JP2016081021A - 画像表示装置を着脱できるヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】いろいろな大きさの画面の画像表示装置を簡単に取り付け取り外しができ、取り付け後に画像表示装置を直接操作できる透過型ヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】画像表示装置３０４を簡単に固定するため上画像固定部７００と下画像固定部７０２を画像固定部２０２に設け、画像表示装置３０４を操作するため画像表示装置３０４のタッチパネル画面の前に操作空間を設けたヘッドマウントディスプレイを特徴とする。
【選択図】図６

Description

この発明は、小型画面や携帯端末などの画像表示装置を簡単に取り付け取り外し、また、取り付け後画像表示装置を操作できるヘッドマウントディスプレイに関するものである。

従来、ヘッドマウントディスプレイの画像表示装置はヘッドマウントディスプレイ専用の画像表示装置を使用しており、別の種類の画像表示装置に変更することができず、ヘッドマウントディスプレイの中に内蔵されて一体になっていた。

［ｏｎｌｉｎｅ］、Ｓｅｅｂｒｉｇｈｔ Ｉｎｃ、［平成２６年１０月５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ： ｈｔｔｐ：／／ｓｅｅｂｒｉｇｈｔ．ｃｏｍ／＞

従来のヘッドマウントディスプレイには、次のような欠点があった。
ヘッドマウントディスプレイ専用の画像表示装置なので別の種類の画像表示装置に容易に変更できない。ヘッドマウントディスプレイの画像表示装置の操作には別の付属の操作装置が必要。ヘッドマウントディスプレイの重量の頭部や首への負担の軽減など、本発明は以上のような欠点をなくすためになされたものである。

画像固定部２０２の上画像固定部７００と下画像固定部７０２にはゴム７０４が貼り付けてあり、上画像固定部７００と下画像固定部７０２の角度を変えてゴム７０４で画像表示装置３０４を挟み固定する。上画像固定部７００と下画像固定部７０２の角度を変更することにより、さまざまな大きさの画像表示装置３０４を画像固定部２０２に固定する。画像表示装置３０４を操作するために画像表示装置３０４のタッチパネル画面の前に操作できる空間を設けたヘッドマウントディスプレイ。また、頭部や首へのヘッドマウントディスプレイ１３０２の重量負担軽減のためにフレキシブルアーム１２００や多関節アーム１３００を用いて肩や背中でヘッドマウントディスプレイ１３０２を支える。
本発明は、以上の構成よりなるヘッドマウントディスプレイである。

ヒンジ１０４を回転させ画像固定部２０２を開くことによって画像表示装置３０４を画像固定部２０２に簡単に取り付け取り外しでき、また、画像表示装置３０４を固定するとき上画像固定部７００と下画像固定部７０２の固定する角度を調整することによってさまざまな大きさの画像表示装置３０４に変更できるので、いろいろな種類の画像表示装置３０４を取り付けることができる。今までは携帯端末などは、手で持って使っていたが、このヘッドマウントディスプレイによって持ち手を自由に使えるようになる。また、レンズ６０８が付いているので画像表示装置３０４の画像を拡大して見ることができる。フレキシブルアーム１２００や多関節アーム１３００でヘッドマウントディスプレイ１３０２を支えているので頭部や首への負担が軽減し長時間使用することができるようになる。

本発明の正面図である。 本発明の目の下の支柱１０８を省略した上面図である。 本発明の上カバー２００を取り外した上面図である。 本発明の画像固定部２０２を開いた状態の側面図である。 本発明の指で操作している様子を表した側面図である。 本発明の横カバー５００を取り外した側面図である。 本発明の画像の光線と外界光の光路を図示した側面図である。 本発明の画像表示装置３０４からの光線が使用者に虚像として見える様子を表した図である。 本発明のハーフミラー６１０を透しての外界光が使用者に見える様子を表した図である。 本発明を使用者に装着した状態の図である。 使用者がメガネ１１００を掛けた状態で本発明を装着した状態の図である。 本発明の使用者の頭部や首への重量軽減のためのフレキシブルアーム１２００を取り付けた側面図である。 本発明を多関節アーム１３００と固定ベスト１２０２で支えている図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。
はじめに、図１３に示すようにヘッドマウントディスプレイ１３０２の構造について説明する。図１、図２に示すようにミラー６０６、レンズ６０８、ハーフミラー６１０は、接着剤などでシャフト１０２に固定されている。両側のＯリング１０６とストッパー１００でシャフト１０２は、左右の支柱３０６に押さえ付けられるが、Ｏリング１０６があるのでシャフト１０２は回転させることができるので任意の角度に固定できる。また、応用としてシャフト１０２やヒンジ１０４は、電子制御で角度を調節することもできる。

次に、図２に示すように、画像固定部２０２には、前全面に透明パネル２０４が貼り付けられている。透明パネル２０４の素材は、プラスチックやアクリルやポリカーボネートなどである。透明パネル２０４の色は、半透明や有色の場合もある。

次に、図３、図６に示すように、頭部用支柱３０８と頭部６１２の間にはクッション３０２を設ける。クッション３０２は、クッション固定部３００に面ファスナーなどで固定されており着脱できる。支柱３０６に目の下用クッション１１０の付いた目の下用支柱１０８を取り付け、ヘッドマウントディスプレイ１３０２を目の下の頬６１４で支えることができる。目の下用支柱１０８が不必要の場合は支柱３０６から取り外してヘッドマウントディスプレイを使うことができる。目の下用クッション１１０は、目の下用支柱１０８と面ファスナーなどで固定されており着脱できる。

次に、図４に示すように、ヒンジ１０４には任意の角度を保持できるフリーストップ仕様のトルクヒンジを使う。画像固定部２０２を開くことによって、画像表示装置３０４を取り外しし易くなる。

次に、図５に示すように、画像表示装置３０４のタッチパネル画面を操作できるように操作空間を設け、指５０２などで画像表示装置３０４を操作できる。

次に、図６に示すように、横カバー５００を取り外した状態である。ヘッドマウントディスプレイのヒンジ１０４、上画像固定部７００、下画像固定部７０２、ミラー６０６、レンズ６０８、ハーフミラー６１０は、角度を調整でき位置決めができる。
ヘッドマウントディスプレイ１３０２を頭部６１２に固定するために長さが調整できるバンド６００を設ける。

次に、図７に示すように、上画像固定部７００と下画像固定部７０２には、スプリング付きのヒンジ、または、角度を保持できるフリーストップ仕様のトルクヒンジを使う。画像固定部２０２に、ゴム７０４を貼った上画像固定部７００と下画像固定部７０２を設ける。上画像固定部７００と下画像固定部７０２の角度を調整してゴム７０４で画像表示装置３０４を挟み固定する。ゴム７０４は画像表示装置３０４の脱落防止と固定のためにある。

次に、図８に示すように、画像表示装置３０４から出てくる画像の光線７０８、７１０は、１枚のミラー６０６で反射し、１枚のレンズ６０８で屈折され、１枚のハーフミラー６１０で反射し、使用者の目６０２、６０４に到達する。

次に、図７、図８、図９に示すように、画像表示装置３０４の画像の光線７０８，７１０は、ミラー６０６で反射しレンズ６０８で拡大され、ハーフミラー６１０で反射して使用者の目６０２，６０４に達する。ただし、画像の光線７０８，７１０は、レンズ６０８を通っているのでは屈折して使用者の目６０２，６０４には８００，８０２の位置に画像の虚像が見える。つまり、使用者は、画像表示装置３０４の画像の拡大画像を見ることができる。また、外界光７１２，７１４はハーフミラー６１０を透過して使用者の目６０２，６０４に見える。使用者の目６０２，６０４を紫外線から守るためにレンズ６０８とハーフミラー６１０には紫外線防止フィルムを貼る。
しかし、画像表示装置３０４に紫外線防止フィルムが貼られている場合は、レンズ６０８に紫外線防止フィルムを貼る必要はない。

次に、図１０に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１３０２がバンド６００により頭部６１２に固定され、また、ヘッドマウントディスプレイ１３０２の頭部への重量軽減のための目の下用支柱１０８と目の下用クッション１１０が取り付けられている様子である。

次に、図１１に示すように、使用者がメガネ１１００を装着した状態でヘッドマウントディスプレイ１３０２を装着した状態である。

次に、図１２、図１３に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１３０２の頭部への重量負担の軽減のためフレキシブルアーム１２００や多関節アーム１３００などをヘッドマントディスプレイ１３０２と固定ベスト１２０２の間に取り付け、肩や背中でヘッドマウントディスプレイ１３０２を支えることができる。
本発明は、以上のような構造である。

本発明は、人々が保有しているさまざまな携帯端末で仮想現実を提供する。また、人型ロボットの拡張デバイスなどで利用される。

１００ ストッパー
１０２ シャフト
１０４ ヒンジ
１０６ Ｏリング
１０８ 目の下用支柱
１１０ 目の下用クッション
２００ 上カバー
２０２ 画像固定部
２０４ 透明パネル
３００ クッション固定部
３０２ クッション
３０４ 画像表示装置
３０６ 支柱
３０８ 頭部用支柱
５００ 横カバー
５０２ 指
６００ バンド
６０２ 左目
６０４ 右目
６０６ ミラー
６０８ レンズ
６１０ ハーフミラー
６１２ 頭部
６１４ 目の下の頬
７００ 上画像固定部
７０２ 下画像固定部
７０４ ゴム
７０８ 画像の光線Ａ
７１０ 画像の光線Ｂ
７１２ 外界光Ａ
７１４ 外界光Ｂ
８００ 画像の光線Ａの虚像
８０２ 画像の光線Ｂの虚像
１１００ メガネ
１２００ フレキシブルアーム
１２０２ 固定ベスト
１３００ 多関節アーム
１３０２ ヘッドマウントディスプレイ

Claims (5)

1. 画像表示装置３０４の画像がミラー６０６で反射しレンズ６０８で拡大された後、ハーフミラー６１０で反射し、また、外界光７１２、７１４がハーフミラー６１０を透過し重ね合わされて使用者に拡大された画像と外界光７１２、７１４が見えるヘッドマウントディスプレイ
2. 請求項１において、ヒンジ１０４を回転させ画像固定部２０２を開くことによって画像表示装置３０４の取り付け取り外しが簡単にでき、上画像固定部７００と下画像固定部７０２によって、さまざまな大きさの画像表示装置３０４を取り付けられるようになったヘッドマウントディスプレイ
3. 請求項１において、画像表示装置３０４を取り付け後に画像表示装置３０４のタッチパネル画面を直接操作できるように画像表示装置３０４の画面の前にタッチパネル画面を操作できる空間を設けたヘッドマウントディスプレイ
4. 請求項１又は２又は３において、目の下用クッション１１０によってヘッドマウントディスプレイを目の下の頬６１４で支えるヘッドマウントディスプレイ
5. 請求項１又は２又は３において、固定ベスト１２０２を使用者が装着し、フレキシブルアーム１２００や多関節アーム１３００を用いて、肩や背中でヘッドマウントディスプレイの重量を分散し、ヘッドマウントディスプレイを支えることができるヘッドマウントディスプレイ固定ベスト

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