JP3552307B2 - Head mounted liquid crystal display - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、頭部装着型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、VDT作業用ディスプレイとして、頭部装着型液晶表示装置が提案されている。これらの代表的な例として、特開平5−100192などが挙げられる。
【0003】
この例においては、図3に示すごとく、頭部装着型液晶表示装置を装着したVDT作業従事者(以後作業者と呼ぶ)301は、保持手段302により眼の前に配置された拡大光学要素303により液晶表示素子304の拡大虚像305をモニタリングするようになっている。また、頭部装着型液晶表示装置の下側に開放されている視野306を通して作業者の手元にある入力キーボードも見ることができる。したがって作業者は視線を307方向に向けると、コンピュータの出力画面を、308方向に向けると入力キーボードを見ることができ、通常のVDT作業と何等変わらない環境で作業ができる。さらには、頭部装着型液晶表示装置は小型軽量ながら大きな画面を見ることができ、また作業の秘匿性を守れるという従来のCRT、直視型液晶ディスプレイにはない特徴を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
通常、頭部装着型液晶表示装置には拡大虚像の形成位置を作業者の好みに応じて変化させるための視度調整手段が設けられている。それは液晶表示素子と拡大光学手段の距離を変化させることにより行われる。
【0005】
従来の技術の項で説明したごとく、頭部装着型液晶表示装置を使用したVDT作業においては作業者は前方の拡大虚像と手元の入力キーボードを交互に見ながら作業を行う。この使用環境において、使用者の目から拡大虚像までの距離と、入力キーボードまでの距離が大きく異なると、作業者は視線方向を変える毎に水晶体の調整も変化させなければならず、作業時間が経つにつれ大きな疲労を感じることになる。したがって、拡大虚像までの距離は入力キーボードまでの距離とほぼ等しいことが望ましい。
【0006】
ところで、先述のように、作業者は自分の作業をしやすい位置に拡大虚像を形成するように視度調整を行なうが、このとき作業者と拡大虚像までの距離と入力キーボードまでの距離がおおよそ一致することはほとんど無い。
【0007】
これは以下の理由による。作業者が視度調整を行うときは、拡大虚像と入力キーボードを交互にながめながらそのピントが一致するような視度調整位置を探そうとする。しかし、水晶体の調整速度は極めて早いので、拡大虚像までの距離と入力キーボードまでの距離が大きく異なっていても視線を動かすたびに素早い調節作用が起きて、両者のピント位置が一致しているように感じてしまうのである。
【0008】
さらには、ピント調節の一致の判断には作業者の心理特性が大きく影響する。すると使用時の周囲環境や作業者の体調によって、使用時ごとに虚像設定距離が大きく変化してしまうこともあるのである。
【0009】
すなわち、従来の技術では、作業者は拡大虚像を疲労の少ない位置に容易に設定できないのである。
【0010】
本発明は上記課題を解決するために為されたものであり、その目的とするところは、容易に疲労の少ない位置に拡大虚像を設定し得る頭部装着型液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の頭部装着型液晶表示装置は、少なくとも1枚の液晶表示素子と、前記液晶表示素子の拡大虚像を形成する拡大光学手段と、前記液晶表示素子と拡大光学手段とを鑑賞者の頭部に保持する保持手段を有する頭部装着型液晶表示装置において、前記液晶表示素子の拡大虚像の形成位置を調整する視度調整手段が設けられており、かつ前記視度調整手段の状態と前記拡大虚像の形成位置が対応付けて明示されていることを特徴とする。
【0012】
さらには前記視度調整手段による前記拡大虚像の形成位置が、前記頭部装着型液晶表示装置を装着している作業者の目と入力手段の距離範囲内において、段階的に複数の位置に固定されることを特徴とする。さらには、前記視度調整手段による前記拡大虚像の形成位置が、前記頭部装着型液晶表示装置を装着している作業者の作業時による姿勢に応じて段階的に複数の位置に固定されることを特徴とする。さらには、前記拡大虚像の形成位置が、前記作業者の目から入力手段までの距離と略等しくなるように視度調整が行われることを特徴とする。
【0013】
さらには前記段階的に複数の位置に固定される虚像の形成位置が作業者の目から50cm、60cm、100cmであることを特徴とする。
【0014】
【作用】
請求項1の頭部装着型液晶表示装置によれば、視度調整手段の状態と前記拡大虚像の形成位置が対応付けて明示されているので、目から入力キーボード距離に等しく虚像距離を設定でき作業時の疲労が少ない。
【0015】
請求項2の頭部装着型液晶表示装置によれば、虚像の形成位置が、VDT作業における作業者の目と入力キーボードの距離範囲に対応して段階的に複数の位置に固定されるので多くの作業者にとって素早く適切な視度調整が行えるようになる。
【0016】
さらには作業中に姿勢を変える場合でも頭部装着型液晶表示装置をかけたままで固定位置を基準にして適切な視度調整を行うことができる。
【0017】
請求項3の頭部装着型液晶表示装置によれば、虚像形成位置が50、60、100cmに固定されるので、多くのVDT作業者にとって疲労の少ない虚像形成位置に確実に虚像を形成できる。
【0018】
【実施例】VDT作業従事者が作業時にとる姿勢についていくつかの報告が行われている。
【0019】
それらの一例として日経エレクトロニクス1984.1.2号P158があげられる。この例や本発明者の実測値などから、作業者の目から入力キーボードまでの距離として、平均的に60cmという値があげられる。
【0020】
一方、VDT作業者が必ずしもこの姿勢をとるとは限らない。本発明者がVDT作業者20人を任意に選びそのVDT作業時の姿勢を測定したところ13人は先述の報告例にみられる姿勢とほぼ同様の姿勢をとったが、4人は腕をほぼいっぱいに伸ばした入力姿勢を好んだ。また、先述の報告例にみられる姿勢とほぼ同様の姿勢をとったものでも、VDT作業が長時間にわたる場合、定期的に腕を伸ばす姿勢をとるものが4人いた。これは、作業者本人の好みによるものと、時折姿勢を変えて体をリラックスさせようという意図に基づくものであると考えられる。
【0021】
これらの作業者の目から入力キーボードまでの距離は80〜100cm程度のものであった。
【0022】
また日常生活では近視用眼鏡をかけているがVDT作業時にははずす作業者が3人おり、彼らは入力キーボードを体により近づけて作業を行った。
【0023】
これは当然のことながら入力キーボードをよりはっきり見ようという意図のもとに行われるものであると考えられる。その時の目から入力キーボードまでの距離は40cm〜50cmであった。
【0024】
本測定において作業者には近視用眼鏡をかけているものは9人いたが、うち眼鏡をはずしてVDT作業を行った3人は視力が0.3以上の者であった。他の6名は視力が0.3より低い者であり、眼鏡をはずしてVDT作業を行うと入力キーボード、モニターが見にくくなるという理由で眼鏡をかけたままVDT作業を行っていた。
【0025】
これよりわかる事は、近視者において、眼鏡をはずしてVDT作業を行う者はその視力が0.3以上の者が多いという事である。視力0.3というと、眼鏡視度でいえば−2D程度にあたり、先述の目から入力キーボードまでの距離40〜50cmという値によく対応している。
【0026】
以上の測定結果をもとに本発明の頭部装着型液晶表示装置の虚像形成機構を構成した。これを図1、2に沿って説明する。
【0027】
図1は本実施例における構成要素の配置を示した図である。液晶表示素子101はラック部を備えた枠体102の内部に固定され、前記ラック部にはそれとかみ合う歯車103が配置されている。液晶表示素子101から発した光線はミラー104で反射され、さらに拡大レンズ105で拡大され作業者の目106に入射する。これらの構成要素はすべて収納ケース107に納められている。
【0028】
図2は図1の収納ケース107の外観図である。(a)は側方図、(b)は作業者側からみた図である。収納ケース201の側面には視度調整つまみ202が配置されており、それは収納ケースにあけられた穴を通してネジ204によって図1の歯車103と連結されている。また、視度調整つまみの先端は収納ケース201に一体成形されたノッチ206を有するガイド205に接触しており、視度調整つまみ202が有する弾性により摩擦保持されている。
【0029】
視度調整つまみ202をガイド205に沿って矢印207方向に動かすことにより、図1の歯車103が回転しそれに連動することによって液晶表示素子101と拡大レンズ105の距離が変化し視度調整を行うことができる。
【0030】
ガイド205には液晶表示素子101と拡大レンズ105の距離に対応した虚像形成距離203が表示されており、作業者は自分のVDT作業に最も適した虚像形成距離に虚像を設定することができる。
【0031】
なお、本実施例においてはレバー式の視度調整つまみを説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、例えばダイアル式の視度調整つまみなどでも構成できる。
【0032】
本実施例においては、先述した測定結果に従い、虚像形成距離を最大100cm、最小50cmに設定した。これにより虚像形成距離の設定誤差の範囲を狭めるとともに視度調整機構の小型化をはかることができる。
【0033】
さらにはノッチ206の位置を虚像形成距離50cm、60cm、100cmに対応する位置に設けた。先述した測定結果によれば、これらの距離の近傍に虚像形成するのが好ましい場合が多く、これらの位置で視度調整つまみを固定化する事により、多くの作業者にとって素早く適切な視度調整が行えるようになる。
【0034】
さらには作業中に姿勢を変える場合でも頭部装着型液晶表示装置をかけたままでノッチ206の位置を基準にして適切な視度調整を行うことができる。
【0035】
この頭部装着型液晶表示装置を用いるにあたり、通常のVDT作業姿勢をとる場合には虚像形成距離を60cmに設定する。同様に、腕を伸ばして作業をする場合は100cmに、近視用眼鏡をかけている者がそれをはずして作業をする場合には50cmに設定をする。この設定により作業者は入力キーボードと拡大虚像を交互に見る場合において、ほとんど水晶体の調節を変化させる必要がないために非常に疲労が少ない。
【0036】
本発明の効果を確認するために本発明の頭部装着型液晶表示装置、従来の頭部装着型液晶表示装置、通常のCRTモニターを用いたVDT作業を行い比較を行った。その結果を表1に示す。なおそれぞれの作業は全く同一の作業者20人によって各人1時間ずつ行った。また、表中視度の誤差は、各作業において最大の視度の誤差を示した作業者の値を、疲労を感じた人数は目に疲労を感じた作業者の数を示している。
【0037】
【表1】
【0038】
表1から明らかなように、本発明の頭部装着型液晶表示装置を用いた場合は、作業者の入力キーボードまでの視度と拡大虚像までの視度の誤差はかなり小さいものであり、CRTモニターを用いた場合とほぼ同等である。
【0039】
一方、従来の頭部装着型液晶表示装置を用いるとその誤差はかなり大きなものとなっている。
【0040】
また、疲労に注目してみると、本発明の頭部装着型液晶表示装置を用いた場合、その疲労はCRTモニターを用いた場合とほぼ同等であり、従来の頭部装着型液晶表示装置を用いた場合に比べて明らかに優れていることがわかる。
【0041】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、頭部装着型液晶表示装置において、視度調整手段の状態と前記拡大虚像の形成位置が対応付けて明示されているので、目から入力キーボード距離に等しく虚像距離を設定でき作業時の疲労が少ない。
【0042】
さらには、虚像の形成位置が、VDT作業における作業者の目と入力キーボードの距離範囲に対応して段階的に複数の位置に固定されるので多くの作業者にとって素早く適切な視度調整が行えかつ、作業中に姿勢を変える場合でも頭部装着型液晶表示装置をかけたままで固定位置を基準にして適切な視度調整を行うことができる。
【0043】
さらには、虚像形成位置が50、60、100cmに固定されるので、多くのVDT作業者にとって疲労の少ない虚像形成位置に確実に虚像を形成できる。
【0044】
本発明の頭部装着型液晶表示により、小型軽量ながら大画面であり、かつ作業時の疲労の少ないVDT作業モニターを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の頭部装着型液晶表示装置の構成要素の配置の説明図。
【図2】本発明の実施例の視度調整機構の説明図。
【図3】従来の技術の説明図。
【符号の説明】
101 液晶表示素子
102 枠体
103 歯車
104 ミラー
105 拡大レンズ
106 作業者の目
107 収納ケース
108 バックライト
201 収納ケース
202 視度調整つまみ
203 虚像形成距離の表示
204 ネジ
205 ガイド
206 ノッチ
207 視度調整つまみの移動方向
208 拡大レンズ
301 VDT作業従事者
302 保持手段
303 拡大光学要素
304 液晶表示素子
305 拡大虚像
306 下側に開放されている視野
307 視線方向
308 視線方向
309 バイザー
310 駆動回路基板
311 電源コード[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a head mounted liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Currently, a head-mounted liquid crystal display device has been proposed as a VDT work display. As a typical example thereof, JP-A-5-110092 and the like can be mentioned.
[0003]
In this example, as shown in FIG. 3, a VDT worker (hereinafter referred to as a worker) 301 wearing a head-mounted liquid crystal display device is provided with a magnifying
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Normally, a head mounted liquid crystal display device is provided with diopter adjusting means for changing the formation position of an enlarged virtual image in accordance with the preference of an operator. This is done by changing the distance between the liquid crystal display element and the magnifying optical means.
[0005]
As described in the section of the related art, in a VDT operation using a head-mounted liquid crystal display device, an operator performs an operation while alternately viewing an enlarged virtual image in front and an input keyboard at hand. In this use environment, if the distance from the user's eyes to the magnified virtual image and the distance from the input keyboard are significantly different, the operator must also change the lens adjustment every time the gaze direction is changed, and the work time is reduced. You will feel great fatigue over time. Therefore, it is desirable that the distance to the enlarged virtual image is substantially equal to the distance to the input keyboard.
[0006]
By the way, as described above, the worker adjusts the diopter so that an enlarged virtual image is formed at a position where the worker can easily work, but at this time, the distance between the operator and the enlarged virtual image and the distance to the input keyboard are approximately equal. Hardly any match.
[0007]
This is for the following reason. When the operator adjusts the diopter, the operator tries to find a diopter adjustment position where the focus coincides while alternately looking at the enlarged virtual image and the input keyboard. However, the adjustment speed of the lens is extremely fast, so even if the distance to the enlarged virtual image and the distance to the input keyboard are significantly different, a quick adjustment action occurs every time you move your gaze, so that the focus positions of both are consistent. I feel it.
[0008]
Further, the determination of the coincidence of the focus adjustment is greatly affected by the psychological characteristics of the worker. Then, the virtual image set distance may be greatly changed every use depending on the surrounding environment at the time of use and the physical condition of the worker.
[0009]
That is, in the conventional technique, the operator cannot easily set the enlarged virtual image to a position where the fatigue is small.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a head-mounted liquid crystal display device capable of easily setting an enlarged virtual image at a position with less fatigue. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a head-mounted liquid crystal display device according to the present invention includes at least one liquid crystal display element, magnifying optical means for forming a magnified virtual image of the liquid crystal display element, and magnifying the liquid crystal display element. In a head-mounted liquid crystal display device having holding means for holding the optical means and the viewer's head, a diopter adjustment means for adjusting a position where an enlarged virtual image of the liquid crystal display element is formed is provided, and The state of the diopter adjusting means and the position where the enlarged virtual image is formed are specified in association with each other.
[0012]
Further, the formation position of the enlarged virtual image by the diopter adjustment means is fixed stepwise to a plurality of positions within a distance range between the eyes of the worker wearing the head-mounted liquid crystal display device and the input means. It is characterized by being performed. Furthermore, the formation position of the enlarged virtual image by the diopter adjustment means is fixed to a plurality of positions in a stepwise manner according to the posture of the worker wearing the head-mounted liquid crystal display device at the time of work. It is characterized by the following. Further, the diopter adjustment is performed such that the formation position of the enlarged virtual image is substantially equal to the distance from the operator's eyes to the input means.
[0013]
Furthermore, the formation positions of the virtual images fixed stepwise at a plurality of positions are 50 cm, 60 cm, and 100 cm from the eyes of the operator.
[0014]
[Action]
According to the head-mounted liquid crystal display device of the first aspect, since the state of the diopter adjusting means and the formation position of the enlarged virtual image are clearly specified in association with each other, the virtual image distance can be set equal to the input keyboard distance from the eyes. Less fatigue during work.
[0015]
According to the head-mounted liquid crystal display device of the second aspect, the formation position of the virtual image is fixed stepwise to a plurality of positions corresponding to the distance between the operator's eyes and the input keyboard in the VDT work. This allows the operator to quickly and appropriately adjust the diopter.
[0016]
Furthermore, even when the posture is changed during work, appropriate diopter adjustment can be performed based on the fixed position while the head-mounted liquid crystal display device is mounted.
[0017]
According to the head mounted liquid crystal display device of the third aspect, since the virtual image forming position is fixed to 50, 60, and 100 cm, it is possible to surely form the virtual image at the virtual image forming position where little fatigue occurs for many VDT operators.
[0018]
EXAMPLE Several reports have been made on the postures of VDT workers during work.
[0019]
An example of them is Nikkei Electronics 1984.1.2 No. P158. From this example and the measured values of the inventor, the distance from the worker's eyes to the input keyboard may be an average value of 60 cm.
[0020]
On the other hand, the VDT worker does not always take this posture. The inventor arbitrarily selected 20 VDT workers and measured their postures during the VDT work. As a result, 13 persons took a posture almost similar to the posture seen in the above-mentioned report example, but four persons almost took their arms. I liked the fully extended input posture. In addition, even though the postures which were almost the same as the postures shown in the above-mentioned report example, when VDT work was performed for a long time, there were four people who took a posture to extend their arms regularly. This is considered to be based on the preference of the worker himself and the intention of changing the posture occasionally to relax the body.
[0021]
The distance from the eyes of these workers to the input keyboard was about 80 to 100 cm.
[0022]
In addition, there are three workers who wear glasses for myopia in daily life but remove them during VDT work, and they worked with the input keyboard closer to their body.
[0023]
This is, of course, considered to be done with the intent of seeing the input keyboard more clearly. At that time, the distance from the eyes to the input keyboard was 40 cm to 50 cm.
[0024]
In this measurement, there were nine workers wearing myopic glasses, and three of them who performed the VDT work with glasses removed had a visual acuity of 0.3 or more. The other six persons had visual acuity lower than 0.3, and performed the VDT work with the glasses on because the input keyboard and monitor would be difficult to see if the glasses were removed and the VDT work was performed.
[0025]
From this, it can be understood that, among myopic persons, those who perform VDT work with glasses removed often have a visual acuity of 0.3 or more. A visual acuity of 0.3 corresponds to about -2D in terms of spectacle diopter, and corresponds well to the aforementioned value of the distance from the eye to the input keyboard of 40 to 50 cm.
[0026]
Based on the above measurement results, a virtual image forming mechanism of the head mounted liquid crystal display device of the present invention was configured. This will be described with reference to FIGS.
[0027]
FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of components in the present embodiment. The liquid
[0028]
FIG. 2 is an external view of the
[0029]
By moving the
[0030]
The
[0031]
In this embodiment, the lever-type diopter adjustment knob has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a dial-type diopter adjustment knob may be used.
[0032]
In this example, the virtual image formation distance was set to a maximum of 100 cm and a minimum of 50 cm according to the above-described measurement results. Thus, the range of the setting error of the virtual image formation distance can be narrowed, and the diopter adjustment mechanism can be downsized.
[0033]
Further, the position of the
[0034]
Furthermore, even when the posture is changed during work, appropriate diopter adjustment can be performed based on the position of the
[0035]
In using this head-mounted liquid crystal display device, the virtual image forming distance is set to 60 cm when a normal VDT work posture is taken. Similarly, the length is set to 100 cm when working with the arm extended, and set to 50 cm when the person wearing myopic glasses removes it to work. With this setting, when the operator views the input keyboard and the enlarged virtual image alternately, there is almost no need to change the adjustment of the crystalline lens, so that the operator is extremely less tired.
[0036]
In order to confirm the effects of the present invention, VDT operations using a head-mounted liquid crystal display device of the present invention, a conventional head-mounted liquid crystal display device, and a normal CRT monitor were performed, and comparisons were made. Table 1 shows the results. Each operation was performed by 20 identical workers for one hour each. The diopter error in the table indicates the value of the worker who exhibited the maximum diopter error in each work, and the number of workers who felt fatigue indicates the number of workers who felt fatigue.
[0037]
[Table 1]
[0038]
As is clear from Table 1, when the head mounted liquid crystal display device of the present invention is used, the error between the diopter of the operator to the input keyboard and the diopter to the enlarged virtual image is very small, and the CRT It is almost the same as when using a monitor.
[0039]
On the other hand, when a conventional head-mounted liquid crystal display device is used, the error is considerably large.
[0040]
When attention is paid to fatigue, when the head-mounted liquid crystal display device of the present invention is used, the fatigue is almost the same as when a CRT monitor is used. It turns out that it is clearly superior to the case where it was used.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the head-mounted liquid crystal display device, since the state of the diopter adjustment unit and the position where the enlarged virtual image is formed are clearly shown in association with each other, the distance between the eye and the input keyboard is specified. The virtual image distance can be set equally, resulting in less fatigue during work.
[0042]
Furthermore, since the formation position of the virtual image is fixed stepwise to a plurality of positions corresponding to the distance between the operator's eyes and the input keyboard in the VDT work, diopter adjustment can be performed quickly and appropriately for many workers. In addition, even when the posture is changed during work, appropriate diopter adjustment can be performed based on the fixed position while the head-mounted liquid crystal display device is kept on.
[0043]
Further, since the virtual image forming position is fixed at 50, 60, and 100 cm, a virtual image can be reliably formed at a virtual image forming position where little fatigue occurs for many VDT operators.
[0044]
With the head mounted liquid crystal display of the present invention, it is possible to realize a VDT work monitor that is small in size and light in weight, has a large screen, and has little fatigue during work.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an arrangement of components of a head mounted liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a diopter adjustment mechanism according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
101 liquid
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