JP2008134471A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関するものである。 The present invention relates to a display device.
近年、液晶等の映像表示素子に表示された映像を拡大し、観察者の眼前に表示することで、大画面映像を観察可能とした、頭部装着型映像表示装置が開発されている。 2. Description of the Related Art In recent years, a head-mounted image display device has been developed that enables a large screen image to be observed by enlarging an image displayed on an image display element such as a liquid crystal and displaying it in front of an observer.
図5は、特許文献1に開示されている映像表示装置の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a video display device disclosed in Patent Document 1. In FIG.
装置本体1の外装フレーム2の内側には、観察者Mの左右それぞれの眼Eに対応した映像を表示する二次元映像表示素子であるLCD3が左右一対配置されている。それぞれのLCD3の背後にはLCD3を照明する一対のバックライト4が配置されており、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。
A pair of left and
また、映像表示装置の本体部を外装に固定する方法としては、特許文献2に開示がある。図6は、特許文献2に開示されている映像表示装置における、本体部を外装部に取り付ける仕組みを示す図である。
本体部22の略中心部には位置決め部22bを配置し、外装部14aに対して位置決めを行い、本体部22の略中心位置の1箇所22cで外装部14a側の穴部14cに対してネジ42で固定する。また、本体部22、外装部14aの左右両端部には、本体部22が回転するのを防ぐための回り止め部材22f、14fが設置されており、周り止め部材22fを周り止め部材14fの凹部にはめ込むことで固定する。
A
係る構成により、外装部14aが変形した場合でも、その力は本体部22には伝達されず、光軸ずれ等の問題点が発生するのを防ぐことが可能となる。
しかしながら、特許文献2で開示されている技術では、外装部14aにおける両端部の回り止め14fは、外装部14aに加えられた力を本体部22に伝達させないようにするため、ある一定量のクリアランスを設定する必要がある。即ち、周り止め部材22fを周り止め部材14fの凹部に対してはめ込む際に、周り止め部材22fに対する遊びの領域が必要となる。
However, in the technique disclosed in
ここで、この遊びがない場合、即ち、回り止め14fのクリアランスが狭いと、周り止め部材22fは隙間なく周り止め部材14fの凹部に対してはめ込まれることになる。この場合、外装部14aに加えられた外力は周り止め部材22fを介して本体部22まで伝わってしまい、本体部22が変形してしまうことが考えられる。本体部22が変形すると、左右の光軸がずれてしまう恐れがある。左右の光軸は、厳密に調整されており、光軸がずれた状態のまま映像を観察すると、観察者は映像の観察を負担に感じ、最悪の場合、頭痛、船酔い現象等の身体的な影響が発生してしまう。
Here, when there is no such play, that is, when the clearance of the detent 14f is narrow, the
一方、この遊びが十分にある場合、即ち周り止め部材14fのクリアランスを広く取りすぎてしまうと、振動、落下等の衝撃力が加えられた時に周り止め部材14f、22fに強い力がかかり、やはり左右の光軸がずれてしまう等の問題点が発生する恐れがある。
On the other hand, if there is enough play, that is, if the clearance of the
以上のことから、両端部を適正なクリアランスに設定することが難しく、適正な組立が難しいという問題が生じる。 From the above, there is a problem that it is difficult to set both ends to an appropriate clearance, and proper assembly is difficult.
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、外装部材に対する変形や、外部からの衝撃を考慮して、映像表示を行うための構成が一体化された表示ユニットを外装部材に取り付けることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in consideration of deformation of the exterior member and impact from the outside, a display unit integrated with a configuration for performing video display is attached to the exterior member. With the goal.
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の表示装置は以下の構成を備える。 In order to achieve the object of the present invention, for example, a display device of the present invention comprises the following arrangement.
即ち、ユーザの頭部に装着する表示装置であって、
前記ユーザの左右の目に対して画像を投影する為の構成が一体化された表示ユニットと、
前記左右の方向における前記表示ユニットの中央部分でもって前記表示ユニットを軸支する、前記表示装置の外装部材と、
前記左右の方向における前記表示ユニットの両端部と前記外装部材との間に設けられる弾性部材と
を備えることを特徴とする。
That is, a display device worn on the user's head,
A display unit integrated with a structure for projecting images to the left and right eyes of the user;
An exterior member of the display device that pivotally supports the display unit at a central portion of the display unit in the left-right direction;
And an elastic member provided between both ends of the display unit in the left and right direction and the exterior member.
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の表示装置は以下の構成を備える。 In order to achieve the object of the present invention, for example, a display device of the present invention comprises the following arrangement.
即ち、ユーザの頭部に装着する表示装置であって、
前記ユーザの右目に対して画像を投影する為の右目用ユニットと、左目に対して画像を投影する為の左目用ユニットと、を有する表示ユニットと、
前記表示ユニットを取り付ける、前記表示装置の外装部材と
を備え、
前記表示ユニットにおいて前記左目用ユニットと前記右目用ユニットとの間には、前記取り付ける方向に対して第1の穴部が設けられてると共に、前記表示ユニットの両端部には、前記取り付ける方向に対してそれぞれ第2の穴部が設けられており、
前記外装部材には、前記第1の穴部を遊貫するための第1の凸部と、前記それぞれの第2の穴部を洞貫するための第2の凸部とが設けられており、
更に前記表示装置は、
前記第2の凸部の根本部に設けられる弾性部材を備える
ことを特徴とする。
That is, a display device worn on the user's head,
A display unit having a right-eye unit for projecting an image to the right eye of the user, and a left-eye unit for projecting an image to the left eye;
An exterior member of the display device to which the display unit is attached,
In the display unit, a first hole portion is provided between the left-eye unit and the right-eye unit with respect to the attaching direction, and both ends of the display unit are provided with respect to the attaching direction. Each has a second hole,
The exterior member is provided with a first convex portion for loosely penetrating the first hole portion and a second convex portion for penetrating the respective second hole portion. ,
Furthermore, the display device comprises:
An elastic member provided at a root portion of the second convex portion is provided.
本発明の構成により、外装部材に対する変形や、外部からの衝撃を考慮して、映像表示を行うための構成が一体化された表示ユニットを外装部材に取り付けることができる。 According to the configuration of the present invention, a display unit in which a configuration for displaying an image is integrated can be attached to the exterior member in consideration of deformation of the exterior member and external impact.
以下添付図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に従って詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail according to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は、現実空間と仮想空間とが合成された空間(複合現実空間)をユーザに提示する為のシステムの機能構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a system for presenting a user with a space (mixed reality space) in which a real space and a virtual space are combined.
同図に示す如く、本実施形態に係るシステムは、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)101、位置姿勢センサ107、計測部108、コンピュータ100、カメラ103により構成されている。
As shown in the figure, the system according to the present embodiment includes an HMD (head mounted display) 101, a position /
先ず、HMD101について説明する。HMD101は周知の通り頭部装着型映像表示装置の一例であり、ユーザ199の頭部に装着する表示装置である。HMD101の詳細については後述する。 First, the HMD 101 will be described. As is well known, the HMD 101 is an example of a head-mounted video display device, and is a display device that is mounted on the user's 199 head. Details of the HMD 101 will be described later.
次に、位置姿勢センサ107、計測部108について説明する。位置姿勢センサ107は、自身の位置姿勢に応じた信号を後段の計測部108に送出するものである。計測部108は受けた信号に基づいて位置姿勢センサ107の位置姿勢を求め、求めた位置姿勢を示すデータを、後段のコンピュータ100に送出する。なお、位置姿勢センサ107、計測部108を用いて位置姿勢センサ107の位置姿勢を求める為の技術については周知のものであるので、これについての説明は省略する。
Next, the position /
次に、カメラ103について説明する。カメラ103は現実空間の動画像を撮像するものであり、撮像した各フレームの画像(現実空間画像)は、後段のコンピュータ100に送出する。なお、一般にはこのカメラ103はHMD101に備わっているものであり、HMD101を頭部に装着するユーザ199の視点(目)の位置近傍に取り付けられるものである。また、カメラ103は、その撮像方向がユーザ199の視線方向と略一致するようにHMD101に取り付けられるものである。
Next, the
次に、コンピュータ100について説明する。同図に示す如く、コンピュータ100は、CG生成部106、合成部105、信号処理部104により構成されている。
Next, the
CG生成部106は、仮想空間を構成する各仮想物体を配置することで仮想空間を構成する。そして、計測部108から受けたデータが示す位置姿勢を有する視点を仮想空間中に配置し、配置した視点から見える仮想空間の画像(CG)を生成する。生成した仮想空間の画像データは後段の合成部105に送出する。
The
信号処理部104は、カメラ103から受けた現実空間画像を受け、周知の様々な補正処理などを行った結果、後段の合成部105に送出する。
The
合成部105は、信号処理部104から受けた現実空間画像上に、CG生成部106から受けた仮想空間画像を描画することで、合成画像を生成する。なお、現実空間画像上に仮想空間画像が重畳された合成画像を生成するための処理については様々なものがあり、本実施形態では特定の方法に限定するものではない。
The synthesizing
合成部105は更に、この生成した合成画像を、HMD101に適合する適切な画像信号に変換し、変換した画像信号をHMD101に送出する。これにより、HMD101が有する表示画面上には、この画像信号に基づいた合成画像が表示されることになる。
The synthesizing
図2は、HMD101内に搭載された、映像を表示するための構成(映像表示部)を光軸に平行な断面で切断した図である。
FIG. 2 is a diagram in which a configuration (video display unit) for displaying an image mounted in the
同図において202は、入射された直線偏光光線の偏光方向を変えて反射させることで2次元の映像を表示する反射型の液晶パネルである。
In the figure,
220は、上記反射型の液晶パネル202を照明する光源装置としての光源ユニットである。
光源ユニット220から射出された光線は、ハーフミラー213で反射され、上記反射型の液晶パネル202に入射する。反射型の液晶パネル202は、表示された映像情報に応じて入射光の偏光方向を変化させ、入射光を反射させる。反射された光線は、再びハーフミラー213を透過し、偏光板205を透過することで、観察可能な映像となる。偏光板205を透過した光線は、レンズ212、プリズム211によって拡大され、観察者の眼球EPに射出される。
The light beam emitted from the
次に、HMD101内に備わっている上記映像表示部を、HMD101の外装部材に取り付けるための構成について説明する。
Next, a configuration for attaching the video display unit provided in the
図3は、映像表示部(映像表示ユニット)を、外装部材に取り付けるための構成について記した図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration for attaching the video display unit (video display unit) to the exterior member.
301は、HMD101を頭部に装着するユーザ199の右目に対して映像を投影する為の右目用ユニット301bと、左目に対して映像を投影する為の左目用ユニット301aと、が一体化されている映像表示ユニットである。右目用ユニット301b、左目用ユニット301aはそれぞれ図2に示したような構成を有している。もちろん、右目用ユニット301b、左目用ユニット301aの構成は係る構成に限定するものではない。
301, a right-
係る説明で本質とするところは、HMD101を頭部に装着するユーザ199の両目に対して映像を投影するための構成が一体化されたものが映像表示ユニット301であるということである。
The essential point in this description is that the
更に、映像表示ユニット301の左右方向(同図矢印399が示す方向)における映像表示ユニット301の中央部分には、映像表示ユニット301を外装部材302に取り付ける方向(同図矢印398が示す方向)に対して穴部303が設けられてる。ここで、映像表示ユニット301の左右方向とは、換言すれば、HMD101を頭部に装着するユーザ199の両目位置を通る方向に沿った方向である。また、「中央部分」とはこの場合、右目用ユニット301bと左目用ユニット301aとの間の位置であればよい。しかし、映像表示ユニット301が1つのユニットで構成されている場合には、この映像表示ユニット301における左右方向の中央部分となる。
Further, in the central portion of the
更に、映像表示ユニット301の左右方向における両端部には、上記取り付ける方向に対してそれぞれ穴部305が設けられている。係る穴部305は、映像表示ユニット301をねじで外装部材302に固定するためにねじを通す穴部である。
Furthermore, the
一方、HMD101の外装部材302には、上記穴部303を遊貫するための凸部(ボス)304が設けられており、係る凸部304を穴部303に通すことで、映像表示ユニット301をこの凸部304でもって軸支することになる。更に外装部材302には、それぞれの穴部305を洞貫するための凸部(ねじ止め用のボス)307が設けられている。凸部307の内部にはねじの溝が設けられており、矢印398が示す方向から穴部305に挿入されたねじは、この凸部307の内部で閉まるように構成されている。凸部306は固定ボスであり、その径は凸部307や穴部305よりも大きい。
On the other hand, the
係る構成において、映像表示ユニット301を外装部材302に対して固定する(取り付ける)場合、先ず、凸部304を穴部303に通した後、映像表示ユニット301を凸部304周りに回転させたりして、映像表示ユニット301の位置決めを行う。
In such a configuration, when the
位置決めが終わると、今度は穴部305に対して凸部307を通すのであるが、凸部307の根本部には、弾性部材308を設ける。同図では、筒状の弾性部材308を凸部307に通し、その後で凸部307を穴部305に通す。これにより、映像表示ユニット301の両端部は、弾性部材308を介して外装部材302に対して固定されていることになる。
When the positioning is completed, the
そして最後に、矢印398の方向にねじを穴部305を介して凸部307の穴部に挿入し、締める。
Finally, a screw is inserted into the hole of the
ここで弾性部材308について説明する。弾性部材308は例えばゴムブッシュであり、硬度30〜40のゴム硬度を使用することが望ましい。これ以下の硬度の場合、外装部材302に加えられた力を吸収することができず、外力がそのまま映像表示ユニット301まで伝達してしまう恐れがある。またゴム硬度50以上では、弾性部材308は衝撃的に加えられた力は吸収できるが、外装部材302の捩れ等の力は吸収せずに映像表示ユニット301にそのまま伝達してしまう。そのためゴム硬度30〜40程度の弾性部材308を使用することで、外装部材302に加えられた外力を吸収する構成とすることが望ましい。
Here, the
以上の説明により、本実施形態によれば、映像表示ユニット301の略中央部で外装部材302に対して位置決めし、両端部でゴム硬度30〜40程度の弾性部材308を介して外装部材302に対して固定する構成とした。これにより、外装部材302に加えられた力が映像表示ユニット301まで加わることはなく、光軸ずれ等の問題点を発生させることを防ぐことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、穴部303の位置についてであるが、図3に示した位置に限定するものではなく映像表示ユニット301の左右方向における映像表示ユニット301の中央部分であれば、上下方向の位置は適宜変更しても良い。
Although the position of the
また、映像表示ユニット301の両端部と外装部材302との間に弾性部材308をどのようにして用いるのかについては、適宜変形例が考えられる。
Further, as to how the
[第2の実施形態]
本実施形態では、第1の実施形態とは異なる構成でもって、映像表示ユニット301を外装部材302に対して固定する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, the
図4は、映像表示ユニット301を外装部材302に取り付けるための構成について記した図である。なお、同図において図3に示したものと同じものについては同じ番号を付けており、その説明は省略する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration for attaching the
本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、映像表示ユニット301に設けられた穴部の形状にある。図4に示す如く、映像表示ユニット301の左右方向における映像表示ユニット301の中央部分には穴部303の代わりに、左右方向(同図X軸方向)よりも上下方向(同図Y軸方向)に長い穴部402が設けられている。係る穴部402の形状は、この穴部402に凸部304を通した場合における映像表示ユニット301の左右方向のずれを規制するものである。
This embodiment is different from the first embodiment in the shape of the hole provided in the
更に、映像表示ユニット301の左右方向における両端部には穴部305の代わりに、上下方向よりも左右方向に長い穴部403が設けられている。係る穴部403の形状は、この穴部403に凸部307を通した場合における映像表示ユニット301の上下方向のずれを規制するものである。
Furthermore, holes 403 that are longer in the left-right direction than the up-down direction are provided at both ends in the left-right direction of the
以上の構成により、穴部402、403に対してそれぞれ凸部304、307を挿入することで、映像表示ユニット301を外装部材302に対して左右方向、上下方向のずれなく固定することができる。
With the above configuration, the
係る構成で映像表示ユニット301を外装部材302に対して固定した場合に、この外装部材302に外力が加えられ、図4に示されているY軸回りに外装部材302がたわんだ場合について説明する。係る状況において、穴部403の形状は上述の通り、上下方向よりも左右方向に長いので、左右方向のみで凸部306が動くことになる。これにより、変形の外力は映像表示ユニット301には伝達されない。また、この外装部材302を変形させる力は、弾性部材308が変形することで吸収される。
When the
また、係る構成で映像表示ユニット301を外装部材302に対して固定した場合に、この外装部材302に外力が加えられ、図4に示されているX軸回りに外装部材302がたわんだ場合について説明する。係る状況において変形するのは、映像表示ユニット301を外装部材302に固定している座面の範囲内だけであり、その変形量は、ごくわずかである。そのため、X軸回りの変形が映像表示ユニット301へ伝達することは、考慮しなくても問題ないと考えられる。
Further, when the
その他、図4中のZ軸回りの力も考えられるが、このようなHMD101は、薄く縦長な構成が多いので、Z軸回りは他の軸と比較して断面2次モーメントが大きく、力に対してほとんど変形しない。そのため、Z軸回りに外装部材302が変形することは、あまり考慮する必要がなく、この方向へは嵌合で外装部材302と映像表示ユニット301とを位置決めすることが可能となる。
In addition, although the force around the Z axis in FIG. 4 is also conceivable, since such an
以上の説明のように、本実施形態によれば、映像表示ユニット301の略中央部で水平方向の位置決めを行い、両端部で垂直方向の位置決めを行う。更に、両端部の垂直方向の位置決めを、ゴム硬度30〜40程度の弾性部材308を介して固定したことで、外装部材302に対して映像表示ユニット301が正確に位置決め可能となる。そして更に、外装部材302の変形は弾性部材308で吸収され、映像表示ユニット301まで加わることがないため、光軸ずれ等の問題点を防ぐことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, horizontal positioning is performed at the approximate center of the
Claims (6)
前記ユーザの左右の目に対して画像を投影する為の構成が一体化された表示ユニットと、
前記左右の方向における前記表示ユニットの中央部分でもって前記表示ユニットを軸支する、前記表示装置の外装部材と、
前記左右の方向における前記表示ユニットの両端部と前記外装部材との間に設けられる弾性部材と
を備えることを特徴とする表示装置。 A display device worn on a user's head,
A display unit integrated with a structure for projecting images to the left and right eyes of the user;
An exterior member of the display device that pivotally supports the display unit at a central portion of the display unit in the left-right direction;
A display device comprising: an elastic member provided between both ends of the display unit in the left and right direction and the exterior member.
外部からの画像信号に基づいた表示を行う表示部と、
前記表示部に表示された画像を光学的に拡大して投影する光学系と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display unit is
A display unit that performs display based on an external image signal;
The display device according to claim 1, further comprising: an optical system that optically enlarges and projects the image displayed on the display unit.
前記外装部材には、前記第1の穴部を遊貫するための第1の凸部と、前記それぞれの第2の穴部を洞貫するための第2の凸部とが設けられており、
前記弾性部材は、前記第2の凸部の根本部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。 The central portion of the display unit is provided with a first hole in the direction in which the display unit is attached to the exterior member, and the attachment direction is provided at both ends of the display unit in the left and right directions. Are each provided with a second hole,
The exterior member is provided with a first convex portion for loosely penetrating the first hole portion and a second convex portion for penetrating the respective second hole portion. ,
The display device according to claim 1, wherein the elastic member is provided at a base portion of the second convex portion.
前記ユーザの右目に対して画像を投影する為の右目用ユニットと、左目に対して画像を投影する為の左目用ユニットと、を有する表示ユニットと、
前記表示ユニットを取り付ける、前記表示装置の外装部材と
を備え、
前記表示ユニットにおいて前記左目用ユニットと前記右目用ユニットとの間には、前記取り付ける方向に対して第1の穴部が設けられてると共に、前記表示ユニットの両端部には、前記取り付ける方向に対してそれぞれ第2の穴部が設けられており、
前記外装部材には、前記第1の穴部を遊貫するための第1の凸部と、前記それぞれの第2の穴部を洞貫するための第2の凸部とが設けられており、
更に前記表示装置は、
前記第2の凸部の根本部に設けられる弾性部材を備える
ことを特徴とする表示装置。 A display device worn on a user's head,
A display unit having a right-eye unit for projecting an image to the right eye of the user, and a left-eye unit for projecting an image to the left eye;
An exterior member of the display device to which the display unit is attached,
In the display unit, a first hole portion is provided between the left-eye unit and the right-eye unit with respect to the attaching direction, and both ends of the display unit are provided with respect to the attaching direction. Each has a second hole,
The exterior member is provided with a first convex portion for loosely penetrating the first hole portion and a second convex portion for penetrating the respective second hole portion. ,
Furthermore, the display device comprises:
A display device comprising: an elastic member provided at a root portion of the second convex portion.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100202 |