JP6598536B2

JP6598536B2 - 頭部装着装置

Info

Publication number: JP6598536B2
Application number: JP2015132192A
Authority: JP
Inventors: 嵩鳥居
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017017519A

Description

本発明は、使用者の頭部に装着される頭部装着装置に関する。

従来、画像を表示する表示部を備え、使用者の頭部に装着して使用される頭部装着装置がある。このような頭部装着装置は、ＨＭＤ（ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌａｙ）と呼ばれ、移動する使用者に対して仮想物体の映像などを提示することが出来る。ＨＭＤは、近年、さまざまな分野で利用されつつある。

ＨＭＤなどの頭部装着装置には、いくつかの機能が求められるが、まずは使用者の頭部に安定的に保持されることが求められる。安定的な保持のために、頭部装着装置を使用者の頭部に固定する保持部材に加えて、当該保持部材の保持を補助する補助部材を備える頭部装着装置がある。

特許文献１には、保持部材の保持を補助する補助部材を備える頭部装着装置であって、当該補助部材を脱着可能とすることが開示されている。

特開２０１４−１７４３６６号公報

特許文献１に開示されているような頭部装着装置の補助部材は、保持部材の保持を補助することが出来る一方で、使用者の使用感を十分に満たすことが出来ない可能性もある。

例えば、頭頂部付近に接触する補助部材によって髪型に影響が出たり、眼の周囲に接触する補助部材によって周辺視野が遮られたりことがある。これらは、使用者によっては問題にならないことも多いが、使用感を損ねる可能性もある。特許文献１に開示されている頭部装着装置では、補助部材は脱着可能であるため、不要な場合には、当該補助部材を脱着することも出来る。しかしながら、補助部材を脱着する際には、頭部装着装置を使用者の頭部から外し、補助部材を脱着した後、再び頭部装着装置を装着する必要があり、使用者に煩雑さを感じさせる可能性があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、使用者の頭部に装着される頭部装着装置において、保持部材の保持を補助する補助部材の位置調整を容易にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、使用者の頭部に装着されて使用される頭部装着装置であって、前記使用者に対して画像を表示する表示部と、前記表示部を前記使用者の頭部に保持する保持部材と、前記使用者の頭部に接触することにより、前記保持部材による保持を補助する補助部材と、前記使用者の頭部に対する前記補助部材の接触と非接触とを切り替える切り替え部材と、前記補助部材を前記接触と前記非接触とのいずれかの状態で固定するように付勢するバネを有する固定部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、使用者の頭部に装着される頭部装着装置において、保持部材の保持を補助する補助部材の位置調整を容易にすることが出来る。

第一の実施形態におけるＨＭＤの俯瞰図第一の実施形態における補助部の接触状態を表す説明図第一の実施形態の補助部の非接触状態を表す説明図筺体１１０とシールド５０５の形状説明図第二の実施形態におけるＨＭＤの俯瞰図トーションバネ３０７の配置を説明する図筺体１２０とシールド５０６の形状を説明する図第二の実施形態の補助部の接触状態を表す図第二の実施形態の補助部の非接触状態を表す図第三の実施形態におけるＨＭＤの俯瞰図接合部４０５の形状を説明する図筺体１３０とシールド５１３の形状を説明する図第三の実施形態における補助部の接触状態を表す図第三の実施形態における補助部の非接触状態を表す図

（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における実施形態のＨＭＤ１０の俯瞰図である。ＨＭＤ１０は、不図示の表示素子と不図示の表示光学系を保持した筺体１１０と、装着部２１０と、補助部３１０ａと、補助部３１０ｂ（補助部材）を有している。図２は、不図示のユーザー（使用者）と補助部３１０ａおよび補助部３１０ｂが接触状態で保持されていることを説明するための図である。

まず、装着部２１０（保持部材）について説明する。装着部２１０は、接合部４０１と、スポンジ４０２と、ゴムバンド４０３で構成される。接合部４０１には、筺体１１０と、スポンジ４０２と、ゴムバンド４０３が固定されている。ゴムバンド４０３が伸縮し、ユーザーの額にスポンジ４０２が接触することで、筺体１１０をユーザーの頭部に保持することができる。

次に、補助部３１０ａについて説明する。補助部３１０ａは、軸５０１と、ストッパー５０２（固定部材）と、パッド５０３と、スポンジ５０４で構成される。スポンジ５０４は、パッド５０３に固定されている。軸５０１は、接合部４０１と、パッド５０３を貫通している。これらの構成により、スポンジ５０４は、軸５０１を回転中心として回動可能であり、装着部２１０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触することができる。

また、パッド５０３はストッパー５０２用ガイド穴を有しており、接合部４０１はストッパー５０２用の溝４０１ａと溝４０１ｂを有している。ストッパー５０２は、溝４０１ａに差し込まれることで、スポンジ５０４を容易に接触状態で保持することができる。また、図３に示したように、ストッパー５０２を差し込む溝を溝４０１ｂに変えることで、スポンジ５０４を容易に不図示のユーザーと非接触状態で保持することができる。

上記の構成であれば、補助部３１０ａがユーザーに接触することにより接触面積が増加するため、装着部２１０の接触のみよりも、安定的に筺体１１０をユーザーの頭部に保持することができる。また、補助部３１０ａの接触を不要と判断するユーザーは、ＨＭＤ１０を装着した状態で補助部３１０ａを非接触状態に容易に切換えることができる。

続いて、補助部３１０ｂについて説明する。図４は、筺体１１０が有しているガイド１１０ａと、シールド５０５が有しているボス５０５ａを示している。これらの形状により、シールド５０５はユーザーの顔面方向にシフトでき、装着部２１０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触することができる。

また、筺体１１０は重力方向に溝を有しているため、該溝にシールド５０５のボスを差し込むことで、容易にシールド５０５を接触状態あるいは非接触状態で保持することができる。

上記の構成であれば、ユーザーはＨＭＤ１０を装着した状態で、周辺視野の確保あるいは遮蔽を容易に切換えることができる。装着部２１０はユーザーの頭部に筺体１１０を保持できるものであればよく、具体的な構成は限定されない。例えば、ゴムバンド４０３の伸縮によってユーザーの頭部に締付力を発生させる代替として、長さ調節可能なベルトを利用してもよい。また、スナップフィット形状を利用して、一方の装着部材に対し他方の装着部材を押し込むことで締付力を発生させてもよい。また、接合部４０１を介して筺体１１０を固定しているものの、ゴムバンド４０３が筺体部１１０に固定されていてもよい。また、装着部２１０とユーザーの接触箇所は頭周部に限られず、後頭部や頭頂部などであってもよい。

同様に補助部３１０ａと補助部３１０ｂは、装着部２１０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触でき、かつユーザーと接触状態あるいは非接触状態で保持されていればよく、具体的な構成は限定されない。例えば、補助部３１０ａの回転中心となる軸５０１は、おでこ近傍に位置しなくてもよい。また、ストッパー５０２は、スナップフィット形状を利用してもよい。また、補助部３１０ａおよび補助部３１０ｂとユーザーの接触箇所は顔面部と頭頂部に限られず、頭周部や後頭部や頸部などであってもよい。

さらに、シールド５０５は必ずしも筺体１１０の側面に配置されなくてもよく、筺体１１０のユーザーの眼の近傍に相当する面に配置されていてもよい。また、シールド５０５は分割されても良く、ユーザーとの接触する部分の材質はスポンジやゴムのような弾性体でもよい。

（第二の実施形態）
続いて、第二の実施形態のＨＭＤ２０について説明する。なお、第一の実施形態と共通の構成については、第一の実施形態と同じ符号を付し、説明は省略する。

図５は、第二の実施形態のＨＭＤ２０の俯瞰図である。ＨＭＤ２０は、不図示の表示素子と不図示の表示光学系を保持した筺体１２０と、装着部２２０と、補助部３２０ｃと、補助部３２０ｄを有している。

図６補助部３２０ｃについて説明する。補助部３２０ｃは、軸５０１と、ストッパー５０２と、パッド５０３と、スポンジ５０４と、トーションバネ５０７で構成される。

トーションバネ５０７は、変形させても弾性力により初期形状へ復元しようとする。また、図６に示したように、トーションバネ５０７はパッド５０３と接合部４０４に固定されており、接合部４０４とパッド５０３がなす角度を小さくするように初期形状が設計される。この設計により、ストッパー５０２が接合部４０４の溝４０４ａに差し込まれた図６（ａ）の状態から、ストッパー５０２を溝４０４ａから逃がすことで、トーションバネ５０７によるバネ付勢力がパッド５０３に作用し始める。そして、図６（ｂ）に示したように、パッド５０３は軸５０１を回転中心として回動可能であるため、不図示のユーザーに接触するまでスポンジ５０４は回動できる。

上記の構成であれば、第一の実施形態の効果に加えて、非接触状態の保持機構を解除することが出来る。そして、バネ付勢された補助部３２０ｃがユーザーに接触するまで回動するため、多種多様なユーザーの頭部形状に対して調整レスで補助部３２０ｃを適切なポジションに配置することができる。

次に、補助部３２０ｄについて説明する。図５に示すように、補助部３２０ｄは、シールド５０６と、スプリング５０８で構成される。図７は、筺体１２０が有しているガイド１２０ａとシールド５０６が有しているボス５０６ａを示している。これらの形状により、シールド５０６はユーザーの顔面方向にシフトできる。また図８に示したように、シールド５０６はスプリング５０８によってバネ付勢されているため、装着部２２０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触するまで、シールド５０６はシフトできる。また図７に示したように、筺体１２０のガイド１２０ａは二方向に枝分かれしているため、容易にシールド５０６を図９に示す非接触状態で保持することができる。

上記の構成であれば、第一の実施形態の効果に加えて、非接触状態の保持機構を解除することが出来る。そして、バネ付勢された補助部３２０ｄがユーザーに接触するまでシフトするため、多種多様なユーザーの頭部形状に対して調整レスで補助部３２０ｄを適切な位置に配置することができる。

補助部３２０ｃと補助部３２０ｄは、装着部２２０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触でき、かつユーザーと非接触状態で保持され、かつバネ付勢されていればよく、具体的な構成は限定されない。例えば、バネ付勢力を発生させるバネは圧縮バネでもよい。

（第三の実施形態）
続いて、第三の実施形態のＨＭＤ３０について説明する。なお、第一の実施形態と共通の構成については、第一の実施形態と同じ符号を付し、説明は省略する。

図１０は、第三の実施形態のＨＭＤ３０の俯瞰図である。ＨＭＤ３０は、不図示の表示素子と不図示の表示光学系を保持した筺体１３０と、装着部２３０と、補助部３３０ｅと、補助部３３０ｆを有している。

まず、装着部２３０について説明する。図１３に示す装着部２３０は、接合部４０５と、スポンジ４０２と、ゴムバンド４０３で構成される。接合部４０５と接合部４０１の違いは、三つある。図１１に示したように、一つ目はダイアル５０９用のねじ穴と軸５１１用の穴を有していることである。二つ目は、ストッパー用の溝を有していないことである。三つ目は、パッド５１２の可動範囲を制限する形状を有することであり、その他に違いはない。

次に、図１１に示す補助部３３０ｅについて説明する。補助部３３０ｅは、軸５１１と、パッド５１２と、スポンジ５０４と、ダイアル５０９で構成される。

スポンジ５０４は、パッド５１２に固定されている。軸５１１は、接合部４０５と、パッド５１２の５１２ａ部を貫通している。これらの構成により、スポンジ５０４は軸５１１を回転中心として回動可能であり、装着部２３０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触することができる。また、ダイアル５０９は雄ねじ形状を有しており、パッド５１２の５１２ｂ部を貫通し接合部４０５のねじ穴で固定されるため、スポンジ５０４を容易に任意の位置で保持できる。

上記の構成であれば、第一の実施形態の効果に加えて、ユーザーが最適と感じる位置に補助部３３０ｅを微調整することができる。

図１２は、筺体１３０が有しているガイド１３０ａおよびねじ穴１３０ｂと、シールド５１３が有しているボス５１３ａおよび長穴５１３ｂを示している。これらの形状により、シールド５１３はユーザーの顔面方向にシフトできる。また図１３と図１４に示したように、シールド５１３は雄ねじ形状を有したダイアル５１０によって固定されるため、容易にシールド５１３を任意の位置で保持できる。

上記の構成であれば、第一の実施形態の効果に加えて、ユーザーが最適と感じる位置に補助部３３０ｆを微調整することができる。

補助部３３０ｅと補助部３３０ｆは、装着部２３０とユーザーの接触面以外の部位でユーザーと接触でき、かつ任意の位置に補助部３３０ｅあるいは補助部３３０ｆを保持できればよく、具体的な構成は限定されない。

例えば、補助部３３０ｅの保持にトルクヒンジを用いてもよい。つまり、図１１に示した軸５１１の位置にトルクヒンジを配置し、トルクヒンジを接合部４０５とパッド５１２に固定させる。この配置により、パッド５１２を任意の位置で保持することができる。また、トルクヒンジのトルクによってパッド５１２を保持できれば、ダイアル５０９の雄ねじ形状は不要である。よって、ダイアル５０９はパッド５１２と一体化していてもよい。

同様に、シールド５１３の保持力の発生源は、ダイアル５１０のねじでなくてもよい。例えば、シールド５１３を保持するに十分な保持力があれば、シールド５１３にバネ形状が付与されていてもよい。また、板バネなど別部品によってシールド５１３の保持力が与えられてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態の組み合わせは当然のこと、本発明の要点の範囲内で様々な変形および変更が可能である。また、交換容易性の観点から、補助部は筺体あるいは装着部から着脱可能であってもよい。

１０、２０、３０ＨＭＤ、
１１０、１２０、１３０筺体、
２１０、２２０、２３０装着部、
３１０ａ、３１０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ補助部

Claims

使用者の頭部に装着されて使用される頭部装着装置であって、
前記使用者に対して画像を表示する表示部と、
前記表示部を前記使用者の頭部に保持する保持部材と、
前記使用者の頭部に接触することにより、前記保持部材による保持を補助する補助部材と、
前記使用者の頭部に対する前記補助部材の接触と非接触とを切り替える切り替え部材と、
前記補助部材を前記接触と前記非接触とのいずれかの状態で固定するように付勢するバネを有する固定部材と、
を有することを特徴とする頭部装着装置。
前記バネは、トーションバネであることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着装置。
前記バネは、引っ張りバネであることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着装置。
前記バネは、圧縮バネであることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着装置。
前記固定部材は、前記補助部材を前記接触と前記非接触とのいずれかの状態で固定する力を発生させるトルクヒンジを有することを特徴とする請求項１に記載の頭部装着装置。
前記補助部材は、前記使用者の頭周と額と頭頂と顔面と頸部との少なくともいずれか一つと接触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装置。
前記補助部材は、前記頭部装着装置に対して着脱可能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装置。