JPH09152563A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察者に装着される表示装置であって、画像
表示光を観察者に導く光学素子の位置決めの狂いを煩雑
な操作を要することなく防止でき、また、その光学素子
が表示解除時に損傷するのを防止できるものを提供す
る。 【解決手段】 画像表示器２の表示光出射面３５ａに対
向する光路変更面を有する光学素子１０を、保持部材９
により保持する。その保持部材９は、その保持部材９の
表示器２からの張出し方向への移動により、その光学素
子１０は画像の表示位置に配置され、その保持部材９の
表示器２への引込み方向への移動により、その光学素子
１０は画像の表示解除位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の頭部等に
装着される表示装置に関し、例えば、作業支援用情報等
を表示し、その情報に基づき作業を行う場合に利用する
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】観察者の頭頂部や顔面等の頸部から上方
に装着される頭部装着型表示装置として、画像表示光の
出射面を有する画像表示器と、その表示光出射面に対向
する反射面を有するミラーとを備え、その反射面におけ
る光路変更により画像表示光をコリメートして観察者の
視野に導くものが用いられている。

【０００３】そのような表示装置において、提供される
表示情報を必要としない場合、その表示やミラーが作業
等の邪魔にならないように、そのミラーを観察者の視野
外に変位させることが行なわれている。そのため、その
表示器に対してミラーのみを回転可能に取り付け、その
回転によりミラーを観察者の視野内と視野外との間で変
位させたり、その表示器に対して回転可能に取り付けら
れたアームにミラーを取り付け、そのアームの回転によ
りミラーを観察者の視野内と視野外との間で変位させて
いた。

【０００４】また、画像表示器の駆動用の電力は、コン
セントからケーブルを介して供給していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのミラーのみを回転
により変位させる場合、そのミラーの表示器からの距離
は観察者の視野外においても視野内においても殆ど変化
せず、常に表示器から外方に張り出す。そのため、その
ミラーが観察者の視野外にあって視認できない場合に、
周囲の障害物に衝突して損傷し易くなる。

【０００６】そのミラーをアームの回転により変位させ
る場合、そのアームの回転半径と重量が大きいため、観
察者が頭等を動かす際にミラーに作用する慣性モーメン
トにより、そのミラーを変位させようとする大きな力が
生じる。そのため、観察者の視野内におけるミラーの位
置決めに狂いが生じ易く、画像を適正に視認できなくな
る。その防止のためにミラーの位置決めを堅固に行なえ
るロック機構が必要になるが、そのようなロック機構は
構造が複雑で煩わしい操作が必要になる。

【０００７】その画像表示器の駆動用電力をコンセント
からケーブルを介して供給する場合、観察者の行動範囲
が電源ケーブルの長さの範囲に限定されてしまう。

【０００８】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。

【０００９】

【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、画像表示光の出射面を有する
画像表示器と、その表示光出射面に対向する光路変更面
を有する光学素子と、その光学素子の保持部材とを備
え、その保持部材は、表示器からの張出し方向と表示器
への引込み方向とに往復移動可能とされ、その保持部材
の張出し方向への移動により、その光学素子は画像の表
示位置に配置され、その保持部材の引込み方向への移動
により、その光学素子は画像の表示解除位置に配置され
ることを特徴とする。

【００１０】本発明の構成によれば、光学素子が観察者
の視野外の表示解除位置にあって視認できない場合、そ
の光学素子は観察者に接近して配置されるので、周囲の
障害物に衝突し難くなり、損傷を防止できる。なお、光
学素子が表示解除位置にある場合、完全に観察者の視野
外にある必要はなく、実質的に表示が作業等の邪魔にな
らない程度に視野外にあれば足りるので、光学素子の一
部が視野内にあってもよい。

【００１１】また、その保持部材が表示器からの張出し
方向と引込み方向とに移動することで光学素子は変位す
るので、観察者が頭等を動かす際に光学素子に慣性モー
メントが作用しても、その光学素子を変位させる大きな
力が生じることはない。これにより、観察者の視野内に
おける光学素子の位置決めの狂いは生じ難く、画像を適
正に視認できる。また、その光学素子の位置決めを堅固
に行なう必要はないので、構造が複雑で煩わしい操作が
必要なロック機構を設ける必要はなく、簡単なロック手
段で対応できる。

【００１２】本発明の表示装置において、観察者により
携帯可能な画像表示器駆動用バッテリーと、そのバッテ
リーから画像表示光の光源への電力供給路を、前記保持
部材の張出し方向への移動により接続すると共に引込み
方向への移動により遮断する手段とを備えるのが好まし
い。

【００１３】画像表示器の駆動用電力を観察者により携
帯可能なバッテリーから供給することで、電力供給用ケ
ーブルは不要になり、観察者の行動範囲が制限されるこ
とはない。また、そのバッテリーから画像表示光の光源
への電力供給路を保持部材の移動により接続、遮断する
ことで、表示画像を視認しない場合は省電力化を図って
バッテリー寿命を延ばすことができ、また、その接続、
遮断のための操作を別途行なう必要がなく操作性を向上
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１実施形態について説明する。

【００１５】図１、図２に示す頭部装着型表示装置１は
片眼視用であって、画像表示器２と、その表示器２を保
持する頭部装着用保持部３とを備える。

【００１６】その保持部３は、観察者Ａの頭部に取り外
し可能に取り付けられるもので、頭部の外周に嵌め合わ
される環状部３ａと、この環状部３ａの前部内面に取り
付けられるパッド３ｂと、その環状部３ａの後部に取り
付けられる長さ調整機構３ｃとを有し、その長さ調整機
構３ｃの調節ネジ３ｃ′の回転により環状部３ａの周方
向寸法が調整可能とされている。

【００１７】その表示器２は、上記環状部３ａの前部に
連結されるハウジング２１と、このハウジング２１と上
記長さ調整機構３ｃとを連結するバンド４と、このバン
ド４の長さ調整機構５とを有し、そのハウジング２１と
バンド４は頭頂部に沿うものとされ、その長さ調整機構
５の調節ネジ５′の回転によりバンド４の長さが調整可
能とされている。

【００１８】その表示器２のハウジング２１は、略直方
体形状の前部２１ａと、この前部２１ａの後面上部から
後方に延びる後部２１ｂとを有する。そのハウジング２
１に、図３に示すように、表示ユニット２ａが内蔵され
ている。その表示ユニット２ａは、反射鏡付ハロゲンラ
ンプにより構成される画像表示光の光源用バックライト
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
とを有する。その液晶パネル３５の前面が、観察者Ａの
目Ｅの上方においてハウジング２１の前部開口から露出
する画像表示光出射面３５ａとされている。なお、その
調光用電圧調整器３３と液晶パネル３５は、下記の信号
処理部８を介して電源に接続される。

【００１９】その表示ユニット２ａは、図２に示すよう
にハウジング２１の後端に取り付けられたコネクタ６と
ケーブル７を介し、観察者Ａにより携帯可能な外部の信
号処理部８に接続される。図３に示すように、その信号
処理部８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に接続される観察者Ａにより携帯可能な携帯
可能なモデム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、制御回路４１から
送られる画像信号を液晶パネル３５の駆動用信号に変換
する画像出力インターフェイス４９と、その駆動用信号
により液晶パネル３５を駆動するドライバ４０とにより
構成される。

【００２０】図１、図２に示すように、表示器２のハウ
ジング２１に光学素子保持部材９が取り付けられてい
る。その保持部材９は、ハウジング２１の上面に相対向
する上壁部９ａと、ハウジング２１の両側面に相対向す
る側壁部９ｂと、表示光出射面３５ａに相対向するミラ
ー保持部９ｃとを有し、そのミラー保持部９ｃの後面に
ミラー（光学素子）１０が固定されている。そのミラー
１０の後面が、表示光出射面３５ａに対向する画像表示
光反射面（光路変更面）とされている。

【００２１】そのハウジング２１の両側面に前後方向に
沿う案内溝２１ｃが形成され、その案内溝２１ｃに前後
にスライド可能に嵌まり込むレール９ｂ′が保持部材９
の両側壁部９ｂの内面に形成されている。これにより、
保持部材９は前方に向かう表示器２からの張出し方向
と、後方に向かう表示器２への引込み方向とに往復移動
可能とされている。

【００２２】図１、図２において実線で示すように、そ
の保持部材９が張出し方向へ移動することで、そのミラ
ー１０は観察者Ａの視野に画像表示光を導く表示位置に
位置決めされる。この表示位置への位置決めのため、そ
の保持部材９の両側壁部９ｂの後部下端に、表示器２の
ハウジング２１の前部２１ａの後面に対向するストッパ
ー９ｂ″が設けられている。そのストッパー９ｂ″がハ
ウジング２１の前部２１ａの後面に接することで、ミラ
ー１０は表示位置に位置決めされる。この位置決めのロ
ックは、上記案内溝２１ｃとレール９ｂ′との間の摩擦
力により行なわれる。なお、そのミラー１０の反射面
は、観察者Ａの目Ｅに入射する画像表示光を表示位置に
おいてコリメートできるように湾曲されている。この表
示位置におけるミラー１０の反射面と表示光出射面３５
ａとの間の上方は保持部材９により覆われる。これによ
り、保持部材９は、そのミラー１０の反射面と表示光出
射面３５ａとの間の上方から観察者Ａの目Ｅに入る外光
を遮光する機能を奏する。

【００２３】図１、図２において２点鎖線で示すよう
に、その保持部材９が引込み方向へ移動することで、そ
のミラー１０は観察者Ａに接近して観察者Ａの視野外の
表示解除位置に位置決めされる。この表示解除位置への
位置決めは、保持部材９の内面が表示器２のハウジング
２１の前端面に接することでなされる。この位置決めの
ロックのため、図２に示すように、ハウジング２１の前
部２１ａの下端面から前方に延びる突起１１が設けられ
ている。その突起１１の前部は上方に向かうに従い後方
に向かう斜面とされ、その斜面を介して突起１１が保持
解除位置の保持部材９の下端面により弾性的に押し下げ
られ、その弾力により保持部材９は表示解除位置にロッ
クされる。その表示解除位置におけるミラー１０の反射
面は表示光出射面３５ａに覆われる。

【００２４】図４の（１）は、そのミラー１０が表示位
置にある場合に、観察者Ａ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野領域と、その視野領
域における画像配置領域４６″とを示す。この図示の例
では、その表示画像により倉庫５５からの出庫作業を行
なう製品４６に関する情報を、観察者Ａの視野内に表示
する。この状態からミラー１０を表示解除位置に変位さ
せると、図４の（２）に示すように、その画像配置領域
４６″は観察者Ａの視野外に配置される。

【００２５】上記構成によれば、そのミラー１０が観察
者Ａの視野外の表示解除位置にあって視認できない場合
は、そのミラー１０は観察者Ａに接近して配置されるの
で、周囲の障害物に衝突し難くなり、損傷を防止でき
る。

【００２６】また、その保持部材９が表示器２からの張
出し方向と引込み方向とに移動することでミラー１０は
変位するので、観察者Ａが頭等を動かす際にミラー１０
に慣性モーメントが作用しても、そのミラー１０を変位
させる大きな力が生じることはない。これにより、観察
者Ａの視野内におけるミラー１０の位置決めの狂いは生
じ難く、画像を適正に視認できる。また、そのミラー１
０の位置決めを堅固に行なう必要はないので、構造が複
雑で煩わしい操作が必要なロック機構を設ける必要はな
く、上記のような摩擦力や弾力を利用した簡単なロック
手段で対応できる。

【００２７】また、表示解除位置におけるミラー１０の
反射面は表示光出射面３５ａに覆われるので、その反射
面に傷や汚れが付くのを防止できる。

【００２８】さらに、保持部材９は画像表示光以外の外
光が観察者Ａの目Ｅに入るのを防止するので、遮光部材
を別途設ける必要がなく、部品点数や工数が増加するこ
とがなく、また、ミラー１０が変位の際に遮光部材と干
渉するといった問題が生じることもない。

【００２９】以下、図５、図６を参照して本発明の第２
実施形態の頭部装着型表示装置１０１を説明する。な
お、第１実施形態と同様部分は同一符号で示し、相違点
を説明する。

【００３０】第２実施形態の頭部装着型表示装置１０１
は、画像表示器１０２と、その表示器１０２を保持する
頭部装着用保持部１０３とを備える。

【００３１】その保持部１０３は、観察者の頭部に取り
外し可能に取り付けられるもので、観察者の頭頂部の外
周に嵌め合わされる環状部１０３ａと、観察者の顎に引
っ掛けられるベルト１０３ｂとを有し、そのベルト１０
３ｂは環状部１０３ａに着脱可能とされている。

【００３２】その表示器１０２は、上記環状部１０３ａ
の前後部に連結されるハウジング１２１を有し、そのハ
ウジング１２１は観察者の頭頂部に沿うものとされてい
る。このハウジング１２１に、図６に示すように、第１
実施形態と同様の表示ユニット２ａが内蔵され、その表
示ユニット２ａはハウジング１２１の後端に取り付けら
れたコネクタ６とケーブル７を介し、第１実施形態と同
様の信号処理部８に接続され、その信号処理部８は、第
１実施形態と同様にモデム１８ａ、５を介しホストコン
ピュータ４に接続される。

【００３３】その信号処理部８に、観察者により携帯可
能な画像表示器駆動用バッテリー１０５が接続され、そ
の表示ユニット２ａの調光用電圧調整器３３とコネクタ
６との間に、そのバッテリー１０５からバックライト３
２への電力供給路の開閉用スイッチ１０４が設けられて
いる。

【００３４】図５に示すように、そのハウジング１２１
に光学素子保持部材１０９が取り付けられている。その
保持部材１０９は、表示ユニット２ａの表示光出射面３
５ａに相対向するミラー保持部１０９ａと、そのミラー
保持部１０９ａから後方に延びる複数のガイドロッド１
０９ｂとを有する。そのミラー保持部１０９ａの後面
に、第１実施形態と同様のミラー（光学素子）１０が固
定され、そのミラー１０の後面が表示光出射面３５ａに
対向する画像表示光反射面（光路変更面）とされてい
る。

【００３５】そのガイドロッド１０９ｂは、ハウジング
１２１に形成されたガイド孔１２１ａに、前後にスライ
ド可能に挿入され、これにより保持部材１０９は、前方
に向かう表示器１０２からの張出し方向と、後方に向か
う表示器１０２への引込み方向とに往復移動可能とされ
ている。

【００３６】図５において実線で示すように、その保持
部材１０９が張出し方向へ移動することで、そのミラー
１０は観察者の視野に画像表示光を導く表示位置に位置
決めされる。この表示位置への位置決めのため、そのガ
イドロッド１０９ｂの端部は大径の抜け止め部（図示省
略）とされ、その抜け止め部がハウジング１２１内に設
けられた規制部（図示省略）に接することで、ミラー１
０は表示位置に位置決めされる。この位置決めのロック
は、そのガイドロッド１０９ｂとガイド孔１２１ａとの
間の摩擦力により行なわれる。

【００３７】図５において２点鎖線で示すように、その
保持部材１０９が引込み方向へ移動することで、そのミ
ラー１０は観察者に接近して観察者の視野外の表示解除
位置に位置決めされ、この表示解除位置におけるミラー
１０の反射面は表示光出射面３５ａに覆われる。この表
示解除位置への位置決めは、ミラー保持部１０９ａの後
面がハウジング１２１の前端面に接することでなされ
る。この位置決めのロックは、例えば第１実施形態と同
様のロック機構や、ガイドロッド１０９ｂとガイド孔１
２１ａとの間の摩擦力により行なわれる。

【００３８】そのガイドロッド１０９ｂと上記開閉用ス
イッチ１０４は、図６において実線で示すように保持部
材１０９の張出し方向への移動により離反し、図６にお
いて２点鎖線で示すように保持部材１０９の引込み方向
への移動により接するものとされ、これにより、その開
閉用スイッチ１０４の接点はガイドロッド１０９ｂによ
り開閉される。すなわち、その保持部材１０９の張出し
方向への移動により、上記バックライト３２への電力供
給路は接続され、バックライト３２は点灯する。また、
その保持部材１０９の引込み方向への移動により、その
電力供給路は遮断され、バックライト３２は消灯する。

【００３９】上記第２実施形態の他の構成は第１実施形
態と同様とされる。この第２実施形態によれば、第１実
施形態と同様に、保持部材１０９の張出し方向への移動
により画像配置領域を観察者の視野内に配置し、引込み
方向への移動により画像配置領域を観察者の視野外に配
置する。また、ミラー１０が観察者の視野外の表示解除
位置にあって視認できない場合は、そのミラー１０は観
察者に接近して配置されるので、周囲の障害物に衝突し
難くなり、損傷を防止できる。また、その保持部材１０
９が表示器１０２からの張出し方向と引込み方向とに移
動することでミラー１０は変位するので、観察者が頭等
を動かす際にミラー１０に慣性モーメントが作用して
も、そのミラー１０を変位させる大きな力が生じること
はない。これにより、観察者の視野内におけるミラー１
０の位置決めの狂いは生じ難く、画像を適正に視認でき
る。また、そのミラー１０の位置決めを堅固に行なう必
要はないので、構造が複雑で煩わしい操作が必要なロッ
ク機構を設ける必要はなく、簡単なロック手段で対応で
きる。また、表示解除位置におけるミラー１０の反射面
は表示光出射面３５ａに覆われるので、その反射面に傷
や汚れが付くのを防止できる。

【００４０】さらに、第２実施形態によれば、画像表示
器１０２の駆動用電力を観察者により携帯可能なバッテ
リー１０５から供給することで、電力供給用ケーブルは
不要になり、観察者の行動範囲が制限されることはな
い。また、そのバッテリー１０５から画像表示光の光源
となるバックライト３２への電力供給路を、保持部材１
０９の移動により接続、遮断することで、表示画像を視
認しない場合は省電力化を図ってバッテリー寿命を延ば
すことができ、また、その接続、遮断のための操作を別
途行なう必要がなく操作性を向上することができる。

【００４１】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、ミラー１０に代えて表示光を回折させる回
折面を光路変更面とする光学素子を用いてもよい。ま
た、観察者が表示画像を視認できる位置を微調整できる
ように、ミラー１０の保持部材９、１０９を可動とする
機構を設けてもよい。また、液晶パネルに代えて小型Ｃ
ＲＴ等を用いたり、バックライトとして冷陰極管やＬＥ
Ｄ等を用いてもよい。また、画像情報のみでなく、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、表示装置を観察者の顔面に装着した
り、ヘルメットや帽子等を介し観察者の頭部に装着して
もよい。また、表示装置を頭部だけでなく、腕等の他の
部位にも装着可能としてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明の表示装置によれば、画像表示光
を観察者に導く光学素子の位置決めの狂いを煩雑な操作
を要することなく防止でき、また、その光学素子が表示
解除時に損傷するのを防止できる。また、操作性を悪化
させることなく電源用バッテリーの省電力化を図り、観
察者の行動範囲を広げることができる。

【００４３】

【本発明の実施態様】本発明の表示装置において、その
表示解除位置における光路変更面は表示光出射面に覆わ
れるのが好ましい。これにより、光学素子が表示解除位
置にある時に、その光路変更面に傷や汚れが付くのを防
止できる。

【００４４】本発明の表示装置において、その表示光出
射面は観察者の目の上方に配置され、その保持部材は、
表示位置における光路変更面と表示光出射面との間の上
方を覆うことで、その間の上方から観察者の目に入る外
光を遮光する機能を有するのが好ましい。これにより、
画像表示光以外の外光が観察者の目に入るのを防止する
場合に、遮光部材を別途設ける必要がなく、部品点数や
工数が増加することがなく、また、光学素子が変位の際
に遮光部材と干渉するといった問題が生じることもな
い。

【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表示装置の
斜視図

【図２】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の
側面図

【図３】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の
構成説明図

【図４】本発明の第１実施形態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２実施形態の頭部装着型表示装置の
斜視図

【図６】本発明の第２実施形態の頭部装着型表示装置の
構成説明図

【符号の説明】

１、１０１ 表示装置 ２、１０２ 表示器 ９、１０９ 保持部材 １０ ミラー ３５ａ 表示光出射面 １０４ スイッチ １０５ バッテリー Ａ 観察者

Claims (2)

【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、 画像表示光の出射面を有する画像表示器と、 その表示光出射面に対向する光路変更面を有する光学素
   子と、 その光学素子の保持部材とを備え、 その保持部材は、表示器からの張出し方向と表示器への
   引込み方向とに往復移動可能とされ、 その保持部材の張出し方向への移動により、その光学素
   子は画像の表示位置に配置され、 その保持部材の引込み方向への移動により、その光学素
   子は画像の表示解除位置に配置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】 その観察者により携帯可能な画像表示器
   駆動用バッテリーと、 そのバッテリーから画像表示光の光源への電力供給路
   を、前記保持部材の張出し方向への移動により接続する
   と共に引込み方向への移動により遮断する手段とを備え
   る請求項１に記載の頭部装着型表示装置。