓２ａの下部に使用者１００の視野が交差する位置に反射鏡３または半透過反射鏡３ｃ、球面型反射鏡３ｄのうちの一つを択一して構成することができる。

このような本発明の構造は、装着溝４の上面部において、映像ディスプレー３ｂから反射鏡３までの距離Ａから、反射鏡３から下部反射鏡３までの距離Ｂを足して約２５〜３０ｃｍの距離となる。このような距離は、接眼レンズなしに映像視聴が可能となる。

したがって、最短視聴距離を上記Ａ＋Ｂで確保するので、別途の接眼レンズがなくても、使用者は下部の反射鏡３を通して上部反射鏡３から装着ホール４の後端部の映像ディスプレー３ｂや挿脱溝３ｇに挿入されるスマートフォンなどの映像をそのまま観測することができる。

また、ひさし２の下部の半透過反射鏡３ｃまたは球面型半透過反射鏡３ｄの使用時、上記半透過反射鏡３ｃで反射される映像ディスプレー３ｂの映像と、半透過反射鏡３ｃで直進透過される外部全景を同時に視聴することが可能である。

図１３は、上記図１２のような論理で、ひさし２の上面部に装着ホール４を備え、その前面、すなわち、ひさし２が形成された映像窓２ａの上面部に四角で反射鏡３を備え、その前面、すなわち、装着ホール４の後端部にスマートフォンまたは小型タブレットＰＣを装着及び分離できるようにして映像ディスプレー３ｂを備える。

ひさし２前面の映像窓２ａの下面には、四角で反射鏡３または半透過反射鏡３ｃや球面型半透過反射鏡３ｄのうち、一つを選択して構成する。

このような本発明は、観測者の目１０からひさし２下部の反射鏡３までの距離Ｃと、上記反射鏡３からひさし２上部の反射鏡３までの距離Ｂと、上記ひさし２上部の反射鏡３から装着ホール４後端部の映像ディスプレー３ｂまでの距離Ａを足したＡ＋Ｂ＋Ｃの距離によって、使用者１００の最短視聴距離２５ｃｍ以上を確保することができるので、使用者は別途の接眼レンズがなくても映像ディスプレー３ｂの映像を観測することができる。

図１４と図１５のように、ひさし２の上面部に構成した装着ホール４の前面に映像ディスプレー３ｂまたはスマートフォンのような外部薄膜構造の小型映像ディスプレー３ｂを挿脱することのできる挿脱溝３ｇを形成し、映像ディスプレー３ｂの前面に反射鏡３を下向きで反射するように四角に構成し、ひさし２下面部の前面に前後方向に回転する反射鏡３、半透過反射鏡３ｃ、球面型半透過反射鏡３ｄのうちの一つを択一して構成する。

図１４と図１５の場合、スマートフォンやタブレットＰＣなどに取り付けられた３Ｄセンサー、カメラ装置、赤外線撮影装置、望遠鏡装置などの装置によってカメラレンズを装着ホール４の前面に向けて撮影できるように構成する。

このような本発明の実施形態は、ひさし２上面部の挿脱溝３ｇに映像ディスプレー３ｂを備えたり、挿脱溝３ｇを通してスマートフォンなどの映像ディスプレーを挿入すると、その映像は前面に反射鏡３ｃが映像窓２ａを通してひさし２下部の反射鏡または半透過反射鏡３ｃに反射されて観測者１００の目に見えるようになると、観測者は反射鏡３を通して映像ディスプレー映像を半透過反射鏡３ｄなどを通して外部映像と映像ディスプレー映像を同時に視聴することができる。

また、このような本実施形態の構造は、映像ディスプレー３ａ、３ｂと反射鏡３の間隔Ａと、反射鏡３と半透過反射鏡３ｄの間隔Ｂの距離分離隔されて観測されることで、別途の接眼レンズなくても視聴が可能になる。

したがって、このような本発明の構造の特徴は、図２、図３、図４、図５、図７、図９、 図１１、図１２、図１３、図１４、図１５のように映像ディスプレー装置が備えられた帽子１において、
前面にひさし２の構造がある帽子１を基本構造にして、
上記ひさし２の上面に装着ホール４を備え、
上記装着ホール４の一方に映像ディスプレー３ｂを備えた後、
上記ひさし２の一面に映像窓２ａを構成し、
上記映像窓２ａの上面に四角で反射鏡３を構成する。

また、上記反射鏡３の前面、つまり、ひさし２の前端部に映像ディスプレー３ｂを備え、
上記映像窓２ａの下面に反射鏡３ａまたは半透過反射鏡３ｄ、球面半透過反射鏡３ｃのいずれか一つで構成する。

このような構成は、映像ディスプレー３ｂの位置に挿脱溝３ｇを備え、スマートフォンまたはタブレットＰＣなどに代わって挿脱することができる。

このような構成は、上記ひさしの上端に備えられた映像ディスプレーなんどの映像は、その前面に反射鏡から下向きに四角で反射されるし、これはまた、ひさし２下部の反射鏡３ａまたは半透過反射鏡３ｄ、球面型半透過反射鏡３ｃのいずれか一つの反射鏡構造で反射されて観測者１００の目に見えるようになる。

このような図２、図３、図４、図５、図７、図９、図１１、図１２、図１３、図１４と図１５の構造は、既存の作業帽、鉄帽、ヘルメットなどにそのまま使うことができるし、図６の構造にも適用されることができ、３Ｄ映像にもそのまま適用されることができるし、図１１の構造にもそのまま適用されることができる。

すなわち、本発明の帽子は、ひさしのついた帽子またはひさしだけある構造が、既存のヘルメット、作業帽、スポーツ帽子など、あらゆる帽子と結合したり分離できるように使うことができる。

また、このような構造は、必要に応じて片目構造で片目だけに見えるようにすることができる。この場合、一方の目は映像情報を観測し、他方の目は移動時の外部環境を観測することで、映像情報と移動時の外部情報を同時に観測することができる。

このような本発明の帽子１構造は、ひさし２のついた軍事用鉄帽、スポーツ帽子、安全帽、各種交通手段として運転時に被るヘルメットなど、あらゆる帽子に適用されることができる。

特に、図１１、図１３のように、ひさし２構造の裏面にベルト形式に構成して頭に使うか、または既存帽子１に結合して使うことができる。

また、上記のような図２、図３、図４、図５、図７、図９、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５の構造は、両目の観測構造から片目観測構造まで兼用で構成することができる。

また、上記で記述された図２、図３、図４、図５、図９、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５の映像ディスプレー３ｂや、挿脱溝３ｇに挿脱されるスマートフォンまたは小型タブレットＰＣまたは無眼鏡立体モニターは、いずれも映像を提供する映像ディスプレー３ｂと同じ論理である。

したがって、このような本発明の構造的特徴は次のとおりである。
ひさしのついた帽子１のひさし２の上面部には、装着ホール４、映像ディスプレー３ｂまたは映像ディスプレー３ｂを挿脱できる挿脱溝３ｇを備え、
上記ひさし２部分の一部を開放し、映像窓２ａを備えて偏光板３ｈまたは接眼レンズ６を備えるし、
上記ひさし２の下部には、回転できる反射鏡３または一部は透過し、一部は反射する半透過反射鏡３ｃ、または球面型半透過反射鏡３ｄの中で選択して構成することを共通の特徴とする。

ひさしのついた帽子１、またはひさし２の一方には、位置追跡装置５とイヤホンなどを連結することができるスピーカー７と携帯用コンピューター、スマートフォンまたはタブレットＰＣなどを外部で連結する小型コンピューターなどを映像ディスプレー装置３ｂと連結して構成することが特徴であり、スマートフォン、タブレットＰＣのような薄膜の小型映像ディスプレー無眼鏡薄膜映像ディスプレーなどを挿入して分離することができる。

このような本発明は、上記で説明したように、ひさし２の構造を基本にして、ひさし２の一面に孔を開けて映像窓２ａを形成し、映像窓２ａの上面、すなわち、ひさしの上面に映像ディスプレー３ｂなどを備えることができる装着ホール４を備え、その形態または映像の光学的光路に沿って必要な位置に反射鏡３を備え、必要に応じて必要な位置に接眼レンズ６を構成する。

また、ひさし２の下部、すなわち、使用者１００の目の前面に位置する反射鏡３、半透過反射鏡３ｃ、球面型半透過反射鏡３ｄの中で一つを選択して備える。

また、３Ｄ立体及び２Ｄ映像をいずれも使うことができる。

上記のように、本発明の構造はひさし２の構造に基き、その上下面に映像装置を備えることで、使用者１００は両手が自由な状態で様々な作業ができたり、またはコンピューター作動など機器の作動を同時に行うことができるので、必要に応じて提供される３Ｄ、２Ｄの映像ディスプレー映像と同時に外部情景も一緒に視聴することができるため、移動時に使用者１００の安全と自由な機器作動が可能である。

また、実際試験結果、従来のヘッドマウントディスプレーのように映像ディスプレーの荷重が目の前に傾いて首の骨に荷重を与えることと違い、首の骨では従来の１/５以下の重さだけ作用するなど、帽子の構造によってその重さを頭全体に分散させるので、首の骨の負傷を防止する效果も大きい。

また、ひさし２の構造は、観測者１００の目の前面に位置する構造であるため、映像の視聴方向と視野の視覚方向が一致する。

映像ディスプレーが備えられた帽子１構造は、両手が自由になるので仮想現実、運転の仮想訓練、ゲーム装置など、使用上の活用性が多様に使われる。

また、使用者が移動しながら安全性が確保される。すなわち、反射鏡３が回転するように構成したり、半透過反射鏡３ｃを通してディスプレー映像と外部全景を同時に観測することができるので、従来の外部視野が完全に遮られる既存のディスプレーと比べて安全性が確保され、外部の全景とこれに係る映像情報を同時に観測するようになることで、その活用性が倍になる。

さらに、携帯用コンピューター、スマートフォンまたはタブレットＰＣなどをそのまま取り付けて使い、分離することができるし、望遠カメラ、赤外線カメラの結合が可能であり、一般小型カメラ構造を結合することができるので、経済性、実用性がとても高い。

１ 帽子、２ ひさし、２ａ 映像窓、３ 反射鏡、３ａ 立体モニター、３ｂ 映像ディスプレー、３ｃ 半透過反射鏡、３ｄ 球面型半透過反射鏡、３ｅ 小型プロジェクター、３ｆ 映写用反射スクリーン、３ｇ 挿脱溝、３ｈ 偏光板、３ｉ 偏光メガネ、４ 装着ホール、５ 位置追跡装置、６ 接眼レンズ、６ａ 拡大レンズ、７ スピーカー、８ 携帯用コンピューター。

Claims (6)

1. 帽子型仮想現実ディスプレー映像システムにおいて、
   ひさしのついた帽子のひさし２；
   上記ひさし２の一面を開放して形成する映像窓２ａ；
   上記映像窓２ａの上面に構成する装着ホール４；
   上記装着ホール４の内部に備える映像ディスプレー３ｂ；
   上記映像窓２ａの下面に構成して四角で入射する上記映像ディスプレー３ｂ映像は反射し、正面から透過する外部映像は直進透過する半透過反射鏡３ｃ；及び
   上記帽子１またはひさし１及び映像ディスプレー３ｂの一方にＧＳＰ、ジャイロ、加速度計、赤外線センサーのような位置追跡装置５；を含んで構成することで、
   観測者１００は上記半透過反射鏡３ｃで上記位置追跡装置５によって検出される映像ディスプレー３ｂ映像と、上記半透過反射鏡３ｃで直進透過する外部全景を同時に観測できることが特徴である、帽子型仮想現実ディスプレー映像システム。
2. 映像ディスプレー３ｂと半透過反射鏡３ｃの間の映像窓２ａに水平方向に接眼レンズ６を構成することを特徴とする、請求項１に記載の帽子型仮想現実ディスプレー映像システム。
3. ひさし２の上面に構成された装着ホール４の一方に挿脱溝３ｇを構成してＧＳＰ、ジャイロ、加速度計、赤外線センサーのような位置追跡装置５が結合されたスマートフォンまたはタブレットＰＣのような薄膜構造の映像ディスプレー３ｂを挿脱できることを特徴とする、請求項１に記載の帽子型仮想現実ディスプレー映像システム。
4. 映像ディスプレー３ｂ構造が小型プロジェクター３ｅと上記小型プロジェクター３ｅの前面に備えられる映写用反射スクリーン３ｆで構成することを特徴とする、請求項１に記載の帽子型仮想現実ディスプレー映像システム。
5. 装着ホール４構造の一方に備えられる望遠鏡または赤外線映像用のようなカメラ装置３ｊを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の帽子型仮想現実ディスプレー映像システム。
6. ひさし２の構造がヘルメット、鉄帽、作業帽など、既存の帽子と結合及び分離するように、着脱構造で構成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の帽子型仮想現実ディスフレー映像システム。

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