JP2005072867A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スイッチ可動部分との接触による痛みや苦痛などから解放させることができるとともに、イヤホンなどを取り外すだけで簡単にディスプレイ部分の電源を切断して消費電力を削減することができ、しかも設置スペースの小型化にも対応できる。
【解決手段】 眼前に映像を表示するディスプレイ装置２３と、このディスプレイ装置２３を頭部あるいは顔面に装着する眼鏡フレームと、ディスプレイ装置２３の映像に合わせて音声を出力するイヤホン２４とを備える頭部装着型表示装置において、イヤホン２４を耳へ着脱させたことを検出するタッチセンサ２４２，２４３と、タッチセンサ２４２，２４３が検出出力に基づいて電源のオンオフまたはディスプレイ装置２３及びイヤホン２４のオンオフを制御する制御手段３とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、頭部あるいは顔面に装着し、映像および音声を視聴する頭部装着型表示装置に関するものである。

近年、コンピュータやテレビなどの映像をハンズフリーで見るための手段として、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとよぶ）が提案され開発されている。さらに、最近では、普通の眼鏡フレームに搭載可能なほど小型軽量化され、いつでもどこでも日常生活の中で手軽に使用できるフェイスマウントディスプレイ（以下、ＦＭＤとよぶ）も提案され開発され始めている。

ところで、前述のＨＭＤやＦＭＤのようなハンズフリーで映像を見ることができる表示装置（以下、これらをまとめて「頭部装着型表示装置」とよぶ）にあっては、機能の充実、使用頻度の増加、使用時間の増大などにより消費電力も増大する傾向にある。

そこで、頭部装着型表示装置を装着していない状態のときには、不必要な電力を消費しないように、省エネ対策がなされた頭部装着型表示装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
即ち、この頭部装着型表示装置には、頭部あるいは顔面に装着するとこれを検出することができるスイッチが装着検出手段として備えてあり、このスイッチが頭部あるいは顔面に直接または間接的に接触して押圧されるとオンして電源を切断する制御がなされるようになっている。このため、この頭部装着型表示装置には、前述のスイッチを頭部あるいは顔面と当接する位置に設けることが必要となっている。
特開平０８−０７９６５８号公報（段落［００２６］〜［００２７］）

しかしながら、従来の頭部装着型表示装置にあっては、以下のような諸問題を生じている。
（１）この頭部装着型表示装置を頭部または顔面に装着した際に、スイッチの可動先端が頭部あるいは顔面に押し当たることになる。ところが、このスイッチの先端は、通常、エッジ部分などが比較的尖っていることが多いので、頭部あるいは顔面に当接すると、痛みなどの苦痛を生じたり、頭部あるいは顔面にスイッチが触れ続けることにより不快感をもたらすおそれがある。
（２）さらに、映像観賞を一時的に中断し、例えばこの頭部装着型表示装置を頭部あるいは顔面に装着した状態のまま他の作業を少しの時間だけ行うような場合、電源スイッチをＯＦＦにして音声出力手段を耳から取り外すのと同時に、頭部装着型表示装置も頭部あるいは顔面からわざわざ取り外さなければ電源を切ることができなかった。
（３）また、この頭部装着型表示装置のさらなる小型化が進めば、装着検出手段のスイッチを設置すべき場所がスペース的に大幅な制限を受けるため、このスイッチの設置場所を確保するのが難しくなる。

本発明は、上記した事情に鑑み、スイッチ可動部分との接触による痛みや苦痛などを解放させることができるとともに、イヤホンなどを取り外すだけで簡単にディスプレイ部分の電源を切断して消費電力を削減することができ、しかも設置スペースの小型化にも対応できる頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。

本発明の頭部装着型表示装置は、眼前に映像を表示するディスプレイ手段と、このディスプレイ手段を頭部あるいは顔面に装着する装着手段と、前記ディスプレイ手段の映像に合わせて音声を出力する音声出力手段とを備える頭部装着型表示装置において、
前記音声出力手段の耳への装着状態を検出する着脱検出手段と、
前記着脱検出手段の検出出力に基づいて前記ディスプレイ手段及び音声出力手段のオンオフを制御する制御手段と
を備える構成を有している。

これにより、装着検出手段を音声出力手段に設置することで、スイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることによる苦痛から解放され、装着検出手段を備えた音声出力手段を耳に違和感なく装着できる。また、装着検出手段を音声出力手段に設置することにより、頭部装着型表示装置を頭部あるいは顔面に装着した状態で、一時的に映像観賞を止めて他の作業を行う場合に、音声出力手段の脱着のみにより簡単にディスプレイ手段及び音声出力手段をＯＮ、ＯＦＦでき、消費電力を削減することができる。

また、本発明の頭部装着型表示装置は、前記着脱検出手段又は前記脱出検出手段は、前記音声出力手段に付設して耳への接触状態を検出するタッチセンサである構成を有している。

これにより、装着検出手段を備えた音声出力手段をさらに耳に違和感なく装着できる。

本発明によれば、装着検出手段を音声出力手段に付設していることにより、頭部装着型表示装置を頭部あるいは顔面に装着した状態で、一時的に映像観賞を止めて他の作業を行うような場合に、音声出力手段の脱着だけで簡単に電源またはディスプレイ手段及び音声出力手段をＯＮ、ＯＦＦでき、消費電力を削減することができる。また、長時間にわたり頭部装着型表示装置を装着し続けた場合でも、装着検出手段は音声出力手段に付設しているので、スイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることによる苦痛や不快感から解放される。

以下、この発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態である頭部装着型表示装置を示すものであり、この頭部装着型表示装置は、眼鏡フレーム１に電池（内蔵する）で駆動する表示装置２などを取付けたものであり、フェイスマウントディスプレイ（以下、ＦＭＤとよぶ）を構成している。

この表示装置２には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ装置）を備えており、後述するプリズムで映像（液晶画像）を屈折させることによって、あたかも視界の前方に大画面があるかのように映像を投影するように構成している。即ち、本実施形態の表示装置２には、図示しないプリズムを備えた透過レンズ２１と、映像が表示される画面２２と、バックライトを内蔵している小型のＬＣＤを設けた液晶ディスプレイ装置２３（図４参照）と、音声出力手段を構成する左右一対のイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）とを備えている。

このうち、液晶ディスプレイ装置２３は、ＬＣＤ表示部２３１と、このＬＣＤ表示部２３１を駆動するＬＣＤ駆動回路２３２と、ＬＣＤ表示部２３１へバックライトを供給するバックライト部２３３と、バックライト部２３３の駆動を行うバックライト駆動回路２３４とを備えている。
なお、ＬＣＤ表示部２３１は、情報信号入力線２３Ａなどを介して図示外の外部の映像情報出力手段と接続されており、この映像情報出力手段から各種の映像データが出力されるよう構成されている。

特に、イヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）には、図３に示すように、音孔２４１の直下の内部に設けた図示しないスピーカと、このイヤホン本体２４０を耳穴への装着状態を検出するために着脱検出手段２４２，２４３を設けている。

この着脱検出手段２４２，２４３は、イヤホン２４の着脱動作を検出するためのものであり、特に本実施形態では、このイヤホン本体２４０を耳穴に差し込ませたときに、このイヤホン本体２４０の外周縁部または基部が耳穴またはその近傍に軽く接触するだけで耳穴へのイヤホン本体２４０の耳への着脱状態を検出することができるタッチセンサが使用されている。

特に、着脱検出手段２４２は、普段から装着することに慣れておりしかも比較的痛みや不快感を及ぼすおそれの少ない耳穴に装着するので、装着検出手段２４２，２４３を備えたイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳に違和感なく装着できる。

また、着脱検出手段２４３も、比較的痛みを感じ難い耳穴近傍の外部に触れることで着脱状態を検出するので、スイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることによる苦痛から解放される。
なお、スピーカ及びこの着脱検出手段２４２，２４３は、信号入出力線２４Ａを介して後述する制御部３（図４参照）と接続されている。

一方、この制御部３は、着脱検出手段２４２，２４３が耳への着脱動作を検出すると頭部装着型表示装置の液晶ディスプレイ装置２３（ＬＣＤ表示部２３１）の電源のオンオフを制御するようになっている。なお、この液晶ディスプレイ装置２３を一時的にオンオフ制御する際には、イヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）のスピーカの動作も同時にオンオフ制御させる構成となっている。
さらに、この制御部３は、タッチセンサである着脱検出手段２４２，２４３及び制御部３以外の頭部装着型表示装置の電源を全て一時的にオンオフ制御させるような構成としてもよい。

次に、本実施形態である頭部装着型表示装置の電気的な構成について、図４に示すブロック図を用いて具体的に説明する。
液晶ディスプレイ装置２３は、前述したように、ＬＣＤ表示部２３１と、バックライト部２３３を備えており、このうちＬＣＤ表示部２３１は、ＬＣＤ駆動回路２３２によって駆動させるため、入力がＬＣＤ駆動回路２３２の出力に接続されている。一方、バックライト部２３３は、バックライト駆動回路２３４によって駆動させるため、入力がバックライト駆動回路２３４の出力に接続されている。

制御部３は、頭部装着型表示装置の電源投入、映像の表示制御、音声出力の制御などを行うものであり、出力が、ＬＣＤ駆動回路２３２の入力、バックライト駆動回路２３４の入力、音声出力手段を構成する左右一対のイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）の入力にそれぞれ接続されている。このうち、制御部３とＬＣＤ駆動回路２３２との間及び制御部３とバックライト駆動回路２３４との間は、情報信号入力線２３Ａで接続されており、映像および音声情報などが入出力される。一方、イヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）には、制御部３を介して映像の音声が出力される。
さらに、この制御部３の入力には、頭部装着型表示装置が装着されたことを検出する着脱検出手段２４２，２４３であるタッチセンサの出力が接続されている。

従って、タッチセンサが耳に装着されている状態であることを検出したときには、このタッチセンサからの検出信号が制御部３に出力され、この制御部３では、その検出信号をもとにして、液晶ディスプレイ装置２３のＬＣＤ表示部２３１に映像を表示させる必要があるかどうかを判断する。その判断結果により、ＬＣＤ表示部２３１の電源をＯＮ、ＯＦＦして、消費電流を削減し、内蔵する電池の効率的な使用を可能とする。

次に、以上のように構成された本実施形態の頭部装着型表示装置について、その動作を説明する。
（１）まず、使用者は眼鏡をかけるように頭部装着型表示装置を装着する。つまり、メガネフレーム１の左右両側の耳係止部を両耳に係止させ、中央部を鼻にかける。
（２）次に、音声出力手段であるイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳穴に差し込んで装着すると、着脱検出手段２４２，２４３であるタッチセンサは耳と接触したことを検出し、頭部装着型表示装置の電源がＯＮ状態になる。
（３）一方、逆に、音声出力手段であるイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳穴から抜いて取り外すと、着脱検出手段２４２，２４３であるタッチセンサが耳とは非接触となったことを検出し、頭部装着型表示装置の電源がＯＦＦ状態になる。

次に、本実施形態に係る頭部装着型表示装置の液晶ディスプレイ装置２３への電源供給を制御するときの電気的な動作手順について、図５のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
（ｉ）第１ステップＳ１では、まず、使用者は頭部装着型表示装置の電源をＯＮにすると、この制御フローがスタートする。ここで、イヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳に装着している状態であるか否かを制御部３を介して一定時間間隔で判定するため、この第１ステップＳ１では、着脱検出手段２４２，２４３であるタッチセンサを用いて、耳との接触状態を検出する。
（ii）次に、第２ステップＳ２では、そのタッチセンサから検出値（信号）が液晶ディスプレイ装置２３の電源を制御する制御部３に送信される。そして、この第２ステップＳ２にて制御部３が耳への装着状態の判定を行い、イヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳に装着していると判断したときには、第３ステップＳ３へ移行する。一方、装着していないと判断されたときには、第４ステップＳ４へ移行する。

（iii）次に、第３ステップＳ３では、第２ステップＳ２でイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を耳に装着していると判断されたので、液晶ディスプレイ装置２３の電源をＯＮにする。そして、このＯＮにした状態のままで、さらに所定時間が経過すると、再び第１ステップＳ１へ戻り、タッチセンサを用いて耳との接触状態を判定する動作を繰り返す。
（iv）一方、第２ステップＳ２でイヤホンを装着していないと判断したときには、第４ステップＳ４にて液晶ディスプレイ装置２３の電源をＯＦＦにし、このＯＦＦにした状態のままで、さらに所定時間時が経過すると、再び第１ステップＳ１へ戻り、タッチセンサを用いて耳との接触状態を判定する動作を繰り返す。

このようにして、以下、一定時間間隔で耳との接触状態を判定する動作を繰り返すことで、耳からイヤホン２４（２４Ｌ，２４Ｒ）を外した場合には、タッチセンサがこれを検出して液晶ディスプレイ装置２３の電源をＯＦＦにするので、消費電力を削減することができる。

なお、本実施形態では、音声出力手段の耳への装着状態を検出する着脱検出手段を用いて液晶ディスプレイ装置２３の電源を自動的にオンオフするように構成したが、音声出力手段を耳から脱出させたことを検出するように構成した脱出検出手段と手動の始動スイッチを設け、電源をオフするときのみ自動的で行うようにしてもよい。また、本実施形態では、頭部装着型表示装置をフェイスマウントディスプレイ（ＦＭＤ）で構成したが、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）でもよい。

また、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。

本発明の頭部装着型表示装置は、音声出力手段の脱着だけで簡単に電源またはディスプレイ手段及び音声出力手段をＯＮ、ＯＦＦでき、消費電力を削減することができ、また、長時間にわたり頭部装着型表示装置を装着し続けた場合でも、装着検出手段は音声出力手段に付設しているので、スイッチの可動先端を頭部あるいは顔面に押し当てることによる苦痛や不快感から解放される効果を有し、頭部あるいは顔面に装着し、映像および音声を視聴する頭部装着型表示装置等に有用である。

本発明の実施形態における頭部装着型表示装置の正面側斜視図 本発明の実施形態における頭部装着型表示装置の裏面側斜視図 本発明の実施形態における音声出力手段の平面図 本発明の実施形態における頭部装着型表示装置の電気的構成を示すブロック図 本発明の実施形態における頭部装着型表示装置の動作説明のためのフローチャート

符号の説明

１ 眼鏡フレーム（装着手段）
２ 表示装置（ディスプレイ手段）
２１ 透過レンズ
２２ 画面
２３ 液晶ディスプレイ装置
２３Ａ 情報信号入力線
２３１ ＬＣＤ表示部
２３２ ＬＣＤ駆動回路
２３３ バックライト部
２３４ バックライト駆動回路
２４（２４Ｌ，２４Ｒ） イヤホン（音声出力手段）
２４Ａ 信号入出力線
２４０ イヤホン本体
２４１ 音孔
２４２，２４３ 着脱検出手段（タッチセンサ）
３ 制御部

Claims (2)

1. 眼前に映像を表示するディスプレイ手段と、このディスプレイ手段を頭部あるいは顔面に装着する装着手段と、前記ディスプレイ手段の映像に合わせて音声を出力する音声出力手段とを備える頭部装着型表示装置において、
   前記音声出力手段の耳への装着状態を検出する着脱検出手段と、
   前記着脱検出手段の検出出力に基づいて前記ディスプレイ手段及び音声出力手段のオンオフを制御する制御手段と
   を備える頭部装着型表示装置。
2. 前記着脱検出手段又は前記脱出検出手段は、前記音声出力手段に付設して耳への接触状態を検出するタッチセンサである請求項１記載の頭部装着型表示装置。

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