(57)【要約】  ヘッドマウントディスプレイ装置１は、画像を表示する画像表示部２と、画像表示部２を支持するアーム３ａ，３ｂと、アームを眼鏡１００に取り付ける取り付け部４ａ，４ｂと、を備える。アームは、画像表示部２を支持する第１のアーム３ａと取り付け部４ｂと接合する第２のアーム３ｂからなり、第１のアーム３ａに対して画像表示部２を回転可能な第１の可動部５と、第２のアーム３ｂに対して第１のアーム３ａを折り返すように回転可能な第２の可動部６と、を有する。第１の可動部５の回転軸と第２の可動部６の回転軸の方向は互いに略直交している。これにより、ヘッドマウントディスプレイ装置１を眼鏡１００と一体で収納できる。
2016203556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡に取り付けて使用するヘッドマウントディスプレイ装置において、
画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部を支持するアームと、
前記アームを前記眼鏡に取り付ける取り付け部と、を備え、
前記アームは、前記画像表示部を支持する第１のアームと前記取り付け部と接合する第２のアームからなり、
前記第１のアームに対して前記画像表示部を回転可能な第１の可動部と、
前記第２のアームに対して前記第１のアームを折り返すように回転可能な第２の可動部と、を有し、
前記第１の可動部の回転軸と前記第２の可動部の回転軸の方向は互いに略直交していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記取り付け部に対して前記第２のアームを回転可能な第３の可動部を有し、
前記第２の可動部の回転軸と前記第３の可動部の回転軸の方向は互いに略直交していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部と前記第２の可動部の少なくとも一方は、所定の角度間隔で離散的に回転し、該角度間隔が回転角度位置に応じて異なることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部が所定の回転角度範囲にある場合に限り、前記第２の可動部の回転動作を可能とする機構を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項２記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部が所定の回転角度範囲にある場合に限り、前記第２の可動部の回転動作を可能とする機構と、
前記第２の可動部が所定の回転角度範囲にある場合に限り、前記第３の可動部の回転動作を可能とする機構と、
を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項６】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部の回転角度範囲は略９０度であり、前記第２の可動部の回転角度範囲は略１８０度であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記アームは、前記画像表示部に表示データを送る信号処理部を内蔵し、
前記画像表示部は、前記信号処理部から入力された表示データを表示画像に変換する光学系を内蔵することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記取り付け部は、前記第２のアームを少なくとも２箇所で前記眼鏡に固定するものであって、
少なくとも１つの取り付け部は、前記第２のアームを前記眼鏡の下側から着脱する構造としたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部または前記第２の可動部の回転角度位置を検出する可動部状態センサを備え、
前記可動部状態センサにより検出した前記可動部の回転角度位置が所定の範囲内にある場合は前記画像表示部の電源をＯＮとし、回転角度位置が所定の範囲外にある場合は前記画像表示部の電源をＯＦＦとすることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１０】
眼鏡に取り付けて使用するヘッドマウントディスプレイ装置において、
画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部を支持するアームと、
前記アームを前記眼鏡に取り付ける取り付け部と、を備え、
前記アームは、前記画像表示部を支持する第１のアームと前記取り付け部と接合する第２のアームからなり、
前記第１のアームに対して前記画像表示部を回転可能な第１の可動部と、
前記第２のアームに対して前記第１のアームをその長手方向に伸縮可能な第２の可動部と、を有し、
前記第１の可動部の回転軸の方向と前記第２の可動部の伸縮方向は互いに略平行であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記取り付け部に対して前記第２のアームを回転可能な第３の可動部を有し、
前記第２の可動部の伸縮方向と前記第３の可動部の回転軸の方向は互いに略直交していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部が所定の回転角度範囲にある場合に限り、前記第２の可動部の伸縮動作を可能とする機構を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１１記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第１の可動部が所定の回転角度範囲にある場合に限り、前記第２の可動部の伸縮動作を可能とする機構と、
前記第２の可動部が所定の伸縮位置にある場合に限り、前記第３の可動部の回転動作を可能とする機構と、
を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１４】
請求項１０記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第２の可動部は、前記第１のアームを前記第２のアーム内に出し入れする構造としたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１５】
請求項１０記載のヘッドマウントディスプレイ装置であって、
前記第２の可動部は、前記第１のアームをジャバラ構造として伸縮させることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡に装着して使用する際に収納性の優れるヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ装置（以下、ＨＭＤと略す）は、眼鏡等の別体に装着する「別体タイプ」と、ユーザの身体に眼鏡のように装着する「一体タイプ」がある。いずれの場合も、ＨＭＤを使用するとき、ＨＭＤの表示部をユーザの視界内に配置する必要がある。【０００３】
ＨＭＤの表示部の位置調整に関連する技術として、特許文献１には、「その先端にユーザの眼へ画像の像光を投射するディスプレイ部を、その基端に帽子のつばに対する着脱自在な固定を可能とした固定部を備えているアームを備えているヘッドマウントディスプレイであって、前記アームは、その基端部分とその先端部分の相対的な位置関係、及び角度を変化させられるように構成されている」ものが開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、「画像出力部を突出状態および後退状態の間で変位させるためのアクチュエータと、を備え、前記画像出力部は、前記支持部がユーザの頭部に装着された状態で、突出状態にあるときに、画像が見える状態となる」ヘッドマウントディスプレイが開示されている。【０００５】
また、特許文献３には、「第１の筐体に対して回動可能に取り付けられており、前記光変調手段によって変調された光をユーザの左右いずれかの眼球に導くための反射光学系を含む第２の筐体とを備えている」表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２４３３９号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３９０４号公報
【特許文献３】特開２０００−２４９９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の調整機構によれば、表示部をユーザの見やすい位置に配置することができる。また、特許文献２に記載のアクチュエータや特許文献３に記載の第２の筐体によれば、ユーザがＨＭＤの画像を見ない場合には、表示部を視界外に退避させることができる。【０００８】
ＨＭＤを眼鏡等に装着する別体タイプの場合は、ＨＭＤの表示部を眼鏡レンズの前方に配置することで、ユーザの視力が近視、遠視などの矯正が必要な場合であっても、眼鏡が視力の補正を行うので、ＨＭＤは一定の画像を表示するだけでユーザは正常な画像を見ることができる。つまり、不特定多数のユーザがＨＭＤを日常的に使用する場合には、視力の補正が必要な一体タイプよりも、別体タイプのＨＭＤの方が利便性に優れると言える。【０００９】
一方で、ＨＭＤを身体から外す場合には収納性に優れ、多少乱雑に扱っても破損しにくい構造であることが望ましい。一体タイプの場合、ＨＭＤは単独でシステムが成り立っているため、収納時のサイズや形状に対する制限は少なく、より小さくまた収納しやすい構造を自由に設計できる。しかし別体タイプの場合には、ＨＭＤは眼鏡等に装着したまま使用されるので、ユーザが眼鏡を外すとＨＭＤの表示部が眼鏡レンズの前方に突出した状態となり、さらには眼鏡を折りたたんで収納する場合にもＨＭＤが眼鏡から突出した状態となり、収納しにくく破損する恐れがある。前記した各特許文献には、別体タイプのＨＭＤにおけるＨＭＤの収納性については何ら考慮されていない。【００１０】
本発明の目的は、眼鏡に取り付けるタイプのヘッドマウントディスプレイ装置において、眼鏡を身体から外して収納する際にヘッドマウントディスプレイ装置が眼鏡から突出せず、眼鏡と一体で収納できる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のヘッドマウントディスプレイ装置は、画像を表示する画像表示部と、画像表示部を支持するアームと、アームを眼鏡に取り付ける取り付け部と、を備え、アームは、画像表示部を支持する第１のアームと取り付け部と接合する第２のアームからなり、第１のアームに対して画像表示部を回転可能な第１の可動部と、第２のアームに対して第１のアームを折り返すように回転可能な第２の可動部と、を有し、第１の可動部の回転軸と第２の可動部の回転軸の方向は互いに略直交している。【００１２】
また、本発明のヘッドマウントディスプレイ装置は、画像を表示する画像表示部と、画像表示部を支持するアームと、アームを眼鏡に取り付ける取り付け部と、を備え、アームは、画像表示部を支持する第１のアームと取り付け部と接合する第２のアームからなり、第１のアームに対して画像表示部を回転可能な第１の可動部と、第２のアームに対して第１のアームをその長手方向に伸縮可能な第２の可動部と、を有し、第１の可動部の回転軸の方向と第２の可動部の伸縮方向は互いに略平行である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、眼鏡を収納する際にヘッドマウントディスプレイ装置が眼鏡から突出せず装置の破損を防止できるとともに、ヘッドマウントディスプレイ装置を眼鏡と一体で収納できるので利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係るヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）を示す斜視図。
【図２Ａ】画像表示部２の光学系２０の構成例を示す上面図。
【図２Ｂ】画像表示部２の光学系２０の構成例を示す上面図。
【図３】アーム３に内蔵する信号処理部３０の構成を示すブロック図。
【図４Ａ】ＨＭＤを取り付けた眼鏡を折りたたんで収納する状態を示す図。
【図４Ｂ】ＨＭＤを取り付けた眼鏡を折りたたんで収納する状態を示す図。
【図５】第１の可動部５の構造を示す図。
【図６】第２の可動部６の構造を示す図。
【図７】第３の可動部７の構造を示す図
【図８】第１の可動部５の構造の変形例を示す図。
【図９Ａ】第２の可動部６によりＨＭＤ１を折りたたんだ状態を示す図。
【図９Ｂ】第２の可動部６によりＨＭＤ１を折りたたんだ状態を示す図。
【図１０】ＨＭＤの眼鏡１００への取り付けを説明する側面図。
【図１１Ａ】取り付け部４ａ，４ｂの構造を示す図。
【図１１Ｂ】取り付け部４ａ，４ｂの構造を示す図。
【図１２】第１の可動部５の回転調整範囲を示す図。
【図１３】実施例２に係るヘッドマウントディスプレイ装置を示す斜視図。
【図１４Ａ】第２の可動部８の動作を示す側面図。
【図１４Ｂ】第２の可動部８の動作を示す側面図。
【図１５Ａ】第２の可動部８の構造を示す上面図。
【図１５Ｂ】第２の可動部８の構造を示す上面図。
【図１６】第２の可動部８の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のヘッドマウントディスプレイ装置（以下、ＨＭＤ）の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係るヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）を示す斜視図で、ＨＭＤを眼鏡に取り付けた使用状態を示す。【００１７】
別体タイプのＨＭＤ１は、画像を表示する画像表示部２とこれを支持するアーム３ａ，３ｂを有し、取り付け部４ａ，４ｂによって眼鏡１００のテンプル（つる）１００ｂに装着される。画像表示部２は光学系２０を内蔵し、表示面２ａから画像を表示する。アームは前方の部分３ａと後方の部分３ｂからなり、画像表示部２に表示する画像データを送る信号処理部３０を内蔵している。【００１８】
ＨＭＤ１において、画像表示部２とアーム３ａの間は第１の可動部５、アーム３ａとアーム３ｂの間は第２の可動部５、アーム３ｂと取り付け部４ｂの間は第３の可動部７を有し、それぞれ回転可能になっている。図１には方向軸を示し、眼鏡１００をかけたユーザの視線方向をｚ、水平方向をｘ、鉛直方向をｙとし、各軸に対する回転方向をθｚ、θｘ、θｙとする。すなわち第１の可動部５はθｚ方向、第２の可動部６はθｘ方向、第３の可動部７はθｙ方向に回転可能となっており、これらの回転軸は互いに略直交している。なお、各可動部５，６，７の回転軸方向は、ＨＭＤ１の画像表示部２の位置調整の結果、眼鏡１００（ユーザ）の視線方向に対し、正確に平行または垂直の関係にならないことは言うまでもない。【００１９】
ＨＭＤ１を使用するユーザは、視力が近視、乱視、遠視など様々であり、これを補正するために眼鏡１００を使用している。画像表示部２は、眼鏡のレンズ１００ａの全面、すなわちレンズ１００ａを挟んでユーザの眼（ここでは右側の瞳）の反対側に配置し、さらに画像表示部２の表示面２ａをユーザが画像を見やすい位置に調整する。このように配置することで、ＨＭＤ１の表示面２ａに表示した画像は眼鏡レンズ１００ｂで補正されてユーザの眼に届くため、ＨＭＤ１ではユーザの視力に応じて表示する画像を補正する必要がない。【００２０】
図２Ａと図２Ｂは、画像表示部２の光学系２０の構成例を示す上面図である。【００２１】
図２Ａの場合、ＬＥＤ等の光源２１から出射した光は、液晶素子などの透過型の映像生成素子２２に照射されて映像光となり、ミラー２３で反射されて表示面２ａからユーザの眼に投射される。映像生成素子２２は、後述する信号処理部３０から送られた表示データを表示画像に変換する。【００２２】
図２Ｂの場合、ＬＥＤ等の光源２１から出射した光は、レンズ２４、偏光素子２５および偏光プリズム２６を通って、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）などの反射型の映像生成素子２２’に照射される。映像生成素子２２’で生成された映像光は、偏光プリズム２６を透過してミラー２３で反射されて表示面２ａからユーザの眼に投射される。【００２３】
このように画像表示部２には、光学系２０を構成するＬＥＤ等の光源や液晶素子などの映像生成素子、レンズ、ミラーなどの光学部品を一括して収納している。これにより、映像生成素子２２で生成された映像光が表示面２ａに伝達されるとき、前記した各可動部５，６，７の動きの影響を受けにくく、表示する画像の位置ずれが発生するのを回避することができる。【００２４】
図３は、アーム３ａ，３ｂに内蔵する信号処理部３０の構成を示すブロック図である。信号処理部３０では、画像データに画像処理やフォーマット処理を施し、表示データに変換して画像表示部２に出力する。【００２５】
データ入力部３１は、外部から表示する画像データを無線通信等で入力する。また画像データは、カメラ部３２からの撮影画像として、あるいは図示しない内部メモリから読み出して取得することもできる。制御部３３は、データ入力部３１あるいはカメラ部３２から入力される画像データを選択し、画像処理を行い、画像表示部２の映像生成素子用の表示データに変換して液晶駆動部３４に送る。液晶駆動部３４は、表示データに基づき光学系２０の映像生成素子２２，２２’に駆動信号を送る。【００２６】
可動部状態センサ３５は、前記可動部の状態（回転角度位置）、すなわち第１の可動部５または第２の可動部６が開いているか、折りたたまれているかを検出する。制御部３３は、可動部状態センサ３５の検出信号に応じて、可動部５、６が開いている場合は画像表示部２の電源をＯＮとし表示動作を行わせる。可動部５、６が折りたたまれている場合は画像表示部２の電源をＯＦＦとし表示動作を停止させる。【００２７】
図４Ａと図４Ｂは、ＨＭＤを取り付けた眼鏡を折りたたんで収納する状態を示す図である。図４Ａでは、眼鏡１００のテンプル１００ｂ（ＨＭＤを取り付けた右側のみ）を内側に折りたたんだ状態を示し、ＨＭＤ１は図１の使用状態のままとしている。眼鏡レンズ１００ａの前方に配置していた画像表示部２は、折りたたまれた眼鏡１００の幅に対してｘ方向に突出することになる。この状態では眼鏡１００を取り外して持ち歩いたり、テーブルに置く場合に、突出した画像表示部２をぶつけたり、外力が加わり破損したりする恐れがある。またユーザは、破損させないように取り扱いに注意を要する。さらには、このままでは眼鏡ケースに入らなくなり、持ち歩く際に新たな収納ケースが必要になる。そこで、ＨＭＤ１の可動部５，６，７を動作させて、画像表示部２を眼鏡１００の幅以内に移動させる。【００２８】
図４Ｂは、ＨＭＤ１の可動部５，６，７を回転させて画像表示部２を眼鏡１００の幅以内に収納させた状態を示す。まず、第１の可動部５を約９０度回転させ、画像表示部２の主面がｙ方向に略平行になるよう起こす。次に第２の可動部６を約１８０度回転させ、アーム３ａをアーム３ｂ側に折り返す。その結果、画像表示部２とアーム３ａは、折りたたまれた眼鏡１００の幅以内に収容できる。さらに、第３の可動部７を所定量回転させることで、画像表示部２を眼鏡レンズ１００ａとテンプル１００ｂの間に移動させることができる（アーム３ａ，３ｂの高さをテンプル１００ｂより下側に位置するよう取り付ければよい）。これにより、ＨＭＤ１は眼鏡１００から突出せず、眼鏡ケースに容易に収納させることができる。【００２９】
なお、収納の順序は、ＨＭＤ１の可動部５，６，７を先に回転させてＨＭＤ１を折りたたみ、その後眼鏡１００のテンプル１００ｂを内側に折りたたんでも良く、収納結果は同じである。【００３０】
このように本実施例のＨＭＤ１では、互いに回転軸が略直交する複数の可動部５，６，７によりθｚ，θｘ，θｙ方向の回転動作を行う構造としたので、ＨＭＤを取り付けた状態の眼鏡を容易に折りたたんで収納することができる。すなわち、これらの回転動作中において、第１の可動部５の回転軸と第２の可動部６の回転軸の方向は略直交し、第２の可動部６の回転軸と第３の可動部７の回転軸の方向は互いに略直交していることに特徴がある。【００３１】
次に、各可動部５，６，７の構造と動作について詳細に説明する。なお以下の説明では、各可動部５，６，７の回転軸方向を図１の使用状態における方向ｚ，ｘ，ｙ（θｚ，θｘ，θｙ）を用いる。【００３２】
図５は第１の可動部５の構造を示す図であり、画像表示部２とアーム３ａの接合部にｚ方向（視線方向）の回転軸を持つ。第１の可動部５は、ＨＭＤ１の画像表示部２をθｚ方向に約９０度回転可能であり、使用状態と折りたたんだ状態の切り替えが可能である。【００３３】
図６は第２の可動部６の構造を示す図であり、アーム３ａとアーム３ｂの接合部にｘ方向（左右方向）の回転軸を持つ。第２の可動部６は、少なくとも画像表示部２を眼鏡レンズ１００ａの前方から後方まで移動させるため、前方のアーム３ａをθｘ方向に約１８０度回転可能となっている。この角度は、ＨＭＤ１の使用状態における画像表示部２の高さ（ｙ方向位置）にも依存し、図６のようにやや下向きに位置する場合は回転量θｘは１８０度を超えることもある。【００３４】
なお、第２の可動部６は、第１の可動部５が使用状態からθｚ方向に約９０度回転した後に動作を開始させる機構とする。第１の可動部５と第２の可動部６を順番に動作させるのは、収納途中で画像表示部２が眼鏡のレンズ１００ａやテンプル１００ｂに接触することを防止するためである。この機能はからくり機構を用いてもよいし、センサ等を用いて電気的なロックを行う構造でも実現できる。【００３５】
図７は第３の可動部７の構造を示す図であり、アーム３ｂと取り付け部４ｂとの接合部にｙ方向（鉛直方向）の回転軸を持つ。第３の可動部７により、収納時の画像表示部２とアーム３ａ，３ｂを眼鏡１００のテンプル１００ｂの内側へ移動させることができる。第３の可動部７をθｙ方向に例えば約２０度回転可能とすれば、眼鏡１００を折りたたんだときに、ＨＭＤ１を眼鏡のレンズ１００ａとテンプル１００ｂの間に収納させることができる。【００３６】
なお、第３の可動部７は、第２の可動部６が使用状態からθｘ方向に略１８０度回転した後に動作を開始させる機構とする。第２の可動部６と第３の可動部７を順番に動作させるのは、収納途中で画像表示部２が眼鏡１００のレンズ１００ａやテンプル１００ｂに接触することを防止するためである。この機能もからくり機構を用いてもよいし、センサ等を用いて電気的なロックを行う構造でも実現できる。【００３７】
前記した各可動部は、以下に述べる変形が可能である。【００３８】
前記第１の可動部５は、θｚ方向に約９０度の回転範囲を有するものとした。これは、本実施例の画像表示部２は使用状態のときにｙ方向が最薄（ｘｚ面が主面）となる形状であり、好適に収納するためには最薄方向がｘ方向となるよう回転させればよいからである。しかし、第１の可動部５の回転範囲は画像表示部２の形状に依存する。すなわち、画像表示部２が使用状態のときにｚ方向が最薄（ｘｙ面が主面）となる形状の場合は、最薄方向がｘ方向となるように、第１の可動部５によりθｙ方向に約−９０度回転させればよい。あるいは、第１の可動部５をボールベアリングのような他軸摺動可能な機構にして、θｘ方向に９０度、θｚ方向に９０度の回転を組み合わせてもよい。いずれの場合でも、第１の可動部５の回転軸と第２の可動部６の回転軸とは略直交している。【００３９】
図８は、第１の可動部５の構造の変形例を示す図である。第１の可動部５の回転軸を画像表示部２の中心線ｋから所定距離ずらして配置している。これにより、第１の可動部５により画像表示部２を収納状態に回転させたとき、画像表示部２のｙ方向の投影面がアーム３ａと重ならず、両者が干渉することを防止できる。【００４０】
前記第２の可動部６はθｘ方向に約１８０度の可動範囲を有する。これは使用中の画像表示部２の位置を眼鏡レンズ１００ａの前方から後方へ移動させ、かつＨＭＤ１が折りたたまれたとき、眼鏡１００に対して突出する部分を最小とするための条件である。しかし第２の可動部６の回転範囲はこれに限定されない。すなわち、第２の可動部６の回転方向をθｙとし、θｙ方向に−１８０度回転させる構造としても同等の効果が得られる。【００４１】
図９Ａと図９Ｂは、第２の可動部６によりＨＭＤ１を折りたたんだ状態を示す図である。図９Ａは、アーム３ａを第２の可動部６の上側を通って移動させた場合であるが、図９Ｂのように、アーム３ａを第２の可動部６の下側を通って移動させることも可能である。なお、図９Ｂの場合は、第１の可動部５の回転範囲をθｚ方向に０度から−９０度とし、第２の可動部６の回転範囲をθｘ方向に０度から−１８０度とすればよい。【００４２】
なお、ＨＭＤ１を眼鏡１００の左側のテンプルに取り付けて、ユーザが左眼で画像を見る場合にも対応するには、第１の可動部５の回転範囲をθｚ方向に−９０度から９０度とし、第２の可動部６の回転範囲をθｘ方向に−１８０度から１８０度とすればよい。【００４３】
図１０は、ＨＭＤ１の眼鏡１００への取り付けを説明する側面図である。眼鏡１００に取り付けたときのＨＭＤ１の安定性を確保するために、ＨＭＤ１を２か所の取り付け部４ａ，４ｂにて眼鏡のテンプル１００ｂに固定している。この場合、第３の可動部７によってθｙ方向に動くアーム３ａ，３ｂは、そのｘ方向の投影面が眼鏡のテンプル１００ｂと重ならない高さ（テンプル１００ｂより低い高さ）に取り付ける。これにより、アーム３ａを折りたたんだ後のＨＭＤ１を、第３の可動部７を回転させてテンプル１００ｂの内側に移動させることができる。【００４４】
図１１Ａと図１１Ｂは、取り付け部４ａ，４ｂの構造を示す図である。図１１Ａでは、取り付け部４ａ，４ｂを眼鏡のテンプル１００ｂに上方から着脱する構造としている。図１１Ｂはその変形例を示し、第３の可動部７に接していない前方の取り付け部４ａは、眼鏡のテンプル１００ｂに下方から着脱する構造でもよい。この場合、第３の可動部７による回転動作をより簡単に行うことができる。【００４５】
また、第１の可動部５と第２の可動部６は、ユーザが見る画像の高さや角度を調整する機構を兼ねることができる。つまり、第１の可動部５を微動させることで表示面２ａから出射される画像のｙ方向高さを調整し、第２の可動部６を微動させることで表示面２ａから出射される画像の出射角度を調整することも可能である。【００４６】
図１２は、第１の可動部５の回転調整範囲を示す図である。第１の可動部５が、連続ではなく離散的に回転する機構（停止位置が離散的に存在する機構）の場合とする。表示面２ａの高さや角度の調整範囲においては、可動部５の動作間隔（停止間隔）を小さくしてきめ細かな調整を可能とし、他の非調整範囲では動作間隔を大きくしてもよい。図示しないが第２の可動部６や第３の可動部７についても同様である。【００４７】
また、第１の可動部５の動作と、画像表示部２の電源あるいは表示出力動作を連動させる構成も可能である。そのために、第１の可動部５に回転範囲を検出する可動部状態センサ３５（図３参照）を設置し、第１の可動部５により画像表示部２が開いている（使用状態）か、折りたたまれている（収納状態）かを検出する。検出信号は信号処理部３０に送られ、制御部３３は、使用状態の場合は画像表示部２の電源あるいは表示出力動作をＯＮするように制御する。一方、収納状態や調整範囲を越えて回転した場合には、画像表示部２の電源あるいは表示出力動作をＯＦＦするように制御する。【００４８】
同様に、第２の可動部６の動作と画像表示部２の電源あるいは表示出力動作を連動させることも可能である。これらの構成により、ＨＭＤ１の不要な消費電力を低減することができる。【００４９】
実施例１によれば、ＨＭＤに互いに回転軸が直交する複数の可動部を設けることで、眼鏡を折りたたんだときにも眼鏡からＨＭＤの一部が突出することを防止できる。これより、ＨＭＤを取り付けた眼鏡を収納する際の破損を防ぎ、取り扱いが容易になる効果がある。
【実施例２】
【００５０】
実施例２では、実施例１における第２の可動部６を視線方向（ｚ軸方向）に伸縮可能な構造としている。【００５１】
図１３は、実施例２に係るヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）を示す斜視図で、ＨＭＤを眼鏡に取り付けた使用状態を示す。図１３において、第２の可動部８には伸縮機構（スライド機構）を採用し、アーム３ｂに対しアーム３ａをその長手方向（ｚ方向）に伸縮可能としている。他の第１、第３の可動部５，７は実施例１（図１）と同様に回転機構である。第２の可動部８の伸縮方向は、第１の可動部５の回転軸の方向と互いに略平行である。また、第２の可動部８の伸縮方向は、第３の可動部７の回転軸の方向と互いに略直交している。【００５２】
図１４Ａと図１４Ｂは、第２の可動部８の動作を示す側面図である。図１４Ａは可動部８を伸ばした状態、図１４Ｂは可動部８を収縮させた状態である。第２の可動部８は、アーム３ａとアーム３ｂとを連結し、前方のアーム３ａをｚ方向にスライドさせて後方のアーム３ｂから引き出し、または押し込む機構となっている。第２の可動部８を収縮させることで、アーム３ａに支持されている画像表示部２を眼鏡レンズ１００ａの後方へ移動させることができる。【００５３】
第２の可動部８は、少なくとも画像表示部２を眼鏡レンズ１００ａの前方から後方の位置まで移動させる範囲で伸縮可能な構造とする。また第２の可動部８は、第１の可動部５により画像表示部２を使用状態からθｚ方向に約９０度回転した後に伸縮動作が開始する機構とする。第１の可動部５と第２の可動部８を順番に動作させるのは、画像表示部２が眼鏡１００のレンズ１００ａやテンプル１００ｂに接触することを防止するためである。この機能はからくり機構を用いてもよいし、センサ等を用いて電気的なロックを行う構造でも実現できる。また、第３の可動部７は、第２の可動部８が画像表示部２を眼鏡レンズ１００ａの後方まで移動させた後に動作を開始する機構とする。【００５４】
図１５Ａと図１５Ｂは、第２の可動部８の構造を示す上面図である。図１５Ａは、アーム３ａとアーム３ｂが隣接して摺動する構造とした場合である。図１５Ｂは、アーム３ａをアーム３ｂ内に出し入れする構造とした場合である。図１５Ｂの場合にはアーム３ｂ内にはアーム３ａが収納されるので、画像表示部２の表示データを生成する信号処理部３０はアーム３ａ側に内蔵されている。もちろん、アーム３ｂをアーム３ａ内に出し入れする構造でもよい。【００５５】
実施例２において、眼鏡１００に対する画像表示部２（表示部２ａ）の高さ（ｙ方向位置）は、アーム３ａ，３ｂを眼鏡のテンプル１００ｂに対して所定の角度傾けて取り付けることで位置決めする。さらに高さの微調整が必要な場合は、取り付け部４ａをアーム３ｂに対してｙ方向にスライドできる構造にし、取り付け部４ｂはθｘ方向に微動可能な構造にすればよい。【００５６】
図１６は、第２の可動部８の変形例を示す図で、ジャバラ構造９を採用した場合である。前方のアーム３ａの部分を伸縮可能なジャバラ構造９で置き換えている。ジャバラ構造９はｚ方向に伸縮するだけでなく、外力によりｘ方向、ｙ方向にも微動させることが可能であり、かつ微動した位置を保持できるので位置調整がより容易となる。なお、ジャバラ構造９は、前方のアーム３ａではなく後方のアーム３ｂの部分に採用してもよいし、前後のアーム全体に採用してもよい。【００５７】
さらに、ジャバラ構造９がθｚ方向にねじり回転する機能を有する場合には、画像表示部２を回転させる第１の可動部５は省略できる。また、ジャバラ構造９により画像表示部２を眼鏡のテンプル１００ｂより内側に移動させることができるので、アーム３ｂのテンプル１００ｂからのｘ方向の飛び出し量が収納に支障がない程度であれば、第３の可動部７についても省略できる。【００５８】
実施例２においても、ＨＭＤに回転軸と伸縮方向が互いに略平行である複数の可動部を設けることで、眼鏡を折りたたんだときにも眼鏡からＨＭＤの一部が突出することを防止できる。これより、ＨＭＤを取り付けた眼鏡を収納する際の破損を防ぎ、取り扱いが容易になる効果がある。
【符号の説明】
【００５９】
１：ヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）、
２：画像表示部、
２ａ：表示面、
３ａ，３ｂ：アーム、
４ａ，４ｂ：取り付け部、
５：第１の可動部（回転機構）、
６：第２の可動部（回転機構）、
７：第３の可動部（回転機構）、
８：第２の可動部（伸縮機構）、
９：第２の可動部（ジャバラ機構）、
２０：光学系、
３０：信号処理部、
３５：可動部状態センサ、
１００：眼鏡、
１００ａ：眼鏡のレンズ、
１００ｂ：眼鏡のテンプル（つる）。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月7日(2017.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ＨＭＤ１を使用するユーザは、視力が近視、乱視、遠視など様々であり、これを補正するために眼鏡１００を使用している。画像表示部２は、眼鏡のレンズ１００ａの全面、すなわちレンズ１００ａを挟んでユーザの眼（ここでは右側の瞳）の反対側に配置し、さらに画像表示部２の表示面２ａをユーザが画像を見やすい位置に調整する。このように配置することで、ＨＭＤ１の表示面２ａに表示した画像は眼鏡レンズ１００ａで補正されてユーザの眼に届くため、ＨＭＤ１ではユーザの視力に応じて表示する画像を補正する必要がない。
【国際調査報告】
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