JP5268801B2

JP5268801B2 - 頭部装着型表示装置

Info

Publication number: JP5268801B2
Application number: JP2009152869A
Authority: JP
Inventors: 貴暁中林; 俊之安田; 俊樹石野; 義広斉藤; 利幸大熊; 和英宮田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: US8959667B2; CN101937132B; EP2267511B1; EP2267511A1; CN101937132A; ATE547733T1; JP2011010127A; US20100327028A1

Description

本発明は、頭部装着型表示装置に関する。

頭部に装着して使用する機器としてヘッドマウントディスプレイがよく知られている。ヘッドマウントディスプレイ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から広く用いられている。ヘッドマウントディスプレイの装着機構は、ベルト状のもので頭部周囲を締め付けるものや、前頭部押圧部と後頭部押圧部とを設け、後頭部押圧部を前後に移動させて頭部を押圧したり緩めたりすることにより着脱するものがよく知られている。
ヘッドマウントディスプレイは頭部を上下左右に動かすと表示部が正しい観察位置からずれてしまうことがある。その解決策として頭部への保持力を増すことによりこのずれを低減することができるが、押圧力を強くしただけでは観察者に不快感を与えてしまう。そこで、側頭部を押圧して装着する装着機構が開示されている（特許文献１参照）。また、重量を頭頂部で支持して側頭部を押圧するタイプの装着機構も開示されている（特許文献２参照）。

特開平１０−１２３４５２特開平０８−０８６９７４

特許文献１に開示されている装着機構は、前頭部と側頭部で押圧しているため、ヘッドマウントディスプレイの重量をしっかりと保持するためには側頭部を強く押圧しなければならない。しかし、側頭部への強い押圧は不快感を招きやすい。
特許文献２に開示されている装着機構は、側頭部調整部材がなく弾性部材の弾性力に頼っており調整できないため、観察者が装着感の良い押圧力で押圧することができない。
ヘッドマウントディスプレイを観察者の頭部にしっかり保持するためには、観察者の頭部形状に合うように、より多くの調整部材を設ければ良い。しかし、従来のヘッドマウントディスプレイに調整部材を増やしただけでは各調整部材に応じた操作部が増えるため、調整操作が複雑になってしまい、さらには装置が大型化してしまうという課題があった。

上記の課題を鑑み、本発明は、同一の調整部材により異なる押圧部材を効率よく作動させることで、少ない調整部材で装置の保持を可能にして調整操作を容易にしつつ、小型化、軽量化が可能な頭部装着型表示装置の提供を目的とする。
上記の目的を達成する本発明にかかる頭部装着型表示装置は、
観察者の頭部に装着される頭部装着型表示装置であって、
前記頭部の第１の部位を押圧する第１の押圧部材と、
前記頭部の第２の部位を押圧する第２の押圧部材と、
前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とがそれぞれ前記第１の部位と前記第２の部位を押圧する位置に、前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とを移動させる調整手段とを備え、
前記調整手段は、前記調整手段を操作するための操作部材の操作により回転力を発生させる発生手段と、前記回転力を直進力に変換する変換手段とを備え、
前記第１の押圧部材は、前記回転力により押圧方向へ移動して前記第１の部位を押圧し、
前記第２の押圧部材は、前記直進力により押圧方向へ移動して前記第２の部位を押圧することを特徴とする。
また、上記の目的を達成する本発明にかかる頭部装着型表示装置は、
観察者の頭部に装着される頭部装着型表示装置であって、
前記頭部の第１の部位を押圧する第１の押圧部材と、
前記頭部の第２の部位を押圧する第２の押圧部材と、
前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とがそれぞれ前記第１の部位と前記第２の部位を押圧する位置に、前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とを移動させる調整手段とを備え、
前記調整手段は、前記調整手段を操作する操作部材を構成する第１の回転部材と、第２の回転部材と、前記第１の回転部材の回転により回転力を発生させる第１の発生手段と、前記第２の回転部材の回転により直進力を発生させる第２の発生手段とを備え、
前記第１の押圧部材は、前記回転力により押圧方向へ移動して前記第１の部位を押圧し、
前記第２の押圧部材は、前記直進力により押圧方向へ移動して前記第２の部位を押圧することを特徴とする。

本発明によれば、同一の調整部材により異なる押圧部材を効率よく作動させることができるので、少ない調整部材で装置の保持が可能となる。また、調整操作が容易になり、装置の小型化、軽量化が可能となる。

第１実施形態における頭部装着型表示装置の斜視図。第１実施形態におけるワイヤの通し方を概略的に示した頭部装着型表示装置の斜視図。ワイヤの方向を変換する保持部材の概略図。第１実施形態における頭部装着型表示装置の側面図。図４におけるＣ−Ｃ断面図。ワイヤの頭部周囲長さの変化による各パッドの動きの概略図。頭頂部パッド保持機構の図。第２実施形態における頭部装着型表示装置の斜視図。第２実施形態における頭部装着型表示装置の調整部の断面図。第３実施形態における頭部装着型表示装置の斜視図。図１０における調整部の断面図。

以下、本発明に適用できる実施の形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１の参照により、本発明の第１実施形態に係る頭部装着型表示装置（以下、「ＨＭＤ」と称する）の構成を説明する。ＨＭＤは、映像を観察者に提示するための表示部１と、表示部１を観察者の眼前に保持するための頭部装着部２を備える。表示部１は、内部に映像を表示する表示素子と、その表示素子の映像を拡大し観察者の眼に導く光学系が配置されている（いずれも図示せず）。また、表示部１には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剛性フレーム２１が結合されている。また、剛性フレーム２１の頭頂部には、ワイヤ３１を通すための穴２１ａ、穴２１ｂが設けられている（図２参照）。剛性フレーム２１から後頭部へは、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。

図２の参照により、ワイヤ３１の配置を説明する。剛性フレーム２１内部の左側頭部には、ワイヤ３１の移動方向を変えると共に、位置を保持する保持部材２３が設けられている。

図３の参照により、保持部材２３の構成を説明する。保持部材２３は剛性フレーム２１に対して回転可能に取り付けられおり、ワイヤ３１の移動に合わせスムーズに回転する。保持部材２３に限らず、ワイヤ３１の移動をスムーズにしたり、ワイヤの位置を規制したりする部材を他の箇所に設けても良い。ワイヤ３１の一端は剛性フレーム２１に回動可能に取り付けられた調整部４（結合部Ａ）に結合され、もう一端は剛性フレーム２１に結合されている（結合部Ｂ）。ワイヤ３１は調整部４の結合部Ａから伸縮チューブ２２の中を通り、剛性フレーム２１の左側頭部から保持部材２３を介して頭頂部を通り結合部Ｂに接続されている。ワイヤ３１は剛性フレーム２１に設けられた穴２１ａから一旦剛性フレームの外部に出て、後述の頭頂部パッド５３を通り、剛性フレーム２１に設けられた反対側の穴２１ｂから再び剛性フレーム２１内に入る。そして、結合部Ｂで剛性フレーム２１とワイヤ３１とが結合されている。

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、頭部の第１の部位である後頭部を押圧するための、第１の押圧部材である後頭部パッド５２が結合されている。また、剛性フレーム２１の頭頂部には、頭頂部を押圧するための頭頂部パッド５３が、剛性フレーム２１に対して上下方向に移動することが可能となるように取り付けられている。頭頂部パッド５３は、剛性フレーム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５３ａと一体化されており、頭部方向へ上下移動するように規制されている。
また、頭頂部パッドガイド５３ａにはワイヤ３１が通る貫通穴５３ｂが開いている。剛性フレーム２１の内側側面には、頭部の第２の部位である側頭部を押圧するための、第２の押圧部材である側頭部パッド５４が設けられている。側頭部パッド５４は右側頭部パッド５４Ｒ、左側頭部パッド５４Ｌからなる。右側頭部パッド５４Ｒは後述の調整部４によって作動するように構成されている。また、左側頭部パッド５４Ｌは剛性フレーム２１に固定されている。

次に、図４および図５の参照によりワイヤ３１の長さを調整する調整部４について説明する。図５は図４における調整部４のＣ−Ｃ断面図である。調整部４は、観察者が操作する操作つまみ４１、クラッチ４２、プーリ４３、ワンウェイクラッチ４４で構成される。操作つまみ４１には、カム軸４１ａが設けられている。クラッチ４２には、カム軸４１ａに嵌るカム溝４２ａが設けられている。カム溝４２ａは、カム軸４１ａの回転により、クラッチ４２を水平方向に移動させる溝（軌道）が形成されている。操作つまみ４１を時計方向（図４のＦ方向）に回転させると、カム軸４１ａの回転により、クラッチ４２はＦ１側（図５）に移動する。一方、操作つまみ４１を反時計方向（図４のＬ方向）に回転させると、カム軸４１ａの回転により、クラッチ４２はＬ１側（図５）に移動する。

プーリ４３はクラッチ４２と接触する摩擦面４３ａと、後述の側頭部パッド調整機構と連動するねじ部４３ｂとを有する。摩擦面４３ａは、クラッチ４２がＦ１側に移動して押し付けられた際に、操作つまみ４１の回転をプーリ４３に伝達することができる摩擦力を有するように構成されている。また、プーリ４３はワイヤ３１の一端が結合されている。ワンウェイクラッチ４４は、ワンウェイクラッチ部４４ａと、プーリ４３と噛み合いプーリ４３からの回転力が伝達されるプーリ伝達部４４ｂとで構成されている。ワンウェイクラッチ部４４ａは剛性フレーム２１に設けられた軸２１ｄと嵌合しており、プーリ伝達部４４ｂが一方向にのみ回転するように設けられている。操作つまみ４１をＦ側（図４）へ回転させると、カム軸４１ａとカム溝４２ａとによってクラッチ４２がＦ１側へ移動する。クラッチ４２がＦ１側へ移動すると、クラッチ４２とプーリ４３の摩擦面４３ａとが接触する。さらに、クラッチ４２がプーリ４３の摩擦面４３ａに接触するとプーリ４３が水平方向に移動して、プーリ４３とワンウェイクラッチ４４とが噛み合う。ワンウェイクラッチ４４は操作つまみ４１をＦ側に回転させる方向へは自由に回転し、Ｌ側へ回転させる時には回転を拘束する。そのため、ワンウェイクラッチ４４と噛み合っているプーリ４３も一方向にのみ回転することが可能になり、逆方向には回転が拘束される（以降、「ロック状態」と称する）。

図５（ｂ）はロック状態の図である。逆に、操作つまみ４１をＬ側へ回転させると、クラッチ４２がＬ１側へ移動する。クラッチ４２がＬ１側へ移動することによりプーリ４３もＬ１側へ移動し、ワンウェイクラッチ４４との噛み合いが外れるため、プーリ４３の回転の拘束が解除される（以降、「フリー状態」と称する）。ワイヤ３１は、ロック状態でプーリ４３が回転する方向へ回転した時に巻き取られるように結合されている。

図６の参照により、操作つまみ４１を回転させた時の、各パッドの移動を概略的に説明する。操作つまみ４１をＦ側へ回転させるとワイヤ３１が巻き取られ、ワイヤ３１の頭部周囲長さが短くなる。それに伴い伸縮チューブ２２が縮まり、後頭部パッド５２が観察者の頭部方向へ移動する。頭頂部においては、ワイヤ３１が観察者の頭部方向へ移動するためパッド５３も観察者の頭部方向へ移動する。つまり、調整部４の回転力によりワイヤ３１が巻き取られ、それによって後頭部を押圧する後頭部パッド５２と、頭頂部を押圧する頭頂部パッド５３とが移動することにより、観察者の後頭部および頭頂部をそれぞれ押圧することが可能となる。プーリ４３はワンウェイクラッチ４４の作用により逆回転しないため、操作つまみ４１から手を離してもワイヤ３１の巻取りが維持され、押圧の状態が解除されることはない。ワイヤ３１は、頭部を各パッド（後述）で押圧した際に発生する引張りに耐えうる強度を有しており、例えば紐や糸のようなものであっても良い。

調整部４には右側頭部パッド５４Ｒを作動させる機構も組み込まれている。右側頭部パッド５４Ｒは観察者の頭部を不快感なく押圧するためのクッション５４ａと側頭部パッドベース５４ｂで構成される（図５（ｂ）参照）。側頭部パッドベース５４ｂには、プーリ４３のねじ部４３ｂと噛み合う爪６１を組み込むための凹部５４ｃが設けられている。また、剛性フレーム２１に対する側頭部パッドベース５４ｂの形状は、回り止めの機能を有する嵌合形状となっている。プーリ４３の回転力はねじ部４３ｂを介して爪６１に伝達される。爪６１はプーリ４３の回転運動を並進運動に変換する変換機構として機能し、側頭部パッドベース５４ｂを移動させる。付勢ばね６２によって爪６１は常にプーリ４３のねじ部４３ｂに押し付けられている。

操作つまみ４１をＦ側へ回転させると前述の機構によりプーリ４３が回転する。そのためプーリ４３のねじ部４３ｂと噛み合う爪６１を有する右側頭部パッド５４Ｒが、観察者の頭部方向へ直進する。つまり、調整手段として機能する調整部４に設けられた操作つまみ４１の回転力が上記の変換機構により変換された直進力によって、右側頭部パッド５４Ｒが移動し側頭部が押圧される。逆に、操作つまみ４１をＬ側へ回転させてプーリ４３のロックが解除されると、ワイヤ３１の張力によりプーリ４３が逆回転する。それに伴い、右側頭部パッド５４Ｒも剛性フレーム２１側へ移動し、押圧が解除される。また、剛性フレーム２１の左側に設けられた左側頭部パッド５４Ｌ（図６）は、反発力の低いクッション性のもので構成されている。

本実施形態に係るＨＭＤは、装着時に剛性フレーム２１と頭頂部パッド５３の位置を保持するための、頭頂部パッド保持機構を有している。図７の参照により、頭頂部パッド５３に設けられた頭頂部パッド保持機構を説明する。頭頂部パッド５３の内部には、ロックスイッチ７１、ロック部材７２、リンク７３、引張りばね７４が設けられている。ロックスイッチ７１は頭頂部の押圧方向に直線運動可能に配置されている。ロック部材７２は頭頂部の押圧方向と異なる方向（ロック方向）に直線運動可能に配置されている。また、ロック部材７２にはラック状の歯７２ａが設けられている。ロックスイッチ７１とロック部材７２とはリンク７３を介して、それぞれ移動可能に結合されている。また、ロック部材７２には歯７２ａの噛み合いを解除する方向（ロック方向とは逆方向）に付勢する引張りばね７４が取り付けられている。図７（ａ）は非装着時の図であり、ロックスイッチ７１が頭頂部パッド５３から飛び出した状態となっている。

図７（ｂ）は装着時の図であり、観察者がある押圧力以上で締め付けると、観察者の頭頂部によりロックスイッチ７１が押し込まれ、リンク７３を介してロック部材７２がロック方向に押し出される。剛性フレーム２１には、ロック部材７２の歯７２ａと噛み合う歯２１ｅが設けられている。ロックスイッチ７１が押し込まれていない状態では、頭頂部パッド５３は剛性フレーム２１に対してワイヤ３１の長さに応じて上下に移動する余地がある。ワイヤ３１の長さが短くなり、頭頂部パッド５３が観察者の頭部を押圧すると、ロックスイッチ７１が押し込まれる。ロック部材７２が剛性フレーム２１側へ押し出され、ロック部材の歯７２ａとフレームの歯２１ｅが噛み合い、頭頂部パッド５３の位置が保持される。逆に、ロックスイッチ７１が押し込まれる力が解除された場合は、引張りばね７４によりロック部材７２がロック方向とは逆の方向に戻され、ロックスイッチ７１が観察者の頭部方向へ移動する。引張りばね７４のばね係数を調整することによって、頭頂部パッド５３にロックがかかる押圧力を調整することもできる。

次に装着時の操作と作用について説明する。観察者はまず頭部左右にある剛性フレーム２１を左手でしっかり把持し、操作つまみ４１を右手で把持する。前頭部パッド５１に前頭部を押し当て、表示部１を観察しやすい位置に合わせる。位置を決定した後、操作つまみ４１をＦ側へ回転させる。この際、観察者は、両手をＨＭＤから離すことなく操作つまみ４１の操作を行うことができる。そのため表示部１を観察しやすい位置に保持したまま、頭部を押圧部材により押圧することができる。操作つまみ４１の操作により、ワイヤ３１が巻き取られて長さが短くなると、後頭部パッド５２と頭頂部パッド５３が同時に頭部方向へ移動する。また、調整部４と連動するように設けた右側頭部パッド５４Ｒも頭部方向へ移動する。この際、剛性フレーム２１は剛性を持っているため変形せず、押圧部以外の場所は締め付けられることはない。また、ワイヤ３１は剛性フレーム２１と伸縮チューブ２２の内部を通っており、直接観察者に触れることはない。さらに操作を続けると、右側頭部パッド５４Ｒ、左側頭部パッド５４Ｌ、後頭部パッド５２、頭頂部パッド５３のいずれかが頭部に当たる。

後頭部パッド５２、頭頂部パッド５３の作用について説明する。後頭部パッド５２または頭頂部パッド５３、右側頭部パッド５４Ｒ、左側頭部パッド５４Ｌのいずれかが先に頭部へ当たった場合、ワイヤ３１の緩みの逃げによって押圧力は発生しない。さらに操作つまみ４１を回転させ、後頭部パッドと頭頂部パッドの両方が頭部に当たると押圧力が発生し頭部を締め付ける。頭頂部パッド５３には前述の保持機構が設けられているため、ある押圧力が掛かった際にロックが掛かるようになっている。したがって、さらに締め付けた場合は、頭頂部パッド５３は移動せずに後頭部パッド５２のみが移動し、後頭部を押圧する。これにより、頭頂部パッド５３の押圧力の加えすぎによりＨＭＤが頭部から上へ逃げて外れてしまうのを防止することができる。また、頭部から上へ逃げて外れようとする力による装着時の不快感を低減することができる。操作つまみ４１の操作によりプーリ４３はワイヤ３１が短くなる方向にのみ回転し、逆方向のプーリ４３の回転はロックされる。そのため、ＨＭＤを保持するのに適度な押圧を加えた後に、操作つまみ４１から手を離しても各押圧部の押圧が緩むことはない。

次に右側頭部パッド５４Ｒの作用について説明する。右側頭部パッド５４Ｒが観察者に接触した場合、後頭部、頭頂部の押圧調整操作を続けると、頭部が右側頭部パッド５４Ｒと左側頭部パッド５４Ｌに挟まれ押圧力が高くなってしまう。しかし、付勢ばね６２のばね力が、プーリのねじ部４３ｂと爪６１で発生する抗力に負け、爪６１の噛み合いがはずれる。したがって、所定の抗力が発生した場合は回転力が直進力へ変換させることがないため、観察者の側頭部に不快な力加わることはない。また、付勢ばね６２のばね係数を調整して爪６１がはずれる力を調整することで、右側頭部パッド５４Ｒの押圧力を調整することもできる。

ＨＭＤを取り外す場合は、操作つまみ４１をＬ側へ回転させる。操作つまみ４１のＬ側への回転により、クラッチ４２はＬ１方向に移動して、プーリ４３の摩擦面４３ａから離れる。また、プーリ４３は、ワンウェイクラッチ４４から離れて、回転可能な状態になる。プーリ４３に巻き取られていたワイヤ３１が、プーリ４３の回転により伸びる。それにより後頭部パッド５２の押圧が緩み、ロックスイッチ７１を押し込む力も解除されるので、頭頂部パッド５３のロックも解除され緩む。また、右側頭部パッド５４Ｒも後頭部パッド５２の解除に連動するため、剛性フレーム２１側へ移動し緩む。

本実施形態では頭頂部パッド５３に頭頂部パッド保持機構を設けたが、後頭部側に剛性のあるフレームを結合し、頭頂部と同様な構成にして後頭部パッド保持機構を後頭部パッド５２に設けても良い。

本実施形態によれば、側頭部パッドを設けたことによりＨＭＤの横ずれを防止することができる。また、側頭部パッドの調整機構を設けたことにより、観察者の頭部の大きさに関わらず、側頭部を不快感なく押圧することができる。さらには、１ヶ所の調整部の操作により後頭部、頭頂部、側頭部の３ヶ所の可動押圧部を同時に操作することができるため、装着時の操作を簡易に行うことができる。その際、頭頂部パッド、側頭部パッドには位置を保持する機構が設けられているため、必要以上に押圧力が加わることがない。また、機構をコンパクトに構成することができるので、小型軽量なＨＭＤを提供することができる。
（第２実施形態）
図８の参照により第２の実施形態に係るＨＭＤを説明する。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。

装着時に観察者の右側頭部及び左側頭部の位置に、調整手段として機能する右調整部８Ｒと左調整部８Ｌとが、剛性フレーム２１に対して回動可能に取り付けられている。右調整部８Ｒには、操作によって長さの変わる後頭部ワイヤ３２の一端が、左調整部８Ｌには頭頂部ワイヤ３３の一端が結合されている。後頭部ワイヤ３２は右調整部８Ｒから伸縮チューブ２２を通り、剛性フレーム２１の左後部（結合部Ｍ）に他端が結合されている。一方、左調整部８Ｌには、操作によって長さの変わる頭頂部ワイヤ３３の一端が結合されており、頭頂部ワイヤ３３は剛性フレーム２１の頭頂部を通り、剛性フレーム２１に設けられた穴２１ａから一旦剛性フレーム２１の外部に出る。その後頭頂部パッド５３を通り、反対側の剛性フレーム２１の穴２１ｂから再び剛性フレーム２１内に入って右後部（結合部Ｎ）で結合されている。これにより、右調整部８Ｒによって後頭部パッド５２が、左調整部８Ｌによって頭頂部パッド５３の押圧力の調整がそれぞれ可能となっている。また、右調整部８Ｒ及び左調整部８Ｌには、それぞれ右側頭部パッド５５Ｒ、左側頭部パッド５５Ｌの押圧力を調整する機構が設けられている。

図９の参照により右調整部８Ｒの構造を説明する。調整手段として機能する右調整部８Ｒは、操作部材としての操作つまみ８１と、右調整部８Ｒを操作するための操作部材を構成する第１の回転部材と、第２の回転部材とを備える。右調整部８Ｒは、第１の回転部材として、操作つまみ８１の内側に同軸となるように設けられた間接ダイヤル８２を備える。また、右調整部８Ｒは、第１の回転部材である回転ダイヤル８２の回転により回転力を発生させる第１の発生手段を備える。間接ダイヤル８２にはクラッチ４２を作動させるためのカム軸８２ａが設けられている。クラッチ４２、プーリ４３、ワンウェイクラッチ４４の動作原理は第１実施形態と同様である。

間接ダイヤル８２を、例えば、時計回りに回転させることによってカム軸８２ａが回転し、カム軸８２ａに嵌るカム溝４２ａを有するクラッチ４２が間接ダイヤル８２の回転軸に沿って水平方向（Ｆ１側）に移動する。クラッチ４２がＦ１側に移動して、プーリ４３の摩擦面４３ａと接触することにより、間接ダイヤル８２の回転がプーリ４３に伝達される。これにより、後頭部ワイヤ３２の巻き取りが可能になる。また、クラッチ４２がＦ１側に移動することにより、プーリ４３とワンウェイクラッチ４４とが接触し、プーリ４３は一方向の回転のみ可能になり、逆方向の回転は拘束される。これにより、後頭部パッド５２の位置が保持される。一方、間接ダイヤル８２を、例えば、反時計回りに回転させると、カム軸８２ａの回転により、クラッチ４２はＬ１側に移動し、クラッチ４２はプーリ４３の摩擦面４３ａから離れる。プーリ４３は、ワンウェイクラッチ４４から離れ、ワンウェイクラッチ４４による回転の拘束を解除することができる。

間接ダイヤル８２のさらに内部には、第２の回転部材である側頭部クラッチ８３と、つまみ付勢ばね８４とが設けられている。右調整部８Ｒは第２の回転部材である側頭部クラッチ８３の回転により直進力を発生させる第２の発生手段を備える。側頭部クラッチ８３はねじ部８３ａを有している。側頭部クラッチ８３は間接ダイヤル８２に対して軸方向の位置が規制されている。右側頭部パッド５５Ｒはクッション５５ａ、側頭部パッドベース５５ｂで構成されている。側頭部パッドベース５５ｂはねじ部５５ｃを有しており、前述の側頭部クラッチ８３のねじ部８３ａとねじで結合されている。また剛性フレーム２１に対する側頭部パッドベース５５ｂの形状は、回り止めの機能を有する嵌合形状となっている。

つまみ付勢ばね８４によって操作つまみ８１と側頭部クラッチ８３とが接触面Ｇ１で押し付けられ、操作つまみ８１の回転を側頭部クラッチ８３に伝達可能な摩擦が生じている（図９（ａ））。そのため、操作つまみ８１を回転させると側頭部クラッチ８３が回転し、側頭部パッドベース５５ｂが直動する。操作つまみ８１を剛性フレーム２１側に押しながら回転させると、操作つまみ８１が間接ダイヤル８２に押し付けられる（図９（ｂ））。これにより操作つまみ８１と間接ダイヤル８２の接触面Ｇ２には、操作つまみ８１の回転を間接ダイヤル８２に伝達可能にする摩擦が生じる。この摩擦により、操作つまみ８１を押しながら回転させると間接ダイヤル８２が回転し、第１実施形態で説明した要領でプーリ４３の回転により後頭部ワイヤ３２が巻き取られる。また、操作つまみ８１が押された場合、操作つまみ８１と側頭部クラッチ８３との接触面Ｇ１が離れるため、側頭部パッドへの力の伝達がなくなる。そのため、右側頭部パッド５５Ｒは作動しなくなる。すなわち、操作つまみ８１は摩擦力を介して操作つまみ８１の回転力を間接ダイヤル８２または側頭部クラッチ８３に伝達するための切換手段を備える。

左調整部８Ｌの機構も同様に構成されている。つまり、第１の回転部材（間接ダイヤル８２）の回転により、ワイヤ３２の長さを変えることによって、頭頂部を押圧する頭頂部パッド５３の位置を調整できる。また、第２の回転部材（側頭部クラッチ８３）により回転力が直進力に変換されて側頭部を押圧するクッション５５ａの位置を調整できる。本実施形態では、後頭部と右側頭部、頭頂部と左側頭部を同一操作部としているが本発明はこの例に限定されるものではない。さらに、回転力で押圧する部位、回転力を直進力に変換して押圧する部位は、本実施形態で例示した部位に限られたものではない。

本実施形態の構成によれば、観察者は後頭部、頭頂部、左右側頭部の押圧をそれぞれ調整することができるため、観察者の頭部形状に合う不快感のない装置を提供することができる。また、後頭部と右側頭部、頭頂部と左側頭部の操作部をそれぞれ同一とし、操作部の数が少なくなるように構成しているため、観察者に対して操作の分かりやすい装置を提供することができる。
（第３実施形態）
図１０の参照により、第３実施形態におけるＨＭＤを説明する。第１実施形態及び第２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。剛性フレーム２１の頭頂部に調整手段として機能する調整部９が設けてある。調整部９にはワイヤ３４の一端が結合されている（結合部Ｐ）。ワイヤ３４は調整部９から剛性フレーム２１の右側頭頂部を通り、保持部材２３を介して伸縮チューブ２２の中を通り、剛性フレーム２１内の左側頭部でもう一端が固定されている（結合部Ｓ）。図１１は調整部９の断面図である。調整部９には、剛性フレーム２１にはワンウェイクラッチ４４と嵌合する軸２１ｅと、第２実施形態で用いられた右調整部８Ｒと同様の機構とが組み込まれている。これにより、調整部９の操作つまみ９１を回転させるとワイヤ３４が巻き取られ、後頭部パッド５２の押圧が調整される。また、頭頂部パッド５３が第２実施形態の右側頭部パッド５５Ｒと同様の動作原理により上下方向に移動して頭頂部パッド５３の位置が調整される。

本実施形態のように、操作つまみの回転力による押圧力を後頭部に、回転力を直進力に変換させた押圧力を頭頂部に用いる場合にも本発明を適用することができる。

本実施形態によれば、ＨＭＤの重量を受ける頭頂部パッドを、ワイヤの張力ではなくねじで受けるようにしたことにより、ＨＭＤの重量をしっかりと支持することができる。また、後頭部パッドと頭頂部パッドの操作部が同一に構成されているため、操作のわかり易い、操作性の良いＨＭＤを提供することができる。

Claims

観察者の頭部に装着される頭部装着型表示装置であって、
前記頭部の第１の部位を押圧する第１の押圧部材と、
前記頭部の第２の部位を押圧する第２の押圧部材と、
前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とがそれぞれ前記第１の部位と前記第２の部位を押圧する位置に、前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とを移動させる調整手段とを備え、
前記調整手段は、前記調整手段を操作するための操作部材の操作により回転力を発生させる発生手段と、前記回転力を直進力に変換する変換手段とを備え、
前記第１の押圧部材は、前記回転力により押圧方向へ移動して前記第１の部位を押圧し、
前記第２の押圧部材は、前記直進力により押圧方向へ移動して前記第２の部位を押圧することを特徴とする頭部装着型表示装置。
前記変換手段は、前記直進力に対して所定の抗力が発生した場合は、前記回転力から前記直進力への変換を行わないことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
観察者の頭部に装着される頭部装着型表示装置であって、
前記頭部の第１の部位を押圧する第１の押圧部材と、
前記頭部の第２の部位を押圧する第２の押圧部材と、
前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とがそれぞれ前記第１の部位と前記第２の部位を押圧する位置に、前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とを移動させる調整手段とを備え、
前記調整手段は、前記調整手段を操作する操作部材を構成する第１の回転部材と、第２の回転部材と、前記第１の回転部材の回転により回転力を発生させる第１の発生手段と、前記第２の回転部材の回転により直進力を発生させる第２の発生手段とを備え、
前記第１の押圧部材は、前記回転力により押圧方向へ移動して前記第１の部位を押圧し、
前記第２の押圧部材は、前記直進力により押圧方向へ移動して前記第２の部位を押圧することを特徴とする頭部装着型表示装置。
前記操作部材の操作により、前記第１の発生手段の動作と前記第２の発生手段の動作とを切り換える切換手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型表示装置。
所定の押圧力以上の押圧力を加えると、前記頭部が押圧される位置で前記第１の押圧部材の位置を保持する保持手段を更に備え、
前記所定の押圧力が解除されると前記保持手段による保持が解除されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置。
前記調整手段は、前記頭部装着型表示装置が前記観察者に装着されたときに、前記観察者の側頭部近傍に存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置。
前記第１の部位は、前記観察者の後頭部であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置。
前記第２の部位は、前記観察者の側頭部であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の頭部装着型表示装置。
前記調整手段は、前記頭部装着型表示装置が前記観察者に装着されたときに、前記観察者の頭頂部近傍に存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項、または請求項７に記載の頭部装着表示装置。
前記第２の部位は、前記観察者の頭頂部であることを特徴とする請求項９に記載の頭部装着型表示装置。