JPH06281879A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 頭部装着型表示装置 【目的】 観察者が頭部に装着した際、画像表示部の重
量による疲労感が大きくなることを防止した頭部装着型
表示装置を提供することを目的とする。 【構成】 画像を表示するための画像表示部３と、この
画像表示部３を頭部に保持するための頭部装着部４とか
らなり、画像表示部３は頭部装着部４に対して前後方向
に移動可能であり、画像表示部３の内部に表示画像を覗
き込む左右の覗き窓５ａ，５ｂ、観察者の左右の頬に当
接する第１，第２の弾力部６ａ，６ｂ、観察者の頬に当
接する第３の弾力部６ｃを設け、頭部装着部４に頭部の
最上部に当接する第４の弾力部６ｄ、頭部の後頭部に当
接する第５の弾力部６ｅを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像表示部が観察者の
頭部に装着される頭部装着型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種頭部装着型表示装置は、図
１２に示すように画像表示部１と頭部装着部２とからな
り、画像表示部１には、左右両眼にそれぞれに拡大虚像
を提供する液晶パネル、バックライト、拡大光学系（接
眼レンズ）を備える。

【０００３】そして、上記頭部装着部２内に観察者の頭
部をはめ込み、鉢巻き状のバンドにより締め付け、頭部
の大きさの個人差をバンドにより調整して固定してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな頭部装着型表示装置では、表示部１内に複雑な構造
の部品が多数配備されているため、重量が大きく、観察
者は頭部に装着した場合、頭部が前方に傾き、疲労度が
大きいという問題がある。

【０００５】また、上記頭部装着型画像表示装置におい
ては、虚像光学系を構成しているので、接眼レンズの光
軸と眼の位置がずれると像が歪み画質が著しく低下す
る。このため、個人差のある頭部の大きさ、形状につい
て最適な位置に画像表示部を固定する必要がある。しか
しながら、バンドのみで頭部に固定する上述した頭部装
着型表示装置では、最適な位置に画像表示部を固定する
のが極めて困難であるという問題がある。

【０００６】この発明は上記従来技術の欠点に鑑み為さ
れたものであり、観察者が頭部に装着した際、表示部の
重量による疲労感を小さくした頭部装着型表示装置を提
供することを目的とする。

【０００７】また、この発明は最適な位置に画像表示部
を固定することが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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の頭部装
着型表示装置は、画像を表示するための画像表示部と、
この画像表示部を頭部に保持するための頭部装着部とか
らなり、前記画像表示部は上記頭部装着部に対して少な
くとも相対的に前後方向に移動可能であり、前記画像表
示部の内部に表示画像を覗き込む左右の覗き窓、観察者
の左右の頬に当接する第１，第２の弾力部、観察者の頬
に当接する第３の弾力部を設け、前記頭部装着部に前記
頭部の最上部に当接する第４の弾力部、前記頭部の後頭
部に当接する第５の弾力部を設けたことを特徴とする。

【０００９】この発明の第２の頭部装着型表示装置は、
画像を表示するための画像表示部と、この画像表示部を
頭部に保持するための頭部装着部とからなり、前記画像
表示部の内面に表示画像を覗き込む左右の覗き窓、観察
者の左右の頬に当接する第１，第２の弾力部、観察者の
額に当節する第３の弾力部を設け、前記頭部装着部に前
記頭部の最上部に当接する第４の弾力部、前記頭部の後
頭部に当接する第５の弾力部を設けると共に、少なくと
も前記第４，第５の弾力部は伸縮自在の袋状体で形成さ
れ、内部に充填される気体の圧力に応じ、当接する前記
頭部の形状に沿って変形することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記の発明によれば、画像表示部が第１，第
２，第３の弾力部を介して観察者の頭部前面で支持さ
れ、観察者の頭部が前方へ傾こうとする力が減少する。

【００１１】また、上記の第２の発明によれば、気体を
伸縮自在の袋状体に充填することにより、さまざまな頭
部の形状についても柔軟性を持って密着する共に、頭部
の全体に均一に圧力が加わるので、最適な位置で画像表
示部を固定できると共に優れた装着感が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しつつこの発明の実施例に
ついて詳細に説明する。まず、この発明の第１実施例を
図１ないし図５に従い説明する。

【００１３】図１はこの発明の実施例の頭部装着型表示
装置の外観を示す一部を破断した斜視図、図２は上記表
示装置を観察者の頭部に装着した際の斜視図である。

【００１４】図中３は画像表示部、４は頭部装着部であ
る。前記画像表示部３の内面には観察者が内部に映し出
されている画像を左右の眼で夫々覗き込むための覗き窓
５ａ，５ｂが形成されている。前記覗き窓５ａ，５ｂの
下方にはそれぞれ観察者の頭部装着時に観察者の左右の
頬に当接するスポンジ等の弾性体からなる第１，第２の
弾力部６ａ，６ｂが形成されている。また、前記覗き窓
５ａ，５ｂの上方中央部には、観察者の頭部装着時に観
察者の頬に当接するスポンジ等の弾性体からなる第３の
弾力部６ｃが形成されている。

【００１５】前記頭部装着部４は観察者の頭部７の上方
に位置する上固定部８と前記頭部７の後方に位置する後
固定部９とにより構成されている。前記固定部８の最上
部内面には、観察者の頭部装着時に観察者の頭部７の最
上部に当接するスポンジ等の弾性体からなる第４の弾力
部６ｄが形成されている。また、前記固定部９の後部中
央内面には、観察者の頭部装着時に観察者の後頭部に当
接するスポンジ等の弾性体からなる第５の弾力部６ｅが
形成されている。前記第１，第２，第３，第４，第５の
弾力部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅはそれぞれ前記頭
部７の当接部分の形状と合致するように曲面状に加工さ
れている。また、前記画像表示部３はその両面端から後
方に延びる左右の側片部１０ａ，１０ｂにおいて、上記
頭部装着部４に対して前後方向に摺動するようにこの頭
部装着部４と連結されている。

【００１６】図３はこの連結機構の概略構成を示す側面
図である。

【００１７】前記側片部１０ａ（ｂ）には先端に爪１１
を有するロック片１２が設けられており、このロック片
１２は軸１５ｃに回動自在に取り付けられ、スプリング
１６にて前記爪１１は後固定部９の両側に設けられた鋸
歯状部１３に噛合するように付勢されている。図３
（ａ）は前記爪１１が鋸歯状部１３に噛合しているロッ
ク状態を示す図であり、前記画像表示部３は上記頭部装
着部に対して近接する後方向（矢印Ａ方向）にのみ移動
可能である。前記ロック片１２は押圧ボタン１４を押圧
することによりスプリング１６の付勢力に対して軸１５
を中心に回動し、図３（ｂ）に示すように爪１１は鋸歯
状部１３から外れ、ロック解除状態となる。これにより
前記画像表示部３は上記頭部装着部４に対して近接する
後方向、及び離間する前方向の両方向に移動可能とな
る。

【００１８】また、前記画像表示部３の内部には、左眼
用、右眼用の接眼レンズ、液晶ディスプレイ等が設置さ
れており、各々の液晶ディスプレイには左眼用、右眼用
の画像が表示される。観察者は左右それぞれの眼で覗き
窓５ａ，５ｂを通して覗き、拡大虚像により立体画像を
観察する。

【００１９】次に、この第１実施例の頭部装着型表示装
置の頭部への装着方法を示す。

【００２０】まず、図３（ｂ）に示すように、押圧ボタ
ン１４を押圧することによりロック解除状態とし、画像
表示部３と頭部装着部４との間隔を広げた後、図４
（ａ）に示すように前記頭部装着部４内に頭部７を挿入
する。この時、頭部７の最上部を第４の弾力部６ｄに当
接させ、頭部７の後頭部を第５の弾力部６ｅに当接させ
る。

【００２１】次いで、画像表示部３を頭部装着部４に近
接する後方向に移動させ、図４（ｂ）に示すように、第
１，第２の弾力部６ａ，６ｂを左右の頬に、第３の弾力
部６ｃを額にそれぞれ当接させる。これにより、本実施
例の頭部装着型表示装置は観察者の頭部に装着される。

【００２２】図５は第１実施例の頭部装着型表示装置を
観察者の頭部に装着した状態を示す図であり、（ａ）は
上方から見た図、（ｂ）は下方から見た図、（ｃ）は後
方から見た図である。この図５に示すように、上記頭部
装着型表示装置は、５つの第１，第２，第３，第４，第
５の弾力部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが観察者の左
右の頬、額、頭部の最上部、後頭部にそれぞれ当接し
て、観察者の頭部に固定保持される。観察者はこの状態
で覗き窓５ａ，５ｂにより画像表示部３内を覗き込み、
表示画像を観察する。

【００２３】以上のように、この第１実施例の頭部装着
型表示装置では、５つの弾力部が観察者の顔面（頭部前
面）及び頭部に当接することにより、観察者頭部に固定
され、特に、画像表示部の内面に設けた第１，第２，第
３の弾力部６ａ，６ｂ，６ｃが観察者の左右の頬、額に
当接し、上記画像表示部３の重量が観察者の頭部前面に
分散されるため、前記重量により観察者の頭部が前方に
傾こうとする力が減少し、観察者の疲労度は小さくな
る。しかも、５つの弾力部が観察者の顔及び頭部に当接
して固定されるため、画像表示部３を観察者に対して最
適な位置で固定できる。

【００２４】次に、この発明の第２実施例につき図６に
従い説明する。図６は、この発明の第２実施例の頭部装
着型表示装置の外観を示す一部を破断した斜視図であ
る。第１の実施例においては、画像表示部３が頭部装着
部４に対して前後に移動して調整するだけであるのに対
し、この第２の実施例は、画像表示部３と頭部装着部４
が相対的に前後及び上下移動可能に構成し、接眼レンズ
の光軸と観察者の両眼との位置調整をより確実に行える
ようにしたものである。尚、第１の実施例と同一部分に
は同一符号を付し、説明を省略する。

【００２５】この第２の実施例における頭部装着部４
は、画像表示部３に対して上下方向に移動可能に取り付
けられた観察者の頭部の上方に位置する上固定部８と画
像表示部３に対して前後方向に移動可能に取り付けられ
た観察者の頭部の後方に位置する後固定部９とにより構
成されている。

【００２６】上固定部８の最上部の内面と後固定部９の
後部中央内面には、それぞれ弾力部６ｄ，６ｅが形成さ
れている。上記上固定部８は、画像表示部３の両側端か
ら後方に延びる左右の側片部１０ａ，１０ｂの外周側に
上下方向に摺動するように連結され、又、後固定部９
は、左右の側片部１０ａ，１０ｂの内周側に前後方向に
摺動するように連結されている。これらの連結機構は前
述した第１の実施例の連結機構と同様に構成されてい
る。

【００２７】この第２の実施例の頭部への装着は、上固
定部８を移動させることにより、上下方向（図中矢印Ｂ
方向）の調整を行い、接眼レンズの光軸と観察者の両眼
が最適な位置関係になるように調整する。続いて、後固
定部９を移動させることにより、前後方向（図中矢印Ｃ
方向）の調整を行って観察者の頭部に装着する。

【００２８】このように、第２の実施例によれば、画像
表示部３の頭部装着部４に対する前後方向の相対的移動
だけでなく、上下方向に対しても相対的に移動させるこ
とができるので、接眼レンズの光軸と観察者の両眼との
一致をより正確に調整できる。また第１の実施例と同じ
く、観察者の疲労度は小さい。

【００２９】次に、この発明の第３実施例を図７ないし
図１１を参照して説明する。図７及び図８はこの発明の
第３実施例の頭部装着型表示装置の外観を示す一部を破
断した斜視図であり、図７は気体を抜いた状態、図８は
気体を充填した状態を示す。なお、第１実施例と同一部
分には同一符号を付す。

【００３０】この第３実施例は、画像表示部３に上固定
部８と後固定部９とが一体に構成された頭部装着部４が
固定されている。前記画像表示部３の覗き窓５ａ，５ｂ
の下方には、それぞれ観察者の頭部装着時に観察者の左
右の頬に当接する第１，第２の弾力部６ａ，６ｂが設け
られている。また覗き窓５ａ，５ｂの上方中央には、観
察者の頭部装着時に観察者の額に当接する第３の弾力部
６ｃが設けられている。頭部装着部４の上固定部８と後
固定部９の内面には観察者の頭部に装着時に頭部の上部
及び後頭部にそれぞれ当接する第４及び第５の弾力部を
構成した伸縮自在のエアーバック１７が固定されてい
る。

【００３１】このエアーバック１７は内部に気体が充填
されると図８に示すように膨張し、気体が抜けると図７
に示すように収縮する。また、この実施例においては、
上記弾力部６ａ，６ｂ及び６ｃも伸縮自在のエアーバッ
クにて構成されており、エアーバック１７と連通し、エ
アーバック１７が膨張する際には、弾力部６ａ，６ｂ，
６ｃも膨張し、収縮する際には、この弾力部６ａ，６
ｂ，６ｃも収縮する。

【００３２】これらエアーバックを作動させるための構
成を図１１のブロック図に示す。この実施例の頭部装着
型表示装置には、気体をエアーバックに充填するための
ミニコンプレッサー２２が設けられており、このミニコ
ンプレッサー２２からの圧縮空気をエアーバック１７及
び弾力部６ａ，６ｂ，６ｃに送るため、エアーバック１
７の注入口２３とミニコンプレッサー１２の排気口２６
とがエアーチューブ２４にて連結される。このエアーチ
ューブ２４には、制御部２８にて制御される自動圧力調
整弁２５が取り付けられており、スイッチ２１の動作に
従い自動圧力調整弁２５が開閉する。

【００３３】次に、この第３実施例における頭部装着型
表示装置の装着につき、図９及び図１１を参照して説明
する。図９はこの頭部装着型表示装置を装着した状態を
示す斜視図であり、（ａ）は前方より見た状態、（ｂ）
は後方より見た状態、（ｃ）は下方から見た状態をそれ
ぞれ示す。

【００３４】この装置を装着するには、観察者はこの装
置を頭部７に被せ、観察者が画像が最も見易い位置に手
で保持した状態でスイッチ２１をＯＮする。スイッチ２
１がＯＮになるとミニコンプレッサー２２が動作し、ミ
ニコンプレッサー２２よりエアーチューブ２４を介して
注入口２３からエアーバック１７，弾力部６ａ，６ｂ，
６ｃに圧縮空気が送り込まれて充填される。この時、装
着に最適な圧力を自動圧力調整弁２５に設定しておけ
ば、最適な圧力になった時に弁が閉じ、制御部２８によ
り自動的にミニコンプレッサー２２が停止し、画像表示
装置３が観察者の頭部７に最適な位置で装着固定され
る。しかも、エアーバック１７による装着なので、均一
な圧力で違和感なく非常に優れた装着性が確保できる。
また、充填する気体を空気より比重の軽いもの、例え
ば、ヘリウムガスを用いれば、気体の浮力により画像表
示装置の重量がの軽量化が図れる。

【００３５】この実施例の画像表示装置の取り外しは、
スイッチ２１をＯＦＦにすると制御部２８により自動圧
力調整弁１５が開き、ミニコンプレッサー１２の吸気口
２７より圧縮空気がリークし、そして、図７に示す装着
前の状態となり容易に画像表示装置が取り外せる。

【００３６】図１０は、図９の水平断面を簡略化した図
面であり、（ａ）は頭部の大きな観察者，（ｂ）は頭部
の小さな観察者，（ｃ）は形状の異なった細長い頭部の
観察者の場合を示し、どのような形状の観察者に対して
も最適に装着ができることがわかる。また人類模型でい
われている頭部の周囲、すなわち、５４〜６１ｃｍの周
囲に対して，エアーバックの厚み（図中Ｌ_１，Ｌ_２）は
約１ｃｍ程度でよい。従って、非常に小さいエアーバッ
クの厚みによりほとんどの観察者に装着できる。

【００３７】

【発明の効果】この発明によれば、画像表示部の重量が
分散されるため、観察者の頭部が前方に傾こうとする力
が減少し、観察者の疲労度が小さい頭部装着型表示装置
を提供し得る。

【００３８】この発明の第２の発明によれば、極めて簡
単に頭部の最適な位置に画像表示部を固定できると共
に、袋状体による頭部への均一な圧力により装着が可能
になり、人間工学的にも優れた装着性が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の頭部装着表示装置の
外観を示す一部を破断した斜視図である。

【図２】この発明の第１の実施例の頭部装着型表示装置
の頭部装着時の斜視図である。

【図３】この発明の第１の実施例の画像表示部の摺動機
構を示す側面図である。

【図４】この発明の第１の実施例の頭部装着型表示装置
の頭部への装着方法を示す図である。

【図５】この発明の第１の実施例の頭部装着型表示装置
の頭部への装着状態を示す図である。

【図６】この発明の第２の実施例の頭部装着型表示装置
の外観を示す一部を破断した斜視図である。

【図７】この発明の第３の実施例の頭部装着型表示装置
の外観を示す一部を破断した斜視図である。

【図８】この発明の第３の実施例の頭部装着型表示装置
の外観を示す一部を破断した斜視図である。

【図９】この発明の第３の実施例の頭部装着型表示装置
の装着状態を示す斜視図である。

【図１０】この発明の第３の実施例の頭部装着型表示装
置の装着状態を示す平面図である。

【図１１】この発明の第３の実施例のブロック図であ
る。

【図１２】従来の頭部装着型表示装置の外観を示す斜視
図である。

【符号の簡単な説明】

３ 画像表示部 ４ 頭部装着部 ５ａ，５ｂ 覗き窓 ６ａ 第１の弾力部 ６ｂ 第２の弾力部 ６ｃ 第３の弾力部 ６ｄ 第４の弾力部 ６ｅ 第５の弾力部 ７ 頭部 １７ エアーバック ２２ ミニコンプレッサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表示するための画像表示部と、こ
   の画像表示部を頭部に保持するための頭部装着部からな
   り、前記表示部は上記頭部装着部に対し少なくとも前後
   方向に相対的に移動可能であり、前記画像表示部の内部
   に表示画像を覗き込む左右の覗き窓、観察者の左右の前
   後の頬に当接する第１、第２の弾力部、観察者の額に当
   接する第３の弾力部を設け、前記頭部装着部に前記頭部
   の最上部に当接する第４の弾力部、前記頭部の後頭部に
   当接する第５の弾力部を設けたことを特徴とする頭部装
   着型表示装置。
2. 【請求項２】 画像を表示するための画像表示部と、こ
   の画像表示部を頭部に保持するための頭部装着部とから
   なり、前記画像表示部の内面に表示画像を覗き込む左右
   の覗き窓、観察者の左右の頬に当接する第１，第２の弾
   力部、観察者の額に当接する第３の弾力部を設け、前記
   頭部装着部に前記頭部の最上部に当接する第４の弾力
   部、前記頭部の後頭部に当接する第５の弾力部を設ける
   と共に、少なくとも前記第４，第５の弾力部は伸縮自在
   の袋状体で形成され、内部に充填される気体の圧力に応
   じ、当接する前記頭部の形状に沿って変形することを特
   徴とする頭部装着型表示装置。