JP6733227B2 - 頭部装着型画像表示装置 - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載の頭部装着型画像表示装置は、使用者の左右の眼に対向する位置にそれぞれ設けられる第1の表示部及び第2の表示部を備える。この第1の表示部及び第2の表示部のそれぞれは、使用者の左右の眼に画像を表示する表示板(導光板)と、当該表示板に画像を投射させる光学ユニットと、を備える。これにより、使用者は、光学ユニットから投射された画像を視認できる。
更に、上記特許文献1に記載の頭部装着型画像表示装置のフレームのそれぞれは、第1連結部及び第2連結部にそれぞれ連結され、当該第1連結部及び第2連結部は、着脱自在に構成されている。このため、第1連結部及び第2連結部を着脱させることにより、頭部装着型画像表示装置を使用者の頭部への装着を容易にし、第1連結部及び第2連結部の開放(分割)時に、上記バンド部材を首に掛けて携帯可能に構成されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の頭部装着型画像表示装置では、例えば、視認作業及び非視認作業を交互に行う場合、第1連結部及び第2連結部の連結及び開放をその都度行う必要がある。換言すると、作業員は、頭部装着型画像表示装置をその都度、装着及び脱着する必要がある。
このため、使用者(作業員)等がヘルメット等の被覆部材を装着している場合であっても、画像を表示する画像表示部のみを使用者(作業員)の眼前から退避できる構成が要望されていた。すなわち、画像表示部の退避量(退避距離)を拡大できる頭部装着型画像表示装置が要望されていた。
上記第1態様によれば、使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられた左側表示部及び右側表示部を支持する一対のアームが、左側表示部及び右側表示部が並ぶ並列方向に沿う回動軸を中心として回動可能に構成されているので、一対のアームが上記回動軸に沿って回動することにより、画像表示部を使用者の眼前から遠ざける方向に移動させることができる。これによれば、一対のアームが上記回動軸を中心として回動するので、非視認作業を実行する場合に、頭部装着型画像表示装置を使用者の頭部に応じた位置から取り外すことなく画像表示部を眼前から退避させることができる。すなわち、画像表示部の退避量を拡大できる。従って、使用者が画像表示部を視認する視認作業を実行する場合及び使用者が画像表示部を視認しない非視認作業のいずれの作業を実行する場合でも、頭部装着型画像表示装置を取り外す手間が省けるので、作業の効率化を図ることができる。
これに対し、上記第1態様によれば、回動軸は、配置部における前額部に対向する面とは異なる面に設けられ、かつ、上記並列方向に直交する方向から見て、当該配置部の両端部よりも内側に位置しているので、上記回動軸を、配置部を上記並列方向の両端側に延ばすことなく設けることができる。従って、頭部装着型画像表示装置を小型化できる。
上記第1態様によれば、一対のアームが配置部に回動自在に支持される軸部を備えているので、一対のアームの退避量を拡大できる。また、左側表示部及び右側表示部により表示される画像が観察可能な観察位置から使用者側に回動することを規制する規制部を備えているので、画像表示部が使用者に接近しすぎることにより、左側表示部及び右側表示部により表示される画像が観察できないことを抑制できる。
上記第1態様によれば、軸部が配置部の底部に支持されているので、例えば、軸部が配置部の使用者とは反対方向側の面に支持されている場合に比べて、アームが支持する画像表示部を安定して保持できる。
また、例えば、軸部が配置部の底面部とは反対方向側に位置する天面部に支持されている場合に比べて、アームの回動範囲を小さくできる。従って、頭部装着型画像表示装置を小型化できる。
また、例えば、使用者が頭部にヘルメット等の被覆部材を装着している際に、左側第2延出部及び右側第2延出部が左側表示部及び右側表示部の使用者側の端部に接続されていると、当該左側第2延出部及び右側第2延出部がヘルメットの鍔等に接触し、左側表示部及び右側表示部のそれぞれを使用者の眼前から退避できない可能性がある。
これに対し、上記第1態様によれば、左側第2延出部及び右側第2延出部が左側表示部及び右側表示部の使用者とは反対方向側の端部に接続されていることから、当該左側第2延出部及び右側第2延出部が上記鍔に接触しないので、左側表示部及び右側表示部のそれぞれを使用者の眼前から確実に退避できる。
上記第1態様によれば、画像表示部が配置部に接離する方向にスライド可能に構成されているので、配置部と画像表示部との距離を調整できる。これによれば、使用者の眼の位置に応じて画像表示部の位置が調整できるので、頭部装着型画像表示装置の利便性及び汎用性を向上させることができる。
上記第1態様によれば、前額部に応じた位置に配置部が配置され、後頭部に応じた位置にバンド部が配置されるので、頭部装着型画像表示装置の装着時に、前額部及び後頭部(前額部及び後頭部に応じた位置)を配置部及びバンド部のそれぞれにより挟持できる。これによれば、使用者の頭部に頭部装着型画像表示装置を確実に装着(固定)できる。
例えば、配置部の前額部側に接続されるパッドが比較的固い部材で構成されている場合、当該パッドが弾性変形することが無いので、頭部装着型画像表示装置の装着感が悪くなる場合がある。
これに対し、上記第1態様によれば、パッドが弾性部材により構成されているので、パッドが弾性変形することにより、頭部装着型画像表示装置の装着感を良好にすることができる。また、バンド部もパッドと同様に弾性部材により構成されていることから、頭部装着型画像表示装置の装着時に、パッド及びバンド部が弾性変形するので、使用者の前額部及び後頭部(前額部及び後頭部のそれぞれに応じた位置)に適切な圧力を加えつつ、当該前額部及び後頭部を挟持できる。従って、頭部装着型画像表示装置の装着性を一層向上できる。
上記第1態様によれば、内装ケースにより制御部が覆われているので、例えば、配置部に対して衝撃が加えられた場合であっても、制御部に当該衝撃により作用する応力を内装ケースにより緩和できる。従って、制御部に対する耐衝撃性を向上させることができ、頭部装着型画像表示装置を安定して動作させることができる。
ここで、上記頭部装着型画像表示装置を屋外で使用する場合、屋内で使用する場合と比べて、配置部の内部に塵や水が浸入する可能性が高くなる。
これに対し、上記第1態様によれば、内装ケースの外縁から当該配置部の両端に向けて延びるリブに沿って流通する水等の流体を配置部外に排出する排出口を備えているので、配置部内に流入した上記塵や水を配置部外に排出できる。従って、配置部内に流入した流体により、配置部内に配置される制御部等が破損することを抑制できる。
上記被覆部材としては、ヘルメットの他、帽子等を例示できる。
上記第1態様によれば、使用者の頭部を保護する被覆部材に頭部装着型画像表示装置が装着される。この場合であっても、上記第1態様によれば、一対のアームが回動した場合に、ヘルメットや帽子等の鍔部に当接することが無いので、ヘルメットや帽子等を装着したまま、使用者は、頭部装着型画像表示装置における画像表示部を当該使用者の実行する作業に応じて、眼前から移動できる。
従って、上記視認作業及び上記非視認作業のそれぞれに応じて、頭部装着型画像表示装置をヘルメットから取り外す必要がないので、使用者の作業効率を向上できる。また、使用者が頭部装着型画像表示装置を取り外すことを煩雑に思い、頭部装着型画像表示装置が装着されたヘルメットを取り外して、上記非視認作業を実行することが無いので、使用者の安全性を向上できる。
ところで、上記第1態様に係る頭部装着型表示装置が鍔部を有する被覆部材に設けられた際に、回動軸の回転中心を通る仮想線から画像表示部の上面まで延びる第1垂線の距離が、当該仮想線から鍔部の最前端まで延びる第2垂線の距離以下である場合、一対のアームを回動させて、画像表示部を眼前から退避させると、当該画像表示部が鍔部に接触する可能性がある。
これに対し、上記第2態様によれば、当該第2態様に係る頭部装着型画像表示装置が装着された被覆部材を上記並列方向に沿う方向から見た場合に、回動軸の中心を通る仮想線から画像表示部の上面まで延びる第1垂線の距離は、当該仮想線から鍔部の最前端まで延びる第2垂線の距離より大きいので、アームを回動させた際に、画像表示部が鍔部に接触することを確実に抑制できる。従って、画像表示部を確実に退避でき、かつ、画像表示部、ひいては、頭部装着型画像表示装置が破損することを抑制できる。
上記第2態様によれば、上記第1態様に係る頭部装着型画像表示装置と同様の効果を奏することができる。
[頭部装着型画像表示装置の概略構成]
図1は、本実施形態に係る虚像表示装置1が使用者USに装着された状態を示す斜視図である。
本実施形態に係る虚像表示装置1は、本発明の頭部装着型画像表示装置に相当する。このような虚像表示装置1は、図1に示すように、使用者USの頭部HDやヘルメット等の装着部位(詳しくは、前額部HD1及び後頭部HD2を含む頭部HDの上記部分に応じた位置)に装着されて使用されるHMDである。この虚像表示装置1は、使用者USによって視認可能に虚像を表示するとともに、外光を透過させて外界を観察可能とするシースルー型のHMDである。
具体的に、本実施形態に係る虚像表示装置1は、使用者USの頭部HD(前額部HD1)に応じた位置に装着されるヘッドバンド部2(本体部3)と、使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられ、使用者により画像をそれぞれ観察可能に表示する左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rを有する画像表示部5と、本体部3の前面側(+Z方向側)の部位にそれぞれ位置し、左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51R(図2参照)が並ぶ方向である並列方向(+X方向)に沿う回動軸を中心として回動可能に本体部3に支持され、画像表示部5を支持する一対のアーム6と、を有し、回動軸が、本体部3の外周に設けられ、かつ、上記並列方向に直交する方向(+Z方向)から見て、当該本体部3の両端部よりも内側に位置することを特徴としている。
これらの構成については、以下に詳しく説明する。
更に、+Z方向側とは、+Z方向先端側を指し、−Z方向とは、+Z方向基端側を指す。他の方向も同様である。
ヘッドバンド部2は、上記頭部HDを挟持して、虚像表示装置1を当該頭部HDに装着させる部位である。このヘッドバンド部2は、図1に示すように、本体部3及びバンド部4を備える。なお、本体部3は、本発明の配置部に相当する。
図2は、虚像表示装置1を+Z方向側から見た斜視図であり、図3は、虚像表示装置1の5面図である。
本体部3は、図1に示すように、上記頭部HDの前額部HD1(ヘルメット等の被覆部材が頭部HDに装着されている場合には、これらにおける使用者USの前額部HD1に応じた部位)に応じた位置に配置される。この本体部3は、図2及び図3に示すように、+Y方向側から見て+C方向に沿う円弧形状を有するとともに、+X方向側から見て−Z方向に向かうに従って緩やかに−Y方向に延びる円弧形状を有する。換言すると、本体部3は、+Y方向側から見て頭部HDの前額部HD1に沿う略U字状の円弧形状を有する。
本体部3に取り付けられるバンド部4は、図1に示すように、使用者USの頭部HDの周囲を囲む環状に形成されている。バンド部4は、本体部3から延出し、使用者USの後頭部HD2に応じた位置に配置される部材である。このバンド部4は、ゴム等の弾性部材により構成されている。このようなバンド部4が、本体部3の接続部34に取り付けられ、使用者USの頭部HDを囲むように配置されることにより、本体部3ひいてはヘッドバンド部2が使用者USの頭部HDに沿って装着される。
また、この接続部34は、+Z方向側から見た場合に、画像表示部5の両端部より内側に位置している。このため、凹凸が設けられたヘルメット等の被覆部材を使用者USが装着している場合であっても、バンド部4により本体部3を確実に当該被覆部材に装着できる。
具体的に、本体部3は、使用者USの頭部HDやヘルメットMに対して水平方向(+X方向)に短く構成され、使用者USの頭部HDやヘルメットMの前額部HD1に当該本体部3のパッド35が当接した状態で、バンド部4が使用者USの頭部HDやヘルメットMの形状に沿って締められることにより固定される。例えば、ヘルメットMの鍔部M2の長さは4〜5cmであるため、上記構成にすることで、使用者の頭部HDや装着するヘルメットMの形状が異なっていても、容易に虚像表示装置1を装着し、かつ、確実に跳ね上げを行うことができる。
本体部3は、図2又は図3に示すように、外装ケース31、撮像部32、制御部33(図4参照)及び接続部34を有する。
外装ケース31は、使用者USの頭部HDに沿う円弧形状(略半円形状)に湾曲して形成され、当該前額部HD1に沿って配置される。詳述すると、外装ケース31は、使用者USの前額部HD1に沿って配置され、上記バンド部4によって固定される。
このような外装ケース31は、図2に示すように、+Y方向側に位置する上部ケース311と、−Y方向側に位置する下部ケース312とを有し、これら上部ケース311及び下部ケース312が組み合わされて上記外装ケース31が構成される。
上部ケース311は、図2に示すように、使用者US側に位置して使用者USの前額部HD1に対向配置されるように、+C方向に沿って湾曲する内面3111と、当該内面3111とは反対側の面である外面3112と、Y方向側の上面3113と、第1開口部3114と、第2開口部3115と、を有する。
これらのうち、第1開口部3114は、上部ケース311における略中央に応じた位置に、外面3112から上面3113に亘って形成されている。この第1開口部3114内には、後述する撮像部32が配置される。
また、第2開口部3115は、上部ケース311における両端部に形成されている。これら第2開口部3115には、上記接続部34が配置される。
図4は、上部ケース311を外し、本体部3の内部を示す斜視図であり、下部ケース312、撮像部32及び制御部33を示す斜視図である。また、図5は、下部ケース312を示す斜視図である。
下部ケース312は、撮像部32が取り付けられた制御部33を支持する他、後述する一対のアーム6の軸部61を回動可能に支持する。すなわち、下部ケース312は、本発明の配置部(本体部3)の底部に相当する。また、下部ケース312は、+C方向に沿って湾曲し、当該+C方向及び−C方向の端部側において、−Z方向に向かうに従って−Y方向に向かうように傾斜している。
この下部ケース312は、図4及び図5に示すように、2つの開口部3121、外壁部3122、内壁部3123、ガイド部3124、設置部3125及び支持部3126(図7参照)を有する。
外壁部3122は、下部ケース312において使用者USとは反対方向側、すなわち+Z方向側の端縁から+Y方向に起立する部位である。
内壁部3123は、下部ケース312において使用者US側の端縁から+Y方向に起立する部位である。この内壁部3123は、後述する制御部33を収容する内装ケース332の外縁における底面312A(本体部3の鉛直方向側の面)から、本体部3の両端に向けて延びる起立部である。すなわち、内壁部3123は、本発明のリブに相当し、当該内壁部3123に沿って流通する流体が上記開口部3121から、本体部3外に排出される。
ガイド部3124は、図5に示すように、下部ケース312内の底面312Aに、内壁部3123に沿って形成された突状部であり、開口部3121よりも+Z方向側の位置にそれぞれ形成されている。本実施形態では、ガイド部3124は、外装ケース31の中央の+C方向における端部側と、−C方向側における端部側とのそれぞれの対応する位置に設けられる。
なお、上述のように、下部ケース312は、開口部3121に向かうに従って、−Y方向に向かって傾斜している。すなわち、流路Pは、直立する使用者USに装着された際、開口部3121の近傍において、鉛直方向に向かって傾斜した底面312Aに沿って形成されている。従って、外装ケース31内に浸入した液体を、底面312A及び内壁部3123に沿って、開口部3121に向かって効率よく流通させることができる。
なお、支持部3126の構成については、後に詳述する。
制御部33は、図4に示すように、撮像部32が取り付けられた状態で、外装ケース31の内部(すなわち、上記設置部3125)に配置される。
この制御部33は、制御装置としての制御基板331と、内装ケース332とを備える。なお、制御部33は、上記以外にも、ジャイロセンサー及び地磁気センサー等の各種検出器や、GPS(Global positioning system)衛星からの信号を受信する受信機等の各種機器を含み構成されてもよい。
このような機能としては、例えば、画像表示部5に画像を表示させる画像表示制御や、表示画像に対する各種画像処理が挙げられる他、撮像部32の撮像制御や、撮像画像を用いた各種処理が挙げられる。更に、当該機能として、コントローラー7からの入力信号に応じた虚像表示装置1の動作制御が挙げられる。すなわち、制御基板331による制御内容及び処理内容は、虚像表示装置1において実現される機能の少なくとも一部であれば、特に制限されない。
このようなパッド35は、上記面に沿う円弧形状を有する弾性部材であり、本実施形態ではゴムや合成樹脂等によって形成されている。このパッド35は、内部が中空に形成されており、適度に弾性変形可能に構成されている。また、パッド35は、本体部3の前額部HD1側の上記面に着脱可能に取り付けられる。
このような複数種類のパッド35には、頭部HD(前額部HD1)と対向する面に、汗等の液体が流れやすい表面加工が施されたパッドが含まれる他、当該面に孔が形成され、内部空間に吸水部材が配置されたパッドも含まれる。これらパッドを用いることにより、装着された虚像表示装置1が汗等の液体によってずれることが抑制される他、当該液体が介在することによる不快感を低減できる。
図6は、カバー部材511の一部を除き、画像表示装置51の内部を示す図である。
画像表示部5は、上記制御部33(図4参照)から入力される画像情報に応じた画像を形成して、当該画像を虚像として使用者USに視認させる。この画像表示部5は、図6に示すように、使用者USの右眼と左眼のそれぞれに対して配置される一対の画像表示装置51(左眼用及び右眼用画像表示装置を、それぞれ51L,51Rとする)と、一対の画像表示装置51を保持する略U字状のフレーム部52とを備える。
このような一対の画像表示装置51のそれぞれは、図6に示すように、カバー部材511と、光学ユニット512と、導光部材513と、係合部514(図7参照)と、を有する。
光学ユニット512は、カバー部材511の内部に配置されており、光源装置から入射された光を、光変調装置によって、入力される画像情報に応じた画像光に変調し、対応する導光部材513に当該画像光を出射する。なお、光変調装置としては、例えば、液晶パネルやMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー等のマイクロミラーを用いたデバイスを採用できる。
このような左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rは、図6に示すように、それぞれの光学ユニット512に画像情報(画像信号)を出力するケーブルCB2と接続されており、当該ケーブルCB2は、カバー部材511の外に延出した後、本体部3内に挿入され、上記制御部33に接続される。
図7は、アーム6が+Y方向側に跳ね上げられた状態の虚像表示装置1の正面図であり、図8は、アーム6が+Y方向側に跳ね上げられた状態の虚像表示装置1の側面図であり、図9は、アーム6が+Y方向側に跳ね上げられた状態の虚像表示装置1の斜視図である。
一対のアーム6は、本体部3の前面側の部位である下部ケース312にそれぞれ位置し、左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rが並ぶ方向である並列方向(+X方向)に沿う回動軸を中心として回動可能に支持され、画像表示部5を支持する機能を有する。なお、本体部3の前面側の部位とは、+Z方向側から見える範囲である。具体的に、上記前面側の部位とは、本体部3における左眼用画像表示装置51Lの−X方向側の端部よりも+X方向側で、かつ、右眼用画像表示装置51Rの+X方向側の端部よりも−X方向側の範囲である。
この一対のアーム6は、図7〜図9に示すように、ヘッドバンド部2の本体部3と、画像表示部5のカバー部材511とを接続するとともに、当該本体部3の下部ケース312に対して回動可能に軸支されている。
また、一対のアーム6は、左眼用画像表示装置51Lに接続される左側アーム6Lと、右眼用画像表示装置51Rに接続される右側アーム6Rと、を備える。これら左側アーム6Lと右側アーム6Rとは、それぞれの構成の配置が互いに鏡面対称の関係を有する。
軸部61(左側アーム6L及び右側アーム6Rの軸部を、それぞれ左側軸部61L,右側軸部61Rとする。)は、本体部3の外部に露出した状態で回動自在に支持される部材である。この軸部61は、図7〜図9に示すように、本体部3の下部ケース312における支持部3126に回動自在に支持される。この支持部3126は、本体部3(下部ケース312)の外周に設けられ、かつ、+Z方向側から見て、本体部3の両端部よりも内側に位置している。より具体的には、本体部3における左眼用画像表示装置51Lの−X方向側の端部よりも+X方向側で、かつ、右眼用画像表示装置51Rの+X方向側の端部よりも−X方向側の範囲に位置している。本実施形態では、支持部3126は、左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rに対向する使用者の眼球に対する鉛直方向上側に位置している。
このため、支持部3126に支持される軸部61も本体部3(下部ケース312)の外周に設けられ、かつ、+Z方向側から見て、本体部3の両端部よりも内側に位置している。また、軸部61のそれぞれは、+X方向に沿う方向に並んで上記支持部3126に支持されることから、虚像表示装置1を−X方向側から見た場合に、軸部61は、当該軸部61を中心とする円弧形状に回動自在に支持される。すなわち、軸部61L,61Rのそれぞれは、下部ケース312の2つの支持部3126にて別々に支持される。
第1延出部63は、図7に示すように、左側アーム6Lを構成する左側第1延出部63L及び右側アーム6Rを構成する右側第1延出部63Rを備える。左側第1延出部63Lは、左側接続部62L(左側軸部61L)から上記並列方向(+X方向)に沿って右側アーム6Rとは反対方向側(−X方向側)に延出する。具体的に、左側第1延出部63Lは、下部ケース312の支持部3126から当該下部ケース312の底面312Aに沿って、当該下部ケース312の−X方向側の端部近傍まで延出している。この左側第1延出部63Lには、左側第2延出部64Lが接続される。
固定部643Lは、L字状部642Lの先端と接続され、上記カバー部材511の外側(−X方向側)から当該カバー部材511における上記基端部にスライド可能に固定される。この固定部643Lは、左眼用画像表示装置51L内に設けられる係合部514とともに、左側スライド機構65Lを構成する。
右側第1延出部63Rは、右側接続部62R(右側軸部61R)から上記並列方向(+X方向)に沿って左側アーム6Lとは反対方向側(+X方向側)に延出する。具体的に、右側第1延出部63Rは、下部ケース312の支持部3126から当該下部ケース312の底面312Aに沿って、当該下部ケース312の+X方向側の端部近傍まで延出している。この右側第1延出部63Rには、右側第2延出部64Rが接続される。
固定部643Rは、L字状部642Rの先端と接続され、上記カバー部材511の外側(+X方向側)から当該カバー部材511における上記基端部にスライド可能に固定される。この固定部643Rは、右眼用画像表示装置51R内に設けられる係合部514とともに、右側スライド機構65Rを構成する。
一対のアーム6のそれぞれと、画像表示装置51の一方は、当該画像表示装置51をヘッドバンド部2(本体部3)に接離する方向にスライド可能に他方と接続されるスライド機構65を備える。このようなスライド機構65は、左側アーム6L用の左側スライド機構65Lと、右側アーム6R用の右側スライド機構65Rを備える。
左側スライド機構65Lは、左側第2延出部64Lの固定部643Lと、当該固定部643Lが係合される係合部514と、により構成される。これらのうち、固定部643Lの+X方向側の面には、凹部(図示省略)が形成されている。また、カバー部材511内に配置された係合部514は、図7に示すように、図7における+Y方向(本体部3に接離する方向)に並んで形成された突出部5141,5142を備える。
突出部5141は、突出部5142よりも−Y方向側(本体部3に近接する方向)に位置している。これら突出部5141,5142のいずれかに上記凹部が係合することにより固定される。すなわち、突出部5141,5142のいずれかに上記凹部を係合させることにより、左側第2延出部64L、ひいては、左眼用画像表示装置51Lを本体部3に対して接離させる方向にスライドさせることができ、ヘッドバンド部2(本体部3)と上記左眼用画像表示装置51Lとの距離を調整できる。
突出部5141は、突出部5142よりも−Y方向側(本体部3に近接する方向)に位置している。これら突出部5141,5142のいずれかに上記凹部が係合することにより固定される。すなわち、突出部5141,5142のいずれかに上記凹部を係合させることにより、右側第2延出部64R、ひいては、右眼用画像表示装置51Rを本体部3に対して接離させる方向にスライドさせることができ、ヘッドバンド部2(本体部3)と上記右眼用画像表示装置51Rとの距離を調整できる。
例えば、使用者USが画像表示装置51を視認する場合には、図1に示すように、一対のアーム6が移動され、画像表示装置51が使用者USの左眼及び右眼の前に位置する。
一方、使用者USが画像表示装置51を視認しない場合には、図8に示すように、当該図8の破線にて示される観察位置に位置する一対のアーム6及び画像表示装置51は、軸部61を中心として+S1方向に回動し、図8に示す位置にて固定される。これにより、使用者USの左眼及び右眼の前に画像表示装置51が位置することが無いので、当該画像表示装置51を視認しないで行う非視認作業を、虚像表示装置1を頭部HDから取り外すことなく実行できる。
図10は、虚像表示装置1がヘルメットMに装着された状態を示す正面図であり、図11は、虚像表示装置1がヘルメットMに装着された状態を示す側面図である。
使用者USは、図10及び図11に示すように、当該使用者USの頭部HDを保護する被覆部材としてのヘルメットMを装着している。このヘルメットMは、頭部HDを覆う被覆部M1と、当該被覆部M1の+Z方向側の端部から当該+Z方向に延出する鍔部M2と、を備える。
上記虚像表示装置1は、図10及び図11に示すようにヘルメットMの被覆部M1に装着されている。具体的に、虚像表示装置1は、被覆部M1の装着部位(詳しくは、前額部HD1及び後頭部HD2を含む頭部HDの上記部分に応じた位置)に装着されて使用される。
また、コントローラー7は、バンド部4に取り付けられる不図示のケース内に収容され、被覆部M1の後頭部HD2に応じた位置に固定される。
例えば、使用者USが画像表示装置51を視認する場合には、図10及び図11に示すように、一対のアーム6が移動され、画像表示装置51が使用者USの左眼及び右眼の前に位置する。
一方、使用者USが画像表示装置51を視認しない場合には、図12に示すように、当該図12の破線にて示される観察位置に位置する一対のアーム6及び画像表示装置51は、軸部61を中心として+S1方向に回動し、図12に示す位置にて固定される。
ここで、虚像表示装置1が装着されたヘルメットMを+X方向側から見た場合に、軸部61の中心を通り、かつ、上記並列方向(+X方向)に沿う仮想線から画像表示装置51の上面510(図12における−Y方向側の面)まで延びる第1垂線の距離L1は、上記仮想線から鍔部M2の最前端(使用者USから最も離れている部位)まで延びる第2垂線の距離L2より大きい。なお、画像表示装置51の上面が湾曲している場合には、当該湾曲により延長される距離を上記距離L1に加えてもよい。
このような構成により、一対のアーム6がヘルメットMの鍔部M2に接触することなく、上記図12に示す位置に移動される。これにより、使用者USの左眼及び右眼の前に画像表示装置51が位置することが無いので、当該画像表示装置51を視認しないで行う非視認作業を、虚像表示装置1をヘルメットMから取り外すことなく実行できる。
以上説明した本実施形態に係る虚像表示装置1は、以下の効果を奏する。
使用者USの左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられた左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rを支持する一対のアーム6が、左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rが並ぶ並列方向(+X方向)に沿う回動軸を中心として回動可能に構成されているので、一対のアーム6が上記回動軸に沿って回動することにより、画像表示装置51を使用者USの眼前から遠ざける方向に移動させることができる。これによれば、一対のアーム6が上記回動軸を中心として回動するので、非視認作業を実行する場合に、虚像表示装置1を使用者USの頭部HD若しくは当該頭部HDに応じた位置から取り外すことなく画像表示装置51を眼前から退避させることができる。すなわち、画像表示装置51の退避量を拡大できる。従って、使用者USが画像表示装置51を視認する視認作業を実行する場合及び使用者USが画像表示装置51を視認しない非視認作業のいずれの作業を実行する場合でも、虚像表示装置1を取り外す手間が省けるので、作業の効率化を図ることができる。
また、軸部61は、本体部3の外周に設けられ、かつ、+Z方向から見て、当該本体部3の両端部よりも内側に位置しているので、ヘルメットMに鍔部M2が設けられている場合に、使用者USの頭部HPやヘルメットMの形状に合わせて当該ヘルメットMの鍔部M2を退避するための軸部61を、本体部3を+X方向に沿う方向の両端側に延ばすことなく設けることができる。
また、軸部61が本体部3の下部ケース312の底部に位置しているので、例えば、軸部61が本体部3の上部ケース311の+Y方向側の上面510に位置している場合に比べて、アーム6の回動範囲を小さくできる。従って、虚像表示装置1を小型化できる。
これに対し、本実施形態によれば、左側第2延出部64L及び右側第2延出部64Rが左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rの使用者USとは反対方向側の端部に接続されていることから、当該左側第2延出部64L及び右側第2延出部64Rが上記鍔部M2に接触しないので、左眼用画像表示装置51L及び右眼用画像表示装置51Rのそれぞれを使用者USの眼前から確実に退避できる。
これに対し、本実施形態によれば、パッド35がゴムや合成樹脂等の弾性部材により構成されているので、パッド35が弾性変形することにより、虚像表示装置1の装着感を良好にすることができる。また、バンド部4もパッド35と同様に上記弾性部材により構成されていることから、虚像表示装置1の装着時に、パッド35及びバンド部4が弾性変形するので、使用者USの前額部HD1及び後頭部HD2(前額部HD1及び後頭部HD2のそれぞれに応じた位置)に適切な圧力を加えつつ、当該前額部HD1及び後頭部HD2を挟持できる。従って、虚像表示装置1の装着性を一層向上できる。
これに対し、本実施形態によれば、内装ケース332の外縁から当該本体部3における外装ケース31の下部ケース312の両端に向けて延びるリブとしての内壁部3123に沿って流通する水等の流体を本体部3(外装ケース31)外に排出する排出口としての開口部3121を備えているので、本体部3内に流入された上記塵や水を本体部3外に排出できる。従って、本体部3内に流入した流体により、本体部3内に配置される制御基板331等が破損することを抑制できる。
従って、上記視認作業及び上記非視認作業のそれぞれに応じて、虚像表示装置1をヘルメットMから取り外す必要がないので、使用者USの作業効率を向上できる。また、使用者USが虚像表示装置1を取り外すことを煩雑に思い、虚像表示装置1が装着されたヘルメットMを取り外して、上記非視認作業を実行することが無いので、使用者USの安全性を向上できる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、規制部として接続部62を設け、当該接続部62の使用者US側の面が下部ケース312の底部に当接することにより、画像表示装置51により表示される画像を観察可能な観察位置から使用者US側に回動することを規制することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、規制部として機能する接続部62は、なくてもよく、この場合、軸部61に第1延出部63が接続される構成であってもよい。この場合、第1延出部63が上記規制部として機能する。また、上記画像表示装置51により表示される画像を観察可能な観察位置から使用者US側に回動することを規制する別の構造を設けることとしてもよい。
また、係合部514が2つ以上の凹部を有し、固定部643L,643Rが当該凹部に係合する突出部を有する構成としてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
更に、スライド機構65の構成は、上記構成に限らず、固定部643L,643Rの位置を複数の位置にて固定できれば、どのような構成であってもよい。
上記実施形態では、スライド機構65を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、スライド機構65はなくてもよい。
また、各電子部品や、複数の回路基板が、配線により接続され構成された制御部として、回路基板に配線が形成される構成以外にも、外装ケース31や内装ケース332等のケースの内面や内装ケース332の外面に直に配線が形成された構成や、ワイヤー等の配線部材が立体的に配置された構成(空中配線)等の、各種配線構成を有する制御部を用いてもよい。また、複数の回路基板や電子部品間が、無線通信手段により通信可能に構成された制御装置を用いてもよい。
また、複数の異なる機能を有するケースを備える構成でもよい。例えば、外装ケース31内に、防水性を有する第1の内装ケースが配置され、当該第1の内装ケース内に、電磁シールドとして機能する第2の内装ケースが配置され、制御装置(制御基板331)の少なくとも一部が当該第2の内装ケース内に配置される構成等を採用してもよい。
また、外装ケース31の内側に配置される内装ケース332が、外装ケース31の隙間から視認可能でもよいし、外装ケース31によって完全に覆われていてもよい。
上記実施形態では、本体部3に装着されるパッド35及びバンド部4がゴムや合成樹脂等の弾性部材により構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、パッド35及びバンド部4の少なくとも一方が弾性部材により構成されなくてもよい。
例えば、装着部位として使用者USの頭部HDに沿って虚像表示装置1を配置する場合、装着部材として、頭部HDを覆って装着されるヘッドキャップ型や、頭部HDに沿う複数のバンドが頭頂部において交差する交差バンド型(バンドが2本の場合は十字バンド型)の構成を採用してもよい。
例えば、流路Pは、外装ケース31の内部の液体を外部に排出可能であればよく、外装ケース31の内部の任意の位置にガイド部を設けてもよい。また、排出口(開口部3121)も流路Pに応じた位置に設ければよい。また、ガイド部を設けずに、排出口(開口部3121)のみを設けてもよい。なお、流路Pや排出口(開口部3121)を設けなくてもよい。
また、軸部61は、例えば、本体部3の内部に設けられていてもよい。この場合、本体部3の軸部61から延出する接続部62が+S1方向に移動可能な切欠が当該本体部3に設けられていてもよい。これによれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
例えば、コントローラー7が接続される構成において、虚像表示装置1及びコントローラー7のうちの一方が、使用者USの操作に応じた操作情報を取得する機能と、画像情報を取得して当該画像情報に応じて画像表示装置51を駆動させる機能と、電力を供給する機能と、の少なくともいずれかを有し、他方が、残りの機能を有するように構成してもよい。
更に、虚像表示装置1(例えば、ヘッドバンド部2や画像表示装置51)にバッテリーや、画像処理装置等の制御装置が配置されてもよく、更に、メモリーカード等のスロットが設けられていてもよい。更に、虚像表示装置1に、使用者USの操作を受け付ける操作部を設けてもよく、タップ操作を検出可能な構成を設けてもよい。すなわち、コントローラー7はなくてもよい。
Claims (9)
- 使用者の前額部に応じた位置に配置される配置部と、
前記使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられ、前記使用者により画像をそれぞれ観察可能に表示する左側表示部及び右側表示部を有する画像表示部と、
前記配置部の前面側の部位にそれぞれ位置し、前記左側表示部及び前記右側表示部が並ぶ方向である並列方向に沿う回動軸を中心として回動可能に前記配置部に支持され、前記画像表示部を支持する一対のアームと、を有し、
前記回動軸は、前記配置部における前記前額部に対向する面とは異なる面に設けられ、かつ、前記並列方向に直交する方向から見て、当該配置部の両端部よりも内側に位置し、
前記一対のアームのそれぞれは、
前記配置部に回動自在に支持される軸部と、
前記配置部に当接して、前記左側表示部及び前記右側表示部により表示される前記画像が観察可能な観察位置から前記使用者側に回動することを規制する規制部と、を有し、
前記軸部は、前記配置部の底部に支持されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 使用者の前額部に応じた位置に配置される配置部と、
前記使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられ、前記使用者により画像をそれぞれ観察可能に表示する左側表示部及び右側表示部を有する画像表示部と、
前記配置部の前面側の部位にそれぞれ位置し、前記左側表示部及び前記右側表示部が並ぶ方向である並列方向に沿う回動軸を中心として回動可能に前記配置部に支持され、前記画像表示部を支持する一対のアームと、を有し、
前記回動軸は、前記配置部における前記前額部に対向する面とは異なる面に設けられ、かつ、前記並列方向に直交する方向から見て、当該配置部の両端部よりも内側に位置し、
前記一対のアームは、
前記左側表示部に接続される左側アームと、
前記右側表示部に接続される右側アームと、を含み、
前記左側アームは、
前記配置部に回動可能に支持される左側軸部と、
前記左側軸部から前記並列方向に沿って前記右側アームとは反対側に延出する左側第1延出部と、
前記左側第1延出部の延出方向先端にて屈曲して、前記左側表示部における左側の端部に接続される左側第2延出部と、を有し、
前記右側アームは、
前記配置部に回動可能に支持される右側軸部と、
前記右側軸部から前記並列方向に沿って前記左側アームとは反対側に延出する右側第1延出部と、
前記右側第1延出部の延出方向先端にて屈曲して、前記右側表示部における右側の端部に接続される右側第2延出部と、を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 使用者の前額部に応じた位置に配置される配置部と、
前記使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられ、前記使用者により画像をそれぞれ観察可能に表示する左側表示部及び右側表示部を有する画像表示部と、
前記配置部の前面側の部位にそれぞれ位置し、前記左側表示部及び前記右側表示部が並ぶ方向である並列方向に沿う回動軸を中心として回動可能に前記配置部に支持され、前記画像表示部を支持する一対のアームと、を有し、
前記回動軸は、前記配置部における前記前額部に対向する面とは異なる面に設けられ、かつ、前記並列方向に直交する方向から見て、当該配置部の両端部よりも内側に位置し、
前記配置部は、
内装ケースにより覆われ、前記画像表示部の少なくとも一部を制御する制御部と、
前記配置部の鉛直方向側の面から延出し、前記内装ケースの外縁から当該配置部の両端に向けて延びるリブと、
前記リブに沿って流通する流体を前記配置部外に排出する排出口と、を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記一対のアームのそれぞれと、前記画像表示部との一方は、前記画像表示部を前記配置部に接離する方向にスライド可能に他方と接続されるスライド機構を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記配置部から延出し、前記使用者の後頭部に応じた位置に配置されるバンド部を有することを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 請求項5に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記配置部の前記前額部側の面に取り付けられるパッドを有し、
前記パッド及び前記バンド部は、弾性部材により構成されていることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記配置部は、前記使用者の頭部に装着される被覆部材に装着されることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 使用者の頭部に装着され、かつ、鍔部を有する被覆部材に装着されて用いられる頭部装着型画像表示装置であって、
前記被覆部材の前記使用者の前額部に応じた位置に配置される配置部と、
前記使用者の左眼及び右眼に応じてそれぞれ設けられ、前記使用者により画像をそれぞれ観察可能に表示する左側表示部及び右側表示部を有する画像表示部と、
前記配置部の前面側の部位にそれぞれ位置し、前記左側表示部及び前記右側表示部が並ぶ方向である並列方向に沿う回動軸を中心として回動可能に前記配置部に支持され、前記画像表示部を支持する一対のアームと、を有し、
前記頭部装着型画像表示装置が装着された前記被覆部材を前記並列方向に沿う方向から見た場合に、前記回動軸の中心を通り、かつ、前記並列方向に沿う仮想線から前記画像表示部の上面まで延びる第1垂線の距離は、前記仮想線から前記鍔部の最前端まで延びる第2垂線の距離より大きいことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。 - 請求項8に記載の頭部装着型画像表示装置において、
前記回動軸は、前記配置部における前記前額部に対向する面とは異なる面に設けられ、かつ、前記並列方向に直交する方向から見て、当該配置部の両端部よりも内側に位置していることを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
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