JP2009147700A - へッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はへッドマウントディスプレイに関し、左右切替スイッチによる一対のへッドホーンの左右の設定状態と表示部を支持する支持部の回動位置が異なる場合に、その旨を使用者に警告すること、あるいは、左右切替スイッチの設定状態を自動的に切り替えることを目的とする。
【解決手段】 使用者の頭部への装着部に配置され表示部を左眼用位置と右眼用位置とに回動可能な支持部と、へッドホーンへの音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチと、前記支持部の回動位置を検出する検出手段と、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に警告を発生する警告手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明はへッドマウントディスプレイに関する。

近年、液晶パネル（ＬＣＤ）等のディスプレイ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へッドマウントディスプレイと呼ばれている。

この映像表示装置は、多くの場合、頭に巻いた形で顔面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。このようなへッドマウントディスプレイは、通常は、映像を表示する表示部と音声を出力するへッドホーンとを有している。
米国特許出願公開第２００６／０１１９５３９号明細書

片眼タイプのへッドマウントディスプレイの中には、左眼用と右眼用とを切り替えて使用可能なものがある。そして、左眼用として用いる場合と右眼用として用いる場合には、左右を入れ替えて装着する方式のものが多い。このような場合には、左眼用として装着する場合と、右眼用として装着する場合とでは、へッドホーンの左右が逆になる。従って、へッドホーンに流す音声の左右を逆にするための左右切替スイッチを設けるのが望ましい。

そして、映像を表示する表示部を支持部の先端に配置し、支持部をへッドホーンに対し回動可能に取り付け、支持部の回動により表示部が左眼の前方に位置する左眼用位置と右眼の前方に位置する右眼用位置とを設定する形式のへッドマウントディスプレイでは、左右切替スイッチにより支持部の回動位置に対応してへッドホーンに流す音声の左右を設定することが検討されている。

しかしながら、このようなへッドマウントディスプレイでは、支持部を回動した後、左右切替スイッチの切り替え操作を忘れたり、また、支持部の回動位置に対する左右切替スイッチの設定を誤って行うことがあり、このような場合には、へッドホーンに流れる音声の左右が逆になるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、左右切替スイッチによる一対のへッドホーンの左右の設定状態と表示部を支持する支持部の回動位置が異なる場合に、その旨を使用者に警告すること、あるいは、左右切替スイッチの設定状態を自動的に切り替えることができるへッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。

第１の発明のへッドマウントディスプレイは、映像を表示する表示部と、音声を出力する左右一対のへッドホーンと前記一対のへッドホーンを連結する連結部とを備え、前記一対のへッドホーンの左右を入れ替えて使用者の頭部に装着可能な装着部と、前記表示部が取り付けられるとともに、前記へッドホーンに対し回動可能に前記装着部に取り付けられ前記表示部が左眼の前方に位置する左眼用位置と右眼の前方に位置する右眼用位置とに回動可能な支持部と、前記一対のへッドホーンへの音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチと、前記支持部の回動位置が前記左眼用位置か前記右眼用位置かを検出する検出手段と、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に警告を発生する警告手段とを有することを特徴とする。

第２の発明のへッドマウントディスプレイは、第１の発明のへッドマウントディスプレイにおいて、前記装着部が前記使用者の頭部に装着されているか否かを検出する装着検出手段を有し、前記警告手段は、前記装着部の前記頭部への非装着時に前記警告の発生を行わないことを特徴とする。

第３の発明のへッドマウントディスプレイは、映像を表示する表示部と、音声を出力する左右一対のへッドホーンと前記一対のへッドホーンを連結する連結部とを備え、前記一対のへッドホーンの左右を入れ替えて使用者の頭部に装着可能な装着部と、前記表示部が取り付けられるとともに、前記へッドホーンに対し回動可能に前記装着部に取り付けられ前記表示部が左眼の前方に位置する左眼用位置と右眼の前方に位置する右眼用位置とに回動可能な支持部と、前記一対のへッドホーンへの音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチと、前記支持部の回動位置が前記左眼用位置か前記右眼用位置かを検出する検出手段と、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に前記左右切替スイッチの設定状態を切り替える制御手段とを有することを特徴とする。

第４の発明のへッドマウントディスプレイは、第３の発明のへッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段は、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に、前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えるか否かを使用者に選択させ、使用者による了解操作信号の入力により前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えることを特徴とする。

第５の発明のへッドマウントディスプレイは、第３の発明のへッドマウントディスプレイにおいて、前記制御手段は、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に、前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えた後、切り替え後の状態で良いか否かを使用者に確認し、使用者による了解操作信号の入力により切り替え後の状態を継続することを特徴とする。

第６の発明のへッドマウントディスプレイは、第１ないし第５のいずれか１の発明のへッドマウントディスプレイにおいて、前記装着部が前記頭部に装着されているか否かを検出する装着検出手段を有し、前記制御手段は、前記装着部の前記頭部への非装着時に前記表示部の電源をオフにすることを特徴とする。

本発明によれば、左右切替スイッチによる一対のへッドホーンの左右の設定状態と表示部を支持する支持部の回動位置が異なる場合に、その旨を使用者に警告すること、あるいは、左右切替スイッチの設定状態を自動的に切り替えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明の第１の実施形態のへッドマウントディスプレイを示している。図１の(ａ)は使用者の頭部に装着前のへッドマウントディスプレイを示しており、図１の(ｂ)はへッドマウントディスプレイを使用者の頭部に装着した状態を示している。

このへッドマウントディスプレイは、図１の(ａ)に示すように、左右一対のへッドホーン１１を有している。左右一対のへッドホーン１１は、連結部１３により連結されている。片側のへッドホーン１１には、支持部１５が配置されている。支持部１５は、へッドホーン１１に対して、矢印方向に回動可能に取り付けられている。支持部１５の回動量は、例えば、１８０度に調整代を加えた角度とされている。支持部１５の先端には、映像を表示する表示部１７が取り付けられている。

このへッドマウントディスプレイは、図１の(ｂ)に示すように、連結部１３を頭頂部から被るようにして装着し、２つのへッドホーン１１を両耳に当てることにより装着される。なお、連結部１３の長さは調整できるようになっている。また、連結部１３は弾力性を有し、２つのへッドホーン１１を両耳に押し付けて固定する機能を有している。すなわち、この実施形態では、へッドホーン１１と連結部１３が、へッドマウントディスプレイを頭部に装着させる装着部となっている。

図１の状態では、支持部１５が片側のへッドホーン１１を中心にして図の左向きに回動されている。この状態では、表示部１７が左眼眼前の左眼用位置に位置される。支持部１５は伸縮可能とされており、表示部１７と眼の間隔を調整可能とされている。なお、支持部１５を図１と反対にへッドホーン１１を中心にして図の右向きに回動すると、後述する図３に示すように、表示部１７が右眼眼前の右眼用位置に位置される。

片側のへッドホーン１１には、一対のへッドホーン１１への音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチ１９が設けられている。左右切替スイッチ１９には、位置保持可能なスライドスイッチが使用されている。なお、オルタネイトスイッチ等の位置保持可能なスイッチを使用しても良い。

左右切替スイッチ１９を左(Ｌ)側に移動すると、支持部１５の回動位置が左眼用位置にある時の状態に一対のへッドホーン１１が制御される。すなわち、図１に示したように左目の前方に表示部１７が位置する状態において、右耳には右耳用の音声が、左耳には左耳用の音声が出力されるように制御される。また、図１の状態で表示部１７に表示される像が正常に見える状態に制御される。

一方、左右切替スイッチ１９を右(Ｒ)側に移動すると、支持部１５の回動位置が右眼用位置にある時の状態に一対のへッドホーン１１が制御される。すなわち、後述する図３に示すように右目の前方に表示部１７が位置する状態において、右耳には右耳用の音声が、左耳には左耳用の音声が出力されるように制御される。また、図３の状態で表示部１７に表示される像が正常に見える状態に制御される。

図２は、図１に示した左眼用の状態のへッドマウントディスプレイを右眼用のへッドマウントディスプレイにしている状態を示している。図２の(ａ)に示すように支持部１５をへッドホーン１１の周りに約１８０度回動させて、図２の(ｂ)に示すような状態にすることにより右眼用のへッドマウントディスプレイの状態になる。しかしながら、このようにすると、装着時におけるへッドホーン１１の左右が反対になるため音声出力の左右反転を行う必要がある。また、表示部１７に表示される画像の上下左右が左眼用のときと反転するので、表示画像の調整（上下左右反転）を行う必要がある。この右眼用の状態のへッドマウントディスプレイは、図３に示すように、右目の前方に表示部１７が位置するように頭部に装着される。

図４は、この実施形態のへッドマウントディスプレイの制御回路の概要を示すブロック図である。

再生情報記憶部２１には、再生する映像情報と音声情報が記憶されている。映像・音声再生部２３は再生情報記憶部２１の記憶内容を再生し、映像情報を表示部１７に表示する。また、音声情報をへッドホーン１１に出力する。

操作部２５は、電源のオン，オフ、表示コンテンツの変更、表示の一時停止等を行うスイッチ(不図示)を有している。スイッチは、連結部１３あるいはへッドホーン１１の適当な位置に設けることができる。また、操作を遠隔で行う場合には遠隔操作部材に設けることもできる。

映像・音声制御部２７は、操作部２５からの信号により電源のオン，オフを行う。また、操作部２５からの信号により表示コンテンツの変更、表示の一時停止等を行う。

映像・音声制御部２７は、支持部位置検出器２９、装着検出器３１、左右切替スイッチ１９からの信号を入力する。

支持部位置検出器２９は、支持部１５の回転位置が図１に示す左眼用位置か図３に示す右眼用位置かを検出する。支持部位置検出器２９は、支持部１５の回転位置を検出できれば良く、例えば、へッドホーン１１の支持部１５の周りに磁石とホール素子を取り付けて構成することができる。また、へッドホーン１１の支持部１５の周りにマイクロスイッチを取り付けて構成することができる。支持部位置検出器２９は、支持部１５が、頭頂部方向（例えば頭頂部を向いている連結部１３の方向に対して士１５度）にあるのかも検出する。

映像・音声制御部２７は、支持部位置検出器２９からの信号により、表示する映像と出力する音声を、左眼使用時、右眼使用時のものに切り替える。また、支持部１５が頭頂部方向にあるときは、表示部１７に表示する映像の表示を停止する。従って、支持部１５を頭頂部付近に置き、へッドマウントディスプレイを単なるへッドホーン１１として使用しているような場合には、映像の表示が停止され、無駄な電力の供給が行われなくなる。

装着検出器３１は、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されているか否かを検出する。装着検出器３１は、例えば、連結部１３あるいはへッドホーン１１に赤外線を用いた近接センサを設けて構成することができる。

映像・音声制御部２７は、後述するように、左右切替スイッチ１９の設定状態と支持部位置検出器２９で検出された支持部１５の回動位置が異なる場合に警告を発生し表示部１７に警告表示をする。しかしながら、装着検出器３１からの信号によりへッドマウントディスプレイが頭部に装着されていないことが検出された時には、警告の発生を行わない。この場合には、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されていないため、使用者は表示部１７を見ておらず、表示しても無駄だからである。そして、この場合には、表示部１７の電源がオフにされ、無駄な電力の供給が行われなくなる。

以下、この実施形態のへッドマウントディスプレイの本発明に関わる動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１：映像・音声制御部２７は、左右切替スイッチ１９の設定状態と支持部位置検出器２９で検出された支持部１５の回動位置が異なるか否かを判断する。すなわち、映像・音声制御部２７は、左右切替スイッチ１９および支持部位置検出器２９からの信号を入力する。そして、左右切替スイッチ１９が左眼用に設定されている時に、支持部１５が右眼用位置に位置する時には異なると判断する。また、左右切替スイッチ１９が右眼用に設定されている時に、支持部１５が左眼用位置に位置する時には異なると判断する。なお、映像・音声制御部２７は、支持部位置検出器２９からの信号により支持部１５が頭頂部付近に位置していると判断した場合には、映像の表示を停止し、無駄な電力の消費を抑制する。

ステップＳ２：ステップＳ１において、左右切替スイッチ１９の設定状態と支持部位置検出器２９で検出された支持部１５の回動位置が異なる場合には、装着検出器３１からの信号により、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されているか否かを判断する。

ステップＳ３：ステップＳ２において、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されている場合には、表示部１７に警告表示を行う。

ステップＳ４：ステップＳ２において、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されていない場合には、警告表示を行うことなく表示部１７の電源をオフにし無駄な電力の消費を抑制する。

この実施形態のへッドマウントディスプレイでは、左右切替スイッチ１９による一対のへッドホーン１１の左右の設定状態と表示部１７を支持する支持部１５の回動位置が異なる場合に、その旨を表示部１７に警告表示するようにしたので、警告表示を見た使用者が、例えば、左右切替スイッチ１９の設定状態を替えることによりへッドホーン１１に流れる音声の左右を正常なものにすることができる。
(第２の実施形態)
図６は、本発明の第２の実施形態のへッドマウントディスプレイを示している。

この実施形態では、片側のへッドホーン１１に配置される左右切替スイッチ１９に、位置が自動復帰するタイプのモーメンタリスイッチ(ソフトスイッチ)が使用される。そして、左右切替スイッチ１９を見ただけでは設定状態を認識することができないため、設定状態を表示するための一対のＬＥＤ３３が設けられている。左右切替スイッチ１９を押圧する毎に点灯するＬＥＤ３３が交互に変わる。左(Ｌ)側のＬＥＤ３３が点灯している時には、支持部１５の回動位置が左眼用位置にある時の状態に一対のへッドホーン１１が制御される。一方、右(Ｒ)側のＬＥＤ３３が点灯している時には、支持部１５の回動位置が右眼用位置にある時の状態に一対のへッドホーン１１が制御される。

なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、この実施形態のへッドマウントディスプレイの制御回路は第１の実施形態と略同様であるので図４のブロック図を援用する。

以下、この実施形態のへッドマウントディスプレイの本発明に関わる動作を図７に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１およびステップＳ２は、第１の実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。

ステップＳ３：ステップＳ２において、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されている場合には、左右切替スイッチ１９の設定状態を切り替えるか否かを表示部１７に表示する。

ステップＳ４：了解操作信号が入力されたか否かを判断する。了解操作信号は、使用者が操作部２５に配置されるＯＫボタン(不図示)を押すことにより出力される。

ステップＳ５：了解操作信号が入力された場合には、左右切替スイッチ１９の設定状態を切り替える。この切り替えにより、ＬＥＤ３３の点灯位置も切り替わる。

この実施形態のへッドマウントディスプレイでは、左右切替スイッチ１９による一対のへッドホーン１１の左右の設定状態と表示部１７を支持する支持部１５の回動位置が異なる場合に、左右切替スイッチ１９の設定状態を自動的に切り替えるようにしたので、へッドホーン１１に流れる音声の左右を正常なものにすることができる。また、使用者からの了解操作信号の入力により設定状態を切り替えるため、切り替え時に使用者を驚かせることがなくなる。
(第３の実施形態)
この実施形態のへッドマウントディスプレイの構造および制御回路は第２の実施形態と略同様であるので詳細な説明を省略する。

以下、この実施形態のへッドマウントディスプレイの本発明に関わる動作を図８に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１およびステップＳ２は、第１の実施形態と略同様であるので詳細な説明を省略する。

ステップＳ３：ステップＳ２において、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されている場合には、左右切替スイッチ１９の設定状態を切り替える。この切り替えにより、ＬＥＤ３３の点灯位置も切り替わる。

ステップＳ４：切り替えた状態で良いか否かを表示部１７に表示する。

ステップＳ５：了解操作信号が入力されたか否かを判断する。了解操作信号は、使用者が操作部２５に配置されるＯＫボタン(不図示)を押すことにより出力される。

ステップＳ６：了解操作信号が入力された場合には、左右切替スイッチ１９の設定状態を継続する。

ステップＳ７：了解操作信号が所定時間経過しても入力されない場合には、左右切替スイッチ１９の設定状態を元に戻す。

この実施形態のへッドマウントディスプレイでは、左右切替スイッチ１９による一対のへッドホーン１１の左右の設定状態と表示部１７を支持する支持部１５の回動位置が異なる場合に、左右切替スイッチ１９の設定状態を自動的に切り替えるようにしたので、へッドホーン１１に流れる音声の左右を正常なものにすることができる。また、使用者からの了解操作信号の入力により設定状態を継続するため、使用者の意志を尊重しながら切り替えを行うことができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した第１の実施形態では、表示部１７に警告表示した例について説明したが、例えば、へッドホーン１１から警告音声を出力するようにしても良く、また、別途配置される表示部，スピーカ等に警告信号を出力しても良い。

(２)上述した第２の実施形態では、使用者からの了解操作信号の入力により左右切替スイッチ１９の設定状態を切り替えた例について説明したが、例えば、了解操作信号を入力することなく強制的に左右切替スイッチ１９の設定状態を切り替えるようにしても良い。

(３)上述した実施形態では、へッドマウントディスプレイが頭部に装着されているか否かを判断した例について説明したが、必ずしも判断する必要はない。

(４)上述した実施形態では、支持部１５はへッドホーン１１に取り付けられているが、支持部１５は連結部１３に取り付けられていても良い。

(５)上述した実施形態において、警告表示を行った後、スイッチ１９の操作または支持部１５の回動を検出した場合は、警告を自動的に終了させても良い。

(６)上述した実施形態において、スイッチ１９と支持部１５の位置が異なる場合、画像表示が上下逆転していることを鑑み、利用者に警告表示を見やすくするため警告表示のみ上下逆の表示にしても良い。

(７)上述したフローチャートでは、警告前に頭部装着を確認して、頭部装着をしていなかった時のみ、警告表示処理をするようになっているが、その後に頭部から外した場合も同様の処理をしても良い。

本発明のへッドマウントディスプレイの第１の実施形態を左眼用位置に設定した状態を示す説明図である。 図１のへッドマウントディスプレイの支持部を右眼用位置に回動している状態を示す説明図である。 図２へッドマウントディスプレイを頭部に装着した状態を示す説明図である。 図１のへッドマウントディスプレイの制御回路を示す説明図である。 図１のへッドマウントディスプレイの動作を示す説明図である。 本発明のへッドマウントディスプレイの第２の実施形態を示す説明図である。 図６のへッドマウントディスプレイの動作を示す説明図である。 本発明のへッドマウントディスプレイの第３の実施形態の動作を示す説明図である。

符号の説明

１１…へッドホーン、１３…連結部、１５…支持部、１７…表示部、１９…左右切替スイッチ、２５…操作部、２７…映像・音声制御部、２９…支持部位置検出器、３１…装着検出器。

Claims (6)

1. 映像を表示する表示部と、
   音声を出力する左右一対のへッドホーンと前記一対のへッドホーンを連結する連結部とを備え、前記一対のへッドホーンの左右を入れ替えて使用者の頭部に装着可能な装着部と、
   前記表示部が取り付けられるとともに、前記へッドホーンに対し回動可能に前記装着部に取り付けられ前記表示部が左眼の前方に位置する左眼用位置と右眼の前方に位置する右眼用位置とに回動可能な支持部と、
   前記一対のへッドホーンへの音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチと、
   前記支持部の回動位置が前記左眼用位置か前記右眼用位置かを検出する検出手段と、
   前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に警告を発生する警告手段と、
   を有することを特徴とするへッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１記載のへッドマウントディスプレイにおいて、
   前記装着部が前記使用者の頭部に装着されているか否かを検出する装着検出手段を有し、
   前記警告手段は、前記装着部の前記頭部への非装着時に前記警告の発生を行わないことを特徴とするへッドマウントディスプレイ。
3. 映像を表示する表示部と、
   音声を出力する左右一対のへッドホーンと前記一対のへッドホーンを連結する連結部とを備え、前記一対のへッドホーンの左右を入れ替えて使用者の頭部に装着可能な装着部と、
   前記表示部が取り付けられるとともに、前記へッドホーンに対し回動可能に前記装着部に取り付けられ前記表示部が左眼の前方に位置する左眼用位置と右眼の前方に位置する右眼用位置とに回動可能な支持部と、
   前記一対のへッドホーンへの音声出力の左右を切り替える左右切替スイッチと、
   前記支持部の回動位置が前記左眼用位置か前記右眼用位置かを検出する検出手段と、
   前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に前記左右切替スイッチの設定状態を切り替える制御手段と、
   を有することを特徴とするへッドマウントディスプレイ。
4. 請求項３記載のへッドマウントディスプレイにおいて、
   前記制御手段は、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に、前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えるか否かを使用者に選択させ、使用者による了解操作信号の入力により前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えることを特徴とするへッドマウントディスプレイ。
5. 請求項３記載のへッドマウントディスプレイにおいて、
   前記制御手段は、前記左右切替スイッチの設定状態と前記検出手段で検出された前記支持部の回動位置が異なる場合に、前記左右切替スイッチの設定状態を切り替えた後、切り替え後の状態で良いか否かを使用者に確認し、使用者による了解操作信号の入力により切り替え後の状態を継続することを特徴とするへッドマウントディスプレイ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のへッドマウントディスプレイにおいて、
   前記装着部が前記頭部に装着されているか否かを検出する装着検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記装着部の前記頭部への非装着時に前記表示部の電源をオフにすることを特徴とするへッドマウントディスプレイ。

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