JP2017026704A - Display device and spectacle type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、表示装置および眼鏡型表示装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a display device and a glasses-type display device.
ユーザの頭部に装着される装置であって、表示部に表示された映像を反射部で反射させ、その反射させた映像をユーザに観察させる眼鏡型表示装置は、非透過型と透過型の2種類に大別される。従来から知られているヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display;HMD)の多くが非透過型に分類される。 An eyeglass-type display device that is mounted on a user's head and reflects an image displayed on a display unit by a reflecting unit and allows the user to observe the reflected image is a non-transmissive type or a transmissive type. There are two main types. Many conventionally known head mounted displays (HMDs) are classified as non-transmissive types.
透過型は、装着者の視野を遮らずに補助的な情報を表示する用途に適している。ただし、透過型であっても視野の正面に情報を表示するのは安全性の面で問題があるため、視野の右上隅に情報を表示することが多い。右上隅に表示することで一定の安全性は確保できるものの、視線移動が大きくなり、長時間疲れずに情報を見ることが難しいという問題が生じる。 The transmission type is suitable for applications that display auxiliary information without obstructing the wearer's visual field. However, even if it is a transmissive type, displaying information in front of the field of view is problematic in terms of safety, so information is often displayed in the upper right corner of the field of view. Although a certain level of safety can be ensured by displaying in the upper right corner, there is a problem that the movement of the line of sight increases and it is difficult to view information without fatigue for a long time.
適切な情報の表示位置は利用シーンによって異なる。例えば、手作業をしながら頻繁に情報を参照することが求められるシーンでは、手元を遮らず、かつ、できるだけ手元からの視線移動が小さい位置に情報が表示されることが望ましい。 Appropriate information display positions vary depending on usage scenes. For example, in a scene in which it is required to frequently refer to information while performing manual work, it is desirable that the information is displayed at a position where the movement of the line of sight from the hand is as small as possible without blocking the hand.
従来技術として、画像を表示する表示部、表示部から出射された画像光の少なくとも一部の進行方向を変化させる投影部、および、投影部からの画像光を装着者の眼球に導くための導光部の位置関係を制御することで、表示位置を変化させる技術が知られている。 Conventional techniques include a display unit for displaying an image, a projection unit for changing the traveling direction of at least part of image light emitted from the display unit, and a guide for guiding the image light from the projection unit to the eyeball of the wearer. A technique for changing the display position by controlling the positional relationship of the optical parts is known.
しかし、上記従来技術においては、眼鏡レンズを構成する導光部の内部に1枚の大型の反射板を埋め込む必要があるため、眼鏡レンズを薄くすることが困難であった。 However, in the above prior art, since it is necessary to embed a single large reflecting plate inside the light guide part constituting the spectacle lens, it is difficult to make the spectacle lens thin.
本発明が解決しようとする課題は、眼鏡レンズを薄くしつつ観察者が観察する像の位置を変化させることが可能な表示装置および眼鏡型表示装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a display device and a spectacle-type display device capable of changing the position of an image observed by an observer while making the spectacle lens thinner.
実施形態の表示装置は、出射部と反射部とを備える。出射部は、画像情報を含む光を出射する。反射部は、入射した光の少なくとも一部を反射させる1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する。画像情報を含む光は、何れか1つの反射領域へ入射する。反射部が有する複数の反射領域は、反射面の角度および延伸方向のうちの少なくとも1つが互いに異なる2以上の反射領域を含む。 The display device of the embodiment includes an emission unit and a reflection unit. The emission unit emits light including image information. The reflection unit has a plurality of reflection regions each provided with one or more reflection surfaces that reflect at least part of incident light. Light including image information enters one of the reflection areas. The plurality of reflection regions of the reflection unit include two or more reflection regions in which at least one of the angle of the reflection surface and the extending direction is different from each other.
以下、添付図面を参照しながら、表示装置および眼鏡型表示装置の実施形態を説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。なお、以下の実施形態では、同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of a display device and a glasses-type display device will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings. In the following embodiments, the same reference numerals are assigned to the same elements, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.
図1は、本実施形態の眼鏡型表示装置1の構成の一例を示す図である。図1の例では、眼鏡型表示装置1は、2つの表示装置100を用いた両眼ヘッドマウントディスプレイ(HMD)であるが、これに限らず、例えば1つの表示装置100を用いた単眼HMDであってもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a glasses-
図1の例では、2つの表示装置100、および、2つの表示装置100と1対1に対応する2つの眼鏡レンズ160は、保持部320によって保持されている。図1の例では、保持部320は眼鏡フレームとしての役割を果たし、ノーズパッド321と、ブリッジ322とをさらに含む。ブリッジ322は、一方の眼鏡レンズ160と他方の眼鏡レンズ160とを接続する。必要に応じて眼鏡レンズ160のリム(眼鏡レンズ160を保持する枠)等が設けられてもよい。なお、本実施形態では、右眼用の眼鏡レンズ160と左眼用の眼鏡レンズ160とが別々に設けられているが、これに限らず、例えば右眼用の眼鏡レンズ160と左眼用の眼鏡レンズ160とが一体で構成されてもよい。眼鏡レンズ160は光透過性の材料で構成される。
In the example of FIG. 1, two
図1において、2つの眼鏡レンズ160が並ぶ方向をX軸方向とする。X軸方向に対して垂直な1つの方向をY軸方向とする。X軸方向およびY軸方向の各々に対して垂直な方向をZ軸方向とする。図1の例では、X軸方向は観察者80の左右方向(横方向)に対応し、Y軸方向は観察者80の上下方向(縦方向)に対応し、Z軸方向は観察者80の前後方向(奥行き方向)に対応する。
In FIG. 1, the direction in which the two
次に、表示装置100の構成について説明する。以下の説明では、2つの表示装置100のうちの一方に着目してその構成を説明するが、他方の構成も同様に考えることができる。
Next, the configuration of the
表示装置100は、投影ユニット125と、反射部130と、回路部140と、を含み、保持部320によって保持されている。投影ユニット125は、表示部110と、光学部120とを含む。
The
回路部140は、各種の制御を行う回路である。回路部140のハードウェア構成については後述する。回路部140は、例えば有線または無線で接続された外部から画像情報を取得し、取得した画像情報を表示部110へ送る。図1の例では、回路部140は、屈曲可能なケーブル145を介して表示部110と電気的に接続されているが、これに限らず、例えば回路部140と表示部110とが無線で接続される形態であってもよい。
The
表示部110は、回路部140から取得した画像情報に従って、画像を表示する。表示部110は、画像を表示するディスプレイであり、複数の画素110eを含む。複数の画素110eは、平面上に並べて(例えばマトリクス状に)設けられる。表示部110は、画像情報を含む光L1を出射する。画像情報を含む光L1は、光学部120へ向けて出射される。なお、ディスプレイの形式は任意であり、例えば、液晶、有機ELまたはリキッドクリスタルオンシリコン(Liquid Crystal On Silicon)などを用いたディスプレイとすることができる。但し、実施形態は、これらに限定されない。
The
光学部120は、表示部110から出射された画像情報を含む光L1の少なくとも一部の進行方向を変化させる。図1の例では、光学部120は、表示部110の複数の画素110eから出射された光L1の光路上において、表示部110と反射部130との間に設けられる。光学部120は、少なくとも1つ以上の光学素子を含む。光学素子としては、レンズ、プリズム、またはミラーなどを用いることができる。このようにして、投影ユニット125から出射された光L1は、反射部130へ入射する。なお、複数の光学素子を用いた場合、それらは直線上に配置されていなくてもよい。投影ユニット125は、画像情報を含む光L1を出射する「出射部」の一例である。
The
反射部130は、入射した光の少なくとも一部を反射させる1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する。本実施形態では、画像情報を含む光L1は、何れか1つの反射領域へ入射するよう、投影ユニット125と反射部130との位置関係が設定(可変に設定)される。
The
例えば反射部130は、光学部120から入射した光の少なくとも一部を、眼鏡型表示装置1の装着者(観察者)80の瞳孔150に向けて反射させる。反射部130で反射した光は、瞳孔150から見て、虚像として像を形成する。このようにして、観察者は像を見ることができる。
For example, the reflecting
この例では、投影ユニット125内において、表示部110と光学部120との相対的配置は固定されている。なお、表示部110と光学部120との相対的配置は、画像情報を含む光L1を反射部130へ向けて投影(出射)する機能を損なわない程度に可変であってもよい。例えば、投影ユニット125内において表示部110と光学部120とがネジなどの締結部材で取り付けられていて、ネジの締め具合を調整することで、表示部110と光学部120との相対的な距離や、互いになす角を調整することができる構成であってもよい。表示部110と光学部120との間の距離を調整することで、観察者80から見た虚像までの距離を変化させることができる。例えば、顔の1m先に見えていた像を2m先に移動させることもできる。
In this example, the relative arrangement of the
反射部130は、例えばコンバイナであり、外界から反射部130へ入射した光の一部を透過させる。これにより、観察者80は、反射部130を通して外界を観察することができる。反射部130の観察者80側の面(平面でもよいし曲面でもよい)である第1面11pには複数の反射領域が設けられ、複数の反射領域ごとに、複数の微細な反射面が第1面11pに沿って設けられている。なお、これに限らず、例えば複数の反射領域ごとに、1つの反射面が第1面11pに沿って設けられる形態であってもよい。要するに、反射部130は、入射した光の少なくとも一部を反射させる1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する形態であればよい。また、本実施形態では、反射面の角度および延伸方向のうちの少なくとも1つは、反射領域ごとに異なる。
The
各反射面は例えばハーフミラーであり、入射した光の少なくとも一部を反射させる。図2に示すように、反射面のそれぞれは、第1面11pに対して傾斜しており、反射面同士は、長さhの段差を介して連続的に形成される。反射面と第1面11pとのなす角度(反射面の角度)は、光学部120の光軸と、想定される瞳孔150との位置関係によって定まる。これにより、例えば、光の反射角度を調整することができる。
Each reflecting surface is a half mirror, for example, and reflects at least a part of incident light. As shown in FIG. 2, each of the reflection surfaces is inclined with respect to the
図2の例では、反射領域ごとに反射面の角度が異なる。図2では、X軸方向に隣接する反射領域X1および反射領域X2が例示されており、反射領域X1に設けられた反射面のピッチは「P1」、反射領域X2に設けられた反射面のピッチは「P2」である。また、反射領域X1に設けられた反射面の段差、および、反射領域X2に設けられた反射面の段差の各々の長さは等しく、何れも「h」である。したがって、反射領域X1に設けられた各反射面の角度は、arctan(h/P1)となり、反射領域X2に設けられた各反射面の角度は、arctan(h/P2)となる。 In the example of FIG. 2, the angle of the reflection surface is different for each reflection region. In FIG. 2, the reflection region X1 and the reflection region X2 adjacent in the X-axis direction are illustrated, and the pitch of the reflection surface provided in the reflection region X1 is “P1”, and the pitch of the reflection surface provided in the reflection region X2 Is “P2”. The lengths of the steps of the reflecting surface provided in the reflecting region X1 and the steps of the reflecting surface provided in the reflecting region X2 are equal and both are “h”. Therefore, the angle of each reflection surface provided in the reflection region X1 is arctan (h / P1), and the angle of each reflection surface provided in the reflection region X2 is arctan (h / P2).
なお、この例では、反射領域X1に設けられた反射面の段差、および、反射領域X2に設けられた反射面の段差の各々の長さは等しいが、これに限らず、例えば反射領域X1に設けられた反射面の段差、および、反射領域X2に設けられた反射面の段差の各々の長さは互いに異なり、反射領域X1に設けられた反射面のピッチ、および、反射領域X2に設けられた反射面のピッチの各々の長さが等しい形態であってもよい。要するに、反射面の角度が反射領域ごとに異なる形態であればよい。 In this example, the length of each of the steps of the reflection surface provided in the reflection region X1 and the step of the reflection surface provided in the reflection region X2 is equal, but not limited to this, for example, in the reflection region X1 The lengths of the steps of the reflection surface provided and the lengths of the steps of the reflection surface provided in the reflection region X2 are different from each other, the pitch of the reflection surface provided in the reflection region X1 and the length of the reflection surface provided in the reflection region X2. Further, the lengths of the pitches of the reflecting surfaces may be equal. In short, it is sufficient that the angle of the reflection surface is different for each reflection region.
また、図2の例では、反射領域X1に設けられた反射面の延伸方向と、反射領域X2に設けられた反射面の延伸方向とは同じ方向である。反射面の延伸方向は、反射面の長手方向であり、図2の例では、各反射面の長手方向(延伸方向)と、Y軸とのなす角度は0度(各反射面の延存方向とY軸とは平行であるため)であると考えることができる。 In the example of FIG. 2, the extending direction of the reflecting surface provided in the reflecting region X1 and the extending direction of the reflecting surface provided in the reflecting region X2 are the same direction. The extending direction of the reflecting surface is the longitudinal direction of the reflecting surface. In the example of FIG. 2, the angle formed between the longitudinal direction (extending direction) of each reflecting surface and the Y axis is 0 degree (the extending direction of each reflecting surface). And the Y axis are parallel to each other).
反射部130は、複数の反射面及び複数の段差によって形成されたフレネル形状を有するが、これに限られるものではなく、同様に反射角度を調整できる形態であればよい。また、この例では、反射面として、反射率と透過率とが同率であるハーフミラーを適用する例を説明しているが、これに限らず、反射率と透過率とは同率でなくてもよい。要するに、反射面に用いられる材料は、一部の光を透過し一部の光を反射する材料であれば、どのようなものでも構わない。
The
図3は、反射部130を瞳孔150の方向から見た場合の模式的な平面図である。図3に示すように、反射部130には複数の反射領域が設けられている。例えば、図3(A)では、A、B、C、Dの4つの反射領域が設けられている。また、例えば図3(B)では、E、F、G、H、Iの5つの反射領域が設けられている。また、例えば図3(C)では、J、K、Lの3つの反射領域が設けられている。各反射領域の大きさや形状は任意である。図3の例では、反射領域の形状は矩形(長方形あるいは正方形)であるが、これに限らず、例えば円形や楕円形の形状であってもよい。また、各反射領域は連結して配置されてもよいし、離れて配置されても構わない。ただし、各反射領域は、互いに重ならないように設けられる(配置される)ものとする。
FIG. 3 is a schematic plan view when the reflecting
反射面の角度および延伸方向は、反射部130のうち反射面が属する領域と、投影ユニット125と、瞳孔150との相対的な位置関係によって決まる。図2の例では、反射面の角度は反射領域ごとに異なる一方、反射面の延伸方向は反射領域間で同一であるが、これに限らず、例えば反射面の角度および延伸方向の両方が反射領域ごとに異なる形態であってもよいし、例えば反射面の延伸方向は反射領域ごとに異なる一方、反射面の角度は反射領域間で同一であってもよい。なお、これに限らず、例えば反射部130が有する複数の反射領域には、反射面の角度および延伸方向の両方が同じである2以上の反射領域が含まれていてもよい。要するに、反射部130が有する複数の反射領域は、反射面の角度および延伸方向のうちの少なくとも1つが互いに異なる2以上の反射領域を含む形態であればよい。
The angle and the extending direction of the reflection surface are determined by the relative positional relationship between the region to which the reflection surface belongs in the
また、図1の例では、反射部130は眼鏡レンズ160の内部に設けられているが、これに限らず、反射部130の位置は任意である。例えば反射部130は、眼鏡レンズ160の外部に取り付けられる形態であってもよい。
In the example of FIG. 1, the
また、図1に示すように、本実施形態の眼鏡型表示装置1は、観察者80の操作に従って、投影ユニット125と反射部130との位置関係(相対的位置)を変化させる位置制御機構126をさらに備える。位置制御機構126は、画像情報を含む光L1が入射される反射領域が切り替わるよう、投影ユニット125を並進または回転させる機構である。より具体的な内容については後述する。この例では、投影ユニット125は、位置制御機構126を介して、保持部320に保持される。
As shown in FIG. 1, the eyeglass-
観察者80は、眼鏡型表示装置1の使用時において、ノーズパッド321を鼻に載せ、保持部320の一端320eを耳に載せる。このようにして、観察者80の鼻及び耳の位置に応じて、保持部320の位置と眼鏡レンズ160(及び反射部130)の相対的位置が規定される。眼鏡型表示装置1の使用時において、保持部320に対する反射部130の相対的配置は、実質的に固定されている。また、瞳孔150の反射部130に対する位置は、眼球運動に伴って移動するが、像(虚像)を見るときの瞳孔位置は一定の範囲内の関係を満たす。この範囲は、アイレンジと呼ばれ、直径数mm程度の円形の領域である。
When using the glasses-
図4は、回路部140のハードウェア構成の一例を示す図である。図4に示すように、回路部140は、処理回路(プロセッサ)141と、メモリ142と、インターフェース143と、を少なくとも備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
処理回路141は、回路部140の動作を統括的に制御する。メモリ142は、プログラム144等の各種のデータを記憶する。プログラム144は、予めメモリ142に記憶された状態で提供されてもよいし、CD−ROM等の不揮発性の記録媒体やネットワークを介して提供され、適宜インストールされてもよい。インターフェース143は、外部(装置、記憶媒体、ネットワーク等)と接続するためのインターフェースである。外部との接続方法は任意であり、有線接続でもよいし無線接続でもよい。
The
なお、回路部140の各ブロックの一部、又は全部には、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路またはIC(Integrated Circuit)チップセットを用いることができる。各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。集積化には、LSIに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。
An integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration) or an IC (Integrated Circuit) chip set can be used for a part or all of each block of the
次に、図5および図6を用いて、本実施形態における投影ユニット125と反射部130との相対的位置を変化させる様子を説明する。説明の便宜上、ここでは、反射部130には、横方向(X軸方向)に隣接する2つの反射領域AおよびBが設けられる場合を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。図5および図6の例では、投影ユニット125と反射部130との相対的位置は、位置制御機構126によって可変である。
Next, how the relative positions of the
この例では、位置制御機構126は、X軸方向(観察者80の左右方向)に沿って延びる長孔171と、投影ユニット125に固定され、かつ、長孔171に挿入された可動軸172とを有する。可動軸172は、長孔171内を移動することができる。これにより、X軸方向(観察者80の左右方向)における投影ユニット125の位置を可変に設定することができる。
In this example, the
図5は、可動軸172を長孔171内の左側に移動させた状態を示し、図6は、可動軸172を長孔171内の右側に移動させた状態を示す。図5では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Aに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Aから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から左方向にずれた位置に像が表示されている。一方、図6では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Bに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Bから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から右方向にずれた位置に像が表示されている。
FIG. 5 shows a state where the
図5および図6の何れにおいても、投影ユニット125から出射された光(画像情報を含む光L1)が反射部130に入射する角度は同じだが、反射部130によって反射される角度が異なる。本実施形態においては、図7に示すように、X軸方向(横方向)に隣接する反射領域Aおよび反射領域Bにおいて、反射面の角度を変えることによって、反射される角度を変えている。例えば、反射領域Aにおいては、図7(A)に示すような角度で反射面を並べることによって、反射部130の法線方向より右側にずれた方向に光を反射させている。一方、反射領域Bにおいては、図7(B)に示すように、図7(A)に比べて水平に近くなるような角度で反射面を並べることによって、反射部130の法線方向より左側にずれた方向に光を反射させている。
5 and 6, the angle at which the light emitted from the projection unit 125 (light L1 including image information) enters the reflecting
このように、本実施形態においては、投影ユニット125の位置を観察者80の左右方向(X軸方向)に移動させ、画像情報を含む光L1を、反射部130に設けられた複数の反射領域のうちの何れか1つの反射領域に投影する。複数の反射領域ごとに反射面の角度を異ならせることによって、瞳孔150に向けて反射される光の角度を変えることができるので、観察者80の正面から左右方向にずれた位置に像を表示することができる。
As described above, in the present embodiment, the position of the
また、上述したように、位置制御機構126は、観察者80の操作に応じて、画像情報を含む光L1が入射される反射領域が切り替わるよう、投影ユニット125と反射部130との位置関係を変化させる。一例として、位置制御機構126は、反射領域Aに対応する目盛Aと、反射領域Bに対応する目盛Bとを含み、回転操作に応じて指示位置を変更可能なダイヤル操作部(不図示)を備えていてもよい。例えば観察者80がダイヤル操作部を回転させて指示位置を目盛Aに合わせると、可動軸172は図5の位置に移動する一方、観察者80がダイヤル操作部を回転させて指示位置を目盛Bに合わせると、可動軸172は図6の位置に移動するという形態であってもよい。位置制御機構126は、観察者80による操作が行われるたびに、現在の指示位置を示す情報(つまり、現在の投影ユニット125と反射部130との相対的位置を示す情報に相当)を、回路部140へ通知することができる。例えば回路部140は、位置制御機構126から通知された情報を利用して、画像情報を補正する処理等を行うこともできる。
Further, as described above, the
以上に説明したように、本実施形態では、1枚の大型の反射板の代わりに、1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する反射部130を設けている。そして、画像情報を含む光が、何れか1つの反射領域へ入射するよう、投影ユニット125と反射部130との位置関係を可変に設定し、複数の反射領域ごとに反射面の角度を異ならせることにより、反射部130の厚み(つまり眼鏡レンズ160の厚み)を抑制しつつ、観察者80が観察する像の位置を変化させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら新規な実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These novel embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
以下、変形例を説明する。上述の実施形態と共通する部分については適宜に説明を省略する。 Hereinafter, modified examples will be described. A description of portions common to the above-described embodiment will be omitted as appropriate.
(変形例1)
例えば回路部140は、画像情報を含む光が入射される反射領域が切り替わるよう、投影ユニット125と反射部130との位置関係を自動的に制御する機能(位置制御部)を有する形態であってもよい。例えば回路部140は、観察者80の瞳孔150と反射部130との相対的な位置などに応じて、画像情報を含む光が入射される反射領域が切り替わるよう(最適な位置に像が表示されるよう)、位置制御機構126を制御する形態であってもよい。
(Modification 1)
For example, the
(変形例2)
例えば位置制御機構126は、図8および図9の構成であってもよい。この例では、位置制御機構126は、投影ユニット125を保持する回転軸部54を有し、回転軸部54を中心に投影ユニット125を回転させることができる。図8および図9の例では、X−Z平面内において投影ユニット125を回転させることができる。
(Modification 2)
For example, the
図8は、反射部130に対する画像情報を含む光L1(投影ユニット125から出射された光)の入射角が大きい状態を示し、図9は、反射部130に対する画像情報を含む光L1の入射角が小さい状態を示す。
8 shows a state where the incident angle of light L1 including image information with respect to the reflecting unit 130 (light emitted from the projection unit 125) is large, and FIG. 9 shows the incident angle of light L1 including image information with respect to the reflecting
図8では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Aに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Aから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から左方向にずれた位置に像が表示されている。一方、図9では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Bに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Bから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から右方向にずれた位置に像が表示されている。
In FIG. 8, the light L <b> 1 including the image information from the
本変形例においては、投影ユニット125を回転させ、画像情報を含む光L1を、反射部130に設けられた反射領域のうちの何れか1つの反射領域に投影する。上述したように、複数の反射領域ごとに反射面の角度を異ならせることによって、瞳孔150に向けて反射される光の角度を変えることができるので、観察者80の正面から左右方向にずれた位置に像を表示することができる。
In the present modification, the
(変形例3)
図10および図11は、観察者80の横方向から見た側面図である。説明の便宜上、ここでは、反射部130には、縦方向(この例ではY軸方向)に隣接する2つの反射領域BおよびDが設けられる場合を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。
(Modification 3)
10 and 11 are side views of the
この例では、位置制御機構126は、Y軸方向(観察者80の上下方向)に沿って延びる長孔33と、投影ユニット125に固定され、かつ、長孔33に挿入された可動軸53とを有する。可動軸53は、長孔33内を移動することができる。これにより、Y軸方向(観察者80の上下方向)における投影ユニット125の位置を可変に設定することができる。
In this example, the
図10は、可動軸53を長孔33内の上側に移動させた状態を示し、図11は、可動軸53を長孔33内の下側に移動させた状態を示す。図10では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Bに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Bから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から上方向にずれた位置に像が表示されている。一方、図11では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Dに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Dから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から下方向にずれた位置に像が表示されている。
FIG. 10 shows a state where the
図10および図11の何れにおいても、投影ユニット125から出射された光(画像情報を含む光L1)が反射部130に入射する角度は同じだが、反射部130によって反射される角度が異なる。本変形例においては、縦方向(この例ではY軸方向)に隣接する反射領域ごとに、反射面の角度は同じであり、かつ、反射面の延伸方向は異なる。より具体的には、図12に示すように、領域Bおよび領域Dにおいて、反射面の延伸方向を変えることによって、反射される角度を変えている。例えば、反射領域Bにおいては、図12(A)に示すような方向に傾けて反射面を延伸することによって、反射部130の法線方向より下側にずれた方向(法線方向に対して下側に傾いた方向)に光を反射させている。一方、反射領域Dにおいては、図12(B)に示すような方向に傾けて反射面を延伸することによって、反射部130の法線方向より上側にずれた方向(法線方向に対して上側に傾いた方向)に光を反射させている。
10 and 11, the angle at which the light emitted from the projection unit 125 (light L1 including image information) enters the reflecting
このように、本変形例においては、投影ユニット125の位置を観察者80の上下方向(Y軸方向)に移動させ、画像情報を含む光L1を、反射部130に設けられた複数の反射領域のうちの何れか1つの反射領域に投影する。複数の反射領域ごとに反射面の延伸方向を異ならせることによって、瞳孔150に向けて反射される光の角度を変えることができるので、観察者80の正面から上下方向にずれた位置に像を表示することができる。
As described above, in this modification, the position of the
(変形例4)
また、例えば上述の変形例3において、位置制御機構126は、図13および図14の構成であってもよい。この例では、位置制御機構126は、投影ユニット125を保持する回転軸部55を有し、回転軸部55を中心に投影ユニット125を回転させることができる。図13および図14の例では、Y−Z平面内において投影ユニット125を回転させることができる。
(Modification 4)
Further, for example, in the above-described modification 3, the
図13では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Bに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Bから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から上方向にずれた位置に像が表示されている。一方、図14では、投影ユニット125からの画像情報を含む光L1が、反射部130に設けられた反射領域Dに投影され、その投影された画像情報を含む光L1が、反射領域Dから瞳孔150に向けて反射された結果、瞳孔150の正面から下方向にずれた位置に像が表示されている。
In FIG. 13, the light L <b> 1 including the image information from the
(変形例5)
例えば図15に示すように、投影ユニット125には、球の一部の形状を有する取付部55が設けられる形態であってもよい。図15の例では、取付部55には、バネなどの弾性材によって、取付部55の表面から飛び出す方向に力が付勢されている突起部36が設けられている。また、位置制御機構126には、開口部35が設けられている。開口部35には、複数の反射領域と1対1に対応するとともに突起部36と嵌合可能な複数の溝37が形成されている。この例では、突起部36が何れかの溝37に嵌まると、投影ユニット125から出射される光が該溝37に対応する反射領域に入射するよう、そのときの投影ユニット125と反射部130との相対的位置が規定されることになる。また、この例では、観察者80が不図示のボタンを押下すると、突起部36の先端は取付部55の表面まで引っ込むので、突起部36が何れかの溝37に嵌まり込んでいる場合において、観察者80は、ボタンを押下して突起部36を該溝37から移動させた後、ボタンの押下を解除して取付部55を回転させる操作を行うことができる。そして、突起部36が別の溝37の位置まで移動すると、付勢力により飛び出した突起部36が該溝37に嵌まり込んで固定されるという具合である。
(Modification 5)
For example, as shown in FIG. 15, the
本変形例によれば、上下方向および左右方向において投影ユニット125を回転させることができ、像が見える方向を調整することができる。
According to this modification, the
(変形例6)
例えば図16に示すように、位置制御機構126は、X−Z平面内における回転機構と、左右方向における位置調整機構とを組み合わせた形態(上述の実施形態と上述の変形例2とを組み合わせた形態)であってもよい。同様に、位置制御機構126は、Y−Z平面内における回転機構と、上下方向における位置調整機構とを組み合わせた形態(上述の変形例3と上述の変形例4とを組み合わせた形態)であってもよい。
(Modification 6)
For example, as shown in FIG. 16, the
(変形例7)
例えば投影ユニット125により出射された画像情報を含む光L1が複数の反射領域を跨がないよう、画像情報の一部の輝度値は閾値以下に設定(典型的には「黒」に対応する輝度値に設定)される形態であってもよい。
(Modification 7)
For example, the luminance value of a part of the image information is set to be equal to or less than a threshold value (typically luminance corresponding to “black”) so that the light L1 including the image information emitted by the
(変形例8)
例えば反射部130に設けられた複数の反射領域ごとに、該反射領域に対して画像情報を含む光L1を投影することに特化した光学部120を用意し、それらを着脱して切り替えて使用する形態であってもよい。要するに、投影ユニット125は、画像情報に従って画像を表示する表示部110と、表示部110から出射された画像情報を含む光が何れか1つの反射領域に入射するよう、表示部110から出射された画像情報を含む光の少なくとも一部の進行方向を変化させる光学部120と、を含む形態であればよい。
(Modification 8)
For example, for each of a plurality of reflection regions provided in the
なお、以上の各実施形態および各変形例は、任意に組み合わせることが可能である。 In addition, each above embodiment and each modification can be combined arbitrarily.
1 眼鏡型表示装置
53 回転軸部
54 回転軸部
55 回転軸部
80 観察者
100 表示装置
110 表示部
120 光学部
125 投影ユニット
126 位置制御機構
130 反射部
140 回路部
150 瞳孔
160 眼鏡レンズ
171 長孔
172 可動軸
320 保持部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
入射した光の少なくとも一部を反射させる1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する反射部と、を備え、
前記画像情報を含む光は、何れか1つの前記反射領域へ入射し、
前記反射部が有する複数の前記反射領域は、前記反射面の角度および延伸方向のうちの少なくとも1つが互いに異なる2以上の前記反射領域を含む、
表示装置。 An emission part for emitting light including image information;
A reflecting portion having a plurality of reflecting regions each provided with one or more reflecting surfaces for reflecting at least a part of incident light;
The light containing the image information is incident on any one of the reflection regions,
The plurality of reflection regions of the reflection unit include two or more reflection regions in which at least one of the angle of the reflection surface and the extending direction is different from each other.
Display device.
請求項1に記載の表示装置。 A position control mechanism that changes a positional relationship between the emitting unit and the reflecting unit so that the reflecting region into which the light including the image information is incident is switched according to an operation of an observer;
The display device according to claim 1.
請求項2に記載の表示装置。 The position control mechanism is a mechanism that translates or rotates the emission unit so that the reflection region into which light including the image information is incident is switched.
The display device according to claim 2.
請求項1に記載の表示装置。 A position control unit that controls a positional relationship between the emission unit and the reflection unit so that the reflection region into which the light including the image information is incident is switched;
The display device according to claim 1.
請求項1に記載の表示装置。 Each of the reflection regions is provided so as not to overlap each other.
The display device according to claim 1.
請求項1に記載の表示装置。 The angle of the reflective surface is the same for each reflective region adjacent in the vertical direction, and the extending direction of the reflective surface is different.
The display device according to claim 1.
請求項1に記載の表示装置。 The extending direction of the reflecting surface is the longitudinal direction of the reflecting surface.
The display device according to claim 1.
請求項1に記載の表示装置。 The luminance value of a part of the image information is set to a threshold value or less so that the light including the image information emitted by the emitting unit does not straddle the plurality of reflection regions.
The display device according to claim 1.
前記画像情報に従って画像を表示する表示部と、
前記表示部から出射された前記画像情報を含む光が何れか1つの前記反射領域に入射するよう、前記表示部から出射された前記画像情報を含む光の少なくとも一部の進行方向を変化させる光学部と、を含む、
請求項1に記載の表示装置。 The emitting part is
A display unit for displaying an image according to the image information;
An optical that changes the traveling direction of at least a part of the light including the image information emitted from the display unit so that the light including the image information emitted from the display unit is incident on any one of the reflection regions. Including
The display device according to claim 1.
画像情報を含む光を出射する出射部と、
入射した光の少なくとも一部を反射させる1以上の反射面がそれぞれに設けられる複数の反射領域を有する反射部と、
前記出射部および前記反射部を保持する保持部と、を備え、
前記画像情報を含む光は、何れか1つの前記反射領域へ入射し、
前記反射部が有する複数の前記反射領域は、前記反射面の角度および延伸方向のうちの少なくとも1つが互いに異なる2以上の前記反射領域を含む、
眼鏡型表示装置。 A glasses-type display device that can be worn on a user's head,
An emission part for emitting light including image information;
A reflecting portion having a plurality of reflecting regions each provided with one or more reflecting surfaces for reflecting at least part of incident light;
A holding portion for holding the emitting portion and the reflecting portion,
The light containing the image information is incident on any one of the reflection regions,
The plurality of reflection regions of the reflection unit include two or more reflection regions in which at least one of the angle of the reflection surface and the extending direction is different from each other.
Glasses type display device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020096188A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 주식회사 레티널 | Optical device for augmented reality |
JP2021526668A (en) * | 2018-06-07 | 2021-10-07 | マイクロオーエルイーディーMicrooled | Protective masks, including optical display systems, especially diving masks |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001324695A (en) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Nikon Corp | Electronic spectacles |
JP2002282299A (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Eiji Shimizu | Image applying method and image applying device to eye diseased person |
US20020181115A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-12-05 | John Hopkins University | Head mounted display with full field of view and high resolution |
JP2008009326A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Brother Ind Ltd | Image display apparatus and retina scan type image display apparatus |
JP2010072255A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | Display device and mobile body |
JP2011053353A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Olympus Corp | Spectacles-type image display device |
JP2011070093A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Brother Industries Ltd | Head-mounted display |
-
2015
- 2015-07-17 JP JP2015142983A patent/JP2017026704A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001324695A (en) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Nikon Corp | Electronic spectacles |
JP2002282299A (en) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Eiji Shimizu | Image applying method and image applying device to eye diseased person |
US20020181115A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-12-05 | John Hopkins University | Head mounted display with full field of view and high resolution |
JP2008009326A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Brother Ind Ltd | Image display apparatus and retina scan type image display apparatus |
JP2010072255A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | Display device and mobile body |
JP2011053353A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Olympus Corp | Spectacles-type image display device |
JP2011070093A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Brother Industries Ltd | Head-mounted display |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021526668A (en) * | 2018-06-07 | 2021-10-07 | マイクロオーエルイーディーMicrooled | Protective masks, including optical display systems, especially diving masks |
JP7334190B2 (en) | 2018-06-07 | 2023-08-28 | マイクロオーエルイーディー | Protective masks containing optical display systems, especially diving masks |
WO2020096188A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 주식회사 레티널 | Optical device for augmented reality |
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