JP2004233779A

JP2004233779A - ヘッドマウントディスプレイ

Info

Publication number: JP2004233779A
Application number: JP2003023737A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Miyake; 信行三宅; Masaki Otsuki; 正樹大槻; Shigeru Kato; 茂加藤; Kenzo Chiaki; 謙三千秋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】左眼用にも右眼用にも使用できるようにしたヘッドマウントディスプレイで、使い勝手の良いものを提供する。
【解決手段】ディスプレイアーム３は、リアアーム２の中空部２ａに嵌り込んで、前後に出し入れが可能なようになっている。右側のディスプレイアーム３は、（ａ）に示すように、リアアーム２の中空部２ａの中に引き込まれており、右眼の視界を遮らないようにされている。図においては、右側（顔面から見て左側）の結合用穴４ａに結合用ピン６が嵌り込んで、顔面から見て左側のディスプレイアーム３と表示部４が結合されている。表示部４を右眼に使用するときは表示部４を取り外し、顔面から見たディスプレイアーム３をリアアーム２の中に引き込んで後退させる。そして、顔面から見て右側のディスプレイアーム３をリアアームから引き出して、その先端部の結合用ピン６に表示部４の結合用穴４ａを差し込んで結合する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は頭部に装着して映像を観測するヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示デバイス上に表示された映像を、接眼レンズやハーフミラー等を有する光学系を介して拡大した虚像として観察する眼鏡タイプの映像表示装置が種々提案され、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれている。
【０００３】
この映像表示装置は、多くの場合、頭に巻いた形で頭部に装着する構成とされ、両眼に対応する位置に映像表示系を形成した両眼タイプと左右眼の一方の眼に対応する位置に映像表示系を形成した片眼タイプとがある。このうち、両眼タイプのものは、主として映像を楽しむための目的に使用されるが、片眼タイプのものは、例えばウエアラブルパソコン等の表示装置等や、作業者に指示を表示する表示装置としての使用方法が期待されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８４０４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
片眼タイプのヘッドマウントディスプレイにおいては、一つのヘッドマウントディスプレイ本体部（頭部に装着される部分）を、左眼用にも右眼用にも使用できるようにしておくのが好ましい。このようなヘッドマウントディスプレイとして、特開平７−２８４０４１号公報（特許文献１）には、ヘッドマウントディスプレイの表示部を取り外し、付け替えることで左右を切り換える方式のものが開示されている。しかしながら、このような公知のヘッドマウントディスプレイにおいては、表示部を付け替えても、表示部を取り付ける取り付け部が残ったままとなり、他の眼の視界を遮るという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、一つのヘッドマウントディスプレイ本体部を、左眼用にも右眼用にも使用できるようにしたヘッドマウントディスプレイで、使い勝手の良いものを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着される部分と表示部が分離可能とされ、前記頭部に装着される部分の先端部に前記表示部が取り付けられる構造とされており、頭部に装着する部分の前記先端部には、前記表示部を左眼用として使用するための結合部と、前記表示部を右眼用として使用するための結合部が設けられ、かつ、前記頭部に装着される部分の前記先端部は、前記表示部が取り付けられていないときに、視野を遮らないようにされていることを特徴とするもの（請求項１）である。
【０００８】
本手段においては、頭部に装着される部分の左右の先端部に設けられた結合部のいずれかに、表示部を結合して取り付けることにより、ヘッドマウントディスプレイを左眼用と右眼用に使い分けることができる。その際、表示部が取り付けられていない側の、頭部に装着される部分の前記先端部は、視野を遮らないようにされているので、表示部を使用していない側の眼は、自由に前方を見ることができる。
【０００９】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、頭部に装着される部分が、リアアームとディスプレイアームを有しており、前記ディスプレイアームは、前記リアアームの左右それぞれに１つずつ、前記リアアームに対して進退可能に設けられ、各前記ディスプレイアームの先端には、表示部を取り付けるための接合部が設けられていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１０】
本手段においては、表示部を使用しようとする眼側のディスプレイアームを、リアアームから引き出し、表示部を使用しない眼側のディスプレイアームは、リアアーム側に後退させておく。そして、引き出したディスプレイアームの先端部に表示部を取り付けて使用する。このようにすれば、ヘッドマウントディスプレイを左眼用と右眼用に使い分けることができ、かつ、表示部が取り付けられていない側のディスプレイアームが視野を遮ることがないようにすることができる。
【００１１】
前記課題を解決するための第３の手段は頭部に装着される部分がリアアームからなり、前記リアアームには、その左右の先端部に、表示部を取り付けたディスプレイアームを取り付けるための取り付け部が設けられており、かつ、前記リアアームは視界の範囲外にあることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１２】
本手段においては、リアアームには、その左右の先端部に表示部を取り付けたディスプレイアームを取り付けるための取り付け部が設けられているので、このうちいずれかに、表示部を取り付けたディスプレイアームを取り付けるようにすれば、ヘッドマウントディスプレイを左眼用と右眼用に使い分けることができる。また、リアアームは視界の範囲外にあるので、ディスプレイアームが取り付けられていない側の眼は、視界を遮られることがない。
【００１３】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記取り付け部には、マイクロホーンが取り付け可能とされているもの（請求項４）である。
【００１４】
本手段においては、ディスプレイアームが取り付けられていない側の取り付け部を利用して、マイクロホーンを取り付けることができる。
【００１５】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第３の手段又は第４の手段であって、前記ディスプレイアーム、前記マイクロホーンのいずれもが取り付けられていない前記取り付け部に、キャップが取り付け可能とされていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００１６】
本手段においては、ディスプレイアーム、マイクロホーンのいずれもが取り付けられていない取り付け部に、キャップが取り付け可能とされているので、取り付け部にほこり等が入ることを防止できる。
【００１７】
前記課題を解決するための第６の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるリアアームと、両端に表示部を取り付け可能なディスプレイアームと、１個の前記表示部を有しており、前記ディスプレイアームは前記リアアームの中に挿通されて摺動可能とされるか、前記リアアームの外側又は内側に沿って摺動可能とされていることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００１８】
本手段においては、表示部を使用したい側のディスプレイアームを引き出して、それに表示部を取り付けて使用する。すると、使用しない側のディスプレイアームは、リアアーム側に引き込まれるので、視野を遮ることが無くなる。
【００１９】
前記課題を解決するための第７の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるリアアームと、両端に各１個の表示部が取り付けられたディスプレイアームを有しており、前記ディスプレイアームは前記リアアームの中に挿通されて摺動可能とされるか、前記リアアームの外側又は内側に沿って摺動可能とされていることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００２０】
本手段においては、表示部を使用したい側の表示部とディスプレイアームを引き出して使用する。すると、使用しない側の表示部とディスプレイアームは、リアアーム側に引き込まれるので、視野を遮ることが無くなる。
【００２１】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記頭部に装着される部分の左右の前記先端部には、それぞれ、前記表示部が取り付けられているか否かを検出する検出部が設けられていることを特徴とするもの（請求項８）である。
【００２２】
本手段においては、検出部により、ヘッドマウントディスプレイが左眼用として使用されているのか右眼用として使用されているのかを知ることができるので、これにより画像の表示方法を変える等の制御が可能となる。
【００２３】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第１の手段、又は前記第３の手段から第５の手段のいずれかであって、前記リアアームの左右の前記先端部には、それぞれ、前記ディスプレイアームが取り付けられているか否かを検出する検出部が設けられていることを特徴とするもの（請求項９）である。
【００２４】
本手段においては、検出部によりリアアームの左右の前記先端部のいずれにディスプレイアームが取り付けられているかを検出することによって、ヘッドマウントディスプレイが左眼用として使用されているのか右眼用として使用されているのかを知ることができるので、これにより画像の表示方法を変える等の制御が可能となる。
【００２５】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第６の手段又は第７の手段であって、前記ディスプレイアームの左右のどちら側が、前記リアアームより、所定距離以上延出しているかを検出する検出部が設けられていることを特徴とするもの（請求項１０）である。
【００２６】
本手段においては、検出部により、ディスプレイアームの左右のどちら側が、リアアームより、所定距離以上延出しているかを知ることができるので、これにより、ヘッドマウントディスプレイが左眼用として使用されているのか右眼用として使用されているのかを知ることができる。従って、これにより画像の表示方法を変える等の制御が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、頭部に装着される部分（ヘッドマウントディスプレイ本体部）を頭部に装着した様子を示す概要図である。ヘッドマウントディスプレイ本体部１は、頭部の後部に装着されて、頭部を挟み込むような弾性を有するリアアーム２と、リアアーム２に出し入れが可能なように嵌め込まれたディスプレイアーム３と、ディスプレイアーム３の先端部に取り付けられ、画像の表示を行う表示部４と、リアアーム２に取り付けられた左右のヘッドホーン５を主要部として構成されている。図においては、表示部４は、ディスプレイアーム３の引き出し長さを調節することにより、左眼前方に位置するように調整されており、左眼用として使用される。
【００２８】
図２（ａ）は、この装着状態を頭部の上面から見た平面図である。なお、以下の図において前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２９】
リアアーム２の中には中空部２ａが設けられており、ディスプレイアーム３はこの中空部２ａに嵌り込んで、前後（図２（ａ）の上下）に出し入れが可能なようになっている。図１には２点鎖線で示されているように、リアアーム２の中空部２ａの右側（図２（ａ）の左側）にもディスプレイアーム３が設けられているが、表示部４が左眼用に使用されているときには、図２（ａ）に示すように、リアアーム２の中空部２ａの中に引き込まれており、右眼の視界を遮らないようにされている。
【００３０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ディスプレイアーム３の先端部には、結合用ピン６が接合されている。一方、表示部４の左右両側には、結合用穴４ａが設けられおり、図においては、右側（顔面から見て左側）の結合用穴４ａに結合用ピン６が嵌り込んで、顔面から見て左側のディスプレイアーム３と表示部４が結合されている。
【００３１】
ディスプレイアーム３の先端部には、スイッチ部７が設けられており、表示部４が結合されると、そのことを検出できるようになっている。スイッチ部７としては近接スイッチを用いたり、接触部がディスプレイアーム３の先端から突き出たリミットスイッチを使用するようにしてもよい。このスイッチ部７により、ヘッドマウントディスプレイが左眼用に使用されているか右眼用に使用されているかが分かり、それに応じて画像表示を制御することが可能となる。
【００３２】
なお、図において、１０は、ディスプレイアーム３の動きを規制するブレーキである。ブレーキ１０としては、例えば電磁ブレーキのようなものを使用し、位置決めを行うときはブレーキ１０を開放してディスプレイアーム３の動きを自由にし、位置決め完了後にはブレーキ１０を働かせて、ディスプレイアーム３の動きを規制する。
【００３３】
表示部４を右眼に使用するときは、図２の状態から、表示部４を、顔面から見て左側のディスプレイアーム３から取り外し、顔面から見て左側のディスプレイアーム３を、リアアーム２の中に押し込んで後退させる。そして、顔面から見て右側のディスプレイアーム３をリアアーム２から引き出して、その先端部の結合用ピン６に表示部４の結合用穴４ａを差し込んで結合する。
【００３４】
なお、この実施の形態においては、表示部４の結合用穴４ａは、表示部４の左右に設けられているので、この場合は、図の左側（顔面から見て右側）の結合用穴４ａを使用すればよいが、結合用穴４ａが片側にしか設けられていない場合は、表示部４を左右方向に１８０°ひっくり返して結合するようにする。
【００３５】
本実施の形態においては、ヘッドマウントディスプレイ本体を、左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、反対側の眼の視界を遮るものが無いので、煩わしい感じを与えない。
【００３６】
図３は、本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図（平面図）であり、装着状態の斜視図は図１に示したものと同じである。
【００３７】
この実施の形態においては、ディスプレイアーム３が一つしか設けられていない。よって、（ａ）に示すような左眼用に使用している状態から（ｂ）に示すような右眼用に使用する状態に変えるには、ディスプレイアーム３をリアアーム２の中空部２ａから抜き出し、左右方向に１８０°反転させて、顔面右側の中空部２ａに差し込んで使用する。そのとき、表示部４の両側に結合用穴４ａが設けられている場合には、表示部４だけは１８０°反転させないようにして、ディスプレイアーム３に取り付け直すようにすれば、画像の向きが元のままに保たれる。
【００３８】
本実施の形態においても、ヘッドマウントディスプレイ本体を、左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、反対側の眼の視界を遮るものが無いので、煩わしい感じを与えない。
【００３９】
又、左眼用、右眼用として使用中に、一時的に使用を中断するときは、図の矢印のように、ディスプレーアーム３をリアアーム２の中空部２ａ中に押し込むことにより、表示部４が視界を遮らないようにすることができる。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図であり、装着状態の斜視図は図１に示したものと、ほぼ同じである。
【００４１】
この実施の形態においては、表示部４が左眼用と右眼用とにそれぞれ一つずつ設けられ、ディスプレイアーム３の両端部に取り付けられている。（ａ）に示す状態は左眼用の表示部４を使用している状態であるが、この状態から、ディスプレイアーム３を矢印の方向に移動させれば、（ｂ）に示すような状態となり、右眼用の表示部４を使用することができる。
【００４２】
本実施の形態においても、ヘッドマウントディスプレイ本体を、左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、反対側の眼の視界を遮るものが無いので、煩わしい感じを与えない。
【００４３】
なお、図４に示すようなヘッドマウントディスプレイ本体部では、ディスプレイアーム３の両側に表示部４がそれぞれ設けられているが、この表示部４を、例えば図２に示すようにディスプレイアーム３から取り外し可能として、左右のディスプレイアーム３先端部に付け替えが可能となるようにしてもよい。
【００４４】
さらに、図４に示すような実施の形態においては、ディスプレイアーム３の左右のどちら側が、リアアーム２から所定距離以上飛び出しているかを検出するような機構を取り付けると、ヘッドマウントディスプレイが左眼用として使用されているか右眼用として使用されているかを判別することができる。このような検出器は、例えば近接スイッチを使用して容易に実現することができる。
【００４５】
図５は、本発明の第４の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は頭部の上面から見た平面図である。装着状態の斜視図は図１に示したものと同じである。
【００４６】
図２（ａ）と図５（ｂ）を比較すると分かるように、図５に示す実施の形態においては、リアアーム２の中空部２ａがリアアーム２の後部まで達しておらず、ディスプレイアーム３を指し込むだけの深さしかない。又、表示部４はディスプレイアーム３から取り外し可能になっておらず、ディスプレイアーム３と一体に形成されている。
【００４７】
中空部２ａの奥にはスイッチ１１が設けられており、スイッチの接点部１１ａがディスプレイアーム３に接触することによって、ディスプレイアーム３が取り付けられていることを検知することができる。このスイッチにより、ヘッドマウントディスプレイが左眼用に使用されているか右眼用に使用されているかが分かり、それに応じて画像表示を制御することが可能となる。
【００４８】
表示部４を右眼用に使用する場合には、図に示す状態から、ディスプレイアーム３をリアアーム２から抜き出し、左右方向に１８０°ひっくり返した状態で、顔面から見て右側の、リアアーム２の中空部２ａに差し込めばよい。
【００４９】
本実施の形態においても、ヘッドマウントディスプレイ本体を、左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、反対側の眼の視界を遮るものが無いので、煩わしい感じを与えない。
【００５０】
図６は、本発明の第５の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。この実施の形態におけるリアアーム２とヘッドホーン５の構成は図５に示すものと同じである。図は、表示部４を右眼用として使用している状態を示している。この実施の形態においては、空いている顔面左側のリアアーム２の中空部２ａを使用して、マイクロホーン１２を取り付けられるようになっている。
【００５１】
すなわち、マイクロホーン１２には、プラグ部１２ａが取り付けられており、プラグ部１２ａをリアアーム２の中空部２ａに差し込んで、マイクロホーン１２をリアアーム２に固定する。図は、表示部４を右眼用として使用している状態を示しているが、表示部４を左眼用として使用するときは、ディスプレイアーム３を顔面左側の中空部２ａに取り付け、マイクロホーン１２を顔面右側の中空部２ａに取り付けることは言うまでもない。
【００５２】
本実施の形態においても、ヘッドマウントディスプレイ本体を、左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、反対側の眼の視界を遮るものが無いので、煩わしい感じを与えない。
【００５３】
図７は、本発明の第６の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。この実施の形態におけるリアアーム２とヘッドホーン５の構成は図５に示すものと同じである。図は、表示部４を右眼用として使用している状態を示している。この実施の形態においては、空いている顔面左側のリアアーム２の中空部２ａに、キャップ１３を差し込んで蓋をするようになっている。このようにすることにより、空いている中空部２ａに埃等が入り込むのを防ぐことができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一つのヘッドマウントディスプレイ本体部を、左眼用にも右眼用にも使用できるようにしたヘッドマウントディスプレイで、使い勝手の良いものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、頭部に装着される部分を頭部に装着した様子を示す概要図である。
【図２】図１に示すヘッドマウントディスプレイ本体部の装着状態を頭部の上面から見た平面図及びその一部の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図及び平面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を、頭部に装着した場合の装着状態を示す概要図である。
【符号の説明】
１…ヘッドマウントディスプレイ本体部、２…リアアーム、２ａ…中空部、３…ディスプレイアーム、４…表示部、４ａ…結合用穴、５…ヘッドホーン、６…結合用ピン、７…スイッチ部、１０…ブレーキ、１１…スイッチ、１１ａ…接点部、１２…マイクロホーン、１２ａ…プラグ部、１３…キャップ

Claims

頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着される部分と表示部が分離可能とされ、前記頭部に装着される部分の先端部に前記表示部が取り付けられる構造とされており、頭部に装着する部分の前記先端部には、前記表示部を左眼用として使用するための結合部と、前記表示部を右眼用として使用するための結合部が設けられ、かつ、前記頭部に装着される部分の前記先端部は、前記表示部が取り付けられていないときに、視野を遮らないようにされていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
頭部に装着される部分が、リアアームとディスプレイアームを有しており、前記ディスプレイアームは、前記リアアームの左右それぞれに１つずつ、前記リアアームに対して進退可能に設けられ、各前記ディスプレイアームの先端には、表示部を取り付けるための接合部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
頭部に装着される部分がリアアームからなり、前記リアアームには、その左右の先端部に、表示部を取り付けたディスプレイアームを取り付けるための取り付け部が設けられており、かつ、前記リアアームは視界の範囲外にあることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
前記取り付け部には、マイクロホーンが取り付け可能とされていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記ディスプレイアーム、前記マイクロホーンのいずれもが取り付けられていない前記取り付け部に、キャップが取り付け可能とされていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ。
頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるリアアームと、両端に表示部を取り付け可能なディスプレイアームと、１個の前記表示部を有しており、前記ディスプレイアームは前記リアアームの中に挿通されて摺動可能とされるか、前記リアアームの外側又は内側に沿って摺動可能とされていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるリアアームと、両端に各１個の表示部が取り付けられたディスプレイアームを有しており、前記ディスプレイアームは前記リアアームの中に挿通されて摺動可能とされるか、前記リアアームの外側又は内側に沿って摺動可能とされていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
前記頭部に装着される部分の左右の前記先端部には、それぞれ、前記表示部が取り付けられているか否かを検出する検出部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記リアアームの左右の前記先端部には、それぞれ、前記ディスプレイアームが取り付けられているか否かを検出する検出部が設けられていることを特徴とする請求項１、又は請求項３から請求項５のうちいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記ディスプレイアームの左右のどちら側が、前記リアアームより、所定距離以上延出しているかを検出する検出部が設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ。