(57)【要約】装着者が装着しているメガネの形状、装着者の顔の形状に左右され難く同メガネに支持させて安定して装着でき、装着性、表示性の優れたヘッドマウントディスプレイを提供する。一対のＨＭＤテンプル２０は、装着者が装着しているメガネ１００に支持される支点が設けられて装着されるヘッドマウントディスプレイにおいて、装着者の耳より前方でメガネのテンプル１０１に接して前記支点を構成する一対の支持部３０が一対のＨＭＤテンプルに連結して設けられている。
2017126583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像生成部、及び装着者の少なくとも一方の眼前に配置され前記画像を表示する表示部を有する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットが取り付けられる装着具と、を備え、
前記装着具は、装着者の顔前に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの両端に連続する一対のＨＭＤテンプルと、を備え、
前記一対のＨＭＤテンプルは、装着者が装着しているメガネに支持される支点が設けられて装着されるヘッドマウントディスプレイにおいて、
装着者の耳より前方で前記メガネのテンプルに接して前記支点を構成する一対の支持部が前記一対のＨＭＤテンプルに連結して設けられたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２】
前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルの長手方向に対し略平行に長く形成され、耳側に近い後端部において前記ＨＭＤテンプルに対し上下及び左右の回動が可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルに沿って前後のスライド動作が可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記支持部は、ボールジョイントによって前記ＨＭＤテンプルに連結されていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルに対し上下のスライド動作が可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記支持部と前記ＨＭＤテンプルとは、前記ＨＭＤテンプルに対する前記支持部の配置の操作を許容するとともに任意の配置で安定保持するように弾性的な摩擦嵌め合いにより嵌合連結していることを特徴とする請求項２から請求項５のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記ＨＭＤテンプルは、前方部と後方部とに分割されており、前記後方部には前記支持部が連結され、前記前方部は前記支持部と前記後方部との連結部より前方で前記後方部に対し上下及び／又は左右に回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項８】
前記画像表示ユニットが前記メインフレームに対し上下転換設置可能に構成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
前記支持部が前記ＨＭＤテンプルに保持されたまま前記ＨＭＤテンプルの長手方向軸を中心に１８０°転換設置可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
前記支持部の前記メガネのテンプルに接する部位は滑り止め性のある部材により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
前記支持部は、前記テンプルの内面と外面とを挟んで挟持する構造を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１２】
前記一対のＨＭＤテンプルの前端を互いに近づけたり離したりできるように、前記一対のＨＭＤテンプルのそれぞれの前端が前記メインフレームに対し移動可能に連結されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ（head mounted display）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体の頭部に装着され、装着者に対してパーソナルに画像を視認させるヘッドマウントディスプレイや、これを利用したウェアラブルコンピューターが開発されている。ヘッドマウントディスプレイをモバイルコンピューターに接続すれば、コンピューターグラフィック画面が虚像としてユーザーの眼前に形成されるので、ディスプレイをユーザーの頭部に装着可能なウェアラブルコンピューターが提供される。
ヘッドマウントディスプレイの具体的形態としては、特許文献１，２にも記載されるように、少なくとも一方の目に映像を映し出すヘッドマウントディスプレイにおいて、メガネをかけたユーザーが使うことを想定し、メガネの上から装着するタイプが存在する。特に、ユーザーのメガネによって、ヘッドマウントディスプレイが支えられてヘッドマウントディスプレイの装着状態が維持されるタイプである。
特許文献１，２に記載のヘッドマウントディスプレイにあっては、装着者の顔前に配置されるメインフレーム（フロント部）の両端に連続する一対のテンプルを有したメガネフレーム類似の装着具を採用する。
特許文献１にあっては、ヘッドマウントディスプレイをメガネのフロントフレーム上面に乗せ、額に当てる装着形態を提案する。
特許文献２については、ヘッドマウントディスプレイをメガネのブリッジ部に上側から接触する装着形態を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６０６１６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６０１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２に記載の発明にあっては、以下のような問題がある。
ヘッドマウントディスプレイの表示部はある程度重さがあり、特許文献１，２のようにメガネのフロント部に乗せると、重さでメガネごと下がってしまう、長時間の使用で、鼻当て部が痛いなど、装着性に課題がある。
また、メガネのフロント部は、形状がさまざまで、乗せることができないメガネも存在するため、ユーザーが選択する任意のメガネに対する汎用性が劣る。
さらに、人の額や鼻の形状も様々でメガネフレームとの組合せも様々であるから、額とメガネのフロント部との距離が非常に近い人や、鼻とブリッジとの距離が非常に近い人は、ヘッドマウントディスプレイのフロント部をメガネのフロント部に乗せることができないこともある。
ヘッドマウントディスプレイのフロント部をメガネのフロント部に乗せることができたとして、装着者が下を向いたり、スポーツや作業などのアクティビティがあったりすると、ヘッドマウントディスプレイが少し前にずれて脱落するおそれがある。
特許文献１に記載の発明にあっては、既に装着しているメガネが頭部に接触する箇所に加えて、額という接触箇所が増加し、増加する接触箇所が顔面であることから、装着の快適性が悪化する。増加する接触箇所が顔面であることから、表情筋の変化により、表示部のずれや、ヘッドマウントディスプレイの脱落の懸念がある。額への接触箇所が汗、脂等で汚れやすく、複数人で共用する場合に不快感を与えやすい。【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、装着者が装着しているメガネの形状、装着者の顔の形状に左右され難く同メガネに支持させて安定して装着でき、装着性、表示性の優れたヘッドマウントディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、画像を生成する画像生成部、及び装着者の少なくとも一方の眼前に配置され前記画像を表示する表示部を有する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットが取り付けられる装着具と、を備え、
前記装着具は、装着者の顔前に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの両端に連続する一対のＨＭＤテンプルと、を備え、
前記一対のＨＭＤテンプルは、装着者が装着しているメガネに支持される支点が設けられて装着されるヘッドマウントディスプレイにおいて、
装着者の耳より前方で前記メガネのテンプルに接して前記支点を構成する一対の支持部が前記一対のＨＭＤテンプルに連結して設けられたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
なお、ヘッドマウントディスプレイの有するテンプルを「ＨＭＤテンプル」と称して、メガネのテンプルと区別する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＨＭＤテンプルに設けられた支持部が、装着者が装着しているメガネのテンプルに接して支点を構成するので、装着者が装着しているメガネの形状、装着者の顔の形状に左右され難く、前傾荷重とならず同メガネに支持させて安定して装着でき、装着性、表示性の優れたヘッドマウントディスプレイを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの装着状態を示す左側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの上面図であり、ＨＭＤテンプルを内に寄せて配置した形態を示す。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの上面図であり、ＨＭＤテンプルを外に寄せて配置した形態を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の分解俯瞰斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の分解仰視斜視図である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の上面図であり、ゴムパッドを左に傾けた形態を示す。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の上面図であり、ゴムパッドを右に傾けた形態を示す。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部の斜視図である。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部にＨＭＤテンプルの後方部を嵌入した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部とＨＭＤテンプルとの連結部を垂直に切断した切断図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を幅方向中央面で切断した切断図である。
【図１１Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の左側面図である。
【図１１Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の左側面図であり、図１１Ａに示す形態に対しＨＭＤテンプルに対する支持部の角度が異なる。
【図１２Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部と、同支持部が支持されるメガネを示す上面図である。
【図１２Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部と、同支持部が支持されるメガネを示す上面図であり、図１２Ａに示す形態に対しメガネの幅が異なる。
【図１３Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図であり、支持部がＨＭＤテンプルから浮いている状態を示す。
【図１３Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図であり、支持部がＨＭＤテンプルに接している状態を示す。
【図１４Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図である。
【図１４Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図であり、図１４Ａに示す形態に対して画像表示ユニットが下がっている形態を示す。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図であり、画像表示ユニットを装着具から取り外した状態を示し、画像表示ユニットを上下入れ替えて取り付けることができることを説明する図である。
【図１６Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図１６Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図であり、図１６Ａに示す形態に対して画像表示ユニットを上下入れ替えて取り付けた形態を示す。
【図１７Ａ】ヘッドマウントディスプレイを図１６Ｂに示す状態から上下左右反転した状態を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示す形態に対して支持部を上下反転した形態を示す。
【図１８Ａ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を上下反転する様子を示すための斜視図である。
【図１８Ｂ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を上下反転する様子を示すための斜視図である。
【図１８Ｃ】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を上下反転する様子を示すための斜視図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図２０Ａ】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の斜視図である。
【図２０Ｂ】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の斜視図であり、図２０Ａに示す形態に対してＨＭＤテンプルに対する支持部の上下位置が異なる。
【図２１】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の仰視斜視図である。
【図２２Ａ】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図である。
【図２２Ｂ】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図であり、図２２Ａに示す形態に対してＨＭＤテンプルを基準にして支持部が下がっている形態を示す。
【図２３】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図２４Ａ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の斜視図である。
【図２４Ｂ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の斜視図であり、図２４Ａに示す形態に対してＨＭＤテンプルに対する支持部の角度が異なる。
【図２４Ｃ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分の斜視図であり、図２４Ａ、図２４Ｂに示す形態に対してＨＭＤテンプルに対する支持部の角度が異なる。
【図２５】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの支持部を含む部分とメガネとを示す仰視斜視図である。
【図２６Ａ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの上面図である。
【図２６Ｂ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの上面図であり、図２６Ａに示す形態に対してＨＭＤテンプルの配置形態が異なる。
【図２６Ｃ】本発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの上面図であり、図２６Ａ、図２６Ｂに示す形態に対してＨＭＤテンプルの配置形態が異なる。
【図２７Ａ】本発明の第４実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図である。
【図２７Ｂ】本発明の第４実施形態に係るヘッドマウントディスプレイと、これを支持するメガネを示す左面図であり、図２７Ａに示す形態に対してメガネの形状と画像表示ユニットの配置が異なる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図中に左右方向軸Ｘ、前後方向軸Ｙ、上下方向軸Ｚを示す。
【００１０】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき図１から図１８Ｃを参照して説明する。
【００１１】
図１、図２に示すように本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ａは、画像表示ユニットａと、画像表示ユニットａが取り付けられる装着具とを備えて構成される。この装着具は、装着者Ｈの顔前に配置されるメインフレーム１０と、メインフレーム１０の両端に連続する一対のＨＭＤテンプル２０，２０とを備えて構成される。
ＨＭＤテンプル２０は、前方部２１と後方部２２とに分割されている。ＨＭＤテンプル２０は、後方部２２がストレートに形成されたストレート型のテンプルである。後述の左右転換を実施するために、特にストレート型のテンプルとしたものである。
【００１２】
画像表示ユニットａは、装着者Ｈの眼前に配置される表示部材ａ１０と、表示部材ａ１０に表示される画像を生成するための画像生成部（不図示）とが筺体ａ２０に固定され、筐体ａ２０に表示部材ａ１０の基端部及び画像生成部が収容されてなる。
表示部材ａ１０の筐体ａ２０から突設された部分の一側面（後方側面）に画像が観察されるように表示部ａ１１が構成される。
画像表示ユニットａは、筐体ａ２０内の光源や液晶表示素子等で構成された画像生成部で生成された画像光を表示部材ａ１０を介して装着者Ｈの瞳孔に導光する。画像生成部で生成された画像光は表示部材ａ１０内を反射して進み、表示部材ａ１０内に傾斜して配置されたホログラム素子ａ１３に入射する。ホログラム素子ａ１３は特定の波長（ＲＧＢに対応する３つの波長）の光のみを回折し、装着者Ｈの瞳孔に向けるように設けられている。これにより表示部材ａ１０は、外界の光を透過させて装着者Ｈの瞳孔に入射させることが可能なシースルー型の表示部材を構成する。装着者Ｈは、外界の実観察像と、その実観察像の一部に重畳して表示部材ａ１０を介して導光される画像光による表示画像（虚像）を視覚することができ、その表示画像の範囲でも表示部材ａ１０を透過して実観察像を視覚することができる。
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ａは、片眼表示タイプであるが、両眼表示タイプを実施してもよい。
【００１３】
図１、図２に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１Ａは、一対のＨＭＤテンプル２０，２０は、装着者Ｈが装着しているメガネ１００に支持される支点が設けられて装着される。その支点は、一対の支持部３０，３０によって構成される。
すなわち、一対の支持部３０，３０のそれぞれは、装着者Ｈの耳Ｈ１より前方でメガネ１００のテンプル１０１に接して支点を構成する。本実施形態の支持部３０は、テンプル１０１の上端に接する、すなわち、テンプル１０１の上に乗せられる形態のものである。
このような一対の支持部３０，３０が一対のＨＭＤテンプル２０，２０に連結して設けられている。詳しくは、ＨＭＤテンプル２０の後方部２２に支持部３０が連結されている。
ＨＭＤテンプル２０の前方部２１は、支持部３０と後方部２２との連結部より前方で、後方部２２に対し上下に回動可能となるように軸ヒンジ２１ａを介して連結されている。軸ヒンジ２１ａの軸方向がＸ軸方向である。
【００１４】
各ＨＭＤテンプル２０の前端は、軸ヒンジ２１ｂによって、メインフレーム１０に連結されている。軸ヒンジ２１ｂの軸方向がＺ方向であり、典型的なメガネフレームのように、一対のＨＭＤテンプル２０，２０を開いたり、閉じたりする動作が可能である。
また、軸ヒンジ２１ｂがガイド孔１０ａに移動可能に保持されている。軸ヒンジ２１ｂがガイド孔１０ａに沿って移動することで、一対のＨＭＤテンプル２０，２０の前端を互いに近づけたり離したりできるように構成されている。すなわち、図３Ａに示すように、比較的小さい頭部サイズに対応するように、一対のＨＭＤテンプル２０，２０同士を互いに略平行の状態で比較的近くに配置したり、図３Ｂに示すように、比較的大きい頭部サイズに対応するように、一対のＨＭＤテンプル２０，２０同士を互いに略平行の状態で比較的遠くに配置したりすることでき、図３Ａに示す状態と図３Ｂに示す状態との間で適宜調整が可能である。また、図３Ａの比較的小さい頭部サイズに対応する場合は、一対のＨＭＤテンプル２０，２０の全体がやや前方に、図３Ｂの比較的大きい頭部サイズに対応する場合は、一対のＨＭＤテンプル２０，２０の全体がやや後方に配置されるように、ガイド孔１０ａが斜めに形成されている。
所定のピッチで軸ヒンジ２１ｂを段階的に移動可能とし、各位置で保持するように、ガイド孔１０ａの内縁にセレーションを形成しておくことが好ましい。また、軸ヒンジ２１ｂの位置調整を許容するために、ガイド孔１０ａの形成部材に適度な弾性を持たせる。これにより、使用中に、軸ヒンジ２１ｂが移動しないように保持することできるとともに、ガイド孔１０ａの延在方向に力を加えることで位置調整することができる。
【００１５】
次に、支持部３０の単体の構造、ＨＭＤテンプル２０への連結構造につき説明する（図４〜図１０を適宜参照のこと）。
支持部３０の斜視図を図４に、分解斜視図を図５，図６に示す。支持部３０は、連結フレーム３１と、左右回動フレーム３２と、ゴムパッド３３の３部品からなる。
ゴムパッド３３は、メガネ１００のテンプル１０１に接する部位であるため、滑り止め性のあるゴム材により構成されている。
左右回動フレーム３２がゴムパッド３３の内側に嵌め入れられて、ゴムパッド３３が左右回動フレーム３２に一体に固定される。なお、左右回動フレーム３２及びゴムパッド３３に互いを固定するための抜け止め形状が形成されており、ゴムパッド３３の弾性変形を伴って、左右回動フレーム３２がゴムパッド３３の内側に嵌め入れられる。
連結フレーム３１の後端部には、左右回動軸部３１ａが凸設されており、これに嵌合する軸受メス部３２ａが左右回動フレーム３２に穿設されている。左右回動軸部３１ａが軸受メス部３２ａに嵌め入れられて、左右回動フレーム３２が連結フレーム３１に左右に回動可能に保持される。なお、左右回動軸部３１ａ及び軸受メス部３２ａに互いを固定するための抜け止め形状が形成されており、左右回動軸部３１ａは弾性変形しやすいように割りが入っていて、左右回動軸部３１ａの弾性変形を伴って、左右回動軸部３１ａが軸受メス部３２ａに嵌め入れられる。
嵌め入れ後、左右回動軸部３１ａの弾性回復する力で、軸受メス部３２ａの内面を押圧している。これにより、左右回動フレーム３２と連結フレーム３１とが、弾性的な摩擦嵌め合いにより嵌合連結している。  
【００１６】
左右回動フレーム３２の軸受メス部３２ａより前方側には、略扇形の回動規制孔３２ｂが形成されており、連結フレーム３１の左右回動軸部３１ａより前方側には、回動規制凸部３１ｃが形成されている。回動規制凸部３１ｃの前端部は、前方に突出する前方保持突起３１ｃ１を構成する。
左右回動軸部３１ａを軸受メス部３２ａに嵌め入れる際には、まず、前方保持突起３１ｃ１を回動規制孔３２ｂに挿入して、ゴムパッド３３取付側に配置し、左右回動軸部３１ａを軸受メス部３２ａに押し入れる。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、回動規制凸部３１ｃが回動規制孔３２ｂの内縁に当接することで、左右回動フレーム３２（これに一体に固定されたゴムパッド３３）の左右回動を規制する。例えば、±５°に設定される。
【００１７】
連結フレーム３１の後端部の左右回動軸部３１ａの逆側には、連結ハウジング３１ｂが形成されている。連結ハウジング３１ｂは、前面及び後面が開口しており、左右側面と上面に部材を有する構造であり、左右両側部の内側にはピボット突起３１ｂ１，３１ｂ１，上面部には後端から切り込まれるスリット３１ｂ２が形成されている。スリット３１ｂ２が形成されていることで、連結ハウジング３１ｂの弾性変形により、左右両側部のピボット突起３１ｂ１，３１ｂ１が離れたり、近づいたりする変形がしやすくされている。ピボット突起３１ｂ１，３１ｂ１同士は、同軸に形成されていて対向配置されている。
図８Ｂ、図９等に示すように、連結ハウジング３１ｂの後方から、ＨＭＤテンプル２０の後方部２２を挿し込む。後方部２２は、前方から、軸ヒンジ２１ａと連結するヒンジ連結部２２ａ、連結ハウジング３１ｂと連結する支持部連結部２２ｂ、円柱部２２ｃを有する。
連結ハウジング３１ｂの後方から後方部２２を挿し込み、ヒンジ連結部２２ａを連結ハウジング３１ｂより前方に突出させ、支持部連結部２２ｂを連結ハウジング３１ｂに嵌合させる。支持部連結部２２ｂに左右両側面には前後方向に延在するガイド溝２２ｂ１，２２ｂ１が形成されている。ガイド溝２２ｂ１，２２ｂ１にピボット突起３１ｂ１，３１ｂ１が嵌って、支持部連結部２２ｂが連結ハウジング３１ｂを左右に押し広げることで固定される。これにより、支持部３０とＨＭＤテンプル２０とが、弾性的な摩擦嵌め合いにより嵌合連結している。
【００１８】
図１０に示すように、連結ハウジング３１ｂの内側上下面は、ピボット突起３１ｂ１を起点に前後の開口端に近づくほど上下面間を広げるように傾斜して形成されている。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、この傾斜面３１ｂ３に支持部連結部２２ｂが当接することで、ピボット突起３１ｂ１を中心にした支持部３０の上下回動が所望の角度範囲に規制される。
【００１９】
以上のように、支持部３０は、ＨＭＤテンプル２０の長手方向に対し略平行に長く形成され、耳側に近い後端部においてＨＭＤテンプル２０に対し上下及び左右の回動が可能に連結されている。支持部３０、具体的にはＨＭＤテンプル２０に接する部位であるゴムパッド３３を、ＨＭＤテンプル２０の長手方向に対し略平行に長く形成することで、ゴムパッド３３とＨＭＤテンプル２０との接触面積を大きく確保し、滑り止め効果を最大限発揮させることができる。
また、ピボット突起３１ｂ１，３１ｂ１がガイド溝２２ｂ１，２２ｂ１に沿って摩擦摺動により移動可能である。したがって、支持部３０は、ＨＭＤテンプル２０に沿って前後のスライド動作が可能に連結されている。
また、支持部３０とＨＭＤテンプル２０とは、ＨＭＤテンプル２０に対する支持部３０の配置の操作を許容するとともに任意の配置で安定保持するように弾性的な摩擦嵌め合いにより嵌合連結している。摩擦嵌め合いの作用を受ける配置の操作とは、支持部３０のＨＭＤテンプル２０に対する上下回動、左右回動、前後スライド移動である。
【００２０】
以上説明した支持部３０の可動機能により、次の作用効果がある。
図１２Ａに示すように、装着者Ｈが装着するメガネが比較的小さなメガネ１００Ａである場合は、ゴムバッド３３を内側に回動させて配置することで、メガネ１００Ａのテンプルに載るように位置調整することができる。
図１２Ｂに示すように、装着者Ｈが装着するメガネが比較的大きなメガネ１００Ｂである場合は、ゴムバッド３３を外側に回動させて配置することで、メガネ１００Ｂのテンプルに載るように位置調整することができる。
なお、ゴムバッド３３の内側、外側への位置調整は、上述したガイド孔１０ａに沿ったＨＭＤテンプル２０全体の移動によっても達成できる。これに対し、ゴムバッド３３の左右回動による機能は、ＨＭＤテンプル２０に対しても独立に移動する点で異なる。したがって、ＨＭＤテンプル２０の装着時の位置が決まってしまった後にも、ゴムバッド３３を独立して左右に移動させることができる。
【００２１】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、テンプルより、フロント部の上端が高く、比較的その落差が大きいメガネ１００Ｃに支持させて、本ヘッドマウントディスプレイ１Ａを装着する場合につき言及する。
図１３Ａに示したように、ＨＭＤテンプル２０が前方部２１から後方部２２までストレートであると、ゴムパッド３３がメガネ１００Ｃのテンプルから浮いてしまうことがある。この場合、図１３Ｂに示すように、軸ヒンジ２１ａでＨＭＤテンプル２０を屈曲させることで、支持部３０を下げ、ゴムパッド３３をメガネ１００Ｃのテンプルに接触させることができる。その際、支持部３０を適宜に上下回動させてゴムパッド３３の下面をメガネ１００Ｃのテンプルの上面と平行にし、ゴムパッド３３と同テンプルとの接触面積を大きく確保することができる。
【００２２】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、テンプルとフロント部の上端高さが同じか、テンプルよりフロント部の上端が高く比較的その落差が小さいメガネ１００Ｄに支持させて、本ヘッドマウントディスプレイ１Ａを装着する場合につき言及する。
この場合も、支持部３０を適宜に上下回動させてゴムパッド３３の下面をメガネ１００Ｄのテンプルの上面と平行にし、ゴムパッド３３と同テンプルとの接触面積を大きく確保することができる。
図１４Ａの状態から図１４Ｂの状態、又は図１４Ｂの状態から図１４Ａの状態というように、軸ヒンジ２１ａを中心に前方部２１を回動させることで、画像表示ユニットａが上下に移動し、表示部ａ１１の高さ位置を調整することができる。
軸ヒンジ２１ａにおける連結も適度な抵抗力で摩擦摺動するように構成する。
【００２３】
支持部３０を前後スライド移動させて、ゴムパッド３３の前後方向位置を調整することが可能である。これにより、メガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）の形状に合わせてゴムパッド３３の前後方向位置を調整することができる。例えば、メガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）のフラットな面や面積の大きい部分にゴムパッド３３を配置したり、ゴムパッド３３の前端をメガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）のテンプルからフロント部に掛けての立ち上がり部分に当接させて前ずれを防止したりすることができる。
また、装着者Ｈの顔の形状に合わせてゴムパッド３３の前後方向位置を適宜に調整することができる。例えば、ゴムパッド３３が顔側面に強く当たってしまう場合に、ゴムパッド３３の前後方向位置を調整することで回避できる場合がある。
支持部３０の前後スライド可動量は、支持部連結部２２ｂ及びガイド溝２２ｂ１，２２ｂ１を長尺に形成することで、拡大可能である。
【００２４】
図１５に示すように、画像表示ユニットａはメインフレーム１０に対して着脱可能であるとともに、上下転換設置可能に構成されている。画像表示ユニットａが取り付けられるユニット支持フレーム１０ｂは、Ｘ軸回りに上下回動が可能である。すなわち、画像表示ユニットａの上下回動支持機構（煽り角調整機構）が構成される。その回動の軸は、表示部ａ１１から離れているので、画像表示ユニットａの上下回動に伴い、表示部ａ１１の煽り角のみならず表示部ａ１１の高さ位置も変更される。
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂの各状態から、画像表示ユニットａの上下回動支持機構（煽り角調整機構）を用いて、表示部ａ１１の煽り角や高さ位置をさらに調整可能であり、画像表示ユニットａの上下回動と、ＨＭＤテンプル２０の可動を共働させて、表示部ａ１１を適切な位置に調整可能である。
【００２５】
次に、画像表示ユニットａの左右転換につき説明する。
本ヘッドマウントディスプレイ１Ａは、右眼表示の形態と左眼表示の形態と間で相互に転換可能である。
まず、図１６Ａに示す右眼表示の形態から、図１５に示したように画像表示ユニットａを取り外しＹ軸回りに上下反転させて取り付けることで図１６Ｂの状態とする。
次に図１６Ｂ中に矢印Ｒで示すようにヘッドマウントディスプレイ１Ａを、Ｙ軸回りに１８０°回転させると図１７Ａに示す状態となるから、このまま装着すれば、画像表示ユニットａは左眼前に配置される。しかし、図１７Ａに示すようにゴムバッド３３が上を向いているので、支持部３０をＹ軸回りに１８０°回転させて図１７Ｂに示す状態とし、支持部３０を使用可能とする。
支持部３０のＹ軸回りの回転操作は、図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃで示すように、まず、ＨＭＤテンプル２０の後方部２２に対して支持部３０を後方に移動させて、連結ハウジング３１ｂを支持部連結部２２ｂから離脱し円柱部２２ｃに配置する。円柱部２２ｃは、連結ハウジング３１ｂが回転する程度に小径に構成されている。したがって、支持部３０をＹ軸回りに１８０°回転させることができる。すなわち、支持部３０がＨＭＤテンプル２０に保持されたままＨＭＤテンプル２０の長手方向軸を中心に１８０°転換設置可能に構成されている。
支持部３０を１８０°転換ができたら、支持部３０を前方に戻して連結ハウジング３１ｂを支持部連結部２２ｂに嵌合させる。
以上のような連結ハウジング３１ｂ及び円柱部２２ｃを要部とした１８０°転換機構が構成されているので、支持部３０を取り外すことがなく、支持部３０の紛失を防止することができ、また不意な支持部３０の脱落も防止できる。
【００２６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｂにつき図１９から図２２Ｂを参照して説明する。
本実施形態と上記第１実施形態と異なる点は、支持部３０Ｂの構造、可動機構である。また、上記第１実施形態の軸ヒンジ２１ａを軸にした上下回動機構を採用しておらず、ＨＭＤテンプル２０Ｂは、左右それぞれで一体である。上記第１実施形態と対応する要素には同符号を使用する。
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１に示すように支持部３０Ｂは、Ｔ型可動連結バー３４と、可動フレーム３５と、ゴムバッド３６と、バーエンド３７とから構成されている。
Ｔ型可動連結バー３４の主軸３４ａは、ＨＭＤテンプル２０Ｂに形成された上下方向の孔２０Ｂ１に嵌入保持されており、この部分の弾性的な摩擦嵌め合いにより支持部３０Ｂ全体が上下スライド移動及びＺ軸回りの回動が可能とされている。
主軸３４ａの上端部には、孔２０Ｂ１を通らない大きさのバーエンド３７が固定されている。
主軸３４ａの下端部から主軸３４ａに直交する双方向に側方軸３４ｂが延設されており、可動フレーム３５の両側側壁部３５ａに設けられた孔３５ｂに嵌入保持されている。この部分の弾性的な摩擦嵌め合いにより可動フレーム３５及びこれに一体のゴムバッド３６が上下に回動可能とされている。図２１に示すようにゴムバッド３６は、可動フレーム３５の下面に固定されている。  
以上の支持部３０Ｂの可動機構を有するので、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すようにメガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）の形状に合わせてゴムバッド３６の上下位置、上下角度、左右角度を調整してゴムバッド３６とメガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）との接触面積を大きく確保することができる。
【００２７】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｃにつき図２３から図２６Ｃを参照して説明する。
本実施形態と上記第１実施形態と異なる点は、支持部３０Ｃがメガネ１００のテンプル１０１の内面と外面とを挟んで挟持する構造を有する点と、ＨＭＤテンプル２０Ｃの前方部２１Ｃ及び支持部３０Ｃの可動機構がボールジョイントである点である。上記第１実施形態の軸ヒンジ２１ａを軸にした上下回動機構はボールジョイントに置き換わる。ＨＭＤテンプル２０Ｃは、前方部２１Ｃと後方部２２Ｃとに分割されている。上記第１実施形態と対応する要素には同符号を使用する。
図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃ、図２５に示すように支持部３０Ｃは、可動連結フレーム３８と、挟持弾性部材３９とから構成され、可動連結フレーム３８には、ジョイントボールを保持する球状内面を有したボール保持部３８ａが設けられている。可動連結フレーム３８本体は、鞍状にテンプル１０１を跨る形状に構成され、その内側に弾性変形量の大きい挟持弾性部材３９が固定又は一体に形成されている。
後方部２２Ｃの前端部として形成されたジョイントボール２２Ｃ１は、ボール保持部３８ａに嵌入保持される。この部分の弾性的な摩擦嵌め合いにより支持部３０Ｃ全体が上下及び左右に所定の角度範囲で回動可能とされているとともに、後方部２２Ｃの長手方向軸（Ｙ軸）回りに３６０°回転可能である。後者の３６０°回転により画像表示ユニットａの左右転換に対応できる。
前方部２１Ｃの後端部として形成されたジョイントボール（不図示）が、ジョイントボール２２Ｃ１の前端面に開口し球状内面を有したボール保持穴に嵌入保持される。この部分の弾性的な摩擦嵌め合いにより前方部２１Ｃが上下及び左右に所定の角度範囲で回動可能とされている。
挟持弾性部材３９をゴム材等により構成し、テンプル１０１を受け入れつつ挟持圧力を与える弾性を付与するとともに、滑り止め性を付与するとよい。
以上の可動機構を有するので、メガネ１００の形状に合わせて支持部３０Ｃの上下角度、左右角度、メインフレーム１０に対する上下位置を調整して支持部３０Ｃによってテンプル１０１が挟持される面積を大きく確保することができる。
また、前方部２１Ｃの上下回動により、メガネ１００のフロント部の高さに応じた前方部２１Ｃの後方部２２Ｃに対する角度や、画像表示ユニットａの高さ調整が可能である。
【００２８】
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｃにあっては、支持部３０Ｃがメガネ１００のテンプル１０１の内面と外面とを挟んで挟持する構造であるので、支持部３０Ｃの左右回動機能は、テンプル１０１に平行にするために使用される。
左右のテンプル１０１，１０１間の距離が装着者やメガネ１００の種類によって異なることに対応するためには、次の機構が機能する。すなわち、図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃに示すように、前方部２１Ｃが軸ヒンジ２１ｂを起点に後方に広がる角度まで軸ヒンジ２１ｂ回りに回動可能に構成しておく。図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃにおける前方部２１Ｃの角度（Ｚ軸回りの角度）によって支持部３０Ｃの左右位置を左右のテンプル１０１，１０１間の距離に合わせて調整することができる。
このような前方部２１Ｃの角度によらず、後方部２２Ｃが装着者の頭側部に沿うように、前方部２１Ｃと後方部２２Ｃとのボールジョイントによって、後方部２２Ｃを前方部２１Ｃに対して回動させることで、装着性は維持される。
なお、後方部２２Ｃと前方部２１Ｃとのボールジョイントを、後方部２２Ｃと支持部３０Ｃとのボールジョイントより前方に配置してもよい。
なお、挟持弾性部材３９の変形性によりテンプル１０１と支持部３０Ｃとの配向差を許容することできる。
【００２９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｄにつき図２７Ａ及び図２７Ｂを参照して説明する。
本実施形態は上記第３実施形態に対して変更箇所を最小とする実施形態である。上記第３実施形態と対応する要素には同符号を使用する。
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｄにあっては、上記第３実施形態と同様に支持部３０Ｄがメガネ１００（１００Ｃ，１００Ｄ）のテンプル１０１の内面と外面とを挟んで挟持する構造を有するものの、連結部３８ｂの前端部に形成されたボール保持穴に、ＨＭＤテンプル２０Ｄの前方部２１Ｄの後端部のジョイントボール２１Ｄ１が嵌入保持された構造とされる。
また、連結部３８ｂの後端部に形成された接続部に、ＨＭＤテンプル２０Ｄの後方部２２Ｄの前端部を接続し、支持部３０Ｄと後方部２２Ｄとを一体的に固定したものである。
支持部３０Ｄがテンプル１０１を挟持することで、ヘッドマウントディスプレイ１Ｄは装着者に十分に保持されるので、連結部３８ｂに対し後方部２２Ｄは着脱可能とされている。
なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したガイド孔１０ａによる軸ヒンジ２１ｂの位置調整機構を採用してもよい。これにより、支持部３０Ｄの左右位置調整の自由度がより高くなる。上記第２、第３実施形態に対しても同位置調整機構を適用して実施することができる。
【００３０】
また、テンプル１０１を挟持する構造の支持部を第１、第２実施形態に適用して実施することもできる。
【００３１】
以上の実施形態によれば、メガネ１００に接して支持される支持部３０をＨＭＤテンプル２０の前端のヒンジ部（２１ｂ）と耳Ｈ１の間に一対配置したため、ヘッドマウントディスプレイの重量は、メガネ１００のフロント部に集中せず、耳と鼻に分散され、左右バランスも良く、安定して重さを感じにくいという優れた装着性を奏する。
また、メガネ１００のフロントフレームの形状に左右されないので、装着に際し、メガネの種類を限定せず使用可能である。
支持部３０を上下左右に可動保持しているので、支持部３０をメガネ１００のテンプル１０１の形状に柔軟に添わせることができ、滑り止め効果を有効に発揮できる。
第１、第３，第４実施形態によれば、支持部３０をＨＭＤテンプルの長手方向軸まわりに回転可能に保持したので、画像表示ユニットａをメインフレーム１０に対し、上下逆に取り付け、メインフレーム１０を上下反転させて表示部ａ１１の配置を左右に切り替えた場合でも、支持部３０をメガネ１００のテンプル１０１側に向けることができ、支持部３０を用いて支持した装着形態をとることができる。
第２実施形態にあっては、バーエンド３７に形成したメス螺子と主軸３４ａの上端部に形成したオス螺子とを螺合して固定する構造としておき、バーエンド３７を取り外して主軸３４ａを上下反転させて取り付け直せば、画像表示ユニットａの左右転換に対応可能である。
【００３２】
以上説明したように本発明は、画像を生成する画像生成部、及び装着者の少なくとも一方の眼前に配置され前記画像を表示する表示部を有する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットが取り付けられる装着具と、を備え、
前記装着具は、装着者の顔前に配置されるメインフレームと、前記メインフレームの両端に連続する一対のＨＭＤテンプルと、を備え、
前記一対のＨＭＤテンプルは、装着者が装着しているメガネに支持される支点が設けられて装着されるヘッドマウントディスプレイにおいて、
装着者の耳より前方で前記メガネのテンプルに接して前記支点を構成する一対の支持部が前記一対のＨＭＤテンプルに連結して設けられたことを特徴とする。
【００３３】
好ましくは本発明は、前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルの長手方向に対し略平行に長く形成され、耳側に近い後端部において前記ＨＭＤテンプルに対し上下及び左右の回動が可能に連結されていることを特徴とする。
【００３４】
好ましくは本発明は、前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルに沿って前後のスライド動作が可能に連結されていることを特徴とする。
【００３５】
好ましくは本発明は、前記支持部は、ボールジョイントによって前記ＨＭＤテンプルに連結されていることを特徴とする。
【００３６】
好ましくは本発明は、前記支持部は、前記ＨＭＤテンプルに対し上下のスライド動作が可能に連結されていることを特徴とする。
【００３７】
好ましくは本発明は、前記支持部と前記ＨＭＤテンプルとは、前記ＨＭＤテンプルに対する前記支持部の配置の操作を許容するとともに任意の配置で安定保持するように弾性的な摩擦嵌め合いにより嵌合連結していることを特徴とする。
【００３８】
好ましくは本発明は、前記ＨＭＤテンプルは、前方部と後方部とに分割されており、前記後方部には前記支持部が連結され、前記前方部は前記支持部と前記後方部との連結部より前方で前記後方部に対し上下及び／又は左右に回動可能に連結されていることを特徴とする。
【００３９】
好ましくは本発明は、前記画像表示ユニットが前記メインフレームに対し上下転換設置可能に構成されていることを特徴とする。
【００４０】
好ましくは本発明は、前記支持部が前記ＨＭＤテンプルに保持されたまま前記ＨＭＤテンプルの長手方向軸を中心に１８０°転換設置可能に構成されていることを特徴とする。
【００４１】
好ましくは本発明は、前記支持部の前記メガネのテンプルに接する部位は滑り止め性のある部材により構成されていることを特徴とする。
【００４２】
好ましくは本発明は、前記支持部は、前記テンプルの内面と外面とを挟んで挟持する構造を有することを特徴とする。
【００４３】
好ましくは本発明は、前記一対のＨＭＤテンプルの前端を互いに近づけたり離したりできるように、前記一対のＨＭＤテンプルのそれぞれの前端が前記メインフレームに対し移動可能に連結されていることを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ウェアラブルコンピューター用のディスプレイ等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１Ａ ヘッドマウントディスプレイ
１Ｂ ヘッドマウントディスプレイ
１Ｃ ヘッドマウントディスプレイ
１Ｄ ヘッドマウントディスプレイ
１０ メインフレーム
２０ ＨＭＤテンプル
２０Ｂ ＨＭＤテンプル
２０Ｃ ＨＭＤテンプル
２０Ｄ ＨＭＤテンプル
２１ 前方部
２１Ｃ 前方部
２１Ｄ 前方部
２１ａ 軸ヒンジ
２１ｂ 軸ヒンジ
２２ 後方部
２２Ｃ 後方部
２２Ｃ１ ジョイントボール
２２Ｄ 後方部
２２ａ ヒンジ連結部
２２ｂ 支持部連結部
２２ｂ１ ガイド溝
２２ｃ 円柱部
３０ 支持部
３０Ｂ 支持部
３０Ｃ 支持部
３０Ｄ 支持部
３３ ゴムパッド
３６ ゴムバッド
１００ メガネ
１００Ａ メガネ
１００Ｂ メガネ
１００Ｃ メガネ
１００Ｄ メガネ
１０１ テンプル
ａ 画像表示ユニット
ａ１０ 表示部材
ａ１１ 表示部
ａ１３ ホログラム素子
ａ２０ 筐体
Ｈ 装着者
Ｈ１ 耳
【図１】
2017126583.tif 000003
【図２】
2017126583.tif 000004
【図３Ａ】
2017126583.tif 000005
【図３Ｂ】
2017126583.tif 000006
【図４】
2017126583.tif 000007
【図５】
2017126583.tif 000008
【図６】
2017126583.tif 000009
【図７Ａ】
2017126583.tif 000010
【図７Ｂ】
2017126583.tif 000011
【図８Ａ】
2017126583.tif 000012
【図８Ｂ】
2017126583.tif 000013
【図９】
2017126583.tif 000014
【図１０】
2017126583.tif 000015
【図１１Ａ】
2017126583.tif 000016
【図１１Ｂ】
2017126583.tif 000017
【図１２Ａ】
2017126583.tif 000018
【図１２Ｂ】
2017126583.tif 000019
【図１３Ａ】
2017126583.tif 000020
【図１３Ｂ】
2017126583.tif 000021
【図１４Ａ】
2017126583.tif 000022
【図１４Ｂ】
2017126583.tif 000023
【図１５】
2017126583.tif 000024
【図１６Ａ】
2017126583.tif 000025
【図１６Ｂ】
2017126583.tif 000026
【図１７Ａ】
2017126583.tif 000027
【図１７Ｂ】
2017126583.tif 000028
【図１８Ａ】
2017126583.tif 000029
【図１８Ｂ】
2017126583.tif 000030
【図１８Ｃ】
2017126583.tif 000031
【図１９】
2017126583.tif 000032
【図２０Ａ】
2017126583.tif 000033
【図２０Ｂ】
2017126583.tif 000034
【図２１】
2017126583.tif 000035
【図２２Ａ】
2017126583.tif 000036
【図２２Ｂ】
2017126583.tif 000037
【図２３】
2017126583.tif 000038
【図２４Ａ】
2017126583.tif 000039
【図２４Ｂ】
2017126583.tif 000040
【図２４Ｃ】
2017126583.tif 000041
【図２５】
2017126583.tif 000042
【図２６Ａ】
2017126583.tif 000043
【図２６Ｂ】
2017126583.tif 000044
【図２６Ｃ】
2017126583.tif 000045
【図２７Ａ】
2017126583.tif 000046
【図２７Ｂ】
2017126583.tif 000047
【国際調査報告】
2017126583.tif 000048
2017126583.tif 000049
2017126583.tif 000050
2017126583.tif 000051