JP5126682B2 - Head mounted display - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ユーザの頭部に装着して、画像を見ることができるヘッドマウントディスプレイに関するものである。  The present invention relates to a head-mounted display that can be worn on a user's head and view an image.

従来から、特許文献１や特許文献２に示されるようなヘッドマウントディスプレイが知られている。このようなヘッドマウントディスプレイ５０は、図１１に示されるように、ユーザの頭部に装着される頭部装着部５１と、頭部装着部５１の前側方に取り付けられた画像生成部５２とから構成されている。図１１に示される頭部装着部５１は、ノーズパッド５１ａ及びイヤーパッド５１ｂを有し、メガネのフレーム形状をしている。画像生成部５２で生成された画像光は、直接ユーザの眼球に照射されるようになっている。ユーザは、画像生成部５２が生成する画像を視認すると同時に、外界を視認することができる。  Conventionally, head-mounted displays as shown inPatent Document 1 andPatent Document 2 are known. As shown in FIG. 11, such a head mounteddisplay 50 includes ahead mounting unit 51 mounted on the user's head and animage generation unit 52 mounted on the front side of thehead mounting unit 51. It is configured. Thehead mounting portion 51 shown in FIG. 11 has anose pad 51a and anear pad 51b, and has a frame shape of glasses. The image light generated by theimage generation unit 52 is directly applied to the user's eyeball. The user can visually recognize the outside world at the same time as viewing the image generated by theimage generation unit 52.

このようなヘッドマウントディスプレイ５０は、今後、生産工場の作業現場等で多用されることが想定される。例えば、画像生成部５２に指示書や設計図等を表示させれば、作業者は、必要に応じて指示書や設計図等を閲覧することにより、より確実な作業を行うことができる。作業者は、紙媒体の指示書や設計図を手に取って閲覧する必要がないので、作業を中止することなく、作業をしながら、画像表示部５２に表示された指示書や設計図を見ることができるので、作業性が向上するだけでなく、作業ミスを防止することが可能となる。  Such a head mounteddisplay 50 is expected to be frequently used in the future at the work site of a production factory. For example, if an instruction sheet, a design drawing, or the like is displayed on theimage generation unit 52, an operator can perform a more reliable operation by browsing the instruction sheet, the design drawing, or the like as necessary. Since the operator does not need to pick up and view the paper medium instructions and design drawings, the instructions and design drawings displayed on theimage display unit 52 can be viewed while the work is performed without stopping the work. Since it can be seen, not only the workability is improved, but also a work mistake can be prevented.

しかし、作業者が集中して作業を行い、顔を被作業物に近づけ過ぎると、この被作業物と画像表示部５２が衝突し、画像表示部５２が破損するだけでなく、ノーズパッド５１ａ等で作業者の鼻や眼球を傷付けてしまう危険性がある。  However, if the worker concentrates on the work and brings the face too close to the work piece, the work piece and theimage display unit 52 collide with each other, and theimage display unit 52 is not only damaged, but also thenose pad 51a and the like. There is a risk of damaging the operator's nose and eyes.

そこで、特許文献３に示されるように、頭部装着部と画像生成部との間に弾性部材を設けたヘッドマウントディスプレイが提案されている。しかしながら、被作業物と画像表示部が衝突した際の衝撃を、前記弾性部材が吸収することにより低減するはできるが、ユーザが怪我をする可能性及び、画像表示部が破損する可能性を完全に排除することができなかった。  Therefore, as shown in Patent Document 3, a head mounted display in which an elastic member is provided between the head mounting portion and the image generating portion has been proposed. However, although the impact when the work piece collides with the image display unit can be reduced by absorbing the elastic member, the possibility that the user may be injured and the image display unit may be damaged completely. Could not be eliminated.

特開２０００−２４９９６７号公報JP 2000-249967 A特開２０００−２４９９７１号公報JP 2000-249971 A特開２００４−２３３８７９号公報JP 2004-233879 A

本発明は、上記問題を解決し、ユーザの怪我及び画像表示部の破損を防止することができるヘッドマウントディスプレイを提供するためになされたものである。  The present invention has been made to provide a head-mounted display that can solve the above-described problems and prevent injury to the user and damage to the image display unit.

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、ユーザの頭部に装着される頭部装着部と、
前記頭部装着部の前側方に取り付けられ、前記ユーザに画像を視認させる画像生成部を有するヘッドマウントディスプレイにおいて、
障害物が前記画像生成部に近接又は接触した際に、前記画像生成部を前記頭部装着部から脱落させる脱落手段を設けたことを特徴とする。The invention according toclaim 1, which has been made to solve the above-described problems, includes a head-mounted unit that is mounted on a user's head;
In the head mounted display having an image generation unit attached to the front side of the head mounting unit and allowing the user to visually recognize an image,
A drop-off means is provided for dropping the image generation unit from the head-mounted unit when an obstacle approaches or contacts the image generation unit.

請求項２に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
常時は画像生成部を前記取付部材に結合させているが、作動力が付与されると、画像生成部と前記取付部材との結合を解除するロック手段と、
電力が投入された際に、前記ロック手段に作動力を付与する作動力付与手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、
前記近接検知手段が障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記作動力付与手段に電力を投入する電力入力手段とから構成されることを特徴とする。The drop-off means according toclaim 2 is the invention according toclaim 1,
A mounting member provided in the head mounting portion;
Normally, the image generating unit is coupled to the mounting member, but when an actuation force is applied, a lock unit that releases the coupling between the image generating unit and the mounting member;
An operating force applying means for applying an operating force to the locking means when electric power is applied;
Proximity detection means for detecting the proximity of the obstacle to the image generation unit;
When the proximity detection unit detects the proximity of the obstacle to the image generation unit, the proximity detection unit includes a power input unit that supplies power to the operating force application unit.

請求項３に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
前記取付部材及び画像生成部の一方に取り付けられた磁性部材と、
前記取付部材及び画像生成部の他方に取り付けられ、前記磁性部材と磁力により結合させるマグネットと、
電力が投入された際に、前記磁性部材と前記マグネットとを離間させることにより、磁力による結合を解除させる離間手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記離間手段に電力を投入するリリースドライバとから構成されることを特徴とする。The drop-off means according to claim 3 is the invention according toclaim 1,
A mounting member provided in the head mounting portion;
A magnetic member attached to one of the attachment member and the image generator;
A magnet attached to the other of the attachment member and the image generation unit, and coupled to the magnetic member by a magnetic force;
Separating means for releasing the coupling by magnetic force by separating the magnetic member and the magnet when power is applied;
Proximity detection means for detecting the proximity of the obstacle to the image generation unit;
It is characterized by comprising a release driver for supplying power to the separating means when the proximity of the obstacle to the image generation unit is detected.

請求項４に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
前記取付部材及び画像生成部の一方に突設され、その途中部分に係合凹部を有する係合突起と、
前記取付部材及び画像生成部の他方に凹陥形成され、前記係合手段が侵入する係合穴と、
前記係合侵入穴の両側方から、前記係合穴内に突出するようにスライド自在に配設され、その先端が前記係合突起の係合凹部に係合することで、前記係合突起を挟持する一対の挟持部材と、
前記一対の挟持部材を、互いに近接させる方向に付勢する付勢部材とから構成されることを特徴とする。The drop-off means according to claim 4 is the invention according toclaim 1,
A mounting member provided in the head mounting portion;
An engagement protrusion that protrudes from one of the attachment member and the image generation unit and has an engagement recess in the middle of the attachment member;
An engagement hole formed in a recess in the other of the attachment member and the image generation unit, and into which the engagement means enters,
It is slidably disposed so as to protrude into the engagement hole from both sides of the engagement entry hole, and the tip of the engagement protrusion engages with the engagement recess of the engagement protrusion, thereby holding the engagement protrusion. A pair of clamping members that
The pair of sandwiching members is constituted by a biasing member that biases the pair of sandwiching members in a direction in which the pair of clamping members are brought close to each other.

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、障害物が前記画像生成部に近接又は接触した際に、前記画像生成部を前記頭部装着部から脱落させる脱落手段を設けたことを特徴とする。
このため、障害物が前記画像生成部に近接又は接触した際に、画像生成部が、頭部装着部から脱落するので、画像表示部の破損や、作業者の怪我を防止することが可能となる。In order to solve the above-mentioned problem, the invention according toclaim 1 is provided with a drop-off means for dropping the image generation unit from the head-mounted unit when an obstacle approaches or contacts the image generation unit. It is characterized by that.
For this reason, when the obstacle comes close to or comes into contact with the image generation unit, the image generation unit falls out of the head-mounted unit, so that it is possible to prevent damage to the image display unit and injury to the operator. Become.

請求項２に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、頭部装着部に設けられた取付部材と、常時は画像生成部を前記取付部材に結合させているが、作動力が付与されると、画像生成部と前記取付部材との結合を解除するロック手段と、電力が投入された際に、前記ロック手段に作動力を付与する作動力付与手段と、障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、前記近接検知手段が障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記作動力付与手段に電力を投入する電力入力手段とから構成したことを特徴とする。
このため、障害物が前記画像生成部に接触する前に、確実に、前記画像生成部を前記頭部装着部から脱落させる脱落手段を実現することが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the drop-off means connects the mounting member provided on the head mounting portion and the image generating portion to the mounting member at all times. When applied, a lock unit that releases the coupling between the image generation unit and the mounting member, an operation force application unit that applies an operation force to the lock unit when power is applied, and an image generation of an obstacle Proximity detecting means for detecting proximity to a part, and power input means for supplying power to the operating force applying means when the proximity detecting means detects the proximity of an obstacle to the image generating part. It is characterized by.
For this reason, it is possible to realize a drop-off means for reliably dropping the image generation unit from the head mounting unit before an obstacle comes into contact with the image generation unit.

請求項３に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、頭部装着部に設けられた取付部材と、前記取付部材及び画像生成部の一方に取り付けられた磁性部材と、前記取付部材及び画像生成部の他方に取り付けられ、前記磁性部材と磁力により結合させるマグネットと、電力が投入された際に、前記磁性部材と前記マグネットを離間させることにより、磁力による結合を解除させる離間手段と、障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記離間手段に電力を投入するリリースドライバとから構成したことを特徴とする。
このため、障害物が前記画像生成部に接触する前に、確実に、前記画像生成部を前記頭部装着部から脱落させる脱落手段を実現することが可能となる。According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the drop-off means includes an attachment member provided in the head mounting portion, a magnetic member attached to one of the attachment member and the image generation portion, and the attachment. A magnet that is attached to the other of the member and the image generation unit and that is coupled to the magnetic member by magnetic force, and a separation unit that releases the coupling by magnetic force by separating the magnetic member and the magnet when power is applied. And a proximity detection means for detecting the proximity of the obstacle to the image generation unit, and a release driver for supplying power to the separation means when the proximity of the obstacle to the image generation unit is detected. Features.
For this reason, it is possible to realize a drop-off means for reliably dropping the image generation unit from the head mounting unit before an obstacle comes into contact with the image generation unit.

請求項４に記載の脱落手段は、請求項１に記載の発明において、頭部装着部に設けられた取付部材と、前記取付部材及び画像生成部の一方に突設され、その途中部分に係合凹部を有する係合突起と、前記取付部材及び画像生成部の他方に凹陥形成され、前記係合手段が侵入する係合穴と、前記係合侵入穴の両側方から、前記係合穴内に突出するようにスライド自在に配設され、その先端が前記係合突起の係合凹部に係合することで、前記係合突起を挟持する一対の挟持部材と、前記一対の挟持部材を、互いに近接させる方向に付勢する付勢部材とから構成したことを特徴とする。
このため、電子・電気部品を使用することなく、機械的な構造のみで、脱落手段を実現することができ、過大にコストアップにならずに、脱落手段を備えたヘッドマウントディスプレイを提供することが可能となる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drop-off means is protruded from one of the attachment member provided in the head mounting portion and the attachment member and the image generation portion, and is engaged in the middle portion thereof. An engagement protrusion having a concavity, a recess formed in the other of the attachment member and the image generation unit, the engagement hole into which the engagement means enters, and from both sides of the engagement entry hole into the engagement hole A pair of sandwiching members that sandwich the engaging projection and the pair of sandwiching members are arranged with each other by being slidably disposed so as to project and having a tip engaged with the engaging recess of the engaging projection. It is characterized by comprising an urging member that urges in the direction of approaching.
For this reason, it is possible to realize a drop-off means with only a mechanical structure without using electronic / electrical parts, and to provide a head mounted display equipped with a drop-off means without excessively increasing the cost. Is possible.

（ヘッドマウントディスプレイの構造）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１は本発明のヘッドマウントディスプレイ本体１０の全体図である。ヘッドマウントディスプレイ１００（図２に示す）は、ヘッドマウントディスプレイ本体１０と制御部４０とから構成されている。ヘッドマウントディスプレイ本体１０は、ユーザの頭部に装着される頭部装着部１と、ユーザに画像を視認させる画像生成部２とから構成されている。図１に示される頭部装着部１は、眼鏡のフレーム形状をしていて、フロントフレーム１ａ、テンプル１ｂ、ノーズパッド１ｃ、イヤーパッド１ｄとから構成されている。フロントフレーム１ａの中央部には、ノーズパッド１ｃが取り付けられている。フロントフレーム１ａの両端には、テンプル１ｂが、フロントフレーム１ａに対して略垂直の状態から内側に折り畳めるように、回動自在に取り付けられている。(Head-mounted display structure)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a head mounted displaymain body 10 of the present invention. The head mounted display 100 (shown in FIG. 2) is composed of a head mounted displaymain body 10 and acontrol unit 40. The head mounted displaymain body 10 includes ahead mounting unit 1 that is mounted on the user's head and animage generation unit 2 that allows the user to visually recognize an image. Thehead mounting portion 1 shown in FIG. 1 has a frame shape of eyeglasses and includes afront frame 1a, atemple 1b, anose pad 1c, and anear pad 1d. Anose pad 1c is attached to the center of thefront frame 1a. At both ends of thefront frame 1a,temples 1b are rotatably attached so as to be folded inward from a substantially vertical state with respect to thefront frame 1a.

制御部４０は、ユーザの腰等のユーザの身体に取り付けられるようになっている。制御部４０と画像生成部２とはケーブル８で接続している。なお、ケーブル８内には、画像・制御信号伝送線８ａが配設されている。  Thecontrol unit 40 is attached to the user's body such as the user's waist. Thecontrol unit 40 and theimage generation unit 2 are connected by acable 8. An image / control signal transmission line 8 a is disposed in thecable 8.

頭部装着部１の前側方には、取付部材３を介して、画像生成部２が取り付けられている。図１に示された実施形態では、取付部材３は、テンプル１ｂの前端に固着しているが、フロントフレーム１ａの、テンプル１ｂに隣接する端部に固着している構造であっても差し支えない。画像生成部２の前端には、障害物の画像生成部２への近接を、非接触で検知する近接検知手段として作用する近接センサー４が設けられている。近接センサー４には、電磁誘導を利用した高周波発信型、磁石を用いた磁気型、静電容量の変化を利用した静電気容量型、赤外線の反射光をセンシングする赤外線検知型、超音波の反射波を検知する超音波検知型等の近接センサーが含まれる。  Animage generation unit 2 is attached to the front side of thehead mounting unit 1 via an attachment member 3. In the embodiment shown in FIG. 1, the attachment member 3 is fixed to the front end of thetemple 1b. However, the attachment member 3 may be fixed to the end of thefront frame 1a adjacent to thetemple 1b. . At the front end of theimage generation unit 2, a proximity sensor 4 that functions as a proximity detection unit that detects the proximity of an obstacle to theimage generation unit 2 in a non-contact manner is provided. The proximity sensor 4 includes a high-frequency transmission type using electromagnetic induction, a magnetic type using a magnet, an electrostatic capacitance type using a change in capacitance, an infrared detection type sensing infrared reflected light, and an ultrasonic reflected wave. Proximity sensors such as an ultrasonic detection type that detect

画像生成部２の後端からケーブル８が、延出している。テンプル１ｂには、線材支持部材９が取り付けられている。線材支持部材９には、支持穴９ａが連通形成されている。ケーブル８は、線材支持部材９の支持穴９ａを挿通し、線材支持部材９で支持されている。イヤーパッド１ｄには、線材支持部１ｆが形成され、当該線材支持部１ｆで、ケーブル８を支持している。  Acable 8 extends from the rear end of theimage generation unit 2. A wire rod support member 9 is attached to thetemple 1b. A support hole 9 a is formed in the wire support member 9 so as to communicate therewith. Thecable 8 is inserted into the support hole 9 a of the wire support member 9 and supported by the wire support member 9. A wirerod support portion 1f is formed on theear pad 1d, and thecable 8 is supported by the wirerod support portion 1f.

図２は本発明のヘッドマウントディスプレイ１００のブロック図である。画像生成部２は、制御部４０を有している。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、不揮発性メモリー４４、周辺インターフェース４６、画像入力インターフェース４７、ＶＲＡＭ４８、コントローラ４９、リリースドライバ６５を有していて、これらは相互にバス５５で接続されている。また、近接センサー４も、バス５５に接続している。  FIG. 2 is a block diagram of the head mounteddisplay 100 of the present invention. Theimage generation unit 2 has acontrol unit 40. Thecontrol unit 40 includes aCPU 41, aRAM 42, aROM 43, anonvolatile memory 44, aperipheral interface 46, an image input interface 47, aVRAM 48, a controller 49, and arelease driver 65, which are connected to each other via abus 55. . The proximity sensor 4 is also connected to thebus 55.

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ＰｒｏｃｅＳＳｉｎｇ Ｕｎｉｔの略）４１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ＡｃｃｅＳＳ Ｍｅｍｏｒｙの略）４２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略）４３と協動して、各種演算、処理を行うものである。  A CPU (abbreviation of Central ProcessSSing Unit) 41 performs various calculations and processes in cooperation with a RAM (abbreviation of Random AccessSS Memory) 42 and a ROM (abbreviation of Read Only Memory) 43.

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１によって処理されるプログラムや、ＣＰＵ４１で処理するデータを、そのアドレス空間に一時的に保存するものである。  TheRAM 42 temporarily stores programs processed by theCPU 41 and data processed by theCPU 41 in its address space.

ＲＯＭ４３には、ヘッドマウントディスプレイ本体１０を制御する各種プログラムやパラメータが保存されている。当該各種プログラムが、ＣＰＵ４１で処理されることにより、各種機能を実現している。  Various programs and parameters for controlling the head mounted displaymain body 10 are stored in theROM 43. The various programs are processed by theCPU 41 to realize various functions.

不揮発性メモリー４４は、ヘッドマウントディスプレイ１の各種設定を保存するものである。  Thenonvolatile memory 44 stores various settings of the head mounteddisplay 1.

コントローラ４９は、走査画像光照射部３０及び、ＶＲＡＭ４８、バス５５と接続している。コントローラ４９は、所謂ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有し、無線ＬＡＮを介してＰＣ９１等から取得した「画像データ」や「画像信号」に基づいて、ピクセルデータである「照射画像データ」を生成し、ＶＲＡＭ４８に保存するとともに、前記「照射画像データ」を「画像信号」として走査画像光照射部３０に出力する。また、コントローラ４９は、別体である走査画像光照射部３０に、画像・制御信号伝送線８ａを介して「制御信号」を出力する。制御信号には、走査画像光照射部３０の電力の投入・遮断、画像位置の調整等の制御信号が含まれる。  The controller 49 is connected to the scanned imagelight irradiation unit 30, theVRAM 48, and thebus 55. The controller 49 has a so-called GPU (Graphics Processing Unit), and generates “irradiation image data” that is pixel data based on “image data” and “image signal” acquired from thePC 91 or the like via a wireless LAN. Are stored in theVRAM 48, and the “irradiation image data” is output to the scanned imagelight irradiation unit 30 as an “image signal”. The controller 49 also outputs a “control signal” to the separate scanning imagelight irradiation unit 30 via the image / control signal transmission line 8a. The control signal includes control signals such as turning on / off the power of the scanning imagelight irradiation unit 30 and adjusting the image position.

画像入力インターフェース４７は、ＶＲＡＭ４８及びバス５５と接続している。画像入力インターフェース４７は無線インターフェースを有していて、パーソナルコンピュータ９１や、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の「画像信号」や「画像データ」を出力する機器又はネットワークに無線ＬＡＮにより接続している。画像入力部インターフェース４７には、「画像信号」や「画像データ」が、入力されるようになっている。画像入力部に「画像信号」や「画像データ」が入力された場合には、画像入力インターフェース４７は、当該「画像信号」や「画像データ」の物理的や論理的な形式を変換して「画像データ」としてＶＲＡＭ４８に保存する。  The image input interface 47 is connected to theVRAM 48 and thebus 55. The image input interface 47 has a wireless interface, and is connected to apersonal computer 91 or a device or network that outputs “image signals” and “image data” such as a local area network (LAN) by a wireless LAN. “Image signal” and “image data” are input to the image input unit interface 47. When “image signal” or “image data” is input to the image input unit, the image input interface 47 converts the physical or logical format of the “image signal” or “image data” into “ It is stored in theVRAM 48 as “image data”.

周辺インターフェース４６は、操作部６０、電源ランプ６１、バス５５と接続し、信号の物理的、論理的な形式を変換する。操作部６０は、ヘッドマウントディスプレイ１００の操作を行うためのものである。前記操作には、ヘッドマウントディスプレイ１００をＯＮ・ＯＦＦ状態にする操作が含まれる。電源ランプ６１は、ヘッドマウントディスプレイ１００がＯＮ状態の時に点灯するようになっている。  Theperipheral interface 46 is connected to theoperation unit 60, thepower lamp 61, and thebus 55, and converts the physical and logical format of the signal. Theoperation unit 60 is for operating the head mounteddisplay 100. The operation includes an operation of turning the head mounteddisplay 100 on and off. Thepower lamp 61 is lit when the head mounteddisplay 100 is in an ON state.

近接センサー４が、被検出物体の近接を検出した場合には、「検出信号」を、バス５５に出力する。当該「検出信号」はＲＡＭ４２の記憶領域に保存される。近接センサー４は、障害物の画像生成部２へ近接を検知する近接検知手段となっている。  When the proximity sensor 4 detects the proximity of the detected object, a “detection signal” is output to thebus 55. The “detection signal” is stored in the storage area of theRAM 42. The proximity sensor 4 is proximity detection means for detecting proximity to the obstacleimage generation unit 2.

リリースドライバ６５は、アクチュエータ７に、電力を供給する駆動回路である。リリースドライバ６５は、近接センサー４が障害物の画像生成部２への近接を検知した際に、アクチュエータ７に電力を投入する電力入力手段となっている。  Therelease driver 65 is a drive circuit that supplies electric power to the actuator 7. Therelease driver 65 serves as power input means for supplying power to the actuator 7 when the proximity sensor 4 detects the proximity of the obstacle to theimage generation unit 2.

走査画像光照射部３０は、強度が画像に応じて変調された光を２次元に走査した走査画像光を生成し、当該走査画像光をユーザの眼球に直接照射し、ユーザに画像を視認させる装置であり、図３に示されるような構成をしている。走査画像光照射部３０は、光源３１、コリメート光学系３２、走査光生成部３３、接眼レンズ３４、ミラー３５を有している。  The scanning imagelight irradiation unit 30 generates scanning image light obtained by two-dimensionally scanning light whose intensity is modulated in accordance with the image, and directly irradiates the user's eyeball with the scanning image light, thereby causing the user to visually recognize the image. It is an apparatus and has a configuration as shown in FIG. The scanning imagelight irradiation unit 30 includes alight source 31, a collimatingoptical system 32, a scanninglight generation unit 33, aneyepiece lens 34, and amirror 35.

光源３１は、コントローラ４９がドットクロック毎に読み出した「画像信号」に応じて強度変調してレーザ光等の光を生成する装置である。  Thelight source 31 is a device that generates light such as laser light by performing intensity modulation according to an “image signal” read by the controller 49 for each dot clock.

コリメート光学系３２は、光源３１が生成した光を、平行光化し、走査光生成部３３に出射する。  The collimatingoptical system 32 collimates the light generated by thelight source 31 and emits it to the scanninglight generation unit 33.

走査光生成部３３は、入射された光を、画像として照射するために、コントローラ４９から出力された信号に基づき、当該光を水平方向と垂直方向に走査して走査画像光を生成する。  In order to irradiate the incident light as an image, the scanninglight generation unit 33 generates the scanning image light by scanning the light in the horizontal direction and the vertical direction based on the signal output from the controller 49.

接眼レンズ３４は、正の屈折力を持つレンズ系３４ａ、３４ｂを有している。走査光生成部３３から出射された走査画像光は、レンズ系３４ａによって、それぞれの走査画像光が、その走査画像光の中心線を相互に略平行にされる。略平行にされた走査画像光は、レンズ系３４ｂによって、これらの走査画像光の中心線がユーザの瞳孔Ｅａに収束するように集光され、ミラー３５で反射されて、ユーザの瞳孔Ｅａに収束する。  Theeyepiece 34 haslens systems 34a and 34b having a positive refractive power. The scanning image light emitted from the scanninglight generation unit 33 is made parallel to each other by thelens system 34a so that the respective scanning image lights have their center lines parallel to each other. The substantially parallel scanned image light is condensed by thelens system 34b so that the center line of the scanned image light converges on the user's pupil Ea, reflected by themirror 35, and converged on the user's pupil Ea. To do.

本実施形態では、制御部４０と画像生成部２と別体にして、制御部４０をユーザの身体に取り付けているが、制御部４０を画像生成部２内に設け一体構造とした、実施態であっても差し支えない。このとき、ケーブル８は落下防止ケーブルに置き換えられ、テンプル１ｂに取り付けられる。  In this embodiment, thecontrol unit 40 and theimage generation unit 2 are separated from each other, and thecontrol unit 40 is attached to the user's body. However, thecontrol unit 40 is provided in theimage generation unit 2 and has an integrated structure. It doesn't matter. At this time, thecable 8 is replaced with a fall prevention cable and attached to thetemple 1b.

（第１の実施形態）
図４に本発明の要部斜視図を示し、図５に本発明の要部断面図を示して、以下、第１の実施形態について本発明を説明する。図４に示されるように、取付部材３は、垂直板部３ａと、この垂直板部３ａの下端から水平に延出する取付部３ｂとから構成されている。図５に示される実施形態では、取付部３ｂの上方に平行に離間して垂直板部３ａの途中部分に接続した閉塞板部３ｃが形成されている。垂直板部３ａの上部は、テンプル１ｂの前端に固着される固着部３ｄとなっている。(First embodiment)
FIG. 4 shows a perspective view of the main part of the present invention, FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the present invention, and the present invention will be described below for the first embodiment. As shown in FIG. 4, the attachment member 3 includes avertical plate portion 3a and anattachment portion 3b extending horizontally from the lower end of thevertical plate portion 3a. In the embodiment shown in FIG. 5, aclosing plate portion 3 c is formed that is spaced in parallel above theattachment portion 3 b and connected to the middle portion of thevertical plate portion 3 a. The upper portion of thevertical plate portion 3a is a fixingportion 3d that is fixed to the front end of thetemple 1b.

取付部３ｂには、ピン穴３ｅ及びロック穴３ｆが連通形成されている。図に示される実施形態では、ロック穴３ｆの断面形状は、長方形状（正方形を含む）となっている。また、図４に示される実施形態では、ピン穴３ｅ及びロック穴３ｆは、所定の間隔をおいてそれぞれ２つ形成されている。  Apin hole 3e and alock hole 3f are formed in communication with the mountingportion 3b. In the embodiment shown in the figure, the cross-sectional shape of thelock hole 3f is a rectangular shape (including a square). Further, in the embodiment shown in FIG. 4, twopin holes 3e and twolock holes 3f are formed at predetermined intervals.

図４に示されるように、画像生成部２の後部上面には、上方に開口した、取付凹部２ａが凹陥形成されている。取付凹部２ａは、取付部材３の取付部３ｂの外縁形状に対応した形状になっていて、前記取付部３ｂが取付凹部２ａ内に侵入することができるようになっている。取付凹部２ａの底面には、所定間隔をおいて２つのピン２ｂが突設されている。ピン２ｂは、取付部材３のピン穴３ｅに侵入するようになっている。ピン２ｂの先端形状は、ピン穴３ｅ内に侵入し易いように、尖鋭な形状となっている。取付凹部２ａの底面には、所定間隔をおいて、２つの貫通穴２ｃが形成されている。取付凹部２ａの底面には、コイルスプリング２ｄが取り付けられている。このコイルスプリング２ｄは、上下方向に圧縮されるようになっている。  As shown in FIG. 4, a mountingrecess 2 a that opens upward is formed in the upper surface of the rear portion of theimage generation unit 2. The mountingrecess 2a has a shape corresponding to the outer edge shape of the mountingportion 3b of the mounting member 3, and the mountingportion 3b can enter the mountingrecess 2a. Twopins 2b protrude from the bottom surface of the mountingrecess 2a at a predetermined interval. Thepin 2 b enters thepin hole 3 e of the attachment member 3. The tip of thepin 2b has a sharp shape so that it can easily enter thepin hole 3e. Two throughholes 2c are formed on the bottom surface of the mountingrecess 2a at a predetermined interval. Acoil spring 2d is attached to the bottom surface of theattachment recess 2a. Thecoil spring 2d is compressed in the vertical direction.

図５に示されるように、画像生成部２の内部には、ロック部材５が横方向にスライド自在に収納されている。ロック部材５には、所定間隔をおいて、板状のロック部５ａが形成されている。図５に示されるように、ロック部５ａは、取付凹部２ａの底面に形成された貫通穴２ｃを貫通して、この貫通穴２ｃから外部に突出している。ロック部５ａの先端の片面には、ロック部５ａの先端から基端側に向けて徐々に横幅が広くなっている形状のロック突起５ｂが突設されている。ロック突起５ｂには、ロック部５ａの先端から基端方向に向かって、傾斜面５ｄが形成されている。ロック突起５ｂの下端には、ロック部５ａと垂直に交わる水平な面の係止面５ｃが形成されている。  As shown in FIG. 5, thelock member 5 is housed inside theimage generation unit 2 so as to be slidable in the lateral direction. Thelock member 5 is formed with a plate-like lock portion 5a at a predetermined interval. As shown in FIG. 5, thelock portion 5a passes through a throughhole 2c formed in the bottom surface of the mountingrecess 2a and protrudes outside from the throughhole 2c. On one side of the distal end of thelock portion 5a, alock projection 5b having a shape in which the lateral width gradually increases from the distal end of thelock portion 5a toward the proximal end side is projected. Aninclined surface 5d is formed on thelock protrusion 5b from the distal end of thelock portion 5a toward the proximal direction. A lockingsurface 5c that is a horizontal surface that intersects thelock portion 5a perpendicularly is formed at the lower end of thelock protrusion 5b.

画像生成部２の内部には、スプリング６が収納されている。スプリング６の一端は、画像生成部２の内壁に取り付けられ、スプリング６の他端は、ロック部材５に取り付けられている。スプリング６は、ロック部材５を、ロック突起５ｂが突設されている側に、付勢している。  A spring 6 is housed inside theimage generation unit 2. One end of the spring 6 is attached to the inner wall of theimage generation unit 2, and the other end of the spring 6 is attached to thelock member 5. The spring 6 biases thelock member 5 to the side where thelock projection 5b is projected.

画像生成部２の内部には、アクチュエータ７が収納され、取り付けられている。このアクチュエータ７は、電動式のものであり、横方向にスライドするシャフト７ａを有している。シャフト７ａの先端は、ロック部材５に固着している。アクチュエータ７に電力を投入すると、シャフト７ａが、ロック突起５ｂの突設方向と反対側にスライドする。アクチュエータ７は、電力が投入された際に、後述するロック手段に作動力を付与する作動力付与手段となっている。  An actuator 7 is housed and attached inside theimage generation unit 2. The actuator 7 is an electric type and has ashaft 7a that slides in the lateral direction. The tip of theshaft 7 a is fixed to thelock member 5. When electric power is supplied to the actuator 7, theshaft 7a slides on the opposite side to the protruding direction of thelock protrusion 5b. The actuator 7 is an actuating force applying means for applying an actuating force to a lock means to be described later when electric power is turned on.

頭部装着部１と画像生成部２が分離している状態から、画像生成部２を頭部装着部１に取り付けるには、ピン２ｂをピン穴３ｅに挿入させるようにして、画像生成部２を取付部材３側に移動させる。すると、ピン２ｂがピン穴３ｅにガイドされながら、ロック部５ａの先端が、ロック穴３ｆ内に侵入する。この際に、ロック突起５ｂの傾斜面５ｄが、ロック穴３ｆの側面と当接し、スライド部材５がロック突起５ｂの突設方向と反対方向にスライドしながら、ロック突起５ｂがロック穴３ｆ内に侵入し、ロック突起５ｂの係止面５ｃがロック穴３ｆを乗り越えると、スプリング６の付勢力により、スライド部材５がロック突起５ｂの突設されている側にスライドし、ロック状態となり（図５の状態）、画像生成部２が取付部材３に結合される。この際に、コイルスプリング２ｄは、取付部３ｂと当接して、圧縮される。ロック状態では、係止面５ｃが取付部３ｂの上面と密接し、ロック突起５ｂがロック穴３ｆを乗り越えることができないので、画像生成部２が取付部材３から外れることがない。  In order to attach theimage generation unit 2 to thehead mounting unit 1 from the state where thehead mounting unit 1 and theimage generation unit 2 are separated, thepin 2b is inserted into thepin hole 3e, and theimage generation unit 2 Is moved to the mounting member 3 side. Then, the tip of thelock portion 5a enters thelock hole 3f while thepin 2b is guided in thepin hole 3e. At this time, theinclined surface 5d of thelock projection 5b contacts the side surface of thelock hole 3f, and theslide member 5 slides in a direction opposite to the projecting direction of thelock projection 5b, while thelock projection 5b enters thelock hole 3f. When the lockingsurface 5c of thelock projection 5b gets over thelock hole 3f, theslide member 5 slides to the side where thelock projection 5b is projected by the urging force of the spring 6, and enters the locked state (FIG. 5). Theimage generation unit 2 is coupled to the attachment member 3. At this time, thecoil spring 2d comes into contact with the mountingportion 3b and is compressed. In the locked state, the lockingsurface 5c is in close contact with the upper surface of theattachment portion 3b, and thelock projection 5b cannot get over thelock hole 3f, so that theimage generation portion 2 does not come off the attachment member 3.

画像生成部２が取付部材３を介して頭部装着部１に取り付けられている状態において、アクチュエータ７に電力が投入されると、シャフト７ａがスライドして、ロック部材５が、ロック突起５ｂの突設方向と反対側にスライドし、ロック突起５ｂがロック穴３ｅｆを乗り越えることができる状態となり、画像生成部２と取付部材３との結合状態が解除され、コイルスプリング２ｄの付勢力や重力により、画像生成部２が取付部材３から離脱する。  When power is applied to the actuator 7 in a state where theimage generating unit 2 is attached to thehead mounting unit 1 via the attachment member 3, theshaft 7a slides and thelock member 5 is moved to thelock projection 5b. It slides in the opposite direction to the projecting direction, and thelock projection 5b can get over the lock hole 3ef, the coupled state of theimage generating unit 2 and the mounting member 3 is released, and the biasing force or gravity of thecoil spring 2d is released. Theimage generation unit 2 is detached from the attachment member 3.

このように、ロック部材５と、取付部材３に形成されたロック穴３ｆとから、常時は画像生成部２を取付部材３に結合させているが、作動力が付与されると、画像生成部２と取付部材３との結合を解除するロック手段が構成されている。ロック手段は、図４や図５に示されるような構造に限定されず、常時は画像生成部２を取付部材３に結合させているが、作動力が付与されると、画像生成部２と取付部材３との結合を解除する構造のものであれば全て含まれる。  As described above, theimage generating unit 2 is normally coupled to the mounting member 3 from thelock member 5 and thelock hole 3f formed in the mounting member 3, but when the operating force is applied, the image generating unit Locking means for releasing the coupling between 2 and the mounting member 3 is configured. The locking means is not limited to the structure shown in FIGS. 4 and 5, and theimage generating unit 2 is normally coupled to the mounting member 3, but when the operating force is applied, theimage generating unit 2 Any structure that releases the coupling with the attachment member 3 is included.

近接センサー４が障害物の近接を検知すると、ＣＰＵ４１からリリースドライバ６５に信号が投入され、リリースドライバ６５がアクチュエータ７に電力を投入する。すると、シャフト７ａがスライドすることにより、前述したように、画像生成部２が取付部材３から脱落し、障害物と画像生成部２とが衝突することがない。画像生成部２が取付部材３から脱落しても、線材支持部材９により、ケーブル８が支持されているので、画像生成部２が落下することがなく、ケーブル８で吊された状態となる。このため、画像生成部２が破損することがない。  When the proximity sensor 4 detects the proximity of an obstacle, a signal is input from theCPU 41 to therelease driver 65, and therelease driver 65 supplies power to the actuator 7. Then, as theshaft 7a slides, as described above, theimage generation unit 2 does not fall off the mounting member 3, and the obstacle and theimage generation unit 2 do not collide. Even if theimage generation unit 2 falls off the attachment member 3, thecable 8 is supported by the wire support member 9, so that theimage generation unit 2 does not fall and is suspended by thecable 8. For this reason, theimage generation unit 2 is not damaged.

（第２の実施形態）
図６に第２の実施形態の要部斜視図を示し、図７に要部断面図を示す。第２の実施形態の頭部装着部１の構造は、第１の実施形態の頭部装着部１と同一である。以下、第１の実施形態と異なる点について、第２の実施形態のヘッドマウントディスプレイを説明する。図６に示されるように、取付部材１３は、垂直板部１３ａと、この垂直板部１３ａの下端から水平に延出する水平板部１３ｂとから構成されている。垂直板部１３ａの上部は、テンプル１ｂの前端に固着される固着部１３ｄとなっている。(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a perspective view of relevant parts of the second embodiment, and FIG. 7 shows a cross-sectional view of relevant parts. The structure of thehead mounting part 1 of the second embodiment is the same as that of thehead mounting part 1 of the first embodiment. Hereinafter, the head mounted display according to the second embodiment will be described with respect to differences from the first embodiment. As shown in FIG. 6, theattachment member 13 is composed of avertical plate portion 13a and ahorizontal plate portion 13b extending horizontally from the lower end of thevertical plate portion 13a. The upper part of thevertical plate part 13a is a fixingpart 13d fixed to the front end of thetemple 1b.

水平板部１３ｂの下面には、鉄板等の板状の磁性部材１４が取り付けられている。  A plate-likemagnetic member 14 such as an iron plate is attached to the lower surface of thehorizontal plate portion 13b.

図６に示されるように、画像生成部２の後部上面には、上方に開口した、取付凹部２ｅが凹陥形成されている。取付凹部２ｅは、取付部材１３の水平部１３ｂ及び磁性部材１４の外縁形状に対応した形状になっていて、水平部１３ｂ及び磁性部材１４が取付凹部２ｅ内に侵入することができるようになっている。  As shown in FIG. 6, a mountingrecess 2 e that opens upward is formed in the upper surface of the rear part of theimage generation unit 2. The mountingrecess 2e has a shape corresponding to the outer edge shape of thehorizontal portion 13b and themagnetic member 14 of the mountingmember 13, so that thehorizontal portion 13b and themagnetic member 14 can enter the mountingrecess 2e. Yes.

取付凹部２ｅの底面には、板状のマグネットであるマグネット１６が取り付けられている。このため、マグネット１６の磁力により、取付部材１３に取り付けられた磁性部材１４を吸着し、画像生成部２が取付部材１３に結合されるようになっている。  Amagnet 16 that is a plate-like magnet is attached to the bottom surface of theattachment recess 2e. For this reason, themagnetic member 14 attached to theattachment member 13 is attracted by the magnetic force of themagnet 16, and theimage generation unit 2 is coupled to theattachment member 13.

図６、図７に示される第２の実施形態では、２つの貫通穴１６ａが、マグネット１６に貫通形成されている。図７に示されるように、取付凹部２ｅの底面の貫通穴１６ａに対応する位置には、画像生成部２の内部に連通する連通穴２ｆが形成されている。  In the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, two throughholes 16 a are formed through themagnet 16. As shown in FIG. 7, acommunication hole 2 f that communicates with the inside of theimage generation unit 2 is formed at a position corresponding to the throughhole 16 a on the bottom surface of the mountingrecess 2 e.

図７に示されるように、画像生成部２の内部には、アクチュエータ１５が収納され取り付けられている。図７に示される第２の実施形態では、アクチュエータ１５は、上下方向にスライドするプッシャー１５ａを有するプッシュソレノイドである。アクチュエータ１５に電力が投入されると、プッシャー１５ａが上方にスライドし、マグネット１６の貫通穴１６ａから突出し、磁性部材１４を押圧する。磁性部材１４がプッシャー１５ａで押圧されると、磁性部材１４とマグネット１６が離間し、磁性部材１４とマグネット１６との磁力による結合が解除され、画像生成部２が取付部材１３から脱落するようになっている。  As shown in FIG. 7, anactuator 15 is housed and attached inside theimage generation unit 2. In the second embodiment shown in FIG. 7, theactuator 15 is a push solenoid having apusher 15a that slides in the vertical direction. When electric power is applied to theactuator 15, thepusher 15 a slides upward, protrudes from the throughhole 16 a of themagnet 16, and presses themagnetic member 14. When themagnetic member 14 is pressed by thepusher 15 a, themagnetic member 14 and themagnet 16 are separated from each other, the coupling of themagnetic member 14 and themagnet 16 by the magnetic force is released, and theimage generating unit 2 is detached from the mountingmember 13. It has become.

このように、図６、図７に示される第２の実施形態では、プッシャー１５ａを有するアクチュエータ１５により、磁性部材１４とマグネット１６を離間させ、磁性部材１４とマグネット１６との磁力による結合を解除させる離間手段を構成しているが、離間手段はこのような構成に限定されず、磁性部材１４とマグネット１６を離間させる構造のものであれば全て含まれる。  As described above, in the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, themagnetic member 14 and themagnet 16 are separated by theactuator 15 having thepusher 15a, and themagnetic member 14 and themagnet 16 are released from the magnetic coupling. However, the separation means is not limited to such a configuration, and any structure having a structure for separating themagnetic member 14 and themagnet 16 from each other is included.

近接センサー４が障害物の近接を検知すると、リリースドライバ６５に信号が投入され、リリースドライバ６５がアクチュエータ１５に電力を投入する。すると、プッシャー１５ａが、磁性部材１４を押圧し、前述したように、画像生成部２が取付部材１３から脱落し、障害物と画像生成部２とが衝突することがない。画像生成部２が取付部材１３から脱落しても、線材支持部材９により、ケーブル８が支持されているので、画像生成部２が落下することがなく、ケーブル８で吊された状態となる。このため、画像生成部２が破損することがない。  When the proximity sensor 4 detects the proximity of an obstacle, a signal is input to therelease driver 65, and therelease driver 65 supplies power to theactuator 15. Then, thepusher 15a presses themagnetic member 14, and as described above, theimage generating unit 2 is dropped from the mountingmember 13, and the obstacle and theimage generating unit 2 do not collide. Even if theimage generation unit 2 falls off theattachment member 13, thecable 8 is supported by the wire support member 9, so that theimage generation unit 2 does not fall and is suspended by thecable 8. For this reason, theimage generation unit 2 is not damaged.

なお、取付部材１３の水平部１３ｂの下面に、磁性部材１４を取り付けた実施形態について第２の実施形態を説明したが、取付部材１３を磁性材で構成すれば磁性部材１４は不要である。また、マグネット１６を、取付部材１３側に取り付け、磁性部材１４を画像生成部２側に取り付けた実施形態であっても差し支えない。  In addition, although 2nd Embodiment was described about embodiment which attached themagnetic member 14 to the lower surface of thehorizontal part 13b of theattachment member 13, if theattachment member 13 is comprised with a magnetic material, themagnetic member 14 will be unnecessary. Further, themagnet 16 may be attached to theattachment member 13 side and themagnetic member 14 may be attached to theimage generation unit 2 side.

（第３の実施形態）
図８に第３の実施形態の要部斜視図を示し、図９に要部横断面図を示し、図１０に要部縦断面図を示す。第３の実施形態の頭部装着部１の構造は、第１の実施形態の頭部装着部１と同一である。以下、第１の実施形態と異なる点について、第３の実施形態のヘッドマウントディスプレイ本体１０を説明する。なお、第３の実施形態では、近接センサー４やリリースドライバ６５、アクチュエータは不要である。(Third embodiment)
FIG. 8 shows a perspective view of the main part of the third embodiment, FIG. 9 shows a cross-sectional view of the main part, and FIG. 10 shows a vertical cross-sectional view of the main part. The structure of thehead mounting part 1 of the third embodiment is the same as that of thehead mounting part 1 of the first embodiment. Hereinafter, the head mounted displaymain body 10 of 3rd Embodiment is demonstrated about a different point from 1st Embodiment. In the third embodiment, the proximity sensor 4, therelease driver 65, and the actuator are unnecessary.

図８に示されるように、取付部材２３は、垂直板部２３ａと、この垂直板部２３ａの下端から水平に延出する水平板部２３ｂとから構成されている。垂直板部２３ａの上部は、テンプル１ｂの前端に固着される固着部２３ｄとなっている。  As shown in FIG. 8, theattachment member 23 includes avertical plate portion 23a and ahorizontal plate portion 23b extending horizontally from the lower end of thevertical plate portion 23a. The upper part of thevertical plate part 23a is a fixingpart 23d fixed to the front end of thetemple 1b.

水平板部２３ｂの下面から下方に、係合突起２３ｅが突設されている。係合突起２３ｅの途中部分の両側には、係合凹部２３ｆが形成されている。係合突起２３ｅの先端２３ｈは、係合突起２３ｅの係合凹部２３ｆが形成されている部分の幅よりも広くなっている。係合突起２３ｅの表面の係合凹部２３ｆが形成されている位置には、押圧突起２３ｇが突設されている。図８〜１０に示される実施形態では、押圧突起２３ｇは、係合突起２３ｅの両面に、上下に突設されている。  An engagingprojection 23e is projected from the lower surface of the horizontalflat plate portion 23b. Engagement recesses 23f are formed on both sides of the middle portion of theengagement protrusion 23e. Thefront end 23h of theengagement protrusion 23e is wider than the width of the portion of theengagement protrusion 23e where theengagement recess 23f is formed. Apressing protrusion 23g protrudes at a position where anengaging recess 23f is formed on the surface of the engagingprotrusion 23e. In the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, thepressing protrusions 23g are provided so as to protrude vertically on both surfaces of the engagingprotrusion 23e.

図８に示されるように、画像生成部２の基部には、上方に開口した、取付凹部２ｇが凹陥形成されている。取付凹部２ｇは、取付部材２３の水平部２３ｂの外縁形状に対応した形状になっていて、前記水平部２３ｂが取付凹部２ｇ内に侵入することができるようになっている。取付凹部２ｇの底面には、画像生成部２の内部に連通する係合穴２ｈが形成されている。係合穴２ｈは、長穴形状若しくは長方形状をしている。係合穴２ｈに、係合突起２３ｅが侵入可能になっている。  As shown in FIG. 8, a mounting recess 2 g that opens upward is formed in the base of theimage generator 2. The mounting recess 2g has a shape corresponding to the outer edge shape of thehorizontal portion 23b of the mountingmember 23 so that thehorizontal portion 23b can enter the mounting recess 2g. On the bottom surface of the mounting recess 2g, anengagement hole 2h communicating with the inside of theimage generating unit 2 is formed. Theengagement hole 2h has a long hole shape or a rectangular shape. Theengagement protrusion 23e can enter theengagement hole 2h.

図１０に示されるように、画像生成部２の内部には、一対のスライド部材２４が、その先端で対向して、係合穴２ｈの下方両方向から、係合穴２ｈの直下に突出するように、横方向スライド自在に配設されている。一対のスライド部材２４の先端２４ａは、係合穴２ｈの直下に位置している。略円弧形状の板バネ２５が、一対のスライド部材２４の先端２４ａ部分に、ピン２６で取り付けられている。板バネ２５は、係合穴２ｈ方向に膨出している。板バネ２５によって、一対のスライド部材２４が、互いに近接する方向に付勢され、一対のスライド部材２４が、引き合わされるようになっている。図９の（Ａ）に示されるように、板バネ２５は、スライド部材２４から離間している。  As shown in FIG. 10, a pair ofslide members 24 are opposed to each other at the tip of theimage generation unit 2 so as to protrude directly below theengagement hole 2h from both directions below theengagement hole 2h. In addition, it is slidable in the lateral direction. The distal ends 24a of the pair ofslide members 24 are located immediately below theengagement holes 2h. A substantially arc-shapedleaf spring 25 is attached to thetip 24 a portion of the pair ofslide members 24 with apin 26. Theleaf spring 25 bulges in the direction of theengagement hole 2h. The pair ofslide members 24 are urged by theleaf springs 25 in the directions approaching each other, and the pair ofslide members 24 are attracted. As shown in FIG. 9A, theleaf spring 25 is separated from theslide member 24.

画像生成部２を、取付部材２３を介して、頭部装着部１に取り付けるには、係合突起２３ｅを、係合穴２ｈ内に挿入させる（図１０の（Ａ）の状態）。すると、係合突起２３ｅの先端２３ｈが、互いに引き合わされているスライド部材２４の先端２４ａを押し拡げ、係合突起２３ｅの先端部２３ｈが、一対のスライド部材２４の先端２４ａを乗り越えると、一対のスライド部材２４の先端２４ａが、係合突起２３ｅの係合凹部２３ｆを挟持する（図１０の（Ｂ）の状態）。スライド部材２４の先端２４ａの形状は、係合突起２３ｅの係合凹部２３ｆに対応した形状となっている。このため、一対のスライド部材２４の先端２４ａが、係合突起２３ｅの係合凹部２３ｆと係合し、画像生成部２と取付部材２３とが結合する。係合凹部２３ｆとスライド部材２４とが係合している状態では、図９の（Ａ）に示されるように、一対のスライド部材２４と、係合突起２３ｅとが一直線に配置されている。  In order to attach theimage generation unit 2 to thehead mounting unit 1 via theattachment member 23, theengagement protrusion 23e is inserted into theengagement hole 2h (state (A) in FIG. 10). Then, thedistal end 23h of theengagement protrusion 23e pushes and expands thedistal end 24a of theslide member 24 attracted to each other, and when thedistal end portion 23h of theengagement protrusion 23e gets over the distal ends 24a of the pair ofslide members 24, a pair of Thefront end 24a of theslide member 24 clamps theengaging recess 23f of the engagingprotrusion 23e (state shown in FIG. 10B). The shape of thetip 24a of theslide member 24 is a shape corresponding to theengagement recess 23f of theengagement protrusion 23e. For this reason, the front ends 24a of the pair ofslide members 24 are engaged with the engagement recesses 23f of theengagement protrusions 23e, and theimage generation unit 2 and theattachment member 23 are coupled. In a state where theengagement recess 23f and theslide member 24 are engaged, as shown in FIG. 9A, the pair ofslide members 24 and theengagement protrusions 23e are arranged in a straight line.

係合突起２３ｅの先端２３ｈが、互いに引き合わされているスライド部材２４の先端２４ａを押し拡げる際に、押圧突起２３ｇが板バネ２５を押圧し、図１０の（Ｂ）に示されるように、板バネ２５が変形する。係合突起２３ｅと、一対のスライド部材２４が係合している状態では、板バネ２５が、係合突起２３ｅを上方に付勢している。  When thedistal end 23h of the engagingprojection 23e pushes and expands thedistal end 24a of theslide member 24 attracted to each other, thepressing projection 23g presses theleaf spring 25, and as shown in FIG. Thespring 25 is deformed. In a state where the engagingprotrusion 23e and the pair ofslide members 24 are engaged, theleaf spring 25 biases the engagingprotrusion 23e upward.

画像生成部２が、取付部材２３に結合している状態で、画像生成部２に障害物が当接すると、図９の（Ｂ）に示されるように係合突起２３ｅに対して、スライド部材２４が傾き（Ｂ）、係合凹部２３ｆとスライド部材２４との係合状態が解除される（図９の（Ｃ）の状態）。係合凹部２３ｆとスライド部材２４との係合状態が解除されると、係合突起２３ｅは、板バネ２５により、上方に付勢されているので、係合突起２３ｅが、係合穴２ｈから脱出し、画面生成部２が、取付部材２３から脱落する。障害物が接触した瞬間に、板バネ２５により係合突起２３ｅが係合穴２ｈからすばやく押し出されるので、画面生成部２が眼に接触するのを防止できる  When an obstacle is brought into contact with theimage generation unit 2 in a state where theimage generation unit 2 is coupled to theattachment member 23, the slide member is moved with respect to theengagement protrusion 23e as shown in FIG. 24 is inclined (B), and the engagement state between theengagement recess 23f and theslide member 24 is released (the state shown in FIG. 9C). When the engagement state between theengagement recess 23f and theslide member 24 is released, theengagement protrusion 23e is biased upward by theleaf spring 25, so that theengagement protrusion 23e is moved from theengagement hole 2h. Thescreen generation unit 2 is removed from the mountingmember 23. Since theengagement protrusion 23e is quickly pushed out from theengagement hole 2h by theleaf spring 25 at the moment when the obstacle comes into contact, thescreen generator 2 can be prevented from coming into contact with the eyes.

例えば工場の加工現場等の機械作業を行う場所で、作業支援等の目的でヘッドマウントディスプレイが用いられる場合に、第３の実施形態で提供される様な脱落手段が無いと、機械にケーブル８が巻き込まれたときに画像生成部２と頭部装着部１とが一体となって引っ張られるので、ユーザがその機械に巻き込まれる可能性がある。しかし、第３の実施形態のように脱落手段を有していれば、機械にケーブル８が巻き込まれても、画像生成部２が頭部装着部１から脱落するので、ユーザがその機械に巻き込まれる危険を防止することが可能となる。  For example, when a head-mounted display is used for the purpose of work support at a place where machine work such as a factory processing site is performed, if there is no drop-off means as provided in the third embodiment, thecable 8 Since theimage generating unit 2 and the head-mountedunit 1 are pulled together when the is caught, there is a possibility that the user is caught in the machine. However, if the drop-off means is provided as in the third embodiment, even if thecable 8 is caught in the machine, theimage generation unit 2 is dropped from the head-mountedunit 1, so that the user is caught in the machine. It is possible to prevent the risk of being damaged.

以上の説明では、画像生成部２は、強度が画像に応じて変調された光を２次元に走査した走査画像光を生成し、当該走査画像光をユーザの眼球に直接照射し、ユーザに画像を視認させる装置であるが、本発明の画像生成部２はこれに限定されず、ＬＣＤ等の表示装置を用い、ユーザに画像を視認させるものであれば全て含まれる。  In the above description, theimage generation unit 2 generates scanning image light obtained by two-dimensionally scanning light whose intensity is modulated in accordance with the image, and directly irradiates the user's eyeball with the scanned image light, thereby causing the image to the user. However, theimage generation unit 2 of the present invention is not limited to this, and includes any device that uses a display device such as an LCD and allows the user to visually recognize an image.

以上説明した、ヘッドマウントディスプレイは、１つの画像生成部２が、頭部装着部１の側前部に取り付けられているが、２つの画像生成部２が頭部装着部１の両側前部に取り付けられ、ユーザが両眼で画像を視認することができるヘッドマウントディスプレイであっても差し支えない。また、以上説明したヘッドマウントディスプレイの、頭部装着部１は、眼鏡のフレーム形状をしているが、頭部装着部１は、この形状に限定されず、ヘルメット形状等であってもよく、ユーザの頭部に装着される構造のものであれはすべて含まる。このような構造のヘッドマウントディスプレイにも、本発明を適用することができることは言うまでもない。  In the head-mounted display described above, oneimage generation unit 2 is attached to the front side of thehead mounting unit 1, but the twoimage generation units 2 are provided on both front sides of thehead mounting unit 1. It may be a head mounted display that is attached and allows the user to visually recognize an image with both eyes. Moreover, although thehead mounting part 1 of the head mounted display demonstrated above has the frame shape of spectacles, thehead mounting part 1 is not limited to this shape, A helmet shape etc. may be sufficient, Any structure that is worn on the user's head is included. It goes without saying that the present invention can also be applied to a head-mounted display having such a structure.

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うヘッドマウントディスプレイもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。  Although the present invention has been described above in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. However, the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a head-mounted display accompanying such a change should also be understood as being included in the technical scope. I must.

本発明の実施の形態を示すヘッドマウントディスプレイの全体図である。1 is an overall view of a head mounted display showing an embodiment of the present invention.画像生成部の断面図である。It is sectional drawing of an image generation part.ヘッドマウントディスプレイのブロック図である。It is a block diagram of a head mounted display.要部の斜視図である。（第１の実施形態）It is a perspective view of the principal part. (First embodiment)要部の断面図である。（第１の実施形態）It is sectional drawing of the principal part. (First embodiment)要部の斜視図である。（第２の実施形態）It is a perspective view of the principal part. (Second Embodiment)要部の断面図である。（第２の実施形態）It is sectional drawing of the principal part. (Second Embodiment)要部の斜視図である。（第３の実施形態）It is a perspective view of the principal part. (Third embodiment)要部の横断面図である。（第３の実施形態）It is a cross-sectional view of the main part. (Third embodiment)要部の縦断面図である。（第３の実施形態）It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part. (Third embodiment)従来の実施の形態を示すヘッドマウントディスプレイの説明図である。It is explanatory drawing of the head mounted display which shows conventional embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 頭部装着部
１ａ フロントフレーム
１ｂ テンプル
１ｃ ノーズパッド
１ｄ イヤーパッド
１ｆ 線材支持部
２ 画像生成部
２ａ 取付凹部（第２の実施形態）
２ｂ ピン
２ｃ 貫通穴
２ｄ コイルスプリング
２ｅ 取付凹部（第２の実施形態）
２ｆ 連通穴
２ｇ 取り付け凹部（第３の実施形態）
２ｈ 係合穴
３ 取付部材
３ａ 垂直板部
３ｂ 取付部
３ｃ 閉塞板部
３ｄ 固着部
３ｅ ピン穴
３ｆ ロック穴
４ 近接センサー
５ ロック突起材
５ａ ロック部
５ｂ ロック突起
５ｃ 係止面
５ｄ 傾斜面
６ スプリング
７ アクチュエータ
７ａ シャフト
８ ケーブル
８ａ 画像・制御信号伝送線
９ 線材支持部材
９ａ 支持穴
１０ ヘッドマウントディスプレイ本体
１３ 取付部材（第２の実施形態）
１３ａ 垂直板部
１３ｂ 水平板部
１３ｄ 固着部
１４ 磁性部材
１５ アクチュエータ（第２の実施形態）
１５ａ プッシャー
１６ マグネット
１６ａ 貫通形成
２３ 取付部材（第３の実施形態）
２３ａ 垂直板部
２３ｂ 水平板部
２３ｄ 固着部
２３ｅ 係合突起
２３ｆ 係合凹部
２３ｇ 係合突起
２３ｈ 係合突起の先端
２４ スライド部材
２４ａ スライド部材の先端
２５ 板バネ
２６ ピン
３０ 走査画像光照射部
３１ 光源
３２ コリメート光学系
３３ 走査光生成部
３４ 接眼レンズ
３４ａ レンズ系
３４ｂ レンズ系
３５ ミラー
４０ 制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ 不揮発性メモリー
４６ 周辺インターフェース
４７ 画像入力インターフェース
４８ ＶＲＡＭ
４９ コントローラ
５５ バス
６０ 操作部
６１ 電源ランプ
６５ リリースドライバ
９１ パーソナルコンピュータ
５０ 従来のヘッドマウントディスプレイ
５１ 頭部装着部
５１ａ ノーズパッド
５１ｂ イヤーパッド
５２ 画像生成部
５２ａ ハーフミラー
５５ バス
１００ ヘッドマウントディスプレイ
Ｅ 眼球DESCRIPTION OFSYMBOLS 1Head mounting part 1aFrontframe 1b Temple1c Nose pad1d Ear pad 1f Wirematerial support part 2Image generation part 2a Mounting recessed part (2nd Embodiment)
2b pin 2c throughhole2d coil spring 2e mounting recess (second embodiment)
2f communication hole 2g mounting recess (third embodiment)
2h engagement hole 3attachment member 3avertical plate portion3b attachment portion 3cclosing plate portion3d fixing portion3e pin hole 3f lock hole 4proximity sensor 5lock projection material5a lock portion5b lock projection 5cengagement surface 5d inclined surface 6 spring 7Actuator 7a Shaft 8 Cable 8a Image / control signal transmission line 9 Wire support member9a Support hole 10 Headmount display body 13 Mounting member (second embodiment)
13aVertical plate part 13b Horizontalflat plate part13d Adhering part 14Magnetic member 15 Actuator (2nd Embodiment)
15a pusher 16magnet16a penetrating formation 23 mounting member (third embodiment)
23aVertical plate portion 23b Horizontalflat plate portion23d Fixing portion 23eEngaging projection23f Engaging recess23g Engaging projection 23h End of engagingprojection 24Slide member 24a End of slidingmember 25Leaf spring 26Pin 30 Scanning imagelight irradiation unit 31Light source 32 Collimatingoptical system 33 Scanninglight generation unit 34Eyepiece34a Lens system34b Lens system 35Mirror 40Control unit 41 CPU
42 RAM
43 ROM
44Nonvolatile memory 46 Peripheral interface 47Image input interface 48 VRAM
49controller 55bus 60operation unit 61power lamp 65release driver 91personal computer 50 conventional head mounteddisplay 51head mounting unit51a nose pad51b ear pad 52 image generating unit52a half mirror 55bus 100 head mounted display E eyeball

Claims (4)

Translated fromJapanese

ユーザの頭部に装着される頭部装着部と、
前記頭部装着部の前側方に取り付けられ、前記ユーザに画像を視認させる画像生成部を有するヘッドマウントディスプレイにおいて、
障害物が前記画像生成部に近接又は接触した際に、前記画像生成部を前記頭部装着部から脱落させる脱落手段を設けたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。A head mounting part to be mounted on the user's head;
In the head mounted display having an image generation unit attached to the front side of the head mounting unit and allowing the user to visually recognize an image,
A head-mounted display provided with a drop-off means for dropping the image generation unit from the head-mounted unit when an obstacle approaches or contacts the image generation unit. 脱落手段は、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
常時は画像生成部を前記取付部材に結合させているが、作動力が付与されると、画像生成部と前記取付部材との結合を解除するロック手段と、
電力が投入された際に、前記ロック手段に作動力を付与する作動力付与手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、
前記近接検知手段が障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記作動力付与手段に電力を投入する電力入力手段とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。The drop-off means is
A mounting member provided in the head mounting portion;
Normally, the image generating unit is coupled to the mounting member, but when an actuation force is applied, a lock unit that releases the coupling between the image generating unit and the mounting member;
An operating force applying means for applying an operating force to the locking means when electric power is applied;
Proximity detection means for detecting the proximity of the obstacle to the image generation unit;
2. The head according to claim 1, further comprising: a power input unit that supplies power to the operating force applying unit when the proximity detecting unit detects the proximity of the obstacle to the image generation unit. Mount display. 脱落手段は、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
前記取付部材及び画像生成部の一方に取り付けられた磁性部材と、
前記取付部材及び画像生成部の他方に取り付けられ、前記磁性部材と磁力により結合させるマグネットと、
電力が投入された際に、前記磁性部材と前記マグネットとを離間させることにより、磁力による結合を解除させる離間手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知する近接検知手段と、
障害物の画像生成部への近接を検知した際に、前記離間手段に電力を投入するリリースドライバとから構成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。The drop-off means is
A mounting member provided in the head mounting portion;
A magnetic member attached to one of the attachment member and the image generator;
A magnet attached to the other of the attachment member and the image generation unit, and coupled to the magnetic member by a magnetic force;
Separating means for releasing the coupling by magnetic force by separating the magnetic member and the magnet when power is applied;
Proximity detection means for detecting the proximity of the obstacle to the image generation unit;
The head-mounted display according to claim 1, further comprising a release driver that turns on power to the separation unit when the proximity of the obstacle to the image generation unit is detected. 脱落手段は、
頭部装着部に設けられた取付部材と、
前記取付部材及び画像生成部の一方に突設され、その途中部分に係合凹部を有する係合突起と、
前記取付部材及び画像生成部の他方に凹陥形成され、前記係合手段が侵入する係合穴と、
前記係合侵入穴の両側方から、前記係合穴内に突出するようにスライド自在に配設され、その先端が前記係合突起の係合凹部に係合することで、前記係合突起を挟持する一対の挟持部材と、
前記一対の挟持部材を、互いに近接させる方向に付勢する付勢部材とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。The drop-off means is
A mounting member provided in the head mounting portion;
An engagement protrusion that protrudes from one of the attachment member and the image generation unit and has an engagement recess in the middle of the attachment member;
An engagement hole formed in a recess in the other of the attachment member and the image generation unit, and into which the engagement means enters,
It is slidably disposed so as to protrude into the engagement hole from both sides of the engagement entry hole, and the tip of the engagement protrusion engages with the engagement recess of the engagement protrusion, thereby holding the engagement protrusion. A pair of clamping members that
The head-mounted display according to claim 1, wherein the pair of sandwiching members includes a biasing member that biases the pair of sandwiching members toward each other.

Images