JP6797912B2 - ウェアラブル装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェアラブル装置等に関する。

従来より、ユーザーの頭部に装着してユーザーの視界に画像を投影するウェアラブル装置（ヘッドマウントディスプレイ）が知られている。このようなウェアラブル装置の従来技術としては、例えば特許文献１、２に開示される技術がある。

特許文献１には、ヘッドバンドの端部に３つの独立した当接部（頭部に接する部分）が設けられ、３つの当接部は当接面内で三角形となるようにベース部材に配置され、ベース部材とヘッドバンドが２軸の回転自由度を有するように連結されているヘッドマウントディスプレイが開示されている。

特許文献２には、瞳分割シースルー型のヘッドマウントディスプレイが開示されている。この技術では、表示画像の虚像を射出する接眼部（接眼窓）が非常に小型であり、それによってシースルー（外界視界と表示画像がオーバーラップすること）やシーアラウンド（広い外界視界を確保すること）を実現する。

特開２００５−４３７０１号公報 特開２００６−３８７９号公報

上記のようなウェアラブル装置では、頭部に対してデバイスを安定して保持する必要がある。例えばデバイスが表示部である場合、ユーザーが表示画面を適切に視認し続けられるようにするために、表示部を安定してユーザーの眼前に保持する必要がある。例えば、表示部のアイボックス（視線と光軸のずれの許容範囲）が比較的狭い小型のヘッドマウントディスプレイ（例えば上記の特許文献２）では、高い安定度で表示部を保持することが求められる。

一方、例えば個々のユーザーの装着条件の違いに幅広く対応できることが求められる。例えば、個々のユーザーの頭部形状や髪型の違い、ウェアラブル装置以外の装着物（例えば眼鏡、補聴器、帽子等）の有無等の違いの影響を受けずに、安定してウェアラブル装置を装着できることが望ましい。例えば、上記の特許文献１には安定してヘッドマウントディスプレイを保持する機構が開示されているが、３つの当接部が当接面内で三角形となるようにベース部材に配置されているため、頭部に接触する部分が大きくなる。そのため、装着物に干渉する等の不都合が生じやすい。或いは、ヘッドホン等に採用されるような保持機構では、耳当て部分が当接部となるが、耳当て部分は耳を覆う構造となっており、同様に装着物に干渉する等の不都合が生じやすい。

本発明の幾つかの態様によれば、個々のユーザーの装着条件の違いに幅広く対応し、安定してデバイスを保持することが可能なウェアラブル装置等を提供できる。

本発明の一態様は、装着者の側頭部のうち一方の側頭部に当接する第１当接部と、前記側頭部のうち他方の側頭部に当接する第２当接部と、前記第１当接部と前記第２当接部とを連結し、前記第１当接部及び前記第２当接部を前記側頭部に向かって付勢するヘッドバンドと、前記第１当接部と前記ヘッドバンドとを連結する第１連結部と、前記第２当接部と前記ヘッドバンドとを連結する第２連結部と、を含み、前記第１当接部及び前記第２当接部の各当接部は、ウェアラブル装置が前記装着者の頭部に装着された状態において前記頭部の前後方向を長手方向とする弾性部材で構成され、前記側頭部の前記前後方向での湾曲形状に沿った湾曲を有するウェアラブル装置に関係する。

本発明の一態様によれば、第１当接部及び第２当接部が頭部の前後方向を長手方向とする形状である。これにより、個々のユーザーの頭部形状や髪型の違い、ウェアラブル装置以外の装着物の有無等の違いの影響を受けにくくなる。また本発明の一態様によれば、第１当接部及び第２当接部は、側頭部の前後方向での湾曲形状に沿った湾曲を有する弾性部材である。このような湾曲及び弾性を有する第１当接部及び第２当接部が、ヘッドバンドで側頭部に向かって付勢されることによって、第１当接部及び第２当接部が側頭部に対して安定して当接するようになる。このようにして、個々のユーザーの装着条件の違いに幅広く対応しつつ、安定してデバイスを保持することが可能となる。

図１は、ウェアラブル装置の構成例の斜視図である。 図２は、ユーザーの頭部に装着された状態でのウェアラブル装置の構成例の斜視図である。 図３は、ユーザーの頭部に装着された状態でのウェアラブル装置の構成例の側面視図である。 図４は、ユーザーの頭部に装着された状態でのウェアラブル装置の構成例の上面視図である。 図５は、ユーザーが眼鏡を装着している場合での、ウェアラブル装置の装着状態を説明する図である。 図６は、第１連結部、第２連結部の回動軸を説明する図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第１連結部、第２連結部の回動軸を説明する図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、第１連結部、第２連結部の回動軸を説明する図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、ウェアラブル装置の左右反転を説明する図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、ウェアラブル装置の折りたたみを説明する図である。 図１１は、デバイス装着部の構成例である。 図１２は、ウェアラブル装置と眼鏡の干渉について説明する図である。 図１３は、第１連結部の詳細な構成例である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）は、第１連結部の詳細な構成例である。 図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、第１当接部、第２当接部の前開き、後ろ開きを説明する図である。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．構成
図１〜図４に、本実施形態のウェアラブル装置１００の構成例を示す。図１は、ウェアラブル装置１００の斜視図である。図２は、ユーザーの頭部７０に装着された状態でのウェアラブル装置１００の斜視図である。図３は、ユーザーの頭部７０に装着された状態でのウェアラブル装置１００の側面視図である。図４は、ユーザーの頭部７０に装着された状態でのウェアラブル装置１００の上面視図である。

図１〜図４において、方向ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは互いに直角な（広義には交差する）方向である。方向ＤＸはユーザーから見て右方向（頭部７０中央から右側頭部へ向かう方向）であり、方向ＤＹはユーザーから見て上方向（頭部７０中央から頭頂部へ向かう方向）であり、方向ＤＺはユーザーから見て正面方向（頭部７０中央から顔正面へ向かう方向）である。

ウェアラブル装置１００は、第１当接部１０（第１接触部）、第２当接部２０（第２接触部）、ヘッドバンド３０、第１連結部４０、第２連結部５０を含む。またウェアラブル装置１００は、アーム１３０、表示部１４０（表示装置）、連結部１１０、回動機構１２０を含むことができる。

第１当接部１０は、ユーザー（装着者）の側頭部のうち一方の側頭部に当接する部材（部品）である。第２当接部２０は、ユーザーの側頭部のうち他方の側頭部に当接する部材である。即ち、各当接部１０、２０は、ユーザーがウェアラブル装置１００を着用した場合において側頭部に接触する部材である。ここで「当接する」とは、当たり接することである。例えば図２〜図４では、第１当接部１０がユーザーから見て右側の側頭部に当接し、第２当接部２０がユーザーから見て左側の側頭部に当接する。

各当接部１０、２０は、ウェアラブル装置１００がユーザーの頭部７０に装着された状態において頭部７０の前後方向を長手方向とする弾性部材で構成され、側頭部の前後方向での湾曲形状に沿った湾曲を有する。図１〜図４では、頭部７０の前後方向は方向ＤＺ（及び−ＤＺ）に相当する。側頭部の前後方向での湾曲形状は、当接部１０、２０が当接する部分における側頭部の湾曲形状であり、例えば図４のように頭頂側から頭部７０を見た場合における頭部７０外周の側頭部の形状である。なお、当接部１０、２０の湾曲は、頭部７０側に凹となる湾曲であればよく、例えば頭部７０側を中心とする円弧（略円弧を含む）である。この湾曲は、完全に側頭部の湾曲形状に沿っている必要はなく、例えば頭部形状の個人差等を考慮して決定すればよい。

当接部１０、２０を頭部７０の横方向（ＤＸ）から見た形状は、頭部７０の前後方向に延びた形状である。即ち、頭部７０の前後方向（ＤＺ）での長さが上下方向（ＤＹ）での長さ（幅）よりも長い形状である。例えば、当接部１０、２０は、長方形や楕円形、それらに類似する形状である。例えば長方形に類似する形状は、長方形の角を丸めた形状等である。例えば、上下方向（短手方向）の長さは、前後方向（長手方向）の長さの１／１０〜１／３である。

ヘッドバンド３０は、第１当接部１０と第２当接部２０とを連結し、第１当接部１０及び第２当接部２０を側頭部に向かって付勢する。ここで「付勢する」とは、ある方向に力を加えることである。即ち、ヘッドバンド３０は、ユーザーがウェアラブル装置１００を着用した場合において、連結部４０、５０を介して当接部１０、２０を側頭部に押しつける方向に力を加えるように構成されている。

具体的には、ヘッドバンド３０は弾性を有するバンド状（ベルト状）の部材である。ユーザーがウェアラブル装置１００を着用しておらずヘッドバンド３０に力が加えられていない自然な状態での当接部１０、２０の間の距離が、ユーザーがウェアラブル装置１００を着用した状態での当接部１０、２０の間の距離（つまり頭部７０の左右幅）よりも小さくなるように、ヘッドバンド３０が構成されている。そして、当接部１０、２０の間を押し広げつつ頭部７０に装着することによって、ヘッドバンド３０の弾性により当接部１０、２０が側頭部に押しつけられる。なお、ヘッドバンド３０にはヘッドバンド３０の長さを調節するスライド機構等が設けられてもよい。

第１連結部４０は、第１当接部１０とヘッドバンド３０とを連結する。第２連結部５０は、第２当接部２０とヘッドバンド３０とを連結する。連結部４０、５０は、当接部１０、２０とヘッドバンド３０との間を少なくとも一軸で回動可能に接続する回動機構を有する。その一軸は、頭部７０の左右方向（ＤＸ）に平行な軸である。即ち、図３に示すように頭部７０横方向から見て、ヘッドバンド３０が時計回り又は反時計回りに回動可能となっている。なお、連結部４０、５０は、この一軸に限らず更に回動の自由度を有してもよい。

アーム１３０は、連結部１１０を介して第１当接部１０に連結（接続）され、表示部１４０をユーザーの所望の位置（例えばユーザーの眼前）に保持する。例えばアーム１３０の一端に回動機構１２０を介して表示部１４０が連結（接続）され、アーム１３０の他端に連結部１１０を介して第１当接部１０の連結部１１０に接続される。なお、連結部１１０はアーム１３０の端に設けられる必要はなく、アーム１３０の端から離れた部分に設けられてもよい。なお、アーム１３０の長さを調整するスライド機構等が更に設けられてもよい。

連結部１１０及び第１当接部１０のデバイス装着部１１は、第１当接部１０に対してアーム１３０を回動可能に保持する機構であり、例えば３軸で自由に回動可能な機構（例えばボールジョイント）等である。但し、これに限定されず、連結部１１０及びデバイス装着部１１は表示部１４０の位置をユーザーの所望の位置に調整できる機構であればよい。

回動機構１２０は、アーム１３０に対して表示部１４０を回動可能に保持する機構であり、例えば表示画像の水平走査方向に平行な軸で回動可能である。或いは、その軸に直角な（広義には交差する）軸で回動可能であってもよい。例えば表示部１４０をユーザーの眼前に調整し、表示画像の水平走査方向に平行な軸を方向ＤＸに平行にした場合において、方向ＤＹに平行な軸で回動可能である。或いは、方向ＤＺに平行な軸で回動可能であってもよい。或いは、これら３軸で自由に回動可能であってもよい。

表示部１４０は、表示装置が出力する画像の光を光学系により接眼窓に導き、接眼窓から眼球の瞳に向けて（眼球の視線に対向して（視軸方向に））射出し、画像の拡大虚像を視界に表示する（網膜に画像を投影する）。光学系は、例えばプリズムや鏡、レンズ等で構成される。

表示部１４０は、例えば瞳分割シースルー光学系方式を採用する。瞳分割シースルー光学系方式は、接眼レンズ（接眼窓）の付近に光学系の射出瞳が設定されており、それによって接眼レンズを小さくすることが可能である。接眼レンズが小さいので、外界視界の光が接眼レンズの外側を通って目の瞳に入射し、シースルーを実現できる。この光学系を用いた場合、例えば表示部１４０の先端部（接眼窓が設けられている部分）の幅は４ｍｍ以下である。なお、表示部１４０としては、瞳分割シースルー光学系方式に限らず種々の形式の光学系を用いたタイプの表示部を採用できる。

なお、上記ではウェアラブル装置１００が保持するデバイスが表示部１４０である場合を例に説明したが、これに限定されない。例えばウェアラブル装置１００が保持するデバイスはカメラ等であってもよい。

以上の実施形態によれば、当接部１０、２０が頭部７０の前後方向（ＤＺ）を長手方向とする形状である。これにより、個々のユーザーの装着条件の違いに幅広く対応できる。即ち、頭部７０に接触する当接部１０、２０の上下方向の幅が短く、前後方向に長い形状となっていることで、個々のユーザーの頭部形状や髪型の違い、ウェアラブル装置以外の装着物の有無等の違いの影響を受けにくくなる。例えば、図２のようにユーザーが眼鏡をかけている場合であっても、当接部１０、２０が眼鏡のテンプルに平行な方向が長手方向となっているため、テンプルに干渉することなく当接部１０、２０を側頭部に当接できる。同様に、耳にかけるタイプの補聴器等をユーザーが装着している場合にも、補聴器に干渉することなく当接部１０、２０を側頭部に当接できる。

また本実施形態によれば、当接部１０、２０は、側頭部の前後方向（ＤＺ）での湾曲形状に沿った湾曲を有する弾性部材である。これにより、ウェアラブル装置１００を個々のユーザーの装着条件の違いに幅広く対応しつつ、安定してデバイスを保持することが可能となる。即ち、当接部１０、２０の湾曲によって当接部１０、２０の大部分が側頭部に接触する。そして、当接部１０、２０がヘッドバンド３０で付勢されることによって、当接部１０、２０の弾性によって更に当接部１０、２０の側頭部への密着性が高まる。このようにして、当接部１０、２０が側頭部に対して安定して当接するようになり、デバイスを安定して保持することが可能となる。また、当接部１０、２０が弾性部材であることによって、個々のユーザーの頭部形状が違う場合であっても、その頭部形状に合わせて当接部１０、２０が変形し、当接部１０、２０が側頭部に対して安定して当接する。

２．詳細構成
以下、ウェアラブル装置１００の各部の詳細な構成例を説明する。

図４に示すように、各当接部１０、２０の長手方向における長さＬは、頭部７０の前後方向（ＤＺ）における幅ＴＷの１／４以上１／２以下である。

幅ＴＷは、頭部７０を上方向（ＤＹ）から見た場合において、当接部１０、２０が接する部分での頭部７０外周の前後方向の幅である。この幅ＴＷは、実際には個人差があるが、例えば統計上の（人間工学的な）頭部７０の前後方向（ＤＺ）における幅を採用する。なお、図４では、第１当接部１０の長手方向における長さＬのみを図示しているが、第２当接部２０の長手方向における長さも同様にＬである。

当接部１０、２０が頭部７０の前後方向に短すぎると、ウェアラブル装置１００を頭部７０に安定して保持することが難しくなる。一方、当接部１０、２０が頭部７０の前後方向に長すぎると、当接部１０、２０の前側先端がユーザーの目周辺に接触し、ユーザーに不快感を与える、或いは当接部１０、２０がウェアラブル装置１００以外の装着物や髪型等に干渉しやすくなる等の不都合がある。この点、本実施形態によれば、頭部７０の前後方向での当接部１０、２０の長さが適切な範囲となる。これにより、デバイスを安定して保持できると共に、ユーザーに不快感を与える可能性や、ウェアラブル装置１００以外の装着物や髪型等に干渉する可能性を低減できる。

また本実施形態では、図４に示すように、第１連結部４０は、長手方向における第１当接部１０の中央よりも、頭部７０の前側に設けられる。第２連結部５０は、長手方向における第２当接部２０の中央よりも、頭部７０の前側に設けられる。

頭部７０の上方向（ＤＹ）から見た場合において、第１連結部４０から第１当接部１０の前端までの距離をＬ１とし、第１連結部４０から第１当接部１０の後端までの距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２である。例えば距離Ｌ１は、第１当接部１０の長さＬの１／４以上で１／２未満である。望ましくは、Ｌ１／Ｌ＝１／３である。ここで、第１連結部４０の位置は、例えば上述したヘッドバンド３０の回動軸（頭部７０の左右方向（ＤＸ）に平行な軸）と第１当接部１０とが交差する位置である。なお、第１連結部４０を例に説明したが、第２連結部５０についても同様である。

このように、連結部４０、５０が当接部１０、２０の中央より前側に設けられることで、当接部１０、２０の長さＬを確保しつつ、連結部４０、５０から当接部１０、２０の前端までの距離Ｌ１を短くできる。これにより、当接部１０、２０の前側先端がユーザーの目周辺（例えばこめかみ部分）に接触する可能性を低減すると共に、当接部１０、２０の長さＬによって安定したデバイス保持が可能となる。

また本実施形態では、各当接部１０、２０に力（例えば側頭部に押し当てる力）が加えられていない自然な状態において、各当接部１０、２０は、側頭部の湾曲形状の曲率よりも大きい曲率の湾曲を有する。

ここで、曲率とは、曲線や曲面の曲がり度合いを表す量であり、曲線や曲面の半径の逆数に相当する。即ち、側頭部の湾曲形状や当接部１０、２０の湾曲を円弧と近似した場合における、その円弧の半径の逆数が本実施形態での曲率に相当する。側頭部の湾曲形状の曲率は、実際には個人差があるが、例えば統計上において（人間工学的に）大多数の人の側頭部の曲率よりも、当接部１０、２０の曲率の方が大きくなるように、当接部１０、２０の曲率を設定しておく。

このようにすれば、当接部１０、２０がヘッドバンド３０により側頭部に押し当てられたときに、当接部１０、２０の弾性によって当接部１０、２０の湾曲が開くようにして（湾曲の曲率が小さくなって）側頭部の湾曲形状に沿った形状となる。これにより、当接部１０、２０と側頭部の密着性が高くなり、デバイス保持の安定度を高めることができる。

また本実施形態では、図３に示すように、各連結部４０、５０は、ウェアラブル装置１００がユーザーの頭部７０に装着された状態において、ユーザーの耳の上方（ＤＹ）に配置される。

ここで「耳の上方」とは、頭部７０を横方向（ＤＸ）から見たときに、耳介（耳の外観として見えている部分）よりも上方向（ＤＹ）ということである。このとき、頭部７０の前後方向（ＤＺ）における連結部４０、５０の位置は、例えば耳介の前後幅の範囲内である。

耳の上方では、側頭部の湾曲形状の接線がおおよそ頭部７０の前後方向に平行となっている。そのため、連結部４０、５０をユーザーの耳の上方（ＤＹ）に配置するようにウェアラブル装置１００を装着することで、当接部１０、２０が位置ずれを起こしにくくなり、当接部１０、２０を安定して側頭部に当接させることができる。

また、図５に示すように、ユーザーが眼鏡（又は補聴器等）を装着している場合には、眼鏡を装着していない場合に比べて更に上方に連結部４０、５０を配置するようにウェアラブル装置１００を装着することが可能である。即ち、当接部１０、２０が頭部７０の前後方向に長い形状なので、連結部４０、５０の位置を上下に調整することで当接部１０、２０が上下に平行移動される。これにより、眼鏡等の装着物に干渉しない位置で且つ安定して側頭部に当接できる位置に、当接部１０、２０の位置を調整できる。

図６〜図８（Ｂ）に、連結部４０、５０の回動軸についての説明図を示す。なお、図８（Ａ）、図８（Ｂ）では、便宜的にアーム１３０や表示部１４０の図示を省略している。

第１連結部４０は、第１軸〜第３軸を含む自由度でヘッドバンド３０を（ヘッドバンド３０の端部と当接部１０との間を）回動可能な第１の回動機構である。第２連結部５０は、第４軸〜第６軸を含む自由度でヘッドバンド３０を（ヘッドバンド３０の端部と当接部２０との間を）回動可能な第２の回動機構である。ここで、第１軸〜第３軸を含む自由度で回動可能であるとは、第１軸での回動、第２軸での回動、第３軸での回動のみが可能な場合と、例えばボールジョイント等のような任意の軸で回動可能な場合とを含む。

図６に示すように、第１軸及び第４軸は、第１連結部４０と第２連結部５０とを結ぶ方向（ＤＸ）に沿った回動軸である。即ち、第１軸及び第４軸は、第１連結部４０と第２連結部５０とを結ぶ方向に平行（略平行を含む）な軸である。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、第２軸は、第１当接部１０の長手方向（ＤＺ）に沿った回動軸であり、第５軸は、第２当接部２０の長手方向（ＤＺ）に沿った回動軸である。即ち図７（Ａ）に示すように、ヘッドバンド３０の端部は当接部１０、２０に対して、第２軸、第５軸で方向ＲＣ又は方向ＲＤに回動可能である。図７（Ｂ）には、当接部１０、２０がヘッドバンド３０に対して方向ＲＣに回動する（つまりヘッドバンド３０の端部が当接部１０、２０に対して方向ＲＤに回動する）場合を例に示している。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、第３軸は、第１当接部１０の短手方向（ＤＹ）に沿った回動軸である。第６軸は、第２当接部２０の短手方向（ＤＹ）に沿った回動軸である。即ち図８（Ａ）に示すように、ヘッドバンド３０の端部は当接部１０、２０に対して、第３軸、第６軸で方向ＲＡ又は方向ＲＢに回動可能である。図８（Ｂ）には、当接部１０、２０がヘッドバンド３０に対して方向ＲＡに回動する（つまりヘッドバンド３０の端部が当接部１０、２０に対して方向ＲＢに回動する）場合を例に示している。

連結部４０、５０が上記のような軸での回動を行うことで、種々の頭部形状や髪型等に対応することが可能となる。例えば、図６で説明した左右方向（ＤＸ）に平行な第１軸、第４軸でヘッドバンド３０が回動することで、ヘッドバンド３０を自由な位置（例えば前頭部、頭頂部、後頭部等）に調整できる。これにより、種々の髪型や装着物（例えばヘアアクセサリ等）に対応できる。また、図７（Ａ）〜図８（Ｂ）で説明した前後方向（ＤＺ）に平行な第２軸、第４軸、上下方向（ＤＹ）に平行な第３軸、第６軸でヘッドバンド３０が回動することで、種々の頭部形状に対応できる。例えば、図７（Ｂ）に示すように頭頂部に向かって側頭部が細くなるような形状や、図８（Ｂ）に示すように後頭部に向かって側頭部が細くなるような形状のように、頭部７０の形状は様々である。この点、上記第２軸、第３軸、第５軸、第６軸でヘッドバンド３０と当接部１０、２０の間が回動することで、当接部１０、２０は色々な角度で側頭部に接することが可能となる。

また本実施形態では、図６に示すように、第１軸及び第４軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲θは、ヘッドバンド３０が頭部７０の上方に配置される場合の角度、及びヘッドバンド３０が頭部７０の後方に配置される場合の角度を含む１２０度以上の角度範囲である。

ここで、頭部７０の上方とは、頭部７０中央から頭頂部へ向かう方向であり、図６では方向ＤＹに対応する。また頭部７０の後方とは、頭部７０中央から後頭部へ向かう方向であり、図６では方向ＤＺの反対方向（−ＤＺ）に対応する。

このように、頭頂部及び後頭部を含む１２０度以上の広い角度範囲でヘッドバンド３０の位置を調整できることで、種々の髪型や装着物（例えばヘアアクセサリ等）に対応できる。

また本実施形態では、第２軸及び第３軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲（方向ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤでの回動範囲）は、第１軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲θよりも小さい。同様に、第５軸及び第６軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲（方向ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤでの回動範囲）は、第４軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲θよりも小さい。

これら第２軸、第３軸、第５軸、第６軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲は、例えば第１軸におけるヘッドバンド３０の回動可能な角度範囲θ（≧１２０度）の１／５以下である。望ましくは、その角度範囲は５度〜２０度である。

当接部１０、２０が側頭部に当たる角度に応じたヘッドバンド３０の回動（図７（Ａ）〜図８（Ｂ）で説明した回動）が広い角度で自由に生じてしまうと、ウェアラブル装置１００を外している際に当接部１０、２０がその重さ等によってヘッドバンド３０端部に対して自由な角度に傾いてしまう。そのため、ウェアラブル装置１００を装着する際に当接部１０、２０が適切に側頭部に当接せず、ユーザーが煩わしいと感じる可能性がある。この点、上述のような角度範囲となっていることで、ウェアラブル装置１００を外している際にも第２軸、第３軸、第５軸、第６軸での回動がある程度制限され、ウェアラブル装置１００を装着する際に当接部１０、２０が適切に側頭部に当接するようになる。

また本実施形態では、図９（Ａ）に示すように、ウェアラブル装置１００の形状が上下対称となるように構成されている。

具体的には、頭部７０の左右方向（ＤＸ）から見た場合において、ヘッドバンド３０を後頭部側に配置してヘッドバンド３０と各当接部１０、２０とが頭部７０の前後方向（ＤＺ）に沿って直線的に並ぶように配置したとする。この場合に、各当接部１０、２０及びヘッドバンド３０は、頭部７０の前後方向（ＤＺ）に沿った対称軸ＳＡで線対称（上下対称）である。

より具体的には、連結部４０、５０は対称軸ＳＡ上に中心（上述の第１軸、第４軸と当接部１０、２０との交点）が配置される。また、アーム１３０についても同様に上下対称である。即ち、頭部７０の左右方向（ＤＸ）から見た場合において、表示部１４０を顔正面側に配置してアーム１３０と各当接部１０、２０とが頭部７０の前後方向（ＤＺ）に沿って直線的に並ぶように配置したとする。この場合に、アーム１３０は、頭部７０の前後方向（ＤＺ）に沿った対称軸ＳＡで線対称（上下対称）である。

このような構成とすることで、図９（Ａ）に示すようにユーザーの右目に表示画像を表示させることもできるし、図９（Ｂ）に示すようにウェアラブル装置１００を左右反転させて装着し（表示画像も１８０度回転させ）、ユーザーの左目に表示画像を表示させることもできる。即ち、ユーザーの利き目に応じて自由に左右を反転できる。そして、ウェアラブル装置１００が上下対称であるため、いずれの装着状態でも差異なく安定したデバイス保持が可能である。

なお、ヘッドバンド３０は上述の第１軸、第４軸（頭部７０の左右方向に沿った軸）で１８０度以上回動できることが望ましい。このようにすれば、利き目対応が可能であると共に種々の髪型等に対応した自由なヘッドバンド３０の配置が可能となる。例えばヘッドバンド３０が頭頂部に配置されている場合、ウェアラブル装置１００を左右反転させてヘッドバンド３０を１８０度回すことで、右目と左眼が入れ替わると共に再びヘッドバンド３０が頭頂部に配置される。

また本実施形態では、図１０（Ａ）に示すように、第１当接部１０は、第１連結部４０よりも頭部７０の前側（ＤＺ側）に設けられ、アーム１３０を第１当接部１０に連結するデバイス装着部１１を有する。アーム１３０の一端には表示部１４０（広義にはデバイス）が保持される。そして、デバイス装着部１１は、アーム１３０の一端を、第１当接部１０の長手方向のうち頭部７０の前側方向（ＤＺ）及び後側方向（−ＤＺ）のいずれにも回動可能である。

なお、図１０（Ａ）はアーム１３０の一端を頭部７０の後側方向（−ＤＺ）に配置した場合を図示している。アーム１３０の一端を頭部７０の前側方向（ＤＺ）に配置した場合、例えば図４のようになる。デバイス装着部１１とアーム１３０（連結部１１０）とは着脱不能に連結されてもよいし、後述のように着脱可能に連結されてもよい。

アーム１３０の一端を頭部７０の後側方向（−ＤＺ）に回動した場合、図１０（Ａ）のようにアーム１３０がヘッドバンド３０に沿った状態となる。これにより、ウェアラブル装置１００の収納時や持ち運び時においてウェアラブル装置１００をコンパクトにすることが可能である。

また図１０（Ｂ）に示すように、更にヘッドバンド３０を半分に折りたためるように構成してもよい。即ち、ヘッドバンド３０を、第１当接部１０に連結される第１バンドと、第２当接部２０に連結される第２バンドとの左右対称な半分ずつに分離する。そして、その第１、第２バンドを、頭部７０の前後方向（ＤＺ）に平行でヘッドバンド３０の中央を通る軸ＳＢで回動可能な回動機構３１で接続する。

このようにすれば、アーム１３０の一端を頭部７０の後側方向（−ＤＺ）に回動すると共に、更にヘッドバンド３０を半分に折りたたむことが可能となり、更にウェアラブル装置１００をコンパクトに収納（或いは持ち運び）できる。

また本実施形態では、図１１に示すように、第１当接部１０は、第１連結部４０よりも頭部７０の前側（ＤＺ側）に設けられ、アーム１３０（及び表示部１４０。広義にはデバイス）を着脱可能なデバイス装着部１１を有する。アーム１３０がデバイス装着部１１に装着された状態においてアーム１３０は第１当接部１０に対して回動可能である。

例えば、デバイス装着部１１はボールジョイントのボールであり、アーム１３０の連結部１１０がボールジョイントのボール受け（ボールが嵌まり合う穴）である。そして、そのボールをボール受けに対して嵌める、ボールをボール受けから抜くことによって、アーム１３０の着脱が可能となる。ボールがボール受けに嵌まった状態では、ボールがボール受けの内部で自在に回動できる。

このように、第１当接部１０がデバイス装着部１１を有することで、種々のデバイスをウェアラブル装置１００に着脱可能となる。例えば、必要に応じて表示部１４０とカメラを取り替えながらユーザーが作業を行うことが可能となる。

また本実施形態では、図１１に示すように、デバイス装着部１１のアーム１３０が装着される位置から、第１当接部１０の側頭部に接する面までの距離ＨＡは、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。

ここで、第１当接部１０の側頭部に接する面は、第１当接部１０においてデバイス装着部１１が設けられている付近での側頭部に接する面である。そして、デバイス装着部１１のアーム１３０が装着される位置から、その面に対して下ろした垂線の長さが、距離ＨＡに相当する。デバイス装着部１１のアーム１３０が装着される位置は、例えば回動中心である。即ち、アーム１３０がデバイス装着部１１に対して自在に回動できる場合（例えばボールジョイント）、その自在な回動の回動中心（ボールの中心）が、デバイス装着部１１のアーム１３０が装着される位置である。

このようにすれば、アーム１３０をデバイス装着部１１に装着した状態において、アーム１３０と第１当接部１０との間の距離を確保できる。これにより、ウェアラブル装置１００以外の装着物に干渉しないようにデバイスを取り付けることが可能となる。例えば図１２に示すように、ユーザーが眼鏡を着用している場合、表示部１４０をユーザーの眼前に位置させるとアーム１３０と眼鏡１５０のテンプルとが干渉する恐れがある。この点、本実施形態ではアーム１３０が第１当接部１０から離れているため、アーム１３０と眼鏡１５０のテンプルとの間に距離を確保し、干渉の可能性を低減できる。

なお、距離ＨＡを１５ｍｍ以下としているのは、距離ＨＡが大きすぎるとアーム１３０が第１当接部１０から離れすぎる、或いはデバイス装着部１１が第１当接部１０から大きく出っ張るためである。即ち、距離ＨＡを１５ｍｍ以下とすることで、アームが当接部１０から離れすぎて不安定になることを回避できる。また、外観が自然になる。また、余計な出っ張りもなく、障害物等にアーム１３０等がぶつかる危険も少なくなる。

３．第１、第２連結部
図１３〜図１４（Ｃ）に、第１連結部４０の詳細な構成例を示す。なお、第２連結部５０についても同様に構成される。

図１３に示すように、第１連結部４０は、部材（部品）４１〜４８を含む。例えば部材４１〜４６は樹脂で形成され、部材４７、４８は金属で形成される。なお、各部材を形成する材料はこれに限定されない。

部材４１は、第１当接部１０に接する基部であり、直方体状の形状をしている。直方体の底面側が第１当接部１０に接しているが、その底面と第１当接部１０とは固定されていない。

部材４１の直方体の上面には円盤状の部材４２が固定されている。部材４２には、オスネジである部材４３が設けられており、部材４２の円盤と部材４３のオスネジは同軸（中心線が一致）である。部材４２と部材４３は、例えば一体形成されている。

部材４５は円盤状であり、円筒状の部材４６が設けられている。部材４５の円盤と部材４６の円筒は同軸であり、部材４５の円盤の中心には、部材４６の円筒の内径と同じ大きさの穴が開けられている。また部材４６の円筒の内側曲面にはメスネジが加工されている。部材４５と部材４６は、例えば一体形成されている。

部材４４は円筒状であり、ヘッドバンド３０の一端に設けられる。部材４４の円筒の内径は、部材４６の円筒の外径と同じか少し大きくなっている。そして、部材４６の円筒を部材４４の円筒の内側に通し、部材４３のオスネジと部材４６のメスネジとが嵌合されることで、第１連結部４０にヘッドバンド３０が接続される。

図１３及び図１４（Ａ）に示すように、部材４１の直方体の底面と第１当接部１０とは部材４７で接続される。部材４７は線状の弾性部材であり、長方形の外周に沿った形状をしている。その長方形の短辺は頭部７０の上下方向（ＤＹ）に沿っており、長辺は第１当接部１０の湾曲に沿って湾曲している。そして一方の短辺は部材４１の直方体の底面に固定され、他方の短辺（及び長辺の一部）は第１当接部１０に固定される。

図６〜図８（Ｂ）で説明したように、第１連結部４０はヘッドバンド３０を第１軸〜第３軸で回動可能に保持する。図１３では、頭部７０の左右方向（ＤＸ）に沿った第１軸をＡＸ１で示し、頭部７０の前後方向（ＤＺ）に沿った第２軸をＡＸ２で示し、頭部７０の上下方向（ＤＹ）に沿った第３軸をＡＸ３で示す。

第１軸ＡＸ１での回動は、部材４２〜４６によって実現されている。即ち、部材４３のオスネジと部材４６のメスネジとが嵌合された状態で、部材４４の円筒内側曲面と部材４６の円筒外側曲面とが擦り合いながら部材４４の円筒が回動することで、ヘッドバンド３０が第１軸ＡＸ１で回動する。

第２軸ＡＸ２、第３軸ＡＸ３での回動は、部材４１、４８で実現されている。その説明図を図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示す。

部材４８は、線状の部材であり、長方形の外周に沿った形状をしている。その長方形の一辺は頭部７０の上下方向（ＤＹ）に沿っており、その一辺は、部材４１の直方体に設けられた貫通穴４９に挿入されている。貫通穴４９に挿入された一辺に対向する一辺は、第１当接部１０に固定されている。

図１４（Ｂ）に示すように、貫通穴４９は直方体状であり、貫通穴４９の開口は、頭部７０の左右方向（ＤＸ）を長手方向とする長方形となっている。貫通穴４９の第１当接部１０側（−ＤＸ側）の内面は貫通穴４９内側（ＤＸ側）に向かって凸の曲面ＳＤになっている。そして、図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）に示すように、曲面ＳＤに沿って部材４８が接しながら回動することで、前後方向（ＤＺ）に沿った第２軸ＡＸ２での回動が実現される。この回動の角度範囲は、貫通穴４９の開口のサイズ（開口の長手方向での幅）によって制限される。

上下方向（ＤＹ）に沿った第３軸ＡＸ３での回動は、部材４８を中心として部材４１が回動することで実現される。この回動の角度範囲は、部材４７が部材４１を第１当接部１０に押しつける力によって制限される。

本実施形態では、第１連結部４０は、第１軸ＡＸ１でヘッドバンド３０を回動可能な第１軸回動機構と、第１軸回動機構と第１当接部１０との間に設けられ、第２軸ＡＸ２及び第３軸ＡＸ３でヘッドバンド３０を回動可能な第２軸及び第３軸回動機構と、を有する。図１３〜図１４（Ｃ）において、第１軸回動機構は、部材４２〜４６で構成される回動機構に対応し、第２軸及び第３軸回動機構は、部材４１、４８で構成される回動機構に対応する。

同様にして、第２連結部５０は、第４軸でヘッドバンド３０を回動可能な第４軸回動機構と、第４軸回動機構と第２当接部２０との間に設けられ、第５軸及び第６軸でヘッドバンド３０を回動可能な第５軸及び第６軸回動機構と、を有する。

ウェアラブル装置１００を頭部に装着する際、ヘッドバンド３０が当接部１０、２０を側頭部に押しつけ、当接部１０、２０が側頭部に合わせて向きを変えようとする。このとき、第２軸及び第３軸回動機構、第５軸及び第６軸回動機構によって当接部１０、２０が側頭部に合わせて向きを変え、当接部１０、２０が側頭部に当接できる。そして、第１軸回動機構、第４軸回動機構は、第２軸及び第３軸回動機構、第５軸及び第６軸回動機構よりも外側にあるので、左右方向（ＤＸ）の回動軸の向きが保たれる。即ち、図６のような左右方向（ＤＸ）の回動軸でのヘッドバンド３０の回動において、回動軸が傾くとヘッドバンド３０の回動が妨げられるが、本実施形態では左右方向（ＤＸ）の回動軸の方向が保たれる。これにより、側頭部の形状が個人差で様々であっても、それに影響されることなくヘッドバンド３０の回動軸の方向が維持され、ヘッドバンド３０の自由な回動が保たれる。

また本実施形態では、図１５（Ａ）に示すように、ウェアラブル装置１００を装着していない自然な状態において、当接部１０、２０が前開き（ＤＺ側が−ＤＺ側よりも開く）ように付勢されてもよい。或いは、図１５（Ｂ）に示すように、ウェアラブル装置１００を装着していない自然な状態において、当接部１０、２０が後ろ開き（−ＤＺ側がＤＺ側よりも開く）ように付勢されてもよい。

このような付勢は、図１３、図１４（Ａ）で説明した部材４７の形状や、部材４７の弾性による付勢、部材４７と部材４１の接続状態によって実現される。例えば、第１当接部１０前端側（ＤＺ側）を方向ＤＸに引っ張るように部材４７が第１当接部１０に対して付勢すれば、当接部１０、２０は前開きとなる。一方、第１当接部１０前端側（ＤＺ側）を方向−ＤＸに押すように部材４７が第１当接部１０に対して付勢すれば、当接部１０、２０は後ろ開きとなる。

当接部１０、２０が前開きとなっている場合には、ウェアラブル装置１００を後頭部側から装着することが容易になる。一方、当接部１０、２０が後ろ開きとなっている場合には、ウェアラブル装置１００を前頭部側から装着することが容易になる。

以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

１０ 第１当接部、１１ デバイス装着部、２０ 第２当接部、
３０ ヘッドバンド、３１ 回動機構、４０ 第１連結部、
４１〜４８ 部材、４９ 貫通穴、５０ 第２連結部、７０ 頭部、
１００ ウェアラブル装置、１１０ 連結部、１２０ 回動機構、
１３０ アーム、１４０ 表示部、１５０ 眼鏡、
ＡＸ１ 第１軸、ＡＸ２ 第２軸、ＡＸ３ 第３軸

Claims (12)

1. 装着者の側頭部のうち一方の側頭部に当接する第１当接部と、
   前記側頭部のうち他方の側頭部に当接する第２当接部と、
   前記第１当接部と前記第２当接部とを連結し、前記第１当接部及び前記第２当接部を前記側頭部に向かって付勢するヘッドバンドと、
   前記第１当接部と前記ヘッドバンドとを連結する第１連結部と、
   前記第２当接部と前記ヘッドバンドとを連結する第２連結部と、
   を含み、
   前記第１当接部及び前記第２当接部の各当接部は、ウェアラブル装置が前記装着者の頭部に装着された状態において前記頭部の前後方向を長手方向とする弾性部材で構成され、前記側頭部の前記前後方向での湾曲形状に沿った湾曲を有し、
   前記第１連結部は、第１軸及び第２軸、第３軸を含む自由度で前記ヘッドバンドを回動可能な第１の回動機構であり、
   前記第２連結部は、第４軸及び第５軸、第６軸を含む自由度で前記ヘッドバンドを回動可能な第２の回動機構であり、
   前記第１軸及び前記第４軸は、前記第１連結部と前記第２連結部とを結ぶ方向に沿った回動軸であり、
   前記第２軸は、前記第１当接部の前記長手方向に沿った回動軸であり、
   前記第３軸は、前記第１当接部の短手方向に沿った回動軸であり、
   前記第５軸は、前記第２当接部の前記長手方向に沿った回動軸であり、
   前記第６軸は、前記第２当接部の短手方向に沿った回動軸であり、
   前記第２軸及び前記第３軸における前記ヘッドバンドの回動可能な角度範囲は、前記第１軸における前記ヘッドバンドの回動可能な角度範囲よりも小さく、
   前記第５軸及び前記第６軸における前記ヘッドバンドの回動可能な角度範囲は、前記第４軸における前記ヘッドバンドの回動可能な角度範囲よりも小さいことを特徴とするウェアラブル装置。
2. 請求項１において、
   前記各当接部の前記長手方向における長さは、前記頭部の前記前後方向における幅の１／４以上１／２以下であることを特徴とするウェアラブル装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記第１連結部は、前記長手方向における前記第１当接部の中央よりも、前記頭部の前側に設けられ、
   前記第２連結部は、前記長手方向における前記第２当接部の中央よりも、前記頭部の前側に設けられることを特徴とするウェアラブル装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記各当接部は、前記側頭部の前記湾曲形状の曲率よりも大きい曲率の前記湾曲を有することを特徴とするウェアラブル装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記第１連結部及び前記第２連結部の各連結部は、ウェアラブル装置が前記頭部に装着された状態において、前記装着者の耳の上方に配置されることを特徴とするウェアラブル装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記第１軸及び前記第４軸における前記ヘッドバンドの回動可能な角度範囲は、前記ヘッドバンドが前記頭部の上方に配置される場合の角度、及び前記ヘッドバンドが前記頭部の後方に配置される場合の角度を含む１２０度以上の角度範囲であることを特徴とするウェアラブル装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記第１連結部は、
   前記第１軸で前記ヘッドバンドを回動可能な第１軸回動機構と、
   前記第１軸回動機構と前記第１当接部との間に設けられ、前記第２軸及び前記第３軸で前記ヘッドバンドを回動可能な第２軸及び第３軸回動機構と、
   を有し、
   前記第２連結部は、
   前記第４軸で前記ヘッドバンドを回動可能な第４軸回動機構と、
   前記第４軸回動機構と前記第２当接部との間に設けられ、前記第５軸及び前記第６軸で前記ヘッドバンドを回動可能な第５軸及び第６軸回動機構と、
   を有することを特徴とするウェアラブル装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記頭部の左右方向から見た場合において、前記ヘッドバンドを後頭部側に配置して前記ヘッドバンドと前記各当接部とが前記頭部の前記前後方向に沿って直線的に並ぶように配置した場合に、前記各当接部及び前記ヘッドバンドは、前記頭部の前記前後方向に沿った対称軸で線対称であることを特徴とするウェアラブル装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
   前記第１当接部は、
   前記第１連結部よりも前記頭部の前側に設けられ、アームを前記第１当接部に連結するデバイス装着部を有し、
   前記アームの一端にはデバイスが保持され、
   前記デバイス装着部は、前記アームの前記一端を、前記第１当接部の前記長手方向のうち前記頭部の前側方向及び後側方向のいずれにも回動可能であることを特徴とするウェアラブル装置。
10. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
    前記第１当接部は、
    前記第１連結部よりも前記頭部の前側に設けられ、デバイスを着脱可能なデバイス装着部を有し、
    前記デバイスが前記デバイス装着部に装着された状態において前記デバイスは前記第１当接部に対して回動可能であることを特徴とするウェアラブル装置。
11. 請求項１０において、
    前記デバイス装着部の前記デバイスが装着される位置から、前記第１当接部の前記側頭部に接する面までの距離は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とするウェアラブル装置。
12. 請求項９又は１０において、
    前記デバイスは、前記装着者の視界の一部に画像を表示する表示部であることを特徴とするウェアラブル装置。