JP2004233899A

JP2004233899A - ヘッドマウントディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2004233899A
Application number: JP2003025229A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kato; 茂加藤; Nobuyuki Miyake; 信行三宅; Masaki Otsuki; 正樹大槻
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】ヘッドマウントディスプレイ装置を装着したときの重量バランスをとり、映像表示部の位置ずれを防ぐ。
【解決手段】使用者Ｍの後頭部に装着され、その両端部で側頭部を押圧するリアアーム１０と、このリアアーム１０の両端部に設けられ、左右の耳に装着されるスピーカ部１５，１６と、リアアーム１０の一端部に連なるフロントアーム２０と、このフロントアーム２０に支持され、使用者Ｍの眼Ｅの前方に配置される映像表示部３０とを備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、リアアーム１０に作用するリアアーム１０の端部を支点とするモーメントが映像表示部３０及びフロントアーム２０に作用するリアアーム１０の端部を支点とするモーメントにほぼ等しくなるように、リアアーム１０に重りとなるバッテリを設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は使用者の頭部に装着して映像を見ることができるヘッドマウントディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘッドマウントディスプレイ装置は、使用者の上頭部に装着されるアームと、そのアームの両端に設けられ、左右の耳に装着される耳パッドと有し、アームの付勢力で使用者の頭部を挟んで、固定しているようなヘッドマウント部に、映像表示部を支持するディスプレイアームを取り付けて、眼前にディスプレイを支持するものがある。
【０００３】
一方、眼鏡フレームのような耳かけ部を有したヘッドマウント部に、映像表示部を取り付けたヘッドマウントディスプレイ装置もある。
【０００４】
これらの技術が開示された資料として、以下の文献が例示される。
【０００５】
【特許文献】
特開平１０−１２３４５５号公報
特開２０００−２３１０７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらのヘッドマウントディスプレイは、頭部装着時に前後の重量バランスが悪く、映像表示部の位置ずれが起こりやすい。
【０００７】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はヘッドマウントディスプレイ装置を装着したときの重量バランスをとり、映像表示部の位置ずれを防ぐことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、使用者の後頭部に装着され、側頭部を押圧することで頭部に保持されるリアアームと、このリアアームに設けられ、左右の耳に装着される装着手段と、前記リアアームに連なるフロントアームと、このフロントアームに支持され、眼の前方に配置される表示手段とを備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、前記リアアームに作用する前記リアアームの前記使用者の側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントが前記表示手段及び前記フロントアームに作用する前記リアアームの前記使用者の側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントにほぼ等しくなるように、前記リアアーム及び前記フロントアームの少なくとも一方に重りとなる前後バランス手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記表示手段が配置される側の装着手段に加わる重量と前記表示手段が配置されない側の装着手段に加わる重量とがほぼ等しくなるように、前記表示手段が配置されない側の装着手段又はこの装着手段の近傍に位置する前記リアアームの端部に重りとなる左右バランス手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記重りとなる前後バランス手段又は前記左右バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウンタウェイトであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、使用者の後頭部に配置されるリアアームと、前記リアアームに設けられた左右の耳装着手段と、前記リアアームに設けられたフロントアームと、前記フロントアームに支持された表示手段とを備えたヘッドマウントディスプレイ装置において、前記耳装着手段近傍を支点とする前記使用者の頭部の前方側に生ずる前方側モーメントと、前記耳装着手段近傍を支点する前記使用者の頭部の後方側に生ずる後方側モーメントがほぼ等しいことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記リアアームおよび前記フロントアームの少なくとも一方に前記前方側モーメントと前記後方側モーメントをほぼ同じくする前後バランス手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記前後バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウントウエイトの少なくともいずれか一つ以上からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、使用者の後頭部に配置されるリアアームと、前記リアアームに設けられた左右の耳装着手段と、前記リアアームに設けられたフロントアームと、前記フロントアームに支持された表示手段とを備えたヘッドマウントディスプレイ装置において、前記左右の耳装着手段から前記使用者の頭部にかかる荷重が左右でほぼ等しいことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記フロントアームは、前記リアアームの前記左右の耳装着手段のどちらか一方の耳装着手段近傍に設けられ、前記左右の耳装着手段の他方の耳装着手段又はその近傍の前記リアアームに左右バランス手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ装置において、前記左右バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウントウエイトの少なくともいずれか一つ以上からなることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【００１９】
このヘッドマウントディスプレイ装置は、リアアーム１０と、スピーカ部（装着手段）１５，１６と、フロントアーム２０と、映像表示部（表示手段）３０とを備えている。
【００２０】
リアアーム１０は円弧状であり、後頭部に装着される。リアアーム１０の両端部が側頭部を押圧する。リアアーム１０の中央部にはモータ、映像回路、バッテリ、カウンタウエイト等の重量部品（前後バランス手段）１７が配置される。図１では重量部品１７としてバッテリが配置されている。
【００２１】
スピーカ部（装着手段）１５，１６はリアアーム１０の両端部に設けられ、使用者Ｍの左右の耳に装着される。リアアーム１０はスピーカ部１５，１６を介して側頭部を押圧する。
【００２２】
フロントアーム２０は弓形状をしており、リアアーム１０の一端部に支持されている。図１ではフロントアーム２０は使用者Ｍの左耳側に配置されている。
【００２３】
映像表示部３０はフロントアーム２０に支持される。映像表示部３０内には使用者Ｍの眼に映像を投影するのに必要な図示しない液晶パネル、蛍光管、集光レンズ、反射鏡、接眼レンズ等が配置されている。
【００２４】
このヘッドマウントディスプレイ装置を装着した使用者Ｍは、例えば携帯用のＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）やＤＶＤを用いて映像を観察する。ＶＴＲからの映像信号は映像表示部３０の液晶パネルに送られ、液晶パネルに映し出された映像は蛍光管で照明され、集光レンズ、反射鏡、接眼レンズを介して使用者Ｍの眼球に拡大投影される。
【００２５】
使用者Ｍがヘッドマウントディスプレイ装置を装着したとき、図１に示すように、映像表示部３０は使用者Ｍの一方の眼Ｅ（図１では左眼）の前方に位置し、重量部品１７は使用者Ｍの後頭部に位置する。
【００２６】
このとき、リアアーム１０に作用するリアアーム１０の使用者Ｍの側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントは映像表示部３０及びフロントアーム２０に作用するリアアーム１０の使用者Ｍの側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントとほぼ同じになる。
【００２７】
この第１実施形態によれば、ヘッドマウントディスプレイ装置を装着したとき、前後で重量バランスをとることができ、映像表示部３０の位置ずれを防ぐことができる。
【００２８】
なお、リアアーム１０に作用するモーメントやフロントアーム２０に作用するモーメントのそれぞれの支点は、使用者Ｍの側頭部を押圧する位置であるので、この位置にこの実施例のようにスピーカ部１５、１６が存在するのであれば、このスピーカ部１５、１６を設けた位置が前述のモーメントの支点となる。
【００２９】
この支点は必ず使用者の頭部の耳部に限られる必要はなく、例えばヘッドマウントディスプレイ装置の重量を支持する個所が耳部の後ろの両左右側頭部となり、ここを支点として、頭部の前側に生ずる前方側モーメントと後方側モーメントがほぼ同じなるようにしてもよい。
【００３０】
この実施形態では、モータ、映像回路、バッテリ、カウンタウエイトなどの部品を前後バランス手段と位置付けて配置したが、前記耳装着手段近傍を支点とする前記使用者の頭部の前方側に生ずる前方側モーメントと、前記耳装着手段近傍を支点する前記使用者の頭部の後方側に生ずる後方側モーメントがほぼ等しくなるように、ヘッドマウントディスプレイ装置を構成する部品の配置を設定することでもよく、特に前後バランス手段として特別な部材を設けなくとも、同様な効果を期待することができる。
【００３１】
図２はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
この実施形態はフロントアーム１２０を収容する収容部１４０をリアアーム１１０の内部に設けた点で第１の実施形態と相違する。
【００３３】
収容部１４０にはフロントアーム１２０が摺動可能に挿入される。
【００３４】
フロントアーム１２０を出し入れするときの操作感は、フロントアーム１２０の表面と収容部１４０の内表面との間に作用する摩擦力を調整したり、フロントアーム１２０に設けた突起部（図示せず）と収容部１４０に設けた凹部（図示せず）とで構成されるクリック機構を採用することによって高まる。
【００３５】
フロントアーム１２０の端部に位置する映像表示部３０を眼（回旋点）Ｅの延長線上まで引き出すことができる。
【００３６】
また、第２実施形態では重量物１７としてフロントアーム１２０をリアアーム１１０に対して出し入れをするモータを設けた。
【００３７】
この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３８】
図３はこの発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
この実施形態は、リアアーム２１０と別体の収容部２４０をリアアーム２１０の端部に連結するとともに、収容部２４０の端部に、重量部品２１７を配置した点で第１実施形態のヘッドマウントディスプレイ装置と相違する。
【００４０】
収容部２４０にはフロントアーム２２０の一端が摺動可能に挿入されている。
【００４１】
フロントアーム２２０を出し入れするときの操作感は、フロントアーム２２０の表面と収容部２４０の内表面との間に作用する摩擦力を調整したり、フロントアーム２２０に設けた突起部（図示せず）と収容部２４０に設けた凹部（図示せず）とで構成されるクリック機構を採用することによって高まる。
【００４２】
収容部２４０はリアアーム２１０と所定間隔をおいてリアアーム２１０に沿うように延びている。収容部２４０の先端部にはモータ、映像回路、バッテリ等の重量部品２１７（前後バランス手段）が配置されている。リアアーム２１０には第１実施形態の重量部品１７に相当する重量部品は配置されていない。
【００４３】
この第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
図４はこの発明の第４実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
この実施形態は、リアアーム３１０と別体の収容部３４０をリアアーム３１０の端部に連結するとともに、フロントアーム３２０の収容部３４０が配置された側と反対側（使用者Ｍの右耳側）にモータ、映像回路、バッテリ等の重量部品（左右バランス手段）３１７を配置した点で第１実施形態と相違する。
【００４６】
この第４実施形態によれば、フロントアーム３２０と別体の収容部３４０で重量バランスをとり第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、フロントアーム３２０の収容部３４０が配置された側と反対側に配置された重量部品３１７によって左右の重量バランスもとることができる。
【００４７】
なお、この実施形態では、頭部への荷重印加点は、左右の耳部装着手段であるスピーカ部１５、１６が設けられた付近である。左右の荷重印加点でほぼ同じ荷重がかかっていれば、左右の重量バランスが取れ、安定した装着感が得られる。したがって、荷重印加点がこの実施形態とは異なる位置に設定されている場合でも、その荷重印加点での荷重がほぼ同じになるようにすることで、同じ効果が得られる。
【００４８】
例えば、頭部への荷重印加点が耳部後ろの左右側頭部になる場合には、その荷重印加点で重量バランスが執られるようにすればよい。
【００４９】
図５はこの発明の第５実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
この実施形態はリアアーム４１０と別体の収容部４４０をリアアーム４１０の端部に連結するとともに、収容部４４０が配置された側と反対側（使用者Ｍの右耳側）のスピーカ部１６にバッテリ等の重量部品（左右バランス手段）４１７を配置した点で第１実施形態と相違する。
【００５１】
この第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、フロントアーム４２０の収容部４４０が配置された側と反対側に配置された重量部品４１７によって左右の重量バランスもとることができる。
【００５２】
このように、頭部の前後と左右のバランスを得る場合には、頭部への荷重印加点であるスピーカ部を支点にして、前記使用者の頭部の前方側に生ずる前方側モーメントと、前記使用者の頭部の後方側に生ずる後方側モーメントがほぼ等しくなるように設定し、更に左右の荷重印加点である左右のスピーカ部に同じ荷重が掛かるように、左右の重量バランスもとることができる。また、重量部品を荷重印加点の近くに設けているので、重量部品をあえて置くことにより生ずるモーメントも小さくすることができ、装着時の安定性を増すことができる。
【００５３】
図６はこの発明の第６実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
この実施形態はリアアーム５１０と別体の収容部５４０をリアアーム５１０の端部近傍に連結するとともに、フロントアーム５２０の端部に映像表示部３０の一部を構成する映像駆動回路等の重量部品５１７を配置した点で第１実施形態と相違する。
【００５５】
この実施形態によれば、リアアーム５１０の使用者の側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とする映像表示部３０及びフロントアーム５２０に作用するモーメントが小さくなるため、重量バランスをより取り易くなる。
【００５６】
図７はこの発明の第７実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図であって、第１実施形態と共通する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
この実施形態はリアアーム６１０と別体の収容部６４０をリアアーム６１０の端部に連結するとともに、モータ、映像回路、映像駆動回路、バッテリ等の重量部品（前後バランス手段）６１７をスピーカ部１５の近傍に配置した点で第１実施形態と相違する。
【００５８】
この実施形態によれば、第６実施形態と同様の効果を奏する。
【００５９】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明のヘッドマウントディスプレイ装置によれば、ヘッドマウントディスプレイ装置を装着したときの重量バランスをとり、映像表示部の位置ずれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図２】図２はこの発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図３】図３はこの発明の第３実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図４】図４はこの発明の第４実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図５】図５はこの発明の第５実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図６】図６はこの発明の第６実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【図７】図７はこの発明の第７実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０リアアーム
１５，１６スピーカ部（装着手段）
１７，２１７，５１７，６１７重量部品（前後バランス手段）
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０フロントアーム
３０映像表示部（表示手段）
３１７，４１７重量部品（左右バランス手段）
Ｍ使用者

Claims

使用者の後頭部に装着され、側頭部を押圧することで頭部に保持されるリアアームと、
このリアアームに設けられ、左右の耳に装着される装着手段と、
前記リアアームに連なるフロントアームと、
このフロントアームに支持され、眼の前方に配置される表示手段と
を備えているヘッドマウントディスプレイ装置において、
前記リアアームに作用する前記リアアームの前記使用者の側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントが前記表示手段及び前記フロントアームに作用する前記リアアームの前記使用者の側頭部を押圧する位置又はその近傍を支点とするモーメントにほぼ等しくなるように、前記リアアーム及び前記フロントアームの少なくとも一方に重りとなる前後バランス手段を設けた
ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
前記表示手段が配置される側の装着手段に加わる重量と前記表示手段が配置されない側の装着手段に加わる重量とがほぼ等しくなるように、前記表示手段が配置されない側の装着手段又はこの装着手段の近傍に位置する前記リアアームの端部に重りとなる左右バランス手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
前後バランス手段又は前記左右バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウンタウェイトであることを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
使用者の後頭部に配置されるリアアームと、
前記リアアームに設けられた左右の耳装着手段と、
前記リアアームに設けられたフロントアームと、
前記フロントアームに支持された表示手段とを備えたヘッドマウントディスプレイ装置において、
前記耳装着手段近傍を支点とする前記使用者の頭部の前方側に生ずる前方側モーメントと、前記耳装着手段近傍を支点する前記使用者の頭部の後方側に生ずる後方側モーメントがほぼ等しいことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
前記リアアームおよび前記フロントアームの少なくとも一方に前記前方側モーメントと前記後方側モーメントをほぼ同じくする前後バランス手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
前記前後バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウントウエイトの少なくともいずれか一つ以上からなることを特徴とする請求項５記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
使用者の後頭部に配置されるリアアームと、
前記リアアームに設けられた左右の耳装着手段と、
前記リアアームに設けられたフロントアームと、
前記フロントアームに支持された表示手段とを備えたヘッドマウントディスプレイ装置において、
前記左右の耳装着手段から前記使用者の頭部にかかる荷重が左右でほぼ等しいことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ装置。
前記フロントアームは、前記リアアームの前記左右の耳装着手段のどちらか一方の耳装着手段近傍に設けられ、
前記左右の耳装着手段の他方の耳装着手段又はその近傍の前記リアアームに左右バランス手段を設けたことを特徴とする請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
前記左右バランス手段は、バッテリ、映像回路、モータ又はカウントウエイトの少なくともいずれか一つ以上からなることを特徴とする請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。