JP2018011227A - 表示装置及び頭部装着型画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】防水性を向上できる表示装置及び頭部装着型画像表示装置を提供すること。【解決手段】入射される画像光を導光する光学部材と、前記光学部材の一部が挿入される開口部を有し、前記光学部材を支持するフレーム部材と、前記光学部材と前記開口部の内面との間に位置する撥水層と、を有することを特徴とする表示装置。【選択図】図15

Description

本発明は、表示装置及び頭部装着型画像表示装置に関する。
従来、ユーザーの頭部に装着される頭部装着型画像表示装置が知られている。このような頭部装着型画像表示装置として、防水構造を備えた映像表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の映像表示装置は、表示素子と、プリズム(導光部材)と、これら表示素子及びプリズムを内包するとともに保持する筐体と、パッキンと、を備える。これらのうち、パッキンは、プリズムの周囲の映像光が反射しない部分と筐体とに接するように配置される。これにより、上記特許文献1に記載の映像表示装置は、筐体内に水等の流体が浸入することを抑制している。
特開2009−157290号公報
ところで、上記特許文献1に記載の映像表示装置では、導光部材は、ユーザーの眼に対して画像光を導光するので、精度よく筐体(映像表示装置)内に配置される必要がある。
しかしながら、上記特許文献1に記載の構成では、導光部材の各面と、上記筐体を構成する外装ケースとの間にパッキン等の防水部材を配置して押圧すると、当該防水部材が押圧されることにより、導光部材が上記画像光を確実に導光できる位置から動くことがあるので、当該導光部材を精度よく配置できないという課題がある。また、導光部材に対して画像投射部の位置は変わらずとも、光学系全体で移動してしまうことが考えられ、両眼の映像表示装置では、使用者が画像を見ることができるものの、左右の画像表示がずれてしまうため、画像(特に、3D画像)を的確に認識できなくなるという課題がある。
一方で、導光部材の外面は、画像光を内面反射させつつユーザーの眼に導く必要があるので、当該防水部材を当該導光部材の反射に寄与する部位に設けたくない。しかしながら、例えば、導光部材の周囲に防水部材を設けない場合、導光部材と筐体(外装ケース)との間から、流体が当該フレーム部材内に浸入してしまう。
これに対し、防水部材を導光部材の反射に寄与しない部位に設けた場合であっても、導光部材及び外装ケースを構成する材料の公差及び熱による影響により、導光部材のいずれかの面と外装ケースとの間にわずかな隙間が生じ、当該隙間を介して毛細管現象により、水等の流体が筐体内部に侵入するという課題がある。
本発明は、上記課題の少なくとも1つを解決することを目的とするものであり、防水性を向上できる表示装置及び頭部装着型画像表示装置を提供することを目的の1つとする。
本発明の第1態様に係る表示装置は、入射される画像光を導光する光学部材と、前記光学部材の一部が挿入される開口部を有し、前記光学部材を支持するフレーム部材と、前記光学部材と前記開口部の内面との間に位置する撥水層と、を有することを特徴とする。
なお、上記光学部材としては、入射される画像光を導光する導光部材の他、画像光を出射する投射レンズ等を例示できる。また、上記フレーム部材は、上記光学部材を支持する全ての部材を含み、例えば、導光部材(光学部材)と、当該導光部材を支持する部材とにより表示部が形成され、これらがフレームに支持される構成である場合、当該表示部における導光部材を支持する部材は、上記フレーム部材に相当する。
上記第1態様では、フレーム部材の開口部の内面と光学部材との間に撥水層が配置されているので、当該開口部の内面と光学部材との間に隙間が形成される場合でも、上記毛細管現象により当該隙間に侵入した上記流体は、撥水層の撥水効果により水滴となる。この撥水効果により生じた水滴は、例えば、上記隙間の寸法よりも直径が大きくなる可能性が高い。このため、上記水滴は、撥水層により上記隙間に浸入することを抑制される。従って、撥水層により光学部材を支持するフレーム部材内に水等の流体が浸入することを抑制できるので、表示装置の防水性を向上できる。
また、上記隙間が形成される場合でもフレーム部材内への流体の浸入を抑制できるので、開口部の内面に光学部材が当接しないように、当該光学部材を配置できる。これによれば、表示装置の組立の際に、光学部材に応力が加わることを抑制できるので、当該光学部材の位置ずれを抑制できる。
上記第1態様では、前記画像光を前記光学部材に投射する画像投射部を有し、前記光学部材は、前記画像投射部によって投射された前記画像光が入射される入射面を有し、前記入射面及び前記画像投射部は、前記フレーム部材内に位置することが好ましい。
このような構成によれば、上記撥水層によりフレーム部材に水等の流体が浸入することを抑制できるので、フレーム部材内に位置する光学部材の入射面及び画像投射部に流体が付着することを確実に抑制できる。これにより、画像投射部から投射された画像を光学部材の入射面に確実に入射させることができる。従って、上記画像光に基づく画像を表示する表示装置の信頼性を高めることができる。
上記第1態様では、前記光学部材における前記フレーム部材内に位置する入射部の少なくとも一部に設けられる防水部材を有し、前記撥水層は、前記防水部材及び前記フレーム部材の少なくともいずれか一方に位置することが好ましい。
このような構成によれば、光学部材においてフレーム部材内に位置する入射部に設けられた防水部材によって、フレーム内に上記流体が浸入することを抑制できる。また、撥水層が防水部材及びフレーム部材の少なくともいずれか一方に位置しているので、例えば、防水部材とフレーム部材との間に隙間が形成されている場合に、当該隙間から上記流体が浸入することを抑制できる。従って、防水部材が設けられていない場合に比べて、上記流体がフレーム部材内に浸入することを確実に抑制できる。
上記第1態様では、前記防水部材は、前記入射部の少なくとも一部の周囲を覆い、前記防水部材において、前記入射面側の部分は、他の部分よりも薄いことが好ましい。
このような構成によれば、光学部材のフレーム部材内に位置する入射部の少なくとも一部の周囲に防水部材が設けられているので、例えば、上記入射部の一部にのみ防水部材が設けられている場合に比べて、フレーム部材内に上記流体が浸入することを抑制できる。
また、例えば、防水部材の入射面側の部分が比較的厚い場合、当該入射面側の部分の熱膨張等による変形量が大きくなり、当該入射面側の部分がフレーム部材に当接する可能性が高まり、ひいては、防水部材が設けられる導光部材の位置がずれる可能性がある。
これに対し、このような構成によれば、入射面側の部分が他の部分よりも薄いので、当該部分が変形する場合でも、当該部位の変形量を小さくでき、当該部分がフレーム部材に当接することを抑制できる。従って、光学部材の位置ずれの可能性を低減でき、ひいては、入射面から確実に画像光を入射させることができる。
上記第1態様では、前記防水部材は、前記光学部材における前記入射面の反対側の面側で、かつ、前記光学部材によって導かれる前記画像光の進行方向側に前記フレーム部材との間に隙間を有して配置され、前記撥水層は、それぞれ前記隙間を形成する前記フレーム部材の部位、及び、前記防水部材の部位の少なくともいずれかに位置することが好ましい。
このような構成によれば、撥水層がフレーム部材において光学部材の入射面とは当該光学部材を挟んで反対側の内面と防水部材(上記隙間)との間に配置されているので、上記流体が当該隙間からフレーム部材内に浸入することを抑制できる。
また、防水部材とフレーム部材との間に隙間があるので、当該防水部材における上記部位は、フレーム部材の上記内面に当接していない。すなわち、光学部材の入射面から入射された光が反射される入射面の反対側の面が上記内面に当接していないので、当該面にて確実に画像光を反射できる。従って、表示装置の信頼性をより高めることができる。
上記第1態様では、前記防水部材において、前記隙間を形成する面とは異なる面は、前記フレーム部材の内面と当接していることが好ましい。
このような構成によれば、上記隙間を形成する面とは異なる面がフレーム部材の内面と当接しているので、上記隙間を形成する面以外の面から上記流体がフレーム部材内に浸入することを抑制できる。
また、光学部材において少なくとも1面(入射面とは反対側の面)がフレームの内面に当接していないので、何らかの圧力や応力によってフレーム部材に対して防水部材が移動することを抑制できる。
上記第1態様では、前記撥水層は、前記開口部の内面における前記防水部材に対向する部位に位置することが好ましい。
このような構成によれば、撥水層が上記内面における防水部材に対向する部位に位置しているので、当該内面と防水部材との間の隙間からケース部材内に上記流体が浸入することを確実に抑制できる。また、撥水層が上記内面に設けられているので、例えば、防水部材に上記撥水層が設けられる場合に比べて、当該撥水層の配置(取付)を容易にできる。
上記第1態様では、前記防水部材は、シリコーン樹脂、及び、撥水性を有する弾性材料のいずれかにより構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、防水部材がシリコーン樹脂により構成されているので、防水部材に水等の流体が浸み込むことを抑制できる。また、シリコーン樹脂が撥水性を有しているので、防水部材及び撥水層の撥水特性により、ケース部材内に上記流体が浸入することを確実に抑制できる。
更に、例えば、防水部材がシリコーン樹脂にて構成されている場合には、耐熱性が高いので、当該防水部材の劣化を抑制できる。また、例えば、防水部材が弾性部材(例えば、硫黄加硫されていないゴム等)により構成されている場合には、当該防水部材とケース部材の内面とが当接する部位においては、当該部位からケース部材内に上記流体が浸入することを抑制できる。
上記第1態様では、前記撥水層は、前記光学部材に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、光学部材に撥水層が設けられているので、例えば、上記防水部材を有しない場合においても、フレーム部材内への上記流体の浸入を抑制できる。また、上記防水部材が設けられていない場合、光学部材がフレーム部材に支持されるので、当該フレーム部材により防水部材が押圧された際に生じ得る光学部材の位置ずれを確実に抑制できる。
上記第1態様では、前記撥水層は、撥水性を有する塗布剤より形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、撥水層が撥水性を有する塗布剤により形成されているので、当該撥水層を設ける位置に当該塗布剤を塗布するのみで、撥水層を上記各位置に容易に設けることができる。従って、撥水層を容易に構成できるので、表示装置の組立工程を簡略化できる。
上記第1態様では、前記塗布剤は、フッ素ポリマーを含むことが好ましい。
このような構成によれば、当該塗布剤により構成された撥水層に上記流体が当接した際に、当該流体を水滴にして、当該水滴を撥水層に留めることができる。従って、表示装置の防水性をより高めることができる。
上記第1態様では、前記撥水層は、シール材により構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、撥水層を設ける位置に当該シール材を貼付するのみで、当該撥水層をケース部材内に形成できる。従って、撥水層を容易に構成できるので、表示装置の組立工程を簡略化できる。
本発明の第2態様に係る頭部装着型画像表示装置は、上記表示装置と、前記表示装置を観察者の頭部に装着する装着部材と、を備えることを特徴とする。
上記第2態様によれば、上記第1態様に係る表示装置と同様の効果を奏することができる。また、上記表示装置の構成により、水等の流体が表示装置内に浸入することを抑制できるので、雨等が降っている環境下においても、上記頭部装着型画像表示装置を使用できる。
本発明の一実施形態に係るHMDを示す平面図。 上記実施形態におけるレンズホルダー及び遮蔽部材が装着されたHMDを示す斜視図。 上記実施形態におけるノーズパッド及び遮蔽部材が装着されたHMDを示す斜視図。 上記実施形態における上部ケース及び下部ケースを取り外したHMDを示す斜視図。 上記実施形態における上部ケース及び下部ケースを取り外したHMDを示す斜視図。 上記実施形態における画像投射部を示す斜視図。 上記実施形態におけるフレーム本体を取り外したHMDを示す平面図。 上記実施形態におけるフレーム本体及び防水部材を取り外したHMDを示す平面図。 上記実施形態におけるフレーム本体を示す斜視図。 上記実施形態における右側導光部材を取り外したHMDを示す斜視図。 上記実施形態における防水部材を内側から見た斜視図。 上記実施形態における防水部材を外側から見た斜視図。 上記実施形態における防水部材の配置を示す斜視図。 上記実施形態におけるケース部材の断面図。 上記実施形態における排水層の位置を示す平面図。
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[HMDの外観構成]
図1〜図3は、本実施形態に係るHMD1の外観を示す図である。詳述すると、図1は、HMD1の正面図であり、図2は、当該HMD1を前面側上方から見た斜視図であり、図3は、当該HMD1を背面側上方から見た斜視図である。なお、図2においては、レンズホルダーLH及び遮蔽部材SDが装着されたHMD1を図示しており、また、図3においては、ノーズパッドNP及び遮蔽部材SDが装着されたHMDを図示している。
本実施形態に係るHMD(Head Mounted Display)1は、ユーザーの頭部に装着されて使用され、当該ユーザーによって視認可能に画像を表示するとともに、外光を透過させて外界を観察可能とするシースルー型の頭部装着型画像表示装置である。このHMD1は、図1〜図3に示すように、フレーム2と、それぞれフレーム2に支持される撮像装置8(図1)及び2つの光学装置9R,9Lと、を備える。この他、HMD1は、フレーム2にノーズパッドNP(図3)、レンズホルダーLH(図2)及び遮蔽部材SD(図2)を着脱可能に構成されている。
そして、本実施形態に係るHMD1は、詳しくは後述するが、収容部HPR,HPL内に配置された画像投射部91及び制御部96の防水を図ることができる構成を有する点を特徴の1つとしている。
なお、以下の説明では、HMD1を装着したユーザーを正面視した場合に、HMD1において観察される側を前面側(或いは前方)とし、反対側を背面側(或いは後方)とする。また、HMD1における上側及び下側は、当該ユーザーにおける上側及び下側に対応し、HMD1における右側及び左側は、当該HMD1を装着したユーザーにおける右側及び左側に対応する。
そして、以下に示す図及び説明においては、互いに直交する+X方向、+Y方向及び+Z方向のうち、+Z方向を背面側から前面側に向かう方向とし、+Y方向を下側から上側に向かう方向として記載し、+X方向を左側から右側に向かう方向とする。更に、説明の便宜上、+Z方向の反対方向を−Z方向とする。−Y方向及び−X方向も同様である。
[ノーズパッドの構成]
ノーズパッドNPは、図3に示すように、フレーム本体3において後述する導光部材97R,97Lの間に位置する装着部311に背面側から挿抜可能に設けられる。このノーズパッドNPは、HMD1の装着時にユーザーの鼻(小鼻に応じた部位)を左右から挟み、これにより、当該HMD1が左右にずれたり、下方にずれたりすることを抑制する。
[レンズホルダーの構成]
レンズホルダーLHは、図2に示すように、テンプルのない眼鏡様の構成を有する。このレンズホルダーLHは、視力矯正用の左右のレンズ(図示省略)を保持して、上記装着部311に背面側から挿抜可能に設けられる。
[遮蔽部材の構成]
遮蔽部材SDは、図2に示すように、導光部材97R,97Lを挟んで上記ノーズパッドNP及びレンズホルダーLH側とは反対側である前面側にて当該導光部材97R,97Lを覆うように上記装着部311に着脱可能に取り付けられる。この遮蔽部材SDは、導光部材97R,97Lに入射される外光の少なくとも一部を遮蔽して外界を見づらくし、これにより、表示される画像の視認性を向上させる。
[フレームの概略構成]
フレーム2は、図1〜図3に示すように、眼鏡のフレーム様の構成を有し、上記のように、撮像装置8及び光学装置9R,9Lを支持する他、上記ノーズパッドNP、レンズホルダーLH及び遮蔽部材SDを支持する。このフレーム2は、上方から見て略U字状を有するフレーム本体3と、当該フレーム本体3に取り付けられるケース部材4R,4Lと、当該フレーム本体3にそれぞれ設けられるテンプルTMR,TMLと、を有する。
これらのうち、右側のテンプルTMR及び左側のテンプルTMLは、ユーザーの耳に懸架されて、HMD1を支持する部品である。これらテンプルTMR,TMLは、フレーム本体3に設けられた支持部35R,35Lに、ユーザー側に屈曲可能に接続されている。これらテンプルTMR,TMLを、対応する側面部32R,32Lと略平行に伸ばすことにより、当該テンプルTMR,TMLをユーザーの左右の耳にかけることができ、HMD1を頭部に装着できる。一方、ユーザーがHMD1を装着しない場合には、テンプルTMR,TMLを内側に屈曲させることにより、当該テンプルTMR,TMLを折り畳むことができる。
なお、テンプルTMR,TMLは、ユーザー側の面、及び、ユーザー側とは反対側の面のそれぞれに露出する断面H型のゴム等の弾性部材が嵌め込まれたプレートにより構成されている。このようなプレートは、合成樹脂やチタン等の金属により形成できる。このテンプルTMR,TMLは、本発明の装着部材に相当する。
なお、弾性部材は、このような構成に限らず、プレートにおけるユーザー側の面、及び、ユーザー側とは反対側の面のそれぞれに接着又は嵌合されてもよく、これらの面のいずれかのみに設けられていてもよい。
フレーム本体3は、ユーザーの額に沿うフロント部31と、当該フロント部31の左右の両端から当該フロント部31と交差する背面側(ユーザーの後方)に延出して、ユーザーの左右のこめかみに沿う側面部32R,32Lと、を有する。このフレーム本体3は、フロント部31及び側面部32R,32Lが一体的に形成された金属製の一体成型品である。
フロント部31は、フレーム本体3において左右方向に沿う部位である。このフロント部31は、ユーザーの左右の眼前に配置される表示部としての導光部材97R,97Lを支持する他、支持された導光部材97R,97Lの間に位置する上記装着部311にてノーズパッドNP、レンズホルダーLH及び遮蔽部材SDを支持する。また、フロント部31における左側端部31L及び右側端部31Rは、上方から見て後方側に円弧状に湾曲しており、右側端部31Rには、撮像装置8が配置されている。そして、右側端部31Rから側面部32Rが後方に延出しており、左側端部31Lから側面部32Lが後方に延出している。
側面部32Rは、ケース部材4Rと組み合わされて、光学装置9Rを構成する右側の画像投射部91及び制御部96を内部に収容する収容空間S(図5及び図6)を有する収容部HPRを構成する。
同様に、側面部32Lは、ケース部材4Lと組み合わされて、光学装置9Lを構成する左側の画像投射部91及び制御部96を内部に収容する収容空間Sを有する収容部HPLを構成する。
これら側面部32R,32L及びケース部材4R,4Lについては、後に詳述する。
[光学装置の構成]
図4及び図5は、ケース部材4Rを構成する上部ケース5R及び下部ケース7Rを取り外したHMD1を背面側上方及び背面側下方からそれぞれ見た斜視図である。なお、図4及び図5においては、テンプルTML,TMRの図示を省略している。
光学装置9Rは、フレーム2において右側に位置し、光学装置9Lは、左側に位置する。これら光学装置9R,9Lは、外部から入力される画像信号に応じた画像をユーザーに視認可能に表示する。これらのうち、光学装置9Rは、図4及び図5に示すように、側面部32Rとケース部材4Rとが組み合わされて構成される収容部HPRにそれぞれ配置される画像投射部91及び制御部96と、上記フロント部31に支持される導光部材97Rと、を有する。
なお、以下の説明では光学装置9Rについて主に説明するが、光学装置9Lも、光学装置9Rとは鏡面対称となるが、当該光学装置9Rと同様の画像投射部91、制御部96及び導光部材97Lを有する。
[画像投射部の構成]
図6は、画像投射部91を画像光の投射側(正面側)における下方から見た斜視図である。なお、図6では、画像形成装置92の枠体を図示し、表示パネルの図示を省略している。
各光学装置9R,9Lの画像投射部91は、対応する導光部材97R,97Lに画像光(画像を形成する光)を投射するものであり、それぞれ対応する収容部HPR,HPLに収容される被収容部材の1つである。この画像投射部91は、図6に示すように、画像形成装置92及び投射光学装置93が互いに組み合わされて一体化されたユニットとして構成されている。
画像形成装置92は、制御部96による制御の下、外部からケーブルCBを介して入力される画像信号に応じた画像光を形成する画像形成部である。この画像形成装置92は、本実施形態では、有機EL(Electro-Luminescence)パネル等の自己発光型表示パネルにより構成されている。しかしながら、これに限らず、画像形成装置92は、LED等の光源と、透過型又は反射型の液晶パネルや、MEMSミラー等のマイクロミラーを用いたデバイス等の光変調装置との組合せにより構成することも可能である。
このような画像形成装置92とフレーム本体3(後述する固定部320或いは側面部32R,32L)とは、図示しない熱伝導部材によって接続される。これにより、画像形成装置92にて生じた熱を、外部に露出する金属製部材であるフレーム本体3に伝導でき、当該フレーム本体3にて外部に放熱できる。
投射光学装置93は、画像形成装置92によって形成された画像光を、対応する導光部材97R,97Lに出射する。この投射光学装置93は、複数のレンズ94と、当該複数のレンズ94を収容する鏡筒95とを備えた組レンズとして構成されている。なお、画像形成装置92から入射される画像光を導光部材97R,97Lに導くことが可能であれば、当該複数のレンズの少なくとも1つに代えてプリズム(投射プリズム)を採用してもよい。
この鏡筒95は、図4に示すように、上端面95Aにねじ孔である固定部951を有する他、図6に示すように、下端面95Bにねじ孔である固定部952を有する。そして、鏡筒95は、図4に示すように、固定部951にて側面部32Rの固定部320に固定される。鏡筒95の固定部952には、図5に示すように、基板ホルダー6Rが取り付けられる。すなわち、鏡筒95を含む画像投射部91は、基板ホルダー6Rによって下方側から覆われる。なお、図示を省略するが、光学装置9Lの画像投射部91も、同様の基板ホルダーによって下方側から覆われる。
また、鏡筒95は、光出射側の端部に開口部953を有し、当該開口部953内に位置するレンズ(図示省略)から画像光が投射される。この開口部953の周囲には、上側突出部954及び下側突出部955が設けられている。この上側突出部954及び下側突出部955により囲まれた領域には、導光部材97の入射部971が配置される。具体的には、当該領域には、導光部材97の入射部971における入射面9711が開口部953に対向するように配置される。これにより、開口部953を介して出射された画像光は、入射面9711を介して導光部材97内を進行する。
更に、鏡筒95は、上側突出部954及び下側突出部955のそれぞれは、収容部HPR内に配置された際に、+Z方向に延出する延出部956を有する。この延出部956は、略矩形板状に形成され、当該延出部956には、後述する防水部材34の枠体341(開口部342の端縁)が当接する。
光学装置9Lを構成する制御部96は、左側の収容部HPLに接続されたケーブルCBを介して外部から供給される画像信号に応じて、同じく光学装置9Lを構成する画像形成装置92を動作させる。また、光学装置9Rを構成する制御部96は、上記フロント部31と導光部材97R,97Lとの間を通る信号線(図示省略)を介して、光学装置9Lの制御部96から入力される画像信号に応じて、同じく光学装置9Rを構成する画像形成装置92を動作させる。これら制御部96も、上記収容部HPR,HPLにそれぞれ収容される被収容部材の1つである。
なお、光学装置9Rの制御部96には、上記撮像装置8を制御する制御回路が実装されている。
[導光部材の構成]
右側の導光部材97R及び左側の導光部材97Lは、それぞれ本発明の光学部材を構成する。これら導光部材97R,97Lは、ユーザーの左右の眼前に配置され、対応する画像投射部91から出射された画像光を、ユーザーの左眼及び右眼に導く。
具体的に、導光部材97Rは、光学装置9Rの画像投射部91から投射された右眼用の画像光を、界面にて内面反射させて中央側に進行させ、ユーザーの右眼に応じた位置に設けられた半透過層によって右眼に導く。左眼用の画像光を左眼に導く導光部材97Lも同様である。
これら導光部材97L,97Rは、それぞれ可視光領域で高い光透過性を示す樹脂(例えばシクロオレフィンポリマー)により形成されている。このため、左右の眼前に配置された導光部材97R,97Lを介して、ユーザーは、外界を観察可能である。
図7は、フレーム本体3を取り外したHMD1を+Y方向側から見た平面図であり、図8は、図7において防水部材34を取り外したHMD1におけるケース部材4Rの拡大図である。
このような導光部材97R,97Lは、図7及び図8に示すように、それぞれ入射部971及び導光部972を有する。これらのうち、入射部971は、略三角柱状に形成され、当該入射部971は、画像投射部91から投射された画像光が入射される入射面9711を有する。
この入射面9711は、入射部971の−Z方向側の端面により構成され、当該入射面9711は、上記鏡筒95の開口部953内のレンズに対向して配置される。これにより、画像投射部91から投射された画像光が入射面9711に入射される。そして、入射面9711から入射された画像光は、入射部971内を進行し、内面反射を繰り返して導光部972内を進行し、当該導光部972の−Z方向側の面から出射され、ユーザーの左眼及び右眼に導かれる。
なお、詳しくは後述するが、導光部材97の入射部971には、防水部材34が設けられる。
[側面部の構成]
図9は、フレーム本体3を構成する側面部32Rの内面32Aを背面側下方から見た斜視図である。
フレーム本体3は、本発明のフレーム部材に相当する。このフレーム本体3は、上記のように、フロント部31及び左右の側面部32R,32Lを有する。
側面部32Rは、図9に示すように、ユーザー側の内面32Aから起立して上記右側端部31Rの上面と接続される固定部320と、同じく内面32Aからそれぞれ起立する第2リブとしてのリブ321〜325を有する。
固定部320は、上記フロント部31の右側端部31Rから背面側で、かつ、当該フロント部31の上端面から下方に下がった部位に位置する。この固定部320は、左右方向に沿う平面部(XZ平面に沿う平面部)である。
この固定部320は、当該固定部320の下方に配置される鏡筒95の固定部951に螺合するねじが上方から挿通する孔部3201を有する。
このような固定部320は、側面部32Rの内面32Aから突出しているので、突出量が大きいリブということもできる。
なお、図示を省略するが、側面部32Lも、同様の固定部320を有する。
リブ321,322は、フロント部31からの側面部32Rの延出方向に沿って延出している。具体的に、リブ321は、側面部32Rにおける上端近傍の位置に、上記固定部320と連続して背面側の端部近傍の位置まで延出している。すなわち、当該リブ321は、固定部320と併せて、フロント部31からの側面部32Rの延出方向に沿って当該側面部32Rにおける前面側の端部から背面側に延出している。
リブ322は、側面部32Rにおける上下方向の略中央で、かつ、背面側の位置に形成されている。
リブ323〜325は、フロント部31からの側面部32Rの延出方向に略直交する方向(第2方向)に沿って延出している。具体的に、リブ323は、リブ321における背面側の端部と、リブ322における前面側の端部とを接続している。リブ324は、リブ322における背面側の端部から上方に延出し、リブ325は、当該端部から下方に延出している。これらリブ324,325は、テンプルTMRが回動可能に支持される支持部35Rと接続されている。すなわち、支持部35Rは、側面部32Rと一体的に形成されている。
このようなリブ321〜325は、側面部32Rの強度を高める機能を有する。
これらのうち、リブ322,324,325は、ケース部材4Rを固定するケース固定部を有する。
具体的に、リブ322が有するケース固定部3221は、基板ホルダー6Rを挿通して上部ケース5Rのねじ孔(図示省略)に螺合するねじが挿通する孔部である。
リブ324が有するケース固定部3241は、上部ケース5Rを挿通したねじが背面側から螺合するねじ孔である。
リブ325が有するケース固定部3251は、上部ケース5R及び下部ケース7Rを挿通したねじが螺合するねじ孔である。
このように、上部ケース5R、基板ホルダー6R及び下部ケース7Rのそれぞれの背面側端部は、側面部32Rにおいて背面側に位置するリブ322,324,325にて固定される。
[ケース部材の構成]
側面部32Rと組み合わされて収容部HPRを構成するケース部材4Rは、図4及び図5に示したように、上部ケース5R、基板ホルダー6R及び下部ケース7Rを有する。
また、側面部32Lと組み合わされて収容部HPLを構成するケース部材4Lも、上部ケース5R、基板ホルダー6R及び下部ケース7Rとそれぞれ鏡面対称構造を有する上部ケース5L、基板ホルダー(図示省略)及び下部ケース7Lを有する。
これらのうち、基板ホルダー6Rは、+Y方向に突出する突出部61を備える(図13参照)。この突出部61は、後述する防水部材34の枠体341に当接する。
[導光部材周囲の構成]
図10は、導光部材97Rを取り外した状態のHMD1を−Y方向側から見た斜視図である。なお、図10では、テンプルTMR,TMLの図示を省略している。
上記導光部材97Rは、収容部HPRに配置された画像投射部91から投射された画像を入射させるため、+X方向側の端部(入射部971)が収容部HPR内に配置される。このため、上部ケース5Rが側面部32Rに組み合わされた際には、図10に示すように、フロント部31と、上部ケース5Rにおける前面側に形成された略L字状の部位とにより、当該右側の端部が挿通される開口部HPR2が形成される。このため、側面部32Rの内面32Aは、本発明の開口部の内面に相当する。
なお、説明及び図示は省略するが、上記導光部材97Lも上記導光部材97Rと同様に、−X方向側の端部(入射部971)が開口部HPL2内に配置される。
また、このような開口部HPL2内には、防水部材34が配置される。具体的に、防水部材34は、開口部HPL2の開口縁近傍に位置し、当該防水部材34の開口部342(挿通部)内には、導光部材97の入射部971が挿入される。
[防水部材の構成]
図11は、防水部材34をフレーム本体3側から見た斜視図であり、図12は、防水部材を導光部材97側から見た斜視図である。すなわち、図11は、防水部材34が開口部HPR2内に位置している場合に、+X方向側から見た平面図であり、図12は、−X方向側から見た平面図である。
防水部材34は、上記収容部HPR内に位置し、当該防水部材34は、導光部材97のケース部材4R,4L内に位置する部位、すなわち、入射部971の周囲を囲む枠状の部材である。換言すると、防水部材34は、開口部HPR2の開口端から所定範囲内の部分に形成されている。この防水部材34は、例えば、シリコーン樹脂により構成されている。
このような防水部材34は、図11及び図12に示すように、枠体341及び開口部342を有する。枠体341は、略矩形状の枠体である。この枠体341は、上記開口部342の端縁をそれぞれ形成する第1端部3411、第2端部3412、第3端部3413及び第4端部3414を有する。
すなわち、これら第1端部3411、第2端部3412、第3端部3413及び第4端部3414により枠体341が構成され、当該枠体341の略中央には、略矩形状の開口部342が形成される。
これらのうち、第1端部3411は、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、+Y方向側に位置する部位である。第2端部3412は、第1端部3411に対向する位置、すなわち、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、−Y方向側に位置する部位である。
第3端部3413は、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、鏡筒95側(−Z方向側)に位置する部位である。この第3端部3413には、当該第3端部3413の端部から開口部342とは反対方向側に延出する延出部3415が接続されている。この延出部3415は、平面部34151を有し、当該平面部34151は、上記収容部HPR内に配置された際に、防水部材34を位置決めする機能を有する。
第4端部3414は、上記第3端部3413に対向する位置、すなわち、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、+Z方向側に位置する部位である。この第4端部3414には、当該第4端部3414の端部から+Z方向に延出する突出部3416が接続されている。この突出部3416は、収容部HPR内に配置された際に、側面部32Rの内面32Aに近接する部位であり、当該内面32Aに対向する端面34161を有する。
開口部342は、上記枠体341の略中央に形成された略矩形状の開口である。この開口部342をユーザー(観察者)とは反対方向側から見て左側の端縁、すなわち、第3端部3413には、2つの切欠3421,3422が形成されている。これらのうち、切欠3421は、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、切欠3422よりも−Z方向側(鏡筒95側)に位置する。
この切欠3421は、上記収容部HPR内に配置された際に、−Z方向に切り欠かれ、切欠3422は、−XZ方向に切り欠かれている。このような切欠3421,3422は、入射部971の入射面9711の断面形状に応じて形成されている。このため、防水部材34が上記収容部HPR内において導光部材97に装着されると、切欠3422には、導光部材97の入射部971が当接する。この切欠3422は、入射部971の入射面9711と略平行に設けられ、当該入射面9711を支持する。
ここで、導光部材97の入射面9711は、当該入射面9711を介して入射した画像光を全反射させることにより当該導光部材97内を導光させている。このため、導光部材97の入射面9711における防水部材34の接触面積は、小さいことが好ましい。
本実施形態では、第3端部3413における切欠3422の+X方向に沿う方向の寸法は、他の端部3411,3412,3413における+X方向に沿う方向の寸法より小さく設定されている。このように、導光部材97の入射面9711が防水部材34に当接する領域を少なくすることで、画像光の導光に対する影響を小さくしている。すなわち、第3端部3413が上記構成を有することにより、入射面9711による画像光の導光を確保している。
図13は、収容部HPR内における防水部材34及び鏡筒95の配置を示す斜視図である。
防水部材34において、延出部3415は、図13に示すように、収容部HPR内に配置された際に、鏡筒95のユーザー側の側面に当接する。具体的に、延出部3415は、収容部HPR内に配置された際に−Z方向に延出する平面部34151を有し、当該平面部34151が鏡筒95の−X方向側の側面に当接する。これにより、防水部材34の+X方向側の第3端部3413(延出部3415)が位置決めされ、ひいては、当該防水部材34が装着される導光部材97の+X方向側の端部が位置決めされる。
第2端部3412の下端面は、防水部材34が収容部HPR内に配置された際に、基板ホルダー6Rの+Y方向側に位置する上端面に当接している。また、第2端部3412の+Y方向側に位置する上側端面には、上記鏡筒95の延出部956が当接する。具体的に、延出部956は、図13に示すように、第2端部3412の上端面の−Z方向側の位置に当接する。これにより、防水部材34の+Y方向への移動が規制される。
また、延出部956の−Z方向側の端部は、枠体341の第3端部3413に当接する。これにより、防水部材34の第3端部3413(枠体341)が位置決めされ、ひいては、当該防水部材34が装着される導光部材97の−Y方向側の端部が位置決めされる。
図14は、ケース部材4Rを図1に示すA1−A1線にて切断した断面を示す断面図である。
上記第1端部3411の厚さ寸法L1(+Y方向に沿う方向の寸法)は、図14に示すように、第2端部3412の厚さ寸法L2よりも厚い。換言すると、防水部材34の入射面側の部分に相当する第2端部3412の厚さ寸法L2は、他の部分である第1端部3411の厚さ寸法L1よりも薄い。
ここで、防水部材34の入射面側の部分(第2端部3412)が比較的厚い場合、当該第2端部3412が熱膨張等による変形量が大きくなり、ひいては、防水部材34が設けられる導光部材97の位置がずれる可能性がある。
これに対し、第2端部3412が他の部分(第1端部3411)よりも薄いので、当該部分が変形する場合でも、当該第2端部3412の変形量を小さくでき、導光部材97の位置ずれの可能性を低減できる。
上述したように、突出部3416は、図11及び図12に示すように、収容部HPR内に配置された際に、側面部32Rの内面32Aに近接する部位である。具体的に、突出部3416は、収容部HPR内に配置された際に、+Z方向に延出する板状の部位であり、当該突出部3416の+Z方向側の端面34161と、側面部32Rの内面32Aとは互いに略平行に配置される。これら端面34161と内面32Aとの間には、図14に示すように、わずかな隙間CLが形成される。なお、この隙間CLの寸法L3は、0.1mm〜0.001mmの範囲にあることが好ましい。本実施形態では、隙間CLの寸法L3は、0.006mmに設定されている。
ここで、上記のように防水部材34の第1端部3411、第2端部3412及び第3端部3413(延出部3415)に加えて、突出部3416の端面34161が上記内面32Aに当接すると、防水部材34の全ての面がケース部材4R,4Lの内面に当接することとなり、このような防水部材34により導光部材97が上記画像光を確実に導光できる位置から動くことや、導光部材97に対して画像投射部91の位置は変わらずとも、光学系全体で移動してしまうことがある。
これに対し、本実施形態では、防水部材34における撥水層WRに対向する面である端面34161とは異なる面(第1端部3411、第2端部3412及び延出部3415のそれぞれ)は、ケース部材4R,4Lの内面(ケース部材4R,4Lの収容部HPR内に配置される上部ケース5R、基板ホルダー6R及び鏡筒95のそれぞれ)と当接し、上記端面34161と内面32Aとの間には、隙間CLが形成されている。このため、上記内面32Aにより防水部材34の突出部3416が、例えば、−Z方向に押圧されることがないので、当該防水部材34が設けられる導光部材97が上記位置から移動することを抑制できる他、光学系全体で移動した場合であっても左右の画像表示のずれを抑制できる。
なお、このような隙間CLには、撥水層WRが設けられている。
[撥水層の構成]
撥水層WRは、上記端面34161と内面32Aとの間に形成された隙間CLから、水等の流体の収容部HPR内への浸入を抑制する。本実施形態では、撥水層WRは、側面部32Rの内面32Aに形成される。具体的に、撥水層WRは、図14に示すように、内面32Aの上端から下端まで隙間なく設けられる。
この撥水層WRは、撥水性を有する塗布剤(例えば、フッ素ポリマーを含むグリス)を上記内面32Aに塗布することにより形成される。すなわち、撥水層WRは、上記内面32Aに+Y方向に沿う方向にグリスが塗布されることにより構成される。
なお、撥水層WRの接触角は、90度以上が好ましい。本実施形態では、撥水層WRの接触角は、114度に設定されている。
なお、上記塗布剤としてのグリスは、速乾性を有しており、例えば、塗布されてから1分以内に乾燥し、撥水層WRとなる。また、図示を省略するが、このようなグリスは、上記内面32Aのみならず、各種ケースの合わせ面の近傍等に塗布されている。
図15は、+Y方向側から見た防水部材34に対する撥水層WRの位置関係を示す図である。なお、図15では、撥水層WRの位置を分かりやすくするため、フレーム本体3を破線にて示している。
このような撥水層WRは、図15に示すように、内面32Aにおいて、突出部3416の端面34161に対向する位置に設けられる。これにより、防水部材34の突出部3416における端面34161と内面32Aとの間に水等の流体が毛細管現象により浸入しようとした場合、当該流体は、撥水層WRの撥水効果により水滴となる。この撥水効果により生じた水滴は、例えば、当該撥水層WRと端面34161との隙間よりも直径が大きくなる。これにより、上記水滴は、撥水層WRにより上記隙間に浸入することを抑制される。
[実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るHMD1は、以下の効果を奏する。
ケース部材4R,4Lに形成された開口部HPR2(側面部32R)の内面32Aと導光部材97との間に撥水層WRが配置されているので、当該開口部HPR2の内面32Aと導光部材97との間に形成される隙間CLから、上記毛細管現象により当該隙間CLに侵入した上記流体は、撥水層WRの撥水効果により水滴となる。この撥水効果により生じた水滴は、例えば、上記隙間CLの寸法L3よりも直径が大きくなる可能性が高い。このため、上記水滴は、撥水層WRにより上記隙間CLに浸入することを抑制される。従って、撥水層WRにより導光部材97を支持するケース部材4R,4L(収容部HPR)内に水等の流体が浸入することを抑制できるので、HMD1の防水性を向上できる。
また、上記隙間CLが形成されていても、収容部HPR内への流体の浸入を抑制できるので、開口部HPR2の内面32Aに導光部材97Rが当接しないように、当該導光部材97Rを配置できる。これによれば、HMD1の組立の際に、導光部材97に応力が加わることを抑制できるので、当該導光部材97の位置ずれを抑制できる。
ここで、防水部材の移動を抑制するため、パッキン(防水部材)とケース部材4R,4Lとの間にグリスを配置して押圧することで防水を行うことが考えられる。しかしながら、このような場合、導光部材97にグリスが付着する可能性が高く、当該グリスが導光部材97に付着してしまうと、導光部材97の外観が悪くなる。
これに対し、本実施形態では、上記防水部材34と上記内面32Aとの間に撥水層WRを設けているので、導光部材97の外観性を保ちつつ、防水できる。
導光部材97の入射面9711及び画像投射部91は、収容部HPR内に位置しているので、上記撥水層WRにより収容部HPRに水等の流体が浸入することを抑制できるので、収容部HPR内に位置する導光部材97Rの入射面9711及び画像投射部91に流体が付着することを確実に抑制できる。これにより、画像投射部91から投射された画像を導光部材97の入射面9711に確実に入射させることができる。従って、上記画像光に基づく画像を表示するHMD1の信頼性を高めることができる。
導光部材97において収容部HPR内に位置する部位に設けられた防水部材34によって、収容部HPR内に上記流体が浸入することを抑制できる。また、撥水層WRが防水部材34及びケース部材4R,4L(側面部32R)の内面32Aに位置しているので、防水部材34とケース部材4R,4Lの内面32Aとの間の隙間CLから上記流体が浸入することを抑制できる。従って、防水部材34が設けられていない場合に比べて、上記流体が収容部HPR内に浸入することを確実に抑制できる。
導光部材97の収容部HPR内に位置する入射部971の少なくとも一部の周囲に防水部材34が設けられているので、例えば、上記入射部971の一部にのみ防水部材が設けられている場合に比べて、収容部HPR内に上記流体が浸入することを抑制できる。
また、例えば、防水部材34の入射面側の部分である第2端部3412が比較的厚い場合、当該第2端部3412の熱膨張等による変形量が大きくなり、当該防水部材34がケース部材4R,4L(上記内面32A)に当接する可能性が高まり、ひいては、防水部材34が設けられる導光部材97の位置がずれる可能性がある。
これに対し、本実施形態によれば、第2端部3412が第1端部3411よりも薄いので、当該第2端部3412が変形する場合でも、当該部位の変形量を小さくでき、当該部位がケース部材4R,4Lに当接することを抑制できる。従って、導光部材97の位置ずれの可能性を低減でき、ひいては、入射面9711から確実に画像光を入射させることができる。
撥水層WRがケース部材4R,4Lにおいて導光部材97の入射面9711とは当該導光部材97を挟んで反対側の内面32Aと防水部材34(上記隙間CL)との間に配置されているので、上記流体が当該隙間CLから収容部HPR内に浸入することを抑制できる。
また、防水部材34とケース部材4R,4Lの内面32Aとの間に隙間CLがあるので、当該防水部材34における上記部位は、ケース部材4R,4Lの上記内面32Aに当接していない。すなわち、導光部材97の入射面9711から入射された光が反射される入射面の反対側の面が上記内面32Aに当接していないので、当該面にて確実に画像光を反射できる。従って、HMD1の信頼性をより高めることができる。
防水部材34における上記隙間CLを形成する面(端面34161)とは異なる面がケース部材4R,4Lの内面32Aと当接しているので、上記隙間CLを形成する端面34161以外の面から上記流体が収容部HPR内に浸入することを抑制できる。
また、導光部材97において少なくとも1面(入射面9711とは反対側の面)がフレーム本体3の内面32Aに当接していないので、何らかの圧力や応力によってケース部材4R,4Lに対して防水部材34が移動することを抑制できる。
撥水層WRが上記内面32Aにおける防水部材34に対向する部位に位置しているので、当該内面32Aと防水部材34との間の隙間CLから収容部HPR内に上記流体が浸入することを確実に抑制できる。また、撥水層WRが上記内面32Aに設けられているので、例えば、防水部材34に上記撥水層WRが設けられる場合に比べて、当該撥水層WRの配置(取付)を容易にできる。
防水部材34がシリコーン樹脂により構成されているので、防水部材に水等の流体が浸み込むことを抑制できる。また、シリコーン樹脂が撥水性を有しているので、防水部材34及び撥水層WRの撥水特性により、収容部HPR内に上記流体が浸入することを確実に抑制できる。更に、耐熱性が高いので、当該防水部材34の劣化を抑制できる。
撥水層WRが撥水性を有する塗布剤(グリス)により形成されているので、当該撥水層WRを設ける位置に当該塗布剤(グリス)を塗布するのみで、撥水層WRを上記内面32Aに容易に設けることができる。従って、撥水層WRを容易に構成できるので、HMD1の組立工程を簡略化できる。
塗布剤(グリス)がフッ素ポリマーを含んでいるので、当該塗布剤により構成された撥水層WRに上記流体が当接した際に、当該流体を水滴にして、当該水滴を撥水層WRに留めることができる。従って、HMD1の防水性をより高めることができる。
このため、雨等が降っている環境下においても、HMD1を好適に利用できる。
[実施形態の変形]
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、防水部材34は、シリコーン樹脂により構成されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、防水部材は、撥水性を有する弾性材料(例えば、硫黄加硫されていないゴムやクッション等)により構成されていてもよい。
上記実施形態では、撥水層WRは、フッ素ポリマーを含むグリスを内面32Aに塗布することにより形成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、撥水層WRは、フッ素ポリマーに代えてシリコーンポリマーを含むグリスを内面32Aに塗布することにより形成してもよいし、ポリオレフィンポリマーを含むグリスを内面32Aに塗布することにより形成してもよい。すなわち、上記塗布剤としてのグリスは、撥水性を有していれば、どのような素材により構成されていてもよい。また、撥水層WRは、撥水性を有するシール材により構成されてもよい。
また、上記撥水層WRは、撥水性を有するゴム部材により構成されてもよいし、微細構造により撥水性を持たせた撥水部材により構成されてもよいし、当該微細構造をケース部材4又は防水部材34に設けることにより構成されてもよい。
このような構成によれば、撥水層WRを設ける位置に当該シール材を貼付するのみで、当該撥水層WRをケース部材4R,4L内に形成できる。従って、撥水層WRを容易に構成できるので、HMD1の組立工程を簡略化できる。
更に、撥水層WRは、防水部材34に位置していてもよい。この場合、当該撥水層WRは、上記グリスにより形成されてもよく、シール材により形成されてもよい。すなわち、撥水層WRは、上記内面32A及び防水部材34の第4端部3414との間に形成された隙間CLに位置していればよい。
上記実施形態では、撥水層WRは、内面32Aにおける図15に示す領域に位置することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上記グリスを内面32Aにおける防水部材34に対向する領域全体に塗布し、当該領域に撥水層WRを設けることとしてもよい。すなわち、上記隙間CLから流体が浸入しない範囲に撥水層WRが位置していればよい。
上記実施形態では、防水部材34は、導光部材97の入射部971の周囲を覆うこととした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、防水部材34は、導光部材97の入射部971の一部を覆う形状であってもよい。すなわち、枠体341を構成する第1〜第4端部3411〜3414のいずれかを有する構成であってもよい。
また、防水部材34は、開口部HPR2の開口端から所定範囲内の部分に形成されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、入射部971における入射面9711を除く部位の全体を覆うようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
上記実施形態では、防水部材34の第2端部3412の厚さ寸法L2は、第1端部3411の厚さ寸法L1より小さいこととした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、防水部材34の第2端部3412の厚さ寸法L2は、第1端部3411の厚さ寸法L1と略同じ又は大きくてもよく、上部ケース5が取り付けられた際に弾性変形する量が所定値以下であればよい。これによれば、防水部材34が弾性変形することによる導光部材97の位置ずれを抑制できる。
上記実施形態では、突出部3416の端面34161と側面部32Rの内面32Aとの間に形成された隙間の寸法L3は、略0.006mmに設定されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、当該隙間の寸法L3は、0.01mmであってもよいし、0.001mmであってもよい。この場合、当該隙間から水等の流体が浸入しないように、グリスの塗布量を調整すればよい。すなわち、当該隙間の寸法は、撥水層によって水滴となった流体が内部に浸入しない程度であればよい。これによれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
上記実施形態では、防水部材34を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、防水部材34はなくてもよい。
また、防水部材34に代えて、導光部材97の入射部971の周囲に上記グリスを塗布する、若しくは、防水テープを貼付することにより、撥水層WRを導光部材97の表面に直接設ければよい。この場合であっても、導光部材97と上記内面32Aとの間の隙間及びその他の隙間に撥水層WRが設けられるので、収容部HPR内に水等の流体が浸入することを抑制できる。
更に、防水部材34が設けられていない場合、導光部材97がケース部材4R,4Lに支持されるので、当該ケース部材4R,4Lにより防水部材34が押圧された際に生じ得る導光部材97の位置ずれを確実に抑制できる。
上記HMD1では、フレーム本体3と組み合わされて収容部HPRを構成するケース部材4Rは、内部ケースとしての基板ホルダー6Rと、外部ケースをそれぞれ構成する上部ケース5R及び下部ケース7Rと、を有するとした。しかしながら、これに限らず、当該外部ケースは一体化されていてもよい。また、これら各部材の構成も、上記に限らず、適宜変更可能である。ケース部材4Lにおいても同様である。
上記実施形態では、画像情報に応じた画像光を形成し、投射する画像投射部91は、当該ケース部材4L,4Rの収容部HPR,HPL内に位置することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、ケース部材4L,4Rの外部から光ファイバー等によって導光された画像光を、投射レンズが導光部材に投射可能な構成としてもよい。
上記実施形態では、HMD1の表示部として、収容部HPR,HPLに収容された画像投射部91から投射された画像光をユーザーの眼に導く導光部材97R,97Lを採用した。しかしながら、これに限らず、当該表示部は、液晶パネルや有機ELパネル等の表示パネルであってもよい。すなわち、クローズド型のHMDに本発明を適用することも可能である他、ユーザーが視認可能に画像を表示できれば、当該画像の表示形式は問わない。また、導光部材97R,97Lに代えて、画像投射部91によって投射された画像をユーザーの眼に反射させる反射部材を表示部として採用してもよい。
また、収容部HPR,HPL内に収容される部材は、画像投射部91及び制御部96でなくてもよく、これらのうち一方のみでもよい。更に、例えば表示部の動作に必要な制御回路や電源等、他の部材でもよい。
更に、HMD1では、ユーザーの眼に応じて配置される導光部材97R,97Lを有する光学装置9R,9Lを、当該ユーザーの左眼及び右眼に応じて備える構成とした。しかしながら、これに限らず、光学装置9R,9Lのうち、いずれか一方のみを備えるHMDを構成してもよい。
上記HMD1では、撮像装置8は、フレーム本体3における右側端部31Rに1つ設けられているとした。しかしながら、これに限らず、撮像装置8の位置及び数は、適宜変更可能である。例えば、撮像装置8は、左側端部31Lに設けられていてもよく、左側端部31L及び右側端部31Rのそれぞれに設けられていてもよい。更に、撮像装置は、右側端部31R及び左側端部31Lのいずれでもなく、例えば、フレーム本体3の中央や、側面部32R,32L、或いは、ケース部材4R,4Lに少なくとも1つ設けられていてもよい。
上記実施形態では、上記テンプルTMR,TMLを設けることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、装着部材として、テンプルTMR,TMLに代えて、支持部35Rから支持部35Lまで連続するバンド等を装着部材として設けてもよい。また、フレーム本体3のフロント部31からの側面部32Rの延出方向に沿って延出し、ユーザーの耳に懸架可能な腕部と、当該腕部における端部近傍の位置から背面側下方に延出するバンド部と、を有し、当該バンド部における腕部側の端部とは反対側の端部に磁石を有する構成の装着部材を設けてもよい。すなわち、装着部材の構成は問わない。
上記実施形態では、光学部材に相当する導光部材97は、ケース部材4に支持されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、導光部材97と、当該導光部材97を支持する部材とにより表示ユニットが構成され、当該表示ユニットがテンプルTMR,TMLを有するフレーム等により支持される構成であってもよい。この場合、導光部材97を支持する部材が本発明のフレーム部材に相当する。
上記HMD1では、光学装置9L,9Rを構成する制御部96は、画像投射部91の動作、すなわち、画像形成装置92による画像形成を制御するとした。しかしながら、これに限らず、例えば上記光学装置9Rを構成する制御部96のように、撮像装置8の動作制御(発光部の点灯を含む)を実行してもよく、外部から供給される電力を用いてフレーム2に保持されたバッテリーの充電制御を実施してもよく、更には、他のHMD1等の画像表示装置や、画像供給装置等の電子機器との通信を制御してもよい。すなわち、収容部HPR,HPL内に収容される制御部96が実行する処理は、他の処理でもよい。この場合、画像形成装置92の動作を制御する制御装置が、別の場所に設けられていてもよい。
更に、制御部96は、プリント基板に限らず、フレキシブルプリント基板であってもよく、演算処理回路等の回路素子を有する制御ユニットであってもよい。すなわち、所定の制御を実行するものであれば、本発明の制御部の構成は問わない。
上記実施形態では、フレーム本体3とケース部材4R,4Lとが組み合わされて構成され、内部に制御部96が収容される収容部HPR,HPL内に流体が浸入することを抑制する撥水層WRを、頭部装着型画像表示装置であるHMD1に適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、ホログラム素子や、回折格子といった半透過反射面を用いる構成や、瞳分割型のように全反射ミラーを用いる構成でも導光部材が露出するものであれば、上記撥水層WRを適用できる。更に、プロジェクター等の電子機器における光学部材(例えば、投射レンズ等)の周囲から、当該電子機器を構成する筐体内に上記流体が浸入することを抑制するため、上記撥水層WRを設けるようにしてもよい。すなわち、光学部材を有する他の電子機器に、本発明の構成を適用してもよい。すなわち、本発明のユーザーの頭部に装着して利用される電子機器に限らず、上記構成の少なくとも一部を適用してもよい。
1…HMD(表示装置、頭部装着型画像表示装置)、2…フレーム、3…フレーム本体(フレーム部材)、32A…内面、34…防水部材、341…枠体、3416…突出部、34161…端面、4L,4R…ケース部材(フレーム部材)、5L,5R…上部ケース、6R…基板ホルダー、7L,7R…下部ケース、91…画像投射部、95…鏡筒、97L,97R…導光部材(光学部材)、TMR,TML・・・テンプル(装着部材)、HPL2,HPR2…挿通部(開口部)、WL…撥水層。

Claims (13)

  1. 入射される画像光を導光する光学部材と、
    前記光学部材の一部が挿入される開口部を有し、前記光学部材を支持するフレーム部材と、
    前記光学部材と前記開口部の内面との間に位置する撥水層と、を有することを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記画像光を前記光学部材に投射する画像投射部を有し、
    前記光学部材は、前記画像投射部によって投射された前記画像光が入射される入射面を有し、
    前記入射面及び前記画像投射部は、前記フレーム部材内に位置することを特徴とする表示装置。
  3. 請求項2に記載の表示装置において、
    前記光学部材における前記フレーム部材内に位置する入射部の少なくとも一部に設けられる防水部材を有し、
    前記撥水層は、前記防水部材及び前記フレーム部材の少なくともいずれか一方に位置することを特徴とする表示装置。
  4. 請求項3に記載の表示装置において、
    前記防水部材は、前記入射部の少なくとも一部の周囲を覆い、
    前記防水部材において、前記入射面側の部分は、他の部分よりも薄いことを特徴とする表示装置。
  5. 請求項4に記載の表示装置において、
    前記防水部材は、前記光学部材における前記入射面の反対側の面側で、かつ、前記光学部材によって導かれる前記画像光の進行方向側に前記フレーム部材との間に隙間を有して配置され、
    前記撥水層は、それぞれ前記隙間を形成する前記フレーム部材の部位、及び、前記防水部材の部位の少なくともいずれかに位置することを特徴とする表示装置。
  6. 請求項5に記載の表示装置において、
    前記防水部材において、前記隙間を形成する面とは異なる面は、前記フレーム部材の内面と当接していることを特徴とする表示装置。
  7. 請求項6に記載の表示装置において、
    前記撥水層は、前記開口部の内面における前記防水部材に対向する部位に位置することを特徴とする表示装置。
  8. 請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記防水部材は、シリコーン樹脂、及び、撥水性を有する弾性材料のいずれかにより構成されていることを特徴とする表示装置。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記撥水層は、前記光学部材に設けられていることを特徴とする表示装置。
  10. 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記撥水層は、撥水性を有する塗布剤より形成されていることを特徴とする表示装置。
  11. 請求項10に記載の表示装置において、
    前記塗布剤は、フッ素ポリマーを含むことを特徴とする表示装置。
  12. 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記撥水層は、シール材により構成されていることを特徴とする表示装置。
  13. 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の表示装置と、
    前記表示装置を観察者の頭部に装着する装着部材と、を備えることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
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