(57)【要約】【課題】帽体、表示ユニット、処理ユニット、少なくとも一つの圧力検出素子及び連動機構を含むヘッドマウントディスプレーを提供する。【解決手段】表示ユニットは帽体に設置され、かつ少なくとも光学モジュール及び光学モジュールに接続されたミラーを含み、光学モジュールが少なくとも一つの映像をミラーに投影する。処理ユニットは帽体に設置され、かつ光学モジュールに電気的に接続され、少なくとも一つの表示信号を光学モジュールに転送する。圧力検出素子は帽体に設置され、かつ処理ユニットに電気的に接続され、帽体が受ける外力を検出するとともに、処理ユニットに圧力検出信号を送信する。連動機構は処理ユニットに電気的に接続され、かつ表示ユニットに接続され、外力が所定値より大きい場合、処理ユニットは連動機構を駆動させることにより、ミラーがユーザーの顔面部から離れるようにする。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの着用に適したヘッドマウントディスプレーであって、
帽体と、
前記帽体に設置され、かつ少なくとも光学モジュール及び前記光学モジュールに接続されたミラーを含み、前記光学モジュールが少なくとも一つの映像を前記ミラーに投影する表示ユニットと、
前記帽体に設置され、かつ前記光学モジュールに電気的に接続され、少なくとも一つの表示信号を前記光学モジュールに転送し、前記光学モジュールが前記表示信号を映像に変換する処理ユニットと、
前記帽体に設置され、かつ前記処理ユニットに電気的に接続され、前記帽体が受ける外力を検出するとともに、前記処理ユニットに圧力検出信号を送信する少なくとも一つの圧力検出素子と、
前記処理ユニットに電気的に接続され、かつ前記表示ユニットに接続された連動機構とを含み、
前記外力が所定値より大きい場合、前記処理ユニットは前記連動機構を駆動させることにより、前記表示ユニットの前記ミラーが前記ユーザーの顔面部から離れるようにするヘッドマウントディスプレー。
【請求項２】
前記帽体は緩衝材分布領域を有し、かつ前記光学モジュール及び前記処理ユニットが前記緩衝材分布領域に位置する、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項３】
前記処理ユニットは前記連動機構を駆動させることにより、前記ミラーをユーザーの目の前方の位置から前記緩衝材分布領域に移動させる、請求項２に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項４】
前記連動機構は、
前記処理ユニットに電気的に接続されたプッシュロッドと、
第一端部及び前記第一端部に対向する第二端部を有し、かつ前記第一端部が前記プッシュロッドに接続され、前記第二端部が前記光学モジュールに接続された回転フックロッドセットとを含む、請求項３に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項５】
前記処理ユニットは前記プッシュロッドを駆動させて、前記プッシュロッドが前記第一端部を押すことにより、前記第二端部が前記光学モジュールを移動させ、かつ前記光学モジュールが前記ミラーを前記緩衝材分布領域に移動させる、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項６】
前記連動機構が前記ミラーに脱着可能に接続され、前記ミラーが前記光学モジュールに脱着可能に接続されており、かつ前記処理ユニットが前記連動機構を駆動させることにより、前記ミラーを前記連動機構及び前記光学モジュールから離脱させる、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項７】
前記所定値が３００Ｇである、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項８】
前記処理ユニットはさらに少なくとも一つの制御回路板を含み、かつ前記圧力検出素子が前記制御回路板上に配置される、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレー。
【請求項９】
前記連動機構はスライドレールを含み、かつ前記処理ユニットが前記連動機構を駆動させることにより、前記表示ユニットの前記ミラーが前記スライドレールに沿って前記ユーザーの顔面部から離れるようにする、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレー。
【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ーに関し、特に保護機能を有するヘッドマウントディスプレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレーを備えたヘルメットは既に市販されているが、これらの製品はいずれも表示用の光学素子を収納できない外設仕様であるため、ヘルメットが外力による衝撃を受けた場合、光学素子が破損、分離しやすく、ユーザーの顔面部又はその他の部位を負傷させる恐れがある。そのため、外力の衝撃を受けてもユーザーが素子によって負傷しないよう保護できるヘッドマウントディスプレーの開発が急務であった。
【０００３】
この「背景技術」段落の内容は本発明の内容の理解を助けるためのものであり、「背景技術」段落に記載される内容は、当技術分野の常用知識を持っている者が把握していること以外の従来技術も含むことができる。「背景技術」段落に記載される内容は、「背景技術」の内容又は本発明の一個又は複数個の実施例が解決しようとする問題を代表するものではなく、本発明の出願前に当技術分野の常用知識を持っている者が既に把握又は承知しているものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は保護機能を有するヘッドマウントディスプレーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴において明確にする。
【０００６】
上記一つ若しくは一部若しくは全部の目的、又はその他の目的を達成すべく、本発明の実施例はユーザーの着用に適したヘッドマウントディスプレーを提供し、該ヘッドマウントディスプレーは帽体、表示ユニット、処理ユニット、少なくとも一つの圧力検出素子及び連動機構を含む。表示ユニットは帽体に設置され、かつ少なくとも光学モジュール及び光学モジュールに接続されたミラーを含み、光学モジュールが少なくとも一つの映像をミラーに投影する。処理ユニットは帽体に設置され、かつ光学モジュールに電気的に接続され、処理ユニットが少なくとも一つの表示信号を光学モジュールに転送し、光学モジュールが表示信号を映像に変換する。圧力検出素子は帽体に設置され、かつ処理ユニットに電気的に接続され、圧力検出素子は帽体が受ける外力を検出するとともに、処理ユニットに圧力検出信号を送信する。連動機構は処理ユニットに電気的に接続され、かつ表示ユニットに接続され、外力が所定値より大きい場合、処理ユニットは連動機構を駆動させることにより、表示ユニットのミラーをユーザーの顔面部から離れるようにする。
【０００７】
本発明の一実施例において、帽体は緩衝材分布領域を有し、かつ光学モジュール及び処理ユニットが緩衝材分布領域に位置する。処理ユニットは連動機構を駆動させることにより、ミラーをユーザーの目の前方の位置から前記緩衝材分布領域に移動させてもよい。
【０００８】
本発明の一実施例において、連動機構はプッシュロッド及び回転フックロッドセットを含む。プッシュロッドは処理ユニットに電気的に接続され、回転フックロッドセットが第一端部及び第一端部に対向する第二端部を有し、かつ第一端部がプッシュロッドに接続され、第二端部が光学モジュールに接続される。処理ユニットはプッシュロッドを駆動させて、プッシュロッドが第一端部を押すことにより、第二端部が光学モジュールを移動させて、光学モジュールがミラーを緩衝材分布領域に移動させてもよい。
【０００９】
本発明の一実施例において、連動機構がミラーに脱着可能に接続され、ミラーが光学モジュールに脱着可能に接続され、処理ユニットが連動機構を駆動させることにより、ミラーを連動機構と光学モジュールから離脱させてもよい。
【００１０】
本発明の一実施例において、処理ユニットが連動機構を駆動させる外力の所定値は３００Ｇであってもよい。
【００１１】
本発明の一実施例において、処理ユニットは少なくとも一つの制御回路板を含み、かつ圧力検出素子が制御回路板上に配置されてもよい。
【００１２】
本発明の一実施例において、連動機構はスライドレールを含み、かつ処理ユニットが連動機構を駆動させることにより、表示ユニットのミラーがスライドレールに沿ってユーザーの顔面部から離れるようにしてもよい。
【００１３】
上記各実施例の設計により、例えば衝突による外力が所定値より大きい場合、処理ユニットは連動機構を駆動させて、ユーザーの顔面部付近にある素子（例えばミラー）をユーザーの顔面部から離れる方向に移動させることにより、ユーザーを保護し、かつユーザーを負傷させる可能性のある該素子は緩衝材が敷かれた緩衝材分布領域に移動させられ、ユーザー負傷の確率をさらに低減できる。従って、本発明の実施例の保護機能は構造が簡単だけではなく、反応が迅速であり、優れた保護効果を提供できる。
【００１４】
本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴から一層理解を深めることができる。本発明の上記及びその他の目的、特徴と利点をより明確にするため、以下は実施例を挙げて、図面を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の一実施例のヘッドマウントディスプレーの断面概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例のヘッドマウントディスプレーの断面概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例の連動機構の拡大概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例の連動機構の拡大概略図である。
【図３】本発明の一実施例のヘッドマウントディスプレーの保護機能効果を説明する概略図である。
【図４】本発明の別の実施例の連動機構の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上記又はその他の技術内容、特徴及び効果をより明確にするため、以下は図面を参照しながら実施例を詳しく説明する。以下の実施例における方向用語、例えば、上、下、左、右、前又は後などは、図面を参照した方向のみを意味する。そのため、ここで用いる方向用語は説明のみが目的であり、本発明を限定するものではない。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂは本発明の一実施例のヘッドマウントディスプレーの断面概略図であり、図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれヘッドマウントディスプレーの保護機能が作動前及び作動後の素子の相対位置関係を示している。図１Ａ及び図１Ｂが示すように、ユーザーの着用に適したヘッドマウントディスプレー１０は帽体１２、表示ユニット１４、処理ユニット１６、少なくとも一つの圧力検出素子１８及び連動機構２２を含む。表示ユニット１４は帽体１２に設置され、かつ、少なくとも光学モジュール１４ａ及び光学モジュール１４ａに接続されたミラー１４ｂを含み、光学モジュール１４ａは少なくとも一つの映像をミラー１４ｂに投影する。ミラー１４ｂは例えば光学コンバイナ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｂｉｎｅｒ）の機能を提供することができ、ユーザー３２はヘッドマウントディスプレー１０を装着後、例えばミラー１４ｂにより、光学モジュール１４ａが投影した映像（拡大虚像）を見ることができると同時に、外部環境を観察することもできる。一実施例において、ミラー１４ｂとして透明シートを設け、その上に反射層を塗布し、光学モジュール１４ａが投影した映像を反射し、同時に外部環境の光を通過させるようにしてもよい。処理ユニット１６は帽体１２に設置され、かつ光学モジュール１４ａに電気的に接続される。処理ユニット１６は少なくとも一つの表示信号を光学モジュール１４ａに転送し、そして光学モジュール１４ａが表示信号を映像に変換してミラー１４ｂに投影する。圧力検出素子１８は帽体１２に設置され、かつ処理ユニット１６に電気的に接続され、圧力検出素子１８は帽体１２が受ける外力を検出し、かつ圧力検出信号を処理ユニット１６に送信する。連動機構２２は処理ユニット１６に電気的に接続され、かつ表示ユニット１４に接続されており、例えば衝突による外力が帽体１２に印加された場合、圧力検出素子１８は帽体１２が受ける外力の大きさを検出するとともに、圧力検出信号を処理ユニット１６に送信する。検出された外力が所定値より大きい場合、処理ユニット１６は連動機構２２を駆動させて、表示ユニット１４を安全領域に移動させてもよい。例えば、表示ユニット１４のミラー１４ｂがユーザー３２の顔面部から離れるように、表示ユニット１４を移動させることにより、ユーザー３２を保護する。上記保護機能を作動させる外力の所定値は実際の状況によって変更可能であり、例えば、ヘルメットメーカーが設計要求に従って変更することが可能であり、一実施例において、上記所定値が例えば３００Ｇであってもよい。また、一実施例において、処理ユニット１６は少なくとも一つの制御回路板２４を含み、かつ圧力検出素子１８が制御回路板２４上に配置されてもよいが、これに限定されない。外力検出の感度を高めるよう、圧力検出素子１８が複数あって、帽体１２の異なる位置に分布されてもよい。
【００１８】
図２Ａ及び図２Ｂが示すように、一実施例において、連動機構２２は例えばプッシュロッド２２ａ及び回転フックロッドセット２２ｂを含んでもよい。プッシュロッド２２ａは処理ユニット１６に電気的に接続され、回転フックロッドセット２２ｂは第一端部Ｐ及び第一端部Ｐに対応する第二端部Ｑを有し、第一端部Ｐがプッシュロッド２２ａに接続され、第二端部Ｑが光学モジュール１４ａに接続されてもよい。ヘッドマウントディスプレー１０に衝突した外力が所定値より大きい場合、図２Ａが示す連動機構２２は作動して、図２Ｂが示す素子相対位置になる。詳しく言うと、外力が所定値より大きい場合、処理ユニット１６がプッシュロッド２２ａを駆動させ、プッシュロッド２２ａが回転フックロッドセット２２ｂの第一端部Ｐを押し、そして回転フックロッドセット２２ｂがその第二端部Ｑに接続された光学モジュール１４ａを動かすことにより、帽体１２内における光学モジュール１４ａ及びミラー１４ｂの位置を変更する。図３からヘッドマウントディスプレー１０の保護機能効果をはっきりわかるように、外力が所定値より大きい場合、ユーザー３２の顔面部を避けるように、連動機構２２は例えば表示ユニット１４を上に移動させる（位置Ｍから位置Ｎに移動）。本実施例において、帽体１２の内部に緩衝材、例えばスポンジ、スタイロフォーム（発泡スチロール、ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）又は発泡樹脂などの材料が敷かれてなる緩衝材分布領域２６があり、かつ光学モジュール１４ａ及び処理ユニット１６が緩衝材分布領域２６内に位置し、保護効果を提供する。連動機構２２の作動前にミラー１４ｂが緩衝材分布領域２６外に位置している可能性があるため、外力の衝撃により処理ユニット１６が連動機構２２を駆動させた場合、連動機構２２はミラー１４ｂを動かして、ミラー１４ｂを例えばユーザーの目の前方に近い位置から緩衝材が敷かれた緩衝材分布領域２６内に移動させ、ミラー１４ｂによりユーザーを負傷させる確率を一層低減させることができる。もちろん、本実施例において、ミラー１４ｂを完全に緩衝材分布領域２６内に収め込む必要がなく、その一部が緩衝材分布領域２６に入るだけでもユーザー負傷の確率を低減する効果が得られる。
【００１９】
図４が示すように、別の実施例において、連動機構２２は例えばスライドレール２８を含み、外力の衝撃が所定値より大きい場合、表示ユニット１４の光学モジュール１４ａが例えば磁力又は牽引力の働きによりスライドレール２８を沿ってスライドして、ミラー１４ｂがスライドレール２８に沿ってユーザー３２の顔面部から離れるようにしてもよい。もちろん、連動機構２２の設計に如何なる制限もなく、例えばスライドレール２８を図２Ａ及び２Ｂのプッシュロッド２２ａ及び回転フックロッドセット２２ｂと合わせて利用してもよい。別の実施例において、連動機構２２を脱着可能な接続方式でミラー１４ｂに接続させ、ミラー１４ｂを脱着可能な接続方式で光学モジュール１４ａに接続させ、処理ユニット１６が連動機構２２を駆動させた後、ミラー１４ｂをユーザーの顔面部から離れる方向に動かして、連動機構２２と光学モジュール１４ａから離脱させ、ユーザー３２の負傷を回避するようにしてもよい。
【００２０】
以上により、本発明の実施例は以下の利点の一つを有し、上記各実施例の設計により、例えば衝突による外力が所定値より大きい場合、ユーザーを保護するよう、処理ユニットは連動機構を駆動させることにより、ユーザーの顔面部付近の素子（例えばミラー）をユーザーの顔面部から離れる方向に移動させ、かつユーザーを負傷させる可能性のある上記素子を緩衝材が敷かれた緩衝材分布領域に移動させて、ユーザー負傷の確率を一層低減させることができる。従って、本発明の実施例の保護機能は構造が簡単だけではなく、反応が迅速であり、優れた保護効果を提供できる。
【００２１】
以上に説明したのは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲はこれらに限定されない。本発明の特許出願の範囲及び発明の明細書に基づく簡単かつ同効果を有する変更及び修正は、すべて本発明の特許請求の範囲に属する。また、本発明の任意の実施例又は請求の範囲は本発明が開示した全ての目的又は利点又は特徴を含む必要がない。その他、本明細書又は請求の範囲における「第一」、「第二」などの用語は素子を命名する名称又は異なる実施例や範囲を区別することのみが目的であり、素子の数量の上限又は下限を限定するものではない。
【符号の説明】
【００２２】
１０    ヘッドマウントディスプレー
１２    帽体
１４    表示ユニット
１４ａ    光学モジュール
１４ｂ    ミラー
１６    処理ユニット
１８    圧力検出素子
２２    連動機構
２２ａ    プッシュロッド
２２ｂ    回転フックロッドセット
２４    制御回路板
２６    緩衝材分布領域
２８    スライドレール
３２    ユーザー
Ｐ    第一端部
Ｑ    第二端部
Ｍ、Ｎ    位置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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