JP2010134134A - Head mount display - Google Patents

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JP2010134134A JP2008309310A JP2008309310A JP2010134134A JP 2010134134 A JP2010134134 A JP 2010134134A JP 2008309310 A JP2008309310 A JP 2008309310A JP 2008309310 A JP2008309310 A JP 2008309310A JP 2010134134 A JP2010134134 A JP 2010134134A
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Norifumi Tanaka
訓史 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a see-through-type head mount display capable of maintaining see-through properties and suppressing image light passing through a half mirror from leaking to the external world. <P>SOLUTION: The head mount display 100 is constituted so that a light shielding plate 124 is held in a position where a light beam 120c which is a part of a light beam 120a emitted from an image presentation device 114 and has passed through the half mirror 116 is shielded from the external world and external light passes through and in a position where the light beam 120c which has passed through the half mirror 116 is shielded from the external world and the external light is shielded. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイを装着した場合においても、外光を透過し、外界像を視認可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイに関するものである。   The present invention relates to a see-through type head mounted display that transmits external light and can visually recognize an external field image even when the head mounted display is mounted.

利用者の眼にコンテンツデータにより示されるコンテンツ画像を視認可能に提示し、この利用者にコンテンツ画像を認識させるヘッドマウントディスプレイが提案されている。ここで、ヘッドマウントディスプレイには、外界像を視認可能なタイプと、不可能なタイプがあり、後者は、特に、シースルー型のヘッドマウントディスプレイと称することがある。シースルー型のヘッドマウントディスプレイに関し、次のような構成が提案されている。すなわち、外界の光の影響を受けない電子映像を外界像の任意の場所に表示可能とする技術であって、具体的には、外界像と液晶表示素子上の電子映像とを合成するハーフミラーの前方(ハーフミラーを基準として利用者の眼と反対側。換言すれば、外界側。)に、遮光領域を任意に変更できる透過型液晶パネルを配置した構成のヘッドマウントディスプレイが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−328260号公報
A head-mounted display has been proposed in which a content image indicated by content data is presented to a user's eyes so that the user can recognize the content image, and the user can recognize the content image. Here, the head-mounted display includes a type in which an external image can be visually recognized and a type incapable of being visually recognized. The latter is particularly referred to as a see-through type head-mounted display. The following configuration has been proposed for a see-through type head mounted display. That is, a technology that enables an electronic image that is not affected by external light to be displayed at an arbitrary place in the external image, specifically, a half mirror that combines an external image and an electronic image on a liquid crystal display element. A head-mounted display having a configuration in which a transmissive liquid crystal panel capable of arbitrarily changing a light-shielding region is disposed in front of the screen (on the opposite side of the user's eyes with respect to the half mirror, in other words, the outside side). (For example, refer to Patent Document 1).
JP-A-5-328260

ところで、ハーフミラーに出射された画像光は、ハーフミラーで反射するが、その一部は、ハーフミラーを透過する。透過した画像光は、そのまま外界に射出される。例えば、多くの人が集まった場所であれば、外界に射出された画像光が周りの人の眼に入射すると不快感を与えるので、このような画像光の漏れを考慮する必要がある。上述のシースルー型のヘッドマウントディスプレイであれば、透過型液晶パネルに遮光領域で、このような画像光の漏れを防止することができるかもしれない。しかしながら、シースルー型のヘッドマウントディスプレイの特徴は、説明するまでもなく外界像が視認できるところである。かかる特徴を維持する上で、外界像を視認可能とするために採用されたハーフミラーの外界面側(特許文献1に基づけば「前方」)に、外界像を遮光する手段(装置)を配置すれば、上記問題は解決することができたとしても、シースルーに関する特性を維持することが阻害される可能性がある。   By the way, the image light emitted to the half mirror is reflected by the half mirror, but a part of the image light is transmitted through the half mirror. The transmitted image light is emitted to the outside as it is. For example, in a place where a lot of people gather, image light emitted to the outside world is uncomfortable when it enters the eyes of people around it, so it is necessary to consider such leakage of image light. With the see-through type head mounted display described above, it may be possible to prevent such leakage of image light in the light shielding region of the transmissive liquid crystal panel. However, the feature of the see-through type head mounted display is that an external image can be visually recognized without needing to be described. In order to maintain such characteristics, a means (device) for shielding the external image is arranged on the outer interface side (“front” based on Patent Document 1) of the half mirror employed to make the external image visible. Then, even if the above problem can be solved, maintaining the characteristics regarding see-through may be hindered.

本発明は、シースルーの特性を維持可能で、ハーフミラーを透過する画像光の外界への漏れを抑制可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a see-through type head-mounted display capable of maintaining see-through characteristics and suppressing leakage of image light transmitted through a half mirror to the outside.

上記従来の課題に鑑みなされた本発明のヘッドマウントディスプレイは、ハーフミラーを透過した画像光を外界に対し遮光しかつ外光を透過する位置、及び、ハーフミラーを透過した画像光を外界に対し遮光しかつ外光を遮光する位置に、遮光板を保持することとしたものである。   The head-mounted display of the present invention made in view of the above-described conventional problems is a position where the image light transmitted through the half mirror is shielded from the external environment and the external light is transmitted, and the image light transmitted through the half mirror is applied to the external environment. The light shielding plate is held at a position where light is shielded and external light is shielded.

本発明を反映した第1の課題解決手段は、出射部から出射される画像光を、外界からの外光を透過し外界像を視認可能なハーフミラーで反射させ、前記ハーフミラーで反射した前記画像光を利用者の眼に入射し、前記利用者に前記画像光によって示される画像を認識させるヘッドマウントディスプレイであって、前記ハーフミラーは、前記ヘッドマウントディスプレイを装着した前記利用者の眼の前方に配置されるとともに、前記ハーフミラーの外界面側に配置され、前記ハーフミラーで反射することなく、前記ハーフミラーを透過した前記画像光と、前記ハーフミラーを透過する前記外光とを遮光可能な遮光板と、前記ヘッドマウントディスプレイの所定の位置に設けられ、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を透過する位置、及び、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を遮光する位置に、前記遮光板を保持可能な保持部と、を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。これによれば、ハーフミラーを透過した画像光を外界に対し遮光しつつ、外光については、透過及び遮光を切り替えることができる。   The first problem-solving means reflecting the present invention is that the image light emitted from the emitting portion is reflected by a half mirror that transmits the external light from the outside and can visually recognize the outside image, and is reflected by the half mirror. An image light is incident on a user's eye, and the head mount display causes the user to recognize an image indicated by the image light, and the half mirror is provided on the eye of the user wearing the head mounted display. Arranged at the front and on the outer interface side of the half mirror, the image light transmitted through the half mirror and the outside light transmitted through the half mirror are shielded without being reflected by the half mirror A light shielding plate capable of shielding the image light transmitted through the half mirror from the outside world, and provided at a predetermined position of the head mounted display; A holding portion capable of holding the light-shielding plate at a position where external light is transmitted, and at a position where the image light transmitted through the half mirror is shielded against the outside and the external light is shielded. This is a characteristic head-mounted display. According to this, it is possible to switch between transmission and light shielding of external light while shielding the image light transmitted through the half mirror from the outside.

第2の課題解決手段は、第1の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記保持部は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着した前記利用者の視線に対して略平行で、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を透過する位置、及び、前記ハーフミラーの外界面に略平行で、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を遮光する位置に、前記遮光板を保持可能であることを特徴とする。これによれば、画像光を外界に対し遮光しつつ、外光を透過させる場合において、顔面からの突出がなるべく小さくなるようハーフミラーをできる限り小型とし、遮光板が利用者の視界内に存在しても遮光板によって視界が遮られる状態を抑制することができる。   The second problem solving means is the head mounted display of the first problem solving means, wherein the holding portion is substantially parallel to the line of sight of the user wearing the head mounted display, and the half mirror is The position where the transmitted image light is shielded from the outside and the exterior light is transmitted, and the image light transmitted through the half mirror is substantially parallel to the outer interface of the half mirror and shielded from the outside. The light shielding plate can be held at a position where external light is shielded. According to this, when the image light is shielded from the external environment and the external light is transmitted, the half mirror is made as small as possible so that the protrusion from the face is as small as possible, and the light shielding plate exists in the user's field of view. Even in this case, it is possible to suppress a state where the field of view is blocked by the light blocking plate.

第3の課題解決手段は、第1又は第2の課題解決手段のヘッドマウントディスプレイであって、前記保持部は、前記保持部を構成する回動軸を介して前記ハーフミラー及び前記遮光板を直接又は間接的に連結し、前記遮光板を、前記回動軸を中心に回動可能に保持することを特徴とする。これによれば、遮光板が保持される位置を切り替えることができる。   A third problem solving means is the head-mounted display of the first or second problem solving means, wherein the holding part is configured to connect the half mirror and the light shielding plate via a rotation shaft constituting the holding part. It is connected directly or indirectly, and the light shielding plate is held so as to be rotatable about the rotation shaft. According to this, the position where the light shielding plate is held can be switched.

本発明によれば、シースルーの特性を維持可能で、ハーフミラーを透過する画像光の外界への漏れを抑制可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a see-through type head mounted display that can maintain see-through characteristics and can suppress leakage of image light transmitted through a half mirror to the outside.

本発明を反映した上記課題解決手段を実施するための実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。なお、上記課題解決手段は以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ本体と、ヘッドマウントディスプレイ本体にコンテンツ画像を提供する制御ボックスと、を接続して構成された別体のヘッドマウントディスプレイを例に説明するが、これら各装置を一体の装置として構成することもできる。なお、以下の説明において、ヘッドマウントディスプレイ本体を、単にヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display/以下、「HMD」という。)という。   Embodiments for implementing the above problem solving means reflecting the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, the said subject solution means is not limited to the structure as described below, A various structure is employable in the same technical idea. For example, in the following description, a separate head mounted display configured by connecting a head mounted display main body and a control box that provides a content image to the head mounted display main body will be described as an example. Can also be configured as an integral device. In the following description, the head-mounted display body is simply referred to as a head-mounted display (hereinafter referred to as “HMD”).

(ヘッドマウントディスプレイの概要)
図1に、HMDの構成、より具体的には、図1(a)にHMDの上面図、図1(b)にHMDの正面図、図1(c)にHMDの左側面図を示す。また、図2にHMDを利用者が装着した状態を示す。
(Overview of head mounted display)
FIG. 1 shows the configuration of the HMD, more specifically, FIG. 1A shows a top view of the HMD, FIG. 1B shows a front view of the HMD, and FIG. 1C shows a left side view of the HMD. FIG. 2 shows a state in which the user wears the HMD.

HMD100は、一端に利用者の耳に当たるモダン102A,102Bが取り付けられたテンプル104A,104Bと、テンプル104A,104Bの他端に兆番112A,112Bを介して連結されたヨロイ106A,106Bと、ヨロイ106A,106Bを連結するフロントフレーム108と、フロントフレーム108の中央部に一体的に形成され、利用者の鼻に当接する鼻パッド110と、により骨格部が形成されている。ヨロイ106A,106Bに形成された兆番112A,112Bでテンプル104A,104Bを折りたたむことができる。HMD100の骨格部の構成は、例えば、通常の眼鏡と同様であり、HMD100は、利用者に装着された状態において、モダン102A,102Bと、鼻パッド110と、により利用者の顔に支持される(図2参照)。なお、図1(b)において、モダン102A,102B及びテンプル104A,104Bの描画を省略している。   The HMD 100 includes temples 104A and 104B each having a modern 102A and 102B that hits a user's ear at one end, armor 106A and 106B coupled to the other end of the temples 104A and 104B via trillions 112A and 112B, A skeleton portion is formed by a front frame 108 that connects 106A and 106B, and a nose pad 110 that is formed integrally with the center portion of the front frame 108 and abuts against the user's nose. The temples 104A and 104B can be folded at the trillions 112A and 112B formed on the armatures 106A and 106B. The structure of the skeleton part of the HMD 100 is the same as, for example, normal glasses, and the HMD 100 is supported on the user's face by the modern 102A and 102B and the nose pad 110 when worn on the user. (See FIG. 2). In FIG. 1B, drawing of the moderns 102A and 102B and the temples 104A and 104B is omitted.

HMD100の骨格部には、画像提示装置114(出射部)が、ヨロイ106A付近に配設された(設けられた)取付部122を介して取り付けられている。画像提示装置114は、ヨロイ106A付近に取付部122を介して取り付けられた状態において、HMD100を装着した利用者の左眼118と略同一の高さとなる位置に設置されている(図2参照)。画像提示装置114は、制御ボックス200と、所定の信号ケーブル250と接続されている(図2参照)。なお、制御ボックス200は、例えば、利用者の腰等に取り付け、利用される。   The image presentation device 114 (emission unit) is attached to the skeleton part of the HMD 100 via an attachment part 122 provided (provided) near the armor 106A. The image presentation device 114 is installed at a position that is substantially the same height as the left eye 118 of the user wearing the HMD 100 when attached to the vicinity of the armor 106A via the attachment portion 122 (see FIG. 2). . The image presentation device 114 is connected to the control box 200 and a predetermined signal cable 250 (see FIG. 2). The control box 200 is used by being attached to the user's waist or the like, for example.

制御ボックス200は、所定の領域に記憶されたコンテンツデータに対しレンダリング処理を実行し、自装置が備える入出力インターフェース(以下、「I/F」という。)を制御し、レンダリング処理によって得られたコンテンツ画像を含むコンテンツ画像信号を、信号ケーブル250を介して画像提示装置114に出力する。画像提示装置114は、制御ボックス200が出力するコンテンツ画像信号を、図1及び2には描画していない入出力I/Fを介して受信し、これを取得する。そして、コンテンツ画像信号に基づくコンテンツ画像を、ハーフミラー116に向けて光学的に出射する。   The control box 200 executes rendering processing on the content data stored in a predetermined area, controls an input / output interface (hereinafter referred to as “I / F”) included in the own device, and is obtained by the rendering processing. A content image signal including the content image is output to the image presentation device 114 via the signal cable 250. The image presentation device 114 receives the content image signal output from the control box 200 via the input / output I / F that is not depicted in FIGS. 1 and 2 and acquires it. Then, the content image based on the content image signal is optically emitted toward the half mirror 116.

画像提示装置114から出射されたコンテンツ画像(光線)は、ハーフミラー116で、反射し、利用者の左眼118に入射、換言すれば、視認可能に提示(投影)される。これにより、利用者はコンテンツ画像を認識する。ここで、図1(a)において符号120aは、画像提示装置114から出射されたコンテンツ画像に関する光線を示し、符号120bは、ハーフミラー116を反射し、利用者の左眼118に入射する光線を示す。また、光線120cは、ハーフミラー116を透過したコンテンツ画像に関する光線を示す。   The content image (light beam) emitted from the image presentation device 114 is reflected by the half mirror 116 and is incident on the left eye 118 of the user, in other words, presented (projected) so as to be visible. Thereby, the user recognizes the content image. Here, in FIG. 1A, reference numeral 120a indicates a light beam related to the content image emitted from the image presentation device 114, and reference numeral 120b indicates a light beam that reflects the half mirror 116 and enters the left eye 118 of the user. Show. A light beam 120 c indicates a light beam related to the content image that has passed through the half mirror 116.

ハーフミラー116の先端には遮光板124が回動可能に保持されている。遮光板124は、常に利用者の視界内に存在するが、利用者の視線126に平行な位置に保持された場合、利用者の視界を遮ることなく、ハーフミラー116を透過した光線120cの進行を遮る。ハーフミラー116側に回動させ、ハーフミラー116と略平行な(ハーフミラー116と重なった)位置で保持した場合、ハーフミラー116に入射する外光を遮光することができる。遮光板124を保持する構成の詳細については後述する。なお、遮光板124は、光線120cが反射することを抑制すべく、光線120cを吸収するような態様で形成されている。例えば、遮光板124の表面は黒色とされている。   A light shielding plate 124 is rotatably held at the tip of the half mirror 116. The light shielding plate 124 is always present in the user's field of view. However, when the light shielding plate 124 is held at a position parallel to the user's line of sight 126, the light beam 120c transmitted through the half mirror 116 is transmitted without blocking the user's field of view. Block. When rotated to the half mirror 116 side and held at a position substantially parallel to the half mirror 116 (overlapping the half mirror 116), external light incident on the half mirror 116 can be shielded. Details of the configuration for holding the light shielding plate 124 will be described later. The light shielding plate 124 is formed in such a manner as to absorb the light beam 120c so as to suppress the reflection of the light beam 120c. For example, the surface of the light shielding plate 124 is black.

画像提示装置114は、取得したコンテンツ画像信号に応じた光線120a,120bを2次元方向に走査し、その走査された光線120a,120bを利用者の左眼118に導き網膜上にコンテンツ画像を形成する網膜走査型のディスプレイを用いて構成することができる他、液晶ディスプレイ、有機EL(Organic Electroluminescence)ディスプレイその他の装置を用いた構成とすることもできる。特に、液晶ディスプレイ方式や有機EL方式では表示面全体から光が放射されるので、ハーフミラーを透過して外界に放射される光量も大きく、周囲の人の眼に入った場合、その光は利用者が眼に入れているのとは異なり、ちらつき等となって大きく不快感を与える。なお、HMD100及び制御ボックス200は、電源コントローラに接続されたバッテリーから、電源コントローラを介して電源の供給を受け、駆動する。   The image presentation device 114 scans the light rays 120a and 120b corresponding to the acquired content image signal in a two-dimensional direction, and guides the scanned light rays 120a and 120b to the user's left eye 118 to form a content image on the retina. In addition to a retinal scanning type display, a configuration using a liquid crystal display, an organic EL (Organic Electroluminescence) display, and other devices can also be used. In particular, in the liquid crystal display system and organic EL system, light is emitted from the entire display surface, so the amount of light that is transmitted to the outside through the half mirror is large. Unlike people putting it in their eyes, it causes flickering and other discomfort. The HMD 100 and the control box 200 are driven by being supplied with power from the battery connected to the power controller via the power controller.

(遮光板を保持する第1の構成)
図3及び図4は、遮光板の保持について、第1の構成を示すものであり、詳細には、次のとおりである。すなわち、図3は、遮光板を利用者の視線に略平行な位置に保持した構成を示す図である。図4は、遮光板をハーフミラーに略平行な位置に保持した構成を示す図である。なお、図3及び図4は、HMD100を構成する各部の内、画像提示装置114と、ハーフミラー116と、遮光板124とを示す。
(First configuration for holding the light shielding plate)
3 and 4 show a first configuration for holding the light shielding plate, and the details are as follows. That is, FIG. 3 is a diagram showing a configuration in which the light shielding plate is held at a position substantially parallel to the user's line of sight. FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which the light shielding plate is held at a position substantially parallel to the half mirror. 3 and 4 show the image presentation device 114, the half mirror 116, and the light shielding plate 124 among the respective parts constituting the HMD 100.

先ず、第1の構成について図3に基づき説明する。この図3から明らかなとおり、画像提示装置114には、ハーフミラー116が取り付けられるハーフミラー取付フレーム128が、所定の手法で取り付けられている。ハーフミラー取付フレーム128は、光線120a(図1(a)参照)の進行方向に対して所定の角度をなしてハーフミラー116を保持可能な略V字形状とされている。ハーフミラー取付フレーム128に取り付けられたハーフミラー116を反射した光線120b(図1(a)参照)は、上述のとおりHMD100を装着している利用者の左眼118(図1(a)参照)に入射する。   First, the first configuration will be described with reference to FIG. As is clear from FIG. 3, a half mirror mounting frame 128 to which the half mirror 116 is mounted is mounted on the image presentation device 114 by a predetermined method. The half mirror mounting frame 128 has a substantially V shape that can hold the half mirror 116 at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the light beam 120a (see FIG. 1A). The light beam 120b (see FIG. 1A) reflected by the half mirror 116 attached to the half mirror attachment frame 128 is the left eye 118 of the user wearing the HMD 100 as described above (see FIG. 1A). Is incident on.

ハーフミラー取付フレーム128の先端(画像提示装置114と反対側)には、遮光板124が取り付けられる遮光板取付フレーム130が、利用者の視線126(図1(a)参照)に略平行な位置で保持されている。換言すれば、ハーフミラー取付フレーム128の先端)には、利用者の視線126に略平行な位置であって、ハーフミラー116を透過した光線120c(図1(a)参照)を外界に対し遮光する位置に、遮光板124を保持可能な保持部132が構成されている。保持部132は、ハーフミラー取付フレーム128に形成された貫通穴と、遮光板取付フレーム130に形成された貫通穴とを各々合致させ、一体を成した貫通穴にピン部材を挿入・固定し構成されている。なお、ピン部材が固定された状態において、遮光板取付フレーム130は、ピン部材を中心として回動することができる。例えば、図3の状態から図4の状態に回動することができる。なお、遮光板124が図3の位置である場合、ハーフミラー116に入射する外光は、ハーフミラー116を透過する。   At the front end of the half mirror mounting frame 128 (on the side opposite to the image presentation device 114), a light shielding plate mounting frame 130 to which the light shielding plate 124 is attached is positioned substantially parallel to the user's line of sight 126 (see FIG. 1A). Is held by. In other words, the light beam 120c (see FIG. 1A) transmitted through the half mirror 116 at a position substantially parallel to the user's line of sight 126 is shielded from the outside at the tip of the half mirror mounting frame 128). A holding portion 132 that can hold the light shielding plate 124 is formed at a position where the light shielding plate 124 is to be placed. The holding part 132 is configured such that the through hole formed in the half mirror mounting frame 128 and the through hole formed in the light shielding plate mounting frame 130 are respectively matched, and a pin member is inserted and fixed into the integrated through hole. Has been. In the state where the pin member is fixed, the light shielding plate mounting frame 130 can rotate around the pin member. For example, it can rotate from the state of FIG. 3 to the state of FIG. When the light shielding plate 124 is at the position shown in FIG. 3, external light that enters the half mirror 116 passes through the half mirror 116.

図4に示す状態において、遮光板124は、ハーフミラー116を透過した光線120cを外界に対し遮光し、光線120cが外界に漏れることはない(光線120cは外界に対して遮光される。)。また、遮光板124は、ハーフミラー116に入射する外界からの外光も遮光する。換言すれば、遮光板124がハーフミラー116に略平行な位置に保持された場合、通常(例えば、遮光板124が図3の位置にある場合)であれば、ハーフミラー116を透過する外光は、遮光板124によって遮光される。   In the state shown in FIG. 4, the light shielding plate 124 shields the light beam 120c transmitted through the half mirror 116 from the outside, and the light beam 120c does not leak to the outside (the light beam 120c is shielded from the outside). The light shielding plate 124 also shields external light from the outside that enters the half mirror 116. In other words, when the light shielding plate 124 is held at a position substantially parallel to the half mirror 116, outside light that passes through the half mirror 116 is normal (for example, when the light shielding plate 124 is at the position of FIG. 3). Is shielded by the light shielding plate 124.

なお、遮光板124は、光線120cを遮光可能な大きさ(面積)で、かつハーフミラー116に平行な位置に保持された場合、利用者がハーフミラー116を介して外界像を視認するときの視線位置を含むハーフミラー116上の所定の範囲と重なる大きさで構成される。第1の構成において、遮光板124はハーフミラー116と同等の大きさ(面積)で構成されている(図4参照)。上述した第1の構成は、遮光板124を遮光板取付フレーム130に取り付けた構成としたが、これら2つを一体で形成した構成を採用することもできる。また、ハーフミラー116及びハーフミラー取付フレーム128についても一体で形成した構成としてもよい。   The light shielding plate 124 has a size (area) that can shield the light beam 120 c and is held at a position parallel to the half mirror 116 when the user visually recognizes an external image through the half mirror 116. The size is configured to overlap with a predetermined range on the half mirror 116 including the line-of-sight position. In the first configuration, the light shielding plate 124 has a size (area) equivalent to that of the half mirror 116 (see FIG. 4). In the first configuration described above, the light-shielding plate 124 is attached to the light-shielding plate mounting frame 130, but a configuration in which the two are integrally formed may be employed. Further, the half mirror 116 and the half mirror mounting frame 128 may be integrally formed.

(遮光板を保持する第2の構成)
図5に遮光板を保持する第2の構成を示す。第2の構成では、ハーフミラー116を透過した光線を遮光する画像光遮光板134と、外界からハーフミラー116に入射する外光を遮光する外光遮光板136と、が各々設置されている。なお、第2の構成において、ハーフミラー116の取付構造等については、第1の構成と同様であるため、その説明を省略する。
(Second configuration for holding the light shielding plate)
FIG. 5 shows a second configuration for holding the light shielding plate. In the second configuration, an image light shielding plate 134 that shields light rays that have passed through the half mirror 116 and an external light shielding plate 136 that shields external light incident on the half mirror 116 from the outside are provided. In the second configuration, the mounting structure and the like of the half mirror 116 are the same as those in the first configuration, and thus description thereof is omitted.

図5に示すとおり、画像提示装置114には、遮光板取付フレーム138が装着されている。遮光板取付フレーム138は、自身を形成する中間面138aがハーフミラー116に略平行となるよう、装着されている。また、遮光板取付フレーム138は、画像提示装置114の所定の面に上下方向(図5に描画の矢印参照。図5を正面視した状態において上側が上方向で、下側が下方向。以下、同じ。)に移動可能に装着されている。   As shown in FIG. 5, the image presentation device 114 is equipped with a light shielding plate mounting frame 138. The light shielding plate mounting frame 138 is mounted such that the intermediate surface 138 a forming the light shielding plate mounting frame 138 is substantially parallel to the half mirror 116. Further, the light shielding plate mounting frame 138 is formed in a vertical direction on a predetermined surface of the image presentation device 114 (see an arrow drawn in FIG. 5. The upper side is an upward direction and the lower side is a downward direction in a state when FIG. 5 is viewed from the front. The same)) is movably mounted.

ここで、遮光板取付フレーム138の画像提示装置114への装着は、保持部140を介して行われる。保持部140は、遮光板取付フレーム138に形成され、4隅に幅狭部140c各々が形成された略H字形状の溝部140aと、画像提示装置114の所定の面から突出し、溝部140a内を上下方向にスライドする2個の突出部140bとにより構成される。溝部140aは遮光板取付フレーム138を板厚方向に貫通して形成されている。突出部140bが幅狭部140cに位置する場合、突出部140bには所定の力が作用し、その状態を維持することができる。換言すれば、両者の寸法は、しまりばめの関係にある。   Here, the mounting of the light shielding plate mounting frame 138 to the image presentation device 114 is performed via the holding unit 140. The holding unit 140 is formed on the light-shielding plate mounting frame 138 and protrudes from a predetermined surface of the image presentation device 114 by projecting from a predetermined surface of the image presentation device 114 and a substantially H-shaped groove 140a in which each of the narrow portions 140c is formed at four corners. It is comprised by the two protrusion parts 140b which slide to an up-down direction. The groove 140a is formed so as to penetrate the light shielding plate mounting frame 138 in the thickness direction. When the projecting portion 140b is positioned in the narrow portion 140c, a predetermined force acts on the projecting portion 140b, and the state can be maintained. In other words, the dimensions of both are in a tight fit relationship.

遮光板取付フレーム138の先端部は、ハーフミラー取付フレーム128と同等の角度(図5に描画の折曲角度θ参照)に屈曲し、形成されている。画像提示装置114に装着された遮光板取付フレーム138の先端部の所定の位置には、画像光遮光板134及び外光遮光板136が各々取り付けられている。詳細には、画像光遮光板134は、HMD100を装着した利用者の視線126(図1(a)参照)と略平行な位置関係で、遮光板取付フレーム138の先端部に取り付けられている。また、外光遮光板136は、ハーフミラー116と略平行な位置関係で遮光板取付フレーム138の先端部に取り付けられている。   The front end of the light shielding plate mounting frame 138 is bent and formed at an angle equivalent to that of the half mirror mounting frame 128 (see the bending angle θ drawn in FIG. 5). An image light shading plate 134 and an external light shading plate 136 are respectively attached to predetermined positions of the tip of the light shielding plate mounting frame 138 attached to the image presentation device 114. Specifically, the image light shielding plate 134 is attached to the distal end portion of the shielding plate attachment frame 138 in a positional relationship substantially parallel to the line of sight 126 (see FIG. 1A) of the user wearing the HMD 100. In addition, the external light shielding plate 136 is attached to the distal end portion of the shielding plate mounting frame 138 in a positional relationship substantially parallel to the half mirror 116.

利用者が遮光板取付フレーム138を上下方向にスライドさせた場合、保持部140を構成する突出部140b及び幅狭部140cが嵌合し、画像光遮光板134及び外光遮光板136各々は、所定の位置に固定的に配置される。具体的には、利用者が、遮光板取付フレーム138を下方向にスライドさせ、上側の幅狭部140cに突出部140bを嵌合させた場合(図5に示す状態)、画像光遮光板134は、利用者の視線に略平行な位置であってハーフミラー116を透過した光線120c(図1(a)参照)を外界に対し遮光する位置に保持される。この場合、ハーフミラー116に入射する外光は、ハーフミラー116を透過する。   When the user slides the light shielding plate mounting frame 138 in the vertical direction, the projecting portion 140b and the narrow portion 140c constituting the holding portion 140 are fitted, and the image light shielding plate 134 and the external light shielding plate 136 are respectively It is fixedly arranged at a predetermined position. Specifically, when the user slides the light shielding plate mounting frame 138 downward and fits the protruding portion 140b to the upper narrow portion 140c (the state shown in FIG. 5), the image light shielding plate 134. Is held at a position that is substantially parallel to the user's line of sight and shields the light beam 120c (see FIG. 1A) transmitted through the half mirror 116 from the outside. In this case, external light that enters the half mirror 116 passes through the half mirror 116.

これに対し、利用者が、遮光板取付フレーム138を上方向にスライドさせ、下側の幅狭部140cに突出部140bを嵌合させた場合(図5において描画されている2個の幅狭部140cに嵌合させた場合)、外光遮光板136は、ハーフミラー116に略平行な位置であって、利用者がハーフミラー116を介して外界像を視認するときの視線位置に保持される。この場合、ハーフミラー116を透過した光線120cは外界に対し遮光される。また、外光も外光遮光板136によって遮光される。   On the other hand, when the user slides the light shielding plate mounting frame 138 in the upward direction and fits the protruding portion 140b into the lower narrow portion 140c (two narrow portions depicted in FIG. 5). The external light shielding plate 136 is held at a position substantially parallel to the half mirror 116 and at the line-of-sight position when the user visually recognizes the external image through the half mirror 116. The In this case, the light beam 120c transmitted through the half mirror 116 is shielded from the outside. Further, external light is also shielded by the external light shielding plate 136.

なお、上記構成において、遮光板取付フレーム138は、外光を外光遮光板136で遮光しない場合において、シースルー特性を確保すべく、透明な材料で形成されている。   In the above configuration, the light shielding plate mounting frame 138 is formed of a transparent material in order to ensure see-through characteristics when external light is not blocked by the external light shielding plate 136.

(遮光板を保持する第3の構成)
図6に、遮光板を保持する第3の構成を示す。第3の構成は、第2の構成が採用した保持部140とは異なる構成の保持部を採用したものである。なお、その他の構成については第2の構成と同様であるため、以下の説明では、保持部の構成についてのみ記載する。画像光遮光板及び外光遮光板が第2の構成と同じ位置にある場合、上記と同じく、画像光及び外光を遮光する。
(Third configuration for holding the light shielding plate)
FIG. 6 shows a third configuration for holding the light shielding plate. The third configuration employs a holding unit having a different configuration from the holding unit 140 employed by the second configuration. Since other configurations are the same as those of the second configuration, only the configuration of the holding unit will be described in the following description. When the image light shielding plate and the external light shielding plate are at the same positions as in the second configuration, the image light and the external light are shielded as described above.

図6に示す第3の構成において、保持部142は、画像提示装置114の所定の面に形成された縦溝142aと、遮光板取付フレーム144が画像提示装置114に装着された状態において、縦溝142aに対向する遮光板取付フレーム144の所定の部分に形成された、先端部が磁性材料からなる突出部(図6において描画せず)と、により構成されている。なお、縦溝142a及び突出部各々は、突出部が縦溝142aを上下方向(図6に描画の矢印参照。図6を正面視した状態において上側が上方向で、下側が下方向。以下、同じ。)に移動したとしても、遮光板取付フレーム144が画像提示装置114から脱落しない所定の形状を成している。   In the third configuration illustrated in FIG. 6, the holding unit 142 is configured so that the vertical groove 142 a formed on a predetermined surface of the image presentation device 114 and the light-shielding plate mounting frame 144 are attached to the image presentation device 114. The tip portion is formed by a protruding portion (not drawn in FIG. 6) made of a magnetic material, which is formed in a predetermined portion of the light shielding plate mounting frame 144 facing the groove 142a. Note that each of the vertical groove 142a and the protruding portion has a vertical direction in which the vertical portion 142a protrudes (see the arrow drawn in FIG. 6. The upper side is the upward direction and the lower side is the downward direction when FIG. 6 is viewed from the front. The light shielding plate mounting frame 144 has a predetermined shape that does not fall off from the image presentation device 114 even if it moves to the same.

ここで、縦溝142aの上下端には、磁石142bが配置されている(図6では、下端に配設された磁石142bを描画する。)。したがって、突出部が縦溝142aの上端又は下端に移動した場合、突出部の先端と磁石142bとが相互に引き合い、又は突出部の先端が磁石142bに引き寄せられることで、遮光板取付フレーム144をその状態に固定的に配設(保持)することができる。すなわち、利用者が、遮光板取付フレーム144を下方向にスライドさせ場合、画像光遮光板134は、利用者の視線に略平行な位置であってハーフミラー116を透過した光線120c(図1参照)を外界に対し遮光し外光を透過する位置に保持される。また、利用者が、遮光板取付フレーム144を上方向にスライドさせ場合(図6参照)、外光遮光板136は、ハーフミラー116に略平行な位置であって、利用者がハーフミラー116を介して外界像を視認するときの視線位置(光線120c及び外光ともに遮光する位置)に保持される。   Here, magnets 142b are arranged at the upper and lower ends of the vertical groove 142a (in FIG. 6, the magnets 142b arranged at the lower end are drawn). Therefore, when the protruding portion moves to the upper end or the lower end of the vertical groove 142a, the tip of the protruding portion and the magnet 142b are attracted to each other, or the tip of the protruding portion is attracted to the magnet 142b. It can be fixedly disposed (held) in this state. That is, when the user slides the light-shielding plate mounting frame 144 downward, the image light light-shielding plate 134 is positioned substantially parallel to the user's line of sight and passes through the half mirror 116 (see FIG. 1). ) Is shielded from the external environment and is held at a position where the external light is transmitted. When the user slides the light shielding plate mounting frame 144 upward (see FIG. 6), the external light light shielding plate 136 is at a position substantially parallel to the half mirror 116, and the user holds the half mirror 116. Thus, it is held at the line-of-sight position (a position where both the light beam 120c and the external light are shielded) when visually recognizing the external image.

(本実施形態の構成に基づく有利な効果)
上記実施形態のHMD100では、ハーフミラー116を透過した光線120cを、HMD100を装着した利用者の視線と平行な位置に保持した遮光板124(画像光遮光板134)で外界に対して遮光する構成を採用した(例えば、図3及び図5参照)。これによれば、遮光板124(画像光遮光板134)が視界内にあるにもかかわらずHMD100を装着した利用者の視界を確保しつつ、換言すれば、HMD100のシースルー特性を維持しつつ、光線120cが外界に漏れることを防止することができる。
(Advantageous effects based on the configuration of the present embodiment)
In the HMD 100 of the above-described embodiment, the light beam 120c transmitted through the half mirror 116 is shielded from the outside by the light shielding plate 124 (image light shielding plate 134) held at a position parallel to the line of sight of the user wearing the HMD 100. (For example, see FIGS. 3 and 5). According to this, while the light shielding plate 124 (image light light shielding plate 134) is within the field of view, while ensuring the field of view of the user wearing the HMD 100, in other words, while maintaining the see-through characteristics of the HMD 100, It is possible to prevent the light beam 120c from leaking to the outside.

また、上記実施形態のHMD100では、外界からの外光を、ハーフミラー116に略平行に保持した遮光板124(外光遮光板136)で遮光する構成を採用した(例えば、図4及び図6参照)。これによれば、外光の影響を受け難いシースルー型のHMD100とするこことができる。なお、この場合においても、光線120cは、外界に対して遮光されるため、光線120cが外界に漏れることを防止することができる。   Further, the HMD 100 of the above embodiment employs a configuration in which external light from the outside is shielded by the light shielding plate 124 (external light light shielding plate 136) held substantially parallel to the half mirror 116 (for example, FIG. 4 and FIG. 6). reference). According to this, the see-through type HMD 100 that is hardly affected by external light can be obtained. Even in this case, the light beam 120c is shielded from the outside world, so that the light beam 120c can be prevented from leaking to the outside world.

すなわち、上記実施形態のHMD100によれば、ハーフミラー116を透過した光線120cは常に外界に対し遮光し、外光は透過と遮光を切り替え可能とすることができる。   That is, according to the HMD 100 of the above-described embodiment, the light beam 120c transmitted through the half mirror 116 can always be shielded against the outside world, and the outside light can be switched between transmission and shielding.

(a)乃至(c)は、本発明の実施形態におけるHMDの外観を示す図(A) thru | or (c) is a figure which shows the external appearance of HMD in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるHMDを装着した状態を示す図The figure which shows the state which mounted | wore with HMD in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における遮光板を保持する第1の構成であって、遮光板を利用者の視線に略平行な位置に保持した態様を示す図The figure which is a 1st structure holding the light-shielding plate in embodiment of this invention, Comprising: The figure which shows the aspect which hold | maintained the light-shielding plate in the position substantially parallel to a user's eyes | visual_axis 本発明の実施形態における遮光板を保持する第1の構成であって、遮光板をハーフミラーと略平行な位置に保持した態様を示す図The figure which is a 1st structure holding the light-shielding plate in embodiment of this invention, Comprising: The figure which shows the aspect which hold | maintained the light-shielding plate in the substantially parallel position with a half mirror 本発明の実施形態における遮光板を保持する第2の構成を示す図The figure which shows the 2nd structure holding the light-shielding plate in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における遮光板を保持する第3の構成を示す図The figure which shows the 3rd structure holding the light-shielding plate in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
114 画像提示装置
116 ハーフミラー
120a,120b,120c 光線
124 遮光板
132,140 保持部
134 画像光遮光板
136 外光遮光板
100 Head Mount Display (HMD)
114 Image Presentation Device 116 Half Mirror 120a, 120b, 120c Light Beam 124 Light Shield Plate 132, 140 Holding Unit 134 Image Light Shield Plate 136 External Light Shield Plate

Claims (3)

出射部から出射される画像光を、外界からの外光を透過し外界像を視認可能なハーフミラーで反射させ、前記ハーフミラーで反射した前記画像光を利用者の眼に入射し、前記利用者に前記画像光によって示される画像を認識させるヘッドマウントディスプレイであって、
前記ハーフミラーは、前記ヘッドマウントディスプレイを装着した前記利用者の眼の前方に配置されるとともに、
前記ハーフミラーの外界面側に配置され、前記ハーフミラーで反射することなく、前記ハーフミラーを透過した前記画像光と、前記ハーフミラーを透過する前記外光と、を遮光可能な遮光板と、
前記ヘッドマウントディスプレイの所定の位置に設けられ、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を透過する位置、及び、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を遮光する位置に、前記遮光板を保持可能な保持部と、を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
The image light emitted from the emission unit is reflected by a half mirror that transmits the external light from the outside and allows the external image to be visually recognized, and the image light reflected by the half mirror is incident on the user's eyes and is used. A head-mounted display that allows a person to recognize an image indicated by the image light,
The half mirror is disposed in front of the eyes of the user wearing the head mounted display,
A light-shielding plate that is disposed on the outer interface side of the half mirror and is capable of shielding the image light transmitted through the half mirror and the external light transmitted through the half mirror without being reflected by the half mirror;
A position that is provided at a predetermined position of the head mounted display, shields the image light transmitted through the half mirror from the outside and transmits the outside light, and the image light transmitted through the half mirror to the outside. A head-mounted display, comprising: a holding unit capable of holding the light-shielding plate at a position where the light-shielding plate is shielded against the outside light.
前記保持部は、前記ヘッドマウントディスプレイを装着した前記利用者の視線に対して略平行で、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を透過する位置、及び、前記ハーフミラーの外界面に略平行で、前記ハーフミラーを透過した前記画像光を外界に対し遮光しかつ前記外光を遮光する位置に、前記遮光板を保持可能であ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。   The holding portion is substantially parallel to the line of sight of the user wearing the head mounted display, shields the image light transmitted through the half mirror from the outside, and transmits the external light; and The light shielding plate can be held at a position that is substantially parallel to an outer interface of the half mirror, shields the image light transmitted through the half mirror from the outside, and blocks the outside light. Item 2. The head mounted display according to Item 1. 前記保持部は、前記保持部を構成する回動軸を介して前記ハーフミラー及び前記遮光板を直接又は間接的に連結し、前記遮光板を、前記回動軸を中心に回動可能に保持す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。   The holding unit directly or indirectly couples the half mirror and the light shielding plate via a rotation shaft constituting the holding unit, and holds the light shielding plate so as to be rotatable about the rotation shaft. The head mounted display according to claim 1 or 2, wherein the head mounted display is used.
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