JPH08320453A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】観察者の頭部に装着される頭部装着型表示装置
１であって、画像の表示位置を、観察者の視認可能範囲
内において変更可能である。眼の周囲の筋肉にとって最
も楽な視線方向、観察者のきき眼の側、視力の高い方の
眼の側、画像を参照しながら作業を行う眼の側等に偏っ
た位置に画像を表示できる。 【効果】眼の疲労を軽減でき、画像を参照しながら作業
の能率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は観察者に装着される表示
装置に関し、例えば作業支援用情報を表示することがで
き、その表示情報を確認し、その確認した情報に基づき
作業を行う場合に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】観察者の頭部に装着される頭部装着型表
示装置は、観察者がハンドフリーの状態で表示画像を視
認できるものであり、観察者の頭頂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ものや、顔面を覆
うように装着されるものや、眼鏡型のもの等がある。そ
の頭頂部に装着されるものには、両眼に対応して２つの
画像を表示する両眼視用と、一つの画像を左右何れか一
方の眼に対応して表示する片眼視用とがある。その片眼
視用は両眼視用に比べ軽量、低コストという利点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】人間の眼の周囲の筋肉
は人によって異なり、また、同一人物でも右眼の周囲の
筋肉と左眼の周囲の筋肉とで微妙に異なり、その筋肉に
とって最も楽な視線方向は必ずしも正面方向であるとは
限らない。そのため、頭部装着型表示装置による表示画
像の表示位置が観察者の正面に固定されていると、眼の
疲れが大きくなる場合がある。特に、片眼視用の頭部装
着型表示装置の場合、片方の眼のみで画像を注視するた
め眼の疲れが一層大きくなる。

【０００４】また、人間のきき眼は人によって異なり、
きき眼とは異なる眼でものを見ると、きき眼で見る場合
に比べ疲れ易い。そのため、片眼視用の頭部装着型表示
装置の場合、表示画像の表示位置が観察者のきき眼と異
なる眼に対応して固定されている場合、眼の疲れが一層
大きくなる。

【０００５】また、観察者の右眼と左眼とで視力に著し
く差のある場合、片眼視用の頭部装着型表示装置におけ
る表示画像の表示位置が、観察者の視力の低い方の眼に
対応して固定されている場合、表示が殆ど視認できない
ことになる。

【０００６】また、観察者が片眼視用の頭部装着型表示
装置により表示された画像を参照しながら作業を行う場
合、作業を行う際の視線方向によっては画像が視認し難
い場合がある。

【０００７】本発明は、上記課題を解決することのでき
る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】本発明は、観察者に装着
される表示装置であって、画像の表示部と、その表示部
を保持する保持部とを備え、その画像の表示位置を、観
察者の視認可能範囲内において変更可能なことを特徴と
する。なお、本発明による表示装置は例えば頭部に装着
され、この場合、頭部装着とは頭頂部への装着に限定さ
れず、例えば顔面を覆うような装着や、眼鏡型のものに
よる装着等、首から上へ装着されるものを含む。その画
像の表示位置の変更は、例えば、その表示部における画
像表示光を出射する表示ユニットと、その保持部とに連
結機構を設け、その連結機構を介して表示ユニットを保
持部に複数位置において連結可能とし、観察者が容易に
画像表示位置の設定が可能であるようにするのがよい。
その表示位置の変更は、観察者の眼の周囲の筋肉にとっ
て最も楽な視線方向に画像を表示できるように微調節す
るためのものであってもよく、また、片眼視用の頭部装
着型表示装置にあっては、左右いずれかの眼の側に偏っ
て画像を表示するためのものであってもよい。

【０００９】

【発明の作用および効果】本発明の表示装置によれば、
観察者の視認可能領域内において画像表示位置を変更で
き、観察者に対する画像の表示位置の自由度が大きくな
る。これにより、眼の周囲の筋肉にとって最も楽な視線
方向に画像を表示でき、眼の疲労を低減でき、特に、片
眼視用の頭部装着型表示装置において片方の眼のみで画
像を注視する場合の眼の疲れ低減に効果的である。ま
た、観察者のきき眼の側、視力の高い方の眼の側、画像
を参照しながら作業を行う眼の側に偏った位置に画像を
表示することができ、眼の疲労を軽減でき、作業能率を
向上できる。このように、表示画像の位置を観察者に装
着したままで容易に変更できることで、装着型表示装置
の汎用性を広げることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図１に示す頭部装着型表示装置１は片眼視
用であって、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。

【００１２】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の下端から外方に突出する
フランジ部３ｂ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。

【００１３】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２
１ｂは、図中矢印Ｍで示す観察者の視線方向に配置され
る。そのレンズ系内蔵部２１ｂから、画像表示光が観察
者の何れか一方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としてハーフミラー
が保持される。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、後述のモデム１８ａにケーブル
１６により接続される。

【００１４】その表示ユニット１３は保持部３に２位置
において着脱可能とされている。すなわち、その画像信
号処理ユニット１４と表示ユニット１３とは、画像信号
の伝達用配線により接続される。その配線は、保持部３
のフランジ部３ｂの下面に取り付けられた図中破線で示
す一対のケーブル１５ａ、１５ｂを有する。各ケーブル
１５ａ、１５ｂの一端は、画像信号処理ユニット１４に
おける後述の画像出力インターフェイス４９に接続され
る。各ケーブル１５ａ、１５ｂの他端はそれぞれ第１コ
ネクタ６ａ、６ｂに接続され、各第１コネクタ６ａ、６
ｂはフランジ部３ｂの上面に取り付けられ、互いに左右
に離れて配置される。図２に示すように、各第１コネク
タ６ａ、６ｂに着脱可能な第２コネクタ６ｃが表示ユニ
ット１３のハウジング２１に取り付けられている。その
表示ユニット１３側の第２コネクタ６ｃを、図中矢印で
示すように保持部３の左方の第１コネクタ６ａに接続す
ることで、表示ユニット１３は左方の眼の側に偏って配
置されるように保持部３に連結され、また、保持部３の
右方の第１コネクタ６ｂに接続することで、表示ユニッ
ト１３は右方の眼の側に偏って配置されるように保持部
３に連結される。

【００１５】各第１コネクタ６ａ、６ｂと第２コネクタ
６ｃとの接続を確実に行えるように、保持部３の湾曲部
３ａの外周部に、各第１コネクタ６ａ、６ｂそれぞれに
向かい突出する案内部３ｃが形成され、その表示ユニッ
ト１３のハウジング２１に、各案内部３ｃに上方から抜
き差し可能な蟻溝２１ｃが形成されている。また、その
フランジ部３ｂに各第１コネクタ６ａ、６ｂを挟む位置
において雌ねじ孔３ｄが形成され、その表示ユニット１
３のハウジング２１に各雌ねじ孔３ｄに対応する位置に
おいて通孔２１ｄが形成され、各通孔２１ｄを通して雄
ねじ７を各雌ねじ孔３ｄにねじ併せることにより保持部
３と表示ユニット１３とが連結可能とされている。

【００１６】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３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、
画像表示器である液晶パネル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、作業能率を
向上できる。

【００１７】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、通信インターフェイス１８、コンピュータ４５、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１８に接
続されるモデム１８ａとホストコンピュータ４に接続さ
れるモデム５とを介し、制御回路４１とホストコンピュ
ータ４との間で情報のやりとりを行なう。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。

【００１８】例えば、図４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。

【００１９】図４は、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視線を動かすこと
により視認できる全視認可能領域を示す。右眼の調子が
良くない場合や、倉庫５５の左側荷物を扱う場合等は、
その全視認可能領域領域の上部左方の図中破線で囲まれ
た領域Ａが、表示ユニット１３側の第２コネクタ６ｃを
保持部３の左方の第１コネクタ６ａに接続することによ
る情報画像４６″の表示位置とされる。また、左眼の調
子が良くない場合や、倉庫５５の右側荷物を扱う場合等
は、その全視認可能領域領域の上部右方の図中破線で囲
まれた領域Ｂが、表示ユニット１３側の第２コネクタ６
ｃを保持部３の右方の第１コネクタ６ｂに接続すること
による情報画像４６″の表示位置とされる。その上部左
方の表示位置Ａは、観察者５２の左眼の視線方向が正面
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
方の場合に視野範囲内とされ、且つ、右眼の視認可能領
域外とされる。その上部右方の表示位置Ｂは、観察者５
２の右眼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に視野範囲内とさ
れ、且つ、左眼の視認可能領域外とされている。

【００２０】上記構成によれば、観察者５２の視認可能
領域内において画像表示位置を変更でき、観察者５２に
対する画像の表示位置の自由度が大きくなる。また、観
察者５２のきき眼の側、視力の高い方の眼の側、画像を
参照しながら作業を行う眼の側に偏った位置に画像を表
示することができ、眼の疲労を軽減でき、画像を参照し
ながら作業を行う場合に作業能率を向上できる。また、
表示画像４６″は観察者５２の視線方向が正面方向であ
る場合は視野範囲外であって正面方向以外の場合に視野
範囲内とされているので、作業に必要な視野領域を妨げ
ることがなく、必要な情報は視線をやや動かすことによ
って確認でき、作業効率を向上でき、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。

【００２１】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。まず、保持部３の湾曲部３ａの外周に、上記実
施例のフランジ部３ｂ、案内部３ｃ、雌ねじ孔３ｄ、第
１コネクタ６ａ、６ｂに代えて、上下端から外方に突出
する一対の突出部３ｅ、３ｆにより構成される蟻溝状の
ガイドが設けられている。また、表示ユニット１３のハ
ウジング２１の端部に、上記実施例の第２コネクタ６
ｃ、蟻溝２１ｃ、通孔２１ｄに代えて、一対の突出部２
１ｅ、２１ｆにより構成される連結部が設けられ、両突
出部２１ｅ、２１ｆを介して蟻溝状のガイドの突出部３
ｅ、３ｆに嵌め合わされている。その連結部は、図６に
おいて仮想線で示すように、両突出部２１ｅ、２１ｆを
互いに近接するように弾性変形させることができ、その
弾性変形により連結部とガイドとの連結を解除すること
ができる。これにより、表示ユニット１３は、そのガイ
ドに沿って移動可能に保持部３に着脱可能とされてい
る。なお、その連結部の両突出部２１ｅ、２１ｆを容易
に弾性変形させることができるように、各突出部２１
ｅ、２１ｆから上下に延びる摘み２１ｅ′、２１ｆ′が
形成されている。また、画像信号処理ユニット１４と表
示ユニット１３とは、上記実施例の一対のケーブル１５
ａ、１５ｂと第１、第２コネクタ６ａ、６ｂとに代え
て、一本のケーブル１５により接続され、そのケーブル
１５は伸縮可能とされることで、表示ユニット１３を保
持部３に対し変位させた場合に弛んで観察者の視野を妨
げるのが防止されている。他は上記実施例と同様で同一
部分は同一符号で示す。

【００２２】この第１変形例によれば、上記実施例と同
様の作用効果を奏することができ、さらに、観察者に対
する画像の表示位置の微妙な調節も可能で、眼の周囲の
筋肉にとって最も楽な視線方向に画像を表示でき、眼の
疲労を低減できる。また、観察者の頭部に装着された状
態において、画像の表示位置を容易に変更することがで
きる。

【００２３】図７は第２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。

【００２４】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、表示部を２台設け、各表示ユニット
を個別に保持部に複数位置において連結可能にしてもよ
く、この場合、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、上記実施例や変形例では頭
部装着型表示装置をヘルメットや帽子を介して観察者に
装着したが、観察者の頭部に直接装着するようにしても
よい。また、上記実施例や変形例では画像の表示位置を
左右方向に変更可能なものを示したが、上下方向に変更
可能にしてもよい。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。

【００２５】

【本発明の実施態様】本発明の表示装置において、その
表示部は画像表示光を出射する表示ユニットを有し、そ
の表示ユニットは保持部に、画像を左右一方の眼の側に
偏って表示する位置と他方の眼の側に偏って表示する位
置とにおいて着脱可能とされているのが好ましい。これ
により、観察者のきき眼の側、視力の高い方の眼の側、
画像を参照しながら作業を行う眼の側に偏った位置等に
画像を表示することができ、眼の疲労を軽減でき、画像
を参照しながら作業を行う場合に作業能率を向上でき
る。

【００２６】また、本発明の表示装置において、その表
示部は、画像表示器を含む表示ユニットと、画像信号の
伝達用配線と、その保持部に固定される複数の第１コネ
クタと、その表示ユニットに固定される第２コネクタと
を有し、その画像表示器と配線とは、その第１コネクタ
と何れかの第２コネクタとを介して接続されるのが好ま
しい。これにより、画像の表示位置の位置決めと、その
配線の接続とを同時に行える。

【００２７】また、本発明の表示装置において、その表
示部は画像表示器を含む表示ユニットを有し、その保持
部は観察者の頭部の外周に沿うガイドを有し、そのガイ
ドに沿って移動可能に表示ユニットは保持部に着脱可能
とされているのが好ましい。これにより、観察者に対す
る画像の表示位置の微妙な調節も可能で、眼の周囲の筋
肉にとって最も楽な視線方向に画像を表示でき、眼の疲
労を低減できる。この場合、その表示ユニットは前記ガ
イドに連結される弾性変形可能な連結部を有し、その連
結部は弾性変形することでガイドとの連結が解除される
のが好ましい。これにより、観察者の頭部に装着された
状態において、画像の表示位置を容易に変更することが
できる。

【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要部の
斜視図

【図３】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の構成説
明図

【図４】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要
部の断面図

【図７】本発明の第２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′ 頭部装着型表示装置 ２ 表示部 ３ 保持部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者に装着される表示装置であって、
   画像の表示部と、その表示部を保持する保持部とを備
   え、その画像の表示位置を、観察者の視認可能範囲内に
   おいて変更可能なことを特徴とする表示装置。