JP2887104B2 - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者が頭部に着
脱自在に装着して使用する映像表示装置であって映像表
示素子に表示された映像（ＴＶ画像、ビデオ画像等）を
観察者の頭部位置情報に応じて観察者の眼球の網膜上に
投影可能であり、且つ必要に応じて外界像も観察するこ
とが可能な頭部装着型映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置として、例えば特開
平７ー９２４２６号公報に開示されている視覚装置があ
る。この視覚装置は映像表示用液晶パネル等を内蔵し、
頭の位置や向きを測定するセンサからの情報に基づい
て、画像信号と外界の景観とを関連づけて表示可能にし
た装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の装置に
は次のような問題がある。すなわち頭の位置や向きを測
定するセンサとして、単一の超音波発信器と超音波トラ
ッカーとの組み合わせを用いていることから、使用状況
如何によっては高精度な位置情報検出を安定に行ない難
い場合がある。また単一の超音波発信器をそのまま頭頂
部に装着する構成であるため、頭頂表面からの突出量が
大きく、使用中に障害物に接触するなどして頭の動きが
阻害されるおそれがある。

【０００４】本発明の目的は下記のような頭部装着型映
像表示装置を提供することにある。 (a) 頭部の位置や動きを常に安定かつ高精度に検出でき
る位置情報検出手段を備えた頭部装着型映像表示装置。

【０００５】(b) コンパクトな形態を有し頭部の動きに
支障をきたすおそれのない位置情報検出手段を備えた頭
部装着型映像表示装置。 (c) 全体の重量バランスがよく、快適な使用感をもたら
す上、組立ておよび保守管理上好ましい構造を有する頭
部装着型映像表示装置。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の頭部装着型映像表示装置は概
略、以下の如く構成されている。映像を表示する映像表
示素子と、前記映像表示素子に表示された映像を観察者
の眼球に虚像として導く接眼光学系と、前記映像表示素
子および前記接眼光学系を前記観察者の頭部に装着する
装着手段と、前記装着手段に一方が配され前記装着手段
から離間した位置に他方が配された送信機および受信機
を有し、前記送信機と前記受信機との間で信号を送受信
することにより、前記送信機と前記受信機との相対的な
位置関係を検出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情
報検出手段と、を備えた頭部装着型映像表示装置におい
て、前記装着手段側に配された前記位置情報検出手段の
送信機または受信機は、複数の送信素子または受信素子
が、前記装着手段に付設された位置検出用電装基板上に
各々間隔をおいて配されたものとなっており、前記位置
検出用電装基板とは別の機能を有する他の電装基板が、
前記複数の送信素子または受信素子のうちの少なくとも
二つの素子間に、前記位置検出用電装基板が配されてい
る平面と略同一の平面内に位置する如く配設されてい
る。上記した点以外については、以下説明する発明の実
施の形態において明らかにする。

【０００７】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１〜図３は本発明の第１実施形態に
係る頭部装着型映像表示装置の構成を示す図である。図
１は頭部装着型映像表示装置Ａを観察者Ｂが自らの頭部
に装着して使用している状態を示す斜視図である。図２
の（ａ）は装置Ａを斜め前方から見た斜視図、図２の
（ｂ）は装置Ａの側面図である。図３の（ａ）は装置Ａ
を前方から見た正面図、図３の（ｂ）は装置Ａを後方か
ら見た背面図である。

【０００８】図１に示すように、本実施形態に係る頭部
装着型映像表示装置Ａは、使用時において観察者Ｂの頭
部１に対して装着して使用される。この頭部装着型映像
表示装置Ａの前部には表示装置本体１０が設けられてお
り、これが観察者Ｂの顔面２における両眼の前方に位置
する。表示装置本体１０の左右両側には連結フレーム２
０，３０の一端部が結合されている。連結フレーム２
０，３０の他端部は、電装部品収容体４０の両側に結合
している。この電装部品収容体４０には、位置情報検出
手段の一方の構成要素である送信機または受信機（本実
施形態では超音波受信機Ｒ）、信号処理回路等の電装部
品が基板に搭載された状態で収容されている。

【０００９】電装部品収容体４０と所定距離だけ離間し
た位置には、位置情報検出手段の他方の構成要素である
送信機または受信機（本実施形態では超音波送信機Ｓ）
が配置されている。この超音波送信機Ｓと前記超音波受
信機Ｒとの間の信号の送受信により、超音波送信機Ｓと
超音波受信機Ｒとの相対的な位置関係が検出される。こ
の検出された位置関係に基づいて頭部１の位置や動きが
検知され、観察者Ｂの頭部位置情報が得られるものとな
っている。図１に二点鎖線で示す符号Ｄは椅子のヘッド
レストを示している。

【００１０】図２〜図３に示すように、表示装置本体１
０は本体ケース１１の内部に液晶表示パネル等からなる
映像表示素子１２を有している。映像表示素子１２は外
部から伝送ケーブル５０を介して送られてくるＴＶ画
像、ビデオ画像等を表示するものとなっている。この映
像表示素子１２の下方には、上記映像表示素子１２に表
示された映像を、観察者の眼球に虚像として導く接眼光
学系１３が設けられている。なお本体ケース１１の前面
には外界光取り入れ窓１４が設けてあり、適時外界光を
取り入れ、前記接眼光学系１３を介して前記映像と共に
あるいは単独で観察者Ｂの眼球に導かれるようになって
いる。本体ケース１１の上面には、左右の映像表示素子
１２および接眼光学系１３を互いに接近させたり遠ざけ
たりする眼幅調整ノブ１５が設けられている。本体ケー
ス１１の内側には、額支持部材１６が設けられている。
この額支持部材１６の表面には軟質部材からなる額パッ
ド１７が取付けられている。

【００１１】左右の連結フレーム２０，３０の基端部近
傍には後頭部押え部材２１，３１がそれぞれ設けられて
いる。この後頭部押え部材２１，３１は連結フレーム２
０，３０に対してヒンジ部２２，３２を介して回動自在
に取付けられている。そして図示しないスプリングの力
によって各先端部位２３，３３が観察者Ｂの後頭部に対
して圧接するものとなっている。後頭部押え部材２１，
３１のそれぞれの付根部の近傍には前記映像信号と共に
送られてくる音声信号を再生するためのスピーカ２４，
３４がそれぞれ設けられている。

【００１２】左右の連結フレーム２０，３０のそれぞれ
の中間部位には、次に述べる頭頂部押え部材３６の高さ
位置を観察者の頭部１の寸法形状等に応じて調整するた
めの高さ調整ノブ２５，３５が設けられている。

【００１３】左右の連結フレーム２０，３０の他端部相
互間には電装部品収容体４０が取り付けられており、こ
の電装部品収容体４０の下方位置に、頭頂部押え部材３
６が設けられている。この頭頂部押え部材３６は、頭頂
部の形状に適合するように円弧状に湾曲し上記頭頂部に
当接するパッド部材と、このバッド部材を中央部位で支
持し、両端部が前記高さ調整ノブ２５，３５に結合され
ると共に、後端部両側で頭頂部の後方を押さえ付ける如
く設けられた弾性部材とからなっている。

【００１４】図４は電装部品収容体４０の構成を示す図
で、（ａ）は一部破断して示す上面図、（ｂ）は（ａ）
のイ−イ線断面図である。図４に示す如く電装部品収容
体４０は、平面形状がほぼ二等辺三角形状をなし、かつ
上側収容部材４０ａと下側収容部材４０ｂとの二部分か
らなり、両者が適時接合分離可能な構造を有するケース
内に電装部品を収容したものとなっている。すなわち通
常の使用状態においては図示の如く上側収容部材４０ａ
と下側収容部材４０ｂとは一体的に接合され、かつビス
４０ｃ等により固定されて一つの収容ケースとなってい
る。そして必要に応じてビス４０ｃ等を取り外すことに
より、上側収容部材４０ａを適時矢印の如く開くことに
より、両者は分離される。かくしてケース内部の部品の
修理，調整，交換等を容易に行なえるものとなってい
る。

【００１５】三角形状をなす電装部品収容体４０の各頂
点には、前記超音波受信機Ｒを構成する複数（本例では
３個）の超音波受信素子４１，４２，４３がそれぞれ配
置されている。これらの超音波受信素子４１，４２，４
３は、電装部品収容体４０のケース内部に設置されてい
る単一の配線基板からなる位置検出用電装基板４４の上
に搭載されている。超音波受信素子４１，４２，４３の
各々の上端部は上側収容部材４０ａに開けられた孔から
外部に露出している。なお図４の（ａ）（ｂ）に示す前
記受信素子４１〜４３の相互間隔Ｌは、１００ｍｍ〜１
５０ｍｍであることが好ましい。

【００１６】前記位置検出用電装基板４４は、上側収容
部材４０ａの内面に固定化された状態で電装部品収容体
４０のケース内に収容されている。また別の機能を有す
る他の電装基板４５および４６が、下側収容部材４０ｂ
の内面に固定化された状態で電装部品収容体４０の内部
に収容されている。これら他の電装基板４５及び４６は
二枚の電装基板が空気層を介して重ね合わせた多層化電
装基板となっている。そして上記多層化電装基板４５お
よび４６は、前記受信素子４１〜４３のうちの少なくと
も二つの素子、例えば装置Ａが頭部１へ装着された時に
最も前方に位置する頂点を除く他の二頂点に設置されて
いる受信素子４２と４３との間に配設されている。すな
わち位置検出用電装基板４４における上記二つの受信素
子４２と４３との間には、三頂点間を結ぶ三角形の中心
部位にまで及ぶかなり広大な台形の間隙部Ｇが設けられ
ており、この間隙部Ｇの内部に前記他の電装基板４５お
よび４６が、前記位置検出用電装基板４４が配されてい
る平面と略同一の平面内に位置する如く配設されてい
る。

【００１７】このように三つの電装基板４４〜４６は、
協同して一平面を覆うように設けられており、平面的に
無駄のないように配設されている。しかも図４の（ｂ）
に示すように電装基板４５と４６とは二段重ねとなって
いるため、その空間に電装部品やケーブル等を配設し設
置空間の有効利用を図るようにしてある。必要ならば二
段重ねでなく三段重ねにしてもよい。

【００１８】図４の（ａ）（ｂ）に示すように、収容体
４０のケーブル導出端部にはケーブル５０を所定角度で
導出させるための通路４８が設けられている。この通路
４８の出口近傍には前記ケーブル５０を弾性的に抱持す
るリング状の弾性部材５１が介挿されている。前記ケー
ブル５０は上記弾性部材５１を介して前記通路４８に締
め付け固定されている。

【００１９】図５の（ａ）（ｂ）に示すように、前記接
眼光学系１３は右目用接眼光学系１３ａと左目用接眼光
学系１３ｂの二つの接眼光学系に分れている。そしてこ
の右目用接眼光学系１３ａおよび左目用接眼光学系１３
ｂと、前記三箇所の受信素子４１〜４３とは次のような
関係を持つように設定されている。

【００２０】すなわち図５の（ａ）に示すように、前記
三箇所の受信素子４１，４２，４３を結ぶ三角形の重心
６０から、前記右目用接眼光学系１３ａおよび左目用接
眼光学系１３ｂの両射出光軸６１，６２を含む平面６３
へ下ろした垂線６４が、前記右目用接眼光学系１３ａお
よび左目用接眼光学系１３ｂの両射出面の光軸通過点
Ｐ，Ｑを結ぶ中点Ｏより前記射出光軸６１，６２に沿っ
て射出方向へ９０ｍｍはなれた点Ｋを中心とする前記平
面上の半径４０ｍｍ以内を通過するように、前記受信素
子４１〜４３は配されている。

【００２１】又図５の（ｂ）に示すように、前記右目用
接眼光学系１３ａおよび左目用接眼光学系１３ｂの両射
出面の光軸通過点Ｐ，Ｑを結ぶ中点より前記射出光軸６
１，６２に沿って射出方向へ９０ｍｍはなれた点Ｋを通
り、前記右目用接眼光学系１３ａおよび左目用接眼光学
系１３ｂの両射出光軸６１，６２を含む平面に対して垂
直に伸ばした垂線６４が、前記三箇所の受信素子４１〜
４３を結ぶ三角形の内側を通過するように前記三箇所の
受信素子４１〜４３は配されている。

【００２２】なお前記三箇所の受信素子４１〜４３を含
む面４７と、右目用接眼光学系１３ａおよび左目用接眼
光学系１３ｂの両射出光軸６１，６２を含む面６３との
なす角度は、２０゜以下となっている。

【００２３】前記三箇所の受信素子４１〜４３を結ぶ三
角形は鋭角三角形となっている。そして頭部１への装着
時において最も前方に位置する頂点を除く他の二頂点を
結ぶ辺Ｍは、前記右目用接眼光学系１３ａおよび左目用
接眼光学系１３ｂの両射出面の光軸通過点Ｐ，Ｑを結ぶ
直線Ｎに対して±２０゜以下となるように、前記三箇所
の受信素子４１〜４３は配置されている。

【００２４】図６の（ａ）（ｂ）に示すように、前記接
眼光学系１３の射出光軸６１，６２を重力方向に対して
垂直な方向にした際、前記三箇所の受信素子４１〜４３
を結ぶ三角形の重心６０と前記超音波送信機Ｓとの間を
結ぶ直線Ｔと、前記三箇所の受信素子４１〜４３を含む
面とのなす角度θが直角乃至４５゜の範囲内となるよう
に設定されている。

【００２５】同じく図６の（ａ）（ｂ）に示すように、
前記位置検出用電装基板４４およびこの基板４４とは別
の機能を有する他の電装基板４５，４６に繋がれた伝送
ケーブル５０は、前記三箇所の受信素子４１〜４３を結
ぶ三角形のうち頭部１への装着時において最も前方に位
置する頂点を除く他の二頂点を結ぶ辺Ｍの中点から、前
記辺Ｍの四分のーの半径内で束ねられている。この束ね
られた前記ケーブル５０は前記接眼光学系１３の射出光
軸６１，６２の射出方向に対し０゜乃至９０゜の上方向
の仰角αをもって外部へ導出させる手段を有している。
なお上記仰角αは１０゜乃至８０゜にすることがより好
ましい。

【００２６】三角形重心６０は、首の回転視軸上方に配
置し、センサ検出精度と重量バランスの向上とを図って
いる。センサ感知領域内にはケーブルやその他の突出構
造物を置かないようにする。三つの受信素子４１〜４３
で形成する面４７は、超音波送信機Ｓと頭部１とを結ん
だ線に対して直角な面が最も検出精度が良いが、直角な
面に対して４５°以内で傾いた面であっても支障はな
い。なお装置本体側に超音波送信機Ｓを配置し、装置本
体から離間した位置に超音波受信機Ｒを配置してもよ
い。

【００２７】図７は信号系の構成を示すブロック図であ
る。映像生成装置７０から発した映像信号は、コントロ
ールユニット７１を経由したのち、ケーブル５０を介し
て頭部装着型映像表示装置Ａのその他の電装基板４５，
４６に入力する。また映像生成装置７０から発したタイ
ミング信号は、センサタイミングコントローラ７２を経
由したのち、一方においてケーブル５０を介して頭部装
着型映像表示装置Ａのセンサ取付基板（位置検出用電装
基板）４４に入力すると共に、他方において超音波送信
機Ｓに入力する。この超音波送信機Ｓから発した超音波
はセンサ取付基板（位置検出用電装基板）４４に入力す
る。

【００２８】（第２実施形態）図８に示すように、本実
施形態に係る頭部装着型映像表示装置Ａは、映像表示素
子および接眼光学系を内蔵している本体ユニットＸと、
電気回路や配線部材を内蔵しており頭に装着するための
装着支持機能を持つ支持ユニットＹとが、上記本体ユニ
ットＸと支持ユニットＹとの接続部を覆うためのカバー
ユニットＺによって結合されている。したがってカバ−
ユニットＺを破線矢印で示す如く取り外せば、本体ユニ
ットＸと支持ユニットＹとが分離され、その接続部が露
出する。このため簡単に分解、交換、組立等を行なえ
る。

【００２９】図９の（ａ）（ｂ）に示すように、支持ユ
ニットＹの内部には接続基板８０が配設されており、そ
の上に一対の発光素子８１，８２とスイッチ８３とが設
けられている。したがって格別の台座を設けなくてもよ
いため軽量化と組立性の向上がはかれる。本体ユニット
Ｘからの配線８４は、コネクタ８５を介して接続基板８
０に接続されている。支持ユニットＹからの二本の配線
８６、８７は、コネクタ８８，８９をそれぞれ介して接
続基板８０に接続されている。

【００３０】本体ユニットＸから出ている配線８４にチ
ェック治具を接続すれば、本体ユニットＸの内部の検査
等が簡単に行なえる。なお必要ならば各ユニットから２
本以上の配線を出し、これらを接続基板上で分配、切り
離し，その他の接続を適宜行なえるようにすることも可
能である。

【００３１】なおカバ−ユニットＺは、耐衝撃強度の高
い結晶性のエンジニアリングプラスチック（例えばＰ
Ｐ，変性ＰＰＥ等）で形成されることが好ましい。この
カバーユニットＺには、透光性の部材からなるマド型ボ
タン９０が設けてある。このボタン９０で接続基板８０
上のスイッチ８３を押して切換え操作することにより、
映像の観察または外界像の観察、さらには映像と外界像
との同時観察等を行なえる。この時、発光素子の点灯状
態を透光性の部材からなるマド型ボタン９０を通して見
ることにより、装置Ａの動作状態を確認することができ
る。

【００３２】（第３実施形態）第３実施形態に係る頭部
装着型映像表示装置Ａは、前記受信素子４１〜４３によ
る検知領域の外側でかつ前記左右の接眼光学系１３ａ，
１３ｂの各射出光軸６１，６２を含む面６３よりも上方
の領域に、例えばＣＣＤ素子を用いた撮像カメラ１０
１，１０２を備えたものとなっている。

【００３３】図１０の（ａ）に示したものは、目の位置
より斜め後上方の位置に、台座１０３，１０４を設け、
この台座１０３，１０４の上に撮像カメラ１０１，１０
２を取り付けている。この台座は取り外し可能になって
いて、撮像カメラ１０１，１０２が必要ないときは取り
外しておくことができる。なお撮像カメラの数は２個に
限らず、１個のみでもよい。前記撮像カメラ１０１，１
０２からの信号伝送ケーブル１０５，１０６は、前記受
信素子４１〜４３を収容している収容体４０の内部に一
旦導される。そしてこの信号伝送ケーブル１０５，１０
６は他のケーブル５０と共に一括して前記収容体４０の
外へ導出されるものとなっている。

【００３４】図１０の（ｂ）に示したものは、前記撮像
カメラ１０１，１０２を表示装置本体１０の上部両側に
取り付けたものである。この例では（ａ）の場合に比べ
て重量バランスが悪い。しかし視線とほぼ同一方向の外
界像を撮影できるため、臨場感に飛んだ映像を得ること
ができる。

【００３５】（実施形態のまとめ）上述した実施形態に
示された頭部装着型映像表示装置の構成および作用効果
をまとめると次の通りである。 ［１］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示素子
１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像として導
く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および前記
接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する装着
手段（２０，２１，３０，３１，３６，４０）と、前記
装着手段（２０，３０等）に一方が配され前記装着手段
（２０，３０等）から離間した位置に他方が配された送
信機Ｓおよび受信機Ｒを有し、前記送信機Ｓと前記受信
機Ｒとの間で信号を送受信することにより、前記送信機
Ｓと前記受信機Ｒとの相対的な位置関係を検出し、前記
観察者Ｂの頭部位置情報を得る位置情報検出手段（Ｓ，
Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）と、を備えた頭部装着型
映像表示装置Ａにおいて、前記装着手段（２０，３０
等）側に配された前記位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１
〜４３，４４〜４６）の送信機Ｓまたは受信機Ｒは、複
数の送信素子または受信素子（４１〜４３）が、前記装
着手段（２０，３０等）に付設された位置検出用電装基
板４４上に各々間隔をおいて配されたものとなってお
り、前記位置検出用電装基板４４とは別の機能を有する
他の電装基板４５，４６が前記複数の送信素子または受
信素子（４１〜４３）のうちの少なくとも二つの素子４
２，４３間に、前記位置検出用電装基板４４が配されて
いる平面と略同一の平面内に位置する如く配設されてい
る。

【００３６】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置を装着した観察者Ｂの頭部１の位置や動きが
位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）
によって検出され、その検出情報に基づいて映像表示素
子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれる。
この結果、例えば本装置Ａを使用する観察者Ｂが右方向
を向くと、そのときの右方向への頭部回転に即応して表
示画面が右方向を観察している様に変化する映像を表示
可能な頭部装着型映像表示装置Ａを実現できる。

【００３７】ところで装着手段（２０，３０等）側に配
されている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、複数の送信素子
または受信素子（４１〜４３）からなっており、且つそ
れらが位置検出用電装基板４４上に所定間隔Ｌをもって
配置されているため、装着手段（２０，３０等）側の送
信機Ｓまたは受信機Ｒと装着手段（２０，３０等）から
離間した位置に配された受信機Ｒまたは送信機Ｓとの相
対的な位置関係、すなわち頭部１の位置や動きを示す情
報が高い精度で得られる。また別の機能を有する他の電
装基板４４，４５が位置検出用電装基板４４と略同一の
平面内に介在する如く配置されるため、前記他の電装基
板４４，４５を配置するための設置スペースが少なくて
済み、設置スペースの縮小化をはかることができる。し
たがって電装基板が配される部分を小型かつ薄型に形成
することができる。なお前記他の電装基板４４，４５
は、位置検出用電装基板４４が配される平面位置に対し
上下２ｃｍ以内の範囲内に設定されることが好ましい。 ［２］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示素子
１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像として導
く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および前記
接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する装着
手段（２０，２１，３０，３１，３６，４０）と、前記
装着手段（２０，３０等）に一方が配され前記装着手段
（２０，３０等）から離間した位置に他方が配された送
信機Ｓおよび受信機Ｒを有し、前記送信機Ｓと前記受信
機Ｒとの間で信号を送受信することにより、前記送信機
Ｓと前記受信機Ｒとの相対的な位置関係を検出し、前記
観察者Ｂの頭部位置情報を得る位置情報検出手段（Ｓ，
Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）と、を備えた頭部装着型
映像表示装置Ａにおいて、前記装着手段側（２０，３０
等）に配された前記位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜
４３，４４〜４６）の送信機Ｓまたは受信機Ｒは、複数
の送信素子または受信素子（４１〜４３）が、前記装着
手段（２０，３０等）に付設された位置検出用電装基板
４４上に各々間隔をおいて配されたものとなっており、
前記位置検出用電装基板４４とは別の機能を有する他の
電装基板４５，４６が前記複数の送信素子または受信素
子（４１〜４３）のうちの少なくとも二つの素子４２，
４３間に設けられた間隙部Ｇ内に配設されたものとなっ
ている。

【００３８】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置Ａを装着した観察者Ｂの頭部１の位置や動き
が位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）によって検出され、その検出情報に基づいて映像表
示素子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれ
る。この結果、例えば観察者Ｂが右方向を向くと、その
ときの頭部１の回転に即応して表示画面が右方向を観察
しているように変化する映像を表示することが可能な頭
部装着型映像表示装置Ａを実現できる。

【００３９】ところで装着手段（２０，３０等）側に配
されている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、複数の送信素子
または受信素子（４１〜４３）からなっており、且つそ
れらが位置検出用電装基板４４上に所定間隔をもって配
置されているため、装着手段（２０，３０等）側の送信
機Ｓまたは受信機Ｒと装着手段（２０，３０等）から離
間した位置に配された受信機Ｒまたは送信機Ｓとの相対
的な位置関係、すなわち頭部１の位置や動きを示す情報
が高い精度で得られる。

【００４０】また別の機能を有する他の電装基板４４，
４５が、位置検出用電装基板４４の少なくとも二つの素
子（４２，４３）が存在している領域に設けた間隙部Ｇ
内に配されているため、前記他の電装基板４４，４５を
より的確に所定のスペース内に収容配置することができ
る。従って設置スペースの縮小化を確実にはかることが
でき、電装基板４４〜４６が配設される部分を小型かつ
薄型に形成することができる。 ［３］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示素子
１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像として導
く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および前記
接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する装着
手段（２０，２１，３０，３１，３６，４０）と、前記
装着手段（２０，３０等）に一方が配され前記装着手段
（２０，３０等）から離間した位置に他方が配された送
信機Ｓおよび受信機Ｒを有し、前記送信機Ｓと前記受信
機Ｒとの間で信号を送受信することにより、前記送信機
Ｓと前記受信機Ｒとの相対的な位置関係を検出し、前記
観察者Ｂの頭部位置情報を得る位置情報検出手段（Ｓ，
Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）と、を備えた頭部装着型
映像表示装置Ａにおいて、前記装着手段（２０，３０
等）側に配された前記位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１
〜４３，４４〜４６）の送信機Ｓまたは受信機Ｒは、複
数の送信素子または受信素子（４１〜４３）が、前記装
着手段（２０，３０等）に付設された位置検出用電装基
板４４上の三箇所に各々間隔をおいて配されたものとな
っており、前記位置検出用電装基板４４とは別の機能を
有する他の電装基板４５，４６が前記三箇所に配された
複数の送信素子または受信素子（４１〜４３）の間に、
前記位置検出用電装基板４４が配されている平面と略同
一の平面内に位置する如く配設されている。

【００４１】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置Ａを装着した観察者Ｂの頭部１の位置や動き
が位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）によって検出され、その検出情報に基づいて映像表
示素子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれ
る。この結果、例えば観察者Ｂが右方向を向くと、その
ときの頭部１の回転に即応して表示画面が右方向を観察
している様に変化する映像を表示することのできる頭部
装着型映像表示装置Ａを実現できる。

【００４２】ところで装着手段（２０，３０等）側に設
けられている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、位置検出用電
装基板４４の三箇所に複数の送信素子または受信素子
（４１〜４３）が各々間隔をおいて配されたものとなっ
ているため、必要とする位置確認機能を十分に満すこと
ができ、位置検出の精度を高めることができる。また別
の機能を有する他の電装基板４５，４６が、位置検出用
電装基板４４上の三箇所に配された複数の送信素子また
は受信素子（４１〜４３）間に、位置検出用電装基板が
配される平面と略同じ平面内に存在する如く配されてい
るため、別の機能を有する他の電装基板４５，４６を複
数配置するための設置スペースを節約できる。したがっ
て電装基板４４〜４５が配設される部分を小型かつ薄型
に形成することができる。

【００４３】なお前記した他の電装基板４５，４６は、
位置検出用電装基板４４が配される平面位置の上下２ｃ
ｍ以内の範囲内に設定されることが好ましい。 ［４］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示素子
１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像として導
く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および前記
接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する装着
手段（２０，３０等）と、前記装着手段（２０，３０
等）に一方が配され前記装着手段（２０，３０等）から
離間した位置に他方が配された送信機Ｓおよび受信機Ｒ
を有し、前記送信機Ｓと前記受信機Ｒとの間で信号を送
受信することにより、前記送信機Ｓと前記受信機Ｒとの
相対的な位置関係を検出し、観察者Ｂの頭部位置情報を
得る位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）と、を備えた頭部装着型映像表示装置Ａにおいて、
前記装着手段（２０，３０等）側に配された前記位置情
報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）の送信
機Ｓまたは受信機Ｒは、複数の送信素子または受信素子
（４１〜４３）が、前記装着手段（２０，３０等）に付
設された位置検出用電装基板４４上の三箇所に各々間隔
をおいて配されたものとなっており、前記位置検出用電
装基板４４の前記三箇所における前記送信素子または前
記受信素子（４１〜４３）間を結ぶ三角形の内側に間隙
部Ｇを設け、前記間隙部Ｇに前記位置検出用電装基板４
４とは別の機能を有する他の電装基板４５，４６を配し
たものとなっている。

【００４４】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置Ａを装着した観察者Ｂの頭部１の位置や動き
が位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）によって検出され、その検出情報に基づいて映像表
示素子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれ
る。この結果、例えば観察者Ｂが右方向を向くと、その
ときの頭部１の回転に即応して表示画面が右方向を観察
しているように変化する映像を表示可能な頭部装着型映
像表示装置Ａを実現できる。

【００４５】ところで装着手段（２０，３０等）側に設
けられている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、位置検出用電
装基板４４の三箇所に複数の送信素子または受信素子
（４１〜４３）が各々間隔をおいて配されたものとなっ
ているため、必要とする位置確定の機能を満すことがで
き、小型化および安価に製作できる。また各々の送信素
子または受信素子（４１〜４３）は位置検出用電装基板
４４上に配されるが、三箇所の送信素子または受信素子
（４１〜４３）間には所定の間隔が設けてあるため、三
箇所の送信素子または受信素子（４１〜４３）間を結ぶ
三角形の内側に間隙部Ｇを設けることができる。そこで
前記間隙部Ｇ内に位置検出用電装基板４４とは別の電装
基板４４，４５を配することが可能となる。これにより
複数の機能を奏するための別の電装基板４４，４５を配
置するスペースを節約でき、この部分を小型かつ薄型に
することができる。 ［５］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
前記［１］または［２］または［３］または［４］に記
載の装置であって、かつ前記位置検出用電装基板４４と
は別の機能を有する他の電装基板４４，４５は複数の電
装基板を空気層を介して重ね合わせた多層化電装基板
（４４，４５）となっている。

【００４６】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１］〜［４］とそれぞれ同様の作用効果を奏
する上、電装基板４４，４５が多層化されるため、その
空気層にケーブルや電装部品を介在させることが可能と
なる。したがって省スペース化が計れるという利点をも
つ。 ［６］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
前記［１］または［２］または［３］または［４］また
は［５］に記載の装置であって、かつ前記位置検出用電
装基板４４が単一配線基板にて形成されている。

【００４７】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１］〜［５］とそれぞれ同様の作用効果を奏
する上、単一配線基板からなる位置検出用電装基板４４
に送信素子または受信素子（４１〜４３）が設けられる
ので、前記素子間に格別の配線を施す必要がない。又前
記基板４４が台座を兼ねているので、送信素子または受
信素子（４１〜４３）の取付け台座を格別に設ける必要
がなく、装置の小型軽量化がはかれるという利点をも
つ。 ［７］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
前記［１］または［２］または［３］または［４］また
は［５］または［６］に記載の装置であって、かつ前記
位置検出用電装基板４４及び別の機能を有する他の電装
基板４４，４５は、接合及び分離が可能な構造を有する
上側収容部材４０ａと下側収容部材４０ｂとを一体的に
接合係止してなる基板収容ケース（４０ａ，４０ｂ）の
中に、一方の電装基板４４が上側収容部材４０ａに固定
化され、他方の電装基板４４，４５が前記下側収容部材
４０ｂに固定化された状態で収容されている。

【００４８】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１］〜［６］とそれぞれ同様の作用効果を奏
する上、必要に応じて上側収容部材４０ａと下側収容部
材４０ｂとを分離して開くことにより、一方の電装基板
４４と他方の電装基板４４，４５とを別々に取り出すこ
とができる。したがって組立、補修、修理、調整等の作
業性が向上し、能率よく作業を進めることができる。 ［８］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
前記［３］または［４］または［５］または［６］また
は［７］に記載の装置であって、かつ前記接眼光学系１
３は右目用接眼光学系１３ａと左目用接眼光学系１３ｂ
の二つの接眼光学系に別れており、前記三箇所の送信素
子または受信素子（４１〜４３）を結ぶ三角形の重心６
０から、前記右目用接眼光学系１３ａおよび左目用接眼
光学系１３ｂの両射出光軸６１，６２を含む平面へ下ろ
した垂線６４が、前記右目用接眼光学系１３ａおよび左
目用接眼光学系１３ｂの両射出面の光軸通過点Ｐ，Ｑを
結ぶ中点Ｏより前記射出光軸６１，６２に沿って射出方
向へ９０ｍｍはなれた点Ｋを中心とする前記平面上の半
径４０ｍｍ以内を通過するように、前記送信素子または
受信素子（４１〜４３）を配したものとなっている。

【００４９】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［３］〜［７］とそれぞれ同様の作用効果を奏
する上、次のような作用効果が得られる。観察者Ｂの首
の横方向の回転視軸を囲うように送信素子または受信素
子（４１〜４３）が配置されることになる。この送信素
子または受信素子（４１〜４３）が観察者Ｂの首の横方
向の回転視軸から外れてしまうと、装着時の重量バラン
スが偏ってしまうばかりでなく、位置検知動作が安定し
なくなり、誤動作がおきやすくなる。また送信機Ｓと受
信機Ｒとの位置関係が検知範囲から外れないように、予
め検知範囲を広く設定しなければならない。然るに、こ
れらは本装置Ａの構成により解消される。半径３０ｍｍ
以内を通過するように前記送信素子または受信素子（４
１〜４３）を配置すればさらによい結果が得られる。 ［９］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置は、
映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示素子
１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像として導
く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および前記
接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する装着
手段（２０，３０等）と、前記装着手段（２０，３０
等）に一方が配され前記装着手段（２０，３０等）から
離間して他方が配された送信機Ｓと受信機Ｒとを有し、
前記送信機Ｓと前記受信機Ｒとの間で信号を送受信する
ことにより、前記送信機Ｓと前記受信機Ｒとの相対的な
位置関係を検出し、観察者Ｂの頭部位置情報を得る位置
情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４６）と、
を備えた頭部装着型映像表示装置Ａにおいて、前記接眼
光学系１３は前記右目用接眼光学系１３ａと左目用接眼
光学系１３ｂとの二つの接眼光学系に別れており、前記
装着手段（２０，３０等）側に設けられた送信機Ｓまた
は受信機Ｒは、少なくとも三箇所に各々間隔をおいて配
された複数の送信素子または受信素子（４１〜４３）を
有し且つ前記三箇所の送信素子または受信素子（４１〜
４３）を結ぶ三角形の重心６０から、前記右目用接眼光
学系１３ａおよび左目用接眼光学系１３ｂの両射出光軸
６１，６２を含む平面へ下ろした垂線６４が、前記右目
用接眼光学系１３ａおよび左目用接眼光学系１３ｂの両
射出面６１，６２の光軸通過点Ｐ，Ｑを結ぶ中点Ｏより
前記射出光軸６１，６２に沿って射出方向へ９０ｍｍは
なれた点Ｋを中心とする前記平面上の半径４０ｍｍ以内
を通過するように、前記送信素子または受信素子（４１
〜４３）を配したものとなっている。

【００５０】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置Ａを装着した観察者Ｂの頭１部の位置や動き
が位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）によって検出され、その検出情報に基づいて映像表
示素子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれ
る。この結果、例えば観察者Ｂが右方向を向くと、その
ときの頭部１の回転に即応して表示画面が右方向を観察
しているように変化する像を表示可能な頭部装着型映像
表示装置Ａを実現できる。

【００５１】ところで装着手段（２０，３０等）側に設
けられている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、位置検出用電
装基板４４の少なくとも三箇所に複数の送信素子または
受信素子（４１〜４３）が各々間隔をおいて配されたも
のとなっているため、必要とする位置確定の機能を満す
ことができ、小型化かつ安価に製作できる。

【００５２】また、観察者Ｂの首の横方向の回転視軸を
囲うように送信素子または受信素子（４１〜４３）が配
置されることになる。この送信素子または受信素子（４
１〜４３）が観察者Ｂの首の横方向の回転視軸から外れ
てしまうと、装着時の重量バランスが偏ってしまうばか
りでなく、位置検知が安定しなくなり、装置の誤動作が
おきやすくなる。また送信機Ｓと受信機Ｒとの位置関係
が検知範囲から外れないように、予め検知範囲を広く設
定しなければならない。しかるに、これらは本装置Ａの
構成により解消される。半径３０ｍｍ以内を通過するよ
うに前記送信素子または受信素子（４１〜４３）を配置
すれば更によい結果が得られる。 ［１０］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、映像を表示する映像表示素子１２と、前記映像表示
素子１２に表示された映像を観察者Ｂの眼球に虚像とし
て導く接眼光学系１３と、前記映像表示素子１２および
前記接眼光学系１３を前記観察者Ｂの頭部１に装着する
装着手段（２０，３０等）と、前記装着手段（２０，３
０等）に一方が配され前記装着手段（２０，３０等）か
ら離間した位置に他方が配された送信機Ｓおよび受信機
Ｒを有し、前記送信機Ｓと前記受信機Ｒとの間で信号を
送受信することにより、前記送信機Ｓと前記受信機Ｒと
の相対的な位置関係を検出し、観察者Ｂの頭部位置情報
を得る位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜
４６）と、を備えた頭部装着型映像表示装置において、
前記接眼光学系１３は前記右目用接眼光学系１３ａと左
目用接眼光学系１３ｂとの二つの接眼光学系に別れてお
り、前記装着手段（２０，３０等）側に設けられた送信
機Ｓまたは受信機Ｒは、少なくとも三箇所に各々間隔を
おいて配された複数の送信素子または受信素子（４１〜
４３）を有し且つ前記右目用接眼光学系１３ａおよび左
目用接眼光学系１３ｂの両射出面の光軸通過点Ｐ，Ｑを
結ぶ中点Ｏより前記射出光軸６１，６２に沿って射出方
向へ９０ｍｍはなれた点Ｋを通り、前記右目用接眼光学
系１３ａおよび左目用接眼光学系１３ｂの両射出光軸６
１，６２を含む平面に対して垂直に伸ばした垂線６４
が、前記三箇所の送信素子または受信素子（４１〜４
３）を結ぶ三角形の内側を通過するように前記三箇所の
送信素子又は受信素子（４１〜４３）が配されている。

【００５３】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、本装置Ａを装着した観察者Ｂの頭部１の位置や動き
が位置情報検出手段（Ｓ，Ｒ，４１〜４３，４４〜４
６）によって検出され、その検出情報に基づいて映像表
示素子１２に表示される映像等の切り換え等が行なわれ
る。この結果、例えば使用者が右方向を向くと、そのと
きの頭部１の回転に即応して表示画面が右方向を観察し
ているように変化する映像を表示可能な頭部装着型映像
表示装置Ａを実現できる。

【００５４】ところで装着手段（２０，３０等）側に設
けられている送信機Ｓまたは受信機Ｒは、位置検出用電
装基板４４の少なくとも三箇所に複数の送信素子または
受信素子（４１〜４３）が各々間隔をおいて配されたも
のとなっているため、必要とする位置確定の機能を満す
ことができ、小型化かつ安価に製作できる。

【００５５】また、観察者Ｂの首の横方向の回転視軸を
囲うように送信素子または受信素子（４１〜４３）が配
置されることになる。この送信素子または受信素子（４
１〜４３）が観察者Ｂの首の横方向の回転視軸から外れ
てしまうと、装着時の重量バランスが偏ってしまうばか
りでなく、位置検知が安定しなくなり、装置の誤動作が
おきやすくなる。また送信機Ｓと受信機Ｒとの位置関係
が検知範囲から外れないように、予め検知範囲を広く設
定しなければならない。しかるに、これらは本装置Ａの
構成により解消される。 ［１１］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［９］または［１０］に記載の装置であって、
かつ前記三箇所の送信素子または受信素子（４１〜４
３）を含む面と前記右目用接眼光学系１３ａおよび左目
用接眼光学系１３ｂの両射出光軸６１，６２を含む面と
のなす角度が２０゜以下となっている。

【００５６】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［９］または［１０］と同様の作用効果を奏す
る上、送信素子または受信素子（４１〜４３）は観察者
Ｂの頭上に沿った平面上に配置されるので、この部分の
頭部周囲に対する突出量を小さく抑えることができる。
なお前記角度を１０゜以下にするとさらによい結果が得
られる。 ［１２］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［３］［４］［５］［６］［７］［８］［９］
［１０］［１１］のいずれか一つに記載の装置であっ
て、前記三箇所の送信素子または受信素子（４１〜４
３）を結ぶ形が三角形であり、このうち頭部１への装着
時において最も前方に位置する頂点を除く他の二頂点を
結ぶ辺Ｍが前記右目用接眼光学系１３ａ及び左目用接眼
光学系１３ｂの両射出面の光軸通過点Ｐ，Ｑを結ぶ直線
に対して±２０゜以下となるように前記三箇所の送信素
子または受信素子（４１〜４３）が配置されている。

【００５７】前記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［３］〜［１１］と同様の作用効果を奏する
上、送信素子または受信素子（４１〜４３）を取付けて
いる位置検出用電装基板４４の後方への突出量を小さく
することができる。そのため観察者Ｂが椅子に座って観
察するような場合においても、椅子のヘッドレストＤに
対する衝突を防止でき、観察しやすくなる。 ［１３］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［３］［４］［５］［６］［７］［８］［９］
［１０］［１１］［１２］のいずれか一つに記載の装置
であって、かつ前記接眼光学系１３の射出光軸６１，６
２を重力方向に対して垂直な方向にした際に、前記三箇
所の送信素子または受信素子（４１〜４３）を結ぶ三角
形の重心６０と、前記装着手段（２０，３０等）から離
間して配した前記他方の送信機Ｓまたは受信機Ｒとの間
を結ぶ直線Ｔが、前記三箇所の送信素子または受信素子
（４１〜４３）を含む面と直角乃至４５゜の範囲内とな
るように設定されている。

【００５８】前記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［３］〜［１２］と同様の作用効果を奏する
上、検出感度や動作・位置の検出精度が向上し、安定に
使用可能となるという利点をもつ。 ［１４］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［１２］に記載の装置であって、かつ前記位置
検出用電装基板４４およびこの基板４４とは別の機能を
有する他の電装基板４５，４６に繋がれた伝送ケーブル
５０を、前記三箇所の送信素子または受信素子（４１〜
４３）を結ぶ三角形のうち、頭部１への装着時において
最も前方に位置する頂点を除く他の二頂点を結ぶ辺Ｍの
中点から、前記辺Ｍの四分のーの半径内で束ね、この束
ねた前記ケーブル５０を前記接眼光学系１３の光軸６
１，６２の射出方向に対して０゜乃至９０゜の上方向の
仰角αで外部へ導出させる導出手段を有している。

【００５９】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１２］と同様の作用効果を奏する上、前記ケ
ーブル５０が後頭部の更に後方へを導出されることか
ら、前方に位置する光学系の重量とのバランスがとりや
すくなる。また前記ケーブル５０が後斜め上方へ突出す
るため、位置検出のための検知領域が前記ケーブル５０
によって侵される心配がない。さらに、例えば椅子に座
った状態で本装置Ａを使用するような場合、前記ケーブ
ル５０が椅子のヘッドレストＤ等へ衝突するのを避ける
ことができる。また前記ケーブル５０が頭１の中心軸に
近い所に設置される結果、観察者Ｂが首を回転した時の
抵抗感や重圧感を軽減できるといった利点をもつ。 ［１５］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［１４］に記載の装置であって、かつ前記ケー
ブル導出手段が前記ケーブル５０を前記接眼光学系１３
の光軸６１，６２の射出方向に対し、１０゜乃至８０゜
の上方向の仰角αで突出させるものとなっている。

【００６０】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１４］での作用効果をさらに高めることがで
きる。 ［１６］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［１４］に記載の装置であって、かつ前記位置
検出用電装基板４４及びこの基板とは別の機能を有する
他の電装基板４５，４６を収容するための基板収容ケー
ス本体（４０ａ，４０ｂ）と、この基板収容ケース本体
（４０ａ，４０ｂ）のケーブル導出端部に設けられ前記
ケーブル５０を前記仰角αで導出させる通路４８と、こ
の通路４８の出口近傍に装着され前記ケーブル５０を弾
性的に抱持するリング状の弾性部材５１と、この弾性部
材５１を介して前記ケーブル５０を前記通路４８に固定
化する手段とを備えている。

【００６１】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１２］と同様の作用効果を奏する上、基板収
容ケース本体（４０ａ，４０ｂ）から出る前記ケーブル
５０の根元が弾性部材５１を介して導出通路４８に固定
化される為、ケーブル固定のために強力な締め付けを行
っても、前記ケーブル５０の根元部分が損傷したり切断
したりするのを防止できる。また前記ケーブル５０の出
ている方向を一定に保つことが可能となる為、前記ケー
ブル５０が位置検出のための検知領域を侵すことを確実
に防止できる。さらに前記ケーブル５０が揺れても観察
者Ｂの頭部１には当たらないように保持できるので、不
快感を催さずに済むという利点をもつ。 ［１７］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［１］［２］［３］［４］［５］［６］［７］
［８］［９］［１０］［１１］［１２］［１３］［１
４］［１５］［１６］のいずれか一つに記載の装置であ
って、前記複数の送信素子または受信素子（４１〜４
３）は、各々１００ｍｍ乃至１５０ｍｍの相互間隔を有
している。

【００６２】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１］〜［１６］と同様の作用効果を奏する
上、装置の水平方向の突出量が一定限度以内に抑えら
れ、且つ良好な位置検出精度が得られる。 ［１８］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［７］または［８］に記載の装置であって、前
記複数の送信素子又は受信素子（４１〜４３）による検
知領域の外側でかつ前記左右の接眼光学系１３ａ，１３
ｂの各射出光軸６１，６２を含む面よりも上方の領域
に、撮像カメラ１０１及び１０２を配したものとなって
いる。

【００６３】上記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［７］または［８］と同様の作用効果を奏する
上、位置検出機能を確保しつつ頭部１が撮像カメラ１０
１，１０２に映りこまない像を撮像できる。

【００６４】特に前記撮像カメラ１０１又は１０２を前
記装着手段（２０，３０等）の側頭部位置に配すると、
頭部１から撮像カメラ１０１又は１０２までの距離を短
くでき、重量バランスが崩れにくい。また一対の撮像カ
メラ１０１，１０２を前記装着手段（２０，３０等）の
左右の側頭部位置に配すると、頭から撮像カメラまでの
距離を短くできる上、特に左右の重量バランスが安定化
する利点をもつ。 ［１９］実施形態に示された頭部装着型映像表示装置
は、前記［１８］に記載の装置であって、かつ前記複数
の送信素子または受信素子（４１〜４３）を収容する収
容ケース（４０ａ，４０ｂ）を有し、この収容ケース
（４０ａ，４０ｂ）内に前記撮像カメラ１０１，１０２
からの信号電送ケーブル１０５，１０６を一旦導入し、
この信号電送ケーブル１０５，１０６を他のケーブル５
０と共に一括して前記収容ケース（４０ａ，４０ｂ）外
へ導出するものとなっている。

【００６５】前記頭部装着型映像表示装置Ａにおいて
は、前記［１８］と同様の作用効果を奏する上、撮像カ
メラ１０１，１０２からの信号電送ケーブル１０５，１
０６が収容ケース（４０ａ，４０ｂ）に一旦入れられる
ことにより、上記ケーブル１０５，１０６が周囲のもの
に絡まることを防止でき、しかも他のケーブル５０とま
とめて取り出されるため、外力に対する強度が向上し切
れにくくなる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、下記のような頭部装着
型映像表示装置を提供できる。 (a) 頭部の位置や動きを常に安定かつ高精度に検出でき
る位置情報検出手段を備えた頭部装着型映像表示装置。

【００６７】(b) コンパクトな形態を有し頭部の動きに
支障をきたすおそれのない位置情報検出手段を備えた頭
部装着型映像表示装置。 (c) 全体の重量バランスがよく、快適な使用感をもたら
す上、組立ておよび保守管理上好ましい構造を有する頭
部装着型映像表示装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の構成を示す図で、使用状態を示す斜視図。

【図２】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の構成を示す図で（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面
図。

【図３】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の構成を示す図で（ａ）は正面図、（ｂ）は背面
図。

【図４】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の電装部品収容体の構成を示す図で、（ａ）は一
部破断して示す上面図、（ｂ）は（ａ）のイーイ線断面
図。

【図５】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の接眼光学系と三箇所に設けた受信素子との配置
関係を示す図。

【図６】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の電装部品収容体の姿勢および伝送ケーブルの導
出角度等を示す図。

【図７】本発明の第１実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の信号系の構成を示すブロック図。

【図８】本発明の第２実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置の構成を三部分に分解して示す斜視図。

【図９】本発明の第２実施形態に係る頭部装着型映像表
示装置のユニット間接続部の構成を示す分解斜視図およ
び断面図。

【図１０】本発明の第３実施形態に係る頭部装着型映像
表示装置の二つの異なる構成例を示す分解斜視図。

【符号の説明】

Ａ…頭部装着型映像表示装置 Ｂ…観察者 Ｓ…超音波送信機 Ｒ…超音波受信機 １０…表示装置本体 １１…本体ケース １２…映像表示素子 １３…接眼光学系 １４…外界光取り入れ窓 １５…眼幅調整ノブ １６…額支持部材 １７…額パッド ２０，３０…左右の連結フレーム ２１，３１…後頭部押え部材 ２２，３２…ヒンジ部 ２４，３４…スピーカ ４０…電装部品収容体 ４０ａ…上側収容部材 ４０ｂ…下側収容部材 ４１〜４３…受信素子 ４４…位置検出用電装基板 ４５，４６…その他の電装基板 ５０…伝送ケーブル

フロントページの続き (72)発明者 前田 義浩 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 渥美 元宏 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 猪狩 真和 東京都大田区多摩川２丁目８番５号 株 式会社ナムコ内 (56)参考文献 特開 平６−268943（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−294186（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−88814（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−80384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/64 511

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
   像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
   頭部に装着する装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間した
   位置に他方が配された送信機および受信機を有し、前記
   送信機と前記受信機との間で信号を送受信することによ
   り、前記送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検
   出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段
   と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記装着手段側に配された前記位置情報検出手段の送信
   機または受信機は、複数の送信素子または受信素子が、
   前記装着手段に付設された位置検出用電装基板上に各々
   間隔をおいて配されたものとなっており、 前記位置検出用電装基板とは別の機能を有する他の電装
   基板が、前記複数の送信素子または受信素子のうちの少
   なくとも二つの素子間に、前記位置検出用電装基板が配
   されている平面と略同一の平面内に位置する如く配設さ
   れていることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
2. 【請求項２】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
   像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
   頭部に装着可能とする装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間した
   位置に他方が配された送信機および受信機を有し、前記
   送信機と前記受信機との間で信号を送受信することによ
   り、前記送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検
   出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段
   と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記装着手段側に配された前記位置情報検出手段の送信
   機または受信機は、複数の送信素子または受信素子が、
   前記装着手段に付設された位置検出用電装基板上に各々
   間隔をおいて配されたものとなっており、 前記位置検出用電装基板とは別の機能を有する他の電装
   基板が、前記複数の送信素子または受信素子のうちの少
   なくとも二つの素子間に設けられた間隙部内に配設され
   ていることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
3. 【請求項３】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
   像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
   頭部に装着可能とする装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間した
   位置に他方が配された送信機および受信機を有し、前記
   送信機と前記受信機との間で信号を送受信することによ
   り、前記送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検
   出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段
   と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記装着手段側に配された前記位置情報検出手段の送信
   機または受信機は、複数の送信素子または受信素子が、
   前記装着手段に付設された位置検出用電装基板上の三箇
   所に各々間隔をおいて配されたものとなっており、 前記位置検出用電装基板とは別の機能を有する他の電装
   基板が、前記三箇所に配された複数の送信素子または受
   信素子の間に、前記位置検出用電装基板が配されている
   平面と略同一の平面内に位置する如く配設されているこ
   とを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
4. 【請求項４】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
   像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
   頭部に装着する装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間した
   位置に他方が配された送信機および受信機を有し、前記
   送信機と前記受信機との間で信号を送受信することによ
   り、前記送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検
   出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段
   と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記装着手段側に配された前記位置情報検出手段の送信
   機または受信機は、複数の送信素子または受信素子が、
   前記装着手段に付設された位置検出用電装基板上の三箇
   所に各々間隔をおいて配されたものとなっており、 前記位置検出用電装基板の前記三箇所における前記送信
   素子または前記受信素子間を結ぶ三角形の内側に間隙部
   を設け、前記間隙部に前記位置検出用電装基板とは別の
   機能を有する他の電装基板を配していることを特徴とす
   る頭部装着型映像表示装置。
5. 【請求項５】前記位置検出用電装基板とは別の機能を有
   する他の電装基板は、複数の電装基板を空気層を介して
   重ね合わせた多層化電装基板となっていることを特徴と
   する請求項１または２または３または４に記載の頭部装
   着型映像表示装置。
6. 【請求項６】前記位置検出用電装基板が単一配線基板に
   て形成されていることを特徴とする請求項１または２ま
   たは３または４または５に記載の頭部装着型映像表示装
   置。
7. 【請求項７】前記位置検出用電装基板および別の機能を
   有する他の電装基板は、接合および分離が可能な構造を
   有する上側収容部材と下側収容部材とを一体的に接合係
   止してなる基板収容ケースの中に、一方の電装基板が上
   側収容部材に固定化され、他方の電装基板が前記下側収
   容部材に固定化された状態で収容されていることを特徴
   とする請求項１または２または３または４または５また
   は６に記載の頭部装着型映像表示装置。
8. 【請求項８】前記接眼光学系は右目用接眼光学系と左目
   用接眼光学系の二つの接眼光学系に別れており、 前記三箇所の送信素子または受信素子を結ぶ三角形の重
   心から、前記右目用接眼光学系および左目用接眼光学系
   の両射出光軸を含む平面へ下ろした垂線が、前記右目用
   接眼光学系および左目用接眼光学系の両射出面の光軸通
   過点を結ぶ中点より前記射出光軸に沿って射出方向へ９
   ０ｍｍはなれた点を中心とする前記平面上の半径４０ｍ
   ｍ以内を通過するように、前記送信素子または受信素子
   を配したものとなっていることを特徴とする請求項３ま
   たは４または５または６または７に記載の頭部装着型映
   像表示装置。
9. 【請求項９】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
   像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
   頭部に装着する装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間して
   他方が配された送信機と受信機とを有し、前記送信機と
   前記受信機との間で信号を送受信することにより、前記
   送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検出し、観
   察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記接眼光学系は前記右目用接眼光学系と左目用接眼光
   学系との二つの接眼光学系に別れており、 前記装着手段側に設けられた送信機または受信機は、少
   なくとも三箇所に各々間隔をおいて配された複数の送信
   素子または受信素子を有し且つ前記三箇所の送信素子ま
   たは受信素子を結ぶ三角形の重心から、前記右目用接眼
   光学系および左目用接眼光学系の両射出光軸を含む平面
   へ下ろした垂線が、前記右目用接眼光学系および左目用
   接眼光学系の両射出面の光軸通過点を結ぶ中点より前記
   射出光軸に沿って射出方向へ９０ｍｍはなれた点を中心
   とする前記平面上の半径４０ｍｍ以内を通過するよう
   に、前記送信素子または受信素子を配していることを特
   徴とする頭部装着型映像表示装置。
10. 【請求項１０】映像を表示する映像表示素子と、 前記映像表示素子に表示された映像を観察者の眼球に虚
    像として導く接眼光学系と、 前記映像表示素子および前記接眼光学系を前記観察者の
    頭部に装着する装着手段と、 前記装着手段に一方が配され前記装着手段から離間した
    位置に他方が配された送信機および受信機を有し、前記
    送信機と前記受信機との間で信号を送受信することによ
    り、前記送信機と前記受信機との相対的な位置関係を検
    出し、観察者の頭部位置情報を得る位置情報検出手段
    と、 を備えた頭部装着型映像表示装置において、 前記接眼光学系は前記右目用接眼光学系と左目用接眼光
    学系との二つの接眼光学系に別れており、 前記装着手段側に設けられた送信機または受信機は、少
    なくとも三箇所に各々間隔をおいて配された複数の送信
    素子または受信素子を有し且つ前記右目用接眼光学系お
    よび左目用接眼光学系の両射出面の光軸通過点を結ぶ中
    点より前記射出光軸に沿って射出方向へ９０ｍｍはなれ
    た点を通り、前記右目用接眼光学系および左目用接眼光
    学系の両射出光軸を含む平面に対して垂直に伸ばした垂
    線が、前記三箇所の送信素子または受信素子を結ぶ三角
    形の内側を通過するように前記三箇所の送信素子または
    受信素子が配されていることを特徴とする頭部装着型映
    像表示装置。
11. 【請求項１１】前記三箇所の送信素子または受信素子を
    含む面と前記右目用接眼光学系および左目用接眼光学系
    の両射出光軸を含む面とのなす角度が２０゜以下となっ
    ていることを特徴とする請求項９または１０に記載の頭
    部装着型映像表示装置。
12. 【請求項１２】前記三箇所の送信素子または受信素子を
    結ぶ形が三角形であり、このうち頭部への装着時におい
    て最も前方に位置する頂点を除く他の二頂点を結ぶ辺が
    前記右目用接眼光学系および左目用接眼光学系の両射出
    面の光軸通過点を結ぶ直線に対して±２０゜以下となる
    ように前記三箇所の送信素子または受信素子が配置され
    ていることを特徴とする請求項３，４，５，６，７，
    ８，９，１０，１１のいずれか一つに記載の頭部装着型
    映像表示装置。
13. 【請求項１３】前記接眼光学系の射出光軸を重力方向に
    対して垂直な方向にした際に、前記三箇所の送信素子ま
    たは受信素子を結ぶ三角形の重心と、前記装着手段から
    離間して配した前記他方の送信機または受信機との間を
    結ぶ直線が、前記三箇所の送信素子または受信素子を含
    む面と直角乃至４５゜の範囲内となるように設定されて
    いることを特徴とする請求項３，４，５，６，７，８，
    ９，１０，１１，１２のいずれか一つに記載の頭部装着
    型映像表示装置。
14. 【請求項１４】前記位置検出用電装基板およびこの基板
    とは別の機能を有する他の電装基板に繋がれた伝送ケー
    ブルを、前記三箇所の送信素子または受信素子を結ぶ三
    角形のうち、頭部への装着時において最も前方に位置す
    る頂点を除く他の二頂点を結ぶ辺の中点から、前記辺の
    四分のーの半径内で束ね、この束ねた前記ケーブルを前
    記接眼光学系の光軸の射出方向に対して０゜乃至９０゜
    の上方向の仰角で外部へ導出させる導出手段を有してい
    ることを特徴とする請求項１２に記載の頭部装着型映像
    表示装置。
15. 【請求項１５】前記ケーブル導出手段が前記ケーブルを
    前記接眼光学系の光軸の射出方向に対し、１０゜乃至８
    ０゜の上方向の仰角で突出させるものとなっていること
    を特徴とする請求項１４に記載の頭部装着型映像表示装
    置。
16. 【請求項１６】前記位置検出用電装基板およびこの基板
    とは別の機能を有する他の電装基板を収容するための基
    板収容ケース本体と、この基板収容ケース本体のケーブ
    ル導出端部に設けられ前記ケーブルを前記仰角で導出さ
    せる通路と、この通路の出口近傍に装着され前記ケーブ
    ルを弾性的に抱持するリング状の弾性部材と、この弾性
    部材を介して前記ケーブルを前記通路に固定化する手段
    とを備えていることを特徴とする請求項１４に記載の頭
    部装着型映像表示装置。
17. 【請求項１７】前記複数の送信素子または受信素子は、
    各々１００乃至１５０ｍｍの相互間隔を有していること
    を特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，
    ９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６のいず
    れか一つに記載の頭部装着型映像表示装置。
18. 【請求項１８】前記複数の送信素子または受信素子によ
    る検知領域の外側でかつ前記左右の接眼光学系の各射出
    光軸を含む面よりも上方の領域に、撮像カメラを配して
    いることを特徴とする請求項７または８に記載の頭部装
    着型映像表示装置。
19. 【請求項１９】前記複数の送信素子または受信素子を収
    容する収容ケースを有し、この収容ケース内に前記撮像
    カメラからの信号電送ケーブルを一旦導入し、この信号
    電送ケーブルを他のケーブルと共に一括して前記収容ケ
    ース外へ導出するものとなっていることを特徴とする請
    求項１８に記載の頭部装着型映像表示装置。