WO2004017123A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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WO2004017123A1
WO2004017123A1 PCT/JP2003/010232 JP0310232W WO2004017123A1 WO 2004017123 A1 WO2004017123 A1 WO 2004017123A1 JP 0310232 W JP0310232 W JP 0310232W WO 2004017123 A1 WO2004017123 A1 WO 2004017123A1
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WO
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eye
display device
user
image
display means
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/010232
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masao Yamamoto
Original Assignee
Scalar Corporation
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2005502031A priority patent/JP4709648B2/ja
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    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
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    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/12Adjusting pupillary distance of binocular pairs

Definitions

  • the present invention relates to a small-sized image display device that can be used by being mounted on a head.
  • HMD user-Spray
  • This image display device contains a liquid crystal display (LCD), a reflective mirror, an eyepiece, etc. in a single housing, and attaches a clip to the housing.
  • the clip attaches to the glasses / sunglasses frame. It is configured as follows.
  • the housing is mounted on the front upper part of either of the left and right lenses of the glasses, and the image displayed on the LCD is reflected diagonally from one side of the user's eye through the reflective mirror and eyepiece, and further through the lenses of the glasses. Will be given.
  • this image display device also has points to be improved.
  • viewing the image is one eye.
  • this image display device is not suitable for long-time use.
  • an image display device having two display units, that is, a display unit for the right eye and a display unit for the left eye, may be developed.
  • 'It is an object of the present invention to provide an image display device that can be used for a long time.
  • a main body capable of being mounted on a user's head, and each of the main body and the main body are configured to display a predetermined image.
  • the image display device includes a right-eye display unit and a left-eye display unit, which are attached to the main body so as to be put into a left-eye view.
  • the image display device can ensure the visibility of both eyes when the user wears the main body on the head and looks at the front.
  • the display means for the right eye and / or the display means for the left eye can be positioned at an appropriate position in accordance with the position of the right eye and the left eye of the user and can be fixed to the main body.
  • This image display device includes two display means, a right-eye display means and a left-eye display means. Therefore, the user does not experience excessive fatigue caused by the single display means.
  • the display means for the right eye and the display means for the Z or the left eye in this image display device can be positioned at an appropriate position in accordance with the position of the right eye and the left eye of the user and can be fixed to the main body. Have been. By enabling such positioning, the user is less likely to experience fatigue due to individual differences such as differences in eye width and visual acuity, so that the user can use it for a long time, especially for a long time. Enables you to view images.
  • the display means for the right eye in the image display device is for displaying a predetermined image, and when the user wears the main body on the head and looks at the front, the user is out of the field of view of the right eye.
  • the image may be attached to the main body such that the image enters the view of the right eye only when a person shifts the line of sight of the right eye.
  • the display means for the left eye is for displaying a predetermined image, and when the user wears the main body on the head and looks at the front, the user loses the view of the left eye, and the user has the left eye. Gaze May be attached to the main body such that the image enters the field of view of the left eye only when the image is shifted from the front.
  • the display means for the right eye and / or the display means for the left eye in the image display device of the present invention can be positioned at an appropriate position according to the position of the right eye and the left eye of the user and can be fixed to the main body. . Only one of the right-eye display means and the left-eye display means may be movable, or both may be movable. There are no particular restrictions on the direction of the movement or the mechanism of the movement.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye can be positioned and fixed in the left and right directions according to the eye width of the user.
  • the spacing between the right-eye display means and the left-eye display means must match the eye width, which is extremely important for limiting the fatigue caused by viewing the image. This is important because if there is a gap here, it may be difficult to see the image itself, rather than increasing fatigue. Conversely, this interpupillary alignment dramatically reduces fatigue from viewing the image.
  • the specific configuration of the display means for the right eye and the display means for the left eye does not matter as long as it can display an image.
  • These can include, for example, at least a display for displaying an image and an optical system for guiding the image displayed on the display to the eyes of the user.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye include the display as described above and an optical system, and may be an integrated unit. If the right-eye display means and the left-eye display means are united, it is easy to retrofit them to the main body, and the right-eye display means, and Z or the left-eye display means are provided by the user. It is easy to position it at an appropriate position in accordance with the positions of the right and left eyes and to fix it to the main body.
  • the right-eye display unit and the left-eye display unit which are formed as an integrated unit, may be positioned and fixed in the left-right direction in accordance with the eye width of the user.
  • the optical system described above displays the image displayed on the display on the retina of the user's right eye or left eye.
  • a lens for imaging wherein the lens is located on the right side of the user.
  • the image may be configured to be selectable according to the visual acuity of the right eye or the left eye of the user. In this way, regardless of the user's eyesight, an image can be viewed with reduced fatigue.
  • One or more lenses may be used.
  • the characteristics of the lens may be changed by any method. This characteristic may be changed by selecting or increasing or decreasing the lens.
  • the optical system includes one lens that forms an image displayed on the display on the retina of the right eye or the left eye of the user, and the lens is provided on the retina of the right eye or the left eye of the user. In order to appropriately form the image, it is configured such that the position on the optical path from the display to the retina can be positioned and fixed according to the visual acuity of the right or left eye of the user.
  • the shape of the main body may be any. If the display means can be attached, and it does not hinder that the user can secure the visibility when the user wears the main body on the head and looks at the front, it is sufficient.
  • the main body can be formed, for example, in the shape of glasses.
  • the glasses shape in this case includes a goggle shape.
  • the main body may be provided with an eyeglass frame having lower frames corresponding to the right eye and the left eye, respectively.
  • the display means for the right eye can be attached to the lower frame corresponding to the right eye
  • the display means for the left eye can be attached to the lower frame corresponding to the left eye.
  • the eyeglass frame here is annular or not. All you need is the lower glasses frame.
  • the body may be provided with eyeglass lenses corresponding to each of the right and left eyes.
  • the display means for the right eye can be attached to the lower end of the spectacle lens corresponding to the right eye
  • the display means for the left eye can be attached to the lower end of the spectacle lens corresponding to the left eye.
  • the spectacle lens referred to here does not matter whether it is prescription or not.
  • the eyeglass lens should be compatible with the right eye
  • the thing corresponding to the left eye may be a series.
  • the main body further includes an elongated front portion which is disposed in front of both eyes of the user in a direction parallel to the eyes when the main body is attached to the head of the user; And a fixing unit for mounting the unit on the head of the user.
  • the display means may be provided on the front part.
  • the front portion may be, for example, a bar or a thin plate having a small width.
  • the front portion may be, for example, a bar or a thin plate having a small width.
  • the diameter of the front portion in the case of a rod shape can be, for example, about 10 mm to 30 mm, and the width of the front portion in the case of a thin plate shape can be, for example, about 10 mm to 50 mm.
  • the diameter of the front part in the case of a rod and the width of the front part in the case of a thin plate need not be the same in all parts.
  • the width of the front part can be set to a width that can hide the display means for the right eye and the display means for the left eye, for example.
  • the main body may appropriately include the right-eye display means and the left-eye display means formed as an integrated unit.
  • Right eye holding means and left eye holding means each of which is fixedly held at the position, may be provided. If the right-eye holding means and the left-eye holding means are provided, it is easy to retrofit the right-eye display means and the left-eye display means to the main body, and the right-eye display means and the left-eye display means are provided. Therefore, it is easy to fix to the main body after positioning at an appropriate position in accordance with the positions of the right eye and the left eye of the user.
  • the right-eye display means and the left-eye display means which are formed as an integral unit, have a function of fixedly holding them at appropriate positions, respectively
  • the right-eye display means and the left-eye display means Is not limited to a specific configuration.
  • they both have two holding plates arranged vertically one above the other so as to be parallel in the length direction, and an integrated unit is provided at an appropriate position in the length direction of the holding plates.
  • the display means for the right eye or the display means for the left eye is sandwiched between the display means for the right eye and the display means for the left eye.
  • both the right-eye holding means and the left-eye holding means may include an elastic body disposed on at least one of the two holding plates over the length direction.
  • the right-eye display means or the left-eye display means can be held between the holding plates for the right-eye holding means or the left-eye holding means by the holding force of the elastic body, so that the right-eye display means and the left-eye display means are held. It is easy to fix the display means to the main body after positioning the display means at an appropriate position in accordance with the positions of the right and left eyes of the user.
  • the right-eye holding means or the left-eye holding means holds the right-eye display means or the left-eye display means so as to be located in front of the right eye and the left eye of a user who has the main body mounted on the head. You can do it.
  • the right-eye holding unit or the left-eye holding unit may be configured as follows. That is, when the right-eye display means or the left-eye display means, which is an integrated unit, is held by the right-eye holding means or the left-eye holding means, the right-eye display means: When the person wears the main body on the head and shifts the line of sight of the right eye downward by a predetermined angle of 20 ° or more from the front, the image enters the view of the right eye, and is displayed for the left eye.
  • the means is arranged such that, when the user wears the main body on the head and shifts the line of sight of the left eye downward by a predetermined angle of 20 ° or more from the front, the image enters the field of view of the left eye. Can be.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye enter the field of view of the user only when the user shifts his / her line of sight downward by 20 ° or more. This is to prevent the right-eye display means or the left-eye display means from entering the field of view when facing the front, preventing the field of view from the outside world from being secured. It is an ingenuity that takes into account the fact that the user's fatigue in such cases is reduced. The reason that the user's fatigue when viewing images is reduced by doing this is as follows.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye can enter the field of view only when the user shifts the line of sight downward by 20 ° or more.
  • the parasympathetic nerves that act on it can maintain a relaxed state when viewing images, and can view images without accumulating fatigue.
  • entering the field of view when shifted downward by 20 ° or more here refers to the case where the image enters the field of view when the user shifts his / her line of sight right below from the front, and the case where the image is shifted diagonally downward. And the case where the image enters the field of view. The same applies to other angles.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye can be attached to the main body so as to enter the field of view only when the user shifts his / her line of sight downward by 20 ° or more and 70 ° or less. It is difficult to look down at more than 70 °, and if you dare to request it, you will rather cause fatigue.
  • the display means for the right eye and the display means for the left eye can be attached to the main body so that the user enters the field of view only when the user shifts his / her line of sight downward by about 45 °. If the angle required to shift the line of sight required to view an image is approximately 45 °, the fatigue of the user is likely to be minimized.
  • the optical system provided in the display means for the right eye and the display means for the left eye is as described above. Is provided with a lens for forming an image displayed on the retina of the user's right or left eye.
  • the center axis of the lens for the right eye is aligned with the line of sight of the right eye, and the lens for the left eye.
  • the central axis of may be such that it substantially coincides with the line of sight of the left eye.
  • the display device serving as the display means for the right eye and the display device for the left eye and the main body of the image display device described above are valuable as components constituting the image display device.
  • Such a display device has a main body that can be mounted on the user's head, and each of the main body displays a predetermined image, and the user in a state where the main body is mounted on the head has a right eye.
  • right-eye display means and left-eye display means attached to the main body so as to be put into the field of view of the left eye, and the right-eye display means, and Z or the left-eye display means are provided.
  • a right-eye display unit or a left-eye display unit of the image display device which is positioned at an appropriate position in accordance with the position of the right eye and the left eye of the user and can be fixed to the main body. It is a display device that becomes a part of the image display device.
  • the display device includes at least a display for displaying an image and an optical system for guiding the image displayed on the display to the user's eyes, and is an integrated unit. ing.
  • the main body which is a component of the image display device, includes a main body that can be mounted on the user's head, and a main body that displays a predetermined image, and the main body is mounted on the head.
  • a right-eye display unit and a left-eye display unit which are attached to the main body so that the user of the right eye or the left eye can be put into the view of the right eye or the left eye, and the right eye display unit and / or
  • the display means for the left eye is adapted to be positioned at an appropriate position in accordance with the position of the right eye and the left eye of the user and fixed to the main body, and a display for displaying an image;
  • An image display comprising: a right-eye holding unit; and a left-eye holding unit, which fixedly hold the right-eye display unit and the left-eye display unit as an integrated unit at appropriate positions, respectively. It is a main body that is a part of the device.
  • the main body which is a component of the image display device, can be mounted on the user's head, and the right-eye display unit and the left-eye display unit, which are formed as an integral unit, are appropriately mounted.
  • a right-eye holding unit and a left-eye holding unit are fixedly held at the respective positions.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the entire image display device of the first embodiment when viewed from behind.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the structure of the right-eye socket and the left-eye socket of the image display device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the display device for the right eye of the image display device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a fixing structure of an imaging lens used in the right-eye display device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing another example of the fixing structure of the imaging lens used in the right-eye display device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a side view schematically showing the relationship between the display device for the right eye and the right eye, and the display device for the left eye and the left eye when the image display device shown in FIG. 1 is used.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the entire image display device of the second embodiment when viewed from the front.
  • FIG. 8 is a perspective view of an image display device according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a side view schematically showing a state where the user wears the image display device shown in FIG. 8 on his / her head.
  • FIG. 10 is a perspective view of an image display device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a side view schematically showing a state where the user wears the image display device shown in FIG. 10 on his / her head.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the entire image display device 1 according to the first embodiment of the present invention when viewed from behind.
  • the image display device 1 includes a main body 10, a right-eye display device 20R for displaying an image, and a left-eye display device 20L.
  • the main body 10 in this embodiment has, but is not limited to, a frame shape of glasses, and includes a vine 11 and a frame 12.
  • the image display device 1 is used by being mounted on the head of a user. By putting the temple 11 on the user's ear, the user can fix the image display device 1 to the head.
  • the frame frame 12 includes a right-eye frame frame 12R and a left-eye frame frame 12L.
  • the right-eye frame frame 1 2R is a frame frame located in front of the right eye of the user when the image display device 1 is fixedly mounted on the head of the user, and is a frame frame for the left eye.
  • 12 L is a frame positioned in front of the left eye of the user when the image display device 1 is mounted.
  • both frame frames 12L and R are formed in an annular shape, although this is not necessary.
  • the lower part of both frame frames 12L and R is the lower frame in the present invention.
  • a right-eye lens 13R and a left-eye lens 13L are fitted inside the right-eye frame frame 12R and the left-eye frame frame 12L in this embodiment, respectively.
  • Both the right-eye lens 13R and the left-eye lens 13L are colorless and transparent glass plates formed in a gentle curved surface with no degree.
  • the right-eye lens 13 R and the left-eye lens 13 L may be filled or colored, or may be made of a material other than glass, such as resin. .
  • the right-eye lens 13R and the left-eye lens 13L may not be present.
  • a socket 14R for the left eye and a socket 14L for the left eye are provided below the right eye frame 1 2R and the left eye frame 1 2L.
  • the right-eye socket 14R fixes the right-eye display device 2OR to the main body 10 while being positioned at an appropriate position in accordance with the position of the right eye of the user.
  • the left-eye socket 14L fixes the left-eye display device 20L to the main body 10 while being positioned at an appropriate position in accordance with the position of the left eye of the user.
  • the right-eye socket 14R and the left-eye socket 14L in the present embodiment are tilted upward by a predetermined angle from the horizontal direction, and the right-eye display device 2OR or the left-eye display device 20L can be supported.
  • both the right-eye socket 14R and the left-eye socket 14L in the present embodiment have a box shape having openings 15R and 15L on one surface.
  • the right-eye display device 2OR is fixed to the right-eye socket 14R while being fitted into the right-eye socket 14R from the opening 15R.
  • the left-eye display device 20L is fixed to the left-eye socket 14L while being fitted into the left-eye socket 14L from the opening 15L.
  • the right-eye socket 14R and the left-eye are inclined upward by a predetermined angle from the horizontal direction.
  • the width of the opening 15R of the right-eye socket 14R (the length in the short direction of the opening 15R) is set to the vertical direction of the right-eye display 2OR so that the right-eye display 2OR can be fixedly held.
  • the “vertical direction of the right-eye display device 2 OR” means the length of the right-eye display device 2 OR in the vertical direction when the fixed horizontal and vertical directions are planned. This will be described later.) It is almost the same as the length. Therefore, when inserting the right-eye display device 2OR into the right-eye socket 14R from the opening 15R, a certain amount of force is required, and as a result, the right-eye display device 2OR is inserted into the right-eye socket 14R from the opening 15R.
  • the displayed right-eye display device 20R is fixedly held inside the right-eye socket 14R.
  • the width of the opening 15L of the left-eye socket 14L (the length of the opening 15L in the short-side direction) of the left-eye display device 20L is set so that the left-eye display device 20L can be fixedly held.
  • Vertical direction means the vertical and horizontal directions when fixed It means the vertical length of the left-eye display device 20L whose orientation is planned. This will be described later. ) Is almost the same as the length.
  • the left-eye socket 14 4 The left-eye display device 20L inserted inside L is fixedly held inside the left-eye socket 14L.
  • the right-eye display device 2OR is fixed by two opposing plates (which correspond to the holding plates in the present invention) located above and below the right-eye socket 14R.
  • the fixing of the left-eye display device 20L is performed by clamping by two opposing plates (which correspond to the clamping plates in the present invention) located above and below the left-eye socket 14L.
  • the right-eye socket 14 R and the left-eye socket 14 L in this embodiment are not necessarily provided inside.
  • a panel panel 16 having a substantially U-shaped cross section is provided so that the interval becomes narrower toward the opening.
  • the length of the right-eye socket 14 R in the longitudinal direction is the right-eye display device 20-horizontal horizontal direction (the “horizontal direction of the right-eye display device 2 OR” is planned to be the vertical and horizontal directions when fixed) It means the horizontal length of the right-eye display device 2OR, which will be described later.) Therefore, the right-eye display device 2OR can be fixed to the right-eye socket 14R while being positioned at an appropriate position in the longitudinal direction of the right-eye socket 14R. This positioning is performed such that the relative positional relationship between the position of the right-eye display device 2OR and the position of the right eye of the user is a predetermined positional relationship.
  • the length of the left eye socket 14 L in the longitudinal direction is 2
  • the horizontal direction of the OL (the “horizontal direction of the left-eye display device 20L” means the horizontal length of the left-eye display device 20L in which the fixed horizontal and vertical directions are planned. This will be described later. It is longer than the length of. Therefore, the left-eye display device 20L can be fixed to the left-eye socket 14L while being positioned at an appropriate position in the longitudinal direction of the left-eye socket 14L. This positioning is performed so that the relative positional relationship between the position of the left-eye display device 20L and the position of the left eye of the user is a predetermined positional relationship.
  • the right-eye display device 2OR and the left-eye display device 20L can be adjusted to the eye width of the user.
  • the configurations of the right-eye display device 20R and the left-eye display device 2OL will be described mainly with reference to FIG. Note that, although not limited to this, the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L in this embodiment have a bilaterally symmetric configuration. Of the left-eye display device 20L will be omitted.
  • the right-eye display device 2OR includes a display 21, a controller 22, and an imaging lens 23, and these are not necessarily required to be, but in this embodiment, they have a rectangular parallelepiped shape. It is configured to be stored in the storage case 24 that is provided.
  • the right eye display 2 OR is an integrated unit.
  • L in FIG. 3 indicates an optical path along which light from the display 21 travels toward the user's eyes.
  • the display 21 displays an image.
  • a liquid crystal display is adopted as the display 21 in consideration of the fact that the size can be easily reduced.
  • the controller 22 controls an image displayed on the display 21.
  • the controller 22 receives an image signal such as a video signal or an RGB signal from outside the right-eye display device 2OR by wire or wirelessly, and displays an image based on the image signal on the display 21.
  • the controller 22 does not need to be provided inside the right-eye display device 2OR, and all or a part of the controller 22 may be provided outside the right-eye display device 20R.
  • the controller 22 also You may be comprised including euna. In this case, the controller 22 receives a general television broadcast radio wave and decodes it to display a television broadcast image on the display 21.
  • the image displayed by the controller 22 on the display 21 is not limited to this, and may be an image reproduced based on the image data recorded on a recording medium such as a DVD or a personal computer, a game device, or the like. There is a wide range of possibilities, such as images reproduced based on computer-generated image data.
  • the imaging lens 23 guides the image displayed on the display 21 to the eyes of the user and forms an image on the eyes of the user.
  • the front of the storage case 24 (the surface of the storage case that faces the user's eyes during use) is provided with a hole, and the imaging lens 23 exposes one surface from the hole. ing.
  • the imaging lens 23 in this embodiment is a single lens, the imaging lens 23 may be configured by a combination of a plurality of lenses.
  • the imaging lens 23 of this embodiment is not necessarily required, but is selectable. The choice is made according to the user's vision (more specifically, the vision of the right eye). Any mechanism may be used to make the imaging lens 23 selectable.
  • the imaging lens 23 can be selected by the configuration shown in FIGS. 3 and 4. I have to.
  • the storage case 24 in this embodiment has an upper surface which is openable and closable by using, for example, a hinge, and an imaging lens 23 below the inner bottom surface. It has a lens holder 25 with a gap for clamping from the side.
  • a plurality of imaging lenses 23 prepared in advance so as to correspond to the user's eyesight are selected according to the result of the eyesight inspection of the user, the upper surface of the storage case 24 is opened, and the lens holder 25 is opened. By sandwiching the imaging lens 23 between the two, the selection and assembly of the imaging lens 23 can be performed.
  • the above-described lens selection is for appropriately forming an image displayed on the display 21 on the retina of the user's right eye, and appropriately forming an image displayed on the display 21 on the retina.
  • the imaging lens 23 is positioned on the optical path from the display 21 to the retina in place of the configuration that allows the lens selection, and is fixed. Can be adopted.
  • This configuration can be, for example, as follows (see FIG. 5).
  • the upper surface of the storage case 24 is openable and closable, and a lens holder 26 for holding the imaging lens 23 is provided on the inner bottom surface of the storage case 24.
  • a hole which is internally threaded and extends along the optical axis of the imaging lens 23 is provided below the lens holder 26 so as to penetrate the lens holder 26.
  • a bolt 27 is screwed into the hole so as to penetrate the hole.
  • the port 27 also penetrates the storage case 24, and the head provided with a notch such as “10” or “1” is exposed outside the storage case 24.
  • the right-eye display device 2OR is fitted into the right-eye socket 14R in a predetermined direction.
  • the approximate vertical direction at that time, that is, the front-to-back direction in FIG. 3 is the vertical direction of the right-eye display device 2 OR
  • the horizontal direction at that time, that is, the left-right direction in FIG. 3 is the right-eye display device 2 OR. It is horizontal.
  • the length in each of these directions is the vertical length of the right-eye display device 2OR and the horizontal length of the right-eye display device 2OR. The same applies to the case of the left-eye display device 20.
  • the right-eye display device 2OR may be provided with a reflector that is arranged between the display 21 and the eye and that changes the traveling direction of light emitted from the display 21 by reflection.
  • the use of the reflector increases the degree of freedom in the arrangement of the display 21, the imaging lens 23, and the eyes.
  • the display device 2OR for the right eye in this embodiment includes a reflector 28.
  • the reflector 28 can be constituted by a mirror, a prism, or the like, but the reflector 28 in this embodiment is a prism.
  • the reflector 28 in this embodiment is arranged between the display 21 and the imaging lens 23, and changes the direction of light by 90 °. That is, in this embodiment, the light emitted from the display 21 is reflected by the reflector 28 and then passed through the imaging lens 23. After passing through, the image is formed on the retina of the user's right eye.
  • this image display device 1 In order to use this image display device 1, it is necessary to attach the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L to the main unit 10, but prior to that, the right-eye display device is required. It is necessary to adjust the imaging lens 23 of the 20 R and the left eye display device 20 L.
  • the adjustment of the imaging lens 23 is performed by selecting the imaging lens 23 or moving the imaging lens 23 in accordance with the visual acuity of the user. Since the imaging lens 23 of this embodiment can be selected as described above, the adjustment of the imaging lens 23 is performed by selecting the imaging lens 23.
  • the imaging lens 23 for the right eye is mounted on the lens holder 25 inside the display device 2OR for the right eye
  • the imaging lens for the left eye is mounted on the lens holder 25 inside the display device 20L for the left eye.
  • the imaging lens 23 can be appropriately positioned and fixed on the optical path from the display 21 to the retina
  • the imaging lens existing inside the right-eye display device 2OR The position on the optical path of 23 is positioned and fixed according to the visual acuity of the user's right eye, while the position on the optical path of the imaging lens 23 inside the left eye display device 20L is fixed. Fix the position after positioning it according to the eyesight of the user's left eye. If the configuration employed to enable the imaging lens 23 to be properly positioned and fixed on the optical path from the display 21 to the retina is as described above, the rotation of the port 27 By appropriately adjusting the direction and the angle, the positioning and fixing of the imaging lens 23 inside the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L are executed.
  • the right-eye display device 20 R and the left-eye display device 20 L are attached to the main body 10.
  • the display device 20R is fitted into the right eye socket 14R, and the left eye display device 20L is fitted into the left eye socket 14L. Measure the user's eye width before aligning the eye width of the user, the right eye display device 2OR and the left eye display device 20L, and perform the fitting work based on that.
  • the right eye display device 2OR and the left eye display device 20L can be easily adjusted to match the eye width of the user.
  • the image display device 1 in which the right-eye display device 20 R and the left-eye display device 20 L were attached to the main body 10 was fixed by the user on the head in the same manner as the glasses. Used in state. In order to mount the image display device 1 fixedly on the head, the two temples 11 of the main body 10 may be locked to both ears of the user.
  • the user can view the image displayed by the right-eye display device 2OR with the right eye and the image displayed by the left-eye display device 20L with the left eye, respectively, according to the user's intention. Become like
  • the right-eye display device 20 R and the left-eye display device 20 L are not provided with the right-eye frame frame 12 R or the left-eye frame frame 12 L of the main body 10 in the frame shape of the glasses. Since it is attached to the lower frame, the user cannot see the image displayed on the right-eye display device 2OR with his right eye as long as the user looks at the front, and the user cannot see the image displayed on the left eye. Cannot see the image displayed on the left eye display device 20L. In other words, even when the image display device 1 is worn on the head, the user can secure the same visual field as when wearing ordinary glasses, and at least as long as he looks at the front, the visual field is secured it can. That is, even if the image display device 1 is worn on the head, the user does not hinder daily life.
  • the user wearing the image display device 1 on his / her head lowers his / her line of sight to display the image displayed on the right eye display device 2 OR with the right eye and the left eye display device 20 with the left eye. You can see the image displayed on L.
  • the angle of the line of sight is determined by the imaging lens 23 and the pupil of the right eye that are exposed from the right-eye display device 2 OR, and the imaging lens 23 and the pupil of the left eye that are exposed from the left-eye display device 20 L. It is an angle that faces each other.
  • the image displayed on the right-eye display device 2OR with the right eye when the gaze is lowered by 45 ° from the state where the head is facing the front is not limited to this.
  • the image displayed on the left eye display device 20L can be seen with the eyes (see Fig. 6).
  • This angle should be at least 20 ° or more in order to secure the user's visual field when the images displayed on the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L are not viewed. Good. If the angle is too large, it is difficult to view images displayed on the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L. Therefore, the angle is set to 70 ° or less. It is preferable to keep it. At such an angle, the right eye socket 14R and the left eye socket 14L are fixed to the lower frame of the right eye frame 12R or the lower frame of the left eye frame 12L.
  • the light emitted from the display 21 is reflected by the reflector 28, passes through the imaging lens 23, and is An image is formed on the retina of the right eye or the left eye, so that the user can see the image.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the entire image display device 2 according to the second embodiment of the present invention when viewed from the front.
  • the image display device 2 includes a main body 10, a right-eye display device 20R for displaying an image, and a left-eye display device 20L. It is comprised including.
  • This image display device 2 has substantially the same configuration as the image display device 1 of the first embodiment, and the manner of use is not changed.
  • the configurations of the right-eye display device 2OR and the left-eye display device 20L are completely the same as those of the image display device 1 of the first embodiment.
  • the image display device 2 according to the second embodiment is different from the image display device 1 according to the first embodiment in the configuration of the main body 10, the right-eye socket 14 R for the main body 10, and the left-eye socket 1. 4 L mounting structure.
  • the main body 10 of the image display device 2 has a frame including a temple 11, a right-eye frame frame 12R, and a left-eye frame frame 12L. It has a frame 12, a right-eye lens 13R, and a left-eye lens 13L. However, the right-eye frame 12 R and the left-eye frame 12 L Unlike the image display device 1 according to the embodiment, the image display device 1 does not have a ring shape, and does not include the lower frame that the image display device 1 according to the first embodiment has.
  • the image display device 2 cannot adopt a configuration like the image display device 1 of the first embodiment in which the right-eye socket 14R and the left-eye socket 14L are attached to the lower frame. Therefore, in the image display device 2, a right-eye socket 14R is attached to the lower end of the right-eye lens 13R, and a left-eye socket 14L is attached to the lower end of the left-eye lens 13L. I have.
  • the configuration of the right-eye socket 14R and the left-eye socket 14L, and the mounting angles thereof are the same as those of the image display device 1 in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view of the image display device 3 according to the third embodiment
  • FIG. 9 is a side view showing a use state of the image display device 3.
  • the image display device 3 shown in FIGS. 8 and 9 is basically configured in the same manner as the image display device 1 described in the first embodiment.
  • the image display device 3 is different from the image display device 1 in that the main body 10 of the image display device 1 includes a vine 11, a frame 12, and lenses 13 R and L, and is configured in a glasses frame shape.
  • the main body 10 of the image display device 3 according to the third embodiment is configured to include a temple 11 and a front portion 17.
  • the front portion 17 of the image display device 3 is formed in an elongated shape, more specifically, in a thin plate shape having a small width.
  • the width of the front part 17 is not necessarily limited to 15 mm.
  • a socket 14 (right eye socket 14 R, left eye socket 1 4L), and a right-eye display device 20R and a left-eye display device 20L can be fitted into the sockets 14R and L in the same manner as in the first embodiment.
  • the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L are viewed from the front by the user wearing the main body 10 on the head. Attached to the back of the front part 17 if they are not visible from the front It has become possible to be.
  • the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L of the image display device 3 also allow the user to view the image generated when the user looks down. It is attached to the front part 17 at an angle as shown. Also, when the user wears the main body 10 on his / her head so that the user can see the images generated by the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L when the user looks down, It is located slightly below the eyes of the user.
  • the configurations of the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L are the same as those of the image display device 1.
  • the image displayed on the right-eye display device 2OR with the right eye when the gaze is lowered by 45 ° from a state where the head is facing the front is not limited to this.
  • the image displayed on the left-eye display device 20L can be viewed (see Fig. 9).
  • This angle is preferably at least 20 ° or more in order to secure a field of view in the front direction of the user when viewing images displayed on the display devices 20R and 20L. Further, if the angle is too large, it becomes difficult to view the images displayed on the display devices 20R and 20L. It is preferable to set the following.
  • the sockets 14R and 14L are fixed to the front portion 17 at such an angle that the user can view the display devices 20R and 20L at the angles described above.
  • the image display device 4 according to the fourth embodiment is as shown in FIGS.
  • FIG. 10 is a perspective view of the image display device 4 according to the fourth embodiment
  • FIG. 11 is a side view showing a use state of the image display device 4.
  • the image display device 4 shown in FIGS. 10 and 11 is basically configured in the same manner as the image display device 1 described in the first embodiment.
  • the difference between the image display device 4 and the image display device 1 is that the main body 10 of the image display device 1 includes a vine 11, a frame 12 and lenses 13R and L, and is configured in an eyeglass frame shape.
  • the image display device 4 according to the fourth embodiment The main body 10 includes a vine 11 and a front part 17.
  • the front portion 17 provided in the image display device 4 is a rod having a substantially circular cross section in this embodiment.
  • the diameter of the front portion 17 is 13 mm, though not necessarily limited thereto.
  • a socket 14 (right-eye socket 14R, left-eye socket 14L) is embedded in the back of the front part 17 (the side that faces the user's face when the main body 10 is mounted on the user's head).
  • the right eye display device 20R and the left eye display device 20L can be fitted into the sockets 14R and L in the same manner as in the first embodiment. Also, it is not necessary to do so, but in this embodiment, the right eye display device 20R and the left eye display device 20L are arranged such that when the user wearing the main body 10 on the head is viewed from the front, they are It can be attached to the back of the front part 17 so that it cannot be seen from the front.
  • the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L in the image display device 4 also generate images generated by the user when the user looks down.
  • the front part 17 has the main body part 10 mounted on the head so that the image generated by the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L can be seen when the user looks down. Sometimes it is positioned slightly below the user's eyes.
  • the configurations of the right-eye display device 20R and the left-eye display device 20L are the same as those of the image display device 1.
  • the image displayed on the right-eye display device 2OR with the right eye when the gaze is lowered by 45 ° from a state where the head is facing the front is not limited to this.
  • the image displayed on the left-eye display device 20L can be viewed (see FIG. 11).
  • This angle is preferably at least 20 ° or more in order to secure a visual field in the front direction of the user when an image displayed on the display devices 20R and 20L is not viewed. If the angle is too large, it is difficult to view an image displayed on the display devices 20R and 20L. Therefore, the angle is preferably set to 70 ° or less.
  • the sockets 14R and 14L are fixed to the front part 17 at an angle such that the user can view the display devices 20R and 20L at the angles described above. Have been.

Abstract

 画像を視界の一部に表示するタイプの画像表示装置であって、長時間の使用を可能とするものを提供する。 画像表示装置1は、メガネフレーム形状の本体10と、右目用表示装置20R及び左目用表示装置20Lとを備えて構成される。右目用表示装置20R及び左目用表示装置20Lは、使用者が本体10を頭部に装着して正面を正視したときに視界から外れるとともに、使用者が正面から視線をずらしたときにのみ視界に入るようにされ、且つ所定の画像を表示する。使用者は、正面の視野を確保でき、且つ45°下方を見ることで右目用表示装置20R、左目用表示装置20Lに表示された画像を見られる。右目用表示装置20R、左目用表示装置20Lは、使用者の目幅に合せて位置決めした上で、本体10に固定できる。

Description

明 細 書
技術分野
本発明は、 頭部に装着して使用可能な小型の画像表示装置に関す 発明の背景
頭部に装着して使用され、 使用者の眼前に画像を表示- スプレイ (HMD) タイプの画像表示装置が、 バーチヤルリァリティの実現を必 要とするゲーム分野をはじめとして種々の分野で利用されている。
かかる画像表示装置として、 例えば、 日本国公開特許公報 (平成 7年特許出願 公開第 2 0 9 6 0 0号) に開示のものを挙げることができる。
この画像表示装置は、 液晶表示装置(L C D)、 反射ミラ一、接眼レンズ等を 1 つの筐体に収容するとともに、 その筐体にクリップを取付けてなり、 クリップで メガネゃサングラスのフレームに装着するように構成されている。 筐体はメガネ の左右のレンズのいずれかの前方上部に取り付けられ、 L C Dに表示された画像 が反射ミラ一と接眼レンズ、 さらにメガネのレンズを介して、 使用者の一方の眼 に斜め上方から与えられることになる。
しかしながら、 この画像表示装置にも改良すべき点がある。 この画像表示装置 では、 画像を見るのが片目になる。
画像を片目で見ることは、 画像を見る使用者に大きな負担、 疲労を与えがちで ある。 したがって、 この画像表示装置は、 長時間の使用には向かない。
このような課題を解決するには、 右目用、 左目用の表示手段という、 2つの表 示手段を備えた画像表示装置を開発すればよい。
しかしながら、 人間の目幅や、 視力には個人差があるため、 2つの表示手段を 備えた画像表示装置を用いたとしても、 2つの表示手段が使用者に合っていなけ れば、 疲労が使用者に生じてしまうこともありうる。
そして、 かかる課題を解決して、 長時間の使用、 特には長時間画像を見ること を可能とした、 画像を視界の一部に表示するタイプの画像表示装置は、 未だ存在 しない。 発明の開示
' 本願発明は、 長時間の使用を可能とする画像表示装置を提供することを、 その 課題とする。
かかる課題を解決するため、 本願発明者は、 以下の発明を提案する。
本願発明は、 使用者の頭部に装着可能とされた本体と、 そのそれぞれが所定の 画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部に装着した状態の前記使用者 がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにして前記本体に取付けられてい る、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段を備えている画像表示装置である。 そ して、 この画像表示装置は、 前記使用者が前記本体を頭部に装着して正面を見た ときに両目の視界を確保できるようになつている。 また、 前記右目用表示手段、 及び/又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わせて適 当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにされている。
この画像表示装置は、 右目用表示手段、 左目用表示手段という、 2つの表示手 段を備えている。 したがって、 表示手段が 1つであることに由来する過度の疲労 を使用者に生じさせることがない。 それのみならず、 この画像表示装置における 右目用表示手段、 及び Z又は左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び左目の位置 に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにされている。 かかる位置決めを可能としたことで、 目幅や、 視力の相違などの個人差による疲 労を、 使用者に生じさせることが少なくなるので、 使用者が長時間使用する、 特 には長時間、 画像を見ることを可能とする。
なお、 画像表示装置における右目用表示手段は、 所定の画像を表示するもので あり、 前記使用者が前記本体を頭部に装着して正面を見たときに右目の視界から 外れるとともに、 前記使用者が右目の視線をずらしたときにのみ前記画像が右目 の視界に入るようにして前記本体に取付けられていてもよい。 また、 左目用表示 手段は、 所定の画像を表示するものであり、 前記使用者が前記本体を頭部に装着 して正面を見たときに左目の視界から外れるとともに、 前記使用者が左目の視線 を正面からずらしたときにのみ前記画像が左目の視界に入るようにして前記本体 に取付けられていてもよい。
本発明の画像表示装置における右目用表示手段、及び/又は左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に 固定できるようにされている。 右目用表示手段と、 左目用表示手段は、 その一方 のみが移動可能とされていてもよく、双方が移動可能とされていてもよい。また、 その移動の方向、 移動の機構にも特に制限はない。
前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段は、 使用者の目幅に合わせて左 右方向に位置決めして固定できるようにすることができる。 両目で画像を見る場 合には、 右目用表示手段と、 左目用表示手段との間の間隔が目幅に合っているこ とが、 画像を見ることにより生じる疲れを制限するためには極めて重要であり、 ここにずれがあると、 疲れが大きくなるどころか、 画像を見ること自体が困難と なる場合すらあるからである。 逆に、 この目幅合わせを行うと、 画像を見ること による疲労は劇的に軽減される。
前記右目用表示手段、 前記左目用表示手段は、 画像を表示できるようなもので あれば、 その具体的な構成は不問である。 これらは、 例えば、 画像を表示するデ イスプレイと、 このディスプレイに表示された画像を、 前記使用者の目へ導くた めの光学系とを少なくとも備えているものとすることとができる。 また、 前記右 目用表示手段、 前記左目用表示手段は、 上述の如きディスプレイと、 光学系とを 含み、 更に、 一体的なユニットとされていてもよい。 前記右目用表示手段、 前記 左目用表示手段がュニット化されていれば、 本体に対してこれらを後付けするの が容易であり、 右目用表示手段、 及び Z又は左目用表示手段を、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定するのが容 易である。 一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示 手段は、 使用者の目幅に合わせて左右方向で位置決めして固定可能とされていて もよい。
前記右目用表示手段、 前記左目用表示手段がュニット化されているか否かによ らないが、 上述の光学系は、 前記ディスプレイに表示された画像を、 使用者の右 目又は左目の網膜に結像させるレンズを備えており、 前記レンズは、 使用者の右 目又は左目の網膜に前記画像を適切に結像させるため、 前記使用者の右目又は左 目の視力に応じて選択できるように構成されていてもよい。 このようにすれば、 使用者の視力の如何によらず、 疲労を低減した上で画像を見られるようになる。 レンズは一枚でも複数枚でも構わない。 また、 レンズの特性の変更は、 どのよう な手法により行われても構わない。 レンズの選択、 増減により、 この特性の変更 を行ってもよい。 レンズが複数枚である場合であれば、 光路上で複数枚のレンズ のうちの少なくとも 1枚を移動させ、 レンズ間隔を変更し、 その位置決めした状 態で固定することで、 特性の変更を実現することができる。 レンズが 1枚である 場合には、 そのレンズを、 光路上で移動させてから固定することで、 上述の特性 の変更を実現することができる。 この場合、 前記光学系は、 前記ディスプレイに 表示された画像を、 使用者の右目又は左目の網膜に結像させる一のレンズを備え ており、 前記レンズは、 使用者の右目又は左目の網膜に前記画像を適切に結像さ せるため、 前記使用者の右目又は左目の視力に応じて前記ディスプレイから前記 網膜までの光路上での位置を位置決めして固定できるように構成される。
本体の形状はどのようなものでも構わない。 表示手段を取付けることができ、 且つ前記使用者が前記本体を頭部に装着して正面を見たときに視界を確保できる ようになつていることを阻害しないのであれば、 それで足りる。
本体は、 例えば、 メガネ形状に形成することができる。 この場合のメガネ形状 には、 ゴーグル形状も含む。
メガネ形状である場合、 本体は、 右目、 左目のそれぞれに対応する下枠を有す るメガネフレ一ムを備えたものとすることができる。 この場合には、 右目用表示 手段は右目に対応した下枠に、 左目用表示手段は左目に対応した下枠にそれぞれ 取付けることができる。 もっとも、 ここでいうメガネフレームは、 環状であるか 否かを問わない。 下側のメガネフレームのみを備えていればそれで足りる。 メガネ形状である場合、 本体は、 右目、 左目のそれぞれに対応するメガネレン ズを備えたものとすることができる。 この場合には、 右目用表示手段は右目に対 応したメガネレンズの下端に、 左目用表示手段は左目に対応したメガネレンズの 下端にそれぞれ取付けることができる。 もっとも、 ここでいうメガネレンズは、 度入りであるか否かを問わない。 また、 メガネレンズは、 右目に対応したものと 左目に対応したものが一連となっていても構わない。
本体は、 また、 前記本体が前記使用者の頭部に取付けられたときに、 前記使用 者の両目の前方に当該両目と平行な方向に配される細長い形状とされた正面部と、 この正面部を前記使用者の頭部に装着する固定部と、 を備えるものとされていて もよい。 この場合における、 前記表示手段は、 前記正面部に設けられているもの とされていてもよい。
前記正面部は、 例えば、 棒状、 又は幅の狭い薄板状とされていてもよい。 正面 部は、 例えば、 棒状、 又は幅の狭い薄板状とすることができる。 棒状である場合 の正面部の直径は、 例えば 1 0 mm〜3 0 mm程度、 薄板状である場合の正面部 の幅は例えば 1 0 mm〜 5 0 mm程度にすることができる。 棒状である場合の正 面部の直径、 及び薄板状である場合の正面部の幅は、 すべての部分で同じになつ ている必要はない。
この正面部の幅は、 例えば右目用表示手段、 左目用表示手段を隠せる程度の幅 にすることができる。
前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段が、 一体的なユニットとされて いる場合、 本体は、 一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左 目用表示手段を適宜な位置でそれぞれ固定的に保持する、 右目用保持手段、 及び 左目用保持手段を備えていてもよい。 右目用保持手段、 及び左目用保持手段があ れば、 本体に対して前記右目用表示手段、 前記左目用表示手段を後付けするのが 容易であり、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段を、 使用者の右目、 及び左目 の位置に合わせて適当な位置に位置決めしてから前記本体に固定するのが容易に なる。
一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を適 宜な位置でそれぞれ固定的に保持する機能を持ち合わせていれば、 前記右目用保 持手段、 及び左目用保持手段は、 具体的な構成を問わない。 例えば、 これらはと もに、 長さ方向で平行となるようにして上下に配された 2枚の挟持板を備えてお り、 その挟持板の長さ方向の適宜な位置に一体的なユニットとされた前記右目用 表示手段、又は前記左目用表示手段を挟み込ませることで、前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を、 使用者の目幅に合わせて左右方向に位置決めして固 定できるようなものとすることができる。この場合における前記右目用保持手段、 及び左目用保持手段はともに、 前記 2枚の挟持板の少なくとも一方に前記長さ方 向にわたって配された弾性体を備えているものとすることができる。 これであれ ば、 弾性体による挟持力によって、 右目用保持手段、 又は左目用保持手段の挟持 板の間に右目用表示手段、 又は左目用表示手段を挟持させられるので、 右目用表 示手段、 及び左目用表示手段を、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わせて適当 な位置に位置決めしてから前記本体に固定するのが容易になる。
前記右目用保持手段、 又は前記左目用保持手段は、 前記本体を頭部に装着した 使用者の右目、 左目の正面に位置するようにして前記右目用表示手段、 又は前記 左目用表示手段を保持するものとすることができる。
前記右目用保持手段、 又は前記左目用保持手段は、 また、 以下のように構成す ることができる。 即ち、 一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 又は前 記左目用表示手段を、 前記右目用保持手段、 又は前記左目用保持手段で保持した ときに、 右目用表示手段は、 前記使用者が前記本体を頭部に装着して正面から 2 0 ° 以上の所定の角度だけ右目の視線を下にずらしたときに、 前記画像が右目の 視界に入るようになつており、 左目用表示手段は、 前記使用者が前記本体を頭部 に装着して正面から 2 0 ° 以上の所定の角度だけ左目の視線を下にずらしたと きに、 前記画像が左目の視界に入るようになっているものとすることができる。 この場合における前記右目用表示手段、 前記左目用表示手段は、 使用者が視線 を下方に 2 0 ° 以上ずらした場合にのみ使用者の視界に入るようになつている。 これは、 正面を向いたときに右目用表示手段、 又は左目用表示手段が視界に入つ てしまい、 外界に対する視野を確保できないことを防ぐのと同時に、 このように することで、 画像を見る場合のュ一ザの疲労が小さくなることを考慮しての工夫 である。 このようにすることで、 画像を見る場合のユーザの疲労が小さくなる理 由は、 以下のとおりである。
人が伏し目で、 (顔を正面に向けた状態で伏し目での意味。 以下同じ。) 正面か ら下の方を見た場合には、副交感神経が働く。他方、 人が上目遣いで、 (顔を正面 に向けた状態で上目遣いでの意味。以下同じ。)正面から上の方を見た場合には、 交感神経が働く。 簡単にいうと、 副交感神経は、 睡眠中にはたらく神経であり、 体にエネルギー を蓄えるようにはたらき、 交感神経は覚醒中にはたらく神経であり、 エネルギー を発散するようにはたらく。したがって、副交感神経がはたらいている場合には、 血圧が下がる、 瞳孔が収縮する、 鼓動 '呼吸が遅くなる、 胃腸のはたらきが活発 になるといった作用が生じ、交感神経がはたらいている場合には、 これとは逆に、 血圧が上がる、 瞳孔が広がる、 鼓動 '呼吸が速くなる、 胃腸のはたらきが弱まる といった作用が生じる。
このことから明らかなように、 人は、 伏し目で正面から下の方を見ることで副 交感神経をはたらかせることが可能であり、 それによりリラックスした状態を作 ることができる。
本発明の画像表示装置が上述のようなものであれば、 右目用表示手段、 及び左 目用表示手段は、 使用者が視線を下方に 2 0 ° 以上ずらしたときにのみ視界に入 るようになっているので、それを見る際には、 自然と伏し目になる。 したがって、 それによつてはたらく副交感神経のはたらきにより、 画像を見るにあたってリラ ックスした状態を保つことが可能となり、 疲労を溜めずに画像を見られることに なる。 なお、 ここでいう 「下方に 2 0 ° 以上ずらしたときに視界に入る」 には、 使用者が視線を正面から真下にずらした場合に画像が視界に入る場合と、 斜め下 にずらした場合に画像が視界に入る場合の双方を含むものとする。 他の角度の場 合も同様である。
右目用表示手段、 及び左目用表示手段は、 使用者が視線を下方に 2 0 ° 以上、 7 0 ° 以下ずらしたときにのみ視界に入るようにして前記本体に取付けること ができる。 7 0 ° を超えて下方を見るのは困難であり、 使用者にそれをあえて要 求すると却って疲労を生じさせることになるからである。
右目用表示手段、 及び左目用表示手段は、 また、 使用者が、 視線を下方に略 4 5 ° ずらしたときにのみ視界に入るようにして、 本体に取付けることができる。 画像を見る際に要求される視線を下方にずらす角度が略 4 5 ° の場合には、 使用 者の疲労がもっとも少なくなる可能性が大きい。
右目用表示手段、 及び左目用表示手段がュニット化されているのであえれば、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段が備える前記光学系は、 前言 Ϊ に表示された画像を、 使用者の右目又は左目の網膜に結像させるレンズを備えて いる。 この場合のレンズはともに、 前記 2 0 ° 以上の所定の角度だけ右目、 又は 左目の視線を下にずらしたときに、前記右目用のレンズの中心軸は右目の視線に、 前記左目用のレンズの中心軸は左目の視線に略一致するようになっているものと してもよい。 このようにすることで、 使用者が視線を下方に 2 0 ° 以上の所定の 角度だけずらして右目用表示手段、 及び左目用表示手段が視界に入つたときに、 それらに表示された画像を見やすくなり、 疲労を抑えられる。
以上説明した画像表示装置の右目用表示手段、左目用表示手段となる表示装置、 及び本体は、 画像表示装置を構成する部品としての価値がある。
これらの例を、 以下にあげる。
かかる表示装置は、 使用者の頭部に装着可能とされた本体と、 そのそれぞれが 所定の画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部に装着した状態の前記 使用者がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにして前記本体に取付けら れている、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段を備えており、 前記右目用表示 手段、 及び Z又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わ せて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにされている、 画像表 示装置の、 右目用表示手段、 又は左目用表示手段となるものとされた、 画像表示 装置の部品となる表示装置である。 そして、 この表示装置は、 画像を表示するデ イスプレイと、 このディスプレイに表示された画像を、 前記使用者の目へ導くた めの光学系とを少なくとも備えているとともに、一体的なユニットとされている。 かかる画像表示装置の部品となる本体は、 使用者の頭部に装着可能とされた本 体と、 そのそれぞれが所定の画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部 に装着した状態の前記使用者がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにし て前記本体に取付けられている、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段を備えて おり、 前記右目用表示手段、 及び/又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるよう にされており、 且つ画像を表示するディスプレイと、 このディスプレイに表示さ れた画像を、 前記使用者の目へ導くための光学系とを少なくとも備えている、 画 像表示装置の部品となる本体であって、 使用者の頭部に装着可能とされるととも に、 一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を 適宜な位置でそれぞれ固定的に保持する、 右目用保持手段、 及び左目用保持手段 を備えている、 画像表示装置の部品となる本体である。 そして、 この画像表示装 置の部品となる本体は、 使用者の頭部に装着可能とされるとともに、 一体的なュ ニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を適宜な位置でそ れぞれ固定的に保持する、 右目用保持手段、 及び左目用保持手段を備えている。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1実施形態の画像表示装置を後方から見た場合の全体を示す斜視図 である。
図 2は、 図 1で示した画像表示装置の右目用ソケット、 及び左目用ソケットの 構造を示す側断面図である。
図 3は、 図 1で示した画像表示装置の右目用表示装置の構造を示す平面図であ る。
図 4は、 図 3で示した右目用表示装置内で用いられる結像レンズの固定構造を 示す斜視図である。
図 5は、 図 3で示した右目用表示装置内で用いられる結像レンズの固定構造の 他の例を示す斜視図である。
図 6は、 図 1で示した画像表示装置使用時の、 右目用表示装置と右目、 及び左 目用表示装置と左目の関係を概略で示す側面図である。
図 7は、 第 2実施形態の画像表示装置を前方から見た場合の全体を示す斜視図 である。
図 8は、 第 3実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
図 9は、 使用者が図 8に示す画像表示装置を頭部に装着した状態を概略的に表 す側面図である。
図 1 0は、 第 4実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
図 1 1は、 使用者が図 1 0に示す画像表示装置を頭部に装着した状態を概略的 に表す側面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明の好ましい第 1〜第 4実施形態を、 図面を参照して詳細に説明 する。
尚、 両実施形態の説明において共通する対象には重複する符号を用いるものと する。 また、 重複する説明は省略することがある。
《第 1実施形態》
図 1は、 本発明の第 1実施形態による画像表示装置 1を後方から見たときの全 体を示す斜視図である。
この画像表示装置 1は、 本体 1 0と、 画像を表示するための右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 Lを含んで構成されている。
この実施形態における本体 1 0は、 これには限られないが、 メガネのフレーム 形状をしており、 つる 1 1とフレーム枠 1 2を含んで構成されている。
画像表示装置 1は、 使用者の頭部に装着して使用される。 つる 1 1を使用者の 耳にかけることにより、使用者は、画像表示装置 1を頭部へ固定的に装着できる。 フレーム枠 1 2は、 右目用フレーム枠 1 2 Rと、 左目用フレーム枠 1 2 Lを含 んでいる。 右目用フレーム枠 1 2 Rは、 画像表示装置 1の使用者の頭部への固定 的な装着をなしたときに、 使用者の右目の前方に位置するフレーム枠であり、 左 目用フレーム枠 1 2 Lは、 画像表示装置 1の装着をなしたときに、 使用者の左目 の前方に位置するフレーム枠である。 かならずしもそうである必要はないが、 こ の実施形態では、 両フレーム枠 1 2 L、 Rともに、 環状に形成されている。 両フ レーム枠 1 2 L、 Rの下方の部分が、 本発明における下枠である。
この実施形態における右目用フレーム枠 1 2 R、 左目用フレーム枠 1 2 Lの内 側にはそれぞれ、 右目用レンズ 1 3 R、 左目用レンズ 1 3 Lが嵌められている。 右目用レンズ 1 3 R、 左目用レンズ 1 3 Lはともに、 度の入っていない緩やかな 曲面状に形成された無色透明のガラス板である。もっとも、右目用レンズ 1 3 R、 及び左目用レンズ 1 3 Lは、 度入りとされていても構わないし、 着色されていて も構わないし、 またガラス以外、 例えば樹脂で形成されていても構わない。 更に いえば、右目用レンズ 1 3 R、及び左目用レンズ 1 3 Lは、存在しなくてもよい。 右目用フレーム枠 1 2 R、 左目用フレーム枠 1 2 Lの下方にはそれぞれ、 右目 用ソケット 14Rと、 左目用ソケット 14Lが設けられている。 右目用ソケット 14Rは、 使用者の右目の位置に合わせて適当な位置に位置決めした状態で、 右 目用表示装置 2 ORを本体 10に対して固定するものである。 左目用ソケット 1 4Lは、 使用者の左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めした状態で、 左目 用表示装置 20Lを本体 10に対して固定するものである。
後述するように、 この実施形態における右目用ソケット 14R、 及び左目用ソ ケット 14Lは、 水平方向から所定の角度だけ上方向に傾けた状態で、 右目用表 示装置 2 OR又は、 左目用表示装置 20Lを支持できるようになつている。
この実施形態における右目用ソケット 14R、左目用ソケット 14Lはともに、 図 2に示したように、 一面が開口 15 R, 15 Lとされた箱形状となっている。 右目用表示装置 2 ORは、 開口 15 Rから右目用ソケット 14 Rの内部に嵌め込 まれた状態で右目用ソケット 14Rに固定される。 左目用表示装置 20 Lは、 開 口 15 Lから左目用ソケット 14 Lの内部に嵌め込まれた状態で左目用ソケット 14 Lに固定される。
なお、 水平方向から所定の角度だけ上方向に傾けた状態で、 右目用表示装置 2 OR又は、 左目用表示装置 20Lを支持できるようにするため、 この実施形態の 右目用ソケット 14R、 及び左目用ソケット 14Lの開口 15R、 15Lは、 水 平方向から所定の角度だけ上方向に傾いている。
右目用表示装置 2 ORの固定的な保持を可能とするため、 右目用ソケット 14 Rの開口 15Rの幅 (開口 15 Rの短手方向の長さ) は、 右目用表示装置 2 OR の縦方向(「右目用表示装置 2 ORの縦方向」 とは、固定時の縦横方向が予定され ている右目用表示装置 2 ORの縦方向の長さを意味する。 これについては、 後述 する。)の長さと略同じとされている。 したがって、右目用表示装置 2 ORを開口 15 Rから右目用ソケット 14 Rの内部に揷入する場合には、 多少の力が必要と なり、 その結果、 開口 15Rから右目用ソケット 14Rの内部に挿入された右目 用表示装置 20 Rは、 右目用ソケット 14 Rの内部に固定的に保持されることに なる。 同様に、 左目用表示装置 20Lの固定的な保持を可能とするため、 左目用 ソケット 14Lの開口 15 Lの幅 (開口 15 Lの短手方向の長さ) は、 左目用表 示装置 20Lの縦方向(「左目用表示装置 20Lの縦方向」 とは、 固定時の縦横方 向が予定されている左目用表示装置 2 0 Lの縦方向の長さを意味する。 これにつ いては、後述する。) の長さと略同じにされている。 したがって、 左目用表示装置 2 0 Lを開口 1 5 Lから左目用ソケット 1 4 Lの内部に挿入する場合には、 多少 の力が必要となり、 その結果、 開口 1 5 Lから左目用ソケット 1 4 Lの内部に挿 入された左目用表示装置 2 0 Lは、 左目用ソケット 1 4 Lの内部に固定的に保持 されることになる。
上述の場合、 右目用表示装置 2 O Rの固定は、 右目用ソケット 1 4 Rの上側及 び下側に位置する対向する 2枚の板(これらが本発明における挟持板に相当する) による挾持によって行われ、 左目用表示装置 2 0 Lの固定は、 左目用ソケット 1 4 Lの上側及び下側に位置する対向する 2枚の板 (これらが本発明における挟持 板に相当する) による挾持によって行われることになる。
右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 Lの固定をより確実なものと するため、 この実施形態における右目用ソケット 1 4 Rと左目用ソケット 1 4 L の内部には、 必ずしも必要ではないが、 図 2に示したような、 開口に向かって間 隔が狭くなるようにして断面略コの字形状に曲折された板パネ 1 6を配している。 曲折した板バネ 1 6の対向する部分にある隙間に、 右目用表示装置 2 0 R、 又は 左目用表示装置 2 0 Lを押し入れると、 板パネ 1 6の対向する部分により右目用 表示装置 2 0 R、 又は左目用表示装置 2 0 Lは押圧される。 これにより、 右目用 表示装置 2 0 Rの右目用ソケット 1 4 Rの内部での固定的な保持、 及び左目用表 示装置 2 0 Lの左目用ソケット 1 4 Lの内部での固定的な保持が、 確実に実現さ れる。
右目用ソケット 1 4 Rの長手方向の長さはそれぞれ、 右目用表示装置 2 0尺の 横方向(「右目用表示装置 2 O Rの横方向」 とは、 固定時の縦横方向が予定されて いる右目用表示装置 2 O Rの横方向の長さを意味する。 これについては、 後述す る。) の長さよりも長くなつている。 したがって、右目用表示装置 2 O Rは、右目 用ソケット 1 4 Rの長手方向の適当な位置に位置決めした状態で、 右目用ソケッ ト 1 4 Rに固定できる。 この位置決めは、 右目用表示装置 2 O Rの位置と、 使用 者の右目の位置との相対的な位置関係を所定の位置関係にするようにして行われ る。 同様に、 左目用ソケット 1 4 Lの長手方向の長さはそれぞれ、 左目用表示装 置 2 OLの横方向(「左目用表示装置 20Lの横方向」 とは、 固定時の縦横方向が 予定されている左目用表示装置 20Lの横方向の長さを意味する。 これについて は、 後述する。) の長さよりも長くなつている。 したがって、 左目用表示装置 20 Lは、 左目用ソケット 14Lの長手方向の適当な位置に位置決めした状態で、 左 目用ソケット 14Lに固定できる。 この位置決めは、 左目用表示装置 20Lの位 置と、 使用者の左目の位置との相対的な位置関係を所定の位置関係にするように して行われる。
右目用表示装置 2 ORと、左目用表示装置 20Lの位置決めを行うことにより、 右目用表示装置 2 ORと、 左目用表示装置 20Lは、 使用者の目幅に合せられる ことになる。
次に、 右目用表示装置 20R、 左目用表示装置 2 OLの構成について、 主に図 13を参照して説明する。 なお、 この限りではないが、 この実施形態における右 目用表示装置 20 Rと左目用表示装置 20 Lは、 互いに左右対称の構成となって いるため、 以下の説明では、 右目用表示装置 2 ORの説明のみを行い、 左目用表 示装置 20Lの構成の説明を省略することとする。
右目用表示装置 2 ORは、 図 3に示すように、 ディスプレイ 21、 コントロー ラ 22、 及び結像レンズ 23を含んでおり、 これらを、 必ずしもそうである必要 はないがこの実施形態では直方体形状とされている収納ケース 24に収納した構 成となっている。 右目用表示装置 2 ORは、 一体的なユニットとなっている。 な お、 図 3中の Lは、 ディスプレイ 21から使用者の目へ向かう光が進む光路を示 している。
ディスプレイ 21は、 画像を表示するものである。 この実施形態では、 小型化 を行い易い点を考慮して、ディスプレイ 21として液晶ディスプレイを採用した。 コント口一ラ 22は、ディスプレイ 21に表示する画像を制御するものである。 コントローラ 22は、 右目用表示装置 2 ORの外部から、 ビデオ信号や RGB信 号などの画像信号を有線又は無線で受信して、 この画像信号に基づく画像をディ スプレイ 21に表示する。 もっともコントローラ 22は、 右目用表示装置 2 OR の内部に設けられている必要はなく、 そのすベて、 或いは一部が、 右目用表示装 置 20 R外に設けられていても構わない。 コントローラ 22は、 また、 テレビチ ユーナを含んで構成されていてもよい。 この場合、 コントローラ 2 2は、 一般的 なテレビ放送用の電波を受信し、 これをデコードすることで、 テレビ放送の画像 をディスプレイ 2 1に表示する。 コントローラ 2 2がディスプレイ 2 1に表示す る画像は、 これにとどまらず、 DVDなどの記録媒体に記録されていた画像デ一 夕に基づいて再生された画像や、 パーソナルコンピュータや、 ゲーム装置などの コンピュータにより生成された画像データに基づいて再生された画像など、 多岐 にわたる可能性がある。
結像レンズ 2 3は、ディスプレイ 2 1に表示された画像を、使用者の目へ導き、 使用者の目に結像させるものである。 収納ケース 2 4の前面 (収納ケースの面の うち、 使用時において、 使用者の目と対向する面) には孔が設けられており、 結 像レンズ 2 3は、 その孔から一面を露出させている。 この実施形態における結像 レンズ 2 3は、 単一のレンズとされているが、 複数のレンズの組合せにより構成 されていても構わない。
この実施形態の結像レンズ 2 3は、 必ずしもそうである必要はないが、 選択可 能となっている。 この選択は、 使用者の視力 (より詳細には、 右目の視力) に対 応して行われる。 結像レンズ 2 3を選択可能にするための機構はどのようなもの でも構わないが、 本実施形態では、 図 3、 及び図 4に示したような構成により、 結像レンズ 2 3を選択可能にしている。 図 3に示したように、 この実施形態にお ける収納ケース 2 4は、 その上面を、 例えばヒンジを用いることにより開閉自在 にされているとともに、 その内部底面に、 結像レンズ 2 3を下側から挟持するた めの間隙を備えたレンズホルダ一 2 5を備えている。 使用者の視力に対応できる ように予め複数準備しておいた結像レンズ 2 3を使用者の視力検査の結果にした がって選択し、 収納ケース 2 4の上面を開け、 レンズホルダー 2 5にその結像レ ンズ 2 3を挟持させることで、 結像レンズ 2 3の選択、 及び組み付けを行うこと ができる。
上述のレンズ選択は、 使用者の右目の網膜にディスプレイ 2 1に表示させた画 像を適切に結像させるためのものであるが、 網膜にディスプレイ 2 1に表示させ た画像を適切に結像させるために、 レンズ選択を可能とする構成に代えて、 結像 レンズ 2 3をディスプレイ 2 1から網膜までの光路上での位置を位置決めして固 定できるようにするという構成を採用することができる。 この構成は、 例えば、 以下のようなものとすることができる (図 5参照)。 この場合でも、収納ケース 2 4の上面は開閉自在にされ、 且つ収納ケース 2 4内部底面には、 結像レンズ 2 3 を挟持するレンズホルダー 2 6が設けられる。 また、 レンズホルダ一 2 6の下部 には、 内部にネジ切りされた、 結像レンズ 2 3の光軸の方向に沿う孔が、 レンズ ホルダー 2 6を貫通するようにして設けられる。 そして、 その孔には、 ボルト 2 7が、 その孔を貫通するようにして螺合させられている。 ポル卜 2 7は、 収納ケ ース 2 4をも貫通しており、 十、 一などの切り込みが設けられたその頭部は収納 ケース 2 4外に露出している。 このような構成により、 この頭部にドライバ一の 先端を当ててポルト 2 7を適当な方向に回転させることで、レンズホルダー 2 6、 及び結像レンズ 2 3が光軸に沿う方向で前後動することになる。 ポルト 2 7の回 転の方向、 及び角度を適当に調節することで、 結像レンズ 2 3の光軸方向に沿つ た位置決めが行われる。
なお、 かかる位置決めを意味のあるものにすベく、 右目用表示装置 2 O Rは予 め定められた向きで右目用ソケット 1 4 Rに嵌められる。 そのときの凡その上下 向き、 即ち図 3の表裏方向の向きが右目用表示装置 2 O Rの縦方向となり、 その ときの左右向き、 即ち図 3の左右方向の向きが右目用表示装置 2 O Rの横方向と なる。 そして、 これら各方向の長さがそれぞれ、 右目用表示装置 2 O Rの縦方向 の長さ、 右目用表示装置 2 O Rの横方向の長さとなる。 左目用表示装置 2 0 の 場合も同様である。
右目用表示装置 2 O Rには、また、ディスプレイ 2 1から目までの間に配され、 ディスプレイ 2 1から出た光の進行方向を反射によって変化させる反射体が設け られていてもよい。反射体を用いることで、ディスプレイ 2 1、結像レンズ 2 3、 目の配置についての自由度が増す。 この実施形態における右目用表示装置 2 O R は、 反射体 2 8を備えている。 反射体 2 8は、 鏡、 プリズムなどによって構成す ることが可能であるが、 この実施形態の反射体 2 8は、 プリズムである。 この実 施形態における反射体 2 8は、 ディスプレイ 2 1と、 結像レンズ 2 3の間に配さ れ、 光の向きを 9 0 ° 変化させるものとなっている。 つまり、 この実施形態では、 ディスプレイ 2 1から出た光は、 反射体 2 8で反射された後、 結像レンズ 2 3を 通過して、 使用者の右目の網膜に結像される。
この画像表示装置 1の使用方法を説明する。
この画像表示装置 1を使用するにあたっては、 本体 1 0に対する右目用表示装 置 2 0 R、 左目用表示装置 2 0 Lの取付けを行うことが必要であるが、 それに先 立って右目用表示装置 2 0 R、 左目用表示装置 2 0 Lの結像レンズ 2 3の調整を 行うことが必要である。
結像レンズ 2 3の調整は、 使用者の視力に合せて結像レンズ 2 3を選択する、 又は結像レンズ 2 3を移動させることなどによって行う。 この実施形態の結像レ ンズ 2 3は、 上述したように選択できるようになっているので、 結像レンズ 2 3 の調整は、 結像レンズ 2 3の選択によって行うことになる。
結像レンズ 2 3の調整は、 使用者の右目、 左目の視力測定を行い、 それに対応 した右目用の結像レンズ 2 3と左目用の結像レンズ 2 3の選択を行い、 そして右 目用の結像レンズ 2 3を右目用表示装置 2 O R内部のレンズホルダ一 2 5へ、 左 目用の結像レンズを左目用表示装置 2 0 L内部のレンズホルダー 2 5へそれぞれ 組み付けることによって行う。
結像レンズ 2 3が、 ディスプレイ 2 1から網膜までの光路上で適当に位置決め して固定できるようになつている上述の如き場合には、 右目用表示装置 2 O R内 部に存在する結像レンズ 2 3の光路上での位置を、 使用者の右目の視力に合せて 位置決めしてから固定する一方で、 左目用表示装置 2 0 L内部に存在する結像レ ンズ 2 3の光路上での位置を、 使用者の左目の視力に合せて位置決めしてから固 定する。 結像レンズ 2 3を、 ディスプレイ 2 1から網膜までの光路上で適当に位 置決めして固定できるようにするために採用された構成が上述の如きものなので あれば、 ポルト 2 7の回転の方向、 及び角度を適当に調節することで、 右目用表 示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 L内部の結像レンズ 2 3の位置決め及び 固定が実行される。
このようにして、 結像レンズ 2 3の調整が行われる。
次いで、 本体 1 0に対する右目用表示装置 2 0 R、 左目用表示装置 2 0 Lの取 付けを行う。
この取付けは、 使用者の目幅に合うように位置の調整を行いながら、 右目用表 示装置 2 0 Rを右目用ソケット 1 4 Rへ、 左目用表示装置 2 0 Lを左目用ソケッ 卜 1 4 Lへそれぞれ嵌め込むことによって行う。 使用者の目幅と、 右目用表示装 置 2 O Rと左目用表示装置 2 0 Lの位置合せを行う前に使用者の目幅を計測して おき、 それに基づいて上記嵌め込みの作業を行えば、 右目用表示装置 2 O R及び 左目用表示装置 2 0 Lを、使用者の目幅に合せることを容易に行えるようになる。 右目用表示装置 2 0 R、 左目用表示装置 2 0 Lを本体 1 0に対して取付けた画 像表示装置 1は、 使用者がそれをメガネと同様の方法で頭部に固定的に装着した 状態で使用される。 画像表示装置 1を頭部へ固定的に装着するには、 本体 1 0の 2つのつる 1 1を使用者の両耳に係止すればよい。
この状態で、 使用者は、 右目用表示装置 2 O Rによって表示される画像を右目 で、 左目用表示装置 2 0 Lによって表示される画像を左目で、 それぞれ、 使用者 の意思により見ることができるようになる。
ただし、 右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 Lは、 メガネのフレ —ム形状とされた本体 1 0の右目用フレーム枠 1 2 R、 又は左目用フレーム枠 1 2 Lの下枠に取付けられているため、 使用者が正面を見ている限り、 使用者がそ の右目で右目用表示装置 2 O Rに表示される画像を見ることはできず、 また使用 者がその左目で左目用表示装置 2 0 Lに表示される画像を見ることはできない。 つまり、 この画像表示装置 1を頭部に装着していても、 使用者は、 通常のメガネ をかけている場合と同程度の視野を確保でき、 少なくとも正面を見ている限りそ の視野を確保できる。 つまり、 この画像表示装置 1を頭部に装着していたとして も、 使用者は日常生活を送るに支障がない。
他方、 画像表示装置 1を頭部に装着している使用者は、 視線を下方に落とすこ とで、 右目で右目用表示装置 2 O Rに表示される画像を、 左目で左目用表示装置 2 0 Lに表示される画像を見ることができる。 視線を落とす角度は、 右目用表示 装置 2 O Rから露出している結像レンズ 2 3と右目の瞳孔が、 左目用表示装置 2 0 Lから露出している結像レンズ 2 3と左目の瞳孔が、 それぞれ正対するような 角度である。
この実施形態では、 これには限らないが、 頭部が正面を向いた状態から、 視線 を 4 5 ° 落としたときに、 右目で右目用表示装置 2 O Rに表示される画像を、 左 目で左目用表示装置 2 0 Lに表示される画像を見ることができるようになつてい る (図 6参照)。 この角度は、右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 L に表示される画像を見ない場合における使用者の視野を確保するため、 少なくと も 2 0 ° 以上にするのがよい。 また、 余りにもこの角度が大きくなりすぎると、 右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 Lに表示される画像を見ること が難しくなるから、 上記角度は、 7 0 ° 以下としておくのが好ましい。 そのよう な角度で、 右目用ソケット 1 4 Rと、 左目用ソケット 1 4 Lは、 右目用フレーム 枠 1 2 R、 又は左目用フレーム枠 1 2 Lの下枠に固定されている。
コントローラ 2 2の制御下でディスプレイ 2 1に画像が表示されることにより ディスプレイ 2 1から出た光は、 反射体 2 8で反射された後、 結像レンズ 2 3を 通過して、 使用者の右目、 又は左目の網膜に結像され、 これによつて使用者は、 画像を見られることになる。
《第 2実施形態》
図 7は、 本発明の第 2実施形態による画像表示装置 2を前方から見た場合の全 体を示す斜視図である。
この画像表示装置 2は、 第 1実施形態の画像表示装置 1の場合と同様に、 本体 1 0と、 画像を表示するための右目用表示装置 2 0 R、 及び左目用表示装置 2 0 Lを含んで構成されている。
この画像表示装置 2は、 第 1実施形態の画像表示装置 1とほぼ同様に構成され ており、 使用の仕方も変わらない。 特に、 右目用表示装置 2 O Rと左目用表示装 置 2 0 Lの構成に関しては、 第 1実施形態の画像表示装置 1の場合と完全に同一 である。
第 2実施形態の画像表示装置 2が第 1実施形態の画像表示装置 1と異なるのは、 その本体 1 0の構成と、 本体 1 0に対する右目用ソケット 1 4 Rと、 左目用ソケ ット 1 4 Lの取付け構造である。
画像表示装置 2の本体 1 0は、第 1実施形態の画像表示装置 1の場合と同様に、 つる 1 1と、 右目用フレーム枠 1 2 R、 及び左目用フレーム枠 1 2 Lを有するフ レーム枠 1 2と、 右目用レンズ 1 3 R、 左目用レンズ 1 3 Lを備えている。 しか しながら、 この右目用フレーム枠 1 2 R及び左目用フレーム枠 1 2 Lは、 第 1実 施形態の画像表示装置 1の場合と異なり、 環状とはなっておらず、 第 1実施形態 の画像表示装置 1が備えていたような下枠を備えていない。
したがって、 この画像表示装置 2では、 下枠に右目用ソケット 1 4 Rと、 左目 用ソケット 1 4 Lを取付けるという第 1実施形態の画像表示装置 1の如き構成を 採用することができない。 そこで、 この画像表示装置 2では、 右目用レンズ 1 3 Rの下端に右目用ソケット 1 4 Rを、 左目用レンズ 1 3 Lの下端に左目用ソケッ ト 1 4 Lをそれぞれ取付けるという構成とされている。
なお、 右目用ソケット 1 4 R、 及び左目用ソケット 1 4 Lの構成、 及びその取 付け角度は、 第 1実施形態における画像表示装置 1の場合と同様である。
《第 3実施形態》
第 3実施形態による画像表示装置 3は、図 8、図 9に示したようなものである。 なお、 図 8は、 第 3実施形態に係る画像表示装置 3の斜視図、 図 9は、 同画像 表示装置 3の使用状態を示す側面図である。
図 8、 図 9に示した画像表示装置 3は、 基本的に、 上述の第 1実施形態で説明 した画像表示装置 1と同様に構成されている。
画像表示装置 3が画像表示装置 1と異なる点は、 画像表示装置 1における本体 1 0は、 つる 1 1と、 フレーム枠 1 2と、 レンズ 1 3 R、 Lとを備えてメガネフ レーム形状に構成されているのに対して、 第 3実施形態による画像表示装置 3に おける本体 1 0は、 つる 1 1と正面部 1 7を備えて構成されていることである。 この画像表示装置 3における正面部 1 7は細長い形状、 より詳細には、 幅の狭 い薄板状の形状に構成されている。 正面部 1 7の幅は、 必ずしもこの限りではな いが 1 5 mmとされている。
正面部 1 7の裏側 (本体 1 0が使用者の頭部に装着された場合に使用者の顔に 面する側) には、 ソケット 1 4 (右目用ソケット 1 4 R、 左目用のソケット 1 4 L) が設けられており、 このソケット 1 4 R、 Lに右目用表示装置 2 0 R、 左目 用表示装置 2 0 Lが、 第 1実施形態の場合と同様に嵌め込み可能となっている。 また、 必ずしもそうされている必要はないが、 この実施形態では、 右目用表示 装置 2 0 R、 左目用表示装置 2 0 Lは、 本体 1 0を頭部に装着した使用者を正面 から見た場合に、 それらが正面から見えないようにして正面部 1 7の裏側に取付 けられるようになつている。
図 9から明らかなように、この画像表示装置 3における右目用表示装置 20 R、 左目用表示装置 20Lも、 使用者が下向きに視線を落としたときにそれが生成す る画像を使用者が見られるような角度で正面部 17に取付けられている。 また、 正面部 17は、 使用者が下向きに視線を落としたときに右目用表示装置 20R、 左目用表示装置 20Lが生成する画像を見られるように、 本体部 10を頭部に装 着したときに使用者の目よりもやや下側に位置するようにされている。 右目用表 示装置 20 R、 左目用表示装置 20 Lの構成は画像表示装置 1の場合と同様であ る。
なお、 この実施形態では、 これには限らないが、頭部が正面を向いた状態から、 視線を 45° 落としたときに、 右目で右目用表示装置 2 ORに表示される画像を、 左目で左目用表示装置 20Lに表示される画像を見ることができるようになって いる (図 9参照)。 この角度は、表示装置 20 R、 20Lに表示される画像を見な い場合における使用者の正面方向の視野を確保するため、 少なくとも 20° 以上 にするのがよい。 また、 余りにもこの角度が大きくなりすぎると、 表示装置 20 R、 20Lに表示される画像を見ることが難しくなるから、 上記角度は、 70。 以下としておくのが好ましい。 上述のような角度で使用者が表示装置 20R、 2 0Lを見られるような角度で、 ソケット 14R、 14Lは、 正面部 17に固定さ れている。
《第 4実施形態》
第 4実施形態による画像表示装置 4は、 図 10、 図 11に示したようなもので ある。
なお、 図 10は、 第 4実施形態に係る画像表示装置 4の斜視図、 図 11は、 同 画像表示装置 4の使用状態を示す側面図である。
図 10、 図 11に示した画像表示装置 4は、 基本的に、 上述の第 1実施形態で 説明した画像表示装置 1と同様に構成されている。
画像表示装置 4が画像表示装置 1と異なる点は、 画像表示装置 1における本体 10は、 つる 11と、 フレーム枠 12と、 レンズ 13R、 Lとを備えてメガネフ レーム形状に構成されているのに対して、 第 4実施形態による画像表示装置 4に おける本体 10は、 つる 11と正面部 17を備えて構成されていることである。 この画像表示装置 4が備える正面部 17はこの実施形態では断面略円形状の棒 状体とされている。 正面部 17の直径は、 必ずしもこの限りではないが 13mm とされている。
正面部 17の裏側 (本体 10が使用者の頭部に装着された場合に使用者の顔に 面する側) には、 ソケット 14 (右目用ソケット 14 R、 左目用のソケット 14 L) が埋め込まれており、 このソケット 14R、 Lに右目用表示装置 20R、 左 目用表示装置 20 Lが、第 1実施形態の場合と同様に嵌め込み可能となっている。 また、 必ずしもそうされている必要はないが、 この実施形態では、 右目用表示 装置 20R、 左目用表示装置 20Lは、 本体 10を頭部に装着した使用者を正面 から見た場合に、 それらが正面から見えないようにして正面部 17の裏側に取付 けられるようになつている。
図 11から明らかなように、 この画像表示装置 4における右目用表示装置 20 R、 左目用表示装置 20 Lも、 使用者が下向きに視線を落としたときにそれが生 成する画像を使用者が見られるような角度で正面部 17に取付けられている。 ま た、 正面部 17は、 使用者が下向きに視線を落としたときに右目用表示装置 20 R、 左目用表示装置 20Lが生成する画像を見られるように、 本体部 10を頭部 に装着したときに使用者の目よりもやや下側に位置するようにされている。 右目 用表示装置 20R、 左目用表示装置 20Lの構成は画像表示装置 1の場合と同様 である。
なお、 この実施形態では、 これには限らないが、頭部が正面を向いた状態から、 視線を 45° 落としたときに、 右目で右目用表示装置 2 ORに表示される画像を、 左目で左目用表示装置 20Lに表示される画像を見ることができるようになって いる (図 11参照)。 この角度は、表示装置 20R, 20Lに表示される画像を見 ない場合における使用者の正面方向の視野を確保するため、 少なくとも 20° 以 上にするのがよい。 また、 余りにもこの角度が大きくなりすぎると、 表示装置 2 0R、 20Lに表示される画像を見ることが難しくなるから、上記角度は、 70° 以下としておくのが好ましい。 上述のような角度で使用者が表示装置 20R、 2 0Lを見られるような角度で、 ソケット 14R、 14Lは、 正面部 17に固定さ れている。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 使用者の頭部に装着可能とされた本体と、
そのそれぞれが所定の画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部に装 着した状態の前記使用者がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにして前 記本体に取付けられている、 右目用表示手段、 及び左目用表示手段を備えている 画像表示装置であって、
前記右目用表示手段、 及び z又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び 左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにさ れている、
2 . 前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段は、 使用者の目幅に合わせて 左右方向に位置決めして固定できるようにされている、
請求の範囲第 1項記載の画像表示装置。
3 . 前記右目用表示手段、 前記左目用表示手段はともに、 画像を表示するデイス プレイと、 このディスプレイに表示された画像を、 前記使用者の目へ導くための 光学系とを少なくとも備えているとともに、 一体的なユニットとされている、 請求の範囲第 1項記載の画像表示装置。
4.一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、及び前記左目用表示手段は、 使用者の目幅に合わせて左右方向で位置決めして固定可能とされている、 請求の範囲第 3項記載の画像表示装置。
5 . 前記光学系は、 前記ディスプレイに表示された画像を、 使用者の右目又は左 目の網膜に結像させるレンズを備えており、
前記レンズは、 使用者の右目又は左目の網膜に前記画像を適切に結像させるた め、前記使用者の右目又は左目の視力に応じて選択できるように構成されている、 請求の範囲第 3項記載の画像表示装置。
6 . 前記光学系は、 前記ディスプレイに表示された画像を、 使用者の右目又は左 目の網膜に結像させる一のレンズを備えており、
前記レンズは、 使用者の右目又は左目の網膜に前記画像を適切に結像させるた め、 前記使用者の右目又は左目の視力に応じて前記ディスプレイから前記網膜ま での光路上での位置を位置決めして固定できるように構成されている、
請求の範囲第 3項記載の画像表示装置。
7 . 前記本体は、 メガネ形状に形成されてなる、
請求の範囲第 1項記載の画像表示装置。
8 . 前記本体は、 右目、 左目のそれぞれに対応する下枠を有するメガネフレ一ム を備えており、
前記右目用表示手段は、 前記メガネフレームの右目に対応する下枠に、 前記左 目用表示手段は、 前記メガネフレームの左目に対応する下枠に、 それぞれ取付け られてなる、
請求の範囲第 7項記載の画像表示装置。
9 . 前記本体は、 右目、 左目のそれぞれに対応するメガネレンズを備えており、 前記右目用表示手段は、 前記メガネレンズの右目に対応するものの下端に、 前 記左目用表示手段は、 前記メガネレンズの左目に対応するものの下端に、 それぞ れ取付けられてなる、
請求の範囲第 7項記載の画像表示装置。
1 0 . 前記本体は、 一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左 目用表示手段を適宜な位置でそれぞれ固定的に保持する、 右目用保持手段、 及び 左目用保持手段を備えている、
請求の範囲第 3項記載の画像表示装置。
1 1 . 前記右目用保持手段、 及び左目用保持手段はともに、 長さ方向で平行とな るようにして上下に配された 2枚の挟持板を備えており、
その挟持板の長さ方向の適宜な位置に一体的なュニットとされた前記右目用表 示手段、 又は前記左目用表示手段を挟み込ませることで、 前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を、 使用者の目幅に合わせて左右方向に位置決めして固 定できるようにされている、
請求の範囲第 1 0項記載の画像表示装置。
1 2 . 前記右目用保持手段、 及び左目用保持手段はともに、 前記 2枚の挟持板の 少なくとも一方に前記長さ方向にわたって配された弾性体を備えている、 請求の範囲第 1 1項記載の画像表示装置。
1 3 . 使用者の頭部に装着可能とされた本体と、
そのそれぞれが所定の画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部に装 着した状態の前記使用者がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにして前 記本体に取付けられている、右目用表示手段、及び左目用表示手段を備えており、 前記右目用表示手段、 及び Z又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び 左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにさ れている、 画像表示装置の、
お目用表示手段、 又は左目用表示手段となる、 画像表示装置の部品となる表示 装置であって、
画像を表示するディスプレイと、 このディスプレイに表示された画像を、 前記 使用者の目へ導くための光学系とを少なくとも備えており、
1 4. 使用者の頭部に装着可能とされた本体と、
そのそれぞれが所定の画像を表示するものとされており、 前記本体を頭部に装 着した状態の前記使用者がその右目、 又は左目の視界に入れられるようにして前 記本体に取付けられている、右目用表示手段、及び左目用表示手段を備えており、 前記右目用表示手段、 及び Z又は前記左目用表示手段は、 使用者の右目、 及び 左目の位置に合わせて適当な位置に位置決めして前記本体に固定できるようにさ れており、
且つ画像を表示するディスプレイと、 このディスプレイに表示された画像を、 前記使用者の目へ導くための光学系とを少なくとも備えている、
画像表示装置の部品となる本体であって、
使用者の頭部に装着可能とされるとともに、
一体的なユニットとされた前記右目用表示手段、 及び前記左目用表示手段を適 宜な位置でそれぞれ固定的に保持する、 右目用保持手段、 及び左目用保持手段を 備えている、
画像表示装置の部品となる本体。
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