JP3298977B2

JP3298977B2 - 眼鏡型デイスプレイ装置

Info

Publication number: JP3298977B2
Application number: JP08911093A
Authority: JP
Inventors: 信行原; 彰川村; 健松井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH06123852A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題（図１６）課題を解決するための手段（図１、図６、図９及び図１
１）作用（図１、図６、図９及び図１１）実施例（１）眼鏡型デイスプレイ装置の構成（図１〜図５）（２）瞳孔間距離表示部及び虚像位置表示部の構成（図
６〜図１０）（３）頭部装着部材の構成（図１１〜図１４）（４）他の実施例（図１５）発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は眼鏡型デイスプレイ装置
に関し、例えば仮想現実いわゆるヴアーチヤルリアリテ
イ等に使用されるものに適用し得る。

【０００３】

【従来の技術】従来、コンピユータグラフイツクス等で
作成した画像を眼鏡型デイスプレイ装置等で観視し、使
用者にあたかも画像中の仮想空間に存在するかのような
現実感（いわゆる仮想現実（ヴアーチヤルリアリテ
イ））を体験させるようになされたものがある。

【０００４】このヴアーチヤルリアリテイにおいて用い
られる眼鏡型デイスプレイ装置は、それぞれ画像が表示
される左右の表示部を有し、使用者は左右のレンズ系を
通じて、これら左右の表示部の画像の虚像を観視するよ
うになされている。この場合、これらの虚像の位置が一
致するように左右のレンズ系等の光学系が配設されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
眼鏡型デイスプレイ装置においては、左右のレンズ系を
介して観視を行つているため、レンズ系と使用者との視
度の不適合の問題が生じる。このため眼鏡型デイスプレ
イ装置では、このような視度の不適合を解消するための
視度調節手段が設けられている。

【０００６】このように視度の調節を行う場合には、通
常左右のレンズ系に対して左右の表示部を接近させ又は
離間させて行う。この場合に左右の表示部は単一の移動
部材に設けられて、一体に移動されるようになされてい
る。このため視度調節を行うと、虚像Ｇの位置が図１６
に示すように移動し、虚像Ｇ_L、Ｇ_Rの位置が一致しな
くなつてしまう。

【０００７】実際上このように位置が一致していない虚
像であつても、使用者はこれらが一致しているように補
正して観視を行うことができる。しかしながらこのよう
な補正を伴う観視を長時間続けていると、使用者に著し
い緊張やそれに伴う眼精疲労等の疲労が生じる。このた
め視力の減退や頭痛などが生じ使用者に大きな負担とな
る問題があつた。

【０００８】ところで一般に使用者の左右の眼球の間隔
すなわち瞳孔間距離は、通常56〜76〔mm〕程度の変動が
ある。そこで眼鏡型デイスプレイ装置では、このような
変動する使用者の瞳孔間距離に合わせて、左右のレンズ
系の間隔も調節する必要がある。このようにレンズ間距
離を調節した場合に、ノギスや定規等の距離測定装置を
用いなくても、調節されたレンズ間距離すなわち瞳孔間
距離を外部より容易に確認することができれば、有用性
を一段と向上し得ると考えられる。

【０００９】さらに同様に左右の表示部とレンズとの距
離によつて調節される虚像の設定表示位置も、外部より
容易に確認することができれば有用性を一段と向上し、
全体として使い勝手の良い眼鏡型デイスプレイ装置を実
現できると考えられる。

【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、視度や瞳孔間距離を調節しても観視される左右の虚
像の位置を一致させ、使用者の使い勝手を格段的に向上
し得る眼鏡型デイスプレイ装置を提案しようとするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、左右の表示部１Ｌ、１Ｒが設けら
れ、その左右の表示部１Ｌ、１Ｒに表示された画像に対
してそれぞれ左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒが設けられて、
その左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを通じて得られる虚像を
観視する眼鏡型デイスプレイ装置において、使用者の瞳
孔間距離に応じて左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを左右対称
に移動させ、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で左
右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの中央の点Ｏ及び左右のレンズ
系２Ｌ、２Ｒの焦点Ｆを結ぶ線分ＦＯ上で、左右の表示
部１Ｌ、１Ｒをそれぞれ移動させると共に、左右のレン
ズ系２Ｌ、２Ｒの移動にリンクして、線分を左右対称に
開閉させることにより、瞳孔間距離に関わらず、視度調
節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒと左右のレンズ系２
Ｌ、２Ｒとの距離が変化しても、観視される左右の虚像
の位置が一致するようにした。

【００１２】また本発明においては、左右の表示部１
Ｌ、１Ｒが設けられ、その左右の表示部１Ｌ、１Ｒに表
示された画像に対してそれぞれ左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒが設けられて、その左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを通じ
て得られる虚像を観視する眼鏡型デイスプレイ装置にお
いて、瞳孔間距離に応じて左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを
左右対称に移動させる移動機構１９Ｌ、１９Ｒ、４２
Ｌ、４２Ｒと、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で
左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの中央の点Ｏ及び左右のレン
ズ系２Ｌ、２Ｒの焦点Ｆを結ぶ線分ＦＯに沿つてスライ
ドさせる左右のスライド機構２９Ｌ、２９Ｒ、４１Ｌ、
４１Ｒと、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの移動機構１９
Ｌ、１９Ｒ、４２Ｌ、４２Ｒにリンクして、左右のスラ
イド機構２９Ｌ、２９Ｒ、４１Ｌ、４１Ｒがそれぞれ線
分ＦＯに沿う関係を保つように左右対称に開閉されるリ
ンク機構３６Ｌ、３６Ｒ、３８Ｌ、３８Ｒ、３９Ｌ、３
９Ｒとを設け、左右のスライド機構２９Ｌ、２９Ｒ、４
１Ｌ、４１Ｒに左右の表示部１Ｌ、１Ｒがそれぞれ取り
付けられて、左右の表示部１Ｌ、１Ｒがそれぞれ線分Ｆ
Ｏ上で移動されることにより、瞳孔間距離に関わらず、
視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒと左右のレンズ
系２Ｌ、２Ｒとの距離が変化しても、観視される左右の
虚像の位置が一致するようにした。

【００１３】また本発明においては、左右のレンズ系２
Ｌ、２Ｒの左右対称の移動に応動して、瞳孔間距離を表
示する瞳孔間距離目盛手段５５、５６を設けるようにし
た。さらに本発明においては、左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒの中央の点Ｏ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの焦点Ｆ
を結ぶ線分ＦＯ上での左右の表示部１Ｌ、１Ｒの移動に
応動して、虚像の表示位置を表示する虚像表示位置目盛
手段６２、６４を設けるようにした。

【００１４】また本発明においては、左右の表示部１
Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒが配置された映
像表示部７１を、使用者の側面から見て眼球中心に回転
自在に保持すると共に、映像表示部７１を前後に移動可
能に保持する頭部装着手段７２〜７５を設けるようにし
た。さらに本発明において、頭部装着手段７２〜７５
は、映像表示部７１を使用者の両眼の上方に跳ね上げ可
能に保持するようにした。さらにまた本発明において、
頭部装着手段７２〜７８は、後頭部に映像表示部７１の
重量に応じた重り７６〜７８を設けるようにした。

【００１５】

【作用】瞳孔間距離や視度の調節を行うことができると
共に、この調節に関わらず左右の表示部１Ｌ、１Ｒとレ
ンズ系２Ｌ、２Ｒとの距離を変化させても観視される左
右の虚像の位置を一致させることができ、全ての使用者
が良好に映像を観視し得る眼鏡型デイスプレイ装置を実
現できる。さらに調節された瞳孔間距離や視度に応じた
虚像表示位置を目盛上に指示して、外部より確認し得
る。

【００１６】また頭部装着手段７２〜７５を映像表示部
７１が側頭部及び眼球中心により回転できるように構成
したことにより、使用者が自然な位置で映像を見ること
ができる。また映像表示部７１を全体として上部に跳ね
上げることで、装着したまま外部を見るときの妨げにな
ることを回避できる。さらに後頭部側に重り７６〜７８
を設けたことにより、頭部への負担を減少させることが
できる。

【００１７】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１８】（１）眼鏡型デイスプレイ装置の構成図１は全体として本発明による眼鏡型デイスプレイ装置
の外観を示し、また図２はその光学系を示し、図３は機
構の配置を示し、さらに図４は機構の外観をそれぞれ示
している。図１〜図４において、バツクライト及び表示
用液晶パネルが組み合わされた左右の表示部１Ｌ、１Ｒ
に対して、それぞれ左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒが設けら
れる。そしてこれらのレンズ系２Ｌ、２Ｒの光軸が、45
°傾けて配置されたビームスプリツタ３で反射されて折
り曲げられ、使用者の左右の眼球に入射する。またビー
ムスプリツタ３の前方には液晶シヤツタ４が減光手段と
して配置される。

【００１９】この左右の表示部１Ｌ、１Ｒ、左右のレン
ズ系２Ｌ、２Ｒ、ビームスプリツタ３及び液晶シヤツタ
４は、任意の筐体５内に収納されている。この筐体５は
内部をつや消し黒で塗装した光を透過しない素材で形成
され、頭部装着部材６の前側のホルダーテーブル７に配
設されている。この頭部装着部材６を頭に装着すること
により虚像を観視し得るようになされている。

【００２０】ホルダーテーブル７の上側には左右の表示
部１Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの構成が設
けられ、下側にはビームスプリツタ３及び液晶シヤツタ
４の構成が設けられている。また図中においてホルダー
テーブル７の上側で、眼鏡型デイスプレイ装置の外側の
ケース部材は省略されている。

【００２１】また左右の表示部１Ｌ、１Ｒは、それぞれ
リニアスライダ１１Ｌ、１１Ｒに固定されている。この
リニアスライダ１１Ｌ、１１Ｒは共通のスライダ軸１２
に取り付けられ、これにより左右の表示部１Ｌ、１Ｒが
左右に移動し得るようになされている。なおリニアスラ
イダ１１Ｌ、１１Ｒには、それぞれリンク機構に接続さ
れるピン１９Ｌ、１９Ｒが設けられている。

【００２２】さらに左右の表示部１Ｌ、１Ｒ、リニアス
ライダ１１Ｌ、１１Ｒ及びスライダ軸１２の全体が、ス
ライダ軸１３に沿つて上下に移動し得るように構成さて
いれる。なお左右の表示部１Ｌ、１Ｒの中間には視度調
節用のつまみ１４が設けらている。このつまみ１４は螺
子構造を有し、左右の表示部１Ｌ、１Ｒ、リニアスライ
ダ１１Ｌ、１１Ｒ及びスライダ軸１２の全体を筐体５に
対して上下に移動させる。

【００２３】また左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒは、それぞ
れリニアスライダ２１Ｌ、２１Ｒに固定されている。こ
のリニアスライダ２１Ｌ、２１Ｒは共通のスライダ軸２
２に取り付けられ、これにより左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒが左右に移動し得るようになされている。なおスライ
ダ軸２２は筐体５に対して固定され、左右のレンズ系２
Ｌ、２Ｒ、リニアスライダ２１Ｌ、２１Ｒ及びスライダ
軸２２の全体が筐体５に対して上下に固定されている。
このリニアスライダ２１Ｌ、２１Ｒには、それぞれリン
ク機構に接続される縦溝２９Ｌ、２９Ｒが設けられてい
る。

【００２４】また筐体５の中央上部には瞳孔間距離を調
節するためのつまみ３１が配置され、このつまみ３１と
同軸に設けられたギア３２の回転が、半月ギア３３を介
して駆動ギア３４Ｌ、３４Ｒに伝えられる。この駆動ギ
ア３４Ｌ、３４Ｒは互いに噛合されて逆方向に回転駆動
されている。この駆動ギア３４Ｌ、３４Ｒにそれぞれ扇
形ギア３５Ｌ、３５Ｒが噛合されている。

【００２５】さらにそれぞれの扇形ギア３５Ｌ、３５Ｒ
には、一体に第１のスライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒが
設けられる。このスライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒの一
端は共通の回動軸３７に回動自在に軸支されている。ま
たこのスライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒの中間部は、そ
れぞれジヨイント板３８Ｌ、３８Ｒを介して第２のスラ
イド用アーム３９Ｌ、３９Ｒの中間部にリンクされてい
る。さらにこのスライド用アーム３９Ｌ、３９Ｒの一端
がそれぞれ回動軸４０Ｌ、４０Ｒに回動自在に軸支され
ている。

【００２６】そしてこのスライド用アーム３９Ｌ、３９
Ｒの他端にそれぞれスライドピン４１Ｌ、４１Ｒが設け
られ、このスライドピン４１Ｌ、４１Ｒがリニアスライ
ダ２１Ｌ、２１Ｒに設けられた縦溝２９Ｌ、２９Ｒに介
挿される。またスライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒの他端
には、その基線に沿つて長孔４２Ｌ、４２Ｒが穿設さ
れ、この長孔４２Ｌ、４２Ｒにリニアスライダ１１Ｌ、
１１Ｒに設けられたピン１９Ｌ、１９Ｒが介挿される。

【００２７】従つて使用者がつまみ３１を回すことによ
つて、スライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒが回動し、さら
にジヨイント板３８Ｌ、３８Ｒを介してスライド用アー
ム３９Ｌ、３９Ｒが回動する。これによつてスライドピ
ン４１Ｌ、４１Ｒを介してリニアスライダ２１Ｌ、２１
Ｒが左右に対称に移動し、これにより瞳孔間距離が調節
できる。

【００２８】また使用者がつまみ１４を回すことによつ
て、表示部１Ｌ、１Ｒ、リニアスライダ１１Ｌ、１１Ｒ
及びスライダ軸１２の全体が筐体５に対して上下に移動
する。一方、レンズ系２Ｌ、２Ｒ、リニアスライダ２１
Ｌ、２１Ｒ及びスライダ軸２２の全体は筐体５に対して
上下に固定されている。これにより左右の表示部１Ｌ、
１Ｒと左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒとの間が接近又は離間
し、これにより視度を調節し得る。

【００２９】この場合左右の表示部１Ｌ、１Ｒは上下に
移動する際、スライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒの他端の
長孔４２Ｌ、４２Ｒに沿つてその位置が左右に移動す
る。さらにスライド用アーム３６Ｌ、３６Ｒは、その回
動軸３７が左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上の中央
の点とされると共に、基線がそれぞれのレンズ系２Ｌ、
２Ｒの焦点を通るようにスライド用アーム３６Ｌ、３６
Ｒ、ジヨイント板３８Ｌ、３８Ｒ、スライド用アーム３
９Ｌ、３９Ｒのリンク機構が形成されている。

【００３０】従つてこの眼鏡型デイスプレイ装置におい
て、瞳孔間距離に応じて左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒが左
右対称に移動すると共に、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの
主点軸上の中央の点とそれぞれのレンズ系２Ｌ、２Ｒの
焦点とを結ぶ線分上で左右の表示部１Ｌ、１Ｒが移動す
る。

【００３１】ここで左右の表示部１Ｌ、１Ｒと左右のレ
ンズ系２Ｌ、２Ｒの光学的な配置を図５に示す。なお実
際の光路はビームスプリツタ３で折り曲げられている
が、図中ビームスプリツタ３は省略している。図中にお
いて、例えばＡ点の位置に右の表示部１Ｒを置くと、こ
の結果得られる虚像の中心は右のレンズ系２Ｒの光軸上
のＢ点に作られる。実際上左右の虚像を一致させるため
には、虚像の中心をＣ点に持つてくる必要がある。すな
わちレンズ系２Ｌ、２Ｒの光軸の距離をδとして、δ／
２分移動させればよい。

【００３２】虚像の横倍率ｍは、右の表示部１Ｒの中心
Ａ点とレンズ系２Ｒの主点軸α間の距離をｓ、焦点Ｆま
での距離をｆとすると、次式

【数１】で表される。従つて必要な右の表示部１Ｒの移動量をｄ
とすると、虚像はｍ×ｄだけ移動するので、次式

【数２】を満足する移動量ｄは、次式

【数３】で表される。これは図中において焦点Ｆから左右のレン
ズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸α上の中央の点Ｏまでの線分で
ある。またこれは左の表示部１Ｌと左のレンズ系２Ｌに
ついても同様である。

【００３３】そこでこの眼鏡型デイスプレイ装置の場
合、左右の表示部１Ｌ、１Ｒがこれらの線分ＦＯに沿つ
て移動するように、スライダ軸１４Ｌ、１４Ｒを設ける
ことによつて、視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒ
と左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒとの距離が変化しても、観
視される左右の虚像の位置を一致させることができる。

【００３４】さらに瞳孔間距離が変化した場合には、左
右のレンズ系２Ｌ、２Ｒが左右対称に移動し、これによ
り焦点Ｆの位置も平行に移動する。この場合にもスライ
ド用アーム３６Ｌ、３６Ｒの基線がそれぞれのレンズ系
２Ｌ、２Ｒの焦点を通るように回動され、これにより瞳
孔間距離にかかわらず観視される左右の虚像の位置が一
致するようになされている。

【００３５】以上の構成によれば、瞳孔間距離の調節を
行うことができると共に、瞳孔間距離を調節して左右の
表示部１Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの距離
を変化させても観視される左右の虚像の位置を一致させ
ることができ、全ての使用者に対して良好に虚像を観視
させ得る眼鏡型デイスプレイ装置を実現できる。

【００３６】（２）瞳孔間距離表示部及び虚像位置表示
部の構成ここでこの実施例の眼鏡型デイスプレイ装置の場合、図
６〜図８に示すように、瞳孔間距離調節用のつまみ３１
を回転させて瞳孔間距離を調節すると、当該調節された
瞳孔間距離を目盛上に表示し得るようになされている。
実際上上述したように瞳孔間距離調節用のつまみ３１を
回転させると、同軸で固定された歯車３２を通じて半月
ギア３３が回転し、この半月ギアそれぞれ駆動ギア３４
Ｌ、３４Ｒが回転する。

【００３７】この駆動ギア３４Ｌ、３４Ｒの回転がシヤ
フト５１Ｌ、５１Ｒを介して、筐体５の後部シヤーシに
取り付けられた駆動ギア５２Ｌ、５２Ｒを駆動する。こ
の駆動ギア５２Ｌ、５２Ｒの回転は、一方の駆動ギア５
２Ｌに同軸で固定された同期ギア５３を通じて扇型ギア
５４を回転させる。

【００３８】この扇型ギア５４の回転に応じて、この扇
型ギア５４に固定された目盛指示部材５５が左右に動く
ようになされている。実際上目盛指示部材５５の先端
は、外部ケース５０上に瞳孔間距離目盛５６と共に形成
された長溝より僅かに突出すると共に、この長溝に沿つ
て左右に動き、これにより外部から瞳孔間距離調節用つ
まみ３１の回転によつて調節された瞳孔間距離が、例え
ば56〜76〔mm〕の数値として使用者が読み取れるように
なされている。

【００３９】またこの実施例の眼鏡型デイスプレイ装置
の場合、図９及び図１０に示すように、虚像位置調節用
のつまみ１４を回転させて視度を調節すると、当該調節
された視度に応じた虚像の位置を虚像表示位置目盛に表
示し得るようになされている。すなわち虚像位置調節用
のつまみ１４を回転させることにより、左右の表示部１
Ｌ、１Ｒと左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの間隔が変化し、
使用者の前方に表示される虚像の位置が変化する。

【００４０】実際上つまみ１４を回すと、左右の表示部
１Ｌ、１Ｒの取り付け板６０及びこの取り付け板６０に
ねじ止めされた目盛側板６１が下降する。虚像位置指示
板６２は、それぞれ係合部６２Ａ及び６２Ｂで後部シヤ
ーシ６０Ａに取り付けられた目盛中心部材６３及び目盛
側板６１と繋がつており、回転出来る用になつている。

【００４１】これにより目盛側板６１が下降すると同時
に虚像位置指示板６２も、目盛中心部材６３を軸として
回転し、これにより目盛指示板が上下に振れるようにな
つている。この目盛指示板の先端部分は外部ケース５０
上に虚像位置目盛６４と共に形成された長溝を通じて外
部より見えるようになされ、これにより虚像位置調節用
のつまみ１４の僅かな調節量が数倍に拡大され、この結
果調節された虚像位置が例えば0.21〜∞〔ｍ〕の数値と
して容易に外部で読み取れるようになされている。

【００４２】以上の構成によれば、瞳孔間距離に応じて
表示部１Ｌ、１Ｒ及びレンズ系２Ｌ、２Ｒの配置が可変
できる機構に連動して、現在調節されているレンズ間距
離を目盛上に指示し外部より確認できるようにしたこと
により、使用者毎に瞳孔間距離とレンズ系２Ｌ、２Ｒの
光軸間距離を正確に合わせることができレンズ収差が少
なく歪みの少ない映像を観視することができる。

【００４３】さらに上述の構成によれば、表示部１Ｌ、
１Ｒ及びレンズ系２Ｌ、２Ｒ間の距離によつて虚像の位
置が可変できる機構に連動して、設定された虚像表示位
置を目盛上に指示し、外部より確認できるようにしたこ
とにより、虚像の位置を変化させ、各人が見たい映像の
位置に正確に合わせることができる。かくして使用者の
使い勝手を格段的に向上し得る眼鏡型デイスプレイ装置
を実現できる。

【００４４】（３）頭部装着部材の構成図１１は本発明による眼鏡型デイスプレイ装置の頭部装
着部材全体の構成を示し、図１の構成に重量バランス部
が加えられている。この眼鏡型デイスプレイ装置は図１
〜図５について上述した映像表示部７１と、この映像表
示部７１を指示する映像表示部支持部７４、７５、頭部
装着部７２、７３、重量バランス部７６、７７、７８よ
り構成されている。

【００４５】この頭部装着部７２、７３のうち、周辺固
定バンド７２は眼鏡型デイスプレイ装置を頭部に固定す
るもので、頭の大きさ形に対応できるように、寸法を可
変し得るようになされている。また眼鏡型デイスプレイ
装置が下に落ちてこないように重量支持バンド７３が設
けられている。

【００４６】また映像表示部支持部７４、７５のうち、
機構部支持アーム７４は頭部装着部７２の側頭部に位置
して連結され、上下に回転できるようになされている。
この機構部支持アーム７４を図１２（Ａ）に示すように
上部に跳ね上げれば、観視を中断して外部を見る際の妨
げにならないようになされている。また機構部支持アー
ム７４の頭部装着部７２の反対側には映像表示部支持ア
ーム７５が繋がつている。

【００４７】映像表示部支持アーム７５は、図１２
（Ｂ）に示すように、横方向から見て眼球中心と一致す
る回転中心で、上下に回転できるようになされている。
また映像表示部７１は前後に移動し得るように構成され
ている。実際上この機構部支持アーム７４を回転させ
て、映像表示部支持アーム７５の回転中心を、眼球中心
に一致するところまで上下させ、さらに映像表示部支持
アーム７５を回転させることで、図１２（Ｃ）に示すよ
うに、映像表示部７１が眼球を中心に上下に移動する。

【００４８】このように機構部支持アーム７４及び映像
表示部支持アーム７５によつて、眼球を中心として映像
の表示位置を回転させることができ、目から像までの距
離を一定に保つことができる。この距離を一定に保つこ
とにより表示部１Ｌ、１Ｒの像や虚像が視線に垂直にな
り像の形が歪みを最小限にできる。また映像を見る際に
最適といわれる水平面より０〜−30〔deg 〕を容易に設
定でき、使用者の使い勝手を向上し得る。

【００４９】重量バランス部７６、７７、７８は、重り
アーム７６とバランス重り７７及び重り抑え７８より構
成されている。この重量バランス部７６、７７、７８は
機構部支持アーム７４と一体で動くように構成されてい
る。

【００５０】実際上映像表示部支持部７４、７５、頭部
装着部７２、７３、重量バランス部７６、７７、７８に
おいては、図１３及び図１４に示すように、まず周辺固
定バンド７２及び重量支持バンド７３をバンド受け８１
及び側頭部あて８２で挟む。続いてこの部分と機構部支
持アーム７４で側頭部ばね８０を挟み込み、側頭部シヤ
フト７９を貫通させて側頭部ストツプリング８３にて抑
さえるように構成されている。

【００５１】眼球中心となる部分は、機構部支持アーム
７４と映像部支持アーム７５で眼球中心ばね８５を挟
み、眼球中心シヤフト８４で貫通させて眼球中心ストツ
プリング８６で抑さえている。映像部支持アーム７５と
映像表示部７１の接合部は、長穴が双方に開きねじで挟
み込むようになされ、これにより映像表示部７１を前後
左右にスライドし得るようになされている。

【００５２】さらに重量バランス部７６、７７、７８
は、重りアーム７６をバランス重り７７と重り抑さえ７
８にて挟み込むようになつている。重りアーム７６は、
長穴が開いていて、頭の幅に合わせて、左右に拡がるよ
うになつている。

【００５３】以上の構成によれば、映像表示部を眼球中
心に回転させることにより、像の歪みのない自然な像を
見ることができ、また映像表示部を前後に移動させるこ
とにより、眼鏡を付けたまま装着することができる。さ
らに映像表示部７１及び映像表示部支持アーム７５を跳
ね上げ可能にすることにより、装着したまま外部を見る
ことが容易になり、また映像表示部の重さや頭の幅に対
応する重りを設けることにより、頭部への負担が減り疲
労が生じ難くなり、かくして使用者の使い勝手を格段的
に向上し得る眼鏡型デイスプレイ装置を実現できる。

【００５４】（４）他の実施例なお上述の実施例においては、筐体を板金で構成した場
合について述べたが、これに代え樹脂のモールド等で形
成するようにしても、上述の実施例と同様の効果を実現
できる。また構造としてスライド用アームの結合は駆動
ギアに限らずタイミングベルト等を用いても良い。

【００５５】また上述の実施例においては、視度調節や
瞳孔間距離の調節用のつまみを手動で動かす場合につい
て述べたが、これに限らず、駆動モータを内蔵して自動
的に制御するようにしても良い。因にこの場合例えば３
次元立体視等を行う眼鏡型デイスプレイ装置において
は、映像データから虚像の位置を算出し、表示部の位置
としてフイードバツクを掛けるようにすることもでき
る。

【００５６】また上述の実施例においては、瞳孔間距離
及び虚像位置表示として、指示板を回転させて目盛を指
し、これを読み取るようにしたが、これに代え、指示板
の動きをラツクアンドピニオン等の機構を用いて直線運
動に変換したり、ギアの回転角度をロータリーエンコー
ダ等により読み取つて液晶等の表示部に表示するように
しても良く、また調節機構におけるリンク等の可動部分
を利用して目盛とするようにしても上述の実施例と同様
の効果を実現できる。

【００５７】また上述の実施例において、頭部装着部の
接合部において使用したばねは、コイルばねでも良く、
ばねの変わりにモータを内蔵するようにしても良い。さ
らに頭部固定のためのバンドの変わりに、図１５に示す
ようにヘルメツトや、帽子のようなものでもよい。

【００５８】さらに上述の実施例においては、本発明を
ヴアーチヤルリアリテイに用いる眼鏡型デイスプレイ装
置に適用したが、本発明はこれに限らず、例えばコンピ
ユータの表示装置等種々のデイスプレイ装置に広く適用
して好適なものである。

【００５９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、瞳孔間距
離や視度の調節を行うことができると共に、この調節に
関わらず左右の表示部とレンズ系との距離を変化させて
も観視される左右の虚像の位置を一致させることがで
き、全ての使用者が良好に映像を観視し得る眼鏡型デイ
スプレイ装置を実現できる。さらに調節された瞳孔間距
離や視度に応じた虚像表示位置を目盛上に指示して、外
部より確認し得るようにしたことにより、ユーザの使い
勝手を格段的に向上し得る。

【００６０】また本発明によれば、頭部装着部材を映像
表示部が側頭部及び眼球中心により回転できるように構
成したことにより、使用者が自然な位置で映像を見るこ
とができる。また映像表示部とその支持する部分を上部
に跳ね上げることで、装着したまま外部を見るときの妨
げになることを回避できる。さらに後頭部側に所定の重
りを設けたことにより、頭部への負担を減少させること
ができる。かくして使用者の使い勝手を格段的に向上し
有用性の高い眼鏡型デイスプレイ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による眼鏡型デイスプレイ装置の一実施
例の外観を示す斜視図である。

【図２】眼鏡型デイスプレイ装置の光学系の説明に供す
る斜視図である。

【図３】眼鏡型デイスプレイ装置の機構配置の説明に供
する斜視図である。

【図４】眼鏡型デイスプレイ装置の機構部の外観の説明
に供する斜視図である。

【図５】眼鏡型デイスプレイ装置における視度調節の光
学系の説明に供する略線図である。

【図６】眼鏡型デイスプレイ装置における瞳孔間距離を
指示する機構を示す略線的斜視図である。

【図７】眼鏡型デイスプレイ装置における瞳孔間距離を
指示する機構を示す平面図である。

【図８】眼鏡型デイスプレイ装置における瞳孔間距離を
指示する機構を示す背面図である。

【図９】眼鏡型デイスプレイ装置における虚像表示位置
を指示する機構を示す略線的斜視図である。

【図１０】眼鏡型デイスプレイ装置における虚像表示位
置を指示する機構を示す側面図である。

【図１１】眼鏡型デイスプレイ装置の頭部装着部の外観
を示す略線的斜視図である。

【図１２】眼鏡型デイスプレイ装置の頭部装着部の動作
の説明に供する略線図である。

【図１３】眼鏡型デイスプレイ装置の頭部装着部の構成
を示す断面図である。

【図１４】眼鏡型デイスプレイ装置の頭部装着部の構成
を示す分解斜視図である。

【図１５】他の実施例による頭部装着部を示す略線的斜
視図である。

【図１６】従来の眼鏡型デイスプレイ装置における視度
調節による虚像の移動の説明に供する略線図である。

【符号の説明】

１Ｌ、１Ｒ……左右の表示部、２Ｌ、２Ｒ……左右のレ
ンズ系、３……ビームスプリツタ、４……液晶シヤツ
タ、５……筐体、６……頭部装着部材、７……ホルダー
テーブル、１１Ｌ、１１Ｒ……リニアスライダ、１２、
１３……スライダ軸、１４……視度調節用のつまみ、１
９Ｌ、１９Ｒ……ピン、２１Ｌ、２１Ｒ……リニアスラ
イダ、２２……スライダ軸、２９Ｌ、２９Ｒ……縦溝、
３１……瞳孔間距離調整用のつまみ、３２……ギア、３
３……半月ギア、３４Ｌ、３４Ｒ……駆動ギア、３５
Ｌ、３５Ｒ……扇形ギア、３６Ｌ、３６Ｒ……第１のス
ライド用アーム、３７……回動軸、３８Ｌ、３８Ｒ……
ジヨイント板、３９Ｌ、３９Ｒ……第２のスライド用ア
ーム、４０Ｌ、４０Ｒ……回動軸、４１Ｌ、４１Ｒス
ライドピン、４２Ｌ、４２Ｒ……長孔、５０……外部ケ
ース、５１……シヤフト、５２……駆動ギア、５３……
同期ギア、５４……扇型ギア、５５……目盛指示部材、
５６……瞳孔間距離目盛、６０……取り付け板、６１…
…目盛側板、６２……虚像位置指示板、６３……目盛中
心部材、６４……虚像位置目盛、７１……映像表示部、
７２……周辺固定バンド、７３……重量支持バンド、７
４……機構部支持アーム、７５……映像表示部支持バン
ド、７６……おもりアーム、７７……バランスおもり、
７８……おもり抑え、７９……側頭部シヤフト、８０…
…側頭部ばね、８１……バンド受け、８２……側頭部あ
て、８３……側頭部ストツプリング、８４……眼球中心
シヤフト、８５……眼球中心ばね、８６……眼球中心ス
トツプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】左右の表示部が設けられ、当該左右の表示
部に表示された画像に対してそれぞれ左右のレンズ系が
設けられて、当該左右のレンズ系を通じて得られる虚像
を観視する眼鏡型デイスプレイ装置において、使用者の瞳孔間距離に応じて上記左右のレンズ系を左右
対称に移動させ、上記左右のレンズ系の主点軸上で上記左右のレンズ系の
中央の点及び上記左右のレンズ系の焦点を結ぶ線分上
で、上記左右の表示部をそれぞれ移動させると共に、上記左右のレンズ系の移動にリンクして、上記線分を左
右対称に開閉させることにより、上記瞳孔間距離に関わらず、視度調節により上記左右の
表示部と上記左右のレンズ系との距離が変化しても、上
記観視される左右の虚像の位置が一致するようにしたこ
とを特徴とする眼鏡型デイスプレイ装置。
【請求項２】左右の表示部が設けられ、当該左右の表示
部に表示された画像に対してそれぞれ左右のレンズ系が
設けられて、当該左右のレンズ系を通じて得られる虚像
を観視する眼鏡型デイスプレイ装置において、瞳孔間距離に応じて上記左右のレンズ系を左右対称に移
動させる移動機構と、上記左右のレンズ系の主点軸上で上記左右のレンズ系の
中央の点及び上記左右のレンズ系の焦点を結ぶ線分に沿
つてスライドさせる左右のスライド機構と、上記左右のレンズ系の上記移動機構にリンクして、上記
左右のスライド機構がそれぞれ上記線分に沿う関係を保
つように左右対称に開閉されるリンク機構とを具え、上
記左右のスライド機構に上記左右の表示部がそれぞれ取
り付けられて、上記左右の表示部がそれぞれ上記線分上
で移動されることにより、上記瞳孔間距離に関わらず、
視度調節により上記左右の表示部と上記左右のレンズ系
との距離が変化しても、上記観視される左右の虚像の位
置が一致するようにしたことを特徴とする眼鏡型デイス
プレイ装置。
【請求項３】上記左右のレンズ系の上記左右対称の移動
に応動して、上記瞳孔間距離を表示する瞳孔間距離目盛
手段を具えることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の眼鏡型デイスプレイ装置。
【請求項４】上記左右のレンズ系の中央の点及び上記左
右のレンズ系の焦点を結ぶ線分上での上記左右の表示部
の移動に応動して、上記虚像の表示位置を表示する虚像
表示位置目盛手段を具えることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の眼鏡型デイスプレイ装置。
【請求項５】上記左右の表示部及び上記左右のレンズ系
が配置された映像表示部を、使用者の側面から見て眼球
中心に回転自在に保持すると共に、上記映像表示部を前
後に移動可能に保持する頭部装着手段を具えることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に
記載の眼鏡型デイスプレイ装置。
【請求項６】上記頭部装着手段は、上記映像表示部を使
用者の両眼の上方に跳ね上げ可能に保持するようにした
ことを特徴とする請求項５に記載の眼鏡型デイスプレイ
装置。
【請求項７】上記頭部装着手段は、後頭部に上記映像表
示部の重量に応じた重りを具えることを特徴とする請求
項５又は請求項６に記載の眼鏡型デイスプレイ装置。