JP4893090B2 - 出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、頭部に挿着され、人間の目に画像を表示したり、人間の耳に音声を出力したりする出力装置に関するものである。

頭部に挿着され、人間の目に画像を表示する装置は、ヘッドマウントディスプレイとして知られている。又、頭部に挿着され、人間の耳に音声を出力する装置は、ヘッドホーンとして広く使用されている。

目に映像を直接表示するヘッドマウントディスプレイでは、視界の一部が遮られるため、ユーザが入力するボタンなどの操作部材の位置を確認するのが難しいという問題があった。また操作部材をケーブルや無線で接続されたコントローラに配置した場合、ケーブルがじゃま、コントローラを紛失する、といった問題が発生するため、ヘッドマウントディスプレイ本体に操作部材を配置することが望ましいが、その場合使用者は操作部材の位置が一切見えないという問題があった。そのため操作部材はできる限り自然に使用者が操作できることが望まれる。また、操作部材を配置する場所としては、使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部（通常はヘッドホーンのスピーカハウジング）が適当である。ヘッドホーンのスピーカ部に操作部材を取り付けた例は、たとえば特開２０００２−７８０５６号公報（特許文献１）に記載されている。

映像や音声を操作するときに、各種ＡＶプレーヤのコントローラがそうであるように、縦及び横の動きを意識して操作することが多い。たとえばボリュームを操作する場合は上下、早送り/巻き戻し操作をする場合は左右の動きをイメージする。そのためその入力デバイスとして、上下左右の入力ができる十字キーやジョイスティックなどがよく用いられる。
特開２０００２−７８０５６号公報

そのようなデバイスをヘッドマウントディスプレイやヘッドホーンに取り付ける場合、スペースの都合や触り易さなどの点から、前述のように、ヘッドホーンのスピーカ部に取り付けることが多いが、できるだけ自然に操作がし易い配置とすることが好ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、操作部材が自然に操作がし易い配置とされた出力装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための第１の手段は、頭部に装着した状態で映像又は音声の少なくとも一方を出力する出力装置であって、使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、前記操作部は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の上下に配列された操作部材を有し、前記操作部材は、前記出力装置を頭部に装着した際に、前記操作部材を結ぶ線が、鉛直線に対して、上側の操作部材位置で後側に、下側の操作部材位置で前側に傾いており、前記出力装置の装着の左右を入れ替えて装着する際に、前記操作部の少なくとも前記操作部材を含む部材を回動させる回動機構を有することを特徴とする出力装置である。

前記課題を解決するための第２の手段は、頭部に装着した状態で映像又は音声の少なくとも一方を出力する出力装置であって、使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、前記操作部は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の前後に配列された操作部材を有し、前記操作部材は、前記出力装置を頭部に装着した際に、前記操作部材を結ぶ線が、水平線に対して、前側の操作部材位置で上側に、後側の操作部材位置で下側に傾いており、前記出力装置の装着の左右を入れ替えて装着する際に、前記操作部の少なくとも前記操作部材を含む部材を回動させる回動機構を有することを特徴とする出力装置である。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記回動機構は、前記出力装置を頭部に装着したときの鉛直線を対称軸として、対称な位置又はその近傍まで前記操作部材を回動させるものであることを特徴とするものである。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、両耳それぞれに異なる音声を出力することのできる音声出力部を有し、前記回動機構の回動に応じて、左右の耳に出力する音声を入れ替える機能を有することを特徴とするものである。

前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、使用者の片眼に映像を投影する映像表示部を有し、前記映像表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に180°入れ替えて、かつ装着の左右を反転することにより、前記映像表示部を右眼用と左眼用とで切り替える機能を有し、前記回動機構の回動に応じて、表示映像を180°回転させる機能を持つことを特徴とするものである。

前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、前記回動機構の回動により、前記出力装置を頭部に装着する向きを示す表示装置を有することを特徴とする。

前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第６の手段のいずれかであって前記第２の手段でもあるものにおいて、前記回動機構の回動により、少なくとも前記前後に配列された操作部材の、前側に配置されたものと後側に配置されたものとの機能を入れ替える機能を有することを特徴とするものである。

前記課題を解決するための第８の手段は、頭部に装着した状態で映像を表示、又は映像の表示に加えて音声を出力する出力装置であって、使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、映像を表示する表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に180°入れ替えて、かつ装着の左右を反転することにより、前記映像表示部を右眼用と左眼用とで切り替える機能を有し、前記操作部は、矩形の頂点に配置された４つの操作部材を有し、前記矩形の対角線は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の鉛直線に対して、それぞれ４５°傾いており、映像を表示する表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に180°入れ替えて、かつ装着の左右を反転して頭部に装着したときに、前記鉛直軸に対して対称な位置にある前記操作部材の機能を入れ替える機構を有することを特徴とする出力装置である。

本発明によれば、操作部材が自然に操作がし易い配置とされた出力装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイを示す概要図である。２つのヘッドホーン１、２は、連結部３によって連結されている。そして、ヘッドホーン１には、支持アーム４が取り付けられ、支持アーム４の先端部には、人間の目に画像を表示する表示部５が取り付けられている。

このヘッドマウントディスプレイを、頭部に挿着するときは、ヘッドホーン１、２を、両耳を挟むようにして装着し、固定する。すなわち、ヘッドホーン１、２が固定部となり、連結部３は弾力性を有し、この弾力によりヘッドマウントディスプレイが固定される。図１は、ヘッドマウントディスプレイを左目用として使用している状態を示しているが、支持アーム４はヘッドホーン１に設けられた回動中心を中心にして180°回動可能となっており、支持アーム４を図１に示す状態から180°回動させ、かつ、ヘッドマウントディスプレイの装着の前後を逆にすることで、右目用のヘッドマウントディスプレイとして使用できるようになっている。

ヘッドホーン２には十字キーである操作部６が設けられている。十字キーは、電子カメラ等の操作部として汎用されているものであるが、５つの操作部材６ａ〜６ｅを有している。このうち、操作部材６ａのように上側に配置された操作部材を上に配置された操作部材、操作部材６ｂのように下側に配置された操作部材を下に配置された操作部材、操作部材６ｃのように前側に配置された操作部材を前に配置された操作部材、操作部材６ｄのように後側に配置された操作部材を後に配置された操作部材、操作部材６ｅのように中央に配置された操作部材を中央に配置された操作部材と呼ぶことにする。例えば、操作部材６ａを押すと、表示部５に表示される画面が上にスクロールし、操作部材６ｂを押すと、表示部５に表示される画面が下にスクロールし、操作部材６ｃを押すと、表示部５に表示される画面が左にスクロールし、操作部材６ｄを押すと、表示部５に表示される画面が右にスクロールする。操作部材６ｅは、操作を確認して、その状態で動作させるためのＯＫボタンとして用いられる。

この実施の形態では、操作部６の中心を通る鉛直線に対して、操作部材６ａの位置が後側、操作部材６ｂの位置が前側にあり、操作部材６ａと操作部材６ｂを結ぶ線が、前記鉛直線に対して、操作部材６ａの位置で後側、操作部材６ｂの位置で前側に傾いている。又、操作部６の中心を通る水平線に対して、操作部材６ｃの位置が上側、操作部材６ｄの位置が下側にあり、操作部材６ｃと操作部材６ｄを結ぶ線が、前記水平線に対して、操作部材６ｃの位置で上側、操作部材６ｄの位置で下側に傾いている。

これにより使用者は自然にその操作部６を操作できるようになる。その理由は、人間の手は前向きに伸びているため、耳の近傍をさわる場合も前から後ろに手が伸びることになる。肩は耳より下にあるため、上に配置された操作部材６ａが後にあり、下に配置された操作部材６ｂが前にある方が使用者にとって操作し易いためである。同様の理由により、
前に配置された操作部材６ｃが上にあり、後に配置された操作部材６ｄが下にある方が使用者にとって操作し易い。

図２は、図１に示すヘッドマウントディスプレイを右眼用として使用する状態を示す図である。なお、以下の図において、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。

図１に示す状態から、支持アーム４をヘッドホーン１に設けられた回動中心を中心にして180°回動させ、かつ、装着の左右を反転することにより、図２に示すような状態となり、右眼用のヘッドマウントディスプレイとすることができる。

このとき、装着の前後が逆になるので、操作部６の前後方向も逆になり、そのままの状態では、操作部材６ａと操作部材６ｂの前後関係が逆になると共に、操作部材６ｃと操作部材６ｄの役割が逆になってしまう。これを防止するために、操作部６の中心を通る鉛直線７を対称軸として、操作部６を回動可能として、図１に示された操作部６の位置と、鉛直線７に対して対称となる位置まで、操作部６を回動させることが可能になるようにしている。図２は、このような位置まで操作部６を回動させた様子を示すものである。

この回動により、操作部材６ａが鉛直線７に対して後側、操作部材６ｂが鉛直線７に対して前側に来るという関係が維持されることになる。又、機能の切換により、操作部材６ｄが前に配置された操作部材、操作部材６ｃが後に配置された操作部材となるので、操作部６の中心を通る水平線に対して、前に配置された操作部材が上側、後に配置された操作部材が下側に来るという関係も維持される。

なお、本実施の形態では、機械的にスイッチ（操作部６）を回転させているが、例えばタッチパッドのようにスイッチレイアウトを自由に決定できるデバイスを使用し、スイッチレイアウトを同様に回転させてもかまわない。又、スイッチ全体を回転させるのではなく、スイッチの位置を、全体を回転させたのと同様の位置にレイアウトするだけとしてもかまわない。

ところで、ヘッドマウントディスプレイを装着した場合、操作部６をどちらの回動位置に回動させるのかが使用者に分かるようにした方が好ましい。その方法の１例を図３に示す。図３において、操作部６には、板部６ｆが設けられ、この板部６ｆがその下に印刷されたＲ又はＬの文字の一方を隠し、一方を表示させるようになっている。

図３では、操作部６が左側の位置とされて使用されている状態で、操作部６の回動が図２に示されるような状態になっているので、板部６ｆによりＲの文字が隠され、Ｌの文字が表示されている。操作部６が図１に示すような状態にあるときは、板部６ｆによりＬの文字が隠され、Ｒの文字が表示される。これにより、使用者は、ヘッドマウントディスプレイを図１に示すような状態で使用するか、図２に示すような状態で使用するかに応じて、Ｒ又はＬの文字を見て、適当な文字が表示される状態に、操作部６を回動させて使用すればよい。なお、このような機械的な表示によらず、ＬＥＤ等により、操作部６の回動状態を表示させるようにしてもよい。

以上に示したようなヘッドマウントディスプレイの使用状態の左右を変更すると、音声の左右が反転し、また映像が180°回転してしまうので、それに応じて、左右のヘッドホーンに出力する音声を切換、又、表示装置に表示される画像を180°回転させて出力する必要がある。そのためのスイッチが必要であるが、操作部６の回動状態を検出して、その回動状態に応じてこの切換を行うことにより、別途スイッチを設ける必要がなくなり、コストダウンやデザインの自由度の向上を図ることができる。

さらに、前述のように、ヘッドマウントディスプレイの装着の左右を逆転する場合には、操作部材６ｃと操作部材６ｄの機能を逆転させる必要があるが、操作部６の回動状態を検出して、その回動状態に応じてこの切換を行うことにより、別途スイッチを設ける必要がなくなり、コストダウンやデザインの自由度の向上を図ることができる。

図４に、本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの概要図を示す。このヘッドマウントディスプレイは、図２に示すものとほとんど同じであるが、十字キーである操作部６の操作部材６ａ〜６ｅが、操作部６の中心を通る鉛直線７に対して４５°傾いて配置され、その結果、操作部材６ａ〜６ｅが、操作部６の中心を通る鉛直線７、及び操作部６の中心を通る水平線に対して対称となっているところが異なっている。

操作部６をこのような配置とすることにより、ヘッドマウントディスプレイの装着の左右を入れ替えた場合でも、操作部６の回動を行うことなく、上側に配置された操作部材が、操作部６の中心を通る鉛直線の後側、下側に配置された操作部材が、操作部６の中心を通る鉛直線の前側、前側に配置された操作部材が、操作部６の中心を通る鉛直線の上側、後側に配置された操作部材が、操作部６の中心を通る鉛直線の下側に来るようにすることができる。

すなわち、図４（ａ）の状態で右眼用として使用されている場合に、図４（ｂ）に示すように、十字キーである操作部６のうち、操作部材６ａが上側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｂが下側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｃが後側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｄが前側に配置された操作部材の機能を有しているとすると、このヘッドマウントディスプレイを左眼用として使用する場合には、図４（ｃ）に示すように、機能を鉛直線７に対して対称となるように入れ替え、操作部材６ａが前側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｂが後側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｃが下側に配置された操作部材の機能、操作部材６ｄが上側に配置された操作部材の機能を有するように切り換える。

この場合、ヘッドマウントディスプレイが左眼用として使用されているか、右眼用として使用されているかは、例えば、支持アーム４の回動方向を検出することにより検出し、これに応じて上記のような操作部６の操作部材６ａ〜６ｄの機能の切換を行えばよい。

本発明の第１の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイを示す概要図である。 図１に示すヘッドマウントディスプレイを右眼用として使用する状態を示す図である。 操作部がどちらの回動位置に回動しているかを示す方法の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態であるヘッドマウントディスプレイの概要図を示す図である。

符号の説明

１…ヘッドホーン、２…ヘッドホーン、３…連結部、４…支持アーム、５…表示部、６…操作部、６ａ…操作部材、６ｂ…操作部材、６ｃ…操作部材、６ｄ…操作部材、６ｅ…操作部材、６ｆ…板部、７…鉛直線

Claims (8)

1. 頭部に装着した状態で映像又は音声の少なくとも一方を出力する出力装置であって、
   使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、
   前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、
   前記操作部は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の上下に配列された操作部材を有し、
   前記操作部材は、前記出力装置を頭部に装着した際に、前記操作部材を結ぶ線が、鉛直線に対して、上側の操作部材位置で後側に、下側の操作部材位置で前側に傾いており、
   前記出力装置の装着の左右を入れ替えて装着する際に、前記操作部の少なくとも前記操作部材を含む部材を回動させる回動機構を有することを特徴とする出力装置。
2. 頭部に装着した状態で映像又は音声の少なくとも一方を出力する出力装置であって、
   使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、
   前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、
   前記操作部は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の前後に配列された操作部材を有し、
   前記操作部材は、前記出力装置を頭部に装着した際に、前記操作部材を結ぶ線が、水平線に対して、前側の操作部材位置で上側に、後側の操作部材位置で下側に傾いており、
   前記出力装置の装着の左右を入れ替えて装着する際に、前記操作部の少なくとも前記操作部材を含む部材を回動させる回動機構を有することを特徴とする出力装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の出力装置であって、
   前記回動機構は、前記出力装置を頭部に装着したときの鉛直線を対称軸として、対称な位置又はその近傍まで前記操作部材を回動させるものであることを特徴とする出力装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１ 項に記載の出力装置であって、
   両耳それぞれに異なる音声を出力することのできる音声出力部を有し、前記回動機構の回動に応じて、左右の耳に出力する音声を入れ替える機能を有することを特徴とする出力装置。
5. 請求項１から請求項４のうちいずれか１ 項に記載の出力装置であって、
   使用者の片眼に映像を投影する映像表示部を有し、前記映像表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に1 8 0°入れ替えて、かつ装着の左右を反転することにより前記映像表示部を右眼用と左眼用とで切り替える機能を有し、前記回動機構の回動に応じて、表示映像を1 8 0°回転させる機能を持つことを特徴とする出力装置。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の出力装置であって、
   前記回動機構の回動により、前記出力装置を頭部に装着する向きを示す表示装置を有する
   ことを特徴とする出力装置。
7. 請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の出力装置であって請求項２に記載の
   の出力装置でもあるものにおいて、
   前記回動機構の回動により、少なくとも前記前後に配列された操作部材の、前側に配置されたものと後側に配置されたものとの機能を入れ替える機能を有することを特徴とする出力装置。
8. 頭部に装着した状態で映像を表示、又は映像の表示に加えて音声を出力する出力装置で
   あって、
   使用者の耳又は耳近傍に接触することによって頭部に前記出力装置を固定する固定部を有し、
   前記出力装置又は前記出力装置と接続された装置を操作するための操作部を前記固定部に有し、
   映像を表示する表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に1 80°入れ替えて、かつ装着の左右を反転することにより、前記映像表示部を右眼用と左眼用とで切り替える機能を有し、
   前記操作部は、矩形の頂点に配置された４つの操作部材を有し、前記矩形の対角線は、前記出力装置を頭部に挿着した状態の鉛直線に対して、それぞれ４ ５ °傾いており、映像を表示する表示部の前記固定部に対する取り付け姿勢を前後に1 8 0° 入れ替えて、かつ装着の左右を反転して頭部に装着したときに、前記鉛直軸に対して対称な位置にある前記操作部材の機能を入れ替える機構を有することを特徴とする出力装置。

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