JPH095666A

JPH095666A - 頭部装着型映像表示装置

Info

Publication number: JPH095666A
Application number: JP14904495A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Kobayashi; 裕昌小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】装置装着者が直接装置に手を触れることな
く、映像観察状態と外界像観察状態とを容易に切替える
ことができる頭部装着型映像表示装置を提供する。【構成】本発明の頭部装着型映像表示装置は、装置本
体１の前面に、外界像を観察できるようにするための透
明窓２ａ，２ｂが設けられており、装置本体１の内部に
は外界像と映像とを切替えて観察ができる光学系が１組
内臓されている。そして、本発明の装置では、装置本体
１の側面に設けられた赤外線センサ６付近に装置装着者
が手を近づけることにより、外界像と映像との切替えが
できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人の頭部に着脱自在に
装着保持させて使用し、装着者の眼球内の網膜上に直接
観察画像を拡大投影するようにした頭部装着型映像表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、この種、頭部装着型映像表示
装置（以下、ＨＭＤと称する）本体に内臓されている映
像及び外界像を観察するための光学系の構成を示す側面
側から見た断面図である。同図に示す光学系１００は、
映像表示素子１０１に表示される映像を観察する場合に
は、まず、液晶シャッタ１０２が遮光状態に設定され
る。そして、映像表示素子１０１に表示された映像光は
ハーフミラー１０３を透過し凹面鏡１０４で反射され、
再度ハーフミラー１０３により反射され眼球１０５に導
かれる。一方、外界像を観察する場合には、映像表示素
子１０１はＯＦＦ状態に、液晶シャッタ１０２は光透過
状態に設定される。そして、外界光が、液晶シャッタ１
０２，ハーフミラー１０３を夫々透過して、眼球１０５
に導かれる。ＨＭＤでは、このような光学系１００がＨ
ＭＤ本体に１組内臓されて、映像又は外界像を観察でき
るようになっている。

【０００３】ところで、上記のようなＨＭＤにおいて、
映像又は外界像の観察状態を切換える際には、例えば、
図２０に示すような、装置本体に設けられたボタンスイ
ッチ１１１を用いて行われる。同図は、特開平２−２８
１８９１号公報に開示された従来のＨＭＤの正面図であ
るが、この装置では、映像観察状態から外界像を観察す
るためのシースルー状態へ切替え得るＨＭＤに搭載され
たシースルー機構において、シースルー状態への切替え
を装置正面の上部分に設けられたボタンスイッチ１１１
を操作して行っている。更に、このような切替え手段と
しては、上記装置とは別に、図２１に示す装置がある。
この装置は、シースルースイッチ１１２がＨＭＤ本体の
側面に設けられているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
ＨＭＤでは、ＨＭＤ装着者が装着した状態のまま指だけ
でボタンスイッチ１１１或いはシースルースイッチ１１
２の位置を捜し出しそれを操作することは、容易ではな
く、ある程度の時間を要することになる。従って、何ら
かの理由により、咄嗟に画像をシースルー状態へ切替え
る必要が生じた場合等に、速やかな対処ができないとい
う問題が生じる。又、シースルー状態への切替えをリモ
コンスイッチにより行うようにしても、装着者はＨＭＤ
で目隠しされた状態で前記リモコンスイッチを探さねば
ならず、上記と同様の問題が生じる。

【０００５】特に、医療用として用いる場合には、衛生
面での留意が重要であり、直接ＨＭＤ装着者が手で装置
に触れるようなことは極力避けたい。しかしながら、医
療現場では、患者の様子や外界の状況も常に把握するこ
とが重要であり、映像観察状態から外界像観察状態への
切替えも比較的頻繁に行われるものである。

【０００６】そこで、直接装置に手を触れずにセンサを
用いて装置操作を行うＨＭＤが、実願平３−８０３８４
号公報により提案されている。しかし、このＨＭＤは、
装置の表示部の位置を検出する手段が備えらたものであ
って、あくまでも前記表示部の位置を検出することを目
的としたものであり、超音波発振器，電磁波発振器，超
音波マイク，電磁波検出回路，時間計測手段及び演算処
理手段からなり、前記表示部の検出方法と検出信号との
処理経路が異なっている。又、別の手段として、ＨＭＤ
本体内部に装着者の視線を検知する視線検出器を組み込
み、装着者の視線の方向によってシースルー状態へ装置
の切替えを行おうとすると、装置の大型化，重量化を招
き、装着感を劣化させる原因となり、好ましくない。

【０００７】そこで、上記のような従来技術の有する問
題点に鑑み、本発明は、装置装着者が直接装置に手を触
れることなく、映像観察状態と外界像観察状態とを容易
に切替えることができるＨＭＤ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】上記目的を達成するた
め、本発明によるＨＭＤは、装着時に装着者の視線を遮
る位置にあって前記装着者が外界を観察できる状態とで
きない状態とに切替える液晶シャッタと、赤外線投射装
置と、この装置から投射され障害物で反射された赤外線
を関知する赤外線センサと、この赤外線センサからの信
号に基づいて前記液晶シャッタが開閉するように前記液
晶シャッタを制御するための制御装置と、を備えたこと
を特徴としている。又、本発明のＨＭＤは、観察画面に
任意の機能を表示するサブ画面制御回路と、前記観察画
面上でカーソルを移動させるカーソル移動操作器と、前
記機能を選択するスイッチと、を備え、選択した前記機
能を前記観察画面上に表示するようにしたことを特徴と
する。更に、本発明のＨＭＤは、前記赤外線センサと近
接して配置された前記赤外線センサからの信号に基づい
て前記頭部装着型映像表示装置と前記障害物との距離を
測定する距離測定装置を備え、測定した距離の情報と予
め設定した情報とを比較しその結果に基づいて前記液晶
シャッタの開閉状態が決定されるようにしたことも特徴
としている。

【０００９】

【作用】本発明のＨＭＤは、上記のような特徴を備えて
いるため以下のような作用を有する。

【００１０】まず、外界像を観察する際に、ＨＭＤ装着
者は装置に備えられている赤外線センサの許容関知範囲
内に手を近づけると、前記赤外線センサのスイッチが作
動して液晶シャッタを外界光透過状態に設定し、外界像
の観察が可能になる。又、ＨＭＤ装着者が手を前記赤外
線センサの許容関知範囲内から遠ざければ、前記赤外線
センサのスイッチはＯＦＦ状態となり、前記液晶シャッ
タは外界光遮断状態になり、映像を観察できるようにな
る。このように、本発明のＨＭＤでは、装着者が直接手
を装置に触れることなく、外界像と映像との切換えが可
能になり、特に、かかるＨＭＤが外科手術等に用いられ
る場合のように、装着者が不潔領域に触れることが絶対
禁止されるような条件下において使用される等の場合
に、好適である。

【００１１】又、本発明のＨＭＤでは、上記液晶シャッ
タが外界光遮断状態において、上記サブ画面制御回路を
作動させ、任意のサブ画面をディスプレイ上に表示する
ことができる。その際、サブ画面上では、カーソル移動
操作器にリンクしてカーソルが移動し、装置が有する機
能を選択するための表示がなされる。そして、任意の機
能選択位置に前記カーソル移動操作器を作動させてカー
ソルを移動させ、カーソルの移動が完了した後、タッチ
スイッチをＯＮにすると、任意の機能、例えば情報処理
回路から提供される外部情報を表示することができるよ
うになる。

【００１２】更に、本発明のＨＭＤでは、前記赤外線セ
ンサと近接して配置された前記赤外線センサからの信号
に基づいて前記頭部装着型映像表示装置と前記障害物と
の距離を測定する距離測定装置を備え、測定した距離の
情報と予め設定した情報とを比較しその結果に基づいて
前記液晶シャッタの開閉状態が決定されるようになって
いるため、液晶シャッタの誤作動を防止できるという利
点がある。

【００１３】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。

【００１４】第１実施例図１は、本実施例にかかるＨＭＤを装着した状態を示し
ている。この図のように、本実施例のＨＭＤ本体１の前
面には、外界像を観察できるようにするための透明窓２
ａ，２ｂが設けられており、又、このＨＭＤ本体１に
は、先に図１９に基づき説明した光学系１００が１組内
臓されているため、外界像及び映像の観察が可能になっ
ている（これ以降説明する各実施例についても同様であ
る）。又、装置全体の重量を、内部に電装系を備えた頭
頂部フレーム３と、左右の耳の後方で頭部を押さえ付け
るように構成された板バネ部材４（右耳側のものは図示
せず）と、ＨＭＤ本体１の下部とにより支持している。
尚、本実施例のＨＭＤにおいて、映像観察と同時に、ヘ
ッドホン５（右耳の位置にも図示されていないヘッドホ
ンがある）によって音声も聴くことができるようになっ
ている。

【００１５】更に、ＨＭＤ本体１に内蔵された光学系１
００中の液晶シャッタ１０２への電流の通電，遮断を行
い、液晶シャッタ１０２のＯＮ，ＯＦＦ状態を制御し得
るスイッチ制御回路が、頭頂部フレーム３に内蔵されて
いる。更に、ＨＭＤ本体１の側面には、前記スイッチ制
御回路を駆動させるための赤外線センサ６が設けられて
いる。本実施例のＨＭＤでは、通常装着者は、映像表示
素子に映し出された映像を観察することになるが、赤外
線センサ６付近に手を近づけることにより、前記スイッ
チ制御回路を駆動させ、液晶シャッタ１０２をＯＦＦ状
態に設定し、外界像を観察できるようになる。但し、赤
外線センサ６の関知距離は１０ｃｍ以内であるように設
定されている。従って、本実施例のＨＭＤによれば、装
着者は直接ＨＭＤに手を触れることなく、映像観察状態
と外界像観察状態との切替えが可能になり、特にかかる
ＨＭＤを手術時に使用する場合に、装着者の手を清潔に
保つことができ、好都合である。又、赤外線センサ６の
関知距離は１０ｃｍ以内であるため、誤作動を回避する
ことができる。

【００１６】第２実施例本実施例にかかるＨＭＤは、前述した第１実施例のもの
とほぼ同様に構成されているが、ただ液晶シャッタへの
電流の通電，遮断を行い、液晶シャッタのＯＮ，ＯＦＦ
状態を制御し得るスイッチ制御回路に減衰回路（図示せ
ず）が接続されている点のみ異なる。この減衰回路の動
作を図２（ａ）に基づき説明する。同図は前記液晶シャ
ッタに供給される電圧波形を示している。図１に示した
ＨＭＤにおいて、装着者が赤外線センサ６に手を近づけ
ると、赤外線センサ６はＯＮ状態となり、前記スイッチ
制御回路から液晶シャッタへこのシャッタを起動させる
に足る大きさの電圧が供給され、装着者は外界像を観察
できるようになる。そして、装着者が手を赤外線センサ
６から遠ざけると、赤外線センサ６はＯＦＦ状態となっ
て、前記減衰回路が起動し徐々に前記液晶シャッタへ供
給される電圧の大きさが下がり、徐々に外界像が見えな
くなる。

【００１７】前記減衰回路はＨＭＤ装着者の誤操作を回
避するために設けられたものである。このため、図２
（ａ）に示したように、赤外線センサ６がＯＦＦ状態と
なった後も、前記液晶シャッタへ供給される電圧が直ち
に低下しないようになっている。即ち、図２（ｂ）に示
すように、万一ＨＭＤ装着者が一度外界像観察状態に設
定した後、誤って手を赤外線センサ６から遠ざけてしま
った場合（点Ａの位置）にも、前記減衰回路の働きによ
り、液晶シャッタへ供給される電圧が直ちに低下しない
ようになっており、その電圧が外界像観察限界値に下が
るまでに、再度装着者が手を赤外線センサ６に近づける
ことにより、外界像を観察し続けることが可能になる。
更に、ＨＭＤ使用時に、映像観察状態から外界像観察状
態への急な切替わりには危険が伴う。よって、これを回
避し得る本実施例のＨＭＤは有利である。

【００１８】第３実施例図３は本実施例にかかるＨＭＤを装着した状態を示す図
である。本実施例のＨＭＤでは、ＨＭＤ本体１の側面に
トレーシングボール７及び圧力センサ８が設けられてい
る。図４は、トレーシングボール７及び圧力センサ８の
構成並びにそれらに接続されている回路の構成を示す図
である。トレーシングボール７には後述するカーソルの
位置を検出し得る位置検出機能が備えられており、検出
時の出力はトレーシングボール７に接続されているサブ
画面制御回路９へ送出されるようになっている。又、こ
のトレーシングボール７の周辺部に配置されている圧力
センサ８も同様にサブ画面制御回路９と接続されてい
る。更に、サブ画面制御回路９は、情報処理回路１０及
びＨＭＤの電装回路１１と接続され、これらの回路は全
て頭頂部フレーム３に内臓されている。

【００１９】情報処理回路１０はメモリを有しており、
このメモリに書き込まれている内容は、サブ画面制御回
路９を介してＨＭＤの電装回路１１へ送出され、ＨＭＤ
本体１に内臓された映像表示素子に表示されるようにな
っている。又、トレーシングボール７により位置が検出
されたカーソルも、同様に、サブ画面制御回路９を介し
てＨＭＤの電装回路１１へ送出され、ＨＭＤ本体１に内
臓された映像表示素子に表示されるようになっている。
図５は、ＨＭＤ本体１に内臓されている映像表示素子１
０１の表示状態を示す図である。ＨＭＤ装着者がトレー
シングボール７を動かすと、映像表示素子１０１に表示
されているカーソル１２もそれと同期して映像表示素子
１０１上を移動するようになっている。そして、ＨＭＤ
装着者がトレーシングボール７を動かして映像表示素子
１０１に表示されている任意の機能表示部１３の何れか
の位置にカーソル１２を合わせた後、圧力センサ８を押
すと、サブ画面制御回路９においてカーソル１２により
指定された機能を認識し、この機能を情報処理回路１０
に求める。そして、この情報処理回路１０から得られた
情報を、サブ画面制御回路９→ＨＭＤの電装回路１１→
映像表示素子１０１の順に送信し、前記選択された機能
が映像表示素子１０１上に表示されることになる。更
に、表示された情報が不要になった場合には、トレーシ
ングボール７を動かして映像表示素子１０１の機能表示
部１３の上部に表示されているＥＳＣ部にカーソル１２
を合わせ、圧力センサ８を押すことにより、前記情報の
表示は解除され、初期画面に戻すことができる。

【００２０】第４実施例図６は本実施例にかかるＨＭＤを装着した状態を示す図
である。本実施例のＨＭＤでは、ＨＭＤ本体１の側面に
静電容量センサ２０及び圧力センサ８が設けられてい
る。図７は、静電容量センサ２０及び圧力センサ８の構
成並びにそれらに接続されている回路の構成を示す図で
ある。この静電容量センサ２０は第３実施例に示したト
レーシングボール７と同様に前記カーソル１２の位置を
検出し得る位置検出機能を有しており、最終的には、第
３実施例のＨＭＤと同様にカーソル１２と同期してい
る。従って、ＨＭＤ装着者は指で静電容量センサ２０上
をなぞることにより、カーソル１２を移動させることが
できるようになっている。このように、本実施例のＨＭ
Ｄでは、第３実施例に示したＨＭＤに備えられているト
レーシングボール７に代えて、静電容量サンサ２０が設
けられていることが異なっているのみで、作用効果は全
く同様である。

【００２１】第５実施例図８は、本実施例にかかるＨＭＤの構成を示す斜視図で
ある。本実施例のＨＭＤ本体１の側面には、映像と外界
像との切替えを行う表示切替えスイッチ３１が備えられ
ている。又、ＨＭＤ本体１の前面の上部には、赤外線発
光部３２と赤外線受光部３３とが近接して設けられてい
る。即ち、ＨＭＤの外観を損なうことなくコンパクトな
構成になっている。そして、赤外線発光部３２から発せ
られる赤外線がＨＭＤの前方にある物体３４に当たり、
その反射光が赤外線受光部３３によって検出されるよう
になっている。即ち、図９に示すように、ＨＭＤ本体１
の赤外線発光部３２から発せられた赤外線が物体３４に
当たり、その反射光が赤外線受光部３３により受光され
ると、赤外線受光部３３から頭頂部フレーム３に内臓さ
れている液晶シャッタ制御回路へ検出信号が送られ、液
晶シャッタがＯＦＦの状態（外界光を透過できる状態）
に設定され、観察視野は図１０に示すようなスーパーイ
ンポーズ状態となる。但し、図１０において、４１は観
察視野を、４２は装置表示像を、４３は外界像を夫々示
している。尚、本実施例のＨＭＤでは、赤外線発光素子
３３から発せられる赤外線は、微弱なものであり、約５
０ｃｍ以上離れた所からの反射光は検出できないように
なっている。

【００２２】又、図１１は本実施例のＨＭＤを実際に装
着した状態を示しているが、このＨＭＤでは装着者がＨ
ＭＤ本体１の正面に手を翳すだけで、赤外線発光部３２
から発せられる赤外線を反射させて、観察視野をスーパ
ーインポーズ状態に切り換えることもできる。従って、
装着者はＨＭＤに直接手を触れることなく、スーパーイ
ンポーズ状態への切替えを行うことが可能になる。これ
は、特に医療分野に従事する人間にとって、衛生上大変
好ましい。尚、この場合には、ＨＭＤの誤作動を回避す
るために、前記赤外線を受光する赤外線受光部３３は１
０ｃｍ以内からの反射光のみを感知し得るように設定さ
れることが好ましい。図１２も本実施例のＨＭＤを装着
した状態を示したものであるが、通常は図示のように、
ＨＭＤ装着者は歩きながらの映像を観察中に物体３４に
近づいた場合、この物体３４との距離が５０ｃｍ未満に
なると、観察視野はスーパーインポーズ状態に設定さ
れ、装着者が物体３４と衝突するのを回避でき、安全で
ある。

【００２３】尚、本実施例のＨＭＤでは、前述のよう
に、ＨＭＤ本体１の側面に表示切替えスイッチ３１が備
えられ、このスイッチ３１によっても、観察視野をスー
パーインポーズ状態に設定することができるようになっ
ている。

【００２４】第６実施例図１３は本実施例にかかるＨＭＤの構成を示す斜視図で
ある。本実施例のＨＭＤ本体１の側面には、映像と外界
像との切換えを行う表示切替えスイッチ３１が備えられ
ている。又、ＨＭＤ本体１に設けられた額支持部１ａに
は、超音波発振部５１と超音波受信部５２とが備えられ
ている。この、超音波発振部５１から発せられた超音波
は、物体３４で反射された後、超音波受信部５２により
検出されることになる。このように、本実施例のＨＭＤ
は、第５実施例に示したＨＭＤの赤外線発光部３２及び
赤外線受光部３３とに代えて、超音波発振部５１及び超
音波受信部５２が設けられていることを除き、構成は全
く同じである。従って、本実施例のＨＭＤの有する効果
も、第５実施例のものと同様である。尚、本実施例にお
いて、超音波発振部５１及び超音波受信部５２に代え
て、超音波発振装置と超音波受信センサとが一体に構成
された素子を用いることも可能である。

【００２５】第７実施例本実施例にかかるＨＭＤは、第５，第６実施例に夫々示
したセンサを用いて観察像の切替えを行う際に、シース
ルー状態に設定するものである。従って、ＨＭＤの構成
は、図８又は図１３に示されているものとほぼ同様であ
り、頭頂部フレーム３の内部に後述する映像表示素子駆
動回路が設けられている点のみ異にする。以下、図１４
に基づき本実施例のＨＭＤの動作説明をする。

【００２６】本実施例のＨＭＤは、図１４に示すよう
に、赤外線発光部３２又は超音波発振部５１から発せら
れた赤外線又は超音波が物体３４に反射された後、赤外
線受光部３３又は超音波受信部５２により受光又は受信
される。そして、赤外線受光部３３又は超音波受信部５
２は検出信号を液晶シャッタ制御回路へ送信し、液晶シ
ャッタがＯＦＦ状態（外界像を透過できる状態）に設定
される。これと同時に、前記検出信号は映像表示素子駆
動回路へも送信され、映像信号がカットオフされて、映
像表示素子は非表示状態となる。このようにして、図１
５に示すように、観察視野４１は外界像４３のみのシー
スルー状態に設定される。尚、このＨＭＤにおいても、
ＨＭＤ本体１の側面に表示切替えスイッチ３１により、
映像表示状態と外界像観察状態との切替えが行えるよう
になっている。

【００２７】第８実施例図１６は本実施例にかかるＨＭＤの構成を示す斜視図で
ある。本実施例のＨＭＤ本体１の前面の上部には、赤外
線投射器６１と赤外線検出器６２とが近接して設けられ
ているため、ＨＭＤの外観を損なうことなくコンパクト
な構成になっている。又、図１７に示すように、赤外線
検出器６２はレンズ６２ａ，リニアセンサ６２ｂ及び図
示しない物体距離検出器から構成されている。そして、
赤外線投射器６１から発せられる赤外線がＨＭＤの前方
にある物体３４に当たり、その反射光が赤外線検出器６
２によって検出される。このとき、物体３４までの距離
ｄに基づいてリニアセンサ６２ｂ上の受光位置が変化
し、この位置の変化に基づいて前記物体距離検出器は前
記距離ｄの大きさを判断できるようになっている。

【００２８】即ち、図１８に示すように、ＨＭＤ本体１
の赤外線投射器６１から発せられた赤外線が物体３４に
当たり、その反射光が赤外線検出器６２により受光され
ると、赤外線検出器６２に内臓された物体距離検出器に
より物体３４までの距離ｄが検出される。例えば、距離
ｄが７０ｃｍ未満の場合には、赤外線検出器６２は検出
信号を頭頂部フレーム２に内臓されている液晶シャッタ
制御回路へ送信し、液晶シャッタはＯＦＦ状態（外界像
を透過できる状態）に設定される。これと同時に、前記
検出信号は頭頂部フレーム２に内臓されている液晶表示
素子駆動回路へも送信され、映像信号がカットオフされ
て、前記液晶表示素子は非表示状態となる。一方、前記
距離ｄが７０ｃｍ以上の場合には、前記検出信号は前記
液晶シャッタ制御回路及び映像表示素子駆動回路へは送
信されず、よって液晶シャッタはＯＮ状態（外界光遮光
状態）となり、前記映像表示素子には映像が表示され、
総じて観察視野は装置表示像観察状態となる。

【００２９】このようにして、本実施例のＨＭＤでは、
観察者が直接手をＨＭＤ本体１に触れずに、映像と外界
像との切替えを行うことができ、ＨＭＤを装着しながら
歩行した際に障害物との衝突を回避することが可能にな
る。又、物体までの距離ｄは任意に設定可能となってい
るため、作業の空間範囲や移動範囲，危険回避制限距離
等により赤外線検出器６２に内臓された物体距離検出器
が反応する値を任意に設定できるようになっている。
又、本実施例のＨＭＤにおいて、物体までの距離の測定
方法は、前述したような赤外線投射器６１及び赤外線検
出器６２に限定されるものではなく、電磁波や超音波等
を用いた様々な測定方法によっても、同様の効果を得る
ことは可能である。

【００３０】更に、本発明のＨＭＤでは、上記各実施例
に示したもの以外にも様々な変形例を構成することがで
きる。また、ＨＭＤ本体に備えられるセンサ等の位置も
上記各実施例において示した位置に限るものではなく、
用途によって、ＨＭＤ本体の左又は右側面や後頭部に前
記センサ等を設けても差し支えない。又、上記液晶シャ
ッタに電圧の印加時に閉じる性質のものを用いてもよ
い。

【００３１】以上説明したように、本発明によるＨＭＤ
は上記請求項１乃至３に記載の特徴に加えて、以下に示
すような特徴も合わせ備えている。

【００３２】（１）上記赤外線センサをＨＭＤ本体の側
面に配置したことを特徴とする請求項１に記載のＨＭ
Ｄ。

【００３３】（２）上記赤外線センサの感知距離が１０
ｃｍ以下であるようにしたことを特徴とする請求項１に
記載のＨＭＤ。

【００３４】（３）上記液晶シャッタを駆動する電圧を
徐々に変化させる減衰回路を備えたことを特徴とする請
求項１に記載のＨＭＤ。

【００３５】（４）上記赤外線投射器と上記赤外線セン
サとを近接させてＨＭＤ前面に配置したことを特徴とす
る請求項１に記載のＨＭＤ。

【００３６】（５）上記ＨＭＤ装着時の装着者の視線を
遮る位置にあって装着者が外界を観察できる状態とでき
ない状態とを切替える液晶シャッタと、超音波発振装置
と、この装置から発振され障害物で反射された超音波を
関知する超音波センサと、この超音波センサからの信号
に基づいて前記液晶シャッタの開閉を制御する液晶シャ
ッタ制御回路とを備えたことを特徴とするＨＭＤ。

【００３７】（６）上記超音波センサを上記ＨＭＤ本体
の側面に配置したことを特徴とする上記（５）に記載の
ＨＭＤ。

【００３８】（７）上記超音波センサの感知距離が１０
ｃｍ以内であるようにしたことを特徴とする上記（５）
に記載のＨＭＤ。

【００３９】（８）上記液晶シャッタを駆動する電圧を
徐々に変化させる減衰回路を備えたことを特徴とする上
記（５）に記載のＨＭＤ。

【００４０】（９）上記超音波発振器と上記超音波セン
サとを近接させてＨＭＤ本体前面に配置したことを特徴
とする上記（５）に記載のＨＭＤ。

【００４１】（１０）上記カーソル移動操作器がトレー
シングボールであることを特徴とする請求項２に記載の
ＨＭＤ。

【００４２】（１１）上記カーソル移動操作器が静電容
量センサであることを特徴とする請求項２に記載のＨＭ
Ｄ。

【００４３】（１２）上記外界を観察できる状態とでき
ない状態とを切替えるスイッチがシート状の圧力センサ
であることを特徴とする請求項２に記載のＨＭＤ。

【００４４】

【発明の効果】上述のように、本発明によるＨＭＤは、
ＨＭＤ装着者が直接装置に手を触れることなく、映像観
察状態と外界像観察状態とを容易に切替えられるため、
歩行時に着用しても安全であり、又、特に医療用に用い
る場合には衛生面において有利である。更に、本発明の
ＨＭＤでは、映像観察状態と外界像観察状態との切替え
に際し、直接ＨＭＤ本体の切替えスイッチによっても行
えるようになっているため、自動切替えと手動による切
替えとを用途に従って任意に選択でき、好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるＨＭＤを装着した状
態を示す図である。

【図２】（ａ）は第２実施例のＨＭＤに備えられている
減衰回路の作用を説明するための図、（ｂ）は前記減衰
回路により装置の誤作動を回避する方法を説明するため
の図である。

【図３】第３実施例のＨＭＤを装着した状態を示す図あ
る。

【図４】図３に示されたトレーシングボール７及び圧力
センサ８の構成、並びにそれらと接続されている回路に
ついて説明するための図である。

【図５】第３実施例のＨＭＤにおける映像表示素子の表
示状態を示す図である。

【図６】第４実施例のＨＭＤを装着した状態を示す図あ
る。

【図７】図６に示された静電容量センサ２０及び圧力セ
ンサ８の構成、並びにそれらと接続されている回路につ
いて説明するための図である。

【図８】第５実施例のＨＭＤの構成を示す斜視図であ
る。

【図９】第５実施例のＨＭＤの動作説明のためのチャー
トである。

【図１０】第５実施例のＨＭＤにおいて、スーパーイン
ポーズ状態に設定した場合の観察視野の様子を示す図で
ある。

【図１１】第５実施例のＨＭＤの使用状態を説明するた
めの図である。

【図１２】第５実施例のＨＭＤの使用状態を説明するた
めの図である。

【図１３】第６実施例のＨＭＤの構成を示す斜視図であ
る。

【図１４】第７実施例のＨＭＤの動作説明のためのチャ
ートである。

【図１５】第７実施例のＨＭＤにおいて、シースルー状
態に設定した場合の観察視野の様子を示す図である。

【図１６】第８実施例のＨＭＤの構成を示す斜視図であ
る。

【図１７】第８実施例のＨＭＤに備えられている赤外線
投射器６１及び赤外線検出器６２の構成を説明するため
の図である。

【図１８】第８実施例のＨＭＤの動作説明のためのチャ
ートである。

【図１９】ＨＭＤ本体部に内臓されている光学系の構成
を説明するための図である。

【図２０】従来のＨＭＤの構成を示す正面図である。

【図２１】従来のＨＭＤの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ＨＭＤ本体１ａ額支持部２ａ，２ｂ透明窓３頭頂部フレーム４板バネ部材５ヘッドホン６赤外線センサ７トレーシングボール８，２２圧力センサ９サブ画面制御回路１０情報処理回路１１電装回路１２カーソル１３機能表示部２０静電容量センサ３１表示切替えスイッチ３２赤外線発光部３３赤外線受光部３４物体４１観察視野４２装置表示像４３外界像５１超音波発振部５２超音波受信部６１赤外線投射器６２赤外線検出器６２ａレンズ６２ｂリニアセンサ１００光学系１０１映像表示素子１０２液晶シャッタ１０３ハーフミラー１０４凹面鏡１０５眼球１１１ボタンスイッチ１１２シースルースイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置装着時に装着者の視線を遮る位置に
あって前記装着者が外界を観察できる状態とできない状
態とに切替える液晶シャッタと、赤外線投射装置と、該
装置から投射され障害物で反射された赤外線を関知する
赤外線センサと、該赤外線センサからの信号に基づいて
前記液晶シャッタが開閉するように該液晶シャッタを制
御するための制御回路と、を備えたことを特徴とする頭
部装着型映像表示装置。
【請求項２】観察画面に任意の機能を表示するサブ画
面制御回路と、前記観察画面上でカーソルを移動させる
カーソル移動操作器と、前記機能を選択するスイッチ
と、を備え、選択した前記機能を前記観察画面上に表示
するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の頭部
装着型映像表示装置。
【請求項３】前記赤外線センサと近接して配置された
前記赤外線センサからの信号に基づいて前記頭部装着型
映像表示装置と前記障害物との距離を測定する距離測定
装置を備え、測定した距離の情報と予め設定した情報と
を比較しその結果に基づいて前記液晶シャッタの開閉状
態が決定されるようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の頭部装着型映像表示装置。