(57)【要約】【課題】操作性に優れた頭部装着装置を提供する。【解決手段】ユーザーの頭部を保持する頭部保持部と、頭部保持部に支持されるとともに、ユーザーに映像及び音声の少なくとも一方を提供する本体部と、本体部に対して少なくとも信号送信可能であり、かつ頭部保持部に対して着脱自在である操作部と、を有する、頭部装着装置。【選択図】図１
2013236223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの頭部を保持する頭部保持部と、
前記頭部保持部に支持されるとともに、前記ユーザーに映像及び音声の少なくとも一方を提供する本体部と、
前記本体部に対して少なくとも信号送信可能であり、かつ前記頭部保持部に対して着脱自在である操作部と、
を有する、頭部装着装置。
【請求項２】
前記操作部は、前記ユーザーの頭部を挟んで前記本体部の反対側に配置されている、請求項１に記載の頭部装着装置。
【請求項３】
前記操作部及び前記本体部は、前記頭部保持部の異なる端部にそれぞれ配置されている、請求項２に記載の頭部装着装置。
【請求項４】
前記本体部は、前記頭部保持部に対して着脱自在であり、
前記操作部は、前記頭部保持部から取り外された前記本体部に対して着脱自在である、請求項１から３のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
【請求項５】
ユーザーの頭部近傍に配置された状態で前記ユーザーに映像及び音声の少なくとも一方を提供する本体部と、
前記本体部に対して少なくとも信号送信可能であり、かつ着脱自在である操作部と、
を有する、情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部装着装置及び情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ユーザーの頭部に装着し、表示部に表示される画像を観察させるヘッドマウントディスプレイ装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２０１８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２０７３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載のヘッドマウントディスプレイでは、ユーザーは、頭部に装着した保持部に設けられた押しボタンスイッチを手探りで操作しなければならなかった。また特許文献２記載のヘッドマウントディスプレイでは、腰に装着して使用する大型の装着者側入力部が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、操作性に優れた頭部装着装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様は、ユーザーの頭部を保持する頭部保持部と、前記頭部保持部に支持されるとともに、前記ユーザーに映像及び音声の少なくとも一方を提供する本体部と、前記本体部に対して少なくとも信号送信可能であり、かつ前記頭部保持部に対して着脱自在である操作部と、を有する、頭部装着装置である。
【０００７】
第２の態様は、ユーザーの頭部近傍に配置された状態で前記ユーザーに映像及び音声の少なくとも一方を提供する本体部と、前記本体部に対して少なくとも信号送信可能であり、かつ着脱自在である操作部と、を有する、情報処理装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操作性に優れた頭部装着装置、及び情報処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ヘッドマウントディスプレイの斜視図。
【図２】ヘッドマウントディスプレイを背面側から見た斜視図。
【図３】ヘッドマウントディスプレイの装着形態を示す図。
【図４】ディスプレイ本体の水平断面図。
【図５】ヘッドバンドに設けられた回動機構の分解斜視図。
【図６】リモコンを示す斜視図。
【図７】ステレオイヤホンを示す斜視図。
【図８】ヘッドマウントディスプレイの機能ブロック図。
【図９】ディスプレイ本体にリモコンを装着した状態を示す斜視図。
【図１０】表示部の動作説明図。
【図１１】ヘッドマウントディスプレイの重量バランスに関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の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。
【００１１】
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、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。図４は、ディスプレイ本体２０の水平断面図である。
【００１２】
ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着装置）１は、ディスプレイ本体（本体部）２０と、リモコン（操作部）１４０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及びリモコン１４０を支持するヘッドバンド（頭部保持部）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。
【００１３】
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、図３に示すように、両眼どちらでも使用可能である。図３（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３（Ｂ）には、左眼で見ている状態が示されている。
【００１４】
また図２に示すように、ディスプレイ本体２０とヘッドバンド４０とは、連結ピン４１を介して着脱可能に構成されている。ヘッドバンド４０において、連結ピン４１と反対側の端部（ヘッドパット４６）には、連結ピン１４６を介してリモコン１４０を装着することができる。そして、図１に示すように、リモコン１４０を装着した状態において、リモコン１４０とディスプレイ本体２０とを接続するＵＳＢケーブル１４８をヘッドバンド４０に沿わせて配置し、クリップ１４９で固定することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
装置本体部２１は、概略板状の筐体２１Ａを有する（図４参照）。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、図６に示すリモコン（リモートコントローラー）１４０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。
【００２２】
図４に示すように、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。
【００２３】
装置本体部２１の外面に露出するタッチスイッチ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。
【００２４】
ヘッドバンドヒンジ３２は、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。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。
【００２５】
ヘッドバンドヒンジ３２を備えていることで、ディスプレイ本体２０は、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。このＸ軸回りの回転動作により、図３（Ａ）に示す右眼で画像を観察する形態と、図３（Ｂ）に示す左眼で画像を観察する形態との切替機能が実現される。
【００２６】
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。
【００２７】
ヘッドバンドヒンジ３２近傍の心拍数センサー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。
【００２８】
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。
【００２９】
図４に示すように、表示部６０は、ディスプレイヒンジ（ヒンジ部）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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４（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４（Ｂ）に示す収容状態に移行させることができる。
【００３２】
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４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４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。
【００３３】
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。貫通孔６１ｃには不図示のケーブルが挿通される。挿通されたケーブルを介して回路基板２９と表示部６０の各部とが電気的に接続される。
【００３４】
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４（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
また図４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。
【００４２】
次に、ヘッドバンド４０について、図２及び図５を参照しつつ説明する。図５は、ヘッドバンド４０に設けられた回動機構の分解斜視図である。
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（装着部材）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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（図２）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。
【００４８】
軸部材４７ｃには、図２に示すように、六角ピンである連結ピン１４６を挿入可能な接続孔４２が形成されている。接続孔４２は、軸部材４７ｃと同軸位置に設けられている。連結ピン１４６は、頭部に平面視六角形の板状のフランジ部１４６ａを有している。フランジ部１４６ａをリモコン１４０の取付クリップ１４４で挟み込むことによりリモコン１４０をヘッドパット４７に装着することができる。
なお、本実施形態の場合、連結ピン１４６の端子形状（接続孔４２に挿入される部分の形状）は、ヘッドパット４６に設けられた連結ピン４１と共通である。したがって、連結ピン１４６は、ディスプレイ本体２０のヘッドバンドヒンジ３２に設けられた連結孔３１に接続することができる。
【００４９】
回動機構５６は、第１ヘッドバンド４３の軸受部４３ｂと、第２ヘッドバンド４４の軸部材４４ｂと、コイルバネ５０と、ワッシャー５１と、ボルト５２とを備えている。
【００５０】
第１ヘッドバンド４３の軸受部４３ｂの外側面には、軸受部４３ｂの貫通孔５６ａを挟んだ両側に、扇状の突起部５６ｂ、５６ｃが形成されている。本実施形態の場合、２つの突起部５６ｂ、５６ｃは、第１ヘッドバンド４３を鉛直姿勢（図１のＸ方向視において第１ヘッドバンド４３が鉛直方向の上下に延びている姿勢）に保持したときに、水平方向に並ぶ位置に形成されている。
【００５１】
第２ヘッドバンド４４の軸部材４４ｂの内側面には、当該面に垂直に立設された円柱状の挿通軸部５６ｄと、挿通軸部５６ｄを径方向に挟み込むように配置された２つの突起部５６ｅとが設けられている。挿通軸部５６ｄの先端面には、ボルト５２が螺合される図示略の雌ねじ部が形成されている。図５では、突起部５６ｅは１つのみ示されているが、挿通軸部５６ｄを挟んだ反対側にも形成されている。２つの突起部５６ｅは、第２ヘッドバンド４４を鉛直姿勢に保持したときに、水平方向に並ぶ位置に形成されている。
【００５２】
回動機構５６において、軸部材４４ｂの挿通軸部５６ｄは軸受部４３ｂの貫通孔５６ａに挿通されている。軸受部４３ｂの内側面には、コイルバネ５０とワッシャー５１とがこの順に配置されている。コイルバネ５０とワッシャー５１とを挟み込んだ状態でボルト５２が挿通軸部５６ｄに螺合されている。上記構成により、軸部材４４ｂと軸受部４３ｂとが回動自在に接続されている。またコイルバネ５０により軸部材４４ｂを軸受部４３ｂに押圧する付勢力が作用する。
【００５３】
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。回動機構５６において、軸受部４３ｂの突起部５６ｂ、５６ｃは、軸部材４４ｂの突起部５６ｅと対向する位置に形成されている。また、軸受部４３ｂはコイルバネ５０により軸部材４４ｂに押圧されている。この押圧力によって突起部５６ｅが、突起部５６ｂ、５６ｃ上を摺動することで、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３から離間させる方向にモーメントが発生する。
【００５４】
上記のモーメントは、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４とが重なる位置付近において、突起部５６ｅと突起部５６ｂ、５６ｃが互いの頂点に乗り上げた状態で一旦ゼロになる。そして、この頂点に乗り上げた状態から第２ヘッドバンド４４の軸部材４４ｂが少しでも回転すると、その回転方向に軸部材４４ｂをさらに回転させようとする力が作用する。すなわち、回動機構５６は、いわゆるトグルタイプのバネ構造を備えている。これにより、第２ヘッドバンド４４を、第１ヘッドバンド４３の前後方向（図２のＣ方向）のいずれに移動させたときにも、同等の付勢力が作用する構成となる。
【００５５】
一方、回動機構５７は、第１ヘッドバンド４３の軸受部４３ｃと、第２ヘッドバンド４４の軸部材４４ｃと、スナップリング５３と、を備えている。
【００５６】
軸受部４３ｃの外側面には、平面視で概略扇形の突起部５７ｂが形成されている。突起部５７ｂは、第１ヘッドバンド４３を鉛直姿勢に保持したときに、貫通孔５７ａの鉛直上方に配置される位置に形成されている。軸部材４４ｃの内側面には、当該面に垂直に立設された挿通軸５７ｃと、挿通軸５７ｃと同軸の半円状に形成された突起部からなる制止部５７ｄと、が設けられている。
【００５７】
回動機構５７において、軸部材４４ｃの挿通軸５７ｃは軸受部４３ｃの貫通孔５７ａに挿通されている。軸受部４３ｃの内側において挿通軸５７ｃの先端にスナップリング５３が嵌合されている。これにより、軸部材４４ｃと軸受部４３ｃとが回動自在に接続されている。
【００５８】
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。回動機構５７において、軸受部４３ｃの突起部５７ｂは、軸部材４４ｃの内側面のうち、制止部５７ｄが形成されていない領域に配置される。これにより、第２ヘッドバンド４４が所定角度まで傾くと、突起部５７ｂの側面（貫通孔５７ａの径方向に平行な面）が、軸部材４４ｃの制止部５７ｄの側面（挿通軸５７ｃの径方向に平行な面）に突き当てられ、第２ヘッドバンド４４のそれ以上の移動が制止される。この制止部５７ｄによる制止動作は、第２ヘッドバンド４４が第１ヘッドバンド４３の前後方向（Ｃ方向）のどちらに移動しても機能する。つまり、制止部５７ｄにより、第２ヘッドバンド４４の回転角度が、所定の角度以下になるように制限される。
【００５９】
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。
【００６０】
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リモコンを示す斜視図である。
リモコン１４０は、筐体１４０Ａと、タッチパッド１４１と、操作スイッチ１４７と、ＵＳＢコネクター１４２と、インジケーター１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃと、取付クリップ１４４と、インジケータースイッチ１５０と、を備えている。
【００６１】
リモコン１４０は、ＵＳＢケーブル１４８の一方の端子をＵＳＢコネクター１４２に接続し、他方の端子を装置本体部２１のＵＳＢコネクター２５に接続することで、装置本体部２１と電気的に接続される。ＵＳＢケーブル１４８としては市販のＵＳＢケーブルを用いることができる。本実施形態の場合、ＵＳＢケーブル１４８の途中に複数のクリップ１４９が設けられている。複数のクリップ１４９は、例えばＵＳＢケーブル１４８を第２ヘッドバンド４４に沿わせた状態で固定するために用いることができる。
【００６２】
リモコン１４０には、ディスプレイ本体２０や他の電子機器と無線通信を行うための通信回路が内蔵されている。通信回路の通信方式としては、例えば、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮ、赤外線通信、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、Transfer Jetなどを用いることができる。かかる通信回路により、ＵＳＢケーブル１４８を接続していなくてもディスプレイ本体２０との通信が可能である。
【００６３】
リモコン１４０には、Ｇセンサーや加速度センサー、方位センサーが内蔵されていてもよい。これらのセンサーで検出した情報についても、上記した通信回路を介してディスプレイ本体２０へ通信可能である。
【００６４】
タッチパッド１４１は筐体１４０Ａの一方の主面に設けられている。タッチパッド１４１は、ユーザーがタッチすることによりディスプレイ本体２０を操作するための操作部である。タッチパッド１４１の背面側の筐体１４０Ａ内部には、装置本体部２１のタッチスイッチ３４と同様に表示パネルやバックライトが設けられていてもよい。
【００６５】
操作スイッチ１４７は、リモコン１４０やディスプレイ本体２０を手動操作するためのスイッチである。操作スイッチ１４７は、必要に応じて設けられていればよい。筐体１４０Ａの側面に設けられたインジケータースイッチ１５０は、インジケーター１４３ａ〜１４３ｃを利用した所定動作を行わせるためのスイッチである。
【００６６】
ＵＳＢコネクター１４２は、装置本体部２１との接続のほか、リモコン１４０が充電式のバッテリーを内蔵している場合にはリモコン１４０の充電端子や、ＰＣとの接続にも用いられる。
またリモコン１４０がバッテリーを内蔵している場合には、装置本体部２１への給電端子として用いることもできる。リモコン１４０のバッテリーを補助電源として使用可能にすることで、装置本体部２１のバッテリー容量を小さくでき、装置本体部２１を小型軽量化することができる。
【００６７】
インジケーター１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃは、タッチパッド１４１の周囲に配置されている。本実施形態では、タッチパッド１４１の一辺に沿う位置にインジケーター１４３ａが配置され、インジケーター１４３ａに対してタッチパッド１４１を挟んだ反対側にインジケーター１４３ｂとインジケーター１４３ｃとが配置されている。
【００６８】
インジケーター１４３ａ〜１４３ｃはＬＥＤ等の発光素子を備えている。本実施形態では、インジケーター１４３ａは緑色の発光素子、インジケーター１４３ｂはオレンジ色の発光素子、インジケーター１４３ｃは青色の発光素子をそれぞれ備えている。これらの発光素子は制御されたタイミングでパターン発光可能に構成されている。インジケーター１４３ａ〜１４３ｃの上記パターン発光は、筐体１４０Ａ側面のインジケータースイッチ１５０を操作することでオンオフすることができる。
【００６９】
インジケーター１４３ａ〜１４３ｃのパターン発光は、例えばリモコン１４０の状態（例えばリモコン１４０の上下左右の傾き状態）を示すものである。かかるパターン発光を装置本体部２１のカメラ６４で撮影し、取得した画像を解析することにより、リモコン１４０の状態を装置本体部２１に伝達することが可能である。インジケーター１４３ａ〜１４３ｃを利用した情報伝達方式は、Bluetooth（登録商標）などの無線通信を用いた場合と比較して電力消費を抑えることができる。
【００７０】
取付クリップ１４４は、筐体１４０Ａのタッチパッド１４１と反対側の面に設けられている。本実施形態の場合、取付クリップ１４４は、一端を筐体１４０Ａに固定された側面視Ｓ形のバネ板部材である。取付クリップ１４４により、リモコン１４０をユーザーの衣服やベルト等に装着することができる。
【００７１】
また、図２に示したように、取付クリップ１４４によりヘッドパット４７に接続された連結ピン１４６を挟むことで、ヘッドバンド４０にリモコン１４０を取り付けることができる。本実施形態の場合、取付クリップ１４４の先端側が二股形状である。そのため、取付クリップ１４４の連結ピン１４６のフランジ部１４６ａに対する着脱動作を、フランジ部１４６ａの主面に沿う方向のスライド動作によって円滑に行うことができる。
【００７２】
図７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、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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３（Ａ）に示す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。
【００７７】
一方、図３（Ｂ）に示す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。
【００７８】
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。
【００７９】
図８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。
【００８０】
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が接続されている。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
以上の構成を備えた本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１では、ヘッドバンド４０に着脱自在のリモコン１４０を備えたことで、ユーザーに対して優れた操作性を提供することができる。以下、詳細に説明する。
【００９３】
本実施形態に係るリモコン１４０は、図１及び図２に示したように、取付クリップ１４４及び連結ピン１４６を介してヘッドバンド４０のヘッドパット４７に装着することができる。これにより、リモコン１４０が、ヘッドパット４６側に取り付けられたディスプレイ本体２０に対するカウンターウェイトとして機能する。
【００９４】
ヘッドバンド４０にディスプレイ本体２０のみが装着されている場合には、ディスプレイ本体２０の重量がヘッドバンド４０の片側にのみ掛かるため、ユーザーがディスプレイ本体２０側に頭部を傾けたりした場合に、ヘッドバンド４０の位置がずれやすい。これに対して、ディスプレイ本体２０の反対側にリモコン１４０が装着されていれば、左右の重量バランスの不均衡が低減される。これにより、ユーザーの頭部における姿勢の安定性が高まる。
【００９５】
また本実施形態において、ディスプレイ本体２０に小さく軽いバッテリー３３を内蔵する一方、リモコン１４０にはバッテリー３３よりも大きく重いバッテリーを内蔵した構成としてもよい。これにより、ディスプレイ本体２０の重量をできるだけ小さくしつつ、リモコン１４０からの電源供給により長時間の使用も可能な構成とすることができる。また、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０の重量が近くなることで、重量バランスの向上にも寄与する。
【００９６】
また、ヘッドバンド４０にディスプレイ本体２０とリモコン１４０の双方が装着された状態であれば、ユーザーはヘッドマウントディスプレイ１の全体を一体的に頭部に着脱することができる。これにより、着脱操作が簡単になる。
【００９７】
なお、リモコン１４０は、ヘッドパット４７に取り付けた状態ではユーザーは手探りで操作する必要がある。しかし、図２に示したように、取付クリップ１４４の先端側が二股形状であるため、リモコン１４０はスライド動作だけで連結ピン１４６から容易に取り外すことができる。そして、ＵＳＢケーブル１４８を第２ヘッドバンド４４から取り外せば、リモコン１４０をＵＳＢケーブル１４８の長さ分だけヘッドバンド４０から引き離すことができる。この状態では、ユーザーはリモコン１４０を視認しながら、タッチパッド１４１や操作スイッチ１４７の操作を行うことができるため、確実かつ円滑に操作することができる。
【００９８】
また本実施形態において、リモコン１４０に方位センサーが内蔵されている場合には、ディスプレイ本体２０に内蔵された地磁気センサー１３３と組み合わせて用いることで、ユーザーの頭部の挙動を精密に検出することができる。例えば、電車などに乗っている場合、車両の揺れに伴ってユーザーの頭部が大きく回転するため、地磁気センサー１３３のみではユーザーが頭部を動かしたのか、電車の揺れによるものであるのかを分別することが困難である。そこで、リモコン１４０の方位センサーの信号と、ディスプレイ本体２０の地磁気センサー１３３の信号の差分を検出することで、車両の揺れをキャンセルし、ユーザーの頭部の動きを正確に検出することができる。これにより、頭部の動きによるジェスチャー操作などが可能になる。
【００９９】
また本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１は、ヘッドバンド４０から取り外したディスプレイ本体２０とリモコン１４０のみでも快適に使用することができる。
図９は、ディスプレイ本体２０にリモコン１４０を取り付けた状態を示す図である。
【０１００】
図２に示したように、本実施形態では、リモコン１４０をヘッドパット４７に取り付けるための連結ピン１４６と、ディスプレイ本体２０をヘッドパット４６に取り付けるための連結ピン４１とが、共通の端子形状を有している。そこで、連結ピン１４６をディスプレイ本体２０の連結孔３１に挿入し、フランジ部１４６ａをリモコン１４０の取付クリップ１４４を挟み込むことで、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０を一体に接続することができる。この構成は、ユーザーの頭部に装着して使用される頭部装着装置ではなく、手に持って使用する情報処理装置としての形態である。
【０１０１】
図９に示すようにディスプレイ本体２０とリモコン１４０を一体化することで、ユーザーの頭部に装着しない状態において複数の装置を取り扱う必要が無くなり、使い勝手が大きく向上する。また、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０を接続するＵＳＢケーブル１４８がループ状になるので、これをストラップとして使用することもできる。
【０１０２】
また、図９に示すように、リモコン１４０の長手方向を、ディスプレイ本体２０の長手方向に対して交差する方向（例えば直交方向）に配置してもよい。このような配置とすれば、リモコン１４０の筐体１４０Ａの図示下側の部分がディスプレイ本体２０から大きく突出する。そこで、リモコン１４０の突出部分をグリップとして使用することで、ディスプレイ本体２０を水平姿勢に保持しやすくなる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０をＵＳＢケーブル１４８を介して接続した状態で使用する場合について説明したが、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０とは無線通信により接続される構成であってもよい。ＵＳＢケーブル１４８を用いないことで、リモコン１４０をヘッドバンド４０から取り外して使用する際の操作性が向上する。一方、ＵＳＢケーブル１４８を用いない場合であっても、先に記載したヘッドマウントディスプレイ１における重量バランスの改善効果や、ディスプレイ本体２０とリモコン１４０を一体化して使用できる機能が損なわれることはない。
【０１０４】
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１０、図１１等を参照しつつ説明する。
図１０は、ヘッドバンドの動作説明図である。図１１は、ヘッドマウントディスプレイの重量バランスに関する説明図である。
【０１０５】
図３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３（Ａ）に示す右眼観察形態と、図３（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３（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。
【０１０６】
本実施形態では、図１０（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１０（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また本実施形態のヘッドバンド４０は、図１０（Ｂ）及び図１０（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３に示したヘッドバンド４０が開いた状態から、図１０（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１０（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１０（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１０（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。
【０１０９】
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１０（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。
【０１１０】
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１０（Ｃ）に示す最も閉じた状態から、図１０（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１０（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１０（Ａ）に示す状態へ戻る。さらに、図１０（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３に示す状態に展開される。
【０１１１】
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３（Ａ）に示した右眼観察形態から図１０（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３（Ａ）に示す右眼観察形態となる。
【０１１２】
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１０（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１０（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。
【０１１３】
次に、図１１を参照してヘッドバンド４０の重量バランスについて説明する。
図１１（Ａ）には、図３（Ｂ）に対応する通常の使用状態が示されている。ヘッドマウントディスプレイ１は、主に、ユーザーの頭頂部に架け渡された第１ヘッドバンド４３と、ユーザーの側頭部を挟持するヘッドパット４６、４７とにより支持されている。
【０１１４】
図１１（Ａ）に、ヘッドパット４６、４７を結んだ直線を基準軸Ｏとする軸回りのモーメントを示す。ヘッドマウントディスプレイ１を回転させるモーメントは、ディスプレイ本体２０の質量による図示左回りのモーメントＭ１と、第２ヘッドバンド４４の重量による図示右回りのモーメントＭ２との差分によって発生するモーメントである。
【０１１５】
上記の回転によるモーメントに対して、ヘッドパット４６、４７の挟持力による摩擦のモーメントＭ３と、ユーザーの頭頂部に接している第１ヘッドバンド４３と頭部表面との摩擦力によるモーメントＭ４との合計が上回っていれば、ヘッドマウントディスプレイ１は回転することなくユーザーの頭部に安定に保持される。
【０１１６】
ここで、第１ヘッドバンド４３と頭部表面との摩擦力は、ユーザーの髪の毛の状態や頭皮の状態によって大きく変化するため、この摩擦によるモーメントＭ４は基本的に期待できない。したがって、図１１（Ａ）においてヘッドマウントディスプレイ１を安定させる条件は、下記式１のように規定される。
なお、式１では、機構部品及び電子部品の構成要素が多いディスプレイ本体２０が、第２ヘッドバンド４４よりも重い（Ｍ１＞Ｍ２）と仮定している。第２ヘッドバンド４４の方が重い場合には式１の左辺は（Ｍ２−Ｍ１）となる。
【０１１７】
（Ｍ１−Ｍ２）＜Ｍ３  …（式１）
【０１１８】
一方、図１１（Ｂ）では、ユーザーは下を向いている。このときには、第２ヘッドバンド４４がユーザーの後頭部に接してヘッドマウントディスプレイ１を支持する。図１１（Ｂ）に示す状態では、第１ヘッドバンド４３の重量による図示左回りのモーメントＭ５が作用する。一方、第２ヘッドバンド４４の鉛直下方にディスプレイ本体２０が配置されているため、ディスプレイ本体２０の重量による基準軸回りのモーメントは発生しない。
【０１１９】
図１１（Ｂ）においてヘッドマウントディスプレイ１が落下することなく安定に保持されるには、ヘッドパット４６、４７の挟持力による図示右回りのモーメントＭ３と、第２ヘッドバンド４４と頭部表面との摩擦力による図示右回りのモーメントＭ６の合計が、第１ヘッドバンド４３の重量によるモーメントＭ５を上回っていることが条件となる。ただし、第２ヘッドバンド４４と頭部表面との摩擦力についても、先のモーメントＭ４と同様に、髪や頭皮の条件で大きく変動する。したがって、図１１（Ｂ）においてヘッドマウントディスプレイ１を安定させる条件は、下記式２のように規定される。
【０１２０】
Ｍ５＜Ｍ３  …（式２）
【０１２１】
ここで、ヘッドマウントディスプレイ１を装着したときのユーザーの負担を減らす第１の方策は、式１の左辺を小さくすることである。これにより式１の右辺を小さくしても式を満たすことができようになるので、ヘッドパット４６、４７の挟持力を小さくでき、ユーザーの負担を低減することができる。
【０１２２】
ディスプレイ本体２０の重量によるモーメントＭ１を小さくすれば式１の左辺は小さくなるが、構成要素の多いディスプレイ本体２０の重量を減らすことは容易ではない。そこで、第２ヘッドバンド４４の重量によるモーメントＭ２を大きくし、モーメントＭ１に対するカウンターバランスとしての働きを持たせる。これにより、式１の左辺を小さくすることができる。
【０１２３】
次に、ユーザーの負担を減らす第２の方策としては、式２の左辺を小さくすることである。すなわち、第１ヘッドバンド４３の重量によるモーメントＭ５を小さくすることである。この場合にも、モーメントＭ３を小さくすることができるので、ユーザーの頭部の締め付けを弱くすることができる。
【０１２４】
以上の第１、第２の方策から、モーメントＭ２はより大きく、モーメントＭ５はより小さくすることが好ましい。モーメントＭ３、Ｍ５は第２ヘッドバンド４４、第１ヘッドバンド４３の重量に対応するから、下記式３のように、第２ヘッドバンド４４を第１ヘッドバンド４３よりも重くすることが好ましい。これにより、モーメントＭ３を小さくしても、ヘッドマウントディスプレイ１をユーザーの頭部に安定に保持することができる。そして、モーメントＭ３を小さくできることから、頭部の締め付けを弱くしてユーザーの負担を低減することができる。
【０１２５】
Ｍ２＞Ｍ５  …（式３）
【０１２６】
さらに、式１と式２を同時に満たすためには、式１の左辺（Ｍ１−Ｍ２）と、式２の左辺（Ｍ５）のいずれか大きい方よりも、モーメントＭ３を大きくする必要がある。すなわち、ヘッドパット４６、４７の挟持力を大きくする必要がある。
【０１２７】
ここで、（Ｍ１−Ｍ２）＞Ｍ５となるようにモーメントを設定した場合を検討する。この場合には、式１を満たすようにモーメントＭ３（ヘッドパット４６、４７の挟持力）を設定することで、式１と式２の両方を満たすことができる。すなわち、日常最も使用頻度の高い、ユーザーが正面を向いた状態でヘッドマウントディスプレイ１がずれないようにヘッドパット４６、４７の挟持力を設定しておけば、図１１（Ｂ）に示すようにユーザーが下を向いたときにもヘッドマウントディスプレイ１が回転することはない。
【０１２８】
一方、（Ｍ１−Ｍ２）＜Ｍ５となるようにモーメントを設定すると、式２を満たすようにモーメントＭ３を設定することになる。すなわち、ユーザーが下を向いた状態でヘッドマウントディスプレイ１が回転しないようにヘッドパット４６、４７の挟持力が設定される。そうすると、使用頻度の高くないユーザーが下を向いたときのためにヘッドパット４６、４７の挟持力を大きくしなければならず、ユーザーの負担が大きくなる。
【０１２９】
なお、上記のように使い勝手がよく、ユーザーの負担の小さいヘッドマウントディスプレイを実現するには、第１ヘッドバンド４３と第２ヘッドバンド４４の回転半径には大きな差はないため、上記式３を満たすには、第２ヘッドバンド４４をより重く、第１ヘッドバンド４３をより軽くすることが有効である。
【０１３０】
そこで本実施形態では、第２ヘッドバンド４４を重くしやすい構成が採用されている。
具体的には、第２ヘッドバンド４４の幅が第１ヘッドバンド４３よりも大きくされている。また第２ヘッドバンド４４に金属製のバネ部材４８が内蔵されている。さらに、第２ヘッドバンド４４には部分的に幅を広げた標章表示部４９が設けられている。
【０１３１】
また、ヘッドバンド４０にリモコン１４０を接続したときに、ＵＳＢケーブル１４８をクリップ１４９により第２ヘッドバンド４４に固定することができる。あるいは、ステレオイヤホン１００を接続したときにクリップ１０６によりケーブル１０２を第２ヘッドバンド４４に固定することができる。このようにケーブル類を第２ヘッドバンド４４に固定することによってもモーメントＭ２を大きくすることができる。
【０１３２】
また、ディスプレイ本体２０に内蔵されている部品の一部を第２ヘッドバンド４４に設けてもよい。例えば、ＧＰＳセンサー１３５やバッテリー３３などを第２ヘッドバンド４４に内蔵させたり、担持させたりしてもよい。この場合には、ヘッドマウントディスプレイ１の総重量を変化させることなくモーメントＭ２を大きくすることができる。
【０１３３】
また本実施形態では、前頭部側に配置される第１ヘッドバンド４３が細く、後頭部側に配置される第２ヘッドバンド４４を幅広であるため、ヘッドマウントディスプレイ１を装着したユーザーを正面や斜め前方から見たときに、ヘッドバンド４０が目立たず、ユーザーの容貌を乱すことが少ないというメリットがある。
【０１３４】
また本実施形態では、第２ヘッドバンド４４に標章表示部４９が設けられている。第２ヘッドバンド４４は、第１ヘッドバンド４３よりもユーザーの後頭部側に配置されるので、頭頂部に配置される第１ヘッドバンド４３に標章表示部を設けた場合と比較して、他人から見やすい位置に標章を表示することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１…ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着装置）、２０…ディスプレイ本体（本体部）、４０…ヘッドバンド（頭部保持部）、１４０…リモコン（操作部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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