JPH11136704A

JPH11136704A - 頭部装着型表示装置

Info

Publication number: JPH11136704A
Application number: JP9312600A
Authority: JP
Inventors: Masanao Hirose; 雅尚広瀬; Kenji Tanigawa; 憲司谷川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】目が疲れることを防止するように虚像領域を
設定可能とし、像を良好に表示することができ、軽量化
が図れる頭部装着型表示装置を提供すること。【解決手段】装着者の両目を覆うように位置される透
光性の眼鏡部４０と、眼鏡部４０を保持するフレーム部
２０を有する。フレーム部２０は、外光を取り込んで投
影表示画像を表示出力する表示手段８０を有し、眼鏡部
４０は、投影表示画像を反射させ装着者の眼球に導く光
反射部４２を有し、特定領域に表示される投影表示画像
が視野領域の中心領域より外の領域となるように、視野
領域の縦方向、横方向での各々の光反射部４２の曲率
と、光反射部４２の表示手段８０及び装着者の眼球に対
する相対位置と、が設定されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型表示装
置に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】近年、画
像表示装置の分野において、より臨場感溢れる画像を表
示する装置として、ヘッドマウントディスプレー（ＨＭ
Ｄ）装置と称される頭部装着用の表示装置等が知られて
いる。このＨＭＤ装置では、表示装置例えばＬＣＤディ
スプレイを装着者の目に配置し、映像供給源と接続され
たＬＣＤディスプレイに映像等を映し出して表示を行う
ことができ、業務用、家庭用のＨＭＤ装置が市販される
までに至っている。

【０００３】一方、表示画像の画像を、眼前に設置した
ハーフミラー等を用いて反射させることで、外景との合
成を行い、外景と画像の双方を表示するタイプのＨＭＤ
装置も知られている。

【０００４】しかしながら、上記いずれのＨＭＤ装置で
も、光源例えばバックライトを用いて液晶パネルを照光
しなければならず、光源を搭載すると重量的に重く、装
着者の耳が痛くなる等装着者にかかる負担が大きい。

【０００５】また、視野領域の中心に虚像が合成される
ように設定される場合が多いため、装着者の目い過度の
負担がかかり、目が疲れやすい。しかも、虚像として見
える位置がせいぜいが数十ｃｍ先のオーダーであるた
め、像が目に与える違和感が大きい。逆に、従来装置
で、像の見える位置を遠くに設定しようとすると、レン
ズ等の倍率を上げなければならず、装置が大型化し、重
量が重くなる。

【０００６】さらに、従来装置では、装着者の頭が大き
い等のサイズ上の不具合から、像位置がずれたり、像が
ぼやけて見えたりして見えにくくなる場合が多い。この
ような場合、従来装置では何ら調整機構を有しておら
ず、ゴーグルやメガネ等の本体全体をずらして見やすい
状態に設定すると、装着しずらくなる。逆に、装着し易
く掛け直そうとすると、像がずれたり見にくくなったり
する。特に、スポーツ等の激しい運動をする場合、装着
位置がずれたりする場合が多く、虚像も最適に表示でき
なくなる。

【０００７】なお、本出願人は、予め上記課題を解決す
る技術を、日本特許情報機構（ＪＡＰＩＯ）の先行技術
調査（パトリス）の利用により、検索式：ＦＫ＝（眼鏡
＋メガネ）にて調査したが、上記課題を解決するための
技術を発見できなかった。

【０００８】本発明は、上記した技術の課題を解決する
ためになされたものであり、その目的とするところは、
目が疲れることを防止するように虚像領域を設定可能と
しながらも、像を良好に表示することができ、しかも、
軽量化を図ることのできる頭部装着型表示装置を提供す
ることにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、装着者のサイ
ズに応じた虚像表示位置のずれや虚像のピントのぼけを
防止しながらも、簡単に調整することが可能な頭部装着
型表示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る頭部装着型表示装置は、少なくとも、装着者の両目
を覆うように位置される透光性の眼鏡部と、前記眼鏡部
を保持するフレーム部と、を有し、前記装着者に装着さ
れて前記装着者から見える視野領域のうちの特定領域に
所定の像を表示する頭部装着型表示装置であって、前記
フレーム部は、外光を取り込んで投影表示画像を表示出
力する表示手段を有し、前記眼鏡部は、前記投影表示画
像を前記特定領域の位置にて反射させ、前記装着者の眼
球に導く光反射部を有し、前記特定領域に表示される前
記投影表示画像が前記視野領域の中心領域より外の領域
となるように、少なくとも、前記視野領域の縦方向、横
方向での各々の前記光反射部の曲率と、前記光反射部の
前記表示手段及び前記装着者の眼球に対する相対位置
と、が設定されることを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、視野領域
の中心領域以外の領域に投影表示画像が表示されるの
で、装着者の目に対する負担を低減し、疲れ目を防止で
き、長時間像を見つづけることができる。ここで、投影
表示画像を中心領域以外に設定するには、光反射部の配
置位置、光反射部の縦方向の曲率と横方向の曲率を各々
設定すればよい。このため、装着者が姿勢を変えて使用
する場合にも、このような変動に対応して見やすい表示
ができる。

【００１２】また、投影表示画像を見ながらも、同時に
外景をみることができ、従来のように外景の確認を行う
とき光学装置を顔から外す必要がなく、瞬間の外景の確
認ができ、しかも光源もなく軽量なので、スポーツ等に
好適に使用できる。

【００１３】請求項２に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１において、前記特定領域が前記視野
領域の上部領域となるように、前記光反射部の配置位
置、各々の前記曲率が設定されることを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、上部領域
に設定することで、例えばスポーツ等のマラソン等で
は、視軸が上向きになることから、装着者にとって見や
すい表示が可能となる。

【００１５】請求項３に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１において、前記特定領域が前記視野
領域の下部領域となるように、前記光反射部の配置位
置、各々の前記曲率が設定されることを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、下部領域
に設定することで、装着者が表示を見る場合には、地面
を眺めるので、背景を比較的暗くして投影表示画像の周
囲を暗くでき、投影表示画像をクッキリとわかりやすく
表示できる。

【００１７】請求項４に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前
記投影表示画像の表示位置が前記眼球の少なくとも前方
５ｍ以上先となるように、前記光反射部の配置位置、各
々の前記曲率がに設定されることを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、眼球より
遠い位置に仮想表示させると共に、装着者にとって像の
圧迫感を低くし、目に対するストレスを低減できると共
に、より見やすく心地よい表示が可能となる。

【００１９】請求項５に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前
記表示手段は、前記投影表示画像が常時表示される第１
のモード、前記投影表示画像が特定の指定された時間に
表示される第２のモード、のいずれかのモードに切換制
御するモード切換用制御手段を有し、前記フレーム部
は、前記モード切換用制御手段を操作するモード切換用
操作手段をさらに有することを特徴とする。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、特定の指
定された時間に表示可能な第２モードの設定を利用する
ことで、常時表示を見る必要がなく、目に対するストレ
スを低減できる。

【００２１】請求項６に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項５において、前記表示手段は、表示さ
れない非表示期間を変更自在に設定制御する期間調整用
制御手段を有し、前記フレーム部は、前記期間調整用制
御手段を操作する期間設定用操作手段をさらに有するこ
とを特徴とする。

【００２２】請求項６に記載の発明によれば、非表示期
間を調整して表示期間を所望に設定できるので、装着者
の個人差による目のストレス感に対応できる。

【００２３】請求項７に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、前
記眼鏡部は、前記外光の明るさに応じて、前記光反射部
の透過率を調整する透過率調整手段をさらに有するを特
徴とする。

【００２４】請求項７に記載の発明によれば、外光の明
るさ例えば曇り、晴天等に応じて透過率を調整できるの
で、常に表示を明るく見やすい表示が可能となる。

【００２５】請求項８に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、前
記表示手段は、右目領域、左目領域のいずれか一方に形
成されて、前記フレーム部に対して取り外し自在となる
ようにユニット化され、前記フレーム部は、前記表示手
段を着脱自在に取付支持する右目用、左目用の各取付部
を有することを特徴とする。

【００２６】請求項８に記載の発明によれば、各々に取
り付けが可能となり、装着者のきき目に応じて、表示手
段を設定できる。また、一方の目が疲れたら、他方の目
に位置を変えることができ、目にかかる負担を低減でき
る。

【００２７】請求項９に記載の発明に係る頭部装着型表
示装置は、装着者の両耳に各々装着される２つの耳掛部
と、前記装着者の両目を覆うように位置される透光性の
眼鏡部と、前記２つの耳掛部間に配設されて前記眼鏡部
を保持するフレーム部と、を有し、前記装着者に装着さ
れて前記装着者から見える視野領域のうちの特定領域に
所定の像を表示する頭部装着型表示装置であって、前記
フレーム部は、表示情報に基づいて、投影表示画像を表
示出力する表示手段を有し、前記眼鏡部は、前記投影表
示画像を前記特定領域の位置にて反射させ、前記装着者
の眼球に導く光反射部を有し、前記フレーム部といずれ
か一方又は双方の前記耳掛部との間に配設され、前記装
着者の装着状態に応じて、視軸水平面に対する前記フレ
ーム部の角度を調整する角度調整手段を有し、前記角度
調整手段を用いて前記装着者の眼球と前記光反射部との
間の距離、前記視軸水平面に対する前記光反射部の角度
を変えて、前記視野領域に対する前記投影表示画像の位
置を調整することを特徴とする。

【００２８】請求項９に記載の発明によれば、個人差特
に耳と鼻の距離が各個人によって異なるため、フレーム
部と耳掛部との間で、上下の角度を段階的に調整できる
角度調整手段を備えている。これにより、装着者が投影
表示画像の最適表示位置を所望の位置に設定できる。ま
た、人によって目の位置が異なり見にくくなる為、角度
調整手段により光反射部と眼球との間の距離、水平面に
対する角度を変えることで、投影表示画像の最適表示位
置を調整することが可能となる。

【００２９】請求項１０に記載の発明に係る頭部装着型
表示装置は、請求項９において、前記角度調整手段は、
角度を段階的に設定できることを特徴とする。

【００３０】請求項１０に記載の発明によれば、段階的
な調整を行うことで、より詳細な微調整が可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明
する。

【００３２】（全体構成）先ず、全体構成について、図
１〜図２を用いて説明する。図１は、本発明に係る頭部
装着型表示装置の実施の形態の一例を示す図であり、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図を示している。

【００３３】本例の頭部装着型表示装置１は、図２
（Ａ）に示すように、装着者３の頭部に装着されて、装
着者３から見える視野領域のうちの特定領域に所定の虚
像（例えば図２（Ｂ）の表示Ｉ・ＩＩ・ＩＩＩ等）を表
示するものであり、大別して頭部装着部材である耳掛部
１０（１０ａ・１０ｂ）と、前部領域の装着体本体とし
てのフレーム部２０と、装着者３の額前方にて両目を覆
う位置に配設され装着時に顔前面に位置する眼鏡部４０
より成り、フレーム部２０と耳掛部１０とを柔軟性連結
手段５０にて連結している。各耳掛部１０には、後頭部
に装着されるベルト状の固定部７０が連結され、頭部に
締付固定できるよう構成される。

【００３４】耳掛部１０は、フレーム部２０両側部から
頭部を横断するよう設けられ、例えばプラスチック等の
半ば剛性を有する材質で形成され、両耳に各々対応して
右耳用、左耳用の耳掛部１０ａ・１０ｂが形成される。
尚、耳掛部１０に、皮膚との密着性の良好な軟質合成樹
脂材料例えばシリコンゴム等を付着させても良い。

【００３５】一方の耳掛部１０ｂ側には、例えば小型ス
ピーカ等によりなる音声出力手段１６が設けられ、装着
者３の一方の耳に近接して配設される。この音声出力手
段１６は、表示手段８０の表示内容に基づいて例えばア
ラーム等が鳴るように形成され、表示手段８０の表示に
関連する音声情報を出力する。

【００３６】音声出力手段１６と表示手段８０とは、後
述する耳掛部１０の中空部内を挿通するケーブル７２に
て接続されている。さらに、他方の耳掛部１０ａ側に
は、表示手段８０の表示情報の制御等を、装着者３の手
によって容易に操作可能ならしめる操作入力手段１４
（１４ａ・１４ｂ・１４ｃ）が設けられ、この操作入力
手段１４と表示手段８０ともケーブル７２にて接続され
ている。このケーブル７２は、電気ケーブルないし光フ
ァイバーケーブルにて形成され、表示情報出力源９４及
び電源９２がモジュール化されたモジュール９０、表示
手段８０、スピーカ１６、操作入力手段１４を互いに接
続して、駆動信号、電力信号、タイミング信号、情報信
号等を伝送する。

【００３７】固定部７０は、例えば伸縮自在のマジック
テープ等にて形成されるが、ストラップで形成しても良
く、固定部７０が装着者１の後頭部を横断することで安
定装着を可能としている。また、長時間に亘って快適に
装着し続けることができる柔らかな可撓性を有する材質
でも良い。

【００３８】フレーム部２０は、図２（Ａ）に示す如
く、射出成形プラスチック等の耐久性のある材質で形成
され、眼鏡部４０の上縁部に額側に向けて延在形成され
た天井部２２を有している。眼鏡部４０は、前面が全体
として円筒状に凸曲すると共に、両端部が側頭部方向に
屈曲形成され、既着メガネの上からスマートに掛装でき
るワイドタイプのサングラス、いわゆるオーバーレィン
グ型に形成され、外見上スマートに構成される。尚、眼
鏡部４０は、暗い色にて形成し、サングラスの機能をも
有している。

【００３９】天井部２２には、装着者３の額前方の一方
の目上位置にて、表示手段８０が水平に配設され、眼鏡
部４０の裏面側には、表示手段８０の投影面下側の一方
の眼前領域に、上手前位置から前方下側に向けて斜めに
投影面をカバーする大きさの光学系としてのハーフミラ
ー４２が配設される。ハーフミラー４２は、表示手段８
０の像を、装着者３の目に対して遠方位置に特定領域と
して表示させ、視野領域の外景をも認識させるものであ
り、装着者３の視界には、表示手段８０に表示される像
をハーフミラー４２にて反射した像と、ハーフミラー４
２を透過する外景の像とが入る。

【００４０】さらに、フレーム部２０の天井部２２は、
取付孔２６に取り付けられた表示手段８０に向けて、反
射又は全反射により外光を導光する導光手段２８を有す
る。この導光手段２８は、例えば透明白色のアクリル等
にて形成され、導光手段２８を所望の色彩にすること
で、カラーフィルターとしての機能をもたせてもよい。
この場合、表示手段８０に表示される色をカラーフィル
ターの色を変更することで設定できる。また、導光手段
２８に、表示手段８０に向けて外光を集光させると共
に、表示手段８０への光を拡散させる機能をもたせても
良い。

【００４１】フレーム部２０の天井部２２のＵ字形の側
部には、クッション部２９が形成され、このクッション
部２９は、額の形状に合わせて僅かにカーブして形成さ
れ、柔らかなパッドないしスポンジ状の撥水素材、速乾
性素材等で形成することが好ましい。また、フレーム部
２０の周辺には、図示しない通気孔を形成しても良い。

【００４２】表示手段８０は、図１及び図５に示すよう
に、表示部としての液晶表示装置８２、電源１０２、計
時部の機能を有する表示情報出力源１０４、アラーム用
の音源１０６、図５に示す各種の制御手段（表示制御手
段９１・モード切換制御部９６を含む表示出力制御手段
９０、音声出力制御手段９８等）とが一体的にモジュー
ル化されて構成される。液晶表示装置８２は、液晶表示
パネル８３、図示しない２枚の偏光板を含む。液晶表示
パネル８３は、例えば透過型にて形成され、表示情報出
力源１０４からの表示情報信号によって投影表示画像を
表示出力する。この像を導光機能を有する導光手段２８
を介して集光された光に基づいて出力するため、非常に
コントラストが良く、液晶表示パネルをカラーのドット
マトリックス（又はラインマトリックス）で構成すれ
ば、カラー表示も可能となる。表示制御手段９１は、電
源１０２からの電力に基づいて液晶表示パネル８３を表
示制御するものである。本例では表示情報出力源１０４
は計時部の機能を有し、この計時部は、基準信号を生成
する発振手段、所望の周期に分周する分周手段を含み、
これらの各表示情報は、表示制御手段９１にて制御さ
れ、液晶表示パネル８３に出力される。

【００４３】尚、本装置の構成は、機能上上記のように
分類したが、ハート゛ウエア上、計時部１０４、液晶表示
装置８２、表示出力制御手段９０等を全て一体形成した
構成、計時部１０４と電源１０２とを液晶表示装置８２
より分離した構成、等種々の構成が可能である。

【００４４】操作入力手段１４は、図１に示すように、
少なくとも一つの耳掛部１０に装備され、表示制御手段
９１の表示情報を操作制御するものであり、本例では複
数例えば３個の操作ボタン１４ａ・１４ｂ・１４ｃによ
り各種の制御を可能としている。具体的には、第１の操
作ボタン１４ａは、液晶表示パネル７３でのモードを変
換するモード変換用の操作部として機能している。第２
の操作ボタン１４ｂは、ストップウオッチモードにおい
て、スタート又はストップ用の操作部として機能する。
第３の操作ボタン１４ｃは、通常の時間モードでの時刻
調整等の調整用の操作部として機能する。尚、図１で
は、操作入力手段の操作部として３種を形成したが、こ
れに限らず後述する図５のブロック図に示すようなよう
な種々の機能の操作部を付加することが可能である。

【００４５】本例の頭部装着型表示装置１では、フレー
ム部２０及び耳掛部１０（１０ａ・１０ｂ）内に各々中
空部１２、２４が形成され、各中空部１２、２４内に
は、表示手段８０と操作入力手段１４（１４ａ・１４ｂ
・１４ｃ）とを接続するケーブル７２が挿通されてい
る。

【００４６】そして、フレーム部２０と耳掛部１０との
間に、ケーブル７２を覆うように柔軟性連結手段５０
（５０ａ・５０ｂ）が形成されている。即ち、柔軟性連
結手段５０には、ケーブル７２を挿通させる中空部５２
が形成される。

【００４７】従って、柔軟性連結手段５０の中空部５２
内をケーブル７２が挿通することで、ケーブルを保護す
ることができる。しかも、フレーム部２０と一方の耳掛
部１０ａ、フレーム部２０と他方の耳掛部１０ｂとの間
に各々柔軟性連結手段５０ａ・５０ｂが介在されること
から、フレーム部２０と各耳掛部１０とが屈曲された際
に柔軟性をもって変形するので、装着者にとって装着し
易い状態に変形できる。

【００４８】この柔軟性連結手段５０は、可撓性があ
り、変動後に保型性を有する材質例えばウレタン等にて
形成され、その外周面には、蛇腹部５６が形成されてそ
の伸縮変形より屈曲自在としている。この柔軟性連結手
段５０の形成領域としては、装着者の耳と目の間の距
離、頬骨間の距離の相違に起因して異なるが、装着時の
ひんじ領域に形成することが好ましい。尚、２つの耳掛
部全体を、可撓性部材で形成する構成であっても良く、
この場合には、装着者にとってさらに装着性が向上す
る。

【００４９】（角度調整手段）ここで、本願の特徴であ
る角度調整手段６０について図４（Ａ）〜（Ｃ）を用い
て説明する。

【００５０】耳と鼻の距離が各装着者により異なる為、
本例では、フレーム部２０と耳掛部１０との間の柔軟性
連結手段５０が配設される領域に、フレーム部に対する
耳掛部１０の角度を段階的に調整することで、ハーフミ
ラー４２と目との間の距離及びハーフミラー４２を変え
て、虚像（投影表示画像）のぼやけや視野領域に対する
虚像表示位置を装着者自身が設定できる角度調整手段６
０を備えている。

【００５１】角度調整手段６０は、図４（Ｃ）に示すよ
うに、フレーム部２０の端部にて金属ないしプラスチッ
クで形成され、断面略三角形状の櫛歯状に形成された一
対の噛合部６２ａ・６２ｂと、耳掛部１０の一端部に形
成され、一対の噛合部６２ａ・６２ｂと同軸の軸芯６３
にて回転自在に該噛合部６２ａ・６２ｂ間に軸支され、
耳掛部１０とフレーム部２０とを連結する回転連結部６
４と、噛合部６２ａ・６２ｂの回動方向に沿って噛合さ
れ、噛合部６２の櫛歯ピッチよりも大きいピッチの歯に
て形成される被噛合部６６とを有する。

【００５２】さらに、噛合部６２ａ・６２ｂの、耳掛部
１０の被噛合部６６が噛合しない領域には、例えばウレ
タン等の柔軟性部材で形成された連結部材６８が配設さ
れている。この連結部材６８内は、ケーブル７２を挿通
させる中空部が形成され、耳掛部１０の図４（Ａ）に示
す矢印Ｂ方向での回動角度を規制する機能も有してい
る。

【００５３】また、軸芯６３と回転連結部６４の孔６５
との間には、柔軟性部材６７が挿入されている。この柔
軟性部材６７により、常時は噛合部６２と被噛合部６６
とは噛合状態を維持し、耳掛部１０ないしはフレーム部
２０を回動時は、図４（Ａ）に示す矢印Ｆ方向にて引っ
ぱられた状態で矢印ＡないしＢ方向に回動させて、被噛
合部６６と噛合部６２との間に若干の隙間が形成される
ように噛合状態を緩和して自在に回動できることとな
る。そして、所望の位置にまで回動させ、回動動作が完
了すると、再度噛合状態が維持される。このため、柔軟
性部材６７の柔軟性により上記隙間の形成を許容して、
スムースな角度調整を可能としている。

【００５４】さらに、図４（Ｂ）の記号Ｇの領域に示す
ように、耳掛部１０の回転連結部６６の連結側よりやや
後退した位置には、耳掛部１０を図４（Ａ）に示す矢印
ＤないしＥ方向での回動を可能とするための回動連結部
６９を形成している。この回動連結部６９は、硬質の芯
材６９ｂの周囲に柔軟質の部材６９ａを被覆し、かつ、
芯材６９ｂの被係合部と部材６９ａの係合部とを回動自
在に係合させることで、柔軟性を利用して角度調整を可
能とするものである。

【００５５】そして、図４（Ａ）に示すように、フレー
ム部２０を矢印Ａ方向又はＢ方向或いはＤないしＥ方向
に回動させると、眼球の視軸水平面Ｃに対しる光反射部
４２の傾斜角度、眼球から光反射部４２までの距離（実
効長さ）が調整される。これにより、人によって目の位
置が異なり見にくくなる為、角度調整手段によりフレー
ム部２０を装着者１の眼に対して相対的に装着者１の選
択に応じて回動させ、光学的距離を変え、発生される虚
像を、装着者の各々の瞳孔の正面に正確に位置付けし、
装着者が最適虚像表示位置を所望の位置に設定調整でき
る。また、調整後は、噛合部を形成することで、ヒンジ
の開き角を保持できる。

【００５６】尚、この角度調整手段として、例えばポー
ル・ジョイント、３次元的に全方向で無段階調整可能な
ユニバーサルジョイント等を用いる構成としても良い。
また、角度調整手段６０は、右目のみに液晶表示装置が
配設される場合、右側のヒンジ領域のみに設けた方が好
ましいが、双方でもよい。また、双方に液晶表示装置が
配設される場合、双方のヒンジ領域に設けた方が好まし
い。また、フレーム部を左右に分割した場合の連結領域
をヒンジ領域とする場合には、そのヒンジ領域に角度調
整手段を設けても良い。

【００５７】また、角度調整手段６０を、ヒンジの動き
を許容する柔軟性連結手段５０例えばひだを形成したラ
バーないしプラスチック等の伸縮自在な材質の部材で覆
うように形成しても良い。

【００５８】（光反射部について）本例では、光反射部
として液晶表示パネル８３に対して十分大きい面積を有
し、眼鏡部４０と一体又は別体形成するハーフミラー４
２を設けている。ハーフミラー４２は、表示手段８０か
らの虚像を視線方向に写し出し、外界の像と重ね合わせ
るようにしたもので、表示手段８０の虚像を目から無限
遠又は有限距離の位置に作るために、断面略凹面形状で
あって凹面が眼側にある曲面ハーフミラーにて形成さ
れ、レンズの機能も果たしている。ここで、横方向の曲
率により像を横方向に拡大し、視界には横方向に広がっ
た像として見え、ワイドな印象を装着者に与える。加え
て、縦方向の曲率により像は縦方向に拡大し、縦方向に
広がった像が見える。

【００５９】ここで、図３（Ｂ）に示すように、本例の
ハーフミラー４２の眼球に対する位置は、以下のパラメ
ータに基づいて、その虚像（投影表示画像）の最適表示
位置の条件が設定される。

【００６０】即ち、図３（Ｂ）において、光反射部４２
は光軸２Ｂ上に配設され、眼球の中心４と光反射部４２
の中心とを結ぶ光軸２Ｂ上において、光軸２Ｂの傾斜角
θが、虚像の見たい角度θとなる。ここで、眼球の中心
４と光反射部４２との距離Ｌは、例えば２５〜３０ｍｍ
とするのが好ましい。この距離Ｌは、上記範囲より長い
と光反射部４２のサイズを大きくしなければならず、上
記範囲より短いと眼鏡部４０を使用できなくなる。

【００６１】また、表示手段８０は光軸２Ａ上に配設さ
れ、光反射部４２の中心から表示手段８０の中心までの
距離をｎ、光反射部４２の中心から虚像Ｏの中心までの
距離をｎ′、光反射部４２の焦点距離をｆとすると、（１／ｎ′）＝（１／ｎ）＋（１／ｆ）・・・式（１）が成り立つ。さらに、虚像ＯのサイズをＳ_ZV、表示手段
８０のサイズをＳ_ZPとすると、Ｓ_ZV＝（ｎ′／ｎ）Ｓ_ZP・・・・・・・・・式（２）が成り立つ。ここで、光反射部４２の焦点距離ｆは、光
反射部４２の曲率半径をｒとすると、ｆ＝（ｒ／２）・・・・・・・・・・・・・式（３）となる。本例では、例えば表示手段８０のサイズを対角
１５ｍｍとし、虚像０の表示位置を光反射部４２から１
０００ｍｍ先に対角３００ｍｍで表示させる。この場
合、上記式（２）より、ｎ′＝−１０００（虚像が映る
方向が負）とすると、ｎ＝−５０となる。これら、ｎ′
＝−１０００、ｎ＝−５０を式（１）に代入して、ｆ＝
５２．６３ｍｍとなる。また、式（３）よりｒ＝１０
５．２６ｍｍとなる。従って、この場合は、光反射部４
２の曲率半径を１０５．２６ｍｍ、焦点距離を５２．６
３ｍｍとするのが好ましい。

【００６２】装着者が虚像を見たい場合、液晶表示パネ
ル８３上には、表示情報出力源２０４、ケーブル７２、
表示手段８０を順次介して入力される表示出力信号によ
り投影表示画像が表示出される。液晶表示パネル８３よ
り出力される投影表示画像は、図２（Ａ）に示す外光２
が表示手段８０内の偏光板・液晶表示パネル８３を透過
することで、視線に対して傾斜して配置してあるハーフ
ミラー４２にて反射されると共に、ハーフミラー４２の
曲率によって投影表示画像が拡大され、眼球に入射され
る。一方、外界の光は、ハーフミラー４２を透過して目
に入る。従って、装着者には液晶表示パネル８３より出
力される映像の拡大像でなる図２（Ｂ）に示す虚像が、
視野領域内の特定領域に認識され、外景に虚像を重ねて
目視できる。

【００６３】装着者が外景を目視したい場合には、操作
入力手段１４により表示手段８０からの表示出力を停止
させれば良い。これにより、視野領域から入射される外
光が、眼鏡部４０及びハーフミラー４２を透過して、外
景のみを目視できる。

【００６４】尚、ハーフミラーを球面とすれば、像全体
が拡大される。また、ハーフミラーを、ホログラムレン
ズにて形成しても良く、虚像を目から無限遠又は有限の
距離の位置に作るようにホログラムのパターンを予めホ
ログラムレンズに記録するよう形成しておく。

【００６５】（透過率調整手段について）本例では、ハ
ーフミラー／眼鏡部のレンズの透過率を、各々５０／５
０に設定してあるが、これに限定されず、透過率を予め
４０／６０に設定しておいても良い。しかも、各透過率
の比を自由に変更できる透過率変更手段を設けても良
い。

【００６６】このような透過率変更手段の一例として、
複数例えば２枚の透過率の異なるハーフーミラーを眼鏡
部に回動自在に装着し、２枚のハーフミラーが重なる透
過率小の状態、一方のハーフミラーのみの透過率大の状
態に各々設定するように構成するもの等が挙げられる。
これらを図７に示す。

【００６７】同図において、透過率変更手段１３０は、
２枚のハフーミラー、即ち比較的大きめの第１のハーフ
ミラー１３４と、この第１のハーフミラー１３４の内周
面（眼前）側に配設され、第１のハーフミラー１３４よ
りも小さい第２のハーフミラー１３６と、を有し、第２
のハーフミラー１３６は、回転軸１３２を中心にして回
動することで、第１、第２のハーフミラー１３４、１３
６が重なる透過率小の状態、第１のハーフミラー１３４
のみの透過率大の状態に各々設定できる。この調整に
は、回転軸１３２に連結された調整部１３８を装着者が
手動にて回動させることで、実現できる。

【００６８】このようにして透過率を変更する構成とす
れば、外景の明るさに応じて容易に透過率を変更でき、
虚像の鮮明度を調整でき、目にかかる負担、ストレスを
低減しながらも、よりリアルに虚像を表示することが可
能である。例えば外が明るい場合、透過率を大きく設定
すると、表示がくっきり写るが外景が暗くなる。この場
合には、透過率を小さく調整することで、表示を多少ぼ
かして目にかかる負担を低減できる。

【００６９】尚、周囲の光量を光センサーで検知し、こ
の検知結果に基づいて外側に位置する眼鏡部の濃度を調
整する濃度調整手段を設けても良い。また、ハーフミラ
ー４２の裏面側に半黒色の反射シートを装着すれば、透
過率を変更しなくとも、表示がくっきり見える。また、
２枚のうち、一方のミラーを殺し、他方のハーフミラー
だけにする構成、レンズとハーフミラーの透過率の差を
大きくする構成であっても良い。

【００７０】（表示部の取付構造に関して）本例では、
天井部２２の右目領域、左目領域に各々開口部としての
取付孔２６ａ・２６ｂを形成している。このため、ユニ
ット化された液晶表示装置を含む表示手段８０を、取付
孔２６に対して着脱自在に形成することで、必要に応じ
て表示手段８０を左右で切り換えることができる。これ
により、いずれか一方のみで表示を見続けている場合
に、他方に切換ることで、目にかかる負担を低減でき
る。

【００７１】この場合、光反射部であるハーフミラー４
２等も、いずれかのきき目又は双方に取付けることが好
ましい。さらに、ケーブル等の配線は、表示手段８０が
いずれの取付孔２６にも取付られるように予め長く形成
しておく構成、図６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、予め操
作入力手段１４及び音声出力手段１６より双方の取付孔
２６ａ・２６ｂの周囲の接点７４にまで配線７３をして
おくことで、取付孔２６の接点７４と表示手段８０の接
点との接触により通電が可能となる構成等が挙げられ
る。

【００７２】このように、取付孔に対して表示手段が着
脱自在に形成されることで、表示手段のモジュールを自
在に変更でき、表示手段の機能のバージョンアップも容
易に行うことができる。

【００７３】さらに、いずれか一方の表示手段８０が一
方の取付孔２６に固定される場合に、他方の取付孔２６
を閉じる蓋部を介在させる。この蓋部は、表示手段８０
とほぼ同じ大きさにて取付孔２６に挿入することで、光
の漏れを防止し、一方の表示手段８０に表示される投影
表示画像の明るさを増大させている。

【００７４】さらに、予め双方の取付孔２６ａ・２６ｂ
に各々表示手段８０・８０を取付固定しておき、スイッ
チ等の切換手段により、右、左、双方を切換る構成であ
っても良い。この場合には、双方を同時に表示させるこ
ともでき、視野領域に横長の表示を虚像として見せるこ
ともできる。また、取付孔２６に溝部を設け、横方向で
表示手段８０がスライド移動可能とする構成としても良
い。これにより、左右の表示手段８０・８０間の位置を
調整することで、装着者の目の巾に応じて調整したり、
横長に見えたり、短く見えたりさせることもできる。

【００７５】（最適虚像位置）本例では、視野空間内に
おける虚像（投影表示画像）の最適表示位置を、水平方
向に対して下側領域であって、水平方向とのなす角が７
゜〜１３゜の領域に設定するように、ハーフミラー４２
と表示手段８０との距離及びハーフミラー４２の縦横各
々の曲率を設定することが好ましい。これにより、自転
車に乗る人の場合は、視界をさえぎらずに見やすく良好
に表示できる。

【００７６】また、予め水平方向に対して上側領域であ
って、水平方向とのなす角が７゜〜１３゜の領域に設定
するように、ハーフミラー４２と表示手段８０との距離
及びハーフミラー４２の縦横各々の曲率を設定すること
が好ましい。これにより、マラソンランナー等の走る人
の場合は、視界をさえぎらずに見やすく、ほぼ水平線上
に見え、良好に表示できる。

【００７７】このように、本例では、視線方向に応じ
て、ハーフミラーと表示手段との距離及びハーフミラー
の縦横各々の曲率を予め設定し、虚像表示位置を変更で
き、姿勢の上下に応じて、虚像の表示位置が真正面より
もやや上、或いはやや下に出力されるので、視界を遮ら
ずに、見えやすい最適位置に設定できる。しかもこのよ
うな最適位置に設定することで、従来のように視界の中
の真正面に像が常時映し出される場合に比して、目にか
かるストレスを低減できる。特に、屋外で用いる場合、
下側領域に設定した方が視覚として見えやすいので好ま
しい。この理由は、虚像が真正面だと視界を遮り、上の
方に設定されていると外が明るく表示が消えてしまい、
できるだけ地面等の周囲が暗い所を見ていた方が表示が
浮き、自然に見えるからである。

【００７８】さらに、本例では、図３（Ａ）に示すよう
に、眼の疲労を感じさせないように、ハーフミラー６２
によって像が眼球より前方約５ｍ程度の距離に虚像とし
て見えるように設定される。ここで、虚像の映る位置
は、ハーフミラー６２の縦方向と横方向の各々の曲率
と、表示手段９０とハーフミラー６２との距離の関係で
決まり、遠くに映す場合は、距離を離し、曲率を大にす
る。

【００７９】尚、虚像の眼前からの距離の設定位置とし
ては、好ましくは５ｍ以上、さらに好ましくは８ｍ以
上、さらに好ましくは１０ｍ以上に設定する。また、無
限に設定することで、虚像が、外景空間内にふわっと溶
け込むように表示される。

【００８０】また、この設定位置は、スポーツの種目別
に各々異なるように設定することが好ましい。例えば、
自転車に乗る人の場合（時速３０ｋｍ／ｈ程度）は、８
ｍ前方、マラソン競技等（時速２０ｋｍ／ｈ程度）で
は、５ｍ前方に虚像が表示される位置をそれぞれに設定
することが好ましい。このように設定することで、スポ
ーツの種目に応じて、視界の中で虚像の表示を楽に見る
ことができると共に、虚像が読み取りやすく表示され
る。このように、視界を遠くに設定することで本例装置
をアウトドア用としても利用できる。尚、複数枚のハー
フミラーを用意し、ユニット形式でハーフミラーの曲率
を調整ように形成しても良い。

【００８１】（表示の点灯）本例では、虚像の表示を連
続的に表示する場合と、断続的に表示する場合とで切換
することができる。即ち、図５に示すように、断続的に
表示するために、定期的に表示をオフにするように、操
作入力手段１４は、連続表示モードと断続表示モードと
を切換る切換用の操作手段１４−１と、表示期間、非表
示期間の調整を各々操作する期間設定用の操作手段１４
−４・１４−５とを有する。ここで、表示情報の出力
は、表示出力制御手段９０を操作入力手段１４のスイッ
チにより切換制御するようになされており、スイッチを
オン状態にすると装着者は虚像を目視でき、オフ状態に
するとこの表示を停止できる。

【００８２】表示出力制御部９０には、操作手段１４−
１に基づいて、連続表示モード、断続表示モードを切換
て、表示制御手段９１を制御するモード切換制御手段９
７と、制御スイッチのオン期間（表示期間）、オフ期間
（非表示期間）を各々、計時部である表示情報出力源１
０４からの基準信号に基づき調整し、表示制御手段９１
を制御する表示期間調整手段９２・非表示期間調整手段
９４を有する。

【００８３】断続表示モードでは、表示期間と非表示期
間を各々調整変更することで表示時期を、所望の時刻、
ｎ分おきに表示できる。このようにして、断続的に虚像
が表示できるので、ある時間例えば１分毎に表示するこ
とが可能となり、或いは装着者が見たい時だけ操作入力
手段１４の操作により表示が可能となり、従来のように
常時表示される場合に比して目が疲れるのを防止し、目
にかかる負担、ストレスを低減できる。

【００８４】また、表示出力制御手段９０は、電源１０
２のオン・オフ又は表示データの入出力のみならず、音
声出力を制御する音声出力制御部９８でのオン・オフ期
間をも調整制御可能に形成することで、音声出力手段１
６の音声出力後、数秒後又は同時に表示を行うように
し、音声出力及び虚像表示をサイクリックに例えば５分
毎に行うよう設定できる。また、非表示期間の調整によ
り、数秒間点灯した後に表示が消えるようにも操作で
き、点灯時間、音声出力時間を所望に設定できる。

【００８５】また、モード切換制御手段８６において
は、主として、通常の時刻表示の時刻カレンダーモー
ド、ストップウォッチ機能のクロノグラフモード、アラ
ーム設定のアラームモード、内蔵メモリにラップタイム
等の計測結果を再度表示可能とするリコールモード、等
の各種モードに切換制御を可能としている。特に、クロ
ノグラフモードにおいては、クロノグラフモードマー
ク、時刻（時・分・秒・ＡＭ／ＰＭ）、１０時間計（時
・分・秒・１／１００秒）、ラップ回数、ラップ表示、
ストップ表示、ターゲットタイム表示、メモリー表示、
分割メモリー状態に係るチャンネル数及び指定チャンネ
ル、アラーム・報時・サマータイムマーク等が表示さ
れ、リコールモードにおいては、リコールモードマー
ク、月、日、ラップ回数、ラップ表示、スプリット表
示、分割メモリー状態に係るチャンネル数及び指定チャ
ンネル等が表示され、表示出力制御手段９０には、これ
らの各種動作を達成するための手段が配設されている。

【００８６】クロノグラフ機能では、ターゲットタイム
と実際にかかったラップタイムとの差を表示でき、遅れ
た場合はタイムアップ音で通知でき、ラップ、スプリッ
トタイムを例えば１２０個記憶可能に形成される。リコ
ール機能では、記憶されたデータ（ラップ回数、ラップ
タイム、スプリットタイム）を計測後、計測中でも表示
できる。

【００８７】（時計の機能について）ここで、上述した
頭部装着型表示装置のフレーム部に装備される表示情報
出力源９４である計時部が有する機能の詳細について、
図１０及び表１、２を参照しながら説明する。

【００８８】図１０は、計時部が有する主たる機能を列
挙したものであると共に、液晶表示パネル８３に表示さ
れるアイコン形式の記号に対応している。同表からも明
らかなように、本例の表示手段は、積算タイムを計測す
る手段並びに該計測結果を表示する手段、スプリットタ
イムを計測する手段並びに該計測結果を表示する手段、
ラップタイムを計測する手段並びに該計測結果を表示す
る手段、タイマーを設定する手段並びに設定中であるこ
とを表示する手段、ターゲットタイムを設定する手段並
びに設定中であることを表示する手段、フルオートカレ
ンダー、アラーム、操作確認音、バッテリー残量、メモ
リー、プリンター接続、パソコン接続、等を各々実行す
る各手段並びに該実行中であることを表示する手段、等
を備えている。

【００８９】さらに、最小計測単位、最大計測時間、電
池寿命も図１０に示す通り、各段階に応じて多種類表示
できる手段を備え、そのように表示できるようになって
いる。

【００９０】また、以下の表１、２に示す各機能を備え
ている。

【００９１】

【表１】

【表２】このため、本例の表示手段は、表１、２に示す各機能を
達成するための各手段並びに該各機能が実行中であるこ
とを表示する各手段を備えていることは言うまでもな
い。これらの各機能の切換は、図５に示す表示制御手段
９１にて行われ、操作入力手段にて、機能の切換を可能
としている。

【００９２】（作用）以上の構成において、装着者１が
本装置を着用する前に、像をみたい方のきき目を決めて
おき、左右のいずれかの取付孔２６に表示手段８０をは
め込み固定する。図１（Ａ）の例では、左目側に取付ら
れている。尚、本例では、表示手段８０としてストップ
ウォッチ機能を搭載したデジタルウォッチを採用してい
るため、表示は図２（Ｂ）の表示Ｉのようなものとな
る。

【００９３】次いで、予め複数色用意された導光手段
（カラーフィルタ）２８の中から所望の色を選択し、フ
レーム部２０の天井部２２にはめ込む。本例では、乳白
色のカラーフィルター２８を使用し、眼鏡部４０が半黒
色となっているので、視野領域においては、背景色が黒
で、乳白色の文字が表示されることとなる。

【００９４】装着者１が本装置を装着する場合には、ヒ
ンジ領域に形成された柔軟性連結部材５０を屈曲させて
頭部に装着する。上記のように、装着者１のサイズに応
じて自由に湾曲できるので、ケーブル７２等に負担をか
けずに無理なく装着できる。そして、固定部７０を後頭
部で締付固定することで、安定して装着を行うことがで
きる。

【００９５】ここで、装着者１は、耳の近くに配設され
た操作入力手段１４をいずれかの手により操作すること
で、電源を入れ、視野領域の特定領域に、表示手段８０
の虚像が表示されることとなる。この虚像表示のメカニ
ズムは上記光学系の項目にて詳述した通りである。

【００９６】次に、耳掛部１０をフレーム部２０に対し
て適当に屈曲させて、柔軟性連結手段５０内の角度調整
手段を段階的に移動させることで、自分で見やすい位置
となるように視野領域内での虚像の表示位置及び表示の
大きさを手動で調整する。さらに、アウトドアで使用す
る場合には、外景の明るさに応じて、複数枚のハーフミ
ラーにて形成された透過率調整手段にて調整を行い、表
示が暗い又はぼけている場合は、複数枚重ねのハーフミ
ラーを１枚にして透過率を大きくする。

【００９７】そして、装着者は、所望の競技に応じて、
操作入力手段１４によりストップウォッチ等の設定を行
い競技を行うこととなる。競技中、装着者は装着した状
態で激しい運動を行うことになるが、この際、フレーム
部２０には、額に対面して撥水素材等のクッション部２
９を有し、通気孔も形成されていることから、汗等によ
りハーフミラー４２等がぼやけることなく、良好な表示
が可能となり、装着者の弊害とはならない。

【００９８】また、競技中でも、従来の腕に装着する時
計のように、表示をみる度に、腕を曲げる必要もなく、
頭部にて常時みることができる。しかも、表示は、目の
疲れ具合に応じて、表示期間、非表示期間を自由に設定
でき、虚像の表示位置も見やすい位置に例えば５ｍ前方
の下方領域等に予め設定されていることから目にかかる
負担を低減できる。さらに、表示と連動して、耳の近く
に配設された音声出力手段にて音声も出力されるので、
低音量で音を確認できる。

【００９９】このように、本例の頭部装着型表示装置
は、極めて簡単な構成で、表示情報出力源、電源、操作
入力手段、表示手段が一体形成され、しかも従来のよう
にバックライト等も使用しないので軽量であることか
ら、装着者にとって着脱が容易となり、スポーツ等のア
ウトドア用の装置として好適である。

【０１００】以上のように本実施の形態によれば、以下
の効果を有する。

【０１０１】（１）視野領域の中心領域以外の領域に虚
像が表示されるので、装着者の目に対する負担を低減
し、疲れ目を防止でき、長時間像を見つづけることがで
きる。

【０１０２】（２）角度調整手段により、装着者が最適
虚像表示位置を所望の位置に設定できることとなる。ま
た、人によって目の位置が異なり見にくくなる為、角度
調整手段により光学的距離を変える。このようにして、
水平面に対する角度を変えることで、最適虚像表示位置
を調整することが可能となる。

【０１０３】（３）外光の明るさ例えば曇り、晴天等に
応じて透過率を調整できるので、常に表示を明るく表示
することが可能となる。

【０１０４】（４）装着者のきき目に応じて、表示手段
を設定できる。また、一方の目が疲れたら、他方の目に
位置を変えることができ、目にかかる負担を低減でき
る。

【０１０５】（変形例）尚、本発明に係る装置と方法
は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明して
きたが、当業者は本発明の主旨及び範囲から逸脱するこ
となく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々
の変形が可能である。例えば、柔軟性連結部材を、フレ
ーム部の右目、左目に各々対応する右目領域と左目領域
との間に形成しても良い。この場合、フレーム部の右
目、左目に各々対応する右目領域と左目領域との間でフ
レーム部が分割されており、内部にケーブルを配設する
必要のない状態を示している。また、左右に分割された
一方のフレーム部に表示手段が装備され、他方のフレー
ム部に操作入力手段が装備される場合は、内部にケーブ
ルが配設されるので、柔軟性連結部材はケーブルを覆う
ように形成される。

【０１０６】この場合、柔軟性連結手段は、屈曲時に大
きく湾曲されるため、装着者側の内側領域と外側領域と
で、異なる寸法で形成したり、蛇腹状に形成することが
好ましい。これにより、湾曲時に過度の力が加わるのを
防止できる。

【０１０７】また、本例では、図５に示すように、音声
入力手段３００例えばマイクを装着者の口元の領域に配
設することが好ましい。この音声入力手段３００は、少
なくとも一つの耳掛部に装備され、音声情報が入力され
るものである。この音声入力手段３００が装着された場
合には、フレーム部又は耳掛部のいずれかに配設され、
音声入力手段３００からの前記音声情報を、該音声情報
に関連する表示情報に変換する音声−表示変換手段３０
２を設け、表示制御手段９１にて制御を行うことができ
る。

【０１０８】さらに、図８に示すように、本例の頭部装
着型表示装置に計測手段２００（例えばセンサ等）を接
続し、表示制御手段９１の制御により、これらの各計測
結果を液晶表示パネル８３に切換又は同時に表示する構
成とすることが好ましい。この計測手段２００は、周囲
の環境情報、装着者固有の固有情報等を計測して、その
表示結果を液晶表示パネル８３に表示を行うものであ
る。ここで、周囲の環境情報としては、気温、気圧、高
度、紫外線量等が挙げられる。従って、図８に示すよう
に、これらの各計測パラメータを検出する検出手段２１
０並びに算出する算出手段３２０が設けられている。ま
た、装着者固有の固有情報としては、脈拍、ピッチ、歩
数、走行距離、走行スピード等が挙げられる。従って、
図８に示すように、これらの各計測パラメータを検出す
る検出手段２１０並びに算出する算出手段２２０が設け
られている。このようにして、頭部装着型表示装置の表
示手段７０を利用し、かつ、表示制御手段９１、操作入
力手段１４に内蔵されて各計測手段３００の各表示を切
換る切換用の操作手段１４−７、及びモード切換用のモ
ード切換制御手段２４０により、計測手段３００の計測
結果並びに計時部１０４の表示情報の双方を表示する。
この表示例として、例えば図２（Ｂ）に示す表示ＩＩ
（温度）、表示III （脈拍）等が挙げられる。尚、脈拍
を計測するセンサーとしては、指等から計測するもので
はなく、耳から計測できるものが好ましい。さらには、
このような計測データが表示手段にてグラフ等で表示で
きるよう、各種演算手段及びグラフィック機能を搭載す
る表示手段であることが好ましい。これにより、装着者
は、目の前の仮想表示空間内にこれらの各種情報を常時
モニターされることで、従来のように腕等に装着する場
合に比べて、無駄なタイムの損失が少なくでき、スポー
ツ等を行う場合に好適である。また、プロスポーツ選手
が使用される場合に限らず、子供等の遊戯装置としても
楽しめることができ、幅広いユーザに使用されることも
期待できる。

【０１０９】さらに、左右の双方に表示手段及び光反射
部を配設する構成、複数の表示手段を眼鏡部に沿って複
数配設する構成、目の側方に表示手段を配設し、側方よ
り表示情報を取り込む構成、等であっても良い。この左
右に各々液晶表示装置を配設する場合には、各々に異な
る像を表示させれば、両眼で異なった像を見ることがで
きる。また、各々の液晶表示装置において、視差を生じ
させる像を出力させれば、外界の像に重ねて立体像を見
ることが可能になり、よりリアリティーに溢れる像を表
示できるので好ましい。また、表示手段に映し出される
映像は、３次元映像であっても良い。

【０１１０】また、液晶表示装置の通常用いる２枚の偏
光板のうち一枚を取り除き、凹面ハーフミラーを配設
し、眼鏡部を偏光サングラスにて構成するよう内側に偏
光反射板を貼る構成としても良い。これにより、１枚偏
光板をなくした分だけ表示は明るくなり、外光が暗くと
もより明るい表示を可能としている。さらに、偏光ビー
ムスプリッタを用いた構成としても良く、この場合、液
晶表示装置の１枚又は２枚の偏光板を省略してさらなる
明るい表示が可能となる。

【０１１１】さらに、本例装置を、帽子、ヘッドホン、
ヘアバンド、ゴーグル、眼鏡、サンバイザー等を装着し
て一体化した構成としても良い。

【０１１２】尚、スピーカに外部接続端子を設け、他の
携帯用情報端末、ＰＣ等が接続されるデータ転送用の接
続コードを接続可能に構成しても良い。また、この場合
に、耳掛部に携帯用情報端末を挿入固定可能なベルト部
を設けて、操作者の頭部に差し込み固着するよう、各種
機器を取外可能に装着して構成しても良い。ここで、携
帯用情報端末、携帯機器の情報出力としては、ポケベ
ル、携帯電話等が挙げられる。さらに、ＰＣモニター、
ウオークマン・ビデオ・テレビ等のリモコン等を耳掛部
に差し込むように搭載して、ケーブルでパソコンに接続
し、モニター機能を有したを構成としても良い。この場
合、頭部装着型表示装置の音声出力手段をヘッドホンの
如く構成することが好ましく、操作機能付きヘッドホン
として機能する。これにより、マイクを用いて通信しな
がらも、表示機能が付加する。また、パソコン等との情
報の伝達はケーブル接続によるものに限らずアンテナ等
を用い、無線による伝達であっても良い。この場合に
は、表示、音、操作機能を有しているため、ポケベル、
携帯機器としても、耳の近くなので携帯電話等も小さい
音で済み、人知れず情報を入れることもできる。

【０１１３】さらに、頭部装着型表示装置と他の情報機
器との組み合わせによる構成の頭部装着用情報機器とし
て、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ）、ページャ、携帯電話、ワードプロセッサ、テレ
ビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテー
プレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、ナビゲーショ
ン装置等の情報機器、ＩＣカード・同時通訳システム・
手書用スクリーン・テレビ会議システム・地図情報シス
テム・データ作成システム等を有する個人用携帯型情報
機器（Personal Digital Asistance）等が挙げられる。
更に、入出力インターフェースユニットを接続して、ビ
デオカメラ等の表示部としても兼用できる。また、イン
ターネット接続も可能となる。

【０１１４】また、通常の画像表示型ＨＭＤにおける仮
想表示空間内でマウス表示を可能とするための入力操作
入力手段を設けたもの、表示部上で変形・移動の指定を
もとに物体を立体感をもって見るもの、左右に発信器を
装備し表示部を見るもの、左眼用右眼用表示データを同
期させて表示部に表示するもの等でも良い。

【０１１５】また、本例の頭部装着型表示装置を以下の
ように発展させた情報機器として形成しても良い。この
情報機器は、図５に示すように、本例装置に加えて、音
声情報が入力される音声入力手段３００を有し、表示手
段８０は、装着者の目の近くに位置され、音声情報に関
連する表示情報を表示し、音声出力手段１６は、装着者
の耳の近くに位置され、音声情報を出力するよう形成さ
れる。また、頭部装着型表示装置に加えて、音声入力手
段としてのマイクを装備し、ハンドフリー携帯電話とし
て使用し、特に音声認識を行うよう構成しても良い。

【０１１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る頭部装着型表示装置の実施の形態
の一例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面
図である。

【図２】同図（Ａ）は、図１の頭部装着型表示装置を装
着者が装着した場合の状態を示す側面図であり、同図
（Ｂ）は、液晶表示装置の表示内容の一例を示した概略
図である。

【図３】同図（Ａ）は、図１の頭部装着型表示装置にお
いて、最適虚像表示位置を説明するための原理を示す概
略斜視図であり、同図（Ｂ）は、最適虚像表示位置を設
定するのみ必要なパラメータの関係を示す概念図であ
る。

【図４】図１の頭部装着型表示装置の角度調整機構を示
す図であり、（Ａ）は側面図（Ｂ）は、（Ａ）の一部を
拡大した断面図、（Ｃ）は分解斜視図である。

【図５】図１の頭部装着型表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】図１の頭部装着型表示装置を示す図であり、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図をそれぞれ示す。

【図７】本発明に係る頭部装着型表示装置の他の実施の
形態の一例を示す図であり、（Ａ）は、一方のハーフミ
ラーを使用しない状態での側面図、（Ｂ）は、一方のハ
ーフミラーを使用した状態での側面図、（Ｃ）は同図
（Ａ）（Ｂ）に示す頭部装着型表示装置の斜視図であ
る。

【図８】本発明に係る頭部装着型表示装置の他の実施の
形態の一例の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明に係る頭部装着型表示装置の計時部の機
能を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１頭部装着型表示装置１０ａ、１０ｂ耳掛部１４操作入力手段１４−１切換用の操作手段１４−４、１４−５期間設定用の操作手段２０フレーム部２２天井部２６取付孔４０眼鏡部４２光反射部（ハーフミラー）６０角度調整手段８０表示手段９２表示期間調整手段９４非表示期間調整手段９７モード切換制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、装着者の両目を覆うように
位置される透光性の眼鏡部と、前記眼鏡部を保持するフ
レーム部と、を有し、前記装着者に装着されて前記装着
者から見える視野領域のうちの特定領域に所定の像を表
示する頭部装着型表示装置であって、前記フレーム部は、外光を取り込んで投影表示画像を表
示出力する表示手段を有し、前記眼鏡部は、前記投影表示画像を前記特定領域の位置
にて反射させ、前記装着者の眼球に導く光反射部を有
し、前記特定領域に表示される前記投影表示画像が前記視野
領域の中心領域より外の領域となるように、少なくと
も、前記視野領域の縦方向、横方向での各々の前記光反
射部の曲率と、前記光反射部の前記表示手段及び前記装
着者の眼球に対する相対位置と、が設定されることを特
徴とする頭部装着型表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記特定領域が前記視野領域の上部領域となるように、
前記光反射部の配置位置、各々の前記曲率が設定される
ことを特徴とする頭部装着型表示装置。
【請求項３】請求項１において、前記特定領域が前記視野領域の下部領域となるように、
前記光反射部の配置位置、各々の前記曲率が設定される
ことを特徴とする頭部装着型表示装置。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかにおい
て、前記投影表示画像の表示位置が前記眼球の少なくとも前
方５ｍ以上先となるように、前記光反射部の配置位置、
各々の前記曲率がに設定されることを特徴とする頭部装
着型表示装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかにおい
て、前記表示手段は、前記投影表示画像が常時表示される第
１のモード、前記投影表示画像が特定の指定された時間
に表示される第２のモード、のいずれかのモードに切換
制御するモード切換用制御手段を有し、前記フレーム部は、前記モード切換用制御手段を操作す
るモード切換用操作手段をさらに有することを特徴とす
る頭部装着型表示装置。
【請求項６】請求項５において、前記表示手段は、表示されない非表示期間を変更自在に
設定制御する期間調整用制御手段を有し、前記フレーム部は、前記期間調整用制御手段を操作する
期間設定用操作手段をさらに有することを特徴とする頭
部装着型表示装置。
【請求項７】請求項１〜請求項６のいずれかにおい
て、前記眼鏡部は、前記外光の明るさに応じて、前記光反射
部の透過率を調整する透過率調整手段をさらに有するこ
とを特徴とする頭部装着型表示装置。
【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれかにおい
て、前記表示手段は、右目領域、左目領域のいずれか一方に
形成されて、前記フレーム部に対して取り外し自在とな
るようにユニット化され、前記フレーム部は、前記表示手段を着脱自在に取付支持
する右目用、左目用の各取付部を有することを特徴とす
る頭部装着型表示装置。
【請求項９】装着者の両耳に各々装着される２つの耳
掛部と、前記装着者の両目を覆うように位置される透光
性の眼鏡部と、前記２つの耳掛部間に配設されて前記眼
鏡部を保持するフレーム部と、を有し、前記装着者に装
着されて前記装着者から見える視野領域のうちの特定領
域に所定の像を表示する頭部装着型表示装置であって、前記フレーム部は、表示情報に基づいて、投影表示画像
を表示出力する表示手段を有し、前記眼鏡部は、前記投影表示画像を前記特定領域の位置
にて反射させ、前記装着者の眼球に導く光反射部を有
し、前記フレーム部といずれか一方又は双方の前記耳掛部と
の間に配設され、前記装着者の装着状態に応じて、視軸
水平面に対する前記フレーム部の角度を調整する角度調
整手段を有し、前記角度調整手段を用いて前記装着者の眼球と前記光反
射部との間の距離、前記視軸水平面に対する前記光反射
部の角度を変えて、前記視野領域に対する前記投影表示
画像の位置を調整することを特徴とする頭部装着型表示
装置。
【請求項１０】請求項９において、前記角度調整手段は、角度を段階的に設定できることを
特徴とする頭部装着型表示装置。