JP3884850B2 - Video display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者の頭部又は顔部に装着し、一対の表示素子に表示したビデオ、テレビ等からの映像を、一対の観察光学系を介して観察者の両眼の前方にそれぞれ拡大表示する映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の映像表示装置は、観察者の頭部に装着される場合が多いため、頭部装着型映像表示装置又はヘッド・マウント・ディスプレイ(HMD)と称され、観察者に音声を伴った映像を楽しませるようになっている。
【0003】
例えば図6に示すように、映像表示装置の装置本体1は図示しない耳掛部を介して観察者Mの両眼Eの前に装着されるようになっている。装置本体1のフレーム2の内部には、二次元映像を表示する左右一対のLCD3が配置されており、LCD3の背後にはLCD3をそれぞれ照明する一対のバックライト4が配置され、LCD3の下方にはLCD3からの映像を両眼Eにそれぞれ拡大して導く一対のプリズム5が配置されている。そして、LCD3に表示された映像は、観察者Mの両眼Eの前にそれぞれの観察光軸Lを介して導かれ、両プリズム5を通る間に拡大されて両眼Eの前に浮かぶようにそれぞれ投影される。
【0004】
このとき、観察者Mは同一の物体の映像を観察するので、観察者Mの両眼Eの前に投影された左右の映像は高い精度で合致つまり融像する必要がある。何故なら、左右の映像が融像しない場合には、観察者Mに頭痛、吐き気、めまい、眼精疲労等の症状を提する虞れがある。しかしながら、両眼Eは左右のLCD3からの映像を観察するので、左右の映像をずれた状態で観察することは容易に考えられる。
【0005】
人間の視覚特性についての研究が、「ビジュアルパーセプションに関する調査研究報告書」、SID(Society for Information Display)でのセミナ報告等に開示されている。これらの報告には、左右の映像の垂直光軸のずれ量が映像の見えに大きく影響すること、そのずれ量が5分以下のときに観察者は左右の映像を特に意識することなく同一であると認識すること、そのずれ量が5分を超え例えば10分を超えたときは、左右の映像が融像しないこと等が教示されている。
【0006】
このため、映像表示装置の左右の観察光軸Lは、高い精度で一致させる必要があり、映像表示装置を製作する際には、左右の観察光軸Lのずれ量を上述の報告にあるような所定の規格値内に収める必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、映像表示装置の左右の観察光軸Lのずれ量を所定の規格値内に納めても、映像表示装置が落とされたり、ぶつけられたり、或いは無理な力で押圧されたりして映像表示装置に外力が加わった場合には、映像表示装置が弾性変形又は塑性変形する虞れがある。このため、弾性変形の場合には、左右の観察光軸Lは外力がなくなった後に自然に合致するようになるが、塑性変形の場合には観察光軸Lはずれたまま元に戻らず、左右の映像が融像しないという問題がある。また、観察光軸Lのずれを修正する際には、映像表示装置を工場又は修理場に戻して専用の工具を用いて修理する必要があるため、修理コストが嵩むという問題もある。
【0008】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、観察光軸がずれないようにすると共に、観察光軸がずれた場合にはそのことを観察者に認識させることにより、観察者に常に正しい状態で観察させ得る映像表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した2個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で破壊するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子と、該表示素子からの映像を観察者の両眼に導く観察光学系と、前記表示素子と観察光学系を固定する固定部材と、該固定部材に固定し前記表示素子と観察光学系を覆う外装部材とを有する映像表示装置において、前記外装部材は、少なくとも前後に分割した2個以上の部材から構成し、前記固定部材に緩衝部材を介して固定すると共に、前記外装部材の外部に取り付けた部材が、前記固定部材を塑性変形させる力よりも若干小さい力で変形するようにしたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明を図1〜図5に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は観察者Mに装着された映像表示装置11の第1の実施例の側面図であり、装置本体12の左右には一対の耳掛部13が折り畳み可能に設けられ、装置本体12は耳に掛止された耳掛部13を介して観察者Mの両眼の前に保持されている。また、観察者Mの耳に装着される一対のイアピース14が、それぞれのコード15を介して装置本体12から導出されている。
【0011】
図2は装置本体12の断面図、図3は分解斜視図であり、外装部材である前カバー21と後カバー22が固定部材23に前後からそれぞれ固定されている。固定部材23には、図示しないビデオ、テレビ等からの映像を観察者Mの両眼前に拡大投影する映像表示ユニット24が固定されている。
【0012】
前カバー21と映像表示ユニット24の間には所定の空間が設けられ、後カバー22と映像表示ユニット24の間にも所定の空間が設けられている。これにより、映像表示装置11が落とされたり、ぶつけられたり、或いは押されたりしても、カバー21、22が映像表示ユニット24に接触しないようにされている。
【0013】
後カバー22には、映像表示ユニット24からの映像を観察者Mの両眼に導く一対の窓22a、22bと、前カバー21の図示しない固定部に固定される一対のピン状部22c、22dとが設けられている。固定部材23は眼鏡のフレーム状とされ、一対の枠状部23a、23bが橋絡部23cにより橋絡されている。枠状部23a、23bのそれぞれの外側には、後カバー22のピン状部22c、22dを挿通する挿通孔23d、23eをそれぞれ有する一対の片状部23f、23gがそれぞれ設けられている。
【0014】
映像表示ユニット24は、二次元映像を表示する素子である一対のLCD25と、LCD25をそれぞれ照明する一対のバックライト26と、LCD25とバックライト26を保持する一対の保持部材27と、LCD25に表示された映像を観察者Mの両眼前に観察光軸Lを介して拡大投影する接眼光学系としての一対のプリズム28と、LCD25とバックライト26を駆動する基板29とから構成されている。LCD25とバックライト26をそれぞれ保持した一対の保持部材27は、左右のLCD25の観察光軸Lのずれが5分以下となるように、極めて高い精度で調整されて固定部材23に固定されている。
【0015】
後カバー22のピン状部22c、22dの外周と、固定部材23の挿通孔23d、23eの周壁との間には、環状の緩衝部材30がそれぞれ介在されている。緩衡部材30には振動減衰特性に優れたブチルゴムのような防振ゴムが使用され、緩衝部材30の外周面には、固定部材23の挿通孔23d、23eの周壁が圧入される図示しない溝が形成されている。
【0016】
カバー21、22を固定部材23に固定する際には、緩衝部材30を挿通孔23d、23eの周壁に取り付けた後に、後カバー22のピン状部22c、22dを緩衝部材30の内径孔に圧挿し、前カバー21の固定部に固定する。これにより、固定部材23は後カバー22のピン状部22c、22dに緩衡部材30を介して吊り下げられ、かつ前カバー21と後カバー22に挟まれるように配置される。また、緩衝部材30に適度な荷重が与えられ、固定部材23と映像表示ユニット24がカバー21、22に安定した状態で保持される。
【0017】
カバー21、22に外力が加わった場合には、その外力はカバー21、22を変形させながら緩衝部材30に伝達し、緩衡部材30で減衰される。このため、外力は固定部材23に殆ど伝わらず、固定部材23は殆ど変形しないか変形しても僅かとなる。従って、左右の映像表示ユニット24の観察光軸Lにずれを残すことはなく、観察者Mに映像を常に正しい状態で観察させることができる。
【0018】
本実施例において、2分割されたカバー21、22について説明してきたが、例えば前後のカバーに蓋部材を取り付けたような3分割以上の部材によりカバーを構成することもできる。
【0019】
図4は第2の実施例の部分断面図であり、前カバー21と後カバー22が小型化されている。このため、固定部材23を塑性変形させる力Wがカバー21、22に加わったときに、カバー21、22が映像表示ユニット24に接触するように、カバー21、22と映像表示ユニット24との間隔が設定されている。
【0020】
この理由は、緩衡部材30の減衰係数をμとすると、カバー21、22に力Wが加わった場合には、固定部材23に加わる力はμ×Wとなる。ただし、減衰係数μは緩衝部材30の材質や形状により決定される1以下の数値である。このときのカバー21、22の変形量E1 を力Wの関数とすれば、固定部材23の変形量E2 は力μ×Wの関数となる。
【0021】
一方、カバー21、22に加わって固定部材23を塑性変形する力W’は、固定部材23に変形量E2 を残す力であり、固定部材23はμ×W’の力で塑性変形することになる。換言すれば、カバー21、22に加わる力WがW’以下である場合には、固定部材23は塑性変形せず、カバー21、22に加わる力Wが解除されれば固定部材23の形状は元に戻る。しかしながら、カバー21、22のうちの一方が、力W’による変形量E1 によって映像表示ユニット24に接触した場合には、映像表示ユニット24には緩衡部材30で減衰した力μ×W’ではなく、前カバー21又は後カバー22に加わった力Wが直接加わることになり、映像表示ユニット24が塑性変形する虞れがある。
【0022】
このため、カバー21、22と映像表示ユニット24の間の間隔は、第1の実施例のように十分に空ける必要が生ずる。しかしながら、カバー21、22が映像表示ユニット24に接触したときは、固定部材23が緩衝部材30を介して伝わった力μ×W’によって既に塑性変形しているので、塑性変形することには変わりがなく、カバー21、22と映像表示ユニット24の間の間隔を狭くできる。
【0023】
図5は第3の実施例の斜視図であり、観察者Mの額に当接されるパッド31が、カバー21、22の上部中央に固着等により設けられている。そして、観察者Mが映像表示装置11’を装着した状態で、映像表示ユニット24を塑性変形させる力W’よりも若干小さい力がカバー21、22に加わったときに、耳掛部13又はパッド31がカバー21、22から分離するように形成されている。
【0024】
装置本体12と耳掛部13の間のヒンジ部13aは、観察者Mが映像表示装置11を装着するときに力が集中して加わる部分であるので、容易に壊れないように形成されている。このため、耳掛部13に対するヒンジ部13aやパッド31に対する図示しない固着部は、力Wよりも若干小さい力で耳掛部13又はパッド31を装置本体12から分離させることが好ましい。また、ヒンジ部13aや固着部は保守性の観点から容易に交換できるように形成することが望ましい。
【0025】
この第3の実施例では、カバー21、22に力Wよりも若干小さい力が加わったときに耳掛部13又はパッド31が装置本体12から分離するので、カバー21、22に力W以上の力が加わることがなくなり、固定部材23や映像表示ユニット24が塑性変形することはない。また、無理な力がカバー21、22に加わったことを耳掛部13やパッド31の分離によって観察者Mに提示できるので、固定部材23や映像表示ユニット24が塑性変形した状態で観察させることはない。更に、カバー21、22に耳掛部13やパッド31を組み付けるだけで再使用に供することができるので、部品や手間のコストを省くことができる。
【0026】
なお、第3の実施例では、カバー21、22やパッド31は、装置本体12から分離するようにしたが、破壊又は変形するようにしてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る映像表示装置では、外装部材を固定部材に緩衝部材を介して固定したので、外装部材に加わった力を緩衡部材によって減衰させることが可能となり、固定部材の変形を防止又は抑制できるので、観察者に常に正しい状態で観察させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】観察者に装着された映像表示装置の第1の実施例の側面図である。
【図2】装置本体の断面図である。
【図3】装置本体の分解斜視図である。
【図4】第2の実施例の部分断面図である。
【図5】第3の実施例の斜視図である。
【図6】観察者に装着された従来例の部分断面図である。
【符号の説明】
11、11’ 映像表示装置
12 装置本体
13 耳掛部
21 前カバー
22 後カバー
23 固定部材
24 映像表示ユニット
25 LCD
28 プリズム
30 緩衡部材
31 パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention enlarges video from a television set or the like that is worn on the observer's head or face and displayed on a pair of display elements, in front of both eyes of the observer via a pair of observation optical systems. The present invention relates to a video display device for display.
[0002]
[Prior art]
Since this type of conventional video display apparatus is often worn on the observer's head, it is referred to as a head-mounted video display apparatus or a head-mounted display (HMD). Entertained video.
[0003]
For example, as shown in FIG. 6, the apparatus main body 1 of the video display apparatus is mounted in front of both eyes E of the observer M via an ear hook unit (not shown). A pair of left and
[0004]
At this time, since the observer M observes the image of the same object, the left and right images projected in front of both eyes E of the observer M need to match or fuse with high accuracy. This is because if the left and right images are not fused, the observer M may be presented with symptoms such as headache, nausea, dizziness, and eye strain. However, since both eyes E observe the image from the left and
[0005]
Research on human visual characteristics is disclosed in “Survey Report on Visual Perception”, Seminar Report on SID (Society for Information Display), and the like. In these reports, the amount of deviation of the vertical optical axis between the left and right images greatly affects the appearance of the image, and when the amount of deviation is less than 5 minutes, the observer is the same without being aware of the left and right images. It is taught that the right and left images are not fused when the amount of deviation exceeds 5 minutes, for example, exceeds 10 minutes.
[0006]
For this reason, the left and right observation optical axes L of the video display device need to be matched with high accuracy, and when the video display device is manufactured, the amount of deviation of the left and right observation optical axes L is as described in the above report. It is necessary to be within a predetermined standard value.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the deviation amount of the observation optical axis L on the left and right of the video display device falls within a predetermined standard value, the video display device is dropped, bumped, or pressed with an unreasonable force to display the video. When an external force is applied to the device, the video display device may be elastically or plastically deformed. For this reason, in the case of elastic deformation, the left and right observation optical axes L naturally match after the external force disappears. However, in the case of plastic deformation, the observation optical axis L remains displaced and does not return to the original position. There is a problem that the video of In addition, when correcting the deviation of the observation optical axis L, it is necessary to return the image display device to the factory or the repair shop and repair it using a dedicated tool.
[0008]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and prevent the observation optical axis from deviating, and to allow the observer to recognize when the observation optical axis is deviated, so that the observer is always correct. An object of the present invention is to provide an image display device that can be observed in a state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image display apparatus according to the present invention includes a display element that displays an image, an observation optical system that guides an image from the display element to both eyes of an observer, and the display element and the observation optical system. In the video display device having a fixing member that fixes the display member and an exterior member that covers the display element and the observation optical system and that is fixed to the fixation member, the exterior member includes at least two members divided in the front and rear directions. The fixing member is fixed to the fixing member via a buffer member, and the member attached to the outside of the exterior member is broken with a force slightly smaller than a force for plastically deforming the fixing member.
The video display device according to the present invention includes a display element that displays an image, an observation optical system that guides an image from the display element to both eyes of an observer, and a fixing member that fixes the display element and the observation optical system. And an exterior member that is fixed to the fixing member and covers the display element and the observation optical system, wherein the exterior member is composed of at least two members divided in the front-rear direction. The member fixed through the buffer member and the member attached to the outside of the exterior member is deformed with a force slightly smaller than the force for plastically deforming the fixing member.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 is a side view of a first embodiment of a
[0011]
2 is a cross-sectional view of the apparatus
[0012]
A predetermined space is provided between the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
Between the outer periphery of the pin-
[0016]
When fixing the
[0017]
When an external force is applied to the
[0018]
In the present embodiment, the
[0019]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the second embodiment, in which the
[0020]
This is because if the damping coefficient of the
[0021]
On the other hand, the force W ′ that plastically deforms the fixing
[0022]
For this reason, the space between the
[0023]
FIG. 5 is a perspective view of the third embodiment, in which a
[0024]
The
[0025]
In this third embodiment, the
[0026]
In the third embodiment, the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the video display device according to the present invention, since the exterior member is fixed to the fixing member via the buffer member, the force applied to the exterior member can be attenuated by the buffer member, Since deformation can be prevented or suppressed, it is possible to have the observer always observe in the correct state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a first embodiment of a video display device worn by an observer.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the apparatus main body.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the apparatus main body.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a second embodiment.
FIG. 5 is a perspective view of a third embodiment.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a conventional example attached to an observer.
[Explanation of symbols]
11, 11 ′
28
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