JPH09120041A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 眼幅調整機構を備えながらも、構造が簡単で
且つコンパクトな頭部装着型映像表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の頭部装着型映像表示装置は、デ
ィスプレイ本体部６内部に、映像表示素子２３と、映像
表示素子２３を照射するためのバックライト２４と、映
像表示素子２３に表示された映像を観察者の眼球に投影
するための接眼光学系２２と、これら映像表示素子２
３，バックライト２４及び接眼光学系２２を保持し且つ
ガイド機能を有する突出部２１ａが形成された鏡枠２１
と、鏡枠２１の突出部２１ａと嵌合するガイド形状が設
けられている鏡枠ガイド部材２５と、鏡枠２１と鏡枠ガ
イド部材２１との間隔を適正に維持するためのバネ部材
２９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の頭部に着
脱自在に装着保持させて使用し、観察者の眼球内の網膜
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】一般に、頭部に装着して映像を観察する
装置は、眼鏡を掛けるように装着するか或いは頭部を包
むように装着保持し、装着した状態で観察者の両眼の前
方に位置する光学系を介して、映像表示素子に表示され
た像を観察できるようになっている。又、映像に限ら
ず、外界像も観察できるようになっているものもある。
この装置を使用する際、一般に、人によって眼幅が多少
異なっているため、映像表示素子に表示された映像を観
察者の眼球に投影する左右の接眼光学系が配置された間
隔の調整を可能に構成した方が、使用し易いものであ
る。そこで、このような一対の接眼光学系の間隔を個々
の観察者の眼幅に合わせて調整できる機構を有する装置
が、特開平６−１２１２５７号公報により提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この特開平６−１２１
２５７号公報に記載の装置では、図８に示すように、映
像を観察者の眼球へ導く一対の光学視覚ユニット（接眼
光学系を含む）１００がバックライト１０１のリフレク
タ１０２に取付けられたシャフト１０３に吊り下げられ
ている。加えて、この装置では、光学視覚ユニット１０
０を構成する部品点数が多く複雑であるうえ、装置の組
立て工程において、必ず光学視覚ユニット１００の調整
を行わなくてはならない。又、一対の光学視覚ユニット
１００の上部にこれら光学視覚ユニット１００の間隔を
調整するための機構が備えられていることから、装置全
体が大型化してしまうという問題もある。

【０００４】そこで、このような従来技術の有する問題
点に鑑み、本発明は、眼幅調整機構を備えながらも、構
造が簡単で且つコンパクトな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】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による頭部装着型映像表示装置は、表示され
る像の中心が観察者の水平視線方向よりも下方向に位置
するように構成された頭部装着型映像表示装置におい
て、映像表示素子と、この映像表示素子を照射するため
のバックライトと、前記映像表示素子に表示された映像
を観察者の眼球に投影するための接眼光学系と、これら
映像表示素子，バックライト及び接眼光学系を保持し且
つガイド機能を有する突出部が形成された鏡枠と、この
鏡枠の突出部と嵌合するガイド形状が設けられている鏡
枠ガイド部材と、前記鏡枠と鏡枠ガイド部材との間隔を
適正に維持するための弾性部材と、が備えられているこ
とを特徴とする。尚、本発明の映像表示装置では、前記
鏡枠の突出部は観察者側に設けられ、この突出部に嵌合
する前記鏡枠ガイド部材も観察者側に配置される。更
に、本発明の映像表示装置では、前記突出部を前記鏡枠
の左右両端に設けてもよく、又、かかる突出部の前記鏡
枠ガイド部材と接触するガイド面を曲面に形成するか、
そのガイド面に回転部材を備えることにより、上記目的
を達成するためより一層の効果を奏する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づき、
本発明を詳細に説明する。

【０００７】第１実施例 図１は、本実施例にかかる頭部装着型映像表示装置の外
観を示す斜視図である。本実施例の映像表示装置におけ
る支持部１は、側面から見てＪ型をした左フレーム１
ａ，右フレーム１ｂと、それらを連結しているディスプ
レイ本体部６の取付部，頂帯部７によって、閉じた構成
になっている。左フレーム１ａと右フレーム１ｂには、
夫々弾性のある材質からなる支持フレーム８，９を介し
て、左パッド２，右パッド３が取付けられている。これ
らの支持フレーム８，９は、夫々左フレーム１ａ，右フ
レーム１ｂにビス止めされている。又、左フレーム１ａ
と右フレーム１ｂには、夫々左右の耳の位置に合わせて
スピーカ１１，１２が取り付けられており、左パッド２
にはケーブル１０が接続されている。そして、ケーブル
１０によって送られてきた映像信号と音声信号はパッド
２，支持フレーム８，左フレーム１ａを介して、ディス
プレイ本体部６に内蔵されている映像表示素子と、スピ
ーカ１１，１２とに送られるようになっている。勿論、
これら映像信号等は無線によりかかる映像表示装置へ送
信されるようにしてもよい。又、ディスプレイ本体部６
に内蔵されている映像表示素子や接眼光学系を備えた一
対の鏡枠ユニット２０には種々のものが知られている
が、図２にはその一例が透視的に示されている。

【０００８】ディスプレイ本体部６には、外界像と映像
とのモード切替を行うモード切替スイッチ１３，モード
表示ランプ１４，眼幅調整用ノブ１５が設けられてい
る。本実施例の映像表示装置では、眼幅の調整は眼幅調
整用ノブ１５を図の矢印方向にスライドさせることによ
り、ディスプレイ本体部６内の映像表示素子や接眼光学
系等を備えた鏡枠ユニット２０を観察者の左右の方向へ
移動させて眼幅の調整を行っている。そして、ディスプ
レイ本体部６の上下位置には、額パッド４と顔パッド１
６が配設されている。この顔パッド１６は、主に遮光効
果を持たせるためのものである。

【０００９】頂帯部７は、３つのブロックに分かれてお
り、各ブロック間では或る程度の可撓性が付与されてお
り、それらのブロック内には電圧調整回路等が搭載され
た電子基板７ａ，７ｂ，７ｃが内蔵されている。又、頂
帯部７の内側には後パッド５が配設されており、更に左
フレーム１ａと右フレーム１ｂに設けられているハイト
ノブ１７，１８によって、各個人の頭部形状に応じてそ
の高さ，位置を調整できるようになっている。このよう
に、本実施例の映像表示装置における支持部１は、パッ
ド２，３，４，５による４箇所の支持点をつないだ支持
フレーム構造となっている。尚、各パッド２，３，４，
５は、何れも適度な弾性と柔軟性を持ち、頭部に対する
摩擦の大きな材質で形成されている。

【００１０】本実施例の映像表示装置を装着するために
は、左右のフレーム１ａ，１ｂを両手で持って左右のパ
ッド２，３を両側へ広げ、ヘルメットを被るようにして
頭部に前方から装着する。そして、後パッド５を、左右
のハイトノブ１７，１８により各個人の頭部の形状に合
わせて調整する。その結果、額パッド４と後パッド５が
全体の重量を分散して支持するようになる。又、左右の
パッド２，３は耳の後部を頭部中心に向かって支持フレ
ーム８，９の弾性により加圧する。このようにして、上
記４つのパッド２，３，４，５は、一平面上には位置し
ない４箇所の支持点で頭部を包み込むように配設されて
いるので、夫々頭部表面に対して略垂直方向へ加圧し、
常に安定した装着状態が維持される。

【００１１】次に、図２に基づき、本実施例の映像表示
装置のディスプレイ本体部６内部の概略構成、及び観察
者が装置を装着した状態を説明する。本実施例の映像表
示装置は、ディスプレイ本体部６の内部に左右の一対の
鏡枠ユニット２０を有し、この鏡枠ユニット２０は、鏡
枠２１と、接眼光学系２２とを備えている。屈折力を有
するプリズムによって構成された接眼光学系２２の上側
には映像を表示するＬＣＤ等により構成された映像表示
素子２３が配置されている。又、接眼光学系２２の前方
には図示しないシャッタ部材が配置されている。このシ
ャッタ部材は液晶によるものでも機械的シャッタでもよ
く、このシャッタ部材を操作することにより、映像表示
素子２３に表示された映像のみを観察することも、又、
この映像と同時に外界像を観察することもできる。又、
観察者は、接眼光学系２２により前記映像及び外界像を
拡大して観察することができる。尚、本実施例の映像表
示装置は、観察者の水平視線と接眼光学系２２の光軸と
のなす角が５°となる位置に装着される。

【００１２】図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。鏡枠２１内には、映像表示素子２３，映像表示素子
２３を照射するためのバックライト２４が備えられてい
る。この映像表示素子２３，バックライト２４は接着材
等の接着手段を用いて鏡枠２１内に固着されてもよい
し、ネジ部材等によりネジ止めされてもよい。又、接眼
光学系２２は、その左右側面に形成された凸部２２ａに
鏡枠２１の底面の左右両端に取付けられたバネ部材２８
を絡ませ、バネ部材２８の弾性力により鏡枠２１内へ押
し上げられるように取付けられている。尚、このとき、
凸部２２ａの少なくとも２つの角にバネ部材２８が当接
している。又、鏡枠２１にはガイド機能を有する突出部
２１ａが形成されている。そして、図４は図３のＢ−Ｂ
線に沿う断面図であるが、同図に示すように、突出部２
１ａには凸部２１ａ₁ と凸部２１ａ₂とが設けられてお
り、この凸部２１ａ₁ と凸部２１ａ₂ とがガイド可能な
形状を有する鏡枠ガイド部材２５と嵌合されて、鏡枠２
１を鏡枠ガイド部材２５に対してスライドさせることが
可能になっている。尚、このとき、凸部２１ａ₁ の鏡枠
２１側への突出量は、凸部２１ａ₂ のそれの２倍以上に
なっている。鏡枠ガイド部材２５はディスプレイ本体６
の外枠６ａの内側に固定されている。又、鏡枠２１の底
面の観察者側にはバネ部材２９が取付けられており、こ
のバネ部材２９は、鏡枠２１が鏡枠ガイド部材２５に対
して浮き上がったりしないように、鏡枠２１と鏡枠ガイ
ド部材２５との間隔を適正に維持する機能を有してい
る。又、鏡枠２１には、鏡枠２１を鏡枠ガイド部材２５
に対してスライドさせて観察者の眼幅と一対の接眼光学
系２２の間隔とを合わせるための眼幅調整用ノブ１５が
設けられており、ディスプレイ本体６の枠６ａの外側か
ら眼幅調整用ノブ１５をスライドさせることにより、前
記眼幅間隔を調整できるようになっている。

【００１３】又、ディスプレイ本体６の外枠６ａには外
界光を取り入れるための透明窓２６と、接眼光学系２２
から観察者の眼球へ導かれる像を観察するための接眼窓
２７が設けられている。

【００１４】以上のように、本実施例の頭部装着型映像
表示装置は、鏡枠ユニット２０が従来のものと比較して
少ない部品により構成されているので、ディスプレイ本
体６が高さ方向に大型化することもなく、コンパクトな
装置を提供することができる。又、観察者が装置の装着
後に眼球の中心と接眼光学系２２との光軸とを合わせる
眼幅調整を行う際、眼幅調整用ノブ１５を左右方向にス
ライドさせることにより、前記眼幅調整を行うことがで
きる。又、このとき、鏡枠２１の突出部２１ｂと鏡枠ガ
イド部材２５とがストレスなくスライドできるように嵌
合されているので、眼幅調整をスムーズ行うことができ
る。又、鏡枠２１に取付けられているバネ部材２８が接
眼光学系２２の凸部２２ａを取り込むようにして接眼光
学系２２を固定しているので、鏡枠ユニット２０に多少
の衝撃が加えられても接眼光学系２２が外れるようなこ
ともない。

【００１５】第２実施例 図５は、本実施例の頭部装着型映像表示装置に備えられ
ている鏡枠ユニット３０及び鏡枠ガイド部材３５の構成
を示す斜視図である。本実施例の映像表示装置に用いら
れる鏡枠ユニット３０は、鏡枠３１の両端にガイド機能
を有する小型の突出部３１ａが夫々設けられており、こ
の突出部３１ａを鏡枠ガイド３５と嵌合させている。従
って、図示しない眼幅調整用ノブをスライドさせること
により、鏡枠ユニット３０を鏡枠ガイド部材３５に対し
てスライド移動させて眼幅調整を行うことができる。こ
のように、本実施例の映像表示装置では、鏡枠３１の両
端に突出部３１ａが夫々設けられているため、鏡枠３１
の鏡枠ガイド部材３５に対する嵌合長が最大限（鏡枠３
１の幅）得られるうえ、この突出部３１ａと鏡枠ガイド
部材３５との接触面積が小さくなっているため、鏡枠ユ
ニット３０をスライドさせる際に生じる負荷を最小限に
抑えることができ、スムーズに眼幅調整を行うことがで
きる。

【００１６】又、本実施例では、接眼光学系２２を支持
するバネ部材３２は１本で構成され、接眼光学系２２の
両側面に設けられている凸部２２ａの少なくとも２つの
角に当接させて支持している。従って、バネ部材３２を
鏡枠３１に取付ける際の組立性を向上させることができ
る。尚、この他の構成は第１実施例に示した装置と同様
である。

【００１７】第３実施例 図６は、本実施例にかかる頭部装着型映像装置に備えら
れている鏡枠ユニット４０及びこれを支持する鏡枠ガイ
ド部材４５の構成を示す断面図である。この図に示すよ
うに、本実施例の映像表示装置においても、鏡枠４１の
突出部４１ａと鏡枠ガイド部材４５とを嵌合させる構成
を採用しているが、突出部４１ａの鏡枠ガイド部材４５
と接触するガイド面を曲面に形成していることを特徴と
している。このように構成することで、本実施例の映像
表示装置では、鏡枠ユニット４０を鏡枠ガイド部材４５
に対してスライドさせて眼幅調整を行う際、生じる摩擦
力を抑制し、スムーズな調整が可能になる。尚、本実施
例における鏡枠４１の突出部４１ａの曲面形状は、第
１，第２実施例に示した鏡枠２１，３１の夫々突出部２
１ａ，３１ａに適用することが可能である。又、この他
の構成は、第１実施例に示した装置と同様である。

【００１８】第４実施例 図７（ａ）は本実施例にかかる頭部装着型映像表示装置
に備えられている鏡枠５１と鏡枠ガイド部材５５との嵌
合状態を示す装置側面側から見た断面図であり、図７
（ｂ）は同図（ａ）に示したＣ−Ｃ線に沿う断面図であ
る。本実施例では、鏡枠５１のガイド面５１ａに設けら
れた３本の軸５１ｂに夫々ローラ５２が枢支され、これ
ら３個のローラ５２が鏡枠ガイド部材５５に設けられた
レール５５ａを挟みつけ鏡枠５１を支持するように構成
されている。尚、このローラ５２とレール５５ａとは隙
間が生じないようにレイアウトされている。従って、本
実施例の映像表示装置では、図示しない眼幅調整用ノブ
をスライドさせることにより、鏡枠ガイド部材５５のレ
ール５５ａ上をローラ５２が転がり鏡枠５１が移動して
眼幅調整が行われるので、摩擦力の抑制に優れ、スムー
ズな眼幅調整が可能になる。尚、この構成以外は、第１
実施例に示された構成と同様である。

【００１９】

【発明の効果】上述のように、本発明の頭部装着型映像
表示装置は、眼幅調整機構を構成する部品点数を従来装
置に比べ十分少なくすることができるため、コンパクト
な装置構成が可能になる。更に、眼幅間隔の調整もより
スムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる頭部装着型映像表示装置の
構成を示す斜視図である。

【図２】第１実施例の映像表示装置のディスプレイ本体
部の内部概略構成、及び観察者が装置を装着した状態を
説明するための図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】第２実施例の頭部装着型映像表示装置に備えら
れている鏡枠ユニットと鏡枠ガイド部材の構成を示す斜
視図である。

【図６】第３実施例の頭部装着型映像表示装置に備えら
れている鏡枠ユニットと鏡枠ガイド部材の構成を示す断
面図である。

【図７】（ａ）は本実施例にかかる頭部装着型映像表示
装置に備えられている鏡枠と鏡枠ガイド部材との嵌合状
態を示す装置側面側から見た断面図であり、（ｂ）は
（ａ）に示したＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図８】従来の頭部装着型映像表示装置に備えられてい
る眼幅調整機構の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 支持部 １ａ 左フレーム １ｂ 右フレーム ２ 左パッド ３ 右パッド ４ 額パッド ５ 後パッド ６ ディスプレイ本体部 ６ａ 外枠 ７ 頂帯部 ７ａ，７ｂ，７ｃ 電子基板 ８，９ 支持フレーム １０ ケーブル １１，１２ スピーカ １３ モード切替スイッチ １４ モード表示ランプ １５ 眼幅調整用ノブ １６ 顔パッド １７，１８ ハイトノブ ２０，３０，４０，５０ 鏡枠ユニット ２１，３１，４１，５１ 鏡枠 ２１ａ，３１ａ，４１ａ 突出部 ２２ 接眼光学系 ２２ａ 突出部 ２３ 映像表示素子 ２４ パックライト ２５，３５，４５，５５ 鏡枠ガイド部材 ２６ 透明窓 ２７ 接眼窓 ２８，２９，３２ バネ部材 ５１ａ ガイド面 ５１ｂ 軸 ５２ ローラ ５５ａ レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 一哉 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示される像の中心が観察者の水平視線
   方向よりも下方向に位置するように構成された頭部装着
   型映像表示装置において、 映像表示素子と、該映像表示素子を照射するためのバッ
   クライトと、前記映像表示素子に表示された映像を観察
   者の眼球に投影するための接眼光学系と、これら映像表
   示素子，バックライト及び接眼光学系を保持し且つガイ
   ド機能を有する突出部が形成された鏡枠と、該鏡枠の突
   出部と嵌合するガイド形状が設けられている鏡枠ガイド
   部材と、前記鏡枠と鏡枠ガイド部材との間隔を適正に維
   持するための弾性部材と、が備えられていることを特徴
   とする頭部装着型映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記鏡枠の突出部は観察者側に設けら
   れ、該突出部と嵌合する前記鏡枠ガイド部材も観察者側
   に配置されている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。
3. 【請求項３】 前記突出部は前記鏡枠の左右両端に設け
   られていることを特徴とする請求項１又は２に記載の頭
   部装着型映像表示装置。
4. 【請求項４】 前記鏡枠に設けられた突出部の前記鏡枠
   ガイド部材と接触するガイド面が曲面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の頭部
   装着型映像表示装置。
5. 【請求項５】 前記鏡枠に設けられた突出部のガイド面
   に回転部材が備えられていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の頭部装着型映像表示装置。