JP4066453B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は頭部に装着して映像を観測するヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等のディスプレイ上に表示された映像を、接眼レンズやハーフミラー等を有する光学系を介して拡大した虚像として観察する眼鏡タイプの映像表示装置が種々提案され、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれている。
【０００３】
この映像表示装置は、多くの場合、頭に巻いた形で頭部に装着する構成とされ、両眼に対応する位置に映像表示系を形成した両眼タイプと左右眼の一方の眼に対応する位置に映像表示系を形成した片眼タイプとがある。
【０００４】
片眼タイプのヘッドマウントディスプレイは映像を見ていない方の眼で外景を見ることができるため、両眼タイプのヘッドマウントディスプレイに比べて比較的安全であるという特長がある。一方、両眼で異なる映像が見えるため映像に集中できないという問題、視野闘争による眼の疲れ等の問題がある。
【０００５】
この対策の一つとして、特開平４−３４１０７８号公報には、映像を観察していない方の眼を遮光する部材を持つヘッドマウントディスプレイが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−３４１０７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されるヘッドマウントディスプレイは、常に遮光部材が眼を覆っているため両眼式のヘッドマウントディスプレイと同じく安全性の問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、遮光部材を、適宜、視野に入れたり、視野の外に出したりすることが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することを課題とする。
【０００９】
前記課題を解決するための第１の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、映像を観察する眼の前に表示部が設けられると共に、映像を観測していない方の眼を覆う遮光手段を有し、前記遮光手段により眼を覆っている状態と覆っていない状態とを切り替え可能な構造を有し、前記遮光手段により眼を覆っていない状態が、前記遮光手段を、前記表示部の裏面に待避させることによって形成され、且つ、前記遮光手段の大きさが、前記表示部と同じ大きさか前記遮光手段を待避させたときに、視野に入らない大きさされていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ（請求項１）である。
【００１０】
本手段においては、遮光手段により眼を覆っている状態と覆っていない状態とを切り替えることができるので、危険が予想される場合、危険が発生した場合等において、適宜、遮光手段を、眼を覆わない状態にすることにより、片眼での外界の視野を確保することができる。
【００１１】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、遮光手段が、ヘッドマウントディスプレイ本体部とは別部材からなり、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部に、取り付け取り外しが可能とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
ヘッドマウントディスプレイ本体部とは、表示部と、表示部を頭部に装着するための部材を含む部分を言う。本手段においては、このヘッドマウントディスプレイ本体部と遮光手段が別部材とされており、遮光手段が、ヘッドマウントディスプレイ本体部に、取り付け取り外しが可能とされているので、必要に応じて遮光手段を取り付けて使用することが可能となる。
【００１３】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、頭部に装着されるリアアームと、表示部が取り付けられたディスプレイアームと、前記遮光手段を有し、前記ディスプレイアームと前記遮光手段は、共に、前記リアアームの左右先端部に取り付け取り外しが可能とされていることを特徴とするものである。
【００１４】
本手段においては、遮光手段とディスプレイアームのそれぞれを、リアアームの先端部に取り付け、取り外しできるので、表示部を左眼用にも右眼用にも使用できると共に、表示部を使用しない側の眼用に遮光手段を取り付けることができる。又、遮光手段を取り付けず、使用しないようにすることもできる。
【００１５】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記表示部を前記遮光手段が使用されている側の眼に、前記遮光手段を前記表示部が使用されている側の眼に、それぞれ入れ替えて使用することを促す手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
あまり長時間の間、一方の眼だけで画像を観察し、他方の眼を遮光板で覆った状態を続けると、眼の疲れや、精神的な疲れを生じ、健康に良くない恐れがある。本手段においては、適当なときに、表示部を使用している眼と遮光手段を使用している眼を入れ替えることを促すので、このような状態が発生することを防止することができる。
【００１７】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第４の手段であって、前記入れ替え使用を促す手段は、映像を表示した時間を基に、入れ替え使用を促すものであることを特徴とするものである。
【００１８】
本手段においては、映像を表示した時間を基に、入れ替え使用を促すので、同じ眼で一定時間以上に亘って画像を見続けることを防止することができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段であって、前記遮光手段により眼を覆っていない状態が、前記遮光手段を、映像を観測していない眼の視野外に待避させることによって形成されることを特徴とするものである。
【００２０】
本手段においては、遮光手段を、映像を観測していない眼の視野外に待避させるので、確実に映像を観測していない眼の視野を妨げないようにすることができる。
【００２３】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第６の手段であって、頭部に装着されるリアアームと、表示部が取り付けられたディスプレイアームと、前記遮光手段を有し、前記遮光手段は、前記リアアーム中に、その一部が収納されることによって、眼を覆わない状態となることを特徴とするものである。
【００２４】
本手段においては、リアアーム中に、遮光手段の一部を収納することによって、遮光手段が眼を覆わない状態となるようにしている。よって、簡単な構造によって、遮光手段が眼を覆わないようにする状態を実現できる。
【００２５】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段であって、前記遮光手段の眼を覆う部分が、半透明な部材により形成されていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００２６】
本手段においては、遮光部材が半透明であるので、ある程度外界の様子が見え、危険を避けることが可能となる。
【００２７】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第１の手段であって、前記遮光手段により遮光される遮光部の視野の大きさが、前記表示部に表示される画像の視野の大きさと同じか、それよりも大きくされていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００２８】
表示されている映像をクリアに見るには、表示映像と重なる部分がすべて遮光部材で覆われていることが望ましい。また遮光部材が正確に表示映像と重なる位置に配置できるとは限らないので、遮光部材は、表示映像の見かけの大きさより大きい必要がある。本手段においては、この要求を満たしているので、表示されている映像をクリアに見ることができる。
【００２９】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第１の手段であって、前記遮光部の外側が半透明な部材により形成されていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００３０】
本手段においては、遮光部の外側が半透明な部材により形成されているので、遮光部の周りの視界が完全に失われず、よって、安全性を確保することができる。又、表示している画像の周囲が明るい場合に、両眼で見ている部分の明るさを合わせることが可能となる。
【００３１】
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第１０の手段であって、前記半透明な部材が、周辺に行くに従って透過率が上がるように形成されていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００３２】
本手段によれば、遮光部周縁部における急激な明るさの変化を和らげることができ、眼の疲労を押さえることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、頭部に装着される部分（ヘッドマウントディスプレイ本体部）を頭部に装着した様子を示す概要図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平断面図である。ヘッドマウントディスプレイ本体部１は、頭部の後部に装着されて、頭部を挟み込むような弾性を有するリアアーム２と、リアアーム２に出し入れが可能なように嵌め込まれたディスプレイアーム３と、ディスプレイアーム３の先端部に取り付けられ、画像の表示を行う表示部４と、リアアーム２に取り付けられた左右のヘッドホーン５を主要部として構成されている。
【００３４】
リアアーム２の左右先端部には、穴２ａが設けられている。穴２ａの奥にはスイッチ６が設けられており、スイッチ６の接点部６ａがディスプレイアーム３に接触することによって、ディスプレイアーム３が取り付けられていることを検知することができる。このスイッチ６により、ヘッドマウントディスプレイが左眼用に使用されているか右眼用に使用されているかが分かり、それに応じて画像表示を制御することが可能となる。
【００３５】
図２は、表示部４を右眼用として使用し、左眼を目隠し部材で覆って使用している状態を示している。この実施の形態においては、空いている顔面左側のリアアーム２の穴２ａを使用して、目隠し部材７を取り付けられるようになっている。
【００３６】
すなわち、目隠し部材７の端部をリアアーム２の穴２ａに差し込んで、目隠し部材７をリアアーム２に固定する。図は、表示部４を右眼用として使用している状態を示しているが、表示部４を左眼用として使用するときは、ディスプレイアーム３を顔面左側の穴２ａに取り付け、目隠し部材７を顔面右側の穴２ａに取り付けることは言うまでもない。このようにして、目隠し部材７をリアアーム２の穴２ａに取り付けたり取り外したりすることにより、目隠し部材７を使用したり、使用しなかったりすることができる。
【００３７】
図３は、図２に示すように、目隠し部材７をリアアーム２に装着した状態で、表示部４の画像を観測中に、所定時間画像を見続けた場合に、画像を見る眼を入れ替えるように促すメッセージを表示部４に表示させている状態を示す図である。一方の眼でのみ画像を見続けると、眼が疲れたり、精神的に疲労状態になることがあるので、所定時間一方の眼で画像を見続けた場合に、このようなメッセージを表示するようにすることが好ましい。ヘッドホーンを有する場合は、もちろん、音声でメッセージを伝えてもよい。
【００３８】
図４は、本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を頭部に装着した様子を示す概要図である。この実施の形態においては、表示部４の先端に、目隠し部材７が蝶番８を介して取り付けられている。図に示す状態では、蝶番８が開いており、目隠し部材７は、左眼前方に位置して、左眼を覆った状態になっている。この状態から、目隠し部材７を、蝶番８を中心として矢印の方向に回転させると、目隠し部材７は、表示部４の裏側に位置するようになり、左眼の視野に入らなくなる。このように、目隠し部材７を移動させることにより、目隠し部材７を使用したり、使用しなかったりすることができる。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を頭部に装着した様子を示す平面図である。この実施の形態のヘッドマウントディスプレイ本体部１の概略構成は図１、図２に示すものと同じであるが、穴２ａが、リアアーム２の奥まで形成されており、目隠し部材７の柄の部分が穴２ａの内部深くまで嵌り込むようになっている。よって、図に２点鎖線で示す使用状態から、矢印方向に目隠し部材７を押して、その柄の部分を穴２ａ中に押し込むことにより、目隠し部材７は、図の実線の位置に位置するようになり、左眼の視野から外れるようになる。このように、目隠し部材７を移動させることにより、目隠し部材７を使用したり、使用しなかったりすることができる。さらに、目隠し部材７を駆動するためのモータ等の駆動機構を内蔵させ、これらの駆動力によって、目隠し部材７を移動させるようにしてもよい。
【００４０】
図６は、図２に示すような目隠し部材７の装着状態における、目隠し部材７の遮光状態の例を示す図である。図において９は目隠し部材の遮蔽部分を示し、眼側から見える目隠し部材７の形状を示す。目隠し部材の遮蔽部分９の中央部付近には遮光部１０が設けられており、この部分は完全に光を遮る部分である。遮光部１０の大きさは、表示部４に表示される画像の視野における大きさと同じか、それより大きくされている。これにより、画像をクリアに見ることができる。遮光部１０の大きさを、画像の視野における大きさより大きくするのは、画像と遮光部１０の見える位置が完全に重ならず、少しずれた場合でも、画像が遮光部１０内に確実に入るようにするためである。
【００４１】
（ａ）においては、遮光部１０の外側に半透明部１１が設けられている。このように半透明部１１を設けることにより、目隠し部材の遮蔽部分９全部を遮光部１０とした場合に比して、外界の様子をある程度視認することができ、安全性を増すことができる。又、画像の周囲が非常に明るい場合に、表示されている画像との明るさを合わせることができる。
【００４２】
（ｂ）においては、半透明部１１が、遮光部１０の周辺近傍では透過率が低く、周辺に行くに従って透過率が上がるようにされている。これにより、遮光部１０周縁部における急激な明るさの変化を和らげることができ、眼の疲労を押さえることができる。
又、表示画像が、ある程度外部の像と重なって見えることが許される場合には、目隠し部材の遮蔽部分９全体を半透明としてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮光部材を、適宜、視野に入れたり、視野の外に出したりすることが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、ヘッドマウントディスプレイ本体部を頭部に装着した様子を示す概要図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平断面図である。
【図２】図１に示すヘッドマウントディスプレイ本体部の、表示部を右眼用として使用し、左眼を目隠し部材で覆って使用している状態を示している図である。
【図３】所定時間画像を見続けた場合に、画像を見る眼を入れ替えるように促すメッセージを表示部４に表示させている状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、ヘッドマウントディスプレイ本体部を頭部に装着した様子を示す概要図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの、ヘッドマウントディスプレイ本体部を頭部に装着した様子を示す平面図である。
【図６】図２に示すような目隠し部材の装着状態における、目隠し部材の遮光状態の例を示す図である。
【符号の説明】
１…ヘッドマウントディスプレイ本体部、２…リアアーム、２ａ…穴、３…ディスプレイアーム、４…表示部、５…ヘッドホーン、６…スイッチ、６ａ…接点部、７…目隠し部材、８…蝶番、９…目隠し部材の遮蔽部分、１０…遮光部、１１…半透明部

Claims (5)

1. 頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測する片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、映像を観察する眼の前に表示部が設けられると共に、映像を観測していない方の眼を覆う遮光手段を有し、前記遮光手段により眼を覆っている状態と覆っていない状態とを切り替え可能な構造を有し、前記遮光手段により眼を覆っていない状態が、前記遮光手段を、前記表示部の裏面に待避させることによって形成され、且つ、前記遮光手段の大きさが、前記表示部と同じ大きさか前記遮光手段を待避させたときに、視野に入らない大きさされていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記遮光手段の眼を覆う部分が、半透明な部材により形成されている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. 前記遮光手段により遮光される遮光部の外側が半透明な部材により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記半透明な部材が、周辺に行くに従って透過率が上がるように形成されてい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。
5. 前記遮光手段により遮光される遮光部の視野の大きさが、前記表示部に表示される画像の視野の大きさと同じか、それよりも大きくされている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。

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