JP2018170607A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態について説明する。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。)1Aは、ビデオ透過型のHMDである。HMD1Aは、使用者Uが被ったヘルメットHに取り付けられるバンドBに装着されて使用される。バンドBは環状であり、ヘルメットHの側面に沿って配置される。HMD1Aは、装着部71、アーム72、第1ボールジョイント73、第2ボールジョイント74(図2参照)、表示部76、角度調整部2、着脱部3、及び、引掛部5を備える。以下、図の説明の理解を助けるため、HMD1Aの上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側を定義する。HMD1Aの上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、例えば、図1の上側、下側、左側、右側、手前側、及び、奥側にそれぞれ対応する。HMD1Aの上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、それぞれ、HMD1Aが着用された使用者Uにとって、上側、下側、右側、左側、前側、及び、後側に対応する。図2〜図6において、表示部76は省略されている。
図1に示すように、装着部71は、ヘルメットHに取り付けられたバンドBにHMD1Aを固定する。図2に示すように、装着部71は、屈曲した板状の部材である。装着部71は、第1部分71A、第2部分71B、第3部分71C、及び、第4部分71Dを有する。
図2に示すように、引掛部5は、装着部71の第4部分71Dの右端部に接続される。引掛部5は、屈曲した板状の部材である。引掛部5は、第1延伸部5A、屈曲部5B、及び、第2延伸部5Cを有する。第1延伸部5Aは、装着部71の第4部分71Dの右端部から下側に向けて延びる。屈曲部5Bは、第1延伸部5Aの下端部、即ち、第1延伸部5Aのうち装着部71と接続する側と反対側の端部から、左側に向けて延びる。第2延伸部5Cは、屈曲部5Bの左端部、即ち、屈曲部5Bのうち第1延伸部5Aと接続する側と反対側の端部から、上側に向けて延びる。第2延伸部5Cの上下方向の長さは、第1延伸部5Aの上下方向の長さよりも短い。装着部71の第3部分71Cと第4部分71Dとの接続部分と、第2延伸部5Cの上端部との間には、隙間が形成される。
図2に示すように、アーム72は略棒状であり、樹脂や金属などで構成される。アーム72は上下方向に延びる。アーム72の上端部は、後述する第1ボールジョイント73及び引掛部5を介して装着部71に接続される。アーム72の下端部は、後述する第2ボールジョイント74を介して表示部76(図1参照)に接続される。つまり、アーム72は、装着部71と表示部76とを接続する。
図1に示すように、表示部76は筐体76Aを備えている。筐体76Aは中空箱状である。筐体76Aの左側は開放する。筐体76Aの内部に収容されたレンズユニットの左側は露出する。筐体76Aの開口部にハーフミラー76Bが設けられる。筐体76Aの内部に、レンズユニット、ピント調節機構、及び、液晶ユニットが収容される。ハーフミラー76B、レンズユニット、及び、液晶ユニットは、左側から右側に向けて順番に並ぶ。ピント調節機構は、操作部材76Cを有する。操作部材76Cは、筐体76Aの前面に配置される。
図2に示すように、角度調整部2は、装着部71の特定部710に、後述する着脱部3によって着脱可能に装着される(図3参照)。図2〜図5に示すように、角度調整部2は、底面が直角三角形となる三角柱である。角度調整部2は、第1平面21(図4参照)、第2平面22(図3参照)、第3平面23、第1底面24、及び、非図示の第2底面25を有する。第1平面21、第2平面22、及び、第3平面23は、それぞれ、三角柱の3つの側面に対応する。第1底面24は上側の底面に対応する。第2底面25は下側の底面に対応する。第1底面24及び第2底面25はそれぞれ、直角三角形である。
図2、図4、図5に示すように、着脱部3は、装着部71に対して角度調整部2を着脱可能に装着する。着脱部3は、係合部3A及び溝部3B(図3参照)を有する。図3に示すように、係合部3Aは、角度調整部2に設けられる。溝部3Bは、装着部71の特定部710に設けられる。
装着部71に角度調整部2が装着された状態のHMD1Aが用意される。図1に示すように、HMD1Aの装着部71の第1部分71Aと第3部分71Cとの間に、環状のバンドBが通される。第1部分71AはバンドBの外側の面に沿って配置され、第3部分71CはバンドBの内側の面に沿って配置される。角度調整部2は、バンドBの内側に配置される。引掛部5は、バンドBの下端部よりも下側に配置される。
HMD1Aは、使用者Uが被ったヘルメットHに装着部71が装着された状態で、アーム72、第1ボールジョイント73、及び、第2ボールジョイント74によって、使用者Uの眼前に表示部76を保持させて使用される。角度調整部2は、第1平面21をヘルメットHの側面に沿って配置させることによって、ヘルメットHの側面に対して第2平面22の向きを第1傾斜角度θ1分傾斜させることができる。このため、HMD1Aは、角度調整部2が装着されない状態における第1ボールジョイント73の第1軸73Rの方向の範囲に対して、角度調整部2が装着された状態における第1ボールジョイント73の第1軸73Rの方向の範囲を、使用者Uの正面方向に対して後向きに傾斜させることができる。又、装着部71側及び表示部76側のそれぞれのボールジョイントのうち、装着部71側のボールジョイントである第1ボールジョイント73の移動可能な範囲が、角度調整部2によって規制されることになる。この場合、表示部76は、使用者Uの顔に当たり難くなる。また、HMD1Aは、着脱部3に対して角度調整部2を着脱できる。このため、使用者Uは、第1ボールジョイント73の第1軸73Rの方向の範囲を必要に応じて変更できる。このため、HMD1Aは、使用者Uの顔に表示部76が接触することを、角度調整部2によって効果的に防止できる。
本発明の第2実施形態に係るHMD1Bについて、図7を参照して説明する。図7において、表示部76は省略されている。HMD1Bが第1実施形態に係るHMD1Aと異なる点は、角度調整部2の上下方向が反転された状態で装着部71に装着される点である。各構成は、HMD1Aと同一である。なお、着脱部3の係合部3Aは上下対称の形状を有する。このため、角度調整部2が上下反転された状態でも、溝部3Bに係合する。図7に示すように、角度調整部2の第2底面25は上側に配置される。第3平面23は後側に配置される。第1平面21から垂直に延びるベクトルを、「法線ベクトルY2」という。法線ベクトルY2は左斜め前側を向く。
HMD1Bは、角度調整部2のヘルメットHの側面のうち左斜め前側の部分に第1平面21を接触させた状態で使用される。この場合、使用者Uの右眼の前側に表示部76が配置されることになる。又、HMD1A(図1参照)の場合と同様、第1ボールジョイント73の第1軸73Rの方向は、使用者U(図1参照)の正面方向(前方向)に対して、より後側の範囲に規制されるので、表示部76(図1参照)は使用者Uの顔に当たり難くなる。このため、HMD1Bは、使用者Uの顔に表示部76が接触することを、角度調整部2によって効果的に防止できる。このように、HMD1A、1Bは、角度調整部2を装着部71に装着する場合の上下方向の向きを反転させて使用することによって、使用者Uの右眼又は左眼の何れに表示部76が近接されて使用される場合でも、使用者Uの顔に表示部76が接触することを適切に防止できる。
本発明の第3実施形態に係るHMD1Cについて、図8、図9を参照して説明する。図8、図9において、表示部76は省略されている。第1実施形態に係るHMD1Aと異なる点は、角度調整部2の代わりに角度調整部6が使用される点である。角度調整部6を除く構成は、HMD1Aと同様である。
HMD1Cにおいて、角度調整部6は、第1平面61をヘルメットHの側面に沿って配置させることによって、ヘルメットHの側面に対して第2平面62の向きを、第1回転方向D1に第1傾斜角度θ1分傾斜させ、且つ、第2回転方向D2に第2傾斜角度θ2分傾斜させることができる。このため、HMD1Cは、第1ボールジョイント73の第1軸73Rの方向の範囲を、使用者Uの顔の正面方向に対して後向きに傾斜させつつ上向きに傾斜させることができる。これによって、HMD1Cは、使用者Uの顔に表示部76が接触することを更に適切に抑制しつつ、表示部76の上下方向の位置を角度調整部6によって調整できる。
本発明の第4実施形態に係るHMD1Dについて、図11を参照して説明する。図11において、表示部76は省略されている。第1実施形態に係るHMD1Aと異なる点は、装着部71の形状である。装着部71を除く構成は、HMD1Aと同一である。装着部71は、第1部分71A、第2部分71B、第3部分71C、第4部分71Dに加えて、第5部分81、及び、凹部82を更に有する。第5部分81及び凹部82を、「伸縮部8」という。
本発明は上記の各実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。HMD1A〜1Dのそれぞれの表示部76は、ハーフミラー76Bを有しない構成であってもよい。表示部76は後側に開口を有してもよい。液晶ユニットは、開口を介して画像光を後側に射出し、使用者Uの左眼に入射させてもよい。HMD1A〜1Dが装着される対象は、ヘルメットHに限定されず、使用者Uの頭部に着用される他の着用具(例えば、帽子等)であってもよい。HMD1A〜1Dは、バンドBを更に備えた構成であってもよい。この場合、例えばバンドBは、装着部71に直接接続されていてもよい。又、例えば、装着部71の第1部分71Aの下端部が第4部分71Dまで下側に延び、第4部分71Dに接続してもよい。これによって、装着部71にループ状の部位が形成されてもよい。バンドBは、このループ状の部位に挿通されていてもよい。第1ボールジョイント73は、装着部71の第1部分71Aの右側面に接続されていてもよい。角度調整部2は、装着部71の第3部分71Cの左端部の全域に亘って設けられてもよい。
第1ボールジョイント73は、本発明の「第1調整部」の一例である。第2ボールジョイント74は、本発明の「第2調整部」の一例である。第1回転方向D1は、本発明の「第1方向」の一例である。第2回転方向D2は、本発明の「第2方向」の一例である。
2 :角度調整部
3 :着脱部
3A :係合部
3B :溝部
5 :引掛部
5A :第1延伸部
5B :屈曲部
5C :第2延伸部
6 :角度調整部
8 :伸縮部
21、61 :第1平面
22、62 :第2平面
71 :装着部
72 :アーム
73 :第1ボールジョイント
74 :第2ボールジョイント
76 :表示部
Claims (6)
- 使用者の頭部の位置に装着される装着部と、
画像を表示する表示部と、
前記装着部と前記表示部とを接続するアームと、
前記装着部と前記アームとを、第1軸を中心として回転可能に連結する第1調整部と、
前記表示部と前記アームとを、第2軸を中心として回転可能に連結する第2調整部と、
前記第1軸の向きを調整する角度調整部と、
前記装着部に前記角度調整部を着脱可能に装着する着脱部と
を備え、
前記角度調整部は、第1平面及び第2平面を有し、
前記第1平面は、前記第2平面に対して第1方向に第1傾斜角度分傾斜し、且つ、
前記第1平面及び前記第2平面は、何れも、前記第1軸の方向と交差することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 前記第1平面は、前記第2平面に対して、前記第1方向と異なる第2方向に第2傾斜角度分更に傾斜し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。
- 前記着脱部は、
前記装着部及び前記角度調整部の一方に設けられ、前記第1方向と直交する方向に沿って延びる溝部と、
前記装着部及び前記角度調整部の他方に設けられ、前記溝部に係合可能な係合部と
を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。 - 前記第1平面と前記第2平面とのなす角度がそれぞれ異なる複数の角度調整部の何れかを、前記着脱部によって前記装着部に装着可能であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 屈曲した板状の引掛部であって、
前記装着部から、前記第1方向と直交する方向の一方側に延びる第1延伸部、
前記第1延伸部のうち前記装着部側と反対側の端部に設けられ、前記装着部に対して前記第1調整部が設けられる側と反対側に延びる屈曲部、及び、
前記屈曲部のうち、前記第1延伸部側と反対側の端部から、前記第1方向と直交する方向の他方側に延びる第2延伸部
を有する引掛部を更に備え、
前記第2延伸部に対して、前記他方側に、前記着脱部によって前記装着部に装着された前記角度調整部が配置されたことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 前記角度調整部と引掛部との間の距離が伸縮可能であることを特徴とする請求項5に記載のヘッドマウントディスプレイ。
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