JP2004233783A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】左右を反転させてもケーブルの接続位置が実質的に変わらない方式のヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】ケーブル７は、頭部６の中央を通る鉛直平面８内に設けられたケーブル取り出し口９（コネクタを含む）から取り出されるようになっている。すなわち、ケーブル取り出し口９は、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が反転させられるときの回転軸（ヘッドマウントディスプレイ本体部１と頭部の中央を通る鉛直平面８が交差する線状にある）を含み、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が頭部６に装着されたときの上下方向となる面、すなわち頭部の中央を通る鉛直平面８内に設けられている。よって、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を反転して装着した場合でも、ケーブル７の取り出し位置が左右方向に変わらない。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は頭部に装着して映像を観測するヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等の標示デバイス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。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においては、一つのヘッドマウントディスプレイ本体部（頭部に装着される部分）を、左眼用にも右眼用にも使用できるようにしておくのが好ましい。このようなヘッドマウントディスプレイとして、特開平８−３２０４５３号公報（特許文献１）には、ヘッドマウントディスプレイの表示部を取り外し、付け替えることで左右を切り換える方式のものが開示されている。又、特開平９−３１８９０５号公報（特許文献２）には、顔面の中央部を中心に、表示部を回転させることにより、左右を切り換える方式のものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２０４５３号公報
【特許文献２】特開平９−３１８９０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方式のヘッドマウントディスプレイでは、顔面前方によけいな部材が常に存在し、デザイン的にも良くないという問題点がある。又、後者の場合は、表示部を回転させる機構が２つ必要であり、構造が複雑になるという問題点がある。よって、ヘッドマウントディスプレイ本体部を、左右方向に１８０°ひっくり返すだけで、左眼用と右眼用の切り替えができる方式のものが好ましい。
【０００７】
このようなヘッドマウントディスプレイ本体部の例を図１に示す。ヘッドマウントディスプレイ本体部１は、リアアーム２、ディスプレイアーム３、表示部４、ヘッドホーン５を主要部として構成されている。
【０００８】
表示部４はディスプレイアーム３の先端部に取り付けられており、帯状となったディスプレイアーム３の後部は、リアアーム２中の中空部に収納され、装着者の頭部の形状に合わせて伸縮可能なようになっている。ヘッドホーン５はリアアーム２に固定されている。
【０００９】
この方式のヘッドマウントディスプレイ本体部１においては、ディスプレイアーム３はリアアーム２の片側にしか収納されておらず、表示部４を左目の前に配置する場合には図１に示されたような姿勢で使用し、表示部４を右目の前に配置する場合は、図１に示された姿勢から１８０°回転させ、上下左右を反対にした姿勢で使用する。
【００１０】
しかしながら、図１に示すような方式のヘッドマウントディスプレイ本体部であっても、反転させることによって接続ケーブルの位置が変わると、装着者に不快感を与えることがある。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ヘッドマウントディスプレイ本体部を、左右方向に１８０°ひっくり返すだけで、左眼用と右眼用の切り替えができる方式のヘッドマウントディスプレイにおいて、ケーブルの接続位置が実質的に変わらない方式の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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、反転させるときの回転軸を含む鉛直な面と、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部とが交わる面の近傍に、ケーブルの取り出し口が設けられていることを特徴とするもの（請求項１）である。
【００１３】
本手段においては、ケーブルの取り出し口（コネクタを含む）が、ヘッドマウントディスプレイ本体部を反転させるときの回転軸を含む鉛直な面と、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部とが交わる面の近傍に設けられているので、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、ケーブルの取り出し口はほぼ同じ位置に保たれる。よって、ケーブルの取り出し位置が変わることによって装着者に不快感を与えることが無くなる。
【００１４】
なお、ヘッドマウントディスプレイ本体部を反転させるときの回転軸とは、実際にこのような回転軸があるわけではなく、仮想的な回転軸を言うものであることは言うまでもない。又、「近傍」とは、実用上、ヘッドマウントディスプレイ本体部を反転させたときに、実質的に位置が変化しないとみなされるような範囲をいう。
【００１５】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記ケーブルの取り出し口が、それが位置する前記ヘッドマウントディスプレイ本体部の部分の取り付け面に対して、ほぼ垂直方向に延出していることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１６】
本手段においては、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、ケーブルの取り出し方向が変わらないので、装着者に不快感を与えることが無くなる。なお、「ほぼ垂直」とは、実用上、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、ケーブルの取り出し方向が実質的に変わっていないとみなせるような範囲をいう。
【００１７】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記ケーブルの取り出し口が、前記ヘッドマウントディスプレイに対してケーブル取り出し方向が可変となるように、回動可能に取り付けられていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１８】
本手段においては、ケーブルの取り出し口が、ヘッドマウントディスプレイに対してケーブル取り出し方向が可変となるように、回動可能に取り付けられている。よって、ヘッドマウントディスプレイを左眼用として使用するときにも、右眼用として使用するときにも、ケーブルを下向きに引き出すことができ、ケーブルを自然に下側に垂らすことができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第４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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、反転させるときの回転軸に対して略対称となる位置に、接続コネクタが左右に設けられていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００２０】
本手段においては、ケーブルの接続コネクタが左右に設けられ、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、接続コネクタの位置が変わらない。よって、ケーブル側のコネクタを付け変えるだけで、反転させる前と同じ位置からケーブルを引き出すことができるので、装着者に不快感を与えることが無くなる。なお、「略対称」とは、実用上、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、実質的に接続コネクタの位置が変化しないとみなされるような範囲をいう。
【００２１】
前記課題を解決するための第５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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、左右両側にヘッドホーンを有し、両ヘッドホーンに接続コネクタが設けられていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００２２】
本手段においては、両ヘッドホーンに接続コネクタが設けられているので、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、ケーブル側のコネクタを付け変えるだけで、反転させる前と同じ位置からケーブルを引き出すことができる。よって、装着者に不快感を与えることが無くなる。
【００２３】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第３の手段又は第４の手段であって、前記接続コネクタにケーブル側のコネクタが結合されていることを検出する検出装置を有することを特徴とするもの（請求項６）である
本手段によれば、左右の接続コネクタのどちら側にケーブル側のコネクタが接続されているかが検出できるので、これに応じて、後に述べるような画像出力、音声出力の切り替えを行うことが可能となる。
【００２４】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第４の手段から第６の手段のいずれかであって、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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、ケーブル収納機構を有し、ケーブル収納機構を取り付ける部材が、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部を反転させるときの回転軸に対して、略対称となる位置に、設けられていることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００２５】
本手段においては、余分なケーブルを巻き取って収納するようなケーブル収納機構が、左右どちらにも取り付けられ、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合でも、その位置が実質的に変わらないようにされているので、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合、ケーブル収納機構を付け替えるだけで良く、ケーブル収納機構の位置が変わることによって装着者に不快感を与えることを防止できる。
【００２６】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第４の手段から第６の手段のいずれかであって、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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、左右両側にヘッドホーンを有し、両ヘッドホーンに、ケーブル収納機構を取り付ける部材が設けられていることを特徴とするもの（請求項８）である。
【００２７】
本手段においては、ヘッドマウントディスプレイ本体部を１８０°左右に反転させた場合、ケーブル収納機構を別のヘッドホーンに付け替えるだけで良く、ケーブル収納機構の位置が変わることによって装着者に不快感を与えることを防止できる。
【００２８】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第７の手段又は第８の手段であって、前記ケーブル収納機構を取り付ける部材に、前記ケーブル収納機構が取り付けられているかどうかを検出する検出器を有することを特徴とするもの（請求項９）である。
【００２９】
本手段によれば、左右のケーブル収納機構を取り付ける部材のどちら側にケーブル収納機構が取り付けられているかが検出できるので、これに応じて、後に述べるような画像出力、音声出力の切り替えを行うことが可能となる。
【００３０】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第６の手段又は第９の手段のいずれかであって、前記ケーブル側のコネクタ、又は前記ケーブル収納機構が左右どちらかに取り付けられているかの検出結果に応じて、画像を１８０°反転させることと、左右のヘッドホーンの出力を反転させることの少なくとも一方を行う機能を有することを特徴とするもの（請求項９）である。
【００３１】
本手段によれば、ヘッドマウントディスプレイ本体部の装着状態にかかわらず、使用者にとって同じ画像や音声を出力することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部１を示す概要図であり、その主要部は、図１に示されたものと同じ構造である。なお、以下の図においては、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００３３】
図２に示されるヘッドマウントディスプレイ本体部１は、左眼用に使用されているが、これを右眼用に使用するときは、１８０°左右に反転させて頭部６に装着する。ケーブル７は、頭部６の中央を通る鉛直平面８内に設けられたケーブル取り出し口９（コネクタを含む）から取り出されるようになっている。すなわち、ケーブル取り出し口９は、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が反転させられるときの回転軸（ヘッドマウントディスプレイ本体部１と頭部の中央を通る鉛直平面８が交差する線上にある）を含み、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が頭部６に装着されたときの上下方向となる面、すなわち頭部の中央を通る鉛直平面８内に設けられている。よって、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を反転して装着した場合でも、ケーブル７の取り出し位置が左右方向に変わらない。上下方向には僅かに変わる場合があるが、あまり気にはならない。
【００３４】
なお、ケーブル取り出し口９は、厳密に頭部の中央を通る鉛直平面８内に設ける必要は無く、装着時に左右が反転しても気にならない範囲であれば、頭部の中央を通る鉛直平面８より左右いずれかに外れた位置に設けてもよい。
【００３５】
なお、ケーブル取り出し口９の方向は、ケーブル７がリアアーム２に垂直で前記回転軸方向を向いて取り出されるようにすれば、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を反転させた場合でも、ケーブル７の引き出し方向が変わらず、装着者に不快感を与えることがない。
【００３６】
又、図２（ｂ）においては、ケーブル取り出し口９がリアアーム２にリジッドに固定されているが、リアアーム２に取り付けられたピンを介して、ケーブル取り出し口９をリアアーム２に対して上下方向の回動が可能なように取り付けてもよい。このようにすると、ケーブル７の取り出し方向が、装着状態において、常に下方を向くようにすることができ、装着感の良いものとなる。なお、ピンを介して上下方向の回動を可能にするのみでなく、自由継手等を介して、上下左右、上下左右斜め方向の回動が可能なようにすれば、なお、装着感の良いものとすることができる。
【００３７】
図３は、本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部１を示す概要図であり、その主要部は、図１に示されたものと同じ構造である。この実施の形態においては、コネクタ９ａとコネクタ９ｂの２つのコネクタが設けられている。コネクタ９ａとコネクタ９ｂは、頭部の中央を通る鉛直平面８に対してほぼ面対称に設けられている。例えば、（ａ）に示すようにヘッドマウントディスプレイ本体部１を左眼用として使用しているときに、ケーブル７をコネクタ９ａに接続しているとすると、同じヘッドマウントディスプレイ本体部１を右眼用として使用する場合には、（ｂ）に示すように、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を１８０°ひっくり返した上で、ケーブル７をコネクタ９ｂに接続して使用する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ本体部１を左眼用として使用する場合も右眼用として使用する場合も、ほぼ同じ位置にケーブル７を接続することができ、装着時に不快感を与えることを防止できる。
【００３８】
なお、図３においては、コネクタ９ａ、コネクタ９ｂはリアアーム２に設けられているが、これを両方のヘッドホーン５に取り付けるようにしてもよい。これらのコネクタをヘッドホーン５に取り付けた場合、長いコネクタを使用でき、抜け落ち防止効果を高めることができる。
【００３９】
図４は、本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部１を示す概要図であり、その主要部は、図１に示されたものと同じ構造である。この実施の形態においては、余分なケーブルを巻き取って収納するケーブル収納部材１０が設けられており、ケーブル収納部材１０は左右のヘッドホーン５部に収納可能なようにヘッドホーン５部が形成されている。よって、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が左眼用として使用される場合と右眼用として使用される場合に応じて、ケーブル収納部材１０を取り付けるヘッドホーン５部を切り換えることにより、いずれの場合も左右の同じ側からケーブル７を取り出すようになり、装着時に不快感を与えることを防止できる。この例においては、ヘッドホーン５部にケーブル収納部材１０を収納するようにしているが、前述の頭部の中央を通る鉛直平面８に対して面対称となるようなリアアーム２の位置に、左右それぞれ特別の収納ボックスを設け、ケーブル収納部材１０を収納するようにしてもよい。
【００４０】
なお、図３及び図４に示した実施の形態においては、コネクタ９ａ、９ｂのどちら側にケーブル側のコネクタが接続されているか、又は、どちら側のヘッドホーン５部にケーブル収納部材１０が収納されているかを判別可能な検出器を付属しておくことが好ましい。これにより、ヘッドマウントディスプレイ本体部１が左眼用として使用されているのか右眼用として使用されているのかが分かり、それによって、表示部４に表示される画像を１８０°反転させたり、左右のヘッドホーン５から出力される音声を逆にしたりすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイ本体部を、左右方向に１８０°ひっくり返すだけで、左眼用と右眼用の切り替えができる方式のヘッドマウントディスプレイにおいて、ケーブルの接続位置が実質的に変わらない方式のヘッドマウントディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が対象とするヘッドマウントディスプレイの例を示す概要図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を示す概要図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を示す概要図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ本体部を示す概要図である。
【符号の説明】
１…ヘッドマウントディスプレイ本体部、２…リアアーム、３…ディスプレイアーム、４…表示部、５…ヘッドホーン、６…頭部、７…ケーブル、８…頭部の中央を通る鉛直平面、９…ケーブル取り出し口、９ａ、９ｂ…コネクタ、１０…ケーブル収納部材

Claims (10)

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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、反転させるときの回転軸を含む鉛直な面と、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部とが交わる面の近傍に、ケーブルの取り出し口が設けられていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記ケーブルの取り出し口が、それが位置する前記ヘッドマウントディスプレイ本体部の部分の取り付け面に対して、ほぼ垂直方向に延出してい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。
3. 前記ケーブルの取り出し口が、前記ヘッドマウントディスプレイに対してケーブル取り出し方向が可変となるように、回動可能に取り付けられてい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。
4. 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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、反転させるときの回転軸に対して略対称となる位置に、接続コネクタが左右に設けられていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
5. 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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、左右両側にヘッドホーンを有し、両ヘッドホーンに接続コネクタが設けられていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
6. 前記接続コネクタにケーブル側のコネクタが結合されていることを検出する検出装置を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ。
7. 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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、ケーブル収納機構を有し、ケーブル収納機構を取り付ける部材が、前記ヘッドマウントディスプレイ本体部を反転させるときの回転軸に対して、略対称となる位置に、左右に設けられていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
8. 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片眼用ヘッドマウントディスプレイであって、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ本体部全体を反転させることにより、左眼用と右眼用とに切り換えて使用するものにおいて、左右両側にヘッドホーンを有し、両ヘッドホーンに、ケーブル収納機構を取り付ける部材が設けられていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
9. 前記ケーブル収納機構を取り付ける部材に、前記ケーブル収納機構が取り付けられているかどうかを検出する検出器を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
10. 前記ケーブル側のコネクタ、又は前記ケーブル収納機構が左右どちらかに取り付けられているかの検出結果に応じて、画像を１８０°反転させることと、左右のヘッドホーンの出力を反転させることの少なくとも一方を行う機能を有することを特徴とする請求項６又は請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。

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