WO2012121129A1 - ヘッド・マウント・ディスプレイ - Google Patents

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WO2012121129A1
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mounted display
band
user
display
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純平 蔵
健雄 三井
雅之 坂口
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ソニー株式会社
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    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B27/017—Head mounted
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/008—Aspects relating to glasses for viewing stereoscopic images

Definitions

  • the present invention relates to a head-mounted display that is used by being mounted on a user's head, and in particular, while adjusting the head according to an increase in the weight of the entire apparatus or individual differences in the head size for each user. It relates to a head-mounted display that is attached to the head.
  • the head-mounted display has a display unit for each of the left and right eyes, and is configured to be used in combination with headphones to control vision and hearing. When configured to completely block the outside world when worn on the head, the virtual reality at the time of viewing increases.
  • the head-mounted display can also display different images on the left and right eyes, and can display a 3D image by displaying an image with parallax on the left and right eyes.
  • a head-mounted display is a display system that provides a virtual image to a user (that is, forms a virtual image on the retina of the eye).
  • the virtual image can be formed on the object side when the object is closer to the lens than the focal length.
  • the distance from the user where the virtual image is formed is preferably changed according to the video.
  • a display device that provides a virtual image in a form suitable for an image has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the head mounted display is similar to eyesight correction glasses in that it has an optical system independently on the left and right.
  • a head-mounted display having a structure composed of rims for supporting the left and right display parts and left and right temples coupled to the side edges of the right and left rims of each of the left and right rims is known (as in the case of glasses).
  • the left and right rims are supported by the nose pad portion formed on the side of the eye and the modern part at the tip of the left and right temples on the ears to support the head mounted display.
  • the head-mounted display usually concentrates on the front body, such as the display part including the optical parts made of glass material and the electric circuit board, as described above.
  • the wearing method instructed by the temple places an excessive load on the user's nose and is unbearable for long-time use.
  • the upper end of the earlobe where the modern part of the temple is caught also hurts.
  • JP 2007-133415 A Japanese Patent No. 4609256 JP 2009-134276 A
  • An object of the present invention is to provide an excellent head-mounted display that can be mounted on the head while adjusting in accordance with an increase in the weight of the entire device or individual differences in head size for each user. There is.
  • the head band of the head mount display according to claim 1 has the full length adjusting mechanism for adjusting the length of the entire length.
  • the forehead support part of the head mount display of Claim 1 has a height adjustment mechanism which adjusts the height from the upper part of the said main-body part. Yes.
  • the lower band of the head mount display according to claim 1 is made of a stretchable material, and the portions other than the lower band of the head band are soft. Made of a material that does not stretch easily.
  • the head-mounted display of the head-mounted display according to claim 1 is linked to the movement of contacting the head of the forehead. It has a wearing sensor that detects that it is worn by the user.
  • each of the upper band and the lower band of the head mounted display according to claim 1 has a length adjusting portion.
  • the length adjusting portions provided in the upper band and the lower band of the head mount display according to claim 1 are respectively provided in the off-center of the upper band and the lower band. It is arranged at the position.
  • an excellent head-mounted display that can be mounted on the head while adjusting in accordance with an increase in the weight of the entire apparatus or individual differences in the head size for each user. be able to.
  • the head-mounted display according to the present invention has a mechanism to be mounted on the user's head, supported by the three points of the forehead support, the lower band, and the upper band, and mounted without causing the user to feel the load. can do.
  • a mechanism for adjusting the overall length of the head band having the upper band and the lower band is provided, and further, a mechanism for adjusting the height of the forehead rest is also provided. Can respond widely.
  • FIG. 1A is a diagram showing a head-mounted display according to the present proposal as viewed from each direction.
  • FIG. 1B is a diagram showing the head mounted display according to the present proposal as viewed from each direction.
  • FIG. 1C is a diagram illustrating a state in which the head mounted display according to the present proposal is viewed from each direction.
  • FIG. 1D is a diagram illustrating a state in which the head-mounted display according to the present proposal is viewed from each direction.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method for supporting the head-mounted display according to the present proposal to the head and an adjustable mounting mechanism.
  • FIG. 3 is a diagram in which only the head band is extracted from the head mounted display.
  • FIG. 4 is a diagram showing a place where a function incidental to the mounting mechanism is provided.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a mounting sensor provided in the forehead pad 102.
  • FIG. 6A is a view showing a height adjusting mechanism provided in the forehead pad 102.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a height adjustment mechanism provided in the forehead pad 102.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration example of a length adjusting unit applied to the upper band 104 and the lower band 105.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a configuration example of a length adjustment unit applied to the upper band 104 and the lower band 105.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the full length adjustment mechanism of the head band.
  • FIG. 9 is a diagram showing a mechanism for adjusting the front-rear position and the vertical position of the headphones.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of an image display system including a head-
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of an image display system including a head-mounted display.
  • the illustrated system includes a head mounted display 10 main body, a Blu-ray disc playback device 20 that is a source of viewing content, and a high-definition display that is another output destination of the playback content of the Blu-ray disc playback device 20 (for example, HDMI-compatible television) 30 and a front-end box 40 for processing AV signals output from the Blu-ray disc playback apparatus 20.
  • the front end box 40 corresponds to an HDMI repeater that, for example, performs signal processing and outputs HDMI when the AV signal output from the Blu-ray disc playback apparatus 20 is HDMI input.
  • the front end box 40 is also a two-output switcher that switches the output destination of the Blu-ray disc playback device 20 to either the head-mounted display 10 or the high-definition display 30.
  • the front end box 40 has two outputs, but may have three or more outputs. However, the front end box 40 makes the output destination of the AV signal exclusive, and gives the highest priority to the output to the head mounted display 10.
  • the AV signal is output only to the head mounted display 10. In other words, the AV signal is output to the low-priority high-definition television 30 (or other display (not shown) connected to the front end box 40) of the head mounted display 10. This is only when the user is not using the head mounted display 10 such as when the power is off or when the head mounted display 10 is not connected.
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • DVI Digital Visual Interface
  • TMDS Transition Minimized Differential Signaling
  • the HDMI cable is connected between the Blu-ray Disc player 20 and the front end box 40, and between the front end box 40 and the high-definition display 30.
  • the front end box 40 and the head mounted display 10 can also be configured to be connected by an HDMI cable, but in this embodiment, the AV signal is serially transferred by connecting with a proprietary cable. Shall be. However, it is assumed that the AV signal and power are supplied by a single cable connecting the front end box 40 and the head mounted display 10, and the head mounted display 10 also obtains driving power via this cable. be able to.
  • the head-mounted display has a display unit for each of the left and right eyes, and is configured to be used in combination with headphones to control vision and hearing.
  • a head-mounted display is similar to eyesight correction glasses in that it has separate optical systems on the left and right.
  • a head-mounted display having a structure composed of rims for supporting the left and right display units and left and right temples coupled to the side edges of the right and left rims of each of the left and right rims is known as in the case of glasses.
  • a heavy object is concentrated on the front part of the head mounted display, an excessive load is applied to the user's nose, so that it is difficult to withstand long-time use.
  • a head-mount mount that can be worn with a hat shape or a belt-like structure that wraps the entire circumference of the head, distributing the load of the device over the entire head, reducing the burden on the user Suggest a display.
  • FIG. 1A to FIG. 1D show the head mounted display according to the present proposal as viewed from each direction.
  • the load of the apparatus can be distributed over the entire head, and the user can be mounted with reduced burden.
  • the hat-shaped head-mounted display itself is often seen even before the present application, it is difficult to understand how to adjust the individual size of the head size for each user when the weight of the device is further increased.
  • Fig. 2 schematically illustrates a method for supporting the head-mounted display according to the present proposal to the head and an adjustable mounting mechanism.
  • the head-mounted display includes a main body 101 including most parts including a display system, a forehead support 102 protruding from the upper surface of the main body 101, and a head branched into an upper band 104 and a lower band 105.
  • -It consists of a band (110) and left and right headphones.
  • a display unit and a circuit board are accommodated in the main body unit 101.
  • a nose pad portion 103 is formed below the main body portion 101 so as to follow the back of the nose.
  • the forehead pad 102 comes into contact with the user's forehead, and the upper band 104 and the lower band 105 of the head band come into contact with the back of the head. That is, the head mount display is mounted on the user's head by supporting the forehead support 102, the upper band 104, and the lower band 105 at three points. Therefore, unlike the glasses that mainly support the weight with the nose pad portion, the head mounted display can be mounted with the load of the device distributed over the entire head to reduce the burden on the user.
  • the head-mounted display shown also includes a nose pad 103, but only assists. Further, by tightening the forehead with the head band, the movement in the rotation direction can be supported so as not to rotate from the head of the user wearing the head mount display.
  • the head band is the part before the branch to the upper band 104 and the lower band 105, and is equipped with a full length adjustment mechanism that can be moved by a single latch and released by a release button. The total length of the can be adjusted.
  • the forehead pad 102 can be adjusted in height, and the range of individual differences in the size of the user's head can be expanded. Details of the functions attached to these mounting mechanisms will be described later.
  • FIG. 3 shows only the head band extracted from the head mounted display.
  • the head band 110 is made of a soft but non-stretchable material such as nylon or polypropylene.
  • the upper band 104 is soft and bends along the head to support the load when worn, but it is difficult to stretch and can prevent the head-mounted display from falling.
  • the lower band 105 is made of a stretchable material such as silicon rubber or elastomer, but can be integrated with the upper band 104 by two-color molding of different materials. Further, as represented by the shading in FIG. 3, by providing a gradual change range of the material amount, the material gradually changes from a material that does not expand and contract to a material that expands and contracts.
  • the lower band 105 supports the head-mounted display by sandwiching the head in combination with the forehead support 102 by expansion and contraction of rubber.
  • FIG. 4 shows a place where a function incidental to the mounting mechanism is provided, surrounded by a broken line.
  • the forehead support 102 detects that the head-mounted display is mounted on the user in conjunction with the movement of contacting the head of the forehead. Equipped with a mounting sensor.
  • FIG. 5 illustrates a configuration example of a mounting sensor equipped in the forehead pad 102.
  • the forehead support 102 is rotatably supported on the outer casing of the head mount display 10 by a rotating shaft 142.
  • the forehead support 102 is pushed to the non-mounted position toward the back of the head-mounted display 10, that is, toward the forehead of the user to be mounted, by the restoring force of the spring 144.
  • the user's forehead comes into contact and is pushed back to the front mounting position.
  • an arm 143 projecting forward is attached to the rotating shaft 142.
  • the forehead support 102 rotates about 10 degrees around the rotation shaft 142.
  • the arm 143 operates in conjunction with the tact switch 141 at the tip. It can be detected from the operation of the tact switch 141 that the head-mounted display 10 is attached to the user.
  • FIG. 6A and 6B illustrate the height adjustment mechanism provided in the forehead pad 102.
  • FIG. 6A shows a state in which the height of the forehead pad 102 is switched by the action of the height adjusting mechanism.
  • the forehead pad 102 set at the lower position is indicated by a solid line
  • the forehead pad 102 set at the upper position is indicated by a broken line.
  • by adjusting the height of the forehead pad 102 from the lower position to the upper position it is possible to widen the correspondence range of individual differences in the size of the user's head.
  • the height adjustment of the forehead pad 102 is not limited to a specific mechanism. For example, by configuring the forehead support 102 so that it can be attached and detached, and providing an attachment position for the lower position and an attachment position for the upper position, the height can be easily adjusted by an operation of reattaching the forehead support 102.
  • 6B shows the forehead support 102 attached to the lower position on the left, and the forehead support 102 attached to the upper position on the right of FIG. 6B.
  • a length adjusting unit is provided in a portion surrounded by broken lines of the upper band 104 and the lower band 105.
  • 7A and 7B show a configuration example of the length adjusting unit applied to the upper band 104 and the lower band 105.
  • FIG. In the illustrated example, the upper band 104 and the lower band are separated at an off-center position surrounded by a broken line. On one separated side, two or more protrusions are formed at equal intervals in the length direction. On the other hand, more holes than the protrusions are formed in the length direction at the same interval as the interval between the protrusions.
  • the lengths of the upper band 104 and the lower band 105 are determined depending on which hole the protrusion engages with. In addition, since the lengths of the upper band 104 and the lower band 105 can be determined independently, it is possible to cope with individual differences in the shape of the occipital region for each user.
  • 7A and 7B are arranged in the off-center of the upper band 104 and the lower band so that when the user uses reclining, the user's back head is the length adjustment unit. Will no longer interfere.
  • FIG. 8 illustrates a configuration example of the full length adjustment mechanism of the head band 110.
  • the full length adjustment mechanism shown in the drawing is only required to be disposed at one of the right and left ends of the head band 110.
  • the head band 110 has, at its end, a protruding portion in which a rack cut out along the side surface in the length direction is formed.
  • an opening 124 that accommodates the protrusion with the rack is formed at a corresponding end of the main body 101. Therefore, the total length of the head band 110 is changed by the protrusion with the rack being guided by the opening 124 and moving in the length direction.
  • the main body 110 is pivotally supported at a position along the opening 124 by a piece latch 121 having a shape in which the tip end is engaged with the rack, and the restoring force of the spring 122 is applied to the piece latch. It acts in the direction which pushes the front-end
  • a release button 123 is formed at the other end of the single latch 121.
  • the release button 123 is exposed to the outside world and can be operated by the user.
  • the tip of the one-side latch 121 is raised, and the locked state with the rack is released.
  • the protrusion with the rack is guided by the opening 124 and can move in the length direction, and the total length of the head band 110 can be adjusted. Therefore, the user can adjust the total length of the head band 110 with one touch of the single latch 121.
  • FIG. 9 illustrates a mechanism for adjusting the front-rear position and the vertical position of the left headphone. Although not shown, the same mechanism is arranged in the right and left headphones symmetrically.
  • the headphone 130 is rotatably supported by the arm 131 and can move in the vertical direction of the main body by rotation.
  • the main body 101 is provided with an opening 132 for receiving the arm 131 in the front-rear direction of the main body.
  • the arm 131 is guided by the opening 132 and can move in the front-rear direction of the main body.
  • the movable range of the center of the headphone 130 is surrounded by a broken line by the combination of the rotation operation with respect to the arm 131 and the movement in the front-rear direction along the opening 132 of the arm 131.
  • the position of the headphones 130 can be adjusted in a two-dimensional range.
  • the mounting mechanism proposed in this specification is applicable to various types of display devices used by the user wearing on the head, such as 3D glasses used in a time-division stereoscopic video display system. Can be applied.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Head-mounted display 20 ... Blu-ray Disc playback apparatus 30 ... Hi-vision display 40 ... Front end box 102 ... Forehead rest part 103 ... Nose rest part 104 ... Upper band 105 ... Lower band 110 ... Head band 121 ... Single latch 122 ... Spring 123 ... Release button 124 ... Opening part 141 ... Tact switch 142 ... Rotating shaft 143 ... Arm 144 ... Spring

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Abstract

　ユーザーの頭部に装着して用いられるヘッド・マウント・ディスプレイを提供する。　装着時、額当て部１０２がユーザーの額に当接するとともに、ヘッド・バンドの上バンド１０４及び下バンド１０５がそれぞれ頭部の後方に当接する。すなわち、額当て部１０２、上バンド１０４、下バンド１０５の３点支持によって、ヘッド・マウント・ディスプレイがユーザーの頭部に装着される。主に鼻当て部で重量を支える、眼鏡に類似した構造体とは相違し、装置の荷重を頭部全体に分散させて、ユーザーの負担を軽減して装着することができる。

Description

ヘッド・マウント・ディスプレイ
　本発明は、ユーザーの頭部に装着して用いられるヘッド・マウント・ディスプレイに係り、特に、装置全体の重量増加や、ユーザー毎の頭部サイズの個人差などに対応して調整しながら、頭部に装着するヘッド・マウント・ディスプレイに関する。
　頭部に装着して映像を視聴する表示装置、すなわちヘッド・マウント・ディスプレイ（ＨＭＤ）が広く知られている。ヘッド・マウント・ディスプレイは、左右の眼毎に表示部を持ち、また、ヘッドフォンと併用し、視覚及び聴覚を制御できるように構成されている。頭部に装着した際に外界を完全に遮るように構成すれば、視聴時の仮想現実感が増す。また、ヘッド・マウント・ディスプレイは、左右の眼に違う映像を映し出すことも可能であり、左右の眼に視差のある画像を表示すれば、３Ｄ画像を提示することができる。
　ヘッド・マウント・ディスプレイは、ユーザーに虚像を提供する（すなわち、虚像を眼の網膜上に結像させる）表示システムである。ここで、虚像は、物体が、焦点距離よりレンズに近い位置にある場合に、その物体側にできるものである。ユーザーに虚像を観賞させる場合、例えば、虚像が形成されるユーザーからの距離などは、映像によって変化させるのが好ましい。例えば、映像に適した形で虚像を提供する表示装置について提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
　ヘッド・マウント・ディスプレイは左右に独立して光学系を持つという点で、視力矯正用の眼鏡に類似する。このため、眼鏡と同様、左右の表示部を支持するリムと、左右のリムのそれぞれの目尻側の側縁に結合された左右のテンプルからなる構造のヘッド・マウント・ディスプレイが知られている（例えば、特許文献２、３を参照のこと）。この種の構造の場合、左右のリムは目頭側に形成された鼻当て部が鼻に当接するとともに、左右のテンプルの先端のモダン部分が耳に係ることによって、ヘッド・マウント・ディスプレイが支持される。
　ところが、ヘッド・マウント・ディスプレイは、通常、ガラス素材の光学部品を含む表示部や、電気回路基板などの重量物が前方の本体に集中することから、上記のように、鼻当て部と左右のテンプルで指示する装着方法では、ユーザーの鼻に過度の負荷がかかるため、長時間の使用には耐え難い。勿論、テンプルのモダン部分が引っ掛かる耳たぶ上端部分も痛くなる。
特開２００７－１３３４１５号公報 特許第４６０９２５６号公報 特開２００９－１３４２７６号公報
　本発明の目的は、装置全体の重量増加や、ユーザー毎の頭部サイズの個人差などに対応して調整しながら、頭部に装着することができる、優れたヘッド・マウント・ディスプレイを提供することにある。
　本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
　左眼用画像を表示する左眼用表示部と、
　右眼用画像を表示する右眼用表示部と、
　前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を含む本体部と、
　前記本体部の上部に配設された額当て部と、
　前記本体部の後方に接続され、上バンド及び下バンドを含むヘッド・バンドと、
を具備するヘッド・マウント・ディスプレイである。
　本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイのヘッド・バンドは、全長の長さを調整する全長調整機構を有している。
　本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの額当て部は、前記本体部の上部からの高さを調整する高さ調整機構を有している。
　本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの下バンドは伸縮可能な素材からなり、前記ヘッド・バンドの前記下バンド以外の部分は、柔らかいが伸縮し難い素材からなる。
　本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの額当て部は、額の頭部に当接する動きに連動して、前記ヘッド・マウント・ディスプレイがユーザーに装着されたことを検出する装着センサーを有している。
　本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの上バンド及び下バンドは、それぞれ長さ調整部を有している。
　本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイの上バンド及び下バンドに設けられた各長さ調整部は、それぞれ上バンド及び下バンドのオフセンターの位置に配設されている。
　本発明によれば、装置全体の重量増加や、ユーザー毎の頭部サイズの個人差などに対応して調整しながら、頭部に装着することができる、優れたヘッド・マウント・ディスプレイを提供することができる。
　本発明に係るヘッド・マウント・ディスプレイは、額当て部、下バンド、及び上バンドの３点で支持して、ユーザーの頭部に装着する機構を備えており、ユーザーに荷重を感じさせないで装着することができる。また、上バンド及び下バンドを有するヘッド・バンドの全長を調整する機構を備えるとともに、さらに、額当て部の高さを調整する機構も備えているので、ユーザーの頭部のサイズの個人差に広く対応することができる。
　本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図１Ａは、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイを各方向から眺めた様子を示した図である。 図１Ｂは、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイを各方向から眺めた様子を示した図である。 図１Ｃは、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイを各方向から眺めた様子を示した図である。 図１Ｄは、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイを各方向から眺めた様子を示した図である。 図２は、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイの、頭部への支持方法と、調整可能な装着機構を説明するための図である。 図３は、ヘッド・マウント・ディスプレイのうちヘッド・バンドのみを抽出して描いた図である。 図４は、装着機構に付帯する機能が設けられた場所を示した図である。 図５は、額当て部１０２に装備された装着センサーの構成例を示した図である。 図６Ａは、額当て部１０２に装備された高さ調節機構を示した図である。 図６Ｂは、額当て部１０２に装備された高さ調節機構を示した図である。 図７Ａは、上バンド１０４及び下バンド１０５に適用される長さ調整部の構成例を示した図である。 図７Ｂは、上バンド１０４及び下バンド１０５に適用される長さ調整部の構成例を示した図である。 図８は、ヘッド・バンドの全長調整機構の構成例を示した図である。 図９は、ヘッドフォンの前後位置並びに上下位置を調整する機構を示した図である。 図１０は、ヘッド・マウント・ディスプレイを含む画像表示システムの構成を模式的に示した図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
　図１０には、ヘッド・マウント・ディスプレイを含む画像表示システムの構成を模式的に示している。図示のシステムは、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０本体と、視聴コンテンツのソースとなるブルーレイ・ディスク再生装置２０と、ブルーレイ・ディスク再生装置２０の再生コンテンツの他の出力先となるハイビジョン・ディスプレイ（例えば、ＨＤＭＩ対応テレビ）３０と、ブルーレイ・ディスク再生装置２０から出力されるＡＶ信号の処理を行なうフロント・エンド・ボックス４０で構成される。
　フロント・エンド・ボックス４０は、ブルーレイ・ディスク再生装置２０から出力されるＡＶ信号をＨＤＭＩ入力すると、例えば信号処理して、ＨＤＭＩ出力するＨＤＭＩリピーターに相当する。また、フロント・エンド・ボックス４０は、ブルーレイ・ディスク再生装置２０の出力先をヘッド・マウント・ディスプレイ１０又はハイビジョン・ディスプレイ３０のいずれかに切り替える２出力スイッチャーでもある。
　図示の例では、フロント・エンド・ボックス４０は２出力であるが、３以上の出力を有していてもよい。但し、フロント・エンド・ボックス４０は、ＡＶ信号の出力先を排他的とし、且つ、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０への出力を最優先とする。ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の電源がオンのとき、又は、ユーザーがヘッド・マウント・ディスプレイ１０を使用中のときには、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０にのみＡＶ信号を出力する。逆に言えば、優先順位の低いハイビジョン・テレビ３０（若しくは、フロント・エンド・ボックス４０に接続された、図示しないその他のディスプレイ）へＡＶ信号が出力されるのは、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の電源がオフのときや、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０が接続されていないときなど、ユーザーがヘッド・マウント・ディスプレイ１０を使用していないときだけである。
　なお、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）は、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を基にし、物理層にＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）を用いた、主に音声と映像の伝送を用途としたディジタル家電向けのインターフェース規格である。本システムは、例えばＨＤＭＩ１．４に準拠する。
　ブルーレイ・ディスク再生装置２０とフロント・エンド・ボックス４０間、並びに、フロント・エンド・ボックス４０とハイビジョン・ディスプレイ３０間は、それぞれＨＤＭＩケーブルで接続されている。フロント・エンド・ボックス４０とヘッド・マウント・ディスプレイ１０間も、ＨＤＭＩケーブルで接続するように構成することも可能であるが、本実施形態では独自仕様のケーブルで接続され、ＡＶ信号がシリアル転送されるものとする。但し、フロント・エンド・ボックス４０とヘッド・マウント・ディスプレイ１０間を接続するケーブル１本で、ＡＶ信号と電力を供給するものとし、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０はこのケーブルを介して駆動電力も得ることができる。
　ヘッド・マウント・ディスプレイは、左右の眼毎に表示部を持ち、また、ヘッドフォンと併用し、視覚及び聴覚を制御できるように構成されている。ヘッド・マウント・ディスプレイは左右に独立して光学系を持つという点で、視力矯正用の眼鏡に類似する。このため、眼鏡と同様、左右の表示部を支持するリムと、左右のリムのそれぞれの目尻側の側縁に結合された左右のテンプルからなる構造のヘッド・マウント・ディスプレイが知られている。ところが、ヘッド・マウント・ディスプレイは重量物が前部に集中することから、ユーザーの鼻に過度の負荷がかかるため、長時間の使用には耐え難い。
　そこで、以下では、帽子形状、若しくは、頭部の全周を包む帯状の構造とし、装置の荷重を頭部全体に分散させて、ユーザーの負担を軽減して装着することができるヘッド・マウント・ディスプレイについて提案する。
　図１Ａ～図１Ｄには、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイを各方向から眺めた様子を示している。図示の帽子形状の構造によれば、本体の前部に重量物が集中していても、装置の荷重を頭部全体に分散させて、ユーザーの負担を軽減して装着することができる。帽子形状のヘッド・マウント・ディスプレイ自体は、本出願以前でも散見されるが、装置の重量がさらに増したときや、ユーザー毎の頭のサイズの個人差に対する調整方法が分かり難い。
　図２には、本提案に係るヘッド・マウント・ディスプレイの、頭部への支持方法と、調整可能な装着機構を模式的に図解している。
　ヘッド・マウント・ディスプレイは、表示系統を含む大部分の部品を含んだ本体部１０１と、本体部１０１の上面から突設した額当て部１０２と、上バンド１０４及び下バンド１０５に分岐されるヘッド・バンド（１１０）と、左右のヘッドフォンからなる。本体部１０１内には、表示部や回路基板が収容される。また、本体部１０１の下方には、鼻背に倣うように鼻当て部１０３が形設されている。
　ユーザーがヘッド・マウント・ディスプレイを頭部に装着したとき、額当て部１０２がユーザーの額に当接するとともに、ヘッド・バンドの上バンド１０４及び下バンド１０５がそれぞれ頭部の後方に当接する。すなわち、額当て部１０２、上バンド１０４、下バンド１０５の３点支持によって、ヘッド・マウント・ディスプレイがユーザーの頭部に装着される。したがって、主に鼻当て部で重量を支える眼鏡とは相違し、このヘッド・マウント・ディスプレイは、装置の荷重を頭部全体に分散させて、ユーザーの負担を軽減して装着することができる。図示のヘッド・マウント・ディスプレイも鼻当て部１０３を備えているが、補助的な支持しか寄与しない。また、額当てをヘッド・バンドで締め付けることで、ヘッド・マウント・ディスプレイが装着されたユーザーの頭部から回転しないように、回転方向の動きを支持することができる。
　なお、ヘッド・バンドは、上バンド１０４と下バンド１０５に分岐する手前の部分で、片ラッチで可動するとともにリリース・ボタンで解除される全長調整機構を備えており、ユーザーはワンタッチでヘッド・バンドの全長を調整することができる。また、額当て部１０２は、高さ調節が可能であり、ユーザーの頭のサイズの個人差の対応範囲を広げることができる。これら装着機構に付帯する機能の詳細については、後述に譲る。
　図３には、ヘッド・マウント・ディスプレイのうちヘッド・バンドのみを抽出して描いている。ヘッド・バンド１１０は、例えばナイロンやポリプロピレンなどの、柔らかいが伸縮しない素材で製作される。
　上バンド１０４は、柔らかさを持ち、装着時には荷重を支えるために頭に沿って曲がるが、伸びにくく、ヘッド・マウント・ディスプレイの落下を防止することができる。
　一方、下バンド１０５は、シリコン・ゴムやエラストマーのような伸縮可能な素材で構成されるが、異種材の２色成形により、上バンド１０４と一体部品とすることができる。また、図３中の濃淡で表現されているように、材量の徐変範囲を設けることにより、伸縮しない素材から伸縮する素材へ、緩やかに変化するようになっている。下バンド１０５は、ゴムの伸縮により額当て部１０２との組み合わせで頭部を挟むことで、ヘッド・マウント・ディスプレイを支持する。
　図４には、装着機構に付帯する機能が設けられた場所を、破線で囲んで示している。
　額当て部１０２には、ヘッド・マウント・ディスプレイをユーザーの頭部に装着した際に、額の頭部に当接する動きに連動して、ヘッド・マウント・ディスプレイがユーザーに装着されたことを検出する装着センサーが装備されている。
　図５には、額当て部１０２に装備された装着センサーの構成例を図解している。図示の例では、額当て部１０２は、回転軸１４２によって、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の外筐に回動可能に支持されている。額当て部１０２は、非装着時には、スプリング１４４の復元力によって、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０の後方、すなわち装着するユーザーの額側へ向かった非装着位置へ押し出されている。そして、装着時には、ユーザーの額が当接することによって、前方の装着位置へ押し戻される。また、回転軸１４２には、前方に突設したアーム１４３が取り付けられている。装着時には、額当て部１０２は、回転軸１４２回りに約１０度回転する。したがって、ユーザーが装着して額当て部１０２が前方へ押し戻されると、アーム１４３が連動して、その先端部でタクト・スイッチ１４１を操作する。タクト・スイッチ１４１の操作から、ヘッド・マウント・ディスプレイ１０がユーザーに装着されたことを検出することができる。
　また、図６Ａ、図６Ｂには、額当て部１０２に装備された、高さ調節機構を図解している。
　図６Ａには、高さ調節機構の作用によって、額当て部１０２の高さが切り換わる様子を示している。同図において、下ポジションに設定された額当て部１０２を実線で示し、上ポジションに設定された額当て部１０２を破線で示している。図示のように、額当て部１０２の高さを下ポジションから上ポジションまで調節することにより、ユーザーの頭のサイズの個人差の対応範囲を広げることができる。
　額当て部１０２の高さ調節は、特定の機構に限定されない。例えば、額当て部１０２を脱着可能に構成し、下ポジションの取り付け位置と上ポジションの取り付け位置を設けることで、額当て部１０２を取り付け直す操作で、容易に高さを調整することができる。図６Ｂ左には下ポジションに取り付けられた額当て部１０２を、図６Ｂ右には上ポジションに取り付けられた額当て部１０２を、それぞれ断面で示している。
　再び図４を参照すると、上バンド１０４及び下バンド１０５の破線で囲まれた個所には、長さ調整部が設けられている。図７Ａ及び図７Ｂには、上バンド１０４及び下バンド１０５に適用される長さ調整部の構成例を示している。図示の例では、上バンド１０４及び下バンドは、破線で囲まれたオフセンターの位置で、分離する。分離した一方には、２個又はそれ以上の突起が長さ方向に等間隔で形成されている。また、他方には、突起と係合する穴が、突起よりも多い個数で、突起間の間隔と同じ間隔で、長さ方向に穿設されている。そして、突起がどの穴と係合するかによって、上バンド１０４及び下バンド１０５それぞれの長さが決まる。また、上バンド１０４及び下バンド１０５をそれぞれ独立して長さを決めることができるので、ユーザー毎の後頭部の形状の個人差に対応することができる。
　なお、図７Ａ及び図７Ｂに示したような長さ調整部を、上バンド１０４及び下バンドのオフセンターに配置することで、ユーザーがリクライニングを使用した際に、ユーザーの後頭部が長さ調整部と干渉することはなくなる。
　ヘッド・バンド１１０の全長を調整することが可能で、片ラッチで可動するとともにリリース・ボタンで解除されることは既に述べた。図８には、ヘッド・バンド１１０の全長調整機構の構成例を図解している。図示の全長調整機構は、ヘッド・バンド１１０の右側又は左側の片方の端部に配設されていればよい。
　ヘッド・バンド１１０は、端部に、長さ方向の側面に沿って歯切りしたラックが形設された突起部を有している。一方、本体部１０１の対応する端部には、このラック付きの突起部を収容する開口部１２４が形成されている。したがって、ラック付きの突起部が開口部１２４に案内されて長さ方向に移動することで、ヘッド・バンド１１０の全長が変化する。
　また、本体部１１０には、開口部１２４に沿う位置に、先端部がラックと係合する形状を備えた片ラッチ１２１が回動可能に軸支されており、バネ１２２の復元力が片ラッチ１２１の先端部を下方に押し出す方向に作用する。したがって、ヘッド・バンド１１０は、片ラッチ１２１の先端部がラックと係合した位置で固定され、全長が決定する。
　また、片ラッチ１２１の他方の端部には、リリース・ボタン１２３が形設されている。リリース・ボタン１２３は、外界に露出して、ユーザーが操作可能となっている。ユーザーがリリース・ボタン１２３を押下すると、逆に片ラッチ１２１の先端部が上昇して、ラックとの係止状態が解除される。この結果、ラック付きの突起部は、開口部１２４に案内されて長さ方向に移動することが可能となり、ヘッド・バンド１１０の全長を調整することができる。したがって、ユーザーは、片ラッチ１２１のワンタッチで、ヘッド・バンド１１０の全長を調整することができる。
　ヘッド・マウント・ディスプレイが左右のヘッドフォンを備えていることは既に述べた。図９には、左側のヘッドフォンの前後位置並びに上下位置を調整する機構を図解している。なお、図示を省略するが、右側のヘッドフォンにも、左右対称で同じ機構が配設されている。
　ヘッドフォン１３０は、アーム１３１に回動可能に支持されており、回転によって本体の上下方向に移動することができる。また、本体部１０１には、アーム１３１を収容する開口部１３２が、本体の前後方向に穿設されている。そして、アーム１３１は、開口部１３２に案内されて、本体の前後方向に移動することができる。
　図９中には、アーム１３１に対する回転動作、及び、アーム１３１の開口部１３２に沿った前後方向の移動の組み合わせによって、ヘッドフォン１３０の中心の移動可能な範囲を、破線で囲んでいる。このように、ヘッドフォン１３０の位置を、２次元的な範囲で調整することができる。
　以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
　本明細書で提案する装着機構は、ヘッド・マウント・ディスプレイ以外にも、時分割立体視映像表示システムで用いられる３Ｄ眼鏡など、ユーザーが頭部に装着して用いられるさまざまなタイプの表示装置に適用することができる。
　要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
　１０…ヘッド・マウント・ディスプレイ
　２０…ブルーレイ・ディスク再生装置
　３０…ハイビジョン・ディスプレイ
　４０…フロント・エンド・ボックス
　１０２…額当て部
　１０３…鼻当て部
　１０４…上バンド
　１０５…下バンド
　１１０…ヘッド・バンド
　１２１…片ラッチ
　１２２…バネ
　１２３…リリース・ボタン
　１２４…開口部
　１４１…タクト・スイッチ
　１４２…回転軸
　１４３…アーム
　１４４…スプリング
 

Claims (7)

  1. 　左眼用画像を表示する左眼用表示部と、
    　右眼用画像を表示する右眼用表示部と、
    　前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部を含む本体部と、
    　前記本体部の上部に配設された額当て部と、
    　前記本体部の後方に接続され、上バンド及び下バンドを含むヘッド・バンドと、
    を具備するヘッド・マウント・ディスプレイ。
  2. 　前記ヘッド・バンドは、全長の長さを調整する全長調整機構を有する、
    請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
  3. 　前記額当て部は、前記本体部の上部からの高さを調整する高さ調整機構を有する、
    請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
  4. 　前記下バンドは伸縮可能な素材からなり、前記ヘッド・バンドの前記下バンド以外の部分は、柔らかいが伸縮し難い素材からなる、
    請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
  5. 　前記額当て部は、額の頭部に当接する動きに連動して、前記ヘッド・マウント・ディスプレイがユーザーに装着されたことを検出する装着センサーを有する、
    請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
  6. 　前記上バンド及び前記下バンドは、それぞれ長さ調整部を有する、
    請求項１に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
  7. 　各長さ調整部は、それぞれ前記上バンド及び前記下バンドのオフセンターの位置に配設される、
    請求項６に記載のヘッド・マウント・ディスプレイ。
     
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