JP5187485B2 - Output device - Google Patents
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Description
この発明は出力機器に関する。 The present invention relates to an output device.
従来、弾性力によって使用者の頭部に装着される頭部保持部と、この頭部保持部の両端部近傍に設けられたイヤーパッドと、一方のイヤーパッドから延びるアームの先端部に設けられ、使用者の一方の眼の前に配置される表示ユニットとを備えるヘッドマウントディスプレイ装置がある(下記公報参照)。表示ユニットは眼の前方に配置される表示デバイスを有する。 Conventionally, the head holding part that is attached to the user's head by elastic force, the ear pad provided near both ends of the head holding part, and the tip of the arm extending from one ear pad are used. There is a head-mounted display device including a display unit disposed in front of one eye of a person (see the following publication). The display unit has a display device arranged in front of the eyes.
ヘッドマウントディスプレイ装置の音声や映像を出力する機器(イヤーパッド、表示ユニット)は電源を必要とする。その電源として一般にリチウムイオン等の2次電池が使用されている。
粗悪な2次電池を使用すると充電中に発火したり、爆発したりするおそれがある。そのため、ヘッドマウントディスプレイ装置を頭部に装着しているときに電池を充電することは問題である。 If a bad secondary battery is used, it may ignite or explode during charging. Therefore, it is a problem to charge the battery when the head mounted display device is mounted on the head.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は出力装置が使用者の頭部に装着されていることを検出できるようにすることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to be able to detect that the output device is mounted on the user's head.
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、頭部に装着して映像及び音声の少なくとも一方を出力する出力機器において、充電池と、外部電源供給手段から供給される電力により前記充電池を充電する充電手段と、前記外部電源供給手段から供給される電力により動作し、頭部への装着状態を検出する検出手段と、前記外部電源供給手段から電力が供給されているときのみ前記検出手段による頭部への装着状態の検出を行い、前記検出手段により前記頭部への装着が検出されないときは前記外部電源供給手段による前記充電池の充電を行い、前記検出手段により前記検出手段で前記頭部への装着が検出されたときは前記外部電源供給手段による前記充電池の充電を行わずに前記外部電源供給手段からの電力で動作させる制御手段とを備えていることを特徴とする。 The invention of claim 1, wherein for solving the aforementioned problem is mounted on the head in an output device for outputting at least one of video and audio, and a rechargeable battery, the rechargeable battery with electric power supplied from an external power supply unit Only when the power is supplied from the external power supply means. The state of mounting on the head is detected by the means, and when the mounting on the head is not detected by the detecting means, the rechargeable battery is charged by the external power supply means, and the detecting means It is a control means for operating at a power from the external power supply unit without charging of the rechargeable battery by the external power supply unit when the mounting to the head is detected And said that you are.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の出力機器において、使用者の頭頂部に装着される連結手段と、前記連結手段の両端にそれぞれ連結している2つの変形しない連結部と、
前記2つの変形しない連結部にそれぞれ接続し、前記使用者の左右の側頭部を押圧する2つの頭部接触手段とを備えており、前記検出手段は、前記2つの変形しない連結部のいずれかに設けられている発光手段と、前記2つの変形しない連結部のいずれかに設けられ、前記発光手段からの光を受光可能な受光手段とからなることを特徴とする。
The invention according to
Two head contact means connected to the two non-deformable connecting portions respectively and pressing the left and right temporal portions of the user, and the detecting means is one of the two non-deformable connecting portions. And a light receiving means provided in one of the two undeformed connecting portions and capable of receiving light from the light emitting means .
請求項3記載の発明は、請求項1記載の出力機器において、頭部を挟持するための第1及び第2の頭部接触手段と、前記頭部接触手段を前記頭部に付勢するとともに前記頭部接触手段を連結する連結手段とを備えており、前記検出手段は、少なくともいずれか一方の前記頭部接触手段が前記頭部を押圧しているか否かを検出する感圧センサであることを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, the output device of claim 1, wherein, the first and second head closure means for clamping the head, as well as urging the head contact unit to the head Connecting means for connecting the head contact means, and the detection means is a pressure-sensitive sensor for detecting whether at least one of the head contact means is pressing the head. It is characterized by that.
この発明によれば、出力装置が使用者の頭部に装着されていることを検出できる。 According to the present invention, it can be detected that the output device is mounted on the user's head.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はこの発明の第1実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の縦断面図である。ただし、図中ヘッドホン部(頭部接触手段)1,2、表示部10等は断面で表わされていない。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a head mounted display device according to a first embodiment of the present invention. However, the headphone units (head contact means) 1 and 2, the
このヘッドマウントディスプレイ装置(出力装置)はヘッドバンド部(連結手段)9と非弾性変形部(変形しない連結部)7,8と表示部(表示手段)10とを備える。 The head-mounted display device (output device) includes a headband portion (connecting means) 9, inelastically deformable portions (non-deformable connecting portions) 7 and 8, and a display portion (display means) 10.
ヘッドバンド部9は円弧状であり、使用者の頭頂部に装着される。
The
ヘッドバンド部9の一端部には非弾性変形部7が他端部には非弾性変形部8がそれぞれ設けられている。非弾性変形部7に支持された軸部7aの先端部がヘッドバンド部9の一端部に移動可能に挿入され、非弾性変形部8に軸部8aの先端部がヘッドバンド部9の他端部に移動可能に挿入されている。非弾性変形部8には、発光部(発光手段)17、メインCPU31、接続ポート(USB)19等が設けられている。また、非弾性変形部7には、受光部(受光手段)18、サブCPU32等が収容されている。発光部17と受光部18とはほぼ対向している。ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているとき、発光部17から出射された光は頭部に遮られて受光部18に届かない。一方、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されていないとき、発光部17から出射された光は受光部18で受光される。したがって、受光部18の出力により、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているか否かを知ることができる。
A non-elastically
また、非弾性変形部7,8には使用者の左右の耳に装着されるヘッドホン部1,2がそれぞれ設けられている。ヘッドホン部1,2はヘッドバンド部9の弾性力により使用者の左右の側頭部を押圧する。ヘッドホン部1,2にはスピーカ3,4がそれぞれ内蔵され、音声が出力される。また、ヘッドホン部1にはバッテリ(充電池)43(図2参照)等が収容されている。
The
メインCPU31、サブCPU32で、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているか否かを判断したり、バッテリ43の充電動作を制御したりする制御手段が構成される。
The
表示部10はディスプレイアーム10Aの先端部に設けられ、使用者の左眼の前方に配置される。表示部10は例えば液晶表示パネルである。
The
図2はヘッドマウントディスプレイ装置のブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of the head mounted display device.
このヘッドマウントディスプレイ装置はバッテリ43と表示部10と発光部17と受光部18と制御部(制御手段、制御手段)30とを備えている。
The head mounted display device includes a
バッテリ43は外部電源(外部電源供給手段)44から充電可能な2次電池である。バッテリ43は例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。
The
発光部17としては例えば発光ダイオードが用いられる。受光部18としては例えばフォトダイオードが用いられ、受信した信号は増幅、検波、波形成形され、サブCPU32へ出力される。
For example, a light emitting diode is used as the
表示部10は表示制御回路11を介して制御部30に接続されている。
The
制御部30は操作部材50が操作されると、表示制御回路11に制御信号を出力し、表示制御回路11が表示部10を点灯させる。表示部10が点灯状態で操作部材50が操作されると表示部10を消灯させる。
When the
制御部30は充電回路(充電手段)41、電源制御回路42を介してバッテリ43に接続されている。制御部30は受光部18の出力に基づいて電源制御回路42を制御する。なお、バッテリ43以外の部品等には、ヘッドホン部1が使用者の頭部に装着されているか否かにかかわらず電力が供給される。
The
また、制御部30には、音声制御回路45、音声出力部46を介してヘッドホン部スピーカが接続され、例えば操作部材50の操作に基づいて音量が制御される。
In addition, a headphone speaker is connected to the
なお、制御部30には、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の周辺機器をヘッドマウントディスプレイ装置に接続するための接続ポート(USB)19や無線LANを行うための接続ポート(WiFi)20が設けられている。
The
次に、ヘッドマウントディスプレイ装置の動作を図3を用いて説明する。 Next, the operation of the head mounted display device will be described with reference to FIG.
図3はヘッドマウントディスプレイ装置の動作を説明するフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the head mounted display device.
図3において、S1〜S12は動作の各ステップを示す。 In FIG. 3, S1 to S12 indicate each step of the operation.
まず、外部電源44から電力が供給されているか否かを判断する(S1)。 First, it is determined whether power is supplied from the external power supply 44 (S1).
外部電源44から電力が供給されているとき(Y)、使用者によって操作部材50が操作され電源スイッチがオンになったか否かを判断する(S2)。
When power is supplied from the external power supply 44 (Y), it is determined whether or not the
電源スイッチがオンでないとき(N)、外部電源44を使用して発光部17(センサー)をオンにする(S3)。 When the power switch is not on (N), the light emitting unit 17 (sensor) is turned on using the external power source 44 (S3).
電源スイッチがオンであるとき(Y)、通常動作(映像や音声を出力)を行う(S12)。 When the power switch is on (Y), normal operation (outputs video and audio) is performed (S12).
次に、頭部(人体)が検出されたか否かを判断する(S4)。 Next, it is determined whether or not a head (human body) has been detected (S4).
頭部が検出されたとき(Y)、ステップ1へ戻り、バッテリ43の充電を行わない。
When the head is detected (Y), the process returns to step 1 and the
頭部が検出されなかったとき(N)、バッテリ43の充電を行う(S5)。
When the head is not detected (N), the
電源スイッチがオンか否かを判断する(S6)。 It is determined whether or not the power switch is on (S6).
電源スイッチがオンであるとき(Y)、充電を中止(S10)し、通常動作(S12)を行う。 When the power switch is on (Y), the charging is stopped (S10), and the normal operation (S12) is performed.
電源スイッチがオンでないとき(N)、頭部が検出されたか否かを判断する(S7)。 When the power switch is not on (N), it is determined whether or not the head has been detected (S7).
頭部が検出されなかったとき(N)、充電が完了しているか否かを判断する(S8)。 When the head is not detected (N), it is determined whether or not the charging is completed (S8).
充電が完了してないとき(N)、ステップ5へ戻る。 When the charging is not completed (N), the process returns to step 5.
充電が完了したとき(Y)、充電を終了する(S9)。 When charging is completed (Y), charging is terminated (S9).
頭部が検出されたとき(Y)、充電を中止(S10)し、通常動作(S12)を行う。 When the head is detected (Y), the charging is stopped (S10), and the normal operation (S12) is performed.
なお、外部電源44から電力が供給されていないとき(N)、電源スイッチがオンであるか否かを判断する(S11)。 When power is not supplied from the external power supply 44 (N), it is determined whether the power switch is on (S11).
電源スイッチがオンであるとき(Y)、通常動作を行う(S12)。 When the power switch is on (Y), normal operation is performed (S12).
電源スイッチがオンでないとき(N)、ステップS1に戻る。 When the power switch is not on (N), the process returns to step S1.
この実施形態によれば、非弾性変形部8に設けられた発光部17からの光を受光する受光部18の出力によって頭部への装着の有無を判断するので、ヘッドマウントディスプレイ装置が使用者の頭部に装着されていることを検出できる。また、発光部17と受光部18とはほぼ対向しているので、発光部17と受光部18との間にあるものを確実に検出できる(例えば使用者の首にヘッドマウントディスプレイ装置にかけられているような場合でも発光部17と受光部18との間にある首を検出できる)。更に、受光部18の出力に基づいて頭部に装着されていると判断されたとき、バッテリ43の充電を行わないので、ヘッドマウントディスプレイ装置が使用者の頭部に装着されているときのバッテリ43の発火や爆発等を防ぐことができる。また、バッテリ43がオンでないとき、外部電源44によって発光部17と受光部18とをオンにして頭部の検出を行うので、バッテリ43の消耗を抑制することができる。更に、受光部18で光を受光したとき(ヘッドマウントディスプレイ装置が使用者の頭部に装着されていないとき)、バッテリ43の充電を行うので、使用者の安全を確保することができる。また、受光部18で光を受光できるとき、バッテリ43の充電完了後、バッテリ43をオフするので、バッテリ43にヘッドマウントディスプレイ装置を使用する際に必要な電気を蓄えておくことができる。更に、頭部が検出されたとき、充電を行わないのでUSBによって電流の供給を行うときであっても、表示部10を使用する使用モードと充電モードとを切り替える作業を不要にできる。
According to this embodiment, since the presence or absence of mounting on the head is determined by the output of the
なお、上記実施形態では弾性変形部8に発光部17を設け、弾性変形部7に受光部18を設けたが、弾性変形部8に発光部17と受光部18とを設け、弾性変形部7に反射手段としてのリフレクタ(図示せず)を設けるようにしてもよい。ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているとき、発光部17から出射された光は頭部に遮られてリフレクタに届かない。一方、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されていないとき、発光部17から出射された光はリフレクタで反射され受光部18で受光される。したがって、受光部18の出力により、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているか否かを知ることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態ではヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されているか否かを検出したが、例えばヘッドマウントディスプレイ装置が使用者の腕にかけられているような場合でも頭部の場合と同様に検出可能である。 In the above embodiment, it is detected whether or not the head mounted display device is mounted on the head. For example, even when the head mounted display device is put on the user's arm, as in the case of the head. It can be detected.
更に、上記実施形態では出力機器としてヘッドマウントディスプレイ装置を用いたが、出力機器としてはヘッドマウントディスプレイ装置に代えて例えばヘッドホンを用いることもできる。 Furthermore, although the head mounted display device is used as the output device in the above embodiment, for example, headphones can be used as the output device instead of the head mounted display device.
また、ヘッドマウントディスプレイ装置が頭部へ装着されているか否かを光学的に検出するのではなく、例えばヘッドホン部2に対向するヘッドホン部1に感圧センサ(検出手段)を設け、ヘッドホン部1が使用者の側頭部を押圧するか否かでヘッドマウントディスプレイ装置が頭部に装着されたことを検出するようにしてもよい。
Further, instead of optically detecting whether or not the head-mounted display device is attached to the head, for example, a pressure-sensitive sensor (detection means) is provided in the headphone unit 1 facing the
ところで、ヘッドマウントディスプレイ装置を使用しないとき、バッテリ43の充電を行うことができる装置としてクレードルと呼ばれる装置がある。
By the way, there is a device called a cradle as a device that can charge the
図4はヘッドマウントディスプレイ装置がクレードルに保持された状態を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the head mounted display device is held by the cradle.
クレードル101は基部101Aと垂直部101Bと水平部101Cとを備えている。クレードル101はヘッドマウントディスプレイ装置を使用しないとき、ヘッドバンド部9を水平部101Cに引っ掛けてヘッドマウントディスプレイ装置を所定の状態に保持する。このとき、対向する発光部17と受光部18(図1参照)との間には光路104を遮るものはないので、発光部17から出射された光は受光部18で受光される。
The
水平部101Cにはヘッドバンド部9に設けられた電源端子102,103と接続可能な充電端子(図示せず)が設けられている。充電端子、電源端子102,103を介してヘッドマウントディスプレイ装置のバッテリ43が充電される。なお、クレードル101には外部AC電源(図示せず)から電力が供給されている。
The horizontal portion 101C is provided with a charging terminal (not shown) that can be connected to the
したがって、クレードル101でヘッドマウントディスプレイ装置を保持したとき、バッテリ43の充電を確実に行うことができる。
Therefore, when the head mounted display device is held by the
なお、充電端子以外の端子(例えばUSB端子)を設け、クレードル101にヘッドマウントディスプレイ装置を保持させたときにバッテリ43の充電を行うとともに、その端子を介して情報を入力するようにしてもよい。
Note that a terminal other than the charging terminal (for example, a USB terminal) may be provided, and the
図5はこの発明の第2実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の縦断面図である。第1実施形態と共通する部分についてはその説明を省略する。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a head mounted display device according to a second embodiment of the present invention. The description of parts common to the first embodiment is omitted.
第2実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置では、ヘッドバンド9の中央に、ヘッドバンド9を折りたたんでコンパクトに収納するためのヒンジ(屈曲部材)9aが設けられている。
In the head mounted display device according to the second embodiment, a hinge (bending member) 9 a for folding the
図5はヘッドバンド9を折りたたんだ状態であるが、この状態においても発光部17と受光部18とがほぼ対向配置しており、折りたたんだ状態でも充電が可能となっている。
FIG. 5 shows a state in which the
1,2:ヘッドホン部(頭部接触手段)、7,8:非弾性変形部(変形しない連結部)、9:ヘッドバンド部(連結手段)、9a:ヒンジ(屈曲部材)、10:表示部(表示手段)、17:発光部(発光手段)、18:受光部(受光手段)、30:制御部(制御手段)、31:メインCPU、32:サブCPU、41:充電回路(充電手段)、43:バッテリ(充電池)、44:外部電源(外部電源供給手段)。 1, 2: Headphone part (head contact means), 7, 8: Inelastic deformation part (connection part not deformed), 9: Headband part (connection means), 9a: Hinge (bending member), 10: Display part (Display means), 17: light emitting section (light emitting means), 18: light receiving section (light receiving means), 30: control section (control means), 31: main CPU, 32: sub CPU, 41: charging circuit (charging means) 43: Battery (rechargeable battery), 44: External power supply (external power supply means).
Claims (3)
充電池と、
外部電源供給手段から供給される電力により前記充電池を充電する充電手段と、
前記外部電源供給手段から供給される電力により動作し、頭部への装着状態を検出する検出手段と、
前記外部電源供給手段から電力が供給されているときのみ前記検出手段による頭部への装着状態の検出を行い、前記検出手段により前記頭部への装着が検出されないときは前記外部電源供給手段による前記充電池の充電を行い、前記検出手段により前記検出手段で前記頭部への装着が検出されたときは前記外部電源供給手段による前記充電池の充電を行わずに前記外部電源供給手段からの電力で動作させる制御手段と
を備えていることを特徴とする出力機器。 In an output device that attaches to the head and outputs at least one of video and audio,
A rechargeable battery;
Charging means for charging the rechargeable battery with electric power supplied from an external power supply means;
Detecting means that operates by power supplied from the external power supply means and detects a mounting state on the head;
Only when power is supplied from the external power supply means, the detection means detects the mounting state on the head, and when the detection means does not detect the mounting on the head, the external power supply means The rechargeable battery is charged, and when the detection means detects that the head is mounted on the head, the external power supply means does not charge the rechargeable battery from the external power supply means. An output device comprising: a control means that operates with electric power .
前記連結手段の両端にそれぞれ連結している2つの変形しない連結部と、
前記2つの変形しない連結部にそれぞれ接続し、前記使用者の左右の側頭部を押圧する2つの頭部接触手段と
を備えており、
前記検出手段は、前記2つの変形しない連結部のいずれかに設けられている発光手段と、前記2つの変形しない連結部のいずれかに設けられ、前記発光手段からの光を受光可能な受光手段とからなることを特徴とする請求項1記載の出力機器。 Connecting means to be mounted on the user's head;
Two non-deformable connecting portions respectively connected to both ends of the connecting means;
Two head contact means connected to the two non-deformable connecting portions, respectively, for pressing the left and right temporal portions of the user;
With
The detecting means is a light emitting means provided in one of the two non-deformable connecting portions and a light receiving means provided in any of the two non-deforming connecting portions and capable of receiving light from the light emitting means. the output device according to claim 1, characterized in that it consists of a.
前記頭部接触手段を前記頭部に付勢するとともに前記頭部接触手段を連結する連結手段と
を備えており、
前記検出手段は、少なくともいずれか一方の前記頭部接触手段が前記頭部を押圧しているか否かを検出する感圧センサである
ことを特徴とする請求項1記載の出力機器。 First and second head contact means for clamping the head;
Connecting means for urging the head contact means to the head and connecting the head contact means;
With
The output device according to claim 1 , wherein the detection unit is a pressure-sensitive sensor that detects whether at least one of the head contact units is pressing the head .
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