(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した２個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で破壊するようにしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した２個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で変形するようにしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
前記外装部材から前記緩衡部材を介して前記固定部材に加わる力が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも小さいときに、前記外装部材が前記表示素子又は前記観察光学系に接触しないようにした請求項１又は２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記外装部材の外部に取り付けた部材は、前記外装部材の両端に取り付け観察者の耳に掛止する一対の耳掛部、又は前記外装部材の略中央に取り付け観察者の額に当接するパッドとした請求項１〜３のうちの何れか１つの請求項に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者の頭部又は顔部に装着し、一対の表示素子に表示したビデオ、テレビ等からの映像を、一対の観察光学系を介して観察者の両眼の前方にそれぞれ拡大表示する映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の映像表示装置は、観察者の頭部に装着される場合が多いため、頭部装着型映像表示装置又はヘッド・マウント・ディスプレイ（ＨＭＤ）と称され、観察者に音声を伴った映像を楽しませるようになっている。
【０００３】
例えば図６に示すように、映像表示装置の装置本体１は図示しない耳掛部を介して観察者Ｍの両眼Ｅの前に装着されるようになっている。装置本体１のフレーム２の内部には、二次元映像を表示する左右一対のＬＣＤ３が配置されており、ＬＣＤ３の背後にはＬＣＤ３をそれぞれ照明する一対のバックライト４が配置され、ＬＣＤ３の下方にはＬＣＤ３からの映像を両眼Ｅにそれぞれ拡大して導く一対のプリズム５が配置されている。そして、ＬＣＤ３に表示された映像は、観察者Ｍの両眼Ｅの前にそれぞれの観察光軸Ｌを介して導かれ、両プリズム５を通る間に拡大されて両眼Ｅの前に浮かぶようにそれぞれ投影される。
【０００４】
このとき、観察者Ｍは同一の物体の映像を観察するので、観察者Ｍの両眼Ｅの前に投影された左右の映像は高い精度で合致つまり融像する必要がある。何故なら、左右の映像が融像しない場合には、観察者Ｍに頭痛、吐き気、めまい、眼精疲労等の症状を提する虞れがある。しかしながら、両眼Ｅは左右のＬＣＤ３からの映像を観察するので、左右の映像をずれた状態で観察することは容易に考えられる。
【０００５】
人間の視覚特性についての研究が、「ビジュアルパーセプションに関する調査研究報告書」、ＳＩＤ（Society for Information Display)でのセミナ報告等に開示されている。これらの報告には、左右の映像の垂直光軸のずれ量が映像の見えに大きく影響すること、そのずれ量が５分以下のときに観察者は左右の映像を特に意識することなく同一であると認識すること、そのずれ量が５分を超え例えば１０分を超えたときは、左右の映像が融像しないこと等が教示されている。
【０００６】
このため、映像表示装置の左右の観察光軸Ｌは、高い精度で一致させる必要があり、映像表示装置を製作する際には、左右の観察光軸Ｌのずれ量を上述の報告にあるような所定の規格値内に収める必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、映像表示装置の左右の観察光軸Ｌのずれ量を所定の規格値内に納めても、映像表示装置が落とされたり、ぶつけられたり、或いは無理な力で押圧されたりして映像表示装置に外力が加わった場合には、映像表示装置が弾性変形又は塑性変形する虞れがある。このため、弾性変形の場合には、左右の観察光軸Ｌは外力がなくなった後に自然に合致するようになるが、塑性変形の場合には観察光軸Ｌはずれたまま元に戻らず、左右の映像が融像しないという問題がある。また、観察光軸Ｌのずれを修正する際には、映像表示装置を工場又は修理場に戻して専用の工具を用いて修理する必要があるため、修理コストが嵩むという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、観察光軸がずれないようにすると共に、観察光軸がずれた場合にはそのことを観察者に認識させることにより、観察者に常に正しい状態で観察させ得る映像表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した２個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で破壊するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した２個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で変形するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は観察者Ｍに装着された映像表示装置１１の第１の実施例の側面図であり、装置本体１２の左右には一対の耳掛部１３が折り畳み可能に設けられ、装置本体１２は耳に掛止された耳掛部１３を介して観察者Ｍの両眼の前に保持されている。また、観察者Ｍの耳に装着される一対のイアピース１４が、それぞれのコード１５を介して装置本体１２から導出されている。
【００１１】
図２は装置本体１２の断面図、図３は分解斜視図であり、外装部材である前カバー２１と後カバー２２が固定部材２３に前後からそれぞれ固定されている。固定部材２３には、図示しないビデオ、テレビ等からの映像を観察者Ｍの両眼前に拡大投影する映像表示ユニット２４が固定されている。
【００１２】
前カバー２１と映像表示ユニット２４の間には所定の空間が設けられ、後カバー２２と映像表示ユニット２４の間にも所定の空間が設けられている。これにより、映像表示装置１１が落とされたり、ぶつけられたり、或いは押されたりしても、カバー２１、２２が映像表示ユニット２４に接触しないようにされている。
【００１３】
後カバー２２には、映像表示ユニット２４からの映像を観察者Ｍの両眼に導く一対の窓２２ａ、２２ｂと、前カバー２１の図示しない固定部に固定される一対のピン状部２２ｃ、２２ｄとが設けられている。固定部材２３は眼鏡のフレーム状とされ、一対の枠状部２３ａ、２３ｂが橋絡部２３ｃにより橋絡されている。枠状部２３ａ、２３ｂのそれぞれの外側には、後カバー２２のピン状部２２ｃ、２２ｄを挿通する挿通孔２３ｄ、２３ｅをそれぞれ有する一対の片状部２３ｆ、２３ｇがそれぞれ設けられている。
【００１４】
映像表示ユニット２４は、二次元映像を表示する素子である一対のＬＣＤ２５と、ＬＣＤ２５をそれぞれ照明する一対のバックライト２６と、ＬＣＤ２５とバックライト２６を保持する一対の保持部材２７と、ＬＣＤ２５に表示された映像を観察者Ｍの両眼前に観察光軸Ｌを介して拡大投影する接眼光学系としての一対のプリズム２８と、ＬＣＤ２５とバックライト２６を駆動する基板２９とから構成されている。ＬＣＤ２５とバックライト２６をそれぞれ保持した一対の保持部材２７は、左右のＬＣＤ２５の観察光軸Ｌのずれが５分以下となるように、極めて高い精度で調整されて固定部材２３に固定されている。
【００１５】
後カバー２２のピン状部２２ｃ、２２ｄの外周と、固定部材２３の挿通孔２３ｄ、２３ｅの周壁との間には、環状の緩衝部材３０がそれぞれ介在されている。緩衡部材３０には振動減衰特性に優れたブチルゴムのような防振ゴムが使用され、緩衝部材３０の外周面には、固定部材２３の挿通孔２３ｄ、２３ｅの周壁が圧入される図示しない溝が形成されている。
【００１６】
カバー２１、２２を固定部材２３に固定する際には、緩衝部材３０を挿通孔２３ｄ、２３ｅの周壁に取り付けた後に、後カバー２２のピン状部２２ｃ、２２ｄを緩衝部材３０の内径孔に圧挿し、前カバー２１の固定部に固定する。これにより、固定部材２３は後カバー２２のピン状部２２ｃ、２２ｄに緩衡部材３０を介して吊り下げられ、かつ前カバー２１と後カバー２２に挟まれるように配置される。また、緩衝部材３０に適度な荷重が与えられ、固定部材２３と映像表示ユニット２４がカバー２１、２２に安定した状態で保持される。
【００１７】
カバー２１、２２に外力が加わった場合には、その外力はカバー２１、２２を変形させながら緩衝部材３０に伝達し、緩衡部材３０で減衰される。このため、外力は固定部材２３に殆ど伝わらず、固定部材２３は殆ど変形しないか変形しても僅かとなる。従って、左右の映像表示ユニット２４の観察光軸Ｌにずれを残すことはなく、観察者Ｍに映像を常に正しい状態で観察させることができる。
【００１８】
本実施例において、２分割されたカバー２１、２２について説明してきたが、例えば前後のカバーに蓋部材を取り付けたような３分割以上の部材によりカバーを構成することもできる。
【００１９】
図４は第２の実施例の部分断面図であり、前カバー２１と後カバー２２が小型化されている。このため、固定部材２３を塑性変形させる力Ｗがカバー２１、２２に加わったときに、カバー２１、２２が映像表示ユニット２４に接触するように、カバー２１、２２と映像表示ユニット２４との間隔が設定されている。
【００２０】
この理由は、緩衡部材３０の減衰係数をμとすると、カバー２１、２２に力Ｗが加わった場合には、固定部材２３に加わる力はμ×Ｗとなる。ただし、減衰係数μは緩衝部材３０の材質や形状により決定される１以下の数値である。このときのカバー２１、２２の変形量Ｅ1 を力Ｗの関数とすれば、固定部材２３の変形量Ｅ2 は力μ×Ｗの関数となる。
【００２１】
一方、カバー２１、２２に加わって固定部材２３を塑性変形する力Ｗ’は、固定部材２３に変形量Ｅ2 を残す力であり、固定部材２３はμ×Ｗ’の力で塑性変形することになる。換言すれば、カバー２１、２２に加わる力ＷがＷ’以下である場合には、固定部材２３は塑性変形せず、カバー２１、２２に加わる力Ｗが解除されれば固定部材２３の形状は元に戻る。しかしながら、カバー２１、２２のうちの一方が、力Ｗ’による変形量Ｅ1 によって映像表示ユニット２４に接触した場合には、映像表示ユニット２４には緩衡部材３０で減衰した力μ×Ｗ’ではなく、前カバー２１又は後カバー２２に加わった力Ｗが直接加わることになり、映像表示ユニット２４が塑性変形する虞れがある。
【００２２】
このため、カバー２１、２２と映像表示ユニット２４の間の間隔は、第１の実施例のように十分に空ける必要が生ずる。しかしながら、カバー２１、２２が映像表示ユニット２４に接触したときは、固定部材２３が緩衝部材３０を介して伝わった力μ×Ｗ’によって既に塑性変形しているので、塑性変形することには変わりがなく、カバー２１、２２と映像表示ユニット２４の間の間隔を狭くできる。
【００２３】
図５は第３の実施例の斜視図であり、観察者Ｍの額に当接されるパッド３１が、カバー２１、２２の上部中央に固着等により設けられている。そして、観察者Ｍが映像表示装置１１’を装着した状態で、映像表示ユニット２４を塑性変形させる力Ｗ’よりも若干小さい力がカバー２１、２２に加わったときに、耳掛部１３又はパッド３１がカバー２１、２２から分離するように形成されている。
【００２４】
装置本体１２と耳掛部１３の間のヒンジ部１３ａは、観察者Ｍが映像表示装置１１を装着するときに力が集中して加わる部分であるので、容易に壊れないように形成されている。このため、耳掛部１３に対するヒンジ部１３ａやパッド３１に対する図示しない固着部は、力Ｗよりも若干小さい力で耳掛部１３又はパッド３１を装置本体１２から分離させることが好ましい。また、ヒンジ部１３ａや固着部は保守性の観点から容易に交換できるように形成することが望ましい。
【００２５】
この第３の実施例では、カバー２１、２２に力Ｗよりも若干小さい力が加わったときに耳掛部１３又はパッド３１が装置本体１２から分離するので、カバー２１、２２に力Ｗ以上の力が加わることがなくなり、固定部材２３や映像表示ユニット２４が塑性変形することはない。また、無理な力がカバー２１、２２に加わったことを耳掛部１３やパッド３１の分離によって観察者Ｍに提示できるので、固定部材２３や映像表示ユニット２４が塑性変形した状態で観察させることはない。更に、カバー２１、２２に耳掛部１３やパッド３１を組み付けるだけで再使用に供することができるので、部品や手間のコストを省くことができる。
【００２６】
なお、第３の実施例では、カバー２１、２２やパッド３１は、装置本体１２から分離するようにしたが、破壊又は変形するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る映像表示装置では、外装部材を固定部材に緩衝部材を介して固定したので、外装部材に加わった力を緩衡部材によって減衰させることが可能となり、固定部材の変形を防止又は抑制できるので、観察者に常に正しい状態で観察させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】観察者に装着された映像表示装置の第１の実施例の側面図である。
【図２】装置本体の断面図である。
【図３】装置本体の分解斜視図である。
【図４】第２の実施例の部分断面図である。
【図５】第３の実施例の斜視図である。
【図６】観察者に装着された従来例の部分断面図である。
【符号の説明】
１１、１１’  映像表示装置
１２  装置本体
１３  耳掛部
２１  前カバー
２２  後カバー
２３  固定部材
２４  映像表示ユニット
２５  ＬＣＤ
２８  プリズム
３０  緩衡部材
３１  パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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