JP2001305475A

JP2001305475A - 映像表示装置

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Publication number: JP2001305475A
Application number: JP2000127212A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tanijiri; 靖谷尻; Hiroaki Ueda; 裕昭上田; Kenji Ishibashi; 賢司石橋; Yoshie Shimizu; 佳恵清水; Masakazu Nagano; 雅一長野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP4258950B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装着が容易で、快適に使用することができ、
しかも、映像以外の視界を広く確保することが可能な頭
部装着型の映像表示装置を提供する。【解決手段】２つの表示部、フレームおよび装着部を
備えて、普通の眼鏡のように装着する映像表示装置とす
る。各表示部は、表示器、接眼光学系およびこれらを保
持する筺体より成り、装着部は鼻当ておよび左右のテン
プルより成る。フレームは表示部を支持するとともに、
装着部の各部材を連結する。フレームは前後方向の長さ
が上下方向の長さよりも大きい略板状であり、撓みのな
い構造でありながら視界を遮る範囲は狭い。２つの表示
部は左右方向に可動であり、眼幅調節ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頭部に装着されて
使用される頭部装着型の映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、頭部に装着されて眼前にて使用さ
れる頭部装着型の映像表示装置が個人観賞用の映像表示
装置として普及している。一般に、頭部装着型の映像表
示装置は、映像を表示する表示器と、表示器に表示した
映像の光を観察者の眼に導く接眼光学系と、これらを収
容する筺体とを備える。接眼光学系を備えて、眼に近い
位置に表示される実像そのものではなく、眼から適度に
離れた虚像を提供することで、映像を自然に観察するこ
とが可能になり、また、接眼光学系に拡大機能をもたせ
ることで、小型の表示器を使用しながらも、大きな映像
を提供することができる。

【０００３】頭部に装着するための構成には、頭部全体
を締め付けるようにしたものと、鼻と耳または側頭部で
支持される普通の眼鏡のようにしたものとがある。前者
は、例えば、特開平９−５０８７１１号公報や特開平７
−９２４４１号公報に開示されており、後者は、例え
ば、特開平１０−２９４９８３号公報に開示されてい
る。

【０００４】特開平９−５０８７１１号公報の装置で
は、左右の表示器を収容した１つの筺体の両端にベルト
状の部材を取り付けて、筺体およびベルトで頭部の額お
よびそれ以外の部位を締め付けるようにしている。表示
器や接眼光学系は筺体に固定されており、使用者の眼幅
すなわち左右の眼の間隔に応じて、左右の映像の間隔を
調節することはできない。特開平７−９２４４１号公報
の装置では、頭部の全周をベルト状の部材で締め付ける
ようにするとともに、この部材に左右の筺体を移動可能
に取り付けて、左右の映像の間隔を調節し得るようにし
ている。

【０００５】特開平１０−２９４９８３号公報の装置で
は、１つの筺体に左右の表示器および接眼光学系を収容
し、筺体に鼻当てと１対のテンプルを取り付けている。
表示器や接眼光学系は筺体に固定されており、左右の映
像の間隔を使用者の眼幅に応じて調節することはできな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】頭部の全周を締め付け
るようにした装置では、装着後の装置の安定性はよい
が、装着がやや困難である上、使用者に違和感や苦痛を
与え易い。一方、普通の眼鏡のように装着する装置は、
装着は容易であるが、装着後の装置の安定性が悪い。

【０００７】いずれの装着方法を採用する装置でも、左
右の映像の間隔を固定した構成では、眼幅にかかわらず
けられのない映像を提供するために、使用者の眼に導く
光束の径を大きくする必要があり、このために大きな接
眼光学系を備えなければならない。また、１つの筺体に
左右の表示器や接眼光学系を収容する構成では、当然、
大きな筺体が必要になる。接眼光学系や筺体の大型化
は、装置の重量化を招いて使用者の疲労を増すだけでな
く、重量のアンバランスを増大させて装着後の装置を不
安定にする。特に、眼鏡のように装着する装置では不安
定化は顕著になり、安定性を高めるためにテンプルで頭
部を強く挟むようにすると、使用者に苦痛を与えること
になる。

【０００８】筺体の大型化は、映像の周囲の視界を大き
く遮る結果ともなる。映像の周囲の視界が遮られること
は映像の観察そのものには影響しないが、映像以外の現
実の環境を視認できるようにすることが安全上必要なこ
とも多く、筺体で視界が大きく遮られることは好ましく
ない。

【０００９】また、筺体をベルト状の部材に取り付ける
ようにした装置では、装着時のベルトの上下方向の位置
により眼と接眼光学系の相対位置が変わり易く、しか
も、使用者の額の形状により左右の接眼光学系の光軸の
向きが変動し易い。これらは使用者の眼にかかる負担を
増すことになり、健康上好ましくない。

【００１０】従来の頭部装着型の映像表示装置では、こ
れらの問題点のいずれかが顕著に現れる。本発明は、こ
のような現状に鑑みてなされたもので、装着が容易で、
快適に使用することができ、しかも、映像以外の視界を
広く確保することが可能な頭部装着型の映像表示装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、頭部に装着されて眼前で使用される映
像表示装置に、映像を表示する表示器と、表示器に表示
した映像の光を眼に導いて虚像を提供する接眼光学系
と、表示器および接眼光学系を保持する筺体とを含む１
または２の表示部と、当該装置を装着した使用者から見
たときを基準に方向を定めるとき、左右方向の長さが眼
幅以上で、左右方向のどの部位においても前後方向の長
さが上下方向の長さよりも大きい形状を有し、表示部を
支持するフレームと、フレームの左右方向の中央付近に
取り付けられ、鼻に接する鼻当てと、フレームの左右方
向の両端付近に取り付けられ、耳、側頭部または後頭部
に接する１対のテンプルとを含む装着部を備える。

【００１２】この映像表示装置は、鼻に接する鼻当て
と、耳、側頭部または後頭部に接する１対のテンプルと
を含む装着部を備えており、普通の眼鏡のように装着さ
れて３部位で支持される。表示部は片眼に映像を提供す
るものであり、表示部を１または２備えることで、それ
ぞれ片眼用または両眼用の映像表示装置となる。フレー
ムは左右方向に長く、使用者の顔前に位置して、表示部
を支持するとともに装着部を成す３部材を連結する。フ
レームの前後方向すなわち使用者の視線の方向の長さは
上下方向の長さよりも大きい。したがって、撓み等の変
形を防ぐに足る強度をフレームにもたせながら、フレー
ムにより遮られる視界の範囲を小さくすることができ
る。

【００１３】ここで、フレームが表示部を左右方向に移
動可能に支持するようにするとよい。このようにする
と、表示部と眼の相対位置の調節が可能になり、接眼光
学系を小さくすることができる。表示部を２つ備えて両
眼用の装置とするときは、左右の映像の間隔を使用者の
眼幅に合わせることも容易である。

【００１４】また、フレームおよび表示部の重心が眼よ
りも下方に位置するようにするとよい。フレームおよび
表示部は主として鼻で支持されるが、これらの重心から
鼻までの距離が長ければ、回転モーメントが大きくなっ
て、使用者が下方を向いたときに装置が不安定になる。
フレームと表示部の重心を眼よりも下方に位置させるこ
とにより回転モーメントを小さくすることができて、装
置の安定性を高めることが可能になる。

【００１５】前記目的を達成するために、本発明ではま
た、頭部に装着されて眼前で使用される映像表示装置
に、映像を表示する表示器と、表示器に表示した映像の
光を眼に導いて虚像を提供する接眼光学系と、表示器お
よび接眼光学系を保持する筺体と、頭部への装着用の部
材と、筺体の前面の略全体を覆うカバーを備える。

【００１６】筺体は、使用者の視界を遮る範囲を小さく
し、また軽量とするために、表示器と接眼光学系を保持
するという機能を損なわない範囲で、小さくかつ簡素な
構成とすることが望ましい。しかし、そのような筺体の
外観は、必ずしも美しいとはいえない。筺体の前面の略
全体を覆うカバーを備えることで、視界を遮る範囲を小
さくし、軽量にしながらも、美しい外観の装置とするこ
とができる。

【００１７】カバーは着脱可能とするとよい。数種のカ
バーを用意しておくことでカバーを任意に取り替えるこ
とが可能になり、使用者の好みに応じた外観の装置とす
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の映像表示装置につ
いて図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態
の映像表示装置１の外観を図１〜図４に示す。図１、図
２、図３は、使用時つまり頭部に装着された状態を表し
ており、それぞれ上面図、正面図、側面図である。図４
は非使用時の上面図である。

【００１９】映像表示装置１は、左右１対の表示部１０
Ｌ、１０Ｒ、フレーム２０および装着部３０を有する。
表示部１０Ｌおよび１０Ｒは、それぞれ映像を表示して
使用者の左眼ＥＬおよび右眼ＥＲに提供する。フレーム
２０は表示部１０Ｌ、１０Ｒを支持し、使用時に表示部
１０Ｌ、１０Ｒを左右の眼ＥＬ、ＥＲの直前に位置させ
る。装着部３０は鼻当て３１および左右１対のテンプル
３２Ｌ、３２Ｒより成り、頭部に対するフレーム２０の
位置を規定する。

【００２０】表示部１０Ｌ、１０Ｒは、筺体１６Ｌ、１
６Ｒとこれに保持された光学系より成る。表示部１０
Ｌ、１０Ｒの光学系の構成を図５に示す。各表示部の光
学系は、光源１１、凹面反射鏡１２、プリズム１３、液
晶表示器（ＬＣＤ）１４および接眼光学系１５を有す
る。光源１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）アレ
イより成り、液晶表示器１４を照明するための光を発す
る。凹面反射鏡１２は光源１１からの光を集光しつつプ
リズム１３に入射させ、プリズム１３は入射光を屈折さ
せてＬＣＤ１４に導く。プリズム１３の入射面には、Ｐ
偏光を透過させＳ偏光を反射する偏光分離（ＰＢＳ）膜
１３ａが設けられており、光源１１からの光のうちＰ偏
光のみがＬＣＤ１４に導かれる。

【００２１】ＬＣＤ１４は反射型であり、表示した映像
により入射光を変調しつつ反射する。ＬＣＤ１４は変調
により偏光面が９０゜回転した光が映像を表すように設
定されている。ＬＣＤ１４によって反射された光は、プ
リズム１３に再度入射する。この光のうち、変調後も偏
光面が変わらなかった光は、Ｐ偏光としてＰＢＳ膜１３
ａに入射して透過し、変調により偏光面が回転した映像
を表す光は、Ｓ偏光としてＰＢＳ膜１３ａに入射して反
射される。

【００２２】接眼光学系１５は凹レンズ１５ａおよび凸
レンズ１５ｂより成る。接眼光学系１５は、ＰＢＳ膜１
３ａによって反射された映像を表す光を使用者の眼に導
いて、ＬＣＤ１４に表示された映像の拡大虚像を提供す
る。この虚像の位置は眼から数ｍ程度に設定されてお
り、拡大率は数十倍に設定されている。

【００２３】接眼光学系１５の２つのレンズ１５ａ、１
５ｂの光軸方向の位置や両レンズ間の距離は可変であ
り、これらを変えることで視度を調整することができ
る。図１に示すように、筺体１６Ｌ、１６Ｒにはそれぞ
れ視度調節用の操作部材１７Ｌ、１７Ｒが設けられてお
り、使用者は左右の眼の視力に応じて、左右の表示部１
６Ｌ、１６Ｒの視度を設定することができる。

【００２４】ＬＣＤ１４の表示や光源１１の点灯は、映
像表示装置１の外部に設けられた制御装置（不図示）に
よって制御される。制御装置はケーブル４０によって映
像表示装置１に接続されており、表示部１０Ｌ、１０Ｒ
の光源１１およびＬＣＤ１４に電力を供給し、また、表
示する映像を表す映像信号をＬＣＤ１４に与える。制御
装置が左右の表示部１０Ｌ、１０ＲのＬＣＤ１４に表示
させる映像には視差があり、使用者には立体感のある映
像が提供される。

【００２５】フレーム２０は軽量で強度の高いチタン等
の金属で作製されている。フレーム２０の左右方向の長
さは、成人男性の標準的な眼幅よりも大きく設定されて
おり、その両端は顔面の両端付近に位置する。フレーム
２０は、左右方向のどの部位においても、前後方向の長
さが上下方向の長さよりも大きく、略板状である。ま
た、フレーム２０の両端部は後方に向かって滑らかに湾
曲している。

【００２６】フレーム２０の中央部は両端部よりも低
く、中央部と両端部の間の部位は中央部よりもさらに低
い。最も低いこれらの部位は、左右の眼ＥＬ、ＥＲの前
方下方に位置し、これらの部位に表示部１０Ｌ、１０Ｒ
が取り付けられている。これにより、表示部１０Ｌ、１
０Ｒが眼ＥＬ、ＥＲの直前に位置し、接眼光学系１５の
光軸の上下方向の位置が眼ＥＬ、ＥＲの瞳の上下方向の
位置に略一致する。

【００２７】図１に矢印Ａで示すように、表示部１０
Ｌ、１０Ｒは左右方向に移動し得るようにフレーム２０
に取り付けられており、接眼光学系１５の光軸が眼Ｅ
Ｌ、ＥＲの瞳の中心を通るように設定することができ
る。したがって、けられのない映像を提供するために観
察者の眼に導く光束の径をあまり大きくする必要がな
く、接眼光学系１５は小型の構成とすることが可能であ
る。

【００２８】なお、前述のケーブル４０は、一方の端部
からフレーム２０に挿入されており、フレーム２０の内
部を通って表示部１０Ｌ、１０Ｒに接続されている。ケ
ーブル４０はフレーム２０から後方の外側に向かって突
出する形態となり、使用者の腕の動きを制約したり目障
りになったりすることはない。

【００２９】装着部３０の鼻当て３１は、やや弾性のあ
る樹脂で作製されており、フレーム２０の中央部に取り
付けられている。鼻当て３１とフレーム２０の間にはバ
ネ（不図示）が介装されており、鼻当て３１は、図１に
矢印Ｂで示したように前後方向に移動可能であり、後方
に向けて軽く付勢されている。

【００３０】テンプル３２Ｌ、３２Ｒはフレーム２０の
左右両端部に設けられたヒンジ２１に取り付けられてい
る。テンプル３２Ｌ、３２Ｒはヒンジ２１の回転軸２１
ａを中心に水平方向に回転可能であり、映像表示装置１
は、図１に示す開いた状態と、図４に示す畳んだ状態を
とる。テンプル３２Ｌ、３２Ｒは略円弧状であり、チタ
ン等の金属の表面を樹脂で覆って作製されている。テン
プル３２Ｌ、３２Ｒの前半部は上下方向に薄く水平方向
に広く形成されており、後半部は、逆に、上下方向に広
く水平方向に薄く形成されている。したがって、テンプ
ル３２Ｌ、３２Ｒの前半部は水平方向の剛性が高く、後
半部は水平方向の弾性に富む。

【００３１】使用者は、テンプル３２Ｌ、３２Ｒを図１
の符号αに示すように外側に撓ませて装着する。装着し
た状態では、鼻当て３１が使用者の鼻に当たり、テンプ
ル３２Ｌ、３２Ｒが耳の付け根の上端と側頭部から後頭
部にかけての部位に当たる。これにより、使用者の頭部
に対する映像表示装置１の位置が定まる。鼻当て３１が
前後方向に可動であり、テンプル３２Ｌ、３２Ｒの後半
部が弾性を有するから、頭部の大小にかかわらず、多く
の人が映像表示装置１を装着することができ、また装着
した映像表示装置１の安定性は高い。しかも、テンプル
３２Ｌ、３２Ｒの後半部の上下方向の幅が広いから、使
用者が受ける押圧感も少ない。

【００３２】また、フレーム２０は、板状でありながら
前後方向の長さが大きいから、テンプル３２Ｌ、３２Ｒ
からの力を受けても撓むことがない。したがって、表示
部１０Ｌ、１０Ｒの向きが変化することはなく、接眼光
学系１５の光軸の方向を常に一定に保つことができる。

【００３３】表示部１０Ｌ、１０Ｒとフレーム２０の重
心は眼ＥＬ、ＥＲよりも下方に位置しており、鼻当て３
１が当たる鼻の部位からその重心までの距離は短い。使
用者が下方を向くと回転モーメントが働くが、このよう
な設定では回転モーメントは小さいから、テンプル３２
Ｌ、３２Ｒにより頭部を強く押圧しなくても、映像表示
装置１の安定性が損なわれることはない。

【００３４】上記構成のテンプル３２Ｌ、３２Ｒは、図
４に示す畳んだ状態でも、一方の前半部と他方の後半部
が干渉することがない。したがって、映像表示装置１は
非使用時には携帯に便利な大きさとなる。

【００３５】筺体１６Ｌ、１６Ｒは、表示部１０Ｌ、１
０Ｒの光学系を保持するに足るだけの大きさで、簡素な
直方体状とされている。このため、使用者の視界のうち
筺体１６Ｌ、１６Ｒによって遮られる範囲は小さい。ま
た、フレーム２０は板状であって、上下方向の長さが小
さいから、フレーム２０によって遮られる視界の範囲も
小さい。図６に、筺体１６Ｌ、１６Ｒよりも左右方向外
側の視界を示す。フレーム２０によって遮られる範囲Ｖ
１は全範囲Ｖ０のごく一部である。このように、映像表
示装置１では映像の周囲に広い視界を確保することが可
能であり、映像観賞中であっても、使用者は環境の変化
を容易に視認することができる。

【００３６】筺体１６Ｌ、１６Ｒの前面には、その略全
体を覆う薄いカバー５０Ｌ、５０Ｒが備えられている。
カバー５０Ｌ、５０Ｒは不透明であり、また、着脱可能
である。筺体１６Ｌ、１６Ｒ自体の美感はあまり高くな
いが、カバー５０Ｌ、５０Ｒを備えたことで映像表示装
置１は十分に高い美感を有する。

【００３７】形状、模様および色彩の異なる種々のカバ
ーを用意すれば、使用者の好みに応じた外観の装置とす
ることができ、また、使用する環境に応じて外観を変え
得る装置となる。ただし、カバーをあまり大きくする
と、カバーによって視界が遮られるようになるから、カ
バーは筺体の前面の略全体を覆う程度の大きさにとどめ
るのがよい。カバーの取り付けはネジを用いて行っても
よく、カバーの縁部を挿入する溝等の係合部を筺体また
はフレームに設けて、係合によって行ってもよい。

【００３８】なお、本実施形態の映像表示装置１では２
つの表示部１０Ｌ、１０Ｒを備える構成としたが、一方
を省略して片眼用の装置とすることも可能である。

【００３９】

【発明の効果】左右方向の長さが眼幅以上で、左右方向
のどの部位においても前後方向の長さが上下方向の長さ
よりも大きい形状を有するフレームを備えて、このフレ
ームにより表示部を支持するとともに、鼻当てと左右１
対のテンプルとを含む装着部を備えるようにした本発明
の映像表示装置は、普通の眼鏡のように容易に装着する
ことが可能である。また、装着するだけで眼に対する表
示部の上下方向の相対位置が定まり、しかも、フレーム
は撓み等の変形を防ぐに足る強度を確保することが容易
な形状であるから、接眼光学系の光軸の方向が変化して
眼に負担がかかるのを避けることができて、快適に使用
することができる。さらに、フレームによって遮られる
視界の範囲は小さく、使用時の安全性も高い。

【００４０】フレームが表示部を左右方向に移動可能に
支持するようにすると、眼に対する表示部の左右方向の
相対位置を調節することが可能になって、接眼光学系と
して小さなものを用いることができる。したがって、装
置が軽量化し、快適性がさらに増す。特に、表示部を２
つ備えて両眼用の装置とするときは、左右の映像の間隔
を使用者の眼幅に合わせることができて、誰でも快適に
使用し得る装置となる。

【００４１】また、フレームおよび表示部の重心が眼よ
りも下方に位置するようにすると、使用者が下方を向い
たときに、装置が不安定になるのを避けることができ
て、一層快適に使用できる装置となる。

【００４２】表示器および接眼光学系を保持する筺体の
前面の略全体を覆うカバーを備えるようにした本発明の
映像表示装置では、カバーによって美感を確保すること
ができるから、筺体として表示器と接眼光学系を保持す
るに足るだけの簡素で小さなものを備えればよい。した
がって、軽量で美しく、しかも筺体によって遮られる視
界の範囲が小さい装置となり、快適にかつ安全に使用す
ることができる。また、カバーを着脱可能とすること
で、使用者の好みに応じた外観の装置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の映像表示装置の使用時
の上面図。

【図２】上記映像表示装置の使用時の正面図。

【図３】上記映像表示装置の使用時の側面図。

【図４】上記映像表示装置の非使用時の上面図。

【図５】上記映像表示装置の表示部の光学系の構成を
示す断面図。

【図６】上記映像表示装置を装着した使用者の視界を
示す断面図。

【符号の説明】

１映像表示装置１０Ｌ、１０Ｒ表示部１１光源１２凹面反射鏡１３プリズム１３ａ偏光分離膜１４液晶表示器１５接眼光学系１５ａ凹レンズ１５ｂ凸レンズ１６Ｌ、１６Ｒ筺体１７Ｌ、１７Ｒ視度調節部材２０フレーム２１ヒンジ２１ａ回転軸３０装着部３１鼻当て３２Ｌ、３２Ｒテンプル４０ケーブル５０Ｌ、５０Ｒカバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋賢司大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者清水佳恵大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者長野雅一大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 5G435 AA06 BB12 BB16 BB19 FF03 FF05 GG02 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】頭部に装着されて眼前で使用される映像
表示装置において、映像を表示する表示器と、表示器に表示した映像の光を
眼に導いて虚像を提供する接眼光学系と、表示器および
接眼光学系を保持する筺体とを含む１または２の表示部
と、当該装置を装着した使用者から見たときを基準に方向を
定めるとき、左右方向の長さが眼幅以上で、左右方向の
どの部位においても前後方向の長さが上下方向の長さよ
りも大きい形状を有し、表示部を支持するフレームと、フレームの左右方向の中央付近に取り付けられ、鼻に接
する鼻当てと、フレームの左右方向の両端付近に取り付
けられ、耳、側頭部または後頭部に接する１対のテンプ
ルとを含む装着部を備えることを特徴とする映像表示装
置。
【請求項２】フレームが表示部を左右方向に移動可能
に支持していることを特徴とする請求項１に記載の映像
表示装置。
【請求項３】フレームおよび表示部の重心が眼よりも
下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の映像
表示装置。
【請求項４】頭部に装着されて眼前で使用される映像
表示装置において、映像を表示する表示器と、表示器に表示した映像の光を眼に導いて虚像を提供する
接眼光学系と、表示器および接眼光学系を保持する筺体と、頭部への装着用の部材と、筺体の前面の略全体を覆うカバーを備えることを特徴と
する映像表示装置。
【請求項５】カバーが着脱可能であることを特徴とす
る請求項４に記載の映像表示装置。