JP6455540B2 - Head mounted display - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッドマウントディスプレイに関する。 The present invention relates to a head mounted display.
アームの一端側を使用者の頭部等に保持し、アームの他端側に固定された表示装置をユーザの眼前に配置させて使用されるヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display、ＨＭＤ）が知られている。特許文献１は、ハウジング、連結軸、第一の球継手、第二の球継手、及び、画像表示部を備えたヘッドマウントディスプレイを開示する。ハウジングは、使用者の頭部に装着される。連結軸は、ハウジングと画像表示部とを連結し、使用者の眼の前に画像表示部を保持する。第一の球継手及び第二の球継手は、それぞれ、ユニバーサルボールジョイントである。第一の球継手は、ハウジングと連結軸とを回動可能に連結する。第二の球継手は、画像表示部と連結軸とを回動可能に連結する。連結軸に対する画像表示部の回動は、第二の球継部によって所定角度内に制限される。
There is known a head mounted display (HMD) in which one end of an arm is held on a user's head or the like and a display device fixed to the other end of the arm is placed in front of the user's eyes. ing.
画像表示部の位置を調整する過程で、使用者の顔に対する画像表示部の接触を防止したいという要求がある。これに対し、特許文献１に記載されたヘッドマウントディスプレイにおいて、ヘルメット状のハウジング側の球継部（第一の球継部）を動かしたときの方が、回動中心から画像表示部までの距離が大きくなるので、画像表示部側の球継部（第二の球継部）を動かしたときよりも、画像表示部の可動範囲が大きくなる。このため、ハウジング側の球継部（第一の球継部）の回動が制限された方が、画像表示部側の球継部（第二の球継部）の回動が制限される場合よりも、使用者の顔に対する画像表示部の接触を効果的に防止できるため好ましい。しかし、上記のヘッドマウントディスプレイでは、画像表示部側の球継部の回動が制限されるため、使用者の顔に対する画像表示部の接触が防止できない場合がある。
In the process of adjusting the position of the image display unit, there is a demand for preventing the image display unit from contacting the user's face. On the other hand, in the head-mounted display described in
本発明の目的は、使用者の顔に表示部が接触することを効果的に防止できるヘッドマウントディスプレイを提供することである。 The objective of this invention is providing the head mounted display which can prevent effectively that a display part contacts a user's face.
本発明に係るヘッドマウントディスプレイは、使用者の頭部の位置に装着される装着部と、画像を表示する表示部と、前記装着部と前記表示部とを接続するアームと、前記装着部に対して所定の回転軸を中心として回転可能に設けられる回転機構であって、前記装着部に設けられた台座に対して、前記回転軸を中心として回転可能に連結する連結部、及び、前記回転軸に沿って延び且つ前記アームを支持する支持部を有する回転機構と、前記回転機構の前記支持部を介して前記装着部と前記アームとを回転可能に連結する第１調整部と、前記表示部と前記アームとを回転可能に連結する第２調整部と、前記回転機構の回転範囲を規制する規制部とを備えたことを特徴とする。 The head-mounted display according to the present invention includes a mounting unit that is mounted at a position of a user's head, a display unit that displays an image, an arm that connects the mounting unit and the display unit, and the mounting unit. A rotation mechanism provided to be rotatable about a predetermined rotation axis, and a connecting portion that is connected to a pedestal provided on the mounting portion so as to be rotatable about the rotation axis, and the rotation A rotation mechanism having a support portion that extends along an axis and supports the arm; a first adjustment portion that rotatably connects the mounting portion and the arm via the support portion of the rotation mechanism; and the display A second adjustment unit that rotatably connects the unit and the arm, and a regulation unit that regulates a rotation range of the rotation mechanism.
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、使用者の頭部に装着部が装着された状態で、アーム、第１調整部、及び、第２調整部によって、使用者の眼前に表示部を保持させて使用される。表示部と第１調整部の回動中心との間の距離の方が、表示部と第２調整部の回動中心との間の距離よりも大きいので、表示部の可動範囲は第１調整部を回転させたときの方が、第２調整部を回転させたときよりも大きくなる。ＨＭＤは、第１調整部によるアームの回転範囲の規制を、回転機構の回転を規制部によって規制することで実現できる。即ち、ＨＭＤは、装着部側の調整部の回転範囲を規制部によって規制する。このため、ＨＭＤは、使用者の顔に表示部が接触することを、より表示部の可動範囲が大きくなる第１調整部の可動範囲を規制部によって規制することで効果的に防止できる。 The head mounted display (HMD) is used with the display unit held in front of the user's eyes by the arm, the first adjustment unit, and the second adjustment unit with the mounting unit mounted on the user's head. Is done. Since the distance between the display unit and the rotation center of the first adjustment unit is larger than the distance between the display unit and the rotation center of the second adjustment unit, the movable range of the display unit is the first adjustment. When the part is rotated, it is larger than when the second adjusting part is rotated. The HMD can be realized by restricting the rotation range of the arm by the first adjustment unit by restricting the rotation of the rotation mechanism by the restriction unit. That is, the HMD regulates the rotation range of the adjustment unit on the mounting unit side by the regulating unit. For this reason, HMD can prevent effectively that a display part contacts a user's face by restrict | limiting the movable range of the 1st adjustment part from which the movable range of a display part becomes larger by a control part.
本発明において、前記規制部は、前記台座のうち前記連結部に対向する台座面と、前記連結部のうち前記台座側に対向する連結部面の少なくとも一方に形成されてもよい。この場合、規制部は、台座に対する連結部の回転を規制することによって、第１調整部によるアームの回転範囲を適切に規制できる。 In the present invention, the restricting portion may be formed on at least one of a pedestal surface facing the connecting portion of the pedestal and a connecting portion surface facing the pedestal side of the connecting portion. In this case, the restricting portion can appropriately restrict the rotation range of the arm by the first adjusting portion by restricting the rotation of the connecting portion with respect to the base.
本発明において、前記規制部は、前記台座面及び前記連結部面の一方に設けられた突出部と、前記台座面及び前記連結部面の他方に設けられ、前記突出部に係合する溝部とを備えてもよい。この場合、第１規制部は、突出部を溝部に係合させることによって、台座に対する連結部の回転を規制できる。 In the present invention, the restricting portion includes a protruding portion provided on one of the pedestal surface and the connecting portion surface, and a groove portion provided on the other of the pedestal surface and the connecting portion surface and engaged with the protruding portion. May be provided. In this case, the 1st control part can control rotation of the connection part to a base by engaging a projection part with a slot.
本発明において、前記突出部及び前記溝部は、それぞれ、前記回転軸を中心とした円形に沿って複数配置されてもよい。この場合、ユーザは、規制部の複数の突出部の何れかに溝部を係合させることによって、支持体に対する装着部の取り付け角度に合わせて、第１調整部によるアームの回転範囲を適切且つ容易に規制できる。 In the present invention, a plurality of the projecting portions and the groove portions may be arranged along a circle centered on the rotation axis. In this case, the user can appropriately and easily adjust the rotation range of the arm by the first adjustment unit in accordance with the mounting angle of the mounting unit with respect to the support by engaging the groove with any of the plurality of protrusions of the restriction unit. Can be regulated.
本発明において、前記規制部は、前記台座面と前記連結部面との摩擦力によって、前記台座に対する前記連結部の回転を規制してもよい。この場合、ＨＭＤは、台座に対する連結部の回転の規制を、簡易な構成で実現できる。 In the present invention, the restricting portion may restrict the rotation of the connecting portion relative to the pedestal by a frictional force between the pedestal surface and the connecting portion surface. In this case, HMD can implement | achieve control of rotation of the connection part with respect to a base with a simple structure.
本発明において、前記回転機構は、前記台座と前記連結部とが近接する向きに付勢することによって前記台座と前記連結部とを接続する付勢部を更に備えてもよい。この場合、付勢部は、台座に対して連結部が離隔することを抑制できるので、台座に対する連結部の回転を適切に規制できる。 In the present invention, the rotation mechanism may further include an urging portion that connects the pedestal and the coupling portion by urging the pedestal and the coupling portion in a direction in which they are close to each other. In this case, since the urging portion can suppress the separation of the connecting portion with respect to the pedestal, rotation of the connecting portion with respect to the pedestal can be appropriately restricted.
本発明において、前記台座は、前記回転軸に沿って延びる貫通孔を有し、前記連結部は、前記貫通孔に挿通する留め部を介して前記台座に接続し、前記貫通孔の内壁に前記留め部が当接してもよい。この場合、ＨＭＤは、台座に対して連結部がぐらついたり脱離したりすることを、留め部によって適切に防止できる。 In the present invention, the pedestal has a through-hole extending along the rotation axis, and the connecting portion is connected to the pedestal via a fastening portion inserted through the through-hole, and the inner wall of the through-hole has the The fastening part may contact. In this case, the HMD can appropriately prevent the connecting portion from wobbling or detached from the pedestal by the fastening portion.
本発明の一実施形態について説明する。図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display、以下、「ＨＭＤ」という。）１は、ビデオ透過型のＨＭＤである。ＨＭＤ１は、使用者Ｕが被った帽子Ｈの鍔Ｈｂに取り付けられて使用される。ＨＭＤ１は、装着部２、回転機構３、規制部５、アーム７２、第１ボールジョイント７３、第２ボールジョイント７４、及び、表示部７６を備える。以下、図の説明の理解を助けるため、ＨＭＤ１の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側を定義する。ＨＭＤ１の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、例えば、図１の上側、下側、左斜め上側、右斜め下側、左斜め下側、及び、右斜め上側にそれぞれ対応する。ＨＭＤ１の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、それぞれ、ＨＭＤ１が着用された使用者Ｕにとって、上側、下側、右側、左側、前側、及び、後側に対応する。図４〜図７において、表示部７６は省略されている。
An embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) 1 is a video transmission type HMD. The HMD 1 is used by being attached to the heel Hb of the hat H worn by the user U. The
＜装着部２＞
図１に示すように、装着部２は、帽子Ｈの鍔ＨｂにＨＭＤ１を固定する。図２に示すように、装着部２は、屈曲した板状の部材である。装着部７１は、第１部分２Ａ、第２部分２Ｂ、第３部分２Ｃ、第４部分２Ｄ、第５部分２Ｅ、及び、第６部分２Ｆを有する。
<
As shown in FIG. 1, the
図３に示すように、第１部分２Ａは長方形の板状である。第１部分２Ａの長手方向は、左右方向に対して傾斜する。第１部分２Ａの長手方向に沿って前側から後側に向かう方向は、左斜め後側を向く。以下、第１部分２Ａの長手方向のうち左斜め後側を「第１側」といい、右斜め前側を「第２側」という。長手方向と直交する方向を「直交方向」という。直交方向のうち左斜め前側を「第３側」といい、右斜め後側を「第４側」という。
As shown in FIG. 3, the
図２に示すように、第１部分２Ａの主平面は、上下方向と直交する。第２部分２Ｂは、円弧状に湾曲した板状である。第２部分２Ｂは、第１部分２Ａの下側面のうち長手方向中央よりも第２側の部分から下側に向けて、第２側に湾曲しながら延びる。第３部分２Ｃは長方形の板状である。第３部分２Ｃは、第２部分２Ｂのうち第１部分２Ａと接続する側と反対側の端部から、第１部分２Ａの第１側の端部に向けて、斜め上方向に延びる。第１部分２Ａと第３部分２Ｃとの間の上下方向の間隔は、第１側に向かう程小さくなる。第４部分２Ｄは、第３部分２Ｃの左端部に接続し、第１側に向けて下側に傾斜しながら延びる。第５部分２Ｅ、第６部分２Ｆはそれぞれ、長方形の板状である。第５部分２Ｅは、第４部分２Ｄのうち第１側の端部から第２側に向けて、第３部分２Ｃと並行に延びる。第３部分２Ｃと第５部分２Ｅとの間は離隔する。第６部分２Ｆは、第５部分２Ｅの下側の端部から第２側に向けて、第１部分２Ａと並行に延びる。
As shown in FIG. 2, the main plane of the
装着部２の第１部分２Ａと第３部分２Ｃとの間の隙間に、帽子Ｈの鍔Ｈｂ（図１参照）が挿通される。このとき、第１部分２Ａと第３部分２Ｃとは帽子Ｈの鍔Ｈｂを上下方向から挟み、装着部２を鍔Ｈｂに保持する。これによって装着部２は、帽子Ｈを被った使用者Ｕの頭部の位置に装着される。
A heel Hb (see FIG. 1) of the cap H is inserted into the gap between the
第１部分２Ａの上側面のうち長手方向略中央の部分に、台座２１が設けられる。台座２１は円柱状を有し、第１部分２Ａの上側面から上側に向けて突出する。台座２１の上側面を、「台座面２１Ｓ」（図４参照）という。図４に示すように、台座２１に貫通孔２１Ａが形成される。貫通孔２１Ａは、台座２１の中心を通って上下方向に延びる。貫通孔２１Ａは、装着部２の台座２１及び第１部分２Ａを上下方向に貫通する。図５に示すように、貫通孔２１Ａは、径の異なる孔部２１１、２１２を有する。孔部２１１、２１２は上下方向に並ぶ。孔部２１１は、孔部２１２に対して上側に配置される。孔部２１１の径は、孔部２１２の径よりも小さい。図２に示すように、台座２１の上側に、後述する回転機構３が設けられる。
A
＜回転機構３＞
図２に示すように、回転機構３は、装着部２の台座２１の上側に設けられる。回転機構３は、装着部２に対して回転可能である。図２、図４、図５に示すように、回転機構３は、連結部３Ａ、支持部３Ｂ、留め部３Ｃ（図４参照）、及び、付勢部３Ｄ（図５参照）を有する。
<
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、連結部３Ａは円形板状である。連結部３Ａの主平面は上下方向を向く。図５に示すように、連結部３Ａの中心から下側に向けて、円柱状の突出部３０が突出する。突出部３０は、台座２１の貫通孔２１Ａのうち孔部２１１に上側から嵌る。連結部３Ａは、台座２１に対して回転可能に連結される。連結部３Ａのうち突出部３０を除く部分の下側面を、「連結部面３Ｓ」という。連結部面３Ｓは、台座２１の台座面２１Ｓに対向する。連結部３Ａの中心に、貫通孔３１が形成される。貫通孔３１には、螺子３１Ａが上側から下側に向けて挿通される。螺子３１Ａは、後述する留め部３Ｃに螺合する。螺子３１Ａに沿って上下方向に延びる線分は、回転機構３の回転軸３Ｒに対応する。
As shown in FIG. 2, the connecting
図２、図４に示すように、支持部３Ｂは、連結部３Ａから回転軸３Ｒに沿って上側に延びる。支持部３Ｂは、連結部３Ａから上側に離隔した位置に円筒部３２を有する。図３に示すように、円筒部３２の中心は左右方向に延びる。円筒部３２の右端部に、後述する第１ボールジョイント７３のソケット７３Ｂが接続される。支持部３Ｂは、後述するアーム７２、第１ボールジョイント７３、第２ボールジョイント７４、及び、表示部７６を支持する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図５に示すように、留め部３Ｃは、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２に対して下側から挿通する。図４に示すように、留め部３Ｃは、板状部３６Ａ及び突出部３６Ｂを有する。板状部３６Ａは円形板状である。図５に示すように、板状部３６Ａの径は、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２の内径と略同一である。図４に示すように、突出部３６Ｂは、板状部３６Ａの中心から上側に向けて突出する。突出部３６Ｂは円柱状である。図５に示すように、突出部３６Ｂの径は、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２よりも小さく、孔部２１１の内径と略同一である。
As shown in FIG. 5, the
連結部３Ａの貫通孔３１に上側から挿通する螺子３１Ａは、留め部３Ｃの突出部３６Ｂに螺合する。連結部３Ａは、留め部３Ｃを介して台座２１に回転可能に接続される。このとき、留め部３Ｃの板状部３６Ａの側面は、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２の内壁に当接する。留め部３Ｃの板状部３６Ａの下側面は、装着部２の第１部分２Ａの下側面と略同一平面に沿って配置される。
A
図５に示すように、付勢部３Ｄはコイル状の圧縮ばねである。付勢部３Ｄは、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２の内部に収容される。付勢部３Ｄは、螺子３１Ａが螺合した状態の留め部３Ｃの突出部３６Ｂの周囲に配置される。付勢部３Ｄの上側の端部は台座２１に接続され、下側の端部は留め部３Ｃに接続される。付勢部３Ｄは、留め部３Ｃを介して連結部３Ａを台座２１側に付勢する。つまり、連結部３Ａと台座２１とは、付勢部３Ｄによって互いに近接する向きに付勢される。これによって、連結部３Ａは台座２１に保持される。
As shown in FIG. 5, the urging
一方、例えば使用者Ｕは、回転機構３の連結部３Ａを、付勢部３Ｄの付勢力に逆らって上側に移動させることによって、台座２１に対して連結部３Ａを上側に離隔させることができる。なお、詳細は後述するが、使用者Ｕは、台座２１に対して連結部３Ａを上側に離隔させることによって、台座２１に対して連結部３Ａを、回転軸３Ｒを中心として回転させることができる。
On the other hand, for example, the user U can move the connecting
＜規制部５＞
図４に示すように、規制部５は、突出部５１及び溝部５２を有する。なお、詳細は後述する。突出部５１は、装着部２の台座２１の台座面２１Ｓに設けられる。溝部５２は、回転機構３の連結部３Ａの連結部面３Ｓに設けられる。連結部３Ａが留め部３Ｃによって台座２１に接続された状態で、図３に示すように、溝部５２に突出部５１が係合する。これによって、台座２１に対する装着部２の回転が規制される。つまり、規制部５は、回転機構３の回転を規制する。
<
As shown in FIG. 4, the restricting
図６に示すように、溝部５２は、溝部５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄを有する。溝部５２Ａ〜５２Ｄは、回転軸３Ｒと連結部３Ａとが交差する点３Ｑを中心とした円形に沿って等間隔に配置される。溝部５２Ａ〜５２Ｄは、上側から見た状態で時計回り方向に順番に配置される。溝部５２Ａは、円形に沿った位置のうち直交方向の最も第４側に設けられる。溝部５２Ｂは、円形に沿った位置のうち長手方向の最も第２側に設けられる。溝部５２Ｃは、円形に沿った位置のうち直交方向の最も第３側に設けられる。溝部５２Ｄは、円形に沿った位置のうち長手方向の最も第１側に設けられる。
As shown in FIG. 6, the
突出部５１は、突出部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄを有する。突出部５１Ａ〜５１Ｄは、回転軸３Ｒと台座２１とが交差する点３Ｐを中心とした円形に沿って等間隔に配置される。突出部５１Ａ〜５１Ｄは、上側から見た状態で時計回り方向に順番に配置される。突出部５１Ａは、円形に沿った位置のうち直交方向の最も第４側に設けられ、溝部５２Ａに係合する。突出部５１Ｂは、円形に沿った位置のうち長手方向の最も第２側に設けられ、溝部５２Ｂに係合する。突出部５１Ｃは、円形に沿った位置のうち直交方向の最も第３側に設けられ、溝部５２Ｃに係合する。突出部５１Ｄは、円形に沿った位置のうち長手方向の最も第１側に設けられ、溝部５２Ｄに係合する。なお、突出部５１が溝部５２に係合した状態で、台座２１に対する連結部３Ａの回転は規制される。
The protrusion 51 has
一方、例えば使用者Ｕが、付勢部３Ｄ（図５参照）の付勢力に逆らって回転機構３の連結部３Ａを上側に移動させたとする。この場合、台座２１に対して連結部３Ａは上側に離隔し、突出部５１は溝部５２から外れる。連結部３Ａは、回転軸３Ｒを中心として回転可能となる。例えばこの状態で、連結部３Ａを、回転軸３Ｒを中心として回転させることによって、図６と異なる状態で突出部５１Ａ〜５１ｄを溝部５２Ａ〜５２Ｄに係合させることができる（図７参照、後述）。
On the other hand, for example, it is assumed that the user U moves the connecting
＜アーム７２、第１ボールジョイント７３、第２ボールジョイント７４＞
図２に示すように、アーム７２は略棒状であり、樹脂や金属などで構成される。アーム７２は上下方向に延びる。アーム７２の上端部は、後述する第１ボールジョイント７３及び回転機構３を介して装着部２に接続される。アーム７２の下端部は、後述する第２ボールジョイント７４を介して表示部７６に接続される。つまり、アーム７２は、装着部２と表示部７６とを接続する。
<
As shown in FIG. 2, the
図３に示すように、第１ボールジョイント７３は、ボールスタッド７３Ａ及びソケット７３Ｂを備える。ボールスタッド７３Ａは、アーム７２の上端部から延びる。ボールスタッド７３Ａの球体部７３Ｃは、ボールスタッド７３Ａのうちアーム７２側と反対側の端部に設けられる。ソケット７３Ｂは、回転機構３の支持部３Ｂの円筒部３２に接続される。ソケット７３Ｂは、球体部７３Ｃを摺動可能に支持する。球体部７３Ｃがソケット７３Ｂに対して摺動することによって、第１ボールジョイント７３は、回転機構３を介して、装着部２とアーム７２とを回転可能に連結する。第１ボールジョイント７３の回転軸（「第１軸」という。）７３Ｒは、ボールスタッド７３Ａの棒部に沿って延びる。なお、台座２１の突出部５１Ａ〜５１Ｄに連結部３Ａの溝部５２Ａ〜５２Ｄがそれぞれ係合した状態（図６参照）で、第１軸７３Ｒの方向の範囲の中心は左右方向に延びる。
As shown in FIG. 3, the first ball joint 73 includes a
第２ボールジョイント７４は、ボールスタッド７４Ａ及びソケット７４Ｂを備える。ボールスタッド７４Ａは、アーム７２の下端部から延びる。ボールスタッド７４Ａの球体部７４Ｃは、ボールスタッド７４Ａのうちアーム７２側と反対側の端部に設けられる。ソケット７４Ｂは表示部７６に接続し、球体部７４Ｃを摺動可能に支持する。球体部７４Ｃがソケット７４Ｂに対して摺動することによって、第２ボールジョイント７４は、表示部７６とアーム７２とを回転可能に連結する。第２ボールジョイント７４の回転軸（「第２軸」という。）７４Ｒは、ボールスタッド７４Ａの棒部に沿って延びる。
The second ball joint 74 includes a
アーム７２、第１ボールジョイント７３、及び、第２ボールジョイント７４は、表示部７６と装着部７１との間に介在する。第１ボールジョイント７３及び第２ボールジョイント７４は、装着部７１に対する表示部７６の位置を調整することによって、使用者Ｕの左眼に対する表示部７６の位置を調整できる。
The
＜表示部７６＞
図３に示すように、表示部７６は筐体７６Ａを備えている。筐体７６Ａは中空箱状である。筐体７６Ａの左側は開放する。筐体７６Ａの内部に収容されたレンズユニットの左側は露出する。筐体７６Ａの開口部にハーフミラー７６Ｂが設けられる。筐体７６Ａの内部に、レンズユニット、ピント調節機構、及び、液晶ユニットが収容される。ハーフミラー７６Ｂ、レンズユニット、及び、液晶ユニットは、左側から右側に向けて順番に並ぶ。ピント調節機構は、操作部材７６Ｃを有する。操作部材７６Ｃは、筐体７６Ａの前面に配置される。
<
As shown in FIG. 3, the
液晶ユニットは、画像を表示させることによって、画像光を射出する。レンズユニットは、液晶ユニットから射出された画像光をハーフミラー７６Ｂに導く。ピント調節機構は、操作部材７６Ｃの回転に応じて、レンズユニットを左右方向に移動させる。使用者Ｕは、操作部材７６Ｃを回転させることによって、表示部７６のピント調節を行うことができる。
The liquid crystal unit emits image light by displaying an image. The lens unit guides the image light emitted from the liquid crystal unit to the half mirror 76B. The focus adjustment mechanism moves the lens unit in the left-right direction according to the rotation of the operation member 76C. The user U can adjust the focus of the
ハーフミラー７６Ｂは矩形板状である。ハーフミラー７６Ｂの両面のうち一方の面は、右斜め後方を向く。ハーフミラー７６Ｂの両面のうち他方の面は、左斜め前方を向く。ハーフミラー７６Ｂは、入射した光の一部（例えば５０％）を反射させ、他部を透過させることができる。ハーフミラー７６Ｂは、レンズユニットを通過して右側から入射する画像光を後側に反射させることができる。使用者Ｕの左眼は、ハーフミラー７６Ｂによって後側に反射された画像光に基づいて、虚像を視認できる。又、ハーフミラー７６Ｂは、外界の光を後側に透過させることができる。以下、ハーフミラー７６Ｂによって後側に反射させる画像光を、「反射光」という。ハーフミラー７６Ｂを後側に透過する外界の光を、「透過光」という。 The half mirror 76B has a rectangular plate shape. One of the two surfaces of the half mirror 76B faces diagonally right rearward. The other surface of both surfaces of the half mirror 76B faces diagonally left frontward. The half mirror 76B can reflect a part of incident light (for example, 50%) and transmit the other part. The half mirror 76B can reflect image light incident from the right side through the lens unit to the rear side. The left eye of the user U can visually recognize the virtual image based on the image light reflected rearward by the half mirror 76B. The half mirror 76B can transmit light from the outside to the rear side. Hereinafter, the image light reflected to the rear side by the half mirror 76B is referred to as “reflected light”. The external light that passes through the half mirror 76B to the rear side is referred to as “transmitted light”.
＜ＨＭＤ１の使用方法＞
台座２１の突出部５１Ａ〜５１Ｄに連結部３Ａの溝部５２Ａ〜５２Ｄがそれぞれ係合された状態（図６参照）のＨＭＤ１が用意される。図１に示すように、帽子Ｈの鍔Ｈｂのうち右斜め前側の部分に、装着部２が装着される。装着部２の第１部分２Ａ及び第３部分２Ｃは、鍔Ｈｂを上下両側から挟む。これによって、ＨＭＤ１は鍔Ｈｂに保持される。
<How to use HMD1>
The
なお、図６に示すように、帽子Ｈの鍔Ｈｂのうち装着部２が取り付けられる部分の端部は、前後方向に対して傾斜する。このため、鍔Ｈｂの端部が装着部２の第２部分２Ｂ（図２参照）に接触した状態で、第１部分２Ａの延びる方向（長手方向）は、左右方向に対して傾斜する。これによって、第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲の中心は、左右方向を向く。つまり、第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲は、使用者Ｕ（図１参照）の正面方向（前方向）に対して、より後側の範囲に規制される。従って、表示部７６（図１参照）は使用者Ｕの顔に近付き難くなる。
In addition, as shown in FIG. 6, the edge part of the part to which the mounting
図１に示すように、使用者Ｕは表示部７６を持ち、表示部７６のハーフミラー７６Ｂが使用者Ｕの左眼の前側に対向して配置されるように、表示部７６の位置を調節する。第１ボールジョイント７３及び第２ボールジョイント７４が自在に回動するため、使用者Ｕは表示部７６を容易に移動させることができる。表示部７６の液晶パネルに画像が表示される。表示された画像に基づく画像光は、筐体７６Ａの開口を介してハーフミラー７６Ｂに出射される。ハーフミラー７６Ｂは、画像光を後側に反射させる。又、使用者Ｕの前方の外界光は、ハーフミラー７６Ｂを後側に透過させる。ハーフミラー７６Ｂから出射される反射光及び透過光は、使用者Ｕの左眼に進入する。これによって、使用者Ｕは、画像が重ねられた状態の外界の景色を認識できる。
As shown in FIG. 1, the user U has the
＜本実施形態の主たる作用、効果＞
ＨＭＤ１は、使用者Ｕが被った帽子Ｈの鍔Ｈｂに装着部２が装着された状態で、アーム７２、第１ボールジョイント７３、及び、第２ボールジョイント７４によって、使用者Ｕの眼前に表示部７６を保持させて使用される。なお、第１ボールジョイント７３の球体部７３Ｃの中心と表示部７６との間の距離の方が、第２ボールジョイント７４の球体部７４Ｃの中心と表示部７６との間の距離よりも大きい。このため、表示部７６の可動範囲は、第１ボールジョイント７３を回転させたときの方が、第２ボールジョイント７４を回転させたときよりも大きくなる。これに対し、ＨＭＤ１は、第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲を、回転機構３の回転を規制部５によって規制することで実現できる。この場合、アーム７２の移動可能な範囲は、アーム７２の両端部のボールジョイント（第１ボールジョイント７３及び第２ボールジョイント７４）のうち装着部２側の第１ボールジョイント７３によって規制される。このため、ＨＭＤ１は、使用者Ｕの顔に表示部７６が接触することを、表示部７６の可動範囲がより大きくなる第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲を規制することで効果的に防止できる。
<Main functions and effects of this embodiment>
The
装着部２は台座２１を有し、回転機構３は連結部３Ａを有する。台座２１の台座面２１Ｓと、連結部３Ａの連結部面３Ｓとは対向する。連結部３Ａは、台座２１に対して回転軸３Ｒを中心として回転可能である。この場合、ＨＭＤ１は、装着部２に対して回転機構３を安定的に保持できると同時に、必要に応じて、装着部２に対して回転機構３を回転させることができる。又、台座２１の台座面２１Ｓに突出部５１が設けられ、連結部３Ａの連結部面３Ｓに溝部５２が設けられる。この場合、規制部５は、突出部５１を溝部５２に係合させることによって、台座２１に対する回転機構３の回転を適切に規制できる。
The mounting
回転機構３は付勢部３Ｄを有する。付勢部３Ｄは、留め部３Ｃを介して連結部３Ａを台座２１側に付勢する。つまり、連結部３Ａ及び支持部３Ｂと台座２１とは、付勢部３Ｄによって互いに近接する向きに付勢される。このため、台座２１に対して連結部３Ａが離隔することによって溝部５２から突出部５１が脱離することを防止できる。従って、ＨＭＤ１は、台座２１に対する連結部３Ａの回転を、規制部５によって適切に規制できる。
The
留め部３Ｃは、連結部３Ａを台座２１に回転可能に接続する。このとき、留め部３Ｃの板状部３６Ａの側面は、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２の内壁に当接する。つまり、留め部３Ｃの側面全体は、台座２１によって適切に支持される。このため、ＨＭＤ１は、回転機構３が台座２１に対してぐらついたり、脱離したりすることを、留め部３Ｃによって適切に防止できる。
The
使用者Ｕは付勢部３Ｄの付勢力に逆らって回転機構３の連結部３Ａを上側に移動させることによって、溝部５２から突出部５１を脱離させることができる。この場合、回転機構３は、回転軸３Ｒを中心として回転可能となる。ここで、規制部５の突出部５１Ａ〜５１Ｄ及び溝部５２Ａ〜５２Ｄは、それぞれ、点３Ｐ、３Ｑを中心とする円形に沿って等間隔に配置される。このため、例えば図６に示すように、突出部５１Ａ〜５１Ｄがそれぞれ溝部５２Ａ〜５２Ｄに係合した状態から、回転機構３を上側から見た状態で時計回りに９０度回転させることによって、それぞれの突出部５１を異なる溝部５２に係合させ、図７に示す配置とすることができる。
The user U can detach the protrusion 51 from the
図７において、突出部５１Ａは溝部５２Ｄに係合し、突出部５１Ｂは溝部５２Ａに係合し、突出部５１Ｃは溝部５２Ｂに係合し、突出部５１Ｄは溝部５２Ｃに係合する。ここで例えば、第１軸７３Ｒを中心として第１ボールジョイント７３が１８０度回転され、アーム７２が移動したとする。この場合、ＨＭＤ１は、帽子Ｈの鍔Ｈｂのうち左斜め前側の部分に装着部２を装着して使用可能な状態になる。
In FIG. 7, the
図７に示すように、帽子Ｈの鍔Ｈｂのうち左斜め前側の部分にＨＭＤ１の装着部２が装着された場合、装着部２の長手方向の第１側は右斜め後側を向き、第２側は左斜め前側を向く。第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲の中心は、左方向を向く。この場合、使用者Ｕは、表示部７６のハーフミラー７６Ｂが使用者Ｕの右眼の前側に対向して配置されるように、表示部７６の位置を調節することが可能となる。このように、ＨＭＤ１は、規制部５の突出部５１を係合させる溝部５２を変更することによって、帽子Ｈの鍔Ｈｂのうち左右何れの側にも装着部２を装着して使用できる。
As shown in FIG. 7, when the mounting
なお、図７の状態において、第１ボールジョイント７３の第１軸７３Ｒの方向の範囲は、図６の場合と同様、使用者Ｕの正面方向（前方向）に対して、より後側の範囲に規制される。従って、表示部７６は使用者Ｕの顔に近付き難くなる。このため、ＨＭＤ１は、装着部２が鍔Ｈｂの左斜め前側及び右斜め前側の何れの側に装着された場合でも、使用者Ｕの顔に表示部７６が接触することを効果的に防止できる。
In the state of FIG. 7, the range of the direction of the
＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。ＨＭＤ１の表示部７６は、ハーフミラー７６Ｂを有しない構成であってもよい。表示部７６は後側に開口を有してもよい。液晶ユニットは、開口を介して画像光を後側に射出し、使用者Ｕの左眼に入射させてもよい。ＨＭＤ１は、鍔Ｈｂの左右両端部に装着される場合に限定されず、中央部に装着されてもよい。ＨＭＤ１が装着される対象は、帽子Ｈの鍔Ｈｂに限定されず、例えば、帽子Ｈの下側の縁部に装着されてもよい。又、ＨＭＤ１は、使用者Ｕが被った状態のヘルメットに装着されてもよい。
<Modification>
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The
規制部５は、台座２１の台座面２１Ｓに突出部５１は設けられていなくてもよく、連結部３Ａの連結部面３Ｓに溝部５２は設けられていなくてもよい。例えば規制部５として、周知のラチェット機構が設けられていてもよい。台座２１に対する回転機構３の回転は、ラチェット機構によって規制されてもよい。又、回転機構３の螺子３１Ａは、台座２１に対して直接螺合されていてもよい。つまり、留め部３Ｃは設けられていなくてもよい。使用者Ｕは、螺子３１Ａを緩めることによって回転機構３を回転可能な状態とし、螺子３１Ａを締めることによって回転機構３の回転を規制してもよい。
The restricting
上記において、台座２１と連結部３Ａとは、付勢部３Ｄによって、互いに近接する向きに付勢される。このため、連結部面３Ｓは台座面２１Ｓに押し付けられる。ここで規制部５は、台座面２１Ｓと連結部面３Ｓとの摩擦力によって、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転を規制してもよい。突出部５１及び溝部５２は設けられなくてもよい。なお、この場合、台座面２１Ｓに対する連結部面３Ｓの回転を規制するために、台座面２１Ｓと連結部面３Ｓとのそれぞれの摩擦係数は高い方が好ましい。この場合、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転を抑制するための構成を、容易に実現できる。
In the above, the
連結部面３Ｓに突出部５１が設けられ、台座面２１Ｓに規制部５の溝部５２が設けられてもよい。連結部面３Ｓ及び台座面２１Ｓのそれぞれに、突出部５１と溝部との両方が設けられてもよい。つまり、台座面２１Ｓの突出部が連結部面３Ｓの溝部に係合すると同時に、連結部面３Ｓの突出部が台座面２１Ｓの溝部に係合してもよい。
The protrusion part 51 may be provided in the connection part surface 3S, and the
突出部５１及び溝部５２のそれぞれの数が上記実施形態の具体例に限定されないことは言うまでもない。突出部５１及び溝部５２のそれぞれの数は、１〜３でもよいし、５以上でもよい。突出部５１及び溝部５２はそれぞれ、等間隔で配置されていなくてもよい。但し、複数の回転位置で突出部５１が溝部５２に係合可能とするために、突出部５１及び溝部５２はそれぞれ、点３Ｐ、３Ｑを中心とする円形に沿って等間隔で配列されることが好ましい。この場合、使用者Ｕは、帽子Ｈの鍔Ｈｂに対する装着部２の取付角度に合わせて、突出部５１を係合させる溝部５２を切り替えることができる。従って、ＨＭＤ１は、第１ボールジョイント７３によるアーム７２の可動範囲を、規制部５によって適切且つ容易に規制できる。
It goes without saying that the numbers of the protruding portions 51 and the
上記実施形態では、図８（Ａ）に示すように、留め部３Ｃの板状部３６Ａの側面は、台座２１の貫通孔２１Ａの孔部２１２の内壁に当接した。留め部３Ｃの板状部３６Ａの下側面は、装着部２の第１部分２Ａの下側面と略同一平面に沿って配置された。この場合、連結部３Ａの連結部面３Ｓと台座２１の台座面２１Ｓとの間の摩擦力が、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転を規制する力として作用してもよい。なお、付勢部３Ｄは、留め部３Ｃを介して連結部３Ａを台座２１側に付勢するので、連結部面３Ｓと台座面２１Ｓとの間には強い摩擦力が作用し易い。このため、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転は、連結部面３Ｓと台座面２１Ｓとの間の摩擦力によって適切に規制される。
In the above embodiment, as shown in FIG. 8A, the side surface of the plate-like portion 36 </ b> A of the retaining
又、図８（Ｂ）に示すように、台座２１の貫通孔２１Ａは、孔部２１１を有さず、代わりに孔部２１３を有していてもよい。孔部２１３は、孔部２１２の下側に配置されてもよい。孔部２１３の径は、孔部２１２よりも小さくてもよい。連結部３Ａのうち突出部３０を除く部分の側面は、孔部２１２の内壁に当接してもよい。留め部３Ｃの突出部３６Ｂの側面は、孔部２１３の内壁に当接してもよい。留め部３Ｃの板状部３６Ａは、装着部２の第１部分２Ａの下側面よりも下側に突出してもよい。この場合、装着部２の第１部分２Ａの下側面２Ｔと、板状部３６Ａの上側面３Ｔとの間の摩擦力が、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転を規制する力として作用してもよい。なお、付勢部３Ｄは、留め部３Ｃを装着部２側に付勢するので、第１部分２Ａの下側面２Ｔと板状部３６Ａの上側面３Ｔとの間には強い摩擦力が作用し易い。このため、台座２１に対する連結部３Ａ及び支持部３Ｂの回転は、下側面２Ｔと上側面３Ｔとの間の摩擦力によって適切に規制される。
Further, as shown in FIG. 8B, the through
＜その他＞
第１ボールジョイント７３は、本発明の「第１調整部」の一例である。第２ボールジョイント７４は、本発明の「第２調整部」の一例である。
<Others>
The first ball joint 73 is an example of the “first adjusting portion” in the present invention. The second ball joint 74 is an example of the “second adjusting portion” in the present invention.
１ ：ＨＭＤ
２ ：装着部
３ ：回転機構
３Ａ ：連結部
３Ｂ ：支持部
３Ｃ ：留め部
３Ｄ ：付勢部
３Ｒ ：回転軸
３Ｓ ：連結部面
５ ：規制部
２１ ：台座
２１Ａ ：貫通孔
２１Ｓ ：台座面
５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ ：突出部
５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ ：溝部
７１ ：装着部
７２ ：アーム
７３ ：第１ボールジョイント
７４ ：第２ボールジョイント
７４Ａ ：ボールスタッド
７４Ｂ ：ソケット
７４Ｃ ：球体部
７６ ：表示部
1: HMD
2: Mounting portion 3: Rotating
Claims (7)
画像を表示する表示部と、
前記装着部と前記表示部とを接続するアームと、
前記装着部に対して所定の回転軸を中心として回転可能に設けられる回転機構であって、
前記装着部に設けられた台座に対して、前記回転軸を中心として回転可能に連結する連結部、及び、
前記回転軸に沿って延び且つ前記アームを支持する支持部
を有する回転機構と、
前記回転機構の前記支持部を介して前記装着部と前記アームとを回転可能に連結する第１調整部と、
前記表示部と前記アームとを回転可能に連結する第２調整部と、
前記回転機構の回転範囲を規制する規制部と
を備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 A mounting part to be mounted at the position of the user's head;
A display for displaying an image;
An arm connecting the mounting portion and the display portion;
A rotation mechanism provided to be rotatable about a predetermined rotation axis with respect to the mounting portion;
A connecting part that is connected to the base provided in the mounting part so as to be rotatable around the rotation axis, and
A rotation mechanism having a support portion extending along the rotation axis and supporting the arm;
A first adjustment unit rotatably connecting the mounting unit and the arm via the support unit of the rotation mechanism;
A second adjustment unit that rotatably connects the display unit and the arm;
A head-mounted display, comprising: a restricting portion that restricts a rotation range of the rotating mechanism.
前記台座のうち前記連結部に対向する台座面と、前記連結部のうち前記台座側に対向する連結部面の少なくとも一方に形成された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。 The regulation part is
The head mounted display according to claim 1, wherein the head mounted display is formed on at least one of a pedestal surface facing the connecting portion of the pedestal and a connecting portion surface facing the pedestal side of the connecting portion.
前記台座面及び前記連結部面の一方に設けられた突出部と、
前記台座面及び前記連結部面の他方に設けられ、前記突出部に係合する溝部と
を備えた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。 The regulation part is
A protrusion provided on one of the pedestal surface and the connecting portion surface;
The head-mounted display according to claim 2, further comprising: a groove provided on the other of the pedestal surface and the connecting portion surface and engaged with the protruding portion.
前記連結部は、前記貫通孔に挿通する留め部を介して前記台座に接続し、
前記貫通孔の内壁に前記留め部が当接することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 The pedestal has a through hole extending along the rotation axis,
The connecting portion is connected to the pedestal via a fastening portion inserted through the through hole,
The head mounted display according to any one of claims 1 to 6, wherein the fastening portion is in contact with an inner wall of the through hole.
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