JP5903018B2 - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

本技術は、医療用として用いることができるヘッドマウントディスプレイに関する。

ユーザが頭部に装着して画像を観賞等するための、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が知られている。例えばＨＭＤは、右目用、左目用の画像表示面及び表示素子をそれぞれ有する構成が知られている（特許文献１参照）。このような構成のＨＭＤは、視差のある画像を左右の表示面からユーザの左右の目にそれぞれ表示することができるため、クロストークの無い三次元（３Ｄ）画像を提供することができる。

一方、医療用として用いられる内視鏡装置等においても、３Ｄ画像を提供できる３Ｄ内視鏡装置の実用化が検討されている。内視鏡手術は、通常の外科手術よりも患者に対して低侵襲性であり、近年盛んに行われている。一方で、手術時には、画像を通してのみ患部を確認することとなるため、従来の二次元（２Ｄ）画像では奥行き方向の把握が難しいことがあった。そこで、３Ｄ画像を提供できるＨＭＤを３Ｄ内視鏡装置に接続して用いることにより、リアルな患部の画像を見つつ、より正確かつ迅速な内視鏡手術ができると期待される。

内視鏡手術においてユーザ（術者）は手指を滅菌しているため、ＨＭＤの装着位置がずれた場合に修正することが難しい。したがって、ユーザに対しＨＭＤの装着位置をずれないように装着させる必要がある。例えば特許文献２には、ユーザの額を付勢する前部押圧部と後頭部を付勢する後部押圧部とを備えたＨＭＤが記載されている。

特開２０１１−１４５４８８号公報 特開平１１−２９８８２６号公報

しかしながら、ユーザに対して付勢することでＨＭＤを頭部に保持する構成では、内視鏡手術のように長時間にわたって装着した場合、ユーザに対して付勢力が継続的に負荷されるため、ユーザが痛みや不快感を感じることがある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、装着時のユーザへの負担が少ないＨＭＤを提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、表示部と、装着部とを具備する。
上記表示部は、ユーザの眼前に画像を表示することが可能である。
上記装着部は、上記表示部を支持しユーザの頭部に装着される本体と、上記表示部と上記本体との間に接続され装着時に上記表示部に対する張力として寄与する付勢力を発生することが可能な支持機構とを有する。

上記支持機構は、装着時に表示部に対し張力としての付勢力を発生させる。また上記本体は、支持機構と接続され、支持機構の発生する付勢力の反作用力に対抗しつつ頭部に装着される。これにより上記装着部は、支持機構を介して表示部の自重を本体に分散させ、ユーザの負担を軽減することが可能となる。

上記支持機構は、鉛直上向きの分力を有する付勢力を発生してもよい。
これにより上記支持機構は、表示部の自重を軽減する向きの付勢力を発生することが可能となる。

上記支持機構は、非装着時に第１の長さとなり、装着時に上記第１の長さよりも長い第２の長さとなり上記付勢力としての弾性力を発生させる弾性部材を有してもよい。
上記弾性部材により、装着時に、表示部に対する張力に寄与する弾性力を発生させることが可能となる。

上記弾性部材は、上記第２の長さと上記第２の長さよりも大きい第３の長さとで一定の弾性力を発生するバネを有してもよい。
すなわち、弾性部材としていわゆる定荷重バネを用いることができる。これにより、ユーザの頭部形状によらず、装着時のバネの弾性力を一定とすることができ、ユーザに対する負担を一定とすることができる。

上記支持機構は、上記表示部と上記弾性部材とに接続され、装着時に上記弾性部材が上記第２の長さとなるようにユーザの頭部に装着される接触部材をさらに有してもよい。
これにより、装着時に接触部材がユーザの頭部に接触することが可能となる。したがって、ユーザの頭部形状によらず弾性部材を伸長させ、弾性力を発生させることが可能となる。また、接触部材がユーザの頭部に接触することで、表示部の自重を軽減する向きの摩擦力を発生させることができる。

上記支持機構は、上記表示部と上記接触部材とに接続され上記表示部に対する姿勢を可変に構成される補助部材をさらに有してもよい。
これにより、接触部材の表示部に対する配置の自由度が高めることができる。したがって、接触部材による弾性部材の長さの調整をより円滑に行うことができる。

上記補助部材は、上記表示部に対して回動可能に接続されてもよい。
また上記補助部材は、柔軟性のある材料で形成されてもよい。
これにより、補助部材が表示部に対する姿勢を可変とすることができる。

上記支持機構は、上記接触部材と係合し上記弾性部材を被覆する被覆部材をさらに有し、
上記接触部材は、上記被覆部材と係合しつつ上記弾性部材を上記第１の長さと上記第２の長さとの間で伸縮させるようにスライド可能に構成されてもよい。
上記被覆部材により、弾性部材の劣化や動作安定性を高めることが可能となる。また、接触部材が被覆部材と係合しつつスライドするように構成することができ、接触部材を円滑に動作させることが可能となる。

上記表示部は、第１の軸方向に画像光を出射することが可能な表示面を有し、
上記本体は、
上記表示部と接続され、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に対向する２つの接続部材と、
上記２つの接続部材間をアーチ状に連結する連結部材と、
上記２つの接続部材間に接続され上記表示部と上記第１の軸方向に対向するバンド部材とを有し、
上記支持機構は、上記連結部材に接続されてもよい。

連結部材は、例えば頭頂部付近で支持機構と接続しユーザの左右の側頭部を通るように構成される。これにより連結部材は、側頭部から受ける抗力により支持機構の付勢力の反作用力を打ち消すことができ、装着状態を保持できる。またバンド部材はユーザの後頭部に装着されるように構成され、表示部の前後方向の装着位置を固定することができる。したがって、表示部の自重を支持機構を介して側頭部へ分散させ、かつ表示部の装着位置を保持することが可能となる。

以上のように、本技術によれば、よりユーザへの負担が少ないＨＭＤを提供することが可能となる。

本技術の第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を模式的に示す図である。 本技術の第１の実施形態に係るＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）の構成を示す斜視図である。 図２に示すＨＭＤをｘ軸方向から見た断面図である。 図２に示すＨＭＤ（表示部）の内部構成を示すブロック図である。 図２に示すＨＭＤに係る長さ調整機構の構成例を示す図であり、図３のＡ−Ａ方向から見た断面図である。 図２に示すＨＭＤに係るバネの構成を示す斜視図である。 図２に示すＨＭＤに係る支持機構の要部構成を示す斜視図である。 図２に示すＨＭＤをユーザが装着した直後の態様を示すｘ軸方向から見た断面図である。 図８よりも深くＨＭＤを装着した態様を示すｘ軸方向から見た断面図である。 図２に示すＨＭＤの表示部が適切な相対位置に装着された態様を示すｘ軸方向から見た断面図である。 本技術の第２の実施形態に係るＨＭＤについて、装着部の要部構成を示すｘ軸方向から見た断面図である。 本技術の第３の実施形態に係るＨＭＤをｘ軸方向から見た断面図である。 本技術の第１の実施形態の変形例を示す図であり、支持機構の構成を示す概略側面図である。 図１３に示す支持機構について、図１３のＢ−Ｂ方向から見た概略断面図である。 本技術の第１の実施形態の他の変形例を示す図であり、支持機構の構成を示す概略側面図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施形態＞
［内視鏡システム］
図１は、本技術の一実施形態に係る内視鏡システムの構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る内視鏡システム１００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）１と、内視鏡装置２と、プロセッサユニット３とを有する。本実施形態に係る内視鏡システム１００は、内視鏡手術の際、ＨＭＤ１を装着した術者（ユーザ）が、患者の体内に内視鏡装置２を挿入し、内視鏡装置２によって撮像された患部の様子をＨＭＤ１によって確認しながら、患部に対して切除等の処置をするために用いられる。

内視鏡装置２は、例えば挿入部２１と、操作部２２とを有する。挿入部２１は、体内に挿入されることが可能な管状の構造を有し、患部を撮像するための図示しないＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子や、レンズ等の光学系を内蔵している。また、本実施形態において、撮像素子及び光学系等は、視差を有する右目用、左目用の画像を撮像するために、２個ずつ配置されている。これにより、患部を立体的に表示できる３Ｄ画像のデータを取得することができる。

操作部２２は、手術助手等に把持され、挿入部２１の操作等が可能に構成される。また、操作部２２は、ケーブル２３を介してプロセッサユニット３に接続されている。

プロセッサユニット３は、例えば内視鏡装置２によって取得された画像の処理等を行う画像処理部３１や、内視鏡装置２による撮像時に患部を照射する光源３２、あるいはＨＭＤ１へ出力する画像に関する信号を変換処理するための変換部３３等を含む。光源から照射された光は、例えば挿入部２１の内部に配置された導光用のファイバ等を介して挿入部２１の先端へ導光される。

また、画像処理部３１では、撮像された右目用及び左目用の画像を重ね合わせ、３Ｄ画像データとして処理することができる。当該３Ｄ画像データは、例えばケーブル３６等を介してモニタ装置Ｍに出力され、ＨＭＤ１を装着したユーザ以外の補助者等にも、術中の患部が確認できるように構成される。

ＨＭＤ１は、プロセッサユニット３と電気的に接続され、内視鏡装置２を操作する手術助手等に対し内視鏡画像を観察しながら指示を行うユーザに装着される。ＨＭＤ１とプロセッサユニット３との接続方法は、有線でも無線でも特に限られないが、本実施形態では、例えばディスプレイポート端子により出入力されるケーブル３５によって有線で接続されている。

内視鏡装置２によって撮像された右目用及び左目用の画像に関する信号は、画像処理部３１によって画像信号として処理された後、変換部３３でＨＭＤ１に適合する画像データとしてそれぞれ処理され、ケーブル３５を介してＨＭＤ１に出力される。なお、プロセッサユニット３は、ケーブル３５を介してＨＭＤ１へ駆動電力を供給するよう構成されてもよい。

なお、ＨＭＤ１への出力信号を処理する変換部３３は、画像処理部３１等と同一の筐体に含まれる図示の例に限られず、画像処理部３１等とは別個の筐体に収容されることも可能である。

次に、本実施形態に係るＨＭＤ１の詳細な構成について説明する。

［ＨＭＤ］
図２〜４は、本実施形態に係るＨＭＤ１の構成を示す図であり、図２は斜視図、図３はｘ軸方向から見た断面図、図４は内部構成を示すブロック図である。ＨＭＤ１は、表示部４と、支持機構７を含む装着部５とを有する。

なお、図中のｘ軸方向及びｙ軸方向はＨＭＤ１が属するｘｙｚ座標系における水平方向を示す。ｘ軸方向は、「第２の軸方向」であり、ＨＭＤ１の左右方向とする。ｙ軸方向は、「第１の軸方向」であり、ｘ軸方向と直交するＨＭＤ１の前後方向とする。ｚ軸方向は、ｘ軸方向とｙ軸方向とに直交する方向を示し、ＨＭＤ１の上下方向とする。なお、ＨＭＤ１がユーザに装着された状態においても同様に、ｘ軸方向をユーザの左右方向とし、ｙ軸方向をユーザの前後方向とし、ｚ軸方向をユーザの上下方向とする。

本実施形態に係るＨＭＤ１は、例えばゴーグル形状の非透過型のＨＭＤで構成される。また、表示部４には、後述する装着部５が取り付けられており、装着部５がユーザの頭部に装着されることで、表示部４がユーザの左右の目の前に配置されるよう構成される。

以下、各部の構成について説明する。

（表示部）
表示部４は、筐体４１と、左目用及び右目用の表示面（表示面）４２と、左目用及び右目用の表示素子４３と、画像生成部４４とを有する。なお、表示面（表示面）４２と、表示素子４３とは、左目用及び右目用のいずれも同様の構成であるため、同一の符号を付して説明する。

表示部４は、内視鏡装置２によって撮像された所定の画像をユーザに提示する画像表示装置として構成される。具体的には、まず、画像生成部４４が、プロセッサユニット３を介して取得された画像データに基づき、左右の表示素子４３へそれぞれ出力するための画像信号を生成する。次に、表示素子４３が、これらの画像信号に応じた画像光をそれぞれ表示面４２へ出射し、ユーザに画像が提示される。

筐体４１は、全体として、ユーザの左右の目を被覆して顔面にフィットするように構成される。筐体４１は、全体としてｙ軸方向に膨出する半円盤状に形成され、ユーザの眼前を覆うように構成される。

また筐体４１は、ユーザの左右の目と対向しｙ軸方向に略直交する接眼面４１１を含む。接眼面４１１は、ユーザの左右の目の前に近接して対向するように構成され、例えば中央部には、ユーザの鼻の形状にあわせて切り欠きが形成されていてもよい。

筐体４１の上面には、後述するパッド部５１が配置される。パッド部５１は、装着時にユーザの額に接触し、表示部４の装着位置を固定する。また、筐体４１の上面には、取付孔４１２がそれぞれ形成された一対の突起が配置される。一対の取付孔４１２は、ｘ軸方向に対向し、後述する支持機構７の補助部材７３が取り付けられる。

筐体４１の左右の側面は、それぞれ後述する装着部５の左右の接続部材６１，６２と連接する。

このような構成の筐体４１により、装着時にユーザの眼前をほぼ完全に被覆することができ、ユーザの目に外光が入射せずより画像を見やすくすることができる。

筐体４１の内部には、表示素子４３、画像生成部４４等が収容される。なお、筐体４１の形状は、これらの要素を収容可能で、かつユーザの眼前を被覆できれば上記の半円盤状に限られず、例えば直方体状でもよい。

接眼面４１１には、表示面４２がｘ軸方向に沿って配列されている。表示面４２は、出射する画像光の光軸がｙ軸方向と平行になるように、ｙ軸方向と直交するよう配置される。

表示面４２は、内視鏡装置２により撮像され、所定の処理がなされた右目用及び左目用の画像を、ユーザの左目及び右目にそれぞれ表示することが可能に構成される。表示面４２の形状及び大きさは特に限られないが、本実施形態において、縦約１６ｍｍ、横約３０ｍｍの矩形状でそれぞれ構成される。表示面４２を形成する材料は、透過性を有すれば特に限られず、例えばプラスチック板、ガラス板等が採用される。

画像生成部４４は、本実施形態において、プロセッサユニット３から送信された右目用及び左目用の画像データをＨＭＤ１用の画像信号に変換する、画像データ変換回路等で構成される。画像生成部４４は、ケーブル３５と接続されたディスプレイポート入力端子４４１から内視鏡画像データを取得する。

さらに画像生成部４４は、当該画像データに所定のずらし処理等を行い、ＨＭＤ１に適した左目用及び右目用の画像信号を生成してもよい。これにより、ユーザに対し所望の３Ｄ画像を提示することが可能となる。当該ずらし処理におけるずらし量は、例えばＨＭＤ１の表示素子４３と目の距離、両目の間隔、あるいは後述する虚像位置等から算出される。

画像生成部４４は、生成された左目用及び右目用の画像データを、左右の表示素子４３にそれぞれ出力する。

左右の表示素子４３は、画像生成部４４から入力された画像データに基づいて、左右の表示面４２へ向かって画像光を出射する。表示素子４３は、例えば、表示面４２とｙ軸方向に対向してそれぞれ配置される。これにより、表示素子４３及び表示面４２から出射される画像光の光軸は、ｙ軸方向と平行になる。

表示素子４３は、本実施形態において、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子で構成される。表示素子４３として有機ＥＬ素子を採用することで、小型化、高コントラスト及び迅速な応答性等を実現することができる。

表示素子４３は、例えば複数の赤色有機ＥＬ素子，緑色有機ＥＬ素子，青色有機ＥＬ素子等がマトリクス状に配置された構成を有する。これらの各素子は、アクティブマトリクス型、あるいは単純（パッシブ）マトリクス型等の駆動回路によって駆動されることで、それぞれ所定のタイミング、輝度等にて自発光する。また、表示素子４３は、上記駆動回路が画像生成部４４で生成された画像信号に基づいて制御されることで、表示素子４３全体として所定の画像が表示されるよう構成される。

なお、表示素子４３は上記構成に限られず、例えば、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を採用することも可能である。

表示素子４３と表示面４２との間には、光学系として、例えば図示しない複数の接眼レンズがそれぞれ配置される。これらの接眼レンズとユーザの目とを所定距離で対向させることにより、ユーザに対し、所定位置（虚像位置）に表示されるように見える虚像を観察させることが可能となる。虚像位置及び虚像の大きさは、表示素子４３及び光学系の構成等によって設定され、例えば、虚像の大きさが映画館サイズの７５０インチであり、虚像位置がユーザから約２０ｍ離れた位置とするように設定される。

ここで、ユーザに虚像を観察させるためには、表示素子４３からｙ軸方向を光軸方向として出射される画像光が、接眼レンズ等により左右の目の網膜上にそれぞれ結像するように、表示部４をユーザに対して配置する。

このことから、ユーザに所定の画像を観察させるためには、表示面４２とユーザの左右の目とがそれぞれｙ軸方向に対向するように表示部４を配置する必要がある。言い換えれば、表示面４２が配列されるｘ軸方向がユーザの左右の目を結んだラインと平行になるよう、ユーザに対して適切な相対位置に配置される。

表示部４の配置が適切な相対位置でない場合には、ピントがぼけた画像となったり、３Ｄ画像にブレが生じたりすることで、ユーザは所望の画像を見ることができない。また、内視鏡手術中においてユーザは手指を滅菌しており、長時間にわたりＨＭＤ１の装着位置を修正することが難しい。これにより、術前のＨＭＤ１の装着に際し、表示部４を適切な相対位置に調整し、さらに装着している間、当該位置がずれないように表示部４を頭部に固定する必要がある。

また、本実施形態に係る表示部４は、光学系として複数の接眼レンズを有するため、例えば約４００ｇの重量となる。したがって、ユーザの頭部に対して表示部４を適切な相対位置に保持するためには、自重によりずれ落ちることのないよう表示部４を支持する必要がある。この場合、装着部材をユーザに対して強い力で締め付けて、その反作用力により表示部４を保持する装着方法が一般的だが、このような装着方法ではユーザに対して負担が大きく、ユーザが痛みや不快感を感じることがあった。

そこで本実施形態に係るＨＭＤ１は、以下の装着部５を有することにより、表示部４の装着位置を保持し、かつ装着時にユーザへ与える負担を軽減することが可能となる。

（装着部）
装着部５は、本体６と、支持機構７とを有する。本体６は、表示部４を支持しユーザの頭部に装着される。支持機構７は、表示部４と本体６との間に接続され装着時に上記表示部に対する張力として寄与する付勢力を発生することが可能となる。以下、具体的な構成について説明する。

本体６は、ユーザの頭部に装着される３つの部材から構成される。すなわち本体６は、表示部４と接続されｘ軸方向（左右方向）に対向する２つ（左右）の接続部材６１，６２と、接続部材６１，６２間をアーチ状に連結する連結部材６３と、接続部材６１，６２間に接続され表示部４とｙ軸方向に対向するバンド部材６４とを有する。

接続部材６１，６２は、一端が表示部４の筐体４１の左右の側面に連接し、他端がバンド部材６４と接続する。接続部材６１，６２は、例えばｚ軸方向から見たときにｙ軸方向と略平行に延在し、ｘ軸方向から見たときに一部がｚ軸方向上方に屈折するように構成される。これにより接続部材６１，６２は、ユーザの装着時に、左右の側頭部から耳介の上部を通ることができ、さらに耳介の裏側に到達してバンド部材６４と接続するように配置される。

接続部材６１，６２は、表示部４に対して左右方向に若干撓むことが可能に構成されてもよい。このような接続部材６１，６２の材料としては、例えばナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂等が採用される。また、ユーザと接触する側に、例えば発泡ウレタン製のスポンジ等のより柔軟性のある材料を貼り付けてもよい。これにより、よりユーザの装着感を高めることができる。さらにこれらの材料を合成皮革等で包むことにより、手術中に飛散する血液等による汚染を防止し、かつ装着感をより高めることが可能となる。

連結部材６３は、全体としてアーチ状に構成される。連結部材６３は、両端部がそれぞれ接続部材６１，６２と接続され、頂部（中央部）で支持機構７と接続される。言い換えれば、連結部材６３は、支持機構７と接続された中央部を境に、左側頭部に装着される左アームと、右側頭部に装着される右アームとを有する構造となる。

連結部材６３の両端部と接続部材６１，６２との接続箇所は特に限られないが、例えば接続部材６１，６２のｚ軸方向に屈折する部分であれば、より連結部材６３を短く構成することができる。また、連結部材６３と接続部材６１，６２との接続方法も特に限られない。例えば接続用の別部材を介してネジ等で固定でもよいし、連結部材６３の端部が接続部材６１，６２内に挿入され嵌合されるように構成してもよい。

連結部材６３は、本実施形態において、基材６３１と、左右の長さ調整機構６５とを有する。基材６３１は、弾性部材７１と接続される頂部を含み、湾曲して形成される。左右の長さ調整機構６５は、基材６３１の左右の端部にそれぞれ接続され、接続部材６１，６２とそれぞれ接続される。なお、左右の長さ調整機構６５は、いずれも同様の構成であるため、同一の符号を付して説明する。

基材６３１は、一般のユーザの頭部の曲率よりも小さい曲率で湾曲するように構成され、例えばＳＵＳ等の弾性のある金属等で形成される。このような基材６３１により、連結部材６３は、装着時にユーザの頭部にフィットすることが可能となる。また、基材６３１と長さ調整機構６５との接続方法は特に限られない。例えば、後述する長さ調整機構６５のハウジング６５１の周囲に基材取付部材６６が取り付けられ、基材６３１が基材取付部材６６とハウジング６５１との間に挿入されてネジ等により固定されてもよい。

長さ調整機構６５は、支持機構７と接続部材６１，６２との間の連結部材６３の長さを調整することが可能に構成される。長さ調整機構６５は、支持機構７を挟んで基材６３１にそれぞれ接続され、装着時に左右の側頭部に装着される。すなわち、本実施形態に係る長さ調整機構６５は、接続部材６１，６２とそれぞれ接続される端部を含み、連結部材６３の左右のアームを構成する。なお左右の長さ調整機構６５は、いずれも同様の構成であるため、同一の符号を付して説明する。

図５は、長さ調整機構６５の構成例を示す、図３のＡ−Ａ方向から見た断面図である。長さ調整機構６５の構成は特に限られない。例えば、図５に示すように、ハウジング６５１と、スライダ部材６５２と、バネ材６５３とを有し、スライダ部材６５２がバネ材６５３を介してハウジング６５１と係合しつつ、ハウジング６５１に対してスライダ部材６５２が移動可能に構成されてもよい。なお、図５において基材６３１の図示は省略している。

ハウジング６５１は、基材６３１に接続し、湾曲して延びる鞘状に形成される。ハウジング６５１は、内面に波状構造６５４を有してもよい。波状構造６５４は、例えば周期的で滑らかな凹凸構造であり、例えばバネ材６５３の先端部の形状と対応するように構成される。また、波状構造６５４は、例えばユーザに装着される側に配置されるハウジング６５１の内面に形成される。

スライダ部材６５２は、接続部材６１（又は接続部材６２）に接続し、ハウジング６５１内に一端が挿入されることが可能に構成される。さらにスライダ部材６５２は、ハウジング６５１に対して長手方向に移動可能に構成される。なお、スライダ部材６５２は、ハウジング６５１に対して突出する抜止め６５７を有することにより、ハウジング６５１から端部が抜け落ちることを防止することができる。

バネ材６５３は、波状構造６５４と係合することが可能に形成され、スライダ部材６５２に保持される。バネ材６５３の形状は波状構造６５４と係合可能であれば特に限られないが、図５に示すように、先端部が波状構造６５４の凹部と係合するように湾曲していてもよい。バネ材６５３の材料は板バネとして一般に用いられる金属等が採用され、例えばＳＵＳ、りん青銅等が挙げられる。

スライダ部材６５２におけるバネ材６５３を保持する構成は特に限られない。例えばスライダ部材６５２は、波状構造６５４と接しバネ材６５３が配置される凹部６５５ａが形成された第１の保持部６５５と、凹部に配置され第１の保持部６５５との間でバネ材６５３を挟持する第２の保持部６５６とを有してもよい。バネ材６５３は、第１及び第２の保持部６５５，６５６に保持されることで、ハウジング６５１の厚み方向に撓むことが可能に構成される。ここでいう「ハウジング６５１の厚み方向」とは、波状構造６５４が形成された内面と略直交する方向とする。

長さ調整機構６５は、上記構成例において、以下のように連結部材６３の長さを調整する。まず、連結部材６３の長手方向にスライダ部材６５２に所定の大きさ以上の力を付加する。そうすると、バネ材６５３がハウジング６５１の厚み方向に撓み、バネ材６５３と波状構造６５４の凹部と係合が外れ、当該長手方向にスライダ部材６５２が移動する。この結果、バネ材６５３が波状構造６５４の隣の凹部と係合することとなり、連結部材６３の長さが波状構造６５４の凹凸の周期分変化する。したがって長さ調整機構６５は、ステップ状に長さを変更することが可能となり、かつバネ材６５３の弾性力によりユーザにクリック感を与えることができる。

一方、スライダ部材６５２を引く力が所定の力未満の場合には、バネ材６５３の弾性力によりバネ材６５３と波状構造６５４の係合状態が保持される。すなわち、連結部材６３の長手方向にバネ材６５３と波状構造との係合が外れるほどの力が発生しない通常の装着時においては、連結部材６３の長さが保持され、ＨＭＤ１の装着状態を維持することができる。

バンド部材６４は、例えば全体として一本の帯状に構成され、接続部材６１，６２に両端部が接続される。バンド部材６４と接続部材６１，６２との接続方法は特に限られず、例えばバンド部材６４の端部が挿入孔等を介して接続部材６１，６２内に挿入され、当該端部が接続部材６１，６２の内部に接着される方法等を採用することができる。

バンド部材６４は、例えば柔軟性のある材料で形成され、具体的にはシリコーンゴム、ウレタンゴム等の熱硬化性樹脂系エラストマー、ポリプロピレン製等の布及びポリ塩化ビニル等の樹脂材料や、加硫ゴム等を用いることができる。このようなバンド部材６４は、ユーザの後頭部の形状にあわせてフィットするように構成されることが可能である。

またバンド部材６４は、連結部材６３と同様に長さ調整機構を有してもよい。当該機構の構成は特に限られないが、例えば図５に示した長さ調整機構６５と同様の、ステップ状に長さが調整可能な構成とすることができる。

以上のような構成の本体６により表示部４及び支持機構７が支持される。支持機構７は、表示部４と連結部材６３とに接続され、例えばユーザの前頭部から頭頂部後方にかけて装着される。以下、支持機構７の具体的な構成について説明する。

支持機構７は、弾性部材７１と、接触部材７２と、補助部材７３とを有する。支持機構７は、表示部４側から補助部材７３、接触部材７２、弾性部材７１の順に直列に接続され、弾性部材７１が連結部材６３と接続される。

弾性部材７１は、非装着時に第１の長さとなり、装着時に第１の長さよりも長い第２の長さとなる。例えば第１の長さは、弾性部材７１の自然長であり、第２の長さは、弾性力を発揮する長さである。すなわち弾性部材７１は、第２の長さ以上に伸長することで、表示部４に対する付勢力としての弾性力を作用する。

弾性部材７１は、本実施形態においてバネ７１１を有する。バネ７１１は、第２の長さと、第２の長さよりも大きい第３の長さとで一定の弾性力を発生する、いわゆる定荷重バネである。例えば第２の長さは、一定の弾性力を発揮する最小の長さとしてもよい。すなわちバネ７１１は、第２の長さ以上であれば、ストロークにかかわらずおよそ一定の弾性力を作用する。このようなバネ７１１としては、例えばサンコースプリング株式会社製の「コンストン（登録商標）」を採用することができる。

図６は、本実施形態に係るバネ７１１の構成を示す斜視図である。バネ７１１は、ｘ軸まわりに回転することが可能なホイール７１２と、ホイール７１２に巻回されるバネ材７１３とを含む。

ホイール７１２は、回転軸Ｌが嵌合される軸孔が形成され、例えば樹脂や金属等の材料で構成される。回転軸Ｌは、後述する被覆部材７４及びバネ支持部材７５とに支持され、本実施形態においてｘ軸方向と平行に配置される。なお、図２及び図６において、回転軸Ｌの図示を省略している。

バネ材７１３は、典型的にはテープ状の金属で構成され、例えばＳＵＳが採用される。バネ材７１３には、引き出される側の端部に取付孔７１４が形成される。取付孔７１４は、接触部材７２の後述する第１の接続部７２１ａに対しネジ等により固定される。

バネ７１１は、接触部材７２がホイール７１２（回転軸Ｌ）に対して移動することで、バネ材７１３がホイール７１２から引き出され、第１の長さから第３の長さまで長さが変化する。本実施形態においてバネ７１１の「長さ」は、例えば境界線Ｂからバネ材７１３の取付孔７１４までの長さをいうものとする。なお境界線Ｂは、バネ材７１３上の仮想線であり、ホイール７１２から引き出されたバネ材７１３がホイール７２１又はホイール７２１に巻回されたバネ材７１３に接する領域と、引き出されたバネ材７１３がこれらから離間する領域との間の境界線とする。

接触部材７２は、表示部４と弾性部材７１とに接続され、装着時に弾性部材７１が第２の長さとなるようにユーザの頭部に装着される。また接触部材７２は、本実施形態において、補助部材７３を介して表示部４と接続される。接触部材７２は、鞘部材７２１と、スペーサ７２２とを含み、鞘部材７２１とスペーサ７２２との２段構造として構成される。

鞘部材７２１は、弾性部材７１側の端部に配置される第１の接続部７２１ａと、補助部材７３側の端部に配置される第２の接続部７２１ｂとを含む。鞘部材７２１は、全体としてユーザの頭部に沿って形成される細長い構造を有し、本実施形態において、弾性部材７１側の端部である後方と、装着時のユーザ側である下方とは開放される。さらに表示部４側の端部である前面には、補助部材７３の一端を内部へ挿入させるための挿入孔７２１ｃが形成される。鞘部材７２１を構成する材料としては、樹脂や金属等を適宜採用することができる。

第１の接続部７２１ａは、弾性部材７１と接続する。第１の接続部７２１ａは、例えば鞘部材７２１の上面から内方に向かって突出するように形成され、バネ７１１の取付孔７１４と接続される。接続方法としては、例えば第１の接続部７２１ａにネジ孔が形成されることにより、バネ７１１の取付孔７１４と当該ネジ孔とを螺合する方法を採用してもよい。またこれに限られず、接着剤等を用いて接続してもよい。

第２の接続部７２１ｂは、補助部材７３と接続する。第２の接続部７２１ｂは、例えば鞘部材７２１の内部に配置された接着面を有する台座状の構成とすることができる。この場合に第２の接続部７２１ｂは、挿入孔７２１ｃから挿入された補助部材７３の一端を当該接着面上に接着させることで、補助部材７３と接続される。また、補助部材７３との接続方法は上記に限られず、例えば第１の接続部７２１ａと同様にネジ等を用いる方法でもよい。

さらに鞘部材７２１は、長手方向に沿って左右の側面に形成される一対の係合溝７２１ｄを含む（図２、図７参照）。係合溝７２１ｄは、後述する被覆部材７４と係合しつつ鞘部材７２１の長手方向に沿ってスライド可能に構成される。係合溝７２１ｄの構成は特に限られず、例えば側面から内部へ貫通する孔として形成されてもよく、あるいは左右の側面に形成された凹部であってもよい。

スペーサ７２２は、鞘部材７２１の長手方向に沿って形成され、頭部表面と略垂直方向の厚みを有する。スペーサ７２２は、鞘部材７２１のユーザに装着される側に取り付けられ、装着時にユーザと接触する。スペーサ７２２を構成する材料は特に限られないが、例えば、ユーザの頭部と接触してｙ軸方向後方の摩擦力を発生し、かつ装着感の高い材料を採用することができる。このような材料として、具体的には、発泡ウレタン製のスポンジ等の柔軟性のある材料が挙げられる。さらに、このような柔軟性のある材料を合成皮革等で包み込むことで、スペーサ７２２の装着感及びデザイン性をより高めることができる。

補助部材７３は、全体として帯状に構成され、一端を接触部材７２の第２の接続部７２１ｂに、他端を表示部４に接続され、表示部４に対する姿勢を可変に構成される。補助部材７３は、本実施形態において、バンド７３１と、取付具７３２とを含む。

バンド７３１は、第２の接続部７２１ｂに接続される端部と、取付具７３２と接続される表示部４側の端部とを含む。バンド７３１は、例えば柔軟性のある材料で形成され、具体的には、ポリプロピレン製等の布やポリ塩化ビニル等の樹脂材料、ゴム材料等の変形可能な材料を採用することができる。

取付具７３２は、バンド７３１の表示部４側の端部に取り付けられ、表示部４の取付孔４１２と接続される。取付具７３２は、例えばバンド７３１の端部と嵌合する溝が形成された矩形の板状に構成され、当該溝の開口と対向してｘ軸方向に沿った軸部７３２ａが形成される。軸部７３２ａは、表示部４の一対の取付孔４１２ａに対し回動可能に係合する。これにより、補助部材７３が、表示部４に対しｘ軸まわりに回動可能に接続される。また、軸部７３２ａのｘ軸方向に対向する両端には、ｘ軸方向への取付孔４１２ａからの抜けを防止する一対の抜止め（図示せず）等が形成されていてもよい。

なお、補助部材７３の構成は上記に限られない。例えば、別個の取付具を有さず、バンドと取付具とが一体に構成されていてもよい。

さらに支持機構７は、本実施形態において被覆部材７４と、バネ支持部材７５とを有する。

図７は、支持機構７の要部の構成を示す斜視図であり、具体的には、接触部材７２、被覆部材７４及びバネ支持部材７５の構成を示す。なお、接触部材７２は、説明のため右半分を切除した態様を示す。

被覆部材７４は、弾性部材７１に接続され、接触部材７２と係合しつつ接触部材７２に対して移動可能に構成される。被覆部材７４は、全体として接触部材７２の長手方向に沿って形成され、バネ７１１と、接触部材７２の鞘部材７２１の上面及び左右の側面の一部とを被覆することが可能に構成される。被覆部材７４は、バネ７１１を被覆することで、液体の付着やユーザの接触等によるバネ材７１３の劣化を防止することができ、かつバネ７１１の異物の巻き込み等による動作不良を防止することができる。

被覆部材７４は、本実施形態においてバネ支持部材７５を介してバネ７１１の回転軸Ｌまわりに回動可能に接続され、回転軸Ｌを回転可能に支持するように構成される。なお、図７において回転軸Ｌの図示を省略している。

被覆部材７４は、接触部材７２と係合する係合部７４１を有する。係合部７４１は、係合溝７２１ｄと係合することが可能に構成される。例えば、係合部７４１は、被覆部材７４の左右の側面から被覆部材７４の内方（ｘ軸方向）に突出し、長手方向に沿って形成された一対の突起で構成される。

上記構成により、接触部材７２は、被覆部材７４と係合しつつスライド可能に構成される。すなわち接触部材７２は、被覆部材７４からｙ軸方向に引き出され、あるいは被覆部材７４へ引き込まれるように移動することが可能となり、円滑に動作することが可能となる。これに伴い、接触部材７２と接続される弾性部材７１も、第１の長さと第２の長さとの間で伸縮することが可能となる。

バネ支持部材７５は、回転軸Ｌを回転可能に支持するように構成される。本実施形態において、バネ支持部材７５は、例えば左右及び前後の側面と下面とを有し、バネ７１１のホイール７１２を収容するように構成される。なお本実施形態に係る被覆部材７４は、バネ支持部材７５に対して回動するように構成されている。

さらにバネ支持部材７５の下面には、連結部材６３を取り付けることが可能な連結部材取付孔７６１が形成される。バネ支持部材７５は、連結部材取付孔７６１を介して、例えばネジによって連結部材６３と接続される。なおバネ支持部材７５と連結部材６３との間には、例えばネジが貫通する貫通孔が形成された当て板等の別個の部材をさらに配置することも可能である。

一方、装着部５は、さらにパッド部５１を有してもよい。パッド部５１は、筐体４１の上面に配置され、装着時にユーザの額に接触するように構成される。パッド部５１は、バンド部材７４とともに表示部４の前後方向の装着位置を固定することが可能に構成される。

パッド部５１は、例えばパッド取付機構を介してユーザに対向するように筐体４１に取り付けられるパッド本体を有してもよい。パッド取付機構の構成は特に限られないが、例えばｘ軸方向に伸びる回転軸を有し、パッド本体を筐体４１に対しｘ軸まわりに回動可能に構成してもよい。これによりパッド部５１のｘ軸まわりの角度を変更することが可能となり、個々のユーザにあわせてより快適な装着位置に調整することができる。

またパッド部５１は、パッド本体の取付位置をｚ軸方向に変更可能であってもよい。これによっても、パッド部５１の装着位置をより適切なものに調整することができる。

さらにパッド部５１は、パッド本体のユーザと接触する側に、発泡ウレタン製等の柔軟なクッション材を配置してもよい。これにより、より装着感を高めることができる。

以上のような構成の装着部５により、表示部４が支持され、ユーザの眼前に装着される。次に、ＨＭＤ１の装着方法について説明する。

［装着方法］
まずユーザにより左右の接続部材６１，６２が左右の外方に広げられ、ＨＭＤ１がユーザの上方から頭部に被せられる。本実施形態において接続部材６１，６２が弾性を有する材料で構成されるため、上記動作が可能である。このとき表示部４及び接続部材６１，６２等がユーザの頭頂部から頸部に向かって下降していく。

このとき接触部材７２は、まず補助部材７４側の端部が頭頂部付近と接触する。そして、表示部４の下降に伴い被覆部材７４から引き出されるように前方に移動する。また被覆部材７４は、回転軸Ｌまわりの回動によりユーザの頭頂部前方の形状に沿って装着される。一方連結部材６３は、基材６３１の弾性力により、ユーザの側頭部にフィットしつつ下降する。

このようにして、ＨＭＤ１全体がユーザの頭部に仮装着される。このとき接続部材６１，６２は、それぞれユーザの左右の側頭部に配置され、例えば左右のこめかみ付近から耳介の裏側まで延びるように装着される。連結部材６３は、例えば左右の耳介の上方で接続部材６１，６２に接続され、側頭部から頭頂部後方を跨ぐように装着される。また、バンド部材７４は、ユーザの後頭部に装着され、例えば左右の耳介の裏側から頸部に近い後頭部にかけて装着される。パッド部５１は、ユーザの額に接触している。

次に、表示部４がユーザの目と適切な相対位置となるように、長さ調整機構６５によって連結部材６３の長さを調整する。すなわち、表示面４２と左右の目とがそれぞれｙ軸方向に対向し、ｙ軸方向を光軸方向として出射される画像光が接眼レンズ等により左右の目の網膜上にそれぞれ結像するように、連結部材６３の長さを調整する。

具体的には、ユーザは、表示面４２に表示される画像を見ながら、ピントが合い、かつ３Ｄ画像のブレ等が生じない、所望の画像となるように表示部４の位置及び連結部材６３の長さを調整する。このときの画像は、ピント合わせ専用の画像でもよいし、内視鏡装置２を通じて撮像された画像でもよい。

さらに、バンド部材６４が長さ調整機構等を有している場合には、適切な相対位置においてパッド部５１がユーザの額を軽く押圧するように当該長さ調整機構を調整することができる。これにより、ユーザの前後の頭部の動きに対してもＨＭＤ１が装着位置を保持することができる。なおバンド部材６４が弾性材料で形成されている場合は、長さ調整機構等によらず、弾性力によりＨＭＤ１の装着位置を保持することが可能となる。

また、上記方法によりＨＭＤ１の装着位置を調整する場合には、予めＨＭＤ１を起動しておく。起動方法として、例えば、パッド部５１が起動スイッチとして機能し、ユーザの額によって押圧された場合に起動するようにしてもよい。

上記装着方法のＨＭＤ１を被る過程では、支持機構７の接触部材７２が被覆部材７４から引き出され、その態様を変化させる。そこで次に、ＨＭＤ１を被る際の装着部５の動作について支持機構７を中心に説明する。

［装着部の動作］
図８〜１０は、本実施形態に係るＨＭＤ１を装着する際の、装着部５の動作を説明するための図であり、ｘ軸方向から見た断面図である。なお、図中のＨはユーザの頭部を示す。

非装着時のＨＭＤ１は、図３に示される。非装着時において、バネ７１１は自然長の第１の長さであり、接触部材７２と被覆部材７４との重複する長さは最大となっている。すなわち、弾性部材７１は弾性力を生じていない。また、弾性部材７１（被覆部材７４）及び接触部材７２は、ｘ軸方向から見たときにｙ軸方向と例えば約３０°傾いた状態で配置される。

図８は、ＨＭＤ１の装着を開始した直後の装着部５の態様を示す。接触部材７２は、補助部材７３側の端部付近のスペーサ７２２がユーザの頭部に接触している。このとき、未装着状態と同様に、バネ７１１は自然長の第１の長さであり、接触部材７２と被覆部材７４との重複する長さは最大である。また、被覆部材７４及び接触部材７２は、ｘ軸方向から見たときに例えば非装着時と同様に傾斜している。

一方連結部材６３は、上述のように、ユーザの側頭部にフィットしつつｚ軸方向下方に移動する。

図９は、図８に示す態様よりもより深くＨＭＤ１を装着した態様を示す。表示部４は、ユーザの前頭部から眼前に向かって下方に移動していく。このとき接触部材７２には、補助部材７３を介して、表示部４の自重とユーザ等によって下方へ引き下げる力とが負荷される。これにより、接触部材７２は頭部に沿って前方へ移動し、接触部材７２とユーザの頭部との接触する位置は、表示部４側の端部から弾性部材７１側の端部に向かって移動する。また本実施形態では支持機構７が補助部材７３を有するため、接触部材７２が円滑に移動することが可能となる。

このとき接触部材７２は、被覆部材７４の係合部７４１と係合しつつ、被覆部材７４から前方に引き出される。接触部材７２に接続されたバネ材７１３は、接触部材７２の前方への移動に伴いホイール７１２から引き出される。これにより、バネ７１１が第１の長さ以上の長さとなりわずかに弾性力を生じる。

一方連結部材６３は、ユーザの側頭部の後頭部寄りにフィットしつつ、下方へ移動していく。この連結部材６３の移動に伴い、被覆部材７４は、頭部形状に沿うように回転軸Ｌのまわりに回動する。これにより、被覆部材７４及び接触部材７２とｙ軸方向とのなす角度が小さくなる。

ここで、連結部材６３は、ユーザの側頭部に対して弾性力を及ぼし、ユーザの側頭部から反作用力を受ける。このとき、当該反作用力は、側頭部後方が傾斜していることにより、ｙ軸方向後方に向かう成分を有する。これによって、ｙ軸方向前方への成分を有するバネ７１１（弾性部材７１）の弾性力の反作用力が、弾性部材７１に接続された連結部材６３の受ける反作用力により打ち消され、連結部材６３が弾性部材７１の弾性力に抗いユーザの側頭部に保持される。したがって、連結部材６３が弾性部材７１及び接触部材７２の前滑りを防止し、バネ７１１の伸張及び弾性力の発生を可能とする。

図１０は、表示部４が適切な相対位置に装着された態様を示す。接触部材７２は、例えば一部が頭部の前方に一部が突出している。また接触部材７２及び被覆部材７４は、被覆部材７４の回転軸Ｌまわりの回動に伴い頭頂部前方から後方に沿って配置され、例えばｙ軸方向に略平行となる。これに伴い、連結部材６３は、例えば側頭部後方に配置される。このように被覆部材７４は、本実施形態において回転軸Ｌのまわりに回動可能であり、連結部材６３をユーザの頭部形状によらず所定位置に配置することができる。

また弾性部材７１は、連結部材６３及び被覆部材７４に支持され、例えば頭頂部後方に配置される。これにより、バネ材７１３がホイール７１２からさらに引き出され、バネ７１１が第２の長さとなる。

ここで支持機構７は、接触部材７２及び補助部材７３を介して表示部４に対しｚ軸方向上方（鉛直上向き）の分力を有する付勢力を発生する。弾性部材７１は、ｙ軸方向後方の成分を有する弾性力を生じ、当該弾性力がこの付勢力に寄与することとなる。すなわち支持機構７は、非装着時には上述のように弾性力が発生しないが、装着時には張力に寄与する弾性力を発生し、表示部４の自重を軽減することができる。

一方連結部材６３は、弾性部材７１から、ｙ軸方向前方の成分を有する弾性力の反作用力を受ける。ここで連結部材６３は、ユーザの頭部から、ｙ軸方向後方の成分を有する自身の弾性力の反作用力を受ける。これにより連結部材６３は、弾性部材７１の弾性力に抗って例えば側頭部後方の所定位置に固定される。

このように本実施形態に係る支持機構７は、弾性部材７１の弾性力を介して表示部４の自重をユーザの側頭部への荷重として分散させることが可能である。これにより、表示部４の荷重がパッド部５１等へ集中することなく、ユーザへの負担を軽減することができる。したがって、内視鏡手術中のように表示部４を長時間にわたり装着した場合であっても、ユーザに負担が少ないＨＭＤ１を提供することができる。

また接触部材７２は、ユーザの頭部からｚ軸方向上方の成分を有する抗力を受け、スペーサ７２２と頭部との間にｙ軸方向後方の摩擦力が発生する。したがって接触部材７２は、ユーザの頭部上をｙ軸方向に移動することなく、バネ７１１を伸張させることができる。

さらに本実施形態に係る接触部材７２は、スペーサ７２２を有するため、頭部の小さいユーザであっても接触部材７２を頭部に接触させることができる。これにより、ユーザの頭部形状によらずバネ７１１を安定的に伸張させることができ、弾性部材７１に確実に弾性力を発生させることが可能となる。

加えて本実施形態に係るバネ７１１は、定荷重バネであるため、バネ７１１が第２の長さ以上であれば弾性力がほぼ一定に保持される。これにより、ユーザの頭部の大きさ及び形状等によらず、弾性力をほぼ一定とすることができ、ユーザへの負担等の個人差を少なくすることができる。

＜第２の実施形態＞
図１１は、本技術の第２の実施形態に係るＨＭＤの構成を示す図であり、装着部の要部をｘ軸方向から見た断面図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態に係るＨＭＤ１Ａは、弾性部材７１Ａのバネ７１１Ａが第１の実施形態とは異なる。すなわち、バネ７１１Ａが引張コイルバネで構成される。バネ７１１Ａは、一端を接触部材７２Ａの第１の接続部７２１Ａａと接続され、他端をバネ支持部材７５Ａの接続部７５１Ａと接続される。

バネ７１１Ａは、定荷重バネとは異なり、以下のフックの法則に従い弾性力が発生する。すなわち、Ｆをバネに対する荷重、ｋをバネ定数、ｙを変位とすると
Ｆ＝ｋｙ
が成り立つ。これにより、変位に比例して荷重が大きくなり、当該荷重の反作用力としての弾性力も変位に比例して大きくなる。

接触部材７２Ａの鞘部材７２１Ａは、第１の実施形態と同様に、バネ７１１Ａと接続される第１の接続部７２１Ａａを有する。第１の接続部７２１Ａａは、例えば鞘部材７２１Ａの上面から内方に向かって突出するように形成される。第１の接続部７２１Ａａとバネ７１１Ａの端部との接続方法は特に限られず、例えばバネ７１１Ａの先端部を鉤状に加工し、当該鉤状部分を第１の接続部７２１Ａａに形成された接続孔に係合させてもよい。

なお、図示は省略するが、接触部材７２Ａは第１の実施形態と同様、スペーサを有していてもよい。

バネ支持部材７５Ａは、接続部７５１Ａを有し、第１の実施形態と同様に連結部材６３と接続される。接続部７５１Ａは、バネ７１１Ａの連結部材６３側の端部と接続され、例えばｘ軸方向に突出する軸状に構成される。第１の接続部７２１Ａａとバネ７１１Ａとの接続方法は特に限られず、例えばバネ７１１Ａの先端部を接続部７５１Ａに巻き付けることで接続してもよい。

被覆部材７４Ａは、一端をバネ支持部材７５Ａの接続部７５１Ａに回動可能に支持され、バネ７１１Ａ及び接触部材７２Ａを被覆することが可能に構成される。

上記構成により、接触部材７２Ａは、第１の実施形態と同様に被覆部材７４Ａに対して引き出されることが可能となり、これによりバネ７１１Ａを伸張させ、弾性力を発生させることが可能となる。

以上の実施形態も第１の実施形態と同様に、弾性部材７１Ａの弾性力が表示部４に対する張力に寄与し、かつ弾性部材７１Ａに接続される連結部材６３がユーザの頭部に装着されることで、表示部４の自重を分散させることが可能となる。

＜第３の実施形態＞
図１２は、本技術の第３の実施形態に係るＨＭＤをｘ軸方向から見た断面図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態に係るＨＭＤ１Ｂは、弾性部材７１Ｂのバネ７１１Ｂが第１の実施形態とは異なる。すなわち、バネ７１１Ｂが第１の実施形態と同様に定荷重バネで構成されるが、バネ材７１３Ｂの引き出される側の端部が表示部４に直接接続される。すなわち、本実施形態に係る支持機構７Ｂは、補助部材を有さなくてもよい。

本実施形態において、バネ材７１３Ｂの表示部４側の端部には、例えば取付具７１４Ｂが取り付けられる。取付具７１４Ｂは、第１の実施形態の補助部材７３の取付具７３２と同様の構成を有してもよい。すなわち取付具７１４Ｂは、バネ材７１３Ｂの端部と嵌合する溝が形成された矩形の板状に構成され、当該溝の開口と対向してｘ軸方向に沿った軸部７１４Ｂａが形成される。また、取付具７１４Ｂは、軸部７１４Ｂａが表示部４の一対の取付孔４１２にそれぞれ回動可能に係合する。これにより、バネ材７１３Ｂの端部が、表示部４に対しｘ軸まわりに回動可能に接続される。

接触部材７２Ｂは、弾性部材７１Ｂと接続され、装着時に弾性部材７１Ｂが弾性力を発生する長さとなるようにユーザの頭部に装着される。すなわち接触部材７２Ｂは、弾性部材７１Ｂを介して表示部４にも接続されている。また接触部材７２Ｂは、第１の実施形態と同様に、鞘部材７２１Ｂとスペーサ７２２Ｂとを有する。

鞘部材７２１Ｂは、本実施形態において、第１の実施形態に係る第２の接続部と同様の構成を有する接続部７２１Ｂｂを有する。すなわち接続部７２１Ｂｂは、例えば鞘部材７２１の内部に配置された接着面を有する台座上の構成とすることができ、バネ材７１３Ｂの一部を当該接着面上に接着させることで、バネ材７１３Ｂと接続される。なおバネ材７１３Ｂは、第１の実施形態に係る挿入孔７２１ｃと同様の構成の挿入孔７２１Ｂｃを通るように配置される。

上記構成の接触部材７２Ｂにより、ＨＭＤ１Ｂの装着の際、第１の実施形態と同様に接触部材７２Ｂがユーザの頭部と接触しつつ被覆部材７４Ｂから引き出されるように前方へ移動することが可能となる。さらに、本実施形態に係る接触部材７２Ｂもスペーサ７２２Ｂを有するため、頭部の小さいユーザであっても接触部材７２Ｂを頭部に接触させ、バネ７１１Ｂを伸張させることが可能となる。したがって、本実施形態に係るＨＭＤ１Ｂも、第１の実施形態と同様に、ユーザの頭部の大きさによらず弾性部材７１Ｂに弾性力を発生させ、ユーザに対する負担を軽減することが可能となる。

以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術はこれに限定されることはなく、本技術の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

図１３〜１５は、第１の実施形態の変形例を示す図であり、図１３及び図１５は接触部材と被覆部材との関係を示す概略側面図、図１４は図１３のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。これらの変形例においては、被覆部材７４Ｃの係合部７４１Ｃの構成が異なる。すなわち係合部７４１Ｃは、長手方向に沿って形成された突起ではなく、接触部材７２Ｃの係合溝７２１Ｃｄと係合するローラをそれぞれ含む。

図１３に係る係合部７４１Ｃは、２対のローラ７４１Ｃａを含む。本変形例において２対のうちの１対のローラ７４１Ｃａは、被覆部材７４Ｃの内面の左右の側面にそれぞれ配置され、ｘ軸方向に対向して配置される。これらのローラ７４１Ｃａの軸は例えば被覆部材７４Ｃの内面の左右の側面からｘ軸方向内方にそれぞれ突出するように配置される。このような構成の１対のローラ７４１Ｃａが、被覆部材７４Ｃの長手方向に沿って２組配置される。

本変形例によっても、接触部材７２Ｃが被覆部材７４Ｃの長手方向、すなわち２対のローラ７４１Ｃａ間を結んだ方向に沿って移動することが可能となる。さらに、２対のローラ７４１Ｃａにより、被覆部材７４Ｃと接触部材７２Ｃとの動作をより円滑にすることができる。

また図１４に示すように、本構成例においては鞘部材７２１Ｃが、鞘部材７２１Ｃの長手方向に沿って後方に突出する棒状部７２１Ｃｅと、当該長手方向に沿って形成され棒状部７２１Ｃｅ及びスペーサ７２２Ｃの間に配置された溝部７２１Ｃｆとを有してもよい。これにより、被覆部材７４Ｃが棒状部７２１Ｃｅの上面、下面及び左右の側面を覆うように構成され、接触部材７２Ｃが被覆部材７４Ｃに対してより安定的に動作することができる。

図１５に係る係合部７４１Ｃは、１対のローラ７４１Ｃａを含む。これらの１対のローラ７４１Ｃａも、係合部７４１Ｃの左右の側面にそれぞれ配置され、ｘ軸方向に対向して配置される。

本変形例によれば、接触部材７２Ｃが被覆部材７４Ｃの長手方向に沿って移動することが可能になるとともに、さらに１対のローラ７４１Ｃｂを中心としてｘ軸まわりに回動することが可能となる。これにより、例えば被覆部材７４Ｃが弾性部材の中心のまわりに回動できない場合であっても、接触部材７２Ｃがユーザの頭部に沿って装着され、連結部材６３を側頭部後方等の所定位置に装着させることが可能となる。

また本変形例においても図１４に示すように、鞘部材７２１Ｃが棒状部７２１Ｃｅと溝部７２１Ｃｆとを有し、被覆部材７４Ｃが棒状部７２１Ｃｅの上面、下面及び左右の側面を覆うように構成されてもよい。この場合は鞘部材７２１Ｃの回動の妨げとならないよう、被覆部材７４Ｃの内面が棒状部７２１Ｃｅの周面に対して十分大きく構成されればよい。

なお、以上の変形例に係る係合部７４１Ｃは、ローラに替えて回転しない軸部材（ボス）を用いても実現可能である。

また以上の実施形態において、弾性部材が定荷重バネ又は引張コイルバネであると説明したが、これに限られない。例えば、ねじりコイルバネ、圧縮コイルバネ等の他のバネや、ゴム材料その他の弾性材料を採用することが可能である。

さらに支持機構は弾性部材を有する構成に限られず、装着時に上記表示部に対する張力として寄与する付勢力を発生することが可能な構成であればよい。例えば支持機構は、モータ等の駆動源を含み表示部に接続されたワイヤロープ等を巻き上げるウィンチを有していてもよい。これにより、装着時に駆動源がワイヤロープ等を巻き上げる付勢力を発生し、当該付勢力が張力に寄与して表示部を引き上げることが可能となる。また、ユーザの頭部形状によらず一定の力で表示部を支持することが可能となる。

以上の実施形態において、ＨＭＤが１本の支持機構を有する構成について説明したが、これに限られない。例えば、ＨＭＤが２本以上の支持機構を有し、これらが並列に表示部４に接続されていてもよい。これにより、より大きい弾性力を発生させることができる。

また、支持機構が複数の弾性部材（バネ等）を有する構成としてもよい。例えば、支持機構が複数のバネを直列に接続した構成を有してもよいし、複数のバネを並列に接続した構成を有してもよい。

以上の実施形態において、装着部及び連結部材が側頭部に配置される構成について説明したが、これに限られない。例えば、連結部材が頭頂部の弾性部材から後頭部にわたって装着され、支持機構から延びるように配置されていてもよい。この場合には、連結部材が前後方向の装着位置を固定することが可能となり、バンド部材を有さない構成とすることもできる。

さらに、支持機構の各要素の接続される順番は上記に限られない。例えば、表示部側から弾性部材、接触部材の順で接続されてもよく、あるいは表示部側から補助部材、第１の接触部材、弾性部材、第２の接触部材の順で接続されてもよい。このように、補助部材を有さない構成でもよく、複数の接触部材を有する構成することも可能である。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）ユーザの眼前に画像を表示することが可能な表示部と、
上記表示部を支持しユーザの頭部に装着される本体と、上記表示部と上記本体との間に接続され装着時に上記表示部に対する張力として寄与する付勢力を発生することが可能な支持機構とを有する装着部と
を具備するヘッドマウントディスプレイ。
（２）上記（１）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記支持機構は、鉛直上向きの分力を有する付勢力を発生する
ヘッドマウントディスプレイ。
（３）上記（１）または（２）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記支持機構は、非装着時に第１の長さとなり、装着時に上記第１の長さよりも長い第２の長さとなり上記付勢力としての弾性力を発生させる弾性部材を有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（４）上記（３）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記弾性部材は、上記第２の長さと上記第２の長さよりも大きい第３の長さとで一定の弾性力を発生するバネを有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（５）上記（３）または（４）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記支持機構は、上記表示部と上記弾性部材とに接続され、装着時に上記弾性部材が上記第２の長さとなるようにユーザの頭部に装着される接触部材をさらに有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（６）上記（５）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記支持機構は、上記表示部と上記接触部材とに接続され上記表示部に対する姿勢を可変に構成される補助部材をさらに有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（７）上記（６）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記補助部材は、上記表示部に対して回動可能に接続される
ヘッドマウントディスプレイ。
（８）上記（６）または（７）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記補助部材は、柔軟性のある材料で形成される
ヘッドマウントディスプレイ。
（９）上記（５）から（８）のうちいずれか１つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記支持機構は、上記接触部材と係合し上記弾性部材を被覆する被覆部材をさらに有し、
上記接触部材は、上記被覆部材と係合しつつ上記弾性部材を上記第１の長さと上記第２の長さとの間で伸縮させるようにスライド可能に構成される
ヘッドマウントディスプレイ。
（１０）上記（１）から（９）のうちいずれか１つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記表示部は、第１の軸方向に画像光を出射することが可能な表示面を有し、
上記本体は、
上記表示部と接続され、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に対向する２つの接続部材と、
上記２つの接続部材間をアーチ状に連結する連結部材と、
上記２つの接続部材間に接続され上記表示部と上記第１の軸方向に対向するバンド部材とを有し、
上記支持機構は、上記連結部材に接続される
ヘッドマウントディスプレイ。

１，１Ａ，１Ｂ…ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）
４…表示部
５，５Ａ，５Ｂ…装着部
６…本体
７，７Ａ，７Ｂ…支持機構
４２・・・表示面
６１，６２・・・接続部材
６３・・・連結部材
６４・・・バンド部材
７１，７１Ａ，７１Ｂ…弾性部材
７２，７２Ａ，７２Ｂ…接触部材
７４，７４Ａ，７４Ｂ…被覆部材
７１１，７１１Ａ，７１１Ｂ…バネ

Claims (8)

1. ユーザの眼前に画像を表示することが可能な表示部と、
   前記表示部を支持しユーザの頭部に装着される本体と、
   前記表示部と前記本体との間に接続され、非装着時に第１の長さとなり、装着時に前記第１の長さよりも長い第２の長さとなり弾性力を発生させる弾性部材を有する支持機構を有する装着部と
   を具備し、
   前記弾性力は、鉛直上向きの分力を有し、
   前記支持機構は、装着時に前記弾性部材が前記第２の長さとなるようにユーザの頭部に装着される接触部材をさらに有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記表示部は、ユーザの眼前に患者の患部が撮像された画像を表示する
   ヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項１または２に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記弾性部材は、前記第２の長さと前記第２の長さよりも大きい第３の長さとで一定の弾性力を発生するバネを有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記支持機構は、前記表示部と前記接触部材とに接続され前記表示部に対する姿勢を可変に構成される補助部材をさらに有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記補助部材は、前記表示部に対して回動可能に接続される
   ヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項４または５に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記補助部材は、柔軟性のある材料で形成される
   ヘッドマウントディスプレイ。
7. 請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記支持機構は、前記接触部材と係合し前記弾性部材を被覆する被覆部材をさらに有し、
   前記接触部材は、前記被覆部材と係合しつつ前記弾性部材を前記第１の長さと前記第２の長さとの間で伸縮させるようにスライド可能に構成される
   ヘッドマウントディスプレイ。
8. 請求項１から７のうちのいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記表示部は、第１の軸方向に画像光を出射することが可能な表示面を有し、
   前記本体は、
   前記表示部と接続され、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に対向する２つの接続部材と、
   前記２つの接続部材間をアーチ状に連結する連結部材と、
   前記２つの接続部材間に接続され前記表示部と前記第１の軸方向に対向するバンド部材とを有し、
   前記支持機構は、前記連結部材に接続される
   ヘッドマウントディスプレイ。

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