JP2004233880A

JP2004233880A - ヘッドマウントディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2004233880A
Application number: JP2003024928A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kato; 茂加藤; Nobuyuki Miyake; 信行三宅; Masaki Otsuki; 正樹大槻
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】眼鏡を装着した人がヘッドマウントディスプレイ装置を使用するときの映像表示部と眼鏡との接触を回避する。
【解決手段】使用者Ｍの頭部に装着され、映像が表示される映像表示部３０を移動させるモータＭＲ３〜ＭＲ５を備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、眼鏡検出センサ２９で眼鏡５０を感知したとき、眼鏡検出センサ２９から出力された感知信号に基づいてモータＭＲ３〜ＭＲ５を駆動して映像表示部３０の位置を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は頭部に装着して映像を観察することができるヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘッドマウントディスプレイ装置として、映像が表示される映像表示部と、この映像表示部を移動させる駆動部とを備えるものが知られている。
【０００３】
このヘッドマウントディスプレイ装置を頭部に装着すれば、例えば映像表示部に表示された映像に基づいて作業を行うことができる。
【０００４】
【特許文献】
特開平８−３０５２９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このヘッドマウントディスプレイ装置は眼鏡を装着しない人だけでなく眼鏡を装着した人にも装着される。
【０００６】
しかし、眼鏡を装着した人がこのヘッドマウントディスプレイ装置を装着するとき、映像表示部が使用者の眼鏡に接触し、眼鏡に損傷を与えるおそれがある。
【０００７】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は眼鏡を装着した人がヘッドマウントディスプレイ装置を使用するときの映像表示部と眼鏡との接触を回避することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、表示手段を移動させる駆動手段を備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、眼鏡を感知したとき、感知信号を出力する検出手段と、この感知信号に基づいて前記駆動手段を駆動して前記表示手段の位置を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記制御手段は、前記眼鏡が感知されないときの眼から前記表示手段が配置される位置よりも遠い位置に前記表示手段を配置する制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記眼鏡又は使用者の顔と前記表示手段との距離を計測し、前記眼鏡又は使用者の顔と前記表示手段との距離に応じた計測信号を出力する計測手段を備え、前記制御手段はこの計測信号に基づいて前記表示手段を所定の位置へ前記表示手段を移動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、顔や前記眼鏡との接触を回避する前記表示手段の移動経路を予め記憶する記憶手段を備え、前記制御手段はこの記憶手段に記憶された前記表示手段の移動経路に基づいて前記駆動手段を駆動させて前記表示手段を移動させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１（ａ）はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が使用位置まで引き出されたときの断面を示す概念図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿う拡大断面図、図１（ｃ）は１ｃ部の拡大断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）の１ｄ−１ｄ線に沿う拡大断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）の１ｅ−１ｅ線に沿う拡大断面図、図２はヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部を使用位置で所定角度回転させたときの断面を示す概念図である。なお、図２において眼鏡５０の図示は省略されている。
【００１４】
このヘッドマウントディスプレイ装置はリアアーム１０とフロントアーム２０と映像表示部（表示手段）３０と収容部４０とを備える。
【００１５】
リアアーム１０は円弧状である。リアアーム１０は使用者Ｍの後頭部に装着され、その両端部が使用者Ｍの側頭部を適度な力で押圧する。
【００１６】
リアアーム１０の両端部には使用者Ｍの左右の耳に装着されるスピーカ部１５，１６が取り付けられている。
【００１７】
リアアーム１０に収容されたモータ（駆動手段）ＭＲ１によってリアアーム１０に対するスピーカ部１５，１６の取付角度が変わる。
【００１８】
フロントアーム２０はリアアーム１０の一端に支持される。フロントアーム２０はリアアーム１０と同様に円弧状である。フロントアーム２０はリアアーム１０に設けられた収容部４０に収容される。
【００１９】
フロントアーム２０は第１アーム部２１と第２アーム部２２と第３アーム部２３と第４アーム部２４とを備える。
【００２０】
第１アーム部２１は使用者Ｍの一方の眼の前方に配置される映像表示部３０を支持している。この第１アーム部２１にはモータ（駆動手段）ＭＲ２が収容され、図示しない制御部からの指示に基づいて映像表示部３０が所定角度回転する。モータＭＲ２を駆動することによって、使用者Ｍの顔に対して所望の角度で映像表示部３０の投影方向が決定される。
【００２１】
第１アーム部２１と第２アーム部２２とは第１の接合部２５を介して接合されている。第１の接合部２５にはモータ（駆動手段）ＭＲ３が収容され、図示しない制御部からの指示に基づいて映像表示部３０と第１アーム部２１とが前後方向へ回転する（図２参照）。
【００２２】
第２アーム部２２と第３アーム部２３とは第２の接合部２６を介して接合されている。第２の接合部２６にはモータ（駆動手段）ＭＲ４が収容され、図示しない制御部からの指示に基づいて映像表示部３０と第１アーム部２１と第２アーム部２２とが上下方向へ回転する。
【００２３】
第３アーム部２３と第４アーム部２４とは第３の接合部２７を介して接合されている。第３の接合部２７にはモータ（図示せず）が収容され、図示しない制御部からの指示に基づいて映像表示部３０と第１アーム部２１と第２アーム部２２と第３アーム部２３とが左右方向へ回転する。
【００２４】
第４アーム部２４はリアアーム１０に設けられた収容部４０に常に収容されている。
【００２５】
収容部４０には、第４アーム部２４と接触する円板４１と、この円板４１の中心に回転軸４２が固定されたモータ（駆動手段）ＭＲ５とが収容されている。モータＭＲ５は図示しない制御部からの指示に基づいて所定方向へ回転し、フロントアーム２０の出し入れを行う。
【００２６】
第２アーム部２２には使用者Ｍの装着する眼鏡５０を感知する眼鏡検出センサ（検出手段）２９が取り付けられている。この眼鏡検出センサ２９としては赤外線発受光部や近接センサ等が用いられる。
【００２７】
この眼鏡検出センサ２９は眼鏡５０を感知したとき、眼鏡５０が存在することを示す感知信号を制御部へ出力する。
【００２８】
フロントアーム２０が収容部４０に収容される収容位置又はフロントアーム２０が収容部４０から若干引き出された待機位置から映像表示部３０を眼の前方側へ移動させる場合、制御部は感知信号を感知したとき、感知信号に基づいてモータＭＲ３、ＭＲ４、ＭＲ５を駆動させ、眼鏡５０が感知されないときに映像表示部３０を配置する位置（第１の使用位置）よりも眼から遠い眼鏡５０と接触しない位置（第２の使用位置）に映像表示部３０を配置させる。
【００２９】
また、制御部は感知信号を感知したとき、感知信号に基づいてモータＭＲ３、ＭＲ４、ＭＲ５を駆動させ、映像表示部３０やフロントアーム２０と眼鏡５０や使用者Ｍの顔面とが移動途中で接触しないように、眼鏡５０が感知されないときに映像表示部３０が辿る経路よりも外側の経路を選ぶ。
【００３０】
なお、上記制御部としてはタイマやインタフェース等から構成されるマイクロコンピュータを用いることができる。
【００３１】
この第１実施形態によれば、眼鏡を装着した使用者がヘッドマウントディスプレイ装置を使用するときに映像表示部３０、フロントアーム２０と使用者Ｍの眼鏡５０との接触を回避することができる。
【００３２】
図３（ａ）はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が使用位置まで引き出されたときの断面を示す概念図、図３（ｂ）は図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う拡大断面図、図３（ｃ）は３ｃ部の拡大断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）の３ｄ−３ｄ線に沿う拡大断面図、図３（ｅ）は図３（ａ）の３ｅ−３ｅ線に沿う拡大断面図であり、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
映像表示部３０は映像表示部３０が移動するとき、移動の障害になりそうな眼鏡や顔と映像表示部３０との距離を計測し、計測された距離に応じた計測信号を出力する距離センサ（計測手段）３５を備えている。
【００３４】
制御部は距離センサ３５から計測信号を入力したとき、この計測信号に基づいてモータＭＲ３，ＭＲ４，ＭＲ５を駆動させ、映像表示部３０の映像が得られ、しかも眼鏡５０に触れない位置へ映像表示部３０を移動させる。
【００３５】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、像を任意の位置に設定することができる。
【００３６】
なお、予め映像表示部３０を配置する位置をメモリ（図示せず）に記憶させておき、ヘッドマウントディスプレイ装置を装着したとき、制御部からの指示に基づいてメモリに記憶された位置へ映像表示部３０を移動させるようにしてもよい。
【００３７】
図４は映像表示部の移動可能領域を説明する使用者を上方から見た図、図５は映像表示部の移動可能領域を説明するため使用者を前方から見た図である。なお、図５において、ヘッドマウントディスプレイ装置の図示は省略されている。
【００３８】
映像表示部３０の移動可能領域は使用者Ｍの上方から見た場合、図４に示すように、眼鏡５０の左側のレンズ及び蔓の外側の斜線で示されたほぼＪ字形の領域である。
【００３９】
また、映像表示部３０の移動可能領域は使用者Ｍの前方から見た場合、図５に示すように、眼鏡５０の左側のレンズと蔓を除いた使用者Ｍの顔面の左半分を覆うほぼＣ字形の領域である。
【００４０】
この領域は使用者Ｍの顔や眼鏡５０との接触を回避する映像表示部３０の移動可能領域を示すデータとしてメモリ（記憶手段）に記憶される。
【００４１】
待機位置から映像表示部３０を眼の前方側へ移動させる場合、制御部はメモリに記憶されたデータに基づいてモータＭＲ３、ＭＲ４、ＭＲ５を駆動させ、映像表示部３０やフロントアーム２０が眼鏡５０や使用者Ｍの顔面と移動途中で接触しない移動可能領域を選ぶ。
【００４２】
また、第２の使用位置から待機位置へ映像表示部３０を移動させる場合、制御部はメモリに記憶されたデータに基づいてモータＭＲ３、ＭＲ４、ＭＲ５を駆動させ、映像表示部３０やフロントアーム２０が眼鏡５０や使用者Ｍの顔面とが移動途中で接触しないように、移動領域を選ぶ。
【００４３】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
図６はこの発明の変形例に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が眼の前方に配置されたときの斜視図である。
【００４５】
このヘッドマウントディスプレイ装置はリアアーム１１０とフロントアーム１２０と映像表示部（表示手段）１３０と収容部１４０とを備える。
【００４６】
リアアーム１１０は円弧状である。リアアーム１１０は使用者Ｍの後頭部に装着される。
【００４７】
リアアーム１１０の両端部には使用者Ｍの左右の耳に装着されるスピーカ部１５，１６が取り付けられている。
【００４８】
フロントアーム１２０はリアアーム１１０の一端に支持される。
【００４９】
収容部１４０はフロントアーム１２０を収容する。リアアーム１１０の側面には映像表示部１３０を移動させるための付属操作スイッチ（又は外部スイッチ）１４１が配置されている。
【００５０】
付属操作スイッチ（又は外部スイッチ）１４１は、眼鏡５０が感知されないときに映像表示部１３０が辿る経路よりも外側の経路を選ぶためのスイッチである。
【００５１】
映像表示部１３０が辿る経路よりも外側の経路は予め眼鏡装着モードとしてメモリ（図示せず）に記憶されている。
【００５２】
映像表示部１３０はフロントアーム１２０の一端に支持され、使用者Ｍの一方の眼Ｅの前方に配置される。
【００５３】
したがって、ヘッドマウントディスプレイ装置を装着した眼鏡使用者は付属操作スイッチ１４１を押すだけで、眼鏡５０や使用者Ｍの顔面との接触を回避できる経路を映像表示部３０が移動して、使用者Ｍの一方の眼の前方に配置されるようにすることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明のヘッドマウントディスプレイ装置によれば、眼鏡を装着した人がヘッドマウントディスプレイ装置を使用するときの映像表示部と眼鏡との接触を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が使用位置まで引き出されたときの断面を示す概念図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿う拡大断面図、図１（ｃ）は１ｃ部の拡大断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）の１ｄ−１ｄ線に沿う拡大断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）の１ｅ−１ｅ線に沿う拡大断面図である。
【図２】図２はヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部を使用位置で所定角度回転させたときの断面を示す概念図である。
【図３】図３（ａ）はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が使用位置まで引き出されたときの断面を示す概念図、図３（ｂ）は図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う拡大断面図、図３（ｃ）は３ｃ部の拡大断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）の３ｄ−３ｄ線に沿う拡大断面図、図３（ｅ）は図３（ａ）の３ｅ−３ｅ線に沿う拡大断面図である。
【図４】図４は映像表示部の移動可能領域を説明する使用者を上方から見た図である。
【図５】図５は映像表示部の移動可能領域を説明するため使用者を前方から見た図である。
【図６】図６はこの発明の変形例に係るヘッドマウントディスプレイ装置の映像表示部が眼の前方に配置されたときの斜視図である。
【符号の説明】
１０，１１０リアアーム
２０，１２０フロントアーム
２９眼鏡検出センサ（検出手段）
３０映像表示部（表示手段）
３５距離センサ（計測手段）
Ｅ眼
Ｍ使用者
ＭＲ１〜ＭＲ６モータ（駆動手段）

Claims

表示手段を移動させる駆動手段を備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、
眼鏡を感知したとき、感知信号を出力する検出手段と、
この感知信号に基づいて前記駆動手段を駆動して前記表示手段の位置を制御する制御手段を備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
前記制御手段は、前記眼鏡が感知されないときの眼から前記表示手段が配置される位置よりも遠い位置に前記表示手段を配置する制御を行うことを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
前記眼鏡又は使用者の顔と前記表示手段との距離を計測し、前記眼鏡又は使用者の顔と前記表示手段との距離に応じた計測信号を出力する計測手段を備え、
前記制御手段はこの計測信号に基づいて前記表示手段を所定の位置へ前記表示手段を移動させることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
顔や前記眼鏡との接触を回避する前記表示手段の移動経路を予め記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段はこの記憶手段に記憶された前記表示手段の移動経路に基づいて前記駆動手段を駆動させて前記表示手段を移動させることを特徴とする請求項１，２又は３記載のヘッドマウントディスプレイ装置。