JP5060254B2 - Head-mounted device - Google Patents
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Description
本発明は、観察者の頭部に装着する機器の装着機構に関するものである。 The present invention relates to a mounting mechanism for a device to be mounted on an observer's head.
頭部に装着して使用する頭部装着型機器としてヘッドマウントディスプレイ(以下HMDと称する)がよく知られている。HMDは手軽に映像を大画面で見ることが可能であること、立体視が容易であること、観察者と共に移動が可能であることなどの利点により広く用いられている。HMDの装着機構は、ベルト状の部材により頭部周囲を締め付けることによりHMDを頭部に固定するものや、前頭部押圧部と後頭部押圧部を設け、後頭部押圧部を前後に移動させることによりHMDを頭部に押圧して固定するものがよく知られている。これらの装着機構では、ベルト状の部材を緩めること、後頭部押圧部材を後退させることによりHMDを取り外すことができる。 A head-mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) is well known as a head-mounted device used by being mounted on the head. The HMD is widely used due to advantages such as easy viewing of a video on a large screen, easy stereoscopic viewing, and movement with an observer. The mounting mechanism of the HMD is such that the HMD is fixed to the head by tightening the periphery of the head with a belt-like member, or the front head pressing portion and the back head pressing portion are provided, and the back head pressing portion is moved back and forth. A device that presses and fixes the HMD to the head is well known. In these mounting mechanisms, the HMD can be removed by loosening the belt-like member and retreating the back head pressing member.
さらにHMDの重量による下方向へのずれ落ちを軽減する目的で、頭部の頭頂部を押圧してHMDの重量を支持するタイプの装着機構もよく知られている(特許文献1参照)。また、HMDを装着する際は、正しい映像が認識できる位置に表示部を維持したまま簡易に装着できることが好ましい。そこで、片手でHMDを把持しながら簡易に装着できる装着機構として、ワイヤを用いたタイプのものが提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載された装着機構における調整機構では、押圧部材による頭部の押圧状態を解除する機構は、押圧状態または解放状態のいずれかの状態をとる。そのため、ベルト上の部材を緩める操作を行うと、たちまち締め付け状態が解除されてしまい、微妙な締め付け具合を調整することは困難であった。すなわち、HMDの装着において、締め付けの具合を微調整するために、ベルト状の部材を少しずつ緩めるといったような操作は出来なかった。そのため、HMD装着時の操作性は芳しいものとはいえなかった。
However, in the adjustment mechanism in the mounting mechanism described in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、HMD等の頭部装着型機器の頭部への装着操作を容易にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to facilitate an operation of mounting a head-mounted device such as an HMD on the head.
上記の目的を達成するため本発明による頭部装着型機器は以下の構成を備える。すなわち、
ユーザの頭部に装着される頭部装着型機器であって、
前記頭部を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材と接続された線状部材と、
操作部材への回転操作に応じて前記線状部材を巻き取る回転部材と、
前記回転部材が前記線状部材を巻き取ることで生じる前記線状部材の長さの変化に応じて、前記押圧部材を頭部の押圧方向へ移動させるように前記線状部材を案内する案内手段と、
前記回転部材の前記線状部材の巻き取りと逆方向の回転動作を摩擦力によって抑制する第1及び第2の抑制手段と、
前記操作部材への第1の操作により前記第1の抑制手段による前記回転部材の抑制状態が解除され、前記操作部材への第2の操作により前記第1及び第2の抑制手段による前記回転部材の抑制状態が解除されるように、前記第1及び第2の抑制手段と前記操作部材とを関連付ける解除機構とを備える。
In order to achieve the above object, a head-mounted device according to the present invention has the following configuration. That is,
A head-mounted device to be worn on the user's head,
A pressing member that presses the head;
A linear member connected to the pressing member;
A rotating member that winds the linear member in response to a rotating operation on the operating member;
Guiding means for guiding the linear member so as to move the pressing member in the pressing direction of the head in response to a change in the length of the linear member caused by winding the linear member with the rotating member. When,
First and second restraining means for restraining the rotational movement of the rotating member in the direction opposite to the winding of the linear member by a frictional force;
The rotation state of the rotation member by the first suppression unit is released by the first operation on the operation member, and the rotation member by the first and second suppression units is released by the second operation on the operation member. A release mechanism that associates the first and second suppression means with the operation member so that the suppression state is released.
本発明によれば、HMD等の頭部装着型機器の頭部への装着操作が容易になる。 According to the present invention, it is easy to mount a head-mounted device such as an HMD on the head.
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明に適用できる頭部装着型機器の第1実施形態によるヘッドマウントディスプレイ(以下、HMD)を示した斜視図である。HMD本体は、表示部1と該表示部1をユーザの眼前に保持するための装着部2からなる。表示部1は、内部に映像を表示する表示素子(不図示)と、該表示素子に表示された映像を拡大し、ユーザの眼球に導く接眼光学系(不図示)が配置されている。また、表示部1には、ユーザの頭部の周囲に沿って左右の側頭部まで延び、さらに頭頂部を跨ぐような形状を有するフレーム21が結合されている。フレーム21は、剛性と軽量化を両立させるために中空構造になっている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a head-mounted display (hereinafter, HMD) according to a first embodiment of a head-mounted device applicable to the present invention. The HMD main body includes a
さらには、フレーム21の頭頂部には、ワイヤ31を通すための穴21a、21bが設けられている。また、フレーム21には、伸縮可能な蛇腹状の伸縮チューブ22が後頭部を囲むように結合されている。
Furthermore,
図2は、第1実施形態によるHMDの、ワイヤ31とワイヤ32の配置についての概略図、図3はHMDを表示部1から見た正面図、図4はHMDの側面図である。
2 is a schematic view of the arrangement of the
図2に示すように、フレーム21の左右2ヶ所の耳近傍部にそれぞれ調整部が設けられていおり、右側に右調整部4R、反対側に左調整部4Lが設けられている。調整部4R、4Lは左右対称で同一の部材を用いて構成されており、第1の線状部材であるワイヤ31は、左調整部4Lの調整ダイヤル41に一端を結合し、他端はフレーム21の右側結合部Nに結合している。また、第2の線状部材であるワイヤ32は、反対側に設けられた右調整部4Rの調整ダイヤル41に一端を結合し、他端はフレーム21の左側結合部Mに結合している。
As shown in FIG. 2, adjustment parts are provided in the vicinity of two ears on the left and right sides of the
ワイヤ31は、図2及び図3によって示されるように、左調整部4Lの結合部からフレーム21の内部を通り、穴21aで一度フレーム21の外に出る。そして、ワイヤ31は、頭頂部パッド53の貫通穴53bを貫通した後にフレーム21の穴21bから再びフレーム21内に導かれ、フレーム21の右側結合部Nへと続いている。ワイヤ32は、右調整部4Rの結合部から伸縮チューブ22内を通り、フレーム21の左側頭部の左側結合部Mでフレーム21に締結される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
表示部1には、装着時に前頭部を押圧する前頭部パッド51が結合されている。伸縮チューブ22には、装着時に後頭部を押圧する後頭部パッド52が結合されている。また、フレーム21の頭頂部には、装着時に頭頂部を押圧する頭頂部パッド53が、フレーム21に対して可動に取り付けられている。頭頂部パッド53には、フレーム21に設けられたガイド部21cに係合する頭頂部パッドガイド53cが一体化されており、頭部方向へ直線移動するように頭頂部パッド53の動きが規制されている。また、頭頂部パッドガイド53cにはワイヤ31が通る貫通穴53bが開いている。
The
次に、頭頂部パッド53を駆動するワイヤ31のワイヤ長さを調整する、左調整部4L、右調整部4Rについて説明する。以下、これらの調整部を総称して調整部4と称することとする。
Next, the
調整部4は、ユーザの左右両側の耳近傍、或いはこめかみ付近に配置されている。左耳の近傍に配置された左調整部4Lは、ワイヤ31の長さを調整して頭頂部パッド53を駆動するために使用される。また、右耳の近傍に配置された右調整部4Rは、ワイヤ32の長さを調整し、後頭部パッド52を駆動するために使用される。もちろんこの構成に限定されるわけではなく、左右の調整部が調整するパッドが逆になってもよいし、左右のどちらか一方に配置されてもよい。
The adjustment unit 4 is disposed near the user's left and right ears or near the temple. The
図5は図4(HMD側面図)における調整部4のC−C断面図である。調整部4は、調整ダイヤル41とワイヤ32を巻き取るためのプーリ46を有している。また、調整ダイヤル41とプーリ46は、抑止部材42を介して力が伝達される構成となっている。また、本実施形態における調整部4は、一方向にのみ回転が可能なワンウェイクラッチ43、及び抑止部材42をプーリ46に付勢し、調整ダイヤル41とプーリ46を同時に回転させるようにするための付勢ばね44(図6参照)を有している。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of the adjusting unit 4 in FIG. 4 (HMD side view). The adjustment unit 4 has a
図6は、図5における調整部4のD−D断面図である。図6により、抑止部材の動作を説明する。付勢ばね44により第1の抑止部材42a及び第2の抑止部材42bがプーリ46に押圧されている。図6に示されるように、抑止部材42は、正面より見て6分割されており、それぞれ第1の抑止部材42aと、第2の抑止部材42bを3個ずつ有している。
6 is a DD cross-sectional view of the adjustment unit 4 in FIG. The operation of the restraining member will be described with reference to FIG. The
ユーザが調整ダイヤル41を操作して、頭頂部パッド53をユーザの頭部に装着する操作を行う場合について詳述する。6個の抑止部材42a及び42bは、付勢バネ44により、プーリ46を押圧するように付勢されている。そのため、調整ダイヤル41とプーリ46は、相対的な位置関係を固定された状態である。従って、ワンウェイクラッチ43の回転可能方向へ調整ダイヤル41を回転させるユーザの力はプーリ46に伝達され、プーリ46はワイヤ31を巻き取り、その結果、頭頂部パッド53をユーザの頭頂部に押圧する。
A case where the user operates the
頭頂部パッド53がユーザの頭部に押圧された状態で、ユーザが調整ダイヤル41から手を離した場合、頭頂部パッド53を駆動しているワイヤ31は、その張力で元の位置に戻ろうとする。そのため、頭頂部パッド53には初期位置に戻ろうとする力が発生し、押圧力を緩めようとする。
When the user releases his / her hand from the
しかし、プーリ46は、第1の抑止部材42a、及び第2の抑止部材42bの動きをガイドするためのガイド部材54を介して、ワンウェイクラッチ43に接続されている。ワンウェイクラッチとは一方向へのみ回転を許容し、逆方向への回転を阻止する部材であり、本実施形態においてはワイヤ31が緩もうとするプーリ46の回転を阻止するように配置されている。そのため、調整ダイヤル41から手を放してもワイヤ31が緩むことはなく、ユーザの頭頂に押し付けられた状態が保持される。
However, the
次に、ユーザが調整ダイヤル41を装着方向と逆方向に、すなわちワンウェイクラッチ43の回転阻止方向に回転させた場合の動作について図7を用いて詳述する。
Next, the operation when the user rotates the
調整ダイヤル41には、ガイドピン47が設置されており、第1の抑止部材42a、及び第2の抑止部材42bにはガイドピン47と係合し、抑止部材を駆動させるためのカム55a、55bが形成されている。ガイドピン47、第1及び第2の抑止部材42a,42bを介して調整ダイヤル41に加わった回転力がプーリ46に伝わることになる。
The
ユーザが調整ダイヤル41を締め付け方向と逆方向に回転させようとすると、第1の抑止部材42a、及び第2の抑止部材42b、ガイド部材54、プーリ46も一体的に逆方向に回転しようとする。しかし、ガイド部材54はワンウェイクラッチ43に接続されているため、上述の逆回転方向への回転運動は規制されており、ガイド部材54の回転は抑止される。
When the user tries to rotate the
ガイド部材54の駆動が抑止されている状態で調整ダイヤル41を回転させると、第1の抑止部材42a、及び第2の抑止部材42bはカム55a,55bの軌跡に沿って駆動する。カム55a、55bの軌跡は、それぞれ第1の抑止部材42a、第2の抑止部材42bをプーリ46から離間するように形成されている。但し、第1の抑止部材42aがまずプーリ46から離間し、その時点では、第2の抑止部材42bはまだプーリ46に当接するように形成されている。この時点の調整ダイヤル41の回転角を第1の回転角とする。すなわち、締め付け方向と逆方向に第1の回転角だけ調整ダイヤル41を回転した時点では、第2の抑止部材42bのみが抑制状態から解除される。
When the
第1の抑止部材42aがプーリ46から離れると、第2の抑止部材42bのみによる摩擦力が残されるが、プーリ46とガイド部材54(抑止部材42)との間の摩擦力は小さくなる。この状態での摩擦力は、ワイヤ31が初期状態に戻ろうとする力よりも弱く設定されており、プーリ46が第2の抑止部材42bに対して滑り始める。この状態では、プーリ46は第2の抑止部材42bによる摩擦力を受けながらゆっくりと回転し、ワイヤ31を少しずつ繰り出していく。こうして、ユーザが調整ダイヤル41を、上記第1の回転角だけ逆方向に回転させた状態で保持している間は、ワイヤ31は第2の抑止部材42bに対して滑りながらゆっくり緩んでいく。
When the first restraining
ユーザが調整ダイヤル41から手を離すと、第1の抑止部材42aは、付勢バネ44によって再びプーリ46を押圧する。このため、第1の抑止部材42aと第2の抑止部材42bの摩擦力が働くようになり、プーリ46と抑止部材の相対関係は固定される。そのため、プーリ46は、ガイド部材54を介してワンウェイクラッチ43と接続され、プーリ46が逆回転する動作は抑止される。このためユーザが調整ダイヤル41から手を離すとワイヤ31が緩む動作は抑止されることになる。
When the user releases his hand from the
このように、ユーザが調整ダイヤル41を逆方向に所定の回転角(第1の回転角)だけ回転させると、第1の抑止部材42aがプーリ46から離れるので、ワイヤ31は、第2の抑止部材42bによる摩擦力を残したまま、ゆっくりと滑りながら緩む。こうして、ゆっくりとした動作でワイヤ31が動くため、ユーザは頭部への締め付け調整を行いやすく、快適な操作環境を提供できる。
Thus, when the user rotates the
次に、図8を参照して、図7の状態よりもユーザが調整ダイヤル41を更に逆方向に回転させた場合の第2の動作について詳述する。
Next, the second operation when the user further rotates the
第2の抑止部材42bにも第1の抑止部材42aと同様にカム55bが形成されている。図7の状態においては、第1の抑止部材42aがプーリ46から離れた状態でも、まだ第2の抑止部材42bはプーリ46を押圧しており、摩擦力を発生させている。この状態からユーザが調整ダイヤル41を更に逆方向に回転させると、第2の抑止部材42bに形成されたカム55bの軌跡は、第2の抑止部材42bをプーリ46から離すように作用する。すなわち、第1の回転角よりも大きい第2の回転角だけ調整ダイヤルを逆方向へ回転することにより、図8に示すように、第1の抑止部材42a、及び第2の抑止部材42bがプーリ46から離れる。こうして、第1及び第2の抑止部材42a,42bがプーリ46から離れると、プーリ46の回転を規制する部材がなくなるため、ワイヤ31は一気に緩み、初期位置まで戻る。この構成によれば、ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際に、装着部材が一気に初期位置まで戻るので、簡便に装着解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。
A
図9は、上述した調整ダイヤル41を回転させた時の頭頂部パッド53の移動を模式的に表した図である。なお、図9では調整部4Lと頭頂部パッド53の関係を示している。図9の(a)は調整ダイヤル41を回転させる前の状態、図9の(b)は調整ダイヤル41を回転させた後の状態を示している。調整ダイヤル41をE方向へ回転させるとプーリ46もE方向に回転し、ワイヤ31がプーリ46に巻き取られ、ワイヤ31の頭頂部周囲長さを短くする。ワイヤ31の頭頂部周囲長さが短くなるに伴い、頭頂部パッド53は頭部方向へ移動する。同様に後頭部パッド52についても調整部4によってワイヤ32を巻き取ることで、後頭部周囲長さを短くする。ワイヤ32の後頭部周囲長さが短くなるに伴い、後頭部パッド52は頭部方向へ移動する。この時、調整ダイヤル41がワイヤ31、ワイヤ32を巻き取る回転方向は図9に示す矢印E方向の限りではなく、その逆方向でもよい。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the movement of the
また、上述した実施形態は頭頂部パッド53の駆動について述べたが、後頭部パッド52についても同様の動作を行うことはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the driving of the
以上のように、本実施形態によれば、表示部1を正しい位置に保持しながらユーザの頭部にHMDを容易に装着することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to easily attach the HMD to the user's head while holding the
また、調整ダイヤル41を締め付け方向とは逆方向に第1の回転角だけ回転することで、頭頂部パッド53や後頭部パッド52を強く締めた後にゆっくりと戻す動作が可能となり、快適な操作環境を提供できる。さらには、ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際には、調整ダイヤル41を、更に第2の回転角だけ締め付け方向と逆方向へ回転することで、プーリ46がフリーになり、装着部材が一気に初期位置まで戻る。このため、簡便にHMDの装着を解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。
In addition, by rotating the
なお、本実施形態においてワイヤ31、32は金属ワイヤを想定しているが、材料を限定するものではない。たとえばナイロンなどの合成樹脂繊維であっても、材料の温度変化により伸縮する特殊合金製であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、第1の抑止部材、及び第2の抑止部材はそれぞれ3分割した形状で説明したがこの形状に限定されるものではなく、同様の効果が得られれば良いことは言うまでもない。 Moreover, in this embodiment, although the 1st suppression member and the 2nd suppression member each demonstrated the shape divided into three, it is needless to say that it is not limited to this shape and the same effect should just be acquired. Yes.
さらには、調整ダイヤル41は、操作者が手動で回転させてワイヤ31の長さを調整する例を示しているが、モータなどの電動、および油圧アクチュエータで駆動させてもよい。
Furthermore, although the
以上のように、第1実施形態における、ユーザの頭部に装着される頭部装着型機器としてのHMDは、頭部を押圧する押圧部材としての後頭部パッド52や頭頂部パッド53と接続された線状部材としてのワイヤ31,32を巻き取る調整部4を有する。調整部4が線状部材を巻き取ることにより押圧部材が移動し、ユーザの頭部への装着具合が調整されることになる。調整部4は、操作部材としての調整ダイヤル41への回転操作に応じて線状部材を巻き取る回転部材(例えば、プーリ46)を具備する。そして、フレーム21、穴21a,21b、伸縮チューブ22は、回転部材が線状部材を巻き取ることで生じる線状部材の長さの変化に応じて、押圧部材が頭部の押圧方向へ移動されるように線状部材を案内する。
As described above, the HMD as the head-mounted device to be worn on the user's head in the first embodiment is connected to the
このような構成のHMDにおいて、調整部4は、回転部材の回転動作を摩擦力によって抑制するための2つの抑制機構を有する。そして、これら2つの抑制機構による回転部材の回転に対する抑制状態を第1、第2の操作に応じて順次に解除する解除機構が設けられている。解除機構は、操作部材への第1の操作により第1の抑制機構による回転部材の抑制状態を解除し、操作部材への第2の操作により第1、第2の抑制機構による回転部材の抑制状態を解除するよう、第1、第2の抑制機構と操作部材とを関連付ける。 In the HMD having such a configuration, the adjustment unit 4 has two suppression mechanisms for suppressing the rotation operation of the rotation member by the frictional force. And the cancellation | release mechanism which cancels | releases the suppression state with respect to rotation of the rotation member by these two suppression mechanisms sequentially according to 1st, 2nd operation is provided. The release mechanism releases the restrained state of the rotating member by the first restraining mechanism by the first operation on the operating member, and restrains the rotating member by the first and second restraining mechanisms by the second operation on the operating member. The first and second suppression mechanisms and the operation member are associated with each other so as to release the state.
より具体的には、第1実施形態では、ワンウェイクラッチ43と付勢ばね44と第1の抑止部材42aが第1の抑制機構として機能し、ワンウェイクラッチ43と付勢ばね44と第2の抑止部材42bが第2の抑制機構として機能する。そして、回転部材は操作部材と連携されると共に、第1及び第2の抑制機構による抑制状態において、摩擦力を介してHMDのフレーム21に固定されたワンウェイクラッチ43と連結された状態となる。そして、ワンウェイクラッチ43の回転阻止方向への抑止力は、抑止部材42a,42bと回転部材(プーリ46)との間の摩擦力によって回転部材に伝わる。操作部材のワンウェイクラッチ43の回転可能方向への回転操作に応じて、回転部材も回転し、回転部材によって線状部材が巻き取られる。この状態で操作部材から手を放しても、ワンウェイクラッチ43により線状部材が緩む方向への回転部材の回転は阻止されることになる。
More specifically, in the first embodiment, the one-way clutch 43, the biasing
他方、操作部材を回転阻止方向へ所定量回転させる第1の操作が行われると、図7に示されるように、ガイドピン47とカム55a,bが解除機構として機能し、第1の抑止部材42aと回転部材としてのプーリ46との間に隙間を生じさせる。これにより、第1の抑止部材42aによる回転部材への抑制状態が解除される。この時点では、第2の抑止部材42bが依然として回転部材に接しており、抑制状態を維持するので、回転部材はワンウェイクラッチに対して完全にフリーな状態とはならない。第2の抑止部材42aによる摩擦力はワイヤ31が初期状態に戻ろうとする力よりも弱く定されているため、ワイヤ31は少しずつ繰り出されていく。更に、操作部材を回転阻止方向へ回転させる第2の操作が行われると、図8に示すように第2の抑止部材42bも回転部材から離れ、回転部材は抑制状態から完全に解放される。なお、付勢ばね44により抑制状態へ復帰する力が作用するため、操作部材から手を放すと第1及び第2の抑圧機構は抑制状態に自動的に移行する。
On the other hand, when the first operation for rotating the operation member by a predetermined amount in the rotation prevention direction is performed, the
以上のような構成によれば、1つの操作部材に対して、第1の操作及び第2の操作を行うことで2段階の抑止状態を設定することが出来るので、ユーザが装着を調整する際に複数の動作状態を提供することが可能となり、簡便な操作を提供できる。また、線状部材を用いることにより、機構の簡易化、軽量化を実現できる。 According to the configuration as described above, the first operation and the second operation can be performed on one operation member, so that a two-stage suppression state can be set. Thus, it is possible to provide a plurality of operating states, and a simple operation can be provided. Further, by using the linear member, the mechanism can be simplified and reduced in weight.
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態について詳述する。第2実施形態によるHMDの斜視図は、第1実施形態(図2)と同様である。また、第2実施形態によるHMDの側面図も第1実施形態(図4)と同様である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment will be described in detail. The perspective view of the HMD according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 2). The side view of the HMD according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 4).
図10〜図12は、図4における断面C−Cでの断面図である。第1実施形態で説明した部材と同じ部材については同一符号を用い、詳細な説明は省略する。 10 to 12 are sectional views taken along a section CC in FIG. The same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10は、ユーザがHMDを装着する前の初期状態を示した図である。第2のブレーキ部材62には、プーリ63が一体的に形成されており、プーリ63にはワイヤ31が接続されている。図10の状態では、第2のブレーキ作動ピン66は調整ダイヤル41の溝部から押し出された状態であり、スライド環67は、図面上左方向に押された状態になっている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an initial state before the user wears the HMD. A
この状態では、第2のブレーキ部材62は、押しバネ71で押された状態であり、左方向に寄せられた状態になっている。そのため、第2のブレーキ部材62はHMDのフレームから離れている。また、第2のブレーキ部材62と一体的に形成されたプーリ63に巻かれたワイヤ31の張力により、第2のブレーキ部材62には初期状態に戻ろうとする力が働いている。
In this state, the
第2のブレーキ部材62と第1のブレーキ部材61は、キー溝65により直動は可能だが相対的な回転位置関係は変化しないように形成されている。第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材付勢バネ72でフレーム21に押し付けられており、図10中ハッチングで示した部分(第1のブレーキ部材61の摩擦面101)がフレーム21に当接している。この当接部にて発生する摩擦力は、ワイヤ31が初期状態に戻る動作を抑止する力として作用する。
The
しかし、第1のブレーキ部材61による摩擦力は、ワイヤ31の張力によるプーリ63の回転を阻止するほど強く設定されていない。このため、プーリ63はワイヤ31の張力と摩擦力(抑止力)とのバランスによってゆっくりと回転し、その結果、ワイヤ31はゆっくりと押し出され、初期位置まで戻っていく。このとき、第1のブレーキ部材61及び第2のブレーキ部材62はキー溝65により一体的に動作し、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材解除ピン69で同期して動作することになる。
However, the frictional force by the
第2実施形態におけるHMDをユーザが頭部に装着する前の初期状態において、後頭部、或いは頭頂部の装着部材は初期位置まで戻っており、開口部が広く開いている状態となる。このため、ユーザは装着部材に引っかかったりすることなく、HMDを簡便に装着することが可能である。 In the initial state before the user mounts the HMD in the second embodiment on the head, the mounting member at the back of the head or the top of the head returns to the initial position, and the opening is wide open. For this reason, the user can easily attach the HMD without being caught by the attachment member.
次に、図11を用いてユーザが調整ダイヤル41を回転動作させ、頭部に装着する第1の動作について詳述する。
Next, the first operation of rotating the
図11において、ユーザが調整ダイヤル41を締め付け方向に回転させ、調整ダイヤル41の回転角度位置が第1の位置に到達した際に、第2のブレーキ作動ピン66が入り込むための溝が、調整ダイヤル41に形成されている。スライド環67はスライド環付勢バネ73により右方向に付勢されており、第2のブレーキ作動ピン66を調整ダイヤル41に形成された溝部に落とし込む構成となっている。図10と図11の比較から明らかなように、第2のブレーキ作動ピン66は調整ダイヤル41の溝に入ることにより図中右方向へ移動する。スライド環67と第2のブレーキ部材62は段付き形状になっており、参照番号68が示す範囲で接触面を有している。第2のブレーキ部材62は、この段付き部で押されて図11中の右方向へと押し出される。
In FIG. 11, when the user rotates the
第2のブレーキ部材62が右方向へ移動すると、図中ハッチングにて示された第2のブレーキ上に形成された摩擦面(第2のブレーキの摩擦面102)が、フレームに接触する。このように、第1のブレーキ部材61、及び第2のブレーキ部材62のそれぞれの摩擦面101,102がフレームに接触しているので、ワイヤ31が初期状態に戻ろうとする力に逆らってプーリ63の回転は阻止される。このとき、第1のブレーキ部材61及び第2のブレーキ部材62はキー溝65により同期し、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材解除ピン6により同期する。ユーザは、これらの部材の摩擦力に逆らって調整ダイヤル41を回転させ、ワイヤ31を駆動し、HMDをユーザの頭部に装着する。プーリ63の回転を抑止する摩擦力は、調整ダイヤル41に常時印加されているので、ユーザが調整ダイヤル41から手を離してもワイヤ31は戻らずに、装着状態が保持される。
When the
ユーザがHMDの頭部への締め付けを調整する際には、調整ダイヤル41を締め付け方向と反対方向に回転させる。そうすると再び第2のブレーキ作動ピン66が調整ダイヤル41の溝部から押し出され、スライド環67を左方向に移動させる。スライド環67が左方向に移動すると、第2のブレーキ部材62の押しバネ71に押され、スライド環67と第2のブレーキ部材62の接触面68が離れる。
When the user adjusts the tightening of the HMD to the head, the
この状態は、図10にて説明した状態と同じであり、第2のブレーキ部材62上の摩擦面102がフレームから離れるが、第1のブレーキ部材61の摩擦面101は、まだフレームに接触している。そのため、ワイヤ31の張力によるプーリ63の回転を抑止する摩擦力が完全になくなるわけではなく、ワイヤ31は第1のブレーキ部材61によるブレーキを受けた状態でゆっくりと移動する。ワイヤ31は、ゆっくりと繰り出されるのでユーザの頭部に装着されていた装着部材もゆっくりと初期状態に戻ろうとするので、ユーザは装着状態の調整を容易に行うことができ、快適な操作環境を提供できる。
This state is the same as the state described in FIG. 10, and the
次に、ユーザが調整ダイヤル41を更に装着解除方向に回転動作させ、回転角度位置が第2の位置に到達した際の動作について、図12を用いて詳述する。
Next, the operation when the user further rotates the
調整ダイヤル41には第2のブレーキ作動ピン66が入り込む溝と同じような第1のブレーキ部材解除ピン69が入り込むための溝が形成されている。図10、及び図11にて詳述した装着部材の締め付け時、或いは締め付け調整時には、第1のブレーキ部材解除ピン69は調整ダイヤル41の溝部にはまり込んだ状態である。そのため、第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材付勢バネ72によりフレームに押圧されており、摩擦力を発生させている。
The
ユーザが調整ダイヤル41を装着調整時の位置から更に回転させる第3の動作を行うと、図12に示すように第1のブレーキ部材解除ピン69が調整ダイヤル41の溝部から押し出される。すると、スライド環67も、第1のブレーキ部材解除ピン69に押されて左方向に移動される。このようにスライド環67に押されることにより、第1のブレーキ部材61がフレーム21から離れ、ワイヤ31が元に戻ろうとする力を抑制する摩擦力がすべて解除される。そのため、ワイヤ31は速やかに初期位置まで戻ろうとする。このとき、第1のブレーキ部材61及び第2のブレーキ部材62はキー溝65で同期するが、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61とは第1のブレーキ解除ピン69の動作で非同期となる。ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際に、装着部材が一気に初期位置まで戻るので、簡便に装着解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。
When the user performs the third operation of further rotating the
第2実施形態によれば、HMDをユーザが頭部に装着する前の初期状態において、後頭部、或いは頭頂部の装着部材は初期位置まで戻っており、開口部が広く開いている状態である。従って、ユーザはHMDを装着する際に、装着部材に引っかかったりすることなく、簡便に装着することが可能であり、快適な装着を提供できる。 According to the second embodiment, in the initial state before the user mounts the HMD on the head, the mounting member on the back of the head or the top of the head has returned to the initial position, and the opening is wide open. Therefore, when the user wears the HMD, the user can easily wear the HMD without being caught by the wearing member, and can provide comfortable wearing.
また、装着を強く締めた後に、調整ダイヤル41を逆方向へ回転させて、図10に示す状態とすることで、ワイヤ31,32をゆっくりと戻す動作が可能となり、快適な操作環境を提供できる。さらには、ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際には、第2の回転位置まで調整ダイヤルを回転させる。この操作により、図12に示す状態となり、装着部材が一気に初期位置まで戻るので、簡便に装着解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。
In addition, after the attachment is strongly tightened, the
第2実施形態においてワイヤ31、32は金属ワイヤを想定しているが、材料を限定するものではない。たとえばナイロンなどの合成樹脂繊維であっても、材料の温度変化により伸縮する特殊合金製であってもよい。
In the second embodiment, the
さらには、調整ダイヤル41は、操作者が手動で回転させてワイヤ31の長さを調整する例を示しているが、モータなどの電動、および油圧アクチュエータで駆動させてもよい。
Furthermore, although the
以上のように、第2実施形態では、第1の抑制機構として第1のブレーキ部材61が第2の抑制機構として第2のブレーキ部材62が設けられる。そして、操作部材としての調整ダイヤル41に対する第1の回転方向への回転操作に応じて、調整部4は、第2のブレーキ作動ピン66と第1のブレーキ部材解除ピン69により図11に示す抑制状態に移行する。そして、操作部材に対する、上記第1の回転方向とは逆の第2の回転方向への、第1の回転角の回転操作に応じて、図10に示すように第2のブレーキ作動ピン66がスライド環67を押し、第2のブレーキ部材62による抑制状態を解放させる。更に、操作部材を、上記第2の回転方向へ上記第1の回転角よりも大きい第2の回転角まで回転させると、図12に示すように、第1のブレーキ部材解除ピン69によりスライド環67が更に押し込まれ、第1のブレーキ部材61による抑制状態が解放される。
As described above, in the second embodiment, the
以上のような構成によれば、第1実施形態と同様に、頭部装着型機器としてのHMDの装着状態を容易に微調整できる。また、操作部材の回転角度で押圧部材の動作状態を変更することが可能となり、快適な操作感を提供可能となる。 According to the above configuration, the mounting state of the HMD as the head-mounted device can be easily finely adjusted, as in the first embodiment. Moreover, it becomes possible to change the operation state of a press member with the rotation angle of an operation member, and a comfortable operation feeling can be provided.
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態について詳述する。第1、及び第2実施形態と同一の部材には同じ番号を付し、説明は省く。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the third embodiment will be described in detail. The same members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
図13はユーザがHMDを頭部に締めつける状態を表した図である。第1のブレーキ部材61、及び第2のブレーキ部材62それぞれの摩擦面がフレームに接触しているので、プーリ63の回転は阻止されている。このとき、第1のブレーキ部材61と第2のブレーキ部材62はキー溝65により同期し、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材解除ピン69により同期する。従って、ユーザは、これらの部材の摩擦力に逆らって調整ダイヤル41を回転させることにより、プーリ63を回転させ、ワイヤ31を駆動し、HMDをユーザの頭部に装着する。プーリ63の回転を抑止する摩擦力は、調整ダイヤル41に常時印加されているので、ユーザが調整ダイヤル41から手を離してもワイヤ31は戻らずに、装着状態のまま保持される。
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the user fastens the HMD to the head. Since the friction surfaces of the
次に、ユーザがHMDの頭部への締め付けを調整する際には、図14に示すように、調整ダイヤル41の中心部にある解除ボタン75を押し込む。そうすると第2のブレーキ作動ピン66が解除ボタン75によって左方向に押され、スライド環67を左方向に移動させる。スライド環67が左方向に移動すると、第2のブレーキ部材62も段付き部でスライド環67によって左方向に押され、フレームから第2のブレーキ部材の接触面が離れる。このとき、第2のブレーキ部材62上の摩擦面がフレームから離れるが、第1のブレーキ部材61の摩擦面は、まだフレームに接触している。そのため、ワイヤ31の張力によるプーリ63の回転を抑止する摩擦力が完全になくなるわけではなく、ワイヤ31は第1のブレーキ部材61によるブレーキを受けた状態でゆっくりと移動する。このとき、第1のブレーキ部材61と第2のブレーキ部材62はキー溝65により同期し、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61とは第1のブレーキ部材解除ピン69により同期する。従って、ワイヤ31は、ゆっくりと繰り出されるのでユーザの頭部に装着されていた装着部材もゆっくりと初期状態に戻ろうとするので、ユーザは装着状態の調整を容易に行うことができ、快適な操作環境を提供できる。
Next, when the user adjusts the tightening of the head of the HMD, the
次に、解除ボタン75を更に押し込んだ場合の動作について図15を用いて詳述する。解除ボタン75をユーザが更に押し込むと、第1のブレーキ部材解除ピン69、第2のブレーキ作動ピン66が解除ボタン75によって更に左方向に移動させられる。第1のブレーキ部材解除ピン69及び第2のブレーキ作動ピン66が左方向に移動することでスライド環67も更に左方向に移動される。
Next, the operation when the
スライド環67に押され、第1のブレーキ部材61がフレームから離れ、ワイヤ31が元に戻ろうとする力を抑制する摩擦力がすべて解除される。そのため、ワイヤ31は速やかに初期位置まで戻ろうとする。このとき、第1のブレーキ部材61と第2のブレーキ部材62はキー溝65により同期し、調整ダイヤル41と第1のブレーキ部材61は第1のブレーキ部材解除ピン69の動作により非同期となる。ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際に、装着部材が一気に初期位置まで戻るので、簡便に装着解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。
When the
以上のように、第3実施形態によれば、表示部を正しい位置に保持しながらユーザの頭部にHMDを装着することが可能となる。また、装着を強く締めた後にゆっくりと戻す動作が可能となり、快適な操作環境を提供できる。さらには、ユーザがHMDを着脱する際、或いは急に装着を外す必要が発生した際に、装着部材が一気に初期位置まで戻るので、簡便に装着解除することができ、更に快適な操作環境を提供できる。また、解除ボタンの押し込み量によってワイヤ31を戻すスピードを変化させることができるので快適な操作環境を提供できる。
As described above, according to the third embodiment, it is possible to wear the HMD on the user's head while holding the display unit in the correct position. Moreover, the operation | movement which returns slowly after tightening mounting | wearing is attained, and a comfortable operating environment can be provided. Furthermore, when the user attaches / detaches the HMD, or when it is necessary to remove the HMD suddenly, the mounting member returns to the initial position all at once, so that the user can easily release the mounting and provide a more comfortable operating environment. it can. Moreover, since the speed which returns the
以上のように、第3実施形態では、操作部材が、回転部材としてのプーリ63の回転軸方向への押し込み操作が可能な部分である解除ボタン75を含む。そして、この解除ボタン75の上記回転軸方向への第1の押し込み量による押し込み操作により、図14に示すように、第2のブレーキ部材62による抑制状態が解除される。また、解除ボタン75の上記回転軸方向への、第1の押し込み量よりも大きい第2の押し込み量による押し込み操作により、図15に示されるように、第1のブレーキ部材61による抑制状態も解除される。
As described above, in the third embodiment, the operation member includes the
このように、第3実施形態によれば、操作部材の回転と押し込みという別動作で押圧部材の動作状態を変更することが可能となり、ユーザが操作を間違える恐れを低減できる。 As described above, according to the third embodiment, it is possible to change the operation state of the pressing member by separate operations of rotation and pushing of the operation member, and it is possible to reduce the possibility that the user makes a mistake in the operation.
Claims (6)
前記頭部を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材と接続された線状部材と、
操作部材への回転操作に応じて前記線状部材を巻き取る回転部材と、
前記回転部材が前記線状部材を巻き取ることで生じる前記線状部材の長さの変化に応じて、前記押圧部材を頭部の押圧方向へ移動させるように前記線状部材を案内する案内手段と、
前記回転部材の前記線状部材の巻き取りと逆方向の回転動作を摩擦力によって抑制する第1及び第2の抑制手段と、
前記操作部材への第1の操作により前記第1の抑制手段による前記回転部材の抑制状態が解除され、前記操作部材への第2の操作により前記第1及び第2の抑制手段による前記回転部材の抑制状態が解除されるように、前記第1及び第2の抑制手段と前記操作部材とを関連付ける解除機構とを備えることを特徴とする頭部装着型機器。
A head-mounted device to be worn on the user's head,
A pressing member that presses the head;
A linear member connected to the pressing member;
A rotating member that winds the linear member in response to a rotating operation on the operating member;
Guiding means for guiding the linear member so as to move the pressing member in the pressing direction of the head in response to a change in the length of the linear member caused by winding the linear member with the rotating member. When,
First and second restraining means for restraining the rotational movement of the rotating member in the direction opposite to the winding of the linear member by a frictional force;
The rotation state of the rotation member by the first suppression unit is released by the first operation on the operation member, and the rotation member by the first and second suppression units is released by the second operation on the operation member. A head-mounted device comprising: a release mechanism that associates the first and second suppression means with the operation member so that the suppression state is released.
前記解除機構は、前記第1及び第2の抑制手段による抑制状態を解除することにより前記ワンウェイクラッチと前記回転部材との連結を解除することを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型機器。 The rotating member is linked to the operating member and is connected to a one-way clutch fixed to the frame of the head-mounted device via the friction force in a suppressed state by the first and second suppressing means. And
2. The head mounted type according to claim 1, wherein the release mechanism releases the connection between the one-way clutch and the rotating member by releasing the restrained state by the first and second restraining means. machine.
前記第1の操作は前記操作部材への前記ワンウェイクラッチの回転阻止方向への第1の回転角の回転操作であり、前記第2の操作は、前記操作部材を前記回転阻止方向への、前記第1の回転角よりも大きい第2の回転角の回転操作であることを特徴とする請求項2に記載の頭部装着型機器。 The rotation member and the one-way clutch are connected via the frictional force by a rotation operation in the rotatable direction of the one-way clutch to the operation member,
The first operation is a rotation operation of the first rotation angle in the rotation prevention direction of the one-way clutch to the operation member, and the second operation is a step of moving the operation member in the rotation prevention direction. The head-mounted device according to claim 2, wherein the head-mounted device is a rotation operation at a second rotation angle larger than the first rotation angle.
前記操作部材に対する第1の回転方向への回転操作に応じて前記第1及び第2の抑制手段は抑制状態に移行し、
前記解除機構における前記第1及び第2の操作は、前記第1の回転方向とは逆の第2の回転方向への前記操作部材に対する回転操作であり、前記第1の操作による回転角よりも前記第2の操作による回転角の方が大きいことを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型機器。 The first and second suppressing means suppress rotation of the rotating member by connecting the rotating member and a frame of the head-mounted device by a frictional force,
In response to a rotation operation in the first rotation direction on the operation member, the first and second suppression means shift to a suppression state,
The first and second operations in the release mechanism are rotational operations on the operation member in a second rotational direction opposite to the first rotational direction, and more than a rotation angle by the first operation. The head-mounted device according to claim 1, wherein a rotation angle by the second operation is larger.
前記操作部材は前記回転部材の回転軸方向への押し込み操作が可能な部分を含み、
前記第1の操作は、前記部分の前記回転軸方向への第1の押し込み量による押し込み操作であり、
前記第2の操作は、前記部分の前記回転軸方向への、前記第1の押し込み量よりも大きい第2の押し込み量による押し込み操作であることを特徴とする請求項1に記載の頭部装着型機器。 The first and second suppressing means suppress rotation of the rotating member by connecting the rotating member and a frame of the head-mounted device by a frictional force,
The operation member includes a portion capable of pushing in the rotation axis direction of the rotation member,
The first operation is a pushing operation by a first pushing amount of the portion in the rotation axis direction,
2. The head mounting according to claim 1, wherein the second operation is a pushing operation by a second pushing amount larger than the first pushing amount in the rotation axis direction of the portion. Mold equipment.
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