JPH08152576A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 虚像視認眼を使用者が選択可能である上に、
装着時の位置ずれを抑止し、それを原因とする疲労を極
小化する。 【構成】 使用者２の略眼幅方向に延伸しネジ形状を有
する軸４に虚像形成光学系３が螺着嵌合し、軸４は装置
本体１に空転保持される。虚像形成光学系３に対し使用
者２の反対側に部分透過型遮光板８を有し、その中心位
置にスリット２５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示素子で形成し
た画像を虚像拡大して単眼で視認する頭部装着型の表示
装置に関し、特にその虚像視認眼の切り換えと頭部装着
型表示装置の装着位置出しを両立させる構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、映像およびデータディスプレイの
携帯性を高める要請に答えるため、頭部装着型の表示装
置が提案されている。その代表的な一例として、ＵＳＰ
Ｎｏ．５，１６２，８２８に記載され、Ｖｉｒｔｕａ
ｌ Ｖｉｓｉｏｎ ＳＰＯＲＴと銘打って、携帯型の頭
部装着型表示装置が商品化されている。これは主に一般
向け映像表示用のディスプレイであり、１枚の液晶表示
素子で形成した画像をレンズで虚像拡大し、使用者の効
き目で虚像を視認すべく構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この１枚の液晶表示素
子で形成した画像を、左右いずれか片方の眼で視認する
頭部装着型表示装置は、一般的に使用者の効き目で虚像
を視認する事を推奨している。また、頭部装着型表示装
置の、使用者の正中線相当位置に固定式の鼻当て手段を
有している。そのため、虚像を形成する光学系が左右い
ずれか片眼用に固定されており、右眼用もしくは左眼用
専用となっている。使用者の眼幅は個人差が大きく、眼
幅調整ができないこの構造は、使用者に不自然な視線を
もたらし、また、視認画質も劣化するため、疲労の原因
となる。また、使用者により効き目は異なるため、これ
では汎用性、共用性に乏しい。さらに、効き目による虚
像視認の正当性は未だ確立されていないため、一般向け
映像表示用ディスプレイとしては、はなはだ不適切であ
る。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、視認する眼を
左右いずれにも簡単に切り換える事ができ、虚像視認眼
を使用者が選択可能である上に、頭部装着型表示装置の
装着に際し使用者の眼幅方向の位置ずれを抑止し、それ
を原因とする疲労を極小化する頭部装着型表示装置を実
現する事にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の頭部装着型表示装置は、画像表示素子と該
画像表示素子によって形成した画像を虚像拡大する拡大
光学手段からなる虚像形成光学系を装置本体に収納し、
該装置本体を頭部に装着して画像を使用者の眼の左右い
ずれか一方で視認する頭部装着型表示装置において、虚
像形成光学系を使用者の略眼幅方向に移動自在に保持
し、使用者の左右いずれか一方の眼前に虚像形成光学系
を切り換え保持する切り換え手段を有し、装置本体の一
部に、虚像形成光学系を使用者の右眼に配置した時と左
眼に配置した時との中心位置を使用者の正中線に一致す
るための、中心位置判定手段を有する事を特徴とする。

【０００６】その時、装置本体が、虚像形成光学系に対
して使用者の反対側であり、虚像形成光学系の移動にお
ける移動空間外に、使用者の両眼の視野を部分的に覆う
大きさの部分透過型遮光板を有し、該部分透過型遮光板
は、虚像形成光学系を使用者の右眼に配置した時と左眼
に配置した時との中心位置に位置出しマークを有し、中
心位置判定手段が該位置出しマークである事を特徴とす
る。

【０００７】または、装置本体が、虚像形成光学系を使
用者の右眼に配置した時と左眼に配置した時との中心位
置に鼻当て手段を有し、該鼻当て手段が、虚像形成光学
系の移動に際し、該移動空間外に移動可能もしくは収納
可能であり、該鼻当て手段を中心位置判定手段にしても
よい。

【０００８】また、装置本体が、切り換え手段による虚
像形成光学系の移動量を読み取るための、表示を有する
事が望ましい。さらに、切り換え手段が該切り換えの固
定機構を有する事が望ましい。

【０００９】

【作用】請求項１の構成によれば、虚像形成光学系を使
用者の略眼幅方向に移動自在にした事により、虚像を視
認する眼を使用者が簡単に選択できるため、汎用性、共
用性に優れ、使用者が個人の判断で虚像視認する眼を左
右のどちらでも自由に切り換える事が可能である。その
上、虚像形成光学系を使用者の右眼に配置した時と左眼
に配置した時の中心位置に中心位置判定手段を有するた
め、虚像形成光学系を左右に切り換えても、装置本体の
装着ずれを原因として虚像形成光学系の光軸が使用者の
視線と不一致になる可能性が低い。

【００１０】請求項２の構成によれば、虚像形成光学系
に対して使用者の反対側であり、虚像形成光学系の移動
空間外に設けた部分透過型遮光板に、虚像形成光学系を
使用者の右眼に配置した時と左眼に配置した時との中心
位置を判定するための位置出しマークを設ける事によ
り、使用者がその位置出しマークをデフォーカスとはな
りながらも中心位置判定に使用できるため、虚像形成光
学系の左右移動とは無関係に表示装置の位置ずれを抑止
できる。

【００１１】請求項３の構成によれば、装置本体が、虚
像形成光学系を使用者の右眼に配置した時と左眼に配置
した時との中心位置に、虚像形成光学系の移動空間外に
移動もしくは収納可能な鼻当て手段を有するため、装置
本体の装着時に鼻当て手段を使用者の鼻に当てて位置出
しし、虚像形成光学系の左右移動の際には鼻当て手段を
その移動空間外に排除する事によって表示装置の位置ず
れを抑止できる。また、この鼻当て手段が眼鏡との併用
に煩わしかったり常時鼻に触れている事がいやな場合
は、その位置出し後に収納可能である。

【００１２】請求項４の構成によれば、装置本体が、切
り換え手段による虚像形成光学系の移動量を読み取るた
めの表示を有するため、一度表示装置と虚像形成光学系
の位置出しを行い以後同一人が表示装置を使用する場合
は、その表示に合わせて虚像形成光学系を移動後に表示
装置を装着し、上記の中心位置判定手段を用いれば、装
着ずれの程度はさらに低減し、装着の手間も省ける。

【００１３】請求項５の構成によれば、やはり同一人の
繰り返し使用に際し、虚像形成光学系を適切な位置で固
定できるため、装着ずれの程度が低減し、装着の手間も
省ける。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳
述する。 （実施例１）図１、図２、図３は、本発明の第一の実施
例における頭部装着型表示装置の装着状態を表し、図１
が正面図、図２が側面図、図３が虚像形成光学系３を中
心とした縦断面図である。また、説明のために図１の一
部は断面図で示した。

【００１５】図１、図２において、装置本体１は、使用
者２の左右いずれかの眼に対応する前方に虚像形成光学
系３を有する。また、虚像形成光学系３は、装置本体１
に空転保持され使用者２の略眼幅方向に延伸しネジ形状
を有する軸４に螺着嵌合して装置本体１に保持され、軸
４はその両端にノブ５を有する。また、装置本体１は、
ヒンジ６を介して装着手段７と係合し、この装着手段７
を使用者２の頭部に装着する事によって、装置本体１、
すなわち虚像形成光学系３を使用者２の眼前に保持す
る。

【００１６】図３において、虚像形成光学系３は、液晶
パネル１０とそれを後方から照射するためのバックライ
ト１１からなる画像表示素子１２と、反射ミラー１３、
拡大光学手段であるレンズ１４から構成される。画像表
示素子１２によって形成され出射した画像光は、反射ミ
ラー１３によって光路を変換され、レンズ１４によって
使用者の虚像視認眼１５内に結像される。この時、レン
ズ１４の物体側焦点よりレンズ１４側に画像表示素子１
２の像形成面を配置し、レンズ１４の像側焦点近傍に虚
像視認眼１５を配置すると、レンズ１４の結像作用によ
り、虚像形成光学系３の光軸１６の延長線上に、画面情
報の拡大虚像１７を視認する事ができる。

【００１７】また、画像表示素子１２は、一側面にラッ
クを有する枠体１８に固定され、そのラックと嵌合する
歯車１９と、それに連動する視度調整つまみ２１と、虚
像形成光学系３の側面に設けられ視度調整つまみ２１を
案内かつ摩擦保持するための案内面２２とによって、所
定の位置に保持される。この構成において、視度調整つ
まみ２１を図２における矢印Ａ方向に回転すると、歯車
１９の回転軸が視度調整つまみ２１の支点と一致してお
り歯車１９が回転し、それと歯車嵌合する枠体１８、す
なわち画像表示素子１２が光軸方向に移動する。従っ
て、画像表示素子１２とレンズ１４の相対距離が変化し
て視度調整が可能となっている。さらに、画像表示素子
１２は、ケーブル２３によって装置本体１上方に配置さ
れた駆動回路２４と電気的に接続している。

【００１８】上述の構成において、装置本体１両端のノ
ブ５の一方を回転させると、軸４がそれに連動して装置
本体１に対して空転するため、それに螺着嵌合している
虚像形成光学系３は軸４の軸方向、すなわち使用者２の
略眼幅方向に移動自在である。この時、図３に示すよう
に、軸４と平行に延伸する案内軸２０を装置本体１に固
定し、虚像形成光学系３の一部をそれに係合しておけ
ば、虚像形成光学系３は軸４と案内軸２０に案内されて
円滑に移動できる。従って、使用者２は自分の判断で虚
像視認眼を選択し、左右いずれの眼にも簡単に切り換え
る事ができるため、汎用性、共用性に優れる。また、こ
の切り換え運動は使用者２の略眼幅方向に行われるた
め、使用者２の眼幅に合わせてその移動量を調節する事
によって、虚像形成光学系３の光軸１６を使用者２の視
線に簡単に合わせる事が可能であり、虚像形成光学系３
の光軸１６と使用者２の視線との位置ずれを原因とする
疲労を防止する事ができる。

【００１９】一方、装置本体１は、虚像形成光学系３に
対して使用者２の反対側であり、前記の虚像形成光学系
３の移動における移動空間外に、使用者２の両眼の視野
を部分的に覆う部分透過型遮光板８を有する。この部分
透過型遮光板８は、こういっった単眼視による頭部装着
型表示装置において、反虚像視認眼９に入射する情報に
よる、虚像情報のコントラスト低下を防止する目的で用
いる常套手段である。本実施例においてはこの部分透過
型遮光板８を上記移動空間外に配置したため、虚像形成
光学系３を上述のように移動して、使用者２の左右どち
らの眼前に保持したとしても、その移動には全く無関係
にその時の反虚像視認眼の情報を部分的に欠落させる事
ができる。

【００２０】さて、上記のようにして虚像形成光学系３
の光軸１６と使用者２の視線を合致させるのであるが、
こうした頭部装着型表示装置は使用者２の頭部に装着す
る以上、使用者２の頭部形状によってレンズ１４と虚像
視認眼１５の距離がばらつくため、そのばらつきを考慮
した上でレンズ１４の有効エリアを広めに設定するのが
普通である。従って、虚像形成光学系３の光軸１６と使
用者２の視線がその有効エリア内で多少ずれたとして
も、使用者２がそれに気づかず使用し疲労をもたらす事
が間々ある。

【００２１】本実施例においては、上記の位置ずれを抑
止するために、虚像形成光学系３を使用者２の右眼に配
置した時と左眼に配置した時との中心位置となる部分透
過型遮光板８上に、位置出しマークとしてのスリット２
５を設けた。部分透過型遮光板８は使用者２の近点より
使用者側に配置されるため、それ上のスリット２５は当
然使用者２にとってデフォーカスになるが、適度の大き
さを有していればその存在位置は識別可能である。よっ
て、使用者２は装置本体１を頭部に装着した後、このス
リット２５が顔の中心にくるように装置本体１を頭囲周
りに回転させれば、スリット２５と使用者２の正中線２
６とを概ね一致させる事ができる。従って、位置ずれと
いう誤使用を原因とする疲労は発生しにくい。なお、中
心位置判定手段である位置出しマークは、上記のスリッ
ト２５に限らず、使用者２に識別可能な大きさ、色を有
していれば部分透過型遮光板８上に施した印刷、ペイン
ト等でも同様の効果が得られる。

【００２２】（実施例２）図４は、本発明の第二の実施
例を表す頭部装着型表示装置の側面図である。なお、実
施例１と同様の部分については同一符号を付して説明を
省略する。

【００２３】本実施例においては、装置本体１が、虚像
形成光学系３を使用者２の右眼に配置した時と左眼に配
置した時との中心位置に、中心位置判定手段である鼻当
て手段２７を有する。鼻当て手段２７は、装置本体１中
であり虚像形成光学系３の上述の移動空間外に回転支点
２８を有し、同図に破線で示すように鼻当て手段２７全
体を虚像形成光学系３の移動空間外に移動可能である。
また、鼻を跨いで接触する鼻当て部２９と鼻当て手段２
７の長さを調整するための調整部３０からなり、調整部
３０を回転する事によって鼻当て部２９が鼻当て手段２
７の軸方向に移動可能に構成される。

【００２４】上記構成により、使用者２は装置本体１を
頭部に装着し、鼻当て手段２７の長さを調整して鼻を跨
いで支持させると、虚像形成光学系３を使用者２の右眼
に配置した時と左眼に配置した時との中心位置を使用者
２の正中線２６に一致させる事ができる。その後、鼻当
て手段２７を虚像形成光学系３の移動空間外に移動させ
ると、実施例１に述べた虚像形成光学系３の左右切り換
えを何の支障もなく行う事ができる。この鼻当て手段２
７は、虚像形成光学系３の移動時のみその移動空間外に
移動可能としても、または中心位置判定の時のみ鼻に接
触しそれ以外の時は装置本体１内に収納可能にしてもよ
い。特に後者は、眼鏡との併用が煩わしかったり鼻当て
手段２７が常時鼻に触れているのがいやな場合に有効で
ある。

【００２５】以上のように、本実施例によっても、位置
ずれという誤使用を原因とする疲労は発生しにくい。

【００２６】（実施例３）図５は、本発明の第三の実施
例を表す頭部装着型表示装置の正面図であり、やはり上
述の実施例と同様に、同様の部分については同一符号を
付して説明を省略する。

【００２７】図５における中心位置判定手段は、実施例
１で述べたスリット２５であり、上述のようにして使用
者２は装置本体１の中心位置を判定する。また、ノブ５
を回転して虚像視認眼の選択と眼幅調整を行い、虚像を
視認する。一方、装置本体１の一部である部分透過型遮
光板８とその上方の壁には、図５に示すような表示３１
が設けられ、部分透過型遮光板８が部分的に光を透過す
るため、この装置本体１を正面から見ると、虚像形成光
学系３の移動量を、虚像形成光学系３のリファレンス面
（例えば虚像形成光学系３の使用者２の鼻側の面）が位
置する目盛りで読み取る事ができる。

【００２８】従って、使用者２が繰り返し使用する場合
は、こうして虚像形成光学系３の移動量を読み取ってお
き、予めその値に虚像形成光学系３を移動後に装置本体
１を装着すれば、その後行う中心位置判定と相まって装
着ずれの程度を一層低減する事ができる。

【００２９】なお、表示３１は図５に示したものに限ら
ず、直接使用者２の眼幅に相当する数字であっても、あ
るいは、目盛りではなく虚像形成光学系３の移動量を表
示するマーカーを移動かつ固定可能に設けてもよい。も
ちろん中心位置判定手段はスリット２５の代わりに前述
の鼻当て手段２７でも構わない。

【００３０】（実施例４）図６は、本発明の第四の実施
例を表す頭部装着型表示装置における部分拡大図であ
り、図１におけるア部を示している。

【００３１】図６において、虚像形成光学系３は、実施
例１と同様に使用者２の略眼幅方向に延伸しネジ形状を
有する軸３２によって、使用者２の略眼幅方向に移動自
在に保持される。軸３２は、非ネジ部３３が装置本体１
に嵌合する事によって装置本体１に空転保持され、その
外側に別のネジ部３４を有してノブ５に続いている。ま
た、ネジ部３４には、固定具３５がそのネジと螺着嵌合
している。なお、簡単のため、軸３２の一端のみ示した
が、他端についても同様の構成である。

【００３２】上記構成の固定機構を備えた切り換え手段
による左右切り換えは、実施例１で述べたように、ノブ
５を回転すると軸３２がそれに連動し、軸３２が装置本
体１に対して空転するため、それに螺着嵌合している虚
像形成光学系３が使用者２の略眼幅方向に移動する。所
望の位置まで移動後、固定具３５を装置本体１側に締め
付けると、固定具３５が装置本体１の側壁に接触するた
め、以後ノブ５は回転不能となる。逆に、この状態から
虚像形成光学系３の再移動が必要な場合は、固定具３５
を緩めて装置本体１の側壁から離間すればよい。

【００３３】従って、同一使用者の繰り返し視認に際
し、虚像形成光学系３がその使用者の最適位置に予め固
定されているため、その後行う中心位置判定と相まって
装着ずれの程度を一層低減する事ができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の頭部装着
型表示装置は、虚像形成光学系を使用者の左右いずれか
一方の眼前に切り換え保持する切り換え手段を設けたた
め、虚像を視認する眼を使用者が簡単に選択可能であ
り、汎用性、共用性に優れ、使用者が個人の判断で虚像
視認する眼を左右のどちらでも自由に切り換える事が可
能になる。

【００３５】その上、虚像形成光学系に対して使用者の
反対側であり、虚像形成光学系の移動空間外に設けた部
分透過型遮光板に、虚像形成光学系を使用者の右眼に配
置した時と左眼に配置した時との中心位置を判定するた
めの位置出しマークを設ける事により、使用者がその位
置出しマークをデフォーカスとはなりながらも中心位置
判定に使用できる。従って、虚像形成光学系の移動と両
立させながら、装置本体の装着ずれを抑止し、それを原
因とする疲労を極小化する事ができる。

【００３６】または、装置本体の、虚像形成光学系を使
用者の右眼に配置した時と左眼に配置した時との中心位
置に、虚像形成光学系の移動空間外に移動もしくは収納
可能な鼻当て手段を設けたため、装置本体の装着時に鼻
当て手段を使用者の鼻に当てて位置出しし、虚像形成光
学系の左右移動の際には鼻当て手段をその移動空間外に
排除する事によって表示装置の位置ずれを抑止できる。
また、この鼻当て手段が眼鏡との併用に煩わしかったり
常時鼻に触れている事がいやな場合は、その位置出し後
に収納可能である。従って、やはり虚像形成光学系の移
動と両立させながら、装置本体の装着ずれを抑止し、そ
れを原因とする疲労を極小化する事ができる。

【００３７】さらに、装置本体に、切り換え手段による
虚像形成光学系の移動量を読み取るための表示を設けた
ため、一度表示装置と虚像形成光学系の位置出しを行い
以後同一人が表示装置を使用する場合は、その表示に合
わせて虚像形成光学系を移動後に表示装置を装着し、上
記の中心位置判定手段を用いることにより、装着ずれの
程度はさらに低減し、装着の手間も省ける。

【００３８】また、切り換え手段の固定機構を設けた事
により、やはり同一人の繰り返し使用に際し、虚像形成
光学系を適切な位置で固定できるため、装着ずれの程度
が低減し、装着の手間も省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例を表す正面図。

【図２】 本発明の第一の実施例を表す側面図。

【図３】 本発明の第一の実施例における虚像形成光学
系を中心とした縦断面図。

【図４】 本発明の第二の実施例を表す側面図。

【図５】 本発明の第三の実施例を表す正面図。

【図６】 本発明の第四の実施例を表す部分拡大図。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 使用者 ３ 虚像形成光学系 ４ 軸 ５ ノブ ６ ヒンジ ７ 装着手段 ８ 部分透過型遮光板 ９ 反視認眼 １０ 液晶パネル １１ バックライト １２ 画像表示素子 １３ 反射ミラー １４ レンズ １５ 虚像視認眼 １６ 光軸 １７ 虚像 １８ 枠体 １９ 歯車 ２０ 案内軸 ２１ 視度調整つまみ ２２ 案内面 ２３ ケーブル ２４ 駆動回路 ２５ スリット ２６ 正中線 ２７ 鼻当て手段 ２８ 回転支点 ２９ 鼻当て部 ３０ 調整部 ３１ 表示 ３２ 軸 ３３ 非ネジ部 ３４ ネジ部 ３５ 固定具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示素子と該画像表示素子によって
   形成した画像を虚像拡大する拡大光学手段からなる虚像
   形成光学系を装置本体に収納し、該装置本体を頭部に装
   着して画像を使用者の眼の左右いずれか一方で視認する
   頭部装着型表示装置において、前記虚像形成光学系を前
   記使用者の略眼幅方向に移動自在に保持し、前記使用者
   の左右いずれか一方の眼前に前記虚像形成光学系を切り
   換え保持する切り換え手段を有し、前記装置本体の一部
   に、前記虚像形成光学系を前記使用者の右眼に配置した
   時と左眼に配置した時との中心位置を前記使用者の正中
   線に一致するための、中心位置判定手段を有する事を特
   徴とする頭部装着型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置に
   おいて、前記装置本体が、前記虚像形成光学系に対して
   前記使用者の反対側であり、前記虚像形成光学系の移動
   における移動空間外に、前記使用者の両眼の視野を部分
   的に覆う大きさの部分透過型遮光板を有し、該部分透過
   型遮光板は、前記虚像形成光学系を前記使用者の右眼に
   配置した時と左眼に配置した時との中心位置に位置出し
   マークを有し、前記中心位置判定手段が該位置出しマー
   クである事を特徴とする頭部装着型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置に
   おいて、前記装置本体が、前記虚像形成光学系を前記使
   用者の右眼に配置した時と左眼に配置した時との中心位
   置に鼻当て手段を有し、該鼻当て手段が、前記虚像形成
   光学系の移動に際し、該移動空間外に移動可能もしくは
   収納可能であり、前記鼻当て手段が前記中心位置判定手
   段である事を特徴とする頭部装着型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置に
   おいて、前記装置本体が、前記切り換え手段による前記
   虚像形成光学系の移動量を読み取るための、表示を有す
   る事を特徴とする頭部装着型表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置に
   おいて、前記切り換え手段が該切り換えの固定機構を有
   する事を特徴とする頭部装着型表示装置。