WO1995006271A1

WO1995006271A1 - Ecran de visualisation porte a la tete

Info

Publication number: WO1995006271A1
Application number: PCT/JP1994/001248
Authority: WO
Inventors: Jyoji Karasawa; Syoichi Ishizawa; Syoichi Uchiyama; Yoko Miyazawa
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1995-03-02
Also published as: EP0889346A2; DE69433650D1; EP0902312A3; EP0675382A4; EP0883012B1; DE69421061T2; DE69421061D1; EP0675382B1; DE69433650T2; EP0883012A2; DE69433821T2; US5739893A; EP0889346A3; DE69433821D1; EP0902312A2; EP0883012A3; EP0675382A1; EP0889346B1

Description

明細書頭部装着型画像表示装置

〔技術分野〕

この発明は、画像表示手段で表示した画像を虚像拡大して鑑賞するための画像表示装置に関し、特に、装置本体を頭部に装着した状態で画像を鑑賞する頭部装着型画像表示装置に関するものである。

〔背景技術〕

装置本体を頭部に装着して、画像を鑑賞する装置としては、たとえば、特開平 5 — 1 0 0 1 9 2号公報に記載されたものがある。この装置では、眼鏡タイプのフレームで構成され、このフレームを眼鏡をかけるようにして、頭部に装着する。従って、眼鏡の使用者がしばしば経験するように、わずかな重量の増加によって、装置本体が触れる鼻や耳に疲労感ゃ不快感を与えるため、画像表示装置に装備できる機能や鑑賞時間が限られてしまうという問題点がある。また、装着状態が不安定であるため、頭部や身体を動かすと、装置本体がずれて、安定した状態で画像を鑑賞することができないという問題点もある。さらに、頭部や身体を大きく動かすと、装置本体が頭部から落下して、壊れてしまうという問題点もある。

また、特開平 4 一 2 2 3 5 8号公報に記載の頭部装着型画像表示装置では、装置本体に側頭部にまで延設した一対の側枠を設け、この側枠の端部をゴムベルトで結んだ状態で頭部に巻き付けるようにして装着するようになっている。しかしながら、このような方法では、ゴムベルトで頭部から装置本体が落下することを防止しているが、ゴムべル卜の幅が狭いので、落下を防止する効果が充分でない。また、ゴムベルトの幅を広くしても、弾性体であるゴムベルトだけで保持する以上、装置本体が不安定であることには変わりなく、画像のぶれ、疲労感、不快感といった問題点がある。

このように、従来の頭部装着型画像表示装置では、装置を装着する部分が大きさや形状に個人差のある頭部であって、この頭部では安定した状態に装着しにくいことを考慮していないことに起因して、使用感が劣るという第 1 の問題点がある。

次に、頭部装着型画像表示装置は、パーソナルュ一ズであるため、日経エレクトロニクス， N o . 5 7 1 , P 1 1 9に記載の頭部装着型画像表示装置では、視力および眼幅に応じて、画像の表示条件を調整できるようにしてある。しかしながら、この頭部装着型画像表示装置では、液晶ライトバルブ、反射ミラ一、および拡大レンズから構成された左右一対の光学ュニットに対して、 1つのバックライトで照らす構造になっているため、使用感が悪いという問題点がある。すなわち. 使用者の視力に応じて結像位置を調整するときに、バックライトと別体に構成されている液晶ライトバルブのみを光学ュニッ卜の光学軸に沿って移動させると、バックライトに用いている蛍光管からは、発散光が照射されているので、バックライトと液晶ライトバルブとの距離が変化すると、液晶ライトバルブへの照射状態も変化し、画質が低下してしまうからである。特に、使用者の視力が左右で異なると、左右の虚像の画質（輝度）が異なるので、眼精疲労の原因になる。さらに 'ックライ卜と液晶ライトバルブとの距離が大きくなる程、バックラィ卜の照明効率が低下し、画像の高輝度化の妨げになる一方、それを解消しょうとすると、低消費電力化の妨げになってしまう。

さらにまた、眼幅には個人差があって、一般的には約 5 8 m mから約 7 2 m mまでの範囲であると言われている。従って、左右の光学ュニットは、相対的に約 1 4 m m移動可能であることが必要である。しかしながら、このような調整を従来の頭部装着型画像表示装置のように左右の光学ュニット毎に行なうと、片目毎の調整が必要になって手間がかかるという問題点がある。また、相対距離が合っても、一方の光学ュニットが移動しすぎたということもあり、このような状態のままで使用すると、眼精疲労の原因となる。

また、特開平 5 — 4 8 9 9 1号公報に記載されている頭部装着型画像表示装置では、画像表示装置、拡大光学系、および眼球がなす光学軸は、この眼球の水平視線上にある。従って、鑑賞者は、視線を水平方向に定めた状態のままで画像を鑑賞するため、瞼を強制的に開けた感じになって、眼や瞼に負担を感じ、この状態を長く続けると、眼精疲労の原因になるという問題点がある。

このように、従来の装置では、視覚で情報を鑑賞するという特殊性を充分に考慮していないことに起因して、使用感が低いという第 2 の問題点がある。

また、頭部装着型画像表示装置としては、米国特許 5 1 6 2 8 2 8 号などがあり、この装置には、画像の表示素子、それが表示した画像に対する拡大光学系、およびこの拡大光学系と表示素子とを鑑賞者の眼前に位置決めする保持手段が設けられている。これらの構成部分のうち、表示素子は、他の部分に対して構造的な影響を最も及ぼすなど. 重要な構成部分であり、この表示素子としては、一般に小型、軽量であるとともに、消費電力が小さいことが求められていることから、対角 3インチ以上の液晶表示素子や 1 インチ未満の液晶表示素子が用いられている。しかしながら、液晶表示素子が大きすぎる場合、および小さすぎる場合のいずれの場合でも大きな問題点がある。まず、液晶表示素子が大きすぎる場合には、表示素子自身が大きくなるだけでなく、それを拡大表示するための拡大光学系も大きくなつてしまう。このため、頭部装着型画像表示装置は、非常にかさばり、重いものになってしまうので、鑑賞者に大きな負担をかけるという問題点がある。また、液晶表示素子のァドレツシングに関する問題も発生する。すなわち、左右の光学系において、液晶表示素子モジュールが大きすぎるため、それを眼前に並べて配置すると、互いにぶつかり合って、画像表示面の中心位置を眼球と拡大レンズの中心とを結ぶ光学軸上に配置できない。このような場合には、鑑賞者の左右の視野において、拡大画像が占める位置が異なることになつて、テレビやビデォを鑑賞するときに、脳内で左右の画像を融像しょうとしても、完全に重ならなくなってしまう。それ故、 1つの画像として認識できるようにするには、左右の液晶表示モジュールにおいて、異なる画像を表示させる必要があり、その原画面を左右の液晶表示モジユールに分割表示するための回路などを付加する必要が生じる。このため、頭部装着型画像表示装置の小型 · 軽量化、および低コスト化を実現できないという問題点がある。

—方、液晶表示素子が小さすぎる場合には、画像の品位を向上できないという問題点がある。液晶表示モジュールにおいて、画像の品位を向上するには、液晶表示素子の画素数を多くすることが重要である, これに対して、小型の液晶表示素子では、表示面積が小さいため、大きなサイズの液晶表示素子と画素数を同じくすると、画素サイズを小さくすることになる。すなわち、液晶表示素子のサイズが 1 Z 2 になれば、画素サイズも 1 Z 2になってしまう。従って、画素サイズが 1 2になっても鮮明な拡大表示画像を得ようとすると、拡大光学系の解像度を 2倍にしなければならないが、頭部装着型画像表示装置を小型化および軽量化するには、簡素な拡大光学系しか搭載できないという制約があり、あまりに小さな液晶表示素子で品位の高い画像を得ることが不可能である。また、液晶表示素子では、画素サイズを小さくしても、画素をスィツチングする薄膜トランジスタの占有面積は変わらない。従って、液晶表示素子のサイズが小さくなる程、画素部における開口率が低下し、表示画像の明るさが低下してしまう。それに加えて、ソース線およびゲート線に対する各画素の相対的な大きさが低下するため、表示画像全体に遮光領域が目立ち、表示画像の画質が低下するという問題点がある。

さらに、小型の液晶表示素子を用いたときに、広い画角を得るには, 拡大光学系の拡大倍率を高める必要があり、それには、焦点距離の短いレンズを用いる必要がある。しかし、頭部装着型画像表示装置では, それを小型、 '軽量化する目的から、 1枚のレンズで拡大光学系を構成する必要があり、焦点距離を短くするには、レンズ肉厚を厚くできるプラスチックレンズを用いることになる。しかしながら、肉厚が厚いプラスチックレンズは、精度が低くて、しかも量産時のスループットが悪いので、結果的には画質が低下するとともに、コストも高くなつてしまうという問題点がある。また、鑑賞者の視力に合わせて、液晶表示素子を光学軸に沿つて前後方向に移動させるときに、焦点距離の短いレンズを用いると、液晶表示素子を僅かに動かすだけで、拡大虚像の形成位置が大きく変化するので、精密な調整機構を搭載しないと . その調整が難しいという問題点がある。

このように、従来の装置では、眼幅寸法との関係などを考慮せずに単に小さな表示装置を用いて設計するなど、画像の品位を高めることにまで充分に配慮されていないことに起因して、画像の品位、操作性さらには経済性も低いという第 3の問題点がある。以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、人体のもつ解剖学的見地からみて、たとえば、頭部の大きさ、眼幅、視力、感度などに充分に対応可能な構成とすることによって、使用感を向上可能な頭部装着型画像表示装置を提供することにある。

〔発明の開示〕

上記課題を解決するために、本発明では、頭部に装着した状態で、画像表示手段が形成した画像を拡大手段で虚像拡大して視認する頭部装着型画像表示装置において、画像表示手段および拡大手段を備え、頭部に被ったときに、前頭部側に位置する前頭部支持部、および後頭部側に位置する後頭部支持部を備える装置本体と、この装置本体を頭部に被ったときに前頭部支持部と前頭部とを当接した状態に保持する固定手段とを設けたことに特徴を有する。

このような構成によれば、前頭部支持部と前頭部との位置関係を直接、確実に規定できるので、画像を最適な状態で鑑賞できる。また、装置本体を装着する部分が頭部であるという特殊性に充分対応でき、安定した使用感を得ることができる。

本発明では、固定手段としては、後頭部支持部の内面のうち、後頭部が当接する位置で膨張した状態および萎縮した状態に切り換え可能に膨張収縮部を設けたものを用いることができる。

また、固定手段としては、装置本体上における後頭部支持部の位置を前頭部支持部に向けて移動させて前頭部を相対的に前頭部支持部に押し付ける変位機構を有するものを利用することもできる。

このような場合には、前頭部支持部には、前頭部が当接する位置に弾性部材を、好ましくは、マジックテープなどで着脱自在な緩衝用パッドを設けることが好ましい。本発明では、頭部に装着した状態で、画像表示手段が形成した画像を拡大手段で虚像拡大して視認する頭部装着型画像表示装置において、画像表示手段および拡大手段を備え、頭部に被ったときに、前頭部側に位置する前頭部支持部、および後頭部側に位置する後頭部支持部を備える装置本体と、この装置本体の内面のうち、少なくとも前頭部支持部および後頭部支持部の内面において、膨張した伏態および萎縮した状態に切り換え可能な膨張収縮部とを設けてもよい。この場合に、膨張収縮部は、後頭部支持部側での膨張度合いが前頭部支持部側での膨張度合いよりも大きいことが-好ましい。後方から押し付けることによって、前後方向における装置本体の安定性が向上するからである。本発明において、膨張収縮部としては、空気袋で構成することが好ましい。装置の簡略化とともに、軽量化を図ることができるからである。

本発明では、装置本体に対し、画像表示手段、拡大手段、および前頭部支持部を備える前方カバーと、後頭部支持部を備える後頭部支持カバーと、これらのカバーを側頭部で連結する連結部とを設け、この連結部には、そこを回転中心として後頭部支持力バーを前方カバーに対して回転可能に連結する支持機構を設けることが好ましい。この場合には、連結部には、後頭部支持カバ一を前方カバーに対して回転可能なままで、後頭部支持力バーを前方カバーに向けて移動させるスラィド機構を設けることが好ましい。

また、連結部にスピーカを内蔵する場合には、このスピーカを支持機構の構成要素として利用することが好ましい。すなわち、スピーカの枠体自身を後頭部支持力バーを前方カバーに対して回転可能に連結する回転中心軸として用いることが好ましい。さらに、連結部にスピ一力を内蔵しても、外音が聞こえるように、連結部には、内側および外側を連通する通気孔を形成することが好ましい。

また、前方カバーには、排気孔を設けることが好ましい。

本発明では、画像表示手段を、透過型の画像表示部、およびこの画像表示部を背面側から照らす照明手段とを備える画像表示ュニットとして一体化するとともに、この画像表示ュニッ卜を、拡大手段とともに光学ユニットとして一体化して装置本体内に左右一対に収納するとともに、一対の光学ュニッ卜に対しては、それらを眼幅方向に一体で移動させてそれらの光学軸の離間幅を調整する眼幅方向位置調整機構を有することが好ましい。

この場合には、眼幅方向位置調整機構において、光学ュニッ卜から突出する案内ピンと、この案内ピンが嵌まるように装置本体側に形成されたガイド溝とによって案内されながら、光学ュニッ卜が眼幅方向に移動することが好ましい。また、眼幅方向位置調整機構の操作ノブは、装置本体の前方位置に配置することが好ましい。

また、一対の光学ュニッ卜に対しては、それらの光学軸に沿って画像表示ュニットを光学ュニット毎に移動させる軸方向位置調整機構を視度調整機構として設けることが好ましい。この場合にも、軸方向位置調整機構の操作ノブを装置本体の前方位置に配置することが好ましい。

本発明では、装置本体には、光学ュニッ卜の上方位置に相当する部分に対し、照明手段が発する熱を放出するための排気孔を形成することが好ましい。

また、光学ュニットの光学軸は、前方に向かう延長線上で交差するように設定して、輻輳角を形成することが好ましい。この方が、自然な視線であるため、疲労感が小さいからである。

さらに、光学ュニッ卜には、光学軸の途中位置に反射ミラ一を設けこの反射ミラーによって、光学ュニッ卜の光学軸を屈曲させることが好ましい。画像表示ュニッ卜の側と、拡大手段とをより立体的に配置できるからである。

本発明では、透過型の表示部としては、たとえば、液晶ライ卜バルブを用いることが好ましい。

また、画像表示手段および拡大手段を含む光学系の光学軸は、眼球の水平視線に対して俯角をなしていることが好ましい。自然の視線で画像を見ることができるため、疲労感が小さくなるからである。ここで、俯角が 1 0 ° 以下、好ましくは、 6 ° 以下であることが好ましい。本発明において、画像表示手段は、基板上に液晶表示素子が実装された左右一対の液晶表示モジュールとして構成でき、この液晶表示モジュールの水平方向幅の寸法を W^mm] とし、左右の液晶表示素子の中心間の距離寸法を G [mm] としたときに、下式を満たすように設計することが好ましい。

W, < G

ここで、左右の液晶表示素 ¥の中心間の距離寸法は、約 5 5 mmに設定すればよい。

本発明において、拡大手段は、 1枚の拡大レンズで構成する場合には、まず、液晶表示素子の画像表示面の水平方向幅の寸法を W₂[mm] とし、その画素ピッチの寸法を P [mm] としたときに、下式を満たすように設計する。

3 0 X 1 0一³ ≤ P ≤ 0. 0 0 2 1 X W₂

この場合には、画像表示面の拡大虚像の水平方向の画角を 3 0 ° 以上にして画像の品位を高めることが好ましい。

また、 P ≤ 0. 0 0 1 6 X W₂ であることがさらに好ましい。本発明において、さらに使用感を高める目的に、装置本体において、上頭部に相当する部分を開放状態にすることが好ましい。また、装置本体には、画像表示手段および拡大手段を内蔵する光学系収納空間と、この光学系収納空間から前頭部の形状に沿って斜めに延設された前頭部支持力バーとを形成し、この前頭部支持力バーの内面が前頭部支持部であることが好ましい。装置本体がずり落ちにくくするためである c また、装置本体に、画像表示手段および拡大手段を内蔵する光学系収納空間と、この光学系収納空間を顔面側で区画する仕切り壁とを設けた場合には、この仕切り壁に対して、鼻が位置する部分に光学系収納空間側に向けて凹む凹部を形成することが好ましい。

また、装置本体の前方側では、下方に向かって半透明の遮光カバーを設けることが好ましい。この場合でも、遮光カバーは、下側への視界を確保可能な大きさであることが好ましい。足元を確認できるようにして、安全性を高めるためである。

さらに、装置本体の軽量化、および設計の自由度を高める目的に、画像表示手段に対する駆動回路をフレキシブル基板上に構成し、このフレキシブル基を装置本体内に沿って配置することが好ましい。

〔図面の簡単な説明〕

図 1 は、本発明の実施例に係る頭部装着型画像表示装置の外観を示す斜視図である。

図 2 ( a ) は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置の使用方法を模式的に示す縦断面図、図 2 ( b ) は、その横断面図である。

図 3 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置の分解図である。

図 4 ( a ) は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置を頭部に装着した状態で鑑賞者の眼球と遮光カバーとの配置関係を示す説明図、図 4 ( b ) は、この状態における顔面と遮光カバーとの配置関係を示す説明図である。

図 5 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置において、前方カバ一と後頭部支持力バーの連結構造を示す分解図である。

図 6 は、図 5に示す連結部を中心に後頭部支持力バーを回転させた状態を示す説明図である。

図 7 ( a ) は、図 6 に示す後頭部支持力バーの回転動作を利用して後頭部支持力バーを前方カバ一に収納した状態を示す説明図、図 7 ( b ) は、後頭部支持カバ一を後頭部から上頭部よりの位置に回転させた状態を示す説明図、図 7 ( c ) は、図 6に示す連結部に支持帯を付加した状態を示す説明図である。

図 8 ( a ) は、図 1 に示すケ一ブルの引出し方法とは別の引出し方法を示す背面図、図 8 ( b ) は、その側面図である。

図 9 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置において、頭部への装置本体の固定方法を示す説明図である。

図 1 0 ( a ) は、図 9 に示す頭部への装置本体の固定状態の一例を示す説明図、図.1 0 ( b ) は、別の頭部への装置本体の固定状態を示す説明図である。

図 1 1 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置における光学系の基本的な原理を示す説明図である。

図 1 2 は、図 1 1 に示す光学系の光学軸上に反射ミラーを挿入した構成を示す説明図である。

図 1 3 は、図 1 2 に示す光学系を構成する光学ュニッ卜の装置本体内における配置位置を示す説明図である。

図 1 4 ( a ) は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置において、水平視線と光学軸との関係を示す説明図、図 1 4 ( b ) は、別の水平視線と光学軸との関係を示す説明図である。

図 1 5 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置に搭載した光学ュニッ卜の構成を示す斜視図である。

図 1 6 は、図 1 5に示す光学ュニット内に構成した画像表示ュニッ卜の構成を示す分解図である。

図 1 7 は、図 1 5 に示す光学ュニッ卜の装置本体への配置構造を模式的に示す説明図である。

図 1 8 は、図 1 5 に示す光学ュニットを用いて輻輳角を形成した状態を示す説明図である。

図 1 9 は、図 1 8 に示す輻輳角を形成するのに用いた光学ュニットの構成を示す斜視図である。

図 2 0 は、図 1 5 に示す光学ュニッ卜の幅寸法に関する制約を示す説明図である。

図 2 1 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置に搭載した光学系において、画像表示面のサイズと、画素ピッチとの最適条件を示すグラフである。

図 2 2 は、図 1 に示す頭部装着型画像表示装置に搭載した光学系において、画像表示面のサイズと、最大水平画角における M T Fとの関係を示すグラフである。

図 2 3 は、本発明の実施例 2 に係る頭部装着型画像表示装置に用いた装置本体の頭部への固定構造を模式的に示す説明図である。

図 2 4 は、本発明の実施例 3に係る頭部装着型画像表示装置に用いた装置本体の頭部への固定構造を模式的に示す説明図である。

図 2 5 は、本発明の実施例 4 に係る頭部装着型画像表示装置に用いた装置本体の頭部への固定構造を模式的に示す説明図である。

図 2 6 は、本発明の実施例 5に係る頭部装着型画像表示装置に用いた装置本体の頭部への固定構造を模式的に示す説明図である。

図 2 7 は、図 2 6 に示す固定構造を示す分解図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

実施例 1

図 1 は、本例の頭部装着型画像表示装置の外観を示す斜視図、図 2 ( a ) 、（ b ) は、それを頭部に装着した状態を示す断面図、図 3 は、その分解図である。

(全体構成）

図 1 において、本例の頭部装着型画像表示装置 1 は、装置本体 1 0 を頭部に装着した状態で画像を鑑賞するための画像表示装置である。装置本体 1 0 は、前方カバ一 2 と後頭部支持カバ一 3 (後頭部支持部）とから構成され、装置本体 1 0の上面が開放状態にある。このため、装置本体 1 0を頭部に被ったときでも、装置本体 1 0 は、上頭部に接しないので、髪が乱れにくくなつている。また、装置本体 1 0を頭部に被ったときに、装置本体 1 0 は、頭部の周囲を取り巻くように装着されるので、前後方向および左右方向のいずれの方向に対しても、重量のバランスが確保されている。しかも、装置本体 1 0 は、全体として丸みを帯びた形状になっているので、鑑賞者自身はもとより、周囲の者と衝突しても、安全である。

図 2 ( a ) 、 ( b ) に示すように、前方カバ一 2の内部には、装置本体 1 0を頭部に搭載したときに、鑑賞者に画像を見せる光学装置 4 が構成されている。この光学装置 4に、駆動回路を介して画像信号を入力する目的に、装置本体 1 0の一方の側頭部に相当する部分には、外部の映像装置と接続されたケーブル 1 1が引き出されている。

(前方カバーおよび後頭部支持力バーの構成）図 2および図 3 において、前方カバー 2の本体部分は、装置本体 1 0を頭部に装着したときに、その目前および前頭部を覆うとともに、その側頭部で耳を覆う位置まで延びる上ケース 2 1で構成され、この上ケース 2 1 の上方側には、前頭部の形状に沿って後方に向けて傾斜する姿勢で前頭部支持力バー 2 2 (前頭部支持部）が延設されている。前頭部支持力バー 2 2の内面には、パッド支持板 2 3が配置され、このパッド支持板 2 3の内面には、緩衝パッド 2 2 1が貼られている。この緩衝パッド 2 2 1 は、装置本体 1 0を被ったときに前頭部が接する前頭部当接部 2 2 0 になっている。なお、緩衝パッド 2 2 1 は、マジックテープでパッド支持板 2 3に接着されているので、交換可能である。従って、頭部が接する部分を衛生的に保つことができる。

また、装置本体 1 0 は、顔面との間に余裕のある隙間が形成されるので、眼鏡をかけたままでも装着しやすい。また、内部に空気が籠もらないので、眼鏡が暴らないなど、装着感に優れている。さらに、このような隙間を確保しても、前頭部支持力バー 2 2 は、前頭部の形状に沿って後方に向けて傾斜しているので、装置—本体 1 0 は、ずり落ちにくい。

上ケース 2 1の内側には、下ケース 2 5が取り付けられた状態にあり、この下ケース 2 5 と上ケース 2 1 とによって区画された部分が光学装置 4を配置する光学系収納空間 2 0 になっている。

下ケース 2 5 は、前方に張り出す前方部 2 5 1 、この前方部 2 5 1 に対して直角に佇立する仕切り壁 2 5 2、およびこの仕切り壁 2 5 2 に対して直角を成して側方に位置する側面部 2 5 3 とから構成されており、光学装置 4を配置する光学系収納空間 2 0 は、前方部 2 5 1 および仕切り壁 2 5 2で外部から仕切られた状態にある。仕切り壁 2 5 2 には、眼球に対応する位置に左右一対の窓 2 9 1が形成され、それらの間には、前方に向けて凹んで、内側に鼻との接触を避けるための凹み 2 9 2が形成されている。なお、前方部 2 5 1 は、後述する光学ュニット 4 0を配置するときの基準面となる。また、上ケース 2 1 の内面も光学ュニット 4 0を配置するときの基準面となる。ここで、前方部 2 5 1 、光学ュニット 4 0、および上ケース 2 1 の内面のいずれかの隙間に、ばねなどの付勢部材を配置して、光学ュニット 4 0を基準面に付勢して、その位置決め精度を高めてもよい。

以上のとおり、本例では、装置本体 1 0を頭部に装着しても、鼻は. 装置本体 1 0 と接触しないので、圧迫感がないとともに、女性が使用しても化粧が乱れないなど、使い勝手を高めてある。また、前方部 2 5 1 には、左右一対の長孔 4 8 5が形成されている。

下ケース 2 5の下方位置には、アクリル系樹脂製の半透明の遮光力バー 2 6が取り付けられており、その意匠性を高めてある。この遮光カバ一 2 6 は、図 4 ( a ) 、（ b ) に示すように、下ケース 2 5の下方において、装置本体 1 0の下方から光が差し込むことを防止する。また、本例では、遮光カバー 2 6の幅を必要最小限の寸法にして、顔面と遮光カバー 2 6 との隙間 2 6 0から、装置本体 1 0を頭部に装着した状態でも、足元を見ることができるようになつている。

再び、図 3 において、下ケース 2 5には、左右の側面部 2 5 3 に孔 2 5 4が 2個ずつ形成されている。これに対して、上ケース 2 1 の側には、孔 2 5 4 に対応する位置にそれぞれねじ孔（図示せず。）が形成されており、ビス（図示せず。）が内側から孔 2 5 4を通って上ケース 2 1のねじ孔に螺着されることにより、上ケース 2 1 と下ケース 2 5 とが固定されている。また、遮光カバー 2 6の左右の端部にも孔 2 6 1が形成されている。これに対し、上ケース 2 1 の側には、孔 2 6 1 に対応する位置にそれぞれねじ孔（図示せず。）が形成されており、ビス（図示せず。）が内側から孔 2 6 1 を通って上ケース 2 1 のねじ孔に螺着されることにより、上ケース 2 1 と遮光カバー 2 6 とが固定されている。

前方カバー 2 と後頭部支持力バー 3 とは、装置本体 1 0を頭部に装着したときに、耳の側方に位置する部分で連結されており、この連結部 5には、円形のスピーカ 6が左右にそれぞれ固定されている。また- スピーカ 6 の外側に位置する前方カバー 2 の端部 2 0 には、通気孔 2 8 1が形成され、これらの通気孔 2 8 1 を介して、連結部 5では、装置本体 1 0の内外が連通している。このため、スピーカ 6が鑑賞者の耳に密着した状態になっても、通気孔 2 8 1 を介して、鑑賞者には外音が届くので、鑑賞者には不安感がなく、また、緊急時の安全性も高い o

(連結部の構成）

前方カバー 2 と後頭部支持力バー 3 との連結部 5のうち、後方からみて左側の連結部 5の構造を図 5に拡大して示してある。スピーカ 6 は、スピーカ面 6 1 を囲むリング状の枠体 6 2が剛性のブラスチックス製であり、こ C 枠体 6 2 には、外側に向けて円形の突出部 6 3が形成されている。また、前方カバ一 2の端部 2 0の内面では、リング状の受け部 2 0 1が内側に向けて突出している。一方、後頭部支持カバ一 3の端部 3 0 には、円形の穴 3 0 1が形成されている。従って、前方カバ一 2 の受け部 2 0 1 を後頭部支持カバ一 3 の穴 3 0 1 に嵌め込んだ状態で、受け部 2 0 1 の内側にスピーカ 6 の突出部 6 3を嵌め込むことにより、前方カバー 2 と後頭部支持力バー 3 とが連結されている。従って、連結部 5では、図 6 に示すように、スピーカ 6の突出部 6 3を回転中心軸として、後頭部支持力バー 3を前方カバー 2 に対して上下方向に回転させることが可能であり、装着感が最もよい位置まで後頭部支持カバ一 3の位置を変えることができる。さらに、図 7 ( a ) に示すように、後頭部支持カバ一 3を矢印 Aまたは矢印 Bの方向に回転させて、後頭部支持カバ一 3を前方カバー 2の方に完全に折り返し、装置本体 1 0をコンパク卜にしてから保管または運搬することも可能である。また、鑑賞者が頭部装着型画像表示装置 1 を頭部に装着した状態で寝ころんだときに、後頭部に後頭部支持力バー 3があると邪魔になるため、図 7 ( b ) に示すように、後頭部支持力バー 3を斜め上方にまで立てて使用すれば、後頭部がほとんど開放状態になるため、寝ころびながら画像の鑑賞を楽しむことができる。また、前方カバー 2の側は、後頭部支持力バー 3 と相違して回転しないので、光学装置 4 0 に画像信号を無線を利用して入力する場合には、アンテナ 1 1 1 を前方カバ一 2の側に固定すれば、アンテナ 1 1 1 は、常に側頭部に沿って立っているので、邪魔にならない。

さらに、前方カバー 2 と後頭部支持力バー 3 との連結部 5での回転機構を利用して、図 7 ( c ) に示すように、後頭部支持力バー 3 の上端から上頭部の上方位置まで回転して頭部からのずり落ちを防止する幅の狭い支持帯 .3 9を設けてもよい。この状態でも、上頭部のほとんどの部分が開放状態にあるので、鑑賞者の使用感を損なわない。

また、連結部 5では、前方カバー 2 と後頭部支持力バー 3 との連結部 5での回転機構を利用して、図 8 ( a ) 、（ b ) に示すように、前方カバー 2の端部 2 0 に長孔 1 1 5を形成し、この長孔 1 1 5からケ一ブル 1 1 を引き出してもよい。このような構成によれば、ケーブル 1 1の引出し方向を長孔 1 1 5 に沿って変更し、後方に向けて引き出すことによって、ケーブル 1 1 に邪魔されずに、装置本体 1 0を安定した状態で机などの上に置くことができる。

(装置本体の頭部への固定構造）このように構成した頭部装着型画像表示装置 1では、装置本体 1 0 を頭部に装着した状態で使用することから、使用中に頭部を動かしたときでも、装置本体 1 0が頭部からずれないようにすることが必要である。また、装置本体 1 0 には、光学装置 4がー体に構成されているため、鑑賞者に対して、光学装置 4の重さなどが疲労感や不快感を与えないように、装置本体 1 0を安定した状態で頭部に装着する必要がある。さらに、装置本体 1 0に内蔵された光学装置 4 と、鑑賞者の眼球との位置関係を安定した状態に固定する必要がある。

そこで、本例では、頭部に対-する位置ずれ防止構造（固定手段）として、図 9 に示す構造を採用している。なお、図 9には、画像信号の入力のためのアンテナ 1 1 1 を立てた状態で図示してある。

本例の位置ずれ防止構造では、後頭部支持力バー 3の内面に沿ってゴム製の空気袋 8が貼ってあり、この空気袋 8 は、装置本体 1 0を頭部に装着したときに後頭部に位置するようになつている。空気袋 8からは、後頭部支持力バー 3を貫通して空気管 8 1が引き出されており - この空気管 8 1 の先端には、バルブ 8 2が取り付けられている。従つて、鑑賞者は、装置本体 1 0を頭部に被った後に、ゴムポンプ 8 3などで空気管 8 1から空気袋 8 に圧縮空気を供給して空気袋 8を膨らますことによって、装置本体 1 0のうち、前頭部支持力バー 2 2 に向けて前頭部を相対的に押し付けて、装置本体 1 0を頭部に装着することができる。この状態で、空気袋 8の内側の面が後頭部当接部 8 0 になる。この状態でも、前頭部は、前頭部支持カバ一 2 2 の緩衝用パッド 2 2 1 に押し付けられているため、不快感がない。なお、装置本体 1 0を頭部から外すときには、空気袋 8から空気を抜いて空気袋 8を萎ませるだけで、装置本体 1 0を簡単に外すことができる。

ここで、装置本体 1 0 とは別体のゴムポンプ 8 3を用いずに、空気袋 8 に空気を供給できるように、電動式のポンプを装置本体 1 0 に内蔵させてもよい。この場合には、後頭部支持カバ一 3の側において、空気袋 8の側方位置に配置することによって、装置本体 1 0の前後方向の重量バランスを向上できる。また、ポンプから空気袋 8 までの経路が短くて済むなど、構造の簡素化の面でも有利である。

このように本例の頭部装着型画像表示装置 1では、空気袋 8で装置本体 1 0が頭部に対して前後方向から押し付ける構造になっているため、図 9 に矢印 Cおよび矢印 Dのいずれの方向にもずれない。従って. 装着状態が安定しているので、使用感に優れている。しかも、頭部は. 緩衝用パッド 2 2 1 および空気袋 8に当接しているため、装置本体 1 0を頭部に被った状態で、装置本体 1 0を壁面などにぶっけても、大きな衝撃が頭部に伝わらない。

また、鑑賞者は、頭部の形状や大きさに合わせて、たとえば、図 1 0 ( a ) に示すように、後頭部の真後ろに空気袋 8が位置する状態に- または、図 1 0 ( b ) に示すように、後頭部のやや下方側に空気袋 8 が位置する状態にしても、空気袋 8を膨らませたときには、装置本体 1 0が頭部に対して前後方向から押し付けられるので、鑑賞者の頭部の形伏や大きさにかかわらず、装着状態が安定している。

(光学装置）

次に、光学装置 4の基本的な構成、および頭部装着型画像表示装置 1 の基本的な原理を図 1 1 を参照して説明しておく。

図 1 1 において、光学装置 4 には、左右で一対の画像表示装置としての液晶表示素子 4 2 (画像表示手段、液晶ライトバルブ）、およびそれを後方から照らすバックライト 4 3 (照明手段）が配置され、この液晶表示素子 4 2 と鑑賞者の眼球との間には、拡大レンズ 4 5 (拡大手段、凸レンズ）が配置されている。ここで、液晶表示素子 4 2 は拡大レンズ 4 5に対し、その物体側焦点 4 5 aよりも拡大レンズ 4 5 の側に配置されている。また、拡大レンズ 4 5の像側焦点 4 5 b付近に鑑賞者の眼球が位置するようになっている。従って、装置本体 1 0 を頭部に装着した状態で、液晶表示素子 4 2に画像を表示させ、それをバックライト 4 3で照らすと、画像は、拡大レンズ 4 5によって左右の眼球にそれぞれ集光され、虚像が視認される。このとき、眼球で視認された画像は、脳で融像されて、画像を鑑賞する。このような構成の光学装置 4 として、本例では、図 2および図 3 に示したように、光学装置 4を左右で一対の角形の光学ュニット 4 0で構成してあり、この光学ュニット 4 0からは、側方に向けてフレキシブル基板 4 1が延びている。このフレキシブル基板 4 1 には、液晶表示素子 4 2 での表示動作を駆動するための駆動回路が構成されており、この駆動回路に対して、ケーブル 1 1 やアンテナ 1 1 1 を介して画像信号が入力されるようになっている。

また、本例では、図 1 2 に示すように、液晶表示素子 4 2 と、拡大レンズ 4 5 との間には、その光学軸 L上に反射ミラー 4 4を配置し、光学軸 Lを屈曲させている。このため、反射ミラ一 4 4の上方位置に液晶表示素子 4 2およびバックライト 4 3を配置して、液晶表示素子 4 2 と、拡大レンズ 4 5 とを立体的に配置してある。しかも、光学ュニット 4 0を縦長の直方体にして、それらを前方ケ一ス 2の内部に効率よく配置して、前方ケース 2があまりに前方に張り出さないようになっている。なお、反射ミラー 4 4 は、光学ュニット 4 0の光学軸 L の途中位置であれば、いずれの位置に介挿してもよく、また、光学軸 Lの屈曲方向にも限定がない。

また、図 1 3に示すように、光学ュニット 4 0の筐体 4 0 0 は、その上面が開口状態にあつて、バックライト 4 3から発生する熱が光学ュニット 4 0の内部に籠もらないようになつている。また、上面開口は、前方カバ一 2の排気孔 2 8 2 に向いており、バックライト 4 3から発生した熱を外部に逃がすようになつている。さらに、前方カバー 2では、上ケース 2 1 と前頭部支持力バー 2 2 との連結部分にも排気孔 2 8 3が形成されており、矢印 Fで示すように空気の流れが可能であるため、たとえば、装置本体 1 0を眼鏡を掛けたままで頭部に装着しても、眼鏡レンズが曇らない。

さらに、左右の光学ュニット 4 0 は、図 1 4 ( a ) に反射ミラー 4 4を用いない場合の概念図を示し、図 1 4 ( b ) に反射ミラー 4 4を用いた場合の概念図を示すように、光学軸 Lが眼球の水平視線 Pに対して俯角をなすように配置されている。その理由は、本例の頭部装着型画像表示装置 1 では、拡大レンズ 4 5 によって拡大された液晶表示素子 4 2の虚像 Vを鑑賞者が視認するときの瞼への負担を小さくするためである。すなわち、視線方向が水平視線 Pに対してなす角度と、鑑賞者が視線を前方に向けたときの瞼への負担の度合いとの関係を、 2 0歳から 4 5歳までの男女合わせて 5 0名による主観評価により検討したところ、表 1 に示す結果が得られた。

角度評価結果一 5 ° < Θ , < 0 ° 負担大

0 ° ≤ Θ 1 ≤ 6 ⁰ 負担極めて小

6 ° ぐ Θ , ≤ 1 0 ° 負担小

表 1 に示すように、被験者は、水平視線 Pよりも上方位置に虚像を視認すると、瞼を強制的に開けた感じを受け、瞼への負担感が大きいと感じる。これに対して、水平視線 Pの下方位置に虚像 Vを視認するときには、瞼の開き具合が自然と感じ、負担感が小さい。しかも、その角度は、 0 ° から 1 0 ° の範囲が好ましいという結果であった。そこで、本例では、光学軸 Lが水平視線に対して 1 0 ° 以下の俯角をなすように配置し、特に、 6 ° 以下の俯角をなすように配置してある。なお、俯角としては、約 1 5 ° 位までが瞼への負担感の低減に効果があることが確認されている。

このような俯角を構成するにあたって、本例では、光学ュニット 4 0を下方側位置にずらし、そこで、拡大レンズ 4 5を斜め上方に向けている。

(光学装置の視度調整機構および眼幅方向位置調整機構）

本例では、光学装置 4をュニット化するにあたって、光学ュニットを図 1 5および図 1 6 に示すように構成してある。

光学ュニット 4 0では、樹脂等で構成された略箱型の筐体 4 0 0 に対して、画像表示ュニット 4 6、反射ミラー 4 4、および拡大レンズ 4 5を搭載してある。すなわち、筐体 4 0 0 は、上面および前面に開口 4 5 1、 4 5 2が形成されており、開口 4 5 2 に拡大レンズ 4 5が嵌め込まれている。筐体 4 0 0の高さ方向の略中央部分には、画像表示ュニット 4 6が開口 4 5 1 に向けて取り付けられており、この画像表示ュット 4 6では、図 1 6 に示すように、上下に開口 4 6 6が形成された四角形のフレーム 4 6 1 の内部に対し、その仕切り板 4 6 2をバックライト 4 3 と液晶表示素子 4 2 とが挟むようにして取り付けられている。

フレーム 4 6 1 の両側の外周側面部には、横断面が半円形の突起 4 6 4、 4 6 5が上下方向に形成されており、そのうち、一方の突起 4 6 4 に対しては、雌ねじ 4 6 6が貫通している。

再び、図 1 5において、筐体 4 0 0の両側の外周側面部には、その上下方向に延びる突起 4 5 3、 4 5 4が形成されており、それらの内部には、半円形の開口断面を有する案内溝 4 5 6 , 4 5 7がそれぞれ形成されている。これらの案内溝 4 5 6、 4 5 7 に対して、フレーム 4 6 1 の突起 4 6 4、 4 6 5が嵌まるようにして、画像表示ュニット 4 6 は、筐体 4 0 0の内部に収納されている。ここで、案内溝 4 5 6

4 5 7 の内径寸法は、画像表示ュニット 4 6 の突起 4 6 4 の外径寸法よりもやや大きいため、画像表示ュニット 4 6 は、案内溝 4 5 6、 4

5 7に案内されながら、上下方向に移動可能である。

また、筐体 4 0 0では、一方の突起 4 5 3の上方位置に支持孔 4 7 0が形成された座部 4 5 5が形成されている。支持孔 4 7 0には、視度調整用送りねじ 4 5 8が回転可能に支持され、この視度調整用送りねじ 4 5 8の先端側は、画像表示ュニット 4 6の雌ねじ 4 6 6に嚙み合っている。従って、視度調整用送りねじ 4 5 8の上端に取り付けられている視度調整用ノブ 4 5 9を回すと、画像表示ュニット 4 6が光学軸 Lに沿って昇降し、鑑賞者の視力に応じて、液晶表示素子 4 2の上下方向の位置、すなわち、液晶表示素子 4 2 と拡大レンズ 4 5 との光学上の距離を調整できるようになつている。また、本例では、液晶表示素子 4 2を画像表示ュニット 4 6 としてバックライト 4 3 とともに移動させるので、液晶表示素子 4 2 とバックライト 4 3 との距離が一定のままである。このようにして、本例では、視度調整機構 4 7 ( 軸方向位置調整機構）が構成されている。

この視度調整機構 4 7によれば、鑑賞者の視力に応じて、視度調整を行なつても、液晶表示素子 4 2 とバックライト 4 3 との距離が一定であるため、鑑賞者が変わっても、輝度の変化がない。また、左右の視力は違っていても、輝度に差がない。

また、左右の筐体 4 0 0からは、側方に向けてラック 4 8 1 が互いに対向する向きに平行に延びており、これらのラック 4 8 1 に対して, ピニオン 4 8 2が嚙み合っている。従って、ピニオン 4 8 2の上端に取り付けられている眼幅方向位置調整用ノブ 4 8 3を回すと、その回転に伴って、 1対の筐体 4 0 0 は、それぞれ離間する方向、または接近する方向に移動可能である。この移動の際には、光学ュニット 4 0 に電気的接続されている駆動回路も移動するが、この駆動回路は、図 3に示したフレキシブル基板 4 1で構成されているので、駆動回路に大きな負荷がかからない。

このように構成した眼幅方向位置調整機構 4 8では、 1つのピニォン 4 8 2で双方の筐体 4 0 0を移動させるため、扱いが容易である。それに加えて、左右の光学ュニット 4 0 は、同じ距離だけ対称に移動するので、一対の筐体 4 0 0間の中心位置は、常に固定された状態にあるので、両眼同時に簡単に調整できる。

このように構した眼幅方向位置調整機構 4 8および視度調整機構 4 7 において、図 1 7 に示すように、眼幅方向位置調整用ノブ 4 8 3 および視度調整用ノブ 4 5 9 は、いずれも前方カバー 2 の上面に位置している。これらのノブのうち、眼幅方向位置調整用ノブ 4 8 3を操作すると、視度調整用ノブ 4 5 9が横方向にスライドするため、前方カバー 1に長孔 4 8 4 を形成することにより、視度調整用ノブ 4 5 9 および視度調整用送りねじ 4 5 8が横方向に移動できるようにしてある。また、長孔 4 8 4 に対応して、前方カバー 2の下面にも長孔 4 8 5が形成されており、この長孔 4 8 5内には、筐体 4 6 の下面から下方に向けて突出する位置決め用ピン 4 6 9が嵌まって、ガイド機構を構成している。また、長孔 4 8 5 と位置決め用ピン 4 6 9 とは、光学ユニット 4 0が回転して光学軸 Lがずれることを防止している。また、長孔 4 8 4 と視度調整用送りねじ 4 5 8 も同様である。

このように、眼幅方向位置調整用ノブ 4 8 3および視度調整用ノブ 4 5 9 はいずれも前方カバ一 2の上面に集中して配置してあるので、これらのノブを視認できない状態でも操作するのが容易である。また、装置本体 1 0を組み立てるときには、上ケース 2 1 に予め、光学ュニット 4 0およびフレキシブル基板 4 1 を取付け、しかる後に、下ケ一ス 2 5を上ケース 2 1 に取り付ける。このとき、いずれの部品も不透明であるが、下ケース 2 5には、長孔 4 8 5が形成されているため、そこから内部を靦きながら、長孔 4 8 5 に位置決め用ピン 4 6 9を嵌めることができるので、便利である。

なお、図 ί 7において、光学へッド 4 0の側方には、フレキシブル基板 4 1 や回路プロックが配置され、それには、液晶表示素子駆動回路、 'ックライト駆動回路、バッテリー、 Τ Vチューナーなどが構成されている。

(光学装置の改良例）

なお、図 1 5 に示す光学装置 4 では、左右の光学ュニット 4 0の光学軸 Lが平行になるように、光学ュニット 4 0を並べてあるが、図 1 8 に示すように、光学軸 Lを前方に向かう延長線上で内向させて交差させ、約 3 ° 位の輻輳角 Θ ₂ を形成することが好ましい。すなわち、人間の自然な視線は、その覚醒時には常に内側への輻輳角 θ ₂ を形成した状態にあるため、本例では、光学ュニット 4 0をそれぞれ 1 . 5 ずつ傾かせて、光学軸 Lが約 3 ° の輻輳角 Θ ₂ を形成するようになつている。このため、鑑賞者は、左右の眼球でとらえた画像を容易に融像することができるので、疲労感がない。このような構造にする目的に、本例では、図 1 9に示すように、左右の光学ュニット 4 0を外側に向けてやや傾けるとともに、筐体 4 0 0の側面からラック 4 8 1が斜めに延びるように形成してある。このため、ラック 4 8 1 同士は、互いに平行に向き合っているので、 1 つ 5 のピニォン 4 8 2で眼幅方向位置調整機構 4 8を操作することができる。また、約 3 ° の輻輳角を保ったまま、眼幅方向位置の調整、および視度調整を行なうことができる。

(液晶表示装置の構成）

本例では、画像表示素子 4 2 として、左右で一対の液晶表示モジュ ₁₀ ール 4 2 0を隣接して配置するため、これらの液晶表示モジュール 4 2 0がぶつからないように配置する必要がある。そこで、本例では、光学ユニット 4 0の光学軸 Lが約 3 ° 位の輻輳角 Θ ₂ を形成していても、図 2 0 において、光学軸 Lが平行なものとして見做して、各寸法を設定してある。

i s まず、液晶表示モジュール 4 2 0 の水平幅を寸法 [mm] とし、左右の液晶表示素子 4 2の中心間の距離を寸法 G [mm] としたときに、下式を満たすように設定してある。

W, < G

ここで、人間の眼幅は、個人、年齢、人種などによりばらつきがあ 20 るが、その最低値を約 5 5 mmと考えればよい。種々調査した結果、子供の眼幅の平均値が約 5 5 mmだからである。従って、液晶表示素子の中心間の距離を寸法 G. [mm] を 5 5 mmとし、この寸法よりも幅の狭い液晶表示モジュール 4 2 0を用いる。なお、液晶表示モジュ一ル 4 2 0では、液晶表示素子 4 2 と、それを実装するための実装基 25 板とから構成され、実装基被の水平方向の幅は、画像表示面の水平方向の幅に比して約 1 O mmから約 1 5 mm大きいのが一般的である。また、左右の眼の光学ュニット 4 0の間には、反対側の画像の干渉を避けるために、仕切り板などを挿入することがある。従って、液晶表示素子 4 2の画像表示面の水平方向寸法が 4 O mmを越える場合、すなわち、 N T S C方式の液晶表示素子では、その画像表示面の対角寸法が 2. 0 ィンチを越える場合には、液晶表示モジュール同士のぶつかりによる、アドレッシングの問題が発生す,るので、本例では、液晶表示素子 4 2の画像表示面の水平方向寸法が 4 O mm以下、 N T S C 方式の液晶表示素子では、その画像表示面の対角寸法が 2. 0 インチ以下の液晶表示モジュール 4 2 0を用いてある。

また、画素数については、その良否が主観的なものであるため、本例では、主観評価法により、画素数と画質との関係を調査したところ, 画素数が 1 7万画素以上のときに、ほぼ満足できる画質が得られ、画質が高いと感じるには、約 3 0万画素以上の画素数が必要であることが確認された。これらの画素数を N T S C方式の液晶表示素子で得るには、画像表示面の水平方向の幅を寸法 W₂[mm] とし、画素ピッチ P [mm] としたときに、下式を満たすように設定することになる。画素数が 1 7万画素以上のとき： P ≤ 0. 0 0 2 1 X W₂ 画素数が 3 0万画素以上のとき： P ≤ 0. 0 0 1 6 X W₂ また、上記の調査において、画像に充分な臨場感を得ようとすると. 3 0 ° 以上の水平画角が必要であることが確認されたことから、水平画角を 3 0 ° 以上に設定してある。

さらに、本例では、拡大レンズ 4 5 として、 1枚の非球面レンズで構成してあることから、画素ピッチの寸法 Pを下式を満たすように設定してある。

P ≥ 3 0 X 1 0 -³

すなわち、 1枚の非球面レンズで鑑賞者に歪曲収差を目立たないように、歪曲収差を ± 2 %の範囲に抑え、かつ、すみずみまで鮮明な表示画像を得るための 0 . 1以上の M T Fを確保するために、液晶表示素子 4 2 における空間周波数を 1 7本ノ m mに抑えることが必要であり、液晶表示素子 4 2の画素ピッチを 3 O m以上にしてある。

以上に述べたアドレツシングと画像品位の問題を同時に解消する条件を、図 2 1 に液晶表示素子の表示面対角サイズ（横軸）と、画素ピッチ（縦軸）との関係で示すと、図 2 1 に斜線で示す範囲となる。この図において、破線 1 0 1 は、 1 7万画素に対応する下式の境界線である。

P ≤ 0 . 0 2 1 X W ₂

さらに、破線 1 0 2 は、 3 0万画素に対応する下式の境界線である, P ≤ 0 . 0 1 6 X W ₂

破線 1 0 3 は、下式に相当する境界線である。

W , < 5 5

すなわち、 W ₂ < 4 0

破線 1 0 4 は、下式に相当する境界線である。

P ≥ 3 0 X 1 0 " ³

従って、本例で用いる液晶表示素子 4 2 は、画素数が 1 7万画素の場合には、図中、 a、 b、 c、 dで囲んだ斜線領域であり、更に、画素数が 3 0万画素の場合には、 f 、 e、 cで囲んだ領域に条件を設定してある。それ故、本例では、画像表示面の対角サイズが約 1 . 0ィンチから約 2 . 0 インチであって、画素数が 1 7万画素以上の液晶表示素子 4 2を用いている。

たとえば、対角サイズ 1 . 3 2ィンチの液晶表示素子 4 2を用いて水平画角が 3 0 ° の拡大虚像を得る場合の構成は、以下のとおりである。この構成では、液晶表示素子 4 2に対してバックライト 4 3で背面から照射し、その表示画像を 1枚の非球面レンズで拡大観察するものである。液晶表示素子 4 2 では、対角サイズが 1 . 3 2インチ、ァスぺクト比カ 4 ： 3のものを用いており、 3 0万画素（水平方向で 6 4 0画素 X垂直方向で 4 8 0画素）、画素ピッチは、水平方向 4 2 m X垂直 4 2 〃 mであり、開口率は、 2 9. 5 %である。また、拡大レンズ 4 5 (非球面凸レンズ）は、焦点距離が 4 8. 4 6 mm, 拡大率が 5. 1 6倍である。また、拡大レンズ 4 5の 2面（ S , 、 S 2 ) は. いずれも非球面であり、その形状は、非球面サグ量を与える以下の式で表される。

C R ²

Y = + A R + B R ⁶ · ·

1 + { 1 - (K + 1 ) C ² R ² } ^1/2

但し、 Cは各面頂点の曲率、 Rは光学軸 Lからの高さ、 Kはコ一二ック定数、 Aおよび Bは非球面係数である。

本例では、表 2 に示す各レンズにおいて、そのレンズ中心厚を求めた。なお、いずれの場合でも、レンズの屈折率 n _d は、 1 . 4 9 1 5 4である。また、鑑賞者の眼球と、拡大レンズ（非球面凸レンズ）の面 S 1 の頂点との距離を 2 0. O mn！〜 3 5. 0 mmに設定してある,

z拏 ΐ ε

PZlO/ 6d£/10d IZ.Z90/S6 OAS. ここで、眼球と、拡大レンズ 4 5 (非球面凸レンズ）の面の頂点との距離は、個人差があるので、幅をもって設定する必要がある。しかも、眼鏡をかけている者にとっても、眼鏡を外さなくても使用できるように、少なくとも 2 0 m m以上は、確保する必要がある。

このように設定した頭部装着型画像表示装置 1では、重量が 2 8 0 gであり、顔面から前方への突出寸法は、 4 8 m mであり、いずれの場合でも、装着性がよいことが確認された。ここで、 1 . 3 2 インチの液晶表示素子 4 2を用いながら、軽量化を図ることができたのは、拡大光学系をプラスチック製の単レンズで構成したことによる。

また、 3 0万画素という高精細表示素子を用いたにもかかわらず、液晶表示素子 4 2 の開口率は、約 2 9 . 5 %ある。従って、約 2 4 c d / m ² という明るさを確保することができ、高精細な画像を鑑賞するのに充分な明るさである。

また、液晶表示素子 4 2の画素数が多いことに加えて、拡大レンズの性能がそれにマッチしているので、拡大表示画像の画質は、歪みがなく、すみずみまで鮮やかである。さらに、使用した拡大レンズは、非球面化したこ.とにより、歪曲収差を ± 2 %の範囲内に抑えてあるため、画像の歪みがない。それに加えて、液晶表示素子 4 2の画素ピッチから求められる空間周波数は、 1 2本/ m mであるのに対し、拡大レンズ 4 5 は、最大水平画角において 1 2本 m mの空間周波数の M T F力' 0 . 1 8であるため、充分に解像し得る。

さらに、本例の拡大レンズ 4 5であれば、プラスチック射出成型により精度よく生産できるので、その点も高画質化に寄与している。しかも、量産時のスループッ卜が高いので、コストを低減することがでさる ο

たとえば、表 3 に示すように、対角サイズが 0 . 7 インチの液晶表示素子（比較例）を用いた場合と比較すると、この比較例の液晶表示素子では、開口率が 5 %しか確保できないため、約 4 c d m ² という明るさであり、高精細な画像を鑑賞することができない。

表示素子明るさ最大水平画角視度調整のサイズの M T F やり易さ実施例 2 4 0. 1 8 良好

1.32ィンチ c d / m ² 比較例 4 < 0. 1 困難

0.7 インチ c d / m ²

また、比較例の液晶表示素子では、画素ピッチが 2 3 ;t/ mになってしまい、拡大レンズに対して、 1 2本/ mmの解像度が要求される。従って、 1枚の拡大レンズでは、最大水平画角において解像し得る条件ではない。

しかも、視度調整において、 — 2. 5 Dから 2. 5 Dまでの範囲で調整するのに、 1. 3 2インチの液晶表示素子を用いた場合には液晶表示素子の前後方向の移動量が約 1 O mmあるため、最適位置に調整するのが容易である。これに対し、 0. 7インチの液晶表示素子では同じ視度調整において、約 4 mmの移動量になって、微調整が不可能である。

なお、同じく、 1. 3 2インチの液晶表示素子を用い、水平画角 3 5 ° まで虚像拡大して鑑賞するときには、表 4 に示す構成の拡大レンズを用いればよい。

S i料曲率半径 K A B レンズ番号 [ mm ] x 10一⁴ x 10 -⁷ 中心厚

[ mm ]

S , 56.00 5.43 0.24 -0.60

4 12.31

S 2 -30.52 -3.14 0.18 -0.16

S , 84.00 8.44 0.24 -0.97

5 12.17

S 2 -26.20 -2.48 0.12 -0.029

S , 105.00 16.62 0.25 -1.30

6 12.25

S 2 . -24.80 -2.25 0.10 -0.14

この場合でも、先に説明したように、図 2 1 に a、 b、 c、 dで囲む斜線領域内にある液晶表示素子 4 2を用いた場合には、その範囲外にある液晶表示素子を用いた場合に比較して、画質面、および視度調整の容易さなどの面で優れている。

さらに、拡大光学系を 1枚の凸レンズで構成した場合の拡大画像の画質と、液晶表示素子 4 2のサイズとの関係を検討した。拡大画像については、客観的評価のために、液晶表示素子 4 2の表示画質は、サィズにかかわらず一定であると仮定して、凸レンズの M T F値で比較してある。但し、液晶表示素子の画素数は 3 0万画素、拡大画像の最大水平画角は 3 0 ° とし、凸レンズは、非球面化により、歪曲収差を土 2 %の範囲に抑えてある。

この関係を液晶表示素子の画像表示面対角サイズと、拡大凸レンズの最大水平画角における M T Fとの関係として、図 2 2 に示す。ここで、液晶表示素子の空間周波数 Mとは、液晶表示素子の画素ピッチ P から求まる幾何学的な値であり、以下の式から求まる。

M = 1 / 2 P 〔本 Z m m〕

従って、液晶奉示素子 4 2の最大空間周波数に相当し、拡大画像にはこれ以上の空間周波数は、存在しない。

この図から明らかなように、液晶表示素子 4 2 の画像表示面対角サィズが 1 . 0インチよりも小さくなると、 M T Fが 0 . 1 を下回る。すなわち、各画素を解像しなくなって、画質の大きな劣化が生じる。さらに、液晶表示素子の対角サイズが 1 . 0 インチよりも小さいと、マトリクス状の遮光部が目立つようになって、 M T Fの低下との相乗効果もあって、鑑賞者には、大幅な画質の劣化が生じたと感じる。

これに対して、対角サイズが 1 . 6インチ以上になると、 M T Fは 0 . 3を越えるようになる。但し、 M T Fが 0 . 3以上になると、その数値がそれ以上大きくなつても、人間の眼には、その差がほとんど認識できない。従って、 1 . 6 インチ以上では、画質に差がないといえる。逆に、対角サイズが 2 . 0インチを越えると、アドレッシングの問題が発生し、かつ、頭部装着型表示装置全体のサイズ、重量が大きくなつて、装着感が損なわれる。

それ故、拡大光学系を 1 つの凸レンズで構成し、かつ、装置全体の小型軽量化を図りながら、画像表示面対角サイズを 1 . 0 インチから 2 . 0 インチまでの範囲に設定し、画素ピッチ 3 0 m以上、画素数 1 7万画素以上の液晶表示素子を用いてあるため、本例の頭部装着型画像表示装置では、画質、操作性、および装着性に優れている。実施例 2

図 2 3 は、本発明の実施例に係る頭部装着型画像表示装置の装置本体に設けた位置ずれ防止機構（固定手段）の構成を示す説明図である, 本例、および以下に説明する実施例 5に係る頭部装着型画像表示装置では、装置本体の構造のみが相違し、光学装置などの構成が同様であるため、対応する機能を有する部分には同じ符号を付して、それらの説明を省略する。

図 2 3 において、本例の頭部装着型画像表示装置でも、装置本体 1 0 の内側で空気袋 8 aを膨らませて、装置本体を頭部に装着するようになっている。但し、本例では、装置本体の内面全体にわたって空気袋 8 aを設けてある。この空気袋 8 aに対しては、実施例 1 と同様に空気管 8 1 およびバルブ 8 2が設けてある。従って、装置本体 1 0を頭部に被った状態で、空気管 8 1 から空気袋 8 aに空気を供給すると空気袋 8 aが膨らんで頭部の周囲に密着し、装置本体 1 0 は、頭部に安定した状態で保持される。このため、鑑賞者には、装置本体 1 0を頭部に装着しても違和感が小さい。また、装置本体 1 '0 のぶれがないので、画質の高い画像を楽しむことができるなどの効果を奏する。なお、装置本体 1 0には、スピーカ 6が設けてあり、このスピーカ 6の位置を避けるように空気袋 8 aが配置されている。

さらに、本例では、空気袋 8 aのうち、後頭部に当接する部分 8 0 aが大きく膨らむようにして、装置本体 1 0が頭部の前後方向で位置ずれしないようになっている。従って、光学装置 4 0 と眼球との位置関係が確実に規定されるなど、実施例 1 と同様な効果を得ることができる。

なお、空気袋 8 aについては、その配置位置としては、頭部の全周囲に限らず、前頭部および後頭部に相当する位置のみに配置しても、頭部と装置本体 1 0 との前後位置を確実に規定できる。なお、空気袋 8 aを側頭部に相当する位置のみに配置してもよい。実施例 3

図 2 4 は、本発明の実施例 3 に係る頭部装着型画像表示装置において、その装置本体に設けた位置ずれ防止機構（固定手段）の構成を示す説明図である。

図 2 4 において、本例の頭部装着型画像表示装置では、装置本体 1 0を頭部に機構的に固定するようになっている。すなわち、後頭部支持カバー 3 (後頭部支持部）には、ねじ孔 8 5が形成され、このねじ孔 8 5には、ねじ軸 8 6が嵌まっている。このねじ軸 8 6では、基端側にノブ 8 6 1が取り付けられ、先端側には後頭部パッド 8 6 2が設けられている。後頭部パッド 8 6 2 は、頭部に対応して湾曲した形状の背面板 8 6 3 と、その表面に張られたゴムなどの弾性体 8 6 4 (後頭部当接部）とから構成されている。従って、装置本体 1 0 の緩衝用パッド 2 2 1 に前頭部を当接するようにして、装置本体 1 0を頭部に被せた後に、ノブ 8 6 1 をねじ軸 8 6 のねじ込み方向に回転させると、ねじ軸 8 6 は、後頭部パッド 8 6 2を頭部に押し付ける。その結果、頭部は、緩衝パッッド 2 2 1 と後頭部パッド 8 6 2 との間に挟まれた状態になつて、装置本体 1 0 は、頭部に確実に固定される。また、弾性体 8 6 4を後頭部に当接させているため、後頭部の形状や大きななどに個人差があっても、それらを吸収して、安定して支持することができる。それ故、頭部や身体が動いても、安定した装着状態を保持できるので、疲労感ゃ不快感がないまた、画質の高い画像を楽しむことができる。

なお、このような送りねじを利用した後頭部当接部の変位機構については、その締結位置や支持位置などについて限定がない。実施例 4

図 2 5 ( a ) 、 ( b ) は、本発明の実施例 4 に係る頭部装着型画像表示装置において、その装置本体に設けた位置ずれ防止機構（固定手段）の構成を示: T説明図である。

図 2 5 ( a ) において、本例の頭部装着型画像表示装置でも、装置本体 1 0を頭部に機構的に固定するようになっている。すなわち、前方カバー 2から頭上までには、保持アーム 8 7が形成されており、この保持アーム 8 7 には、ねじ孔 8 7 1が形成されている。これに対して、後頭部支持力バー 3には、図 2 5 ( b ) に示すように、長孔 8 7 2が形成されており、この長孔 8 7 2を介して、ねじ孔 8 7 1 には、ノブ付きのねじ 8 7 3が固定されるようになっている。また、前方力バー 2 と後頭部支持カバ一 3 との連結部 5では、基本的には図 5に示した構造と同じ連結構造になっているが、後頭部支持カバ一 3の端部 3 0では、円形の穴 3 0 1 に代えて、図 2 5 ( a ) に示すように、長穴 8 7 4が形成されている。

従って、まず、装置本体 1 0の緩衝用パッド 2 2 1 に前頭部が当接するようにして、装置本体 1 0を被り、視線位置を合わせる。しかる後に、ねじ 8 7 3をねじ孔に螺着するとき、保持ァーム 8 7 と後頭部支持力バー 3 との重なり代の大きさを調整すると、長穴 8 7 2の長手方向における幅の範囲内で後頭部支持カバ一 3の位置が変わる。従つて、装置本体 1 0の前後方向における内径寸法が調整されるので、頭部に装置本体 1 0を安定した状態に装着することができる。それ故、違和感ゃ不快感なく、画質の高い画像を楽しむことができる。

なお、後頭部支持カバ一 3の内面には、ゴムやばねなどの弾性体で構成された後頭部用パッド 8 7 5が形成されているので、後頭部は、後頭部用パッド 8 7 5を介して前後方向に締め付けられる状態になるので、不快感が小さい。実施例 5

実施例 1で図 5を参照して説明したように、前方カバ一 2の端部 2 0で内側に突出する突出部 2 0 1 を後頭部支持力バー 3 の端部 3 0に形成した穴 3 0 1 に嵌め込み、後頭部支持力バー 3の内側に突出した突出部 2 0 1 の内部に対してスピーカ 6の突出部 6 3を嵌め込む連結構造において、この状態のままで、図 2 6に点線で示すように、前方カバー 2 の内部に後頭部支持力バー 3が収納されるまでスライド可能にする場合には、図 2 7 ( a ) ないし（ e ) に示すスラィド機構を利用できる。

すなわち、図 2 7 ( a ) において、前方カバー 2 の端部 2 0 には、突出部 2 0 1 を備えるスライド部材 5 0が取り付けられている。このスライド部材 5 0 は、図 2 7 ( b ) 、 ( c ) に示すように、突出部 2 0 1 の背面側に、一対の L字形の爪 5 2が形成されている。これらの爪 5 2 は、互いに上下逆の向きに形成されており、上下方向に撓むことが可能である。また、各爪 5 2 には、小さな突起 5 3が形成されている。一方、前方カバー 2 の端部 2 0では、前後方向に延びるスリッ卜 6 5が形成されており、このスリット 6 5を挟むようにガイド部 6 6が前方カバー 2の端部 2 0で外側に張り出している。従って、スリット 6 5の内部に爪 5 2を嵌め込むことによって、スライド部材 5 0 を前方カバー 2 の端部 2 0に取り付け可能である。また、後頭部支持カバ一 3 は、その端部 3 0が前方カバー 2の端部 2 0 とスピーカ 6 とによって挟まれた状態のまま、図 2 7 ( a ) に示す位置から、図 2 7 ( d ) に示す位置まで移動できるので、後頭部支持力バー 3を、図 2 6 に実線で示す位置から点線で示す位置まで引つ込めて、後頭部支持カバー 3を前方カバー 2の内側に収納できる。

ここで、図 2 7 ( e ) に示すように、ガイド部 6 6の所定位置に対して、突起 5 3が入り込む孔 6 7を形成してある。従って、突起 5 3 が孔 6 7 に嵌まり込んだ位置で、後頭部支持力バー 3を前方カバー 2 に固定できるので、持ち運びに便利である。しかも、図 2 7 ( c ) に示すように、突起 5 3 の頂上部分がガイド部 6 6 の内面を摺動するので、後頭部支持力バー 3を前方カバー 2 に対して簡単にスライドさせることができる。

〔産業上の利用可能性〕

以上のとおり、本発明においては、装置本体に前頭部支持部と後頭部支持部とを設け、この後頭部支持部側において、空気袋などを用いて、頭部を相対的に前方に押し付けるようにして、前頭部と前頭部支持部とを当接することに特徴を有する。従って、本発明によれば、装置本体の前頭部支持部を基準にして、頭部を位置決めできるので、安定した装着感が得られる。また、身体や頭部が動いても、装置本体がずれないので、装置本体から重量感を感じにくい。従って、疲労感や不快感がない。さらに、光学系と眼球との位置関係を規定できるため、画像がぶれないなど、画像の品位も向上する。

また、本発明では、画像表示装置と照明手段とをュニット化して、ュニット毎に光学軸に沿って移動可能にした場合には、視度調整の目的に、それらを移動させても、画像表示装置と照明手段との位置関係が変化しないので、画質が低下しない。また、左右の眼球の視力が異なっていても、ュニット毎に視度調整できるので、安定した画質で鑑賞できる。さらに、画像表示装置と照明手段とをユニット化することで近接した位置に配置できるので、照明効率が高い。それ故、低消費電力化を図っても、画質が低下しない。

また、左右の光学ュニットを一体に移動させて、眼幅方向位置調整を行なう場合には、左右連動して動くので、光学ュニット間の中心位置が移動しない。それ故、相対距離だけでなく、光学ュニッ卜の絶対位置を合わせやすいので、眼幅に合った状態で鑑賞できる。

さらに、水平視線よりも光学軸を斜め下方に向けた場合には、瞼などに負担をかけずに自然な視線で画像を楽しむことができる。従って. 鑑賞者は、疲労感が少ないため、映像に没入できるので、高い臨場感を得ることができる。

また、表示装置として、画像表示面の対角サイズが 1 . 0 ~ 2 . 0 インチ、画素ピッチが 3 0 m以上、画素数 1 7万画素以上の液晶表示素子を用いることによって、小型 · 軽量化できるとともに、高い画質を得ることができる。しかも、明るさ、操作性、経済性の面でも向上する。とりわけ、 1枚の拡大レンズで拡大手段を構成することによつて、装置の小型軽量化を実現しながら、高い画質を得ることができ

Claims

請求の範囲

1 . 頭部に装着した状態で、画像表示手段が形成した画像を拡大手段で虚像拡大して視認する頭部装着型画像表示装置において、前記画像表示手段および前記拡大手段を備え、頭部に被ったときに、前頭部側に位置する前頭部支持部、および後頭部側に位置する後頭部支持部を備える装置本体と、

この装置本体を頭部に被ったときに前記前頭部支持部と前頭部とを当接した状態に保持する固定手段とを有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

2 . 請求の範囲第 1項において、前記固定手段は、前記後頭部支持部の内面のうち、後頭部が当接する位置で膨張した状態および萎縮した状態に切り換え可能な膨張収縮部を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

3 . 請求の範囲第 1項において、前記固定手段は、前記装置本体上における前記後頭部支持部の位置を前記前頭部支持部に向けて移動させて前頭部を相対的に前記前頭部支持部に押し付ける変位機構を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

4 . 請求の範囲第 1項ないし第 3項のいずれかの項において、前記前頭部支持部には、前頭部が当接する位置に弾性部材を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

5 . 頭部に装着した状態で、画像表示手段が形成した画像を拡大手段で虚像拡大して視認する頭部装着型画像表示装置において、前記画像表示手段および前記拡大手段を備え、頭部に被ったときに、前頭部側に位置する前頭部支持部、および後頭部側に位置する後頭部支持部を備える装置本体と、

この装置本体の内面のうち、少なくとも前記前頭部支持部および前記後頭部支持部の内面において、膨張した状態および萎縮した状態に切り換え可能な膨張収縮部を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

6 . 請求の範囲第 5項において、前記膨張収縮部は、前記後頭部支持部側での膨張度合いが前記前頭部支持部側での膨張度合いよりも大きいことを特徵とする頭部装着型画像表示装置。

7 . 請求の範囲第 2項、第 5項、または第 6項において、前記膨張収縮部は、空気袋であることを特徵とする頭部装着型画像表示装置 _t

8 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記装置本体は、前記画像表示手段、前記拡大手段、および前記前頭部支持部を備える前方カバーと、前記後頭部支持部を備える後頭部支持カバーと、これらのカバーを両側頭部でそれぞれ連結する連結部とを有し、これらの連結部には、そこを回転中心として前記後頭部支持力バーを前記前方カバーに対して回転可能に連結する支持機構を備えることを特徵とする頭部装着型画像表示装置。

9 . 請求の範囲第 8項において、前記連結部には、前記後頭部支持カバ一を前記前方カバーに対して回転可能なままで、前記後頭部支持カバ一を前記前方カバーに向けて移動させるスライド機構を備えることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 0 . 請求の範囲第 8項において、前記連結部には、スピーカが内蔵されているとともに、前記支持機構では、前記スピーカの枠体自身が前記後頭部支持力バーを前記前方カバーに対して回転可能な状態で連結する回転中心軸になっていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 1 . 請求の範囲第 8項において、前記連結部には、スピーカが内蔵されているとともに、そこには、内側および外側を連通する通気孔が形成されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 2 . 請求の範囲第 8項ないし第 1 1項のいずれかの項において- 前記前方カバーには排気孔が形成されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 3 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記画像表示手段は、透過型の画像表示部、およびこの画像表示部を背面側から照らす照明手段とを備える画像表示ュニットとして一体化されているとともに、この画像表示ユニットは、前記拡大手段とともに光学ユニットとして一体化されて前記装置本体内に左右一対に収納されており、

前記一対の光学ュニットに対しては、それらを眼幅方向に一体で移動させてそれらの光学軸の離間幅を調整する眼幅方向位置調整機構を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 4 . 請求の範囲第 1 3項において、前記眼幅方向位置調整機構では、前記光学ュニットは、それから突出する案内ピンと、この案内ピンが嵌まるように前記装置本体側に形成されたガイド溝とによって案内されながら眼幅方向に移動することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 5 . 請求の範囲第 1 3項において、前記眼幅方向位置調整機構の操作ノブは、前記装置本体の前方位置に配置されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 6 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記画像表示手段は、透過型の画像表示部、およびこの画像表示部を背面側から照らす照明手段を備える画像表示ュニットとして一体化されているとともに、この画像表示ュニットは、前記拡大手段とともに光学ュニッ卜として一体化されて前記装置本体内に左右一対で収納されており、

前記一対の光学ュニッ卜に対しては、それらの光学軸に沿って前記画像表示ュニットを光学ュニット毎に移動させる軸方向位置調整機構を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 7 . 請求の範囲第 1 6項において、前記軸方向位置調整機構の操作ノブは、前記装置本体の前方位置に配置されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 8 . 請求の範囲第 1 1項ないし第 1 7項のいずれかの項において、前記装置本体には、前記光学ュニッ卜の上方位置に相当する部分に排気孔が形成されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置 ₍

1 9 . 請求の範囲第 1 1項ないし第 1 7項のいずれかの項において、前記光学ュニッ卜の光学軸は、前方に向かう延長線上で交差するように設定されていることを特徵とする頭部装着型画像表示装置。

2 0 . 請求の範囲第 1 1項ないし第 1 7項のいずれかの項において、前記光学ュニットは、その光学軸に反射ミラーが介挿され、この反射ミラーによって、前記光学ユニットの光学軸が屈曲していることを特徵とする頭部装着型画像表示装置。

2 1 . 請求の範囲第 1 1 ないし第 1 7項のいずれかの項において. 前記透過型の表示部は、液晶ライトバルブであることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

2 2 . 請求の範囲第 1項ないし第 2 1項のいずれかの項において. 前記画像表示手段および前記拡大手段を含む光学系の光学軸は、眼球の水平視線に対して俯角をなしていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 '

2 3 . 請求の範囲第 2 2項において、前記俯角は、 1 0 ° 以下であることを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。

2 4 . 請求の範囲第 2 2項において、前記俯角は、 6 ° 以下であることを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。

2 5. 請請求の範囲第 1項ないし第 2 4項のいずれかの項において、前記画像表示手段は、基板上に液晶表示素子が実装された左右一対の液晶表示モジュールであり、これらの液晶表示モジュールの水平 5 方向幅の寸法を W^mm] とし、左右の液晶表示素子の中心間の距離寸法を G [mm] としたときに、下式

W, < G

を満たすことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

1 0 2 6. 請求の範囲第 2 5項において、前記の左右の液晶表示素子の中心間の距離寸法は、約 5 5 mmであることを特徵とする頭部装着型画像表示装置。

2 7. 請求の範囲第 2 5項または第 2 6項において、前記拡大手 , 5 段は、 1枚の拡大レンズで構成され、

かつ、前記液晶表示素子の画像表示面の水平方向幅の寸法を W₂[m m] とし、その画素ピッチの寸法を P [mm] としたときに、下式

3 0 X 1 0 -³ ≤ P ≤ 0. 0 0 2 1 X W₂

を満たし、

20 さらに、前記画像表示面の拡大虚像の水平方向の画角が 3 0 ° 以上あることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

2 8. 請求の範囲第 2 5項ないし第 2 7項のいずれかの項において、下式

2 5 P ≤ 0. 0 0 1 6 W₂

を満たすことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。

2 9 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記装置本体は、上頭部に相当する部分は、開放状態にあることを特徵とする頭部装着型液晶表示装置。

3 0 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記装置本体は、前記画像表示手段および前記拡大手段を内蔵する光学系収納空間と、この光学系収納空間から前頭部の形状に沿って斜めに延設された前頭部支持力バーとを有し、この前頭部支持力バーの内面が前記前頭部支持部であることを特徴とする頭部装着型液晶表示装

3 1 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記装置本体は、前記画像表示手段および前記拡大手段を内蔵する光学系収納空間と、この光学系収納空間を顔面側で区画する仕切り壁とを有し、この仕切り壁には、鼻が位置する部分に前記光学系収納空間側に向けて凹む凹部が形成されていることを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。

3 2 . 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかの項において、前記装置本体の前方側では、下方に向かって半透明の遮光カバーが形成されていることを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。

3 3 . 請求の範囲第 3 2項において、前記遮光カバーは、下側への視界を確保可能な大きさであることを特徴とする頭部装着型液晶表示装置。

3 4 . 請求の範囲第 1項ないし第 3 3項のいずれかの項において前記画像表示.手段に対する駆動回路は、フレキシブル基板上に構成され、このフレキシブル基板は、前記装置本体内に沿って配置されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。