JP2017118159A - 可撓性支持部材を備えるウェアラブル画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、画像リレー・システムと機械式サポートを眼鏡または他のヘッドギヤに取り付けることができる簡単な装着システムと結合する頭部装着ディスプレイ・デバイスが開示されている。このディスプレイ・デバイスは、ユーザの目に細長い部材の延長方向を横切って周囲の光を通過することができるように構成された上記細長い部材からなるサポートを含み、このサポートに支持された液晶ディスプレイからの画像を、接眼レンズ組立体を介してユーザの眼に送るもので、接眼レンズは取付け具によりユーザの眼の前に装着される。
前記画像表示ユニットが収納された第1の筐体は、前記表示光学系が収納されて、該表示光学系から射出する画像光が透過する出射窓が形成された第1収納室と、前記接眼光学系が収納されて、前記出射窓から射出した画像光が透過する入射窓が形成された第2収納室と、前記第1収納室と前記第2収納室との間に画像光の光路を形成するように支持する支持アームと、を有し得る。
前記画像表示ユニットの接眼光学系は、前記第2収納室の入射窓を透過した前記第1収納室の出射窓から射出された画像光をユーザの眼に導くプリズムを有し、前記プリズムは、前記第2収納室の入射窓を透過した前記第1収納室の出射窓から射出された画像光が入射する入射面と、前記入射した画像光をユーザの眼に対向する出射面に向かって反射させる反射面とを有し、該反射面は半透過性であり、前記画像光と共に外界像がユーザに視認され得る。
前記画像表示ユニットは、ビデオカメラ及び加速度センサーを更に備え、
前記ビデオカメラは、前記画像表示ユニットの第1収納室に配置され、
前記ビデオカメラ、前記第1収納室の出射窓、及び前記第2収納室の入射窓が前記画像表示ユニットの中心線に沿って上下対称の位置に配置され、加速度センサーによって前記画像表示ユニットの向きを検知し、検知した前記画像表示ユニットの向きに応じて表示する画像の向きを変更することにより、前記画像表示ユニットを装着者の頭部の右側及び左側のいずれの側に保持しても上下方向が重力方向に対して同じ向きの画像を表示する画像光を射出し得る。
前記バッテリーユニットは、前記複数の入力手段を有する着脱式のリモートコントローラ部と、該リモートコントローラ部を介して入力された前記画像表示ユニットへの操作指示を前記画像表示ユニットの制御部に伝送する入力処理部と、バッテリーとを有し得る。
前記ユーザによる指示方向の入力は、ユーザの頭部の動きに応答したセンサーからの信号入力であり得る。
また、本発明のウェアラブル画像表示装置によれば、保護メガネや防護服の使用が必要な作業環境においても、これらの装備を着用した状態で当該装置を装着することができる。更に、ポケットやカバン等の収納スペースがない状況においてもユーザの首に掛けることで携行でき、頻繁な着脱に即応できるという利便性を有する。
入出力制御部76は、画像データ、音声データ、及び各種コンテンツデータの入出力を制御し、また、センサー部90の各種センサーからの入力信号を判定して対応するインターフェイスと構成要素との接続切換え等を行う。
なお、本実施形態によるウェアラブル画像表示装置の制御方法の詳細は後述する。
なお、重力方向を検知して表示画面を逆転させる画像表示ユニットの傾き値は、所定の範囲に設定する。
なお、「視認」とは、外界光がユーザの眼(網膜上)に結像されてユーザが外界を認識する態様と、表示部に表示された画像に基づく画像光をユーザが認識する態様の2つの態様を含む。なお、ステップS130で、ビデオカメラ撮影開始の指示以外の入力イベントが発生した場合は、入力された指示に基づく機能を実行する(ステップS150)。
なお、ビデオカメラ部83の起動開始を、ユーザからの入力イベントを確認するステップS130を省略して、ステップS120でユーザの装着を感知した検出信号を受けてビデオカメラ部83を作動させてもよい。
ステップS160で、ユーザが当該装置を取り外したと判断すると、制御部70は、ビデオカメラ部83等の作動中の機能を停止してステップS110の前に分岐し、以降のステップを繰り返して行うように制御する。
ステップS220で、例えばユーザが機能選択を行うために、ユーザインタフェース(UI)を表示する指令をリモートコントローラ部51から入力すると、入力処理部55は、入力された信号を制御部70に送信し、制御部70は、記憶部80に保存されたUI画像データに基づき、図15の(a)に示すように、1番目のUIである「A」を表示するように画像表示部40を制御し、画像表示部40から上記画像が中央に表示された画面に対応する画像光が射出されて、接眼光学系を介してユーザの眼に投影される(ステップS230)。
10 画像表示ユニット
15、30a、30b 筐体
16 接続用フランジ
20 支持部材
21 可撓性金属チューブ
22 カバー
25 頭部ホルダー
30 バッテリーユニット
40 画像表示部
40a、40b(第1、第2)収納室
41 画像表示モジュール
42 支持アーム
42a、42b 支持板
43 プリズム
43a 入射面
43b 反射面
43c 出射面
44 出射窓
45 光源
46 集光レンズ
47 画像表示素子
48 接眼レンズ
51 リモートコントローラ部
52 タッチスイッチ
54 バッテリー
55 電子コンポーネント
56 USBコネクタ
58 ヘッドフォン端子
63 電源線
64 信号線
66、67 印刷回路基板
70 制御部
71 マイクロプロセッサ
72 CPU
73 画像処理プロセッサ
74 画像制御部
76 入出力制御部
78 無線通信部
80 記憶部
81 フラッシュメモリチップ
82 SDRAMコンポーネント
83 ビデオカメラ部
84 オーディオ処理IC
85 無線通信用LSIモジュール
86 スピーカー
88 マイク
90 センサー部
91 赤外線近接センサー
92 MEMS3軸加速度センサー
94 ヘッドフォン端子
170 表示画面
190A、190B 画像
Claims (10)
- 画像を表示する表示光学系と、前記表示光学系から射出された画像光をユーザの眼に導く接眼光学系と、前記表示光学系の動作を制御する制御部とを有する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットを駆動するためのバッテリーと、前記画像表示ユニットへの操作指示を入力するための複数の入力手段とを有するバッテリーユニットと、
前記画像表示ユニットと前記バッテリーユニットとを電気的及び物理的に接続すると共に、前記画像表示ユニットをユーザの頭部に保持する支持部材と、を備え、
前記画像表示ユニット及び前記バッテリーユニットは、それぞれ個別の筐体に収納され、
前記支持部材は、可撓性で自在に変形可能なチューブ形態を有し、前記支持部材の一端に前記画像表示ユニットが収納された第1の筐体が接続され、前記支持部材の他端に前記バッテリーユニットが収納された第2の筐体が接続されることを特徴とするウェアラブル画像表示装置。 - 前記支持部材は、可撓性金属チューブと該可撓性金属チューブを覆うカバーを含み、ユーザの耳介上部と側頭部との間に前記画像表示ユニット近傍の該支持部材の一部を載置することで前記画像表示ユニットをユーザの側頭位置に保持し、該支持部材の前記画像表示ユニット側の接続端から前記バッテリーユニット側との接続端までの長さが少なくとも頭部の周囲長よりも長い50cmから80cmmまでの範囲であることを特徴とする請求項1に記載のウェアラブル画像表示装置。
- 前記画像表示ユニットが収納された第1の筐体は、
前記表示光学系が収納されて、該表示光学系から射出する画像光が透過する出射窓が形成された第1収納室と、
前記接眼光学系が収納されて、前記出射窓から射出した画像光が透過する入射窓が形成された第2収納室と、
前記第1収納室と前記第2収納室との間に画像光の光路を形成するように支持する支持アームと、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のウェアラブル画像表示装置。 - 前記画像表示ユニットの接眼光学系は、前記第2収納室の入射窓を透過した前記第1収納室の出射窓から射出された画像光をユーザの眼に導くプリズムを有し、
前記プリズムは、前記第2収納室の入射窓を透過した前記第1収納室の出射窓から射出された画像光が入射する入射面と、前記入射した画像光をユーザの眼に対向する出射面に向かって反射させる反射面とを有し、該反射面は半透過性であり、前記画像光と共に外界像がユーザに視認されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のウェアラブル画像表示装置。 - 前記画像表示ユニットは、ビデオカメラ及び加速度センサーを更に備え、
前記ビデオカメラは、前記画像表示ユニットの第1収納室に配置され、
前記ビデオカメラ、前記第1収納室の出射窓、及び前記第2収納室の入射窓が前記画像表示ユニットの中心線に沿って上下対称の位置に配置され、加速度センサーによって前記画像表示ユニットの向きを検知し、検知した前記画像表示ユニットの向きに応じて表示する画像の向きを変更することにより、前記画像表示ユニットを装着者の頭部の右側及び左側のいずれの側に保持しても上下方向が重力方向に対して同じ向きの画像を表示する画像光を射出することを特徴とする請求項4に記載のウェアラブル画像表示装置。 - 前記バッテリーユニットは、前記複数の入力手段を有する着脱式のリモートコントローラ部と、該リモートコントローラ部を介して入力された前記画像表示ユニットへの操作指示を前記画像表示ユニットの制御部に伝送する入力処理部と、バッテリーとを有することを特徴とする請求項1に記載のウェアラブル画像表示装置。
- ユーザの頭部に装着されてユーザの眼に画像データに基づく表示画面が虚像として視認されるように画像光を投影する画像表示ユニットと、該画像表示ユニットに可撓性の支持部材を介して接続されるバッテリーユニットを備えたウェアラブル画像表示装置の制御方法であって、
前記画像表示ユニットに具備された加速度センサーにより、前記画像表示ユニットの上下方向を検出するステップと、
前記検出した前記画像表示ユニットの上下方向に応じて、該画像表示ユニットから射出する画像光による表示画面の上下を反転させてユーザの眼に投影するステップと、を有し、
前記画像表示ユニットから射出した画像光による表示画面の上下を反転させてユーザの眼に投影するステップは、
ユーザが右頭側に前記画像表示ユニットを保持した場合、前記画像表示ユニットの第1収納室の上面になる第1の面の方向が前記表示画面の上方向に、前記第1収納室の下面になる第2の面の方向が前記表示画面の下方向に対応するように画像光を射出し、
ユーザが左頭側に前記画像表示ユニットを保持した場合、前記画像表示ユニットの第1収納室の上面になる第2の面の方向が前記表示画面の上方向に、前記第1収納室の下面になる第1の面の方向が前記表示画面の下方向に対応するように画像光を射出するように、前記画像表示ユニットを制御することを特徴とするウェアラブル画像表示装置の制御方法。 - ユーザの頭部に装着されてユーザの眼に画像データに基づく表示画面が虚像として視認されるように画像光を投影する画像表示ユニットと、該画像表示ユニットに可撓性の支持部材を介して接続されるバッテリーユニットを備えたウェアラブル画像表示装置の制御方法であって、
前記画像表示ユニットに具備された加速度センサーにより、前記画像表示ユニットの上下方向を検出するステップと、
前記検出した前記画像表示ユニットの上下方向に応じて、該画像表示ユニットから射出する画像光による表示画面の上下を反転させてユーザの眼に上下方向が重力方向に対して同じ向きの画像を投影するステップと、
前記画像表示ユニットにより前記ウェアラブル画像表示装置の制御及び機能に関する操作情報を示す複数のユーザインタフェース画像の中の少なくとも一つの画像をユーザが視認する前記表示画面として表示するステップと、
前記表示されたユーザインタフェース画像を、前記複数のユーザインタフェース画像の中の第1の画像から第2の画像に変更するステップと、を有し、
前記表示されたユーザインタフェース画像を、前記複数のユーザインタフェース画像の中の第1の画像から第2の画像に変更するステップは、ユーザが入力する指示方向に応答して、ユーザに視認される前記表示画面上の前記第1の画像を前記指示方向に沿って前記表示画面外に移動すると共に前記第2の画像を前記指示方向と逆の側から前記表示画面内に向かって移動するステップを有することを特徴とするウェアラブル画像表示装置の制御方法。 - 前記ユーザによる指示方向の入力は、バッテリーユニットのリモートコントローラ部に備えられた入力手段を介して入力されることを特徴とする請求項8に記載のウェアラブル画像表示装置の制御方法。
- 前記ユーザによる指示方向の入力は、ユーザの頭部の動きに応答したセンサーからの信号入力であることを特徴とする請求項8に記載のウェアラブル画像表示装置の制御方法。
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JP2002525769A (ja) * | 1998-09-22 | 2002-08-13 | ヴェガ ヴィスタ インコーポレイテッド | 携帯型データディスプレイの直接的コントロール方法 |
JP2014013397A (ja) * | 2006-01-06 | 2014-01-23 | Marc Abreu Marcio | 電子眼鏡及び電子眼鏡システム |
JP2014021272A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Nikon Corp | 情報入出力装置、及び情報入出力方法 |
JP2014071663A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ、それを作動させる方法およびプログラム |
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2014
- 2014-12-17 JP JP2014255609A patent/JP2017118159A/ja active Pending
-
2015
- 2015-04-23 WO PCT/JP2015/062453 patent/WO2015166881A1/ja active Application Filing
- 2015-04-27 TW TW104113344A patent/TW201546492A/zh unknown
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