(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置調整対象となる機器を、該機器を支持する支持手段に対して相対的に移動可能に接続する位置調整機構であって、
前記支持手段が接続される第１の可動手段と、
前記機器が接続される第２の可動手段と、
前記第１の可動手段をロックするロック状態と、前記第１の可動手段のロックを解除するロック解除状態とを有する第１のロック手段と、
前記第２の可動手段をロックするロック状態と、前記第２の可動手段のロックを解除するロック解除状態とを有する第２のロック手段と、
前記第１及び第２のロック手段の両方を同時に前記ロック状態もしくは前記ロック解除状態に変更可能な状態変更手段とを有することを特徴とする位置調整機構。
【請求項２】
前記状態変更手段が、さらに、前記第１及び第２のロック手段の一方を前記ロック状態に、他方を前記ロック解除状態に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の位置調整機構。
【請求項３】
前記第１及び第２の可動手段の距離が可変であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置調整機構。
【請求項４】
前記第１及び第２のロック手段が前記ロック解除状態にあるときのみ前記第１及び第２の可動手段の距離調整が可能であることを特徴とする請求項３記載の位置調整機構。
【請求項５】
前記第１及び第２の可動手段が可動軸を有し、前記第１及び第２のロック手段は前記ロック状態において前記可動軸の回転を阻止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位置調整機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の位置調整機構を用いたヘッドマウントディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、頭部装着型画像表示装置（ヘッドマウントディスプレイ装置）における表示装置の取り付け構造として適用可能な位置調整機構及び、位置調整機構を用いた装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドマウントディスプレイ装置は、手軽に映像を大画面で見ることが可能であること、立体視が容易であること、観察者と共に移動可能であることなどから、従来広く用いられている。一般に、このようなヘッドマウントディスプレイ装置においては、装置装着後に表示部の位置調整を行うための位置調整機構を有している。
【０００３】
位置調整機構を有する従来のヘッドマウントディスプレイ装置の例を、図１９に示す。図１９において、表示部であるディスプレイ１００は、ヘッドマウントディスプレイ装置の頭部装着機構を構成するフレーム１１０から延長された連結部材先端に、位置調整機構としての支軸１１０ａを介して取り付けされている。支軸１１０ａは、連結部材１１２に対して（ディスプレイ１００に対する重力よりも大きな）所定の摩擦力に抗って回転可能に取り付けされており、支軸１１０ａに固定されたディスプレイ１００は任意の回転位置に固定できる。
【０００４】
図１９に示すヘッドマウントディスプレイ装置は、装着機構として、ディスプレイ１００を保持し、装着時に前頭部に対向するフロントフレーム１１０と、フロントフレーム１１０の左右両端に、所定角度の範囲で水平方向に回転自在に取り付けられ、装着時に側頭部に対向する２つのサイドフレーム１０１と、両端をサイドフレーム１０１に長さ調節可能に取り付けされた可撓性を有するバンド１０３、可撓性を有し、長さ調節可能に取り付けされたバンド１０６を介して左右のサイドフレーム１０１を接続し、装着時に装着者の頭頂部に対向するトップフレーム１０５を有する。
【０００５】
また、フロントフレーム１１０の中央内側には装着者の前頭部を押圧するフロントパッド１０７が、バンド１０３の中央内側には装着者の後頭部を押圧するリアパッド１０４が設けられている。
【０００６】
このような従来のヘッドマウントディスプレイ装置を装着者が装着する場合、先ず、左右のサイドフレーム１０１に設けられたつまみ１０２を矢印Ａ方向に動かして、バンド１０３の長さを調節することによって、頭部装着機構のリヤパッド１０４及びフロントパッド１０７によって前頭部及び後頭部の押圧力を調整する。そして、次にトップフレーム１０５に設けられたつまみ１０８をＢ方向に動かしバンド１０６の長さを調節してフレーム１０５を頂頭部に突き当てる。
【０００７】
以上の操作により、フロントフレーム１１０に設けられたフロントパッド１０７とバンド１０３に設けられたリアパッド１０４をそれぞれ装着者の前頭部と後頭部に一定の力にて押圧されると共に、頂頭部においてフレーム１０５が突き当てられ、フロントフレーム１１０に接続されたディスプレイ１００が頭部に装着される。
次に、装着者は、眼前に支持されたディスプレイ１００を、１１０ａを軸としてチルトさせることにより最適な観察位置に調整する。
【０００８】
しかしながら、支軸１１０ａと連結部材１１２の組み合わせによる位置調整機構では、ディスプレイ１００の可動範囲が支軸１１０ａ周りに限定され、角度調整は可能なものの、上下方向に対しては位置調整ができない。そのため、装着時にディスプレイ１００の上下方向における位置が正しくなければ、チルトしても最適な位置に調節できない。従って、図１９に示す例では、上下方向の位置調整はヘッドマウントディスプレイ装置全体を上下方向に動かして行わなければならず、上述した装着操作を上下方向の位置調整毎に行うことになる。このため、位置調整が非常に煩雑で面倒であるという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この問題の解決方法として、図１９における連結部材１１２とフロントフレーム１１０との取り付け構造を改良して、ディスプレイ１００の上下位置調整を容易にした位置調整機構が特開平９−２８０２４７号公報に開示されている。
【００１０】
この位置調整機構は、図２０に示すように、装着機構側のフロントフレーム１１０と連結部材１１１とを支軸１１０ｂを介して接続し、連結部材１１１がフロントフレーム１１０に対して支軸１１０ｂ周りに回転可能とした、支軸１１０ａ，１１０ｂ及び連結部材１１１からなる位置調整機構である。支軸１１０ｂは支軸１１０ａと同様、連結部材１１１に対して（ディスプレイ１００に対する重力よりも大きな）所定の摩擦力に抗って回転可能に取り付けされている。この機構によれば、ディスプレイ１００を支軸１１０ａ周りにチルト可能なだけでなく、チルトする回転位置を移動させることができるので、装着操作を繰り返すことなく上下方向の移動調整も可能になる。
【００１１】
すなわち、図２０において、支軸１１０ａをＰ１、支軸１１０ｂをＰ２、観察者の瞳の位置をＩ、観察者の視線方向をＬ１とする。そしてＰ１から視線Ｌ１に下した垂線の足をＨとし、ＩＨをディスプレイ１００と観察者の瞳の位置Ｉとの位置関係を示す観察距離ａとする。観察距離ａはヘッドマウントディスプレイ装置の設計上決定される値である。
【００１２】
装着機構側のＰ２の位置と観察者の瞳の位置Ｉは、装着者個々の頭部形状あるいはサイズにより、また取り付けた時の状態により決まり、ヘッドマウントディスプレイ装置を観察者の頭部に装着した時点で決定される。
【００１３】
したがって、観察距離ａを任意の値としたときのディスプレイ装置取り付け位置（支軸）１１０ａ（Ｐ１）は以下のようになる。
まず、Ｐ１Ｈの長さはディスプレイ装置固有の値であるので、ＩＨ＝ａが決まれば、瞳Ｉとディスプレイ取り付け部１１０ａを結ぶＩＰ１の長さは一義的に決まる。さらにＰ１Ｐ２ともディスプレイ装置固有の値であるので、Ｐ１はＩを中心とする半径ＩＰ１の円弧とＰ２を中心とする半径Ｐ１Ｐ２の円弧との交点となる。
【００１４】
したがって、最適な観察位置にディスプレイ１００を移動させるには、ディスプレイ１００を、支軸１１０ａを中心にチルトさせると共に連結部材１１１を１１０ｂに対し回転させればよい。
しかしこの場合、視線方向Ｌ１は一義的に決まり任意の値を取ることはできない。
【００１５】
一方、視線方向Ｌ１を任意の方向としたときのディスプレイ装置取り付け部１１０ａ（Ｐ１）の位置は以下のように求められる。すなわち、Ｌ１に平行で距離Ｐ１Ｈ離れた直線をＬ２とすればＰ１は直線Ｌ２上にある。そして距離Ｐ１Ｐ２はディスプレイ装置固有の値であるから、Ｐ１は直線Ｌ２と、Ｐ２を中心とした半径Ｐ１Ｐ２の円弧との交点となる。しかしこの場合、今度は観察距離ａを任意の値にすることはできない。
【００１６】
観察距離ａと視線方向Ｌ１の両方が任意の値を取れるようにするには連結部材１１１の長さを変える必要がある。
すなわち、観察距離ａと視線方向Ｌ１の両方を満たすＰ１は、直線Ｌ２上にあり、かつＩＨが観察距離ａに等しいときであるから、Ｉを中心とする半径ＩＰ１と直線Ｌ２との交点となる。したがってＰ１Ｐ２の長さは一定値とならず可変する必要がある。
【００１７】
以上説明したように、連結部材１１１の長さが一定の場合は、ディスプレイ１００は任意の観察距離ａと視線方向Ｌ１の両方を同時に満たすことはできないが、通常観察範囲にはある程度の許容範囲があるので、それぞれの許容値の中で最適な観察位置に持ってくることは可能である。
【００１８】
しかし、図２０に示す位置調節機構によりディスプレイ１００を最適な観察位置に移動するには、ディスプレイ１００を手で持ち、支軸１１０ａ周りにディスプレイ１００をチルトさせながら連結部材１１１を支軸１１０ｂを軸として回転させる必要がある。この調節操作時、支軸１１０ａでのチルトに対しては回転力のみで回転できるが、支軸１１０ｂに対してはフリクションによる摩擦力により、支軸１１０ｂに対し図２０に示す矢印ＡまたはＢ方向の力が加わる。すなわち、装着機構を上下方向に移動させる方向の力が作用する。
【００１９】
一般に、この種の装着機構においては、装着者に対する負担を少なくするため、通常、装置重量を保持するのに必要な程度の保持力しか有していない。したがって、上記のような力が作用する場合は装着機構そのものが動いてしまうということになり、ディスプレイ１００の位置調整操作時には装着機構を手で押さえるなどして移動を防止する必要がある。
【００２０】
実用新案登録第３０５３０６１号には、支軸１１０ａ及び１１０ｂに相当する軸のフリクションをネジで調節する位置調節機構が開示されている。すなわち、ネジをゆるめることにより、支軸１１０ａ及び１１０ｂに相当する軸は連結部材に対して自由に回転することが可能になり、またネジを締め付けることにより最終的には軸が固定される。
【００２１】
このような位置調節機構によれば、ネジを緩めた状態でディスプレイ及び連結部材は自由に回転可能であるため、調整操作時に装着機構に対し力が作用することはない。しかしながら、最適な位置で固定する場合には、自由に回転可能な状態でディスプレイ及び結合部材を手で支持しながら２ヵ所の軸に設けられたネジをそれぞれ締め付けるという操作を行わなければならない。また緩める場合もディスプレイを手で保持しながら行う必要があり、操作が煩わしいという問題がある。
【００２２】
また、上述の従来技術においては、位置調整済みの状態で観察者が外界を直接視認しようとしてディスプレイを跳ね上げる場合、特開平９−２８０２４７号公報の構成では支軸のフリクションを解除できないため、装着部を手で押さえながらでないと装着機構がはずれるおそれがある。また、実用新案登録第３０５３０６１号の構成では、ネジをゆるめる必要があり、急いでいる場合には対応できないという問題がある。
【００２３】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、位置調整対象となる機器と、位置が固定された支持部との間に取り付けされた位置調整機構において、機器の位置調整時に支持部へ不要な力を伝達せず、かつ位置調整を簡単かつ確実に行うことのできる位置調整機構を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の別の目的は、位置調整対象となるディスプレイ機器と、位置が固定された支持部との間に取り付けされた位置調整機構において、任意の観察距離と視線方向の両方を同時に満たしながら、ディスプレイ機器の位置調整が可能な位置調整機構を提供することにある。
【００２５】
本発明のさらに別の目的は、位置調整対象となるディスプレイ機器と、位置が固定された支持部との間に取り付けされた位置調整機構において、ディスプレイ機器を容易に観察者の視野から移動させることが可能な位置調整機構を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、位置調整対象となる機器を、機器を支持する支持手段に対して相対的に移動可能に接続する位置調整機構であって、支持手段が接続される第１の可動手段と、機器が接続される第２の可動手段と、第１の可動手段をロックするロック状態と、第１の可動手段のロックを解除するロック解除状態とを有する第１のロック手段と、第２の可動手段をロックするロック状態と、第２の可動手段のロックを解除するロック解除状態とを有する第２のロック手段と、第１及び第２のロック手段の両方を同時にロック状態もしくはロック解除状態に変更可能な状態変更手段とを有することを特徴とする位置調整機構に存する。
【００２７】
また、本発明の別の要旨は、本発明の位置調整機構を用いたヘッドマウントディスプレイ装置に存する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
（全体構成）
図１は本発明の実施形態に係る位置調整機構を適用した装置の一例としてのヘッドマウントディスプレイ装置の全体構成例を示す斜視図である。
図１において、１は、本実施形態に係る位置調整機構により位置調整を行う機器であり、後述するケーブル２５から供給される画像を表示し、装着者に提示するＬＣＤ等の表示部である。表示部１は本実施形態に係る位置調整機構としての連結部材３を介して頭部装着機構のフロントフレーム２に取り付けられている。本実施形態において、連結部材３は軸３ａ及び３ｂを有し、軸３ａを介して表示部１に、軸３ｂを介してフロントフレーム２にそれぞれ接続されており、後述するように各軸３ａ，３ｂは解除ボタン４が矢印Ｈ方向に押されている状態では負荷無く自由に回転し、解除ボタン４を離せばその位置でロックするように構成される。従って、装着者は表示部１の位置をヘッドマウントディスプレイ装置の装着後に、かつ頭部装着機構を動かすことなく容易に変更可能である。
【００２９】
フロントフレーム２の内側には、装着者の前頭部を押圧するためのスポンジ状のパッド１７がパッド取付台１８を介して取り付けられている。さらにフロントフレーム２の左右両端にはフリクション１５、１５（図２参照）を介して、装着時に側頭部に対向する２つのサイドフレーム７が所定角度の範囲で水平方向に回転自在に取り付けられている。また、８は可撓性を有するバンドであり、その中央部には装着者の後頭部を押圧するためのリアパッド９が設けられている。
【００３０】
またバンド８の両端部には、サイドフレーム７に設けられた溝７ａに沿って摺動可能なつまみ５が一体的に取り付けられている。解除ボタン６はつまみ５と着脱可能に係合し、バンド８の矢印Ｂ方向（頭部装着機構による頭部押圧を緩める方向）への移動を制限する。つまみ５、解除ボタン６及び溝７ａの構成及び動作については後で詳細に説明する。
【００３１】
１０はフロントフレーム２に対し軸１１を介して取り付けられたトップフレームで、後述する摩擦部材及びワンウェイクラッチ等の機構により、下方（矢印Ｃ方向）に対しては自重等により軸１１を中心に実質的に無負荷もしくは小さな負荷で回転し、上方（矢印Ｄ方向）に対しては摩擦部材によって決まる一定の荷重以上の力が作用したとき軸１１を中心に回転するように構成されている。トップフレーム１０の取り付け構造についても後で詳細に説明する。
【００３２】
２５は表示部１と表示制御を行うコントローラ（図示せず）とを結ぶ信号ケーブルであり、本実施形態においてはトップフレーム１０の後頭部側端部からトップフレーム１０内部を通って表示部１へ接続されるように引き回されている。
【００３３】
（フレーム７の構造）
次に、図２及び図３を参照して、サイドフレーム７とフロントフレーム２との取り付け構造を説明する。
図２に示すように、サイドフレーム７はフロントフレーム２内に一体的に設けられた構造物であるステー１６にフリクション１５を介して矢印Ｉ方向の所定角度範囲で水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００３４】
図３はフリクション１５を示す斜視図で、フリクション１５は取付部１５ｃを有する内輪１５ａと外輪１５ｂとからなり、内輪１５ａと外輪１５ｂの間で一定の摩擦力を有するように構成されている。そして内輪１５ａはフロントフレーム２と一体的に設けられたステー１６に、取付部１５ｃを介して取り付けられ、外輪１５ｂはサイドフレーム７側に固定されている。したがってサイドフレーム７はフリクション１５をヒンジとしてフロントフレーム２に対し一定の摩擦力を持って回転することになる。なお、図２においては、フロントフレーム２の左端における取り付け構造のみを示したが、右端についても同様の構造でサイドフレーム７が取り付けされている。
【００３５】
（バンド８の取り付け構造）
次に、図４〜図６を用いて、バンド８とフレーム７との取り付け構造について説明する。
図４は、バンド８の両端に設けられたつまみ５と解除ボタン６との位置関係を示す斜視図、図５は解除ボタン６によりつまみ５の移動が制限される構成を説明する水平断面図、図６はサイドフレーム７とバンド８の接続部分をサイドフレーム７の内側から見た斜視図である。
【００３６】
つまみ５には図４、図５に示すように穴５ａが設けられ、この穴５ａには解除ボタン６が嵌合している。そして解除ボタン６はつまみ５に一体的に設けられている板バネ１４により矢印Ｊ方向に付勢されている。
【００３７】
また、この解除ボタン６の側面には図４、図６に示すように一対の爪６ａが設けられている。この爪６ａは図６に示すようにサイドフレーム７の溝７ａの両側内面に設けられた鋸歯状の突起７ｂに噛み合うような形状を有し、鋸歯状の突起７ｂと爪６ａと板バネ１４によりラチェット機構が構成されている。したがって図５においてつまみ５はバンド８を短くする方向、すなわちフロントパッド１７及びリアパッド９の距離を縮め、頭部を押圧する方向である矢印Ａ方向に対しては自由に動き、逆の矢印Ｂ方向に対しては爪６ａが鋸歯状突起７ｂに引っかかり動きが阻止される。矢印Ｂ方向に動かす場合は、解除ボタン６を押し、爪６ａを鋸刃状突起７ｂより外した状態で行う。
【００３８】
（トップフレーム１０の取り付け構造）
図７はトップフレーム１０の取り付け構造を示す垂直断面図である。なお、図７においては、図を見やすくするため軸１１及びフロントフレーム２のハッチングは省略してある。
【００３９】
図７において軸１１は、フロントフレーム２に設けられた支持部２ａ、２ｂに回転自在に取り付けられている。また、軸１１は支持部２ａ近傍に鍔部１１ａを有し、鍔部１１ａ及び支持部２ａの内壁間には軸１１を取り囲むように摩擦部材１２が設けられている。そして、鍔部１１ａの内壁と摩擦部材１２の間で生じる摩擦力によって主に軸１１の回転に負荷を与えている。
【００４０】
一方、軸１１の鍔部１１ａと支持部２ｂの間には、ワンウェイクラッチ１３が取り付けされている。ワンウェイクラッチ１３にはトップフレーム１０の一端が取り付けられている。ワンウェイクラッチ１３は、図１矢印Ｃの方向には容易に回転するクラッチであり、したがってトップフレーム１０は軸１１に対し、図１矢印Ｃ方向に対しては容易に、例えばトップフレーム１０の自重もしくは小さな負荷で回転可能である反面、図１矢印Ｄ方向に対する回転は摩擦部材１２の摩擦力以上の荷重が作用して初めて回転する。
【００４１】
本実施形態において、トップフレーム１０は、未装着状態では自重等によりトップフレーム１０の頂頭部に接触する部分が最も下がった状態にストッパー等の部材（図示せず）で位置決めされている。この位置は図８に示したヘッドマウントディスプレイ装置における距離ｂの最小値よりも下がった位置にある。
【００４２】
（位置調整機構の構造）
次に、図９〜図１２を用いて、本実施形態における位置調整機構である連結部材３の構造及び動作について詳細に説明する。
図９は連結部材３の外観を示す斜視図、図１０は連結部材３の上部を外した状態における斜視図、図１１は図１０の平面図、図１２は図１１のＡ−Ａ断面図である。
【００４３】
図９に示すように、本実施形態における連結部材３は、表示部１に一体的に設けられた支持部１ａ、１ｂ、フロントフレーム２に一体的に設けられた支持部２ａ、２ｂにそれぞれ３ａ、３ｂにおいて、回転自在に取り付けられている。
【００４４】
図１０において、３０はフロントフレーム２に設けられた支持部２ａ、２ｂに対し固定された軸である。そして軸３０には山型状の歯を外周部に設けた歯車３１が一体的に取り付けられている。なお、軸３０及び後述する軸３２は、支持部２ａ、２ｂ及び１ｂと一体的に成形されていてもよい。
【００４５】
３４はロック部材で、歯車３１に対向する位置には山型状の突起３４ａ（図１２参照）が設けられ、ロック部材３４がロック位置にあるとき、この山型状の突起３４ａは歯車３１の外周部に設けられた山型状の歯の谷部に噛み合うようになっている。そしてロック部材３４は左右端部に切り欠き３４ｂを有し、切り欠き３４ｂの上下には歯車３１の両端面へ伸び、軸３０の上下に至る先端部３４１及び３４２を有している。また、ロック部材３４の内側端面には角穴３４ｃが設けられ、この角穴３４ｃには解除レバー３８の１つの切片３８ａが挿入されている。またロック部材３４は先端部３４１、３４２及び底面に沿って歯車３１に対して近づく方向及び離れる方向への移動が可能となっており、板バネ３６により歯車３１方向に付勢されている。
【００４６】
３２は表示部１に設けられた支持部材１ｂ側に対し固定された軸で、この軸の先端部すなわち支持部材１ａ側はロック解除レバー３８に設けられた穴３８ｅ（図１１参照）に嵌合している。３３は３１と同様に山型状の歯を外周部に設けた歯車で軸３２に一体的に取り付けられている。
【００４７】
そしてこの歯車３３の両端面に沿って上述したロック部材３４と同形状のロック部材３５が取り付けられている。そしてＵ字状のロック部材３５の左右両端部には切り欠き３５ｂが設けられ、切り欠き３５ｂから伸びる先端部３５１及び３５２が軸３２の上下に達している。またロック部材３４と同様、ロック部材３５は板バネ３７により歯車３３方向に付勢されている。またロック部材３５の角穴部３５ｃにはロック解除レバー３８の切片３８ｂが挿入されている。
【００４８】
またロック解除レバー３８の軸部３８ｈは表示部１に設けられた支持部１ａに回転自在に支持され、さらに軸部３８ｈの先には解除ボタン４が一体的に取り付けられている。３９は圧縮バネで、連結部材３に設けられた壁３ｃとロック解除レバー３８の間に取り付けられ、ロック解除レバー３８を矢印Ｍ方向に付勢している。
【００４９】
（機構の動作）
以上のような構成を有する位置調整機構を用いた本実施形態によるヘッドマウントディスプレイ装置を頭部に装着する場合は、まずヘッドマウントディスプレイ装置を頭に被るようにしてフロントフレーム２、２つのサイドフレーム７及びバンド８で囲まれる空間に頭を挿入させる。そしてトップフレーム１０の先端が頂頭部に突き当たった位置からさらにフレーム１０を摩擦部材１２の摩擦力に抗しながら押し上げ、頭頂部とサイドフレーム７との距離ｂを調節する。また、同時に両方のサイドフレーム７をフリクション１５の摩擦に抗しながら側頭部に軽く突き当たるまで内側へ向けて回転させる。そしてつまみ５を矢印Ａ方向に動かして、フロントパッド１７とリアパッド９で前頭部と後頭部を図８に示すように挟持させ、図８の距離ａを調節してぐらつかない位置でつまみ５を放す。
以上の操作により、表示部を含むヘッドマウントディスプレイ装置全体は、前頭部、後頭部、頂頭部及び側頭部で支持され、頭部に固定される。
【００５０】
次に、表示部１の位置調整を行う。まず、位置調整機構３に設けられたロック解除ボタン４を押すと、軸部３８ｈとともにロック解除レバー３８が矢印Ｈ方向（図１０参照）に移動する。ロック部材３４及び３５の角穴部３４ｃ及び３５ｃに挿入されたロック解除部材３８の切片３８ａ及び３８ｂにはそれぞれテーパ３８ｆ及び３８ｇ（図１１）が設けられ、ロック解除ボタン４が押されていない状態、すなわちロック状態においてはテーパよりも先の細い部分がロック部材に挿入された状態にある。
【００５１】
一方、解除ボタン４が押されると、解除レバー３８が矢印Ｈ方向（図１１）に移動する。従って、切片３８ａ及び３８ｂに設けられたテーパ３８ｆ及び３８ｇが板バネ３６及び３７の付勢力に抗してロック部材３４及び３５の角穴部３４ｃ及び３５ｃに入り込むことによって、それぞれ矢印Ｋ、Ｌの方向に距離ｄだけ移動させられる（図１３）。
【００５２】
従って、解除ボタン４が押し込まれた状態で、突起部３４ａ及び３５ａが対向する歯車３１及び３２の歯から離れ、歯車３１及び３２を開放するのに必要な距離ロック部材３４及び３５が移動するように距離ｄを定めることにより、ロック解除ボタン４の押下によって軸３０及び３２の両方のロックを解除することが可能となる。従って、連結部材３は表示部側の支持部１ａ、１ｂ、フレーム２側の支持部２ａ、２ｂに対しほとんど負荷が作用しない状態で自由に回転させることができるようになる。この状態で表示部１を任意の最適な観察位置に移動させる。
そして最適な観察位置に達した時点で解除ボタン４を離すと板バネ３６及び３７の付勢力によってロック部材３４及び３５が押し戻され、それに従ってロック解除レバー３８は矢印Ｍ方向（図１０参照）に押し戻される。
【００５３】
これにより解除レバー３８の切片３８ａ、３８ｂは元の位置に戻り、ロック部材３４、３５が板バネ３６及び３７の付勢力によって軸３０及び３２の方向へ移動する。その結果、ロック部材３４及び３５の突起部３４ａ、３５ａがそれぞれ歯車３１、３３と噛み合う。すなわち連結部３は表示部側の支持部１ａ、１ｂ、フレーム２側の支持部２ａ、２ｂに対しロックされることになる。また、圧縮バネ３９により、解除ボタン４は確実に元の位置に戻る。
これにより、表示部１は任意の最適な観察位置に固定される。
【００５４】
このように、本実施形態による位置調整機構によれば、解除ボタン４の操作のみで表示部１の角度調整及び上下方向位置の調整の両方を行うことが可能な上、位置の固定も容易に行うことができる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
（機構の構造）
上記第１の実施形態では、位置調整機構である連結部材３の長さが固定であったため、表示部１の最適な観察位置への移動に際し、上述した理由により観察距離を一定とすると、観察方向については一義的に決まり任意の方向に向けることができず、観察方向を一定にすると、観察距離を任意の位置にすることができない。そこで第２の実施形態に係る位置調整機構では、その長さを可変とすることにより、第１の実施形態で述べたように装着部等に不要な力をかけずに表示部を移動できると共に、観察距離及び観察方向の両方の要素を同時に満たすことができるようにしたものである。
【００５６】
図１４〜図１６は第２の実施形態における連結部材の構造を示す図で、図１４は連結部の外観を示す斜視図、図１５は連結部の上部カバーを外した状態における斜視図、図１６は図１５の状態における平面図である。
図１４に示すように、連結部材４００は部材４０と部材４０の外側を覆うように取り付けられた部材４１からなり、部材４１は部材４０の外壁をガイドとして矢印Ｎ方向に摺動可能に取り付けられている。そして部材４１は表示部１に一体的に設けられた支持部１ａ、１ｂに、部材４０はフレーム２に一体的に設けられた支持部２ａ、２ｂにそれぞれ４０ａ、４１ａにおいて回動自在に取り付けられている。
【００５７】
図１５、図１６において、４２は表示部１側のロックを解除するための解除レバーで、第１の実施形態における解除レバー３８と同様、支持部１ｂに一体的に取り付けられた軸３２の先端部において軸方向に摺動可能に取り付けられていると共に、軸部４２ｈにて表示部１に設けられた支持部１ａに回転自在に支持されている。また軸部４２ｈの先には解除ボタン４が一体的に取り付けられている。そして部材４１の壁部４１ｃと解除レバー４２の間に設けられた圧縮バネ３９により矢印Ｍ方向に付勢されている。さらにレバー４２の切片４２ｃがロック部材３５の角穴部３５ｃに挿入されている。
【００５８】
また解除レバー４２には山型状の突起４２ａが設けられ、部材４０の側壁部に設けられた複数の山型状の歯４０ｃに噛み合っている。
４３はフロントフレーム２側のロックを解除するためのＬ字形状を有する解除レバーで、Ｌ字状の矢印Ｎ方向に平行な部分には長穴４３ａ、それに直角な切片部分には長穴４３ｂを有している。そして長穴４３ａには解除レバー４２に一体的に設けられたリベット状の、頭部４４ａを有する軸４４、４４が嵌合している。また長穴４３ｂには部材４０の底面４０ｂに一体的に設けられた軸４５が嵌合している。
【００５９】
したがって、解除レバー４３の切片部分は部材４０に対し長穴４３ｂ方向にのみ移動できると共に、矢印Ｎに平行な部分は解除レバー４２に対し長穴４３ａ方向に摺動可能である。
また、解除レバー４３の切片部分の先端は、第１の実施形態における切片３８ａと同様、ロック部材３４の角穴３４ｃに挿入されている。
【００６０】
（機構の動作）
図１５、図１６において、解除ボタン４を矢印Ｈ方向に圧縮バネ３９に抗して押すと、第１の実施形態で述べた解除レバー３８と同様、解除レバー４２はロック部材３５を板バネ３７の付勢力に抗して矢印Ｌ方向に動かし表示部１側の軸３２のロックを解除する。
【００６１】
一方、解除レバー４２が矢印Ｈ方向に動いたとき、軸４４、４４を介して解除レバー４３も矢印Ｈ方向に動く。したがって、第１の実施形態で述べた解除レバー３８と同様、解除レバー４３はロック部材３４を板バネ３６の付勢力に抗して矢印Ｋ方向に動かしフロントフレーム２側の軸３０のロックを解除する。
【００６２】
さらに、本実施形態においては、解除ボタン４の押下により、解除レバー４２に設けられた山型状の突起４２ａも部材４０に設けられた山型状の歯４０ｃから離れ、部材４１は部材４０に対し矢印Ｎ方向に移動できるようになる。また解除レバー４２と解除レバー４３は長穴４３ａに沿って相対的に移動可能であるので、表示部１に対する軸３２及びフロントフレーム２に対する軸３０のロックを解除した状態でフロントフレーム２に対する表示部１の距離を可変できる。
【００６３】
このように、本実施形態に係る位置調整機構は、第１の実施形態における効果に加え、長さが可変であることによって、ヘッドマウントディスプレイ装置に用いた場合に任意の視線方向及び観察距離において最適位置となるような調整が可能になる。
【００６４】
＜第３の実施形態＞
上記第１、第２の実施形態においては、解除ボタン４の押下によって軸３０及び３２のロックが同時に解除される構成であったが、本実施形態は、軸ごとにロック解除のタイミングをずらしたことを特徴とする。なお、以下の説明においては軸３０のロック解除を軸３２のロック解除よりも遅くする場合の構成を説明するが、後述するように解除レバーのテーパ位置を変更することにより逆のタイミングとすることも可能である。
【００６５】
図１７は本実施形態における位置調整機構としての連結部材５００のロック状態を示す平面図、図１８は表示部１側のロックを解除した状態を示す平面図である。図１７において、解除ボタン４はＰ１、Ｐ２、Ｐ３で示す位置を取るように構成され、解除ボタン４が図中Ｐ１の位置にあるときはロック部材３４及びロック部材３５の突起部３４ａ及び３５ａがそれぞれ歯車３１、歯車３３に噛み合い、軸３０及び３２はロックされた状態にある。ここで解除レバー４２の切片に設けられたテーパ４２ｃとレバー４３の切片に設けられたテーパ４３ｃとは解除ボタン４側の開始位置が距離ｊだけずらされている。
【００６６】
解除ボタン４をＨ方向にＰ２の位置まで押すと、図１８に示すように解除レバー４２の切片はテーパ４２ｃがロック部材３５の角穴部３５ｃ（図１５参照）に入り込み、ロック部材３５が矢印Ｌ方向に動き表示部１側のロックが解除される。しかしながら、解除レバー４２の切片に設けられたテーパ４３ｃは依然としてロック部材３４の角穴部３４ｃ（図１５参照）の外側にあり、ロック部材３４はロック位置を維持している。したがって軸３０は依然としてロックされた状態である。
【００６７】
またこの状態において、解除レバー４２に設けられた山型状の突起４２ａは連結部材４０に複数設けられた山型状の歯に対し図１８に示すように完全には外れず引っ掛かった状態にある。すなわち、部材４１は部材４０に対し矢印Ｎ方向においてロックされた状態にある。したがってこの状態では、表示部１のみロックが解除され支軸１ａ１ｂに対し自由に回転できる。
【００６８】
さらに解除ボタン４をＰ３の位置まで押すと、解除レバー４３のテーパ４３ｃがロック部材３４の角穴部３４ｃ（図１５参照）内に達し、ロック部材３４を矢印Ｋ方向に動かす。これにより軸３０のロックが解除される。この時、解除レバー４２のテーパ４２ｃはロック部材３５の角穴部３５ｃに入り込んだままなので軸３０のロックは解除されつづける。またこの時、解除レバー４２に設けられた山型状の突起部４２ａは部材４０に複数設けられた山型状の歯４０ｃに対し完全に外れた状態になり、部材４１のロックは解除された状態になる。
したがって解除ボタン４がＰ３の位置まで押された時は、軸３０及び３２のロックが解除されるとともに、連結部材５００の長さを負荷無く自由に可変できる。
【００６９】
【他の実施形態】
上記第１〜３の実施形態において、ロック手段として歯車を使用したが、歯車３１、３３の代りに円筒部の外周に摩擦部材を使用し、これにロック部材を押圧するという方法でもよい。歯車の場合、回転位置精度は歯の間隔に依存するが、摩擦部材であれば任意の回転位置に固定できる。
【００７０】
上述の実施形態においては、ロック部材３４及び３５を付勢する板バネ３６及び３７が独立した構成のみを示したが、一体化した板バネを用いることもできる。部分的に厚みを変えることにより、付勢力に差を付けることも可能である。
【００７１】
また、上述の実施形態においては、解除ボタン４をロック位置方向（矢印Ｍ方向）付勢する圧縮バネ３９を用いた構成を示したが、圧縮バネ３９は必ずしも必要でない。
すなわち、板バネ３６及び３７がロック部材３４及び３５をロック位置方向に付勢する力が十分強く、またテーパの長さ、角度が適切に設定された場合には、板バネ３６がロック部材を押し戻す力によって、解除ボタン４を確実に元の位置に戻すことが可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、２つの軸に対して同時にロック及びロック解除可能としたため、機器の位置調整時に支持部へ不要な力を伝達せず、かつ位置調整を簡単かつ確実に行うことのできる位置調整機構を実現することができる。また、軸毎にロック及びロック解除のタイミングを可変したり、位置調整機構自体の長さを可変することも可能であり、より柔軟性のある位置調整操作を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る位置調整機構を適用したヘッドマウントディスプレイ装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるフレーム７の取り付け構造を説明する図である。
【図３】図２におけるフリクション１５を示す斜視図である。
【図４】バンド８に設けられたつまみ５と、解除ボタン６との位置関係を示す斜視図である。
【図５】解除ボタン６によりつまみ５の移動が制限される構成を説明する水平断面図である。
【図６】サイドフレーム７とバンド８の接続部分を内側からみた斜視図である。
【図７】トップフレーム１０の取り付け構造を説明する垂直断面図である。
【図８】図１のヘッドマウントディスプレイ装置を装着した状態を示す図である。
【図９】第１の実施形態における連結部材の斜視図である。
【図１０】第１の実施形態における連結部材の上部カバーを外した状態での斜視図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】第１の実施形態における機構の動作を示すための平面図である。
【図１４】第２の実施形態における連結部材の斜視図である。
【図１５】第２実施形態における連結部材の上部カバーを外した状態での斜視図である。
【図１６】図１５の平面図である。
【図１７】第３の実施形態における連結部材の構造を示す平面図である。
【図１８】第３の実施形態における機構の動作を示すための平面図である。
【図１９】従来の位置調整機構を用いたヘッドマウントディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図２０】図１９のヘッドマウントディスプレイ装置を装着した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  表示装置
２  フロントフレーム
３  連結部材
４  解除つまみ
５  つまみ
６  解除つまみ
７  サイドフレーム
８  バンド
９  リアバッド
１０  トップフレーム
１１  軸
１２  摩擦部材
１３  ワンウェイクラッチ
１４  板バネ
１５  フリクション
１６  ステー
１７  パッド
１８  パッド取付台
２５  ケーブル
３０  軸
３１  歯車
３２  軸
３３  歯車
３４、３５  ロック部材
３６、３７  板バネ
３８  解除レバー
３９  圧縮バネ
４０、４１  連結部材
４２、４３  解除レバー
４４、４５  軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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