JP6932510B2

JP6932510B2 - 頭部装着装置

Info

Publication number: JP6932510B2
Application number: JP2017007751A
Authority: JP
Inventors: 祐也永田; 茂鳥井原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: EP3667398A1; EP3196687A1; JP2017130931A; CN106990531B; US20170205846A1; CN106990531A; EP3196687B1

Description

本発明は、使用者の頭部に装着して使用される頭部装着装置に関するものである。

従来、画像を表示する表示部を備え、使用者の頭部に装着して使用される頭部装着装置がある。このような頭部装着装置は、ＨＭＤ（ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌａｙ）と呼ばれ、移動する使用者に対して仮想物体の映像などを提示することが出来る。ＨＭＤは、近年、さまざまな分野で利用されつつある。

ＨＭＤの装着機構としては、ベルト状の部材で頭部周囲を締め付けるものや、前頭部パッドと後頭部パッドとを設け、後頭部パッドを前後に移動させて頭部を押圧したり緩めたりするものがある。いずれにしても、ＨＭＤの装着機構には、映像を正しく認識できる位置および姿勢に表示部を保持できることに加え、長時間の使用においても快適な装着感が得られることが求められる。

特開２００９−１１１５１２号公報

特許文献１に開示されている頭部装着装置には、額、後頭部、側頭部、側頭部と後頭部の間の後頭部側面部、それぞれに押圧パッドが設けられている。また、後頭部および後頭部側面部用の押圧パッドには、押圧力発生機構が設けられている。装着時には、後頭部用の押圧パッドよりも後頭部側面部用の押圧パッドからの押圧力が大きくなるようになっている。この機構によって、頭部への押圧力を大きくしても快適さを低減させることなく、機器本体を確実に頭部へ保持可能としている。しかしながら、ＨＭＤの本体である表示部は総重量の大半を占めている。よって、特許文献１に開示されている機構で保持するにしても、表示部を使用者の眼前に適切に保持するためには、押圧力を強くしなくてはならない場合もある。押圧パッドは弾性部材により構成されているが、押圧力を強くすると、使用者の装着感を損ねる可能性もある。特に、側頭部近傍などの押圧に対して敏感な部位に対しては、強い押圧をかけることは好ましくない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、頭部装着装置を使用者の頭部に適切に保持しつつ、使用者の装着感を損なわないようにすることを目的とする。

本発明は、使用者の頭部に装着されて使用される頭部装着装置であって、前記使用者に対して画像を表示する表示部と、前記使用者の頭部に対する前記表示部の位置を、締め付けにより保持する装着部と、前記表示部を前記使用者の頭部に装着させる装着部と、前記装着部に配設され、前記装着部に対して前記使用者の頭部を保持する保持部材と、を有し、前記保持部材は、前記装着部の締め付けにより移動する側頭部パッドと、前記装着部の締め付けにより移動しない前頭部パッドとを有し、前記側頭部パッドと前記前頭部パッドとのそれぞれは、弾性部材と、当該弾性部材を包んでいる包装部材とを有し、前記側頭部パッドが有する包装部材には、前記前頭部パッドが有する包装部材よりも多い数の空気の逃げ穴が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、頭部装着装置を使用者の頭部に適切に保持しつつ、使用者の装着感を損なわないようにすることが出来る。

頭部装着装置の概略図頭部パッドの内部構成を示した図第一の実施形態における頭部パッドの概略図第一の実施形態における頭部パッドの概略図第二の実施形態における頭部パッドの概略図第二の実施形態における頭部パッドの概略図第三の実施形態における頭部パッドの概略図第三の実施形態における頭部パッドの概略図

（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における頭部装着装置の概略図である。本実施形態の頭部装着装置は、画像表示部１００と、装着部２００とから構成されている。以下に具体的な構成について述べる。画像表示部１００は使用者に映像を提供するものであり、使用者の眼前に配させる。装着部２００は、使用者が画像表示部１００を使用者の眼前に配した後に、その位置に画像表示部１００を保持する為のものである。指かかり２１０と２２０を引き寄せることによって、装着部２００を頭部へ締め付け、保持する機構となっている。またリリースボタン２３０を押し込むことで締め付けを解除し、頭部装着装置を使用者の頭部から外すことが可能である。頭部への保持は、装着部２００の内側に配置されている、額部を押圧する額パッド２４０、後頭部を押圧する後頭部用の後頭部パッド２５０、による頭部への押圧力を利用している。また、額部と側頭部の間の側頭部位を押圧する側頭部パッド２６０、額と頭頂の間の部位である前頭部を押圧する前頭部パッド２７０、による頭部への押圧力を利用している。各パッドは柔軟性がありかつ力が加わることで潰れる構成となっており、潰れた際に発生する復元力を利用して頭部への保持を可能としている。また、様々な形状の頭部に追従して保持することも可能としている。

図２は、額パッド２４０、側頭部パッド２６０、前頭部パッド２７０、の内部構成を示した図である。額パッド２４０は額用のパッド、側頭部パッド２６０は側頭部用のパッド、前頭部パッド２７０は前頭部用のパッドである。それぞれのパッドは変形し、使用者の頭部を押圧することによって、使用者の頭部を装着部２００に対して保持する保持部材として機能する。また、それぞれのパッドは、図示通り、装着部２００に配設されている。２（ａ）は、発泡性部材Ｐ１（弾性部材）を板部材Ｐ２と合皮Ｐ３（包装部材）で封入した構成のパッドである。尚、本実施形態においては、弾性部材として発泡性部材、包装部材として合皮を用いているが、他の材料を用いることも可能である。発泡性部材としては、発泡性のポリウレタンを用いることが可能である。また、弾性部材としてゲル部材などを用いることも可能である。弾性部材の弾性は使用者の頭部への負担を軽減し、包装部材により汚れなどから弾性部材を保護すること出来る。また、図２（ｂ）では、図２（ａ）の構成に加え、空気の逃げ穴Ｐ４が設けられている。図２（ａ）の構成によれば、装着部２００を頭部へ締めつけた際に、発砲部材Ｐ１が使用者の頭部形状にならって変形し潰れ、復元力が発生する。また、図２（ｂ）の構成によれば、図２（ａ）の構成に加え空気の逃げ穴がある為、図２（ａ）の構成と比べて発砲部材Ｐ１の潰れる速度が速い。

図３は、本実施形態における、額パッド２４０、側頭部パッド２６０、前頭部パッド２７０の概略図である。側頭部パッド２６０には空気の逃げ穴２６１が形成されている。これにより、装着時において各パッドが押し潰された際に、側頭部パッド２６０は内部に入っている空気が外部へ流出し、潰れる速度が他のパッドと比べ速くなる。つまり、使用者が装着部２００を装着する際に先に側頭部パッド２６０が潰れきるので、最終的に本体部１００の位置は額パッド２４０の潰れ量で管理することができる。よって、押圧に対して敏感な側頭部を適切に保護することが可能となる。

以上のことから、使用者が本実施形態の頭部装着装置を装着する際に、使用者の装着感を損ねずに、使用者の目と本体部１００の距離を既定の距離に容易に定めることが可能となり、また様々な頭部形状に追従して装着することが可能となる。

図４は、空気の逃げ穴の位置を変更した、額パッド３４０、側頭部パッド３６０、前頭部パッド３７０の構成図である。図４（ａ）が額パッド３４０、図４（ｂ）が側頭部パッド３６０、図４（ｃ）が前頭部パッド３７０である。側頭部パッド３６０には、側面に空気の逃げ穴３６１が設けられている。これにより、空気の逃げ穴３６１は使用者の頭部に接しない箇所にある為、使用者の頭部に邪魔されることなく、側頭部パッド３６０から空気を逃がすことが可能である。また、空気の排出により、使用者の装着感を防ぐことも可能になる。

（第二の実施形態）
図５は、本実施形態における、額パッド４４０、側頭部パッド４６０、前頭部パッド４７０の構成を示した図である。図５（ａ）が額パッド４４０、図５（ｂ）が側頭部パッド４６０、図５（ｃ）が前頭部パッド４７０である。額パッド４４０、側頭部パッド４６０、前頭部パッド４７０には、それぞれに複数の空気の逃げ穴４４１、４６１（４６２）、４７１がある。側頭部パッド４６０は他のパッドと比べ空気の逃げ穴の数が多いことから、装着動作時における外部への空気の単位時間当たりの流出量は、他のパッドと比べ多い。そのため、側頭部パッド４６０は他のパッドと比較して潰れる速度が速くなる。

図６は、空気の逃げ穴の位置を変更した、額パッド５４０、側頭部パッド５６０、前頭部パッド５７０の構成を示した図である。図６（ａ）が額パッド５４０、図６（ｂ）が側頭部パッド５６０、図６（ｃ）が前頭部パッド５７０である。額パッド５４０、側頭部パッド５６０、前頭部パッド５７０には、それぞれの側面に空気の逃げ穴５４１、５６１（５６２）、５７１がある。側頭部パッド５６０は他のパッドと比べ空気の逃げ穴の数が多いことから、装着動作時における外部への空気の単位時間当たりの流出量は、他のパッドと比べ多い。そのため、側頭部パッド５６０は他のパッドと比較して潰れる速度が速くなる。

また、額パッド５４０、側頭部パッド５６０、前頭部パッド５７０のそれぞれの空気の逃げ穴５４１、５６１（５６２）、５７１は使用者の頭部に接しない箇所にある為、確実に空気を逃がすことが可能である。

以上のことから、本実施形態における頭部装着装置は、第一の実施形態の頭部装着装置と同様に、使用者の装着感を損ねずに、使用者の目と本体部１００の距離を既定の距離に定めることが出来る。

（第三の実施形態）
図７は、本実施形態における、パッド６４０、側頭部パッド６６０、前頭部パッド６７０である。図７（ａ）が額パッド６４０、図７（ｂ）が側頭部パッド６６０、図７（ｃ）が前頭部パッド６７０である。額パッド６４０、側頭部パッド６６０、前頭部パッド６７０には、それぞれに空気の逃げ穴６４１、６６１、６７１がある。側頭部パッド６６０は他のパッドと比べ空気の逃げ穴の径（面積）が大きい為、装着動作時における外部への空気の単位時間当たりの流出量は、他のパッドと比べ多い。そのため、側頭部パッド６６０は他のパッドと比較して潰れる速度が速くなる。

図８は、空気の逃げ穴の位置を変更した、額パッド７４０、側頭部パッド７６０、前頭部パッド７７０である。図８（ａ）が額パッド７４０、図８（ｂ）が側頭部パッド７６０、図８（ｃ）が前頭部パッド７７０である。額パッド７４０、側頭部パッド７６０、前頭部パッド７７０には、それぞれの側面に空気の逃げ穴７４１、７６１、７７１がある。側頭部パッド７６０は他のパッドと比べ空気の逃げ穴の径が大きいことから、他のパッドと比べ外部への空気の流出量が多い。そのため、側頭部パッド７６０は他のパッドと比較して潰れる速度が速くなる。また、額パッド７４０、側頭部パッド７６０、前頭部パッド７７０のそれぞれの空気の逃げ穴７４１、７６１、７７１は使用者の頭部に接しない箇所にある為、確実に空気を逃がすことが可能である。

３４０額パッド
３６０側頭部パッド
３６１空気の逃げ穴
３７０前頭部パッド

Claims

使用者の頭部に装着されて使用される頭部装着装置であって、
前記使用者に対して画像を表示する表示部と、
前記使用者の頭部に対する前記表示部の位置を、締め付けにより保持する装着部と、
前記装着部に配設され、前記装着部に対して前記使用者の頭部を保持する保持部材と、
を有し、
前記保持部材は、前記装着部の締め付けにより移動する側頭部パッドと、前記装着部の締め付けにより移動しない前頭部パッドとを有し、
前記側頭部パッドと前記前頭部パッドとのそれぞれは、弾性部材と、当該弾性部材を包んでいる包装部材とを有し、前記側頭部パッドが有する包装部材には、前記前頭部パッドが有する包装部材よりも多い数の空気の逃げ穴が形成されていることを特徴とする頭部装着装置。
前記空気の逃げ穴は、前記保持部材により前記使用者の頭部を保持する際に前記使用者
の頭部と接しない位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着装置。
前記包装部材には、複数の前記空気の逃げ穴が形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
前記保持部材は、額用の保持部材と、側頭部用の保持部材と、後頭部用の保持部材とから構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
前記逃げ穴は、前記額用の保持部材と、前記側頭部用の保持部材とに形成され、
前記側頭部用の保持部材に形成されている前記逃げ穴の面積は、前記額用の保持部材に形成されている前記逃げ穴の面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の頭部装着装置。
前記使用者が前記頭部装着装置を装着した際に、前記使用者の頭部との間の押圧力により、前記逃げ穴から前記保持部材の中の空気が逃げることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
前記使用者が前記頭部装着装置を装着した際に、前記使用者の頭部との間の押圧力によって、前記逃げ穴から前記保持部材の中の空気が逃げることにより、前記額用の保持部材よりも、前記側頭部用の保持部材の潰れる速度が速いことを特徴とする請求項５に記載の頭部装着装置。
前記弾性部材は、発泡性のポリウレタンであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の頭部装着装置。