JP2016126217A - 画像表示装置、及び、ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像表示装置11は、画像ユニット、光学系、筐体3、操作部材4、及び、調節機構を備える。第1面31は、第1位置311と第2位置312との間に亙って延びる第1部分31A、第2位置312と第3位置313との間に亙って延びる第2部分31Bを有する。第1位置311は、中心3Cよりも右側に位置する。第2位置312は、第1位置311よりも左側、第1位置311よりも上側、及び、操作部材4の中心軸4Aよりも右側に位置する。第3位置313は、第2位置312よりも左側に位置する。第1面31A上を左右方向に沿って第1位置311から第3位置313まで移動する比較点における法線の方向は、第2位置312を通過するときに不連続に変化する。
【選択図】図6
Description
図1、図2に示すように、装着具8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8は、第1部分81及び第2部分82、83を有する。なお、以下では、理解を容易とするために、装着具8を第1部分81及び第2部分82、83に区分して説明するが、装着具8は、第1部分81及び第2部分82、83のそれぞれの部材に分かれておらず、全体として一体の部材である。
接続具9は略棒状である。接続具9は、樹脂や金属などで構成される。接続具9は、正面から見た状態で上下方向に延びる。より詳細には、図2に示すように、接続具9は上下方向に対して下端部が前方に傾斜する向きに延びる。接続具9の上端部は、ボールジョイント21及び接続部材26を介して装着具8に接続される。接続具9の下端部は、ボールジョイント22及び接続部材27を介して画像表示装置11に接続される。画像表示装置11は、接続具9によって装着具8に取り付けられる。即ち、接続具9、ボールジョイント21、ボールジョイント22、接続部材26及び接続部材27は、装着具8と画像表示装置11とを接続する接続機構として機能する。接続具9は、装着具8から離隔した位置に画像表示装置11を保持する。接続具9は、装着具8が使用者の頭部に着用された状態で、画像表示装置11のハーフミラー61Aを、使用者の左眼の前方に配置させることができる。
図1に示すように、接続部材26は、連結部26A及び円柱部26Bを有する。連結部26Aは、装着具8の位置8Bの内側、外側、及び、上側のそれぞれに接触する。連結部26Aは、装着具8に対して接続部材26を着脱可能に連結する。円柱部26Bは円柱状の部材である。円柱部26Bは、連結部26Aのうち装着具8の外側に接触する部分から、装着具8の外側に突出する。ボールジョイント21は、ソケット21A及びボールスタッド21Bを有する。ソケット21Aは、円柱部26Bの先端に接続される。ボールスタッド21Bは、非図示の球体部と、その球体部から突出する棒状部とを有する。ボールスタッド21Bの球体部は、ソケット21Aによって回転可能に保持される。ボールスタッド21Bの棒状部は、球体部から装着具8の外側に向けて延びる。ボールスタッド21Bの棒状部の先端は、接続具9の上端部に接続される。
画像表示装置11について説明する。画像表示装置11は、筐体3、操作部材4、調節機構5(図9参照)、光学系6(図9参照)、画像ユニット7(図9参照)を有する。
筐体3は、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。筐体3は中空箱状である。図3に示すように、筐体3の上側、下側、前側、後側、及び、右側を、それぞれ、第1面31、第2面32、第3面33、第4面34、第5面35という。なお、筐体3の左側は開放する。第1面31及び第3面33は、互いに接続される部分の近傍で湾曲する。第1面31及び第3面33は、段差なく連続的に繋がっている。第2面32及び第3面33は、互いに接続される部分の近傍で湾曲する。第2面32及び第3面33は、段差なく連続的に繋がっている。以下では、第1面31と第3面33との境界線331、及び、第2面32と第3面33との境界線332を、次のように定義する。筐体3の上下方向中心3Aよりも上側且つ前後方向中心3Bよりも前側の部分の任意の点における法線のうち、水平面に対する角度θ1が45度となる法線に対応する点を結んだ線を、境界線331とする。筐体3の上下方向中心3Aよりも下側且つ前後方向中心3Bよりも前側の部分の任意の点における法線のうち、水平面に対する角度θ2が45度となる法線に対応する点を結んだ線を、境界線332とする。
図4に示すように、第1面31は、左右方向に長い板状である。第1面31の右端及び左端は、何れも、左斜め後ろから右斜め前に向けて延びる。第1面31の右端及び左端は、前後方向に対して傾斜する。以下、第1面31の右端の位置を、「第1位置311」という。第1面31の左端の位置を、「第3位置313」という。第1面31は、第1部分31A及び第2部分31Bを有する。第1部分31Aは、第1位置311から左側に向けて延びる。第2部分31Bは、第3位置313から右側に向けて延びる。図5に示すように、第1部分31A及び第2部分31Bは、それぞれ、上側に湾曲する。第1部分31Aの左端と第2部分31Bの右端とは、第2位置312で接続する。図4に示すように、第2位置312は、前後方向に沿って延びる仮想線312A上に配置される。このため、図5に示すように、第1面31は、第1面31の右端及び左端よりも上側に突出する頂部としての第2位置312を有する。より具体的に、前側から見た場合の第1面31は、第2位置312を頂点とした峰状となる。第1位置311及び第2位置312は、筐体3の左右方向中心3Cよりも右側に配置される。第3位置313は、筐体3の左右方向中心3Cよりも左側に配置される。
図3、図5に示すように、第2面32の形状は、第1面31と上下対象である。図5に示すように、第2面32は、第4位置321、第5位置322、第6位置323、第3部分32A、及び、第4部分32Bを有する。第4位置321、第5位置322、第6位置323、第3部分32A、及び、第4部分32Bは、それぞれ、第1面31の第1位置311、第2位置312、第3位置313、第1部分31A、及び、第2部分31Bに対応する。第5位置322は、第2面32の右端及び左端よりも下側に突出する頂部を形成する。図5に示すように、第2位置312と第5位置322との左右方向の位置は一致する。
図5に示すように、第3面33は、左右方向に長い板状である。図3に示すように、第3面33は前側に湾曲する。図5に示すように、第3面33の左端は、上下方向両端部から上下方向中心3Aに向けて右側に凹み、略円弧を形成する。第3面33の左端の円弧で囲まれた部分の後側に、ハーフミラー61Aが配置される。第3面33には、前後方向に貫通する穴33A(図8、図9参照)が形成され、その周囲に溝33B(図9参照)が形成される。穴33Aの中心は、上下方向中心3Aに一致し、且つ、左右方向中心3Cよりも左側に位置する。後述する操作部材4は、前側から溝33Bに嵌る。後述する調節機構5(図9参照)は、穴33Aに後側から進入し、操作部材4の後面に接続する。第3面33は、操作部材4を回転可能に支持する。
図8に示すように、第4面34は、左右方向に長い板状である。第4面34の左右方向の長さは、第1面31、第2面32、及び、第3面33のそれぞれの左右方向の長さよりも短い。図3に示すように、第4面34は、第1面31及び第2面32のそれぞれの後端の間を上下方向に延びる。図4に示すように、第4面34の左端と、第3面33の左端のうち最も右側に凹んだ部分との左右方向の位置は略同一である。図8に示すように、第4面34の左端部に2つの穴34Aが形成される。第4面34の右端部に、3つの穴34Bが形成される。第5面35は、第4面34の右端から前方に延びる。第5面35の前端に、右側に延びる板状部36が設けられる。板状部36には、上下方向に並んだ2つの穴36Aが形成されている。板状部36の右端に、左側に凹んだ凹部36Bが形成される。
画像ユニット7は、通信線37(図3、図4参照)を介して外部機器から受信した画像データに応じた画像の画像光を生成し、射出する。図9に示すように、画像ユニット7は、第1保持部材71、液晶表示装置72、及び、第2保持部材73を有する。
光学系6は、偏向ユニット61及びレンズユニット62を有する。レンズユニット62は、画像ユニット7から射出された画像光を、偏向ユニット61のハーフミラー61Aに導く。レンズユニット62は、第1部材62A、及び、第2部材62Bを有する。第1部材62Aは、左右方向に延び、且つ、上下に平坦面を有する、左右両側が開放した中空の略円柱状の部材である。第1部材62Aの内側に複数のレンズが固定される。第1部材62Aの前面に、前方に向けて突出する第1凸部621が設けられる。第1凸部621は円柱状である。第1凸部621は、後述する調節機構5のカム溝に嵌る。第1部材62Aの後面に、後方に向けて突出する第2凸部(図示略)が設けられる。第2凸部は、左右方向に長い棒状である。第2凸部は、第4面34の前側に設けられた溝34Cに嵌る。レンズユニット62は、第2凸部が溝34Cに沿って移動することに応じて左右方向に移動可能である。
図9に示すように、操作部材4は円形板状である。操作部材4の一方の面は前方向を向き、他方の面は後方向を向く。操作部材4の中心軸4Aは前後方向に延びる。操作部材4は、中心軸4Aを中心として回転可能である。操作部材4の側面4Bには、前後方向に延びる複数の凹凸が設けられている。凹凸は、使用者が指を側面4Bに接触させて力を加えた場合に、操作部材4に対して指が滑ることを防止する。操作部材4は、筐体3の第3面33に設けられた溝33Bに嵌る。図5に示すように、操作部材4の中心軸4Aは、筐体3の左右方向中心3Cよりも左側に配置される。このため、中心軸4Aは、筐体3の第1面31の第2位置312、及び、第2面32の第5位置322よりも左側に配置されることになる。図6に示すように、筐体3の第1面31の第2位置312及び第2面32の第5位置322と、中心軸4Aとの左右方向の長さDは、10mmである。操作部材4の上端は、第1面31と第3面33との境界線331よりも下側に配置される。操作部材4の下端は、第2面32と第3面33との境界線332よりも上側に配置される。なお、操作部材4の上端と境界線331との間の上下方向の長さ、及び、操作部材4の下端と境界線332との間の上下方向の長さは、6mmに設定される。
図9に示すように、調節機構5は円形板状である。調節機構5の一方の面は前方向を向き、他方の面は後方向を向く。調節機構5は、円形の中心付近から前側に突出する突出部5Aを有する。突出部5Aは、第3面33の穴33Aに後側から進入し、第3面33から前側に突出する。突出部5Aの前端部は、操作部材4の後面の嵌合溝(図示略)に嵌合する。これによって、操作部材4及び調節機構5は、第3面33を前後両側から挟む。調節機構5は、操作部材4と一体となって回転可能である。なお、操作部材4及び調節機構5は一体に形成されてもよい。
HMD1の動作概要について説明する。初めに使用者は、HMD1の装着具8(図1参照)を頭部に着用する。図10に示すように、使用者は、画像表示装置11の筐体3の第2面32に、左手56の親指57を接触させ、第1面31に、左手の人差し指58を接触させる。より詳細には、使用者は、第2面32の第5位置322に親指57の第一関節より先の末節部分(例えば腹部分)を接触させる。使用者は、第1面31の第2位置312に人差し指58の第一関節より先の末節部分(例えば腹部分)を接触させる。使用者は、ハーフミラー61A(図1参照)が左眼の前方に配置されるように、画像表示装置11の位置を調節する。
装着具8がユーザに着用されて画像表示装置11がユーザの眼前に保持された状態で、ユーザが操作部材4を操作してピント調節を行う場合を例に挙げる。この場合、ユーザは、図10に示すように、筐体3の第2面32に左手56の親指57を接触させ、且つ、第1面31に左手56の人差し指58を接触させて、筐体3を上下方向から保持することが考えられる。そしてユーザは、左手56の中指59で操作部材4を回転させることが考えられる。操作部材4を回転させる中指59と、操作部材4との位置関係は、ユーザが筐体3を保持する位置、より詳細には、筐体3に接触した親指57及び人差し指58の位置に応じて変化する。
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。上記実施形態において、画像表示装置11は、装着具8及び接続具9によって、使用者の眼前に保持された。画像表示装置11は、別の機構によって使用者の眼前に保持されてもよい。例えば、画像表示装置11は、使用者の眼鏡、帽子、ヘッドバンド等に装着されることによって、使用者の眼前に保持されてもよい。上記実施形態において、筐体3は、親指57と人差し指58とで上下方向から挟まれることによって保持された。操作部材4は、中指59によって操作された。これに対し、筐体3は、親指57と、人差し指58及び中指59とで上下方向から挟まれることによって保持されてもよい。この場合、操作部材4は、薬指によって操作されてもよい。上記実施形態において、偏向ユニット61は、筐体3の第1面31及び第2面32で挟まれた部分に保持される場合に限定されない。例えば、偏向ユニット61は、筐体3に対して左側に保持されてもよい。
なお、前後方向は本発明の「第1方向」の一例である。後側は本発明の「第1方向の一方側」の一例である。前側は本発明の「第1方向の他方側」の一例である。左右方向は本発明の「第2方向」の一例である。左側は本発明の「第2方向の一方側」の一例である。右側は本発明の「第2方向の他方側」の一例である。上下方向は本発明の「第3方向」の一例である、上側は本発明の「第3方向の一方側」の一例である。下側は本発明の「第3方向の他方側」の一例である。光学系6のレンズユニット62は本発明の「第1光学部分」の一例である。光学系6の偏向ユニット61は本発明の「第2光学部分」の一例である。第2位置312は本発明の「第1頂部」の一例である。第5位置322は本発明の「第2頂部」の一例である。中心軸4Aは本発明の「仮想軸」の一例である。比較点P、Q1〜Q5、R1〜R8は本発明の「第1移動点」の一例である。比較点S、T1〜T5、U1〜U8は本発明の「第2移動点」の一例である。
3 :筐体
4 :操作部材
4A :中心軸
5 :調節機構
6 :光学系
7 5 :画像ユニット
11 :画像表示装置
31 :第1面
31A :第1部分
31B :第2部分
32 :第2面
32A :第3部分
32B :第4部分
33 :第3面
311 :第1位置
312 :第2位置
313 :第3位置
321 :第4位置
322 :第5位置
323 :第6位置
Claims (16)
- 画像光を生成する画像ユニットと、
前記画像ユニットによって生成された前記画像光を集光する第1光学部分と、前記第1光学部分によって集光された前記画像光を偏向し、第1方向の一方側に射出する第2光学部分とを有する光学系と、
前記画像ユニット及び光学系を保持する筐体であって、
前記第1方向と直交する第2方向に延び、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向の一方側を向く第1面と、
前記第3方向の他方側を向く第2面と、
前記第1面及び前記第2面と接続され、前記第1方向の他方側を向く第3面とを有し、
前記第2方向の中心よりも一方側で、前記光学系の前記第2光学部分を保持する筐体と、
前記筐体の前記第3面に設けられ、前記第1方向に沿って延びる仮想軸を中心に回転可能な操作部材と、
前記画像ユニット及び前記第1光学部分の少なくとも一方と前記操作部材とに係合し、前記操作部材の回動に応じて、前記画像ユニット及び前記第1光学部分を相対的に移動させる調節機構と、
を備え、
前記筐体の前記第1面は、前記第1面の前記第2方向における前記一方側の端及び他方側の端よりも前記第3方向の前記一方側に突出し、前記第2方向において前記操作部材の前記仮想軸よりも前記第2方向の他方側に位置する第1頂部を有する、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 前記第1頂部は、前記第1方向に沿って延びる線上に位置することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記第1頂部と前記第1面の前記第2方向における前記他方側の端との間の傾斜は、前記第1頂部と前記第1面の前記第2方向における前記一方側の端との間の傾斜よりも急峻に構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
- 前記第1頂部と前記仮想軸との前記第2方向の距離が、7mm以上15mm以下であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記筐体の前記第2面は、前記第2面の前記第2方向における前記一方側の端及び前記他方側の端よりも前記第3方向の前記他方側に突出し、前記第2方向において前記操作部材の前記仮想軸よりも前記第2方向の前記他方側に位置する第2頂部を有する、
ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の画像表示装置。 - 前記第1頂部と前記第2頂部との前記第2方向の位置が同一であることを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。
- 画像光を生成する画像ユニットと、
前記画像ユニットによって生成された前記画像光を集光する第1光学部分と、前記第1光学部分によって集光された前記画像光を偏向し、第1方向の一方側に射出する第2光学部分とを有する光学系と、
前記画像ユニット及び光学系を保持する筐体であって、
前記第1方向と直交する第2方向に延び、且つ、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向の一方側の第1面、
前記第3方向の他方側の第2面、及び、
前記第1方向の他方側の第3面を有し、
前記第2方向の中心よりも一方側で、前記光学系の前記第2光学部分を保持する筐体と、
前記筐体の前記第3面に設けられ、前記第1方向に沿って延びる仮想軸を中心に回転可能な操作部材と、
前記画像ユニット及び前記第1光学部分の少なくとも一方と前記操作部材とに係合し、前記操作部材の回動に応じて、前記画像ユニット及び前記第1光学部分を相対的に移動させる調節機構と、
を備え、
前記筐体の前記第1面は、第1位置と第2位置との間に亙って延びる第1部分と、前記第2位置と第3位置との間に亙って延びる第2部分とを少なくとも有し、
前記第1位置は、前記第2方向の中心よりも他方側に位置し、
前記第2位置は、前記第1位置よりも前記第2方向の前記一方側、前記第1位置よりも前記第3方向の前記一方側、及び、前記操作部材の前記仮想軸よりも前記第2方向の他方側に位置し、
前記第3位置は、前記第2位置よりも前記第2方向の前記一方側に位置し、
前記第1面上を前記第2方向に沿って前記第1位置から前記第2位置を通過して前記第3位置まで移動する仮想的な第1移動点における法線の方向は、前記第1移動点が前記第2位置を通過するときに不連続に変化することを特徴とする画像表示装置。 - 前記第3位置は、更に、前記第2位置よりも前記第3方向の前記他方側に位置することを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。
- 前記第2位置は、前記第1方向に沿って延びる線上に位置することを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
- 前記第1部分のうち前記第2位置との間の前記第2方向における長さが所定長の位置である第1特定位置と前記第2位置とを結んだ第1線分と、前記第2方向とのなす角度の鋭角である第1角度は、前記第2部分のうち前記第2位置との間の前記第2方向における長さが前記所定長の位置である第2特定位置と前記第2位置とを結んだ第2線分と、前記第2方向とのなす角度の鋭角である第2角度よりも大きい
ことを特徴とする請求項7から9の何れかに記載の画像表示装置。 - 前記第2位置と前記仮想軸との前記第2方向の距離が、7mm以上15mm以下であることを特徴とする請求項7から10の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記筐体の前記第2面は、第4位置と第5位置との間に亙って延びる第3部分と、前記第5位置と第6位置との間に亙って延びる第4部分とを少なくとも有し、
前記第4位置は、前記第2方向の中心よりも前記他方側に位置し、
前記第5位置は、前記第4位置よりも前記第2方向の前記一方側、前記第4位置よりも前記第3方向の前記他方側、及び、前記操作部材の前記仮想軸よりも前記第2方向の前記他方側に位置し、
前記第6位置は、前記第5位置よりも前記第2方向の前記一方側に位置し、
前記第2面上を前記第2方向に沿って前記第4位置から前記第5位置を通過して前記第6位置まで移動する仮想的な第2移動点における法線の方向は、前記第2移動点が前記第5位置を通過するときに不連続に変化することを特徴とする請求項7から11の何れかに記載の画像表示装置。 - 前記第2位置と前記第5位置との前記第2方向の位置が同一であることを特徴とする請求項12に記載の画像表示装置。
- 前記操作部材の前記第3方向の前記一方側の端部は、前記第1面よりも、前記第3方向の前記他方側に配置されたことを特徴とする請求項1から13の何れかに記載の画像表示装置。
- 第1方向と直交する第2方向に延び、且つ、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向の一方側の第1面、前記第3方向の他方側の第2面、及び、前記第1方向の他方側の第3面を有し、光学系によって集光された画像光を、前記第2方向の中心よりも一方側から、前記第1方向の一方側に向けて射出させる筐体と、
前記筐体の前記第3面に設けられ、前記第1方向に沿って延びる仮想軸を中心に回転可能な操作部材と、
前記操作部材の回動に応じて前記画像光を調節する調節部と、
を備え、
前記筐体の前記第1面は、第1位置と第2位置との間に亙って延びる第1部分と、前記第2位置と第3位置との間に亙って延びる第2部分とを少なくとも有し、
前記第1位置は、前記第2方向の中心よりも他方側の位置を示し、
前記第2位置は、前記第1位置よりも前記第2方向の前記一方側、前記第1位置よりも前記第3方向の前記一方側、及び、前記操作部材の前記仮想軸よりも前記第2方向の前記他方側の位置を示し、
前記第3位置は、前記第2位置よりも前記第2方向の前記一方側の位置を示し、
前記第1面上を前記第2方向に沿って前記第1位置から前記第2位置を通過して前記第3位置まで移動する仮想的な第1移動点における法線の方向は、前記第1移動点が前記第2位置を通過するときに不連続に変化することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1から15の何れかに記載の前記画像表示装置と、
頭部に装着可能に構成される装着具と、
前記装着具と前記画像表示装置とを接続する接続機構と、
を備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
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