JP3121579U - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 緊急脱出時に風圧の影響を受けにくい構造とすると共に、バイザ等を使用しないときや前方視界を確保したいときは簡単な操作でバイザ等を使用者の目の位置より上方に跳ね上げることのできる頭部装着型表示装置を提供する。
【解決手段】 使用者の頭部に装着されるハウジング１と、該ハウジング１に保持されて使用者の眼前に配置されるバイザ等２と、画像情報をバイザ等２に投影して外景と重畳させて画像情報を表示する画像表示装置４とからなり、画像表示装置４が、使用姿勢において使用者の目の位置より下方に配置されるとともに、バイザ等２が、使用者の目の位置より上方に跳ね上げることができるように形成した。
【選択図】 図１

Description

本考案は、使用者の眼前に配置したバイザ等に画像情報を重畳表示する頭部装着型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ：ＨＭＤ）に関する。
ここで、「バイザ等」とは、眼前に配置され、バイザを透過する外景光に画像情報を重畳できるものをいい、バイザの他にいわゆるコンバイナと呼ばれるものも含む。

一般に頭部装着型表示装置は、ヘルメット等のハウジングに固定され液晶パネル等に表示した画像情報を使用者の眼前に出射する画像表示装置と、この画像表示装置から出射された画像をバイザ等に投影することにより、この画像の虚像を、使用者の眼前に設置されたバイザ等の前方に結像させる光学系とを備えており、画像表示装置からの画像を外景光に重ねて表示させるものであって、例えば、出願人が先に出願した特許文献１に示すものがある。
特許第２９５２８５８号公報

光学系を含む画像表示装置は、構造上、一定のサイズを必要としており、また、バイザ等の前方に画像情報を結像させる都合上、画像表示装置とバイザ等との間に一定の光学的な距離を必要とする。そのため、従来の頭部装着型表示装置では、光学系を含む画像表示装置が、例えば特許文献１に示すように、サイズや光路設計上の制約から、使用者の頭部に装着されるヘルメットの上前部（前頭部分）に配置する構成とされている。

従って、画像表示装置を有していない通常のヘルメットに比べて、画像表示装置が組み込まれたヘルメットは上前部が出っ張る状態となり、これにバイザ等を使用者前方に配置すれば更に出っ張る状態となって、航空機等でパイロットが射出装置で緊急脱出する際に風圧の影響を受けやすい形状となっていた。また、ヘルメットの上前方が重くなることにより、頭部全体の重量バランスが悪くなり、頸部への負荷が大きくなる、といった問題点があった。

そこで本考案は、上記の従来課題を解決し、緊急脱出時に風圧の影響を受けにくい構造とした頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。また、バイザ等使用しないときや前方視界を確保したいときはバイザ等を簡単な操作で使用者の視界から除去することのできる頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に本考案では次のような技術的手段を講じた。即ち、本考案にあっては、使用者の頭部に装着されるハウジングと、該ハウジングに保持されて使用者の眼前に配置されるバイザ等と、画像情報を前記バイザ等に投影することにより外景に画像情報を重畳させて表示する画像表示装置とからなり、該画像表示装置が、使用姿勢において使用者の目の位置より下方に配置されるとともに、前記バイザ等が、使用者の目の位置より上方に跳ね上げることができるように形成されるようにしている。

ここで、バイザ等とは、上述したように、一般に頭部装着型表示装置で使用者の眼前を覆う形態のバイザが用いられ、あるいは、使用者の眼前に配置して使用されているコンバイナが用いられる。すなわち、バイザ等は、前方からの光（外景光）を透過する光透過可能な材料に、反射コーティングやホログラムを施したものを用いることができる。

本考案の頭部装着型表示装置は上記のように構成したから、ハウジングの上前部の出っ張りがなくなって、画像表示装置を有しないハウジングと同様なスリムな形態に近づけることが可能となり、これにより緊急脱出時等において風圧の影響を受けにくい形状のハウジングとすることができる。
また、画像表示装置を使用者の目の下方に配置したから、ハウジング全体の重量バランスがよくなって、頸部への負荷を軽減することができる。更に加えて、バイザ等を使用者の目の位置より上方に跳ね上げることができるように形成したから、不使用時にはバイザ等を跳ね上げることにより前方視界を確保することができる。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記考案において、前記画像表示装置をバイザ等と共に一体的に上方に跳ね上げることができるように形成するのが好ましい。
これにより、跳ね上げ操作によって画像表示装置とバイザ等との相対的な位置関係に狂いが生じることが無くアライメントされた状態を維持でき、常に一定の位置関係で保持することが可能となる。

上記考案において、頭部装着型表示装置に酸素マスクを組み込んだ構成とすることも可能である。この場合、酸素マスクはバイザと干渉しない位置に配置する。またこの酸素マスクと共に、又は個別に暗視カメラを頭部装着型表示装置に組み込んだ構成とすることも可能である。これにより、酸素マスクを使用した状態での頭部装着型表示装置の使用、暗視カメラを使用した状態での頭部装着型表示装置の使用等、状況に応じて、頭部装着型表示装置を使用することができる。

以下において、本考案にかかる頭部装着型表示装置を図面に基づき説明する。
図１は本考案にかかる頭部装着型表示装置の実施例を示す側面図であり、図２はバイザを画像表示装置と一体に跳ね上げた状態を示す側面図である。

図１並びに図２において、符号１は使用者の頭部に装着されるヘルメット型のハウジングであって、使用者の眼前に配置され、反射コーティング処理が施された光透過材料からなるバイザ２が、軸部３を介して、ハウジング１に保持されている。このバイザ２は使用者の眼前を覆うように形成されている。

更に、画像情報（シンボル等も含まれる）をバイザ２に投影して反射させ、画像情報の虚像を、前方からの外景光と重畳させて表示するための画像表示装置４が、使用者の目の位置より下方に配置された状態でバイザ２と一体的に取り付けられている。画像表示装置４は、外部に設けた信号処理部５からの情報を表示する表示素子部４１（例えば液晶パネル）と、複数枚のレンズやミラーを組み合わせて構成された光学系４２とからなり、該表示素子部４１に表示された画像を、光学系４２を介してバイザ２に投影して、画像の虚像を外景光に重畳してバイザ２の前方に結像させるものである。

バイザ２は、図２に示すように、軸３を支点として使用者の目の位置より上方に跳ね上げることができるように形成されている。これによりバイザ２を使用しないときは上方に跳ね上げることにより良好な前方視界を確保することができる。またこの場合、上方に跳ね上げた位置から、再び図１の使用状態に戻したときに、正しく元の位置に復帰するように工夫されている。これは、図示は省略するが、例えば使用位置と跳ね上げ位置とで、弾力的に係合する係合凹凸部や爪部材、玉バネ等を軸部３に組み込むことによって容易に達成することが可能である。またこの実施例では、画像表示装置４がバイザ２に対して一体的に取り付けられているので、画像表示部２の跳ね上げ時に画像表示装置４も一体となって跳ね上げられる。従って、跳ね上げ操作によって画像出射装置４と画像表示部２との相対的な位置関係に狂いが生じることが無い。

また本実施例では、酸素マスク６が、取付部材６１を介してハウジング１に取り付けられている。この場合、酸素マスク６はバイザ２と干渉しない位置に配置する。酸素マスク６は、頭部装着型表示装置の装着者に対して、最適にフィッティングするように設計するのが好ましい。すなわち、バイザ２の酸素マスク装着部分形状を３次元測定し、酸素マスクの形状に合致した装着部分形状を持つバイザ２を個別に作成するのが好ましい。また酸素マスク６は不要時に取り外しできるようにしておくのがよい。

図３は本考案の別の実施例を示す側面図である。図１、図２と同じものについては、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。上記実施例ではバイザ２を用いたが、これに代えて図３に示すように、いわゆるコンバイナ２２で形成することも可能である。このコンバイナ２２は、画像表示装置４をハウジング１に保持するアーム４３から前方に延びるステー４４の先端に取り付けられている。この実施例の場合も、先の実施例と同様にコンバイナ２２が画像表示装置４と共に軸部３を介して上方に跳ね上げることができる構造となっている。

図４は本考案の更に別の実施例を示す側面図であり、図５は図４で示した実施例の動作を示す側面図である。この実施例では図５に示すように、バイザ２を必要としないときに、バイザ２を画像表示装置４と独立して、個別に上方に跳ね上げることができる構造となっており、その他の構成は図１並びに図２で示した実施例と同じである。この場合、バイザ２を跳ね上げた後、再び元の使用位置に戻したときに、画像表示装置４との相対的な位置関係が予めアライメントされた位置に正確に復帰するように形成することが必要である。これは先の実施例で述べたのと同じように、使用位置（復帰位置）で弾力的に係合する係合凹凸部や爪部材、玉バネ等を軸部３に組み込むことによって容易に達成することが可能である。また、この実施例において、画像表示装置４の支持アーム４５を、軸部３を介して跳ね上げ可能にハウジング１に保持させることにより上方に跳ね上げることができるようにすることも可能である。これにより不使用時には画像表示装置４を上方に回避させることができる。

また、図６は暗視カメラを組み込んだ実施例を示す側面図である。本考案では暗視カメラ７を頭部装着型表示装置のハウジング１に取り付けた構成とすることも可能である。この暗視カメラ７は、図６に示すように酸素マスク６と共に装着するのがよいが、酸素マスク６を省略して暗視カメラ７のみを取り付けるようにしてもよい。暗視カメラ７は、バイザ２や画像表示装置４や酸素マスク６と干渉しないように、バイザ２の外側において軸部３を介して取り付けてある。なお、暗視カメラは不要時には取り外せるように、ハウジング１に対して着脱自在とするのが好ましい。暗視カメラ７を取り付けたときは、暗視カメラで得た映像信号を、図示しない信号処理部（図１と同様）に送り、信号処理部から画像表示装置４に映像信号が送られることにより、暗視画像がバイザ２に投影される。これにより、肉眼視では見ることができない前方の画像を見ることができる。

本考案では、上記した実施例に限らず、その構成要旨を逸脱しない範囲内で適宜改変して実施することが可能である。例えば、コンバイナを用いた実施例では、画像情報をコンバイナに投影して外景光と重畳して画像情報を表示する画像表示装置を片眼用に実施した場合について説明したが、画像表示装置を左右両側に設けて両眼用として実施することが可能である。
また、ハウジングは、実施例で示したようなヘルメット状のものに限らず、使用目的によっては、ハチマキ状のものや、その他、頭部に保持できる形態のものであればどのようなものであってもよい。

本考案は、頭部に装着して外景に画像や情報を表示させる表示装置全般に利用することが可能である。具体的には、例えば、航空機、ヘリコプタ、シミュレータ等の頭部装着型表示装置として利用することができる。

本考案にかかる頭部装着型表示装置の一実施例を示す側面図。 図１においてバイザを画像表示装置と一体に跳ね上げた状態を示す側面図。 本考案の他の実施例を示す側面図。 本考案の更に他の実施例を示す側面図。 図４においてバイザを跳ね上げた状態を示す側面図。 暗視カメラを組み込んだ本考案の他の実施例を示す側面図。

符号の説明

１ ハウジング
２ バイザ
２２ コンバイナ
３ 軸部
４ 画像表示装置
６ 酸素マスク
７ 暗視カメラ

Claims (4)

1. 使用者の頭部に装着されるハウジングと、該ハウジングに保持されて使用者の眼前に配置されるバイザ等と、画像情報を前記バイザ等に投影することにより外景に画像情報を重畳させて表示する画像表示装置とからなり、該画像表示装置が、使用姿勢において使用者の目の位置より下方に配置されるとともに、前記バイザ等が、使用者の目の位置より上方に跳ね上げることができるように形成されていることを特徴とする頭部装着型表示装置。
2. 前記画像表示装置がバイザ等と共に一体的に上方に跳ね上げることができるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
3. 前記ハウジングに酸素マスクが装着されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の頭部装着型表示装置。
4. 前記ハウジングに暗視カメラが装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の頭部装着型表示装置。

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