(57)【要約】  本発明は、フレームが撓んだ場合でも、表示部には影響せず、常に周囲の状況を的確に表示できるとともに、装着感が快適でかつ簡便な頭部装着型映像表示装置を実現することである。このため、頭部装着型映像表示装置は、利用者の両側頭部に当接する左右一対の横フレーム部及び前記利用者の顔前に位置し鼻に当接する前フレーム部を有する支持手段と、映像を表示する映像表示手段と、前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像を利用者の眼に導く接眼光学手段と、前記接眼光学手段を、前記前フレーム部に対して前記利用者の顔の左右方向中央部位置に対応する位置で連結する連結手段と、を有していることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の両側頭部に当接する左右一対の横フレーム部及び前記利用者の顔前に位置し鼻に当接する前フレーム部を有する支持手段と、
映像を表示する映像表示手段と、
前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像を利用者の眼に導く接眼光学手段と、
前記接眼光学手段を、前記前フレーム部に対して前記利用者の顔の左右方向中央部位置に対応する位置で連結する連結手段と、を有することを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項２】
前記接眼光学手段は前記前フレーム部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項３】
前記透明板は、左右の各眼に対して個別に設けられていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項４】
前記透明板は、左右の眼に亘って一対に形成されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項５】
前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項６】
前記透明板は着脱可能であることを特徴とする請求の範囲第２項乃至第４項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項７】
前記接眼光学手段は、前記利用者の瞳より大きい光学瞳を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項８】
前記接眼光学手段は、前記映像表示手段の映像からの映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導くことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項９】
前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１０】
前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第９項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１１】
前記ホログラフィック光学素子は、軸非対称な正の光学パワーを持つことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１２】
前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１１項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１３】
前記視力矯正レンズを保持する視力矯正レンズ保持手段を更に備え、前記視力矯正レンズ保持手段は、前記利用者の顔面中央付近で前記連結手段へ固定されることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１４】
前記視力矯正レンズは、着脱可能であることを特徴とする請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１５】
前記利用者に音声情報を提供するイヤホンを更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１４項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１６】
前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１７】
前記前フレーム部は、鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は鼻当て部を保持することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１８】
利用者の頭部に鼻近傍を含む３点で当接する当接部を有する保持部と、
映像を表示する映像表示手段と、
前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像を前記利用者の眼に導く接眼光学手段と、
前記保持部の鼻近傍にて頭部と当接する前記当接部と前記接眼光学手段とを連結する連結手段と、を有することを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項１９】
前記接眼光学手段は前記保持部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２０】
前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２１】
前記接眼光学手段は、前記映像表示手段の映像からの映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導くことを特徴とする請求の範囲第１８項乃至第２０項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２２】
前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴とする請求の範囲第１８項乃至第２１項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２３】
前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴とする請求の範囲第１８項乃至第２２項の何れか一項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２４】
前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴とする請求の範囲第１８項乃至第２３項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２５】
前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２６】
前記保持部は、前記当接部の１つである鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は前記鼻当て部を保持することを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部装着型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、頭部に装着された表示装置の画面に移るビデオ映像やＰＣ（ＰＥＲＳＯＮＡＬl  ＣＯＭＰＵＴＥＲ）からの映像を観るための頭部装着型映像表示装置（ＨＭＤ：ＨＥＡＤ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ）が開発されている。このＨＭＤは、周囲に影響を与えることなく自由な場所で、ビデオ映像などを鑑賞することが可能である。従って、このＨＭＤは、装着感が快適で、且つ、軽量であり、簡便に着脱できるとともに、携行性に優れていることが要求される。【０００３】
また、この種の映像表示装置にはイヤホンを有する構造のものがある。その例として、イヤホンを側面フレームの近傍で固定できるようにして、イヤホンケーブルが絡まるという問題を防止しつつ、軽量で簡便に装着できるという映像表示装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３５１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで最近では、この映像表示装置は、例えば、ＧＰＳを搭載することによりナビゲーションを表示したり、ＩＣタグを利用した情報配信といった情報表示装置等としての用途へ拡大しつつある。従って、より軽量で簡便に装着でき、且つ、周囲の状況を的確に表示できることが求められている。また、情報表示装置としての用途を有する映像表示装置は、主に移動時に利用するため、一般的に利用されている眼鏡やサングラスのような外観であること、更に、外界を観ることができるシースルーであることが重要である。そして、この映像表示装置の利用者は老若男女さまざまであり、また、人によって顔や頭の大きさが異なる。そのため、装着する人の顔や頭の大きさによっては、装着時にフレームが撓むことがあり、従来の映像表示装置では、フレームの撓みに伴って、フレームに連結される表示部の位置ずれを起こし、表示部に表示される映像が乱れ、表示された映像を的確に視認できないという問題があった。また、表示部の撓みを防止するために表示部の構造を頑丈なものとし、結果として表示部が大きく且つ重いという問題を持ったものもあった。【０００５】
特許文献１に記載の映像表示装置では、表示部がフレームの外側に設置されているため、フレームの撓みによる映像の乱れは回避できるが、フレームが撓むことにより、表示部と接触してしまうという問題があった。また、主に移動時に利用するため、できるだけ通常のサングラスと同様の外見であることが重要であるが、表示部が外側に設置されているため、一般的なサングラスや眼鏡とは異なり、外観が望ましくないものであった。【０００６】
そこで、本発明の課題は、フレームが撓んだ場合でも、表示部には影響せず、常に周囲の状況を的確に表示できるとともに、装着感が快適でかつ簡便な頭部装着型映像表示装置を実現することである。更に、主に移動時に利用することを前提に、一般的な眼鏡やサングラスのような外観であり、且つ、シースルーで外界を見ることが可能な映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求の範囲第１項に記載の発明は、利用者の両側頭部に当接する左右一対の横フレーム部及び前記利用者の顔前に位置し鼻に当接する前フレーム部を有する支持手段と、映像を表示する映像表示手段と、前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像を利用者の眼に導く接眼光学手段と、前記接眼光学手段を、前記前フレーム部に対して前記利用者の顔の左右方向中央部位置に対応する位置で連結する連結手段と、を有することを特徴としている。【０００８】
請求の範囲第２項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は前記前フレーム部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴としている。【０００９】
請求の範囲第３項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記透明板は、左右の各眼に対して個別に設けられていることを特徴としている。【００１０】
請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記透明板は、左右の眼に亘って一体に形成されていることを特徴としている。【００１１】
請求の範囲第５項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴としている。【００１２】
請求の範囲第６項に記載の発明は、請求の範囲第２項乃至第４項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記透明板は着脱可能であることを特徴としている。【００１３】
請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、前記利用者の眼より大きい映像である光学瞳を映し出すことを特徴としている。【００１４】
請求の範囲第８項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、前記映像表示手段の映像からの映像光と利用者の眼前の外界光を重ねて利用者の眼に導くことを特徴としている。【００１５】
請求の範囲第９項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴としている。【００１６】
請求の範囲第１０項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第９項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴としている。【００１７】
請求の範囲第１１項に記載の発明は、請求の範囲第１０項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記ホログラフィック光学素子は、軸非対称な正の光学パワーを持つことを特徴としている。【００１８】
請求の範囲第１２項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第１１項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴としている。【００１９】
請求の範囲第１３項に記載の発明は、請求の範囲第１２項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記視力矯正レンズを保持する視力矯正レンズ保持手段を更に備え、前記視力矯正レンズ保持手段は、前記利用者の顔面中央付近で前記連結手段へ固定されることを特徴としている。【００２０】
請求の範囲第１４項に記載の発明は、請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記視力矯正レンズは、着脱可能であることを特徴としている。【００２１】
請求の範囲第１５項に記載の発明は、請求の範囲第１項乃至第１４項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記利用者に音声情報を提供するイヤホンを更に備えることを特徴としている。【００２２】
請求の範囲第１６項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴としている。【００２３】
請求の範囲第１７項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記前フレーム部は、鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は鼻当て部を保持することを特徴としている。【００２４】
請求の範囲第１８項に記載の発明は、利用者の頭部に鼻近傍を含む３点で当接する当接部を有する保持部と、映像を表示する映像表示手段と、前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像を前記利用者の眼に導く接眼光学手段と、前記保持部の鼻近傍にて頭部と当接する前記当接部と前記接眼光学手段とを連結する連結手段と、を有することを特徴としている。【００２５】
請求の範囲第１９項に記載の発明は、請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は前記保持部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴としている。【００２６】
請求の範囲第２０項に記載の発明は、請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴としている。【００２７】
請求の範囲第２１項に記載の発明は、請求の範囲第１８項乃至第２０項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、前記映像表示手段の映像からの映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導くことを特徴としている。【００２８】
請求の範囲第２２項に記載の発明は、請求の範囲第１８項乃至第２１項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴としている。【００２９】
請求の範囲第２３項に記載の発明は、請求の範囲第１８項乃至第２２項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴としている。【００３０】
請求の範囲第２４項に記載の発明は、請求の範囲第１８項乃至第２３項の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴としている。【００３１】
請求の範囲第２５項に記載の発明は、請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴としている。【００３２】
請求の範囲第２６項に記載の発明は、請求の範囲第１８項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記保持部は、前記当接部の１つである鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は前記鼻当て部を保持することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３３】
請求の範囲第１項に記載の発明によれば、利用者の顔の左右方向中央部位置で接眼光学手段を支持するため、利用者の顔や頭の大きさによる前フレーム部の変形が起きた場合でも、接眼光学手段には影響しない。従って、利用者の瞳の位置と接眼光学手段に導かれる映像方向がずれることなく、利用者は明瞭な映像を観ることが可能となる。また、中央で接眼光学手段を支持するので、外界光を阻害せず広範囲の外界を観察することができる。【００３４】
請求の範囲第２項乃至第４項に記載の発明によれば、接眼光学手段を覆う透明板が設けられているため、一般に利用されているメガネやサングラスのような外観とすることが可能となる。【００３５】
請求の範囲第５項に記載の発明によれば、接眼光学手段は左右に設置されるため、両眼で映像を観ることができるため、表示される映像や情報をより正確に確認することが可能となる。【００３６】
請求の範囲第６項に記載の発明によれば、透明板を着脱可能とすることにより、透明板や光学基材の清掃が可能となる。また、使用状況の明るさや利用者の好みに適した透明板を選択、装着することが可能となるため、利用者の自由度が向上する。【００３７】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、接眼光学手段で導かれる光学瞳は、利用者の瞳より大きいことにより、利用者はより確実に映像を観ることが可能となる。【００３８】
請求の範囲第８項に記載の発明によれば、外界光に重ねて映像光を観察することができるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を観察することが同時に出来る。【００３９】
請求の範囲第９項に記載の発明によれば、映像光を全反射で眼に導く光学基材を用いることにより、映像光を導くハーフミラー等を必要としないので外界光の透過率が高く、明るい外界を視認することができる。更に、光学基材内の反射で眼に導くので光学基材が小さいため、光学基材の厚みが気にならず、顔に密着させて装着することが可能となり、小型軽量が実現できる。【００４０】
請求の範囲第１０項に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子により映像光が全反射され、且つ外界光が高い光透過率で透過されることができる。よって映像光と外界光が重ねられて利用者の眼に導かれるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を明るく観察することができるので、眼前に配置することができ、このことにより、顔に密着させて装着することができ、更に、小型軽量が実現できる。【００４１】
請求の範囲第１１項に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子に軸非対称な正のパワーを持たせたので、配置自由度が大きく、顔に密着させて眼前に配置することが可能である。結果として、外観上良好で軽量小型の装置とすることができる。【００４２】
請求の範囲第１２項、第１３項及び第１４項に記載の発明によれば、利用者の眼と光学基材の間に視力矯正レンズを装着可能となる。よって、利用者の視力が悪い場合にも映像と外界とを良好に見ることに対応可能である。また、この視力矯正レンズは付け替え可能であるため、各利用者に合う最適な度数に視力矯正レンズを調整して装着することが可能であるため、汎用性の高い装置を実現できる。【００４３】
請求の範囲第１５項に記載の発明によれば、音声をイヤホンから出力することができるため、利用者は映像を見ることができると共に音声を聞くことができる。眼前に映し出される迫力ある映像とともに音声が得られることで映画などを楽しむことが可能となる。【００４４】
請求の範囲第１６項に記載の発明によれば、映像表示手段からの映像光を両眼に導くことができるため、より多くの情報を正確に得ることができる。また、前フレームに右眼用及び左眼用光学手段が連結手段を介して取り付けられるため、バランス良く装着することができる。【００４５】
請求の範囲第１７項に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段により連結された前フレーム部に鼻当て部が保持されているため、使用者の鼻に不快感なく安定して装着することができる。【００４６】
請求の範囲第１８項に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段にて連結される利用者の鼻近傍を含む３点で頭部に当接する当接部を有する保持部で支持されるため、利用者の顔や頭の大きさによる保持部の変形が起きた場合でも、接眼光学手段には影響しない。従って、利用者の瞳の位置と接眼光学手段に導かれる映像方向がずれることなく、利用者は明瞭な映像を観ることが可能となる。また、鼻近傍で接眼光学手段を支持するので、外界光を阻害せず広範囲の外界を観察することができる。【００４７】
請求の範囲第１９項に記載の発明によれば、接眼光学手段を覆う透明板が設けられているため、一般に利用されているメガネやサングラスのような外観とすることが可能となる。【００４８】
請求の範囲第２０項に記載の発明によれば、接眼光学手段は左右に設置されるため、両眼で映像を観ることができるため、表示される映像や情報をより正確に確認することが可能となる。【００４９】
請求の範囲第２１項に記載の発明によれば、外界光に重ねて映像光を観察することができるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を観察することが同時に出来る。【００５０】
請求の範囲第２２項に記載の発明によれば、映像光を全反射で眼に導く光学基材を用いることにより、映像光を導くハーフミラー等を必要としないので外界光の透過率が高く、明るい外界を視認することができる。更に、光学基材内の反射で眼に導くので光学基材が小さく、光学基材の厚みが気にならず、顔に密着させて装着することが可能となり、小型軽量が実現できる。【００５１】
請求の範囲第２３項に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子により映像光が全反射され、且つ外界光が高い透過率で透過されることができる。よって、映像光と外界光が重ねられて利用者の眼に導かれるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を明るく観察することができるので、眼前に配置することができ、このことにより、顔に密着させて装着することができ、更に、小型軽量が実現できる。【００５２】
請求の範囲第２４項に記載の発明によれば、利用者の眼と光学基材の間に視力矯正レンズを装着可能とすることにより、利用者の視力が悪い場合にも映像と外界とを良好に見ることができる。【００５３】
請求の範囲第２５項に記載の発明によれば、映像表示手段からの映像光を両眼に導くことができるため、より多くの情報を正確に得ることができる。また、保持部に右眼用及び左眼用光学手段が連結手段を介して取り付けられるため、バランス良く装着することができる。【００５４】
請求の範囲第２６項に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段により連結された保持部に鼻当て部が保持されているため、使用者の鼻に不快感なく安定して装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る頭部装着型映像表示装置の正面側から見た斜視図である。
【図２】本実施形態に係る頭部装着型映像表示装置の装着側から見た斜視図である。
【図３】本実施形態に係る頭部装着型映像表意装置の正面図である。
【図４】本実施形態に係る頭部装着型映像表示装置の装着側から見た分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係る頭部装着型映像表示装置を構成する表示ユニット及びプリズムの断面図である。
【図６】図５の断面図において、垂直方向を光学的に一方向に展開した図である。
【図７】変形例１に係る頭部装着型映像表示装置の装着側から見た斜視図である。
【図８】変形例２に係る頭部装着型映像表示装置の装着側から見た分解斜視図である。
【図９】変形例３に係る頭部装着型映像表示装置の装着側から見た分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  頭部装着型映像表示装置
２Ｒ、２Ｌ  表示ユニット
３Ｒ、３Ｌ  側面フレーム
４  減光透明板
５  鼻当て
６  Ｒ、６Ｌ  イヤホン
７０Ｒ、７０Ｌ  ケーブル
７１Ｒ、７１Ｌ  ケーブル保護部材
８  連結部材
９Ｒ、９Ｌ  プリズム
１０Ｒ、１０Ｌ  ヒンジ部
１１  フレーム
２０  筐体
２１  光源
２２  一方向拡散板
２３  集光レンズ
２４  表示パネル
２５１  第１プリズム
２５２  第２プリズム
２６  体積位相型ホログラフィック光学素子
２８  光学瞳
３０  視力矯正レンズ
３１  視力矯正レンズ保持手段
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図を参照して、本発明の頭部装着型映像表示装置の実施形態について詳細に説明する。なお、この発明は、この実施形態に限定されるものではない。また、この発明の実施形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。【００５８】
本実施形態に係る頭部装着型映像表示装置（ヘッドマウントディスプレイＨＭＤ：ＨＥＡＤ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ）１について、図１〜図４に例示して説明する。以下、頭部装着型映像表示装置１をＨＭＤ１と称す。図１及び図２は、ＨＭＤ１の斜視図であり、図３は、正面図であり、図４は、分解斜視図である。なお、同一の部位には同一の符号を付す。【００５９】
ＨＭＤ１は、図に示すように、映像表示手段である表示ユニット２Ｒ、２Ｌ、横フレーム部である側面フレーム３Ｒ、３Ｌ、前フレーム部であるフレーム１１、鼻当て５、イヤホン６Ｒ、６Ｌ、ケーブル７０Ｒ、７０Ｌ、連結手段である連結部材８、接眼光学手段であるプリズム９Ｒ、９Ｌ、ヒンジ部材１０Ｒ、１０Ｌ、上部に表示ユニット２Ｒ、２Ｌが設けられた減光透明板４及び制御装置（図示省略）により構成され、左右の眼の前から順にプリズム９Ｒ、９Ｌ及び減光透明板４が位置するように利用者の顔面に装着される。【００６０】
側面フレーム３Ｒ、３Ｌは、利用者の頭部にＨＭＤ１を支持するための支持部材である。利用者は、側面フレーム３Ｒ、３Ｌそれぞれを側頭部を介して左右の耳にかけ、鼻当て５を鼻の付け根部分に載せるように装着すると、減光透明板４に取り付けられたプリズム９Ｒ、９Ｌそれぞれが左右の眼の前に安定して配置される。また、側面フレーム３Ｒ、３Ｌ、鼻当て５はそれぞれ、弾性体を備えており、長時間装着の際に利用者に係る負担を軽減させる。【００６１】
制御装置は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｍｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えた制御部、不揮発性のメモリにより前記制御部が実行するプログラムや処理に必要なデータを格納する記憶部、ハードディスク装置等により映像などを格納する映像情報記憶部、外部の機器とデータの送受信を行う通信部を備えている。制御部が映像情報記憶部に格納された映像情報に対して所定の画像処理を行い、映像表示手段である表示ユニット２Ｒ及び２Ｌへ出力する。本実施形態に係るＨＭＤ１においては、この制御装置と表示ユニット２Ｒ及び２Ｌが、ケーブル７０Ｒ及び７０Ｌを介して通信可能に接続される。ケーブル７０Ｒ及び７０Ｌは、制御装置と各表示ユニット２Ｒ及び２Ｌ間を電気的に接続する通信媒体である。【００６２】
なお、制御装置は、ケーブル７０Ｒ及び７０Ｌを介してデータ通信を行う構成としたが、これに限定されない。制御装置及び表示ユニット２Ｒ、２Ｌにそれぞれ無線通信機能を設けることにより無線方式のデータ通信を行うとしてもよい。このことにより、遊動可能なケーブル７０Ｒ及び７０Ｌが利用者に引っ掛かって邪魔になることを防止できる。また、表示ユニット２Ｒ、２Ｌとケーブル７０Ｒ、７０Ｌとの接続部分は、ケーブル保護部材７１Ｒ、７１Ｌによりそれぞれ保護される構成とする。【００６３】
表示ユニット２Ｒ、２Ｌは、利用者に映像を映像光として提供する映像表示手段であり、表示ユニット２Ｒ、２Ｌそれぞれに取り付けられた接眼光学手段であるプリズム９Ｒ、９Ｌは、映像光を虚像として利用者の眼に導く。そして、プリズム９Ｒ、９Ｌは、その映像光と利用者の眼前の外界光を重ねて利用者の眼に導く。このプリズム９Ｒ、９Ｌは、表示ユニット２Ｒ、２Ｌにそれぞれ取り付けられ、ＨＭＤ１を利用者が装着した際には、左右眼前に配置される。また、このプリズム９Ｒ、９Ｌは、利用者の顔面の中央付近で連結固定する連結手段としての連結部材８により連結される。なお、プリズム９Ｒ、９Ｌについては、後述する。このプリズム９Ｒ、９Ｌを備えた表示ユニット２Ｒ、２Ｌは、左右眼前に配置された１つの透明体である減光透明板４の上部左右に配置される。従って、図３に示すように、利用者がＨＭＤ１を装着すると、第３者からはほぼ、表示ユニット２Ｒ、２Ｌ及び減光透明板４しか見えないため、通常のサングラスに近い感覚で装着可能である。【００６４】
また、プリズム９Ｒ、９Ｌを連結する連結部材８には、鼻当て５が設置される。従って、利用者が装着する時は、鼻当て５が鼻に当たり、側面フレーム３Ｒ、３Ｌが耳、側頭部又は後頭部に当たって、映像表示装置１はこれら３部位で支持される。側面フレーム３Ｒ、３Ｌは、減光透明板４近傍に設けられたヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌを中心に回動可能である。ヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌに関しては、後述する。【００６５】
減光透明板４は、フレーム１１の上部両端を固定することにより持設される。このフレーム１１は、減光透明板４の下部及び中央部を支持する形状であり、中央部には、上述した連結部材８が留め具により固定される。従って、表示ユニット２Ｒ、２Ｌ、プリズム９Ｒ、９Ｌ、鼻当て５は、利用者の顔面中心部で連結部材８により一体的に固定される。そして、表示ユニット２Ｒ、２Ｌの一部と、表示ユニット２Ｒ、２Ｌに設置されたケーブル保護部７１Ｒ、７１Ｌが減光透明板４に接触しているが、減光透明板４の撓みには影響されない程度の接触である。【００６６】
フレーム１１の両端には、ヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌの一方が取り付けられ、それぞれのヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌの他方に側面フレーム３Ｒ、３Ｌが取り付けられている。フレーム１１の両端のヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌが取り付けられている側の反対側には、減光透明板４の両端が取り付けられている。ヒンジ部１０Ｒ、１０Ｌによって、側面フレーム３Ｒ、３Ｌは、フレーム１１に対して概ね直交した状態から、減光透明板４に対してフレーム１１を挟んで側面フレーム３Ｒ、３Ｌが重なるように、外側に開かず内側に折畳めるようになっている。【００６７】
減光透明板４は、透明である必要はなく、透過率５％〜５０％程度であればよい。例えば、透過率５％の減光透明板４を用いた場合は、外界の光の多くが遮断されるため、プリズム９Ｒ、９Ｌから眼に導かれる映像光は明瞭である。しかしながら、夜間、外界にて利用する場合は、眼に導かれる映像光は明瞭であっても、プリズム９Ｒ、９Ｌを透過して見る周囲の状況は確認しにくくなる。一方、透過率５０％の減光透明板４を用いた場合は、周囲の状況確認は容易であるが、外界の光の影響を受け、プリズム９Ｒ、９Ｌから眼に導かれる映像光は見にくくなる。従って、この減光透明板４は、着脱可能な構成とし、周囲の状況や、利用状況によって付け替えることが可能であるものとする。また、減光透明板４の形状は限定されない。従って、利用者は、服やヘアスタイルに合わせて、さまざまな形状の減光透明板４を選択し、好みの外観のＨＭＤ１に変更可能である。【００６８】
なお、本実施形態における減光透明板４の形状は、１つの透明体からなる構成としたが、これに限られず、左右それぞれ分離した透明体からなる減光透明板４を用いる構成としてもよい。【００６９】
イヤホン６Ｒ、６Ｌは、側面フレーム３Ｒ、３Ｌの中央部付近の下面に設けられている。イヤホン６Ｒ、６Ｌにより音声を出力させることで、このＨＭＤ１では、例えば、映像と音声を伴う映画等を観ることが可能である。また、ＧＰＳを搭載するＨＭＤ１においては、映像によるナビゲーションに合わせて音声案内が可能である。従って、イヤホン６Ｒ、６Ｌから音声案内を出力させることにより、よりわかりやすい道案内を実行することができる。  【００７０】
以上のように、顔面中央付近で連結部材８とそれに設置された鼻当て５により表示ユニと２Ｒ、２Ｌを支持し、この表示ユニット２Ｒ、２Ｌは直接フレーム１１には取り付けない構成とすることにより、頭の大きさにより頭部への支持手段としての側面フレーム３Ｒ、３Ｌ、フレーム１１が変形しても、プリズム９Ｒ、９Ｌや表示ユニット２Ｒ、２Ｌは変形しない。従って、表示ユニット２Ｒ、２Ｌに設置され、映像光を眼に導くプリズム９Ｒ、９Ｌにはフレームの撓みによる影響は及ぼさないため、瞳の位置と映像方向がずれることなく、利用者は明瞭な映像を観ることが可能となる。このことにより、老若男女に関係なくこのＨＭＤ１を利用可能であり、汎用性の高いＨＭＤ１を実現できる。更に、プリズム９Ｒ、９Ｌにより、外界光に重ねて映像光を観察することができるため、外界光を阻害せず広範囲の外界を映像光と同時に観察することが可能となる。【００７１】
また、減光透明板４は、透過率５％〜５０％の透明板であり、例えば、明るい場所で映像を観る場合には、透過率の低い減光透明板４を使用することにより、映像光の視認性を向上させることが可能となる。さらに、この減光透明板４は、着脱可能である。従って、利用者の好みにより適した形状の透明板に付け替え可能であり、利用者の自由度が向上する。また、着脱可能とすることにより減光透明板４やプリズム９Ｒ、９Ｌなどの清掃が容易に可能となり、ＨＭＤ１を常に清潔で視界が良好な状態で使用することが可能となる。【００７２】
図５に、表示ユニット２Ｒ及び接眼光学手段であるプリズム９Ｒの断面図の一例を示す。なお、表示ユニット２Ｌも同様であるため、図示及び説明は省略する。また、図５，図６において方向を示すｘ、ｙは、それぞれ利用者の眼の左右方向をｘとし、上下方向をｙとする。【００７３】
図に示すように、表示ユニット２Ｒは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）等により構成される光源２１と、光源２１からの光を一方向に大きく拡散する一方向拡散板２２と、コンデンサレンズ等により構成される集光レンズ２３と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等により構成される透過型の表示パネル２４とが筐体２０に保持されて構成される。集光レンズ２３は、光源２１からの光を集光し、この集光レンズ２３及び光源２１及び表示パネル２４は表示手段としての機能を有する。また、表示パネル２４は、光源２１からの光を変調して映像を表示する。【００７４】
光源２１が、一方向拡散板２２に照明光を出射すると、一方向拡散板２２は、照射された光を一方向に大きく拡散し集光レンズ２３を介して表示パネル２４全面に均一に導く。プリズム９Ｒの上面に対して傾斜して配設された表示パネル２４は、利用者の眼に導かれるための映像を表示すると、光源２１からの照明光を受けて、当前記映像の光学像をプリズム９Ｒの第１プリズム２５１に対して発することとなる。【００７５】
筐体２０は、第１プリズム２５１の上部を狭持するように設けられ、光源２１、一方向拡散板２２、集光レンズ２３及び表示パネル２４を覆い保持する。【００７６】
接眼光学手段であるプリズム９Ｒ、９Ｌは、第１の光学基材である第１プリズム２５１、第２の光学基材である第２プリズム２５２と体積位相型ホログラフィック光学素子２６（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ；以下、ＨＯＥと称す。）とを有し、一体的に形成されて構成される。第１プリズム２５１は、表示ユニット２Ｒ、２Ｌからの表示光を全反射し、且つ、透過して外界を見ることを可能にする光学基材である。第２プリズム２５２は、第１プリズム２５１の屈折を相殺して外界光を透過する光学基材である。第１プリズム２５１、第２プリズム２５２は、透明なガラス又は樹脂等からなり、平板状に形成されたものである。体積位相型ＨＯＥ２６は、第１プリズム２５１と第２プリズム２５２をホログラム基板として、その間に挟まれるように配置されている。【００７７】
体積位相型ＨＯＥ２６は、軸非対称な正の光学パワーを持つ接眼光学手段であり、ホログラム基板面に対して平行でない干渉縞からなる干渉縞パターンを有している。体積位相型ＨＯＥ２６に入射した光学像は、その干渉縞パターンの回折作用によって回折反射して利用者の眼に導かれる。なお、体積位相型ＨＯＥ２６は、波長選択性が高いので外界透過率が高く明るく外界を観ることができる。【００７８】
また、表示ユニット２Ｒ、２Ｌは、ケーブル７０Ｒ、７０Ｌを介して制御装置（図示省略）に接続されており、制御装置からの指示に基づいた映像を表示する。つまり、表示パネル２４から発せられた映像光は、第１プリズム２５１に入射し内部で３回全反射した後、体積位相型ＨＯＥ２６により回折され、光学瞳２８に導かれる。そして、この光学瞳２８の光を利用者の眼に入射することによって、利用者は、映像光を虚像として観察することができる。【００７９】
図６に、図５を光学的に光源２１から光学瞳２８の方向に展開し紙面に垂直方向（ｘ方向）面内の光路の様子を示した図を示し、光学瞳２８について説明する。光学瞳２８とは、プリズム９Ｒにより導かれた映像光を、利用者が虚像として観ることのできる範囲である。従って、光学瞳２８は、人の瞳より大きい必要があり、且つ、適度な大きさである必要がある。ＨＭＤ１では、一方向拡散板２２に三原色であるＲＧＢが光源２１から照射されると、一方向拡散板２２は、例えば、一方向（左右方向）に半値及び半角で４０度拡散して表示パネル２４を照射する。本実施形態では、ｘ方向の光学瞳の大きさは、一方向拡散板２２の半値及び半角で４０度の拡散により６ｍｍに設定している。人の瞳は一方向に約３ｍｍ程度である。従って、光学瞳２８は人の瞳より大きい６ｍｍであるため、表示パネル２４に映し出される映像を観察しやすい。【００８０】
以上のように、接眼光学手段に体積位相型ホログラフィック素子を備えることにより、映像光を外界光に重ねることができ（シースルー）、外界光透過率が高いため明るい外界を観察することが可能となる。また、体積位相型ホログラフィック光学素子に軸非対称な正のパワーを持たせることにより、プリズム９Ｒ、９Ｌの配置自由度が向上し、また、薄い構成とすることができることにより軽量小型化が実現できる。更に、映像光をプリズム９Ｒ内で反射させて利用者の眼に導く構成とし、ｙ方向に小さい瞳としたため、通常の眼鏡レンズと同程度にプリズム９Ｒを薄い構成とすることができる。従って、プリズム９Ｒ、９Ｌの厚みを気にせず、ＨＭＤ１を顔に密着させて装着することが可能となる。ＨＭＤ１を利用して映画鑑賞を行う場合、長時間ＨＭＤ１を装着する必要があるが、小型軽量とすることにより、鼻や耳にかかる負担を軽減することができる。【００８１】
また、ＲＧＢの発光面を拡散が大きい方向に並べることにより、光学瞳２８上での各色の強度むらを小さくなるため、色むらを軽減することができる。従って、明るく、且つ高画質な映像を提供することができる。【００８２】
さらに、プリズム９Ｒは、利用者の視界にある像の光学像を透過して、利用者の眼に導く。このため、利用者の眼には、プリズム９Ｒ前方の像に、表示パネル２４が表示した映像を重ね合わせた映像が導かれることとなる。また、プリズム９Ｒは、第１プリズム２５１のくさび形状でも屈折をキャンセルして、外界光を歪むことなく見ることができる。【００８３】
〈変形例１〉
次に、図７に変形例１に係るＨＭＤ１を示す。なお、同じ部位には同じ符号を付し、説明は省略する。【００８４】
変形例１に係るＨＭＤ１は、利用者の視力が悪い場合に適応可能な構成である。利用者の視力が悪い場合は、視力を矯正する必要があり、例えば、減光透明板４を利用者の視力に合った透明板に付け替えるという方法がある。しかし、この方法では、減光透明板４を付け替えたとしても、外界は明瞭に見えるがプリズム９Ｒ、９Ｌから導かれる映像は裸眼で見ることとなり、見えにくいという問題が生じる。従って、変形例に係るＨＭＤ１では、利用者の眼とプリズム９Ｒ、９Ｌとの間に、利用者の視力に応じた視力矯正レンズを取り付けることにより、利用者の視力を矯正し、常に明瞭な映像を見る事ができるようにするものである。【００８５】
図に示すように、視力矯正レンズ保持手段３１は、利用者の眼とプリズム９Ｒ、９Ｌの間に備えられ、連結部材８によりプリズム９Ｒ、９Ｌ及び表示ユニット２Ｒ、２Ｌと一体的に形成される。そして、視力矯正レンズ保持手段３１に、利用者の視力に合わせた視力矯正レンズ３０を挿入することにより、利用者の視力に対応できるＨＭＤ１を実現する。なお、視力矯正レンズ保持手段３１を着脱可能にする構成としてもよい。【００８６】
以上のように、ＨＭＤ１に視力矯正レンズを取り付けることができることにより、利用者の視力が悪い場合にも対応することが可能である。また、この視力矯正レンズは、映像を眼に導くプリズム９Ｒ、９Ｌよりも顔面に近い側に取り付けられる。従って、利用者は、外界を明瞭に見えると同時に、表示パネル２６より導かれる映像も明瞭に観ることが可能となる。さらに、この視力矯正レンズは付け替え可能であるため、各利用者に合う最適な度数に視力矯正レンズを調整して装着することが可能である。従って、利用者を限定することなく、汎用性の高いＨＭＤ１を提供することが可能となる。【００８７】
〈変形例２〉
次に、図８に変形例２に係るＨＭＤ１を示す。なお、同じ部位には同じ符号を付し、説明は省略する。
変形例２に係るＨＭＤ１は、左右の接眼光学手段であるプリズム９Ｒ、９Ｌは別部材としてない。すなわち図８に示すように、プリズム９Ｒ，９Ｌが単一の部材９として保持されている。これにより、部材の数を削減することができる。【００８８】
〈変形例３〉
次に、図９に変形例３に係るＨＭＤ１を示す。なお、同じ部位には同じ符号を付し、説明は省略する。
変形例３に係るＨＭＤ１は、鼻当て５は別部材としていない。すなわち、図９に示すように、フレーム１１の一部を変形させることで鼻当ての機能をもたせている。これにより、部材の数を削減することができる。
【図５】
2007037089.tif 000002
【図６】
2007037089.tif 000003
【図８】
2007037089.tif 000004
【図９】
2007037089.tif 000005
【図１】
2007037089.tif 000006
【図２】
2007037089.tif 000007
【図３】
2007037089.tif 000008
【図４】
2007037089.tif 000009
【図７】
2007037089.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月18日(2008.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の両側頭部に当接する左右一対の横フレーム部及び前記利用者の顔前に位置し鼻に当接する前フレーム部を有する支持手段と、
映像を表示する映像表示手段と、
前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像からの映像光を前記利用者の眼に導き、前記映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導く接眼光学手段と、
前記接眼光学手段を、前記前フレーム部に対して前記利用者の顔の左右方向中央部位置で連結する連結手段と、を有することを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項２】
前記接眼光学手段は前記前フレーム部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項３】
前記透明板は、左右の各眼に対して個別に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項４】
前記透明板は、左右の眼に亘って一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項５】
前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項６】
前記透明板は着脱可能であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項７】
前記接眼光学手段は、前記利用者の瞳より大きい光学瞳を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項８】
前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項９】
前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１０】
前記ホログラフィック光学素子は、軸非対称な正の光学パワーを持つことを特徴とする請求項９に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１１】
前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１２】
前記視力矯正レンズを保持する視力矯正レンズ保持手段を更に備え、前記視力矯正レンズ保持手段は、前記利用者の顔面中央付近で前記連結手段へ固定されることを特徴とする請求項１１に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１３】
前記視力矯正レンズは、着脱可能であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１４】
前記利用者に音声情報を提供するイヤホンを更に備えることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１５】
前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１６】
前記前フレーム部は、鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は鼻当て部を保持することを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１７】
利用者の頭部に鼻近傍を含む３点で当接する当接部を有する保持部と、
映像を表示する映像表示手段と、
前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像からの映像光を前記利用者の眼に導き、前記映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の目に導く接眼光学手段と、
前記保持部の鼻近傍にて頭部と当接する前記当接部と前記接眼光学手段とを連結する連結手段と、を有することを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項１８】
前記接眼光学手段は前記保持部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項１９】
前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２０】
前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴とする請求項１７乃至１９の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２１】
前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴とする請求項１７乃至２０の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２２】
前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴とする請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２３】
前記接眼光学手段は、右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴とする請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項２４】
前記保持部は、前記当接部の１つである鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は前記鼻当て部を保持することを特徴とする請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、利用者の両側頭部に当接する左右一対の横フレーム部及び前記利用者の顔前に位置し鼻に当接する前フレーム部を有する支持手段と、映像を表示する映像表示手段と、前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像からの映像光を前記利用者の眼に導き、前記映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導く接眼光学手段と、前記接眼光学手段を、前記前フレーム部に対して前記利用者の顔の左右方向中央部位置で連結する連結手段と、を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、前記利用者の眼より大きい映像である光学瞳を映し出すことを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記ホログラフィック光学素子は、軸非対称な正の光学パワーを持つことを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴としている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記視力矯正レンズを保持する視力矯正レンズ保持手段を更に備え、前記視力矯正レンズ保持手段は、前記利用者の顔面中央付近で前記連結手段へ固定されることを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記視力矯正レンズは、着脱可能であることを特徴としている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記利用者に音声情報を提供するイヤホンを更に備えることを特徴としている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴としている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記前フレーム部は、鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は鼻当て部を保持することを特徴としている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、利用者の頭部に鼻近傍を含む３点で当接する当接部を有する保持部と、映像を表示する映像表示手段と、前記利用者の眼前に位置し、前記映像表示手段に表示された映像からの映像光を前記利用者の眼に導き、前記映像光と前記利用者の眼前の外界光を重ねて前記利用者の眼に導く接眼光学手段と、前記保持部の鼻近傍にて頭部と当接する前記当接部と前記接眼光学手段とを連結する連結手段と、を有することを特徴としている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は前記保持部の顔面側に設けられ、前記接眼光学手段の反顔面側に前記接眼光学手段を覆う透明板が設けられていることを特徴としている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記映像表示手段は、左右個別にそれぞれ設けられることを特徴としている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７乃至１９の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、透明な第１の光学基材及び第２の光学基材からなり、前記第１の光学基材は前記映像光を全反射して眼に導くことを特徴としている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項２１に記載の発明は、請求項１７乃至２０の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は、体積位相型ホログラフィック光学素子を備え、前記体積位相型ホログラフィック光学素子により前記映像からの映像光を反射して外界光と重ねることを特徴としている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項２２に記載の発明は、請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段と前記利用者の眼の間に、前記利用者の視力に応じた視力矯正レンズを備えることを特徴としている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項２３に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記接眼光学手段は右眼用接眼光学手段と左眼用接眼光学手段とからなり、前記連結手段は前記右眼用接眼光学手段と前記左眼用接眼光学手段とを連結することを特徴としている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
請求項２４に記載の発明は、請求項１７に記載の頭部装着型映像表示装置において、前記保持部は、前記当接部の１つである鼻当て部を介して前記利用者の鼻に当接し、前記連結手段は前記鼻当て部を保持することを特徴としている。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
請求項１に記載の発明によれば、利用者の顔の左右方向中央部位置で接眼光学手段を支持するため、利用者の顔や頭の大きさによる前フレーム部の変形が起きた場合でも、接眼光学手段には影響しない。従って、利用者の瞳の位置と接眼光学手段に導かれる映像方向がずれることなく、利用者は明瞭な映像を観ることが可能となる。また、中央で接眼光学手段を支持するので、外界光を阻害せず広範囲の外界を観察することができる。更に、外界光に重ねて映像光を観察することができるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を観察することが同時にできる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、映像光を全反射で眼に導く光学基材を用いることにより、映像光を導くハーフミラー等を必要としないので外界光の透過率が高く、明るい外界を視認することができる。更に、光学基材内の反射で眼に導くので光学基材が小さいため、光学基材の厚みが気にならず、顔に密着させて装着することが可能となり、小型軽量が実現できる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子により映像光が全反射され、且つ外界光が高い光透過率で透過されることができる。よって映像光と外界光が重ねられて利用者の眼に導かれるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を明るく観察することができるので、眼前に配置することができ、このことにより、顔に密着させて装着することができ、更に、小型軽量が実現できる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
請求項１０に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子に軸非対称な正のパワーを持たせたので、配置自由度が大きく、顔に密着させて眼前に配置することが可能である。結果として、外観上良好で軽量小型の装置とすることができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項１１、１２及び１３に記載の発明によれば、利用者の眼と光学基材の間に視力矯正レンズを装着可能となる。よって、利用者の視力が悪い場合にも映像と外界とを良好に見ることに対応可能である。また、この視力矯正レンズは付け替え可能であるため、各利用者に合う最適な度数に視力矯正レンズを調整して装着することが可能であるため、汎用性の高い装置を実現できる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
請求項１４に記載の発明によれば、音声をイヤホンから出力することができるため、利用者は映像を見ることができると共に音声を聞くことができる。眼前に映し出される迫力ある映像とともに音声が得られることで映画などを楽しむことが可能となる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
請求項１５に記載の発明によれば、映像表示手段からの映像光を両眼に導くことができるため、より多くの情報を正確に得ることができる。また、前フレームに右眼用及び左眼用光学手段が連結手段を介して取り付けられるため、バランス良く装着することができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
請求項１６に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段により連結された前フレーム部に鼻当て部が保持されているため、使用者の鼻に不快感なく安定して装着することができる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
請求項１７に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段にて連結される利用者の鼻近傍を含む３点で頭部に当接する当接部を有する保持部で支持されるため、利用者の顔や頭の大きさによる保持部の変形が起きた場合でも、接眼光学手段には影響しない。従って、利用者の瞳の位置と接眼光学手段に導かれる映像方向がずれることなく、利用者は明瞭な映像を観ることが可能となる。また、鼻近傍で接眼光学手段を支持するので、外界光を阻害せず広範囲の外界を観察することができる。更に、外界光に重ねて映像光を観察することができるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を観察することが同時にできる。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
請求項１８に記載の発明によれば、接眼光学手段を覆う透明板が設けられているため、一般に利用されているメガネやサングラスのような外観とすることが可能となる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
請求項１９に記載の発明によれば、接眼光学手段は左右に設置されるため、両眼で映像を観ることができるため、表示される映像や情報をより正確に確認することが可能となる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項２０に記載の発明によれば、映像光を全反射で眼に導く光学基材を用いることにより、映像光を導くハーフミラー等を必要としないので外界光の透過率が高く、明るい外界を視認することができる。更に、光学基材内の反射で眼に導くので光学基材が小さく、光学基材の厚みが気にならず、顔に密着させて装着することが可能となり、小型軽量が実現できる。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
請求項２１に記載の発明によれば、体積位相型ホログラフィック光学素子により映像光が全反射され、且つ外界光が高い透過率で透過されることができる。よって、映像光と外界光が重ねられて利用者の眼に導かれるため、映像光からの情報を得ながら、且つ外界の様子を明るく観察することができるので、眼前に配置することができ、このことにより、顔に密着させて装着することができ、更に、小型軽量が実現できる。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
請求項２２に記載の発明によれば、利用者の眼と光学基材の間に視力矯正レンズを装着可能とすることにより、利用者の視力が悪い場合にも映像と外界とを良好に見ることができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
請求項２３に記載の発明によれば、映像表示手段からの映像光を両眼に導くことができるため、より多くの情報を正確に得ることができる。また、保持部に右眼用及び左眼用光学手段が連結手段を介して取り付けられるため、バランス良く装着することができる。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
請求項２４に記載の発明によれば、接眼光学手段が連結手段により連結された保持部に鼻当て部が保持されているため、使用者の鼻に不快感なく安定して装着することができる。
【国際調査報告】
2007037089.tif 000011
2007037089.tif 000012
2007037089.tif 000013
2007037089.tif 000014