JP6206366B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

本発明はヘッドマウントディスプレイに関する。

使用者の片側の眼に画像を提示する単眼型の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。特許文献１は、光学系筐体、及び、頭部装着部を有するＨＭＤを開示する。光学系筐体は、液晶表示パネル、レンズ、及び、ミラーを内部に備える。液晶表示パネルは、画像を表示させることで画像光を形成させる。レンズは、画像光をミラーに導く。ミラーは、レンズによって導かれた画像光を使用者側に反射させる。頭部装着部は、使用者の頭部に装着される。頭部装着部はボールジョイントを介して光学系筐体と接続し、使用者の片側の眼の前に光学系筐体を保持する。この状態で、光学系筐体のミラーによって反射された画像光は、光学系筐体から射出され、使用者の片側の眼に入射する。

ボールジョイントの棒状本体部の一端側に設けられたボール部は、頭部装着部に設けられた収容部に嵌り、他端側に設けられたボール部は、光学系筐体に設けられた収容部に嵌る。ボールジョイントは、２つの収容部のそれぞれから棒状本体部が延びる方向を変化させることによって、光学系筐体の状態を変化させることができる。以下、収容部から棒状本体部が延びる方向を変化させることを、「ボールジョイントの端部の角度を変化させる」という。

特許第４３６３９２９号

使用者が、光学系筐体を持って移動させ、光学系筐体の状態を調整する場合がある。この場合、ボールジョイントの両端部の角度が変化することが好ましい。理由は、両端部の角度が変化する場合、一方の端部の角度が変化する場合と比べて、ボールジョイントがより多くの可動支点を有することになるためである。この場合、使用者は、所望する位置に光学系筐体を移動させ易くなる場合がある。

しかしながら、ボールジョイントの両端部のそれぞれのトルクの大きさの関係によっては、光学系筐体を移動させたときに、ボールジョイントの一方の端部の角度のみが変化する場合がある。この場合、使用者は、ボールジョイントの両端部の角度が変化する場合と比べて、所望する位置に光学系筐体を移動させる操作が煩わしいという問題点がある。

本発明の目的は、使用者の所望する位置に光学系筐体を容易に移動させることが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することである。

本発明のヘッドマウントディスプレイは、画像光を射出可能な画像光ユニットと、前記画像光ユニットから射出された前記画像光を偏向させる偏向部材とを少なくとも有する画像表示装置と、使用者の頭部に装着される装着具に対して前記画像表示装置を取り付ける接続具と、前記装着具に前記接続具を連結する部材であって、第１球体部、及び、前記第１球体部の一部に接触して摺動可能に支持する第１接触部を有する第１ボールジョイントと、前記画像表示装置と前記接続具とを連結する部材であって、第２球体部、及び、前記第２球体部の一部に接触して摺動可能に支持する第２接触部を有する第２ボールジョイントとを備え、前記第１球体部と前記第１接触部との間の静トルクをＦ１、及び、前記第２球体部と前記第２接触部との間の静トルクをＦ２とし、前記画像表示装置に作用する所定の外力によって前記第１球体部及び前記第２球体部に働くトルクをそれぞれＴ１及びＴ２とした場合、Ｆ１＜Ｔ１の場合はＦ２＜Ｔ２を満たし、Ｆ１≧Ｔ１の場合はＦ２≧Ｔ２を満たすことを特徴とする。

ヘッドマウントディスプレイにおいて、画像表示装置は、接続具によって装着具に保持され、使用者の眼前に配置される。画像光ユニットから射出された画像光は、偏向部材によって反射され、使用者の眼に入射する。画像表示装置は、第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントによって、装着具に対して移動可能に支持される。使用者が画像表示装置を持って移動させた場合、Ｆ１＜Ｔ１の場合はＦ２＜Ｔ２の関係を満たし、Ｆ１≧Ｔ１の場合はＦ２≧Ｔ２の関係を満たす。この場合、外力によって第１球体部に働くトルクＴ１が、第１球体部と第１接触部との間の静トルクＦ１よりも大きい場合に、外力によって第２球体部に働くトルクＴ２も、第２球体部と第２接触部との間の静トルクＦ２より大きくなる。このため使用者は、画像表示装置に外力を加えることによって、第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントを同時に回転させることができる。この場合、使用者は、第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントのそれぞれの状態を同時に変化させることができるので、所望する位置に画像表示装置を容易に移動させることができる。

本発明において、前記接続具と前記第１ボールジョイントとの接続部分と、前記接続具と前記第２ボールジョイントとの接続部分との間の長さをＬ１、前記画像表示装置の中心と前記第２球体部の中心までの長さをＬ２、とした場合、Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ１：Ｆ２、且つ、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たしてもよい。使用者が画像表示装置を持って移動させた場合、力点から第１ボールジョイントまでの間の長さは、接続具の長さ分、力点から第２ボールジョイントまでの長さよりも長くなる。この場合、第１球体部に働くトルクＴ１が相対的に大きくなり、第２球体部に働くトルクＴ２は相対的に小さくなる。これに対し、Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ１：Ｆ２、且つ、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たす場合、使用者が画像表示装置を持って移動させたときに、Ｌ１とＬ２との関係に関わらず、第１接触部に対して第１球体部が摺動し、第２接触部に対して第２球体部が摺動する。従って、ヘッドマウントディスプレイは、２つのボールジョイントのそれぞれの状態を適切に変化させることによって、画像表示装置の位置を変化させることが可能となる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、使用者の所望する位置に画像表示装置を適切に移動させることができる。

本発明において、前記第２球体部の直径は、前記第１球体部の直径よりも小さくてもよい。この場合、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントを容易に構成できる。

本発明において、前記第１ボールジョイントは、前記第１接触部に前記第１球体部を接触させるための２つの部材であって、第１受け部と、前記第１受け部に螺合する部材であって内径が第１直径のねじ穴を有する第１蓋部とを備え、前記第２ボールジョイントは、前記第２接触部に前記第２球体部を接触させるための２つの部材であって、第２受け部と、前記第２受け部に螺合する部材であって内径が前記第１直径よりも小さい第２直径のねじ穴を有する第２蓋部とを備えてもよい。この場合、使用者が第１受け部に第１蓋部を螺合するときの力と、第２受け部に第２蓋部を螺合するときの力とを同程度とした場合でも、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントを容易に構成できる。

本発明において、前記第１ボールジョイントは、前記第１球体部と、前記第１球体部が一端部に設けられた第１棒部とを有する第１ボールスタッドとを有し、前記第２ボールジョイントは、前記第２球体部と、前記第２球体部が一端部に設けられた第２棒部とを有する第２ボールスタッドとを有し、前記第１受け部は、前記装着具に設けられ、前記第２受け部は、前記画像表示装置に設けられ、前記第１ボールスタッド及び前記第２ボールスタッドは、前記接続具に設けられてもよい。この場合、接続具の実効長を、第１ボールジョイントの第１棒部、及び第２ボールジョイントの第２棒部の夫々の長さ分、長くできる。従って、ヘッドマウントディスプレイは、画像表示装置の移動可能な範囲をより大きくできる。

ＨＭＤ１の正面図である。 ＨＭＤ１の右側面図である。 ＨＭＤ１の平面図である。 接続具９の正面図である。 図２のＶ−Ｖ線矢視方向断面図である。 画像表示装置１１の平面図である。 画像表示装置１１の斜視図である。 図１のVIII−VIII線矢視方向断面図である。 接続部材６の斜視図である。 図６のＸ−Ｘ線矢視方向断面図である。 接続部材６、７、画像表示装置１１、及び、接続具９の正面図である。

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。使用者の眼前の景色の光は、ハーフミラー５１を透過することによって使用者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５１は、液晶パネル５６２（図８参照、後述）に表示された画像の光を、使用者の片側の眼に向けて反射させる。ＨＭＤ１は、使用者に対して、眼前の景色に画像を重ねて認識させることができる。ＨＭＤ１は、装着具８、接続具９、及び、画像表示装置１１を備える。以下、図の説明の理解を助けるため、画像表示装置１１の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側を定義する。画像表示装置１１の上側、下側、左側、及び、右側は、例えば、図１の上側、下側、左側、及び、右側にそれぞれ対応する。画像表示装置１１の前側、及び、後側は、例えば、図３の上側、及び、下側にそれぞれ対応する。画像表示装置１１の上側、下側、左側、右側、前側、及び、後側は、それぞれ、装着具８が着用された使用者にとって、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、図２、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、且つ、前後方向中心８５（図２参照）よりも前側に位置する。位置８Ｂは、装着具８の左右方向中心８４よりも右側、且つ、前後方向中心８５（図２参照）よりも前側に位置する。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、使用者の前頭部、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、使用者の頭部に着用される。この状態で、第１部分８１は使用者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２つの穴部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２つの穴部８１Ｂ（図５参照）を、位置８Ｂの前側に有する。後述する接続部材７は、２つの穴部８１Ｂを覆う位置に接続される。なお、接続部材７は、２つの穴部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。図３、図４に示すように、接続具９は、板状の第１壁部９Ａ及び第２壁部９Ｂを有する。第１壁部９Ａの面積の最も大きい一対の平面のそれぞれは、左右方向を向く。図２に示すように、第１壁部９Ａは、左右方向に貫通する穴９Ｃを有する。穴９Ｃは、上下方向に長い長穴である。図３に示すように、第２壁部９Ｂは、第１壁部９Ａの前端部、後端部、上端部、及び、下端部のそれぞれから左方向に向けて、湾曲しながら延びる。

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。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が使用者の頭部に着用された状態で、画像表示装置１１のハーフミラー５１を、使用者の左眼の前方に配置させることができる。

＜接続部材７＞
図１、図３に示すように、接続部材７は、連結部７１及び円柱部７２を有する。連結部７１は、装着具８の内側、外側、及び、上側のそれぞれに接触する（図５参照）。連結部７１は、装着具８に対して接続部材７を着脱可能に連結する。図５に示すように、連結部７１は、２つの穴部８１Ｂに内側から挿通する２つのねじ７１Ａによって、装着具８に固定される。図１、図３に示すように、円柱部７２は円柱状の部材である。円柱部７２は、連結部７１のうち装着具８の外側に接触する部分から、右側に突出する。図３に示すように、円柱部７２の中心軸は、左右方向と平行に延びる。円柱部７２の直径は、装着具８のうち２つの穴部８１Ｂが設けられた部分の上下方向の幅と略同一である。円柱部７２の右端に、後述する第１ボールジョイント２の第１ソケット２２が接続する。

＜第１ボールジョイント２＞
図５に示すように、第１ボールジョイント２は、第１ボールスタッド２１、及び、第１ソケット２２を備えている。第１ボールスタッド２１は、第１棒部２１Ａ及び第１球体部２１Ｂを有する。第１棒部２１Ａは棒状の部位である。第１棒部２１Ａは、左右方向に直線状に延びる。図４に示すように、円筒状の嵌合部９１が、接続具９の第１壁部９Ａの上端部の左側面に設けられる。第１棒部２１Ａの右端部は、嵌合部９１の内側に嵌る。嵌合部９１の円筒中心を通る軸は、第１壁部９Ａに対して直交する。嵌合部９１は、第１壁部９Ａから左方向に延びる。第１棒部２１Ａは、接続具９の第１壁部９Ａから左方向に延びた状態で、接続具９に固定される。第１棒部２１Ａは、第１壁部９Ａに対して略直交する。第１球体部２１Ｂは、第１棒部２１Ａの左端部に設けられた球状の部位である。以下、第１球体部２１Ｂの直径をｒ１と表記する。ｒ１は、第１棒部２１Ａの左右方向と直交する断面の径よりも大きい。

図５に示すように、第１ソケット２２は、第１蓋部２２１及び第１受け部２２２を有する。第１受け部２２２は、底部２２２Ａ、側部２２２Ｂ、及び、第１接触部２２２Ｃを有する。底部２２２Ａは、接続部材７の円柱部７２の右端に接触する円形板状の部位である。底部２２２Ａの面積の最も大きい一対の平面のそれぞれは、左右方向を向く。底部２２２Ａの直径は、円柱部７２の直径と略同一である。底部２２２Ａの左側面に、左方向に突出する突出部２２２Ｄが設けられる。突出部２２２Ｄの左側面に、右方向に延びるねじ穴が設けられる。底部２２２Ａは、ねじ穴に螺入するねじ７１Ｂによって、円柱部７２に固定される。

側部２２２Ｂは、底部２２２Ａの左右方向と直交する方向の端部から右方向に延びる、筒状の部位である。側部２２２Ｂの外側の面にはねじ山が形成されている。側部２２２Ｂで囲まれた部分に、第１接触部２２２Ｃが配置されている。第１接触部２２２Ｃは、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。第１接触部２２２Ｃは、第１ボールスタッド２１の第１球体部２１Ｂの左側の部分に接触する。

第１蓋部２２１は、底部２２１Ａ、側部２２１Ｂ、及び、第１接触部２２１Ｃを有する。底部２２１Ａは、円形板状の部位である。底部２２１Ａの面積の最も大きい一対の平面のそれぞれは、左右方向を向く。底部２２１Ａの直径は、第１受け部２２２の側部２２２Ｂの外径よりも僅かに大きい。底部２２１Ａは、左右方向に貫通する円形の第１穴部２２１Ｄを中心に有する。第１穴部２２１Ｄの直径は、第１棒部２１Ａの左右方向と直交する断面の径よりも大きく、第１ボールスタッド２１の第１球体部２１Ｂの直径であるｒ１よりも小さい。第１ボールスタッド２１の第１棒部２１Ａは、第１穴部２２１Ｄを左右方向に貫通する。第１球体部２１Ｂは、第１穴部２２１Ｄの左側に配置される。以下、第１ボールジョイント２において、第１ボールスタッド２１の第１棒部２１Ａが、第１穴部２２１Ｄの円周の中心を貫通した状態を、「第１中立状態」という。

第１棒部２１Ａ及び第１球体部２１Ｂと第１穴部２２１Ｄとの間の隙間に、第１接触部２２１Ｃが配置されている。第１接触部２２１Ｃは、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。第１接触部２２１Ｃは、第１球体部２１Ｂの右側の部分に接触する。

側部２２１Ｂは、底部２２１Ａの左右方向と直交する方向の端部から左方向に延びる、筒状の部位である。側部２２１Ｂの内側の面にねじ山が形成されている。側部２２１Ｂのねじ山は、第１受け部２２２の側部２２２Ｂのねじ山に嵌る。これによって、第１蓋部２２１は第１受け部２２２に螺合する。以下、側部２２１Ｂの内径を第１直径といい、Ｒ１と表記する。第１蓋部２２１が第１受け部２２２に螺合する過程で、第１蓋部２２１は接続具９側から装着具８側に向けて、矢印２４の方向に移動する。第１球体部２１Ｂは、第１蓋部２２１と第１受け部２２２とで囲まれた空間内に配置される。第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃは、第１球体部２１Ｂを左右方向両側から挟む。

第１球体部２１Ｂは、第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃに対して摺動することによって、任意の方向に回転可能である。このため、第１ボールジョイント２は、装着具８に対して接続具９を、任意の方向に回転させることができる。なお、第１球体部２１Ｂから第１棒部２１Ａが延びる方向は、第１棒部２１Ａを支点として第１球体部２１Ｂが回転する場合を除いて、第１球体部２１Ｂの回転に応じて変化する。第１棒部２１Ａの延びる方向の変化可能な範囲は、第１接触部２２１Ｃに第１棒部２１Ａが接触することよって制限される。これによって、第１球体部２１Ｂが回転するときの回転可能な範囲は規制される。

以下、第１ボールジョイント２が第１中立状態のときに、第１棒部２１Ａに沿って延びる回転軸８６Ａを定義する。回転軸８６Ａは、第１球体部２１Ｂの中心２１Ｃと、第１穴部２２１Ｄの円周の中心２１１Ｅとを結ぶ方向に沿って延びる線分に対応する。装着具８の外側の面のうち、第１中立状態における回転軸８６Ａとの交点を、連結部８６と定義する。装着具８の連結部８６における法線８６Ｃを定義する。この場合、第１中立状態における回転軸８６Ａは、前後方向、上下方向、及び、法線８６Ｃのいずれとも交差する。

第１受け部２２２に対する第１蓋部２２１の螺合の程度、言い換えれば、第１受け部２２２の底部２２２Ａと、第１蓋部２２１の底部２２１Ａとの距離に応じて、第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃが第１球体部２１Ｂに押し付けられる力は変化する。底部２２２Ａに対して底部２２１Ａが近接する程、第１球体部２１Ｂに第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃが押し付けられる力も大きくなる。この場合、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクは大きくなる。なお、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクは、装着具８に対して接続具９の延びる方向を変化させる場合に第１ボールジョイント２によって接続具９を保持可能なトルクに対応する。このため使用者は、第１受け部２２２に対する第１蓋部２２１の螺合の程度を調整することによって、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクを調整できる。以下、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクを、Ｆ１（単位：Ｎ・ｍ）と表記する。

＜画像表示装置１１＞
図６、図７、図８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、本体部１２Ａと突出部１２Ｂとを有する。本体部１２Ａは、角が湾曲した略直方体状の形状を有する。突出部１２Ｂは、本体部１２Ａの右後側から後方に突出する。筐体１２は中空箱状である。本体部１２Ａの左側は開放し、筐体１２内部のレンズユニット５３（図８参照）の左側は露出する。図１に示すように、左端部１２１は、本体部１２Ａの前面における左端部分に設けられる。左端部１２１は、上下方向両端部から上下方向中心に向けて、右方に凹む。左端部１２１は略円弧を形成する。図７に示すように、左端部１２２は、本体部１２Ａの後面における左端部分に設けられる。左端部１２２は右方に凹む。図６、図７に示すように、本体部１２Ａの後面、且つ、左右方向中心よりも右側に、接続部材６が接続されている。接続部材６の詳細は後述する。突出部１２Ｂの後端から後方に向けて延びる通信線５７は、信号線、電力線、及び、被覆を有する。信号線は、制御用のデータを伝達可能な導線である。電力線は、電力を伝達可能な導線である。被覆は、信号線及び電力線の絶縁及び保護のために、信号線及び電力線の周囲を覆っている。突出部１２Ｂには、通信線５７が挿入されている。ＨＭＤ１は、外部機器（図示略）と通信線５７を介して接続される。外部機器は、通信線５７の信号線を介して、ＨＭＤ１に画像データを出力する。

図８に示すように、筐体１２内に、レンズユニット５３、調節機構５５、及び、画像光ユニット５６が配置される。ホルダ５２は、筐体１２の本体部１２Ａの左端部に保持される。ホルダ５２はハーフミラー５１を支持する。ハーフミラー５１、ホルダ５２、レンズユニット５３、及び、画像光ユニット５６は、左側から右側に向けて順番に並ぶ。調節機構５５は、レンズユニット５３の前側に配置される。図１に示すように、操作部材５４は、本体部１２Ａの前面、且つ、左右方向中心よりも左側に設けられる。操作部材５４は、本体部１２Ａの前面を挟んで調節機構５５の前側に配置される。

画像光ユニット５６は、通信線５７の信号線を介して外部機器から受信する。画像光ユニット５６は、受信した画像データに応じた画像の画像光を生成し、射出する。画像光ユニット５６は、第１保持部材５６Ａ、液晶表示装置５６Ｂ、及び、第２保持部材５６Ｃを有する。第１保持部材５６Ａは、左右方向に延びる円筒状の部材である。第１保持部材５６Ａは、筐体１２に対する固定的な位置に保持される。液晶表示装置５６Ｂは、ガラス基板５６１及び液晶パネル５６２を有する。ガラス基板５６１及び液晶パネル５６２は、第１保持部材５６Ａの右側に設けられる。液晶パネル５６２は矩形状の周知の液晶パネルである。液晶パネル５６２は、左側面に画像を表示させることによって、画像光を生成する。ガラス基板５６１は、液晶パネル５６２の左側面に設けられ、液晶パネル５６２の表示面を保護する。例えば、液晶パネル５６２が反射型液晶の場合、ガラス基板５６１によって導かれた光源（非図示）からの光が、液晶パネル５６２に入射する。液晶パネル５６２は、入射した光を反射することで、画像光を生成する。液晶パネル５６２によって生成された画像光は、ガラス基板５６１を左側に透過する。第２保持部材５６Ｃは、基板保持部分５６３及び制御基板５６４を有する。基板保持部分５６３は、液晶表示装置５６Ｂの液晶パネル５６２の右側に配置される。制御基板５６４は、基板保持部分５６３の右側に保持される。制御基板５６４は、フレキシブルプリント基板（図示略）を介して液晶パネル５６２に接続される。制御基板５６４に通信線５７の信号線が接続される。制御基板５６４は、外部機器から送信された画像データを、通信線５７の信号線を介して受信する。制御基板５６４は、フレキシブルプリント基板を介して液晶パネル５６２に制御信号を出力することによって、画像データに応じた画像を液晶パネル５６２に表示させる。

なお、本発明において、液晶パネル５６２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使用者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５３は、画像光ユニット５６の左側に配置される。レンズユニット５３は、画像光ユニット５６から射出された画像光を、レンズユニット５３の左側に配置されたハーフミラー５１に導く。レンズユニット５３は、略四角筒状の保持部材５３１を有する。保持部材５３１は、筐体１２の内壁に対して左右方向に摺動可能に保持される。保持部材５３１の内側に、複数のレンズ５３２が固定されている。複数のレンズ５３２のそれぞれの光軸は、保持部材５３１の中心を左右方向に延びる軸線上に配置されている。画像光ユニット５６によって生成された画像光は、保持部材５３１の内部に右側から入射し、保持部材５３１の左端から左側に向けて射出する。複数のレンズ５３２は、右側から入射する画像光を屈折させ、左側に出射させる。保持部材５３１の前側の面に、前方に向けて突出する図示外の凸部が設けられる。凸部は、後述する調節機構５５の図示外のカム溝に嵌る。レンズユニット５３は、左右方向に移動可能である。

操作部材５４は円錐台状の部材である。操作部材５４の中心軸は、前後方向に延びる。操作部材５４は、中心軸を中心として回動可能である。調節機構５５は円形板状の部材である。調節機構５５の最も大きい一対の平面のそれぞれは、前後方向を向く。調節機構５５は、前方に配置された操作部材５４に接続する。調節機構５５の後側面に図示外のカム溝が設けられる。カム溝には、レンズユニット５３の保持部材５３１の図示外の凸部が、後方から嵌る。調節機構５５は、円形中心を通って前後方向に延びる軸を中心として、操作部材５４と一体となって回転可能である。操作部材５４が回転した場合、調節機構５５のカム溝は、レンズユニットの保持部材５３１の凸部を左右方向に移動させる。レンズユニット５３は、操作部材５４の回転に応じて左右方向に移動する。使用者は、操作部材５４を回転させることによって、ＨＭＤ１のピント調節を行うことができる。

ホルダ５２は、レンズユニット５３の左側に配置される。ホルダ５２は、筐体１２に対して着脱可能である。ホルダ５２はハーフミラー５１を支持する。ハーフミラー５１は、レンズユニット５３の左側に配置される。ハーフミラー５１は矩形板状である。ハーフミラー５１の両面のうち一方の面５１Ａは、右斜め後方を向く。ハーフミラー５１の両面のうち他方の面５１Ｂは、左斜め前方を向く。ハーフミラー５１は、面５１Ａ側、及び、面５１Ｂ側から入射した光の一部（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５１は、レンズユニット５３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。使用者の眼は、ハーフミラー５１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５１は、面５１Ｂ側からから入射した外界の光を、後側に透過させることができる。ハーフミラー５１は、例えば、透明な樹脂やガラスの基板上に、アルミや銀などの金属を所定の反射率（例えば５０％）となるように蒸着することで構成される。

なお、本発明において、上記のハーフミラー５１の代わりに、面５１Ａ側から入射した画像光を左側に反射させない反射部材が用いられてもよい。この場合、面５１Ｂ側から入射した光は、反射部材を透過しない。又、ハーフミラー５１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６＞
図６、図７に示すように、接続部材６は、画像表示装置１１と、後述する第２ボールジョイント３とを接続する。図８では、第２ボールジョイント３は省略されている。図６、図７、図９に示すように、接続部材６は、支持部６１、６２、６３を有する。支持部６１は円形板状である。支持部６１のもっとも面積の大きい一対の平面のそれぞれは、前後方向を向く。支持部６１の直径は、画像表示装置１１の筐体１２の後面の上下方向の長さよりも短い（図７参照）。支持部６１は、左右方向に並んだ複数の穴部６１１を有する（図７、図９参照）。接続部材６は、複数の穴部６１１に後側から挿通する図示外のねじによって、筐体１２の後面に固定される。

図７、図９に示すように、支持部６２は、第１支持部６２Ａ及び第２支持部６２Ｂを有する。第１支持部６２Ａは、支持部６１の右端部から後方に延びる。図７に示すように、第１支持部６２Ａの前後方向の長さは、画像表示装置１１の筐体１２の突出部１２Ｂの前後方向の長さよりも僅かに長い。第２支持部６２Ｂは、第１支持部６２Ａの後端から右方に延びる。第２支持部６２Ｂは、突出部１２Ｂの後方を通過する。第２支持部６２Ｂは、前後方向に貫通する穴部６２１を有する。通信線５７は、突出部１２Ｂの後端に挿入する。通信線５７は、穴部６２１を前後方向に貫通する。穴部６２１の径は、通信線５７のうち突出部１２Ｂに接続する部分の径よりも僅かに大きい。支持部６２の第２支持部６２Ｂは、通信線５７の上端部よりも上側に配置される第１接続部分６２２Ａと、通信線５７の下端部よりも下側に配置される第２接続部分６２２Ｂとを少なくとも有する。本実施形態では、第２支持部６２Ｂは、通信線５７の左端部よりも左側に配置される第３接続部分６２２Ｃと、通信線５７の右端部よりも右側に配置される第４接続部分６２２Ｄとをさらに有する。

支持部６３は、支持部６２の右端から後方に延びる。図８に示すように、支持部６３の右側面の左右方向の位置は、画像表示装置１１の筐体１２の右面の左右方向の位置と略等しい。図９に示すように、支持部６３は、左右方向に貫通する穴部６３１を有する。図６、図７に示すように、支持部６３の右側面に、第２ボールジョイント３の第２ソケット３２が接続する。第２ソケット３２は、穴部６３１に左側から挿通するねじ６９（図１０参照）によって、接続部材６に固定される。

＜第２ボールジョイント３＞
図１０に示すように、第２ボールジョイント３は、第２ボールスタッド３１、及び、第２ソケット３２を備えている。第２ボールスタッド３１は、第２棒部３１Ａ及び第２球体部３１Ｂを有する。第２棒部３１Ａは棒状の部位である。第２棒部３１Ａは、左右方向に直線状に延びる。図４に示すように、円筒状の嵌合部９２が、接続具９の第１壁部９Ａの下端部の左側面に設けられる。第２棒部３１Ａの右端部は、嵌合部９２の内側に嵌る。嵌合部９２の円筒中心を通る軸は、第１壁部９Ａに対して直交する。嵌合部９２は、第１壁部９Ａから左方向に延びる。第２棒部３１Ａは、接続具９の第１壁部９Ａから左方向に延びた状態で、接続具９に固定される。第２棒部３１Ａは、第１壁部９Ａに対して略直交する。第２球体部３１Ｂは、第２棒部３１Ａの左端部に設けられた球状の部位である。以下、第２球体部３１Ｂの直径をｒ２と表記する。ｒ２は、第２棒部３１Ａの左右方向と直交する断面の径よりも大きい。又、ｒ２は、第１球体部２１Ｂの直径であるｒ１よりも小さい。

図１０に示すように、第２ソケット３２は、第２蓋部３２１及び第２受け部３２２を有する。第２受け部３２２は、底部３２２Ａ、側部３２２Ｂ、及び、第２接触部３２２Ｃを有する。底部３２２Ａは、接続部材６の支持部６３の右側面に接触する円形板状の部位である。底部３２２Ａの面積の最も大きい一対の平面のそれぞれは、左右方向を向く。底部３２２Ａの左側面に、左方向に突出する突出部３２２Ｄが設けられる。突出部３２２Ｄの左側面に、右方向に延びるねじ穴が設けられる。底部３２２Ａは、ねじ穴に螺入するねじ６９によって、接続部材６に固定される。

側部３２２Ｂは、底部３２２Ａの左右方向と直交する方向の端部から右方向に延びる、筒状の部位である。側部３２２Ｂの外側の面にはねじ山が形成されている。側部３２２Ｂで囲まれた部分に、第２接触部３２２Ｃが配置されている。第２接触部３２２Ｃは、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。第２接触部３２２Ｃは、第２ボールスタッド３１の第２球体部３１Ｂの左側の部分に接触する。

第２蓋部３２１は、底部３２１Ａ、側部３２１Ｂ、及び、第２接触部３２１Ｃを有する。底部３２１Ａは、円形板状の部位である。底部３２１Ａの面積の最も大きい一対の平面のそれぞれは、左右方向を向く。底部３２１Ａの直径は、第２受け部３２２の側部２２２Ｂの外径よりも僅かに大きい。底部３２１Ａは、左右方向に貫通する円形の第２穴部３２１Ｄを中心に有する。第２穴部３２１Ｄの直径は、第２棒部３１Ａの左右方向と直交する断面の径よりも大きく、第２ボールスタッド３１の第２球体部３１Ｂの直径であるｒ２よりも小さい。第２ボールスタッド３１の第２棒部３１Ａは、第２穴部３２１Ｄを左右方向に貫通する。第２球体部３１Ｂは、第２穴部３２１Ｄの左側に配置される。以下、第２ボールジョイント３において、第２ボールスタッド３１の第２棒部３１Ａが、第２穴部３２１Ｄの円周の中心を貫通した状態を、「第２中立状態」という。

第２棒部３１Ａ及び第２球体部３１Ｂと第２穴部３２１Ｄとの間の隙間に、第２接触部３２１Ｃが配置されている。第２接触部３２１Ｃは、緩衝材として機能する弾性変形可能なゴムである。第２接触部３２１Ｃは、第２球体部３１Ｂの右側の部分に接触する。

側部３２１Ｂは、底部３２１Ａの左右方向と直交する方向の端部から左方向に延びる、筒状の部位である。側部３２１Ｂの内側の面にねじ山が形成されている。側部３２１Ｂのねじ山は、第２受け部３２２の側部３２２Ｂのねじ山に嵌る。これによって、第２蓋部３２１は第２受け部３２２に螺合する。以下、側部３２１Ｂの内径を第２直径といい、Ｒ２と表記する。Ｒ２は、第１受け部２２２の側部２２２Ｂの第１直径であるＲ１（図５参照）よりも小さい。

第２蓋部３２１が第２受け部３２２に螺合する過程で、第２蓋部３２１は接続具９側から画像表示装置１１側に向けて、矢印２５の方向に移動する。第２球体部３１Ｂは、第２蓋部３２１と第２受け部３２２とで囲まれた空間内に配置される。第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃは、第２球体部３１Ｂを左右方向両側から挟む。

第２球体部３１Ｂは、第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃに対して摺動することによって、任意の方向に回転可能である。このため、第２ボールジョイント３は、接続具９に対して接続部材６及び画像表示装置１１を、任意の方向に回転させることができる。なお、第２球体部３１Ｂから第２棒部３１Ａが延びる方向は、第２棒部３１Ａを支点として第２球体部３１Ｂが回転する場合を除いて、第２球体部３１Ｂの回転に応じて変化する。第２棒部３１Ａの延びる方向の変化可能な範囲は、第２接触部３２１Ｃに第２棒部３１Ａが接触することによって制限される。これによって、第２球体部３１Ｂが回転するときの回転可能な範囲は、規制される。

以下、第１ボールジョイント２が第１中立状態である場合であり、且つ、第２ボールジョイント３が第２中立状態である場合に、第２棒部３１Ａに沿って延びる回転軸３Ａを定義する。回転軸３Ａは、第１ボールジョイント２が第１中立状態である場合において、第２球体部３１Ｂの中心３１Ｃと、第２穴部３２１Ｄの円周の中心３２１Ｅとを結ぶ方向に沿って延びる線分に対応する。なお、回転軸３Ａは左右方向と平行に延びる。言い換えれば、回転軸３Ａは、前後方向及び上下方向のいずれとも交差する。

図７に示すように、接続部材６の第１支持部６２Ａ及び支持部６３のそれぞれが後方に向けて延びるため、回転軸３Ａは、画像表示装置１１の筐体１２の後面よりも後側を左右方向と平行に延びる。言い換えると、回転軸３Ａは、画像表示装置１１の筐体１２の後端部よりも後側に配置される。第２ボールジョイント３は、回転軸３Ａを支点として、接続具９に対して画像表示装置１１を回転させることができる。

第２受け部３２２に対する第２蓋部３２１の螺合の程度、言い換えれば、第２受け部３２２の底部３２２Ａと、第２蓋部３２１の底部３２１Ａとの距離に応じて、第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃが第２球体部３１Ｂに押し付けられる力は変化する。底部３２２Ａに対して底部３２１Ａが近接する程、第２球体部３１Ｂに第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃが押し付けられる力も大きくなる。この場合、第２球体部３１Ｂと第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃとの間の静トルクは大きくなる。なお、第２球体部３１Ｂと第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃとの間の静トルクは、接続具９に対する画像表示装置１１の方向を変化させる場合に第２ボールジョイント３によって画像表示装置１１を保持可能なトルクに対応する。このため使用者は、第２受け部３２２に対する第２蓋部３２１の螺合の程度を調整することによって、第２球体部３１Ｂと第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃとの間の静トルクを調整できる。以下、第２球体部３１Ｂと第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃとの間の静トルクを、Ｆ２（単位：Ｎ・ｍ）と表記する。なお、上記で説明したように、第２球体部３１Ｂの直径であるｒ２（図４参照）と、第１球体部２１Ｂの直径であるｒ１（図４参照）とは、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす。又、第２蓋部３２１の側部３２１Ｂの内径であるＲ２（図５参照）と、第１蓋部２２１の側部２２１Ｂの内径であるＲ１（図５参照）とは、Ｒ１＞Ｒ２の関係を満たす。この場合、Ｆ２は、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクであるＦ１よりも小さくなる。理由は次の通りである。

通常、ボールジョイントにおいて、球体部と接触部との間の摩擦力によって生じる静トルクの大きさは、球体部の直径に略比例する。理由は、静トルクを発生させる摩擦力は、球体部の表面で働くためである。このため、ｒ１＞ｒ２の関係である場合、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、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように容易に構成される。又、ボールジョイントの接触受け部に対して接触蓋部を螺合させる場合、接触蓋部の側部の内径が大きい程、接触蓋部を回転させるためのトルクは大きくなる。従って、加えられる力が一定であっても、接触蓋部の側部の内径が大きい程、接触受け部に対して接触蓋部は強く螺合され、球体部と接触部との間の静トルクも強くなる。このため、Ｒ１＞Ｒ２の関係である場合、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、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように容易に構成される。

＜ＨＭＤ１の動作概要（Ｆ１、Ｆ２、Ｔ１、Ｔ２、Ｌ１、及び、Ｌ２の関係）＞
ＨＭＤ１の動作概要について、図１１を参照して説明する。以下、接続具９と第１ボールジョイント２との接続位置、より詳細には、第１ボールジョイント２の第１棒部２１Ａが嵌合する嵌合部９１の左右方向中心の位置を、Ｐ１と表記する。接続具９と第２ボールジョイント３との接続位置、より詳細には、第２ボールジョイント３の第２棒部３１Ａが嵌合する嵌合部９２の左右方向中心の位置を、Ｐ２と表記する。画像表示装置１１の中心の位置を、Ｐ３と表記する。画像表示装置１１の中心の位置は、例えば、画像表示装置１１の重心の位置である。第２球体部３１Ｂの中心の位置を、Ｐ４と表記する。Ｐ１とＰ２との間の直線距離を、Ｌ１（単位：ｍｍ）と表記する。Ｐ３とＰ４との間の直線距離を、Ｌ２（単位：ｍｍ）と表記する。距離Ｌ１の値は、例えば、約６０ｍｍである。距離Ｌ２の値は、例えば、約５０ｍｍである。

初めに使用者は、ＨＭＤ１の装着具８を頭部に着用する。使用者は、画像表示装置１１を左手で持ち、ハーフミラー５１が左眼の前方に配置されるように位置を調節する。使用者が画像表示装置１１の位置を調節するときに、画像表示装置１１には所定の外力が作用する。以下、この外力によって発生する、第１球体部２１Ｂの中心を通る軸を中心としたトルクを、Ｔ１（単位：Ｎ・ｍ）と表記する。又、使用者が画像表示装置１１の位置を調節するときに画像表示装置１１に作用する外力によって発生する、第２球体部３１Ｂの中心を通る軸を中心としたトルクを、Ｔ２（単位：Ｎ・ｍ）と表記する。

ＨＭＤ１では、以下の（１）（２）の条件を満たすように、第１ボールジョイント２における第１受け部２２２に対する第１蓋部２２１の螺合の程度が予め調整され、第２ボールジョイント３における第２受け部３２２に対する第２蓋部３２１の螺合の程度が予め調整される。
Ｆ２＜Ｔ２（Ｆ１＜Ｔ１の場合）、又は、Ｆ２≧Ｔ２（Ｆ１≧Ｔ１の場合）・・・（１）
Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ１：Ｆ２、且つ、Ｆ１＞Ｆ２・・・（２）

図示外の外部機器から、画像データの出力が開始される。図８に示すように、制御基板５６４は、通信線５７の信号線を介して、画像データを受信する。制御基板５６４は、受信した画像データに応じた画像を、液晶パネル５６２に表示させる。液晶パネル５６２に表示された画像の画像光は、ガラス基板５６１を左側に通過し、画像光ユニット５６から左側に射出する。画像光ユニット５６から射出した画像光は、レンズユニット５３の複数のレンズ５３２を左側に通過し、保持部材５３１から左側に射出する。ハーフミラー５１は、レンズユニット５３から射出された画像光を後側に反射させる。画像光は使用者の左眼に入射する。又、ハーフミラー５１は、前側から入射した外界の光を後側に透過させる。これによって使用者は、ＨＭＤ１の画像表示装置１１に対して前側の景色に虚像を重ねて認識する。

ピント調節を行なうために使用者が操作部材５４を回転させた場合、操作部材５４の回転に応じて調節機構５５は回転する。調節機構５５の回転に伴い、レンズユニット５３は左右方向に移動する。なお、レンズユニット５３が左右方向に移動したとき、複数のレンズ５３２によって、使用者によって視認される虚像となる画像光の広がり角が変化する。従って使用者は、操作部材５４を回動させることによってピント調節を行うことができる。

ＨＭＤ１の工場出荷時における組み付け工程について、具体的に説明する。初めに、第２ボールジョイント３の第２ソケット３２について、次の作業が実行される。はじめに、第２蓋部３２１を第２受け部３２２に対して所定の締結トルクで締め付けた状態で、筐体１２を持って力を加え、動き出しのトルクを測定する。次に、第２蓋部３２１の締結トルクを変化させながら、それぞれの場合の動き出しのトルクを測定する。そして、動き出しのトルクが所望のＦ２となったときの締結トルクの値を決定する。以後、第２受け部３２２に対する第２蓋部３２１の螺合の程度は、決定した締結トルクの値を用いて調整される。以上によって、組み付け工程における複数のＨＭＤ１のそれぞれは、第２ボールジョイント３の静トルクがＦ２となるように構成される。

次に、第１ボールジョイント２の第１ソケット２２について、次の作業が実行される。はじめに、第１蓋部２２１を第１受け部２２２に対して所定の締結トルクで締め付けた状態で、接続具９を持って力を加え、動き出しのトルクを測定する。次に、第１蓋部２２１の締結トルクを変化させながら、それぞれの場合の動き出しのトルクを測定する。そして、動き出しのトルクが、Ｆ２よりも大きい所望のＦ１となったときの締結トルクの値を決定する。以後、第１受け部２２２に対する第１蓋部２２１の螺合の程度は、決定した締結トルクの値を用いて調整される。以上によって、組み付け工程における複数のＨＭＤ１のそれぞれは、第１ボールジョイント２の静トルクが、（１）（２）の条件を満たすＦ１となるように、構成される。

なお、上記における締結トルクは、第１蓋部２２１又は第２蓋部３２１の回転回数であってもよい。又、上記において、第２蓋部３２１を所定回数回転させることによって所定の締結トルクが与えられたときに、側部３２２Ｂのフランジ部分の右端と、第２蓋部３２１の左端とが突き当たるように、両者の間隔が設定されてもよい。同様に、第１蓋部２２１を所定回数回転させることによって所定の締結トルクが与えられたときに、側部２２２Ｂのフランジ部分の右端と、第１蓋部２２１の左端とが突き当たるように、両者の間隔が設定されてもよい。

＜効果＞
以上説明したように、ＨＭＤ１の画像表示装置１１は、接続具９によって装着具８に保持され、使用者の左眼の前側に配置される。画像光ユニット５６から射出された画像光は、ハーフミラー５１の面５１Ａによって反射され、使用者の左眼に入射する。画像表示装置１１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によって、装着具８に対して移動可能に支持される。使用者が画像表示装置１１を持って移動させた場合、Ｆ１＜Ｔ１の場合はＦ２＜Ｔ２を満たし、Ｆ１≧Ｔ１の場合はＦ２≧Ｔ２の関係を満たす。

この場合、外力によって第１球体部２１Ｂに働くトルクＴ１が、第１球体部２１Ｂと第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃとの間の静トルクＦ１よりも大きい場合に、外力によって第２球体部３１Ｂに働くトルクＴ２も、第２球体部３１Ｂと第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃとの間の静トルクＦ２より大きくなる。このため使用者は、画像表示装置１１を移動させるために、画像表示装置１１に対して外力を加えることによって、第１ボールジョイント２及び第２ボールジョイント３を同時に回転させることができる。この場合、使用者は、第１ボールジョイント２及び第２ボールジョイント３のそれぞれの状態を同時に変化させることができるので、所望する位置に画像表示装置１１を容易に移動させることができる。

使用者が画像表示装置１１を持って移動させた場合、力点から第１ボールジョイント２までの間の長さは、接続具９の長さ分、力点から第２ボールジョイント３までの長さよりも長くなる。この場合、第１球体部２１Ｂに働くトルクＴ１が相対的に大きくなり、第２球体部３１Ｂに働くトルクＴ２は相対的に小さくなる。これに対し、Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ１：Ｆ２、且つ、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たす場合、使用者が画像表示装置１１を持って移動させたときに、Ｌ１とＬ２との関係に関わらず、第１接触部２２１Ｃ、２２２Ｃに対して第１球体部２１Ｂが摺動し、第２接触部３２１Ｃ、３２２Ｃに対して第２球体部３１Ｂが摺動する。従って、ＨＭＤ１は、Ｌ１及びＬ２の値に関わらず、第１ボールジョイント２及び第２ボールジョイント３のそれぞれの状態を適切に変化させることによって画像表示装置１１の位置を変化させることが可能となる。このため、ＨＭＤ１は、接続具９の長さ、及び、画像表示装置１１の重心の位置に関わらず、使用者の所望する位置に画像表示装置１１を適切に移動させることができる。

ＨＭＤ１において、第２ボールジョイント３の第２球体部３１Ｂの直径であるｒ２は、第１ボールジョイント２の第１球体部２１Ｂの直径であるｒ１よりも小さい。なお、通常、ボールジョイントにおいて、球体部と接触部との間の摩擦力によって生じる静トルクの大きさは、球体部の直径に略比例する。理由は、静トルクを発生させる摩擦力は、球体部の表面で働くためである。このため、ｒ１＞ｒ２の関係を満たすことによって、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように第１ボールジョイント２及び第２ボールジョイント３を容易に構成できる。

ＨＭＤ１において、第２ボールジョイント３の第２蓋部３２１の側部３２１Ｂの内径であるＲ２は、第１ボールジョイント２の第１蓋部２２１の側部２２１Ｂの内径であるＲ１よりも小さい。なお、ボールジョイントの受け部に対して蓋部を螺合させる場合、指によって蓋部が締め付けられる。指を介して蓋部に所定の力が加えられた場合、蓋部の側部の内径が大きい程、蓋部を回転させるためのトルクは大きくなる。従って、加えられる力が一定であっても場合、蓋部の側部の内径が大きい程、受け部に対して蓋部は強く螺合され、球体部と接触部との間の静トルクも強くなる。このため、使用者が第１受け部２２２に第１蓋部２２１を螺合するときの力と、第２受け部３２２に第２蓋部３２１を螺合するときの力とを同程度とした場合でも、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満たすように第１ボールジョイント２及び第２ボールジョイント３を容易に構成できる。

ＨＭＤ１において、第１ボールジョイント２の第１棒部２１Ａ、及び、第２ボールジョイント３の第２棒部３１Ａは、それぞれ、接続具９の嵌合部９１、９２に嵌合する。この場合、接続具９の実効長を、第１棒部２１Ａ及び第２棒部３１Ａのそれぞれの長さ分、長くできる。なお、接続具９の実行長が長い程、画像表示装置１１を広範囲に移動させることができる。従って、ＨＭＤ１は、画像表示装置１１の移動可能な範囲をより大きくできる。

上記実施形態において、ハーフミラー５１は本発明の「偏向部材」の一例である。

＜変形例＞
なお、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。上記実施形態において、ＨＭＤ１は、装着具８を備えない構成であってもよい。接続部材７の連結部７１は、頭部に着用される装着具８以外の部材に直接取り付けられてもよい。又、ＨＭＤ１は、装着具８及び接続部材７を備えない構成であってもよい。第１ボールジョイント２の第１ソケット２２の第１受け部２２２は、頭部に着用される装着具８以外の部材に直接取り付けられてもよい。頭部に着用される装着具８以外の部材の具体例として、ヘアバンド、帽子、眼鏡等が挙げられる。上記実施形態では、使用者の左眼の前側に画像表示装置１１が保持されていたが、画像表示装置１１は、使用者の右眼の前側に保持されてもよい。

上記実施形態において、第１ボールジョイント２の第１棒部２１Ａが嵌合する嵌合部９１の左右方向中心の位置を、Ｐ１とした。これに対し、第１ボールジョイント２の第１ソケット２２と接続部材７の円柱部７２との接続部分の位置を、Ｐ１としてもよい。第２ボールジョイント３の第２棒部３１Ａが嵌合する嵌合部９２の左右方向中心の位置を、Ｐ２とした。これに対し、第２ボールジョイント３の第２ソケット３２と接続部材６の支持部６３との接続部分の位置を、Ｐ２としてもよい。画像表示装置１１の重心の位置を、画像表示装置１１の中心の位置であるＰ３とした。これに対し、画像表示装置１１の幾何中心の位置を、Ｐ３としてもよい。又は、画像表示装置１１を移動させるときの力点の位置を、Ｐ３としてもよい。

上記実施形態にでは、（１）（２）の条件を満たすように、第１ボールジョイント２における第１受け部２２２に対する第１蓋部２２１の螺合の程度が予め調整され、第２ボールジョイント３における第２受け部３２２に対する第２蓋部３２１の螺合の程度が予め調整されていた。これに対し、（１）の条件のみを満たすように螺合の程度が調整されていてもよい。この場合、（２）の条件は満たされていなくてもよい。

上記実施形態において、第２ボールジョイント３の第２球体部３１Ｂの直径であるｒ２を、第１ボールジョイント２の第１球体部２１Ｂの直径であるｒ１よりも小さくした。これに対し、ｒ１とｒ２とを同一としてもよいし、ｒ２をｒ１よりも大きくしてもよい。

上記実施形態において、第２ボールジョイント３の第２蓋部３２１の側部３２１Ｂの第２直径であるＲ２を、第１ボールジョイント２の第１蓋部２２１の側部２２１Ｂの第１直径であるＲ１よりも小さくした。これに対し、Ｒ１とＲ２とを同一としてもよいし、Ｒ２をＲ１よりも大きくしてもよい。

上記実施形態において、接続具９の上端部の嵌合部９１に、第１ボールジョイント２の第１ボールスタッド２１の第１棒部２１Ａが嵌合し、接続具９の下端部の嵌合部９２に、第２ボールジョイント３の第２ボールスタッド３１の第２棒部３１Ａが嵌合した。第１ボールスタッド２１及び第２ボールスタッド３１は、接続具９に設けられていた。一方、接続部材７の円柱部７２に第１ソケット２２の第１受け部２２２が接続され、接続部材６の支持部６３に第２ソケット３２の第２受け部３２２が接続された。これに対し、接続部材７の円柱部７２に第１ボールスタッド２１が設けられていてもよい。具体的には、円柱部７２の右端部から右方に向けて、第１ボールスタッド２１の第１棒部２１Ａが延びていてもよい。接続具９の上端部に、第１ソケット２２の第１受け部２２２が接続されていてもよい。又、接続部材６の支持部６３に第２ボールスタッド３１が設けられていてもよい。具体的には、支持部６３の右端面から右方に向けて、第２ボールスタッド３１の第２棒部３１Ａが延びていてもよい。接続具９の下端部に、第２ソケット３２の第２受け部３２２が接続されていてもよい。

１ ：ＨＭＤ
２ ：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
２１ ：第１ボールスタッド
２１Ａ ：第１棒部
２１Ｂ ：第１球体部
３１ ：第２ボールスタッド
３１Ａ ：第２棒部
３１Ｂ ：第２球体部
５１ ：ハーフミラー
８１ ：第１部分
８２ ：第２部分
８３ ：第２部分
２２１ ：第１蓋部
２２１Ｃ ：第１接触部
２２２ ：第１受け部
２２２Ｃ ：第１接触部
３２１ ：第２蓋部
３２１Ｃ ：第２接触部
３２２ ：第２受け部
３２２Ｃ ：第２接触部
５３２ ：レンズ

Claims (5)

1. 画像光を射出可能な画像光ユニットと、前記画像光ユニットから射出された前記画像光を偏向させる偏向部材とを少なくとも有する画像表示装置と、
   使用者の頭部に装着される装着具に対して前記画像表示装置を取り付ける接続具と、
   前記装着具に前記接続具を連結する部材であって、第１球体部、及び、前記第１球体部の一部に接触して摺動可能に支持する第１接触部を有する第１ボールジョイントと、
   前記画像表示装置と前記接続具とを連結する部材であって、第２球体部、及び、前記第２球体部の一部に接触して摺動可能に支持する第２接触部を有する第２ボールジョイントと
   を備え、
   第１ボールジョイント及び前記第２ボールジョイントは、前記第１球体部と前記第１接触部との間の静トルクをＦ１、及び、前記第２球体部と前記第２接触部との間の静トルクをＦ２とし、前記画像表示装置に作用する所定の外力によって前記第１球体部及び前記第２球体部に働くトルクをそれぞれＴ１及びＴ２とした場合、
   Ｆ１＜Ｔ１の場合はＦ２＜Ｔ２を満たし、
   Ｆ１≧Ｔ１の場合はＦ２≧Ｔ２を満たす、
   ように構成されることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記接続具と前記第１ボールジョイントとの接続部分と、前記接続具と前記第２ボールジョイントとの接続部分との間の長さをＬ１、前記画像表示装置の中心と前記第２球体部の中心までの長さをＬ２、とした場合、
   Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ１：Ｆ２、且つ、Ｆ１＞Ｆ２
   の関係を満たす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。
3. 前記第２球体部の直径は、前記第１球体部の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記第１ボールジョイントは、前記第１接触部に前記第１球体部を接触させるための２つの部材であって、第１受け部と、前記第１受け部に螺合する部材であって内径が第１直径のねじ穴を有する第１蓋部とを備え、
   前記第２ボールジョイントは、前記第２接触部に前記第２球体部を接触させるための２つの部材であって、第２受け部と、前記第２受け部に螺合する部材であって内径が前記第１直径よりも小さい第２直径のねじ穴を有する第２蓋部とを備えた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。
5. 前記第１ボールジョイントは、
   前記第１球体部と、前記第１球体部が一端部に設けられた第１棒部とを有する第１ボールスタッドとを有し、
   前記第２ボールジョイントは、
   前記第２球体部と、前記第２球体部が一端部に設けられた第２棒部とを有する第２ボールスタッドとを有し、
   前記第１受け部は、前記装着具に設けられ、
   前記第２受け部は、前記画像表示装置に設けられ、
   前記第１ボールスタッド及び前記第２ボールスタッドは、前記接続具に設けられることを特徴とする請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ。
   
   
   

Images