JP3485689B2 - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

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
像表示装置の映像表示素子の裏面にはバックライトが設
けられているため、観察者が映像表示素子に表示された
映像を観察する際に、映像表示素子の周辺部にバックラ
イト光が漏れ出てそれが観察者の視野に入ってしまうこ
とがある。その場合、「映像の周囲を全て黒い枠で覆っ
て映画館のスクリーンのように映像を表示したい」とい
う意図に反することになり、映像表示品質が劣化してし
まう。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、映像表示素子の周辺部にバックライト
光が漏れ出ても観察者の視野に入らないようにした頭部
装着型映像表示装置を提供することを目的とする。

【０００５】この目的のため、本発明は、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において、前記前記左
右映像表示素子および前記第３の面の間に夫々、観察者
の視野を制限する視野制限手段を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００６】本発明の頭部装着型映像表示装置では、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
学系の前記左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の面との間、および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の前記右映像
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
面との間には夫々、観察者の視野を制限する視野制限手
段が設けられているため、映像表示素子の周辺部にバッ
クライト光が漏れ出ても、そのバックライト光が観察者
の視野に入ることが防止される。

【０００７】したがって、本発明の頭部装着型映像表示
装置によれば、「映像の周囲を全て黒い枠で覆って映画
館のスクリーンのように映像を表示する」ことが可能に
なり、観察者にとって見やすい映像を提供することがで
きる。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。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、ＬＣ
Ｄ）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。

【００１３】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には、左眼球２１Ｌ側のＬ
ＣＤ２５および接眼光学系２０に対し右眼球２１Ｒ側の
ＬＣＤ２５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。

【００１４】上記ＬＣＤ２５と第２プリズム２３の第３
の面２３ａとの間には薄いフィルム状のプラスチックま
たはアルミ製の視野マスク２６がＬＣＤ２５の表示面の
周辺部をマスクするように配置されており、視野マスク
２６は、図示しない枠部材によって図２に示すようにＬ
ＣＤ表示面とほぼ平行になりかつ近接した状態で支持さ
れている。なお、視野マスク２６を接眼光学系２０の第
３の面２３ａに接触配置または接合配置してもよい。

【００１５】視野マスク２６は、図４（ａ）に示すよう
に額縁状に形成されており、その中央の切り欠き部の面
積はＬＣＤ２５の映像表示領域２５ａの面積よりも若干
小さくしてある。このように視野マスク２６の切り欠き
部の面積をＬＣＤ２５の映像表示領域２５ａの面積より
も若干小さくした理由は、映像表示領域２５ａの上面に
は通常カバーガラスがあって視野マスク２６を映像表示
領域２５ａに密着させることができないため、図４
（ｂ）に示すように視野マスク２６を映像表示領域２５
ａの上方に延在させることにより、ＬＣＤ２５の映像非
表示領域２５ｂから漏れ出たバックライト光が拡散して
も観察者の視野に入らないようにするためである。な
お、ＬＣＤ２５、視野マスク２６、接眼光学系２０を含
む部分の全体配置を図５に示す。

【００１６】上記のように構成することにより、ＬＣＤ
２５の映像非表示領域（周辺部）２５ｂにバックライト
光が漏れ出ても、そのバックライト光が観察者の視野に
入ることが確実に防止されるため、所望の通り「映像の
周囲を全て黒い枠で覆って映画館のスクリーンのように
映像を表示する」ことが可能になり、観察者にとって見
やすい映像を提供することができる。

【００１７】なお、本実施形態においては、視野マスク
２６をプラスチックまたはアルミ製としたが、代わりに
弾性を有する部材、例えばゴム（ウレタンゴム、ＥＰＤ
ゴム、ＣＲゴムが好ましい）製としてもよく、その場
合、ゴムの硬さＫはＪＩＳ−Ａ規格に基づいて、 ３０＜Ｋ（ＪＩＳ−Ａ）＜７０ の範囲とするのが好ましい。上記範囲の下限値（３０）
以下では柔らかすぎてＬＣＤ等の保持ができず、上限値
（７０）以上では硬すぎて弾力がなくなるため以下の効
果が望めなくなる。上記のように視野マスク２６をゴム
製とすると、図５のように視野マスク２６をＬＣＤ２５
の表面のカバーガラスに接触配置した場合に衝撃が加わ
っても、視野マスク２６が変形することによりＬＣＤ２
５自体の重量やバックライトの重量による衝撃力を逃が
すことができるから、ＬＣＤ２５やバックライトの破損
を防止することができる。

【００１８】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々、第１
実施形態の接眼光学系の上方に設けた枠２７を示す平面
図、正面図、側面図である。本実施形態の接眼光学系２
０の第２プリズム２３の、ＬＣＤ２５に対向し透過作用
を有する第３の面２３ａは、図６（ａ）に示すようにそ
の周辺部は平面になっているが、その中央部を凹面状に
形成されている。このため、ＬＣＤ２５に表示された映
像を観察する際に、第３の面２３ａの面の線（凹面状の
部分と平面との境界；凹面状の部分の縁）が不所望に見
えてしまうことがある。

【００１９】この対策として、本実施形態では、図６の
各図に示すようにして枠２７を設けている。枠２７は、
例えば薄いフィルム状の黒色等濃色のポリエステル製で
あり、視野マスク２６と同様に額縁状に形成され、その
中央の切り欠き部の面積はＬＣＤ２５の映像表示領域の
面積よりも若干大きくなるように形成されている。枠２
７は、図示しない枠部材によって図６（ｂ）に示すよう
に第２プリズム２３の第３の面２３の上方に支持されて
いる。

【００２０】上記枠２７を設けたことにより、映像観察
時に第２プリズム２３の第３の面２３ａの面の縁が見え
ることが確実に防止されるため、観察者にとって見やす
い映像を提供することができる。

【００２１】なお、本実施形態では、上記枠２７と上述
した視野マスク２６とを別体に設けているが、何れか一
方に両方の機能を兼用させるようにしてもよい。その場
合、例えば、枠２７のマスクする範囲および視野マスク
２６のマスクする範囲を含むように枠２７の大きさおよ
び枠２７のＬＣＤ２５の表示面からの距離を決定すれば
よい。また、枠２７を独立に設ける代わりに、枠２７を
接眼光学系２０の第３の面２３ａに接着等により接合配
置して接眼光学系２０と一体化してもよい。

【００２２】図７は第１実施形態の表示装置本体を後頭
部から顔面方向に向かって見た状態を示す図である。表
示装置本体１０の内部には、図２の接眼光学系２０、Ｌ
ＣＤ２５等を収容する鏡枠２８が図７に示すように設け
られており、鏡枠２８の左右眼球の前面に位置する部分
には夫々、窓２９Ｌ，２９Ｒが形成されている。窓２９
Ｌ，２９Ｒは、左右方向（眼幅方向）の寸法が図４に示
すＬＣＤ２５の映像表示領域２５ａよりも広げられてお
り、長穴に形成されている。

【００２３】次に、上記窓２９Ｌ，２９Ｒの作用を図８
（ａ），（ｂ）により説明する。いま、標準的な眼幅
（日本人の場合、約６５ｍｍ）の観察者が図８（ａ）に
示すように縦横比３：４の窓２９Ｌ，２９ＲからＬＣＤ
上の縦横比３：４の左右映像を観察する場合に正常に観
察し得るように頭部装着型映像表示装置が調整されてい
るものとする。この頭部装着型映像表示装置で、標準的
な眼幅よりも狭い眼幅の観察者が同一映像を観察した場
合、図８（ｂ）に示すように、視野の中心の部分の映像
が窓２９Ｌ，２９Ｒによって蹴られるため、その映像を
両眼で見ることができなくなってしまう。その結果、左
眼球の右側映像と右眼球の左側映像が他方の眼球からは
見えなくなって、映像の左右の端部を片眼で見ることに
なり、視野闘争が起きて安定した観察像を見ることがで
きなくなってしまう。なお、この不具合は、標準的な眼
幅よりも広い眼幅の観察者の場合も、ＬＣＤの縦横比が
９：１６の場合も同様に発生する。

【００２４】本実施形態では、日本人の眼幅のばらつき
が６５±１０ｍｍ程度であることを考慮して、窓２９
Ｌ，２９Ｒの左右方向寸法を、ＬＣＤと同一の縦横比の
長方形領域に対しさらに左右方向に少なくとも５ｍｍ、
好ましくは１０ｍｍ以上広げている。これにより、眼幅
の狭い人や眼幅の広い人が装着して映像を観察する際
に、映像表示領域の周辺部の映像が窓によって蹴られて
見えなくなってしまう不具合を確実に防止することがで
きる。

【００２５】図９は第１実施形態の表示装置本体を顔面
の斜め前方から見た状態を示す斜視図である。本実施形
態の頭部装着型映像表示装置は、観察者が頭部装着型映
像表示装置を装着した状態で外界を観察することができ
る、いわゆるシースルー機能を有しており、表示装置本
体内部には図示しない液晶シャッタが設けられている。
表示装置本体１０の前面には、液晶シャッタの開放時に
外界像を観察するための、シースルー用窓３０Ｌ，３０
Ｒが形成されている。

【００２６】シースルー用窓３０Ｌ，３０Ｒは、左右方
向（眼幅方向）の寸法が図４に示すＬＣＤ２５の映像表
示領域２５ａよりも広げられており、角穴に形成されて
いる。これにより、左右方向寸法を映像表示領域２５ａ
と同一にした場合、眼幅の狭い人や眼幅の広い人が装着
して外界像を観察する際に、映像表示領域の周辺部に相
当する外界像がシースルー用窓によって蹴られて見えな
くなってしまう不具合を確実に防止することができる。

【００２７】図１０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１０は、図１１の斜視図に示す接眼
光学系４０を矢印Ｂ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１０と左右対称に構成
される）は説明を省略する。

【００２８】図１０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。

【００２９】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。

【００３０】上記ＬＣＤ２５と第３の面４０ｃとの間に
は、薄いフィルム状のプラスチックまたはアルミ製の視
野マスク４１がＬＣＤ２５の表示面の周辺部をマスクす
るように配置されている。視野マスク４１は、図１０に
実線で示すように接眼光学系４０の第３の面４０ｃ上に
接着等により接合配置したり第３の面４０ｃに接触配置
しても、同図に点線で示すようにＬＣＤ２５の表示面か
ら所定距離離間しかつＬＣＤ２５の表示面とほぼ平行に
なるように、図示しない枠部材によって支持してもよ
い。視野マスク４１は、第１実施形態の視野マスク２６
と同様に額縁状に形成されており、その中央の切り欠き
部の面積はＬＣＤ２５の映像表示領域２５ａ（図４参
照）の面積よりも若干小さくしてある。

【００３１】上記のように構成することにより、ＬＣＤ
２５の映像非表示領域（周辺部）２５ｂにバックライト
光が漏れ出ても、そのバックライト光が観察者の視野に
入ることが確実に防止されるため、所望の通り「映像の
周囲を全て黒い枠で覆って映画館のスクリーンのように
映像を表示する」ことが可能になり、観察者にとって見
やすい映像を提供することができる。また、図１０の実
線のように配置した場合には、視野マスク４１と接眼光
学系４０とが一体化されるので組立が容易になり、同図
の点線のように配置した場合には、視野マスク４１の視
度が上下の画角で同一になるので映像観察上好ましくな
る。

【００３２】図１２（ａ），（ｂ）は夫々、第２実施形
態の接眼光学系の上方に設けた枠４２を示す平面図およ
び側面図である。本実施形態の接眼光学系４０の、ＬＣ
Ｄ２５に対向し透過作用を有する第３の面４０ｃは、図
１２（ａ）の形状に形成されている。このため、ＬＣＤ
２５に表示された映像を観察する際に、第３の面４０ｃ
の面の線（輪郭線）が不所望に見えてしまうことがあ
る。

【００３３】この対策として、本実施形態では、図１２
（ａ），（ｂ）に示すようにして枠４２を設けている。
枠４２は、例えば薄いフィルム状の黒色等濃色のポリエ
ステル製であり、図１２（ａ）に斜線を付けて示すよう
に視野マスク４１と同様に額縁状に形成され、その中央
の切り欠き部の面積はＬＣＤ２５の映像表示領域の面積
よりも若干大きくなるように形成されている。枠４２
は、図示しない枠部材によって図１２（ｂ）に示すよう
に接眼光学系４０の第３の面４０ｃの上方に支持されて
いる。なお、枠４２を接眼光学系４０の第３の面４０ｃ
に接触配置または接合配置してもよい。

【００３４】上記枠４２を設けたことにより、映像観察
時に接眼光学系４０の第３の面４０ａの面の縁が見える
ことが確実に防止されるため、観察者にとって見やすい
映像を提供することができる。

【００３５】なお、本実施形態では、上記枠４２と上述
した視野マスク４１とを別体に設けているが、何れか一
方に両方の機能を兼用させるようにしてもよい。その場
合、例えば、枠４２を第３の面４０ｃ上に接着等により
接合配置するとともに、その中央の切り欠き部の面積が
ＬＣＤ２５の映像表示領域の面積よりも若干小さくなる
ように形成すればよい。また、本実施形態に図７に示す
窓２９Ｌ，２９Ｒの構成、および図９に示すシースルー
用窓３０Ｌ，３０Ｒの構成を適用し得ることは言うまで
もない。

【００３６】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
表示装置において、前記前記左右映像表示素子および前
記第３の面の間に夫々、観察者の視野を制限する視野制
限手段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１）。

【００３７】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、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）。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）。

【００３８】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）。

【００３９】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、前記視野制限手段
は、映像表示素子の映像表示領域の周辺部をマスクする
視野マスクから成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、前記視野制限手段は、前記第３面の
面の線をマスクするように形成してもよい（付記項
７）。また、付記項６の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記視野制限手段は、前記視野マスクの作用ととも
に前記第３面の面の線をマスクする作用を有するように
構成してもよい（付記項８）。

【００４０】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、前記視野制限手段
は、薄いフィルム状に形成してもよい（付記項９）。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、前記視野制限手段は、中央の切り欠
き部の面積が映像表示素子の映像表示領域の面積よりも
小さい額縁形状の枠としてもよい（付記項１０）。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、前記視野制限手段は、前記第３面の
面の線をマスクする額縁形状の枠としてもよい（付記項
１１）。

【００４１】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、前記視野制限手段を
ゴム等の弾性部材として前記左右映像表示素子の破損を
防止するようにしてもよい（付記項１２）。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、前記視野制限手段は、前記左右映像表示素子
の表示面の平面とほぼ平行に設けるようにしてもよい
（付記項１３）。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、前記視野制限手
段は、前記左右接眼光学系の第３の面に接触配置または
接合配置してもよい（付記項１４）。

【００４２】また、付記項１２の頭部装着型映像表示装
置において、前記弾性部材は、ウレタンゴム、ＥＰＤゴ
ムまたはＣＲゴムとし、ゴムの硬さＫはＪＩＳ−Ａ規格
に基づいて、３０＜Ｋ（ＪＩＳ−Ａ）＜７０の範囲とな
るようにしてもよい（付記項１５）。

【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】第１実施形態の接眼光学系の斜視図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は第１実施形態の視野マスクの
詳細を示す図である。

【図５】第１実施形態の映像表示素子、視野マスクおよ
び接眼光学系を含む部分の全体配置を示す図である。

【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々、第１実施形態
の接眼光学系の上方に設けた枠を示す平面図、正面図、
側面図である。

【図７】第１実施形態の表示装置本体を後頭部から顔面
方向に向かって見た状態を示す図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は第１実施形態の表示装置本体
の内部の鏡枠に設けた窓の作用を説明するための図であ
る。

【図９】第１実施形態の表示装置本体を顔面の斜め前方
から見た状態を示す斜視図である。

【図１０】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１１】第２実施形態の接眼光学系の斜視図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は夫々、第２実施形態の接眼
光学系の上方に設けた枠を示す平面図および側面図であ
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 ２４ ハーフミラー ２５ 映像表示素子（ＬＣＤ） ２６ 視野マスク ２７ 枠 ４１ 視野マスク ４２ 枠

Claims (15)

(57)【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
   表示装置において、 前記前記左右映像表示素子および前記第３の面の間に夫
   々、観察者の視野を制限する視野制限手段を設けたこと
   を特徴とする頭部装着型映像表示装置。
2. 【請求項２】 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ことを特徴とする請求項１記載の
   頭部装着型映像表示装置。
3. 【請求項３】 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
   かれるように構成したことを特徴とする請求項２記載の
   頭部装着型映像表示装置。
4. 【請求項４】 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ことを特徴
   とする請求項３記載の頭部装着型映像表示装置。
5. 【請求項５】 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ことを特徴とする請求項１記載
   の頭部装着型映像表示装置。
6. 【請求項６】 前記視野制限手段は、映像表示素子の映
   像表示領域の周辺部をマスクする視野マスクから構成し
   たことを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記
   載の頭部装着型映像表示装置。
7. 【請求項７】 前記視野制限手段は、前記第３面の面の
   線をマスクするように構成したことを特徴とする請求項
   １、２、３、４、または５記載の頭部装着型映像表示装
   置。
8. 【請求項８】 前記視野制限手段は、前記視野マスクの
   作用とともに前記第３面の面の線をマスクする作用を有
   するように構成したことを特徴とする請求項６記載の頭
   部装着型映像表示装置。
9. 【請求項９】 前記視野制限手段は、薄いフィルム状に
   構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、また
   は５記載の頭部装着型映像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記視野制限手段は、中央の切り欠き
    部の面積が映像表示素子の映像表示領域の面積よりも小
    さい額縁形状の枠として構成したことを特徴とする請求
    項１、２、３、４、または５記載の頭部装着型映像表示
    装置。
11. 【請求項１１】 前記視野制限手段は、前記第３面の面
    の線をマスクする額縁形状の枠として構成したことを特
    徴とする請求項１、２、３、４、または５記載の頭部装
    着型映像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記視野制限手段をゴム等の弾性部材
    として前記左右映像表示素子の破損を防止するように構
    成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、または
    ５記載の頭部装着型映像表示装置。
13. 【請求項１３】 前記視野制限手段は、前記左右映像表
    示素子の表示面の平面とほぼ平行に設けるように構成し
    たことを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記
    載の頭部装着型映像表示装置。
14. 【請求項１４】 前記視野制限手段は、前記左右接眼光
    学系の第３の面に接触配置または接合配置して構成した
    ことを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記載
    の頭部装着型映像表示装置。
15. 【請求項１５】 前記弾性部材は、ウレタンゴム、ＥＰ
    ＤゴムまたはＣＲゴムとし、ゴムの硬さＫはＪＩＳ−Ａ
    規格に基づいて、３０＜Ｋ（ＪＩＳ−Ａ）＜７０の範囲
    となるように構成したことを特徴とする請求項１２記載
    の頭部装着型映像表示装置。