JP2017069736A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
ヘッドマウントディスプレイ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017069736A JP2017069736A JP2015192444A JP2015192444A JP2017069736A JP 2017069736 A JP2017069736 A JP 2017069736A JP 2015192444 A JP2015192444 A JP 2015192444A JP 2015192444 A JP2015192444 A JP 2015192444A JP 2017069736 A JP2017069736 A JP 2017069736A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- freedom
- degree
- ball joint
- state
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
- G02B2027/0159—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with mechanical means other than scaning means for positioning the whole image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
【課題】視野のどの位置に画像を投影するかを微細且つ高い自由度で調整でき、且つ、視野の外側に画像を移動させるための表示部の移動操作の後、表示部を元の位置に精度良く戻すことが容易な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1は、画像を表示する画像表示装置11、ユーザの頭部に固定される装着具8、装着具8に対する画像表示装置11の位置を移動させて保持可能な第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイントを備える。第1ボールジョイント2は、画像表示装置11の位置を装着具8に対して第1自由度又は第1自由度よりも自由度の小さい第3自由度で移動させることができる。ソケット22は、第1ボールジョイント2自由度を第1自由度と第3自由度とに選択的に変更である。
【選択図】図1
【解決手段】ヘッドマウントディスプレイ1は、画像を表示する画像表示装置11、ユーザの頭部に固定される装着具8、装着具8に対する画像表示装置11の位置を移動させて保持可能な第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイントを備える。第1ボールジョイント2は、画像表示装置11の位置を装着具8に対して第1自由度又は第1自由度よりも自由度の小さい第3自由度で移動させることができる。ソケット22は、第1ボールジョイント2自由度を第1自由度と第3自由度とに選択的に変更である。
【選択図】図1
Description
本発明はヘッドマウントディスプレイに関する。
ユーザの頭部に装着される表示デバイスとして、ヘッドマウントディスプレイ(以下、「HMD」という。)が知られている。HMDの表示方式として、ユーザの視野の一部に画像を投影する方式が提案されている。この方式のHMDでは、視野のどの位置に画像を投影するかを、ユーザが自由に調整できることが好ましい。なお、ユーザの頭部の形状や目の位置は、ユーザ毎に異なる。このため、HMDは、視野のどの位置に画像を投影するかを、微細且つ高い自由度で調整できることが望ましい。これに対し、特許文献1は、それぞれが3自由度を有する2つの連結機構によって表示ユニットの位置を調整可能な頭部装着型表示装置を開示する。
ユーザにとって、視野の一部に投影される画像よりも実視野の方が、必要性が高い場合がある。この場合、視野の外側に画像を一時的に移動させるための表示部の移動操作が、ユーザによって行われる。上記の頭部装着型表示装置の場合、ユーザは、2つの連結機構を大きく動かして表示ユニットを移動させる操作を行うことによって、視野の外側に画像を移動させることが可能である。しかし、たとえば特許文献1の頭部装着型表示装置の場合、各連結機構は3自由度を有するので、表示ユニットは6自由度を有することになる。このため、視野の外側に画像を移動させるための表示ユニットの移動操作が行われた場合、視野内の元の位置に画像を戻すために表示ユニットを元の位置に精度良く移動させるには、最初に表示ユニットの位置を調整したときに匹敵する時間を要してしまう。一般に、連結機構の調整の自由度の高さと、一時的に退避させた表示ユニットを元の位置に戻す作業の簡単さはトレードオフになっており、従来の技術ではこれらを両立させることができなかった。
本発明の目的は、視野のどの位置に画像を投影するかを微細且つ高い自由度で調整でき、且つ、視野の外側に画像を移動させるための表示部の移動操作の後、表示部を元の位置に精度良く戻すことが容易なヘッドマウントディスプレイを提供することである。
本発明に係るヘッドマウントディスプレイは、画像を表示する表示部と、ユーザの頭部に固定される固定部と、前記固定部に対する前記表示部の位置を移動させて保持可能な調整部であって、前記表示部の位置を前記固定部に対して第1自由度又は前記第1自由度よりも自由度の小さい第3自由度で移動させ、且つ、前記表示部の位置を保持可能な第1調整部と、前記表示部の位置を前記固定部に対して第2自由度で移動させ、且つ、前記表示部の位置を保持可能な第2調整部と、を有する調整部と、前記第1調整部の自由度を前記第1自由度と前記第3自由度とに選択的に変更可能な自由度変更部とを備えている。
本発明のヘッドマウントディスプレイは、第1調整部と第2調整部とを有する調整部を備えるので、表示部の調整を微細且つ高い自由度で調整できる。また例えば、視野の外側に画像を移動させるために表示部を一旦移動させた後、元の位置に表示部を戻すための調整を、自由度変更部により第1調整部の自由度を第1自由度から第3自由度に変更して、第3自由度で表示部を移動させる第1調整部を用いて行うことができる。この場合、第3自由度が第1自由度よりも小さいので、ユーザは、元の位置に表示部を容易且つ適切に戻すことができる。従って、表示部の調整の自由度の高さを備えつつ、自由度変更部により、第1調整部の自由度を第1自由度と第3自由度とに選択的に変更可能なため、一時的に移動させた表示部を元の位置に容易に戻すことができる。
なお、上記の第3自由度は「1自由度」以上の自由度を示し、「0自由度」を含まない。その理由は、仮に第3自由度が「0自由度」を含む場合、第3自由度(「0自由度」)に変更された第1調整部を用いて表示部を移動させることができないので、元の位置に表示部を戻すための調整を、第3自由度に変更された第1調整部を用いて行うことができないためである。このため、第3自由度は、最低でも「1自由度」以上である必要がある。
本発明において、前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転が可能な軸の数が少なくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、並進又は回転が可能な軸の数がより少ない第3自由度に変更された第1調整部を用いることによって、元の位置に表示部を更に容易且つ適切に戻すことができる。
本発明において、前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転が可能な範囲が狭くてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、並進又は回転が可能な範囲がより狭い第3自由度に変更された第1調整部を用いることによって、元の位置に表示部を更に容易且つ適切に戻すことができる。
本発明において、前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転を停止可能な位置の数が少なくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、並進又は回転を停止可能な位置の数がより少ない第3自由度に変更された第1調整部を用いることによって、元の位置に表示部を更に容易且つ適切に戻すことができる。
本発明において、前記第1調整部は、ガイド部材と、前記ガイド部材に接触し、且つ、所定方向に摺動可能な移動部材と、前記移動部材を前記ガイド部材に押圧して接触させる押え部材と、を有し、前記自由度変更部は、前記押え部材の前記ガイド部材に対する移動を規制可能な規制部材を有し、前記規制部材は、前記第1調整部の自由度が前記第1自由度の状態で、前記ガイド部材に対する前記押え部材の位置を前記所定方向に移動可能とし、前記第1調整部の自由度が前記第3自由度の状態で、前記ガイド部材に対する前記押え部材の位置が固定されるよう規制してもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ガイド部材に対する押え部材の位置の移動が可能な状態と、移動が規制された状態とを、規制部材によって切り替えることによって、移動部材の移動の自由度を適切に変更できる。
本発明において、前記自由度変更部によって前記第1調整部の自由度が前記第3自由度に変更された状態で、前記規制部材と前記押え部材との間の摩擦力である第1摩擦力が、前記移動部材と前記ガイド部材および前記押え部材との間の第2摩擦力よりも大きくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイは、ガイド部材に対する押え部材の位置を固定させることによって、第1調整部の自由度を、第1自由度よりも自由度の小さい第3自由度に変更できる。
本発明において、前記移動部材が前記ガイド部材に対して相対的に移動可能な範囲の大きさは、前記移動部材が前記押え部材に対して相対的に移動可能な範囲の大きさよりも大きくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、第1自由度に変更された第1調整部における移動部材の移動可能な範囲を、第3自由度に変更された第1調整部における移動部材の移動可能な範囲よりも大きくできる。
本発明において、前記移動部材が前記ガイド部材に対して相対的に移動して停止することのできる位置の数は、前記移動部材が前記押え部材に対して相対的に移動して停止することのできる位置の数よりも多くてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、第1自由度に変更された第1調整部における移動部材の停止可能な位置の数を、第3自由度に変更された第1調整部における移動部材の停止可能な位置の数よりも大きくできる。
本発明において、前記第1調整部は、前記表示部に加えて前記第2調整部の位置を前記固定部に対して前記第1自由度又は前記第3自由度で移動させてもよい。この場合、固定部により近い側の第1調整部の自由度を第3自由度に変更することによって、視野の外側に画像を一旦移動させるために表示部を移動させた後、元の位置に表示部を戻すための調整を、第2調整部を動かさずに行うことができる。
本発明において、前記第3自由度は前記第2自由度よりも小さくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、例えば、視野のどの位置に表示部を表示するかの調整を、第2自由度で表示部を移動させる第2調整部を用いて行う。この場合、第2自由度が第3自由度よりも大きいので、ユーザは、表示部の位置を微細且つ高い自由度で調整できる。
本発明において、前記第1調整部は、ボールジョイントであってもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、自由度変更部によってボールジョイントの自由度を容易に変更できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1に示すように、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、以下、「HMD」という。)1は、光学透過型のシースルーHMDである。HMD1は、装着具8、接続具9、及び、画像表示装置11を備える。ユーザの眼前の景色の光は、画像表示装置11のハーフミラー14を透過することによってユーザの眼に直接導かれる。HMD1の投影形式は、虚像投影型である。ハーフミラー14は、画像表示装置11内に収容された液晶パネルに表示された画像の光を、ユーザの片側の眼に向けて反射させる。HMD1は、ユーザに対して、眼前の景色に画像を重ねて認識させることができる。
以下、図の説明の理解を助けるため、HMD1の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側を定義する。HMD1の前側、後側、左側、及び、右側は、例えば、図3の上側、下側、右側、及び、左側にそれぞれ対応する。HMD1の上側、及び、下側は、例えば、図2の上側、及び、下側にそれぞれ対応する。HMD1の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、それぞれ、装着具8が着用されたユーザにとって、上側、下側、右側、左側、前側、及び、後側に対応する。
<装着具8>
図1から図3に示すように、装着具8は、樹脂や金属(例えば、ステンレス)などの、可撓性を有する材質で構成される。装着具8は、第1部分81及び第2部分82、83を有する。なお、以下では、理解を容易とするために、装着具8を第1部分81及び第2部分82、83に区分して説明するが、装着具8は、第1部分81及び第2部分82、83のそれぞれの部材に分かれておらず、全体として一体の部材である。
図1から図3に示すように、装着具8は、樹脂や金属(例えば、ステンレス)などの、可撓性を有する材質で構成される。装着具8は、第1部分81及び第2部分82、83を有する。なお、以下では、理解を容易とするために、装着具8を第1部分81及び第2部分82、83に区分して説明するが、装着具8は、第1部分81及び第2部分82、83のそれぞれの部材に分かれておらず、全体として一体の部材である。
第1部分81及び第2部分82、83は、それぞれ、湾曲した細長い板状部材である。第1部分81は、装着具8のうち、位置8Aと位置8Bとの間で左右方向に延びる部分である。第1部分81は、前側に凸状に湾曲する。位置8Aは、装着具8の左右方向中心84よりも左側に位置する。位置8Bは、装着具8の左右方向中心84よりも右側に位置する。第2部分82は、装着具8のうち、位置8Aから後側に延びる部分である。第2部分83は、装着具8のうち、位置8Bから後側に延びる部分である。第2部分82、83は、それぞれ、後端部が互いに近づく方向に延びる。装着具8は、ユーザの前頭部、右側頭部、及び、左側頭部のそれぞれに、第1部分81、第2部分82、83を接触させた状態で、ユーザの頭部に固定される。この状態で、第1部分81はユーザの額に沿って左右方向に延びる。以下、装着具8のうち第1部分81及び第2部分82、83で囲まれた側を、「装着具8の内側」といい、装着具8の内側と反対側を、「装着具8の外側」という。
図1に示すように、第1部分81は、外側と内側との間を貫通する孔81Aを、位置8Aの前側に有する。第1部分81は、外側と内側との間を貫通する非図示の孔を、位置8Bの前側に有する。後述する接続部材7は、非図示の孔を覆う位置に接続される。なお、接続部材7は、孔81Aを覆う位置に接続することも可能である。
<接続具9>
図4に示すように、接続具9は略棒状である。接続具9は、樹脂や金属などで構成される。接続具9は、正面から見た状態で上下方向に延びる。より詳細には、図2に示すように、接続具9は上下方向に対して下端部が前方に傾斜する向きに延びる。接続具9は、内部に空間を有する。図5に示すように、接続具9は、第1部材9A及び第2部材9Bを有する。接続具9の内部の空間は、第1部材9Aの右側の開口を第2部材9Bが覆うことによって形成される。第1部材9Aは、左右方向に貫通する2つの円形の孔90Aを有する。第2部材9Bは、左側に向けて突出する2つの円筒状の突出部90Bを有する。第2部材9Bは、各突出部90Bが各孔90Aに嵌合することによって、第1部材9Aに固定される。
図4に示すように、接続具9は略棒状である。接続具9は、樹脂や金属などで構成される。接続具9は、正面から見た状態で上下方向に延びる。より詳細には、図2に示すように、接続具9は上下方向に対して下端部が前方に傾斜する向きに延びる。接続具9は、内部に空間を有する。図5に示すように、接続具9は、第1部材9A及び第2部材9Bを有する。接続具9の内部の空間は、第1部材9Aの右側の開口を第2部材9Bが覆うことによって形成される。第1部材9Aは、左右方向に貫通する2つの円形の孔90Aを有する。第2部材9Bは、左側に向けて突出する2つの円筒状の突出部90Bを有する。第2部材9Bは、各突出部90Bが各孔90Aに嵌合することによって、第1部材9Aに固定される。
図1に示すように、接続具9の上端部は、後述する第1ボールジョイント2及び接続部材7を介して装着具8に接続される。図2及び図3に示すように、接続具9の下端部は、後述する第2ボールジョイント3及び接続部材6を介して画像表示装置11に接続される。画像表示装置11は、接続具9によって装着具8に取り付けられる。接続具9は、装着具8から離隔した位置に画像表示装置11を保持する。接続具9は、装着具8がユーザの頭部に固定された状態で、画像表示装置11のハーフミラー14を、ユーザの左眼の前方に配置させることができる。
<画像表示装置11>
図1から図3に示すように、画像表示装置11は筐体12を備えている。筐体12は、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。筐体12は中空箱状である。筐体12の左側は開放する。筐体12の内部に収容されたレンズユニットの左側は露出する。筐体12の開口部に、ハーフミラー14が設けられる。図3に示すように、筐体12の後面に、後述する接続部材6が接続されている。筐体12の内部に、レンズユニット、ピント調節機構、及び、液晶ユニットが収容される。ハーフミラー14、レンズユニット、及び、液晶ユニットは、左側から右側に向けて順番に並ぶ。ピント調節機構は、操作部材15を有する。操作部材15は、筐体12の前面に配置される。
図1から図3に示すように、画像表示装置11は筐体12を備えている。筐体12は、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。筐体12は中空箱状である。筐体12の左側は開放する。筐体12の内部に収容されたレンズユニットの左側は露出する。筐体12の開口部に、ハーフミラー14が設けられる。図3に示すように、筐体12の後面に、後述する接続部材6が接続されている。筐体12の内部に、レンズユニット、ピント調節機構、及び、液晶ユニットが収容される。ハーフミラー14、レンズユニット、及び、液晶ユニットは、左側から右側に向けて順番に並ぶ。ピント調節機構は、操作部材15を有する。操作部材15は、筐体12の前面に配置される。
液晶ユニットは、画像を表示させることによって、画像光を射出する。なお、本発明において、液晶ユニットの代わりに、Digital Mirror Device(DMD)、有機EL等の二次元表示装置が用いられてもよい。更に、2次元的に走査された光をユーザの網膜上に投影する網膜走査型の投影装置(Retinal Scanning Display)が用いられてもよい。レンズユニットは、液晶ユニットから射出された画像光をハーフミラー14に導く。ピント調節機構は、操作部材15の回転に応じて、レンズユニットを左右方向に移動させる。ユーザは、操作部材15を回転させることによって、画像表示装置11のピント調節を行うことができる。
ハーフミラー14は矩形板状である。ハーフミラー14の両面のうち一方の面は、右斜め後方を向く。ハーフミラー14の両面のうち他方の面は、左斜め前方を向く。ハーフミラー14は、入射した光の一部(例えば50%)を反射させ、他部を透過させることができる。ハーフミラー14は、レンズユニットを通過して右側から入射する画像光を後側に反射させることができる。ユーザの眼は、ハーフミラー14によって後側に反射された画像光に基づいて、虚像を視認できる。又、ハーフミラー14は、外界の光を後側に透過させることができる。なお、本発明において、ハーフミラー14の代わりに、プリズムや回折格子のような光路偏向部材が用いられてもよい。
<接続部材7>
図4、図5に示すように、接続部材7は、連結部71及び円筒部72を有する。連結部71は、装着具8(図1〜図3参照)に対して接続部材7を着脱可能に連結する。連結部71は、外側部71A及び内側部71Bを有する。外側部71Aは、装着具8の上側、下側、及び、外側に接触する。内側部71Bは、装着具8の内側に接触する。内側部71Bは、右側に向けて突出する円筒状の突出部711を有する。外側部71Aは、装着具8の外側に接触する部分に、左右方向に貫通する非図示の孔を有する。図5に示すように、外側部71Aの非図示の孔に、右側から左側に向けてねじ712が挿通する。ねじ712は、内側部71Bの突出部711に螺合する。外側部71A及び内側部71Bは、装着具8を挟んだ状態でねじ712によって固定される。
図4、図5に示すように、接続部材7は、連結部71及び円筒部72を有する。連結部71は、装着具8(図1〜図3参照)に対して接続部材7を着脱可能に連結する。連結部71は、外側部71A及び内側部71Bを有する。外側部71Aは、装着具8の上側、下側、及び、外側に接触する。内側部71Bは、装着具8の内側に接触する。内側部71Bは、右側に向けて突出する円筒状の突出部711を有する。外側部71Aは、装着具8の外側に接触する部分に、左右方向に貫通する非図示の孔を有する。図5に示すように、外側部71Aの非図示の孔に、右側から左側に向けてねじ712が挿通する。ねじ712は、内側部71Bの突出部711に螺合する。外側部71A及び内側部71Bは、装着具8を挟んだ状態でねじ712によって固定される。
円筒部72は円筒状の部材である。円筒部72は、連結部71の外側部71Aから右側に突出する。円筒部72は、外側面の直径がそれぞれ異なる第1円筒部72A及び第2円筒部72Bを有する。第2円筒部72Bは、第1円筒部72Aの右側に配置される。第2円筒部72Bの外側面の直径は、第1円筒部72Aの外側面の直径よりも小さい。第2円筒部72Bの内側に空間が形成されている。第2円筒部72Bの左端は、底部721(図8参照)によって閉塞する。第2円筒部72Bの外側面にねじ山が形成されている。第2円筒部72Bには、後述する第1ボールジョイント2のソケット22が接続する。
<第1ボールジョイント2>
図5から図8に示すように、第1ボールジョイント2は、ボールスタッド21、ソケット22、受け部23、及び、押え部24を備える。ボールスタッド21は、球体部21A、棒部21B、及び、基部21Cを有する。球体部21Aは、球状の部位である。棒部21Bは、球体部21Aから右側に向けて延びる円柱状の部位である。棒部21Bの断面の径は、球体部21Aの直径よりも小さい。図8に示すように、棒部21Bは、球体部21Aの中心211から放射状に延びる仮想線212に沿って延び、右斜め後方に曲折し、仮想線213に沿って更に延びる。基部21Cは、棒部21Bのうち球体部21A側と反対側に接続する。図5に示すように、接続具9の第1部材9Aの上端部に凹部911が設けられる。図8に示すように、ボールスタッド21の基部21Cは、左側から凹部911に嵌る。凹部911の底部には、左右方向に貫通する非図示の孔が形成される。この孔に、右側から左側に向けてねじ912が挿通する。ねじ912は、ボールスタッド21の基部21Cに設けられたねじ穴に螺合する。これによって、ボールスタッド21はねじ912によって接続具9に固定される。
図5から図8に示すように、第1ボールジョイント2は、ボールスタッド21、ソケット22、受け部23、及び、押え部24を備える。ボールスタッド21は、球体部21A、棒部21B、及び、基部21Cを有する。球体部21Aは、球状の部位である。棒部21Bは、球体部21Aから右側に向けて延びる円柱状の部位である。棒部21Bの断面の径は、球体部21Aの直径よりも小さい。図8に示すように、棒部21Bは、球体部21Aの中心211から放射状に延びる仮想線212に沿って延び、右斜め後方に曲折し、仮想線213に沿って更に延びる。基部21Cは、棒部21Bのうち球体部21A側と反対側に接続する。図5に示すように、接続具9の第1部材9Aの上端部に凹部911が設けられる。図8に示すように、ボールスタッド21の基部21Cは、左側から凹部911に嵌る。凹部911の底部には、左右方向に貫通する非図示の孔が形成される。この孔に、右側から左側に向けてねじ912が挿通する。ねじ912は、ボールスタッド21の基部21Cに設けられたねじ穴に螺合する。これによって、ボールスタッド21はねじ912によって接続具9に固定される。
受け部23は、接続部材7の第2円筒部72Bの内側に収容される。受け部23は、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。受け部23の左側面は、第2円筒部72Bの底部721に接触する。受け部23の右側面に、円形に窪んだ凹部23Bが設けられる。凹部23Bは、ボールスタッド21の球体部21Aの左側略半分の部分に左側から接触する。図7に示すように、押え部24は半球体状を有する。押え部24の開口は左側を向く。押え部24は、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。押え部24は、左右方向に貫通する円形の孔24Aを有する。ボールスタッド21の棒部21Bは、孔24Aに挿通する。孔24Aの直径は、ボールスタッド21の棒部21Bの断面の径と略同一である。図8に示すように、押え部24の内側面に対応する壁部24Bは、ボールスタッド21の球体部21Aの右側略半分の部分に右側から接触する。球体部21Aは、受け部23の凹部23Bと押え部24の壁部24Bとによって左右両側から挟まれる。
ソケット22は、左右方向に延びる円筒状の部材である。ソケット22の内径は、接続部材7の第2円筒部72Bの外径と略同一である。ソケット22の内側面のうち左端部分に、ねじ山が形成されている。このねじ山は、第2円筒部72Bの外側面に形成されたねじ山に螺合する。これによって、ソケット22は接続部材7に接続する。ボールスタッド21の球体部21A、受け部23、及び、押え部24は、第2円筒部72Bとソケット22とで囲まれた空間に収容される。
図6に示すように、ソケット22の右端部に、中心に向けて湾曲しながら延びる壁部221が設けられる。壁部221には、左右方向に貫通する円形の孔22Aが形成される。ボールスタッド21の棒部21Bは、孔22Aに挿通する。壁部221の内側の端部は、押え部24の外側面に右側から接触する。押え部24の右側の一部分は、孔22Aからソケット22の外側にはみ出している。
図8に示すように、接続部材7の第2円筒部72Bにソケット22が螺合した状態で、ソケット22の壁部221の内側の端部は、押え部24を左側に向けて押す。押え部24の壁部24Bに接触した状態のボールスタッド21の球体部21Aは、押え部24に押されて左側に移動し、受け部23に押し付けられる。これによって、受け部23と押え部24とによって球体部21Aが左右両側から挟まれた状態が維持される。
第2円筒部72Bに対するソケット22の螺合の程度に応じて、第2円筒部72Bの底部721とソケット22の壁部221との間の距離は変化する。底部721と壁部221との間の距離に応じて、ソケット22の壁部221が押え部24を押す力、及び、受け部23及び押え部24が球体部21Aを挟む力は変化する。ソケット22の壁部221が押え部24を押す力に応じて、壁部221と押え部24との間の摩擦力は変化する。以下、この摩擦力を、「第1摩擦力」という。第1摩擦力が大きくなる程、ソケット22に対して押え部24は移動し難くなる。又、受け部23及び押え部24が球体部21Aを挟む力に応じて、受け部23及び押え部24と球体部21Aとの間の摩擦力は変化する。以下、この摩擦力を、「第2摩擦力」という。第2摩擦力が大きくなる程、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動し難くなる。本実施例では第1摩擦力が第2摩擦力よりも大きくなるよう各部材の材質や形状が選択されている。なお部材間での摩擦力は、材料自体の摩擦係数の他、表面の硬さによる変形しやすさや表面の凹凸、接触面積などにより所望の大小関係に調整することが可能である。
底部721と壁部221とが離隔した状態では、第1摩擦力及び第2摩擦力は何れも小さい。この状態で、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対して押え部24は移動可能であり、且つ、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動可能である。従って、図6に示すように、ボールスタッド21は、球体部21Aの中心211から放射状に延びる仮想線212を軸として、矢印2Aで示される方向に回転可能となる。又、ボールスタッド21は、ソケット22の壁部221の孔22Aに棒部21Bが接触しない範囲、即ち、中心211と壁部221の内側の端部とを結ぶ仮想円錐面214で囲まれた範囲で、矢印2Bで示される方向に移動可能となる。なお、ボールスタッド21が矢印2A、2Bで示される方向に移動する場合、押え部24も、ボールスタッド21の移動に伴って移動することになる。つまり、受け部23に対するボールスタッド21の移動方向と、受け部23に対する押え部24の移動方向とは一致する。なお、この場合の移動は、仮想線212と直交し、且つ、互いに直交する2つの軸(例えば、前後方向に延びる第1軸と、上下方向に延びる第2軸)を中心とした回転移動の一部に相当する。図6の左右方向をX軸、前後方向をY軸、上下方向をZ軸とすれば、仮想線212まわりの移動はX軸まわりの回転Xθ、円錐面214内での移動はY軸まわりの回転YθとZ軸まわりの回転Zθの合成として表現されることになる。
底部721と壁部221とが近接するに従い、第1摩擦力、及び、第2摩擦力は強くなる。本実施形態においては、はじめに、第1摩擦力によって、ソケット22に対する押え部24の移動が規制される。なお、上記のように、押え部24の孔24Aの直径は、ボールスタッド21の棒部21Bの断面の径と略同一である。このため、ソケット22に対する押え部24の移動が規制された状態で、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ボールスタッド21の矢印2Bで示される方向の移動が規制される。なお、この状態で、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動は第2摩擦力によって規制されないとする。このため、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動は可能となるので、ボールスタッド21は、矢印2Aで示される方向の回転が可能な状態は維持される。つまり、受け部23に対してボールスタッド21が相対的に移動可能な範囲の大きさ(矢印2A、2B)は、押え部24に対してボールスタッド21が相対的に移動可能な範囲の大きさ(矢印2A)よりも大きいことになる。
更に底部721と壁部221とが近接した場合、次に、第2摩擦力によって、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動が規制される。この場合、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合に、ボールスタッド21の矢印2Aで示される方向の回転が規制される。従って、接続部材7に対して第1ボールジョイント2は移動不可能な状態になる。
以下、第1ボールジョイント2において、矢印2Aで示される方向にボールスタッド21が回転可能であり、且つ、矢印2Bで示される方向にボールスタッド21が移動可能となるようにソケット22が締められた状態を、第1状態という。ボールスタッド21の矢印2Bで示される方向の移動が規制され、矢印2Aで示される方向の回転が可能となるようにソケット22が締められた状態を、第2状態という。ボールスタッド21の矢印2Aで示される方向の回転、及び、矢印2Bで示される方向の移動が規制されるようにソケット22が締められた状態を、第3状態という。第1ボールジョイント2のボールスタッド21が回転することを、「第1ボールジョイント2が回転する」という。
なお、上記において、第1摩擦力および第2摩擦力は、接続具9及び画像表示装置11等に作用する重力によって第1ボールジョイント2に作用する力よよりも大きいので、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用しない場合、第1状態〜第3状態の何れの状態の場合も、接続部材7に対する第1ボールジョイント2の位置は固定的となる。つまり、接続具9及び画像表示装置11等の重力によって第1ボールジョイント2は回転しない。
<接続部材6>
図3に示すように、接続部材6は、前後方向に延びる略角柱状の部材である。接続部材6の前面は、後述する画像表示装置11の後面に接続する。接続部材6は、後端の右側面から右側に突出する円筒部62(図9〜図11参照)を有する。円筒部62の内側に空間が形成されている。円筒部62の左端は、底部621(図11参照)によって閉塞する。円筒部62の外側面にねじ山が形成されている。円筒部62には、後述する第2ボールジョイント3のソケット32が接続する。
図3に示すように、接続部材6は、前後方向に延びる略角柱状の部材である。接続部材6の前面は、後述する画像表示装置11の後面に接続する。接続部材6は、後端の右側面から右側に突出する円筒部62(図9〜図11参照)を有する。円筒部62の内側に空間が形成されている。円筒部62の左端は、底部621(図11参照)によって閉塞する。円筒部62の外側面にねじ山が形成されている。円筒部62には、後述する第2ボールジョイント3のソケット32が接続する。
<第2ボールジョイント3>
図9〜図11に示すように、第2ボールジョイント3の構成は、一部の構成を除き、第1ボールジョイント2と略同一である。以下では、上記における第1ボールジョイント2の説明との重複を避けるため、第2ボールジョイント3の説明を省略又は簡略化している。第2ボールジョイント3は、ボールスタッド31、ソケット32、受け部33、及び、押え部34を備える。ボールスタッド31、ソケット32、受け部33、及び、押え部34は、それぞれ、第1ボールジョイント2のボールスタッド21、ソケット22、受け部23、及び、押え部24に対応する。
図9〜図11に示すように、第2ボールジョイント3の構成は、一部の構成を除き、第1ボールジョイント2と略同一である。以下では、上記における第1ボールジョイント2の説明との重複を避けるため、第2ボールジョイント3の説明を省略又は簡略化している。第2ボールジョイント3は、ボールスタッド31、ソケット32、受け部33、及び、押え部34を備える。ボールスタッド31、ソケット32、受け部33、及び、押え部34は、それぞれ、第1ボールジョイント2のボールスタッド21、ソケット22、受け部23、及び、押え部24に対応する。
ボールスタッド31は、球体部31A、棒部31B、及び、基部31Cを有する。球体部31A、棒部31B、及び、基部31Cの形状は、ボールスタッド21の球体部21A、棒部21B、及び、基部21Cの形状と同一である。棒部31Bは、球体部31Aの中心311から放射状に延びる仮想線312に沿って延び、右斜め後方に曲折し、仮想線313に沿って更に延びる。図5に示すように、接続具9の第1部材9Aの下端部に凹部913が設けられる。図11に示すように、ボールスタッド31の基部31Cは、左側から凹部913に嵌る。凹部913の底部には、左右方向に貫通する非図示の孔が形成される。この孔に、右側から左側に向けてねじ914が挿通する。ねじ914は、ボールスタッド31の基部31Cに設けられたねじ穴に螺合する。これによって、ボールスタッド31はねじ914によって接続具9に固定される。
受け部33は、接続部材6の円筒部62の内側に収容される。受け部33は、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。受け部33の左側面は、円筒部62の底部621に接触する。受け部33の右側面に、円形に窪んだ凹部33Bが設けられる。凹部33Bは、ボールスタッド31の球体部31Aの左側略半分の部分に左側から接触する。
押え部34の形状は、第1ボールジョイント2の押え部24と異なる。押え部34は略円筒状を有する。押え部34は、内側面の直径がそれぞれ異なる第1円筒部341及び第2円筒部342を有する。第2円筒部342は、第1円筒部341の右側に配置される。第2円筒部342の内側面の直径は、第1円筒部341の内側面の直径よりも小さい。第1円筒部341の左端部、及び、第2円筒部342の右端部は開口する。押え部34は、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。押え部34の内側面のうち、第1円筒部341と第2円筒部342との接続部分の段差部34Bは、ボールスタッド31の球体部31Aの左右方向の中心よりも僅かに右側の部分に接触する。図10に示すように、ボールスタッド31の棒部31Bは、押え部34の右端部の開口34Aに挿通する。開口34Aの直径は、ボールスタッド31の棒部31Bの断面の径よりも大きく、後述するソケット32の孔32Aの直径と略同一である。球体部31Aは、受け部33の凹部33Bと押え部34の段差部34Bとによって、左右両側から挟まれる。
ソケット32の形状は、第1ボールジョイント2のソケット22と同一である。ソケット32の内径は、接続部材6の円筒部62の外径と略同一である。ソケット32の内側面のうち左端部分に、ねじ山が形成されている。このねじ山は、円筒部62の外側面に形成されたねじ山に螺合する。これによって、ソケット32は接続部材6に接続する。ボールスタッド31の球体部31A、受け部33、及び、押え部34は、円筒部62とソケット32とで囲まれた空間に収容される。ソケット32の壁部321及び孔32Aは、ソケット22の壁部221及び孔22Aに対応する。孔32Aの直径は、押え部34の開口34Aの直径と略同一である。壁部321の内側の端部は、押え部34の第2円筒部342の右端部の外側面に接触する。ボールスタッド31の棒部31Bは、孔32Aに挿通する。
図11に示すように、接続部材6の円筒部62にソケット32が螺合した状態で、ソケット32の壁部221の内側の端部は、押え部34を内側に押す。押え部34の第2円筒部342は、右端部の内径が縮小するように変形し、ボールスタッド31の球体部31Aに密着する。又、ソケット32の壁部221の内側の端部は、押え部34を左側に向けて押す。押え部34の段差部34Bに接触した状態のボールスタッド31の球体部31Aは、押え部34に押されて左側に移動し、受け部33に押し付けられる。これによって、受け部33と押え部34とによって球体部31Aが左右両側から挟まれた状態が維持される。
円筒部62に対するソケット32の螺合の程度に応じて、円筒部62の底部621とソケット32の壁部321との間の距離は変化する。底部621と壁部321との間の距離に応じて、受け部33及び押え部34が球体部31Aを挟む力は変化する。受け部33及び押え部34が球体部31Aを挟む力に応じて、受け部33及び押え部34と球体部31Aとの間の摩擦力は変化する。以下、この摩擦力を、「第3摩擦力」という。第3摩擦力が大きくなる程、受け部33及び押え部34に対して球体部31Aは移動し難くなる。
底部621と壁部321とが離隔した状態では、第3摩擦力は小さい。この場合で、ボールスタッド31の基部31C側にユーザによる力が作用した場合、受け部33及び押え部34に対して球体部31Aは移動可能である。従って、図9に示すように、ボールスタッド31は、球体部31Aの中心311から放射状に延びる仮想線312を軸として、矢印3Aで示される方向の回転が可能となる。又、ボールスタッド31は、受け部33の開口34Aに棒部31Bが接触しない範囲、即ち、中心231と壁部321の内側の端部とを結ぶ仮想線314で囲まれた範囲で、矢印3Bで示される方向に移動可能となる。なおこの場合の移動は、仮想線312と直交し、且つ、互いに直交する2つの軸(例えば、左右方向に延びる第1軸と、上下方向に延びる第2軸)を中心とした回転移動に相当する。
底部621と壁部321とが近接するに従い、第3摩擦力は強くなる。第3摩擦力によって、受け部33及び押え部34に対する球体部31Aの移動が規制される。この状態で、ボールスタッド31の基部31C側にユーザによる力が作用した場合、ボールスタッド21の矢印3Aで示される方向の回転、及び、矢印3Bで示される方向の移動が規制される。従って、接続部材6に対して第1ボールジョイント2は移動不可能な状態になる。
なお、第1ボールジョイント2の場合と同様、円筒部62に対するソケット32の螺合の程度に応じて、ソケット32の壁部321が押え部34を押す力が変化し、壁部321と押え部34との間の摩擦力は変化する。しかし、上記のように、壁部321の孔32Aの直径と、押え部34の開口34Aの直径とは略同一であるので、押え部34の第2円筒部342の右端部の外側面にソケット32の壁部321の内側の端部が常時密着した状態となっている。このため、第1ボールジョイント2の場合と異なり、壁部321と押え部34との間の摩擦力が小さい場合でも、ソケット32に対して押え部34は移動しない。このため、ボールスタッド31の矢印3Bで示される方向の移動のみが規制され、矢印3Aで示される方向の回転のみ可能な状態にはならない。
以下、第2ボールジョイント3において、矢印3A、3Bで示される方向にボールスタッド31が回転可能となるようにソケット32が締められた状態を、第4状態という。ボールスタッド31の矢印3A、3Bで示される方向の回転が規制されるようにソケット22が締められた状態を、第5状態という。第2ボールジョイント3のボールスタッド31が回転することを、「第2ボールジョイント3が回転する」という。
なお、上記において、ボールスタッド31の基部31C側にユーザによる力が作用しない場合、第4状態及び第5状態の何れの状態の場合も、接続部材6に対する第2ボールジョイント3の位置は固定的となる。つまり、画像表示装置11等の重力によって第2ボールジョイント3は回転しない。
<HMD1の使用例>
HMD1の使用例の一例を説明する。はじめに、ユーザは、ソケット22を緩めることによって第1ボールジョイント2を第1状態とする。又、ユーザは、ソケット32を緩めることによって第2ボールジョイント3を第4状態とする。次に、ユーザは、HMD1の装着具8を頭部に固定する。ユーザは、画像表示装置11を左手で持ち、ハーフミラー14が左眼の前方に配置されるように位置を調節する。
HMD1の使用例の一例を説明する。はじめに、ユーザは、ソケット22を緩めることによって第1ボールジョイント2を第1状態とする。又、ユーザは、ソケット32を緩めることによって第2ボールジョイント3を第4状態とする。次に、ユーザは、HMD1の装着具8を頭部に固定する。ユーザは、画像表示装置11を左手で持ち、ハーフミラー14が左眼の前方に配置されるように位置を調節する。
なお、ユーザが画像表示装置11を移動させることに応じた力が第1ボールジョイント2に作用した場合、第1ボールジョイント2は、矢印2A、2Bで示される方向に回転又は移動可能である。なお、第1ボールジョイント2は、接続具9、及び、第2ボールジョイント3を介して、装着具8と画像表示装置11とを接続する。このため、第1ボールジョイント2は、装着具8に対する接続具9、第2ボールジョイント3、及び、画像表示装置11の位置の移動を可能とする。又、ユーザが画像表示装置11を移動させることに応じた力が第2ボールジョイント3に作用した場合、第2ボールジョイント3は、矢印3A、3Bで示される方向に回転又は移動可能である。なお、第2ボールジョイント3は、接続具9と画像表示装置11とを接続する。このため、第2ボールジョイント3は、接続具9に対する画像表示装置11の移動を可能とする。
上記のように、装着具8に対する画像表示装置11の位置は、第1ボールジョイント2によって微細に調整可能であると同時に、第2ボールジョイント3によって微細に調整可能であることになる。このため、ユーザは、左眼の前方の所望する位置に所望する向きで画像表示装置11を正確に配置させることができる。
ユーザは、左眼の前方の所望する位置に画像表示装置11を配置させた後、画像表示装置11に対する力の付与を停止する。この場合、第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイント3は固定的となるので、装着具8に対する画像表示装置11の位置は保持される。
画像表示装置11の位置の調整が完了した後、例えばユーザは、ソケット22を締めることによって、第1ボールジョイント2を第1状態から第2状態に変化させる。第1ボールジョイント2は、矢印2Aで示される方向の回転のみが可能な状態となる。このことは、第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数が、3軸(仮想線212、第1軸、第2軸)から1軸(仮想線212)に変化したことになる。
上記の状態で、ユーザが、画像表示装置11のハーフミラー14を視野の外側に一時的に移動させることを所望した場合を例示する。このような場合の具体例の一例として、ハーフミラー14を介して視野の一部に投影される画像よりも、眼前の視野の必要性が高い場合が挙げられる。このような場合、ユーザは、接続具9のうち画像表示装置11が接続される側の近傍を持って力を加え、この部分を上方に持ち上げる操作を行う。このとき、第1ボールジョイント2は、矢印2Aで示される方向に回転する。画像表示装置11のハーフミラー14が視野の外側に配置される。その後、ユーザは、接続具9に対する力の付与を停止する。装着具8に対する画像表示装置11の位置は保持される。
更に、ユーザが画像表示装置11の位置を元に戻し、左眼の前方の所望する位置に画像表示装置11を配置させることを所望する場合を例示する。このような場合、ユーザは、接続具9のうち画像表示装置11が接続される側の部分を持って力を加え、この部分を下方に押し下げる操作を行う。このとき、第1ボールジョイント2は、矢印2Aで示される方向に回転する。画像表示装置11は移動前の元の位置に戻り、ハーフミラー14は視野の内側に配置される。
<本実施形態の主たる作用、効果>
HMDの表示方式として、上記実施形態のHMD1における方式の他に、ユーザの視野全体に画像を投影する方式が知られている。ユーザの視野全体に画像を投影する方式のHMDでは、ユーザの視野に画像が投影されない位置に表示部を移動させる可動部分を、予め有している場合が多い。可動部分は、ユーザの視野全体に画像が投影される位置と、ユーザの視野に画像が投影されない位置との2つの位置の間で表示部を移動できればよい。このため、可動部分は、2つの位置の何れかでのみ表示部を静止させるように構成されている場合が多い。
HMDの表示方式として、上記実施形態のHMD1における方式の他に、ユーザの視野全体に画像を投影する方式が知られている。ユーザの視野全体に画像を投影する方式のHMDでは、ユーザの視野に画像が投影されない位置に表示部を移動させる可動部分を、予め有している場合が多い。可動部分は、ユーザの視野全体に画像が投影される位置と、ユーザの視野に画像が投影されない位置との2つの位置の間で表示部を移動できればよい。このため、可動部分は、2つの位置の何れかでのみ表示部を静止させるように構成されている場合が多い。
これに対し、ユーザの視野の一部に画像を投影する方式では、上記実施形態におけるHMD1のように、ユーザの視野の所望する位置に画像が投影されるように画像表示装置11の位置を移動させるための機構と、ユーザの視野に画像が投影されないように画像表示装置11の位置を移動させるための機構とが共通化される場合が多い。ここで、ユーザの視野の所望する位置に画像が投影されるように画像表示装置11の位置を移動させるために、画像表示装置11の移動の自由度は大きい方が好ましい。一方、ユーザの視野に画像が投影されないように画像表示装置11の位置を移動させる場合、画像表示装置11を移動前の元の位置に戻すことを容易とするために、画像表示装置11の移動の自由度は小さい方が好ましい。
HMD1には、第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイント3が設けられている。第1ボールジョイント2は、ソケット22の締め具合を調整することによって、回転自由度の異なる第1状態〜第3状態に変更することが可能である。第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数は、第1状態(仮想線212、第1軸、第2軸)、第2状態(仮想線212)、及び、第3状態(軸なし)の順で小さくなる。例えば、ユーザは、視野に画像が投影されない位置に画像表示装置11を一旦移動させた後、元の位置に画像表示装置11を戻すための調整を、第2状態に変更された第1ボールジョイント2を用いて行うことができる。第2状態における第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数は、第1状態における第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数よりも小さい。この場合、ユーザは、第1ボールジョイント2による画像表示装置11の移動の自由度を制限できる。従って、ユーザは、元の位置に画像表示装置11を容易且つ適切に戻すことができる。
例えば、ユーザは、左眼の前方のどの位置にどの向きで画像表示装置11を配置するかの調整を、第1状態の第1ボールジョイント2、及び、第4状態の第2ボールジョイント3を用いて行うことができる。この場合、画像表示装置11の移動の自由度が大きいので、画像表示装置11の位置を更に微細に調整できる。又、この場合、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を移動させ、且つ、元の位置に画像表示装置11を戻すための調整と、視野の所望する位置に画像を投影するための画像表示装置11の調整との両方の調整に、第1ボールジョイント2を使用できる。このため、HMD1は、第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイント3の自由度を効率よく使用できる。従って、コンパクトで構成が簡単なHMD1を実現できる。一般に、物体を三次元空間内で配置する際には位置で3自由度、向き(回転)で3自由度の合計6自由度があればあらゆる状態の配置が実現できる。ボールジョイント機構は1つで3自由度を有するので、2つのボールジョイント機構を使えば十分に微細な調整が可能となる。
なお、ユーザは、最初にHMD1を装着する場合のみ、第1状態の第1ボールジョイント2、及び、第4状態の第2ボールジョイント3を使用して、画像表示装置11の位置を調整し、次いで、第1ボールジョイント2を第2状態にした後は、画像表示装置11の視野からの退避および復帰を第1ボールジョイント2のみによって行ってもよい。
上記において、第1ボールジョイント2は、ボールスタッド21、ソケット22、受け部23、及び、押え部24を備える。受け部23は、ボールスタッド21の球体部21Aの左側に接触する。押え部24は、球体部21Aの右側に接触する。ソケット22の壁部221は、押え部24に右側から接触し、押え部24を左側に向けて押す。これによって、受け部23と押え部24とによって球体部21Aが左右両側から挟まれた状態が維持される。
接続部材7に対するソケット22の螺合の程度が弱い場合、壁部221と押え部24との間の第1摩擦力、及び、受け部23及び押え部24と球体部21Aとの間の第2摩擦力は何れも小さい。この場合、ソケット22に対して押え部24は移動可能となり、且つ、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動可能となる。従って、ボールスタッド21は、矢印2A、2Bの何れの方向にも移動可能となる(第1状態)。一方、接続部材7に対するソケット22の螺合の程度が強い場合、第1摩擦力が第2摩擦力よりも大きくなり、且つ、第1摩擦力によって、ソケット22に対する押え部24の移動、言い換えれば、受け部23に対する押え部24の移動が規制される。従って、ボールスタッド21は、矢印2Bの方向の移動が規制され、矢印2Aの方向の移動のみが可能となる(第2状態)。
以上のように、HMD1は、ソケット22に対する押え部24の移動、言い換えれば、受け部23に対する押え部24の移動を可能とすることによって、第1ボールジョイント2を第1状態に変更できる。又、HMD1は、ソケット22に対する押え部24の移動、言い換えれば、受け部23に対する押え部24の移動を規制することによって、第1ボールジョイント2を第2状態に変更できる。更に、HMD1は、受け部23に対する押え部24の移動が可能な状態(第1状態)と、移動が規制された状態(第2状態)とを、接続部材7に対するソケット22の螺合の程度を調整することによって切り替えることができる。従って、HMD1は、第1ボールジョイント2の状態(第1状態又は第2状態)を容易に切り替えることができる。
第1ボールジョイント2が第1状態のとき、受け部23に対して押え部24は移動可能であり、ボールスタッド21は、矢印2A、2Bで示される方向に移動可能となる。一方、第1ボールジョイント2が第2状態のとき、受け部23に対する押え部24の移動は規制され、ボールスタッド21は、矢印2Aで示される方向にのみ移動可能となる。つまり、受け部23に対してボールスタッド21が相対的に移動可能な範囲の大きさ(矢印2A、2B)は、押え部24に対してボールスタッド21が相対的に移動可能な範囲の大きさ(矢印2A)よりも大きいことになる。このため、HMD1は、第1状態に変更された第1ボールジョイント2のボールスタッド21の移動可能な範囲を、第2状態に変更された第1ボールジョイント2のボールスタッド21の移動可能な範囲よりも大きくできる。
上記において、第1ボールジョイント2は、接続具9、及び、第2ボールジョイント3を介して、画像表示装置11と接続する。HMD1では、第1ボールジョイント2によって、装着具8に対する接続具9、第2ボールジョイント3、及び、画像表示装置11の位置の移動が可能である。ここで、仮に、第1ボールジョイント2と第2ボールジョイント3とが逆に接続されている場合を想定する。この場合、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を一旦移動させるために第1ボールジョイント2を移動させようとして力が加えられたときに、第2ボールジョイント3にもこの力が作用し、第2ボールジョイント3が移動してしまう可能性がある。
これに対し、HMD1では、装着具8により近い側のボールジョインである第1ボールジョイント2を第1状態から第2状態に変化させて、第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数を小さくする。この場合、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を一旦移動させた後、元の位置に画像表示装置11を戻す場合の調整を、第2ボールジョイント3を動かさずに行うことができる。
第2状態における第1ボールジョイント2の回転可能な軸の数は「1」であるのに対し、第4状態における第2ボールジョイント3の回転可能な軸の数は「3」である。このため、ユーザは、画像表示装置11のハーフミラー14を視野のどの位置に配置させるかの調整を、第4状態とした第2ボールジョイント3を用いて行った後、画像表示装置11の視野からの退避及び復帰を第1ボールジョイント2のみによって容易に行うことができる。
<第1変形例>
第1変形例におけるHMD1について説明する。第1変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント51が使用される。図12を参照し、第1ボールジョイント51について説明する。第1ボールジョイント51は、ボールスタッド21の棒部21Bの形状、及び、押え部24の孔24Aの形状が、第1ボールジョイント2と異なる。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第1変形例におけるHMD1について説明する。第1変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント51が使用される。図12を参照し、第1ボールジョイント51について説明する。第1ボールジョイント51は、ボールスタッド21の棒部21Bの形状、及び、押え部24の孔24Aの形状が、第1ボールジョイント2と異なる。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第1ボールジョイント51のボールスタッド21の棒部21Bには、押え部24の孔24Aと交差する部分に一対の平面部21Dが形成される。一対の平面部21Dは、棒部21Bの延伸方向と直交する特定方向(例えば、前後方向)に対向する。各平面部21Dは、特定方向と直交する平面に沿って棒部21Bの外側面が削り取られる(Dカットされる)ことによって形成される。一対の平面部21Dの間の特定方向の長さは、棒部21Bのうち一対の平面部21Dが形成されていない部分の直径よりも短い。
押え部24の孔24Aは長穴である。孔24Aは、棒部21Bの一対の平面部21Dの対向する方向である特定方向に短く、棒部21Bの延伸方向及び特定方向の何れとも直交する方向(例えば、上下方向)に長い。孔24Aの短手方向の長さは、棒部21Bの一対の平面部21Dの間の長さと略同一であり、棒部21Bのうち一対の平面部21Dが形成されていない部分の直径よりも短い。
押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとするとき、棒部21Bの一対の平面部21Dは孔24Aに接触する。このため、第1ボールジョイント2の場合と異なり、第1ボールジョイント51では、棒部21Bの延伸方向を軸としてボールスタッド21が押え部24に対して回転することが規制される。
第1ボールジョイント51が第1状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態で、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対して押え部24は移動可能であり、且つ、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動可能である。従って、第1ボールジョイント2の場合と同様、第1ボールジョイント51は、矢印2A、及び、矢印2Bで示される方向に回転又は移動可能となる。
第1ボールジョイント51が第2状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態では、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対する押え部24の移動が規制される。従って、第1ボールジョイント2の場合と同様、第1ボールジョイント51は、矢印2Bで示される方向の移動が規制される。又、押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとした場合、棒部21Bの一対の平面部21Dが押え部24の孔24Aに接触するので、仮想線212を軸としてボールスタッド21が押え部24に対して回転することが規制される。従って、第1ボールジョイント2の場合と異なり、第1ボールジョイント51は、矢印2Aで示される方向の回転も規制される。
一方、第1ボールジョイント51が第2状態の場合、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aが移動可能な状態は維持される。このため、ボールスタッド21は、押え部24の孔24Aの長手方向に沿った方向、即ち、図12において矢印2Cで示される方向の移動のみ可能となる。なお、この場合の移動は、仮想線212と直交する1つの軸(例えば、前後方向に延びる第1軸)を中心とした回転移動に相当する。このため、第1ボールジョイント51は、第2状態において仮想線212を中心として回転する第1ボールジョイント2に対して、第2状態における回転可能な軸が異なることになる。又、矢印2Cの移動範囲は、孔24Aの長手方向の端部に棒部21Bが接触することによって規制される。
第1ボールジョイント51が第3状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この場合、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動も規制される。このため、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ボールスタッド21の矢印2Cで示される方向の移動は規制される。従って、第1ボールジョイント51は移動不可能な状態になる。
以上のように、第2状態において第1ボールジョイント2が矢印2Bで示される方向に回転可能であったのに対し、第1ボールジョイント51では、第2状態において矢印2Cで示される方向に回転可能となる。このため、ユーザは、視野に画像が投影されない位置に画像表示装置11を一旦移動させた後、元の位置に画像表示装置11を戻すための調整を、第2状態に変更された第1ボールジョイント51を用いて行うことができる。
例えばユーザは、第2状態の第1ボールジョイント51を、矢印2Cによって示される方向の一方側の端部まで移動させた状態で、左眼の前方の位置に画像表示装置11を配置させる調整を行う。次に、ユーザは、矢印2Cによって示される方向の他方側の端部まで画像表示装置11を移動させることによって、視野に画像が投影されない状態とする。この場合、ユーザは、矢印2Cによって示される方向の一方側の端部まで画像表示装置11を移動させることによって、画像表示装置11を元の位置に容易に戻すことができる。
<第2変形例>
第2変形例におけるHMD1について説明する。第2変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント52が使用される。図13を参照し、第1ボールジョイント52について説明する。第1ボールジョイント52が第1ボールジョイント2と異なる点は、ボールスタッド21の棒部21Bの断面形状が正六角形の角を丸めた形である点、及び、押え部24の孔24Aの形状が正六角形である点である。棒部21Bの断面形状と孔24Aの形状とは、略同一である。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第2変形例におけるHMD1について説明する。第2変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント52が使用される。図13を参照し、第1ボールジョイント52について説明する。第1ボールジョイント52が第1ボールジョイント2と異なる点は、ボールスタッド21の棒部21Bの断面形状が正六角形の角を丸めた形である点、及び、押え部24の孔24Aの形状が正六角形である点である。棒部21Bの断面形状と孔24Aの形状とは、略同一である。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第1ボールジョイント51のボールスタッド21の棒部21Bの外側面は、6つの平面によって形成される。棒部21Bの各平面と、隣接する平面との間のなす角度は、60度である。押え部24の孔24Aも同様、6つの平面によって形成される。棒部21Bの断面形状と孔24Aの形状とは略同一の大きさの六角形を元にしているので、棒部21Bの外側面の各平面と、孔24Aの各平面とは密着する。
押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとするとき、孔24Aの各平面は、棒部21Bの各平面に接触して回転を妨げる。しかし、押え部24は弾性変形可能なゴムによって形成されているため、所定以上の力でボールスタッド21が押え部24に対して回転しようとするとき、押え部24は弾性変形する。この場合、ボールスタッド21は押え部24に対して60度回転し、再び、孔24Aの各平面に棒部21Bの各平面が接触した状態となって停止する。このように、第1ボールジョイント52は、所定以上の力がボールスタッド21に加わることに応じて、押え部24に対して60度ずつ回転する。
第1ボールジョイント52が第1状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態で、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対して押え部24は移動可能であり、且つ、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動可能である。従って、第1ボールジョイント2、51の場合と同様、第1ボールジョイント52は、矢印2A、及び、矢印2B(図6参照)で示される方向に回転又は移動可能となる。
第1ボールジョイント52が第2状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態では、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対する押え部24の移動が規制される。従って、第1ボールジョイント2の場合と同様、第1ボールジョイント52は、矢印2B(図6参照)で示される方向の移動が規制される。
一方、第1ボールジョイント51が第2状態の場合、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aが移動可能な状態は維持される。しかし、押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとした場合、孔24Aの各平面が棒部21Bの各平面に接触して回転が妨げられる。但し、ボールスタッド21の基部21C側に所定以上の力が作用した場合、上記で説明したように、押え部24が弾性変形することに応じてボールスタッド21は60度ずつ回転する。従って、第1ボールジョイント2の場合と異なり、第1ボールジョイント52では、矢印2Dで示されるように、球体部21Aの中心211から放射状に延びる仮想線212(図6参照)を軸として60度ずつ回転することが可能となる。つまり、第2状態の第1ボールジョイント52は、仮想線212を軸として無段階に回転が可能であった第1状態と比べて、仮想線212を軸とした回転の停止位置が少ないことになる。なお、上記のように、第1状態において、受け部23に対して押え部24は移動可能であるのに対し、第2状態において、受け部23に対する押え部24の移動は規制される。このため、受け部23に対してボールスタッド21が相対的に停止可能な位置の数(制限なし)は、押え部24に対してボールスタッド21が相対的に停止可能な位置の数(6箇所)よりも大きいことになる。
第1ボールジョイント52が第3状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この場合、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動が規制される。このため、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合でも、ボールスタッド21の矢印2Dで示される方向の回転は規制される。従って、第1ボールジョイント52は移動不可能な状態になる。
以上のように、第2変形例において、ユーザは、第1ボールジョイント52を第2状態とすることによって、第1ボールジョイント52の回転の停止位置の数を、第1状態の場合よりも少なくすることができる。具体的には、ユーザは、第1ボールジョイント52を第2状態とすることによって、第1ボールジョイント52を60度ずつ6段階に回転させることができる。
例えば、ユーザは、第1ボールジョイント52を第1状態とした後、ハーフミラー14が左眼の前方に配置されるように画像表示装置11の位置を調節する。その後、ユーザは、第1ボールジョイント52を第2状態に変更する。第1ボールジョイント52は、6段階の停止位置の何れか(以下、「第1停止位置」という。)に回転した状態で保持される。次に、ユーザは、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を移動させる。この場合、第1ボールジョイント52は、6段階の停止位置のうち、第1停止位置と異なる第2停止位置に回転した状態で保持される。ここで、画像表示装置11を元の位置に戻すことをユーザが所望する場合、ユーザは、第1ボールジョイント52を第2停止位置から第1停止位置まで回転させればよい。このため、ユーザは、第1ボールジョイント52の仮想線212を軸とした回転の停止位置が無限に存在する場合と比べて、画像表示装置11の位置を元の位置に容易に戻すことができる。
第1ボールジョイント51が第1状態のとき、受け部23に対して押え部24は移動可能であり、ボールスタッド21は、矢印2A、2Bで示される方向に移動可能となる。一方、第1ボールジョイント51が第2状態のとき、受け部23に対して押え部24の移動は規制される。このとき、ボールスタッド21は、受け部23に対して6箇所の異なる位置で停止可能となる(矢印2D)。つまり、受け部23に対してボールスタッド21が相対的に停止可能な位置の数(制限なし)は、押え部24に対してボールスタッド21が相対的に停止可能な位置の数(6箇所)よりも大きいことになる。このため、HMD1は、第1状態に変更された第1ボールジョイント51のボールスタッド21の停止可能な位置の数を、第3状態に変更された第1ボールジョイント51のボールスタッド21の停止可能な位置の数よりも大きくできる。
<第3変形例>
第3変形例におけるHMD1について説明する。第3変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント53が使用される。図14を参照し、第1ボールジョイント53について説明する。第1ボールジョイント53は、ボールスタッド21の棒部21Bの形状、及び、押え部24の孔24Aの形状が、第1ボールジョイント2と異なる。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第3変形例におけるHMD1について説明する。第3変形例におけるHMD1では、第1ボールジョイント2の代わりに第1ボールジョイント53が使用される。図14を参照し、第1ボールジョイント53について説明する。第1ボールジョイント53は、ボールスタッド21の棒部21Bの形状、及び、押え部24の孔24Aの形状が、第1ボールジョイント2と異なる。その他の構成は、第1ボールジョイント2と同一であるので、説明を省略する。
第1ボールジョイント53のボールスタッド21の棒部21Bには、押え部24の孔24Aと交差する部分に切欠き部21Eが形成される。切欠き部21Eは、全周の略半分の領域に、外側面に沿って形成される。棒部21Bの中心211を通る仮想線212から切欠き部21Eまでの長さ(半径)は、棒部21Bのうち切欠き部21Eが形成されていない部分の半径よりも小さい。
押え部24の孔24Aは円形である。孔24Aの半径は、棒部21Bのうち切欠き部21Eが形成されていない部分の半径と略同一である。孔24Aは、内側に突出する突出部241を有する。突出部241の突出方向の長さは、棒部21Bに形成された切欠き部21Eの深さと略同一である。このため、押え部24の孔24Aに棒部21Bが挿通した状態で、棒部21Bの外側面のうち切欠き部21Eが形成されていない部分は、孔24Aのうち突出部241が設けられていない部分に接触する。又、棒部21Bの外側面のうち切欠き部21Eが形成されている部分の一部に、突出部241の先端が接触する。
押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとするとき、棒部21Bの切欠き部21Eの周回方向の両端は、孔24Aの突出部241に接触する。このため、第1ボールジョイント53では、棒部21Bの仮想線212を軸としてボールスタッド21が押え部24に対して回転するときの回転量が、略180度に規制される。
第1ボールジョイント53が第1状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態で、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対して押え部24は移動可能であり、且つ、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aは移動可能である。従って、第1ボールジョイント2の場合と同様、第1ボールジョイント53は、矢印2A、及び、矢印2B(図6参照)で示される方向に回転可能となる。
第1ボールジョイント53が第2状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この状態では、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合、ソケット22に対する押え部24の移動が規制される。従って、第1ボールジョイント2の場合と同様、第1ボールジョイント51は、矢印2B(図6参照)で示される方向の回転が規制される。
一方、第1ボールジョイント53が第2状態の場合、受け部23及び押え部24に対して球体部21Aが移動可能な状態は維持される。しかし、押え部24に対してボールスタッド21が回転しようとした場合、孔24Aの突出部241が棒部21Bの切欠き部21Eの両端に接触するので、回転範囲は180度に制限される。従って、第1ボールジョイント2の場合と異なり、第1ボールジョイント53では、矢印2Eで示されるように、球体部21Aの中心211から放射状に延びる仮想線212を軸として180度の範囲で回転することが可能となる。つまり、第2状態の第1ボールジョイント53は、仮想線212を軸として360度回転が可能であった第1状態と比べて、仮想線212を軸とした回転の可能な範囲が狭いことになる。
第1ボールジョイント53が第3状態となるようにソケット22が締められた場合を例示する。この場合、受け部23及び押え部24に対する球体部21Aの移動も規制される。このため、ボールスタッド21の基部21C側にユーザによる力が作用した場合でも、ボールスタッド21の矢印2Eで示される方向の回転は規制される。従って、第1ボールジョイント53は移動不可能な状態になる。
以上のように、第3変形例において、ユーザは、第1ボールジョイント53を第2状態とすることによって、第1ボールジョイント52の回転の可能な範囲を、第1状態の場合よりも狭くすることができる。具体的には、ユーザは、第1ボールジョイント53を第2状態とすることによって、第1ボールジョイント52の回転可能な範囲を180度とすることができる。
例えば、ユーザは、第1ボールジョイント53を第1状態とした後、ハーフミラー14が左眼の前方に配置されるように画像表示装置11の位置を調節する。その後、ユーザは、第1ボールジョイント53を第2状態に変更する。例えばこの状態で、第1ボールジョイント53は、回転可能な範囲の一端側まで回転した状態、具体的には、ボールスタッド21の棒部21Bの切欠き部21Eの一端側に孔24Aの突出部241が接触した状態で保持される。次に、ユーザは、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を移動させる。例えばこの状態で、第1ボールジョイント53は、回転可能な範囲の他端側まで回転した状態、具体的には、ボールスタッド21の棒部21Bの切欠き部21Eの他端側に孔24Aの突出部241が接触した状態で保持される。ここで、画像表示装置11を元の位置に戻すことをユーザが所望する場合、ユーザは、第1ボールジョイント52を、回転可能な範囲の一端側まで回転した状態まで回転させればよい。このため、ユーザは、第1ボールジョイント53の仮想線212を軸とした回転の可能な範囲が360度の場合と比べて、画像表示装置11の位置を元の位置に容易に戻すことができる。
<その他の変形例>
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記において、第1ボールジョイント2は、第1状態から第2状態に変化することによって、回転が可能な軸の数が「3」から「1」に減少した。これに対し、第1状態から第2状態に変化することによって並進が可能な軸の数が減少する機構が、第1ボールジョイント2の代わりに使用されてもよい。例えば、XY平面上を複数の軸(例えば、X軸及びY軸)に沿って移動する並進機構が、第1ボールジョイント2の代わりに用いられてもよい。この場合、複数の軸の全てに沿って移動可能な状態を、「第1状態」とし、複数の軸の何れかに沿った移動が禁止された状態を、「第2状態」としてもよい。又、例えば、ボールジョイントを2つ平行に並べた平行リンク機構が、第1ボールジョイント2の代わりに用いられてもよい。この場合、2つのボールジョイントの回転可能な軸が制限されない状態を、「第1状態」とし、2つのボールジョイントの少なくとも1つの回転可能な軸が制限された状態を、「第2状態」としてもよい。
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記において、第1ボールジョイント2は、第1状態から第2状態に変化することによって、回転が可能な軸の数が「3」から「1」に減少した。これに対し、第1状態から第2状態に変化することによって並進が可能な軸の数が減少する機構が、第1ボールジョイント2の代わりに使用されてもよい。例えば、XY平面上を複数の軸(例えば、X軸及びY軸)に沿って移動する並進機構が、第1ボールジョイント2の代わりに用いられてもよい。この場合、複数の軸の全てに沿って移動可能な状態を、「第1状態」とし、複数の軸の何れかに沿った移動が禁止された状態を、「第2状態」としてもよい。又、例えば、ボールジョイントを2つ平行に並べた平行リンク機構が、第1ボールジョイント2の代わりに用いられてもよい。この場合、2つのボールジョイントの回転可能な軸が制限されない状態を、「第1状態」とし、2つのボールジョイントの少なくとも1つの回転可能な軸が制限された状態を、「第2状態」としてもよい。
第1ボールジョイント52は、第1状態から第2状態に変化することによって、回転を停止可能な位置の数が「無段階」から「6」に減少した。これに対し、第1状態から第2状態に変化することによって並進を停止可能な位置の数が減少する機構が、第1ボールジョイント52の代わりに使用されてもよい。例えば、装着具8に対して接続具9を左右方向に移動させ、且つ、左右方向の何れかの位置で接続具9を保持することが可能な機構(以下、「第2機構」という。)が、第1ボールジョイント52の代わりに装着具8に設けられてもよい。第2機構は、第1状態とした場合に、接続具9を左右方向に無段階に保持可能としてもよい。一方、第2機構は、第2状態とした場合に、接続具9を左右方向の複数の位置の何れかに保持可能としてもよい。例えば、ボールジョイントを2つ平行に並べた平行リンク機構が、第1ボールジョイント52の代わりに用いられてもよい。そしてそれぞれのボールジョイントが、第1ボールジョイント52のように、回転を停止可能な位置の数が制限されていてもよい。
第1ボールジョイント53は、第1状態から第2状態に変化することによって、回転が可能な範囲は「360度」から「180度」に減少した。これに対し、第1ボールジョイント53は、第1状態から第2状態に変化することによって、並進が可能な範囲が減少してもよい。例えば、装着具8に対して接続具9を左右方向に移動させ、且つ、左右方向の何れかの位置で接続具9を保持することが可能な機構(以下、「第3機構」という。)が、第1ボールジョイント52の代わりに装着具8に設けられてもよい。第3機構は、第1状態とした場合に、接続具9を左右方向に第1距離分移動可能としてもよい。一方、第2機構は、第2状態とした場合に、接続具9を左右方向に、第1距離よりも短い第2距離部移動可能としてもよい。
上記において、ユーザは、第1ボールジョイント2、51〜53を第2状態とし、ユーザの視野に画像が投影されないように画像表示装置11を移動させた場合、この状態で、第1ボールジョイント2、51〜53を第3状態としてもよい。これによって、ユーザは、ユーザの視野に画像が投影されない位置に画像表示装置11を配置した状態で、画像表示装置11を適切に固定できる。従って、ユーザは、ユーザの視野に画像が投影されない位置に配置された画像表示装置11が、第1ボールジョイント2、51〜53が移動することによって、ユーザの視野に画像が投影される位置に戻ることを抑制できる。
上記において、ユーザは、ハーフミラー14が左眼の前方に配置されるように画像表示装置11の位置を調節した後、第2ボールジョイント3の状態を、第4状態から第5状態に変化させてもよい。又、視野に画像が投影されないように画像表示装置11を移動させたり、画像表示装置11を元の位置に戻したりする動作を、第1ボールジョイント2によってのみ実行してもよい。これによって、ユーザは、眼前の所望する位置に配置された画像表示装置11が移動することを抑制できる。
上記において、第2ボールジョイントは複数あってもよい。例えば、接続具9は、複数の可動部を有するアームで構成されてもよい。このアームの先端に画像表示装置11が接続されてもよい。この場合、本実施形態の第2ボールジョイントの代わりに複数の可動部が利用されてもよい。これら複数の可動部の自由度をあわせたものが、第2ボールジョイントに相当する機構の自由度であるとみなせば、本発明の作用はこの場合でも同様に説明できる。第1ボールジョイント2の状態を第1状態〜第3状態の間で変化させる方法は、上記のように、ソケット22の締め具合を調整する方法に限定されない。
<その他>
画像表示装置11は本発明の「表示部」の一例である。装着具8は本発明の「固定部」の一例である。第1ボールジョイント2は本発明の「第1調整部」の一例である。第2ボールジョイント3は本発明の「第2調整部」の一例である。第1ボールジョイント2のソケット22は本発明の「自由度変更部」の一例である。受け部23は本発明の「ガイド部材」の一例である。ボールスタッド21は本発明の「移動部材」の一例である。押え部24は本発明の「押え部材」の一例である。ソケット22の壁部221は本発明の「規制部材」の一例である。
画像表示装置11は本発明の「表示部」の一例である。装着具8は本発明の「固定部」の一例である。第1ボールジョイント2は本発明の「第1調整部」の一例である。第2ボールジョイント3は本発明の「第2調整部」の一例である。第1ボールジョイント2のソケット22は本発明の「自由度変更部」の一例である。受け部23は本発明の「ガイド部材」の一例である。ボールスタッド21は本発明の「移動部材」の一例である。押え部24は本発明の「押え部材」の一例である。ソケット22の壁部221は本発明の「規制部材」の一例である。
1 :HMD
2、51、52、53 :第1ボールジョイント
3 :第2ボールジョイント
8 :装着具
9 :接続具
11 :画像表示装置
22 :ソケット
32 :ソケット
32A :孔
33 :受け部
33B :凹部
34 :押え部
34A :開口
34B :段差部
2、51、52、53 :第1ボールジョイント
3 :第2ボールジョイント
8 :装着具
9 :接続具
11 :画像表示装置
22 :ソケット
32 :ソケット
32A :孔
33 :受け部
33B :凹部
34 :押え部
34A :開口
34B :段差部
Claims (11)
- 画像を表示する表示部と、
ユーザの頭部に固定される固定部と、
前記固定部に対する前記表示部の位置を移動させて保持可能な調整部であって、
前記表示部の位置を前記固定部に対して第1自由度又は前記第1自由度よりも自由度の小さい第3自由度で移動させ、且つ、前記表示部の位置を保持可能な第1調整部と、
前記表示部の位置を前記固定部に対して第2自由度で移動させ、且つ、前記表示部の位置を保持可能な第2調整部と、を有する調整部と、
前記第1調整部の自由度を前記第1自由度と前記第3自由度とに選択的に変更可能な自由度変更部と
を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転が可能な軸の数が少ないことを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転が可能な範囲が狭いことを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第3自由度は、前記第1自由度よりも並進または回転を停止可能な位置の数が少ないことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第1調整部は、
ガイド部材と、
前記ガイド部材に接触し、且つ、所定方向に摺動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記ガイド部材に押圧して接触させる押え部材と、
を有し、
前記自由度変更部は、
前記押え部材の前記ガイド部材に対する移動を規制可能な規制部材を有し、
前記規制部材は、
前記第1調整部の自由度が前記第1自由度の状態で、前記ガイド部材に対する前記押え部材の位置を前記所定方向に移動可能とし、
前記第1調整部の自由度が前記第3自由度の状態で、前記ガイド部材に対する前記押え部材の位置が固定されるよう規制することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 前記自由度変更部によって前記第1調整部の自由度が前記第3自由度に変更された状態で、前記規制部材と前記押え部材との間の摩擦力である第1摩擦力が、前記移動部材と前記ガイド部材および前記押え部材との間の第2摩擦力よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記移動部材が前記ガイド部材に対して相対的に移動可能な範囲の大きさは、前記移動部材が前記押え部材に対して相対的に移動可能な範囲の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項5又は6に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記移動部材が前記ガイド部材に対して相対的に移動して停止することのできる位置の数は、前記移動部材が前記押え部材に対して相対的に移動して停止することのできる位置の数よりも多いことを特徴とする請求項5から7の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第1調整部は、前記表示部に加えて前記第2調整部の位置を前記固定部に対して前記第1自由度又は前記第3自由度で移動させることを特徴とする請求項1から8の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第3自由度は前記第2自由度よりも小さいことを特徴とする請求項1から9の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記第1調整部は、ボールジョイントであることを特徴とする請求項1から10の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015192444A JP2017069736A (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | ヘッドマウントディスプレイ |
EP16851258.0A EP3358833A4 (en) | 2015-09-30 | 2016-09-20 | HEAD-MOUNTED DISPLAY |
PCT/JP2016/077644 WO2017057084A1 (ja) | 2015-09-30 | 2016-09-20 | ヘッドマウントディスプレイ |
US15/708,204 US10459235B2 (en) | 2015-09-30 | 2017-09-19 | Head-mounted display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015192444A JP2017069736A (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | ヘッドマウントディスプレイ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017069736A true JP2017069736A (ja) | 2017-04-06 |
Family
ID=58427579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015192444A Pending JP2017069736A (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | ヘッドマウントディスプレイ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10459235B2 (ja) |
EP (1) | EP3358833A4 (ja) |
JP (1) | JP2017069736A (ja) |
WO (1) | WO2017057084A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190106859A (ko) * | 2019-08-27 | 2019-09-18 | 엘지전자 주식회사 | 전자 디바이스 |
WO2021188222A2 (en) * | 2020-02-06 | 2021-09-23 | Galvion Ltd. | Rugged integrated helmet vision system |
JP2022115244A (ja) * | 2021-01-28 | 2022-08-09 | セイコーエプソン株式会社 | 画像表示装置及びその製造方法 |
CN113341585B (zh) * | 2021-05-24 | 2023-05-26 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 涉及连接技术的设备 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3797962B2 (ja) | 2002-08-22 | 2006-07-19 | 三菱電機株式会社 | 頭部装着型画像表示装置 |
US7190330B2 (en) * | 2004-01-07 | 2007-03-13 | Icuiti Corporation | Virtual display headset |
US7193783B2 (en) * | 2004-07-12 | 2007-03-20 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Mounting/adjusting mechanism for vision enhancement system |
JP2007325105A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Nikon Corp | 携帯表示装置 |
JP2009033308A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Nikon Corp | ヘッドマウントディスプレイ |
GB2539107B (en) * | 2009-06-01 | 2017-04-05 | Wilcox Ind Corp | Helmet mount for viewing device |
US8497465B2 (en) * | 2010-05-28 | 2013-07-30 | Exelis, Inc. | Orientation sensing switch system for a head-mounted electronic device |
US20120002046A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Raytheon Company | Flip-Up Hands-Free Display Mount |
-
2015
- 2015-09-30 JP JP2015192444A patent/JP2017069736A/ja active Pending
-
2016
- 2016-09-20 EP EP16851258.0A patent/EP3358833A4/en not_active Withdrawn
- 2016-09-20 WO PCT/JP2016/077644 patent/WO2017057084A1/ja active Application Filing
-
2017
- 2017-09-19 US US15/708,204 patent/US10459235B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017057084A1 (ja) | 2017-04-06 |
US10459235B2 (en) | 2019-10-29 |
EP3358833A4 (en) | 2019-05-22 |
EP3358833A1 (en) | 2018-08-08 |
US20180003989A1 (en) | 2018-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6551278B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
US10168536B2 (en) | Head-mounted display and image display device | |
WO2017057084A1 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
WO2015030099A1 (ja) | 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ | |
JP6281456B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
WO2016039440A1 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ、画像表示ユニットおよび装着具 | |
JP6500793B2 (ja) | 取付具、表示システム、及び、取付システム | |
WO2015030100A1 (ja) | 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ | |
JP6281455B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
US20180124367A1 (en) | Eyecup-Attached Head-Mounted Display | |
JP6458821B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
JP6206366B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
JP6493229B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
JP6455540B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
JP6164231B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ及び画像表示装置 | |
JP2016031504A (ja) | 画像表示装置、及び、ヘッドマウントディスプレイ | |
WO2016039363A1 (ja) | ヘッドマウントディスプレイおよび画像表示ユニット | |
JP6229624B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイおよび装着具 | |
JP6146422B2 (ja) | 画像表示装置、及び、ヘッドマウントディスプレイ | |
JP6465134B2 (ja) | ヘッドマウントディスプレイ及び画像表示装置 | |
JP6213432B2 (ja) | 装着具およびヘッドマウントディスプレイ | |
JP2016063271A (ja) | ヘッドマウントディスプレイおよび装着具 | |
KR20160103705A (ko) | 착용형 디스플레이 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180412 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190702 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191224 |