JPH11119148A - 光学視覚装置 - Google Patents

光学視覚装置

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JPH11119148A
JPH11119148A JP9281766A JP28176697A JPH11119148A JP H11119148 A JPH11119148 A JP H11119148A JP 9281766 A JP9281766 A JP 9281766A JP 28176697 A JP28176697 A JP 28176697A JP H11119148 A JPH11119148 A JP H11119148A
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JP
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rotation
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pad
forehead pad
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JP9281766A
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Yutaka Nakatsu
豊 中津
Naka Shibata
仲 柴田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学視覚装置の小型軽量化を図る。 【解決手段】 額パッド部12が矢印b方向に回転した
ときには前フレーム11の背面とパッドカバー20の前
面との所定部分を接触面Sにより当接させることで回転
範囲を制限し、矢印c方向に回転したときには前フレー
ム11のリブ11dとパッドカバー20の回転防止リブ
20fとを当接させることで回転範囲を制限するように
して、別途額パッド部12を支持したり、回転範囲を制
限する部材を設ける必要がないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば頭部に装着
された状態において顔面の前方に位置するディスプレイ
を見ることにより映像を鑑賞するようにされた光学視覚
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光学視覚装置として、左右一対の
カラー液晶ディスプレイ(以降、LCD(Liquid Crysta
l Display)という)に表示された映像を、頭部に装着し
た状態のもとで、一対の接眼レンズ等から成る光学系を
介して拡大して視るようにされた、いわゆるヘッドマウ
ントディスプレイ装置が普及してきている。
【0003】このようなヘッドマウントディスプレイ装
置において、実際にユーザが映像を見るために設けられ
るディスプレイ部としては、バックライトと、このバッ
クライトで照射される透過型の一対のLCDと、この一
対のLCDに表示された映像を、一対の接眼レンズ側に
反射するための反射鏡を備えており、上記バックライト
の照射によって一対のLCDに表示された映像を、同じ
く一対の接眼レンズで拡大して、ユーザの左右の眼の網
膜に対して投影させるようにしている。これにより、ユ
ーザはあたかも数メートル先にある大画面を見るように
して映像を視ることが可能となる。
【0004】図6は、従来例としてのヘッドマウントデ
ィスプレイ装置の外観を示す斜視図である。この図に示
すヘッドマウントディスプレイ装置1Aは、ユーザが映
像を視るための部位であるディスプレイ部200と、当
該ヘッドマウントディスプレイ装置1Aをユーザの頭部
に装着するための装着部300からなる。これらディス
プレイ部200及び装着部300は連結部4により連結
されることにより一体化されており、当該ヘッドマウン
トディスプレイ装置1Aが頭部に装着された状態では、
ディスプレイ部200はユーザの顔面の前面部における
両眼に対応する位置にあるようにして支持される。
【0005】ディスプレイ部200内部には、カラーの
透過型LCD及びバックライト等から成る表示デバイ
ス、レンズやハーフミラー等から成る光学系、及び表示
デバイスを駆動するための回路系等が備えられている。
【0006】装着部300においては、先ず、装着時に
おいては頭部前側に位置するとされる前フレーム31が
設けられる。この前フレーム31の中央下部は連結部4
と連結されており、その中央上部には装着時においてユ
ーザの額に当接する額パッド部37が設けられる。ま
た、前フレーム31の両端はヒンジ31a,31aを介
してサイドフレーム32と連結される。サイドフレーム
32は、その上部において頭頂パッド35の両端を伸縮
ベルト36を介して支持すると共に、その後部両端に対
して長さ調節部34,34が設けられる。頭頂パッド3
5は、装着時においてユーザの頭頂部に当接することに
より当該ヘッドマウントディスプレイ装置1Aを支持す
る部位とされ、両端の伸縮ベルト36,36により、ユ
ーザの頭部のサイズに応じて長さが調節可能とされてい
る。長さ調節部34,34は後部のベルト33と、サイ
ドフレーム32,32とを長さ調節可能な機構を有しな
がら連結している部位とされ、この長さ調節部34,3
4を動かすことにより、前フレーム31、サイドフレー
ム32,32、及びベルト33から成る頭周りのサイズ
を調節することができるようになっている。
【0007】また、図6に示すようにして設けられる額
パッド部37は、図7(a)(b)(c)の断面図に示
すようにして構成されている。ここで図7(a)(b)
(c)は、図6におけるC−C視野を断面により示して
いる。
【0008】例えば図7(a)に示すように額パッド部
37は、主としてパッド支持ブロック100、パッドカ
バー101、パッド102から成る。パッド支持ブロッ
ク100は、図6から分かるように、前フレーム31の
筐体の中央上面部に対して一体的に固定して取り付けら
れており、前フレーム31の本体中央の上部に位置する
ようにされている。パッドカバー101は、後述するパ
ッド102を保持するための筐体部分とされる。このパ
ッドカバー101は、回転軸103により連結されるこ
とでパッド支持ブロック100の背面側において回転可
能に支持される。パッド102は、弾性を有するクッシ
ョン材を備えて形成されるもので、当該ヘッドマウント
ディスプレイ装置1Aが適正にユーザの頭部に装着され
た状態では、ユーザの額に当接する部位である。このパ
ッド102は、図のように、パッドカバー101の背面
側に対して一体的に取り付けられる。
【0009】ここで、回転軸103にはネジリコイルバ
ネ104が取り付けられており、このネジリコイルバネ
104の作用によってパッドカバー101は、図7
(a)の矢印bで示す回転方向に付勢されるようになっ
ている。そして、パッド102が取り付けられたパッド
カバー101に対して、上記矢印bで示す回転方向の付
勢力に抗した力が加えられていないときには、図7
(b)において破線D内に示すように、パッドカバー1
01の前面の下側部分がパッド支持ブロック100の付
け根部分に当接するようにされ、これにより、パッドカ
バー101の矢印bで示す回転方向における回転が制限
されることになる。
【0010】また、ネジリコイルバネ104による付勢
力に抗して矢印aで示す方向にパッドカバー101が回
転された場合に、その回転範囲を制限しないとネジリコ
イルバネ104やその取り付け部位等が破壊されること
になる。このため、矢印dで示す方向にパッドカバー1
01が回転された場合には、図7(c)に示すように、
パッドカバー101の前面の上側が、パッド支持ブロッ
ク100の背面上側において後ろ側に突出するようにし
て形成された回転防止部100aに対して当接するよう
にされる。これにより、パッドカバー101の矢印aで
示す回転方向における回転が、ネジリコイルバネ104
が破壊されない範囲内で制限されることになる。
【0011】このような構造を有するヘッドマウントデ
ィスプレイ装置1Aをユーザの頭部に装着した状態を、
図8に示す。この図に示すように、装着部300の頭頂
パッド35はユーザYのほぼ頭頂部に当接すると共に、
額パッド部37の背面側においてパッド102がユーザ
の額に当接してするようにされる。この際、パッド10
2を保持するパッドカバー101は、図7(b)(c)
に示す回転可能範囲内において、ユーザの額にパッド1
02が当接している状態に従った回転位置を保つように
される。この状態を図9に示す。図9においては、ユー
ザYの額に当てられた額パッド部37のみを抜き出して
示している。更に、前フレーム31、サイドフレーム3
2,32、ベルト33から成る頭周りのフレーム部分が
ユーザの頭部周囲を取り巻くようにされる。このように
して、装着部300が頭部に対して装着されることで、
ディスプレイ部200は、ユーザYの顔面前方のほぼ目
の位置において安定的に位置するように支持されること
になる。この状態において、ユーザYはディスプレイ部
200の背面側に設けられた左右一対の窓部(ここでは
図示せず)から映像を視るようにされる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これまで説
明した従来例としてのヘッドマウントディスプレイ装置
1Aでは、図6からも分かるように額パッド部37が、
前フレーム31に対して取り付けられるようにして、独
立的な部位として設けられている。つまり、パッドカバ
ー101,パッド102の前面に位置するパッド支持ブ
ロック100が前フレーム31と連結されて装着部3と
して一体化される構造を採っている。このため、額パッ
ド部37を前フレーム31と連結する部位であるパッド
支持ブロック100自体についての強度が問題となる。
特に、図7(c)に示す状態によりパッドカバー101
の回転が制限される状態では、パッド支持ブロック10
0の上端部である回転防止部100aに負荷が加わるこ
とになる。このため、額パッド部37については、その
強度が十分に確保されるための構造を有させる必要があ
り、それだけ複雑で大型な構造となっていた。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、できるだけ簡略な構造によっても額
パッド部の取り付け強度が充分に得られるようにするこ
とで、結果的に、ヘッドマウントディスプレイ装置自体
の小型/軽量化を促進することを目的とする。
【0014】このため、表示デバイスと所要の光学系を
備えることにより視覚画像を表示する光学視覚手段が内
部に備えられたディスプレイ部と、光学視覚手段により
表示される表示画像が視認可能なようにディスプレイ部
を頭部前方に配置するようにしてこの光学視覚装置を頭
部に装着させるための頭部装着手段とを有する光学視覚
装置として、頭部装着手段は、所定形状による筐体を有
して頭部前方で支持されるように設けられる頭部前方装
着部と、この頭部前方装着部に対して回転可能に設けら
れて額に当接するようにされる額パッド部と、この額パ
ッド部が所定の回転制限位置にある位置状態において、
額パッド部の所定部が頭部前方装着部の筐体を形成する
所定部に対して当接するようにしたことで、上記額パッ
ド部の回転角度が所定範囲内にあるよう制限する回転範
囲制限手段とを備えて構成することとした。
【0015】上記構成によれば、ヘッドマウントディス
プレイ装置の装着部を形成する頭部前方装着部に対して
額パッド部が直接的に設けられると共に、例えば、頭部
前方装着部を形成する筐体部分と額パッド部を形成する
筐体部分とを利用して、額パッド部の回転を制限する機
構を形成するようにされる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図5を参照して、本
発明の実施の形態としてのヘッドマウントディスプレイ
装置について説明する。図1(a)(b)は、本実施の
形態のヘッドマウントディスプレイ装置1の外観をそれ
ぞれ異なる方向より示す斜視図である。この図に示すよ
うに、ヘッドマウントディスプレイ装置1はディスプレ
イ部2と、装着部3とにより構成される。これらディス
プレイ部2と装着部3は連結部13により連結されるこ
とで一体化されている。
【0017】ディスプレイ部2は、ユーザが映像を視る
ための部位とされ、内部には、カラーの透過型LCD及
びバックライト等から成る表示デバイスと、レンズやハ
ーフミラー等から成る光学系、及び表示デバイスを駆動
するための回路系等が備えられている。
【0018】装着部3としては、先ず、装着時において
頭部前側に位置するとされる前フレーム11が設けられ
る。本実施の形態では、後述する構造を有する額パッド
部12が前フレーム11の筐体に対して所定範囲内で回
転可能な状態で直接的に取り付けられることで、あたか
も額パッド部12が前フレーム11の一部を形成する外
観が得られている。
【0019】この前フレーム11の中央下部には連結部
13が図示しない所定の機構によって取り付けられてお
り、上述したようにこの連結部13の下側に対してディ
スプレイ部2が取り付けられる。また、前フレーム11
の左右両端は、実際には図示しないヒンジ等の機構を介
してサイドフレーム14,14と連結される。サイドフ
レーム14,14は、その後部両端に対して長さ調節部
15,15が設けられる。長さ調節部15,15にはそ
の中間に後頭パッド17が設けられたベルト16,16
の両端部分が連結されており、このベルト16−後頭パ
ッド17−ベルト16により形成される部位の長さを調
節可能な機構を有している。
【0020】このような構造を有するヘッドマウントデ
ィスプレイ装置1をユーザの頭部に装着した状態を図2
に示す。この図に示すように、装着部3としての前フレ
ーム11、サイドフレーム14,14、ベルト16,1
6及び後ろ頭パッド17から成る頭周りのフレーム部分
がユーザの頭部周囲を取り巻くようにされる。また、こ
の際には、額パッド部12が、後述する回転制限構造に
より制限される回転可能範囲内で回転することで、額パ
ッド部12の背面にあるクッションとしてのパッド21
がユーザの額の傾き具合に合うようにして当接する位置
状態を保つようにされる。このようにして、装着部3が
頭部に対して装着されることで、ディスプレイ部2は、
ユーザYの顔面前方のほぼ目の位置において安定的に位
置するように支持されることになる。この状態におい
て、ユーザYはディスプレイ部2の背面側に設けられた
左右一対の窓部(ここでは図示せず)から映像を視るよ
うにされる。
【0021】続いて本実施の形態の特徴となる額パッド
部の取り付け構造について、図3及び図4を参照して説
明する。図3(a)は、前フレーム11に対する額パッ
ド部12の取り付け構造を示す分解斜視図であり、図3
(b)は額パッド部12を形成する部材であるパッドカ
バー20を、図3(a)に示す矢印e(下側方向)より
みた斜視図である。また、図4(a)(b)は、本実施
の形態のヘッドマウントディスプレイ装置1における額
パッド部12が取り付けられた状態の前フレーム11を
抜き出して示す正面図及び背面図である。
【0022】これらの図に示すように、額パッド部12
は、主としてパッドカバー20と、このパッドカバー2
0の背面側に対して取り付けられるパッド21とにより
構成される。パッドカバー20は、例えば樹脂等により
形成される筐体部分を形成し、このパッドカバー20の
背面にパッド21が固定して取り付けられることによっ
て額パッド部12の外形が形成される。ここで、パッド
カバー20自体は、例えば図3及び図4に示すような形
状を有し、その略中央部分に形成された凹部の左右両縁
には、回転軸22,22の軸部22a,22aが貫通す
るための軸貫通孔20dが形成されている。これに対応
して、前パネル11の額パッド部配置スペース11e
(図3(a)参照)の左右の側面部には回転軸22,2
2の軸部22a,22aを回転可能に支持する軸受け孔
11b,11bが形成されている。また、前パネル11
の額パッド部配置スペース11eの下側の前後の縁部に
おいては、リブ11c,11dが形成されている。ま
た、図4(a)(b)に示す前パネル11においては、
その左右両端にサイドフレーム14,14と連結するた
めのサイドフレーム連結部11a,11aが形成されて
いる。また、パッドカバー20の略中央部分に形成され
た凹部の中央部にはネジ支持部20aが形成されてい
る。このネジ支持部20aにはネジリコイルバネ20b
が取り付けられており、このネジリコイルバネ20bの
端部は、パッドカバー20の筐体の下側縁部のほぼ中央
部分に形成されたスプリング孔20cを貫通してパッド
カバー20の筐体の下側に突出するようにされる。
【0023】また、パッドカバー20においては、図3
(b)に示すようにその筐体下部の前面側に下フランジ
20eが形成されており、更にこの下フランジ20eの
内壁側において回転防止リブ20fが形成されている。
この回転防止リブ20fの働きについては後述する。
【0024】ここで、例えば図3(a)に示す方向から
前パネル11の額パッド部配置スペース11eにパッド
カバー20を配置し、回転軸22,22の軸部22a,
22aを、それぞれ、パッドカバー20の軸貫通孔20
d及び前パネル11の軸受け孔11b,11bに対して
連通させる。なお、この状態で、回転軸22,22は図
示しないネジ等によりパッドカバー20の内壁側におい
て固定的に取り付けられる。これにより、パッドカバー
20は、回転軸22,22の軸部22a,22aによる
取り付け部位を回転中心軸として所定範囲内で回転可能
に前パネル11によって支持されることになる。また、
この際、ネジリコイルバネ20bにおいて、パッドカバ
ー20の筐体の下側に突出した部分は、例えば前フレー
ム11の筐体の背面側の内壁の所定部位に対して、付勢
力を有して当接するようにされるので、額パッド部12
(パッドカバー20)に対して上記付勢力に抗するよう
にして回転させる力が働いていないとされる状態では、
図3(a)の矢印bにより示す回転方向に付勢力が与え
られることになる。この状態では、図3(a)及び図4
(b)の接触面Sにより示す部位において、パッドカバ
ー20の筐体の筐体前面と前フレーム11の筐体の背面
側が接触することで、その回転範囲が制限されることに
なる。
【0025】図5(a)(b)(c)は、上記のように
して前フレーム11に対して組み合わされる額パッド部
12の回転角度の制限機構を示している。図5(a)
(b)は、それぞれ図4(a)に示す前フレーム11及
び額パッド部12におけるA−A視野による断面図であ
り、図5(c)は、同じく図4(a)におけるB−B視
野による断面図である。なお、これらの図において図3
及び図4と同一部分については同一符号を付して説明を
省略する。
【0026】前述のように、額パッド部12は軸部22
aを回転中心軸として図5(a)の矢印a又は矢印bの
方向に回転可能とされている。そして、額パッド部12
(パッドカバー20)に対してネジリコイルバネ20b
による付勢力に抗するようにして回転させる力が働いて
いない状態では、額パッド部12は矢印b方向に回転す
るように付勢されている。ここで、上記付勢力に抗する
ようにして額パッド部12が図5(a)に示す矢印aの
方向に回転する力が加えられていったとすると、前フレ
ーム11に対する額パッド部12の位置状態は図5
(b)に示すものとなる。つまり、パッドカバー20の
下フランジ20eに形成された回転防止リブ20fの後
ろ側端部が、前フレーム11に形成されたリブ11dの
部分に当接する状態が得られ、これによって、額パッド
部12は図5(b)に示す位置状態を越えて矢印aの方
向に回転しないように制限が行われることになる。この
ような矢印aの方向に対して回転範囲を制限することに
より、ネジリコイルバネ20bが許容範囲以上にそのス
プリング力に抗するようにしてたわめられることによる
破壊を防止するようにしている。
【0027】また、額パッド部12に対してネジリコイ
ルバネ20bのスプリング力に抗するようにして回転さ
せる力が働いていないとされる状態では、パッドカバー
20の筐体が前フレーム11の筐体に対して接触面Sと
される部分において当接するようにされることで、矢印
b方向における回転範囲が制限されることは、図3
(a)及び図4(b)により説明したとおりである。こ
のときの状態を側面方向より見ると図5(c)に示す状
態となる。この図によると、前フレーム11の筐体の背
面側に対して、パッドカバー20の筐体前面の幾分下側
の部分が当接している状態であることが分かる。
【0028】例えば、従来例として図6及び図7に示し
たヘッドマウントディスプレイ装置1では、前フレーム
31の上部に対して額パッド部37が独立的に設けら
れ、パッドカバー101及びパッド102からなる回転
可動部位の回転範囲を制限するために、パッド支持ブロ
ック100にパッドカバー101を当接させるようにし
ていたため、パッド支持ブロック100自体の強度を充
分保つ必要があった。これに対して本実施の形態では、
額パッド部12は、前フレーム31の一部を形成するよ
うにして組み合わされた状態で前フレーム31に対して
回転可能に取り付けられ、額パッド部12の回転範囲の
制限も、図5にて説明したように前フレーム11の筐体
とパッドカバー20の各筐体の所定部分を利用した機構
により行うようにしている。つまり、新たに額パッド部
12を支持する部位や回転範囲を制限するための機構を
別途設ける必要がない。具体的には、本実施の形態にお
いては、少なくともパッド支持ブロック100が省略さ
れる。これにより、本実施の形態のヘッドマウントディ
スプレイ装置1では、従来例としてのヘッドマウントデ
ィスプレイ装置1Aよりも装着部3をシンプルに構成す
ることが可能となるため、全体として、ヘッドマウント
ディスプレイ装置1の小型軽量化を図ることが可能とな
る。
【0029】なお、本発明はこれまで説明した構成に限
定されるものではなく、装着部3を形成する各部の細部
の形状等は適宜変更されて構わない。また、額パッド部
12の回転範囲を制限する機構についても、前フレーム
11の筐体とパッドカバー20の各筐体部分を利用して
構成する限り、これまで各図に示した形態に限定される
ものではない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、額パッド
部が所定の回転制限位置にある位置状態において、この
額パッド部の所定部が、頭部前方装着部の筐体の所定部
に対して当接するようにしたことで、額パッド部につい
て充分な取り付け強度を保ったうえで、額パッド部の回
転角度が所定範囲内にあるよう制限することが可能とな
るが、これにより、別途、額パッド部の回転角度を制限
するための部材を追加する必要がなくなる。これによっ
て、光学視覚装置を頭部に装着するための装着部の構成
が簡略化され、それだけ光学視覚装置の小型軽量化を図
ることが可能になると共に、例えばユーザが光学視覚装
置を頭部に装着したときの装着感が向上されることにな
るという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態としてのヘッドマウントデ
ィスプレイ装置の外観を示す斜視図である。
【図2】本実施の形態としてのヘッドマウントディスプ
レイ装置を装着した状態を示す側面図である。
【図3】装着部において、額パッド部の前フレームに対
する取り付け構造を示すための斜視図である。
【図4】前フレームに対して額パッド部が取り付けられ
た状態を示す正面図及び平面図である。
【図5】本実施の形態における額パッド部の回転範囲の
制限機構の構造を側面より示す断面図である。
【図6】従来例としてのヘッドマウントディスプレイ装
置の外観を示す斜視図である。
【図7】従来例としての額パッド部の回転範囲の制限機
構の構造を側面より示す断面図である。
【図8】従来例としてのヘッドマウントディスプレイ装
置を装着した状態を示す側面図である。
【図9】従来例において、ヘッドマウントディスプレイ
装置を頭部に装着したときの額パッド部の状態を示す側
面図である。
【符号の説明】
1 ヘッドマウントディスプレイ装置、2 ディスプレ
イ部、3 装着部、11 前パネル、11a サイドフ
レーム連結部、11b 軸受け孔、11c リブ、11
d リブ、11e 額パッド部配置スペース、12 額
パッド部、13連結部、14 サイドフレーム、15
長さ調節部、16 ベルト、17 後頭パッド、20
パッドカバー、20a ネジ支持部、20b ネジリコ
イルバネ、20c スプリング孔、20d 軸貫通孔、
20e 下フランジ、20f回転防止リブ、21 パッ
ド、22 回転軸、22a 軸部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像表示手段と、この画像表示手段によ
    り表示された画像光が入射される所要の光学系とを備え
    ることにより視覚画像を表示する光学視覚手段が内部に
    備えられたディスプレイ部と、上記光学視覚手段により
    表示される表示画像が視認可能なように上記ディスプレ
    イ部を頭部前方に配置するようにして、当該光学視覚装
    置を頭部に装着させるための頭部装着手段とを有する光
    学視覚装置において、 上記頭部装着手段は、 所定形状による筐体を有して頭部前方で支持されるよう
    に設けられる頭部前方装着部と、 上記頭部前方装着部に対して回転可能に設けられて額に
    当接するようにされる額パッド部と、 上記額パッド部が所定の回転制限位置にある位置状態に
    おいて、この額パッド部の所定部が、上記頭部前方装着
    部の筐体を形成する所定部に対して当接するようにした
    ことで、上記額パッド部の回転角度が所定範囲内にある
    よう制限する回転範囲制限手段と、 を備えていることを特徴とする光学視覚装置。
  2. 【請求項2】 上記回転範囲制限手段は、 上記頭部前方装着部の筐体背面の所定部分に対して上記
    額パッド部の前方の所定部分を当接させることにより、
    上記額パッド部の所定の回転方向における回転角度を制
    限する回転範囲制限機構、 を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光学視
    覚装置。
  3. 【請求項3】 上記回転範囲制限手段は、 上記頭部前方装着部において上記額パッド部が回転する
    軌跡上にあるようにして上記頭部前方装着部の所定位置
    に対して形成される被当接部と、上記額パッド部の所定
    位置に対して形成される当接部からなり、上記額パッド
    部の所定の回転方向における回転制限位置にあるとき
    に、上記当接部が上記所定の回転方向から上記被当接部
    に対して当接することで、上記所定の回転方向における
    回転角度を制限するようにされた回転範囲制限機構、 を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光学視
    覚装置。
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