(57)【要約】【課題】本発明は、レンズモジュールを有する表示装置を提供する。【解決手段】  表示ユニット及び少なくとも１つのレンズモジュールを含む表示装置が提供される。少なくとも１つのレンズモジュールは、第１レンズ鏡筒、第２レンズ鏡筒、少なくとも１つのレンズ及び駆動ユニットを含む。第１レンズ鏡筒は、表示ユニットに隣接される。第２レンズ鏡筒は、筒体及びラックを含む。筒体は第１レンズ鏡筒と螺合し、ラックは筒体の周りに配置される。少なくとも１つのレンズは筒体内に配置される。駆動ユニットはラックと係合する。駆動ユニットは、筒体を駆動してラックを介して回転するように構成され、これにより、第２レンズ鏡筒は、第１レンズ鏡筒に対して相対移動し、少なくとも１つのレンズと表示ユニットとの間の距離を変える。【選択図】図３
2017068232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示ユニットと、
少なくとも１つのレンズモジュールと、
を含み、
前記少なくとも１つのレンズモジュールは、
前記表示ユニットに隣接される第１レンズ鏡筒と、
筒体及びラックを含む第２レンズ鏡筒であって、前記筒体は前記第１レンズ鏡筒と螺合し、前記ラックは前記筒体の周りに配置される、第２レンズ鏡筒と、
前記第２レンズ鏡筒の前記筒体内に配置される少なくとも１つのレンズと、
前記ラックと係合し、前記筒体を駆動して前記ラックを介して回転するように構成され、これにより、前記第２レンズ鏡筒は、前記第１レンズ鏡筒に対して相対移動して、前記少なくとも１つのレンズと前記表示ユニットとの間の距離を変えるように適応させる、駆動ユニットと、を含む、
表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレンズは、光軸を有し、前記駆動ユニットは、前記筒体を駆動して、回転軸としての前記光軸に並行な軸をとることによって回転するように構成され、これにより、前記第２レンズ鏡筒は、前記光軸に沿って前記第１レンズ鏡筒に対して相対移動する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示ユニット及び前記少なくとも１つのレンズモジュールを収容することができるケースを更に含み、前記表示ユニット及び前記第１レンズ鏡筒は、前記ケースに固定される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示ユニット及び前記少なくとも１つのレンズモジュールを収容することができるケースを更に含み、前記駆動ユニットは、前記ケースの外部に少なくとも部分的に位置する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記ケースはスロットを有し、前記駆動ユニットは、前記スロットを貫通することによって、前記ケースの外部に少なくとも部分的に位置する、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記駆動ユニットは前記第１レンズ鏡筒に配置される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記駆動ユニットは駆動ギアを含み、前記駆動ギアは前記ラックと係合する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記駆動ユニットは、駆動ギア及びアイドラーギアを含み、前記アイドラーギアは、前記駆動ギアと前記ラックとの間で係合する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記筒体は雄ねじを有し、前記第１レンズ鏡筒は雌ねじを有し、前記筒体及び前記第１レンズ鏡筒は、前記雄ねじ及び前記雌ねじを介して互いに螺合する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ラックは前記筒体に一体形成される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示装置はウェアラブル型表示装置である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示ユニットは反射型表示ユニットである、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのレンズモジュールの数は、２である、請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、レンズモジュールを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）は、ウェアラブル型装置に関する分野において鍵となる装置の一つである。頭部搭載型ディスプレイを使用することによって、ユーザは、頭部搭載型ディスプレイの表示パネルによって表示された仮想現実（ＶＲ）画像を見る。
【０００３】
詳細には、表示パネルから生成された画像光線が、頭部搭載型ディスプレイにおけるレンズモジュールを通過し、次いで、ユーザの目に届く。通常、レンズモジュールは、レバーによって駆動され、ユーザが外力をレバーに加える間に焦点合わせを行い、レンズモジュールは焦点合せが完了した後、係止されなければならない。しかしながら、係止工程ではレンズモジュールの予想外の動きを生じさせ、これが焦点合わせの精度を低下させ、頭部搭載型ディスプレイの操作を不便にする。
【０００４】
「背景技術」に開示された情報は、記載した技術背景の理解を高めるためだけのものであり、それ故、当業者に既知の先行技術を形成しない情報も含むことができる。更に、「背景技術」に記載された情報は、本発明の１つ以上の実施形態によって解決される１つ以上の課題が、当業者に認識されたということを意味しない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、焦点合わせの精度が高い表示装置に関し、かつ、操作するのに便利である。
【０００６】
本発明の他の目的及び利点は、本発明の開示の技術的な特徴から更に理解することができる。
【０００７】
前述の目的又は他の目的のうちの少なくとも１つを達成するために、本発明の一実施形態において、表示ユニット及び少なくとも１つのレンズモジュールを含む表示装置が提供される。少なくとも１つのレンズモジュールは、第１レンズ鏡筒、第２レンズ鏡筒、少なくとも１つのレンズ及び駆動ユニットを含む。第１レンズ鏡筒は表示ユニットに隣接される。第２レンズ鏡筒は筒体（ｂａｒｒｅｌ  ｂｏｄｙ）及びラックを含む。筒体は第１レンズ鏡筒と螺合し、ラックは筒体の周りに配置される。少なくとも１つのレンズは、第２レンズ鏡筒の筒体内に配置される。駆動ユニットはラックと係合する。駆動ユニットは、筒体を駆動してラックを介して回転するように構成され、これにより、第２レンズ鏡筒は、第１レンズ鏡筒に対して相対移動して、少なくとも１つのレンズと表示ユニットとの間の距離を変えるように適応させる。
【０００８】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのレンズは、光軸を有し、駆動ユニットは、筒体を駆動して、回転軸として光軸に並行な軸をとることによって回転するように構成され、これにより、第２レンズ鏡筒は、光軸に沿って第１レンズ鏡筒に対して相対移動する。
【０００９】
本発明の一実施形態において、表示装置は、表示ユニット及び少なくとも１つのレンズモジュールを収容することができるケースを更に含む。表示ユニット及び第１レンズ鏡筒は、ケースに固定される。
【００１０】
本発明の一実施形態において、表示装置は、表示ユニット及び少なくとも１つのレンズモジュールを収容することができるケースを更に含む。駆動ユニットは、ケースの外部に少なくとも部分的に位置する。
【００１１】
本発明の一実施形態において、ケースはスロットを有し、駆動ユニットは、スロットを貫通することによって、ケースの外部に少なくとも部分的に位置する。
【００１２】
本発明の一実施形態において、駆動ユニットは第１レンズ鏡筒に配置される。
【００１３】
本発明の一実施形態において、駆動ユニットは駆動ギアを含み、駆動ギアはラックと係合する。
【００１４】
本発明の一実施形態において、駆動ユニットは、駆動ギア及びアイドラーギアを含み、アイドラーギアは、駆動ギアとラックとの間で係合する。
【００１５】
本発明の一実施形態において、筒体は雄ねじを有し、第１レンズ鏡筒は雌ねじを有し、筒体及び第１レンズ鏡筒は、雄ねじ及び雌ねじを介して互いに螺合する。
【００１６】
本発明の一実施形態において、ラックは筒体に一体形成される。
【００１７】
本発明の一実施形態において、表示装置はウェアラブル型表示装置である。
【００１８】
本発明の一実施形態において、表示ユニットは反射型表示装置である。
【００１９】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのレンズモジュールの数は、２である。
【００２０】
前述の記載に基づき、本発明の実施形態は以下の利点のうちの少なくとも１つを有する。本発明の実施形態の表示装置において、第２レンズ鏡筒は、ラックを有し、ラックによって駆動ユニットと係合する。駆動ユニットは、第２レンズ鏡筒を駆動してラックを介して回転するように構成され、レンズモジュールの焦点合わせを行うようにする。本発明の実施形態において、焦点合わせが完了した後、第２レンズ鏡筒はラックと駆動ユニットとの間の係合によって位置決めされ、従って、焦点合わせ完了後に、レンズモジュールに対して係止工程を行う必要がない。その結果、係止工程によって生じるレンズモジュールの予期せぬ動きは防がれ、これにより、焦点合わせの精度は向上し、表示装置は操作するのに便利である。
【００２１】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、本発明の実施形態によって開示された更なる技術的特徴から更に理解することができ、単に本発明を実施するのに最も適した形態を説明するために、本発明の好ましい実施形態を図示及び説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するように含まれ、本明細書の一部に組み込まれ、かつ、構成する。図面は、説明と共に本発明の実施形態を説明し、本発明の本質を説明する役割を果たす。
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従った、表示装置とユーザとの間の関係の概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に従った、表示装置の斜視図である。
【図２】別の角度から見た図１Ｂにおける表示装置の部分的構成要素の斜視図である。
【図３】図２における表示装置の展開図である。
【図４】本発明の別の実施形態に従った、表示装置の部分的構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、本発明が実施され得る特定の実施形態を図示するために示される添付の図面を参照する。これに関し、方向を表す用語、例えば「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「前部（ｆｒｏｎｔ）」、「後部（ｂａｃｋ）」などは、説明されている図の向きを基準として使用される。本発明の構成要素は、多くの異なる向きにおいて位置決めされることができる。そのように、方向を表す用語は、図示を目的として使用され、限定するものではない。一方で、図面は概略的なだけであり、構成要素の大きさは明確にするために誇張され得る。他の実施形態が利用され、本発明の範囲から逸脱することなく構造的な変更が行われ得るということを理解されたい。また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明を目的とするものであり、限定するものとして考えられるべきではないということを理解されたい。本明細書における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形は、追加項目と同様に、以下に列挙した項目及びその均等物を包含することを意味する。制限されない限り、本明細書における用語「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「取り付けられる（ｍｏｕｎｔｅｄ）」及びその変形は、広く使用され、直接的かつ間接的な接続、連結及び取り付けを包含する。同様に、本明細書における用語「面する（ｆａｃｉｎｇ，ｆａｃｅｓ）」及びその変形は、広く使用され、直接的かつ間接的に面することを包含し、本明細書における「〜に隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ  ｔｏ）」及びその変形は、広く使用され、直接的かつ間接的に「〜に隣接する」を含有する。従って、本明細書における、「Ｂ」構成要素に面する「Ａ」構成要素、という記載は、「Ａ」構成要素は「Ｂ」構成要素に直接的に面する、という状態や、あるいは、「Ａ」構成要素と「Ｂ」構成要素との間に１つ以上の追加的な構成要素がある、という状態を含むことができる。また、本明細書における「Ｂ」構成要素「に隣接する」「Ａ」構成要素、という記載は、「Ａ」構成要素は直接的に「Ｂ」構成要素「に隣接する」という状態や、あるいは、「Ａ」構成要素と「Ｂ」構成要素との間に１つ以上の追加的な構成要素がある、という状態を含むことができる。従って、図面及び説明は、実際には説明的なものとして考えられるべきであり、制限的なものとして考えられるべきではない。
【００２４】
図１Ａは、本発明の一実施形態に従った、表示装置とユーザとの間の関係の概略図である。図１Ａを参照すると、表示装置１００は、表示ユニット１１０と、少なくとも１つのレンズモジュール１２０を含む（例えば、１つのレンズモジュール１２０は図１Ａに図示されている）。本実施形態において、レンズモジュール１２０は、ユーザ５０に対応しているように構成され、レンズモジュール１２０内のレンズは、表示ユニット１１０とユーザ５０との間に配置される。しかしながら、他の実施形態において、表示装置１００は、２つ以上のレンズモジュールを含むことができ、関連のある詳細は、以下の実施形態で説明される。
【００２５】
図１Ｂは、本発明の一実施形態に従った表示装置の斜視図である。図２は、別の角度からの図１Ｂにおける表示装置の部分的な構成要素の斜視図である。図３は、図２における表示装置の展開図である。図１Ｂ、図２及び図３を参照すると、本実施形態の表示装置１００は、表示ユニット１１０及び２つのレンズモジュール１２０を含み、本実施形態の２つのレンズモジュール１２０は、それぞれ、ユーザの２つの目に対応しているように構成される。本実施形態において、表示ユニット１１０によって提供される画像光線は、レンズモジュール１２０を通過して、次いでユーザの目に到達するように構成される。明確にするために、表示ユニット１１０は図１Ｂの他の構成要素とは別のものとして図示される。
【００２６】
本実施形態において、表示装置１００は、例えば、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）又は他の種類のウェアラブル型表示装置であり、本発明はそれらに限定されない。本実施形態において、表示装置１００の表示ユニット１１０は、例えば、アクティブ型表示ユニット（液晶ディスプレイなど）又は他の種類の反射型／半透過反射型（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）表示装置（ＤＭＤ又はＬＣＯＳ装置など）であり、本発明はそれらに制限されない。
【００２７】
レンズモジュール１２０の各々は、第１レンズ鏡筒１２２、第２レンズ鏡筒１２４、少なくとも１つのレンズ１２６（例えば、２つのレンズが図３に図示されている）及び駆動ユニット１２８を含む。第１レンズ鏡筒１２２は表示ユニット１１０に隣接される。第２レンズ鏡筒１２４は、筒体１２４ａと、筒体１２４ａの周りに配置されるラック１２４ｂとを含む。本実施形態において、ラック１２４ｂは、例えば、筒体１２４ａと一体形成されることができるが、それに限らない。レンズ１２６は、筒体１２４ａ内に配置される。本実施形態において、筒体１２４ａは、雄ねじＴ１を有し、第１レンズ鏡筒１２２は雌ねじＴ２を有し、筒体１２４ａ及び第１レンズ鏡筒１２２は、雄ねじＴ１及び雌ねじＴ２を介して互いに螺合する。第２レンズ鏡筒１２４のラック１２４ｂは、第１レンズ鏡筒１２２よりもユーザに近い。
【００２８】
本実施形態において、駆動ユニット１２８は、例えば、駆動ギアであり、かつ、ラック１２４ｂと係合し、駆動ユニット１２８は、例えば、第１レンズ鏡筒１２２のピラー１２２ａ（図３に図示）に配置される。駆動ユニット１２８は、筒体１２４ａを駆動してラック１２４ｂを介して回転するように構成され、これにより、第２レンズ鏡筒１２４は、第１レンズ鏡筒１２２に対して相対移動してレンズ１２６と表示ユニット１１０との間の距離を変え、レンズモジュール１２０の各々の焦点合わせを行うようにする。
【００２９】
本実施形態において、焦点合わせが完了した後、第２レンズ鏡筒１２４は、ラック１２４ｂと駆動ユニット１２８との間の係合によって位置決めされ、それ故、焦点合わせ完了後にレンズモジュール１２０の各々に対する係止工程を行う必要がない。その結果、係止工程によって生じるレンズモジュール１２０の各々の予期せぬ動きが防がれ、これにより、焦点合わせの精度が向上し、表示装置１００は操作するのに便利である。
【００３０】
特に、本実施形態のレンズ１２６の各々は、光軸Ａ１（図３に図示）を有し、駆動ユニット１２８は筒体１２４ａを駆動して回転軸としての光軸Ａ１に並行な軸Ａ２（図３に図示）をとることによって回転するように構成され、これにより、第２レンズ鏡筒１２４は光軸Ａ１に沿って第１レンズ鏡筒１２２に対して相対移動する。
【００３１】
本実施形態において、表示装置１００は、表示ユニット１１０及びレンズモジュール１２０を収容することができるケース１３０を更に含む。本実施形態において、表示ユニット１１０及び第１レンズ鏡筒１２２は、ケース１３０に固定されて互いに接続される。更に、本実施形態において、ケース１３０は、２つのスロット１３０ａを更に有し、駆動ユニット１２８の各々は、対応するスロット１３０ａを貫通することによって、ケース１３０の外部に少なくとも部分的に位置し、これにより、ユーザは駆動ユニット１２８の各々に力を加えて、駆動ユニット１２８を回転させることができる。
【００３２】
図４は、本発明の別の実施形態に従った、表示装置の部分的な構造の概略図である。図４に図示した実施形態のレンズモジュール２２０において、ラック２２４ｂ、レンズ２２６及び駆動ユニット２２８の配置及び操作は、図１Ｂ、図２及び図３に図示したラック１２４ｂ、レンズ１２６及び駆動ユニット１２８の配置及び操作と同様である。レンズモジュール１２０とレンズモジュール２２０との間の違いは、駆動ユニット２２８が駆動ギア２２８ａ及びアイドラーギア２２８ｂを更に含み、アイドラーギア２２８ｂは駆動ギア２２８ａとラック２２４ｂとの間で係合するという点である。アイドラーギア２２８ｂの配置によって、駆動ギア２２８ａの配置位置は、レンズモジュール２２０の全体的な設計により高い柔軟性に従う。
【００３３】
要約すると、本発明の実施形態は、以下の利点のうちの少なくとも１つを有する。本発明の実施形態の表示装置において、第２レンズ鏡筒はラックを有し、ラックによって駆動ユニットと係合する。駆動ユニットは、第２レンズ鏡筒を駆動してラックを介して回転するように構成され、レンズモジュールの焦点合わせを行うようにする。本発明の実施形態において、焦点合わせを完了した後、第２レンズ鏡筒は、ラックと駆動されたユニットとの間の係合によって位置決めされ、それ故、焦点合わせを完了した後にレンズモジュールに対する係止工程を行う必要がない。その結果、係止工程によって生じるレンズモジュールの予期せぬ動きは防がれ、これにより、焦点合わせの精度は向上し、表示装置は操作するのに便利である。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、図示及び説明を目的として提示されてきた。開示された詳細な形状に対して、あるいは、例示的な実施形態に本発明に対して、排他的又は限定的であるよう意図されない。従って、前述の説明は、制限的というよりはむしろ、説明的なものとして考えられるべきである。多くの修正形及び変更形が当業者にとって明らかであることは明白であろう。本発明の本質及びその最良の実用的な適用を最も良く説明するために、実施形態が選択され、かつ、説明される。それによって、当業者は、企図された実施態様又は特定の使用に適するような種々の実施形態に関する、かつ、種々の変更形を有する、本発明を理解することができる。別段の指示がない限り、全ての用語は合理的に最も広義で意味される、本明細書に添付された請求項及びその均等物によって、本発明の範囲が定義されるということが意図される。それ故、「本発明（ｔｈｅ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」などという用語は、必ずしも特定の実施形態に請求項の範囲を限定するのではなく、本発明の特に好ましい例示的な実施形態の参照は、本発明における限定を意味せず、そして、そのような限定は推測されない。本発明は、添付の請求項の精神及び範囲によってのみ限定される。更に、これら請求項は、名詞又は要素が伴う、「第１」、「第２」などの使用を言及することができる。そのような用語は、専門語（ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ）として理解されるべきであり、特定の数字が与えられない限り、そのような専門語によって修正された要素の数に限定を与えるものとして解釈されるべきではない。本開示の要約は、要約を必要とする規定に従って提供され、検索者は、本開示から発行されたいかなる特許に関する技術的開示の主題も迅速に解明することができる。本要約書は、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するように使用されないとの理解に基づいて提出されるものである。記載された任意の利点及び利益は、本発明の全ての実施形態に適用しなくてよい。以下の請求項によって定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって説明される実施形態において、変形を行うことができるということが諒解されるべきである。更に、要素及び構成要素が、以下の請求項で明確に記載されているかどうかに関わらず、本開示におけるいかなる要素及び構成要素も公衆に献呈されるように意図されない。
【符号の説明】
【００３５】
５０  ユーザ
１００  表示装置
１１０  表示ユニット
１２０  レンズモジュール
１２２  第１レンズ鏡筒
１２２ａ  ピラー
１２４  第２レンズ鏡筒
１２４ａ  筒体
１２４ｂ  ラック
１２６  レンズ
１２８  駆動ユニット
１３０  ケース
１３０ａ  スロット
２２０  レンズモジュール
２２４ｂ  ラック
２２６  レンズ
２２８  駆動ユニット
２２８ａ  駆動ギア
２２８ｂ  アイドラーギア
Ａ１  光軸
Ａ２  軸
【図１Ａ】
2017068232.tif 000003
【図１Ｂ】
2017068232.tif 000004
【図２】
2017068232.tif 000005
【図３】
2017068232.tif 000006
【図４】
2017068232.tif 000007