WO2021070656A1 - 頭部搭載型画像表示装置 - Google Patents

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WO2021070656A1
WO2021070656A1 PCT/JP2020/036587 JP2020036587W WO2021070656A1 WO 2021070656 A1 WO2021070656 A1 WO 2021070656A1 JP 2020036587 W JP2020036587 W JP 2020036587W WO 2021070656 A1 WO2021070656 A1 WO 2021070656A1
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WO
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head
weight
image display
display device
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/036587
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐一郎 芦田
Original Assignee
ソニー株式会社
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163Wearable computers, e.g. on a belt
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02Viewing or reading apparatus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/64Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • This technology relates to a head-mounted image display device used for games and simulations.
  • a head-mounted image display device mounted on the head of an observer (user) is known.
  • HMD head-mounted display
  • VR Virtual Reality
  • MR Magnetic Reality
  • Good wearing comfort without a feeling of oppression, stability at the time of wearing, and easy attachment / detachment are required so as not to burden or stress the user (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 2 in order to reduce the burden on the neck due to the position of the center of gravity of the HMD, the arrangement of the weight canceller portion (weight) is set with the position of the center of gravity of the entire HMD at the center of the head. Then, the component force of the force that pulls up the weight canceller portion via the cable in a direction different from the direction of gravity is applied to the forehead of the user, so that the entire HMD is held at the crown and the forehead.
  • Patent Document 3 in order to reduce the burden on the user due to the position of the center of gravity of the HMD, the display unit and the battery holder portion are arranged symmetrically about the crown portion via the main body arm portion. To. A ball joint attached to the upward extending portion extending from the main body arm portion enables the rotation adjustment of the battery holder portion.
  • Patent Document 2 the component force of the weight canceller portion applied to the forehead changes depending on the size of the head, which may reduce the stability at the time of wearing, lead to an excessive feeling of oppression, and the like. is there.
  • Patent Document 3 since the position adjustment range of the battery holder portion is limited by the distance between the ball joint and the battery holder portion, it is difficult to secure the position adjustment range, and the optimum balance can be achieved depending on the size of the user's head. It can be difficult.
  • a form in which the position adjustment range is expanded by a mechanism that rotates the upward extension part is also described, but the HMD is attached due to the complicated structure and the battery being placed at a position away from the head. There is also a risk that the risk of collision with the surroundings will increase because it moves around in the virtual space in this state.
  • the purpose of this technology is to provide an HMD that has good wearability and detachability regardless of the size of the user's head.
  • the head-mounted image display device includes a display unit main body, a holding unit, and a weight unit.
  • the display unit main body displays an image in front of the user's eyes.
  • the holding portion is mounted on the user's head and has a first arm portion that movably holds the display unit main body.
  • the weight portion has a weight and a second arm portion provided on the holding portion to movably hold the weight, and the holding portion is for balancing with the display unit main body. Is.
  • the user can arrange the main body and the weight at a desired position, and can obtain good wearability and detachability regardless of the size of his / her head.
  • the holding portion has a holding portion main body having a first groove portion and a second groove portion for accommodating the first arm portion and the second arm portion, respectively, and the first arm portion and the holding portion.
  • the second arm portion may be movable along the first groove portion and the second groove portion, respectively.
  • the first arm portion, the second arm portion, the first groove portion, and the second groove portion may be arcuate.
  • the arc-shaped shape that follows the shape of the user's head can save space in the holding portion.
  • the display unit main body has an optical element and a lens barrel unit that holds the display element, and the lens barrel unit may be configured to be movable in the user's line-of-sight direction within the main body. As a result, the display element can be moved to an appropriate position according to the user's head size and eye width.
  • the holding portion may further have a first joint portion capable of rotating the display portion main body about one axis with respect to the first arm portion.
  • the first arm portion may be movable to a first retracted position where the display portion main body is in contact with or close to the holding portion main body. This makes it possible to reduce the storage space.
  • the holding portion may further have a holding arm portion that holds both side heads of the user. This enhances mounting stability.
  • the holding portion may further have a temporal contact portion provided at the tip end portion of the holding arm portion and covering both ears of the user.
  • the second arm portion may be movable to a second retracted position where the weight is in contact with or close to the holding portion main body.
  • the first groove portion and the second groove portion have uneven portions on both side surfaces, and the first arm portion and the second arm portion include an elastically deformable protrusion that engages with the uneven portion.
  • Each may have a tip.
  • the first arm portion and the second arm portion may each have a sliding portion that slides between the first groove portion and the second groove portion with a predetermined frictional force.
  • the holding unit may further have a weight driving unit that moves the weight from the second retracted position to a predetermined position. As a result, the position of the weight is automatically adjusted.
  • the weight driving unit includes an actuator for moving the weight from the second retracted position to the predetermined position, and an urging member for urging the weight from the predetermined position toward the second retracted position. , May have.
  • the holding portion may further have a second joint portion capable of rotating the weight portion around one axis.
  • FIG. 1 It is a figure which shows typically the HMD which concerns on 1st Embodiment of this technique. It is a front view which shows typically the HMD of FIG. 1 when the user is not wearing and is wearing.
  • (A) is a cross-sectional view in the x-axis direction of the HMD holding portion of FIG. 1 (b), and (b) is a partially enlarged perspective view from the direction of arrow A in (a). It is an enlarged plan view which showed the tip shape of the arm for the HMD main body and the arm for a weight.
  • (A) is a cross-sectional view in the x-axis direction in a state where the main body arm and the weight arm are inserted into the first groove portion and the second groove portion of the HMD holding portion.
  • (B) is a partially enlarged perspective view (b) from the direction of arrow A in (a). It is a front view (a) and a side view (b) which typically show the state which a user with a relatively large head size wears an HMD. It is a front view (a) and a side view (b) which typically show the state which a user with a relatively small head size wears an HMD. It is a front view (a) and a side view (b) which show typically the HMD when the user is not attached. It is an enlarged plan view which showed the tip shape of the arm for the HMD main body and the arm for a weight in the modification of this technique.
  • FIG. 1 is an overall schematic view showing a state in which a user is wearing a head-mounted image display device 101 (hereinafter, HMD (head-mounted display)) according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1A is a front view of the user as viewed from the front
  • FIG. 1B is a side view of the user as viewed from the left side.
  • the HMD 101 includes an image display device main body 1 (hereinafter, also referred to as an HMD main body) as a display main body, an image display unit holding unit 3 (hereinafter, also referred to as an HMD holding unit) as a holding unit, and a weight portion 6. ..
  • the x-axis direction and the z-axis direction in the figure indicate the horizontal direction in the xyz coordinate system to which the HMD 101 belongs.
  • the x-axis direction is the "first axial direction” and is the left-right direction of the HMD 101.
  • the y-axis direction is the "second axial direction” and is the vertical direction of the HMD 101 orthogonal to the x-axis direction.
  • the z-axis direction indicates a direction orthogonal to the x-axis direction and the y-axis direction, and is the front-back direction of the HMD 101.
  • the x-axis direction is the left-right direction of the user
  • the y-axis direction is the vertical direction of the user
  • the z-axis direction is the front-back direction of the user.
  • the HMD 101 is composed of, for example, a goggle-shaped non-transmissive HMD, and when worn on the user's head, the display element 1c described later is arranged in front of the user's left and right eyes.
  • the HMD main body 1 displays an image in front of the user's eyes, and includes an HMD housing 1a, an eyepiece optical element (hereinafter, eyepiece) 1b, a display element (hereinafter, panel) 1c, and a lens barrel 1d. It includes a drive substrate 1e and an eyepiece detection unit 1f.
  • the eyepiece lens 1b, the panel 1c, the lens barrel portion 1d, the driving substrate 1e, and the eyepiece detection portion 1f are held in the HMD housing 1a (see FIGS. 1 and 10).
  • the image may be a still image or a moving image.
  • the image may be textual information.
  • the image is typically a VR image or an MR image, but is not limited to this, of course.
  • the HMD housing 1a is configured to cover the left and right eyes of the user as a whole so as to be close to or fit to the face.
  • the HMD housing 1a is formed in a semi-disk shape that bulges in the z-axis direction as a whole, and is configured to cover the front of the user's eyes.
  • Two eyepieces 1b and two panels 1c are held in the HMD housing 1a, respectively, and the eyepieces 1b and the panel 1c are arranged so as to be located in front of the user's right eye and left eye.
  • the eyepiece 1b is made of, for example, resin, and is a lens for enlarging the image displayed on the panel 1c so that the user can visually recognize the image.
  • the eyepiece lens 1b is composed of one lens for convenience, but there may be a plurality of eyepiece lenses.
  • the lens barrel portion 1d is for holding the eyepiece lens 1b and the panel 1c.
  • the lens barrel portion 1d has a predetermined position between the center of the optical axis of the eyepiece 1b and the center position of the panel 1c (x and y directions in the figure) and the distance between the eyepiece 1b and the panel 1c in the optical axis direction (z direction in the figure). Hold so that
  • the lens barrel portion 1d has a holding portion (not shown), and the lens barrel portion 1d is held in the HMD housing 1a by this holding portion. Further, the lens barrel portion 1d is held in the HMD housing 1a so as to be movable in the eye width direction (user's line-of-sight direction, x-axis direction in the figure) and eye relief direction (z direction in the figure). .. As a result, the lens barrel portion 1d can be moved to an appropriate position according to the head size and eye width of the user who wears the HMD 101.
  • the eyepiece lens 1b, the panel 1c, and the lens barrel portion 1d have the same reference numerals because they have the same configuration for the right eye and the left eye.
  • the panel 1c is a display element made of a liquid crystal, an organic EL, or the like that can emit display information to be visually recognized by the user, and is electrically connected to the drive substrate 1e by, for example, a flexible printed circuit board (FPC, not shown). ..
  • the drive substrate 1e includes a power supply unit of the HMD main body 1, an image processing unit for setting to display an image on the panel 1c, and a drive unit of the eyepiece detection unit 1f.
  • the drive board 1e is electrically connected to an external PC (see, for example, FIG. 12) for control such as a USB or HDMI (registered trademark) cable and for an image signal.
  • the drive board 1e is electrically connected to the external PC. It is configured as a control unit that controls the HMD 101 based on the power supply and the image signal.
  • the eyepiece detection unit 1f is a wearing detection means for detecting whether or not the user wears the HMD 101, and receives the light emitting unit that emits infrared light and the reflected light in the wavelength range of the infrared light inside the eyepiece detection unit 1f. It has a light receiving unit and a light receiving unit. When the user is wearing the HMD 101, the wearing state is detected by constantly receiving the reflected light from the user's skin. When the user is not wearing the HMD 101, the infrared light is not incident on the light receiving portion, so that it is determined that the HMD 101 is not worn.
  • the HMD main body portion 1 further has a first joint portion 1 g which is an HMD main body rotating portion at the upper end portion. The first joint portion 1g may be integrally formed with the HMD housing 1a.
  • the first joint portion 1g is rotatably engaged with the arm portion 2 for the HDM main body, which will be described later, and the HMD main body portion 1 attaches the first joint portion 1g to the arm portion 2 for the HMD main body. It can rotate around the user's left-right axis (X-axis) via. As will be described in detail later, in the present technology, the HMD main body 1 can move with respect to the holding portion 3 in an arc locus. When the optical axis of the eyepiece 1b shifts with respect to the user's visual axis due to this movement, the user himself rotates the first joint portion 1g to appropriately adjust the inclination of the HMD main body portion 1. Then, the optical axis of the eyepiece lens 1b can be aligned with the user's visual axis.
  • the HMD holding portion 3 is attached to the user's head, holds the HMD main body portion 1 and the weight 5 described later at an arbitrary position, and attaches the HMD 101 to the head. It is a holding member.
  • the HMD holding portion 3 has an HDM main body arm portion (first arm portion) 2 that movably holds the HMD main body portion 1.
  • the weight portion 6 is for balancing the HMD main body portion 1 in the HMD holding portion 3.
  • the weight portion 6 has a weight 5 and a weight arm portion (second arm portion) 4 that movably holds the weight 5.
  • the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4 are held by the holding portion main body 3a of the HMD holding portion 3.
  • the HMD main body arm portion 2 connects the HMD main body portion 1 and the HMD holding portion 3.
  • the arm portion 2 for the HMD main body is composed of an arc-shaped member made of a lightweight resin material such as PP (polypropylene resin) or a metal material having a relatively high elastic modulus.
  • a projecting portion 2a having a spring property is provided at the tip of the arm portion 2 for the HMD main body on the holding portion main body 3a side (see FIG. 4).
  • the HMD main body 1 is fixed at an arbitrary position with respect to the holding main body 3a by the urging force of the protruding portion 2a against the holding main body 3a.
  • the HMD main body 1 and the weight 5 are held by the HMD holding portion 3 by engaging the HMD main body 2 and the weight arm 4 inside the holding main body 3a, respectively.
  • a parietal contact portion 3b for receiving the weights of the HMD main body portion 1, the HMD holding portion 3 and the weight 5 at the parietal portion is integrally formed.
  • the parietal contact portion 3b is formed of a member whose shape can be deformed according to the shape of the user's head.
  • the parietal contact portion 3b has a hollow portion inside, and a rubber material such as urethane rubber or a sponge material is embedded in the hollow portion. It is composed of things.
  • the HMD holding unit 3 further includes a pair of holding arm parts 3c that hold both side heads of the user.
  • the pair of holding arm portions 3c are arc-shaped members whose one ends are integrally fixed to the holding portion main body 3a and extend from the holding portion main body 3a toward the left and right temporal regions of the user.
  • the pair of holding arms 3c are made of a lightweight resin material or a metal material having a relatively high elastic modulus, such as PP (polypropylene resin), like the arm portion 2 for the HMD main body.
  • Temporary contact portions 3d are provided on each of the tip portions of the pair of holding arm portions 3c.
  • the temporal contact portion 3d is composed of a member capable of covering both ears of the user. This enhances the mounting stability of the HMD 101 on the user's head.
  • FIG. 2 is a schematic front view schematically showing the HMD 101 when the user is not attached and when the user is attached.
  • the pair of temporal contact portions 3d are close to each other in the x-axis direction (horizontal direction) in the drawing, and overlap with the HMD main body portion 1 in the z-axis direction (front-back direction), for example. It is in position (see FIG. 2 (a)).
  • the pair of temporal contact portions 3d are opened (elastically deformed) in the direction in which the holding arms 3c are separated from each other. Move to a position that covers both ears of the user. If there is no temporal contact portion 3d, the holding arm portion 3c comes into contact with the user's temporal region.
  • the reaction force generated by the elastic deformation of the holding arm portion 3c becomes the urging force for the temporal contact portion 3d to sandwich the temporal region.
  • This urging force generated when the user transitions from the non-mounted state to the mounted state of the HMD 101 is assumed to be the variation in the size of the user's head and the weight of the HMD main body 1 and the weight 5, and the user during play.
  • the HMD 101 is set so that it does not shift from the front of the eyes and does not give an excessive feeling of oppression when the head is rotated.
  • the temporal contact portion 3d is a member for applying a pinching force generated by the pinching arm portion 3c to the user's temporal region. Similar to the HMD holding portion 3, the portion that comes into contact with the user's temporal region is formed of a sponge or the like whose shape can be deformed according to the shape of the user's temporal region.
  • the temporal contact portion 3d may have a built-in audio device such as headphones for listening to audio linked to a moving image displayed on the panel 1c.
  • the holding force is set by the holding arm portion 3c regardless of the weight and position of the HMD main body portion 1 and the weight 5.
  • the temporal contact portion 3d is held at the tip of the holding arm portion 3c so as to be relatively movable with respect to the holding portion main body 3a. Thereby, the position of the temporal contact portion 3d can be arbitrarily adjusted according to the size of the user's head.
  • the weight arm 4 connects the HMD holding portion 3 and the weight 5.
  • the weight arm 4 is made of an arc-shaped member made of a resin material or a metal material having a relatively high elastic modulus such as PP (polypropylene).
  • a spring-like protruding portion 4a is provided at the tip of the weight arm portion 4 on the holding portion main body 3a side (see FIG. 4).
  • the weight portion 6 is fixed at an arbitrary position with respect to the holding portion main body 3a by the urging force of the protruding portion 4a with respect to the holding portion main body 3a.
  • the weight 5 is for canceling the force that causes the HMD 101 to tilt toward the front of the head due to the weight of the HMD main body 1, which will be described in detail later.
  • the weight portion 6 is for balancing the HMD main body portion 1 in the HMD holding portion 3.
  • the weight 5 may be appropriately designed so as to be moved / fixed to the weight arm 4.
  • the weight 5 is typically made of a metal material having a relatively large specific gravity such as brass.
  • the weight of the weight 5 is set from the relationship between the positions of the center of gravity of the HMD main body 1, the weight 5 and the entire HMD 101. The higher the specific gravity of the material constituting the weight 5, the smaller the weight 5 can be.
  • the form of the weight 5 is not particularly limited, and a lump shape having an appropriate shape such as a rectangular parallelepiped shape or a spherical shape can be adopted.
  • the weight 5 is not limited to a lump, and may be a part or device having a weight equal to or greater than a predetermined value such as a battery.
  • FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of the HMD holding portion 3 of FIG. 1 (b) in the x-axis direction
  • FIG. 3 (b) is a partially enlarged perspective view of the HMD holding portion 3 of FIG. 3 (a) from the direction of arrow A. ..
  • the HMD holding portion 3 has a first groove portion 3g and a second groove portion 3h for accommodating the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4, respectively, and the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 3 4 can move along the first groove 3g and the second groove 3h, respectively.
  • the arm portion 2 for the HMD main body, the arm portion 4 for the weight, the first groove portion 3g, and the second groove portion 3h have an arc shape (including an arc, an elliptical arc, etc.) that follows the shape of the user's head in consideration of space saving. Is.
  • the first groove portion 3g and the second groove portion 3h have uneven portions 3e and 3f on both side surfaces facing each other in the x-axis direction.
  • the uneven portions 3e and 3f have a wavy shape, and are formed from the opening side ends 3j and 3k of the first groove portion 3g and the second groove portion 3h to the opposite end portions 3m and 3n, respectively.
  • the wave shape of the uneven portions 3e and 3f is a plurality of notched arcs provided on both side surfaces of the first groove portion 3g and the second groove portion 3h.
  • the shape or size of each notch arc (width, depth, etc.
  • the protrusions 2a and 4a are designed so that a desired urging force (holding force) can be generated.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing the tip shapes of the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4.
  • a protruding portion 2a is provided on the tip portion 2b of the arm portion 2 for the HMD main body.
  • the protruding portion 2a is formed in an arc shape so as to be able to engage with the uneven portion 3e in the first groove portion 3g, and urges the uneven portion 3e in the x-axis direction with a predetermined elastic force.
  • the protruding portion 2a moves along the first groove portion 3g while overcoming the uneven portion 3e by the user's push-pull operation of the HMD main body arm portion 2 with respect to the holding portion main body 3a.
  • the tip portion 4b of the weight arm portion 4 is provided with a protruding portion 4a.
  • the protruding portion 4a is formed in an arc shape so as to be able to engage with the uneven portion 3f in the second groove portion 3h, and urges the uneven portion 3f in the x-axis direction with a predetermined elastic force.
  • the protruding portion 4a moves along the second groove portion 3h while overcoming the uneven portion 3f by the user's push-pull operation of the weight arm portion 4 with respect to the holding portion main body 3a.
  • the protruding portions 2a and 4a are integrally formed with the tip portions 2b and 4b of the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4, respectively, but the projecting portions 2a and 4a may be formed of different members from the tip portions 2b and 4b, respectively. Good. In this case, the protruding portions 2a and 4a may be made of a material different from that of the tip portions 2b and 4b.
  • the joining method is not particularly limited, and adhesion, welding, two-color molding and other methods can be adopted.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view in the x-axis direction in which the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4 are inserted into the first groove portion 3g and the second groove portion 3h of the HMD holding portion 3.
  • 5 (b) is a partially enlarged perspective view (b) from the direction of arrow A in (a).
  • the protruding portions 2a and 4a of the arm portions 2 and 4 are elastically deformed in the x-axis direction and inserted into an arbitrary position.
  • the protruding portions 2a and 4a function as a stopper for the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4 by being caught by the uneven portions 3e and 3f of the first groove portion 3g and the second groove portion 3h.
  • the same urging mechanism as described above can be adopted for the position adjustment between the tip end portion of the holding arm 3c and the temporal contact portion 3d.
  • the protruding portions 2a and 4a urge and engage with the uneven portions 3e and 3f, so that the HMD main body arm portion 2 (HMD main body portion 1) and the weight arm portion 4 (weight 5) are engaged with each other. It is fixed or held at an arbitrary position with respect to the holding portion main body 3a.
  • the spring protrusions 2a and 4a are formed to have the same radius as the arc shape of the uneven portions 3e and 3f, and by adjusting the radius of these arc shapes, the minimum of each arm portion 2 and 4 is formed. The amount of movement can be set arbitrarily.
  • the curvatures of the arcs drawn by the HMD main body arm portion 2, the weight arm portion 4, the first groove portion 3g, and the second groove portion 3h in the yz plane of FIGS. 1B and 3A are the same. But it may be different.
  • the arc shape of the weight arm 4 is designed to follow the back of the user's head so that the weight 5 does not excessively separate from the back of the user's head regardless of the position of the weight arm 4. It is possible to prevent a collision with the HMD main body (the same applies to the arc shape of the HMD main body arm 2).
  • FIG. 6 is a front view (a) and a side view (b) schematically showing a state in which a user having a relatively large head size is wearing the HMD 101.
  • FIG. 7 is a front view (a) and a side view (b) schematically showing a state in which a user having a relatively small head size is wearing the HMD 101. 6 and 7 show a state in which the HMD main body portion 1, the temporal contact portion 3d, and the weight 5 are arranged at positions that are optimally balanced for each user.
  • HG indicates the position of the center of gravity of the HMD main body 1
  • SG indicates the position of the center of gravity of the weight 5
  • EG indicates the position of the center of gravity of the entire HMD 101.
  • z1 is the distance along the z-axis direction from the center of gravity position HG to EG
  • z2 is the distance along the z-axis direction from the center of gravity position EG to SG.
  • the weight Ws of the weight 5 that is easily balanced with the weight Wh of the HMD main body 1 is selected. Further, when it is desired to reduce the weight Ws of the weight 5, the position of the weight 5 is adjusted so that the distance z2 can be increased by moving the weight arm portion 4 with respect to the holding portion main body 3a, so that the HMD 101 is located near the user's neck.
  • the entire center of gravity position EG can be arranged. For a user with a relatively small head size, it is assumed that the z1'distance from the center of gravity position HG to the EG in the z direction is shorter than that of z1 in FIG. 6a.
  • the position of the temporal contact portion 3d is adjusted by moving the holding arm portion 3c to a position where the user's ear portion can be covered.
  • the distances z2 and z2'by (Equation 1) and (Equation 2) are calculated, and the weight arm portion 4 is moved based on the calculation. Even if users with different head sizes wear the HMD 101, the center of gravity position EG of the entire HMD 101 can be arranged near the neck. In the present embodiment, the distance from the center of gravity position HG to EG, the distance from the center of gravity position EG to SG, and the weight balance between the HMD main body 1 and the weight 5 are briefly described as the distance in the z direction.
  • the optimum weight and position of the weight 5 may be set in consideration of the elastic deformation of the arm portion 2 for the HMD main body and the arm portion 4 for the weight, and the present technology uses (Equation 1) and (Equation 2). ) Is not limited to the relationship shown in).
  • FIG. 8 is a front view (a) and a side view (b) schematically showing the HMD 101 when not worn by the user.
  • the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4 can move along the first and second groove portions 3g and 3h (concavo-convex portions 3e and 3f) of the HMD holding portion 3.
  • the arm portion 2 for the HMD main body has the first joint portion 1g of the HMD main body portion 1 at the holding portion main body 3a (end portion 3j (see FIG. 3B)). It is possible to move to a position in contact with or close to it (first retracted position).
  • the weight 5 is attached to the holding portion main body 3a (end portion 3k (see FIG. 3B)). It can be moved to a contacting or close position (second retracted position), which makes it possible to reduce the storage space.
  • the weight 5 does not interfere when the user attaches / detaches the HMD 101, and after the HMD 101 is attached, the user himself / herself moves the center of gravity EG of the HMD 101 to a desired position.
  • the position of the weight 5 can be adjusted by extending the weight arm portion 4 from the holding portion main body 3a so as to come. In this way, the HMD 101 is attached to the user in a state where the weights of the HMD main body 1 and the weight 5 are balanced with each other at the position EG of the center of gravity. This makes it possible to provide the user with a simple attachment / detachment and a comfortable wearing feeling.
  • the HMD main body 1 may be in contact with the user's face or may not be in contact with the user's face.
  • the weight 5 may or may not be in contact with the back of the user's head.
  • HMD101 can provide stable wearability and good wearing comfort. Further, since the weight 5 can be moved in an arc from the top of the head of the user to the vicinity of the back of the head, a wide range of movement can be set and the user can be easily attached and detached. Further, it is possible to avoid a collision with the periphery of the weight 5 and to reduce the size of the HMD 101 when not in use.
  • the holding configuration of the HMD main body arm portion 2 and the weight arm portion 4 with respect to the holding portion main body 3a is not limited to the above-mentioned urging force of the protruding portions 2a and 4a.
  • 9 (a) is an enlarged plan view showing the tip shapes of the HMD main body arm portion 21 and the weight arm portion 41 in the modified example of the first embodiment of the present technology
  • FIG. 9 (b) is the holding portion main body. It is a figure which shows the mounting state with 3a.
  • the arm portion 21 for the HMD main body has sliding portions 21s having slidability on both side surfaces (two side surfaces facing each other in the x-axis direction).
  • the sliding portion 21s is configured to be slidable with a predetermined frictional force with respect to the first groove portion 3g of the holding portion main body 3a.
  • the weight arm portion 41 has sliding portions 41s having slidability on both side surfaces (two side surfaces facing each other in the x-axis direction).
  • the sliding portion 41s is configured to be slidable with a predetermined frictional force with respect to the second groove portion 3h of the holding portion main body 3a.
  • the sliding portions 21s and 41s are made of a resin material having excellent durability and slidability, such as POM (engineering plastic POM resin).
  • the sliding resistance of the sliding portions 21s and 41s is determined by the friction set from the dimensional relationship between the first groove portion 3g and the second groove portion 3h of the holding portion main body 3a. It is fixed at an arbitrary position with respect to the HMD holding portion 3. During movement, a force exceeding the maximum static friction force during this period is applied. The frictional force is set so that the arm portions 21 and 41 do not move with respect to the holding portion main body 3a due to the weights of the HMD main body 1 and the weight 5.
  • the holding portion is determined by the distance between the notch arcs of the uneven portions 3e and 3f (that is, the distance between the pitches of the adjacent notch arcs).
  • the resolution of the amount of movement of each of the arm portions 2 and 4 with respect to the main body 3a was limited.
  • the sliding portions 21s and 41s can be moved to arbitrary positions with respect to the holding portion main body 3a, finer position adjustment of the arm portions 21 and 41 is possible.
  • the same mechanism as described above can be adopted for the position adjustment between the tip end portion of the holding arm 3c and the temporal contact portion 3d.
  • FIG. 10 is an overall schematic view showing the HMD according to the second embodiment of the present technology.
  • the HMD 102 in the present embodiment is the configuration of the HMD 10 according to the first embodiment of the present technology described above, to which the following weight driving unit 7 is added. Therefore, in the present embodiment, the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and only the weight driving unit 7 will be described.
  • FIG. 10A is a side view showing the HMD 102 in a state where the weight arm portion 4 is in the retracted position.
  • FIG. 10B is a side view showing the HMD 102 in a state where the weight arm portion 4 is in the maximum extension position.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 10 (a).
  • the HMD holding unit 3 further includes a weight driving unit 7.
  • the weight drive unit 7 has an actuator 7a, a screw portion 7b, a spring portion 7c (a urging member), and a movable block 7d.
  • the actuator 7a is typically an electric motor, and is integrally fixed to the holding portion main body 3a.
  • the screw portion 7b is arranged along the z-axis direction. It can rotate in both directions around the z-axis by driving the actuator 7a.
  • the spring portion 7c is, for example, a tension coil spring, and is arranged around the weight arm portion 4. The spring portion 7c is provided between the holding portion main body 3a and the weight 5, and urges the weight 5 in a direction (second retracted position) to bring the weight 5 closer to the holding portion main body 3a.
  • the movable block 7d has a screw hole through which the screw portion 7b penetrates, and also has a fitting portion 7d1 that fits into the guide groove 3s formed on the upper surface of the holding portion main body 3a.
  • the guide groove 3s has an upper groove 3s and a lower groove 3s2 extending in the z-axis direction and facing each other in the z-axis direction.
  • the region between the upper groove 3s1 and the lower groove 3s2 is a space portion 3s3 having a width dimension smaller in the x-axis direction than these grooves.
  • the fitting portion 7d1 of the movable block 7d is fitted so as to be movable in the z-axis direction along the upper groove 3s1 by driving the actuator 7a (rotation of the screw shaft 7b).
  • the movable block 7d can come into contact with the protrusion 4c provided on the weight arm portion 4 at a predetermined position on the guide groove 3s1, and push the protrusion 4c toward the rear side of the user along the z-axis. Is configured to be possible.
  • the protrusion 4c is provided so as to project upward along the y-axis direction from the tip of the weight arm 4 inserted into the holding portion main body 3a (second guide groove 3h).
  • the protrusion 4c is located on the rear side of the movable block 7d.
  • the protrusion 4c has a notch 4c1 through which the screw portion 7b penetrates, and a fitting portion 4c2 that fits into the lower groove 3s2 of the guide groove 3s.
  • the protrusion 4c can move to the rear side in the z-axis direction along the lower groove 3s2 under the pressing action of the movable block 7d.
  • the protrusion 4c can move forward in the z-axis direction along the lower groove 3s2 by receiving the urging force of the spring portion 7c.
  • the weight drive unit 7 configured as described above drives the actuator 7a (extends the drive shaft 7b) and pushes the protrusion 4c rearward via the weight arm movable portion 7d to position the weight 5. (Corresponding to the distance z2 in FIG. 6B) is adjusted.
  • the distance z2 can be arbitrarily set according to the size of the user's head, and when the wearing of the HMD 102 is detected, the position of the weight 5 is adjusted by a preset adjustment amount.
  • the weight driving unit 7 moves the weight arm portion 4 and the weight 5 between the retracted position (second retracted position) shown in FIG. 10 (a) and the adjusted position (set position) shown in FIG. 10 (b). Move at a predetermined speed.
  • the same effects as those in the first embodiment described above can be obtained.
  • the position of the weight 5 can be automatically adjusted to a predetermined position, so that the user does not need to adjust the weight position. It is possible to further improve the sex.
  • the HMD 102 further has a weight position adjusting unit for driving the weight driving unit 7.
  • the weight position adjusting unit may be configured as a part of the drive substrate 1e or as an independent unit (see FIG. 12).
  • FIG. 12 is a control block diagram of the HMD 102.
  • the drive board 1e is connected to an information processing device 50 such as an external PC or a smartphone by wire or wirelessly (for example, Bluetooth (registered trademark)).
  • the weight position adjusting unit 1h outputs a drive command to the actuator 7a based on a command from the drive substrate 1e.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the weight position adjusting method 100 in the present technology.
  • the drive board 1e drives the eyepiece detection unit 1f (step 102), and determines whether or not the HMD 102 is in the mounted state (step S103).
  • the drive circuit 1e drives the actuator 7a via the weight position adjusting portion 1h, moves the weight arm portion 4, and retracts the weight 5 (FIG. 10 (a). )) To the set position (FIG. 10 (b)).
  • the set position of the weight 5 may be a position determined in advance by the user according to his / her head size as described above, or may be a default position calculated from the total weight of the HMD 102 and the average human body size. Good.
  • the HMD 102 may be equipped with an inertial sensor such as a gyro sensor or an acceleration sensor, and the output thereof may be referred to to determine whether or not the balance between the HMD main body 1 and the weight 5 is achieved.
  • the drive board 1e After adjusting the weight 5 to the set position, the drive board 1e displays a predetermined image on the panel 1c and presents a VR image or an MR image to the user (step 105).
  • the drive circuit 1e continuously detects the wearing state of the HMD 102 based on the output of the eyepiece detection unit 1f, and if it is in the wearing state (not non-wearing) (“no” in step 106), continues to display an image (“no” in step 106). In step 105), if it is not mounted (“yes” in step 106), the image is hidden (step 107), and the weight driving unit 7 is driven so as to return the weight 5 to the retracted position (step 105). 108).
  • FIG. 14 (a) and 14 (b) are schematic side views showing the HMD 103 according to the third embodiment of the present technology.
  • the weight portion 6 is configured to be able to advance and retreat with respect to the HMD holding portion 3, but in the HMD 103 of the present embodiment, the HMD holding portion 3 holds the weight portion 6 as the main body of the holding portion. It has a second joint portion 4d that can be rotated with respect to 3a.
  • the second joint portion 4d is provided between the holding portion main body 3a and the weight arm portion 4, and is configured so that the weight portion 6 can be rotated around the x-axis. As a result, the weight portion 6 can rotate between the set position shown in FIG. 14 (a) and the retracted position shown in FIG. 14 (b).
  • the retracted position of the weight portion 6 is not particularly limited, and is set to a position directly above the HMD holding portion 3 in the present embodiment.
  • the weight portion 6 can be moved in an arc from the crown to the back of the head of the user, it is possible to provide the user with simple attachment / detachment as in the first embodiment.
  • the entire HMD 10 can be made compact and compact when not in use (when not attached).
  • the length and shape of the weight arm portion 4 are set so that the weight 5 is arranged at a position where the weight of the HMD main body portion 1 can be balanced.
  • the weight portion 6 may be rotated by a manual operation by the user, or may be provided with a drive unit capable of automatically switching the position of the weight portion 6 as in the second embodiment. Good.
  • a display unit that displays an image in front of the user's eyes
  • a holding portion mounted on the user's head and having a first arm portion that movably holds the display unit main body, and a holding portion. It has a weight and a second arm portion provided on the holding portion to movably hold the weight, and the holding portion includes a weight portion for balancing with the display unit main body.
  • Head-mounted image display device (2) The head-mounted image display device according to (1) above.
  • the holding portion has a holding portion main body having a first groove portion and a second groove portion for accommodating the first arm portion and the second arm portion, respectively.
  • the display unit main body has an optical element and a lens barrel unit that holds the display element.
  • the lens barrel portion is a head-mounted image display device configured to be movable in the user's line-of-sight direction within the display unit main body.
  • the holding portion is a head-mounted image display device further comprising a first joint portion capable of rotating the display unit main body about one axis with respect to the first arm portion.
  • the first arm portion is a head-mounted image display device capable of moving to a first retracted position where the display unit main body is in contact with or close to the holding unit main body.
  • the holding portion is a head-mounted image display device further including a holding arm portion that sandwiches both side heads of the user.
  • the holding portion is a head-mounted image display device provided at the tip end portion of the holding arm portion and further having a temporal contact portion that covers both ears of the user.
  • the second arm portion is a head-mounted image display device capable of moving to a second retracted position where the weight is in contact with or close to the holding portion main body.
  • the first groove portion and the second groove portion have uneven portions on both side surfaces.
  • the first arm portion and the second arm portion are head-mounted image display devices each having a tip portion including an elastically deformable protrusion that engages with the uneven portion. (11) The head-mounted image display device according to (2) above.
  • the first arm portion and the second arm portion are head-mounted type having sliding portions that slide between the first groove portion and the second groove portion with a predetermined frictional force.
  • the holding portion is a head-mounted image display device further comprising a weight driving portion that moves the weight from the second retracted position to a predetermined position.
  • the weight drive unit An actuator that moves the weight from the second retracted position to the predetermined position,
  • a head-mounted image display device including an urging member that urges the weight from the predetermined position toward the second retracted position.
  • the holding portion is a head-mounted image display device further including a second joint portion capable of rotating the weight portion around one axis.
  • HMD main body 2 ... HMD main body arm (first arm) 3 ... HMD holding part (holding part) 3a ... Holding part main body 4 ... Weight arm part (second arm part) 5 ... Weight 6 ... Weight part 7 ... Weight drive part 101, 102, 103 ... Head-mounted image display device (HMD)

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Abstract

ユーザの頭部サイズによらず良好な装着性および着脱性のあるHMDを提供する。本技術の一形態に係る頭部搭載型画像表示装置は、表示部本体と、保持部と、重錘部とを具備する。上記表示部本体は、ユーザの眼前に画像を表示する。上記保持部は、ユーザの頭部に搭載され、上記表示部本体を移動可能に保持する第1のアーム部を有する。上記重錘部は、錘と、上記保持部に設けられ上記錘を移動可能に保持する第2のアーム部とを有し、上記保持部において上記表示部本体に対してつり合いをとる。

Description

頭部搭載型画像表示装置
 本技術は、ゲームやシミュレーションなどに用いられる頭部搭載型画像表示装置に関する。
 観察者(ユーザ)の頭部に装着される頭部搭載型画像表示装置(ヘッドマウントディスプレイ(HMD))が知られている。近年ではHMDの使用用途として、VR(Virtual Reality)やMR(Mixed Reality)と呼ばれる画像表示により作り出された仮想現実空間をあたかも現実のように感じるための装置が知られている。
 これらVR用、MR用のHMDには、仮想空間をより現実に感じるための没入感を阻害するものが極力排除されている必要がある。ユーザに負担やストレスのないように、圧迫感のない良好な着け心地、装着時の安定性、および簡単な着脱性が求められている(例えば特許文献1参照)。
 特許文献2では、HMDの重心位置による首への負担を軽減するために、ウェイトキャンセラー部(錘)の配置がHMD全体の重心位置を頭部中心に設定される。そして、ウェイトキャンセラー部を、ケーブルを介して引上げる力のうちの、重力方向とは異なる方向の分力がユーザの額部にかかることで、頭頂部および額部でHMD全体が保持される。
 特許文献3では特許文献2と同様に、HMDの重心位置によるユーザへの負担を軽減するために、本体アーム部を介して、表示部およびバッテリホルダ部が、頭頂部を中心として対称に配置される。そして、本体アーム部から延出した上方延出部に取り付けられたボールジョイントが、バッテリホルダ部の回転調整を可能にしている。
特開2014-068184号公報 特開2017-229048号公報 特開2018-157476号公報
 しかしながら特許文献2では、頭部サイズによって、額部にかかるウェイトキャンセラー部の分力が変化してしまい、装着時の安定性が低下する、過度な圧迫感につながるなどの装着性低下のおそれがある。
 特許文献3では、バッテリホルダ部の位置調整範囲がボールジョイントとバッテリホルダ部との間の距離で制限されるため、位置調整範囲を確保しづらくユーザの頭部サイズによっては、最適なバランス取りが困難となるおそれがある。また、上方延出部が回転する機構で位置調整範囲を拡大する形態も記載されているが、構造が複雑であることや頭部から離れた位置にバッテリが配置されることで、HMDを装着した状態で仮想空間を動き回る故の周囲との衝突の危険性が高まるなどのおそれもある。
 以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザの頭部サイズによらず良好な装着性および着脱性のあるHMDを提供することにある。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る頭部搭載型画像表示装置は、表示部本体と、保持部と、重錘部とを具備する。
 上記表示部本体は、ユーザの眼前に画像を表示する。
 上記保持部は、ユーザの頭部に搭載され、上記表示部本体を移動可能に保持する第1のアーム部を有する。
 上記重錘部は、錘と、上記保持部に設けられ上記錘を移動可能に保持する第2のアーム部とを有し、上記保持部において上記表示部本体に対してつり合いをとるためのものである。
 これにより、ユーザは、上記本体および錘を所望の位置に配置することができ、自身の頭部サイズによらず良好な装着性および着脱性を得ることができる。
 上記保持部は、上記第1のアーム部および上記第2のアーム部を収容するための第1の溝部および第2の溝部をそれぞれ有する保持部本体を有し、上記第1のアーム部および上記第2のアーム部はそれぞれ、上記第1の溝部内および上記第2の溝部内に沿って移動可能であってもよい。
 これにより、頭部サイズに応じて表示部本体および重錘部を任意の位置に設定することができる。
 上記第1のアーム部および上記第2のアーム部ならびに上記第1の溝部および上記第2の溝部は円弧状であってもよい。
 ユーザの頭部形状に倣った円弧状形状により、上記保持部の省スペース化を図ることができる。
 上記表示部本体は、光学素子および表示素子を保持する鏡筒部を有し、上記鏡筒部は、上記本体内でユーザの視線方向に移動可能に構成されてもよい。
 これにより、ユーザの頭部サイズや眼幅に応じて、表示素子を適切な位置に移動できる。
 上記保持部は、上記表示部本体を上記第1のアーム部に対して一軸まわりに回転させることが可能な第1のジョイント部をさらに有してもよい。
 これにより、表示部本体の傾きを適宜調整して、表示部本体の光軸とユーザの視軸とを一致させることができる。
 上記第1のアーム部は、上記表示部本体が上記保持部本体に接触または近接する位置である第1の退避位置まで移動可能であってもよい。
 これにより、収納時のスペースを減らすことが可能となる。
 上記保持部は、ユーザの両側頭部を挟持する挟持アーム部をさらに有してもよい。
 これにより、装着安定性が高められる。
 上記保持部は、上記挟持アーム部の先端部に設けられユーザの両耳部を覆う側頭当接部をさらに有してもよい。
 上記第2のアーム部は、上記錘が上記保持部本体に接触または近接する位置である第2の退避位置まで移動可能であってもよい。
 上記第1の溝部および第2の溝部は、両側面に凹凸部を有し、上記第1のアーム部および第2のアーム部は、上記凹凸部に係合する弾性変形可能な突出部を含む先端部をそれぞれ有してもよい。
 上記第1のアーム部および第2のアーム部は、上記第1の溝部および上記第2の溝部との間で所定の摩擦力を伴って摺動する摺動部をそれぞれ有してもよい。
 上記保持部は、上記錘を上記第2の退避位置から所定の位置へ移動させる錘駆動部をさらに有してもよい。
 これにより、上記錘の位置が自動的に調整されるようになる。
 上記錘駆動部は、上記錘を上記第2の退避位置から上記所定の位置へ移動させるアクチュエータと、上記錘を上記所定の位置から上記第2の退避位置へ向けて付勢する付勢部材と、を有してもよい。
 上記保持部は、上記重錘部を一軸まわりに回転させることが可能な第2のジョイント部をさらに有してもよい。
本技術の第1の実施形態に係るHMDを模式的に示す図である。 ユーザの非装着時および装着時の、図1のHMDを模式的に示す正面図である。 (a)は、図1(b)のHMD保持部のx軸方向断面図であり、(b)は、(a)の矢印A方向からの部分拡大斜視図である。 HMD本体用アームおよび錘用アームの先端形状を示した拡大平面図である。 (a)は、本体用アームおよび錘アームがHMD保持部の第1の溝部および第2の溝部に挿入された状態のx軸方向断面図である。(b)は、(a)の矢印A方向からの部分拡大斜視図(b)である。 頭部サイズが比較的大きなユーザが、HMDを装着している状態を模式的に示す正面図(a)および側面図(b)である。 頭部サイズが比較的小さなユーザが、HMDを装着している状態を模式的に示す正面図(a)および側面図(b)である。 ユーザ非装着時のHMDを模式的に示した正面図(a)および側面図(b)である。 本技術の変形例におけるHMD本体用アームおよび錘用アームの先端形状を示した拡大平面図である。 本技術の第2の実施形態に係るHMDを模式的に示す図である。 図10(a)のA-A断面図である。 本技術におけるHMDの制御ブロック図である。 本技術における錘位置調整方法を示したフローチャートである。 本技術の第3の実施形態に係るHMDを模式的に示す図である。
 以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、同一の符号は、同一の機能を有するものである。
<第1の実施形態>
 図1は、本技術の第1の実施形態に係る頭部装着型画像表示装置101(以下、HMD(ヘッドマウントディスプレイ))をユーザが装着している状態を表した全体概略図である。
 図1(a)はユーザを正面からみた正面図であり、図1(b)はユーザを左側面から見た側面図である。
 HMD101は、表示部本体としての画像表示装置本体部1(以下、HMD本体部ともいう)、保持部としての画像表示部保持部3(以下、HMD保持部ともいう)および重錘部6を備える。
 なお、図中のx軸方向およびz軸方向はHMD101が属するxyz座標系における水平方向を示す。x軸方向は、「第1の軸方向」であり、HMD101の左右方向とする。y軸方向は、「第2の軸方向」であり、x軸方向と直交するHMD101の上下方向とする。
 z軸方向は、x軸方向とy軸方向とに直交する方向を示し、HMD101の前後方向とする。なお、HMD101がユーザに装着された状態においても同様に、x軸方向をユーザの左右方向とし、y軸方向をユーザの上下方向とし、z軸方向をユーザの前後方向とする。
 HMD101は、例えばゴーグル形状の非透過型のHMDで構成され、ユーザの頭部に装着されることで、後述する表示素子1cがユーザの左右の目の前に配置されるよう構成される。
[HMD本体部]
 HMD本体部1は、ユーザの眼前に画像を表示するものであり、HMD筐体1a、接眼用の光学素子(以下、接眼レンズ)1b、表示素子(以下、パネル)1c、鏡筒部1d、駆動用基板1eおよび接眼検知部1fを備える。これら接眼レンズ1b、パネル1c、鏡筒部1d、駆動用基板1eおよび接眼検知部1fは、HMD筐体1a内に保持されている(図1および図10参照)。
 ここで、画像とは、静止画であってもよいし、動画であってもよい。画像は、文字情報であってもよい。画像は、典型的には、VR画像、MR画像であるが、勿論これに限られない。
 HMD筐体1aは、全体として、ユーザの左右の目を被覆して顔面に近接又はフィットするように構成される。HMD筐体1aは、全体としてz軸方向に膨出する半円盤状に形成され、ユーザの眼前を覆うように構成される。
 接眼レンズ1bおよびパネル1cはそれぞれ、HMD筐体1a内に2つ保持されており、ユーザの右目および左目の眼前に位置するように、接眼レンズ1bおよびパネル1cは、配置される。
 接眼レンズ1bは例えば樹脂からなり、パネル1cに表示された画像を拡大して、ユーザに画像を視認させるためのレンズである。図1では、接眼レンズ1bは、便宜上1枚のレンズで構成されているが、複数枚あってもよい。鏡筒部1dは、接眼レンズ1bおよびパネル1cを保持するためのものである。鏡筒部1dは、接眼レンズ1bの光軸中心およびパネル1cの中心位置(図中x、y方向)ならびに接眼レンズ1bおよびパネル1cの光軸方向(図中z方向)の間隔が所定の位置になるように保持する。
 鏡筒部1dは保持箇所(図示せず)を有しており、この保持箇所によって鏡筒部1dは、HMD筐体1a内に保持される。また、鏡筒部1dは、眼幅方向(ユーザの視線方向、図中x軸方向)やアイレリーフ方向(図中z方向)に移動可能なように、HMD筐体1a内で保持されている。これにより、HMD101を装着するユーザの頭部サイズや眼幅に応じて、鏡筒部1dは、適切な位置に移動可能である。
 なお、接眼レンズ1b、パネル1cおよび鏡筒部1dは、右目用および左目用のいずれも同様の構成であるため、同一の符号を付している。
 パネル1cは、液晶や有機ELなどからなるユーザに視認させる表示情報が発光可能な表示素子であり、例えばフレキシブルプリント基板(FPC、図示せず)によって駆動用基板1eに電気的に接続されている。
 駆動用基板1eは、HMD本体部1の電源部、パネル1cに画像を表示する設定を行うための画像処理部、および、接眼検知部1fの駆動部を含む。
 駆動用基板1eは、外部PC(例えば図12参照)にUSBやHDMI(登録商標)ケーブルなどの制御用および画像信号用の電気的な接続がなされており、本実施形態では、外部PCからの給電、画像信号に基づいてHMD101を制御する制御部として構成される。
 接眼検知部1fは、ユーザがHMD101を装着したか否かを検出するための装着検出手段であり、その内部に赤外光を発光する発光部と該赤外光の波長域の反射光を受光する受光部とを有している。
 ユーザがHMD101を装着している状態では、ユーザの肌からの反射光が常に受光されることで装着状態が検出される。ユーザがHMD101を装着していない状態では、受光部に赤外光が入射しないことで、非装着状態であることが判定される。
 HMD本体部1は、上方端部において、HMD本体回転部である第1のジョイント部1gをさらに有する。第1のジョイント部1gは、HMD筐体1aと一体的に形成されてもよい。
 第1のジョイント部1gは、後述のHDM本体用アーム部2と回動可能に係合しており、HMD本体部1は、HMD本体用アーム部2に対して、第1のジョイント部1gを介してユーザの左右方向の軸(X軸)まわりに回転することができる。
 後に詳述するが、本技術においてHMD本体部1は保持部3に対して、円弧の軌跡で移動可能である。この移動に伴って接眼レンズ1bの光軸がユーザの視軸に対してずれてしまった場合に、ユーザ自身が第1のジョイント部1gを回転させることにより、HMD本体部1の傾きを適宜調整して、接眼レンズ1bの光軸とユーザの視軸とを一致させることができる。
[HMD保持部]
 図1に示されているように、HMD保持部3は、ユーザの頭部に装着され、HMD本体部1および後述する錘5を任意の位置で保持し、HMD101を頭部に装着するための保持部材である。HMD保持部3は、HMD本体部1を移動可能に保持するHDM本体用アーム部(第1のアーム部)2を有する。
 その一方で、重錘部6は、HMD保持部3においてHMD本体部1に対してつり合いをとるためのものである。重錘部6は、錘5と、錘5を移動可能に保持する錘用アーム部(第2のアーム部)4とを有する。
 HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4は、HMD保持部3の保持部本体3aに保持される。
 HMD本体用アーム部2は、HMD本体部1とHMD保持部3とを連結する。HMD本体用アーム部2は、PP(ポリプロピレン樹脂)などの軽量で比較的弾性率の高い樹脂材料あるいは金属材料などから成る円弧状の部材で構成される。HMD本体用アーム部2の保持部本体3a側の先端には、バネ性を有する突出部2aが設けられている(図4参照)。後に詳述するが、この突出部2aの、保持部本体3aに対する付勢力によって、HMD本体部1は、保持部本体3aに対して任意の位置で固定される。
 HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4がそれぞれ、保持部本体3aの内部で係合されることにより、HMD本体部1と錘5は、HMD保持部3によって保持される。
 保持部本体3aの底面には、HMD本体部1、HMD保持部3および錘5の重量を頭頂部で受けるための、頭頂当接部3bが一体的に形成されている。この頭頂当接部3bは、ユーザの頭部形状に倣って形状が変形可能な部材で形成され、例えば内部に空洞部を有し、その空洞部にウレタンゴムなどのゴム材料やスポンジ材を埋め込むことで構成される。
 HMD保持部3は、ユーザの両側頭部を挟持する一対の挟持アーム部3cをさらに有する。一対の挟持アーム部3cは、それらの一端が保持部本体3aに一体的に固定され、保持部本体3aからユーザの左右の側頭部に向かって延びる円弧状の部材である。一対の挟持アーム3cは、HMD本体用アーム部2同様に、PP(ポリプロピレン樹脂)などの軽量で比較的弾性率の高い樹脂材料あるいは金属材料からなる。一対の挟持アーム部3cの先端部の各々には、側頭当接部3dが設けられる。側頭当接部3dは、ユーザの両耳部を被覆可能な部材で構成される。これにより、ユーザの頭部に対するHMD101の装着安定性が高められる。
 図2は、ユーザの非装着時および装着時の、HMD101を模式的に示した概略正面図である。
 ユーザのHMD101の非装着状態において、一対の側頭当接部3dは、図中x軸方向(左右方向)に相互に近接し、例えば、z軸方向(前後方向)にHMD本体部1と重なる位置にある(図2(a)参照)。その一方で、ユーザがHMD101を装着した状態では、図2(b)のように、一対の側頭当接部3dは、挟持アーム3cが互いに離間する方向へ開く(弾性変形する)ことで、ユーザの両耳部を覆う位置に移動する。側頭当接部3dがない場合は、挟持アーム部3cがユーザの側頭部に当接する。
 挟持アーム部3cの弾性変形によって発生する反力が、側頭当接部3dが側頭部を挟持する付勢力となる。ユーザのHMD101の非装着状態から装着状態に遷移する際に発生するこの付勢力は、ユーザの頭部サイズのバラツキや、HMD本体部1および錘5の重量などを想定して、プレイ中のユーザの頭部回転時にHMD101が眼前からずれず、かつ、過度な圧迫感とならないように設定されている。
 側頭当接部3dは、挟持アーム部3cによって生じる挟持力をユーザの側頭部に加えるための部材である。HMD保持部3と同様に、ユーザの側頭部に当接する部位はユーザの側頭部形状に倣ってその部位の形状が変形可能なスポンジなどで形成される。
 側頭当接部3dは、例えばパネル1cに表示される動画像に連動した音声を聴くためのヘッドフォンなど、音響装置が内蔵されたものであってもよい。
 上述したように、挟持アーム部3cにより、HMD本体部1および錘5の重量および位置によらずに、挟持力が設定される。側頭当接部3dは、保持部本体3aに対して相対移動可能に挟持アーム部3cの先端部に保持される。これにより、ユーザの頭部の大きさに合わせて側頭当接部3dの位置に任意に調整することができる。
[重錘部]
 錘用アーム4は、HMD保持部3と錘5とを連結する。錘用アーム4は、HMD本体用アーム2と同様に、PP(ポリプロピレン)などの比較的弾性率の高い樹脂材料あるいは金属材料から成る円弧状の部材で構成される。錘用アーム部4の保持部本体3a側の先端には、バネ性を有する突出部4aが設けられている(図4参照)。後に詳述するが、この突出部4aの、保持部本体3aに対する付勢力によって、重錘部6は、保持部本体3aに対して任意の位置で固定される。
 錘5は、後に詳述するが、HMD本体部1の重量によってHMD101が頭部前側に傾いてしまう力をキャンセルするためのものである。換言すると、重錘部6は、HMD保持部3においてHMD本体部1に対してつり合いをとるためのものである。錘5は、錘用アーム4に対して移動/固定されるように適宜設計してもよい。
 錘5は、典型的には、真鍮などの比較的比重の大きい金属材料からなる。錘5の重量は、HMD本体部1、錘5およびHMD101全体の重心位置の関係から設定される。錘5を構成する材料の比重が高いほど、錘5の小型化を図ることができる。錘5の形態は特に限定されず、直方体形状、球状などの適宜の形状の塊状物が採用可能である。錘5は、塊状物に限られず、バッテリ等の所定以上の重量を有する部品や機器などであってもよい。
 ここで、図3~図5を用いてHMD本体用アーム2、HMD保持部3および錘用アーム4の関係について詳述する。
 図3(a)は、図1(b)のHMD保持部3のx軸方向断面図であり、図3(b)は、図3(a)の矢印A方向からの部分拡大斜視図である。
 HMD保持部3は、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4を収容するための第1の溝部3gおよび第2の溝部3hをそれぞれ有し、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4はそれぞれ、第1の溝部3g内および第2の溝部3h内に沿って移動可能である。
 HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4ならびに第1の溝部3gおよび第2の溝部3hは、省スペース化を考慮してユーザの頭部形状に倣った円弧状(円弧、楕円弧など含む)である。
 第1の溝部3gおよび第2の溝部3hは、x軸方向に対向する両側面に凹凸部3e、3fを有する。凹凸部3e、3fは波形状であり、それぞれ第1の溝部3gおよび第2の溝部3hの開口部側の端部3j、3kから反対側の端部3m、3nにわたって形成されている。
 凹凸部3e、3fの波形状は、図3(b)に示すように、第1の溝部3gおよび第2の溝部3hの両側面に設けられた複数の切り欠き円弧である。個々の切欠き円弧の形状あるいは大きさ(凹凸の幅、深さなど)は、HMD本体用アーム2および錘用アーム4の先端に設けられる突出部2a、4aの形状あるいは大きさに対応し、これら突出部2a、4aに所望の付勢力(保持力)を発生させることが可能に設計される。
 図4は、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4の先端形状を示した拡大平面図である。
 HMD本体用アーム部2の先端部2bには、突出部2aが設けられている。突出部2aは、第1の溝部3gにおける凹凸部3eに係合することが可能に円弧状に形成されており、所定の弾性力で凹凸部3eをx軸方向に付勢する。突出部2aは、保持部本体3aに対するHMD本体用アーム部2のユーザの押引操作により、凹凸部3eを乗り越えながら第1の溝部3gに沿って移動する。
 同様に、錘用アーム部4の先端部4bには、突出部4aが設けられている。突出部4aは、第2の溝部3hにおける凹凸部3fに係合することが可能に円弧状に形成されており、所定の弾性力で凹凸部3fをx軸方向に付勢する。突出部4aは、保持部本体3aに対する錘用アーム部4のユーザの押引操作により、凹凸部3fを乗り越えながら第2の溝部3hに沿って移動する。
 突出部2a、4aは、それぞれHMD本体用アーム部2および錘用アーム部4の先端部2b、4bに一体的に形成されるが、これら先端部2b、4bとは別部材で構成されてもよい。この場合、突出部2a、4aは、先端部2b、4bとは異なる材料で構成されてもよい。接合方法も特に限定されず、接着、溶着、二色成形その他の手法が採用可能である。
 図5(a)は、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4が、HMD保持部3の第1の溝部3gおよび第2の溝部3hに挿入された状態のx軸方向断面図であり、図5(b)は、(a)の矢印A方向からの部分拡大斜視図(b)である。
 HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4のHMD保持部3へのアセンブリ時には、これらアーム部2、4の突出部2a、4aがx軸方向に弾性変形することによって任意の位置へ挿入される。挿入後は、突出部2a、4aは、第1の溝部3gおよび第2の溝部3hの凹凸部3e、3fに引っかかることにより、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4の抜け止めとして機能する。
 なお図示せずとも、挟持アーム3cの先端部と側頭当接部3dとの間の位置調整についても上述と同様な付勢機構が採用可能である。
 以上のように、突出部2a、4aが凹凸部3e、3fに付勢して係合することによって、HMD本体用アーム部2(HMD本体部1)および錘用アーム部4(錘5)が保持部本体3aに対して任意の位置で固定あるいは保持される。典型的には、バネ突出部2a、4aは、凹凸部3e、3fの円弧形状と同一半径に形成されており、これらら円弧形状の半径を調整することで、各アーム部2、4の最小移動量を任意に設定することができる。
 なお、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4ならびに第1の溝部3gおよび第2の溝部3hが、図1(b)および図3(a)のyz平面において描く円弧の曲率は、同一でも異なるものでもよい。特に、錘用アーム4の円弧形状は、ユーザの後頭部に沿うように設計されることで、錘用アーム4がどの位置にあっても、錘5がユーザの後頭部から過度に離れることなく、周囲との衝突などを防止することできる(HMD本体用アーム2の円弧形状も同様)。
 続いて、ユーザの頭部サイズのバラツキによるHMD本体部1、錘5および側頭当接部3dの位置関係について詳述する。
 図6は、頭部サイズが比較的大きなユーザが、HMD101を装着している状態を模式的に示した正面図(a)および側面図(b)である。
 図7は、頭部サイズが比較的小さなユーザが、HMD101を装着している状態を模式的に示した正面図(a)および側面図(b)である。
 図6および図7では、それぞれのユーザにとって最適なつり合いがとれた位置にHMD本体部1、側頭当接部3dおよび錘5が配置されている状態を示している。
 図6(b)および図7(b)において、HGはHMD本体部1の重心位置、SGは錘5の重心位置、そしてEGはHMD101全体の重心位置を示している。
 図中z1は、重心位置HGからEGまでのz軸方向に沿った距離であり、z2は、重心位置EGからSGまでのz軸方向に沿った距離である。HMD本体部1の重量をWh、錘5の重量をWsとし、HMD本体部1および錘5の重量による力のつり合いを考えると、
  Wh×z2/z1=Ws・・・・(式1)
  Wh×z2'/z1'=Ws・・・・(式2)
となる。
 (式1)および(式2)を考慮た場合、HMD本体部1の重量Whとつり合いの取りやすい錘5の重量Wsが選択されることになる。また、錘5の重量Wsをより軽くしたい場合には、保持部本体3aに対する錘用アーム部4の移動により距離z2が長くとれるように錘5を位置調整することで、ユーザの首近傍にHMD101全体の重心位置EGを配置することができる。
 頭部サイズが比較的小さいユーザにおいては、重心位置HGからEGまでのz方向距離z1'は、図6aのz1よりも短くなることが想定される。
 側頭当接部3dは、ユーザの耳部を被覆可能な位置に挟持アーム部3cに対する移動で位置調整される。
 錘5の重量Wsが一定である場合、(式1)および(式2)による距離z2およびz2'の算出、および、その算出に基づく錘用アーム部4の移動により、図6および図7のように頭部サイズが異なるユーザがHMD101を装着しても、首近傍にHMD101全体の重心位置EGを配置することができる。
 本実施形態においては、重心位置HGからEGまでの距離、重心位置EGからSGまでの距離、およびHMD本体部1と錘5との重量つり合いを、z方向の距離として簡易的に説明した。実際には、HMD本体用アーム部2や錘用アーム部4の弾性変形なども考慮した最適な錘5の重量および位置が設定されてもよく、本技術は、(式1)および(式2)に示した関係に限定されるものではない。
 図8はユーザ非装着時のHMD101を模式的に示した正面図(a)および側面図(b)である。
 前述したように、HMD本体用アーム部2および錘用アーム部4は、HMD保持部3の第1および第2の溝部3g、3h(凹凸部3e、3f)に沿って移動することができる。
 HMD101の未使用時(非装着時)には、HMD本体用アーム部2は、HMD本体部1の第1のジョイント部1gが保持部本体3a(端部3j(図3(b)参照)に接触または近接する位置(第1の退避位置)まで移動可能である。これと同様に、錘用アーム部4は、錘5が保持部本体3a(端部3k(図3(b)参照)に接触または近接する位置(第2の退避位置)まで移動可能である。これにより、収納時のスペースを減らすことが可能となる。
 錘5が上記第2の退避位置まで退避することで、ユーザがHMD101を着脱する際に錘5が妨げにならなくなり、そしてHMD101の装着後に、ユーザ自身が、HMD101の重心EGが所望の位置に来るように錘用アーム部4を保持部本体3aから伸長させることで、錘5を位置調整することができる。このようにHMD101は、その重心位置EGにおいてHMD本体1および錘5の重量が相互に釣り合った状態でユーザに装着される。これにより、ユーザに簡易な着脱性や快適な装着感を提供することが可能となる。このとき、HMD本体部1はユーザの顔面に接触してもよいし、非接触であってもよい。同様に、錘5はユーザの後頭部に接触してもよいし、非接触であってもよい。
 上述したように本実施形態によれば、頭部サイズが異なるユーザが装着しても、HMD本体部1および錘5の移動によるHMD101の重心位置調整により、ユーザに過度な圧迫感をもたらすことなく、HMD101の安定した装着性および良好な着け心地を提供することができる。
 また、錘5はユーザの頭頂部から後頭部近傍まで円弧上に移動可能なため、移動範囲を広く設定することができるとともに、ユーザに簡易な着脱性を提供することができる。さらに、錘5の周囲との衝突回避、およびHMD101の未使用時の小型化を図ることができる。
(HMD本体用アーム部および錘用アーム部の変形例)
 保持部本体3aに対するHMD本体用アーム部2および錘用アーム部4の保持構成は、上述した突出部2a、4aの付勢力によるものに限定されない。
 図9(a)は、本技術の第1の実施形態の変形例におけるHMD本体用アーム部21および錘用アーム部41の先端形状を示した拡大平面図、図9(b)は保持部本体3aとの装着状態を示す図である。
 HMD本体用アーム部21は、その両側面(x軸方向に対向する2つの側面)に、摺動性を有する摺動部21sを有する。摺動部21sは、保持部本体3aの第1の溝部3gに対して所定の摩擦力を伴って摺動可能に構成される。
 同様に、錘用アーム部41は、その両側面(x軸方向に対向する2つの側面)に、摺動性を有する摺動部41sを有する。摺動部41sは、保持部本体3aの第2の溝部3hに対して所定の摩擦力を伴って摺動可能に構成される。
 摺動部21s、41sは、例えば、POM(エンプラPOM樹脂)等の耐久性、摺動性に優れた樹脂材料で構成される。摺動部21s、41sの摺動抵抗は、保持部本体3aの第1の溝部3gおよび第2の溝部3hとの間の寸法関係から設定される摩擦によって、HMD本体部1および錘5は、HMD保持部3に対して任意の位置で固定される。移動時は、この間の最大静止摩擦力を超える力が加えられる。当該摩擦力は、HMD本体1および錘5の自重によってアーム部21、41が保持部本体3aに対して移動しない大きさに設定される。
 上述した突出部2a、4aおよび凹凸部3e、3fから成る付勢機構においては、凹凸部3e、3fの切欠き円弧の間隔(つまり、隣接する切欠き円弧のピッチ間の距離)によって、保持部本体3aに対する各アーム部2、4の移動量の分解能が制限された。これに対して本変形例によれば、保持部本体3aに対して摺動部21s、41sを任意の位置に移動できるため、各アーム部21、41のより細かい位置調整が可能である。
 なお図示せずとも、挟持アーム3cの先端部と側頭当接部3dとの間の位置調整についても上述と同様な機構が採用可能である。
<第2の実施形態>
 図10は、本技術の第2の実施形態に係るHMDを表した全体概略図である。
 本実施形態におけるHMD102は、上述した本技術の第1の実施形態に係るHMD10の構成に、以下の錘駆動部7が付加されたものである。したがって、本実施形態では第1の実施形態と同様の構成に関しては説明を省略し、錘駆動部7のみ説明する。
 図10(a)は錘用アーム部4が退避位置にある状態のHMD102を示した側面図である。図10(b)は錘用アーム部4が最大伸び位置にある状態のHMD102を示した側面図である。図11は、図10(a)のA-A断面図である。
 本実施形態において、HMD保持部3は錘駆動部7をさらに備える。錘駆動部7は、アクチュエータ7a、ネジ部7b、バネ部7c(付勢部材)および可動ブロック7dを有する。
 アクチュエータ7aは、典型的には、電動モータであり、保持部本体3aに一体的に固定されている。ネジ部7bは、z軸方向に沿って配置され。アクチュエータ7aの駆動によりz軸まわりに双方向へ回転可能である。
 バネ部7cは、例えば引張コイルバネであり、錘用アーム部4の周囲に配置される。バネ部7cは、保持部本体3aと錘5との間に設けられ、錘5を保持部本体3aに近づける方向(第2の退避位置)に付勢している。
 可動ブロック7dは、ネジ部7bが貫通するネジ孔を有するとともに、保持部本体3aの上面に形成されたガイド溝3sに嵌合する嵌合部7d1を有する。ガイド溝3sは、z軸方向に延び、z軸方向に相互に対向する上部溝3sおよび下部溝3s2を有する。上部溝3s1および下部溝3s2の間の領域は、これらの溝よりもx軸方向に沿った幅寸法が小さい空間部3s3である。可動ブロック7dの嵌合部7d1は、アクチュエータ7aの駆動(ネジ軸7bの回転)により、上部溝3s1に沿ってz軸方向に移動可能に嵌合している。
 また、可動ブロック7dは、案内溝3s1上の所定位置において錘用アーム部4に設けられた突起部4cに当接可能であり、突起部4cをz軸に沿ってユーザの後方側へ押し出すことが可能に構成される。突起部4cは、保持部本体3a(第2のガイド溝3h)に挿通された錘用アーム4の先端部からy軸方向に沿って上方へ突出するように設けられる。
 突起部4cは、可動ブロック7dよりも後方側に位置する。突起部4cは、ネジ部7bが貫通する切欠き4c1と、ガイド溝3sの下部溝3s2に嵌合する嵌合部4c2とを有する。突起部4cは、ネジ軸7bの一方向への回転時において、可動ブロック7dによる押圧作用を受けて下部溝3s2に沿ってz軸方向後方側へ移動可能である。一方、突起部4cは、ネジ軸7bの上記一方向とは逆方向への回転時において、バネ部7cの付勢力を受けて下部溝3s2に沿ってz軸方向前方側へ移動可能である。
 以上のように構成される錘駆動部7は、アクチュエータ7aを駆動し(駆動軸7bを伸長させ)、錘用アーム可動部7dを介して突起部4cを後方へ押すことで、錘5の位置(図6(b)の距離z2に相当)を調整する。距離z2は、ユーザの頭部の大きさに応じて任意に設定可能であり、HMD102の装着が検出されたとき予め設定した調整量で錘5の位置が調整される。錘駆動部7は、錘用アーム部4および錘5を図10(a)に示す退避位置(第2の退避位置)と、図10(b)に示す調整位置(セット位置)との間を所定の速度で移動させる。
 本実施形態においても上述の第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に本実施形態によれば、接眼検知部1fによりHMD102の装着が検知されたとき、錘5の位置を所定位置に自動的に調整することができるため、ユーザによる錘位置の調整を不要として装着性のさらなる向上を図ることが可能となる。
 HMD102は、錘駆動部7を駆動させる錘位置調整部をさらに有する。この錘位置調整部は、駆動基板1eの一部として構成されてもよいし、独立したユニットとして構成されてもよい(図12参照)。
 図12は、HMD102の制御ブロック図である。ここで、駆動用基板1eは、外部PCやスマートフォンなどの情報処理装置50に有線または無線(例えばBluetooth(登録商標))で接続されている。錘位置調整部1hは、駆動用基板1eからの指令に基づいてアクチュエータ7aに対する駆動指令を出力する。
 図13は、本技術における錘位置調整方法100の一例を示したフローチャートである。
 HMD102の電源がONになると(ステップ101)、駆動基板1eは接眼検知部1fを駆動し(ステップ102)、HMD102が装着状態か否かを判定する(ステップS103)。
 HMD102が装着状態であると判定された場合、駆動回路1eは、錘位置調整部1hを介してアクチュエータ7aを駆動し、錘用アーム部4を移動させて錘5を退避位置(図10(a))からセット位置(図10(b))へ移動させる。錘5のセット位置は、上述のようにユーザが事前に自分の頭部サイズに合わせて決定した位置でもよいし、HMD102の全体重量および平均的な人体サイズから算出される既定位置であってもよい。あるいは、HMD102に例えばジャイロセンサや加速度センサ等の慣性センサを搭載し、その出力を参照して、HMD本体部1と錘5との間のつり合いがとれているかどうかを判定してもよい。
 錘5のセット位置への調整後、駆動基板1eは、パネル1cに所定の画像を表示させ、ユーザへVR画像あるいはMR画像を提示する(ステップ105)。駆動回路1eは、接眼検知部1fの出力に基づきHMD102の装着状態を継続して検出し、装着状態である(非装着でない)場合は(ステップ106において「no」)、画像を表示し続け(ステップ105)、非装着状態である場合は(ステップ106において「yes」)、画像を非表示にするとともに(ステップ107)、錘5を退避位置へ戻すように錘駆動部7を駆動する(ステップ108)。
<第3の実施形態>
 図14(a)、(b)は、本技術の第3の実施形態に係るHMD103を示す概略側面図である。
 上述の第1の実施形態では、重錘部6がHMD保持部3に対して進退可能に構成されたが、本実施形態のHMD103では、HMD保持部3は、重錘部6を保持部本体3aに対して回転させることが可能な第2のジョイント部4dを有する
 第2のジョイント部4dは、保持部本体3aと錘用アーム部4との間に設けられ、重錘部6をx軸まわりに回転させることが可能に構成される。これにより、重錘部6は、図14(a)に示すセット位置と、図14(b)に示す退避位置との間で回動可能である。重錘部6の退避位置は特に限定されず、本実施形態ではHMD保持部3の直上位置に設定される。
 本実施形態のHMD103においては、重錘部6がユーザの頭頂部から後頭部まで円弧上に移動可能なため、第1の実施形態と同様に、ユーザに簡易な着脱性を提供できる。また、HMD10の未使用時(非装着時)において全体をコンパクトに小型化できる。
 なお、重錘部6のセット位置は、HMD本体部1の重量とつり合いがとれる位置に錘5が配置されるように、錘用アーム部4の長さや形状が設定される。
 また、重錘部6はユーザの手動による操作で回動してもよいし、第2の実施形態と同様に重錘部6の位置を自動的に切り替えることができる駆動部を備えていてもよい。
 なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1) ユーザの眼前に画像を表示する表示部本体と、
 ユーザの頭部に搭載され、前記表示部本体を移動可能に保持する第1のアーム部を有する保持部と、
 錘と、前記保持部に設けられ前記錘を移動可能に保持する第2のアーム部とを有し、前記保持部において前記表示部本体に対してつり合いをとるための重錘部と
 を具備する頭部搭載型画像表示装置。
(2)上記(1)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、前記第1のアーム部および前記第2のアーム部を収容するための第1の溝部および第2の溝部をそれぞれ有する保持部本体を有し、
 前記第1のアーム部および前記第2のアーム部はそれぞれ、前記第1の溝部内および前記第2の溝部内に沿って移動可能である
 頭部搭載型画像表示装置。
(3)上記(2)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記第1のアーム部および前記第2のアーム部ならびに前記第1の溝部および前記第2の溝部は円弧状である
 頭部搭載型画像表示装置。
(4)上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記表示部本体は、光学素子および表示素子を保持する鏡筒部を有し、
 前記鏡筒部は、前記表示部本体内でユーザの視線方向に移動可能に構成される
 頭部搭載型画像表示装置。
(5)上記(4)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、前記表示部本体を前記第1のアーム部に対して一軸まわりに回転させることが可能な第1のジョイント部をさらに有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(6)上記(2)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記第1のアーム部は、前記表示部本体が前記保持部本体に接触または近接する位置である第1の退避位置まで移動可能である
 頭部搭載型画像表示装置。
(7)上記(1)~(6)のいずれか1つに記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、ユーザの両側頭部を挟持する挟持アーム部をさらに有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(8)上記(7)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、前記挟持アーム部の先端部に設けられユーザの両耳部を覆う側頭当接部をさらに有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(9)上記(2)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記第2のアーム部は、前記錘が前記保持部本体に接触または近接する位置である第2の退避位置まで移動可能である
 頭部搭載型画像表示装置。
(10)上記(2)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記第1の溝部および第2の溝部は、両側面に凹凸部を有し、
 前記第1のアーム部および前記第2のアーム部は、前記凹凸部に係合する弾性変形可能な突出部を含む先端部をそれぞれ有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(11)上記(2)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記第1のアーム部および前記第2のアーム部は、前記第1の溝部および前記第2の溝部との間で所定の摩擦力を伴って摺動する摺動部をそれぞれ有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(12)上記(9)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、前記錘を前記第2の退避位置から所定の位置へ移動させる錘駆動部をさらに有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(13)上記(12)に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記錘駆動部は、
 前記錘を前記第2の退避位置から前記所定の位置へ移動させるアクチュエータと、
 前記錘を前記所定の位置から前記第2の退避位置へ向けて付勢する付勢部材と、を有する
 頭部搭載型画像表示装置。
(14)上記(1)~(13)のいずれか1つに記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
 前記保持部は、前記重錘部を一軸まわりに回転させることが可能な第2のジョイント部をさらに有する
 頭部搭載型画像表示装置。
  1…HMD本体部
  2…HMD本体用アーム部(第1のアーム部)
  3…HMD保持部(保持部)
  3a…保持部本体
  4…錘用アーム部(第2のアーム部)
  5…錘
  6…重錘部
  7…錘駆動部
 101、102、103…頭部装着型画像表示装置(HMD)

Claims (14)

  1.  ユーザの眼前に画像を表示する表示部本体と、
     ユーザの頭部に搭載され、前記表示部本体を移動可能に保持する第1のアーム部を有する保持部と、
     錘と、前記保持部に設けられ前記錘を移動可能に保持する第2のアーム部とを有し、前記保持部において前記表示部本体に対してつり合いをとるための重錘部と
     を具備する頭部搭載型画像表示装置。
  2.  請求項1に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、前記第1のアーム部および前記第2のアーム部を収容するための第1の溝部および第2の溝部をそれぞれ有する保持部本体を有し、
     前記第1のアーム部および前記第2のアーム部はそれぞれ、前記第1の溝部内および前記第2の溝部内に沿って移動可能である
     頭部搭載型画像表示装置。
  3.  請求項2に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記第1のアーム部および前記第2のアーム部ならびに前記第1の溝部および前記第2の溝部は円弧状である
     頭部搭載型画像表示装置。
  4.  請求項1に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記表示部本体は、光学素子および表示素子を保持する鏡筒部を有し、
     前記鏡筒部は、前記表示部本体内でユーザの視線方向に移動可能に構成される
     頭部搭載型画像表示装置。
  5.  請求項4に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、前記表示部本体を前記第1のアーム部に対して一軸まわりに回転させることが可能な第1のジョイント部をさらに有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  6.  請求項2に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記第1のアーム部は、前記表示部本体が前記保持部本体に接触または近接する位置である第1の退避位置まで移動可能である
     頭部搭載型画像表示装置。
  7.  請求項1に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、ユーザの両側頭部を挟持する挟持アーム部をさらに有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  8.  請求項7に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、前記挟持アーム部の先端部に設けられユーザの両耳部を覆う側頭当接部をさらに有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  9.  請求項2に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記第2のアーム部は、前記錘が前記保持部本体に接触または近接する位置である第2の退避位置まで移動可能である
     頭部搭載型画像表示装置。
  10.  請求項2に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記第1の溝部および第2の溝部は、両側面に凹凸部を有し、
     前記第1のアーム部および前記第2のアーム部は、前記凹凸部に係合する弾性変形可能な突出部を含む先端部をそれぞれ有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  11.  請求項2に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記第1のアーム部および前記第2のアーム部は、前記第1の溝部および前記第2の溝部との間で所定の摩擦力を伴って摺動する摺動部をそれぞれ有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  12.  請求項9に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、前記錘を前記第2の退避位置から所定の位置へ移動させる錘駆動部をさらに有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  13.  請求項12に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記錘駆動部は、
     前記錘を前記第2の退避位置から前記所定の位置へ移動させるアクチュエータと、
     前記錘を前記所定の位置から前記第2の退避位置へ向けて付勢する付勢部材と、を有する
     頭部搭載型画像表示装置。
  14.  請求項1に記載の頭部搭載型画像表示装置であって、
     前記保持部は、前記重錘部を一軸まわりに回転させることが可能な第2のジョイント部をさらに有する
     頭部搭載型画像表示装置。
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