JPH09504120A - 頭部装着形表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 頭部装着形表示システムが、使用者の少なくとも片方の眼に関して位置付けられた筐体内に取り付けられたマトリックス表示要素を介して情報を表示する。ディスプレイは、使用者がディスプレイにおいて示された情報又は画像を見ることができる如く、映像又は情報源に連結される。ディスプレイは、使用者が使用者の視野内と視野外にディスプレイを移動させることができる如くフレームに取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 頭部装着形表示システム 発明の背景 頭部装着形表示システムは、航空機パイロットによる使用を含む多数の様々な 応用と、仮想画像の如くシミュレーションのために開発された。頭部装着形ディ スプレイは、一般に、解像度とサイズ及び重量によって制限される。 現存するディスプレイは、比較的低い解像度を有し、利用システムのサイズと 重量のために、これらのディスプレイは、しばしば、眼から比較的大きな距離に おいて位置付けられる。特に重要なことは、ディスプレイの重心が着用者の頭と 首の重心から上前方にいかないようにするという要求であり、さもないと、着用 者の首に大きなトルクを課し、使用中他の計器に打ち当たることがある。 コンピュータモニターに類似する高解像度フォーマットにおけるヘルメット装 着形ディスプレイの着用者に画像を提示する継続した必要性がある。ディスプレ イは、できる限り非侵入性である必要があり、軽量かつコンパクトなシステムの 必要性につながる。現存する頭部装着形ディスプレイは、使用者の眼の前方に取 り付けた表面又はビザーへ画像を投射する使用者の頭部の上又は傍らに取り付け たアナログ陰極線管（ＣＲＴ）を使用した。しばしば、これらのディスプレイは 、イアホーンを組み込んだヘルメットを使用する。使用者の頭部の上又は傍らに 取り付けられ、使用者の視野内に画像を指向させるために反射光学系を使用する 他の頭部装着形表示装置も考えられた。 発明の要約 本発明は、一般に、商業、産業及び興行目的を含む多数の応用のために、身体 においてディスプレイと電子システムを装着するためのシステム及び方法に関す る。小型、軽量、高解像度マトリックスディスプレイの開発により、頭部装着形 及び身体装着形応用のためのこれらのシステムの使用は、増大することが期待さ れる。小型、高解像度アクティブマトリックス電子ディスプレイを生産するため の転写薄膜技術及び／又は薄膜単結晶シリコン材料の使用は、頭部又は身体装着 形ディスプレイの製造のために非常に好適であり、米国特許第５，２０６，７４ ９号（１９９３年４月２７日に発行）、第５，２２８，３２５号（１９９３年１ １月２日に発行）と第５，３００，７８８号（１９９４年４月５日に発行）にお いて記載され、これらの特許の全内容は、参照としてここに採り入れられた。 特定の応用により、頭部装着形システムのための単眼又は両眼システムを使用 することが望ましい。単眼システムに対して、好ましい実施態様は、使用者の片 方の眼の視野中心に位置付けられ、使用者の視野外に部分的又は完全に移動され る筐体において単一ディスプレイと関連光学系を有する。単眼及び両眼システム は、映像源とともに使用することができる。単眼システムの好ましい実施態様は 、使用者の視野の上の位置に関する垂直平面において回転する如く、ヒンジを具 えるフレームに取り付けられる。フレームは、使用者の頭部においてディスプレ イを保持する支持物に固定される。フレームはまた、ディスプレイのための配線 ハーネスとともに、後述される他の通信システムを収納する。 特定の実施態様は、頭部又は身体装着形コンピュータシステムと使用 者インターフェースを備えた単眼又は両眼システムのいずれかを使用する。プロ グラムをロードし、データをロード及び格納し、有線又は無線動作により他のシ ステムと通信又はネットワークするために使用されたコンピュータと関連電子構 成要素は、頭に装着され、又は他の実施態様において、使用者の胸、背中、腕に 又はウエストの周りに装着される。使用者インターフェースは、標準（ＩＳＯ） キーボード、標準又は非標準形式の畳込み式キーボード、音声作動システム、ペ ン、ジョイスティック、トラックボール、タッチペン、又は動作感知グローブを 使用する仮想キーボード、あるいは特定の実施態様と応用により他の適切な手段 である。 両眼頭部装着形ディスプレイの好ましい実施態様により、システムは、一対の マトリックス表示要素が固定された筐体を含む。これらの表示要素は、十分に軽 量かつコンパクトな性質であり、筐体は、閉位置から開位置へ筐体に関して回転 される一対のヒンジ取付け腕又は支持要素により、使用者の頭部へ装着される。 開位置にある時、腕は、使用者の頭部の反対側にまわり、使用者の耳の近くに腕 に装着した音声変換器を位置付けるために役立つ。腕はまた、両開きにされ、こ の場合、各腕は、その中点の周りで一度折り畳まれ、それから、閉位置を取るた めに筐体の各側においてヒンジの周りで回転される。 システム電子系と手動調整制御部は、筐体又は回転腕内、又は使用者の頭部の 上又は背後のバンドに位置付けられる。腕又はバンド内の電子系と制御部の位置 付けは、使用者の頭部の側部又は頂部の周りに均等な重量のより望ましい分布を 許容する。 ２つのディスプレイの間のひとみ孔間距離は、筐体内に取り付けた歯 車被動カム組立品の使用により調整される。片眼又は両眼の視野内の単眼及び両 眼ディスプレイのセンタリングは、こうして、手動で、又は代替的に、電動歯車 又はカムにより達成される。モーターは、使用者の視野内と視野外にディスプレ イを移動させるために支持構造へ組み込まれる。 直視ディスプレイは、光弁アクティブマトリックスにすぐ隣接して光源を有し 、表示装置内に取り付けた透過形ディスプレイである。透過形ディスプレイは、 好ましい実施態様において、使用者の環境から直接に光を収容し、その結果、デ ィスプレイは、使用者の存在する視野に画像を重ね合わせる。 代替的に、ディスプレイは、アクティブマトリックスエレクトロルミネセント ディスプレイ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）のアクティブマトリックス、又は透 過形受動マトリックスディスプレイ又は反射形ディスプレイの如く、発光形装置 である。 多様な代替態様において、頭部装着形ディスプレイは、成型プラスチックビザ ーが電子装置を取り付けるためのフレームとして役立ち、ディスプレイ配線ハー ネスを収納する。音声システムは、ヘッドバンド、単眼及び両眼システムを含む 、ここで記載された多様な形式の頭部及び身体装着形ディスプレイにおいて取り 付けられる。音声システムは、ネットワークにより、配線、ファイバーオプティ ック又は無線システムによる接続により、コンピュータシステムへ、あるいはラ ジオ又はテレビ送信機を含む他の音声源へリンクされる。 好ましい実施態様は、多数の商業及び産業応用のために、安全ガラス、保安帽 及びヘルメットの如く保護用ヘッドギアを提供する。保安帽とヘ ルメットを含む実施態様に対して、システムは、落下物からの傷害を防止するた めに、使用者の頭部を覆う剛性保護用ヘッドピースを含む。保護用ヘッドギアは 、代替装置を使用する使用者の頭部へ固着したフレームに取り付けた電子ディス プレイと組み合わせて作動するような寸法である。フレームは、使用者の片方の 耳に隣接したヘッドピースの部分においてヘッドピースビザー又はレセプタクル へフレームをクリップ又はその他の方法で固着することにより、剛性ヘッドピー スヘ取り付けられる。代替的に、フレームは、ヘルメット上又は内に取り付けら れる。フレームは、引込み位置から使用者の視野内の観察位置へ使用者にディス プレイを移動させるための第１軌道を含む。このシステムは、２つのディスプレ イを使用する単眼システム又は両眼システムである。単眼システムは、使用者が ディスプレイを片方の眼の前方に中心を置くように第２水平軌道において配置さ れる。 他の代替態様において、保護用ヘッドギアは、使用者の眼の前方に透明安全ガ ラス又はビザーを含む。安全ガラス又は他の保護用構成要素と使用された時、デ ィスプレイは、脱着式装置と固定され、その結果、しきい力レベルを超えるディ スプレイにおける衝撃は、ディスプレイをガラス、ビザー又はディスプレイが取 り付けられたフレームから脱離させる。 ここで使用されたディスプレイは、単色又は多色である。少なくとも３００， ０００ピクセルを有し、好ましくは１，０００，０００ピクセル以上を有する多 色又は単色アクティブマトリックスディスプレイは、１９９２年９月１１日に提 出された米国特許出願０７／９４４，２０７において記載された方法を使用して 作製される。この特許の教示は、参 照としてここに採り入れられる。 図面の簡単な説明 部品の構成と組み合わせの多様な新規な詳細を含む、発明の上記及び他の特徴 は、添付の図面を参照してさらに詳細に記載され、クレイムにおいて指摘される 。発明を具現する特定の頭部及び／又は身体装着形ディスプレイシステムは、発 明の限定としてではなく、実施例のみにより示される。この発明の原理と特徴は 、発明の範囲に反することなく、多様な実施態様において使用される。 第１図は、発明の好ましい実施態様の背面斜視図である。 第２図は、配線ハーネスの好ましい実施態様の斜視図である。 第３図は、第２図の配線ハーネスの配置を示す第１図の好ましい実施態様の頂 面図である。 第４図は、透過形ディスプレイシステムにおいて使用される光学組立品の分解 図である。 第５図は、発光形ディスプレイシステムにおいて使用される光学組立品の好ま しい実施態様の分解図である。 第６図は、収容位置において第１図の実施態様を示す頂面図である。 第７図は、第６図の旋回点３９に対するカム組立品の好ましい実施態様の分解 斜視図である。 第８Ａ図と第８Ｂ図は、第１図のステム３０を保管するための別の好ましい実 施態様の部分斜視図である。 第９図は、発明の代替態様の斜視図である。 第１０図は、発明の代替態様の前面図である。 第１１図は、発明の代替態様の頂面図である。 第１２図は、発明の代替態様の側面図である。 第１３図は、発明の代替態様の背面図である。 第１４図は、発明の代替態様の底面図である。 第１５図は、閉位置における代替態様の頂面斜視図である。 第１６図は、閉位置の底面斜視図である。 第１７Ａ図と第１７Ｂ図は、摺動組立品の詳細図である。 第１８Ａ図と第１８Ｂ図は、スプール組立品とケーブル管理システムの一層の 詳細図である。 第１９図は、筐体の部分が切欠きにされた、光学系モジュールの斜視図である 。 第２０図は、レール組立品において取り付けた２つのモジュールの背面図であ る。 第２１図は、光学系筐体の斜視図である。 第２２図は、光学系の断面側面図である。 第２３Ａ図と第２３Ｂ図は、第１９図の焦点調整システムの全下降及び全上昇 位置を示す概略図である。 第２４図は、第１９図の焦点スライド及び背面光筐体の斜視図である。 第２５図は、高解像度ディスプレイのための光学システムの代替態様である。 第２６図は、発明の好ましい実施態様の接眼レンズディスプレイ及び光学系の 分解図である。 第２７図は、発明による畳込み式キーボードの斜視図である。 第２８図は、畳込みキーボードと頭部装着形表示装置の斜視図である。 第２９Ａ図と第２９Ｂ図は、畳込み式キーボードと頭部装着形ディス プレイシステムの別の好ましい実施態様を示す。 第３０Ａ〜３０Ｃ図は、発明による畳込み式キーボードと頭部装着形ディスプ レイシステムの別の好ましい実施態様を示す。 第３１Ａ図は、モーター化ディスプレイ腕を取り外して示した、頭部装着形コ ンピュータの斜視図である。 第３１Ｂ図は、第３１Ａ図の頭部装着形コンピュータの分解斜視図である。 第３２Ａ図は、着用者に据え付けた頭部装着形コンピュータの斜視図である。 第３２Ｂ図は、第３２Ａ図において示された如く、好ましいディスプレイ腕の 斜視図である。 第３３図は、別の好ましい頭部装着形コンピュータの斜視図である。 第３４Ａ〜３４Ｄ図は、本発明による別の頭部装着形コンピュータの図である 。 第３５図は、発明による好ましい頭部装着形コンピュータアーキテクチャーの 機能ブロック図である。 第３６図は、汎用頭部装着形パーソナルコンピュータの機能ブロック図である 。 第３７図は、パーソナル消防士計算システムのための機能ブロック図である。 第３８図は、発明による頭部装着形警察官コンピュータの機能ブロック図であ る。 第３９図は、化学工場労働者による使用のための頭部装着形コンピュータの機 能ブロック図である。 第４０図は、頭部装着形原子炉コンピュータの機能ブロック図である。 第４１図は、頭部装着形採鉱コンピュータの機能ブロック図である。 第４２図は、頭部装着形軍用コンピュータの機能ブロック図である。 第４３図は、頭部装着形宇宙探査コンピュータの機能ブロック図である。 第４４図は、汎用頭部装着形救命コンピュータの機能ブロック図である。 第４５図は、頭部装着形保守コンピュータの機能ブロック図である。 第４６Ａ〜４６Ｅ図は、保守作業者が着用する第４５図の保護用頭部装着形保 守コンピュータの図である。 第４７Ａ〜４７Ｄ図は、投射形ディスプレイの好ましい実施態様の図を示す。 第４８図は、発明の別の好ましい実施態様の斜視図である。 第４９図は、背中装着形コンピュータと頭部装着形ディスプレイの斜視図であ る。 第５０図は、発明の好ましい実施態様による胸部装着形コンピュータの斜視図 である。 第５１図は、手首装着形コンピュータと表示装置の斜視図である。 第５２Ａ図は、ディスプレイを装備した人が着用する拡大鏡の斜視図である。 第５２Ｂ図は、第５２Ａ図の光学系の概略図である。 第５３図は、一対の安全ガラスに取り付けたディスプレイの分解斜視図である 。 第５４図は、産業応用のためのディスプレイの斜視図である。 第５５図は、発明による単眼ディスプレイの斜視図である。 第５６Ａ〜５６Ｄ図は、発明による別の頭部装着形ディスプレイの斜視図であ る。 第５７Ａ〜５７Ｈ図は、特定のビザーに取り付けた好ましいディスプレイの斜 視図を示す。 第５８Ａ図は、頭部装着形ディスプレイの好ましい実施態様を装備した着用者 の斜視図である。 第５８Ｂ図は、第５８Ａ図の頭部装着形ディスプレイの斜視図である。 第５９Ａ〜５９Ｆ図は、発明の好ましい実施態様による畳込み式ディスプレイ の斜視図である。 第６０図は、テレビチューナーと一体化された頭部装着形ディスプレイの斜視 図である。 第６１Ａ〜６１Ｂ図は、別の畳込み式キーボードの斜視図である。 第６２図は、さらに別の畳込み式キーボードの斜視図である。 第６３Ａ〜６３Ｈ図は、カラーフィルターの作製のための好ましいプロセスフ ローシーケンスの概略図である。 第６４図は、好ましい制御回路の概略図である。 第６５図は、部分的に断面に示された投射頭部装着形ディスプレイの概略図で ある。 第６６図は、使用者によりモノクルとして着用された第６５図の投射ディスプ レイユニットの斜視図である。 第６７図は、両眼投射頭部装着形ディスプレイの斜視図である。 第６８図は、頭部装着形ディスプレイのための画像反射システムの断面図であ る。 第６９図は、頭部装着形ディスプレイのための画像反射システムの別の好まし い実施態様である。 第７０図は、頭部装着形ディスプレイのための画像反射システムの別の好まし い実施態様である。 発明の好ましい実施態様の詳細な説明 第１図は、頭部装着形ディスプレイ１の好ましい実施態様の背面斜視図である 。頭部装着形ディスプレイ１は、プラスチック又は他の軽量筐体材料から構成さ れ、光学組立品１００を介して映像を見る使用者による着用のために適合される 。頭部装着形ディスプレイは、一対の光弁表示パネルにおいて映像を形成するた めに電子デジタル結像法を活用し、光弁表示パネル対の一方は、使用者の左眼で 見られ、そして他方は、使用者の右眼で見られる。頭部装着形表示パネルの関連 議論は、１９９２年１１月４日に提出された米国特許出願第０７／９７１，３５ ２号と、１９９２年３月１２日に提出された国際特許公告ＷＯ ９３／１８４２ ８において提供され、両特許の教示は、参照としてここに採り入れられる。 画像は、カメラ、コンピュータ、受信機、映像カセットプレーヤー、又は映像 信号を送信する任意の装置である遠隔映像源２によって提供される。映像源２は 、ファイバーオプティックケーブルの如く、リンク９により受信されたデータか ら映像信号を発生する。さらに、供給電圧は、映像源２を通して必要な供給電圧 を設ける電源５から頭部装着形ディスプレイ１に与えられる。映像源２はまた、 音声信号を設ける。発明の特定の好ましい実施態様において、映像源２と電源５ は、コネクタ３を使用して、頭部装着形ディスプレイ１に物理的に連結される。 頭部装着形ディスプレイ１は、遠隔映像源２又は電源５への物理的連結が必要 とされない如く、自蔵されることが理解される。例えば、頭部装着形ディスプレ イ１は、送信された映像情報を受信し、その受信映像情報を制御信号に変換する ための受信機を含む。そのような実施態様は、無線テレビ放送を受信するために 特に有益である。同様に、頭部装着形ディスプレイ１のための電源は、頭部装着 形ディスプレイ１に一体化されたバッテリ又は別の電源（例えば、太陽電池）に よって設けられる。 頭部装着形ディスプレイ１は、前方筐体区分１０と後方筐体区分２０から形成 された中央筐体本体１２を有する。前方区分１０は、好ましくは、使用者の眼か ら外光９９を阻止するために、プラスチック等の不透明材料から形成される。後 方区分２０はまた、不透明材料から形成されるが、使用者が光学組立品１００を 調整することができるように適合される。前方区分１０は、光学組立品１００を 取り付けるために使用される（第３図）。光学組立品１００のほかに、使用者は また、鼻柱組立品２４を調整することができる。鼻柱組立品２４は、作動ボタン ２５を使用して、拡張位置（図示）と引込み位置の間に位置付けられる。使用者 は、離散的数の戻り止めから位置を選択する。発明の好ましい実施態様において 、作動ボタン２５は、支持部材１５の溝部内で滑動する部材の一端部に締結され る。部材の反対端部は、鼻柱組立品２４に締結される。選択位置にある時、ボタ ンは、それぞれの戻り止めに位置ぎめされる。作動ボタン２５を押すと、戻り止 めからボタン２５を解放し、鼻柱２４が引込まれる。 頭部装着形ディスプレイ本体１２の各側には、それぞれの前部ヒンジ３１を通 ったステム３０が装着される。各ステムは、近位端部において 前部ヒンジ３１に結合した前部ステム区分３２を含む。特定の好ましい実施態様 において、前部ステム区分３２は、遠位端部において後方ヒンジ３３と、ステム が折り重ねられる時、イヤホン４０が詰め込まれるイヤホン保管区画室３７を含 む。 後部ステム区分３４は、近位端部における前部ステム区分３２の接合部３３に 結合される。後部ステム区分３４は、使用者により使用されるイヤホンを供給す るように適合される。イヤホン４０は、使用者による使用のために水平に整列し た位置から旋回する。詰め込まれた時、イヤホン４０は、前部ステム区分３２の イヤホン保管区画室３７における保管のために水平に整列した位置に戻される。 イヤホンはまた、使用者による調整のために前後に滑動する。後部ステム区画室 ３４は、頭部装着形ディスプレイ１の動作中、音声及び映像機能を調整するため の制御ノブ３６Ｒ、３６Ｌ（第２図参照）を含む。制御ノブ３６Ｒ、３６Ｌは、 こうして、ステム区分３０内に保管された電子回路に結合される。発明の特定の 好ましい実施態様において、右後部ステム区分３４Ｒは、音量制御３６Ｒを含み 、そして左後部ステム区分３４Ｌは、コントラスト制御３６Ｌを含む。また、発 明の特定の好ましい実施態様において、左後部ステム区分３４Ｌは、雄コネクタ ３を通して映像源２とインターフェースするための雌コネクタ３８を含む。代替 的に、アンテナが、音声及び映像信号と他の電子情報を受信するために設けられ る。 頭部装着形ディスプレイ１は、限定されないが、商用音声／映像プリゼンテー ション（テレビ、ホーム映像）、コンピュータ及びマルチ映像プリゼンテーショ ン、病院手術室用途（例えば、整像外科手術）、遠隔カメラ監視、又は映像の私 的又は詳細観察が望まれる他の使用を含む、 多数の様々な応用において使用される。ある応用に対して、頭部装着形ディスプ レイ１の本体１２は、使用者が映像とアライブ画面の検分を容易に交替すること ができるように、ビザーの如く上方に旋回することが望ましい。そのような応用 の例は、頭部装着形ディスプレイ１が、整像又は他の手術中、外科医によって着 用される時である。 第２図は、頭部装着形ディスプレイ１によって封じ込められた配線ハーネスの 背面斜視図である。特定の好ましい実施態様において、音声及び映像情報と電源 が、１０ピン雄コネクタ３を介して設けられる。雄コネクタ３は、１０ピン雌コ ネクタ３８に登録される。これらの１０個のピンの中で、７個のピンが、表示パ ネルパワーと背面光パワーのために設けられ、そして３個のピンが、音声信号の ために設けられる。７個の映像信号は、第１回路２１０に設けられる。コントラ スト制御３６Ｌは、使用者が光弁表示パネルにおいて表示された画像のコントラ ストを調整することができるように、第１回路２１０へ結合される。他の好まし い実施態様において、他の映像制御部（例えば、輝度、画像位置合わせ、カラー 調整、等）が、設けられ、第１回路２１０へ結合される。第１回路２１０は、Ｎ 導体リボンケーブル３１０を介して光弁表示パネルを駆動する第２回路２２０へ 結合され、この場合、導体の数Ｎは、表示パネルの形式によって決定される。 第１回路２１０はまた、光弁表示パネル信号から背面光パワー信号を分離し、 これらの信号を６導体リボンケーブル３２０により背面光ドライバー２４０へ設 ける。２つの背面光ドライバー信号のほかに、６導体リボンケーブル３２０は、 ４つの音声信号を搬送する。左チャネル信号３２１_L、共通信号３２１_C、及び右 チャネル信号３２１_Rは、ステレオ 音量制御３６Ｒへの６導体リボンケーブル３２０において設けられる。特定の好 ましい実施態様において、背面光ドライバー２４０とステレオ音量制御３６Ｒは 、回路２１０とは反対側のステム３０内に配設される。 ステレオ音量制御３６Ｒは、使用者に右側及び左側イヤホン４０Ｒ、４０Ｌに おける信号の利得を変更させる。調整された右側信号３２１_Rは、右側イヤホン ４０Ｒへ設けられ、そして調整された左側チャネル信号３２３_Lは、６導体リボ ンケーブル３２０によって左側イヤホン４０Ｌへ搬送される。左側及び右側イヤ ホンの両方はまた、共通信号３２１_Cを設けられる。他の好ましい実施態様にお いて、他の音声制御部（例えば、ステレオバランス、トーン、等）が設けられる 。 第２回路２２０は、図示された如く個別装置である必要はない。別の好ましい 実施態様において、第２回路２２０は、それぞれの制御回路によって制御される 如く、各表示パネルを作製される。 背面光ドライバー２４０は、信号線３４０により光学組立品１００へ高電圧信 号を設ける。高電圧信号は、透過性表示パネルが使用された各表示パネルに対す る背面光を駆動するために使用される。同様に、高電源が、発光表示パネルを駆 動するために使用される。発明の特定の好ましい実施態様において、表示パネル は、背面照明を必要とするアクティブマトリックス液晶ディスプレイ形式である 。 好ましい実施態様において、個別回路３８、２１０、２２０、２４０が、より 均一な重量分布を設けるために、頭部装着形ディスプレイ１の後部の近くに配置 される。アクティブマトリックス表示パネル１３を駆動するための好ましい制御 回路は、１９９２年１１月４日に提出された米国特許出願第０７／９７１，３９ ９号において記載され、この特許の 教示は、参照としてここに採り入れられた。別の好ましい実施態様において、表 示パネルは、受動マトリックス液晶ディスプレイ形式である。受動マトリックス 表示パネルを駆動するための制御回路は、１９９２年１１月４日に提出された米 国特許出願第０７／９７１，３２６号において記載され、この特許の教示は、参 照としてここに採り入れられた。 第３図は、第１図の切断線Ｉ−Ｉに沿って取った頭部装着形ディスプレイ１の 頂面図である。配線ハーネス３００の位置付けは、仮線で示される。リボンケー ブル３１０、３２０は、保管のためにコンパクトユニットへステム３０を折り重 ねるために、接合部３１、３３の周りに経由される。好ましい実施態様において 、後部ヒンジ３３は、ステムが開放又は折り重ねられる時、リボンケーブルが可 視でない如く接合部に独立に回転する分割シリンダーを使用する。 第４図は、頭部装着形ディスプレイ１のための光学組立品の分解図である。装 着用フレーム１１０は、頭部装着形ディスプレイ１の前方区分１０の内面へ取り 付けられるように適合される。装着用フレーム１１０は、光弁表示パネルのひと み孔間変位の調整をさせるために、第１及び第２案内レール１１１ａ、１１１ｂ を有する。ひとみ孔間変位の調整は、以下にさらに詳細に議論される。 装着用フレームには、透過性表示システムにおいて使用される背面照明組立品 １２０が取り付けられる。背面照明組立品１２０は、好ましくは冷陰極背面光で ある背面光１２４を含む。背面光１２４は、背面光１２４から光を表示パネルへ 反射させる白反射器１２２において配設される。透過性カラーディスプレイにお いて、背面照明は、多色順次背面光によって設けられ、この場合、各表示原色（ 例えば、赤、緑、青）に対 して背面光があり、そして背面光は、光弁の切り換えとタイミングを合わせて順 次に点灯される。別の好ましい実施態様において、背面光は、透光性前方筐体区 分１０と装着用フレーム１１０を通して、直接周囲光９９によって設けられる。 表示保持器１３０は、装着用フレームレール１１１ａ、１１１ｂがそれぞれの 表示保持器溝部１３１ａ、１３１ｂ内に配設される如く、装着用フレーム１１０ において位置付けられる。表示保持器１３０は、表示領域１３４と、背面光１２ ４からの光が通過するアパーチャー１３２を含む。表示保持器１３０はまた、ひ とみ孔間変位を調整する際に使用される歯車付きラック１３５を有する。粘性制 動歯車組立品１１５は、歯車組立品１１５の回転動作が装着用フレーム１１０に 沿ってディスプレイ保持器１３０の直線移動を生じさせる如く、歯車付きラック １３５とかみ合う。図示された如く、使用者は、装着用フレーム１１０に沿って 左側及び右側ディスプレイ保持器１３０を滑動させることにより、ひとみ孔間変 位を調整する。代替的に、車軸が、ゲート１１５から、好ましくはディスプレイ 本体１２の前方区分１０の前面において配設されたノブ又はクランクレバーにま で達する。また、インジケータマーキングが、使用者を案内するために設けられ る。 光学組立品１００の左側部分のみが第３図に示されるが、右側ディスプレイ保 持器は、右側ディスプレイ保持器が左側ディスプレイ保持器に関して１８０°回 転されることを除いて、左側ディスプレイ保持器と同様である。そのアラインメ ントにおいて、第２図に示された如く、左側ディスプレイ保持器歯車ラック１３ ５Ｌは、歯車組立品１１５の下に位置付けられ、そして右側ディスプレイ保持器 歯車ラック１３５Ｒは、歯 車組立品１１５の上に位置付けられる。結果的に、歯車組立品は、回転された時 、左側及び右側ディスプレイ保持器を同時に変位させる。発明の好ましい実施態 様において、ひとみ孔間変位は、整合した左右画像を使用者に設けるために、約 ５５ｍｍ〜約７２ｍｍの範囲において使用者によって調整可能である。 光学組立品に戻ると、表示組立品１４０は、表示室１３４へ登録される。表示 組立品は、半透明プラスチック左側拡散体１４２、液晶表示パネル１４４、及び 薄形プラスチックマット黒マスク１４７を含む。拡散体１４２は、表示領域１４ ６にわたって十分に一様な光分布を設けるために、ディスプレイ保持器アパーチ ャー１２４を通過する背面光１２４からの光を拡散させる。液晶表示パネル１４ ４は、対角に測定した時、０．７インチである表示領域を有する。液晶表示パネ ル１４４は、好ましくは、米国特許第５，３１７，２３６号（１９９４年５月３ １日に発行）により作製され、この特許の教示は参照としてここに採り入れられ る。表示パネル１４４は、２０導体リボンケーブル３１０へ接続するコネクタを 含む（第２図）。表示組立品１４０は、ディスプレイ保持器１３０へ締結された 光学系保持器１５０によってディスプレイ保持器室１３４において固定される。 光学系保持器１５０は、周囲光を阻止し、カバーガラス１５４を取り囲むために 、使用者の眼に快適な筐体１５２を含む。 オプションのレンズ１６０は、例えば、使用者の近視力を矯正するために、デ ィスプレイ保持器１５０に適合される。 第４図は、透過性表示パネルを使用する好ましい実施態様を示すが、光学組立 品１００’は、第５図に示された如く、発光性表示パネル１４ ４’を収容するために適合される。発光性表示光学組立品１００’は、次の点に おいて透過性表示光学組立品１００とは異なる。発光実施態様は、背面光１２０ を使用しない。こうして、ディスプレイ保持器１３０は、アパーチャー１３２を 必要とせず、また、光拡散体１４２も必要とされない。代わりに、光は、駆動信 号によって作動される表示領域１４６’における発光性材料によって設けられる 。発光性表示パネルは、好ましくは、前述の米国特許第５，３００，７８８号に より作製される。 第６図は、折り重ね構成における頭部装着形ディスプレイ１の頂面図である。 特に、鼻柱組立品２４は、保管のための引込み位置へ位置付けられたことに注意 せよ。引込み位置において、鼻柱組立品２４は、ステム３０の折り重ねと干渉し ない。前部接合部３１におけるヒンジ点３９は、頭部回転を容易にするためにバ ネ張力を受ける。 第７図は、右側前部接合部３１Ｒにおけるヒンジポート３９Ｒにおいて使用さ れる好ましいバネカム組立品３９０Ｒの分解図である。カム組立品３９０Ｒは、 第１カム３９１Ｒと鏡像第２カム３９２Ｒを具備する。カム３９１Ｒ、３９２Ｒ は、本体１２におけるそれぞれのレセプタクルに登録される外側区分３９１Ｒａ 、３９２Ｒａと、前部ステム３２Ｒにおけるそれぞれのレセプタクルに登録され る内側区分３９１Ｒｂ、３９２Ｒｂとを含む。内側カム３９１Ｒｂ、３９２Ｒｂ は、各々、掛合の前に、自由なあそびを許すランド部３９３を含む。圧縮バネ３ ９５は、バネランド部の間に配設される。カム３９１Ｒ、３９２Ｒは、一緒に回 転された時、バネ３９５を圧縮する。右側ステム３０Ｒに対して、自由なあそび は、折り重ね位置からの角度変位に対して顕示され、その後、可変の戻り力が、 バネ３９５によって及ぼされ、頭部装着形ディスプレイ １を使用者の頭部へ固定しようとする。圧縮は、外側区分３９１ａ、３９２ｂに おけるねじ開口とかみ合う調整ボルト３９６によって調整される。 第８Ａ図と第８Ｂ図は、別の好ましいステム保管の実施態様の部分図である。 前部ステム区分３２は、後部ステム区分３４が保管のために滑動する骨格フレー ムである（第８Ｂ図）。代替的に、前部ステム区分３２’は、保管された時、後 部ステム区分３４’を被包する。 他の好ましい実施態様は、頭部装着形ディスプレイを使用者の頭部へ固定する ための他の装置を使用する。そのような装置は、膨張可能なブラダー６１Ｌ、６ １Ｒ（第１図に仮線で図示）を含み、使用者の側頭、耳輪６３Ｌ、６３Ｒ、及び ヘッドバンド６５上に配設した付随ポンプ組立品を具える。 好ましい実施態様において、頭部装着形ディスプレイ１は、射出成型プラスチ ックから形成される。鼻柱支持部材１５の如く特定の構成要素は、剛性ガラスろ 過成型プラスチック又は複合ラミネートである。 第９図は、頭部装着形ディスプレイユニット１’の別の好ましい実施態様の前 面斜視図である。頭部装着形ディスプレイユニット１’は、一対の旋回組立品７ ０ａ、７０ｂによって結合したビザー５０とヘッドバンド６０を具備する。右側 旋回組立品７０ａは、左側旋回組立品７０ｂの鏡像である。旋回組立品７０ａ、 ７０ｂは、調整可能であり、頭部装着形ディスプレイユニット１’が使用者の頭 部へ固着される如くたわむ。ディスプレイユニット１’はまた、使用者の耳の上 に位置付けられる右側スピーカー組立品８０ａと左側スピーカー組立品８０ｂを 含む。これらの構成要素の各々は、以下にさらに詳細に議論される。 ビザー５０は、右側５２ａと左側５２ｂを有する面板５２を含む。好ましい実 施態様において、透過性表示パネルは、第４図に示された如く専用背面光を使用 する。別の好ましい実施態様において、発光性表示パネルが、ビザー５０におい て使用される。ビザーは、さらに、以下にさらに詳細に議論される後部区分５４ を含む。 ビザーは、右側ビザーヒンジ５３ａによって右側旋回組立品７０ａに、そして 左側ビザーヒンジ５３ｂによって左側旋回組立品７０ｂに連結される（第１０図 ）。ビザーヒンジ５３ａ、５３ｂは、それぞれの旋回組立品７０ａ、７０ｂを、 使用者の視線に関して横に屈曲させる。このたわみにより、使用者は、例えば、 使用者の頭部にディスプレイユニット１’を据え付けるためにスピーカー組立品 ８０ａ、８０ｂ間の距離を広げることができる。 旋回組立品７０ａ、７０ｂは、各々、使用者の視線に関して縦方向にイヤホン ８０ａ、８０ｂからビザー５０を変位させるための構成要素を含む。これにより 、使用者は、ビザーをちょうど良く合わせるために適正に調整することができる 。さらに詳細には、縦動作は、前方ヒンジ７１と中央ヒンジ７５の間の協働によ って達成される。前方ヒンジ７１は、ピン７１’によりそれぞれのビザーヒンジ ５３へはめ合わされる。前方ヒンジは、レール区分７２を含み、そして中央旋回 部７５は、レール区分７４を含む。中央カプラー７３は、レール７２、７４を相 互に関して滑動させる。第９図に示された如く、ディスプレイユニット１’は、 縦方向において完全に拡張されて示される。中央カプラー７３内に、対向レール ７２、７４の間の相対動作を容易にするためのホイール７６がある。 ヘッドバンド６０は、好ましくは、剛性プラスチックから形成され、右側６２ ａと左側６２ｂを有するヘッドピース６２を含む。ヘッドピース６２の各側にお いて、それぞれの旋回組立品７０ａ、７０ｂへ結合する一連の離間した戻り止め ６８がある。随意的に、ヘッドバンド６０は、好ましくは使用者の頭部の上に快 適な据え付けを設けるために柔軟なゴム泡製のパッド６４を含む。 旋回組立品７０ａ、７０ｂは、中央旋回部７５ａ、７５ｂの周りでヘッドバン ド６２を回転させるように協働する。発明の好ましい実施態様において、ヘッド バンド６０は、使用者の視線の平面を横断して３６０°旋回する。図示の如く、 ヘッドバンド６０は、９０°において位置付けられる。 横旋回接合部７７は、ヘッドバンド６０が９０°の位置において配置された時 、旋回点（不図示）がビザーヒンジ５３に平行に位置付けられ、スピーカー組立 品８０ａ、８０ｂが横にたわむ如く、それぞれの旋回接合部７５へ結合される。 支持部材７９は、旋回部を介して横ヒンジ７７へ結合される。支持要素７９は、 受け７９によって一連の戻り止め６８にはめ合わされたレール７８を含む。ヘッ ドバンド６０は、レール７８に沿ってヘッドピース６２を移動させることにより 、戻り止め６８によって規定した位置へ固定される。 スピーカー組立品８０はまた、それぞれの旋回組立品７０ａ、７０ｂへ結合さ れる。ローブ部材８７は、ヒンジ７９’によって旋回組立品７０の支持要素７９ へ結合される。各ヘッドホン８０は、ローブ部材８７へ連結された装着用フレー ム８２を含む。スピーカー構成要素８３は、スピーカーフレーム８２へ固定され る。泡パッド８４は、使用者が、泡 パッド８４におけるアパーチャー８５を通してスピーカー構成要素８３から音を 聞く如く使用者の耳に添え付けられる。 第１０図は、第９図の頭部装着形ディスプレイユニット１’の前面図である。 前面図は、それぞれの旋回点７９ａ’、７９ｂ’の周りで耳当て８０ａ、８０ｂ を旋回させる能力を示す。同様に、ビザー５０内で表示パネル（不図示）を位置 合わせさせるためのスライドタブ５６ａ、５６ｂが示される。さらに詳細には、 スライドタブ５６は、表示パネルのひとみ孔間変位を調整させる。さらに、スラ イドタブ５６は、好ましくは、各表示パネルが、視覚の中心ずれを補償するため にそれぞれの眼に関して位置付けられる如く、相互に独立に動作する。 第１１図は、第９図の頭部装着形ディスプレイユニット１’の頂面図である。 特に、ヒンジ対５３〜７１と７７〜７９の周りの横動作が示される。 第１２図は、第９図の頭部装着形ディスプレイユニット１’の左側面図である 。図示された如く、耳当て６２は、完全に引込まれる。さらに、ビザー５０は、 部分的に引込まれる。ピンコネクタ４０４は、装置への映像及び音声連結を設け るために、要素７５ｂにおいて取り付けられる。代替的に、７５ｂと７５ａの２ つのピンコネクタが使用される。 第１３図は、第１図の頭部装着形表示装置１’の背面図である。それぞれの中 央旋回部７５ａ、７５ｂのボール接合部７５ａ’、７５ｂ’が示される。図示さ れた如く、ビザー５０の各後部区分５４は、右側ビューアー５８ａと左側ビュー アー５８ｂを含む。各ビューアーにより、使用者は、ビザー５０内に配設された それぞれの表示パネル（不図示）において形成した画像を検分することができる 。好ましくは、ビューアー ５８ａ、５８ｂは、ビザー５０の後部区分５４のそれぞれの凹状空洞５７ａ、５ ７ｂ内に位置付けられる。凹状空洞５７ａ、５７ｂは、表示装置１’を眼鏡互換 性にする。また、好ましくは後部区分５４へ成型された鼻柱５９が示される。ま た、図において、それぞれのスピーカー組立品８０ａ、８０ｂを通って突出する 制御ノブ８６ａ、８６ｂが示される。特定の好ましい実施態様において、右側制 御ノブ８６ｂは、表示パネルにおけるコントラストを制御し、そして左側制御ノ ブ８６ｂは、スピーカー音量を制御する。 第１４図は、第９図の頭部装着形ディスプレイユニット１’の底面図である。 さらに明確には、ビザー５０の後部区分５４の凹状空洞５７ａ、５７ｂが示され る。さらに、後部区分５４のそれぞれのスライド溝部５４ａ、５４ｂにおけるス ライドタブ５６ａ、５６ｂの構成が示される。さらに、頭部パッド６４は、ヘッ ドピース６４を適所に維持するのに役立つ縦リブを有するとして示される。５２ ａと７１ａの間のヒンジと、５２ｂと７１ｂの間の第２ヒンジは、第１４図に示 された如く、「隠蔽」される。 閉位置と９０°位置の間に、ヘッドバンド６０を位置付けるための離散数の戻 り止めがある。特定の好ましい実施態様において、戻り止めは、４５°位置にお いて設けられる。代替的に、摩擦保持表面は、ビザーを部分的に上昇位置におい て保持するために、ヘッドバンドに関してビザーを回転させるために使用される 。 第１５図は、折り重ね位置において第９図の頭部装着形表示装置１’の前面斜 視図である。第１６図は、第１５図のディスプレイユニット１’の底面斜視図で ある。ユニークな新規な旋回組立品７０ａ、７０ｂは、 ディスプレイユニット１’をコンパクトパッケージに折り重ねるために協働する 。ヘッドピース６０は、０°位置まで中央旋回部７５ａ、７５の周りで回転され る。耳当て８０ａ、８０ｂは、ヘッドピース６０の背後で折り重ねられ、この場 合、耳当て８０ａ、８０ｂは平坦になる。特定の好ましい実施態様において、支 持要素７９ａ、７９ｂは、耳当て８０ａ、８０ｂの折り重ねを補助するために、 バネ負荷ピン７９ａ’、７９ｂ’を含む。ピン７９ａ’、７９ｂ’は、第７図の カム組立品と同様である。ビザーは、その後、ディスプレイユニット１’が確実 に包装されるまで、中央旋回部７５ａ、７５ｂの方に引込まれる。この折り重ね 位置から、頭部装着形ディスプレイユニット１’は、容易に包装され、運搬され 、又は輸送される。第１５図はまた、以下に非常に詳細に記載される、ビザーの 頂部において位置する手動焦点調整要素４００を示す。 第１７Ａ図と第１７Ｂ図は、光旋回組立品７０ａの詳細図である。図示された 如く、レール７２ａ、７４ｂは、それぞれ中央カプラー７３ａの軌道７３ａ’、 ７３ｂ’にある。その中央軸を通ってピン７６ａ’を有し、一方の端部において 中央カプラー７３へ固定されたホイール７６ａが、対向するレール７２ａ、７４ ａの間に配設される。各対向レール７２ａ、７４ａは、ホイールピン７６ａ’が 伸長するそれぞれスロット７２ａ’、７４ａ’を有する。ホイール７６ａは、ス ロットの間に保持され、下記の如くケーブル案内を含む。また、スピーカー組立 品８０ａを組立品に連結するために、ローブ部材８７ａにおけるコネクタ８９ａ が示される。コネクタ８９ａは、音声信号を搬送する電気コネクタである。 装置の配線は次の如くである。信号とパワーは、コネクタを介して７ ５ｂの後部を通って入力される。音声部分は、ヘッドバンドを通って受話口へと 伝わる。映像は、「スプール」又はホイール７６ａを介して側頭スライドを通っ て転送される。ピン７６ａ’は、７３の穴において回転させる中央軸である。ピ ン７６ａ’は、ホイール７６ａに固着される。第１８Ａ図は、ピン７６ａ”を示 す。ホイールは、１８０°離隔した対向側にピンを有する。これらは、（第１８ Ａ図に示された）スロット７２ａ”と７４ａ”に掛かるものである。ホイール周 囲は、レールと接触しない。第１８Ａ図の詳細図に示された如く、ホイール７６ ａは、スロット７２ａ’の間に保持される。 第１８Ｂ図は、スプールでもあるホイール７６ａを示す。それは、レールが前 後に移動される時、ケーブル長を制御するために役立つ。スプール７６ａは、２ つの同一片４５０、４５２を使用する組立品であるように設計される。一対のじ ん臓形状要素４５４、４５６は、レールが移動される時、導体ケーブル４５８の 動作を制御するケーブル案内として役立つ。 第１９図は、筐体の部分が切欠きにされた、光学系モジュール部分組立品４１ ０の斜視図である。これらのモジュール４１０の２つが、棒４８２ａ、４８２ｂ 、４８２ｃを有する三角形レールシステム４８０に取り付けられ、光学系組立品 を具備する。各光学系モジュール４１０は、次を含む。即ち、ディスプレイ４２ ０、背面光４９０、レンズ４３０、鏡４３２、光学筐体４１２ａ、焦点調整スラ イド４０３、ＩＰＤ調整／カバー４０６、及びレールスライド４８８である。 第２０図は、レールシステム４８０において取り付けた２つのモジュール４１ ０、４１０’の背面図である。図示された如く、２つのモジュ ール４１０、４１０’は、レールシステム４８０において取り付けられる。三角 状棒４８２ａ、４８２ｂ、４８２ｃのほかに、レールシステム４８０は、棒と支 持物４８４を含む。棒４８２は、中央三角状支持部材４８６によって支持される 。また、背面光ケーブル４９２とディスプレイケーブル５００が示される。ディ スプレイケーブル５００は、接着剤又は機械的接触により、レールスライド４８ ８に固定される。ディスプレイケーブル５００は、ケーブル移動屈曲部５０２を 含み、この場合、ディスプレイケーブル５００は、ＩＰＤ４０７への調整のため に折り重ねられ、また展開される。 第２１図は、光学系モジュール筐体４１２の斜視図である。筐体４１２は、Ｉ ＰＤ調整システムを固定させ、レール４８２ｃの一方を包囲するために使用され るリム４３３を有する。筐体４１２はまた、傾斜路とＩＰＤ調整構成要素を位置 付けるために使用された脚部４３１を有する。 第２２図は、レンズ４３０、鏡４３２、背面光４９０とディスプレイ４２０を 具える光学システムの側面断面図である。焦点は、第２３Ａ図と第２４Ａ図にお いて示されたすべり傾斜路系で達成され、焦点調整スライド４０３と背面光筐体 ４９１へ組み込まれる。背面光筐体から突出するタブ４４３は、焦点スライド４ ０３において組み込まれたスロット４４５に掛合する。焦点スライドボタン４０ ７が水平に移動される時、背面光筐体は、（装着ディスプレイとともに）垂直に 移動する。第２３Ａ図と第２３Ｂ図に示された如く、焦点調整を全下位置４４０ にして、筐体４９１におけるタブ４４３は、最低位置にある。全上位置４４２に おいて、タブ４４３は、最高位置にある。多重タブ４４３は、動作範囲を通して 確実な位置合わせを保証する。光学筐体から出ている垂直脚部 ４３１は、背面光／ディスプレイ組立品を水平に左右の中心に置くとともに、垂 直スライド表面として作用させる。ボタン４０３ａは、組立品の頂部が焦点スラ イドにおける頂部を捕捉するのに役立つ。 第２５図は、レンズの焦点距離に置かれたディスプレイを示し、こうして、観 察者に対して見かけの無限距離においてディスプレイの画像を生成する。レンズ は、好ましくは約１インチの小焦点距離を有する。平坦光学要素は、レンにおけ る側色分解を補正するために存在する。この要素は、レンズにおける側色を補償 するために設計された回折光学系４３４を含む。鏡は、高さを伸ばしながら、頭 部装着形装置の深さを最小するために、光学パスを折り畳むために役立つ。鏡は 、システムにオプションであり、所望の形式因子に対して存在する。各眼に一つ の２つの設定が、両眼頭部装着形ディスプレイシステムにおいて構成される。デ ィスプレイが観察者に見える距離は、一般に１５フィート〜無限大であり、人の 快適のために調整される。システムの倍率は、約１０である。他のレンズシステ ムも使用され、Ｋａｉｓｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．，Ｃａ ｒｌｓｂａｄ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから入手可能である。そのようなシステム は、米国特許第４，８５９，０３１号（１９８９年８月２２日に発行）において 記載され、その教示は、参照としてここに採り入れられる。そのようなシステム ５００は、第２６図に示される。表示システム５００は、アクティブマトリック スディスプレイ５０２、偏光フィルター５０４、半反射性凹面鏡５０６、及びコ レステリック液晶要素５０８を含む。ディスプレイ５０２によって発生された画 像は、フィルター５０４、半反射性凹面鏡５０６を通って要素５０８へ透過され る。要素５０８は、画像を鏡５０６に反射させ、要素５０８ への反射により、要素５０８を通って観察者の眼５０９へ透過される如く光を回 旋させる。レンズは、サイズ、解像度、及び光学システム構成要素の観察者の眼 への距離、並びに特定応用により、このシステムとともに使用される。 発明の多様な実施態様に関連して使用された一つのインターフェース装置は、 畳込み式キーボードである。ここで記載された表示システムに関連して使用され る好ましい実施態様が、第２７〜３０図に関連して示される。本出願に関連して 使用された畳込み式キーボードは、保管又は輸送のためのよりコンパクト位置を 取るために、相互に関して移動する複数の区分を有するキーボードを意味し、こ の場合、各区分は、使用者の指によって作動される複数のキーを有する。「標準 」キーボードは、アルファベットのための少なくとも３行のキーを有するキーボ ードを意味し、そしてまた、数字０−９に対して第４行、スペースバーに対して 第５行、専用機能キーに対して第６行、横に位置付けられた数字キーボード、及 び４つのカーソル移動キーを含む。 第２７図は、標準キー配置を有するキーボード９００が、畳込まれ、第２８図 に示された如く、頭部装着形ディスプレイ９０２と連結され、携帯用コンピュー タシステム９１０を形成する。多様な明確な実施態様においてここで記載された 如く、中央プログラミング、メモリ及び多様な部品が、携帯用キーボード、又は 代替的にヘッドピースに包含される。 第２９Ａ図と第２９Ｂ図において、ヒンジ付き要素９２２ａ、９２２ｂを具え る畳込み式キーボード９２２を使用する別の好ましい実施態様が、携帯用コンピ ュータシステム９２０を設けるために、頭部装着形単眼ディスプレイ９２４に連 結される。 第３０Ａ〜３０Ｃ図は、ハンドル９４４を備えた携帯用ケース９４０内に取り 付け可能な別の携帯用コンピュータシステムを示す。頭部装着形単眼ディスプレ イ９４２は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９５４を有するケース９４０において保管さ れる。 第３１Ａ図は、脱着して示された電動ディスプレイ腕５１６を備えた頭部装着 形コンピュータ５１０の斜視図である。頭部装着形コンピュータ５１０は、電気 ソケット５１４を備えたヘッドバンド５１２を含む。腕組立品は、着用者に映像 を設ける、遠位端部において映像表示パネルを含む。 腕組立品は、ソケット５１４と結合するためにはめ合わされた電気プラグ５１ ５を含む。好ましくは、ヘッドバンド５１２の各側に一つのソケット５１４があ る。２つのソケット５１４は、左側又は右側単眼部としてディスプレイの使用を 容易にするために、腕組立品プラグ５１５がいずれかのソケット５１４へ結合さ れる如く、左右対称である。結合は、コンピュータから表示パネルへ映像信号を 設ける。 腕５１６は、トルクリング５１７を回すモーター５１８によって動作される。 トルクリング５１７を回すことにより、モーター５１８は、着用者の視野内で垂 直に表示パネルを移動させる。 第３１Ｂ図は、代替的な頭部装着形コンピュータ５１０の分解斜視図である。 ヘッドバンド５１２は、基部組立品５１２ａと計算組立品５１２ｂを含む。計算 組立品５１２ｂは、ＣＰＵと映像ボードモジュール５２２、ディスク駆動モジュ ール５２４、及び少なくとも一つの拡張モジュール５２５を含む。モジュール５ ２２、５２４、５２５は、たわみバス５１３でＣＰＵと通信する。基部組立品５ １２ａは、コンピュータモジュ ール５２２、５２４、５２５へ直流電力を供給するバッテリモジュール５２９を 含む。唯一の拡張モジュール５２５が示されるが、多重拡張モジュールがたわみ バス５２３へ付加されることが理解される。 ディスプレイ腕組立品は、ヘッドバンド５１２’におけるソケット５１４’と 結合するためにはめ合わされた電気プラグ５１５’を含む。腕５１６は、トルク リング５１７’を回すモーター５１８’によって動作される。トルクリング５１ ７’を回すことにより、モーター５１８’は、着用者の視野内で垂直に表示パネ ルを移動させる。 第３２Ａ図は、着用者にはめ合わされた頭部装着形コンピュータ５１０’の斜 視図である。ＣＰＵと映像ドライバーは、ヘッドバンド５１２の一体部分として 作製される。拡張モジュール５２５ａ、５２５ｂ、５２５ｃは、除去可能であり 、バス５１３’へ結合される。図示の如く、着用者６０１は、単眼ディスプレイ を据え付けられる。表示ポッド１１００は、ディスプレイ腕組立品６００により 着用者の視野において位置付けられる。ディスプレイ腕組立品６００は、近位区 分６１０、遠位区分６２０、水平支持部材６３０、及び鼻柱６５０を含む。遠位 腕部材６２０は、支持部材６１２を使用して、近位腕部材６１０から伸縮する。 また、イヤホン６０３が示される。 第３２Ｂ図は、第３２Ａ図に示された如く、好ましいディスプレイ腕の斜視図 である。切欠きヘッドバンド５１２’においてソケット５１４’と腕組立品６０ ０が示される。腕組立品６００は、整合プラグ５１５’によってソケット５１４ ’へ結合する。図示された如く、腕組立品は、単一表示パネルを有する単眼腕組 立品である。プラグ５１５’とソケット５１４’は、ちょうねじ６０５によって 固着される。 腕組立品は、プラグ５１５’に固定した近位区分６１０と、近位区分６１０か ら伸縮する遠位区分６２０とを有する。支持ビーム６１２は、遠位腕区分６２０ へ固定され、遠位区分６２０を支持するために、近位腕区分６１０から伸長する 。 表示パネルを覆う表示ポッド１１００は、位置決めスライド１１０５によって 水平フレーム６３０に装着される。水平フレーム６３０は、遠位腕区分６２０へ 装着される。鼻柱６５０は、着用者の鼻において水平フレーム６３０を支持する 。眼杯１１０２は、着用者の眼の形状に順応する。プラグ５１５’から表示パネ ルへの電気信号は、連結ケーブル６１５で搬送される。 第３３図は、別の好ましい頭部装着形コンピュータ５１０”の斜視図である。 図示された如く、ヘッドバンド５１２”、ステレオヘッドホン６０３Ａ、６０３ Ｂ、及び表示パネルを含むヘッドバンド５１２”を表示ポッド１１００’に連結 するディスプレイ腕５１６がある。ＣＰＵと映像駆動回路が、ヘッドバンド５１ ２”の一体部分として作製される。ヘッドバンド５１２”において、拡張モジュ ールを受容する複数のポート５５７が示される。図示の如く、ヘッドバンド５１ ２”へ結合したＰＭＭＡインターフェースモジュールがある。ＰＭＭＡモジュー ル５５８は、ＰＭＭＡインターフェースモジュール５５４へ挿入される。また、 拡張モジュール５１４、赤外通信センサー５５５ａと電荷結合素子（ＣＣＤ）カ メラ５５５ｂが示される。 第３４Ａ図は、本発明による別の頭部装着形コンピュータ５１０"' の部分分 解斜視図である。ヘッドバンド５１２"' は、ＣＰＵ、ディスクドライブ５６４ と拡張モジュール５２５ａ、５２５ｂ、５２５ｃを含 み、これらのすべては、たわみバス５６３によって相互連結される。各モジュー ル５６４、５２５は、それぞれのコネクタ５１７ａによってバス５６３へ連結す る。 また、第３４Ａ図において、音声情報を着用者へ設けるためのイヤホン６０３ ａ、６０３ｂが示される。イヤホンの一方には、その遠位端部においてマイクロ ホン５５９を有するマイクロホン腕６９０が装着される。イヤホン６０３ａ、６ ０３ｂは、着用者に対して快適な具合を設けるために、ヘッドバンド５１２"' へヒンジで取り付けられる。 フレーム組立品６００’は、それぞれのピン６０２ａ、６０２ｂによってヘッ ドバンド５１２"' の各端部へ結合される。ピン６０２ａ、６０２ｂは、フレー ム組立品６００’をヘッドバンド５１２"' 上に回転させる。その位置において 、頭部装着形コンピュータ５１０"' は、コンパクトに保管され、容易に運搬さ れる。 フレーム組立品６００’は、ピン６０２ａ、６０２ｂによってヘッドバンド５ １２へ結合された一対の遠位腕６１０ａ、６１０ｂを含む。水平支持物６３０’ は、近位腕６１０ａ、６１０ｂから、着用者のひたいの周りに伸長する。少なく とも一つの表示ポッド１１００’が、水平支持物６３０’に取り付けられる。図 示の如く、単一表示ポッド１１００’は、単眼ディスプレイを設ける。表示ポッ ド１１００’は、好ましくは、着用者の左又は右眼で使用される水平フレーム６ ３０’に沿って滑動可能である。表示ポッド１１００’は、眼杯１１０２’を含 む。 第３４Ｂ図は、第３４Ａ図の頭部装着形コンピュータ５１０"' の側面図であ る。 第３４Ｃ図は、フレーム組立品が旋回された、第３４Ａ図の頭部装着 形コンピュータ５１０"' の斜視図である。頭部装着形コンピュータ５１０"' は 、人によってこの位置において着用され、又はこの位置において保管又は担持さ れる。 第３４Ｄ図は、着用者によって着用された、第３４Ａ図の頭部装着形コンピュ ータ５１０"' の斜視図である。表示ポッド１１００は、検分のために位置付け られ、マイクロホン５５９は、音声信号を受信するように位置付けられる。 第３５図は、発明による好ましい頭部装着形コンピュータアーキテキチャーの 機能ブロック図である。頭部装着形コンピュータ７１０は、フロッピーディスク 、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の適切な大容量記憶装置である局所デー タ記憶装置７１４へのバス５１３（第３１Ｂ図）により読取り及び書込みアクセ スを有するＣＰＵ７１２を含む。ＣＰＵ７１２はまた、着用者による検分のため の画像を表示パネル７００において形成するために、ディスプレイドライバー７ １６を駆動する。 頭部又は身体装着用プラットフォームは、パーソナルコンピュータメモリカー ド国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）基準に準拠するメモリ又はモデムカード７４１を収 納する。これらのカードは、約５５ｍｍ幅、８５ｍｍ長、５ｍｍ幅の矩形空間内 にはまるように制限される。 サーボ７６０は、着用者の眼に関して表示パネル７００の位置を変化させるた めに、ＣＰＵ７１２と通信する。サーボ７６０は、入力装置７１８を通して着用 者によって制御される。サーボ７６０は、表示パネル７００の垂直位置を上昇又 は下降させるために、モーター５１８（第３１Ａ図）を動作させる。こうして、 表示パネル７００は、着用者が、標準視覚に表示パネル７００が干渉することな く、画像を上下に一瞥する ことができるように位置付けられる。さらに、表示パネル７００は、視野外に収 容される。 ＣＰＵ７１２はまた、外界とのインターフェースのために通信モジュール７２ ０からデータを送受信する。好ましくは、通信モジュール７２０は、デジタル音 声、映像及びデータ信号を送受信するための無線変成器を含む。通信モジュール ７２０はまた、セル式電話連結部を含む。通信モジュール７２０は、同様に、標 準音声、ファクシミリ又はモデム通信のためのＰｌａｉｎ Ｏｌｄ Ｔｅｌｅｐ ｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＰＯＴＳ）と直接にインターフェースする。通信モ ジュール７２０は、空中無線及びテレビ放送を受信するための同調器を含む。 ＣＰＵ７１２は、外部センサーモジュール７３０からのデータを受信し、処理 する。外部センサーモジュール７３０は、着用者の周りの外部環境を表現するデ ータを与えるセンサー７３５からデータ信号を受信する。そのようなセンサーは 、着用者が保護服をつける場合に、特に重要である。 着用者が保護服をつける時、内部センサーモジュール７４０は、保護服内のセ ンサー７４５からセンサーデータを受信する。内部センサー７４５からのデータ は、着用者の局所環境に関する情報を設ける。特に、内部センサー７４５は、保 護服の侵害又は障害を着用者に警告する。 さらに、ＣＰＵ７１２はまた、ライフサインモジュール７５０からデータを受 信する。ライフサインモジュール７５０は、着用者に移植又は装着されたプロー ブ７５５からデータを受信する。プローブ７５５からのライフサインデータは、 ＣＰＵ７１２に着用者の身体状況に関する情報を設け、そのため、矯正作用が取 られる。 センサーモジュール７３０、７４０、７５０は、関連検出器からデータを受信 し、ＣＰＵ７１２へのバス５１３による送信のためにデータをフォーマットする 。センサーモジュールは、予処理データをＣＰＵ７１２へ送信する前に、データ をろ過又は予処理する。こうして、各拡張モジュールは、マイクロプロセッサー を含む。 着用者は、入力装置７１８を通してＣＰＵ７１２の動作を制御する。入力装置 ７１８は、キーボード、マウス、ジョイスティック、ペン、トラックボール、音 声作動コマンドのためのマイクロホン、虚実データグローブ、アイトラッカー、 又は他の適切な入力装置を含む。好ましいアイトラッカーは、米国特許第５，３ ３１，１４９号（１９９４年７月１９日に発行）において記載され、この特許の 教示は、参照としてここに採り入れられた。発明の特定の好ましい実施態様にお いて、入力装置７１８は、携帯用畳込み式キーボードである。代替的に、入力装 置７１８は、手首装着形キーパッドである。 図示された如く、頭部装着形コンピュータ７１０は、分散計算ネットワークに おけるノードである。頭部装着形コンピュータ７１０は、通信モジュール７２０ を介して分散コマンドコンピュータ７７０と通信する。分散コマンドコンピュー タ７７０は、音声、映像及びデータ信号を頭部装着形コンピュータへ設けるため に分散データ記憶７７５へのアクセスを有する。分散コマンドコンピュータ７７ ０はまた、中央データ記憶７８５を有する中央動作コンピュータ７８０と通信す る。そのような外部ネットワークは、頭部装着形ディスプレイの応用に特に適合 されるか、又は汎用分散データネットワークである。 第３６図は、汎用頭部装着形パーソナルコンピュータ７１０’の機能 ブロック図である。頭部装着形パーソナルコンピュータ７１０’は、情報交換７ ９０とのインターフェースのための通信モジュール７２０’を含む。情報交換７ ９０は、パーソナルコンピュータ７１０’を、他のパーソナルコンピュータ又は 情報ネットワークと相互接続する。通信モジュール７２０’は、無線データリン ク、モデム、ファクシミリ装置又はデジタルデータリンクにより情報交換７９０ と通信する。通信モジュール７２０’は、前述の通信機構の一つ以上を必要に応 じて含む。局所データ機構７１４は、ＣＰＵ７１２による実行のためのソフトウ ェアアプリケーションを含む。 汎用計算のほかに、頭部装着形コンピュータ７１０は、多数の現実状況におけ る使用のために適合される。特に、頭部装着形コンピュータ７１０が特に都合が 良い状況がある。そのような状況は、一般に、着用者が補助センサー入力を望む 又は必要とする応用に係わる。 第３７図は、パーソナル消防士計算システム７１０Ａのための機能ブロック図 である。燃える建築物における消防士は、少なくとも３つの貴重な情報へのアク セスを必要とする。即ち、（１）消防士が位置する場所、（２）消防士を包囲す る危険、（３）緊急時に建築物を退去する方法。さらに、消防士の司令官は、必 要な救助作業が促進される如く、消防士が建築物のどこに位置するかを常に知る 必要がある。その目的のために、頭部装着形消火コンピュータ７１０Ａは、消防 士を補助するために適合される。アプリケーションソフトウェアのほかに、局所 データ記憶モジュール７１４は、消防士が位置する建築物の建築物略図を含む。 局所データ記憶７１４はまた、緊急医療指示を含む。 消防士は、通信モジュール７２０Ａを介して局所消防車又はトラック ７７０Ａと通信する。通信モジュール７２０Ａは、消防士とトラック７７０Ａの 間の無線音声、映像及びデータ通信を設ける。トラック７７０Ａは、消火ユニッ トの適用可能領域に対する地図と建築物略図を記憶するための分散データ記憶シ ステム７７５Ａを装備する。トラック７７０Ａは、標準作業領域外に急派される 時、中央消防署７８０Λから付加的な地図及び建築物略図を受信する。通信モジ ュールを通して、トラック７７０Ａ又は中央消防署７８０Ａにおける司令官は、 消防士と通信する。 さらに、通信モジュールは、消防士の位置を正確に判定するために、大域位置 決め衛星（ＧＰＳ）センサー又は他の位置センサーを含む。この情報は、ＣＰＵ ７１２により建築物略図と組み合わされ、消防士とトラック７７０Ａに建築物に おける消防士の正確な位置を設ける。さらに、ＣＰＵ７１２は、建築物からのす べての出口へ消防士を計算により指示する。特に、建築物への消防士のパスは、 消防士が建築物に入ったパスにしたがって建築物外に差し向けられるように局所 データ記憶７１４において記録される。好ましくは、引き返し又は建築物を退去 するための指図は、表示パネル７００に絵画的に表示され、そのため、消防士は 、低又は無可視状況においてさえ退出することはできる。 燃える建築物にいる間、消防士は、火炎に迫られた閉鎖ドアに出会う。消防士 に警告するために、外部センサー７３５Ａは、赤外検出器を含む。赤外検出器か らの信号は、外部センサーモジュール７３０ＡによってＣＰＵ７１２へ設けられ 、消防士に潜在的な熱点を避けるように警告する。さらに、赤外センサーは、好 ましくは、消防士に激しい煙りの中で周囲を観察することを許容する。赤外セン サーからのデータはまた、火災の犠牲者の発見の補助をする。外部センサー７３ ５Ａはまた、燃える建築 物内の温度読取り値を消防士とトラック７７０ａに設けるための温度センサーを 含む。さらに、一酸化炭素センサーは、消防士に燃える建築物における一酸化炭 素の濃度を供給する。同様に、天然ガスセンサーは、火災の発生の前に爆発の危 険を消防士に警告する。 さらに、消防士は、保護服を装備する。保護服内のセンサー７４５Ａは、服内 の温度、消防士の酸素タンクに残存する酸素量と消防士のコンピュータ７１０Ａ において残存するバッテリパワーの指示を消防士に供給する。内部センサー７４ ５Ａのいずれかが所定のしきい値を超過するならば、ＣＰＵ７１２は、消防士に 燃える建築物を退出するように警告する。 第３８図は、発明による頭部装着形警察官コンピュータ７１０Ｂの機能ブロッ ク図である。消防士と同様に、警察官は、しばしば、単独で行動し、他人に情報 を提供し、また更新情報を受信しなければならない。警察官コンピュータ７１０ Ｂにおいて、これらの情報の必要を提供するために警察官が常に装備する。 局所データ記憶７１４は、都市地図、建築物略図、犯罪容疑シート、緊急医療 情報を含む。消防士と同様に、情報は、警察官、パトカー７７０Ｂと警察署７８ ０Ｂの間で交換される。パトカー７７０Ｂは、分散データ記憶ユニット７７５Ｂ においてより一般な地図と犯罪データベースを記憶する。警察署７８０Ｂは、中 央データ記憶ユニット７８５Ｂにおいて記憶された、すべての地図、建築物略図 と犯罪情報へのアクセスを有する。 通信モジュール７２０Ｂは、警察官、パトカー７７０Ｂと警察署７８０Ｂの間 で音声、映像及びデータ情報の交換を許容する。通信モジュー ル７２０Ｂはまた、警察官等が、都市地図と建築物略図に関して警察官の正確な 位置を知るためのＧＰＳを含む。警察コンピュータ７１０Ｂは、警察官に夜間視 力を設ける外部センサー７３５Ｂを含む。さらに、磁気又は光学読取り器は、外 部センサーモジュール７３０Ｂに結合される。読取り器は、運転手の免許証又は 他の情報を読み取り、読み取った情報を検証と確証のために警察署７８０Ｂに提 供する。その後、警察官は交通停止中又はその他でパトカー７７０Ｂに戻る必要 なしに、結果が、警察官に提供及び表示される。 第３９図は、化学工場作業者による使用のための頭部装着形コンピュータ７１ ０Ｃの機能ブロック図である。特に、化学作業者コンピュータ７１０Ｃは、腐食 性又は有毒薬品又はガスに露呈された又は露呈されやすい化学工場作業者によっ て着用される。局所データ記憶７１４は、プラント概略図と、緊急医療指示を含 む化学作業者への命令を含む。 通信モジュール７２０Ｃは、化学作業者と工場制御部７７０Ｃの間の音声、映 像及びデータリンクを設け、化学作業者に一層の建築物略図と命令を設けること ができる。工場７７０Ｃは、一層の案内のために会社本部７８０Ｃと通信する。 通信モジュール７２０Ｃはまた、作業者の位置を識別するためにＧＰＳを含む。 化学作業者コンピュータ７１０Ｃは、腐食性薬品と有毒ガスを検出するために 外部センサー７３５Ｃを含む。外部センサー７３５Ｃからのデータは、外部セン サーモジュール７３０ＣによってＣＰＵ７１２に設けられる。外部センサー７３ ５Ｃは、作業領域における又は作業領域へ漏れる危険な物質に関する情報を化学 作業者に設ける。 化学作業者はまた、保護服内で作業を行うこともある。例えば、化学 作業者は、薬品保存タンクの如く危険な領域において作業するかもしれない。従 って、コンピュータ７１０Ｃは、作業者の酸素タンクの残留酸素と頭部装着形コ ンピュータ７１０Ｃの残留パワーを測定するための内部センサーを含む。内部セ ンサー７４５Ｃからのデータは、内部センサーモジュール７４０ＣによってＣＰ Ｕ７１２に設けられる。 第４０図は、頭部装着形原子炉コンピュータ７１０Ｄの機能ブロック図である 。原子炉作業者は、化学作業者と同様の危険に直面する。しかし、腐食薬と毒素 を検出する代わりに、原子炉作業者コンピュータ７１０Ｄは、放射レベルを測定 するための外部センサー７３５Ｄを有する。放射データは、外部センサーモジュ ール７３０ＤによってＣＰＵ７１２に設けられる。 第４１図は、頭部装着形採鉱コンピュータ７１０Ｅの機能ブロック図である。 採鉱コンピュータ７１０Ｅは、炭鉱夫又は同様の作業者によって着用される。外 部センサー７３５Ｅは、メタンガス濃度を測定する。外部センサーモジュール７ ３０Ｅは、ＣＰＵ７１２に外部センサーデータを供給し、炭鉱夫にメタンの危険 を警告する。さらに、外部センサー７３５Ｅは、低光視覚センサーである。 通信モジュール７２０Ｅは、鉱山制御室７７０Ｅと炭鉱夫の間に音声、映像及 びデータリンクを設ける。例えば、制御室７７０Ｅは、鉱山監視者に実時間生産 率を設け、そのため、監視者は、機器及び人的資源を有効利用するように炭鉱夫 をシフトさせる。通信モジュール７２０Ｅはまた、鉱山陥没の場合に、炭鉱夫と 情報を交換するために使用される。 第４２図は、頭部装着形軍用コンピュータ７１０Ｆの機能ブロック図である。 軍用コンピュータ７１０Ｆは、好ましくは、生物又は化学薬品 又は放射線へ露呈された戦闘駐屯地の如く、高毒性の領域において行動する戦場 兵士によって着用されるために適合される。軍用コンピュータ７１０Ｆはまた、 そのような危害に露呈されない軍人によっても着用される。 局所データ記憶７１４は、兵士による使用のための領域地図と緊急医療指示を 記憶する。局所データ記憶７１４はまた、兵士によって使用された機器に対する 修復命令を含む。 通信モジュール７２０Ｆは、兵士と局所司令官７７０Ｆの間に無線音声、映像 及びデータリンクを設ける。局所司令官７７０Ｆは、遠隔司令官７８０Ｆにリン クされる。通信モジュール７２０Ｆはまた、兵士と司令官に兵士の位置を与える ＧＰＳを含む。通信モジュール７２０Ｆを通して、兵士はまた、敵軍移動の実時 間更新を受信することができる。通信モジュール７２０Ｆはまた、通信チャネル を確保する暗号化／復号化ユニットを含む。 外部センサーモジュール７３０Ｆは、ＣＰＵ７１２に外部センサー７３５Ｆか らのデータを設ける。外部センサー７３５Ｆは、毒素、生物薬品及び放射線を検 出するための検出器を含む。外部センサー７３５Ｆはまた、夜間視覚ユニットを 含む。危害が検出されたならば、兵士は、保護服をつける。 内部センサーモジュール７４０Ｆは、保護服内に配した内部センサー７４５Ｆ からのデータをＣＰＵ７１２に設ける。内部センサー７４５Ｆは、保護服に侵入 する汚染物質の測定を兵士に設ける。 第４３図は、頭部装着形宇宙探査コンピュータ７１０Ｇにおける機能ブロック 図である。探査コンピュータ７１０Ｇは、宇宙にいる又は別の 衛星又は月を探査する間、宇宙飛行士によって着用される。宇宙探査コンピュー タ７１０Ｇは、地球軌道又は別の世界における如く、宇宙空間において構造を建 設する際に使用されるために特に有益である。地球と宇宙飛行士の間の通信は失 敗することがあるために、宇宙飛行士は、独立に任務を達成するために、十分な 情報への容易なアクセスを有する必要がある。 局所データ記憶７１４は、宇宙飛行士による使用のための地図、略図と命令を 含む。地図は、他の対象を探査する間、宇宙飛行士によって使用される。略図は 、構造を建設し、機器を修復しながら、宇宙飛行士によって使用される。 通信モジュール７２０Ｇは、宇宙飛行士と指令船７７０Ｇ及び地上局司令部７ ８０Ｇの間の音声、映像及びデータリンクを設ける。 外部センサーモジュール７３０Ｇは、外部センサー７３５ＧからのデータをＣ ＰＵ７１２に設ける。外部センサー７３５Ｇは、大気の温度、圧力及びガス含有 量の測定装置を含む。外部センサー７３５Ｇはまた、上陸用舟艇の如く、一定基 準データ点からの宇宙飛行士の相対位置をつき止めるための位置センサーを含む 。局所データ記憶７１４からの地図と組み合わせた位置センサーデータは、宇宙 飛行士を上陸用舟艇に返すために、宇宙飛行士に命令を供給するように、ＣＰＵ ７１２によって処理される。外部センサー７３５Ｇはまた、含じん環境と夜間に おいて宇宙飛行士を補助するために赤外視覚ユニットと夜間視覚ユニットを含む 。 宇宙飛行士は、一般に、宇宙服を着用するために、内部センサーモジュール７ ４０Ｇは、宇宙服内の内部センサー７４５ＧからのデータをＣＰＵ７１２に与え る。内部センサー７４５Ｇは、宇宙服内の温度と圧力を 測定する。内部センサーデータから、ＣＰＵ７１２は、温度と圧力を調節し、宇 宙服における侵害を検出する。さらに、内部センサー７４５Ｇは、タンクにおけ る残留酸素供給を測定するためのセンサーを含む。酸素供給データから、ＣＰＵ ７１２は、酸素供給が消耗されるまでの残余時間を算出し、いつ安全環境に戻る かを宇宙飛行士に警告する。 ライフサインモジュール７５０Ｇは、プローブ７５５ＧからのデータをＣＰＵ ７１２に設ける。プローブ７５５Ｇは、宇宙飛行士の体温、血圧、脈拍及び呼吸 率を測定する。 第４４図は、汎用頭部装着形救命コンピュータ７１０Ｈの機能ブロック図であ る。救命コンピュータ７１０Ｈは、着用者の救命及び救護を容易にする。救命コ ンピュータ７１０Ｈは、海洋救命服、極寒救命服に一体化され、あるいは砂漠救 命パックの一部である。局所データ記憶７１４において、地図と医療指示が予記 憶される。 通信モジュール７２０Ｈは、ＧＰＳと緊急通信機器を含む。ＧＰＳデータは、 着用者の地上位置を判定するために、局所データ記憶７１４からの地図とＣＰＵ ７１２によって組み合わされる。この時、ＣＰＵ７１２は、着用者が安全避難所 を得るために取るパスを算出する。地上位置情報はまた、通信モジュール７２０ Ｈによって救護チーム７７０Ｈへ緊急チャネルで同報通信される。いったん救護 チーム７７０Ｈと連絡が取られるならば、救護チーム７７０Ｈは、付加的地図と 他の情報を着用者にデータリンクで供給する。海上の使用のために、通信モジュ ール７２０Ｈはまた、潜水艦と船舶を引き付けるための音波変換器を含む（例え ば、無線通信の故障）。 外部センサーモジュール７３０Ｈは、外部センサー７３５Ｈからのデ ータをＣＰＵ７１２に設ける。外部センサー７３５Ｈは、温度及び圧力検出器を 含む。外部センサー７３５Ｈはまた、夜間視覚ユニットを含む。 着用者が、寒冷環境において保護服を着用する場合に、内部センサーモジュー ル７４０Ｈは、保護服内の内部センサー７４５ＨからのデータをＣＰＵ７１２に 設ける。内部センサー７４５Ｇは、保護服内の温度を測定する。この時、ＣＰＵ ７１２は、温度を調節し、保護服における侵害を検出する。 ライフサインモジュール７５０Ｈは、プローブ７５５ＨからのデータをＣＰＵ ７１２に設ける。プローブ７５５Ｈは、着用者の体温、血圧、脈拍及び呼吸率を 測定する。 第４５図は、頭部装着形保守コンピュータ７１０Ｉの機能ブロック図である。 保守コンピュータ７１０Ｋは、修復及び保守要員によって着用される。保守コン ピュータ７１０Ｉは、すべての関連修復及び保守マニュアルへのアクセスを着用 者を設け、保守コンピュータ７１０Ｉと一体化された診断センサーを含む。 第４６Ａ〜４６Ｅ図は、保守作業者によって着用される第４５図の頭部装着形 保守コンピュータ７１０Ｋの図である。保守コンピュータ７１０Ｋは、保安帽８ ００内に配設される。 第４６Ａ図は、保安作業者によって着用される第４５図の保守コンピュータ７ １０Ｋで使用される保護用ヘッドピースの前面図である。保安帽８００は、表示 ポッド１１００を収容するように形状付けられたブリスター区画室８１０を含む 。図示の如く、表示ポッド１１００は、保守作業者による検分のために位置付け られる。ポッドは、ビザー８１１とブリスター８１０による衝撃から保護される 。 第４６Ｂ図は、部分的に断面の第４５図の保守コンピュータ７１０Ｋの側面図 である。表示ポッド１１００は、ブリスター区画室８１０内の２つの水平部材６ ３２、６３４によって支持された筐体６３５に結合される。筐体６３５は、作業 者の視野内に水平に表示ポッド１１００を位置付けるために、支持部材６３２、 ６３４に沿って滑動可能である。表示ポッド１１００は、基部６３８によって収 容された入れ子部材６３６によって垂直に位置付けられる。発明の特定の好まし い実施態様において、表示ポッド１１００の水平及び垂直変位は、サーボ７６０ によって制御される（第４５図）。 第４６Ｃ図において、保護用ヘッドピースが、音声回路、ディスプレイへのコ ネクタ、耳当て１２０８及びマイクロホン１２１０を含む筐体を挿入する側部レ セプタクル１２０４を有する側面図が示される。ヘルメットの下側の図は、第４ ６Ｄ図において示され、この場合、ビザー８１１は、単眼ディスプレイが各タブ に隣接した１２００において取り付けられる如く両側においてタブ１２０２を有 する。表示ポッド１１１０への衝撃の場合に、それは、使用者への創傷を防止す るために脱離する。 第４６Ｅ図は、第４６Ｂ図の表示ポッド装着形装置の斜視図である。支持部材 ６３２、６３４と筐体６３５が、より明確に示される。表示ポット１１００は、 入れ子式部材６３６を収縮させて示される。また、作業者が表示ポッド１１００ を視野外に一時的に旋回させるためのヒンジ６３９が示される。 第４７Ａ〜４７Ｄ図は、発明の別の好ましい実施態様を示し、この場合、ディ スプレイは、使用者の視野の上に取り付けられ、使用者の片方又は両方の眼の前 に透明な単眼又は両眼システムへ画像を投射する。第 ４７Ａ図は、単眼システム１６００を示し、この場合、ディスプレイは、ビザー １６０５における筺体１６０６に位置し、画像をレンズ１６０４へ投射する。使 用者はまた、レンズ１６０２と１６０４を通して外界環境を見ることができる。 第４７Ｂ図において示された如く、ディスプレイは、ワイヤ又はファイバーオプ ティックケーブル１６１２によって映像源へ接続され、ラック又はレール１６１ ０に沿ってすべらせることによりいずれかの眼の前に位置付けられる。ヒンジ１ ６１４は、レンズ１６０２に対してレンズ１６０４の回転を設ける。第４７Ｃ図 において見られた如く、レンズは、ヒンジ１６２４の周りで回転し、距離１６２ ２に沿って移動される。ディスプレイ１６２０のための電子回路１６２６は、ビ ザー１６０５へ組み込まれる。第４７Ｄ図は、レンズ１６３４、１６３８を位置 付けるために、ヒンジ１６３０の周りで回転する表示ユニット１６３２のための バンパー１６４０を示す。 第４８図は、発明の別の好ましい実施態様の斜視図である。着用者は、ブリス ター室８１０’と表示ポッド１１００を付加したヘルメット８００’を装備する 。着用者はまた、保護眼鏡１２００と呼吸装置１３００を装備する。 コンピュータ７１０は頭部装着形コンピュータとして記載されたが、コンピュ ータ７１０は、着用者の身体において所持されることが理解される。例えば、コ ンピュータ７１０は、背中パック、胸部パック又はベルトパック内に配設される 。他の装着用構成もまた、発明の範囲内にあるものと意図される。さらには、コ ンピュータ７１０と入力装置７１８は、ディスプレイ７００から遠隔であること が理解される。例えば、コンピュータ７１０は、頭部装着形ディスプレイを着用 する人から取り外 されたブリーフケース内にある。 第４９図は、背中装着形コンピュータと頭部装着形ディスプレイの斜視図であ る。コンピュータ８５０は、着用者の背中へ装帯８５２で取り付けられる。コン ピュータ８５０からのデータケーブル８５３は、着用者の視野において位置付け られた表示ポッド１１００における表示パネルを駆動する。音声マイクロホン５ ５９は、局所コマンドをデータケーブル８５３によりコンピュータ８５０に設け るために表示ポッド１１００において取り付けられる。また、着用者のヘッドへ システムを保持するためのオプションのヘッドバンド２が示される。好ましくは 、表示ポッド１１００は、着用者の視野外に上方又は下方にはじかれる。表示パ ネル１１００はまた、保安帽へ留められる。 第５０図は、発明の好ましい実施態様による胸部装着形コンピュータの斜視図 である。コンピュータ８６０は、装帯８６２により着用者の胸部に取り付けられ る。コンピュータ８６０の制御は、データケーブル８６３によってコンピュータ ８６０へ結合されたローラーボール入力装置８６８によって設けられる。ディス プレイ筐体８６７は、着用者が表示パネルを見ることができるようにコンピュー タ８６０の筐体から進展可能である。筺体はまた、携帯用又は畳込み式キーボー ド（破線）のためのキーパッド又はレセプタクルを有する。 第５１図は、手首装着形コンピュータ及び表示装置の斜視図である。コンピュ ータ本体８７０は、手首バンド８７２によって手首に固着される。コンピュータ 本体は、制御部８７８と表示パネル表示筐体８７７を含む。表示筐体８７７にお ける表示パネル１０００は、ホログラフィーレンズ８７９を通して見られる。 第５２Ａ図は、ディスプレイを装備した人が着用する拡大鏡の斜視図である。 拡大鏡１９０５は、ヘッドバンド１９０２によって着用者の頭部へ固着される。 拡大鏡１９０５は、拡大レンズ１９０７と、表示ポッド１１００を収容するため のヒンジ１９０９を含む。 第５２Ｂ図は、第５２Ａ図の光学系の概略図である。表示ポッド１１００と拡 大鏡１９０５が示される。表示ポッド１１００において、表示パネル１０００、 反射鏡１１３０及び視界レンズ１１６０がある。表示パネル１０００からの光線 は、反射鏡１１３０から反射され、レンズ１１６０を通過される。拡大鏡１９０ ５は拡大レンズ１９０７を含むために、表示ポッド視界レンズ１１６０は、縮小 レンズである。縮小レンズ１１６０と拡大レンズ１９０７は、着用者へ耐久画像 を生成するために協働する。 第５３図は、表示ポッドと安全ガラスが分解して示された、一対の安全ガラス に取り付けた表示ポッド１１００の斜視図である。フレーム１９１５は、表示ド ライバーと取付け用ピン１９１９とインターフェースするための電気カプリング １９１３を含む。表示ポッドは、取付け用ピン１９１９に結合される。安全ガラ ス１９１７は、表示ポッド１１００との衝撃から眼を保護するために、表示ポッ ド１１００と着用者の眼の間に位置付けられる。好ましくは、表示ポッド１１０ ０は、耐震性である。さらに、取付け用ピン１９１９は、応力下で脱離するよう に設計され、その結果、表示ポッド１１００が衝撃を受けたならば、表示ポッド １１００は、フレーム１９１５から脱着する。 第５４図は、産業用ディスプレイの斜視図である。表示筺体１１０５は、好ま しくは、耐衝撃性材料から作製される。眼杯１１０２は、好ま しくは、使用者の眼を保護するために、泡又は別の軟たわみ材料から作製される 。保護用シェード１１０２は、表示パネル１０００、視界レンズ１１５０及び他 の内部構成要素を損傷から保護するために上昇又は下降される。 第５５図は、単眼ディスプレイの斜視図である。フレーム１９２５は、着用者 のヘッドの背中の周りに固定され、そして耳当て１９２１ａ、１９２１ｂは、フ レーム１９２５を使用者の頭部に固定する。好ましくは、フレーム１９２５は、 接合部１９２２ａ、１９２２ｂにおいて耳当て１９２１ａ、１９２１ｂから伸張 可能であり、そのため、フレーム１９２５は、多様な頭部サイズを収容する。耳 当て１９２１ａ、１９２１ｂは、それぞれのソケットカプリング１９２３ａ、１ ９２３ｂを有する。ディスプレイ腕１９２６は、いずれかのソケット１９２３ａ 、１９２３ｂと嵌合する左右対称プラグ１９２４を含む。 ディスプレイ腕１９２６は、近位区分１９２７と遠位区分１９２９を含む。遠 位区分１９２９は、近位区分１９２７から伸縮する。さらに、近位区分１９２７ の旋回部１９２８により、ディスプレイ腕１９２６は上方又は下方に回転される 。表示ポッド１２００は、遠位区分１９２９へ結合される。表示ポッド１２００ は、着用者の視線に関していろいろな角度で旋回される。 第５６Ａ〜５６Ｃ図は、発明による別の頭部装着形表示装置の斜視図である。 第５６Ａ図は、ヘッドバンド１９３２、取付け用板１９３１とへり筐体１９３０ を示す。ヘッドバンド１９３２におけるピン１９３６は、取付け用板を着用者の ヘッドに固定するために、取付け用板１９３１のスロット１９３７へ挿入される 。へり筐体１９３０は、取付け用板 １９３１におけるタブ１９３４へはめ合わされる。ディスプレイ筐体１３００は 、へり筐体１９３０におけるレール１９３３に沿って滑動可能である。 第５６Ｂ図は、第５６Ａ図のへり筐体１９３０の背面斜視図である。取付け用 板１９３１のタブ１９３４と嵌合する溝部１９３５が示される。この嵌合プロセ スは、第５６Ｃ図において示される。へり筐体１９３０は、取り付け用板１９３ １に沿ってすべらされ、タブ１９３４を溝部１９３５と登録させる。第５６Ｄ図 は、サイズを制御するために、手動調整部１８１０を備えた剛性プラスチックヘ ッドバンド１８００を示す。 第５７Ａ〜５７Ｈ図は、第５６Ａ図の特定の好ましいディスプレイの詳細な斜 視図である。表示ポッド１３００は、たわみ材料から作製された眼杯１３０２を 含む。第１ちょうねじ１３１０は、着用者の視野における表示ポッド１３００の 垂直位置を調整するために、着用者によって回される。第２ちょうねじ１３２０ は、着用者の眼からの表示ポッド１３００の距離を調整するために、着用者によ って回される。表示ポッド１３００は、視野外に着用者によって上に傾けられる 。第５７Ｂ図と第５７Ｃ図に示された如くビザー１９３０は、ヒンジ１３３８に おいてポッドを懸架する腕１３３２を通して、又は第５７Ｄ図に示された如くケ ーブル１３３４を通して連結されるディスプレイのための回路ハーネスを収納す る。マイクロホンは、コネクタ１３３０によってビザーに連結され、そして入力 ケーブル１３３６は、反対側において連結される。 第５７Ｅ図、第５７Ｆ図、第５７Ｇ図と第５７Ｈ図は、１３４０において使用 者のめがね１３４２に又は眼１３４３に対して置かれた、又は１３４４において 眼の上に引き上げられた、あるいは１３４５において ビザー１３５に対して閉鎖された表示パッドのいろいろな回転位置を示す。 第５８Ａ図は、頭部装着形ディスプレイの好ましい実施態様を装備した着用者 の斜視図である。表示ポッド１４００は、着用者の視野内に位置付けられる。二 重ヘッドバンド１９４２ａ、１９４２ｂは、表示ポッド１４００を着用者のヘッ ドに固着する。接続ケーブル１９４３は、表示ポッド１４００へのデータ信号を 搬送する。 第５８Ｂ図は、第５８Ａ図の頭部装着形ディスプレイの斜視図である。表示ポ ッド１４００は、入れ子式腕組立品１９４６と一対の玉継ぎ手１９４５、１４４ ０によって二重ヘッドバンド１９４２ａ、１９４２ｂに結合される。腕組立品１ ９４６は、第１玉継ぎ手１９４５によってヘッドバンド１９４２ａ、１９４２ｂ に結合された近位腕区分４４７を含み、腕組立品１９４６をヘッドバンド１９４ ２ａ、１９４２ｂに関して３次元において回転させる。腕組立品１９４６はまた 、近位腕セグメント１９４７から伸縮する遠位腕セグメント１９４９を含む。遠 位腕セグメント１９４９は、表示ポッド１４００の玉継ぎ手１４４０に結合され る。第２玉継ぎ手１４４０は、表示ポッド１４００をディスプレイ腕１９４６に 関して３次元において位置付けさせる。図示の如く、表示ポッド１４００は、着 用者の右眼による検分のために位置付けられる。着用者の左眼による検分のため に表示ポッド１４００の位置付けが仮線で示される。 第５９Ａ〜５９Ｆ図は、発明の好ましい実施態様による畳込み式ディスプレイ の斜視図である。 第５９Ａ図は、その作動位置における畳込み式表示ポッド１５００の 斜視図である。表示ポッド１５００は、剛性である頂部区分１５１０と底部区分 １５９０を含む。頂部区分１５１０は、取付け用タブ１５０２と制御タブ１５０ ４を含む。表示ポッド１５００は、頂部区分１５１０と底部区分１５９０の間に 畳込み式壁１５５０を含む。また、視界レンズ１５６０が示される。 第５９Ｂ図は、作動位置における光学構成要素又は畳込み式表示ポッド１５０ ０の概略図である。鏡面１５２５は、第１旋回部１５２４と第２旋回部１５２６ に接合される。第１旋回部１５２４は、拡張部材１５２２によって頂部筐体区分 １５１０に結合される。第２旋回接合部１５２６は、鏡１５２５を視界レンズ１ ５６０に結合する。視界レンズ１５６０は、さらに、すべり部材１５２８に結合 される。 第５９Ｃ図は、部分的に畳込まれる第５９Ｄ図の光学系の概略図である。図示 された如く、鏡１５２５は、第１旋回部１５２４において旋回することにより、 頂部筐体区分１５１０の方に回転された。すべり部材１５２８は、上方筐体区分 １５１０に沿って第１旋回部材１５２４の方に滑動した。結果的に、第２旋回部 １５２６は、鏡１５２５の方に視界レンズ１５６０を旋回させた。 第５９Ｄ図は、畳込み位置において第５９Ｂ図と第５９Ｃ図の光学系の概略図 である。見られる如く、拡張部材１５２２は、視界レンズ１５６０が折り畳み鏡 １５２５と上方筐体セグメント１５１０の間の空間に嵌まるように十分な長さで あるように選択される。 第５９Ｅ図は、畳込み位置における表示ポッド１５００の斜視図である。壁１ ５５０は、上方筐体セグメント１５１０と下方筐体セグメント１５９０の間に蛇 腹状に折り畳まれている。第５９Ｆ図は、表現フレー ム１９５０へ取り付けた畳込み表示ポッド１５００の斜視図である。 第６０図は、テレビチューナーと一体化された頭部装着形ディスプレイの斜視 図である。頭部装着形ディスプレイ１９６０は、ステレオヘッドホン１９６３ａ 、１９６３ｂを備えたヘッドバンド１９６２を含む。テレビ又はラジオ受信機１ ９６５は、ヘッドバンド１９６２へ一体化される。受信機１９６５は、アンテナ １９６６と制御部１９６７を含む。制御部１９６７は、同調制御部、音量制御部 、及び画像制御部を含む。表示ポッド１６００は、ディスプレイ腕１９６６によ ってヘッドバンド１９６２へ連結される。好ましくは、ディスプレイ腕１９６６ は、着用者によって調整される。 第６１Ａ図と第６１Ｂ図は、ここで記載されたいろいろな頭部装着形及び身体 装着形ディスプレイの発明による別の畳込み式キーボードの斜視図である。第６ １Ａ図において示された如く、キーボード２１１０は、動作位置にある。キーボ ード２１１０は、中央本体２１１６と２つの翼部材２１１２、２１１４を含む。 動作位置２１１０にある時、キーボードのキー２１１５は、使用者による使用の ための位置にある。また、矢印の方向においてキーボードを折り畳ませる２つの ヒンジ２１１１と２１１３が示される。第６１Ｂ図において、第６１Ａ図の畳込 み式キーボードは、折り畳み位置にある。右翼２１１２は、中央本体２１１６の 上に折り畳まれた左翼２１１４の上に折り畳まれる。 第６２図は、発明による別の折り畳み可能なキーボードである。図示された如 く、キーボード２１２０は、４つのセグメント、即ち、左セグメント２１２２、 左中央セグメント２１２４、右中央セグメント２１２６、及び右セグメント２１ ２８、に分割される。各セグメントは、複数 のキー２１２５を含む。キーボードを折り畳むために、左中央及び右中央セグメ ント２１２４、２１２６の底部は、中央ヒンジ２１２７において折り重ねられる 。この時、左及び右セグメント２１２２は、それぞれ、ヒンジ２１２１、２１２ ３において折り畳まれる。 ここで記載された表示パネルは、単色又は多色表示画像を発生する。多色画像 は、カラーフィルターを使用して発生される、カラーフィルターは、好ましくは 、表示パネル内に作製され、ピクセルに登録される。 第６３Ａ〜６３Ｈ図は、転写フィルムアクティブマトリックスディスプレイの ためのカラーフィルターシステムの作製のための好ましいプロセスフローシーケ ンスの概略図である。このプロセスは、頭部装着形ディスプレイのために好適な 小容積内に納まるコンパクトな、高解像度、高速カラーディスプレイを設ける。 特に、カラーフィルターは、ポリイミドカラーフィルターである。さらに具体的 には、図示のカラーフィルターは、Ｂｒｅｗｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．， Ｒｏｌｌａ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから入手可能なＰＩＣ Ｇｒｅｅｎ ０２フィル ターである。 第６３Ａ図に示された如く、電極２０２１とトランジスタ２０１４を有するピ クセル要素２０１０は、半導体層２０１５、好ましくはシリコンオンインシュレ ータ構造を有する薄膜単結晶シリコンであるが、随意的に、速度と解像度のため の高許容度を有する応用のための多結晶又は非晶質シリコン材料を形成される。 単結晶シリコン膜は、頭部装着形コンピュータシステム応用において使用された 小型、高解像度、高速ディスプレイのために特に良く適する。随意的な窒化層２ ０２０が、第６３Ｂ図において示された如く、ピクセル要素２０１１上に形成さ れる。随意的な接着促進剤（不図示）が、次に被覆され、窒化層２０２０へ焼成 される。しかし、好ましい実施態様において、接着促進剤は使用されない。 ＰｉＣ Ｇｒｅｅｎ ０２の如くポリイミド層が、９０秒間、１，０００の速 度において回路上でスピンされる。合成構造は、第６３Ｃ図において示される。 ポリイミド層２０３０は、約１〜５ミクロン厚である。好ましい実施態様におい て、ポリイミド層２０３０は、約２ミクロン厚である。それから、構造は、６０ 秒間、１２０℃において、熱板上で焼成され溶剤除去される。溶剤焼成は、臨界 的ではないことが注目される。それから、構造は、熱板上の真空接触で、９０秒 間、１６８℃において第２又は「ベータ」焼成される。温度は、ベータ焼成は現 像処理特性を規定するために、ベータ焼成段階において一様であることは重要で ある。 第６３Ｄ図において示された如く、フォトレジストパターン２０４０が、構造 に付着される。正フォトレジストが被覆され、焼成され、標準投与量の２倍を露 光２０５０される。それから、パターンは、４０秒間、標準流体現像剤で現像さ れる。現像剤は、好ましくは、Ｓｈｉｐｅｌｙ ＭＦ−３１２の如く、無金属イ オン現像剤である。ポリイミド２０３０は、フォトレジストに関して現像される 。構造は、それから、水洗いされ、窒素又は清浄な圧縮空気で乾燥される。 それから、フォトレジストは、構造上にスピンされる商業的に入手可能な炭素 ベース溶剤で除去される。第６３Ｅ図に示された合成カラーフィルター構造２０ ３５は、炉において、１時間、２００℃〜２６０℃において手で焼成される。好 ましい実施態様において、焼成温度は２３０℃である。 上記のプロセスは、フルカラー液晶ディスプレイ又はエレクトロルミ ネセントディスプレイを設けるために、赤及び青カラーフィルターに対して反復 される。 カラーフィルターアレイ作製において使用されるポリイミド材料を生産するた めに多数の代替的な色の組み合わせがある。処方により変化する性質は、色座標 、分光透過率、熱安定性、彩度及び光安定性である。応用により、適切な処方が 、最も望ましい品質を最大にするために選定される。さらに、付着されたポリイ ミド膜の厚さも、変化される。この場合、トレードオフが、彩度と分光透過率の 間にある。本プロセスにおいて、約１．４ｕｍの層厚が、すべての三色において 使用される。透過率の増大が重要であるならば、わずかに薄い被覆が使用される が、これは、所望のレベルの彩度を犠牲にする。 カラーフィルター層（ＲＧＢ）が作製されたならば、ある形式の障壁又はキャ ッピング層２０６０で着色ポリイミドを被包することが必要である。第６３Ｆ図 に示されたこの段階は、多数の理由のために重要である。色素は、ポリイミドか ら浸出し、ピクセルの実色において変化を生じさせ、カラーフィルター要素がア クティブマトリックス又は別の媒体の液晶側に配設されているならば、液晶が粘 着性である場合に隣接材料の相互汚染を生じさせる。さらに、着色ポリイミド、 特に、商業的に入手可能な形式が、熱及び光劣化にとりわけ感応する。これは、 高光強度レベル又は比較的熱い動作環境を使用する応用の場合に重要な問題であ るが、そのような窒化シリコン等の薄膜被覆でポリイミドを被包し、接着剤でガ ラスに取り付けることにより、色素の浸出だけでなく、熱及び光劣化問題も除去 される。上記の他の形式の障壁も、同一効果を達成するために使用される。 第６３Ｇ図は、接着層２０６２によりガラス基板２０６４へ転写された転写カ ラーフィルターアレイを示す。転写後、合成構造が、パッケージされ、液晶材料 ２０６６と対向電極構造２０６８を備え、第６３Ｈ図において示される。合成カ ラーアクティブマトリックスディスプレイは、ここで記載された頭部装着形表示 システムのいずれかにおいて取り付けられ、フルカラーディスプレイ、又は代替 的に、テキスト及び／又は単純なグラフィックスを表示する多数のコンピュータ 応用において一般に見られる如く、暗背景において緑又は青の如く二色表示を含 む任意の選択数の色を設けるために使用される。 表示解像度が増大する時、不動産に対する要求が、増大し、電極とトランジス タが、分離層において形成される。電極は、絶縁層を通して相互接続部によって トランジスタへ相互接続される。このように、電極とトランジスタを積み重ねた ピクセル要素は、ピクセルのアレイにおいて作製される。例えば、白蛍光体層と カラーフィルター要素を使用するＥＬスタックが、その後、予作製されたＥＬス タックにおけるモノリシック作製又は転写と位置合わせにより、電極上に作製さ れる。絶縁体を通した相互接続部はまた、液晶ディスプレイへ組み込まれる。 表示パネルは、制御回路によって制御され、好ましくは表示パネルを頭部装着 される。回路は、ヘッドギヤ内に配設された回路板又は表示パネルにおいて直接 に設けられる。そのような制御回路は、１９９３年８月１３日に提出された米国 特許出願第０８／１０６，４１６号において詳細に記載される。この特許の教示 は、参照としてここに採り入れられた。 第６４図は、好ましい制御回路の概略図である。この回路の構成要素 は、頭部装着形ディスプレイのヘッドセットにおいて直接に組み込まれるか、又 は記載された如く、分離身体装着形回路筐体において使用される。後者のオプシ ョンは、ヘッドセットが最小重量及び容積を有し、携帯性を設けなければならな い応用において非常に望ましい。映像信号源（不図示）は、頭部装着形ディスプ レイへ映像信号を設ける。映像信号源は、映像グラフィックスアレイ（ＶＧＡ） 、Ａｐｐｌｅ^TM Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ^TM製のコンピュータ、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＮＴＳＣ）複合 映像源、高解像度専門ディスプレイアダプター、電荷結合素子（ＣＣＤ）、又は 他の同様な源を含む、アナログ又はデジタル映像信号源である。特定の好ましい 実施態様において、アクティブマトリックスディスプレイパネルが、コンピュー タ制御光弁として適合される。 映像信号源からの水平及び垂直同期信号が、それぞれ、データ線２３１３と２ ３１４において映像インターフェースへ設けられる。赤緑青（ＲＧＢ）映像信号 成分が、映像信号源によって供給されたならば、それぞれのデータ線２３０１、 ２３０２、２３０３においてエンコーダー２４４０へ設けられる。離散カラー（ 例えば、ＲＧＢ）信号が映像源（例えば、ＮＴＳＣ複合映像信号）によって供給 されないならば、単一符号化映像信号２３４１が、映像源によって供給されなけ ればならない。適切な映像信号は、データ線２４４１において映像極性ネットワ ーク３４５０へ供給され、その動作が、以下に詳細に記載される。 アクティブマトリックス２３９０（仮線で図示）は、多重周波数表示装置とし て動作する。一般に、映像信号源からの映像信号は、一定周波数に同期化されな い。映像モードにおける変化は、ピクセルにおいて測 定された、データの解像度を変化させる。例えば、ＶＧＡアダプターは、アダプ ターが動作している特定の映像モードにより、変化する同期信号を発生させる。 標準ＶＧＡアダプターは、約５６〜８０Ｈｚの垂直同期周波数と、約１５〜３５ Ｋｈｚの水平同期周波数を発生する。専門表示目的（例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭ） のために、垂直及び水平同期周波数は、記載されたよりも高い。現高解像度表示 応用を取り扱うために、表示装置は、好ましくは最高約１００Ｈｚの垂直同期周 波数と最高約６６Ｋｈｚの水平同期周波数に適合される。さらに、映像モードに おける変化はまた、同期信号の極性を反転させる。結果的に、発明の好ましい実 施態様は、映像モードにおける変化によって生じた同期信号の変化に適合される 。 映像インターフェース２４１０は、映像信号源から水平及び垂直同期信号と頭 部装着形ディスプレイをインターフェースさせるために使用される。好ましい実 施態様において、映像インターフェース２４１０は、６４０ピクセルの水平解像 度と４８０ピクセルの垂直解像度において映像画像を表示する（６４０Ｈ×４８ ０Ｖ）ために、標準ＶＧＡディスプレイアダプターとインターフェースする。別 の好ましい実施態様において、表示解像度は、１０２４Ｈ×７６８Ｖである。さ らに別の好ましい実施態様において、表示解像度は、２０４８Ｈ×２０４８Ｖで ある。映像インターフェース２４１０は、入力信号における極性、周波数又は位 相変化を検出することにより、入力同期周波数の変化に調整される。 ＶＧＡアダプターに対する映像信号で使用される発明の好ましい実施態様は、 ７２０Ｈ×４００Ｖテキストモード、６４０Ｈ×４８０Ｖグラフィックスモード 、６４０Ｈ×４００Ｖグラフィックスモード、及び６ ４０Ｈ×３５０Ｖグラフィックスモードをサポートする。表Ｉは、サポートされ たＶＧＡモードに関連した映像率と解像度を要約する。異なる映像率と解像度を 有する他の映像モードも、小修正により、同様にサポートされることが理解され る。 水平及び垂直同期信号が、ＶＧＡアダプター又は同様の映像源からそれぞれの 入りデータ線２３１３、２３１４におけるＴＴＬレベルにおいて設けられる。制 御プロセッサー２４１２は、入り映像ストリームを検査し、モード変化を追跡し 、可変周波数多重走査能力を設ける。モード変化を検出することにより、制御プ ロセッサー２４１２は、ドットクロック再生器へモード変化を知らせる。随意的 に、制御プロセッサー２４１２は、遠隔信号線２３３１により遠隔制御装置から 入力信号を解釈し、ハードウェアを制御するか、又は必要に応じて、マウス信号 線２３０９により遠隔マウス機能性をコンピュータに設ける。好ましくは、不揮 発性電気的消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）が、設定及び調整パ ラメータを記憶するために使用される。プロセッサーのためのプログラムは、プ ログラムの機能性を更新するのを簡単化する電気的消去可能プログラム可能ＲＯ Ｍ（ＥＥＰＲＯＭ）内に含まれる。多くのデジタル論理は、同一ＥＰＲＯＭから 同様にプログラムされたフィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）内 に含まれる。ＥＰＲＯＭの更新は、機能性を変化させ、追加させ、又は修復させ 、すべては製造費用で行われる。ドットクロック再生器２４１４は、線２４１１ においてピクセルデータ信号、線２４１３においてピクセルクロック信号、線２ ４１５においてフレームスイッチ信号、線２４１７においてセレクトクロック信 号、及び線２４１９においてセレクトデータ信号を設ける。 ドットクロック再生器２４１４は、ピクセルを出力するために、コンピュータ によって使用されたピクセルドットクロックを再現する。各ピクセルに中心を据 え、ドリフトしないクロックを設けることが非常に重要であるために、再現は、 正確に制御されなければならない。こうして、 ピクセルをサンプルし、次のピクセルに移動するために使用されるクロックが、 再現されなければならない。ドットクロック再生器２４１４は、データ線２４１ ６でモード変化信号に応答する、フェーズロックループ（ＰＬＬ）ネットワーク と電圧制御発振器（ＶＣＯ）を含む。源により、２０Ｍｈｚ〜３０Ｍｈｚ超の範 囲の入り映像信号の周波数に対する標準はない。 ＣＲＴはアナログ信号が画面位置の観念を有する必要はないために、アナログ ＲＧＢ信号は、量子化されない。ＣＲＴと異なり、平パネルディスプレイは、量 子化ピクセルを有する。このため、アナログＲＧＢ信号は、各ピクセルに対して 量子化されなければならない。量子化が正確であるために、アナログＲＧＢ信号 の各走査線は、離散値へ分割されなければならない。そのタスクは、ドットクロ ック再生器１１４によって行われる。表Ｉにおいて要約された如く、ＶＧＡ６４ ０Ｈ×４８０Ｖモードは、水平走査当たり８００ピクセルを含む。不幸にも、唯 一のタイミング信号（即ち、水平同期）が、走査線毎に受信される。こうして、 ＰＬＬは、８００：１の分割器乗算比で動作しなければならない。一般的なフェ ーズロックループ回路は、約８：１の分割器乗算比において不安定になる。Ｐｉ ｘｅｌＶｉｓｉｏｎ，Ｉｎｃ．，Ａｃｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓは、 好ましいドットクロック再生器２４１４を内蔵する映像処理回路を、部品番号Ｐ Ｖ−ＣＩＦＫ−ｘｘｘｘの下で製造販売する。他の適切なドットクロック再生器 ２４１４は、他の供給源からも入手可能である。ドットクロック再生器２４１４ は、好ましくは、使用者に制御プロセッサー２４１２を通して再構成されたドッ トクロックの位置を微調整させる。 映像インターフェース２４１０は、映像信号源からの同期信号を、アクティブ マトリックスのピクセル列のピクセルタイミング情報とピクセル行のセレクトラ インタイミング情報に変換する。映像インターフェース２４１０は、ピクセルク ロック２４１３、ピクセルデータ２４１１、セレクトクロック２４１７、及びセ レクトデータ２４１９を調整及び遅延させるための制御レジスターを設け、その ため、映像源（例えば、ＶＧＡ）によって発生された画像は、アクティブマトリ ックス２９０にピクセル解像度（例えば、６４０Ｈ×４８０Ｖ）で正確にマップ される。映像インターフェース２４１０は、ピクセルデータ信号とピクセルクロ ック信号を、それぞれのデータ線２４１１、２４１３においてデータスキャナー ２４２０へ設ける。映像インターフェース２４１０はまた、セレクトラインデー タ信号とセレクトラインクロック信号を、それぞれのデータ線２４１７、２４１ ９においてセレクトスキャナー２４３０ａ、２４３０ｂに設ける。発明の好まし い実施態様は、各クロック信号線２４１３、２４１７において一つ又は４つのク ロックを供給する。各クロック信号線２４１３、２４１７において４つのクロッ ク信号を供給することにより、スキャナー２４２０、２４３０の回路は、簡単化 される。これは、スキャナー２４２０、２４３０が、アクティブマトリックス２ ３９０を有するＳＯＩ構造上に作成され、映像インターフェース２４１０が個別 部品であるならば、特に重要である。最後に、映像インターフェース２４１０は 、フレームスイッチ信号をデータ線２４１５において映像極性ネットワーク２４ ５０へ設ける。 エンコーダー２４４０は、グレースケールエンコーダー又はカラーエンコーダ ーである。ＲＧＢ信号は、信号線２３０１、２３０２、２３０ ３においてピンアウトコネクタから設けられる。エンコーダーは、ＲＧＢ信号を マップされたアナログ信号に変換する。グレースケールエンコーダーは、ＲＧＢ 信号をグレースケール同値に変換するための着色マッパーを使用する。好ましい 実施態様において、ＲＧＢ信号からの各カラーは、重みを付けられ、合算され、 グレースケール信号を形成する。グレースケールマッパーは、方程式 Ｖ_O＝ｗ_RＶ_R＋ｗ_GＶ_G＋ｗ_BＶ_B （１） を使用する。ここで、Ｖ_Oは、グレースケール出力信号であり、ｗ_R、ｗ_Gとｗ_Bは 、赤、緑及び青信号に対するそれぞれの重み付けであり、そしてＶ_R、Ｖ_GとＶ_B は、赤、緑及び青信号に対するそれぞれの信号強度である。発明の好ましい実施 態様において、ｗ_R＝０．３、ｗ_G＝０．５９、ｗ_B＝０．１１が、人の眼の相対 応答にほぼ等しい重み付け関数を生ずる。しかし、他の重み値も、回路における 抵抗値を変化させることにより獲得される。映像源が、単色信号を供給するなら ば、その信号は、好ましくは、緑入力２３０２において印加される。さらに、他 のマッピング技術も、発明の範囲に影響を与えることなく使用される（例えば、 デジタルマッピング）。カラーエンコーダーは、ＲＧＢ信号を混合カラー同値へ 多重化させるためのマルチプレクサーを使用する。好ましい実施態様において、 エンコーダ-２４４０は、必要に応じて、グルースケール又はカラー符号化のい ずれか一方を設ける。グレースケールマッパー又はカラーエンコーダーからの符 号化アナログ信号は、エンコーダー線２４４１を介して、映像極性ネットワーク ２４５０へ設けられる。 一層の実施態様において、映像源は、信号線２４２３においてＮＴＳＣ複合映 像線を設ける。ＮＴＳＣ複合映像信号において、ＲＧＢ信号と 同期信号は、単一アナログ映像信号として重ね合わされる。ＲＧＢ信号はＮＴＳ Ｃ複合映像信号においてすでに符号化されたために別個の符号化は必要でない。 代わりに、重ね合わせたＲＧＢデータは、ＮＴＳＣ複合映像信号から抽出される 。ＮＴＳＣ複合映像源からの重ね合わせたＲＧＢデータは、線２４４１において 映像極性ネットワーク２４５０へ設けられる。 映像極性ネットワーク２４５０は、線２４１５におけるフレームスイッチデー タと線２４４１におけるアナログ映像信号から奇偶映像駆動信号２４５９を発生 する。映像駆動信号２４５９は、コントラスト制御信号２３５１、バックポーチ クランプ信号２３５３、輝度制御信号２３５５、液晶基準電圧２４６１、及び温 度測定器２４７０又は光メーター２４８０からのフィードバック信号２４７３、 ２４８３によって調整される。映像極性ネットワーク１５０は、映像増幅器２４ ５２、バイアスネットワーク２４５４、及び映像スイッチ２４５６を組み込む。 線２４４１からのアナログ映像信号は、映像増幅器２４５２へ設けられる。映 像入力２４４１は、デジタル対アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ２３５０によって 発生されたコントラスト（利得）制御電圧２３５１によって決定された量だけ増 幅される。映像入力はＡＣ結合されるために、ＤＣ復元機能が、バックポーチク ランプ（不図示）によって行われる。輝度（レベル）制御部２３５５は、Ｄ／Ａ コンバータ２３５０から獲得されたクランプに対する基準電圧である。全映像パ スのループを閉じるクランプに対するフィードバックは、主映像出力から取られ る。好ましい実施態様において、このブロックは、Ｎａｔｌｏｎａｌ Ｓｅｍｉ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＬＭ１２０１によって実現されるが、他の適切な増 幅器が使用される。 一つの重要な特徴は、映像増幅器２４５２からの２つの相補的出力があること である。標準出力は、接地から数ボルト上の（クランプ）レベルからの正白色で ある。反転出力は、正供給電圧（１２Ｖ）よりも数ボルト下の負白色である。こ れらの２つの出力は、本質的に位相が同じで、好ましくは同一出力トランジスタ から取られるために、同一利得を有する。代替的に、増幅器利得は、非線形（例 えば、ガンマ関数）である。標準及び反転増幅器信号は、バイアスネットワーク ２４５４へ送られる。 バイアスネットワーク２４５４は、相互に増幅された映像の２つの出力２４５ ２をバイアスさせるＲＣネットワークである。これらの出力は、出力段階の性質 により、同一電圧に決して達しない。しかし、駆動増幅器２４５８への入力は、 コントラストと輝度の全範囲の調整を可能にするために、幾つかの場合に交差す べきである。バイアスネットワーク２４５４からの出力信号は、映像極性スイッ チ２４５６へ送られる。 必要なアクティブマトリックス駆動信号のＡＣ成分を設けるために、映像スイ ッチは、標準又は反転映像信号を選択する。これらの映像信号は、奇駆動増幅器 と反対信号を受信する偶駆動増幅器に交互に供給される。好ましくは、スイッチ は、各映像フィールド毎（各垂直同期毎）を切り換える。スイッチは、クロスト ーク又は他の目的のために望ましい如く、多少とも頻繁に発生する。好ましい切 り換え率は、走査線毎の切り換えを可能にする。使用されたスイッチは、ＦＥＴ ベース「Ｔ」スイッチであり、良好な絶縁とかなり低い「オン」抵抗を設ける。 スイッチはまた、クランプ比較のための「標準」フィードバック信号を常に設け るために、出力を選択するために使用される。映像極性スイッチ２４５６ は、フレームスイッチ線２４１５により設けられたフレーム率に同期化される。 好ましい実施態様において、列反転技術が、ＤＣオフセット電圧の生成を縮小 又は回避するために、セレクト線の間のクロストークを縮小するために使用され る。映像スイッチ２４５６は、列ピクセルに対して交互の反対極性を設ける。偶 数列ピクセルは、奇数列ピクセルの反対極性において動作される。列ピクセルの 極性は、各順次フレームにおいて切り換えられる。例えば、一つのフレームにお いて、各列ピクセルが、正極性において動作し、そして奇数列ピクセルは、負極 性において動作する。次の順次フレームにおいて、スイッチ２４５６は、奇数及 び偶数列の極性を切り換える。結果として、偶数列ピクセルは、負極性において 動作し、そして奇数列ピクセルは、正極性において動作する。奇数列極性は、線 ２４５９ｂにおいてアクティブマトリックスへ設けられ、そして偶数列極性は、 線２４５９ｂにおいてアクティブマトリックスへ設けられる。 発明の別の好ましい実施態様は、列反転の代わりに、フレーム反転技術を使用 する。フレーム反転を使用して、任意の一つのフレーム中の各列は、同一極性を 有する。交替するフレームにおいて、フレームスイッチ２４１５によって計時さ れる如く、各列の極性が反転される。そのようにして、全アクティブマトリック ス２３９０の極性が、各連続フレームにおいて反転される。このフレーム反転の 実施態様は、明確な奇数及び偶数データレジスター２４２２の使用を必要としな い。 データスキャナー２４２０は、ピクセルデータの二重記憶を設ける。データス キャナー２４２０は、インターフェース構成要素２４２５を介 して、線２４１１におけるピクセルデータ信号と線２４１３におけるピクセルク ロック信号にインターフェースする。データスキャナー２４２０は、各走査に対 するデータを記憶するために、奇数シフトレジスターアレイ２４２２ａと偶数シ フトレジスターアレイ２４２２ｂを使用する。奇数シフトレジスターアレイ２４ ２２ａは、奇数列ピクセルにデータを記憶させ、そして偶数シフトレジスターア レイ２４２２ｂは、偶数列ピクセルにデータを記憶する。 送信ゲート２４２６は、ピクセル作動信号をアクティブマトリックス２３９０ に送信する。送信ゲート２４２６は、データスキャナーシフトレジスター２４２ ２ａ、２４２２ｂのそれぞれの列に登録された、奇数列ゲート２４２８ａと偶数 列ゲート２４２８ｂに区分化される。映像駆動信号のシリアルデータストリーム は、それぞれの信号線２４５９ａ、２４５９ｂにおける奇数及び偶数列ピクセル へ設けられる。適切な信号レベルは、シフトレジスター２４２２からの出力によ ってトリガーされる如く、正しいピクセルへ送信ゲート２４２６によって送信さ れる。 アクティブマトリックスの信号損失を低減させるために、セレクト線は、セレ クトスキャナー２４３０によって両側から駆動される。第６４図に見られる如く 、左セレクトスキャナー２４３０ａと右セレクトスキャナー２４３０ｂは、セレ クトデータ線２４１９とセレクトクロック線２４１７へ連結される。左セレクト スキャナー２４３０ａは、最低値ピクセル列（Ｃ_l）に最も近いセレクト線の端 部においてセレクト線信号を設け、そして右セレクトスキャナー２４３０ｂは、 最高値ピクセル列（Ｃ_N）に最も近いセレクト線の端部においてセレクト線信号 を設ける。こうして、同一セレクト線信号が、セレクト線の両端部において供給 さ れる。 一層の好ましい実施態様において、少なくとも一つのセンサー２３９２、２３ ９４は、グレースケール調整のためにアクティブマトリックス２３９０に一体化 される。センサーは、温度ダイオード、フォトトランジスタ又はダイオード、又 はそれらの組み合わせである。好ましい実施態様は、少なくとも一つの温度セン サー２３９２と少なくとも１つの光センサー２３９４を使用する。センサーから の信号は、グレースケール信号強度を調整する映像極性ネットワーク２４５０へ フィードバック信号を設ける。 好ましい実施態様において、センサー２３９２、２３９４は、アクティブマト リックスの全体に一様に分布される。例えば、各ピクセル要素又はピクセル要素 の選択グループは、関連センサー２３９２、２３９４を有する。しかし、センサ ー対ピクセル比は、１対１である必要はない。別の具体的な実施態様において、 センサー２３９２、２３９４は、アクティブマトリックスの周囲に分布される。 第６５図は、部分的に断面で示された投射形頭部装着形ディスプレイ２５００ の概略図である。泡パッド２５１５によって使用者のヘッドから分離された筐体 ２５１０が示される。筐体２５１０は、好ましくはプラスチックから作製される が、他の軽量材料もまた、使用される。背面光２５２０は、画像を形成するため に表示パネル２５３０を通して光を投射する。画像は、前述の米国特許第４，８ ５９，０３１号において記載されたものと同様な光学系２５５０によって作用さ れる。凹面の部分反射性鏡２５１２とコレステリック液晶（ＣＬＣ）要素２５５ ４が示される。 画像は、表示パネル２５３０によって円形状に分極され、凹面鏡２５１２を通 して送信される。それから、画像は、ＣＬＣ要素２５５４によって凹面鏡２５１ ２の方に反射され、分極を反転させ、画像をＣＬＣ要素２５５４の方に反射させ る。ＣＬＣ要素２５５４は、反転分極画像を送信する。光は、ＣＬＣ要素２５５ ４を通した送信のために、凹面鏡の分極を正しく方向付けるために、凹面鏡２５ １２から一回以上反射され。 それから、画像は、視界表面２５８０から使用者の眼の方に反射される。視界 表面２５８０は、好ましくは、部分透過鏡であり、着用者の視野において実対象 の画像上に発生画像をオーバーレイさせる。 表示パネル２５３０を駆動するための回路は、表示パネル２５３０と、筐体２ ５１０内に配設された印刷回路板２５６０に位置する。代替的に、回路要素は、 ヘッドピース又は使用者の身体のどこかに位置する。たわみ平ケーブル２５６５ は、回路板２５６０をディスプレイ２５３０と相互連結する。焦点調整機構２５ ７０は、着用者による使用のために設けられる。表示パネル２５３０は、詳細に 記載された如く、アクティブマトリックス液晶ディスプレイである。 第６６図は、使用者によるモノクルとして着用された第６５図の投射形表示ユ ニットの斜視図である。表示ユニット２５００は、ヘッドバンド２５０２、又は 保安帽と顔プロテクタを含むここで記載された他の頭部装着形用支持システムに よって着用者のヘッドに固着される。焦点調整機構２５７０は、着用者によって 回されるノブである。使用されない時、部分透過性鏡２５８０は、適所から表示 ユニット２５００に折り返すことができる。 第６７図は、両眼反射性頭部装着形ディスプレイの斜視図である。図 示された如く、２つの表示ユニット２５００ａ’、２５００ｂ’は、結合され、 ヘッドバンド２５０２’の如く、支持物によって着用者のヘッドへ締結される。 焦点調整機構２５７０ａ’、２５７０ｂ’は、すべり機構である。各眼は、対応 する部分透過性鏡２５８０ａ’、２５８０ｂ’を有する。 第６８〜７０図は、直視表示システムの他の好ましい実施態様を示す。表示装 置２５００からの光は、光線２６１５によって表現される。ディスプレイ２５０ ０からの光線２６１５は、観察者の眼２６００に入射する前に、周囲光２６９０ と組み合わされる。こうして、表示装置２５００によって生成された画像は、観 察者の視野において浮いているように観察者には見える。 以下に記載される周囲画像２６９０と表示画像２６１５を組み合わせる多様な 手段がある。第６８図は、画像を組み合わせるためにプリズム２７１０を使用す る発明の好ましい実施態様を示す。プリズムの斜辺は、周囲光２６９０を減衰さ せるために、部分反射器又は通電色彩材料２７１２で被覆される。第６９図は、 画像コンバイナーとして水晶体構造２７２０を使用する発明の好ましい実施態様 を示す。格付けは、眼２６００が構造２６２０において線を区別することができ ない如く離隔される。好ましい実施態様において、格付け密度は、１５０／イン チ以上であり、周囲光に関して使用者によって容易に見られる色のみを再指向さ せるように色感応性である。第７０図は、フレネル水晶体構造２７３０が使用さ れることを除いて、第６９図における水晶体構造と同様である。両水晶体構造２ ７２０、２７３０において、平坦表面２７２２、２８３２は、部分反射器又は通 電色彩材料で被覆される。第６８〜７０図のいずれか において、表示システム２５００は、観察者のヘッドに隣接して取り付けられる 。発明の好ましい実施態様において、表示装置２５００は、代替的に、観察者の ヘッドの側部に隣接して取り付けられる。 等価物 技術における当業者は、わずかに定型的な実験を使用して、ここで記載された 発明の特定の実施態様への多くの等価物を知る又は確かめるであろう。これらと すべての他の等価物は、次のクレイムによって包含されることを意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／２８７，９７０ (32)優先日 1994年８月９日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ (72)発明者 サラーノ， ジヤツク・ピー アメリカ合衆国マサチユセツツ州02168ウ オバン・ラーチモントアベニユー15 (72)発明者 ジヤコブセン， ジエフリー アメリカ合衆国カリフオルニア州95023ホ リスター・テビストレイル505 (72)発明者 ロンザニ， ピーター・エイ アメリカ合衆国カリフオルニア州95030ロ スガトス・マテイリジヤドライブ16370 (72)発明者 ポンボ， スチーブン アメリカ合衆国カリフオルニア州94086サ ニーベイル・ジーローレンスステーシヨン ロード1270

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．使用者の頭部において位置付けるための支持フレームと、 表示パネルと表示可能な画像を生成する光学システムとを有する表示モジュール とを具備し、モジュールは支持フレームにおいて取り付けられる頭部装着形表示 システム。 ２．表示パネルが、アクティブマトリックス液晶ディスプレイを具備する請求 の範囲１に記載の頭部装着形表示システム。 ３．両眼ディスプレイを形成するために第２表示モジュールをさらに具備する 請求の範囲１に記載の頭部装着形表示システム。 ４．アクティブマトリックスディスプレイが、使用者の左眼に画像を指向させ るように位置付けられ、そして第２アクティブマトリックスディスプレイをさら に具備し、第２アクティブマトリックスディスプレイが、使用者の右眼へ光を指 向させる如く支持フレームにおいて取り付けられる請求の範囲２に記載の頭部装 着形表示システム。 ５．表示パネルへ連結されたコンピュータをさらに具備する請求の範囲１に記 載の頭部装着形表示システム。 ６．表示パネルが、カラーディスプレイを具備する請求の範囲１に記載の頭部 装着形表示システム。 ７．表示パネルが、エレクトロルミネセントディスプレイを具備する請求の範 囲１に記載の頭部装着形表示システム。 ８．コンピュータが、ハーネスによりディスプレイ使用者の身体において取り 付けられる請求の範囲５に記載の頭部装着形表示システム。 ９．支持フレームが、保護用ヘッドピースを具備する請求の範囲１に記載の頭 部装着形表示システム。 １０．ヘッドピースが、透明面板を具備する請求の範囲９に記載の頭部装着形 表示システム。 １１．ディスプレイが光路において表面に画像を投射する如く、画像を見るた めの反射表面をさらに具備し、反射表面は、回折格子を有する請求の範囲１に記 載の頭部装着形システム。 １２．モジュールが、フレームに回転可能に取り付けられる請求の範囲１に記 載のシステム。 １３．ディスプレイが、バックパネルから形成した平パネルディスプレイであ り、アクティブマトリックスアレイが、該バックパネルに転写されたＳｉ薄膜ト ランジスタを形成され、前面パネルと液晶材料が、前面及び背面パネルの間に閉 鎖される請求の範囲１１に記載のシステム。 １４．使用者のいずれかの眼の前でモジュールを支持するスライドを具備する 請求の範囲１に記載の頭部装着形表示システム。 １５．キーボードをさらに具備する請求の範囲５に記載のシステム。 １６．キーボードが畳込み可能である請求の範囲１５に記載のシステム。 １７．モジュールが、筐体内の引込み位置から観察位置に移動される請求の範 囲１に記載のシステム。 １８．映像回路をさらに具備する請求の範囲１に記載のシステム。 １９．センサーをさらに具備する請求の範囲１に記載のシステム。 ２０．表示を受信するためのモデムをさらに具備する請求の範囲１に記載のシ ステム。