JP5838880B2

JP5838880B2 - ヘッドマウントディスプレイ

Info

Publication number: JP5838880B2
Application number: JP2012069801A
Authority: JP
Inventors: 憲吾野田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013200489A

Description

本発明は、表示画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイに関するものである。

従来より、表示画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイに関して種々提案されている。
例えば、ヘッドマウントディスプレイは、頭部装着部と、観察時にユーザの片眼の前方に配置される表示部６と、頭部装着部と表示部６との間を連結するアーム部８と、第１及び第２の連結機構９、１０とを備える。保持部４は、頭部装着部の一部をなす。第１の連結機構９は、アーム部８の保持部４に対する軸Ｘ１回りの回動方向θｘ１の回動が可能でかつアーム部８の保持部４に対する位置決めが可能となるように、保持部４とアーム部８の基端部とを連結する。第２の連結機構１０は、アーム部８の回動方向θｘ１の回動に対応する、表示部６のアーム部８に対する軸Ｘ２回りの回動方向θｘ２の回動に関して、表示部６の観察時における位置決めのための所定の調整範囲内における連続的な位置で自在に表示部６を位置決めし得るように、構成されたヘッドマウントディスプレイがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−３３３０８号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載されたヘッドマウントディスプレイでは、第１の連結機構９を介してアーム部８を保持部４に対して回動した場合には、表示部６は軸Ｘ１回りの回動方向θｘ１に回動される。また、第２の連結機構１０を介して表示部６をアーム部８に対して回動した場合には、表示部６は軸Ｘ２回りの回動方向θｘ２に回動される。つまり、表示部６が、再調整のために第１の連結機構９又は第２の連結機構１０を介して回動された場合には、表示部６はユーザの片眼に対して円弧状に動く。

このため、ユーザが表示部６の眼に対する位置を調整した後は、表示部６の画像が見えるように、表示部６の向きを調整する必要がある。しかし、表示部６の向きを調整する際にも、表示部６はユーザの片眼に対して円弧状に動く。そのため、ユーザは表示部６を少なくとも各軸Ｘ１、Ｘ２の２軸回りに回動させて再調整する必要が生じ、表示部６の画像が再度見えるように調整するのが煩雑であるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、筐体を少なくとも所定の一方向に移動させた場合に、画像が再度見えるように迅速に再調整することができるヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係るヘッドマウントディスプレイは、表示画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイにおいて、ユーザの頭部に装着される装着部と、ユーザの片眼の前方に配置される筐体と、前記筐体内に収納されてユーザに認識させる画像を形成する画像形成部と、前記筐体内に配置されて、前記画像の光を前記ユーザの片眼の前方に導く光学系と、前記筐体の前記ユーザの片眼に対向する端縁部に取り付けられて、前記光学系を通過した前記画像の光を前記ユーザの片眼に導く偏向部材と、前記装着部に設けられて、前記筐体を少なくとも所定の一方向に移動可能で且つ位置保持可能となるように支持する支持機構部と、を備え、前記支持機構部は、前記筐体が移動可能な前記少なくとも所定の一方向に基づいて決定された前記偏向部材の反射面を通る回転中心軸回りに前記偏向部材の反射面が回転するように前記筐体を回動可能で且つ位置保持可能となるように支持する回動支持部を有し、前記所定の一方向は、前記ユーザの片眼に対向する上下方向を含み、前記回動支持部は、前記筐体が前記ユーザの片眼に対向する上下方向に移動可能で且つ位置保持可能に支持される場合には、前記偏向部材の反射面上を前記ユーザの片眼に対向する左右方向に通過する第２回転中心軸の回りに該偏向部材の反射面が回転するように、該筐体を前記第２回転中心軸回りに回動可能で且つ位置保持可能となるように支持することを特徴とする。

また、請求項２に係るヘッドマウントディスプレイは、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、前記所定の一方向は、前記ユーザの片眼に対向する左右方向を含み、前記回動支持部は、前記筐体が前記ユーザの片眼に対向する左右方向に移動可能で且つ位置保持可能に支持される場合には、前記偏向部材の反射面を前記ユーザの片眼に対向する上下方向に通過する第１回転中心軸の回りに該偏向部材の反射面が回転するように、該筐体を前記第１回転中心軸回りに回動可能で且つ位置保持可能となるように支持することを特徴とする。

また、請求項３に係るヘッドマウントディスプレイは、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において、前記回転中心軸は、前記光学系を通過する前記画像の光の光軸上に設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に係るヘッドマウントディスプレイは、請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第１回転中心軸と前記第２回転中心軸とは、前記偏向部材の反射面上において、直交するように設けられていることを特徴とする。

更に、請求項５に係るヘッドマウントディスプレイは、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、前記第１回転中心軸と前記第２回転中心軸とは、前記偏向部材の反射面上の中央位置で直交していることを特徴とする。

請求項１に係るヘッドマウントディスプレイでは、支持機構部に支持された筐体を少なくとも所定の一方向に移動させて位置保持をした場合には、該筐体を回動させるだけで、この所定の一方向に基づいて決定された偏向部材の反射面を通る回転中心軸回りに、当該偏向部材の反射面を回転させることができる。そのため、偏向部材の向きを変えるために筐体を回動させても、ユーザの眼に対する偏光部材の回転中心軸が通る反射面上の位置の移動が抑えられる。従って、筐体を回動させるだけで、画像の光をユーザの片眼に容易に導いて、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。また、筐体をユーザの片眼に対向する上下方向に移動させて位置保持をした場合には、該筐体を回動させるだけで、偏向部材の反射面上をユーザの片眼に対向する左右方向に通過する第２回転中心軸の回りに、当該偏向部材の反射面を回転させることができ、画像の光をユーザの片眼に容易に導いて、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

また、請求項２に係るヘッドマウントディスプレイでは、筐体をユーザの片眼に対向する左右方向に移動させて位置保持をした場合には、該筐体を回動させるだけで、偏向部材の反射面をユーザの片眼に対向する上下方向に通過する第１回転中心軸の回りに、当該偏向部材の反射面を回転させることができ、画像の光をユーザの片眼に容易に導いて、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

また、請求項３に係るヘッドマウントディスプレイでは、筐体が回動される回転中心軸が、光学系を通過する画像の光の光軸上に設けられているため、筐体の回転中心軸回りの慣性モーメントを小さくすることができる。これにより、筐体の回転による装着部への取り付け重量バランスの変動を抑止し、装着部の安定した装着が可能となる。

また、請求項４に係るヘッドマウントディスプレイでは、偏向部材の反射面を上下方向に通過する第１回転中心軸と、偏向部材の反射面上を左右方向に通過する第２回転中心軸とは、偏向部材の反射面上において、直交するように設けられている。これにより、筐体を第１回転中心軸又は第２回転中心軸の回りに回動させることによって、画像の光軸をユーザの片眼に容易に導くことができ、画像が再度見えるように更に迅速に再調整することができる。

更に、請求項５に係るヘッドマウントディスプレイでは、第１回転中心軸と第２回転中心軸とは、偏向部材の反射面上の中央位置で直交するため、筐体を第１回転中心軸又は第２回転中心軸の回りに回動させることによって、画像の光をユーザの片眼に容易に導くことができ、画像が再度見えるように更に迅速に再調整することができる。

本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの右側上方からの斜視図である。ヘッドマウントディスプレイの正面図である。ヘッドマウントディスプレイの平面図である。ヘッドマウントディスプレイの右側面図である。図２のＸ１−Ｘ１矢視断面の要部を示す図である。図２のＸ２−Ｘ２矢視断面の要部を示す図である。支持板とＬ型支持板の取り付けを説明する説明図である。Ｌ型支持板と筐体の取り付けを説明する説明図である。筐体をユーザ側の正面から見た模式図である。筐体を右側から見た模式図である。筐体を上下方向に移動して再調整した一例を説明する説明図である。筐体を左右方向に移動して再調整した一例を説明する説明図である。

以下、本発明に係るヘッドマウントディスプレイについて具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ１の概略構成について図１乃至図１０に基づいて説明する。尚、以下の説明において、図２の手前方向、奥行き方向、左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれヘッドマウントディスプレイ１の前方向、後方向、左方向、右方向、上方向、下方向である。

図１乃至図４に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１は、ユーザの頭部に装着される眼鏡型フレーム２と、画像を表示する筐体３と、筐体３を眼鏡型フレーム２に支持する支持機構部５とから構成されている。

［眼鏡型フレーム２の概略構成］
眼鏡型フレーム２は、ユーザの左耳に掛けられる右側フレーム部７、ユーザの右耳に掛けられる左側フレーム部８、右側フレーム部７の前端部と左側フレーム部８の前端部が連結される中央フレーム部９を備えている。また、中央フレーム部９の長手方向中央部から左側且つ下側には、眼鏡レンズ１１が設けられる。中央フレーム部９の長手方向中央部から右側且つ下側には、眼鏡レンズ１２が設けられる。中央フレーム部９の長手方向中央部には、一対の鼻当て部１３が設けられる。

各眼鏡レンズ１１、１２は、ディオプトリ値が「０」の透明な平板である。各眼鏡レンズ１１、１２は、筐体３に衝撃が加わった際に、筐体３がユーザの顔へ接触することを防止する。尚、ユーザの視力に合わせて、各眼鏡レンズ１１、１２が所定のディオプトリ値を有するようにしてもよい。

［支持機構部５の概略構成］
支持機構部５は、眼鏡型フレーム２の中央フレーム部９の上面左端部に各ネジ１５によってネジ止めされた左側支持部１６と、中央フレーム部９の上面右端部に各ネジ１５によってネジ止めされた右側支持部１７を備えている。また、支持機構部５は、右側支持部１７に左右方向へスライド移動可能に取り付けられて上下方向に延びている左右スライド部１８と、左右スライド部１８の前面側に上下方向へスライド移動可能に取り付けられた上下スライド部１９とを備えている。また、支持機構部５は、上下スライド部１９の前面部から左前側方向へ延びるように取り付けられた支持板２１と、この支持板２１の前端部に、下端部が左右方向の軸回りに回動可能に取り付けられるＬ型に形成されたＬ型支持板２２とを備えている。

左側支持部１６と右側支持部１７は、ほぼ同じ構成で、中央フレーム部９の左右両端部から左右方向外側へ突出するように各々設けられる。左側支持部１６と右側支持部１７との上端面部の前後方向略中央部には、左右方向外側端面部から左右方向内側へ切り欠かれた幅狭の各上側スライド溝１６Ａ、１７Ａが形成されている。また、左側支持部１６と右側支持部１７において、各上側スライド溝１６Ａ、１７Ａから所定高さ下側（例えば、高さ約５ｍｍ下側である。）の底面部に、各上側スライド溝１６Ａ、１７Ａよりも前後方向の幅が広い各下側スライド溝１６Ｂ、１７Ｂが、左右方向外側端面部から左右方向内側に形成されている。

図１乃至図６に示すように、左右スライド部１８の上端部には、右側支持部１７の上端部に当接される前側正面視三角形の略屋根型の摘み部１８Ａが形成されている。また、図５に示すように、薄板部１８Ｂは、摘み部１８Ａの後側端縁部から左右方向略全幅に渡って下側方向に延出されている。薄板部１８Ｂは、上側スライド溝１７Ａに挿入される。また、摺接移動部１８Ｃは、薄板部１８Ｂの下端部から下側スライド溝１７Ｂの上端面までに渡って設けられる。摺接移動部１８Ｃは、下側スライド溝１７Ｂの幅よりも広い前後方向の幅に形成される。摺接移動部１８Ｃは、当該下側スライド溝１７Ｂの周縁上に摺接スライド可能に当接される。

挿入部１８Ｄは、摺接移動部１８Ｃの下端部から左右方向全幅に渡って設けられる。挿入部１８Ｄは、下側スライド溝１７Ｂの幅とほぼ同じ前後方向の幅で下側方向に延出される。挿入部１８Ｄは、下側スライド溝１７Ｂに挿入される。図５及び図６に示すように、保持部１８Ｅは、挿入部１８Ｄから下側方向へ水平断面Ｔ字形に延出される。保持部１８Ｅの前面側には、上下スライド部１９が上下方向に移動可能に装着される。

この保持部１８Ｅの前面部は、左右スライド部１８の上端部に形成された摘み部１８Ａの左右方向の幅とほぼ同じ幅の正面視縦長四角形に形成されている。また、保持部１８Ｅの後面部には、摺接移動部１８Ｃから所定高さ下側の位置から下端部まで、前側方向へ所定高さ低くなるように形成された段差部１８Ｆが設けられる。また、図６に示すように、保持部１８Ｅの左右方向の両側縁部は、所定厚さ（例えば、厚さ約３ｍｍである。）で左右方向外側へ突出するように形成されている。

また、図５に示すように、摺接移動部１８Ｃの後側上端部には、ゴム等の弾性材料で形成された押圧部材２３が接着等によって固着される。当該押圧部材２３は、上下方向に圧縮変形した状態で配置されている。これにより、摺接移動部１８Ｃは、押圧部材２３によって下側スライド溝１７Ｂの周縁上に所定荷重で押圧されることで、左右方向へ移動した位置に保持される。つまり、左右スライド部１８は、上側スライド溝１７Ａ及び下側スライド溝１７Ｂに沿って左右方向に移動可能で、且つ、位置保持可能に構成されている。

また、図１、図４、図６に示すように、上下スライド部１９は、後側壁部の左右方向中央部が全高さに渡って切り欠かれた略四角筒状に形成される。上下スライド部１９は、左右スライド部１８の保持部１８Ｅに下側から嵌入されている。また、図６に示すように、上下スライド部１９の内側には、保持部１８Ｅの前面部に対向する内壁面に、ゴム等の弾性材料で形成された押圧部材２５が接着等によって固着される。当該押圧部材２５は、前後方向に圧縮変形した状態で配置されている。

これにより、上下スライド部１９は、押圧部材２５によって保持部１８Ｅの左右方向両側縁部の後側に所定荷重で押圧される。この荷重によって、上下スライド部１９は、上下方向へ移動した位置に保持される。つまり、上下スライド部１９は、筐体３、支持板２１及びＬ型支持板２２が取り付けられた状態で、左右スライド部１８の保持部１８Ｅに沿って上下方向に移動可能で、且つ、位置保持可能に構成されている。

また、図１乃至図４、図６に示すように、支持板２１の右端側は、上下スライド部１９の前面部とほぼ同じ縦長四角形に形成される。支持板２１の右端側は、各ネジ２６によって、当該上下スライド部１９の前面部にネジ止めされている。また、支持板２１は、上下スライド部１９の前面部に取り付けられた左側中央部から、上下方向の幅の約半分の幅で、左側方向へ所定長さ（例えば、長さ約６ｍｍである。）延出され、続いて、左前方向へ約４５度の角度で所定長さ（例えば、約２０ｍｍである。）延出され、更に、前側へ所定長さ（例えば、約７ｍｍである。）延出されている。

従って、図６に示すように、支持板２１の長手方向の両端部は、上側から見た場合に、直交するように形成されている。また、支持板２１の前側へ延出された前側端部の中央部には、Ｌ型支持板２２の下端部と支持板２１の前側端部とを連結するリベット２７が挿通される貫通孔２８が形成されている。

そして、図７に示すように、支持板２１の前側端部とＬ型支持板２２の下端部との間に、シリコンゴム等の弾性材料で形成されたリング状のワッシャ３１が、圧縮した状態で挟まれる。この状態で、リベット２７が、貫通孔２８、ワッシャ３１、Ｌ型支持板２２の下端部の幅方向中央部に形成された貫通孔３２に嵌挿されてカシメられる。これにより、Ｌ型支持板２２は、支持板２１に対してリベット２７の中心軸回りに回動した位置に保持される。

つまり、図１乃至図４に示すように、Ｌ型支持板２２は、筐体３が取り付けられた状態で、各貫通孔２８、３２の中心を通る第２回転中心軸３３回りに前後方向へ回動可能で、且つ、位置保持可能に構成されている。尚、ワッシャ３１に替えて、波形座金等を配置してもよい。

また、図１乃至図４、図８に示すように、Ｌ型支持板２２は、支持板２１の前端部から上側方向へ筐体３と所定隙間（例えば、隙間約３ｍｍである。）を形成しつつ延びて、更に、直角左側方向へ所定長さ延びている。また、Ｌ型支持板２２の筐体３の上面部に対向する左端部には、Ｌ型支持板２２の左端部と筐体３の上端部とを連結するリベット３５を挿通する貫通孔３６が、幅方向中央部に形成されている。

そして、Ｌ型支持板２２の筐体３の上面部に対向する左端部と当該筐体３の上面部との間に、シリコンゴム等の弾性材料で形成されたリング状のワッシャ３７が、圧縮した状態で挟まれる。この状態で、リベット３５が、貫通孔３６、ワッシャ３７、筐体３の上面部の中央位置に形成された貫通孔３８に嵌挿されてカシメられる。これにより、筐体３は、Ｌ型支持板２２に対してリベット３５の中心軸回りに回動した位置に保持される。

つまり、図１乃至図４に示すように、筐体３は、上面部がＬ型支持板２２の左端部に取り付けられた状態で、各貫通孔３６、３８の中心を通る第１回転中心軸４１回りに回動可能で、且つ、位置保持可能に構成されている。尚、ワッシャ３７に替えて、波形座金等を配置してもよい。また、図２乃至図４に示すように、第１回転中心軸４１と第２回転中心軸３３は、同一平面上で直交するように設けられている。

［筐体３の概略構成］
図１乃至図４に示すように、Ｌ型支持板２２に回動可能に保持される筐体３は、上面部が四角形の略箱体状に形成される。筐体３の下端部は、開放される。一対の挟み板部４２が、筐体３の左右方向の両側面部の下端縁部から、下側方向へ略三角形状に延出される。また、ハーフミラー４３は、筐体３に対向する面に反射面が形成される。ハーフミラー４３の前側端縁部が、筐体３の前側下端縁部に支持される。ハーフミラー４３の左右両側面部の前後方向略中央部が、一対の挟み板部４２によって挟持される。ハーフミラー４３は、筐体３に対して斜め後ろ側へ約４５度の角度で傾斜するように取り付けられている。

図９及び図１０に示すように、筐体３の内部には、上側方向奥側に液晶素子や有機ＥＬ素子等を用いて画像表示を行う画像形成部４５が配置される。画像形成部４５の下側には、接眼光学系を構成する複数のレンズ４６が配置されている。複数のレンズ４６の光軸４７は、筐体３の上面部の中央位置を通ると共に、ハーフミラー４３の反射面の中央位置４３Ａを上下方向に通るように配置されている。

従って、ハーフミラー４３は、光軸４７に対して約４５度の角度で斜め後側へ傾斜しているため、画像の光は、ハーフミラー４３の反射面でほぼ直角に後側方向へ反射されて、ユーザの左眼ＹＬに導かれる。また、ハーフミラー４３は、外界からの外光Ｚ１を透過させるため、ユーザは画像を外界の風景に重畳させて視認することができる。

筐体３が、第１回転中心軸４１を中心として、Ｌ型支持板２２に対してリベット３５回りに回動される。この第１回転中心軸４１は、複数のレンズ４６の光軸４７上に設けられる。第１回転中心軸４１は、ハーフミラー４３の中央位置４３Ａを上下方向に通過する。これにより、筐体３を第１回転中心軸４１回りに回動させた場合には、ハーフミラー４３は、中央位置４３Ａを中心に、該中央位置４３Ａを通る第１回転中心軸４１回りに回動される。このため、ハーフミラー４３で反射された画像の光は、筐体３の回動に伴って第１回転中心軸４１回りに左右方向へ回動される。

また、Ｌ型支持板２２が、筐体３を取り付けられた状態で、支持板２１に対してリベット２７回りに前後方向へ回動される第２回転中心軸３３は、ハーフミラー４３の反射面上の中央位置４３Ａを左右方向に通るように設定されている。従って、第１回転中心軸４１と第２回転中心軸３３は、ハーフミラー４３の反射面上の中央位置４３Ａで直交するように配置されている。

これにより、Ｌ型支持板２２に取り付けられた筐体３を、Ｌ型支持板２２と共に第２回転中心軸３３回りに前後方向に回動させた場合には、ハーフミラー４３は、反射面上の中央位置４３Ａを左右方向に通る第２回転中心軸３３回りに前後方向に回動される。このため、ハーフミラー４３で反射された画像の光は、筐体３及びＬ型支持板２２の回動に伴って第２回転中心軸３３回りに上下方向へ回動される。

次に、上記のように構成されたヘッドマウントディスプレイ１において、ユーザが上下スライド部１９を上方向に移動して、筐体３の位置を再調整した一例を図１１に基づいて説明する。

図１１の左端部に示すように、画像形成部４５に表示された画像の光が、ハーフミラー４３で直角後方向に反射される。反射された画像の光が、ユーザの左眼ＹＬに導かれることで、ユーザは画像を視認している。そして、図１１の中央部に示すように、ユーザが上下スライド部１９を上方向に移動して、筐体３を上方向に移動させた場合には、画像の光はハーフミラー４３で直角後方向に反射され、ユーザの左眼ＹＬに導かれず、画像が見えなくなる。

続いて、図１１の右端部に示すように、ユーザは、筐体３及びＬ型支持板２２をリベット２７回りに後側方向へ回動させることによって、ハーフミラー４３を反射面上の中央位置４３Ａを左右方向に通る第２回転中心軸３３回りに後側方向に回動させて、画像の光を下側方向へ回動させる。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３及びＬ型支持板２２の後側方向への回動を停止することによって、外界の風景に画像を重畳させて再度視認することができる。

このように、上方向に移動した筐体３及びＬ型支持板２２をリベット２７回りに後側方向へ回動させても、ハーフミラー４３の中央位置４３Ａは、ユーザの左眼ＹＬに対して移動しない。そのため、ユーザはハーフミラー４３の中央位置４３Ａを見続けた状態で、筐体３及びＬ型支持板２２を後側方向のみに回動することによって、画像が再度視認可能となる筐体３の位置を迅速に決定することができる。

同様に、ユーザが上下スライド部１９を下方向に移動して、筐体３を下方向に移動させた場合には、ユーザは、筐体３及びＬ型支持板２２を前側方向へ回動させる。ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３及びＬ型支持板２２の前側方向への回動を停止することによって、外界の風景に画像を重畳させて再度視認する。

次に、上記のように構成されたヘッドマウントディスプレイ１において、ユーザが左右スライド部１８を右方向に移動して、筐体３の位置を再調整した一例を図１２に基づいて説明する。

図１２の左端部に示すように、画像形成部４５に表示された画像の光が、ハーフミラー４３で直角後方向に反射される。反射された画像の光が、ユーザの左眼ＹＬに導かれることで、ユーザは画像を視認している。そして、図１２の中央部に示すように、ユーザが左右スライド部１８を右方向に移動して、筐体３を右方向に移動させた場合には、画像の光はハーフミラー４３で直角後方向に反射され、ユーザの左眼ＹＬに導かれず、画像が見えなくなる。

続いて、図１２の右端部に示すように、ユーザは、Ｌ型支持板２２の支持板２１に対する角度を変化させずに、筐体３だけをＬ型支持板２２に対してリベット３５回りに左側方向へ回動させる。ハーフミラー４３は、反射面上の中央位置４３Ａを上下方向に通る第１回転中心軸４１回りに左側方向に回動する。ハーフミラー４３で直角後方向に反射される画像の光も、左側方向へ回動する。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３の左側方向への回動を停止することによって、外界の風景に画像を重畳させて再度視認することができる。

このように、右方向に移動した筐体３をリベット３５回りに左側方向へ回動させても、ハーフミラー４３の中央位置４３Ａは、ユーザの左眼ＹＬに対して移動しない。そのため、ユーザはハーフミラー４３の中央位置４３Ａを見続けた状態で、筐体３を左側方向のみに回動することによって、画像が再度視認可能となる筐体３の位置を迅速に決定することができる。

同様に、ユーザが左右スライド部１８を左方向に移動して、筐体３を左方向に移動させた場合には、ユーザは、筐体３だけを右側方向へ回動させる。ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３の右側方向への回動を停止することによって、外界の風景に画像を重畳させて再度視認する。

尚、本実施形態では、左右スライド部１８を右側支持部１７に装着したが、左側支持部１６に装着するようにしてもよい。左右スライド部１８を左側支持部１６に装着した場合には、支持板２１を上下スライド部１９の右側に延びるように各ネジ２６でネジ止めし、Ｌ型支持板２２を支持板２１の右側にワッシャ３１を挟んでリベット２７によって取り付けるようにしてもよい。そして、Ｌ型支持板２２に筐体３をワッシャ３７を挟んでリベット３５によって取り付けることによって、ユーザは右眼で画像を視認することができる。

ここで、眼鏡型フレーム２は、装着部の一例として機能する。また、複数のレンズ４６は、光学系の一例として機能する。また、ハーフミラー４３は、偏向部材の一例として機能する。また、支持板２１、Ｌ型支持板２２、各リベット２７、３５、各ワッシャ３１、３７は、回動支持部の一例を構成する。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ１では、ユーザが左右スライド部１８を左右方向に移動して、筐体３を左右方向に移動させて位置保持した場合には、筐体３だけをＬ型支持板２２に対してリベット３５回りに回動させるだけで、ハーフミラー４３を反射面上の中央位置４３Ａを上下方向に通る第１回転中心軸４１回りに回転させて、ユーザの左眼ＹＬに画像の光を容易に導くことができる。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３の左右方向の回動を停止することによって、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

また、ユーザが上下スライド部１９を上下方向に移動して、筐体３を上下方向に移動させて位置保持した場合には、筐体３及びＬ型支持板２２をリベット２７回りに回動させるだけで、ハーフミラー４３を反射面上の中央位置４３Ａを左右方向に通る第２回転中心軸３３回りに回転させて、ユーザの左眼ＹＬに画像の光を容易に導くことができる。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３及びＬ型支持板２２の前後方向の回動を停止することによって、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

また、筐体３がＬ型支持板２２に対して回動される第１回転中心軸４１は、複数のレンズ４６を通過する画像の光の光軸４７上に設けられているため、筐体３の第１回転中心軸４１回りの慣性モーメントを小さくすることができる。これにより、筐体３の第１回転中心軸４１回りの回転による眼鏡型フレーム２への取り付け重量バランスの変動を抑止し、眼鏡型フレーム２の安定した装着が可能となる。

更に、第１回転中心軸４１と第２回転中心軸３３とは、ハーフミラー４３の反射面上の中央位置４３Ａで直交するため、筐体３を第１回転中心軸４１又は第２回転中心軸３３の回りに回動させることによって、画像の光をユーザの左眼ＹＬに容易に導くことができ、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

（Ａ）例えば、ハーフミラー４３に替えて、鏡やプリズム等の導光材を一対の挟み板部４２の間に配置するようにしてもよい。

（Ｂ）また、例えば、眼鏡型フレーム２に替えて、ヘッドホン、ヘッドギヤやヘルメット等を用いて、各々の左右に左側支持部１６及び右側支持部１７を取り付けるように構成してもよい。また、眼鏡型フレーム２に替えて、ヘッドホン、ヘッドギヤやヘルメット等を用いて、各々の前側の中央部や片眼の上方に左側支持部１６又は右側支持部１７のうちのいずれか一方を取り付けるように構成してもよい。

（Ｃ）また、例えば、支持板２１を左右スライド部１８の前面部に各ネジ２６によって直接取り付けるように構成してもよい。また、筐体３の画像の光がユーザの左眼ＹＬに導かれる状態で、支持板２１とＬ型支持板２２の下端部とをネジ止め等によって固着、又は、支持板２１とＬ型支持板２２を一体的に形成するようにしてもよい。つまり、筐体３を左右スライド部１８に対して上下方向に移動しないように取り付けてもよい。

これにより、ユーザは左右スライド部１８を左右方向に移動して、筐体３を左右方向に移動させて位置保持した場合には、筐体３だけをＬ型支持板２２に対してリベット３５回りに回動させるだけで、ハーフミラー４３を反射面上の中央位置４３Ａを上下方向に通る第１回転中心軸４１回りに回転させて、ユーザの左眼ＹＬに画像の光を容易に導くことができる。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３の左右方向の回動を停止することによって、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

（Ｄ）また、例えば、右側支持部１７の下端面に、左右スライド部１８の保持部１８Ｅだけを下方向に立設するように構成してもよい。また、筐体３の画像の光がユーザの左眼ＹＬに導かれる状態で、当該筐体３の上面部にＬ型支持板２２の左端部をネジ止め等によって固着するように構成してもよい。つまり、筐体３を右側支持部１７に対して左右方向に移動しないように取り付けてもよい。

これにより、ユーザは上下スライド部１９を上下方向に移動して、筐体３を上下方向に移動させて位置保持した場合には、筐体３及びＬ型支持板２２をリベット２７回りに回動させるだけで、ハーフミラー４３を反射面上の中央位置４３Ａを左右方向に通る第２回転中心軸３３回りに回転させて、ユーザの左眼ＹＬに画像の光を容易に導くことができる。従って、ユーザは、画像が見えた時点で、筐体３及びＬ型支持板２２の回動を停止することによって、画像が再度見えるように迅速に再調整することができる。

（Ｅ）また、例えば、第１回転中心軸４１と第２回転中心軸３３とは、ハーフミラー４３の反射面上の中央位置４３Ａから離れた位置で直交するように構成してもよい。これにより、ハーフミラー４３の取り付け位置や形状の自由度を増すことができる。

１ヘッドマウントディスプレイ
２眼鏡型フレーム
３筐体
５支持機構部
１８左右スライド部
１９上下スライド部
２１支持板
２２Ｌ型支持板
２３、２５押圧部材
２７、３５リベット
３１、３７ワッシャ
３３第２回転中心軸
４１第１回転中心軸
４３ハーフミラー
４３Ａ中央位置
４５画像形成部
４６レンズ
４７光軸

Claims

表示画像を視認可能なヘッドマウントディスプレイにおいて、
ユーザの頭部に装着される装着部と、
ユーザの片眼の前方に配置される筐体と、
前記筐体内に収納されてユーザに認識させる画像を形成する画像形成部と、
前記筐体内に配置されて、前記画像の光を前記ユーザの片眼の前方に導く光学系と、
前記筐体の前記ユーザの片眼に対向する端縁部に取り付けられて、前記光学系を通過した前記画像の光を前記ユーザの片眼に導く偏向部材と、
前記装着部に設けられて、前記筐体を少なくとも所定の一方向に移動可能で且つ位置保持可能となるように支持する支持機構部と、
を備え、
前記支持機構部は、前記筐体が移動可能な前記少なくとも所定の一方向に基づいて決定された前記偏向部材の反射面を通る回転中心軸回りに前記偏向部材の反射面が回転するように前記筐体を回動可能で且つ位置保持可能となるように支持する回動支持部を有し、
前記所定の一方向は、前記ユーザの片眼に対向する上下方向を含み、
前記回動支持部は、前記筐体が前記ユーザの片眼に対向する上下方向に移動可能で且つ位置保持可能に支持される場合には、前記偏向部材の反射面上を前記ユーザの片眼に対向する左右方向に通過する第２回転中心軸の回りに該偏向部材の反射面が回転するように、該筐体を前記第２回転中心軸回りに回動可能で且つ位置保持可能となるように支持することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
前記所定の一方向は、前記ユーザの片眼に対向する左右方向を含み、
前記回動支持部は、前記筐体が前記ユーザの片眼に対向する左右方向に移動可能で且つ位置保持可能に支持される場合には、前記偏向部材の反射面を前記ユーザの片眼に対向する上下方向に通過する第１回転中心軸の回りに該偏向部材の反射面が回転するように、該筐体を前記第１回転中心軸回りに回動可能で且つ位置保持可能となるように支持す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。
前記回転中心軸は、前記光学系を通過する前記画像の光の光軸上に設けら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。
前記第１回転中心軸と前記第２回転中心軸とは、前記偏向部材の反射面上において、直交するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記第１回転中心軸と前記第２回転中心軸とは、前記偏向部材の反射面上の中央位置で直交していることを特徴とする請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ。