特許 7039079 ヘッドマウントディスプレイ支持装置及びヘッドマウントディスプレイシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-11

(45)【発行日】2022-03-22

(54)【発明の名称】ヘッドマウントディスプレイ支持装置及びヘッドマウントディスプレイシステム

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/64 20060101AFI20220314BHJP

   G02B 27/02 20060101ALN20220314BHJP

【ＦＩ】

H04N5/64 511A

G02B27/02 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021101581

(22)【出願日】2021-06-18

【審査請求日】2021-07-02

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 放送日 ：令和３年３月２０日 放送番組：株式会社ＷＯＷＯＷ 異才Ｆｕｔｕｒｅうたえミライの歌＃３ 公開者 ：株式会社ＷＯＷＯＷ

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521149068

【氏名又は名称】Ｄｉｖｅｒ－Ｘ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002435

【氏名又は名称】特許業務法人井上国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】迫田 大翔

(72)【発明者】

【氏名】浅野 啓

【審査官】大室 秀明

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３２１３００４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０６４３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５５１１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｂ６９／００－６９／４０

Ａ６３Ｆ ９／２４

Ａ６３Ｆ １３／００－１３／９８

Ｇ０２Ｂ２７／００－２７／６４

Ｇ０６Ｆ １／００

Ｇ０６Ｆ １／１６－１／１８

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｈ０４Ｎ ５／６４－５／６５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの頭部を囲む形状を有し、仰向けになって挿入された前記ユーザの前記頭部の後頭部を保持する筐体部と、
前記筐体部に結合し、前記ユーザの仰向けの顔に正対するようにヘッドマウントディスプレイを保持するヘッドマウントディスプレイ保持部と、
前記頭部の動きに連動して前記ヘッドマウントディスプレイを保持したまま前記筐体部が回転可能なように前記筐体部を支持する回転基部と、
を備え、
前記回転基部は、前記筐体部の底部の形状に合致し複数のボールキャスターを配し前記筐体部の底部が前記複数のボールキャスターに載って回転可能なように支持する回転受け皿機構部を備えるヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項2】

前記筐体部に対して前記ヘッドマウントディスプレイ保持部を前記顔を含む面に略垂直な方向に移動させることにより前記顔と前記ヘッドマウントディスプレイとの距離を調整する顔距離調整機構部を更に備える、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項3】

前記顔距離調整機構部は、
前記ヘッドマウントディスプレイのディスプレイ面と前記顔との距離を測定する顔距離センサ部と、
前記顔距離センサ部が測定する前記距離に応じて、モータにより前記筐体部に対して前記ヘッドマウントディスプレイ保持部の前記移動を行わせるリニアアクチュエータ機構部と、
を備える請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項4】

前記筐体部に対して前記ヘッドマウントディスプレイを前記顔を含む面に略垂直な方向にスライドさせる第１のスライド機構と、前記筐体部に対して前記ヘッドマウントディスプレイを前記筐体部に挿入されている前記頭部の頭頂部方向又は前記頭頂部方向の逆方向にスライドさせる第２のスライド機構とからなる顔位置調整機構部を更に備える、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項5】

前記ヘッドマウントディスプレイ保持部は、前記ヘッドマウントディスプレイを、前記筐体部に挿入されている前記頭部の頭頂部方向に回転させることにより、前記ヘッドマウントディスプレイを前記頭部から退避させるヘッドマウントディスプレイ回転機構部を更に備える、請求項１から４の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項6】

前記後頭部が前記筐体部に保持されている前記ユーザの首を支持する首支持部を更に備える、請求項１から５の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項7】

前記首支持部を、前記筐体部に挿入されている前記頭部の頭頂部方向又は前記頭頂部方向の逆方向、前記顔を含む面に略垂直な方向、前記顔の角度を変更する方向の少なくとも１つにスライドさせる首支持部スライド機構部を更に備える、請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイ支持器具。

【請求項8】

前記筐体部の前記頭部が挿入される内側の前記頭部の両耳に対応する付近に、前記ヘッドマウントディスプレイに表示される映像に対応する音声を放音するスピーカーユニットを更に備える、請求項１から７の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項9】

前記スピーカーユニットを前記筐体部の内側で前記両耳との距離を調整するスライド機構を更に備える、請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項10】

前記筐体部の前記頭部が挿入される内側に、前記ヘッドマウントディスプレイに表示される映像に対応する重低音を放音するオーディオエキサイタユニットを更に備える、請求項１から９の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項11】

前記回転基部は、
前記筐体部の回転を検出する筐体回転センサ部と、
前記筐体回転センサ部の出力に基づいて前記筐体部の回転の角速度を算出する角速度算出部と、
前記角速度算出部が算出した前記角速度に基づいて、前記筐体部をモータにより回転させる回転ホイール部と、
を備える請求項１から１０の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項12】

前記ヘッドマウントディスプレイ保持部は、前記ヘッドマウントディスプレイを着脱可能である、請求項１から１１の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置。

【請求項13】

請求項１から１２の何れか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ支持装置と、
前記ヘッドマウントディスプレイ保持部に保持されたヘッドマウントディスプレイと、
を備えるヘッドマウントディスプレイシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘッドマウントディスプレイの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

画像表示装置として、ユーザの頭部に装着して使用されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。ヘッドマウントディスプレイは、主にゲーム機器やＡＶ（Ａｕｄｉｏ／Ｖｉｓｕａｌ）機器等に接続して使用されることにより、臨場感のある仮想現実空間を提供する。ここで、一般的なヘッドマウントディスプレイは、ヘッドバンド等を用いてディスプレイを頭部眼前に固定するものが多かったため、ヘッドマウントディスプレイの重さがユーザの首や肩に少なからず負担をかける場合があった。

【0003】

このような課題に対して、従来、主に医療用として、ヘッドマウントディスプレイを固定状態で装着可能な固定器具、又は装着されたヘッドマウントディスプレイを少なくとも一方向に移動可能に支持する支持機構を備えたヘッドマウントディスプレイユニット又は支持器具が知られている（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－６４３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術は、主に医療用に使用されることを目的としており、眼科診察等に用いるためには適している。しかしながら、ヘッドマウントディスプレイがゲームやＡＶ用途に使用される場合には、ユーザは例えば寝っ転がって頭部を頻繁に動かしながら使用する場合が多く、上記従来技術のような大がかりな構造を採用することは難しい。また、上記従来技術は、眼科診察等の目的でヘッドマウントディスプレイの位置を移動させる機構は備えているが、上述のように、ヘッドマウントディスプレイがゲームやＡＶ用途に使用される場合にユーザの頭部の動きに合わせてディスプレイの位置を最適に維持するような目的に使用することはできなかった。

【0006】

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ヘッドマウントディスプレイの使用時にユーザの身体的な負担を軽減すると共に、ユーザの頭部等が動いてもディスプレイを常に最適な位置に保持可能なヘッドマウントディスプレイ支持装置及びヘッドマウントディスプレイシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明は、
ユーザの頭部を囲む形状を有し、仰向けになって挿入された前記ユーザの前記頭部の後頭部を保持する筐体部と、
前記筐体部に結合し、前記ユーザの仰向けの顔に正対するようにヘッドマウントディスプレイを保持するヘッドマウントディスプレイ保持部と、
前記頭部の動きに連動して前記ヘッドマウントディスプレイを保持したまま前記筐体部が回転可能なように前記筐体部を支持する回転基部と、
を備え、
前記回転基部は、前記筐体部の底部の形状に合致し複数のボールキャスターを配し前記筐体部の底部が前記複数のボールキャスターに載って回転可能なように支持する回転受け皿機構部を備えるヘッドマウントディスプレイ支持装置を提供する。

【0008】

また本発明は、
上記ヘッドマウントディスプレイ支持装置と、
上記ヘッドマウントディスプレイ保持部に保持されたヘッドマウントディスプレイと、
を備えるヘッドマウントディスプレイシステムを提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイの使用時にユーザの身体的な負担を軽減すると共に、ユーザの頭部等が動いてもディスプレイを常に最適な位置に保持することが可能なヘッドマウントディスプレイ支持装置及びヘッドマウントディスプレイシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は第１の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の構成例（筐体部を回転基部に装着する前の様子）を示す図である。

【図2】図２は第１の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の構成例（筐体部を回転基部に装着した様子）を示す図であり、図２（ａ）は右耳側斜め上方から見た図、図２（ｂ）は左耳側斜め上方から見た図である。

【図3】図３は第１の実施形態における顔距離調整機構部の詳細構成例を示す図である。

【図4】図４は第１の実施形態におけるオーディオ機構部の詳細構成例を示す図である。

【図5】図５は第１の実施形態における回転基部の変形例を示す図である。

【図6】図６は第２の実施形態における首支持部のスライド機構部の構成例を示す側面図である。

【図7】図７は第３の実施形態における顔位置調整機構部の構成例を示す図であり、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は第１のスライド機構の側面図、図７（ｃ）は筐体部１０１の内側面の部分拡大図である。

【図8】図８は第３の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の内側の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の構成例（筐体部１０１を回転基部１０５に装着する前の様子）を示す図である。

【0012】

図１に示すようにヘッドマウントディスプレイ支持装置は、ユーザの頭部を収納する筐体部１０１と、筐体部１０１に備えられておりヘッドマウントディスプレイ１０４を保持するためのヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｌ及び１０３Ｒと、筐体部１０１を支持する回転基部１０５とを有する（ヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｒは不図示）。

【0013】

筐体部１０１は、球体をＵ字形にくり抜いてなるＵ字型形状をしており、ユーザの頭部を両側頭部から後頭部にわたって包囲できるようになっている。筐体部１０１の内側面には、後述する左右のスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒ及び底部のオーディオエキサイタユニット１１１の部分を除いてスポンジ等のクッション材１０２が敷設されており、ユーザに痛み等のストレスを与えることなくユーザの頭部を保持することができる。このようにしてユーザの頭部が筐体部１０１で保持されることにより、ユーザは頭部と一体的に筐体部１０１を動かす、具体的には後述するように前後左右斜めに回転させることができる。

【0014】

ヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｌは、筐体部１０１に結合し、筐体部１０１内に挿入されたユーザの仰向けの顔に正対するように、ヘッドマウントディスプレイ１０４を保持する。ヘッドマウントディスプレイ保持部は、後述する図２で説明するように、ヘッドマウントディスプレイ１０４の左右両側に１０３Ｌ（左側）及び１０３Ｒ（右側）として設置される。図１では、左側部のヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｌのみが示されている。

【0015】

ヘッドマウントディスプレイ１０４には、２次元映像、３次元映像及びＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）映像を表示可能な所謂非透過型両眼タイプのものが採用されている。なお、ヘッドマウントディスプレイ１０４において、ユーザの両目の周辺部分に対応する箇所に柔らかいゴム等の不図示のクッション材を備え、当該クッション材と筐体部１０１のクッション材１０２とによってユーザの頭部を挟持する構成としてもよい。これにより、ユーザはより安定して頭部と筐体部１０１を一体的に動かすことができる。

【0016】

台１０７の上に配置される回転基部１０５は、ユーザの頭部の動きに連動してヘッドマウントディスプレイ１０４を保持したまま筐体部１０１が前後左右に回転可能なように筐体部１０１を支持する。より具体的には、回転基部１０５は、筐体部１０１の底部の例えば曲面形状に合致した形状を有する。回転基部１０５の四隅には、４個のボールキャスター１０６を配してある。回転基部１０５は、図１の矢印１１２として示されるように、筐体部１０１の底部が上記４個のボールキャスター１０６に載せて回転可能なように支持する。即ち、回転基部１０５は、回転受け皿機構を備える。このようにボールキャスター１０６で筐体部１０１を支持する構成としたことにより、ユーザは頭部とともに筐体部１０１を小さな力でスムーズに回転させることができる。なお、ボールキャスター１０６を省略して筐体部１０１の外側面がこれに合致した回転基部１０５の曲面上を摺動する構成としてもよい。

【0017】

図１において、首支持部１０８は、筐体部１０１に固設されており、頭部の一部が筐体部１０１に保持されているユーザの首を支持する。首支持部１０８は、例えばウレタンマットのような、柔らかい素材で形成されている。

【0018】

図１において、筐体部１０１の内側カバー１０９の部分には、スピーカーユニット１１０が設置されている。また、筐体部１０１の底部には、オーディオエキサイタユニット１１１が設置されている。スピーカーユニット１１０及びオーディオエキサイタユニット１１１については、図４で後述する。なお、内側カバー１０９の内部には、後述するリニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌが設置されている（図３参照）。

【0019】

図２は、第１の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の構成例（筐体部１０１を回転基部１０５に装着した様子）を示す図であり、図２（ａ）は右側上方向から見た斜視図、図２（ｂ）は左側上方向から見た斜視図である。図２は、筐体部１０１を回転基部１０５の上に載せた状態を示している。この状態で、ユーザが、仰向けになって、頭部を筐体部１０１内に挿入し後頭部を筐体部１０１の底部に載置する。ユーザは、後頭部を前後左右に頭を動かすと、筐体部１０１が回転基部１０５のボールキャスター１０６上を前後左右にスライドする。この結果、ユーザの頭部の動きに連動して筐体部１０１が前後左右に回転する。そして、筐体部１０１に保持されているヘッドマウントディスプレイ１０４も一緒に動く。従って、ヘッドマウントディスプレイ１０４は、常にユーザの顔に正対した状態を維持することが可能となる。このようにして、ユーザはヘッドマウントディスプレイ１０４を頭に装着する必要がないことにより、ユーザの身体的な負担を軽減すると共に、ユーザの頭部等が動いてもヘッドマウントディスプレイ１０４を常に最適な位置に保持することが可能となる。

【0020】

ここで、図２のヘッドマウントディスプレイ１０４の両側に配置されるヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｒ及び１０３Ｌの各ヒンジ２０１Ｒ及び２０１Ｌは、ヘッドマウントディスプレイ回転機構部として動作する。ユーザが、ヒンジ２０１Ｒ及び２０１Ｌを軸にして、ヘッドマウントディスプレイ１０４を、図２の矢印２０２Ｒ又は２０２Ｌで示される、筐体部１０１に挿入されている頭部の頭頂部方向に回転させて跳ね上げる（図３参照）。これにより、ヘッドマウントディスプレイ１０４を頭部から退避させることが可能となり、前述のようにユーザが頭部を筐体部１０１内に挿入する際及び筐体部１０１から頭部を脱出する際にヘッドマウントディスプレイ１０４が邪魔になることがないため、ユーザは筐体部１０１への頭部の挿脱をスムーズに行うことができる。ヘッドマウントディスプレイ保持部の構造は、図３を参照して後述する。なお、この構成例はヘッドマウントディスプレイ１０４をユーザの頭頂部方向に跳ね上げて退避させる構成であるが、ユーザの頭頂部方向へスライドして退避させる構成としてもよい。

【0021】

図３は、第１の実施形態における図２の内側カバー１０９Ｒ及び１０９Ｌ内に形成される顔距離調整機構部の詳細構成例を示す図である。顔距離調整機構部は、筐体部１０１に対してヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｒ及び１０３Ｌを、図３の矢印３１３Ｒ及び３１３Ｌとして示されるように、筐体部１０１内に挿入されているユーザの顔を含む面に略垂直な方向に上下動させることにより、顔とヘッドマウントディスプレイ１０４との距離を調整する。

【0022】

より具体的には、顔距離調整機構部は、図３の顔距離センサ部３１１と、制御回路３１２と、リニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌとを備える。

【0023】

まず、リニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌは、それぞれ、筐体部１０１の右側面部３１４Ｒ及び左側面部３１４Ｌの各中央の切込み部内に設置される。リニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌは、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌを備える。

【0024】

摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌには、それぞれ、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌと、ガイドバー３０４Ｒ及び３０４Ｌが貫通している。摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌにそれぞれ設けられている、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌが貫通する穴には、雌ネジが切られている。

【0025】

摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌにそれぞれ設けられている、ガイドバー３０４Ｒ及び３０４Ｌが貫通する穴は、ネジ山は切られておらず、ガイドバー３０４Ｒ及び３０４Ｌにもネジ山は切られていない。

【0026】

雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌの下端は、それぞれ、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌのモータ軸３０６Ｒ及び３０６Ｌに接続されている。

【0027】

ガイドバー３０４Ｒ及び３０４Ｌの下端は、それぞれ、固定ブロック３０７Ｒ及び３０７Ｌに固定されている。

【0028】

モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌ及び固定ブロック３０７Ｒ及び３０７Ｌは、それぞれ、筐体部１０１の右側面部３１４Ｒ及び左側面部３１４Ｌに固定されている。

【0029】

以上の構成を有するリニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌにおいて、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌのモータ軸３０６Ｒ及び３０６Ｌが、それぞれ、反時計回りに回転すると、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌも反時計回りに回転する。この結果、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌが、それぞれ、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌ内の雌ネジと噛み合うことにより、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌが下方向にスライドする。

【0030】

逆に、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌのモータ軸３０６Ｒ及び３０６Ｌが、それぞれ、時計回りに回転すると、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌも時計回りに回転する。この結果、雄ネジボルト３０３Ｒ及び３０３Ｌが、それぞれ、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌ内の雌ネジと噛み合うことにより、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌが上方向にスライドする。

【0031】

摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌには、それぞれ、ヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｒ及び１０３Ｌの各構成部材である筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌが摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌにしっかりとボルト止めされている。
筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌには、それぞれ、ヒンジ２０１Ｒ及び２０１Ｌによって、ヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌが接続される。ヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌは、それぞれ、ヘッドマウントディスプレイ１０４の右側面及び左側面にボルト止めされている。

【0032】

図３では、ヘッドマウントディスプレイ１０４は、ヒンジ２０１Ｒ及び２０１Ｌを軸として跳ね上げられているが、ユーザが仰向けになって頭を筐体部１０１内に挿入し、ヘッドマウントディスプレイ１０４を手前に回転させて下ろすと、ヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌは、それぞれ、筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌ上に設置されている回転固定ブロック３１０Ｒ及び３１０Ｌのところで引っかかって停止する。この状態で、ヘッドマウントディスプレイ１０４のディスプレイ面は、下側にいるユーザの顔に正対する。

【0033】

続いて、例えばヘッドマウントディスプレイ１０４のディスプレイ面中央に設置されている顔距離センサ部３１１が、下側にいるユーザの顔までの距離の計測を開始して、計測結果を制御回路３１２に通知する。

【0034】

制御回路３１２は、顔距離センサ部３１１が通知した顔までの距離が規定値よりも近ければ、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌに、時計回りの回転を指示する。この結果、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌが上昇し、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌにそれぞれ接続されている筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌ及びヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌも上昇して、ヘッドマウントディスプレイ１０４がユーザの顔から遠ざかる。

【0035】

逆に、制御回路３１２は、顔距離センサ部３１１が通知した顔までの距離が規定値よりも遠ければ、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌに、反時計回りの回転を指示する。この結果、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌが下降し、摺動ブロック３０２Ｒ及び３０２Ｌにそれぞれ接続されている筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌ及びヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌも下降して、ヘッドマウントディスプレイ１０４がユーザの顔に近づく。

【0036】

ここで、顔（例えば額）とヘッドマウントディスプレイ１０４のディスプレイ面との距離をｄ［メートル］、顔との規定値の隙間をｍ［メートル］（定数）、調整にかかる時間をｔ［秒］（定数）とすれば、リニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌの駆動速度ｓ［メートル／秒］は、次式によって与えられる。
ｓ＝（ｄ－ｍ）／ｔ
図３の制御回路３１２は、上述の駆動速度ｓを、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌに与えればよい。

【0037】

そして、制御回路３１２は、顔距離センサ部３１１が通知した顔までの距離が規定値の範囲内に入れば、モータ３０５Ｒ及び３０５Ｌに指示していた回転の停止を指示する。
制御回路３１２は、例えば筐体１０１内の空きスペースに設置されてよい。

【0038】

なお、右側面部３１４Ｒ及び左側面部３１４Ｌの各中央の切込み部内には、スピーカーユニット１１０Ｒ及び１１０Ｌが埋め込まれるように構成することができる。

【0039】

以上のようにして、この構成例では、ユーザは筐体１０１内に仰向けに頭を入れるだけで、ヘッドマウントディスプレイ１０４の位置（顔に対するヘッドマウントディスプレイ１０４の距離）を自動調整することが可能となる。

【0040】

なお、ユーザが制御回路３１２に指示を入力するためのスイッチ群を筐体１０１の外側面に備える構成としてもよい。スイッチ群として具体的には、前述したヘッドマウントディスプレイ１０４の位置の自動調整を実行する指示を入力するスイッチ、ユーザが自らヘッドマウントディスプレイ１０４の位置を調整するためのヘッドマウントディスプレイ１０４の位置を上昇させる指示を入力するスイッチ及び下降させる指示を入力するスイッチを含むことが望ましい。

【0041】

また、上述した顔距離調整機構部の代わりに、ヘッドマウントディスプレイ１０４を上下動させるための単純なメカ機構を有し、これによってユーザが手動でヘッドマウントディスプレイ１０４の位置を調整する構成としてもよい。この構成例については、図７の第３の実施形態において後述する。

【0042】

図４は、第１の実施形態におけるオーディオ機構部の詳細構成例を示す図である。この構成例では、図１又は図２に示されるように、筐体部１０１において、ユーザの頭部が挿入される内側の頭部の両耳に対応する付近に、ヘッドマウントディスプレイ１０４に表示される映像に対応する音声を放音するスピーカーユニット１１０Ｒ及び１１０Ｌを備える。
特には図示しないゲーム機又はＡＶ機器からオーディオ入力４０１を介して入力するオーディオ信号は、ステレオアンプ４０２で左右チャネル独立に増幅された後、右チャネル音声は右スピーカーユニット１１０Ｒに、左チャネル音声は左スピーカーユニット１１０Ｌから、ステレオ音として放音される。

【0043】

また、第１の実施形態では、図１又は図２に示されるように、筐体部１０１においてユーザの頭部が挿入される内側に、オーディオエキサイタユニット１１１を備える。
特には図示しないゲーム機又はＡＶ機器からオーディオ入力４０１を介して入力するオーディオ信号のうち、重低音信号のみがローパスフィルタ４０３によって取り出され、アンプ４０４で増幅された後に、オーディオエキサイタユニット１１１から重低音振動として出力される。

【0044】

図４に示されるオーディオ入力４０１、ステレオアンプ４０２、ローパスフィルタ４０３、及びアンプ４０４は、例えば筐体１０１内の空きスペースに設置されてよい。

【0045】

図４の構成により、ユーザは、ヘッドマウントディスプレイ１０４による映像再生と共に、豊かなオーディオ再生を楽しむことが可能となる。

【0046】

図４の構成例によれば、ヘッドマウントディスプレイ１０４をユーザが仰向けに寝転がりながら使用可能であり、ユーザが頭部を動かしてもヘッドマウントディスプレイ１０４のディスプレイ面を最適な位置に維持することが可能なヘッドマウントディスプレイ支持装置を実現することができる。

【0047】

図５は、第１の実施形態における回転基部１０５の変形例を示す図である。図５では、図１の回転基部１０５に相当する回転基部５０３は、ボールキャスター５０１及び回転ホイール部５０２によって、筐体部１０１の底部を支持している。
なお、変形例では、頭部の左右方向の回転に対応するものとする。
また、変形例では、筐体部１０１の回転を検出する筐体回転センサ部５０５を備える。ホイール制御回路５０４は、筐体回転センサ部５０５の出力に基づいて筐体部１０１の回転の角速度を算出する角速度算出部として動作する。ホイール制御回路５０４は、算出した角速度に基づいて、回転ホイール部５０２内のモータに指示を出し、回転ホイール部５０２が、筐体部１０１を、筐体回転センサ部５０５が検出した回転方向に回転させる。
このように変形例によれば、ユーザは頭部の動きに合わせて、楽に筐体部１０１を回転させることが可能となる。なお、回転基部５０３は、ボールキャスター５０１を排除し、複数の回転ホイール部５０２のみで筐体部１０１の底部を支持する構成としてもよい。

【0048】

図６は、第２の実施形態における首支持部１０８のスライド機構部の構成例を示す図である。第２の実施形態では、首支持部１０８をスライドさせる首支持部スライド機構部を備える。

【0049】

より具体的には、首支持部スライド機構部は、図６に示されるように、首支持部１０８の下方に位置しており筐体部１０１に固設されたスライドレール６０１と、スライドをガイドするスライドレバー６０２、６０３、６０４と、スライドを固定する蝶ボルト及びナット６０５、６０６を備える。首支持部１０８は、スライドレバー６０２と６０３を連結するスライドレバー６０４の上に配置される。

【0050】

スライドレバー６０２、６０３、６０４の位置をスライドレール６０１で調整しながら、蝶ボルト及びナット６０５、６０６を締め付けることにより、首支持部１０８の上下方向（図６の上下方向）の位置、左右方向（頭頂部方向６０７）の位置、傾き（図６紙面内方向の傾き）を決めることができる。これにより、筐体部１０１内での頭部の位置を調整しつつ首を適切に支持することができ、頭部や首に負担をかけることなくヘッドマウントディスプレイ１０４を快適に見ることが可能となる。

【0051】

図７は、第３の実施形態における顔位置調整機構部の構成例を示す図である。図３で説明した第１の実施形態における顔距離調整機構部の構成例では、図３の顔距離センサ部３１１と、制御回路３１２と、リニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌとを備えていた。
これに対して、第３の実施形態における図７に示す顔位置調整機構部の構成例では、図７（ａ）に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｒ及び１０３Ｌ（図１参照）の各構成部材である筐体部側保持部材３０８Ｒ及び３０８Ｌにそれぞれ、筐体部１０１に対してヘッドマウントディスプレイ１０４を顔を含む面に略垂直な方向にスライドさせる第１のスライド機構７０１Ｌ及び７０１Ｒ（図７では７０１Ｌのみ表示）を備える。

【0052】

第１のスライド機構７０１Ｌ及び７０１Ｒの筐体部１０１の内側に挿入される部分には、図７（ｂ）に示されるように、上下位置調整用の半球状のくぼみ列７０４Ｌ及び７０４Ｒ（図７（ｂ）では７０４Ｌのみ表示）が設けられている。
筐体部１０１の内側には、図７（ｃ）に示されるように、溝７０５Ｌ及び７０５Ｒ（図７（ｃ）では７０５Ｌのみ表示）が設けられており、また、この溝７０５Ｌ及び７０５Ｒの内面には、バネで紙面手前方向に付勢されているボールプランジャ７０６Ｌ及び７０６Ｒ（図７（ｃ）では７０６Ｌのみ表示）が設けられている。

【0053】

ユーザは、第１のスライド機構７０１Ｌ及び７０１Ｒを溝７０５Ｌ及び７０５Ｒに上から下方向に差し込んで、ヘッドマウントディスプレイ１０４を見やすい位置で、ボールプランジャ７０６Ｌ及び７０６Ｒをくぼみ列７０４Ｌ及び７０４Ｒ中の左右１つずつのくぼみに固定することができる。
このようにして、ボールプランジャ７０６Ｌ及び７０６５Ｒとくぼみ列７０４Ｌ及び７０４Ｒを使って、顔とヘッドマウントディスプレイ１０４との距離を手動で調整することができる。

【0054】

また、図７（ａ）に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｌ及び１０３Ｒ（図１参照）の各構成部材であって、ヒンジ２０１Ｌ及び２０１Ｒによって筐体部側保持部材３０８Ｌ及び３０８Ｒとそれぞれ接続される、ヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｌ及び３０９Ｒ（図７（ａ）では３０９Ｌのみ表示）にそれぞれ、筐体部１０１に対してヘッドマウントディスプレイ１０４を筐体部１０１に挿入されている頭部の頭頂部方向又はその逆方向にスライドさせる第２のスライド機構７０２Ｌ及び７０２Ｒ（図７（ａ）では７０２Ｌのみ表示）を有する。

【0055】

スライド機構７０２Ｌ及び７０２Ｒとヘッドマウントディスプレイ１０４とを接続するスライド機構７０２Ｌ及び７０２Ｒ上の左右２つずつの蝶ボルト及びナット７０３Ｌ及び７０３Ｒ（図７（ａ）では２つの７０３Ｌのみ表示）を緩めてヘッドマウントディスプレイ１０４の前後位置（頭頂部方向位置）を調整し、その後締め付けることにより、ヘッドマウントディスプレイ１０４が顔の真上に来るように手動で調整することができる。
図７に示される第３の実施形態では、顔距離センサ部３１１と制御回路３１２とリニアアクチュエータ機構部３０１Ｒ及び３０１Ｌとを備える図３の第１の実施形態に比較して、安価に製品を製造することが可能となる。

【0056】

図８は、第３の実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ支持装置の内側の構成例を示す図である。図８において、左右のスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒは、筐体部１０１に空けられたスライド挿入口８０３Ｒ及び８０３Ｌに、矢印８０４Ｒ及び８０４Ｌに示されるように水平方向にスライド可能に出し入れすることができる。左右のスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒの各側面には、半球状のくぼみ列８０５Ｒ及び８０５Ｌが設けられている。一方、図示しないが、スライド挿入口８０３Ｒ及び８０３Ｌ内のくぼみ列８０５Ｒ及び８０５Ｌに対向する内面には、ボールプランジャが設けられている。これにより、ユーザは、左右のスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒを、筐体部１０１のスライド挿入口８０３Ｒ及び８０３Ｌに対して矢印８０４Ｒ及び８０４Ｌの方向にスライドさせて出し入れし、自分の耳にぴったり合う位置でボールプランジャをくぼみ列８０５Ｒ及び８０５Ｌ中の左右１つずつのくぼみに固定することができる。

【0057】

図８の構成例において、オーディオエキサイタユニットは、１１１Ｌと１１１Ｒの２個が筐体部１０１に半分程度埋め込まれるように配置される。そして、筐体部１０１の内側には、図１のクッション材１０２を構成するクッション材８０１が敷き詰められ、またスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒの周囲にはヘッドホンのイヤーバッドのようなクッション材８０２が配置される。
図８に示されるクッション材８０１、８０２の構成により、顔を筐体部１０１にぴったりと挿入することができ、スピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒも耳に密着するため、音質の良い音声を楽しむことが可能となる。

【0058】

第１のスライド機構７０１Ｌ及び７０１Ｒによりヘッドマウントディスプレイ１０４の上下方向位置（図７上下方向位置）を調整し、第２のスライド機構７０２Ｌ及び７０２Ｒによりヘッドマウントディスプレイ１０４の頭頂部方向位置（図７左右方向位置）を調整することでヘッドマウントディスプレイ１０４のクッション材８０１を顔の適切な位置に適度な力で押し付けることができる。また、スライド可能に構成されたスピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒの左右方向位置（図７紙面垂直方向位置）を調整することで、スピーカーユニット１１０Ｌ、１１０Ｒのクッション材８０２を頭部側面に適度な力で押し付けることができる。したがって、第３の実施形態では筐体部１０１内で頭部を図７上下左右方向から適切に支持することができ、ユーザはより安定して頭部と筐体部１０１を一体的に動かすことが可能となる。

【0059】

なお、前述した第１の実施形態では、図２及び図３で説明したように、ヒンジ２０１Ｒ及び２０１Ｌを軸にして、ヘッドマウントディスプレイ１０４を、図２の矢印２０２Ｒ又は２０２Ｌで示される、筐体部１０１に挿入されている頭部の頭頂部方向に回転させて跳ね上げることにより、ヘッドマウントディスプレイ１０４を頭部から退避させることができた。

【0060】

これに対して、ヘッドマウントディスプレイが中央から２つに分離して、夫々跳ね上げることによって、ヘッドマウントディスプレイを頭部から退避させるような構造が採用されてもよい。
また、上下方向に延在した軸を中心にヘッドマウントディスプレイ１０４を回転させることによって、ヘッドマウントディスプレイを頭部から退避させるような構造が採用されてもよい。

【0061】

以上説明した実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ１０４は、ヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌ（図３）にボルトで固定された構成を有するが、ヘッドマウントディスプレイ１０４が着脱可能として、クランプ等によりヘッドマウントディスプレイ側保持部材３０９Ｒ及び３０９Ｌに固定されるようにしてもよい。

【0062】

本発明の実施形態は、ヘッドマウントディスプレイ１０４を別売りとして、筐体１０１、回転基部１０５、台１０７、首支持部１０８等からなるヘッドマウントディスプレイ支持装置として提供されてもよいし、ヘッドマウントディスプレイ１０４を含むヘッドマウントディスプレイシステムとして提供されてもよい。

【符号の説明】

【0063】

１０１ 筐体
１０２ クッション材
１０３、１０３Ｌ、１０３Ｒ ヘッドマウントディスプレイ保持部
１０４ ヘッドマウントディスプレイ
１０５、５０３ 回転基部
１０６ ボールキャスター
１０７ 台
１０８ 首支持部
１０９ 内側カバー
１１０、１１０Ｒ、１１０Ｌ スピーカーユニット
１１１ オーディオエキサイタユニット
２０１Ｒ、２０１Ｌ ヒンジ
３０１Ｒ、３０１Ｌ リニアアクチュエータ機構部
３０２Ｒ、３０２Ｌ 摺動ブロック
３０３Ｒ、３０３Ｌ 雄ネジボルト
３０４Ｒ、３０４Ｌ ガイドバー
３０５Ｒ、３０５Ｌ モータ
３０６Ｒ、３０６Ｌ モータ軸
３０７Ｒ、３０７Ｌ 固定ブロック
３０８Ｒ、３０８Ｌ 筐体部側保持部材
３０９Ｒ、３０９Ｌ ヘッドマウントディスプレイ側保持部材
３１０Ｒ、３１０Ｌ 回転固定ブロック
３１１ 顔距離センサ部
３１２ 制御回路
３１４Ｒ 右側面部
３１４Ｌ 左側面部
４０１ オーディオ入力
４０２ ステレオアンプ
４０３ ローパスフィルタ
４０４ アンプ
５０１ ボールキャスター
５０２ 回転ホイール部
５０４ ホイール制御回路
５０５ 回転センサ部
６０１ スライドレール
６０２、６０３、６０４ スライドレバー
６０５、６０６ 蝶ボルト及びナット
７０１Ｌ、７０１Ｒ 第１のスライド機構
７０２Ｌ、７０２Ｒ 第２のスライド機構
７０４Ｌ、７０４Ｒ、８０５Ｌ、８０５Ｒ くぼみ列
７０５Ｌ、７０５Ｒ 溝
７０６Ｌ、７０６Ｒ ボールプランジャ
８０１、８０２ クッション材
８０３Ｌ、８０３Ｒ スライド挿入口

【要約】

【課題】ヘッドマウントディスプレイの技術に関し、ヘッドマウントディスプレイの使用時にユーザの身体的な負担を軽減すると共に、ユーザの頭部等が動いてもディスプレイを常に最適な位置に保持可能とする。
【解決手段】ユーザの頭部を囲む形状を有し頭部の一部を保持する筐体部１０１と、筐体部１０１に結合しユーザの顔に正対するようにヘッドマウントディスプレイ１０４を保持するヘッドマウントディスプレイ保持部１０３Ｌと、頭部の動きに連動してヘッドマウントディスプレイ１０４を保持したまま筐体部１０１が回転可能なように筐体部１０１を支持する回転基部１０５とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】