JP6647036B2

JP6647036B2 - ウェアラブル装置

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Publication number: JP6647036B2
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Authority: JP
Inventors: 成示龍田
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Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: JP2017118286A; US10120419B2; US20170185109A1

Description

本発明は、ウェアラブル装置等に関する。

従来より、使用者の頭部に装着して使用者の視界に画像を投影するウェアラブル装置（ヘッドマウントディスプレイ）が知られている。このようなウェアラブル装置の従来技術としては、例えば特許文献１〜３に開示される技術がある。

特許文献１には、ヘッドホン型の本体に対してアームが取り付けられ、アームに表示装置が取り付けられ、本体とアームとの間が第１軸で回動し、アームと表示部との間が第２、第３軸で回動する頭部装着型映像表示装置が開示されている。第１〜第３軸は直交する３軸であり、本体に対して各軸で回動自在となるように表示装置が接続されている。また特許文献２には、表示ユニットをスライド可能に取り付ける保持用ガイドを頭部保持用ホルダに設け、表示ユニットを保持用ガイドに取り付ける向きを上下入れ替えることによって、表示ユニットを頭部保持用ホルダに対して上下のいずれの方向にも保持可能とした頭部装着型表示装置が開示されている。

特許文献３には、瞳分割シースルー型のヘッドマウントディスプレイが開示されている。この技術では、表示画像の虚像を射出する接眼部（接眼窓）が非常に小型であり、それによってシースルー（外界視界と表示画像がオーバーラップすること）やシーアラウンド（広い外界視界を確保すること）を実現する。

特開２０１０−２８７００４号公報特開２００１−７５４９６号公報特開２００６−３８７９号公報

上記の瞳分割シースルー型のような接眼窓が小型のヘッドマウントディスプレイでは、使用者が虚像を観察するための接眼部の光軸と使用者の視線とが一致（略一致）しないと使用者は画像の全体を視認することができない。そのため、接眼部の光軸と使用者の視線を一致（略一致）させる調整が面倒である。このようなヘッドマウントディスプレイを頭部に装着した際、見たい位置で画像全体を視認できるようにするためには上記の調整を行う必要があるが、大きく分けて、“個人差に対応するための調整（眼幅調整）”と、使用状況（シーン）やユーザーの気分等によって変更される可能性が高い、“見たい位置に合わせる調整（表示位置調整）”とがある。このとき、“眼幅調整”と“表示位置調整”とが独立していないと、煩雑な調整が必要となる。例えば、表示位置の変更によって接眼部が眼幅方向にずれてしまうと、接眼部の光軸と使用者の視線が一致しなくなるため、一旦合わせたはずの眼幅を再度調整する必要がある。また、眼幅の再調整によって更に表示位置がずれると、再度の位置調整が必要となり、位置と眼幅の調整が繰り返されることになる。

本発明の幾つかの態様は、上記事情に鑑みてなされたもので、人間の眼幅に対する接眼部の位置調整と視界における画像の表示位置の調整とを独立に行い、眼幅の再調整を行うことなく画像の表示位置を自由に変更可能なウェアラブル装置を提供できる。

本発明の一態様は、装着者の頭部に装着される装着部と、前記装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部と、前記装着部に接続され、前記頭部に対して前記表示部をスライド可能に支持し、且つ前記スライドにより移動された前記表示部の位置で回動可能に前記表示部を支持するスライド回動機構を有する接続部と、を含み、前記スライド回動機構は、前記表示部のスライド方向と、前記表示部を回動させる回動軸に沿った方向とが平行となるように前記接続部に配置されているウェアラブル装置に関係する。

本発明の一態様によれば、表示部をスライド可能に支持すると共にそのスライド位置で回動可能に表示部を支持するスライド回動機構を設けたので、第１段階の操作で使用者の眼幅に合わせて片目で表示画面を視認可能とする位置に表示部の接眼部をスライド調整できる。そして、必要に応じて第２段階の操作で、接眼部を視野の最適な領域に配置でき、或いは、接眼部の光軸と使用者の視線を一致させて画像を欠けることなく視認させることができる。この第２段階の操作では、第１段階の操作でスライドされたスライド位置で回動されるので、スライド方向にずれることなく回動が可能であり、第１段階の操作を１回行った後は、必要に応じて第２段階の操作だけを行うことが可能となる。

ウェアラブル装置の構成例の上面視図。図２（Ａ）は、ウェアラブル装置の構成例の斜視図。図２（Ｂ）は、ウェアラブル装置の構成例の正面視図。図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、スライド回動機構の第１の詳細な構成例。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、スライド回動機構の第２の詳細な構成例。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、スライド回動機構の第３の詳細な構成例。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、スライド回動機構の第４の詳細な構成例。スライド回動機構の第４の詳細な構成例の変形例。接眼窓が非常に小型であるため位置合わせがシビアになる光学系の説明図。接眼窓を通した虚像の見え方の模式図。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、接眼窓を通した虚像の見え方の模式図。装着者がウェアラブル装置を装着した場合の第１回動軸、第２回動軸、眼球、表示部の配置の模式図。表示位置の調整とアライメント調整についての説明図。アライメント調整後における表示位置の移動についての説明図。図１４（Ａ）は、表示部の光学系の第１構成例。図１４（Ｂ）は、表示部の光学系の第２構成例。図１４（Ｃ）は、表示部の光学系の第３構成例。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．構成
図１〜図２（Ｂ）に本実施形態のウェアラブル装置１００の構成例を示す。図１は頭部７０に装着されたウェアラブル装置１００を上（頭頂部側）から見た図であり、図２（Ａ）はウェアラブル装置１００の斜視図（顔正面に向かって右斜め上から見た斜視図）であり、図２（Ｂ）は、ウェアラブル装置１００を正面（顔正面側）から見た図である。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、頭部７０と眼鏡型フレーム１５０のテンプル部の図示を省略している。方向ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは、頭部７０の右方向、上方向、正面方向であり、互いに直交する。装着者が直立姿勢になった場合、方向ＤＹは鉛直上方向となり、方向ＤＸ、ＤＺは水平方向となる。

ウェアラブル装置１００（ヘッドマウントディスプレイ）は、装着者（使用者）の頭部７０に装着される装着部（フレーム、バンド）と、装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部１４０（表示装置、ディスプレイ）と、装着部に接続される接続部１３０（コネクター、接続部材）と、を含む。接続部１３０は、頭部７０に対して表示部１４０をスライド可能に支持し、且つそのスライドにより移動された表示部１４０の位置で回動可能に表示部１４０を支持するスライド回動機構２００を有する。このスライド回動機構２００は、表示部１４０のスライド方向と、表示部１４０を回動させる回動軸１０に沿った方向とが平行となるように接続部１３０に配置されている。

図１〜図２（Ｂ）の構成例では、装着部は眼鏡型フレーム１５０であり、眼鏡型フレーム１５０を耳８０にかけて固定するためのテンプル部と、フロント部とで構成される。フロント部は、例えば２つのリム部（レンズ枠）と、２つのリム部の間を接続するブリッジと、フロント部を鼻に固定するための鼻あて部等で構成される。なお、装着部は眼鏡型フレーム１５０に限定されず、ウェアラブル装置１００を頭部７０に固定できるものであればよい。例えば、装着部はネックバンドやヘッドバンドであってもよい。

接続部１３０は、装着部と表示部１４０の間を接続する構成要素であり、表示部１４０（接眼窓１４２）を眼球６０及び眼鏡型フレーム１５０のフロント部の前側に支持する。接続部１３０と装着部の間は、スライド回動機構２００を介して接続される。スライド回動機構２００は、例えば軸（軸突起）及び軸受けのような回動機構で構成され、軸は軸受けに対して回動軸１０に沿ってスライドできる構成となっている。このようなスライド回動機構２００によって、回動軸１０を中心とする回動（両方向（時計回り、反時計回り）の回転）と回動軸１０に沿ったスライドとが実現される。

表示部１４０と接続部１３０の間は、例えば軸（軸突起）及び軸受け等のような回動機構を介して接続されており、その回動機構によって回動軸２０（第２回動軸）を中心とする回動が実現される。後述するように、この回動軸２０による表示部１４０の回動により視線と表示部１４０の接眼光軸４０を一致させる調整を簡素化できる。

接続部１３０は、例えば棒状或いは板状の部材（湾曲や屈曲を有してもよいし、太さが不均一でもよい）等で構成される。接続部１３０の内部には基板やバッテリー等を収納してもよい。また、その棒状或いは板状の部材の第１端部（一方の端部）が表示部１４０に接続され、第１端部と第２端部（他方の端部）の間の部分で装着部に接続される。或いは、第１端部が表示部１４０に接続され、第２端部が装着部に接続されてもよい。なお、接続部１３０の形状や、接続位置は上記に限定されるものでない。

表示部１４０は、表示装置が出力する画像の光を光学系により接眼窓１４２に導き、接眼窓１４２から眼球６０の瞳に向けて（眼球６０の視線に対向して（視軸方向に））射出し、画像の拡大虚像を視界に表示する（網膜に画像を投影する）。表示装置は、例えば液晶表示装置、或いは自発光表示装置（例えばＥＬ表示装置）、或いはスポット光を網膜上に走査する走査型表示装置等で実現できる。なお、視線とは、眼球６０と見ている対象物を結ぶ線、或いは眼球６０が見ている方向である。具体的には、ある対象物を見ているときの眼球６０の光軸に沿った線、或いは、その光軸が向いている方向である。視軸は、眼球６０の光軸である。

以上のように本実施形態では、スライド回動機構２００が頭部７０に対して表示部１４０をスライド可能に支持し、且つ、そのスライド方向に沿った方向に平行（略平行）な回動軸１０で表示部１４０を回動可能となっている。スライドとは、ある物に対してある物を滑らせて移動させることである。例えば本実施形態ではスライド軸をその保持部に対して滑らせて移動させることである。このとき、滑らかにスライド移動する場合に限らずラッチ機構等により段階的に移動する場合を含む。

なお、スライド方向と回動軸１０とは厳密に平行である必要はなく、略平行であればよい。例えば、軸受けに対して軸をスライドさせる構造とした場合に、その構造を製造する際の公差の程度に回動軸とスライド方向とが誤差をもってもよい。或いは、軸と軸受けの間の係合に遊びがある場合、その遊びにより回動軸の方向が変わることを想定できる。

本実施形態によれば、表示部１４０の眼幅方向におけるスライドと表示部１４０の上下方向の移動（表示位置の移動）とを独立にできる。即ち、スライド方向と回動軸１０とが平行であることによって、回動による表示部１４０の移動方向とスライド方向とが直角（略直角）となり、表示部１４０を回動させても眼幅方向に表示部１４０が移動しなくなる。また、表示部１４０の上下方向の位置を変えずに眼幅方向に表示部１４０をスライドさせることもできる。

より具体的には、表示部１４０のスライド方向は、装着部が頭部７０に装着された場合において装着者の両目に沿った方向である。スライド回動機構２００は、装着者が片目（眼球６０）で表示部１４０の表示画面を視認可能とする位置にスライドさせた後に、そのスライドによるスライド位置で装着者の視野における表示画像の位置を回動により変更可能である。

即ち、ウェアラブル装置１００を使用者が初めて装着した際、まず第１の操作としてスライド回動機構２００のスライドにより眼幅方向の調整を行い、その後に第２の操作として回動軸１０で接続部１３０を回動することで表示画像の位置を調整する。また、更に第３の操作として回動軸２０で表示部１４０を回動することで表示部１４０の接眼光軸４０と装着者の視線とを一致させることができる。本実施形態では、表示画像の位置の調整で眼幅方向のずれが生じないので、再調整が不要であり、第１、第２の操作を繰り返さずに眼幅調整と表示位置の調整を終えることができる。また、表示画像の位置を再度変えたい場合でも、その位置調整によって眼幅方向のずれが生じないので、第１の操作を行わずに、第２の操作（及び必要に応じて第３の操作）だけで表示位置の調整を終えることができる。このように、本実施形態によれば調整操作を簡素化できる。

ここで、両目に沿った方向とは、右目の眼球中心と左眼の眼球中心とを結ぶ線に平行な方向、或いは両目が顔の正面方向を向いている場合において右目の瞳の中心と左眼の瞳の中心とを結ぶ線に平行な方向である。図１〜図２（Ｂ）では方向ＤＸに対応する。またスライド位置とは、スライド回動機構２００を回動軸１０に沿ってスライドさせ、そのスライドを停止した時の表示部１４０の位置である。

なお、上記の実施形態ではスライド回動機構２００が接続部１３０と装着部（眼鏡型フレーム１５０）との間に設けられ、第１回動軸１０での回動及びスライドが行われる場合を例に説明したが、スライド回動機構２００を設ける位置はこれに限定されない。

例えば、スライド回動機構２００を接続部１３０と表示部１４０との間に設け、第２回動軸２０での回動及びスライドを行ってもよい。この場合、スライド回動機構２００は、装着者が片目（眼球６０）で表示部１４０の表示画面を視認可能とする位置にスライドさせた後に、そのスライドによるスライド位置で表示部１４０の接眼光軸４０と装着者の視線とが一致する位置に回動可能である。即ち、ウェアラブル装置１００を使用者が初めて装着した際、まず第１の操作としてスライド回動機構２００のスライドにより眼幅方向の調整を行い、その後に第２の操作として回動軸２０で表示部１４０を回動することで表示部１４０の接眼光軸４０と装着者の視線とを一致させることができる。また、第１の操作と第２の操作の間に、第３の操作として回動軸１０で接続部１３０を回動することで表示画像の位置を調整できる。このような場合にも、接眼光軸４０と視線を一致させる調整で眼幅方向のずれが生じないので、調整を簡素化できる。

また、図１〜図２（Ａ）では、第１回動軸１０が眼球６０の眼球中心付近を通り、第２回動軸２０が表示部１４０の接眼窓１４２の付近を通り、第１回動軸１０と第２回動軸２０が平行な場合を図示している。このような構成では、後述するように第１回動軸１０による表示位置の調整と第２回動軸２０による接眼光軸４０と視線を一致させる調整とを独立に行うことが可能となる。但し、回動軸の構成はこれに限定されない。

例えば、第１回動軸１０が、眼球６０の眼球中心付近を通らない軸であってもよいし、或いは第２回動軸２０が、表示部１４０の接眼窓１４２の付近を通らない軸であってもよい。或いは、回動軸が１つだけ設けられ、その回動軸が眼球中心付近或いは接眼窓１４２の付近を通らない軸であってもよい。これらの場合、表示位置の調整と接眼光軸４０と視線を一致させる調整とが明確に分離されなくなるが、スライドによる眼幅調整と回動による調整とが分離されることは同様であり、調整操作の簡素化が可能である。

２．スライド回動機構の詳細構成
以下、スライド回動機構２００の詳細について説明する。まず、スライド軸部とそれが係合する保持部との間でスライド及び回動の両方が行われる場合の例として、第１〜第３の詳細な構成例を説明する。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）にスライド回動機構２００の第１の詳細な構成例を示す。スライド回動機構２００は、接続部１３０に固定される棒状のスライド軸部２０１（スライド軸、スライド軸部材）と、装着部に固定され、スライド軸部２０１をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部２０２（ホルダー、保持部材）と、を有する。スライド軸部２０１の中心軸は回動軸１０となっている。

本実施形態によれば、スライド軸部２０１が保持部２０２の貫通穴に挿入された（係合した）状態で抜き差し方向に移動することで表示部１４０（接続部１３０）のスライドを行うことができる。また、スライド軸部２０１が保持部２０２の貫通穴に挿入された状態で中心軸回りに回動することで表示部１４０（接続部１３０）を回動することができる。

具体的には、スライド軸部２０１は、円柱軸がスライド方向（回動軸１０に沿った方向）に平行な円柱状部材２０３を有する。保持部２０２は、円柱状部材２０３が挿入される円柱状穴２０６が設けられた弾性部材である。

スライド軸部２０１は、更に台座２０４を含むことができ、その台座２０４に円柱状部材２０３の一端が固定され（或いは一体に形成され）、台座２０４が接続部１３０に取り付けられるようになっている。またスライド軸部２０１は、留め具２０５を含むことができる。円柱状部材２０３を保持部２０２の円柱状穴２０６に挿入した後に円柱状部材２０３の他端に留め具２０５を取り付け、円柱状部材２０３の抜けを防止するようになっている。保持部２０２は、部材１５１の穴１５２にはめ込まれるようになっている。部材１５１は、屈曲した長板状の部材であり、その一端側が装着部（眼鏡型フレーム１５０）に取り付けられ、その他端側に穴１５２が設けられている。

本実施形態によれば、保持部２０２が弾性部材で構成されることで、後述するようなラッチ機構によるスライドと回動が可能となる。即ち、弾性部材が変形することでラッチ機構の移動が可能となり、ラッチ機構がかみ合っている場合には弾性部材がそのかみ合いを保持すると共に、その状態で円柱状部材２０３が回動できる。

より具体的には、円柱状部材２０３の曲面（側面）には、凸部が設けられる。円柱状穴２０６の曲面（内面、壁面）には複数の溝が設けられ、その各溝は円周方向に沿った溝である。

図３（Ｂ）では、凸部は複数設けられている。各凸部は、円柱の円周方向に沿った凸部であり、その凸部がスライド方向に並んで複数設けられている。円柱の円周は、円柱軸（円柱の回転対称軸）に垂直な面と円柱の曲面との交線である。この複数の凸部が、円柱状穴２０６の複数の溝に嵌まり込む（かみ合う、係合する）ことによって、スライド軸部２０１が保持部２０２に係合する。

この係合した状態において、１つの凸部に着目すると、その凸部が複数の溝のうち１つの溝に係合した状態から、１つの溝とは異なる溝に係合した状態となることで、スライド軸部２０１が保持部２０２に対してスライドする。保持部２０２には割れ目２０７が設けられており、保持部２０２が弾性部材であることで、割れ目２０７が開閉可能になっている。凸部と溝のかみ合いが変わるときに割れ目２０７が一時的に開くことでスライドが可能となる。そして、スライドにより凸部が嵌まった溝に沿って凸部が回動することでスライド軸部２０１が保持部２０２に対して回動する。このとき、弾性部材の弾性によりかみ合いが保持されることによって、スライド方向に移動しにくくなり、スライドと回動とが独立した操作となる。このようにして、スライドと回動を分離して行うことが可能なスライド回動機構２００を実現できる。

なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）ではスライド回動機構２００が接続部１３０と装着部との間に設けられる場合を図示しているが、同様のスライド回動機構２００を接続部１３０と表示部１４０との間に設けてもよい。具体的には、スライド回動機構２００は、表示部１４０に固定される棒状のスライド軸部と、接続部１３０に固定され、スライド軸部をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部と、を有してもよい。このような構成によっても、スライドと回動を分離して行うことが可能なスライド回動機構２００を実現できる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）にスライド回動機構２００の第２の詳細な構成例を示す。スライド回動機構２００は、接続部１３０に固定される棒状のスライド軸部２１１（スライド軸、スライド軸部材）と、装着部に固定され、スライド軸部２１１をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部２１２（ホルダー、保持部材）と、を有する。この構成例では、スライド軸部２１１は、ネジの回転軸がスライド方向に平行なオスネジ部材（オスネジ）である。保持部２１２は、オスネジ部材と係合するメスネジ部材（メスネジ）である。そして、オスネジ部材とメスネジ部材が係合したネジを回すことによりスライド軸部２１１が保持部２１２に対して回動すると共にスライドする。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、スライド軸部２１１のオスネジ部材の一端が接続部１３０に固定されており、他端側がメスネジ部材のネジ穴に挿入されるようになっている。また、保持部２１２のメスネジ部材の一端が、部材１５１（装着部に取り付けられた部材）の一端側の穴にはめ込まれ（係合し）、他端側からネジ穴が空けられている。保持部２１２は部材１５１に対して、ネジの回転軸で回動可能となっており、保持部２１２を回動させることで表示部１４０（接続部１３０）をスライドできる。また接続部１３０側を回動させることで表示位置を変更できる。このとき、保持部２１２を固定した状態でスライド軸部２１１を回動させるとネジにより多少のスライドが生じるが、表示位置の可動範囲は数十度であるため許容される。或いは、部材１５１と保持部２１２の間の摩擦力よりも、ネジの摩擦力を大きくしておくことで、接続部１３０を回動したときに部材１５１と保持部２１２の間を回動させることができる。この場合、スライドが生じないので完全にスライドと回動が独立になる。

なお、第１の詳細な構成例と同様に、スライド回動機構２００を接続部１３０と表示部１４０との間に設けてもよい。この場合、スライド軸部２１１のオスネジ部材の一端が表示部１４０に固定され、他端側がメスネジ部材のネジ穴に挿入される。また、保持部２１２のメスネジ部材の一端が、接続部１３０に取り付けられ、他端側にネジ穴が設けられる。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）にスライド回動機構２００の第３の詳細な構成例を示す。スライド回動機構２００は、接続部１３０に固定される棒状のスライド軸部２２１（スライド軸、スライド軸部材）と、装着部に固定され、スライド軸部２２１をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部２２２（ホルダー、保持部材）と、を有する。この構成例では、スライド軸部２２１は、円柱軸がスライド方向に平行な円柱状部材２２４と、円柱状部材２２４にバネ２２７、２２８で接続されるボール部材２２５、２２６と、を有する。保持部２２２は、円柱状部材２２４が挿入される円柱状穴が設けられた部材（円筒状部材）である。

円柱状部材２２４には、円柱の側面（曲面）から円柱軸に向かって２つの穴が設けられている。その２つの穴は、例えば円柱軸に対して対称な位置（反対側）にある。２つの穴の底にバネ２２７、２２８の一端が固定され、他端にボール部材２２５、２２６（ボール）が固定される。バネ２２７、２２８が自然長（力が加わっていないときの長さ）の場合に、ボール部材２２５、２２６の少なくとも一部が円柱の側面より外側に出るようになっている。円柱状部材２２４の一端は接続部１３０に固定されており、他端が保持部２０２の円柱状穴に挿入されるようになっている。

保持部２２２の円柱状穴の曲面（壁面、内壁）には、スライド方向に並ぶ複数の溝２２３が設けられる。各溝は、円柱の円周方向に沿った溝である。保持部２２２は円柱状穴の一端側が部材１５１に固定され、他端側から円柱状穴が空けられている。円柱状穴に円柱状部材２２４が挿入されると、ボール部材２２５、２２６が円柱状穴の凸部（溝と溝の間の部分）に押されて円柱状部材２２４に沈み込み、ボール部材２２５、２２６が円柱状穴の溝に嵌まったときにバネ２２７、２２８が伸びてボール部材２２５、２２６を溝に押しつける。この状態で接続部１３０（表示部１４０）を回動させるとボール部材２２５、２２６が溝に沿って移動し、接続部１３０を装着部に対して回動できる。このとき、バネ２２７、２２８によりボール部材２２５、２２６と溝のかみ合いが保持されることによって、スライド方向に移動しにくくなり、スライドと回動とが独立した操作となる。

なお、第１、第２の詳細な構成例と同様に、スライド回動機構２００を接続部１３０と表示部１４０との間に設けてもよい。この場合、スライド軸部２２１の円柱状部材２２４の一端は表示部１４０に固定され、他端が保持部２２２の円柱状穴に挿入される。保持部２２２は円柱状穴の一端側が接続部１３０に固定され、他端側に円柱状穴が設けられる。

以上の第１〜第３の詳細な構成例では、スライド軸部（２０１、２１１、２２１）と保持部（２０２、２１２、２２２）との間をスライドさせる際の力（保持力、スライド保持力）をＦｓとし、スライド軸部と保持部との間を回動させる際の力（保持力、回動保持力）をＦｒとした場合に、Ｆｓ＞Ｆｒの関係を満たすようになっている。

このような関係を満たすことで、回動による調整（画像の表示位置の調整、視線と光軸を合わせる調整）の際に、スライド方向への移動が抑制され、眼幅方向の再調整を不要にできる。これにより、使用者は一旦眼幅を合わせた後は、回動による調整のみを行うだけでよくなり、調整が簡素化される。

ここで保持力とは、スライドに必要な力（スライドを起こすために加えるべき最小の力）や、回動に必要な力（回動を起こすために加えるべき最小の力）を意味する。摩擦によって保持している場合には、保持力は摩擦力となる。また、保持力はウェアラブル装置に対して力を加える位置によって変化しうると考えられるが、回動における通常操作する位置での力を想定している。例えば図１の構成で回動操作をする際、接続部１３０又は表示部１４０を指でつかんでスライド操作すると想定できる。このとき、回動に必要な力Ｆｒと、スライドが（意図に反して）起きてしまう力Ｆｓとを比べた場合に、Ｆｓ＞Ｆｒを満たす。例えば接続部１３０の回動軸１０に近い部分を持ったときが、（トルクが小さくなるので）最も回動に力が必要であるが、そのときにＦｓ＞Ｆｒを満たすようにしておけばよい。これらの力は、例えば図３（Ａ）、図３（Ｂ）の実施形態において保持部２０２の弾性部材の硬さ（弾性）や、保持部２０２の溝の深さ、スライド軸部２０１の凸部の高さ等によって調整できる。

以上では、スライド軸部とそれが係合する保持部との間でスライド及び回動の両方が行われる場合のスライド回動機構２００の構成例を説明したが、このような場合の構成は上記の第１〜第３の詳細な構成例に限定されない。例えば、スライド軸部が円柱状部材で構成され、保持部が、円柱状穴が設けられた部材で構成され、円柱状部材の表面（円柱の曲面）と円柱状穴の内面（円柱の曲面）にＦｓ＞Ｆｒを満たすような表面加工を施してもよい。例えば、円柱状部材の表面と円柱状穴の内面を金属で形成し、その金属の表面に微細な異方性の傷を加工する。異方性の傷は、摩擦力に異方性を持たせるものであり、回動方向よりもスライド方向に摩擦力が大きくなるように加工する。

次に、スライド軸部とそれが係合する軸保持部との間でスライドが行われ、軸保持部とそれが係合する回動保持部との間で回動が行われる場合の構成例として、スライド回動機構２００の第４の詳細な構成例を説明する。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、スライド回動機構２００の第４の詳細な構成例を示す。スライド回動機構２００は、接続部１３０に固定される棒状のスライド軸部２３１（スライド軸、スライド軸部材）と、スライド軸部２３１をスライド可能に保持する軸保持部２３２（第１ホルダー、第１保持部材）と、装着部に設けられ、軸保持部２３２を回動可能に保持する回動保持部１５５（第２ホルダー、第２保持部材）と、を有する。

スライド軸部２３１は、軸保持部２３２に対してスライド軸部２３１の長手方向にスライド可能且つ回動不能に係合する。即ち、スライド軸部２３１と軸保持部２３２の間は回動軸方向（スライド軸部２３１の長手方向）へのスライドのみが可能となっている。また軸保持部２３２は、回動保持部１５５に対して回動可能且つスライド不能に係合する。即ち、軸保持部２３２と回動保持部１５５の間は回動軸での回動のみが可能となっている。このようにして、スライドと回動とが別の構成要素間で行われるようなスライド回動機構２００を構成することも可能である。

具体的には、スライド軸部２３１は、長手方向がスライド方向に平行な柱状部材である。柱状部材は、その長手方向に直交する断面の外周が非円形となっている。即ち、柱状部材が軸保持部２３２の穴（柱状部材の断面と同一形状の穴）に挿入され、柱状部材の長手方向を軸として回動させようとした場合に、回動しない形状であればよい。例えば、柱状部材は、図６（Ａ）に示すように四角柱状部材である。或いは、断面が３以上の角を有する多角柱状部材であってもよい。この場合、断面形状の角は外側に出るもの（内角が１８０度未満）に限らず、角が内側に入るもの（内角が１８０度より大きい）があってもよい。例えば、断面が十字のような形状であってもよい。或いは、柱状部材は、円の一部が直線状に欠けている形状（例えば半円等）の断面を有する部材であってもよい。或いは、複数の角の間を曲線で結んだ形状（例えば３つの角の各角の間が円弧で結ばれる形状）の断面を有する部材であってもよい。或いは、円の一部に凸部又は凹部がある形状の断面を有する部材であってもよい。なお、以上の断面形状における角は、直線と直線の交点である場合に限らず、丸みを帯びた角であってもよい。軸保持部２３２は、柱状部材が挿入される穴２３３が設けられた円形状部材である。穴２３３の形状は柱状部材の断面形状と同一である。円形状部材は、外周が円になっている円盤形状の部材である。円盤の厚さは均一である必要はなく、例えば外周部に比べて中央部が厚くなっていてもよい。回動保持部１５５は、円形状部材が係合する円形状穴１５３が設けられた部材である。具体的には、回動保持部１５５は板状部材（例えば部材１５１と同様な形状のもの）であり、その一端側が装着部に固定され、他端側に円形状穴１５３が設けられる。

より具体的には、スライド軸部２３１の柱状部材の側面には、スライド方向に沿って並ぶ複数の凸部が設けられる。各凸部は、柱状部材の長手方向に直交する断面と柱状部材の側面との交線に沿った凸部である。軸保持部２３２の穴２３３の内面（内壁、壁面、内周部）には、溝２３４が設けられる。溝２３４は、スライド方向（柱状部材が挿入された状態での、その長手方向）に直交する平面と穴２３３の内面との交線に沿った溝である。溝２３４は、１以上（望ましくは複数）設けられる。回動保持部１５５の円形状穴１５３の内面には、その円周に沿った溝１５４が設けられる。そして、穴２３３の溝２３４に柱状部材（スライド軸部２３１）の複数の凸部のうち１つの凸部が嵌まり込んだ状態から、その１つの凸部とは異なる凸部が嵌まり込んだ状態となることで、スライド軸部２３１が軸保持部２３２に対してスライドする。円形状穴１５３の溝１５４に沿って、円形状部材（軸保持部２３２）の外周部（円周部、円盤側面）が回動することで、軸保持部２３２が回動保持部１５５に対して回動する。円形状穴１５３の溝１５４へは、軸保持部２３２の円形状部材を押し込むことによってはめ込み、そのはめ込んだ状態で回動が行われる。

軸保持部２３２と回動保持部１５５の間の回動可能且つスライド不能な係合機構としては、図７のような変形例も考えられる。

図７に示すように、軸保持部２３２は、スライド軸部２３１の柱状部材が挿入される穴２４４が設けられた円盤状部材である。円盤状部材は、中心部に穴２４４が空けられた円盤部２４１と、その円盤部２４１から円の外向きに突出した凸部２４２、２４３とから構成される。回動保持部１５５には円形状穴１５３が設けられているが、円形状穴１５３には円の外向きに突出した切り欠き１５６、１５７が設けられている。また円形状穴１５３の内面には溝１５８が設けられており、その溝１５８と切り欠き１５６、１５７が接続されている（連続している）。軸保持部２３２を回動保持部１５５に係合させる際、まず凸部２４２、２４３を切り欠き１５６、１５７に合わせて軸保持部２３２を回動保持部１５５に押し込み、凸部２４２、２４３を溝１５８に沿わせて軸保持部２３２を回動させる。通常の画像表示位置に表示部１４０を合わせた場合、凸部２４２、２４３と切り欠き１５６、１５７の位置が離れる（例えば、直角付近となる）ように、切り欠き１５６、１５７の位置を決めておく。

スライド軸部２３１と軸保持部２３２の間のスライド機構は、上述の構成例と同様である。即ち、軸保持部２３２の穴２４４の内面に溝２４５が設けられており、その溝２４５とスライド軸部２３１の凸部とのかみ合いが変わることでスライドが実現される。

なお、第１〜第３の詳細な構成例と同様に、スライド回動機構２００を接続部１３０と表示部１４０との間に設けてもよい。この場合、スライド回動機構２００は、表示部１４０に固定される棒状のスライド軸部２３１と、スライド軸部２３１をスライド可能に保持する軸保持部２３２と、接続部１３０に設けられ、軸保持部２３２を回動可能に保持する回動保持部１５５と、を有する。

上記の第４の詳細な構成例では、スライド軸部２３１と軸保持部２３２との間をスライドさせる際の力（保持力、スライド保持力）をＦｓとし、軸保持部２３２と回動保持部１５５との間を回動させる際の力（保持力、回動保持力）をＦｒとした場合、Ｆｓ＞Ｆｒの関係を満たすようになっている。摩擦力の意味は、第１〜第３の詳細な構成例で上述した通りである。また、調整が簡素化される作用効果についても同様である。

以上のスライド回動機構２００の第１〜第４の詳細な構成例によれば、スライド回動機構２００は、接続部１３０に固定される棒状のスライド軸部（２０１、２１１、２２１、２３１）を有する。そして、スライド軸部の長手方向の所定の軸を回動軸（例えば図１の第１回動軸１０）として、接続部１３０とスライド軸部とを共に回動させることで、装着者の視野における表示画像の位置を変更することが可能となる。

或いは、スライド回動機構２００は、表示部１４０に固定される棒状のスライド軸部（２０１、２１１、２２１、２３１）を有してもよい。この場合、スライド軸部の長手方向の所定の軸を回動軸（例えば図１の第２回動軸２０）として、接続部１３０とスライド軸部とを共に回動させることで、表示部１４０の接眼光軸４０と装着者の視線とを一致させることが可能となる。

３．光学系、第１回動軸、第２回動軸の詳細構成
以上に説明したスライド回動機構２００は、表示部１４０の接眼窓１４２（覗き窓、射出瞳）が非常に小型なタイプの光学系を用いたヘッドマウントディスプレイに適用することが想定される。このような光学系を用いた場合、以下に説明するように視線と接眼光軸のずれに対して表示画像の見え方（全体が欠けることなく見えるか否か）が敏感に変化するので、表示位置を変えた場合に表示画像の一部が欠ける場合がある。本実施形態では、２つの回動軸（第１回動軸１０、第２回動軸２０）を適切な位置に設けることで、この問題を解決している。上述したスライド回動機構２００は、２つの回動軸（第１回動軸１０、第２回動軸２０）のどちらに設けてもよい。スライド回動機構２００によって眼幅調整と、各回動軸での調整とが分離されるので、眼幅調整をした後は、２つの回動軸による調整のみを行うだけでよくなる（回動による眼幅方向のずれが生じなくなる）。

まず、接眼窓１４２が非常に小型であるため位置合わせがシビアになる光学系について説明する。

図８に示すように、接眼窓１４２の有効開口幅（例えば垂直方向での幅）をＷＤとする。その接眼窓１４２を距離ＥＬ（アイレリーフ）の位置から観察したとして、画角θの虚像を欠けることなく観察できる範囲（目の瞳の位置の許容範囲）をＴＬとする。このとき、考察を簡単にするために、目の瞳の大きさは考慮しない（任意の瞳の大きさで成り立つ関係だけを考える）ものとする。この場合、幾何学的に下式（１）が成り立つ。
ＴＬ＝ＷＤ−２×ＥＬ×ｔａｎ（θ／２）（１）

例えば、仮に実用的な数値としてＥＬ＝１８ｍｍ、θ＝１５度とすると、ＴＬ＝ＷＤ−４．７ｍｍとなる。接眼窓１４２が視界の邪魔にならないようにする観点からはＷＤが小さいほどよいが、仮にＷＤ＜９．７ｍｍとすると、ＴＬ＜５ｍｍとなり、接眼窓１４２の位置合わせ（視線と接眼光軸を一致させる調整）はシビアになってくる。

このような光学系の一例として、瞳分割シースルー光学系（特許文献３）がある。この光学系は、接眼レンズ（接眼窓１４２）の付近に光学系の射出瞳が設定されており、それによって接眼レンズを小さくすることが可能である。接眼レンズが小さいので、外界視界の光が接眼レンズの外側を通って目の瞳に入射し、シースルーを実現できる。この光学系を用いた場合、例えば表示部１４０の先端部（接眼窓１４２が設けられている部分）の幅は４ｍｍ以下（θは１５度より小さい、又はＥＬは１８ｍｍより小さい）である。

図９〜図１０（Ｂ）に、上記のような光学系を用いた場合の接眼窓１４２を通した虚像の見え方を模式的に示す。

図９に示すように、表示部１４０の光学系によって投影された虚像は、目から見て接眼窓１４２の前側に写っているように見える。即ち、接眼窓１４２から虚像をのぞき込んで見ているような状態となり、これは接眼窓１４２と虚像を結ぶ仮想的な筒（以下、単に筒と記載する）をのぞき込んで虚像を見ていることと同様である。

図１０（Ａ）に示すように、視線（視軸）と接眼光軸がほぼ一致しており、筒を真っ直ぐのぞき込む状態となっている場合には、接眼窓１４２と虚像の全体が重なって見えるので、接眼窓１４２を通して表示画像を欠けることなく見ることができる。一方、図１０（Ｂ）に示すように、視線と接眼光軸がずれており、筒を斜めにのぞき込む状態となっている場合には、接眼窓１４２と虚像がずれて見える（接眼窓１４２と虚像の一部しか重ならない）ので、表示画像の一部しか見えない（又は全部が見えない）。

瞳分割シースルー光学系のような光学系では、視界の一部（典型的には例えば視野角１０〜１５度）に画像を表示するので、その画像を視界の中心だけでなく周辺部に位置させることも可能である。即ち、視界の中心をクリアに保ちつつ、視界の周辺部に位置させた接眼窓１４２を必要に応じて見ることによって、表示される画像を読み取ることができる。このように自由に表示位置を決められる光学系では、ヘッドマウントディスプレイを装着したときの最初の位置決めや、使用途中での位置の変更などが想定できる。そして、その位置において画像全体が見えるように調整する必要がある。

例えば視界中央よりも上側に画像を表示させたい場合、図１０（Ｂ）に示すように、接眼窓１４２を目の正面より上に位置させる。表示画像が欠けて見える場合には、それを修正する必要があるが、このとき、位置決めした接眼窓１４２を出来るだけ移動させずに（即ち表示位置を変化させずに）修正できれば利便性が高い。また、図１０（Ａ）のように、ある位置で一旦、表示画像の全体が見えるように修正できた場合に、それ以後は表示位置を移動させても再修正が不要である（即ち、表示画像の全体が見え続ける）ことが望まれる。

本実施形態のウェアラブル装置１００は、第１回動軸１０と第２回動軸２０を設けたことによって、上記のような課題を解決することが可能である。この点について以下に説明する。

図１１に、装着者がウェアラブル装置１００を装着した場合の第１回動軸１０、第２回動軸２０、眼球６０、表示部１４０の配置を模式的に示す。

仮想平面３０は、表示部１４０の接眼光軸４０を含むと共に、第１回動軸１０及び第２回動軸２０とそれぞれ交差する仮想的な平面である。第１交点１２は、仮想平面３０と第１回動軸１０の交点である。第２交点２２は、仮想平面３０と第２回動軸２０の交点である。また距離Ｌ１は、第１交点１２から第２交点２２までの距離であり、距離Ｌ２は、第２交点２２から接眼光軸４０の射出端１４４までの距離である。

接眼光軸４０は、表示部１４０の接眼端（接眼窓１４２）における光軸である。表示部１４０は、画像の光を接眼窓１４２に導くために光学系の内部で画像の光を反射（又は屈折）させているため、その反射（又は屈折）の度に光軸の方向が変わる。そして、その最後に目に向かって光を射出する部分の光軸が接眼光軸４０である。また接眼光軸４０の射出端は、光学系の最後に目に向かって光を射出する部分と接眼光軸４０との交点に相当する。例えば接眼窓１４２に接眼レンズが設けられており、その接眼レンズが最終の光学素子である場合、その接眼レンズと接眼光軸４０の交点が射出端である。或いは、接眼窓１４２の内側にプリズム又はミラーが設けられ、そのプリズム又はミラーが最終の光学素子である場合、そのプリズム又はミラーと接眼光軸４０の交点が射出端である。

上記のようにして定義された距離Ｌ１、Ｌ２は、２０ｍｍ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４５ｍｍの関係を満たしている。なお、望ましくは３０ｍｍ≦Ｌ１＋Ｌ２≦３５ｍｍである。

人間工学的に眼球６０の半径は約１２ｍｍであり、眼球６０の瞳から眼鏡レンズまでの距離は約１２ｍｍであり、第１回動軸１０で表示部１４０を回動したときに眼鏡レンズに表示部１４０が接触しないためのスペースは約６ｍｍである。これらの合計は約３０ｍｍなので、Ｌ１＋Ｌ２を３０ｍｍ付近に設定しておくことで、第１回動軸１０が眼球中心６４の近傍を通ることになる。なお、これらの数値は人間工学における平均的な値として想定されるものであって、当然のことながら個人差や装着部の形状等によって変わるものである。即ち、第１回動軸１０が眼球中心６４の近傍を通ると考えられる各種の設計値を人間工学に沿って決定して、ウェアラブル装置を設計しているということである。

実際にはＬ１＋Ｌ２は３０ｍｍ付近だけでなく、２０ｍｍ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４５ｍｍ程度の設定範囲を想定できる。下限の２０ｍｍは例えばネックバンド１７０等の眼鏡レンズが無いものを想定したものであり、上限の４５ｍｍは実用性等の点を考慮したものである。

具体的には、下限の２０ｍｍは、眼球６０の半径である約１２ｍｍと、表示部１４０がまつ毛に接触しないためのスペースである約８ｍｍとを加算したものである。また上限の４５ｍｍは、眼鏡の上にさらに保護グラスを装着した状態での使用や人種による眼球中心から眼鏡レンズまでの距離の違いなどからＬ１＋Ｌ２が大きくなることを想定しつつ、接眼窓１４２から虚像全体が見える限界を考慮して設定している。例えば接眼窓１４２の幅を４ｍｍとし、Ｌ１＋Ｌ２＝４５ｍｍとした場合、接眼窓１４２の前記幅方向を見込む角度は約５．１度となる。瞳分割シースルー光学系において前記幅方向の視野角、すなわち映像の垂直視野角は、典型的には５〜９度程度なので、その下限の５度がぎりぎり瞳の中心を通して見えることになり、これ以上離すと調整しても映像の一部が欠けるようになる。また、アイボックス（目の位置がずれても映像を欠けずに観察できる範囲）が極端に小さくなり、視軸と接眼光軸とをあわせる調整がシビアになることから実用上はこれ以上離せない。さらに、上限の４５ｍｍは、表示部１４０が眼鏡から出っ張りすぎると支持強度の低下や作業の邪魔になる他、モーメントの増大により頭の動きで表示部が振れて見えなくなる等の問題が生じることを考慮している。なお、上記の各数値については個人差等によって左右されるので、下限の２０ｍｍや上限の４５ｍｍには多少の変動があってもよい。

いずれにしても、２０ｍｍ≦Ｌ１＋Ｌ２≦４５ｍｍの範囲に第１回動軸１０と第２回動軸２０を配置しておくことで、第１回動軸１０を眼球中心６４の近傍に通すことが可能になる。そして、このような第１回動軸１０と第２回動軸２０を設けたことで接眼光軸４０の角度調整（瞳６２（視線）を虚像５０の方向に向けたときに、視線と接眼光軸４０を略一致させる調整）が容易になる。また第１回動軸１０が眼球中心６４の近傍を通ることで、一旦表示画像が見えるように調整した後は、位置を変えても表示画像が見え続けるようにできる。

具体的には、図１２の上図に示すように、まず第１回動軸１０を中心に表示部１４０を回動させて表示位置を希望の位置に調整する。そして図１２の下図に示すように第２回動軸２０を中心に表示部１４０を回動させて視線と接眼光軸を一致（略一致）させ、表示画像の全体が見えるように調整（アライメント調整）する。このように、第１回動軸１０と第２回動軸２０という２つの回動軸を設けたことで、位置調整とアライメント調整（光軸の向きの調整）という２つの調整を順に簡単な操作で行うことが可能となる。

図１３のＡ２に、上記の調整を行った後の状態を図示する。この状態では光軸が眼球中心を通っており、光軸と視線が一致している。表示位置を上に移動させたい場合はＡ１のように、表示位置を下に移動させたい場合はＡ３のように、第１回動軸１０を中心に表示部１４０を回動させる。このとき、第１回動軸１０が眼球中心の近傍を通るので表示部１４０が第１回動軸１０を中心に回転したときにも、光軸がほぼ眼球中心の近傍を通り、視線と光軸がほとんどずれない。これにより、一旦表示位置を決めてアライメント調整を行った後は、表示位置を変えても表示画像の全体が見え続ける。仮に表示画像の一部が切れたとしても、そのズレは小さいので再度のアライメント調整は容易である。

以上のように、人間工学的に最適な位置に第１回動軸１０と第２回動軸２０を設けたので、第１段階の操作（図１２の上図）で接眼部を最適な領域に配置でき、その際、接眼部の光軸と使用者の視線とが一致（略一致）していれば調整なしで即座に接眼部から表示画像を観察できる。また、接眼部の光軸と使用者の視線とが一致（略一致）せず、画像の一部が欠けた状態であっても、第２段階の操作（図１２の下図。アライメント調整）で即座に（簡単に）接眼部の光軸と使用者の視線を一致させることができる。

また本実施形態では、Ｌ１≧５×Ｌ２であることが望ましい。即ち、距離Ｌ１と距離Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２は５よりも大きく、最も理想的にはＬ２＝０ｍｍである。

このように、第１回動軸１０と第２回動軸２０をＬ１≧５×Ｌ２となるように配置することで、アライメント調整による表示位置の変化を小さくできる。即ち、図１２で説明した２段階の調整を行う際に、第１段階で決定した表示位置をほとんど変化させずに、アライメント調整を行うことができる。アライメント調整で表示位置が変化してしまうと、その後に再び表示位置を微調整するような煩雑さが生じるが、本実施形態では２段階の調整だけで済ませることができる。

また本実施形態では、Ｌ２≦５ｍｍである。

Ｌ１＝５×Ｌ２（Ｐ＝５）に、典型的な値としてＬ１＋Ｌ２＝３０ｍｍを適用すると、Ｌ２＝５ｍｍとなる。即ち、Ｌ２≦５ｍｍとすることで、アライメント調整による表示位置の変化を小さくでき、表示位置の調整とアライメント調整という２段階の調整が実現される。

また本実施形態では、図１１等に示すように、接眼光軸４０を含む仮想平面３０と第１回動軸１０は垂直（略垂直を含む）であり、仮想平面３０と第２回動軸２０は垂直（略垂直を含む）である。なお、仮想平面３０と回動軸１０、２０は完全に垂直である必要はなく、例えば８０度〜９０度の範囲であればよい。或いは垂直に設計した場合であっても公差などによって個体間でばらつきがあってもよい。

仮想平面３０に対して第１回動軸１０と第２回動軸２０がともに垂直であるということは、接眼光軸４０に対して第１回動軸１０と第２回動軸２０が垂直であり、且つ第１回動軸１０と第２回動軸２０が平行ということである。

仮に接眼光軸４０に対して第１回動軸１０が傾いている場合、その第１回動軸１０で表示部１４０を回動させると、接眼光軸４０に垂直な軸を中心とする回転の成分と接眼光軸４０を中心とする回転の成分が混ざったものとなる。そのため、接眼光軸４０を中心とする回転の成分によって表示画像が接眼光軸４０回りに回転してしまい、それを修正する更なる調整機構が必要になる。第２回動軸２０が垂直でない場合も同様のことが起きる。この点、本実施形態では接眼光軸４０に対して第１回動軸１０、及び第２回動軸２０が、それぞれ垂直（略垂直）であるため、第１回動軸１０や第２回動軸２０で調整を行ったときに接眼光軸４０を中心とする表示画像の回転がほとんどない。

また、第１回動軸１０がぴったり眼球中心６４を通っていない場合には、第１回動軸１０で表示部１４０を回動させると接眼光軸４０が眼球中心６４からずれていくが、そのずれは、接眼光軸４０を通り、第１回動軸１０に垂直な面内で起きる。同様に第２回動軸２０で接眼光軸４０の向きを調整する際、その接眼光軸４０の移動は、接眼光軸４０を通り、第２回動軸２０に垂直な面内で起きる。本実施形態では、第１回動軸１０と第２回動軸２０が平行であるため、接眼光軸４０が移動する面が一致（仮想平面３０）し、第１回動軸１０による表示位置の移動でずれた接眼光軸４０の向きを、第２回動軸２０でアライメント調整できる。

また本実施形態では、図１１等に示すように、仮想平面３０は、虚像５０として表示される画像の垂直走査方向ＤＶに平行である。

表示装置では、走査ラインの画素を選択して画素値を書き込み、それを順次に繰り返して１画面の画像を表示させる。その走査ラインの方向が水平走査方向であり、それに垂直な方向が垂直走査方向である。そして、その表示装置の画面で定義された方向を虚像上で見たものが、図１１の水平走査方向ＤＨ、垂直走査方向ＤＶである。

垂直走査方向ＤＶは、おおむね装着者の視界の上下方向となるのが一般的である。仮想平面３０が垂直走査方向ＤＶに平行なので、仮想平面に垂直な第１回動軸１０は、おおむね視界の左右方向となる。この場合、図１の眼鏡型フレーム１５０やネックバンド等において、第１回動軸１０をこめかみ付近に配置することで、第１回動軸１０は眼球中心６４の近傍を通る。この配置では、眼鏡型フレーム１５０のテンプル部や、ネックバンドの耳かけの延長上に第１回動軸１０（装着部と接続部１３０の接続点）が来ることになり、装着部に対して自然な接続部１３０の取り付け位置となる。

また本実施形態では、装着部を頭部７０に装着した場合において、第１回動軸１０は装着者の眼球６０を通ればよい。

図１１等では、Ｌ１＋Ｌ２＝３０ｍｍ付近に第１回動軸１０と第２回動軸２０を配置することで、眼球中心６４の近傍に第１回動軸１０が通ることを説明した。実際には、第１回動軸１０が眼球６０内を通るように配置されていれば、表示位置の調整とアライメント調整を実現する上で十分である。更に望ましくは、第１回動軸１０が眼球中心６４から６ｍｍ（眼球６０の半径の半分）以内を通ることが望ましい。眼球中心６４は、眼球６０を球と見なした場合の球の中心である。

なお、眼球６０の位置や、眼球６０と耳８０又は鼻との位置関係、眼球６０の半径等には個人差があるので、同一のウェアラブル装置１００を様々な人が使う場合、第１回動軸１０と眼球６０の位置関係は個人差がある。そのため、第１回動軸１０が装着者の眼球６０を通るというのは、必ずしも全員でなくともよく、例えば９０％の人において第１回動軸１０が眼球６０を通るように設計されていればよい。

次に、位置合わせがシビアになる光学系の例として、表示部１４０の光学系の第１〜第３の構成例を説明する。図１４（Ａ）に、表示部１４０の光学系の第１構成例を示し、図１４（Ｂ）に、表示部１４０の光学系の第２構成例を示し、図１４（Ｃ）に、表示部１４０の光学系の第３構成例を示す。

第１構成例は、表示パネル１４６とプリズムＰＲ１を含む。プリズムＰＲ１は、表示パネル１４６からの光を内部で複数回反射させて接眼窓１４２に導く。またプリズムＰＲ１は、光の入射端面や反射面の形状によって全体として正のジオプトリー（パワー、屈折力）をもち、それによって虚像を目に投影する。この構成では、プリズムＰＲ１から光が射出される端面が接眼窓１４２となり、その端面と接眼光軸４０（射出光軸）の交点が接眼光軸４０の射出端１４４となる。第１構成例では、表示パネル１４６の光軸と接眼光軸４０が鋭角を成すとともにプリズムＰＲ１で導光することによって、表示部１４０が眼鏡フレームの曲面に沿った形状となっている。

第２構成例は、表示パネル１４６とレンズＬＮ１とミラーＭＲ１を含む。表示パネル１４６からの光は、正のジオプトリーを有するレンズＬＮ１を通ってミラーＭＲ１で反射され、接眼窓１４２から射出される。この構成では、ミラーＭＲ１で反射した光を射出するための筐体の開口部が接眼窓１４２となる。またミラーＭＲ１の反射面と接眼光軸４０の交点が接眼光軸４０の射出端１４４となる。第２構成例では、ミラーＭＲ１が鋭角に光を反射する（光軸を曲げる）ことで、表示部１４０が眼鏡フレームの曲面に出来るだけ沿うようになっている。

第３構成例は、表示パネル１４６とレンズＬＮ２とプリズムＰＲ２を含む。表示パネル１４６からの光は、レンズＬＮ２を通ってプリズムＰＲ２に入射し、プリズムＰＲ２の反射面で反射され、プリズムＰＲ２の端面から射出される。プリズムＰＲ２の入射面の形状やレンズＬＮ２が全体として正のジオプトリーをもつ。この構成では、プリズムＰＲ２から光が射出される端面が接眼窓１４２となり、その端面と接眼光軸４０の交点が接眼光軸４０の射出端１４４となる。第３構成例では、プリズムＰＲ２が鋭角に光を反射する（光軸を曲げる）ことで、表示部１４０が眼鏡フレームの曲面に出来るだけ沿うようになっている。

以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

１０第１回動軸、１２第１交点、２０第２回動軸、２２第２交点、
３０仮想平面、４０接眼光軸、５０虚像、６０眼球、６２瞳、
６４眼球中心、７０頭部、８０耳、１００ウェアラブル装置、
１３０接続部、１４０表示部、１４２接眼窓、１４４射出端、
１４６表示パネル、１５０眼鏡型フレーム、１５１部材、１５２穴、
１５３円形状穴、１５４溝、１５５回動保持部、
１５６，１５７切り欠き、１５８溝、１７０ネックバンド、
２００スライド回動機構、２０１スライド軸部、２０２保持部、
２０３円柱状部材、２０４台座、２０５留め具、２０６円柱状穴、
２０７割れ目、２１１スライド軸部、２１２保持部、
２２１スライド軸部、２２２保持部、２２３溝、２２４円柱状部材、
２２５，２２６ボール部材、２２７，２２８バネ、２３１スライド軸部、
２３２軸保持部、２３３多角形状穴、２３４溝、２４１円盤部、
２４２，２４３凸部、２４４多角形状穴、２４５溝

Claims

装着者の頭部に装着される装着部と、
前記装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部と、
表示部を支持する接続部と、
前記頭部に対して前記表示部をスライド可能に支持し、且つ前記スライドにより移動された前記表示部の位置で回動可能に前記表示部を支持するスライド回動機構と、
を含み、
前記スライド回動機構は、前記表示部のスライド方向と、前記表示部を回動させる回動軸に沿った方向とが平行となり、
前記スライド回動機構は、
前記接続部に固定される棒状のスライド軸部と、
前記装着部に固定され、前記スライド軸部をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部と、
を有することを特徴とするウェアラブル装置。
装着者の頭部に装着される装着部と、
前記装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部と、
装着部に接続され、表示部を支持する接続部と、
前記頭部に対して前記表示部をスライド可能に支持し、且つ前記スライドにより移動された前記表示部の位置で回動可能に前記表示部を支持するスライド回動機構と、
を含み、
前記スライド回動機構は、前記表示部のスライド方向と、前記表示部を回動させる回動軸に沿った方向とが平行となり、
前記スライド回動機構は、
前記表示部に固定される棒状のスライド軸部と、
前記接続部に固定され、前記スライド軸部をスライド可能且つ回動可能に保持する保持部と、
を有することを特徴とするウェアラブル装置。
装着者の頭部に装着される装着部と、
前記装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部と、
表示部を支持する接続部と、
前記頭部に対して前記表示部をスライド可能に支持し、且つ前記スライドにより移動された前記表示部の位置で回動可能に前記表示部を支持するスライド回動機構と、
を含み、
前記スライド回動機構は、前記表示部のスライド方向と、前記表示部を回動させる回動軸に沿った方向とが平行となり、
前記スライド回動機構は、
前記接続部に固定される棒状のスライド軸部と、
前記スライド軸部をスライド可能に保持する軸保持部と、
前記装着部に設けられ、前記軸保持部を回動可能に保持する回動保持部と、
を有することを特徴とするウェアラブル装置。
装着者の頭部に装着される装着部と、
前記装着者の視界の一部に虚像を表示する表示部と、
装着部に接続され、表示部を支持する接続部と、
前記頭部に対して前記表示部をスライド可能に支持し、且つ前記スライドにより移動された前記表示部の位置で回動可能に前記表示部を支持するスライド回動機構と、
を含み、
前記スライド回動機構は、前記表示部のスライド方向と、前記表示部を回動させる回動軸に沿った方向とが平行となり、
前記スライド回動機構は、
前記表示部に固定される棒状のスライド軸部と、
前記スライド軸部をスライド可能に保持する軸保持部と、
前記接続部に設けられ、前記軸保持部を回動可能に保持する回動保持部と、
を有することを特徴とするウェアラブル装置。