JPH11219129A - Head-mounted display unit - Google Patents

Head-mounted display unit

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Publication number
JPH11219129A
JPH11219129A JP3815298A JP3815298A JPH11219129A JP H11219129 A JPH11219129 A JP H11219129A JP 3815298 A JP3815298 A JP 3815298A JP 3815298 A JP3815298 A JP 3815298A JP H11219129 A JPH11219129 A JP H11219129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
observer
optical system
head
display light
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP3815298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Tento
久 天藤
Keizo Kumai
慶蔵 熊井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11219129A publication Critical patent/JPH11219129A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light and small head-mounted display unit capable of adjusting easily a forming position of a display image. SOLUTION: This display unit has a display light emitting part mounted on the head of an observer and emitting image display light toward a front side of the observer, a connecting member 12 extended from the display light emitting part toward the front side of the observer, and an optical system 13 connected to the tip side of the connecting member 12 in the front of observer's eyes so as to change a light path of the image display light to be guided to the observer's eyes. A relative position with respect to the connecting part 12 of the optical system 13 is changeable so as to regulate the advancing direction of the image display light of which light path is changed by the optical system 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型表示装
置(ヘッドマウンテッドディスプレイ(HMD))に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head mounted display (head mounted display (HMD)).

【0002】[0002]

【従来の技術】観察者の頭部に装着される表示部を備え
る頭部装着型表示装置により、例えば種々の作業を支援
するための情報を画像として表示する場合、観察者の視
野の全域に画像を表示すると、その画像や光学系が作業
の邪魔になってしまう。また、そのような頭部装着型表
示装置は可及的に小型軽量であることが望まれる。
2. Description of the Related Art For example, when information for supporting various operations is displayed as an image by a head-mounted display device provided with a display unit mounted on the observer's head, it is required to cover the entire area of the observer's visual field. When an image is displayed, the image and the optical system hinder the operation. Further, it is desired that such a head mounted display device is as small and lightweight as possible.

【0003】そこで、その表示部を、観察者の前方に向
かい画像表示光を出射する表示光出射部と、その表示光
出射部から観察者の前方に向かい延びる連結部材と、そ
の画像表示光の光路を変更して観察者の目に導くことが
できるように連結部材の先端側に連結される光学系とか
ら構成することが考えられている。これにより、表示部
を観察者の側方に配置できるので、光学系をはじめとす
る装置が観察者の前方視野を遮ることはない。
[0003] Therefore, the display section is provided with a display light emitting section for emitting image display light toward the front of the observer, a connecting member extending from the display light emitting section toward the front of the observer, and a display section for the image display light. An optical system connected to the distal end side of the connecting member so that the optical path can be changed and guided to the observer's eyes has been considered. This allows the display unit to be arranged on the side of the observer, so that the optical system and other devices do not obstruct the observer's forward visual field.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】頭部装着型表示装置を
装着する観察者の頭部の形状は多様であるため、表示画
像の形成位置は必ずしも常に最適位置にはならない。そ
こで、表示光出射部を、頭部に装着される保持部に球面
一部を介して相対摺動可能に連結し、その表示光出射部
の保持部に対する球面運動により表示画像の形成位置を
調節することが提案されている。
The observer wearing the head-mounted display device has various head shapes, so that the display image formation position is not always the optimum position. Therefore, the display light emitting unit is connected to the holding unit mounted on the head via a part of the spherical surface so as to be relatively slidable, and the display image forming position is adjusted by the spherical movement of the display light emitting unit with respect to the holding unit. It has been proposed to.

【0005】しかし、その保持部を頭部に装着した状態
で、その表示光出射部を保持部に対して球面運動させて
表示画像の形成位置を調節する場合、その表示光出射部
の保持部に対する動き量と、連結部材の先端側に連結さ
れる光学部材の観察者の眼に対する動き量とは異なる。
そのため、表示画像の形成位置を調節するには習熟を要
するという問題がある。
However, when the display light emitting portion is spherically moved relative to the holding portion while the holding portion is mounted on the head to adjust the display image forming position, the holding portion of the display light emitting portion is required. And the amount of movement of the optical member connected to the distal end side of the connecting member with respect to the observer's eye is different.
Therefore, there is a problem that skill is required to adjust the formation position of the display image.

【0006】本発明は、上記問題を解決することのでき
る頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a head-mounted display device that can solve the above-mentioned problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の頭部装着型表示
装置は、観察者の頭部に装着されると共に観察者の前方
に向かい画像表示光を出射する表示光出射部と、その表
示光出射部から観察者の前方に向かい延びる連結部材
と、その画像表示光の光路を変更して観察者の目に導く
ことができるように、観察者の眼前において前記連結部
材の先端側に連結される光学系とを備える。その光学系
により光路変更される画像表示光の進行方向を調節でき
るように、その光学系の連結部材に対する相対配置が変
更可能とされていることを特徴とする。本発明の構成に
よれば、光学系の連結部材に対する相対配置を変更する
ことで、その光学系により光路変更される画像表示光の
進行方向を調節できる。これにより、観察者の頭部の形
状が多様であっても、表示画像を視認に適した位置に形
成できる。しかも、その画像表示光出射部を頭部に装着
した状態で、その光学系の連結部材に対する相対配置を
観察者の眼前において直接に変更できるので、表示画像
が視認に適した位置に形成されるように、光学系の連結
部材に対する相対配置を何らの習熟を要することなく容
易に調節できる。
A head-mounted display device according to the present invention is mounted on a head of an observer and emits image display light toward the front of the observer. A connecting member extending from the light emitting portion toward the front of the observer, and connected to a distal end side of the connecting member in front of the observer so that the optical path of the image display light can be changed and guided to the observer's eyes. And an optical system to be used. The relative position of the optical system with respect to the connecting member can be changed so that the traveling direction of the image display light whose optical path is changed by the optical system can be adjusted. According to the configuration of the present invention, by changing the relative arrangement of the optical system with respect to the connecting member, the traveling direction of the image display light whose optical path is changed by the optical system can be adjusted. Thereby, even if the shape of the observer's head is various, a display image can be formed at a position suitable for visual recognition. In addition, since the relative arrangement of the optical system with respect to the connecting member can be directly changed in front of the observer with the image display light emitting portion mounted on the head, the display image is formed at a position suitable for visual recognition. As described above, the relative arrangement of the optical system with respect to the connecting member can be easily adjusted without any skill.

【0008】その光学系は、観察者の頭部の少なくとも
上下方向と左右方向とに沿う軸回りに回転可能なよう
に、その連結部材に互いに相対摺動する球面一部を介し
て連結されているのが好ましい。その光学系が連結部材
に対して、観察者の頭部の少なくとも上下方向と左右方
向とに沿う軸回りに回転させることで、表示画像の形成
位置を観察者に対して任意方向に変更することが可能に
なる。その光学系を連結部材に対して相対摺動する球面
一部を介して連結することで、その連結機構を可及的に
小さくできる。
The optical system is connected to the connecting member via a part of a spherical surface which slides relative to each other so as to be rotatable at least about the axis of the head of the observer along the vertical and horizontal directions. Is preferred. The optical system rotates the connecting member about at least the axis along the vertical direction and the horizontal direction of the observer's head, thereby changing the display image formation position in an arbitrary direction with respect to the observer. Becomes possible. By connecting the optical system via a part of the spherical surface that slides relatively to the connecting member, the connecting mechanism can be made as small as possible.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図1に示す頭部装着型表示装置1
は、観察者4の頭部に装着可能な保持部5と、画像の表
示部6とを有し、その表示部6は観察者4の腰にベルト
8を介して装着可能な画像信号出力装置7に連結されて
いる。本実施形態では、その頭部装着型表示装置1は、
観察者4の片眼にのみ画像を視認させるが、両眼に視認
させるものでもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Head-mounted display device 1 shown in FIG.
Has a holding unit 5 that can be mounted on the head of the observer 4 and an image display unit 6, and the display unit 6 can be mounted on the waist of the observer 4 via a belt 8. 7. In the present embodiment, the head-mounted display device 1 includes:
Although the image is visually recognized only by one eye of the observer 4, the image may be visually recognized by both eyes.

【0010】その保持部5は、観察者4の頭部を弾力に
より挟み込むバンド状の本体部5aと、その頭部に押し
付けられることで表示部6の頭部に対するずれを防ぐ複
数のパッド5bとを有するが、観察者4の頭部に装着で
きれば形態は限定されず、例えばヘルメット状のもので
あってもよい。なお、本件発明において頭部とは、顔面
を含む頸部から上の部分を言う。
The holding portion 5 includes a band-shaped main body portion 5a for sandwiching the head of the observer 4 by elasticity, and a plurality of pads 5b for pressing the display portion 6 to prevent the display portion 6 from being displaced from the head. However, the form is not limited as long as it can be worn on the head of the observer 4, and may be, for example, a helmet-like one. In the present invention, the head refers to a portion above the neck including the face.

【0011】その表示部6は、その保持部5に保持され
ることで観察者4の頭部に装着されると共に観察者4の
前方に向かい画像表示光を出射する表示光出射部11
と、その表示光出射部11から観察者4の前方に向かい
延びるアーム(連結部材)12と、その画像表示光の光
路を変更して観察者4の目に導くことができるように、
観察者4の眼前においてアーム12の先端側に連結され
る光学系13とを有する。その表示光出射部11は、ケ
ーブル9を介して上記画像信号出力装置7に連結され
る。その表示光出射部11は保持部5から取り外し可能
であってもよい。また、表示光出射部11の保持部5に
対する相対配置を変更可能にしてもよい。
The display section 6 is attached to the head of the observer 4 by being held by the holding section 5 and emits image display light toward the front of the observer 4 and emits image display light.
And an arm (connecting member) 12 extending from the display light emitting section 11 toward the front of the observer 4, and changing the optical path of the image display light so as to guide the image display light to the eyes of the observer 4.
And an optical system 13 connected to the distal end side of the arm 12 in front of the observer's 4 eyes. The display light emitting section 11 is connected to the image signal output device 7 via a cable 9. The display light emitting unit 11 may be removable from the holding unit 5. Further, the relative arrangement of the display light emitting unit 11 with respect to the holding unit 5 may be changeable.

【0012】その表示光出射部11は、ケース31と、
図2に示すように、そのケース31内において、反射鏡
付ハロゲンランプにより構成されるバックライト32
と、このバックライト32の電圧調整器33と、そのバ
ックライト32の熱を吸収する熱吸収フィルタ34と、
液晶パネル35と、そのバックライト32の光のむらを
均一にして液晶パネル35に導く散乱板36と、その液
晶パネル35に連結される液晶ドライバ38と、この液
晶ドライバ38に連結される入出力インターフェース3
9とを有する。その液晶パネル35の前面から、そのケ
ース31の前端に形成された窓31′を介して、破線で
示すように画像表示光が出射される。なお、そのバック
ライト32付液晶パネル35に代えて、例えばCRTデ
ィスプレイを用いてもよい。また、そのバックライトと
して冷陰極管、熱陰極管、メタルハライドランプ等を用
いてもよい。
The display light emitting section 11 includes a case 31 and
As shown in FIG. 2, in a case 31, a backlight 32 constituted by a halogen lamp with a reflector is provided.
A voltage regulator 33 for the backlight 32, a heat absorption filter 34 for absorbing the heat of the backlight 32,
A liquid crystal panel 35, a scattering plate 36 for guiding the light from the backlight 32 uniformly to the liquid crystal panel 35, a liquid crystal driver 38 connected to the liquid crystal panel 35, and an input / output interface connected to the liquid crystal driver 38. 3
9 is provided. Image display light is emitted from the front surface of the liquid crystal panel 35 through a window 31 ′ formed at the front end of the case 31 as shown by a broken line. Instead of the liquid crystal panel 35 with the backlight 32, for example, a CRT display may be used. Further, a cold cathode tube, a hot cathode tube, a metal halide lamp, or the like may be used as the backlight.

【0013】その光学系13は、本実施形態では光路変
更面を有する1枚の部材によってのみ構成され、その画
像表示光を反射あるいは回折により光路変更することで
観察者4の眼に導き、観察対象の虚像を見やすいように
観察者4の前遠方に形成する。すなわち本実施形態で
は、その光学系13は、前方からの光を透過して観察者
4の眼に導くハーフミラーやホログラム素子等のコンバ
イナにより構成され、その光路変更面は曲面とされてい
る。これにより、観察者4は虚像と前方実在物の双方を
視認できる。
In the present embodiment, the optical system 13 is composed of only one member having an optical path changing surface, and the image display light is changed to the optical path by reflection or diffraction to be guided to the eyes of the observer 4 for observation. The virtual image is formed in the far front of the observer 4 so that the virtual image of the target can be easily seen. That is, in the present embodiment, the optical system 13 is configured by a combiner such as a half mirror or a hologram element that transmits light from the front and guides the light to the eyes of the observer 4, and the optical path changing surface is a curved surface. Thereby, the observer 4 can visually recognize both the virtual image and the real entity in front.

【0014】その画像信号出力装置7は、上記表示部6
に画像信号を出力可能なもので、例えば、レーザディス
クやミニディスク等の記憶媒体に記録された画像データ
の再生装置により生成される画像信号や、観察者4から
離れた位置のコンピュータから通信装置を介して送られ
る画像信号を表示部6に送るコンピュータにより構成で
きる。この画像信号出力装置7は、図示の例では観察者
4によるスイッチ7aの操作により、ケーブル9を介し
て画像信号を出力可能なものであるが、そのような観察
者4による操作を要することなく画像信号を出力可能な
ものであってもよい。また、画像信号出力装置は表示部
に一体化されてもよいし、観察者4から離れて配置され
てもよい。その画像信号は、例えばコンポジットビデオ
信号、Y/Cセパレートビデオ信号、RGBコンポーネ
ントビデオ信号等の形態で出力できる。
The image signal output device 7 includes the display unit 6
Image signal generated by a reproducing apparatus for image data recorded on a storage medium such as a laser disk or a mini disk, or a communication device from a computer located away from the observer 4. Can be configured by a computer that sends an image signal sent through the display unit 6 to the display unit 6. The image signal output device 7 can output an image signal via the cable 9 by the operation of the switch 7a by the observer 4 in the illustrated example, but does not require such operation by the observer 4. It may output an image signal. Further, the image signal output device may be integrated with the display unit, or may be disposed apart from the observer 4. The image signal can be output in the form of, for example, a composite video signal, a Y / C separate video signal, an RGB component video signal, or the like.

【0015】その画像信号出力装置7から出力される画
像信号が、上記入出力インターフェース39を介して液
晶ドライバ38に出力される。その液晶ドライバ38が
液晶パネル35を駆動することで、その画像信号に応じ
た画像表示光が表示部6から出射される。
The image signal output from the image signal output device 7 is output to the liquid crystal driver 38 via the input / output interface 39. When the liquid crystal driver 38 drives the liquid crystal panel 35, image display light corresponding to the image signal is emitted from the display unit 6.

【0016】上記アーム12は、その表示光出射部11
のケース31に取り付けられている。そのアーム12は
ケース31から取外し可能であってもよい。
The arm 12 has a display light emitting section 11
Is attached to the case 31. The arm 12 may be removable from the case 31.

【0017】上記光学系13のアーム12に対する相対
配置は変更可能とされ、これにより、その光学系13に
より光路変更される画像表示光の進行方向を調節でき
る。すなわち、図3〜図5に示すように、そのアーム1
2の先端側に、先端と左右側面とにおいて開口するスリ
ット21により構成される空間が形成されている(な
お、本明細書において左右方向は観察者の頭部を基準と
する)。そのスリット21の上下間隔δは一定とされて
いる。このスリット21に連なって、そのアーム12の
観察者側側面、本実施形態では左側面であって、スリッ
ト21の前端と後端との間におけるスリット21の上下
に、凹部22が形成されている。この凹部22の表面は
球面一部を構成する凹曲面22′とされている。
The relative arrangement of the optical system 13 with respect to the arm 12 can be changed, whereby the traveling direction of the image display light whose optical path is changed by the optical system 13 can be adjusted. That is, as shown in FIGS.
A space formed by a slit 21 that opens at the front end and the left and right side surfaces is formed on the front end side of 2 (the left and right directions are based on the observer's head in this specification). The vertical interval δ of the slit 21 is constant. Concave portions 22 are formed on the observer's side surface of the arm 12, that is, on the left side surface in the present embodiment, on the upper and lower sides of the slit 21 between the front end and the rear end of the slit 21. . The surface of the concave portion 22 is a concave curved surface 22 'forming a part of a spherical surface.

【0018】また、その光学系13に連結片25の一端
部が、例えば接着剤を介して連結されている。その連結
片25の他端部に、球面一部を構成する凸曲面25′が
形成されている。その凸曲面25′を構成する球面の径
は上記凹曲面22′を構成する球面の径よりも僅かに大
きくされている。その連結片25の他端部は、その凸曲
面25′が上記凹曲面22′に接するように上記凹部2
2に取り外し可能に嵌め合わされている。その嵌め合わ
せと取り外しが可能なように、アーム12と連結片25
の少なくとも一方は弾性変形可能な材料から形成されて
いる。これにより、光学系13はアーム12に連結され
ている。その凸曲面25′が上記凹曲面22′に対して
相対摺動することで、光学系13はアーム12に対して
球面に添い運動する。また、その凸曲面25′が凹曲面
22′に弾力により押し付けられることで作用する両曲
面 25′、22′間の摩擦により、外力が作用しない
限りはアーム12に対する光学系13の相対位置が保持
可能とされている。
One end of a connecting piece 25 is connected to the optical system 13 via, for example, an adhesive. At the other end of the connecting piece 25, a convex curved surface 25 'forming a part of a spherical surface is formed. The diameter of the spherical surface constituting the convex curved surface 25 'is slightly larger than the diameter of the spherical surface constituting the concave curved surface 22'. The other end of the connecting piece 25 is connected to the concave portion 2 such that the convex curved surface 25 'is in contact with the concave curved surface 22'.
2 is detachably fitted. The arm 12 and the connecting piece 25 are inserted so that they can be fitted and removed.
Is formed of a material that can be elastically deformed. Thereby, the optical system 13 is connected to the arm 12. When the convex curved surface 25 ′ slides relative to the concave curved surface 22 ′, the optical system 13 moves along the spherical surface with respect to the arm 12. Also, the relative position of the optical system 13 with respect to the arm 12 is maintained unless external force acts due to friction between the two curved surfaces 25 'and 22' acting by the convex curved surface 25 'being elastically pressed against the concave curved surface 22'. It is possible.

【0019】その凸曲面25′の外周に、上記球面と同
心の円周に沿って、第1運動規制部26が、上記スリッ
ト21内に位置するように一体的に設けられている。図
4(2)に示すように、その第1運動規制部26の厚さ
vはスリット21の上下間隔δよりも小さくされてい
る。これにより、その光学系13のアーム12に対する
球面に沿う運動であって、観察者4の頭部の左右方向に
沿う軸P回りの回転、すなわち観察者4の光学系13に
向かう視線を基準とした光学系13のピッチ方向の回転
は、その第1運動規制部26とスリット21内の上下壁
面21′、21″とが接触するまでは許容されるものと
され、これにより、その回転は図4(2)に示すように
一定角度範囲θaに制限される。
On the outer periphery of the convex curved surface 25 ', a first movement restricting portion 26 is integrally provided along the circumference concentric with the spherical surface so as to be located in the slit 21. As shown in FIG. 4B, the thickness v of the first movement restricting portion 26 is smaller than the vertical interval δ of the slit 21. Accordingly, the movement of the optical system 13 along the spherical surface with respect to the arm 12 is based on the rotation of the head of the observer 4 about the axis P along the left-right direction, that is, the line of sight of the observer 4 toward the optical system 13. The rotation of the optical system 13 in the pitch direction is allowed until the first movement restricting portion 26 comes into contact with the upper and lower wall surfaces 21 ′ and 21 ″ in the slit 21. As shown in FIG. 4 (2), the angle is limited to a constant angle range θa.

【0020】また、その凸曲面25′の外周に、第2運
動規制部27が、上記スリット21の外部においてアー
ム12の左側面に接触するように一体的に設けられてい
る。これにより、その光学系13のアーム12に対する
球面に沿う運動であって、観察者4の頭部の前後方向に
沿う軸回りの回転、すなわち観察者4の光学系13に向
かう視線を基準とした光学系13のロール方向の回転
は、その第2運動規制部27とアーム12との接触によ
り阻止される。
A second movement restricting portion 27 is provided integrally on the outer periphery of the convex curved surface 25 'so as to contact the left side surface of the arm 12 outside the slit 21. Thereby, the movement of the optical system 13 along the spherical surface with respect to the arm 12 is based on the rotation of the head of the observer 4 about the axis along the front-rear direction, that is, the line of sight of the observer 4 toward the optical system 13. The rotation of the optical system 13 in the roll direction is prevented by the contact between the second movement restricting portion 27 and the arm 12.

【0021】その第2運動規制部27のアーム12との
対向部は、そのアーム12との接触部から観察者4の頭
部に向かう第1の規制面27aと、観察者4の頭部から
離れる第2の規制面27bとを有する。その光学系13
のアーム12に対する球面に沿う運動であって、観察者
4の頭部の上下方向に沿う軸Y回りの回転、すなわち観
察者4の光学系13に向かう視線を基準とした光学系1
3のヨー方向の回転は、アーム12が各規制面27a、
27bの一方と接触する状態から他方と接触する状態ま
での間は許容されるものとされ、これにより、その回転
は図4(1)に示すように一定角度範囲θbに制限され
る。
A portion of the second movement restricting portion 27 facing the arm 12 includes a first restricting surface 27a extending from a contact portion with the arm 12 toward the head of the observer 4 and a head of the observer 4 from the first restricting surface 27a. And a second regulating surface 27b that is separated. The optical system 13
Of the observer 4 about the axis Y along the vertical direction of the observer 4, that is, the optical system 1 based on the line of sight of the observer 4 toward the optical system 13.
In the yaw direction rotation of the arm 3, the arm 12 is controlled by the respective regulation surfaces 27 a,
The rotation from the state of contact with one of the 27b to the state of the other 27b is allowed, whereby the rotation is limited to a certain angular range θb as shown in FIG.

【0022】上記構成によれば、光学系13はアーム1
2に対して、図5(1)において2点鎖線で示すように
観察者4の頭部の上下方向に沿う軸回りの回転と、図5
(2)に示すように、観察者4の頭部の左右方向とに沿
う軸回りの回転とが可能である。その回転により光学系
13のアーム12に対する相対配置を任意方向に変更
し、その光学系13により光路変更される画像表示光の
進行方向を調節できる。これにより、観察者4の頭部の
形状が多様であっても、表示画像を視認に適した位置に
形成できる。しかも、その保持部5を介して表示光出射
部11を頭部に装着した状態で、その光学系13のアー
ム12に対する相対配置を観察者4の眼前において直接
に変更できるので、表示画像が視認に適した位置に形成
されるように、光学系13のアーム12に対する相対配
置を何らの習熟を要することなく容易に調節できる。ま
た、その光学系13をアーム12に対して互いに相対摺
動する球面一部を介して連結することで、その連結機構
を可及的に小さくして観察者4の視野を遮るのを防止で
きる。また、光学系13のアーム12に対する回転角度
範囲は一定角度範囲θa、θbに制限されているので、
画像形成位置の調節時に必要以上の回転により画像表示
ができなくなるのを防止できる。また、光学系13は光
路変更面を有する1枚の部材によってのみ構成されの
で、可及的に小型軽量化できる。また、上記実施形態で
は、その光学系13をアーム12から取外し可能にして
いるので、光学系13が破損、損傷した場合でも、光学
系13を交換するだけでよいため、取り扱いが容易にな
り、補修時のコストも低減される。さらに、透過率の異
なる複数のコンバイナを使用することにより応用範囲を
広げることができる。
According to the above-described configuration, the optical system 13 includes the arm 1
5, the rotation of the head of the observer 4 about the axis along the vertical direction as shown by the two-dot chain line in FIG.
As shown in (2), the rotation of the head 4 of the observer 4 around the axis along the left and right direction is possible. By the rotation, the relative arrangement of the optical system 13 with respect to the arm 12 can be changed in an arbitrary direction, and the traveling direction of the image display light whose optical path is changed by the optical system 13 can be adjusted. Thereby, even if the shape of the head of the observer 4 is various, a display image can be formed at a position suitable for visual recognition. In addition, since the relative arrangement of the optical system 13 with respect to the arm 12 can be directly changed in front of the observer 4 with the display light emitting unit 11 mounted on the head via the holding unit 5, the displayed image can be viewed. Therefore, the relative arrangement of the optical system 13 with respect to the arm 12 can be easily adjusted without any skill so that the optical system 13 is formed at a suitable position. In addition, by connecting the optical system 13 to the arm 12 via a part of the spherical surface that slides relative to each other, the connecting mechanism can be made as small as possible to prevent the visual field of the observer 4 from being obstructed. . Also, since the rotation angle range of the optical system 13 with respect to the arm 12 is limited to the fixed angle ranges θa and θb,
It is possible to prevent the image display from becoming impossible due to excessive rotation when adjusting the image forming position. Further, since the optical system 13 is composed of only one member having an optical path changing surface, the size and weight can be reduced as much as possible. Further, in the above embodiment, since the optical system 13 is detachable from the arm 12, even if the optical system 13 is damaged or damaged, only the optical system 13 needs to be replaced, so that the handling becomes easy. Repair costs are also reduced. Further, the application range can be expanded by using a plurality of combiners having different transmittances.

【0023】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば光学系13は、画像表示光を全反射すること
で光路変更するミラー等により構成したり、集光用レン
ズ系を含むものであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the optical system 13 may be configured by a mirror or the like that changes the optical path by totally reflecting the image display light, or may include a condensing lens system.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、表示画像の形成位置を
容易に調節できる小型軽量の頭部装着型表示装置を提供
できる。
According to the present invention, it is possible to provide a small and light head-mounted display device capable of easily adjusting the position where a display image is formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の使用
状態を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a use state of a head mounted display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】その頭部装着型表示装置の構成説明図FIG. 2 is a configuration explanatory view of the head-mounted display device.

【図3】本発明の実施形態の連結部材の部分側面図FIG. 3 is a partial side view of the connecting member according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態の連結片の要部の(1)は平
面図、(2)は側面図、(3)は正面図
FIG. 4 is a plan view, (2) is a side view, and (3) is a front view of a main part of the connecting piece according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の要部
の(1)は平面図、(2)は側面図
FIG. 5 is a plan view and FIG. 5B is a side view of a main part of the head mounted display device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 観察者 5 保持部 6 表示部 11 表示光出射部 12 アーム(連結部材) 13 光学系 Reference Signs List 4 observer 5 holding unit 6 display unit 11 display light emitting unit 12 arm (connection member) 13 optical system

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察者の頭部に装着されると共に観察者
の前方に向かい画像表示光を出射する表示光出射部と、 その表示光出射部から観察者の前方に向かい延びる連結
部材と、 その画像表示光の光路を変更して観察者の目に導くこと
ができるように、観察者の眼前において前記連結部材の
先端側に連結される光学系とを備え、 その光学系により光路変更される画像表示光の進行方向
を調節できるように、その光学系の連結部材に対する相
対配置が変更可能とされていることを特徴とする頭部装
着型表示装置。
1. A display light emitting unit mounted on a head of an observer and emitting image display light toward the front of the observer, a connecting member extending from the display light emitting unit toward the front of the observer, An optical system connected to the distal end side of the connecting member in front of the observer so that the optical path of the image display light can be changed and guided to the observer's eyes. Wherein the relative arrangement of the optical system with respect to the connecting member can be changed so that the traveling direction of the image display light can be adjusted.
【請求項2】 その光学系は、観察者の頭部の少なくと
も上下方向と左右方向とに沿う軸回りに回転可能なよう
に、その連結部材に互いに相対摺動する球面一部を介し
て連結されている請求項1に記載の頭部装着型表示装
置。
2. The optical system is connected to the connecting member via a part of a spherical surface that slides relative to each other so as to be rotatable at least about an axis along the vertical and horizontal directions of the observer's head. The head-mounted display device according to claim 1, wherein:
JP3815298A 1998-02-03 1998-02-03 Head-mounted display unit Pending JPH11219129A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200489A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Brother Ind Ltd Head-mounted display

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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