JP2010074220A - 頭部装着型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＭＤを装着した時の使用者の圧迫感を軽減しつつ、フレーム体が一体として回動するという簡易な構成により使用者の眼前から退避することが可能な、頭部装着型画像表示装置を提供すること。
【解決手段】耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒは、使用者の耳に沿って摺動することで、フロント部１３１及び一対のテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒと一体として使用者の耳を中心として回動可能に構成される。これによって、特別なマウント機構等を用いずに、使用者の眼前から退避することが可能になる。さらに、フレーム１３０は、フロント部１３１及び耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒによって使用者の頭部に装着されるため、使用者の頭部に与える圧迫感を低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、頭部装着型画像表示装置に関し、特に画像表示ユニットを搭載し、使用者の眼前から離れた退避位置とに切り替えられるフレーム形状及び構成に関する。

近年、使用者の頭部に装着されるタイプの画像表示装置、いわゆるＨｅａｄ−Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（以下、ＨＭＤ）、が広く知られている。ＨＭＤは、限られた市場ではあるものの、例えばバーチャルリアリティや個人用シアターとして、既に製品化がなされている。将来的には、その携帯性故に、例えばウェアラブルコンピュータなどの分野においての利用が期待されている。

ＨＭＤを用いて画像を観察するためには、ＨＭＤが使用者の眼前に位置する必要がある。しかし、画像を観察しない場合でもＨＭＤが使用者の眼前に位置したままだと、使用者の視界が遮られるという問題がある。この問題を解決するために、例えば特許文献１においては、ヘッドホーンハウジングにディスプレイアームが回動可能に取り付けられる。使用者は、ヘッドホーンハウジングを装着し、画像観察時にはディスプレイアームを眼前に位置させ、画像非観察時にはディスプレイアームを眼前から退避させるために上方向に回動させる。
特開２００７−２５１３０５号公報

ＨＭＤは頭に装着されるため、ＨＭＤが重いと使用者は疲れやすい。そのため、ＨＭＤは軽量かつコンパクトであることが望まれる。しかし、特許文献１の発明は、ディスプレイアームという上下方向に回動するための部分と、ヘッドホーンハウジングという頭部に固定するための部分とを、それぞれ別体として必要とする。そのため、必然的に装置の大型化や装置質量の増大が避けられない。また、ヘッドホーンハウジングは使用者の頭部を挟み込むようにして保持されるため、装着時に圧迫感があり不快であるという問題点があった。

本発明は、ＨＭＤを装着した時の使用者の圧迫感を軽減しつつ、フレーム体が一体として回動するという簡易な構成により使用者の眼前から退避することが可能な、頭部装着型画像表示装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、使用者の頭部に装着されるために、使用者の眼前に位置して使用者の鼻で支えられるフロント部と、このフロント部の左右両端に接続される一対のテンプル部と、その一対のテンプル部の後方に夫々設けられ使用者の耳で保持される耳装着部と、を有するフレーム体と、画像信号に基づいて形成された画像光を使用者の目に導くために、前記フロント部又は前記テンプル部の前記フロント部に隣接する箇所に搭載される画像表示ユニットとを備え、前記耳装着部は、前記画像表示ユニットで画像を観察するために前記フロント部が使用者の眼前に位置した使用位置と、使用者の視界を遮らないために前記フロント部が使用者の眼前から離れて上方に退避した退避位置とを切り替えるために、使用者の耳に沿って摺動することで、前記フロント部及び前記一対のテンプル部と一体として使用者の耳を中心として回動可能に構成される、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一対のテンプル部は、前記一対のテンプル部を長手方向に伸縮可能にするための伸縮機構を夫々含む、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記伸縮機構は、前記一対のテンプル部が長手方向に伸長したときに、前記一対のテンプル部を長手方向に縮めるために付勢する付勢部を有する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記伸縮機構は、前記一対のテンプル部が長手方向に伸長した状態において、前記付勢部が発生する付勢力に抗して前記一対のテンプル部の伸長状態を維持する伸長維持機構と、前記維持された伸長状態を解除するために、操作可能に構成された伸長維持解除機構とを有する、ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、前記伸縮機構は、前記画像表示ユニットよりも後方且つ前記耳装着部よりも前方の位置に設けられる、ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記伸縮機構と前記耳装着部との間の距離は、前記伸縮機構と前記画像表示ユニットとの間の距離よりも近い、ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項２から６のいずれか１項に記載の発明において、前記フロント部の使用者に対向する面を覆うために、前記フロント部に設けられた開閉可能なシャッタと、前記伸縮機構が伸長する動作に連動して前記シャッタを閉じさせ、前記伸縮機構が縮む動作に連動して前記シャッタを開かせる連動機構と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２から７のいずれか1項に記載の発明において、使用者の耳後方を取り囲むように弧状に湾曲している、ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記耳装着部は、前記使用位置において使用者の耳に接触する第１の装着部分と、前記退避位置において使用者の耳に接触し、前記第１の装着部分よりも後方に位置する第２の装着部分と、を含むことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記フロント部の使用者に対向する面を覆うために、前記フロント部に設けられた開閉可能なシャッタと、使用者の耳が前記第２の装着部分と接触した状態において前記シャッタを閉状態にし、使用者の耳が前記第１の装着部分に接触した状態において前記シャッタを開状態にするために、前記耳装着部に設けられた開閉切替部と、前記開閉切替部の切替動作に従って、前記シャッタの開閉を制御する開閉制御部と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、耳装着部は、使用者の耳に沿って摺動することで、前記フロント部及び前記一対のテンプル部と一体として使用者の耳を中心として回動可能に構成される。これによって、特別なマウント機構等を用いずに、使用者の眼前から退避することが可能になる。さらに、フレーム体は、フロント部及び耳装着部によって使用者の頭部に装着されるため、使用者の頭部に与える圧迫感を低減することができる。

ここで、本明細書中において方向を説明する際に用いる前後，左右，上下とは、使用者が頭部装着型画像表示装置を装着した状態で、使用者から見て前後，左右，上下の方向を意味する。

フロント部は、画像を観察するときには使用者の目に近い位置にあるのが望ましい。しかし、使用者の目に近い位置のままでは、例えばフレーム体が使用者の上方向に回動するときに、額に引っかかる恐れがある。請求項２に記載の発明では、一対のテンプル部が伸縮機構を夫々含むので、テンプル部が伸長するという簡易な構成により、フレーム体が使用者の額に引っかかることなく上方向に回動することができる。この結果、使用者の眼の近くで画像を観察することと、使用者の目から離れて容易に退避させることとを両立させることが可能になる。

ＨＭＤが眼前から退避している場合、テンプル部は伸長した状態にある。その状態からフレーム体を回動させて、ＨＭＤを眼前に位置させたとき、テンプル部を縮める必要がある。請求項３に記載の発明では、伸縮機構が付勢部を有するので、テンプル部は伸長した状態から自動的に縮められる。

テンプル部が伸長した状態にある場合、付勢部が発生する付勢力により、テンプル部は長手方向に縮もうとする。請求項４に記載の発明では、伸長維持機構が存在するので、付勢部が発生する付勢力に抗してテンプル部が伸長した状態を維持できる。また、伸長維持解除機構が操作されることによって、テンプル部が伸長した状態が簡単に解除される。

請求項５に記載の発明では、伸縮機構は、画像表示ユニットよりも後方且つ前記耳装着部よりも前方の位置に設けられる。そのため、画像表示ユニットを搭載するためのスペースが、伸縮機構に邪魔されることなく、フロント部に隣接する箇所に確保できる。これにより、画像表示ユニットとフロント部との距離が縮まるので、画像表示ユニットの光学系をコンパクトにできる。

請求項６に記載の発明では、伸縮機構と耳装着部との間の距離は、伸縮機構と画像表示ユニットとの間の距離よりも近い。そのため、画像表示ユニットを搭載するためのスペースがより多く確保できる。

ＨＭＤが使用者の眼前から上方向へと退避したとき、使用者の毛髪に接触することでフロント部の使用者に対向する面が汚れる可能性がある。請求項７に記載の発明では、フロント部の使用者に対向する面を覆うためのシャッタが設けられ、そのシャッタは伸縮機構が伸長する動作に連動して閉じる。伸縮機構が伸長されるのはＨＭＤが使用者の眼前から退避するときなので、シャッタが閉じることによりフロント部の使用者に対向する面の汚れが防止できる。

請求項８に記載の発明では、耳装着部が使用者の耳後方を取り囲むように弧状に湾曲する。そのため、伸縮機構によってテンプル部が伸長するときに耳装着部が使用者の耳後方に引っかかるので、手などで耳装着部を押さえる必要がなく、テンプル部の伸長が容易になる。

請求項９に記載の発明では、耳装着部が、第１の装着部分と、第２の装着部分とを含む。画像を観察するときは、第１の装着部分を用いることで、伸縮機構等の複雑な構成を用いずにフロント部を使用者の目に近い位置に配置できる。そして、ＨＭＤを眼前から退避するときは、第１の接触箇所よりも後方に位置する第２の装着部分を用いることで、額に引っかからずにＨＭＤを眼前から退避することができる。

請求項１０に記載の発明では、使用者が第２の装着部分を使用すると、耳装着部に設けられた開閉切替部によってフロント部の使用者に対向する面を覆うためのシャッタが閉じられる。従って、ＨＭＤを眼前から退避するとき、即ち第２の装着部分が用いられるときに、シャッタを自動的に閉じることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳述する。

＜第１の実施形態＞
[構成の説明]
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＨＭＤ１１０の外観構成を示す斜視図である。フレーム１３０は、頭部装着時に使用者の眼前に位置するフロント部１３１と、フロント部１３１に接続されるとともに略直交して後方に伸びる左右のテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒと、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒの後方に設けられた耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒと、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒと耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒとの間に設けられた伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒとを有する。フロント部１３１は、リム１３１ａＬ，１３１ａＲと、その間を繋ぐブリッジ１３１Ｃとで構成される。画像表示ユニット１２０Ｌ，１２０Ｒは、テンプル部１３２Ｌのフロント部に隣接する位置に搭載される。しかし、例えば特開２００２−２７７８１５号公報の図１にあるように、リム１３１ａＬ，１３１ａＲに画像表示ユニット１２０Ｌ，１２０Ｒが搭載される構成であっても良い。画像表示ユニット１２０Ｌ，１２０Ｒは、水平及び垂直方向に走査された微弱なレーザー光を使用者の瞳孔に入射することで、使用者の網膜上に直接画像を描画する、いわゆる網膜走査型ディスプレイである。ただし、このような光走査によって画像を形成する原理自体はよく知られているので（例えば、特開２００３−０５７５８６号公報、特開２００３−３１５７２６号公報）、ここではこれ以上の説明を省略する。尚、前記したフロント部１３１、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒ、耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒ、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒ、画像表示ユニット１２０Ｌ，１２０Ｒが、本発明のフロント部、テンプル部、耳装着部、伸縮機構、画像表示ユニットの一例である。

図２は、フレーム１３０を側面から見た断面模式図である。図１に示すフレーム１３０には、リム１３１ａＬ，１３１ａＲ、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒ、耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒ、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒが設けられる。しかし、その構造は左右どちらも同様であるので、代表として左側の側面から見た状態を、符号Ｌを除いて以下記載する。尚、例えば後述するロールシャッタ１５４等の図２に示される他の構成は、フレーム１３０左右両側に設けられている。耳装着部１３３は、使用者の耳後方を取り囲むように、弧状に湾曲している。中空に構成された伸縮部１３４は、その長手方向が前後方向に一致するように、耳装着部１３３の上方に位置する一端に例えば接着剤等を用いて固定される。伸縮部１３４の長手方向に直交する断面形状は、矩形である。中空に構成されたテンプル部１３２は、その後方から伸縮部１３４を挿入した状態で前後方向に摺動可能に構成される。具体的には、テンプル部１３２の長手方向に直交する断面形状は、伸縮部１３４を内部に収めることが可能な、伸縮部１３４の長手方向に直交する断面形状の相似形である。また、テンプル部１３２と伸縮部１３４とは、両者の接触部分であるテンプル部１３２の内壁と伸縮部１３４の外壁との間に働く摩擦力によって係合状態を保持される。この摩擦力は、後述するぜんまい１４３が発生する付勢力よりも弱い。テンプル部１３２は前方でリム１３１に接続される。

ここでは、伸縮部１３４が伸長したときに、伸縮部１３４を縮めるための付勢力を発生させる機構について説明する。テンプル部１３２の内部には、第１のギア１４１、第１のギア１４１が固定される第１のギア回動軸１４１ａ、第１のギア回動軸１４１ａに巻き取られる第１のワイヤ１４２、第１のギア回動軸１４１ａを付勢するぜんまい１４３、伸縮部１３４の伸長状態の維持と解除とを行うストッパ１４４、ストッパ１４４を付勢する板ばね１４５が含まれる。第１のギア回動軸１４１ａは、長手方向が左右方向と一致するように、テンプル部１３２の内壁に設けられた係合孔によって回動可能に支持される。ぜんまい１４３は、後述する第１のワイヤ１４２を巻き取る方向に第１のギア回動軸１４１ａを付勢するために設けられる。ぜんまい１４３の内端は第１のギア回動軸１４１ａに、外端はテンプル部１３２の内壁にそれぞれ固定される。第１のワイヤ１４２は、第１のギア回動軸１４１ａと耳装着部１３３との間を繋ぐように、前後方向に張架される。具体的には、第１のワイヤ１４２は第１のギア回動軸１４１ａに巻装され、その一端が第１のギア回動軸１４１ａに、その他端が耳装着部１３３にそれぞれ固定される。ストッパ１４４は、ストッパ回動軸１４４ａ、鍵爪１４４ｂ及び操作用凸部１４４ｃを含み、長手方向が前後方向と一致する。ストッパ回動軸１４４ａは、ストッパ１４４から左右方向に延出し、テンプル部１３２の内壁に設けられた係合孔によって回動可能に支持される。ストッパ１４４の一端には、上方向に折れ曲がった操作用凸部１４４ｃが設けられる。操作用凸部１４４ｃは、テンプル部１３２に設けられた貫通孔を通って外部に露出する。ストッパ１４４の他端には、下方向に折れ曲がった鍵爪１４４ｂが設けられる。鍵爪１４４ｂは、第１のギア１４１と噛合することで、ラチェットを構成する。そのため、第１のギア回動軸１４１ａは、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１とが噛合した状態において、図２の様に左側から見て時計回りにのみ回動が可能になる。操作用凸部１４４ｃは、使用者によって押されることで、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１との噛合状態を解除し、第１のギア回動軸１４１ａに反時計回りの回動を可能にする。板ばね１４５は、鍵爪１４４ｂを第１のギア１４１に押し付けるための付勢力を発生させる。板ばね１４５の一端はテンプル部１３２の内壁に固定され、その他端はストッパ１４４の鍵爪１４４ｂが設けられている位置の上側の面に固定される。尚、前記したぜんまい１４３、操作用凸部１４４ｃ、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１とが構成するラチェットが、本発明の付勢部、伸長維持解除機構、伸長維持機構の一例である。

ここでは、フロント部１３１の使用者に対向する面を覆うためのシャッタを開閉する機構について説明する。テンプル部１３２の内部には、第２のギア１５１、第２のギア１５１が固定される第２のギア回動軸１５１ａ、第２のギア回動軸１５１ａに巻き取られる第２のワイヤ１５２、第２のワイヤ１５２の張架方向を変える定滑車１５３が含まれる。第２のギア回動軸１５１ａは、長手方向が左右方向と一致するように、テンプル部１３２の内壁に設けられた係合孔によって回動可能に支持される。第２のギア１５１は、第１のギア１４１に噛合する。第２のワイヤ１５２は、第２のギア回動軸１５１ａと後述するロールシャッタ１５４とを繋ぐように張架される。具体的には、第２のワイヤ１５２は第２のギア回動軸１５１ａに巻装され、その一端が第２のギア回動軸１５１ａに固定される。第２のワイヤ１５２は、第２のギア回動軸１５１ａから前方向に張架され、後述する定滑車１５３によって下方向に張架される方向を変える。第２のワイヤ１５２の他端は、後述するロールシャッタ１５４に固定される。定滑車１５３は、前記したようにワイヤ１５２が張架される方向を前後方向から上下方向に変化させる。ロールシャッタ収納部１５５は、リム１３１ａの下端に設けられる。ロールシャッタ１５４は、ロールシャッタ収納部１５５の内部に、巻き取り方向にばね付勢されて収納される。ロールシャッタ１５４の一端には、第２のワイヤ１５２が接続される。ロールシャッタ１５４は、第２のワイヤ１５２によって上方に引き出されることで、巻き取り方向に付勢するばねの力に抗してフロント部１３１の使用者に対向する面を覆うことができる。尚、前記したロールシャッタ１５４が本発明のシャッタの一例であり、第２のギア１５１、第２のワイヤ１５２及び定滑車１５３が本発明の連動機構の一例である。

[使用方法の説明]
以下、本実施形態におけるＨＭＤ１１０がどの様にして使用されるかを、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、使用者１００がＨＭＤ１１０を用いて画像観察を行うための、ＨＭＤ１１０の使用位置を示す図である。使用者１００は、伸縮部１３４が最も縮んだ状態で、ＨＭＤ１１０を装着する。ブリッジ１３１Ｃが使用者１００の鼻に接触し、耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒが耳後方を取り囲むようにして使用者１００の耳に接触することで、ＨＭＤ１１０は使用位置に保持される。この状態において、フロント部１３１は使用者１００の眼前に位置するので、目に近い位置での画像観察が可能になる。また、ロールシャッタ１５４は、使用者１００の視野を遮らないように巻き取られた状態にある。使用者１００は、耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒとフロント部１３１との距離を調節するために、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒを伸長させても良い。この場合、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒの伸長量は僅かなので、ロールシャッタ１５４は使用者１００の視野を遮らない。

画像観察を中止する場合、使用者１００は、フロント部１３１又はテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒを指で保持して前方向に引っ張る。耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒが使用者１００の耳後方で係止されるため、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒは前方向に摺動し、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒは伸長した状態になる。テンプル部１３２の内壁と伸縮部１３４の外壁との間に摩擦力が働くので、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒはこの伸長状態から前後に移動しないように保持される。また、後述するように鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１とが噛合しているため、第１のギア回動軸１４１ａは反時計回りの回動が不可能である。従って、第１のワイヤ１４２は第１のギア回動軸１４１ａに巻き取られないため、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒの伸長状態は維持される。図３（ｂ）は、ＨＭＤ１１０が使用位置にあり伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒが伸長した状態を示す図である。

伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒが伸長すると、ロールシャッタ１５４が連動して閉じる。以下図２を用いて、ロールシャッタ１５４が閉じられる仕組みを説明する。伸縮部１３４が伸長すると、第１のワイヤ１４２は、ぜんまい１４３が巻き取り方向に生じさせる付勢力に抗して、第１のギア回動軸１４１ａに巻装されている状態から引っ張り出される。このとき、第１のギア回動軸１４１ａが回動するので、ぜんまい１４３に巻き取り方向の付勢力が蓄勢される。第１のギア１４１は第１のギア回動軸１４１ａと一体として回動するので、第１のギア１４１と噛合する第２のギア１５１も回動する。第２のギア１５１の回動に伴い、第２のワイヤ１５２は第２のギア回動軸１５１ａに巻き取られ、ロールシャッタ１５４は第２のワイヤ１５２によってばねの力に抗して上方に引き出される。即ち、伸縮部１３４の伸長する動作に連動して、ロールシャッタ１５４が閉状態になる。伸縮部１３４が伸長した状態において、ぜんまい１４３に蓄勢された付勢力は、第１のギア回動軸１４１ａを図２の様に左側から見て反時計回りに回動させる方向に働く。しかし、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１とが噛合しているため、第１のギア回動軸１４１ａは反時計回りの回動が不可能であり、結果として伸縮部１３４の伸長状態は維持される。そして、第２のギア１５１は第１のギア１４１と噛合するので、第２のワイヤ１５２は、ロールシャッタ収納部１５５がロールシャッタ１４４の巻き取り方向に発生する付勢力に抗して、第２のギア回動軸１５１ａに巻き取られた状態を維持する。即ち、ロールシャッタ１５４は閉状態に保たれる。

再び図３を用いて、ＨＭＤ１１０の使用方法を説明する。ＨＭＤ１１０を用いての画像観察を行わない場合、使用者１００はＨＭＤ１１０を退避位置に移動させる。図３（ｃ）は、この退避位置を示した図である。退避位置とは、フロント部１３１が使用者１００の視界を遮らないために、使用者１００の額上に位置した状態である。使用者１００は、テンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒを指で保持したまま上方向に持ち上げる。耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒは、使用者１００の耳に沿って摺動することで、使用者１００の耳を中心としてフロント部１３１及びテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒと一体として回動する。伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒが伸長した状態にあるため、ＨＭＤ１１０は、フロント部１３０が使用者１００の額に引っかかることなく、図３（ｃ）に示される退避位置に移動する。フロント部１３１が使用者１００の額上部で保持され、耳装着部が使用者１００の耳後方及び耳下方で保持されることで、ＨＭＤ１００は退避位置に維持される。このとき、ロールシャッタ１５４は閉状態に保たれているので、フロント部１３１の使用者１００に対向する面が使用者１００の毛髪等との接触等によって汚れることが防止できる。

以下、ＨＭＤ１１０を用いて再び画像観察を行うために、退避位置から使用位置へＨＭＤ１１０を移動させる過程を説明する。使用者１００は、フロント部１３１又はテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒを指で保持して下方向に下ろす。耳装着部１３３Ｌ，１３３Ｒは、使用者１００の耳に沿って摺動することで、使用者１００の耳を中心としてフロント部１３１及びテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒと一体として回動する。ＨＭＤ１１０は、図３（ｂ）に示される位置に移動する。フロント部１３０は使用者１００の前方に移動するが、伸縮部１３４Ｌ，１３４Ｒが伸長した状態にあり、ロールシャッタ１５４も閉状態のため、この状態のままでは画像観察ができない。そこで、使用者１００は、左右のテンプル部１３２Ｌ，１３２Ｒに夫々設けられた、図２に示す操作用凸部１４４ｃを押し込むことにより、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１との噛合状態を解除する。図２において、鍵爪１４４ｂと第１のギア１４１との噛合状態が解除されると、第１のギア回動軸１４１ａは、ぜんまい１４３に蓄勢された付勢力によって反時計回りに回動する。第１のワイヤ１４２は、第１のギア回動軸１４１ａに巻き取られることで、伸縮部１３４をテンプル部１３２の内壁と伸縮部１３４の外壁との間に働く摩擦力に抗して縮める。このとき、第２のギア１５１は、第２のギア回動軸１５１ａに巻き取られた第２のワイヤ１５２を引き出す方向に回動する。そして、ロールシャッタ１５４は、ロールシャッタ収納部１５５内に巻き取られる。即ち、伸縮部１３４の縮む動作に連動してロールシャッタ１５４が開状態になり、ＨＭＤ１００は図３（ａ）に示される使用位置に配置される。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態のＨＭＤ２１０は、前記した第１の実施形態と比較して、フレーム２３０が異なる。ここでは、フレーム２３０を側方から見た状態である図４を参照して、第２の実施形態の要部であるフレーム２３０の説明を行う。

図４は、フレーム２３０を左側面から見た部分断面模式図である。尚、図４に示される全ての構成要素は、フレーム２３０の左右両側に設けられることに留意する。フロント部２３１の構成は、第１の実施形態におけるフロント部１３１と同様である。テンプル部２３２も、第１の実施形態と同様に、フロント部２３１に接続されるとともに略直交して後方に伸びる。テンプル部２３２の後方には、耳装着部２３３が設けられる。尚、前記したフロント部２３１、テンプル部２３２、耳装着部２３３が、本発明のフロント部、テンプル部部、耳装着部の一例である。

本実施形態においては、テンプル部２３２と耳装着部２３３との間に伸縮部は存在せず、代わりに第１の装着部分２３３ａと第２の装着部分２３３ｂとが耳装着部２３３に含まれる。第１の装着部分２３３ａは、テンプル部２３２に隣接する位置に設けられる。第２の装着部分２３３ｂは、第１の装着部分２３３ａの後方に設けられる。第１の装着部分２３３ａと第２の装着部分２３３ｂとの間には、突起部２３３ｃが設けられる。第１の装着部分２３３ａが利用される場合は、突起部前面２３３ｃＦが使用者の耳後方に接触し、第２の装着部分２３３ｂが利用される場合は、突起部後面２３３ｃＲが使用者の耳前方に接触する。装着補助部２３３ｄは、第２の装着部分２３３ｂが使用される際に使用者の耳に接触するように、第２の装着部分２３３ｂの後方に設けられる。接触スイッチ２４１は、第２の装着部分２３３ｂが利用される場合に使用者の耳に接触する位置に設けられる。接触スイッチ２４１は、例えば静電容量式のタッチセンサで構成され、使用者の耳が接触しているか否かを知らせる接触信号を後述するマイコンＣＴＲＬに送信する。尚、前記した第１の装着部分２３３ａ、第２の装着部分２３３ｂ、接触スイッチ２４１が、本発明の第１の装着部分、第２の装着部分、開閉切替部の一例である。

ここでは、フロント部２３１の使用者に対向する面を覆うためのシャッタを開閉する機構について説明する。テンプル部２３２の内部には、モーター２５１、モーター２５１の回動軸に巻き取られるワイヤ２５２、ワイヤ２５２の張架方向を変える定滑車２５３が含まれる。ロールシャッタ２５４は、リム２３１ａの下端に設けられたロールシャッタ収納部２５５の内部に、巻き取り方向にばね付勢されて収納される。ワイヤ２５２は、その一端がロールシャッタ２５４の一端に接続され、上方向に張架される。ワイヤ２５２は、定滑車２５３によって、張架される方向を上下方向から前後方向に変化させる。ワイヤ２５２の他端は、モーター２５１の回動軸に接続される。モーター２５１は、回動することによってその回動軸にワイヤ２５２を巻き取ることができる。モーター２５１の動作は、フレーム２３０に設けられたマイコンＣＴＲＬによって制御される。具体的には、使用者の耳が接触している旨の接触信号が接触スイッチ２４１からマイコンＣＴＲＬに送信された場合、マイコンＣＴＲＬはモーター２５１の回動軸をワイヤ２５２の巻き取り方向に回動させ、ロールシャッタ２５４を閉状態にする。一方、使用者の耳が非接触である旨の接触信号が接触スイッチ２４１からマイコンＣＴＲＬに送信された場合、マイコンＣＴＲＬはモーター２５１の回動軸をワイヤ２５２の巻き取り方向とは反対方向に回動させ、ロールシャッタ２５４を開状態にする。尚、前記したマイコンＣＴＲＬ及びモーター２５１が、本発明の開閉制御部の一例である。

[使用方法の説明]
以下、本実施形態におけるＨＭＤ２１０がどの様にして使用されるかを、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、使用者１００がＨＭＤ２１０を用いて画像観察を行うための、ＨＭＤ２１０の使用位置を左側面から見た模式図である。この使用位置において、目に近い位置での画像観察を可能にするために、フロント部２３１は使用者１００の眼前に位置する。ＨＭＤ２１０は、ブリッジが使用者の鼻に、第１の装着部分２３３ａが使用者１００の耳にそれぞれ接触することよって、使用位置に保持される。より具体的には、第１の装着部分２３３ａは使用者１００の耳上方に接触し、突起部前面２３３ｃＦが使用者１００の耳後方に接触する。使用位置において、使用者１００の耳は接触スイッチ２４１に非接触の状態にあるため、ロールシャッタ２５４は開状態に保たれる。

画像観察を中止する場合、使用者１００は、フロント部２３１又はテンプル部２３２を指で保持して前方向に引っ張り、ＨＭＤ２１０を前方向に移動させる。図５（ｂ）は、ＨＭＤ２１０が使用位置から前方向に移動した状態を左側面から見た模式図である。このとき、第２の装着部分２３３ｂと突起部後面２３３ｃＲとが使用者１００の耳上方に接触し、装着補助部２３３ｄが使用者１００の耳後方に接触する。即ち、図５（ｂ）の位置におけるＨＭＤ２１０は、後方において使用者１００の耳によって支えられ、前方において使用者１００の手によって支えられる。このとき、使用者１００の耳が接触スイッチ２４１に接触するため、ロールシャッタ２５４は閉状態になる。

図５（ｃ）は、フロント部２３１が使用者１００の視界を遮らないために、使用者１００の額上に位置した退避位置を示す図である。使用者１００は、フロント部２３１又はテンプル部２３２を指で保持したまま上方向に持ち上げることで、ＨＭＤ２１０を図５（ｂ）の位置からこの退避位置に移動させる。このとき、第２の装着部分２３３ｂ，突起部後面２３３ｃＲ及び装着補助部２３３ｄは、使用者１００の耳に沿って摺動することで、使用者１００の耳を中心としてフロント部２３１及びテンプル部２３２と一体として回動する。ＨＭＤ２１０は、フロント部２３１が使用者１００の額上方に、第２の装着部分２３３ｂ，突起部後面２３３ｃＲ及び装着補助部２３３ｄが使用者１００の耳にそれぞれ接触することよって、この退避位置に保持される。より具体的には、突起部後面２３３ｃＲが使用者１００の耳上方に、第２の装着部分２３３ｂが使用者１００の耳後方に、装着補助部２３３ｄが使用者１００の耳下方にそれぞれ接触する。使用者１００の耳が接触スイッチ２４１に接触した状態は維持されているため、ロールシャッタ２５４は閉状態に保たれ、フロント部２３１の使用者１００に対向する面が使用者１００の毛髪等との接触等によって汚れることが防止できる。

ＨＭＤ２１０を用いて再び画像観察を行う場合、使用者１００は、フロント部２３１又はテンプル部２３２を指で保持したまま下方向に移動させることで、ＨＭＤ２１０を図５（ｃ）の退避位置から図５（ｂ）の位置に移動させる。このとき、第２の装着部分２３３ｂ，突起部後面２３３ｃＲ及び装着補助部２３３ｄは、使用者１００の耳に沿って摺動することで、使用者１００の耳を中心としてフロント部２３１及びテンプル部２３２と一体として回動する。使用者１００は、図５（ｂ）に示される位置にあるＨＭＤ２１０を、フロント部２３１又はテンプル部２３２を指で保持したまま後方に移動させる。これによって、ＨＭＤ２１０は図５（ａ）に示される使用位置に再び位置する。また、使用者１００の耳が接触スイッチ２４１に接触しなくなるため、ロールシャッタ２５４が開く。

＜変形例＞
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその変形の一例を述べる。

前記した第１の実施形態においては、図２に示される様に、本発明の付勢部の例として、ぜんまい１４３が用いられる。しかし、付勢部はこれ以外の構成であっても構わない。その例を以下説明する。

図６は、フレーム３３０を側面から見た断面模式図である。フレーム３３０の外観を構成するテンプル部３３２、耳装着３３３、伸縮部３３４等の形状は、第１の実施形態と同様である。しかし、本変形例はテンプル部３３２の内部に含まれる構造において、前記した第１の実施形態と異なる。具体的には、本発明の付勢部の一例として、ゴム３４１が用いられる。ゴム３４１の一端は後方で耳装着部３３３に固定され、他端は前方でテンプル部３３２に固定される。ゴム３４１は、伸縮部３３４が最も縮んだ状態において自然長となるように設けられている。即ち、伸縮部３３４が伸長すると、ゴム３４１は伸縮部３３４を縮めるための付勢力を発生する。ロールシャッタ３５４及びロールシャッタ収納部３５５は、第１及び第２の実施形態と同様の構成である。ワイヤ３５２は、その一端がロールシャッタ３５４の一端に接続され、上方向に張架される。ワイヤ３５２は、テンプル部３３２の内部に設けられる定滑車３５３によって、張架される方向を上下方向から前後方向に変化させる。ワイヤ３５２の他端は、耳装着部３３３に固定される。尚、前記した伸縮部３３４が本発明の伸縮機構の、ゴム３４１が本発明の付勢部の、ロールシャッタ３５４が本発明のシャッタの、ワイヤ３５２及び定滑車３５３が本発明の連動機構の、それぞれ一例である。また、伸縮部３３４が伸長した場合に、ゴム３４１以外の構成、例えばコイルばね等によって伸縮部３３４を縮めるための付勢力を発生させても良い。

本変形例は、テンプル部３３２の内部にストッパ３４４が設けられており、第１の実施形態と同様に、伸縮部３３４の伸長状態を維持することと、維持された伸長状態を簡単な操作で解除することが可能である。ストッパ３４４周囲の断面模式図である図７を用いて、以下その機構を説明する。ストッパ３４４は、第１の実施形態におけるストッパ１４４と同様の形状を示し、鍵爪３４４ｂ及び操作用凸部３４４ｃを有するとともにストッパ回動軸３４４ａに固定される。ストッパ回動軸３４４ａは、長手方向が左右方向と一致するように、テンプル部３３２の内壁に設けられた係合孔によって回動可能に支持される。伸縮部３３４のテンプル部３３２の内壁に対向する面には、ラック３３４ａが設けられる。ラック３３４ａは、鍵爪３４４ｂと噛合することでラチェットを構成し、伸縮部３３４の動きを伸長する方向のみに制限する。操作用凸部３４４ｃが押し込まれると、鍵爪１４４ｂとラック３３４ａとの噛合状態が解除されるので、伸縮部３３４は縮む方向にも移動可能になる。板ばね３４５は、鍵爪３４４ｂをラック３３４ａに押し付けるための付勢力を発生させるために、テンプル部３３２の内部に設けられる。板ばね３４５の一端はテンプル部３３２の内壁に固定され、その他端はストッパ３４４の長手方向に対して鍵爪３４４ｂと反対側の面に固定される。尚、前記した操作用凸部３４４ｃ、鍵爪３４４ｂとラック３３４ａとが構成するラチェットが、本発明の伸長維持解除機構、伸長維持機構の一例である。

前記した第２の実施形態において、接触スイッチ２４１は、第２の装着部分２３３ｂに設けられる。しかし、例えば接触スイッチ２４１が第１の装着部分２３３ａに設けられても良い。この場合、使用者の耳が接触している旨の接触信号が接触スイッチ２４１からマイコンＣＴＲＬに送信された場合、マイコンＣＴＲＬはモーター２５１の回動軸をワイヤ２５２の巻き取り方向とは反対方向に回動させ、ロールシャッタ２５４を開状態にする。そして、使用者の耳が非接触である旨の接触信号が接触スイッチ２４１からマイコンＣＴＲＬに送信された場合、マイコンＣＴＲＬはモーター２５１の回動軸をワイヤ２５２の巻き取り方向に回動させ、ロールシャッタ２５４を閉状態にする。要は、使用者の耳が第１の装着部分２３３ａと第２の装着部分２３３ｂとのどちらに接触しているかが検知でき、第１の装着部分２３３ａを使用している場合にロールシャッタ２５４が開状態になり、第２の装着部分２３３ｂを使用している場合にロールシャッタ２５４が閉状態になればよい。

本発明の第１の実施形態に係るＨＭＤ１１０の外観構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係るフレーム１３０を側面から見た断面模式図。 本発明の第１の実施形態に係るＨＭＤ１１０の、画像観察を行うための使用位置と、フロント部１３１が使用者１００の眼前から離れて額上部に退避した退避位置とを示す図。 本発明の第２の実施形態に係るフレーム２３０を側方から見た状態である図。 本発明の第２の実施形態に係るＨＭＤ２１０の、画像観察を行うための使用位置と、フロント部２３１が使用者１００の眼前から離れて額上部に退避した退避位置とを左側面から見た模式図。 本発明の変形例に係るフレーム３３０を側面から見た断面模式図。 本発明の変形例に係るストッパ３３４周囲の断面模式図。

符号の説明

１００ 使用者
１１０，２１０ ＨＭＤ
１２０Ｌ，１２０Ｒ 画像表示ユニット
１３０，２３０ フレーム
１３１，２３１ フロント部
１３１ａＬ，１３１ａＲ，２３１ａ，３３１ａ リム
１３１Ｃ ブリッジ
１３２Ｌ，１３２Ｒ，２３２，３３２ テンプル部
１３３Ｌ，１３３Ｒ，２３３，３３３ 耳装着部
１３４Ｌ，１３４Ｒ，３３４ 伸縮部
１４１ 第１のギア
１４１ａ 第１のギア回動軸
１４２ 第１のワイヤ
１４３ ぜんまい
１４４，３４４ ストッパ
１４４ａ，３４４ａ ストッパ回動軸
１４４ｂ，３４４ｂ 鍵爪
１４４ｃ，３４４ｃ 操作用凸部
１４５，３４５ 板ばね
１５１ 第２のギア
１５１ 第２のギア回動軸
１５２ 第２のワイヤ
１５３，２５３，３５３ 定滑車
１５４，２５４ ロールシャッタ
１５５，２５５，３５５ ロールシャッタ収納部
２３３ａ 第１の装着部分
２３３ｂ 第２の装着部分
２３３ｃ 突起部
２３３ｃＦ 突起部前面
２３３ｃＲ 突起部後面
２３３ｄ 装着補助部
２４１ 接触スイッチ
２５１ モーター
２５２，３５２ ワイヤ
３４１ ゴム
３３４ａ ラック
ＣＴＲＬ マイコン

Claims (10)

1. 使用者の頭部に装着されるために、使用者の眼前に位置して使用者の鼻で支えられるフロント部と、このフロント部の左右両端に接続される一対のテンプル部と、その一対のテンプル部の後方に夫々設けられ使用者の耳で保持される耳装着部と、を有するフレーム体と、
   画像信号に基づいて形成された画像光を使用者の目に導くために、前記フロント部又は前記テンプル部の前記フロント部に隣接する箇所に搭載される画像表示ユニットと、
   を備え、
   前記耳装着部は、
   前記画像表示ユニットで画像を観察するために前記フロント部が使用者の眼前に位置した使用位置と、使用者の視界を遮らないために前記フロント部が使用者の眼前から離れて上方に退避した退避位置とを切り替えるために、使用者の耳に沿って摺動することで、前記フロント部及び前記一対のテンプル部と一体として使用者の耳を中心として回動可能に構成される、
   ことを特徴とする頭部装着型画像表示装置。
   
2. 前記一対のテンプル部は、前記一対のテンプル部を長手方向に伸縮可能にするための伸縮機構を夫々含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
3. 前記伸縮機構は、前記一対のテンプル部が長手方向に伸長したときに、前記一対のテンプル部を長手方向に縮めるために付勢する付勢部を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
4. 前記伸縮機構は、
   前記一対のテンプル部が長手方向に伸長した状態において、前記付勢部が発生する付勢力に抗して前記一対のテンプル部の伸長状態を維持する伸長維持機構と、
   前記維持された伸長状態を解除するために、操作可能に構成された伸長維持解除機構とを有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
5. 前記伸縮機構は、前記画像表示ユニットよりも後方且つ前記耳装着部よりも前方の位置に設けられる、
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
6. 前記伸縮機構と前記耳装着部との間の距離は、前記伸縮機構と前記画像表示ユニットとの間の距離よりも近い、
   ことを特徴とする請求項５に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
7. 前記フロント部の使用者に対向する面を覆うために、前記フロント部に設けられた開閉可能なシャッタと、
   前記伸縮機構が伸長する動作に連動して前記シャッタを閉じさせ、前記伸縮機構が縮む動作に連動して前記シャッタを開かせる連動機構と、
   を備えることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の頭部装着型画像表示装置影装置。
   
8. 前記耳装着部は、使用者の耳後方を取り囲むように弧状に湾曲している、
   ことを特徴とする請求項２から７のいずれか1項に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
9. 前記耳装着部は、
   前記使用位置において使用者の耳に接触する第１の装着部分と、
   前記退避位置において使用者の耳に接触し、前記第１の装着部分よりも後方に位置する第２の装着部分と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型画像表示装置。
   
10. 前記フロント部の使用者に対向する面を覆うために、前記フロント部に設けられた開閉可能なシャッタと、
    使用者の耳が前記第２の装着部分と接触した状態において前記シャッタを閉状態にし、使用者の耳が前記第１の装着部分に接触した状態において前記シャッタを開状態にするために、前記耳装着部に設けられた開閉切替部と、
    前記開閉切替部の切替動作に従って、前記シャッタの開閉を制御する開閉制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項９に記載の頭部装着型画像表示装置。