(57)【要約】省スペースに表示形態と退避形態とをとり、退避形態時に十分に視界を確保する。画像を表示する表示部ａ１１が設けられた画像表示ユニットａを支持して人体の頭部に装着され、画像表示ユニットを移動させて装着者の少なくとも一方の眼前に表示部を配置する表示形態と、表示部を眼前から退避させる退避形態とに変更可能なヘッドマウントディスプレイ１Ａ（１Ｂ）において、画像表示ユニットを回動可能に支持し、画像表示ユニットが回動して退避形態となる過程で同回動に連動して同回動の支点（ｂ０１）を前方に移動させる支持機構（１３Ｔ，ｂ０２，ｂ１０又はｃ１０，ｃ２０，ｃ３０，ｃ４１，ｃ４２，ｃ５１等）を備える。支持機構は、表示形態時より退避形態時の方が、回動の支点より後方に画像表示ユニットを回動により大きく張り出させる。
2017069060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示部が設けられた画像表示ユニットを支持して人体の頭部に装着され、前記画像表示ユニットを移動させることで、装着者の少なくとも一方の眼前に前記表示部を配置する表示形態と、前記表示部を前記眼前から退避させる退避形態とに変更可能なヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像表示ユニットを回動可能に支持し、前記画像表示ユニットが回動して前記退避形態となる過程で同回動に連動して同回動の支点を前方に移動させる支持機構を備え、
前記支持機構は、前記表示形態時より前記退避形態時の方が、前記回動の支点より後方に前記画像表示ユニットを前記回動により大きく張り出させるヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２】
前記画像表示ユニットは、前記表示形態時に装着者の眼前に配置される表示部材と、前記表示部材に表示される画像を生成するための画像生成部とが筺体に固定され、前記筐体に前記表示部材の基端部及び前記画像生成部が収容されてなり、前記表示部材の前記筐体から突設された部分の一側面に画像が観察されるように前記表示部が構成され、
前記回動の支点は、前記筐体の前記表示部材の突出側端面とその逆側端面のうち突出側端面寄りの位置であって、前記筐体の前記表示部による表示側端面とその逆側端面のうちの表示側端面寄りの位置に設置されている請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記筐体を着脱自在なサブフレームを備え、前記支持機構は前記サブフレームを介して前記画像表示ユニットを支持し、
前記表示形態における前記筐体の上下を入れ替えて前記筐体を前記サブフレームに装着可能にされ、
前記表示形態における前記筐体の上下を入れ替えて前記筐体を前記サブフレームに装着しても、当該ヘッドマウントディスプレイを装着者が左右反転して装着することによって、当該入れ替え前とは反対の眼に対して前記支持機構が同様に機能する請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記支持機構は、リンク機構によって構成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記リンク機構は、前記画像表示ユニットを前記回動におけるいずれの角度でも摩擦係止可能である請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記リンク機構は、前記回動の支点を前後に案内する直動ガイドが形成されたフレームと、一端が前記回動の軸と平行な軸回りで前記フレームにヒンジ連結され他端が前記回動の軸と平行な軸回りで前記画像表示ユニットにヒンジ連結されたリンクアームとを備え、
前記一端のヒンジ連結点は、前記直動ガイドより前方に配置され、
前記表示形態時、前記他端のヒンジ連結点は、前記回動の支点と前記一端のヒンジ連結点との略中点位置に配置される請求項４又は請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記支持機構は、歯車又は摩擦車機構によって構成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項８】
前記歯車又は摩擦車機構は、前記表示形態に安定保持する付勢手段を有する請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
前記支持機構は、歯車機構によって構成され、所定以上の荷重が負荷される時にいずれか一つの歯車が噛合離脱するように弾性支持された歯車破損防止機構を備える請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ（head mounted display）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体の頭部に装着され、装着者に対してパーソナルに画像を視認させるヘッドマウントディスプレイや、これを利用したウェアラブルコンピューターが開発されている。ヘッドマウントディスプレイをモバイルコンピューターに接続すれば、コンピューターグラフィック画面が虚像としてユーザーの眼前に形成されるので、ディスプレイをユーザーの頭部に装着可能なウェアラブルコンピューターが提供される。
ヘッドマウントディスプレイの具体的形態としては、特許文献１に記載されるように眼鏡型のフレームに機器を支持したものや、特許文献２に記載されるようにヘッドフォンの形態を基本としたものがある。また、特許文献１，２に記載されるように画像表示ユニットを片眼側に配置した単眼用のヘッドマウントディスプレイの形態や、特許文献１に記載されるように画像表示ユニットを両眼のそれぞれに対して配置した両眼用のヘッドマウントディスプレイの形態がある。また、特許文献１，２に記載されるようにケーブルを介して電力供給や信号入出力を行うユニットが画像表示ユニットに接続される。【０００３】
以上のような人体の頭部に装着され少なくとも一方の眼に映像を映し出すヘッドマウントディスプレイにおいて、画像表示ユニットを一時的に視界から退避させる要望がある。
特許文献３に記載の内視鏡手術用ヘッドマウントディスプレイにあっては、頭部に固定される固定部材に一端をヒンジ連結し他端を画像表示ユニット（ディスプレイ部）にヒンジ連結された可動アームを介して当該画像表示ユニットを支持し、可動アームの上下揺動に伴い画像表示ユニットの向きを変えることなく上方に退避させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３５８８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３９０８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４２３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献３に記載のヘッドマウントディスプレイにあっては、画像表示ユニットの向きを変えずに視界から上方に退避させるから、画像表示ユニットが大きく上昇することになる。特許文献３に記載のヘッドマウントディスプレイは、内視鏡手術用であり、装着者がヘルメットや鍔のついた帽子を被ることはないから問題はない。
しかし、ヘッドマウントディスプレイの装着者がヘルメットや鍔のついた帽子を被る場合には、特許文献３に記載の技術では、上方への退避時に画像表示ユニットがヘルメットや帽子の鍔に干渉するため、十分な、上昇量を確保できず、視界を十分に確保することができない。これでは、ヘルメットを着用するとともにヘッドマウントディスプレイを装着して画像表示ユニットを十分に退避させることができないという問題、画像表示ユニットを退避させたときに帽子の着用ポジションが保持できないなどの問題が生じる。【０００６】
一方、画像表示ユニットを水平な軸のヒンジを中心に上下回動させて退避させる場合、そのヒンジの位置により、ヘルメットや帽子の鍔によって規制される上限位置までの空間で十分に退避させることができない、画像表示ユニットの一部が後方（顔側）に張り出して装着者の顔に干渉する、画像表示ユニットが全体的に前方に移動し過ぎて視界に入るおそれがあるとともに、退避形態がコンパクトでないなどの問題が生じ得る。これらの問題は、画像表示ユニットに設けられる表示部を装着者の眼前に配置した表示形態時に画像表示ユニットが占有する空間と、退避形態時に画像表示ユニットが占有する空間との共有空間が小さいことに起因する。【０００７】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、省スペースに表示形態と退避形態とをとることができ、退避形態時に十分に視界を確保することができるヘッドマウントディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、画像を表示する表示部が設けられた画像表示ユニットを支持して人体の頭部に装着され、前記画像表示ユニットを移動させることで、装着者の少なくとも一方の眼前に前記表示部を配置する表示形態と、前記表示部を前記眼前から退避させる退避形態とに変更可能なヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像表示ユニットを回動可能に支持し、前記画像表示ユニットが回動して前記退避形態となる過程で同回動に連動して同回動の支点を前方に移動させる支持機構を備え、
前記支持機構は、前記表示形態時より前記退避形態時の方が、前記回動の支点より後方に前記画像表示ユニットを前記回動により大きく張り出させるヘッドマウントディスプレイである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、退避形態をとるために画像表示ユニットを回動させる過程で当該回動の支点を前方に移動させたことで、当該回動の支点より後方に画像表示ユニットを張り出させることができ、表示形態時に画像表示ユニットが占有する空間と退避形態時に画像表示ユニットが占有する空間との共有空間を大きくとることができるため、省スペースに表示形態と退避形態とをとることができる。そして、限られたスペース内での回動により周囲に干渉することなく十分な角度まで回動させることができ、退避形態時に十分に視界を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態又は第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す表示形態時水平断面図Ｆ２ａ、表示形態時右側面図Ｆ２ｂ、回動途中の右側面図Ｆ２ｃ及び退避形態時右側面図Ｆ２ｄである。
【図３】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの移動軌跡を示す右側面図Ｆ３ａ、比較例に係る移動軌跡を示す右側面図Ｆ３ｂ，Ｆ３ｃ，Ｆ３ｄである。
【図４】本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す右側面図であって、画像表示ユニットの筐体の上下を入れ替えてサブフレームに装着した状態を示す。
【図５】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す表示形態時右側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す表示形態時水平断面図（Ａ−Ａ断面）である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す表示形態時右側面図である。一部の手前部品を透視して示す。
【図８】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す退避形態時右側面図である。一部の手前部品を透視して示す。
【図９】本発明の第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの画像表示ユニット及びその支持機構を示す表示形態のモデル図（右側面）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１２】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき図１から図４を参照して説明する。図中に左右方向軸Ｘ、前後方向軸Ｙ、上下方向軸Ｚを示す。
【００１３】
図１に示すように本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ａは、ストレート型の左右テンプル１１Ｌ，１１Ｒと、フレームフロント部１２とからなる眼鏡型のフレーム１０を備える。左テンプル１１Ｌの前端がフレームフロント部１２の左端に連結され、右テンプル１１Ｒの前端がフレームフロント部１２の右端に連結されている。
フレーム１０には、画像表示ユニットａが支持されている。本実施形態では、装着者の右眼側に画像表示ユニットａが支持される。
フレームフロント部１２に画像表示ユニットａを支持するユニット支持部１３が形成されている。ユニット支持部１３は、図２に示すようにフロント部１２の中央付近から後方に延設された内側部１３Ｉと、フロント部１２の右端付近から後方に延設された外側部１３Ｔと、内側部１３Ｉの後端と外側部１３Ｔの後端を繋ぎ左右方向に延設された後方部１３Ｂとから構成されている。
【００１４】
画像表示ユニットａは、図１及び図２のＦ２ａ，Ｆ２ｂに示す表示形態時に装着者の眼前に配置される表示部材ａ１０と、表示部材ａ１０に表示される画像を生成するための画像生成部（不図示）とが筺体ａ２０に固定され、筐体ａ２０に表示部材ａ１０の基端部及び画像生成部が収容されてなる。
表示部材ａ１０の筐体ａ２０から突設された部分の一側面（後方側面）ａ１２に画像が観察されるように表示部ａ１１が構成される。
画像表示ユニットａは、筐体ａ２０内の光源や液晶表示素子等で構成された画像生成部で生成された画像光を表示部材ａ１０を介して装着者の瞳孔Ｂに導光する。画像生成部で生成された画像光は表示部材ａ１０内を反射して進み、表示部材ａ１０内に傾斜して配置されたホログラム素子ａ１３に入射する。ホログラム素子ａ１３は特定の波長（ＲＧＢに対応する３つの波長）の光のみを回折し、装着者の瞳孔Ｂに向けるように設けられている。これにより表示部材ａ１０は、外界の光を透過させて装着者の瞳孔Ｂに入射させることが可能なシースルー型の表示部材を構成する。装着者は、外界の実観察像と、その実観察像の一部に重畳して表示部材ａ１０を介して導光される画像光による表示画像（虚像）を視覚することができ、その表示画像の範囲でも表示部材ａ１０を透過して実観察像を視覚することができる。
【００１５】
以上のようにヘッドマウントディスプレイ１Ａは、画像を表示する表示部ａ１１が設けられた画像表示ユニットａを支持して人体の頭部に装着される。
画像表示ユニットａを移動させて図１及び図２のＦ２ａ，Ｆ２ｂに示すように、装着者の少なくとも一方の眼（本実施形態では右眼）前に表示部ａ１１を配置する表示形態と、図２のＦ２ｄに示すように表示部ａ１１を眼前から退避させる退避形態とに変更可能である。これを可能とする支持機構を次に説明する。
【００１６】
本実施形態における支持機構は、次に説明するようにリンク機構によって構成されている。
図２に示すように筐体ａ２０の左右側面にそれぞれ回動軸ｂ０１が固定されている。ユニット支持部１３の内側部１３Ｉ及び外側部１３Ｔにそれぞれ前後方向に長い長穴状に形成された直動ガイドｂ０２に回動軸ｂ０１が挿入されて保持される。回動軸ｂ０１は、直動ガイドｂ０２内でその中心軸回りの回転可能に保持されている。したがって、画像表示ユニットａは回動可能に支持されている。また、回動軸ｂ０１は、直動ガイドｂ０２内で前後摺動が可能に保持されている。ユニット支持部１３は、画像表示ユニットａの回動の支点を前後に案内する直動ガイドｂ０２が形成されたフレームに相当する。
【００１７】
リンクアームｂ１０の一端ｂ１１が回動軸ｂ０１と平行な軸回り、すなわち左右方向軸Ｘ回りでユニット支持部１３にヒンジ連結されている。この一端ｂ１１のヒンジ連結点は、直動ガイドｂ０２より前方に配置されている。
リンクアームｂ１０の他端ｂ１２が回動軸ｂ０１と平行な軸回り、すなわち左右方向軸Ｘ回りで画像表示ユニットａの筐体ａ２０にヒンジ連結されている。
以上のリンク機構により、装着者等による操作で画像表示ユニットａが図２のＦ２ａ→Ｆ２ｃのように回動して図２のＦ２ｄの退避形態となる過程で同回動に連動して同回動の支点を前方に移動させる支持機構が構成される。
【００１８】
図２のＦ２ｂに示すように表示形態時、他端ｂ１２のヒンジ連結点は、回動の支点（回動軸ｂ０１）と一端ｂ１１のヒンジ連結点との略中点位置に配置される。
そのため、最大で９０度までの画像表示ユニットａの回動を可能とするとともに、画像表示ユニットａの回動軸ｂ０１を大きく前方に移動させることができる。これらの動作は、直動ガイドｂ０２によって規制されるから、所望の範囲で動作し所望の位置で止まるように直動ガイドｂ０２の長さ及び位置を設定する。
【００１９】
回動の支点（回動軸ｂ０１）は、筐体ａ２０の表示部材ａ１０の突出側端面ａ２１とその逆側端面ａ２２のうち突出側端面ａ２１寄りの位置に設置されている。すなわち、端面ａ２１と端面ａ２２の間の中央線ａ３１より端面ａ２１側に設置されている。
その上、筐体ａ２０の表示部ａ１１による表示側端面ａ２３とその逆側端面ａ２４のうちの表示側端面ａ２３寄りの位置に設置されている。すなわち、端面ａ２３と端面ａ２４の間の中央線ａ３２より端面ａ２３側に設置されている。筐体ａ２０を中央線ａ３１及び中央線ａ３２により前方上部、前方下部、後方上部、後方下部の４つの部分に分けたとき、回動軸ｂ０１は、筐体ａ２０の後方下部に設置されている。
以上のような位置に回動の支点（回動軸ｂ０１）が設置されていると、図２のＦ２ｂに示す表示形態時より図２のＦ２ｄに示す退避形態時の方が、回動の支点より後方に画像表示ユニッ トａの筐体ａ２０を回動により大きく張り出させる。図２のＦ２ｂに示す表示形態時における張り出し量ａ４１と、図２のＦ２ｄに示す退避形態時における張り出し量ａ４２をと比較すると後者の方が大きい。しかし、退避形態時には、回動の支点（回動軸ｂ０１）が前方に移動しているので、画像表示ユニットａが装着者の顔側に突出してくることは抑えられ、装着者の顔に干渉することは回避される。
【００２０】
図３のＦ３ａは、本実施形態の場合の画像表示ユニットａの移動軌跡を示す。
これに対し、図３のＦ３ｂに示すように、回動の支点（回動軸ｂ０１）を、筐体ａ２０の後方上部に設置すると、本実施形態と同様の退避レベルａ４３まで退避させるとき、上方への張り出し量が本実施形態の場合より高低差ａ４４だけ大きくなる。これでは、ヘルメットや帽子の鍔等に画像表示ユニットａが干渉するおそれが高い。
図３のＦ３ｃに示すように、回動の支点（回動軸ｂ０１）を、筐体ａ２０の前方部に設置すると、画像表示ユニットａの９０度程度の回動では、筐体ａ２０が下がって視界を妨げる。退避レベルａ４３まで退避するように１８０度程度画像表示ユニットａを回動させると上方への張り出し量が著しくなる。
筐体ａ２０の前後及び上下の中央に回動の支点（回動軸ｂ０１）を設置する場合も、表示形態時の筐体ａ２０の後部が下がって視界を妨げる。
図３のＦ３ｄに示すように、本実施形態に対して回動の支点（回動軸ｂ０１）の移動機能をなくしてしまうと、退避形態での後方への張り出し量が大きくなり、これでは、装着者の顔に画像表示ユニットａが干渉するおそれが高い。
【００２１】
図３における表示形態時と退避形態時の画像表示ユニットの重なり具合を比較すればわかるように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ａでは、表示形態時に画像表示ユニットａ（特に筐体ａ２０）が占有する空間と退避形態時に画像表示ユニットａ（特に筐体ａ２０）が占有する空間との共有空間が大きくとられるので、省スペースに表示形態と退避形態とをとることができる。これは、退避形態になるために画像表示ユニットａを回動させる過程で当該回動の支点を前方に移動させた分、当該回動の支点より後方に画像表示ユニットａを張り出させるからである。すなわち、表示形態時に占めていた空間をなるべく多く利用して退避動作をする。
このように限られたスペース内での回動により周囲に干渉することなく十分な角度まで画像表示ユニットａを回動させることができ、退避形態時に十分に視界を確保することができる。
【００２２】
以上のリンク機構にあっては、リンク要素同士が摩擦係合しており、画像表示ユニットａをその回動におけるいずれの角度でも摩擦係止可能である。これにより、表示部ａ１１の煽り角の調整も可能とされている。
【００２３】
以上のリンク機構にあっては、画像表示ユニットａの回動は、図２のＦ２ｂ→Ｆ２ｃで示す反時計回りに対し、図２のＦ２ｂに示す状態から時計回りにも可能である。時計回りの場合、リンクアームｂ１０の他端ｂ１２は下がり、表示部材ａ１０の後方側面ａ１２は仰角に変遷する。かかる角度範囲も含めて表示部ａ１１の煽り角の調整が可能となる。
【００２４】
また、左右入れ替え機能を付加することができる。例えば図２のＦ２ａに破線で示す囲み線の外側をサブフレームａ２５として、このサブフレームａ２５に筐体ａ２０を着脱自在に構成する。リンクアームｂ１０の他端ｂ１２及び回動軸ｂ０１をサブフレームａ２５に支持して、サブフレームａ２５を介して画像表示ユニットａを支持する支持機構とする。
筐体ａ２０の着脱機能は、図４に示すように表示形態における筐体ａ２０の上下を入れ替えて筐体ａ２０をサブフレームａ２５に装着可能にする。
図４に示すように表示形態における筐体ａ２０の上下を入れ替えて筐体ａ２０をサブフレームａ２５に装着しても、ヘッドマウントディスプレイ１Ａを装着者が左右反転して装着することによって、当該入れ替え前とは反対の眼に対して支持機構が同様に機能する。すなわち、本実施形態では、右眼に表示する形態を基本に説明しているから、左眼に表示する形態に切り替わる。上述した入れ替え前の時計回りの回転が、今度は左眼前方から退避する際の回動方向となり、支持機構が同様に機能することができる。特に、この機能を実施する場合には、上述したようにテンプルはストレート型とする。
【００２５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態につき図５から図９を照して説明する。図中に左右方向軸Ｘ、前後方向軸Ｙ、上下方向軸Ｚを示す。ヘッドマウントディスプレイの概略の全体構成は図１と同様である。
【００２６】
本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１Ｂでは、画像表示ユニットａを移動させて表示形態と、退避形態とに変更可能にする支持機構が、次に説明するように歯車機構によって構成されている。上記第１実施形態と同様のものは同符号を付して説明を省略する。
図５から図８に示すように、筐体ａ２０の右側面に固定された回動軸ｂ０１には、第１歯車ｃ１０が固定さている。第１歯車ｃ１０は回動軸ｂ０１と同軸に固定され、画像表示ユニットａの回動と一体に回動する。第１歯車ｃ１０は限定された角度範囲に歯が形成されたものである。
【００２７】
第１歯車ｃ１０に噛合する第２歯車ｃ２０が設けられている。スライダーｃ３０に回動軸ｂ０１（第１歯車ｃ１０の軸）及び第２歯車ｃ２０の軸が回転可能に保持されており、両歯車の軸間が保持される。
第２歯車ｃ２０は増速歯車で、小径部ｃ２１が第１歯車ｃ１０に噛合する。小径部ｃ２１と大径部ｃ２２とは、互いに１８０度反対側で限定された角度範囲に歯が形成されたものである。
【００２８】
第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２に噛合する上側ラックｃ４１及び下側ラックｃ４２がそれぞれ前後方向に延在してユニット支持部１３の外側部１３Ｔに形成されている。但し、表示形態（図５、図６、図７）では噛合していない。
上側ラックｃ４１及び下側ラックｃ４２が形成されている外側部１３Ｔの構成部品は弾性材料で構成され、上側ラックｃ４１及び下側ラックｃ４２のそれぞれは、歯の基礎部分ｃ４３，ｃ４４が板状にされて架設されることで、歯が弾性的に浮き沈みするように弾性支持されている。これは、歯車破損防止機構を構成するものである。歯の浮き沈みが容易になるようにするには、板状に形成される歯の基礎部分ｃ４３，ｃ４４を薄くしたり、孔を形成したり、スパンを長くする。
第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２が上側ラックｃ４１に噛合して、第１歯車ｃ１０、第２歯車ｃ２０及び上側ラックｃ４１で構成される歯車伝動列に所定以上の荷重が負荷される時に、上側ラックｃ４１の歯が基礎部分ｃ４３の撓み変形により退いて噛合離脱することで、第１歯車ｃ１０、第２歯車ｃ２０及び上側ラックｃ４１の破損が防止される。
同様に、第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２が下側ラックｃ４２に噛合して、第１歯車ｃ１０、第２歯車ｃ２０及び下側ラックｃ４２により構成される歯車伝動列に所定以上の荷重が負荷される時に、下側ラックｃ４２の歯が基礎部分ｃ４４の撓み変形により退いて噛合離脱することで、第１歯車ｃ１０、第２歯車ｃ２０及び下側ラックｃ４２の破損が防止される。
【００２９】
スライダーｃ３０は、外側部１３Ｔに形成された直動ガイドｃ５１によって前後に摺動可能に保持されている。
筐体ａ２０の左側面にも同様の歯車機構を構成するか、単に左側の回動軸ｂ０１を回転及び前後摺動可能に保持する直動ガイドを設ける。
【００３０】
また、弾性材料で構成される外側部１３Ｔには、押しバネｃ５２が形成されている。押しバネｃ５２は、図９の表示形態のモデル図に示すように回動軸ｂ０１（第１歯車ｃ１０の軸）を後方に付勢し、表示形態に安定保持する付勢手段として機能する。押しバネｃ５２は、第１歯車ｃ１０の軸部周面ｃ１１を後方斜め上方の作用線で押圧しており、その後方成分で回動軸ｂ０１（第１歯車ｃ１０の軸）を後方に付勢する。
【００３１】
図７に示す表示形態では、第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２の一端の歯ｃ２３が上側ラックｃ４１の歯間に臨んでおり、他端の歯ｃ２４が下側ラックｃ４２の歯間に臨んでいる。上述したように噛合はしていない。
図７に示す表示形態から、装着者等によって画像表示ユニットａが反時計回りに回動させられると、第１歯車ｃ１０は、押しバネｃ５２によって後方に付勢されているが回転は可能であるので、第１歯車ｃ１０の反時計回りの回転が始まる。すると、第２歯車ｃ２０が時計回りに回転し、歯ｃ２４が下側ラックｃ４２の歯間に飛び込み、第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２と下側ラックｃ４２とが噛合する。
第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２と下側ラックｃ４２が噛合したから、第２歯車ｃ２０、スライダーｃ３０、第１歯車ｃ１０、回動軸ｂ０１及び画像表示ユニットａの前進を伴いながら、押しバネｃ５２の頂部ｃ５３を第１歯車ｃ１０の軸部周面ｃ１１が押し退けながら通過し、図８に示す退避形態に変更される。
【００３２】
上側ラックｃ４１が、下側ラックｃ４２と上下対称に設けられており、図７に示す表示形態から、画像表示ユニットａが時計回りに回動させられると、第２歯車ｃ２０の大径部ｃ２２の噛合相手は、上側ラックｃ４１となる。これは、上記第１実施形態と同様に左右入れ替え機能を実施する場合の退避時に利用される。
なお、歯車ｃ１０、ｃ２０を摩擦車にラックを摩擦係合面に置き換えて、支持機構を摩擦車機構によって構成して実施してもよい。
【００３３】
以上の実施形態にあっては、右眼前に表示部を配置する表示形態を実施したが、左眼前に表示部を配置する表示形態を実施してもよいし、また両眼前にそれぞれ表示部を配置する表示形態を実施してもよい。
また以上の実施形態にあっては、装着者等の人が画像表示ユニットを掴んで回動させることで退避形態と表示形態とに変更することができる。これに拘わらず、電動駆動により画像表示ユニットを回動させるようにしてもよい。
また以上の実施形態にあっては、表示形態において筐体ａ２０を眼の上方に配置し、筐体ａ２０から下方に表示部材ａ１０を突設して装着者の眼前に表示部を配置するようにした。これに拘わらず、表示形態において筐体ａ２０を眼の側方に配置し、筐体ａ２０から側方に表示部材ａ１０を突設して装着者の眼前に表示部を配置する形態、表示形態において筐体ａ２０を眼の下方に配置し、筐体ａ２０から上方に表示部材ａ１０を突設して装着者の眼前に表示部を配置する形態も実施可能であり、そのような形態でも本発明の支持機構による限られたスペース内での回動退避動作が同様に機能する。
【００３４】
請求項２記載の発明は、前記画像表示ユニットは、前記表示形態時に装着者の眼前に配置される表示部材と、前記表示部材に表示される画像を生成するための画像生成部とが筺体に固定され、前記筐体に前記表示部材の基端部及び前記画像生成部が収容されてなり、前記表示部材の前記筐体から突設された部分の一側面に画像が観察されるように前記表示部が構成され、
前記回動の支点は、前記筐体の前記表示部材の突出側端面とその逆側端面のうち突出側端面寄りの位置であって、前記筐体の前記表示部による表示側端面とその逆側端面のうちの表示側端面寄りの位置に設置されている請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００３５】
請求項３記載の発明は、前記筐体を着脱自在なサブフレームを備え、前記支持機構は前記サブフレームを介して前記画像表示ユニットを支持し、
前記表示形態における前記筐体の上下を入れ替えて前記筐体を前記サブフレームに装着可能にされ、
前記表示形態における前記筐体の上下を入れ替えて前記筐体を前記サブフレームに装着しても、当該ヘッドマウントディスプレイを装着者が左右反転して装着することによって、当該入れ替え前とは反対の眼に対して前記支持機構が同様に機能する請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００３６】
請求項４記載の発明は、前記支持機構は、リンク機構によって構成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００３７】
請求項５記載の発明は、前記リンク機構は、前記画像表示ユニットを前記回動におけるいずれの角度でも摩擦係止可能である請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００３８】
請求項６記載の発明は、前記リンク機構は、前記回動の支点を前後に案内する直動ガイドが形成されたフレームと、一端が前記回動の軸と平行な軸回りで前記フレームにヒンジ連結され他端が前記回動の軸と平行な軸回りで前記画像表示ユニットにヒンジ連結されたリンクアームとを備え、
前記一端のヒンジ連結点は、前記直動ガイドより前方に配置され、
前記表示形態時、前記他端のヒンジ連結点は、前記回動の支点と前記一端のヒンジ連結点との略中点位置に配置される請求項４又は請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００３９】
請求項７記載の発明は、前記支持機構は、歯車又は摩擦車機構によって構成されている請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００４０】
請求項８記載の発明は、前記歯車又は摩擦車機構は、前記表示形態に安定保持する付勢手段を有する請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【００４１】
請求項９記載の発明は、前記支持機構は、歯車機構によって構成され、所定以上の荷重が負荷される時にいずれか一つの歯車が噛合離脱するように弾性支持された歯車破損防止機構を備える請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のヘッドマウントディスプレイである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、省スペースに表示形態と退避形態とをとることができ、退避形態時に十分に視界を確保することができるヘッドマウントディスプレイ（head mounted display）に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ ヘッドマウントディスプレイ
１Ｂ ヘッドマウントディスプレイ
１０ フレーム
１１Ｌ 左テンプル
１１Ｒ 右テンプル
１２ フレームフロント部
１３ ユニット支持部
１３Ｂ 後方部
１３Ｉ 内側部
１３Ｔ 外側部
ａ 画像表示ユニット
ａ１０ 表示部材
ａ１１ 表示部
ａ１３ ホログラム素子
ａ２０ 筐体
ａ２５ サブフレーム
ａ３１ 筐体中央線
ａ３２ 筐体中央線
ｂ０１ 回動軸
ｂ０２ 直動ガイド
ｂ１０ リンクアーム
ｃ１０ 第１歯車
ｃ２０ 第２歯車
ｃ２１ 小径部
ｃ２２ 大径部
ｃ３０ スライダー
ｃ４１ 上側ラック
ｃ４２ 下側ラック
ｃ５１ 直動ガイド
ｃ５２ 押しバネ（付勢手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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