JP2007251890A - Head-mounted video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像表示装置に関し、特に頭部装着式映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device, and more particularly to a head-mounted video display device.
近年、映画やビデオ等のコンテンツ映像(画像)の観賞や産業機器若しくは医療機器の遠隔操作等を目的とした頭部装着式映像表示装置、すなわちHMD(Head Mount Display)の開発が行われている。 2. Description of the Related Art In recent years, head-mounted video display devices for the purpose of viewing content videos (images) such as movies and videos and remote control of industrial equipment or medical equipment, that is, HMD (Head Mount Display) have been developed. .
HMDは、液晶表示素子や有機EL等の映像表示素子と、映像表示素子から得られる映像をHMDの装着者の眼球に導く為の接眼光学系等、を備えた表示部が設けられている。 The HMD is provided with a display unit including an image display element such as a liquid crystal display element or an organic EL, and an eyepiece optical system for guiding an image obtained from the image display element to the eyeball of the wearer of the HMD.
そしてHMDは、該接眼光学系によって映像表示素子から得られた映像を、装着者の眼球に直接投影させることで、恰も該映像が空中に拡大投影されているかの様な虚像の観察を可能にしている。 The HMD directly projects the image obtained from the image display element by the eyepiece optical system onto the wearer's eyeball, thereby enabling observation of a virtual image as if the image was magnified and projected in the air. ing.
この様な構成のHMDは、通常、1つ、または2つの表示部を有し、一方の眼、または両方の眼に映像を提供する様にしている。 The HMD having such a configuration usually has one or two display units and provides an image to one eye or both eyes.
例えば、特許文献1においては、片眼にのみ映像を提供する様にした片眼式HMDの技術が開示されている。一方、特許文献2においては、両眼に映像を提供する様にした両眼式HMDの技術が開示されている。
この様に、表示部を片眼にのみ備えた片眼式HMD、または両眼に備えた両眼式HMDが種々検討されてきた。 As described above, various studies have been made on a single-eye HMD provided with a display unit for only one eye or a binocular HMD provided on both eyes.
しかしながら、特許文献2に開示されている様な両眼式HMDにおいては、例えば、映画やビデオ等のコンテンツ映像を直接的に左右の眼球に投影させて、大画面の迫力ある映像を自由に楽しむことができるものであるが、一方において、この様な構成によるHMDの場合、これを使用している観察者、つまり、頭部にHMDを装着して映像を観察中の観察者にとっては、左右の眼球部が共に覆われていて、外界の状況が視界から完全に遮蔽されてしまうことになり、周囲環境を考慮するとき、非常に危険ですらあるとも云える。
However, in the binocular HMD as disclosed in
一方、特許文献1に開示されている様な片眼式HMDにおいては、室内等の安全な環境下で、コンテンツ映像を充分に楽しみたい場合は、片方の眼にしか映像が提供されないことから、臨場感溢れる映像を鑑賞することは困難なものと考えられる。 On the other hand, in the one-eye HMD as disclosed in Patent Document 1, if you want to fully enjoy the content video in a safe environment such as indoors, the video is provided only to one eye, It is considered difficult to appreciate realistic images.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、目的に応じて、表示部を、片眼仕様、または両眼仕様に容易に切換えることができ、機能性に優れた頭部装着式映像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to the purpose, the display unit can be easily switched to a single-eye specification or a binocular specification, and a head-mounted image display excellent in functionality. An object is to provide an apparatus.
上記目的は、下記の1に記載の発明によって達成される。 The above object is achieved by the invention described in 1 below.
1.映像を表示する2つの表示部を備え、
一方の前記表示部と、装着時に該表示部を装着者の右の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた第1の表示ユニットと、
他方の前記表示部と、装着時に該表示部を装着者の左の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた第2の表示ユニットと、
透明な基板と、装着時に該基板を装着者の右、または左の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた透明基板ユニットと、を有し、
前記第1の表示ユニットと前記第2の表示ユニットは、それぞれに設けられたフレームによって着脱自在に連結され、
前記透明基板ユニットと、前記第1の表示ユニット、または前記第2の表示ユニットは、それぞれに設けられたフレームによって着脱自在に連結され、
前記第1の表示ユニットと前記第2の表示ユニットと前記透明基板ユニットのうちのいずれか2つは連結されて、頭部、または顔面に装着されることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。
1. It has two display parts that display video,
A first display unit comprising: the one display unit; and a frame that supports the display unit in the vicinity of the right eyeball of the wearer so as to face the eyeball when worn;
A second display unit comprising: the other display unit; and a frame that supports the display unit in the vicinity of the left eyeball of the wearer so as to face the eyeball when worn,
A transparent substrate unit comprising a transparent substrate, and a frame that supports the substrate so as to face the right or left eyeball of the wearer and to face the eyeball when worn,
The first display unit and the second display unit are detachably connected by a frame provided on each,
The transparent substrate unit and the first display unit or the second display unit are detachably connected by a frame provided on each,
Any one of the first display unit, the second display unit, and the transparent substrate unit is connected to be mounted on a head or a face, and is mounted on a head. apparatus.
本発明によれば、第1の表示ユニットと第2の表示ユニットと透明基板ユニットのうちのいずれか2つを着脱自在に連結して、頭部、または顔面に装着できる様にした。したがって、例えば、室内等の安全な環境下で、コンテンツ映像を充分に楽しみたい場合は、第1の表示ユニットと第2の表示ユニットを連結して、両方の眼に映像を提供することにより、臨場感溢れる映像を鑑賞することができる。一方、屋外等の周囲の環境を考慮する必要がある場合は、透明基板ユニットと第1の表示ユニット、または前記第2の表示ユニットを連結して、一方の眼にのみ映像を提供し、他方の目では透明基板を通して外界情景を観察できる様にすることにより、安全性を確保しながら映像を鑑賞することができる。 According to the present invention, any two of the first display unit, the second display unit, and the transparent substrate unit are detachably connected so that they can be attached to the head or the face. Therefore, for example, if you want to fully enjoy content video in a safe environment such as indoors, by connecting the first display unit and the second display unit and providing video to both eyes, You can appreciate the video with a sense of reality. On the other hand, when it is necessary to consider the surrounding environment such as outdoors, the transparent substrate unit and the first display unit or the second display unit are connected to provide an image only to one eye, and the other By making it possible to observe the outside scene through a transparent substrate, the user can view the video while ensuring safety.
また、有効視野が狭くなる視野狭窄や、弱視者に対しては、電子カメラで撮影された鮮明な映像を一方の眼に提供し、他方の目では透明基板を通して外界情景を観察できる様にすることにより、視覚補助装置として使用することができる。 In addition, for the narrowed field of view that narrows the effective field of view, and for low-sighted people, a clear image taken with an electronic camera is provided to one eye, and the other eye can observe an external scene through a transparent substrate. Therefore, it can be used as a visual aid device.
以下図面に基づいて、本発明に係る頭部装着式映像表示装置の代表的な実施形態の1つであるHMD(Head Mount Display)について説明する。 Hereinafter, an HMD (Head Mount Display) which is one of representative embodiments of a head-mounted image display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
最初に、HMD1の全体構成を図1を用いて説明する。図1(a)、図1(b)は、それぞれ、本発明に係るHMD1における第1表示ユニット2、第2表示ユニット3を正面右から見た斜視図、図1(c)、図1(d)は、それぞれ、本発明に係るHMD1における第1透明基板ユニット4、第2透明基板ユニット5を正面右から見た斜視図である。
First, the overall configuration of the HMD 1 will be described with reference to FIG. 1 (a) and 1 (b) are perspective views of the
HMD1は、装着者の眼球の近傍に配置されて使用される頭部装着式映像表示装置である。HMD1は、図1(a)乃至図1(d)に示す様に、第1表示ユニット2、第2表示ユニット3、第1透明基板ユニット4、第2透明基板ユニット5等を有する。
The HMD 1 is a head-mounted video display device that is used in the vicinity of a wearer's eyeball. As shown in FIGS. 1A to 1D, the HMD 1 includes a
第1表示ユニット2、第2表示ユニット3は、図1(a)、図1(b)に示す様に、それぞれ、フレーム201,301、透明基板202,302、ブリッジ203,303、及び表示部204,304等を有し、図示しないカメラユニットで撮影された映像や、外部I/F等から取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ映像等を、表示部204や表示部304に表示する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
フレーム201,301は、可撓性を有する弾性材等により構成された長尺状の部材であり、それぞれ装着者の右耳、左耳、または右側頭部、左側頭部に掛止され、HMD1の装着者に対する頭部への保持及び装着位置の調整を行うためのものである。尚、フレーム201,301は、回動部201a,301aにおいて矢印P,Q方向に回動可能に構成されており、HMD1を使用しない場合には、フレーム201,301を矢印P,Q方向に回動させて後述の透明基板202,302に沿わせることにより、コンパクト化することができる。
The
透明基板202,302は、右左の眼球にそれぞれ対応した位置にU字型のスペース202s,302sを形成する略平板状の透明体である。また、透明基板202,302に囲まれて形成されるU字型のスペース202s,302sには、後述の表示ユニット204,304が嵌め込まれている。
The
表示ユニット204,304は、本発明における表示部に該当し、それぞれ図示しないLCD表示部や接眼光学系等を有し、カメラユニットで生成された映像信号や、外部I/Fから取り込まれた例えばビデオやテレビ等のコンテンツ映像信号等に基づいて、LCD表示部で生成された映像を、接眼光学系によって、装着者の眼球に導くものである。
The
ブリッジ203,303は、第1表示ユニット2と第2表示ユニット3を、着脱自在に連結するものであり、連結時にそれぞれに設けられた透明基板202と302とを一定の間隙を介した相対位置関係に保持するものである。ブリッジ203の連結部に設けられた上下方向の長穴203aに、ブリッジ303の連結部に設けられた棒状のピン303aを挿通することにより、第1表示ユニット2と第2表示ユニット3は着脱自在に連結される。また、同様にして、第1表示ユニット2と後述の第2透明基板ユニット5は、それぞれのブリッジ203、503に設けられた長穴203aとピン503aを介して着脱自在に連結される。また、第2表示ユニット3と後述の第1透明基板ユニット4は、それぞれのブリッジ303、403に設けられたピン303aと長穴403aを介して着脱自在に連結される。
The
次に、第1透明基板ユニット4、第2透明基板ユニット5は、図1(c)、図1(d)に示す様に、表示部を有さず、透明基板402,502を通して外界情景を観察することができる。尚、第1透明基板ユニット4、第2透明基板ユニット5の要部は、前述の第1表示ユニット2、第2表示ユニット3と略同様なので説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 1C and FIG. 1D, the first transparent substrate unit 4 and the second
この様な構成のHMD1において、本発明は、表示部204,304をそれぞれ備えた第1表示ユニット2、第2表示ユニット3、及び、表示部を有さない第1透明基板ユニット4、第2透明基板ユニット5において、互いに連結可能な2つのユニットを、目的に応じて選択して連結し、頭部、または顔面に装着することにより、両方の眼、または片方の眼のみに映像が提供される様にするものである。
In the HMD 1 having such a configuration, the present invention relates to the
ここで、2つのユニットが組み合わされた例を、図2を用いて説明する。図2(a)は、第1表示ユニット2と第2表示ユニット3とが連結された状態を正面右から見た斜視図、図1(b)は、第1表示ユニット2と第2透明基板ユニット5とが連結された状態を正面右から見た斜視図である。
Here, an example in which two units are combined will be described with reference to FIG. 2A is a perspective view of the state in which the
図2(a)に示す様に、第1表示ユニット2と第2表示ユニット3は、それぞれブリッジ203,303を介して連結部Sで連結されている。この様に、表示部204,304をそれぞれ備えた第1表示ユニット2と第2表示ユニット3とを連結させて、頭部、または顔面に装着することにより、両方の眼に映像が提供される様になる。
As shown in FIG. 2A, the
また、図2(b)に示す様に、第1表示ユニット2と第2透明基板ユニット5は、それぞれブリッジ203,503を介して連結部Sで連結されている。この様に、表示部204を備えた第1表示ユニット2と表示部を有さない第2透明基板ユニット5とを連結させて、頭部、または顔面に装着することにより、右の眼には映像が提供され、左の眼では透明基板502を通して外界情景を観察することできる様になる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
この様に、本発明に係るHMDにおいては、表示部を備えた2つの表示ユニット、及び、表示部を有さない2つの透明基板ユニットにおいて、互いに連結可能な2つのユニットを、目的に応じて選択して連結し、頭部、または顔面に装着することにより、両方の眼、または片方の眼のみに映像が容易に提供される様になる。また、HMDを使用しない場合には、2つのユニットに分割することができるので、コンパクトに収納することができる。 As described above, in the HMD according to the present invention, two units that can be connected to each other in two display units having a display unit and two transparent substrate units that do not have a display unit are selected according to the purpose. By selecting and connecting and attaching to the head or face, video can be easily provided to both eyes or only one eye. Further, when the HMD is not used, it can be divided into two units, so that it can be stored compactly.
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、前述の実施形態においては、それぞれのユニットに設けられたフレームとブリッジは、異なる部材で構成されているが、フレームを、透明基板の端面に沿って延在させてブリッジと一体化する様に形成してもよい。また、それぞれのユニットに設けられたブリッジは、回動自在に連結される様なヒンジ構成にしてもよい。これにより、2つのユニットが連結された状態で、連結部を軸として互いの透明基板の前面が対向する様に折りたたむことができ、コンパクトに収納することができる。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be changed or improved as appropriate. For example, in the above-described embodiment, the frame and the bridge provided in each unit are composed of different members. However, the frame is extended along the end surface of the transparent substrate so as to be integrated with the bridge. You may form in. Further, the bridge provided in each unit may be configured to be hinged so as to be rotatably connected. Thus, the two units can be folded so that the front surfaces of the transparent substrates are opposed to each other with the connecting portion as an axis, and can be stored compactly.
1 HMD
2,3 第1表示ユニット,第2表示ユニット
4,5 第1透明基板ユニット,第2透明基板ユニット
201,301,401,501 フレーム
202,302,402,502 透明基板
203,303,403,503 ブリッジ
204,304 表示部
B ブリッジ
1 HMD
2,3 1st display unit,
Claims (1)
一方の前記表示部と、装着時に該表示部を装着者の右の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた第1の表示ユニットと、
他方の前記表示部と、装着時に該表示部を装着者の左の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた第2の表示ユニットと、
透明な基板と、装着時に該基板を装着者の右、または左の眼球の近傍であって、該眼球に対向する様に支持するフレームと、を備えた透明基板ユニットと、を有し、
前記第1の表示ユニットと前記第2の表示ユニットは、それぞれに設けられたフレームによって着脱自在に連結され、
前記透明基板ユニットと、前記第1の表示ユニット、または前記第2の表示ユニットは、それぞれに設けられたフレームによって着脱自在に連結され、
前記第1の表示ユニットと前記第2の表示ユニットと前記透明基板ユニットのうちのいずれか2つは連結されて、頭部、または顔面に装着されることを特徴とする頭部装着式映像表示装置。 It has two display parts that display video,
A first display unit comprising: the one display unit; and a frame that supports the display unit in the vicinity of the right eyeball of the wearer so as to face the eyeball when worn;
A second display unit comprising: the other display unit; and a frame that supports the display unit in the vicinity of the left eyeball of the wearer so as to face the eyeball when worn,
A transparent substrate unit comprising a transparent substrate, and a frame that supports the substrate so as to face the right or left eyeball of the wearer and to face the eyeball when worn,
The first display unit and the second display unit are detachably connected by a frame provided on each,
The transparent substrate unit and the first display unit or the second display unit are detachably connected by a frame provided on each,
Any one of the first display unit, the second display unit, and the transparent substrate unit is connected to be mounted on a head or a face, and is mounted on a head. apparatus.
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WO2017191861A1 (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | 엘지전자 주식회사 | Head-mounted display |
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