(57)【要約】【課題】簡素な構成で表示装置の体積を縮小することができるヘッドマウントディスプレイ装置を提供する。【解決手段】後頭部に装着されるリアアーム１と、このリアアーム１の一端部に支持されるフロントアーム５と、このフロントアーム５に支持され、リアアーム装着時に目の前方に配置される表示装置４とを備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、表示装置４のケース１２を、レンズを保持する第１のケース部１２ａと、第１のホルダ部１２ａに嵌合可能であって、レンズに相対するように表示素子を保持する第２のケース部１２ｂとで構成した。【選択図】      図１
2004236126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後頭部に装着されるリアアームと、
このリアアームの一端部に支持されるフロントアームと、
このフロントアームに支持され、リアアーム装着時に目の前方に配置される表示手段と
を備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、
前記表示手段は、表示素子と、この表示素子の画像を拡大する光学素子と、前記表示素子及び前記光学素子を保持するホルダとを有し、
前記ホルダは、第１のホルダ部とこの第１のホルダ部に相対移動可能に嵌合する第２のホルダ部とで構成され、
前記表示素子及び前記光学素子の一方が前記第１のホルダ部に配置され、
前記表示素子及び前記光学素子の他方が、前記表示素子及び前記光学素子の一方に相対するように前記第２のホルダ部に配置されている
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】
前記リアアームに設けられ、前記フロントアームを収容する収容部と、
この収容部に前記フロントアームが収容される際に、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部との間隔を減少させて、前記ホルダの体積を縮小する体積縮小手段と
を備えていることを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部との少なくとも一方が可動であることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ホルダ内に収納され、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部とが互いに遠ざかるように付勢力を与える付勢手段を備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項５】
前記付勢手段がばねであることを特徴とする請求項４記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部とが蛇腹状のカバーで覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は頭部に装着されて使用されるヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘッドマウントディスプレイ装置として、装着時に目の前方に配置される表示装置を、使用しないときや収納・持ち運びのときなどに、小さくすることができるものがある。
【０００３】
このヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置は、ライトバルブと、このライトバルブに表示された画像を拡大する拡大レンズと、ライトバルブからの画像光を拡大レンズへ導くミラーとを備えている。
【０００４】
この表示装置では、ミラーの一端をヒンジを介して装置本体に設け、ミラーの他端をヒンジを介して拡大レンズの一端に設け、拡大レンズの他端を装置本体の案内面に支持させた。
【０００５】
ミラーを所定方向へ押すと、ミラーはヒンジ周りへ回転し、それに連動して拡大レンズが装置本体の案内面に案内される。
【０００６】
このようにして拡大レンズとミラーとがライトバルブ側へ折り畳まれ、表示装置の体積が使用状態時に較べ小さくなる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１３６８５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のヘッドマウントディスプレイ装置には、表示装置がライトバルブ及び拡大レンズの他にミラーを備えており、表示装置の体積を縮小するためにミラーを駆動する機構も必要になるので、表示装置の構造が複雑になり、表示装置の重量も重くなるという問題がある。
【０００９】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は簡素な構成で表示装置の体積を縮小することができるヘッドマウントディスプレイ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、後頭部に装着されるリアアームと、このリアアームの一端部に支持されるフロントアームと、このフロントアームに支持され、リアアーム装着時に目の前方に配置される表示手段とを備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、前記表示手段は、表示素子と、この表示素子の画像を拡大する光学素子と、前記表示素子及び前記光学素子を保持するホルダとを有し、前記ホルダは、第１のホルダ部とこの第１のホルダ部に相対移動可能に嵌合する第２のホルダ部とで構成され、前記表示素子及び前記光学素子の一方が前記第１のホルダ部に配置され、前記表示素子及び前記光学素子の他方が、前記表示素子及び前記光学素子の一方に相対するように前記第２のホルダ部に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記リアアームに設けられ、前記フロントアームを収容する収容部と、この収容部に前記フロントアームが収容される際に、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部との間隔を減少させて、前記ホルダの体積を縮小する体積縮小手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部との少なくとも一方が可動であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の発明のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記ホルダ内に収納され、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部とが互いに遠ざかるように付勢力を与える付勢手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記付勢手段がばねであることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５項記載の発明のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記第１のホルダ部と前記第２のホルダ部とが蛇腹状のカバーで覆われていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置を示し、図１はヘッドマウントディスプレイ装置の使用状態を示す斜視図、図２はフロントアームをリアアームの収容部に収容した状態を示す斜視図、図３は表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。
【００１８】
このヘッドマウントディスプレイ装置は、図１に示すように、後頭部に装着されるほぼ円弧状のリアアーム１と、左右の耳に装着される２つのほぼ円板状の耳あて部２，３と、片方の目の前方に配置される表示装置（表示手段）４と、表示装置４を支持するほぼ円弧状のフロントアーム５とを備えている。
【００１９】
耳あて部２はリアアーム１の一端部にスライドベルト２ａを介して設けられ、耳あて部３はリアアーム１の他端部に耳あて部２と同様にして設けられている。
【００２０】
フロントアーム５はリアアーム１の一端部に支持される。フロントアーム５はリアアーム１に対して相対移動可能に連結されている。
【００２１】
リアアーム１は樹脂で一体成型され、耳あて部２，３が互いに接近する方向へばね力が作用する。リアアーム１にはフロントアーム５を収容する収容部６が設けられている。収容部６は円弧状のリアアーム１の一端から他端へ延びる空間である。フロントアーム５を収容部６に収容したり、収容部６から引き出したりすることができる。
【００２２】
表示装置４は、図３（ａ）に示すように、表示素子１０と、表示素子１０の画像を拡大するレンズ（光学素子）１１と、表示素子１０及びレンズ１１を収容するケース（ホルダ）１２とを有している。
【００２３】
ケース１２は、第１のケース部（第１のホルダ部）１２ａと、この第１のホルダ部１２ａに嵌合する第２のケース部（第２のホルダ部）１２ｂとで構成されている。
【００２４】
第１のケース部１２ａはフロントアーム５に固定されている。第２のケース部１２ｂは第１のケース部１２ａに相対移動可能に取り付けられている。
【００２５】
第１のケース部１２ａ内にはレンズ１１が固定されている。第２のケース部１２ｂ内には表示素子１０がレンズ１１に相対するように固定されている。
【００２６】
第１のケース部１２ａには、レンズ１１に相対する窓７が設けられているとともに、光軸Ｌに直交する方向へ突出する突出部８が設けられている。窓７には透明板９が装着されている。
【００２７】
第２のケース部１２ｂには、第１のケース部１２ａとの嵌合の際にフロントアーム５との干渉を回避するための切欠き１３が設けられているとともに、第２のケース部１２ｂが一定量以上移動したときに突出部８に当たり、その移動を阻止するストッパ１４が設けられている。
【００２８】
この第１実施形態のヘッドマウントディスプレイ装置を使用するには、両手で耳あて部２，３間の距離が大きくなるようにリアアーム１を広げ、後頭部の後方から耳あて部２，３を左右の耳に被せる。
【００２９】
手を離すと、リアアーム１自身の持つばね力によって耳あて部２，３が左右の耳に押し当てられるので、ヘッドマウントディスプレイ装置は使用者の頭部に固定される。
【００３０】
その後、指で表示装置４を引っ張り、フロントアーム５をリアアーム１の収容部６から引き出す。図１はフロントアーム５の全部が引き出された状態を示す。この状態では使用者の片方の目の前方に表示装置４が配置され、使用者は画像を見ることができる。
【００３１】
これに対し、ヘッドマウントディスプレイ装置を収納するには、まず、指で表示装置４をつまんで可動側の第２のケース部１２ｂを固定側の第１のケース部１２ａに押し込む。両ケース部１２ａ，１２ｂの嵌合量が大きくなり、両ケース部１２ａ，１２ｂの間隔が狭くなり、第２のケース部１２ｂ内の表示素子１０は第１のケース部１２ａ内のレンズ１１に接近し、表示装置４の体積が小さくなる（図３（ｂ）参照）。
【００３２】
その後、フロントアーム５をリアアーム１の収容部６へ収容する（図２参照）。
【００３３】
最後に、リアアーム１を広げて耳あて部２，３を左右の耳から離し、そのまま使用者の後頭部の後方へ引く。
【００３４】
この第１実施形態によれば、ケース１２を、レンズ１１を保持する第１のケース部１２ａと、第１のホルダ部１２ａに相対移動可能に嵌合され、レンズ１１に相対するように表示素子１０を保持する第２のケース部１２ｂとで構成したので、従来例のようにライトバルブからの画像光を拡大レンズへ導くミラー及びこのミラーを駆動する機構は不要になり、簡素な構成で表示装置４の体積を縮小することができ、軽量化も図り得る。したがって、表示装置４を使用しないときやヘッドマウントディスプレイ装置の収納・持ち運びのときなどに便利である。また、表示素子１０が固定された第２のケース部１２ｂを可動にしたので、表示装置４がぶれにくい。
【００３５】
図４はこの発明の第１実施形態の変形例に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。上述の実施形態と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
この変形例は、表示装置２４のケース（ホルダ）３２の構造の点で第１実施形態と相違し、それ以外の点で第１実施形態と共通する。
【００３７】
第１実施形態では、レンズ１１を保持する第１のケース部１２ａがフロントアーム５に固定され、表示素子１０を保持する第２のケース部１２ｂが第１のケース部１２ａに相対移動可能に取り付けられているが、この変形例では、表示素子１０を保持する第２のケース部３２ｂがフロントアーム５に固定され、レンズ１１を保持する第１のケース部３２ａが第２のケース部３２ｂに相対移動可能に取り付けられている。
【００３８】
この変形例では、レンズ１１を保持する第１のケース部３２ａを可動にしたので、表示素子１０のコードに遊びをもたせる等の配慮が不要になる。
【００３９】
図５はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。上述の実施形態と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
この第２実施形態は、表示装置４４のケース（ホルダ）１２に蛇腹状のカバー１５を装着した点で第１実施形態と相違し、それ以外の点で第１実施形態と共通する。
【００４１】
カバー１５の一端は第１のケース部１２ａの底面に固定され、カバー１５の他端は第２のケース部１２ｂの底面に固定されている。
【００４２】
カバー１５は蛇腹状であるので両ケース部１２ａ，１２ｂの嵌合量の変化に応じて伸縮する。
【００４３】
第２実施形態によれば、第１のケース部１２ａと第２のケース部１２ｂとがカバー１５で覆われているので、塵埃が切欠き１３からケース１２内に入り込むのを抑制することができる。
【００４４】
図６はこの発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。上述の実施形態と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
この第３実施形態では、第１のケース部５２ａに傾斜面５３が設けられ、リアアーム１の一端部に突起部１ａが設けられ、突起部１ａに傾斜面５３に接触可能な傾斜面１ａ−１が設けられている。両傾斜面（体積縮小手段）５３，１ａ−１は光軸Ｌに対して同程度傾いている。
【００４６】
ケース（ホルダ）５２内には第１のケース部５２ａと第２のケース部５２ｂとを互いに遠ざけるようにばね力を与えるばね１６が収容されている。
【００４７】
収納の際、表示装置４４に図６（ａ）の矢印Ａの方向の力を加えると、リアアーム１の収容部６にフロントアーム５の全体が収容される直前に、可動側の第１のケース部５２ａの傾斜面５３がリアアーム１の突起部１ａの傾斜面１ａ−１に接触し、ばね１６のばね力に抗して第１のケース部５２ａが固定側の第２のケース部３２ｂに入り込み、表示装置４４の体積が小さくなる（図６（ｂ）参照）。逆に、収容部６からフロントアーム５を引っ張り出すときは、ばね１６のばね力によって表示装置４４の体積が大きくなる（図６（ａ）参照）。
【００４８】
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、フロントアーム５をリアアーム１の収容部６に収容するときに、自動的に表示装置４４の体積が小さくなるので、表示装置４４を使用しないときやヘッドマウントディスプレイ装置の収納・持ち運びのときの利便性が一層向上する。また、フロントアーム５をリアアーム１の収容部６から引っ張り出すと、自動的に表示装置４４の体積が大きくなるので、ヘッドマウントディスプレイ装置を使用するときの利便性も向上する。
【００４９】
上述の各実施形態及び変形例では第１のケース部１２ａ，３２ａ，５２ａ及び第２のケース部１２ｂ，３２ｂのいずれか一方が可動であるが、この発明の適用範囲はこれに限られず、両ケース部のいずれもが可動であってもよい。
【００５０】
なお、この実施形態の耳あて部２，３を音声出力機能を持つもの例えばスピーカ部やレシーバ機能を持つ受信部にしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、簡素な構成で表示装置の体積を縮小することができるヘッドマウントディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】図２はフロントアームをリアアームの収容部に収容した状態を示す斜視図である。
【図３】図３は表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。
【図４】図４はこの発明の第１実施形態の変形例に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。
【図６】図６はこの発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の表示装置の断面図を示し、同図（ａ）は体積を最大にしたときの図、同図（ｂ）は体積を最小にしたときの図である。
【符号の説明】
１  リアアーム
１ａ  突起部
１ａ−１，５３  傾斜面
４，２４，４４  表示装置（表示手段）
５  フロントアーム
６  収容部
１０  表示素子
１１  レンズ（光学素子）
１２，３２，５２  ケース（ホルダ）
１２ａ，３２ａ，５２ａ  第１のケース部（第１のホルダ部）
１２ｂ，３２ｂ  第２のケース部（第２のホルダ部）
１５  カバー
１６  ばね
【図１】
2004236126.tif 000003
【図２】
2004236126.tif 000004
【図３】
2004236126.tif 000005
【図４】
2004236126.tif 000006
【図５】
2004236126.tif 000007
【図６】
2004236126.tif 000008