JPH09101480A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装着時に鼻に当たらないように接眼光学系を
配置しつつ、限られたスペース内で最大限にコンパクト
化した頭部装着型映像表示装置を提供する。 【解決手段】 左右眼用映像を表示するＬＣＤ２５と、
ＬＣＤ２５からの左右眼用映像を夫々観察者の左右眼球
２１Ｌ，２１Ｒ内に導く接眼光学系２０と、左眼球２１
Ｌ側のＬＣＤ２５および接眼光学系２０に対し右眼球２
１Ｒ側のＬＣＤ２５および接眼光学系２０を所定の間隔
で支持する位置決め手段とを有する頭部装着型映像表示
装置において、接眼光学系２０の角の内、少なくとも装
着時に観察者の鼻側に位置する角に面取り２６を設け、
装着時に接眼光学系２０が観察者の鼻に当たらないよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像観察を行うた
め観察者の頭部に装着して使用する頭部装着型映像表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、映像観察を行うため観察者の頭
部に装着して使用する頭部装着型映像表示装置は、左眼
用映像を表示する左映像表示素子と、該左映像表示素子
からの左眼用映像を観察者の左眼球内に導く左接眼光学
系と、右眼用映像を表示する右映像表示素子と、該右映
像表示素子からの右眼用映像を観察者の右眼球内に導く
右接眼光学系とを具えて成る。このような頭部装着型映
像表示装置の従来例としては、眼幅調整機構や視度調整
機構を有するもの（特開平５−１９６８９８号公報、特
開平６−１２３８５２号公報）、シースルー機構を有す
るもの（特開平５−２６８５４７号公報）、映像表示品
質を向上させたもの（特開平６−１３３２５３号公
報）、装置全体のコンパクト化を図ったもの（特開平６
−３３４９４２号公報）等、多数提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、頭部装着型映
像表示装置においてコンパクト化を図るため映像観察光
学系の光路を切り詰めるように構成すると、何れかの光
学素子が装着時に観察者の鼻に近接する。例えば、接眼
光学系が、眼球に対向する面であって透過作用を有する
第１の面と、反射作用を有し裏面反射鏡より成る第２の
面と、映像表示素子に対向する面であって透過作用を有
する第３の面との少なくとも３つの光学面を有するもの
である場合、例えばその接眼光学系の角の１つが装着時
に観察者の鼻に近接し、観察者の装着状態によっては鼻
に当たって装着感を損なうことになる。

【０００４】この問題を解消するため、例えば日本人の
標準的な眼幅および眼と鼻の位置関係に基づいて接眼光
学系を配置する際に、標準値から所定範囲に正規分布す
る大多数の日本人が装着したときに鼻に当たらないよう
に接眼光学系を配置すると、頭部装着型映像表示装置を
限られたスペース内で最大限にコンパクト化することが
できなくなる。つまり、光学素子の装着時に観察者の鼻
に近接する部分を残したままでは、頭部装着型映像表示
装置のコンパクト化と観察者の装着感の劣化の防止とを
両立させるのが難しいという第１の不具合が生じる。

【０００５】また、頭部装着型映像表示装置において、
接眼光学系として例えば２つのプリズムを接合したもの
を用いる場合、接合時に厳密な寸法管理を行わないと組
み立てた接眼光学系の所望の接合精度（例えば±０．１
ｍｍ）を確保することができない。上記寸法管理を行う
ためには、各プリズムに夫々、寸法管理の基準となる少
なくとも２つの平面を設ける必要がある。しかし、従来
の頭部装着型映像表示装置では、接眼光学系を２つのプ
リズムで構成する場合、各プリズムに寸法管理の基準と
なる平面を設けていなかった。したがって、組み立てた
接眼光学系は２つのプリズムが接合面に沿ってずれるこ
と等により所望の精度を確保できないものになることが
あり、そのような接眼光学系を使用すると、映像観察時
に画面が曲がって見えたり、見にくくなったりする第２
の不具合が生じる。

【０００６】本発明は、上記第１の不具合を解消するよ
うにした頭部装着型映像表示装置を提供することを第１
の目的とする。本発明は、上記第２の不具合を解消する
ようにした頭部装着型映像表示装置を提供することを第
２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的のため、
本発明の請求項１の頭部装着型映像表示装置は、左眼用
映像を表示する左映像表示素子と、該左映像表示素子か
らの左眼用映像を観察者の左眼球内に導く左接眼光学系
と、右眼用映像を表示する右映像表示素子と、該右映像
表示素子からの右眼用映像を観察者の右眼球内に導く右
接眼光学系と、前記左映像表示素子および左接眼光学系
に対し前記右映像表示素子および右接眼光学系を所定の
間隔で支持する位置決め手段とを有する頭部装着型映像
表示装置において、前記左右接眼光学系の角の内、少な
くとも装着時に観察者の鼻側に位置する角を面取りした
ことを特徴とするものである。

【０００８】本発明の請求項１の頭部装着型映像表示装
置によれば、左右接眼光学系の角の内、少なくとも装着
時に観察者の鼻側に位置する角が面取りされているの
で、映像観察光学系の光路を切り詰めて頭部装着型映像
表示装置をコンパクト化した場合であっても、装着時に
左右接眼光学系が観察者の鼻に当たって装着感を劣化さ
せることはない。

【０００９】したがって、例えば日本人の眼幅および眼
と鼻の位置関係の標準値から所定範囲に正規分布する大
多数の日本人が装着したときに鼻に当たらないように左
右接眼光学系を配置しつつ、頭部装着型映像表示装置を
限られたスペース内で最大限にコンパクト化することが
可能になる。

【００１０】上記第２の目的のため、本発明の請求項２
の頭部装着型映像表示装置は、左眼用映像を表示する左
映像表示素子と、該左映像表示素子からの左眼用映像を
観察者の左眼球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を
表示する右映像表示素子と、該右映像表示素子からの右
眼用映像を観察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前
記左映像表示素子および左接眼光学系に対し前記右映像
表示素子および右接眼光学系を所定の間隔で支持する位
置決め手段とを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記左右接眼光学系を夫々２つの光学部材で構成
し、少なくとも一方の光学部材の映像観察光が通過しな
い部分に寸法管理の基準面となる２つの平面を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１１】本発明の請求項２の頭部装着型映像表示装
置によれば、左右接眼光学系が夫々２つの光学部材で構
成され、少なくとも一方の光学部材の映像観察光が通過
しない部分には寸法管理の基準面となる２つの平面が設
けられているので、上記左右接眼光学系を例えば２つの
プリズムを接合して構成する場合、上記光学部材の２つ
の平面を用いて寸法管理を行うことにより所望の精度が
確保される。

【００１２】したがって、接合により組み立てられた接
眼光学系は所望の精度を満たしていることになり、映像
観察時に画面が曲がって見えたり、見にくくなったりす
る不具合は生じない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
の頭部装着型映像表示装置を装着した状態を示す斜視図
である。図１中、１０は表示装置本体を示し、表示装置
本体１０には、観察者の耳の上部から頭頂部にかけて延
在する左右の側頭フレーム１１の一端が結合され、左右
の側頭フレーム１１の他端間には観察者の頭頂部を渡る
ように延在する頭頂フレーム１２が結合され、左右の側
頭フレーム１１の表示装置本体１０との結合部の近傍に
は例えば金属製の左右の板バネ１３の一端が結合され、
左右の板バネ１３の他端には左右のリヤフレーム１４が
結合される。これら左右のリヤフレーム１４は、観察者
の後頭部から首の付け根にかかる部分で耳の後方に位置
し、左右の側頭フレーム１１および頭頂フレーム１２と
ともに、表示装置本体１０が観察者の顔面に保持される
ように固定する。頭頂フレーム１２の内周には観察者の
頭頂部に当接する頭頂パッド１５が結合されている。

【００１４】表示装置本体１０の観察者の耳の近傍の部
分にはヘッドフォン１６が結合されている。このヘッド
フォン１６に音声信号を送信するとともに表示装置本体
１０に映像信号等を送信するためのケーブル１７の一端
がリヤフレーム１４、板バネ１３、側頭フレーム１１の
内部を経て頭頂フレーム１２内の図示しない端子に接続
されており、この端子とヘッドフォン１６および表示装
置本体１０との間は図示しないケーブルによって電気的
に接続されている。上記ケーブル１７の他端はビデオ再
生装置１８に接続されており、ビデオビデオ再生装置１
８にはボリューム等の音量調整手段１９が設けられてい
る。

【００１５】なお、ケーブル１７のビデオビデオ再生装
置１８側端部に所定のコネクタを設けて、既存のビデオ
デッキ等に接続し得るようにしてもよい。また、テレビ
ジョン放送電波受信用のチューナに接続してテレビジョ
ン放送を受信するようにしても、パーソナルコンピュー
タ等に接続してコンピュータグラフィックス映像やマル
チメディア映像、バーチャルリアリティ映像等を受信す
るようにしてもよい。さらに、ケーブル１７の代わりに
アンテナを接続して外部からの映像および音声信号を電
波によって受信するようにしてもよい。

【００１６】図２は第１実施形態の表示装置本体内部の
光学系の構成を示す図である。この図２は、図３（ａ）
の斜視図に示す接眼光学系２０を矢印Ａ方向から見た状
態を示しており、以下においては観察者の左眼球２１Ｌ
側の場合について説明し、右眼球２１Ｒ側の場合（図２
と左右対称に構成される）は説明を省略する。なお、上
記接眼光学系２０の詳細については、本願出願人が先に
出願した特願平６−２２４８０２号明細書を参照のこ
と。

【００１７】図２において、観察者の左眼球２１Ｌの前
方には、接眼光学系２０が配置されている。接眼光学系
２０は、第１プリズム２２と、第２プリズム２３と、第
１プリズム２２および第２プリズム２３の間の接合面に
光軸に対し４５度をなすように挿入されるハーフミラー
２４とから成り、第１プリズム２２、ハーフミラー２４
および第２プリズム２３間は例えば接着により接合され
ている。この接合は、例えばシート状の透明な両面粘着
テープで接着することにより行うものとする。第１プリ
ズム２２は、左眼球２１Ｌに対向する面であって透過作
用を有する第１の面２２ａと、反射作用を有し裏面反射
鏡より成る第２の面２２ｂとを有しており、第２プリズ
ム２３は、映像表示素子（以下、ＬＣＤ）２５に対向す
る面であって透過作用を有する第３の面２３ａを有して
いる。なお、ＬＣＤ２５の裏面には、ここでは図示しな
いバックライトが配置されている。

【００１８】この接眼光学系２０では、ＬＣＤ２５に表
示した映像の光束が第３の面２３ａを透過してハーフミ
ラー２４に入射し、ハーフミラー２４を透過した光束が
第２の面２２ｂで反射されて再びハーフミラー２４に入
射し、ハーフミラー２４で反射した光束が第１の面２２
ａを透過して観察者の眼球に導かれる。なお、本実施形
態の頭部装着型映像表示装置は、左眼球２１Ｌ側のＬＣ
Ｄ２５および接眼光学系２０に対し右眼球２１Ｒ側のＬ
ＣＤ２５および接眼光学系２０を所定の間隔で支持する
眼幅調整機構を有しているものとする。

【００１９】上記接眼光学系２０は、図３（ａ）に示す
ようにほぼ角柱状に形成されているが、その４つの角の
内の少なくとも１つの角の、図３（ａ）およびその矢視
Ｂ図である図３（ｂ）に斜線を付けて示した範囲には、
面取り２６が形成されている。この面取り２６を形成さ
れた角は、本実施形態の頭部装着型映像表示装置の装着
時に観察者の鼻側に位置する角である。なお、ＬＣＤ２
５および接眼光学系２０を含む部分の全体配置を図４に
示す。上記面取り２６は、映像表示面積を減らさないた
め出来る限り小さくする方がよい。例えば、図２の観察
者の視軸よりも下の範囲で面取り２６を形成するものと
するが、接眼光学系２０の高さ方向の下から１／３の範
囲で面取り２６を形成するのがより好ましい。

【００２０】上記面取り２６を設けたことにより、図４
に示すように映像観察光学系の光路を切り詰めて装置全
体をコンパクト化しても、装着時に接眼光学系２０が観
察者の鼻に当たることはない。したがって、例えば日本
人の眼幅および眼と鼻の位置関係の標準値から所定範囲
に正規分布する大多数の日本人の装着時に鼻に当たらな
いように接眼光学系２０を配置した場合であっても、頭
部装着型映像表示装置を限られたスペース内で最大限に
コンパクト化することが可能になる。

【００２１】なお、上記図３（ａ），（ｂ）に示した例
では、図５（ａ）の概略図に示すように面取り２６を接
眼光学系２０の装着時に観察者の鼻側に位置する角のみ
に形成しているが、同図（ｂ）の概略図に示すように面
取り２６を左右の角の両方に形成して接眼光学系２０を
左右対称にすることにより部品を共通化してコストダウ
ンを図るようにしても、同図（ｃ）の概略図に示すよう
に面取り２６を左右の角の上下に夫々形成して観察者の
観察画面のデザイン上の統一を図って観察者の違和感を
なくすようにしてもよい。

【００２２】また、映像観察時に映像表示素子の周辺部
にバックライト光が漏れ出て観察者の視野に入って映像
表示品質を劣化させる不具合を解消するため、ＬＣＤ２
５および接眼光学系２０の間に観察者の視野を制限する
視野制限手段（例えば額縁状の視野枠）を設ける場合に
は、当該視野制限手段の角を図５（ａ），（ｂ），
（ｃ）の形状と対応させて面取りするのが好ましく、そ
のようにすると光線が蹴られるのを防止することができ
る。

【００２３】図６は第１実施形態の接眼光学系の第１プ
リズム２２の裏面反射鏡を形成した面２２ｂを見上げた
状態を概略的に示す図である。上述したように装着時に
観察者の鼻側に位置する接眼光学系２０の角には面取り
２６が設けられているため、その面取りの部分で光線が
蹴られないようにするためには、裏面反射鏡を図示点線
の範囲に形成する必要があるが、そのようにすると裏面
反射鏡の面積を最大にすることができない。そこで、本
実施形態では、図示のように第１プリズム２２の面２２
ｂの四隅に面取り２６と同一形状の面取り（Ｒ面取りと
すればさらに好ましい）２７を設け、面取り２７を除く
全範囲をコーティングして裏面反射鏡を形成している。

【００２４】これにより、第１プリズム２２の大きさが
予め決定されている場合に、図示点線の範囲を裏面反射
鏡とする場合に比べて裏面反射鏡の有効面積を拡大した
り、プリズムの画角を大きくしたりすることが可能にな
る。

【００２５】図７は第１実施形態の接眼光学系に設けた
寸法管理用の平面を示す図である。この図７は図２と同
様に図３（ａ）の斜視図に示す接眼光学系２０を矢印Ａ
方向から見た状態を示しており、接眼光学系２０は第１
プリズム２２および第２プリズム２３により構成され、
第２プリズム２３には寸法管理の基準面となる２つの平
面２３ｂ，２３ｃが設けられている。このように第２プ
リズム２３に平面２３ｂおよび２３ｃを設けると、後述
するようにして、厚みＤ１および高さＤ２を測定しなが
ら第１プリズム２２および第２プリズム２３を接合して
接眼光学系２０を製作することにより、接合時の精度を
向上させることができる。

【００２６】なお、上記平面２３ｂは、ＬＣＤ２５に対
向する面であって透過作用を有する第３の面２３ａの中
央部が球面状に形成されているため、その第３の面２３
ａの縁部に接する接平面となっている。また、平面２３
ｂおよび２３ｃは、第２プリズム２３の映像観察光が通
過しない部分に設けられており、傷が付いても支障がな
いため、これら平面を利用して寸法測定を行うことがで
きる。

【００２７】図８は第１実施形態の接眼光学系を接合用
の治具２８に納めた状態を示す図である。この接合用の
治具２８は、その内周面に第１プリズム２２の第１の面
２２ａおよび第２プリズム２３の平面２３ｂ，２３ｃが
接するように接眼光学系２０を納めたとき、接眼光学系
２０の厚みＤ１が所望の精度（例えば±０．１ｍｍ）内
に収まるように構成されている。上記治具２８は、図８
の紙面を貫通する方向の寸法を管理するようにはなって
おらず、その方向はオープンになっている。よって、第
１プリズム２２および第２プリズム２３を接合用の治具
２８に収める際には、図８の紙面を貫通する方向の両端
面に設けた耳部２９−１，２９−２が段差を生じること
なく接していることを確認することにより、第１プリズ
ム２２および第２プリズム２３の図８の紙面を貫通する
方向のずれを防止しておくものとする。

【００２８】図９（ａ）は第１実施形態の接眼光学系を
接合用の治具３０に納めた状態を示す図であり、図９
（ｂ）は図９（ａ）のＣＣ断面図である。この接合用の
治具３０は、その内周面に第１プリズム２２の第２の面
２２ｂの極大点Ｐ１および第２プリズム２３の平面２３
ｂ，２３ｃが接するように接眼光学系２０を納めたと
き、接眼光学系２０の高さＤ２が所望の精度（例えば±
０．１ｍｍ）内に収まるように構成されている。この治
具３０は、上記治具２８と同様に図９の紙面を貫通する
方向の寸法を管理するようにはなっておらず、その方向
はオープンになっている。

【００２９】上記接合用の治具２８、３０を用いて第１
プリズム２２および第２プリズム２３の組立（接合）を
行う際には、例えば、接合用の治具２８に第１プリズム
２２および第２プリズム２３を納め、厚みＤ１が上記所
望の精度内に収まっていることを確認した後、平面２３
ｃおよび耳部２９−２の右端面間の寸法、耳部２９−２
の右端面および耳部２９−１の左端面間の寸法、耳部２
９−１の左端面および面２２ａ間の寸法を夫々測定して
各測定値が上記所望の精度内に収まっていることを確認
してから接合を行い、同様に、接合用の治具３０に第１
プリズム２２および第２プリズム２３を納め、高さＤ２
が上記所望の精度内に収まっていることを確認した後、
平面２３ｂおよび耳部２９−２の上端面間の寸法、耳部
２９−２の上端面および耳部２９−１の下端面間の寸
法、耳部２９−１の下端面および面２２ｂの極大点Ｐ１
間の寸法を夫々測定して各測定値が上記所望の精度内に
収まっていることを確認してから接合を行う。なお、測
定値が上記所望の精度内に収まっていない場合には、接
合をやり直すことは言うまでもない。

【００３０】以上の組立（接合）においては、図９
（ａ）に示す平面２３ｂ，２３ｃが寸法管理の基準面と
なり、図９（ｂ）に示す耳部２９−１，２９−２の上下
左右の端面が寸法測定用の平面となるから、接眼光学系
２０の厚みＤ１および高さＤ２を測定して所望の精度
（例えば±０．１ｍｍ）内に収まるように管理すること
ができ、特に、接眼光学系２０の主な屈折力を有する第
２の面（裏面反射鏡）２２ｂからＬＣＤ２５までの距離
を正確に管理することができる。したがって、組立（接
合）が容易にななるとともに精度も向上し、そのような
所望の精度を満たす接眼光学系を用いる本実施例の頭部
装着型映像表示装置は、高品質の映像を提供することが
できる。

【００３１】図１０（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形
態の接眼光学系に設けた接合用の平面２３ｄを示す図で
ある。この接合用の平面２３ｄは、第２プリズム２３の
観察者眼球側の面に、寸法管理の基準面である平面２３
ｃと平行になるように設けられている。この接合用の平
面２３ｄを用いて第１プリズム２２および第２プリズム
の接合を行う際には、図１０（ａ）に示すように平面２
３ｄおよび平面２２ａに接するように平面部材３１を配
置する。このとき、平面２３ｄおよび平面２２ａが同一
平面上に存在すれば、平面２３ｃおよび平面２２ａが平
行になっていることになり、所望の通り接合されている
ことになるから、接合作業が容易になる。

【００３２】なお、上記第１実施形態においては、接眼
光学系２０、ＬＣＤ２５等を収容する鏡枠や上述した視
野枠等の枠部材を用いているが、それら枠部材を黒色に
塗ったり、それら枠部材に反射防止処理を施すのが観察
映像を見やすくする上で好ましい。

【００３３】また、上記第１実施形態に、上述した特願
平６−２２４８０２号明細書の図８（ａ），（ｂ）、図
９（ａ），（ｂ）に示すような機構を組み合わせて、接
眼光学系２０をバネ部材により挟むだけで固定できるよ
うにしてもよい。

【００３４】図１１は本発明の第２実施形態の頭部装着
型映像表示装置の表示装置本体内部の光学系の構成を示
す図である。この図１１は、図１２の斜視図に示す接眼
光学系４０を矢印Ｄ方向から見た状態を示しており、以
下においては観察者の左眼球２１Ｌ側の場合について説
明し、右眼球２１Ｒ側の場合（図１１と左右対称に構成
される）は説明を省略する。

【００３５】図１１において、観察者の左眼球２１Ｌの
前方には、接眼光学系４０が配置されている。接眼光学
系４０は、左眼球２１Ｌに対向する面であって透過作用
を有する第１の面４０ａと、反射作用を有し裏面反射鏡
より成る第２の面４０ｂと、ＬＣＤ２５に対向する面で
あって透過作用を有する第３の面４０ｃとを有してお
り、上記第２の面４０ｂは、視軸からＬＣＤ２５に向か
って観察者眼球との距離が徐々に広がるように設けられ
ている。なお、ＬＣＤ２５の裏面には、ここでは図示し
ないバックライトが配置されている。

【００３６】この接眼光学系４０では、ＬＣＤ２５に表
示した映像の光束が第３の面４０ｃを透過して第１の面
４０ａに入射し、第１の面４０ａで反射（全反射）され
た光束が第２の面４０ｂで反射して第１の面４０ａに入
射し、第１の面４０ａを透過した光束が観察者の眼球に
導かれる。なお、本実施形態の頭部装着型映像表示装置
には、左眼球２１Ｌ側のＬＣＤ２５および接眼光学系４
０に対し右眼球２１Ｒ側のＬＣＤ２５および接眼光学系
４０を所定の間隔で支持する眼幅調整機構を有している
ものとする。この接眼光学系４０は、ＬＣＤ２５からの
光束が観察者眼球２１Ｌ，２１Ｒに導かれるまでにハー
フミラー２４を２回通って光量が減少する第１実施形態
の接眼光学系２０に比べて明るい光学系となり、かつ、
接眼光学系２０よりも薄く構成することができる。

【００３７】上記接眼光学系４０は、図１２に示す第１
の面４０ａの左右端部が角になっているが、その２つの
角の内の少なくとも１つの角の、図１１および図１２に
斜線を付けて示した範囲には面取り４１が形成されてい
る。この面取り４１を形成された角は、本実施形態の頭
部装着型映像表示装置の装着時に観察者の鼻側に位置す
る角である。上記面取り４１は、映像表示面積を減らさ
ないため出来る限り小さくする方がよい。例えば、図１
２の観察者の視軸よりも下の範囲で面取り４１を形成す
るものとするが、接眼光学系４０の高さ方向の下から１
／３の範囲で面取り４１を形成するのがより好ましい。

【００３８】上記面取り４１を設けたことにより、図１
１に示すように映像観察光学系の光路を切り詰めて装置
全体をコンパクト化しても、装着時に接眼光学系４０が
観察者の鼻に当たることはない。したがって、例えば日
本人の眼幅および眼と鼻の位置関係の標準値から所定範
囲に正規分布する大多数の日本人の装着時に鼻に当たら
ないように接眼光学系４０を配置した場合であっても、
頭部装着型映像表示装置を限られたスペース内で最大限
にコンパクト化することが可能になる。

【００３９】なお、上記図１１および図１２に示した例
では、図１３（ａ）の概略図に示すように面取り４１を
接眼光学系４０の装着時に観察者の鼻側に位置する角の
みに形成しているが、同図（ｂ）の概略図に示すように
面取り４１を左右の角の両方に形成して接眼光学系４０
の左右対称により部品を共通化してコストダウンを図る
ようにしてもよい。

【００４０】また、映像観察時に映像表示素子の周辺部
にバックライト光が漏れ出て観察者の視野に入って映像
表示品質を劣化させる不具合を解消するため、ＬＣＤ２
５および接眼光学系４０の間に観察者の視野を制限する
視野制限手段（例えば額縁状の視野枠）を設ける場合に
は、当該視野制限手段の角を図１３（ａ），（ｂ）の形
状と対応させて面取りするのが好ましく、そのようにす
ると光線が蹴られるのを防止することができる。

【００４１】また、上記第２実施形態においては、接眼
光学系４０、ＬＣＤ２５等を収容する鏡枠や上述した視
野枠等の枠部材を用いているが、それら枠部材を黒色に
塗ったり、それら枠部材に反射防止処理を施すのが観察
映像を見やすくする上で好ましい。

【００４２】図１４（ａ），（ｂ）は夫々、本発明の第
２実施形態の頭部装着型映像表示装置の接眼光学系の他
の構成を示す側面図および斜視図である。上記図１１，
１２の接眼光学系４０の側面には単一の平面が形成され
ているが、図１４（ａ），（ｂ）の接眼光学系４０の側
面にはくさび形の抜け勾配４２が形成されている。上記
抜け勾配４２を設けたことにより、本実施形態の接眼光
学系４０をプラスチックの一体成型により製作する際に
型から抜き易くなり、作業性が向上する。なお、接眼光
学系４０をアクリル（例えばＰＭＭＡ）で一体成型すれ
ば、堅くて壊れにくい接眼光学系とすることができ、ま
た、非晶性ポリオレフィン（例えばゼオネックス；商標
名）で一体成型すれば、湿度に対して安定した接眼光学
系とすることができる。

【００４３】また、上記接眼光学系４０の第３の面４０
ｃの左右偶部の少なくとも一方には、突き出し部４３が
形成されている。この突き出し部４３の、接眼光学系４
０の裏面（第１の面４０ａと平行をなす面）に図示しな
いピンを当接させて押すことにより、型から容易に接眼
光学系４０を突き出すことができる。その際、上記ピン
の押圧力を接眼光学系４０の第３の面４０ｃの映像観察
光が通過しない部分である第３の面４０ｃの偶部で受け
るようにしているため、第３の面４０ｃが歪んで観察像
が歪むことはない。

【００４４】図１５（ａ），（ｂ）は夫々、本発明の第
２実施形態の頭部装着型映像表示装置の接眼光学系のさ
らに他の構成を示す側面図および斜視図である。図１５
（ａ），（ｂ）の接眼光学系４０の左右側面には夫々、
突起状の耳部４４が設けられている。耳部４４はほぼ正
方形状に形成されており、その周囲の４つの面の内、面
４４ａおよび面４４ｂは第１の面４０ａと平行をなすよ
うに配置されている。耳部４４は映像観察光が通過しな
い面である接眼光学系４０の左右側面に設けられてい
る。そのようにしたのは、映像観察光が通過する面に耳
部を設けるとその面が歪んで観察像が歪むからである。
この面４４ｂに図示のようにピンを当接させて押すこと
により、型から接眼光学系４０を突き出すことができ
る。また、左右の耳部４４を利用して、接眼光学系４０
を保持したり、接眼光学系４０を位置決めすることがで
きる。

【００４５】なお、本発明は上述した例のみに限定され
るものではなく、種々の変更または変形を加えることが
できる。例えば、左眼用映像を表示する左映像表示素子
と、該左映像表示素子からの左眼用映像を観察者の左眼
球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を表示する右映
像表示素子と、該右映像表示素子からの右眼用映像を観
察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前記左映像表示
素子および左接眼光学系に対し前記右映像表示素子およ
び右接眼光学系を所定の間隔で支持する位置決め手段と
を有し、前記左右接眼光学系は夫々、前記左右眼球に対
向する面であって透過作用を有する第１の面と、反射作
用を有し裏面反射鏡より成る第２の面と、前記左右映像
表示素子に対向する面であって透過作用を有する第３の
面との少なくとも３つの光学面を有する頭部装着型映像
表示装置（付記項１）において、前記左右接眼光学系
は、第１の面が観察者左右眼球側に位置し、第２の面が
視軸から左右映像表示素子に向かって観察者左右眼球と
の距離が徐々に広がるように設けられ、第３の面が左右
映像表示素子と対向し、第１、第２および第３の面が同
一の屈折率の媒体を挟んで形成されている接眼光学系と
してもよい（付記項２）。

【００４６】また、付記項２の頭部装着型映像表示装置
において、前記左右接眼光学系は、左右映像表示素子か
らの光が第３の面を透過して第１の面に入射し、第１の
面で反射された光が第２の面で反射して第１の面に入射
し、第１の面を透過した光束が観察者左右眼球に導かれ
る接眼光学系としてもよい（付記項３）。また、付記項
３の頭部装着型映像表示装置において、前記左右接眼光
学系は、第３の面を透過した光が第１面で全反射するよ
うに構成した接眼光学系としてもよい（付記項４）。ま
た、付記項１の頭部装着型映像表示装置において、前記
左右接眼光学系は、２つのプリズムおよびそれらの間の
半透過反射面から成り、少なくとも第２の面と半透過反
射面との間の光路が折り返し光路を形成するように構成
した接眼光学系としてもよい（付記項５）。

【００４７】また、付記項１、２、３、４または５の頭
部装着型映像表示装置において、前記左右接眼光学系の
角の内、少なくとも装着時に観察者の鼻側に位置する角
を面取りするようにしてもよい（付記項６）。また、付
記項１、２、３、４または５の頭部装着型映像表示装置
において、前記左右接眼光学系の角の内、装着時に観察
者の鼻側に位置する角およびそれと対抗する角を面取り
するようにしてもよい（付記項７）。また、付記項１、
２、３、４または５の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記左右接眼光学系の角の内、装着時に観察者の眼
球側に位置する上下左右の角を面取りするようにしても
よい（付記項８）。また、付記項１、２、３、４、５、
６、７または８の頭部装着型映像表示装置において、前
記面取りを前記第１の面の観察者の視軸よりも下に位置
する範囲で形成するようにしてもよい（付記項９）。ま
た、付記項９の頭部装着型映像表示装置において、前記
面取りを前記第１の面の高さ方向の下から１／３の範囲
で形成するようにしてもよい（付記項１０）。

【００４８】また、付記項１または５の頭部装着型映像
表示装置において、前記左右接眼光学系を夫々２つの光
学部材で構成し、少なくとも一方の光学部材の映像観察
光が通過しない部分に寸法管理の基準面となる２つの平
面を設けたことを特徴とする頭部装着型映像表示装置と
してもよい（付記項１１）。また、付記項１１の頭部装
着型映像表示装置において、前記２つの平面が治具用の
面であるようにしてもよい（付記項１２）。また、付記
項１１の頭部装着型映像表示装置において、前記第１、
第２および第３の面の各々にほぼ垂直な面を有する前記
接眼光学系の側端面に突起状の耳部を設け、該耳部に前
記２つの平面を設けるようにしてもよい（付記項１
３）。また、付記項１１の頭部装着型映像表示装置にお
いて、前記第３の面が映像表示素子側に凹面を向けた曲
面を有し、該曲面の周辺に前記２つの平面の一方を設
け、前記第２の面に前記２つの平面の他方を設けるよう
にしてもよい（付記項１４）。

【００４９】また、左眼用映像を表示する左映像表示素
子と、該左映像表示素子からの左眼用映像を観察者の左
眼球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を表示する右
映像表示素子と、該右映像表示素子からの右眼用映像を
観察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前記左映像表
示素子および左接眼光学系に対し前記右映像表示素子お
よび右接眼光学系を所定の間隔で支持する位置決め手段
とを有し、前記左右接眼光学系は夫々、前記左右眼球に
対向する面であって透過作用を有する第１の面と、反射
作用を有し裏面反射鏡より成る第２の面と、前記左右映
像表示素子に対向する面であって透過作用を有する第３
の面との少なくとも３つの光学面を有するとともにプラ
スチック一体成型により製作される頭部装着型映像表示
装置において、前記左右接眼光学系の一部に抜け勾配を
設けたことを特徴とする頭部装着型映像表示装置として
もよい（付記項１５）。

【００５０】また、付記項２、３または４の頭部装着型
映像表示装置において、前記左右接眼光学系の一部に抜
け勾配を設けたことを特徴とする頭部装着型映像表示装
置としてもよい（付記項１６）。また、付記項１５また
は１６の頭部装着型映像表示装置において、前記抜け勾
配を、前記第１、第２および第３の面の各々にほぼ垂直
な面を有する前記接眼光学系の側端面に設けるようにし
てもよい（付記項１７）。

【００５１】また、左眼用映像を表示する左映像表示素
子と、該左映像表示素子からの左眼用映像を観察者の左
眼球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を表示する右
映像表示素子と、該右映像表示素子からの右眼用映像を
観察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前記左映像表
示素子および左接眼光学系に対し前記右映像表示素子お
よび右接眼光学系を所定の間隔で支持する位置決め手段
とを有し、前記左右接眼光学系は夫々、前記左右眼球に
対向する面であって透過作用を有する第１の面と、反射
作用を有し裏面反射鏡より成る第２の面と、前記左右映
像表示素子に対向する面であって透過作用を有する第３
の面との少なくとも３つの光学面を有するとともにプラ
スチック一体成型により製作される頭部装着型映像表示
装置において、プラスチック一体成型用の突き出し部を
設けるようにしてもよい（付記項１８）。

【００５２】また、付記項２、３、または４の頭部装着
型映像表示装置において、プラスチック一体成型用の突
き出し部を設けるようにしてもよい（付記項１９）。ま
た、付記項１８または１９の頭部装着型映像表示装置に
おいて、前記突き出し部を、前記第１、第２および第３
の面の各々にほぼ垂直な面を有する前記接眼光学系の側
端面に設けるようにしてもよい（付記項２０）。また、
付記項１８または１９の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記突き出し部を、前記接眼光学系の第１、第２お
よび第３の面の少なくとも１つの端部に設けるようにし
てもよい（付記項２１）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の頭部装着型映像表示装
置を装着した状態を示す斜視図である。

【図２】第１実施形態の表示装置本体内部の光学系の構
成を示す図である。

【図３】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形態の接眼光
学系の斜視図およびその矢視Ｂ図である。

【図４】第１実施形態の映像表示素子および接眼光学系
を含む部分の全体配置を示す図である。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１実施形態の接眼
光学系に設ける面取りを示す概略図である。

【図６】第１実施形態の接眼光学系の第１プリズムの裏
面反射鏡を形成した面を見上げた状態を概略的に示す図
である。

【図７】第１実施形態の接眼光学系に設けた寸法管理用
の平面を示す図である。

【図８】第１実施形態の接眼光学系を接合用の治具に納
めた状態を示す図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形態の接眼光
学系を接合用の治具に納めた状態を示す図およびそのＣ
Ｃ断面図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形態の接眼
光学系に設けた接合用の平面を示す図である。

【図１１】本発明の第２実施形態の頭部装着型映像表示
装置の表示装置本体内部の光学系の構成を示す図であ
る。

【図１２】第２実施形態の接眼光学系の斜視図である。

【図１３】（ａ），（ｂ）は第２実施形態の接眼光学系
に設ける面取りを示す概略図である。

【図１４】（ａ），（ｂ）は夫々、本発明の第２実施形
態の頭部装着型映像表示装置の接眼光学系の他の構成を
示す側面図および斜視図である。

【図１５】（ａ），（ｂ）は夫々、本発明の第２実施形
態の頭部装着型映像表示装置の接眼光学系のさらに他の
構成を示す側面図および斜視図である。

【符号の説明】

１０ 表示装置本体 ２０，４０ 接眼光学系 ２１Ｌ 観察者の左眼球 ２１Ｒ 観察者の右眼球 ２２ 第１プリズム ２２ａ，４０ａ 第１の面 ２２ｂ，４０ｂ 第２の面 ２３ 第２プリズム ２３ａ，４０ｃ 第３の面 ２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 平面 ２４ ハーフミラー ２５ 映像表示素子（ＬＣＤ） ２６，４１ 面取り ２８，３０ 治具 ２９−１，２９−２，４４ 耳部 ４２ 抜け勾配 ４３ 突き出し部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左眼用映像を表示する左映像表示素子
   と、該左映像表示素子からの左眼用映像を観察者の左眼
   球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を表示する右映
   像表示素子と、該右映像表示素子からの右眼用映像を観
   察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前記左映像表示
   素子および左接眼光学系に対し前記右映像表示素子およ
   び右接眼光学系を所定の間隔で支持する位置決め手段と
   を有する頭部装着型映像表示装置において、 前記左右接眼光学系の角の内、少なくとも装着時に観察
   者の鼻側に位置する角を面取りしたことを特徴とする頭
   部装着型映像表示装置。
2. 【請求項２】 左眼用映像を表示する左映像表示素子
   と、該左映像表示素子からの左眼用映像を観察者の左眼
   球内に導く左接眼光学系と、右眼用映像を表示する右映
   像表示素子と、該右映像表示素子からの右眼用映像を観
   察者の右眼球内に導く右接眼光学系と、前記左映像表示
   素子および左接眼光学系に対し前記右映像表示素子およ
   び右接眼光学系を所定の間隔で支持する位置決め手段と
   を有する頭部装着型映像表示装置において、 前記左右接眼光学系を夫々２つの光学部材で構成し、少
   なくとも一方の光学部材の映像観察光が通過しない部分
   に寸法管理の基準面となる２つの平面を設けたことを特
   徴とする頭部装着型映像表示装置。