JP2017123594A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

ヘッドマウントディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
JP2017123594A
JP2017123594A JP2016002447A JP2016002447A JP2017123594A JP 2017123594 A JP2017123594 A JP 2017123594A JP 2016002447 A JP2016002447 A JP 2016002447A JP 2016002447 A JP2016002447 A JP 2016002447A JP 2017123594 A JP2017123594 A JP 2017123594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall
half mirror
holder
housing
mounted display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016002447A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6455449B2 (ja
Inventor
美佑紀 楠田
Miyuki Kusuda
美佑紀 楠田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2016002447A priority Critical patent/JP6455449B2/ja
Priority to EP17735962.7A priority patent/EP3402183A4/en
Priority to PCT/JP2017/000082 priority patent/WO2017119425A1/ja
Publication of JP2017123594A publication Critical patent/JP2017123594A/ja
Priority to US15/851,833 priority patent/US20180136476A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6455449B2 publication Critical patent/JP6455449B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0176Head mounted characterised by mechanical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02Viewing or reading apparatus
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0149Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/64Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

【課題】ハーフミラー等の反射部材を支持する支持部材が使用者の視界の邪魔になることを抑制でき、且つ、反射部材を安定的に支持できるヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】ヘッドマウントディスプレイは、上下方向に対向する上壁31及び下壁32を有する筐体3、画像光を左方向に射出する画像光形成部、画像光を反射するハーフミラー50であって、画像光形成部から射出された画像光を、反射面50Aによって後側に反射させることが可能なハーフミラー50を備える。上壁31は、ハーフミラー50の反射面50Aに対し、左右方向の両側にまたがって形成された突出部310を有する。ハーフミラー50の位置は、突出部310を基準として位置決めされる。上壁31のうちハーフミラー50と重なる領域の面積よりも、下壁のうちハーフミラー50と重なる領域の面積の方が小さい。
【選択図】図3

Description

本発明は、使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイに関する。
使用者の視野の一部に画像を投影する方式の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に記載されたHMDは、本体部分及び出射口部分を備えている。本体部分は、LCD及び接眼光学系を内部に有する。出射口部分は、本体部分に着脱可能に保持される。出射口部分は、ハーフミラー、上側水平エッジ、及び、下側水平エッジを有する。ハーフミラーは、LCDに表示された画像の画像光を、使用者の眼に向けて反射させる。上側水平エッジ及び下側水平エッジは、上下両側からハーフミラーを回転可能に支持する。
特開2013−44830号公報
上記のHMDを装着した使用者が、視野方向を下側に向けた場合、下側水平エッジが視界の邪魔になり易い。これに対し、下側水平エッジを小型化することによって、下側水平エッジが視界の邪魔になることを抑制する方法が考えられる。しかし、この方法には次の問題点がある。上記のHMDの場合、ハーフミラーには下向きに重力が作用するので、ハーフミラーは主に下側水平エッジによって下方から支持された状態となっている。上側水平エッジは、ハーフミラーの回転時において回転軸の移動を規制しているに過ぎない。このため、下側水平エッジが小型化された場合、下側水平エッジによってハーフミラーを安定的に支持できなくなる可能性がある。又、下側水平エッジが小型化された場合、ハーフミラーにおける露出面積が増加する場合がある。この場合、ハーフミラーが外部からの衝撃を受け易くなる。ハーフミラーが外部から衝撃を受けることによって位置がずれた場合、使用者による画像光の視認性が低下する可能性がある。
本発明の目的は、ハーフミラー等の反射部材を支持する支持部材が使用者の視界の邪魔になることを抑制でき、且つ、反射部材を安定的に支持できるヘッドマウントディスプレイを提供することである。
本発明に係るヘッドマウントディスプレイは、第1方向に対向する第1壁及び第2壁を少なくとも有する筐体と、前記筐体の内部に、前記第1方向について前記第1壁と前記第2壁の間に配置され、画像光を前記第1方向と直交する第2方向に射出する画像光形成部と、前記画像光を反射する前記第1方向に平行な反射面を有する反射部材であって、前記画像光形成部に対して、前記第2方向の一方側に配置され、前記画像光形成部から射出された前記画像光を、前記反射面によって、前記第1方向及び前記第2方向の何れとも交差する第3方向の一方側に反射させることが可能な反射部材とを備えたヘッドマウントディスプレイであって、前記第1壁は、前記反射部材の前記反射面に対し、前記第2方向の両側にまたがって形成された突出部を有し、前記反射部材の前記第1方向における位置は、前記突出部のうち前記第1方向の前記第2壁側の面を基準として位置決めされ、前記第1方向において、前記第1壁のうち前記反射部材と重なる領域の面積である第1面積よりも、前記第2壁のうち前記反射部材と重なる領域の面積である第2面積の方が小さいことを特徴とする。
ヘッドマウントディスプレイは、第1壁と第2壁とを少なくとも有する筐体を備えている。画像形成部は、筐体の第1壁と第2壁との間に配置される。反射部材は、画像形成部から射出された画像光を、反射面で反射させる。このため、反射部材の反射面で反射された画像光が使用者側の眼に向けて射出された場合、使用者は画像を認識できる。
筐体の第2壁のうち反射部材と重なる第2面積は、筐体の第1壁のうち反射部材と重なる第1面積よりも小さい。このため、第1面積と第2面積を略同一とした場合と比較して、反射部材のうち第2壁側を広い範囲で露出させることができる。このため、例えば第1壁が上側、第2壁が下側に配置された状態で使用者がヘッドマウントディスプレイを装着した場合において、使用者が視野方向を下側に向けた場合でも、第2壁は視野の邪魔になり難い。従って、ヘッドマウントディスプレイは、使用者の視認性を確保できる。
又、第2面積が第1面積よりも小さくなることに応じて、反射部材が第2壁側で不安定になるとも考えられる。これに対し、ヘッドマウントディスプレイにおいて、反射部材は第1壁の突出部によって位置決めされる。このため、例えば第1壁が上側、第2壁が下側に配置された状態で使用者がヘッドマウントディスプレイを装着した場合でも、ヘッドマウントディスプレイは、反射部材の位置を第1壁側で安定化できる。
更に、第1壁の突出部は、反射部材の反射面に対して第2方向の両側にまたがって配置される。このため、ヘッドマウントディスプレイは、外部からの衝撃が反射部材に直接作用することを、突出部によって抑制できる。従って、ヘッドマウントディスプレイは、外部からの衝撃によって反射部材の位置がずれることを、突出部によって抑制できる。
本発明において、前記反射部材の前記第1方向の両端部のうち前記突出部に近接する側の端部を、前記突出部に保持するための第1保持部を更に備えてもよい。この場合、反射部材は、第1方向の端部が第1保持部によって突出部に保持される。従って、ヘッドマウントディスプレイは、筐体に対する反射部材の第1方向の位置を安定化させることによって、使用者による画像光の視認性を維持できる。
本発明において、前記反射部材の前記第2方向の両端部の少なくとも一方を前記筐体に保持するための第2保持部を更に備えてもよい。この場合、反射部材は、第2方向の端部が第2保持部によって筐体に保持される。従って、ヘッドマウントディスプレイは、筐体に対する反射部材の第2方向の位置を安定化させることによって、使用者による画像光の視認性を維持できる。
本発明において、前記第1壁は、前記第2方向の他方側の第1主壁と、前記第2方向の一方側の第1突出壁とに分割可能であり、前記画像光形成部は、前記第1主壁によって覆われ、前記突出部は、前記第1突出壁に含まれ、前記筐体に脱着可能なホルダであって、前記第1方向の一方側は、前記第1突出壁によって形成され、前記第1方向の他方側は、前記第2壁よりも前記第2方向の他方側に配置された枠部によって形成された前記ホルダを更に備え、前記ホルダの前記第1突出壁の前記突出部によって、前記反射部材が位置決めされてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ホルダを取り換えることによって反射部材の種類を容易に変更できる。又、ホルダの枠部は、筐体の第2壁よりも第2方向の他方側に配置され、第2壁よりも第2方向の一方側に突出しない。このため、例えば第1壁が上側、第2壁が下側に配置された状態で使用者がヘッドマウントディスプレイを装着した場合において、使用者が視野方向を下側に向けた場合でも、枠部は視野の邪魔になり難い。従って、ヘッドマウントディスプレイは、使用者の視認性を確保できる。なお、ホルダが筐体から外された場合、反射部材は衝撃を受けやすい状態になる場合がある。これに対して、ホルダに第1突出壁が設けられ、第1突出壁の突出部によって反射部材が位置決めされる。つまり、反射部材の反射面に対して第2方向の両側にまたがって突出部が配置される。従って、ホルダは、筐体から外された場合でも、外部からの衝撃が反射部材に直接作用することを突出部によって抑制できる。
本発明において、前記筐体に脱着可能なホルダであって、前記第2保持部を有し、前記反射部材の前記第2方向の他方側の端部を前記第2保持部によって保持するホルダを更に備え、前記第2保持部は、前記反射部材に接触する接触部、及び、前記接触部から突出する突起部を有し、前記反射部材は、前記突起部に嵌合する孔を有してもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ホルダを取り換えることによって反射部材の種類を容易に変更できる。又、ホルダは、第2保持部の突起部を反射部材の孔に嵌合させることによって、ホルダに対する反射部材の第1方向を軸とした回転方向の動きが規制される。従って、ホルダは、筐体から外された状態で外部から衝撃が作用した場合において、ホルダに対して反射部材がずれることを抑制できる。
本発明において、使用者に装着される装着具と、前記装着具と前記筐体とを接続する接続具とを更に備え、前記接続具は、前記筐体のうち、前記第2方向の中央よりも他方側に設けられてもよい。この場合、使用者は、装着具を装着し、片眼の眼前にヘッドマウントディスプレイの反射部材を配置させることによって、画像光を視認できる。このような片眼の眼前にヘッドマウントディスプレイの反射部材を配置させる場合であっても、反射部材は、第1壁の突出部によって位置決めされる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、反射部材の位置を安定化できる。更に、第1壁の突出部は、反射部材に対して第2方向の両側にまたがって配置される。このため、ヘッドマウントディスプレイは、外部からの衝撃が反射部材に直接作用することを、突出部によって抑制できる。従って、片眼の眼前に反射部材を配置させるヘッドマウントディスプレイであっても、外部からの衝撃によって反射部材がずれることを、突出部によって抑制できる。
本発明において、前記反射部材は、少なくとも一部分が被覆部材によって覆われており、前記第1壁の透明度よりも、前記被覆部材の透明度の方が大きくてもよい。この場合、反射部材が広い範囲で露出した状態でも、被覆部材によって反射部材の耐衝撃性を維持できる。なお、反射部材が被覆部材によって覆われる場合、被覆部材が使用者の視野の邪魔になることを抑制するために、被覆部材の透明度は高い方が好ましい。一方、第1壁は、反射部材に対して外光が進入することを抑制できるように、透明度は低いことが好ましい。これに対し、ヘッドマウントディスプレイでは、第1壁の透明度よりも、被覆部材の透明度の方が大きい。このため、ヘッドマウントディスプレイは、被覆部材が使用者の視野の邪魔になることを抑制しつつ、反射部材に対して外光が進入することを第1壁によって抑制できる。
本発明において、前記反射部材は、前記第1壁の前記第2方向の一方側の端部と、前記第2壁の前記第2方向の一方側の端部とを結ぶ仮想直線よりも、前記第2方向の他方側に配置されてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、反射部材に対して外部から物体が接触することを、第1壁及び第2壁によって抑制できる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、反射部材に外部から物体が接触することに応じて反射部材の位置がずれることを、第1壁及び第2壁によって抑制できる。
本発明において、前記筐体は、前記第1壁が前記第2壁よりも使用者の頭頂に近い側になるよう前記装着具に装着されてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、第1壁が上側、第2壁が下側に配置された状態で使用者に装着される。このため、使用者が視野方向を下側に向けた場合でも、第2壁は視野の邪魔になり難い。従って、ヘッドマウントディスプレイは、使用者の視認性を確保できる。
HMD1の斜視図である。 HMD1の左側面図である。 画像表示装置10の斜視図である。 画像表示装置10の正面図である。 画像表示装置10の分解斜視図である。 ホルダ5の斜視図である。 ホルダ5の斜視図である。 ハーフミラー50の正面図である。 ホルダ5及びハーフミラー50の斜視図である。 ホルダ5及びハーフミラー50の斜視図である。 第1変形例におけるホルダ80の斜視図である。 第1変形例におけるホルダ80及びハーフミラー58の斜視図である。 第2変形例における画像表示装置60(筐体6Aにホルダ9Aが装着された状態)の斜視図である。 第2変形例における画像表示装置60(筐体6Aからホルダ9Aが分離された状態)の分解斜視図である。 第2変形例における画像表示装置60(筐体6Aにホルダ9Aが装着された状態)の斜視図である。 第3変形例における画像表示装置10Aの斜視図である。 第4変形例におけるハーフミラー50及び被覆部材11の斜視図である。
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。図1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、光学透過型のシースルーHMDである。使用者の眼前の景色の光は、ハーフミラー50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50は、液晶パネル72B(図5参照、後述)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、装着具8、接続具9、ボールジョイント21、22、及び、画像表示装置10を備える。
以下、図の説明の理解を助けるため、画像表示装置10の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側を定義する。画像表示装置10の上側、下側、左側、及び、右側、前側、及び、後側は、例えば、図1の上側、下側、左側、右側、右斜め下側、及び、左斜め上側にそれぞれ対応する。画像表示装置10の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、それぞれ、装着具8が着用された使用者にとって、上側、下側、右側、左側、前側、及び、後側に対応する。
<装着具8、接続具9>
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。
第1部分81及び第2部分82、83は、それぞれ、湾曲した細長い板状部材である。第1部分81は、装着具8のうち、位置8Aと位置8Bとの間で左右方向に延びる部分である。第1部分81は、前側に凸状に湾曲する。位置8Aは、装着具8の左右方向中心84よりも左側に位置する。位置8Bは、装着具8の左右方向中心84よりも右側に位置する。第2部分82は、装着具8のうち、位置8Aから後側に延びる部分である。第2部分83は、装着具8のうち、位置8Bから後側に延びる部分である。第2部分82、83は、それぞれ、後端部が互いに近づく方向に延びる。装着具8は、使用者の前頭部、右側頭部、及び、左側頭部のそれぞれに、第1部分81、第2部分82、83を接触させた状態で、使用者の頭部に着用される。この状態で、第1部分81は使用者の額に沿って左右方向に延びる。以下、装着具8のうち第1部分81及び第2部分82、83で囲まれた側を、「装着具8の内側」といい、装着具8の内側と反対側を、「装着具8の外側」という。
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側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10に接続される。画像表示装置10は、接続具9を介して装着具8と接続する。接続具9は、装着具8から離隔した位置に画像表示装置10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10のハーフミラー50を、使用者の左眼の前側に配置させることができる。
<ボールジョイント21、22>
ボールジョイント21、22は、それぞれ、3つの自由度で移動可能である。ボールジョイント21、22は、それぞれ、非図示のソケット、及び、球体部と棒状部とを有するボールスタッドを備える。装着具8と接続具9とは、ボールジョイント21によって連結される。画像表示装置10と接続具9とは、ボールジョイント22によって連結される。
ボールジョイント21のソケットは、接続部材26に接続される。接続部材26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。接続部材26は、装着具8に対して着脱可能である。ボールジョイント21のボールスタッドの球体部は、接続部材26に接続されたソケットによって、回転可能に保持される。ボールジョイント21のボールスタッドの棒状部は、球体部から右側に向けて延び、接続具9の上端部に接続される。ボールジョイント21は、接続部材26と接続具9とを回転可能に連結する。
ボールジョイント22のソケットは、接続部材27の後端の右面に接続される。接続部材27は、画像表示装置10の後壁34(図2参照)に接続する。接続部材27は、前後方向に延びる略角柱状の部材である。ボールジョイント22のボールスタッドの球体部は、接続部材27に接続されたソケットによって、回転可能に保持される。ボールジョイント22のボールスタッドの棒状部は、球体部から右側に向けて延び、接続具9の下端部に接続される。ボールジョイント22は、接続部材27と接続具9とを回転可能に連結する。
<画像表示装置10>
図3〜図5を参照し、画像表示装置10について説明する。画像表示装置10は、筐体3、調節機構4、ホルダ5、ハーフミラー50、レンズユニット6(図5参照)、画像ユニット7(図5参照)を有する。
<筐体3>
図3、図4に示すように、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。筐体3の上側、下側、前側、後側、及び、右側のそれぞれの壁部を、上壁31、下壁32、前壁33、後壁34(図5参照)、右壁35(図5参照)という。上壁31のうち後述する主部311及び下壁32は、上下方向に対向する。前壁33及び後壁34は、前後方向に対向する。筐体3の左側は開放する。後述するレンズユニット6及び画像ユニット7は、上下方向における上壁31の主部311及び前壁33の間、並びに、前後方向における前壁33及び後壁34の間に配置される。上壁31、下壁32、及び、前壁33は、互いに接続される部分の近傍で湾曲し、段差なく連続的に繋がっている。図5に示すように、筐体3は、第1筐体30A、第2筐体30B、及び、第3筐体30Cを組み合わせることによって形成される。第1筐体30Aは、上壁31、下壁32、及び、前壁33を有する。第2筐体30Bは、後壁34を有する。第3筐体30Cは、右壁35を有する。
図3、図4に示すように、上壁31の左端31Aは、下壁32の左端32A、及び、前壁33の左端33Aに対して左側に位置する。詳細は次の通りである。図3に示すように、上壁31の左端31Aは、後端近傍の位置31Pで最も左側に突出する。左端31Aは、後端近傍の位置31Pから前端の位置31Qに向けて、右斜め前側向に傾斜する。
図4に示すように、前壁33の左端33Aの上端の位置33Qは、上壁31の左端31Aの位置31Qと一致する。左端33Aは、上端の位置33Qから、上下方向の中央よりも上側の位置33Rに向けて、右斜め下側に湾曲しながら延びる。左端33Aは、位置33Rから下端近傍の位置33Sに向けて、下方向に直線状に延びる。
下壁32の左端32Aの前端の位置32Sは、前壁33の位置33Sと一致する。図2に示すように、左端32Aは、前端の位置32Sから後端に向けて、後側に直線状に延びる。左端32Aの後端は、後壁34の左端34Aの下端に接続する。
図3に示すように、上壁31の左端部分は、下壁32、前壁33、及び、後壁34に対して左側に突出する。以下、上壁31のうち下壁32、前壁33、及び、後壁34に対して左側に突出する部分を、「突出部310」という。詳細には、突出部310は、上壁31のうち、左右方向において前壁33の左端33Aの位置33R,33Sよりも左側に配置された部分に対応する。上壁31のうち、突出部310を除く部分を、主部311という。主部311は、上壁31のうち、左右方向において前壁33の左端33Aの位置33R,33Sよりも右側に配置された部分に対応する。
なお、詳細は後述するが、上壁31の突出部310の下側部分は、後述するホルダ5の上壁56によって構成される。つまり、上壁31の突出部310は、ホルダ5の上壁56と一体となって形成される。上壁31の突出部310の下側に、ハーフミラー50が配置される。
図5に示すように、後壁34の右端部、より詳細には、筐体3の左右方向の中心3Cよりも右側の部分に、接続部材27(図2参照)を接続するための接続部34Bが設けられる。接続部34Bに接続された接続部材27は、後壁34から後側に突出する。このため、筐体3は、左右方向の中心3Cよりも右側の部分で、接続部材27及びボールジョイント22を介して接続具9によって保持される。
<画像ユニット7>
図5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。第1保持部材71は、後述する液晶表示装置72を右端部で保持する。第1保持部材71は、液晶表示装置72を保持する部分の左側に、左右両側が開放した中空の角柱状の部材を有する。第1保持部材71は、筐体3に対する固定的な位置に保持される。
液晶表示装置72は、ガラス基板72A及び液晶パネル72Bを有する。液晶パネル72Bは、矩形状の周知の液晶パネルである。液晶パネル72Bは、左面に画像を表示させることによって、画像光を生成する。ガラス基板72Aは、液晶パネル72Bの左側に設けられ、液晶パネル72Bの表示面を保護する。例えば、液晶パネル72Bが反射型液晶の場合、非図示の光源からの光が液晶パネル72Bに入射する。液晶パネル72Bは、入射した光を反射することで、画像光を生成する。液晶パネル72Bによって生成された画像光は、ガラス基板72Aを左側に透過する。画像光は、第1保持部材71の右端から内部に進入し、左端から左側に向けて射出する。
第2保持部材73は、基板保持部分73A及び制御基板73Bを有する。基板保持部分73Aは、液晶表示装置72の右側に配置される。制御基板73Bは、基板保持部分73Aの右側に配置される。制御基板73Bは、非図示のフレキシブルプリント基板を介して、液晶パネルに72Bに接続される。制御基板73Bは、フレキシブルプリント基板を介して液晶パネル72Bに制御信号を出力することによって、液晶パネル72Bに画像を表示させる。
<レンズユニット6>
レンズユニット6は、画像ユニット7の左側に配置される。レンズユニット6は、左右両側が開放した中空の部材である。レンズユニット6は、非図示の複数のレンズを内側に有する。画像ユニット7によって生成された画像光は、レンズユニット6の右端から内部に入射し、左端から左側に向けて射出する。複数のレンズは、右側から入射する画像光を集光する。レンズユニット6は、前側に向けて突出する凸部621を前面に有する。凸部621は、後述する調節機構4の調節部42の後面に形成されたカム溝に嵌る。レンズユニット6は左右方向に移動可能である。
<調節機構4>
調節機構4は、レンズユニット6の前側に配置される。調節機構4は、操作部41及び調節部42を有する。操作部41は円形板状である。操作部41の一方の面は前側を向き、他方の面は後側を向く。操作部41は、筐体3の前壁33に設けられた円環状の溝33Bに前側から嵌る。操作部41は、前後方向に延びる回転軸4Aを中心として回転可能である。
調節部42は円形板状である。調節部42は、円形の中心付近から前側に突出する突出部42Aを有する。突出部42Aは、前壁33の溝33Bの中心を通って前後方向に貫通する孔33Cに後側から進入し、操作部41の後面に接続する。操作部41及び調節部42は、前壁33を前後両側から挟む。調節部42は、操作部41と一体となって回転可能である。調節部42の後面に非図示のカム溝が設けられる。カム溝は、調節部42の後面の一部が前側に凹むことによって形成される。カム溝は、調節部42の円形中心を中心として渦巻き状に延びる。カム溝には、レンズユニット6の凸部621が後側から嵌る。
操作部41の回転に応じて調節部42が回転した場合、カム溝は、レンズユニット6の凸部621に対して力を作用させる。調節部42が、前側から見た状態で時計回りに回転した場合、レンズユニット6は右側に移動する。調節部42が、前側からみた状態で反時計回りに回転した場合、レンズユニット6は左側に移動する。レンズユニット6に保持された複数のレンズと、画像ユニット7との間の距離は、調節部42の回転に応じて変化する。なお、複数のレンズと画像ユニット7との距離が変化したとき、使用者によって視認される虚像となる画像光の広がり角も変化する。従って使用者は、操作部41を回転させることによってピント調節を行うことができる。
<ホルダ5>
ホルダ5は、レンズユニット6の左側に配置される。ホルダ5は、筐体3に対して脱離可能に装着される。図6、図7に示すように、ホルダ5は、基部51及び上壁56を有する。基部51の形状は、矩形状の開口51Aを有する略板状である。基部51の各面は左右方向を向く。基部51は、上枠52、下枠53、前枠54、及び、後枠55を有する。上枠52、下枠53、前枠54、及び、後枠55は、それぞれ、基部51のうち開口51Aの上側、下側、前側、及び、後側の部分に対応する。上枠52及び下枠53は、前後方向に延びる。前枠54及び後枠55は、上下方向に延びる。上枠52の前端、及び下枠53の前端は、それぞれ、前枠54の上端及び下端に接続する。上枠52の後端、及び下枠53の後端は、それぞれ、後枠55の上端及び下端に接続する。
上壁56は、基部51の上端から左側に向けて延びる。上壁56の形状は板状である。上壁56の各面は、上下方向を向く。上枠52は、上壁56の右端部分に対応する。図6に示すように、上壁56の左端56Aは、後端近傍の位置56Pで最も左側に突出する。左端56Aは、後端近傍の位置56Pから、前端の位置56Qに向けて、右斜め前側向に傾斜する。上壁56の前端56Bは、左端56Aの位置56Qから右端の位置56Rに向けて、右方向に直線状に延びる。上壁56の左端56Aの位置56P〜56Qの部分の形状は、筐体3の上壁31の左端31Aの位置31P〜31Qの部分の形状と略同一である(図3〜図5参照)。
図7に示すように、上壁56の下面に2つの第1保持部57が設けられる。2つの第1保持部57は、上壁56の下面から下側に突出する。2つの第1保持部57は、上壁56の位置56Pから位置56R(図6参照)に向けて、直線状に延びる。つまり、2つの第1保持部57は、上壁56の下面に沿って、右斜め前側から左斜め後側に向けて延びる。上壁56は、2つの第1保持部57に対して左右方向両側にまたがって配置される。2つの第1保持部57は互いに離隔する。2つの第1保持部57の長さは、後述するハーフミラー50の上端501(図8参照、後述)の長さと略同一である。2つの第1保持部57の間の長さは、ハーフミラー50(図9参照)の厚さと略同一である。
<ハーフミラー50>
図8に示すように、ハーフミラー50の形状は略矩形状である。ハーフミラー50の上端501及び右端504が交差する右上の角で、双方は互いに直交する。ハーフミラー50の下端502及び左端503が交差する左下の角は湾曲する。ハーフミラー50は、矩形状の反射面50Aを後面(図8の手前側)に有する。反射面50Aは、樹脂ガラス製の透明基板上に、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。反射面50Aは、入射した光の一部(例えば50%)を反射させ、他部(例えば50%)を透過させることができる。
図9に示すように、ハーフミラー50は、ホルダ5の上壁56の下側に配置される。ホルダ5の上壁56は、ハーフミラー50の上側を覆う。ハーフミラー50の上端501は上壁56に接触し、下端502は上壁56から離隔する。ハーフミラー50の上端501は、ホルダ5の上壁56のうち2つの第1保持部57の間の部分に沿って配置される。ハーフミラー50は、2つの第1保持部57によって上端501が両面側から挟まれる。ハーフミラー50は、2つの第1保持部57の間に挟まれた部分に、接着剤によって固定される。これによって、ハーフミラー50はホルダ5の上壁56の下面に保持される。ハーフミラー50の右端504は、ホルダ5の前枠54の左面に沿って配置される。
ハーフミラー50の各面と直交する方向は、前後方向に対して傾斜する。詳細には、ハーフミラー50の前面に直交して前側に延びる向き5Aは、左斜め前側を向く。ハーフミラー50の後面に直交して後側に延びる向き5Bは、右斜め後側を向く。ハーフミラー50の後面の反射面50Aは、上下方向と平行に配置される。なお、上記のように、ホルダ5の上壁56は、2つの第1保持部57に対して左右方向両側にまたがって配置される(図7参照)。このため、2つの第1保持部57によって保持されるハーフミラー50の反射面50Aに対して、ホルダ5の上壁56は左右方向両側にまたがって配置されることになる。
<筐体3に対するホルダ5の装着>
図3、図4に示すように、ハーフミラー50を保持した状態のホルダ5は、筐体3の上壁31のうち突出部310の下側に装着される。ホルダ5の基部51の前枠54(図6参照)の前端は、筐体3の前壁33の後面のうち、左端33Aの位置33R、33S間に亘って延びる部分の近傍に、後側から接触する。ホルダ5の基部51の後枠55(図6参照)の後端は、筐体3の後壁34(図5参照)の前面のうち、左端34A(図5参照)の近傍に、前側から接触する。ホルダ5は、筐体3の前壁33及び後壁34のそれぞれの左端部分によって位置決めされ、筐体3に保持される。
筐体3にホルダ5が保持された状態で、ハーフミラー50は、レンズユニット6(図5参照)の左側に配置される。ハーフミラー50は、レンズユニット6を通過して右側から入射する画像光を、反射面50Aによって後側に反射させることができる。使用者の眼は、反射面50Aによって後側に反射された画像光に基づいて、虚像を視認できる。又、ハーフミラー50は、前側から入射した外界の光を、反射面50Aを介して後側に透過させることができる。
ホルダ5の上壁56(図6参照)の上面は、筐体3の上壁31の突出部310の下面に接触する。筐体3の上壁31の左端31Aと、ホルダ5の上壁56の左端56Aとのそれぞれの位置は略一致する。このため、左端31Aの位置31P、31Qと、左端56Aの位置56P、56Qとは、それぞれ略一致する。この状態で、ホルダ5の上壁56は、筐体3の上壁31の突出部310の下側部分として機能する。なお、上記のように、ホルダ5の上壁56は、ハーフミラー50の反射面50Aに対して左右方向の両側にまたがって配置される。このため、筐体3の上壁31の突出部310も同様に、ハーフミラー50の反射面50Aに対して左右方向両側にまたがって配置されることになる。
ハーフミラー50は、筐体3の上壁31の突出部310の下側に配置される。ハーフミラー50は、ホルダ5の上壁56に当てた状態で、2つの第1保持部57の間に塗布された接着剤によって固定される。そのため、下側から支持されない状態でも、ハーフミラー50の上下方向の位置は、筐体3の上壁31の突出部310の下面を基準として位置決めされていることになる。
図10に示すように、ハーフミラー50の上端501は、左右方向の全域に亘って、上下方向において筐体3の上壁31と重複する。以下、上下方向において、上壁31とハーフミラー50とが重なる部分の面積を、「第1面積S1」という。この場合、第1面積S1は、ハーフミラー50の上端501の面積と一致する。一方、ハーフミラー50の下端502は、右端近傍の一部分のみが、上下方向において、下壁32と重複する。以下、上下方向において、下壁32とハーフミラー50とが重なる部分の面積を「第2面積S2」という。この場合、第1面積S1よりも第2面積S2の方が小さくなる。
<HMD1の使用例>
HMD1の使用例の一例を説明する。はじめに、使用者は、HMD1の装着具8を頭部に固定する。使用者は、画像表示装置10及び接続具9を持ち、ハーフミラー50が左眼の前側に配置されるように位置を調節する。このとき、ボールジョイント21、22は、装着具8に対して画像表示装置10を適切な位置に配置させることができる。
画像表示装置10の画像ユニット7の液晶パネル72Bに、画像が表示される。表示された画像の画像光は、ガラス基板72A及び第1保持部材71を左側に通過し、画像ユニット7から左側に射出する。画像ユニット7から射出した画像光は、レンズユニット6の複数のレンズを左側に通過し、レンズユニット6から左側に射出する。ハーフミラー50の反射面50Aは、レンズユニット6から射出された画像光を後側に反射させる。画像光は使用者の左眼に入射する。又、ハーフミラー50の反射面50Aは、前側から入射した外界の光を後側に透過させる。これによって使用者は、HMD1の画像表示装置10に対して前側の景色に虚像を重ねて認識する。
使用者は、調節機構4の操作部41を回転させる。操作部41の回転に応じ、レンズユニット6は左右方向に移動する。レンズユニット6に保持された複数のレンズと、画像ユニット7との間の距離は、操作部41の回転に応じて変化する。なお、複数のレンズと画像ユニット7との距離が変化したとき、使用者によって視認される虚像となる画像光の広がり角も変化する。従って使用者は、操作部41を回転させることによってピント調節を行うことができる。
<本実施形態の主たる作用、効果>
以上のように、HMD1の筐体3は、上壁31及び下壁32を有する。レンズユニット6及び画像ユニット7は、上壁31の主部311及び下壁32によって上下方向を覆われている。ハーフミラー50は、画像ユニット7の液晶パネル72Bから射出された画像光を、反射面50Aで反射させる。反射面50Aで反射された画像光が使用者側の眼に向けて射出された場合、使用者は画像を認識できる。
筐体3の上壁31の突出部310の下側部分は、ホルダ5の上壁56と一体となって構成されている。ハーフミラー50は、ホルダ5の上壁56に当てた状態で、2つの第1保持部57の間に塗布された接着剤によって固定される。つまり、ハーフミラー50は、上壁31の突出部310の下面によって位置決めされた状態となっている。このため、HMD1は、画像表示装置10の筐体3に対するハーフミラー50の上下方向の位置を安定化できる。又、2つの第1保持部57の長さは、ハーフミラー50の上端501の長さと略同一である。つまり、ハーフミラー50は、上端501の全域に亘って、2つの第1保持部57によって上壁56に保持される。従って、HMD1は、筐体3に対するハーフミラー50の前後左右方向の位置を更に安定化させることによって、使用者による画像光の視認性を維持できる。
筐体3の上壁31の突出部310は、ハーフミラー50の反射面50Aに対して左右方向の両側にまたがって配置される。このため、HMD1は、外部からの衝撃がハーフミラー50に直接作用することを、上壁31の突出部310によって抑制できる。従って、HMD1は、筐体3に対するハーフミラー50の位置が外部からの衝撃によってずれることを、上壁31の突出部310によって抑制できる。
HMD1において、筐体3の下壁32のうちハーフミラー50と上下方向において重なる第2面積S2は、筐体3の上壁31のうちハーフミラー50と上下方向において重なる第1面積S1よりも小さい(図8参照)。このため、例えば、HMDの使用者は作業中に下向きでミラーを覗き込んで画像を見ることが多く、筐体や保持部の下側が視界に入りやすいことが懸念されるが、HMD1は、第1面積S1と第2面積S2を略同一とした場合と比較して、ハーフミラー50の下端502側を広い範囲で露出させることができる。このため、HMD1が使用者に装着された状態において、使用者が視野方向を下側に向けた場合でも、画像表示装置10の筐体3の下壁32が視野の邪魔になり難い。従って、HMD1は、使用者が視野方向を下側に向けた場合でも視認性を確保できる。
HMD1は、装着具8及び接続具9を有する。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10のハーフミラー50を、使用者の左眼の前側に配置させる。ここで、画像表示装置10の筐体3は、左右方向の中心3Cよりも右側の部分で、接続部材27及びボールジョイント22を介して接続具9によって支持される。このため、使用者は、左眼の前側に画像表示装置10を配置させたときに、接続具9が邪魔になり難い。従って、使用者は、左眼の前側に画像表示装置10のハーフミラー50を容易に配置させ、画像を視認できる。
又、HMD1は、ユーザの左眼の前側に画像表示装置10のハーフミラー50が配置された状態で、筐体3の上壁31の突出部310の下面にハーフミラー50を位置決めし、ハーフミラー50の上下方向の位置を安定化できる。又、上壁31の突出部310は、ハーフミラー50の反射面50Aに対して左右方向の両側にまたがって配置される。このため、HMD1は、使用中において外部からの衝撃がハーフミラー50に直接作用することを、突出部310によって抑制できる。従って、使用者の左眼の前側にハーフミラー50を配置させるHMD1において、外部からの衝撃によって筐体3に対するハーフミラー50の位置がずれることを、上壁31の突出部310によって抑制できる。
<変形例>
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。以下、第1変形例〜第4変形例、及び、その他の変形例について説明する。
<第1変形例>
第1変形例において、HMD1は、ホルダ5及びハーフミラー50(図6〜図9参照)の代わりに、ホルダ80及びハーフミラー58(図11、図12参照)を備える。ホルダ80及びハーフミラー58を除く他の構成(装着具8、接続具9、ボールジョイント21、22、ホルダ80及びハーフミラー58を除く画像表示装置10の構成)は、上記実施形態と同一であるので、以下では説明を省略する。
図11、図12を参照し、ホルダ80について説明する。ホルダ80は、基部85及び上壁861を有する。基部85の形状は、矩形状の開口85Aを有する略板状である。基部85の各面は左右方向を向く。基部85は、上枠86、下枠87、前枠88、及び、後枠89を有する。上枠86、下枠87、前枠88、及び、後枠89は、それぞれ、基部85のうち開口85Aの上側、下側、前側、及び、後側の部分に対応する。なお、基部85の上枠86、下枠87、前枠88、及び、後枠89は、それぞれ、上記実施形態におけるホルダ5(図6、図7参照)の基部51の上枠52、下枠53、前枠54、及び、後枠55に対応する。
図11に示すように、前枠88の後面は、左右方向と平行な方向に対して傾斜する。以下、前枠88の後面を、「接触部88A」という。接触部88Aに直交して後側に延びる向き80Aは、右斜め後側を向く。接触部88Aの上下方向の中央に、突起部88Bが設けられる。突起部88Bの形状は円柱状である。突起部88Bは、接触部88Aと直交する向き80Aに沿って、接触部88Aから突出する。以下、接触部88A及び突起部88Bを総称して、「第2保持部880」という。
上壁861は、基部85の上端から左側に向けて延びる。上壁861の形状は板状である。上壁861の各面は、上下方向を向く。上枠86は、上壁861の右端部分に対応する。なお、上壁861は、上記実施形態におけるホルダ5(図6、図7参照)の上壁56に対応する。上壁861の左端861Aの形状は、筐体3の上壁31の左端31Aの形状と略一致する。なお、上記実施形態の上壁56と異なり、2つの第1保持部57に対応する部材は上壁861に設けられていない。
図12に示すように、ハーフミラー58の形状は略矩形状である。ハーフミラー58は、矩形状の反射面58Aを有する。ハーフミラー58は、ホルダ80の上壁861の下側に配置される。ホルダ80の上壁861は、ハーフミラー58の上側を覆う。ハーフミラー58の上端581は上壁861に接着剤で接着される。これによって、ホルダ80に対するハーフミラー58の上下方向の位置は、上壁861によって保持される。
ハーフミラー58の前面のうち右端583の近傍部分は、ホルダ80の前枠88の接触部88Aに接する。ハーフミラー58は、右端583の近傍且つ上下方向の中央に孔58Hを有する。ホルダ80の突起部88Bは、ハーフミラー58の孔58Hに嵌合する。これによって、ホルダ80に対するハーフミラー58の左右方向の位置は、第2保持部880によって保持される。
ハーフミラー58の各面と直交する方向は、前後方向及び左右方向に対して傾斜する。ハーフミラー58の前面に直交して前側に延びる向き、及び、後面に直交して後側に延びる向きは、それぞれ、上記実施形態のホルダ5(図6、図7参照)に保持されたハーフミラー50における向き5A、Bと一致する。ホルダ80の上壁861は、ハーフミラー58の反射面58Aに対して左右方向両側にまたがって配置される。
ホルダ80は、筐体3の上壁31のうち突出部310の下側に装着される(図3、図4参照)。ホルダ80が筐体3に装着される態様は、上記実施形態においてホルダ5が筐体3に装着される態様と同一である。ホルダ80が筐体3に装着された状態で、筐体3の上壁31の突出部310の下面に上壁861の上面が接触する。ホルダ80の上壁861は、筐体3の上壁31の突出部310の下側部分として機能する。このため、筐体3の上壁31の突出部310は、ハーフミラー58の反射面58Aに対して左右方向両側にまたがって配置されることになる。
又、ハーフミラー58の上端581は、ホルダ80の上壁861に接着されるので、下側から支持されない状態でも、重力によって筐体3から下側に落下しない。つまり、ハーフミラー58の上下方向の位置は、筐体3の上壁31の突出部310の下面を基準として位置決めされる。更に、ハーフミラー58は、ホルダ80の第2保持部880(接触部88A、突起部88B)によって右端583が保持される。このため、筐体3にホルダ80が保持されることによって、筐体3に対するハーフミラー58の左右方向の位置も保持される。
ハーフミラー58の上端581は、全域に亘って、上下方向において筐体3の上壁31と重複する。一方、ハーフミラー58の下端582は、右端近傍の一部分のみが、上下方向において、下壁32と重複する。このため、上壁31のうちハーフミラー58と重なる部分の面積よりも、下壁32のうちハーフミラー50と重なる部分の面積の方が小さくなる。なお、上壁31のうちハーフミラー58と重なる部分の面積は、上記実施形態における第1面積S1(図8参照)に対応する。下壁32のうちハーフミラー58と重なる部分の面積は、上記実施形態における第2面積S2(図8参照)に対応する。
<第1変形例の主たる作用効果>
以上のように、第1変形例において、ホルダ80は第2保持部880を有する。第2保持部880は、接触部88A及び突起部88Bを有する。ハーフミラー58の右端583の近傍部分は、接触部88Aに接する。ハーフミラー58の孔58Hに、突起部88Bが嵌合する。これらによって、ホルダ80に対するハーフミラー58の左右方向の位置は、第2保持部880によって保持される。又、画像表示装置10の筐体3にホルダ80が保持されることによって、筐体3に対するハーフミラー58の左右方向の位置は保持される。従って、HMD1は、筐体3に対するハーフミラー58の上下方向の位置を安定化させると同時に、左右方向の位置も安定化させることができる。このため、HMD1は、使用者による画像光の視認性を維持できる。
又、第2保持部880は、ハーフミラー58の孔58Hに突起部88Bを嵌合させることによって、ホルダ80に対するハーフミラー58の第1方向を軸とした回転方向の動きが規制される。このため、筐体3からホルダ80が外された状態でハーフミラー50に外部から強い衝撃が作用した場合でも、ホルダ80に対してハーフミラー58がずれることを抑制できる。
第1変形例において、ホルダ80の接触部88Aと、ハーフミラー58のうち接触部88Aに接する部分とは、接着剤によって接着されてもよい。又、ハーフミラー58には、接触部88Aに接する部分が接着された状態で、上壁861側に押し当てられる向きに力が作用してもよい。この場合、ハーフミラー58の上端581は上壁861に接着剤で接着されない場合でも、ホルダ80に対するハーフミラー58の上下方向の位置は、上壁861によって保持される。
<第2変形例>
第2変形例において、HMD1は、画像表示装置10の代わりに、画像表示装置60(図13〜図15参照)を備える。画像表示装置60を除く他の構成(装着具8、接続具9、ボールジョイント21、22、)、及び、画像表示装置60に収容されるレンズユニット6及び画像ユニット7は、上記実施形態と同一であるので、以下では説明を省略する。
図13〜図15を参照し、画像表示装置60について説明する。画像表示装置60は、筐体6Aを有する。筐体6Aは、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。筐体6Aは中空箱状である。筐体6Aの上側、下側、前側、後側、及び、右側のそれぞれの壁部を、上壁61、下壁62、前壁63、後壁64(図15参照)、及び、右壁35という。上壁61、下壁62、前壁63、後壁64、及び、右壁35は、それぞれ、上記実施形態における画像表示装置10の筐体3の上壁31、下壁32、前壁33、後壁34、右壁35(図5参照)に対応する。
上壁61は、上主壁611及び上突出壁612を有する。上壁61のうち上主壁611の部分は、上記実施形態の画像表示装置10の上壁31における主部311(図3参照)に対応する。上壁61のうち上突出壁612の部分は、上記実施形態の画像表示装置10の上壁31における突出部310に対応する。画像表示装置10の場合と異なり、画像表示装置60の場合、上壁61は、上主壁611と上突出壁612とに分割可能である(図14参照)。上主壁611及び上突出壁612は、左右方向に並ぶ。上主壁611は、上突出壁612に対して右側に配置される。上主壁611及び上突出壁612は、一体となって共通の板状体を形成する。上主壁611の左端611A及び上突出壁612の右端612Bは接触する。左端611A及び右端612Bは、それぞれ、前後方向に直線状に延びる。
図14に示すように、上主壁611の左端611A、及び、下壁62の左端62Aのそれぞれの左右方向の位置は一致する。上主壁611及び下壁62は、上下方向に対向する。前壁63の左端63Aは、左端611A、62Aの間に亘って延びる。左端63Aは、上下方向の中央に向かうに従って右側に凹む。前壁63及び後壁64は、前後方向に対向する。筐体6Aの左側は開放する。レンズユニット6及び画像ユニット7(図5参照)は、上下方向における上主壁611及び下壁62の間、並びに、前後方向における前壁63及び後壁64の間に配置される。調節機構4は、前壁63に回転可能に保持される。図13に示すように、上突出壁612は、上主壁611、下壁62、前壁63、及び、後壁64に対して左側に突出する。上突出壁612の左端612Aの形状は、上記実施形態における上壁31の左端31A(図3参照)の形状と略同一である。
図14に示すように、ホルダ9Aは、筐体6Aに対して脱離可能に装着される。ホルダ9Aは、基部91及び上突出壁612を有する。基部91の形状は、矩形状の開口91A(図15参照)を有する略板状である。基部91の各面は左右方向を向く。基部91は、上枠92、下枠93(図15参照)、前枠94、及び、後枠95(図15参照)を有する。上枠92、下枠93、前枠94、及び、後枠95は、それぞれ、基部91のうち開口91Aの上側、下側、前側、及び、後側の部分に対応する。なお、基部91の上枠92、下枠93、前枠94、及び、後枠95は、それぞれ、上記実施形態におけるホルダ5(図6、図7参照)の基部51の上枠52、下枠53、前枠54、及び、後枠55に対応する。上突出壁612は、基部91の上端から左側に向けて延びる。上枠92は、上突出壁612の右端部分に対応する。基部91と上突出壁612とは直交する。上突出壁612の各面は、上下方向を向く。なお、上記実施形態の上壁56と異なり、2つの第1保持部57に対応する部材は上突出壁612に設けられていない。前枠94には、左側に突出する2つの保持部941が設けられる。
ハーフミラー90は、第1部分901及び第2部分902を有する。第1部分901の形状は略矩形状である。第1部分901は、矩形状の反射面90Aを後面に有する。第1部分901は、ホルダ9Aの上突出壁612の下側に配置される。第1部分901の各面と直交する方向は、前後方向及び左右方向に対して傾斜する。第1部分901の前面に直交して前側に延びる向き、及び、後面に直交して後側に延びる向きは、それぞれ、上記実施形態のホルダ5(図6、図7参照)に保持されたハーフミラー50における向き5A、Bと一致する。上突出壁612は、第1部分901の反射面90Aに対して左右方向両側にまたがって配置される。上突出壁612は、第1部分901の上方を覆う。第1部分901の上端は、上突出壁612の下面に接着剤で接着される。これによって、ホルダ9Aに対するハーフミラー90の上下方向の位置は、上突出壁612によって保持される。
ハーフミラー90の第2部分902は、第1部分901の前端から曲折して前側に延びる。第2部分902の各面は、左右方向を向く。第2部分902の右面は、ホルダ9Aの前枠94の左面に接触する。第2部分902の前端は、前枠94の2つの保持部941の後端に後側から接触する。これによって、ホルダ9Aに対するハーフミラー90の左右方向の位置は、前枠94の2つの保持部941によって保持される。
図15に示すように、ハーフミラー90が保持された状態のホルダ9Aは、筐体6Aの左側に後側から装着される。図15は、筐体6Aにホルダ9Aが装着される途中の状態を示している。筐体6Aにホルダ9Aが装着された状態で、ホルダ9Aの基部91は、筐体6Aの左端よりも僅かに右側に配置される。詳細には、ホルダ9Aの上枠92は、筐体6Aの上主壁611の左端611Aよりも僅かに右側に配置される。ホルダ9Aの下枠93は、筐体6Aの下壁62の左端62Aよりも僅かに右側に配置される。ホルダ9Aの前枠94は、筐体6Aの前壁63の左端63Aよりも僅かに右側に配置される。なお、ホルダ9Aの基部91の後枠95は、筐体6Aの後壁64の左端64A(図14参照)に左側から接触する。又、ホルダ9Aの上突出壁612の右端621Bと、筐体6Aの上主壁611の左端611Aとは接触する。ホルダ9Aの上突出壁612は、筐体6Aの上主壁611と一体となって、筐体6Aの上壁61を構成する。
ハーフミラー90の第1部分901の上端は、上突出壁612の下面に接着されるので、下側から支持されない状態でも、重力によって筐体6Aから下側に落下しない。つまり、ハーフミラー90の上下方向の位置は、上突出壁612の下面を基準として位置決めされる。なお、上記のように、上突出壁612は、上主壁611と一体となって上壁61を構成する。このため、ハーフミラー90の上下方向の位置は、筐体6Aの上壁61を基準として位置決めされることになる。更に、ハーフミラー90の第2部分902は、ホルダ9Aの前枠94の2つの保持部941によって左右方向の位置が保持される。このため、筐体6Aにホルダ9Aが保持されることによって、筐体6Aに対するハーフミラー90の左右方向の位置も保持される。
ハーフミラー90の上端は、全域に亘って、上下方向において上突出壁612と重複する。一方、ハーフミラー90の下端は、右端近傍の一部分のみが、上下方向において、下壁62と重複する。なお、上記のように、上突出壁612は、上主壁611と一体となって上壁61を構成する。このため、上壁61のうちハーフミラー90と重なる部分の面積よりも、下壁62のうちハーフミラー50と重なる部分の面積の方が小さくなる。なお、上壁61のうちハーフミラー90と重なる部分の面積は、上記実施形態における第1面積S1(図8参照)に対応する。下壁62のうちハーフミラー90と重なる部分の面積は、上記実施形態における第2面積S2(図8参照)に対応する。
<第2変形例の主たる作用効果>
以上のように、第2変形例において、ホルダ9Aの基部91の下枠93は、筐体6Aの下壁62の左端62Aよりも右側に配置される。このため、ホルダ9Aの基部91は、下壁62の左端62Aよりも左側に突出しない。このため、HMD1の使用者が視野方向を下側に向けた場合でも、基部91が視野の邪魔になり難い。従って、HMD1は、使用者の視認性を確保できる。
又、ホルダ9Aが筐体6Aから外された場合、ハーフミラー90は衝撃を受けやすい状態になる可能性がある。これに対して、第2変形例では、ホルダ9Aに上突出壁612が設けられ、上突出壁612によってハーフミラー90が位置決めされる。上突出壁612は、第1部分901の反射面90Aに対して左右方向両側にまたがって配置される。従って、ホルダ9Aは、筐体6Aから外された場合であっても、外部からの衝撃がハーフミラー90に直接作用することを、上突出壁612によって抑制できる。
<第3変形例>
第3変形例において、HMD1は、画像表示装置10の代わりに画像表示装置10A(図16参照)を備える。画像表示装置10Aが上記実施形態における画像表示装置10(図3等参照)と大きく異なる点は、上壁の突出部の左右方向の長さである。画像表示装置10Aを除く他の構成(装着具8、接続具9、ボールジョイント21、22、)、及び、画像表示装置10Aに収容されるレンズユニット6及び画像ユニット7は、上記実施形態と同一であるので、以下では説明を省略する。又、画像表示装置10、10Aで対応する構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
筐体3の上壁31は、突出部310A及び主部311を有する。突出部310Aは、上壁31のうち、下壁32、前壁33、及び、後壁34に対して左側に突出する部分に対応する。突出部310Aの左右方向の長さは、主部311の左右方向の長さの略半分である。
上壁31の左端31Cのうち、最も左側の位置を、「位置31D」という。下壁32の左端32Aのうち、最も左側の位置を、「位置32P」という。位置31D、32Pを結ぶ仮想直線を、「仮想直線L」と定義する。この場合、ハーフミラー50の全ての部分は、仮想直線Lよりも右側に配置される。
<第3変形例の主たる作用効果>
以上の場合、HMD1は、ハーフミラー50に対して外部から物体が接触することを、上壁31及び下壁32によって効果的に抑制できる。このため、HMD1は、ハーフミラー50に外部から物体が接触することに応じてハーフミラー50の位置がずれることを、筐体3の上壁31及び下壁32によって適切に抑制できる。
<第4変形例>
図17に示すように、第4変形例において、HMD1は、ハーフミラー50を覆う被覆部材11を更に有する。被覆部材11の形状は直方体である。被覆部材11は、ゴム等の弾性部材によって形成されている。被覆部材11は、ハーフミラー50を収容可能な収容部12を有する。収容部12の上端は、被覆部材11の上端の開口部12Aに連通する。ハーフミラー50は、開口部12Aを介して収容部12に収容される。ハーフミラー50は、収容部12に収容された状態で、被覆部材11によって周囲を覆われる。
被覆部材11は、前後両面に開口部15を有する。開口部15は、収容部12に連通する。開口部15の大きさは、ハーフミラー50の反射面50Aよりも僅かに大きい。ハーフミラー50が被覆部材11に収容された状態で、反射面50Aは、開口部15の内部に配置される。反射面50Aは、ハーフミラー50が収容部12に収容された状態でも、被覆部材11によって覆われない。
第4変形例において、ハーフミラー50は、被覆部材11によって覆われた状態で、ホルダ5に保持される。被覆部材11によって覆われた状態のハーフミラー50が保持されたホルダ5は、画像表示装置10に更に保持される。なお、被覆部材11の透明度は、筐体3の上壁31の透明度よりも大きい。例えば、ハーフミラー50の透明度は約50%であり、上壁31の透明度は約0%である。ハーフミラー50の反射面50Aは、被覆部材11によって覆われない。このため、反射面50Aは、レンズユニット6から射出された画像光を後側に反射させることができる。又、反射面50Aは、前側から入射した外界の光を後側に透過させる。これによって使用者は、HMD1の画像表示装置10に対して前側の景色に虚像を重ねて認識することができる。
<第4変形例の主たる作用効果>
以上のように、ハーフミラー50は被覆部材11によって周囲を覆われる。このため、ハーフミラー50の左端及び下端が広い範囲で露出した状態でも、被覆部材11によってハーフミラー50の耐衝撃性を維持できる。
なお、ハーフミラー50が被覆部材11によって覆われる場合、被覆部材11が使用者の視野の邪魔になることを抑制するために、被覆部材11の透明度は高い方が好ましい。一方、筐体3の上壁31は、ハーフミラー50に対して外光が進入することを抑制できるように、透明度は低いことが好ましい。これに対し、HMD1では、上壁31の透明度よりも、被覆部材11の透明度の方が大きい。例えば、被覆部材11の透明度は約50%であり、上壁31の透明度は約0%である。このため、HMD1は、被覆部材11が使用者の視野の邪魔になることを抑制しつつ、ハーフミラー50に対して外光が進入することを上壁31によって抑制できる。
<その他の変形例>
画像表示装置10の筐体3は、上壁31及び下壁32を有していればよい。例えば、筐体3は後壁34を有していなくてもよい。ハーフミラー50の代わりに、光を反射させることが可能な部材(例えば、プリズム等)が用いられてもよい。ハーフミラー50は、筐体3の上壁31の突出部310に直接位置決めされてもよい。この場合、HMD1はホルダ5を有していなくてもよい。上壁31の突出部310に対するハーフミラー50の位置決めの方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、ハーフミラー50は、上側に付勢力が付与されることによって、上壁31の突出部310に対する位置決めがされてもよい。具体的には、例えば、ハーフミラー50の下端502に対し、上側に向かう方向の付勢力を付与する付勢部材が、下壁32の左端32Aの近傍に設けられてもよい。この場合、ハーフミラー50の上端501を上壁31に位置決めするための部材が、上壁31に設けられていなくてもよい。
ハーフミラー50は、ホルダ5の上壁56に設けられた2つの第1保持部57によって上端501が保持された。2つの第1保持部57は、上壁56の下面から下側に突出した。これに対し、ホルダ5の上壁56の下面には、2つの第1保持部57の間の部分に溝が設けられていてもよい。ハーフミラー50の上端501は、この溝に嵌合されてもよい。2つの第1保持部57は上壁56に設けらなくてもよい。ハーフミラー50の右端504は、ホルダ5の前枠54に接着剤等で接着されてもよい。又、ハーフミラー50の右端504の近傍に孔が設けられていてもよい。ホルダ5の前枠54に突起部が設けられてもよい。ハーフミラー50の孔に、前枠54の突起部が嵌合することによって、ハーフミラー50の右端504の位置が、ホルダ5を介して筐体3に固定されてもよい。
ホルダ80の上壁861の下面に、2つの第1保持部が設けられてもよい。ハーフミラー58の上端581は、2つの第1保持部によって上壁861に保持されてもよい。この場合、ハーフミラー58の上端581は、上壁861に接着されなくてもよい。ハーフミラー58の右端583は、ホルダ80の第2保持部880の接触部88Aに接着剤等で接着されてもよい。
上記において、画像表示装置10と接続具9とを接続する接続部材27は、筐体3の後壁34のうち左右方向の中心3Cと同一位置に接続されてもよいし、中心3Cよりも左側に接続されてもよい。HMD1において、HMD1は、ユーザの着用する眼鏡や帽子等に、接続具9の上端が直接接続されてもよい。この場合、HMD1は、装着具8及びボールジョイント21を有さなくてもよい。
上記において、被覆部材11は、ハーフミラー50のうち反射面50Aを除くすべての部分を覆っていた。これに対し、被覆部材11は、ハーフミラー50の一部のみを覆ってもよい。例えば、被覆部材11は、ハーフミラー50の下端502及び左端503のみを覆ってもよい。
<その他>
上下方向は、本発明の「第1方向」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。前後方向は、本発明の「第3方向」の一例である。
後側は、本発明の「前後方向の一方側」の一例である。上壁31、61は、本発明の「第1壁」の一例である。下壁32、62は、本発明の「第2壁」の一例である。画像ユニット7は、本発明の「画像光形成部」の一例である。ハーフミラー50、90は、本発明の「反射部材」の一例である。上主壁611は本発明の「第1主壁」の一例である。上突出壁612は本発明の「第1突出壁」の一例である。
1 :HMD
3、6A、9A :筐体
5、80 :ホルダ
6 :レンズユニット
7 :画像ユニット
8 :装着具
9 :接続具
10、10A、60 :画像表示装置
11 :被覆部材
31、61 :上壁
32、62 :下壁
50、58、90 :ハーフミラー
50A、58A、90A :反射面
57 :第1保持部
58H :孔
62A :左端
88A :接触部
88B :突起部
310、310A :突出部
611 :上主壁
612 :上突出壁
880 :第2保持部
L :仮想直線
S1 :第1面積
S2 :第2面積

Claims (9)

  1. 第1方向に対向する第1壁及び第2壁を少なくとも有する筐体と、
    前記筐体の内部に、前記第1方向について前記第1壁と前記第2壁の間に配置され、画像光を前記第1方向と直交する第2方向に射出する画像光形成部と、
    前記画像光を反射する前記第1方向に平行な反射面を有する反射部材であって、
    前記画像光形成部に対して、前記第2方向の一方側に配置され、
    前記画像光形成部から射出された前記画像光を、前記反射面によって、前記第1方向及び前記第2方向の何れとも交差する第3方向の一方側に反射させることが可能な前記反射部材と
    を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
    前記第1壁は、前記反射部材の前記反射面に対し、前記第2方向の両側にまたがって形成された突出部を有し、
    前記反射部材の前記第1方向における位置は、前記突出部のうち前記第1方向の前記第2壁側の面を基準として位置決めされ、
    前記第1方向において、前記第1壁のうち前記反射部材と重なる領域の面積である第1面積よりも、前記第2壁のうち前記反射部材と重なる領域の面積である第2面積の方が小さいことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
  2. 前記反射部材の前記第1方向の両端部のうち前記突出部に近接する側の端部を、前記突出部に保持するための第1保持部を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  3. 前記反射部材の前記第2方向の両端部の少なくとも一方を前記筐体に保持するための第2保持部を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  4. 前記第1壁は、
    前記第2方向の他方側の第1主壁と、前記第2方向の一方側の第1突出壁とに分割可能であり、
    前記画像光形成部は、前記第1主壁によって覆われ、
    前記突出部は、前記第1突出壁に含まれ、
    前記筐体に脱着可能なホルダであって、
    前記第1方向の一方側は、前記第1突出壁によって形成され、
    前記第1方向の他方側は、前記第2壁よりも前記第2方向の他方側に配置された枠部によって形成された前記ホルダ
    を更に備え、
    前記ホルダの前記第1突出壁の前記突出部によって、前記反射部材が位置決めされたことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  5. 前記筐体に脱着可能なホルダであって、
    前記第2保持部を有し、
    前記反射部材の前記第2方向の他方側の端部を前記第2保持部によって保持するホルダ
    を更に備え、
    前記第2保持部は、前記反射部材に接触する接触部、及び、前記接触部から突出する突起部を有し、
    前記反射部材は、前記突起部に嵌合する孔を有することを特徴とする請求項3に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  6. 使用者に装着される装着具と、
    前記装着具と前記筐体とを接続する接続具と
    を更に備え、
    前記接続具は、前記筐体のうち、前記第2方向の中央よりも他方側に設けられたことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  7. 前記反射部材は、少なくとも一部分が被覆部材によって覆われており、
    前記第1壁の透明度よりも、前記被覆部材の透明度の方が大きいことを特徴とする請求項1から6の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  8. 前記反射部材は、前記第1壁の前記第2方向の一方側の端部と、前記第2壁の前記第2方向の一方側の端部とを結ぶ仮想直線よりも、前記第2方向の他方側に配置されることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  9. 前記筐体は、前記第1壁が前記第2壁よりも使用者の頭頂に近い側になるよう前記装着具に装着されることを特徴とする請求項6に記載のヘッドマウントディスプレイ。
JP2016002447A 2016-01-08 2016-01-08 ヘッドマウントディスプレイ Expired - Fee Related JP6455449B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002447A JP6455449B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 ヘッドマウントディスプレイ
EP17735962.7A EP3402183A4 (en) 2016-01-08 2017-01-05 HEAD-MOUNTED DISPLAY
PCT/JP2017/000082 WO2017119425A1 (ja) 2016-01-08 2017-01-05 ヘッドマウントディスプレイ
US15/851,833 US20180136476A1 (en) 2016-01-08 2017-12-22 Head-Mounted Display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002447A JP6455449B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 ヘッドマウントディスプレイ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017123594A true JP2017123594A (ja) 2017-07-13
JP6455449B2 JP6455449B2 (ja) 2019-01-23

Family

ID=59274416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016002447A Expired - Fee Related JP6455449B2 (ja) 2016-01-08 2016-01-08 ヘッドマウントディスプレイ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180136476A1 (ja)
EP (1) EP3402183A4 (ja)
JP (1) JP6455449B2 (ja)
WO (1) WO2017119425A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11029729B1 (en) * 2018-05-07 2021-06-08 Facebook Technologies, Llc Adjustable strap assemblies, systems, and methods for head-mounted displays
US11677103B2 (en) * 2019-06-21 2023-06-13 Realwear, Inc. Auxilary battery system for a head-mounted display

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05341249A (ja) * 1992-06-09 1993-12-24 Sony Corp 光学装置
WO2015030100A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 ブラザー工業株式会社 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6747611B1 (en) * 2000-07-27 2004-06-08 International Business Machines Corporation Compact optical system and packaging for head mounted display
US7898503B2 (en) * 2005-04-13 2011-03-01 Kopin Corporation Auxiliary targeting viewer
US20120002046A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Raytheon Company Flip-Up Hands-Free Display Mount
JP5594258B2 (ja) * 2011-08-23 2014-09-24 ブラザー工業株式会社 ヘッドマウントディスプレイ
US8977205B2 (en) * 2011-10-06 2015-03-10 Symbol Technologies, Inc. Head-mounted computer with peripheral expansion port
US9417660B2 (en) * 2012-04-25 2016-08-16 Kopin Corporation Collapsible head set computer
WO2015030099A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 ブラザー工業株式会社 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ
KR102209512B1 (ko) * 2014-06-30 2021-01-29 엘지전자 주식회사 글래스 타입 단말기
US20170090200A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Display device and head mounted display

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05341249A (ja) * 1992-06-09 1993-12-24 Sony Corp 光学装置
WO2015030100A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 ブラザー工業株式会社 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ

Also Published As

Publication number Publication date
EP3402183A4 (en) 2019-09-04
WO2017119425A1 (ja) 2017-07-13
JP6455449B2 (ja) 2019-01-23
EP3402183A1 (en) 2018-11-14
US20180136476A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5699649B2 (ja) 虚像表示装置
JP7155815B2 (ja) 頭部装着型表示装置
JP6115585B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ及び画像表示装置
US10718950B2 (en) Head-mounted display apparatus
JP6551278B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP2013210587A (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6281455B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6281456B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6455449B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6206366B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6010888B2 (ja) 虚像表示装置
JP2018046387A (ja) 頭部装着型画像表示装置
JP6493229B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6197843B2 (ja) 虚像表示装置
JP6281454B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイおよび画像表示ユニット
JP6115528B2 (ja) 画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイ、及び、偏向ユニット
JP6115532B2 (ja) 画像表示装置
JP6465134B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ及び画像表示装置
JP6418193B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP6146422B2 (ja) 画像表示装置、及び、ヘッドマウントディスプレイ
JP6248854B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP2007274340A (ja) 頭部装着式映像表示装置
JP2016063271A (ja) ヘッドマウントディスプレイおよび装着具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6455449

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees