JP2013214910A - Head-mounted display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、頭部に装着する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device mounted on a head.
従来の頭部に装着する表示装置は、表示部における最適な視野角である角度に、使用者の視線が合うように設計される場合が通例である。また近年においては、頭部に表示装置を装着したまま歩行や読書などの日常生活を行うことが想定される場合があり、この場合、使用者の視界を阻害しない位置に表示部を移動可能である表示装置が求められる。そこで、柄及び鼻当てパッドを用いて頭部に装着し、表示装置の装置本体は柄に対し回転片及び回転軸を介して上下方へ向け回動自在に支持することで、装置本体を使用者の任意の角度に調整可能としたものがある(例えば、特許文献1参照)。 A display device mounted on a conventional head is usually designed so that the user's line of sight matches an angle that is an optimal viewing angle in the display unit. In recent years, it may be assumed that daily activities such as walking and reading are performed with the display device mounted on the head. In this case, the display unit can be moved to a position that does not obstruct the user's view. A display device is required. Therefore, it is attached to the head using a handle and a nose pad, and the device body of the display device is supported by the handle so that it can rotate upward and downward via a rotating piece and a rotating shaft. Can be adjusted to an arbitrary angle of the person (see, for example, Patent Document 1).
また、使用者の鼻上で支持される鼻あて部品に対し、ブリッジ部品、連節器を介してディスプレイを取り付け、これらの部材をそれぞれ枢軸動可能に結合することで、それぞれの部材の角度を調整して、表示部を使用者に対し最適な角度及び焦点距離に調整することができるものがある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a display is attached to a nosepiece part supported on the user's nose via a bridge part and a articulator, and these members are pivotally coupled to each other so that the angle of each part can be adjusted. There is one that can be adjusted to adjust the display unit to an optimum angle and focal length for the user (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1にあっては、使用者の頭部に装着するのに用いられる鼻当てパッドと表示部とが、どちらも装置本体に設けられて一体に構成されているため、表示部の角度を調整する際に装置本体を回動させた場合、鼻当てパッドが使用者の鼻よりずれてしまい、表示部を使用者に対し最適な角度及び焦点距離に調整することが困難であった。
However, in
また、特許文献2にあっては、表示部(ディスプレイ)を使用者に対し最適な角度及び焦点距離に調整するためには、鼻あて部品、ブリッジ部品、連節器及びディスプレイをそれぞれ結合する結合部をそれぞれ角度調整しなければならず、調整作業が煩雑であるという問題があった。
Further, in
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、使用者が視覚を妨げない位置に表示部を配置でき、且つ使用者に対し常に最適な角度及び焦点距離に表示部を配置可能である頭部装着表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and the display unit can be arranged at a position where the user does not interfere with vision, and the display unit is always arranged at an optimum angle and focal length for the user. It is an object to provide a head-mounted display device that is possible.
前記課題を解決するために、本発明の頭部装着表示装置は、
使用者の頭部に装着して使用される表示装置であって、
前記表示装置は、使用者の頭部に装着される基部と、表示部を有する可動部と、を備え、前記可動部は、回動部を支点として前記基部に対し回動可能に軸支され、前記回動部は、側面視において前記使用者の眼球の中心に位置して配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、表示部を有する可動部は、側面視において使用者の眼球の中心を支点として回動可能であるため、使用者は自分の視界を阻害しない位置に表示部を移動した場合でも、表示部に視線を向けることで、常に最適な角度及び焦点距離で画像を見ることができる。
In order to solve the above problems, the head-mounted display device of the present invention includes:
A display device used by being worn on the user's head,
The display device includes a base portion mounted on a user's head and a movable portion having a display portion, and the movable portion is pivotally supported with respect to the base portion with the rotation portion serving as a fulcrum. The rotating portion is disposed at the center of the eyeball of the user in a side view.
According to this feature, the movable unit having the display unit can rotate about the center of the user's eyeball as a fulcrum in a side view, and therefore the user moves the display unit to a position that does not obstruct his / her field of view. However, by directing the line of sight to the display unit, the image can always be viewed at the optimum angle and focal length.
本発明の頭部装着表示装置は、
前記基部は、側面視において前記回動部を中心とする円弧状のガイド部を有しており、前記可動部が、前記ガイド部に対し摺動することを特徴としている。
この特徴によれば、可動部が円弧状のガイド部に案内され、正確に回動可能である。
The head-mounted display device of the present invention is
The base portion has an arcuate guide portion centered on the rotating portion in a side view, and the movable portion slides with respect to the guide portion.
According to this feature, the movable part is guided by the arcuate guide part and can be accurately rotated.
本発明の頭部装着表示装置は、
前記摺動部は、前記ガイド部の後方に配置されており、前記摺動部の前面と前記回動部との間の寸法が、前記ガイド部の後面と前記回動部との間の寸法より長く設定されることを特徴としている。
この特徴によれば、摺動部の前面がガイド部の後面に対し圧接された状態で摺動することになり、可動部は基部のリム部材に対して適度な摩擦力をもって回動することができるとともに、任意の位置で停止可能である。
The head-mounted display device of the present invention is
The sliding part is disposed behind the guide part, and the dimension between the front surface of the sliding part and the rotating part is the dimension between the rear surface of the guide part and the rotating part. It is characterized by being set longer.
According to this feature, the sliding portion slides with the front surface pressed against the rear surface of the guide portion, and the movable portion can rotate with an appropriate frictional force against the rim member of the base portion. It can be stopped at any position.
本発明の頭部装着表示装置は、
前記基部は、少なくとも前記使用者の顔面側に設けられた鼻あて部と、両側部に設けられた耳あて部とにより、使用者の頭部に装着されることを特徴としている。
この特徴によれば、基部が鼻および両耳の3点で支持されるため、可動部の回動時に連動して動くことがなく、表示部が所定の角度及び焦点距離よりずれないので、使用者に対し常に最適な表示を行うことができる。
The head-mounted display device of the present invention is
The base is attached to the user's head by at least a nose pad provided on the user's face side and ear pads provided on both sides.
According to this feature, since the base is supported at three points of the nose and both ears, it does not move in conjunction with the rotation of the movable part, and the display part does not deviate from a predetermined angle and focal length. Can always be displayed optimally.
本発明に係る頭部装着表示装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing the head mounted display apparatus which concerns on this invention is demonstrated below based on an Example.
実施例に係る頭部装着表示装置につき、図1から図8を参照して説明する。以下、図1の手前側を頭部装着表示装置の正面側(前方側)として説明する。 A head-mounted display device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the front side of FIG. 1 will be described as the front side (front side) of the head-mounted display device.
図1の符号1は、本発明の適用された頭部装着表示装置である。
図1及び図2に示すように、頭部装着表示装置1は、使用者Sの頭部に装着される基部2と、表示部4,4を有する可動部3とから主に構成されており、基部2及び表示部を除いた可動部3は、使用者Sの顔面及び両側面に亘って、比較的軽量の金属(たとえばアルミやチタンなど)やカーボンなどにより形成される棒状部材を屈曲して主に形成されている。尚、棒状部材は上記の素材に限定されず、たとえばプラスチックなどの樹脂により形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the head-mounted
まず、基部2について図1,図2及び図3を用いて説明する。
First, the
図3に示すように、基部2は、使用者Sの顔面側に配置されるリム部材20と、使用者の両側面にそれぞれ配置されるテンプル部材21,21とが、テンプル部材21,21の先端側に設けられた垂直方向の軸芯100,100を有するヒンジ部22,22により回動可能に連結されて形成されており、テンプル部材21,21が内側に折りたたみ可能になっている。
As shown in FIG. 3, the
図2及び図3に示すように、リム部材20は、平面視で後方が開口された略コ字状をしており、テンプル部材21,21との間に智部20b,20bを有し、この智部20b,20bのテンプル部材側には、水平方向の軸孔20c,20cがそれぞれ設けられており、この軸孔20c,20cと、後述する可動部3に設けられる軸孔3c,3c(図4参照)、及び、これらをそれぞれ挿通する軸部材5,5により本発明の回動部Kが構成されている。尚、リム部材20は、平面視において人体の顔面に合わせて前方に向け緩やかに湾曲して形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図1及び図3に示すように、リム部材20の使用者Sの顔面側からみて中央には、ガイド部20aが形成されており、ガイド部20aは、棒状部材の一部が上方に向け屈曲されて正面視略下向きコ字状に形成されるとともに、側面視において軸孔20cを中心とする略円弧状(図2参照)に湾曲されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
尚、図2に示すように智部20bは、軸孔20cを起点として斜め下方に向けて延伸して形成されており、これによりリム部材20はテンプル部材21,21より下方に配置されるようになっている。さらに、頭部装着表示装置1の水平状態において、リム部材20の上端すなわちガイド部20aの上端部200と軸孔20c,20cとがほぼ同じ高さになるように設定されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、ガイド部20aを形成する左右の立上り部200a,200aの内面には、使用者の鼻S1に掛けられる鼻あて部材23,23が取り付けられている。また、テンプル部材21,21の元部には、使用者の耳S2に掛けられる耳あて部21a,21aがそれぞれ設けられており、該耳あて部21a,21aと、前記鼻あて部材23,23とにより使用者の頭部に装着されるようになっている(図2参照)。
As shown in FIG. 3,
続いて可動部3について図1,図2及び図4を用いて説明する。
Next, the
図1及び図4に示すように、可動部3は、基部2と同様に棒状部材を屈曲して形成されており、平面視で後方が開口された略コ字状をしており、基部2のリム部材20の背後側に位置するように配置されるとともに、使用者の顔面側の中央部に、前記ガイド部20aと略同一形状であるところの、棒状部材の一部が上方に向け屈曲されて正面視略下向きコ字状に形成されるとともに側面視において軸孔3cを中心とする略円弧状(図2参照)に湾曲されている摺動部3aが形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 4, the
また、図4に示すように、摺動部3aの両側から水平方向に延びる棒状部材の背面31,31には、正面視において使用者の黒目(図示せず)同士の幅とほぼ同じ幅で表示装置4,4がそれぞれ取り付けられている(図1参照)。表示装置4,4は、後で詳述するように、使用者の視線とほぼ垂直である場合に、使用者の各眼に対し最も鮮明に画像をそれぞれ表示するディスプレイを備えている。尚、表示部4,4は、使用者Sが表示部4,4を見る必要のない場合に使用者Sの視界を妨げないように、比較的小さく形成されることが望ましい。さらに尚、表示装置4,4は、上記したように、使用者Sの両目に対し個々に画像を表示するディスプレイを用いる構成に限らず、たとえば使用者の各眼球における網膜に対し画像をそれぞれ直接投影するような形式であってもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the back surfaces 31 and 31 of the rod-like members extending in the horizontal direction from both sides of the sliding
図2及び図4に示すように、可動部3は、両端がそれぞれ屈曲されて智部3b,3bが形成されており、前記基部2における智部20b,20bの内面に褶接するようになっている。また、上述したように可動部の智部3b,3bの端部には軸孔3c,3cが設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
そして、図5に示すように、可動部の智部3b,3bの端部に設けられた軸孔3c,3cと基部の前記軸孔20c,20cとに軸部材5,5がそれぞれ挿通されて構成される回動部Kにより、可動部3が基部2に対して回動可能に軸支されている。
Then, as shown in FIG. 5,
なお、頭部装着表示装置1は、基部2の耳あて部21a,21a内にそれぞれバッテリー6およびアンテナ7が内蔵されており、表示装置4,4は、ここでは図示しない棒状部材内に配線されるケーブルを通してバッテリー6より電力を受給するとともに、アンテナ7により外部装置(図示せず)より受信した画像データを前記ケーブルを通じて表示するようになっている。
Note that the head-mounted
また、図5に示すように、摺動部3aの上部には、前方に向け延出された操作部3eが設けられている。この操作部3eは、可動部3の上下方向への位置調整に用いられるとともに、操作部3eが前記ガイド部の上端部200に当接することで、可動部3の下方への回動限界位置を規制するストッパーの役割を果たすようになっている。
As shown in FIG. 5, an
図6に示すように、摺動部3aの側面視において軸孔3cを中心とする略円弧状の湾曲部の前面30と軸孔3cとの間における寸法L1は、前記ガイド部20aの側面視において軸孔20cを中心とする略円弧状の湾曲部の後面201と軸孔20c,20cとの間の寸法L2より若干長く設定されている。このため、摺動部3aの前面30はガイド部20aの後面201に対し圧接された状態で摺動する。これにより、可動部3は基部2のリム部材20に対して適度な摩擦力をもって回動することができるとともに、任意の位置で停止可能である。
As shown in FIG. 6, in the side view of the sliding
可動部3の上下方向への位置調整を図7を用いて詳述すると、使用者が操作部3eを後方に押すことで摺動部3aが後方へ撓み、この撓みにより摺動部3aの前面30とガイド部の後面201との間の操作部3eの近傍において間隙Xが生じるとともに両者の摺動面における摩擦力が減殺される。このため、可動部3の上下方向への位置調整を容易に行うことができる。
The vertical position adjustment of the
図8に示すように、回動部Kは、側面視において使用者の眼球S3の中心に位置して配置されるため、眼球S3を動かすことによる視線の上下回動の中心O(すなわち眼球の中心)と、可動部3の回動の支点である回動部Kとが同軸となっている。
As shown in FIG. 8, the rotation unit K is disposed at the center of the user's eyeball S3 in a side view, and therefore the center O of the vertical rotation of the line of sight by moving the eyeball S3 (that is, the eyeball). The center) and the rotation part K which is a fulcrum of rotation of the
このように、本発明の頭部装着表示装置1は、使用者Sの頭部に装着して使用される表示装置であって、使用者の頭部Sに装着される基部2と、表示部4,4を有する可動部3とを備え、可動部3は、回動部K,Kを支点として基部2に対し回動可能に軸支され、回動部K,Kは、側面視において使用者の眼球S3,S3の中心Oに位置して配置される。これによれば、表示部4,4を有する可動部3は、側面視において使用者の眼球S3,S3の中心を支点として回動可能であるため、使用者Sは自分の視界を阻害しない位置に表示部4,4を移動した場合でも、表示部4,4に視線を向けることで、常に最適な角度及び焦点距離で画像を見ることができる。
As described above, the head-mounted
また、基部2は、側面視において回動部Kを中心とする円弧状のガイド部20aを有しており、可動部3が、ガイド部20aに対し摺動するため、可動部3は円弧状のガイド部20aに案内され、正確に回動可能である。
Further, the
また、使用者Sの顔面側に設けられた鼻あて部23,23と、両側部に設けられた耳あて部21a,21aとにより、基部が鼻S1および両耳S2,S2の3点で支持されるため、基部2が可動部3の回動時に連動して動くことがなく、表示部4,4が所定の角度及び焦点距離よりずれないので、使用者Sに対し常に最適な表示を行うことができる。
Further, the base is supported at the three points of the nose S1 and the two ears S2 and S2 by the
また、図6に示すように、可動部3を下方に下げることで、使用者Sは視線を前方に向けることができるとともに、視線を下げれば表示部4,4の画像を確認することができるため、頭部表示装置1を装着したまま歩行や読書などの日常生活を安全に行うことが可能である。
Further, as shown in FIG. 6, by lowering the
また、図5に示すように、可動部3の正面側の形状と、基部2におけるリム部材20とが略同一形状であることから、可動部3を完全に下方に下げた場合、可動部3を形成する棒状部材がリム部材20の後方にほぼ完全に隠れるようになっているため、頭部表示装置1の形状を簡素且つ小型にでき、戸外で装着する際の美観に優れている。
Moreover, as shown in FIG. 5, since the shape of the front side of the
また、表示部4,4は、使用者Sの両目に対し個々に画像を表示するディスプレイを用いる態様であることから、各眼に別々の画像データを表示させる必要のある立体表示が容易である。
Moreover, since the
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. It is.
たとえば、前記実施例においては、表示部4,4は可動部3における摺動部3aの両側の棒状部材背面31,31にそれぞれ取り付けられる態様であるが、本発明はこれに限らず、表示部は一枚の板状のディスプレイで構成される態様や、表示部が片眼側に対してのみ取り付けられる態様等であってもよい。
For example, in the said Example, although the
また、可動部3は基部2に対し、摺動部の前端面30をガイド部の後端面201に対し圧接することにより生じる摩擦力を利用して支持される態様となっているが、たとえば、ギアや形状固定可能な針金を用いて、段階的あるいは無段階的に位置調整可能に支持する等、様々な態様が考えられる。
In addition, the
1 頭部装着表示装置
2 基部
3 可動部
3a 摺動部
3e 操作部
4 表示部
20 リム部材
20a ガイド部
20b 智部
30 摺動部の前面
31 棒状部材の背面
200 上端部
201 ガイド部の後面
O 回動中心
K 回動部
S 使用者
S3 眼球
X 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記表示装置は、使用者の頭部に装着される基部と、表示部を有する可動部と、を備え、前記可動部は、回動部を支点として前記基部に対し回動可能に軸支され、前記回動部は、側面視において前記使用者の眼球の中心に位置して配置されることを特徴とする頭部装着表示装置。 A display device used by being worn on the user's head,
The display device includes a base portion mounted on a user's head and a movable portion having a display portion, and the movable portion is pivotally supported with respect to the base portion with the rotation portion serving as a fulcrum. The head-mounted display device is characterized in that the rotating part is disposed at the center of the eyeball of the user in a side view.
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JP5907781B2 (en) | 2016-04-26 |
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