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JP6493229B2 - Head mounted display - Google Patents

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JP6493229B2
JP6493229B2 JP2016000970A JP2016000970A JP6493229B2 JP 6493229 B2 JP6493229 B2 JP 6493229B2 JP 2016000970 A JP2016000970 A JP 2016000970A JP 2016000970 A JP2016000970 A JP 2016000970A JP 6493229 B2 JP6493229 B2 JP 6493229B2
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悟吏 宮瀬
悟吏 宮瀬
翔平 市川
翔平 市川
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Description

本発明はヘッドマウントディスプレイに関する。   The present invention relates to a head mounted display.

ユーザの視野の一部に画像を投影する方式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。この方式のHMDでは、表示ユニットを移動可能とすることによって、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ようにしている場合が多い。例えば、特許文献1は、バンド、画像出力部支持アーム、及び、画像出力部を有するHMDを開示する。バンドは、ユーザの頭部に固定される。画像出力部支持アームは、バンドに移動可能に支持される。画像出力部支持アームの一方側の端部に、画像出力部が設けられる。画像出力部は画像光を出力する。画像出力部は、バンドに設けられた画像出力部支持アーム収容部の開口部から画像出力部支持アームが出没することに応じて移動する。画像出力部には、視度調整を行うための視度調整ツマミが設けられる。   A head-mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) that projects an image on a part of a user's field of view is known. In this type of HMD, it is often possible for the user to freely adjust to which position in the field of view the image is projected by making the display unit movable. For example, Patent Document 1 discloses an HMD having a band, an image output unit support arm, and an image output unit. The band is fixed to the user's head. The image output unit support arm is movably supported by the band. An image output unit is provided at one end of the image output unit support arm. The image output unit outputs image light. The image output unit moves in response to the image output unit support arm projecting and retracting from the opening of the image output unit support arm housing unit provided in the band. The image output unit is provided with a diopter adjustment knob for diopter adjustment.

特開2004−286833号公報JP 2004-286833 A

上記のHMDにおいては、視度調整ツマミの回転半径方向と画像出力部支持アームの出没方向とが直交している。このため、限られた方向にしか画像出力部の位置を調整することができないという問題がある。しかし仮に、画像出力部支持アームが他の方向にも画像出力部を移動させることが可能であったり、視度調整ツマミと同じ向きに画像出力部を回転させることが可能であったりした場合、画像出力部の位置が調整された後で視度調整ツマミが操作されると、操作に応じて画像出力部に力が作用し、画像出力部の位置がずれる場合が生じる。この場合、ユーザは、画像出力部の位置を再度調整する必要があるという問題点がある。   In the above-described HMD, the rotational radius direction of the diopter adjustment knob and the protruding direction of the image output unit support arm are orthogonal to each other. For this reason, there is a problem that the position of the image output unit can be adjusted only in a limited direction. However, if the image output unit support arm can move the image output unit in other directions or the image output unit can be rotated in the same direction as the diopter adjustment knob, When the diopter adjustment knob is operated after the position of the image output unit is adjusted, a force may be applied to the image output unit in accordance with the operation, and the position of the image output unit may be shifted. In this case, there is a problem that the user needs to adjust the position of the image output unit again.

本発明の目的は、操作部が操作された場合に表示部のずれを抑制できるヘッドマウントディスプレイを提供することである。   The objective of this invention is providing the head mounted display which can suppress the shift | offset | difference of a display part, when an operation part is operated.

本発明の第1態様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を有する保持部と、前記保持部の表面に設けられた操作部と、前記保持部を支持する第1支持部と、前記第1支持部と前記保持部との間に接続され、前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させて保持可能な第1調整部とを備え、前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第1調整部により前記保持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、前記操作部が操作されたときに前記第1調整部に作用する第1モーメントの大きさよりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させるために必要な第2モーメントの大きさの方が、前記第1調整部により前記保持部が移動可能なすべての方向について大きいことを特徴とする。   The head mounted display according to the first aspect of the present invention includes a holding unit having a display unit for displaying an image, an operation unit provided on a surface of the holding unit, a first support unit for supporting the holding unit, A first adjustment unit that is connected between the first support unit and the holding unit and that can be held by moving a position of the holding unit with respect to the first support unit; and when the operation unit is operated The direction of the force acting on the holding portion and the direction in which the holding portion can be moved by the first adjusting portion have mutually parallel components, and the first adjustment is performed when the operating portion is operated. The magnitude of the second moment required for moving the position of the holding portion relative to the first support portion by the first adjustment portion is larger than the magnitude of the first moment acting on the portion. All the holding part can be moved by the part It is larger for direction.

第1態様に係るヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を第1調整部によって移動可能とすることによって、ユーザによる保持部の位置調整を可能としている。又、ヘッドマウントディスプレイでは、保持部に設けられた操作部が操作されたときに第1調整部に作用する第1モーメントの大きさよりも、第1調整部によって保持部を移動させるために必要な第2モーメントの大きさの方が、第1調整部により保持部が移動可能なすべての方向について大きくなるように設定される。この場合、操作部に対する操作に応じた力が保持部に作用しても、第1支持部に対する保持部の移動は、第1調整部によって抑制される。第1支持部に対する保持部の位置は、操作部に対する操作の前後でずれ難い。従って、ユーザは、操作部に対する操作後に保持部の位置を再調整することを要せず、継続してヘッドマウントディスプレイを使用できる。   The head mounted display which concerns on a 1st aspect enables the position adjustment of the holding | maintenance part by a user by making the position of the holding | maintenance part with respect to a 1st support part movable by the 1st adjustment part. Further, in the head mounted display, it is necessary to move the holding unit by the first adjusting unit rather than the magnitude of the first moment acting on the first adjusting unit when the operation unit provided on the holding unit is operated. The magnitude of the second moment is set so as to increase in all directions in which the holding section can be moved by the first adjustment section. In this case, even if the force according to operation with respect to the operation part acts on the holding part, the movement of the holding part relative to the first support part is suppressed by the first adjusting part. The position of the holding portion with respect to the first support portion is difficult to shift before and after the operation on the operation portion. Therefore, the user does not need to readjust the position of the holding unit after operating the operation unit, and can continue to use the head mounted display.

第1態様において、前記第1調整部は、前記保持部の位置を前記第1支持部に対して3つ以上の自由度で移動させることが可能であってもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ユーザによる保持部の微細な位置調整を可能としつつ、第1支持部に対する保持部の移動を抑制できる。   In the first aspect, the first adjustment unit may be capable of moving the position of the holding unit with three or more degrees of freedom with respect to the first support unit. In this case, the head mounted display can suppress the movement of the holding part relative to the first support part while allowing the user to finely adjust the position of the holding part.

第1態様において、前記第1調整部は、前記第1支持部に対する前記保持部の位置が移動されることに応じて互いに摺動する球体部及び受け部を有し、前記操作部は、前記保持部に対して所定の回転軸を中心として回転自在に設けられ、前記保持部の表面と前記操作部との間に介在する環状の部材であって、前記回転軸が環状の内部を通過する弾性部材を更に備え、前記操作部と前記弾性部材との第1接触面積よりも、前記第1調整部の前記球体部と前記受け部との第2接触面積の方が大きくてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、保持部の表面と操作部との間の隙間を介して保持部の内部に水滴や埃等が進入することを、弾性部材によって抑制できる。又、ヘッドマウントディスプレイは、第1接触面積よりも第2接触面積を大きくすることによって、第1支持部に対する保持部の位置を、操作部に対する操作の前後でずれ難くできる。   In the first aspect, the first adjustment unit includes a spherical body part and a receiving part that slide relative to each other in accordance with a movement of the position of the holding part with respect to the first support part. An annular member that is rotatably provided around a predetermined rotation axis with respect to the holding portion, and is interposed between the surface of the holding portion and the operation portion, and the rotation shaft passes through the inside of the ring. An elastic member may be further provided, and a second contact area between the spherical body portion and the receiving portion of the first adjustment portion may be larger than a first contact area between the operation portion and the elastic member. In this case, the head-mounted display can suppress water droplets, dust, and the like from entering the holding portion through the gap between the surface of the holding portion and the operation portion by the elastic member. Moreover, the head mounted display can make it difficult to shift the position of the holding part with respect to the first support part before and after the operation with respect to the operation part by making the second contact area larger than the first contact area.

第1態様において、前記第1支持部は、一端側で前記保持部を支持し、前記第1支持部の他端側に連結される第2支持部と、前記第1支持部と前記第2支持部との間に接続され、前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部とを更に備え、前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、前記操作部が操作されたときに前記第2調整部に作用する第3モーメントの大きさよりも、前記第2調整部によって前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させるために必要な第4モーメントの大きさの方が、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な全ての方向について大きくてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、第2支持部に対する第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部を有する。この場合、保持部の移動の自由度を増加させることになるので、ユーザは、保持部の位置調整を更に微細に実行できる。又、操作部が操作されたときに第2調整部に作用する第3モーメントの大きさよりも、第2調整部によって第2支持部に対する第1支持部の位置を移動させるために必要な第4モーメントの大きさの方が、第2調整部により第1支持部が移動可能なすべての方向について大きくなるように設定される。この場合、操作部に対する操作に応じた力が保持部に作用しても、第2支持部に対する保持部の移動は、第2調整部によって抑制される。第2支持部に対する保持部の位置は、操作部に対する操作の前後でずれ難い。従って、ユーザは、操作部に対する操作後に保持部の位置を再調整することを要せず、継続してヘッドマウントディスプレイを使用できる。   1st aspect WHEREIN: The said 1st support part supports the said holding | maintenance part by one end side, The 2nd support part connected with the other end side of the said 1st support part, The said 1st support part, and the said 2nd A second adjustment unit connected between the support unit and capable of holding the first support unit by moving the position of the first support unit relative to the second support unit, and the holding unit when the operation unit is operated The direction of the force acting on the first adjusting unit and the direction in which the first supporting unit can be moved by the second adjusting unit have components parallel to each other, and when the operating unit is operated, the second adjusting unit The magnitude of the fourth moment required for moving the position of the first support part relative to the second support part by the second adjustment part is larger than the magnitude of the third moment acting. The first support part may be large in all directions in which the first support part can move.The head mounted display has a second adjustment unit that can be held by moving the position of the first support unit relative to the second support unit. In this case, since the degree of freedom of movement of the holding unit is increased, the user can finely adjust the position of the holding unit. Further, the fourth adjustment necessary for moving the position of the first support portion relative to the second support portion by the second adjustment portion, rather than the magnitude of the third moment acting on the second adjustment portion when the operation portion is operated. The magnitude of the moment is set so as to increase in all directions in which the first support portion can move by the second adjustment portion. In this case, even if the force according to operation with respect to the operation part acts on the holding part, the movement of the holding part with respect to the second support part is suppressed by the second adjusting part. The position of the holding portion with respect to the second support portion is difficult to shift before and after the operation on the operation portion. Therefore, the user does not need to readjust the position of the holding unit after operating the operation unit, and can continue to use the head mounted display.

本発明の第2態様に係るヘッドマウントディスプレイは、画像を表示する保持部と、前記保持部の表面に設けられた操作部と、前記保持部を支持する第1支持部と、前記第1支持部と前記保持部との間に接続され、前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させて保持可能な第1調整部とを備え、前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第1調整部により前記保持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、前記操作部が操作されたときに前記第1調整部に作用する第1力の大きさよりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させるために必要な第2力の大きさの方が、前記第1調整部により前記保持部が移動可能なすべての方向について大きいことを特徴とする。   A head-mounted display according to a second aspect of the present invention includes a holding unit that displays an image, an operation unit provided on a surface of the holding unit, a first support unit that supports the holding unit, and the first support. And a first adjusting unit that is connected between the first support unit and can be held by moving the position of the holding unit relative to the first support unit, and the holding unit is operated when the operation unit is operated The direction of the force acting on the first adjusting unit and the direction in which the holding unit can be moved by the first adjusting unit have components parallel to each other, and act on the first adjusting unit when the operating unit is operated. The magnitude of the second force necessary for moving the position of the holding portion relative to the first support portion by the first adjustment portion is greater than the magnitude of the first force by the first adjustment portion. The part is large in all possible directions of movement To.

第2態様に係るヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を第1調整部によって移動可能とすることによって、ユーザによる保持部の位置調整を可能としている。又、ヘッドマウントディスプレイでは、保持部に設けられた操作部が操作されたときに第1調整部に作用する第1力の大きさよりも、第1調整部によって保持部を移動させるために必要な第2力の大きさの方が、第1調整部により保持部が移動可能なすべての方向について大きくなるように設定される。この場合、操作部に対する操作に応じた力が保持部に作用しても、第1支持部に対する保持部の移動は、第1調整部によって抑制される。第1支持部に対する保持部の位置は、操作部に対する操作の前後でずれ難い。従って、ユーザは、操作部に対する操作後に保持部の位置を再調整することを要せず、継続してヘッドマウントディスプレイを使用できる。   The head mounted display which concerns on a 2nd aspect enables the position adjustment of the holding | maintenance part by a user by making the position of the holding | maintenance part with respect to a 1st support part movable by the 1st adjustment part. Further, in the head mounted display, it is necessary to move the holding unit by the first adjusting unit rather than the magnitude of the first force acting on the first adjusting unit when the operation unit provided on the holding unit is operated. The magnitude of the second force is set so as to increase in all directions in which the holding unit can be moved by the first adjusting unit. In this case, even if the force according to operation with respect to the operation part acts on the holding part, the movement of the holding part relative to the first support part is suppressed by the first adjusting part. The position of the holding portion with respect to the first support portion is difficult to shift before and after the operation on the operation portion. Therefore, the user does not need to readjust the position of the holding unit after operating the operation unit, and can continue to use the head mounted display.

第1態様又は第2態様において、前記操作部が操作されたことに応じて互いに摺動する複数の第1面の間の静止摩擦力である第1摩擦力よりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置が移動されることに応じて互いに摺動する複数の第2面間の静止摩擦力である第2摩擦力の方が大きくてもよい。この場合、操作部に対する操作に応じて力が作用した場合でも、第1支持部に対する保持部の位置は移動し難くなる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を、操作部に対する操作の前後でより安定的に維持できる。   In the first aspect or the second aspect, the first adjustment unit causes the first adjustment unit to have a first frictional force that is a static frictional force between a plurality of first surfaces that slide relative to each other in response to the operation unit being operated. The second frictional force, which is a static frictional force between a plurality of second surfaces that slide relative to each other as the position of the holding portion relative to the first support portion is moved, may be greater. In this case, even when a force is applied according to an operation on the operation unit, the position of the holding unit with respect to the first support unit is difficult to move. For this reason, the head mounted display can maintain the position of the holding part with respect to the first support part more stably before and after the operation on the operation part.

第1態様及び第2態様において、前記複数の第1面の第1静止摩擦係数よりも、前記複数の第2面の第2静止摩擦係数の方が大きくてもよい。この場合、操作部に対する操作に応じて力が作用した場合でも、第1支持部に対する保持部の位置は移動し難くなる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を、操作部に対する操作の前後でより安定的に維持できる。   In the first aspect and the second aspect, the second static friction coefficients of the plurality of second surfaces may be larger than the first static friction coefficients of the plurality of first surfaces. In this case, even when a force is applied according to an operation on the operation unit, the position of the holding unit with respect to the first support unit is difficult to move. For this reason, the head mounted display can maintain the position of the holding part with respect to the first support part more stably before and after the operation on the operation part.

第1態様又は第2態様において、前記複数の第1面のうち少なくとも何れかの面の材料は、フッ素樹脂であってもよい。フッ素樹脂は弾性部材としては特に小さな摩擦係数を有するようにすることができることで知られる。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、第1摩擦力よりも第2摩擦力を容易に大きくでき、且つ、第1摩擦係数よりも第2摩擦係数を容易に大きくできるので、操作部に対する操作に応じて力が作用した場合でも、第1支持部に対する保持部の位置は移動し難くなる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を、操作部に対する操作の前後でより安定的に維持できる。   In the first aspect or the second aspect, the material of at least one of the plurality of first surfaces may be a fluororesin. Fluororesin is known as an elastic member having a particularly small coefficient of friction. In this case, the head mounted display can easily increase the second frictional force more than the first frictional force, and can easily increase the second frictional coefficient more than the first frictional coefficient. Even when force is applied, the position of the holding portion relative to the first support portion is difficult to move. For this reason, the head mounted display can maintain the position of the holding part with respect to the first support part more stably before and after the operation on the operation part.

第2態様において、前記第1支持部は、一端側で前記保持部を支持し、前記第1支持部の他端側に連結される第2支持部と、前記第1支持部と前記第2支持部との間に接続され、前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部とを更に備え、前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な方向とは、互い平行な成分を有し、前記操作部が操作されたときに前記第2調整部に作用する第3力の大きさよりも、前記第2調整部によって前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させるために必要な第4力の大きさの方が大きくてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、第2支持部に対する第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部を有する。この場合、保持部の移動の自由度を増加させることになるので、ユーザは、保持部の位置調整を更に微細に実行できる。又、操作部が操作されたときに第2調整部に作用する第3力の大きさよりも、第2調整部によって第2支持部に対する第1支持部の位置を移動させるために必要な第4力の大きさの方が、第2調整部により第1支持部が移動可能なすべての方向について大きくなるように設定される。この場合、操作部に対する操作に応じた力が保持部に作用しても、第2支持部に対する保持部の移動は、第2調整部によって抑制される。第2支持部に対する保持部の位置は、操作部に対する操作の前後でずれ難い。従って、ユーザは、操作部に対する操作後に保持部の位置を再調整することを要せず、継続してヘッドマウントディスプレイを使用できる。   2nd aspect WHEREIN: The said 1st support part supports the said holding | maintenance part by one end side, The 2nd support part connected with the other end side of the said 1st support part, The said 1st support part, and the said 2nd A second adjustment unit connected between the support unit and capable of holding the first support unit by moving the position of the first support unit relative to the second support unit, and the holding unit when the operation unit is operated The direction of the force acting on the first adjusting unit and the direction in which the first supporting unit can be moved by the second adjusting unit have components parallel to each other, and when the operating unit is operated, the second adjusting unit The magnitude of the fourth force required to move the position of the first support part relative to the second support part by the second adjustment part may be larger than the magnitude of the third force acting. The head mounted display has a second adjustment unit that can be held by moving the position of the first support unit relative to the second support unit. In this case, since the degree of freedom of movement of the holding unit is increased, the user can finely adjust the position of the holding unit. Further, the fourth adjustment necessary for moving the position of the first support portion relative to the second support portion by the second adjustment portion is larger than the magnitude of the third force acting on the second adjustment portion when the operation portion is operated. The magnitude of the force is set so as to increase in all directions in which the first support portion is movable by the second adjustment portion. In this case, even if the force according to operation with respect to the operation part acts on the holding part, the movement of the holding part with respect to the second support part is suppressed by the second adjusting part. The position of the holding portion with respect to the second support portion is difficult to shift before and after the operation on the operation portion. Therefore, the user does not need to readjust the position of the holding unit after operating the operation unit, and can continue to use the head mounted display.

第1態様又は第2態様において、前記操作部は、前記保持部に対して所定の回転軸を中心として回転自在に設けられ、前記保持部の表面と前記操作部との間に介在する環状の弾性部材を更に備え、前記回転軸は、前記弾性部材の開口部を通過してもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、保持部の表面と操作部材との間の隙間を介して保持部の内部に水滴や埃等が進入することを、弾性部材によって抑制できる。保持部の表面と操作部との間に環状の弾性部材を介在させることで、弾性部材を介さない場合よりも、操作部の操作に応じて作用する力がより大きくなることが懸念されるが、このような場合であっても、本発明の関係を満たすような範囲の材質や構成に留意して設計しておけば、操作部に対する操作に応じて力が作用した場合でも、第1支持部に対する保持部の位置は移動し難くなる。このため、ヘッドマウントディスプレイは、第1支持部に対する保持部の位置を、操作部に対する操作の前後でより安定的に維持できる。   In the first aspect or the second aspect, the operation portion is provided to be rotatable about a predetermined rotation axis with respect to the holding portion, and is an annular shape interposed between the surface of the holding portion and the operation portion. An elastic member may be further provided, and the rotating shaft may pass through an opening of the elastic member. In this case, the head-mounted display can suppress the water droplets, dust, and the like from entering the holding portion through the gap between the surface of the holding portion and the operation member by the elastic member. Although an annular elastic member is interposed between the surface of the holding portion and the operation portion, there is a concern that the force acting according to the operation of the operation portion becomes larger than when no elastic member is interposed. Even in such a case, the first support can be provided even when a force is applied in response to an operation on the operation unit if the design is made with attention to materials and configurations in a range that satisfies the relationship of the present invention. The position of the holding part with respect to the part becomes difficult to move. For this reason, the head mounted display can maintain the position of the holding part with respect to the first support part more stably before and after the operation on the operation part.

第2態様において、前記第1調整部及び第2調整部は、前記保持部の位置を前記第2支持部に対して6つの自由度で移動させてもよい。この場合、ヘッドマウントディスプレイは、ユーザによる保持部の位置調整を更に微細に実行させることを可能としつつ、第1支持部に対する保持部の移動を抑制できる。   In the second aspect, the first adjustment unit and the second adjustment unit may move the position of the holding unit with respect to the second support unit with six degrees of freedom. In this case, the head mounted display can suppress the movement of the holding unit relative to the first support unit while allowing the user to finely adjust the position of the holding unit.

HMD1の正面図である。It is a front view of HMD1. HMD1の右側面図である。It is a right view of HMD1. 接続具9の正面図である。It is a front view of the connection tool. 接続具9、第1ボールジョイント2、及び、接続部材7の分解図斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the connection tool 9, the first ball joint 2, and the connection member 7. 画像表示装置11の分解斜視図である。3 is an exploded perspective view of the image display device 11. FIG. 操作部材15及び調節機構19の断面図である。3 is a cross-sectional view of an operation member 15 and an adjustment mechanism 19. FIG. 第1ボールジョイント2(ソケット22がある状態)の斜視図である。It is a perspective view of the 1st ball joint 2 (state with socket 22). 第1ボールジョイント2の断面図である。3 is a cross-sectional view of the first ball joint 2. FIG. 第2ボールジョイント3(ソケット22がある状態)の斜視図である。It is a perspective view of the 2nd ball joint 3 (state with socket 22). 第2ボールジョイント3の断面図である。3 is a cross-sectional view of a second ball joint 3. FIG. 画像表示装置11及び第2ボールジョイント3の模式図である。3 is a schematic diagram of an image display device 11 and a second ball joint 3. FIG. 画像表示装置11、第1ボールジョイント2、及び、第2ボールジョイント3の模式図である。2 is a schematic diagram of an image display device 11, a first ball joint 2, and a second ball joint 3. FIG. 変形例におけるHMD1の斜視図である。It is a perspective view of HMD1 in a modification. 変形例における画像表示装置11及び第2並進機構5の模式図である。It is a schematic diagram of the image display apparatus 11 and the 2nd translation mechanism 5 in a modification. 変形例における画像表示装置11、第1並進機構4、及び、第2並進機構5の模式図である。It is a schematic diagram of the image display apparatus 11, the 1st translation mechanism 4, and the 2nd translation mechanism 5 in a modification.

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。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) 1 is an optically transmissive see-through HMD. The HMD 1 includes a mounting tool 8, a connection tool 9, and an image display device 11. The scenery light in front of the user's eyes is directly guided to the user's eyes by passing through the half mirror 14 of the image display device 11. The projection format of HMD1 is a virtual image projection type. The half mirror 14 reflects the light of the image displayed on the liquid crystal panel accommodated in the image display device 11 toward one eye of the user. The HMD 1 can make the user recognize the image superimposed on the scene in front of him.

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、上側、及び、下側は、例えば、図2の左側、右側、上側、及び、下側にそれぞれ対応する。HMD1の左側、及び、右側は、例えば、図1の左側、及び、右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。   Hereinafter, in order to help understand the description of the figure, the upper side, lower side, left side, right side, front side, and rear side of the HMD 1 are defined. The front side, the rear side, the upper side, and the lower side of the HMD 1 correspond to, for example, the left side, the right side, the upper side, and the lower side in FIG. The left side and the right side of the HMD 1 correspond to, for example, the left side and the right side of FIG. The upper side, the lower side, the left side, the right side, the front side, and the rear side of the HMD 1 correspond to the upper side, the lower side, the right side, the left side, the front side, and the rear side, respectively, for the user wearing the wearing tool 8.

<装着具8>
図1、図2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。
<Mounting tool 8>
As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting tool 8 is made of a flexible material such as resin or metal (for example, stainless steel). The mounting tool 8 includes a first portion 81 and second portions 82 and 83. In the following, for ease of understanding, the mounting tool 8 will be described as being divided into a first part 81 and second parts 82 and 83. However, the mounting tool 8 includes the first part 81 and the second part 82. , 83 are not divided into individual members, but are integral members as a whole.

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。   The first portion 81 and the second portions 82 and 83 are each curved and elongated plate-like members. The first portion 81 is a portion of the wearing tool 8 that extends in the left-right direction between the position 8A and the position 8B. The first portion 81 is curved in a convex shape on the front side. The position 8 </ b> A is located on the left side of the center 84 in the left-right direction of the wearing tool 8. The position 8B is located on the right side of the center 84 in the left-right direction of the wearing tool 8. The second portion 82 is a portion of the wearing tool 8 that extends rearward from the position 8A. The second portion 83 is a portion of the wearing tool 8 that extends rearward from the position 8B. The second portions 82 and 83 each extend in a direction in which the rear ends approach each other. The wearing tool 8 is fixed to the user's head in a state in which the first portion 81 and the second portions 82 and 83 are in contact with the frontal, right and left heads of the user, respectively. . In this state, the first portion 81 extends in the left-right direction along the user's forehead. Hereinafter, the side surrounded by the first portion 81 and the second portions 82 and 83 of the mounting tool 8 is referred to as “the inner side of the mounting tool 8”, and the side opposite to the inner side of the mounting tool 8 is referred to as “the mounting tool 8. It is called “outside”.

<接続具9>
図3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3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。図4に示すように、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。
<Connector 9>
As shown in FIG. 3, the connection tool 9 is substantially rod-shaped. The connection tool 9 is made of resin or metal. The connection tool 9 extends in the vertical direction as viewed from the front. More specifically, as shown in FIG. 2, the connector 9 extends in a direction in which the lower end portion is inclined forward with respect to the vertical direction. The connection tool 9 has a space inside. As shown in FIG. 3, the connection tool 9 includes a first member 9A and a second member 9B. The space inside the connection tool 9 is formed by the second member 9B covering the opening on the right side of the first member 9A. The first member 9A has two circular holes 90A penetrating in the left-right direction. As shown in FIG. 4, the second member 9 </ b> B has two cylindrical protrusions 90 </ b> B that protrude toward the left side. The second member 9B is fixed to the first member 9A by fitting the protrusions 90B into the holes 90A.

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。   As shown in FIG. 1, the upper end portion of the connection tool 9 is connected to the mounting tool 8 via a first ball joint 2 and a connection member 7 described later. As shown in FIG. 2, the lower end portion of the connection tool 9 is connected to the image display device 11 via a second ball joint 3 and a connection member 6 described later. The image display device 11 is attached to the mounting tool 8 by the connecting tool 9. The connection tool 9 holds the image display device 11 at a position separated from the mounting tool 8. The connection tool 9 can place the half mirror 14 of the image display device 11 in front of the user's left eye in a state where the mounting tool 8 is fixed to the user's head.

<画像表示装置11>
図1、図2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。図1に示すように、筐体12の左側は開放する。図5に示すように、筐体12は、第1筐体13及び第2筐体16を組み合わせることによって形成される。第1筐体13は、前壁部13A、上壁部13B、及び、下壁部13Cを有する。前壁部13Aは前側に湾曲する。前壁部13Aの左端は、上下方向両端部から上下方向中心に向けて右側に凹み、略円弧を形成する。前壁部13Aの左端の円弧で囲まれた部分の後側、且つ、上下方向において上壁部13Bと下壁部13Cとの間に挟まれた部分に、ハーフミラー14(図1参照)が配置される。前壁部13Aには、前後方向に貫通する孔131が形成され、その周囲に溝132が形成される。後述する操作部材15は、前側から溝132に嵌る。後述する調節機構19は、孔131に後側から進入し、操作部材15の後面に接続する。前壁部13Aは、操作部材15を回転可能に支持する。
<Image display device 11>
As shown in FIGS. 1 and 2, the image display device 11 includes a housing 12. The housing 12 has a substantially rectangular parallelepiped shape with curved corners. The housing 12 has a hollow box shape. As shown in FIG. 1, the left side of the housing 12 is opened. As shown in FIG. 5, the housing 12 is formed by combining a first housing 13 and a second housing 16. The first housing 13 includes a front wall portion 13A, an upper wall portion 13B, and a lower wall portion 13C. The front wall portion 13A is curved forward. The left end of the front wall portion 13A is recessed from the both ends in the up-down direction toward the center in the up-down direction on the right side to form a substantially arc. A half mirror 14 (see FIG. 1) is provided on the rear side of the portion surrounded by the arc at the left end of the front wall portion 13A and in the portion sandwiched between the upper wall portion 13B and the lower wall portion 13C in the vertical direction. Be placed. A hole 131 that penetrates in the front-rear direction is formed in the front wall portion 13A, and a groove 132 is formed around the hole 131. An operation member 15 described later fits into the groove 132 from the front side. The adjusting mechanism 19 described later enters the hole 131 from the rear side and connects to the rear surface of the operation member 15. The front wall portion 13A supports the operation member 15 in a rotatable manner.

画像ユニット18は、第1保持部材181、液晶表示装置182、及び、第2保持部材183を有する。第1保持部材181は、後述する液晶表示装置182を右端部で保持する。第1保持部材181は、液晶表示装置182を保持する部分の左側に、左右両側が開放した中空の略円柱状の部材を有する。第1保持部材181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182は、ガラス基板及び液晶パネルを有する。液晶パネルは、矩形状の周知の液晶パネルである。液晶パネルは、左面に画像を表示させることによって、画像光を生成する。ガラス基板は、液晶パネルの左側に設けられ、液晶パネルを保護する。第2保持部材183は、制御基板を有する。制御基板は、フレキシブルプリント基板(図示略)を介して液晶表示装置182に接続される。制御基板は、液晶表示装置182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に表示させる。   The image unit 18 includes a first holding member 181, a liquid crystal display device 182, and a second holding member 183. The first holding member 181 holds a liquid crystal display device 182 described later at the right end. The first holding member 181 has a hollow, substantially cylindrical member that is open on the left and right sides on the left side of the portion that holds the liquid crystal display device 182. The first holding member 181 is held at a fixed position with respect to the housing 12. The liquid crystal display device 182 includes a glass substrate and a liquid crystal panel. The liquid crystal panel is a well-known rectangular liquid crystal panel. The liquid crystal panel generates image light by displaying an image on the left surface. The glass substrate is provided on the left side of the liquid crystal panel and protects the liquid crystal panel. The second holding member 183 has a control board. The control board is connected to the liquid crystal display device 182 via a flexible printed board (not shown). The control board outputs a control signal to the liquid crystal display device 182 to display an image corresponding to the image data on the liquid crystal panel.

光学系17は、画像ユニット18の左側に配置される。光学系17は、偏向ユニット171及びレンズユニット172を有する。レンズユニット172は、左右両側が開放した中空の部材である。レンズユニット172は、内側に複数のレンズ(図示略)を有する。画像ユニット18によって生成された画像光は、右端から内部に入射し、左端から左側に向けて射出する。複数のレンズは、右側から入射する画像光を集光し、左側に射出させる。レンズユニット172は、前方に向けて突出する凸部172Aを前面に有する。凸部172Aは、後述する調節機構19の後面に形成されたカム溝に嵌る。レンズユニット172は左右方向に移動可能である。   The optical system 17 is disposed on the left side of the image unit 18. The optical system 17 includes a deflection unit 171 and a lens unit 172. The lens unit 172 is a hollow member that is open on both the left and right sides. The lens unit 172 has a plurality of lenses (not shown) inside. The image light generated by the image unit 18 enters the inside from the right end and exits from the left end toward the left side. The plurality of lenses collects image light incident from the right side and emits it to the left side. The lens unit 172 has a convex portion 172A that protrudes forward on the front surface. The convex portion 172A fits into a cam groove formed on the rear surface of the adjusting mechanism 19 described later. The lens unit 172 can move in the left-right direction.

偏向ユニット171は、レンズユニット172の左側に配置される。偏向ユニット171は、ハーフミラー14(図1参照)及びホルダ171Aを有する。ハーフミラー14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。ハーフミラー14は、レンズユニット172を通過して右側から入射する画像光を、後側に偏向させることができる。ユーザの眼に画像光が進入した場合、ユーザは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、前側から入射した外界の光を後側に透過させることもできる。ホルダ171Aは、ハーフミラー14を保持する。ホルダ171Aは、第1筐体13の上壁部13B及び下壁部13Cによって、上下方向から挟まれる。   The deflection unit 171 is disposed on the left side of the lens unit 172. The deflection unit 171 includes a half mirror 14 (see FIG. 1) and a holder 171A. The half mirror 14 is configured, for example, by depositing a metal such as aluminum or silver on a transparent resin or glass substrate so as to have a predetermined reflectance (for example, 50%). The half mirror 14 can deflect the image light that passes through the lens unit 172 and enters from the right side to the rear side. When image light enters the user's eyes, the user can visually recognize a virtual image based on the image light. Moreover, the half mirror 14 can also transmit the external light incident from the front side to the rear side. The holder 171 </ b> A holds the half mirror 14. The holder 171A is sandwiched from above and below by the upper wall portion 13B and the lower wall portion 13C of the first housing 13.

操作部材15は円形板状である。操作部材15の一方の面は前方向を向き、他方の面は後方向を向く。操作部材15は、前後方向に延びる仮想直線である回転軸15Aを中心として回転可能である。第1筐体13の前壁部13Aに設けられた溝132と、操作部材15との間に、Oリング133が介在する。Oリング133は円環状の弾性部材であり、中心に開口部133Aを有する。回転軸15Aは、Oリング133の開口部133Aの内部を通過する。図6に示すように、操作部材15は、後側に向けて突出する突出部151を有する。突出部151は、溝132との間にOリング133を挟んだ状態で、第1筐体13の前壁部13Aの表面に保持される。Oリング133の材質は、フッ素ゴムである。操作部材15が回転軸15Aを中心として回転するとき、操作部材15の突出部151の周面151AとOリング133の内面とは、互いに摺動する。   The operation member 15 has a circular plate shape. One surface of the operation member 15 faces the front direction, and the other surface faces the rear direction. The operation member 15 is rotatable about a rotation shaft 15A that is a virtual straight line extending in the front-rear direction. An O-ring 133 is interposed between the groove 132 provided on the front wall portion 13 </ b> A of the first housing 13 and the operation member 15. The O-ring 133 is an annular elastic member and has an opening 133A at the center. The rotating shaft 15A passes through the inside of the opening 133A of the O-ring 133. As illustrated in FIG. 6, the operation member 15 includes a protruding portion 151 that protrudes toward the rear side. The protruding portion 151 is held on the surface of the front wall portion 13 </ b> A of the first housing 13 with the O-ring 133 interposed between the protruding portion 151 and the groove 132. The material of the O-ring 133 is fluororubber. When the operation member 15 rotates about the rotation shaft 15A, the peripheral surface 151A of the protrusion 151 of the operation member 15 and the inner surface of the O-ring 133 slide with each other.

以下、操作部材15のうち操作時に摺動する面の面積の総和を、「第1接触面積」といい、「S1」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦係数を、「第1摩擦係数」といい、「k1」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦力を、「第1摩擦力」といい、第1摩擦力の大きさを「F1」と表記する。摺動する面の回転軸15Aからの距離を平均したものを、「第1平均半径」といい、「r1」と表記する。   Hereinafter, the total area of the surfaces of the operation member 15 that slide during operation is referred to as “first contact area” and is expressed as “S1”. The average static friction coefficient on the sliding surface is referred to as “first friction coefficient” and is expressed as “k1”. The average static frictional force on the sliding surface is referred to as “first frictional force”, and the magnitude of the first frictional force is expressed as “F1”. A value obtained by averaging the distances of the sliding surface from the rotation shaft 15A is referred to as a “first average radius” and is expressed as “r1”.

図5に示すように、調節機構19は円形板状である。調節機構19は、円形の中心付近から前側に突出する突出部19Aを有する。突出部19Aは、第1筐体13の前壁部13Aの孔131に後側から進入する。図6に示すように、突出部19Aの前端部は、操作部材15の突出部151に嵌合する。これによって、操作部材15及び調節機構19は、前壁部13Aを前後両側から挟む。この状態で、操作部材15の突出部151と前壁部13Aの溝132との間にOリング133が挟持される。調節機構19は、操作部材15と一体となって回転可能である。なお、操作部材15及び調節機構19は一体に形成されてもよい。調節機構19の後面にカム溝(図示外)が設けられる。カム溝は、調節機構19の後面の一部が前側に凹むことによって形成される。カム溝は、調節機構19の円形中心を中心として渦巻き状に延びる。カム溝には、レンズユニット172の凸部172Aが後方から嵌る。   As shown in FIG. 5, the adjusting mechanism 19 has a circular plate shape. The adjusting mechanism 19 has a protruding portion 19A that protrudes forward from the vicinity of the center of the circle. The protruding portion 19A enters the hole 131 of the front wall portion 13A of the first housing 13 from the rear side. As shown in FIG. 6, the front end portion of the protruding portion 19 </ b> A is fitted to the protruding portion 151 of the operation member 15. Accordingly, the operation member 15 and the adjustment mechanism 19 sandwich the front wall portion 13A from both the front and rear sides. In this state, the O-ring 133 is sandwiched between the protruding portion 151 of the operation member 15 and the groove 132 of the front wall portion 13A. The adjusting mechanism 19 can rotate integrally with the operation member 15. The operation member 15 and the adjustment mechanism 19 may be integrally formed. A cam groove (not shown) is provided on the rear surface of the adjusting mechanism 19. The cam groove is formed when a part of the rear surface of the adjustment mechanism 19 is recessed forward. The cam groove extends in a spiral shape around the circular center of the adjustment mechanism 19. The convex portion 172A of the lens unit 172 is fitted into the cam groove from the rear.

操作部材15の回転に応じて調節機構19が回転した場合、カム溝は、レンズユニット172の凸部172Aに対して力を作用させる。操作部材15が、前側から見た状態で時計回りに回転した場合、レンズユニット172は右側に移動する。操作部材15が、前側からみた状態で反時計回りに回転した場合、レンズユニット172は左側に移動する。レンズユニット172に保持された複数のレンズと、画像ユニット18との間の距離は、操作部材15の回転に応じて変化する。なお、複数のレンズと画像ユニット18との距離が変化したとき、ユーザによって視認される虚像となる画像光の広がり角も変化する。従ってユーザは、操作部材15を回転させることによってピント調節を行うことができる。   When the adjustment mechanism 19 rotates according to the rotation of the operation member 15, the cam groove applies a force to the convex portion 172 </ b> A of the lens unit 172. When the operation member 15 rotates clockwise as viewed from the front side, the lens unit 172 moves to the right side. When the operation member 15 rotates counterclockwise when viewed from the front side, the lens unit 172 moves to the left side. The distance between the plurality of lenses held by the lens unit 172 and the image unit 18 changes according to the rotation of the operation member 15. When the distance between the plurality of lenses and the image unit 18 changes, the spread angle of the image light that becomes a virtual image visually recognized by the user also changes. Therefore, the user can adjust the focus by rotating the operation member 15.

<接続部材7>
図3、図4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2参照)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4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。
<Connection member 7>
As shown in FIGS. 3 and 4, the connecting member 7 includes a connecting portion 71 and a cylindrical portion 72. The connection part 71 connects the connection member 7 with respect to the mounting tool 8 (refer FIG. 1, FIG. 2) so that attachment or detachment is possible. The connecting portion 71 has an outer portion 71A and an inner portion 71B. The outer portion 71A contacts the upper side, the lower side, and the outer side of the wearing tool 8. The inner part 71 </ b> B contacts the inner side of the wearing tool 8. The inner portion 71B has a cylindrical protruding portion 711 protruding toward the right side. The outer portion 71 </ b> A has a hole (not shown) penetrating in the left-right direction at a portion that contacts the outside of the wearing tool 8. As shown in FIG. 4, a screw 712 is inserted into a hole (not shown) of the outer portion 71A from the right side to the left side. The screw 712 is screwed into the protruding portion 711 of the inner portion 71B. The outer portion 71 </ b> A and the inner portion 71 </ b> B are fixed by screws 712 with the wearing tool 8 being sandwiched therebetween.

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。   The cylindrical portion 72 is a cylindrical member. The cylindrical portion 72 protrudes to the right from the outer portion 71A of the connecting portion 71. The cylindrical portion 72 includes a first cylindrical portion 72A and a second cylindrical portion 72B that have different outer surface diameters. The second cylindrical portion 72B is disposed on the right side of the first cylindrical portion 72A. The diameter of the outer surface of the second cylindrical portion 72B is smaller than the diameter of the outer surface of the first cylindrical portion 72A. A space is formed inside the second cylindrical portion 72B. The left end of the second cylindrical portion 72B is closed by the bottom portion 721 (see FIG. 8). A thread is formed on the outer surface of the second cylindrical portion 72B. The socket 22 of the first ball joint 2 described later is connected to the second cylindrical portion 72B.

<第1ボールジョイント2>
図4、図7、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4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に設けられたねじ孔に螺合する。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。
<First ball joint 2>
As shown in FIGS. 4, 7, and 8, the first ball joint 2 includes a ball stud 21, a socket 22, a receiving portion 23, and a pressing portion 24. The ball stud 21 includes a sphere portion 21A, a rod portion 21B, and a base portion 21C. The spherical portion 21A is a spherical portion. The rod portion 21B is a cylindrical portion extending from the spherical portion 21A toward the right side. The diameter of the cross section of the rod portion 21B is smaller than the diameter of the spherical portion 21A. As shown in FIG. 8, the bar portion 21 </ b> B extends along an imaginary line 212 that extends radially from the center 211 of the spherical body portion 21 </ b> A, bends diagonally rightward, and further extends along the imaginary line 213. The base portion 21C is connected to the opposite side of the spherical portion 21A side of the rod portion 21B. As shown in FIG. 4, a recess 911 is provided at the upper end of the first member 9 </ b> A of the connector 9. As shown in FIG. 8, the base 21C of the ball stud 21 fits into the recess 911 from the left side. A hole (not shown) penetrating in the left-right direction is formed at the bottom of the recess 911. A screw 912 is inserted into the hole from the right side to the left side. The screw 912 is screwed into a screw hole provided in the base portion 21 </ b> C of the ball stud 21. Thereby, the ball stud 21 is fixed to the connector 9 by the screw 912.

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。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、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。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。   The receiving part 23 is accommodated inside the second cylindrical part 72 </ b> B of the connecting member 7. The receiving portion 23 is an elastically deformable rubber that functions as a cushioning material. The left side surface of the receiving portion 23 contacts the bottom portion 721 of the second cylindrical portion 72B. A concave portion 23 </ b> B that is recessed in a circular shape is provided on the right side surface of the receiving portion 23. The concave portion 23B comes into contact with the left half of the spherical portion 21A of the ball stud 21 from the left side. The presser portion 24 has a hemispherical shape. The opening of the presser portion 24 faces the left side. The presser portion 24 has a circular hole 24A penetrating in the left-right direction. The rod portion 21B of the ball stud 21 is inserted into the hole 24A. The diameter of the hole 24A is substantially the same as the diameter of the cross section of the rod portion 21B of the ball stud 21. The wall 24 </ b> B corresponding to the inner surface of the presser 24 contacts the right half of the spherical body 21 </ b> A of the ball stud 21 from the right side. The spherical portion 21A is sandwiched from both the left and right sides by the concave portion 23B of the receiving portion 23 and the wall portion 24B of the pressing portion 24.

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。   The socket 22 is a cylindrical member extending in the left-right direction. The inner diameter of the socket 22 is substantially the same as the outer diameter of the second cylindrical portion 72 </ b> B of the connection member 7. A screw thread is formed on the left end portion of the inner surface of the socket 22. This screw thread is screwed into a screw thread formed on the outer surface of the second cylindrical portion 72B. As a result, the socket 22 is connected to the connection member 7. The spherical body portion 21 </ b> A, the receiving portion 23, and the presser portion 24 of the ball stud 21 are accommodated in a space surrounded by the second cylindrical portion 72 </ b> B and the socket 22.

図7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の孔22Aの内面は、押え部24の外側面24C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。   As shown in FIG. 7, a wall 221 that extends while curving toward the center is provided at the right end of the socket 22. The wall 221 is formed with a circular hole 22A penetrating in the left-right direction. The rod portion 21B of the ball stud 21 is inserted into the hole 22A. The inner surface of the hole 22A of the wall portion 221 contacts the outer surface 24C of the pressing portion 24 from the right side. A part of the right side of the presser portion 24 protrudes from the hole 22 </ b> A to the outside of the socket 22.

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。   As shown in FIG. 8, in a state where the socket 22 is screwed into the second cylindrical portion 72B of the connection member 7, the wall portion 221 of the socket 22 pushes the presser portion 24 toward the left side. The spherical portion 21 </ b> A of the ball stud 21 in contact with the wall portion 24 </ b> B of the presser portion 24 is pushed by the presser portion 24 to move to the left side and is pressed against the receiving portion 23. As a result, the state in which the spherical portion 21A is sandwiched between the left and right sides by the receiving portion 23 and the pressing portion 24 is maintained.

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。本実施形態において、HMD1は、ソケット22に対して押え部24が移動可能となり、且つ、受け部23に対して球体部21Aが移動可能となるように、第2円筒部72Bに対するソケット22の螺合の程度が予め調整されているものとする。この場合、図7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。一方、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、ソケット22の壁部221の孔22Aの内面と押え部24の外側面24Cとは互いに摺動し、且つ、球体部21Aと受け部23の凹部23Bとのそれぞれの面は互いに摺動する。   The distance between the bottom portion 721 of the second cylindrical portion 72B and the wall portion 221 of the socket 22 varies depending on the degree of screwing of the socket 22 to the second cylindrical portion 72B. Depending on the distance between the bottom portion 721 and the wall portion 221, the force by which the socket 22 pushes the holding portion 24 and the force by which the receiving portion 23 and the holding portion 24 sandwich the spherical portion 21A change. In the present embodiment, the HMD 1 is screwed into the second cylindrical portion 72B so that the holding portion 24 can move with respect to the socket 22 and the spherical portion 21A can move with respect to the receiving portion 23. It is assumed that the degree of combination is adjusted in advance. In this case, as shown in FIG. 7, the ball stud 21 can rotate in the direction indicated by the arrow 2 </ b> A around the virtual line 212 extending radially from the center 211 of the sphere 21 </ b> A. Further, the ball stud 21 is a range in which the rod portion 21B does not contact the hole 22A of the wall portion 221 of the socket 22, that is, a range surrounded by a virtual conical surface 214 connecting the center 211 and the inner end portion of the wall portion 221. Thus, it can move in the direction indicated by the arrow 2B. When the ball stud 21 moves in the direction indicated by the arrows 2 </ b> A and 2 </ b> B, the presser portion 24 also moves as the ball stud 21 moves. On the other hand, when the ball stud 21 moves in the direction indicated by the arrows 2A and 2B, the inner surface of the hole 22A of the wall portion 221 of the socket 22 and the outer surface 24C of the pressing portion 24 slide with each other, and the spherical portion 21A. And the recess 23B of the receiving portion 23 slide on each other.

ボールスタッド31の上記の移動は、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7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。つまり、第1ボールジョイント2は、3つの自由度でボールスタッド21を移動させることが可能ということになる。   The above-described movement of the ball stud 31 is rotational movement about two axes (for example, a first axis extending in the front-rear direction and a second axis extending in the up-down direction) orthogonal to the virtual line 212 and orthogonal to each other. Corresponds to a part of If the left-right direction in FIG. 7 is the X-axis, the front-rear direction is the Y-axis, and the up-down direction is the Z-axis, the movement around the virtual line 212 is the rotation Xθ around the X-axis, and the movement within the conical surface 214 is around the Y-axis. This is expressed as a combination of the rotation Yθ and the rotation Zθ around the Z axis. That is, the first ball joint 2 can move the ball stud 21 with three degrees of freedom.

以下、第1ボールジョイント2のボールスタッド21が回転するときに摺動する面の面積の総和を、「第3接触面積」といい、「S3」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦係数を、「第3摩擦係数」といい、「k3」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦力を、「第3摩擦力」といい、第3摩擦力の大きさを「F3」と表記する。ボールスタッド21の球体部21Aの平均半径を、「第3平均半径」といい、「r3」と表記する。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。   Hereinafter, the total area of the surfaces that slide when the ball stud 21 of the first ball joint 2 rotates is referred to as “third contact area” and is expressed as “S3”. The average static friction coefficient on the sliding surface is referred to as “third friction coefficient” and is expressed as “k3”. The average static frictional force on the sliding surface is referred to as “third frictional force”, and the magnitude of the third frictional force is expressed as “F3”. The average radius of the sphere portion 21A of the ball stud 21 is referred to as “third average radius” and is expressed as “r3”. The rotation of the ball stud 21 of the first ball joint 2 is referred to as “the first ball joint 2 rotates”.

<接続部材6>
図2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、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10参照)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10参照)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。
<Connection member 6>
As shown in FIG. 2, the connection member 6 is a substantially prismatic member extending in the front-rear direction. The front surface of the connection member 6 is connected to the rear surface of the image display device 11. The connecting member 6 has a cylindrical portion 62 (see FIG. 10) that protrudes rightward from the right side surface of the rear end. A space is formed inside the cylindrical portion 62. The left end of the cylindrical portion 62 is closed by a bottom portion 621 (see FIG. 10). A thread is formed on the outer surface of the cylindrical portion 62. A socket 32 of the second ball joint 3 described later is connected to the cylindrical portion 62.

<第2ボールジョイント3>
図9、図10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。
<Second ball joint 3>
As shown in FIGS. 9 and 10, the configuration of the second ball joint 3 is substantially the same as that of the first ball joint 2 except for some configurations. Below, in order to avoid duplication with description of the 1st ball joint 2 in the above, explanation of the 2nd ball joint 3 is omitted or simplified. The second ball joint 3 includes a ball stud 31, a socket 32, a receiving part 33, and a pressing part 34. The ball stud 31, the socket 32, the receiving portion 33, and the holding portion 34 correspond to the ball stud 21, the socket 22, the receiving portion 23, and the holding portion 24 of the first ball joint 2, respectively.

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4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10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に設けられたねじ孔に螺合する。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。   The ball stud 31 includes a sphere portion 31A, a rod portion 31B, and a base portion 31C. The shapes of the spherical portion 31A, the rod portion 31B, and the base portion 31C are the same as the shapes of the spherical portion 21A, the rod portion 21B, and the base portion 21C of the ball stud 21. The bar portion 31B extends along a virtual line 312 extending radially from the center 311 of the spherical body portion 31A, bends obliquely rightward and further extends along the virtual line 313. As shown in FIG. 4, a recess 913 is provided at the lower end of the first member 9 </ b> A of the connector 9. As shown in FIG. 10, the base 31C of the ball stud 31 fits into the recess 913 from the left side. A hole (not shown) penetrating in the left-right direction is formed at the bottom of the recess 913. A screw 914 is inserted into the hole from the right side to the left side. The screw 914 is screwed into a screw hole provided in the base portion 31 </ b> C of the ball stud 31. Thereby, the ball stud 31 is fixed to the connector 9 by the screw 914.

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。   The receiving portion 33 is accommodated inside the cylindrical portion 62 of the connecting member 6. The receiving portion 33 is an elastically deformable rubber that functions as a cushioning material. The left side surface of the receiving portion 33 contacts the bottom portion 621 of the cylindrical portion 62. On the right side surface of the receiving portion 33, a concave portion 33B that is recessed in a circular shape is provided. The concave portion 33B comes into contact with the left half of the spherical portion 31A of the ball stud 31 from the left side.

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。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。   The shape of the presser part 34 is different from that of the presser part 24 of the first ball joint 2. The presser portion 34 has a substantially cylindrical shape. The presser portion 34 includes a first cylindrical portion 341 and a second cylindrical portion 342 having different inner surface diameters. The second cylindrical portion 342 is disposed on the right side of the first cylindrical portion 341. The diameter of the inner surface of the second cylindrical portion 342 is smaller than the diameter of the inner surface of the first cylindrical portion 341. The left end portion of the first cylindrical portion 341 and the right end portion of the second cylindrical portion 342 are opened. Of the inner surface of the presser portion 34, the stepped portion 34B of the connecting portion between the first cylindrical portion 341 and the second cylindrical portion 342 is slightly on the right side of the center in the left-right direction of the spherical portion 31A of the ball stud 31. Contact. The rod portion 31 </ b> B of the ball stud 31 is inserted into the opening 34 </ b> A at the right end portion of the presser portion 34. The diameter of the opening 34A is larger than the diameter of the cross section of the rod portion 31B of the ball stud 31, and is substantially the same as the diameter of a hole 32A of the socket 32 described later. The spherical body portion 31 </ b> A is sandwiched from both the left and right sides by the recessed portion 33 </ b> B of the receiving portion 33 and the stepped portion 34 </ b> B of the pressing portion 34.

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。   The shape of the socket 32 is the same as the socket 22 of the first ball joint 2. The inner diameter of the socket 32 is substantially the same as the outer diameter of the cylindrical portion 62 of the connecting member 6. A screw thread is formed on the left end portion of the inner surface of the socket 32. This screw thread is screwed into a screw thread formed on the outer surface of the cylindrical portion 62. As a result, the socket 32 is connected to the connection member 6. The spherical body portion 31 </ b> A, the receiving portion 33, and the presser portion 34 of the ball stud 31 are accommodated in a space surrounded by the cylindrical portion 62 and the socket 32. The wall portion 321 and the hole 32A of the socket 32 correspond to the wall portion 221 and the hole 22A of the socket 22. The diameter of the hole 32A is substantially the same as the diameter of the opening 34A of the pressing portion 34. The inner end portion of the wall portion 321 contacts the outer surface of the right end portion of the second cylindrical portion 342 of the presser portion 34. The rod portion 31B of the ball stud 31 is inserted into the hole 32A.

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の孔32Aの内面は、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に第2円筒部342の開口34Aの内面が密着する。又、ソケット32の壁部221は、押え部34を左側に向けて押す。押え部34の第2円筒部342の開口34Aの内面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。   In a state where the socket 32 is screwed into the cylindrical portion 62 of the connecting member 6, the inner surface of the hole 32 </ b> A of the wall portion 221 of the socket 32 pushes the presser portion 34 inward. The second cylindrical portion 342 of the presser portion 34 is deformed so that the inner diameter of the right end portion is reduced, and the inner surface of the opening 34 </ b> A of the second cylindrical portion 342 is in close contact with the spherical body portion 31 </ b> A of the ball stud 31. The wall portion 221 of the socket 32 pushes the presser portion 34 toward the left side. The spherical body portion 31 </ b> A of the ball stud 31 that is in contact with the inner surface of the opening 34 </ b> A of the second cylindrical portion 342 of the pressing portion 34 is pressed by the pressing portion 34, moves to the left side, and is pressed against the receiving portion 33. As a result, the state in which the spherical portion 31A is sandwiched between the left and right sides by the receiving portion 33 and the pressing portion 34 is maintained.

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。本実施形態において、HMD1は、受け部33及び押え部34に対して球体部31Aが移動可能となるように、円筒部62に対するソケット32の螺合の程度が予め調整されているものとする。この場合、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、押え部34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。ボールスタッド31が矢印3A、3Bで示される方向に移動する場合、押え部34の第2円筒部342の開口34Aの内面と球体部31Aとは互いに摺動し、且つ、球体部31Aと受け部33の凹部33Bとのそれぞれの面は互いに摺動する。   The distance between the bottom portion 621 of the cylindrical portion 62 and the wall portion 321 of the socket 32 varies depending on the degree of screwing of the socket 32 to the cylindrical portion 62. Depending on the distance between the bottom 621 and the wall 321, the force with which the receiving portion 33 and the pressing portion 34 sandwich the spherical portion 31 </ b> A changes. In the present embodiment, it is assumed that the degree of screwing of the socket 32 to the cylindrical portion 62 is adjusted in advance so that the spherical portion 31 </ b> A can move with respect to the receiving portion 33 and the holding portion 34. In this case, as shown in FIG. 9, the ball stud 31 can be rotated in the direction indicated by the arrow 3A around the virtual line 312 extending radially from the center 311 of the spherical body portion 31A. In addition, the ball stud 31 is within a range where the bar portion 31B does not contact the opening 34A of the presser portion 34, that is, within a range surrounded by a virtual line 314 connecting the center 231 and the inner end of the wall portion 321. It becomes possible to move in the direction indicated by. When the ball stud 31 moves in the direction indicated by the arrows 3A and 3B, the inner surface of the opening 34A of the second cylindrical portion 342 of the pressing portion 34 and the spherical portion 31A slide with each other, and the spherical portion 31A and the receiving portion The respective surfaces of the 33 with the recess 33B slide on each other.

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。図9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312まわりの移動はX軸まわりの回転Xθ、円錐面314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。つまり、第2ボールジョイント3は、第1ボールジョイント2と同様、3つの自由度でボールスタッド31を移動させることが可能ということになる。   The movement in this case is a rotational movement around two axes (for example, a first axis extending in the left-right direction and a second axis extending in the up-down direction) orthogonal to the virtual line 312 and orthogonal to each other. Equivalent to. If the left-right direction in FIG. 9 is the X-axis, the front-rear direction is the Y-axis, and the up-down direction is the Z-axis, the movement around the virtual line 312 is the rotation Xθ around the X-axis, and the movement within the conical surface 314 is around the Y-axis. This is expressed as a combination of the rotation Yθ and the rotation Zθ around the Z axis. That is, like the first ball joint 2, the second ball joint 3 can move the ball stud 31 with three degrees of freedom.

以下、第2ボールジョイント3のボールスタッド31が回転するときに摺動する面の面積の総和を、「第2接触面積」といい、「S2」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦係数を、「第2摩擦係数」といい、「k2」と表記する。摺動する面における平均の静止摩擦力を、「第2摩擦力」といい、第2摩擦力の大きさを「F2」と表記する。ボールスタッド31の球体部31Aの平均半径を、「第2平均半径」といい、「r2」と表記する。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。   Hereinafter, the total area of the surfaces that slide when the ball stud 31 of the second ball joint 3 rotates is referred to as “second contact area” and is expressed as “S2”. The average static friction coefficient on the sliding surface is referred to as “second friction coefficient” and is expressed as “k2”. The average static frictional force on the sliding surface is called “second frictional force”, and the magnitude of the second frictional force is expressed as “F2”. The average radius of the ball portion 31A of the ball stud 31 is referred to as a “second average radius” and is expressed as “r2”. The rotation of the ball stud 31 of the second ball joint 3 is referred to as “the second ball joint 3 rotates”.

上記において、第2接触面積S2と第3接触面積S3とは略同一である。第1接触面積S1よりも、第2接触面積S2及び第3接触面積S3の方が大きい(S1<S2、S1<S3)。又、第1摩擦力F1よりも第2摩擦力F2の方が大きく、且つ、第1摩擦力F1よりも第3摩擦力F3の方が大きい(F1<F2、F1<F3)。又、第1摩擦係数k1よりも第2摩擦係数k2の方が大きく、且つ、第1摩擦係数k1よりも第3摩擦係数k3の方が大きい(k1<k2、k1<k3)。   In the above, the second contact area S2 and the third contact area S3 are substantially the same. The second contact area S2 and the third contact area S3 are larger than the first contact area S1 (S1 <S2, S1 <S3). Further, the second friction force F2 is larger than the first friction force F1, and the third friction force F3 is larger than the first friction force F1 (F1 <F2, F1 <F3). Further, the second friction coefficient k2 is larger than the first friction coefficient k1, and the third friction coefficient k3 is larger than the first friction coefficient k1 (k1 <k2, k1 <k3).

<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、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及び接続具9を持ち、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。このとき、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3つの自由度で移動させることが可能である。又、第2ボールジョイント3は、接続具9に対して画像表示装置11を3つの自由度で移動させることが可能である。つまり、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、装着具8に対して画像表示装置11を6つの自由度で移動させることが可能ということになる。3次元空間内では、6自由度があれば剛体の全ての動きを表現できる。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を適切に配置させることができる。
<Use example of HMD1>
An example of a usage example of the HMD 1 will be described. First, the user fixes the wearing tool 8 of the HMD 1 to the head. The user has the image display device 11 and the connection tool 9 and adjusts the position so that the half mirror 14 is arranged in front of the left eye. At this time, the first ball joint 2 can move the connection tool 9 with respect to the mounting tool 8 with three degrees of freedom. Further, the second ball joint 3 can move the image display device 11 with respect to the connector 9 with three degrees of freedom. That is, the first ball joint 2 and the second ball joint 3 can move the image display device 11 with six degrees of freedom with respect to the mounting tool 8. In a three-dimensional space, if there are six degrees of freedom, all the motions of the rigid body can be expressed. For this reason, the user can appropriately arrange the image display device 11 in a desired orientation at a desired position in front of the left eye.

<第1モーメントと第2モーメントとの関係>
図11を参照し、画像表示装置11の位置の調整が完了した後、ピントを調整するために操作部材15を回転させる操作がユーザによって行われた場合を例示する。ユーザが操作部材15を操作することに応じて、操作部材15は回転軸15Aを中心として回転する。このとき、操作部材15を回転させるために操作部材15に加えられる力やモーメントは、画像表示装置11にも同時に作用する。図11では、XY平面に平行に配置された操作部材15が、Z軸を回転軸15Aとして回転するような座標系を図示している。このとき、ユーザが操作部材15に加えるモーメントを「操作モーメント」とし、その大きさを「M0」と表記する。操作モーメントM0を加えるということは、XY平面内において回転軸15Aから第1平均半径r1の距離の位置で大きさF1の力を加えることに等しい。このF1の大きさの力を、「操作力」と呼ぶこととする。F1は、次の式(1)によって示される。
F1=M0/r1・・・(1)
<Relationship between first moment and second moment>
Referring to FIG. 11, a case where the user performs an operation to rotate the operation member 15 to adjust the focus after the adjustment of the position of the image display device 11 is completed will be illustrated. In response to the user operating the operation member 15, the operation member 15 rotates about the rotation shaft 15A. At this time, the force or moment applied to the operation member 15 to rotate the operation member 15 also acts on the image display device 11 at the same time. FIG. 11 illustrates a coordinate system in which the operation member 15 arranged in parallel with the XY plane rotates about the Z axis as the rotation axis 15A. At this time, the moment that the user applies to the operation member 15 is referred to as “operation moment”, and the magnitude thereof is expressed as “M0”. Applying the operating moment M0 is equivalent to applying a force of magnitude F1 at the position of the first average radius r1 from the rotation axis 15A in the XY plane. The force having the magnitude of F1 is referred to as “operation force”. F1 is represented by the following equation (1).
F1 = M0 / r1 (1)

又、画像表示装置11は、第2ボールジョイント3によって接続具9に保持されている。操作部材15に加えられた操作モーメントの一部は、第2ボールジョイント3を回転させる方向に作用する。具体的には次の通りである。図11に示すように、操作部材15の回転軸15AとXY平面との交点(図11の座標系の原点)と、第2ボールジョイント3の球体部31Aの中心311とを結んだ直線をZ´ 軸とし、Z´軸とZ軸(操作部材15の回転軸15A)とがなす角をθ1とする。このとき、操作部材15を操作した結果第2ボールジョイント3に加わるモーメントを、「第1モーメント」とし、その大きさを「M1」と表記する。この場合、M1は次の式(2)によって示される。
M1=M0×cosθ1・・・(2)
Further, the image display device 11 is held by the connector 9 by the second ball joint 3. A part of the operating moment applied to the operating member 15 acts in the direction in which the second ball joint 3 is rotated. Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 11, a straight line connecting the intersection (the origin of the coordinate system of FIG. 11) between the rotation axis 15A of the operation member 15 and the XY plane and the center 311 of the spherical portion 31A of the second ball joint 3 is The angle between the Z ′ axis and the Z axis (the rotation axis 15A of the operating member 15) is θ1. At this time, the moment applied to the second ball joint 3 as a result of operating the operation member 15 is referred to as “first moment”, and the magnitude thereof is expressed as “M1”. In this case, M1 is represented by the following equation (2).
M1 = M0 × cos θ1 (2)

すなわち、第2ボールジョイント3を回転させようとする第1モーメントの大きさM1は、操作部材15と第2ボールジョイント3との位置関係に応じて変化し、第2ボールジョイント3のボールスタッド31の球体部31Aの中心311がXY平面上にあるとき最小値0(cosθ1=0)を、中心311がZ軸上にあるとき最大値M0(cosθ1=1)をとる。   That is, the magnitude M1 of the first moment to rotate the second ball joint 3 changes according to the positional relationship between the operation member 15 and the second ball joint 3, and the ball stud 31 of the second ball joint 3 is changed. When the center 311 of the spherical portion 31A is on the XY plane, the minimum value 0 (cos θ1 = 0) is taken, and when the center 311 is on the Z axis, the maximum value M0 (cos θ1 = 1) is taken.

一方、第1モーメントM1が第2ボールジョイント3に加わるということは、第2ボールジョイント3のボールスタッド31の球体部31Aの表面において、力M1/r2が加わることに等しい。なお、M1/r2は、式(2)の関係に基づき、次の式(3)によって示される。
M1/r2=(M0×cosθ1)/r2・・・(3)
On the other hand, the application of the first moment M1 to the second ball joint 3 is equivalent to the application of the force M1 / r2 on the surface of the spherical portion 31A of the ball stud 31 of the second ball joint 3. M1 / r2 is represented by the following equation (3) based on the relationship of equation (2).
M1 / r2 = (M0 × cos θ1) / r2 (3)

この力M1/r2が、第2ボールジョイント3の静止摩擦力である第2摩擦力(大きさF2)を上回ると、ボールスタッド31の球体部31Aと受け部33との間に相対移動が生じ、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の位置を変化させる。   When this force M1 / r2 exceeds the second frictional force (magnitude F2) that is the static frictional force of the second ball joint 3, relative movement occurs between the spherical portion 31A of the ball stud 31 and the receiving portion 33. The second ball joint 3 changes the position of the image display device 11 with respect to the connection tool 9.

なお、上記の議論で明らかなように、cosθ1が0のとき第1モーメントM1は常に0となる。この場合、第2ボールジョイント3の第2摩擦力の大きさF2の大小に関わらず、第2ボールジョイント3のボールスタッド31の球体部31Aと受け部33とは相対移動しない。cosθ1が0とならないのは、Z軸とZ´軸が直交しない場合、すなわちZ軸とZ´ 軸が互いに平行な成分を有する場合である。   As is clear from the above discussion, the first moment M1 is always 0 when cos θ1 is 0. In this case, regardless of the magnitude of the second frictional force F2 of the second ball joint 3, the spherical portion 31A of the ball stud 31 of the second ball joint 3 and the receiving portion 33 do not move relative to each other. Cos θ1 does not become 0 when the Z axis and the Z ′ axis are not orthogonal, that is, when the Z axis and the Z ′ axis have components parallel to each other.

ここで、上記にて説明したように、第1摩擦力の大きさF1よりも第2摩擦力の大きさF2の方が大きくなる(F1<F2)。このため、力M1/r2(=(M0×cosθ1)/r2)は、第2ボールジョイント3の静止摩擦力F2よりも小さくなる。従って、例えばユーザが、画像表示装置11の筐体12の位置を固定しない状態で操作部材15を直接操作して回転させた場合でも、接続具9に対する画像表示装置11の移動は、第2ボールジョイント3によって抑制される。このため、接続具9に対する画像表示装置11の位置は、操作部材15の操作の前後で移動せず、ユーザの左眼の前方の所望する位置で維持される。   Here, as described above, the magnitude F2 of the second frictional force is larger than the magnitude F1 of the first frictional force (F1 <F2). For this reason, the force M1 / r2 (= (M0 × cos θ1) / r2) is smaller than the static friction force F2 of the second ball joint 3. Therefore, for example, even when the user directly operates and rotates the operation member 15 without fixing the position of the housing 12 of the image display device 11, the movement of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 is the second ball. It is suppressed by the joint 3. For this reason, the position of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 does not move before and after the operation of the operation member 15 and is maintained at a desired position in front of the user's left eye.

なお、第2ボールジョイント3によって接続具9に対する画像表示装置11の位置を移動させるために必要なモーメントを「第2モーメント」といい、その大きさを「M2」(=F2×r2)と表記した場合、「(M1/r2)<(M2/r2)」の関係が成立するので、次の式(4)を導出できる。
M1<M2・・・(4)
つまり、HMD1では、第1モーメントM1よりも第2モーメントM2の方が大きくなるので、操作部材15が操作力F1によって操作された場合でも、第2ボールジョイント3のボールスタッド31の球体部31Aと受け部33とは相対移動せず、第2ボールジョイント3は画像表示装置11の位置を変化させないことになる。
The moment required to move the position of the image display device 11 relative to the connector 9 by the second ball joint 3 is referred to as “second moment”, and the magnitude thereof is expressed as “M2” (= F2 × r2). In this case, since the relationship of “(M1 / r2) <(M2 / r2)” is established, the following equation (4) can be derived.
M1 <M2 (4)
That is, in HMD1, since the second moment M2 is larger than the first moment M1, even when the operating member 15 is operated by the operating force F1, the spherical portion 31A of the ball stud 31 of the second ball joint 3 The second ball joint 3 does not move relative to the receiving portion 33, and the position of the image display device 11 is not changed.

<第3モーメントと第4モーメントとの関係>
画像表示装置11は、第1ボールジョイント2によって、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に保持されている。操作部材15に加えられた操作モーメントの一部は、第1ボールジョイント2を回転させる方向に作用する。具体的には次の通りである。図12に示すように、操作部材15の回転軸15AとXY平面との交点(図12の座標系の原点)と、第1ボールジョイント2の球体部21Aの中心211とを結んだ直線をZ´´軸とし、Z´´軸とZ軸とがなす角をφ1とする。このとき、操作部材15を操作することに応じて第1ボールジョイント2に加わるモーメントを、「第3モーメント」といい、その大きさを「M3」と表記する。この場合、M3は次の式(5)によって示される。
M3=M0×conφ1・・・(5)
<Relationship between third moment and fourth moment>
The image display device 11 is held by the mounting tool 8 by the first ball joint 2 via the connection tool 9 and the second ball joint 3. A part of the operation moment applied to the operation member 15 acts in the direction in which the first ball joint 2 is rotated. Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 12, a straight line connecting the intersection (the origin of the coordinate system in FIG. 12) between the rotation axis 15A of the operation member 15 and the XY plane and the center 211 of the spherical portion 21A of the first ball joint 2 is Z. The angle between the ″ axis and the Z ″ axis and the Z axis is φ1. At this time, the moment applied to the first ball joint 2 in response to the operation of the operation member 15 is referred to as “third moment”, and the magnitude thereof is referred to as “M3”. In this case, M3 is represented by the following equation (5).
M3 = M0 × conφ1 (5)

すなわち、第1ボールジョイント2を回転させようとする第3モーメントの大きさM3は、操作部材15と第1ボールジョイント2との位置関係に応じて変化し、第1ボールジョイント2のボールスタッド21の球体部21Aの中心211がXY平面上にあるとき最小0(cosφ1=0)を、第1ボールジョイント2のボールスタッド21の球体部21Aの中心211がZ軸上にあるとき最大M0(cosφ1=1)を取る。   That is, the magnitude M3 of the third moment for rotating the first ball joint 2 changes according to the positional relationship between the operating member 15 and the first ball joint 2, and the ball stud 21 of the first ball joint 2 is changed. When the center 211 of the spherical portion 21A is on the XY plane, the minimum is 0 (cos φ1 = 0), and when the center 211 of the spherical portion 21A of the ball stud 21 of the first ball joint 2 is on the Z axis, the maximum M0 (cos φ1 = 1).

一方、第3モーメントが第1ボールジョイント2に加わるということは、第1ボールジョイント2のボールスタッド21の球体部21Aの表面において、力M3/r3が加わることに等しい。なお、M3/r3は、式(5)の関係に基づき、次の式(6)によって示される。
M3/r3=(M0×cosφ1)/r3・・・(6)
On the other hand, the application of the third moment to the first ball joint 2 is equivalent to the application of the force M3 / r3 on the surface of the sphere 21A of the ball stud 21 of the first ball joint 2. M3 / r3 is represented by the following equation (6) based on the relationship of equation (5).
M3 / r3 = (M0 × cosφ1) / r3 (6)

この力M3/r3が、第1ボールジョイント2の静止摩擦力である第3摩擦力(大きさF3)を上回ると、ボールスタッド21の球体部21Aと受け部23との間に相対移動が生じる。この場合、第1ボールジョイント2は、装着具8に対する接続具9の位置を変化させることによって、装着具8に対する画像表示装置11の位置を変化させる。   When this force M3 / r3 exceeds a third frictional force (size F3) that is a static frictional force of the first ball joint 2, a relative movement occurs between the spherical portion 21A of the ball stud 21 and the receiving portion 23. . In this case, the first ball joint 2 changes the position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 by changing the position of the connection tool 9 with respect to the mounting tool 8.

なお、上記の議論で明らかなように、cosφ1が0のとき第3モーメントM3は常に0となる。この場合、第1ボールジョイント2の第3摩擦力の大きさF3の大小に関わらず、第1ボールジョイント2のボールスタッド21の球体部21Aと受け部23とは相対移動しない。cosφ1が0とならないのは、Z軸とZ´´軸とが直交しないとき、即ち、Z軸とZ´´軸とが互いに平行な成分を有する場合である。   As is clear from the above discussion, when cos φ1 is 0, the third moment M3 is always 0. In this case, the spherical portion 21A of the ball stud 21 of the first ball joint 2 and the receiving portion 23 do not move relative to each other regardless of the magnitude of the third friction force F3 of the first ball joint 2. The case where cos φ1 does not become 0 is when the Z axis and the Z ″ axis are not orthogonal, that is, when the Z axis and the Z ″ axis have components parallel to each other.

ここで、上記にて説明したように、第1摩擦力の大きさF1よりも第3摩擦力の大きさF3の方が大きくなる(F1<F3)。このため、力M3/r3(=(M0×cosφ1)/r3)は、第1ボールジョイント2の静止摩擦力F3よりも小さくなる。従って、例えばユーザが、画像表示装置11の筐体12の位置を固定しない状態で操作部材15を操作して直接回転させた場合でも、装着具8に対する画像表示装置11の移動は、第1ボールジョイント2によって抑制される。このため、装着具8に対する画像表示装置11の位置は、操作部材15に対する操作の前後で移動せず、ユーザの所望する位置で維持される。   Here, as described above, the magnitude F3 of the third friction force is larger than the magnitude F1 of the first friction force (F1 <F3). Therefore, the force M3 / r3 (= (M0 × cos φ1) / r3) is smaller than the static friction force F3 of the first ball joint 2. Therefore, for example, even when the user operates the operation member 15 and rotates it directly without fixing the position of the housing 12 of the image display device 11, the movement of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 is performed by the first ball. It is suppressed by the joint 2. For this reason, the position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 does not move before and after the operation with respect to the operation member 15 and is maintained at a position desired by the user.

なお、第1ボールジョイント2によって装着具8に対する画像表示装置11の位置を移動させるために必要なモーメントを「第4モーメント」といい、その大きさを「M4」(=F3×r3)と表記した場合、「(M3/r3)<(M4/r3)」の関係が成立するので、次の式(7)を導出できる。
M3<M4・・・(7)
つまり、HMD1では、第3モーメントM3よりも第4モーメントM4の方が大きくなるので、操作部材15が操作力F1によって操作された場合でも、第1ボールジョイント2のボールスタッド21の球体部21Aと受け部23とは相対移動せず、第1ボールジョイント2は画像表示装置11の位置を変化させないことになる。
The moment required to move the position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 by the first ball joint 2 is referred to as “fourth moment”, and the magnitude thereof is represented as “M4” (= F3 × r3). In this case, since the relationship “(M3 / r3) <(M4 / r3)” is established, the following equation (7) can be derived.
M3 <M4 (7)
That is, in the HMD 1, the fourth moment M4 is larger than the third moment M3. Therefore, even when the operating member 15 is operated by the operating force F1, the spherical portion 21A of the ball stud 21 of the first ball joint 2 The first ball joint 2 does not move relative to the receiving portion 23, and the position of the image display device 11 is not changed.

<本実施形態の主たる作用、効果>
以上説明したように、HMD1は、接続具9に対する画像表示装置11の位置を、第2ボールジョイント3によって移動可能とすることによって、ユーザによる画像表示装置11の位置調整を可能としている。又、HMD1では、画像表示装置11に設けられた操作部材15が操作されたときに第2ボールジョイント3に作用する第1モーメントの大きさM1よりも、第2ボールジョイント3によって接続具9に対して画像表示装置11を移動させるために必要な第2モーメントの大きさM2の方が大きくなる。この場合、操作部材15に対する操作に応じた力が画像表示装置11に作用しても、接続具9に対する画像表示装置11の移動は、第2ボールジョイント3によって抑制される。接続具9に対する画像表示装置11の位置は、操作部材15に対する操作の前後でずれ難い。従って、ユーザは、画像表示装置11を所望する位置に配置させた後で操作部材15を操作した場合でも、操作後に画像表示装置11の位置を再調整する必要がない。このため、ユーザは、画像表示装置11を所望する位置に配置させた状態で継続してHMD1を使用できる。
<Main functions and effects of this embodiment>
As described above, the HMD 1 enables the user to adjust the position of the image display device 11 by allowing the position of the image display device 11 relative to the connection tool 9 to be moved by the second ball joint 3. In the HMD 1, the second ball joint 3 causes the connection tool 9 to be connected to the connector 9 rather than the magnitude M 1 of the first moment acting on the second ball joint 3 when the operation member 15 provided in the image display device 11 is operated. On the other hand, the magnitude M2 of the second moment necessary for moving the image display device 11 is larger. In this case, even if a force corresponding to the operation on the operation member 15 acts on the image display device 11, the movement of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 is suppressed by the second ball joint 3. The position of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 is difficult to shift before and after the operation on the operation member 15. Therefore, even when the user operates the operation member 15 after arranging the image display device 11 at a desired position, it is not necessary to readjust the position of the image display device 11 after the operation. For this reason, the user can continue to use the HMD 1 with the image display device 11 placed at a desired position.

HMD1は、第1モーメントの大きさM1と第2モーメントの大きさM2の大小関係(M1<M2)を、第1接触面積S1、第2接触面積S2、第1摩擦係数k1、及び、第2摩擦係数k2に基づいて規定する。これによって、HMD1は、接続具9に対する画像表示装置11の移動を第2ボールジョイント3によって抑制している。このため、HMD1は、接続具9に対する画像表示装置11の移動を抑制するための部材を新たに設ける必要がない。従って、HMD1は、操作部材15の操作に応じて画像表示装置11が移動することを抑制しつつ、HMD1の構成を簡素化できる。   The HMD 1 has a magnitude relationship (M1 <M2) between the magnitude M1 of the first moment and the magnitude M2 of the second moment (M1 <M2), the first contact area S1, the second contact area S2, the first friction coefficient k1, and the second moment. It is defined based on the friction coefficient k2. Thereby, the HMD 1 suppresses the movement of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 by the second ball joint 3. For this reason, HMD1 does not need to newly provide the member for suppressing the movement of the image display apparatus 11 with respect to the connection tool 9. FIG. Accordingly, the HMD 1 can simplify the configuration of the HMD 1 while suppressing the image display device 11 from moving in response to the operation of the operation member 15.

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3つの自由度で移動させることが可能である。このため、HMD1は、ユーザによる画像表示装置11の微細な位置調整を可能としつつ、操作部材15の操作時において接続具9に対して画像表示装置11が移動することを抑制できる。   The first ball joint 2 can move the connection tool 9 with respect to the mounting tool 8 with three degrees of freedom. For this reason, HMD1 can suppress that the image display apparatus 11 moves with respect to the connection tool 9 at the time of operation of the operation member 15, enabling the fine position adjustment of the image display apparatus 11 by a user.

画像表示装置11の第1筐体13の前壁部13Aに設けられた溝132と、操作部材15の突出部151との間に、Oリング133が介在する。Oリング133は、操作部材15の突出部151と前壁部13Aの溝132との間に挟持される。これによって、HMD1は、筐体12に設けられた孔131から筐体12の内部に水滴や埃等が進入することを、Oリング133によって抑制できる。又、HMF1は、F1<F2の関係を満たすためのHMD1の調整を、第1接触面積S1よりも第2接触面積S2を大きくすることによって容易に実現できる。従って、HMD1は、操作部材15の操作時における画像表示装置11の位置を、簡易な構成で容易にずれ難くできる。   An O-ring 133 is interposed between the groove 132 provided in the front wall portion 13 </ b> A of the first housing 13 of the image display device 11 and the protruding portion 151 of the operation member 15. The O-ring 133 is sandwiched between the protruding portion 151 of the operation member 15 and the groove 132 of the front wall portion 13A. As a result, the HMD 1 can suppress the entry of water droplets, dust, and the like into the inside of the housing 12 through the hole 131 provided in the housing 12 by the O-ring 133. Further, the HMF 1 can easily realize the adjustment of the HMD 1 to satisfy the relationship of F1 <F2 by making the second contact area S2 larger than the first contact area S1. Therefore, the HMD 1 can easily prevent the position of the image display device 11 when operating the operation member 15 from being easily shifted with a simple configuration.

HMD1は第2ボールジョイント3に加えて、装着具8に対する接続具9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を更に有する。装着具8に対する画像表示装置11の移動は、第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイント3によって実現されることになるので、第2ボールジョイント3のみによって画像表示装置11を移動させる場合と比べて、画像表示装置11の移動の自由度を増加させることができる。具体的には、第2ボールジョイント3は、接続具9に対して画像表示装置11を3つの自由度で移動させることが可能である。つまり、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、装着具8に対して画像表示装置11を6つの自由度で移動させることが可能である。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を適切に配置させることができる。従って、HMD1は、ユーザによる保持部の位置調整を更に微細に実行させることを可能としつつ、操作部材15の操作時において接続具9に対する画像表示装置11の移動を抑制できる。   In addition to the second ball joint 3, the HMD 1 further includes a first ball joint 2 that can be held by moving the position of the connection tool 9 relative to the mounting tool 8. Since the movement of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 is realized by the first ball joint 2 and the second ball joint 3, compared to the case where the image display device 11 is moved only by the second ball joint 3. The degree of freedom of movement of the image display device 11 can be increased. Specifically, the second ball joint 3 can move the image display device 11 with respect to the connector 9 with three degrees of freedom. That is, the first ball joint 2 and the second ball joint 3 can move the image display device 11 with six degrees of freedom with respect to the mounting tool 8. For this reason, the user can appropriately arrange the image display device 11 in a desired orientation at a desired position in front of the left eye. Therefore, the HMD 1 can suppress the movement of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 when the operation member 15 is operated while allowing the user to finely adjust the position of the holding unit.

又、操作部材15が操作されるときに第1ボールジョイント2に作用する第3モーメントの大きさM3よりも、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の位置を移動させるために必要な第4モーメントの大きさM4の方が大きくなる。この場合、操作部材15に対する操作に応じた力が画像表示装置11に作用しても、装着具8に対する画像表示装置11の移動は、第1ボールジョイント2によって抑制される。装着具8に対する画像表示装置11の位置は、操作部材15に対する操作の前後でずれ難い。従って、画像表示装置11を所望する位置に配置させた後で操作部材15を操作した場合でも、操作後に画像表示装置11の位置を再調整する必要がない。このため、ユーザは、画像表示装置11を所望する位置に配置させた状態で継続してHMD1を使用できる。   Further, it is necessary to move the position of the connection tool 9 relative to the mounting tool 8 by the first ball joint 2 rather than the magnitude M3 of the third moment acting on the first ball joint 2 when the operating member 15 is operated. The magnitude of the fourth moment M4 becomes larger. In this case, even if a force corresponding to the operation on the operation member 15 acts on the image display device 11, the movement of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 is suppressed by the first ball joint 2. The position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 is difficult to shift before and after the operation on the operation member 15. Therefore, even when the operation member 15 is operated after the image display device 11 is arranged at a desired position, it is not necessary to readjust the position of the image display device 11 after the operation. For this reason, the user can continue to use the HMD 1 with the image display device 11 placed at a desired position.

上記において、第1接触面積S1よりも、第2接触面積S2及び第3接触面積S3の方が大きい(S1<S2、S1<S3)。第1摩擦係数k1よりも第2摩擦係数k2及び第3摩擦係数k3の方が大きい(k1<k2、k1<k3)。このため、第1摩擦力F1よりも第2摩擦力F2及び第3摩擦力F3の方が大きくなる(F1<F2、F1<F3)。これらによって、第1モーメントの大きさM1よりも第2モーメントの大きさM2を容易に大きくでき、且つ、第3モーメントの大きさM3よりも第4モーメントの大きさM4を容易に大きくできる。従って、HMD1は、操作部材15の操作時における接続具9に対する画像表示装置11の位置、及び、装着具8に対する画像表示装置11の位置を、簡易な構成で容易にずれ難くできる。   In the above, the second contact area S2 and the third contact area S3 are larger than the first contact area S1 (S1 <S2, S1 <S3). The second friction coefficient k2 and the third friction coefficient k3 are larger than the first friction coefficient k1 (k1 <k2, k1 <k3). For this reason, the second friction force F2 and the third friction force F3 are larger than the first friction force F1 (F1 <F2, F1 <F3). Accordingly, the magnitude M2 of the second moment can be easily made larger than the magnitude M1 of the first moment, and the magnitude M4 of the fourth moment can be easily made larger than the magnitude M3 of the third moment. Therefore, the HMD 1 can easily prevent the position of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 and the position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 during the operation of the operation member 15 with a simple configuration.

なお、HMD1は、Oリング133の材質をフッ素ゴムとすることによって、第1摩擦力の大きさF1よりも、第2摩擦力の大きさF2及び第3摩擦力の大きさF3を容易に大きくできる。   In the HMD 1, the material of the O-ring 133 is made of fluoro rubber, so that the second friction force magnitude F2 and the third friction force magnitude F3 can be easily made larger than the first friction force magnitude F1. it can.

<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。以下、本発明の変形例について、図13を参照して説明する。変形例において、HMD1は、第1ボールジョイント2の代わりに、並進移動可能な第1並進機構4を有する。HMD1は、第2ボールジョイント3の代わりに、並進移動可能な第2並進機構5を有する。HMD1は、操作部材15の代わりに操作部材161を有する。
<Modification>
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, a modification of the present invention will be described with reference to FIG. In the modification, the HMD 1 has a first translation mechanism 4 that can translate and move instead of the first ball joint 2. The HMD 1 has a second translation mechanism 5 capable of translational movement instead of the second ball joint 3. The HMD 1 includes an operation member 161 instead of the operation member 15.

第1並進機構4は、装着具8の第2部分83の外側に設けられる。第1並進機構4は、摺動部41、基部42、及び、連結部43を有する。摺動部41は、第2部分83の外側、上側、下側、及び、内側を覆う板状の部材である。摺動部41は、第2部分83に沿って移動可能である。基部42は略直方体状である。基部42は、摺動部41のうち、第2部分83の外側を覆う部分に接続する。連結部43は略棒状である。連結部43は、基部42の右端から右側に延びる。連結部43の右端は、接続具9の上端に接続する。第1並進機構4は、装着具8の第2部分83に沿って摺動部41が移動することに応じ、接続具9を並進移動させることができる(矢印4A)。以下、第1並進機構4が並進するときの静止摩擦力を、「第4力」といい、第4力の大きさを「P4」と表記する。   The first translation mechanism 4 is provided outside the second portion 83 of the mounting tool 8. The first translation mechanism 4 includes a sliding part 41, a base part 42, and a connecting part 43. The sliding portion 41 is a plate-like member that covers the outer side, the upper side, the lower side, and the inner side of the second portion 83. The sliding portion 41 is movable along the second portion 83. The base 42 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The base portion 42 is connected to a portion of the sliding portion 41 that covers the outside of the second portion 83. The connection part 43 is substantially rod-shaped. The connecting portion 43 extends from the right end of the base portion 42 to the right side. The right end of the connecting portion 43 is connected to the upper end of the connection tool 9. The 1st translation mechanism 4 can translate the connection tool 9 according to the sliding part 41 moving along the 2nd part 83 of the mounting tool 8 (arrow 4A). Hereinafter, the static friction force when the first translation mechanism 4 translates is referred to as “fourth force”, and the magnitude of the fourth force is referred to as “P4”.

第2並進機構5は、接続具9と画像表示装置11との間に介在する。第2並進機構5は、アーム部51及び連結部52を有する。アーム部51は略棒状である。アーム部51は、接続具9の内部に下端から上方に向けて形成された非図示の穴に没入可能である。アーム部51は、接続具9の穴に沿って移動可能である。アーム部51の下端の位置は、アーム部51のうち接続具9の穴に入り込む部分の量に応じて移動する。連結部52は、アーム部51の下端と画像表示装置11の後端とを連結する。第2並進機構5は、接続具9の穴に沿ってアーム部51が移動することに応じ、画像表示装置11を並進移動させることができる(矢印5A)。以下、第2並進機構5が並進するときの静止摩擦力を、「第2力」といい、第2力の大きさを「P2」と表記する。   The second translation mechanism 5 is interposed between the connector 9 and the image display device 11. The second translation mechanism 5 has an arm part 51 and a connecting part 52. The arm part 51 is substantially rod-shaped. The arm part 51 can be immersed in a hole (not shown) formed in the connection tool 9 from the lower end upward. The arm portion 51 is movable along the hole of the connection tool 9. The position of the lower end of the arm part 51 moves according to the amount of the part of the arm part 51 that enters the hole of the connector 9. The connecting part 52 connects the lower end of the arm part 51 and the rear end of the image display device 11. The second translation mechanism 5 can translate the image display device 11 in accordance with the movement of the arm portion 51 along the hole of the connector 9 (arrow 5A). Hereinafter, the static friction force when the second translation mechanism 5 translates is referred to as “second force”, and the magnitude of the second force is referred to as “P2”.

筐体12の第1筐体13の前壁部13Aに、左右方向に延びる長穴162が設けられる。操作部材161は、長穴162に沿って左右方向に移動可能である(矢印161A)。操作部材161の後面に、後側に突出する非図示の突出部が設けられる。突出部は、レンズユニット172に接続する。レンズユニット172は、操作部材161の移動に応じて左右方向に移動する。操作部材161と、筐体12の第1筐体13の前壁部13Aとの間に、非図示のゴム部材が挟まれる。ゴム部材は、長穴162を介して筐体12の内部に水滴や埃等が進入することを抑制する。ゴム部材の材質は、フッ素ゴムである。操作部材161が左右方向に移動することに応じ、操作部材161とゴム部材とは互いに摺動する。以下、操作部材161のうち操作時に摺動する面における平均の静止摩擦力を、上記実施形態と同様「第1静止摩擦力」といい、第1摩擦力の大きさを「F1」と表記する。F1は、第2力の大きさP2、及び、第4力の大きさP4よりも小さい(F1<P2、F1<P4)。   A long hole 162 extending in the left-right direction is provided in the front wall portion 13A of the first housing 13 of the housing 12. The operation member 161 is movable in the left-right direction along the elongated hole 162 (arrow 161A). A protrusion (not shown) that protrudes rearward is provided on the rear surface of the operation member 161. The protruding portion is connected to the lens unit 172. The lens unit 172 moves in the left-right direction according to the movement of the operation member 161. A rubber member (not shown) is sandwiched between the operation member 161 and the front wall portion 13A of the first housing 13 of the housing 12. The rubber member prevents water drops, dust, and the like from entering the inside of the housing 12 through the long hole 162. The material of the rubber member is fluororubber. As the operation member 161 moves in the left-right direction, the operation member 161 and the rubber member slide with each other. Hereinafter, the average static friction force on the surface of the operation member 161 that slides during operation is referred to as “first static friction force” as in the above embodiment, and the magnitude of the first friction force is expressed as “F1”. . F1 is smaller than the magnitude P2 of the second force and the magnitude P4 of the fourth force (F1 <P2, F1 <P4).

<第1力と第2力との関係>
ユーザが操作部材161を操作することに応じて、操作部材161は左右方向に移動する。このとき、操作部材161を移動させるために操作部材161に加えられる力は、画像表示装置11にも同時に作用する。図14では、XY平面に平行に配置された操作部材161が、X軸方向に沿って移動するような座標系を図示している。このとき、ユーザが操作部材161に加える力を「操作力」という。操作力の大きさF1は、第1摩擦力の大きさに対応する。
<Relationship between first force and second force>
In response to the user operating the operation member 161, the operation member 161 moves in the left-right direction. At this time, the force applied to the operation member 161 to move the operation member 161 acts on the image display device 11 at the same time. FIG. 14 illustrates a coordinate system in which the operation member 161 arranged in parallel with the XY plane moves along the X-axis direction. At this time, the force applied to the operation member 161 by the user is referred to as “operation force”. The magnitude F1 of the operating force corresponds to the magnitude of the first frictional force.

操作部材161に加えられた操作力の一部は、第2並進機構5を並進させる方向に作用する。具体的には次の通りである。図14に示すように、第2並進機構5の並進方向をX´ 軸とし、X軸とX´軸とがなす角をθ2とする。このとき、操作部材161を操作したことに応じて第2並進機構5に加わる力を、「第1力」とし、その大きさを「P1」と表記する。この場合、P1は次の式(8)によって示される。
P1=F1×cosθ2・・・(8)
A part of the operation force applied to the operation member 161 acts in the direction in which the second translation mechanism 5 is translated. Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 14, the translation direction of the second translation mechanism 5 is taken as the X ′ axis, and the angle formed by the X axis and the X ′ axis is taken as θ2. At this time, the force applied to the second translation mechanism 5 in response to the operation of the operation member 161 is referred to as “first force”, and the magnitude thereof is expressed as “P1”. In this case, P1 is expressed by the following equation (8).
P1 = F1 × cos θ2 (8)

すなわち、第2並進機構5を並進させようとする第1力の大きさP1は、操作部材161と第2並進機構5との位置関係に応じて変化する。第2並進機構5がX軸と直交する方向に並進するとき、最小値0(cosθ2=0)となり、第2並進機構5がX軸と平行な方向に並進するとき、最大値F1(cosθ2=1)となる。   That is, the magnitude P1 of the first force that attempts to translate the second translation mechanism 5 changes according to the positional relationship between the operation member 161 and the second translation mechanism 5. When the second translation mechanism 5 translates in a direction orthogonal to the X axis, the minimum value is 0 (cos θ2 = 0). When the second translation mechanism 5 translates in a direction parallel to the X axis, the maximum value F1 (cos θ2 = 1).

第1力の大きさP1が、第2並進機構5の静止摩擦力である第2力の大きさP2を上回ると、第2並進機構5は画像表示装置11の位置を変化させる。言い換えれば、第1力の大きさP1が第2力の大きさP2よりも小さい場合、つまり、次の式(9)の関係を満たす場合、操作部材161が操作力F1によって操作された場合でも、第2並進機構5は画像表示装置11の位置を変化させないことになる。
P1=(F1×cosθ2)<P2・・・(9)
When the magnitude P1 of the first force exceeds the magnitude P2 of the second force that is the static frictional force of the second translation mechanism 5, the second translation mechanism 5 changes the position of the image display device 11. In other words, even when the operation member 161 is operated by the operation force F1 when the magnitude P1 of the first force is smaller than the magnitude P2 of the second force, that is, when the relationship of the following expression (9) is satisfied. The second translation mechanism 5 does not change the position of the image display device 11.
P1 = (F1 × cos θ2) <P2 (9)

ここで、上記で説明したように、第1摩擦力の大きさF1よりも第2力の大きさP2の方が大きい(F1<P2)。又、cosθ2は1以下の値となる。従って、HMD1では、式(9)の関係が充足されることになる。このため、HMD1では、操作部材161が操作されることに応じて第2並進機構5に作用する第1力の大きさP1よりも、接続具9に対して画像表示装置11を移動させるときに最低限必要な第2力の大きさP2の方が大きくなる。このため、例えばユーザが、画像表示装置11の筐体12の位置を固定しない状態で操作部材161を直接操作して移動させた場合でも、接続具9に対する画像表示装置11の移動は、第2並進機構5によって抑制される。従って、第2ボールジョイント3が使用される上記実施形態と同様、操作部材161の操作の前後で画像表示装置11の位置は移動せず、ユーザの左眼の前方の所望する位置で維持される。   Here, as described above, the magnitude P2 of the second force is larger than the magnitude F1 of the first frictional force (F1 <P2). Also, cos θ2 has a value of 1 or less. Therefore, in HMD1, the relationship of Formula (9) is satisfied. For this reason, in the HMD 1, when the image display device 11 is moved relative to the connection tool 9 rather than the magnitude P 1 of the first force acting on the second translation mechanism 5 in response to the operation member 161 being operated. The minimum necessary second force P2 is larger. For this reason, for example, even when the user directly operates and moves the operation member 161 in a state where the position of the housing 12 of the image display device 11 is not fixed, the movement of the image display device 11 with respect to the connection tool 9 is the second. It is suppressed by the translation mechanism 5. Accordingly, the position of the image display device 11 does not move before and after the operation of the operation member 161, and is maintained at a desired position in front of the user's left eye, as in the above embodiment in which the second ball joint 3 is used. .

<第3力と第4力との関係>
画像表示装置11は、第1並進機構4によって、接続具9及び第2並進機構5を介して装着具8に保持されている。操作部材161に加えられた操作力の一部は、第1並進機構4を並進させる方向に作用する。具体的には次の通りである。図15に示すように、第1並進機構4の並進方向をX´´軸とし、X軸とX´´軸とがなす角をφ2とする。このとき、操作部材161を操作したことに応じて第1並進機構4に加わる力を、「第3力」とし、その大きさを「P3」と表記する。この場合、P3は次の式(10)によって示される。
P3=F1×conφ2・・・(10)
<Relationship between third force and fourth force>
The image display device 11 is held by the mounting tool 8 by the first translation mechanism 4 via the connection tool 9 and the second translation mechanism 5. A part of the operation force applied to the operation member 161 acts in the direction in which the first translation mechanism 4 is translated. Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 15, the translation direction of the first translation mechanism 4 is the X ″ axis, and the angle formed by the X axis and the X ″ axis is φ2. At this time, the force applied to the first translation mechanism 4 in response to the operation of the operation member 161 is referred to as “third force”, and the magnitude thereof is expressed as “P3”. In this case, P3 is represented by the following equation (10).
P3 = F1 × conφ2 (10)

すなわち、第1並進機構4を並進させようとする第3力の大きさP3は、操作部材161と第1並進機構4との位置関係に応じて変化する。第1並進機構4がX軸と直交する方向に移動するとき、最小0(cosφ2=0)となり、第1並進機構4がX軸と平行な方向に並進するとき最大値F1(cosφ2=1)となる。   That is, the magnitude P3 of the third force that attempts to translate the first translation mechanism 4 changes according to the positional relationship between the operation member 161 and the first translation mechanism 4. When the first translation mechanism 4 moves in a direction perpendicular to the X axis, the minimum value is 0 (cos φ2 = 0), and when the first translation mechanism 4 translates in a direction parallel to the X axis, the maximum value F1 (cos φ2 = 1). It becomes.

第3力の大きさP3が、第1並進機構4の静止摩擦力である第4力の大きさP4を上回ると、第1並進機構4は、装着具8に対する接続具9の位置を変化させる。なお、装着具8に対する接続具9の位置の変化に応じ、装着具8に対する画像表示装置11の位置も変化させる。言い換えれば、第3力の大きさP3がP4よりも小さい場合、つまり、次の式(11)の関係を満たす場合、操作部材161が操作力F1によって操作された場合でも、第1並進機構4は、装着具8に対する画像表示装置11の位置を変化させないことになる。
P3=(F1×cosφ2)<P4・・・(11)
When the magnitude P3 of the third force exceeds the magnitude P4 of the fourth force that is the static frictional force of the first translation mechanism 4, the first translation mechanism 4 changes the position of the connection tool 9 with respect to the mounting tool 8. . Note that the position of the image display device 11 with respect to the mounting tool 8 is also changed according to the change in the position of the connection tool 9 with respect to the mounting tool 8. In other words, when the magnitude P3 of the third force is smaller than P4, that is, when the relationship of the following expression (11) is satisfied, even when the operating member 161 is operated by the operating force F1, the first translation mechanism 4 Does not change the position of the image display device 11 with respect to the wearing tool 8.
P3 = (F1 × cos φ2) <P4 (11)

ここで、上記で説明したように、第1摩擦力の大きさF1よりも第4力の大きさP4の方が大きい(F1<P4)。又、cosφ2は1以下の値となる。従って、HMD1では、式(11)の関係が充足されることになる。このため、操作部材15が操作されることに応じて第2並進機構5に作用する第3力の大きさP3よりも、装着具8に対して画像表示装置11を移動させるために必要な第4力の大きさP4の方が大きくなる。このため、上記の実施形態と同様、例えばユーザが、画像表示装置11の筐体12の位置を固定しない状態で操作部材15を操作して直接移動させた場合でも、装着具8に対する画像表示装置11の位置は移動しない。このため、HMD1は、操作部材15に対する操作に応じて画像表示装置11が移動することを抑制することによって、ユーザの所望する位置に画像表示装置11を継続して保持させることができる。   Here, as described above, the fourth force magnitude P4 is larger than the first frictional magnitude F1 (F1 <P4). Also, cos φ2 has a value of 1 or less. Therefore, in HMD1, the relationship of Formula (11) is satisfied. For this reason, it is necessary to move the image display device 11 with respect to the wearing tool 8 rather than the third force P3 acting on the second translation mechanism 5 in response to the operation member 15 being operated. The magnitude of the four forces P4 becomes larger. For this reason, similarly to the above-described embodiment, for example, even when the user operates the operation member 15 directly without moving the position of the housing 12 of the image display device 11 and moves the image display device 11 directly, The position of 11 does not move. For this reason, the HMD 1 can continuously hold the image display device 11 at a position desired by the user by suppressing the image display device 11 from moving in response to an operation on the operation member 15.

なお、HMD1は、第1ボールジョイント2の代わりに第1並進機構4を有し、且つ、第2ボールジョイント3をそのまま有する構成であってもよい。つまり、接続具9は装着具8に対して並進移動し、画像表示装置11は接続具9に対して回転移動してもよい。一方、HMD1は、第2ボールジョイント3の代わりに第2並進機構5を有し、且つ、第1ボールジョイント2をそのまま有する構成であってもよい。つまり、接続具9は装着具8に対して回転移動し、画像表示装置11は接続具9に対して並進移動してもよい。   The HMD 1 may have a first translation mechanism 4 instead of the first ball joint 2 and the second ball joint 3 as it is. That is, the connection tool 9 may translate relative to the mounting tool 8, and the image display device 11 may rotate relative to the connection tool 9. On the other hand, the HMD 1 may have a configuration including the second translation mechanism 5 instead of the second ball joint 3 and the first ball joint 2 as it is. That is, the connection tool 9 may rotate with respect to the mounting tool 8 and the image display device 11 may translate with respect to the connection tool 9.

上記において、操作部材15は回転軸15Aを中心として回転可能であった。操作部材15は、回転に応じて光学系17を左右方向に移動させることによって、ピント調節を可能とした。又、操作部材161は、XY平面に沿って並進移動可能であった。これに対し、HMD1は、他の操作部材によってピント調節を可能としてもよい。例えば、操作部材は、押しボタン等であってもよい。又、操作部材15は、ピント調節以外の用途に用いられてもよい。例えば操作部材15は、HMD1の各種設定を行うために用いられてもよい。Oリング133の材質はフッ素樹脂でなくてもよい。HMD1は、Oリング133と異なる部材によって、操作部材15が挿通する孔131から水滴や埃が進入することを防止してもよい。例えば、操作部材15を外側から全て覆うカバーが、筐体12の前壁部13Aに設けられてもよい。この場合、HMD1はOリング133を有していなくてもよい。なお、HMD1は、Oリング133を有していない場合、操作部材15が溝132に接触することになる。この場合、溝132にもフッ素樹脂がコートされていてもよい。   In the above, the operation member 15 was rotatable around the rotating shaft 15A. The operation member 15 can adjust the focus by moving the optical system 17 in the left-right direction according to the rotation. Further, the operation member 161 was able to translate along the XY plane. On the other hand, the HMD 1 may be able to adjust the focus with another operation member. For example, the operation member may be a push button or the like. The operation member 15 may be used for purposes other than focus adjustment. For example, the operation member 15 may be used for performing various settings of the HMD 1. The material of the O-ring 133 may not be a fluororesin. The HMD 1 may prevent water droplets and dust from entering through the hole 131 through which the operation member 15 is inserted by a member different from the O-ring 133. For example, a cover that covers the entire operation member 15 from the outside may be provided on the front wall portion 13 </ b> A of the housing 12. In this case, the HMD 1 may not have the O-ring 133. When the HMD 1 does not have the O-ring 133, the operation member 15 comes into contact with the groove 132. In this case, the groove 132 may be coated with a fluororesin.

上記において、第1ボールジョイント2、及び、第2ボールジョイント3は、それぞれ、3つの自由度を有する状態で使用された。これに対し、第1ボールジョイント2及び第2ボールジョイント3の少なくとも一方は、円筒部に対するソケットの螺合の程度が調整されることによって、3未満の自由度を有する状態で使用されてもよい。例えば、第1ボールジョイント2において、第2円筒部72Bに対するソケット22の螺合の程度が強められることに応じて、ソケット22に対する押え部24の移動が規制されてもよい。この場合、ソケット22に対する押え部24の移動が規制される。この場合、ボールスタッド21の矢印2B(図7参照)で示される方向の移動が規制される。つまり、第1ボールジョイント2の自由度は2つに減少される。HMD1は、第1ボールジョイント2を上記の状態として使用されてもよい。   In the above, the 1st ball joint 2 and the 2nd ball joint 3 were used in the state which has three degrees of freedom, respectively. On the other hand, at least one of the first ball joint 2 and the second ball joint 3 may be used in a state having a degree of freedom of less than 3 by adjusting the degree of screwing of the socket to the cylindrical portion. . For example, in the first ball joint 2, the movement of the pressing portion 24 with respect to the socket 22 may be restricted in accordance with the degree of screwing of the socket 22 with respect to the second cylindrical portion 72B being strengthened. In this case, the movement of the presser portion 24 with respect to the socket 22 is restricted. In this case, the movement of the ball stud 21 in the direction indicated by the arrow 2B (see FIG. 7) is restricted. That is, the degree of freedom of the first ball joint 2 is reduced to two. The HMD 1 may be used with the first ball joint 2 as described above.

上記において、第1接触面積S1、第2接触面積S2、第3接触面積S3は略同一でもよい。第1接触面積S1の方が、第2接触面積S2及び第3接触面積より大きくてもよい。第2摩擦力F2及び第3摩擦力F3は、何れも、第1摩擦力F1と略同一でもよい。第1摩擦力F1の方が第2摩擦力F2及び第3摩擦力F3より大きくてもよい。第2摩擦係数k2及び第3摩擦係数k3は、何れも、第1摩擦係数k1と略同一でもよい。第1摩擦係数k1の方が第2摩擦係数k2及び第3摩擦係数k3より大きくてもよい。操作部材15の後面は、表面粗さが小さくなるように研磨されていてもよい。   In the above, the first contact area S1, the second contact area S2, and the third contact area S3 may be substantially the same. The first contact area S1 may be larger than the second contact area S2 and the third contact area. Both the second friction force F2 and the third friction force F3 may be substantially the same as the first friction force F1. The first friction force F1 may be greater than the second friction force F2 and the third friction force F3. Both the second friction coefficient k2 and the third friction coefficient k3 may be substantially the same as the first friction coefficient k1. The first friction coefficient k1 may be larger than the second friction coefficient k2 and the third friction coefficient k3. The rear surface of the operation member 15 may be polished so as to reduce the surface roughness.

HMD1において、接続具9は装着具8に固定されてもよい。この場合、接続具9と装着具8との間に第1ボールジョイント2は設けられなくてもよい。又、HMD1は、ユーザの着用する眼鏡や帽子等に、接続具9の上端が直接接続されてもよい。この場合、HMD1は、装着具8及び第1ボールジョイント2を有さなくてもよい。   In the HMD 1, the connection tool 9 may be fixed to the mounting tool 8. In this case, the first ball joint 2 may not be provided between the connection tool 9 and the mounting tool 8. Further, the upper end of the connection tool 9 may be directly connected to the glasses or hat worn by the user of the HMD 1. In this case, the HMD 1 does not have to include the wearing tool 8 and the first ball joint 2.

<その他>
画像ユニット18は本発明の「表示部」の一例である。画像表示装置11の筐体12は本発明の「保持部」の一例である。操作部材15は本発明の「操作部」の一例である。接続具9は本発明の「第1支持部」の一例である。第2ボールジョイント3は本発明の「第1調整部」の一例である。Oリング133は本発明の「弾性部材」の一例である。装着具8は本発明の「第2支持部」の一例である。第1ボールジョイント2は本発明の「第2調整部」の一例である。操作部材15の後面及びOリング133の前面は、本発明の「複数の第1面」の一例である。第2ボールジョイント3の球体部31Aの表面、及び、受け部33の凹部33Bの内面は、本発明の「複数の第2面」の一例である。
<Others>
The image unit 18 is an example of the “display unit” in the present invention. The housing 12 of the image display device 11 is an example of the “holding unit” in the present invention. The operation member 15 is an example of the “operation unit” in the present invention. The connection tool 9 is an example of the “first support portion” in the present invention. The second ball joint 3 is an example of the “first adjusting portion” in the present invention. The O-ring 133 is an example of the “elastic member” in the present invention. The mounting tool 8 is an example of the “second support portion” in the present invention. The first ball joint 2 is an example of the “second adjusting portion” in the present invention. The rear surface of the operation member 15 and the front surface of the O-ring 133 are an example of “a plurality of first surfaces” in the present invention. The surface of the spherical portion 31A of the second ball joint 3 and the inner surface of the recess 33B of the receiving portion 33 are examples of the “plurality of second surfaces” in the present invention.

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
12 :筐体
14 :ハーフミラー
15 :操作部材
15A :回転軸
18 :画像ユニット
21 :ボールスタッド
21A :球体部
23 :受け部
31 :ボールスタッド
31A :球体部
33 :受け部
132 :溝
133 :Oリング
1: HMD
2: 1st ball joint 3: 2nd ball joint 8: Mounting tool 9: Connection tool 11: Image display apparatus 12: Housing | casing 14: Half mirror 15: Operation member 15A: Rotating shaft 18: Image unit 21: Ball stud 21A : Sphere part 23: Receiving part 31: Ball stud 31A: Sphere part 33: Receiving part 132: Groove 133: O-ring

Claims (11)

画像を表示する表示部を有する保持部と、
前記保持部の表面に設けられた操作部と、
前記保持部を支持する第1支持部と、
前記第1支持部と前記保持部との間に接続され、前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させて保持可能な第1調整部と
を備え、
前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第1調整部により前記保持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、
前記操作部が操作されたときに前記第1調整部に作用する第1モーメントの大きさよりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させるために必要な第2モーメントの大きさの方が、前記第1調整部により前記保持部が移動可能なすべての方向について大きいことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
A holding unit having a display unit for displaying an image;
An operation unit provided on a surface of the holding unit;
A first support part for supporting the holding part;
A first adjustment unit that is connected between the first support unit and the holding unit and that can be held by moving a position of the holding unit relative to the first support unit;
The direction of the force acting on the holding unit when the operation unit is operated and the direction in which the holding unit can be moved by the first adjusting unit have components parallel to each other,
Rather than the magnitude of the first moment acting on the first adjustment unit when the operation unit is operated, the first adjustment unit needs to move the position of the holding unit relative to the first support unit. 2. A head mounted display characterized in that the magnitude of two moments is larger in all directions in which the holding part can be moved by the first adjusting part.
前記第1調整部は、
前記保持部の位置を前記第1支持部に対して3つ以上の自由度で移動させることが可能であ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。
The first adjustment unit includes:
The head mounted display according to claim 1, wherein the position of the holding portion can be moved with three or more degrees of freedom with respect to the first support portion.
前記第1調整部は、前記第1支持部に対する前記保持部の位置が移動されることに応じて互いに摺動する球体部及び受け部を有し、
前記操作部は、前記保持部に対して所定の回転軸を中心として回転自在に設けられ、
前記保持部の表面と前記操作部との間に介在する環状の部材であって、前記回転軸が環状の内部を通過する弾性部材を更に備え、
前記操作部と前記弾性部材との第1接触面積よりも、前記第1調整部の前記球体部と前記受け部との第2接触面積の方が大きいことを特徴とする請求項2に記載のヘッドマウントディスプレイ。
The first adjustment unit includes a sphere unit and a receiving unit that slide relative to each other in accordance with the position of the holding unit with respect to the first support unit being moved.
The operation unit is provided to be rotatable about a predetermined rotation axis with respect to the holding unit,
An annular member interposed between the surface of the holding portion and the operation portion, further comprising an elastic member through which the rotating shaft passes through the annular interior;
The second contact area between the spherical body part and the receiving part of the first adjustment part is larger than a first contact area between the operation part and the elastic member. Head mounted display.
前記第1支持部は、一端側で前記保持部を支持し、
前記第1支持部の他端側に連結される第2支持部と、
前記第1支持部と前記第2支持部との間に接続され、前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部と
を更に備え、
前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、
前記操作部が操作されたときに前記第2調整部に作用する第3モーメントの大きさよりも、前記第2調整部によって前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させるために必要な第4モーメントの大きさの方が、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な全ての方向について大き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。
The first support part supports the holding part on one end side,
A second support connected to the other end of the first support;
A second adjustment unit connected between the first support unit and the second support unit, the second adjustment unit capable of moving and holding the position of the first support unit with respect to the second support unit;
The direction of the force acting on the holding part when the operation part is operated and the direction in which the first support part can be moved by the second adjustment part have components parallel to each other,
Necessary for moving the position of the first support part relative to the second support part by the second adjustment part rather than the magnitude of the third moment acting on the second adjustment part when the operation part is operated. 4. The head mounted display according to claim 1, wherein the magnitude of the fourth moment is larger in all directions in which the first support portion can be moved by the second adjustment portion. 5. .
画像を表示する保持部と、
前記保持部の表面に設けられた操作部と、
前記保持部を支持する第1支持部と、
前記第1支持部と前記保持部との間に接続され、前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させて保持可能な第1調整部と
を備え、
前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第1調整部により前記保持部が移動可能な方向とは、互いに平行な成分を有し、
前記操作部が操作されたときに前記第1調整部に作用する第1力の大きさよりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置を移動させるために必要な第2力の大きさの方が、前記第1調整部により前記保持部が移動可能なすべての方向について大きいことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
A holding unit for displaying an image;
An operation unit provided on a surface of the holding unit;
A first support part for supporting the holding part;
A first adjustment unit that is connected between the first support unit and the holding unit and that can be held by moving a position of the holding unit relative to the first support unit;
The direction of the force acting on the holding unit when the operation unit is operated and the direction in which the holding unit can be moved by the first adjusting unit have components parallel to each other,
Rather than the magnitude of the first force acting on the first adjustment unit when the operation unit is operated, the first adjustment unit requires the first adjustment unit to move the position of the holding unit relative to the first support unit. The head mounted display characterized in that the magnitude of the two forces is larger in all directions in which the holding part can be moved by the first adjusting part.
前記操作部が操作されたことに応じて互いに摺動する複数の第1面の間の静止摩擦力である第1摩擦力よりも、前記第1調整部によって前記第1支持部に対する前記保持部の位置が移動されることに応じて互いに摺動する複数の第2面間の静止摩擦力である第2摩擦力の方が大きいことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。   The holding portion relative to the first support portion by the first adjusting portion, rather than a first friction force that is a static friction force between a plurality of first surfaces that slide relative to each other in response to the operation portion being operated. 6. The second frictional force, which is a static frictional force between a plurality of second surfaces that slide relative to each other in accordance with the movement of the position, is greater. 6. Head mounted display. 前記複数の第1面の第1静止摩擦係数よりも、前記複数の第2面の第2静止摩擦係数の方が大きいことを特徴とする請求項6に記載のヘッドマウントディスプレイ。   The head mounted display according to claim 6, wherein a second static friction coefficient of the plurality of second surfaces is larger than a first static friction coefficient of the plurality of first surfaces. 前記複数の第1面のうち少なくとも何れかの面の材料は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項6又は7に記載のヘッドマウントディスプレイ。   The head-mounted display according to claim 6 or 7, wherein a material of at least one of the plurality of first surfaces is a fluororesin. 前記第1支持部は、一端側で前記保持部を支持し、
前記第1支持部の他端側に連結される第2支持部と、
前記第1支持部と前記第2支持部との間に接続され、前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させて保持可能な第2調整部と
を更に備え、
前記操作部が操作されたときに前記保持部に作用する力の方向と、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な方向とは、互い平行な成分を有し、
前記操作部が操作されたときに前記第2調整部に作用する第3力の大きさよりも、前記第2調整部によって前記第2支持部に対する前記第1支持部の位置を移動させるために必要な第4力の大きさの方が、前記第2調整部により前記第1支持部が移動可能な全ての方向について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。
The first support part supports the holding part on one end side,
A second support connected to the other end of the first support;
A second adjustment unit connected between the first support unit and the second support unit, the second adjustment unit capable of moving and holding the position of the first support unit with respect to the second support unit;
The direction of the force acting on the holding unit when the operation unit is operated and the direction in which the first support unit can be moved by the second adjustment unit have components parallel to each other,
Necessary for moving the position of the first support part relative to the second support part by the second adjustment part rather than the magnitude of the third force acting on the second adjustment part when the operation part is operated. 6. The head mounted display according to claim 5, wherein the magnitude of the fourth force is greater in all directions in which the first support portion can be moved by the second adjustment portion.
前記操作部は、前記保持部に対して所定の回転軸を中心として回転自在に設けられ、
前記保持部の表面と前記操作部との間に介在する環状の弾性部材を更に備え、
前記回転軸は、前記弾性部材の開口部を通過することを特徴とする請求項1又は5に記載のヘッドマウントディスプレイ。
The operation unit is provided to be rotatable about a predetermined rotation axis with respect to the holding unit,
An annular elastic member interposed between the surface of the holding unit and the operation unit;
The head mounted display according to claim 1, wherein the rotation shaft passes through an opening of the elastic member.
前記第1調整部及び前記第2調整部は、前記保持部の位置を前記第2支持部に対して6つの自由度で移動させることを特徴とする請求項4又は9に記載のヘッドマウントディスプレイ。   The head mounted display according to claim 4 or 9, wherein the first adjustment unit and the second adjustment unit move the position of the holding unit with respect to the second support unit with six degrees of freedom. .
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