JP4389630B2

JP4389630B2 - ニアアイディスプレイ装置

Info

Publication number: JP4389630B2
Application number: JP2004103723A
Authority: JP
Inventors: 信行三宅; 正樹大槻; 茂加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005294978A

Description

本発明は、ユーザの眼前で画像表示する画像表示部を備え、この画像表示部が揺動するニアアイディスプレイ装置に関する。

従来のニアアイディスプレイ装置としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。

このニアアイディスプレイ装置は、ユーザの眼前で画像を表示する画像表示部と、ユーザの頭部に装着される頭部装着体と、この画像表示部を支持する支持アームと、支持アームを頭部装着体に取り付けるための結合部と、を備えている。このニアアイディスプレイ装置では、支持アームと結合部との接続部分に球面座を設け、支持アームと共にこの支持アームの端部に取り付けられている画像表示部を各種方向に揺動できるようにしている。

特開２０００−３１４３号公報図２、図６

以上の特許文献１に記載の技術では、支持アームと結合部との接続部分に設けた球面座により、画像表示部の上下方向への揺動と左右方向の揺動とを実現しているため、いずれの方向への揺動トルクも同じになっている。このため、仮に、小さな力で左右方向の揺動を実現するために、揺動トルクを小さくすると、同時に、上下方向の揺動トルクも小さくなってしまい、自重により画像表示部が自然に下がってくることがある。そこで、逆に、上下方向の揺動トルクを大きくすると、同時に、左右方向の揺動トルクも大きくなり、左右方向の位置調整が難しくなってしまう。すなわち、特許文献１に記載の技術では、画像表示部の位置調整のための操作が面倒であるという問題点がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に着目し、画像表示部の位置調整のための操作が容易なニアアイディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するための請求項１に係る発明のニアアイディスプレイ装置は、
ユーザの眼前で画像表示する画像表示部を備えているニアアイディスプレイ装置において、
前記ユーザの頭部に装着される頭部装着体に結合する結合部と、一方の端部が前記画像表示部に取り付けられ、他方の端部が前記結合部と対向する位置まで伸びている支持部と、互いに異なる方向の複数の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に取り付ける関節部と、を備え、
前記関節部は、複数の仮想軸のうちの少なくとも一の仮想軸回りの揺動トルクが、他の仮想軸回りの揺動トルクと異なっており、複数の該仮想軸のうちの第１の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に支持する第１の関節部と、該第１の仮想軸に対して垂直な第２の仮想軸回りに、該結合部に対して該支持部を支持する第２の関節部と、を有し、
前記第１の関節は、前記結合部に対して固定又は一体形成されている基側部材と、該基側部材に対して、前記第１の仮想軸回りに相対回転可能に取り付けられている揺動側部材と、を有し、
前記第２の関節部は、前記支持部に対して固定又は一体形成されている揺動側部材と、該揺動側部材に対して、前記第２の仮想軸回りに相対回転可能に取り付けられている基側部材と、を有し、
前記第１の関節の前記揺動側部材と、前記第２の関節の基側部材とは同一部材である、ことを特徴とする。

なお、以上の仮想軸とは、結合部に対して支持部の回転中心のことであり、実際に軸を有する関節構造の回転中心としての軸のみなならず、実際の軸を有さない関節構造の回転中心も含む概念である。

請求項２に係る発明のニアアイディスプレイ装置は、
ユーザの眼前で画像表示する画像表示部を備えているニアアイディスプレイ装置において、
前記ユーザの頭部に装着される頭部装着体に結合する結合部と、一方の端部が前記画像表示部に取り付けられ、他方の端部が前記結合部と対向する位置まで伸びている支持部と、互いに異なる方向の複数の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に取り付ける関節部と、を備え、
前記関節部は、複数の仮想軸のうちの少なくとも一の仮想軸回りの揺動トルクが、他の仮想軸回りの揺動トルクと異なっており、
前記一の仮想軸は、前記頭部装着体が前記ユーザの頭部に装着され、前記結合部が該頭部装着体に結合している状態で、前記支持部に取り付けられている前記画像表示部が鉛直下方向を含む方向に揺動する仮想軸であり、前記一の仮想軸回りの揺動トルクは、複数の前記仮想軸のうちの他の仮想軸回りの揺動トルクよりも大きい、ことを特徴する。

請求項３に係る発明のニアアイディスプレイ装置は、
請求項２に記載のニアアイディスプレイ装置において、
前記関節部は、複数の前記仮想軸のうちの第１の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に支持する第１の関節部と、該第１の仮想軸に対して垂直な第２の仮想軸回りに、該結合部に対して該支持部を支持する第２の関節部と、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、画像表示部の支持部を結合部に揺動可能に取り付ける関節部は、複数の仮想軸回りのうちの一の仮想軸回りの揺動トルクが他の仮想軸回りの揺動トルクと異なっているので、自然に変位することを防ぎ且つ画像表示部の位置調整のための操作を簡単に行うことができる。

以下、本発明に係るニアアイディスプレイ装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態のニアアイディスプレイ装置を装着した状態の斜視図であり、図２は、同ニアアイディスプレイ装置を装着した状態の要部切欠き平面図である。

本実施形態のニアアイディスプレイ装置は、ユーザの眼前で画像表示する画像表示部１０と、ユーザの頭部に装着される頭部装着体３０と、この頭部装着体３０に結合する結合部４０と、一方の端部が画像表示部１０に取り付けられ他方の端部が結合部４０と対向する位置まで伸びている支持部２０と、結合部４０に対して支持部２０を揺動可能に取り付ける関節部５１，５５と、を有している。

頭部装着体３０は、この実施形態ではヘッドホンで、左右一対のスピーカ３１Ｒ,３１Ｌと、左右のスピーカ３１Ｒ,３１Ｌ相互を連結するヘッドホンアーム３２とを有している。また、支持部２０は、一方の端部が画像表示部１０に取り付けられているディスプレイアーム２１と、このディスプレイアーム２１を収納するアーム収納部２２とを有している。このアーム収納部２２は、ディスプレイアーム２１がほとんど収納されている収納状態と、ディスプレイアーム２１の端部に取り付けられている画像表示部１０をユーザの眼前に位置させることができる使用状態とに変位可能に、このディスプレイアーム２１を支持する。

図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。

結合部４０は、図３に示すように、樹脂等の弾性を有する材料で、断面がＣ字型になるように形成されている。この結合部４０の内径は、結合部４０をヘッドホンアーム３２に装着していない状態では、ヘッドホンアーム３２の外径よりも小さい。このため、この結合部４０をヘッドホンアーム３２に装着すると、結合部４０は、弾性変形して僅かに広がり、ヘッドホンアーム３２の外周面との間に十分な摩擦力が働き、このヘッドホンアーム３２をしっかりと把持する。すなわち、この結合部４０は、少なくとも一部が弾性材で形成され、この一部の弾性変形により生じる摩擦力によりヘッドホンアーム３２を把持する。

ここで、以下の説明の都合上、結合部４０が装着されている部位でのヘッドホンアーム３２が伸びている方向の軸をＺ軸、このＺ軸に対して垂直な方向であって結合部４０に対してアーム収納部２２が設けられている側の方向の軸をＨ軸、Ｚ軸及びＨ軸に垂直な軸をＶ軸とし、Ｚ軸回りの方向をＺθ、Ｈ軸回りの方向をＨθ、Ｖ軸回りの方向をＶθとする。

結合部４０は、図２及び図３に示すように、結合部４０に対して支持部２０をＨθ方向に揺動可能に間接的に支持する第１の関節部５１と、結合部４０に対して支持部２０をＶθ方向に揺動可能に間接的に支持する第２の関節部５５とを有している。

第１の関節部５１は、結合部４０からＨ軸と平行な方向に伸びる軸部材５２と、この軸部材５２をＨ軸回りに相対回転可能に支持する軸受部材５３ａとを有している。また、第２の関節部５５は、支持部２０のアーム収納部２２内でＶ軸と平行な方向に伸びる軸部材５６と、この軸部材５６をＶ軸回りに相対回転可能に支持する軸受部材５３ｂとを有している。第１の関節部５１の軸受部材５３ａと第２の関節部５５の軸受部材５３ｂとは同一軸受部材５３である。第１の関節部５１の軸部材５２に対して軸受部材５３ａがＨ軸回りに相対回転するためのトルクは、第２の間接部５３の軸部材５６に対してＶ軸回りに軸受部材５３ｂが相対回転するトルクよりも大きくなっている。すなわち、本実施形態では、図１に示すように、画像表示部１０が鉛直上下方向を含む方向に揺動するためのＨ軸回りの揺動トルクは、画像表示部１０が左右方向を含む方向に揺動するためのＶ軸回りの揺動トルクよりも大きく、画像表示部１０が自重及び頭部の上下方向の振れにより簡単にＨ軸回りに回って下がってしまわないトルクになっている。一方、画像表示部１０が左右方向を含む方向に揺動するためのＶ軸回りの揺動トルクは、画像表示部１０が頭部の左右方向の揺れにのみ簡単にＶ軸回りに回ってしまわないトルクになっている。本実施形態では、以上のように各関節部５１，５５における揺動トルクを変えるために、第１の関節部５１の軸部材５２と軸受部材５３ａとの間の摩擦係数と、第２の関節部５５の軸部材５６と軸受部材５３ｂとの間の摩擦係数とが変わるように、各関節の摺動部分の材質を選定している。

以上のように、本実施形態では、支持部２０を揺動するためのＨ軸回りの揺動トルクが比較的大きいため、一旦、支持部２０に取り付けられている画像表示部１０の上下方向の位置を調整した後、画像表示部１０の自重や頭部の上下方向の揺れにより、画像表示部１０が頭部に対して相対的に動いてしまうことはない。また、支持部２０を揺動するためのＶ軸回りの揺動トルクは比較的小さいため、支持部２０に取り付けられている画像表示部１０の左右方向の位置を簡単に調整することができる。さらに、本実施形態では、ヘッドホンアーム３２に対して結合部４０をＺ軸回りに回転させることができるので、画像表示部１０のＺ軸回りの位置調整、つまり、画像表示部１０の画面傾きを調整することができる。

また、本実施形態では、複数の関節構造を支持部２０の端部に集中させたので、画像表示部１０を各種方向に移動させる際の操作を簡単に行うことができる。例えば、支持部２０と結合部４０との間に画像表示部１０を上下方向に移動させるための第１の関節部を設け、支持部２０の中間部分に画像表示部１０を左右方向に移動させるための第２の関節部を設けた場合、一方の関節部を動作させる過程で他方の関節部が動かないように固定させておかなければならないことがある。これに対して、本実施形態では、複数の関節構造を一部分に集中させたことで、従来技術の欄で述べた特許文献１に記載の技術のように、各種方向に移動させることができる球面座を有する関節部と同様、画像表示部１０を移動させる際に複数の関節構造のうちの１つを固定させておくような操作が不要になる。

なお、複数の関節部５１，５５のうちの一の関節部５１の揺動トルクを他の関節部５５の揺動トルクよりも大きくする方法としては、以上の実施形態のように、軸部材５１，５６と軸受部材５３とを形成する材料を選定する方法があるが、その他、図４に示すように、軸部材５１と軸受部材５３との間に、Ｏリング等のトルク調整部材５７を介在させる方法や、軸部材５１と軸受部材５３とのうちのいずれか一方に複数の凹凸を設けて、摩擦係数を変える方法等がある。

また、以上の実施形態では、第１の関節部５１として、結合部４０に軸部材５２を形成したが、結合部４０に軸受部材を形成してもよいし、第２の関節部５５として支持部２０のアーム収納部２２に軸部材５６を固定したが、このアーム収納部２２に軸受部材を形成してもよい。この場合、第１の関節部と第２の関節部との共有部材は、第１の関節部の軸受部材及び第２の関節部の軸受部材にそれぞれ嵌まり込む軸を有する軸部材となる。

また、以上の実施形態では、頭部装着体３０のヘッドホンアーム３２に対して、結合部４０が着脱可能であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッドホンアーム３２に対して着脱不可能なものであってもよい。

本発明に係る一実施形態としてのニアアイディスプレイ装置の斜視図である。本発明に係る一実施形態としてのニアアイディスプレイ装置の要部切欠き平面図である。図２におけるＡ-Ａ線断面図である。本発明に係る一実施形態の変形例としての関節部の断面図である。

符号の説明

１０：画像表示部２０：支持部
３０：頭部装着体４０：結合部
５１：第１の関節部５５：第２の関節部

Claims

ユーザの眼前で画像表示する画像表示部を備えているニアアイディスプレイ装置において、
前記ユーザの頭部に装着される頭部装着体に結合する結合部と、
一方の端部が前記画像表示部に取り付けられ、他方の端部が前記結合部と対向する位置まで伸びている支持部と、
互いに異なる方向の複数の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に取り付ける関節部と、
を備え、
前記関節部は、複数の仮想軸のうちの少なくとも一の仮想軸回りの揺動トルクが、他の仮想軸回りの揺動トルクと異なっており、複数の該仮想軸のうちの第１の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に支持する第１の関節部と、該第１の仮想軸に対して垂直な第２の仮想軸回りに、該結合部に対して該支持部を支持する第２の関節部と、を有し、
前記第１の関節は、前記結合部に対して固定又は一体形成されている基側部材と、該基側部材に対して、前記第１の仮想軸回りに相対回転可能に取り付けられている揺動側部材と、を有し、
前記第２の関節部は、前記支持部に対して固定又は一体形成されている揺動側部材と、該揺動側部材に対して、前記第２の仮想軸回りに相対回転可能に取り付けられている基側部材と、を有し、
前記第１の関節の前記揺動側部材と、前記第２の関節の基側部材とは同一部材である、
ことを特徴とするニアアイディスプレイ装置。
ユーザの眼前で画像表示する画像表示部を備えているニアアイディスプレイ装置において、
前記ユーザの頭部に装着される頭部装着体に結合する結合部と、
一方の端部が前記画像表示部に取り付けられ、他方の端部が前記結合部と対向する位置まで伸びている支持部と、
互いに異なる方向の複数の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に取り付ける関節部と、
を備え、
前記関節部は、複数の仮想軸のうちの少なくとも一の仮想軸回りの揺動トルクが、他の仮想軸回りの揺動トルクと異なっており、
前記一の仮想軸は、前記頭部装着体が前記ユーザの頭部に装着され、前記結合部が該頭部装着体に結合している状態で、前記支持部に取り付けられている前記画像表示部が鉛直下方向を含む方向に揺動する仮想軸であり、
前記一の仮想軸回りの揺動トルクは、複数の前記仮想軸のうちの他の仮想軸回りの揺動トルクよりも大きい、
ことを特徴するニアアイディスプレイ装置。
請求項２に記載のニアアイディスプレイ装置において、
前記関節部は、複数の前記仮想軸のうちの第１の仮想軸回りに、前記結合部に対して前記支持部を揺動可能に支持する第１の関節部と、該第１の仮想軸に対して垂直な第２の仮想軸回りに、該結合部に対して該支持部を支持する第２の関節部と、を有する、
ことを特徴とするニアアイディスプレイ装置。