WO2016143685A1 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

ヘッドマウントディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
WO2016143685A1
WO2016143685A1 PCT/JP2016/056724 JP2016056724W WO2016143685A1 WO 2016143685 A1 WO2016143685 A1 WO 2016143685A1 JP 2016056724 W JP2016056724 W JP 2016056724W WO 2016143685 A1 WO2016143685 A1 WO 2016143685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable
head
user
frame
attachment member
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/056724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
悠 入谷
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタ株式会社 filed Critical コニカミノルタ株式会社
Publication of WO2016143685A1 publication Critical patent/WO2016143685A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02Viewing or reading apparatus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/64Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • the present invention relates to a head-mounted display that can suppress displacement and dropping at the time of wearing.
  • HMD Eyeglass-type head-mounted displays
  • products that can be used by general users are increasing.
  • see-through type display installed in front of the HMD user's eyes, and the HMD user can visually recognize the image (virtual image) displayed on the display and display the same display.
  • the outside world real image
  • the HMD inherently has an optical unit for allowing the HMD user to observe a virtual image and a frame that supports the optical unit.
  • the optical unit is heavier than a general spectacle lens or the like, the weight balance when the frame is mounted on the head of the HMD user is poor, and the HMD tends to tilt or fall easily, thereby suppressing it. It is preferable that there is a device.
  • Patent Document 1 a technique for fixing spectacles by connecting the rear end of a frame with a string or a band at the back of a user as a measure for preventing spectacles from falling off.
  • Patent Document 1 a technique for fixing spectacles by connecting the rear end of a frame with a string or a band at the back of a user as a measure for preventing spectacles from falling off.
  • HMD is often a so-called single-eye type that observes a virtual image on either the left or right side of the user. There is also a problem of dropping out.
  • a battery is held in a body other than the user's head and connected to the main body using a cable that can be energized. Things are often done.
  • the operation control unit is also a separate unit, and the control signal from the operation control unit is transmitted to the HMD main unit via a cable, or the image signal from the HMD main unit is transmitted to the operation control unit. There is also. Therefore, a technique for preventing the HMD from falling using a cable has been proposed.
  • Patent Document 2 an auxiliary power source arranged on a user's head and a frame of a monocular display device are connected via a slack cable, and as a result, the monocular display device falls on the floor surface.
  • Techniques for preventing this are known.
  • Patent Document 3 when the drop detection unit detects the fall of the image display unit, a technique for winding a cable connected to the image display unit is known.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a head-mounted display that can effectively suppress displacement and drop-off from the user's head while enhancing the fit.
  • a head-mounted display reflecting one aspect of the present invention includes a display unit for allowing an observer to observe an image, A wiring cable having one end connected to the display unit; A frame that is mounted on the observer's head and supports the display unit;
  • the display unit includes: an image generation unit that generates an image; and a member that is positioned in front of the observer's eyes and guides light representing the image generated by the image generation unit toward the observer's pupil.
  • the frame is provided with an attachment member to which the cable is attached at an arbitrary position reaching the other end, and the attachment member holds the cable so as to be relatively displaceable or detachable with respect to the attachment member,
  • the distance of the cable from the observer's head is variable by relative displacement or attachment / detachment of the cable with respect to the attachment member.
  • the present invention it is possible to provide a head-mounted display that can effectively suppress displacement and drop-off from the user's head while enhancing the fit.
  • HMD100 concerning a 1st embodiment from diagonally forward It is the perspective view which looked at HMD100 concerning this embodiment from back diagonally. It is the figure which looked at HMD100 concerning this embodiment from the upper part. Although it is the figure which looked at HMD100 concerning this embodiment from the side, a part of illustration is omitted.
  • HMD100 concerning this Embodiment it is a perspective view shown in the state which attached the cable to the attachment member.
  • HMD100 concerning this Embodiment it is a perspective view shown in the state which removed the cable from the attachment member.
  • 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a display unit 104.
  • FIG. It is a block diagram of the main circuit of HMD100.
  • HMD200 It is a figure which shows attachment member AT concerning another modification. It is a figure which shows attachment member AT concerning another modification. It is a figure which shows attachment member AT concerning another modification. It is a figure which shows attachment member AT concerning another modification. It is a figure which shows attachment member AT concerning another modification. It is the perspective view which looked at HMD200 concerning a 2nd embodiment from diagonally forward. It is the perspective view which looked at HMD200 concerning this embodiment from the slanting back. In HMD200 concerning this Embodiment, it is a perspective view shown in the state which attached the cable to the attachment member. It is a perspective view shown in the state where a cable was removed from an attachment member in HMD200 concerning this embodiment. It is the figure seen from diagonally forward with the user US wearing the HMD200. It is the figure seen from diagonally forward with the user US wearing the HMD200.
  • (A) is the longitudinal cross-sectional view which cut
  • (B) is sectional drawing similar to what is shown to (a) of the holding part 201f concerning a modification. It is the perspective view which looked at HMD300 concerning a 3rd embodiment from diagonally back. It is the figure seen from diagonally forward with the user US wearing the HMD300. It is the figure seen from diagonally forward with the user US wearing the HMD300. It is the figure seen from back in the state where user US put on HMD300. It is the figure which the user US saw from the state in which HMD300 was mounted
  • FIG. 1 is a perspective view of the HMD 100 according to the present embodiment as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 2 is a perspective view of the HMD 100 according to the present embodiment as viewed obliquely from the rear.
  • FIG. 3 is a perspective view of the HMD 100 according to the present embodiment as viewed from above.
  • FIG. 4 is a side view of the HMD 100 according to the present embodiment, but a part of the illustration is omitted.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the HMD 100 according to the present embodiment with the cable attached to the mounting member, and FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the HMD 100 according to the present embodiment with the cable removed from the mounting member.
  • the right side and the left side of the HMD 100 refer to the right side and the left side for a user as an observer wearing the HMD 100.
  • the HMD 100 of the present embodiment has a frame 101 made of metal or resin.
  • a frame 101 having a U-shape when viewed from above shown in FIG. 3 has a front part 101a to which two spectacle lenses 102 are attached, and side parts 101b and 101c extending rearward from both ends of the front part 101a.
  • the shape is such that it continuously surrounds the front and sides of the user's head except the back of the head, and surrounds the user's head over a half circumference. Thus, it has a characteristic that is supported only by the frame with respect to the user's head (hereinafter referred to as self-holding property).
  • the two spectacle lenses 102 attached to the frame 101 may or may not have refractive power.
  • a pair of nose pads 101p and 101q that abut the user's nose and support the frame 101 and a nose pad holding mechanism 112 that holds these in such a manner that their positions can be adjusted in the vertical direction are arranged at the center of the front part 101a. ing.
  • the cylindrical main body 103 is fixed to the front part 101 a of the frame 101 on the upper part of the spectacle lens 102 on the right side (which may be on the left side according to the user's dominant eye).
  • the main body 103 is provided with a display unit 104.
  • a display control unit 104DR (see FIG. 8 described later) that controls display of the display unit 104 based on an instruction from the processor 121 described later is disposed.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display unit 104.
  • the display unit 104 includes an image forming unit (image generating unit) 104A and an image display unit (observation optical system) 104B.
  • the image forming unit 104A is incorporated in the main body unit 103, and includes a light source 104a, a unidirectional diffuser 104b, a condenser lens 104c, and a display element 104d.
  • the image display unit 104B which is a so-called see-through type display member, is disposed on the entire plate so as to extend downward from the main body unit 103 and extend in parallel to one eyeglass lens 102 (see FIG. 1).
  • the eyepiece prism 104f, the deflecting prism 104g, and the hologram optical element 104h As will be described in detail below, in the present embodiment, an image displayed on the display element is guided to an optical member 104B disposed in front of the user's eyes as an observation optical system by an optical system such as a lens. However, from the viewpoint of the observer, since this virtual image is viewed through the optical member 104B, it appears as if the optical member 104B is displaying an image. In the specification, the optical member 104B is also referred to as an “image display unit”.
  • the light source 104a has a function of illuminating the display element 104d.
  • the light source 104a emits light having a predetermined wavelength width, whereby the image light obtained by illuminating the display element 104d can have a predetermined wavelength width, and the hologram optical element 104h transmits the image light. When diffracted, the image can be observed by the user over the entire observation angle of view at the position of the pupil B. Further, the peak wavelength for each color of the light source 104a is set in the vicinity of the peak wavelength of the diffraction efficiency of the hologram optical element 104h, so that the light use efficiency is improved.
  • the light source 104a is composed of LEDs that emit RGB light, the cost of the light source 104a can be reduced, and a color image is displayed on the display element 104d when the display element 104d is illuminated. The color image can be visually recognized by the user.
  • each of the RGB LED elements has a narrow emission wavelength width, the use of a plurality of such LED elements enables high color reproducibility and bright image display.
  • the display element 104d displays an image by modulating the light emitted from the light source 104a in accordance with image data, and is configured by a transmissive liquid crystal display element having pixels that serve as light transmitting regions in a matrix. Has been. Note that the display element 104d may be of a reflective type.
  • the eyepiece prism 104f totally reflects the image light from the display element 104d incident through the base end face PL1 by the opposed parallel inner side face PL2 and outer side face PL3, and passes through the hologram optical element 104h to the user's pupil.
  • external light is transmitted and guided to the user's pupil, and is composed of, for example, an acrylic resin together with the deflecting prism 104g.
  • the eyepiece prism 104f and the deflection prism 104g are joined by an adhesive with the hologram optical element 104h sandwiched between inclined surfaces PL4 and PL5 inclined with respect to the inner surface PL2 and the outer surface PL3.
  • the deflection prism 104g is joined to the eyepiece prism 104f, and becomes a substantially parallel flat plate integrated with the eyepiece prism 104f. By joining the deflecting prism 104g to the eyepiece prism 104f, it is possible to prevent distortion in the external image observed by the user through the display unit 104.
  • the hologram optical element 104h diffracts and reflects the image light (light having a wavelength corresponding to the three primary colors) emitted from the display element 104d, guides it to the pupil B, enlarges the image displayed on the display element 104d, and enlarges the user's pupil. It is a volume phase type reflection hologram guided as a virtual image.
  • the hologram optical element 104h has, for example, three wavelength ranges of 465 ⁇ 5 nm (B light), 521 ⁇ 5 nm (G light), and 634 ⁇ 5 nm (R light) with a peak wavelength of diffraction efficiency and a wavelength width of half the diffraction efficiency. The light is diffracted (reflected).
  • the peak wavelength of diffraction efficiency is the wavelength at which the diffraction efficiency reaches a peak
  • the wavelength width at half maximum of the diffraction efficiency is the wavelength width at which the diffraction efficiency is at half maximum of the diffraction efficiency peak. is there.
  • the reflection-type hologram optical element 104h has high wavelength selectivity, and only diffracts and reflects light having a wavelength in the above-mentioned wavelength range (near the exposure wavelength).
  • the hologram optical element 104h is transmitted, and a high external light transmittance can be realized.
  • the light emitted from the light source 104a is diffused by the unidirectional diffusion plate 104b, condensed by the condenser lens 104c, and enters the display element 104d.
  • the light incident on the display element 104d is modulated for each pixel based on the image data input from the display control unit 104DR, and is emitted as image light. Thereby, a color image is displayed on the display element 104d.
  • Image light from the display element 104d enters the eyepiece prism 104f from its base end face PL1, is totally reflected a plurality of times by the inner side face PL2 and the outer side face PL3, and enters the hologram optical element 104h.
  • the light incident on the hologram optical element 104h is reflected there, passes through the inner side surface PL2, and reaches the pupil B.
  • the user can observe an enlarged virtual image of the image displayed on the display element 104d, and can visually recognize it as a screen formed on the image display unit 104B.
  • the hologram optical element 104h constitutes a screen, or it can be considered that a screen is formed on the inner surface PL2.
  • “screen” may refer to an image to be displayed.
  • the eyepiece prism 104f, the deflecting prism 104g, and the hologram optical element 104h transmit almost all of the external light, the user can observe an external field image (real image) through them. Therefore, the virtual image of the image displayed on the display element 104d is observed so as to overlap with a part of the external image. In this manner, the user of the HMD 100 can simultaneously observe the image provided from the display element 104d and the external image via the hologram optical element 104h. Note that when the display unit 104 is in the non-display state, the image display unit 104B is transparent, and only the external image can be observed.
  • a display unit is configured by combining a light source, a liquid crystal display element, and an optical system.
  • a self-luminous display element for example, an organic EL display
  • Element for example, an organic EL display
  • a transmissive organic EL display panel having transparency in a non-light emitting state may be used.
  • the proximity sensor 105 disposed near the center of the frame 101 and the lens 106 a of the camera 106 disposed near the side are provided on the front of the main body 103 so as to face the front. It has been.
  • the proximity sensor 105 exists in a detection region in the proximity range in front of the detection surface of the proximity sensor in order to detect that an object, for example, a part of a human body (such as a hand or a finger) is close to the user's eyes. It detects whether or not the signal is output.
  • the proximity sensor 105 is not an indispensable part for the HMD, but if the proximity sensor 105 is provided, the user can operate the HMD using a hand, a finger, or the like using the output of the proximity sensor 105. In this case, since it is necessary to appropriately set the detection area of the proximity sensor 105 for detecting the position of the hand or finger, from this point of view, it is possible to prevent the HMD from being displaced or dropped from the user's head. That is important.
  • the sub-main body 107 is attached to the right side 101b of the frame 101, and the attachment member AT is attached to the left side 101c of the frame 101.
  • the sub main body 107 has an elongated substantially L-shaped plate shape, and has an elongated protrusion 107a on the inner surface. By engaging the elongated protrusion 107a with the long hole 101d of the side portion 101b of the frame 101, the sub-main portion 107 is attached to the frame 101 in a positioned state.
  • the main body 103, the display unit 104, and the sub body 107 constitute an optical unit. The attachment mode of the attachment member AT will be described later.
  • a geomagnetic sensor 109 for detecting geomagnetism, a gyroscope and an acceleration sensor 110 (see FIG. 8 to be described later) that generate an output corresponding to the posture, and an angular velocity sensor.
  • a speaker (or earphone) 111A (see FIG. 8 described later) and a microphone 111B are mounted.
  • the main body portion 103 and the sub body portion 107 are connected by a wiring HS so as to be able to transmit signals.
  • the cable CBL is for wiring in which a plurality of metal core wires are covered with a resin tube, and has a thickness of about 2 to 5 mm, for example.
  • FIG. 8 is a block diagram of main circuits of the HMD 100.
  • the control unit CTU generates a control signal for the display unit 104 and each device device (to be described later) (which will be referred to as functional devices), thereby controlling each functional device, an operation unit 122, and a GPS satellite.
  • a GPS receiving unit 123 that receives radio waves from the device, a communication unit 124 that exchanges data with the outside, a ROM 125 that stores programs and the like, a RAM 126 that stores image data and the like, and a power supply circuit 128 for supplying power to each unit
  • a battery 127 and a storage device 129 such as an SSD or a flash memory.
  • the processor 121 can use an application processor used in a smartphone or the like, but the type of the processor 121 is not limited. For example, if an application processor has built-in hardware necessary for image processing such as GPU and Codec as a standard, it can be said that the processor is suitable for a small HMD.
  • the processor 121 detects invisible light as detection light emitted from the human body, the signal is input from the proximity sensor 105 and can be recognized as a gesture operation.
  • the processor 121 controls image display on the display unit 104 via the display control unit 104DR.
  • the processor 121 receives power from the battery 127 via the power supply circuit 128, operates according to a program stored in at least one of the ROM 124 and the storage device 129, and operates according to an operation input such as power-on from the operation unit 122 according to an operation input such as power-on. Can be input and stored in the RAM 126, and can communicate with the outside via the communication unit 124 as necessary. Furthermore, as will be described later, the processor 121 executes image control according to the output from the proximity sensor 105, so that the user can perform screen control of the HMD 100 by gesture operation using a hand or a finger. In addition, it is possible to supply current from the battery 127 and transmit information electric signals and image signals between the control unit CTU and the sub main body 107 via the cable CBL.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the structure of FIG. 2 cut along a plane passing through a line (IX-IX line) penetrating the attachment member AT in the horizontal direction and viewed in the direction of the arrow.
  • the side portion 101c of the frame 101 forms a slit 101e (see FIG. 2) extending in the longitudinal direction.
  • the hollow first member 108c is an integral body in which a head portion 108a having a diameter larger than the width of the slit 101e and a cylindrical shaft portion 108b are coaxially connected to each other. 108b is inserted through the slit 101e.
  • a disk-shaped second member 108d having a diameter larger than the width of the slit 101e is formed outside the side portion 101c of the frame, and a bolt 108e inserted into the first member 108c is connected to the inner surface of the second member 108d.
  • the first member 108c and the second member 108d are attached so as to sandwich the slit 101e by screwing into the screw hole 108f.
  • the first member 108c and the second member 108d may be completely fixed to the side portion 101c of the frame at an arbitrary position in the slit 101e by tightening the bolt 108e, but the bolt 108e is tightened. Even in the state, it may be possible to displace the slit 101e in the longitudinal direction while providing a certain amount of frictional resistance.
  • a spherical protrusion 108g is formed on the outer surface of the second member 108d, and this protrusion 108g is engaged with a recess 108i formed on the inner surface of the third member 108h.
  • a notch 108j as a grip portion and an inner peripheral surface (engagement surface) 108ja connected thereto are formed.
  • the engagement surface 108ja is smaller in diameter than the outer diameter of the cable CBL, and applies an elastic force that causes a slight resistance when the cable CBL is engaged through the notch 108j.
  • the notch 108j is open to such an extent that the cable CBL can be detached.
  • the first member 108c, the second member 108d, the bolt 108e, and the third member 108h constitute an attachment member AT for holding the cable CBL.
  • the attachment member AT can rotate about the axis AX and can move along the slit 101e as shown in FIG.
  • the cable CBL can be easily attached to the attachment member AT as shown in FIG. 5, or can be easily attached from the attachment member AT as shown in FIG.
  • FIGS. 10 and 11 are views of the user US as viewed obliquely from the front while wearing the HMD 100.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram viewed from obliquely behind the user US wearing the HMD 100
  • FIG. 13 is a diagram viewed from the side while the user US is wearing the HMD 100.
  • the cable CBL extends from the rear end of the sub-main body 107 to the rear (the user's rear head side) along the head of the user US (including a case where a cap or the like is worn). After that, the head is turned toward the side portion 101b of the frame 101.
  • the HMD 100 is mounted on the head of the user US without the cable CBL being attached to the attachment member AT because the cable CBL does not get in the way.
  • the main body 103 including the display unit 104) and the sub body 107, which are relatively heavy, are mounted on the right side of the frame 101, the cable CBL is attached to the mounting member as shown in FIG.
  • the HMD 100 is likely to be displaced in the direction A shown in FIG. 12 (the direction in which the display unit 104 tilts downward with the nose pad 101p as a fulcrum), and in the direction B shown in FIG.
  • the HMD 100 is likely to be displaced or dropped in a direction inclined downward with the contact portion with the user's ear as a fulcrum. Such a problem is particularly likely to occur when the user US moves his / her head.
  • the user US attaches the HMD 100 to the head without attaching the cable CBL to the attachment member AT, and then attaches the intermediate portion of the cable CBL to the attachment member AT as shown in FIG. be able to.
  • the weight of the cable CBL is applied to the left side portion 101c of the frame 101 through the attachment member AT.
  • the left and right weight balance of the frame 101 having the sub main body 107 on the opposite side is ensured, and the displacement of the HMD 100 in the A direction can be suppressed.
  • the fixing position of the cable CBL with respect to the attachment member AT moves (or the notch 108j and When the cable CBL is displaced together with the attachment member AT with respect to the engagement surface 108ja), the length of the cable CBL from the display unit 104 (sub-main body portion 107) to the attachment member AT changes (shortens).
  • the distance of the cable CBL from the user's head changes, and the cable CBL comes into contact with the head of the user US to increase the fit.
  • the fit can be adjusted by pulling the cable CPB near the back of the head. Thereby, the shift
  • the contact pressure of the cable CBL to the user's head can be arbitrarily changed by adjusting the position of the mounting member AT.
  • the HMD 100 it is possible to prevent the HMD 100 from dropping or shifting from the head of the user US without providing a separate member such as a fixed string while having such a simple structure. Further, by changing the attachment position of the cable CBL, it is possible to adjust the feeling of wearing the user US on the head.
  • the user US moves his / her head up / down / left / right while wearing the HMD 100 while ensuring a good fit for the user US having heads of various sizes and shapes.
  • the cable CBL can be securely held to prevent the HMD 100 from falling.
  • the attachment member AT can be rotated with the cable CBL held or can be displaced along the slit 101e, the cable CBL can be applied even when an unreasonable force is applied while the HMD 100 is attached or when the cable CBL is attached or detached. This burden can be reduced, and damage such as disconnection of the cable CBL can be prevented.
  • the attachment member AT can be attached to be displaceable at an arbitrary position of the cable CBL.
  • the attachment member a plurality of snap structures or the like are provided on the cable CBL and the frame 101. The same effect can be obtained by attaching / removing the two in a snap manner at any position.
  • FIG. 14 is an exploded view of the mounting member AT according to the modification.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along a line passing through the central axis of the bolt 108e (XV-XV line) in the assembled state of the configuration of FIG. It is the longitudinal cross-sectional view seen in the arrow direction. In this modification, it is not necessary to provide a slit in the side portion 101c of the frame 101.
  • the attachment member AT includes a third member 108h and a fourth member 108k.
  • the third member 108h is similar to the above-described embodiment.
  • the fourth member 108k has a U-shaped cross section composed of a pair of side plate portions 108m and 108n and a top plate portion 108p connecting the upper ends thereof.
  • Two screw holes 108q are formed in one side plate portion 108m along the longitudinal direction of the side portion 101c, and bolts 108e and 108e can be screwed therein.
  • the other side plate portion 108n is formed with a spherical protrusion 108g (not shown) for rotatably mounting the third member 108h, as in the above-described embodiment.
  • the side part 101c of the frame is inserted between the pair of side plate parts 108m and 108n, and the bolts 108e are screwed into the screw holes 108q.
  • the attachment member AT can be fixed to the frame 101. Even in such a state, the third member 108h holding the cable CBL can rotate with respect to the fourth member 108k. Further, the position of the attachment member AT can be arbitrarily set in the longitudinal direction of the side portion 101c of the frame according to the user's preference.
  • FIG. 16 is a view showing an attachment member AT according to another modification.
  • a female member 108s is fixed to a fourth member 108k that is screwed to a frame (not shown) instead of the third member.
  • the cable CBL is inserted through the through hole of the short tube 108t.
  • a male member 108u is joined to the side surface of the tube 108t.
  • the cable CBL can be relatively displaced with respect to the tube 108t.
  • a blaze or ridge in which the distance between the pair of side plate portions 108m, 108n of the resin-made fourth member 108k becomes narrower toward the inner side.
  • a plurality of structures may be formed to face each other. By inserting the frame 101c between the two side plate portions, the blaze structure exhibits a function of preventing the removal.
  • the fourth member 108k, the female member 108s, the male member 108u, and the tube 108t constitute an attachment member AT.
  • FIG. 17 is a view showing an attachment member AT according to another modification.
  • the magnet MG is joined to the outer periphery of the tube 108t through which the cable CBL is inserted.
  • the fourth member fixed to the frame (not shown) is made of a magnetic material such as an iron-based material, so that the cable CBL is attracted to the fourth member by the magnetic force of the magnet MG and can be displaced. Can be attached to the frame.
  • FIG. 18 is a view showing an attachment member AT according to another modification.
  • the fifth member 108v to which the third member 108h that engages with the cable is attached is made of a flexible plate-like resin and is wound as shown in FIG. It is fixed.
  • the attachment member AT can be attached to a frame (not shown), and by joining the snap 108w, the attachment member AT can be prevented from dropping from the frame (not shown).
  • FIG. 19 is a view showing an attachment member AT according to another modification.
  • the sixth member 108x to which the third member 108h that engages with the cable is attached includes a pair of plate members 108y and 108y and a coil spring 108z.
  • the plate members 108y and 108y are urged in a closing direction by a coil spring 108z.
  • the attachment member AT can be attached to a frame (not shown), and then the external force is removed.
  • the plate members 108y and 108y are closed, and the attachment member AT can be prevented from dropping from a frame (not shown).
  • the display unit is disposed only in front of one eye (that is, one of the left and right sides of the user).
  • the present invention is not limited to this, and the display unit may be disposed in front of both eyes.
  • a cable extending from one display unit may be attached to the frame on the side opposite to the display unit, as in the present embodiment. If cables extend from both display units, each may be attached to the opposite frame.
  • main body part and the sub-main body part including the display unit may be configured to be detachable from the frame so that the user can wear them on glasses that are usually used.
  • the cable attachment member is also detachable from the frame, so that the general-purpose glasses can be provided with an HMD function and a fit feeling can be given to individual users.
  • the cable CBL may be attached to another part of the frame.
  • the second attachment member may be provided near the rear end of the frame on the same side as the display unit.
  • FIG. 20 is a perspective view of the HMD 200 according to the second embodiment as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 21 is a perspective view of the HMD 200 according to the present embodiment as viewed obliquely from the rear.
  • FIG. 22 is a perspective view showing the HMD 200 according to the present embodiment with the cable attached to the attachment member, and
  • FIG. 23 is a perspective view showing the HMD 200 according to the embodiment with the cable removed from the attachment member.
  • FIG. 24 and 25 are views of the user US as viewed obliquely from the front with the HMD 200 being worn.
  • FIG. 26 is a diagram viewed from obliquely rearward with the user US wearing the HMD 200.
  • a metal or resin plate-like frame 201 is connected to a short front part 201a, a right part 201b, a curved rear part 201c, and a left part 201d as a whole. It is C-shaped and has a self-holding property that surrounds the user's head for more than half a circumference.
  • the user does not have a spectacle lens and the user directly views the image display unit 104B.
  • a grip part 201f is formed at one end of the left part 201d, and a metal or resin support member 201g that functions as a modern eyeglass frame is attached to the other end.
  • a nose pad 201h is attached to the end of the front part 201a on which the main body part 103 is mounted.
  • a slit 201e having a width wider than the diameter of the cable CBL is formed from the right side 201b on which the sub-body part 107 is mounted to the left side 201d through the rear part 201c. Since the main body 103, the sub body 107, and the display unit 104 are the same as those in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
  • the HMD according to the present embodiment has a frame at a portion corresponding to the back of the user's back. Moreover, since no spectacle lens is provided, the entire HMD can be lightened. However, it is more difficult to balance the left and right in front of the user than the HMD of the first embodiment.
  • the cable CBL extending from the rear end of the sub main body portion 107 reaches the grip portion 201f along the frame 201.
  • the support member 201g formed with the gripping part 201f constitutes an attachment member.
  • FIG. 27A is a longitudinal sectional view of the support member 201g cut along the center of the gripping portion 201f.
  • the grip part 201f has a semi-cylindrical inner peripheral surface, and can grip the middle part of the cable CBL here. Even in the state of being gripped by the gripping part 201f, the cable CBL can be relatively displaced in the longitudinal direction.
  • Fig. 27 (b) is a cross-sectional view similar to that shown in Fig. 27 (a) of a gripper 201f according to a modification.
  • the bottom surface of the gripping part 201f of this modification is arcuate as shown in the figure, and even when the cable CBL is wound, it is difficult to bend at a steep angle.
  • the cable CBL extends along the head of the user US from the rear end of the sub-main body 107 to the rear, and the slit 201e extends from the vicinity of one end of the slit 201e. As a result, the slit 201e exits from the vicinity of the other end and reaches the gripping portion 201f. If the cable CBL is arranged so as to turn around the back of the user US in this way, it is difficult to form an unreasonable shape and it is easy to prevent the deformation of the cable CBL.
  • the HMD 100 of the present embodiment can be mounted on the user's US head even when the cable CBL is gripped by the gripping part 201f by deforming the C-shaped shape of the frame 201 so as to be expanded. , 24, it is preferable that the HMD 100 is mounted on the head in a state where the cable CBL is not gripped by the gripper 201f because the cable CBL does not get in the way.
  • the main body 103 and the sub body 107 which are relatively heavy, are mounted on the right side of the frame 201, so that the cable CBL is attached to the grip 201f as shown in FIGS.
  • the HMD 100 is easily dropped from the head of the user US. Such a problem is particularly likely to occur when the user US moves his / her head.
  • the user US similarly attaches the intermediate portion of the cable CBL to the gripping portion 201f as shown in FIGS. 22 and 25 after the HMD 100 is mounted on the head without the cable CBL being gripped by the gripping portion 201f. It can be attached by gripping. Thereby, in the state where the cable CBL is gripped and attached to the gripping part 201f, the weight of the cable CBL is given to the left side part 201d of the frame 101 via the gripping part 201f. This is because the inclination of the HMD 100 in the horizontal direction can be suppressed.
  • the cable CBL is relatively displaced with respect to the gripping part 201f by pulling with the user's hand in the direction of the arrow in FIG.
  • the cable CBL extending in a string shape from the slit 201e can easily come into contact with the head of the user US.
  • difference of HMD100 in the front-back direction can be suppressed.
  • the cable CBL may be extended by another route without passing through the slit 201e.
  • FIG. 28 is a perspective view of the HMD 300 according to the third embodiment as viewed obliquely from the rear.
  • 29 and 30 are views of the user US as viewed obliquely from the front with the HMD 300 attached.
  • FIG. 31 is a view of the user US as viewed from the back with the HMD 300 attached.
  • FIG. 32 is a view of the user US as viewed from above with the HMD 300 attached.
  • 33 to 35 show a state in the middle of wearing the HMD.
  • the metal or resin plate-like frame 301 has an overall C-shape that connects the front part 301a, the right part 301b, and the rear part 301c to which the nose pad 301p is attached. And only one side of the user's head surrounds the front, sides and back. Substantially, the nose pad 301p is also configured to constitute a part of the frame 301, and surrounds the head of the user US over a half circumference.
  • the HMD of this embodiment has a self-holding property although the frame circumference is shorter than that of the first and second embodiments. However, as compared with the first and second embodiments, displacement from the user's head and dropout are likely to occur.
  • a resin mounting member AT is formed which has a grip portion 301d which is a substantially semi-cylindrical surface having a diameter smaller than that of the cable CBL.
  • the cable CBL extending from the left end of the main main body 103 reaches the gripping part 301d through a route different from that of the frame 301. Even in the state of being gripped by the gripping portion 301d, the cable CBL can be relatively displaced in the longitudinal direction, and is detachable via the side opened from the gripping portion 301d.
  • the cable CBL is not gripped by the grip portion 301d.
  • the HMD 100 is easily dropped from the head of the user US.
  • Such a problem is particularly likely to occur when the user US moves his / her head. Therefore, the cable 301 is used to prevent the frame 301 from falling.
  • the user US causes the gripping portion 301d to grip the cable CBL, put the nose pad 301p of the frame 301 of the HMD 300 on his nose, and place the right side portion 301b on his / her own side as shown in FIGS. Put it on your right ear.
  • the cable CBL passes above the head of the user US.
  • the user US holds the frame 301 with the right hand and pulls the cable CBL with the left hand in the direction of the arrow in FIG. 35, thereby shortening the distance from the user's head, and the cable CBL is connected to the user's US head. Can be touched.
  • the user US can shift the cable CBL so that the user US becomes a favorite position.
  • the cable CBL extends at a position opposite to the frame 301 across the head.
  • the weight of the cable CBL is applied to the frame 301 via the main body portion 103 and the gripping portion 301d. Therefore, the left and right weight balance is secured between the frame 301 and the cable CBL, and at the same time, the cable CBL is fixed in the front-rear direction.
  • the deviation of the HMD 100 can be suppressed.
  • the use of the cable CBL extending in the position shown in FIGS. 33 to 35 is arbitrary by the user, but even in this state, the drop of the HMD 300 can be suppressed by fitting the cable CBL to the head.

Abstract

 フィット感を高めつつ、ユーザーの頭部からのズレや脱落を有効に抑制できるヘッドマウントディスプレイ(HMD)を提供する。副本体部から延在するケーブルを、取付部材を介してフレームに取り付けることで、固定紐のような別部材を設けることなく、ユーザーの頭部からのHMDの落下やズレを防止することができる。また、ケーブルの取付位置を変更することで、ユーザーの頭部への装着感を調整することができる。

Description

ヘッドマウントディスプレイ
 本発明は、装着時のズレや落下を抑制できるヘッドマウントディスプレイに関する。
 最近、スマートフォンに代わる端末として、ユーザーの身体に装着可能なウェラブル端末が開発され既に上市されている。中でもメガネタイプのヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、以下HMDと記す)は、業務用途に限られず、一般のユーザーが使用可能な製品も増えつつある。このようなHMDの一タイプとして、所謂シースルータイプのディスプレイを、HMDユーザーの目の前に設置したものがあり、HMDユーザーは、かかるディスプレイに表示された画像(虚像)を視認しつつ、同じディスプレイを通して外界(実像)を観察することができる。
 従って、HMDは、HMDユーザーの目に虚像を観察させるための光学ユニットと、これを支持するフレームとを本来的に有している。しかるに、光学ユニットは、一般的な眼鏡レンズなどに比べて重いので、HMDユーザーの頭部にフレームを装着した際の重量バランスが悪く、HMDが傾きやすく又は落下しやすくなるため、それを抑制する工夫があると好ましい。
 従来、例えば眼鏡の脱落防止策として、ユーザーの後頭部にて紐やバンドでフレームの後端を連結して、眼鏡を固定する技術が知られている(例えば、特許文献1)。これを利用してHMDのフレームの落下防止を図ることも考えられるが、HMDを装着する都度、フレームに紐を取り付け、取り外しするのは不便である。一方、弛みのある状態で紐を取り付けておき、ユーザーの頭部をくぐらせるようにして装着を容易にすることも考えられるが、これでは首振り等の頭部の動きにも耐えるようにHMDをフィットさせることが難しい。これに対し、フレームに取り付けたバンドで頭部を締め付けるようにすると、フィット感は増すがその代わり着脱性が低下することとなる。また、そもそも紐やバンドなどの別部材をHMDに付随させる構成だと、紐やバンドを置き忘れてしまうことも予想され、必要なときに利用できないという恐れがある。
 一方、HMDにおいては、重量軽減や視野の確保等の観点から、ユーザーの左右いずれか一方で虚像を観察する、いわゆる片眼タイプとすることも多く、このタイプでは重量バランスが更に悪くなり、容易に脱落が起きるという問題もある。
 ところで、一般的なHMDにおいては、重量軽減や長時間の駆動を目的として、少なくともバッテリーを別体としてユーザーの頭部以外の身体に保持するようにし、通電可能なケーブルを用いて本体と接続することがしばしば行われている。又、バッテリーに加えて操作制御部も別体とし、操作制御部からの制御信号をHMD本体にケーブルを経由して伝達したり、HMD本体からの画像信号を操作制御部に送信したりする場合もある。そこで、ケーブルを用いてHMDの落下防止を図る技術が提案されている。
特表2011-520156号公報 特表2010-516186号公報 特開2011-77959号公報 特開2001-221974号公報
 例えば特許文献2には、ユーザーの頭部に配置した補助電源と単眼式の表示装置のフレームとを,たるませたケーブルを介して連結し、結果として単眼式の表示装置が床面に落下することを防止する技術が知られている。また、特許文献3のように、落下検出手段が画像表示ユニットの落下を検出したときは、画像表示ユニットに接続されたケーブルを巻き取る技術が知られている。
 しかしながら、これら文献に記載される技術では、ケーブルを利用することでHMDがユーザーの頭部から離れて床面に衝突することは防止できても、頭部(顔面)からズレることを抑制するのは困難である。一方、特許文献4のように、フレームの眼間部を開放自在にし得るHMDも提案されているが、これでは様々なユーザーの頭部に十分にフィットさせることができないという問題がある。
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、フィット感を高めつつ、ユーザーの頭部からのズレや脱落を有効に抑制できるヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。
 上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映したヘッドマウントディスプレイは、観察者に画像を観察させるためのディスプレイユニットと、
 前記ディスプレイユニットに一端を接続された配線用のケーブルと、
 前記観察者の頭部に装着され、前記ディスプレイユニットを支持するフレームと、を備え、
 前記ディスプレイユニットは、画像を生成する画像生成部と、前記観察者の眼前に位置し、前記画像生成部にて生成された画像を表す光を前記観察者の瞳の方向に導く部材と、を有し、
 前記フレームには、前記ケーブルがその他端に至る任意の位置で取り付けられる取付部材が設けられており、前記取付部材は、前記ケーブルを前記取付部材に対して相対変位可能又は着脱可能に保持し、前記取付部材に対して前記ケーブルを相対変位又は着脱させることで、前記観察者の頭部からの前記ケーブルの距離を可変としているものである。
 本発明によれば、フィット感を高めつつ、ユーザーの頭部からのズレや脱落を有効に抑制できるヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
第1の実施の形態にかかるHMD100を斜め前方から見た斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD100を斜め後方から見た斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD100を上方から見た図である。 本実施の形態にかかるHMD100を側方から見た図であるが,一部図示を省略している。 本実施の形態にかかるHMD100においてケーブルを取付部材に取り付けた状態で示す斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD100においてケーブルを取付部材から取り外した状態で示す斜視図である。 ディスプレイユニット104の構成を示す概略断面図である。 HMD100の主要回路のブロック図である。 図2の構成をIX-IX線を通る面で切断して矢印方向に見た縦断面図である。 ユーザーUSがHMD100を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD100を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD100を装着した状態で斜め後方から見た図である。 ユーザーUSがHMD100を装着した状態で側方から見た図である。 変形例にかかる取付部材ATの分解図である。 図14の構成を組み立てた状態でXV-XV線を通る面で切断して矢印方向に見た縦断面図である。 別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。 別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。 別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。 別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。 第2の実施の形態にかかるHMD200を斜め前方から見た斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD200を斜め後方から見た斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD200においてケーブルを取付部材に取り付けた状態で示す斜視図である。 本実施の形態にかかるHMD200においてケーブルを取付部材から取り外した状態で示す斜視図である。 ユーザーUSがHMD200を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD200を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD200を装着した状態で斜め後方から見た図である。 (a)は、左側部201dを把持部201fの中心に沿って切断した縦断面図である。(b)は、変形例にかかる把持部201fの、(a)に示すものと同様な断面図である。 第3の実施の形態にかかるHMD300を斜め後方から見た斜視図である。 ユーザーUSがHMD300を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD300を装着した状態で斜め前方から見た図である。 ユーザーUSがHMD300を装着した状態で後方から見た図である。 ユーザーUSがHMD300を装着した状態で上方から見た図である。 HMD装着途中の状態を示す図である。 HMD装着途中の状態を示す図である。 HMD装着途中の状態を示す図である。
(第1実施形態)
 以下に、本発明の第1実施形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかるHMD100を斜め前方から見た斜視図である。図2は、本実施の形態にかかるHMD100を斜め後方から見た斜視図である。図3は、本実施の形態にかかるHMD100を上方から見た斜視図である。図4は、本実施の形態にかかるHMD100を側方から見た図であるが,一部図示を省略している。図5は、本実施の形態にかかるHMD100においてケーブルを取付部材に取り付けた状態で示す斜視図であり、図6は、本実施の形態にかかるHMD100においてケーブルを取付部材から取り外した状態で示す斜視図である。以下、HMD100の右側及左側とは、HMD100を装着した観察者としてのユーザーにとっての右側及び左側をいうものとする。
 図1~6に示すように、本実施の形態のHMD100は,金属製又は樹脂製のフレーム101を有している。図3に示す上方から見てコ字状であるフレーム101は、2つの眼鏡レンズ102を取り付ける前方部101aと、前方部101aの両端から後方へと延在する側部101b、101cとを有し、後頭部を除いて連続的にユーザーの頭部の前方及び側方を囲んで、ユーザーの頭部を半周以上に亘って取り巻くような形状となっている。これによりユーザーの頭部に対してフレームのみで支持される特性(以下、自己保持性という)を持つ。フレーム101に取り付けられた2つの眼鏡レンズ102は屈折力を有していてもよいし、有していなくてもよい。更に前方部101aの中央には、ユーザーの鼻に当接してフレーム101を支持する一対の鼻パッド101p、101qと、これらを鉛直方向に位置調整可能に保持する鼻パッド保持機構部112が配置されている。
 右側(ユーザーの利き目などに応じて左側でもよい)の眼鏡レンズ102の上部において、円筒状の主本体部103がフレーム101の前方部101aに固定されている。主本体部103にはディスプレイユニット104が設けられている。主本体部103内には、後述するプロセッサ121からの指示に基づいてディスプレイユニット104の表示制御を司る表示制御部104DR(後述する図8を参照)が配置されている。
 図7は、ディスプレイユニット104の構成を示す概略断面図である。ディスプレイユニット104は、画像形成部(画像生成部)104Aと画像表示部(観察光学系)104Bとからなる。画像形成部104Aは、主本体部103内に組み込まれており、光源104aと、一方向拡散板104bと、集光レンズ104cと、表示素子104dとを有している。一方、いわゆるシースルー型の表示部材である画像表示部104Bは、主本体部103から下方に向かい、片方の眼鏡レンズ102(図1参照)に平行に延在するように配置された全体的に板状であって、接眼プリズム104fと、偏向プリズム104gと、ホログラム光学素子104hとを有している。以下詳述するように、本実施形態においては、表示素子上に表示された画像を、レンズ等の光学系によって、観察光学系として使用者の眼前に配置される光学部材104Bに導き、観察者に虚像を観察させるようにしているが、観察者からすれば、この虚像が光学部材104Bを介して視認されることで、あたかも光学部材104Bが画像を表示しているように見えることから、本件明細書では、この光学部材104Bを「画像表示部」とも称する。
 光源104aは、表示素子104dを照明する機能を有し、例えば光強度のピーク波長及び光強度半値の波長幅で462±12nm(B光)、525±17nm(G光)、635±11nm(R光)となる3つの波長帯域の光を発するRGB一体型のLEDで構成されている。このように光源104aが所定の波長幅の光を出射することにより、表示素子104dを照明して得られる画像光に所定の波長幅を持たせることができ、ホログラム光学素子104hにて画像光を回折させたときに、瞳孔Bの位置にて観察画角全域にわたってユーザーに画像を観察させることができる。また、光源104aの各色についてのピーク波長は、ホログラム光学素子104hの回折効率のピーク波長の近傍に設定されており、光利用効率の向上がはかられている。
 また、光源104aは、RGBの光を出射するLEDで構成されているので、光源104aのコストを抑えることができるとともに、表示素子104dを照明したときに、表示素子104dにてカラー画像を表示することが可能となり、そのカラー画像をユーザーが視認可能とすることができる。また、RGBの各LED素子は発光波長幅が狭いので、そのようなLED素子を複数用いることにより、色再現性が高く、明るい画像表示が可能となる。
 表示素子104dは、光源104aからの出射光を画像データに応じて変調して画像を表示するものであり、光が透過する領域となる各画素をマトリクス状に有する透過型の液晶表示素子で構成されている。なお、表示素子104dは、反射型であってもよい。
 接眼プリズム104fは、基端面PL1を介して入射する表示素子104dからの画像光を、相対する平行な内側面PL2と外側面PL3とで全反射させ、ホログラム光学素子104hを介してユーザーの瞳に導く一方、外光を透過させてユーザーの瞳に導くものであり、偏向プリズム104gとともに、例えばアクリル系樹脂で構成されている。この接眼プリズム104fと偏向プリズム104gとは、内側面PL2及び外側面PL3に対して傾斜した傾斜面PL4、PL5でホログラム光学素子104hを挟み、接着剤で接合されている。
 偏向プリズム104gは、接眼プリズム104fに接合されて、接眼プリズム104fと一体となって略平行平板となるものである。この偏向プリズム104gを接眼プリズム104fに接合することにより,ユーザーがディスプレイユニット104を介して観察する外界像に歪みが生じるのを防止することができる。
 すなわち、例えば、接眼プリズム104fに偏向プリズム104gを接合させない場合、外光は接眼プリズム104fの傾斜面PL4を透過するときに屈折するので、接眼プリズム104fを介して観察される外界像に歪みが生じる。しかし、接眼プリズム104fに相補的な傾斜面PL5を有する偏向プリズム104gを接合させて一体的な略平行平板を形成することで、外光が傾斜面PL4,PL5(ホログラム光学素子104h)を透過するときの屈折を偏向プリズム104gでキャンセルすることができる。その結果、シースルーで観察される外界像に歪みが生じるのを防止することができる。なお、ディスプレイユニット104とユーザーの瞳の間に眼鏡レンズ102(図1参照)を装着すると、通常眼鏡を使用しているユーザーでも問題なく画像を観察することが可能である。
 ホログラム光学素子104hは、表示素子104dから出射される画像光(3原色に対応した波長の光)を回折反射して瞳孔Bに導き、表示素子104dに表示される画像を拡大してユーザーの瞳に虚像として導く体積位相型の反射型ホログラムである。このホログラム光学素子104hは、例えば、回折効率のピーク波長および回折効率半値の波長幅で465±5nm(B光)、521±5nm(G光)、634±5nm(R光)の3つの波長域の光を回折(反射)させるように作製されている。ここで、回折効率のピーク波長は、回折効率がピークとなるときの波長のことであり、回折効率半値の波長幅とは、回折効率が回折効率ピークの半値となるときの波長幅のことである。
 反射型のホログラム光学素子104hは、高い波長選択性を有しており、上記波長域(露光波長近辺)の波長の光しか回折反射しないので、回折反射される波長以外の波長を含む外光はホログラム光学素子104hを透過することになり、高い外光透過率を実現することができる。
 次に、ディスプレイユニット104の動作について説明する。光源104aから出射された光は、一方向拡散板104bにて拡散され、集光レンズ104cにて集光されて表示素子104dに入射する。表示素子104dに入射した光は、表示制御部104DRから入力された画像データに基づいて画素ごとに変調され、画像光として出射される。これにより、表示素子104dには、カラー画像が表示される。
 表示素子104dからの画像光は、接眼プリズム104fの内部にその基端面PL1から入射し、内側面PL2と外側面PL3で複数回全反射されて、ホログラム光学素子104hに入射する。ホログラム光学素子104hに入射した光は、そこで反射され、内側面PL2を透過して瞳孔Bに達する。瞳孔Bの位置では、ユーザーは、表示素子104dに表示された画像の拡大虚像を観察することができ、画像表示部104Bに形成される画面として視認することができる。この場合、ホログラム光学素子104hが画面を構成しているとみることもできるし、内側面PL2に画面が形成されているとみることもできる。なお、本明細書において「画面」というときは、表示される画像を指すこともある。
 一方、接眼プリズム104f、偏向プリズム104gおよびホログラム光学素子104hは、外光をほとんど全て透過させるので、ユーザーはこれらを介して外界像(実像)を観察することができる。したがって、表示素子104dに表示された画像の虚像は、外界像の一部に重なって観察されることになる。このようにして、HMD100のユーザーは、ホログラム光学素子104hを介して、表示素子104dから提供される画像と外界像とを同時に観察することができる。尚、ディスプレイユニット104が非表示状態のとき画像表示部104Bは素通しとなり、外界像のみを観察できる。なお、本例では、光源と液晶表示素子と光学系とを組み合わせて表示ユニットを構成しているが、光源と液晶表示素子の組合せに代えて、自発光型の表示素子(例えば、有機EL表示素子)を用いても良い。また、光源と液晶表示素子と光学系の組合せに代えて、非発光状態で透過性を有する透過型有機EL表示パネルを用いてもよい。いずれにしても、画像表示部104Bに対向するユーザーの眼の視野に入るように、好ましくは、有効視野に少なくとも一部が重なるように、画面を配置すると、ユーザーは画像を容易に視認することができる。
 更に図1、2において、主本体部103の正面には、フレーム101の中央寄りに配置された近接センサ105と、側部寄りに配置されたカメラ106のレンズ106aが前方を向くようにして設けられている。
 近接センサ105は、物体、例えば人体の一部(手や指など)がユーザーの眼前に近接していることを検知するために、近接センサの検出面前方の近接範囲にある検出領域内に存在しているか否かを検出して信号を出力するものである。近接センサ105はHMDに必須の部品ではないが、近接センサ105を設けると、近接センサ105の出力を利用して、ユーザーが手や指などを使ってHMDの操作を行うことができる。この場合、手や指の位置を検知するための近接センサ105の検知領域を適切に設定する必要があるため、このような観点からも、ユーザーの頭部からのHMDのずれや脱落を防止することは重要である。
 図1、2において、フレーム101の右側の側部101bには、副本体部107が取り付けられ、フレーム101の左側の側部101cには、取付部材ATが取り付けられている。副本体部107は細長い略L字板形状を有しており、内側面に細長い突起107aを有している。この細長い突起107aを、フレーム101の側部101bの長孔101dに係合させることで、副本体部107が位置決めされた状態でフレーム101に取り付けられている。主本体部103、ディスプレイユニット104、副本体部107により,光学ユニットを構成する。取付部材ATの取り付け態様については後述する。
 副本体部107内には、地磁気を検出する地磁気センサ109(後述する図8参照)と、姿勢に応じた出力を生成する、角速度センサを含むジャイロ及び加速度センサ110(後述する図8参照)と、スピーカ(又はイヤホン)111A(後述する図8参照)、マイク111Bが搭載されている。主本体部103と副本体部107とは、配線HSで信号伝達可能に接続されている。
 副本体部107の後端には、ケーブルCBLの一端が接続されており、ケーブルCBLの他端は、コネクタCTを介して制御ユニットCTU(図1に点線で図示)に接続されている。ケーブルCBLは、複数本の金属製の芯線を樹脂のチューブで被覆した配線用のものであり、例えば、2~5mm程度の太さを有している。
 図8は、HMD100の主要回路のブロック図である。制御ユニットCTUは、ディスプレイユニット104及び後述する各デバイス機器(これらを機能デバイスと称する)に対して制御信号を生成することにより、各機能デバイスを制御するプロセッサ121と、操作部122と、GPS衛星からの電波を受信するGPS受信部123と、外部とデータのやりとりを行う通信部124と、プログラム等を格納するROM125と、画像データ等を保存するRAM126と、各部に給電するための電源回路128及びバッテリー127と、SSDやフラッシュメモリ等のストレージデバイス129とを有している。プロセッサ121はスマートフォンなどで用いられているアプリケーションプロセッサを使用することが出来るが、プロセッサ121の種類は問わない。例えば、アプリケーションプロセッサの内部にGPUやCodecなど画像処理に必要なハードウェアが標準で組み込まれているものは、小型のHMDには適したプロセッサであるといえる。
 更に、プロセッサ121は、人体から放射される検出光としての不可視光を検出したときは、近接センサ105からその信号が入力され、ジェスチャー操作として認識できる。又、プロセッサ121は、表示制御部104DRを介してディスプレイユニット104の画像表示を制御する。
 プロセッサ121は、電源回路128を介してバッテリー127からの給電を受け、ROM124及びストレージデバイス129の少なくとも一方に格納されたプログラムに従って動作し、操作部122からの電源オンなどの操作入力に従い、カメラ106からの画像データを入力してRAM126に記憶し、必要に応じて通信部124を介して外部と通信を行うことができる。更に、後述するように、プロセッサ121が近接センサ105からの出力に応じた画像制御を実行することで、ユーザーは手や指を用いたジェスチャー操作によってHMD100の画面制御を行うことができる。尚、ケーブルCBLを介して、制御ユニットCTUと副本体部107との間で、バッテリー127からの電流の供給や、情報用の電気信号や画像信号の伝達が可能となっている。
 図9は、図2の構成を、取付部材ATを水平方向に貫く線(IX-IX線)を通る面で切断して矢印方向に見た縦断面図である。フレーム101の側部101cは、長手方向に延在するスリット101e(図2参照)を形成している。中空の第1部材108cは、スリット101eの幅より大径の頭部108aと、円筒状の軸部108bとを同軸に連結した形状の一体物であり、フレームの側部101cの内側から軸部108bをスリット101eに挿通して配置されている。フレームの側部101cの外側には、スリット101eの幅より大径の円盤状の第2部材108dが形成され、第1部材108cの内部に挿通されたボルト108eが、第2部材108dの内側面のねじ孔108fに螺合することで、スリット101eを挟むようにして、第1部材108cと第2部材108dが取り付けられている。ここで、ボルト108eの締め付けによって、スリット101e内の任意の位置で第1部材108cと第2部材108dとをフレームの側部101cに完全に固定するようにしても良いが、ボルト108eを締め付けた状態でもある程度の摩擦抵抗を持たせつつスリット101eの長手方向に変位可能としてもよい。
 第2部材108dの外側面には球状の突起108gが形成されており、この突起108gが,第3部材108hの内側面に形成された凹部108iに係合している。樹脂製の第3部材108hの外側には、把持部としての切欠108jとそれに繋がる内周面(係合面)108jaが形成されている。係合面108jaは、ケーブルCBLの外径より小径となっており、切欠108jを通じてケーブルCBLを係合させたとき、軽い抵抗が生ずる程度の弾性力を付与するようになっている。又、切欠108jは、ケーブルCBLの脱着が可能な程度に開いている。第1部材108c、第2部材108d、ボルト108e、第3部材108hにより、ケーブルCBLを保持する為の取付部材ATを構成する。以上の構成により、取付部材ATは図4に示すように、軸線AX回りに回転できると共に、スリット101eに沿って移動可能となっている。又、ケーブルCBLは、図5に示すように取付部材ATに対して容易に取り付けることも、図6に示すように取付部材ATから容易に取り付すことも可能となっている。
 図10、11は、ユーザーUSがHMD100を装着した状態で斜め前方から見た図である。図12は、ユーザーUSがHMD100を装着した状態で斜め後方から見た図であり、図13は、ユーザーUSがHMD100を装着した状態で側方から見た図である。図に示すように、ケーブルCBLは、副本体部107の後端から後方(ユーザーの後頭部側)へと、ユーザーUSの頭部(キャップ等をかぶっている場合も含む)に沿って延在し、その後頭部を回って、フレーム101の側部101b側へと向かっている。このようにケーブルCBLを、ユーザーUSの後頭部に回るように配置させれば、無理な形状になりにくく、ケーブルCBLの折れ曲がりなどの変形を防止しやすい。又、図10に示すようにケーブルCBLを取付部材ATに取り付けない状態で、HMD100をユーザーUSの頭部に装着すると、ケーブルCBLが邪魔にならず好ましい。
 ここで、フレーム101の右側には、比較的重量のある主本体部103(ディスプレイユニット104を含む)及び副本体部107が搭載されているので、図10に示すように、ケーブルCBLが取付部材ATに係合していない状態では、図12に示すA方向(ディスプレイユニット104が鼻パッド101pを支点にして下方に傾く方向)にHMD100がずれやすく、また図13に示すB方向(フレーム101がユーザーの耳との接触部を支点にして下方に傾く方向)にHMD100がずれたり落ちたりしやすいという問題がある。かかる不具合は、ユーザーUSが頭部を動かしたときなどに特に発生しやすい。
 そこで、ユーザーUSは、ケーブルCBLを取付部材ATに取り付けない状態で、HMD100を頭部に装着した後で、図11に示すように、ケーブルCBLの中間部を取付部材ATに係合させて取り付けることができる。このとき、ケーブルCBLを取付部材ATに係合させて取り付けた状態では、ケーブルCBLの重量が取付部材ATを介して、フレーム101の左側の側部101cに付与されるので、主本体部103及び副本体部107を反対側に持つフレーム101の左右の重量バランスが確保され、A方向におけるHMD100のズレを抑制できる。但し、予めケーブルCBLを取付部材ATに取り付けた状態でも、ある程度たるませておけば、これに頭部にくぐらせるようにして、HMD100を装着することは可能である。この場合、着脱の容易性はやや低下するが、ケーブルCBLを引っ張ることでフィット感を調整することができるので、様々なユーザーに対して適切なフィット感を保証することができる。
 加えて、ユーザーUSがケーブルCBLを取付部材ATに係合させた後、自らの手で図11の矢印方向に引っ張ることで、取付部材ATに対するケーブルCBLの固定位置が移動し(或いは切欠108j及び係合面108jaに対して取付部材ATと共にケーブルCBLが変位することで)、ケーブルCBLのディスプレイユニット104(副本体部107)から取付部材ATまでの長さが変化する(短くなる)。その結果、ケーブルCBLの、ユーザーの頭部からの距離が変わり、ケーブルCBLがユーザーUSの頭部に接触してフィット感が増すこととなる。きついと感じる場合は、例えば、後頭部付近のケーブルCPBを引っ張ることでフィット感を調整することができる。これにより、B方向におけるHMD100のズレを抑制できる。尚、ケーブルCBLの、ユーザーの頭部への接触圧は、取付部材ATの位置調整で任意に変更できる。
 本実施の形態によれば、このように簡素な構造でありながら、固定紐のような別部材を設けることなく、ユーザーUSの頭部からのHMD100の落下やズレを防止することができる。また、ケーブルCBLの取付位置を変更することで、ユーザーUSの頭部への装着感を調整することができる。
 更に、本実施の形態によれば、様々なサイズや形状の頭部を持つユーザーUSに対して、良好なフィット感を確保しつつ、HMD100の装着中にユーザーUSが頭部を上下左右に動かした場合にも、ケーブルCBLを確実に保持してHMD100の落下を防止することができる。また、取付部材ATがケーブルCBLを保持した状態で回転したりスリット101eに沿って変位したりできるので、HMD100の装着中やケーブルCBLの着脱時において、無理な力が加わった場合でもケーブルCBLにかかる負担を軽減し、ケーブルCBLの断線などの損傷を防止することができる。また、ユーザーに視認させる虚像を生成するための電力や信号を供給するためにケーブルが必要なため、仮に副本体部107にケーブルを着脱可能に構成していたとしても、HMDの使用時にケーブルを置き忘れるという事態が生じにくい。
 尚、ユーザーUSの好みにより、図10に示すように、取付部材ATにケーブルCBLを取り付けないで使用することは任意である。
 以上の実施の形態では、取付部材ATをケーブルCBLの任意の位置で変位可能に取り付けることができる構成としたが、例えば取付部材として、ケーブルCBLとフレーム101に複数のスナップ構造などを設けて、両者をいずれかの位置でスナップ的に取り付け/取り外しすることでも、同様の効果を得ることができる。
 図14は、変形例にかかる取付部材ATの分解図であり、図15は、図14の構成を組み立てた状態で、ボルト108eの中心軸を貫く線(XV-XV線)を通る面で切断して矢印方向に見た縦断面図である。本変形例では、フレーム101の側部101cにはスリットを設ける必要はない。取付部材ATは、第3部材108hと、第4部材108kとを有する。第3部材108hは、上述した実施の形態と同様である。
 一方、第4部材108kは、一対の側板部108m、108nと、その上端を連結する天板部108pとからなる断面コ字状の形状を有する。一方の側板部108mに、2つのねじ孔108qが側部101cの長手方向に沿って形成されており、ここにボルト108e、108eが螺合可能となっている。尚,図示していないが、他方の側板部108nには、上述の実施の形態と同様に、第3部材108hを回転可能に取り付ける球状の突起108g(不図示)が形成されている。
 取付部材ATをフレーム101に取り付けるときは、一対の側板部108m、108nの間にフレームの側部101cを挿入し、各ねじ孔108qにボルト108eをねじ込むと、ボルト108eの先端が側部101cに突き当たり、これにより取付部材ATをフレーム101に固定することができる。かかる状態でも、ケーブルCBLを保持した第3部材108hは第4部材108kに対して回転可能である。又、ユーザーの好みに応じて、取付部材ATの位置はフレームの側部101cの長手方向において任意に設定できる。
 図16は、別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。図において、不図示のフレームにねじ止め固定される第4部材108kに対して、第3部材の代わりに雌部材108sを固定している。一方、ケーブルCBLは、短いチューブ108tの貫通孔に挿通されている。チューブ108tの側面には、雄部材108uが接合されている。雌部材108sの凹部に雄部材108uの凸部を嵌合させることで、ケーブルCBLは第4部材108kを介してフレームに着脱可能に取り付けられる。雌部材108sに雄部材108uを相対回転可能に嵌合させた状態でも、ケーブルCBLはチューブ108tに対して相対変位可能となっている。尚、図示していないが、ねじ止めする代わりに、樹脂製の第4部材108kの一対の側板部108m、108nの内側面両側に、奥に向かうにつれて相互の間隔が狭まるようなブレーズ(又は襞状)構造を複数個対向して形成しても良い。フレーム101cを2つの側板部間に挿入することで、ブレーズ構造が抜け防止の機能を発揮する。第4部材108kと、雌部材108sと、雄部材108uと、チューブ108tとで取付部材ATを構成する。
 図17は、別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。ここでは、ケーブルCBLが挿通されるチューブ108tの外周に磁石MGを接合している。図示していないが、不図示のフレームに固定される第4部材を鉄系の素材などの磁性を有する素材とすることで、磁石MGの磁力によりケーブルCBLを第4部材に吸着させ、変位可能にフレームに取り付けることができる。
 図18は、別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。ここでは、ケーブルに係合する第3部材108hを取り付けた第5部材108vを、可撓性のある板状の樹脂製とし、図18に示すように巻いた状態にして、両端をスナップ108wで固定したものである。スナップ108wを分離させることで、不図示のフレームに対して取り付け部材ATを取り付けることができ、スナップ108wを接合させることで、不図示のフレームから取り付け部材ATの落下を防止できる。
 図19は、別の変形例にかかる取付部材ATを示す図である。ここでは、ケーブルに係合する第3部材108hを取り付けた第6部材108xを、一対の板材108y、108yと、コイルバネ108zとから構成している。板材108y、108yは、コイルバネ108zにより閉じる方向に付勢されている。コイルバネ108zの付勢力に抗するようにして、板材108y、108yを押し広げるように外力を付与することで、不図示のフレームに対して取り付け部材ATを取り付けることができ、その後,外力を除去することで、板材108y、108yが閉じ、不図示のフレームから取り付け部材ATの落下を防止できる。
 なお、本実施形態では、片眼の前のみ(つまり、ユーザーの左右の一方)にディスプレイユニットを配置したが、これに限るものではなく、両眼の前にそれぞれディスプレイユニットを配置してもよい。この場合、一方のディスプレイユニットから延在するケーブルを、本実施形態と同様に、上記ディスプレイユニットとは反対側のフレームに取り付けるようにすればよい。両方のディスプレイユニットからそれぞれケーブルが伸びている場合は、それぞれを反対側のフレームに取り付けるようにしてもよい。
 また、ディスプレイユニットを含む本体部や副本体部を、フレームから着脱可能に構成し、ユーザーが普段使用している眼鏡などに装着できるようにしてもよい。この場合、ケーブルの取付部材もフレームから着脱自在としておくことで、汎用の眼鏡に対してHMDの機能を付与するとともに、個々のユーザーにフィット感を与えることができる。
 ケーブルCBLを、フレームのさらに他の部位にも取り付けてもよい。例えば、ディスプレイユニットが設けられているのと同じ側のフレームの後端部付近に第2の取付部材を設けてもよい。
(第2実施形態)
 図20は、第2の実施の形態にかかるHMD200を斜め前方から見た斜視図である。図21は、本実施の形態にかかるHMD200を斜め後方から見た斜視図である。図22は、本実施の形態にかかるHMD200においてケーブルを取付部材に取り付けた状態で示す斜視図であり、図23は、本実施の形態にかかるHMD200においてケーブルを取付部材から取り外した状態で示す斜視図である。図24、25は、ユーザーUSがHMD200を装着した状態で斜め前方から見た図である。図26は、ユーザーUSがHMD200を装着した状態で斜め後方から見た図である。
 本実施の形態にかかるHMD200は、金属製又は樹脂製の板状のフレーム201が、短い前方部201aと、右側部201bと、湾曲した後方部201cと、左側部201dとを連結した全体的にC字形状となっており、ユーザーの頭部を半周以上に亘って取り巻くようになっていて自己保持性を持つ。また、眼鏡レンズを有しておらず、画像表示部104Bをユーザーが直視するようになっている。左側部201dの端部には、一端に把持部201fを形成し、他端に、一般的なメガネフレームのモダンとして機能する金属製又は樹脂製の支持部材201gが取り付けられている。主本体部103を搭載した前方部201aの端部には、鼻パッド201hが取り付けられている。副本体部107を搭載した右側部201bから、後方部201cを通り、左側部201dにかけて、ケーブルCBLの径より幅が広いスリット201eが形成されている。主本体部103,副本体部107,ディスプレイユニット104は、上述の実施の形態と同様であるため説明を省略する。本実施形態のHMDは、ユーザーの後頭部に相当する部位にもフレームが存在しているため、前後のバランスがとりやすくなっている。また、眼鏡レンズを設けていないため、HMD全体を軽くすることができる。但し、ユーザーの眼前においては第1実施形態のHMDよりも左右のバランスを取りづらくなっている。
 副本体部107の後端から延在するケーブルCBLは、フレーム201に沿って把持部201fに至るようになっている。ここでは、把持部201fを形成した支持部材201gが取付部材を構成する。
 図27(a)は、支持部材201gを把持部201fの中心に沿って切断した縦断面図である。把持部201fは、半円筒状の内周面を有し、ここにケーブルCBLの中間部を把持することができるようになっている。把持部201fに把持された状態でも、ケーブルCBLは長手方向に相対変位可能となっている。
 図27(b)は、変形例にかかる把持部201fの、(a)に示すものと同様な断面図である。本変形例の把持部201fの底面は、図に示すように円弧状であって、ケーブルCBLが巻き付いた状態でも、急な角度で折れ曲がりにくくなっている。
 本実施の形態では、図26に示すように、ケーブルCBLが、副本体部107の後端から後方へと、ユーザーUSの頭部に沿って延在し、スリット201eの一端近傍からスリット201eを通り、他端近傍からスリット201eを出て、把持部201fに至っている。このようにケーブルCBLを、ユーザーUSの後頭部に回るように配置させれば、無理な形状になりにくく、ケーブルCBLの変形を防止しやすい。本実施の形態のHMD100は、フレーム201のC字形状を押し広げるように変形させることで、ケーブルCBLを把持部201fに把持させた状態でもユーザーUSの頭部への装着は可能だが、図23,24に示すようにケーブルCBLを把持部201fに把持させない状態で、HMD100を頭部に装着すると、ケーブルCBLが邪魔にならず好ましい。
 本実施の形態でも、フレーム201の右側には、比較的重量のある主本体部103及び副本体部107が搭載されているので、図23,24に示すように、ケーブルCBLが把持部201fに把持されていない状態では、ユーザーUSの頭部からHMD100が脱落しやすいという問題がある。かかる不具合は、ユーザーUSが頭部を動かしたときなどに特に発生しやすい。
 そこで、ユーザーUSは同様に、ケーブルCBLが把持部201fに把持されていない状態で、HMD100を頭部に装着した後で、図22、25に示すように、ケーブルCBLの中間部を把持部201fに把持させて取り付けることができる。これにより、ケーブルCBLを把持部201fに把持させて取り付けた状態では、ケーブルCBLの重量が把持部201fを介して、フレーム101の左側部201dに付与されるので、フレーム201の左右の重量バランスが確保され、左右方向のHMD100の傾きを抑制できるからである。
 加えて、ユーザーUSがケーブルCBLを把持部201fに把持させた後、自らの手で図25の矢印方向に引っ張ることで、ケーブルCBLが把持部201fに対して相対変位し、ユーザーの頭部からの距離が短くなり、図26に示すように、スリット201eから弦状に延在したケーブルCBLが、ユーザーUSの頭部に接触しやすくなる。これにより、前後方向におけるHMD100のズレを抑制できる。尚、ケーブルCBLは、スリット201eを介さず、別のルートで延在させても良い。
(第3実施形態)
 図28は、第3の実施の形態にかかるHMD300を斜め後方から見た斜視図である。図29、30は、ユーザーUSがHMD300を装着した状態で斜め前方から見た図である。図31は、ユーザーUSがHMD300を装着した状態で後方から見た図である。図32は、ユーザーUSがHMD300を装着した状態で上方から見た図である。図33~35は、HMD装着途中の状態を示す。
 本実施の形態では、金属製又は樹脂製の板状のフレーム301が、鼻パッド301pを取り付けた前方部301aと、右側部301bと、後方部301cとを連結した全体的にC字形状となっていて、ユーザーの頭部の片側のみ、前方、側方、後方を囲んでいる。実質的に、鼻パッド301pもフレーム301の一部を構成した格好になっており、ユーザーUSの頭部を半周以上に亘って取り巻くようになっている。本実施形態のHMDは、第1、第2実施形態に比べて、フレームの周長は短いものの自己保持性を持つ。但し、第1、第2実施形態に比べて、ユーザーの頭部からのズレや脱落は生じやすい。後方部301cの端部には、ケーブルCBLの径より小径の略半円筒面である把持部301dを形成した樹脂製の取付部材ATが取り付けられている。主本体部103の左端から延在するケーブルCBLは、フレーム301とは異なるルートで把持部301dに至るようになっている。把持部301dに把持された状態でも、ケーブルCBLは長手方向に相対変位可能となっており、また把持部301dから開放した側を介して着脱自在となっている。
 本実施の形態でも、フレーム301の前方部301aと右側部301bに、比較的重量のある主本体部103及び副本体部107が搭載されているので、ケーブルCBLが把持部301dに把持されていない状態では、ユーザーUSの頭部からHMD100が脱落しやすいという問題がある。かかる不具合は、ユーザーUSが頭部を動かしたときなどに特に発生しやすい。そこで、ケーブルCBLを用いて、フレーム301の落下防止を図っている。
 ここで、HMD300の装着方法について説明する。まずユーザーUSは、ケーブルCBLをたるませた状態で把持部301dに把持させ、図33~35に示すように、HMD300のフレーム301の鼻パッド301pを自分の鼻にのせ、右側部301bを自分の右耳にのせる。この状態では、ケーブルCBLはユーザーUSの頭部の上方を通過している。かかる状態から、ユーザーUSは、フレーム301を右手で抑えつつ、図35の矢印方向にケーブルCBLを左手で引っ張ることで、ユーザーの頭部からの距離を短くし、ケーブルCBLがユーザーUSの頭部に接触するようにできる。このとき、ユーザーUSは、自分の好みの位置になるようにケーブルCBLをずらすことができる。図29~32では、フレーム301に対して頭部を挟んで反対側の位置をケーブルCBLが延在するようにした。かかる状態では、ケーブルCBLの重量が主本体部103と把持部301dを介して、フレーム301に付与されるので、フレーム301とケーブルCBLとで左右の重量バランスが確保され、同時に前後方向にも固定され、HMD100のズレを抑制できる。尚、図33~35に示す位置にケーブルCBLを延在させた状態で使用することは、ユーザーの任意であるが、この状態でもケーブルCBLの頭部へのフィットによりHMD300の脱落を抑制できる。
 本発明は、本明細書に記載の実施形態や変形例に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や変形例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施形態は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。
100、200、300  HMD
101      フレーム
101a     前方部
101b     側部
101c     側部
101d     長孔
101e     スリット
101p     鼻パッド
103      主本体部
104      ディスプレイユニット
104A     画像形成部
104B     画像表示部
104DR    表示制御部
107      副本体部
107a     突起
108a     頭部
108b     軸部
108c     第1部材
108d     第2部材
108e     ボルト
108f     ねじ孔
108g     球状の突起
108h     第3部材
108i     凹部
108j     切欠
108ja    係合面
108k     第4部材
108m     側板部
108n     側板部
108p     天板部
108q     孔
108s     雌部材
108t     チューブ
108u     雄部材
108v     第5部材
108w     スナップ
108x     第6部材
108y     板材
108z     コイルバネ
110      加速度センサ
201      フレーム
201a     前方部
201b     右側部
201c     後方部
201d     左側部
201e     スリット
201f     把持部
201g     支持部材
201h     鼻パッド
301      フレーム
301a     前方部
301b     右側部
301c     後方部
301d     把持部
301p     鼻パッド
CBL      ケーブル
CT       コネクタ
CTU      制御ユニット
HS       配線
MG       磁石
US       ユーザー

Claims (10)

  1.  観察者に画像を観察させるためのディスプレイユニットと、
     前記ディスプレイユニットに一端を接続された配線用のケーブルと、
     前記観察者の頭部に装着され、前記ディスプレイユニットを支持するフレームと、を備え、
     前記ディスプレイユニットは、画像を生成する画像生成部と、前記観察者の眼前に位置し、前記画像生成部にて生成された画像を表す光を前記観察者の瞳の方向に導く部材と、を有し、
     前記フレームには、前記ケーブルがその他端に至る任意の位置で取り付けられる取付部材が設けられており、前記取付部材は、前記ケーブルを前記取付部材に対して相対変位可能又は着脱可能に保持し、前記取付部材に対して前記ケーブルを相対変位又は着脱させることで、前記観察者の頭部からの前記ケーブルの距離を可変としているヘッドマウントディスプレイ。
  2.  前記フレームは、前記観察者の頭部の前方及び側方を囲み前記観察者の頭部を半周以上に亘って取り巻く形状をしている請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  3.  前記取付部材は、前記ケーブルを把持する把持部と、前記把持部を前記フレームに取付けるための取付部と、を有する請求項1または2に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  4.  前記取付部材の前記把持部は、前記取付部に対して回転可能に保持されている請求項3に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  5.  前記取付部材の前記把持部は、前記ケーブルの外周に係合する係合面と、前記係合面に繋がる切欠を有する請求項3又は4に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  6.  前記取付部材の前記把持部は、前記ケーブルが挿通される貫通孔を有する請求項3又は4に記載のヘッドマウントディスプレイ。
  7.  前記取付部材は、前記フレームに対して着脱可能となっている請求項1~6のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  8.  前記取付部材は、前記フレームに対して相対変位可能となっている請求項1~7のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  9.  前記ケーブルは、前記ディスプレイユニットから前記観察者の後頭部側に向かって延在している請求項1~8のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
  10.  前記ディスプレイユニットは、前記観察者の左右いずれかの側に配置されており、前記取付部材は、前記ディスプレイユニットが配置された側とは反対側における前記フレームに配置されている請求項1~9のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
PCT/JP2016/056724 2015-03-11 2016-03-04 ヘッドマウントディスプレイ WO2016143685A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048229 2015-03-11
JP2015-048229 2015-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016143685A1 true WO2016143685A1 (ja) 2016-09-15

Family

ID=56880295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/056724 WO2016143685A1 (ja) 2015-03-11 2016-03-04 ヘッドマウントディスプレイ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2016143685A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018136369A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 ブラザー工業株式会社 ヘッドマウントディスプレイ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000513119A (ja) * 1997-06-25 2000-10-03 エーセーテー,アイ コントロール テクニーク アクティエボラーグ 使用者の目の前方に電気光学的装置を位置決めするヘッドマウント式キャリア
JP2010141861A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ及びヘッドマウントディスプレイシステム
JP2010239282A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ
JP2010245873A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000513119A (ja) * 1997-06-25 2000-10-03 エーセーテー,アイ コントロール テクニーク アクティエボラーグ 使用者の目の前方に電気光学的装置を位置決めするヘッドマウント式キャリア
JP2010141861A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ及びヘッドマウントディスプレイシステム
JP2010239282A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ
JP2010245873A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Brother Ind Ltd ヘッドマウントディスプレイ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018136369A (ja) * 2017-02-20 2018-08-30 ブラザー工業株式会社 ヘッドマウントディスプレイ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6455520B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ及びウェアラブルコンピューター
US9316836B2 (en) Wearable device with input and output structures
JP5190070B2 (ja) 単眼式の表示装置
US8971023B2 (en) Wearable computing device frame
EP3134763B1 (en) Compact architecture for near-to-eye display system
US10108013B2 (en) Indirect-view augmented reality display system
US20090168131A1 (en) Image display apparatus and head-mounted display
US20080169998A1 (en) Monocular display device
JP6197864B2 (ja) ウェアラブルコンピューター
US10502961B2 (en) Virtual image display apparatus
WO2016052134A1 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP2009157291A (ja) 映像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ
JP2009157290A (ja) 映像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ
WO2016143685A1 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
EP3674772B1 (en) Head-mounted display apparatus
JP4985247B2 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
WO2016052136A1 (ja) ヘッドマウントディスプレイ
JP2006098820A (ja) 表示装置
JP2018066799A (ja) 画像表示装置と光学シースルーディスプレイ
KR102329612B1 (ko) 복수의 핀홀을 포함하는 광학 장치 및 이를 이용한 머리 착용형 디스플레이 장치
JP2008134341A (ja) 表示装置
JP3124882U (ja) 表示装置
WO2017213165A1 (ja) 表示装置及び電子機器
JP2008309994A (ja) 頭部装着型ディスプレイ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16761655

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16761655

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1