JP5413385B2

JP5413385B2 - ヘッドマウントディスプレイ

Info

Publication number: JP5413385B2
Application number: JP2011043331A
Authority: JP
Inventors: 智己片野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012182600A; WO2012117886A1

Description

本発明は、ユーザの頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイに関する。

近年、ユーザの頭部に装着されるタイプの画像表示装置、いわゆるヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display : ＨＭＤ）が広く知られている。このヘッドマウントディスプレイは、ユーザの眼前に配置しユーザに認識させるための画像を表示する表示部と、前記表示部をユーザの眼前に位置させるための支持部材、及び前記表示部に電力を供給するためのバッテリー等を含むボックスから構成される。前記支持部材は、頭部への装着が容易である等の理由から眼鏡型フレームが利用されることが多い。

ところで、前記支持部材として前記眼鏡型フレームを用いたヘッドマウントディスプレイでは、ユーザの眼前に配置される装置等は、装着性や安定性の観点からできるだけ軽量であることが望まれる。そのため、電力を供給するバッテリー等を含むボックスなどは、必ずしも眼前に配置する必要がなくて、ユーザの後頭部側の位置に配置されることが多い（例えば、特許文献１参照）。

特表２００１−５２２０６３号公報

しかしながら、ボックスは重くて安定しにくいため、ボックスが動くとそれに連れて眼鏡型フレームも動くことがある。また、ユーザの頭が傾いた場合、眼鏡型フレームが傾くこともある。このような場合、表示部に表示された画像が見えなくなったり、また装着に違和感を覚えたりすることがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ボックスが動く又はユーザの頭部が傾くことによって眼鏡型フレームが動いてしまい、そのことによって、表示部に表示された画像が見えなくなったり、また装着に違和感を覚えたりすることを防止可能なヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。

本態様のヘッドマウントディスプレイでは、ユーザの頭部に装着され、画像情報に応じた画像を前記ユーザの目の網膜に表示する表示部が配設された眼鏡型フレームと、前記表示部に電力を供給するバッテリーを含むボックスとからなるヘッドマウントディスプレイであって、前記表示部から前記眼鏡部フレームのテンプルに沿って前記ユーザの後頭部へと延伸され、前記表示部と前記ボックスとを電気的に接続するケーブルと、前記ケーブルの伸縮に応じて前記ケーブルを伸縮させるケーブル伸縮構造と、前記ボックスに設けられ、前記ユーザに着用されている衣服の襟元部分を狭着する狭着具とを備える。

この場合のヘッドマウントディスプレイでは、後方に配置されたボックスが動くことによって眼鏡型フレームが動き、表示部に表示された画像が見えなくなったり、また装着に違和感を覚えたりすることを防止することができる。

本態様のヘッドマウントディスプレイでは、前記ケーブル伸縮構造は、前記ケーブルを長手方向に螺旋状に巻くことによって形成されたカール構造であるようにしても良い。この場合のヘッドマウントディスプレイでは、ケーブル伸縮構造がカール構造であるので、本態様のヘッドマウントディスプレイを安価に、かつ、容易に製造することができる。また、カール構造にすることでケーブル部分の重量が重くならないので、ユーザに対して快適な付け心地を提供できる。

本態様のヘッドマウントディスプレイでは、前記ケーブル伸縮構造は、前記ケーブルを収納する収納部と、前記ケーブルの前記伸縮に応じて、前記ケーブルを前記収納部から引き出し、又は前記ケーブルを前記収納部に収納するために巻き取るケーブル巻き取り機構とを備えるようにしても良い。この場合のヘッドマウントディスプレイでは、ケーブルを収納できる収納具を備えるので、ユーザはコードの取り扱いの煩わしさから解放され便利である。

本態様のヘッドマウントディスプレイでは、前記ケーブルの、前記眼鏡型フレームとは逆方向の端部に形成された第一接続端子と、前記ボックスに設けられ、前記第一接続端子が接続されることによって前記表示部と前記ボックスとを電気的に接続する第二接続端子とを備えるようししても良い。この場合のヘッドマウントディスプレイでは、眼鏡型フレームとボックスとが装着前には、分離されているので、ユーザはヘッドマウントディスプレイを装着し易くなる。また、眼鏡型フレームとボックスとが分離されることによって装着前の持ち運びが便利になる。

本態様のヘッドマウントディスプレイでは、前記ボックスは、前記表示部を制御するための制御部をさらに含むようにしても良い。この場合のヘッドマウントディスプレイでは、制御部が眼鏡型フレームのフロント部に配置されたのと比べると、フロント部の重量が制御部の分だけ軽減されるので、ユーザが眼鏡型フレームから受ける重みを軽減でき、また装着時の安定性を増すことができる。

第１実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１の全体の外観を示す斜視図である。ボックス５の右側面から見た狭着具５０Ａの拡大図である。ヘッドマウントディスプレイ１がユーザ８の頭部に装着された際のユーザの左斜め後方から見た図である。ユーザ８の頭部が傾いた際のカール構造３１Ｂの伸縮を説明するためのユーザの左斜め後方から見た図である。接続端子３１Ｃ及び接続端子３１Ｄが設けられたヘッドマウントディスプレイの外観を示す斜視図である。ケーブル巻き取り機構３２Ａ及びケーブル巻き取り機構３２Ｂを備えるヘッドマウントディスプレイの全体の外観を示す斜視図である。狭着具の第１変形例を示すボックス５の右側面図である。狭着具の第２変形例を示すボックス５の右側面図である。

以下、本発明に係るヘッドマウントディスプレイを具現化したヘッドマウントディスプレイについて、図面を参照して説明する。なお、これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されているヘッドマウントディスプレイの構成等は、単なる説明例である。

はじめに、第１実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を説明する。図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１は、画像情報に応じた画像をユーザの目の網膜に表示する表示部４、表示部４を制御する制御部４Ａを配設した眼鏡型フレーム２、眼鏡型フレーム２にケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂを介して接続され、表示部４及び制御部４Ａに電力を供給するバッテリー（図示せず）を含むボックス５から構成される。眼鏡型フレーム２は、フロント部２０、フロント部２０の両端からボックス５の方向に形成されたテンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂから構成される。

ケーブル３Ａは、表示部４からテンプル２１Ａに沿って延伸し、表示部４及び制御部４Ａとボックス５に含まれるバッテリーとを電気的に接続する。ケーブル３Ｂは、フロント部２０の表示部４とは反対側の端部からテンプル２１Ｂに沿って延伸し、ボックス５に接続する。ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂには、略中間部分にカール構造３１Ａ及びカール構造３１Ｂがそれぞれ設けられている。ボックス５は、略直方体形状に形成され、ボックス５をユーザの襟に狭着させるための一定間隔をあけて左右一対の狭着具５０Ａ及び狭着具５０Ａが設けられている。

次に、図２を参照して、ボックス５に設けられた狭着具５０Ａの構造について説明する。図２に示すように、ボックス５は、襟６の外側（二重になっている襟６のうち短い方の襟側を外側という。また、長い方の襟側を内側といい、ユーザが位置する側とする。以下に同じ。）に配置されている。ボックス５の右側面は長方形状をしており、襟６と向かい合ったボックス５の側面５２Ａの下部に狭着具５０Ａが形成されている。狭着具５０Ａは、側面視略Ｌ字形に形成され、一辺の端部が側面５２Ａと接触し、他の一辺である側辺５１Ａが側面５２Ａと接触する方向に形成されている。ボックス５を襟６の外側の襟に配置し、側辺５１Ａを二重になっている襟６の間に挿入し、側辺５１Ａの先端部とボックス５の側面５２Ａとで二重になっている襟６のうちの一つを挟み込むことによって、ボックス５を襟６に装着する。

次に、図３を参照して、ヘッドマウントディスプレイ１がユーザに装着された際の装着形態について説明する。図に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１は、眼鏡型フレーム２のフロント部２０がユーザ８の眼前に来るように配置され、また、テンプル２１Ａとテンプル２１Ｂ（供に、図１に示す）のそれぞれの端部がユーザの耳に架け渡されるように装着される。さらに、ボックス５は、ユーザ８の後頭部側に配置され、ユーザ８が着用している衣服の襟６に狭着具５０Ａ（図２に示す）によって狭着される。

次に、図４を参照して、ユーザ８の頭部が傾いた際のカール構造３１Ｂの動きを説明する。図に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１を装着したユーザ８の頭部が、矢印９の方向（図に向かって左下）に傾いた場合、図に示すようにケーブル３Ｂに設けられたカール構造３１Ｂが伸長する。これによって、ケーブル３Ｂの伸びをカール構造３１Ｂで吸収できる。

以上のように、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１では、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂにカール構造３１Ａ及びカール構造３１Ｂがそれぞれ設けられている。これによって、例えばユーザ８の頭部が傾き、ケーブル３Ａ又はケーブル３Ｂが伸長したような場合であっても、カール構造３１Ａ又はカール構造３１Ｂのケーブルが伸びることによってこの伸長を吸収することができる。従って、ボックス５によって眼鏡型フレーム２が、後方に引っ張られ、それにより眼鏡型フレーム２がずれることを防ぐことができる。頭部８が傾くと、ボックス５が襟６に狭着固定されており、またカーブ構造３１Ｂのバネ性によってヘッドマウントディスプレイ１が後方に軽く引っ張られるので頭部（顔）への密着性が強まる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ１の装着性が高まり、装着が安定化する。

次に、図５を参照して、本発明に係るヘッドマウントディスプレイの第２実施の形態を説明する。第１実施の形態では、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂとボックス５とは固定されている構成であったが、本実施の形態では、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂと、ボックス５とは取り外し可能な構成としたものである。また、第１実施の形態では、制御部４Ａをフロント部２０に配置したが、本実施の形態では、ボックスの内部に制御部を設けたものとした。なお、第１実施の形態と同じ構造・機能を有するものについては同じ符号を付し、詳細な説明は割愛する。

図５に示すように、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａは、表示部４を備えた眼鏡型フレーム２とボックス５Ａとから構成される。眼鏡型フレームは２、フロント部２０、フロント部２０の両端からボックス５Ａの方向に形成されたテンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂから構成される。フロント部２０の両端部からは、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂがテンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂに沿って延伸している。また、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂの端部には、例えば口径3.5Φのプラグからなる凸形状の接続端子３１Ｃ及び凸形状の接続端子３１Ｄがそれぞれ設けられている。また、ボックス５Ａには、接続端子３１Ｃと電気的に接続するジャックからなる凹形状の接続端子５２が、また接続端子３１Ｄと接続可能なジャックからなる凹形状の接続端子５３がそれぞれ設けられている。さらに、ボックス５Ａには、表示部４に電力を供給するバッテリーと表示部４を制御する制御部（供に、図示しない）から構成される。

ユーザは、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａを装着する際は、はじめに、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂとボックス５Ａとを離間させた状態で、テンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂの端部を耳に架け渡す。次にボックス５Ａを襟６（図４に示す）に装着し、最後に接続端子３１Ｃを接続端子５２に接続させ、また接続端子３１Ｄを接続端子５３に嵌合させる。

以上のように、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａでは、装着する際、ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂが邪魔にならずにスムーズな装着が可能となる。また、制御部をボックス５Ａに内蔵することによって、制御部がフロント部２０に配置された場合と比較して、制御部の重さの分だけフロント部２０の重さが軽減され、ユーザに快適な付け心地を提供することが可能となる。

次に、図６を参照して、本発明に係るヘッドマウントディスプレイの第３実施の形態を説明する。本実施の形態では、ケーブル伸縮構造をカール構造に代わりケーブルの巻き取り構造としたものである。なお、第２実施の形態と同じ構造・機能を有するものについては同じ符号を付し、詳細な説明は割愛する。

図６に示すように、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｂは、表示部４を備えた眼鏡型フレーム２とボックス５Ａとから構成される。眼鏡型フレーム２は、フロント部２０、テンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂから構成される。

また、ヘッドマウントディスプレイ１Ｂは、フロント部２０の両端からボックス５Ａの方向にテンプル２１Ａ及びテンプル２１Ｂに沿ってそれぞれ延伸するケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂを備える。ケーブル３Ａ及びケーブル３Ｂは、略中間部にケーブル巻き取り機構３２Ａ及びケーブル巻き取り機構３２Ｂを備える。ケーブル巻き取り機構３２Ａはケーブル３Ａを収納する第１収納部３３Ａを備え、ケーブル巻き取り機構３２Ｂはケーブル３Ｂを収納する第２収納部３３Ｂを備える。ケーブル巻き取り機構３２Ａはケーブル３Ａが伸長方向にある時は収納部３３Ａから収納されているケーブルを引き出し、該伸長を吸収する。また、ケーブル巻き取り機構３２Ａはケーブル３Ａが縮む方向にある時は、ケーブル３Ａを巻き取り、収納部３３Ａに収納する。
ケーブル巻き取り機構３２Ｂはケーブル３Ｂが伸長方向にある時は収納部３３Ｂから収納されているケーブルを引き出し、該伸長を吸収する。また、ケーブル巻き取り機構３２Ｂはケーブル３Ｂが縮む方向にある時は、ケーブル３Ｂを巻き取り、収納部３３Ｂに収納する。なお、ケーブル巻き取り機構３２Ａ及びケーブル巻き取り機構３２Ｂの内部構造については、公知なのでここでの詳細な説明は割愛する。

以上のように、本実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｂでは、ケーブル巻き取り機構３２Ａ及びケーブル巻き取り機構３２Ｂが備えられているので、例えば、ユーザの頭部か傾くことによってケーブル３Ａ又はケーブル３Ｂが伸長する方向にあっても、第１収納部３３Ａ又は第２収納部３３Ｂに収納されているケーブルが延びることによって該伸長を吸収することができる。

なお、本実施形態においては、狭着具を図２に示すように、二重になっている襟６の間に側辺５１Ａを挿入し、側辺５１Ａの先端部と側面５２とでボックス５を狭着するものとした。しかし、これには限定されず、例えば図７に示すように、ボックス５を襟６の外側に配置し、側面５２Ａの上部に狭着具５０Ｂを形成する。狭着具５０Ｂは、略カギ形状であり、一辺が側面５２Ａと接触し、他の一辺である側辺５１Ｂが側面５２Ａと接触する方向に形成されている。これら側面５２Ａと側辺５１Ｂの先端部で襟６の全体を挟み込んでも良い。

また、図８に示すようにボックス５を襟６の内側に配置し、側面５２Ａの上部から狭着具５０Ｃを形成する。狭着具５０Ｃは略カギ形状であり、一辺がボックス６の側面５２Ａと接触し、他の一辺である側辺５１Ｃが側面５２Ａと接触する方向に形成されている。これら側面５２Ａと側辺５１Ｃの先端部とで襟６の全体を挟み込んでも良い。この場合においては、側面５２Ａと反対側の側面がユーザの肌と接触することになるので、該側面をガーゼ等で覆う構成としても良い。これにより、側面５２Ａと反対側の側面がユーザの肌に直接触れるのを防ぐことができる。

また、本実施の形態では、図２に示すように狭着具５０Ａでボックス５を襟６に装着するものとしたが、これには限定されず、例えばボックス５の側面５２Ａと襟６とに面ファスナを貼り、これらを貼り合わせることによりボックス５を襟６に装着させるものとしても良い。これにより、狭着具を容易に製造することができる。

１・・・ヘッドマウントディスプレイ
２・・・眼鏡型フレーム
３Ａ、３Ｂ・・・ケーブル
４・・・表示部
５・・・ボックス
２０・・・フロント部
２１Ａ、２１Ｂ・・・テンプル
３１Ａ、３１Ｂ・・・カール構造
３１Ｃ、３１Ｄ、５２、５３・・・接続端子
３２Ａ、３２Ｂ・・・ケーブル巻き取り機構
５０Ａ・・・狭着具

Claims

ユーザの頭部に装着され、画像情報に応じた画像を前記ユーザの目の網膜に表示する表示部が配設された眼鏡型フレームと、前記表示部に電力を供給するバッテリーを含むボックスとからなるヘッドマウントディスプレイであって、
前記表示部から前記眼鏡部フレームのテンプルに沿って前記ユーザの後頭部へと延伸され、前記表示部と前記ボックスとを電気的に接続するケーブルと、
前記ケーブルの伸縮に応じて前記ケーブルを伸縮させるケーブル伸縮構造と、
前記ボックスに設けられ、前記ユーザに着用されている衣服の襟元部分を狭着する狭着具と
を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
前記ケーブル伸縮構造は、前記ケーブルを長手方向に螺旋状に巻くことによって形成されたカール構造であることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記ケーブル伸縮構造は、
前記ケーブルを収納する収納部と、
前記ケーブルの前記伸縮に応じて、前記ケーブルを前記収納部から引き出し、又は前記ケーブルを前記収納部に収納するために巻き取るケーブル巻き取り機構と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記ケーブルの、前記眼鏡型フレームとは逆方向の端部に形成された第一接続端子と、
前記ボックスに設けられ、前記第一接続端子が接続されることによって前記表示部と前記ボックスとを電気的に接続する第二接続端子と
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
前記ボックスは、前記表示部を制御するための制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。