JP6052755B1 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】装着性および取り外し性を向上させたヘッドマウントディスプレイを提供する。【解決手段】ヘッドマウントディスプレイ１００は、映像を表示可能なディスプレイ部１０と、ディスプレイ部１０に取り付けられ、観察者の頭部を側面から挟み込み、ディスプレイ部１０を観察者の頭部に固定するように支持するための少なくとも二つの頭部支持部材２０とを備える。二つの頭部支持部材２０の各々は、ディスプレイ部１０に取り付けられた第１端３２および第１端３２とは逆側に位置した第２端３４を有し、観察者の頭部の側面を押圧する方向への付勢力を有する主支持部材３０と、主支持部材３０の第２端３４に回動可能に取り付けられた可動支持部材４０とを備える。主支持部材３０の長手方向の長さが、可動支持部材４０の長手方向の長さより大きく、二つの主支持部材３０の第１端３２の間隔が、二つの主支持部材３０の第２端３４の間隔より大きい。【選択図】図１

Description

本開示は、ヘッドマウントディスプレイに関する。

近年、仮想現実（ＶＲ；virtual reality）の映像技術が進歩しており、この分野について市場が拡大しつつある。そして、仮想現実において映像を表示するため、観察者が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ；head mount display）について、種々の技術が提案されている。特許文献１、２は、特に頭部への適切な装着を可能とするヘッドマウントディスプレイの構成について提案している。

特許文献１は、前面からの着脱が容易で、後頭部に干渉部のない支持機構を有する頭部装着型ディスプレイ装置（ヘッドマウントディスプレイ）を提案している。この頭部装着型ディスプレイ装置は、映像表示装置本体部と、映像表示装置本体部より延在配置され観察者の頭部による保持を行う頭部保持装置とを有する。そして、頭部保持装置が、映像表示装置本体部とほぼ対抗する部分を一部切除した四方包囲形状のフレ−ム部と、該包囲形状の内側に向かって保持力を生ずるようにフレ−ム部の内側に設けた押圧支持部と、押圧支持部に生ずる保持力の大きさを可変とするよう保持力の大きさの調節を行う保持力調節手段とを有する。

特許文献２は、観察者の頭部の所要保持位置に対して、ディスプレイ本体部を簡単且つ容易な操作により、常に正しく装着し得るようにする構成を提案している。頭部支持手段が、ディスプレイ本体部の少なくとも一部に結合、又は一体化され、観察者の頭部側を内径方向にして弯曲、又は屈曲された形状を有する基体フレーム部材と、基体フレーム部材の少なくとも一部に連接されると共に、該連接部を支点にして基体フレーム部材、及びディスプレイ本体部を観察者の頭部へ保持、又は解放させる方向に向け、選択的に作動可能にされた可動フレーム部材とによって構成する。

特開平７−８４２１０号公報 特開平７−３３３５４７号公報

特許文献１、２等で提案されている従来のヘッドマウントディスプレイは、頭部への装着に所定の時間を要するものであり、速やかな装着が可能に適したものとは言い難い。また、頭部からの取り外しにも時間がかかるものであるため、観察者が何かに衝突したときの様に、仮想現実への没入状態から現実世界にすぐに戻る必要が生じた場合であっても、速やかな対応が困難な場合がある。

本開示は、頭部への装着および取り外しの操作性を向上させたヘッドマウントディスプレイに関する。

本開示のヘッドマウントディスプレイは、映像を表示可能なディスプレイ部と、前記ディスプレイ部に取り付けられ、観察者の頭部を側面から挟み込み、前記ディスプレイ部を観察者の頭部に固定するように支持するための少なくとも二つの頭部支持部材と、を備え、 前記二つの頭部支持部材の各々は、前記ディスプレイ部に取り付けられた第１端および当該第１端とは逆側に位置した第２端を有し、観察者の頭部の側面を押圧する方向への付勢力を有する主支持部材と、前記主支持部材の前記第２端に回動可能に取り付けられた可動支持部材と、を備え、前記主支持部材の長手方向の長さが、前記可動支持部材の長手方向の長さより大きく、二つの主支持部材の前記第１端の間隔が、二つの主支持部材の前記第２端の間隔より大きい。

本開示のヘッドマウントディスプレイによれば、装着性および取り外し性を向上させることができる。

図１は、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観察者の頭部に装着する際の側面図である。 図３は、ヘッドマウントディスプレイを観察者の頭部に装着した状態の側面図である。 図４は、観察者の頭部へ装着していない状態のヘッドマウントディスプレイの平面図である。 図５は、観察者の頭部へ装着した状態のヘッドマウントディスプレイの平面図である。 図６は、図１のＰ部分の内部を示す拡大図であって、主支持部材と可動支持部材の連結部分の構造を示す斜視図である。 図７は、連結部分等を含む分解斜視図である。 図８は、図６のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図９は、ヘッドマウントディスプレイの装着前の状態を示す図であり、図９（ａ）は上から見た平面図、図９（ｂ）は横から見た連結部分の内部を示す側面図である。 図１０は、ヘッドマウントディスプレイの装着時の動作を示す図であり、図１０（ａ）は上から見た平面図、図１０（ｂ）は横から見た連結部分の内部を示す側面図である。 図１１は、図１０の状態においてリリースボタンを押した際のヘッドマウントディスプレイの動作を示す図であり、図１１（ａ）は上から見た平面図、図１１（ｂ）は横から見た連結部分の内部を示す側面図である。 図１２は、図１０の状態において可動支持部材に過度な力が作用した際のヘッドマウントディスプレイの動作を示す図であり、図１２（ａ）は上から見た平面図、図１２（ｂ）は横から見た連結部分の内部を示す側面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るヘッドマウントディスプレイを具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

以下、本開示を実施するための好適な本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（全体構成）
図１は、本開示の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ；head mount display）の斜視図である。ヘッドマウントディスプレイは観察者の頭部に装着され、仮想現実（ＶＲ；virtual reality）の映像（静止画及び動画を含む）を表示することにより、観察者に仮想現実の体験を提供する装置であり、頭部装着型である仮想現実映像の表示装置ということができる。本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１００はいわゆる没入型と呼ばれるものであり、ヘッドマウントディスプレイ１００を頭部に装着した観察者が、専ら仮想現実の映像のみを視認するタイプのものである。しかしながら本発明は、没入型のヘッドマウントディスプレイには限定されず、例えば、現実世界に仮想現実の映像を重ね合わせて表示するタイプのヘッドマウントディスプレイにも適用可能である。

ヘッドマウントディスプレイ１００はディスプレイ部１０と、少なくとも二つの（１組の）頭部支持部材２０とを備える。ディスプレイ部１０は、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等の映像を表示する装置を含んでおり、ヘッドマウントディスプレイ１００を装着する観察者に対し、高精細な映像を表示するための装置である。ディスプレイ部１０の形状や映像表示方式などの具体的な態様は特に限定されない。

少なくとも二つの頭部支持部材２０は、ディスプレイ部１０の略両端部に取り付けられている。図２に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１００を観察者の頭部Ｈに向かうように装着方向Ａに移動させることにより、観察者の頭部Ｈが二つの頭部支持部材２０の間に画定される空間Ｓ（図１参照）に位置する。このとき、二つの頭部支持部材２０は、観察者の頭部Ｈを両側面から挟み込み、図３に示すように、ディスプレイ部１０を観察者の頭部Ｈ、特に頭部Ｈの前面に固定するように支持する。

二つの頭部支持部材２０の各々は、主支持部材３０と、可動支持部材４０とを備えている。主支持部材３０は、ディスプレイ部１０に取り付けられた第１端３２および第１端３２とは逆側に位置した第２端３４を有し、観察者の頭部Ｈの側面を押圧する方向への付勢力を有している。主支持部材３０は、長尺状に延びたフレーム状の形状を有し、例えば樹脂製の板ばねより構成されているが、主支持部材３０を構成する材料は特に限定されない。

また、頭部支持部材２０の主支持部材３０は、その第１端３２がヒンジ部１４を介して、ディスプレイ部１０の略両端において、上下方向Ｂ（図３）に回動可能に取り付けられている。このように、主支持部材３０を含めた頭部支持部材２０が上下方向に可動なため、人の違いによる耳の高さの違いといった個人差や、各人の左右の耳の高さの違いを吸収することができる。

可動支持部材４０は、主支持部材３０の第２端３４にヒンジ軸３６（図４等参照）を中心として回動可能に取り付けられた第１端３３および第１端３３とは逆側に位置した第２端３５を有している。図から明らかなように、主支持部材３０の長手方向の長さは、可動支持部材４０の長手方向の長さより大きい。主支持部材３０の長手方向の長さが、可動支持部材４０の長手方向の長さより大きいため、二つの主支持部材３０により、観察者の頭部Ｈを側面から確実に挟み込むことができる。

図４は観察者の頭部Ｈへの装着前および後のように、観察者の頭部へ装着していない状態のヘッドマウントディスプレイ１００を上から見た平面図であり、ヒンジ軸３６を中心として可動支持部材４０が回動方向（開き方向及び閉じ方向）Ｃに回動する。図４の状態では、可動支持部材４０は外側に回動し、互いに離間した状態である。本図から明らかなように、二つの主支持部材３０の第１端３２の間隔Ｋ１は、二つの主支持部材３０の第２端３４の間隔Ｋ２より大きい。すなわち、ヘッドマウントディスプレイ１００の前方から後方にかけて、二つの頭部支持部材２０（二つの主支持部材３０）の間隔が狭くなっており、主支持部材３０の観察者の頭部Ｈの側面を押圧する方向への付勢力が有効に機能して、ヘッドマウントディスプレイ１００を確実に頭部Ｈに固定することができる。

また、二つの可動支持部材４０が互いに離間する様に回動した状態において、二つの可動支持部材４０の第１端３３の間隔Ｋ３に対して、二つの可動支持部材４０の第２端３５の間隔Ｋ４の方が大きくなる。このような構成により、装着時においてヘッドマウントディスプレイ１００を装着方向Ａに移動させても、頭部Ｈと可動支持部材４０の第２端３５との干渉を抑えることが可能となる。また、主支持部材３０の付勢力に逆らい、主支持部材３０の第２端３４の間隔Ｋ２を少し広げることで、さらに、スムーズな装着が可能となる。よって、一般の眼鏡の様にヘッドマウントディスプレイ１００を観察者の頭部Ｈの正面から装着することができ、髪型の崩れも防止できるため、装着性が向上する。

図５は観察者の頭部Ｈに装着した状態のヘッドマウントディスプレイ１００を上から見た平面図である。可動支持部材４０は内側に回動し、互いに接近した状態である。この状態で、二つの可動支持部材４０はロック状態になるとともに、観察者の頭部Ｈの後面を支持する。また、ディスプレイ部１０には、観察者の頭部Ｈ、特に頭部Ｈの前面に当接する弾性部材１２を備えている。弾性部材１２はスポンジ、ゴムなどの弾性を有する部材により構成され、観察者の目の周りを覆うフェイスパッドとして機能するとともに、観察者の頭部Ｈの前面を押圧可能である。すなわち、弾性部材１２によって、ヘッドマウントディスプレイ１００のずれを防止するとともに、目の周囲から漏光を防ぐことが可能である。

また、弾性部材１２には凹凸面やラビリンス構造の穴を設けることも可能であり、このような構成により、漏光を防ぐとともに蒸れを防ぐことができる。弾性部材１２をディスプレイ部１０から取外し可能な構成にしてもよく、異なる観察者の間でディスプレイ部１０を共用しつつ、観察者ごとに弾性部材１２を取り換えて使用することができるため、清潔性を確保することができる。

すなわち、弾性部材１２が観察者の頭部Ｈの前面を押圧力Ｅ１で押圧可能であり、互いに接近する様に、閉じ方向に回動した二つの可動支持部材４０が頭部Ｈの後面を押圧力Ｅ２で押圧可能であるため、ヘッドマウントディスプレイ１００は前後方向Ｅにおいて安定的に頭部Ｈに固定される。また、既に述べた通り、主支持部材３０は、観察者の頭部Ｈの側面を押圧する方向への付勢力Ｄ１、Ｄ２を有しており、ヘッドマウントディスプレイ１００は左右方向Ｄにおいて安定的に頭部Ｈに固定される。よって、ヘッドマウントディスプレイ１００の頭部Ｈへの良好なフィッティング性を得ることができる。尚、二つの可動支持部材４０は任意の位置でロック状態になるため、頭部Ｈの大きさに合わせて可動支持部材４０を所定の位置に固定することができる。

さらにヘッドマウントディスプレイ１００は、可動支持部材４０のロック状態を解除可能な解除部材としてのリリースボタン３８を備えている。リリースボタン３８を押さえることにより、図５の状態の可動支持部材４０は、開き方向に回動して離間し（図１１参照）、ヘッドマウントディスプレイ１００を容易に観察者の頭部Ｈから取外すことが可能となるため、取り外し性が向上する。また、ヘッドマウントディスプレイ１００に過度な力が加わった場合も、リリースボタン３８を押さえることなくロック状態が解除されて開き方向に回動する。以下、可動支持部材４０の動作機構について詳述する。

（連結部分の構成）
図６は、図１のＰ部分の内部を示す拡大図であって、主支持部材３０と可動支持部材４０の連結部分５０の構造を示す斜視図である。上述した様に、可動支持部材４０は、主支持部材３０の第２端３４に、連結部分５０のヒンジ軸３６を中心として回動方向Ｃに回動可能に取り付けられている。

図７は、連結部分５０等を含む分解斜視図である。連結部分５０において、上から順に蓋５１、位置決め部材５２、固定部材５３、第１のコイルばね（第１の付勢部材）５４、第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７、第２のコイルばね（第２の付勢部材）５８、ねじりコイルばね（第３の付勢部材）５９が配列されている。ヒンジ軸３６が蓋５１からねじりコイルばね５９までの全ての部材の中央の貫通穴と、主支持部材３０の第２端３４の収納空間３４ａ、可動支持部材４０の本体４２の収納空間４２ａをも貫通している。また、第２の規制カム５７の一端には、解除部材としてのリリースボタン３８が取り付けられており、ヒンジ軸３６から離れた位置である、主支持部材３０の第２端３４に配置されている。

図８は、図６のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、見る方向の関係からリリースボタン３８は頂部のみが示されており、位置決め部材５２は示されていない。蓋５１、位置決め部材５２、固定部材５３、第１のコイルばね５４は、可動支持部材４０の本体４２の収納空間４２ａに収納されている。移動カム５６、第２の規制カム５７、第２のコイルばね５８、ねじりコイルばね５９は、主支持部材３０の第２端３４の収納空間３４ａに収納されている。第１の規制カム５５は、収納空間４２ａと収納空間３４ａの両方に跨るように収納されている。

蓋５１は、収納空間４２ａの上面を塞ぐ部材である。位置決め部材５２は、リリースボタン３８を所定の位置に保持し、その位置を決める部材である。固定部材５３は、各部材の中央の貫通穴を貫通したヒンジ軸３６の端部を、その貫通穴で保持するとともに、可動支持部材４０の本体４２に固定する部材である。よって、ヒンジ軸３６が回転することにより、追随して固定部材５３、可動支持部材４０の本体４２も必ず回転（回動）する。

第１のコイルばね５４および第２のコイルばね５８は、図８の状態で圧縮されており、ヒンジ軸３６に取り付けられた第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７を下方向へ又は上方向へ付勢力により付勢して押し付ける役割を果たす。第１のコイルばね５４はその付勢力により、第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７を下方向へ付勢して押し下げる。一方、第２のコイルばね５８はその付勢力により、第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７を上方向へ付勢して押し上げる。本実施形態では、第１のコイルばね５４の付勢力は、第２のコイルばね５８の付勢力より大きくなるように設定されている（第１のコイルばね５４の付勢力＞第２のコイルばね５８の付勢力）。

第１の規制カム５５は、移動カム５６と係合した状態では移動カム５６の動きを規制するとともに、移動カム５６との係合を解除した非係合状態をとることも可能であり、移動カム５６に対し相対的に回転することも可能である。第１の規制カム５５の動作については後に詳細に説明する。

移動カム５６は、第１の規制カム５５または第２の規制カム５７と係合状態または非係合状態をとるように、第１の規制カム５５または第２の規制カム５７に対し相対的に移動し、可動支持部材４０の回動が可能な回動可能状態、または可動支持部材４０の回動をロックし、可動支持部材４０を所定の位置に固定するロック状態を実現する。移動カム５６の動作については後に詳細に説明する。

第２の規制カム５７は、移動カム５６と係合した状態では移動カム５６の動きを規制するとともに、移動カム５６との係合を解除した非係合状態をとることも可能であり、移動カム５６に対し相対的に回転することも可能である。また、図７に示すように、第２の規制カム５７の一端にはリリースボタン３８が取り付けられており、リリースボタン３８をもって第２の規制カム５７を押し下げる解除動作を実現する。第２の規制カム５７の動作については後に詳細に説明する。

ねじりコイルばね５９は、一端が可動支持部材４０の本体４２に形成された係合溝４２ｂ（図７参照）に係合しているとともに、主支持部材３０の第２端３４の収納空間３４ａの定位置に固定されている（図８参照）。このため、図４から図５のように可動支持部材４０が閉じた状態では、ねじりコイルばね５９にトルク（ねじりモーメント）が作用する。そして、リリースボタン３８による解除動作の際に、このトルクが解放されて発生する付勢力によって図４のように可動支持部材４０が開いた状態を実現する。ねじりコイルばね５９の動作についても後に詳細に説明する。

図９は、ヘッドマウントディスプレイ１００の装着前の状態を示す図であり、図９（ａ）は上から見た平面図、図９（ｂ）は横から見た連結部分５０の内部を示す側面図である。

この状態では、第１のコイルばね５４の付勢力α１および第２のコイルばね５８の付勢力β１の双方が有効に作用し、三つのカムが密着し、係合している。すなわち、上方からの下向きの付勢力α１と、下方からの上向きの付勢力β１により、第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７が第１のコイルばね５４と第２のコイルばね５８の間に挟み込まれ、密着した状態になり係合している。また、ねじりコイルばね５９にはある程度のトルクは作用しているが、さらに可動支持部材４０を開くほどの付勢力は発生していない。

図１０は、ヘッドマウントディスプレイ１００の装着する際の動作を示す図であり、図１０（ａ）は上から見た平面図、図１０（ｂ）は横から見た連結部分５０の内部を示す側面図である。観察者の頭部Ｈが空間Ｓに配置された状態で、可動支持部材４０を閉じる回動方向Ｃ１（閉じ方向）に回動させる力を加える。このとき、ヒンジ軸３６とともに、可動支持部材４０の本体４２に固定された固定部材５３、第１のコイルばね５４の強い付勢力α１によって押し下げられている第１の規制カム５５、移動カム５６も回動方向Ｃ１に移動する。この状態は実質的に図５の状態と同じであるが、図５の状態に比べて、さらに閉じた状態、すなわち二つの可動支持部材４０が図５の状態に比べてさらに接近した状態を示している。

ここで、先に説明したように、第１のコイルばね５４の付勢力α１は、第２のコイルばね５８の付勢力β１より大きい（第１のコイルばね５４の付勢力α１＞第２のコイルばね５８の付勢力β１）。よって、第１のコイルばね５４の付勢力によって、第１の規制カム５５を介して下向きに付勢された移動カム５６が、第２のコイルばね５８の上向きの付勢力に抗して、第２の規制カム５７を下側に押し下げつつ、第２の規制カム５７との係合を解除し、第２の規制カム５７とは独立して回動方向Ｃ１に回転する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、移動カム５６の下面に形成された鋸刃状の係合歯５６ａが、第２の規制カム５７の上面に形成された鋸刃状の係合歯５７ａとの係合を解除し、係合歯５７ａを乗り越えることにより、第２の規制カム５７との係合が解除された移動カム５６は回動方向Ｃ１に回転する。

移動カム５６の下面に形成された鋸刃状の係合歯５６ａは、移動カム５６の本体に対して大きく傾斜するように形成された傾斜面５６ａ１と、移動カム５６の本体に対して傾斜が実質的にない垂直に起立した垂直面５６ａ２とを含む。一方、第２の規制カム５７の上面に形成された鋸刃状の係合歯５７ａも、第２の規制カム５７の本体に対して大きく傾斜した傾斜面５７ａ１と、第２の規制カム５７の本体に対して傾斜が実質的にない垂直に起立した垂直面５７ａ２とを含む（図８参照）。回動方向Ｃ１は、図９の状態で密着した垂直面５６ａ２と垂直面５７ａ２とを引き離す方向であるため、係合歯５６ａは、係合歯５７ａを容易に乗り越えることができる。

可動支持部材４０に対し、回動方向Ｃ１に回動させる力を加えるのをやめた位置で、第１のコイルばね５４と第２のコイルばね５８が、図９と同じ状態になり、第１の規制カム５５、移動カム５６、第２の規制カム５７も図９における位置と同じ位置になり、移動カム５６と第２の規制カム５７が再び係合する。このとき係合歯５６ａが係合歯５７ａと再び係合する。このとき、回動方向Ｃ１と逆方向の回動方向Ｃ２（図８、図１１参照）、すなわち二つの可動支持部材４０を開く方向に多少の力（過度の力ではない所定の値より小さい力）がかかっても、可動支持部材４０が開くことはない。回動方向Ｃ２は、垂直面５６ａ２と垂直面５７ａ２とをさらに押し付け合う方向となるため、係合歯５６ａが係合歯５７ａを容易に乗り越えることができないからである。よって、観察者がヘッドマウントディスプレイ１００を頭部Ｈに装着した状態で、不用意に可動支持部材４０を開く力が働いても容易に可動支持部材４０が開くことはないため、容易に装着がずれてしまうのを防止することができる。

また、図９の状態では、移動カム５６の上面に形成された凹凸状の凹凸状係合部５６ｂと、第１の規制カム５５の下面に形成された凹凸状の凹凸状係合部５５ｂ（図７参照）が、互いに係合している。第１のコイルばね５４によって第１の規制カム５５は、移動カム５６の側に付勢されており、この係合は図１０の動作においても解除されない。

また図１０では、ねじりコイルばね５９に、回動方向Ｃ１（閉じ方向）のねじり力が加えられてトルク（ねじりモーメント）が作用し、ねじり状態となったねじりコイルばね５９はこのトルクを保持している。

図１１は、図１０の状態からリリースボタン３８を押した際のヘッドマウントディスプレイ１００の動作を示す図であり、図１１（ａ）は上から見た平面図、図１１（ｂ）は横から見た連結部分５０の内部を示す側面図である。リリースボタン３８を押圧方向Ｆに押すと、リリースボタン３８に接続した第２の規制カム５７もヒンジ軸３６の軸方向に沿って押し下げられ、第２の規制カム５７と移動カム５６の係合が解除する。そして、図１０の閉じ状態でねじりコイルばね５９に発生したトルクが解放され、このトルクと反対方向に働く付勢力をもって、可動支持部材４０が回動方向Ｃ２（開き方向）に回動し、開き状態が実現される。すなわち、可動支持部材４０が開き、観察者の頭部Ｈからヘッドマウントディスプレイ１００を容易に取外すことができるようになり、取り外し性が向上する。

図１２は、図１１のような正常な取り外しとは異なり、図１０の閉じ状態から可動支持部材４０を無理に開いた時の様に、可動支持部材４０に対し、開き方向に過度な力が作用した際のヘッドマウントディスプレイ１００の動作を示す図であり、図１２（ａ）は上から見た平面図、図１２（ｂ）は横から見た連結部分５０の内部を示す側面図である。図１０の状態では、第１の規制カム５５の下面に形成された凹凸状係合部５５ｂが、移動カム５６の上面に形成された凹凸状係合部５６ｂと係合している。

上述したように、可動支持部材４０を開く回動方向Ｃ２に（過度の力ではない、所定値より小さい）多少の力を加えても、係合歯５６ａが係合歯５７ａを容易に乗り越えることができないため、移動カム５６と第２の規制カム５７との係合が解除されず、可動支持部材４０は動かない。しかしながら、無理に開いた時の様に過度の開く力（所定値以上の力）が加えられた場合でもこのような係合を維持し続けると、各部材に破損が発生する恐れがある。また、観察者等の安全が損なわれる恐れもある。

そこで本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、過度の開く力に対応して、第１の規制カム５５が、第１のコイルばね５４の強い付勢力α１（図９参照）に抗して、より強い押上げ力α２をもって第１のコイルばね５４を圧縮しつつ、上方に移動する。そして凹凸状係合部５５ｂが、凹凸状係合部５６ｂを乗り越えることにより、凹凸状係合部５５ｂと凹凸状係合部５６ｂの係合が解除される（図７参照）。そして、第１の規制カム５５と移動カム５６との係合が解除する。この結果、第１の規制カム５５は、移動カム５６とは独立して、回動方向Ｃ２（開き方向）に回転し、可動支持部材４０も回動方向Ｃ２に回動する。

移動カム５６の上面に形成された凹凸状係合部５６ｂは、移動カム５６の本体に対し大きく傾斜した傾斜面５６ｂ１と、移動カム５６の本体に対し傾斜が実質的にない垂直に起立した垂直面５６ｂ２とを含む（図７参照）。一方、第１の規制カム５５の下面に形成された凹凸状係合部５５ｂも、第１の規制カム５５の本体に対し大きく傾斜した傾斜面５５ｂ１と、第１の規制カム５５の本体に対し傾斜が実質的にない垂直に起立した垂直面５５ｂ２とを含む（図７参照）。回動方向Ｃ２は、図１０の状態で密着した垂直面５６ｂ２と垂直面５５ｂ２とを引き離す方向であるため、凹凸状係合部５５ｂは、凹凸状係合部５６ｂを容易に乗り越えることができる。この結果、可動支持部材４０のロック状態が解除されて回動が可能となり、破壊を防止するとともに、不意の衝突などの過度の力を逃がすことができ、安全性を確保することができる。

尚、ヘッドマウントディスプレイ１００は、上述したものには限らす、種々の改変が可能である。例えばリリースボタン３８の位置は任意であり、実施形態の様にヒンジ軸３６の近傍に配置してもよいし、ディスプレイ部１０や主支持部材３０内であって、観察者の目の近傍に配置してもよい。また、頭部Ｈの上部（頭頂部）を支持するようなアームの様な部材を追加してもよい。

また、頭部支持部材２０をディスプレイ部１０から取外し可能な構成にしてもよいし、頭部支持部材２０の一部を破壊しやすい構造にしてもよい。ヘッドマウントディスプレイ１００の装着中に過度な力がかかった場合に、ヘッドマウントディスプレイ１００が容易に外れるようになり、より安全性を確保することができる。

また、別途カメラなどを取り付け、何かの物体に衝突した際に、ディスプレイ部１０が映像を仮想現実から現実世界の映像に切り替えるように構成することも可能である。また、ヘッドマウントディスプレイ１００にストラップ等を取り付け、観察者の首にかけることにより、図１１や図１２の状態においてヘッドマウントディスプレイ１００が落下するのを防止することも可能である。

以上、図面を参照して本開示に係るヘッドマウントディスプレイの実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

本開示のヘッドマウントディスプレイは、装着および取り外しが容易であり、不用意な破壊を抑制し、安全性も確保されているため、快適な仮想現実の映像を楽しむために有用である。

１０ ディスプレイ部
１２ 弾性部材
１４ ヒンジ部
２０ 頭部支持部材
３０ 主支持部材
３２、３３ 第１端
３４、３５ 第２端
３６ ヒンジ軸
３８ リリースボタン（解除部材）
４０ 可動支持部材
５０ 連結部分
５１ 蓋
５２ 位置決め部材
５３ 固定部材
５４ 第１のコイルばね（第１の付勢部材）
５５ 第１の規制カム
５６ 移動カム
５７ 第２の規制カム
５８ 第２のコイルばね（第２の付勢部材）
５９ ねじりコイルばね（第３の付勢部材）
１００ ヘッドマウントディスプレイ
Ｈ 観察者の頭部

Claims (7)

1. 映像を表示可能なディスプレイ部と、
   前記ディスプレイ部に取り付けられ、観察者の頭部を側面から挟み込み、前記ディスプレイ部を観察者の頭部に固定するように支持するための少なくとも二つの頭部支持部材と、を備え、
   前記二つの頭部支持部材の各々は、
   前記ディスプレイ部に取り付けられた第１端および当該第１端とは逆側に位置した第２端を有し、観察者の頭部の側面を押圧する方向への付勢力を有する主支持部材と、
   前記主支持部材の前記第２端に回動可能に取り付けられた可動支持部材と、を備え、
   前記主支持部材の長手方向の長さが、前記可動支持部材の長手方向の長さより大きく、
   二つの主支持部材の前記第１端の間隔が、二つの主支持部材の前記第２端の間隔より大きく、
   前記主支持部材の前記第１端が、上下方向に回動可能である、ヘッドマウントディスプレイ。
   電子機器。
2. 映像を表示可能なディスプレイ部と、
   前記ディスプレイ部に取り付けられ、観察者の頭部を側面から挟み込み、前記ディスプレイ部を観察者の頭部に固定するように支持するための少なくとも二つの頭部支持部材と、を備え、
   前記二つの頭部支持部材の各々は、
   前記ディスプレイ部に取り付けられた第１端および当該第１端とは逆側に位置した第２端を有し、観察者の頭部の側面を押圧する方向への付勢力を有する主支持部材と、
   前記主支持部材の前記第２端に回動可能に取り付けられた可動支持部材と、を備え、
   前記主支持部材の長手方向の長さが、前記可動支持部材の長手方向の長さより大きく、
   二つの主支持部材の前記第１端の間隔が、二つの主支持部材の前記第２端の間隔より大きく、
   二つの前記可動支持部材が互いに離間する様に回動した状態において、前記主支持部材に回動可能に取り付けられた二つの前記可動支持部材の第１端の間隔に対して、当該第１端とは逆側に位置した二つの第２端の間隔の方が大きくなる、ヘッドマウントディスプレイ。
3. 映像を表示可能なディスプレイ部と、
   前記ディスプレイ部に取り付けられ、観察者の頭部を側面から挟み込み、前記ディスプレイ部を観察者の頭部に固定するように支持するための少なくとも二つの頭部支持部材と、を備え、
   前記二つの頭部支持部材の各々は、
   前記ディスプレイ部に取り付けられた第１端および当該第１端とは逆側に位置した第２端を有し、観察者の頭部の側面を押圧する方向への付勢力を有する主支持部材と、
   前記主支持部材の前記第２端に回動可能に取り付けられた可動支持部材と、を備え、
   前記主支持部材の長手方向の長さが、前記可動支持部材の長手方向の長さより大きく、
   二つの主支持部材の前記第１端の間隔が、二つの主支持部材の前記第２端の間隔より大きく、
   前記可動支持部材が所定の位置において固定されるロック状態となり、
   さらに当該ロック状態を解除可能な解除部材を有する、ヘッドマウントディスプレイ。
4. 請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記可動支持部材が、前記主支持部材の前記第２端に対し、ヒンジ軸をもって回動可能に取り付けられ、
   前記ヒンジ軸には、第１の規制カムと、移動カムと、第２の規制カムが上から順に回転可能に取り付けられ、さらに、
   前記第１の規制カムを下方向に付勢する第１の付勢部材と、前記第２の規制カムを上方向に付勢する第２の付勢部材が前記ヒンジ軸に取り付けられ、
   前記可動支持部材を観察者の頭部を支持する閉じ方向に回動する場合は、前記第１の付勢部材の付勢力により、前記移動カムが前記第２の規制カムを前記ヒンジ軸の軸方向に沿って下げることにより、前記第２の規制カムと前記移動カムの係合が解除し、
   前記解除部材をもって前記第２の規制カムを前記ヒンジ軸の軸方向に沿って下げることにより、前記第２の規制カムと前記移動カムの係合が解除し、前記可動支持部材が前記閉じ方向に回動した後の閉じ状態から、前記閉じ方向と反対の開き方向に回動する、ヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記可動支持部材に対し、前記閉じ状態から前記開き方向に過度の力が加わった時は、 前記第１の規制カムが前記ヒンジ軸の軸方向に沿って上がることにより、前記第１の規制カムと前記移動カムの係合が解除し、前記可動支持部材が前記開き方向に回動する、ヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記可動支持部材を前記閉じ方向に回動した時にトルクが作用する第３の付勢部材が、前記可動支持部材と前記第２端の間に設けられ、
   前記解除部材をもって前記第２の規制カムを前記ヒンジ軸の軸方向に沿って下げたときに、前記第３の付勢部材のトルクが解放され、当該トルクと反対方向に働く付勢力をもって、前記可動支持部材が前記開き方向に回動する、ヘッドマウントディスプレイ。
7. 請求項４から６のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記第１の付勢部材の付勢力が、前記第２の付勢部材の付勢力より大きい、ヘッドマウントディスプレイ。

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