JP2012211958A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】両眼用のヘッドマウントディスプレイを、簡単に２つの単眼用ヘッドマウントディスプレイとすることのできるヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】画像光を観察者の左眼に投射する左眼用の表示部と、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用の表示部とを備え、前記観察者に、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を視認させて画像表示する両眼用のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記左眼用の表示部を取り付けた左眼用フレームと、前記右眼用の表示部を取り付けた右眼用フレームとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けて前記観察者の頭部に保持可能に構成し、前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームを互いに分離したときに、それぞれ単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部として独立して使用可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイに関し、詳しくは、単眼用、両眼用のいずれにも簡単に切替え可能としたヘッドマウントディスプレイに関する。

従来、各種のコンテンツデータを再生可能とした情報処理装置の一例として、観察者が頭部に装着した状態で画像を視認することができるヘッドマウントディスプレイがある。かかるヘッドマウントディスプレイとして、眼鏡のようにして頭部に装着可能な眼鏡形フレームに表示部を取付けた構成が知られている。

表示部としては、右眼あるいは左眼の一方の眼に対応させた単眼用と、左右の眼に対応させた両眼用とがあるが、単眼用、両眼用の何れのタイプのヘッドマウントディスプレイとするかを、使用者が好みに応じて変えられると都合がよい。そこで、共通の眼鏡形フレームに、単眼用表示部（単眼用ディスプレイ本体）と両眼用表示部（両眼用ディスプレイ本体）とを付け替え可能としたヘッドマウントディスプレイが提案された（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００９−１６３０４９号公報

しかし、特許文献１の技術は、あくまでも観察者が自身の好みに応じて単眼用か両眼用かを選択できるようにしたものであり、例えば、同じコンテンツを他の人と一緒に見たりすることはできないものであった。

そもそも、ヘッドマウントディスプレイにおいて、単眼用にもう１つの単眼用を追加して両眼用にするなどの技術思想はあっても、ヘッドマウントディスプレイを、２つのヘッドマウントディスプレイに分離して用いることができるようにする技術思想、あるいは２つのヘッドマウントディスプレイを合体して１つのヘッドマウントディスプレイとして用いるといった技術思想は無かった。

本発明では、上述したような課題に鑑み、両眼用のヘッドマウントディスプレイを、簡単に２つの単眼用ヘッドマウントディスプレイとすることのできるヘッドマウントディスプレイを提供することを目的としている。

請求項１に記載の本発明は、画像光を観察者の左眼に投射する左眼用の表示部と、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用の表示部とを備え、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を前記観察者に視認させて画像表示する両眼用のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記左眼用の表示部を取り付けた左眼用フレームと、前記右眼用の表示部を取り付けた右眼用フレームとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けて前記観察者の頭部に保持可能に構成し、前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームを互いに分離したときに、それぞれ単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部として独立して使用可能とした。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームは、それぞれ、前記観察者の顔前に配置されるフロント部と、このフロント部の左右両端部にそれぞれ連結されたテンプル部とを具備する眼鏡型に構成され、さらに、各前記フロント部の中央部近傍同士が交差状態で連結され、かつ前記テンプル部同士が重合するように組み付けられていることを特徴とする。

請求項３記載の本発明は、請求項２記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記フロント部は、前記観察者の顔面に近接した第１フロント部と、この第１フロント部よりも前記観察者の顔面から離隔した第２フロント部と、前記第１フロント部及び前記第２フロント部とを前記観察者の顔面略中央部で連結する第３フロント部とを有し、前記第３フロント部同士が交差状態で連結されるとともに、前記第２フロント部に前記表示部が取付けられていることを特徴とする。

請求項４記載の本発明は、請求項２又は３に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームのうち、一側のテンプル部を横断面視略凸状に形成する一方、他側のテンプル部を横断面視略凹状に形成して、両フレームを組み付けた際に、前記テンプル部同士が一体的に重合することを特徴とする。

請求項５記載の本発明は、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において、前記左眼用の表示部及び右眼用の表示部を制御する制御部と、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが重合状態にあるか、あるいは分離状態にあるかを検出する検出手段と、備え、前記制御部は、前記検出手段により、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが重合状態にあると判断した場合は両眼表示用の表示制御を実行し、前記検出手段により、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが分離状態にあると判断した場合は単眼表示用の表示制御を実行することを特徴とする。

請求項６記載の本発明は、請求項５記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、前記両眼表示用の表示制御では、前記左眼用の表示部と前記右眼用の表示部との間で視差が生じるように制御する一方、前記単眼表示用の表示制御では、前記左眼用の表示部と前記右眼用の表示部とで同一表示がなされるように制御することを特徴とする。

請求項７記載の本発明は、画像光を左右の眼それぞれに投射して前記画像光に応じた画像を観察者に視認させて画像表示する表示装置に用いられるヘッドマウントディスプレイであって、画像光を観察者の左眼に投射する左眼用の表示部を取り付けた左眼用フレームを具備する左眼用のヘッドマウントディスプレイと、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用の表示部を取り付けた右眼用フレームを具備する右眼用のヘッドマウントディスプレイとを互いに組み付けて前記観察者の頭部に保持可能に構成し、前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームは、それぞれ、前記観察者の顔前に配置されるフロント部を構成する第１フロント部及び第２フロント部と、これら第１フロント部と第２フロント部とを前記観察者の顔面略中央部で連結する第３フロント部と、前記第１フロント部及び前記第２フロント部にそれぞれ連結されたテンプル部と、を有し、前記第１フロント部は、前記表示部が取付けられるとともに、当該第１フロント部を顔の幅方向に延長した線が、前記第２フロント部を顔の左右方向に延長した線に重ならないよう顔面から離れる方向、あるいは前記第２フロント部に対して顔面に沿った面内で段差が生じるよう配置されており、前記第３フロント部には、第１フロント部及び第２フロント部の配置が異なる他のヘッドマウントディスプレイのフレームを交差状に連結可能とした連結部が設けられていることとした。

本発明によれば、１つの両眼用ヘッドマウントディスプレイを２つの単眼用ヘッドマウントディスプレイに簡単に分離して使用することができるため、両眼用ヘッドマウントディスプレイを使用しているときに、何らかのコンテンツを他者と同時に観察することが可能になるなど、極めて使い勝手の良いヘッドマウントディスプレイを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るＨＭＤの模式的説明図である。 同ＨＭＤのブロック図である。 比較例に係るＨＭＤの平面図である。 同ＨＭＤの左眼用フレーム及び右眼用フレームの平面視による説明図である。 同ＨＭＤの左眼用フレーム及び右眼用フレームの説明図である。 重合検出スイッチの説明図である。 本発明の一実施形態に係るＨＭＤの使用例を示す説明図である。 変形例に係る左右眼用フレームを備えたＨＭＤの説明図である。 同変形例に係る左眼用フレーム及び右眼用フレームの組み付け方法の説明図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（以下、「ＨＭＤ」とする）の模式的説明図、図２は同ＨＭＤのブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係るＨＭＤは、基本的には両眼用ＨＭＤであり、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を観察者１に視認させて画像表示することができるようになっている。

そのために、画像光を観察者１の左眼に投射する左眼用の表示部である左眼用ＨＭＤ本体２Ｌと、画像光を観察者１の右眼に投射する右眼用の表示部である右眼用ＨＭＤ本体２Ｒとを備えている。また、観察者１が頭部に装着した状態で使用できるように、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒは眼鏡型フレーム５にそれぞれ取付けられている。

左眼用ＨＭＤ本体２Ｌと右眼用ＨＭＤ本体２Ｒとは同一の構成を備えており、内部の構成については後述するが、図１に示すように、外光を透過しつつ画像光を観察者１の眼に反射させて投射するハーフミラー２２を備えている。すなわち、本実施形態に係るＨＭＤは、ハーフミラー２２を備えたシースルー型となっているため、コンテンツを表示している最中であっても、観察者１の視野の中で、少なくともそのコンテンツを表示している領域以外の領域では、観察者１が外界（背景）を視認することができる。

なお、前述したように、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌと右眼用ＨＭＤ本体２Ｒとは同一構成であるため、以下では、両者の総称としてＨＭＤ本体２とする場合がある。

ＨＭＤ本体２は、伝送ケーブル４を介してコントローラ３に接続し、各種信号の送受信を行うことができ、電力や各種コンテンツ情報に応じた映像信号は、ＨＭＤ本体２側からの要求に応じてコントローラ３からＨＭＤ本体２に対して供給されるようになっている。なお、コンテンツ情報としては、例えば、動画ファイル、静止画ファイル、文章ファイル等があり、本実施形態では、図２に示すように、コントローラ３の内部に設けられた記憶媒体からなる映像コンテンツ源３０内に記憶されている。コンテンツ情報は、ＨＭＤの外部に記憶されているものを、適宜の媒体を介して映像コンテンツ源３０に読み込むこともできるようにしている。

図２に示すように、ＨＭＤ本体２の内部には、コントローラ３と接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１と、供給される電力の制御を行う電力供給回路２０と、入力される映像信号を受け付ける映像信号入力回路２３と、画像処理回路２４、光変調モジュール駆動回路２５と、これらとバスを介して接続するＣＰＵ２６及びメモリ２７を備えている。これらＣＰＵ２６及びメモリ２７はＨＭＤ本体２の制御部を構成するものであり、画像処理回路２４や投射部２８などの制御を行う表示制御部６として機能する。なお、この表示制御部６の機能については後に詳述する。

表示制御部６のメモリ２７には、表示制御プログラムをはじめとする各種のプログラムが記憶されたプログラムＲＯＭや、各種データなどを記憶したフラッシュＲＯＭや、作業用ＲＡＭなどが含まれている。

また、ＨＭＤ本体２には、白色光源２８ａ、光変調部２８ｂ及び接眼レンズなどを含む光学系２８ｃなどを有する投射部２８を備えている。投射部２８からは、映像信号入力回路２３を介してコントローラ３の画像処理部３１からの映像信号に基づき、画像処理回路２４により生成された画像信号を光変調した画像光がハーフミラー２２を介して観察者１の眼に投射される。こうして、眼に入射した光が網膜上に結像されることにより、観察者１にコンテンツ情報に対応する画像（以下、単に「コンテンツ」という。）を視認させることができる。

また、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒがそれぞれ備える画像処理回路２４が画像信号を生成する際に、互いに視差を有する左眼用画像及び右眼用画像が得られるようにしており、ＨＭＤとしては、所謂３Ｄ画像を観察者１に視認させることが可能となっている。互いに視差を有する左眼用画像及び右眼用画像を生成するか、あるいは左眼用、右眼用が共通する共通画像を生成するかは、所定の条件に基づいて前記表示制御部６によって決定される。

さらに、ＨＭＤ本体２には、片眼両眼検知部７が設けられている。この片眼両眼検知部７については後に詳述する。

コントローラ３は、矩形箱状のケーシング内に、前述の映像コンテンツ源３０と、画像処理部３１と、電源３２を内蔵するとともに、ケーシング表面には電源スイッチ３３及び電源ランプ３４が設けられている。画像処理部３１は、ＣＰＵ３１ａや、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるメモリ３１ｂなどを備え、コンテンツ情報に応じた映像信号を生成する。図中、符号３５は接続用インターフェース（Ｉ／Ｆ）を示す。

コントローラ３とＨＭＤ本体２とは、それぞれ複数の信号線からなる左右用伝送ケーブル４Ｌ，４Ｒにより接続している。すなわち、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌとコントローラ３とは左用伝送ケーブル４Ｌを介し、右眼用ＨＭＤ本体２Ｒとコントローラ３とは右用伝送ケーブル４Ｒを介して接続している。なお、以下では、左用伝送ケーブル４Ｌと右用伝送ケーブル４Ｒとを合わせて伝送ケーブル４と呼ぶ場合がある。

上記構成のＨＭＤにおいて、本実施形態において特徴となるのは、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒが取付けられた眼鏡型フレーム５の構成にある。

本実施形態では、眼鏡型フレーム５を、互いに分離可能な左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとから構成し、両者を互いに組付自在に構成している。

すなわち、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌを取付けた左眼用フレーム５Ｌと、右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを取付けた右眼用フレーム５Ｒとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けて観察者１の頭部に保持可能に構成するとともに、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒを互いに分離したときに、それぞれ単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部として独立して使用可能としている。つまり、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒが、それぞれ独立した単眼用ＨＭＤ保持フレームとなる。

換言すれば、本実施形態に係る両眼用のＨＭＤは、画像光を観察者の左眼に投射する左眼用ＨＭＤ本体２Ｌを取り付けた左眼用フレーム５Ｌを具備する左眼用のＨＭＤと、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを取り付けた右眼用フレーム５Ｒを具備する右眼用のＨＭＤとを互いに組み付けて観察者１の頭部に保持可能に構成している。

以下、本実施形態に係るＨＭＤの特徴となる構成について、図面を参照しながら以下に詳述する。なお、図３は比較例に係るＨＭＤの平面図、図４は同ＨＭＤの左眼用フレーム及び右眼用フレームの平面視による説明図、図５は同ＨＭＤの左眼用フレーム及び右眼用フレームの説明図、図６は重合検出スイッチの説明図である。

図３に示すように、一般的な両眼用ＨＭＤは、眼鏡型フレーム５００を構成するフロント部５１０の左右側に、それぞれ、本実施形態に係るＨＭＤ本体２に相当する表示ユニット２００，２００が設けられている。すなわち、フロント部５１０と、その左右端部にそれぞれ連結された左右のテンプル部５２０，５２０とからなる一体の眼鏡型フレーム５００に、左右の表示ユニット２００，２００は取付けられている。

したがって、コントローラユニット３００内に設けた制御部（不図示）により、左右の表示ユニット２００，２００に送る映像信号をそれぞれ異ならせたり、一方のみを表示したりすることは可能であるが、例えば、現在見ているコンテンツを、隣にいる他の者に見せたい場合、眼鏡型フレーム５００ごと渡さなければならないため、その時には、自分はそのコンテンツを見ることはできない。

それに対し、本実施形態に係るＨＭＤは、図１、図４及び図５に示すように、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌを取付けた左眼用フレーム５Ｌと、右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを取付けた右眼用フレーム５Ｒとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けているため、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒを互いに分離したときには、それぞれを単眼用ＨＭＤ保持フレーム（単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部）として独立して使用することができる。

したがって、現在見ているコンテンツを、隣にいる他の者に見せたい場合、左眼用フレーム５Ｌ又は右眼用フレーム５Ｒのいずれかを渡せば、他者と共に同じコンテンツを同時に見ることが可能となる。

すなわち、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒは、いずれも眼鏡型に構成されているため、それぞれ独立して頭部に装着可能となっている。左眼用フレーム５Ｌは、観察者１の顔前に配置されるフロント部５１Ｌと、このフロント部５１Ｌの左右両端部にそれぞれ連結された左右テンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲを具備している。そして、右眼用フレーム５Ｒも同様に、観察者１の顔前に配置されるフロント部５１Ｒと、このフロント部５１Ｒの左右両端部にそれぞれ連結された左右テンプル部５２ＲＬ，５２ＲＲを具備している。

そして、各フロント部５１Ｌ，５１Ｒの中央部近傍同士が交差状態で連結され、かつ、互いの左右テンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲ，５２ＲＬ，５２ＲＲ同士が重合するように組み付けられている。

ここで、眼鏡型フレーム５の具体的な構成について説明すると、図示するように、左眼用フレーム５Ｌのフロント部５１Ｌは、観察者１の顔面に近接した第１フロント部５１Ｌａと、この第１フロント部５１Ｌａよりも観察者１の顔面から所定距離だけ離隔した第２フロント部５１Ｌｂと、第１フロント部５１Ｌａ及び第２フロント部５１Ｌｂとを観察者１の顔面略中央部で連結する第３フロント部５１Ｌｃとを有する構成となっている。同様に、右眼用フレーム５Ｒのフロント部５１Ｒについても、観察者１の顔面に近接した第１フロント部５１Ｒａと、この第１フロント部５１Ｒａよりも観察者１の顔面から所定距離だけ離隔した第２フロント部５１Ｒｂと、第１フロント部５１Ｒａ及び第２フロント部５１Ｒｂとを観察者１の顔面略中央部で連結する第３フロント部５１Ｒｃとを有する構成となっている。

そして、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒ共に、第２フロント部５１Ｌｂ，５１ＲｂにＨＭＤ本体２が取付けられるとともに、第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃ同士が交差状態で連結されるようになっている。第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂを観察者１の顔面から離隔させる所定距離としては、ＨＭＤ本体２の大きさや形状などを考慮して決めることができる。

このように、本実施形態に係る左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒは、共に、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａを顔の幅方向に延長した線が、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂを顔の左右方向に延長した線に重ならないよう顔面から離れる方向に配置している。

また、図示するように、左眼用フレーム５Ｌの第３フロント部５１Ｌｃの中央部には下側開放の係合溝５３Ｌが形成される一方、右眼用フレーム５Ｒの第３フロント部５１Ｒｃの中央部には上側開放の係合溝５３Ｒが形成されており、これら係合溝５３Ｌ，５３Ｒ同士を互いに係合するようにしている。

また、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒのうち、図６（ａ）に示すように、一側のテンプル部５２Ｒ（５２Ｌ）を横断面視略凸状に形成する一方、他側のテンプル部５２Ｌ（５２Ｒ）を横断面視略凹状に形成して、両フレーム５Ｌ，５Ｒを組み付けた際に、テンプル部５２Ｌ，５２Ｒ同士が一体的に重合するようにしている。なお、本実施形態では、右眼用フレーム５Ｒのテンプル部５２Ｒを凸状となる逆蒲鉾状に形成し、左眼用フレーム５Ｌのテンプル部５２Ｌを凹状となる樋状に形成している。

このように、第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃの係合溝５３Ｌ，５３Ｒ同士を互いに係合するとともに、テンプル部５２Ｌ，５２Ｒ同士を一体的に重合せることで、図５（ｂ）に示すように、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとがあたかも一体であるかのように組み付けることができる。そして、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒのフロント部５１Ｌ,５１Ｒ間に、著しい段差などが生じることもない。

また、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒの第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃの第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ寄りには、係合溝５３Ｌ，５３Ｒに近接させて鼻当体５４Ｌ,５４Ｒを設けている。したがって、図１や図５（ｂ）に示すように、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが組み合わせられた眼鏡型フレーム５では、鼻当体５４Ｌ,５４Ｒが観察者１の鼻の左右に当接する。そのため、左右２つのＨＭＤ本体２の重量があっても、ＨＭＤをしっかりと観察者１の頭部に保持することができる。

他方、眼鏡型フレーム５を左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとに分離した場合、それぞれに鼻当体５４Ｌ,５４Ｒは１つずつとなるが、重量のあるＨＭＤ本体２に対して、観察者１の鼻を挟んで反対側から支持することになるので、各フレーム５Ｌ，５Ｒは大きくずれたりするおそれがない。

また、本実施形態に係るＨＭＤは、前述したように、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを制御する表示制御部６と片眼両眼検知部７とを備えている。この片眼両眼検知部７は、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが重合状態にあるか、あるいは分離状態にあるかを検出する検出手段として機能するものである。

そして、表示制御部６は、片眼両眼検知部７により、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが重合状態にあると判断した場合は両眼表示用の表示制御を実行し、片眼両眼検知部７により、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが分離状態にあると判断した場合は単眼表示用の表示制御を実行するようにしている。すなわち、表示制御部６は、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが分離状態にあるか否かにより、コントローラ３の画像処理部３１に対し、両眼用、あるいは単眼用の映像信号の出力を要求する。

片眼両眼検知部７の具体的な構造は、図６（ａ）に示すような機械的なスイッチ構造からなる。すなわち、樋状に形成した左眼用フレーム５Ｌのテンプル部５２Ｌの底部に、当該左眼用フレーム５Ｌの内側面に出没する作動体７１を備えた片眼両眼検知部７を配設している。左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが分離している場合、作動体７１は突出状態となり（図６（ａ））、その状態を検出した表示制御部６は左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが分離状態にあると判断し、例えば、２つのＨＭＤ本体２がそれぞれ全く同じ画像を表示するように単眼表示用の表示制御を実行する。

一方、図６（ｂ）に示すように、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが重合すると、右眼用フレーム５Ｒのテンプル部５２Ｒによって作動体７１が押し込まれた状態となるため、その状態を検出した表示制御部６は、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが重合して一体の状態にあると判断し、例えば、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌと右眼用ＨＭＤ本体２Ｒの間で視差のある画像を表示して３Ｄ画像を楽しめるように両眼表示用の表示制御を実行するのである。

なお、両眼用表示で３Ｄ画像による所定のコンテンツを見ているときに、誰か他の者にも同じコンテンツを見せようとして左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとを分離したとすると、表示制御部６は、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌと右眼用ＨＭＤ本体２Ｒの間で視差のある画像を生成しないように制御し、２つのＨＭＤ本体２には同一内容の２Ｄ画像が表示されることになる。このように、たとえ３Ｄ表示が２Ｄ表示になったとしても、内容としては同じなので、特に支障を来すおそれはない。よって、観察者１はコンテンツの種類が３Ｄであっても特に気にすることなく単眼用ＨＭＤに分離して利用することができる。

ところで、本実施形態では、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとを重合させる構成として、左眼用フレーム５Ｌのテンプル部５２Ｌと右眼用フレーム５Ｒのテンプル部５２Ｒとが垂直方向に重合させていた。しかし、図６（ｃ）に示すように、水平方向に重合させる構成とすることもできる。

すなわち、図示するように、左眼用フレーム５Ｌのテンプル部５２Ｌも、右眼用フレーム５Ｒのテンプル部５２Ｒも、共に略半円形状、あるいは蒲鉾状に形成し、略垂直面となる平面部同士が重合するように構成するものである。そして、この場合の片眼両眼検知部７は、図示するように、作動体７２を、基端が枢支されて先端が平面部から突出する上下揺動タイプに構成することができる。

また、このとき、本実施形態では、左眼用フレーム５Ｌの右テンプル部５２ＬＲの外側面を平面とし、内側面を曲面とするとともに、左テンプル部５２ＬＬの外側面を曲面とし内側面を平面としている。一方、右眼用フレーム５Ｒは、その右テンプル部５２ＲＲの外側面を曲面とし、内側面を平面とするとともに、左テンプル部５２ＬＬの外側面を平面とし内側面を曲面としている。

ここで、図７を参照して本実施形態に係る両眼用ＨＭＤの利用形態について説明する。図７（ａ）に示したものは、同一のコントローラ３を２つ用意している場合である。この場合、両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに分離したときに、それぞれが専用のコントローラ３を利用することができる。したがって、少なくとも二人以上の者が両眼用ＨＭＤを異なる場所で仕事などに使用している際に、一人の両眼用ＨＭＤが故障したとしても、隣の者の両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに分離し分離して一方を借り受けることによって仕事を継続することができる。

図７（ｂ）に示したものは、共通のコントローラ３を使用する場合である。この場合、両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに分離したときに、それぞれは同一のコントローラ３を共通利用することができる。したがって、例えば、少なくとも二人以上の者が両眼用ＨＭＤを使用してコンテンツとしてのプレゼン資料などを見ていたときに、一人の両眼用ＨＭＤが故障したとしても、隣の者の両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに分離し分離して一方を借り受けることができる。

また、例えば、ある観察者１が何らかのコンテンツを見ている際に、極めて興味深い映像に遭遇したときなど、これをＨＭＤを使用していない者にも見せたい場合、両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに分離して一方を相手に貸して同じコンテンツを、その人と一緒に見ることができる。つまり、左右のイヤホンを用いて音楽を聴いているときに、一方のイヤホンを他者に貸して同じ音楽を一緒に聴くのと同様な利用形態が可能となる。

このように、本実施形態に係る両眼用ＨＭＤを用いれば、ＨＭＤが故障するといった緊急事態が発生しても対応可能であり、また、気軽に同一コンテンツを他者とその場で共有できるなど、利便性を著しく向上させることができる。また、本実施形態によれば、両眼用として使用する場合も単眼用として使用する場合も頭部への保持形態は同じなので、何ら違和感なく使用することができる。

次に、図８及び図９を用いて、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒのフロント部５１Ｌ，５１Ｒの変形例について説明する。図８は変形例に係る左右眼用フレームを備えたＨＭＤの説明図、図９は同左眼用フレーム及び右眼用フレームの組み付け方法の説明図である。

上述してきた例では、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒについて、フロント部５１Ｌ，５１Ｒの第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ同士、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂ同士、及び第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃ同士は同じ長さで形成され、第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃの略中央位置で係合していた。

本変形例では、一方（右眼用フレーム５Ｒ）の第１フロント部５１Ｒａを伸延させる一方、他方（左眼用フレーム５Ｌ）の第３フロント部５１Ｌｃを、第１フロント部５１Ｌａや第２フロント部５１Ｌｂと略平行に設け、その左端を第１連結フロント部５１Ｌｄ１により第２フロント部５１Ｌｂと連結し、その右端を第２連結フロント部５１Ｌｄ２により第１フロント部５１Ｌａと連結している。

そして、左眼用フレーム５Ｌの第３フロント部５１Ｌｃの中央に位置決め孔５６ｂを形成する一方、右眼用フレーム５Ｒの延長した第１フロント部５１Ｒａの右端部近傍に、前記位置決め孔５６ｂに対応する凸部５６ａを突設して枢支連結部５６を設けている。そして、左眼用フレーム５Ｌの第３フロント部５１Ｌｃの位置決め孔５６ｂの脇に、上側開放の係合溝５７Ｌを形成し、右眼用フレーム５Ｒの第３フロント部５１Ｒｃに係合溝５７Ｌと対応する下側開放の係合溝５７Ｒを形成している。

かかる構成としたことにより、これら左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒを一体的に組み付ける場合は、図９に示すように、先ず、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒを交差させて略Ｘ字状にした状態で右眼用フレーム５Ｒに設けた凸部５６ａを左眼用フレーム５Ｌに設けた位置決め孔５６ｂに挿通する（図９（ａ））。これにより、左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒが仮止めされる。

次いで、枢支連結部５６を中心として左右眼用フレーム５Ｌ，５Ｒを相対的に逆向きに回動させ（図９（ｂ））、係合溝５７Ｌ,５７Ｒ同士をしっかりと係合させる（図９（ｃ））。

こうして、図８に示すように、それぞれ単眼用ＨＭＤとして独立して使用していた２つの単眼用ＨＭＤを、簡単組み付作業で両眼用ＨＭＤとすることができる。

なお、両眼用ＨＭＤから、２つの単眼用ＨＭＤとするのは、図９で示した手順とは逆の手順で行えばよい。

なお、この変形例では、図示するように、左眼用フレーム５Ｌでも右眼用フレーム５Ｒでも、テンプル部５２Ｌ,５２Ｒは、左右で断面形状が異なるようになる。例えば、左が断面視略凸状であれば、右が横断面視略凹状となる。

また、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒにおいて、前記左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ又は右眼用ＨＭＤ本体２Ｒが取付けられる第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂを、本実施形態では、当該第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂを顔の幅方向に延長した線が、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａを顔の左右方向に延長した線に重ならないよう顔面から離れる方向に配置したが、かかるレイアウトに限定されるものではない。例えば、変形例として、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂは、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａに対して顔面に沿った面内で段差が生じるよう配置されていてもよい。すなわち、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａと第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂとが上下方向にずれるように配置されていてもよい。

上述してきた実施形態より、以下の両眼用ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）が実現される。

（１）画像光を観察者１の左眼に投射する左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ（左眼用の表示部）と、画像光を観察者１の右眼に投射する右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ（右眼用の表示部）とを備え、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を観察者１に視認させて画像表示する両眼用ＨＭＤにおいて、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌを取り付けた左眼用フレーム５Ｌと、右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを取り付けた右眼用フレーム５Ｒとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けて観察者１の頭部に保持可能に構成し、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒを互いに分離したときに、それぞれ単眼用ＨＭＤ保持フレーム（単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部）として独立して使用可能とした両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤでは、１つの両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに簡単に分離して使用することができるため、両眼用ＨＭＤを使用しているときに、何らかのコンテンツを他者と同時に見ることができるようになるなど、使い勝手が良好なＨＭＤとなる。

（２）上記（１）において、前記左眼用フレーム５Ｌ及び前記右眼用フレーム５Ｒは、それぞれ、前記観察者１の顔前に配置されるフロント部５１Ｌ，５１Ｒと、このフロント部５１Ｌ，５１Ｒの左右両端部にそれぞれ連結されたテンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲ，５２ＲＬ，５２ＲＲとを具備する眼鏡型に構成され、さらに、各前記フロント部５１Ｌ，５１Ｒの中央部近傍同士が交差状態で連結され、かつ前記テンプル部５２Ｌ，５２Ｒ同士が重合するように組み付けられている両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤによれば、両眼用として使用する場合も単眼用として使用する場合も頭部への保持形態が同じなので、何ら違和感なく使用することができる。

（３）上記（２）において、前記フロント部５１Ｌ，５１Ｒは、前記観察者１の顔面に近接した第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａと、この第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａよりも観察者１の顔面から離隔した第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂと、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ及び第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂとを観察者１の顔面略中央部で連結する第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃとを有し、第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃ同士が交差状態で連結されるとともに、第２フロント部５１Ｌｂ，５１ＲｂにＨＭＤ本体２（表示部）が取付けられている両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤによれば、２つの単眼用ＨＭＤに簡単に分離して使用可能な両眼用ＨＭＤを、極めて簡単な構成で実現することができる。

（４）上記（２）又は（３）において、前記左眼用フレーム５Ｌと前記右眼用フレーム５Ｒのうち、一側のテンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲ，（５２ＲＬ），（５２ＲＲ）を横断面視略凸状に形成する一方、他側のテンプル部５２ＲＬ，５２ＲＲ，（５２ＬＬ），（５２ＬＲ）を横断面視略凹状に形成して、両フレーム５Ｌ，５Ｒを組み付けた際に、テンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲ，５２ＲＬ，５２ＲＲ同士が一体的に重合する両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤによれば、テンプル部５２ＬＬ，５２ＬＲ，５２ＲＬ，５２ＲＲ同士を簡単な構成で重合させ、一体化することができる。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ（左眼用の表示部）及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ（右眼用の表示部）を制御する表示制御部６（制御部）と、前記左眼用フレーム５Ｌと前記右眼用フレーム５Ｒとが重合状態にあるか、あるいは分離状態にあるかを検出する片眼両眼検知部７（検出手段）と備え、表示制御部６は、片眼両眼検知部７により、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが重合状態にあると判断した場合は両眼表示用の表示制御を実行し、片眼両眼検知部７により、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとが分離状態にあると判断した場合は単眼表示用の表示制御を実行する両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤによれば、観察者１は、コンテンツ内容を気にすることなく、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとに分離して使用することができる。

（６）上記（５）において、前記両眼表示用の表示制御では、前記左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ（左眼用の表示部）と前記右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ（右眼用の表示部）との間で視差が生じるように制御する一方、前記単眼表示用の表示制御では、前記左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ（左眼用の表示部）と前記右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ（右眼用の表示部）とで同一表示がなされるように制御する両眼用ＨＭＤ。

かかる両眼用ＨＭＤでは、両眼用表示であれば３Ｄ表示のコンテンツを楽しむことができるとともに、そのときに単眼用ＨＭＤに分離すると、同一内容の２Ｄ画像が表示されることになる。この場合、たとえ３Ｄ表示が２Ｄ表示になったとしても、コンテンツの内容としては同じなので特に支障を来すおそれはなく、観察者１はコンテンツの種類が３Ｄであっても特に気にすることなく単眼用ＨＭＤに分離して利用することができる。

（７）画像光を左右の眼それぞれに投射して前記画像光に応じた画像を観察者１に視認させて画像表示する表示装置に用いられるＨＭＤであって、画像光を観察者１の左眼に投射する左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ（左眼用の表示部）を取り付けた左眼用フレーム５Ｌを具備する左眼用のＨＭＤと、画像光を観察者１の右眼に投射する右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ（右眼用の表示部）を取り付けた右眼用フレーム５Ｒを具備する右眼用のＨＭＤとを互いに組み付けて前記観察者１の頭部に保持可能に構成し、左眼用フレーム５Ｌ及び右眼用フレーム５Ｒは、それぞれ、観察者１の顔前に配置されるフロント部５１Ｌ，５１Ｒを構成する第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ及び第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂと、これら第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａと第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂとを観察者１の顔面略中央部で連結する第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃと、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ及び第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂにそれぞれ連結されたテンプル部５２Ｌ，５２Ｒと、を有し、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂは、前記表示部（左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ又は右眼用ＨＭＤ本体２Ｒ）が取付けられるとともに、当該、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂを顔の幅方向に延長した線が、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａを顔の左右方向に延長した線に重ならないよう顔面から離れる方向、あるいは第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａに対して顔面に沿った面内で段差が生じるよう配置されており、第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃには、第１フロント部５１Ｌａ，５１Ｒａ及び第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂの配置が異なる他のＨＭＤのフレーム（左眼用フレーム５Ｌ又は右眼用フレーム５Ｒ）を交差状に連結可能とした連結部（係合溝５３Ｌ又は係合溝５３Ｒ）が設けられているＨＭＤ。

かかるＨＭＤでは、それぞれ単眼用ＨＭＤとして使用可能な左眼用のＨＭＤと右眼用のＨＭＤとから１つの両眼用ＨＭＤを構成することができる。したがって、１つの両眼用ＨＭＤを２つの単眼用ＨＭＤに簡単に分離して使用することもでき、例えば、両眼用ＨＭＤを使用しているときに、何らかのコンテンツを他者と同時に見ることができるようになるとともに、逆に２つのＨＭＤを組み合わせて両眼用ＨＭＤとして使用できるなど、使い勝手が良好なＨＭＤとなる。

以上、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の概要の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

例えば、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒは、図１及び図４に示すように、いずれも第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂの手前側の縁部に取付けられ、観察者１の顔面側に配置された構成として説明したが、その反対側に配置することもできる。すなわち、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌ及び右眼用ＨＭＤ本体２Ｒを、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂにおける観察者１の顔面とは反対側に位置するように取付けるのである。

かかる構成とすれば、互いに交差する第３フロント部５１Ｌｃ，５１Ｒｃの交差角度が浅くてよくなり、左眼用フレームと右眼用フレームとが互いに重合した状態で、両眼用のＨＭＤとしての前後方向の幅を小さくすることができる。つまり、ＨＭＤのフレームとしての前後方向の厚みを薄くすることができる。

さらに、左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとを互いに分離する際に、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌにしても右眼用ＨＭＤ本体２Ｒにしても、第２フロント部５１Ｌｂ，５１Ｒｂの外側に位置しているため、左眼用ＨＭＤ本体２Ｌであれば右眼用フレーム５Ｒと、右眼用ＨＭＤ本体２Ｒであれば左眼用フレーム５Ｌと干渉することがなく、分離し易くなる。また、分離した左眼用フレーム５Ｌと右眼用フレーム５Ｒとを互いに組み付ける場合も同様に組み付け易くなる。

また、本発明を適用したＨＭＤは、例えば、シースルー型ＨＭＤとしたが、シースルー型でなくても構わない。また、コンテンツを表示する表示装置としては液晶表示装置を用いているが、例えば、画像に関する画像信号に応じて変調された光を走査させて出射させることで、ユーザの少なくとも一方の眼の網膜に画像を投影し、画像を表示する網膜走査型のＨＭＤであってもよい。また、ＨＭＤとしては、音声や音楽を発生させるためのイヤホン型のスピーカなどが設けられたものとすることもできる。

１ 観察者
２Ｌ 左眼用ＨＭＤ本体（左眼用の表示部）
２Ｒ 右眼用ＨＭＤ本体（右眼用の表示部）
３ コントローラ
５Ｌ 左眼用フレーム
５Ｒ 右眼用フレーム
６ 表示制御部
７ 片眼両眼検知部（検出手段）
５１Ｌ，５１Ｒ フロント部
５２ＬＬ，５２ＬＲ，５２ＲＬ，５２ＲＲ テンプル部
５１Ｌａ，５１Ｒａ 第１フロント部
５１Ｌｂ，５１Ｒｂ 第２フロント部
５１Ｌｃ，５１Ｒｃ 第３フロント部

Claims (7)

1. 画像光を観察者の左眼に投射する左眼用の表示部と、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用の表示部とを備え、左右の眼それぞれに投射された画像光に応じた画像を前記観察者に視認させて画像表示する両眼用のヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記左眼用の表示部を取り付けた左眼用フレームと、前記右眼用の表示部を取り付けた右眼用フレームとを、互いに重合させた状態で分離自在に組み付けて前記観察者の頭部に保持可能に構成し、
   前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームを互いに分離したときに、それぞれ単眼用ヘッドマウントディスプレイ用保持部として独立して使用可能としたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームは、それぞれ、前記観察者の顔前に配置されるフロント部と、このフロント部の左右両端部にそれぞれ連結されたテンプル部とを具備する眼鏡型に構成され、さらに、各前記フロント部の中央部近傍同士が交差状態で連結され、かつ前記テンプル部同士が重合するように組み付けられていることを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。
3. 前記フロント部は、
   前記観察者の顔面に近接した第１フロント部と、この第１フロント部よりも前記観察者の顔面から離隔した第２フロント部と、前記第１フロント部及び前記第２フロント部とを前記観察者の顔面略中央部で連結する第３フロント部とを有し、
   前記第３フロント部同士が交差状態で連結されるとともに、前記第２フロント部に前記表示部が取付けられていることを特徴とする請求項２記載のヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記左眼用フレームと前記右眼用フレームのうち、一側のテンプル部を横断面視略凸状に形成する一方、他側のテンプル部を横断面視略凹状に形成して、両フレームを組み付けた際に、前記テンプル部同士が一体的に重合することを特徴とする請求項２又は３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記左眼用の表示部及び右眼用の表示部を制御する制御部と、
   前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが重合状態にあるか、あるいは分離状態にあるかを検出する検出手段と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記検出手段により、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが重合状態にあると判断した場合は両眼表示用の表示制御を実行し、
   前記検出手段により、前記左眼用フレームと前記右眼用フレームとが分離状態にあると判断した場合は単眼表示用の表示制御を実行す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。
6. 前記両眼表示用の表示制御では、前記左眼用の表示部と前記右眼用の表示部との間で視差が生じるように制御する一方、
   前記単眼表示用の表示制御では、前記左眼用の表示部と前記右眼用の表示部とで同一表示がなされるように制御することを特徴とする請求項５記載のヘッドマウントディスプレイ。
7. 画像光を左右の眼それぞれに投射して前記画像光に応じた画像を観察者に視認させて画像表示する表示装置に用いられるヘッドマウントディスプレイであって、
   画像光を観察者の左眼に投射する左眼用の表示部を取り付けた左眼用フレームを具備する左眼用のヘッドマウントディスプレイと、画像光を観察者の右眼に投射する右眼用の表示部を取り付けた右眼用フレームを具備する右眼用のヘッドマウントディスプレイとを互いに組み付けて前記観察者の頭部に保持可能に構成し、
   前記左眼用フレーム及び前記右眼用フレームは、それぞれ、前記観察者の顔前に配置されるフロント部を構成する第１フロント部及び第２フロント部と、これら第１フロント部と第２フロント部とを前記観察者の顔面略中央部で連結する第３フロント部と、前記第１フロント部及び前記第２フロント部にそれぞれ連結されたテンプル部と、を有し、
   前記第２フロント部は、前記表示部が取付けられるとともに、当該第２フロント部を顔の幅方向に延長した線が、前記第１フロント部を顔の左右方向に延長した線に重ならないよう顔面から離れる方向、あるいは前記第１フロント部に対して顔面に沿った面内で段差が生じるよう配置されており、
   前記第３フロント部には、第１フロント部及び第２フロント部の配置が異なる他のヘッドマウントディスプレイのフレームを交差状に連結可能とした連結部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。

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