JP3901061B2

JP3901061B2 - ヘッドマウント装置

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Publication number: JP3901061B2
Application number: JP2002251667A
Authority: JP
Inventors: 雅友倉田; 育夫田辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004096224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば人体の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイなどに適用して好適なヘッドマウント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人間の頭部が向いている３次元的な方向をセンサで検出して、その検出した方向の映像を、頭部に装着したヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に表示させるようにしたものが、バーチャルリアリティと称されて各種実用化されている。
【０００３】
図９は、従来のヘッドマウントディスプレイの構成例を示す図である。この例では、頭部の動きを検出するセンサ部７０と、頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ部８０と、この映像表示部８３に映像信号を供給するホスト部９０とで構成される。センサ部７０は、人間の頭部の動きを３次元的に検出する３つのセンサ７１，７２，７３と、各センサ７１，７２，７３の出力に基づいて、人間の頭部の３次元的な動きを演算する中央制御ユニット７４と、中央制御ユニット７４で演算された頭部の正面が向いた方向のデータをホスト部９０に伝えるコントロール用インターフェース部７５とで構成される。
【０００４】
３つのセンサ７１，７２，７３は、例えばそれぞれが直交する３つの軸方向の加速度を個別に検出する角速度センサで構成され、中央制御ユニット７４での３軸の加速度の判断で、頭部の３次元的な動きを判断する。
【０００５】
ホスト部９０は、例えばある地点の周囲の全周の映像データを蓄積するメモリ９１と、そのメモリ９１に蓄積された映像データの中から、センサ部７０で検出された方向の映像データを読出して、３Ｄ処理部９３に供給する中央制御ユニット９２と、供給される映像データを画像表示用の映像データとする３Ｄ処理部９３と、３Ｄ処理部９３で作成された映像データを、ヘッドマウントディスプレイ部８０に供給するビデオインターフェース部９４とで構成される。
【０００６】
ヘッドマウントディスプレイ部８０は、映像の表示制御を行う中央制御ユニット８１と、ホスト部９０から供給される映像データを受信するビデオインターフェース部８２と、ビデオインターフェース部８２が受信した映像データを表示処理する映像表示部８３とで構成される。映像表示部８３は、例えば左右の目の近傍に配置される液晶表示パネルが表示手段として使用される。センサ部７０とヘッドマウントディスプレイ部８０は、一体に構成されるのが一般的である。ホスト部９０は、例えば、パーソナルコンピュータ装置とハードディスクや光ディスクなどの大容量記憶手段で構成される。
【０００７】
このように構成されるヘッドマウントディスプレイを用意することで、装着者の頭部の動きに連動した映像を表示させることが可能になり、いわゆるバ─チャルリアリティの映像を表示させることが可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のヘッドマウントディスプレイは、映像を表示させる機器であるため、携帯用の機器としては消費電力が比較的大きく、例えばバッテリ駆動とした場合の持続時間はそれほど長くはない。一方、ヘッドマウントディスプレイでの映像の表示は、機器に用意された電源スイッチの操作でオン・オフするのが一般的であり、例えばヘッドマウントディスプレイを非装着の状態で放置しても、電源スイッチがオンのままになっていると、映像が表示された状態が継続して、無駄な電力が消費されてしまう問題があった。
【０００９】
なお、ここでは映像を表示させるヘッドマウントディスプレイについて説明したが、その他のヘッドマウント型の装置についても同様の問題がある。例えば、ユーザの頭部に装着させて、そのユーザに聴取させるステレオ音声を定位させる方向を、検出された装着方向に基づいて設定させる、オーディオ機器としてのヘッドマウント装置の場合にも、その装置が不使用時に電源オンのままで放置されると、無駄な電力が消費されてしまう問題がある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ヘッドマウントディスプレイの如きヘッドマウント装置において、不使用時の無駄な電力消費を効果的に防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生体の所定箇所に取付けられた、頭部の水平的な回転に対応したヨウ角の動きに対応した角速度又は角加速度を動きデータとして出力するジャイロセンサと、頭部の傾きに対応した角速度又は角加速度を動きデータとして出力する傾斜センサで、生体の動きを検出し、その検出した動きデータに基づいて、生体が向く方向又は位置を検出し、その検出した方向又は位置に基づいた処理を行い、ジャイロセンサと傾斜センサが出力する動きデータで所定時間以上生体の動きが検出されない状態が継続した場合に、電源を自動的にシャットオフさせ、自動的なシャットオフを行った後に、センサが出力する動きデータで生体の動きが検出された場合に、電源を再投入させるようにしたものである。
【００１２】
このようにしたことで、動きを検出するセンサの出力を利用して、ヘッドマウント装置の不装着状態を判断でき、その検出で不装着状態を判断した場合に、電源か自動的にシャットオフされ、不装着時の無駄な電力消費がなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本例のヘッドマウントディスプレイの装着例を示す図である。本例のヘッドマウントディスプレイ１００は、ユーザの頭部ｈの左右の耳介の上に装着されるヘッドホンの如き形状としてあり、そのヘッドホンの如き形状とした上で映像表示部を取付けてある。図１は、映像表示部１１０を、ユーザの目の前に位置させて、映像と音声を視聴する状態を示してある。このヘッドマウントディスプレイ１００は、図示しない映像信号源とケーブル１４８で接続させてあり、その映像信号源から供給される映像を映像表示部１１０で表示させると共に、左右の耳介に装着されたドライバユニットから、供給される音声を出力させる。本例の場合には、ヘッドマウントディスプレイ１００内に、装着者が向いた方向を検出するセンサを内蔵させてあり、そのセンサの出力に基づいて検出された装着者が向いた方向に対応した映像を、映像信号源からヘッドマウントディスプレイ１００に供給して表示させるようにしてある。音声についても、ステレオ音声信号として、そのとき向いた方向に対応した位相の音声を出力させるようにしても良い。
【００１５】
図２は、ヘッドマウントディスプレイ１００の形状の例を示した図である。本例のヘッドマウントディスプレイ１００は、左ドライバユニット１４０と右ドライバユニット１５０を、バンド１３０で接続させた上で、左右のドライバユニット１４０，１５０で支持された状態で、横長形状の映像表示部１１０を取付けるようにしてある。バンド１３０は、弾力性を有する素材で構成させてあり、左ドライバユニット１４０と右ドライバユニット１５０とが、比較的弱い力で装着者の耳介側に押しつけられて、頭部に保持される構成としてある。また、頭部に装着されてない状態では、左右のドライバユニット１４０，１５０どうしの一部が接触するように近接する状態となっている。
【００１６】
バンド１３０については、幅広部１３１が中央部に形成させてあり、装着者の頭部でヘッドマウントディスプレイ１００を安定して保持できる構成としてある。また、バンド１３０の一端及び他端には、Ｕ字金具保持部１３２，１３３が構成させてあり、各ドライバユニット１４０，１５０の上端に取付けられたＵ字金具１４４，１５４の途中を、Ｕ字金具保持部１３２，１３３で保持させるようにしてある。このＵ字金具１４４，１５４を、保持部１３２，１３３で保持する位置を変化させることで、装着者の頭部の大きさに応じた調整ができる。
【００１７】
各ドライバユニット１４０，１５０は、音声信号の供給で音声を出力する円形のドライバ（スピーカユニット）が内部に配置されたドライバ配置部１４１，１５１が中央に設けてあり、各ドライバ配置部１４１，１５１の周囲に、環状のイヤーパッド１４２，１５２が取付けてある。本例の各ドライバ配置部１４１，１５１と各イヤーパッド１４２，１５２との間には、空洞部１４７，１５７が設けてあり、装着者の耳介に対して若干浮いた状態で、ドライバ配置部１４１，１５１が位置するようにしてあり、いわゆるフルオープンエア型のヘッドホンとなるようにしてある。
【００１８】
映像表示部１１０については、装着者の左目の前面に左目用の映像表示パネル１００Ｌが配置してあり、装着者の右目の前面に右目用の映像表示パネル１００Ｒが配置してある。図１，図２では、外側から見た図となっているため、映像表示パネル１００Ｌ，１００Ｒは見えない状態となっている。それぞれの映像表示パネル１００Ｌ，１００Ｒは、例えば液晶表示パネルが使用される。図３は、装着状態を真横から見た図であり、装着者の目の前に左右の映像表示パネル１００Ｌ，１００Ｒが位置している状態が判る。但し、液晶表示パネルなどの映像表示手段が、目に近接した位置にあるとは限らず、映像表示部１１０の内部に表示パネルが配置されて、光学部品を介して装着者の目前に映像が表示されるように見える構成としてある場合もある。また、バックライトなどの照明手段が必要な場合にも、映像表示部１１０に内蔵させてある。
【００１９】
左右の液晶表示パネル１００Ｌ，１００Ｒの間の下部には、鼻用切り欠き部１００ｎが設けてあり、図１に示したような装着時に、映像表示部１１０が装着者の鼻に接触しないようにしてある。
【００２０】
映像表示部１１０を左右のドライバユニット１４０，１５０で支持する機構としては、映像表示部１１０の一端及び他端が、連結部１１１，１１２を介して、水平面上で回動できる状態で接続部材１１３，１１４に接続させてあり、さらに各接続部材１１３，１１４の端部が連結部１１５，１１６を介して、棒状の接続部材１１７，１１８に水平面上で回動できる状態で取付けてある。
【００２１】
このように左右２箇所、合計４箇所の連結部１１１，１１２，１１５，１１６を有しているために、上述したように、ヘッドマウントディスプレイ１００が非装着の状態で、左右のドライバユニット１４０，１５０が近接した状態から、装着時に左右のドライバユニット１４０，１５０が離れた状態まで、映像表示部１１０を良好に保持できる構造となっている。
【００２２】
映像表示部１１０に接続された棒状の接続部材１１７，１１８は、接続部材１２３，１２４に固定された軸保持部１２１，１２２の透孔１２１ａ，１２２ａを通過させてあり、その透孔１２１ａ，１２２ａからの棒状の接続部材１１７，１１８の突出長を調整することで、映像表示部１１０と装着者の目との間の距離を調整できるようにしてある。
【００２３】
また、接続部材１２３，１２４は、左右のドライバユニット１４０，１５０側と連結部１４５，１５５を介して上下に回動できる状態に接続させてあり、この回動により、映像表示部１１０を上部に上げることができる構成としてある。図４は、映像表示部１１０を上部に上げた状態の例を示した図である。このように映像表示部１１０を上部に上げたときには、バンド１３０の上に映像表示部１１０が位置することになる。なお、映像表示部１１０は、棒状の接続部材１１７，１１８の後端から外部に露出したコード１４６，１５６を介して左右のドライバユニット１４０，１５０内と電気的に接続させてあり、映像信号源と接続されたコード１４８を介して得られた映像信号が、映像表示部１１０に供給されると共に、映像信号源からの音声信号についても、コード１４６，１５６を介して右のドライバユニット１５０に供給される構成としてある。また、図示しない２つのセンサがドライバユニット１５０（或いは映像表示部１１０）に内蔵させてあり、そのセンサ出力に基づいたコントロール用のデータが、コード１４８を介して映像信号源側に供給されるようにしてある。
【００２４】
また、図示はしないが、本例のヘッドマウントディスプレイ１００の所定位置（例えば一方のドライバユニット１４０）には、リセットボタンや電源ボタンが取付けてあり、また、その他のスイッチやボリューム等の操作手段についても、必要により配置してある。
【００２５】
次に、本例のヘッドマウントディスプレイ１００で、装着者の頭部が向いた方向を検出する処理構成の原理を、図５及び図６を参照して説明する。図５Ａに示すように、直立した状態の頭部ｈを直立する軸をＺ軸とし、そのＺ軸と直交する２つの軸であるＸ軸，Ｙ軸を考えて、そのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸で装着者の頭部が向いた方向の３次元的な座標位置を考えるとする。図５Ｂに示すように、Ｘ軸は頭部の左右方向の軸であり、Ｙ軸は頭部の前後方向の軸である。このとき、頭部ｈの水平的な回動は、Ｚ軸の回りを回転する角であるヨウ角（Ｙａｗ角）θで示され、頭部ｈの前後方向の傾きは、Ｙ軸との間でなす角度であるピッチ角（お辞儀方向の角度）として示され、頭部ｈの左右方向の傾きは、Ｘ軸との間でなす角度であるロール角（かしげ方向の角度）として示される。
【００２６】
装着者の頭部が向いた３次元的な方向を正確に検出するためには、ヨウ角θとロール角及びピッチ角の検出が必要であり、従来はそれぞれの角度の検出を行うために、それぞれ別の方向を向いた３つのセンサで角速度を個別に検出するようにしていた。ここで本例においては、ヨウ角θについては、１つのジャイロセンサから検出するようにしてある。ジャイロセンサは、外部から加わる角速度又は角加速度を検出するセンサである。ロール角とピッチ角については、図５Ａに示すように、センサの中心を図の座標系の原点として、Ｘ軸とＹ軸で構成される平面（ＸＹ平面）に対するＸ軸方向、Ｙ軸方向の傾きを検出する傾斜センサ（２軸傾斜センサ）の出力から判断するようにしてある。ここでは、Ｙ軸方向の傾きＳ₁を、Ｘ軸回転方向の角度ピッチ角と同等とし、Ｘ軸方向の傾きＳ₂を、Ｙ軸回転方向の角度ロール角と同等とする。
【００２７】
なお、傾斜センサは、静的な加速度である重力を計測するセンサであるため、±９０°の判断手しか検出できないが、直立状態における人間の頭部の回転角をカバーできる範囲内であるため、人間の頭部の回転位置を検出できる。さらに、ピッチ角やロール角は、静的な加速度である重力を絶対座標軸として出力となるので、センサによるドリフト現象は発生しない。Ｚ軸方向の加速度Ｓ₁及びＳ₂は、同じ方向の加速度であるので、図６に示すように、Ｚ軸方向の加速度を検出する１つの加速度センサ１２で、加速度Ｓ₁及びＳ₂を検出して、ロール角とピッチ角を判断するようにしてある。また、ヨウ角θは、この方向の加速度を検出するジャイロセンサ１１が出力する加速度から判断するようにしてある。この２つのセンサ１１，１２は、既に述べたように、ヘッドマウントディスプレイ１００のいずれかの位置に配置すれば良い。
【００２８】
次に、本例のヘッドマウントディスプレイ１００の回路構成を、図７のブロック図を参照して説明する。図７では、ヘッドマウントディスプレイ１００にコード１４８を介して接続される映像信号源２０の構成についても示してある。
【００２９】
ヘッドマウントディスプレイ１００に取付けられたジャイロセンサ１１は、そのセンサ１１が出力す加速度信号をアナログ処理部１３に供給して、ローパスフィルタによるフィルタリング、増幅などのアナログ処理を行い、その後デジタルデータ化し、中央制御ユニット１４に供給する。傾斜センサ１２は、ここではパルス幅変調信号であるＰＷＭ信号として、加速度信号を出力するセンサとしてあり、Ｘ軸方向の傾斜状態と、Ｙ軸方向の傾斜状態とを、個別にＰＷＭ信号として中央制御ユニット１４に供給する。この供給されたＰＷＭ信号に基づいて、ロール角及びピッチ角を算出するようにしてある。
【００３０】
また、ヘッドマウントディスプレイ１００に設けられたリセットボタン１５と、電源ボタン１６の操作を、中央制御ユニット１４で検出する構成としてある。中央制御ユニット１４では、リセットボタン１５が操作されたときの位置を基準位置として、ジャイロセンサ１１と加速度センサ１２との出力に基づいて、その基準位置からの装着者の頭部の動きを検出する構成としてある。頭部の正面が向く方向であるヨウ角については、ジャイロセンサ１１の出力に基づいて算出するようにしてある。但し、傾斜センサ１２の出力に基づいて算出されたロール角及びピッチ角を使用して、ジャイロセンサ１１の出力に基づいて算出されたヨウ角を補正するようにしても良い。具体的には、例えば頭部がいずれかの方向に比較的大きく傾斜した状態でヨウ角の動きがあった場合に、ジャイロセンサ１１の出力から検出されるヨウ角に誤差が生じる可能性があり、そのような場合に、算出されたロール角及びピッチ角を使用して、ヨウ角を補正しても良い。
【００３１】
また、電源ボタン１６が押された場合には、中央制御ユニット１４が電源のオン・オフ制御を行うようにしてある。即ち、ヘッドマウントディスプレイ１００が電源オフの状態で、電源ボタン１６が押されたことを検出した場合には、ヘッドマウントディスプレイ１００の電源を投入させる制御を行って、映像表示部１１０での映像表示などを実行させる。また、ヘッドマウントディスプレイ１００が電源オンの状態で、電源ボタン１６が押されたことを検出した場合には、ヘッドマウントディスプレイ１００の電源をシャットダウンさせて、映像表示などを停止させる。
【００３２】
なお、中央制御ユニット１４による電源のオン・オフ制御は、図７に示すように、電源部１９の出力電源のメイン電源スイッチ１９ａによる制御で実行される。即ち、本例のヘッドマウントディスプレイ１００は、商用交流電源などを変圧・整流して動作用の電源（例えば直流低圧電源）を得る（或いは装着されたバッテリから動作用の電源を得る）電源部１９を備え、その電源部１９が出力する電源を、メイン電源スイッチ１９ａを介して、ヘッドマウントディスプレイ１００内の各回路に供給して作動させるようにしてある。そして、メイン電源スイッチ１９ａが、電源ボタン１６の操作などによって中央制御ユニット１４で制御される。中央制御ユニット１４などの最低限の回路には、電源部１９から常時電源が供給される構成としてあり、電源オフ状態であっても電源ボタン１６の操作などの電源制御に必要な最低限の判断が中央制御ユニット１４でできる構成としてある。但し、図示しない別の電源スイッチの直接的な操作で、中央制御ユニット１４を含む全ての回路への電源供給が停止するようにしても良い。
【００３３】
また、本例のヘッドマウントディスプレイ１００は、電源オンの状態で、ジャイロセンサ１１及び傾斜センサ１２の出力から、動きが所定時間連続してないことを検出したとき、ディスプレイ１００が未装着であると判断して、メイン電源スイッチ１９ａをオフ状態として、自動的に電源をシャットダウンさせるようにしてある。この未装着検出処理の詳細については後述する。
【００３４】
中央制御ユニット１４で算出された３軸（ヨウ角、ロール角、ピッチ角）の各軸毎の算出角度のデータは、ヘッドトラッキング角度データとして、コントロール用インターフェース部１８から、映像信号源２０側に送られる。
【００３５】
映像信号源２０は、例えばある地点の周囲の全周の映像データと、その映像データに付随する音声データを蓄積するメモリ２１と、そのメモリ２１に蓄積された映像データの中から、ヘッドマウントディスプレイ１００で検出されたヘッドトラッキング角度データで示される方向の映像データを読出して、３Ｄ処理部２３に供給する制御を行う中央制御ユニット２２と、供給される映像データを画像表示用の映像データとする３Ｄ処理部２３と、３Ｄ処理部２３で作成された映像データを、ヘッドマウントディスプレイ部１００に供給するビデオインターフェース部２４と、ヘッドマウントディスプレイ１００で検出されたヘッドトラッキング角度データを受信するコントロール用インターフェース部２５とで構成される。
【００３６】
そして、映像信号源２０からヘッドマウントディスプレイ１００に供給される映像データは、ヘッドマウントディスプレイ１００のビデオインターフェース部１７で受信されて、映像表示部１１０に供給し、映像表示部１１０内の左右の映像表示パネル１００Ｌ，１００Ｒに表示させる処理を行う。なお、映像データが立体映像表示用の映像データである場合には、左右の映像表示パネル１００Ｌ，１００Ｒに供給して表示させる映像データが個別のものになる。ビデオインターフェース部１７での受信、及び映像表示部１１０での映像表示についても、中央制御ユニット１４の制御で実行される。
【００３７】
なお、図７のブロック図では、音声データを処理する構成については省略してある。音声データについては、ヘッドトラッキング処理を行わなくても良いが、ステレオ音声を出力させる場合に、その音像が定位する方向を、ヘッドトラッキング角度データで示される角度に変化させても良い。映像信号源２０については、例えば、パーソナルコンピュータ装置，ビデオゲーム機器，ＰＤＡ（Personal Didital Assistants ），携帯電話端末などの演算処理を実行する手段と、これらの機器が内蔵（又は取付けられた）ハードディスク，光ディスク，半導体メモリなどの大容量記憶手段で構成される。
【００３８】
次に、本例のヘッドマウントディスプレイ１００の未装着検出処理を、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、電源部１９から中央制御ユニット１４に電源が供給されると、未装着検出モーションデータ番号ｎと未装着検出カウンタＭを０に設定する（ステップＳ５１）。この未装着検出モーションデータ番号ｎと未装着検出カウンタＭの値は、例えば中央制御ユニット１４に接続（又は内蔵）されたメモリに記憶させて設定される。
【００３９】
次に、センサの検出間隔を決めるタイマをスタートさせる（ステップＳ５２）。その後、ヘッドトラッキングに必要なセンサの出力検出処理などのヘッドマウントディスプレイとしてのメイン処理を実行し（ステップＳ５３）、ステップＳ５２でスタートさせた検出間隔を決める所定時間が経過しているか否か判断する（ステップＳ５４）。所定時間としては、例えば２時間程度の比較的長い時間、或いは数分程度の短い時間でも良い。この検出間隔を決める時間は、例えばユーザ設定などで自由に設定できるようにしても良い。設定された所定時間が経過してない場合には、ステップＳ５３のメイン処理に戻る。
【００４０】
ステップＳ５４の判断で、検出間隔を決める所定時間が経過したと判断した場合には、ステップＳ５５に移り、ステップＳ５３のメイン処理で算出された装着者の頭部のモーションデータ（位置データや加速度データなど）を、未装着検出モーションデータｎ番として格納する。このステップＳ５５での格納の後、それがデータ０番（即ち最初に格納されたデータ）であるか否か判断し（ステップＳ５６）、もしデータ０番であれば、ｎの値を１つ加算して（ステップＳ５７）、ステップＳ５３のメイン処理に戻る。
【００４１】
また、ステップＳ５６で判断したデータ番号ｎが０番でなければ、ステップＳ５８に進み、ステップＳ５５で得た未装着検出モーションデータ０番と、最新の未装着検出モーションデータとを比較する。もし、ヘッドマウントディスプレイ１００がユーザの頭部に装着された状態であれば、微動であっても何らかの動きを行うはずであるので、検出された未装着検出モーションデータが一定にはならない。ここでは、最初の未装着検出モーションデータＤ０と、最新の未装着検出モーションデータＤ１との差の絶対値（即ち｜Ｄ０−Ｄ１｜）と、予め設定された閾値Ａとが比較されて、｜Ｄ０−Ｄ１｜＜Ａでない場合（即ち未装着検出モーションデータに閾値Ａ以上の差がある場合）には、未装着でない（即ち装着されている）と判断して、未装着検出モーションデータ番号ｎと未装着検出カウンタＭを０にリセットして（ステップＳ５９）、ステップＳ５３のメイン処理に戻る。
【００４２】
ステップＳ５８の判断で、｜Ｄ０−Ｄ１｜＜Ａである場合には、装着者の動きがないと判断して、ステップＳ６０に進む。なお、閾値Ａは、センサの精度やノイズの影響などを考慮して、過去の未装着検出モーションデータと最新の未装着検出モーションデータとの差があっても、未装着であると見なせる範囲を決める値として設定する。ステップＳ６０では、未装着検出カウンタＭの値を１つ加算させるインクリメントを行う。そして、そのインクリメントされた未装着検出カウンタＭの値が、予め設定された所定値Ｂ以上であるか否か判断する（ステップＳ６１）。この判断で、未装着検出カウンタＭの値が所定値Ｂ未満であると判断した場合には、ステップＳ５３のメイン処理に戻る。
【００４３】
そして、ステップＳ６１で所定値Ｂ以上であると判断された場合には、そのＢ回連続して未装着状態であると検出されたので、Ｂ回連続して検出される時間に相当する時間、連続して未装着状態であり、メイン電源スイッチ１９ａをオフ状態として、シャットオフさせる処理を行い（ステップＳ６２）、未装着検出に基づいた電源制御に関する処理を終了する。ステップＳ６２でのシャットオフが行われると、映像表示部での映像表示が停止し、左右のドライバユニットに内蔵されたドライバ（スピーカ）からの音声の出力も停止する。
【００４４】
なお、このように自動的にシャットオフされた状態で、ヘッドマウントディスプレイを再度装着して使用したい場合には、例えば電源ボタン１６をユーザが押して、電源を再投入させれば良い。
【００４５】
このように、ヘッドマウントディスプレイに用意されたヘッドトラッキング用のセンサの出力に基づいて、未装着状態を検出した場合に、ヘッドマウントディスプレイの自動的な電源シャットオフ処理を行うようにしたので、未装着に電源オンのまま放置されるようなことがあっても、無駄な電力消費を抑えることができる。また、表示パネルなどの使用寿命のある部品の使用時間をセーブすることができる。さらに、ヘッドマウントディスプレイに用意されたヘッドトラッキング用のセンサの出力に基づいて、未装着状態を検出するので、未装着状態を検出するための特別なセンサを必要としない簡単な構成で、確実に未装着状態を検出することができ、未装着状態を検出することによるコスト増がほとんどない効果を有する。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、未装着状態を検出した場合に、電源の自動的なシャットオフ処理を行うまでを説明したが、未装着状態の検出で電源の自動的なシャットオフを行った後に、センサの出力に基づいたモーションデータに変化を検出した場合に、電源を再投入させるようにしても良い。このようにすることで、再度装着されたときに、電源ボタンをユーザが操作する必要がなくなる。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、未装着を検出する処理として、２つのセンサ出力から算出されたモーションデータを利用して検出するようにしたが、いずれか１つのセンサの出力状態を直接判断して、未装着か否かを検出するようにしても良い。
【００４８】
また、図１〜図４に示したヘッドマウントディスプレイの外形形状については一例を示したものであり、その他の形状のヘッドマウントディスプレイに、本発明を適用することができることは勿論である。この場合、センサ構成についても、例えば従来例で説明したような３つのセンサを有する構成のヘッドマウント機器にも適用可能である。
【００４９】
さらに、ここまでの説明では、人体の頭部に装着して、映像を表示させるヘッドマウントディスプレイに適用した例としたが、例えば、ステレオ音声の音像定位位置を、ヘッドトラッキングで行うヘッドホン装置（即ち映像表示機能のない装置）に、本発明の未装着状態の検出処理を適用しても良い。この場合にも、未装着を検出した場合に、音声出力を停止させるようにすれば良い。また、その他の生体に装着して、動いた方向や位置を検出し、その方向や位置の変化を検出した場合に、何らかの処理を行う装置にも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、動きを検出するセンサの出力を利用して、ヘッドマウント装置の不装着状態を判断でき、その検出で不装着状態を判断した場合に、電源か自動的にシャットオフされ、不装着時の無駄な電力消費がなくなる。そして、不装着状態を検出するセンサとして、ヘッドマウント装置がヘッドトラッキング用に備わるセンサを利用したので、不装着検出専用のセンサが必要なく、簡単な構成で実現できる。
【００５１】
また、自動的なシャットオフを行った後に、センサが出力する動きデータで生体の動きが検出された場合に、電源を再投入させるようにしたことで、再度装着された場合の電源投入操作が必要なくなる。
【００５２】
また、センサは、角速度又は角加速度を動きデータとして出力するセンサであり、制御手段は、センサが出力する角速度又は角加速度の値の変化から、動きの有無を判断することで、確実に不装着状態を検出できる。
【００５３】
さらに、頭部が向いた方向のデータに基づいて、映像又は音声を、対応した方向の映像又は音声として提供するヘッドマウントディスプレイなどに適用して、シャットオフ時にその映像又は音声の提供の停止（即ち映像の表示や音声の出力を停止）させることで、無駄な映像の表示や音声の出力がなくなり、ヘッドマウント装置の無駄な電力消費を効果的に無くすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるヘッドマウントディスプレイの装着例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるヘッドマウントディスプレイの形状の一例を示す斜視図である。
【図３】図２例のヘッドマウントディスプレイの側面図である。
【図４】図２例のヘッドマウントディスプレイの映像表示部を上げた状態の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態による基準軸を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるセンサによる検出状態の示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施の形態による未装着検出処理例を示すフローチャートである。
【図９】従来のヘッドマウントディスプレイのシステム構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…ジャイロセンサ、１２…加速度センサ、１３…アナログ処理部、１４…中央制御ユニット（ＣＰＵ）、１５…リセットボタン、１６…電源ボタン、１７…ビデオインターフェース部、１８…コントロール用インターフェース部、１９…電源部、１９ａ…メイン電源スイッチ、２０…映像信号源、２１…メモリ、２２…中央制御ユニット（ＣＰＵ）、２３…３Ｄ処理部、２４…ビデオインターフェース部、２５…コントロール用インターフェース部、１００…ヘッドマウントディスプレイ、１００Ｌ，１００Ｒ…映像表示パネル、１００ｎ…鼻用切り欠き部、１１０…映像表示部、１１１，１１２…連結部、１１３，１１４…接続部材、１１５，１１６…連結部、１１７，１１８…接続部材、１２１，１２２…軸保持部、１２３，１２４…接続部、１３０…バンド、１３１…幅広部、１３２，１３３…Ｕ字金具保持部、１４０…左ドライバユニット、１４１…ドライバ配置部、１４２…イヤーパッド、１４３…金具保持部、１４４…Ｕ字金具、１４５…連結部、１４６…コード、１４７…空洞部、１４８…コード、１５０…右ドライバユニット、１５１…ドライバ配置部、１５２…イヤーパッド、１５３…金具保持部、１５４…Ｕ字金具、１５５…連結部、１５６…コード、１５７…空洞部

Claims

生体の頭部又は頭部の近傍に取付けられ、頭部の水平的な回転に対応したヨウ角の動きに対応した角速度又は角加速度を動きデータとして出力するジャイロセンサと、頭部の傾きに対応した角速度又は角加速度を動きデータとして出力する傾斜センサと、
前記ジャイロセンサ及び傾斜センサが出力する動きデータにより、頭部が向く方向又は位置の位置を算出し、その算出された方向又は位置に基づいた処理の制御を行うと共に、前記ジャイロセンサ及び傾斜センサの角速度又は角加速度の動きデータで所定時間以上頭部の動きが検出されない状態が継続した場合に、電源を自動的にシャットオフさせ、前記自動的なシャットオフを行った後に、前記センサが出力する動きデータで生体の動きが検出された場合に、電源を再投入させる制御手段と、
前記制御手段の制御により、前記方向又は位置に基づいた処理を実行する処理手段とを備えた
ヘッドマウント装置。
請求項１記載のヘッドマウント装置において、
電源投入手段を備え、前記制御手段は、前記電源投入手段が操作された場合に、電源を投入させて、前記センサの出力に基づいた自動的なシャットオフ制御を行う
ヘッドマウント装置。
請求項１記載のヘッドマウント装置において、
前記処理手段は、頭部が向いた方向のデータに基づいて、映像又は音声を、対応した方向の映像又は音声として提供する手段であり、シャットオフ時にその映像又は音声の提供を停止させる
ヘッドマウント装置。
請求項１記載のヘッドマウント装置において、
前記所定時間以上頭部の動きが検出されない状態の判断は、２時間程度の間隔で行うことを特徴とする
ヘッドマウント装置。