(57)【要約】【課題】  省スペースで高画質・高画角の画像を使用者に安全に提供すると共に、個人向け画像表示装置の欠点を補い、複数人数でも楽しめる画像表示装置を提供すること。【解決手段】  光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して使用者の眼球に投影する表示部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触して設けられるとともに、接眼光学系と使用者の眼との間の距離を変更可能な顔面接触部とを備える。【選択図】      図１
2005244919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、且つ、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離を変更可能な顔面接触部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きと、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離とに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の両耳を挟むことにより顔側面に接触するとともに、前記両耳を挟む部分に音響出力機構を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触するための弾性部材を備えるとともに、前記弾性部材とは独立に、顔面挟み込みの幅を変更する幅変更部および前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離を変更する距離変更部を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離に応じて、表示する前記画像の大きさを変更する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記使用者の顔前面に対面する部分に顔固定部材を備え、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔前面が前記顔固定部材に接触する距離と、前記使用者の顔前面が前記顔固定部材に接触せず、前記表示部に対して前記使用者の両眼の視線方向が両耳を通る軸回りに相対的に移動可能な距離とに変更可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記顔固定部材を、前記使用者のメガネのフレームを避けて前記両眼の回りに離散的に上下に備えるとともに、前記メガネのフレームの左右外側に、外界からの光を遮光する遮光部材を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記使用者のメガネフレームの有無を認識するフレーム認識部を備え、前記フレーム認識部による認識結果に応じて、前記接眼光学系の光軸方向における前記顔固定部材の厚みを変更可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記接眼光学系を少なくとも３枚のレンズで構成する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記接眼光学系のうち、前記眼から最も離れているレンズを、貼り合わせレンズで構成する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記接眼光学系のうち、前記眼から最も近いレンズを、少なくとも片面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であるレンズで構成する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記光電素子と前記接眼光学系との間に、リレー光学系と拡散板とを備え、前記拡散板の透過画像を、前記接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記支持部は、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備えるとともに、
前記支持部内に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記支持部は、伸縮可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像表示装置において、
設置状態を検出する設置状態検出部と、
前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部と
を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部を更に備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像表示装置において、
前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行う
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２３】
請求項１８から請求項２２の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２４】
請求項１８に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２５】
請求項１８または請求項２４に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２６】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、
前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記顔面接触部とを制御する制御部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２７】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記使用者が着席可能で、且つ、背もたれ部分が傾斜可能なイス部と、
前記イス部に接合され、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、
前記支持部は、前記イス部の背もたれ部分の傾斜に応じて、前記表示部を前記使用者の頭部に追従するように移動可能である
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項２８】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項２９】
請求項２７または請求項２８に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３０】
請求項２７から請求項２９の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記表示部と前記バランス部とを接続する紐状の軟性部材と、前記軟性部材に発生する摩擦を緩和する摩擦緩和機構とを備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記紐状の軟性部材として、ステンレス繊維を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３２】
請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記紐状の軟性部材として、パラ型アラミド繊維を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３３】
請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記軟性部材断線時に前記表示部が落下するのを防止する落下防止機構を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３４】
請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、その表面を覆うカバーを備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３５】
請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部内において、紐状の軟性部材に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３６】
請求項２７から請求項２９の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記バランス部に重りを備えるとともに、前記表示部および前記重りを天秤状に吊り下げて支持し、前記表示部の重量をＭ、前記重りの重量をｍとし、前記表示部と支点との距離をＬ、前記重りと前記支点との距離をｌとした時、Ｍ×Ｌ＝ｍ×ｌとなる位置に前記支点を保持する支柱を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３７】
請求項２７から請求項３６の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記イス部の前記背もたれ部分に隣接して配置され、
前記イス部は、前記背もたれ部が傾斜する際、前記支持部の地面に対する傾きを鉛直方向に保つ平行リンク部材を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３８】
請求項２７から請求項３７の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、前記使用者が前記表示部を顔面から外した際に、前記使用者の腰を中心として、前記頭部が描く弧の範囲内から、前記表示部を退避させる
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項３９】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、伸縮可能である
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４０】
請求項３９に記載の画像表示システムにおいて、
設置状態を検出する設置状態検出部と、
前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部と
を更に備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項４１】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部を更に備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載の画像表示システムにおいて、
前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４３】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行う
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４４】
請求項４３に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４６】
請求項４５に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４７】
請求項４６に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４８】
請求項４３から請求項４７の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項４９】
請求項４３に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示する
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項５０】
請求項４３または請求項４９に記載の画像表示システムにおいて、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項５１】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、
前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記顔面接触部とを制御する制御部と
を備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項５２】
請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、
前記イス部の背もたれ部分に設けられ、前記使用者に対して音響情報を出力する音響出力部と、
前記イス部に設けられ、前記画像と前記音響情報との少なくとも一方に連動して振動する振動部とを更に備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項５３】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持するとともに、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備える支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、
前記支持部内に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５４】
請求項５３に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５５】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、
前記支持部は、伸縮可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５６】
請求項５５に記載の画像表示装置において、
設置状態を検出する設置状態検出部と、
前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部と
を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５７】
請求項５５または請求項５６に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５８】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、
前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の画像表示装置において、
前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６０】
請求項５８または請求項５９に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６１】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、
前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行う
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６２】
請求項６１に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６３】
請求項６２に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６４】
請求項６３に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６５】
請求項６４に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６６】
請求項６１から請求項６５の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６７】
請求項６１に記載の画像表示装置において、
前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６８】
請求項６１または請求項６７に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、
前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトする
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６９】
請求項６１から請求項６８の何れか１項に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７０】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する接触部と、
前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、
前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記接触部とを制御する制御部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７１】
請求項７０に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７２】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記使用者が着席可能で、且つ、背もたれ部分が傾斜可能なイス部と、
前記イス部に接合され、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、
前記イス部の背もたれ部分に設けられ、前記使用者に対して音響情報を出力する音響出力部と、
前記イス部に設けられ、前記画像と前記音響情報との少なくとも一方に連動して振動する振動部とを備え、
前記支持部は、前記イス部の背もたれ部分の傾斜に応じて、前記表示部を前記使用者の頭部に追従するように移動可能である
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項７３】
請求項７２に記載の画像表示システムにおいて、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示システム。
【請求項７４】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
音響出力部と、
外部から、画像情報を前記表示部に入力し、音響情報を前記音響出力部に入力する通信部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、
前記通信部は、前記画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、波長が僅かに異なる赤外線の切り替え機構を有する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７５】
請求項７４に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７６】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記使用者の両耳に対して音響を出力する音響出力部と、
前記使用者の音声を入力する音声入力部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、
前記画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、前記音響出力部により、どのような音響情報を出力するか否かと、前記音声入力部により、何れの画像表示装置に対する音声情報を入力するか否かを切り替える切替部を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７７】
請求項７６に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７８】
光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、
前記使用者の両耳に対して音響を出力する音響出力部と、
前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、
前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する接触部と、
前記音響出力部により、外部からの音響情報を出力するか否かを切り替える切替部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７９】
請求項７８に記載の画像表示装置において、
前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、
前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能である
ことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼球に近接させて使用する画像表示装置および画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置は一般に、テレビ、プロジェクターに代表される複数人数で表示画像を楽しむ装置と、パソコンや飛行機内でのイスに設置されたテレビ、携帯電話等、個人的に表示画像を楽しむ個人向け表示装置に分類できる。前者は複数人数で鑑賞するために、画面から離れた位置に画像表示を行う必要があり、ディスプレイの大きさに制限が生まれると共に、広い空間を必要とするという欠点があった。一方、後者は個人向けなので、画面の近くで画像表示を行えば良く、画面自体は小さくても前記テレビやプロジェクターと同程度の画角で画像を観察できる。しかし焦点位置が近いため、画角にもやはり制限が設けられ（３０〜４０ｃｍ以上近づけない）、焦点が近いので疲れ易い上に、視野角３０°以上の広域の画像をディスプレイから得ることはできなかった。
【０００３】
後者を解決するために考案されたのが、メガネ型ディスプレイや頭部支持型ディスプレイであり、画像表示部を頭部若しくはメガネフレームのような構造で顔に装着し、虚像を見ることで遠い焦点位置で大画面を見るというものであった。しかし、頭部に装着するために、軽量化が必要であり、画質・画角共に満足できるものではなかった。一方、画質、画角共に高い性能を満たす方法として、高画質・高画角の画像表示部分の重量物を使用者以外の位置に固定し、画像表示部を覗き込むか、視線の位置を検出してアクチュエータにより画像表示装置を追従させるようなものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２９３７９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６１０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記重量物を外部で保持する場合、顔の近傍で重量物が駆動する可能性があるので、きちんと顔面部に追従させると共に、顔面と重量物がぶつかるようなリスクを回避する必要がある。また、個人向けディスプレイでも視界全部を遮光するようなシステムでは、外部の情報を確認しながら鑑賞することができないという不都合があった。これを回避するために、周辺を観察できるシースルーやメガネの周辺に外界を観察する窓等を設置する工夫がメガネ型ディスプレイや頭部支持型ディスプレイでは行われているが、その工夫が臨場感を落とすことにもなり、本来の大画面の臨場感を得られない欠点があった。更に、メガネ型ディスプレイや頭部支持型ディスプレイでは、個人向けには利用できても、複数人数で楽しみながら鑑賞することはできないという不都合があった。
【０００５】
本発明ではこれらの問題を解決し、省スペースで高画質・高画角の画像を使用者に安全に提供すると共に、個人向け画像表示装置の欠点を補い、複数人数でも楽しめる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、且つ、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離を変更可能な顔面接触部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きと、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離とに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項３に記載の画像表示装置は、請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の両耳を挟むことにより顔側面に接触するとともに、前記両耳を挟む部分に音響出力機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触するための弾性部材を備えるとともに、前記弾性部材とは独立に、顔面挟み込みの幅を変更する幅変更部および前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離を変更する距離変更部を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記接眼光学系と前記使用者の眼との間の距離に応じて、表示する前記画像の大きさを変更することを特徴とする。
請求項６に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記使用者の顔前面に対面する部分に顔固定部材を備え、前記顔面接触部は、前記使用者の顔前面が前記顔固定部材に接触する距離と、前記使用者の顔前面が前記顔固定部材に接触せず、前記表示部に対して前記使用者の両眼の視線方向が両耳を通る軸回りに相対的に移動可能な距離とに変更可能であることを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の画像表示装置は、請求項６に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記顔固定部材を、前記使用者のメガネのフレームを避けて前記両眼の回りに離散的に上下に備えるとともに、前記メガネのフレームの左右外側に、外界からの光を遮光する遮光部材を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の画像表示装置は、請求項６または請求項７に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記使用者のメガネフレームの有無を認識するフレーム認識部を備え、前記フレーム認識部による認識結果に応じて、前記接眼光学系の光軸方向における前記顔固定部材の厚みを変更可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項９に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記接眼光学系を少なくとも３枚のレンズで構成することを特徴とする。
請求項１０に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項９の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記接眼光学系のうち、前記眼から最も離れているレンズを、貼り合わせレンズで構成することを特徴とする。
【００１２】
請求項１１に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記接眼光学系のうち、前記眼から最も近いレンズを、少なくとも片面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であるレンズで構成することを特徴とする。
請求項１２に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記光電素子と前記接眼光学系との間に、リレー光学系と拡散板とを備え、前記拡散板の透過画像を、前記接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影することを特徴とする。
【００１３】
請求項１３に記載の画像表示装置は、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記支持部は、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備えるとともに、前記支持部内に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１４に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記支持部は、伸縮可能であることを特徴とする。
請求項１５に記載の画像表示装置は、請求項１４に記載の画像表示装置において、設置状態を検出する設置状態検出部と、前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部とを更に備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１６に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部を更に備えることを特徴とする。
請求項１７に記載の画像表示装置は、請求項１６に記載の画像表示装置において、前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１８に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１９に記載の画像表示装置は、請求項１８に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
請求項２０に記載の画像表示装置は、請求項１９に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００１８】
請求項２１に記載の画像表示装置は、請求項２０に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００１９】
請求項２２に記載の画像表示装置は、請求項２１に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影することを特徴とする。
請求項２３に記載の画像表示装置は、請求項１８から請求項２２の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００２０】
請求項２４に記載の画像表示装置は、請求項１８に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示することを特徴とする。
請求項２５に記載の画像表示装置は、請求項１８または請求項２４に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００２１】
請求項２６に記載の画像表示装置は、請求項１に記載の画像表示装置において、前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記顔面接触部とを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
請求項２７に記載の画像表示システムは、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記使用者が着席可能で、且つ、背もたれ部分が傾斜可能なイス部と、前記イス部に接合され、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、前記支持部は、前記イス部の背もたれ部分の傾斜に応じて、前記表示部を前記使用者の頭部に追従するように移動可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項２８に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項２９に記載の画像表示システムは、請求項２７または請求項２８に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項３０に記載の画像表示システムは、請求項２７から請求項２９の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記表示部と前記バランス部とを接続する紐状の軟性部材と、前記軟性部材に発生する摩擦を緩和する摩擦緩和機構とを備えることを特徴とする。
請求項３１に記載の画像表示システムは、請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記紐状の軟性部材として、ステンレス繊維を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項３２に記載の画像表示システムは、請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記紐状の軟性部材として、パラ型アラミド繊維を備えることを特徴とする。
請求項３３に記載の画像表示システムは、請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記軟性部材断線時に前記表示部が落下するのを防止する落下防止機構を備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項３４に記載の画像表示システムは、請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、その表面を覆うカバーを備えることを特徴とする。
請求項３５に記載の画像表示システムは、請求項３０に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部内において、紐状の軟性部材に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線を備えるとを特徴とする。
【００２６】
請求項３６に記載の画像表示システムは、請求項２７から請求項２９の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記バランス部に重りを備えるとともに、前記表示部および前記重りを天秤状に吊り下げて支持し、前記表示部の重量をＭ、前記重りの重量をｍとし、前記表示部と支点との距離をＬ、前記重りと前記支点との距離をｌとした時、Ｍ×Ｌ＝ｍ×ｌとなる位置に前記支点を保持する支柱を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項３７に記載の画像表示システムは、請求項２７から請求項３６の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記イス部の前記背もたれ部分に隣接して配置され、前記イス部は、前記背もたれ部が傾斜する際、前記支持部の地面に対する傾きを鉛直方向に保つ平行リンク部材を備えることを特徴とする。
請求項３８に記載の画像表示システムは、請求項２７から請求項３７の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、前記使用者が前記表示部を顔面から外した際に、前記使用者の腰を中心として、前記頭部が描く弧の範囲内から、前記表示部を退避させることを特徴とする。
【００２８】
請求項３９に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、伸縮可能であることを特徴とする。
請求項４０に記載の画像表示システムは、請求項３９に記載の画像表示システムにおいて、設置状態を検出する設置状態検出部と、前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部とを更に備えることを特徴とする。
【００２９】
請求項４１に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部を更に備えることを特徴とする。
請求項４２に記載の画像表示システムは、請求項４１に記載の画像表示システムにおいて、前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項４３に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項４４に記載の画像表示システムは、請求項４３に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
請求項４５に記載の画像表示システムは、請求項４４に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００３２】
請求項４６に記載の画像表示システムは、請求項４５に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００３３】
請求項４７に記載の画像表示システムは、請求項４６に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影することを特徴とする。
請求項４８に記載の画像表示システムは、請求項４３から請求項４７の何れか１項に記載の画像表示システムにおいて、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００３４】
請求項４９に記載の画像表示システムは、請求項４３に記載の画像表示システムにおいて、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示することを特徴とする。
請求項５０に記載の画像表示システムは、請求項４３または請求項４９に記載の画像表示システムにおいて、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００３５】
請求項５１に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記顔面接触部とを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
請求項５２に記載の画像表示システムは、請求項２７に記載の画像表示システムにおいて、前記イス部の背もたれ部分に設けられ、前記使用者に対して音響情報を出力する音響出力部と、前記イス部に設けられ、前記画像と前記音響情報との少なくとも一方に連動して振動する振動部とを更に備えることを特徴とする。
【００３６】
請求項５３に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持するとともに、前記表示部の前記支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備える支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、前記支持部内に沿って設けられ、且つ、その一部が前記バランス部の一部に固定された前記表示部を外部に接続するための配線とを備えることを特徴とする。
【００３７】
請求項５４に記載の画像表示装置は、請求項５３に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項５５に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、前記支持部は、伸縮可能であることを特徴とする。
【００３８】
請求項５６に記載の画像表示装置は、請求項５５に記載の画像表示装置において、設置状態を検出する設置状態検出部と、前記設置状態検出部が、設置状態が著しく悪化したことを検知すると前記支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部とを更に備えることを特徴とする。
請求項５７に記載の画像表示装置は、請求項５５または請求項５６に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
【００３９】
請求項５８に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、前記支持部の一部に設けられ、前記床部に対する前記支持部の設置角度と前記床部に対する前記表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部とを備えることを特徴とする。
【００４０】
請求項５９に記載の画像表示装置は、請求項５８に記載の画像表示装置において、前記支持部は、重りを有する垂直バランス部を備えることを特徴とする。
請求項６０に記載の画像表示装置は、請求項５８または請求項５９に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
【００４１】
請求項６１に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、前記表示部は、前記画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、前記中央領域においては前記画像を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像を低精細に投影する第１の表示と、前記中央領域においては前記画像全体を高精細に投影し、前記周辺領域においては前記画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行うことを特徴とする。
【００４２】
請求項６２に記載の画像表示装置は、請求項６１に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
請求項６３に記載の画像表示装置は、請求項６２に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００４３】
請求項６４に記載の画像表示装置は、請求項６３に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記中央領域に対応する部分においては、前記所定のパターンと類似で、かつ、より小さい前記所定のパターンを、前記中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を前記光電素子に表示することを特徴とする。
【００４４】
請求項６５に記載の画像表示装置は、請求項６４に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域においては前記画像をデフォーカス状態で投影することを特徴とする。
請求項６６に記載の画像表示装置は、請求項６１から請求項６５の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００４５】
請求項６７に記載の画像表示装置は、請求項６１に記載の画像表示装置において、前記表示部は、前記第２の表示を行う際に、前記周辺領域に対応する部分においては、前記画像とは異なる画像として、前記使用者による操作に関わる情報を表示することを特徴とする。
請求項６８に記載の画像表示装置は、請求項６１または請求項６７に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、前記動き検出部により検出される前記使用者の顔の動きに応じて、前記表示部は、前記中央領域に対応する部分おいて前記光電素子に表示する画像の表示領域をシフトするか、前記使用者による操作に関わる情報を表示する表示領域をシフトすることを特徴とする。
【００４６】
請求項６９に記載の画像表示装置は、請求項６１から請求項６８の何れか１項に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項７０に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する接触部と、前記使用者に関わる情報を記録する情報記録部と、前記情報記録部に記録された前記使用者に関わる情報を読み出し、その情報に基づいて前記表示部と前記接触部とを制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００４７】
請求項７１に記載の画像表示装置は、請求項７０に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項７２に記載の画像表示システムは、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記使用者が着席可能で、且つ、背もたれ部分が傾斜可能なイス部と、前記イス部に接合され、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部と、前記イス部の背もたれ部分に設けられ、前記使用者に対して音響情報を出力する音響出力部と、前記イス部に設けられ、前記画像と前記音響情報との少なくとも一方に連動して振動する振動部とを備え、前記支持部は、前記イス部の背もたれ部分の傾斜に応じて、前記表示部を前記使用者の頭部に追従するように移動可能であることを特徴とする。
【００４８】
請求項７３に記載の画像表示システムは、請求項７２に記載の画像表示システムにおいて、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項７４に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、音響出力部と、外部から、画像情報を前記表示部に入力し、音響情報を前記音響出力部に入力する通信部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、前記通信部は、前記画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、波長が僅かに異なる赤外線の切り替え機構を有することを特徴とする。
【００４９】
請求項７５に記載の画像表示装置は、請求項７４に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項７６に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記使用者の両耳に対して音響を出力する音響出力部と、前記使用者の音声を入力する音声入力部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、前記画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、前記音響出力部により、どのような音響情報を出力するか否かと、前記音声入力部により、何れの画像表示装置に対する音声情報を入力するか否かを切り替える切替部を備えることを特徴とする。
【００５０】
請求項７７に記載の画像表示装置は、請求項７６に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
請求項７８に記載の画像表示装置は、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して前記使用者の眼球に投影する表示部と、前記使用者の両耳に対して音響を出力する音響出力部と、前記表示部を、前記使用者に接触しない部分において支持する支持部と、前記表示部に支持され、前記使用者の顔に接触する接触部と、前記音響出力部により、外部からの音響情報を出力するか否かを切り替える切替部とを備えることを特徴とする。
【００５１】
請求項７９に記載の画像表示装置は、請求項７８に記載の画像表示装置において、前記顔面接触部は、前記使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、前記使用者の顔面を挟み込み、前記表示部は、前記使用者の頭部の動きに応じて、前記顔面接触部の一部を支点として、移動可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５２】
以上説明したように、本発明によれば、省スペースで高画質・高画角の画像を使用者に安全に提供すると共に、個人向け画像表示装置の欠点を補い、複数人数でも楽しめる画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
《第１実施形態》
第１実施形態の画像表示装置１は、図１に示すように、画像表示部２、音響出力部３、支持部４を備える。画像表示部２は、光束放出方向に直交した２次元発光型の不図示の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系（詳細は後述する）を介して使用者の眼球に投影する。また、音響出力部３は後述する弾性部材により使用者の両耳を挟むように配置され、音響出力を行う。また、支持部４は、図１に示すように、画像表示部２を使用者に接触しない部分において支持する。
【００５４】
まず、画像表示部２に支持される顔面挟み込み機構について説明する。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、画像表示部２は、顔面挟み込み部５を支持している。図２（ａ）は顔面挟み込み部５により使用者の顔面を挟み込む前の様子を示しており、図２（ｂ）は顔面挟み込み部５により使用者の顔面を挟み込んだ後の様子を示している。
また、画像表示部２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、顔固定部６と外光遮断板７を備え、更に、顔面挟み込み部５の先端には顔面幅変更枠８が顔面幅変更機構９により回転移動可能に取り付けられている。また、顔面幅変更枠８の先端には音響出力部３の回転軸１１が設けられるとともに、音響出力部３の外側には耳枠固定部１２が設けられる。以下では、左側について説明を行う。右側についても同様である。
【００５５】
矢印Ａの方向に顔面幅変更機構９を移動させることにより、顔面幅変更枠８が耳１０に近づく。そして、回転軸１１を回転中心に音響出力部３が耳１０に対し平行に接し、且つ耳枠固定部１２により耳１０を完全に覆い、図２（ｂ）に示すように、顔面を挟み込む。ここで、顔面幅変更枠８の根元部には弾性部材１３が介在しており、必要以上の力で耳１０を挟み込まないためのクッションの役割をしている。
【００５６】
この顔面挟み込み部５は左右対称に動き顔面を挟み込むので、使用者の両眼の中心とそれぞれの接眼レンズの中心がほぼ一致するように調整される。また、顔面幅変更機構９はハンドル部分をつかむことで自由に動かせ、離すことで動かせなくなる不図示のストッパー機構を装備し、任意の位置でハンドル部分を離すと、ストッパーがかかり顔面挟み込み部５による顔面挟み込みの幅が固定できるようになっている。
【００５７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、画像表示部２の不図示の接眼光学系と使用者の眼との間の距離（以下、「アイレリーフ」と称する）の変更について説明する図である。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）と同様の部分については符号および説明を省略する。
画像表示部２は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、アイレリーフ可変機構１４を備える。このアイレリーフ可変機構１４を矢印Ｂの方向に移動することにより、アイレリーフを縮めることができる。図３（ａ）はアイレリーフを縮める前の様子を示しており、図３（ｂ）はアイレリーフを縮めて使用者の顔面と顔固定部６が接触した状態である。
【００５８】
ここで本実施形態の画像表示装置１は、画像表示部２の重量が外部の支持部４により支持されており、メガネ型ディスプレイやヘッドマウントディスプレイのように顔面や頭部で重量を保持する必要が無い。一般に、メガネ型ディスプレイでは重量保持とアイレリーフの固定を兼用して行っているし、ヘッドマウントディスプレイでは頭部でディスプレイを固定しており、その固定部によりアイレリーフが決定される。
【００５９】
一方、本実施形態の画像表示装置１は、顔面の挟み込みにより耳１０の位置に応じて画像表示部２の位置が決定されるものの、画像表示部２の重量は保持する必要が無い。よって、耳１０と耳枠固定部１２の位置関係が定まれば、顔面挟み込み部５を伸縮させることで任意の距離にアイレリーフを設定できるという新たな特徴が生まれる。このために顔面挟み込みをまず行い、耳１０と耳枠固定部１２の位置関係を決定した上でアイレリーフを決定するという順序で顔面への画像表示部２の取り付けを行うのが好ましい。
【００６０】
図４はメガネをかけている使用者とかけていない使用者の何れにも対応可能な顔固定部６を説明する図である。図４（ａ）はメガネをかけている使用者の顔面が、顔固定部６と接触する時の位置関係を示した正面図であり、１５に示す丸は、使用者の眼から最も近い接眼レンズ１５を示す。図４（ｂ）はその時の側面図であり、図４（ｃ）はアイレリーフと顔固定部６の厚みの伸縮を示すために、外光遮断板７を図示省略した時の側面図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、メガネの有無に無関係に、メガネフレーム部１６を避けて接眼レンズ１５の外側上下に顔固定部６が設置されている。更にメガネフレーム端よりも外側の左右には外からの光を遮断する外光遮断板７が設置されており、図４（ｂ）に示すように、使用者の視野を１８０°として、画像表示範囲の外側から外光が入らないように覆う構成となっている。また、メガネフレーム端部にはメガネの有無を認識するための突起部１７があり、突起部１７がメガネフレーム端に押されると、図４（ｃ）に示すようにストッパー１８が動作し、接眼レンズフレーム１９に対し、顔固定部支持機構２０が伸縮するのを阻止する。図４（ｃ）に示すように、元々、顔固定部６は約２０ｍｍの長さで設計されており、メガネと使用者の眼球位置のアイレリーフを１５ｍｍとした場合、顔固定部６が眼の回りにある骨の上の皮に接触した時点で、メガネ厚が２〜３ｍｍとしてもメガネと接眼レンズ１５は接触しない。即ち、メガネをかけた状態で、アイレリーフ２０ｍｍで画像を鑑賞することが可能となる。
【００６２】
一方、図４（ｄ）はメガネをかけていない使用者が使用した場合を示す図であり、メガネフレーム端が存在しないために突起部１７が押されることが無い。よって、ストッパー１８は動作せず、顔固定部６が眼の回りにある骨の上の皮に接触してからアイレリーフが１０ｍｍになるまで顔固定部支持機構２０が伸縮される。その結果、顔固定部６は１０ｍｍの長さとなり、アイレリーフ１０ｍｍで画像の鑑賞することが可能となる。このように、メガネをかけている使用者はアイレリーフ２０ｍｍ、かけていない使用者はアイレリーフ１０ｍｍの最適な条件で画像を鑑賞することが可能となる。
【００６３】
次に図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて、顔面挟み込み部５の弾性部１３を弾性させて使用者の顔を顔固定部６から離した時の様子を示している。前述の方法により画像表示部２の画像を楽しんでいるのが図５（ａ）の状態である。この状態では顔面挟み込み部５により画像表示部２と顔面が最適な条件で位置決めされており、快適な状態で画像を楽しんでいる。しかし、画像情報の中には臨場感が高すぎてＶＥ酔いを引き起こすような画像もあり、更に長い時間鑑賞し続けることによる眼の疲れも発生する。更に、外部からの入力情報により緊急に外部に眼を向ける状況が発生することも考えられる。このような場合、前述の方法で位置調整を行うのは時間がかかるし、再度調整のやり直しを行うのも手間がかかる。そのため、ここでは、顔面幅変更機構９、このアイレリーフ可変機構１４の両方とも使用せずに、耳枠固定部１２を直接両手で持ち、前述の弾性部材１３を変形させて、図５（ｂ）で示すように、画像表示部２から顔面を移動させる。無論、弾性部材１３は弾性限界を超えないように設計されている板バネや、バネを利用した顔面より耳枠固定部１２を引き離せる機構で構成されており、再び顔面にアイレリーフ可変機構１４を接触させて耳枠固定部１２を耳１０に合うようにして元に戻せば、以前の状態を再現できることになる。
【００６４】
図６（ａ）は図３（ｂ）の状態を側面から見た図であり、図６（ｂ）は図３（ｂ）に示した状態で顔を下向きにした状態を側面から見た図である。図６（ａ）の場合、使用者の顔面は顔面挟み込み部５の耳枠固定部１２と顔固定部６により完全に固定されているため、例えば顔を図６（ｂ）のように下に向けた場合、それに追従して画像表示部２も下側に回転しながら移動する。この状態では、メガネをかけていない場合、例えばアイレリーフ１０ｍｍで画像鑑賞を行っており、顔を動かす方向に画面が表示される状態である。
【００６５】
これに対し、図６（ｃ）は顔面挟み込み部５を伸ばしており、図３（ａ）の状態を側面から見た状態を示している。したがって、顔固定部６と顔面とが完全に離れている。この状態では顔面は顔面挟み込み部５の耳枠固定部１２により殆どの方向には拘束されているものの、両耳を通る軸回りについてのみ自由度があり、図６（ｄ）のように、顔を下に向けたり（両耳を通る軸回りに回転させる）、顔を固定して画像表示部２を上に上げたり（両耳を通る軸回りに回転して上げる）して、画像表示部２から眼を別の方向にそらすことが可能となる。これは眼をそらすだけでなく、口の近傍にあった画像表示部２も、顔を下向きにそらすことで口から離れることになるので、食事や間食を楽に取ることができる。
【００６６】
次に、図７、図８を参照して、更に詳しく説明する。図７（ａ）は顔面挟み込み部５を縮めた時の耳１０の周りの挟み込み構成を細かく示した図であり、図７（ｂ）は顔面挟み込み部５を伸ばした時の耳１０の周りの挟み込み構成を細かく示した図である。部材２１は画像表示部２に固定されている部分であり、音響出力部３を含む部分を保持している部材２２はリニアガイド２３により平行移動可能に接続されている（波線部分は耳１０に対する顔面幅変更機構９がある部分なのでここでは図示省略している）。顔面幅可変枠８が耳１０に近づき、回転軸１１を回転中心に音響出力部３が顔側面に対しおよそ平行に接し、且つ耳枠固定部１２で耳１０を完全に覆うようにして顔面を挟み込んでいるために、耳１０と画像表示部２はこのリニアガイド２３による平行移動で眼と接眼レンズのアイレリーフを任意に定めることが可能となっている。
【００６７】
リニアガイド２３による顔面挟み込み部５の伸縮は、部材２２に設置されたピン２６に回転可能に接続されたレバー部２５の矢印Ｃ方向への回転移動に伴い、レバー部２５の先端に取り付けられたピン２６が部材２１に開けられた穴部２７を移動することで行われる。なお、レバー部２５のもう一方の端には指で持つハンドル部があり、このハンドル部をつかむことでストッパーが開放され、前記回転移動が可能となり、放すことでストッパーが働き、任意のアイレリーフ位置に設置できる構成である（ここでは伸縮機構の一例を示したが、無論これ以外にも電気的な駆動手段等、色々な伸縮方法が考えられる）。
【００６８】
これら全体がアイレリーフ可変機構１４であり、画像を見ながら自由にアイレリーフを可変できる。図８は、アイレリーフ可変機構１４によりアイレリーフを伸ばした場合の眼と画像表示部２との関係を示す図である。前述のように耳１０は耳枠固定部１２により完全に覆われている。一方、顔固定部６と顔面とは図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、完全に離れている。そのため、顔固定部６と顔面とが接触している場合と異なり、図８（ａ）から図８（ｂ）のように両耳を通る紙面に直交した軸回りの回転方向の自由度が許されている。即ち、顔を下に向けると視線方向を矢印Ｄから矢印Ｅのように、画像表示部２から外すことができる。また、顔を真っ直ぐに向けた状態で、画像表示部２の方を前述と回転軸回りに回しても同様のことができる。これは常時音響出力部３からの音響を聞きながら外部環境を見たり、画像を見ながら食事や間食をしたり、画像による眼の疲れを取るため等に有効である。また、画像表示部２が支持部４に支持されており、且つ、両耳を通る紙面に直交した軸回りの回転方向のみの自由度なので、顔の位置を元に戻せば直ぐに画像を鑑賞することができ、いちいち本体を取り外したり、装着時の再調整等を行う煩わしさが無い。
【００６９】
次に、画像表示部２の内部の機構について、図９を用いて説明を行う。１６１Ｇ，１６１Ｂ，１６１Ｒは、それぞれ緑、青、赤の像を放出する２次元発光型の光学素子であり、それぞれの像は三色合成プリズム１６２で合成される。これらの２次元発光型の光学素子としては、バックライトにＬＥＤ光源を用いた液晶表示素子や有機ＥＬ素子などがある。画像表示部２は、図９に示すように、上述した光学素子１６１Ｇ，１６１Ｂ，１６１Ｒおよび三色合成プリズム１６２を２組備える。
【００７０】
また、画像表示部２は、リレー拡大光学系を有し、リレー拡大光学系は、図９に示すようにズーム光学系２８および２９、ハーフプリズム３０を備える。そして、ズーム光学系２８および２９を駆動することにより画像のサイズを変更することができる。また、ハーフプリズム３０により、ズーム光学系２８および２９から導かれた画像を合成して、不図示の接眼光学系に導く。なお、画像の合成の際、２つの画像のサイズは同一でも良いし同一でなくても良い。また、一方が中心付近の画像で他方が全体の画像などでも良い。更に、ハーフプリズム３０をほかの光学素子に置き替えることにより、ズーム光学系２８および２９から導かれた画像を左右それぞれの接眼光学系に別々に導くように構成しても良い。
【００７１】
上述したリレー拡大光学系により拡大された投影画像は図１０に示すスクリーン３２上に映し出される。ここで、この画像をできるだけ大きい画像として眼で見るためには、その接眼光学系３１が重要なポイントとなる。接眼光学系３１はスクリーン３２と眼球内の網膜とを共役な位置関係に保つ役割を担う。本実施形態では、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、少なくとも２種類のアイレリーフを持たせる構造となっている。図１０（ａ）のようにアイレリーフが狭い場合は、眼からの視野角度が大きく取ることができるので、スクリーン３２上の画像の画角から発せられた透過像は、接眼光学系３１を透過し、同視野角内で眼の瞳を通過できる光束も多くなり、大きな画像として認識できる。
【００７２】
なお、図１０に於いては、スクリーン３２と眼球内の網膜とを共役な位置関係に保つ役割を担うことを説明したが、瞳への光束が平行になっている場合は無限遠像であり、アイレリーフを離した場合でも見える視野角が小さくなるだけで、画像を観察することは可能である。
また、スクリーン３２と接眼光学系３１を近づけた場合は、近距離の物体を見ているような条件となる。この状態でアイレリーフを離しても使用者の眼がフォーカス機能を持っているので、同様に画像を観察することが可能である。
【００７３】
一方、図１０（ｂ）のようにアイレリーフが広い場合は眼からの視野角度が小さくなってしまい、スクリーン３２上の画像の画角から発せられた透過像は、接眼光学系３１を透過し、同視野角内で眼の瞳を通過できる光束も少なくなってしまう。その結果、図１０（ａ）よりも小さな画像となる。即ち、少なくとも２種類のアイレリーフを持たせるためには、接眼光学系３１の特性が少なくとも２つの距離で良好となることが望ましい。ここでは、メガネと眼のアイレリーフが１５ｍｍ規格であることに鑑み、飛び回ったり、激しい運動しながら使用せず、定位置で使用する本実施形態に於いては接眼光学系３１と眼とのアイレリーフを１０ｍｍと設定する。更に、視線を画像表示部２から外せるアイレリーフを３０ｍｍとした上で、高い臨場感が得られる±３０°の画像を両アイレリーフ位置で得られることを１つの例として以下の検討を行う。
【００７４】
まず、図１０のように、一般の単体の凸レンズを接眼光学系３１とした場合を考える。設計上単凸レンズでは曲率を大きくすることで±３０°程度の画角を得ることはできる。しかしながら、周辺の収差が大きくなり、ディストーションも大きくなる。この条件で例えば１０ｍｍと３０ｍｍのアイレリーフを考えると、アイレリーフの長い側においては倍以上の変化率で１５％以上の大きな糸巻状のディストーションが発生し、アイレリーフを２種類に設定することが困難となってしまう。一般に大画面でディストーションが気にならないのは１０％以下、我慢できる量として１５％以下であるので、単体の凸レンズではその仕様を満足できない可能性が高い。
【００７５】
そのため、本実施形態では第１の方法として、接眼光学系３１を、少なくとも３枚のレンズで構成した。図１１は広視野角度を得るために、アイレリーフを１０ｍｍとし、屈折率は低いが色分散が小さい硝材ＬＡＣ７を使用し、曲率が２２０ｃｍの３枚の凸レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３を図面左側から順番に配置して使用した場合の光学図である。収差としては凸レンズと凹レンズを組み合わせるのが一般的であるが、凹レンズは周辺光束の偏向効果が小さく、広視野角を得るのには適していない。よって、ここでは敢えて全て凸レンズで構成し、それぞれ曲率を小さくすることで収差を抑える方法を取っている。
【００７６】
図１１（ａ）の光束は左眼では中心から考えて−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４５°、６０°の画角、右眼でも中心から考えて−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４５°、６０°の画角が得られており、図１１（ｂ）に示すように、両眼で見える視野角は±３０°、視野角としては全体で±６０°の画像が得られることがわかる。但し、この場合、レンズが左右で重なってしまっているので、その部分を削る必要がある。
【００７７】
この接眼光学系３１をアイレリーフ１０ｍｍと３０ｍｍに設定した場合の光束をそれぞれ示したのが、図１２（ａ）と図１２（ｂ）である。両眼で見える視野角は±２５°程度で少しケラレるが、前述の視野角±３０°の範囲で両アイレリーフ状態でも画像を鑑賞できることが確認できる。
図１３は図１２の光学図面の評価を行ったものであり、図１３（ａ）はアイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示し、図１３（ｂ）はアイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示す。アイレリーフ１０ｍｍの時、図１３（ａ）に示すように、視野角±１５°の位置では、パターンの方向にもよるが、ＭＴＦ３０％のところで最小約４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度しか解像しない（０．２５ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）。また、視野角±３０°の位置でも、パターンの方向にもよるが、ＭＴＦ３０％のところで最小約２ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度しか解像しない（０．５ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）が、通常の大画面動画を見る場合、殆ど使用者の視線は解像度の高い中心部を見ているので、それほど画質が悪いとは感じられない。
【００７８】
一方、アイレリーフ３０ｍｍの時、図１３（ｂ）に示すように、視野角±１５°の位置ではＭＴＦ３０％のところで最小約３ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度しか解像しない（０．３ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）。また、視野角±３０°の位置では、ＭＴＦ３０％のところで最小約２．５ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度解像し（０．４ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）、多少向上することがわかる。この場合も、通常の大画面動画を見る場合、殆ど使用者の視線は解像度の高い中心部を見ているので、それほど画質が悪いとは感じられない。
【００７９】
更に、これらのアイレリーフ毎に、視野角度毎のディストーションを示したのが、図１４である。図１４に示すように、アイレリーフ３０ｍｍのグラフを見ても前述の我慢できる量としての１５％以下を全ての条件でクリアしているのが確認できる。本実施形態では、大画面による動画鑑賞のように、比較的画質が気にならない場合の用途となる。したがって、安価に設計できるため、アイレリーフ可変機構を搭載したシステムに於いては十分使用できる構成である。
【００８０】
しかし、画像がコンピュータ画面のような高解像度を必要とする場合はこれでは物足りなくなる。コンピュータ画面では細かい白黒パターンや色彩の鮮やかなパターンが多いので、収差の大きさ、特に色収差については十分に配慮した設計が必要となる。そのため、本実施形態では、第２の方法として、接眼光学系３１を少なくとも３枚のレンズで構成すると共に、大画面を維持し、且つ色収差補正を行うために、眼から最も離れているレンズを、凸レンズ面と凹レンズ面とを組み合わせた貼り合わせレンズで構成した。
【００８１】
図１５（ａ）はＬ４〜Ｌ５レンズの材質をＮＬＡＫ８とし、Ｌ６の材質をＮＢＡＫ４、Ｌ７の材質をＳＦ１０として、図面左側から順番に配置し、およその曲率がＬ４レンズ（−６５ｍｍ、−２５ｍｍ）、Ｌ５レンズ（１２５ｍｍ、−７０ｍｍ）、Ｌ６レンズ（４０ｍｍ）、Ｌ７レンズ（−４０ｍｍ、３０ｍｍ）とした場合の光学図である。
アイレリーフを１０ｍｍとした場合、図１５（ａ）に示すように、光束は左眼では中心から考えて−４６°、−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４６°の画角、右眼でも中心から考えて−４６°、−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４６°の画角が得られている。また、凹レンズを使用したことにより、図１５（ｂ）に示すように、両眼で見える視野角は±４６°になっているが、視野角としても同様に±４６°の画像しか得られていないことがわかる。但し、この場合、レンズ径が小さいので眼幅調整等は比較的行い易いという利点がある。
【００８２】
この接眼光学系３１をアイレリーフ１０ｍｍと３０ｍｍに設定した場合の光束をそれぞれ示したのが、図１６（ａ）と図１６（ｂ）である。両眼で見える視野角は±３０°程度で、その範囲で両アイレリーフ状態でも画像を鑑賞できることが確認できる。
図１７は図１６の光学図面の評価を行ったものであり、図１７（ａ）は、アイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示し、図１７（ｂ）は、アイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示す。アイレリーフ１０ｍｍの時、図１７（ａ）に示すように、視野角±１５°の位置ではＭＴＦ３０％が最小でも約２２ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度あり（４５μｍのＬ／Ｓは認識できる）、視野角±３０°の位置でも、ＭＴＦ３０％が約６ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度まで解像する（１６７μｍのＬ／Ｓは認識できる）のが確認できる。これは貼り合わせレンズによる色収差補正も大きく寄与しており、コンピュータ画面でも通常の文字ならば問題無しに解像できるレベルである。
【００８３】
しかし、アイレリーフ３０ｍｍの時、図１７（ｂ）に示すように、視野角±１５°の位置ではＭＴＦ３０％が約４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度しか無く（０．２５ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）、視野角±３０°の位置でも、ＭＴＦ３０％が約３ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度しか解像しない（０．３３ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）。よって、大画面の動画を見ている場合は殆ど気にならないが、コンピュータ画面としては多少周辺部分で文字が読みにくい等の不具合が発生する。
【００８４】
更に、これらのアイレリーフ毎に、視野角度毎のディストーションを示したのが、図１８である。図１８に示すように、前述の我慢できる量としてのディストーションが１５％以下を全ての条件でクリアしているのが確認できる。しかし、アイレリーフが２５〜３０ｍｍになると多少ディストーションの変化が大きくなる。アイレリーフ１０ｍｍの位置での画像を見慣れている場合、多少ディステーション変化に違和感を覚える可能性がある。但し、本来コンピュータ画面で±３０°の大画面を使用することは少ないので、直接操作する画面領域を±２０°程度に設定しておけば、ディストーションの変化に関してはあまり気にならないレベルである。つまり、アイレリーフ１０ｍｍでの画面サイズにある程度制限を加えれば、この接眼レンズでも安価に設計できるため、アイレリーフ可変機構を搭載したシステムに於いては十分使用できる構成である。
【００８５】
但し、アイレリーフを１０ｍｍとしているので、その場合に殆どメガネと同じ±６０°の視野角が得られ、更にアイレリーフ３０ｍｍに於いても±３０°の視野角で良好な画像が得られることが望ましい。そのため、本実施形態では、第３の方法として、接眼光学系３１を少なくとも３枚のレンズで構成すると共に、眼から最も離れているレンズを貼り合わせレンズで構成し、更に、両眼から最も近いレンズを、片面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であるレンズで構成した。
【００８６】
図１９（ａ）は、Ｌ８の材質をＳＬＡＨ６６とし、Ｌ９の材質をＳＬＡＨ５５とし、Ｌ１０、Ｌ１３の材質をＳＬＡＨ５８、Ｌ１１，Ｌ１２の材質をＳＮＰＨ２として、図面左側から順番に配置し、およその曲率がＬ８レンズ（∞、−３１ｍｍでコーニック定数―１．３の双曲面）、Ｌ１０レンズ（∞、−６６ｍｍ）、Ｌ１１レンズ（∞、−５３ｍｍ）、Ｌ１２レンズ（−５３ｍｍ、∞）、Ｌ１３レンズ（∞、４２ｍｍ）、Ｌ１４レンズ（４２ｍｍ、１５０ｍｍ）とした場合の光学図である。
【００８７】
アイレリーフを１０ｍｍとした場合、図１９（ａ）に示すように光束は左眼では中心から考えて−６０°、−４５°、−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４５°、６０°の画角、右眼でも中心から考えて−６０°、−４５°、−３０°、−１５°、０°、１５°、３０°、４５°、６０°の画角が得られている。これは眼に最も近いレンズの曲率を小さくする代わりにコーニック定数＜０の非球面を使用することで、元来レンズの曲率が小さい場合に発生する収差を改善すると共に、前述のように複数枚の凸レンズの使用、貼り合わせレンズを採用することにより諸収差を改善した結果である。図１９（ｂ）に示すように、両眼で見える視野角は±６０°になっており、視野角としても同様に±６０°の視野角を実現し、ほぼメガネ視野と同じ大きさの画角が得られているのがわかる。但し、この場合、非球面を使用するので、高価になるという欠点がある。これを緩和するために、非球面加工の硝材はできるだけ屈折率が高く、且つ加工し易いものを用いることが好ましい。また、大きな色収差を改善するために、色分散の大きい硝材と小さい硝材を組み合わせ、更に硝材手配に対する歩留まりを改善するため、硝材の厚さを限定すべくＬ１１とＬ１２レンズを２枚に分割している。
【００８８】
この接眼光学系３１を、アイレリーフ１０ｍｍと３０ｍｍに設定した場合の光束をそれぞれ示したのが、図２０（ａ）と図２０（ｂ）である。両眼で見える視野角は±３０°以上得られる。また、±３０°として比べてみても、その範囲で両アイレリーフ状態でも画像を良好に鑑賞できることが確認できる。
図２１は図１９の光学図面の評価を行ったものであり、図２１（ａ）は、アイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示し、図２１（ｂ）は、アイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図を示す。アイレリーフ１０ｍｍの時、図２１（ａ）に示すように、視野角±１５°の位置ではＭＴＦ３０％が約１４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度あり（７１μｍのＬ／Ｓは認識できる）、視野角±３０°の位置でも、ＭＴＦ３０％が約４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度まで解像する（０．２５ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）のが確認できる。これは±１５°までは、コンピュータ画面でも通常の文字ならば問題無しに解像でき、±３０°までは大画面の動画ならば問題なく鑑賞できるレベルである。
【００８９】
この光学構成を取ると、アイレリーフ３０ｍｍの時、視野角±１５°の位置ではＭＴＦ３０％が約１５ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度解像でき（６７μｍのＬ／Ｓは認識できる）、視野角±３０°の位置でも、ＭＴＦ３０％が約４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ程度解像するので（０．３３ｍｍのＬ／Ｓは認識できる）、殆どアイレリーフ１０ｍｍの時と変わらない画像が得られることがわかる。
【００９０】
更に、これらのアイレリーフ毎に、視野角度毎のディストーションを示したのが、図２２である。図２２に示すように、前述の殆ど気にならないディストーション量としての１０％以下を全ての条件でクリアしており、他の光学系と比べても、アイレリーフが大きくなるにしたがい、ディストーション量が小さくなるという特性を持つ。これはアイレリーフ１０ｍｍの位置では大画面による臨場感を満喫し、アイレリーフ３０ｍｍの位置でも±３０°の視野角で良好な画像鑑賞を行うことができることを意味する。
【００９１】
したがって、アイレリーフ可変機構を搭載したシステムに於いては、本発明による光学系は最も効果的な性能を発揮する構成となる。無論ここでは１０〜３０ｍｍでアイレリーフを考えたが、画角を６０°取った場合の例であり、本実施形態を利用し画角をもっと小さく設定すれば、３０ｍｍ以上のアイレリーフで機構を構成することも可能である。
以上説明したように、第１実施形態によれば、画像を表示する表示部と、表示部を使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、且つ、接眼光学系と使用者の眼との間の距離を変更可能な顔面挟み込み部とを備える。したがって、表示部と顔面との距離に選択肢が増え、状況に応じた表示部の顔面への装着が可能となる。更に、顔面挟み込み部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きと顔面挟み込み部による接眼光学系と使用者の眼との間の距離とに応じて、顔面挟み込み部の一部を支点として、移動可能である。したがって、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させる第１のアイレリーフ状態により高画質、高画角の画像を臨場感が高い状態で鑑賞することが可能となる。更に、第２のアイレリーフ状態でも顔面挟み込み機構により画像表示部と顔は一定の距離を保っているので、顔を画像表示部にぶつかるリスクは無く、この状態では視野角６０°程度の大画面を鑑賞しつつ、外部にも視線を向けることで食事を楽しんだり、外部の情報を取り入れる等の効果が生まれる。
【００９２】
また、第１実施形態によれば、顔面挟み込み部は、使用者の両耳を挟むことにより顔側面に接触するとともに、両耳を挟む部分に音響出力機構を備える。したがって、視野角は上述した第１アイレリーフ状態から第２アイレリーフ状態への移行で小さくなっても、音響出力機構と耳の位置は変わらない。そのため、音響情報は変わらず受けることが可能となり、臨場感の高い状態を維持しつつ食事や他者とのコンタクト等を行うことができる。
【００９３】
また、第１実施形態によれば、顔面挟み込み部は、使用者の顔側面に接触するための弾性部材を備えるとともに、弾性部材とは独立に、顔面挟み込みの幅を変更するとともにアイレリーフを変更する。したがって、幅変更部により挟み込みの圧迫度を決定するが、弾性部材を介した圧迫となるので、必要以上の圧迫とはならず、両耳の幅に応じて快適な挟み込み状態を持続することができる。更に、手順として、まず耳の位置と顔面挟み込み部の位置決めを行うが、その時点で顔面と画像表示部は接触していないため、装着時点で顔面を画像表示部の凸部にぶつけるような不具合は発生しない。更に、アイレリーフを変更して顔面と画像表示装置を接触させるが、既に画像の光軸と直交した平面上の位置決めは顔面挟み込み部により行われているので、眼を画像表示部の凸部にぶつけるような不具合は発生しない。また、耳と顔面までの距離に応じてアイレリーフの伸縮が行えるので、快適な接触状態を維持することが可能となる。更に、アイレリーフの変更と顔面挟み込みの幅の変更により画像表示部と眼との位置が所定の関係（レンズ中心に眼の中心が位置する状態）に保たれつつ、顔の動きに追従して画像表示部が動くこととなるが、緊急時には直接顔面挟み込み機構を広げることができる。これは弾性部材により弾性限界以内で広げられるためであり、気分が悪くなったり、緊急時、更に外部からの問いかけ等で早急に画像表示部から顔を引き離すことができる。また、この弾性部材は元に戻るので、再び画像を見たい場合は先に調整したアイレリーフと顔面挟み込み幅の状態を維持することができ、再度付け直したり調整する必要が無い。
【００９４】
また、第１実施形態によれば、アイレリーフに応じて、自動的に画像表示部に表示する画像の大きさを変更するように制御することで、アイレリーフを変更しても、違和感無く、適当な大きさの画像を鑑賞することができる。
また、第１実施形態によれば、表示部は、使用者の顔前面に対面する部分に顔固定部を備え、使用者の顔前面が顔固定部に接触して表示部と使用者の眼との間の距離が一定に保たれる第１のアイレリーフ状態と、使用者の顔前面が顔固定部に接触せず、表示部に対して使用者の両眼の視線方向が両耳を通る軸回りに相対的に移動可能な第２のアイレリーフ状態とに変更可能である。したがって、第１のアイレリーフ状態では顔固定部は眼球回りの骨部上の皮膚に対し接触するために、眼と接眼レンズとの接触を回避すると共に、画像表示部が何らかの原因で顔面方向に押された場合でも、顔面を負傷させるリスクを回避する。また、第２のアイレリーフ状態では、顔固定部と顔面とが非接触であるが、顔面挟み込み機構は耳の回りを囲むように配置されており、前述の軸中心に顔を回転させることは可能である。また、耳の形状で横方向の動きは拘束されるため、画像表示部が何らかの原因で顔面方向に押された場合や眠気により顔を前に倒した場合でも、同様に顔面を負傷させるリスクを回避することができる。このように安全な状態を維持しつつ、前述の２通りの状態で画像および音響を楽しむことが可能となる。
【００９５】
また、第１実施形態によれば、顔固定部を、使用者のメガネのフレームを避けて両眼の回りに離散的に上下に備えるとともに、メガネのフレームの左右外側に、外界からの光を遮光する遮光部材を備える。したがって、メガネをかけた状態でも顔固定部とメガネフレームとが干渉すること無く、所定のアイレリーフで臨場感の高い画像鑑賞を行うことができる。一般に、眼をキョロキョロさせるキョロ眼動作時にも、視界を広くすることが望まれる。そのため、メガネをかけていない人に対しては、アイレリーフを通常の１５ｍｍより短い１０ｍｍ程度に設定するのが好ましい。しかし、メガネをかけている人については元々メガネと眼のアイレリーフが１５ｍｍ標準であるため、顔固定部を１０ｍｍとすると、メガネをかけた人のアイレリーフは計２５ｍｍ以上となってしまう。しかし、第１実施形態によれば、顔固定部は使用者のメガネのフレームを避けて両眼の回りに離散的に上下に配置されているのでこのような問題を回避することができる。
【００９６】
更に、離散的に上下に配置することにより、空気が出入りするのでメガネのレンズや接眼光学系が曇らないという別の効果も得ることができる。なお、更に曇り防止のために、送風システムなどを設けるようにしても良い。
また、第１実施形態によれば、使用者のメガネフレームの有無を認識するフレーム認識部を備え、認識結果に応じて、顔固定部の厚みを変更可能である。したがって、メガネをかけていない使用者には１０ｍｍのアイレリーフを実現し、メガネをかけている使用者にはメガネフレームを確認してストッパーをかけ、２０ｍｍのアイレリーフで固定される。そのため、メガネレンズの幅が２〜３ｍｍであっても、メガネレンズ部と接眼レンズ部の間に２〜３ｍｍの間隔が空くために、レンズ同士が接触せず、且つ２０ｍｍのアイレリーフで画像を鑑賞できるという効果が生まれる。また、このような構成により、メガネをかけていない使用者にも、かけている使用者にも最適な環境を提供することができる。
【００９７】
また、第１実施形態によれば、接眼光学系を少なくとも３枚のレンズで構成する。したがって、１０ｍｍでの高画角を持ちつつ各収差を抑えると共に、アイレリーフを数種類に設定しても、ディストーション変化率の少ない、且つ１５％以下のディストーションに抑えることが可能となる。
また、第１実施形態によれば、接眼光学系のうち、眼から最も離れているレンズを、貼り合わせレンズで構成する。したがって、高画角であり且つ色収差を補正することができる。
【００９８】
また、第１実施形態によれば、接眼光学系のうち、眼から最も近いレンズを、少なくとも片面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であるレンズで構成する。したがって、高画角を得ると共に、収差も改善し、更にアイレリーフを数種類に設定した場合でもディストーションを抑えることが可能となる。更に、アイレリーフの変更による画質の悪化も抑えることができる。
【００９９】
また、第１実施形態によれば、画像表示部は、光電素子と接眼光学系との間に、リレー光学系と拡散板とを備え、拡散板の透過画像を、接眼光学系を介して使用者の眼球に投影する。したがって、拡大リレー光学系を用いて投影画像を一旦拡散板上に投影し、その画像を接眼光学系によって観察する構成である。これにより、高画質の画像を使用者に提供することが可能となる。特に、指向性が強く、所定の角度から画像を見ると暗く見える液晶パネルでも、拡散板を用いることで、拡散効果により広い角度から画像を観察できるという利点も生まれる。
【０１００】
《第２実施形態》
第２実施形態の画像表示システム５０は、図２３に示すように、音声入力部５１、画像表示部５２、音響出力部５３、支持部５４を備えるとともに、イス部５５を備える。音声入力部５１は、矢印Ｆの方向に移動することにより、音声入力のｏｎ／ｏｆｆを行うことができる。また、画像表示部５２は、光束放出方向に直交した２次元発光型の不図示の光電素子から放出された光を、使用者の両眼それぞれに対応した接眼光学系を介して使用者の眼球に投影する。また、音響出力部５３は、使用者に対して、音響出力を行う。また、支持部５４は、図２３に示すように、画像表示部５２を使用者に接触しない部分において支持する。
【０１０１】
まず、画像表示部５２を支持する支持部５４について説明を行う。図２４（ｃ）は、本実施形態の支持部５４の断面図である。支持部５４は、図２４（ｃ）に示すように、関節７７を含む水平面内駆動部７６、画像表示部５２が吊り下げられた紐５６、支柱５７、支柱５７内に設けられた重り５８、滑車５９，６０および６１を備える。支柱５７内の重り５８は画像表示部５２とほぼ同じ重量である。画像表示部５２は、水平面内駆動部７６により水平面内の自由な移動が実現され、滑車５９，６０および６１に沿って紐５６で画像表示部５２と重り５８とが結合されていることにより、垂直方向の移動が実現される。
【０１０２】
重り５８は紐５６により画像表示部５２と接続され、画像表示部５２の支持部５４に対するモーメントを相殺する。
また、滑車５９，６０および６１は紐５６に発生する摩擦を緩和する。なお、滑車５９，６０および６１を設置する代わりに、滑車５９，６０および６１が設けられている部分にテフロン（登録商標）加工などを施して摩擦を緩和するようにしても良い。
【０１０３】
ここで、紐５６は紐状の軟性部材で、丈夫なものを用いるのが好ましい。例えば、引張り強度に優れたステンレス繊維を用いた撚糸や、パラ型アラミド繊維（商品名テクノーラ、ケブラー）等がある。
また、紐５６が支柱５７の外部に露出した場合、他の部材との接触等により断線を引き起こす可能性もある。本来画像表示部５２は１〜３ｋｇ近い重量のため、落下した場合大きな危険を伴う。そのため、支持部５４は、図２４（ｂ）に示すように、水平面内駆動部７６から紐５６により画像表示部５２を吊り下げるまでのカバーを備える。カバーは水平面内駆動部７６に固定されたカバー６２と画像表示部２のユニバーサルジョイント部６３に固定されたカバー６４とを、図２４（ｂ）に示すように入れ子部６５で結合することで、紐５６が万が一切れても、画像表示部５２が落下しない構造となっている。
【０１０４】
このような安全対策は上述したいくつかの例のうち、少なくとも１つ行うことにより、適切な安全性を得ることができると考えられる。
更にそれでも断線した場合に配慮し、入れ子部６５の少し上部で紐を分割し、分割された紐への張力が無くなると爪が左右に開き、その爪がカバー６２に当接する形状のブレーキ部材を入れておく。そして、同ブレーキ部材がカバー６２の上端部などに接触し、摩擦を引き起こすことで落下速度を遅くすることも可能である。
【０１０５】
この吊り下げ部以外に紐５６の露出する部分は水平面内駆動部７６の部分である。この部分については、図２４（ｄ）に示すように、水平面内駆動部７６の関節毎にカバー６６を設置し、外からは紐５６や滑車５９，６０および６１は見えないが、水平面内の駆動は問題なくできる構造となっている。
次に図２５は上述したＸＹＺの動き以外で、θｘθｙθｚの回転軸回りの機構を示す図である。ユニバーサルジョイント部６３や紐５６を介して、画像表示部５２を昇降したり、水平面内駆動部７６を駆動することで、６自由度の動きが確保される。ここで述べる６自由度というのは、ただ動くというだけでなく、ウェイトバランスおよび重心保持という手法を導入することで、顔面の動きに対し殆ど負荷無く完全に追従することを意味し、立った状態でも、座った状態でも寝た状態でも許されるストローク範囲内ならば、自由な方向で画像を鑑賞できることを示している。
【０１０６】
ところで、このようにイス部５５と支持部５４が一体になった機構では様々なことが可能となるが、重量物が使用者の頭部上に設置されているので、安全には特に注意を払う必要がある。イス部５５の背もたれ部５５ａに支持部５４を設置しているので、使用者が通常の動作を行う場合は問題とならない。しかし、図２６に示すように使用者が、画像表示部５２を顔から離した場合には、支持部５４の水平面内駆動部７６が自動的に縮まり、少なくとも使用者が腰を上げる場合の動作範囲である腰を回転中心として頭部が描く弧Ｇの範囲内から画像表示部５２を退避させる。
【０１０７】
また、イス部５５は、図２７に示すように、背もたれ部５５ａが傾斜（リクライニング）可能である。このようにイス部５５の背もたれ部５５ａをリクライニングした状態でも、図２８に示すように、使用者が画像表示部５２を顔から離した場合には、支持部５４の水平面内駆動部７６が自動的に縮まり、少なくとも使用者が腰を上げる場合の動作範囲である腰を回転中心として頭部が描く弧Ｈの範囲内から画像表示部５２を退避させる。このように重量物と故意に体を接触させる意志が無い通常の動作では、使用者が重量物による傷害を全く受けないように安全設計が施されている。
【０１０８】
次に、図２７に示したように、イス部５５の背もたれ部５５ａをリクライニングした状態について説明する。図２７に於いて、床設置ベース６７に固定されたイス本体部６８には支持部５４を平行リンク構造で支持する平行リンク機構（６９，７０，７１）が関節部７２によって回転駆動可能に固定されている。そして、イス本体部６８の背もたれ部５５ａのリクライニングに対応して上下前後駆動させる関節部７２によって駆動可能に設置された支持部５４は、平行リンク機構（６９，７０，７１）の拘束により、平行リンク固定部６５と平行に保った状態で、支持部５４を上下前後駆動させる構成となっている。
【０１０９】
背もたれ部５５ａのリクライニングに応じて、イス本体部６８に設置された足のリクライニング機構（７３，７４）も動作する。これらの操作はイス本体部６８に固定された肘掛部７５により制御可能な構成となっている。
ここで、図２６に示したように、通常状態でもリクライニング状態でも支持部５４は平行リンク固定部７８と平行に保たれているので、イスのリクライニングによる必要スペース以上に大きなスペースを必要としない。したがって、省スペース化を図ることができる。更に、支持部５４には図２４で説明した重り５８が支柱５７内にあり、これを鉛直に保つことで、画像表示部５２と重り５８との釣り合いが保てる構造となっている。更に、この方法ではリクライニングにより支柱５７の位置も移動しており、床置き型の装置に比べると、支持部５４に搭載される水平方向への移動機構のストロークもその分小さく取ることができ、コンパクト化を図ることが可能となる。
【０１１０】
また、図２７では重り５８と画像表示部５２とを、紐５６を用いて接続する場合について、支柱５７内にある重り５８を支柱５７内でぶつからないように鉛直に保つことの必要性を説明したが、これは他の機構にも当てはめることができる。
以上説明したように、第２実施形態によれば、画像を表示する表示部と、使用者が着席可能で、且つ、背もたれ部分が傾斜可能なイス部と、イス部に接合され、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、支持部は、イス部の背もたれ部分の傾斜に応じて、表示部を使用者の頭部に追従するように移動可能である。したがって、使用者が座るイス部に支持部および画像表示部を接続することで、画像表示部が動いて重心位置が変わることによって画像表示システム自体が倒れ易くなるリスクを回避することができる。更に、第１実施形態と同様に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面挟み込み部の一部を支点として、移動可能とすることが好ましい。このようにすることにより、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１１１】
また、第２実施形態によれば、支持部は、表示部の支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備える。したがって、顔面の動きにスムーズに画像表示部が追従できる構成にすることができる。
また、第２実施形態によれば、支持部は、表示部とバランス部とを接続する紐状の軟性部材と、軟性部材に発生する摩擦を緩和する摩擦緩和機構とを備える。したがって、バランス部が外部に露出しないので、使用者への被害（接触等）を防止し、更に画像表示部のみの回転モーメントしか発生しないので、使用者に対しスムーズな画像表示部の追従を補償することができる。
【０１１２】
また、第２実施形態によれば、支持部は、紐状の軟性部材として、ステンレス繊維を備える。ステンレス繊維はしなやかであり、且つ耐久性、引張り強度に優れるので、この繊維を用いた撚糸を利用することにより、軟性部材が断線し易くなるリスクを回避することができる。
また、第２実施形態によれば、支持部は、紐状の軟性部材として、パラ型アラミド繊維を備える。パラ型アラミド繊維は、前述したステンレス繊維と同様に、しなやかであり、且つ耐久性、引張り強度に優れるので、この繊維を用いた撚糸を利用することにより、軟性部材が断線し易くなるリスクを回避することができる。
【０１１３】
また、第２実施形態によれば、支持部は、軟性部材断線時に表示部が落下するのを防止する落下防止機構を備える。したがって、万一、軟性部材が断線した場合のリスク回避のための大きな役割を担う。
また、第２実施形態によれば、支持部は、その表面を覆うカバーを備える。したがって、画像表示部駆動時の駆動部分に指等を挟み込むむことを防止することができる。また、外部より軟性部材が見えず、触れられないように関節部毎にカバーを設けることにより、外部に軟性部材が露出することで劣化したり傷が付き、断線して画像表示部が落下するリスクを回避することができる。
【０１１４】
また、第２実施形態によれば、支持部は、イス部の背もたれ部分に隣接して配置され、イス部は、背もたれ部が傾斜する際、支持部の地面に対する傾きを鉛直方向に保つ平行リンク部材を備える。したがって、床置き型では必要とされた、画像表示部が頭部に追従するための大きなストロークを必要としない。これは、背もたれ部がストロークを肩代わりする構成となっているためである。そのため、省スペース化が可能である。更に、この構成では支柱が常に水平面に対し直交している構成である。したがって、支持部と支持部内の重りとが接触するのを防ぐ効果がある。
【０１１５】
つまり、イスのリクライニング動作時に省スペースを実現（リクライニングスペース以上に支柱部がはみ出さない）し、リクライニング動作に無関係であるスムーズな同画像表示部の追従を実現するという効果がある。
また、第２実施形態によれば、支持部は、使用者が表示部を顔面から外した際に、使用者の腰を中心として、頭部が描く弧の範囲内から、表示部を退避させる。したがって、使用者がイスから立ち上がる動作時に、画像表示部や支持部と使用者との接触が生じないように安全設計が施されており、安心して暗い部屋でも使用できることを補償している。
【０１１６】
なお、第２実施形態において、画像表示部５２と重り５８とを紐５６の代わりに天秤棒で吊り下げた場合、画像表示部５２の重量をＭ、重り５８の重量をｍとし、画像表示部５２と支点との距離をＬ、重り５８と支点との距離をｌとした時、Ｍ×Ｌ＝ｍ×ｌでモーメントを相殺するようにしても良い。このような構造とすることで、振り子と同様に重り５８と画像表示部５２とを釣り合わせた状態で、上下方向に駆動させることが可能となる（紐の上下の代替え）。また、この方法は紐や滑車を使用しないので、構成を簡単にすることができる。
【０１１７】
このような構成とした場合でも前述の紐５６を用いた場合と同様に、支柱５７を鉛直に保つことで省スペース化が図れると共に、水平方向のストロークも小さくすることが可能となる。更に、このような構成では、水平方向の駆動に支柱５７を回転軸とした回転機構および支柱５７に水平駆動ステージを設けて、この組み合わせで画像表示部５２を水平方向に任意に移動可能としているので、もし支柱５７が傾くと、支柱５７の回転軸や水平駆動ステージも傾いてしまい、スムーズな水平方向駆動を実現することができない。よって、上記例と同様に、支柱５７を鉛直に保つことが重要となる。
【０１１８】
《第３実施形態》
第３実施形態の画像表示装置１００は、第２実施形態の図２３と略同様の構成である。したがって、図示および構成の説明を省略し、以下では、図２３と同様の符号を用いて説明を行う。
以下、第３実施形態の特徴部分について説明する。
【０１１９】
図２９は、画像表示装置１００の支持部５４の断面図である。支持部５４は、図２９に示すように、配線１０１を支持部５４内の紐状の軟性部材１０２に沿って有する。そして、配線１０１は、画像表示部２から配線用滑車１０３，１０４および１０７を介して、重り５８まで導かれる。配線１０１は重り５８に設置された配線固定部１０５で一旦固定される。配線１０１は、重り５８の上下駆動に対して十分マージンを持つようにたるませてあり（図２９領域Ｉ参照）、その後、外部（例えば、制御装置１０６など）に接続される。即ち、配線１０１自体は断線等を避けるため、出来るだけ曲がりＲを大きくしてあり、且つ重り５８および画像表示部５２の重量を直接受けないように設計されており、且つ画像表示部５２の移動時の負荷とならないように、所定のマージンを持って設置されている。そのため、配線１０１自体に引張り力は殆ど生じないので、負荷抵抗は少なく、且つ配線１０１自体には負荷がかからないように配慮されている。
【０１２０】
このような配線１０１は、画像表示部５２のＬＣＤおよびＬＣＤ照明系の電力用、画像表示、音響用の情報伝達用などを示す。無論、無線や電池、太陽電池等で全て対応できれば問題ないが、安定した出力を得るためには有線による供給が最も効率が良い。
以上説明したように、第３実施形態によれば、画像を表示する表示部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持するとともに、表示部の支持部に対するモーメントを相殺するバランス部を備える支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部と、支持部内に沿って設けられ、且つ、その一部がバランス部の一部に固定された表示部を外部に接続するための配線とを備える。したがって、配線１０１自体に引張り力は殆ど生じないので、負荷抵抗は少なく、且つ配線１０１自体には負荷がかからずに安定した出力を得ることができる。更に、第１実施形態と同様に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面接触部の一部を支点として、移動可能とすることが好ましい。このようにすることにより、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１２１】
なお、第３実施形態で説明した発明を、第１実施形態の画像表示装置１、第２実施形態の画像表示システムおよび後述する各実施形態に適用しても良い。
《第４実施形態》
第４実施形態の画像表示装置１７０は、第２実施形態の図２３および図２４と略同様の構成である。したがって、図示および構成の説明を省略し、以下では、図２３および図２４と同様の符号を用いて説明を行う。
【０１２２】
以下、第４実施形態の特徴部分について説明する。
図３０は、画像表示装置１７０の支持部５４を上方から見た図である。
基本的に画像表示部５２の重量を使用者が感じないようにするには、顔の動きに負荷が発生しないように機構が対応する必要がある。よって、図３０に示すように、支持部５４に、マジックハンド技術を導入する。このマジックハンドは、図３０中のｘ、ｙ、θｚの方向に駆動する。したがって、容易に角度調節が可能である。
【０１２３】
図３０に示すように、水平面内駆動部７６は、マジックハンドのように、交差部ＣＲに角度調整機構を有し、水平面内駆動部７６を構成する各部材が、互いに回転可能に連結されており、伸縮できる構成となっている機構である。水平面内駆動部７６は画像表示部５２と反対側の端に、カウンターバランス部１７１を備える。そして、支柱５７からカウンターバランス部１７１までの距離と、支柱５７から画像表示部５２までの距離との比は、ｐ：ｑであり、その同一重量の場合のモーメントの比はｐ：ｑである。水平面内駆動部７６を含むカウンターバランス部１７１の重量と、水平面内駆動部７６を含む画像表示部５２の重量との比はｑ：ｐなので、水平面内駆動部７６の伸縮に依存せず支柱５７にかかる実際のモーメントはｐ×ｑ＝ｑ×ｐの関係で一定となっている。このため、各交差部ＣＲの連結および、支柱５７の回転軸がボールベアリング若しくはエアベアリング等でスムーズであれば、殆ど負荷を感じること無く、ｘ、ｙ、θｚの方向に駆動が可能となる。また、この機構により、支柱５７の剛性をそれほど高くする必要も無いし、振動を抑えることもできる。本体が倒れる等のリスクも回避し易い構成となっている。
【０１２４】
なお、このようなマジックハンド技術を導入する際には、水平度合いや振動などの設置状態を検出する検出部を備え、且つ、角度調整機構に回転移動を抑止する制動機構を設ける。そして、設置状態が著しく悪化した場合（飛行中のエアポケット、地震など）には、この制動機構により、水平面内駆動部７６の伸縮を抑制する。具体的には、角度調節機構に、検出部からの信号により制御される周知の制動機構を備える。このような制御により危険や、緊急時の事故などを回避することができる。
【０１２５】
また、画像表示部５２における上下方向の位置調整には、エレベーター技術を用いる。図３１は、画像表示装置１７０の支持部５４に関し、ｚ方向の移動機構の構成のみを図示したものである。
図３１に示すように、エレベーターのように、カウンターバランス部１７１と画像表示部５２との重量比がｑ：ｐの場合、滑車ＰＵを用いることで、釣り合いが取る構造になっている。例えば、ｑ：ｐ＝２：１の場合、図３１に示すようなタイプの滑車ＰＵを利用すれば良い。支柱５７は上下に手動で動かすことが可能であり、寝ている時、座っている時、立っている時に応じて、ラフな高さ設定ができるようになっている。一方、所定の状態で、視聴者が顔を上下に動かすと、２〜３０ｃｍ程度、画像表示部５２が上下する。その際に、前記滑車部ＰＵの回転軸がボールベアリング若しくはエアベアリング等でスムーズであれば、殆ど負荷を感じることなくｚ駆動が可能となる。
【０１２６】
以上説明したように、第４実施形態によれば、画像を表示する表示部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持し、且つ、伸縮可能である支持部を備える。したがって、使用者が感じる画像表示部の重量を軽減しつつ、使用者の顔の動きに画像表示部を追従させることが可能となる。更に、第１実施形態と同様に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面接触部の一部を支点として、移動可能とすることが好ましい。このようにすることにより、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１２７】
また、第４実施形態によれば、設置状態を検出する設置状態検出し、設置状態が著しく悪化したことを検知すると支持部の伸縮変化を抑制する支持部制御部を備える。したがって、危険や、緊急時の事故などを回避することができる。
なお、第３実施形態で説明した発明を、第１実施形態の画像表示装置１、第２実施形態の画像表示システムおよび後述する各実施形態に適用しても良い。
《第５実施形態》
第５実施形態の画像表示システム１８０は、第２実施形態および第３実施形態と略同様の構成である。したがって、以下では、第２実施形態および第３実施形態と同様の符号を用いて、説明を行う。
【０１２８】
以下、第５実施形態の特徴部分について説明する。
第２実施形態ではリクライニング可能なイス部５５を備えた画像表示システムを用いて説明を行ったが、本実施形態では、更に、飛行機内のイス等、地面が傾くことも想定される場合にも使用可能な画像表示システムについて説明する。
図３２は、画像表示システム１８０を横方向から見た外観図である。画像表示システム１８０は、イス部５５に矢印ｂの方向に伸縮可能な固定具１８２を有し、背もたれ部５５ａには矢印ｃの方向に伸縮可能な固定具１８３を備える。そして、これらの固定具１８２および１８３を介して、平行リンク機構（図２７、６９〜７１参照）とイス部とが固定されている。
【０１２９】
また、平行リンク固定部７８の下方には、重り１８１が設置されている。そして、支柱５７の上部、画像表示部５２の反対側には、画像表示部５２とバランスを取るためのカウンターウェイト部１８４が設置されている。これはイスの上でのＸＹストロークが小さいため、カウンターウェイト部１８４を設置してもスペース的に邪魔にならないために設置可能である。また、乗り物上ではカウンターウェイト部１８４によるバランスが取られていないと、乗り物が傾いた時、水平面内駆動部７６の伸縮が発生し、危険なためである。また、支柱５７の下端には重り１８５が設置されている。
【０１３０】
更に、前述の固定部１８３は、カウンターウェイト部１８４および画像表示部５２と重り１８５によりバランスが取られた位置に設置されており、安定して支柱５７を垂直に保つ役割を果たしている。ここで、図３３は飛行機の離陸時など、床が傾いた状況を示す図である。
このような場合、重り１８１の効果により平行リンク固定部７８は水平面に対して垂直を維持しようとする。したがって、固定具１８２は、床の傾きに応じて矢印ａだけイスから離れ、それに合わせて平行リンクにより支柱５７も垂直に保たれる。その結果、水平面内駆動部７６は水平を維持するので、水平面内駆動部７６が傾くことによる危険は無くなる。更に、万一飛行機等に生ずる急峻な傾きにより支持軸が傾いた場合、水平面内駆動部７６の駆動を無効とするストッパーにより固定される様に制御しておけば、エアポケット等のような急な状況変化に対しても十分に対応可能である。なお、重り１８１および１８５、カウンターウェイト部１８４は請求項の「垂直バランス部」に対応する。
【０１３１】
更に、通常の家庭にて本装置を適用する場合などでも、図３４の様に、支柱５７を垂直に設置できない場合がある。図３４（１）の様に垂直である場合問題ないが、図３４（２）の様に傾いて設置された場合、支柱５７の内壁に重り５８が接触してスムーズな動きが困難となる。多少の傾きの場合、接触する可能性のある部分を滑らかな面で覆っておけば良い。しかし、前述したカウンターウェイト部１８４を備えないタイプなどの場合は、水平面内駆動部７６が図３４（２）の様に傾くことで、水平面内駆動部７６の伸縮が何れかの方向に作用し、顔面装着時に何れか一方に引張られるような違和感を覚える。
【０１３２】
これを改善するためには、図３４（３）の様に、支柱５７の土台に角度調整機構１８６を入れることで、支柱５７を垂直に保つようにすれば良い。または、図３４（４）の様に、支柱５７と水平面内駆動部７６との間に角度調整機構１８７を入れることで、水平面内駆動部７６を水平に保つようにしても良い。
なお、角度調整機構１８６および１８７内に水平検出器と角度調節機構を駆動する駆動手段とを設け、傾きに応じて、自動的に角度調整を行うようにしても良い。
【０１３３】
以上説明したように、第５実施形態によれば、画像を表示する表示部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部と、支持部の一部に設けられ、床部に対する支持部の設置角度と床部に対する表示部の設置角度との少なくとも一方を調整する調整部とを備える。したがって、飛行機内のイス等、地面が傾くことも想定される場合にも使用可能である。
【０１３４】
また、第５実施形態によれば、重りを有する垂直バランス部を有する。したがって、この場合にも、飛行機内のイス等、地面が傾くことも想定される場合にも使用可能である。
なお、第５実施形態で説明した発明を、第１実施形態の画像表示装置１、第２実施形態の画像表示システム５０、第３実施形態の画像表示装置１００、第４実施形態の画像表示システム１７０および後述する各実施形態に適用しても良い。
《第６実施形態》
第６実施形態の画像表示装置１９０は、第１実施形態の画像表示装置１と略同様の構成である。したがって、図示および構成の説明を省略し、以下では、第１実施形態と同様の符号を用いて説明を行う。
【０１３５】
ホームシアター用の画像表示装置には、ハイビジョン画像を高分解能で見ることにより、更に高い臨場感を味わうことができる。
本実施形態では、第１実施形態の図９と同様に２つの画像を合成・分解し両眼に情報を提供する。その際、図３５に示す中央領域においては、画像を所定の大きさで高精細に投影し、周辺領域においては画像を低精細に投影する。周辺領域の画像については、中央領域の画像と重なる部分である中心部を真っ暗な画像とする（本来は表示可能）ことで、合成した時に違和感無い様に制御されている。
【０１３６】
次に、中央領域の適切な大きさについて考察する。画面サイズは、通常のテレビ等では人間と画面の距離により条件が異なってしまう。本発明では接眼レンズによる虚像を見るシステムであり、視野角とその中のドットサイズ（液晶デバイスの画素数の意味）との関係を表すことにする。本来、視力と限界分解能は一義的に決まるものであるが、液晶デバイスの場合、素子間の隙間を人間の眼で解像できるか否かにより決定されるべきものである。ここでは透過型液晶デバイスにより実験を行い、その結果に基づいたデータを示す。
【０１３７】
図３６は、５２インチ（対角線の長さ）の画面サイズの表示装置を配置し、単位面積あたりの画素数と視野角度とを変化させた場合に、表示装置に表示されるドットが見える視力を表中に記載したものである。単位面積あたりの画素数は、１６：９の表示装置の横方向の画素数を示す。また、例えば２ｍ離れたところから表示装置を観察すると、視野角度は対角で３６．５４６度となり、視野角度は約３２．１１１度となる。
【０１３８】
表中の太線で示した領域ａ〜ｄは、実験結果より前記「素子間の隙間」が見えるか否かをドットが見えるか否かとして判断したものである。更に、その判断についてもａ＝表示画像のドットが見えない、ｂ＝表示画像のドットは見えるが、全体像を見ていると殆ど気にならない。ｃ＝表示画像のドットは見えるが、慣れると気にならない。ｄ＝解像度が悪く、画面サイズを小さくした方が良い、のように分けて示している。
【０１３９】
この結果、前述した画素数を１２８０以上にすれば１０８．３°までの画像は十分臨場感を持ってハイビジョン画像を見ることができる（これは対角１２０°の画面を指す）。更に、前述した画素数を１９２０にすれば、５３°までの画像でドットを意識せずに楽しめることがわかる。
但し、このデータは透過型の液晶デバイスを用いており、反射型液晶デバイスでは更に画素数に対する素子間の隙間が狭いことが知られているので、反射型液晶デバイスの方が視野角をより大きくしても、素子間の隙間が見えにくい。このようにして、使用する液晶デバイスにより中央領域の大きさを決定し、その周辺については周辺領域としてそれぞれの大きさを決定すれば良いことがわかる。なお、周辺領域の画像としては人間の眼で視界として認識できるのは１８０°といわれているが、実験の結果、９０°以上あればかなり没入感を得られることがわかっているので、対角線で９０°〜１２０°の範囲までをカバーする様にすれば良い。周辺領域の画像については図３６に示す様に、視野角７９．４〜１０８．３°までについては画素数が少ない場合、「解像度が悪く、画面を小さくした方が良い」に分類される場合が多いことがわかる。但し、この部分を表示するのにハイビジョンを使用できれば望ましいが、コスト面や普段使用しない部分なので、解像度の低いデバイスを使用する可能性もある。この場合は、色彩を中央領域の画像に合わせる様な制御を行ったり、文字や数字についてはできるだけ大きく表示するのが望ましい。
【０１４０】
では次に中央領域の画像と周辺領域の画像とを出力するための制御系概略を、図３７を用いて説明する。図３７では、ＲＧＢ３枚のＬＣＤを用いた制御方法を例として示す。ここでは１つの選択肢として周辺領域の画像として静止画像で表示した場合の制御系概略図で説明していく（無論周辺にＲＧＢ３枚のＬＣＤを用いることも可能なので、その場合１９２０×１０８０の液晶デバイスの中央領域の画像用と同じセットがあると考えれば良い）。
【０１４１】
１９２０×１０８０の液晶デバイスＲＧＢ１９１は、光学系によりそれぞれの画像が合成され、カラー画像として出力される。液晶デバイスＲＧＢ１９１は、それぞれの液晶オンオフを制御する液晶駆動ドライバ１９２により制御されており、カラー画像として出力される時は、ハイビジョンビデオ信号を、液晶オンオフ制御に変換するビデオ信号変換・色ムラ補正機１９３により制御されることで、一体のカラー画像として出力される構造となっている。但し、このハイビジョン画像は忠実に画像を再現するための制御のみであり、その前段として、ビデオサイズを電気的にリサイズしたり、所定の方向にシフトさせたり、画像を合成したり所定の条件に合わせて周辺画像を生成するビデオ信号座標変換／ビデオ信号合成機１９４が設置されている。このビデオ信号座標変換／ビデオ信号合成機１９４を制御するＣＰＵ１９５は、そのほかにもヘッドホン出力部１９６の制御、緊急時にヘッドホンの出力を外部音声入力部からの情報に切り替える切り替え制御、顔面装着部に設置されたθｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７（例えば、第２実施形態の図２５に示すユニバーサルジョイント部６３に設ける）からの出力値を読み込み、地上と顔面との相対角度を検出し、その情報に基づき画像を前述したビデオ信号座標変換／ビデオ信号合成機１９４にて処理する信号処理部１９８、光学ズーム位置検出部１９９、アイレリーフ位置検出部２００等を処理し、快適な画像を提供できる様に工夫されている。
【０１４２】
この制御系統は画像表示部５２に設置されているが、実際に外部からのハイビジョン画像やリクライニングイスの駆動、画像表示部５２の収納やセキュリティのため、固定機構の駆動を制御する制御系統、制御パネル等は全てイス側に設置されている。ここで画像表示部５２とイス部５５との間の通信は無線や光ファイバー等で主に行われ、配線数をできるだけ少なくする工夫が行われており、電源部等の部分についてのみ、バランスウェイト収納筒部を通り、有線でつながっている。
【０１４３】
以上、簡単に制御系統について説明した。次に図３８〜図４２を用いて、前述したビデオ信号座標変換／ビデオ信号合成機１９４により実際に行われる画像処理について説明する。
図３８（Ａ）は中央領域の画像の出力画像を示し、図３８（Ｂ）は周辺領域の画像の出力画像を示す。中央領域の画像を表示する表示光学系は元々、周辺領域の画像と同じサイズに表示可能であるが、光学的ズーム機構により縮小して中心領域の画像の大きさとなっている。即ち、ディスプレイの画素ピッチ自体も縮小されており、眼で見てもその画素を認識することはできない。これは視野角６０°以内の比較的目玉を動かす可能性の高いフィールドで画素をイメージさせないためのものである。しかしこのままでは画面に表示されるものも小さくなってしまうので、周辺画像表示用画像と同じ大きさになるように像を拡大して表示している。ドットとして中間値が無い場合は、当然周辺ドットの値による補完処理が行われている。図３８（Ａ）は以上説明した処理を行った後の画像である。
【０１４４】
これらを合成光学系にて合成し、左右の眼に図３８（Ｃ）の様な合成画像を投影するのが本発明による基本的な画像処理方法である。この場合、光学的・電気的に両方の画像が一致する様に調整し、１つのディスプレイにて画像を見ているかの様に表示している。しかし中心部分には画素の細かい高精細な画像を投影し、周辺部分には画素が確認できる低精細な画像を投影する。
【０１４５】
次に、図３９は、前述の図３８に示したサッカー選手の画像が中心から左方向に寄っていたため、使用者が首を左に回してサッカー選手を画像の中心で見ようとした時の表示画像の変化を示している。この使用者の首の回転は、前述のθｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７のθｚ方向の出力値により決定される。図３６で説明したように、画角の大きさは視野角に置き換えることができるので、θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７により検出された回転角度分、図３９（Ａ）、図３９（Ｂ）共に画像全体を右にシフトする様に処理している。
【０１４６】
この場合、当然画像データは図３９（Ｂ）の左側の黒い部分に相当するデータが無く、これを出力すると臨場感が損なわれる。そのため、本発明の画像処理方法としては、黒い部分に隣接する画素の情報を記憶し、その情報と同じものを引き伸ばして左の黒い部分に置き換えている。人間の眼は中心を見ている場合、周辺画像への解像力や注意度は極端に低下しており、連続的な画像や色彩がそこにあれば殆ど違和感は無い。この方法により、その部分の画像データが存在しなくても、このような方法で画像を生成することで、臨場感を味わえるのである。
【０１４７】
しかし、画像コンテンツの中には、画面をフルに使うものもあり、前述のサッカー選手が更に端から端に動くような場合、画面が大きすぎることでかえって疲れてしまう可能性がある。そこで本発明では図４０（Ａ）のようにフル画面で表示している画像を中心領域のみに表示するモードに切り替え可能とする。中心領域のみに表示するモードに切り替えた場合について、図４０（Ｂ）および（Ｃ）を用いて説明する。
【０１４８】
元々の中央領域の画像は、光学的に縮小させた画像であるため、通常の出力情報のみでは周辺画像が存在しない図４０（Ｂ）のような画像である。中心画像が６０°の視野角であれば、十分画像自体を楽しむことができるが、周辺画像が存在しないので、映画館のような印象を受ける。しかし、本発明では、前述の様に、黒い周辺部分に隣接する画素の情報を記憶し、その情報と同じものを引き伸ばして左の黒い部分に置き換え、周辺画像表示部により表示させている。その図が図４０（Ｃ）であり、前述のように周辺画像への解像力や注意度は極端に低下しており、連続的な画像や色彩がそこにあれば殆ど違和感は無い。
【０１４９】
この方法により、その部分の画像データが存在しなくても、このような方法で画像を生成することで、臨場感を味わえる。更に、図４０（Ｄ）に、使用者が首を左に回してサッカー選手を画像の中心で見ようとした時の表示画像の変化を示している。この使用者の首の回転は、θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７の出力値により決定される。θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７により検出された回転角度分、画像処理により画像を右へシフトさせ、欠落した部分に対して隣接する画素の情報を記憶し、その情報と同じものを引き伸ばして使用する。これにより、画像全体を楽しめる上にその場にいるかの様な臨場感を味わうことができる。
【０１５０】
以上、図４０では隣接した画像情報を引き伸ばす方法を取ったが、その他の使用方法として、ハイビジョン画像は基本的に中央領域のみに表示し、周辺画像にはそのほかの情報を提供することも可能である。
図４１では図４１（Ａ）に示すように中央領域にのみ画像を表示する画像表示モードに切り替え、周辺領域には、図４１（Ｂ）に示すように、文字情報Ｌや操作パネルＰなどを表示する。文字情報Ｌとしては、他のテレビ番組の情報提供や、文字放送情報などが考えられる。操作パネルについては、操作パネル上にポインティングデバイスなどを表示し、マウスなどの操作部材によって操作可能にすると良い。
【０１５１】
更に、マウスなどの操作部材と、前述したθｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７による使用者の動き認識を組み合わせて操作を行うようにしても良い。
例えば、操作部材により、中心領域を選択し、首を振る動作を行うことにより、前述した画像のシフトを行うモード（図４１（Ｃ））や、画像をシフトしつつ、隣接画素情報を引き伸ばしモード（図４１（Ｄ））に切り替えるようにしても良い。
【０１５２】
また、操作部材により、周辺領域を選択し、首を振る動作を行うことにより、図４２（Ａ）に示す文字情報Ｌや操作パネルＰなどを、中央領域にシフトするモード（図４２（Ｂ，Ｃ））に切り替えるようにしても良い。これは周辺画像が視野角６０°より外側の画像であり、目玉を動かすとしてもその部分を見続けることは苦しいことに配慮したものであり、図４２（Ｂ）では顔を左上に向けることで、左上にある他番組情報を画面中央にシフトさせた状態を示す。無論、顔を左上にどの程度動かしたかは、θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７により計測されたθｚ方向の回転角度より算出することが可能であり、目玉を動かすこと無く、中心画像を見つつ、他番組を確認するような時に役立つ。同様にして図４２（Ｃ）では顔を下に向けることで、下にある文字情報および操作パネル画面を画面中央にシフトさせた状態を示す。無論、顔を下にどの程度動かしたかは、θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ１９７により計測されたθｘ方向の回転角度より算出することが可能であり、目玉を動かすこと無く、中心画像を見つつ、文字情報および操作パネル画面を確認し、操作することができる。これは、本発明の様に、周辺画像は元々中心画像出力もできるような構成（通常、中心画面は黒を表示）であるため、重複出力が簡単にできる様に工夫されている。
【０１５３】
更に、図４２（Ｄ）では周辺画像として所定の画像をデフォーカスさせた形で出力している。これは周辺画像が何か認識できなくても、デフォーカスしたものは近くにあり、きれいに写るものは遠くにあるという人間の記憶を利用したものであり、周辺のデフォーカス画像により中心画像に奥行きを感じさせることが可能となる。
また、周辺画像がデフォーカス状態で投影されているので、使用者の注意を中心画像に向け易く、使用者に与える没入感をより向上させることができる。
【０１５４】
また、このときに、図４２（Ｄ）に示すように、周辺領域の画像に、中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンｐ１を有した画像を表示するようにしても良い。図４２（Ｄ）では周辺領域のうち下方の領域のみについてこのマークを示している。このような表示を行うことにより、使用者によりいっそうの遠近感を与えることができる。更に、図４２（Ｄ）に示すように、中央領域の画像の枠に沿って、より小さい前述した所定のパターンｐ２を表示することにより、遠近感をより向上させることができる。特に、中央領域の画像と周辺領域の画像との両方にまたがって連続したマークを表示することで、より自然な遠近感を使用者に与えることができる。
【０１５５】
そして、前述したように、中央領域の画像は明瞭な画像となるように投影し、かつ、周辺領域の画像はデフォーカス状態となるように投影するので、より遠近感を効果的に与えることが可能となる。また、図４２（Ｄ）に示すように、周辺領域の画像に、中央領域の画像の左端および右端に沿って、柱状のパターンｐ３およびｐ４を有した画像を表示する。このようなパターンを表示することにより、使用者の注意を中央領域に促すことができるので、使用者に与える没入感をより向上させることができる。
【０１５６】
以上説明したように、第６実施形態によれば、画像を表示する表示部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部とを備え、表示部は、画像を表示する際に、投影範囲における中央領域と周辺領域との内容を変更可能であり、中央領域においては画像を高精細に投影し、周辺領域においては画像を低精細に投影する第１の表示と、中央領域においては画像全体を高精細に投影し、周辺領域においては前述した画像とは異なる画像を低精細に投影する第２の表示との何れかを行う。したがって、使用者の用途や好みに合わせて表示を行うことができる。
【０１５７】
また、第６実施形態によれば、第２の表示を行う際に、周辺領域に対応する部分においては、中央領域に対応する部分に示す画像とは異なる情報を有する画像を表示する。したがって、使用者の希望に応じて観察時に没入感を与えることができる。
また、第６実施形態によれば、第２の表示を行う際に、周辺領域に対応する部分においては、中央領域に近づくにつれて小さくなる所定のパターンを有した画像を表示する。したがって、使用者に遠近感を与え、臨場感のある画像を提供することができる。
【０１５８】
また、第６実施形態によれば、中央領域に対応する部分においては、中央領域が有する所定のパターンと類似で、かつ、より小さいパターンを、中央領域に対応する部分の外周の少なくとも一部に有した画像を表示する。したがって、より自然な遠近感を使用者に与えることができる。
また、第６実施形態によれば、周辺領域においては画像をデフォーカス状態で投影する。したがって、使用者の注意を中心画像に向け易く、使用者に与える没入感をより向上させることができる。
【０１５９】
また、第６実施形態によれば、顔面接触部は、使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、動き検出部により検出される使用者の顔の動きに応じて、表示部は、中央領域に対応する部分おいて表示する画像の表示領域をシフトする。したがって、使用者の使用時の違和感を軽減することができる。
また、第６実施形態によれば、第２の表示を行う際に、周辺領域に対応する部分においては、使用者による操作に関わる情報を表示する。したがって、表示範囲を有効利用して、使用者にとって有用な情報を提供することができる。
【０１６０】
また、第６実施形態によれば、顔面接触部は、使用者の顔の動きを検出する動き検出部を備え、動き検出部により検出される使用者の顔の動きに応じて、表示部は、中央領域に対応する部分おいて表示する画像の表示領域をシフトするか、使用者による操作に関わる情報を表示する表示位置をシフトする。したがって、使用者の使用時の違和感を軽減するとともに、操作性を向上することができる。
【０１６１】
なお、第６実施形態で説明した発明を、第１実施形態の画像表示装置１、第２実施形態の画像表示システム５０、第３実施形態の画像表示装置１００、第４実施形態の画像表示システム１７０、第５実施形態の画像表示システム１８０および後述する各実施形態に適用しても良い。
《第７実施形態》
第７実施形態の画像表示装置１２０は、第１実施形態の図１で説明した画像表示装置１と略同様の構成である。本実施形態では、この画像表示装置１２０を、図４３に示すように、少なくとも２台近傍に設置して使用する。
【０１６２】
図４３において左側の画像表示装置１２０は、画像表示部１２２を床から支持する支持部１２１により吊り下げられた形で重量を支持されており、画像表示部１２２には、音声を入力する音声入力部１２３と音響情報を出力する音響出力部１２４とが設置されている。画像処理装置１２５は、ＤＶＤやＢＳチューナ、コンピュータ本体等であり、その情報がケーブル１２６を介して支持部１２１に設置された赤外線発光部１２７により無線情報としての音響データ、画像データを画像表示部１２２に設置された不図示の赤外線受光部に出力し、画像処理装置１２５にて処理された画像と音響とを使用者に供給することができる。一方、右側の画像表示装置１２０も同様に、右側の画像処理装置１２５からの音響、画像情報を供給されているので、本来は全く独立した画像、音響を楽しむことができる。
【０１６３】
本来、本発明によるシステムは個人向けなので、図１のような同じ部屋の中の近い場所に設置することは少ないが、一人で見ることに閉塞感を感じる使用者も多く、図１のように近い場所に２台設置し、会話や間食を楽しみながら別々の画像を鑑賞するような可能性が十分に考えられる。そこで本実施形態では、右と左の画像表示装置１２０の画像処理装置５の間を音声送信用ケーブル１２８（無線でも可）でつなぎ、片方の使用者の音声入力部１２３からの話し声が、他方の使用者の音響出力部１２４から従来の音響情報と重複して流される構成としている。
【０１６４】
更にここでは両方の赤外発光部１２７からの情報が混入することを防ぐため、所定の周波数だけ波長をシフトさせるスイッチが取り付けられている。このスイッチにより両側の赤外発光部１２７から出された情報がお互いに異なる周波数帯域を用いることで混入することを防ぐことができる。この発明は例えば、ＤＶＤを１枚借りてきて、一方のＤＶＤ再生機にて再生する場合、お互いの赤外発光時の周波数を一致させておけば、例えば左側の赤外発光部１２７からの画像・音響情報を左右両方の使用者が受光することになり、同時に画像を楽しむようなことも可能となる。
【０１６５】
以上説明したように、第７実施形態によれば、表示部と、音響出力部と、外部から、画像情報を表示部に入力し、音響情報を音響出力部に入力する通信部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、通信部は、画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、波長が僅かに異なる赤外線の切り替え機構を有する。したがって、画像表示装置を複数近傍に設置して複数の使用者が画像鑑賞を行う際に、鑑賞対象の画像と音が互いに混入しない。これは顔面への画像表示部のスムーズな追従のため（画像表示部への配線が多いと抵抗となり、スムーズな追従が実現できない）、音響出力と画像表示を画像処理装置より赤外線等の無線で送る機構を導入した場合、近傍で同一装置を利用することで、両方で同一画像を表示することが可能である（１台の画像処理装置で複数台の画像表示部に画像を供給でき、コスト低減につながる）。しかし、あくまでも個人向けなので、近傍で画像鑑賞している使用者が別々の画像を見たい場合にも、音響情報や画像情報が混入する。上述のように、波長が僅かに異なる赤外線の切り替えはこれらの問題を解決し、別々の画像を楽しむことも、同一画像を楽しむこともできるという効果が生まれる。更に、第１実施形態と同様に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面接触部の一部を支点として、移動可能とすることが好ましい。このようにすることにより、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１６６】
《第８実施形態》
第８実施形態の画像表示装置１３０は、第２実施形態の図４４で説明した画像表示システム５０と略同様の構成である。したがって、図示および構成の説明を省略し、以下では、図２３と同様の符号を用いて説明を行う。
本実施形態では、この画像表示装置１３０を、図４４に示すように、少なくとも２台近傍に設置して使用する。
【０１６７】
本実施形態は、映画館等の複数人数で画像の鑑賞を行う場合を想定している。図４４は、情報共有者を選択し、情報のやりとりをしている様子である。並んで設置された画像表示装置１３０は、それぞれ、図２３と同様の支持部５４イスの背もたれ部に設置し、支持部５４により吊り下げられた画像表示部５２を備える。第１実施形態の図１で説明したような床置型は、支持部自体の移動が容易だが、スペースや安全の面で何処にでも置けるため、問題が発生する。これに対し、背もたれ部に設置した支持部５４は本来人が通らない部分への設置であるため、装置自体を動かし難いという欠点はあるものの、スペースや安全性には優れているので、公共施設や映画館、家庭のリラクゼーション用イス等、本来殆ど位置を動かさないで使用する場合に使用される。図４４ではそれぞれ隣り合うイス同士で会話を行うための会話ｏｎ／ｏｆｆ機構１３１が設置されており、これを隣のイス同士でつないだ場合は、片方の使用者の音声入力部５１からの話し声が、他方の使用者の音響出力部５３から映画等の音響情報と重複して流される構成となっている。音声入力部５１の上げ下げによるｏｎ／ｏｆｆも前述のように可能であるが、会話ｏｎ／ｏｆｆ機構１３１をつなげない限りは会話を行うことができない。よって、会話を行いたい人だけと話をしながら画像を鑑賞できる。
【０１６８】
但し、常時一方の音声入力部５１からの入力音が他方の音響出力部５３に流され続けると、本来の画像と音響に雑音として入るため、臨場感を損なう可能性がある。そこで本発明では、音声入力部５１を口の位置から上部に上げることで音声入力部５３のｏｎ／ｏｆｆができる構成となっている。これにより、話をしたい時のみに話し、話す必要が無い時は相手に臨場感ある画像と音響を楽しんでもらうことが可能となる。
【０１６９】
以上説明したように、第８実施形態によれば、表示部と、使用者の両耳に対して音響を出力する音響出力部と、使用者の音声を入力する音声入力部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部とを備える画像表示装置であって、画像表示装置を少なくとも２台近傍に設置して使用する際に、音響出力部により、どのような音響情報を出力するか否かと、音声入力部により、何れの画像表示装置に対する音声情報を入力するか否かを切り替える切替部を備える。したがって、映画館等に本発明を利用する場合に効果的である。通常、映画館では大きなスクリーンを設置し、それを全座席から見えるような大きな施設が必要であり、大きな費用が発生する。しかし、本実施形態の発明を映画館のような形で利用した場合、一般の部屋で良く、更に周りがうるさい場合や座席前に座高の高い人が来た場合等も意識せずに平等に映画鑑賞を楽しむことができるという利点がある。しかしその反面、複数人数で来た場合には、全く話ができず孤立感を感じることになる。そこで、本実施形態では、話をする対象者と話を聞く対象者とを自由に切り替えることにより、任意の人との会話を楽しめる条件を整えると共に、話したい時のみマイク（音声入力装置）を下げ、音響出力をｏｎにして話をし、話す必要が無い場合は、マイクを上げ、音響出力をｏｆｆとすることで、独り言や咳込みを相手に伝えない等の切り替えを実現している。この方法により必要な人と必要な条件で会話を楽しむ等の効果を生み出すことができる。更に、第１実施形態と同様に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面接触部の一部を支点として、移動可能とすることが好ましい。このようにすることにより、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１７０】
《第９実施形態》
第９実施形態の画像表示装置１５０は、第２実施形態の図２３で説明した画像表示システム５０と略同様の構成である。したがって、図示および構成の説明を省略し、以下では、図２３と同様の符号を用いて説明を行う。
本実施形態の画像表示装置１５０は、図４５に示すように、２台の画像表示装置１５０が前後のイスに配置されている例である。画像表示装置１５０は、支持部５４を備えるとともに、音響出力部５３、音声入力部５１が設置された画像表示部５２を支持部５４により支持している。また、肘掛部分に情報入力ｏｎ／ｏｆｆスイッチ１５１を備える。また、前述のように音声入力部５１は上下動作により音声入力のｏｎ／ｏｆｆを行うことができる。
【０１７１】
図４５中左側の使用者は、音声入力部５１を上に上げている。即ち、音声入力がｏｆｆの状態となっている。したがって、左側の使用者は外部の人と話す必要は無く、画像を鑑賞している状態である。この場合、情報入力ｏｎ／ｏｆｆスイッチ１５１は、外部から使用者への問いかけに使用される。例えばこれが飛行機の座席の場合、客室乗務員が情報入力ｏｎ／ｏｆｆスイッチ１５１を押すと、使用者の音響出力部５３に既に音響出力されている情報と重複して客室乗務員の音声が流れる。食事の手配や飲料水サービスの時に、特定の座席の人のみに情報を提供する場合に利用される。
【０１７２】
一方、図４５中右側の使用者は、音声入力部３を下に下げている。即ち、音声入力がｏｎの状態となっている。この状態で使用者が話をすると、その情報は特定の相手（画像内で選択可能。座っている近くの人（合意が必要））との情報交換を行える状態となっている。更に音声入力をｏｎのまま、情報入力ｏｎ／ｏｆｆスイッチ１５１を押すと、特定の相手（例えば客室乗務員など）に直接話ができるようにしても良い。このようにすることにより、緊急時やサービスを得たい時に利用できる。
【０１７３】
以上説明したように、第９実施形態によれば、表示部と、使用者の両耳に対して音響出力を行う音響出力部と、表示部を、使用者に接触しない部分において支持する支持部と、表示部に支持され、使用者の顔に接触する顔面接触部と、音響出力部により、外部からの音響情報を出力するか否かを切り替える切替部とを備える。したがって、飛行機の客室乗務員などが必要に応じて個人向けに情報提供を行う場合に効果的である。即ち、周りの情報が眼や耳に入り、画像鑑賞に没入し難い状況においても、本実施形態によれば、外部の音や画像が全く入ってこないので、画像鑑賞に没入できる。しかも、外部からの働きかけを使用者の音響に混入させるか否かのｏｎ／ｏｆｆスイッチを設けているので、使用者の臨場感を妨げず、最小限の情報提供を行えるという効果がある。更に、顔面接触部は、使用者の顔側面に接触して設けられるとともに、使用者の顔面を挟み込み、表示部は、使用者の頭部の動きに応じて、顔面接触部の一部を支点として、移動可能である。したがって、使用者の顔の動きに略完全に画像表示部を追従させることが可能となる。
【０１７４】
《変形例》
上記各実施形態について、変形例を挙げて説明する。
○眼幅調整について
眼幅調整機構によって両眼のレンズ間隔と両眼の間の幅とを完全に調整することにより、良好な眼の疲れない画像を提供することができる。しかし、実際に光学的に眼幅調整を行う場合、調整時間がかかったり、調整機構が複雑になる可能性がある。そこで、ラフに眼の間隔に合わせる光学調整部と、眼幅と両画面の間隔を正確に合わせる電気的調整部とを設けることにより、実質的に眼が疲れる等の不具合が無い、良好な画像を提供するようにしても良い。
【０１７５】
これは子供と大人、外人と日本人の様に、眼幅が６５ｍｍ〜５５ｍｍ程度の人に限定し、その間を５ｍｍ間隔の様にラフに設定する。そしてファイン調整としては電気的に画像をシフトさせる方法を取っている。この方法ではほぼ光学中心を用いており、左右の眼で感じるディストーションの差が殆ど無いこと、更に微調整を電気的に行うので、細かい眼幅と画像表示間隔の調整が可能なこと、眼幅調整機構が比較的簡単であること等の利点がある。
【０１７６】
○複数の使用者による使用について
家族等、数人で代わる代わる使用することを想定すると、その都度使用者に対応した調整を行うのは手間がかかる。そこで、使用者を認識するための情報入力手段と、その情報に応じて予め使用者毎に記憶された調整情報を設定する制御手段を有するようにしても良い。これは画像表示部に表示した所定のボタンを選択するような方法でも良いし、パスワード入力により認識する方法でも良い。そして、その結果に合わせて眼幅調整、表示画面、フォーカス調整等、全て使用者に合わせた条件に自動的に設定されることで、無駄な時間を省き、直ぐに画像鑑賞を楽しむことが可能となる。
【０１７７】
○音響出力部について
顔面挟み込み部とスピーカとが一体である例を示したが、イス部分にスピーカを備えるようにしても良い。その場合、耳部を解放することが可能となる。また、画像と音響情報との少なくとも一方に連動して振動する振動部をイス部分に備えるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明を利用する場合、それぞれ次のような市場性が期待できる。
重量、疲労感を感じさせない大画面パソコン、ＣＡＤ・映画館、プロジェクターに替わる大画面ディスプレイ・臨場感溢れる３Ｄ大画面画像の提供・ビデオ機構からの画像をインターネット受信・寝たきり患者、病人への臨場感ある画像の提供・リラクゼーション画像表示ディスプレイ・新しい感覚のＴＶゲーム画像の提供・狭い空間での大画面画像の提供・機密性が高い情報の個人向け表示システム・バーチャルリアリティディスプレイ・遠隔操作が可能な大画面ディスプレイ・広い画面でのデジタル新聞受信システム・飛行機等の客席でのリラクゼーションサービス・視力の悪くならない教育教材・アミューズメント施設での新たなディスプレイゲーム等。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】第１実施形態の画像表示装置１の外観図である。
【図２】顔面挟み込み部５により顔面を挟み込む様子を示した上面図である。
【図３】顔面挟み込み部５を縮めて顔面と顔固定部６とが接触した様子を示す上面図である。
【図４】顔固定部６とメガネとの位置関係を示した図と、メガネの有無によるアイレリーフの可変状態を示した概念図である。
【図５】顔面挟み込み部５の弾性部材を弾性させて顔を顔固定部６から離した時の様子を示す上面図である。
【図６】アイレリーフと顔面の動きについて説明する図である。
【図７】顔面挟み込み部５の伸縮機構と耳回りの挟み込み部構成を細かく示した図である。
【図８】顔面挟み込み部５を伸ばすことで顔固定部６に顔面を非接触で顔面の動きに両耳を通る軸回転に追従しないことを示した図で耳および眼の回転の様子を示した図である。
【図９】リレー拡大光学系の光学図である。
【図１０】画像表示部２に対して２種類のアイレリーフがあり、両条件で眼球と拡散板が共役であることを示す図である。
【図１１】第１の方法の接眼光学系３１を用いた光路図（ａ）と観察できる視野を示した視野図（ｂ）である。
【図１２】第１の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時の光路図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時の光路図（ｂ）である。
【図１３】第１の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ｂ）である。
【図１４】第１の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフを５ｍｍ毎に１０〜３０ｍｍまで変化させた時のディストーション量を示す線グラフである。
【図１５】第２の方法の接眼光学系３１を用いた光路図（ａ）と観察できる視野を示した視野図（ｂ）である。
【図１６】第２の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時の光路図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時の光路図（ｂ）である。
【図１７】第２の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ｂ）である。
【図１８】第２の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフを５ｍｍ毎に１０〜３０ｍｍまで変化させた時のディストーション量を示す線グラフである。
【図１９】第３の方法の接眼光学系３１を用いた光路図（ａ）と観察できる視野を示した視野図（ｂ）である。
【図２０】第３の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時の光路図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時の光路図（ｂ）である。
【図２１】第３の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフが１０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ａ）とアイレリーフが３０ｍｍの時のＭＴＦ出力図（ｂ）である。
【図２２】第３の方法の接眼光学系３１おいて、アイレリーフを５ｍｍ毎に１０〜３０ｍｍまで変化させた時のディストーション量を示す線グラフである。
【図２３】第２実施形態の画像表示システム５０の外観図である。
【図２４】支持部５４について説明する図である。
【図２５】θｘθｙθｚの回転軸回りの機構を示す図である。
【図２６】座った状態で体を起こした時に、頭部の近傍に障害物が無いことを示した側面図である。
【図２７】イスの背もたれ部をリクライニングさせた時の様子を示した側面図である。
【図２８】リクライニングの状態で体を起こした時に、頭部の近傍に障害物が無いことを示した側面図である。
【図２９】第３実施形態における配線について説明する図である。
【図３０】第４実施形態における画像表示装置１７０の支持部５４を上方から見た図である。
【図３１】第４実施形態における画像表示装置１７０の支持部５４に関し、ｚ方向の移動機構の構成のみを図示した図である。
【図３２】第５実施形態における画像表示システム１８０を横方向から見た外観図である。
【図３３】第５実施形態における画像表示システム１８０の外観図である。
【図３４】地面の傾きについて説明する図である。
【図３５】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図３６】中央領域の画像の画面サイズについて説明する図である。
【図３７】第６実施形態における画像表示装置１９０の制御系統について説明する図である。
【図３８】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図３９】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図４０】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図４１】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図４２】第６実施形態における画像表示装置１９０の表示する画像について説明する図である。
【図４３】第７実施形態における画像表示装置１２０の外観図である。
【図４４】第８実施形態における画像表示装置１３０の外観図である。
【図４５】第９実施形態における画像表示装置１５０の外観図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１，１００，１２０，１３０，１５０，１７０，１９０  画像表示装置
２，５２，１２２  画像表示部
３，５３，１２４  音響出力部
４，５４，１２１  支持部
５  顔面挟み込み部
６  顔固定部
７  外光遮光板
８  顔面幅変更枠
９  顔面幅変更機構
１０  耳
１１  回転軸
１２  耳枠固定部
１３  弾性部材
１４  アイレリーフ可変機構
１５  接眼レンズ
１６  メガネフレーム部
１７  突起部
１８  ストッパー
１９  接眼レンズフレーム
２０  顔固定部支持機構
２１，２２  部材
２３  リニアガイド
２５  レバー部
２６  ピン
２７  穴部
２８，２９  ズーム光学系
３０  ハーフプリズム
３１  接眼光学系
３２  スクリーン
５０，１８０  画像表示システム
５１，１２３  音声入力部
５５  イス部
５５ａ  背もたれ部
５６  紐
５７  支柱
５８，１８１，１８５  重り
５９，６０，６１  滑車
６２，６４、６６  カバー
６３  ユニバーサルジョイント部
６５  入れ子部
６７  床設置ベース
６８  イス本体部
６９，７０，７１  平行リンク機構
７２  関節部
７３，７４  リクライニング機構
７５  肘掛部
７６  水平面内駆動部
７７  関節
７８  平行リンク固定部
１０１  配線
１０２  軟性部材
１０３，１０４，１０７  配線用滑車
１０５  配線固定部
１０６  制御装置
１２５  画像処理装置
１２６  ケーブル
１２７  赤外線発光部
１２８  音声送信用ケーブル
１３１  会話ｏｎ／ｏｆｆ機構
１５１  情報入力ｏｎ／ｏｆｆスイッチ
１６１Ｇ，１６１Ｂ，１６１Ｒ  光学素子
１６２  三色合成プリズム
１７１  カウンターバランス部
１８２，１８３  固定具
１８４  カウンターウェイト部
１８６，１８７  角度調整機構
１９１  液晶デバイス
１９２  液晶駆動ドライバ
１９３  ビデオ信号変換・色ムラ補正機
１９４  ビデオ信号座標変換／ビデオ信号合成機
１９５  ＣＰＵ
１９６  ヘッドホン
１９７  θｘ、θｙ、θｚロータリーエンコーダ
１９８  信号処理部
１９９  光学ズーム位置検出部
２００  アイレリーフ位置検出部
【図１】
2005244919.tif 000003
【図２】
2005244919.tif 000004
【図３】
2005244919.tif 000005
【図４】
2005244919.tif 000006
【図５】
2005244919.tif 000007
【図６】
2005244919.tif 000008
【図７】
2005244919.tif 000009
【図８】
2005244919.tif 000010
【図９】
2005244919.tif 000011
【図１０】
2005244919.tif 000012
【図１１】
2005244919.tif 000013
【図１２】
2005244919.tif 000014
【図１３】
2005244919.tif 000015
【図１４】
2005244919.tif 000016
【図１５】
2005244919.tif 000017
【図１６】
2005244919.tif 000018
【図１７】
2005244919.tif 000019
【図１８】
2005244919.tif 000020
【図１９】
2005244919.tif 000021
【図２０】
2005244919.tif 000022
【図２１】
2005244919.tif 000023
【図２２】
2005244919.tif 000024
【図２３】
2005244919.tif 000025
【図２４】
2005244919.tif 000026
【図２５】
2005244919.tif 000027
【図２６】
2005244919.tif 000028
【図２７】
2005244919.tif 000029
【図２８】
2005244919.tif 000030
【図２９】
2005244919.tif 000031
【図３０】
2005244919.tif 000032
【図３１】
2005244919.tif 000033
【図３２】
2005244919.tif 000034
【図３３】
2005244919.tif 000035
【図３４】
2005244919.tif 000036
【図３５】
2005244919.tif 000037
【図３６】
2005244919.tif 000038
【図３７】
2005244919.tif 000039
【図３８】
2005244919.tif 000040
【図３９】
2005244919.tif 000041
【図４０】
2005244919.tif 000042
【図４１】
2005244919.tif 000043
【図４２】
2005244919.tif 000044
【図４３】
2005244919.tif 000045
【図４４】
2005244919.tif 000046
【図４５】
2005244919.tif 000047