JP3256183B2 - 装着機構及び頭部装着型装置 - Google Patents

装着機構及び頭部装着型装置

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JP3256183B2
JP3256183B2 JP23096198A JP23096198A JP3256183B2 JP 3256183 B2 JP3256183 B2 JP 3256183B2 JP 23096198 A JP23096198 A JP 23096198A JP 23096198 A JP23096198 A JP 23096198A JP 3256183 B2 JP3256183 B2 JP 3256183B2
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義広 斎藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型映像装
置（ヘッドマウントディスプレイ、以下ＨＭＤとする）
のような着脱自在な装置における装着機構に関し、特に
その位置調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装着機構は、ベルト状の
締め付け手段やバネ性を有する部材から構成され、被装
着部の周囲を締め付けたり、被装着部の複数箇所を押圧
することにより接続された任意の機器を被装着部に装着
する構成を有している。
【０００３】図１２は従来のＨＭＤの一例を示す斜視図
である。１はディスプレイ装置、２はディスプレイを取
り付ける基台で、ディスプレイ装置１は基台２から出て
いるアーム部２ａに取り付けられた軸８に対し一定の摩
擦負荷を与えられ回転自在に支持されている。したがっ
てディスプレイ１は軸８を支軸として任意の回転位置で
保持される。３はバネ性を有する押圧部材で、一方は基
台２に固定され、他方には側頭部を押さえるためのスポ
ンジ状のパッド５が面ファスナー等からなるパッド取り
付け部材３ａを介して着脱可能に取り付けられている。
この押圧部材３とパッド５は図に示すように基台２に対
し左右対称に設けられている。
【０００４】６は基台２の中心部より上方向に突出した
バネ性を有する押圧部材で、一方は基台２に固定され、
他方には頂頭部を押さえるためのスポンジ状のパッド７
が面ファスナー等からなるパッド取り付け部材６ａを介
して着脱可能に取り付けられている。１０１はスポンジ
状のパッドであり、他のパッドと同様図示しない取り付
け部材を介しては基台２に着脱可能に取り付けられてい
る。
【０００５】装着時には、押圧部材３及び６を外方に押
し広げながら頭部を挿入する。図１３は、図１２に示す
ＨＭＤを頭部に装着した状態の側面図である。２つのパ
ッド５が側頭部５０ｂを、パッド７が頭頂部５０ｃを、
パッド１０１が前頭部５０ａをそれぞれ押圧することに
より、ディスプレイ１が頭部に対して所定位置に保持さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１４（ａ）
に示すように、装着時、両手でヘッドマウントディスプ
レイを支えながらディスプレイを見やすい位置にセット
した後手を離すと、図１４（ｂ）に示すように、ディス
プレイ１の重みにより皮膚がたるみ（５０ｄ）、側頭部
の押圧部５を回転中心として時計回り方向にずれ落ちる
ようにしてディスプレイ１が下がってしまう。
【０００７】そこでディスプレイの位置をセットし直す
ため、ディスプレイを持ち上げるが、パッド１０１が皮
膚を押圧しているため、単にディスプレイを持ち上げる
だけでは皮膚とパッド１０１との位置関係は変わらな
い。そのため手を離した瞬間、また図１４（ｂ）のよう
に元に戻ってしまい位置をきちんと合わせることができ
ない。位置を合わせるためには皮膚に対してパッド１０
１の位置を上方に移動させることが必要であり、そのた
めには皮膚のたるみによる移動を予想してやや上方で手
を離すか、皮膚のたるみ以上にディスプレイを持ち上
げ、上方から皮膚のたるみを取りながらずらしていかな
ければならない。このようにディスプレイの位置合わせ
に関し面倒な操作を行わなければならず操作が煩わしい
という問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、装着後
に機器の位置調整が容易にできる装着機構を提供するこ
とにある。
【０００９】また本発明の別の目的は、頭部装着型装置
において、装着後に機器の位置調整が容易にできる装着
機構を有する頭部装着型装置を提供することにある。
【００１０】すなわち、本発明の要旨は、少なくとも１
つの保持手段により被装着部の少なくとも２点を押圧し
て、保持手段に接続された機器を着脱可能に被装着部に
装着する装着機構であって、機器を被装着部及び／又は
保持手段に対して相対的にかつ実質的に一方向にのみ移
動させる移動手段を有することを特徴とする装着機構に
存する。
【００１１】
【００１２】またさらに本発明の別の要旨は、少なくと
も１つの保持手段と、この保持手段に接続された押圧手
段により頭部の少なくとも２点を押圧して、保持手段に
接続された機器を着脱可能に頭部に装着する装着機構を
有する頭部装着型装置において、押圧手段のうち装着時
に機器の重量を頭部へ最も多く伝達する主押圧手段が、
頭部に対して相対的かつ実質的に一方向のみに移動可能
な構成を有することを特徴とする頭部装着型装置に存す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をさ
らに詳細に説明する。 （実施例１）図１は本発明による第１の実施例であるＨ
ＭＤの構成を示す斜視図である。図１４と同じ要素には
同じ参照数字を付し、説明は省略する。本実施例におい
ては、図１４のパッド１０１に替わって摩擦ローラ１０
が設けられている点が異なる。摩擦ローラ１０は、一方
向クラッチ等により、図の矢印Ａ方向には回転可能だ
が、矢印Ｂの方向には回転しないように構成されてい
る。
【００１４】図２〜図４を用い、本実施例の特徴である
摩擦ローラ１０について詳細に説明する。図２は、基台
２の垂直断面図である。摩擦ローラ１０はスポンジ状の
材質から構成され、芯金１１の外周部に一体的に取り付
けられている。芯金１１の端面には穴１１ｂ、１１ｃが
設けられ、さらに穴１１ｂ側の端面には突起１１ａが設
けられている。穴１１ｂは基台２の側面部に設けられた
軸１３と、穴１１ｃは段付き軸１５に、それぞれ回転自
在に支持されている。また突起部１１ａはクラッチホル
ダー１２の溝１２ａに勘合している。したがって摩擦ロ
ーラ１０はワンウェイクラッチ１４の作用により一方向
のみに回転方向を規制され、さらにスプリング１６に抗
して矢印Ｆ方向に一旦押しつけることによって着脱でき
る。
【００１５】基台２の一方の側面２ｃには軸１３が一体
的に設けられている。この軸１３にはワンウェイクラッ
チ１４が一方向にのみ回転自在に取り付けられている。
このワンウェイクラッチ１４はクラッチホルダー１２に
一体的に内蔵されている。
【００１６】図３は、クラッチホルダー１２と摩擦ロー
ラ１０の対応する端面形状を示す斜視図である。図に示
すように、クラッチホルダー１２には溝１２ａが設けら
れており、芯金１１の端面に設けられた２つの突起１１
ａと嵌合する。
【００１７】図４は、摩擦ローラ１０の、基台２の他方
の側面２ｂ側の取り付け構造を示す図である。基台２の
側面２ｂから延びるボス２ｄには穴２ｆ、２ｅが設けら
れ、この穴にはストッパー部１５ａを有する段付き軸１
５が軸方向に摺動可能に取り付けられている。この段付
き軸１５はスプリング１６により矢印Ｅ方向に付勢され
ている。
【００１８】図５は、本実施例のＨＭＤの装着状態を示
す図であり、摩擦ローラ１０により前頭部を、パッド５
により左右の側頭部を、パッド７により頂頭部をそれぞ
れ押さえることにより装着者５０の頭部にディスプレイ
を固定する。
【００１９】次に、本実施例における位置調整について
図６を参照して説明する。ＨＭＤを装着する場合、先ず
ＨＭＤを両手で支えながらディスプレイ１に表示された
情報が見やすい位置（装着者の視線の位置Ｃとディスプ
レイの光軸Ｄが一致した状態：図６（ａ））に持ってく
る。この状態で手を離すと、ディスプレイ１の重さを、
摩擦ローラ１０を介して前頭部で受けることになる。こ
のときワンウェイクラッチ１４の作用により摩擦ローラ
１０は矢印Ｂ方向には回転しないので、皮膚は摩擦ロー
ラ１０の摩擦力により下方に引っ張られる。そして皮膚
のたるみにより、側頭部を押圧しているパッド５をほぼ
中心に時計回り方向に回転し、図６の（ｂ）に示すよう
にディスプレイの位置が下がり視線の位置Ｃと光軸中心
Ｄがずれる。
【００２０】そこで、ディスプレイを手で持ち摩擦ロー
ラ１０が前頭部に当接した状態のまま再度上方向（図中
矢印Ｕで示す）に持ち上げる。このとき摩擦ローラ１０
は矢印Ａの方向に回転し、皮膚のたるみ５０ｄはそのま
ま、すなわち皮膚を下方に引っ張った状態で図６（ｃ）
に示すようにディスプレイのみ上方向に移動する。ワン
ウェイクラッチ１４の作用により摩擦ローラ１０は矢印
Ｂの方向には回転しないので、摩擦ローラ１０の摩擦力
により任意の位置で保持される。
【００２１】また皮膚は図６（ａ）に示すディスプレイ
１０の最初の装着位置から、ディスプレイ１０の重さで
図６（ｂ）の位置に下がることにより下方に張力を与え
られており、ディスプレイを上方に移動する間もその状
態を保っているので、図６の（ｃ）に示す状態で任意の
位置で手を離しても皮膚のたるみにより再度下がること
はない。したがってディスプレイの見やすい佗置、すな
わち視線Ｃと光軸Ｄが一致した位置でディスプレイ１０
を固定できる。
【００２２】（実施例２）図７、図８を参照して本発明
による第２の実施例を説明する。図７は本発明によるＨ
ＭＤ装置の別の構成例を示す垂直断面図、図８は図７の
Ｇ−Ｇ断面図をそれぞれ示す。図においては、本実施例
の特徴である基台部分とその周辺部のみを示している
が、それ以外の構成は実施例１と同様に構成可能であ
る。
【００２３】図において、３１は一定の弾性力と摩擦力
を有するスポンジ状のパッドで、パッド取り付け部材３
２に面ファスナー等（図示せず）を介し着脱可能に取り
付けられている。パッド取り付け部材３２の両側にはピ
ン３２ａ、３２ｂが一体的に取り付けられている。そし
てそれらのピンはパッド支持部材３３の長穴部３３ａに
勘合している。
【００２４】パッド支持部材３３は基台３０に一体的に
取り付けられた軸３０ａに回転自在に取り付けられてい
る。３４はネジリコイルバネで軸３０ａ支軸とし、一端
をパッド取り付け部材３２に設けられたピン３２ｃに、
他端をパッド支持部材３３に設けられたピン３３ｂに引
掛けられた状態で取り付けられている。このネジリコイ
ルバネ３４によりパッド取り付け部材３２、したがって
パッド３１は、パッド支持部材３３の長穴３３ａに沿っ
て上方向に付勢されている。
【００２５】この上方向の力はこのＨＭＤを装着した際
にパッド３１と装着者の前頭部の間に生じる摩擦力より
も小さく、かつ摩擦ローラ３６と面３２ｄとが離れてい
る際にはパッド取り付け部材が長穴３３に沿って上方に
移動可能な程度の力を発生するように設定されている。
【００２６】またパッド支持部材３３は圧縮バネ３９に
より軸３０ａを回転中心として時計周り方向に付勢さ
れ、図９に示すように、未装着時（パッド３１が軸３０
ａを中心として自由に回転移動可能な状態）には摩擦ロ
ーラ３６とパッド取り付け部材３２の面３２ｄとが一定
の間隔ｅを持つべくストッパー（図示せず）により回転
量が規制されている。また、圧縮バネ３９による付勢力
は、押圧部材３、３により側頭部に押し付けられたパッ
ド５、５による保持力より小さく設定されている。
【００２７】３６は一定の摩擦力を有するローラで、基
台３０に一体的に取り付けられた軸３８にワンウェイク
ラッチ３７を介して取り付けられている。
【００２８】ワンウェイクラッチ３７は、矢印Ｋ方向に
は回転し、矢印Ｊ方向には回転しないような方向に取り
付けられている。
【００２９】次に、本実施例のＨＭＤを装着する際の動
作について図１０を用いて説明する。図１０は、頭部装
着時の基台３０の動作を示す要部断面図である。図にお
いては、本実施例の特徴である基台部分のみを示した
が、その他の構成（側頭部及び頭頂部を押圧する機構）
については、実施例１と共通として良い。
【００３０】構成された装置を頭部に装着する場合、先
ずヘッドマウントディスプレイを手で支えてディスプレ
イの見易い位置に持っていき、一定の力でパッド３１を
前頭部に押し付ける（図１０（ａ））。
【００３１】パッド３１を前頭部に押し付けるまでは圧
縮バネ３９により摩擦ローラ３６とパッド取付部材３２
は隙間ｅだけ離れた状態になっている。したがってネジ
リコイルバネ３４の付勢力によりパッド取付部材３２が
パッド支持部材３３に対し持ち上げられ、パッド取付部
材３２に設けられたピン３２ａがパッド支持部材３３の
長穴３３ａの上側に当接した状態になっている。
【００３２】そしてヘッドマウントディスプレイを装着
した状態では、ローラ３６は、押圧部材３、３によって
側頭部に押し付けられたパッド５、５による保持力とパ
ッド３１の弾性力により、パッド取り付け部材３２の面
３２ｄに対し一定の力で押しつけられた状態になってい
る。
【００３３】この状態でディスプレイから手を離すと、
パッド３１を介してディスプレイの重さが前頭部にかか
り、図１０（ｂ）に示すように前頭部の皮膚のたるみ
（５０ｄ）により、パッド３１およびパッド取付部材３
２を含むディスプレイ部全体が下がる。
【００３４】この状態でディスプレイ部を手で持ち上げ
ると、摩擦ローラ３６はパッド取り付け部材の面３２ｄ
上を矢印Ｋ方向に回転しながら上方向に移動する。すな
わち図１０（ｃ）に示すようにパッド３１およびパッド
取付部材３２はそのまま移動せず、したがって皮膚は下
に引っ張られた状態になっまま、ディスプレイ側のみ上
方向に移動する。
【００３５】そしてディスプレイ１０の光軸と視線の位
置が一致したところでディスプレイから手を離せば、摩
擦ローラ３６は矢印Ｊ方向には回転しないので摩擦パッ
ド取り付け部材３２の面３２ｄと摩擦ローラ３６との摩
擦力により、皮膚のたるみによって下がることなくディ
スプレイ１０はその位置で保持される。
【００３６】（実施例３）図１１は、本発明の第３実施
例を示す図である。実施例３においては、実施例２にお
ける摩擦ローラとワンウェイクラッチに換えてラチェッ
ト機構を用いた構成である。すなわち、パッド取付部材
３２の面３２ｄに鋸状の歯３２ｅを設け、基台３０に設
けたステー３０ｂにバネ部４０ａを有する爪４０を一体
的に取付ることにより、パッド取付部材３２に対しディ
スプレイ１側が上方向にのみ移動可能になるように構成
している。
【００３７】本実施例において、圧縮ばね３９の強さ
は、未装着時（パッド３１が軸３０ａを中心として自由
に回転移動可能な状態）に歯３２ｅと爪４０とが一定の
間隔を持ち、装着時にはディスプレイの重みにより歯３
２ｅと爪４０がかみ合うように調整する。また実施例２
同様圧縮ばねによる回転量を制御するストッパー（図示
せず）を設けても良い。
【００３８】第２及び第３の実施例は、皮膚への当接部
の面積を第１の実施例で述べたローラ形状のパッドより
大きく出来るので装着感を良くすることが出来ること、
またディスプレイを上方に移動する際に安定であるなど
の利点がある。
【００３９】本発明は装着する機器の重量を最も多く被
装着部に伝達するパッドに適用するのが最も効果的であ
るが、必ずしも適用部位が限定されるわけではない。す
なわち、上述した実施例においては、ディスプレイの支
持部のような前頭部を押圧するパッドに本発明を適用し
た例を説明したが、どの場所にも適用できることは明ら
かである。例えば、パッド５など、側頭部等における保
持部のパッドに対し適用しても良い。
【００４０】また、装着後位置の微調整が必要である場
合や、実施例で説明したように装着後に装置の重みなど
による位置ずれが発生しやすい場合に本発明の効果が顕
著であり、装着する対象、装置についても頭部、ディス
プレイに限定されることはなく、任意の対象物へ任意の
装置を装着する装着機構に対して適用可能である。
【００４１】さらに、一方向移動手段を用いることが好
ましいが、装着時に容易に位置ずれを起こさなければ、
必ずしも一方向移動手段を用いる必要はなく、例えば上
述の実施例においては下方への移動が上方への移動に対
して十分大きな負荷を有する回転機構を用いても良い。
また、一方向移動手段についても、つめ車と押さえ爪の
組み合わせなど、いかなる手段を用いても良いし、ディ
スプレイと被装着部を相対的に移動可能な位置であれば
いかなる位置に用いても良い。
【００４２】
【発明の効果】上述した如く本発明によれば、少なくと
も１つの保持手段により被装着部の少なくとも２点を押
圧して、保持手段に接続された機器を着脱可能に前記被
装着部に装着する装着機構に機器を被装着部及び／又は
保持手段に対して相対的かつ実質的に一方向のみに移動
させる移動手段を設けることにより、最初に装着した位
置から機器の位置がずれても、容易に位置を調整するこ
とができる。
【００４３】特に本発明を適用した頭部装着型装置、特
にＨＭＤにおいては、ＨＭＤの自重により皮膚がたる
み、ディスプレイの位置が下方にずれた場合であって
も、ディスプレイ保持用のパッドを皮膚に密着させたま
まディスプレイを上方向に持ち上げるだけで簡単に最適
な位置に持っていくことが出来る。しかもこの持ち上げ
量は皮膚のたるみによって下がった分だけなのでわずか
な量である。したがって、従来のように皮膚のたるみに
より下がった量以上にディスプレイを持ち上げ、皮膚の
たるみの影響を無くすために上方向からパッドを皮膚に
押し付け、皮膚のたるみを取り除きながら最適な位置ま
でディスプレイを下げていくというような面倒な操作を
する必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る装置の構成を示す
斜視図
【図２】基台２の垂直断面図
【図３】摩擦ローラとクラッチホルダーの端部構成を示
す斜視図
【図４】段付き軸と基台の取り付け部の構成を示す部分
斜視図
【図５】装置の装着状態を示す側面図
【図６】第１実施例の動作を説明する要部側面図
【図７】本発明の第２の実施例に係る装置の要部構成を
示す断面図
【図８】図７におけるＧ−Ｇ断面図
【図９】未装着時の圧縮ばねの強さを示す図
【図１０】第２実施例の動作を説明する要部側面図
【図１１】本発明の第３実施例の構成を示す要部側面図
【図１２】従来のＨＭＤの構成例を示す斜視図
【図１３】従来のＨＭＤの装着例を示す側面図
【図１４】従来のＨＭＤの装着時の位置ずれを示す側面
図
【符号の説明】
１ ディスプレイ ２ 基台 ３ 押圧部材 ５ パッド ６ 押圧部材 ７ パッド ８ 軸 １０ 摩擦ローラ １１ 芯金 １２ クラッチホルダー １３ 軸 １４ ワンウェイクラッチ １５ 段付き軸 １６ スプリング ３０ 基台 ３１ 摩擦パッド ３２ パッド取り付け部材 ３３ パッド支持部材 ３４ ネジリコイルバネ ３６ 摩擦ローラ ３７ ワンウェイクラッチ ３８ 軸 ３９ 圧縮バネ ４０ ラチェット爪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09F 9/00 H04N 5/64

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの保持手段により被装着
    部の少なくとも２点を押圧して、前記保持手段に接続さ
    れた機器を着脱可能に前記被装着部に装着する装着機構
    であって、 前記機器を前記被装着部及び／又は保持手段に対して相
    対的かつ実質的に一方向のみに移動させる移動手段を有
    することを特徴とする装着機構。
  2. 【請求項２】 前記移動手段が、前記保持手段の前記被
    装着部を押圧する点の少なくとも１点に設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載の装着機構。
  3. 【請求項３】 前記移動手段が前記保持手段とともに移
    動する軸に取り付けられた回転手段であることを特徴と
    する請求項１または２記載の装着機構。
  4. 【請求項４】 前記移動手段が、前記保持手段に対して
    相対的に移動可能に設けられた、前記機器を支持する支
    持手段を兼ねることを特徴とする請求項２記載の装着機
    構。
  5. 【請求項５】 前記支持手段の相対的な移動方向が反重
    力方向成分を含む方向であることを特徴とする請求項４
    記載の装着機構。
  6. 【請求項６】 前記移動手段がワンウェイクラッチを含
    むことを特徴とする請求項１記載の装着機構。
  7. 【請求項７】 前記移動手段がラチェットを含むことを
    特徴とする請求項１記載の装着機構。
  8. 【請求項８】 前記移動手段が摩擦力を利用した機構で
    あることを特徴とする請求項１記載の装着機構。
  9. 【請求項９】 前記機器が表示装置であり、前記被装着
    部が頭部であることを特徴とする請求項１乃至８のいず
    れかに記載の装着機構。
  10. 【請求項１０】 前記保持手段が頭部全周を押圧するこ
    とを特徴とする請求項９記載の装着機構。
  11. 【請求項１１】 前記被装着部が頭部であり、前記保持
    手段が前頭部の少なくとも一部を押圧する前頭部押圧手
    段を有し、前記移動手段が、前記前頭部押圧手段を兼ね
    ていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに
    記載の装着機構。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
    装着機構を有する頭部装着型装置。
  13. 【請求項１３】 装着する機器が表示手段であることを
    特徴とする請求項１２記載の頭部装着型装置。
  14. 【請求項１４】 少なくとも１つの保持手段と、この保
    持手段に接続された押圧手段により頭部の少なくとも２
    点を押圧して、前記保持手段に接続された機器を着脱可
    能に前記頭部に装着する装着機構を有する頭部装着型装
    置において、 前記押圧手段のうち装着時に前記機器の重量を頭部へ最
    も多く伝達する主押圧手段が、前記頭部に対して相対的
    かつ実質的に一方向にのみに移動可能な構成を有するこ
    とを特徴とする頭部装着型装置。
  15. 【請求項１５】 前記主押圧手段が前頭部を押圧するこ
    とを特徴とする請求項１４記載の頭部装着装置。
  16. 【請求項１６】 前記主押圧手段が、回転することによ
    り前記相対移動することを特徴とする請求項１４または
    １５に記載の頭部装着型装置。
  17. 【請求項１７】 前記相対的な移動が、反重力方向への
    移動に対し重力方向への移動する際の負荷が大きいこと
    を特徴とする請求項１４または１５に記載の頭部装着型
    装置。
  18. 【請求項１８】 前記相対的な移動を反重力方向に制限
    する制限手段を有することを特徴とする請求項１４また
    は１５に記載の頭部装着型装置。
  19. 【請求項１９】 前記制限手段がワンウエイクラッチを
    含むことを特徴とする請求項１８記載の頭部装着型装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記制限手段がラチェットを含むこと
    を特徴とする請求項１９記載の頭部装着型装置。
  21. 【請求項２１】 前記制限手段が装着状態でのみ機能す
    ることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかに記
    載の頭部装着型装置。
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