JP2013255012A - 頭部保持部材、及び頭部装着型情報出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気回路を不要とすることで低コスト且つメンテナンス性に優れた頭部保持部材、及び頭部装着型情報出力装置を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の頭部装着型情報出力装置は、音声を音波として出力可能な音声出力部２０と、ユーザーの頭部の所定位置に音声出力部２０を装着可能に保持するとともに、音声出力部２０から出力した音波をユーザーの頭部に伝達する音波伝達部４６が設けられた頭部保持部材４０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、頭部保持部材、及び頭部装着型情報出力装置に関するものである。

従来、音楽再生装置を頭部に装着し、かつ音を耳で聞くためのヘッドフォンが知られている（例えば、下記非特許文献１参照）。

米macally製のiPod shuffle/nano用ヘッドフォン「mTUNE」、[online]、平成１８年２月３日、AV Watch編集部、[平成２４年５月９日検索]、インターネット＜URL:http://av.watch.impress.co.jp/docs/20060203/rwc.htm＞

しかしながら、上記のヘッドフォンにおいては、ユーザーの頭部に固定するヘッドバンド（頭部保持部材）側にも音声再生装置から出力された音声を伝達するための配線等の電気回路が必要とされるため、コストが高くなるという問題があった。また電気接点を有しているために、例えばユーザーの汗等による錆の発生或いは短絡の発生を防止するといったように保守管理を適切に行わなければならず、メンテナンス作業が煩雑になるといった問題もあった。

本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、電気回路を不要とすることで低コスト且つメンテナンス性に優れた頭部保持部材、及び頭部装着型情報入力装置の提供を目的としている。

本発明の第１の態様は、音声を音波として出力する音声出力部に接続され、ユーザーの頭部の所定位置に前記音声出力部を装着可能に保持する頭部保持部材であって、前記音声出力部から出力された音波を前記ユーザーの前記頭部に伝達する音波伝達部を備えることを特徴とする頭部保持部材である。

本発明の第２の態様は、音声を音波として出力可能な音声出力部と、ユーザーの頭部の所定位置に前記音声出力部を装着可能に保持するとともに、前記音声出力部から出力した前記音波を前記ユーザーの前記頭部に伝達する音波伝達部が設けられた頭部保持部材と、を備えることを特徴とする頭部装着型情報出力装置である。

また、上記第２の態様に係る頭部装着型情報出力装置においては、前記音声出力部は、骨伝導音を出力する骨伝導音出力部と、空気振動音を出力する空気振動音出力部とを含み、前記音声出力部の使用状況に応じて、前記骨伝導音出力部及び前記空気振動音出力部の出力が切り替える出力切替部をさらに備える構成としてもよい。

また、上記第２の態様に係る頭部装着型情報出力装置においては、前記頭部装着部は、前記音声出力部に対して着脱可能とされ、前記頭部装着部に対する前記音声出力部の着脱状態を検出する着脱検出部をさらに備え、前記出力切替部は、前記着脱検出部によって、前記頭部装着部が前記音声出力部に装着されている場合に前記空気音出力部のみから前記音波を出力させる構成としてもよい。

また、上記第２の態様に係る頭部装着型情報出力装置においては、前記音声出力部を保持した前記頭部装着部における前記ユーザーの前記頭部に対する装着状態を検出する頭部検出部をさらに備え、前記出力切替部は、前記頭部検出部によって、前記頭部装着部が前記頭部に装着されている場合に前記骨伝導音出力部のみから前記音波を出力させる構成としてもよい。

また、上記第２の態様に係る頭部装着型情報出力装置においては、前記音導部は、前記ユーザーの耳を覆う複数の耳被覆部材を含み、前記音響スピーカー及び前記複数の耳被覆部材は、音響的に結合されている構成としてもよい。

本発明によれば、電気回路を不要とすることで低コスト且つメンテナンス性に優れた頭部保持部材、及び頭部装着型情報出力装置を提供できる。

第１実施形態のヘッドマウントディスプレイの斜視図である。 同実施形態におけるヘッドマウントディスプレイを背面側から見た斜視図である。 同実施形態におけるディスプレイ本体の水平断面図である。 同実施形態におけるディスプレイ本体及びヘッドバンドの接続部分の要部構造を示す断面図である。 同実施形態におけるヘッドマウントディスプレイの装着形態を示す図である。 同実施形態におけるヘッドマウントディスプレイに付属のステレオイヤホンを示す斜視図である。 同実施形態におけるヘッドマウントディスプレイの機能ブロック図である。 同実施形態におけるヘッドバンドの動作説明図である。 同実施形態におけるヘッドマウントディスプレイの音声出力切り替え処理の手順を示すフローチャートである。 一実施形態の変形例におけるヘッドマウントディスプレイの音声出力切り替え処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるヘッドマウントディスプレイを背面側から見た斜視図である。 同実施形態におけるディスプレイ本体及びヘッドバンドの接続部分の要部構造を示す断面図である。

以下、本発明の頭部保持部材及び頭部装着型情報出力装置に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイの斜視図である。図２は、ヘッドマウントディスプレイを背面側から見た斜視図である。図３は、ディスプレイ本体２０の水平断面図である。

ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型情報出力装置）１は、ディスプレイ本体（音声出力部）２０とユーザーの頭部に装着されるとともにディスプレイ本体２０を支持するヘッドバンド（頭部保持部材）４０と、を備えた単眼式のヘッドマウントディスプレイである。
なお、図１及び図２では、ディスプレイ本体２０の長手方向をＹ軸方向、ヘッドバンド４０がユーザーの頭部を挟持する方向をＸ軸方向としている。

以下、ヘッドマウントディスプレイ１の各部の構成について詳細に説明する。
ディスプレイ本体２０は、図１に示すように、主要回路を内蔵するとともに操作部や各種インターフェースを備えた装置本体部２１と、装置本体部２１の先端に連結された表示部６０とを有する。

装置本体部２１は、概略板状の筐体２１Ａを有する（図３参照）。本実施形態では、装置本体部２１においてヘッドバンド４０との接続部が設けられている側の端部（＋Ｙ側の端部）を基端部とし、この基端部と反対側の端部（−Ｙ側の端部）を先端部とする。また、装置本体部２１をヘッドバンド４０に装着した状態で、装置本体部２１のヘッドバンド４０側（＋Ｘ側）を内側、ヘッドバンド４０と反対側（−Ｘ側）を外側とする。

装置本体部２１の外面には、図１に示すように、メインスイッチ２８と、タッチスイッチ３４と、集音マイク２４とが、筐体２１Ａの長手方向に沿って配置されている。
メインスイッチ２８はディスプレイ本体２０の電源のオンオフ操作を行うスイッチである。タッチスイッチ３４は、表面に手指等で触れることによりヘッドマウントディスプレイ１の各種操作を行うことができるタッチパネルである。集音マイク２４は、環境音を収集する外部マイクである。

装置本体部２１内面の基端部側に、図２に示すように、耳元スピーカー（空気振動音出力部）２３と、オーディオコネクター２６と、連結孔３１を有するヘッドバンドヒンジ３２とが設けられている。装置本体部２１内面の中央部に心拍数センサー１３７が設けられている。装置本体部２１の内側面の先端部には通話マイク３７が設けられている。

耳元スピーカー２３は、ユーザーの耳の近傍に配置される。耳元スピーカー２３からユーザーに音声情報が伝えられる。耳元スピーカー２３は、所定の音声信号を空気を媒体として伝播する音波として出力し、ユーザーの耳に音声（空気振動音）を伝達させるためのものである。オーディオコネクター２６は、例えば図７に示すイヤホンが接続される音声入出力端子である。ヘッドバンドヒンジ３２はヘッドバンド４０とのジョイント部である。通話マイク３７にはユーザーの音声が入力される。

心拍数センサー１３７は、ユーザーの顔の表面に接触させることでユーザーの心拍数を測定するセンサーである。心拍数センサー１３７は、発光ダイオード等を備えた発光部と、ユーザーの皮膚内部で反射した光を検知する受光部とを有する。心拍数センサー１３７は、血流の変化による反射光量の変化を検出することで心拍数をカウントする。心拍数センサー１３７はユーザーの目の近くに配置されるが、発光部から赤外域の光を射出させる構成とすればユーザーにまぶしさを感じさせることはない。

心拍数センサー１３７は、装置本体部２１の内面から突出するように設けられ、ヘッドマウントディスプレイ１の装着時にユーザーの顔の表面に当接可能とされている。バッテリー３３は充電電池、使い捨て電池のいずれであってもよい。

装置本体部２１の基端部側の側端面には、ＵＳＢコネクター２５と、操作スイッチ３０と、ビデオコネクター２７とが設けられている。
ＵＳＢコネクター２５はＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスの接続端子である。本実施形態では、例えば、不図示のリモコン（リモートコントローラー）等が接続される。
操作スイッチ３０は、例えばトラックボールやスティックなどのポインティングデバイスである。操作スイッチ３０は表示部６０に表示される画面に正対するように設けられている。これにより、操作スイッチ３０における操作の左右方向と、上記画面の左右方向とが一致するので、ユーザーは画面を見ながら直感的に操作スイッチ３０を操作することが可能である。
ビデオコネクター２７は映像入出力端子である。

表示部６０は、図１及び図２に示すように、装置本体部２１の先端部に連結されている。本実施形態において、表示部６０のヘッドバンド４０側を内側、ヘッドバンド４０と反対側を外側とする。表示部６０は、上面視（Ｚ軸視）において湾曲した形状を有するアーム部材であり、装置本体部２１との連結部から先端側へ向かうに従って内側へ湾曲する形状を有する。表示部６０の内面に、ファインダー開口部６７が設けられている。表示部６０の外面には、カメラ６４が設けられている。

次に、ヘッドバンド４０について、図２を参照しつつ説明する。
ヘッドバンド４０は、図２に示すように、ユーザーの頭部を挟持する一対のヘッドパット４６、４７と、第１ヘッドバンド４３と、第２ヘッドバンド４４と、回動機構５６、５７とを備えている。

第１ヘッドバンド４３は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第１ヘッドバンド４３の頂部に、第１ヘッドバンド４３を折り曲げるためのジョイント部４３ａが設けられている。第１ヘッドバンド４３の両端には、回動機構５６、５７を構成する軸受部４３ｂ、４３ｃがそれぞれ設けられている。軸受部４３ｂ、４３ｃよりもさらにバンド先端側に、ヘッドパット４６、４７が接続される軸受部４３ｄ、４３ｅが設けられている。

第２ヘッドバンド４４は、全体として円弧状を成す弾性部材である。第２ヘッドバンド４４の頂部には、第２ヘッドバンド４４を折り曲げるためのジョイント部４４ａが設けられている。第２ヘッドバンド４４の両端には、それぞれ回動機構５６、５７を構成する軸部材４４ｂ、４４ｃが設けられている。

また本実施形態において、第２ヘッドバンド４４は、ステンレス等の金属からなるバネ部材４８の表面を樹脂等の柔軟な材料で被覆した構成を有する。この第２ヘッドバンド４４のバネ部材４８においてユーザーの頭部を挟持するバネ力を発生させる。また第２ヘッドバンド４４は第１ヘッドバンド４３と比較して広い幅（太さ）に形成されている。ジョイント部４４ａの形成部分は他のバンド部分よりもさらに広く形成された標章表示部４９とされている。標章表示部４９には、シールや印刷により製品タグ等が付される。なお、第２ヘッドバンド４４の全体を金属で形成してもよい。

ヘッドパット４６は、板状の支持板４６ａと、支持板４６ａの一面側に設けられた断面アーチ状の弾性部材４６ｂとを有する。支持板４６ａの弾性部材４６ｂと反対側の面に、当該面に垂直な姿勢で概略六角柱状の連結ピン４１が立設されている。また、弾性部材４６ｂの中央には後述する当接部３１１（図４参照）が設けられている。

連結ピン４１は、第１ヘッドバンド４３の一方の先端に設けられた軸受部４３ｄに軸支されている。これにより、ヘッドパット４６は連結ピン４１回りに回転可能である。
また、ディスプレイ本体２０は連結ピン４１を介してヘッドバンド４０に対して着脱可能な構成を実現している。

ヘッドパット４７は、板状の支持板４７ａと、支持板４７ａの一方の面に設けられた断面アーチ状の弾性部材４７ｂとを有する。支持板４７ａの弾性部材４７ｂと反対側の面には、軸部材４７ｃが設けられている。軸部材４７ｃは、第１ヘッドバンド４３の先端に設けられた軸受部４３ｅに軸支されている。これにより、ヘッドパット４７は、軸部材４７ｃ回りに回転可能である。

本実施形態において、回動機構５６は、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３から離す方向へ付勢する付勢機構として機能する。

一方、回動機構５７は、第２ヘッドバンド４４の回転角度を規制する規制機構として機能する。

以上の構成により、第２ヘッドバンド４４は、回動機構５６によって第１ヘッドバンド４３から離れる方向に回動付勢される一方、回動機構５７によって第１ヘッドバンド４３に対して所定角度以内の範囲に回動規制される。これにより、第２ヘッドバンド４４は第１ヘッドバンド４３に対して所定の角度となるように保持される。したがって、回動機構５６、５７は、ヘッドバンド４０における角度保持機構として機能する。

表示部６０は、図３に示すように、ディスプレイヒンジ６１を介して装置本体部２１と連結されている。ディスプレイヒンジ６１は、表示部６０の筐体６０Ａに形成された凹曲面状の収容部６１ａと、装置本体部２１に形成され収容部６１ａに嵌合された球状部６１ｂとからなるボールジョイントである。

表示部６０の筐体６０Ａは、ディスプレイヒンジ６１が設けられた基端側筐体部６０ｂと、基端側筐体部６０ｂから延設された先端側筐体部６０ｃとからなる。先端側筐体部６０ｃは、基端側筐体部６０ｂに対して内側へ湾曲ないし屈曲するように設けられている。先端側筐体部６０ｃにファインダー開口部６７が設けられている。

表示部６０は、ディスプレイヒンジ６１の球状部６１ｂに対してＹ’軸回りに自由に回転させることができる。これにより、図３（Ａ）に示す視聴可能状態から表示部６０を回転させることで、図３（Ｂ）に示す収容状態に移行させることができる。

装置本体部２１の球状部６１ｂは、装置本体部２１の外面先端部に形成された筐体２１Ａの長手方向に対して斜めに延びる傾斜面２１ａに、この傾斜面の法線方向（図３のＹ’軸方向）に突出するようにして設けられている。本実施形態の場合、傾斜面２１ａは、図３に示す装置本体部２１の長手方向と直交する面をＺ軸回りの外側に略４５°回転させた面に平行である。表示部６０は、傾斜面２１ａに沿って回転可能である。したがって、表示部６０の回転方向は、装置本体部２１の長手方向に対して斜め方向である。

ディスプレイヒンジ６１の球状部６１ｂには、球状部６１ｂを高さ方向（Ｙ’軸方向）に貫通する貫通孔６１ｃが形成されている。貫通孔６１ｃを介して、表示部６０の内部と装置本体部２１の内部とが連通されている。

本実施形態において、ディスプレイヒンジ６１内に通されたケーブルのねじれを防止するために、表示部６０の回転制御機構を設けてもよい。例えば、図３（Ａ）に示す正対位置を基準として、表示部６０の回動角度を、上回り１８０°以下、下回り１８０°以下にそれぞれ規制する回転制御機構を設けてもよい。

表示部６０の内部には、バックライト６２と、表示パネル６３と、カメラ６４と、プリズム６５と、反射ミラー６６と、前方ライト６８と、前方スピーカー７０と、結像レンズ７１と、撮像素子７２とが設けられている。

プリズム６５は、上面視（Ｚ軸視）で略三角形状の第１プリズム６５ａと第２プリズム６５ｂとを互いの面で貼り合わせた構成を有する。この貼り合わせ面以外の第１プリズム６５ａの他の二面のうち、一方の面に対向する位置に、液晶パネルからなる表示パネル６３が設けられている。表示パネル６３の背面に表示パネル６３を透過照明するバックライト６２が配置されている。第１プリズム６５ａの他方の面に対向する位置に反射ミラー６６が配置されている。反射ミラー６６は、ファインダー開口部６７のほぼ正面に位置する。

第２プリズム６５ｂの貼り合わせ面以外の他の二面のうち、一方の面はファインダー開口部６７に配置されたファインダー接眼面である。第２プリズム６５ｂの他方の面に対向する位置には結像レンズ７１を介して撮像素子７２が対向配置されている。

表示部６０において、表示パネル６３に表示された画像は、第１プリズム６５ａ、反射ミラー６６、第２プリズム６５ｂを介してファインダー開口部６７から射出され、ユーザーに観察される。また、ファインダー開口部６７を見ているユーザーの目元は、第２プリズム６５ｂ及び結像レンズ７１を介して撮像素子７２上に結像される。撮像素子７２を介して取得された目元の画像は、ユーザーの視線の方向や瞬き、表情の解析に用いられる。バックライト６２は、撮像素子７２による目元撮影の照明装置としても利用される。

カメラ６４は、例えば５００万画素〜１０００万画素の撮像素子を有し、オートフォーカス動作が可能に構成される。
本実施形態の場合、カメラ６４の撮影方向は、ユーザーの視線方向と一致するように設定される。撮影方向と視線方向との調整は、機械的に行ってもよく、画像処理により行ってもよい。例えば、カメラ６４を広角の映像を取得可能に構成し、ユーザーの目元画像から取得した視線方向の情報に基づいて、電気的に捕らえた映像の一部を、視線方向の映像として抜き出して表示パネル６３に表示させる。これにより、カメラ６４に調整機構を設けることなくユーザー正面の映像の撮影、表示が可能となる。

前方ライト６８は、例えばＬＥＤライトである。前方ライト６８は、赤、緑、青の各色の発光素子を有し、任意の色を任意のタイミングで発光させることが可能に構成してもよい。前方ライト６８は、発光色や発光タイミングにより外部に対して情報を表示する装置として用いてもよく、カメラ６４で撮影する際の照明装置として用いてもよい。

また図３では図示を省略したが、本実施形態に係る表示部６０にはレーザー発信器が設けられている。レーザー発信器は、例えば前方ライト６８の近傍に設けることができる。レーザー発信器から射出される例えば赤色レーザー光を前方に照射することで、レーザー光によるポインティング（指標の表示）が可能である。

装置本体部２１には、筐体２１Ａの長手方向に沿って延びる板状の回路基板２９と、バッテリー３３とが内蔵されている。回路基板２９には、図示略の制御回路、電源回路等が実装されており、図示略の配線を介してディスプレイ本体２０の各部と電気的に接続されている。また、回路基板２９は、貫通孔６１ｃに挿通された不図示のケーブルを介して表示部６０の各部と電気的に接続されている。

装置本体部２１の外面に露出する上記タッチスイッチ３４の内側には、液晶パネルからなる表示パネル３６と、バックライト３５とが配置されている。本実施形態では、表示パネル３６の表示画像がタッチスイッチ３４を透過して表示される。表示パネル３６及びバックライト３５を、有機ＥＬパネルや電気泳動パネルとしてもよい。

図４はディスプレイ本体２０及びヘッドバンド４０の接続部分の要部構造を示す図である。
ヘッドバンドヒンジ３２は、図４に示すように筐体２１Ａに設けられた凹曲面状の収容部３２ａと、収容部３２ａに嵌合された球状部３２ｂとからなるボールジョイントである。球状部３２ｂは、球面状の側面部と、この側面部を挟むように互いに平行に形成された２つの平面部を有する。

球状部３２ｂは、一方の平面部（外側の平面部）から突出した突出部３２ｃを有する。球状部３２ｂには、骨伝導スピーカー（骨伝導音出力部）３０４が取り付けられている。骨伝導スピーカー３０４は、マグネット３０１と、ヨーク３０２と、コイル３０３とから構成されている。この構成に基づき、骨伝導スピーカー３０４は、後述のように所定の音声信号を頭蓋骨に機械的振動を伝播する音波として出力し、ユーザーに音声（骨伝導音）を伝達させるためのものである。

具体的に突出部３２ｃにはマグネット３０１が螺合して取り付けられている。また、マグネット３０１にはコイル３０３が緩い状態で嵌合されている。ヨーク３０２は、コイル３０３に固着されている。コイル３０３は後述するスピーカーアンプ１６２に柔軟な不図示のケーブルで電気的に接続されている。この構成によれば、ケーブルが柔軟性を有するため、球状部３２ｂが所定の可動範囲内で回転したとしてもスピーカーアンプ１６２とコイル３０３との電気的接続が切断されることが防止できる。なお、マグネット３０１とヨーク３０２とは互いに接触しないように不図示の弾性部材をはさんで、結合されている。

また、球状部３２ｂには、突出部３２ｃ及び２つの平面部を垂直に貫くように連結孔３１が形成されている。連結孔３１は軸方向視で六角形状に形成されている。連結孔３１にヘッドバンド４０の連結ピン４１が挿入されることによりディスプレイ本体２０とヘッドバンド４０とが連結される。

なお、ディスプレイ本体２０の連結孔３１の奥には図３、４に示したように耳元スピーカー２３が配置されているため、例えばユーザーがディスプレイ本体２０のみを手で持って頭に保持して使用した場合、耳元スピーカー２３の音が聞こえるようになっている。

また、上記連結ピン４１内には音導軸３１０が設けられている。音導軸３１０は連結ピン４１内を軸方向（連結孔３１の深さ方向）にスライド可能となっている。音導軸３１０の一端側（連結孔３１に挿入される側）は、連結ピン４１が連結孔３１に挿入されない状態において、連結ピン４１から突出している。

音導軸３１０の他端側（連結孔３１に挿入される側と反対側）には、当接部３１１を保持するための保持部３１０ａが設けられている。保持部３１０ａは、平面視略円板状からなる部材であり、当接部３１１を保持する側の面が湾曲している。当接部３１１は、比較的硬質な弾性部材で構成され、ユーザーに皮膚に直接当接するものである。当接部３１１は、ヘッドパット４６の弾性部材４６ｂに設けられた開口に嵌合されている。

当接部３１１は、当接部３１１の保持面に倣って湾曲した状態に保持される。このように当接部３１１は表面が湾曲した状態とされるので、上述のようにユーザーの皮膚に当接した場合においてもユーザーに痛みなどの不快な気持ちを抱かせるのを防止できる。

連結ピン４１が球状部３２ｂの連結孔３１に挿入されて結合すると、音導軸３１０の一端側はヨーク３０２に当接する。このとき、音導軸３１０の他端側は、上述のように当接部３１１を介してヘッドパット４６の弾性部材４６ｂに保持されているので、ヨーク３０２に当接する音導軸３１０はヘッドパット４６の弾性力によりディスプレイ本体２０側に押し付けられる（予圧される）。これにより、ヘッドバンド４０を頭部に装着すると、骨伝導スピーカー３０４のヨーク３０２で発生した音波が音導軸３１０を介して当接部３１１側に確実に伝わり、該当接部３１１に接触するユーザーの頭部に骨伝導音として直接伝達できる。

このように本実施形態によれば、ヘッドバンド４０が、骨伝導スピーカー３０４から出力された音波をユーザーの頭部に伝達する音波伝達部を構成するヘッドパット４６を備えた構成を採用している。よって、ヘッドバンド４０は、電気回路等を特別搭載することなく、音導軸３１０及び当接部３１１といった簡素な構成からなるヘッドパット４６によりユーザーの頭部にディスプレイ本体２０側の骨伝導スピーカー３０４で出力された音声（音波）を確実に伝達できる。

またディスプレイ本体２０はヘッドバンドヒンジ３２を備えるので、図１に示したＡ方向（ヘッドバンドヒンジ３２を中心とするＸ軸回り）に回動させることができる。本実施形態において、ディスプレイ本体２０の回転可能範囲は２７０°程度とされる。

またヘッドバンドヒンジ３２はボールジョイントであるため、ディスプレイ本体２０は図１に示すＢ方向（ヘッドバンドヒンジ３２を中心とするＺ軸回り）に揺動させることもできる。この揺動操作により、ディスプレイ本体２０のユーザーの目や耳に対する位置を調整することができる。

図５は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイの装着形態を示す図である。
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、図５に示すように、上述のＸ軸回りの回転動作により、両眼どちらでも使用可能とされる。図５（Ａ）には、ユーザーが右眼で表示部６０を見ている状態が示されている。図５（Ｂ）には、左眼で見ている状態が示されている。このようにヘッドマウントディスプレイ１は、図５（Ａ）に示す右眼で画像を観察する形態と、図５（Ｂ）に示す左眼で画像を観察する形態との切り替え機能が実現可能とされている。

図６は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイに付属のステレオイヤホンを示す斜視図である。
ステレオイヤホン１００は、図６に示すようにコネクター１０１と、ケーブル１０２と、第１スピーカー１０３と、第２スピーカー１０４と、集音マイク１０５と、複数のクリップ１０６とを有する。

コネクター１０１はケーブル１０２の一方の端部に設けられている。コネクター１０１は、一般的な４極φ３．５ｍｍのミニプラグである。４極の内訳は、集音マイク１０５、第１スピーカー１０３、第２スピーカー１０４、グランド（ＧＮＤ）である。ケーブル１０２は、コネクター１０１の近傍において二分岐され、分岐されたケーブルの先端に第１スピーカー１０３が設けられている。ケーブル１０２の他方の端部には、第２スピーカー１０４と集音マイク１０５とが設けられている。複数のクリップ１０６は、ケーブル１０２上に所定の間隔で配置されている。

ステレオイヤホン１００は、コネクター１０１をディスプレイ本体２０のオーディオコネクター２６に接続して使用される。ステレオイヤホン１００が接続されると、ディスプレイ本体２０の耳元スピーカー２３と、表示部６０の通話マイク３７は無効化される。また表示部６０の前方スピーカー７０も必要に応じて無効化される。そして、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３、第２スピーカー１０４、及び集音マイク１０５が有効化される。

ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３は、ディスプレイ本体２０が配置された側のユーザーの耳に装着され、第２スピーカー１０４は第１スピーカー１０３と反対側の耳に装着される。このとき、ケーブル１０２は、クリップ１０６によって第２ヘッドバンド４４に固定することができる。

また、ステレオイヤホン１００の集音マイク１０５と、ディスプレイ本体２０において筐体２１Ａの外側面に設けられた集音マイク２４とにより、ステレオ録音が可能である。例えば、図５（Ａ）に示したようにディスプレイ本体２０が右眼側に配置されているとすれば、ディスプレイ本体２０の集音マイク２４はユーザーの右側の音を収集し、左耳に装着された集音マイク１０５はユーザーの左側の音を収集する。なお、ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から右チャンネルの音声が出力され、第２スピーカー１０４からは左チャンネルの音声が出力される。

一方、図５（Ｂ）に示したように左眼側にディスプレイ本体２０が配置されている場合には、ディスプレイ本体２０の集音マイク２４がユーザーの左側の音を収集し、右耳に装着された集音マイク１０５がユーザーの右側の音を収集する。ステレオイヤホン１００の第１スピーカー１０３から左チャンネルの音声が出力され、第２スピーカー１０４からは右チャンネルの音声が出力される。

本実施形態の場合、集音マイク２４、１０５はいずれもユーザーの耳の近傍に配置されるため、バイノーラル録音のような臨場感のある録音が可能である。また集音マイク２４と集音マイク１０５に同じ特性のマイクを用いることで、左右の音の特性の差異を小さくすることができる。

図７は、ヘッドマウントディスプレイ１の機能ブロック図である。
ヘッドマウントディスプレイ１には、処理部１２３を中心として種々の電気回路が備えられている。処理部１２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、ヘッドマウントディスプレイ１の各種回路と接続されるとともに、ヘッドマウントディスプレイ１を総合的に制御する。

本実施形態の場合、処理部１２３には、エンコーダー１２９及びデコーダー１２１、電源回路１２０、操作スイッチ３０、フラッシュメモリー１２２、ＢＴ通信回路１３０、ＷｉＦｉ通信回路１３１、加速度センサー１３２、地磁気センサー１３３、前方ライト６８、３Ｇ／ＬＴＥ通信回路１３８、レーザー発信器７３、角速度センサー１３４、ＧＰＳセンサー１３５、温湿度センサー１３６、心拍数センサー１３７、メモリー１２７、メインスイッチ２８、タッチスイッチ３４、ヘッドバンドセンサー１６３が接続されている。

エンコーダー１２９は音声信号及び映像信号を所定方式の音声データ及び映像データにエンコード（符号化）する。エンコーダー１２９には、カメラ６４、撮像素子７２、集音マイク２４、通話マイク３７、オーディオコネクター２６、ビデオコネクター２７が接続されている。

エンコーダー１２９には、集音マイク２４及び通話マイク３７から入力される音声信号、カメラ６４から入力される映像信号、オーディオコネクター２６から入力される音声信号、ビデオコネクター２７から入力される映像信号、及び、ユーザーの目元を撮影する撮像素子７２の映像信号が入力される。エンコーダー１２９に入力された音声信号及び映像信号は音声データ及び映像データにエンコードされた後、処理部１２３に入力される。入力された音声データ及び映像データは、処理部１２３による再生動作に用いられたり、フラッシュメモリー１２２に記録される。

デコーダー１２１は、音声データ及び映像データを音声信号及び映像信号にデコード（復号化）する。デコーダー１２１には、ＬＣＤドライバ１２５、スピーカーアンプ１６２、オーディオコネクター２６、及びビデオコネクター２７が接続されている。ＬＣＤドライバ１２５は液晶パネル用の駆動制御装置であり、表示パネル３６及び表示パネル６３に接続されている。スピーカーアンプ１６２は音声信号を増幅してスピーカーに出力する装置であり、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０に接続されている。

映像データを再生する場合、フラッシュメモリー１２２に記録された映像データ、あるいはエンコーダー１２９から入力される映像データは、処理部１２３を介してデコーダー１２１に入力される。デコーダー１２１に入力された映像データは、映像信号にデコードされた後、ＬＣＤドライバ１２５を介して表示パネル３６、６３に供給される。そして、映像信号が入力された表示パネル３６又は表示パネル６３に映像データに基づく映像が表示される。また、デコーダー１２１からビデオコネクター２７に出力される映像信号は、ビデオコネクター２７を介して外部機器に出力される。

また映像の表示に際して、処理部１２３は、必要に応じて表示パネル３６用のバックライト３５、及び表示パネル６３用のバックライト６２を点灯させる。ＢＬドライバ１２６は、バックライト用の駆動制御装置であり、バックライト３５及びバックライト６２に接続されている。処理部１２３は、ＢＬドライバ１２６に駆動信号を送信し、ＢＬドライバ１２６はバックライト３５、６２を個々に点灯させる。

音声データを再生する場合、フラッシュメモリー１２２に記録された音声データ、あるいはエンコーダー１２９から入力される音声データは、処理部１２３を介してデコーダー１２１に入力される。デコーダー１２１に入力された音声データは、音声信号にデコードされた後、スピーカーアンプ１６２を介して耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０のいずれか一方、又は両方に出力される。そして、音声信号を入力された耳元スピーカー２３又は前方スピーカー７０から音声が出力される。また、デコーダー１２１からオーディオコネクター２６に出力される音声信号は、オーディオコネクター２６を介してステレオイヤホン１００に出力される。

本実施形態の場合、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０は、モノラル音声の使用を想定しており、耳元スピーカー２３及び前方スピーカー７０からは左右の音声信号が合成された音が発せられる。

一方、ステレオイヤホン１００に音声信号が出力される場合、第１スピーカー１０３及び第２スピーカー１０４のそれぞれ左チャンネル又は右チャンネルの音が出力される。ここで、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は左右両用であるため、装着位置に応じてステレオイヤホン１００への音声信号のチャンネルが切り替わる。すなわち、ディスプレイ本体２０が右眼に装着されている場合には、第１スピーカー１０３に右チャンネル、第２スピーカー１０４に左チャンネルの音が出力される。ディスプレイ本体２０が左眼に装着されている場合には第１スピーカー１０３に左チャンネル、第２スピーカー１０４に右チャンネルの音が出力される。

メモリー１２７には、処理部１２３によって実行される制御プログラムが記憶されている。
全体の電源のオンオフを行うメインスイッチ２８や、画面内でのポインティング操作を行うための操作スイッチ３０、あるいはタッチ操作により各種操作を行うタッチスイッチ３４がユーザーに操作されると、これらのスイッチから操作に基づく制御信号が処理部１２３へ出力される。処理部１２３は、制御信号により操作を検出し、上記の制御プログラムに規定された動作を実行する。

ＢＴ通信回路１３０は、他の機器とのBluetooth（登録商標）通信を行うための通信回路である。ＷｉＦｉ通信回路１３１は、他の機器との無線ＬＡＮ通信（IEEE 802.11）を行うための通信回路である。３Ｇ／ＬＴＥ通信回路１３８は、他の機器との移動通信を行うための通信回路である。

加速度センサー１３２はヘッドマウントディスプレイ１の傾き検出に用いられる。地磁気センサー１３３はヘッドマウントディスプレイ１の方角検出に用いられる。角速度センサー（ジャイロセンサー）１３４はヘッドマウントディスプレイ１の回転検出に用いられる。ＧＰＳセンサー１３５はＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した測位検出に用いられる。温湿度センサー１３６は環境の温度、湿度の検出に用いられる。心拍数センサー１３７はユーザーの頬に接触し、ユーザーの心拍数を検出する。

ヘッドバンドセンサー１６３はヘッドバンド４０に設けられた連結ピン４１を検出するためのものである。具体的にヘッドバンドセンサー１６３は、連結ピン４１が連結孔３１に挿通された状態、すなわち、ヘッドバンド４０とディスプレイ本体２０とが連結された状態を検出する。

ヘッドバンドセンサー１６３が連結ピン４１を検出すると、検出信号を処理部１２３に送信する。処理部１２３は後述する図９のフローチャートに従って骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３の出力を切り替える処理を行う出力切替部として機能する。

次に、ヘッドマウントディスプレイ１におけるヘッドバンドの動作等について、図５、８を参照しつつ説明する。図８は、ヘッドバンドの動作説明図である。

図５に示したように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、図５（Ａ）に示す右眼観察形態と、図５（Ｂ）に示す左眼観察形態を切り替えて使用することができる。
例えば、右眼観察形態から左眼観察形態へ切り替えるには、ヘッドバンド４０に連結されたディスプレイ本体２０を、ディスプレイヒンジ６１の回転軸回り（図示Ａ方向）に１８０°程度回転させる。また、ヘッドバンド４０において、第２ヘッドバンド４４を回動機構５６，５７の軸回りに揺動させ、第１ヘッドバンド４３に対して反対側に移動させる。この操作により、図５（Ｂ）に示すように、ユーザーの左眼側にディスプレイ本体２０が配置され、しかも第２ヘッドバンド４４がユーザーの後頭部側に配置された左眼観察形態に切り替えることができる。

本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、第１ヘッドバンド４３の円弧高さｒ１を、第２ヘッドバンド４４の円弧高さｒ２よりも小さくしている。これにより、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３と交差させるように移動させても、互いに干渉することなく円滑に前後を入れ替えることができる。
図８（Ａ）に示す円弧高さｒ１は、同軸に配置された回動機構５６、５７の回転軸Ｌの中央位置Ｃから第１ヘッドバンド４３までの距離の最大値である。また円弧高さｒ２は、回転軸Ｌの中央位置Ｃから第２ヘッドバンド４４までの距離の最大値である。

なお、第１ヘッドバンド４３の円弧高さｒ１を第２ヘッドバンド４４の円弧高さｒ２よりも大きくし、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３の内側で揺動させる構成としてもよい。

また本実施形態のヘッドバンド４０は、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、第１ヘッドバンド４３及び第２ヘッドバンド４４が折り畳み可能な構成を有する。
ヘッドバンド４０を折り畳むには、まず、図５に示したヘッドバンド４０が開いた状態から、図８（Ａ）に示すように、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３に近づけるように移動させる。その後、第１ヘッドバンド４３に設けられたジョイント部４３ａ、及び第２ヘッドバンド４４に設けられたジョイント部４４ａをそれぞれ折り曲げることで、図８（Ｂ）に示すように、ヘッドパット４７をヘッドパット４６側へ移動させる。図８（Ｂ）の状態からさらにジョイント部４３ａ、４４ａを折り曲げることで、図８（Ｃ）に示すように、ヘッドパット４６、４７が重なる位置まで折り畳むことが可能である。

本実施形態では、ジョイント部４３ａ、４４ａが、それぞれ第１ヘッドバンド４３、第２ヘッドバンド４４の中央からヘッドパット４７寄りの位置に設けられている。また、ジョイント部４３ａ、４４ａのヒンジは、ヘッドパット４７に接続される側のバンドが内側になるように連結されている。これにより、図８（Ｃ）に示す折り畳み状態において、ヘッドパット４６の内側（弾性部材４６ｂ側）にヘッドパット４７が配置される。この構成により、ヘッドパット４６に突設された連結ピン４１が邪魔にならないようにコンパクトにヘッドバンド４０を折り畳むことができる。

ヘッドバンド４０を折り畳んだ状態から開いた状態に戻すには、図８（Ｃ）に示す最も閉じた状態から、図８（Ｂ）に示すわずかに開いた状態に移行させればよい。第２ヘッドバンド４４は回動機構５６により第１ヘッドバンド４３から離れる方向に付勢されているため、図８（Ｂ）の状態に戻すだけで、ジョイント部４３ａ、４４ａを開く方向に復元力が作用し、自然と図８（Ａ）に示す状態へ戻る。さらに、図８（Ａ）に示す状態からは、回動機構５６の付勢力によって第２ヘッドバンド４４が揺動され、図５に示す状態に展開される。

なお、本実施形態のヘッドバンド４０では、展開状態から折り畳んだ後、再び展開状態に戻したときに、ほとんどの場合に、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４の配置が保持される。つまり、図５（Ａ）に示した右眼観察形態から図８（Ｃ）の折り畳み状態とした後、ヘッドバンド４０を元に戻すと、再び図５（Ａ）に示す右眼観察形態となる。

第２ヘッドバンド４４に付勢力を作用させる回動機構５６は、第１ヘッドバンド４３に対して前後両方向に付勢力を作用させるトグル構造を有しているが、回動機構５６の付勢方向を切り替えるには、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４の前後位置を入れ替える必要がある。しかし、ヘッドバンド４０を折り畳む際には、図８（Ａ）に示すように、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４を近づけてジョイント部４３ａ、４４ａを折り曲げれば、図８（Ｂ）に示す状態に移行させることができる。そのため、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４の前後位置が入れ替わってしまうことは実用上ほとんどない。そうすると、回動機構５６の付勢方向が切り替わることもほぼないため、折り畳み状態から展開したときには、折り畳む前の状態に戻ることになる。

次に、図９を参照にし、ヘッドマウントディスプレイ１の音声出力の切り替え操作について具体的に説明する。図９は、ヘッドマウントディスプレイ１の音声出力切り替え処理の手順を示すフローチャートである。

例えば、ユーザーがディスプレイ本体２０のメインスイッチ２８をオン状態にし、該ディスプレイ本体２０の電源がオンすると、処理部１２３はステップＳ１０を開始する。
ステップＳ１０において、処理部１２３は、最初に耳元スピーカー２３よりスピーカーアンプ１６２の出力がされるように設定を行う。これは、ヘッドバンド４０にディスプレイ本体２０が連結されないで、ユーザーがディスプレイ本体２０を直接手で保持して使用する場合を想定したものである。

次に、ステップＳ１１において、処理部１２３は、連結ピン４１を検出したか否かの判定を行う。これにより、処理部１２３は、連結ピン４１を介してヘッドバンド４０がディスプレイ本体２０に連結されているか否かを判定する。処理部１２３は、連結ピン４１を検出した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、すなわち、ヘッドバンド４０がディスプレイ本体２０に連結されている場合にステップＳ１２の処理に移行する。なお、ステップＳ１２の説明においては、ヘッドマウントディスプレイ１がユーザーの頭部に装着されているものとする。

一方、処理部１２３は、連結ピン４１が検出できない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、すなわち、ヘッドバンド４０がディスプレイ本体２０に連結されていない場合にステップＳ１３の処理に移行する。

ステップＳ１２において、処理部１２３は、スピーカーアンプ１６２と耳元スピーカー２３との接続を絶ち、骨伝導スピーカー３０４のコイル３０３とスピーカーアンプ１６２とを接続する。すなわち、処理部１２３は、耳元スピーカー２３の出力をオフ（ＯＦＦ）し、骨伝導スピーカー３０４の出力をオン（ＯＮ）する。

骨伝導スピーカー３０４はヨーク３０２が振動して音波を発生させる。ここで、ディスプレイ本体２０にヘッドバンド４０が接続された場合、図４を参照して説明したように連結孔３１に挿入された音導軸３１０がヨーク３０２に当接しているので、ヨーク３０２の振動が音導軸３１０に伝達される。当接部３１１は保持部３１０ａを介して音導軸３１０に接続されているため、音導軸３１０の振動が当接部３１１に伝達される。

ヘッドバンド４０がユーザーに装着されると、ヘッドパット４６の当接部３１１が頭部に当接する。これにより、ディスプレイ本体２０は耳元スピーカー２３ではなく、骨伝導スピーカー３０４より発せられた音波（音声）が音導軸３１０及び当接部３１１を介してユーザーの頭部に機械的振動として伝えられる。よって、ディスプレイ本体２０が出力した音声が骨伝導音としてユーザーに伝達される。

なお、本実施形態においては、音導軸３１０がヘッドパット４６の弾性力によりディスプレイ本体２０側に押し付けられているものの、ヘッドパット４６の当接部３１１に頭部が接触すると当接部３１１を保持する弾性部材４６ｂが弾性変形して該当接部３１１に接続された音導軸３１０がヨーク３０２側により押し付けられた状態となる。したがって、音導軸３１０が上述したヨーク３０２で発生した振動をユーザーの頭部に確実に伝達し、骨伝導音をより明瞭に伝えることができる。

ステップＳ１３において、処理部１２３は、ディスプレイ本体２０にステレオイヤホン１００が接続されているか否かを判定する。処理部１２３は、ステレオイヤホン１００を検出した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、すなわちステレオイヤホン１００がディスプレイ本体２０に接続されている場合にステップＳ１４の処理に移行する。なお、ステップＳ１４の説明においては、ヘッドマウントディスプレイ１がユーザーの頭部に装着されているものとする。

一方、処理部１２３は、ステレオイヤホン１００を検出できない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、すなわち、ステレオイヤホン１００がディスプレイ本体２０に接続されていない場合に、本フローチャートの処理を終了させる。

ステップＳ１４においては、処理部１２３は、ステレオイヤホン１００の使用をユーザーが望んでいると判断し、骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３とスピーカーアンプ１６２との接続を絶ち、ステレオイヤホン１００とスピーカーアンプ１６２とを接続する。すなわち、処理部１２３は、骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３の出力をオフ（ＯＦＦ）する。よって、ディスプレイ本体２０が出力した音声がステレオイヤホン１００によりユーザーに伝達されることとなる。

以上述べたように、本実施形態に係るヘッドバンド４０によれば、電気回路等を特別搭載することが無く、且つ音導軸３１０及び当接部３１１といった簡素な構成からなるヘッドパット４６によりディスプレイ本体２０（骨伝導スピーカー３０４）が出力した音波をユーザーの頭部に骨伝導音として低コストで伝達することができる。
また、電気回路が搭載されないヘッドバンド４０は、電気接点を有しないため、錆の発生或いは短絡の発生を防止するといったように保守管理を行う必要が無く、メンテナンス性を大幅に向上できる。

また、ヘッドマウントディスプレイ１は、ヘッドバンド４０を利用せずに、ユーザーがディスプレイ本体２０を手でもって頭部に近づけて使用する場合に、耳元スピーカー２３より音を出力することができる。

また、ヘッドマウントディスプレイ１は、ディスプレイ本体２０にヘッドバンド４０が接続された場合、ディスプレイ本体２０に内蔵された骨伝導スピーカー３０４が出力した音波（音声）をヘッドパット４６（当接部３１１）を介して機械的振動として頭部に伝達し、ユーザーに骨伝導音を聞かせることができる。

すなわち、ヘッドマウントディスプレイ１は、処理部１２３がディスプレイ本体２０の使用状況（ヘッドバンド４０の装着の可否（Ｓ１１）、ステレオイヤホン１００の装着の可否（Ｓ１３））に応じて、骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３の出力の切り替えを行うことができる。よって、ヘッドマウントディスプレイ１は、ユーザーの用途に応じた最適な音声の出力形態を適宜選択可能な付加価値の高いものとなる。

また、上記説明では、処理部１２３がディスプレイ本体２０の使用状況に応じて、骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３の出力の切り替えを行う場合を例に説明したが、骨伝導スピーカー２３と耳元スピーカー２３を同時に出力するようにしてもよい。これによれば、ユーザーは、ディスプレイ本体２０で出力された音声が耳から聞こえるとともに頭蓋骨を介した骨伝導音としても伝達されるため、例えば大きな騒音の中で作業をする場合であっても所望の音を明瞭に聞くことができる。

また、上記実施形態におけるディスプレイ本体２０は、骨伝導スピーカー３０４に加えて耳元スピーカー２３を備えた構成を有していたが、ディスプレイ本体２０の構成はこの例に限られず、骨伝導スピーカー３０４のみを有した構成とすることもできる。骨伝導スピーカー３０４より発せられる音波は空気を振動させることで周囲に聞こえるため、出力する音質にこだわらない場合には耳元スピーカー２３を上述のように廃止するようにしても良い。

また、上記実施形態におけるディスプレイ本体２０は、骨伝導スピーカー３０４と耳元スピーカー２３とをそれぞれ備えていたが、コイルなどの部材を共通化することで骨伝導スピーカー及び耳元スピーカーを一体に構成してもよい。

（本発明の第１実施形態の変形例）
上述した本発明の一実施形態では、処理部１２３がヘッドバンド４０のディスプレイ本体２０への連結状態、すなわちディスプレイ本体２０がヘッドマウントディスプレイ１として使用される態様であるか否かを判定して音声出力を切り替える例とした。音声出力を切り替える判定基準はこの例に限らず、実際にディスプレイ本体２０がユーザーの頭部に装着されているか否かを上記判定基準とすることができる。その具体例について説明する。

図１０は、変形例におけるヘッドマウントディスプレイ１の音声出力切り替え処理の手順を示すフローチャートである。
以下、図１０を参照にし、変形例におけるヘッドマウントディスプレイ１の音声出力の切り替え操作について具体的に説明する。

上記実施形態と同様、ユーザーがディスプレイ本体２０のメインスイッチ２８をオン状態にし、該ディスプレイ本体２０の電源がオンすると、処理部１２３はステップＳ２０を開始する。ステップＳ２０において、処理部１２３は、最初に耳元スピーカー２３よりスピーカーアンプ１６２の出力がされるように設定を行う。

次に、ステップＳ２１において、処理部１２３は、ユーザーの頭部を心拍数センサー１３７で検出できたか否かを判定する。心拍数センサー１３７は、ユーザーの皮膚内部で反射した赤外線を受光し、血流の変化による反射光量の変化を検出することで心拍数をカウントする。処理部１２３は、心拍の検出ができる場合は当然のこと、心拍数センサー１３７内の発光部から発せられた赤外線が受光部によって検出された場合、ユーザーの頭部にディスプレイ本体２０が接していると判定（Ｓ２１：Ｙｅｓ）し、ステップＳ２２の処理に移行する。

一方、処理部１２３は、赤外線が受光部により検出できない場合、ユーザーの頭部にディスプレイ本体２０が接していないと判定（Ｓ２１：ＮＯ）し、ステップＳ２３の処理に移行する。

ステップＳ２２において、処理部１２３は、耳元スピーカー２３の出力をオフ（ＯＦＦ）し、骨伝導スピーカー３０４の出力をオン（ＯＮ）する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ１は、ディスプレイ本体２０が出力した音声を骨伝導音としてユーザーに伝達することが可能となる。

ステップＳ２３において、処理部１２３は、ディスプレイ本体２０にステレオイヤホン１００が接続されているか否かを判定する。処理部１２３は、ステレオイヤホン１００を検出した場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４の処理に移行する。一方、処理部１２３は、ステレオイヤホン１００を検出できない場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、本フローチャートの処理を終了させる。

以上述べたように、本変形例におけるフローチャートによれば、ディスプレイ本体２０を確実にユーザーの頭部に密着したときのみ、骨伝導による音を聞こえるようにすることができる。
したがって、ユーザーがディスプレイ本体２０を手に持って使用するときに、頭部にディスプレイ本体２０が接したときは骨伝導音、接していないときには耳元スピーカー２３から音が発せられるといったようにユーザーの用途に応じた最適な音声の出力形態を適宜選択することでユーザーに確実に音を聞かせることができる。

また、上記変形例においては、ユーザーの頭部にディスプレイ本体２０が装着されているか否かを心拍数センサー１３７により判定する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ディスプレイ本体２０の表示部６０の内面側にユーザーの眼（網膜）を検出可能な不図示のセンサーを設け、該センサーがユーザーの眼を検出した場合にディスプレイ本体２０がユーザーの頭部に接していると判定し、上述のように骨伝導スピーカー３０４及び耳元スピーカー２３の出力を切り替えるようにしてもよい。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態におけるヘッドマウントディスプレイについて図面を参照して説明する。図１１は本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ２００を背面側から見た斜視図である。図１２は本実施形態におけるディスプレイ本体及びヘッドバンドの接続部分の要部構造を示す図である。

本実施形態と上記実施形態との違いは、ディスプレイ本体及びヘッドバンドの一部の構成であり、それ以外の構成は共通である。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。

本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ２００のヘッドバンド３４０は、図１１、１２に示すように両端に、ヘッドパット４６、４７に代わってイヤーカップ（耳被覆部材）３４６、３４７が設けられている。イヤーカップ３４６、３４７は、ヘッドマウントディスプレイ２００がユーザーの頭部に装着された場合、ユーザーの頭部の耳を被覆可能な位置に取り付けられる。

イヤーカップ３４６、３４７は、ユーザーの耳を覆うことでディスプレイ本体２２０の出力音声を伝達する音声伝達部を構成するものである。イヤーカップ３４６、３４７は、例えば弾性を有する樹脂部材等から構成されており、装着時にユーザーに不快感を与えるのを防止するようにしている。イヤーカップ３４６、３４７は、概略断面が椀状からなる椀部３４６ａ，３４７ａと、ユーザーの頭部に当接する当接部３４６ｂ，３４７ｂとを有する。

なお、本実施形態におけるディスプレイ本体２２０は上記実施形態と異なり、耳元スピーカー２３のみを有しており、骨伝導スピーカーが搭載されていない。具体的には、図１２に示すようにディスプレイ本体２２０は、ヘッドバンドヒンジ３３２の球状部３３２ｂの連通孔３３１と平面的に重なる位置に耳元スピーカー３２３が配置されている。

イヤーカップ３４６、３４７は底部に開口３４８，３４９が形成されている。この開口３４８，３４９は、ディスプレイ本体２２０の耳元スピーカー３２３で出力された音声をユーザーの耳に伝達させるためのものである。

イヤーカップ３４６の椀部３４６ａの底面側には、当該底面に垂直な姿勢で概略六角柱状の連結ピン３４１が立設されている。連結ピン３４１は孔３４１ａを有しており、該孔３４１ａは椀部３４６ａの底面に形成された開口３４８に連通している。この構成により、連結ピン３４１が球状部３３２ｂの連通孔３３１に挿入されることでヘッドバンド３４０（イヤーカップ３４６）とディスプレイ本体２２０（ヘッドバンドヒンジ３３２）とが連結されると、耳元スピーカー３２３で出力された音波が孔３４１ａを通って、イヤーカップ３４６の空間３４６ｃ内に伝達される。

また、イヤーカップ３４６、３４７は、互いが第１バンド３４３によって連結されている。第１バンド３４３は、中空の音導管３４３ａを有し、該音導管３４３ａを介してイヤーカップ３４６、３４７が連結されている。この構成により、イヤーカップ３４６、３４７は、音響的に結合されている。ここで、音響的に結合されるとは、イヤーカップ３４６、３４７内の空間が同一の媒体（空気）として連続していることを意味する。すなわち、音響的に結合されていれば、他方の空間に入力された音波が他方の空間へと伝播させることができる。

そして、この音導管３４３ａを通して、イヤーカップ３４６の空間３４６ｃに伝達された耳元スピーカー３２３の音波がイヤーカップ３４７の空間３４７ｃにも伝達される。すなわち、ヘッドバンド３４０に設けられたイヤーカップ３４６、３４７及び音導管３４３ａは、ディスプレイ本体２２０で出力した音波（音声）をユーザーの頭部に伝達する音波伝達部を構成している。

以上述べたように本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ２００のヘッドバンド３４０によれば一切電気的な構成要素を必要とすることなく、イヤーカップ３４６、３４７及び音導管３４３ａによりディスプレイ本体２２０（耳元スピーカー３２３）で出力した音声をユーザーの両耳に伝達することができる。よって、上記実施形態と同様、電気接点を有しないため、錆の発生或いは短絡の発生を防止するといったように保守管理を行う必要が無く、高いメンテナンス性を得ることができる。

なお、上述したような音導管３４３ａはヘッドバンドのみならず、頭部に装着するヘルメット等に一体的に構成しても良い。すなわち、ヘッドマウントディスプレイにおける頭部保持部材をヘッドバンドから頭部全体を覆うヘルメット構造に代えてもよい。

また、音導管３４３ａ内が空気で満たされている場合を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。具体的に音導管３４３ａ内は液体が充填されていてもよい。この場合、耳元スピーカー３２３で出力された音波は液体を媒体として音導管３４３ａ内を伝達することでイヤーカップ３４６側からイヤーカップ３４７側に良好に伝達可能である。また、このように音導管３４３ａ内に液体を充填すれば、該液体を媒体として骨伝導音を伝達することが可能となるため、上記実施形態と同様、ディスプレイ本体２２０側に骨伝導スピーカーを搭載するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１、２００…ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着装置）、２０、２２０…ディスプレイ本体（音声出力部）、２３…耳元スピーカー（空気振動音出力部）、４０、３４０…ヘッドバンド（頭部保持部）、４１…連結ピン、４６…ヘッドパット（音波伝達部）、１２３…処理部、１３７…心拍数センサー（頭部検出部）、３０４…骨伝導スピーカー（骨伝導音出力部）、３１０…音導軸、３１１…当接部、３２３…耳元スピーカー（空気振動音出力部）、３４３ａ…音導管（音波伝達部）、３４６…イヤーカップ（耳被覆部材）、３４７…イヤーカップ（耳被覆部材）

Claims (6)

1. 音声を音波として出力する音声出力部に接続され、ユーザーの頭部の所定位置に前記音声出力部を装着可能に保持する頭部保持部材であって、
   前記音声出力部から出力された音波を前記ユーザーの前記頭部に伝達する音波伝達部を備えることを特徴とする頭部保持部材。
2. 音声を音波として出力可能な音声出力部と、
   ユーザーの頭部の所定位置に前記音声出力部を装着可能に保持するとともに、前記音声出力部から出力した前記音波を前記ユーザーの前記頭部に伝達する音波伝達部が設けられた頭部保持部材と、を備えることを特徴とする頭部装着型情報出力装置。
3. 前記音声出力部は、骨伝導音を出力する骨伝導音出力部と、空気振動音を出力する空気振動音出力部とを含み、
   前記音声出力部の使用状況に応じて、前記骨伝導音出力部及び前記空気振動音出力部の出力が切り替える出力切替部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の頭部装着型情報出力装置。
4. 前記頭部装着部は、前記音声出力部に対して着脱可能とされ、
   前記頭部装着部に対する前記音声出力部の着脱状態を検出する着脱検出部をさらに備え、
   前記出力切替部は、前記着脱検出部によって、前記頭部装着部が前記音声出力部に装着されている場合に前記空気音出力部のみから前記音波を出力させることを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型情報出力装置。
5. 前記音声出力部を保持した前記頭部装着部における前記ユーザーの前記頭部に対する装着状態を検出する頭部検出部をさらに備え、
   前記出力切替部は、前記頭部検出部によって、前記頭部装着部が前記頭部に装着されている場合に前記骨伝導音出力部のみから前記音波を出力させることを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型情報出力装置。
6. 前記音導部は、前記ユーザーの耳を覆う複数の耳被覆部材を含み、
   前記音響スピーカー及び前記複数の耳被覆部材は、音響的に結合されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の頭部装着型情報出力装置。

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