JP6528749B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Description
本発明の第1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、装着具11、連結具12、及び、表示装置2A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、装着具11が着用された使用者にとって、上側、下側、右側、左側、前側、及び、後側に対応する。
図1に示すように、装着具11は、樹脂や金属(例えば、ステンレス)などの、可撓性を有する材質で構成される。装着具11は、第1部分11A及び第2部分11B、11Cを有する。なお、以下では、理解を容易とするために、装着具11を第1部分11A及び第2部分11B、11Cに区分して説明するが、装着具11は、第1部分11A及び第2部分11B、11Cのそれぞれの部材に分かれておらず、全体として一体の部材である。
図1、図2に示すように、表示装置2Aは筐体21を有する。筐体21は、前後方向に長い略直方体を形成する。筐体21の右壁部21Rに、ボールジョイント15のうちボールスタッドの球体部(非図示)を受ける受け部15Aが接続する。筐体21の前壁部21Fに、第1操作機構26の第1操作部26Aが設けられる。第1操作部26Aは、前後方向に延びる軸を中心として回転可能なダイヤルである。詳細は後述するが、第1操作部26Aは、使用者がピント調節を行う場合に使用される。筐体21の上壁部21Uに、第2操作機構27の第2操作部27Aが設けられる。第2操作部27Aは、左右方向に移動可能なつまみである。詳細は後述するが、第2操作部27Aは、第1操作部26Aによるピント調節の調節範囲を切り替える場合に使用される。第2操作部27Aは、上下方向において第1操作部26Aよりも上側に配置される。第1操作部26A及び第2操作部27Aは、上下方向において並んで配置される。
図3に示すように、筐体21は、第1部分20A、第2部分20B、及び、第3部分20Cが組み合わせられることによって形成される。第2部分20Bは、筐体21の上壁部21U、右壁部21R(図1参照)、左壁部21L、及び、下壁部21D(図1参照)を構成する。第2部分20Bは、前端部及び後端部が開放した角筒状を有する。第1部分20Aは、筐体21の前壁部21Fを構成する。第1部分20Aは、第2部分20Bの前端部に嵌る。第3部分20Cは、筐体21の後壁部21Bを構成する。第3部分20Cは、第2部分20Bの後端部に嵌る。第1部分20A、第2部分20B、及び、第3部分20Cで覆われた筐体21の内部に、後述する生成機構3及び光学部4が収容される。
生成機構3は、非図示の通信線を介して非図示の外部機器から受信した画像信号に応じた画像の画像光を生成する。生成機構3は、第1操作部26Aに対する操作に応じて前後方向に移動し、後述する光学部4を通過した画像光の焦点の位置を移動させる。生成機構3が前後方向に移動するときの移動可能な範囲は、第2操作部27Aに対する操作に応じて切り替えられる。生成機構3は、保持部材31、33、生成部32、制御基板34、及び、移動機構35を有する。
保持部材31の側板部31Bに、規制部5が設けられる。規制部5は、側板部31Bを上下方向に貫通する溝部である。図5に示すように、規制部5は、第1溝部51、第2溝部52、及び、連結溝部53を有する。第1溝部51、第2溝部52、及び、連結溝部53は、それぞれ、前後方向に延びる。第1溝部51、第2溝部52、及び、連結溝部53のそれぞれの左右方向の長さ(幅)は、同一である。連結溝部53は、側板部31Bの左右方向略中央に設けられる。第1溝部51は、連結溝部53の右側に配置され、第2溝部52は、連結溝部53の左側に配置される。第1溝部51、第2溝部52、及び、連結溝部53は、左右方向における位置がそれぞれ相違する。連結溝部53は、左右方向において第1溝部51及び第2溝部52の間に配置される。連結溝部53は、第1溝部51と第2溝部52とを連結する。
図3に示すように、光学部4は、生成機構3に対して後側に配置される。光学部4は、生成部32によって生成された画像光を前側から後側に通過させる。光学部4は、画像光を屈折させて集光させる。光学部4は、角筒部41、及び、複数のレンズ42を有する。
第1操作機構26は、回転式のダイヤルによって生成機構3を移動させるための機構である。図3に示すように、第1操作機構26は、第1操作部26A、突出部26B、及び、2つの係合部26Cを有する。第1操作部26Aは、外周面に凹凸を有する円筒状である。第1操作部26Aの中心は前後方向に延びる。第1操作部26Aの前端部は、円形板状の閉塞部261によって閉塞される。突出部26Bは、第1操作部26Aよりも径の小さい円筒状である。突出部26Bは、第1操作部26Aの閉塞部261の前面の略中央から、後側に向けて延びる。2つの係合部26Cは、それぞれ、第1操作部26Aの閉塞部261のうち、突出部26Bの上側及び下側の部分から、後側に向けて延びる。
第2操作機構27は、スライド式のつまみによって生成部32の移動範囲を切り替えるための機構である。図3に示すように、第2操作機構27は、第2操作部27A、及び、突出部27Bを有する。第2操作部27Aは、左右方向に長い略板状である。第2操作部27Aは、上面に凹凸を有する。突出部27Bは、第2操作部27Aの下面から下側に向けて突出する。突出部27Bは円柱状である。突出部27Bの径は、筐体21の上壁部21Uに設けられた貫通穴29A、29B、29Cの径よりも僅かに小さい。
図7(A)に示すように、突出部27Bが第1位置に配置された状態で第1操作部26Aの回転操作が行われた場合、生成機構3は、第1溝部51に沿って突出部27Bが相対移動可能な範囲で、前後方向に移動する。生成機構3が後側に最も移動した状態で、第1溝部51の前端部51B(図5参照)に突出部27Bが接触する。以下、この状態における生成機構3の位置を、「第1近接位置」という。生成機構3が前側に最も移動した状態で、第1溝部51の後端部51A(図5参照)に突出部27Bが接触する。以下、この状態における生成機構3の位置を、「第1離隔位置」という。突出部27Bが第1位置に配置された状態で移動可能な生成部32の移動範囲、即ち、生成機構3が第1近接位置と第1離隔位置との間を移動するときの生成部32の移動範囲を、「第1範囲」といい、S11と表記する。第1操作部26Aの回転操作が行われた場合、第1溝部51は、生成部32の移動範囲を第1範囲S11に規制する。
図3に示すように、筐体21のうち右壁部21R(図1参照)の内面、且つ、光学部4の角筒部41の右側に、板ばね46が設けられる。板ばね46は、前後方向に長い長方形である。板ばね46は、前後方向中央の突出部46Aで曲折する。突出部46Aは、板ばね46の前後両端部よりも左側に突出する。図7に示すように、凹凸部47は、光学部4の角筒部41(図3参照)の右壁部の外面のうち後端部近傍に設けられる。凹凸部47は、上下方向に延びる凹部及び凸部を複数有する。凹凸部47の複数の凹部及び複数の凸部は、前後方向に交互に配列される。
HMD1において第1操作部26Aを回転させる操作が行われた場合、表示装置2Aは、光学部4に対して生成部32を移動させることによってピント調節を行う。更に、表示装置2Aは、第1操作部26Aの回転操作に応じた生成部32の移動範囲を、規制部5によって規制する。このため、使用者はピント調節を容易に実行できる。なお、光学部4は筐体21に移動不能に保持されており、ピント調節が行われた場合でも、筐体21に対する光学部4の位置は変化しない。このため、表示装置2Aのアイポイントは、ピント調節が行われた場合でも変化しない。このように、表示装置2Aは、規制部5による生成部32の移動範囲の規制によってピント調節を容易とし、且つ、ピント調節によってアイポイントが移動することを抑制できる。
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態が第1実施例と異なる点は、表示装置2Aの代わりに表示装置2Bが用いられる点である。以下、第1実施形態と同一の構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
図9に示すように、規制部6は、生成機構3(図3参照)の保持部材31の側板部31Bに設けられる。規制部6は、側板部31Bを上下方向に貫通する溝部である。規制部6は、第1溝部61、第2溝部62、及び、連結溝部63を有する。第1溝部61、第2溝部62、及び、連結溝部63は、それぞれ、前後方向に延びる。第1溝部61、第2溝部62、及び、連結溝部63は、前後方向に一直線状に並ぶ。最も前側に第1溝部61が配置され、最も後側に第2溝部62が配置される。第1溝部61の前端部61Bは、規制部6全体の前端部に対応する。第2溝部62の後端部62Aは、規制部6全体の後端部に対応する。連結溝部63は、第1溝部61の後端部61Aと第2溝部62の前端部62Bとの間を連結する。第1溝部61の後端部61A及び連結溝部63の前端部63B、並びに、第2溝部62の前端部62B及び連結溝部63の後端部63Aは、それぞれ、前後方向の位置が一致する。第1溝部61、第2溝部62、及び、連結溝部63のそれぞれの左右方向の長さ(幅)は、同一である。第1溝部61の前後方向の長さL21は、第2溝部62の前後方向の長さL22よりも長い。連結溝部63の前後方向の長さL23は、第2溝部62の前後方向の長さL22よりも長く、第1溝部61の前後方向の長さL21よりも短い。
図8に示すように、第2操作機構67は、第2操作部67A、及び、突出部67Bを有する。第2操作部67Aは、前後方向に長い略板状である。第2操作部67Aは、上面に凹凸を有する。突出部67Bは、第2操作部67Aの下面から下側に向けて突出する。突出部67Bは円柱状である。突出部67Bの径は、筐体21の上壁部21Uに設けられた貫通穴69A、69B、69Cの径よりも僅かに小さい。
図10(A)に示すように、突出部67Bが第4位置に配置された状態で第1操作部26Aの回転操作が行われた場合、生成機構3は、第1溝部61に沿って突出部67Bが相対移動可能な範囲で、前後方向に移動する。生成機構3が後側に最も移動した状態で、第1溝部61の前端部61B(図9参照)に突出部67Bが接触する。以下、この状態における生成機構3の位置を、「第4近接位置」という。生成機構3が前側に最も移動した状態で、抑制部64(図9参照)に突出部67Bが前側から接触する。以下、この状態における生成機構3の位置を、「第4離隔位置」という。突出部67Bが第4位置に配置された状態で移動可能な生成部32の移動範囲、即ち、生成機構3が第4近接位置と第4離隔位置との間を移動するときの生成部32の移動範囲を、「第4範囲」といい、S14と表記する。第1操作部26Aの回転操作が行われた場合、第1溝部61は、生成部32の移動範囲を第4範囲S14に規制する。
第1実施形態の作用、効果に加えて、以下の作用、効果を更に有する。規制部6は、第2操作機構67の突出部67Bが第4位置、第5位置、及び、第6位置に配置された場合、生成部32の移動範囲を、第4範囲S14(図10(A)参照)、第5範囲S15(図10(C)参照)、第6範囲S16(図10(B)参照)に規制する。使用者は、第2操作部67Aを前後方向に移動させる操作を行うことによって、生成部32の前後方向の移動範囲を切り替えることができる。つまり、第2操作部67Aの移動方向と、生成部32の移動方向とが一致する。このため使用者は、生成部32の移動範囲が第4範囲S14、第5範囲S15、及び第6範囲S16のそれぞれに規制された状態を、連続して直感的且つ容易に切り替えることができる。
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。以下では、主に第1実施形態における場合を例に挙げて変形例を説明するが、これらの内容は、適宜、第2実施形態にも適用可能である。
複数のレンズは、本発明の「光学素子」の一例である。前後方向は、本発明の「第1方向」の一例である。板ばね46、凹凸部47は、本発明の「態様変更手段」の一例である。
2A、2B :表示装置
3 :生成機構
4 :光学部
5、6 :規制部
21 :筐体
26 :第1操作機構
26A :第1操作部
27、67 :第2操作機構
27A、67A :第2操作部
32 :生成部
35 :移動機構
51、61 :第1溝部
52、62 :第2溝部
53、63 :連結溝部
64、65 :抑制部
Claims (8)
- 筐体と、
前記筐体の内部に移動可能に保持され、画像光を生成する生成部と、
前記筐体の内部に移動不能に保持され、前記生成部によって生成された前記画像光を通過させる光学素子を有する光学部と、
前記生成部を、前記筐体の内部で移動させる移動機構と、
前記移動機構に接続し、前記画像光の光軸と平行な第1方向に沿って前記生成部を移動させる操作を行う第1操作部と、
前記生成部の移動範囲を規制する規制部であって、
前記移動範囲を第1範囲に規制するか又は第2範囲に規制するかを切り替え可能であり、
前記第1範囲の前記光学部側の端部の位置は、前記第2範囲の前記光学部側の端部の位置よりも、前記光学部に近接し、
前記第1範囲は前記第2範囲よりも、前記第1方向の長さが長い前記規制部と
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。 - 前記規制部は、
前記生成部及び前記筐体の一方に設けられ、前記第1方向と平行に延びる溝部であって、
前記移動範囲を前記第1範囲に規制するための第1溝部、
前記移動範囲を前記第2範囲に規制するための第2溝部、及び、
前記第1溝部と前記第2溝部とを連結する連結溝部
を含む溝部と、
前記生成部及び前記筐体の他方に設けられ、前記生成部側に突出し、一部が前記溝部に挿通可能な突出部と
を備え、
前記突出部が前記第1溝部に挿通する場合、前記第1溝部に沿って前記突出部が相対移動することによって、前記移動範囲が前記第1範囲に規制され、
前記突出部が前記第2溝部に挿通する場合、前記第2溝部に沿って前記突出部が相対移動することによって、前記移動範囲が前記第2範囲に規制され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。 - 前記第1溝部、前記第2溝部、及び、前記連結溝部は、前記第1方向と直交する方向において異なる位置に設けられ、
前記第1溝部の前記光学部側の端部の位置は、前記第2溝部の前記光学部側と反対側の端部よりも、前記光学部に近接し、
前記連結溝部は、
前記第1溝部の前記光学部側と反対側の端部と、前記第2溝部の前記光学部側の端部との間に亘って、前記第1方向と平行に延び、
前記第1方向と直交する方向において、前記第1溝部と前記第2溝部との間に配置され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。 - 前記第1溝部及び前記第2溝部は、前記第1方向に並んで設けられ、
前記連結溝部は、
前記第1溝部の前記光学部側の端部と、前記第2溝部の前記光学部側と反対側との間を連結す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溝部と前記連結溝部との連結部分、及び、前記第2溝部と前記連結溝部との連結部分に、前記突出部の移動を抑制する抑制部が設けられた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。
- 前記突出部を操作する第2操作部を備え、
前記第1操作部と前記第2操作部は、前記第1方向と直交する方向に並んで配置されたことを特徴とする請求項2から5の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 前記第1操作部は、回転式のダイヤルであ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。
- 前記生成部が前記第2範囲内で移動する場合に、前記ダイヤルを第1態様で回転させ、前記生成部が前記第1範囲内で移動する場合に、前記ダイヤルを前記第1態様と異なる第2態様で回転させる態様変更手段を備えたことを特徴とする請求項7に記載のヘッドマウントディスプレイ。
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