JP2000066618A - Head mounted display - Google Patents
Head mounted displayInfo
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- JP2000066618A JP2000066618A JP10256060A JP25606098A JP2000066618A JP 2000066618 A JP2000066618 A JP 2000066618A JP 10256060 A JP10256060 A JP 10256060A JP 25606098 A JP25606098 A JP 25606098A JP 2000066618 A JP2000066618 A JP 2000066618A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observer
- display
- head
- pad
- holder
- Prior art date
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- Pending
Links
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】観察者の聴覚を制限することなく、画像の揺れ
を規制して視認性を向上できる頭部装着型表示装置を提
供する。
【解決手段】表示器と、この表示器からの画像表示光を
観察者の目に導くため光路変更する光学系を有する表示
ユニットが、観察者の頭部に取り付けられるマウント
に、その観察者の頭部の一側方において連結される。こ
の連結位置の前方位置から表示器は前方に向かい表示光
を出射し、その表示器の前方に光学系は配置される。そ
のマウントは、観察者の左右側頭部における耳Eを囲む
領域に押し当てられる左右側頭側パッドと、各パッドを
保持する左右ホルダー52を有する。各パッドの中央と
各ホルダー52の中央は、観察者の耳Eを露出できるよ
うに開口100とされている。
(57) [Problem] To provide a head-mounted display device capable of restricting image sway and improving visibility without restricting the hearing of an observer. A display unit having a display and an optical system for changing an optical path to guide image display light from the display to an observer's eyes is mounted on a mount attached to the observer's head. Connected on one side of the head. The display emits display light forward from a position in front of the connection position, and the optical system is disposed in front of the display. The mount includes left and right temporal pads that are pressed against an area surrounding the ear E in the left and right temporal heads of the observer, and left and right holders 52 that hold the pads. An opening 100 is formed at the center of each pad and the center of each holder 52 so that the ear E of the observer can be exposed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部に装着される
小型軽量の表示器により、簡便に画像を視認できる頭部
装着型表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-mounted display device capable of easily recognizing an image with a small and lightweight display mounted on the head.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来技術として、画像の表示光を出射す
る表示器と、その表示光を観察者の目に導くため光路変
更する光学系とを有する表示ユニットが、観察者の頭部
に取り付けられるマウントに、その観察者の頭部の一側
方において連結されている頭部装着型表示装置がある。2. Description of the Related Art As a prior art, a display unit having a display for emitting display light of an image and an optical system for changing the optical path for guiding the display light to the eyes of the observer is mounted on the head of the observer. The mounted mount has a head mounted display connected to one side of the observer's head.
【0003】そのような頭部装着型表示装置において、
観察者が表示画像を視認するだけでなく周囲の実在物を
視認し易いように、その表示器を、表示ユニットとマウ
ントとの連結位置の前方位置から、前方に向かい表示光
を出射するように配置し、その光学系を、その表示器の
前方において観察者の目に画像表示光を導くように配置
するものがある。In such a head-mounted display device,
In order to make it easier for the observer not only to see the display image but also to see the real objects around, the display device is designed to emit display light forward from the position in front of the connection position between the display unit and the mount. In some cases, the optical system is arranged so as to guide image display light to an observer's eyes in front of the display.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、表示ユニット
とマウントとの連結位置の前方に表示器を配置するに
は、その連結位置から前方に延びる部材に表示器を取り
付ける必要がある。また、その表示器の前方に光学系を
配置するには、その表示器から前方に延びる部材に光学
系を取り付ける必要がある。そうすると、重量バランス
が悪くなり、且つ、表示ユニットはマウントを介して頭
部により片持ち状に支持されることになる。その結果、
観察者が頭部を動かした際のマウントの頭部に対する動
きにより、表示器および光学系に大きな振れが生じ、そ
の振れにより画像が揺れるために視認性が低下するとい
う問題がある。However, in order to dispose the display in front of the connection position between the display unit and the mount, it is necessary to attach the display to a member extending forward from the connection position. Further, in order to dispose the optical system in front of the display, it is necessary to attach the optical system to a member extending forward from the display. Then, the weight balance is deteriorated, and the display unit is supported in a cantilever manner by the head via the mount. as a result,
The movement of the mount relative to the head when the observer moves his / her head causes a large shake in the display and the optical system, and the shake causes an image to shake, resulting in a problem that visibility deteriorates.
【0005】そこで、表示ユニットとマウントの連結位
置近傍において、その表示ユニットの頭部に対する動き
を規制するため、音楽用ヘッドセットのようなマウント
とパッドを介して観察者の耳に押し当てることが考えら
れる。しかし、パッドを耳に押し当てると観察者の聴覚
が制限されてしまう。Therefore, in order to restrict the movement of the display unit with respect to the head in the vicinity of the connection position between the display unit and the mount, the display unit may be pressed against the ear of a viewer via a mount and a pad such as a music headset. Conceivable. However, pressing the pad against the ear limits the hearing of the observer.
【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】本発明は、画像の表示光
を出射する表示器と、その表示光を観察者の目に導くた
め光路変更する光学系とを有する表示ユニットが、観察
者の頭部に取り付けられるマウントに、その観察者の頭
部の一側方において連結され、その表示器は、その表示
ユニットとマウントとの連結位置の前方位置から、前方
に向かい表示光を出射するように配置され、その光学系
は、その表示器の前方において観察者の目に画像表示光
を導くように配置される頭部装着型表示装置に適用され
る。本発明において、そのマウントは、観察者の左右側
頭部における耳を囲む領域に押し当てられる左右側頭側
パッドと、各パッドを保持する左右ホルダーを有し、各
パッドの中央と各ホルダーの中央は、観察者の耳を露出
できるように開口とされていることを特徴とする頭部装
着型表示装置。その左右側頭側パッドを介する押し当て
により、マウントの頭部に対する動きを規制し、表示器
および光学系に振れが生じて視認性が低下するのを防止
できる。その左右側頭側パッドは耳を囲む領域に押し当
てられるので、耳に押し当てられるのに比べて、頭部に
対するマウントの動きを規制する位置が広範囲に亘るの
で、より安定してマウントの頭部に対する動きを規制で
きる。そして、各パッドの中央と各ホルダーの中央が開
口とされることで観察者の耳が露出されるので、観察者
の聴覚が制限されることはない。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a display unit having a display for emitting display light of an image and an optical system for changing an optical path for guiding the display light to an observer's eyes. The display is connected to a mount attached to the head on one side of the observer's head, and the display emits display light forward from a position in front of a connection position between the display unit and the mount. And the optical system is applied to a head mounted display device arranged to guide image display light to an observer's eyes in front of the display. In the present invention, the mount has left and right temporal pads that are pressed against an area surrounding the ears in the left and right temporal regions of the observer, and left and right holders that hold the respective pads. A head-mounted display device, characterized in that an opening is provided at the center so that an ear of an observer can be exposed. By pressing through the left and right temporal side pads, the movement of the mount with respect to the head can be restricted, and it is possible to prevent the display and the optical system from oscillating and lowering the visibility. Since the left and right temporal pads are pressed against the area surrounding the ears, the position of restricting the movement of the mount with respect to the head is wider than in the case where the pads are pressed against the ears. The movement to the part can be regulated. Then, since the center of each pad and the center of each holder are opened to expose the ears of the observer, the hearing of the observer is not limited.
【0008】各パッドと各ホルダーは、無端の環状とさ
れているのが好ましい。これにより、より安定してマウ
ントの頭部に対する動きを規制できる。[0008] Each pad and each holder are preferably in the form of an endless ring. This makes it possible to more stably restrict the movement of the mount relative to the head.
【0009】各パッドの左右側頭部における耳を囲む領
域への押し当て力が、その耳の前方においては後方にお
けるよりも大きくされているのが好ましい。その表示器
は表示ユニットとマウントとの連結位置の前方に配置さ
れ、その光学系は表示器の前方に配置されていることか
ら、各パッドの押し当て力が耳の前方において後方にお
けるよりも大きくされることで、より確実に画像の揺れ
を規制できる。It is preferable that the pressing force of each pad against the region surrounding the ear in the right and left side heads is larger in front of the ear than in the rear. Since the display is disposed in front of the connection position between the display unit and the mount, and the optical system is disposed in front of the display, the pressing force of each pad is larger in front of the ear than in the rear. By doing so, it is possible to more reliably control the image shaking.
【0010】そのマウントは、左右ホルダーを連結する
連結部を有し、各ホルダーは、その連結部に上下方向に
沿う軸回りに揺動可能に連結され、各ホルダーの前方側
を観察者の側頭部に向かい揺動させる弾力が作用するよ
うに、その連結部に各ホルダーを弾性部材を介して押し
付ける押し付け部が設けられているのが好ましい。これ
により、その弾力の作用によって、各パッドの押し当て
力を耳の前方において後方におけるよりも大きくでき、
また、そのホルダーの揺動により各パッドを頭部形状に
沿わせることができるので、頭部形状に個人差があって
も確実に画像の揺れを規制できる。The mount has a connecting portion for connecting the left and right holders, and each holder is connected to the connecting portion so as to be swingable about an axis extending in the vertical direction, and the front side of each holder is placed on the viewer's side. It is preferable that the connecting portion is provided with a pressing portion for pressing each holder via an elastic member so that an elastic force for swinging toward the head acts. Thereby, by the action of the elasticity, the pressing force of each pad can be larger in front of the ear than in the rear,
In addition, since each pad can be made to follow the shape of the head by swinging the holder, the swing of the image can be reliably controlled even if there is an individual difference in the shape of the head.
【0011】その左右ホルダーの間隔を観察者の耳の後
方において狭める弾力を付与する手段を備えるのが好ま
しい。これにより、各パッドの押し当て力を耳の前方に
おいて後方におけるよりも大きくする場合に、各パッド
が耳の後方において頭部から離れるのを防止でき、より
確実に画像の揺れを規制できる。It is preferable to provide a means for giving elasticity to narrow the interval between the left and right holders behind the ear of the observer. Thus, when the pressing force of each pad is made larger in front of the ear than in the rear, it is possible to prevent each pad from separating from the head behind the ear, and to more reliably restrict the image swing.
【0012】その連結部に、観察者の頭頂部の左右上部
に押し当てられる左右頭頂側パッドが連結されているの
が好ましい。これにより、より安定してマウントの頭部
に対する動きを規制できる。It is preferable that left and right parietal pads pressed against the left and right upper parts of the parietal region of the observer are connected to the connecting portion. This makes it possible to more stably restrict the movement of the mount relative to the head.
【0013】各パッドの厚さと各ホルダーの厚さの中の
少なくとも一方が、各パッドの押し当て面が観察者の側
頭部に沿うように設定されているのが好ましい。これに
より、より安定してマウントの頭部に対する動きを規制
できる。It is preferable that at least one of the thickness of each pad and the thickness of each holder is set so that the pressing surface of each pad is along the temporal region of the observer. This makes it possible to more stably restrict the movement of the mount relative to the head.
【0014】その表示器は、その表示ユニットとマウン
トとの連結位置の前方において、観察者の顔面に間隔を
おいて対向すると共に、正面を見る観察者の視軸から径
方向に離れた位置から前方に向かい表示光を出射するよ
うに配置され、その光学系は、その表示器の前方であっ
て、その視軸から径方向に離れた位置に配置され、その
表示器と光学系は前記視軸の直下に配置され、その表示
器の駆動用信号生成部が、観察者の頭部の側方であっ
て、その表示器の後方に配置されているのが好ましい。
その駆動用信号生成部が観察者の頭部の側方に配置さ
れ、その表示器と光学系は駆動用信号生成部の前方に配
置されるので、装置の重量が観察者にアンバランスに作
用するのを防止できる。また、その表示器と光学系は正
面を見る観察者の視軸から径方向に離れた位置に配置さ
れるので観察者の視野が狭められるのを低減できる。さ
らに、その表示器と光学系が観察者の視軸の直下に配置
されることで、観察者の視野が表示器と光学系により狭
められるのを低減できる。The display device faces the observer's face at an interval in front of the connection position between the display unit and the mount, and is located at a position radially away from the visual axis of the observer who looks at the front. The optical system is disposed so as to emit display light toward the front, and the optical system is disposed in front of the display and at a position radially away from the visual axis. It is preferably arranged directly below the axis, and the driving signal generator of the display is arranged on the side of the observer's head and behind the display.
Since the drive signal generator is located on the side of the observer's head and its display and optical system are located in front of the drive signal generator, the weight of the device acts unbalanced on the observer. Can be prevented. Further, since the display and the optical system are arranged at positions radially away from the visual axis of the observer who looks at the front, the narrowing of the visual field of the observer can be reduced. Further, by disposing the display and the optical system directly below the visual axis of the observer, it is possible to reduce the possibility that the visual field of the observer is narrowed by the display and the optical system.
【0015】[0015]
【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2の頭部に取り付けられるマウント3と、観
察者2の頭部の一側方においてマウント3に連結される
表示ユニット4とを有する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Head-mounted display device 1 shown in FIG.
Has a mount 3 attached to the head of the observer 2 and a display unit 4 connected to the mount 3 on one side of the head of the observer 2.
【0016】図1〜図3に示すように、そのマウント3
は、観察者2の左右側頭部における耳を囲む領域に押し
当てられる左右側頭側パッド51、各側頭側パッド51
を保持する左右ホルダー52、左右ホルダー52を連結
する連結部53、この連結部53に連結されて観察者2
の頭頂部の左右上部に押し当てられる左右頭頂側パッド
54、後頭部の後方に配置されると共に両ホルダー52
を連結する後頭側ベルト55を有する。As shown in FIG. 1 to FIG.
Are left and right temporal pads 51, each temporal pad 51 pressed against a region surrounding the ear in the left and right temporal heads of the observer 2.
Right and left holders 52 for holding the left and right, a connecting portion 53 for connecting the left and right holders 52, and an observer 2 connected to the connecting portion 53
Left and right parietal pads 54 pressed against the left and right upper parts of the top of the head, and both holders 52
Are connected to each other.
【0017】図3、図4に示すように、各側頭側パッド
51と各ホルダー52は、無端の円環状とされ、ホルダ
ー52の内側面にパッド51が接着されている。これに
より、各側頭側パッド51は観察者2の耳の全周囲にお
いて側頭部に押し当てられ、また、各側頭側パッド51
の中央と各ホルダー52の中央は、観察者2の耳Eを露
出できるように開口100とされている。なお、各側頭
側パッド51と各ホルダー52は、例えば外周が多角形
に沿う環状であってもよい。As shown in FIGS. 3 and 4, each temporal pad 51 and each holder 52 are formed in an endless annular shape, and the pad 51 is adhered to the inner surface of the holder 52. As a result, each temporal pad 51 is pressed against the temporal region around the entire ear of the observer 2, and each temporal pad 51
And the center of each holder 52 are formed with an opening 100 so that the ear E of the observer 2 can be exposed. Note that each temporal pad 51 and each holder 52 may have, for example, an annular outer periphery along a polygon.
【0018】各側頭側パッド51の厚さと各ホルダー5
2の厚さの中の少なくとも一方が、各側頭側パッド51
の押し当て面51aが観察者2の側頭部に沿うように設
定されている。すなわち、人間の側頭部における耳を囲
む領域においては、耳の後方下部が窪むことから、図2
に示すように、その押し当て面51aにおける耳の後方
下部に押し当てられる部分51a′が残部よりも内方に
膨出する。そのため、本実施形態では側頭側パッド51
の厚さは均一とされ、ホルダー52の厚さが耳の後方下
部が他の部分よりも厚くされているが、ホルダー52の
厚さを均一とし、側頭側パッド51の厚さを耳の後方下
部が他の部分よりも厚くしてもよいし、側頭側パッド5
1の厚さとホルダー52の厚さの合計が、耳の後方下部
で他の部分よりも厚くなればよい。The thickness of each temporal pad 51 and each holder 5
2 is at least one of the temporal pads 51
Is set so that the pressing surface 51 a of the observer 2 is along the temporal region of the observer 2. That is, in the region surrounding the ear in the human temporal region, the lower rear portion of the ear is depressed.
As shown in (5), a portion 51a 'of the pressing surface 51a pressed against the lower rear portion of the ear bulges inward from the remaining portion. Therefore, in the present embodiment, the temporal pad 51
The thickness of the holder 52 is made thicker at the rear lower part of the ear than at other parts, but the thickness of the holder 52 is made uniform, and the thickness of the temporal pad 51 is made The lower rear portion may be thicker than other portions, or the temporal pad 5
It is sufficient that the sum of the thickness of 1 and the thickness of the holder 52 is thicker at the rear lower part of the ear than at other parts.
【0019】その連結部53は、頭頂部の上方において
前後に間隔をおいて配置される一対のバンド53aと、
両バンド53aの各端に一体化される左右連結片53c
とを有する。この連結部53による連結により、左右の
側頭側パッド51の間隔は、観察者2の頭部の左右幅よ
りも小さくされる。その左右側頭側パッド51の間隔
は、そのバンド53aの弾性変形により拡げることが可
能とされている。これにより、そのバンド53aの弾性
変形に基づく弾力により、観察者2の左右側頭部におけ
る耳を囲む領域に左右側頭側パッド51を押し当てるこ
とができる。The connecting portion 53 includes a pair of bands 53a which are arranged above and below the top of the head and are spaced apart from each other.
Left and right connecting pieces 53c integrated with each end of both bands 53a
And By the connection by the connecting portion 53, the interval between the left and right temporal pads 51 is made smaller than the left and right width of the head of the observer 2. The space between the left and right temporal pads 51 can be expanded by elastic deformation of the band 53a. Accordingly, the left and right temporal pad 51 can be pressed against the region surrounding the ears in the left and right temporal regions of the observer 2 by the elasticity based on the elastic deformation of the band 53a.
【0020】各側頭側パッド51の耳を囲む領域への押
し当て力は、その耳の前方においては後方におけるより
も大きくされている。すなわち図4に示すように、上記
連結部53の各連結片53cの底面に、連結シャフト5
3dと、揺動制限部53eと、円柱状の押し付け部53
fが、下向きに突出するように設けられる。各ホルダー
52に、その連結シャフト53dの底面を受ける上面を
有する受け部52aが設けられている。その受け部52
aに、その連結シャフト53dが回転可能に貫通される
支持孔52bと、その揺動制限部53eが挿入される平
面視扇形の凹部52cと、その押し付け部53fが貫通
される平面視円弧状のガイド孔52dが設けられてい
る。また、各ホルダー52の外側に支軸52eが取り付
けられ、その支軸52eにバネ受け片52fが上下方向
まわりに揺動可能に連結され、そのバネ受け片52fと
ホルダー52の外側とに挟まれる圧縮バネ52g(弾性
部材)がホルダー52に取り付けられている。その連結
シャフト53dが支持孔52bに回転可能に貫通され、
その揺動制限部53eが凹部52cに挿入され、その押
し付け部53fがガイド孔52dに貫通されることで、
各ホルダー52は連結部53に上下方向に沿う連結シャ
フト53d回りに揺動可能に連結され、その揺動範囲は
揺動制限部53eが凹部52cの内面に接することで一
定範囲に制限され、図5に示すように連結シャフト53
dの前方において押し付け部53fがバネ受け片52f
とバネ52gを介してホルダー52を押し付ける。その
押し付け部53fによるバネ52gを介するホルダー5
2の押し付けにより、矢印Aで示すようにホルダー52
の前方側を観察者2の側頭部に向かい揺動させる弾力が
作用するので、各側頭側パッド51の耳を囲む領域への
押し当て力は、その耳の前方においては後方におけるよ
りも大きくなる。なお、その連結シャフト53dの先端
に抜け止めリング(図示省略)が取り付けられること
で、ホルダー52が連結部53から外れるのが防止され
る。例えば、各側頭側パッド51による側頭部の押し当
て力を合計で400〜800gfと設定し、その押し当
て力の中の1/2〜3/4を耳の前方領域の押し当て力
に割り当て、残りを耳の上方領域、下方領域、後方領域
に割り当てるようにする。The pressing force of each temporal pad 51 against the area surrounding the ear is made larger in front of the ear than in the rear. That is, as shown in FIG. 4, a connecting shaft 5 is provided on the bottom surface of each connecting piece 53c of the connecting portion 53.
3d, a swing limiting portion 53e, and a cylindrical pressing portion 53
f is provided so as to project downward. Each holder 52 is provided with a receiving portion 52a having an upper surface for receiving the bottom surface of the connecting shaft 53d. The receiving part 52
a, a support hole 52b through which the connection shaft 53d is rotatably penetrated, a fan-shaped concave portion 52c into which the swing restricting portion 53e is inserted, and a circular arc in plan view through which the pressing portion 53f is penetrated. A guide hole 52d is provided. A support shaft 52e is attached to the outside of each holder 52, and a spring receiving piece 52f is connected to the support shaft 52e so as to be swingable in the vertical direction, and is sandwiched between the spring receiving piece 52f and the outside of the holder 52. A compression spring 52g (elastic member) is attached to the holder 52. The connection shaft 53d is rotatably penetrated through the support hole 52b,
The swing restricting portion 53e is inserted into the concave portion 52c, and the pressing portion 53f penetrates the guide hole 52d.
Each holder 52 is swingably connected to a connecting portion 53 around a connecting shaft 53d along the vertical direction, and the swing range is limited to a certain range by the swing limiting portion 53e being in contact with the inner surface of the concave portion 52c. As shown in FIG.
The pressing portion 53f is located in front of the spring receiving piece 52f.
And the holder 52 are pressed through the spring 52g. The holder 5 via the spring 52g by the pressing portion 53f
2, the holder 52 is pressed as shown by the arrow A.
Is applied to the region surrounding the ear of each temporal pad 51, and the pressing force against the region surrounding the ear is larger than that behind the ear. growing. By attaching a retaining ring (not shown) to the tip of the connecting shaft 53d, the holder 52 is prevented from coming off the connecting portion 53. For example, the pressing force of the temporal region by each temporal pad 51 is set to 400 to 800 gf in total, and 1/2 to 3/4 of the pressing force is used as the pressing force in the front area of the ear. Allocate the rest to the upper, lower, and posterior regions of the ear.
【0021】図2に示すように、上記左右頭頂側パッド
54はそれぞれパッド受け56に貼り付けられ、各パッ
ド受け56はそれぞれ連結部53に板バネ57を介して
取り付けられている。その板バネ57の弾力により左右
頭頂側パッド54は頭頂部の左右上部に押し当てられ
る。As shown in FIG. 2, the left and right parietal pads 54 are attached to pad receivers 56, respectively, and the pad receivers 56 are attached to the connecting portions 53 via leaf springs 57, respectively. The left and right parietal pads 54 are pressed against the left and right upper parts of the parietal part by the elasticity of the leaf spring 57.
【0022】上記後頭側ベルト55は、左右ホルダー5
2の間隔を観察者2の耳の後方において狭める弾力を作
用させるゴム等の弾性材製である。なお、図4に示すよ
うに、各ホルダー52の後部にスリット52hが形成さ
れ、後頭側ベルト55の一端は一方のスリット52h
に、他端は他方のホルダー52のスリット52hに、そ
れぞれ挿入されると共にヒンジ軸58を介して上下揺動
可能にホルダー52に連結されている。これにより、後
頭側ベルト55の位置を頭部形状に応じて上下調節する
ことが可能とされている。この後部ベルト55は、観察
者2が前屈みになった時に装置が脱落するのを防止する
機能を併せ持つ。The occipital belt 55 is provided with the left and right holders 5.
2 is made of an elastic material such as rubber which acts on the elasticity to narrow the space behind the ears of the observer 2. As shown in FIG. 4, a slit 52h is formed at the rear of each holder 52, and one end of the occipital belt 55 is connected to one of the slits 52h.
The other end is inserted into a slit 52h of the other holder 52 and connected to the holder 52 via a hinge shaft 58 so as to be able to swing up and down. Thereby, the position of the occipital belt 55 can be adjusted up and down according to the shape of the head. The rear belt 55 also has a function of preventing the device from falling off when the observer 2 leans forward.
【0023】図1に示すように、その表示ユニット4
は、表示ユニット4とマウント3との連結位置の前方位
置から前方に向かい画像表示光を出射する表示器11
と、その表示器11の前方において、その表示器11か
ら出射される画像表示光を観察者2の一方の目に導くた
め光路変更する光学系13と、その表示器11と光学系
13を接続する接続部材12と、その表示器11を覆う
ケーシング24を有する。その接続部材12は、その表
示器11のケーシング24の下部から観察者2の前方に
向かい延び、この接続部材12の前端に光学系13が取
り付けられる。As shown in FIG. 1, the display unit 4
Is a display 11 that emits image display light from the front position of the connection position between the display unit 4 and the mount 3 to the front.
And an optical system 13 for changing the optical path in front of the display 11 to guide image display light emitted from the display 11 to one eye of the observer 2, and connecting the display 11 and the optical system 13 And a casing 24 that covers the display unit 11. The connecting member 12 extends from the lower part of the casing 24 of the display 11 toward the front of the observer 2, and the optical system 13 is attached to the front end of the connecting member 12.
【0024】また、その表示ユニット4は、その表示器
11の駆動用信号生成部14と、この駆動用信号生成部
14を覆うと共に上記ケーシング24に連結されたハウ
ジング15と、このハウジング15に設けられた連結部
材16を有する。そのハウジング15は、観察者2の頭
部の一側方において、図2、3に示すように左右ホルダ
52に形成された受け52iの一方に、連結部材16を
介して前後位置調節可能かつ着脱可能に連結される。The display unit 4 includes a drive signal generator 14 of the display 11, a housing 15 that covers the drive signal generator 14 and is connected to the casing 24, and provided on the housing 15. The connecting member 16 is provided. The housing 15 is attached to one of the receivers 52i formed on the left and right holders 52 on one side of the head of the observer 2 as shown in FIGS. Linked as possible.
【0025】その表示器11は、例えば公知のバックラ
イト付き液晶表示装置等により構成でき、その駆動用信
号生成部14からケーブル27を介して送られる駆動信
号に応じて画像表示光を出射する。その駆動用信号生成
部14は、映像信号発生源(図示省略)にケーブル29
を介して接続され、その映像信号に応じて表示器11の
駆動信号を生成するもので、公知の構成を採用できる。
その映像信号発生源は、映像信号を発生可能であれば特
に限定されず、例えば映像信号を出力するコンピュータ
により構成できる。なお、そのケーブル29は、上記一
方のホルダ52に取り付けられたケーブルクランプ59
により保持可能とされている。The display 11 can be composed of, for example, a well-known liquid crystal display device with a backlight, and emits image display light in accordance with a drive signal sent from the drive signal generator 14 via the cable 27. The driving signal generation unit 14 is connected to a video signal generation source (not shown) by a cable 29.
, And generates a drive signal for the display 11 in accordance with the video signal, and a known configuration can be adopted.
The video signal generation source is not particularly limited as long as it can generate a video signal, and can be configured by, for example, a computer that outputs a video signal. The cable 29 is connected to a cable clamp 59 attached to the one holder 52.
Can be held.
【0026】その光学系13は、例えばコンバイナや全
反射ミラー等の光学素子によって構成される。その光学
系13をコンバイナにより構成する場合、前方からの光
を透過させて観察者2の目に導くことができ、観察者2
は画像と前方の実在物の双方を視認できる。そのコンバ
イナは、ハーフミラーやホログラム素子によって構成で
き、ハーフミラーを用いる場合は反射により画像表示光
の光路を変更し、ホログラム素子を用いる場合は回折に
より画像表示光の光路を変更する。画像を観察者2の目
から遠方に離した位置にボケなく形成するために、その
光学素子13の反射曲面を非球面とするのが好ましい。The optical system 13 is composed of optical elements such as a combiner and a total reflection mirror. When the optical system 13 is constituted by a combiner, light from the front can be transmitted and guided to the eyes of the observer 2, and the observer 2
Can see both the image and the real entity ahead. The combiner can be constituted by a half mirror or a hologram element. When a half mirror is used, the optical path of the image display light is changed by reflection, and when the hologram element is used, the optical path of the image display light is changed by diffraction. In order to form an image at a position distant from the eyes of the observer 2 without blurring, it is preferable that the reflection curved surface of the optical element 13 be an aspheric surface.
【0027】なお、上記実施形態では、左右ホルダ52
の他方の受け52iを介して、観察者2の頭部の他側方
においても表示ユニット4をマウント3に連結できる。
この場合、表示器11は上下反転することから、接続部
材12と表示器11のケーシング24との連結位置を上
下反転可能とし、また、表示画像を上下反転としいて
る。これにより、観察者2の他方に目により画像を視認
できる。In the above embodiment, the left and right holders 52
The display unit 4 can be connected to the mount 3 on the other side of the head of the observer 2 via the other receiver 52i.
In this case, since the display 11 is turned upside down, the connection position between the connection member 12 and the casing 24 of the display 11 can be turned upside down, and the display image is turned upside down. Thus, the image can be visually recognized by the other eye of the observer 2.
【0028】図6に示すように、上記頭部装着型表示装
置1を観察者2に装着した状態では、上記表示器11
は、観察者2の顔面の前方において、観察者2の顔面に
間隔をおいて対向すると共に、正面を見る観察者2の視
軸Eから径方向に離れた位置から前方に向かい表示光L
を出射するように、観察者2の頭部の左右側面間におい
て視軸Eの直下に配置される。上記光学系13は、その
表示器11の前方に間隔をおいて配置されると共に、観
察者2の頭部の左右側面間において視軸Eから径方向に
離れた位置で画像表示光Lの光路を変更するように、そ
の視軸Eの直下に配置される。さらに、その表示器11
と光学系13は観察者2の顔面に可及的に近接して配置
されている。上記ハウジング15に覆われる駆動用信号
生成部14は、その視軸Eから径方向に離れた観察者2
の頭部の一側方位置であって、その表示器11から後方
に間隔をおいた位置に配置される。As shown in FIG. 6, when the head-mounted display device 1 is mounted on the observer 2, the display 11
Is displayed in front of the face of the observer 2 at a distance from the face of the observer 2 and at a distance from a visual axis E of the observer 2 who looks at the front in a radial direction and forwards the display light L.
Is arranged immediately below the visual axis E between the left and right side surfaces of the head of the observer 2 so as to emit light. The optical system 13 is disposed at an interval in front of the display 11 and has an optical path of the image display light L at a position radially away from the visual axis E between the left and right side surfaces of the head of the observer 2. Is arranged immediately below the visual axis E. Further, the display 11
And the optical system 13 are arranged as close as possible to the face of the observer 2. The driving signal generation unit 14 covered by the housing 15 is provided for the observer 2 that is radially away from the visual axis E.
Is located at one side position of the head of the camera and at a position spaced rearward from the display 11.
【0029】その表示器11から出射される画像表示光
Lは、前方に向かった後に光学系13により光路変更さ
れて観察者2の目に導かれる。これにより観察者2に画
像が視認される。本実施形態では、その画像表示光Lの
光路中心線と上記視軸Eとを含む面が鉛直面内に存在す
るものとされる。The image display light L emitted from the display 11 is directed forward by the optical system 13 after being directed forward, and is guided to the eyes of the observer 2. This allows the observer 2 to visually recognize the image. In the present embodiment, it is assumed that a plane including the optical path center line of the image display light L and the visual axis E exists in a vertical plane.
【0030】上記構成によれば、観察者2の側頭部への
左右側頭側パッド51を介する押し当てにより、マウン
ト3の頭部に対する動きを規制し、表示器11および光
学系13に振れが生じて視認性が低下するのを防止でき
る。その左右側頭側パッド51は耳を囲む領域に押し当
てられるので、耳に押し当てられるのに比べて、頭部に
対するマウント3の動きを規制する位置が広範囲に亘る
ので、より安定してマウント3の頭部に対する動きを規
制できる。そして、各側頭側パッド51の中央と各ホル
ダー52の中央が開口100とされることで観察者2の
耳が露出されるので、観察者2の聴覚が制限されること
はない。各側頭側パッド51とホルダー52は、例えば
C字状としてもよいが、上記実施形態のように無端の環
状とされて耳の全周囲で頭部に押し当てられることで、
より安定してマウント3の頭部に対する動きを規制でき
る。その表示器11は表示ユニット4とマウント3との
連結位置の前方に配置され、その光学系13は表示器4
の前方に配置されていることから、各側頭側パッド51
の押し当て力が耳の前方において後方におけるよりも大
きくされることで、より確実に画像の揺れを規制でき
る。また、弾力の作用によって各側頭側パッド51の押
し当て力を耳の前方において後方におけるよりも大きく
できるので、連結部53に対するホルダー52の揺動に
より、各側頭側パッド51を頭部形状に沿わせ、頭部形
状に個人差があっても確実に画像の揺れを規制できる。
この場合、後頭側ベルト55により左右ホルダー52の
間隔を観察者2の耳の後方において狭める弾力を作用さ
せるので、各側頭側パッド51が耳の後方において頭部
から離れるのを防止でき、これによっても画像の揺れを
防止できる。さらに、左右頭頂側パッド54を頭頂部の
左右上部に押し当てることで、より安定してマウント3
の頭部に対する動きを規制できる。また、各側頭側パッ
ド51の厚さと各ホルダー52の厚さの中の少なくとも
一方が、各側頭側パッド51の押し当て面51aが観察
者2の側頭部に沿うように設定されているので、より安
定してマウント3の頭部に対する動きを規制できる。According to the above configuration, the movement of the mount 3 with respect to the head is restricted by pressing the observer 2 against the temporal region via the left and right temporal pads 51, and the display 11 and the optical system 13 are shaken. This can prevent the visibility from lowering due to the occurrence of the problem. Since the left and right temporal pads 51 are pressed against the region surrounding the ears, the position for restricting the movement of the mount 3 with respect to the head is wider than when the pads are pressed against the ears. 3 can be restricted from moving with respect to the head. Since the center of each temporal pad 51 and the center of each holder 52 are formed as openings 100, the ears of the observer 2 are exposed, so that the hearing of the observer 2 is not limited. Each temporal pad 51 and the holder 52 may be, for example, C-shaped, but are formed into an endless annular shape as in the above-described embodiment, and are pressed against the head around the entire circumference of the ear.
The movement of the mount 3 relative to the head can be regulated more stably. The display 11 is disposed in front of the connection position between the display unit 4 and the mount 3, and the optical system 13 is connected to the display 4.
, Each temporal side pad 51
Since the pressing force is larger at the front of the ear than at the rear, the swing of the image can be regulated more reliably. In addition, since the pressing force of each temporal pad 51 can be made larger in front of the ear than in the rear by the action of elasticity, the rocking of the holder 52 with respect to the connecting portion 53 causes each temporal pad 51 to have a head shape. Therefore, even if there is an individual difference in the shape of the head, the shaking of the image can be reliably suppressed.
In this case, since the occipital belt 55 exerts elasticity to narrow the interval between the left and right holders 52 behind the ear of the observer 2, each temporal pad 51 can be prevented from separating from the head behind the ear. This can also prevent the image from shaking. Furthermore, the left and right parietal pads 54 are pressed against the right and left upper parts of the parietal part, so that the mount 3 can be more stably mounted.
Movement of the head relative to the head can be regulated. Further, at least one of the thickness of each temporal pad 51 and the thickness of each holder 52 is set such that the pressing surface 51a of each temporal pad 51 is along the temporal region of the observer 2. Therefore, the movement of the mount 3 with respect to the head can be more stably controlled.
【0031】また、駆動用信号生成部14は観察者2の
頭部の側方に配置され、その表示器11と光学系13は
駆動用信号生成部14の前方に配置されるので、装置の
重量が観察者2にアンバランスに作用するのを防止でき
る。その表示器11と光学系13は正面を見る観察者2
の視軸から径方向に離れた位置に配置されるので観察者
2の視野が狭められるのを低減できる。また、その表示
器11と光学系13は前記視軸の直下に配置されるの
で、観察者2の視野が表示器11、光学系13、接続部
材12により狭められるのを低減できる。The driving signal generator 14 is disposed on the side of the head of the observer 2, and the display 11 and the optical system 13 are disposed in front of the driving signal generator 14. It is possible to prevent the weight from acting on the observer 2 unbalanced. The display 11 and the optical system 13 correspond to the observer 2 looking at the front.
Is arranged at a position radially away from the visual axis of the observer, so that the field of view of the observer 2 can be prevented from being narrowed. Further, since the display 11 and the optical system 13 are disposed immediately below the visual axis, it is possible to prevent the field of view of the observer 2 from being narrowed by the display 11, the optical system 13, and the connection member 12.
【0032】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、表示器と光学系を正面を見る観察者の視軸
の真上に配置してもよい。また、観察者に音声情報を提
供する場合は、側頭側パッドとホルダーの開口を介して
観察者の耳にイヤホンを取り付けるようにしてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the display and the optical system may be arranged directly above the visual axis of the observer looking at the front. When audio information is provided to the observer, an earphone may be attached to the ear of the observer via the opening of the temporal pad and the holder.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、観察者の聴覚を制限す
ることなく、画像の揺れを規制して視認性を向上できる
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 head-mounted display device which can improve the visibility by restricting the swing of the image without restricting the hearing of the observer.
【図1】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の平面
図FIG. 1 is a plan view of a head-mounted display device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の正面
図FIG. 2 is a front view of the head-mounted display device according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の側面
図FIG. 3 is a side view of the head-mounted display device according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の分解
斜視図FIG. 4 is an exploded perspective view of the head-mounted display device 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部分
断面図FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the head-mounted display device according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施形態の頭部装着型表示装置の作用
説明図FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the head mounted display device according to the embodiment of the present invention.
2 観察者 3 マウント 4 表示ユニット 11 表示器 13 光学系 51 側頭側パッド 52 ホルダー 53 連結部 52g バネ 53f 押し付け部 100 開口 2 Observer 3 Mount 4 Display unit 11 Display 13 Optical system 51 Temporal pad 52 Holder 53 Connecting part 52g Spring 53f Pressing part 100 Opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠中 浩之 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地株 式会社島津製作所三条工場内 Fターム(参考) 5G435 AA00 AA01 BB12 BB15 DD01 DD02 EE13 EE25 EE50 GG08 GG09 GG41 HH18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Hatanaka 1-term Nishinokyo-kuwabaracho, Nakagyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto F-term in Shimadzu Corporation Sanjo Plant (reference) 5G435 AA00 AA01 BB12 BB15 DD01 DD02 EE13 EE25 EE50 GG08 GG09 GG41 HH18
Claims (4)
表示光を観察者の目に導くため光路変更する光学系とを
有する表示ユニットが、観察者の頭部に取り付けられる
マウントに、その観察者の頭部の一側方において連結さ
れ、 その表示器は、その表示ユニットとマウントとの連結位
置の前方位置から、前方に向かい表示光を出射するよう
に配置され、その光学系は、その表示器の前方において
観察者の目に画像表示光を導くように配置されている頭
部装着型表示装置において、 そのマウントは、観察者の左右側頭部における耳を囲む
領域に押し当てられる左右側頭側パッドと、各パッドを
保持する左右ホルダーを有し、 各パッドの中央と各ホルダーの中央は、観察者の耳を露
出できるように開口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 unit having a display for emitting display light of an image and an optical system for changing an optical path for guiding the display light to an eye of an observer is mounted on a mount attached to a head of the observer. The display is connected on one side of the observer's head, and the display is arranged so as to emit display light forward from a position in front of the connection position between the display unit and the mount, and the optical system is A head-mounted display device arranged to guide image display light to the observer's eyes in front of the display, wherein the mount is pressed against an area surrounding the ears in the left and right temporal regions of the observer. A right and left temporal side pad, and a left and right holder for holding each pad, wherein the center of each pad and the center of each holder are opened to expose the ears of the observer. Part mounting type table Indicating device.
されている請求項1に記載の頭部装着型表示装置。2. The head-mounted display device according to claim 1, wherein each of the pads and each of the holders has an endless annular shape.
領域への押し当て力が、その耳の前方においては後方に
おけるよりも大きくされている請求項1または2に記載
の頭部装着型表示装置。3. The head-mounted type according to claim 1, wherein the pressing force of each pad against the region surrounding the ear on the left and right side heads is larger in front of the ear than in the rear. Display device.
る連結部を有し、 各ホルダーは、その連結部に上下方向に沿う軸回りに揺
動可能に連結され、 各ホルダーの前方側を観察者の側頭部に向かい揺動させ
る弾力が作用するように、その連結部に各ホルダーを弾
性部材を介して押し付ける押し付け部が設けられている
請求項3に記載の頭部装着型表示装置。4. The mount has a connecting portion for connecting the left and right holders. Each holder is connected to the connecting portion so as to be swingable about an axis extending in a vertical direction. 4. The head-mounted display device according to claim 3, wherein a pressing portion for pressing each holder via an elastic member is provided at a connection portion thereof such that an elastic force for swinging toward the side of the head is applied.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10256060A JP2000066618A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Head mounted display |
| US09/262,359 US6359602B1 (en) | 1998-03-09 | 1999-03-04 | Head-mounted display device |
| TW088103321A TW422965B (en) | 1998-03-09 | 1999-03-04 | Head-mounted display device |
| KR1019990007225A KR100551532B1 (en) | 1998-03-09 | 1999-03-05 | Head mounted display |
| EP99104499A EP0942307B1 (en) | 1998-03-09 | 1999-03-05 | Head-mounted display device |
| DE69922724T DE69922724T2 (en) | 1998-03-09 | 1999-03-05 | Head mounted display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10256060A JP2000066618A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Head mounted display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=17287353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10256060A Pending JP2000066618A (en) | 1998-03-09 | 1998-08-25 | Head mounted display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000066618A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002063873A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Head mounted image/voice reproducing system |
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| CN104126144A (en) * | 2012-03-19 | 2014-10-29 | 谷歌公司 | Optical beam tilt for offset head mounted display |
| US9733477B2 (en) | 2012-11-30 | 2017-08-15 | Google Inc. | Dual axis internal optical beam tilt for eyepiece of an HMD |
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1998
- 1998-08-25 JP JP10256060A patent/JP2000066618A/en active Pending
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