KR20090099576A

KR20090099576A - 헤드마운트 디스플레이

Info

Publication number: KR20090099576A
Application number: KR1020097016501A
Authority: KR
Inventors: 마사오 야마모또
Original assignee: 스카라 가부시키가이샤
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-09-22
Also published as: EP2106132A1; US8847851B2; CN101627622B; JP5030595B2; JP2008172367A; WO2008084751A1; CN101627622A; US20100164840A1; EP2106132A4

Abstract

본 발명은 안경에 설치하는 타입의 헤드마운트 디스플레이를 제공하는 것이다.

헤드마운트 디스플레이(1)는 디스플레이를 내장한 케이스(10), 자유 곡면 프리즘(20)을 구비하고 있다. 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)에는 노즈 패드(30)가 설치되어 있다. 헤드마운트 디스플레이(1)는 안경(100)의 브리지(105)에 케이스(10)를 설치된 상태로 사용된다. 그때, 케이스(10)에 설치된 노즈 패드(30)는 안경(100)의 노즈 패드로서 기능한다.

헤드마운트 디스플레이, 케이스, 노즈 패드, 자유 곡면 프리즘, 안경

Description

헤드마운트 디스플레이 {HEAD-MOUNTED DISPLAY}

본 발명은 사용자의 헤드부에 장착하여 사용하는 헤드마운트 디스플레이에 관한 것이다.

헤드부 등의 신체에 장착하여 사용되고, 사용자의 눈 앞에 화상을 표시하는 헤드마운트 디스플레이가, 가상 현실을 비롯하여, 화상을 표시하기 위한 다양한 분야에서 이용되고 있다. 헤드마운트 디스플레이는, 일반적으로는 고글 형상, 혹은 대형의 안경의 프레임 형상으로 형성된다. 또한, 안경의 프레임 형상의 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 하여, 그 장착 부재에 대해 설치하여 사용하는 타입의 헤드마운트 디스플레이(이하, 「설치 타입의 HMD(Head Mount Display)」라고 함)도 있다. 이 경우의 장착 부재는 시판의 안경인 경우도 있다.

설치 타입의 HMD는 장착 부재의 외측(장착 부재의 프레임보다도 사용자의 헤드부로부터 먼 부분, 예를 들어 안경의 렌즈의 전방측)에 설치하는 타입의 것과, 장착 부재의 내측(장착 부재의 프레임보다도 사용자의 헤드부에 가까운 부분, 예를 들어 안경의 렌즈와 사용자의 눈 사이의 공간)에 설치하는 타입의 것이 고려된다. 장착 부재의 외측에 설치하는 타입의 HMD는 장착 부재의 외측에 큰 공간이 있으므로 장착 부재로의 설치를 행하는 것 자체는 용이하지만, 예를 들어 안경 렌즈의 앞 에 HMD가 위치함으로써, 디자인성, 혹은 패션성이 떨어진다. 장착 부재의 내측에 설치하는 타입의 HMD는, 반대로 디자인성, 패션성이 우수하지만, 공간의 문제가 있으므로 장착 부재로의 설치 방법에 고안이 필요해진다.

HMD의 보급을 고려하면, 디자인성, 패션성을 무시할 수는 없다. 이 점을 근거로, 본원 발명자는 장착 부재의 내측에 설치하는 타입의 HMD에 대해 연구를 행하고 있다.

HMD를 장착 부재의 내측에 배치하는 경우, 가장 문제가 되는 것은 HMD의 소형화가 어렵다고 하는 것이다. 예를 들어, 안경의 내측에 설치하는 타입의 HMD가 지금까지도 제안되고, 그와 같은 HMD가, 예를 들어 특허 문헌 등에 몇 개 개시되어 있기는 하지만, 그와 같은 HMD의 제품화는커녕, 시작품조차 만족스럽게 완성되어 있지 않은 것이 현실이다. 그만큼 HMD를 소형화하여, 그 전후 방향(HMD가 사용자의 헤드부에 설치된 경우의 사용자의 얼굴의 전후 방향과 동일함. 본원에 있어서 마찬가지임.)의 두께를 작게 하는 것은 어려운 것이다.

따라서, HMD를 장착 부재의 내측에 배치한 경우, 안경 등의 장착 부재는 사용자의 얼굴로부터 다소(수㎜ 내지 수㎝ 정도) 멀어지게 된다.

이와 같은 경우, 문제가 되는 것이 노즈 패드이다. 장착 부재는 그것을 사용자의 헤드부에 고정하기 위해 통상의 안경이 구비하고 있는 것과 동일한 노즈 패드를 구비하는 경우가 많지만, 장착 부재가 사용자의 얼굴로부터 멀면 이 노즈 패드가 도움이 되지 않게 되어, 사용자의 헤드부에 장착 부재를 고정하는 것이 어려워지기 때문이다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2001-133724 공보

본 발명은 이러한 과제를 해소하는 것으로, 안경 등의 장착 부재의 내측에 헤드마운트 디스플레이를 설치한 경우에도, 노즈 패드를 사용할 수 있도록 하기 위한 기술을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명자는 이하와 같은 헤드마운트 디스플레이를 제안한다.

그것은, 화상을 표시하기 위한 표시 수단과, 상기 표시 수단에 의해 표시되는 화상을 소정의 배율로 확대하여 사용자의 눈으로 유도하기 위한 도광 수단을 구비하고 있고, 안경 형상으로 되어 사용자의 헤드부에 장착되는 장착 부재에, 당해 장착 부재의 내측에 위치하도록 하여 설치하여 사용되는 헤드마운트 디스플레이이다. 그리고, 이 헤드마운트 디스플레이는 사용자의 헤드부에 장착된 상기 장착 부재에 상기 헤드마운트 디스플레이가 설치된 상태에서, 사용자의 코에 접촉하는 노즈 패드를 구비하고 있다.

이 헤드마운트 디스플레이는 그 자체가 노즈 패드를 구비하고 있으므로, 헤드마운트 디스플레이가, 안경과 같은 형상으로 된 장착 부재와 사용자의 얼굴 사이에 배치됨으로써 장착 부재가 사용자의 얼굴로부터 이격되었다고 해도, 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 노즈 패드를 사용하는 것에 곤란은 없다.

이와 같이, 헤드마운트 디스플레이에 노즈 패드를 설치하는 것은, 설치 타입(혹은 후방 부착 타입)의 헤드마운트 디스플레이에 있어서도 유용하지만, 헤드마운트 디스플레이가 장착 부재에 착탈 가능하게 되지 않은, 즉 장착 부재에 고정적으로 설치되는 타입의 제품에 있어서도 유용하다. 예를 들어, 안경과 같은 장착 부재를 복수 종류 준비해 두는 동시에, 그 장착 부재의 각각에 노즈 패드를 구비한 헤드마운트 디스플레이를 고정하도록 하면, 장착 부재의 설계를 간단하게 행할 수 있게 된다.

즉, 헤드마운트 디스플레이는 장착 부재에 대한 설치를, 착탈 가능하게 행할 수 있도록 되어 있어도 좋고, 고정적으로 행하도록 되어 있어도 좋다.

상술한 바와 같이, 헤드마운트 디스플레이는 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 할 수 있다. 이 경우, 장착 부재로부터 헤드마운트 디스플레이를 제거하면, 그 장착 부재에서는 헤드마운트 디스플레이에 설치되어 있던 노즈 패드를 이용할 수 없게 된다. 장착 부재에 대해 헤드마운트 디스플레이를 착탈 가능하게 하는 것은 주로, 장착 부재를 헤드마운트 디스플레이와의 조합뿐만 아니라, 그 단일 부재로도 사용하고 싶다고 하는 요구가 있기 때문이지만, 장착 부재를 단일 부재로 사용할 때에 헤드마운트 디스플레이에 설치되어 있던 노즈 패드를 사용할 수 없다고 한다면, 무언가 대책이 필요해진다.

이 대책의 예로서, 이하의 것을 들 수 있다.

예를 들어, 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 노즈 패드를, 상기 헤드마운트 디스플레이에 대해 착탈 가능하게 하는 동시에, 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거된 상태의 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 설치되도록 할 수 있다. 본 발명에서는, 헤드마운트 디스플레이가 구비하고 있던 노즈 패드를, 헤드마운트 디스플레이로부터 제거하여 장착 부재에 설치되도록 함으로써, 헤드마운트 디스플레이가 구비하고 있던 노즈 패드를, 헤드마운트 디스플레이를 장착 부재로부터 제거했을 때에도 이용할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 장착 부재로부터 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거되었을 때에, 상기 장착 부재에 설치할 수 있는, 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 것과는 다른 노즈 패드를 준비해 두는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에는, 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 노즈 패드는 헤드마운트 디스플레이에 대해 착탈 가능하게 되어 있을 필요는 없다.

또한, 장착 부재에, 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 것과는 다른 노즈 패드를 당초부터 설치해 두는 것도 가능하다. 단, 이 경우, 장착 부재에 설치되어 있는 노즈 패드는 장착 부재에 헤드마운트 디스플레이가 설치되었을 때에, 헤드마운트 디스플레이에 간섭하지 않도록 설계할 필요가 있을지도 모른다.

지금까지의 설명에서는 장착 부재와, 헤드마운트 디스플레이를 다른 것으로서 취급하였지만, 이들은 조합한 것으로서 취급하는 것도 가능하다. 본원에서는 장착 부재와, 헤드마운트 디스플레이를 조합한 것을, 헤드마운트 디스플레이 시스템으로서 취급한다.

본원 발명의 헤드마운트 디스플레이 시스템은 안경 형상으로 되어 사용자의 헤드부에 장착되는 장착 부재와, 화상을 표시하기 위한 표시 수단, 상기 표시 수단에 의해 표시되는 화상을 소정의 배율로 확대하여 사용자의 눈으로 유도하기 위한 도광 수단을 구비하고 있고, 상기 장착 부재의 내측에 위치하도록 하여 상기 장착 부재에 설치하여 사용되는 헤드마운트 디스플레이를 구비하고 있는 헤드마운트 디스플레이 시스템이며, 상기 헤드마운트 디스플레이는 사용자의 헤드부에 장착된 상기 장착 부재에 헤드마운트 디스플레이가 설치된 상태에서 사용자의 코에 접촉하는 노즈 패드를 구비하고 있는 것이다.

본원의 헤드마운트 디스플레이 시스템에 있어서의 헤드마운트 디스플레이는 상기 장착 부재에 고정적으로 설치되는 것이라도 좋지만, 상기 장착 부재에 대한 설치를 착탈 가능하게 행할 수 있도록 되어 있어도 좋다.

상기 장착 부재는 템플을 구비하고 있고, 또한 그 템플은 스트레이트 템플로 되어 있어도 좋다. 안경용으로 구성되는 장착 부재는 안경과 동일한 템플을 갖는 경우가 많다. 안경이 구비하는 가장 일반적인 템플은, 그 선단 부분(모던)이 귀에 걸리기 쉽도록 횡방향으로부터 본 경우에 하방향으로 절곡되어 있지만, 모던이 거의 하방향으로 절곡되어 있지 않은 타입의 템플이 있다. 이와 같은 템플을 스트레이트 템플이라고 한다. 장착 부재의 템플을 이와 같은 스트레이트 템플로 하면, 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 헤드마운트 디스플레이를 장착 부재에 설치한 경우에는, 상술한 바와 같이 장착 부재가 얼굴로부터 떨어지고, 헤드마운트 디스플레이를 장착 부재로부터 제거한 경우에는 장착 부재는 얼굴에 근접해간다. 이와 같은 장착 부재의 전후 방향의 이동이 있었던 경우, 템플의 모던이 절곡되어 있으면, 템플의 모던과 사용자의 귀가 서로 간섭해 버린다. 템플이 스트레이트 템플이면, 그와 같은 사태를 피할 수 있으므로, 사용자에게 있어서도 사용감이 좋다.

본원의 헤드마운트 디스플레이 시스템에 있어서의 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 상기 노즈 패드는 상기 헤드마운트 디스플레이에 대해 착탈 가능하게 되어 있고, 또한 상기 헤드마운트 디스플레이로부터 제거되었을 때에, 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거된 상태의 상기 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 되어 있어도 좋다.

본원의 헤드마운트 디스플레이 시스템에 있어서의 상기 장착 부재는 상기 헤드마운트 디스플레이가 그 장착 부재로부터 제거된 상태에서 사용자의 헤드부에 장착되었을 때에 사용자의 코에 접촉하는, 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 것과는 상이한 노즈 패드를 구비하고 있어도 좋다.

본 발명의 헤드마운트 디스플레이는 이하와 같은 것으로 할 수도 있다.

예를 들어, 본 발명의 헤드마운트 디스플레이는 표시 수단과 도광 수단이, 사용자가 장착 부재를 장착했을 때에, 사용자로부터 볼 때 횡방향으로 배열되도록 접속된 것으로 할 수 있다. 표시 수단과 도광 수단이, 사용 시에 사용자로부터 볼 때 횡방향으로 배열되도록 배치되는 헤드마운트 디스플레이는, 장착 부재의 내측에 배치되었을 때에, 장착 부재의 내측(장착 부재가 안경이면, 안경 렌즈의 이측)에 그 대략 전체를 숨길 수 있어, 장착 부재의 상하로부터 헤드마운트 디스플레이가 보인다고 하는 것을 거의 피할 수 있다. 이는, 헤드마운트 디스플레이의 디자인성, 패션성을 향상시키는 데 유리하다.

헤드마운트 디스플레이는 표시 수단이 장착 부재의 횡방향의 중간(예를 들어, 장착 부재가 안경 렌즈를 구비하는 것이면 그 중간 위치)에 위치하도록 하여, 장착 부재에 설치되도록 되어 있어도 좋다. 장착 부재에 설치했을 때의 헤드마운트 디스플레이의 위치를 상술한 바와 같은 위치로 함으로써, 사용자의 양 눈 사이에 표시 수단이 위치하게 되어, 표시 수단이 사용자의 시야로부터 완전히 사라지게(사용자가 표시 수단을 확실하게 확인할 수 없게 됨) 된다.

도광 수단에는, 예를 들어 화상(을 표시하기 위한 상 광)을 그 내부에서 소정의 횟수 반사시켜 사용자의 눈으로 유도하는 자유 곡면 프리즘을 사용할 수 있다. 자유 곡면 프리즘을 사용하면, 헤드마운트 디스플레이 전체의 소형화를 용이하게 실현할 수 있다. 자유 곡면 프리즘은 제1 면, 제2 면, 제3 면 및 제4 면의 4개의 면을 갖고, 표시 수단으로부터의 광에 제1 면을 통과시키고, 제1 면을 통과시킨 광을 제2 면에서 반사시키고, 제2 면에서 반사시킨 광을 제3 면에서 반사시키고, 제3 면에서 반사시킨 광에 제4 면을 통과시킴으로써, 그 내부로 유도한 광의 방향을 변화시키는 동시에, 표시 수단에 표시된 화상을 확대하는 것이라도 좋다. 또한, 이 경우에 있어서의 제1 면 내지 제4 면은 각각 연속되지 않는 면으로 되어도 좋지만, 제1 면 내지 제4 면 중 적어도 2개의 면(예를 들어, 제2 면과 제4 면)은 연속하는 매끄럽게 연결된 일면으로 되어 있어도 좋다. 물론, 도광 수단은 자유 곡면 프리즘으로 한정되지 않고, 화상을 표시하기 위한 상 광의 방향을 바꾸는 기능(예를 들어, 반사경에 의해 이것이 달성됨)과, 화상을 확대하는 기능(예를 들어, 렌즈에 의해 이것이 달성됨)을 구비하고 있는 광학 요소를 사용하여 구성할 수 있다. 이 경우, 도광 수단은 복수의 광학 요소의 조합에 의해 구성할 수도 있다.

본원 발명에 있어서의 헤드마운트 디스플레이는 표시 수단 및 도광 수단을 장착 부재의 브리지와 엔드피스 사이에서 슬라이드시키는 이동 기구를 갖고 있어도 좋다. 이동 기구를 가짐으로써, 도광 수단으로부터 출력되는 화상의 위치가 가변이 된다. 그로 인해, 사용자의 눈의 위치에 맞추어 최적의 위치에서 화상을 제공할 수 있다. 이동 기구는, 예를 들어 표시 수단에 일단부가 접속된 랙부와, 사용자에 의해 조작 가능한 피니언부를 구비하여 구성할 수 있다. 피니언부의 회전에 의해 랙부가 슬라이드되어 표시 수단 및 도광 수단이 슬라이드된다.

또한, 헤드마운트 디스플레이는 표시 수단을 도광 수단의 방향으로 이동 가능하게 하는 조정 기구를 더 구비하고 있어도 좋다. 이와 같은 구성에서는, 표시 수단으로부터 도광 수단까지의 거리를 사용자의 시도(visibility)에 맞추어 최적으로 함으로써, 시도 보정된 화상을 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이를 안경에 설치한 상태를 도시하는 도면이다.

도 2는 헤드마운트 디스플레이의 안경으로의 설치 방법의 설명도이다.

도 3은 케이스의 상면도이다.

도 4는 케이스의 내부 구성을 도시하는 일부 단면도이다.

도 5는 이동 기구의 동작 설명도이다.

도 6은 조정 기구의 상세한 구성도이다.

도 7은 조정 기구의 동작 설명도이다.

도 8은 자유 곡면 프리즘 내의 도광로의 설명도이다.

도 9는 본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이를 후방으로부터 본 도면이다.

도 10a는 본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이를 설치한 상태의 안경을 전방으로부터 본 도면이다.

도 10b는 본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이를 설치한 상태의 안경을 전방으로부터 본 도면이다.

도 11은 본 발명의 자유 곡면 프리즘의 변형예의 구성도이다.

도 12는 본 발명의 자유 곡면 프리즘의 변형예의 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 형태를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 있어서의 헤드마운트 디스플레이(1)는, 도 1에 도시한 바와 같은 안경 프레임의 형상을 한 안경(100)에 설치하여 사용하는 설치 타입의 HMD이다. 본 실시 형태에서는 헤드마운트 디스플레이(1)가 안경(100)의 후방에 설치된다. 사용 시에는 헤드마운트 디스플레이(1)가 사용자의 얼굴과 안경(100) 사이의 공간에 위치한다. 그로 인해, 사용자 외에는 헤드마운트 디스플레이(1)의 존재를 알기 어렵게 되어 있다.

안경(100)은 본원에 있어서의 장착 부재에 상당하는 것으로, 안경 프레임(101)에 안경 렌즈(102)가 끼워 넣어진, 통상의 안경과 동일한 구성으로 되어 있다. 또한, 안경 렌즈(102)는 도수가 들어 있어도, 들어 있지 않아도 좋고, 또한 무색 투명이라도, 유색 투명이라도 좋다. 안경 프레임(101)은 좌우의 안경테(103)와, 좌우의 림(104)과, 좌우의 림(104)을 연결하는 브리지(105)를 구비하고 있다. 좌우의 안경테(103)는 각각 좌우의 림(104)에 힌지 접속되어 있고, 안경테(103)를 림(104)에 대해 평행해지는 방향으로 절첩하도록 되어 있다. 안경테(103)의 선단을 사용자의 양쪽 귀에 각각 걸거나, 혹은 2개의 안경테(103)에 의해 사용자의 헤드부를 끼워 넣음으로써, 사용자의 헤드부에 안경(100)이 고정된다.

본 실시 형태에서는 안경(100)에 설치된 헤드마운트 디스플레이(1)가 안경(100)의 후방에 위치하게 되어, 그때 사용자의 얼굴로부터 안경(100)이 전방으로 이동할 수밖에 없게 되므로, 그 상태에서도 안경테(103)를 사용자의 귀에 걸리도록, 안경테(103)의 길이가 통상의 안경 프레임보다도 약간 길게 되어 있다.

또한, 도 1에 도시한 예에서는, 안경테(103)의 선단이 사용자의 귀에 걸리기 쉽도록 하방향으로 절곡되어 있지만, 안경테(103)의 선단은 직선 형상이라도 좋다. 즉, 안경테(103)는 스트레이트 템플이라도 좋다. 안경테(103)를 스트레이트 템플로 한 쪽이, 헤드마운트 디스플레이(1)를 안경(100)에 설치하고 있는지 여부에 상관없이, 사용자의 안경테(103)에 대한 감각을 일정하게 유지할 수 있다. 스트레이트 템플로 한 변형예에 의한 안경테(103)의 예를, 도 1 중에 103S로서 나타낸다.

헤드마운트 디스플레이(1)는 디스플레이를 내부에 갖는 케이스(10)와, 케이스(10)에 가동부(16)를 통해 접속되는 좌우의 자유 곡면 프리즘(20)과, 케이스(10)에 접속되는 노즈 패드(30)를 구비하고 있다.

케이스(10)는 반드시 그런 것은 아니지만, 본 실시 형태에서는 안경(100)의 브리지(105)에 설치된다. 케이스(10)는 그것이 안경(100)에 설치되었을 때에, 안경(100)의 후방에 위치하도록 되어 있다. 자유 곡면 프리즘(20)은 사용자가 안 경(100)을 장착했을 때에 사용자로부터 볼 때 케이스(10)의 횡방향으로 배열되도록, 케이스(10)에 접속된다. 노즈 패드(30)는 케이스(10)의 더욱 후방에 위치하도록 설치된다. 노즈 패드(30)는 헤드마운트 디스플레이(1)가 설치된 안경(100)을 사용자가 헤드부에 장착했을 때에, 사용자의 코에 접촉하여 안경(100)의 어긋남을 방지한다. 디스플레이에 표시되는 화상은 자유 곡면 프리즘(20)에 의해 소정의 배율로 확대되어 자유 곡면 프리즘(20)으로부터 후방으로 출력된다. 후방으로 출력된 화상은 안경(100)을 장착한 사용자의 시야에 들어오게 된다. 화상은, 본 실시 형태에서는 자유 곡면 프리즘(20)의 점선으로 둘러싸인 영역(도 9 참조)으로부터 출력된다.

헤드마운트 디스플레이(1)는 도 2에 도시한 바와 같이 하여 안경(100)에 설치된다. 안경(100)의 브리지(105)에는 제1 설치 부재(40)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 제1 설치 부재(40)가, 브리지(105)에 접속되는 제1 축부(40a) 및 제1 축부(40a)의 선단에 설치되는 제1 볼부(40b)에 의해 구성된다. 제1 설치 부재(40)는 안경(100)과 일체로 형성되어 있어도 좋다. 안경(100)에 범용의 안경 프레임을 사용하는 경우에는, 제1 설치 부재(40)는 당연히 안경(100)과는 별도의 부재가 된다. 이 경우, 제1 설치 부재(40)는 접착제 등으로 안경(100)에 설치되게 된다.

헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)에는, 보다 상세하게는, 안경(100)에 설치되었을 때에 안경(100)에 대향하는 측의 면에는 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)이 형성되어 있다. 헤드마운트 디스플레이(1)를 안경(100)에 설치할 때에는, 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)에 제1 설치 부재(40)의 제1 볼부(40b)가 끼워 맞추어진다. 이들은, 소위 볼 조인트를 구성한다.

또한, 케이스(10)의 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)이 형성되는 면과는 반대측의 면에는 제1 설치 부재(40)와 동일한 구성, 크기의 제2 설치 부재(50)가 형성되어 있다. 제2 설치 부재(50)는 케이스(10)에 접속되는 제2 축부(50a) 및 제2 축부(50a)의 선단에 설치되는 제2 볼부(50b)에 의해 구성된다. 제2 설치 부재(50)는 케이스(10)와 일체로 형성되어 있어도 좋지만, 접착제 등으로 케이스(10)에 설치하도록 해도 좋다.

노즈 패드(30)의 케이스(10)에 접속되는 측에는 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)이 형성되어 있다. 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)은 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)과 동일한 크기이다. 노즈 패드(30)의 케이스(10)로의 설치 시에는, 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)에 제2 설치 부재(50)의 제2 볼부(50b)가 끼워 맞추어진다. 이들은 소위 볼 조인트를 구성한다.

제1 설치 부재(40)와 제2 설치 부재(50), 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)과 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)은 각각 동일한 형상, 크기로 형성된다. 그로 인해, 제1 설치 부재(40)의 제1 볼부(40b)를 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)에 끼워 맞추는 것도 가능하다. 이에 의해, 케이스(10), 가동부(16) 및 자유 곡면 프리즘(20)을 제외하고, 노즈 패드(30)만을 안경(100)에 직접 설치하는 것이 가능하다. 안경(100)과 노즈 패드(30)를 조합한 것은, 통상의 안경과 마찬가지로 사용할 수 있다.

계속해서, 헤드마운트 디스플레이(1)에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 헤드마운트 디스플레이(1)를 도 1 중의 상측으로부터 본 도면이다.

케이스(10)는 대략 직사각형의 중공이다. 케이스(10)는 반드시 그럴 필요는 없지만, 본 실시 형태에서는 수지제이다. 케이스(10)의 상면에는 시도를 조정하기 위한 시도 조정 손잡이(12)와, 자유 곡면 프리즘(20)의 위치를 조정하기 위한 프리즘 위치 조정 손잡이(13)가 설치되어 있다.

시도 조정 손잡이(12)는 이것을 조작함으로써, 케이스(10) 내부의 디스플레이를 화상의 광축 방향으로 진퇴 이동시키는 것이다. 본 실시 형태에서는 좌우 눈의 각각의 시도를 개별로 조정할 수 있도록 시도 조정 손잡이(12)는 2개 설치되어 있다.

프리즘 위치 조정 손잡이(13)는 이것을 조작함으로써, 케이스(10)에 대한 자유 곡면 프리즘(20)의 위치를 소정의 범위에서 이동시키는 것이다. 프리즘 위치 조정 손잡이(13)의 근방에는 눈금이 설치되어 있어, 프리즘 위치 조정 손잡이(13)의 조작량에 대한 자유 곡면 프리즘(20)의 이동량을 직감적으로 알 수 있도록 되어 있다.

도 4는 케이스(10)의 내부를 도시하는, 케이스(10)를 상면으로부터 본 일부 단면도이다.

케이스(10)의 내부에는 시도 조정 손잡이(12)와, 시도 조정판(11)과, 디스플레이(14)와, 제어 기판(15)과, 시도 조정 손잡이(12), 시도 조정판(11)과, 디스플레이(14) 및 제어 기판(15)을 내포하여 자유 곡면 프리즘(20)에 연결되는 가동부(16)와, 피니언부(17)가 설치되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 가동부(16) 및 자유 곡면 프리즘(20)은 2개씩 설치되어 있는 것으로서 설명하지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 이들은 1개씩이라도 좋다. 즉, 헤드마운트 디스플레이(1)는 반드시 양쪽 눈용일 필요는 없고, 우측 눈용 혹은 좌측 눈용의 가동부(16) 및 자유 곡면 프리즘(20)만을 구비하는, 우측 눈용 혹은 좌측 눈용의 것이라도 좋다.

디스플레이(14)는 화상을 표시하는 것으로, 반드시 그렇지는 않지만, 본 실시 형태에서는 직사각형의 액정 디스플레이로 되어 있다. 디스플레이(14)는 사용자가 안경(100)을 장착한 경우에, 그 짧은 변 방향이 사용자로부터 볼 때 종방향이 되고, 안경 렌즈(102)의 폭 방향에 대해 경사지도록 하고, 또한 자유 곡면 프리즘(20)의 일면에 소정의 각도로 화상을 입사하도록 하여, 가동부(16)에 설치되어 있다.

제어 기판(15)은 디스플레이(14)에 표시되는 화상을 제어하는 것이다. 제어 기판(15)은 화상을 표시하기 위한 데이터를 디스플레이(14)로 보내어, 디스플레이(14)에 적절한 화상을 표시시킨다. 제어 기판(15)은 도시하지 않은 외부 장치로부터 화상에 대한 데이터를 수취하여 그것을 디스플레이(14)에 표시시킨다. 제어 기판(15)은 도시하지 않은 외부 장치로부터 유선 또는 무선에 의해 화상에 대한 데이터를 수취하도록 되어 있다.

외부 장치로는, 예를 들어 하드 디스크 플레이어, DVD 플레이어, 텔레비전 방송용 튜너, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 컴퓨터 게임을 실행하기 위한 게임 장치, 화상 처리 기능을 가진 MP3 플레이어 등을 사용할 수 있다.

가동부(16)에는 디스플레이(14)와 자유 곡면 프리즘(20)이, 디스플레이(14)에 표시되는 화상으로부터의 상 광이 자유 곡면 프리즘(20)의 일면에 일정한 각도로 화상을 입사하는 상태로 설치되어 있다.

가동부(16)에는 피니언부(17)와 접촉하도록 랙부(16a)가 형성되어 있다. 각 랙부(16a)는 피니언부(17)에 대향하고 있는 면에 기어가 형성되어 있다.

피니언부(17)는 프리즘 위치 조정 손잡이(13)와 연결되어 있고, 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 회전시키면 피니언부(17)가 그것에 수반하여 회전하도록 되어 있다. 피니언부(17)는, 원기둥형이고, 측면에 원기둥의 축 방향에 평행한 기어가 형성되어 있다. 피니언부(17)의 기어와 랙부(16a)의 기어는 맞물리도록 되어 있다. 피니언부(17)가 회전하면, 그 회전의 양과 방향에 대응하여 랙부(16a)가 랙부(16a)의 길이 방향을 따라서 이동하도록 되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 좌측 방향으로 회전시키면, 랙부(16a)의 기단부가 피니언부(17)로부터 이격되는 방향으로 이동하여, 2개의 가동부(16)가 이격되는 방향으로 슬라이드된다. 반대로, 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 우측 방향으로 회전시키면, 랙부(16a)의 기단부가 피니언부(17)에 근접하는 방향으로 이동하여, 2개의 가동부(16)가 근접하는 방향으로 슬라이드된다. 가동부(16)와 자유 곡면 프리즘(20)은 연결되어 있으므로, 이와 같은 가동부(16)의 슬라이드에 수반하여 자유 곡면 프리즘(20)도 마찬가지로 슬라이드된다. 이와 같이, 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 회전시킴으로써, 케이스(10)를 안경(100)에 설치한 후에 있어서도, 가동부(16)에 설치된 자유 곡면 프리즘(20)을 브리지(105)와 안경(100)의 엔드피스 사이에서 슬라이드시킬 수 있도록 되어 있다. 자유 곡면 프리즘(20)이 슬라이드됨으로써, 자유 곡면 프리즘(20)으로부터 출력되는 화상의 위치도 슬라이드된다. 이에 의해, 사용자의 눈의 위치에 화상이 출력되는 위치를 맞출 수 있다. 본 실시 형태에서는 상술한 기구에 의해, 하나의 프리즘 위치 조정 손잡이(13)의 동작에 의해, 2개의 자유 곡면 프리즘(20)(도광 수단)의 이동을 좌우 대칭으로 동시에 행할 수 있도록 되어 있다. 눈 폭에 맞추어 도광 수단을 좌우 대칭으로 동시에 이동시킬 수 있는 것은, 상술한 기구에 의하지 않고도 실현할 수 있지만, 어쨌든 편리하다.

또한, 피니언부(17)는 프리즘 위치 조정 손잡이(13)와 일체적으로 구성되어 있어도 좋다.

가동부(16)에 내포되는 시도 조정 손잡이(12) 및 시도 조정판(11)은 디스플레이(14)로부터 자유 곡면 프리즘(20)까지의 거리를 변동시켜 사용자의 시력에 맞춘 화상을 제공하기 위한 조정 기구를 구성한다. 도 6은 가동부(16)를 확대하여 조정 기구를 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 조정 기구의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

시도 조정 손잡이(12)는 케이스(10)의 외부로 돌출되는 헤드부에 홈이 형성되어 있고, 중간 정도가 크랭크 형상으로 절곡된 크랭크부(12a)를 갖는 구성으로 되어 있다. 헤드부의 홈에 평판을 삽입하여 회전시키면, 크랭크부(12a)가 회전 중심의 주위를 회전한다.

시도 조정판(11)은 1변이 제어 기판(15)에 접속되어 있고, 상기 1변에 대향 하는 변의 근방에, 상기 1변이 연장되는 방향으로 긴 변이 설치된, 모따기된 직사각 형상의 조정 구멍(11a)이 형성된다. 조정 구멍(11a)에는 시도 조정 손잡이(12)의 크랭크부(12a)가 관통하여 설치된다. 조정 구멍(11a)의 짧은 변은 이 크랭크부(12a)의 크기에 따른 길이로 형성된다.

도 7의 상태에서 시도 조정 손잡이(12)를 회전시키면, 크랭크부(12a)가 회전 중심의 주위를 회전한다. 조정 구멍(11a)은 크랭크부(12a)가 관통하고 있으므로, 크랭크부(12a)가 회전하면, 조정 구멍(11a)은 그 움직임에 따라서 제어 기판(15)의 방향으로 압박된다. 그것에 의해, 시도 조정판(11)은 제어 기판(15)을 압박하는 방향으로 이동한다. 제어 기판(15)이 이동하면, 디스플레이(14)가 자유 곡면 프리즘(20)에 근접하는 방향으로 이동한다. 디스플레이(14)와 자유 곡면 프리즘(20) 사이의 거리를 변화시킴으로써, 사용자의 시력에 맞추어 화상의 시도를 조정할 수 있다.

시도 조정 손잡이(12)는 회전하므로, 시도 조정판(11)의 움직임은 피스톤 형상이 된다. 그로 인해, 디스플레이(14)가 지나치게 움직여 자유 곡면 프리즘(20)에 충돌하여 서로가 파손되는 경우는 없다. 사용자는 사용 시에 시도 조정 손잡이(12)를 회전시켜 디스플레이(14)의 위치를 자신의 눈의 시도에 최적인 위치로 조정할 수 있다.

도 8은 자유 곡면 프리즘(20)에 의한 도광로를 설명하는 도면이다. 자유 곡면 프리즘(20)은 디스플레이(14)로부터의 광을 사용자의 적어도 한쪽의 눈으로 유도하는 동시에, 디스플레이(14)에 표시된 화상을 확대하는 것이다.

자유 곡면 프리즘(20)은 각각 자유 곡면인 제1 면(S1), 제2 면(S2), 제3 면(S3)이라는 3개의 면을 구비한 단면 대략 삼각형 형상으로 구성된다.

제1 면(S1)은 디스플레이(14)에 면하게 되어 있어, 디스플레이(14)에 표시된 화상에 대한 디스플레이(14)로부터의 광을 통과시켜 자유 곡면 프리즘(20)의 내부로 유도한다. 디스플레이(14)로부터의 광은 제1 면(S1)을 통과할 때에 굴절하여 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다.

제2 면(S2)은 제1 면(S1)을 통과한 광을 반사(통상은 전반사임)하도록 되어 있다. 제1 면(S1)을 통과한 광은 제2 면(S2)에서 반사됨으로써 그 방향을 크게 바꾸고, 또한 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다. 제2 면(S2)은, 또한 제3 면(S3)에서 반사된 광을 통과시킨다. 이에 대해서는, 후술한다.

제3 면(S3)은 제2 면(S2)에서 반사된 광을 반사시키도록 되어 있다. 제2 면(S2)에서 반사된 광은 제3 면(S3)에서 반사됨으로써 그 방향을 크게 바꾸고, 또한 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다. 또한, 제3 면(S3)에서 행해지는 반사는 전반사라도, 금속에 의한 반사라도 상관없다. 제3 면(S3)에서 행해지는 반사가 전반사인 경우에는, 제2 면(S2)에서 반사된 광이 제3 면(S3)에 이르는 경우의 입사각이 전반사각 이하로 되도록 제3 면(S3)의 곡면이 설계된다. 제3 면(S3)에서 행해지는 반사가 금속에 의한 반사인 경우에는, 제3 면(S3)의 외측에, 금속이, 예를 들어 증착에 의해 부착되어 있다. 또한, 제3 면(S3)의 외측에, 금속을 부착시키는 대신에, 유전체 다층막을 형성할 수 있다. 이 경우의 반사는 유전체 다층막에 의해 행해진다.

상술한 바와 같이 제3 면(S3)에서 반사된 광은 제2 면(S2)을 다시 향하여, 제2 면(S2)을 통과한다. 제2 면(S2)을 통과하는 광은 제2 면(S2)을 통과할 때에 굴절되어 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다. 디스플레이(14)에 표시된 화상은, 도 9에 도시한 바와 같이 자유 곡면 프리즘(20)의 점선 부분에 표시되게 된다.

이상과 같은 자유 곡면 프리즘(20)은 케이스(10)를 안경(100)에 설치했을 때, 적어도 그 일부가 헤드마운트 디스플레이(1)의 사용 시에 사용자의 적어도 한쪽의 눈 앞에 위치하는 것으로 되어, 디스플레이(14)로부터의 광을 사용자의 눈에 사출하도록 케이스(10)에 접속되어 있다.

자유 곡면 프리즘(20)은 안경(100)을 장착한 사용자로부터 볼 때 케이스(10)에 종방향으로 접속되는 것이 아니라, 횡방향으로 접속되어 배치된다. 즉, 헤드마운트 디스플레이(1) 전체의 형상은 횡방향으로 신장된 형상으로 되어 있다.

도 10a, 도 10b는 각각 헤드마운트 디스플레이(1)를 설치한 안경(100)을 전방으로부터 본 상태를 도시하는 도면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 헤드마운트 디스플레이(1)를 설치한 상태의 안경(100)을 전방으로부터 본 경우, 헤드마운트 디스플레이(1)는 안경 렌즈(102)의 후방에 거의 가려지게 된다.

본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이(1)는 본체(10)와 자유 곡면 프리즘(20)이 횡방향으로 배열되도록 접속되므로, 케이스(10)를 안경(100)의 후방에 설치하면, 헤드마운트 디스플레이(1)의 대부분이 안경(100)의 전방으로부터 보이지 않도록 할 수 있다. 즉, 헤드마운트 디스플레이(1)의 안경(100)으로부터의 돌출량을 최대한 적게 할 수 있어, 디자인성을 손상시키는 경우가 없다.

또한, 본 실시 형태의 헤드마운트 디스플레이(1)는 사용자의 상하 방향의 시야를 차단하는 것이 아니므로, 자유 곡면 프리즘(20)에 표시된 화상을 보고 있는 상태라도, 자유 곡면 프리즘(20)의 주위는 다소 희미하기는 하지만 보이는 상태에 있다. 따라서, 시선을 자유 곡면 프리즘(20)을 향하고 있는 상태에서도 간단한 작업을 행할 수 있어 편리하다. 또한, 시선을 자유 곡면 프리즘(20)을 향하고 있는 상태에서도 발밑을 볼 수 있어 걷는 것도 가능하다. 또한, 시선을 자유 곡면 프리즘(20)으로부터 떼면, 주위를 더욱 잘 볼 수 있게 된다.

다음에, 이 헤드마운트 디스플레이(1)의 사용 방법에 대해 설명한다.

이 헤드마운트 디스플레이(1)를 사용하기 위해서는, 헤드마운트 디스플레이(1)를 설치한 상태의 안경(100)을 사용자의 헤드부에 고정한다. 헤드마운트 디스플레이(1)의 안경(100)으로의 설치는 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)에 형성된 제1 끼워 맞춤 구멍(10a)에, 안경(100)에 설치된 제1 설치 부재(40)가 갖는 제1 볼부(40b)를 끼워 맞춤으로써 행한다. 또한, 헤드마운트 디스플레이(1)를 설치한 상태의 안경(100)의 사용자의 헤드부로의 고정은, 상술한 바와 같이 안경(100)의 안경테(103)를, 사용자의 귀에 걸거나, 안경(100)의 안경테(103)로 사용자의 헤드부를 끼워 넣음으로써 행한다.

또한, 안경(100)을 사용자의 헤드부에 고정하기 전에, 헤드마운트 디스플레이(1)에 노즈 패드(30)를 설치해 둔다. 노즈 패드(30)의 헤드마운트 디스플레 이(1)로의 설치는, 노즈 패드(30)에 형성된 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)에 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)가 갖는 제2 볼부(50b)를 끼워 맞춤으로써 행한다.

이 상태에서 사용자는, 상기한 외부 장치를 조작하여 헤드마운트 디스플레이(1)에서 표시해야 할 화상에 대한 데이터를, 헤드마운트 디스플레이(1)에 입력한다. 제어 기판(15)은 화상에 대한 데이터에 의해 디스플레이(14)에 화상을 표시한다.

디스플레이(14)에 표시된 화상의 광은 디스플레이(14)로부터 나와, 자유 곡면 프리즘(20)의 제1 면(S1)에 입력된다. 자유 곡면 프리즘(20) 내에서는 광이 도 8에 도시한 바와 같이 하여 제2 면(S2)으로부터 사출된다. 사출된 광에 의해, 사용자는 양 눈으로, 적당한 크기로 된 화상을 보게 된다.

필요하면, 사용자는, 시도 조정 손잡이(12)를 조작함으로써, 디스플레이(14)로부터의 광의 자유 곡면 프리즘(20)에 대한 입사각을 변화시키지 않도록 하면서, 자유 곡면 프리즘(20)에 대해 디스플레이(14)를 근접시키거나 멀어지게 할 수 있다. 즉, 디스플레이(14)를, 디스플레이로부터의 광의 출사 방향(광축 방향)으로 진퇴 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 사용자의 시력에 맞춘 화상을 표시할 수 있도록 조정할 수 있다.

또한, 사용자는 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 조작함으로써, 자유 곡면 프리즘(20)의 위치를 사용자의 눈 폭에 따른 적당한 위치로 움직여, 자유 곡면 프리즘(20)의 위치를 사용자가 화상을 보기 쉬운 위치로 조정할 수 있다.

또한, 사용자는 도시하지 않은 이어폰을 귀에 착용함으로써, 화상과 더불어 소리를 들을 수 있다.

사용자는, 헤드마운트 디스플레이(1)를 사용하지 않게 된 경우에는, 안경(100)으로부터 헤드마운트 디스플레이(1)를 제거한다. 또한, 안경(100)으로부터 제거한 헤드마운트 디스플레이(1)로부터 제거한 노즈 패드(30)를 안경(100)에 설치한다. 이에 의해, 사용자는 안경(100)을 통상의 안경으로서 사용할 수 있다.

또한, 노즈 패드(30)의 안경(100)으로의 설치는 안경(100)에 설치된 제1 설치 부재(40)가 갖는 제1 볼부(40b)를, 노즈 패드(30)에 형성된 제2 끼워 맞춤 구멍(30a)에 끼워 맞춤으로써 행한다.

이상의 실시 형태의 변형예로서, 이하의 것을 들 수 있다.

본 실시 형태에서는, 케이스(10)는 안경(100)의 브리지(105)의 대략 중심에 설치되는 것으로서 기재하였지만, 이에 한정되지 않고, 케이스(10)는 안경(100)의 다른 부분에 설치되도록 해도 좋다.

또한, 본 발명의 도광 수단으로서, 본 실시 형태에서는 단면 대략 삼각형 형상으로 되어 있는 자유 곡면 프리즘(20)을 사용하는 것으로서 설명하였지만, 다른 형상의 자유 곡면 프리즘, 혹은 자유 곡면 프리즘 이외의 것을 도광 수단으로서 사용하는 것이 가능하다. 도광 수단은, 적어도 그 일부가 헤드마운트 디스플레이(1)의 사용 시에 사용자의 적어도 한쪽의 눈 앞에 위치하는 것으로 되어, 디스플레이(14)로부터의 광을 사용자의 적어도 한쪽의 눈으로 유도하는 동시에, 디스플레이(14)에 표시된 화상을 확대하도록 되어 있으면, 어떤 것을 사용해도 상관없다.

예를 들어, 제1 면, 제2 면, 제3 면 및 제4 면의 4개의 면을 갖고, 디스플레 이(14)로부터의 광에 제1 면을 통과시키고, 제1 면을 통과시킨 광을 제2 면에서 반사시키고, 제2 면에서 반사시킨 광을 제3 면에서 반사시키고, 제3 면에서 반사시킨 광에 제4 면을 통과시킴으로써, 그 내부로 유도한 광의 방향을 변화시키는 동시에, 디스플레이(14)에 표시된 화상을 확대하는 자유 곡면 프리즘을, 상술한 자유 곡면 프리즘(20) 대신에 사용해도 좋다. 제1 면 내지 제4 면은 각각 연속하지 않는 면이라도 좋지만, 제1 면 또는 제4 면 중 적어도 2개의 면이, 연속하는 매끄럽게 연결된 일면이라도 좋다. 상술한 자유 곡면 프리즘(20)은 제2 면과 제4 면이 연속하는 매끄럽게 연결된 일면으로 되어 있다.

또한, 본 발명의 도광 수단은, 도 11에 도시한 바와 같이 디스플레이(14)로부터의 화상을 확대하는 제1 렌즈(71)와, 제1 렌즈(71)로부터의 광을 반사시켜, 그 광의 방향을 변화시키는 제1 반사경(72)과, 제1 반사경(72)에 의해 반사된 광을 반사시켜, 그 광의 방향을 변화시키는 제2 반사경(73)과, 제2 반사경(73)으로부터의 광을 투과하는 동시에, 화상을 확대하는 제2 렌즈(74)를 갖고 있는 것으로 해도 좋다. 반사의 횟수 및 화상을 어느 정도 확대할지는, 디스플레이(14)와 사용자의 눈의 위치 관계 등에 의해 정할 수 있다.

또한, 도광 수단은, 도 12에 도시한 바와 같이 자유 곡면 프리즘(20)과, 렌즈(75) 또는 렌즈(76)의 적어도 한쪽을 구비하고 있는 것으로 해도 좋다. 렌즈(75) 및 렌즈(76)는 디스플레이(14)에 표시된 화상을 확대하기 위한 것이다. 이들 렌즈(75, 76)는 판 형상의 렌즈인 것으로서 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 부분에 따라 굴절률이 상이한 것으로 되어, 렌즈로서 기능하는 것이면, 어떤 것이 라도 좋다. 이 경우에 있어서의 렌즈(75)는 디스플레이(14)와 자유 곡면 프리즘(20)의 제1 면(S1) 사이의 어딘가의 위치에 설치되어 있고, 디스플레이(14)로부터의 광이 렌즈(75)를 통해 자유 곡면 프리즘(20)의 제1 면(S1)에 입력되도록 되어 있다. 렌즈(75)를 통과하는 광은 그 통과 시에 굴절되어, 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다. 즉, 이와 같은 렌즈(75)에 의해, 자유 곡면 프리즘(20)에 입사되기 전에, 디스플레이(14)에 표시된 화상을 확대할 수 있다. 또한, 렌즈(76)는 자유 곡면 프리즘(20)의 제2 면(S2)의 외측에 부착되어 있고, 자유 곡면 프리즘(20)의 제2 면(S2)으로부터 출사된 디스플레이(14)로부터의 광이 렌즈(76)를 통해 사용자의 눈에 사출되도록 되어 있다. 렌즈(76)를 통과하는 광은 그 통과 시에 굴절되어, 디스플레이(14)에 표시된 화상이 확대되도록 변화된다. 즉, 이와 같은 렌즈(76)에 의해, 자유 곡면 프리즘(20)으로부터 출사된 디스플레이(14)에 표시된 화상을 적절한 크기로 확대하여, 사용자의 눈에 사출할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 케이스(10)는 시도를 조정하는 시도 조정 손잡이(12)와, 자유 곡면 프리즘(20)의 위치를 조정하는 프리즘 위치 조정 손잡이(13)를 갖는 구성으로 되어 있지만, 이들은 필수는 아니고, 이들을 갖지 않은 구성으로 할 수도 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는 안경(100)의 헤드마운트 디스플레이(1)로의 설치는, 착탈 가능한 것으로 되어 있었다. 그러나, 안경(100)으로의 헤드마운트 디스플레이(1)의 고정은 착탈 가능한 것일 필요는 없다. 안경(100)에 헤드마운트 디스플레이(1)를 설치한 헤드마운트 디스플레이 시스템을 제조하는 단계에서 양자 의 설치를 고정적인 것으로 할 수 있다. 이 경우, 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)에 대한 노즈 패드(30)의 설치도 고정적인 것으로 해도 좋다. 안경(100)에 헤드마운트 디스플레이(1)가 고정되는 것이면, 그 안경(100)은 항상 헤드마운트 디스플레이(1)와 함께 사용되는 것이므로, 노즈 패드(30)를 헤드마운트 디스플레이(1)로부터 분리시킬 필요가 특별히 존재하지 않게 되기 때문이다. 또한, 안경(100)으로의 헤드마운트 디스플레이(1)의 설치, 또는 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)로의 노즈 패드(30)의 설치가 고정적인 것인 경우에는, 그들 설치는, 상술한 볼 조인트가 아니라, 접착제를 사용한 접착, 나사를 사용한 나사 결합 등의 적당한 수법을 사용할 수 있다.

또한, 안경(100)에 대해 헤드마운트 디스플레이(1)를 착탈 가능하게 하는 경우라도, 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)로의 노즈 패드(30)의 설치는 고정적인 것으로 할 수 있다. 이 경우에는, 헤드마운트 디스플레이(1)를 안경(100)으로부터 제거한 경우에, 헤드마운트 디스플레이(1)의 케이스(10)에 설치된 노즈 패드(30)를 안경(100)에 설치할 수 없다. 따라서, 헤드마운트 디스플레이(1)를 제거한 상태의 안경(100)에 설치하는, 헤드마운트 디스플레이(1)가 구비하는 것과는 다른 노즈 패드를 준비해 둘 필요가 있다. 이 경우에 사용하는 노즈 패드는 상술한 실시 형태에서 설명한 노즈 패드(30)와 마찬가지로 구성해 두면 충분하다. 상술한 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 노즈 패드를, 헤드마운트 디스플레이(1)를 제거한 상태의 안경(100)에 설치하면, 그 안경(100)을 통상의 안경으로서 사용할 수 있다. 혹은, 헤드마운트 디스플레이(1)가 구비하는 것과는 다른 노즈 패드를, 당초 부터 안경(100)에 고정적으로 설치해 두는 것도 고려된다. 이 노즈 패드는 헤드마운트 디스플레이(1)의 안경(100)으로의 설치의 방해가 되지 않는 형상, 크기로 되어, 헤드마운트 디스플레이(1)의 안경(100)으로의 설치의 방해가 되지 않는 위치에 설치되어 있으면, 통상의 안경에 설치되는 노즈 패드와는 상이한 점이 없어도 좋다. 안경(100)이 당초부터 노즈 패드를 구비하고 있는 것이면, 헤드마운트 디스플레이(1)를 제거한 후의 안경(100)은, 통상의 안경으로서 사용하는 데 문제는 없다.

또한, 이상의 헤드마운트 디스플레이(1)가 설치되는 안경(100)은, 본 실시 형태에서는 브리지(105)를 갖는 안경인 것으로서 기재하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 10b와 같이 브리지를 갖지 않는 안경이라도 좋다. 또한, 안경(100)은 시판의 범용품이 아니라, 헤드마운트 디스플레이(1)에 전용인 것이라도 좋다. 예를 들어, 이어폰이 안경(100)의 안경테에 내장되어 있어도 좋다.

Claims

화상을 표시하기 위한 표시 수단과, 상기 표시 수단에 의해 표시되는 화상을 소정의 배율로 확대하여 사용자의 눈으로 유도하기 위한 도광 수단을 구비하고 있고, 안경 형상으로 되어 사용자의 헤드부에 장착되는 장착 부재에, 당해 장착 부재의 내측에 위치하도록 하여 설치하여 사용되는 헤드마운트 디스플레이이며,

사용자의 헤드부에 장착된 상기 장착 부재에 상기 헤드마운트 디스플레이가 설치된 상태에서, 사용자의 코에 접촉하는 노즈 패드를 구비하고 있는, 헤드마운트 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 장착 부재에 대한 설치를 착탈 가능하게 행할 수 있도록 되어 있는, 헤드마운트 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 노즈 패드는 상기 헤드마운트 디스플레이에 대해 착탈 가능하게 되어 있고, 또한 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거된 상태의 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 설치되도록 되어 있는, 헤드마운트 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 장착 부재로부터 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거되었을 때에, 상기 장착 부재에 설치할 수 있는, 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 것과는 다른 노즈 패드를 구비하고 있는, 헤드마운트 디스플레이.
안경 형상으로 되어 사용자의 헤드부에 장착되는 장착 부재와,

화상을 표시하기 위한 표시 수단, 상기 표시 수단에 의해 표시되는 화상을 소정의 배율로 확대하여 사용자의 눈으로 유도하기 위한 도광 수단을 구비하고 있고, 상기 장착 부재의 내측에 위치하도록 하여 상기 장착 부재에 설치하여 사용되는 헤드마운트 디스플레이를 구비하고 있는 헤드마운트 디스플레이 시스템이며,

상기 헤드마운트 디스플레이는 사용자의 헤드부에 장착된 상기 장착 부재에 헤드마운트 디스플레이가 설치된 상태에서 사용자의 코에 접촉하는 노즈 패드를 구비하고 있는, 헤드마운트 디스플레이 시스템.
제5항에 있어서, 상기 헤드마운트 디스플레이는 상기 장착 부재에 대한 설치를 착탈 가능하게 행할 수 있도록 되어 있는, 헤드마운트 디스플레이 시스템.
제5항에 있어서, 상기 장착 부재는 템플을 구비하고 있고, 또한 그 템플은 스트레이트 템플로 되어 있는, 헤드마운트 디스플레이 시스템.
제6항에 있어서, 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 상기 노즈 패드는 상기 헤드마운트 디스플레이에 대해 착탈 가능하게 되어 있고, 또한 상기 헤드마운트 디스플레이로부터 제거되었을 때에, 상기 헤드마운트 디스플레이가 제거된 상태의 상기 장착 부재에 대해 착탈 가능하게 설치할 수 있도록 되어 있는, 헤드마운트 디스플레이 시스템.
제6항에 있어서, 상기 장착 부재는 상기 헤드마운트 디스플레이가 그 장착 부재로부터 제거된 상태에서 사용자의 헤드부에 장착되었을 때에 사용자의 코에 접촉하는, 상기 헤드마운트 디스플레이가 구비하는 것과는 상이한 노즈 패드를 구비하고 있는, 헤드마운트 디스플레이 시스템.