JP2016063271A - Head-mounted display and mounting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示装置を頭部に装着するヘッドマウントディスプレイおよび装着具に関する。 The present invention relates to a head mounted display and a mounting tool for mounting an image display device on a head.
画像表示装置を取り付けた装着具を使用者の頭部に装着し、使用者の眼に画像を提示するヘッドマウントディスプレイ(以下、「HMD」という。)が知られている。特許文献1に記載のHMDが備える装着具は略環状を呈する。頭部装着時の向きで装着具の後部は開環する。画像表示装置は、装着具の前部に取り付けられる。特許文献2に記載のHMDが備える装着具は、棒状で、頭部装着時の向きで後側に突出する湾曲形状を呈する。装着具の両端は、使用者の耳に掛ける一対のイヤーパッドに接続される。画像表示装置は、アーム部を介して装着具に接続される。アーム部は、一端が装着具の一方の端部に取り付けられる。アーム部は、画像表示装置が設けられた他端へ向けて、装着具の側部後側から前側へ湾曲して延びる。
2. Description of the Related Art A head-mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) that wears a wearing tool attached with an image display device on a user's head and presents an image to the user's eyes is known. The wearing tool provided in the HMD described in Patent Document 1 has a substantially annular shape. The rear part of the wearing tool is opened according to the orientation when wearing the head. The image display device is attached to the front part of the wearing tool. The wearing tool provided in the HMD described in
しかしながら、特許文献1では、画像表示装置が装着具よりも前方に突出して設けられる。HMDの重心は、前後方向において装着具の前側に偏る。このため、頭部の動きが大きいと、HMDは脱着する可能性があった。特許文献2のように、装着具の側部後側から前側へ延ばしたアーム部に画像表示装置を設ければ、画像表示装置の重みは装着具の中央付近に掛かる。この場合、HMDの重心は、前後方向において装着具の中央付近に配置できる。しかし、アーム部を側部後側から前側に届かせるため、特許文献2ではアーム部を比較的長く形成する必要がある。画像表示装置とアーム部は、装着時の頭部の微少な動きによって、接続部分を支点に振動する。画像表示装置の揺れ幅は、アーム部の長さに応じて大きくなる。故に特許文献2は、画像表示装置に表示される画像が、ぶれ易くなる可能性があった。
However, in Patent Document 1, the image display device is provided so as to protrude forward from the wearing tool. The center of gravity of the HMD is biased toward the front side of the wearing tool in the front-rear direction. For this reason, if the movement of the head is large, the HMD may be detached. If the image display device is provided on the arm portion extending from the rear side to the front side of the wearing tool as in
本発明は、アーム部の長さを短くし、且つ重量バランスを保つことができるヘッドマウントディスプレイおよび装着具を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a head mounted display and a mounting tool that can shorten the length of the arm portion and maintain the weight balance.
本発明の第一態様によれば、開環状または閉環状に形成され、第一方向および前記第一方向に直交する第二方向において凸状に湾曲する部分を有する装着具と、画像を表示する画像表示装置と、一端部が他端部よりも前記第一方向および前記第二方向に直交する第三方向の一方側に配置されるアーム部であって、前記一端部が前記装着具の特定位置に連結され、前記他端部が前記画像表示装置に連結されるアーム部とを備え、前記装着具は、前記装着具の前記第二方向における中央の位置よりも前記第二方向一方側または他方側の位置であり、且つ前記第一方向において、前記装着具の前記第一方向一方側の端部である先端部の位置と、前記画像表示装置および前記アーム部が連結された前記装着具の重心の位置との間に前記特定位置を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイが提供される。 According to the first aspect of the present invention, the wearing tool having a portion that is formed in an open ring shape or a closed ring shape and is curved in a convex shape in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction, and an image are displayed. An image display device, and an arm portion whose one end portion is disposed on one side of the third direction orthogonal to the first direction and the second direction from the other end portion, wherein the one end portion is a specification of the wearing tool An arm portion connected to the image display device, the other end portion being connected to the image display device, wherein the mounting tool is one side in the second direction from the center position in the second direction of the mounting tool or In the first direction, the position of the distal end portion, which is the end portion on the one side in the first direction of the mounting tool, and the mounting tool in which the image display device and the arm unit are connected in the first direction. The specific position is between the center of gravity of Head-mounted display is provided, characterized in that.
第一態様に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD)は、例えば、第二方向を左右方向へ向け、第一方向の一方側を前側にして使用者の頭部に装着される。画像表示装置とアーム部の重みは、特定位置に掛かる。画像表示装置は使用者の眼前に配置される。故にアーム部の長さを短くする場合、特定位置は第一方向において装着具の先端部側へ移動する。ここで、重心の位置は、特定位置よりも第一方向他方側即ち後側にある。よって、特定位置を第一方向に先端部側へ近づけても、HMDはバランスを保つことができる。従って、HMDは、アーム部の長さを従来よりも短くすることができる。故に、HMDは、頭部の微少な動きによって画像表示装置が揺れた場合の揺れ幅を小さくすることができる。故に、HMDは、画像表示装置に表示される画像のぶれを抑制することができる。 The head-mounted display (HMD) according to the first aspect is mounted on the user's head, for example, with the second direction facing the left-right direction and one side of the first direction being the front side. The weight of the image display device and the arm unit is applied to a specific position. The image display device is disposed in front of the user's eyes. Therefore, when shortening the length of an arm part, a specific position moves to the front-end | tip part side of a mounting tool in a 1st direction. Here, the position of the center of gravity is on the other side in the first direction, that is, on the rear side of the specific position. Therefore, even if the specific position is brought closer to the tip in the first direction, the HMD can maintain a balance. Therefore, HMD can make the length of an arm part shorter than before. Therefore, the HMD can reduce the swing width when the image display device is shaken by a slight movement of the head. Therefore, the HMD can suppress blurring of an image displayed on the image display device.
第一態様において、前記装着具は、前記重心の位置よりも前記第一方向の他方側の部分において前記装着具の湾曲形状によって囲まれる領域内を向く面に、前記第三方向の長さが、前記装着具の前記重心の位置よりも前記第一方向の一方側の部分における前記第三方向の長さよりも長い第一当て部を設けてもよい。HMDは、装着時に頭部に当接させる第一当て部を重心の位置よりも第一方向の他方側に設ける。これにより、HMDは、第一当て部の重みによって、重心の位置を第一方向の他方側へ移動させることができる。重心の第一方向一方側にはアーム部と画像表示装置の重みが掛かる特定位置がある。即ち、第一当て部と特定位置が第一方向に重心の位置を挟むので、HMDは、第一方向におけるバランスを、より確実に保つことができる。また、第一当て部が頭部に当接する面積を第三方向に大きくすることで、HMDは、装着時に装着具が頭部に与える圧力(即ち、単位面積あたりの押圧力)を低減し、頭部の圧迫を緩和することができる。 In the first aspect, the wearing tool has a length in the third direction on a surface facing an area surrounded by a curved shape of the wearing tool in a portion on the other side in the first direction from the position of the center of gravity. A first abutting portion may be provided that is longer than the length in the third direction at a portion on one side in the first direction than the position of the center of gravity of the wearing tool. The HMD is provided with a first abutting portion that comes into contact with the head when worn on the other side in the first direction from the position of the center of gravity. Thereby, HMD can move the position of a gravity center to the other side of a 1st direction with the weight of a 1st contact part. On one side of the center of gravity in the first direction, there is a specific position where the weight of the arm unit and the image display device is applied. That is, since the first contact portion and the specific position sandwich the position of the center of gravity in the first direction, the HMD can more reliably maintain the balance in the first direction. In addition, by increasing the area in which the first abutting portion comes into contact with the head in the third direction, the HMD reduces the pressure (that is, the pressing force per unit area) applied to the head by the wearing tool when worn, Head pressure can be relieved.
第一態様において、前記装着具の部分で、前記重心の位置よりも前記第一方向一方側にある部分は、前記第三方向の長さが一定長さであってもよい。前記装着具は、前記重心の位置よりも前記第一方向他方側に、前記第三方向の長さが前記第一方向の一方側から他方側へ向けて次第に大きくなる部分を有してもよい。HMDは、第三方向の長さが次第に大きくなる部分において重みが増すので、重心の位置を第一方向の他方側へ移動させることができる。重心の位置よりも第一方向一方側にはアーム部と画像表示装置の重みが加えられるので、HMDは、第一方向におけるバランスを、さらに確実に保つことができる。また、第三方向の長さが次第に大きくなる部分において装着時に頭部に当接する面積が大きくなるので、HMDは、装着具が頭部に与える圧力(即ち、単位面積あたりの押圧力)を低減し、頭部の圧迫を緩和することができる。 1st aspect WHEREIN: The part of the said 3rd direction may be constant length in the part of the said mounting tool in the said 1st direction one side rather than the position of the said gravity center. The wearing tool may have a portion in which the length in the third direction gradually increases from one side of the first direction to the other side on the other side in the first direction than the position of the center of gravity. . In the HMD, the weight is increased in a portion where the length in the third direction is gradually increased, so that the position of the center of gravity can be moved to the other side in the first direction. Since the weight of the arm portion and the image display device is applied to the one side in the first direction from the position of the center of gravity, the HMD can more reliably maintain the balance in the first direction. In addition, since the area that comes into contact with the head at the time of wearing becomes larger in the portion where the length in the third direction becomes gradually larger, the HMD reduces the pressure applied to the head by the wearing tool (that is, the pressing force per unit area). The head pressure can be relieved.
第一態様において、前記装着具は、前記第一方向において、前記特定位置と前記重心の位置との間の第一距離が、前記先端部の位置と前記特定位置との間の第二距離よりも短くてもよい。画像表示装置やアーム部の操作に伴い生ずるトルクは、特定位置を介して装着具に伝えられ、重心の位置に作用する。トルクの大きさは、画像表示装置やアーム部と重心の位置との距離が離れるほど大きくなる。HMDは、特定位置が先端部よりも重心に近い位置にあるので、装着具に作用するトルクを軽減することができる。故にHMDは、第一方向におけるバランスを十分に保つことができる。 1st aspect WHEREIN: The said mounting tool WHEREIN: In the said 1st direction, the 1st distance between the said specific position and the position of the said gravity center is a 2nd distance between the position of the said front-end | tip part, and the said specific position. May be shorter. Torque generated by the operation of the image display device and the arm unit is transmitted to the wearing tool via a specific position and acts on the position of the center of gravity. The magnitude of the torque increases as the distance between the image display device or the arm unit and the position of the center of gravity increases. Since the HMD has a specific position closer to the center of gravity than the tip, the torque acting on the wearing tool can be reduced. Therefore, the HMD can maintain a sufficient balance in the first direction.
第一態様において、前記先端部を含む前記装着具の部分であり、且つ前記重心の位置よりも前記第一方向一方側における前記装着具の部分のうち少なくとも一部の部分において、前記装着具の湾曲形状によって囲まれる領域内を向く前記装着具の面には、第二当て部が設けられてもよい。前記装着具は、前記第一方向において、前記装着具の前記第二当て部を設けた位置と、前記重心の位置との間に前記特定位置を有してもよい。特定位置は、第二方向において、第二当て部を設けた位置よりも一方側または他方側に位置する。即ち、特定位置は、例えば、装着時の顔面中央よりも左方または右方にずれて位置する。従って、特定位置において装着具に連結されるアーム部は、顔面中央から離れた位置に配置されやすく、使用者の視野の妨げとなりにくい。 In the first aspect, at least a part of the portion of the wearing tool that is the portion of the wearing tool including the tip portion and that is on the one side in the first direction with respect to the position of the center of gravity. A second contact portion may be provided on the surface of the wearing tool that faces the region surrounded by the curved shape. The wearing tool may have the specific position between the position where the second contact portion of the wearing tool is provided and the position of the center of gravity in the first direction. In the second direction, the specific position is located on one side or the other side of the position where the second contact portion is provided. That is, the specific position is, for example, shifted to the left or right from the center of the face when worn. Therefore, the arm portion connected to the wearing tool at the specific position is easily disposed at a position away from the center of the face, and is unlikely to hinder the user's visual field.
第一態様において、前記アーム部が前記装着具に対して二軸以上の回転自由度を有した状態で、前記装着具の前記特定位置と前記アーム部の前記一端部とを連結する第一連結機構と、前記画像表示装置が前記アーム部に対して二軸以上の回転自由度を有した状態で、前記画像表示装置と前記アーム部の前記他端部とを連結する第二連結機構とを更に備えてもよい。前記アーム部は、前記一端部と前記他端部との間の長さが一定であってもよい。HMDは、アーム部の長さが一定なので、特定位置において画像表示装置とアーム部から装着具に作用するトルクが変化しにくい。故にHMDは、第一方向におけるバランスを十分に保つことができる。 1st aspect WHEREIN: The said 1st connection which connects the said specific position of the said mounting tool, and the said one end part of the said arm part in the state in which the said arm part had the rotational freedom degree of 2 axes or more with respect to the said mounting tool And a second connecting mechanism that connects the image display device and the other end of the arm portion with the image display device having a degree of freedom of rotation of two or more axes with respect to the arm portion. Further, it may be provided. The arm portion may have a constant length between the one end portion and the other end portion. In the HMD, since the length of the arm portion is constant, the torque that acts on the wearing tool from the image display device and the arm portion at a specific position is difficult to change. Therefore, the HMD can maintain a sufficient balance in the first direction.
第一態様において、前記装着具は、第一位置と、前記第一位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第二位置との間で延びる第一部分と、前記第一位置に対して前記第二方向の一方に位置する第三位置と、前記第二位置に対して前記第二方向の一方に位置し、且つ前記第三位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第四位置との間で延びる第二部分と、前記第一位置と前記第三位置との間および前記第二位置と前記第四位置との間のうち少なくとも一方の間で延び、前記第一部分および前記第二部分の夫々に連続する第三部分とを備えてもよい。少なくとも一部が、前記第一部分、前記第二部分および前記第三部分によって囲まれる領域の外側へ向けて凸状に湾曲してもよい。また、前記第一部分は、前記第一位置と、前記第一位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向他方側に位置する第五位置との間で延びる第四部分と、前記第五位置と、前記第五位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向一方側に位置する前記第二位置との間で延びる第五部分とを有してもよい。前記第二部分は、前記第三位置と、前記第三位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向一方側に位置する第六位置との間で延びる第六部分と、前記第六位置と、前記第六位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向他方側に位置する前記第四位置との間で延びる第七部分とを有してもよい。HMDの装着時に、装着具は、各部分が使用者の頭部形状にフィットし、頭部を確実に保持するので、装着位置のずれが抑制される。 1st aspect WHEREIN: The said mounting tool is a 1st part extended between the 1st position and the 2nd position located in the one side of the said 1st direction rather than the said 1st position, With respect to the said 1st position A third position located on one side of the second direction, and a fourth position located on one side of the second direction with respect to the second position and located on one side of the first direction with respect to the third position. A second portion extending between the first position and the third position and between the second position and the fourth position, the first portion and You may provide the 3rd part which follows each of a 2nd part. At least a portion may be curved in a convex shape toward the outside of a region surrounded by the first portion, the second portion, and the third portion. The first portion includes a fourth portion extending between the first position and a fifth position located on the one side in the first direction and the other side in the second direction with respect to the first position; You may have a 5th part extended between said 5th position and said 2nd position located in said 1st direction one side and said 2nd direction one side rather than said 5th position. The second part includes a sixth part extending between the third position and a sixth position located on one side in the first direction and one side in the second direction with respect to the third position, and the sixth part. And a seventh portion extending between the position and the fourth position located on the one side in the first direction and the other side in the second direction with respect to the sixth position. When the HMD is mounted, each portion of the mounting tool fits the shape of the user's head and securely holds the head, so that displacement of the mounting position is suppressed.
第一態様において、前記装着具の前記第三部分は、前記第二位置と前記第四位置との間で延び、前記第一部分と前記第二部分の夫々に連続してもよい。装着具は、第一方向一方側が閉環し、第一方向他方側が開環する。HMDは、頭部に装着されるとき、装着具の開環側が広げられ、閉環側が位置決めされてから開環側で側頭部を押さえる形態で装着される。特定位置は、重心の位置よりも第一方向一方側に位置し、即ち装着具の閉環する側に近い。HMDは、閉環側に画像表示装置を配置するので、頭部に対する画像表示装置の位置決めを行いやすい。 In the first aspect, the third part of the wearing tool may extend between the second position and the fourth position, and may be continuous with each of the first part and the second part. The wearing tool is closed on one side in the first direction and opened on the other side in the first direction. When the HMD is mounted on the head, the ring opening side of the mounting tool is expanded and the ring closing side is positioned, and then the HMD is mounted in such a manner that the head is pressed on the ring opening side. The specific position is located on one side in the first direction with respect to the position of the center of gravity, that is, closer to the ring closing side of the wearing tool. Since the HMD arranges the image display device on the ring-closing side, it is easy to position the image display device with respect to the head.
本発明の第二態様によれば、画像を表示する画像表示装置を装着するための装着具であって、第一位置と、前記第一位置よりも第一方向の一方側に位置する第二位置との間で延びる第一部分と、前記第一位置に対して前記第一方向に直交する第二方向の一方に位置する第三位置と、前記第二位置に対して前記第二方向の一方に位置し、且つ前記第三位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第四位置との間で延びる第二部分と、前記第一位置と前記第三位置との間および前記第二位置と前記第四位置との間のうち少なくとも一方の間で延び、前記第一部分および前記第二部分の夫々に連続する第三部分とを備え、少なくとも一部が、前記第一部分、前記第二部分および前記第三部分によって取り囲まれる領域の外側へ向けて凸状に湾曲し、更に、一端部が他端部よりも前記第一方向および前記第二方向に直交する第三方向の一方側に位置し、前記他端部に前記画像表示装置が連結されるアーム部の前記一端部が連結される特定位置を、前記第二方向における中央の位置よりも前記第二方向一方側または他方側の位置であり、且つ前記第一方向において、前記第一方向一方側の端部である先端部の位置と、前記画像表示装置および前記アーム部が連結された場合の前記第一方向における重心の位置との間に有することを特徴とする装着具が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a mounting tool for mounting an image display device for displaying an image, wherein the second position is located on one side in the first direction with respect to the first position. A first portion extending between the first position, a third position located in one of the second directions perpendicular to the first direction with respect to the first position, and one of the second directions with respect to the second position And a second portion extending between a fourth position located on one side of the first direction with respect to the third position, between the first position and the third position, and the second position A third part extending between at least one of a position and the fourth position and continuing to each of the first part and the second part, at least a part of which is the first part and the second part Curved convexly towards the outside of the area surrounded by the part and the third part, In addition, the one end of the arm portion is located on one side of the third direction orthogonal to the first direction and the second direction from the other end, and the image display device is connected to the other end. The specific position where the parts are connected is a position on one side or the other side of the second direction with respect to the center position in the second direction, and in the first direction, at an end on the one side in the first direction. There is provided a mounting tool having a position between a position of a tip portion and a position of a center of gravity in the first direction when the image display device and the arm portion are connected.
第二態様に係る装着具にアーム部を介して画像表示装置を取り付けたHMDは、例えば、第二方向を左右方向へ向け、第一方向の一方側を前側にして使用者の頭部に装着される。画像表示装置とアーム部の重みは、特定位置に掛かる。画像表示装置は使用者の眼前に配置される。故にアーム部の長さを短くする場合、特定位置は第一方向において装着具の先端部側へ移動する。ここで、重心の位置は、特定位置よりも第一方向他方側即ち後側にある。よって、特定位置を第一方向に先端部側へ近づけても、HMDはバランスを保つことができる。従って、HMDは、アーム部の長さを従来よりも短くすることができる。故に、HMDは、頭部の微少な動きによって画像表示装置が揺れた場合の揺れ幅を小さくすることができる。故に、HMDは、画像表示装置に表示される画像のぶれを抑制することができる。 For example, the HMD in which the image display device is attached to the wearing tool according to the second aspect via the arm portion is mounted on the user's head with the second direction in the left-right direction and the one side in the first direction on the front side. Is done. The weight of the image display device and the arm unit is applied to a specific position. The image display device is disposed in front of the user's eyes. Therefore, when shortening the length of an arm part, a specific position moves to the front-end | tip part side of a mounting tool in a 1st direction. Here, the position of the center of gravity is on the other side in the first direction, that is, on the rear side of the specific position. Therefore, even if the specific position is brought closer to the tip in the first direction, the HMD can maintain a balance. Therefore, HMD can make the length of an arm part shorter than before. Therefore, the HMD can reduce the swing width when the image display device is shaken by a slight movement of the head. Therefore, the HMD can suppress blurring of an image displayed on the image display device.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いられるものである。図面に記載されている装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be referred to are used for explaining technical features that can be adopted by the present invention. The configuration of the apparatus described in the drawings is not intended to be limited to that, but merely an illustrative example.
図1〜図3に示すように、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、以下、「HMD」という。)1は、使用者の頭部に装着可能な光学透過型のHMDである。使用者の眼前の景色の光は、ハーフミラー35を透過することによって使用者の眼に直接導かれる。HMD1の投影形式は、虚像投影型である。ハーフミラー35は、液晶パネル(図示略)に表示された画像の光を、使用者の片側の眼に向けて反射させる。HMD1は、使用者に対して、眼前の景色に画像を重ねて認識させることができる。HMD1は、画像表示部3、アーム部4、装着具5、連結機構8,9を備える。画像表示部3、アーム部4および連結機構8,9は、装着具5に取り付け・取り外し可能な画像表示ユニット2を構成する。以下、図の説明の理解を助けるため、HMD1の上側、下側、左側、右側、前側、後側を定義する。HMD1の上側、下側、左側、右側は、例えば、図1の上側、下側、右側、左側に夫々対応する。HMD1の前側、後側は、例えば、図2の下側、上側に夫々対応する。HMD1の上側、下側、左側、右側、前側、後側は、夫々、装着具5が使用者に着用された場合における使用者基準の方向に対応する。
As shown in FIGS. 1 to 3, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) 1 is an optically transmissive HMD that can be mounted on a user's head. The light of the scenery in front of the user's eyes is guided directly to the user's eyes by passing through the
装着具5は、樹脂や金属(例えば、ステンレス)などの可撓性を有する材質で構成される。装着具5は、略環状に形成され、後側が開環する細長い板状部材である。本実施形態の装着具5の形状は、左右対称、且つ上下対称な形状である。以下では、便宜上、装着具5の構成を5つの部分に分けて説明する。装着具5は、中前部分53、右前部分54、右後部分55、左前部分56および左後部分57を有する。
The mounting
右前部分54は、位置12と位置16との間で延びる部分である。位置12は、位置16よりも前側且つ左側に位置する。右前部分54は、装着具5によって取り囲まれる領域10の外側、即ち前側且つ右側へ向けて凸状に湾曲する。右後部分55は、位置16と位置11との間で延びる部分である。位置11は、位置16よりも後側且つ左側に位置する。右後部分55は右前部分54に連続する。右後部分55は、領域10の外側、即ち後側且つ右側へ向けて凸状に湾曲する。言い換えると、右前部分54と右後部分55は、装着具5の構成を中前部分53、右側部分51および左側部分52の3つの部分に分けた場合の右側部分51を構成する。右側部分51は、中前部分53の右側に接続し、後側へ向けて延びる。右側部分51は右側へ向けて凸状に湾曲する。
The front
左前部分56は、位置14と位置17との間で延びる部分である。位置17は位置16の左方に位置する。位置14は位置12の左方の位置で、位置17よりも前側且つ右側に位置する。左前部分56は、領域10の外側、即ち前側且つ左側へ向けて凸状に湾曲する。左後部分57は、位置17と位置13との間で延びる部分である。位置13は位置11の左方の位置で、位置17よりも後側且つ右側に位置する。左後部分57は左前部分56に連続する。左後部分57は、領域10の外側、即ち後側且つ左側へ向けて凸状に湾曲する。言い換えると、左前部分56と左後部分57は、装着具5の左側部分52を構成する。左側部分52は、中前部分53の左側に接続し、後側へ向けて延びる。左側部分52は左側へ向けて凸状に湾曲する。
The
中前部分53は、位置14と位置12との間で左右方向に延びる部分である。中前部分53は、右前部分54と左前部分56との夫々に連続する。中前部分53は、領域10の外側、即ち前側へ向けて凸状に湾曲する。左右方向における装着具5の中央の位置21には、前後方向における装着具5の最も前側の端部である先端部61が配置される。位置11,13には、前後方向における装着具5の最も後側の端部62,63が夫々配置される。位置16には、左右方向における装着具5の最も右側の端部64が配置される。位置17には、左右方向における装着具5の最も左側の端部65が配置される。
The
装着具5は、装着時に使用者の頭部を挟んで保持する。右後部分55と左後部分57とが夫々使用者の側頭部を押圧し、且つHMD1の重みを支持するのに十分な押圧力を得られるように、装着具5の湾曲形状は部分ごとに異なる。位置12は、中前部分53の湾曲形状と、右前部分54の湾曲形状との境界となる位置である。位置14は、中前部分53の湾曲形状と、左前部分56の湾曲形状との境界となる位置である。また、位置16には、右前部分54の湾曲形状と右後部分55の湾曲形状との境界が位置する。位置17には、左前部分56の湾曲形状と左後部分57の湾曲形状との境界が位置する。
The wearing
平面視で、装着具5の領域10内を向く面に接する曲率円の径方向を、装着具5の厚み方向と定義する。装着具5の中前部分53、右前部分54および左前部分56における厚み方向の大きさは、略同じ大きさである。右後部分55および左後部分57における厚み方向の大きさは、中前部分53、右前部分54および左前部分56における厚み方向の大きさに対し、夫々、突出部66,67(後述)の厚み方向の大きさ分大きい。中前部分53、右前部分54および左前部分56における上下方向の大きさは、略同じである。右後部分55および左後部分57における上下方向の大きさは、夫々、前側から後側へ向けて徐々に大きくなり、端部62,63近傍で最も大きく、端部62,63へ向けて徐々に小さくなる。
The radial direction of the curvature circle in contact with the surface facing the inside of the
右後部分55および左後部分57には、夫々、領域10内へ突出する突出部66,67が形成される。突出部66,67は、夫々、右後部分55および左後部分57の領域10内を向く内面70,71を厚み方向に領域10内へ向けて段状にせり出す形態で設けられている。故に内面70,71は、夫々、右後部分55および左後部分57の湾曲形状に沿う曲面状を呈する。従って突出部66,67の上下方向の大きさも、夫々、前側から後側へ向けて徐々に大きくなり、端部62,63近傍で最も大きく、端部62,63へ向けて徐々に小さくなる。
突出部66,67の突出方向(即ち、厚み方向)に対する側面には、夫々、突出方向に対する周方向に沿って溝状に延びる保持溝68,69が形成されている。保持溝68,69は、夫々、突出部66,67の周囲を一周して設けられる。突出部66の上側の側面に開口する保持溝68の部分と、下側の側面に開口する保持溝68の部分は、夫々、右後部分55の湾曲形状に沿って延びる。同様に、突出部67の上側の側面に開口する保持溝69の部分と、下側の側面に開口する保持溝69の部分も、夫々、左後部分57の湾曲形状に沿って延びる。
Holding
画像表示部3と外部機器(図示略)とを電気的に接続するケーブル39(図2参照)は、画像表示部3から引き出される。ケーブル39は、アーム部4および装着具5を伝って配線される。保持溝68,69は、ケーブル39の装着具5において配線される部分を溝内に保持する。保持溝68,69の上下方向の大きさ(即ち、深さ)は、ケーブル39の外径よりも大きい。故に保持溝68,69に保持された状態のケーブル39は、保持溝68,69の開口部から溝外へ露出しない。画像表示部3から引き出されたケーブル39は、アーム部4を伝い、アーム部4に近い側(例えば左側)の保持溝69内に挿入される。ケーブル39は、保持溝69の前側の端部69Aから保持溝69内に挿入される。ケーブル39は、保持溝69の部分のうち、突出部67の上側の側面に開口する部分で、溝内を通して配線される。ケーブル39は、保持溝69に案内され、保持溝69の後側の端部69Bから装着具5の外部に引き出される。
A cable 39 (see FIG. 2) that electrically connects the
装着具5は、装着時に使用者の頭部に当接するパッド75〜77を備える。パッド75〜77は、例えばシリコン樹脂等、弾性を有する樹脂で構成される。パッド75は、中前部分53において領域10内を向く内面72で、装着具5の左右方向中央の位置21を含む部分に設けられる。パッド75は、中前部分53の湾曲形状に沿って左右方向に延び、厚み方向に沿って、内面72から離間する方向(例えば、図2における後方)に突出する。パッド75の上下方向の大きさは、中前部分53における装着具5の上下方向の大きさと略同じ、もしくはそれより小さい。HMD1の装着時、パッド75は、使用者の額または前頭部に当接し、頭部において装着具5を位置決めする。
The wearing
パッド76,77は、夫々、装着具5の右後部分55の内面70と左後部分57の内面71とに設けられる。パッド76は、右後部分55の湾曲形状に沿って延び、領域10内へ向けて厚み方向に沿って突出する。右後部分55の湾曲する向きに沿う方向においてパッド76が延びる長さは、右後部分55の長さよりも短い。パッド76の上下方向の大きさは、右後部分55の上下方向の大きさと略同じ、もしくはそれより小さい。また、パッド76の上下方向の大きさは、中前部分53、右前部分54および左前部分56における上下方向の大きさよりも大きい。本実施形態では、パッド76は、内面70において、右後部分55の湾曲形状に沿う方向の略中央から端部62にかけての部分に設けられている。パッド77は、左後部分57の湾曲形状に沿って延び、領域10内へ向けて厚み方向に沿って突出する。左後部分57の湾曲する向きに沿う方向においてパッド77が延びる長さは、左後部分57の長さよりも短い。パッド77の上下方向の大きさは、左後部分57の上下方向の大きさと略同じ、もしくはそれより小さい。また、パッド77の上下方向の大きさは、中前部分53、右前部分54および左前部分56における上下方向の大きさよりも大きい。本実施形態では、パッド77は、内面71において、左後部分57の湾曲形状に沿う方向で略中央から端部63にかけての部分に設けられている。
The
前述したように、装着具5は可撓性を有する。HMD1の装着時、装着具5は、端部62と端部63とが領域10の外側へ向けて(例えば、左右方向に向けて)、使用者の手によって押し広げられて離間される。装着具5が使用者の頭部へ嵌められた場合、パッド75は、使用者の額または前頭部に当接することで、頭部において装着具5を前後方向に位置決めする。端部62,63の押し広げられた状態が解除されると、装着具5の右後部分55と左後部分57は、領域10の内側へ向けて付勢される。パッド76,77は、夫々、使用者の右側頭部と左側頭部に当接する。右後部分55の内面70は、パッド76を介し、使用者の右側頭部を押圧する。同様に、左後部分57の内面71は、パッド77を介し、使用者の左側頭部を押圧する。装着具5の右後部分55と左後部分57とは、夫々使用者の側頭部を押圧する押圧力を得て、使用者の頭部を挟んで保持する。前述したように、上下方向に大きく形成された内面70,71は、使用者の側頭部に当接する面積が、中前部分53の内面72と比べて大きく確保されている。故に装着具5が使用者の頭部に装着された場合に、パッド76,77は、頭部との当接面積が増えることによって、頭部との間で大きな摩擦力を得る。摩擦面積が確保されたことによって、装着具5は、頭部における位置ずれの発生を抑制できる。また、パッド76,77は、使用者の側頭部に当接する面積がパッド75に比べて大きい。故に、右後部分55と左後部分57は、夫々がパッド76,77を介して側頭部を押圧する押圧力を分散することができる。即ちHMD1は、使用者が後部側頭部に受ける単位面積あたりの押圧力を低減することができる。従って使用者は、側頭部に圧迫感を受けにくい。
As described above, the mounting
装着具5の前後方向前側の先端部61と、左右方向両側の端部64,65との間の部分には、夫々、取付部58,59が設けられる。取付部58が設けられた位置15Aは、位置21よりも右側で、且つ位置22よりも前側の位置である。なお、前記したように、位置22は前後方向における装着具5の中央に位置する。取付部59が設けられた位置15Bは、位置21よりも左側で、且つ位置22よりも前側の位置である。装着具5は、取付部58,59に、装着具5とアーム部4とを連結する連結機構8を取り付けることができる。本実施形態では、連結機構8は取付部59に取り付けられている。連結機構8については後述する。
取付部58には、装着具5を厚み方向に貫通する2つの穴部58Aが形成されている(図1参照)。取付部59にも同様に、装着具5を厚み方向に貫通する2つの穴部(図示略)が形成されている。穴部58Aにはネジが挿通される。連結機構8は取付部58,59にネジ止めによって取り付けられる。即ち、画像表示部3、アーム部4、連結機構8,9を備える画像表示ユニット2は、取付部58と取付部59の一方を選択して取り付けることができる。画像表示ユニット2を取付部58に取り付けた場合、画像表示部3は装着具5の右側に配置される。画像表示部3は画像光を使用者の右眼に入射させることができる。画像表示ユニット2を取付部59に取り付けた場合、画像表示部3は装着具5の左側に配置される。画像表示部3は画像光を使用者の左眼に入射させることができる。
Two
図4に示されるように、画像表示部3は、筐体31内に、ハーフミラー35、レンズユニット36、画像ユニット37を備える。筐体31は、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。筐体31は、所定方向に長く延びる。筐体31は中空箱状である。筐体31が延びる方向における一方の端部である先端部31Aは開放する。また、筐体31の他方の端部である基端部31Bには、後方へ向けて突出する突出部32が形成されている。突出部32の後端には、前後方向に貫通する穴部(図示略)が形成されている。基端部31Bにおいて、筐体31の後面で突出部32よりも右側の位置には、連結機構9の固定部94が接続される。連結機構9については後述する。
As shown in FIG. 4, the
基端部31Bにおける筐体31内には、画像ユニット37が設けられる。画像ユニット37は、周知の液晶パネル(図示略)と制御基板(図示略)を備える。液晶パネルは、左側面に画像を表示させて画像光を生成する。制御基板は液晶パネルの右側に配置される。制御基板にはケーブル39が接続される。ケーブル39は、突出部32内を通り、突出部32後端の穴部から画像表示部3の外部に引き出される。制御基板は、ケーブル39を介して外部機器から送信された画像データを受信する。制御基板は、液晶パネルに制御信号を出力し、画像データに応じた画像を液晶パネルに表示させる。なお、液晶パネルの代わりに、Digital Mirror Device(DMD)、有機EL等の二次元表示装置が用いられてもよい。また、液晶パネルの代わりに、2次元的に走査された光を使用者の網膜上に投影する網膜走査型の投影装置(Retinal Scanning Display)が用いられてもよい。
An
筐体31内で、画像ユニット37の右側には、レンズユニット36が設けられる。レンズユニット36は、画像ユニット37から射出された画像光を通過させ、先端部31A側へ導く。レンズユニット36は複数のレンズ(図示略)を備える。レンズユニット36は、筐体31に、左右方向へ移動可能に保持される。筐体31の前面には、円錐台状で側面に複数の凹凸を有する操作部材38が設けられている。操作部材38は、溝カム(図示略)によって、レンズユニット36に係合する。操作部材38が回動されることによって、レンズユニット36は先端部31A側または基端部31B側へ向けて移動する。レンズユニット36が左右方向に移動することによって、画像ユニット37から出射された画像光の焦点距離が変化する。従って使用者は、操作部材38を回動させることによってピント調節を行うことができる。
In the
先端部31Aには、ハーフミラー35が設けられる。ハーフミラー35は矩形板状である。ハーフミラー35は、反射面に入射した光の一部(例えば50%)を反射させ、他部を透過させることができる。ハーフミラー35の反射面は、例えば、透明な樹脂やガラスの基板上に、アルミや銀などの金属を所定の反射率(例えば50%)となるように蒸着することで形成される。HMD1の装着時、筐体31の基端部31Bは、先端部31Aよりも左側に配置される。即ち、画像表示部3は、左右方向に延びて配置された状態で使用される。ハーフミラー35は、使用者の例えば左眼前方に配置される。ハーフミラー35は、反射面を左側且つ後側へ向けた状態で、先端部31Aに固定される。筐体31内の画像ユニット37から出射される画像光は、レンズユニット36を通過する際に集光される。集光された画像光は、ハーフミラー35に入射する。ハーフミラー35は、画像光を後側へ反射し、使用者の左眼に入射させる。使用者は、ハーフミラー35によって反射された画像光に基づく虚像を視認できる。また、ハーフミラー35は、前側から入射した外界の光を後側に透過することができる。
A
図1〜図3、図5、図6に示すように、アーム部4は、樹脂や金属などで構成され、棒状に延びる。アーム部4の上端部4Aは、連結機構8によって装着具5に連結される。アーム部4の下端部4Bは、連結機構9によって画像表示部3に連結される。アーム部4は、装着具5から離隔した位置に画像表示部3を保持する。図1に示されるように、HMD1の装着時、アーム部4の下端部4Bは、上端部4Aの下側且つ左側に配置される。アーム部4は、領域10の外部側へ向けて凸状に湾曲する。本実施形態では、アーム部4は、HMD1装着時の左方へ向けて凸状に湾曲する。
As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the
図5、図6に示すように、アーム部4は、上端部4Aに接続部41を備える。接続部41はアーム部4が連結機構8に接続する部分である。接続部41は上端部4Aにおいて、所定の方向B(図5参照)に沿って突出する。方向Bは、アーム部4が上端部4Aから下端部4Bへ向けて延びる方向Cに対して傾斜する方向である。接続部41には、方向Bに沿って延びる穴部(図示略)が形成されている。穴部には、連結機構8のボールスタッド81(後述)の棒体が挿入される。即ち、ボールスタッド81の棒体は、方向Bに沿って延びる。棒体が接続部41に固定されることで、アーム部4は連結機構8に接続される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
連結機構8は、二軸以上の回転自由度を有する。本実施形態の連結機構8は、公知のボールジョイント式の可動部である。連結機構8は、ボールスタッド81、ソケット収容部82、固定ナット83、保持部84を備える。ボールスタッド81は球体に棒体を接続した部品である。ソケット収容部82は円筒形状で、内部にボールスタッド81の球体に球面接触するソケット(図示略)を収容する。固定ナット83は、ソケット収容部82の開口部分に外嵌めし、締結することができる蓋体である。固定ナット83には、ボールスタッド81の棒体が挿通される挿通穴(図示略)が形成されている。ボールスタッド81は、ソケットに接触する球体を支点に棒体が挿通穴内で移動できる範囲を可動範囲とする。図5に示されるように、棒体の軸が挿通穴の中心に位置する場合、ボールスタッド81は可動範囲の中央に位置する。このとき、ボールスタッド81の棒体の延びる方向、即ち接続部41の延びる方向Bは、後述する方向A(図1参照)に一致する。即ち、ボールスタッド81の可動範囲は、例えば、方向Aを中心軸とした、所定の立体角(即ち、円錐面の範囲内)である。固定ナット83がソケット収容部82に締結されると、ボールスタッド81は、球体がソケットに押しつけられて、ソケット収容部82に対して位置決めされる。
The
保持部84は、ソケット収容部82の固定ナット83が嵌められる側とは反対側の端部に設けられる。保持部84は、装着具5の取付部58,59に、連結機構8を取り付ける部品である。保持部84は、上壁85、内側壁86、外側壁87を備える。上壁85は、取付部58,59における装着具5の側面のうち、HMD1の頭部装着時に上側を向く上面に当接する部分である。内側壁86は、取付部58,59における装着具5の側面のうち、領域10内を向く内面に当接する部分である。外側壁87は、取付部58,59における装着具5の側面のうち、領域10内を向く内面とは反対側の外面に当接する部分である。外側壁87は、2つの穴部87A(図6参照)が形成されている。保持部84が取付部58,59に取り付けられるとき、保持部84は、内側壁86と外側壁87の間に取付部58,59を挟むように、取付部58,59の上側から取付部58,59に配置される。取付部58,59は、穴部58Aと穴部87Aに挿通されるネジがナット(図示略)に締結されることによって、取付部58,59に固定される。
The holding
アーム部4は、下端部4Bに接続部42を備える。接続部42はアーム部4が連結機構9に接続する部分である。接続部42は下端部4Bにおいて、接続部41と略同じ方向Bに沿って突出する。接続部42にも穴部(図示略)が形成されている。穴部には、連結機構9のボールスタッド91(後述)の棒体が挿入される。即ち、ボールスタッド91の棒体は、方向Bに沿って延びる。棒体が接続部42に固定されることで、アーム部4は連結機構9に接続される。
The
連結機構9は、二軸以上の回転自由度を有する。図4、図5に示すように、本実施形態の連結機構9は、連結機構8と同様に、公知のボールジョイント式の可動部である。連結機構9は、ボールスタッド91、ソケット収容部92、固定ナット93、固定部94を備える。ボールスタッド91、ソケット収容部92および固定ナット93の構成は、連結機構8と同様である。ボールスタッド91の棒体の軸が固定ナット93の挿通穴(図示略)の中心に位置する場合、ボールスタッド91は可動範囲の中央に位置する。このとき、ボールスタッド91の棒体の延びる方向、即ち接続部42の延びる方向Bは、方向A(後述)に一致する。即ち、ボールスタッド91の可動範囲も、例えば、方向Aを中心軸とした、所定の立体角(即ち、円錐面の範囲内)である。
The connection mechanism 9 has two or more rotational degrees of freedom. As shown in FIGS. 4 and 5, the connection mechanism 9 of the present embodiment is a known ball joint type movable part, like the
固定部94は、ソケット収容部92の固定ナット93が嵌められる側とは反対側の端部(即ち、ソケット収容部92の右側の端部)に設けられる。固定部94は、画像表示部3に連結機構9を固定する部品である。固定部94は、第一固定部95、第二固定部96、段状接続部97を備える。第一固定部95は、ソケット収容部92に接続する。第一固定部95は、突出部32の後側に位置する。ソケット収容部92が接続される第一固定部95の左端は、突出部32の左端よりも僅かに左側に位置する。第二固定部96は、第一固定部95よりも前方且つ右方に位置する。第二固定部96は、画像表示部3の後面で突出部32の右側に位置する。第二固定部96は、画像表示部3に接続する。例えば、第二固定部96は、前後方向において、ハーフミラー35よりも後側で、画像表示部3の基端部31Bに接続する。段状接続部97は、第一固定部95と第二固定部96を段状に接続する。段状接続部97は、第一固定部95の前側部分から突出部32の後端を左右方向に横切って延びる。段状接続部97は、更に、突出部32の右側で突出部32に沿って、第二固定部96の左側部分まで延びる。段状接続部97が突出部32後端を横切る部分には、前後方向に貫通する穴部97Aが形成されている。穴部97Aには突出部32後端の穴部から引き出されたケーブル39が挿通されている。
The fixing
上記構成のHMD1は、画像表示ユニット2を取付部58に取り付け、連結機構8,9が夫々可動範囲の中央にあるとき、以下に説明する形態を呈する。図1、図2に示すように、取付部59が設けられた位置15Bを通り、領域10内から外部へ向かう方向を、方向Aと定義する。連結機構8は、装着具5よりも方向Aにおける領域10の外部側に突出して設けられる。アーム部4の上端部4Aは、連結機構8よりも方向Aにおける領域10の外部側で連結機構8に接続される。アーム部4の下端部4Bは、上端部4Aの下側に配置される。連結機構9は、画像表示部3の後側で画像表示部3の基端部31Bに接続する。画像表示部3の筐体31は、左右方向に延びて配置されるので、先端部31Aは、基端部31Bの右方に配置される。HMD1が使用者の頭部に装着された場合、ハーフミラー35は、使用者の左眼の眼前に配置される。
The HMD 1 having the above configuration takes the form described below when the
本実施形態のHMD1では、HMD1の重心の位置25に基づいて装着具5が構成されることによって、使用者の頭部に装着された場合のHMD1全体のバランスが考慮されている。図2、図3に示すように、HMD1の重心の位置25は、HMD1の各部分に働く重力の合力が作用すると考えられる点の位置である。重心の位置25は、装着具5、アーム部4および画像表示部3の互いの位置関係によって変化する。故に本実施形態では、HMD1の形態を以下の形態に保持した場合において求められる重心の位置25を基準に、各部の位置、大きさ等の関係が設定されるものとする。装着具5は、中前部分53が使用者の前側に配置され、左側部分52が右側に配置され、右側部分51が右側に配置されて、使用者の頭部に装着される。アーム部4の上端部4Aは、連結機構8を介し、装着具5の取付部59が設けられた位置15Bにおいて装着具5に連結される。アーム部4は、上端部4Aが下端部4Bよりも上側に位置する。画像表示部3は、先端部31Aが基端部31Bよりも右側に配置される。連結機構8,9のボールスタッド81,91は、夫々、可動範囲の中央に配置される。ボールスタッド81,91は、固定ナット83,93の締結によって、ソケットに非可動な状態に保持される。
In the HMD 1 of this embodiment, the mounting
上記のように形態が保持されたHMD1において、重心の位置25は、以下のように求められる。例えば装着具5の任意の位置に取り付けた糸でHMD1を吊し、糸の延長線の方向を記録する。装着具の先とは異なる任意の位置に取り付けた糸でHMD1を吊し、糸の延長線の方向を記録する。記録した2つの延長線の交点の位置を求め、HMD1の重心の位置25とする。このように求められるHMD1の重心の位置25は、図2に示すように、平面視、左右方向中央の位置21よりも左側、且つ前後方向中央の位置22よりも前側に位置することが望ましい。本実施形態では、重心の位置25は、左右方向中央の位置21よりも左側、且つ左右方向両端部の位置16,17よりも前側に位置するものとする。即ち、前後方向における重心の位置25は、前後方向中央の位置22よりも前側に位置する。
In the HMD 1 in which the form is maintained as described above, the
装着具5において取付部59が設けられる位置15Bは、先端部61の位置21よりも後側に位置し、且つ重心の位置25よりも前側に位置する。先端部61にはパッド75が設けられており、取付部59は、パッド75が設けられた部分よりも後側に設けられる。パッド75が設けられた位置は装着具5の左右方向中央の位置21を含む。故に、取付部59において装着具5に連結されるアーム部4は、装着時に使用者の眼前に配置されにくい。
The
位置15Bには、連結機構8を介して連結されるアーム部4と画像表示部3の重みが掛かる。アーム部4の揺れ等を抑制し、画像表示部3のぶれを低減するには、位置15Bを先端部61の位置21により近づけ、アーム部4を短く構成することが好ましい。この場合に、前後方向において位置15Bを先端部61の位置21に近づけても、位置15Bが重心の位置25よりも前側に位置する状態を維持できれば、HMD1は、前後方向におけるバランスを保つことができる。位置15Bが重心の位置25よりも前側に位置する状態を維持するには、装着具5は、重心の位置25より後側の部分の重みが、前側の部分の重みよりも大きいとよい。前述したように、装着具5の中前部分53、右前部分54および左前部分56における上下方向の大きさは、略同じである。装着具5は、右後部分55および左後部分57の夫々に、中前部分53、右前部分54および左前部分56における上下方向の大きさよりも大きい部分を有する。故に、装着具5は、重心の位置25より後側の部分の重みを、前側の部分の重みよりも大きくすることができる。
The weight of the
更に、装着具5は、重心の位置25より後側の部分にパッド76,77を有する。パッド76,77は、右後部分55および左後部分57に合わせて上下方向の大きさが大きい。故に、装着具5は、パッド76,77の重みも加え、重心の位置25より後側の部分の重みを、前側の部分の重みよりも大きくすることができる。そして、パッド76,77の上下方向の大きさを右後部分55および左後部分57に合わせて大きくしたことで、パッド76,77は、頭部装着時に頭部に当接する面積を大きくすることができる。
Furthermore, the wearing
図2、図3に示すように、前後方向において、位置15Bと重心の位置25との間の距離をL1とし、位置15Bと先端部61の位置21との間の距離をL2とする。この場合に、装着具5は、L1<L2を満たす。なお、重心の位置25との間の距離の比較において、装着具5における位置15Bおよび位置21の位置は、夫々、装着具5の厚み方向における中央の位置を基準とする。位置15Bに設けられた取付部59において、装着具5には、画像表示部3やアーム部4の操作に伴い生ずるトルクが掛かる。トルクの作用を軽減するには、トルクが掛かる部分を重心に近づけることが有効であり、装着具5は、L1<L2であることが望ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the front-rear direction, the distance between the
そして、本実施形態のアーム部4は、長さが一定であり、変化しない。少なくともアーム部4の長さが一定であれば、装着具5、アーム部4および画像表示部3の互いの位置関係は、アーム部4の長さが可変の場合と比べ、大きく変化しにくい。故に、画像表示部3およびアーム部4が取付部59において装着具5に作用するトルクは変化しにくい。
And the
以上説明したように、装着具5において画像表示部3とアーム部4の重みは、取付部59を設けた位置15Bに掛かる。保持部84が取付部58に取り付けられる場合、画像表示部3とアーム部4の重みは、位置15Aに掛かる。画像表示部3は使用者の眼前に配置される。故にアーム部4の長さを短くする場合、位置15A,15Bは前後方向において装着具5の先端部61側へ移動する。ここで、重心の位置25は、位置15A,15Bよりも後側にある。よって、位置15A,15Bを前後方向に先端部61側へ近づけても、HMD1はバランスを保つことができる。従って、HMD1は、アーム部4の長さを従来よりも短くすることができる。故に、HMD1は、頭部の微少な動きによって画像表示部3が揺れた場合の揺れ幅を小さくすることができる。故に、HMD1は、画像表示部3に表示される画像のぶれを抑制することができる。
As described above, the weight of the
HMD1は、装着時に頭部に当接させるパッド76,77を重心の位置25よりも後側に設ける。これにより、HMD1は、パッド76,77の重みによって、重心の位置25を後側へ移動させることができる。重心の前側にはアーム部4と画像表示部3の重みが掛かる位置15A,15Bがある。即ち、パッド76,77と位置15A,15Bが前後方向に重心の位置25を挟むので、HMD1は、前後方向におけるバランスを、より確実に保つことができる。また、パッド76,77が頭部に当接する面積を上下方向に大きくすることで、HMD1は、装着時に装着具5が頭部に与える圧力(即ち、単位面積あたりの押圧力)を低減し、頭部の圧迫を緩和することができる。
The HMD 1 is provided with
前記装着具5は、重心の位置25よりも後側に、上下方向の長さが前記前側から後側へ向けて次第に大きくなる部分を有する。HMD1は、上下方向の長さが次第に大きくなる部分において重みが増すので、重心の位置25を後側へ移動させることができる。重心の位置25よりも前側にはアーム部4と画像表示部3の重みが加えられるので、HMD1は、前後方向におけるバランスを、さらに確実に保つことができる。また、上下方向の長さが次第に大きくなる部分において装着時に頭部に当接する面積が大きくなるので、HMD1は、装着具5が頭部に与える圧力(即ち、単位面積あたりの押圧力)を低減し、頭部の圧迫を緩和することができる。
The mounting
画像表示部3やアーム部4の操作に伴い生ずるトルクは、位置15A,15Bを介して装着具5に伝えられ、重心の位置25に作用する。トルクの大きさは、画像表示部3やアーム部4と重心の位置25との距離が離れるほど大きくなる。HMD1は、L1<L2であり、位置15A,15Bが先端部61よりも重心に近い位置にあるので、装着具5に作用するトルクを軽減することができる。故にHMD1は、前後方向におけるバランスを十分に保つことができる。
Torque generated by the operation of the
位置15A,15Bは、左右方向において、パッド75を設けた位置よりも右側または左側に位置する。即ち、位置15A,15Bは、装着時の顔面中央よりも右方または左方にずれて位置する。従って、位置15A,15Bにおいて装着具5に連結されるアーム部4は、顔面中央から離れた位置に配置されやすく、使用者の視野の妨げとなりにくい。
The
HMD1は、アーム部4の長さが一定である。故に、位置15A,15Bにおいて画像表示部3とアーム部4から装着具5に作用するトルクは変化しにくい。故にHMD1は、前後方向におけるバランスを十分に保つことができる。
In the HMD 1, the length of the
HMD1の装着時に、装着具5は、各部分が使用者の頭部形状にフィットし、頭部を確実に保持するので、装着位置のずれが抑制される。
When the HMD 1 is mounted, each portion of the mounting
装着具5は、前側が閉環し、後側が開環する。HMD1は、頭部に装着されるとき、装着具5の開環側が広げられ、閉環側が位置決めされてから開環側で側頭部を押さえる形態で装着される。位置15A,15Bは、重心の位置25よりも前側に位置し、即ち装着具5の閉環する側に近い。HMD1は、閉環側に画像表示部3を配置するので、頭部に対する画像表示部3の位置決めを行いやすい。
The wearing
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。保持溝68,69を有する突出部66,67は、なくてもよい。パッド75〜77は、夫々、複数あって、装着具5の湾曲する向きに沿う方向において断続的に配置されてもよい。ハーフミラー35の代わりに、外界の光を透過せず、入射した画像光を実質的に全反射する反射部材が用いられてもよい。ハーフミラー35の代わりに、プリズム、回折格子等の光路偏向部材が用いられてもよい。連結機構8,9は、ボールジョイント式の可動部でなくてもよい。例えば、2つ以上のヒンジを組み合わせるなどして、夫々、二軸以上の回転自由度を有する可動部であればよい。装着具5は、全体が湾曲する構成でなくてもよい。装着具5の湾曲する部分は装着具5の一部であってもよい。方向Aは、左右方向に沿う方向に限らず、位置15Aまたは位置15Bを通り、領域10内から外部へ向かう方向であればよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible. The
装着具5は環状でもよい。即ち、位置12と位置14との間で延びる中前部分53だけでなく、位置11と位置13との間にも延びる部分があってもよい。あるいは、図7に示すHMD101のように、装着具105は、前側が開環する略環状の形状を有してもよい。即ち、装着具105は、位置12と位置14の間が開環し、位置11と位置13との間に延びる部分があってもよい。
The mounting
連結機構8,9の可動によって装着具5に対するアーム部4、画像表示部3の向きが変更された場合に、重心の位置25は変更される。装着具5は、重心の位置25が変更されても、前後方向において先端部61と重心の位置25との間に位置15A,15Bが位置することが好ましい。このためには、装着具5は、パッド76,77を設ける位置、大きさ等でHMD1の重心の位置25を調整できるとよい。
When the orientation of the
上記実施形態において、前後方向は、本発明の「第一方向」に相当する。左右方向は、本発明の「第二方向」に相当する。上下方向は、本発明の「第三方向」に相当する。位置11は、本発明の「第一位置」に相当する。位置12は、本発明の「第二位置」に相当する。位置13は、本発明の「第三位置」に相当する。位置14は、本発明の「第四位置」に相当する。位置16は、本発明の「第五位置」に相当する。位置17は、本発明の「第六位置」に相当する。位置15A,15Bは、本発明の「特定位置」に相当する。位置21は、本発明の「第二方向における中央の位置」に相当する。位置25は、本発明の「重心の位置」に相当する。右側部分51は、本発明の「第一部分」に相当する。左側部分52は、本発明の「第二部分」に相当する。中前部分53は、本発明の「第三部分」に相当する。右後部分55は、本発明の「第四部分」に相当する。右前部分54は、本発明の「第五部分」に相当する。左後部分57は、本発明の「第六部分」に相当する。左前部分56は、本発明の「第七部分」に相当する。
In the above embodiment, the front-rear direction corresponds to the “first direction” of the present invention. The left-right direction corresponds to the “second direction” of the present invention. The vertical direction corresponds to the “third direction” of the present invention. The
画像表示部3は、本発明の「画像表示装置」に相当する。上端部4Aは、本発明の「一端部」に相当する。下端部4Bは、本発明の「他端部」に相当する。連結機構8は、本発明の「第一連結機構」に相当する。連結機構9は、本発明の「第二連結機構」に相当する。パッド76,77は、本発明の「第一当て部」に相当する。パッド75は、本発明の「第二当て部」に相当する。
The
1 HMD
3 画像表示部
4 アーム部
4A 上端部
4B 下端部
5 装着具
8 連結機構
9 連結機構
10 領域
11,12,13,14,15A,15B,
16,17,21,25 位置
51 右側部分
52 左側部分
53 中前部分
54 右前部分
55 右後部分
56 左前部分
57 左後部分
61 先端部
75,76,77 パッド
1 HMD
3
16, 17, 21, 25
Claims (10)
画像を表示する画像表示装置と、
一端部が他端部よりも前記第一方向および前記第二方向に直交する第三方向の一方側に配置されるアーム部であって、前記一端部が前記装着具の特定位置に連結され、前記他端部が前記画像表示装置に連結されるアーム部と
を備え、
前記装着具は、前記装着具の前記第二方向における中央の位置よりも前記第二方向一方側または他方側の位置であり、且つ前記第一方向において、前記装着具の前記第一方向一方側の端部である先端部の位置と、前記画像表示装置および前記アーム部が連結された前記装着具の重心の位置との間に前記特定位置を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 An wearing tool having a portion that is formed in an open or closed ring and that curves in a convex shape in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction;
An image display device for displaying an image;
One end portion is an arm portion arranged on one side of the third direction orthogonal to the first direction and the second direction from the other end portion, and the one end portion is connected to a specific position of the wearing tool, The other end includes an arm connected to the image display device,
The wearing tool is a position on the one side or the other side in the second direction with respect to a center position in the second direction of the wearing tool, and in the first direction, the one side in the first direction of the wearing tool. A head-mounted display having the specific position between a position of a tip portion which is an end portion of the display device and a position of a center of gravity of the wearing tool to which the image display device and the arm portion are coupled.
前記装着具は、前記重心の位置よりも前記第一方向他方側に、前記第三方向の長さが前記第一方向の一方側から他方側へ向けて次第に大きくなる部分を有することを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドマウントディスプレイ。 In the part of the wearing tool, the part on the one side in the first direction with respect to the position of the center of gravity has a constant length in the third direction,
The wearing tool has a portion in which the length in the third direction gradually increases from one side to the other side in the first direction on the other side in the first direction than the position of the center of gravity. The head mounted display according to claim 1 or 2.
前記装着具は、前記第一方向において、前記装着具の前記第二当て部を設けた位置と、前記重心の位置との間に前記特定位置を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 It is a part of the wearing tool including the tip part, and at least a part of the wearing tool part on the one side in the first direction from the position of the center of gravity is surrounded by the curved shape of the wearing tool. A second abutment portion is provided on the surface of the wearing tool facing in the area,
The said mounting tool has the said specific position between the position which provided the said 2nd contact part of the said mounting tool in the said 1st direction, and the position of the said gravity center. The head mounted display in any one.
前記画像表示装置が前記アーム部に対して二軸以上の回転自由度を有した状態で、前記画像表示装置と前記アーム部の前記他端部とを連結する第二連結機構と
を更に備え、
前記アーム部は、前記一端部と前記他端部との間の長さが一定であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 A first coupling mechanism that couples the specific position of the wearing tool and the one end of the arm part with the arm part having a degree of freedom of rotation of two or more axes with respect to the wearing tool;
A second connecting mechanism for connecting the image display device and the other end of the arm portion in a state where the image display device has a degree of freedom of rotation of two or more axes with respect to the arm portion;
The head-mounted display according to claim 1, wherein the arm portion has a constant length between the one end portion and the other end portion.
第一位置と、前記第一位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第二位置との間で延びる第一部分と、
前記第一位置に対して前記第二方向の一方に位置する第三位置と、前記第二位置に対して前記第二方向の一方に位置し、且つ前記第三位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第四位置との間で延びる第二部分と、
前記第一位置と前記第三位置との間および前記第二位置と前記第四位置との間のうち少なくとも一方の間で延び、前記第一部分および前記第二部分の夫々に連続する第三部分と
を備え、
少なくとも一部が、前記第一部分、前記第二部分および前記第三部分によって囲まれる領域の外側へ向けて凸状に湾曲することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 The wearing tool is
A first portion extending between a first position and a second position located on one side of the first direction relative to the first position;
A third position located in one of the second directions with respect to the first position, and a position in one of the second directions with respect to the second position, and in the first direction with respect to the third position. A second portion extending between a fourth position located on one side;
A third portion extending between at least one of the first position and the third position and between the second position and the fourth position and continuing to each of the first portion and the second portion. And
The head mount according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a part is curved in a convex shape toward an outside of a region surrounded by the first part, the second part, and the third part. display.
前記第一位置と、前記第一位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向他方側に位置する第五位置との間で延びる第四部分と、
前記第五位置と、前記第五位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向一方側に位置する前記第二位置との間で延びる第五部分と
を有し、
前記第二部分は、
前記第三位置と、前記第三位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向一方側に位置する第六位置との間で延びる第六部分と、
前記第六位置と、前記第六位置よりも前記第一方向一方側且つ前記第二方向他方側に位置する前記第四位置との間で延びる第七部分と
を有すること
を特徴とする請求項7に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The first part is
A fourth portion extending between the first position and a fifth position located on the one side in the first direction and the other side in the second direction from the first position;
A fifth portion extending between the fifth position and the second position located on the one side in the first direction and the one side in the second direction from the fifth position;
The second part is
A sixth portion extending between the third position and a sixth position located on the one side in the first direction and the one side in the second direction from the third position;
The seventh portion extending between the sixth position and the fourth position located on the one side in the first direction and the other side in the second direction with respect to the sixth position. 8. The head mounted display according to 7.
第一位置と、前記第一位置よりも第一方向の一方側に位置する第二位置との間で延びる第一部分と、
前記第一位置に対して前記第一方向に直交する第二方向の一方に位置する第三位置と、前記第二位置に対して前記第二方向の一方に位置し、且つ前記第三位置よりも前記第一方向の一方側に位置する第四位置との間で延びる第二部分と、
前記第一位置と前記第三位置との間および前記第二位置と前記第四位置との間のうち少なくとも一方の間で延び、前記第一部分および前記第二部分の夫々に連続する第三部分と
を備え、
少なくとも一部が、前記第一部分、前記第二部分および前記第三部分によって取り囲まれる領域の外側へ向けて凸状に湾曲し、更に、
一端部が他端部よりも前記第一方向および前記第二方向に直交する第三方向の一方側に位置し、前記他端部に前記画像表示装置が連結されるアーム部の前記一端部が連結される特定位置を、前記第二方向における中央の位置よりも前記第二方向一方側または他方側の位置であり、且つ前記第一方向において、前記第一方向一方側の端部である先端部の位置と、前記画像表示装置および前記アーム部が連結された場合の前記第一方向における重心の位置との間に有することを特徴とする装着具。 A mounting tool for mounting an image display device for displaying an image,
A first portion extending between a first position and a second position located on one side in the first direction relative to the first position;
A third position located in one of the second directions perpendicular to the first direction with respect to the first position; and a third position located in one of the second directions with respect to the second position; and from the third position A second portion extending between a fourth position located on one side of the first direction,
A third portion extending between at least one of the first position and the third position and between the second position and the fourth position and continuing to each of the first portion and the second portion. And
At least a portion is curved convexly toward the outside of the region surrounded by the first portion, the second portion and the third portion;
One end portion of the arm portion is located on one side in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction from the other end portion, and the one end portion of the arm portion to which the image display device is connected to the other end portion. The specific position to be connected is a position on one side or the other side in the second direction with respect to the center position in the second direction, and in the first direction, a tip that is an end portion on the one side in the first direction And a position of the center of gravity in the first direction when the image display device and the arm unit are connected.
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