(57)【要約】【課題】できるだけ無意味に視野を遮ることのない表示部を有するヘッドマウントディスプレイを提供する。【解決手段】１は眼球、Ｏは眼球の回旋点、２は瞳、３は表示部の接眼光学系の第１面（最も眼に近い面）を有するレンズ、４はレンズ３の上下縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線（実際には包絡面となる）、５は接眼光学系を覆う外装部材である。図に示すように、外装部材５は、眼球の回旋点Ｏと、レンズ３の上下縁面とを結ぶ接線４よりも、略内側に形成されるようになっている。よって、接線４の上下には、視野を遮る外装部材が存在しないので、眼球を、接線４よりも上下に動かしたとき、外界の様子を見ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測するヘッドマウントディスプレイであって、前記接眼光学系を覆う外装の全部が、前記接眼光学系の第１面（眼側）の上下縁面と眼球の回旋点とを結ぶ少なくとも２本の接線より、略内側に存在する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】
頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測するヘッドマウントディスプレイであって、前記接眼光学系を覆う外装の全部が、右眼用の接眼光学系においては、前記接眼光学系の第１面（眼側）の左縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より、略右側に、左眼用の接眼光学系においては、前記接眼光学系の第１面（眼側）の右縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より、略左側に、存在することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
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であって、前記眼球の回旋点は、前記接眼光学系の第１面と眼の距離が、映像を観測可能な範囲で最大距離とされたときの眼球の回旋点であることを特徴とする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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等のディスプレイ上に表示された映像を、接眼レンズやハーフミラー等を有する光学系を介して拡大した虚像として観察する眼鏡タイプの映像表示装置が種々提案され、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれている。
【０００３】
この映像表示装置は、多くの場合、頭に巻いた形で頭部に装着する構成とされ、両眼に対応する位置に映像表示系を形成した両眼タイプと左右眼の一方の眼に対応する位置に映像表示系を形成した片眼タイプとがある。このうち、両眼タイプのものは、主として映像を楽しむための目的に使用されるが、片眼タイプのものは、例えばウエアラブルパソコン等の表示装置等や、作業者に指示を表示する表示装置としての使用方法が期待されている。
【０００４】
片眼タイプのヘッドマウントディスプレイは、左眼と右眼のどちらでも使用できるようにしておくことが好ましい。このようなことができる最も簡単な方式のヘッドマウントディスプレイは、装着時に上下左右方向を反転させて装着するだけで、本体に何も手を加えずに左眼用と右眼用の両用として使用できる方式のものである。
【特許文献１】特開平１１−１３６５９８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヘッドマウントディスプレイは、その使用の際に使用者の視界を遮ってしまうため、安全性を確保するためには、その表示部の外寸が小さいことが望まれる。しかし、表示部の接眼光学系の開口径は表示する映像の見かけ視界を決める大きなファクタであり、小さくすることができない。そのため使用者の視界を確保するには、接眼光学系の第一面より外に外装部材が見えないことが理想である。しかし、従来は次の以下に述べるように、光学系を外装部材と固定するためのカシメ部材が必要であり上記のことは達成されていなかった。
【０００６】
この例を図３に示す。図３は、表示部１１の詳細を示している。表示部１１の接眼レンズ１２、１３は、ケース１４中にかしめにより取り付けられている。ＬＣＤ等の表示デバイス１５上に形成された画像を、接眼レンズ１２、１３を介して拡大し、眼の網膜上に表示デバイス１５の像を結像する。
【０００７】
図３から明らかなように、眼１６に最も近い接眼光学系の接眼レンズ１２の眼側の面の外周（上下縁）と瞳の表面を結んだ２本の接線１７の外側に、ケース１４の一部分１４ａが存在する。
【０００８】
このような、眼に最も近い接眼光学系の接眼レンズ１２の眼側の面の外周（上下縁）と眼１６の瞳の表面を結んだ接線１７の外側に存在する部分１４ａのような部材は、ヘッドマウントディスプレイの本来の機能とは関係のない部分であり、視野を妨げるものである。よって、本来ならばない方が好ましい。なお、上記の説明においては、便宜上、接線１７は、接眼光学系の接眼レンズ１２の眼側の面の外周（上下縁）と眼１６の瞳の表面を結んだものとして説明したが、接眼光学系の接眼レンズ１２の眼側の面の外周（上下縁）と眼１６の回旋点を結んだものとして考えた方がより正確である。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、できるだけ無意味に視野を遮ることのない表示部を有する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】
【００１０】
前記課題を達成するための第１の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測するヘッドマウントディスプレイであって、前記接眼光学系を覆う外装の全部が、前記接眼光学系の第１面（眼側）の上下縁面と眼球の回旋点とを結ぶ少なくとも２本の接線より、略内側に存在することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１１】
本手段においては、接眼光学系の第１面（眼側）の上下縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線（実際には折線により構成される包絡面となる）より略外側（上下方向）には、接眼光学系を覆う外装部材が存在しない。よって、接眼光学系の第１面（眼側）の上下縁面と眼球の回旋点とで結ばれる接線より略外側（上下方向）の部分には、視野を遮るものを無くすことができる。
【００１２】
なお、「略内側」とは、厳密に内側でなくても製作誤差の範囲内で内側とみなせる範囲を意味し、これは他の手段（請求項）でも同じである。
【００１３】
前記課題を解決するための第２の手段は、頭部に装着された接眼光学系を用いて表示デバイスの虚像を観測するヘッドマウントディスプレイであって、前記接眼光学系を覆う外装の全部が、右眼用の接眼光学系においては、前記接眼光学系の第１面（眼側）の左縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より、略右側に、左眼用の接眼光学系においては、前記接眼光学系の第１面（眼側）の右縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より、略左側に、存在することを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【００１４】
本手段においては、右眼用の接眼光学系においては、接眼光学系の第１面（眼側）の左縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線（実際には折線により構成される包絡面となる）より略左側には、接眼光学系を覆う外装部材が存在しない。よって、接眼光学系の第１面（眼側）の左縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線（実際には折線により構成される包絡面となる）より略左側の部分には、視野を遮るものを無くすことができる。
【００１５】
同様、左眼用の接眼光学系においては、接眼光学系の第１面（眼側）の右縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線（実際には折線により構成される包絡面となる）より略右側には、接眼光学系を覆う外装部材が存在しない。よって、接眼光学系の第１面（眼側）の右縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線（実際には折線により構成される包絡面となる）より略右側の部分には、視野を遮るものを無くすことができる。
【００１６】
なお、右側用の接眼光学系においては、接眼光学系の第１面（眼側）の右縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より右側の部分は、映像を観察する時点において注視されない部分であるので、この部分に視野を遮るものが存在しても、あまり意識されず問題とならない。同様、左側用の接眼光学系においては、接眼光学系の第１面（眼側）の左縁面と眼球の回旋点とを結ぶ接線より左側の部分は、映像を観察する時点において注視されない部分であるので、この部分に視野を遮るものが存在しても、あまり意識されず問題とならない。
【００１７】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記眼球の回旋点は、前記接眼光学系の第１面と眼の距離が、映像を観測可能な範囲で最大距離とされたときの眼球の回旋点であることを特徴とするものである。
【００１８】
接眼光学系の第１面と眼の距離は、装着者によって変化し、また、同一装着者の場合にも、装着状態によって変化することがある。このような場合には、前述の眼球の回旋点として、接眼光学系の第１面と眼の距離が、映像を観測可能な範囲で最大距離とされたときの眼球の回旋点を採用すると、接眼光学系の第１面と眼の距離が変化しても、前記第１の手段、第２の手段の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、できるだけ無意味に視野を遮ることのない表示部を有するヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。以下の実施の形態においても、表示部の細かな構成は、図３に示した従来のものと変わりはないので、その細かな構成を省略し、本発明に関係のある部分のみを示した略図により説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイにおける外装部材の配置の制限を説明するための図である。図１において、１は眼球、Ｏは眼球の回旋点、２は瞳、３は表示部の接眼光学系の第１面（最も眼に近い面）を有するレンズ、４はレンズ３の上下縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線（実際には包絡面となる）、５は接眼光学系を覆う外装部材である。
【００２２】
図１に示すように、外装部材５は、眼球の回旋点Ｏと、レンズ３の上下縁面とを結ぶ接線４よりも、略内側に形成されるようになっている。よって、接線４の上下には、視野を遮る外装部材が存在しないので、眼球を、接線４よりも上下に動かしたとき、外界の様子を見ることができる。
【００２３】
同様のことは、左右方向についても言える。すなわち、外装部材５が、眼球の回旋点Ｏと、レンズ３の左右縁面とを結ぶ接線よりも、略内側に形成されるようにすれば、左右の視野を無意味に遮らなくて済む。
【００２４】
しかしながら、左右方向の場合には、上下方向と異なり、右目用の表示装置においては、レンズ３の右縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線より右側の方向を見ることがほとんど無い。よって、この部分には外装部材を設けても差し支えない。すなわち、右目用の表示装置においては、レンズ３の左縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線より略左側に視野の妨げとなるような外装部材を設けなければよい。同様、左目用の表示装置においては、レンズ３の左縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線より左側の方向を見ることがほとんど無い。よって、この部分には外装部材を設けても差し支えない。すなわち、左目用の表示装置においては、レンズ３の右縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線より略右側に視野の妨げとなるような外装部材を設けなければよい。
【００２５】
図２は、眼球と接眼光学系の第１面を有するレンズの距離が変化する場合の状態を示す図である。符号については、図１に示したものと同じものを表し、ダッシュのついていないものは、眼球と接眼光学系の第１面を有するレンズとの距離が、映像を観測可能な範囲で最大距離となった場合のもの、ダッシュのついているものは、眼球と接眼光学系の第１面を有するレンズとの距離が、それより短い場合のものを示す。
【００２６】
図２に示すように、外装部材５が、眼球１とレンズ３の距離が、映像を観測可能な範囲で最大距離となった場合の、レンズ３の上下縁面と眼球の回旋点Ｏとを結ぶ接線４の略内側のみに存在するようにしておけば、眼球１とレンズ３の距離がこれより近くなった場合でも、レンズ３の上下縁面と眼球の回旋点Ｏ’とを結ぶ接線４’の外側に外装部材５が見えることが無く、視野が妨げられることはない。このことは、左右方向についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイにおける外装部材の配置の制限を説明するための図である。
【図２】眼球と接眼光学系の第１面を有するレンズの距離が変化する場合の状態を示す図である。
【図３】従来のヘッドマウントディスプレイの表示部の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…眼球、２…瞳、３…レンズ、４…接線、５…外装部材、Ｏ…眼球の回旋点
【図１】
2007309961.tif 000003
【図２】
2007309961.tif 000004
【図３】
2007309961.tif 000005