JP6493131B2 - カバー付ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、カバー付ヘッドマウントディスプレイに関する。

従来、ヘッドマウントディスプレイに埃、飛沫、及び粉塵等が付着しにくいカバー付ヘッドマウントディスプレイが知られている。カバー付ヘッドマウントディスプレイは、一例として、高い清潔性が求められる医療現場等で使用される。カバー付ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイと、カバーとを備える。カバーは、ヘッドマウントディスプレイを覆う。

例えば、特許文献１に開示されるカバー付ヘッドマウントディスプレイは、ディスプレイ部と、ジャケットとを備える。ディスプレイ部は、光学系ユニットが設けられた本体部である。ジャケットは、減菌可能なカバーであり、ディスプレイ部を覆う。ディスプレイ部は、視覚可能な情報である画像を、ジャケットを介して供給する。

特開２０１２−２３４９５号公報

回転可能な操作部であるダイヤルがディスプレイ部に設けられたカバー付ヘッドマウントディスプレイが考えられる。この場合、使用者は、ジャケットを介してダイヤルを操作することで、光学系ユニットを調整する。

しかしながら、上記カバー付ヘッドマウントディスプレイでは、ジャケットによりダイヤル操作範囲が制限されてしまいダイヤルの操作性が低下する可能性がある。また、ジャケットを介して使用者がダイヤルを回転させる場合に、ディスプレイ部がジャケットに対してずれる結果、画像の表示位置がずれてしまう可能性がある。

本発明の目的は、ヘッドマウントディスプレイの清潔性を保ち易く、且つ、光学系ユニットの調整がなされる場合であっても操作部の操作性を低下させず、画像の表示位置をずれにくくしたカバー付ヘッドマウントディスプレイを提供することである。

本発明に係るカバー付ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイと、カバーとを備えたカバー付ヘッドマウントディスプレイであって、前記ヘッドマウントディスプレイは、本体部と、画像を表示する表示部を有し、前記本体部に設けられた光学系ユニットと、前記本体部に回転可能に設けられ、前記画像を調整するための操作部とを備え、前記カバーは、前記表示部が露出する第一開口部と、前記本体部の一部が露出し、且つ前記操作部が挿通された第二開口部とを有し、前記本体部のうち前記一部とは異なる部分を被覆する第一カバーと、前記本体部の前記一部及び前記操作部を被覆する第二カバーとを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、使用者は、第二カバーを介して操作部を回転させる。これにより、光学系ユニットの画像の調整がなされる。カバーが第一カバーと第二カバーとを備えるので、使用者が第二カバーに加える力は、本体部に伝わりにくい。これにより、光学系ユニットの画像の調整がなされる場合に、カバーは本体部に対してずれにくい。従って、操作部の操作性は低下しにくく、且つ画像の表示位置は、ずれにくい。また、第二開口部から露出する本体部の一部と、操作部は、第二カバーによって外気に晒されにくい。従って、本体部に、埃、飛沫、及び粉塵等が付着しにくく、ヘッドマウントディスプレイの清潔性は保たれ易い。以上より、ヘッドマウントディスプレイの清潔性を保ち易く、且つ、光学系ユニットの調整がなされる場合であっても操作部の操作性を低下させず、画像の表示位置がずれにくいカバー付ヘッドマウントディスプレイが実現される。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第二カバーは、前記操作部を被覆する被覆部と、前記操作部の回転軸が延びる方向である軸線方向に前記本体部の一部と重なる位置まで、前記被覆部から前記回転軸を基準とした径方向へ張り出した張出部とを備えてもよい。この場合、本体部の一部と張出部とが軸線方向に重なるので、本体部が外気に更に晒されにくくなる。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイの清潔性を更に保ち易い。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記操作部は、前記本体部から前記軸線方向のうちの一方向へ突出し、且つ、前記一方向側を向く第一面を備え、前記被覆部は、前記第一面と対向する第二面を備え、前記本体部は、前記張出部又は前記第二開口部と前記軸線方向に対向する第三面を備え、前記張出部は、前記一方向とは反対の他方向側を向く第四面を備え、前記第一面と前記第三面の前記軸線方向における最短の距離である第一距離は、前記第二面と前記第四面の前記軸線方向における最長の距離である第二距離よりも、長くてもよい。この場合、第一距離が第二距離よりも長いので、使用者が第二カバーを介して操作部を操作する場合に、第二カバーは本体部に対して摺動しにくい。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、ユーザが操作部を回転させる操作性を向上できる。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一カバーは、前記本体部に接触する接触部と、前記接触部を前記本体部との間で挟む挟持部と、前記挟持部を前記接触部に対して脱着自在に取り付ける取付部とを備えてもよい。この場合、使用者は、接触部を本体部に接触させた後、挟持部を接触部に対して取り付ければ、第一カバーを本体部に取り付けることができる。また、使用者は、挟持部を接触部から取り外すことで、第一カバーを本体部から取り外すことができる。よって、使用者は、第一カバーを本体部に対して容易に着脱できる。また、挟持部が、本体部との間で接触部を挟むので、第一カバーは、本体部に対してずれにくい。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第二カバーは、前記第一カバーよりも変形しにくくてもよい。この場合、操作部の操作がなされる場合、第二カバーが変形しにくいので、使用者は第二カバーを把持し易い。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、使用者が操作部を回転させる操作性を更に向上できる。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記操作部は、前記操作部の回転軸と交差する面であって、前記回転軸が延びる方向である軸線方向に沿って凹む第一凹部が形成された外表面を備え、前記第二カバーは、前記外表面と対向する面であって、前記第一凹部に係合する第一係合部が設けられた内表面を備えてもよい。この場合、第一係合部が第一凹部に係合するので、使用者が第二カバーを介して回転部を回転させる場合、第二カバーは操作部に対して滑りにくい。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、使用者が操作部を回転させる操作性を更に向上できる。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記操作部は、前記操作部の回転軸を基準とした径方向を向く面であって、前記操作部の回転軸に向けて凹む第二凹部が形成された外周面と、前記第二カバーは、前記外周面と対向する面であって、前記第二凹部に係合する第二係合部が設けられた内周面を備えてもよい。この場合、第二係合部が第二凹部に係合するので、使用者が第二カバーを介して操作部を回転させる場合、第二カバーは操作部に対して滑りにくい。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、使用者が操作部を回転させる操作性を更に向上できる。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一カバーと前記第二カバーは、互いに別体であってもよい。この場合、第一カバーと第二カバーとが互いに別体であるので、使用者が第二カバーを介して操作部を回転させる場合、使用者が第二カバーに加える力は、本体部に更に伝わりにくい。よって、使用者が操作部を回転させる場合に、画像の表示位置は更にずれにくくなる。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一カバーと前記第二カバーは、互いに部分的に連結してもよい。この場合、本体部が外気に更に晒されにくくなる。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイの清潔性を更に保ち易い。

前記カバー付ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一カバーと前記第二カバーとを連結しており、且つ破断可能な連結部を備えてもよい。この場合、第二カバーが所定の回転量だけ回転すると、連結部は破断し、第一カバーと第二カバーの連結は、解除される。この結果、第二カバーは、回転範囲を制限されることなく、回転できる。よって、カバー付ヘッドマウントディスプレイは、操作部が所定の回転量だけ回転する前においては、本体部を外気に晒されにくくし、且つ、操作部が所定の回転量だけ回転した後においては、第二カバーを回転範囲の制限なく回転させることができる。

カバー付ＨＭＤ１の斜視図である。 カバー１００の斜視図である。 カバー１００の分解斜視図である。 本体部３１とカ第一カバー１１０の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線矢視方向におけるカバー１１０と本体部３１の断面図である。 図５の二点鎖線Ｗ１によって囲まれた領域の拡大図である。 カバー１００を本体部３１に取り付ける流れを示す説明図である。 カバー２００の分解斜視図である。 カバー２００の別の分解斜視図である。 図８のＢ−Ｂ線矢視方向における第一回転部材２６１と第二カバー２２０の断面図である。 第一回転部材４６１と第二カバー２２０の断面図である。 カバー３００を介して第一回転部材６１が回転される流れを示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、カバー付ヘッドマウントディスプレイ１は、ヘッドマウントディスプレイ（Head Mounted Display）１０と、カバー１００とを備える。以下、ヘッドマウントディスプレイを「ＨＭＤ」と表記する。

カバー付ＨＭＤ１の概略を説明する。ＨＭＤ１０は、使用者の頭部に装着可能な光学透過型のＨＭＤである。ＨＭＤ１０の投影形式は、一例として虚像投影型である。ＨＭＤ１０は、画像表示装置３７（図５参照）によって生成される画像光を複数のレンズ（図示外）で集光した後、ハーフミラー３５（図５参照）へ導く。集光された光は、ハーフミラー３５によって反射された後、使用者の片側の眼に向けて射出される。また、ハーフミラー３５は、使用者の眼前の景色の光を透過させて、使用者の眼に直接導く。使用者は、眼前の景色に画像を重ねて認識することができる。カバー１００は、ＨＭＤ１０の画像表示部５０（図１参照）を覆う。本例のカバー付ＨＭＤ１は、一例として、高い清潔性が求められる医療現場で使用される。使用者である医師は、ＨＭＤ１０が投影する画像と、実視野とを交互に見ながら、手術を行うことができる。

以下、図１の上方、下方、右下方、左上方、左下方、及び右上方を、それぞれ、カバー付ＨＭＤ１の上方、下方、左方、右方、前方、及び後方と定義して説明する。カバー付ＨＭＤ１の上方、下方、左方、右方、前方、及び後方は、それぞれ、ＨＭＤ１０を装着した使用者にとっての、上方、下方、左方、右方、前方、及び後方に対応する。

また、生成された画像光がハーフミラー３５へ導かれる方向を、「第一方向」称す場合があり、第一方向とは反対方向を「第二方向」と称す場合があり、第一方向と第二方向を総称して「光軸方向」と称す場合がある。また、ハーフミラー３５が画像光を射出する方向を「第三方向」と称す場合があり、第三方向とは反対方向を「第四方向」と称す場合があり、第三方向と第四方向を総称して「視線方向」と称す場合がある。本例では、視線方向と光軸方向は互いに直交する。さらに、光軸方向と視線方向とのそれぞれと直交する方向を「垂直方向」と称す場合があり、垂直方向の一方向を「第五方向」と称す場合があり、第五方向とは反対方向を第六方向と称す場合がある。第一方向から第六方向は、いずれも、ＨＭＤ１０の後述の画像表示部５０（図１参照）を基準として定義される。図１に示されるカバー付ＨＭＤ１が使用される場合、画像表示部５０は使用姿勢にあり、第一方向、第二方向、第三方向、第四方向、第五方向、及び第六方向は、それぞれ、カバー付ＨＭＤ１の右方向、左方向、後方向、前方向、上方向、下方向と一致する。

図１〜図６を参照し、ＨＭＤ１０の構造を説明する。図１に示すように、ＨＭＤ１０は、固定具５、アーム４、及び画像表示部５０を備える。固定具５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。固定具５は、略環状に延びる板状部材である。固定具５の後部は開環する。使用者は、固定具５を手で押し広げながら、自身の頭部を固定具５の内側に進入させる。固定具５が所定の装着位置に配置された後、使用者は固定具５から手を離す。これにより、固定具５は、使用者の頭部を挟み込んだ状態で固定される。

アーム４は固定具５よりも左前方に配置される。アーム４は、一端部４Ａと他端部４Ｂとを含む。一端部４Ａは、第一連結機構７１を介して固定具５に連結される。本例の第一連結機構７１では、周知のボールジョイントが採用される。アーム４は、一端部４Ａと第一連結機構７１との連結位置を支点として、回転自在である。他端部４Ｂは、後述の画像表示部５０に連結する。

図２、図４、図５を参照し、画像表示部５０の構造を説明する。画像表示部５０は、本体部３１及び操作部５５を備える。本体部３１は、光軸方向に延びる中空箱状である。本体部３１の第一方向の端部である先端部３１Ａは、開放する。本体部３１の第二方向の端部である基端部３１Ｂは、閉塞する。基端部３１Ｂには、突出部３２が設けられる。突出部３２は、本体部３１から第三方向へ突出する。突出部３２の先端部は、第二連結機構７２（図５参照）を介して、アーム４の他端部４Ｂに連結する。本例の第二連結機構７２では、周知のボールジョイントが採用される。画像表示部５０は、突出部３２と第二連結機構７２との連結位置を支点として、回転自在である。

図５、図６に示ように、本体部３１は、後側壁部４１と、前側壁部４２を含む。後側壁部４１は、本体部３１の第四方向の端部を構成する壁部であり、光軸方向に延びる。前側壁部４２は、本体部３１の第三方向の端部を構成する壁部であり、光軸方向に延びる。前側壁部４２の光軸方向の略中央部には、孔３９が形成される。孔３９は、前側壁部４２を視線方向に貫通する穴である。前側壁部４２は端面４２Ａを含む。端面４２Ａは第四方向側を向く。

操作部５５は、前側壁部４２に設けられた略円柱状のダイヤルである。操作部５５は、回転軸Ｐを中心に回転可能である。回転軸Ｐは、孔３９を通過して視線方向に延びる仮想的な軸線である。回転軸Ｐが延びる方向である軸線方向は、視線方向と平行である。

図６に示すように、操作部５５は、第一回転部材６１、連結軸６３、及び第二回転部材６２を備える。第一回転部材６１、連結軸６３、及び第二回転部材６２は、一体的に回転可能である。第一回転部材６１は、視線方向に厚さを有する円板状であり、孔３９を覆うように端面４２Ａに設けられる。第一回転部材６１は、前側壁部４２から第四方向へ突出する。第一回転部材６１の外周面６１Ａには、回転軸Ｐを基準とした円周方向に亘って、凹部８２（図３参照）が形成される。

第一回転部材６１は端面６１Ｂを含む。端面６１Ｂは、第一回転部材６１の外表面のうちで、第四方向を向く平面である。本例の端面６１Ｂは、回転軸Ｐと直交する。連結軸６３は、第一回転部材６１の中心部に設けられ、孔３９を通過して本体部３１（図４参照）の内側まで延びる。第二回転部材６２は、視線方向に厚さを有する円板状であり、本体部３１の内側に配置される。第二回転部材６２の中心部は、連結軸６３に連結する。第二回転部材６２の第三方向の端面には、カム溝６２Ａが設けられる。カム溝６２Ａは、回転軸Ｐを基準とした円周方向に沿って、回転軸Ｐとの離間距離が変化するように円弧状に延びる。

以下、第四方向側から見て回転軸Ｐを中心とした時計回り方向を「第一回転方向」と称し、第一回転方向とは反対方向を「第二回転方向」と称す。第一回転方向は、矢印Ａ１（図２参照）が向く方向である。第二回転方向は矢印Ａ２（図２参照）が向く方向である。また、回転軸Ｐを基準とした円周方向を、単に「円周方向」と称し、回転軸Ｐを中心とした径方向を、単に「径方向」と称す。

図４、図５を参照し、ＨＭＤ１０が備える光学系ユニット３０を説明する。光学系ユニット３０は、本体部３１の内部に収容される。光学系ユニット３０は、画像表示装置３７、レンズユニット３６、及びハーフミラー３５を備える。画像表示装置３７は、本体部３１の内部の第二方向側に配置される。画像表示装置３７は、周知の液晶パネル（図示略）を備え、ケーブル３３に接続する。ケーブル３３は、基端部３１Ｂに設けられた穴部から本体部３１の外側へ引き出され、外部機器（図示略）と接続する。画像表示装置３７がケーブル３３を介して取得する画像情報に基づき、液晶パネルは、画像光を生成する。液晶パネルは、生成した画像光を第一方向側へ出射する。尚、液晶パネルの代わりに、Digital Mirror Device（ＤＭＤ）、有機ＥＬ等の二次元表示装置が用いられてもよい。また、液晶パネルの代わりに、２次元的に走査された光を使用者の網膜上に投影する網膜走査型の投影装置（Retinal Scanning Display）が用いられてもよい。

レンズユニット３６は、画像表示装置３７の第一方向側に配置される。レンズユニット３６は複数のレンズ（図示略）を備える。複数のレンズは、画像表示装置３７から出射された光を集光し、先端部３１Ａ側へ導く。レンズユニット３６は、本体部３１によって、光軸方向に移動可能に保持される。

レンズユニット３６は、第四方向側の端部に、凸部３６Ａ（図６参照）を備える。凸部３６Ａは、第二回転部材６２のカム溝６２Ａに係合する。使用者が回転軸Ｐまわりに操作部５５を回転させると、レンズユニット３６は第一方向又は第二方向へ移動する。レンズユニット３６が移動することによって、画像表示装置３７から出射された画像光の焦点距離が変化する。従って、使用者はピント調節を行うことができる。

ハーフミラー３５は、レンズユニット３６の第一方向側に配置され、先端部３１Ａによって保持される。ハーフミラー３５は、レンズユニット３６が導く画像光を偏向させる偏向部材の一例である。ハーフミラー３５は、反射面に入射した光の一部（例えば５０％）を反射させ、他部を透過させることができる。ハーフミラー３５の反射面は、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形成される。尚、先端部３１Ａには、ハーフミラー３５に代えて、例えば全反射ミラー、回折格子、プリズム、及びホログラム等の他の偏向部材が設けられてもよい。

ハーフミラー３５は、レンズユニット３６が導く画像光を第三方向へ反射し、使用者の片目に入射させる。使用者は、ハーフミラー３５によって反射された画像光に基づく虚像を視認できる。即ち、ハーフミラー３５は、使用者に向けて画像を表示する表示部である。また、ハーフミラー３５が画像光を反射する位置が、光学系ユニット３０が使用者へ向けて画像を表示する位置となる。

図３〜図７を参照し、カバー１００の構造を説明する。カバー１００は、画像表示部５０を外側から被覆する箱状であり、画像表示部５０から取外し可能である。以下、画像表示部５０に取り付けられた状態を基準に、カバー１００の構造を説明する。

カバー１００は、第一カバー１１０と第二カバー１２０を備える。第一カバー１１０は本体部３１を外側から被覆する。第二カバー１２０は操作部５５を外側から被覆する。本例では、第一カバー１１０と第二カバー１２０は、互いに別体である。

図３〜図５に示される第一カバー１１０は、例えばシリコンによって構成されるゴム部材である。第一カバー１１０の第一方向端部には、開口部１１０Ａが設けられる。開口部１１０Ａは、ハーフミラー３５を露出させる。これにより、ハーフミラー３５が射出する画像光は、カバー１００によって遮られることはない。

第一カバー１１０は、上壁部１０１、下壁部１０２、左壁部１０４、前壁部１０６、接触壁部１０７、及び挟持壁部１０８を含む。上壁部１０１と下壁部１０２は、垂直方向に沿って、本体部３１を挟んで対向する（図６参照）。上壁部１０１は本体部３１に第五方向側から対向し、下壁部１０２は本体部３１に第六方向側から対向する。左壁部１０４は、第二方向側から基端部３１Ｂに対向する。

図３、図６に示すように、前壁部１０６は、本体部３１の前側壁部４２に第四方向側から対向する壁部である。前壁部１０６は、開口部１０６Ａを含む。開口部１０６Ａは、挿通穴１０６Ｂ（図３参照）を取り囲む壁部である。挿通穴１０６Ｂは、前壁部１０６の光軸方向の中央部を貫通する円形状の貫通穴であり、第一回転部材６１が挿通される。挿通穴１０６Ｂの内径は、第一回転部材６１の外径よりも大きい。従って、開口部１０６Ａは、前側壁部４２の特定面４２Ｂを露出させる。特定面４２Ｂは、前側壁部４２の端面４２Ａのうちで、径方向において、外周面６１Ａと開口部１０６Ａとの間にある面である。開口部１０６Ａの周端部には、円周方向に亘って、凸部１０９が設けられる。凸部１０９は、開口部１０６Ａから第三方向へ突出する。

図４に示すように、接触壁部１０７は、下壁部１０２の第三方向端部を基端として、第五方向側へ延びる板状である。接触壁部１０７は、本体部３１の後側壁部４１に、垂直方向に亘って接触する。接触壁部１０７の先端部１０７Ａは、後側壁部４１の垂直方向の中央部に接触する。尚、接触壁部１０７は、基端部から第五方向側へ垂れ下がる姿勢に変位可能である（図示略）。挟持壁部１０８は、上壁部１０１の第三方向端部を基端として、第六方向側へ延びる板状である。挟持壁部１０８の先端部１０８Ａは、接触壁部１０７の先端部１０７Ａに対して、第三方向側にある。

図７に示すように、接触壁部１０７の先端部１０７Ａと、挟持壁部１０８の先端部１０８Ａは、取付部１５０によって、脱着自在に取り付けられている。取付部１５０は、第一面ファスナー１５１と、第二面ファスナー１５２を備える。第一面ファスナー１５１は、先端部１０７Ａのうち、後側壁部４１とは反対側の端面に設けられる。本例の第一面ファスナー１５１は、鉤状に起毛された布である鉤状布部によって形成される。第二面ファスナー１５２は、先端部１０８Ａの後側壁部４１側の端面に設けられる。本例の第二面ファスナー１５２は、環状に起毛された布である環状布部によって形成される。互いに押し付けられた鉤状布部と環状布部が貼り付くことで、第一面ファスナー１５１と第二面ファスナー１５２は、係止し合う。また、鉤状布部と環状布部が引き離されることで、第一面ファスナー１５１と第二面ファスナー１５２は、互いに離間する。

取付部１５０は、先端部１０８Ａが先端部１０７Ａを後側壁部４１とは反対側から挟み込むようにして、接触壁部１０７と挟持壁部１０８を取り付ける。これにより、第一カバー１１０は、接触壁部１０７と前壁部１０６の間で本体部３１を挟み込む。故に、本体部３１は、第一カバー１１０に対して視線方向にずれにくい。

図３、図５、図６を参照し、第二カバー１２０を説明する。第二カバー１２０は、開口部１０６Ａに、回転軸Ｐを中心に回転可能に設けられる。第二カバー１２０は、被覆部１２１と張出部１２７を含む。被覆部１２１は、第一回転部材６１を内側に収容する円筒状である。被覆部１２１の第四方向端部は、閉塞する。被覆部１２１は、対向壁部１２２と周壁部１２３を含む。対向壁部１２２は、第一回転部材６１に第四方向側から対向する円板状の壁部である。対向壁部１２２の第三方向の端面である対向面１２２Ａは、第一回転部材６１の端面６１Ｂに対向して接触する。周壁部１２３は、対向壁部１２２の周端部から第三方向へ延びる壁部であり、挿通穴１０６Ｂに挿通されている。周壁部１２３の内周面１２３Ａは、円周方向に亘って、第一回転部材６１の外周面６１Ａに接触する。

張出部１２７は、周壁部１２３の第三方向端部から径方向へ張り出し、更に第四方向へ向けて折れ曲がる。張出部１２７は、前側壁部４２と開口部１０６Ａとの間に進入する位置まで、張り出している。張出部１２７は、接触面１２７Ａを備える。接触面１２７Ａは、第三方向側を向く面であり、前側壁部４２の特定面４２Ｂに対向する。張出部１２７の内側には、円周方向に延びる係合溝１２５が形成される。係合溝１２５は第四方向に向けて開口する。係合溝１２５には、第一カバー１１０の凸部１０９が嵌る。第二カバー１２０は、凸部１０９が係合溝１２５嵌った状態で、回転可能である。

本例では、第二カバー１２０はプラスチックによって構成される。一般に、プラスチックは、ゴム材料に比べて、硬度、ヤング率、及び剛性の何れの面においても高い。従って、第二カバー１２０は、ゴム材料によって構成される第一カバー１１０よりも変形しにくい。特に本例の第二カバー１２０では、被覆部１２１の内周面１２３Ａが外周面６１Ａと接触し、被覆部１２１の対向面１２２Ａが端面６１Ｂに接触し、係合溝１２５に凸部１０９が係合する。これにより、第二カバー１２０は、視線方向、光軸方向、及び垂直方向の何れの方向にも変位しにくい。従って、本例の第二カバー１２０の変形のしにくさは、硬度によって判断される。

図６を参照し、カバー１００と画像表示部５０との寸法関係を説明する。第一回転部材６１の端面６１Ｂと、前側壁部４２の端面４２Ａとは、視線方向に沿って、第一距離だけ離間する。第一距離は、寸法Ｌ１に相当する距離であり、端面６１Ｂと端面４２Ａとの視線方向における最短の距離である。

被覆部１２１の対向面１２２Ａと、張出部１２７の接触面１２７Ａとは、視線方向に沿って第二距離だけ離間する。第二距離は、寸法Ｌ２に相当する距離であり、対向面１２２Ａと接触面１２７Ａとの視線方向における最短の距離である。本例では、第一距離は第二距離よりも長い。従って、張出部１２７の接触面１２７Ａは、隙間を空けて特定面４２Ｂと対向する。

図３、図７を参照し、カバー１００を本体部３１に取り付ける方法を説明する。はじめに、第二カバー１２０が、第一カバー１１０に取り付けられる。具体的には、使用者は、開口部１０６Ａを拡径させた後、張出部１２７と周壁部１２３を、挿通穴１０６Ｂに第四方向側から挿通させる。その後、使用者は、係合溝１２５を凸部１０９に係合させることで、第二カバー１２０を第一カバー１１０に取り付ける。

図７に示すように、使用者は、第二カバー１２０を取り付けた第一カバー１１０を、装着位置に配置する。装着位置は、第一カバー１１０が本体部３１を被覆し、第二カバー１２０が第一回転部材６１を被覆し、且つ開口部１１０Ａがハーフミラー３５を露出させるカバー１００の配置位置である。

使用者は、カバー１００を装着位置に配置した後、接触壁部１０７を後側壁部４１に接触させる（図７（ａ）参照）。そして、使用者は、挟持壁部１０８の先端部１０８Ａを、取付部１５０で、接触壁部１０７の先端部１０７Ａに取り付ける。これにより、カバー１００は本体部３１に取り付けられる。

図２、図６を参照し、使用者が操作部５５を回転させる操作を説明する。カバー付ＨＭＤ１は使用者に装着され、且つ画像表示部５０は使用姿勢にある。使用者は第二カバー１２０の周壁部１２３を外側から掴んで、第一回転方向又は第二回転方向に回す。第二カバー１２０の内周面１２３Ａが、第一回転部材６１の外周面６１Ａに接触しているので、操作部５５は、第二カバー１２０と一体的に回転する。これにより、使用者は、第二カバー１２０を介して操作部５５を回転させ、光学系ユニット３０のピント調節を行うことができる。

尚、使用者は、カバー１００を本体部３１から取り外す場合、挟持壁部１０８（図４参照）を接触壁部１０７から離間させ、カバー１００を本体部３１から取り外せばよい。カバー付ＨＭＤ１が、例えば医療現場で手術を行う医師によって使用される場合、使用されたカバー１００が、別の未使用のカバー１００に手術後に取り替えられれば、画像表示部５０の清潔性は継続して維持される。

以上、説明したように、使用者は、第二カバー１２０を介して操作部５５を回転させ、光学系ユニット３０のピント調整をする。カバー１００は、第一カバー１１０と第二カバー１２０を備える。従って、使用者が第二カバー１２０に加える力が、第一カバー１１０を伝って本体部３１まで伝達することを、カバー付ＨＭＤ１は抑制できる。よって、光学系ユニット３０のピントの調整がなされる場合に、カバー１００は、本体部３１に対してずれにくい。従って、使用者が操作部５５を回転させる操作性は低下しにくく、光学系ユニット３０の画像の表示位置は、ずれにくい。また、第二カバー１２０が、特定面４２Ｂと第一回転部材６１とを被覆するので、本体部３１は外気に晒されにくい。従って、本体部３１に、埃、飛沫、及び粉塵等が付着しにくく、ＨＭＤ１０の清潔性は保たれ易い。以上より、ＨＭＤ１０の清潔性を保ち易く、且つ、光学系ユニット３０のピント調整がなされる場合であっても、操作部５５の操作性を低下させず、画像の表示位置をずれにくくしたカバー付ＨＭＤ１が実現される。

張出部１２７は、前側壁部４２と開口部１０６Ａとの間に進入する位置まで、張り出す。これにより、開口部１０６Ａ、被覆部１２１、及び前側壁部４２が視線方向に重なるので、前側壁部４２は外気に更に晒されにくくなる。よって、カバー付ＨＭＤ１は、ＨＭＤ１０の清潔性を更に保ち易い。

第一距離が第二距離よりも長いので、張出部１２７の接触面１２７Ａは、隙間を空けて特定面４２Ｂに対向する。従って、使用者が第二カバー１２０を介して操作部５５を回転させる場合に、第二カバー１２０は、前側壁部４２に対して摺動しにくい。操作部５５は回転し易くなる。よって、カバー付ＨＭＤ１は、使用者が操作部５５を回転させる操作性を向上できる。

使用者は、接触壁部１０７を後側壁部４１に接触させた後、第二面ファスナー１５２を第一面ファスナー１５１に取り付ければ、第一カバー１１０を本体部３１に取り付けることができる。また、使用者は、第二面ファスナー１５２を第一面ファスナー１５１から取り外すことで、第一カバー１１０を本体部３１から取り外すことができる。よって、使用者は、第一カバー１１０を本体部３１に対して容易に着脱できる。使用者が、第一カバー１１０を本体部３１に取り付ける場合、挟持壁部１０８は、後側壁部４１との間で接触壁部１０７を挟む。このとき、第一カバー１１０は、接触壁部１０７と前壁部１０６の間で本体部３１を挟み込む。故に本体部３１は、第一カバー１１０に対して視線方向にずれにくい。

第二カバー１２０はプラスチックによって構成され、第一カバー１１０はゴム材料によって構成される。これにより、第二カバー１２０の周壁部１２３は、第一カバー１１０よりも変形しにくい。よって、使用者は周壁部１２３を掴み易く、カバー付ＨＭＤ１は、使用者が操作部５５を回転させる操作性を更に向上できる。

第一カバー１１０と第二カバー１２０は、互いに別体である。使用者が、第二カバー１２０を介して操作部５５を回転させる場合、第二カバー１２０に加わる力は、本体部３１に更に伝わりにくい。よって、使用者が操作部５５を回転させる場合に、光学系ユニット３０の画像の表示位置は、更にずれにくくなる。また、第二カバー１２０が、第一カバー１１０とは別体であることで、第二カバー１２０の回転範囲は、限定されない。よって、カバー付ＨＭＤ１は、使用者が操作部５５を回転させる操作性を維持できる。

尚、上記発明は、種々の変更が可能である。第二カバー１２０は、プラスチックに代えて、ゴム材料で構成されてもよい。例えば、第二カバー１２０は、第一カバー１１０と同様に、シリコンによって構成されるゴム部材であってもよい。この場合であっても、例えば、第二カバー１２０の最も薄い部位の厚さが、第一カバー１１０の最も厚い部位よりも、厚ければ、第二カバー１２０は第一カバー１１０よりも変形しにくい。また、第一カバー１１０がプラスチックによって構成され、第二カバー１２０がゴム材料によって構成されていてもよい。

操作部５５は、ピント調整をする代わりに、光学系ユニット３０の画像光の光量を調整してもよい。また、画像表示装置３７は、複数の入力端子を備えてもよい。各入力端子は、外部機器と接続する。画像表示装置３７は、複数の入力端子のいずれかを介して取得する画像情報に基づき、画像光を第一方向側へ射出する。この場合、操作部５５は、回転することによって、画像表示装置３７が取得する画像情報に対応する入力端子を切り替えてもよい。

上記第一実施形態において、ハーフミラー３５は本発明の「表示部」の一例である。開口部１１０Ａは本発明の「第一開口部」の一例である。開口部１０６Ａは本発明の「第二開口部」の一例である。端面６１Ｂは本発明の「第一面」の一例である。対向面１２２Ａは本発明の「第二面」の一例である。端面４２Ａは本発明の「第三面」の一例である。接触面１２７Ａは本発明の「第四面」の一例である。接触壁部１０７は本発明の「接触部」の一例である。挟持壁部１０８は本発明の「挟持部」の一例である。第四方向は本発明の「一方向」の一例である。第三方向は本発明の「他方向」の一例である。

図８〜図１０を参照し、カバー付ＨＭＤ１の第二実施形態であるカバー付ＨＭＤ２を説明する。図８、図９では、図１で示される固定具５、アーム４、第一連結機構７１、及び第二連結機構７２の図示を省略する。カバー付ＨＭＤ２は、第一回転部材６１（図３参照）に代えて第一回転部材２６１を備える点と、カバー１００に代えてカバー２００を備える点とを除いて、カバー付ＨＭＤ１と同様の構成である。

第一回転部材２６１は、端面６１Ｂ（図６参照）に代えて端面２６１Ｂを備える点を除いて、第一回転部材６１と同様の構成である。端面２６１Ｂは、回転軸Ｐと直交する平面であり、第四方向を向く。端面２６１Ｂの中心部には、視線方向に沿って凹む凹部２７１が形成される。本例の凹部２７１は、第四方向側からみて六角形状に形成される。また、第一回転部材２６１の外周面２６１Ａには、外周面６１Ａと同様、凹部８２が円周方向に亘って設けられる。

カバー２００は、第一カバー２１０と第二カバー２２０を備える。第一カバー２１０は、凸部１０９（図６参照）が設けられていない点を除いて、第一カバー１１０と同様の構成である。第二カバー２２０は、被覆部２２１と張出部２２７を含む。被覆部２２１は、第一回転部材２６１を内側に収容する円筒状である。被覆部２２１の第四方向の端部は、閉塞する。張出部２２７は、被覆部２２１の第三方向の端部から、径方向へ張り出す。張出部２２７の径方向の端部は、開口部１０６Ａと前側壁部４２との間に位置する（図１０参照）。

被覆部２２１は、対向面２２１Ａを含む。対向面２２１Ａは、被覆部２２１の内表面のうちで、第一回転部材２６１の端面２６１Ｂに第四方向側から対向する平面である。対向面２２１Ａの中心部には、第一係合部２３１が設けられる。第一係合部２３１は、対向面２２１Ａから第三方向へ突出し、凹部２７１に係合する。

被覆部２２１は、内周面２２１Ｂを含む。内周面２２１Ｂは、被覆部２２１の内表面のうちで、径方向側から外周面２６１Ａに対向する面である。内周面２２１Ｂには、円周方向に亘って、第二係合部２３２が設けられる。第二係合部２３２は、凹部８２に係合する。

使用者は、第二カバー２２０を介して第一回転部材２６１を回転させる場合、被覆部２２１の周壁部を掴んで回転させる。この場合、第一係合部２３１が凹部２７１に係合し、且つ、第二係合部２３２が凹部８２に係合しているので、第二カバー１２０は、第一回転部材２６１に対して滑りにくい。従って、使用者は、第二カバー１２０と第一回転部材２６１を一体的に回転させ易い。よって、カバー付ＨＭＤ２は、使用者が第一回転部材２６１を回転させる操作性を向上できる。

カバー付ＨＭＤ２は、第二係合部２３２を備えなくてもよい。この場合であっても、第一係合部２３１と凹部２７１が係合するので、第二カバー１２０は、第一回転部材２６１に対して滑りにくい。同様に、カバー付ＨＭＤ２は、第一係合部２３１を備えなくてもよい。この場合であっても、第二係合部２３２と凹部８２が係合するので、第二カバー１２０は第一回転部材２６１に対して滑りにくい。

尚、図１１に示すように、第一回転部材２６１に代えて第一回転部材４６１が設けられてもよい。視線方向において、第一回転部材４６１は第一回転部材２６１よりも長い。第二カバー２２０は、被覆部２２１が開口部１０６Ａに対して第四方向側となる視線方向位置にて、第一回転部材４６１を内側に収容する。張出部２２７の第三方向の端面である接触面２２７Ａは、開口部１０６Ａに接触する。前側壁部４２の端面４２Ａは、張出部２２７に代えて、開口部１０６Ａに対向する。第一回転部材４６１の外表面のうち第四方向を向く面である端面４６１Ａは、被覆部２２１の対向面２２１Ａに対向して接触する。

本変形例での第一距離は、寸法Ｎ１に相当する。本変形例での第一距離は、第一回転部材４６１の端面４６１Ａと、前側壁部４２の端面４２Ａとの視線方向における最短距離である。本変形例での第二距離は、寸法Ｎ２に相当する。本変形での第二距離は、被覆部２２１の対向面２２１Ａと、張出部２２７の接触面２２７Ａとの視線方向における最短距離である。第一距離は第二距離よりも長い。従って、第二カバー２２０が第一回転部材４６１と一体的に回転する場合、第二カバー２２０は前側壁部４２に対して摺動しにくい。

上記第二実施形態において、端面２６１Ｂ，４６１Ａは本発明の「第一面」の一例である。対向面２２１Ａは本発明の「第二面」の一例である。接触面２２７Ａは本発明の「第四面」の一例である。凹部２７１は本発明の「第一凹部」の一例である。端面２６１Ｂは本発明の「外表面」の一例である。対向面１２２Ａは本発明の「内表面」の一例である。凹部８２は本発明の「第二凹部」の一例である。

図１２を参照し、カバー付ＨＭＤ１の第三実施形態であるカバー付ＨＭＤ３を説明する。カバー付ＨＭＤ３は、カバー１００に代えてカバー３００を備える点を除いて、カバー付ＨＭＤ１と同様の構成である。図１２では、カバー３００と第一回転部材６１のみを模式的に図示する。

図１２（ａ）に示すように、カバー３００は、第二カバー１２０（図３参照）に代えて第二カバー３２０を備える点を除いて、カバー１００と同様の構成である。第二カバー３２０は、被覆部３２１と張出部３２７を備える。被覆部３２１は、第一回転部材６１を内側に収容する円筒状である。被覆部３２１の第四方向の端部は、閉塞する。張出部３２７は、被覆部３２１の第三方向の端部から、径方向へ張り出す。張出部３２７の径方向の端部は、開口部１０６Ａと、前側壁部４２（図５参照）との間に位置する。

第一カバー１１０と第二カバー３２０は、連結部３８０を介して部分的に連結する。「第一カバー１１０と第二カバー３２０が部分的に連結する」とは、開口部１０６Ａの円周方向の一部と、第二カバー３２０の円周方向の一部が、連結することを指す。「第一カバー１１０と第二カバー３２０が部分的に連結する」には、第一カバー１１０と第二カバー３２０が、一又は複数の部材を介して連結する場合が含まれる。

本例の連結部３８０は、第一カバー１１０及び第二カバー３２０とは別体に形成された板状部材であり、樹脂部材によって構成される。連結部３８０の一端部は第一カバー１１０に連結し、連結部３８０の他端部は第二カバー３２０に連結する。

図１２（ａ）〜（ｃ）を参照し、第二カバー３２０を介して操作部５５を回転する方法を説明する。使用者は被覆部３２１を掴んで、例えば第一回転方向（矢印Ａ１方向）に回転させる（図１２（ａ）、（ｂ）参照）。第二カバー３２０と第一回転部材６１は、一体的に回転する。このとき、第一カバー１１０は回転しない。第二カバー３２０の回転に伴い、連結部３８０は、回転軸Ｐに近接する程、第一回転方向側へ向かうように、変形する。

使用者が、第二カバー３２０を更に第一回転方向に回転させると、六つの連結部３８０は、破断する。つまり、使用者が第二カバー３２０を所定の回転量だけ回転させると、連結部３８０は破断し、第一カバー１１０と第二カバー３２０の連結は、解除される。これにより、第二カバー３２０は、回転範囲の制限なく第一回転方向へ回転できる。

上記第三実施形態では、破断する前の連結部３８０は、前側壁部４２が外気に晒されるのを抑制する。よって、カバー付ＨＭＤ３は清潔性を保ち易い。また、第二カバー３２０が所定の回転量だけ回転すると、連結部３８０は破断し、第二カバー３２０の回転範囲は、制限されなくなる。よって、カバー付ＨＭＤ３は操作部５５が操作されるまで、ＨＭＤ１０の清潔性を保つことができ、且つ、操作部５５が操作された後においては、第二カバー３２０を、回転範囲の制限なく回転させることができる。

尚、連結部３８０は、例えばゴム材料から形成され、所定の回転量だけ回転しても破断しない構成であってもよい。より具体的には、連結部３８０は、例えば１８０度回転した場合であっても、元の形状に復元する構成であってもよい。この場合、使用者が操作部５５を回転させても、第一カバー１１０と第二カバー３２０は、部分的に連結した状態を維持できるので、ＨＭＤ１０の清潔性は維持される。

１，２，３ カバー付ＨＭＤ
１０ ＨＭＤ
３０ 光学系ユニット
３１ 本体部
４２Ａ 端面
５５ 操作部
６１Ｂ，２６１Ｂ，４６１Ａ 端面
８２ 凹部
１０６Ａ 開口部
１０７ 接触壁部
１０８ 挟持壁部
１１０，２１０ 第一カバー
１１０Ａ 開口部
１２０，２２０，３２０ 第二カバー
１２１，２２１，３２１ 被覆部
１２２Ａ，２２１Ａ 対向面
１２７，２２７，３２７ 張出部
１２７Ａ，２２７Ａ 接触面
１５０ 取付部
２２１Ｂ 内周面
２３１ 第一係合部
２３２ 第二係合部
２６１Ａ 外周面
２６１Ｂ 端面
２６１Ｂ，４６１Ａ 端面
２７１ 凹部
３８０ 連結部
Ｐ 回転軸

Claims (10)

1. ヘッドマウントディスプレイと、カバーとを備えたカバー付ヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ヘッドマウントディスプレイは、
   本体部と、
   画像を表示する表示部を有し、前記本体部に設けられた光学系ユニットと、
   前記本体部に回転可能に設けられ、前記画像を調整するための操作部と
   を備え、
   前記カバーは、
   前記表示部が露出する第一開口部と、前記本体部の一部が露出し、且つ前記操作部が挿通された第二開口部とを有し、前記本体部のうち前記一部とは異なる部分を被覆する第一カバーと、
   前記本体部の前記一部及び前記操作部を被覆する第二カバーと
   を備えたことを特徴とするカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記第二カバーは、
   前記操作部を被覆する被覆部と、
   前記操作部の回転軸が延びる方向である軸線方向に前記本体部の一部と重なる位置まで、前記被覆部から前記回転軸を基準とした径方向へ張り出した張出部と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
3. 前記操作部は、
   前記本体部から前記軸線方向のうちの一方向へ突出し、且つ、
   前記一方向側を向く第一面を備え、
   前記被覆部は、前記第一面と対向する第二面を備え、
   前記本体部は、前記張出部又は前記第二開口部と前記軸線方向に対向する第三面を備え、
   前記張出部は、前記一方向とは反対の他方向側を向く第四面を備え、
   前記第一面と前記第三面の前記軸線方向における最短の距離である第一距離は、前記第二面と前記第四面の前記軸線方向における最長の距離である第二距離よりも、長いことを特徴とする請求項２に記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記第一カバーは、
   前記本体部に接触する接触部と、
   前記接触部を前記本体部との間で挟む挟持部と、
   前記挟持部を前記接触部に対して脱着自在に取り付ける取付部と
   を備えたこと特徴とする請求項２又は３に記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記第二カバーは、前記第一カバーよりも変形しにくいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
6. 前記操作部は、前記操作部の回転軸と交差する面であって、前記回転軸が延びる方向である軸線方向に沿って凹む第一凹部が形成された外表面を備え、
   前記第二カバーは、前記外表面と対向する面であって、前記第一凹部に係合する第一係合部が設けられた内表面を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
7. 前記操作部は、前記操作部の回転軸を基準とした径方向を向く面であって、前記操作部の回転軸に向けて凹む第二凹部が形成された外周面と、
   前記第二カバーは、前記外周面と対向する面であって、前記第二凹部に係合する第二係合部が設けられた内周面を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
8. 前記第一カバーと前記第二カバーは、互いに別体であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
9. 前記第一カバーと前記第二カバーは、互いに部分的に連結することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。
10. 前記第一カバーと前記第二カバーとを連結しており、且つ破断可能な連結部を備えたことを特徴とする請求項９に記載のカバー付ヘッドマウントディスプレイ。

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