(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じてモニターから出射される画像光を一側面側において収束させるように反射させ、かつ現実空間からの光を他側面側から前記一側面側へと透過させることで、前記画像光に対応する画像と前記現実空間を重ね合わせるレンズと、
使用者が前記レンズの前記一側面を前記一側面側から視認可能なように、当該レンズを支持する筐体と、
を具備し、
前記筐体には、
前記モニターを収容する収容部と、前記使用者が前記レンズを視認可能に覗き込む覗き部と、が形成され、
前記レンズは、
前記収容部に収容された前記モニターと対向し、かつ、当該モニターの面に対して光軸が非垂直となるように配置されると共に、前記モニターとの間が前記覗き部側へ向けて広がるように配置され、
前記レンズは、
少なくとも前記覗き部側の下端部が前記筐体から露出すると共に、当該下端部に上方へ向けて凹んだ凹部が形成される、
拡張現実提供装置。
【請求項２】
前記レンズは、
前記画像光を反射する反射層を有し、前記一側面に非球面を構成するように形成される非球面レンズ部と、
前記他側面に球面を構成するように形成される球面レンズ部と、
を具備する、
請求項１に記載の拡張現実提供装置。
【請求項３】
前記レンズは、
前記画像光の入射方向に対して、光軸が傾斜するように支持される、
請求項１又は請求項２に記載の拡張現実提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現実空間に仮想的な情報を重ね合わせた拡張現実を使用者に提供する拡張現実提供装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現実空間に仮想的な情報を重ね合わせた拡張現実を使用者に提供する拡張現実提供装置の技術が公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載される眼鏡型ディスプレイ装置は、映像表示手段から出射される映像を下方に反射させる反射ミラーと、上記反射させた画像を透過させることで拡大する接眼レンズと、上記接眼レンズを透過した映像を使用者の眼球側に反射させると共に、外の景色を透過させるハーフミラーと、を具備する。
【０００４】
上記眼鏡型ディスプレイ装置によれば、映像表示手段の映像を見ながら外の景色を見ることで、外の景色に映像表示手段の映像を重ね合わせた拡張現実を使用者に提供することができる。
【０００５】
しかしながら、上記眼鏡型ディスプレイ装置では、上述した反射ミラー、接眼レンズ及びハーフミラーを要することから、比較的部材点数が多くなり、更なる改善が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３１９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、使用者に拡張現実を好適に視認させることを可能としながらも、部材点数の増加を抑制することができる拡張現実提供装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、画像情報に応じてモニターから出射される画像光を一側面側において収束させるように反射させ、かつ現実空間からの光を他側面側から前記一側面側へと透過させることで、前記画像光に対応する画像と前記現実空間を重ね合わせるレンズと、使用者が前記レンズの前記一側面を前記一側面側から視認可能なように、当該レンズを支持する筐体と、を具備し、前記筐体には、前記モニターを収容する収容部と、前記使用者が前記レンズを視認可能に覗き込む覗き部と、が形成され、前記レンズは、前記収容部に収容された前記モニターと対向し、かつ、当該モニターの面に対して光軸が非垂直となるように配置されると共に、前記モニターとの間が前記覗き部側へ向けて広がるように配置され、前記レンズは、少なくとも前記覗き部側の下端部が前記筐体から露出すると共に、当該下端部に上方へ向けて凹んだ凹部が形成されるものである。
【００１０】
請求項２においては、前記レンズは、前記画像光を反射する反射層を有し、前記一側面に非球面を構成するように形成される非球面レンズ部と、前記他側面に球面を構成するように形成される球面レンズ部と、を具備するものである。
【００１１】
請求項３においては、前記レンズは、前記画像光の入射方向に対して、光軸が傾斜するように支持されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、使用者に拡張現実を好適に視認させることを可能としながらも、部材点数の増加を抑制することができる。また、コンパクト化を図ることができる。
【００１６】
請求項２においては、拡張現実をより好適に視認させることができる。
【００１７】
請求項３においては、拡張現実をより好適に視認させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る拡張現実提供装置を示す側面図。
【図２】拡張現実提供装置を示す断面図。
【図３】ハーフミラーレンズを示す斜視図。
【図４】ハーフミラーレンズを示す正面図。
【図５】ハーフミラーレンズを示す平面図。
【図６】ハーフミラーレンズを示す側面図。
【図７】図４におけるＸ−Ｘ断面図。
【図８】使用状態の拡張現実提供装置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
【００２２】
以下では、本発明の一実施形態に係る拡張現実提供装置１について説明する。
【００２３】
図１、図２及び図８に示す拡張現実提供装置１は、現実空間に仮想的な情報を重ね合わせた拡張現実を使用者に提供するためのものである。拡張現実提供装置１は、スマートフォンＳからの画像を、現実空間に重ね合わせる。
【００２４】
スマートフォンＳは、画像情報（画像ファイルや動画ファイルに対応する画像）に応じた画像光を画像表示面（タッチパネル）（不図示）から出射可能とされている。
【００２５】
スマートフォンＳは、厚さ方向に見て長方形状の平板矩形状とされている。スマートフォンＳは、長辺の長さ寸法が１４ｃｍ程度であり、短辺の長さ寸法が７ｃｍ程度とされている。また、スマートフォンＳは、短手方向を概ね前後方向に沿わせるように配置される。
【００２６】
スマートフォンＳは、画像表示面を左右に分割して、それぞれに画像を表示することが可能である。これにより、使用者が両目で見て立体に見えるように、左右にそれぞれ異なる画像を表示させることが可能である。この場合、画像表示面の右側に表示される画像を右目で、画像表示面の左側に表示される画像を左目で見ることで立体視が可能となる。
【００２７】
拡張現実提供装置１は、上記立体的な画像を現実空間に重ね合わせることができる。拡張現実提供装置１は、筐体１０及びハーフミラーレンズ２０を具備する。なお、以下では、図８に示すように、使用者が視線を概ね水平方向に向けた状態で拡張現実提供装置１を使用する状態を基準として、当該拡張現実提供装置１の構成を説明する。この状態では、後述するハーフミラーレンズ２０は水平方向に対して略４５度傾斜している。
【００２８】
筐体１０は、スマートフォンＳ及び後述するハーフミラーレンズ２０を支持するものである。筐体１０は、透光性を有さない材料で形成される。筐体１０を形成する材料としては、例えば、金属材料や樹脂材料、折り曲げられたダンボール紙又は厚紙等を採用可能である。なお、筐体１０を形成する材料は、上述したものに限られず、種々の材料を採用可能である。筐体１０は、収容部１１、接続部１３、固定部１４、側板部１７及び覗き部１８を具備する。
【００２９】
図２に示す収容部１１は、スマートフォンＳを収容するものである。収容部１１は、概ね上方に向けて開口する略箱形状とされている。収容部１１は、平面視において左右方向に長尺な略矩形状とされている。収容部１１は、前壁部１１ａ、後壁部１１ｂ、側壁部１１ｃ、底壁部１１ｄ及び保持部１２を具備する。
【００３０】
前壁部１１ａは、収容部１１の前側部分を構成するものである。前壁部１１ａは、厚さ方向を概ね前後方向（斜め前後方向）に向けた板形状とされる。
【００３１】
後壁部１１ｂは、収容部１１の後側部分を構成するものである。後壁部１１ｂは、厚さ方向を概ね前後方向（斜め前後方向）に向けた板形状とされる。
【００３２】
側壁部１１ｃは、収容部１１の左右両側部分を構成するものである。側壁部１１ｃは、厚さ方向を左右方向に向けた板形状とされる。
【００３３】
底壁部１１ｄは、収容部１１の底側部分を構成するものである。底壁部１１ｄは、厚さ方向を概ね上下方向（斜め上下方向）に向けた板形状とされる。また、底壁部１１ｄは、下面が斜め前下方を向くように配置される。底壁部１１ｄは、開口部１１ｅを具備する。
【００３４】
開口部１１ｅは、底壁部１１ｄを貫通するように開口する部分である。開口部１１ｅは、平面視において左右方向に長尺な略矩形状とされている。
【００３５】
保持部１２は、収容部１１に収容されたスマートフォンＳを保持するものである。保持部１２は、前後方向に長尺な帯状とされている。保持部１２は、一端部が前壁部１１ａの内面に固定され、他端部が後壁部１１ｂの内面に、所定の取付手段を介して着脱可能に取り付けられる。上記取付手段としては、面ファスナー（マジックテープ（登録商標））や磁石等、種々のものを採用可能である。
【００３６】
上述した収容部１１にスマートフォンＳを収容することで、スマートフォンＳを支持することができる。この状態では、底壁部１１ｄの開口部１１ｅから画像表示面が露出する。また、スマートフォンＳは、図２に示すように、反画像表示面側の面を保持部１２により押さえられることで、収容部１１からの脱落が抑制される。
【００３７】
収容部１１にスマートフォンＳが収容された状態では、スマートフォンＳは、画像表示面が斜め前下方を向くように底壁部１１ｄに載置される。すなわち、スマートフォンＳは、収容部１１に収容された状態で、画像表示面が鉛直方向下方側（真下）よりも前方に向くように傾斜して配置される。
【００３８】
接続部１３は、収容部１１と後述する固定部１４とを接続するものである。接続部１３は、収容部１１の前端部（前壁部１１ａ）から概ね下方（斜め前下方）に延びるように形成される。接続部１３は、厚さ方向を概ね前後方向に向けた板形状とされる。接続部１３の幅寸法（左右寸法）は、収容部１１の幅寸法と概ね同寸法とされる。
【００３９】
固定部１４は、後述するハーフミラーレンズ２０を固定するものである。固定部１４は、接続部１３の下端部から、斜め後下方に延びるように設けられる。固定部１４は、接続部１３の幅方向の全体に亘って設けられる。固定部１４は、溝部１５及び第一の孔部１６を具備する。
【００４０】
溝部１５は、固定部１４において斜め後下方に向けて開口する左右方向に長尺な溝である。溝部１５は、固定部１４の幅方向の全体に亘って形成される。
【００４１】
第一の孔部１６は、固定部１４において溝部１５を区画する壁部を貫通する孔である。第一の孔部１６は、溝部１５と連通する。本実施形態では、第一の孔部１６を、左右方向に所定間隔を空けて３つ形成している。
【００４２】
側板部１７は、拡張現実提供装置１の左右両側部を構成するものである。側板部１７は、左右一対設けられる。側板部１７は、収容部１１、接続部１３及び固定部１４の側部を接続する。側板部１７は、厚さ方向を左右方向に向けた板形状とされる。側板部１７は、側面視において略五角形状とされる。
【００４３】
覗き部１８は、使用者が後述するハーフミラーレンズ２０を覗き込む部分である。覗き部１８は、拡張現実提供装置１の後側部分を構成する。本実施形態では、覗き部１８は、収容部１１及び左右の側板部１７の後端部により構成される。覗き部１８は、後方に向けて開口する。
【００４４】
図２から図７までに示すハーフミラーレンズ２０は、透光性及び反射性の両特性を有する板状の部材である。ハーフミラーレンズ２０は、入射した光の一部を透過させ、一部を反射させることができる。また、ハーフミラーレンズ２０は、透過した光を屈折させることができる。
【００４５】
ハーフミラーレンズ２０は、固定部１４に固定される。ハーフミラーレンズ２０は、スマートフォンＳの画像表示面に対向すると共に、当該画像表示面に対して光軸が非垂直となるように配置される。すなわち、ハーフミラーレンズ２０は、スマートフォンＳからの画像光の入射方向（斜め前下方）に対して、光軸（厚さ方向）が傾斜するように配置される。また、ハーフミラーレンズ２０は、スマートフォンＳとの間が覗き部１８側（後方側）へ向けて広がるように配置される。
【００４６】
本実施形態では、ハーフミラーレンズ２０は、図２に示すように、使用状態において、後面側（後述する非球面レンズ部２４側）が斜め後上方を向くように水平方向に対して略４５度傾斜するように配置される。
【００４７】
ハーフミラーレンズ２０は、図１及び図２に示すように、下側半分が筐体１０から露出する。すなわち、ハーフミラーレンズ２０の下側半分の左右方及び下方には、筐体１０の壁部が形成されていない。ハーフミラーレンズ２０は、アクリルやガラス等、透光性を有する材料から形成される。ハーフミラーレンズ２０は、被固定部２１、レンズ部２３及び凹部２７を具備する。
【００４８】
被固定部２１は、固定部１４に固定される部分である。被固定部２１は、ハーフミラーレンズ２０の上側部分を構成する。被固定部２１は、平板形状とされている。被固定部２１は、固定部１４の溝部１５に収容される。被固定部２１の厚さ寸法と、溝部１５の溝幅寸法と、は略同寸法とされている。被固定部２１は、第二の孔部２２を具備する。
【００４９】
第二の孔部２２は、被固定部２１を貫通する孔である。第二の孔部２２は、左右方向に所定間隔を空けて３つ形成される。第二の孔部２２は、被固定部２１が溝部１５に収容された状態で、第一の孔部１６と重複する。上記第一の孔部１６及び第二の孔部２２に適宜の止具が挿通されることで、ハーフミラーレンズ２０が固定部１４に固定される。
【００５０】
レンズ部２３は、入射した光の一部を透過させ、一部を反射させる部分である。レンズ部２３は、被固定部２１の下方に設けられる。レンズ部２３は、左右一対設けられる。一対のレンズ部２３は、拡張現実提供装置１を使用した状態で、使用者の右目及び左目にそれぞれ対応する。一対のレンズ部２３は、左右対称な形状とされている。なお、以下では必要に応じて、使用者の右目に対応するレンズ部２３を右レンズ部２３Ａとし、使用者の左目に対応するレンズ部２３を左レンズ部２３Ｂとして説明する。また、特に一対のレンズ部２３を区別する必要の無い場合は、単にレンズ部２３として説明する。
【００５１】
レンズ部２３は、厚さ方向に視て、円形の下側部分及びハーフミラーレンズ２０の左右方向中央側部分を切り欠いた形状とされる。レンズ部２３は、前面（斜め前下方に向く面）が凸形状とされ、後面（斜め後上方に向く面）が凹形状とされている。
【００５２】
図５に示す一対のレンズ部２３の中心（正面視における円形部分の円心、光軸）間の距離Ｈは、６０ｍｍ〜７０ｍｍとされる。本実施形態では、一対のレンズ部２３の中心間の距離Ｈを、６４ｍｍ程度としている。また、レンズ部２３は、非球面レンズ部２４及び球面レンズ部２６を具備する。
【００５３】
非球面レンズ部２４は、レンズ部２３の後面側部分を構成するものである。非球面レンズ部２４は、後面において非球面（平面でも球面でもない曲面）を構成する。非球面レンズ部２４は、反射層２５を有する。
【００５４】
図７に示す反射層２５は、ハーフミラー（マジックミラー）を構成する層である。反射層２５は、非球面レンズ部２４における後面の全体に形成される。反射層２５は、レンズ部２３に入射した光の一部を透過させ、一部を反射させるように設けられる。
【００５５】
反射層２５は、非球面レンズ部２４の後面に、アルミや銀等の金属を用いた蒸着加工（真空蒸着加工）を施すことで形成される。反射層２５の厚さを適宜調整することで、ハーフミラーレンズ２０の透過率及び反射率は適宜設定することができる。反射層２５は、反射率が４０％以上６０％以下とされている。本実施形態では、ハーフミラーレンズ２０の光軸に対して４５度の入射角度で４３０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長の光が入射した場合に、当該ハーフミラーレンズ２０の反射率が５０％、透過率が５０％となるように反射層２５を形成している。
【００５６】
なお、ハーフミラーレンズ２０の反射率及び透過率としては、上述した例に限られず、使用者が拡張現実提供装置１を使用する環境（明るさ）に応じて、適宜設定可能である。例えば、暗い環境（暗い室内等）で使用する場合においては、透過率を比較的大きくしてもよい。これによれば、外光を多く透過させることができるため、暗い環境でも現実空間を視認し易くすることができる。また、明るい環境（昼間の時間帯の屋外等）で使用する場合においては、反射率を比較的大きくしてもよい。これによれば、スマートフォンＳからの画像光を比較的多く反射させることができるため、明るい環境でもスマートフォンＳからの画像情報（画像光）を視認し易くすることができる。
【００５７】
非球面レンズ部２４は、スマートフォンＳから出射される画像光を反射層２５により後方側に反射させる。また、非球面レンズ部２４は、反射させた画像光を後方側において収束させる非球面のミラーレンズ（非球面鏡）を構成する。これにより、使用者が好適に視認できるように、画像光を収束させるように反射することができる。非球面レンズ部２４の形状は、画像光を好適に収束させるように適宜設定される。具体的には、非球面レンズ部２４の形状は、レンズの形状を算出可能な以下の数１の数式で表される。
【数１】
0006796882.tif 000002
ここで、
ｘ  ：  サグ量
ｈ  ：  光軸からの距離（ラジアル方向）
ｃ  ：  曲率半径の逆数
ｋ  ：  円錐定数
Ａ４〜Ａ１０  ：  非球面係数
【００５８】
また、非球面レンズ部２４の形状は、上記数１に、以下の値を代入することで表される。
ｃ＝１／１７８．１０４
ｋ＝−３．５
Ａ４＝０．０
Ａ６＝０．０
Ａ８＝０．０
Ａ１０＝０．０
【００５９】
球面レンズ部２６は、レンズ部２３の前面側部分を構成するものである。球面レンズ部２６は、前面において球面を構成する。
【００６０】
球面レンズ部２６は、前方側（現実空間側）から後方側へ透過する光を屈折させる。球面レンズ部２６は、前方側からの光を屈折させることで、非球面レンズ部２４を設けたことによる使用者から視た現実空間の歪みを補正（相殺）することができる。
【００６１】
球面レンズ部２６は、凸レンズを構成する。球面レンズ部２６の形状は、上記画像の歪みを補正可能なように適宜設定される。具体的には、球面レンズ部２６の形状は、上述した数１の数式に、以下の値を代入することで表される。
ｃ＝１／２７８．７５５
ｋ＝０．０
Ａ４＝０．０
Ａ６＝０．０
Ａ８＝０．０
Ａ１０＝０．０
【００６２】
凹部２７は、ハーフミラーレンズ２０の下側部分において上方に凹む部分である。凹部２７は、ハーフミラーレンズ２０の下端部における左右方向中央部分（一対のレンズ部２３の境界部分）を、上方に向けて凹むように切り欠いた形状とされる。凹部２７は、下方を向く面（底面）が湾曲面形状とされている。
【００６３】
以下では、図８を参照して拡張現実提供装置１の使用状態について説明する。拡張現実提供装置１は、使用者が筐体１０の覗き部１８から覗く形で使用される。上記使用状態においては、筐体１０の収容部１１の後端部（後壁部１１ｂ）が使用者の額に隣接（当接又は近接）する。また、この状態では、ハーフミラーレンズ２０の後端部が、使用者の鼻に隣接（当接又は近接）する。なお、この際、ハーフミラーレンズ２０の凹部２７により、使用者の鼻とハーフミラーレンズ２０との干渉を回避することができる。
【００６４】
上記使用状態において、ハーフミラーレンズ２０の非球面レンズ部２４の中心から使用者の目までの側面視における距離は、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とされる。本実施形態では、非球面レンズ部２４の中心から使用者の目までの距離を、６５ｍｍ程度としている。
【００６５】
また、スマートフォンＳの画像表示面の中心（短辺の中心）から非球面レンズ部２４の中心までの側面視における距離は、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とされる。本実施形態では、スマートフォンＳの画像表示面の中心（短辺の中心）から非球面レンズ部２４の中心までの距離を、７０ｍｍ程度としている。
【００６６】
また、以下では、図２及び図８を参照して拡張現実提供装置１の動作について説明する。なお、図２及び図８に実線で示す矢印は、現実空間からの光（以下、「外光」と称する）の進む方向を示している。また、図２及び図８に点線で示す矢印は、スマートフォンＳから出射される画像光の進む方向を示している。
【００６７】
拡張現実提供装置１は、図８に示す使用状態において、スマートフォンＳが動作されることで使用される。このとき、スマートフォンＳは、画像情報に応じた画像光を斜め前下方へ出射する。
【００６８】
スマートフォンＳから出射された画像光は、ハーフミラーレンズ２０の非球面レンズ部２４によって後方へ反射される。当該反射された画像光は、後方側において収束する。これにより、ハーフミラーレンズ２０により反射された画像を好適に視認可能なようにピントを合わせ、使用者の目に導くことができる。なお、上記画像光は、非球面レンズ部２４によって１回反転される。すなわち、使用者は、スマートフォンＳに表示されている画像を、反転された状態で視認することとなる。このため、本実施形態では、スマートフォンＳに表示される画像を、予め反転処理させている。
【００６９】
また、外光は、ハーフミラーレンズ２０の球面レンズ部２６の前面から入射する。外光は、球面レンズ部２６及び非球面レンズ部２４を透過すると共に、非球面レンズ部２４の後面から出射し、使用者の目に導かれる。
【００７０】
ここで、仮にハーフミラーレンズ２０が非球面レンズ部２４のみで構成されていれば、当該非球面レンズ部２４を透過した外光による画像は、歪んだ状態で視認されることとなる。しかしながら、ハーフミラーレンズ２０に球面レンズ部２６を設けたことで、上記非球面レンズ部２４を透過させたことによる画像の歪みを補正（相殺）することができる。
【００７１】
以上によって、拡張現実提供装置１は、外光及び画像光を使用者の目に導いて、現実空間に画像情報（仮想的な情報）を重ね合わせた仮想現実を使用者に視認させる（提供する）ことができる。この際に、立体的に見える画像を提供するために、上述したようにスマートフォンＳの画像表示面を左右に分割して、それぞれに異なる画像を表示することが可能である。この場合、画像表示面における右側の画像光は、右レンズ部２３Ａにより反射され、使用者の右目に導かれる。また、画像表示面における左側の画像光は、左レンズ部２３Ｂにより反射され、使用者の左目に導かれる。
【００７２】
また、上述の如き拡張現実提供装置１によれば、ハーフミラーレンズ２０を、画像光を後方側へ収束させるように反射させる機能と、現実空間からの光を透過させる機能と、非球面レンズ部２４を透過した外光の歪みを補正する機能と、を兼ね備えるものとすることができる。これにより、構成の簡素化を図ることができると共に、部材点数が増加することを抑制し、コストの低減を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ハーフミラーレンズ２０の右レンズ部２３Ａ及び左レンズ部２３Ｂを一体としている。これにより、一枚のハーフミラーレンズ２０で、使用者の左右の目に対応した画像光を導くことが可能とすることができ、コストの低減を図ることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、非球面レンズ部２４により画像光を後方側へ収束させるように反射させる構成としているので、ハーフミラーレンズ２０と使用者の目との距離を比較的近くしながらも、画像光に対応する画像のピントを合わせることができる。これにより、拡張現実提供装置１のコンパクト化を図ることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、非球面レンズ部２４により画像光を反射させる構成としたことで、左右の目の幅や視力が異なる様々な使用者が使用する場合でも、比較的、ハーフミラーレンズ２０により反射された画像のピントを合わせ易くすることができる。
【００７６】
また、本実施形態では、ハーフミラーレンズ２０を傾斜させるように筐体１０により支持させた構成としている。これにより、ハーフミラーレンズ２０によって画像光を後方へ反射させ易い構成とすることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、覗き部１８から離間する方向（斜め前下方）へ画像光を出射するようにスマートフォンＳを収容部１１に収容させている。これにより、スマートフォンＳからの画像光が、直接使用者の目に導かれることを抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、ハーフミラーレンズ２０を、スマートフォンＳの画像表示面と対向し、かつ、当該画像表示面に対して光軸が非垂直となるように配置している。また、ハーフミラーレンズ２０を、スマートフォンＳとの間が覗き部１８側へ向けて広がるように配置している。これにより、他の光学部品を介さずに、スマートフォンＳからの画像光をハーフミラーレンズ２０に入射させ、当該画像光を後方側へ反射させ易い構成とすることができ、拡張現実提供装置１のコンパクト化を図ることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、使用状態において、収容部１１を使用者の額に隣接するように設け、また、ハーフミラーレンズ２０に、使用者の鼻と当該ハーフミラーレンズ２０との干渉を回避可能な凹部２７を設けている。これにより、筐体１０の前後寸法を比較的小さくすることができ、拡張現実提供装置１のコンパクト化を図ることができる。
【００８０】
以上の如く、本実施形態に係る拡張現実提供装置１は、
画像情報に応じてスマートフォンＳ（モニター）から出射される画像光を後方側（一側面側）において収束させるように反射させ、かつ現実空間からの光を前方側（他側面側）から後方側へと透過させることで、前記画像光に対応する画像と前記現実空間を重ね合わせるハーフミラーレンズ２０（レンズ）と、
使用者が前記ハーフミラーレンズ２０の後面を後方側から視認可能なように、当該ハーフミラーレンズ２０を支持する筐体１０と、
を具備するものである。
【００８１】
このように構成することにより、使用者に拡張現実を好適に視認させることを可能としながらも、部材点数の増加を抑制することができる。すなわち、ハーフミラーレンズ２０により画像光を後方側へ収束させるように反射させることで、当該ハーフミラーレンズ２０と使用者の目との距離が比較的近い場合であっても、ピントを合わせ易くすることができる。また、ハーフミラーレンズ２０を、上述のように画像光を反射させる機能と、現実空間からの光を透過させる機能と、を兼ね備えるものとしたことで、部材点数の増加を抑制し、コストを低減することができる。
【００８２】
また、前記ハーフミラーレンズ２０は、
前記画像光を反射する反射層２５を有し、後面に非球面を構成するように形成される非球面レンズ部２４と、
前面に球面を構成するように形成される球面レンズ部２６と、
を具備するものである。
【００８３】
これにより、拡張現実をより好適に視認させることができる。すなわち、非球面レンズ部２４を設けたことで、反射層２５により反射させた画像光に対応する画像の歪みを抑制することができる。また、球面レンズ部２６を設けたことで、非球面レンズ部２４を設けたことによる現実空間に対応する画像の歪みを補正することができる。
【００８４】
また、前記ハーフミラーレンズ２０は、
前記画像光の入射方向に対して、光軸が傾斜するように支持されるものである。
【００８５】
これにより、拡張現実をより好適に視認させることができる。すなわち、スマートフォンＳからの画像光を後方側へ反射させ易い構成とすることができる。
【００８６】
また、前記筐体１０には、
前記スマートフォンＳを収容する収容部１１と、前記使用者が前記ハーフミラーレンズ２０を視認可能に覗き込む覗き部１８と、が形成され、
前記ハーフミラーレンズ２０は、
前記収容部１１に収容された前記スマートフォンＳと対向し、かつ、当該スマートフォンＳの面に対して光軸が非垂直となるように配置されると共に、前記スマートフォンＳとの間が前記覗き部１８側へ向けて広がるように配置されるものである。
【００８７】
これにより、コンパクト化を図ることができる。すなわち、スマートフォンＳからの画像光を直接ハーフミラーレンズ２０に入射させ易い構成とすることができる。また、スマートフォンＳからの画像光を後方側へ反射させ易い構成とすることができる。
【００８８】
また、前記ハーフミラーレンズ２０は、
少なくとも前記覗き部１８側の下端部が前記筐体１０から露出すると共に、当該下端部に上方へ向けて凹んだ凹部２７が形成されるものである。
【００８９】
これにより、コンパクト化を図ることができる。すなわち、凹部２７を設けたことで、使用状態においてハーフミラーレンズ２０と使用者の鼻との干渉を回避することができ、ハーフミラーレンズ２０と使用者の目との距離を小さくすることができる。
【００９０】
なお、本実施形態に係るスマートフォンＳは、本発明に係るモニターの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るハーフミラーレンズ２０は、本発明に係るレンズの実施の一形態である。
【００９１】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９２】
例えば、上記実施形態においてモニターは、スマートフォンＳであるものとしたが、本発明に係るモニターは、これに限定されるものではなく、種々のモニターを採用可能である。本発明に係るモニターは、例えば、タブレットＰＣや、携帯ゲーム機等であってもよい。また、本発明に係るモニターは、厚さ方向に見て一辺の長さ寸法が５ｃｍ以上２０ｃｍ以下であり、他辺の長さ寸法が５ｃｍ以上１０ｃｍ以下が好ましいが、このような寸法に限定されない。
【００９３】
また、上記実施形態では、拡張現実提供装置１に１つのモニター（スマートフォンＳ）を設置した例を示したが、これに限定されるものではなく、複数のモニターを設置してもよい。この場合、例えば、使用者の右目及び左目にそれぞれ対応する２つのモニターを設置するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、使用状態において、ハーフミラーレンズ２０を、水平方向に対して略４５度傾斜させた例を示したが、これに限定されるものではない。ハーフミラーレンズ２０を傾斜させる角度としては、種々の角度を採用可能である。
【００９５】
また、上記実施形態では、使用状態において、ハーフミラーレンズ２０を、画像光の入射方向に対して、厚さ方向が傾斜する構成としたが、これに限定されるものではない。ハーフミラーレンズ２０を傾斜させる角度と、画像光の入射方向との関係は、適宜設定可能である。
【００９６】
また、上記実施形態では、ハーフミラーレンズ２０の下端部に凹部２７を形成した構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ハーフミラーレンズ２０に凹部２７を形成しない構成としてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、使用状態において、画像表示面が斜め前下方を向くように、スマートフォンＳを傾斜させた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、画像表示面が鉛直方向下方側（真下）を向くように、スマートフォンＳを配置してもよい。
【００９８】
また、筐体１０の形状は、上記実施形態において示した形状に限定されるものではない。筐体１０の形状としては、種々の形状を採用可能である。また、例えば、筐体１０に、当該筐体１０を使用者の頭部に固定する適宜の固定部を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１      拡張現実提供装置
１０    筐体
１１    収容部
１８    覗き部
２０    ハーフミラーレンズ（レンズ）
２４    非球面レンズ部
２５    反射層
２６    球面レンズ部
２７    凹部
Ｓ      スマートフォン（モニター）
【要約】
【課題】使用者に拡張現実を好適に視認させることを可能としながらも、部材点数の増加を抑制することができる拡張現実提供装置を提供する。
【解決手段】画像情報に応じてスマートフォンＳから出射される画像光を後方側において収束させるように反射させ、かつ現実空間からの光を前方側から後方側へと透過させることで、画像光に対応する画像と現実空間を重ね合わせるハーフミラーレンズ２０と、使用者がハーフミラーレンズ２０の後面を後方側から視認可能なように、当該ハーフミラーレンズ２０を支持する筐体１０と、を具備する。
【選択図】図１【図１】
0006796882.tif 000003
【図２】
0006796882.tif 000004
【図３】
0006796882.tif 000005
【図４】
0006796882.tif 000006
【図５】
0006796882.tif 000007
【図６】
0006796882.tif 000008
【図７】
0006796882.tif 000009
【図８】
0006796882.tif 000010