JPH08305298A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】画像の表示部２を保持する保持部３を備える頭
部装着型表示装置１。その表示部２による画像は、観察
者の視線方向が正面方向である場合は視野範囲外とさ
れ、視線方向が正面方向以外の方向の場合に視野範囲内
とされる。頭部装着型表示装置１の構成部材は、観察者
の視線方向が正面方向である場合は実質的に視野範囲外
とされる。 【効果】観察者は作業を行う上で必要な場合のみ画像を
視認でき、作業効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察者の頭部に直接あ
るいはヘルメットや帽子等を介して装着される頭部装着
型表示装置に関し、表示情報を確認し、その確認した上
方に基づき作業を行う場合に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来の頭部装着型表示装置として、ゴー
グル状、あるいは頭部の側方から前方に回り込むフレー
ム状の頭部装着用保持部により、画像の表示部を観察者
の視野を完全に塞ぐように保持するものがあった。しか
し、画像の表示部により観察者の視野を完全に塞ぐと、
他の作業を行うことができない。

【０００３】そこで、例えば家事をしながらテレビジョ
ンによる放送画像を見るといった目的のため、画像表示
部を視野範囲の上方に配置し、観察者の正面視野に配置
されたコンバイナ上に画像を表示し、画像だけでなくコ
ンバイナを介して前方に実在する物も視認できるように
構成した頭部装着型表示装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の頭部装着型表示
装置は、観察者の視線方向が正面方向である場合に画像
を視認することを優先し、コンバイナを用いることで観
察者の前方に実在する物を併せて視認できるものも、そ
の実在する物の視認は画像が存在することにより制限さ
れるものであった。例えば、家事をしながらテレビジョ
ンによる放送画像を見ることのできる従来の頭部装着型
表示装置は、作業効率を追求したものではなく、画像の
見易さという機能を優先して構成されたものである。

【０００５】これに対し、例えば流通業界における作業
等においては広い視野の確保が必要になる。例えば、倉
庫や搬送コンベア等において、流通物品を探し出すには
正面や左右に広い視野の確保が必要で、物品のピックア
ップやセットには正面や下方に広い視野の確保が必要に
なる。そのため、従来の頭部装着型表示装置を、流通業
界等において作業を行う人間に対し情報を付与するため
に用いると、作業効率が低下するという問題がある。

【０００６】本発明は、上記課題を解決することのでき
る頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、観察者の頭部
に装着される頭部装着型表示装置であって、画像の表示
部と、その表示部を保持する頭部装着用保持部とを備
え、その観察者の頭部に装着された状態において、その
表示部による画像の表示位置は、その観察者の視線方向
が正面方向である場合は視野範囲外とされ、視線方向が
正面方向以外の方向の場合に視野範囲内とされ、頭部装
着型表示装置の構成部材は、その観察者の視線方向が正
面方向である場合は視野範囲外とされることを特徴とす
る。

【０００８】なお、本発明における視野範囲とは、例え
ば観察者がヘルメットや帽子を装着する場合は、そのヘ
ルメットや帽子の庇や顎紐等で妨げられる範囲を除いた
有効に得られる視野範囲を言う。また、本発明における
頭部装着型表示装置の構成部材が、観察者の視線方向が
正面方向である場合に実質的に視野範囲外とされると
は、視野範囲にかすかに見える程度、すなわち一般作業
に差し支えない程度であれば、その構成部材の一部（例
えば画像表示光の反射用部材であるコンバイナ等の端
部）が視野範囲内にあっても差し支えないことを意味す
る。また、一般作業に差し支えない程度にかすかに見え
るとは、例えば、人が眼鏡を掛けた場合に視野内に眼鏡
フレームが見えるのと同程度をいう。

【０００９】その表示部による画像は、視線方向が正面
方向よりも上方の場合に視野範囲内とされるのが好まし
い。例えば、観察者の視線の上方仰角が正面方向よりも
＋５度以上の範囲に画像を表示するのが好ましい。

【００１０】

【発明の作用および効果】本発明の構成によれば、観察
者の正面視野を頭部装着型表示装置の構成部材および表
示画像により妨げるのを回避できる。これにより、作業
を行う上で画像や装置の構成部材が視野の妨げになるこ
とはなく、且つ、必要な場合のみ画像を視認でき、作業
効率を向上できる。また、画像表示位置以外における視
野を確保することは、安全性を確保する上で好ましく、
眼の疲労の軽減にもつながる。

【００１１】その画像の表示位置を視線方向が正面方向
よりも上方の場合の視野範囲内とすることで、倉庫や搬
送コンベア等における流通物品を探し出したり、ピック
アップしたり、セットしたりする作業を行う上で、正
面、左右および下方向の視野を確保でき、画像が作業の
邪魔になることはなく、また、上方向の視野に画像を表
示することで必要な場合のみ画像を視認できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図１に示す頭部装着型表示装置１は、画像
の表示部２と、その表示部２を保持する頭部装着用保持
部３とを備える。

【００１４】その保持部３は、観察者の頭部にヘルメッ
トや帽子等を介して取り外し可能に取り付けられるもの
で、表示部２の重量を支持できる程度の剛性を有する弾
性変形可能な合成樹脂等の材料により形成され、ヘルメ
ット等の外周に沿うように平面視でＣ字状に湾曲する湾
曲部３ａと、その湾曲部３ａの内面に取り付けられた複
数のパッド３ｆとを有する。その湾曲部３ａの弾性によ
りヘルメット等の外周をパッド３ｆを介して締め付ける
ことで、その保持部３はヘルメット等に固定され、その
保持部３をヘルメット等の外周から引き抜くことで、そ
の湾曲部３ａは弾性的に復元変形してヘルメット等の外
周の締め付けを解除する。

【００１５】その表示部２は、表示ユニット１３と画像
信号処理ユニット１４とを有する。その表示ユニット１
３は、保持部３の前側に固定されるハウジング２１を有
する。そのハウジング２１は、保持部３から前方に突出
する表示系内蔵部２１ａと、この表示系内蔵部２１ａの
前端から下方に向かい延びるレンズ系内蔵部２１ｂとを
有する。そのレンズ系内蔵部２１ｂは、観察者の視線方
向が正面方向の場合は視野範囲外となる位置であって、
且つ、観察者の視線方向が図１において矢印Ｍで示すよ
うに正面方向よりも上方の場合は視野範囲内とされる位
置に配置される。これにより、表示部２により形成され
る画像は、その観察者の視線方向が正面方向である場合
は視野範囲外とされ、視線方向が正面方向よりも上方の
場合は視野範囲内とされ、また、頭部装着型表示装置１
の構成部材は、その観察者の視線方向が正面方向である
場合は視野範囲外とされる。そのレンズ系内蔵部２１ｂ
から、画像表示光が観察者の目に向けて出射され、ま
た、そのレンズ系内蔵部２１ｂにコンバイナ３１が保持
される。

【００１６】その画像信号処理ユニット１４は、保持部
３の後部に固定され、表示ユニット１３にケーブル１５
により接続され、後述の通信インターフェイス１８にケ
ーブル１６により接続される。

【００１７】その表示ユニット１３のハウジング２１の
表示系内蔵部２１ａに、図２に示すように、反射鏡付ハ
ロゲンランプにより構成されるバックライト３２と、こ
のバックライト３２の調光用電圧調整器３３と、そのバ
ックライト３２の熱を吸収する熱吸収フィルタ３４と、
液晶パネル３５と、そのバックライト３２の光のむらを
均一にして液晶パネル３５に導く散乱板３６と、液晶パ
ネル３５の駆動用ドライバ４０とが内蔵されている。そ
の表示ユニット１３のハウジング２１のレンズ系内蔵部
２１ｂに、液晶パネル３５により表示される画像の表示
光を集束するレンズ系３７と、その画像表示光を反射し
て出射レンズ３０に導くミラー３８と、前記コンバイナ
３１が内蔵されている。その出射レンズ３０から出射さ
れた画像表示光は、前記コンバイナ３１において反射さ
れ、作業者の一方の目Ｅに至る。また、そのコンバイナ
３１は前方からの光を透過することが可能である。これ
により、作業者Ｗは表示画像と前方に実際に存在する物
の双方を同時に視認できる。

【００１８】その画像信号処理ユニット１４は、制御回
路４１と表示回路４２とを有する。その制御回路４１
は、前記通信インターフェイス１８、コンピュータ４
５、メモリ４４、画像コントローラ４７および画像メモ
リ４８により構成される。その通信インターフェイス１
８は、ホストコンピュータ４の通信インターフェイス５
と交信を行なう。そのコンピュータ４５は、メモリ４４
に記憶されたプログラムに従い画像の表示制御を行な
う。その画像コントローラ４７はコンピュータ４５の制
御により、ホストコンピュータ４から送られる画像信号
の画像メモリ４８への書き込みと読み出しを行なう。そ
の表示回路４２は、画像出力インターフェイス４９と前
記駆動用ドライバ４０とにより構成される。

【００１９】例えば、図３に示すように、その画像信号
が倉庫５５からの出庫作業を行なう製品４６に関する情
報を表示する場合、そのコンピュータ４５によって、出
庫対象の製品４６を特定するための情報画像４６″を表
示するように処理する。図３は、上記頭部装着型表示装
置１を装着した観察者が正面を向いた状態で視線を動か
すことにより視認できる全領域を示し、その領域の上部
の図中破線で囲まれた領域、すなわち観察者の視線方向
が正面方向である場合は視野範囲外であって正面方向よ
りも上方の場合の視野範囲内とされる領域が、情報画像
４６″の視認領域とされている。

【００２０】また、図４の（１）に示すようなベルトコ
ンベア５１からピックアップ作業を行なう製品４６に関
する情報を表示する場合、図４の（２）に示すように、
コンピュータ４５によって出庫対象の製品４６を特定す
るための情報画像４６″を表示するように処理する。図
４の（２）において、上記頭部装着型表示装置１を装着
した観察者５２が正面を向いた状態で、破線５３により
囲まれた領域が観察者５２の視線方向が正面方向である
場合の右目の視野範囲であり、破線５４により囲まれた
領域が観察者５２の視線方向が正面方向である場合の左
目の視野範囲である。その観察者５２の視線方向が正面
方向である場合の視野範囲外であって、その視線方向が
正面方向よりも上方の場合の視野範囲内とされる領域
が、情報画像４６″の視認領域とされている。

【００２１】上記構成によれば、情報画像４６″および
頭部装着型表示装置１の構成部材は、出庫作業やピック
アップ作業等の一般作業に必要な視野領域を妨げること
がなく、一般作業には何ら支障なく、必要な情報は視線
をやや上方に傾けることによって確認でき、作業効率を
向上できる。また、画像表示位置以外の視野を確保する
ことは、安全性を確保する上で好ましく、眼の疲労の軽
減にもつながる。さらに、ヘルメット等に簡単に脱着で
きるため、情報表示が必要な時のみ使用できる。

【００２２】図５、図６は、第１変形例の頭部装着型表
示装置１′を示す。なお、この第１変形例において上記
実施例と同様部分は同一符号で示し、以下、相違点を説
明する。

【００２３】まず、表示部２′を保持する頭部装着用保
持部３′は、表示部２′の重量を支持できる程度の剛性
を有する弾性変形可能な合成樹脂等の材料により形成さ
れ、ヘルメット６１の外周の後部と左右側部とに沿うよ
うに湾曲する湾曲部３ａ′と、その湾曲部３ａ′の両端
から前方に突出する連結部３ｂ、３ｃとを有する。その
湾曲部３ａ′の内周面は、平面視で例えばＵ字状やＯ字
状とされる。その湾曲部３ａ′の寸法は、通常の状態で
内周面がヘルメット６１の外周の後部と左右側部よりも
僅かに内方に位置するように設定される。

【００２４】その表示部２′は、保持部３′の各連結部
３ｂ、３ｃに取り付けられたヨーク１１ａ、１１ｂに、
回転摘み１２を介して左右軸中心に回転可能に取り付け
られる表示ユニット１３′と、湾曲部３ａの後部に取り
付けられる画像信号処理ユニット１４とを有する。その
保持部３と表示ユニット１３′とでリングを構成し、こ
れにより、そのリングがヘルメット６１の外周に嵌め込
まれることで、湾曲部３ａ′は弾性変形してヘルメット
６１の外周を締め付け、そのリングがヘルメット６１の
外周から引き抜かれることで、湾曲部３ａ′は弾性的に
復元変形してヘルメット６１の外周の締め付けを解除す
る。その表示部２′は回転摘み１２を介して左右軸中心
に回転可能で、その回転により後述のコンバイバ３１′
を表示位置と表示解除位置とに位置変更することができ
る。

【００２５】その表示ユニット１３′のハウジングは、
バックライト内蔵部２４と、液晶パネル内蔵部２５と、
液晶ドライバ内蔵部２６と、レンズ系内蔵部２７と、ミ
ラー内蔵部２８と、一対のコンバイナホルダー２９ａ、
２９ｂとを有し、上記実施例と同様の表示系とレンズ系
とを内蔵し、両コンバイナホルダー２９ａ、２９ｂによ
りコンバイナ３１′を保持する。

【００２６】上記第１変形例によれば、保持部３′の湾
曲部３ａ′を弾性変形させてヘルメット６１の外周を締
め付けるだけで、表示部２′をヘルメット６１に取り付
けることができ、また、その湾曲部３ａ′をヘルメット
６１から引き抜いて弾性的に復元変形させるだけでヘル
メット６１の外周の締め付けを解除し、表示部２′とヘ
ルメット６１とを分離することができる。これにより、
通常のヘルメット６１に表示部２′を表示情報が必要な
時のみ簡単に安定して着脱でき、表示部２′を組み込ん
だ高価な専用ヘルメットを用いることなく、表示画像を
視認して各種の情報を得ることが可能になる。

【００２７】なお、図６に示すように、この第１変形例
における観察者５２の視野範囲は、ヘルメット６１の庇
６１ａにより妨げられる範囲を除いた有効に得られる視
野範囲Ｗである。その視野範囲Ｗにおいて、表示位置に
配置されたコンバイナ３１′において反射する画像表示
光による画像は、その観察者５２の視線方向が正面方向
である場合は視野範囲外とされ、視線方向が正面方向よ
りも上方の場合は視野範囲内とされる。また、頭部装着
型表示装置１′の構成部材は、その観察者５２の視線方
向が正面方向である場合は、その表示位置に配置された
コンバイナ３１′の下端が僅かに視野範囲内とされる以
外は視野範囲外とされ、実質的にはその構成部材は視野
範囲外とされている。なお、情報を必要としない場合
は、コンバイナ３１′を表示解除位置に配置することが
できる。他は上記実施例と同様である。

【００２８】図７は、第２変形例の頭部装着型表示装置
１″を示す。なお、この第１変形例において上記実施例
と同様部分は同一符号で示し、相違点を説明する。この
第２変形例の頭部装着型表示装置１″は、観察者の頭部
に直接装着することが可能なもので、湾曲部３ａの各端
に締め付け力調節バンド７１、７２が取り付けられ、各
バンド７１、７２の端部に連結具７３、７４が取り付け
られている。一方の連結具７３に形成された複数の開口
７３ａのいずれかに、他方の連結具７４に形成された引
っ掛け部７４ａを引っ掛けることで、湾曲部３ａを弾性
変形量を変化させ、観察者の頭部の締め付け力を調節で
きる。また、湾曲部３ａの前部と後部とを連結する連結
部３ｄが、観察者の頭部の上部に沿うように設けられて
いる。他は上記実施例と同様である。

【００２９】図８は第３変形例を示す。上記実施例との
相違は、表示部２においてレンズ系を用いず、画像表示
光をコンバイナ３１″により反射し、その反射光を反射
鏡５８により反射し、その反射光をコンバイナ３１″を
介して作業者の一方の目Ｅに導いている点にある。他は
上記実施例と同様で、同一部分は同一符号で示す。

【００３０】なお、本発明は上記実施例や変形例に限定
されない。例えば、表示部の構成要素は特に限定され
ず、画像を形成するのに小型ＣＲＴを用いたり、バック
ライトとして冷陰極管やメタルハライドランプやＬＥＤ
等を用いてもよい。また、画像表示情報のみでなく音声
による情報通信を行うためのマイクやスピーカ等を併用
しても良い。また、観察者の両方の目に画像表示光を導
くようにしてもよい。また、表示部を２台設け、左方の
目と右方の目とで異なる画像を視認可能としてもよい。
また、ホストコンピュータと頭部装着型表示装置との間
の通信手段は無線に限らず、衛星通信や有線等でも良
い。また、ホストコンピュータと頭部装着型表示装置と
の間に、小型のコンピュータが介在してもよい。また、
頭部装着型表示装置を観察者の頭部だけでなく、例えば
腕等の他の部位にも装着して情報表示の確認を行えるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の斜視図

【図２】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の構成説
明図

【図３】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の使用状
態説明図

【図４】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の（１）
は使用目的の説明図、（２）は使用状態説明図

【図５】本発明の第１変形例の頭部装着型表示装置の斜
視図

【図６】本発明の第１変形例の頭部装着型表示装置の使
用状態説明図

【図７】本発明の第２変形例の頭部装着型表示装置の斜
視図

【図８】本発明の第３変形例の頭部装着型表示装置の部
分構成説明図

【符号の説明】

１、１′、１″ 頭部装着型表示装置 ２、２′ 表示部 ３、３′ 保持部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の頭部に装着される頭部装着型表
   示装置であって、画像の表示部と、その表示部を保持す
   る頭部装着用保持部とを備え、その観察者の頭部に装着
   された状態において、その表示部による画像は、その観
   察者の視線方向が正面方向である場合は視野範囲外とさ
   れ、視線方向が正面方向以外の方向の場合に視野範囲内
   とされ、頭部装着型表示装置の構成部材は、その観察者
   の視線方向が正面方向である場合は実質的に視野範囲外
   とされることを特徴とする頭部装着型表示装置。
2. 【請求項２】 その表示部による画像は、視線方向が正
   面方向よりも上方の場合に視野範囲内とされる請求項１
   に記載の頭部装着型表示装置。