JP3165406B2 - 頭部装着映像表示器 - Google Patents

頭部装着映像表示器

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JP3165406B2 JP17430898A JP17430898A JP3165406B2 JP 3165406 B2 JP3165406 B2 JP 3165406B2 JP 17430898 A JP17430898 A JP 17430898A JP 17430898 A JP17430898 A JP 17430898A JP 3165406 B2 JP3165406 B2 JP 3165406B2
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    • G02B2027/0196Supplementary details having transparent supporting structure for display mounting, e.g. to a window or a windshield

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着映像表示
器に係るもので、詳しくは、使用者の瞳孔間距離に従い
レンズの距離を調整し得る頭部装着映像表示器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、頭部装着映像表示器とはコンピ
ューターを用いた仮想現実体験などに利用される映像表
示装置を意味し、図6及び図7に基づいて従来の頭部装
着映像表示器の構成を説明すると次のようであった。即
ち、アウトケース1の裏面両側に表示部2がそれぞれ設
置され、上記アウトケース1の両側壁にはグリップ3が
それぞれ付着されて、それらグリップ3を利用し上記表
示部2を使用者の頭部に締め付けて頭部装着映像表示器
を使用するようになっていた。
【0003】そして、上記アウトケース1の内部両側に
は光学系4がそれぞれ配置され、それら光学系4はLC
D5と、バックライト6と、上記LCD5の光経路7上
に45°傾斜して配置された反射ミラー8と、該反射ミ
ラー8の後方に配置されるレンズ9と、を備えて構成さ
れ、上記LCD5の映像を使用者の肉眼10で確認し得
るようになっていた。
【0004】且つ、一般のレンズ9の結像状態において
は、図8(A)に示したように、任意の物体を焦点
(F)とレンズ9との外側に置くと、該物体の像は上記
レンズ9の反対側に倒立実像に結像され、又、図8
(B)に示したように、焦点(F)とレンズ9間に任意
の物体を置くと、該物体の像は物体側に正立虚像に結像
される。
【0005】即ち、従来の頭部装着映像表示器において
は、LCD5の画像が反射ミラー8により全反射されて
直角に屈折されるが、このとき、上記LCD5がレンズ
9の焦点(F)の内側にあるため、画像が拡大されて虚
像として結像されたものを表示部2を介して使用者が肉
眼で確認するようになっていた。併し、このような従来
の頭部装着映像表示器においては、アウトケース1の内
部両側の表示部2に配置された光学系4にそれぞれLC
D5が設置されるようになっているため、必須的に2個
のLCDを使用して、原価が上昇するという問題点があ
った。
【0006】そこで、このような問題点を解決し、1個
のLCDを使用する改良頭部装着映像表示器が開発さ
れ、図9に示したように、液晶画面であるLCD11の
後方に該LCD11の両面の明るさを向上させるバック
ライト12が配置され、上記LCD11の前方に該LC
D11から発生した映像を両側に反射させるプリズムブ
ロック13が配置され、該プリズムブロック13から反
射された画像を90°屈折して全反射する反射ミラー1
4が該プリズムブロック13の両側にそれぞれ配置さ
れ、上記反射ミラー14の後方にはレンズ16がそれぞ
れ設置され、上記反射ミラー14から反射された画像の
焦点を調節して使用者の両眼に画像を結像させるように
構成されていた。結局、1個のLCD11から発生され
た映像がプリズムブロック13により両側にそれぞれ反
射されるようになっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の改良頭部装着映像表示器においては、使用者の瞳孔
間距離に従いレンズの位置を調整することが不可能であ
るため、画質の低下に伴い目の疲労度が増加するという
不都合な点があった。
【0008】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、使用者の瞳孔間距離に従いレンズ間の
距離を調節して画質を向上し得る頭部装着映像表示器を
提供することを目的とする。又、本発明の他の目的は、
調整手段によりレンズ間の距離を調整しても焦点距離は
変化しない頭部装着映像表示器を提供しようとするもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る頭部装着映像表示器においては、
アウトケースである本体と、該本体の内部に収納され
像を表示する映像表示部と、該映像表示部の両側の前記
本体内部に装着され映像を反射させる反射部と、該反射
部の後方に配置され上記反射部から反射された映像を拡
大するレンズ部と、上記映像表示部反射部及びレンズ
部のうち隣接するものの光距離を調整する光距離調整
段と、を備えて構成されている。
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明に係る頭部装着映像
表示部においては、図1〜3に示したように、内部に空
間部21が形成されたアウトケースの本体20と、該本
体20の内部に収納され、発生される映像を表示する映
像表示部30と、該映像表示部30の両側に装着して本
体20の内部に収納され、該映像表示部30の映像を反
射させる各反射部40,40′と、それら反射部40,
40′の前方に係合してそれら反射部40,40′から
反射された映像を拡大させる各レンズ部50,50′
と、上記映像表示部30、反射部40,40′及びレン
ズ部50,50′間に係合してそれら映像表示部30、
反射部40,40′及びレンズ部50,50′間の光距
離を調整する光距離調整手段60と、を備えて構成され
ている。
【0012】そして、上記映像表示部30においては、
映像を発生するLCD31と、該LCD31の後方に設
置されて映像を明るく照らすバックライト32と、上記
LCD31の前方に設置され、該LCDの映像を反射さ
せる2個のハーフミラー33a,33bが相互直交して
配置されたプリズムブロック33と、を備えて構成され
ている。
【0013】且つ、上記各反射部40,40′において
は、上記プリズムブロック33の両側に調節可能な距離
を置いてそれぞれ装着され、内部に空間部41の形成さ
れた左右ミラーケース42,42′と、それらミラーケ
ース42,42′の内部にそれぞれ挿入され上記プリズ
ムブロック33に向かってそれぞれ45°傾けて配置さ
れた反射ミラー43と、を備えて構成されている。
【0014】又、上記各レンズ部50,50′において
は、上記左右ミラーケース42,42′の後方に調節可
能な距離を置いてそれぞれ係合される各レンズケース5
1,51′と、それらレンズケース51,51′の内部
にそれぞれ配置され映像を拡大するレンズ52と、を備
えて構成されている。
【0015】更に、上記光距離調整手段60において
は、上記プリズムブロック33の上面両側に螺設された
各ベルト固定突条33c,33dに一端部がそれぞれ係
合され、上記各レンズケース51,51′の上面に設置
されたベルト固定突条51aに他端部がそれぞれ係合さ
れた調整ベルト61と、上記映像表示部30と各反射部
40,40′間の距離を調整するミラー距離調整手段7
0と、上記各反射部40,40′とレンズ部50,5
0′間の距離を調整するレンズ距離調整手段80と、を
備えて構成されている。
【0016】そして、上記ミラー距離調整手段70にお
いては、上記左右ミラーケース42,42′の上面に突
成され、下端部の外周縁には上記調整ベルト61が巻回
されるガイド部71aが形成され、上面には所定深さの
安着孔71bが切刻形成されたベルトガイド71と、該
ベルトガイド71に対応し前記本体20の上面に切刻形
成されたU字型突出部20aのガイド溝20bに挿合さ
れて該ガイド溝20bの下面に上下方向に摺動自在に係
合され中央部にフランジ部72cを有して上記ベルトガ
イド71の内部に位置する調整ボタン72と、該調整ボ
タン72の下端部72bに挿合されて前記ベルトガイド
71の安着孔71bに係合され、上記調整ボタン72を
上方向に付勢するスプリング73と、を備えて構成され
ている。
【0017】且つ、上記レンズ距離調整手段80におい
ては、上記左右ミラーケース42,42′の後面縁部に
突成された複数個の案内ピン81と、それら案内ピン8
1にそれぞれ挿合されるスプリング82と、上記各レン
ズケース51,51′のフランジ51bに切刻形成さ
れ、上記各案内ピン81にそれぞれ挿合される案内孔5
1cと、上記各案内ピン81の両側に突成され、端部に
係止爪83aの形成された複数の係止片83と、上記各
レンズケース51,51′のフランジ51bにそれぞれ
切刻形成され、上記各係止片83がそれぞれ挿合される
係止孔51dと、を備えて構成されている。
【0018】上記のように構成される本発明に係る頭部
装着映像表示器の動作を説明すると以下のようである。
即ち、LCD31から発生された映像がプリズムブロッ
ク33の各ハーフミラー33a,33bにより両側に反
射され、それら反射された映像は左右のミラーケース4
2,42′の内側に設置された反射ミラー43により9
0°屈折して全反射され、それら全反射された映像が各
レンズケース51,51′の内側に設置されたレンズ5
2を通過しながら拡大されて、使用者の両眼に映像を結
像させる。
【0019】ここで、もし、使用者の瞳孔間距離が広い
場合は、図4に示したように、調整ボタン72の突出部
72aを下方側に押して本体20の突出部20aの内側
面から上記調整ボタン72を離隔させた後、プリズムブ
ロック33の両側方向(A)に左右のミラーケース4
2,42′をそれぞれ移動させるが、このとき、上記本
体20に形成されたガイド溝20bに沿って上記調整ボ
タン72が摺動され、使用者の目の位置とレンズ52の
位置とが一致する状態で上記調整ボタン72を元の位置
に復帰させて、適宜な位置に上記左右のミラーケース4
2,42′を固定させる。
【0020】このような状態は、プリズムブロック33
と反射ミラー43間の距離(b)が長くなる反面、調整
ベルト61が上記各レンズケース51,51′をミラー
ケース42,42′の方向(B)に引っ張るようにな
り、反射ミラー43とレンズ52間の距離(a)は短く
なる。このとき、上記レンズケース51,51′は、係
止片83に案内されると共にスプリング82により付勢
されるようになる。
【0021】又、使用者の瞳孔間距離が狭い場合は、図
5に示したように、調整ボタン72の突出部72aを押
して本体20の突出部20aの内側面から上記調整ボタ
ン72を離隔させた後、該調整ボタン72を移動させて
両側の左右ミラーケース42,42′をプリズムブロッ
ク33の方向に移動させ、使用者の目の位置とレンズ5
2の位置とが一致する状態で上記調整ボタン72を元の
位置に復帰させて、適宜な位置に上記左右のミラーケー
ス42,42′を固定させる。
【0022】このような状態は、プリズムブロック33
と反射ミラー43間の距離(b)が短くなる反面、スプ
リング82により各レンズケース51,51′が左右の
ミラーケース42,42′の後方(D)に遠ざかるよう
になって、反射ミラー43とレンズ52間の距離(a)
は長くなる。このとき、このように移動されるレンズケ
ース51,51′は、係止片83の端部に形成された係
止爪83aにより離脱が防止されるようになる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る頭部
装着映像表示器は、映像表示部、反射部、及びレンズ部
間の光距離を一定に維持するための光距離調整手段を備
えて、使用者の瞳孔間距離に従いレンズの位置を調整す
るようになっているため、画質の向上を図り、目の疲労
を低減し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る頭部装着映像表示器の構成を示し
た概略平面図である。
【図2】本発明に係る頭部装着映像表示器の構成を示し
た斜視図である。
【図3】本発明に係る調整ボタンの構成を示した断面図
である。
【図4】本発明に係る頭部装着映像表示器の動作説明図
で、使用者の瞳孔間距離が広い場合の動作説明図であ
る。
【図5】本発明に係る頭部装着映像表示器の動作説明図
で、使用者の瞳孔間距離が狭い場合の動作説明図であ
る。
【図6】従来の頭部装着映像表示器の構成を示した斜視
図である。
【図7】従来の頭部装着映像表示器の光学系の1例を示
した構成図である。
【図8】従来のレンズの結像関係を示した説明図であ
る。
【図9】従来の頭部装着映像表示器の光学系の他の例を
示した構成図である。
【符号の説明】
20…本体 30…映像表示部 31…LCD 32…バックライト 33…プリズムブロック 33c,33d,51a…ベルト固定突条 40,40′…反射部 20a,21,41…空間部 42,42′…ミラーケース 43…反射ミラー 50,50′…レンズ部 51,51′…レンズケース 51b…フランジ 51c…案内孔 51d…係止孔 52…レンズ 60…光距離調整手段 61…調整ベルト 70…ミラー距離調整手段 71…ベルトガイド 71a…ガイド部 71b…安着孔 72…調整ボタン 72a…突出部 72b…調整ボタンの下端 72c…フランジ 73,82…スプリング 80…レンズ距離調整手段 81…案内片 83…係止爪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09F 9/00 G02B 27/02 G02B 27/22 H04N 5/64

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アウトケースである本体と、 該本体の内部に収納され、映像を表示する映像表示部
    と、 該映像表示部の両側の前記本体の内部に装着され、映像
    を反射させる反射部と、 該反射部の後方にそれぞれ設置され、反射された映像を
    拡大するレンズ部と、 上記映像表示部、反射部及びレンズ部のうち隣接するも
    のの光距離を調整する光距離調整手段と、を備えて構成
    されたことを特徴とする頭部装着映像表示器。
  2. 【請求項2】 上記映像表示部は、 映像を発生するLCDと、 該LCDの後方に設置され、映像を明るく照らすバック
    ライトと、 上記LCDの前方に設置され、該LCDの映像を反射さ
    せるプリズムブロックと、を備えて構成されたことを特
    徴とする請求項1記載の頭部装着映像表示器。
  3. 【請求項3】 上記反射部は、 上記プリズムブロックの両側に調節可能な距離を置いて
    それぞれ装着され内部に空間部が形成された少なくとも
    一つの左右ミラーケースと、 それらミラーケースの内部にそれぞれ設置され、上記プ
    リズムブロックに向かって45°傾けて設置された反射
    ミラーと、を備えて構成されたことを特徴とする請求項
    1記載の頭部装着映像表示器。
  4. 【請求項4】 上記レンズ部は、 上記左右ミラーケースの後方に調節可能な距離を置いて
    それぞれ設置される各レンズケースと、 それらレンズケースの内部にそれぞれ設置されて映像を
    拡大するレンズと、を備えて構成されたことを特徴とす
    る請求項1記載の頭部装着映像表示器。
  5. 【請求項5】 上記光距離調整手段は、上記プリズムブ
    ロックの上面両側に螺設された各ベルト固定突条に一端
    部がそれぞれ係合され、上記各レンズケースの上面に設
    置されたベルト固定突条に他端部がそれぞれ係合された
    調整ベルトと、 上記映像表示部と反射部間の距離を調整するために前記
    調整ベルトを案内するベルトガイドを有するミラー距離
    調整手段と、 上記各反射部とレンズ部間の距離を調整するために前記
    調整ベルトに張力を与えるスプリングを有するレンズ距
    離調整手段と、を備えて構成されたことを特徴とする請
    求項1記載の頭部装着映像表示器。
  6. 【請求項6】 上記ミラー距離調整手段は、 上記左右ミラーケースの上面に突成され、下端部の周縁
    には上記調整ベルトが巻回されるガイド部が形成され、
    上面には所定深さの安着孔が切刻形成されたベルトガイ
    ドと、 該ベルトガイドに対応し前記本体の上面に切刻形成され
    たU字型突出部のガイド溝に挿合されて該ガイド溝の下
    面に上下方向摺動自在に係合され中央部のフランジ部が
    上記ベルトガイドの上部に位置する調整ボタンと、 該調整ボタンの下端部に挿合されて前記ベルトガイドの
    安着孔に係合され、上記調整ボタンを上方向に付勢する
    スプリングと、を備えて構成されたことを特徴とする請
    求項記載の頭部装着映像表示器。
  7. 【請求項7】 上記レンズ距離調整手段は、 上記左右ミラーケースの後面縁部に突成された複数個の
    案内ピンと、 それら案内ピンにそれぞれ挿合されるスプリングと、 上記各レンズケースのフランジに切刻形成されて上記各
    案内ピンにそれぞれ挿合される案内孔と、 上記各案内ピンの両側に設置され、端部に係止爪の形成
    された複数の係止片と、 上記各レンズケースのフランジにそれぞれ形成され、上
    記各係止片がそれぞれ挿合される係止孔と、を備えて構
    成されたことを特徴とする請求項記載の頭部装着映像
    表示器。
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