JP4010909B2 - Head-mounted image display device - Google Patents
Head-mounted image display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4010909B2 JP4010909B2 JP2002241406A JP2002241406A JP4010909B2 JP 4010909 B2 JP4010909 B2 JP 4010909B2 JP 2002241406 A JP2002241406 A JP 2002241406A JP 2002241406 A JP2002241406 A JP 2002241406A JP 4010909 B2 JP4010909 B2 JP 4010909B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- head
- display unit
- coupling mechanism
- eye
- arm
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の頭部に頭部保持部材を用いて着脱自在に装着される表示ユニットで、使用者の左右何れか片目の視軸上または視軸近傍に映像信号に基づく画像の表示面を形成する頭部装着型画像表示装置に関し、特に、その頭部保持部材と表示ユニットとを連結する構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図10は、従来の頭部装着型画像表示装置の構成の一例を示す図である。
図10の頭部装着型画像表示装置は、バンド形状で使用者頭部の両側面と前頭額部を保持することで、使用者の頭部99に鉢巻的に巻き回して固定する頭部保持部材81と、使用者の左右何れか片目の視軸上または視軸近傍に映像信号に基づく画像の表示面を形成する表示ユニット84と、バッテリ及び制御回路等を内蔵する制御ボックス86と、表示ユニット84と制御ボックス86とを接続するケーブル85から構成される。尚、図10の従来例の場合には、表示ユニット84の表示面に映像信号に基づく画像を形成させる駆動回路部は、表示ユニット84または制御ボックス86に内蔵される。
【0003】
頭部保持部材81における使用者の左目98の上部には、表示ユニット84の取付突起部82が設けられ、表示ユニット84の取付凹孔部83と嵌合される。これにより、表示ユニット84は、頭部保持部材81から垂下する方向で挿脱自在に取り付けられる。
【0004】
なお、表示ユニット84内には、映像信号に基づく画像を形成する画像表示板、バックライト等の光源、および、ミラー、レンズ、プリズム等の光学部品等が配置される。図10のように、頭部保持部材81から垂下する方向で取り付けられる場合には、一般的に表示ユニット84および取付凹孔部83にかかる重力方向以外の応力等を軽減するために、上記した各部品等は、顔の縦方向に沿って配置され、縦方向に細長い形状となる場合が多い。
【0005】
図10では、表示ユニット84の縦方向の寸法をH1とした。頭部装着型画像表示装置は、一般的には一人で使用され、効き目が右目97か左目98かは固定されるため、表示ユニット84は、頭部保持部材81に取り付けられた状態で収納されることになる。その場合、頭部保持部材81の幅よりも広く、表示ユニット84の縦方向の寸法H1の収納スペースが必要になる。
【0006】
また、図10に示した従来の頭部装着型画像表示装置については、例えば、特開2001-75496号公報中により詳細な例が記載されている。
【0007】
次に図10の頭部装着型画像表示装置の動作について説明する。
なお、図10は、使用者が左目98で表示ユニット84を見るように、予め頭部保持部材81に取り付けた場合である。
【0008】
図10の場合には、頭部保持部材81を、頭部99に手前側から押し込み、前頭額部を押さえると共に、左右こめかみ部に挟み込むように保持させて装着する。すると、表示ユニット84は、使用者の左目98の視軸上に配置されることになるので、使用者はその表示面に表示された画像を視認することができる。
【0009】
この場合の表示ユニット84の画像の表示面を左目98の視軸に合わせる作業は、使用者が頭部保持部材81を手で把持し、頭部保持部材81が頭部99を保持する位置(前頭額部、左右こめかみ部等)をずらすことによって、表示面の位置を顔の表面に沿って平行に移動させて調整する。
【0010】
表示ユニット84の表示面に表示される画像は、例えば、コンピュータやビデオ装置から映像ソース(図示せず)から入力する信号(映像信号)に基づいて表示され、制御ボックス86で画像制御され、不図示の駆動回路により表示面が駆動される。尚、図10の従来例の場合には、表示ユニット84の表示面に映像信号に基づく画像を形成させる駆動回路部は、表示ユニット84または制御ボックス86に内蔵される。
【0011】
また、図10の頭部装着型画像表示装置を右目97で使用する場合には、表示ユニット84の取付凹孔部83を、頭部保持部材81の取付突起部82から離間させることで、表示ユニット84と頭部保持部材81とを一旦分離する。その後、頭部保持部材81を上下反転してから、再度、表示ユニット84の取付凹孔部83を、頭部保持部材81の取付突起部82に取り付けることで、頭部装着型画像表示装置を右目97で使用する状態にすることができる。
【0012】
図11は、従来の頭部装着型画像表示装置の構成の他の例を示す図である。なお、図11中で、図10と同様な機能を有する部分、具体的には、表示ユニット84、制御ボックス86、ケーブル85、使用者の頭部99使用者の左目98については、同じ番号を付与して説明を省略する。
【0013】
図11の頭部装着型画像表示装置は、上記した表示ユニット84、制御ボックス86、ケーブル85に加えて、バンド形状で使用者頭部の両側面と頭頂部を保持することで、使用者の頭部99に着脱自在のヘッドホン的に装着され、ヘッドホンと同様に頭頂部から下端部までの長さを調整可能である頭部保持部材91と、頭部保持部材91の下端部に顔面側から後頭部側に向けて設けられた不図示の溝または貫通孔等に差し込まれて前後の長さを調整可能であるベース部92と、ベース部92と表示ユニット84と連結され、少なくとも表示ユニット84を使用者の目の近傍に配置させる長さを有するアーム95を有している。
【0014】
表示ユニット84の一方の側面部とアーム95の一端部とが連結する部位には、表示ユニット84が目に対して上下回動方向の自由度を有するように連結し、表示ユニット84の向き調整後に任意の位置で停止可能である第1連結機構部96が設けられる。また、アーム95の他端部とベース部92の一端部とが連結する部位には、前記片目近傍の顔表面に対して上下回動方向の自由度を有するように連結して、任意の位置で停止可能である第2連結機構部94が設けられる。
【0015】
第2連結機構部94を任意の位置で停止させるための回転方向のブレーキ力M1(モーメント)は、表示ユニット84の自重をW1、アーム95の長さをL1として以下の式1により示される。
M1>W1*L1 ・・・ (1)
【0016】
第2連結機構部94のブレーキ力M1は、表示ユニット84の自重W1が一定であるならば、アーム95長L1に比例し、そのモーメント以上の力で停止させる必要がある。
【0017】
図11に示した従来の頭部装着型画像表示装置については、例えば、特開平11-327460号公報中により詳細な例が記載されているが、ブレーキ力M1を大きくすると、表示ユニット84の位置調整に必要になる操作力が過大になり操作感が悪化するため、表示ユニット84の自重W1の重さや、アーム95長L1の長さはあまり大きな値にはできなかった。
【0018】
一般的に、頭部保持部材91等は、装着感を良好にするために、頭部99に対する拘束力を弱め、重量も軽減させるように求められている。しかし、ブレーキ力M1が大きい場合、表示ユニット84の位置調整中に頭部保持部材91も保持位置からずれてしまうことになり、拘束力を弱めることが難しかった。
【0019】
図11では、頭部保持部材91の幅をH2とし、ベース部92が頭部保持部材91から突出する幅をH3とした。上記した図10の例の場合と同様に、頭部装着型画像表示装置は、一般的には一人で使用され、効き目が右目97か左目98かは固定されるため、表示ユニット84は、頭部保持部材91に取り付けられた状態で収納されることになる。しかし、この場合には、図11の状態でそのまま収納せず、例えば、第2連結機構部94を回動させることで、表示ユニット84とアーム95を折り畳んで収納する。その折り畳んで収納する場合でも、少なくとも頭部保持部材91の幅H2と、ベース部92の突出幅H3とを合計する収納スペースが必要になる。
【0020】
また、特開平11−327460号公報中では、ベース部92におけるアーム95の他端部との連結部には、球面部93が設けられている。球面部93が設けられることで、第2連結機構部94は、顔に沿った方向の他にも、顔から離間あるいは近接する方向にも回動できるようになり、回動自由度は高くなる。しかし、駆動回路をアーム95の中に挿入しているので、第2連結機構部94から先に配置される表示ユニット84とアーム95の重量は増加している。
【0021】
また、特開平11-327460号公報では、使用者は表示ユニット84に表示された画像を直接に視認していない。この場合、表示ユニット84は顔向きではなく前向きに設置され、さらに、光学系の最終部品となるミラーを表示ユニット84から突出させて保持し、そのミラーに映った画像を使用者に視認させている。このように構成することは、画像の表示される位置を、使用者の目の視軸に近づけ、かつ、第2連結機構部94から最も遠くなるアーム95の先端の重量を低減できるので、第2連結機構部94のブレーキ力M1を低減させる点では有利となるが、最終ミラー分の重量が増加し、部品および組立工数も増加してしまう。
【0022】
次に図11の頭部装着型画像表示装置の動作について説明する。
なお、図11は、使用者が左目98で表示ユニット84を見るように、予め頭部保持部材91、ベース部92、および、アーム95に取り付けた場合である。
【0023】
図11の場合には、頭部保持部材91を、頭部99に頭頂部側から押し込み、頭頂部を押さえると共に、左右こめかみ部を挟み込むように保持させて装着する。すると、表示ユニット84は、使用者の左目98の視軸近傍(視軸のすぐ下)に配置されることになるので、使用者はその表示面に表示された画像を視認することができる。
【0024】
この場合の表示ユニット84の画像の表示面を左目98の視軸に近づける作業は、使用者がまず表示ユニット84あるいはアーム95を持って、第2連結機構部94を回動させることで、表示ユニット84の位置調整を実施し、次に、表示ユニット84を持って、第1連結機構部96を回動させることで、表示ユニット84の表示面の角度調整を実施する。
【0025】
表示ユニット84の表示面に表示される画像は、図10の場合と同様に、入力する信号(映像信号)に基づいて表示され、制御ボックス86で画像制御され、不図示の駆動回路により表示面が駆動される。
【0026】
また、図11の頭部装着型画像表示装置を右目97で使用する場合には、頭部保持部材91の左側(顔の左側)の下端の溝または貫通孔等に差し込まれていたベース部92を一旦引き抜いて取り外し、頭部保持部材91の右側(顔の右側)の下端の溝または貫通孔等に差し込む。その後、上記した表示ユニット84の画像の表示面を左目98の視軸に近づける作業を実施するが、このままでは、画像が上下反転しているため、制御ボックス86等に設けられた不図示の表示画像上下反転切替スイッチ等により、画像表示の上下を反転させる。
【0027】
また、特開平11-327460号公報の場合には、ミラーを表示ユニット84から突出させていることから、右目97で使用する場合には、このミラーについても一旦取り外し、上下逆に表示される表示ユニット84に対応させて設置し直す。このようにして、図11の頭部装着型画像表示装置では、使用者の片目(左目98)に合わせていた表示ユニット84を、他方の片目(右目97)に合わせ直すことができる。
【0028】
一般的に、図10あるいは図11に示したような片眼で使用する頭部装着型の画像表示装置は、使用者の効き目側に装着する必要があることが知られている。例えば、そのような画像表示装置を効き目側に装着しない場合には、効き目の反対眼に画像表示装置が装着されることになる。しかし、反対眼は周囲の情況を観察する目であるため、周囲状況の情報の認識度が高くなり、画像表示装置に表示された画像をうまく認識することができない。また、何れの目(右目97か左目98か)が効き目であるかは、手の右利きと左利きの違いと同様に各個人により異なり、片眼で使用する画像表示装置は、右目97/左目98の何れにも装着できる必要性がある。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図10に示した最初の従来例では、頭部装着型画像表示装置を非使用時に収納する際に、図10の縦方向に長い表示ユニット84における寸法H1の収納スペースが必要になり収納性が良くないという問題が有った。
【0030】
また、図10の従来例では、頭部装着型画像表示装置を左目98使用から右目97使用(あるいは逆に右目97使用から左目98使用)に変更する場合には、表示ユニット84を頭部保持部材81から一旦分離し、頭部保持部材81を上下反転させて、再度、表示ユニット84を頭部保持部材81に取り付ける手間が必要であるという問題があった。
【0031】
また、図11に示した次の従来例では、頭部装着型画像表示装置を非使用時に収納する際に、少なくとも頭部保持部材91の幅H2と、ベース部92の突出幅H3とを合計する収納スペースが必要になり収納性が良くないという問題があった。
【0032】
また、図11の従来例では、頭部装着型画像表示装置を左目98使用から右目97使用(あるいは逆に右目97使用から左目98使用)に変更する場合には、ベース部92を頭部保持部材91の左側の下端溝等から一旦引き抜き、頭部保持部材91の右側の下端溝等に差し込む手間が必要であるという問題があった。また、特開平11-327460号公報の場合には、さらに、ミラーについても、一旦取り外してから、上下逆にして設置し直す手間が必要であるという問題があった。
【0033】
また、図11の従来例では、頭部への装着感を軽減するために頭部保持部材91の拘束力を小さくした場合、第2連結機構部94のブレーキ力M1が比較的大きいことから、表示ユニット84の画像の表示面を左目98の視軸に近づける作業持に、必要となる操作力が過大になりがちであり、表示ユニット84の位置調整の操作感が重くなり、頭部保持部材91自体が動いてしまうという問題がある。
【0034】
本発明の頭部装着型画像表示装置は、上記した問題を解決するためになされたものであり、非使用時の収納性が良好であり、使用する目を変える場合でも部品を組替える必要が無い頭部装着型の画像表示装置を提供することを目的とする。
【0035】
また、頭部保持部材の頭部への拘束力が小さい場合でも、表示ユニットの画像の表示面を使用する方の目の視軸に近づける作業持に、頭部保持部材自体が動かない頭部装着型の画像表示装置を提供することを目的とする。
【0036】
【課題を解決するための手段】
上記した問題を解決するため、請求項1に記載した本発明の頭部装着型画像表示装置は、使用者の頭部に巻回して装着される頭部保持部材と、使用者の左右何れか片目の視軸上または視軸近傍に映像信号に基づく画像の表示面を形成する表示ユニットと、頭部保持部材および表示ユニットと連結され、少なくとも表示ユニットを使用者の片目の近傍に配置させる長さを有するアームと、表示ユニットの一方の側面部とアームの一端部とを連結し、前記表示ユニットの向き調整後に任意位置で停止可能である第1連結機構部と、アームの前記一端部から所定距離離間した部位と頭部保持部材の一端部とを連結し、表示ユニットの向き調整後に任意位置で停止可能である第2連結機構部とを有する頭部装着型画像表示装置であって、第1連結機構部および第2連結機構部の一方は、表示ユニットを顔の上下方向に回動させる軸と、この軸と直交関係にある片目近傍の顔表面に対して近接方向と離遠方向に回動する軸とを有し、回動方向の自由度が2である2軸連結機構を備え、第1連結機構部および第2連結機構部のもう一方は、接続部位の一方の少なくとも表面が球面形状を有し、回動方向の自由度が3である球面連結機構を備えることを特徴とする。
【0037】
また、請求項2の本発明は、請求項1に記載の頭部装着型画像表示装置において、表示ユニットとは別個に、表示ユニットの表示面に映像信号に基づく画像を形成させる駆動回路部を設ける場合、アームの他端部には、駆動回路部を配置し、第2連結機構部は、アームの他端部から中央部寄りの中間位置であって、頭部保持部材の一端部が接続する部位に設けられ、頭部保持部材側の一端部の幅方向の中心位置と、アーム側の中央部寄りの部位におけるアーム幅方向の中心位置とで連結することを特徴とする。
【0038】
また、請求項3の本発明は、請求項1または2に記載の頭部装着型画像表示装置において、表示ユニットは、表示面、光源および光学部品が顔の横方向に配置され、横方向に細長い形状であることを特徴とする。
【0039】
また、請求項4の本発明は、請求項1〜3の何れかに記載の頭部装着型画像表示装置において、第2連結機構部は、頭部保持部材に対するアームの保持角度を、表示ユニットが使用者の一方の片目の視軸に近い位置で使用される場合と、表示ユニットが使用者の他方の片目の視軸に近い位置で使用される場合と、の双方の場合に対応する角度に設定可能であり、その設定角度付近で回動可能であるように連結することを特徴とする。
【0040】
また、請求項5の本発明は、請求項4に記載の頭部装着型画像表示装置において、表示ユニットは、表示ユニットを使用者の一方の片目の視軸に近い位置で使用する場合と、表示ユニットを使用者の他方の片目の視軸に近い位置で使用する場合では、表示面に表示される画像の上下が反転することを特徴とする。
【0041】
また、請求項6の本発明は、請求項5に記載の頭部装着型画像表示装置において、駆動回路部は、表示ユニットの表示面に表示される画像の上下を反転させる切替スイッチを備えることを特徴とする。
【0044】
また、請求項7の本発明は、請求項1〜6の何れかに記載の頭部装着型画像表示装置において、球面連結機構の球面形状が、少なくとも表示ユニットの表示面を目の視軸に直交する角度に近づける範囲内を自在に可動できる範囲で形成されることを特徴とする。
【0045】
また、請求項8の本発明は、請求項1〜7の何れかに記載の頭部装着型画像表示装置において、第2連結機構部が、アームの一部を挟持または緩持することで、アームの長さ方向における保持位置を調整可能な摺動部を有することを特徴とする。
【0046】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1の頭部装着型画像表示装置の全体構成を示す斜視図であり、図2は、図1の頭部装着型画像表示装置を使用者の頭部に装着した状態を示す斜視図であり、図3は、図2の使用者に装着状態の頭部装着型画像表示装置を上部から見た上面図である。
【0047】
なお、図1〜図3は使用者が右目が利き目であり、右目で頭部装着型画像表示装置に表示された画像を見る場合である。左目で画像を見る場合については、図9を用いて後述する。
【0048】
図1〜図3において、1は本実施の形態の表示ユニットであり、使用者の右目97の視軸上または視軸近傍に映像信号に基づく画像の表示面を形成する。表示ユニット1は、表示ユニット1が使用者の右目の視軸に近い位置である場合と、表示ユニット1が使用者の左目の視軸に近い位置である場合では、表示面に表示される画像の上下を反転させる。なお、表示ユニット1については、図4を用いて内部構成を後述する。
【0049】
また、2は2本の中空パイプからなるアームであり、後述する頭部保持部材3および表示ユニット1と連結され、少なくとも表示ユニット1を使用者の右目97の近傍に配置させる長さを有する。3は使用者の頭部99の後方を略半周に渡ってバンド状に巻回させる頭部保持部材であり、可撓性板状部材で構成される。頭部保持部材3の両先端部近傍には、パッド301、302が設けられる。頭部保持部材3は、使用者の頭部99の左右を保持すると共に後頭部を保持することで頭部に着脱自在に装着される。
【0050】
アーム2の一方(頭部99の顔面側)の先端部には、第1連結機構部51が設けられる。第1連結機構部51は、表示ユニット1の一方の側面部とアーム2の一端部とが連結される部位に設けられる。第1連結機構部51は、表示ユニット1の側面部における表示面の上下方向の中心線を延伸させた位置と、アーム2の一端部におけるアーム幅方向の中心位置とで連結し、表示ユニット1が使用者の右目97に対して、上下回動方向の自由度θxと、近接/離遠回動方向の自由度θzを有している。また、第1連結機構部51は、表示ユニット1を、その向きを調整した後に任意位置(任意角度)で停止させることができる。
【0051】
本実施の形態の第1連結機構部51は、表示ユニット1を顔の上下方向に回動θxさせる軸Xに直交し、右目97近傍の顔表面に対して近接方向と離遠方向に回動θzする軸Zを有し、回動方向の自由度が2である2軸連結機構になっているが、接続部位の一方の少なくとも表面を球面形状として、回動方向の自由度が3である(回動方向θx、θy、θzに回動可能)球面連結機構を用いても良い。なお、第1連結機構部51において球面連結機構を使用する場合には、その球面形状は、表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づけるように調整する範囲で形成される。
【0052】
アーム2の他方(頭部99の後頭部側)の先端部には、表示ユニット1の表示面に映像信号に基づく画像を形成させる駆動回路等の電気回路が内蔵される回路ボックス40が配置(保持)される。回路ボックス40の表面には、表示ユニット1に表示される画像の上下を反転させる切替スイッチ401が設けられている。
【0053】
アーム2の両先端間の中間位置の回路ボックス40寄りには、第2連結機構部52が設けられる。第2連結機構部52は、頭部保持部材3の一端部と連結される部位に設けられる。第2連結機構部52は、頭部保持部材3側の一端部の幅方向の中心位置と、アーム2側の他端部におけるアーム幅方向の中心位置とで連結し、使用者の右目97近傍の顔表面に対して、上下回動方向の自由度θxと、近接/離遠回動方向の自由度θzと、側面上下回動方向の自由度θyを有している。また、第2連結機構部52は、表示ユニット1の向きを調整した後のアーム2を任意位置(任意角度)で停止させることができる。
【0054】
本実施の形態の第2連結機構部52は、接続部位の一方の少なくとも表面を球面形状として、回動方向の自由度が3である(回動方向θx、θy、θzに回動可能)球面連結機構になっているが、表示ユニット1を顔の上下方向に回動θxさせる軸Xに直交し、右目97近傍の顔表面に対して近接方向と離遠方向に回動θzする軸Zを有し、回動方向の自由度が2である2軸連結機構を用いても良い。なお、第2連結機構部52における球面連結機構の球面形状は、表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づけるように調整する範囲で形成される。
【0055】
第2連結機構部52は、頭部保持部材3に対するアーム2の保持角度を、表示ユニット1が使用者の右目97の視軸に近い位置で使用される場合と、表示ユニット1が使用者の左目98の視軸に近い位置で使用される場合と、の双方の場合に対応する角度に設定可能であり、その設定角度付近で回動可能であるように連結する。
【0056】
また、本実施の形態では第2連結機構部52に、アーム2の長辺方向の長さを調整する摺動部を有している。アーム2の長さ調整用摺動部は、第2連結機構部52に限らず、アーム2の途中、あるいは、第1連結機構部51に設けても良い。なお、第2連結機構部52については、図6を用いて内部を後述する。
【0057】
また、70は、表示ユニット1を表示させるための電源となるバッテリや画像表示の制御回路等を内蔵する制御ボックスであり、回路ボックス40は、ケーブル71を介して制御ボックス70と接続されている。
【0058】
図4は、図1〜図3の表示ユニット1の内部構成を示す2面(上面、側面)図である。
【0059】
表示ユニット1内には、映像信号に基づく画像を形成して表示する液晶表示板(LCD)102と、LCD102のバックライト光源となる発光ダイオード(LED)104と、LED104の出射光の放射方向をLCD102の方に向けて適度に拡散させながら反射させる拡散反射板103と、LCD102で形成された画像を、使用者の右目97に向けて適度に拡大させながら反射させるプリズムレンズ101を有している。
【0060】
表示ユニット1は、図4の上面図からわかるように、表示面を有するLCD102、光源となるLED104、および、光学部品であるプリズムレンズ101と拡散反射板103が顔の横方向に並んで配置されており、顔の表面の横方向に沿って細長い形状となっている。このため、表示ユニット1の顔の縦方向の寸法は、図10あるいは図11に示した従来の表示ユニットの寸法よりも小さくなる。
【0061】
使用者は、右目97の視軸500上に、プリズムレンズ101の中心が一致するように向きを調整することで、良好な画像を視認することができるようになる。向きの調整は、第1連結機構部51の上下回動方向の自由度θxと近接/離遠回動方向の自由度θzを有する2軸連結機構を用いるか、第2連結機構部52の自由度が3である(回動方向θx、θy、θzに回動可能)球面連結機構を用いればよい。
【0062】
図5は、図1〜図3の第1連結機構部51の内部構成を示す斜視図である。
【0063】
第1連結機構部51は、アーム2の先端に設けられた連結ブロック201、表示ユニット1の連結孔部1a、および、水平支軸501と垂直支軸502の直交する2軸を有するヒンジブロック5000により構成される。
【0064】
ヒンジブロック5000は、アーム側の連結ブロック201に、垂直支軸502の周りで回動自在であるようにはめ込まれて保持されると共に、表示ユニット1の連結孔部1aに、垂平支軸501の周りで回動自在であるようにはめ込まれて保持される。また、ヒンジブロック5000は、表示ユニット1よりもより顔の外側(使用者の顔のより側面方向側)に位置するように配設される。また、水平支軸501は、表示ユニット1のプリズムレンズ101(ウィンドウ)の上下中心位置に一致するように配設される。
【0065】
第1連結機構部51は、図5のように構成することで、図示したように回動方向θxおよび回動方向θzに回動することができる。
【0066】
図6は、図1〜図3の第2連結機構部52の内部構成を示す側面から見た断面図である。
【0067】
図6の球面連結機構である第2連結機構部52において、901はパッド302に形成されている凸球面部である。902は凸球面部901に当接しうる凹球面部を有するAブロックであり、903は前記Aブロック902とでアーム2を挟持するBブロックである。904はBブロック903と、Aブロック902、および、凸球面部901を貫通し、Cブロック905に螺合するスクリューである。907はBブロック903とスクリュー904との間に挟持されたスプリングである。
【0068】
また、アーム2は、Aブロック902とBブロック903との間に挟まれて、スクリュー904で一端が固定されたスプリング907から圧力を受けて保持されるので、アーム2と、Aブロック902およびBブロック903との間に摩擦力によるブレーキ力が発生してズレが防止される。従って、アーム2は、Aブロック902およびBブロック903との間で、アーム2の長辺方向の長さを調整するための摺動部を形成している。
【0069】
第2連結機構部52は、図6のように構成することで、図示した回動方向θyに限らず、図1〜図2に示したように回動方向θxおよび回動方向θzにも回動することができる。また、この凸球面部901の球面形状は、少なくとも表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づける範囲内を自在に可動できる範囲で設けられる。また、回動方向θxについては、頭部装着型画像表示装置を右目に装着する場合と、左目に装着する場合とでは、頭部保持部材3に対する表示ユニット1の上下位置が入れ替わるため、支軸に合わせる調整のみである回動方向θyおよび回動方向θzに比べて回動角度の変動範囲を大きくする必要がある。
【0070】
次に本実施の形態の頭部装着型画像表示装置の動作について説明する。
【0071】
本実施の形態の頭部装着型画像表示装置の使用者は、可撓性を有する頭部保持部材3を自身の頭部99の幅に合わせて弾性変形させて押し広げ、後頭部の略半周に渡って巻回させて装着する。この時、図2に示すようにパッド301が使用者の頭部99の左耳の上、パッド302が右耳の上に配置され、頭部装着型画像表示装置が下方向へ落下することを防止する。また、頭部保持部材3を真円ではない使用者の後頭部に密着させることによって、パッド301およびパッド302を中心に頭部保持部材3が回動してずれることを防止する。
【0072】
図2の右目に装着した場合の使用状態を示した図では、使用者が頭部保持部材3を装着後、表示ユニット1を使用者にとって最も画像が見やすい任意の位置に配置した状態を示している。すなわち、XYZ軸を有する3次元空間上で、使用者の右目97の視線と、表示ユニット1の表示面に投影された画像の光軸の中心とを一致させるように、表示ユニット1のX、Y、Z座標を定める。この場合の可動部は、第1連結機構部51(回動方向θxおよび回動方向θz)、第2連結機構部52(回動方向θx、回動方向θy、回動方向θz、および、摺動方向Y)であり、各連結器後部51、52の回動方向θx、θy、θzの姿勢(方向角)等が座標決定により定められる。
【0073】
従って、第1連結機構部51は、表示ユニット1を顔の上下方向に回動させる軸θxに直交し、右目97近傍の顔表面に対して近接方向と離遠方向に回動する軸θzを有し、回動方向の自由度が2である2軸連結機構となっている。第2連結機構部52は、接続部位の一方の表面に球面形状の凸球面部901を有し、回動方向の自由度が3である球面連結機構である。第2連結機構部52に用いられる球面連結機構の球面形状(凸球面部901)は、表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づける範囲内を自在に可動できる範囲で形成されている。また、第2連結機構部52には、アーム2の長辺方向の長さを調整する摺動部(アーム2を挟むAブロック902およびBブロック903)を有する。
【0074】
このように、本実施の形態の第1連結機構部51および第2連結機構部52は、自由度が高いため、表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づける調整作業が容易であり、ブレーキ力を比較的小さくできる第1連結機構部51に可能な範囲の調整時の回動は第1連結器後部51に実施させ、ブレーキ力を比較的大きい第2連結機構部52では、第1連結器後部51ではできない範囲の調整時の回動のみを実施するように分担することで、表示ユニット1の位置調整作業を容易、かつ、きめ細やかに実施することができ、各連結機構部の回動範囲および操作力を低減させることができる。
【0075】
図7は、第2連結機構部52に必要となるブレーキ力を説明するための側面図である。
【0076】
第2連結機構部52は、スプリング907の反発力で、凸球面部901とAブロック902を押圧し、その両者間の摩擦力にてブレーキ力を生じせしめている。
【0077】
ここで、第2連結機構部52を任意の位置で停止させるための回転方向のブレーキ力M2(モーメント)は、表示ユニット1の自重をW1、第2連結機構部52から表示ユニット1までのアーム2の長さをL1、回路ボックス40の自重をW2、第2連結機構部52から回路ボックス40までの長さをL2とすると、以下の式2により示される。
M2>(W1*L1)−(W2*L2) ・・・(2)
【0078】
前述した式(1)で表されるブレーキ力M1は、M1>W1*L1であるので、−(W2*L2)の分だけブレーキ力を減少させることができる。すなわち、以下の式3がなりたつ。
M2=M1−(W2*L2) ・・・(3)
【0079】
このように本実施の形態では、図11に示した従来の頭部装着型画像表示装置よりも球面連結機構である第2連結機構部52のブレーキ力を低減させることができる。従って、表示ユニット1の位置を調整する作業に必要な動作力が軽微となり、良好な操作感を得ることができる。
【0080】
図8は、本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を収納する状態を示す2面(上面、側面)図である。
【0081】
本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を収納する時には、図8に示したように、第2連結機構部52を回動させることで、アーム2と頭部保持部材3を並行にする。その後、第2連結機構部52のAブロック902とBブロック903の間のアーム2を摺動させ、表示ユニット1(または第1連結機構部51)と第2連結機構部52とを接近させる。
【0082】
このように、本実施の形態の収納時には、例えば、図8の側面図に示したようにアーム3の幅のスペース内に全ての頭部装着型画像表示装置の部分を納めることができ、また、図8の上面図に示したように頭部保持部材3よりも略表示ユニット1分だけ大きいスペース内にほぼ全ての頭部装着型画像表示装置の部分を納めることができるので、従来よりも薄型化および小型化させて収納することができる。また、収納作業もアーム2を回動させてから摺動により縮めるのみであるので容易である。
【0083】
図9は、本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を左目に装着する状態を示す斜視図である。
【0084】
本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を左目に装着する時には、図9に示したように、まず、頭部保持部材3を左右を逆にして頭部99に装着する。このままでは、表示ユニット1が頭部99の上に行ってしまうので、頭部保持部材3に対して表示ユニット1が下に位置するように、第2連結機構部52を用いてアーム2を第2連結機構部52を支点としてX軸周りに下方へ回動させる。つまり、頭部保持部材3に対する表示ユニット1の上下関係は図1および図2とは逆になる。その際に、そのままでは表示ユニット1に表示される画像の上下が反対になってしまうので、回路ボックス40の表示画像上下反転切替えスイッチ401を操作して、表示ユニット1に表示される画像の上下が正しく表示されるようにする。
【0085】
このようにして、本実施の形態では、前の使用者が右目97に装着していた場合でも、次の使用者は、部品を組替えることなく、頭部保持部材3を裏返してから装着し直して、アーム2を回動させるのみの容易な操作で表示ユニット1を左目98の前に配置、すなわち、頭部装着型画像表示装置を左目に装着することができる。
【0086】
また、第1連結機構部51が表示ユニット1に表示される画像の高さ方向の中心位置と一致するよう(中心線上)に形成され、第2連結機構部52が保持手段3の巾方向の中心位置と一致するよう(中心線上)に形成されていることから、図9のように反転させても、左目に装着時と右目に装着時とで操作環境が左右対称になるのみであるので、どちらの目が効き目の人にも同じ使用環境を提供できる。また、左右の何れの目に装着した場合でも、意匠的に左右反転するのみであるので何れか一方の装着者の美観が損なわれることがない。
【0087】
また、本実施の形態では、頭部保持部材3を使用者の頭部99における後頭部に巻き回すようにしたが、例えば、前頭額部、あるいは、頭頂部に巻き回すように構成しても良い。
【0088】
また、本実施の形態では、アーム2の他端部には回路ボックス40を設け、第2連結機構部52はアーム2の両先端間の中間位置の回路ボックス40寄りに設けたが、回路ボックス40の有無に拘わらず、第2連結機構部52をアーム2の他端部に設けるように構成しても良い。
【0089】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【0090】
請求項1、3および10の本発明では、収納時にアームの幅のスペース内、あるいは、頭部保持部材よりも略表示ユニット分だけ大きいスペース内にほぼ全ての部分を納めることができるので、従来よりも薄型化および小型化させて収納することができる。また、収納作業もアームを回動させてから摺動により縮めるのみであるので容易となる。
【0091】
請求項2の本発明では、従来の頭部装着型画像表示装置よりも球面連結機構である第2連結機構部のブレーキ力を低減させることができるので、表示ユニットの位置を調整する作業に必要な動作力が軽微となり、良好な操作感を得ることができる。
【0092】
請求項4〜6の本発明では、前の使用者が一方の目に装着していた場合でも、次の使用者は、部品を組替えることなく、頭部保持部材を裏返してから装着し直して、アームを回動させるのみの容易な操作で表示ユニットを反対の方の目に装着することができる。また、左目装着と右目装着とで操作環境が左右対称になるのみであるので、どちらの目が効き目の人にも同じ使用環境を提供でき、左右の何れの目に装着した場合でも、意匠的に左右反転するのみであるので何れか一方の装着者の美観が損なわれることがない。
【0093】
請求項7〜9の本発明では、このように、本実施の形態の第1連結機構部51および第2連結機構部52は、自由度が高いため、表示ユニット1の表示面を右目97の視軸に直交する角度に近づける調整作業が容易であり、ブレーキ力を比較的小さくできる第1連結機構部51に可能な範囲の調整時の回動は第1連結器後部51に実施させ、ブレーキ力を比較的大きい第2連結機構部52では、第1連結器後部51ではできない範囲の調整時の回動のみを実施するように分担することで、表示ユニット1の位置調整作業を容易、かつ、きめ細やかに実施することができ、各連結機構部の回動範囲および操作力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の頭部装着型画像表示装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】 図1の頭部装着型画像表示装置を使用者の頭部に装着した状態を示す斜視図である。
【図3】 図2の使用者に装着状態の頭部装着型画像表示装置を上部から見た上面図である。
【図4】 図1〜図3の表示ユニット1の内部構成を示す2面(上面、側面)図である。
【図5】 図1〜図3の第1連結機構部の内部構成を示す斜視図である。
【図6】 図1〜図3の第2連結機構部の内部構成を示す側面から見た断面図である。
【図7】 第2連結機構部に必要となるブレーキ力を説明するための側面図である。
【図8】 本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を収納する状態を示す2面(上面、側面)図である。
【図9】 本実施の形態の頭部装着型画像表示装置を左目に装着する状態を示す斜視図である。
【図10】 従来の頭部装着型画像表示装置の構成の一例を示す図である。
【図11】 従来の頭部装着型画像表示装置の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1、84 表示ユニット、 2、95 アーム、 3、81、91 頭部保持部材、 40 回路ボックス、 51、96 第1連結機構部、 52、94 第2連結機構部、 70、86 制御ボックス、 71、85 ケーブル、 97 右目、 98 左目、 99 (使用者の)頭部、 101 プリズムレンズ、 102 液晶表示板(LCD:画像表示板)、 103 拡散反射板、 104 発光ダイオード(LED:光源)、 201 連結ブロック、 301、302 パッド、 401 表示画像上下反転切替スイッチ、 501 水平支軸、 502 垂直支軸、 5000 ヒンジブロック。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a display unit that is detachably mounted on a user's head using a head holding member, and displays an image based on a video signal on or near the visual axis of one of the left and right eyes of the user. More particularly, the present invention relates to a structure for connecting the head holding member and a display unit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional head-mounted image display device.
The head-mounted image display device of FIG. 10 has a band shape and holds both sides of the user's head and the frontal forehead so that the head is wound around the user's
[0003]
An
[0004]
In the
[0005]
In FIG. 10, the vertical dimension of the
[0006]
As for the conventional head-mounted image display device shown in FIG. 10, for example, a more detailed example is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-75496.
[0007]
Next, the operation of the head-mounted image display device in FIG. 10 will be described.
FIG. 10 shows a case where the user is attached to the
[0008]
In the case of FIG. 10, the
[0009]
In this case, the operation of aligning the image display surface of the
[0010]
The image displayed on the display surface of the
[0011]
When the head-mounted image display device of FIG. 10 is used with the
[0012]
FIG. 11 is a diagram showing another example of the configuration of a conventional head-mounted image display device. In FIG. 11, parts having the same functions as those in FIG. 10, specifically, the
[0013]
In addition to the
[0014]
The
[0015]
The braking force M1 (moment) in the rotational direction for stopping the second
M1> W1 * L1 (1)
[0016]
If the weight W1 of the
[0017]
As for the conventional head-mounted image display device shown in FIG. 11, for example, a more detailed example is described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-327460. However, when the brake force M1 is increased, the position of the
[0018]
Generally, the
[0019]
In FIG. 11, the width of the
[0020]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-327460, a
[0021]
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-327460, the user does not directly view the image displayed on the
[0022]
Next, the operation of the head-mounted image display device of FIG. 11 will be described.
FIG. 11 shows a case where the user is previously attached to the
[0023]
In the case of FIG. 11, the
[0024]
In this case, the operation of bringing the display surface of the image of the
[0025]
The image displayed on the display surface of the
[0026]
When the head-mounted image display device of FIG. 11 is used with the
[0027]
In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-327460, the mirror protrudes from the
[0028]
Generally, it is known that a head-mounted image display device used with one eye as shown in FIG. 10 or FIG. 11 needs to be mounted on the user's effective side. For example, when such an image display device is not mounted on the effective side, the image display device is mounted on the eye opposite to the effective side. However, since the opposite eye is an eye for observing the surrounding situation, the degree of recognition of the surrounding situation information becomes high, and the image displayed on the image display device cannot be recognized well. Also, which eye (
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the first conventional example shown in FIG. 10, when the head-mounted image display device is stored when not in use, a storage space having a dimension H1 in the
[0030]
In the conventional example of FIG. 10, when the head-mounted image display device is changed from using the
[0031]
In the next conventional example shown in FIG. 11, when the head-mounted image display device is stored when not in use, at least the width H2 of the
[0032]
In the conventional example of FIG. 11, when the head-mounted image display device is changed from using the
[0033]
Further, in the conventional example of FIG. 11, when the restraining force of the
[0034]
The head-mounted image display device of the present invention has been made to solve the above-described problems, has good storage properties when not in use, and needs to be rearranged even when changing the eyes to be used. It is an object of the present invention to provide a head-mounted image display device without a head.
[0035]
In addition, even when the restraining force of the head holding member on the head is small, the head holding member itself does not move to work close to the visual axis of the eye that uses the display surface of the image of the display unit. An object is to provide a wearable image display device.
[0036]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the head-mounted image display device according to the first aspect of the present invention includes a head holding member that is wound around the user's head and mounted on either the left or right side of the user. A display unit that forms an image display surface based on a video signal on or near the visual axis of one eye, a head holding member, and a display unit, and a length that allows at least the display unit to be disposed near the eye of the user Arm and display unitOne side ofAnd one end of the armAnd can be stopped at an arbitrary position after the orientation of the display unit is adjusted.The first coupling mechanism and the armThe one endAnd a head holding member spaced apart from each other by a predetermined distanceOne end ofAnd concatenateCan be stopped at any position after adjusting the orientation of the display unit.A head-mounted image display device having a second coupling mechanism unit, wherein one of the first coupling mechanism unit and the second coupling mechanism unit is a shaft for rotating the display unit in the vertical direction of the face;Orthogonal to this axisA biaxial coupling mechanism having a shaft that pivots in a proximity direction and a separation direction with respect to a face surface near one eye, and having a degree of freedom in the rotational direction of 2; a first coupling mechanism section and a second coupling mechanism; The other of the mechanism portions includes a spherical coupling mechanism in which at least the surface of one of the connection parts has a spherical shape and the degree of freedom in the rotation direction is 3.
[0037]
According to a second aspect of the present invention, in the head-mounted image display device according to the first aspect, a drive circuit unit that forms an image based on a video signal on the display surface of the display unit separately from the display unit. When providing, the drive circuit part is arranged at the other end part of the arm, and the second connecting mechanism part is an intermediate position near the center part from the other end part of the arm, and one end part of the head holding member is connected. It is provided in the site | part which carries out, It connects with the center position of the width direction of the one end part by the side of a head holding member, and the center position of the arm width direction in the site | part near the center part by the side of the arm.
[0038]
According to a third aspect of the present invention, in the head-mounted image display device according to the first or second aspect, the display unit includes a display surface, a light source, and an optical component arranged in the lateral direction of the face, It is characterized by an elongated shape.
[0039]
According to a fourth aspect of the present invention, in the head-mounted image display device according to any one of the first to third aspects, the second coupling mechanism section determines the holding angle of the arm with respect to the head holding member. Is used at a position close to the visual axis of one eye of the user, and an angle corresponding to both the case where the display unit is used at a position close to the visual axis of the other eye of the user It is characterized in that it is connected so that it can be rotated around the set angle.
[0040]
Further, the present invention of claim 5 is the head mounted image display device according to claim 4, wherein the display unit uses the display unit at a position close to the visual axis of one eye of the user; When the display unit is used at a position close to the visual axis of the other eye of the user, the image displayed on the display surface is inverted upside down.
[0041]
According to a sixth aspect of the present invention, in the head-mounted image display device according to the fifth aspect, the drive circuit unit includes a changeover switch that inverts the image displayed on the display surface of the display unit. It is characterized by.
[0044]
Claims7The present invention isAny one of claims 1-6In the head-mounted image display device described inballSpherical shape of surface coupling mechanismButFurther, it is characterized in that it is formed within a range in which at least the display surface of the display unit can be freely moved within a range in which the display surface is close to an angle orthogonal to the visual axis of the eye.
[0045]
Claims8The present invention of claim 17In the head-mounted image display device according to any one ofThe second connecting mechanism portion includes a sliding portion that can adjust a holding position in the length direction of the arm by clamping or loosening a part of the arm.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the head-mounted image display apparatus according to
[0047]
1 to 3 show a case where the user has a dominant right eye and views an image displayed on the head-mounted image display device with the right eye. The case of viewing the image with the left eye will be described later with reference to FIG.
[0048]
1 to 3,
[0049]
[0050]
A first connecting
[0051]
The first connecting
[0052]
A
[0053]
A
[0054]
The
[0055]
The second connecting
[0056]
In the present embodiment, the second connecting
[0057]
[0058]
FIG. 4 is a two-plane (top and side) view showing the internal configuration of the
[0059]
In the
[0060]
As can be seen from the top view of FIG. 4, the
[0061]
The user can visually recognize a good image by adjusting the direction so that the center of the
[0062]
FIG. 5 is a perspective view showing an internal configuration of the
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The first connecting
[0066]
FIG. 6 is a cross-sectional view seen from the side showing the internal configuration of the second
[0067]
In the
[0068]
Further, the
[0069]
The
[0070]
Next, the operation of the head-mounted image display device of the present embodiment will be described.
[0071]
The user of the head-mounted image display apparatus according to the present embodiment elastically deforms and expands the flexible
[0072]
In the figure showing the usage state when the user wears the right eye in FIG. 2, the
[0073]
Therefore, the first connecting
[0074]
Thus, since the 1st
[0075]
FIG. 7 is a side view for explaining the braking force required for the second
[0076]
The second
[0077]
Here, the braking force M2 (moment) in the rotational direction for stopping the
M2> (W1 * L1)-(W2 * L2) (2)
[0078]
Since the braking force M1 represented by the above-described formula (1) satisfies M1> W1 * L1, the braking force can be reduced by the amount − (W2 * L2). That is, the following
M2 = M1- (W2 * L2) (3)
[0079]
As described above, in the present embodiment, the braking force of the
[0080]
FIG. 8 is a two-sided view (upper surface, side surface) showing a state in which the head-mounted image display device of the present embodiment is housed.
[0081]
When housing the head-mounted image display device of the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
[0082]
Thus, at the time of storage of the present embodiment, for example, as shown in the side view of FIG. 8, all the head-mounted image display device portions can be stored in the space of the width of the
[0083]
FIG. 9 is a perspective view showing a state where the head-mounted image display device of the present embodiment is mounted on the left eye.
[0084]
When the head-mounted image display device according to the present embodiment is mounted on the left eye, first, the
[0085]
In this way, in the present embodiment, even when the previous user is wearing the
[0086]
Further, the
[0087]
In the present embodiment, the
[0088]
In the present embodiment, the
[0089]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0090]
In the present invention according to
[0091]
According to the second aspect of the present invention, the braking force of the second coupling mechanism portion, which is a spherical coupling mechanism, can be reduced as compared with the conventional head-mounted image display device, so that it is necessary for the operation of adjusting the position of the display unit. As a result, the operating force is small and a good operational feeling can be obtained.
[0092]
In the present invention of claims 4 to 6, even when the previous user is wearing one eye, the next user turns the head holding member upside down and remounts it without changing the parts. Thus, the display unit can be attached to the opposite eye by an easy operation by simply rotating the arm. In addition, since the operating environment is only symmetrical between left and right eye wearing, it is possible to provide the same operating environment to people who have either eye working, and even if it is worn on either left or right eye, it is designed Therefore, the aesthetic appearance of one of the wearers is not impaired.
[0093]
In this invention of Claims 7-9, since the 1st
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a head-mounted image display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which the head-mounted image display device of FIG. 1 is mounted on a user's head. FIG.
3 is a top view of the head-mounted image display device mounted on the user of FIG. 2 as viewed from above. FIG.
4 is a two-side (top and side) view showing the internal configuration of the
FIG. 5 is a perspective view showing an internal configuration of a first coupling mechanism portion shown in FIGS. 1 to 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view seen from a side surface showing the internal configuration of the second coupling mechanism portion of FIGS.
FIG. 7 is a side view for explaining a braking force required for the second coupling mechanism.
FIG. 8 is a two-sided view (upper surface, side surface) showing a state in which the head-mounted image display device of the present embodiment is housed.
FIG. 9 is a perspective view showing a state where the head-mounted image display device of the present embodiment is mounted on the left eye.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional head-mounted image display device.
FIG. 11 is a diagram showing another example of the configuration of a conventional head-mounted image display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
使用者の左右何れか片目の視軸上または視軸近傍に映像信号に基づく画像の表示面を形成する表示ユニットと、
前記頭部保持部材および前記表示ユニットと連結され、少なくとも前記表示ユニットを使用者の前記片目の近傍に配置させる長さを有するアームと、
前記表示ユニットの一方の側面部と前記アームの一端部とを連結し、前記表示ユニットの向き調整後に任意位置で停止可能である第1連結機構部と、
前記アームの前記一端部から所定距離離間した部位と前記頭部保持部材の一端部とを連結し、前記表示ユニットの向き調整後に任意位置で停止可能である第2連結機構部と、
を有する頭部装着型画像表示装置であって、
前記第1連結機構部および前記第2連結機構部の一方は、前記表示ユニットを顔の上下方向に回動させる軸と、この軸と直交関係にある前記片目近傍の顔表面に対して近接方向と離遠方向に回動する軸とを有し、回動方向の自由度が2である2軸連結機構を備え、
前記第1連結機構部および前記第2連結機構部のもう一方は、接続部位の一方の少なくとも表面が球面形状を有し、回動方向の自由度が3である球面連結機構を備える
ことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。A head holding member that is wound around the user's head and worn;
A display unit that forms an image display surface based on a video signal on or near the visual axis of one of the left and right eyes of the user;
An arm connected to the head holding member and the display unit, and having a length for disposing at least the display unit in the vicinity of one eye of a user;
A first connecting mechanism that connects one side of the display unit and one end of the arm, and is capable of stopping at an arbitrary position after adjusting the orientation of the display unit ;
A second connecting mechanism that connects a portion of the arm spaced from the one end by a predetermined distance and one end of the head holding member , and is capable of stopping at an arbitrary position after adjusting the orientation of the display unit ;
A head-mounted image display device comprising:
One of the first coupling mechanism and the second coupling mechanism is an axis that rotates the display unit in the vertical direction of the face, and a proximity direction to the face surface near the one eye that is orthogonal to the axis. A biaxial coupling mechanism having a degree of freedom in the direction of rotation,
The other of the first coupling mechanism and the second coupling mechanism includes a spherical coupling mechanism in which at least the surface of one of the connection parts has a spherical shape and the degree of freedom in the rotation direction is 3. A head-mounted image display device.
前記アームの他端部に、前記駆動回路部を配置し、
前記第2連結機構部は、前記駆動回路が配置された前記他端部と、前記第1連結機構部との間に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型画像表示装置。Separately from the display unit, when providing a drive circuit unit for forming an image based on a video signal on the display surface of the display unit,
The drive circuit unit is disposed at the other end of the arm,
The head-mounted image display according to claim 1, wherein the second coupling mechanism is located between the other end where the drive circuit is disposed and the first coupling mechanism. apparatus.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の頭部装着型画像表示装置。The head-mounted image display device according to claim 1, wherein the display unit is configured such that the display surface, the light source, and the optical component are arranged in a lateral direction of the face and have an elongated shape in the lateral direction.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の頭部装着型画像表示装置。The second connecting mechanism section is configured such that when the display unit is used at a position near the visual axis of one eye of the user, the holding angle of the arm with respect to the head holding member is set. It is possible to set an angle corresponding to both of the case where the other eye is used near the visual axis of the other eye and to be connected so as to be rotatable around the set angle. The head-mounted image display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項4に記載の頭部装着型画像表示装置。When the display unit is used at a position close to the visual axis of one eye of the user and when the display unit is used at a position close to the visual axis of the other eye of the user, The head-mounted image display apparatus according to claim 4, wherein the image displayed on the screen is inverted vertically.
ことを特徴とする請求項5に記載の頭部装着型画像表示装置。The head-mounted image display device according to claim 5, wherein the drive circuit unit includes a changeover switch that reverses an image displayed on a display surface of the display unit.
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の頭部装着型画像表示装置。The spherical shape of the spherical coupling mechanism is formed within a range in which at least the display surface of the display unit can be freely moved within a range close to an angle orthogonal to the visual axis of the eye. The head-mounted image display device according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002241406A JP4010909B2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Head-mounted image display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002241406A JP4010909B2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Head-mounted image display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004078057A JP2004078057A (en) | 2004-03-11 |
JP4010909B2 true JP4010909B2 (en) | 2007-11-21 |
Family
ID=32023894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002241406A Expired - Fee Related JP4010909B2 (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Head-mounted image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4010909B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4127817A4 (en) * | 2020-03-27 | 2023-08-09 | ResMed Pty Ltd | Positioning and stabilising structure and system incorporating same |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004207847A (en) * | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Nikon Corp | Display |
WO2004061519A1 (en) | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Nikon Corporation | Head mount display |
WO2004097498A1 (en) | 2003-04-28 | 2004-11-11 | Nikon Corporation | Image combiner and image display |
WO2005064930A1 (en) | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Nikon Corporation | Near-eye display device, headphone, and system provided with these |
JP6062669B2 (en) * | 2012-07-03 | 2017-01-18 | 日本電気株式会社 | Adjustment mechanism and adjustment method for head-mounted device |
JP6021507B2 (en) * | 2012-08-08 | 2016-11-09 | オリンパス株式会社 | Head-mounted display device |
EP2997410A4 (en) * | 2013-05-17 | 2017-01-11 | Gentex Corporation | Mount arm for a helmet mounted display |
JP2016063271A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-25 | ブラザー工業株式会社 | Head-mounted display and mounting fixture |
JP6281455B2 (en) * | 2014-09-12 | 2018-02-21 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display |
JP6229624B2 (en) * | 2014-09-12 | 2017-11-15 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display and wearing equipment |
JP6281456B2 (en) * | 2014-09-12 | 2018-02-21 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display |
JP6206366B2 (en) * | 2014-09-12 | 2017-10-04 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display |
JP6493229B2 (en) * | 2016-01-06 | 2019-04-03 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display |
JP6792622B2 (en) * | 2016-01-06 | 2020-11-25 | ビュージックス コーポレーションVuzix Corporation | Head-mounted display with a rotating display |
JP6455540B2 (en) * | 2017-03-29 | 2019-01-23 | ブラザー工業株式会社 | Head mounted display |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002241406A patent/JP4010909B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4127817A4 (en) * | 2020-03-27 | 2023-08-09 | ResMed Pty Ltd | Positioning and stabilising structure and system incorporating same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004078057A (en) | 2004-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4010909B2 (en) | Head-mounted image display device | |
JP3797962B2 (en) | Head-mounted image display device | |
JP4887907B2 (en) | Video display device | |
JP7155815B2 (en) | head mounted display | |
KR101879601B1 (en) | Wearable device with input and output structures | |
EP2805201B1 (en) | Wearable device with input and output structures | |
US8493287B2 (en) | Head mounted display device and image display device | |
US10718950B2 (en) | Head-mounted display apparatus | |
JP2001108935A (en) | Head mount type video display device | |
WO2013103825A1 (en) | Wearable device assembly with input and output structures | |
WO2017221369A1 (en) | Wearable device | |
JP2004080679A5 (en) | ||
JP2017147520A (en) | Head mounted type image display device | |
JP2018033120A (en) | Head-mounted image display device | |
JP2001117047A (en) | Head mounted type display device | |
JP2001330794A (en) | Head mounting type video display device | |
JPH10123452A (en) | Head mounted video display device | |
JP4055283B2 (en) | Display device | |
JPH09159965A (en) | Head mount type video display device | |
JP4341114B2 (en) | Head-mounted display device | |
JP4258950B2 (en) | Video display device | |
US11953694B2 (en) | Head-mounted display apparatus | |
WO2021070656A1 (en) | Head-mounted image display device | |
JP2002182148A (en) | Image display device and image display system | |
JP6421558B2 (en) | Image display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070320 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070522 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070813 |
|
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: 20070904 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070904 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130914 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |