JP3383733B2 - 頭部搭載型ディスプレイ - Google Patents

頭部搭載型ディスプレイ

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JP3383733B2 JP26957495A JP26957495A JP3383733B2 JP 3383733 B2 JP3383733 B2 JP 3383733B2 JP 26957495 A JP26957495 A JP 26957495A JP 26957495 A JP26957495 A JP 26957495A JP 3383733 B2 JP3383733 B2 JP 3383733B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バーチャルリアリ
ティ等のディスプレイに用いられる頭部搭載型ディスプ
レイに関し、特に、使用者の頭の形や目及び耳の位置の
個人差によらずに快適な装着感をもつ頭部搭載型ディス
プレイの装着機構に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来のこの種の頭部搭載型ディスプレイの
一例について、図12乃至図14とともに以下説明す
る。ここで、図12は従来の頭部搭載型ディスプレイの
一例における概略構成を示す上面説明図、図13は従来
の頭部搭載型ディスプレイの一例における概略構成を示
す斜視説明図、図14は従来の頭部搭載型ディスプレイ
の他の例における概略構成を示す側面説明図である。
【0003】従来の頭部搭載型ディスプレイ11は、図
12に示すように、外側から順にバックライト12、液
晶ディスプレイ13、レンズ14などの拡大手段が配置
され、使用者15の眼前に装着して使用される。使用者
15には拡大手段によって拡大された液晶ディスプレイ
13の映像が見えるので、大画面の臨場感のある映像を
楽しむことができる。このような頭部搭載型ディスプレ
イは、バーチャルリアリティーの映像提示手段として開
発されたものであるが、テレビ、ビデオなどのパーソナ
ルモニターとしても利用可能であり、マルチメディアの
ディスプレイとして期待されつつある。
【0004】そして、このような頭部搭載型ディスプレ
イ11の装着機構としては、図13に示すように、眼鏡
のレンズに相当する部位に液晶ディスプレイ13及びレ
ンズ14などの拡大手段24を配置しており、支持は眼
鏡と同じように、鼻に当てる部分と耳に掛ける部分で実
現している。
【0005】また、他の頭部搭載型ディスプレイの装着
機構として、例えば、特開平3−289615号にて提
案されているものがある。これは、図14に示すよう
に、ヘルメット21にディスプレイ及びレンズなどの拡
大手段22を固定して目の前に配置している。この場
合、支持は頭全体で実現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
及び図13とともに上述した従来の頭部搭載型ディスプ
レイの一例においては、ディスプレイの重量が通常のメ
ガネの重量と同程度の100g以下であればよいが、そ
れ以上だと鼻と耳だけで支持するのは困難である。特
に、バーチャルリアリティのディスプレイとして使用す
る場合には広い視野が必要であるから、重量がある程度
重くなりこの装着方法は採用できないという問題があっ
た。
【0007】一方、図14とともに上述した従来の頭部
搭載型ディスプレイの他の例においては、頭全体で支持
するのでディスプレイの重量が大きい場合でも装着可能
であるが、ヘルメット自体がかなりの重量を持っている
ため、装着感が損なわれるばかりでなく、形状も大きく
なるので装着の軽快さも失われるという問題があった。
【0008】本発明は、上述したような点に鑑みてなさ
れたものであって、バーチャルリアリティのディスプレ
イのように広視野角のディスプレイである程度の重量が
ある場合にも、重量感が少なく快適な装着感を実現可能
とし、且つ形状もコンパクトな頭部搭載型ディスプレイ
の装着機構を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる頭部搭載
型ディスプレイは、外部からの映像信号及び音声信号を
受け取って、映像表示素子に映像表示素子駆動信号を供
給すると同時に、音声再生素子に音声再生素子駆動信号
を供給する信号処理手段と、前記映像表示素子の映像を
拡大して使用者に提示する拡大手段を有する映像提示手
段と、前記音声再生駆動信号を受け取って音声を再生す
る音声再生手段と、前記信号処理手段と前記映像提示手
段と前記音声再生手段とを支持し、使用者の頭に装着す
るためのフレームからなる頭部搭載型ディスプレイにお
いて、前記フレームが使用者の頭の前額部と側頭部を覆
うU字型のフレームからなり、この前額部を覆う部分に
は額に接するためのパッドが設置されるとともに、前記
フレームが眉に接しないようにするために、前記フレー
ムの下部ほど外側に広がるように傾斜がつけられている
ものである。
【0010】
【0011】
【0012】これによって、U字型のフレームは最小限
のサイズで映像提示手段及び信号処理手段を支持し、使
用者の頭に装着することが可能であるので、軽量で装着
感の良好な装着機構を実現することができる。 また、フ
レーム前額部のパッドと、U字型フレームの前額部での
下方ほど外側に広がる傾斜を持つ構造により、顔面中で
比較的違和感の少ない額中央で支持し、装着感を損なう
眉毛周辺への接触をなくすことが可能となり、装着感の
向上を実現できる。
【0013】また、本発明にかかる頭部搭載型ディスプ
レイは、外部からの映像信号及び音声信号を受け取っ
て、映像表示素子に映像表示素子駆動信号を供給すると
同時に、音声再生素子に音声再生素子駆動信号を供給す
る信号処理手段と、前記映像表示素子の映像を拡大して
使用者に提示する拡大手段を有する映像提示手段と、前
記音声再生駆動信号を受け取って音声を再生する音声再
生手段と、前記信号処理手段と前記映像提示手段と前記
音声再生手段とを支持し、使用者の頭に装着するための
フレームからなる頭部搭載型ディスプレイであって、前
記フレームが使用者の頭の前額部と側頭部を覆うU字型
のフレームからなり、この前額部内側に固定され、前記
頭部搭載型ディスプレイを頭に装着するためのベルトを
備えるとともに、前記側頭部を覆う部分ではバックルに
よって前記フレームと連結され、後頭部では左右2本の
前記ベルトを長さを調節して固定可能な調節固定手段を
備え、前記ベルトが使用者の後頭部を下方から支えるよ
うにするために、後頭部において下方に屈曲した形状を
有しているものである。
【0014】
【0015】
【0016】これによって、フレームの内側に設けたベ
ルトは、頭の形状や大きさが個人によって違っても、ベ
ルトが頭に沿って屈曲し、さらに後頭部の調節固定手段
で調節することにより、常に確実な装着を実現できる。
また、側頭部に設けたバックルは、フレームを頭に対し
て安定に支持する作用を行う。 また、ベルトの後頭部で
の屈曲にて、使用者の後頭部を下方から支えるので、屈
曲がない場合に比べてより安定な装着を実現することが
できる。
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の頭部搭載型ディス
プレイにおける一実施形態について、図1乃至図11と
ともに詳細に説明する。ここで、図1は本実施形態の頭
部搭載型ディスプレイを示す斜視説明図、図2は本実施
形態の頭部搭載型ディスプレイを示す上面説明図、図3
は本実施形態の頭部搭載型ディスプレイを示す側面説明
図、図4は本実施形態の頭部搭載型ディスプレイの概略
構成を示す上面説明図、図5は本実施形態の頭部搭載型
ディスプレイにおけるフレーム前額部を示す側面説明図
である。
【0022】また、図6は本実施形態の頭部搭載型ディ
スプレイにおける装着時を示す上面説明図、図7は本実
施形態の頭部搭載型ディスプレイにおける装着時を示す
背面説明図、図8は本実施形態の頭部搭載型ディスプレ
イを示す斜視説明図、図9は本実施形態の頭部搭載型デ
ィスプレイにおけるアイリリーフ調整機構を示す要部斜
視説明図、図10は本実施形態の頭部搭載型ディスプレ
イにおける音声再生装置の位置調整機構を示す斜視説明
図、図11は本実施形態の頭部搭載型ディスプレイにお
ける音声再生装置の位置調整機構を示す要部斜視説明図
である。
【0023】尚、以下の説明では、使用者が頭部搭載型
ディスプレイを搭載したときの顔の向きを基準として方
向を定義する。即ち、装着時の顔の向いている方向が前
方、逆が後方、耳の側が左右方向、頭が上方、逆が下方
として説明する。
【0024】本実施形態の頭部搭載型ディスプレイの基
本構造は、図1乃至図3に示すように、U字型のフレー
ム41の前方に映像提示装置42を配置し、側方に信号
処理手段43を配置している。この配置によって頭部搭
載型ディスプレイの重心が使用者の頭の中心に近づき装
着感が向上する。
【0025】尚、上記構成において、U字型のフレーム
41は、アルミ、ステンレス、チタンなどの金属の板
や、ABSやポリスチレンなどの樹脂で製作することが
できる。また、信号処理手段43は、外部から供給され
る映像信号を液晶パネル駆動信号に変換して出力する電
子回路からなる。さらに、映像提示装置42は、図4に
示すように、バックライト52と、液晶パネル53と、
該液晶パネル53の映像を拡大して使用者に提示するレ
ンズや凹面鏡などの拡大手段54から構成されている。
前記U字型のフレーム41は、これらの装置を支持する
最小の形状であり、後述する装着機構によって装着感を
向上させるための基本要素となっている。
【0026】次に、U字型フレーム41の前方には、使
用者の顔面に頭部搭載型ディスプレイを装着する場合の
快適性の検討から、額パッド44が設置されている。前
記従来技術に関して述べたようにバーチャルリアリティ
に用いる広角ディスプレイにおいては、重量が100g
を越えるので鼻で支持するのは不快である。比較的、装
着感が良好なのは額であるが、そのなかでも特に中央部
が最良である。なぜなら、左右の眉の上方の額は力が加
わると眉とその下の瞼を押し下げる結果となり、映像の
鑑賞を妨害するとともに不快であるからである。そこ
で、U字型フレーム41の前方は中央部に備えた額パッ
ド44のみで顔面と接触するものとし、他の部分には接
触しない設計にした。
【0027】ところで、人間の額から目にかけての傾斜
はかなり個人差がある。図5(a),(b)に、最も傾
斜の緩やかな人の顔面の断面形状とフレーム41の前方
の形状の関係を示す。図5から容易に理解できるよう
に、フレーム41を図5(b)に示すような板を曲げた
だけの形状、つまり円筒形の一部のような形状にする
と、該フレーム41の下部が使用者の眉の付近に衝突し
てしまう。そこで、本実施形態においては、フレーム4
1の下部を外側に広げた図5(a)に示すような形状、
つまり円錐形の一部のような形状として、顔面に直接接
触しない構造としている。この形状によって初めて額パ
ッド44のみで支える快適な装着機構が実現できる。
【0028】また、使用者の個人差は頭の幅、大きさに
もある。頭部搭載型ディスプレイを万人に使用可能にす
るためには、U字型のフレーム41を最大の頭のサイズ
に合わせなければならない。ところが、このままでは、
最小の頭のサイズの人の場合に安定に装着できない問題
が生じる。そこで、本実施形態の頭部搭載型ディスプレ
イでは、図6に示すように、U字型のフレーム41の内
側に柔らかいベルト46を設置し、使用者の頭に巻き付
けることによって頭に装着する構造としている。
【0029】このベルト41は、前方でフレーム41に
固定されており、側方ではバックル45によってフレー
ム41と連結されているので使用者の頭に対してフレー
ム41がぐらつく問題も解決されている。そして、後方
では左右一対のベルト46に設けられたマジックテープ
によって、使用者の頭の大きさに合わせて巻き付け、固
定することができる。
【0030】頭のサイズの小さい人が本実施形態の頭部
搭載型ディスプレイを装着した場合の模式図を図7に示
す。図7においては、バックル45が起きて、左右のベ
ルト46が側方から後方にかけて頭を支持している状態
を示している。また、前方では、ベルト46を固定する
位置を少し側方にずらすことによって、ベルトが額に接
触しないようになっている。この構成によって、上記の
額パッド44とフレーム41の傾斜と組み合わせてベル
ト46を設置できるようになり、より一層装着感を向上
することができる。
【0031】特に、バーチャルリアリティのディスプレ
イとして使用する場合のように頭の向きを変化させるこ
とが多い場合には、より確実な装着が必要である。この
ためには、図7に示すように、ベルト46の後方部をバ
ックル通過部位あたりから下部に屈曲した形状にすれば
良い。この構造によれば、顔を下に向けた場合にも、頭
部搭載型ディスプレイが抜け落ちることを防止すること
ができる。また、上記額パッド44と併用することによ
って、ちょうど前方の額パッド44の位置と後方のベル
ト46の位置とが相対するようになり、より一層装着を
確実なものにすることができる。
【0032】さらに、上述した本発明の頭部搭載型ディ
スプレイの一実施形態において、図8に示すように、使
用者の頭の上方を通すベルト61を設けても良い。この
構成によれば、頭部搭載型ディスプレイの重量が大きい
場合にも、より安定して装着することができる。
【0033】上述したように、頭部搭載型ディスプレイ
を額パッド44とベルト46とで使用者の頭に装着する
ことにより、良好な装着感を実現することができるが、
さらに後述する2項目を使用者の個人差に合わせて調整
する必要がある。
【0034】第一は、使用者の目の位置である。特に、
使用者の額を額パッド44で固定した場合は目の前後位
置の変化が大きくなる。これを解決するために、本実施
形態の頭部搭載型ディスプレイにおいては、映像提示装
置42をフレーム41に対して前後に調整可能な構成と
している。このアイリリーフ調整機構は、図9に示すよ
うに、フレーム41から前方に突出したアーム71に対
して映像提示装置42が前後にスライド移動可能なスラ
イド部材72を設けて構成している。尚、前記アーム7
1に移動量調整用のノブとギヤと歯車を設けて微調整を
可能にしても良い。
【0035】第二は、使用者の耳の位置である。使用者
の頭の大きさの個人差も影響するので、耳の位置は上下
前後左右のすべての方向に変化する。これに適応して、
すべての人に対して耳の位置に音声再生手段の位置を調
節することができるように、本実施形態の頭部搭載型デ
ィスプレイにおいては、図10及び図11に示すような
音声再生手段の位置調整機構を設けている。この音声再
生手段位置調整機構は、フレーム41の側部に自由関節
82の支持機構81を設けて、上下左右に調整可能とし
ている。さらに、この自由関節82から延びるアームに
スライド機構83を設けて、その先端に例えば小型ヘッ
ドホン等の音声再生装置84を設置している。この構成
によって音声再生装置84を前後にも調整可能にした。
【0036】
【発明の効果】本発明の頭部搭載型ディスプレイは、上
述したような構成としているので、映像提示手段及び信
号処理手段を支持する最小限のサイズのU字型のフレー
ムによって、使用者の頭に装着することが可能であるの
で、軽量で装着感の良好な装着機構を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
を示す斜視説明図である。
【図2】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
を示す上面説明図である。
【図3】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
を示す側面説明図である。
【図4】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
の概略構成を示す上面説明図である。
【図5】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
におけるフレーム前額部を示す側面説明図である。
【図6】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
における装着時を示す上面説明図である。
【図7】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
における装着時を示す背面説明図である。
【図8】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
を示す斜視説明図である。
【図9】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形態
におけるアイリリーフ調整機構を示す要部斜視説明図で
ある。
【図10】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形
態における音声再生装置の位置調整機構を示す斜視説明
図である。
【図11】本発明の頭部搭載型ディスプレイの一実施形
態における音声再生装置の位置調整機構を示す要部斜視
説明図である。
【図12】従来の頭部搭載型ディスプレイの一例におけ
る概略構成を示す上面説明図である。
【図13】従来の頭部搭載型ディスプレイの一例におけ
る概略構成を示す斜視説明図である。
【図14】従来の頭部搭載型ディスプレイの他の例にお
ける概略構成を示す側面説明図である。
【符号の説明】
41 U字型フレーム 42 映像提示装置 43 信号処理手段 44 額パッド 45 バックル 46 ベルト 52 バックライト 53 液晶パネル 54 拡大手段 55 使用者 61 ベルト 71 アーム 72 スライド部材 81 支持機構 82 自由関節 83 スライド機構 84 音声再生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−84210(JP,A) 特開 平6−315124(JP,A) 特開 平6−141260(JP,A) 特開 平7−159720(JP,A) 特開 平5−268547(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/64 511 H04N 13/00 G02B 27/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの映像信号及び音声信号を受け
    取って、映像表示素子に映像表示素子駆動信号を供給す
    ると同時に、音声再生素子に音声再生素子駆動信号を供
    給する信号処理手段と、 前記映像表示素子の映像を拡大して使用者に提示する拡
    大手段を有する映像提示手段と、 前記音声再生駆動信号を受け取って音声を再生する音声
    再生手段と、 前記信号処理手段と前記映像提示手段と前記音声再生手
    段とを支持し、使用者の頭に装着するためのフレームか
    らなる頭部搭載型ディスプレイであって、 前記フレームが使用者の頭の前額部と側頭部を覆うU字
    型のフレームからなり、この前額部を覆う部分には額に
    接するためのパッドが設置されるとともに、前記フレー
    ムが眉に接しないようにするために、前記フレームの下
    部ほど外側に広がるように傾斜がつけられていることを
    特徴とする頭部搭載型ディスプレイ。
  2. 【請求項2】 外部からの映像信号及び音声信号を受け
    取って、映像表示素子に映像表示素子駆動信号を供給す
    ると同時に、音声再生素子に音声再生素子駆動信号を供
    給する信号処理手段と、 前記映像表示素子の映像を拡大して使用者に提示する拡
    大手段を有する映像提示手段と、 前記音声再生駆動信号を受け取って音声を再生する音声
    再生手段と、 前記信号処理手段と前記映像提示手段と前記音声再生手
    段とを支持し、使用者の頭に装着するためのフレームか
    らなる頭部搭載型ディスプレイであって、 前記フレームが使用者の頭の前額部と側頭部を覆うU字
    型のフレームからなり、この前額部内側に固定され、前
    記頭部搭載型ディスプレイを頭に装着するためのベルト
    を備えるとともに、前記側頭部を覆う部分ではバックル
    によって前記フレームと連結され、後頭部では左右2本
    の前記ベルトを長さを調節して固定可能な調節固定手段
    を備え、 前記ベルトが使用者の後頭部を下方から支えるようにす
    るために、後頭部において下方に屈曲した形状を有して
    いることを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ。
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