JP6253763B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

本発明はヘッドマウントディスプレイに関する。

従来、ユーザの頭部に装着して利用するヘッドマウントディスプレイの開発が進められている（ヘッドマウントディスプレイは、以下においてＨＭＤと称する）。ＨＭＤは、ユーザの眼前に配置するための表示装置を備える表示ユニットと、ユーザの頭部に装着し、表示ユニットを支持する装着部とを備えている。ＨＭＤの中には、装着部として、ユーザの頭部を前後方向において挟むための装着バンドを有しているものがある（例えば、特開平０９−３０４７２４号公報）。

ＨＭＤのなかには、装着バンドにその長さを調節するための機構が設けられているものがある。ユーザが装着バンドの長さを自身の頭部のサイズに合わせることにより、ＨＭＤが頭部において安定的に支持される。しかしながら、従来のＨＭＤは装着バンドの長さを調節する作業が煩雑であるという問題を有している。例えば、装着バンドの長さがユーザの頭部に適合していない場合、ユーザがＨＭＤを頭部に装着した状態で装着バンドの長さを調節しようとすると、調節作業の最中にＨＭＤの位置や姿勢が変わってしまうので、その調節作業が煩雑となる。

本発明に係るヘッドマウントディスプレイは、少なくとも一部が弾性的に伸縮可能な材料で形成され、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第１の装着バンドと、前記第１の装着バンドの前記材料よりも伸縮性の低い材料で形成され且つ長さを調節できる機構を含み、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第２の装着バンドと、表示装置を含み、前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドとによって支持される表示ユニットと、を備えている。

このようなヘッドマウントディスプレイによれば、装着バンドの長さの調節を簡単に行うことができ、且つ、ユーザの頭部への装着安定性を向上できる。

本発明の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの斜視図である。 ヘッドマウントディスプレイの側面図である。 ヘッドマウントディスプレイを図１とは別の角度から臨む斜視図である。 第２装着バンドのリア支持部を示す図である。同図（ａ）はリア支持部を後側から臨む図であり、同図（ｂ）は第２装着バンドの長さ調節機構を示す図である。 表示ユニットの相対移動の方向をガイドする機構を示す平面図である。 図５に示す機構の側面図である。 図６に示すＶＩI−ＶＩI線での断面図である。 前後方向における表示ユニットと装着部との相対位置をロックするための機構を示す概略図である。 図８に示すＩＸ方向に図８の機構を臨む図であり、同図ではロック部材と被ロック部材とが示されている。 遮光部材の変形例を示す図である。 フロントパッドの角度の調整を可能とする構造の例を示す図である。 ヘッドマウントディスプレイの使用形態の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図３は本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ１を示す図である（以下では、ヘッドマウントディスプレイを「ＨＭＤ」と称する）。図１は斜視図であり、図２は側面図である。図３はＨＭＤ１を図１とは別の角度から臨む斜視図である。図４は後述する第２装着バンド２２のリア支持部２２ａを示す図であり、同図（ａ）はリア支持部２２ａを後側から臨む図であり、同図（ｂ）は第２装着バンド２２の長さ調節機構Ｍ１を示す図である。

以下の説明では、これらの図に示すＹ１及びＹ２をそれぞれ前方向及び後方向とし、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ左方向及び右方向とする。また、Ｚ１及びＺ２はそれぞれ上方向及び下方向とする。

ＨＭＤ１は、その前側に、表示装置１１（図２参照）を含んでいる表示ユニット１０を有している。表示装置１１は三次元映像を表示する。例えば、表示装置１１はその右側領域に右眼用の映像を表示し、その左側領域に左目用の映像を表示する。表示装置１１はフレームシーケンシャル方式で三次元映像を表示してもよい。表示装置１１が表示する映像は三次元映像に限られず、二次元映像でもよい。表示装置１１としては、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を利用できるが、表示装置１１の種類は特に限定されない。ＨＭＤ１の一例では、図２に示すように、表示装置１１は表示ユニット１０の前面や表示ユニット１０の後面（ユーザの顔面と向き合う面）に対して僅かに傾斜してもよい。図３に示すように、表示ユニット１０は、表示装置１１の視野角を拡大するためのレンズ１２（図３参照）を有してもよい。表示ユニット１０は表示装置１１やレンズ１２を支持するフレーム１３（図３参照）と、表示装置１１やレンズ１２、フレーム１３を収容する箱状のハウジング１４（図１参照）とを有している。

ＨＭＤ１は、図１に示すように、ユーザの頭部に装着するための装着部２０を有している。装着部２０は、ＨＭＤ１の前側から後側に向かって伸び且つ表示ユニット１０を支持する第１装着バンド２１と第２装着バンド２２とを有している。装着バンド２１、２２は、図２に示すように、ＨＭＤ１の使用時には、ユーザの頭部の周囲を回る。そして、装着バンド２１、２２はユーザの頭部の後側に掛けられる。装着部２０は、後述するフロント支持部２３を有し、フロント支持部２３と第１装着バンド２１と第２装着バンド２２とによってユーザの頭部を前後方向において挟む。図１乃至図３に示す例では、装着バンド２１、２２はフロント支持部２３から後側に向かって伸びている。ＨＭＤ１の平面視において、フロント支持部２３と第１装着バンド２１は環状であり、フロント支持部２３と第２装着バンド２２も環状である。

第１装着バンド２１の少なくとも一部は弾性的に伸縮可能な材料で形成されている。第１装着バンド２１は、その材料の伸縮によって、その長さ方向に弾性的に伸縮できる。すなわち、第１装着バンド２１の上述の材料の伸縮によって、フロント支持部２３と第１装着バンド２１とで構成される環のサイズを変えることができる。第２装着バンド２２は、第１装着バンド２１の上述の材料よりも伸縮性の低い材料で形成されている。また、第２装着バンド２２は、後において詳説するように、その長さを調節するための機構Ｍ１（図４参照）を有している。その結果、機構Ｍ１により第２装着バンド２２の長さを調節することにより、フロント支持部２３と第２装着バンド２２とで構成される環のサイズを調節できる。このようなＨＭＤ１によると、ユーザは、ＨＭＤ１を自身の頭部に装着しようとする際、最初に第１装着バンド２１を利用してＨＭＤ１の位置及び姿勢を仮固定し、その仮固定の状態で第２装着バンド２２の長さを調節できる。そのため、第２装着バンド２２の長さを調節する際にＨＭＤ１の位置や姿勢が変わってしまうことを抑えることができ、第２装着バンド２２の長さの調節を簡単に行うことができる。例えば、第１装着バンド２１によりＨＭＤ１が仮固定されているので、ユーザは両手を使用して第２装着バンド２２の長さを調節できる。また、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも伸縮性の低い材料で形成されているので、ユーザの頭部への装着安定性を向上できる。

なお、第１装着バンド２１が自然状態にあるとき（弾性材料が伸ばされていないとき）には、第１装着バンド２１は第２装着バンド２２よりも内側に位置している。ユーザは、ＨＭＤ１の使用時に第１装着バンド２１を弾性的に伸ばし、第１装着バンド２１とフロント支持部２３とで構成される環のサイズを拡大することにより、それらを頭部に装着できる。その後、第２装着バンド２２の長さを上述の機構Ｍ１を操作して調節し、第２装着バンド２２とフロント支持部２３とで構成される環のサイズを縮小することにより、それらを頭部に固定できる。

第１装着バンド２１の材料としては、例えばゴムを利用できる。第２装着バンド２２の材料の一例は、プラスチックなどの樹脂である。第２装着バンド２２の材料は金属でもよい。第２装着バンド２２の材料は、好ましくは、第１装着バンド２１の材料よりも伸縮性が低くいだけでなく、第１装着バンド２１の材料よりも高い剛性を有する。

ＨＭＤ１の一例では、第１装着バンド２１はその全体が弾性的に伸縮可能な材料で形成される。ＨＭＤ１の他の例では、第１装着バンド２１が長さ方向に伸縮できるように、第１装着バンド２１の一部のみが弾性的に伸縮可能な材料で形成されてもよい。例えば、第１装着バンド２１はその後部（ユーザの頭部の後側に当たる部分）に伸縮しない部分を有し、第１装着バンド２１の側部（ユーザの頭部の右側及び左側に当たる部分）が伸縮可能な材料で形成されてもよい。

第２装着バンド２２は上述したようにその長さを調節する機構Ｍ１を有している（機構Ｍ１を長さ調節機構と称する）。図２に示す例では、第２装着バンド２２は、その後部に、ユーザの頭部の後側に当たるリア支持部２２ａを有している。リア支持部２２ａは長さ調節機構Ｍ１（図４（ｂ）参照）を収容するケース２２ｈを有している。リア支持部２２ａは、好ましくは、その内側の面（ユーザの頭部の後側に当たる面）にクッション２２ｂ（図１参照）を有する。

ここで説明する例の第２装着バンド２２は左右のフレーム部２２ｃを有している。フレーム部２２ｃは、上述した、第１装着バンド２１の材料よりも伸縮性が低い材料（例えば、プラスチック）で形成される。左右のフレーム部２２ｃはＨＭＤ１の前側から後側に向かって伸び、リア支持部２２ａの左側の端部及び右側の端部にそれぞれ接続されている。ここで説明する例では、フレーム部２２ｃはフロント支持部２３の右側及び左側から後方に伸び、フレーム部２２ｃの後部はリア支持部２２ａのケース２２ｈに嵌められている。

長さ調節機構Ｍ１は、好ましくは、リア支持部２２ａが左右のフレーム部２２ｃに対して均等に動くように構成される。こうすることにより、リア支持部２２ａの位置が右側にずれたり、左側にずれたりすることを抑えることができる。ＨＭＤ１の一例では、図４（ｂ）に示すように、フレーム部２２ｃの後部にラック２２ｄが形成される。右側のフレーム部２２ｃのラック２２ｄと、左側のフレーム部２２ｃのラック２２ｄは上下方向において対向するように配置されている。リア支持部２２ａには回転可能な操作部材２２ｅが設けられている（以下では、この操作部材２２ｅを長さ調節部材と称する）。長さ調節部材２２ｅには、２つのフレーム部２２ｃのラック２２ｄの間に配置され、それらに係合しているギア（不図示）が連結されている。この構造によると、ギアの回転によりリア支持部２２ａが左右のフレーム部２２ｃに対して均等に動き、第２装着バンド２２の右側部分及び左側部分が均等に縮んだり、伸びたりする。すなわち、リア支持部２２ａが左右のフレーム部２２ｃに対して均等に前後方向に移動する。また、長さ調節部材２２ｅは２つのフレーム部２２ｃの双方に連結されている。すなわち、長さ調節部材２２ｅのギアは２つのフレーム部２２ｃのギアの双方に係合している。そのため、１つの長さ調節部材２２ｅを操作するだけで、２つのフレーム部２２ｃの双方に対するリア支持部２２ａの位置を調節できるので、第２装着バンド２２の長さ調節作業が容易化できる。その結果、フロント支持部２３と第２装着バンド２２とで構成される環のサイズの調節（拡大及び縮小）を容易に行うことができる。

長さ調節機構Ｍ１には、フレーム部２２ｃを縮める方向への長さ調節部材２２ｅのギアの回転を許容し、それとは反対方向へのギアの回転を規制するストッパ機構が設けられるのが好ましい。また、ユーザによる操作を受けてストッパ機構によるギアの回転規制（ストッパ）を解除する操作部材（以下においてストッパ解除部材）が設けられるのが好ましい。こうすることにより、ストッパ解除部材の操作によるストッパの解除がなければ第２装着バンド２２が長くならないので、ＨＭＤ１の装着安定性を向上できる。図４に示す例では、リア支持部２２ａには、その後面において露出するストッパ解除部材２２ｆが設けられている。ストッパ解除部材２２ｆは、ラック２２ｄの間に配置されているギアに係合しその回転を規制するストッパに連結されている。ストッパ解除部材２２ｆを操作することにより（押したり、スライドさせたりすることにより）、ストッパとギアとの係合が解除される。

第１装着バンド２１も、好ましくは、その長さが調節できるように構成される。第１装着バンド２１の長さ調節機構は、例えば、面ファスナーや、バックル、ラチェット機構などによって構成され得る。第１装着バンド２１の一例では、この長さ調節機構は、第１装着バンド２１の右側と左側とに設けられる。こうすることにより、第１装着バンド２１の弾性力が第１装着バンド２１の右側と左側とで不均等となることを抑えることができる。図１に示す例では、第１装着バンド２１の最前部はフロント支持部２３に取り付けられているピン（不図示）で支持され、第１装着バンド２１は、そのピンから後側に反転し折り返されている調節部２１ａを有している。調節部２１ａは第１装着バンド２１の側部に対して脱着可能となっている。第１装着バンド２１の側部と調節部２１ａには、例えば面ファスナーが取り付けられる。調節部２１ａの長さ（ピンから調節部２１ａの端部までの長さ）を調節することにより、第１装着バンド２１の長さ（フロント支持部２３と第１装着バンド２１とで構成される環のサイズ）を調節できる。これにより、第１装着バンド２１の上述の材料（弾性的に伸縮可能な材料）による伸縮の範囲を拡大したり、縮小できる。

ここで説明する例のＨＭＤ１は、上述したように、フロント支持部２３を有している。図１に示すように、フロント支持部２３は表示ユニット１０の上部に連結されている。フロント支持部２３は表示ユニット１０から上方向かつ後方に斜めに伸びている。ＨＭＤ１の使用時、フロント支持部２３はユーザの額に当てられる（図２参照）。フロント支持部２３は、第１装着バンド２１よりも伸縮性が低く且つ第１装着バンド２１よりも高い剛性を有している。図１に示すように、フロント支持部２３は板状に形成され、その左右方向の中央部が前方向に膨らむように湾曲しているのが好ましい。こうすることにより、ユーザの額へのフロント支持部２３の装着安定性を向上できる。フロント支持部２３には、好ましくは、その後面（ユーザの額に当たる面）にクッション２３ｆ（図３参照）が取り付けられる。

第１装着バンド２１と第２装着バンド２２はフロント支持部２３から後側に向かって伸びている。すなわち、装着バンド２１、２２は、フロント支持部２３の右側部分及び左側部分に接続されている。ＨＭＤ１の一例では、図２に示すように、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２のそれぞれがフロント支持部２３に接続されている。ＨＭＤ１の他の例では、第２装着バンド２２がフロント支持部２３に接続され、第１装着バンド２１は第２装着バンド２２の側部（具体的には、フレーム部２２ｃ）に接続されてもよい。後において詳説するように、表示ユニット１０はフロント支持部２３に対する相対位置が調節可能となっている。装着バンド２１、２２が、表示ユニット１０ではなく、フロント支持部２３に直接又は間接的に接続されるこのような構造によると、ユーザは、フロント支持部２３と装着バンド２１、２２とを利用して自身の頭部にＨＭＤ１を装着している状態で、表示ユニット１０の位置を調節することが可能となる。

ＨＭＤ１の一例では、図１に示すように、フロント支持部２３は板状に形成され、装着バンド２１、２２はフロント支持部２３の右縁及び左縁に接続される。詳細には、フロント支持部２３は、その下端の中央部に、表示ユニット１０に連結される連結部２３ｇを有している。また、フロント支持部２３は、連結部２３ｇから上方向に伸び且つ右方向及び左方向に広がる板状の本体２３ａを有している。ＨＭＤ１の使用時、本体２３ａがユーザの額に当たる。本体２３ａは、図１に示すように、その左右方向の中央部が前方向に膨らむように湾曲していることが好ましい。このような本体２３ａによれば、本体２３ａは、ＨＭＤ１の使用時に、ユーザの額に沿うように配置されるので、ＨＭＤ１の装着安定性を向上できる。装着バンド２１、２２は本体２３ａの右縁及び左縁に接続されている。この構造によると、装着バンド２１、２２による頭部の保持力が本体２３ａに作用し易くなるので、すなわち、装着バンド２１、２２の保持力がユーザの額に作用し易くなるので、ＨＭＤ１の取付安定性をさらに向上できる。なお、第２装着バンド２２がフロント支持部２３の本体２３ａの右縁及び左縁に接続され、第１装着バンド２１は第２装着バンド２２の側部（具体的には、フレーム部２２ｃ）に接続されてもよい。この場合でも、装着バンド２１、２２の保持力がユーザの額に作用し易くなるので、ＨＭＤ１の取付安定性を向上できる。

ＨＭＤ１の一例では、上述したように、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２のそれぞれがフロント支持部２３から後側に伸びている。この構造によれば、例えば第１装着バンド２１が第２装着バンド２２のフレーム部２２ｃに接続される構造に比べて、第１装着バンド２１の長さを確保し易くなる。その結果、第１装着バンド２１に許容される伸縮量を大きくできるようになるため、第１装着バンド２１を利用したＨＭＤ１の仮固定を容易化できる。例えば、調節部２１ａを利用しなくとも、第１装着バンド２１を伸ばすことで第１装着バンド２１をユーザの頭部に装着できる。ここで説明する例の第２装着バンド２２は、図１に示すように、フロント支持部２３の本体２３ａの下部２３ｂから後側に伸びている。第１装着バンド２１は第２装着バンド２２の接続位置よりも高い位置から後側に伸びている。ここで説明する例では、フロント支持部２３の本体２３ａの上部２３ｃ（図１参照）から後側に伸びている。第２装着バンド２２の一例では、上述のフレーム部２２ｃは本体２３ａの下部２３ｂと一体的に成型されてもよい。こうすることにより、装着部２０の構造を簡素化できる。

図２に示すように、ＨＭＤ１の例では、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２はＨＭＤ１の前側から後方かつ下方に伸びている。より具体的には、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２は上述のフロント支持部２３から後方かつ下方に斜めに伸びている。すなわち、第１装着バンド２１の延伸方向と第２装着バンド２２の延伸方向は、その後部の位置が前部の位置よりも低くなるように、水平方向Ｈに対して傾斜している。ここで水平方向Ｈは、表示装置１１に垂直な方向である。ユーザの頭部は一般的に後方に膨らんでいる部分を有している。装着バンド２１、２２のこのような配置によると、ユーザの頭部の後側の下部（膨らんでいる部分より低い位置）に装着バンド２１、２２の後部を掛けることができる。その結果、表示ユニット１０が重い場合でも、装着バンド２１、２２の後部が頭部の膨らんでいる部分に引っ掛かるため、それらの位置が上方向には移動しないので、表示ユニット１０の位置が下がることを抑えることができる。ここで説明する例では、ユーザの頭部の後側の下部に第２装着バンド２２のリア支持部２２ａを当てることができる。

また、ＨＭＤ１の例では、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも下方に位置している。そのため、第２装着バンド２２が第１装着バンド２１よりも上方向に位置している構造に比べて、第２装着バンド２２の後部を頭部の膨らんでいる部分に確実に引っかけることができる。第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも伸縮性の低い材料で形成され、且つその長さを調節する機構Ｍ１を有している。そのため、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも強固にユーザの頭部を保持できる。このような高い保持力を有する第２装着バンド２２の後部を頭部の膨らんだ部分に確実に引っ掛かるようにすることにより、表示ユニット１０の位置が下がることをより確実に抑えることができる。図２に示すように、ＨＭＤ１の例では、第２装着バンド２２の後部の下端２２ｇは、表示ユニット１０の下面よりも低い位置に位置している。また、ＨＭＤ１の例では、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも大きく下方向に傾斜している。

第１装着バンド２１と第２装着バンド２２の配置は、必ずしも上述したものに限定されない。例えば、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも上方向に位置してもよい。この場合、第１装着バンド２１はＨＭＤ１の前側から後方かつ下方に斜めに延伸し、第２装着バンド２２は水平方向に延伸してもよい。

上述したように、ここで説明する例の第２装着バンド２２は、その後部に、リア支持部２２ａを有している。リア支持部２２ａはケース２２ｈを有し、ケース２２ｈに長さ調節機構Ｍ１が収容されている。この構造によると、例えば、第２装着バンド２２の側部に長さ調節機構を設ける構造に比べて、第２装着バンド２２の後部の重量を増すことができる。その結果、ＨＭＤ１の前部の重量（表示ユニット１０）と、ＨＭＤ１の後部の重量との均衡を取りやすくなり、表示ユニット１０の位置が下がることを抑えることができる。

図４（ａ）に示すように、第２装着バンド２２の一例は、その後部に、錘部２２ｉを有している。この構造にれば、第２装着バンド２２の後部の重量を増すことが容易となる。図４（ａ）に示す例では、錘部２２ｉはケース２２ｈに収容されている。また、ケース２２ｈには複数（図４（ａ）の例では２つ）の錘部２２ｉが配置され、これらは左右方向において互いに間隔を空けて配置されている。図４（ａ）に示す例では、錘部２２ｉはケース２２ｈの右側部分と左側部分とに配置されている。錘部２２ｉの一例はケース２２ｈとは別体の部材であり、好ましくは、ケース２２ｈとは異なる材料によって形成される。より具体的には、錘部２２ｉはケース２２ｈの材料よりも密度の高い材料で形成される。これによれば、第２装着バンド２２の後部の重量を増すことがさらに容易となる。錘部２２ｉの材料は例えば金属である。錘部２２ｉはこれに限られない、例えば、錘部２２ｉはケース２２ｈと同じ材料でもよい。また、錘部２２ｉはケース２２ｈと一体的に成型されていてもよい。なお、錘部は第１装着バンド２１の後部に取り付けられてもよい。この場合でも、ＨＭＤ１の前部の重量（表示ユニット１０）と、ＨＭＤ１の後部の重量との均衡を取りやすくなる。

上述したように、装着部２０はその前側にフロント支持部２３を有している。そして、フロント支持部２３は、表示ユニット１０の上部に接続されてる。表示ユニット１０は装着部２０に対して、すなわちフロント支持部２３に対して前後方向において相対移動可能となっている。これにより、ユーザは表示装置１１と眼との距離を調整することができる。また、ユーザは、表示ユニット１０を前方に移動させることにより、ＨＭＤ１を頭部に装着したまま、下側を見ることができる。例えば、ＨＭＤ１がゲームプレイにおいて利用される場合、ユーザは手で持っているゲームコントローラを見ることができる。

図５から図７は、表示ユニット１０の相対移動の方向をガイドする機構を示す図である。これらの図では、装着部２０が備えている第１ガイド６１ と、表示ユニット１０が備えている第２ガイド７０とが示されている。図５は平面図であり、図６は側面図であり、図７は図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線 での断面図である。

装着部２０は板状のフレーム６０を有している。フレーム６０はフロント支持部２３の内部で固定されている固定部６０ａを有している。また、第１ガイド６１はフレーム６０に設けられている。具体的には、フレーム６０は固定部６０ａから前方に伸びている支持部６０ｂを有している。第１ガイド６１は支持部６０ｂに取り付けられている。第１ガイド６１及び支持部６０ｂは表示ユニット１０を構成するハウジング１４の上部に配置されている。表示ユニット１０は、ハウジング１４の上部に、第２ガイド７０を有している。第２ガイド７０は、第１ガイド６１の移動を前後方向に案内する。

図７に示すように、第２ガイド７０はベース７１を有している。第２ガイド７０の一例では、ベース７１は板状である。第１ガイド６１は、例えばベース７１の上側に配置されている。第１ガイド６１はベース７１の下側に配置されてもよい。ベース７１はその右側及び左側にサイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌを有している。２つのサイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌの間に第１ガイド６１が配置されている。すなわち、右側のサイドガイド部７１Ｒと左側のサイドガイド部７１Ｌはそれぞれ第１ガイド６１の右側及び左側にそれぞれ位置し、第１ガイド６１の縁に沿って伸びている。サイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌとベース７１は、例えば金属によって一体的に形成される。

第２ガイド７０は、サイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌとベース７１とは別体に形成されているガイドレールを有している。第２ガイド７０は、その右側と左側とにガイドレール７３Ｒ、７３Ｌをそれぞれ有する。ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌは、サイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌと第１ガイド６１の縁との間に配置されている。ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌは例えばプラスチックなどの樹脂によって形成される。第１ガイド６１も例えばプラスチックなどの樹脂によって形成される。ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌは金属で形成されてもよい。ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌは、図７に示されるように、第１ガイド６１の縁部を上下方向において挟むように形成されてもよい。こうすることにより、第１ガイド６１と第２ガイド７０との間の摩擦を軽減できる。

ガイドレール７３Ｌは、第１ガイド６１の縁に向けた力をガイドレール７３Ｌの左右方向における外側（具体的には左側）から受けることができる部位７３ｂ（図７参照）を有している（以下において、この部位を被押圧部７３ｂと称する）。ガイドレール７３Ｌは、その長さ方向の中途部に、被押圧部７３ｂを有する。好ましくは、ガイドレール７３Ｌは、ガイドレール７３Ｌの長さ方向において互いに間隔をあけて配置される複数の被押圧部７３ｂを有する。

図６に示すように、サイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌは壁状であり、ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌに沿って配置されている。サイドガイド部７１Ｌには、ガイドレール７３Ｌの側面の一部を露出させる穴７１ａが形成されている。サイドガイド部７１Ｌの穴７１ａを通して第１ガイド６１の縁に向けてガイドレール７３Ｌを押すことができる。すなわち、ガイドレール７３Ｌの側面における穴７１ａに対応する部分が、被押圧部７３ｂである。サイドガイド部７１Ｌは、ガイドレール７３Ｌの長さ方向において互いに間隔をあけて形成される複数の穴７１ａを有してもよい。

ベース７１及びガイドレール７３Ｌは、後述する固定部材７４を第２ガイド７０に固定するまえの状態では、ガイドレール７３Ｌの位置が左右方向において僅かに動くことができるように構成されている。そして、ガイドレール７３Ｌの左右方向での位置は、ベース７１及びガイドレール７３Ｌとは別体の部材によって固定されている。ガイドレール７３Ｌの位置を固定する部材は、好ましくは、被押圧部７３ｂに接する部分を有する。ガイドレール７３Ｌが第１ガイド６１の縁に接している状態で、左右方向におけるガイドレール７３Ｌの位置が固定されている。なお、上述した「別体の部材」とは、ガイドレール７３Ｌの固定に使用される前において、ベース７１及びガイドレール７３Ｌとは別個に動かすことができていた構造物（例えば、ネジや後述する固定部材）や材料（例えば、接着剤）である。

このように、第２ガイド７０はサイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌを有しているベース７１と、サイドガイド部７１Ｌと第１ガイド６１の縁との間に位置しているガイドレール７３Ｌとを有している。ガイドレール７３Ｌは、第１ガイド６１に向けた力を左右方向の外側から受けることができる被押圧部７３ｂを有している。第２ガイド７０は、ベース７１に対するガイドレール７３Ｌの左右方向での位置を固定する、ベース７１及びガイドレール７３Ｌとは別体の部材を有している。

このような第２ガイド７０の構造によると、次のような製造方法が可能となる。すなわち、ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌとをサイドガイド部７１Ｒ、７１Ｌの内側に配置する。その後、ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌの間に第１ガイド６１を配置する。そして、左側のガイドレール７３Ｌの被押圧部７３ｂを第１ガイド６１の縁に向けて押している状態で、ベース７１及びガイドレール７３Ｌとは別体の部材でガイドレール７３Ｌの左右方向の位置を固定する。こうすることにより、ガイドレール７３Ｒ、７３Ｌの間隔を第１ガイド６１の幅に適合させることができ、第１ガイド６１が前後方向において直線的に動くようになる。

図６及び図７に示すように、第２ガイド７０は、ベース７１及びガイドレール７３Ｌとは別体の固定部材７４を有している。固定部材７４は押圧部７４ａをゆうしている。押圧部７４ａはサイドガイド部７１Ｌの穴７１ａの内側に位置し、上述したガイドレール７３Ｌの被押圧部７３ｂに接している。また、固定部材７４はベース７１に固定される固定部７４ｂを有している。このような固定部材７４によると、ガイドレール７３Ｌの位置を固定する作業を容易化できる。

固定部７４ｂは例えば板状である。押圧部７４ａは固定部７４ｂの縁から上方又は下方に突出している。固定部材７４は、ガイドレール７３Ｌの長さ方向において間隔を空けて配置される複数の押圧部７４ａを有している。固定部７４ｂは、図７に示すように、例えばベース７１の下面に配置され、ベース７１に固定される。固定部７４ｂは例えばベース７１に溶接される。固定部７４ｂは、ベース７１に溶着されたり、接着されてもよい。なお、ガイドレール７３Ｌは、板状の固定部材７４に替えて、接着剤を利用してベース７１に固定されてもよい。例えば、穴７１ａからガイドレール７３Ｌとサイドガイド部７１Ｌとの間に接着材が充填されてもよい。この場合、固化した接着剤が固定部材として機能する。

上述したように、ベース７１及びガイドレール７３Ｌは、ガイドレール７３Ｌの位置が左右方向において僅かに動くことができるように構成されている。例えば、ベース７１には穴が形成され、ガイドレール７３Ｌはこの穴に嵌まる凸部が形成される。そして、穴の左右方向におけるサイズが、ガイドレール７３Ｌの凸部よりも僅かに大きい。これにより、固定部材７４によってガイドレール７３Ｌの位置を固定する前においては、ガイドレール７３Ｌの位置は僅かに動くことができる。なお、図７に示すように、サイドガイド部７１Ｌは保持壁部７１ｂを有している。ガイドレール７３Ｌはベース７１と保持壁部７１ｂとによって上下方向において挟まれている。そのため、固定部材７４によってガイドレール７３Ｌの位置を固定する前においては、ガイドレール７３Ｌは僅かに動く状態でベース７１によって保持される。

なお、サイドガイド部７１Ｌに穴７１ａが形成されている点を除いて、サイドガイド部７１Ｒは、サイドガイド部７１Ｌと同じ構造を有している。サイドガイド部７１Ｒにも穴７１ａが形成されてもよい。以上説明した例では、ガイドレール７３Ｌ、７３Ｒや固定部材７４を有する第２ガイド７０が表示ユニット１０に設けられ、第１ガイド６１が装着部２０に設けられている。しかしながら、ガイドレール７３Ｌ、７３Ｒや固定部材７４を有する第２ガイド７０が装着部２０に設けられ、第１ガイド６１は表示ユニット１０に設けられてもよい。

図８及び図９は、前後方向における表示ユニット１０と装着部２０との相対位置をロックするための機構を示す概略図である（以下では、この機構を位置調節機構Ｍ２と称する）。図９は図８に示すＩＸ方向にこの位置調節機構Ｍ２を臨む図であり、同図ではロック部材２４と被ロック部材３１とが示されている。

ＨＭＤ１の一例では、フレーム６０にロック部材２４が取り付けられてもよい。このロック部材２４とフレーム６０の下部（上述の支持部６０ｂ）は、表示ユニット１０に連結される。ロック部材２４とフレーム６０の下部は、表示ユニット１０に設けられている上述した第２ガイド７０によって案内されて、表示ユニット１０に対して相対移動可能となっている。

図８で示す例の表示ユニット１０は、その上部に、被ロック部材３１を有している。位置調節機構Ｍ２の一例では、図９に示すように、ロック部材２４の下側には係合部２４ａが形成されている。係合部２４ａは前後方向（Ｙ１−Ｙ２方向）において並ぶ複数の櫛歯状の突起で構成されている。被ロック部材３１はロック部材２４の下側に配置され、被ロック部材３１の上側には被係合部３１ａが形成されている。被係合部３１ａも複数の突起を含み、これらは係合部２４ａを構成する複数の突起に係合する。被ロック部材３１はロック位置と非ロック位置との間で移動可能となっている。ロック位置は図８で示す被ロック部材３１の位置であり、被ロック部材３１の被係合部３１ａは、ロック位置にあるとき、ロック部材２４の係合部２４ａと係合し、ロック部材２４とフレーム６０の表示ユニット１０に対する相対動を規制する。非ロック位置は、図８で示す被ロック部材３１の位置から左方向（図８においてＤ２方向）に離れた位置であり、被ロック部材３１の被係合部３１ａは、非ロック位置にあるとき、ロック部材２４の係合部２４ａとの係合を解除し、表示ユニット１０の相対移動を許容する。

図８で示す例の表示ユニット１０は、ユーザの操作を受けるロック解除部材３３を有している。ここで示す例では、ロック解除部材３３は、表示ユニット１０の下面に設けられている（図３参照）。表示ユニット１０は、ロック解除部材３３の動きを被ロック部材３１に伝えるための連結部材３２を有している。連結部材３２の上端は被ロック部材３１に連結され、連結部材３２の下端はロック解除部材３３に連結されている。ロック解除部材３３の動きに連動して、被ロック部材３１は上述のロック位置と非ロック位置との間で移動する。ここで示す例の連結部材３２は軸部３２ａを中心にして動くことができるレバーである。そのため、被ロック部材３１がロック位置にある状態でロック解除部材３３が右方向（図８においてＤ１方向）にスライドすると、被ロック部材３１は非ロック位置に向けて左方向（図８においてＤ２方向）に移動する。これにより、フロント支持部２３（より具体的にはフレーム６０）に対する表示ユニット１０の相対位置の調節が可能となる。被ロック部材３１はロック位置に向けて付勢されており、被ロック部材３１を右方向（図８においてＤ１方向）にスライドさせる力が解除されると、被ロック部材３１はロック位置に向けて右方向に移動し、ロック解除部材３３は反対に左方向（図８においてＤ２方向）に移動する。これにより、フロント支持部２３に対する表示ユニット１０の相対位置の調節が規制される。

このように、ＨＭＤ１の一例では、位置調節機構Ｍ２は、ユーザのロック解除部材３３の操作により、フロント支持部２３に対する表示ユニット１０の位置調節が可能となる状態と、フロント支持部２３に対する表示ユニット１０の位置調節が規制される状態とを切り換えることができる。

図３に示すように、表示ユニット１０には遮光部材が取り付けられてもよい。遮光部材は、好ましくは、可撓性を有する材料で形成される。遮光部材は例えばエラストマーで形成される。

表示ユニット１０は、遮光部材の一例として、図３に示すように、表示ユニット１０の側部から後方に伸びているサイドガード部４１を有する。サイドガード部４１によって、ＨＭＤ１の使用時に、ＨＭＤ１の右側及び左側の光を遮ることができる。

図３に示すように、表示ユニット１０のフレーム１３は、その後面の右側と左側とに開口１３ａを有している。開口１３ａの奥部にレンズ１２及び表示装置１１が配置されている。ユーザはこの開口１３ａを通して表示装置１１の映像を見ることができる。左右の開口１３ａの間には、後方及び下方に開いている凹部１３ｂが形成されている。ＨＭＤ１の使用時、この凹部１３ｂにユーザの鼻が位置する。図３に示すように、この凹部１３ｂにも遮光部材４２が配置されてもよい。遮光部材４２の一例は、表示ユニット１０を後側から見たときに、凹部１３ｂの内側を覆うように配置されている。遮光部材４２によれば、ＨＭＤ１の使用時に、凹部１３ｂの内面とユーザの鼻との間の隙間を通って外部の光がユーザの眼に届くことを抑えることができる。

遮光部材４２の一例は、図３に示すように、凹部１３ｂを覆う（閉じる）シート状に形成される。このようなシート状の遮光部材４２は例えば可撓性を有する材料で形成される。この場合、遮光部材４２は、図３に示すように、サイドガード部４１と一体的に成型されてもよい。また、遮光部材４２は、表示ユニット１０のフレーム１３に取り付けられる、サイドガード部４１とは別体の部材であってもよい。この場合、遮光部材４２はフレーム１３に対して脱着可能となるように構成されてもよい。こうすることにより、ユーザの鼻のサイズに合わせて、凹部１３ｂ内における遮光部材４２の位置、換言すると、遮光部材４２の前後方向での位置を変えることが可能となる。図３に示す例では、遮光部材４２はシート状であり、また中心部に上下方向に伸びているスリット４２ｃが形成されている。これによれば、ＨＭＤ１の使用時に遮光部材４２がＨＭＤ１の快適な装着の障害となることを抑えることができる。

遮光部材４２の他の例は、クッション性を有する材料で形成され、凹部１３ｂの内側を覆うように配置される。言い換えると、クッション性の遮光部材４２は凹部１３ｂの内側に配置され、凹部１３ｂの内面に取り付けられる。このような遮光部材４２によっても、凹部１３ｂの内面とユーザの鼻との間の隙間を通って外部の光がユーザの眼に届くことを抑えることができる。

図１０は遮光部材の変形例を示す図である。この図に示す例においても、表示ユニット１０は、サイドガード部４１と遮光部材４２とを有している。この図の例では、サイドガード部４１の縁４１ａは、湾曲している。こうすることにより、ＨＭＤ１を頭部に装着したときに、ユーザの顔面にサイドガード部４１の縁４１ａが当たることに起因する不快感を軽減できる。また、遮光部材４２はスリット４２ｃのに対する右側部分４２ａと左側部分４２ｂとを有している。右側部分４２ａと左側部分４２ｂの縁４２ｄは、湾曲しているのが好ましい。こうすることにより、ＨＭＤ１を頭部に装着したときに、ユーザの鼻に遮光部材４２の縁４２ｄが当たることに起因する不快感を軽減できる。

装着部２０は、その前側に、ユーザの頭部の前側に接するためのフロントパッドを有してもよい。フロントパッドは、好ましくは、クッションを有する。フロントパッドは、例えば、上述したフロント支持部２３の上部２３ｃの後側に設けられている。このようなフロントパッドは、前後方向でのフロントパッドの角度が調整可能となるように支持されるのが好ましい。こうすることにより、ユーザの頭部の形状やサイズに合わせてフロントパッドの角度を変えることが可能となる。

図１１は、フロントパッド２５の角度の調整を可能とする構造の例を示す図である。この図１１（ａ）では、フロントパッド２５の一部を破断した、フロントパッド２５の側面が示されている。図１１（ｂ）は、フロントパッド２５の平面図である。

フロントパッド２５はブラケット２５ａを有している。ブラケット２５ａは、プラスチックや金属など比較的高い剛性を有する材料で形成される。フロントパッド２５の一例では、ブラケット２５ａは板状である。ブラケット２５ａに上述のクッション２５ｂが取り付けられる。ブラケット２５ａは、その右側及び左側に軸部２５ｃを有している。軸部２５ｃは、例えばフロント支持部２３の内部で支持される。軸部２５ｃは、側面視において、フロントパッド２５の下部に位置している。フロントパッド２５の上部は軸部２５ｃを中心にして前後方向に動くことができる。これにより、フロントパッド２５の角度調整が可能となる。

図１１（ｂ）に示されるように、装着部２０は、ユーザがフロントパッド２５を動かすための操作部材２７を有している。操作部材２７はフロント支持部２３の内部に収容される。操作部材２７は、左右方向にスライド可能に支持される。ブラケット２５ａは、前方に突出している被押圧部２５ｄを有する。操作部材２７は、被押圧部２５ｄを押すための押圧面２７ａを有する。押圧面２７ａは、左右方向における操作部材２７の位置に応じて、ブラケット２５ａの被押圧部２５ｄの前後方向での位置が変化するように傾斜している。操作部材２７はフロント支持部２３の外面において露出する操作部２７ｂを有している。このような構造によると、操作部２７ｂを通して操作部材２７の位置を左右方向において動かすことにより、フロントパッド２５の角度を変化させることができる。

ここで説明する例のＨＭＤ１は、ＬＥＤなどの発光素子によって構成される複数の発光部５１を有している。後において説明するように、ＨＭＤ１の使用時、ＨＭＤ１が接続される情報処理装置は、カメラを通して複数の発光部５１の位置を検知することにより、ユーザの頭部の向きを検知し、頭部の向きに応じて表示装置１１に表示する映像や表示装置１１に表示するオブジェクトを制御できる。ＨＭＤ１の一例では、図１及び図２に示すように、表示ユニット１０に互いに間隔を空けて配置される複数の発光部５１が設けられる（図１及び図２では、発光部５１の明瞭化のために、発光部５１にハッチングが施されている）。これらの図の例では、複数の発光部５１は表示ユニット１０の前面の外周部に配置されている。こうすることにより、発光部５１の間隔が大きくなるため、頭部の向きの検知の正確性を向上できる。図１及び図２の例では、４つの発光部５１が表示ユニット１０の前面の４隅に配置されている。より具体的には、図１及び図２の例では、発光部５１は表示ユニット１０の前面と側面とに掛かるように、前面の４隅に配置されている。換言すると、発光部５１は、表示ユニット１０の前面の外縁の外側に向くように、表示ユニット１０の前面に対して斜めに配置されている。発光部５１のこの配置によれば、情報処理装置がカメラを通して発光部５１からの光を検出し易くなる。例えば、ユーザがカメラの方向とは異なる方向に向いてる場合でも、情報処理装置は発光部５１の光を検出できる。

また、ＨＭＤ１の一例は、図４（ａ）に示すように、その後部にも、発光部５１を有している（この図でも、発光部５１の明瞭化のために、発光部５１にハッチングが施されている）。図４（ａ）で示す例では、複数（この図では２つ）の発光部５１が第２装着バンド２２のリア支持部２２ａに設けられている。複数の発光部５１は左右方向に離れて配置されている。このような発光部５１の配置によれば、カメラを通した発光部５１からの光の検出をさらに容易化できる。例えば、ユーザの頭部がカメラの方向とは反対方向に向いている場合であっても、発光部５１の光を検出できる。

なお、発光部５１の配置は必ずしも上述したものに限られず、適宜変更されてよい。例えば、表示ユニット１０は、左右方向に離れて配置される２つの発光部５１だけを有してもよい。また、表示ユニット１０は、上下方向に離れて配置される２つの発光部５１だけを有してもよい。さらに、リア支持部２２ａには必ずしも発光部５１は設けられていなくてもよい。

図１２はＨＭＤ１の使用形態の例を説明するための図である。情報処理装置９０にはカメラ９１が接続されている。上述したように、情報処理装置９０はカメラ９１を通して複数の発光部５１の位置を検知し、複数の発光部５１の位置に基づいてユーザの頭部の向きを検知する。使用形態の一例では、情報処理装置９０は、ユーザの向きに応じて動画像信号を生成或いは補正し、この動画像信号をＨＭＤ１に出力する。情報処理装置９０は、ＨＭＤ１に加えて、テレビジョンなどの表示装置９２にも動画像信号を出力してもよい。この場合、ＨＭＤ１への動画像信号と表示装置９２への動画像信号は異なっていてもよい。例えば、表示装置９２には二次元映像用の動画像信号を出力し、ＨＭＤ１の表示装置１１には三次元映像用の動画像信号を出力してもよい。このような２種類の動画像信号の生成は情報処理装置９０とは異なる専用の装置において実行されてもよい。また、ＨＭＤ１の表示ユニット１０には加速度センサーやジャイロセンサーなどのセンサーが設けられていてもよい。この場合、情報処理装置９０は、センサーの出力に基づいて動画像信号を生成してもよい。また、情報処理装置９０は、ユーザが手で操作する操作デバイス９３からの信号に基づいて動画像信号を生成してもよい。

以上説明したように、ＨＭＤ１は、ＨＭＤ１の前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第１装着バンド２１と第２装着バンド２２とを有している。第１装着バンド２１は、その少なくとも一部が弾性的に伸縮可能な材料で形成されている。第２装着バンド２２は、第１装着バンド２１の上述の材料よりも伸縮性の低い材料で形成され且つ長さを調節できる機構Ｍ１を含んでいる。表示ユニット１０は表示装置１１を含み、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２によって支持されている。このようなＨＭＤ１によると、ユーザは、ＨＭＤ１を自身の頭部に装着しようとする際、最初に第１装着バンド２１を利用してＨＭＤ１の位置及び姿勢を仮固定し、その仮固定の状態で第２装着バンド２２の長さを調節できる。そのため、第２装着バンド２２の長さを調節する際にＨＭＤ１の位置や姿勢が変わってしまうことを抑えることができ、第２装着バンド２２の長さの調節を簡単に行うことができる。また、第２装着バンド２２は第１装着バンド２１よりも伸縮性の低い材料で形成されているので、ユーザの頭部への装着安定性を向上できる。

本発明は以上説明したＨＭＤ１に限られず、種々の変更が可能である。

例えば、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２は、フロント支持部２３ではなく、表示ユニット１０から後側に伸びていてもよい。また、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２のうち一方のバンドが表示ユニット１０から後側に伸び、他方のバンドはフロント支持部２３から後側に伸びてもよい。

また、第１装着バンド２１と第２装着バンド２２のうち一方のバンドは、ＨＭＤ１の前側から後方かつ上方に斜めに伸びてもよい。第１装着バンド２１と第２装着バンド２２のうち一方のバンドは、ＨＭＤ１の前側から後方に水平に伸びてもよい。

Claims (6)

1. 少なくとも一部が弾性的に伸縮可能な材料で形成され、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第１の装着バンドと、
   前記第１の装着バンドの前記材料よりも伸縮性の低い材料で形成され且つ長さを調節できる機構を含み、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第２の装着バンドと、
   表示装置を含み、前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドとによって支持される表示ユニットと、
   前記表示ユニットに連結され且つ前記表示ユニットに対して相対位置の調節が可能な、ユーザの額に取り付けるためのフロント支持部とを備え、
   前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドは前記フロント支持部に接続され、前記フロント支持部から後側に伸びている、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドのうち一方の装着バンドは他方の装着バンドよりも下方に位置し、
   前記一方の装着バンドは後方かつ下方に伸びている、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項１又は２に記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記第２の装着バンドは前記第１の装着バンドよりも下方に位置している、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
4. 少なくとも一部が弾性的に伸縮可能な材料で形成され、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第１の装着バンドと、
   前記第１の装着バンドの前記材料よりも伸縮性の低い材料で形成され且つ長さを調節できる機構を含み、ヘッドマウントディスプレイの前側から後側に向かって伸びている、ユーザの頭部に装着するための第２の装着バンドと、
   表示装置を含み、前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドとによって支持される表示ユニットとを備え、
   前記第２の装着バンドは前記第１の装着バンドよりも下方に位置している、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記第２の装着バンドは、その後部に、前記第２の装着バンドの長さを調節するための前記機構とその機構を収容しているケースとを有している、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイにおいて、
   前記第１の装着バンドと前記第２の装着バンドの少なくとも一方は、その後部に錘部を有している、
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

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