JP2017022657A - 換気装置、ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】使用者の顔面(両眼の周辺)と本体部との間に熱や水蒸気が籠ることを抑制することのできる換気装置を提供する。【解決手段】表示部35が設けられた本体部31が使用者Uの頭部Hに装着されるヘッドマウントディスプレイ11に用いる換気装置10である。空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能な送風部51と、送風部51に一端52aが接続され、送風部51で形成された気流を一端52aと他端52bとの間で案内する気流案内部52と、を備え、気流案内部52は、他端52bが本体部31と頭部Hとの間に開放される。【選択図】図5
Description
本発明は、換気装置およびヘッドマウントディスプレイに関する。
従来から、ゴーグルや眼鏡のように頭部に装着した状態で画像を表示するヘッドマウントディスプレイが知られている。
このヘッドマウントディスプレイでは、表示部が設けられた本体部をゴーグルや眼鏡のように頭部に装着することで、その表示部が両眼に対向させて配置される(例えば、特許文献1参照)。このため、ヘッドマウントディスプレイでは、例えば、パソコン等の画像サーバから送られる画像を表示部に表示させることで、使用者を画像に没入させることができる。
しかしながら、ヘッドマウントディスプレイでは、表示部を両眼に対向させた状態で映像を見せるため、顔面における両眼の周辺と表示部が設けられた本体部とを近い間隔で対向させる。このため、ヘッドマウントディスプレイでは、顔面(両眼の周辺)と本体部との間に熱がこもり易い。すると、ヘッドマウントディスプレイでは、使用者が顔面(両眼の周辺)と他の箇所の温度差や顔面での発汗を不快に感じたり、表示部が曇ったりしてしまい、画像に没入させることの妨げとなる。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、使用者の顔面(両眼の周辺)と本体部との間に熱や水蒸気が籠ることを抑制することのできる換気装置およびヘッドマウントディスプレイを提供することを眼的とする。
請求項1に記載の換気装置は、表示部が設けられた本体部が使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイに用いる換気装置であって、空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能な送風部と、前記送風部に一端が接続され、前記送風部で形成された気流を前記一端と他端との間で案内する気流案内部と、を備え、前記気流案内部は、前記他端が前記本体部と前記頭部との間に開放されることを特徴とする。
本発明に係る換気装置では、使用者の顔面(両眼の周辺)と本体部との間に熱や水蒸気が籠ることを抑制することができる。
以下に、本発明に係る換気装置およびヘッドマウントディスプレイの各実施例について図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る換気装置の一例としての実施例1の換気装置10を、図1から図4を用いて説明する。併せて、その一例としての換気装置10を備えるヘッドマウントディスプレイの一例としての実施例1のヘッドマウントディスプレイ11(以下ではHMD11(Head Mounted Display)ともいう)について説明する。
実施例1の換気装置10は、図1に示すように、HMD11に取り付けられてディスプレイシステム1を構成する。そのディスプレイシステム1は、換気装置10とHMD11と画像サーバ12(図2参照)とを有する。このディスプレイシステム1は、HMD11を装着した使用者U(図4等参照)が、画像サーバ12から送られた画像(映像)を快適に観ることを可能とする。
その画像サーバ12は、図2に示すように、HMD11(その後述するHMD制御部38)および換気装置10(その後述する換気制御部57)と有線または無線で接続され、それらに適宜信号を送信する。画像サーバ12は、HMD11に画像(その画像データ)を送る機器であり、例えばパソコンやスマートフォンやHDDレコーダー等で構成される。この画像サーバ12は、実施例1ではパソコンが用いられ、USB(Universal Serial Bus)ケーブル13を用いてHMD11(そのHMD制御部38)および換気装置10(その換気制御部57)と接続される。
この画像サーバ12は、サーバ制御部21と記憶部22とUSB端子23とを有する。そのサーバ制御部21は、外部機器から入力された画像(その画像データ)を適宜変換処理して記憶部22に格納する。また、サーバ制御部21は、外部機器から入力された画像(その画像データ)あるいは記憶部22に格納された画像(その画像データ)を、適宜変換処理してHMD11(その後述するHMD制御部38)へと出力する。その変換処理は、例えば、HMD11(その後述する表示部35)に適合する画像データとすることや、撮像された右眼用及び左眼用の画像を重ね合わせて3D画像データとすることがあげられる。USB端子23は、規格に応じた外部入出力端子の接続を可能とし、接続されたUSBケーブル13を経てサーバ制御部21と後述するHMD制御部38や換気制御部57との情報(画像データ等)の遣り取りを可能とする。
HMD11は、図1に示すように、本体部31にブリンカー32と装着部33とが設けられて構成される。その本体部31は、全体に箱状を呈し、後述するように装着部33により使用者Uの頭部Hに装着されると、その使用者Uの顔面に対向される対向壁34を有する(図4等参照)。本体部31には、表示部35が収容される。その表示部35は、図2に示すように、一対の接眼レンズ36と、一対の表示素子37と、HMD制御部38と、USB端子39と、を有する。
接眼レンズ36は、対向壁34に配置され(図1等参照)、使用者Uの左眼および右眼に対応すべく対を為す。この各接眼レンズ36は、後述するように本体部31が装着部33により使用者Uの頭部Hに装着されると、使用者Uの対応する眼と適切な位置関係で対向される(図4参照)。接眼レンズ36は、対応する各表示素子37に表示された画像を所定の位置で所定の大きさとして、使用者U(その両眼)に認識させる。その表示素子37は、対向壁34に配置された各接眼レンズ36の奥に設けられ(図4参照)、使用者Uの左眼および右眼すなわち各接眼レンズ36に対応して対を為す。その各表示素子37は、HMD制御部38から入力された画像データに基づく画像を表示させる。各表示素子37は、実施例1では非透過型とされ、例えば、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)を用いて構成することができ、実施例1では、有機EL(Electro Luminescence)素子を用いる。なお、表示素子37は、各接眼レンズ36に対応して画像を表示するものであれば、単一の液晶ディスプレイで構成してもよく、実施例1の構成に限定されない。
HMD制御部38は、画像サーバ12から送信された右眼用および左眼用の画像データを、各表示素子37に適合する画像信号に変換する。また、HMD制御部38は、右眼用および左眼用の画像データに適宜ずらし処理等を行うことで、両表示素子37により3次元画像(3D画像)を表示させることもできる。このずらし処理におけるずらし量は、例えば表示素子37と眼との距離や両眼(両接眼レンズ36)の間隔等に応じて適宜設定する。HMD制御部38は、生成した右眼用および左眼用の画像データを各表示素子37にそれぞれ出力して、その画像データに基づく画像を表示させる。USB端子39は、規格に応じた外部入出力端子の接続を可能とし、接続されたUSBケーブル13を経てHMD制御部38とサーバ制御部21との情報(画像データ等)の遣り取りを可能とする。この表示部35を収容する本体部31にブリンカー32が設けられる。
そのブリンカー(Blinkers)32は、使用者Uの視野を制限することで表示部35に表示された画像に集中させるべく設けられ、両眼に対応する表示部35の周辺を遮蔽するように本体部31に設けられる遮蔽部である。ブリンカー32は、実施例1では、図1に示すように、本体部31の対向壁34の外周縁部から後方(使用者U側)に突出して設けられ、断面が使用者Uの両眼を取り囲むことを可能な大きさの四角形とされた筒状を呈する。また、ブリンカー32は、突出端32aが使用者Uの顔面に適合するように適宜湾曲され、突出端32aにおける下側の中央に切欠箇所41が形成されている。この切欠箇所41は、ブリンカー32が使用者Uの鼻に干渉することを防止するものであり、隙間を置いて当該鼻を受け入れることが可能な大きさとされる。このブリンカー32では、換気用の孔(換気孔)が設けられ、その換気孔が網目部材(メッシュ)で覆われて目隠しされている。
このブリンカー32では、突出端32aに密接パッド42が設けられる。その密接パッド42は、後述するように本体部31が装着部33により使用者Uの頭部Hに装着された際に、使用者Uの顔面との間で弾性変形することが可能な材料で形成され、実施例1ではスポンジを用いている。密接パッド42は、実施例1では、ブリンカー32の突出端32aにおける切欠箇所41を除く全周に亘り設けられる。このため、ブリンカー32は、突出端32aが密接パッド42を介して使用者Uの顔面に押し当てられると、密接パッド42が変形しつつ突出端32aと顔面との間で適切に圧縮されることでその顔面に密接される。このため、ブリンカー32では、突出端32aに設けられた密接パッド42が、使用者Uの頭部Hに宛がわれる接頭箇所となる。このブリンカー32は、使用者Uの両眼を取り囲みつつ本体部31と使用者Uの顔面との間を略全周に亘り遮蔽することができ、外光を遮光してより鮮明な画像の提示を可能とする。このように、HMD11は、実施例1では、使用者Uの両眼を略完全に覆う所謂没入型とされている。
装着部33は、帯状部材43と取付部材44と調整部材45とを有する。その帯状部材43は、紐やゴムバンド等で形成され、本体部31の両側に設けられた取付部材44を介して本体部31に取り付けられる。帯状部材43は、一方の取付部材44から使用者Uの後頭部を通り、他方の取付部材44に至る構成とされる。この帯状部材43には、調整部材45が設けられて長さの調節が可能とされる。調整部材45は、例えばバックルやラッチ等の構成を採用することで、帯状部材43の長さの調節を可能とする。この装着部33は、帯状部材43を使用者Uの後頭部に掛けつつ調整部材45で長さ調節することで、ブリンカー32の突出端32aの密接パッド42を使用者Uの顔面に押し当てつつ本体部31を使用者Uの頭部Hに装着させる(図4参照)。すると、HMD11では、本体部31の表示部35(その各接眼レンズ36)が使用者U(その両眼)に適切な位置関係とされて、使用者Uの頭部Hに固定される(図4参照)。このHMD11に換気装置10が設けられる。
換気装置10は、図1および図3に示すように、送風部51と、その送風部51(その後述する筐体53)に接続された気流案内部52と、を有する。送風部51は、筐体53に羽根部分54を回転可能に収容されて構成される。筐体53は、羽根部分54を回転可能として収容する大きさ寸法の円筒状を呈し、上端に上側壁53aが設けられ、その上側壁53aには部分的に開放する上側開口53bが設けられ、下端に全面に渡り開放する下側開口53cが設けられる。
羽根部分54は、上下方向に伸びる回転軸を回転中心として回転可能に、回転軸箇所54aが筐体53の上側壁53aに取り付けられる。この羽根部分54では、回転軸箇所54aに駆動機構としてのモータ55(図2参照)が内蔵され、そのモータ55(駆動機構)に適宜電力が供給されることで回転駆動される。羽根部分54は、回転駆動することにより空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能であり、それにより回転軸が伸びる方向(上下方向)への気流を形成する。羽根部分54は、回転方向を変化させることで気流の向きを逆転させることができる。このため、送風部51は、羽根部分54が一方の回転方向で回転駆動すると、下側開口53cから周辺の空気を取り込み、その取り込んだ空気を上側開口53bから送り出す。また、送風部51は、羽根部分54が他方の回転方向で回転駆動すると、上側開口53bから空気を取り込み、その取り込んだ空気を下側開口53cから送り出す。
気流案内部52は、円筒形状を呈し、一端52aが送風部51の筐体53の上側開口53bに接続されて設けられる。この気流案内部52は、他端52bがブリンカー32に設けられた切欠箇所41において、鼻を受け入れた状態で当該鼻との間に差し込むことを可能とする外径寸法とされる(図1および図4参照)。他端52bには、鼻当材56が設けられる。この鼻当材56は、切欠箇所41に差し込んだ他端52bが鼻に直接触れることを防止するものであり、他端52bと鼻との間で弾性変形することが可能な材料で形成され、実施例1ではスポンジを用いている。
この気流案内部52は、一端52aが上側開口53bに接続されているので、送風部51が形成した気流を一端52aと他端52bとの間で案内する。このため、換気装置10は、送風部51の羽根部分54が一方の回転方向で回転駆動すると、その筐体53の下側開口53cから周辺の空気を取り込み、その取り込んだ空気を気流案内部52の他端52bから送り出す。また、換気装置10は、送風部51の羽根部分54が他方の回転方向で回転駆動すると、気流案内部52の他端52bから周辺の空気を取り込み、その取り込んだ空気を送風部51の筐体53の下側開口53cから送り出す。
この換気装置10は、図2に示すように、上記した送風部51のモータ55に加えて、換気制御部57と操作部58とUSB端子59とを有する。その換気制御部57は、モータ55を駆動制御することで、送風部51(換気装置10)の動作すなわち形成する気流の大きさ(風量)や向きを制御する。操作部58は、送風部51(換気装置10)の動作の有無やその送風部51(換気装置10)が形成する気流の大きさ(風量)や向きを設定すべく操作が為される。この操作部58は、為された操作に応じた信号を換気制御部57へ向けて出力する。USB端子59は、規格に応じた外部入出力端子の接続を可能とし、接続されたUSBケーブル13を経て換気制御部57とサーバ制御部21との情報(画像データ等)の遣り取りを可能とする。
その換気制御部57は、モータ55の回転駆動方向を調整することで、換気装置10が形成する気流の向きを制御する。換気制御部57は、操作部58に為された気流の向きの設定の操作に応じてモータ55の回転駆動方向を決定する。また、換気制御部57は、モータ55をパルス幅変調制御(PWM制御)で動作させており、スイッチオンとオフとの比率(パルス波のデューティー比)を変化させることで送風部51(換気装置10)が形成する気流の大きさ(風量)を制御する。換気制御部57は、実施例1では、気流の大きさ(風量)を16段階に変化させるものとしている。この換気制御部57は、操作部58に気流を形成する旨の操作が為されると、モータ55を回転駆動させて送風部51(換気装置10)に操作に応じた大きさの気流を形成させる。また、換気制御部57は、サーバ制御部21から気流を形成する旨の信号が入力されると、モータ55を回転駆動させて送風部51(換気装置10)に信号に応じた大きさの気流を形成させる。
そのサーバ制御部21からの気流を形成する旨の信号は、サーバ制御部21がHMD11(そのHMD制御部38)に画像信号を出力する際に、それに合わせて換気制御部57に出力する。そして、サーバ制御部21は、気流の大きさ(風量)の調整のための信号も併せて換気制御部57に出力する。その気流の大きさ(風量)の調整のための信号は、実施例1では、サーバ制御部21がHMD11(そのHMD制御部38)に出力する画像信号(その画像)の内容に応じて気流の大きさ(風量)を調整させるべく生成する。その内容に応じるとは、例えば、画像がダンスのように興奮度合いが高く動作を喚起させる場合には気流の大きさ(風量)を大きくし、風景のように興奮度合いが低く動作を喚起させない場合には気流の大きさ(風量)を小さくすることをいう。また、その内容に応じるとは、例えば、その画像がダンスである場合、当該ダンスのテンポ(演奏の速度)が早くなると気流の大きさ(風量)を大きくし、当該テンポが遅くなると気流の大きさ(風量)を小さくすることをいう。なお、気流の大きさ(風量)の調整のための信号は、サーバ制御部21がHMD11(そのHMD制御部38)に出力する画像信号(その画像)の内容と時間的に一致する必要はなく、内容の変化に先だって変化させる等のように時間的にずらしてもよい。
このディスプレイシステム1では、HMD11と換気装置10と画像サーバ12とをUSBケーブル13で接続する(図2参照)。そして、HMD11のブリンカー32の切欠箇所41に換気装置10の気流案内部52の他端52bを差し込み、その換気装置10(送風部51の筐体53および気流案内部52)をHMD11(その本体部31(そこに設けられたブリンカー32)に固定する(図1参照)。この固定は、ねじ止めによるものであってもよく、嵌め込みよるものであってもよく、実施例1では接着により行う。このとき、換気装置10は、気流案内部52の他端52bに設けた鼻当材56を、使用者U側(ブリンカー32の突出端32a側)に位置させて取り付ける。このため、HMD11では、使用者U側から見ると、ブリンカー32の突出端32aにおいて、切欠箇所41を除く全周に亘り設けられた密接パッド42の両端の間に鼻当材56が位置される(図1参照)。
そして、図4に示すように、気流案内部52の他端52bが差し込まれた切欠箇所41に鼻を入れつつ、HMD11を装着部33により使用者Uの頭部Hに装着する。すると、HMD11は、ブリンカー32で本体部31と使用者Uの顔面との間を略全周に亘り遮蔽しつつ使用者Uの両眼を取り囲み、その使用者Uの両眼に本体部31の対向壁34(そこに設けた表示部35)を対向させる。このため、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間には、ブリンカー32で囲まれた遮蔽空間46が形成される。その遮蔽空間46には、ブリンカー32の切欠箇所41に他端52bを差し込んだ換気装置10の気流案内部52が接続されている。このため、遮蔽空間46は、気流案内部52(他端52bから一端52a)および送風部51の筐体53(上側開口53bから下側開口53c)を経て、ブリンカー32の外方の空間と通じている。
このHMD11では、遮蔽空間46を規定する一面が使用者Uの頭部H(その顔面)であり、その使用者Uの頭部H(顔面)と本体部31の対向壁34(表示部35)とを近い間隔で対向させているので、その間に使用者Uから発せられた熱がこもり易い。特に、実施例1のような没入型のHMD11では、その間がブリンカー32で囲まれて遮蔽空間46が形成されるので、当該間(遮蔽空間46)に使用者Uから発せられた熱がよりこもり易い。すると、HMD11では、頭部H(顔面)において、使用者Uの頭部H(顔面)と本体部31の対向壁34(表示部35)との間に位置する箇所(両眼の周辺)と、その他の箇所と、の間での温度差が生じ、使用者Uが違和感を覚え不快に感じることが懸念される。また、HMD11では、籠った熱で使用者Uを発汗させてしまい、使用者Uが不快に感じることが懸念される。特に、これらのことは、使用者Uの頭部H(その顔面)と、そこに押し当てられる密接パッド42と、の間で顕著なる。さらに、HMD11では、発汗に起因する水蒸気等が使用者Uの頭部H(顔面)と本体部31の対向壁34(表示部35)との間に籠ることで、その対向壁34に設けた表示部35(その両接眼レンズ36)が曇ることが懸念される。これらのことにより、使用者Uは、表示部35に表示された画像に没入することが妨げられてしまうことが懸念される。
これに対し、ディスプレイシステム1では、HMD11に換気装置10を設けて、気流案内部52(他端52bから一端52a)および送風部51の筐体53(上側開口53bから下側開口53c)を経て、遮蔽空間46をブリンカー32の外方の空間に通じさせる。その換気装置10では、送風部51の羽根部分54を回転駆動することで、遮蔽空間46に空気を強制的に送るあるいは遮蔽空間46の空気を強制的に排出することができ、その遮蔽空間46を強制的に換気することができる。このため、ディスプレイシステム1のHMD11では、使用者Uの頭部H(顔面)と本体部31の対向壁34(表示部35)との間に、熱や水蒸気が籠ることを防止することができる。これにより、ディスプレイシステム1のHMD11では、温度差や発汗に起因する使用者Uの不快感や、表示部35(その両接眼レンズ36)が曇ることを防止することができ、使用者Uを画像に没入させることができる。
本発明に係る換気装置の一実施形態の換気装置10は、送風部51(その上側開口53b)に一端52aを接続した気流案内部52の他端52bを、HMD11の本体部31の対向壁34(表示部35)と使用者Uの頭部H(顔面)との間に開放させて設ける。このため、換気装置10は、送風部51(その羽根部分54)を回転駆動することで、HMD11の本体部31の対向壁34(表示部35)と使用者Uの頭部H(顔面)との間を、強制的に換気することができる。これにより、換気装置10は、当該間に熱や水蒸気が籠ることを防止することができる。このため、換気装置10は、HMD11の使用者Uが温度差や発汗に起因する不快感を覚えることを防止でき、かつHMD11の表示部35(その両接眼レンズ36)が曇ることを防止でき、使用者UをHMD11の画像に没入させることができる。
また、換気装置10では、送風部51が生じさせる気流の向きを逆転させることで、HMD11の本体部31の対向壁34(表示部35)と使用者Uの頭部H(顔面)との間に、空気を強制的に送る、あるいは当該間から空気を強制的に排出することができる。このため、換気装置10では、当該間の強制的な換気の態様を、使用者Uの感覚に応じて、使用者Uが設定することができるように構成されている。すなわち、当該間に空気を強制的に送る場合、気流案内部52の他端52bからの気流が使用者Uの頭部H(顔面)に当たる可能性がある。このことは、より涼しさを感じて心地良く感じる使用者Uがいる一方、違和感を覚える使用者Uもいる。また、当該間から空気を強制的に排出する場合、当該間では全周方向から周囲の空気が入り込むので、当該間での気流が弱い。このことは、柔らかな涼しさに感じて心地良く感じる使用者Uがいる一方、冷え方が物足りないと感じる使用者Uもいる。これらのことから、換気装置10では、使用者Uの感覚に応じて、使用者Uが送風部51が生じさせる気流の向きを設定することで、使用者UをHMD11の画像により没入させることができる。
さらに、換気装置10では、送風部51において、羽根部分54の回転方向を変化させることで気流の向きを逆転させることができる。このため、換気装置10では、送風部51が生じさせる気流の向きを、使用者Uの感覚に応じるようにより簡易で容易に設定することができる。
換気装置10では、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間でブリンカー32により囲まれた遮蔽空間46に、送風部51(その上側開口53b)に一端52aを接続した気流案内部52の他端52bを開放させる。このため、換気装置10では、使用者Uから発せられた熱がよりこもり易い構成の没入型のHMD11の遮蔽空間46を強制的に換気することができ、その換気をより効果的とすることができる。
換気装置10では、遮蔽空間46に空気を強制的に送る、あるいは遮蔽空間46から空気を強制的に排出することができる。このため、換気装置10では、遮蔽空間46とそれを構成するブリンカー32の外側(その雰囲気)との間に圧力差を形成することができる。これにより、換気装置10では、その圧力差で、使用者Uの頭部H(その顔面)とそこに押し当てられる密接パッド42(接頭箇所)との間に気流を形成することができ、当該間に熱や水蒸気が籠ることを効果的に防止することができる。ここで、実施例1のHMD11では、ブリンカー32に網目部材(メッシュ)で覆われた換気孔が設けられているので、遮蔽空間46とブリンカー32の外側との間に圧力差を形成しても、その換気孔のみに気流が形成されることが考えられる。その場合、換気装置10は、送風部51で生じさせる気流の大きさ(風量)を調整して圧力差を大きくすることで、使用者Uの頭部H(その顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に気流を形成することができる。このため、換気装置10は、遮蔽空間46がブリンカー32で囲まれて形成される没入型のHMD11であっても、使用者Uの頭部H(その顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に熱や水蒸気が籠ることを確実に防止することができる。よって、換気装置10は、使用者Uを没入型のHMD11の画像により没入させることができる。
換気装置10では、HMD11(そのHMD制御部38)に画像データを出力する画像サーバ12により、送風部51(その羽根部分54)が駆動制御される。このため、換気装置10では、HMD11で画像を見るための操作を行うだけで、自動的に使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)を強制的に換気することができる。これにより、換気装置10では、使用者UがHMD11で画像を見ることとは異なる操作を行う必要がなくなるので、使い勝手を向上させることができる。
換気装置10では、HMD11(そのHMD制御部38)に画像データを出力する画像サーバ12により、送風部51(その羽根部分54)で生じさせる気流の大きさ(風量)が調整される。このため、換気装置10では、HMD11で画像を見るための操作を行うだけで、自動的に使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の換気の程度を変化させることができる。特に、実施例1では、サーバ制御部21が、HMD11(そのHMD制御部38)に出力する画像信号(その画像)の内容に応じて、気流の大きさ(風量)を調整させる。これにより、換気装置10では、使用者UがHMD11で画像を見ることとは異なる操作を行う必要がなくなるとともに、当該間(遮蔽空間46)をより適切に換気することができ、使い勝手をより向上させることができる。
換気装置10では、操作部58への操作により、強制的な換気の有無およびその換気の程度を調整することができる。このため、換気装置10では、使用者Uの感覚に適合させて頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)を換気することができ、使用者Uを没入型のHMD11の画像により適切に没入させることができる。
換気装置10では、気流案内部52が送風部51とともにHMD11の本体部31に取り付けられるので、HMD11を装着した使用者Uの移動を制限することを防止でき、使い勝手をより向上させることができる。
したがって、本発明に係る換気装置としての実施例1の換気装置10では、使用者Uの顔面(両眼の周辺)と本体部31との間に熱や水蒸気が籠ることを抑制することができる。
なお、上記した実施例1では、気流案内部52の他端52bをブリンカー32に設けられた切欠箇所41に差し込むことで、HMD11の遮蔽空間46に接続している。しかしながら、気流案内部52の他端52bは、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)に開放すれば、例えば、ブリンカー32の換気孔を利用してもよく、他の構成であってもよく、上記した実施例1の構成に限定されない。このとき、気流案内部52の他端52bは、使用者UによるHMD11の画像の視認を妨げるものでなければ、例えば、使用者Uから見てHMD11の上方や両側方から当該間に開放してもよく、他の方向であってもよく、上記した実施例1の構成に限定されない。
また、上記した実施例1では、送風部51と気流案内部52とをHMD11の本体部31に取り付ける構成としている。しかしながら、例えば、気流案内部52をより長尺とし、送風部51をHMD11とは異なる箇所に設置して、そこから伸びる気流案内部52の他端52bを使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)に開放してもよい。このようにすると、HMD11の重量の軽減を図ることができ、使い勝手を向上させることができる。
さらに、上記した実施例1では、HMD11がブリンカー32を有し各表示素子37が非透過型の没入型とされていたが、例えば、各表示素子37が透過型であったり、ブリンカー32を有さない構成であったりしてもよく、上記した実施例1の構成に限定されない。
上記した実施例1では、換気装置10(その換気制御部57)が画像サーバ12に接続されていたが、画像サーバ12に接続されていなくてもよく、上記した実施例1の構成に限定されない。その場合であっても、換気装置10(その換気制御部57)は、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の強制的な換気を自動的に行うことが望ましい。その自動的な駆動は、例えば、HMD11のHMD制御部38に接続したり、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の状態を検出するセンサを設けたりすることで、実現することができる。
上記した実施例1では、サーバ制御部21が、HMD11(そのHMD制御部38)に出力する画像信号(その画像)の内容に応じて気流の大きさ(風量)を調整している。しかしながら、出力する画像信号(その画像)の内容とは異なる要素(実施例2での環境状態等)で気流の大きさ(風量)を調整してもよく、気流の大きさ(風量)を調整しなくてもよく、上記した実施例1の構成に限定されない。
次に、本発明の換気装置の一例としての実施例2の換気装置10Aについて、図5から図7を用いて説明する。この実施例2の換気装置10Aは、実施例1の換気装置10に、フレーム61と透明フィルム62と2つの温度センサ63と2つの湿度センサ64とを設ける例である。この実施例2の換気装置10Aは、基本的な概念および構成は実施例1の換気装置10と同様であるため、等しい概念および構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
実施例2の換気装置10Aでは、図5に示すように、気流案内部52にフレーム61を設け、そのフレーム61に透明フィルム62を設けている。そのフレーム61は、HMD11のブリンカー32に内側から宛がうことを可能とする帯状を呈し、例えば、樹脂材料等で形成する。フレーム61は、実施例2では、気流案内部52の他端52bの近傍に両端が取り付けられて、その他端52bの上方で環状を呈する。このフレーム61に透明フィルム62が取り付けられる。
その透明フィルム62は、環状とされたフレーム61の前側(後述するようにHMD11の本体部31に取り付けられた際の表示部35側)に貼り付けて設けられる。透明フィルム62は、透明材料から為る薄膜のフィルムで形成され、透明フィルム62の周囲全体をフレーム61に貼り付けることで、フレーム61により補強される。透明フィルム62は、フレーム61により補強されることで、皺が生じず、使用者UによるHMD11(その表示部35)の画像の視認を阻害することを防止している。この透明フィルム62は、後述するように遮蔽空間46の強制換気の際に、フレーム61と協働して、ブリンカー32の換気孔のみに気流が形成されることを防止する。このため、透明フィルム62およびフレーム61には、強制換気の際の換気孔への気流の量を調整すべく、適宜空気穴を設けている。
また、換気装置10Aでは、図5および図6に示すように、2つの温度センサ63と2つの湿度センサ64とを設けている。その各温度センサ63および各湿度センサ64は、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)における温度や湿度等の環境状態を検出するために設けられる。温度センサ63および湿度センサ64は、実施例2では、当該間(遮蔽空間46)とHMD11(そのブリンカー32)の外側との環境状態(温度、湿度)の差を検出すべく、それぞれが2つずつ設けられる。実施例2では、一方の温度センサ63および湿度センサ64(個別に述べる際には第1温度センサ631および第1湿度センサ641とする)が、フレーム61の内側であって気流案内部52の他端52bの近傍に設けられる(図5参照)。また、実施例2では、他方の温度センサ63および湿度センサ64(個別に述べる際には第2温度センサ632および第2湿度センサ642とする)が、送風部51(その筐体53)の外側であって気流案内部52が設けられた後側とは反対の前側に設けられる。
この各温度センサ63および各湿度センサ64は、図7に示すように、換気制御部57に接続され、それぞれが検出信号を換気制御部57へと出力する。このため、換気制御部57は、HMD11の遮蔽空間46内とHMD11(そのブリンカー32)の外側との温度および湿度を取得でき、かつそれらの差(差分)を取得できる。換気制御部57は、実施例2では、遮蔽空間46内における温度や湿度のいずれか一方がそれぞれに設定した閾値を超えると、送風部51(その羽根部分54)を回転駆動し、各値に応じて送風部51(羽根部分54)による気流の大きさ(風量)を調整する。また、換気制御部57は、実施例2では、各温度センサ63および各湿度センサ64での検出に基づき、遮蔽空間46内の温度または湿度とHMD11(ブリンカー32)の外側の温度または湿度との差(差分)を求める。そして、換気制御部57は、当該差(差分)が差分の閾値を超えると、遮蔽空間46内の温度や湿度(それらの絶対値)に拘わらず、送風部51(その羽根部分54)を回転駆動し、各差分に応じて送風部51(羽根部分54)による気流の大きさ(風量)を調整する。このように、換気装置10Aでは、第1温度センサ631と第1湿度センサ641とで遮蔽空間46内の環境状態(その絶対値)を取得する。また、換気装置10Aでは、第2温度センサ632と第2湿度センサ642とでブリンカー32(遮蔽空間46)の外側の環境状態を取得し、使用者Uの感覚に合わせるべく相対的な遮蔽空間46内の環境状態の把握を可能とする。これらのことから、換気装置10Aでは、各温度センサ63および各湿度センサ64が、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)における温度や湿度等の環境状態を検出する環境状態センサとして機能する。
この換気装置10Aは、フレーム61をブリンカー32に内側から宛がいつつ、気流案内部52の他端52bを切欠箇所41に差し込んで、その換気装置10A(送風部51の筐体53および気流案内部52)をHMD11(そのブリンカー32)に固定する。これにより、HMD11(ブリンカー32)では、網目部材(メッシュ)で覆われた換気孔が、フレーム61により塞がれる。そして、換気装置10Aを備えるディスプレイシステム1Aでは、実施例1と同様に、HMD11と換気装置10Aと画像サーバ12とをUSBケーブル13で接続し、そのHMD11を使用者Uの頭部Hに装着する。これにより、HMD11では、実施例1と同様に遮蔽空間46が形成され、その遮蔽空間46に気流案内部52の他端52bが開放される。このため、ディスプレイシステム1Aでは、実施例1と同様に、使用者UがHMD11を用いて画像を見ることができる。
このディスプレイシステム1Aでは、実施例1と同様に、HMD11において気流案内部52の他端52bが開放された遮蔽空間46を、換気装置10A(その送風部51)で強制的に換気することができる。そのHMD11では、ブリンカー32の換気孔がフレーム61で覆われるとともに、そのフレーム61の前側の端部が透明フィルム62で覆われているので、換気装置10A(送風部51)が形成した気流が上記した換気孔を通ることがより確実に抑制される。このため、ディスプレイシステム1AのHMD11では、換気装置10A(送風部51)による強制的な換気の際に、使用者Uの頭部H(その顔面)とそこに押し当てられる密接パッド42(接頭箇所)との間に気流を確実に形成することができる。
実施例2の換気装置10Aでは、基本的に実施例1の換気装置10と同様の構成であるので、基本的に実施例1と同様の効果を得ることができる。
それに加えて、実施例2の換気装置10Aでは、フレーム61が、HMD11(ブリンカー32)に設けられた換気孔を塞ぐ。このため、換気装置10Aでは、遮蔽空間46とそれを構成するブリンカー32の外側(その雰囲気)との間に圧力差を形成すると、使用者Uの頭部H(顔面)とそこに押し当てられる密接パッド42(接頭箇所)との間に気流を確実に形成することができる。これにより、換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に熱や水蒸気が籠ることをより効果的に防止することができる。
また、換気装置10Aでは、フレーム61を気流案内部52の他端52bに固定して設けている。このため、換気装置10Aでは、HMD11(その本体部31)に取り付ける際に、そのブリンカー32に取り付けるフレーム61と気流案内部52の他端52bとの位置調整することなく、フレーム61と気流案内部52とを本体部31に適切に取り付けることができる。これにより、換気装置10Aでは、遮蔽空間46の強制的な換気をより適切に行うことができ、簡易な構成および組み付け作業としつつ使用者Uを没入型のHMD11の画像により没入させることができる。
さらに、換気装置10Aでは、フレーム61に透明フィルム62を設けている。このため、換気装置10Aでは、遮蔽空間46における使用者Uの頭部H(顔面)とフレーム61と透明フィルム62とに囲まれた空間に、送風部51(その羽根部分54)により気流を形成することができる。これにより、換気装置10Aでは、送風部51による強制的な換気により圧力差を形成すると、使用者Uの頭部H(顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に気流をより確実に形成することができる。これにより、換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に熱や水蒸気が籠ることをより確実に防止することができる。
換気装置10Aでは、フレーム61の前側に透明フィルム62を設けている。フレーム61の前側に設けることで、圧力差に応じて使用者Uの頭部H(顔面)に接触する可能性がなくなる。さらに、透明フィルム62が一部のみで固定されていると、圧力差に応じて皺が形成されることが懸念されるが、透明フィルム62の周囲全体をフレーム61に貼り付けることで、フレーム61により補強されるので、皺は生じない。このため、換気装置10Aでは、遮蔽空間46に空気を強制的に送るまたは遮蔽空間46から空気を強制的に排出しても、透明フィルム62が使用者Uの頭部H(顔面)に接触したり画像の視認を阻害したりすることを防止できる。このように構成することより、換気装置10Aでは、透明フィルム62を設けても使用者Uの感覚に応じて送風部51が生じさせる気流の向きを設定することができ、使用者UをHMD11の画像により没入させることができる。
換気装置10Aでは、強制換気の際の換気孔への気流の量を調整すべく、透明フィルム62およびフレーム61に適宜空気穴を設けている。このため、換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に形成する気流の大きさ(風量)を適切とすることができ、それらの間を適切に換気できる。これにより、換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(顔面)と密接パッド42(接頭箇所)との間に熱や水蒸気が籠ることをより効果的に防止することができる。
換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)に環境状態センサを設け、その環境状態センサでの検出に応じて換気制御部57が送風部51(その羽根部分54)を回転駆動する。このため、換気装置10Aでは、当該間(遮蔽空間46)の環境状態に応じて強制的な換気を行うことができ、使用者Uを没入型のHMD11の画像により没入させることができる。特に、実施例2の換気装置10Aでは、環境状態センサでの検出に応じて送風部51(羽根部分54)で生じさせる気流の大きさ(風量)を調整するので、当該間(遮蔽空間46)の強制的な換気をより適切に行うことができる。
換気装置10Aでは、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の環境状態を検出する環境状態センサとして、温度センサ63と湿度センサ64とを用いている。このため、換気装置10Aでは、当該間(遮蔽空間46)に熱が籠った様子を示す温度やその熱に起因する水蒸気等による湿気を示す湿度に基づいて、送風部51(その羽根部分54)による当該間(遮蔽空間46)の強制的な換気を行うことができる。これにより、換気装置10Aでは、当該間(遮蔽空間46)の強制的な換気をより適切に行うことができ、使用者UをHMD11の画像により没入させることができる。
換気装置10Aでは、遮蔽空間46に第1温度センサ631と第1湿度センサ641とを設け、ブリンカー32の外側に第2温度センサ632と第2湿度センサ642とを設けている。また、換気装置10Aでは、HMD11の遮蔽空間46内の温度および湿度と、HMD11(そのブリンカー32)の外側の温度および湿度と、の差(差分)を求める。そして、換気装置10Aでは、その差(差分)に応じて、送風部51(その羽根部分54)を回転駆動し、各差分に応じて送風部51(羽根部分54)で生じさせる気流の大きさ(風量)を調整する。このため、換気装置10Aでは、より使用者Uの感覚に適応させて使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)を強制的に換気することができ、使用者UをHMD11の画像により没入させることができる。
したがって、本発明に係る換気装置としての実施例2の換気装置10Aでは、使用者Uの顔面(両眼の周辺)と本体部31との間に熱や水蒸気が籠ることを抑制することができる。
なお、実施例2の換気装置10Aでは、フレーム61を気流案内部52の他端52bに固定して設けていたが、ブリンカー32の換気孔を塞げば、例えば気流案内部52とは別体で設けてもよく、他の構成でもよく、実施例2の構成に限定されない。
また、実施例2の換気装置10Aでは、環境状態センサとして、2つの温度センサ63と2つの湿度センサ64とを設けている。しかしながら、環境状態センサは、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の環境状態を検出すればよく、実施例2の構成に限定されない。その環境状態センサは、例えば、温度センサ(63)と湿度センサ(64)とが一体であってもよく、当該間(遮蔽空間46)のみに設けられてもよく、温度センサ(63)と湿度センサ(64)とのいずれか一方のみを設けてもよく、適宜設定できる。また、第1温度センサ631と第1湿度センサ641とは、使用者Uが不快に感じ得る箇所の環境状態を検出すれば、例えば密接パッド42の内部や鼻当材56の内部に設けてもよく、他の箇所に設けてもよく、上記した実施例2の構成に限定されない。さらに、第1温度センサ631と第1湿度センサ641とは、遮蔽空間46から空気を強制的に排出する際には、例えば気流案内部52の内部や送風部51の筐体53の内部に設けてもよく、他の箇所に設けてもよく、上記した実施例2の構成に限定されない。ついで、第2温度センサ632と第2湿度センサ642とは、HMD11(ブリンカー32)の外側の環境状態を検出すれば、他の箇所に設けてもよく、上記した実施例2の構成に限定されない。
上記した実施例2では、換気装置10Aの換気制御部57が、各温度センサ63および各湿度センサ64での検出に基づいて送風部51(その羽根部分54)を駆動している。しかしながら、各温度センサ63および各湿度センサ64での検出を画像サーバ12(そのサーバ制御部21)が取得し、それらに基づいて画像サーバ12(サーバ制御部21)が送風部51(その羽根部分54)を駆動してもよい。その場合、画像サーバ12(サーバ制御部21)は、各温度センサ63および各湿度センサ64での検出に基づき、HMD11(そのHMD制御部38)に出力する画像信号(その画像)の内容を変更するものとしてもよい。その例としては、画像がエクササイズである場合、使用者Uの頭部H(その顔面)と本体部31(その対向壁34)との間(遮蔽空間46)の温度や湿度が上昇すると、運動量や興奮度の低いエクササイズの画像をHMD11(HMD制御部38)に出力する。このような変更は、予め複数の画像を用意しておくことで実現することができる。
上記した実施例2では、実施例1の換気装置10に、フレーム61と透明フィルム62と2つの温度センサ63と2つの湿度センサ64とを設けていたが、それらのいずれか1つのみを設けるものであってもよく、実施例2の構成に限定されない。
上記した実施例2では、フレーム61の前側に皺なく貼り付けて透明フィルム62を設けていたが、フレーム61と協働してブリンカー32の換気孔のみに気流が形成されることを防止すれば、適宜設ければよく、実施例2の構成に限定されない。
なお、上記した各実施例では、本発明に係る換気装置の一例としての各実施例の換気装置10、10Aについて説明したが、表示部が設けられた本体部が使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイに用いる換気装置であって、空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能な送風部と、前記送風部に一端が接続され、前記送風部で形成された気流を前記一端と他端との間で案内する気流案内部と、を備え、前記気流案内部は、前記他端が前記本体部と前記頭部との間に開放される換気装置であればよく、上記した各実施例に限定されない。
また、上記した各実施例では、換気装置10、10AをHMD11(その本体部31)に取り付ける構成としていたが、予め換気装置(10、10A)をHMD(11)に内蔵して(一体的に)構成してもよく、上記した各実施例に限定されない。その構成を、実施例1の換気装置10をHMD11に内蔵させた例としてのHMD11B(それを備えるディスプレイシステム1B)について、図8および図9を用いて説明する。このディスプレイシステム1Bは、基本的な概念および構成は実施例1のディスプレイシステム1と同様であるため、等しい概念および構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。HMD11Bでは、換気装置10Bを内蔵することから、図8に示すように、HMD制御部38に、一対の表示素子37およびUSB端子39に加えて、モータ55と操作部58とが接続される。このHMD11Bでは、HMD制御部38が操作部58に為された操作に応じた信号を取得し、そのHMD制御部38の制御下で送風部51(その羽根部分54)が回転駆動される。このような構成とすると、制御部(HMD制御部38)や端子(USB端子39)を統合することができ、信号線(回路)や動力の伝達経路の取り回しを簡易とすることができる。また、HMD11B(その表示部35)に表示させる画像と送風部51(その羽根部分54)による気流の形成とを、より簡易に連動させることができ、使用者UをHMD11Bの画像により没入させることができる。さらに、HMD11Bでは、遮蔽空間46に対する気流案内部52の角度や位置を、その遮蔽空間46の形状や構成に応じて最適な設定とすることができ、遮蔽空間46をより適切に換気することができる(図9参照)。ついで、HMD11Bでは、送風部51を本体部31Bに埋め込むことができ、意匠性を向上させつつ使い勝手を向上させることができる(図9参照)。
さらに、上記した各実施例では、各構成の接続にUSBケーブル13を用いていたが、信号の遣り取りを可能とするものであればよく、各実施例の構成に限定されない。
以上、本発明の換気装置を各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については各実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
10、10A、10B 換気装置
11、11B ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
12 画像サーバ
31 本体部
32 (遮蔽部の一例としての)ブリンカー
35 表示部
42 (接頭箇所の一例としての)密接パッド
46 遮蔽空間
51 送風部
52 気流案内部
52a 一端
52b 他端
63 (環境状態センサの一例としての)温度センサ
64 (環境状態センサの一例としての)湿度センサ
H 頭部
U 使用者
11、11B ヘッドマウントディスプレイ(HMD)
12 画像サーバ
31 本体部
32 (遮蔽部の一例としての)ブリンカー
35 表示部
42 (接頭箇所の一例としての)密接パッド
46 遮蔽空間
51 送風部
52 気流案内部
52a 一端
52b 他端
63 (環境状態センサの一例としての)温度センサ
64 (環境状態センサの一例としての)湿度センサ
H 頭部
U 使用者
Claims (9)
- 表示部が設けられた本体部が使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイに用いる換気装置であって、
空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能な送風部と、
前記送風部に一端が接続され、前記送風部で形成された気流を前記一端と他端との間で案内する気流案内部と、を備え、
前記気流案内部は、前記他端が前記本体部と前記頭部との間に開放されることを特徴とする換気装置。 - 前記ヘッドマウントディスプレイは、前記表示部の周囲を遮蔽すべく前記本体部に設けられる遮蔽部を備え、
前記遮蔽部は、前記本体部が前記頭部に装着されると前記頭部に宛がわれる接頭箇所を有し、
前記送風部は、前記本体部と前記頭部との間で前記遮蔽部に囲まれた遮蔽空間に、前記遮蔽部の外側との圧力差を形成することで、前記接頭箇所と前記頭部との間に気流を形成することを特徴とする請求項1に記載の換気装置。 - 前記送風部は、前記ヘッドマウントディスプレイに画像データを出力する画像サーバにより駆動制御されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の換気装置。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の換気装置であって、
さらに、温度または湿度の少なくとも一方の検出が可能な環境状態センサを備え、
前記環境状態センサは、前記本体部と前記頭部との間から前記他端を経て前記送風部に至るまでの間に設けられ、
前記環境状態センサから出力される信号を、前記送風部の制御に利用することを特徴とする換気装置。 - 前記気流案内部は、前記送風部とともに前記本体部に取り付けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の換気装置。
- 表示部が設けられた本体部が使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイであって、
空気を取り込みかつ取り込んだ空気を送出可能な送風部と、
前記送風部に一端が接続され、前記送風部で形成された気流を前記一端と他端との間で案内する気流案内部と、を備え、
前記気流案内部は、前記本体部に設けられ、前記他端が前記本体部と前記頭部との間に開放されることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 請求項6に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
さらに、前記表示部の周囲を遮蔽すべく前記本体部に設けられる遮蔽部を備え、
前記遮蔽部は、前記本体部が前記頭部に装着されると前記頭部に宛がわれる接頭箇所を有し、
前記送風部は、前記本体部と前記頭部との間で前記遮蔽部に囲まれた遮蔽空間に、前記遮蔽部の外側との圧力差を形成することで、前記接頭箇所と前記頭部との間に気流を形成することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 前記表示部は、画像サーバから出力された画像データに基づく画像を表示し、
前記送風部は、前記画像サーバにより駆動制御されることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
さらに、温度または湿度の少なくとも一方の検出が可能な環境状態センサを備え、
前記環境状態センサは、前記本体部と前記頭部との間から前記他端を経て前記送風部に至るまでの間に設けられ、
前記環境状態センサから出力される信号を、前記送風部の制御に利用す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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