JPH06160761A - 眼鏡型デイスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は眼鏡型デイスプレイ装置において、簡
易な構成で確実に視度調節し得ると共に装着したままで
必要に応じて外景を見ることができるようにする。 【構成】左右のレンズ系の主点軸上で中央の点及び左右
のレンズ系の焦点を結ぶ線分に沿つてスライドする左右
のスライド機構に左右の表示部をそれぞれ取り付け、左
右の表示部をそれぞれ線分上で移動させるようにしたこ
とにより、視度調節により左右の表示部及び左右のレン
ズ系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得る。また頭部装着部材を通じて、
左右の表示部及び左右のレンズ系を観視者の左右両眼の
上方に装着するようにしたことにより、使用中眼鏡の掛
け替えを行うことができると共に、減光手段や遮断手段
を設けたことにより、下方や虚像表示範囲外の視野が得
られる。

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８及び図９） 課題を解決するための手段（図１及び図４） 作用（図１及び図４） 実施例 （１）第１実施例（図１〜図３） （２）第２実施例（図４〜図６） （３）他の実施例（図７） 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、一体に移動す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８に
示すように移動し、虚像Ｇ_L 、Ｇ_R の位置が一致しなく
なる。

【０００７】これに対してこのような一致していない虚
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】またヴアーチヤルリアリテイに使用される
眼鏡型デイスプレイ装置においては、図９（Ａ）に示す
ようないわゆるゴーグル型の構成が多く用いられてい
る。この場合通常の視力補正用の眼鏡を用いている使用
者を考慮して、図９（Ｂ）に示すようにゴーグル内に眼
鏡挿入用の空間が設けられている。ところがこの場合眼
鏡を掛け替えようとすると、その都度眼鏡型デイスプレ
イ装置を外さなければならず、使い勝手が悪い問題があ
つた。

【０００９】またゴーグル型の構成の眼鏡型デイスプレ
イ装置では、筐体によつて表示部以外の周囲の視野が閉
じられているために、例えば眼鏡型デイスプレイ装置を
装着したままで歩行を行うことが困難であり危険を伴
う。また作業中に他のデイスプレイ装置とを見ることも
できず、見るためには一旦眼鏡型デイスプレイ装置を外
さなければならないために作業効率が低下する問題があ
つた。

【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成で確実に視度調節し得ると共に装着した
ままで必要に応じて外景を見ることのできる眼鏡型デイ
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が
観視される眼鏡型デイスプレイ装置において、左右のレ
ンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒの中央の点及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの焦点を結
ぶ線分上で、左右の表示部１Ｌ、１Ｒをそれぞれ移動さ
せ、視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒ及び左右の
レンズ系２Ｌ、２Ｒ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
て得られる虚像が観視される眼鏡型デイスプレイ装置に
おいて、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で左右の
レンズ系２Ｌ、２Ｒの中央の点及び左右のレンズ系２
Ｌ、２Ｒの焦点を結ぶ線分に沿つてスライドする左右の
スライド機構１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｒを設け、
その左右のスライド機構１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４
Ｒ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がそれぞれ線分上で移動す
ることにより、視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒ
及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ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、左右の表示部１
Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを観視者の左右
両眼の上方に装着する頭部装着部材６と、観視者の左右
両眼の前方に配置されると共に、左右のレンズ系２Ｌ、
２Ｒの光軸に対して略45°傾けて配置されたビームスプ
リツタ３と、そのビームスプリツタ３の前方に配置され
た減光手段４と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を観視者の左右
両眼の上方に装着する頭部装着部材６と、観視者の左右
両眼の前方に配置されると共に、左右のレンズ系２Ｌ、
２Ｒの光軸に対して略45°傾けて配置されたビームスプ
リツタ３と、そのビームスプリツタ３の前方及び又は後
方に配置され、虚像の表示範囲内の外景のみを遮断する
遮断手段１６、１７、１８とを設けるようにした。

【００１５】また本発明において、頭部装着部材６は鍔
部７を有し、その鍔部７の下方で観視者の顔面から所定
距離隔てた位置に、ビームスプリツタ３を配置するよう
にした。また本発明においては、ビームスプリツタ３の
下方を筐体５に連続する底面５Ａで覆うようにした。さ
らに本発明においては、筐体５に連続する底面５Ａを観
視者の左右両眼の視線方向に一致させるようにした。

【００１６】

【作用】左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で中央の
点及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの焦点を結ぶ線分に沿
つてスライドする左右のスライド機構１３Ｌ、１３Ｒ、
１４Ｌ、１４Ｒに左右の表示部１Ｌ、１Ｒをそれぞれ取
り付け、左右の表示部１Ｌ、１Ｒをそれぞれ線分上で移
動させるようにしたことにより、視度調節により左右の
表示部１Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ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
ようにし得る。

【００１７】また頭部装着部材６を通じて、左右の表示
部１Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒを観視者の
左右両眼の上方に装着するようにしたことにより、使用
中眼鏡の掛け替えを行うことができると共に、減光手段
４や遮断手段１６、１７、１８を設けたことにより、下
方や虚像表示範囲外の視野が得られて、必要に応じて装
着したままでの歩行や作業中に他のデイスプレイ等を見
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１９】（１）第１実施例 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
の第１実施例の構成を模式的に示し、図中左右の表示部
１Ｌ、１Ｒに対して、それぞれ左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒ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、使用者の左右の眼球（図示せず）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が配
置されている。

【００２０】またこれらの表示部１Ｌ、１Ｒ、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、図中において破線で示す任意の筐体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、図中一点鎖線で示す位置で
頭部装着部材６の鍔部７に接着されている。この頭部装
着部材６を頭に装着することにより虚像の観察が可能に
なる。

【００２１】なお左右の表示部１Ｌ、１Ｒにそれぞれ供
給される左右の画像信号は、コンピユータ８Ｌ、８Ｒで
作成され、これらの画像信号が制御装置９を通じて表示
部１Ｌ、１Ｒに供給される。また制御装置９はスイツチ
の操作に応じて液晶シヤツタ４を開放又は遮断する制御
信号を発生する。

【００２２】さらにこの眼鏡型デイスプレイ装置の場
合、左右の表示部１Ｌ、１Ｒはそれぞれ第１のリニアス
ライダ１１Ｌ、１１Ｒに固定されている。このリニアス
ライダ１１Ｌ、１１Ｒは共通の第１のスライダ軸１２に
取り付けられている。これと共に左右の表示部１Ｌ、１
Ｒはそれぞれ第２のリニアスライダ１３Ｌ、１３Ｒに固
定されている。この第２のリニアスライダ１３Ｌ、１３
Ｒはそれぞれ第２及び第３のスライダ軸１４Ｌ、１４Ｒ
に取り付けられ、このスライダ軸１４Ｌ、１４Ｒが固定
部材１５Ｌ、１５Ｒによつて筐体５に所定の角度で例え
ば接着等で固着されている。

【００２３】従つて第１のスライダ軸１２を上方向又は
下方向に移動させれば、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒに対
して左右の表示部１Ｌ、１Ｒが離間又は接近し、これに
より視度調節が行われる。さらに表示部１Ｌ、１Ｒは第
１のスライダ軸１２を上方向又は下方向に移動させるこ
とによつて、第２及び第３のスライダ軸１４Ｌ、１４Ｒ
に沿つてその位置を変えながら左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒに対して離間し又は接近するようになされている。

【００２４】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２に示す。なおビ
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。すなわち左右の
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。

【００２５】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。

【００２６】この実施例の眼鏡型デイスプレイ装置で
は、このような光学的原理に基づいて、左右の表示部１
Ｌ、１Ｒがこれらの線分ＦＯに沿つて移動するように第
２及び第３のスライダ軸１４Ｌ、１４Ｒを配置してい
る。これにより視度調節を行つて左右の表示部１Ｌ、１
Ｒ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
ようになされている。

【００２７】またこの眼鏡型デイスプレイ装置において
は、左右の表示部１Ｌ、１Ｒと左右のレンズ系２Ｌ、２
Ｒが頭部装着部材６に配設され、これにより左右の表示
部１Ｌ、１Ｒ及びレンズ系２Ｌ、２Ｒが観視者の左右両
眼の上方に装着される。また左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ
の光軸に対して４５°傾けて配置されたビームスプリツ
タ３で光軸を折り曲げると共に、ビームスプリツタ３の
前方に液晶シヤツタ４を配置するようにしたことによ
り、眼鏡型デイスプレイ装置を装着した状態でも、液晶
シヤツタ４を開放状態にすれば、瞬時に外界を観察する
ことができる。また外界の作業を目視しつつ映像を観視
するとも可能になる。

【００２８】またこの眼鏡型デイスプレイ装置では、図
３に示すように、頭部装着部材６には鍔部７が形成され
ており、この鍔部７の下方で観視者の顔面から所定距離
隔てた位置に、ビームスプリツタ３が配置されている。
これにより眼鏡型デイスプレイ装置を装着したままで下
方の視野を確保することができると共に、眼鏡もその都
度眼鏡型デイスプレイ装置を外すことなく自在に掛け替
えできる。

【００２９】さらにこの眼鏡型デイスプレイ装置では、
ビームスプリツタ３の下方が筐体５に連続する底面５Ａ
で覆われている。これによりビームスプリツタ３の下方
からの外光入射が防止され、左右の表示部１Ｌ、１Ｒに
おける不要反射が防止されるので、虚像の視認性を一段
と向上し得る。またこの底面５Ａは観視者の左右両眼の
視線方向に一致する方向に配置されており、これにより
底面５Ａが視界を遮る範囲を最小にして、外界を観察す
る際の視認性を確保し得るようになされている。

【００３０】以上の構成によれば、左右の表示部１Ｌ、
１Ｒ及びレンズ系２Ｌ、２Ｒ間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、こ
れにより簡易な構成で確実に視度調節でき、かくして使
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。

【００３１】さらに上述の構成によれば、装着した状態
で下方の視野が得られると共に、必要に応じて液晶シヤ
ツタ４を開放すれば瞬時に外界を観察し得、これにより
装着したままで歩行したり、作業中に他のデイスプレイ
等を見ることができる。また上述の構成によれば、容易
に装着中に眼鏡の掛け替えを行える眼鏡型デイスプレイ
装置を実現できる。

【００３２】（２）第２実施例 図１との対応部分に同一符号を付して示す図４は全体と
して、本発明による眼鏡型デイスプレイ装置の第２の実
施例の構成を模式的に示し、図１について上述したリニ
アスライダ１１、１３Ｌ、１３Ｒ及びスライダ軸１２、
１４Ｌ、１４Ｒ視度調節用の機構は省略して図示してい
る。

【００３３】この眼鏡型デイスプレイ装置の場合、図１
について上述した眼鏡型デイスプレイ装置における液晶
シヤツタ４の位置に液晶封入ガラス１６及び偏光フイル
タ１７が配置されている。またビームスプリツタ３と眼
球の間に左右の偏光フイルタ１８Ｌ、１８Ｒが透明プラ
スチツク板１９に貼り付けられて配置されている。実際
上透明プラスチツク板１９は、その周辺が筐体５に接着
固定されている。

【００３４】またこの眼鏡型デイスプレイ装置の制御装
置９には、コンピユータ８Ｌ、８Ｒで作成された画像信
号に代え、例えば小型ビデオテープレコーダ１５のビデ
オ信号が供給されており、これによりビデオ映像を観賞
し得るようになされている。また制御装置９と小型ＶＴ
Ｒ１５等は固定して一体化され、使用者がベルトに固定
したり肩から下げたりして、可搬し得るようになされて
いる。

【００３５】ここでこの眼鏡型デイスプレイ装置におけ
る左右の表示部１Ｌ、１Ｒ、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ
と、左右の偏光フイルタ１８Ｌ、１８Ｒ、液晶封入ガラ
ス１６及び偏光フイルタ１７の光学的な配置として、レ
ンズ光軸上の断面図と平面ＡＡ′上の断面図をそれぞれ
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す。

【００３６】この眼鏡型デイスプレイ装置の場合、左右
の表示部１Ｌ、１Ｒは偏光光発生型デイスプレイでな
り、この像を左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの凸レンズで拡
大してビームスプリツタ３で反射させて眼球２０に導く
ように構成され、眼球２０の前方に左右の表示部１Ｌ、
１Ｒの虚像２１が表示される。

【００３７】眼球２０とビームスプリツタ３の間に偏光
フイルタ１８を、ビームスプリツタ３の前方に液晶封入
ガラス１６と偏光フイルタ１７を設置することで、液晶
シヤツタが構成されている。偏光フイルタ１８の大きさ
及び位置は左右の眼球２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれ虚像２
１を見る視野角θI （θ_IR、θ_IL）の範囲に選定され、
これにより虚像の視野角範囲の外景のみを隠すことがで
きる。

【００３８】偏光フイルタ１８Ｌ、１８Ｒは左右の眼球
２０Ｌ、２０Ｒ独立に設置されており、これにより反対
側の眼の外景を余分に隠すことがなく、例えば片方ずつ
眼をつぶり外景を隠す範囲を確認しても、真に虚像２１
の表示範囲の外景だけが隠されている。偏光フイルタ１
８Ｌ、１８Ｒの偏光方向は同一であり、また偏光方向を
表示部１の偏光方向に一致させる。そのため偏光フイル
タ１８Ｌ、１８Ｒを通して虚像２１を見た場合でも、偏
光フイルタ１８Ｒ、１８Ｌによる虚像２１の光の減光は
あまり無い。

【００３９】ここで図１の眼鏡型デイスプレイ装置の液
晶シヤツタ４による外景の遮断範囲と虚像視野角の関係
を図５と同様に図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す。実際上図
より液晶シヤツタ４を遮断状態にした場合、前方視野の
外景のほとんどが遮られる状況になり、外景の情報を取
り入れながら作業する場合の妨げになる。これに対して
この第２実施例では、虚像２１の表示範囲のみの外景を
隠すことができるので、周囲を見ることが可能になり、
これにより他の作業を行いながら虚像２１の観察ができ
る。

【００４０】また虚像２１を観賞するのみの場合でも、
外界の視野が遮られると頭を動かしたときの人間の平衡
感覚が狂い、めまいや気分が悪くなることがある。これ
に対してもこの第２実施例では、視界が虚像２１だけの
閉空間に閉じ込められないので、頭部を動かしたときの
平衡感覚の不調が生じない。

【００４１】以上の構成によれば、簡易な構成で確実に
視度調節できると共に、虚像２１の表示範囲の外景のみ
を偏光フイルタ１７、１８、液晶封入ガラス１６でなる
液晶シヤツタで隠すようにしたことにより、周囲を見る
ことが可能になり、他の作業を行いながら虚像２１を観
察することができ、また頭部を動かしても平衡感覚の不
調を生じず、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。

【００４２】（３）他の実施例 上述の第２実施例においては、眼球２０及びビームスプ
リツタ３間に配置した偏光フイルタ１８で外景を隠す範
囲を決定したが、これに代え、ビームスプリツタ３及び
液晶封入ガラス１６の前方に配置した偏光フイルタ１
７′で外景を隠す範囲を設定するようにしても良い。

【００４３】因にこの場合、図５との対応部分に同一符
号を付した図７に示すように、眼球２０及びビームスプ
リツタ３間に配置した偏光フイルタ１８′を十分に大き
くし、液晶封入ガラス１６の前方に配置した偏光フイル
タ１７′を虚像の表示範囲の大きさに設定する。偏光フ
イルタ１７′の偏光方向及び液晶封入ガラス１６通過後
の偏光方向は、紙面に平行若しくは垂直に設定する。

【００４４】また左右の表示部１Ｌ、１Ｒの偏光方向を
左右の偏光フイルタ１７′（１７Ｌ′、１７Ｒ′）の偏
光方向に各々一致させ、左右の表示部１Ｌ、１Ｒの光が
左右の眼球２０Ｌ、２０Ｒに到達するようにする。この
ように構成すれば、例えば左眼球２０Ｌに注目すると、
左眼球２０Ｌ前方の偏光フイルタ１７Ｌ′を通過した光
は、左眼球２０Ｌに到達せずに虚像視野領域の外景を隠
すことができる。

【００４５】一方右眼球２０Ｒ前方の偏光フイルタ１７
Ｒ′を通過した光は、左眼球２０Ｌに到達する。このよ
うにして左眼球２０Ｌ前方の虚像範囲の外景だけを隠す
ことが可能になる。同様なことが右眼球２０Ｒ前方にも
成り立ち、結局左右眼球２０Ｌ、２０Ｒ前方の虚像範囲
の外景のみを独立に隠すことができる。

【００４６】また上述の実施例では、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。

【００４７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、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
の虚像を一致させて確実に視度調整を行うことができ、
さらに使用中眼鏡の掛け替えを行うことができると共
に、下方の視野が得られ装着したままで歩行したり、作
業中に他のデイスプレイ等を見ることができる眼鏡型デ
イスプレイ装置を実現できる。

【００４８】さらに虚像の表示範囲の外景のみを遮断手
段で隠すようにしたことにより、周囲を見ることが可能
になり、他の作業を行いながら虚像を観察することがで
き、また頭部を動かしても平衡感覚の不調を生じない眼
鏡型デイスプレイ装置を実現でき、かくするにつき使用
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。

【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第１実
施例の構成を示す略線的斜視図である。

【図２】図１の眼鏡型デイスプレイ装置における視度調
節用光学系の説明に供する光学系統図である。

【図３】図１の眼鏡型デイスプレイ装置を装着した様子
を示す略線図である。

【図４】本発明による眼鏡型デイスプレイ装置の第２実
施例の構成を示す略線的斜視図である。

【図５】図４の眼鏡型デイスプレイ装置における虚像表
示範囲の説明に供する光学系統図である。

【図６】図１の眼鏡型デイスプレイ装置における虚像表
示範囲の説明に供する光学系統図である。

【図７】他の実施例による眼鏡型デイスプレイ装置にお
ける虚像表示範囲の説明に供する光学系統図である。

【図８】従来の眼鏡型デイスプレイ装置における視度調
節の説明に供する光学系統図である。

【図９】従来の眼鏡型デイスプレイ装置の説明に供する
略線図である。

【符号の説明】

１Ｌ、１Ｒ……左右表示部、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……鍔部、８Ｌ、
８Ｒ……コンピユータ、９……制御装置、１１、１３…
…リニアスライダ、１２、１４Ｌ、１４Ｒ……スライダ
軸、１５Ｌ、１５Ｒ……固体部材、１６……液晶封入ガ
ラス、１７、１８……偏光フイルタ、１９……透明プラ
スチツク板、２０……眼球、２１……虚像。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、左右のレン
ズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ
の中央の点及び左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの焦点を結ぶ
線分上で、左右の表示部１Ｌ、１Ｒをそれぞれ移動さ
せ、視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒ及び左右の
レンズ系２Ｌ、２Ｒ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。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの主点軸上で左右のレ
ンズ系２Ｌ、２Ｒの中央の点及び左右のレンズ系２Ｌ、
２Ｒの焦点を結ぶ線分に沿つてスライドする左右のスラ
イド機構１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｒを設け、その
左右のスライド機構１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｒ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がそれぞれ線分上で移動すること
により、視度調節により左右の表示部１Ｌ、１Ｒ及び左
右のレンズ系２Ｌ、２Ｒ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。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】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を観視者の左右
両眼の上方に装着する頭部装着部材６と、観視者の左右
両眼の前方に配置されると共に、左右のレンズ系２Ｌ、
２Ｒの光軸を観視者の視線方向へ折り曲げるべく、光軸
に対して所定角度傾けて配置されたビームスプリツタ３
と、そのビームスプリツタ３の前方に配置された減光手
段４とを設けるようにした。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】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、左右の表示部１Ｌ、１Ｒ及び左右のレンズ系２
Ｌ、２Ｒを観視者の左右両眼の上方に装着する頭部装着
部材６と、観視者の左右両眼の前方に配置されると共
に、左右のレンズ系２Ｌ、２Ｒの光軸を観視者の視線方
向へ折り曲げるべく、光軸に対して所定角度傾けて配置
されたビームスプリツタ３と、そのビームスプリツタ３
の前方及び又は後方に配置され、虚像の表示範囲内の外
景のみを遮断する遮断手段１６、１７、１８とを設ける
ようにした。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】眼球２０とビームスプリツタ３の間に偏光
フイルタ１８を、ビームスプリツタ３の前方に液晶封入
ガラス１６と偏光フイルタ１７を設置することで、液晶
シヤツタが構成されている。すなわち液晶封入ガラス１
６は電圧が印加されない状態においては、液晶分子が螺
旋状に９０゜の範囲に亘つてねじれた状態となつている
ため、入射光の偏光面を９０゜回転させて透過させ、逆
に電圧が印加された状態においては、液晶分子の配向が
揃うため、透過光の偏光面を回転させずに、そのまま透
過させる機能を有している。そして、偏光フイルタ１８
Ｌ、１８Ｒ及び偏光フイルタ１７の偏光方向は、図５
（Ｂ）に矢印で示すように紙面に平行な方向、すなわち
観視者の左右方向に一致するように設定されている。従
つて液晶封入ガラス１６に電圧が印加されていない状態
においては、偏光フイルタ１７を透過した外景の透過光
の偏光方向が図５（Ｂ）に「・」印で示すように紙面に
垂直な方向となり、その透過光が偏光フイルタ１８Ｌ、
１８Ｒで遮られることになる。また液晶封入ガラス１６
に電圧を印加した状態においては、偏光フイルタ１７を
透過した透過光に、その偏光方向の回転が生じることが
ないため、その透過光は偏光フイルタ１８Ｌ、１８Ｒで
遮られることなく、左右の眼球２０Ｒ、２０Ｌに到達す
る。ここで、偏光フイルタ１８の大きさ及び位置は左右
の眼球２０Ｒ、２０Ｌのそれぞれ虚像２１を見る視野角
θ_Ｉ（θ_ＩＲ、θ_ＩＬ）の範囲に選定され、これにより
虚像の視野角範囲の外景のみを隠すことができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】因にこの場合、図５との対応部分に同一符
号を付した図７に示すように、眼球２０及びビームスプ
リツタ３間に配置した偏光フイルタ１８′を十分に大き
くし、液晶封入ガラス１６の前方に配置した偏光フイル
タ１７′を虚像の表示範囲の大きさに設定する。左眼用
の偏光フイルタ１７Ｌ′と偏光フイルタ１８Ｌ′の偏光
方向は、図７（Ｂ）に矢印で示すように紙面に平行な方
向、すなわち観視者の左右方向に一致するように設定さ
れており、右眼用の偏光フイルタ１７Ｒ′と偏光フイル
タ１８Ｒ′の偏光方向は、図７（Ｂ）に「・」印で示す
ように紙面に垂直な方向、すなわち観視者の上下方向に
一致するように設定されている。従つて液晶封入ガラス
１６に電圧が印加されていない状態においては、左眼用
の偏光フイルタ１７Ｌ′を透過した外景の透過光の偏光
方向が図７（Ｂ）に「・」印で示すように紙面に垂直な
方向となり、その透過光が偏光フイルタ１８Ｌ′で遮ら
れることになる。また液晶封入ガラス１６に電圧を印加
した状態においては、左眼用の偏光フイルタ１７Ｌ′を
透過した透過光に、偏光方向の回転が生じないため、そ
の透過光は左眼用の偏光フイルタ１８Ｌ′で遮られるこ
となく、左の眼球２０Ｌに到達する。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 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、 視度調節により上記左右の表示部及び上記左右のレンズ
   系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。
2. 【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、 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
   つてスライドする左右のスライド機構を設け、 当該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
   上で移動することにより、 視度調節により上記左右の表示部及び上記左右のレンズ
   系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。
3. 【請求項３】上記左右の表示部及び上記左右のレンズ系
   を観視者の左右両眼の上方に装着する頭部装着部材と、 上記観視者の左右両眼の前方に配置されると共に、上記
   左右のレンズ系の光軸に対して略45°傾けて配置された
   ビームスプリツタと、 当該ビームスプリツタの前方に配置された減光手段とを
   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。
4. 【請求項４】上記左右の表示部及び上記左右のレンズ系
   を観視者の左右両眼の上方に装着する頭部装着部材と、 上記観視者の左右両眼の前方に配置されると共に、上記
   左右のレンズ系の光軸に対して略45°傾けて配置された
   ビームスプリツタと、 当該ビームスプリツタの前方及び又は後方に配置され、
   上記虚像の表示範囲内の外景のみを遮断する遮断手段と
   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。
5. 【請求項５】上記頭部装着部材は鍔部を有し、当該鍔部
   の下方で上記観視者の顔面から所定距離隔てた位置に、
   上記ビームスプリツタを配置するようにしたことを特徴
   とする請求項３又は請求項４に記載の眼鏡型デイスプレ
   イ装置。
6. 【請求項６】上記ビームスプリツタの下方を筐体に連続
   する底面で覆うようにしたことを特徴とする請求項３、
   請求項４又は請求項５に記載の眼鏡型デイスプレイ装
   置。
7. 【請求項７】上記筐体に連続する上記底面を、上記観視
   者の左右両眼の視線方向に一致させるようにしたことを
   特徴とする請求項６に記載の眼鏡型デイスプレイ装置。