JP6458821B2 - 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。

従来、使用者の頭部に装着して、使用者が各種表示を視認できるように画像を表示するヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display、ＨＭＤ）が知られている。特許文献１は、クリップ機構を備えたベースユニットと、表示ユニットと、ベースユニットと表示ユニットとを連結し、ベースユニットに対して表示ユニットの角度調整を行うボールジョイントとを備えたヘッドマウントディスプレイを開示する。ベースユニットは、使用者の眼の上方に配置される支持体（ヘルメット等）に取り付けられる。使用者は、表示ユニットを掌で持ってベースユニットに対する表示ユニットの角度を調節する。

特開２００７−３３６１６６号公報

クリップ機構を備えるヘッドマウントディスプレイは、帽子やヘルメットのつばの部分などに容易に取り付けることができる。この反面、クリップ機構に負荷が加わるとヘッドマウントディスプレイの取付位置がずれやすい。特に、ボールジョイントを用いたＨＭＤでは、ボールジョイントのボール部分が回転することでヘッドマウントディスプレイの位置調整が行われる。この場合、クリップ機構に回転モーメントが加わるので、位置調整時にヘッドマウントディスプレイの取付位置がずれやすいといった問題がある。

本発明は、回転可能な調整部を有していても、取付位置がずれることを効果的に防止できるヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。

本発明に係るヘッドマウントディスプレイは、使用者の頭部の位置に配置される支持体に装着される装着部と、画像を表示する表示部と、前記装着部に対して前記表示部を回転可能に連結する調整部とを備え、前記装着部は、板状のベース部と、前記ベース部の板面から突出して前記調整部と連結する連結部と、前記ベース部の前記連結部が設けられる側の端部である第一端部とは、前記連結部が前記板面から突出する方向に対して反対側の端部の第二端部において、前記板面から突出して設けられる第一突出部と、前記第一端部と前記第一突出部との間の位置の前記板面において前記第一突出部が突出する方向と同じ側に設けられ、弧状に湾曲する部分が前記第一端部側に向けて突出する湾曲部と、前記湾曲部に囲まれる前記第二端部側の空間を前記第二端部側に向けて開口する開口部と、前記板面から離間する側の前記湾曲部の端部から前記開口部に向けて延びる第一部分、前記第一部分の前記開口部の側の端部を前記板面から離間する方向に屈曲する屈曲部分、前記屈曲部分から前記ベース部の前記第一端部に向けて延びる第二部分を有する屈曲部とを備えたことを特徴とする。

本発明に係るヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、装着部及び調整部によって、使用者の眼前に表示部を配置する。装着部は、ベース部、開口部、連結部、湾曲部及び屈曲部を備え、開口部から湾曲部の内側へ向けて支持体を挿入することで、使用者の頭部の位置に装着される。ＨＭＤが支持体に装着された状態で、調整部を用いて表示部の位置調整が行われる場合、連結部に力が加わることで、ベース部の連結部が設けられる位置を中心にしてベース部を回転させるモーメントが、ベース部に作用しうる。ＨＭＤは、第一突出部を、ベース部の連結部が設けられる第一端部側とは反対側の第二端部に設けているので、第一突出部を、連結部から離間した位置に配置できる。第一突出部と屈曲部とにより支持体が挟持されることでベース部の第二端部側に加わる力は、連結部に力が加わることによってベース部が回転される力を打ち消す方向に作用しうる。よって、調整部を用いた表示部の位置調整時に連結部に力が加わっても、ベース部が回転し難い。したがって、本発明に係るＨＭＤは、回転可能な調整部を有していても、取付位置がずれることを効果的に防止できる。

前記連結部は、前記ベース部の一方の前記板面に延設され、前記湾曲部は、前記一方の板面とは、前記一方の板面が延びる方向に対して反対側の前記板面に設けられてもよい。

この場合、ベース部の湾曲部及び屈曲部が設けられる側とは反対側に連結部が設けられるので、連結部、湾曲部及び屈曲部がベース部の同じ側に設けられるよりも、ＨＭＤを装着した使用者の顔に表示部等が接触し難い。

前記ヘッドマウントディスプレイは、前記ベース部の前記第一突出部と前記湾曲部との間の位置の前記板面において前記第一突出部が突出する方向と同じ方向に突出する第二突出部を備えてもよい。

この場合、ベース部の板面から突出する突出部が、第一突出部及び第二突出部により複数となるので、支持体がベース部と屈曲部との間に確実に挟持される。また、支持体の厚みは様々であるが、突出部が複数設けられるので、ＨＭＤは、様々な厚みの支持体をベース部と屈曲部との間に挟持できる。

前記第二突出部は、前記ベース部の前記板面を貫通する貫通孔に対して進退自在に挿通する留具を含んでもよい。

この場合、留具が板面から突出する度合いに応じて、板面に対する第二突出部の突出の度合いを調整できるので、ＨＭＤは、様々な厚みの支持体を第一突出部と屈曲部との間に確実に挟持できる。

前記ヘッドマウントディスプレイは、前記湾曲部から前記開口部に向けて延び、前記空間を前記ベース部側の第一空間と、前記屈曲部側の第二空間とに区切るリブを備えてもよい。

この場合、湾曲部の内側の空間が、リブによって第一空間と第二空間とに区切られるので、ＨＭＤは、支持体の厚み、形状等に応じて、支持体を開口部から湾曲部内側の第一空間又は第二空間に挿入させることができる。

前記湾曲部の剛性は、前記屈曲部の前記第一部分の剛性よりも高くてもよい。

この場合、屈曲部の第一部分が湾曲部よりも撓みやすくなる。よって、ベース部と屈曲部との間に支持体が挟持されるときに、屈曲部の第一部分が湾曲部よりも大きく撓む。よって、ＨＭＤは、支持体の厚みに応じた強度で第一突出部と屈曲部との間に支持体を挟持できる。

前記ヘッドマウントディスプレイは、前記屈曲部の前記第二部分の前記開口部とは反対側の端部から前記ベース部の前記第一端部側に設けられる延設部を備え、前記ベース部、前記延設部及び前記屈曲部の前記第二部分の剛性は、前記屈曲部の前記第一部分の剛性よりも高くてもよい。

この場合、屈曲部の第一部分がベース部、延設部及び屈曲部の第二部分よりも撓みやすくなる。延設部とベース部の第一端部とを近接させることで、屈曲部の第一部分が撓み、開口部の大きく開口できるので、厚みのある支持体であっても第一突出部と屈曲部との間に挿入しやすくなる。

前記屈曲部の前記第一部分は、前記ベース部の前記板面に交差する方向に延びてもよい。

この場合、例えば、ベース部の板面と屈曲部の第一部分とが略平行に延びる場合に比べて、ベース部と屈曲部との間に挟持される支持体が、第一部分のいずれかの位置に当接しやすくなる。したがって、ＨＭＤは、支持体の厚み、形状に応じた態様でずれにくく固定される。

前記ヘッドマウントディスプレイは、前記リブから前記ベース部側及び前記屈曲部側の少なくとも一方に向けて突出する第三突出部を備えてもよい。

この場合、ＨＭＤは、湾曲部の内側に挿入された支持部を、第三突出部とベース部との間、又は第三突出部と屈曲部との間に確実に固定できる。これにより、支持部に対して装着部が安定して固定されるので、調整部を用いた位置調整が行われても、ＨＭＤの取付位置がずれにくい。

ＨＭＤ１Ａの使用例を示す斜視図である。 ＨＭＤ１Ａの斜視図である。 ＨＭＤ１Ａの側面図である。 ツバＨ１に装着部８Ａが装着された状態のＨＭＤ１Ａの側面図である。 ＨＭＤ１Ｂの側面図である。 ＨＭＤ１Ｃの側面図である。 ＨＭＤ１Ｄの側面図である。

本発明の第一実施形態について説明する。図１及び図２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。）１Ａは、ビデオ透過型のＨＭＤである。ＨＭＤ１Ａは、使用者Ｕが着用した（頭に被った）帽子Ｈに支持されて使用される。ＨＭＤ１Ａは、装着部８Ａ、アーム部９、調整部７２（第一ボールジョイント２及び第二ボールジョイント３（図２参照））、及び表示部４を備える。以下、図の説明の理解を助けるため、ＨＭＤ１Ａの上側、下側、左側、右側、前側及び後側を定義する。ＨＭＤ１Ａの上側、下側、左側、右側、前側及び後側は、例えば、図１の右斜め上側、左斜め下側、左斜め上側、右斜め下側、手前側及び奥側にそれぞれ対応する。ＨＭＤ１Ａの上側、下側、左側、右側、前側及び後側は、それぞれ、ＨＭＤ１Ａが頭部に保持され使用者Ｕにとって、上側、下側、右側、左側、前側及び後側に対応する。なお、図３から図７において、第二ボールジョイント３、アーム部９、表示部４は省略されている。

図１に示すように、使用者Ｕが帽子Ｈを着用することで、帽子Ｈは使用者Ｕの頭部の位置に配置される。帽子Ｈは、ＨＭＤ１Ａを使用者Ｕの頭部に配置するための専用のものであってもよいし、汎用の作業帽等であってもよい。帽子Ｈは、ＨＭＤ１Ａを使用者の頭部に支持するための支持体の一例である。帽子Ｈに替えて、ヘルメット等にＨＭＤ１Ａが支持されてもよい。

図１、図２に示すように、装着部８Ａは、樹脂、金属（例えば、ステンレス）等の、可撓性を有する材質で構成される。図２に示すように、装着部８Ａは、ベース部８１、連結部８２Ａ、湾曲部８３、屈曲部８４、開口部８５及び延設部８６等を有する。なお、以下では、理解を容易とするために、ベース部８１、連結部８２Ａ、湾曲部８３、屈曲部８４、開口部８５及び延設部８６等の各部分に区分して説明するが、装着部８Ａは、これらの各部分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２に示すように、ベース部８１は、上下方向に厚みを有して左右方向に延びる細長い板状部材である。連結部８２Ａは、ベース部８１の右寄りの位置において、ベース部８１の上面（第一板面８１１）から上方に略垂直に突出する部材である。連結部８２Ａは、板状部分８２１とソケット取付部８２２とを有する。板状部分８２１は、左右方向に厚みを有して第一板面８１１から上方に延びる板状である。ソケット取付部８２２は、ソケット２２を連結部８２Ａに取り付けるために、板状部分８２１の右面のうちベース部８１側とは反対側である上端部に設けられた部分である。ＨＭＤ１Ａは、連結部８２Ａを第一板面８１１から上方に突出させているので、帽子ＨのツバＨ１に装着部８Ａが装着された状態で、ソケット２２を使用者Ｕの顔よりも上方に配置できる。したがって、アーム部９、表示部４等が使用者Ｕの顔に接触し難い。

湾曲部８３は、ベース部８１に対して連結部８２Ａの下側において、右方に突出する弧状の板状部材であり、ベース部８１の下面（第二板面８１２）から下方に突出する。屈曲部８４は、第一部分８４１、屈曲部分８４２及び第二部分８４３を備える。第一部分８４１は、湾曲部８３の下端部からベース部８１の左端部８１８に向けて延びる部位である。屈曲部分８４２は、湾曲部８３と反対側（上側）の第一部分８４１の端部を第二板面８１２から離間する方向に屈曲する部位である。第二部分８４３は、屈曲部分８４２の下端部から右斜め下方に向けて延びる部位である。延設部８６は、第二部分８４３の屈曲部分８４２と反対側の端部（右端部）から右方に延びる板状部材である。

ベース部８１の第二板面８１２と屈曲部８４の屈曲部分８４２との間には、ベース部８１、湾曲部８３及び屈曲部８４に囲まれ、湾曲部８３の右側に設けられる空間１０の左側を開放する開口部８５が形成される。装着部８Ａのベース部８１、湾曲部８３及び屈曲部８４は、開口部８５から空間１０に挿し込まれた所定の厚みの板状物を挟むことのできるクリップ機構８９を構成する。使用者Ｕは、ベース部８１の右端部８１９と延設部８６とをつまむ等によって近接させることで、開口部８５の大きさを上下方向に広げることができる。使用者Ｕは、広げた開口部８５から空間１０へ帽子ＨのツバＨ１（図１参照）等を挿し込んだ後、ベース部８１の右端部８１９と延設部８６との近接を解除することで、クリップ機構８９にツバＨ１を挟ませて、帽子Ｈに装着部８Ａを装着することができる。

図１、図２に示すように、アーム部９は、略棒状であり、樹脂、金属等で構成される。アーム部９は、正面から見た状態で上下方向に延びる。アーム部９の上端部は、後述する第一ボールジョイント２を介して連結部８２Ａに連結される。図２に示すように、アーム部９の下端部は、後述する第二ボールジョイント３を介して後述する表示部４に接続される。

装着部８Ａ及びアーム部９は、装着部８Ａが使用者Ｕの着用する帽子ＨのツバＨ１の右側の端部に装着された状態で、表示部４を使用者Ｕの頭部に保持する。この場合、使用者Ｕは、左眼の前側に表示部４を配置させることができる。なお、図示しないが、使用者Ｕは、装着部８Ａを左右方向に反転させて、帽子ＨのツバＨ１の左側の端部に装着してもよい。この場合、使用者Ｕは、右眼の前側に表示部４を配置させることができる。

図１に示すように、第一ボールジョイント２は、ボールスタッド２１及びソケット２２を備える。図２に示すように、ボールスタッド２１は、球体部２１Ａ、棒部２１Ｂ、及び基部２１Ｃ（図３参照）を有する。球体部２１Ａは、球状の部位である。球体部２１Ａは、ボールスタッド２１のうちアーム部９側と反対側の端部に設けられる。棒部２１Ｂは、球体部２１Ａから右方に向けて延びる円柱型の部位である。棒部２１Ｂは、ソケット２２に設けられている円形の孔２２Ａに挿通する。棒部２１Ｂの断面の径は、球体部２１Ａの直径よりも小さい。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３参照）。基部２１Ｃは、アーム部９の左面の上端部に形成されている凹部（図示略）に嵌まる。これによって、ボールスタッド２１は、アーム部９に固定される。

ボールスタッド２１の棒部２１Ｂは、アーム部９の上端部から、球体部２１Ａの中心２１１から放射状に延びる仮想線２１２に沿って延びる。ソケット２２は、ボールスタッド２１の球体部２１Ａを摺動可能に支持する。ソケット２２は、連結部８２Ａのソケット取付部８２２に連結する。

この場合、ボールスタッド２１は、仮想線２１２を軸として、矢印２Ａで示される方向に回転できる。また、ボールスタッド２１は、ソケット２２の孔２２Ａに棒部２１Ｂが接触しない範囲、（球体部２１Ａの中心２１１と壁部２２１の内側の端部とを結ぶ仮想の円錐面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。したがって、ボールスタッド２１の球体部２１Ａがソケット２２に対して摺動することによって、第一ボールジョイント２は、装着部８Ａとアーム部９とを、球体部２１Ａの中心２１１を回転中心として、回転可能に連結する。

図２に示すように、第二ボールジョイント３は、ボールスタッド３１及びソケット３２を備える。ボールスタッド２１は、球体部３１Ａ、棒部３１Ｂ及び基部（図示略）を有する。球体部３１Ａ、棒部３１Ｂ及び基部の形状は、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、ソケット３２に設けられている円形の孔３２Ａに挿通する。基部は、アーム部９の左面の下端部に形成されている凹部（図示略）に嵌まる。これによって、ボールスタッド３１は、アーム部９に固定される。

ボールスタッド３１の棒部３１Ｂは、アーム部９の下端部から、球体部３１Ａの中心３１１から放射状に延びる仮想線３１２に沿って延びる。ソケット３２は、ボールスタッド３１の球体部３１Ａを摺動可能に支持する。ソケット３２は表示部４に接続し、ボールスタッド３１の球体部３１Ａを摺動可能に支持する。

この場合、ボールスタッド３１は、仮想線３１２を軸として、矢印３Ａで示される方向に回転できる。また、ボールスタッド３１は、ソケット３２の孔３２Ａに棒部３１Ｂが接触しない範囲、（球体部３１Ａの中心３１１と壁部３２１の内側の端部とを結ぶ仮想の円錐面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。したがって、ボールスタッド３１の球体部３１Ａがソケット３２に対して摺動することによって、第二ボールジョイント３は、アーム部９と表示部４とを、球体部３１Ａの中心３１１を回転中心として、回転可能に連結する。

調整部７２及びアーム部９は、表示部４と装着部８Ａとの間に介在する。調整部７２は、装着部８Ａに対する表示部４の位置を回転可能に調整することによって、使用者Ｕの左眼に対する表示部４の位置を調整できる。

図１、図２に示すように、表示部４は筐体４１を備えている。筐体４１は中空箱状である。図２に示すように、筐体４１の後面の右端部から後側に向けて、接続部４３が延びる。接続部４３には、第二ボールジョイント３のソケット３２が接続される。図１に示すように、筐体４１の左側は開放する。筐体４１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４１の開口部にハーフミラー４２が設けられる。筐体４１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４２、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４４を有する。操作部材４４は、筐体４１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。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４２に導く。ピント調節機構は、操作部材４４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。使用者Ｕは、操作部材４４を回転させることによって、表示部４のピント調節を行うことができる。

ハーフミラー４２は矩形板状である。ハーフミラー４２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４２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４２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４２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。使用者Ｕの左眼は、ハーフミラー４２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４２は、外界の光を後側に透過させることができる。

図３を参照して、装着部８Ａの詳細を説明する。なお、図３において、第二ボールジョイント３、アーム部９、表示部４は省略されている。ベース部８１には、第一突出部８１３、第二突出部８１４、ナット８１６、ねじ８１５が設けられている。第一突出部８１３は、ベース部８１の左端部８１８において、第二板面８１２から下方に向けて突出する部位である。第二突出部８１４は、第一突出部８１３と、湾曲部８３が第二板面８１２から下方に突出する位置との間の位置において、第二板面８１２から第一突出部８１３と同様に下方に突出する部位である。

ナット８１６は、第一突出部８１３と、湾曲部８３との左右方向における間の位置において、ベース部８１の第一板面８１１に固定されている。本実施形態では、ナット８１６は、左右方向において、第二突出部８１４よりも湾曲部８３に寄った位置に設けられている。ナット８１６には、ねじ８１５の軸部が挿通されるねじ孔８１６Ａが設けられている。ねじ孔８１６Ａは、ナット８１６が設けられる位置の第一板面８１１及び第二板面８１２を貫通している。ねじ８１５の軸部は、ねじ８１５がナット８１６に締結された状態で、ねじ８１５の下端部であるねじ先８１５Ａが第二板面８１２よりも下方に配置される長さである。ねじ８１５は、ナット８１６に対する締結の度合いに応じて、ねじ孔８１６Ａに対して上下方向に進退自在である。ねじ８１５がねじ孔８１６Ａに対して上下方向に進退する度合いに応じて、ねじ先８１５Ａが第二板面８１２から下方に向けて突出する度合いが変更する。

湾曲部８３の上下方向における略中央には、湾曲部８３の左面から左方に向けて延びるリブ８７が設けられている。リブ８７は、ベース部８１と、湾曲部８３と、屈曲部８４とに囲まれる空間１０を、ベース部８１側の空間１０Ａと、屈曲部８４側の空間１０Ｂとに区切る。

屈曲部８４の第一部分８４１は、湾曲部８３の下端部から第一突出部８１３に向けて左斜め上方に、第二板面８１２に対して交差する方向に延びる。第一部分８４１の上端部は屈曲部分８４２に接続する。屈曲部８４は、第一部分８４１の上端部から左斜め下方に延びた後、右斜め下方に向けて折り返される。第二部分８４３は、屈曲部分８４２の下端部に接続し、第一部分８４１と略平行に右斜め下方に延びる。延設部８６は、第二部分８４３の右端部から右方に向けて設けられ、ベース部８１と略平行に延びる。

ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４の第二部分８４３、延設部８６の厚みは、屈曲部８４の第一部分８４１の厚みよりも厚い。本実施形態では、ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４及び延設部８６は、同一の材質で一体に形成されているので、ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４の第二部分８４３及び延設部８６の剛性は、屈曲部８４の第一部分８４１の剛性よりも高い。よって、第一部分８４１は、ベース部８１、湾曲部８３及び第二部分８４３よりも撓みやすい。この場合、ベース部８１、湾曲部８３及び屈曲部８４によって挟持されるツバＨ１の厚み等に応じて、ベース部８１、湾曲部８３及び第二部分８４３よりも第一部分８４１が撓むので、クリップ機構８９は様々なツバＨ１を安定して挟持できる。

また、延設部８６が第二部分８４３の右端部からベース部８１と略平行に延びるので、使用者Ｕは、ベース部の右端部８１９と延設部８６とを、上下方向から挟むようにして、容易につまむことができる。使用者Ｕがベース部８１の右端部８１９と延設部８６とをつまむ等によって近接させたとき、ベース部８１の右端部８１９及び延設部８６よりも屈曲部８４の第一部分８４１が撓みやすい。すなわち、開口部８５の大きさを広げる際に使用者Ｕがつまむベース部８１の右端部８１９と延設部８６は、屈曲部８４の第一部分８４１よりも撓みにくい。空間１０に挿入したいツバＨ１が比較的厚い場合、使用者Ｕは、開口部８５をより大きく広げる必要がある。使用者Ｕは、ベース部８１の右端部８１９と延設部８６とを上下方向から挟むようにつまむことで、屈曲部８４の第一部分８４１を撓ませて、開口部８５の上下方向の大きさを容易に広げられる。

図４を参照して、帽子Ｈ（図１参照）のツバＨ１をクリップ機構８９によって挟んだ状態の装着部８Ａを説明する。使用者Ｕは、ベース部８１の右端部８１９と延設部８６とをつまんで開口部３５の上下方向の大きさを広げ、広げた開口部８５から空間１０へツバＨ１を挿し込み、右端部８１９と延設部８６とをつまむことをやめることで、装着部８ＡをツバＨ１に装着できる。ツバＨ１の厚み及び形状は様々である。装着部８Ａは、図４（Ａ）に示すように、ツバＨ１の先をリブ８７の上側に配置して、ツバＨ１を空間１０のうちベース部８１側の空間１０Ａに挿し込ませることができる。また、装着部８Ａは、図４（Ｂ）に示すように、ツバＨ１の先をリブ８７の下側に配置して、ツバＨ１を空間１０のうち屈曲部８４側の空間１０Ｂに挿し込ませることができる。

調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われるとき、調整部７２のうち第一ボールジョイント２及び第二ボールジョイント３（図２参照）の少なくともいずれかが回転される。このとき、ボールスタッド２１の球体部２１Ａとソケット２２との間の摩擦力によって、球体部２１Ａの回転中心である中心２１１の位置を支点とする回転力が、ソケット２２に加わる。ソケット２２に加わる回転力は、ソケット取付部８２２においてソケット２２と連結する連結部８２Ａに伝達する。連結部８２Ａに伝達した回転力は、ベース部８１にも伝達しうる。この場合、ベース部８１のうち連結部８２Ａが設けられる位置を支点とした回転モーメントが、ベース部８１に作用しうる。ベース部８１は左右方向に長さを有して設けられるので、上記の回転モーメントは、連結部８２Ａが設けられる位置を支点としてベース部８１を左右方向に回転させる方向に作用しやすい。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ツバＨ１が開口部８５から空間１０に挿し込まれる場合、ベース部８１に連結部８２Ａが設けられる側である右端部８１９とは反対側の左端部８１８において、第一突出部８１３がツバＨ１の上面に上方から当接する。また、屈曲部８４の屈曲部分８４２が、ツバＨ１の下面に下方から当接する。これにより、装着部８Ａに対して調整部７２及び表示部４が連結される連結部８２Ａと左右方向において反対側であるベース部８１の左端部８１８において、ツバＨ１が第一突出部８１３と屈曲部分８４２とによって挟持される。この場合、ベース部８１のうち、最も連結部８２Ａから左方に離間した左端部８１８が、ツバＨ１に対して固定される。第一突出部８１３と屈曲部分８４２とによって挟持されて圧縮されたツバＨ１が形状を復元しようとする復元力が、第一突出部８１３の設けられるベース部８１の左端部８１８に対して上方向に作用する。この復元力に対する下方向の反力が、第一突出部８１３の設けられるベース部８１の左端部８１８において生ずる。これらの復元力及び反力は、調整部７２を用いた表示部４の位置調整に応じてベース部８１に作用する回転モーメントを打ち消す方向に作用しうる。よって、連結部８２Ａが設けられる位置を支点とした回転モーメントがベース部８１に作用しても、ベース部８１の左端部８１８は連結部８２Ａが設けられる位置を支点として回転し難い。したがって、調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われても、装着部８ＡがツバＨ１に対してずれにくい。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ツバＨ１が開口部８５から空間１０に挿し込まれる場合、第一突出部８１３と連結部８２Ａとの左右方向の間の位置で、第二突出部８１４がツバＨ１の上面に上方から当接する。このとき、ツバＨ１の厚みによっては、第二突出部８１４によって押し下げられたツバＨ１の下面が、屈曲部８４の第一部分８４１に当接する。第一部分８４１は、湾曲部８３の下端部から左斜め上方に、第二板面８１２に対して交差する方向に延びる。このため、例えば、第一部分８４１がベース部８１と略平行に延びる場合に比べて、第二突出部８１４によって押し下げられたツバＨ１の下面が、第一部分８４１のいずれかの部分に当接しやすい。ツバＨ１の下面が第一部分８４１のいずれかの部分に当接した場合には、第二突出部８１４と第一部分８４１とによってツバＨ１が上下方向に挟持されるので、ツバＨ１に対する装着部８Ａの位置が安定する。したがって、調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われても、装着部８ＡがツバＨ１に対してずれにくくなる。

ツバＨ１の厚み、形状、剛性等は、様々である。使用者Ｕは、ツバＨ１に装着部８Ａを装着する場合、図４（Ａ）に示すようにツバＨ１を開口部８５から空間１０Ａに挿し込むか、図４（Ｂ）に示すようにツバＨ１を開口部８５から空間１０Ｂに挿し込むかを、ツバＨ１の厚み等に応じて選択できる。図４（Ａ）に示すように、ツバＨ１が開口部８５から空間１０Ａに挿し込まれた場合、ツバＨ１の空間１０Ａに対する挿し込みの度合いによっては、ツバＨ１の右端部がリブ８７の上側に載置される。このとき、ねじ先８１５ＡがツバＨ１の上面に当接するようにねじ８１５をねじ孔８１６Ａに対して締結することで、ねじ先８１５Ａとリブ８７とによってツバＨ１が上下方向に挟持される。ねじ孔８１６Ａに対するねじ８１５の締結の度合いを調整することで、ねじ先８１５Ａが第二板面８１２から下方に突出する度合いを調整できるので、ねじ先８１５Ａ及びリブ８７は、様々な厚みのツバＨ１を挟持できる。よって、装着部８Ａは、ツバＨ１の厚みが様々であっても、ツバＨ１に対する装着位置を安定させることができる。

図４（Ｂ）に示すように、ツバＨ１が開口部８５から空間１０Ｂに挿し込まれた場合、ツバＨ１の空間１０Ｂに対する挿し込みの度合いによっては、ツバＨ１の右端部がリブ８７の下側に挿入される。この場合、上方向に向けて形状を復元しようとするツバＨ１の右端部の上面が、リブ８７に対して押し付けられるので、ツバＨ１に対する装着部８Ａの位置が安定する。なお、使用者Ｕは、ねじ先８１５Ａを第二板面８１２から下方にさらに突出させ、ねじ先８１５Ａと第一部分８４１との間にツバＨ１を挟持させることで、ツバＨ１に対して装着部８Ａをさらに固定してもよい。

以上説明したように、ＨＭＤ１Ａは、装着部８Ａ及び調整部７２によって、使用者Ｕの眼前に表示部４を配置する。装着部８Ａは、ベース部８１、連結部８２Ａ、湾曲部８３、屈曲部８４、開口部８５を備え、開口部８５から空間１０へ帽子ＨのツバＨ１を挿入することで、使用者Ｕの頭部の位置に装着される。ＨＭＤ１Ａが帽子ＨのツバＨ１に装着された状態で、調整部７２を用いて表示部４の位置調整が行われる場合、連結部８２Ａに力が加わることで、ベース部８１の連結部８２Ａが設けられる位置を支点にした回転モーメントが、ベース部８１に作用しうる。ＨＭＤ１Ａは、第一突出部８１３を、ベース部８１の連結部８２Ａが設けられる右端部８１９側とは反対側の左端部８１８に設けているので、第一突出部８１３を、連結部８２Ａから離間した位置に配置できる。第一突出部８１３と屈曲部８４とにより上下方向にツバＨ１が挟持されることでベース部８１の左端部８１８側に加わる力は、連結部８２Ａに力が加わることによってベース部８１が左右方向に回転される力を打ち消す方向に作用しうる。よって、調整部７２を用いた表示部４の位置調整時に連結部８２Ａに力が加わっても、ベース部８１が回転し難い。したがって、ＨＭＤ１Ａは、回転可能な調整部７２を有していても、ツバＨ１に対する装着部８Ａの装着位置がずれることを効果的に防止できる。

ＨＭＤ１Ａは、連結部８２Ａを第一板面８１１から上方に突出させているので、帽子ＨのツバＨ１に装着部８Ａが装着された状態で、ソケット２２を使用者Ｕの顔よりも上方に配置できる。したがって、例えば、連結部８２Ａがベース部８１に対して湾曲部８３及び屈曲部８４が設けられる第二板面８１２側に連結部８２Ａが突出されているよりも、アーム部９、表示部４等が使用者Ｕの顔に接触し難い。

ベース部８１の第二板面８１２には、第一突出部８１３に加えて、第二突出部８１４、ねじ孔８１６Ａに挿通されたねじ先８１５Ａが、下方に突出して設けられる。このため、開口部８５から空間１０に挿し込まれるツバＨ１が、第一突出部８１３に加えて、第二突出部８１４及びねじ先８１５Ａにも当接しうる。よって、ツバＨ１がベース部８１と屈曲部８４との間において確実に挟持される。ツバＨ１の厚み、形状等は様々であるが、第二板面８１２から下方に突出する第二突出部８１４が設けられるので、ＨＭＤ１Ａは、様々なツバＨ１をベース部８１と屈曲部８４との間に挟持できる。

ねじ孔８１６Ａに対するねじ８１５の締結の度合いを調整することで、ねじ先８１５Ａが第二板面８１２から下方に突出する度合いが調整可能である。よって、ＨＭＤ１Ａは、様々なツバＨ１を第一突出部８１３と屈曲部８４との間に確実に挟持できる。

リブ８７は、ベース部８１と、湾曲部８３と、屈曲部８４とに囲まれる空間１０を、ベース部８１側の空間１０Ａと、屈曲部８４側の空間１０Ｂとに区切る。このため、使用者Ｕは、ツバＨ１に装着部８Ａを装着する場合、ツバＨ１を開口部８５から空間１０Ａに挿し込むか、ツバＨ１を開口部８５から空間１０Ｂに挿し込むかを、ツバＨ１の厚み等に応じて選択できる。よって、装着部８Ａは、ツバＨ１の厚み、形状等が様々であっても、ツバＨ１に対する装着位置を安定させることができる。

湾曲部８３の剛性は、屈曲部８４の第一部分８４１の剛性よりも高くされている。したがって、ＨＭＤ１Ａは、ベース部８１、湾曲部８３及び屈曲部８４によって挟持されるツバＨ１の厚み等に応じて、ベース部８１、湾曲部８３及び第二部分８４３よりも第一部分８４１を撓ませることができる。

使用者Ｕがベース部８１の右端部８１９と延設部８６とをつまむ等によって近接させたとき、ベース部８１の右端部８１９及び延設部８６よりも屈曲部８４の第一部分８４１が撓みやすい。すなわち、開口部８５の大きさを広げる際に使用者Ｕのつまんでいるベース部８１の右端部８１９と延設部８６が、屈曲部８４の第一部分８４１よりも撓みにくい。したがって、使用者Ｕは、ベース部８１の右端部８１９と延設部８６とを上下方向から挟むようにつまむことで、開口部８５の上下方向の大きさを容易に広げられる。よって、装着部８Ａは、装着部８Ａの装着時に、ツバＨ１の厚みに応じた大きさで開口部８５を広げることができる。

屈曲部８４の第一部分８４１は、湾曲部８３の下端部から左斜め上方に、第二板面８１２に対して交差する方向に延びる。このため、例えば、第一部分８４１がベース部８１と略平行に延びる場合に比べて、第一突出部８１３と屈曲部８４とに挟持されるツバＨ１の下面は、第一部分８４１のいずれかの部分に当接しやすい。したがって、装着部８ＡがツバＨ１に対してずれにくく固定される。

図５を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。ＨＭＤ１Ｂは、装着部８Ｂを備える。装着部８Ｂは、ＨＭＤ１Ａ（図２参照）の装着部８Ａの連結部８２Ａ（図２参照）の代わりに、連結部８２Ｂを備える。その他の構成は、第一実施形態と同一である。

装着部８Ｂにおいて、連結部８２Ｂは、ベース部８１の右寄りの位置において、ベース部８１の第二板面８１２から下方に略垂直に突出する部材である。すなわち、連結部８２Ｂは、ベース部８１に対して、湾曲部８３が設けられるのと同じ側（下側）に設けられる。連結部８２Ｂの板状部分８２１は、左右方向に厚みを有して第二板面８１２から下方に延びる板状である。連結部８２Ｂのソケット取付部８２２は、板状部分８２１の右面のうちベース部８１側とは反対側である下端部に設けられている。ＨＭＤ１Ｂは、連結部８２Ｂを第二板面８１２から下方に突出させているので、帽子ＨのツバＨ１に装着部８Ｂが装着された状態で、ソケット２２を使用者Ｕの顔に近接させて配置できる。したがって、アーム部９、表示部４等を使用者Ｕの顔に近接配置できる。

ＨＭＤ１Ｂにおいて調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われるとき、連結部８２Ｂに力が加わることで、ベース部８１の連結部８２Ｂが設けられる位置を支点にした回転モーメントが、ベース部８１に作用しうる。ＨＭＤ１Ｂは、第一突出部８１３を、ベース部８１の連結部８２Ｂが設けられる右端部８１９側とは反対側の左端部８１８に設けているので、第一突出部８１３を、連結部８２Ｂから離間した位置に配置できる。第一突出部８１３と屈曲部８４とにより上下方向にツバＨ１が挟持されることでベース部８１の左端部８１８側に加わる力は、連結部８２Ｂに力が加わることによってベース部８１が左右方向に回転される力を打ち消す方向に作用しうる。よって、調整部７２を用いた表示部４の位置調整時に連結部８２Ｂに力が加わっても、ベース部８１が回転し難い。したがって、ＨＭＤ１Ｂは、回転可能な調整部７２を有していても、ツバＨ１に対する装着部８Ｂの装着位置がずれることを効果的に防止できる。

図６を参照して、本発明の第三実施形態について説明する。ＨＭＤ１Ｃは、装着部８Ｃを備える。装着部８Ｃは、ＨＭＤ１Ａ（図２参照）の装着部８Ａのリブ８７（図２参照）の代わりに、リブ８７１，８７２を備える。その他の構成は、第一実施形態と同一である。

リブ８７１は、湾曲部８３の上下方向における略中央よりも上寄りの位置の左面から左方に向けて延びる。リブ８７２は、湾曲部８３の左面におけるリブ８７１の下側の位置から左方に向けて延びる。したがって、リブ８７１，８７２は、ベース部８１と、湾曲部８３と、屈曲部８４とに囲まれる空間１０を、リブ８７１よりもベース部８１側の空間１０Ａと、リブ８７１の下側且つリブ８７２より上側の空間１０Ｂと、リブ８７２よりも屈曲部８４側の空間１０Ｃとに区切る。この場合、装着部８Ｃは、ツバＨ１の先をリブ８７１の上側に配置して、ツバＨ１を空間１０Ａに挿し込ませることができる。また、装着部８Ｃは、ツバＨ１の先をリブ８７１とリブ８７２との間に配置して、ツバＨ１を空間１０Ｂに挿し込ませることができる。また、装着部８Ｃは、ツバＨ１の先をリブ８７２の下側に配置して、ツバＨ１を空間１０Ｃに挿し込ませることができる。このように、湾曲部８３にリブ８７１，８７２のような複数のリブが設けられることで、装着部８Ｃは、空間１０に挿入されるツバＨ１の先の位置を、ツバＨ１の形状等に応じた適切な位置に配置できる。したがって、ＨＭＤ１Ｃは、調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われても、装着部８ＣをツバＨ１に対してずれにくくできる。

図７を参照して、本発明の第四実施形態について説明する。ＨＭＤ１Ｄは、装着部８Ｄを備える。装着部８Ｄは、ＨＭＤ１Ａ（図２参照）の装着部８Ａのリブ８７（図２参照）に、第三突出部８７Ａを備える。その他の構成は、第一実施形態と同一である。

第三突出部８７Ａは、リブ８７の左端部の上面からベース部８１側に向けて上方に突出する。この場合、開口部３５から空間１０Ａに挿し込まれ、リブ８７の上側に配置されたツバＨ１が、第三突出部８７Ａに引っ掛かりやすいので、リブ８７に対するツバＨ１の配置が安定する。特に、装着部８Ｄは、ねじ先８１５Ａと第三突出部８７Ａとの間にツバＨ１を挟持できる。よって、調整部７２を用いた表示部４の位置調整が行われても、装着部８ＤがツバＨ１に対してずれにくくなる。

なお、第三突出部８７Ａは、リブ８７の下面から屈曲部８４側に向けて下方に突出してもよい。リブ８７に、リブ８７の上面から上方に突出する第三突出部８７Ａと、リブ８７の下面から下方に突出する第三突出部８７Ａとの、双方が設けられてもよい。第三突出部８７Ａは、リブ８７の左端部に限らず、リブ８７の上面又は下面のいずれの位置に設けられてもよい。また、リブ８７の上面に、複数の第三突出部８７Ａが設けられてもよいし、リブ８７の下面に、複数の第三突出部８７Ａが設けられてもよい。

上記実施形態において、右端部８１９が、本発明の「第一端部」の一例である。左端部８１８が、本発明の「第二端部」の一例である。第一板面８１１が、本発明の「一方の板面」の一例である。第二板面８１２が、本発明の「一方の板面が延びる方向に対して反対側の板面」の一例である。ねじ孔８１６Ａが、本発明の「貫通孔」の一例である。ねじ８１５が、本発明の「第二突出部」及び「留具」の一例である。空間１０Ａが、本発明の「第一空間」の一例である。空間１０Ｂが、本発明の「第二空間」の一例である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。第一突出部８１３及び第二突出部８１４は、いずれも、ベース部８１の前後方向の全体に亘って下方に突出して設けられてもよいし、ベース部８１の前後方向の一部の領域において下方に突出するピン状等で設けられてもよい。第一突出部８１３及び第二突出部８１４が第二板面８１２から下方に突出するピン状に設けられる場合、第一突出部８１３、第二突出部８１４及びねじ８１５のねじ先８１５Ａが、第二板面８１２の前後方向における同じ位置において左右方向に一直線上に並んで配列されてもよい。又は、第一突出部８１３、第二突出部８１４及びねじ８１５のねじ先８１５Ａは、第二板面８１２の前後方向における同じ位置において一直線上に並ばず、ベース部８１の第二板面８１２にジグザグに配列されてもよいし、第二板面８１２にランダムに配置されていてもよい。第二突出部８１４及びねじ８１５が、それぞれ複数設けられてもよい。また、ねじ８１５及びナット８１６が、第二突出部８１４よりもベース部８１の左端部８１８に寄った位置に設けられてもよい。

ねじ８１５に代わる留具として、ベース部８１の第一板面８１１及び第二板面８１２を貫通する貫通孔に対して進退自在なラッチピン等が設けられてもよい。この場合、ラッチピンの先端部が第二板面８１２から第一突出部８１３と同様に下方に突出することで、ラッチピンが本発明の第二突出部として機能する。

ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４の第二部分８４３、延設部８６の材質を、屈曲部８４の第一部分８４１の材質よりも剛性の高いものにすることで、ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４の第二部分８４３、延設部８６の剛性が、屈曲部８４の第一部分８４１の剛性より高くされてもよい。この場合、屈曲部８４の第一部分８４１の厚みが、ベース部８１、湾曲部８３、屈曲部８４の第二部分８４３、延設部８６の厚みよりも薄くされていなくてもよい。

調整部７２として、第一ボールジョイント２及び第二ボールジョイント３のいずれか一方のみが設けられていてもよい。装着部８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄに対して表示部４を回転可能に連結するための機構は、ボールジョイントに限定されず、自在継手、ラバーマウント等、他の調整機構であってもよい。

表示部４は、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を用いてもよい。表示部４は、二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）を用いてもよい。表示部４は、ハーフミラー４２の代わりに、プリズムや回折格子のような光路偏向部材を用いてもよい。表示部４は、液晶ユニットに表示される画像の画像光がハーフミラー４２等を介さずに直接に使用者の眼に出射されるように、後側に直接出射してもよい。この場合、表示部４はハーフミラー４２を有さなくてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ ＨＭＤ
２ 第一ボールジョイント
３ 第二ボールジョイント
４ 表示部
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 装着部
９ アーム部
１０ 空間
１０Ａ 第一空間
１０Ｂ 第二空間
２１，３１ ボールスタッド
２２，３２ ソケット
７２ 調整部
８１ ベース部
８２Ａ，８２Ｂ 連結部
８３ 湾曲部
８４ 屈曲部
８５ 開口部
８６ 延設部
８７，８７１，８７２ リブ
８７Ａ 第三突出部
８１１ 第一板面
８１２ 第二板面
８１３ 第一突出部
８１２ 第二突出部
８１５ ねじ
８１６Ａ ねじ孔
８１８ 第二端部
８１９ 第一端部
８４１ 第一部分
８４２ 屈曲部分
８４３ 第二部分

Claims (9)

1. 使用者の頭部の位置に配置される支持体に装着される装着部と、
   画像を表示する表示部と、
   前記装着部に対して前記表示部を回転可能に連結する調整部と
   を備え、
   前記装着部は、
   板状のベース部と、
   前記ベース部の板面から突出して前記調整部と連結する連結部と、
   前記ベース部の前記連結部が設けられる側の端部である第一端部とは、前記連結部が前記板面から突出する方向に対して反対側の端部の第二端部において、前記板面から突出して設けられる第一突出部と、
   前記第一端部と前記第一突出部との間の位置の前記板面において前記第一突出部が突出する方向と同じ側に設けられ、弧状に湾曲する部分が前記第一端部側に向けて突出する湾曲部と、
   前記湾曲部に囲まれる前記第二端部側の空間を前記第二端部側に向けて開口する開口部と、
   前記板面から離間する側の前記湾曲部の端部から前記開口部に向けて延びる第一部分、前記第一部分の前記開口部の側の端部を前記板面から離間する方向に屈曲する屈曲部分、前記屈曲部分から前記ベース部の前記第一端部に向けて延びる第二部分を有する屈曲部と
   を備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記連結部は、前記ベース部の一方の前記板面に延設され、
   前記湾曲部は、前記一方の板面とは、前記一方の板面が延びる方向に対して反対側の前記板面に設けられる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. 前記ベース部の前記第一突出部と前記湾曲部との間の位置の前記板面において前記第一突出部が突出する方向と同じ方向に突出する第二突出部を備えた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. 前記第二突出部は、前記ベース部の前記板面を貫通する貫通孔に対して進退自在に挿通する留具を含むことを特徴とする請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記湾曲部から前記開口部に向けて延び、前記空間を前記ベース部側の第一空間と、前記屈曲部側の第二空間とに区切るリブを備えた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。
6. 前記湾曲部の剛性は、前記屈曲部の前記第一部分の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
7. 前記屈曲部の前記第二部分の前記開口部とは反対側の端部から前記ベース部の前記第一端部側に設けられる延設部を備え、
   前記ベース部、前記延設部及び前記屈曲部の前記第二部分の剛性は、前記屈曲部の前記第一部分の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
8. 前記屈曲部の前記第一部分は、前記ベース部の前記板面に交差する方向に延びることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
9. 前記リブから前記ベース部側及び前記屈曲部側の少なくとも一方に向けて突出する第三突出部を備えた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。

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