JP5273169B2 - Head mounted display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドマウントディスプレイに関し、特に、外光を透過し、外界像を視認可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイに関するものである。 The present invention relates to a head-mounted display, and more particularly to a see-through type head-mounted display that transmits external light and can visually recognize an external image.
従来、観察者の頭部に装着する支持部に、画像光を観察者の眼に投射する投影部が内蔵された小型の画像表示ユニットを取付けたヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display:HMD)が知られている。なお、画像表示ユニットの投影部としては、光源から出射されたレーザ光を2次元走査して観察者の眼に投射する光走査型のものや、液晶表示装置による電子映像を観察者の眼に投影する液晶表示型のものがある。 Conventionally, a head mounted display (HMD) in which a small image display unit having a projection unit for projecting image light onto an observer's eyes is attached to a support unit mounted on the observer's head is known. It has been. As the projection unit of the image display unit, an optical scanning type in which laser light emitted from a light source is two-dimensionally scanned and projected onto the observer's eyes, or an electronic image from a liquid crystal display device is applied to the observer's eyes. There is a liquid crystal display type to project.
また、かかるHMDの中には、外界像は視認することのできないタイプのものの他、図10に示すように、ハーフミラー100を用いて外光Laを透過しつつ画像光Lbをハーフミラー100で反射させて観察者M1の眼に投射し、表示画像とともに外界像も視認可能とした所謂シースルータイプがある。
In addition, among such HMDs, an external image cannot be visually recognized, and as shown in FIG. 10, image light Lb is transmitted by the
ハーフミラーを用いた上記シースルータイプのHMDは、図10(a)に示すように、画像表示ユニット200からの画像光Lbはハーフミラー100で反射するが、その一部はハーフミラー100を透過する。すなわち、透過した画像光Lb1は、そのまま外界に射出されることになる。そのため、例えば、多くの人が集まった場所の場合、外界に射出された画像光Lb1が他者M2の眼に入射して不快感を与える虞がある。さらに、機密性の高い内容の表示画像であったとしても、漏れ出た画像光Lb1によって、その表示画像の内容を他者M2に知られてしまう虞もある。
In the see-through type HMD using a half mirror, the image light Lb from the
そこで、画像光の漏れを考慮して、図10(b)に示すように、ハーフミラー100を透過した画像光Lb1(図10(a))を外界に対し遮光する位置に、遮光板300を保持する構成のHMDが提案された(例えば、特許文献1参照。)。
Therefore, in consideration of leakage of image light, as shown in FIG. 10B, the
なお、図10中、符号210は画像表示ユニット200内に配設された、例えば液晶表示器を示し、符号400は画像表示ユニット200を保持する眼鏡型支持部を示し、符号Fは観察者M1の視線を示している。
In FIG. 10,
特許文献1に開示されている上述のHMDであれば、外界像を視認できるというシースルー型のヘッドマウントディスプレイの特徴を阻害することなく、ハーフミラーを透過する画像光の外界への漏れを抑制することができる。
With the above-described HMD disclosed in
しかし、画像光の外界への漏れは有っても、その漏れ光が外界から視認されなければ問題は無いので、省エネの観点からすれば、画像光の半分をみすみす無駄にするのも好ましくはない。また、遮光によって抑制したのでは、迷光の発生を完全には抑えることができず、表示画像のノイズとなる懸念もある。また、遮光板の配置に対する配慮が不足していたため、遮光板が観察者の視界を妨げる要因になっていた(図10(b)の視線を示す矢印Fを参照)。 However, even if there is leakage of image light to the outside world, there is no problem if the leaked light is not visually recognized from the outside world. From the viewpoint of energy saving, it is preferable to waste half of the image light. Absent. Further, if the light is suppressed by shading, the generation of stray light cannot be completely suppressed, and there is a concern that it may cause noise in the display image. Further, since the consideration for the arrangement of the light shielding plate was insufficient, the light shielding plate was a factor that obstructed the view of the observer (see arrow F indicating the line of sight in FIG. 10B).
本発明は、ハーフミラーを透過する画像光の外界への漏れは有ったとしても、その漏れ光が外界から視認されることを抑制することのできるシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a see-through type head mounted display capable of suppressing the leakage of image light transmitted through a half mirror from the outside even if there is leakage to the outside. It is aimed.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記視認性阻害部材を、観察者の両眼を結ぶ眼幅線と、少なくとも、前記ハーフミラーにおける観察者から観て遠方側の端部から前記眼幅線と略平行に延びる線上までの間に位置する輻輳点とによって規定される領域内に配置したヘッドマウントディスプレイとした。
In order to solve the above problems, an invention according to
また、請求項2に係る発明は、請求項1記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記視認性阻害部材を、前記ハーフミラーを透過した画像光を拡散させる光拡散部材としたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the head mounted display according to the first aspect, the visibility-inhibiting member is a light diffusing member that diffuses image light transmitted through the half mirror .
また、請求項3に係る発明は、請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記光拡散部材は、光の拡散方向が規定されていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記支持フレームを、前記観察者の顔前に配置されるフロント部と、このフロント部の左右両端部にそれぞれ連結され、前記観察者の耳に掛止するためのテンプル部とを具備する眼鏡型に構成し、前記左右のテンプル部のうちいずれか一方に前記画像表示ユニットを取付け、前記フロント部の中央部近傍に前記視認性阻害部材を配設したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image display unit that emits image light, a half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects it on the eyes of an observer, and the image display unit. A support frame that can be supported by the observer's head, the image light transmitted through the half mirror can be transmitted through the support frame, and the visibility of the transmitted image light from the outside is reduced. The visibility-inhibiting member made possible is held, and the support frame is connected to the front part disposed in front of the observer's face and both right and left ends of the front part, and is hooked on the observer's ear. An eyeglass type comprising a temple portion for attaching the image display unit to any one of the left and right temple portions, and the visibility hindering portion in the vicinity of the center portion of the front portion Characterized by being arranged.
また、請求項5に係る発明は、請求項4に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記視認性阻害部材を保持部材に保持させるとともに、当該保持部材を、前記フロント部の中央部近傍に取付けたことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項6に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記視認性阻害部材を保持部材に保持させるとともに、当該保持部材を前記画像表示ユニットに接続し、前記保持部材を、前記画像表示ユニットに対して防塵・保護機能を有する透明部材で形成し、この透明部材に前記視認性阻害部材を取付けたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image display unit that emits image light, a half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects it on the eyes of an observer, and the image display unit. A support frame that can be supported by the observer's head, the image light transmitted through the half mirror can be transmitted through the support frame, and the visibility of the transmitted image light from the outside is reduced. The visibility-inhibiting member made possible is held, the visibility-inhibiting member is held by the holding member, the holding member is connected to the image display unit, and the holding member is protected against dust from the image display unit. It is formed of a transparent member having a protective function, and the visibility impeding member is attached to the transparent member .
また、請求項7に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記視認性阻害部材を保持部材に保持させ、当該保持部材を、前記観察者の視界を妨げないように、基端部が前記観察者の側頭部側に位置するとともに、先端部が当該観察者の視線の上方を通過するように伸延するアーチ状に形成したことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image display unit that emits image light, a half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects it on the eyes of an observer, and the image display unit. A support frame that can be supported by the observer's head, the image light transmitted through the half mirror can be transmitted through the support frame, and the visibility of the transmitted image light from the outside is reduced. The visibility-inhibiting member made possible is held, the visibility-inhibiting member is held by the holding member, and the proximal end portion of the holding member is not disturbed by the observer's field of view. The distal end portion is formed in an arch shape extending so as to pass above the line of sight of the observer .
また、請求項8に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記支持フレームは、前記視認性阻害部材を固定するための専用眼鏡型フレームとしたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image display unit that emits image light, a half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects it on the eyes of an observer, and the image display unit. A support frame that can be supported by the observer's head, the image light transmitted through the half mirror can be transmitted through the support frame, and the visibility of the transmitted image light from the outside is reduced. The visibility-inhibiting member made possible is held, and the support frame is a dedicated spectacle-type frame for fixing the visibility-inhibiting member .
また、請求項9に係る発明は、画像光を出射する画像表示ユニットと、この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、前記画像表示ユニットから出射される画像光の向きが漸次顔面に近接するように、当該画像光の光軸を顔面側に傾けたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image display unit that emits image light, a half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects it on the eyes of an observer, and the image display unit. A support frame that can be supported by the observer's head, the image light transmitted through the half mirror can be transmitted through the support frame, and the visibility of the transmitted image light from the outside is reduced. The visibility-inhibiting member made possible is held, and the optical axis of the image light is inclined toward the face side so that the direction of the image light emitted from the image display unit gradually approaches the face .
本発明によれば、観察者の顔前に配置されるフロント部の中央部近傍に、ハーフミラーを透過した画像光の視認性を低下させる視認性阻害部材を配置しているため、画像光の外界への漏れを抑制することができ、例えば機密内容であるような表示画像を第三者に視認される虞がない。しかも、視認性阻害部材は観察者の視界を妨げることがないため、HMDの使用感を損なう虞もなく、快適に使用すること可能となる。 According to the present invention, the visibility inhibiting member for reducing the visibility of the image light transmitted through the half mirror is disposed in the vicinity of the center portion of the front portion disposed in front of the observer's face. Leakage to the outside world can be suppressed, and there is no possibility that a display image that is, for example, confidential content will be viewed by a third party. Moreover, since the visibility hindering member does not hinder the view of the observer, it can be used comfortably without fear of impairing the usability of the HMD.
以下、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ(以下、「HMD」とする場合がある)について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a head-mounted display (hereinafter sometimes referred to as “HMD”) according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[HMDの概要]
先ず、HMDの全体的な構成について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るHMDは、電子映像を表示する液晶表示装置10を内蔵し、表示画像として視認させる画像光Lbを観察者の眼Eに出射する単眼用の画像表示ユニット1と、この画像表示ユニット1から出射された画像光Lbを反射して観察者M1の眼に投射するハーフミラー9とを備えている。すなわち、本実施形態に係るHMDは、ハーフミラー9を透過した外光Laとハーフミラー9で反射した画像光Lbとを観察者M1の眼Eに入射させて、外光Laによる外景に画像光Lbによる表示画像を重ねて観察者M1に視認させることができるシースルータイプとなっている。
[Overview of HMD]
First, the overall configuration of the HMD will be described. As shown in FIG. 1, the HMD according to the present embodiment includes a liquid
また、HMDは、液晶表示装置10に制御信号を送信するとともに、HMD全体の駆動制御を行う制御部及びHMDのオン・オフを含む操作を行う操作部を備えるコントロールユニット2と、コントロールユニット2と画像表示ユニット1とを接続する伝送ケーブル3とを備えている。
In addition, the HMD transmits a control signal to the liquid
さらに、HMDは、画像表示ユニット1を取付可能であり、かつ観察者M1の頭部に装着可能に構成して、画像表示ユニット1を観察者M1の頭部に支持可能とした支持フレームとしての眼鏡型フレーム6とを備えている。
Further, the HMD can be attached to the
コントロールユニット2は、観察者M1の衣服のポケットなどに収納したり、腰などに取付けたりして携行することができる箱形ケーシングにより構成されている。そして、図示しない操作部を介して起動操作することにより、内蔵したコンテンツ記憶部に記憶されたコンテンツデータに対応する画像信号を、伝送ケーブル3を介して画像表示ユニット1の液晶表示装置10に送信することができる。
The
また、コントロールユニット2に、例えば、外部入出力端子を設け、外部のパーソナルコンピュータ等との間でコンテンツデータの入出力を行ったりすることもできる。なお、ここでコンテンツデータとは、文字を表示させるためのデータ、静止画像を表示させるためのデータ及び動画像を表示させるためのデータのうちの少なくとも1つのデータで構成されるものであり、例えば、パソコン等で使用される文書ファイルや画像ファイル、動画ファイルなどである。
Further, the
画像表示ユニット1の支持フレームである眼鏡型フレーム6は、フロント部15と左右のテンプル部16,16とから構成されており、一般的な眼鏡と同様に頭部に装着することで、画像表示ユニット1を観察者M1の左側あるいは右側のいずれにも容易に配置することができる。本実施形態では、画像表示ユニット1は観察者M1の左側に配置されるようにしており、フロント部15の左側にアタッチメント7を介して取付けられているが、フロント部15の右側に取付けることも可能である。
The eyeglass-
画像表示ユニット1は、液晶表示装置10を内蔵する矩形箱形のケーシング12を備えており、このケーシング12の先端面における眼Eから離れた側にハーフミラー支持部材91を突設し、このハーフミラー支持部材91にハーフミラー9の基端を連結している。また、ケーシング12の基端面には伝送ケーブル3の一端を接続している。
The
かかる構成により、液晶表示装置10から出射され、コンテンツを表示画像として観察者M1に視認させる画像光Lbは、その一部がハーフミラー9によって反射されて観察者M1の眼Eに入射し、表示画像を認識させることができる。また、図示するように、観察者M1の眼Eと対向するようにハーフミラー9が設けられているため、外光Laもハーフミラー9を透過して観察者M1の眼Eに入射される。したがって、観察者M1は外光Laによる外景に画像光Lbによる表示画像を重ねて視認することができる。
With this configuration, a part of the image light Lb emitted from the liquid
他方、画像光Lbの一部はハーフミラー9を透過して外界へ漏れていくことになる。例えば、コンテンツを表す表示画像が機密性の高いものであった場合、漏れ出た画像光Lbが第三者の眼に入射されるとコンテンツを知られてしまう虞がある。
On the other hand, part of the image light Lb passes through the
そこで、本実施形態では、図示するように、眼鏡型フレーム6のフロント部15の中央部近傍に位置するように、ハーフミラー9を透過した画像光Lbの視認性を低下させる視認性阻害部材5を配置したHMDとしている。視認性阻害部材5としては、例えば、ハーフミラー9を透過した画像光Lbを拡散させる光拡散部材とすることが好ましい。これは、HMDを使用していることを周囲の者に気付かせつつ、コンテンツ内容を知られることを可及的に抑制するという観点からである。なお、視認性阻害部材5としては光拡散部材に限定するものではなく、ハーフミラー9を透過した画像光Lbを完全に遮断する遮光部材とすることもできる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in the drawing, the visibility-inhibiting
[視認性阻害部材の取付構造]
ここで、視認性阻害部材5の取付構造について具体的に説明する。図1に示すように、画像表示ユニット1の先端に突設したハーフミラー支持部材91の先端であって、観察者から観て遠方側の端部から、さらに視認性阻害部材保持部材(以下「保持部材」という)50を連接し、右目側に向けて延在させている。
[Visibility hindering member mounting structure]
Here, the mounting structure of the
そして、保持部材50の先端に、略矩形板状に形成した視認性阻害部材5の基端を連接して保持している。このとき、視認性阻害部材5を所定の領域S内に配置するようにしている。
And the base end of the
ここで、所定の領域Sとは、観察者の左右の眼E,Eを結ぶ眼幅線dと、少なくとも、ハーフミラー9における観察者から観て遠方側の端部から前記眼幅線dと略平行に延びる線上までの間に位置する輻輳点とによって規定される領域である。輻輳点とは、左右の眼E,Eの視線が視対象に収束する位置のことであり、簡単に言えば、左右の眼E,Eの視線が交差する点を指す。
Here, the predetermined region S is the eye width line d connecting the left and right eyes E, E of the observer, and at least the eye width line d from the far end of the
本実施形態では、図示するように、平面視では、左右の眼E,E間の距離となる眼幅線dを底辺、視対象までの距離fを高さとする略二等辺三角形の頂点の角度である輻輳角内であって、この輻輳角の1/2をなす角度θのうち、左の眼Eに近い角度θで規定される範囲内において、ハーフミラー9の基端部から眼幅線dと略平行に延びる保持部材50の先端に視認性阻害部材5を配設している。なお、輻輳角とは、左右の眼E,Eの視線が視対象の位置に収束してできる角度を指すものである。
In the present embodiment, as shown in the figure, in plan view, the angle of the apex of a substantially isosceles triangle with the eye width line d, which is the distance between the left and right eyes E, as the base, and the distance f to the visual object as the height. Within the angle of convergence, and within the range defined by the angle θ close to the left eye E out of the angle θ that forms ½ of the angle of convergence, the eye width line from the proximal end of the
図2は視認性阻害部材5の配置を、従来から知られている配置とした場合の比較例を示している。図示するように、比較例では、たとえ視認性阻害部材5を備えていても、これが上述した所定の領域Sからは外れた位置に配設されているため、HMDを装着している間は視界内に視認性阻害部材5が常に存在することになる。つまり、視認性阻害部材5は観察者の視線Fにとまることになるため、視界の阻害要因となってしまう。
FIG. 2 shows a comparative example in which the arrangement of the
その点、本実施形態では、図1に示すように、保持部材50を介して、上記所定の領域S内に視認性阻害部材5を配置しているので視界を遮ることはなく、快適にHMDを使用することができる。
In that respect, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the
ところで、図3に示すように、輻輳点は必ずしも正面視の位置に存在するものではなく、視対象が正面でなく、左右いずれかにずれた状態でも存在する。したがって、領域Sは必ずしも平面視で二等辺三角形になるものではない。例えば、図3に示すように、左右の眼E,E間の距離となる眼幅線dを底辺、左目Eから視対象までの距離fを高さとする略直角三角形となる場合がある。そして、この場合の視認性阻害部材5の配設位置としては、前述したように、輻輳角の1/2をなす角度θのうち、左の眼Eに近い角度θで規定される範囲内に制限されるものではない。
By the way, as shown in FIG. 3, the convergence point does not necessarily exist at the position of the front view, and exists even when the object to be viewed is not the front but shifted to the left or right. Therefore, the region S is not necessarily an isosceles triangle in plan view. For example, as shown in FIG. 3, there may be a substantially right-angled triangle having a distance between the left and right eyes E, E as a base and a distance f from the left eye E to a visual target as a height. In this case, the
なお、視認性阻害部材5は、画像光Lbによる表示位置より手前に設定される輻輳点と観察者の両眼E,Eとを結んで形成される領域内であって、かつ、ハーフミラー9を透過した画像光Lbが到達する領域に配置することもでき、これによっても視認性阻害部材5が観察者の視界の阻害要因となることを可及的に抑制することができる。
The visibility-inhibiting
また、視認性阻害部材5は、導光板として機能するように構成しておくことが好ましい。すなわち、光の拡散方向が規定された視認性阻害部材5とするものである。例えば、図1に示すように、ハーフミラー9を透過した画像光Lbが視認性阻害部材5の内部を進み、その先端縁までが発光するように光の拡散方向を規定することができる。これにより、例えば観察者M1の周りの者は、観察者M1が実際にHMDを使用していることを認識することができ、特に、端縁が発光するため、観察者M1の直前方に位置する者でもその認識が可能となる。なお、視認性阻害部材5を、導光板として機能させながら、かつ光の透過を遮断する遮光部材として用いる場合、光拡散部材の外側面に遮光用シールなどを貼付したり、遮光用塗料などを塗布したりすることが考えられる。
Moreover, it is preferable that the
また、本実施形態では、ハーフミラー9をハーフミラー支持部材91を介して画像表示ユニットに取付けたが、ハーフミラー9は、ハーフミラー支持部材91を介さずに画像表示ユニット1に直接取付ける構成であってもよい。また、保持部材50はハーフミラー支持部材91とは別体の構成として説明したが、保持部材50とハーフミラー支持部材91とを兼用可能な部材として、その中途にハーフミラー9を、先端に視認性阻害部材5を取付ける構成とすることもできる。
In this embodiment, the
[他の実施形態1]
以下、図4〜図9を参照しながら他の実施形態に係る視認性阻害部材の取付構造について説明する。なお、以下の説明では、上述してきた実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Other embodiment 1]
Hereinafter, the attachment structure of the visibility impeding member according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 9. In the following description, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示す構造は、画像表示ユニット1の先端面の四隅から4本のフレーム80を延在させた骨組構造からなる兼用保持部材8を用いたもので、この兼用保持部材8により、ハーフミラー9及び視認性阻害部材5を同一部材で保持可能としている。
The structure shown in FIG. 4 uses a dual-
すなわち、図示するように、兼用保持部材8の基端側にハーフミラー9を取付位置変更自在に取付け、兼用保持部材8の先端側に視認性阻害部材5を配設している。図中、符号92は所定間隔をあけて複数設けられたミラー取付部、符号93はミラー先端を保持してハーフミラー9の配設角度を規定する位置決め部を示す。
That is, as shown in the figure, the
また、視認性阻害部材5は、液晶表示装置10からの画像光Lbに対して直交するのではなく、前述した輻輳角の1/2をなす角度θと略同じ角度傾斜させて配置している。そのため、兼用保持部材8の長さを可及的に短くしてコンパクト化することができる。このように、視認性阻害部材5を傾斜させて配置させることは、先の実施形態(図1参照)にも適用できることは言うまでもない。
Further, the
また、本実施形態では、視認性阻害部材5を光拡散部材としており、画像光Lbの一部は視認性阻害部材5から外界へと漏れている。しかし、拡散した状態では、図示するように、他者M2には表示画像の内容Cはぼやけたものとなっているため、コンテンツ内容を知られる虞は無いに等しい。
In the present embodiment, the
さらに、光拡散部材は、光の拡散方向が規定されたものとして、前述したようにその先端縁が発光するようにしたり、あるいは、所望する方向に光を拡散させたりすることもできる。なお、本実施形態のように、光拡散部材(視認性阻害部材5)を傾斜させた場合、光の拡散方向を端部に規定せずとも、観察者M1が実際にHMDを使用していることを回りの者も認識することができる。 Furthermore, the light diffusing member can be configured such that the front end edge emits light as described above, or can diffuse light in a desired direction, assuming that the light diffusing direction is defined. Note that when the light diffusion member (visibility inhibition member 5) is inclined as in the present embodiment, the observer M1 actually uses the HMD without defining the light diffusion direction at the end. People around you can also recognize this.
ところで、兼用保持部材8は、4本のフレーム80のみで構成して外界と連通するようにしてもよいが、フレーム80,80間で構成される面を透明フィルムあるいは透明板などの透明部材で形成することができる。かかる構成とすれば、画像表示ユニット1に対して、また、ハーフミラー9及び視認性阻害部材5に対して防塵・保護機能を有する構成とすることができる。
By the way, the dual-
なお、本実施形態では、兼用保持部材8を構成する4本のフレーム80を画像表示ユニット1の端面から伸延させているが、上下のフレーム80,80間の間隔が狭くて視界を邪魔する場合は、部材取付具を介在させるなどして、上下のフレーム80,80間の間隔を適宜広げることもできる。
[他の実施形態2]
図5に示す構造は、兼用保持部材8を、4本のフレーム80に代えて、ガラスや合成樹脂などからなる透光性を有する材料で中実構造のブロック状に形成したものであり、内部にハーフミラー9及び視認性阻害部材5を埋設している。
In the present embodiment, the four
[Other embodiment 2]
In the structure shown in FIG. 5, the dual-
かかる構成とすれば、ハーフミラー9及び視認性阻害部材5を確実に固定することができるとともに、外部から衝撃などが加わった場合でも、両者それぞれともに位置ずれなどを生じるおそれがない。また、この場合も、兼用保持部材8は透明部材で形成されているため、画像表示ユニット1に対して、また、ハーフミラー9及び視認性阻害部材5に対して防塵・保護機能を有することになる。
With this configuration, the
[他の実施形態3]
図6に示す構造は、視認性阻害部材5を保持部材としての係止具82に保持させるとともに、当該係止具82を、眼鏡型フレーム6のフロント部15の中央部近傍に取付けている。
[Other embodiment 3]
In the structure shown in FIG. 6, the
すなわち、図1〜5に示した構造では、視認性阻害部材5は、直接的あるいは間接的に画像表示ユニット1のケーシング12に取り付けられていた。しかし、ここでは、視認性阻害部材5は、眼鏡型フレーム6のフロント部15の中央部近傍に係止具82を介して取付けられることになる。図6中、符号52は係止具82に設けた枢支部であり、この枢支部52に視認性阻害部材5の基端を連結することで、視認性阻害部材5は角度調整自在とすることができる。勿論、枢支部52は採用することなく、視認性阻害部材5の取付角度は固定されたものとしても構わない。
That is, in the structure shown in FIGS. 1 to 5, the visibility-inhibiting
本実施形態の構成とすれば、画像表示ユニット1から視認性阻害部材5を保持するための部材(例えば、保持部材50、兼用保持部材8など)が突出しないため、観察者M1の視界を妨げることを可及的に抑えることができる。また、画像表示ユニット1への重量的負担も軽減されるので、アタッチメント7の強度や、当該アタッチメント7と眼鏡型フレーム6のフロント部15との取付強度などに関する設計的な制限が緩くなる。
According to the configuration of the present embodiment, the members for holding the visibility-inhibiting
[他の実施形態4]
次に、図7に示す構造は、視認性阻害部材5を保持するための部材を、観察者M1の視界を妨げないように、基端部41が観察者M1の側頭部側に位置するとともに、先端部が当該観察者M1の視線の上方を通過するように伸延するアーチ状に形成したものである。
[Other embodiment 4]
Next, in the structure shown in FIG. 7, the
かかるアーチ型保持部材4は、図7(a)に示すように、基端部41が眼鏡型フレーム6のフロント部15に取付けられるタイプと、図7(b)に示すように、基端部41が画像表示ユニット1のケーシング12に取付けられるタイプとがある。
As shown in FIG. 7A, the arch-
いずれのタイプも、上方に向けて突出する基端部41をなす連接部42と、この連接部42から観察者M1の鼻の方向に伸延し、先端部43に視認性阻害部材5の基端を連結したアーム部44とから構成されている。
In any type, a connecting
このように、観察者M1の眼Eを迂回するように構成されたアーチ型保持部材4を用いることによっても、観察者M1の視界を妨げることを可及的に抑えることができる。なお、アーム部44で眼Eを迂回させる場合、本実施形態のように、アーム部44を上方へ伸延させるのみならず、下方に伸延させることも可能ではあるが、機能面、デザイン面の上では本実施形態のように上方へ迂回させることが望ましい。
As described above, the use of the arch-
[他の実施形態5]
図8に示したものは、視認性阻害部材5を保持するための部材の構造としては、基本的には図1に示した構成と同じであり、画像表示ユニット1の先端に突設したハーフミラー支持部材91の先端に、さらに保持部材51を連接し、右目側に向けて延在させている。
[Other embodiment 5]
The structure shown in FIG. 8 is basically the same as the structure shown in FIG. 1 as the structure of the member for holding the
本実施形態では、画像表示ユニット1に内蔵した液晶表示装置10を所定角度αだけ傾けて配置し、画像表示ユニット1から出射される画像光Lbの向きが、漸次、観察者M1の顔面に近接するように、当該画像光Lbの光軸を顔面側に傾けている。
In the present embodiment, the liquid
かかる構成とすれば、図示するように、保持部材51についても先端が漸次顔面に近接するよう傾斜させて配設し、視認性阻害部材5が顔前に大きく突出しないようにすることができる。しかも、この場合は、視認性阻害部材5の面積を、より小さくすることが可能となる。また、視認性阻害部材5が光拡散部材であった場合、光拡散部材を透過した光は観察者M1の斜め後方に向かうため、観察者M1の前方や側方にいる者に、表示画像を通してコンテンツ内容を知られる虞がより少なくなる。
With this configuration, as shown in the figure, the holding
以上、本発明を各実施形態を通して説明してきたが、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の主旨を逸脱することのない限り、実施形態の構成を適宜組合せてもよいし、各構成要素の形状や装置のレイアウトなどは適宜変更することができる。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated through each embodiment, this invention is not limited to each embodiment, Unless it deviates from the main point of a claim, it combines the structure of embodiment suitably. Alternatively, the shape of each component, the layout of the apparatus, and the like can be changed as appropriate.
例えば、上述してきた実施形態では、HMDとして、画像表示ユニット1に液晶表示装置10を設けた液晶表示型としたが、本発明を実施する上では、必ずしも液晶表示装置10とする必要はなく、例えば、有機EL(Organic Electroluminescence)表示装置とすることもできる。
For example, in the embodiment described above, the liquid crystal display type in which the
また、図9に示すように、走査されたレーザ光を画像光Lbとして観察者Mの眼Eに入射させる光走査型表示装置を画像表示ユニット1に設けたHMDとすることもできる。図9中、符号13は光走査部を示し、符号14はレンズなどが配設された投射部を示す。
Further, as shown in FIG. 9, an HMD provided in the
ところで、図9に示した例では、視認性阻害部材5を保持する部材としては、図4と同じ兼用保持部材8を用いているが、ここでは、視認性阻害部材5を、枢軸55を中心に回動自在となるように取り付けている。したがって、例えば、視認性阻害部材5の光の拡散方向が規定されている場合、拡散方向を所望する方向へ任意に変更することができる。
By the way, in the example shown in FIG. 9, the same holding
また、画像表示ユニット1については、眼鏡型フレーム6のフロント部15に取付けた構成として説明したが、画像表示ユニット1は眼鏡型フレーム6のテンプル部16に取付けることもできる。
Further, the
また、上述してきた各実施形態における眼鏡型フレーム6は、主として視認性阻害部材5を固定するための専用眼鏡型フレームとして説明したが、アタッチメント7や係止具82(図5参照)などを適宜変更することにより、一般の眼鏡フレームを利用することも可能である。
In addition, the spectacle-
E 眼
La 外光
Lb 画像光
M1 観察者
θ 輻輳角の1/2をなす角度
1 画像表示ユニット
5 視認性阻害部材(光拡散部材、遮光部材)
6 眼鏡型フレーム(支持フレーム)
8 兼用保持部材(保持部材)
9 ハーフミラー
15 フロント部
16 テンプル部
50 視認性阻害部材保持部材
E Eye La External light Lb Image light M1 Observer θ Angle forming a half of the
6 glasses frame (support frame)
8 Combined holding member (holding member)
9
Claims (9)
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、
前記視認性阻害部材を、観察者の両眼を結ぶ眼幅線と、少なくとも、前記ハーフミラーにおける観察者から観て遠方側の端部から前記眼幅線と略平行に延びる線上までの間に位置する輻輳点とによって規定される領域内に配置したことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 An image display unit for emitting image light;
A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside ,
The visibility-inhibiting member between the eye width line connecting the eyes of the observer and at least the line extending from the end on the far side as viewed from the observer in the half mirror to a line extending substantially parallel to the eye width line. A head-mounted display, characterized in that it is disposed within an area defined by a convergence point .
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、 A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、 A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、 The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside,
前記支持フレームを、前記観察者の顔前に配置されるフロント部と、このフロント部の左右両端部にそれぞれ連結され、前記観察者の耳に掛止するためのテンプル部とを具備する眼鏡型に構成し、前記左右のテンプル部のうちいずれか一方に前記画像表示ユニットを取付け、前記フロント部の中央部近傍に前記視認性阻害部材を配設したことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 An eyeglass type comprising a front part disposed in front of the observer's face, and a temple part connected to both right and left ends of the front part for hanging on the observer's ear. The head mounted display is characterized in that the image display unit is attached to any one of the left and right temple portions, and the visibility inhibiting member is disposed in the vicinity of the center portion of the front portion.
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、
前記視認性阻害部材を保持部材に保持させるとともに、当該保持部材を前記画像表示ユニットに接続し、
前記保持部材を、前記画像表示ユニットに対して防塵・保護機能を有する透明部材で形成し、この透明部材に前記視認性阻害部材を取付けたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 An image display unit for emitting image light;
A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside,
While holding the visibility hindering member on a holding member, connecting the holding member to the image display unit ,
Said holding member, said formed of a transparent member having a dust-protection to the image display unit, wherein the to Ruhe head-mounted display that is mounted to the visibility inhibiting member to the transparent member.
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、 A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、 A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、 The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside,
前記視認性阻害部材を保持部材に保持させ、当該保持部材を、前記観察者の視界を妨げないように、基端部が前記観察者の側頭部側に位置するとともに、先端部が当該観察者の視線の上方を通過するように伸延するアーチ状に形成したことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 The visibility-inhibiting member is held by a holding member, and the proximal end is positioned on the temporal side of the observer so that the holding member is not obstructed by the observer's field of view. A head-mounted display, which is formed in an arch shape that extends so as to pass above a person's line of sight.
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、 A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、 A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、 The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside,
前記支持フレームは、前記視認性阻害部材を固定するための専用眼鏡型フレームとしたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 The head-mounted display, wherein the support frame is a dedicated glasses-type frame for fixing the visibility-inhibiting member.
この画像表示ユニットから出射された前記画像光を反射して観察者の眼に投射するハーフミラーと、 A half mirror that reflects the image light emitted from the image display unit and projects the image light onto an observer's eye;
前記画像表示ユニットを観察者の頭部に支持可能な支持フレームと、を備え、 A support frame capable of supporting the image display unit on an observer's head,
前記支持フレームに、前記ハーフミラーを透過した画像光が透過可能であり、かつ透過した当該画像光の外界からの視認性を低下可能とした視認性阻害部材を保持させ、 The support frame is allowed to hold a visibility-inhibiting member that can transmit image light that has passed through the half mirror, and that can reduce the visibility of the transmitted image light from the outside,
前記画像表示ユニットから出射される画像光の向きが漸次顔面に近接するように、当該画像光の光軸を顔面側に傾けたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 A head-mounted display, wherein the optical axis of the image light is inclined toward the face side so that the direction of the image light emitted from the image display unit gradually approaches the face.
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