JP2006148404A - ウエアラブルディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 装着や調整が行いやすいウエアラブルディスプレイを提供する。
【解決手段】 装着者が操作部から入力を行うと、表示部には図１（ａ）に示す画面が表示される。装着者は、これに従って装着した目の逆の目を手で覆い、ＯＫ釦を押す。
すると、表示部には図１（ｂ）に示すような画面が表示される。この画面で示される矩形の枠は、使用時に画像が表示される範囲を表す。使用者は指示に従い、この枠の全てが視野に入るように表示部の位置と姿勢を調節し、この調整が完了したらＯＫ釦を押す。すると、図１（ｃ）に示されるような画面が表示される。装着者は、この指示に従って操作部のピントリングを調節し、中心円の部分で放射線の線同士が分かれて見えるようにしてから、ＯＫ釦を押すことにより調整が完了する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイ等、人体に装着して、装着者の眼に画像を表示する機能を有するウエアラブルディスプレイに関するものである。

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等、人体に装着して使用されるの映像表示装置が種々提案され、ウエアラブルディスプレイと呼ばれている。そのうち、頭部に装着して使用されるものは、特にヘッドマウントディスプレイと呼ばれている。

ヘッドマウントディスプレイは、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。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。その例として、特開平８−３０５２９８号公報（特許文献１）に記載されるような方式のものが公知となっている。

このようなヘッドマウントディスプレイにおいて、表示部は、眼の前に置いて使用されるが、眼の前に常時あることが望ましい場合（他の作業はしないので、他に邪魔されたくない）もあれば、眼の前にはあってほしくない場合や、一旦眼の前からなくなり再度使用したい等、さまざまな状況が考えられる。そこで、頭部に装着したままの状態で、表示部が眼の前から移動することができるような構造となっていることが好ましい。このようなヘッドマウントディスプレイは、例えば、特開２００４−２０７８４７号公報（特許文献２）に記載されている。

特開平８−３０５２９８号公報 特開２００４−２０７８４７号公報

本発明者は、特許文献２に記載されているヘッドマウントディスプレイを改良し、その表示部と、人体に装着されて表示部を保持する部分との相対位置関係が可変であり、かつ、位置決め調整中は、表示部が表示部を保持する部分に対して動きやすく、かつ、調整を行わないときは両者の位置関係が変わりにくいヘッドマウントディスプレイの発明を行い、この発明は、特願２００４−８１８８７号として特許出願されている（これは、本出願の出願時に公知のものではなく、「先願発明」という）。

先願発明の実施の形態の１例の概要を図２、図３に示す。図２は、先願発明の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの概要図である。ヘッドマウントディスプレイ１は、画像を形成し、それを光学系を介して人間の眼に表示する表示部２と、表示部２を保持するディスプレイアーム（支持部）３と、ディスプレイアーム３を保持する装着部４とからなり、装着部４は、２つの耳当て部５とそれらを接続する接続部６から成り立っている。耳当て部５には耳かけ部材７が設けられている。又、耳当て部５には、音声出力用のスピーカが内蔵されている。

ディスプレイアーム３は、ディスプレイアーム保持部６ａにより接続部６に保持されている。又、表示部２はディスプレイアーム３に保持されている。２つの耳当て部５は接続部６により連結され、接続部６の弾性力により装着者の頭部Ｈの耳を両側から押さえつけ、ヘッドマウントディスプレイ１全体を頭部Ｈに固定するようになっている。

表示部２の上面と下面には、タッチセンサ８が取り付けられている。タッチセンサ８は、リミットスイッチや圧力スイッチのように、装着者が表示部２をつかんだときにその圧力により作動するものであってもよいし、近接スイッチのように、装着者の指の近接を検知するものであってもよい。装着者が、表示部２をつかんだことを検知できるものであれば、どのようなものであってもよい。なお、タッチセンサ８を表示部２の前面に設けるようにしてもよい。

図３は、図２に示したヘッドマウントディスプレイ１を上方から見た図であり、一部は断面を示している。

ディスプレイアーム３の先端部は球状体３ａとなっており、表示部２は、球面軸受と球状体３ａを介してディスプレイアーム３に対して回動可能に取り付けられている。同様に、ディスプレイアーム保持部６ａの先端部は球状体６ｂとなっており、ディスプレイアーム３は、球面軸受と球状体６ｂ、ディスプレイアーム保持部６ａを介して接続部６に対して回動可能に取り付けられている。各球面軸受には、電磁石３ｂ、６ｃが、それぞれ球状体３ａ、６ｂと摺動するように設けられている。

通常の状態では、電磁石３ｂ、６ｃは励磁された状態にあり、これにより、球状体３ａと電磁石３ｂ、球状体６ｂと電磁石６ｃの間には大きな磁力が発生して、表示部２がディスプレイアーム３に対して、又、ディスプレイアーム３がディスプレイアーム保持部６ａに対して回動できないようにされている。タッチセンサ８が、装着者が表示部２をつかんだことを検出すると、図示しない制御装置（例えばディスプレイアーム３の内部に設けられることもあり、ヘッドマウントディスプレイ１とは独立して設けられ配線で接続されることもある）が、電磁石３ｂ、６ｃの励磁を解除し、球面軸受が通常どおり働いて、表示部２がディスプレイアーム３に対して、又、ディスプレイアーム３がディスプレイアーム保持部６ａに対して容易に回動することができるようになる。

よって、装着者が表示部２を手でつまんだ状態では、表示部２がディスプレイアーム３に対して、又、ディスプレイアーム３がディスプレイアーム保持部６ａに対して容易に回動して、表示部２の姿勢を容易に調整することができ、装着者が表示部２から手を離した状態では、表示部２がディスプレイアーム３に対して、又、ディスプレイアーム３がディスプレイアーム保持部６ａに対して固定した姿勢を維持する。

もちろん、この先願発明の実施の形態が有しているような、姿勢や位置を容易に可変としたり固定したりするような機構は、ヘッドマウントディスプレイに必須のものではない。

このように、表示部２とディスプレイアーム３との相対位置関係、ディスプレイアーム３とディスプレイアーム保持部６ａの相対位置関係を調整する場合に、調整のための目安があった方が好ましい。調整の項目としては、例えば、表示部２に表示される画像を見た場合に、画像の欠けが無く全体を見られるように表示部２の位置と角度を調整すること、画像のピントを調整すること等がある。又、始めて装着する装着者のために、装着の方法等を表示できるようになっていることが好ましい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、表示画面に装着や調整に使用する画像、さらには装着や調整を指示する画像を表示可能としたり、音声で装着や調整を指示することを可能としたりすることにより、装着や調整が行いやすいウエアラブルディスプレイを提供することを課題とする。

前記課題を達成するための第１の手段は、起動時又は所定の入力がされたとき、装置の装着、調整の少なくとも一方のために使用する画像を有する補助画面を、表示部に表示する機能を有することを特徴とするウエアラブルディスプレイ（請求項１）である。

本手段においては、起動時又は所定の入力がされたとき、装置の装着、調整の少なくとも一方のために使用する画像を有する補助画面が、表示部に表示されるので、装着者はこれを見ることにより、正しい装着を行ったり、表示部の位置、画面のピント等の調整を行うことができる。

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、前記補助画面中に、前記画像と共に、前記画像を使用して、前記画像に対応する装置の装着、調整を行う方法を表示する機能を有することを特徴とするもの（請求項２）である。

前記第１の手段では、装着、調整のための画像を表示するだけであり、装着者はその画像の使用方法をあらかじめ知っていることを前提としていたが、本手段においては、これらの画像の他に、その画像に対応する装置の装着、調整を行う方法（その画面を使用して装着、調整を正しく行う方法等）を表示することができるので、装着、調整のための画像の使用方法を知らない装着者でも、正しい装着を行ったり、表示部の位置、画面のピント等の調整を行うことができる。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、音声出力部を有し、前記補助画面表示中に、前記画像に対応する装置の装着、調整を行う方法を、音声によって知らせる機能を有することを特徴とするもの（請求項３）である。

本手段においては、装置の装着、調整を行う方法を音声によって装着者に知らせるようにしているので、装着者は、装置の装着、調整を行う方法を知ることができる。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記画像が、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周位置を示す画像、又は、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周の四隅を示す画像であることを特徴とするもの（請求項４）である。

本手段においては、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周位置を示す画像、又は、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周の四隅を示す画像を表示するようにしているので、これらの部分が見えるように表示部の位置を調整すれば、通常の使用状態において、画像の一部が欠けて見えるようなことを避けることができる。

本発明によれば、表示画面に装着や調整に使用する画像、さらには装着や調整を指示する画像を表示可能としたり、音声で装着や調整を指示することを可能としたりすることにより、装着や調整が行いやすいウエアラブルディスプレイを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。本発明の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイは、図２、図３に示したものと同じであるので、ヘッドマウントディスプレイについての図示や説明は省略する。又、当然のことではあるが、ヘッドマウントディスプレイは、図２、図３に示したような、表示部を頭部に保持する部分の他に、これらの部分の機械的な制御を行う制御装置、表示する画像を記憶するメモリ、メモリの内容を画像信号に変換する画像変換回路等、ベッドマウントディスプレイに所定の機能を発揮させるための制御部、ヘッドマウントディスプレイに所定の操作を行わせるために制御部に指令を出す操作部等が設けられている。しかし、これらは周知のものと変わることがないので、説明を省略する。

ヘッドマウントディスプレイに電源が投入されると、制御部は、制御部自身の初期処理、表示部の初期処理、その他の初期処理を行う。この初期処理の完了後、制御部は、表示部に、ヘッドマウントディスプレイの装着方法を説明するガイダンスを表示する。この際に、ガイダンスは、画像表示状態が正しく調整されていない状態でも比較的映像を見やすい、画面の中央部付近に表示することが好ましい。又、ガイダンスを音声で行えば、画面を覗かなくても調整方法を知ることができ、それに従って、ヘッドマウントディスプレイを正常に装着することができる。

ヘッドマウントディスプレイの装着が完了し、表示部に表示される画像を見ることができる状態になったとき、装着者が操作部から入力を行うと、表示部には図１（ａ）に示す画面が表示される。装着者は、これに従って装着した目の逆の目を手で覆い、ＯＫ釦を押す。

すると、表示部には図１（ｂ）に示すような画面が表示される。この画面で示される矩形の枠は、使用時に画像が表示される範囲を表す。使用者は指示に従い、この枠の全てが視野に入るように表示部の位置と姿勢を調節し、この調整が完了したらＯＫ釦を押す。なお、表示するものは、枠ではなく、矩形の４つの頂点を示す図形（円、十字、星形等）でもよい。

ＯＫ釦が押されると、図１（ｃ）に示されるような画面が表示される。これは、画像のピントを調整するための画面であり、装着者は、この指示に従って操作部のピントリングを調節し、中心円の部分で放射線の線同士が分かれて見えるようにしてから、ＯＫ釦を押すことにより調整が完了する。

なお、以上の例においては、操作の説明のための文字情報を表示したが、装着者が予めこれを知っている場合には表示しなくてもよい。この場合には、図１の上部の表示は不要となる。又、これらの文字情報を表示するかどうかを操作部からの入力により切り換えるようにしてもよい。

以上、ウエアラブルディスプレイの装着、調整のための表示画面の例を示したが、ウエアラブルディスプレイの実際の構造、調整項目に応じて、装着、調整のための表示画面を適宜形成して表示することができる。

ヘッドマウントディスプレイの調整のための表示画面の例を示す図である。 ヘッドマウントディスプレイの例を示す概要図である。 図２に示したヘッドマウントディスプレイを上方から見た図である。

符号の説明

１…ヘッドマウントディスプレイ、２…表示部、３…ディスプレイアーム、３ａ…球状体、３ｂ…電磁石、４…装着部、５…耳当て部、６…接続部、６ａ…ディスプレイアーム保持部、６ｂ…球状体、６ｃ…電磁石、７…耳かけ部材、８…タッチセンサ

Claims (4)

1. 起動時又は所定の入力がされたとき、装置の装着、調整の少なくとも一方のために使用する画像を有する補助画面を、表示部に表示する機能を有することを特徴とするウエアラブルディスプレイ。
2. 請求項１に記載のウエアラブルディスプレイであって、前記補助画面中に、前記画像と共に、前記画像を使用して、前記画像に対応する装置の装着、調整を行う方法を表示する機能を有することを特徴とするウエアラブルディスプレイ。
3. 請求項１に記載のウエアラブルディスプレイであって、音声出力部を有し、前記補助画面表示中に、前記画像に対応する装置の装着、調整を行う方法を、音声によって知らせる機能を有することを特徴とするウエアラブルディスプレイ。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のウエアラブルディスプレイであって、前記画像が、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周位置を示す画像、又は、通常の使用状態において画像表示が行われる部分の最外周の四隅を示す画像であることを特徴とするウエアラブルディスプレイ。
   

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