JP2011160166A - ヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造及びヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】眼鏡を着用している使用者が、余分にレンズを用意する必要がなく、眼鏡を着用した状態のまま少ない負担で容易に装着することができるヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造を提供する。
【解決手段】使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部、及びこれら一対のテンプル部の一端側が連結されるフロント部１４を有し、使用者の眼の網膜に画像を投影する投影装置を支持する眼鏡型のフレーム本体１１と、フロント部１４における一対のテンプル部間の中央位置に設けられ、眼鏡５０を着用している使用者がフレーム本体１１を装着することで眼鏡５０のブリッジ５４の上側から眼鏡５０のブリッジ５４に接触してフレーム本体１１を支持する支持部１２とを備える構成とした。
【選択図】図６

Description

本発明は、使用者の頭部に装着されて使用されるヘッドマウントディスプレイに用いられるフレーム構造及びヘッドマウントディスプレイに関する。

近年、使用者の頭部に装着されるタイプの画像表示装置であるヘッドマウントディスプレイ（以下「ＨＭＤ」ともいう。）が知られている。ＨＭＤは、一般的に、使用者の眼前に位置して使用者に認識させる画像を投影する投影装置と、この投影装置を使用者の眼前に位置するように支持するフレーム構造とを備える。そして、ＨＭＤは、フレーム構造によって使用者の頭部に装着された状態で、投影装置から画像光を出射して使用者の瞳孔に入射させて網膜に直接結像することで、使用者に画像を認識させる。

ＨＭＤのフレーム構造としては、従来、様々な形状のものが提案されているが、眼鏡型のフレーム構造が好適に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。眼鏡型のフレーム構造によれば、装着が容易であることや、投影装置を使用者の眼前に比較的正確に位置させることができること等の利点が得られる。

眼鏡型のフレーム構造を有するＨＭＤでは、使用者が眼鏡を着用している者である場合、次のような問題がある。眼鏡の着用者は、通常、視力の矯正が必要であるため、日常的に度付きのレンズの眼鏡を着用している。このため、眼鏡の着用者が眼鏡型のフレーム構造のＨＭＤを使用しようとした場合、日常的に着用される眼鏡の上にさらに眼鏡型のフレーム構造が装着される態様になり、ＨＭＤを頭部に装着することが困難となる。

具体的には、眼鏡の着用者が眼鏡型のフレーム構造を有するＨＭＤを装着する場合の困難性のひとつに、日常的に着用される眼鏡と眼鏡型のフレーム構造とのそれぞれが鼻当てを有することがある。つまり、眼鏡の着用者が眼鏡型のフレーム構造を有するＨＭＤを装着した場合、日常的に着用される眼鏡の鼻当てと、眼鏡型のフレーム構造が有する鼻当てとの両方が使用者の鼻に接触し、使用者が感じる負担が大きい。

そこで、例えば特許文献２に記載されているように、眼鏡の構成として従来からある、鼻当てを有するフレーム部にレンズ部分を含む前掛け部が着脱自在に取り付けられる構成を用いて、上記のような問題に対応することができる。すなわち、前掛け部が取り付けられるフレーム部をＨＭＤにおいて投影装置を保持するフレーム構造として用いるとともに、前掛け部のレンズとして、日常的に着用される眼鏡に代わる度付きのレンズを用いることで、ＨＭＤと眼鏡とで鼻当てを共用することができる。

特開２００８−１７６０９６号公報 特開２００４−１７７８４９号公報

しかしながら、フレーム部に前掛け部が着脱自在に取り付けられる構成が用いられる場合、日常的に着用される眼鏡とは別に、ＨＭＤを使用するためのレンズが必要となる。このため、眼鏡の着用者がＨＭＤを使用する場合には、余分にレンズを用意する必要が生じ、レンズの購入費用が別途発生する等の問題が生じる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、眼鏡を着用している使用者が、余分にレンズを用意する必要がなく、眼鏡を着用した状態のまま少ない負担で容易に装着することができるヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造及びヘッドマウントディスプレイを提供する。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造は、使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部、及びこれら一対のテンプル部の一端側が連結されるフロント部を有し、使用者の眼の網膜に画像を投影する投影装置を支持する眼鏡型のフレーム本体と、前記フロント部における前記一対のテンプル部間の中央位置に設けられ、眼鏡を着用している使用者が前記フレーム本体を装着することで前記眼鏡のブリッジの上側から前記眼鏡のブリッジに接触して前記フレーム本体を支持する支持部と、を備えるものである。

また、請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造は、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造において、前記支持部は、前記フロント部に対して着脱可能に構成されているものである。

また、請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造は、請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造において、前記支持部は、一方向への押圧作用により前記フロント部に装着可能に、かつ、引張り作用により前記フロント部から取外し可能に構成されているものである。

また、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造において、前記支持部は、使用者に装着された状態の前記フレーム本体の前記眼鏡に対する上側への相対移動及び前側への相対移動を許容する形状を有するものである。

また、請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造において、前記支持部は、上下方向の寸法が、眼鏡を着用していない使用者が前記フレーム本体を装着した状態で前記フロント部が使用者の視界を遮る位置もしくはそれよりも下側の位置に位置する大きさとなるように構成されているものである。

請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイは、使用者の眼の網膜に画像を投影する投影装置と、使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部、及びこれら一対のテンプル部の一端側が連結されるフロント部を有し、前記投影装置を支持する眼鏡型のフレーム本体と、前記フロント部における前記一対のテンプル部間の中央位置に設けられ、眼鏡を着用している使用者が前記フレーム本体を装着することで前記眼鏡のブリッジの上側から前記眼鏡のブリッジに接触して前記フレーム本体を支持する支持部と、を備えるものである。

本発明によれば、眼鏡を着用している使用者が、余分にレンズを用意する必要がなく、眼鏡を着用した状態のまま少ない負担で容易にＨＭＤを装着することができる。

本発明の一実施形態係るＨＭＤの構成を示す図。 本発明の一実施形態係るフレーム構造を示す平面図。 本発明の一実施形態係るフレーム構造を示す正面図。 本発明の一実施形態係るフレーム構造を示す側面図。 図３におけるＡ−Ａ断面図。 本発明の一実施形態係るフレーム構造の装着状態の一例を示す正面図。 図６におけるＢ−Ｂ断面図。 本発明の一実施形態係る支持部の着脱構造を示す正面図。 本発明の一実施形態係る支持部の着脱構造を示す側面断面図。 本発明の一実施形態係る支持部の着脱構造を示す側面断面図。 本発明の一実施形態係るフレーム構造の不適正な装着状態の一例を示す側面図。

本発明は、ＨＭＤのフレーム構造において、ＨＭＤの使用者が装着している眼鏡を利用することで、眼鏡を着用している者（以下「眼鏡着用者」という。）について、ＨＭＤを装着することによる負担の軽減を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態について説明する。

［ＨＭＤの構成］
まず、本実施形態に係るＨＭＤの構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係るＨＭＤ１は、投影対象を、ＨＭＤ１の使用者（以下単に「使用者」という。）の眼Ｙの網膜とし、走査したレーザ光を瞳孔から入射させて網膜上に投影することにより、使用者に画像を視認させる。つまり、ＨＭＤ１は、微弱な光を高速で走査しながら使用者の網膜に照射することで、網膜上に走査された光の残像を映像として使用者に認識させる網膜走査型の画像表示装置である。

ＨＭＤ１は、コントロールユニット２と、投影装置としての投影ユニット３と、フレーム構造としての装着フレーム４とを備える。コントロールユニット２は、画像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として出射する。コントロールユニット２は、記憶部を内蔵し、この記憶部に記憶された情報に基づいて画像信号を形成する。コントロールユニット２は、形成した画像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として伝送ケーブル５へ出射する。

具体的には、コントロールユニット２は、ＨＭＤ１の主な動作を制御する制御部２ａと、画像光としてのレーザ光を生成する光源部２ｂとを有する。制御部２ａは、コントロールユニット２に内蔵される記憶部に記憶されている制御プログラムにしたがって所定の処理を実行することによりＨＭＤ１を制御する。制御部２ａは、データ通信用のバスにより接続されるＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、複数の入出力インターフェース等の各種機能部分を有し、バスを介して各種情報の送受信を行う。制御部２ａは、形成した画像信号を光源部２ｂに供給する。

光源部２ｂは、制御部２ａから供給される画像信号から画像情報を画素単位で読み出し、読み出した画素単位の画像情報に基づいて、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の色毎に強度変調されたレーザ光を生成して出射する。したがって、光源部２ｂは、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の各色の光源等、各色のレーザ光を生成するための構成を有する。光源部２ｂから出射されるレーザ光が、コントロールユニット２からの画像光として伝送ケーブル５に出射される。

コントロールユニット２から出射された画像光は、伝送ケーブル５によって投影ユニット３に伝送される。伝送ケーブル５は、コントロールユニット２から出射された画像光を投影ユニット３に伝送する光ファイバケーブルを有する。

投影ユニット３は、コントロールユニット２にてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の色毎に強度変調された画像光を、２次元方向に走査し、使用者の眼Ｙに入射させる。つまり、投影ユニット３は、伝送ケーブル５により伝送されてきた画像光を、使用者が表示画像として認識できるように走査する。

具体的には、投影ユニット３は、コントロールユニット２で生成され伝送ケーブル５を介して入射するレーザ光を平行光化するための光学系や、レーザ光を画像表示のために所定の方向に走査する走査部や、投影ユニット３における各部の間でレーザ光を中継するリレー光学系等を含む。

投影ユニット３は、使用者の眼Ｙに画像光を入射させるためのハーフミラー６を有する。ハーフミラー６は、使用者の眼Ｙの前方に位置するように設けられる。投影ユニット３は、ハーフミラー６により、出射した画像光Ｌ１を反射させて使用者の眼Ｙに入射させる。また、ハーフミラー６は、外光Ｌ２を透過させて使用者の眼Ｙに入射させる。したがって、使用者は、外光Ｌ２により認識される背景に、画像光Ｌ１による画像を重ねて視認することができる。

このように、本実施形態のＨＭＤ１は、外光Ｌ２を透過させるとともに、投影ユニット３から出射される画像光Ｌ１を使用者の眼Ｙに走査しつつ投射するシースルー型である。なお、本発明に係るＨＭＤは、シースルー型である必要はない。

装着フレーム４は、投影ユニット３を支持するとともに、使用者の頭部に装着される部分である。装着フレーム４は、使用者の頭部に装着された状態で、前述したような投影ユニット３による使用者の眼Ｙへの画像光の走査ができるように、投影ユニット３を支持する。本実施形態のＨＭＤ１では、投影ユニット３は、装着フレーム４に対して、装着フレーム４を頭部に装着した状態の使用者の左側に取り付けられる。

以上のように、本実施形態に係るＨＭＤ１は、使用者の眼Ｙの網膜に画像を投影する投影ユニット３と、投影ユニット３を使用者の頭部に対して所定の位置に保持する装着フレーム４とを備える。以下、装着フレーム４の構造について説明する。

［装着フレームの構成］
本実施形態の装着フレーム４は、使用者が眼鏡着用者である場合に用いられる。図１から図４に示すように、本実施形態の装着フレーム４は、投影ユニット３を支持する眼鏡型のフレーム本体１１と、フレーム本体１１に設けられる支持部１２とを備える。

フレーム本体１１は、使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部１３と、これら一対のテンプル部１３の一端側が連結されるフロント部１４とを有する。

テンプル部１３は、使用者の頭部に沿うように、フロント部１４に連結される側である前側からその反対側である後側にかけて、一旦外側に向けて膨らみ、その後内側に向かうように、全体として湾曲する形状を有する（図２参照）。

テンプル部１３は、前側から後側にかけて一旦外側に向けて膨らむ前半部分において、使用者の顔を挟み込むような板状の形状を有する。また、テンプル部１３は、前側から後側にかけて内側に向かう後半部分において、使用者の耳にかかる部分となるセル部１３ａを有する。セル部１３ａは、前側から後側にかけて斜下側に向かうように湾曲形成される（図４参照）。また、セル部１３ａは、先端側にかけて徐々に太くなるように形成される。

テンプル部１３は、全体的に金属製の部材により構成され、この金属製の部材の後半部分が樹脂製の材料により覆われることでセル部１３ａが構成される。つまり、セル部１３ａは、テンプル部１３を構成する金属製の部材の後半部分を芯の部分として内包する樹脂製の材料により構成される。

テンプル部１３は、板状の形状を有する前半部分と、セル部１３ａを構成する後半部分との間に、これらの部分が平面視及び側面視で互いに重なるオーバーラップ部１３ｂを有する。オーバーラップ部１３ｂは、テンプル部１３の板状の前半部分の形状がヘアピン状に形成されたり、板状の前半部分を含む部分がヘアピン状に湾曲されたりして形成される折返し部分である。テンプル部１３がオーバーラップ部１３ｂを有することにより、テンプル部１３が弾性変形する範囲が大きくなり、使用者の頭部への良好なフィット性が得られる

フロント部１４は、使用者の顔の形状に沿うように、全体として弓形に反った形状を有する。つまり、フロント部１４は、一対のテンプル部１３が連結される側を両端側とし、中央部分がテンプル部１３の延びる側と反対側に凸となるように緩やかに湾曲した形状を有する（図２参照）。

フロント部１４は、フロント部１４の主な部分を構成する本体部１４ａと、テンプル部１３が連結される部分を構成する連結部１４ｂとを有する。本体部１４ａは、板状の部材により構成され、その板厚方向に対して垂直な平面に沿って弓形に反った形状を有する。また、本体部１４ａは、その中央部分が若干下側に向けて窪むように、板厚方向に緩やかに湾曲する形状を有する（図３参照）。連結部１４ｂは、本体部１４ａの両端部に設けられ、フロント部１４からテンプル部１３が延びる方向に沿って突出する部分である。

図２に示すように、テンプル部１３とフロント部１４とは、フロント部１４の左右両端部に設けられるヒンジ部１５にて連結される。ヒンジ部１５は、フロント部１４の連結部１４ｂと、テンプル部１３が有する連結用突部１３ｃとがネジ１６によって留められることで構成される。連結用突部１３ｃは、板状の形状を有するテンプル部１３の前半部分において、内側の面に設けられる突起部分である。テンプル部１３は、連結用突部１３ｃをフロント部１４の連結部１４ｂに重ね合わせた状態でネジ１６により留められることで、フロント部１４に連結される。

テンプル部１３は、ヒンジ部１５において、フロント部１４に対して折りたたむことができるように回動可能に連結される。したがって、一対のテンプル部１３は、フロント部１４に対して開閉可能に支持され、開いた状態で前述したように使用者の頭部に沿うような態様となる。

ヒンジ部１５を構成する連結用突部１３ｃは、テンプル部１３のフロント部１４に連結される前側の先端から後側に距離を隔てて中途部に設けられている。このため、テンプル部１３の回動支点は、テンプル部１３の前側の先端よりも後側に位置する。そして、一対のテンプル部１３が開いた状態で、各テンプル部１３の回動支点よりも前側の部分により、フロント部１４の連結部１４ｂが左右外側から覆われる。

支持部１２は、フロント部１４における一対のテンプル部１３間の中央位置に設けられる。したがって、支持部１２は、前述したようにフロント部１４の本体部１４ａにおける若干下側に向けて窪む中央部分に設けられる。支持部１２は、板状の部分である本体部１４ａの下側面１４ｃから下側に向けて突き出るように設けられる。支持部１２は、装着フレーム４の正面視で略逆三角形状を有する（図３参照）。つまり、支持部１２は、略三角形状における頂点側が本体部１４ａからの突出方向の先端側となるように設けられる。

支持部１２は、眼鏡着用者である使用者が装着している眼鏡にフレーム本体１１を支持させるための構造である。支持部１２は、眼鏡着用者が装着している眼鏡のレンズ間に架け渡されるブリッジを利用して、装着フレーム４を支持する。

具体的には、図５から図７に示すように、支持部１２は、略三角形状を有する板状の部分である基部２１と、使用者が着用する眼鏡５０に接触する支持面２３を形成する支持突部２２とを有する。基部２１は、前述したように装着フレーム４の正面視で支持部１２が有する略逆三角形状をなす部分であり、下側の先端側が若干前側に反り出るような湾曲形状を有する（図５参照）。

支持突部２２は、基部２１の後側の面である裏面から略矩形板状に突出する部分である。支持突部２２は、基部２１の裏面から、板状の部分であるフロント部１４の本体部１４ａに対して略平行に突出する。支持突部２２の下側の面が、使用者が着用する眼鏡５０への支持面２３となる。

図６に示すように、眼鏡５０は、例えば視力矯正に用いられる一般的な眼鏡の構成を備えるものであり、一対のレンズ５２を有するフロント５１を備える。フロント５１は、レンズ５２を固定する縁の部分であるリム５３と、リム５３間に設けられるブリッジ５４とを有する。また、各リムには、眼鏡着用者の鼻筋で眼鏡５０を支える鼻当て５５が設けられている。なお、図示は省略するが、フロント５１の左右両端部には、眼鏡着用者の耳にかかるテンプルがヒンジによって回動可能に連結されている。

このように眼鏡着用者の眼鏡５０のブリッジ５４に、装着フレーム４のフロント部１４が有する支持部１２が支持される。詳細には、図７に示すように、支持部１２は、支持面２３がブリッジ５４の上側面５４ａに接触した状態で、ブリッジ５４上に乗った状態で支持される。

また、支持部１２は、眼鏡５０に支持された状態の装着フレーム４の後側への移動を規制するための係止面２４を有する。係止面２４は、支持部１２がブリッジ５４に支持された状態でブリッジ５４の前側面５４ｂに対向する面であり、支持面２３とともに側面断面視で略Ｌ字状をなす。

係止面２４は、支持面２３を形成する支持突部２２が基部２１の下側の先端から上側に距離を隔てて中途部に設けられることで、基部２１の裏面の支持面２３よりも下側の部分により形成される。つまり、支持面２３が基部２１の下側の先端よりも上側に位置することで、支持部１２がブリッジ５４に支持された状態においては、基部２１の支持面２３よりも下側の部分により、眼鏡５０のブリッジ５４が前側から覆われる。

このように、支持部１２が係止面２４を有することにより、支持部１２によって眼鏡５０のブリッジ５４上に乗った状態のフレーム本体１１が眼鏡５０に対して相対的に後側に移動することが規制される。つまり、眼鏡着用者が眼鏡５０の上に装着フレーム４を装着した状態において、係止面２４がブリッジ５４の前側面５４ｂに接触することで、装着フレーム４が後側にずれることが防止される。

以上のように、支持部１２は、眼鏡５０を着用している使用者がフレーム本体１１を装着することで眼鏡５０のブリッジ５４の上側から眼鏡５０のブリッジ５４に接触してフレーム本体１１を支持する。つまり、ＨＭＤ１の装着フレーム４は、一対のテンプル部１３によって使用者の両耳にかかるとともに、前側は支持部１２によって使用者の眼鏡５０のブリッジ５４に支持されることで、３箇所で支持される。

このように、使用者は、着用している眼鏡５０の上から装着フレーム４を装着する。眼鏡５０の上から装着された装着フレーム４は、テンプル部１３により使用者の両耳に支持されるとともに、支持部１２により、一対のテンプルによって両耳にかけられ鼻当て５５によって鼻筋に支持されている眼鏡５０を介して支持される。また、使用者は、装着フレーム４を外す際には、テンプル部１３による両耳へのかかりを外して装着フレーム４を持ち上げることで、眼鏡５０を着用した状態のまま装着フレーム４のみを取り外すことができる。

また、装着フレーム４においては、支持部１２は、フロント部１４に対して着脱可能に構成されている。つまり、支持部１２は、フロント部１４に対して着脱可能な支持パーツ２０により構成される。

したがって、支持パーツ２０は、支持部１２を構成する、略三角形状を有する板状の部分である基部２１と、支持面２３を形成する支持突部２２とを有し、基部２１の裏側の面によって係止面２４を形成する。基部２１の上端面は、前述したようにフロント部１４の本体部１４ａにおける若干下側に向けて窪む中央部分に沿うような形状を有し、本体部１４ａの下側面１４ｃに略接触する。

支持パーツ２０のフロント部１４に対する着脱構造について説明する。支持パーツ２０は、フロント部１４に設けられる係合片１７によって、フロント部１４に保持される。係合片１７は、フロント部１４の本体部１４ａの下側面１４ｃから下に向けて略矩形板状に突き出た状態で設けられる。係合片１７は、その板厚方向が前後方向となるように設けられる。係合片１７は、フロント部１４の本体部１４ａと一体成形される部分であっても、本体部１４ａとは別部品によって構成される部分であってもよい。

図５及び図８に示すように、係合片１７は、本体部１４ａの下側面１４ｃからの突出側の端部に、支持パーツ２０に係合する係合端部１７ａを有する。係合端部１７ａは、略矩形板状に突出する係合片１７において、突出側の辺部に沿って形成され、係合片１７の板厚方向の寸法を部分的に拡大させるように側面断面視で略円形状をなす部分である。つまり、係合片１７は、側面断面視で、本体部１４ａの下側面１４ｃから突出する直線状の部分と、この直線状の部分の先端部に連続して係合端部１７ａとして形成される円形状の肉厚部分とを有する。

支持パーツ２０は、フロント部１４に設けられる係合片１７に対応して、係合片１７を係合させる係合溝２７を形成する係合凹部２６を有する。係合凹部２６は、基部２１の後側から突出して上側に向けて湾曲する板状の湾曲片部２６ａにより構成される。湾曲片部２６ａは、支持突部２２の上側に設けられ、支持パーツ２０の上側に開口する係合溝２７を形成する。つまり、係合凹部２６は、湾曲片部２６ａにより、基部２１とともに係合溝２７を形成する。

係合溝２７は、係合片１７が係合端部１７ａ側から嵌るように、係合片１７に沿う形状を有する。係合溝２７は、側面断面視で、係合端部１７ａが嵌合する円形状の底部２７ａと、この底部２７ａよりも比較的幅が狭く形成され係合片１７の直線状の部分が嵌る開口部分とを有する。

このように、フロント部１４の係合片１７と支持パーツ２０の係合溝２７とによってフロント部１４に対して着脱可能に設けられる支持パーツ２０は、プラスチック等の合成樹脂等により構成されることで、弾性によるワンタッチでの装着及び取外しができる。

具体的には、図９において矢印Ｃ１で示すように、支持パーツ２０は、係合溝２７に係合片１７を嵌合させる方向に押圧作用を受けることで、フロント部１４に装着される。詳細には、係合溝２７の開口部分に係合片１７の係合端部１７ａが接触している状態から、支持パーツ２０がフロント部１４に向けて押圧されることにより、支持パーツ２０の弾性によって湾曲片部２６ａの部分が後側に曲がることで係合溝２７が開く。つまり、係合端部１７ａによって係合溝２７が開口部分側から押し広げられる。そして、さらに支持パーツ２０が押圧されることにより、係合端部１７ａが係合溝２７の開口部分を超えて底部２７ａに嵌合し、支持パーツ２０がフロント部１４に装着される。

なお、係合溝２７の開口部分には、係合片１７の係合溝２７に対する嵌合をガイドするためのテーパ部２７ｂが形成されている。テーパ部２７ｂは、係合溝２７の幅を開口側にかけて広くするように形成される斜面部である。

一方、図１０において矢印Ｃ２で示すように、フロント部１４に装着されている支持パーツ２０は、フロント部１４に装着される場合と反対方向に引張り作用を受けることで、フロント部１４から取り外される。詳細には、係合片１７が係合溝２７に嵌合している状態から、支持パーツ２０がフロント部１４から下向きに引っ張られることにより、支持パーツ２０の弾性によって湾曲片部２６ａの部分が後側に曲がることで係合溝２７が開く。つまり、係合端部１７ａによって係合溝２７が底部２７ａ側から押し広げられる。そして、さらに支持パーツ２０が引っ張られることにより、係合端部１７ａが係合溝２７の開口部分を超えて係合溝２７から抜け、支持パーツ２０がフロント部１４から取り外される。

なお、支持パーツ２０をフロント部１４から取り外す際には、支持パーツ２０に対して引張り作用に加えてねじり作用を加えることで、係合片１７の係合溝２７への嵌合状態が容易に解除され、より簡単に支持パーツ２０を取り外すことができる。また、係合端部１７ａを含む係合片１７の形状や寸法は、支持パーツ２０の弾性等との関係において、支持パーツ２０が十分な保持力でフロント部１４に取り付けられるように設定される。

このように、支持部１２としての支持パーツ２０は、一方向への押圧作用によりフロント部１４に装着可能に、かつ、引張り作用によりフロント部１４から取外し可能に構成されている。ただし、支持部１２は、フロント部１４と一体成形される部分であったり、フロント部１４とは別の部品が溶接等によって固着されることで構成される部分であったりしてもよい。また、支持部１２がフロント部１４に対して着脱可能な部品によって構成される場合であっても、支持部１２を構成する部品のフロント部１４に対する着脱構造は、本実施形態に限定されるものではない。支持部１２を構成する部品のフロント部１４に対する着脱構造としては、例えばネジ等の固定用の部材が用いられる構成等であってもよい。

また、装着フレーム４においては、支持部１２は、装着フレーム４を外す際に使用者が着用している眼鏡５０に干渉しないように構成されている。具体的には、図７に示すように、支持部１２は、支持面２３を眼鏡５０のブリッジ５４の上側面５４ａに接触させた状態で支持される。また、ブリッジ５４の前側面５４ｂに対する係止面２４の接触により、支持部１２の眼鏡５０に対する相対的な後側への移動が規制される。つまり、ブリッジ５４に支持された状態の支持部１２のブリッジ５４に対する接触面は、多くても支持面２３及び係止面２４である。

したがって、図７において矢印Ｄ１で示すように支持面２３がブリッジ５４の上側面５４ａから離れる方向、及び同図において矢印Ｄ２で示すように係止面２４がブリッジ５４の前側面５４ｂから離れる方向については、支持部１２のブリッジ５４に対する相対的な移動は規制されない。言い換えると、支持部１２は、眼鏡５０との関係において、支持面２３がブリッジ５４の上側面５４ａから離れる上側への相対移動、及び係止面２４がブリッジ５４の前側面５４ｂから離れる前側への相対移動が許容される。

このことは、支持部１２が、眼鏡５０のブリッジ５４に対して上側面５４ａ及び前側面５４ｂそれぞれの反対側に回り込んで眼鏡５０に対する上側及び前側への相対移動に際して眼鏡５０に干渉するような部分を有しないことに基づく。このように、支持部１２は、使用者に装着された状態のフレーム本体１１の眼鏡５０に対する上側への相対移動及び前側への相対移動を許容する形状を有する。つまり、支持部１２について、眼鏡５０に対する相対移動を許容するとは、ブリッジ５４に支持された状態の支持部１２が眼鏡５０に対して相対移動する際に眼鏡５０に干渉しないということを意味する。

ところで、裸眼者やコンタクトレンズの着用者等の眼鏡を着用していない者（以下単に「裸眼者」という。）が装着フレーム４を頭部に装着した状態においては、例えば眼鏡の着用者の場合の眼鏡のレンズ等、装着フレーム４に保持される投影ユニット３と使用者の顔との間を遮る物がない。このため、装着された状態のＨＭＤ１の投影ユニット３に何らかの衝撃が作用した場合、投影ユニット３が例えば使用者の眼球等に接触する可能性がある。つまり、裸眼者が眼鏡型の装着フレーム４を有するＨＭＤ１を使用する場合には、装着フレーム４に保持された投影ユニット３が使用者の顔へ物理的に接触する可能性があり、安全性の面で問題がある。

そこで、装着フレーム４においては、裸眼者による誤装着を防止するため、支持部１２の構造が工夫されている。具体的には、支持部１２は、上下方向の寸法の設定により、裸眼者が装着フレーム４を装着した場合に、それが正常な装着状態ではないということを認識させるように構成される。なお、支持部１２の上下方向の寸法とは、フロント部１４の本体部１４ａの下側面１４ｃから突出する支持部１２の突出長さである。

裸眼者が装着フレーム４を装着した場合、支持部１２を支持する部分がなく、支持部１２の先端が直接鼻筋に当たる。したがって、支持部１２の上下方向の寸法の設定により、裸眼者が装着フレーム４を装着した場合におけるフロント部１４の位置を調整することができる。

裸眼者が装着フレーム４を装着した場合に、フロント部１４の位置により、装着フレーム４を装着した者が違和感を覚えるように、支持部１２の上下方向の寸法が設定される。装着フレーム４を装着した者が覚える違和感は、装着フレーム４を装着した状態でフロント部１４によって視界が遮られることで得られる。

図１１に示すように、裸眼者１００が装着フレーム４を装着した場合、上記のとおり支持部１２の先端が直接鼻筋に当たることから、装着フレーム４は、図中２点鎖線で示す正常な位置に対して、前下がりに傾いた状態となる。装着フレーム４の傾き度合いは、支持部１２の上下方向の寸法によって変わる。支持部１２の上下方向の寸法が大きいほど、装着フレーム４の傾き度合いは大きくなり、支持部１２の上下方向の寸法が小さいほど、装着フレーム４の傾き度合いは小さくなる。

そこで、裸眼者１００が装着フレーム４を装着した場合に少なくともフロント部１４が裸眼者１００の視界を遮る位置となる程度まで装着フレーム４が傾くように、支持部１２の上下方向の寸法が設定される。これにより、装着フレーム４を装着した裸眼者１００は、違和感を覚え、それが正常な装着状態ではないということを認識する。なお、裸眼者１００が装着フレーム４を装着した状態において、フロント部１４が裸眼者１００の視界を遮る位置よりも下側に位置する場合は、装着フレーム４の傾き度合いが十分に大きい状態であり、裸眼者１００は明らかに違和感を覚える。

このように裸眼者１００が装着フレーム４を装着することで装着フレーム４が前下がりに傾いた状態においては、裸眼者１００は、装着フレーム４に支持される投影ユニット３からの画像光Ｌ１を視認することができない。つまり、本実施形態のＨＭＤ１は、装着フレーム４の構成から、裸眼者には使用不可能となっている。

支持部１２の上下方向の寸法は、裸眼者が装着フレーム４を装着した場合における装着フレーム４の傾き度合いが人種や性別や年齢等によって個人的に異なるものであるため、適宜設定される。ただし、ＨＭＤ１の汎用性等の観点からは、支持部１２の上下方向の寸法の設定に関しては、次のような寸法が用いられる。

支持部１２は支持面２３によって眼鏡５０のブリッジ５４に支持されることから、支持部１２における支持面２３の位置は、眼鏡着用者が着用する眼鏡と関連する。一方で、裸眼者が装着フレーム４を装着した場合、上記のとおり支持部１２の先端は裸眼者の鼻筋に接触する。

そこで、図７に示すように、支持部１２の上下方向の寸法の設定には、支持面２３から支持部１２の先端までの寸法Ｍ１が用いられる。具体的には、支持部１２の上下方向の寸法は、例えば寸法Ｍ１が３〜５ｍｍ程度となるように設定される。

このように、支持部１２は、上下方向の寸法が、裸眼者がフレーム本体１１を装着した状態でフロント部１４が裸眼者の視界を遮る位置もしくはそれよりも下側の位置に位置する大きさとなるように構成されている。なお、裸眼者が装着フレーム４を装着した場合に違和感を覚えさせるための構成としては、例えば、支持部１２の先端に、支持部１２が鼻筋に乗ることで痛み等の違和感を与えるような突起等を形成してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る装着フレーム４によれば、以下の効果が期待できる。

（１）本実施形態に係る装着フレーム４は、使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部１３、及びこれら一対のテンプル部１３の一端側が連結されるフロント部１４を有し、使用者の眼Ｙの網膜に画像を投影する投影ユニット３を支持する眼鏡型のフレーム本体１１と、フロント部１４における一対のテンプル部１３間の中央位置に設けられ、眼鏡５０を着用している使用者がフレーム本体１１を装着することで眼鏡５０のブリッジ５４の上側から眼鏡５０のブリッジ５４に接触してフレーム本体１１を支持する支持部１２とを備える。これにより、眼鏡５０を着用している使用者が、余分にレンズを用意する必要がなく、眼鏡５０を着用した状態のまま少ない負担で容易にＨＭＤ１を装着することができる。

本実施形態の装着フレーム４によれば、使用者の着用する眼鏡５０が用いられて、投影ユニット３を支持する装着フレーム４が支持されることから、使用者は、自己の眼鏡５０を着用した状態のままＨＭＤ１を使用することができる。また、装着フレーム４は鼻当てに相当する部分を有することなく、装着フレーム４の眼鏡５０に対する支持は、眼鏡５０の鼻当て５５の上側に位置するブリッジ５４により行われる。このことから、使用者は、自己が着用する眼鏡５０の鼻当て５５を、装着フレーム４と共用することができる。これにより、眼鏡着用者がＨＭＤ１を使用するに際しての負担を軽減することができる。また、眼鏡使用者は、自己の眼鏡５０を着用した状態のままＨＭＤ１を使用することができるので、ＨＭＤ１を使用するに際して余分にレンズ等を用意する必要がなくなる。

（２）また、本実施形態の装着フレーム４においては、支持部１２は、支持パーツ２０として、フロント部１４に対して着脱可能に構成されている。これにより、各部の寸法や形状等が異なる複数種類の支持パーツ２０を用意し、使用者が着用する眼鏡の種類に対応させて支持パーツ２０を交換することで、色々な種類の眼鏡に対応することができる。

（３）また、本実施形態の装着フレーム４においては、支持部１２は、一方向への押圧作用によりフロント部１４に装着可能に、かつ、引張り作用によりフロント部１４から取外し可能に構成されている。つまり、支持パーツ２０について、フロント部１４に対する押付け及び引張りによってワンタッチで着脱可能な構成が採用されている。これにより、支持パーツ２０をフロント部１４にしっかり固定できるとともに、支持パーツ２０のフロント部１４に対する着脱を容易に行うことができ、支持パーツ２０の交換に際しての作業性を向上することができる。

（４）また、本実施形態の装着フレーム４においては、支持部１２は、使用者に装着された状態のフレーム本体１１の眼鏡５０に対する上側への相対移動及び前側への相対移動を許容する形状を有する。これにより、使用者が装着フレーム４を取り外す際に、装着している眼鏡５０に支持部１２が干渉することがないので、眼鏡５０の着用状態に影響を与えることなくスムーズに装着フレーム４を取り外すことができる。結果として、使用者の負担を効果的に軽減することができる。

（５）また、本実施形態の装着フレーム４においては、支持部１２は、上下方向の寸法が、眼鏡を着用していない使用者がフレーム本体１１を装着した状態でフロント部１４が使用者の視界を遮る位置もしくはそれよりも下側の位置に位置する大きさとなるように構成されている。これにより、本実施形態の装着フレーム４は、眼鏡着用者でないと正常に装着することができない。このため、装着フレーム４の裸眼者の誤装着を防止することができ、十分な安全性を確保することができる。

１ ＨＭＤ
３ 投影ユニット（投影装置）
４ 装着フレーム（ＨＭＤ用フレーム構造）
１１ フレーム本体
１２ 支持部
１３ テンプル部
１４ フロント部
２０ 支持パーツ
２３ 支持面
２４ 係止面
５０ 眼鏡
５４ ブリッジ

Claims (6)

1. 使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部、及びこれら一対のテンプル部の一端側が連結されるフロント部を有し、使用者の眼の網膜に画像を投影する投影装置を支持する眼鏡型のフレーム本体と、
   前記フロント部における前記一対のテンプル部間の中央位置に設けられ、眼鏡を着用している使用者が前記フレーム本体を装着することで前記眼鏡のブリッジの上側から前記眼鏡のブリッジに接触して前記フレーム本体を支持する支持部と、
   を備えるヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造。
2. 前記支持部は、前記フロント部に対して着脱可能に構成さ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用フレーム構造。
3. 前記支持部は、一方向への押圧作用により前記フロント部に装着可能に、かつ、引張り作用により前記フロント部から取外し可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造。
4. 前記支持部は、使用者に装着された状態の前記フレーム本体の前記眼鏡に対する上側への相対移動及び前側への相対移動を許容する形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造。
5. 前記支持部は、上下方向の寸法が、眼鏡を着用していない使用者が前記フレーム本体を装着した状態で前記フロント部が使用者の視界を遮る位置もしくはそれよりも下側の位置に位置する大きさとなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ用フレーム構造。
6. 使用者の眼の網膜に画像を投影する投影装置と、
   使用者の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部、及びこれら一対のテンプル部の一端側が連結されるフロント部を有し、前記投影装置を支持する眼鏡型のフレーム本体と、
   前記フロント部における前記一対のテンプル部間の中央位置に設けられ、眼鏡を着用している使用者が前記フレーム本体を装着することで前記眼鏡のブリッジの上側から前記眼鏡のブリッジに接触して前記フレーム本体を支持する支持部と、
   を備えるヘッドマウントディスプレイ。

Images