WO2017057771A1 - ヘッドマウントディスプレイユニットおよびヘッドマウントディスプレイ固定器具 - Google Patents

ヘッドマウントディスプレイユニットおよびヘッドマウントディスプレイ固定器具 Download PDF

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WO2017057771A1
WO2017057771A1 PCT/JP2016/079239 JP2016079239W WO2017057771A1 WO 2017057771 A1 WO2017057771 A1 WO 2017057771A1 JP 2016079239 W JP2016079239 W JP 2016079239W WO 2017057771 A1 WO2017057771 A1 WO 2017057771A1
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WO
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mounted display
head
head mounted
fixing device
holding member
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PCT/JP2016/079239
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French (fr)
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井上　智
弘輝 佐藤
健三 山中
伸司 木村
Original Assignee
株式会社クリュートメディカルシステムズ
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/0083—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes provided with means for patient positioning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/024—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for determining the visual field, e.g. perimeter types

Definitions

  • the present invention relates to a head mounted display unit and a head mounted display fixing device.
  • a head-mounted display (HMD: Head-Mount-Display) used by being mounted on a user's head is known.
  • the head mounted display is mainly provided for use in game devices, AV (Audio / Visual) devices, and the like.
  • a technology for utilizing a head-mounted display as a medical device is also known.
  • a head-mounted eye inspection apparatus that performs eye inspection using a head-mounted display is known (for example, Patent Document 1).
  • a head-mounted display is mounted on the subject's head, and an eye examination is performed by presenting a test target on the subject's eyeball based on the wearing state. It has become.
  • head-mounted eye examination devices tend to be heavier than head-mounted displays for game machine applications. For this reason, when the head mounted display is used while being attached to the subject's head, the weight of the head mounted display is not small and places a burden on the neck and shoulder of the subject. In particular, when the subject is an elderly person or a child, the physical burden felt by the weight of the head mounted display increases.
  • the main object of the present invention is to provide a technique capable of reducing a physical burden when a head mounted display is used on a user's head.
  • the first aspect of the present invention is: A head-mounted display, A fixing device that is detachable from the head-mounted display and that can be mounted in a fixed state;
  • a head mounted display unit comprising:
  • the second aspect of the present invention is: The fixing device is the head mounted display unit according to the first aspect, characterized in that the head mounted display is supported in a forward tilted posture.
  • the third aspect of the present invention is: The head-mounted display unit according to the first or second aspect, wherein the fixing device is portable.
  • the fourth aspect of the present invention is: The head mounted display unit according to any one of the first to third aspects, wherein the head mounted display is a head mounted eye examination apparatus.
  • a head mounted display fixing device for fixing and using a head mounted display,
  • the head mounted display is detachably mounted, and a holding member that holds the mounted head mounted display in a fixed state;
  • It is a head mounted display fixing device characterized by comprising.
  • the sixth aspect of the present invention is: The head-mounted display fixture according to the fifth aspect, wherein an inclination angle in the front-rear direction of the head-mounted display is adjustable.
  • the seventh aspect of the present invention is The head mounted display fixing device according to the fifth or sixth aspect, further comprising a chin support for supporting a user's chin using the head mounted display.
  • the eighth aspect of the present invention is The head mounted display fixing device according to the seventh aspect, wherein the position of the chin rest is adjustable.
  • the ninth aspect of the present invention provides 9. The head mounted display fixing device according to any one of the fifth to eighth aspects, further comprising a monitor that displays an image to a person other than a user who uses the head mounted display.
  • the tenth aspect of the present invention provides The head-mounted display fixing device according to the ninth aspect, wherein the monitor is arranged with a display surface facing the front or side of the holding member.
  • the eleventh aspect of the present invention is The head mounted display fixing device according to the ninth or tenth aspect, wherein the orientation of the monitor is adjustable.
  • the twelfth aspect of the present invention provides The head mounted display fixing device according to any one of the fifth to eleventh aspects, further comprising a handle having a pair of left and right grips.
  • the thirteenth aspect of the present invention provides The holding member has a second terminal portion corresponding to the first terminal portion provided in the head mounted display, Any one of the fifth to twelfth aspects, wherein the first terminal portion and the second terminal portion are electrically connected when the head mounted display is attached to the holding member. It is a head mounted display fixing instrument as described in above.
  • the fourteenth aspect of the present invention provides The head mount according to the thirteenth aspect, wherein the first terminal portion and the second terminal portion are terminal portions for charging a rechargeable battery mounted on the head mounted display. It is a display fixture.
  • the present invention it is possible to reduce the physical burden when the head mounted display is used while being worn on the user's head.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the assembly
  • the structure of the head mounted display unit which concerns on other embodiment of this invention is shown, (A) is a front view, (B) is a side view. It is a front view which shows the structure of the head mounted display unit which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a head mounted display unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view thereof
  • FIG. 3 is a side view thereof.
  • the illustrated head mounted display unit 1 generally includes a head mounted display 2 and a fixing device 3 for fixing the head mounted display 2.
  • the head mounted display 2 is used by being mounted on the user's head.
  • the head mounted display 2 can be used for various purposes, and has an appropriate function according to the purpose.
  • the case where the head mounted display 2 is a head mounted eye examination apparatus will be described as an example.
  • the eye examination apparatus for example, there are a visual field examination apparatus, a visual acuity examination apparatus, an eye muscle function examination apparatus, and the present invention can be applied to any eye examination apparatus. Of these, a case where the present invention is applied to a visual field inspection apparatus will be described as an example.
  • the fixing device 3 is a device for fixing and using the head mounted display 2 (head mounted display fixing device). That is, the fixing device 3 fixes the head mounted display 2 originally used as a movable type in a predetermined place, and can be used as a stationary type.
  • the X direction is set to the left-right direction with reference to the user when the user mounts the head-mounted display 2 fixed using the fixing device 3 on the head.
  • the Y direction is defined as the front-rear direction and the Z direction is defined as the up-down direction.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of the head mounted display according to the embodiment of the present invention.
  • the illustrated head mounted display 2 includes a main body portion 5 containing an optical system and the like which will be described later, and a mounting tool 6 for mounting the main body portion 5 on a user's head.
  • the head mounted display 2 has a format similar to a helmet type.
  • the main body 5 is actually mounted on the user's head, and has a front part 7, an intermediate part 8, and a rear part 9.
  • the front part 7 is arranged from the front part of the user's eyes to the frontal part when the main body part 5 is mounted on the user's head.
  • the intermediate part 8 is arrange
  • the rear part 9 is arrange
  • the front part 7 incorporates an optical system for displaying images and a display element.
  • the outer surface of the front portion 7 is formed in a curved shape that follows the shape of the user's head.
  • a pair of left and right first rotary knobs 11 and a pair of left and right second rotary knobs 12 are provided on both sides of the front portion 7.
  • the first rotary knob 11 is for aligning the center position (optical axis position) of the optical system with the user's pupil center position.
  • the second rotary knob 12 is for adjusting the distance from the pupil position of the user to the front lens position of the optical system.
  • a pair of left and right viewing windows (not shown) are provided on the inner surface side of the front portion 7 so that the user can observe images in both binocular and monocular views.
  • a pad portion (not shown) capable of pressing the forehead is provided.
  • the intermediate part 8 is formed so as to connect the front part 7 and the rear part 9.
  • the width of the main body part 5 is narrowed from the left-right direction, and in the part from the intermediate part 8 to the rear part 9, the width of the main body part 5 is expanded in the left-right direction.
  • the intermediate part 8 is formed narrower than the front part 7 and the rear part 9.
  • the rear portion 9 incorporates a computer to be described later.
  • a connection interface unit (not shown) is provided on the rear end surface of the rear unit 9. The connection interface unit is used for communicably connecting a computer built in the rear unit 9 and an external terminal device (not shown).
  • a cable (not shown) is attached to the head mounted display 2, and this cable is configured to be connectable to the connection interface unit.
  • this cable is assumed that communication between the computer and the terminal device is performed by wire using a cable.
  • the present invention is not limited to this, and a wireless communication method is adopted. May be.
  • the mounting tool 6 is used to stably mount the main body 5 on the user's head when the head mounted display 2 is used in a movable manner.
  • the mounting tool 6 is configured to be detachable from the main body 5.
  • the wearing tool 6 includes a belt portion 14 that can be wound around the user's head, and an adjustment portion 15 that can adjust the length of the belt portion 14.
  • the belt part 14 is formed in a substantially U shape so as to be wound from the user's side to the back.
  • the adjusting unit 15 adjusts the length of the belt unit 14 according to the user's head circumference (length around the head), thereby applying an appropriate tightening force to the user's head or releasing the tightening force. It is for doing.
  • FIG. 5 is a schematic view including the configuration of the optical system of the head mounted display according to the embodiment of the present invention.
  • the head mounted display 2 includes a display optical system 200, a display element 240, an observation optical system 300, an image sensor 340, a control unit 400, and a subject operation unit 420.
  • the head mounted display 2 is used as a visual field inspection device.
  • the user of the head mounted display 2 is a subject who undergoes a visual field inspection.
  • the display optical system 200 and the display element 240 are components for displaying an image for examination on the subject.
  • the observation optical system 300 and the image sensor 340 are constituent elements for observing the eyeball 100 of the subject.
  • the display element 240, the subject operation unit 420, and the image sensor 340 are electrically connected to the control unit 400 as indicated by symbols A, B, and C in the drawing.
  • the constituent elements (200, 240, 300, 340) corresponding to one eye of the subject are shown, but in reality, the constituent elements corresponding to both eyes of the subject are shown. Left and right are provided independently.
  • the test image displayed on the display element 240 includes a visual target, and this visual target is presented to the subject.
  • a visual target refers to a “point” or “figure” that is displayed (presented) in order to give light stimulation to the eyeball of the subject.
  • the display optical system 200 is provided on the optical axes 280 a and 280 b between the eyeball position where the eyeball 100 of the subject is placed and the display surface of the display element 240.
  • the display optical system 200 has a configuration in which a first lens 210, a mirror 220, and a second lens group 230 are arranged in order from the eyeball position side of the subject.
  • a first lens 210, a mirror 220, and a second lens group 230 are arranged in order from the eyeball position side of the subject.
  • the optical axis from the eyeball position to the mirror 220 is the optical axis 280a, and from the mirror 220 to the display element 240
  • the optical axis is the optical axis 280b.
  • the first lens 210 is disposed on the optical axis 280a from the eyeball position to the mirror 220.
  • the first lens 210 is configured using an aspherical lens (convex lens) having a positive power.
  • the first lens 210 converges the light reflected by the mirror 220 and incident on the first lens 210 onto the pupil 101 of the subject, while the light divergence occurs when the subject views an object through the pupil 101 at a wide angle. It is to suppress.
  • the mirror 220 is disposed on the optical axis 280a from the eyeball position to the mirror 220 on the opposite side of the eyeball position with the first lens 210 interposed therebetween.
  • the mirror 220 is configured using a mirror having wavelength selectivity.
  • the mirror 220 is configured using a cold mirror that reflects visible light and transmits infrared rays.
  • the second lens group 230 is disposed on the optical axis 280b from the mirror 220 to the display element 240.
  • the second lens group 230 is configured by using three lenses 232, 234, and 236.
  • the three lenses 232, 234, and 236 are sequentially arranged from the mirror 220 side toward the display element 240 side.
  • the lens 232 is configured using an aspherical lens (convex lens) having positive power.
  • the lens 234 is configured using an aspheric lens (concave lens) having negative power, and the lens 236 is configured using an aspheric lens (convex meniscus lens) having positive power.
  • the display element 240 is disposed on the optical axis 280 b from the mirror 220 to the display element 240 so as to face the lens 236 of the second lens group 230.
  • the display element 240 is configured using, for example, a flat display element such as a liquid crystal display element having a backlight.
  • the observation optical system 300 is for observing, for example, the anterior part of the eye including the pupil 101, iris, sclera, or the fundus of the retina 102, with the subject's eyeball 100 as an observation target.
  • the components of the observation optical system 300 are provided on the optical axes 280a and 380a from the eyeball position of the subject to the image sensor 340 except for the infrared light source 310.
  • the first lens 210, the mirror 220, and the third lens 320 are arranged in order from the eyeball position side of the subject.
  • the first lens 210 and the mirror 220 are common (shared) with the display optical system 200 described above, including the optical axis 280a.
  • the optical axis 380a from the mirror 220 to the image sensor 340 is substantially parallel to the optical axis 280a.
  • the infrared light source 310 irradiates infrared rays to the eyeball 100 of the subject.
  • the infrared light source 310 is arranged so as to be obliquely above and obliquely below the eyeball position of the subject so as not to disturb the visual field of the subject.
  • One infrared light source 310 irradiates the subject's eyeball 100 with infrared rays obliquely from above, and the other infrared light source 310 irradiates the subject's eyeball 100 with infrared rays obliquely from below. It is configured to do.
  • the third lens 320 is disposed on the optical axis 380a from the mirror 220 to the image sensor 340.
  • the third lens 320 is configured using an aspherical lens (convex lens) having positive power.
  • the third lens 320 binds light that enters the first lens 210 from the eyeball 100 and passes through the mirror 220 to the imaging surface of the imaging element 340. It is something to be imaged.
  • the imaging element 340 images the eyeball 100 of the subject via the observation optical system 300 described above.
  • the image sensor 340 is configured using a CCD (Charge Coupled Device) image sensor having sensitivity to infrared rays, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, or the like.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the eyeball 100 is irradiated via the first lens 210, the mirror 220, and the third lens 320 while irradiating the eyeball 100 of the subject with infrared rays from the infrared light source 310.
  • the image is picked up by the image sensor 340.
  • the control unit 400 is configured by a computer including a combination of CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), various interfaces, and the like. And the control part 400 is comprised so that various functions may be implement
  • the predetermined program for realizing each function is used by being installed in a computer, but may be provided by being stored in a computer-readable storage medium prior to the installation, or the computer It may be provided through a communication line connected to.
  • the subject operation unit 420 is operated by the subject.
  • the subject operation unit 420 is mainly operated by the subject for response.
  • the subject operation unit 420 is preferably a manual subject operation unit that the subject holds and operates with his / her hand. More preferably, the subject has his / her finger (for example, thumb or index finger). It is preferable to use a pressing-type subject operation unit that performs a pressing operation. In this case, when the subject presses the subject operation unit 420, the subject operation unit 420 is switched from the off state to the on state, and an on signal is output from the subject operation unit 420. This ON signal is taken into the control unit 400.
  • Static quantitative visual field inspection is performed as follows. First, a target is presented at one point in the field of view, and its brightness is gradually increased. At this time, when the target has a certain brightness, the target can be seen from the subject. Therefore, the value corresponding to the brightness when the subject can see the target is set as the retina sensitivity at the point where the target is presented at that time. Then, the same measurement is performed for each point in the field of view, thereby quantitatively examining the difference in retinal sensitivity in the field of view and creating a map. There are a subjective examination and an objective examination in the static quantitative visual field examination. If the head mounted display 2 of this Embodiment is used, the test
  • Self-aware inspection is performed as follows. First, the head mounted display 2 is mounted on the head of a subject (user). Also, the subject operation unit 420 is held in the subject's hand. Next, based on a command from the control unit 400, a visual target for visual field inspection is displayed at one point on the display surface of the display element 240. At this time, the brightness of the target is initially darkened, and then the brightness of the target is gradually increased. Then, even if it is dark at first and the target is not visible to the subject, when the target reaches a certain brightness, the subject's retina responds to the light stimulus so that the subject can see the target. become. For this reason, when the target can be seen from the subject, the subject pushes the subject operation unit 420.
  • an ON signal is sent to the control unit 400.
  • the control unit 400 performs a predetermined process, and sets the value corresponding to the brightness of the point of the target at that time as the sensitivity of the retina at that point. Thereafter, the same measurement is performed for each point in the field of view, thereby quantitatively examining the difference in retinal sensitivity in the field of view and creating a sensitivity map of the retina.
  • the objective test is performed as follows. First, the head mounted display 2 is mounted on the subject's head. In this case, it is not necessary for the subject to have the subject operation unit 420. Next, based on a command from the control unit 400, a visual target for visual field inspection is displayed at one point on the display surface of the display element 240. At this time, the brightness of the target is initially darkened, and then the brightness of the target is gradually increased. Then, even if it is dark at first and the target is not visible to the subject, when the target reaches a certain brightness, the subject's retina responds to the light stimulus so that the subject can see the target. become.
  • the size of the pupil 101 (pupil diameter) of the subject changes according to the brightness of the target. Specifically, the diameter of the subject's pupil 101 is reduced.
  • the state change of the eyeball 100 at this time is imaged.
  • the eyeball 100 is imaged by irradiating infrared rays from the infrared light source 310 toward the eyeball 100, and causing the image light of the eyeball 100 obtained thereby to form an image on the imaging surface of the image sensor 340 via the observation optical system 300.
  • the timing for starting the imaging of the eyeball 100 may be set, for example, before the display of the visual target on the display surface of the display element 240 or simultaneously with the display of the visual target.
  • the human retina since the human retina has no sensitivity to infrared rays, it does not affect the state change of the eyeball 100.
  • Image data of the eyeball 100 imaged using the image sensor 340 is taken into the control unit 400.
  • Image data sent from the image sensor 340 indicates whether or not the pupil diameter of the subject has changed (reduced) in response to the brightness of the target in the process of gradually increasing the brightness of the target. Judgment based on.
  • the value corresponding to the brightness of the point of the target at that time is set as the sensitivity on the retina at that point.
  • the same measurement is automatically performed one after another for each point in the field of view to quantitatively check the difference in sensitivity on the retina in the field of view, and a sensitivity map on the retina is automatically created.
  • the objective test may be performed by a single upper threshold stimulation method in which a bright target is displayed at one point on the display surface of the display element 240 and a sensitivity map is created by observing the degree of reduction of the pupil diameter. Good.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of a fixing device (head mounted display fixing device) according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a side view thereof.
  • the illustrated fixture 3 includes a base member 21, a support column 22, a pedestal portion 23, a holding member 24, a clamping tool 25, and a chin rest 26.
  • the fixing device 3 is configured to be portable so that the place and orientation of the fixing device 3 can be changed.
  • the base member 21 is a base that supports the entire fixture 3.
  • the base member 21 can be configured using, for example, a metal material (including an alloy) such as stainless steel or brass.
  • the base member 21 is formed in a rectangular plate shape in plan view. However, the shape of the base member 21 may be a shape other than a rectangle.
  • the thickness of the base member 21 may be the same thickness uniformly, and may be partially different thickness.
  • the support column 22 can be configured using a metal material (including an alloy) such as stainless steel or brass, for example, in the same manner as the base member 21 described above.
  • the support column 22 is provided in a state of standing vertically to the center portion of the base member 21.
  • the support column 22 is fixed to the base member 21 using screws or the like (not shown).
  • the pedestal portion 23 can be configured using, for example, a resin material.
  • the pedestal portion 23 is disposed at the upper end portion of the column 22.
  • the pedestal portion 23 is fixed to the column 22 using screws or the like (not shown).
  • pillar 22, and the base part 23 are assembled
  • the “support mechanism” in the present invention is configured by the base member 21, the support column 22, and the pedestal portion 23 shown in FIG. 8. This support mechanism supports the holding member 24.
  • the seat portion 27 is provided with a seating surface 27.
  • the seating surface 27 receives and supports the lower part of the holding member 24.
  • the seating surface 27 is formed in a substantially L shape in side view.
  • the pedestal 23 is formed with a first fixing hole 28 for fixing the holding member 24 to the pedestal 23 and a second fixing hole 29 for fixing the chin base 26 to the pedestal 23. ing.
  • the first fixing hole 28 is a round hole
  • the second fixing hole 29 is a long hole. The reason why the second fixing hole 29 is a long hole is that the position of the chin rest 26 can be adjusted.
  • the holding member 24 holds the head mounted display 2 in a fixed state.
  • the head mounted display 2 is detachably attached to the holding member 24.
  • the holding member 24 can be configured using a resin material, for example, similarly to the pedestal portion 23 described above.
  • the holding member 24 is formed in a substantially bow shape in a side view so as to follow the outer surface shape of the front portion 7 of the head mounted display 2.
  • the holding member 24 is formed with a first receiving portion 31 and a second receiving portion 32.
  • the first receiving portion 31 and the second receiving portion 32 are formed on the inner surface side of the holding member 24.
  • the 1st receiving part 31 receives and supports the outer surface of the front part 7 of the head mounted display 2 ahead.
  • the first receiving part 31 follows the outer surface shape of the front part 7 so that when the outer surface of the front part 7 of the head mounted display 2 is received and supported by the first receiving part 31, both are in close contact with each other. It is curved.
  • the second receiving part 32 receives and supports the lowermost part of the front part 7 of the head mounted display 2 at the bottom.
  • the second receiving portion 32 is formed integrally with the holding member 24 in a state of being bent at a substantially right angle from the lower end portion of the first receiving portion 31 to the rear.
  • a screw hole 33 is formed in the lower part of the holding member 24.
  • the screw hole 33 is provided in the holding member 24 in order to detachably attach the holding member 24 to the pedestal portion 23.
  • the screw hole 33 is provided at a position corresponding to the first fixing hole 28 of the pedestal portion 23.
  • the screw hole 33 is disposed substantially coaxially with the first fixing hole 28 and the screw hole 33 when the lower portion of the holding member 24 is placed on the seat surface 27 of the pedestal portion 23.
  • a tightening knob (not shown) is used.
  • the tightening knob has a male screw portion integrally.
  • the male screw portion of the tightening knob is screwed into the screw hole 33 of the holding member 24 through the first fixing hole 28 of the base portion 23.
  • the holding member 24 can be fastened and fixed to the pedestal portion 23 by rotating the fastening knob in one direction in this screwed state. Further, in the state where the tightening by the tightening knob is loosened, the holding member 24 can be swung in the F direction in FIG. 7 around the male screw portion of the tightening knob.
  • the swinging operation of the holding member 24 is an operation for making it possible to adjust the tilt angle in the front-rear direction of the head mounted display 2 attached to the holding member 24.
  • two female screw portions (not shown) are formed on the holding member 24 in pairs on the left and right. These female screw portions are for attaching the holding tool 25 to the holding member 24 with screws.
  • the clamping tool 25 clamps a part of the head mounted display 2 in order to fix the head mounted display 2 to the holding member 24.
  • the holding tool 25 can be configured using a resin material, for example, similarly to the holding member 24 described above.
  • the holding tool 25 integrally includes two leg portions 34 and a connecting portion 35 that connects them.
  • a shaft hole 36 is formed in each leg 34.
  • the shaft hole 36 is aligned with the female screw portion of the holding member 24 when the holding tool 25 is attached to the holding member 24. In this state, by passing a fixing screw (not shown) through the shaft hole 36 and screwing into a female screw portion of the holding member 24, the holding tool 25 can be fixed to the holding member 24 as shown in FIG.
  • the chin rest 26 receives and supports the user's chin from below.
  • the upper surface of the chin rest 26 is formed in a concave shape so as to be applied to the shape of a human jaw.
  • the chin rest 26 is supported by a support shaft 37 as shown in FIG.
  • the chin rest 26 is made of, for example, a resin material, and is fixed to the upper end portion of the support shaft 37.
  • the support shaft 37 that supports the chin rest 26 is formed in a bar shape having a rectangular cross section.
  • the support shaft 37 is attached to a bracket 38.
  • the bracket 38 is provided with a protrusion 39 and two screw holes 40 (only one is shown in FIG. 12).
  • the protruding portion 39 is provided with a rectangular through hole 41 corresponding to the cross-sectional shape of the support shaft 37, and the support shaft 37 is fitted into the through hole 41.
  • an appropriate sliding resistance acts on the fitting portion of both, and the support shaft 37 can move in the direction of the central axis of the through hole 41 with this sliding resistance. ing.
  • the position of the chin rest 26 can be adjusted by the movement of the support shaft 37.
  • the screw hole 40 is formed for attaching the bracket 38 to the pedestal portion 23.
  • the screw hole 40 is aligned with the second fixing hole 29 of the pedestal portion 23, and a screw (not shown) is passed through the second fixing hole 29 in that state, thereby screwing the screw hole 40.
  • the screw is tightened to an appropriate force.
  • the bracket 38 can be fixed to the base part 23 (refer FIG. 6 and FIG. 7). Further, if the screw passed through the second fixing hole 29 is loosened, the bracket 38 can be moved in the longitudinal direction of the second fixing hole 29.
  • the head mounted display unit 1 is configured such that the head mounted display 2 originally used in a movable type can be used in a stationary type. Therefore, hereinafter, a procedure in the case of using the head mounted display 2 in a stationary type will be described.
  • This usage procedure includes a first stage in which the head mounted display 2 is mounted on the fixing device 3 and a second stage in which the head mounted display 2 is mounted on the user's head.
  • a specific procedure at each stage will be described.
  • the head mounted display 2 is attached to the fixing device 3. At that time, in the head mounted display 2, the mounting tool 6 is removed from the main body 5. In the fixing device 3, the holding tool 25 is removed from the holding member 24. In this state, the main body 5 of the head mounted display 2 is placed on the holding member 24 of the fixing device 3. At this time, the front part 7 of the main body part 5 is pressed against the first receiving part 31 and the second receiving part 32 of the holding member 24.
  • the holding tool 25 is attached to the holding member 24.
  • the two leg portions 34 of the holding tool 25 are arranged on both sides of the intermediate portion 8 of the main body portion 5.
  • the two legs 34 straddle the intermediate portion 8 of the main body 5.
  • a fixing screw is passed through the shaft hole 36 of the clamping tool 25, and the screw is screwed into the female screw portion on the holding member 24 side to be appropriately tightened. If it does so, the intermediate part 8 of the main-body part 5 will be pressed by the connection part 35 of the clamping tool 25 to the holding member 24 side. As a result, the intermediate portion 8 of the main body portion 5 is sandwiched by the sandwiching tool 25.
  • the head mounted display 2 is attached to the fixture 3 by the above procedure. Thereby, the head mounted display 2 is held in a fixed state by the holding member 24 of the fixing device 3.
  • the “fixed state” described here refers to a state in which the head mounted display 2 is fixed at least to the extent that there is no practical problem when the head mounted display 2 is mounted on the fixture 3 and used.
  • the user puts the head-mounted display 2 on the head and gently presses the forehead against the pad portion to look into the left and right viewing windows. At this time, if the pressing force applied to the head mounted display 2 through the pad portion is received by the holding member 24 and the head mounted display 2 can be held so as not to move, there is no practical problem.
  • the head mount display 2 is held by bringing the outer surface of the front portion 7 into close contact with the first receiving portion 31 of the holding member 24, so that the user presses the forehead against the pad portion. Can be received in a well-balanced manner by the entire holding member 24.
  • the forward tilt posture refers to a state in which the optical axis 280a of the optical system shown in FIG. 5 is tilted forward and downward as viewed from the eyeball position.
  • the tilt angle of the optical axis is defined as the forward tilt angle of the head mounted display 2
  • the forward tilt angle is preferably 5 degrees or more and 70 degrees or less, more preferably 15 degrees or more and 60 degrees or less, and further preferably. May be set under conditions of 25 degrees or more and 50 degrees or less.
  • the user mounts the head mounted display 2 supported in the forward tilted posture on the head the user's head is tilted forward according to the forward tilted posture of the head mounted display 2. For this reason, when the user looks straight into the left and right viewing windows of the head mounted display 2 from the front, the user's line of sight also tilts forward and obliquely downward.
  • the holding member 24 is placed in the direction F in FIG. It can be swung. For this reason, it is possible to adjust the tilt angle in the front-rear direction of the head mounted display 2 attached to the holding member 24 (the forward tilt angle in this embodiment).
  • the head mounted display 2 is mounted on the user's head.
  • the fixing device 3 to which the head mounted display 2 is attached may be installed on a table.
  • the user only has to sit on the chair so as to face the rear portion 9 of the head mounted display 2 and attach the head mounted display 2 to the head.
  • the position of the chin rest 26 is preferably retracted in advance so that the chin rest 26 does not get in the way.
  • the user causes his / her head to enter the inside of the main body 5 in accordance with the position of the head mounted display 2. Thereby, the head-mounted display 2 is put on the user's head.
  • the user determines the position of the head by pressing the forehead against the pad portion of the main body 5 and looking into the left and right viewing windows.
  • the position of the chin rest 26 is moved upward while maintaining that state, and the chin rest 26 is applied to the user's chin.
  • the position of the chin rest 26 after the movement can be held by utilizing the sliding resistance between the support shaft 37 and the through hole 41.
  • the position of the chin rest 26 may be fixed by pressing a screw or the like (not shown) from the lateral direction on the support shaft 37. As a result, the movement of the user's head is regulated by the main body 5 and the chin rest 26 of the head mounted display 2.
  • the user rotates the first rotary knob 11 and the second rotary knob 12 as appropriate while looking into the two viewing windows of the head-mounted display 2, thereby aligning the center position of the optical system with the pupil center position.
  • the distance from the pupil position to the front lens position of the optical system is adjusted.
  • an image for alignment may be displayed on the display element 240 described above, and the user may appropriately rotate the first rotary knob 11 and the second rotary knob 12 while viewing the image.
  • the image data of the eyeball 100 imaged by the image sensor 340 is sent to an external terminal device, and the examiner (person other than the user) moves the first rotary knob 11 and the second rotary knob 12 while viewing the screen of the terminal device. It may be rotated as appropriate, or the inspector may instruct the user how to adjust.
  • the mounting unit 6 may be attached to the main body unit 5 after removing the main body unit 5 from the holding member 24 together with the holding tool 25.
  • the head mounted display 2 when used as an eye inspection device such as a visual field inspection device, even if the subject is a child or an elderly person, the eye inspection is performed without imposing a burden on the subject. Is possible. Moreover, since the head mounted display 2 can be attached to and detached from the fixing device 3, the head mounted display 2 can be used in either a movable type or a stationary type.
  • the head-mounted display includes a spectacle type, a goggle type, and a helmet type.
  • the present invention is particularly preferred when applied to a head-type display of a helmet type or a similar type. The reason is described below. Since the eyeglass-type head-mounted display is very lightweight, there is no burden on the user's neck due to the weight of the head-mounted display during use. On the other hand, helmet-type head-mounted displays tend to be considerably heavier than glasses-type displays.
  • the head mounted display 2 in the present embodiment has a form similar to a helmet type, and includes the optical system (200, 300) and the control unit 400 shown in FIG. Is about 1.8kg. For this reason, it becomes easy for the user to feel a burden on the neck or shoulder during use.
  • the present invention is not limited to the helmet type head mounted display, and may be configured using a goggle type head mounted display.
  • a goggle-type head-mounted display varies in weight depending on the components mounted on it, but the user feels burdened when the weight exceeds a certain level. For this reason, the same effect can be expected even when applied to a goggle type head mounted display.
  • the fixing device 3 supports the head-mounted display 2 in a forward tilted posture.
  • the weight of the head can be supported by applying a forehead to the pad portion inside the portion 7. For this reason, the user can use the head mounted display 2 in a posture with less burden.
  • the fixing device 3 is configured to be portable, even when the head mounted display 2 is used in a stationary manner, the use location can be freely selected or changed. .
  • the head mounted display 2 can be adjusted according to the posture of the user so that the user using the head mounted display 2 can feel easily.
  • the tilt angle can be adjusted.
  • the tilt angle of the head mounted display 2 can be adjusted so that the user can easily wear the head mounted display 2 on the head. Thereby, the usability of the head mounted display 2 can be improved.
  • the fixture 3 is provided with a chin rest 26, and the chin rest 26 supports the user's chin. For this reason, the position of the head of the user wearing the head mounted display 2 can be stabilized.
  • the fixing device 3 is provided with a mechanism for adjusting the position of the chin rest 26 (particularly the position in the height direction), the size of the head of the user who uses the head-mounted display 2 is large. Accordingly, the chin rest 26 can be moved to an appropriate position.
  • FIG. 13 shows a configuration of a head mounted display unit according to another embodiment of the present invention, in which (A) is a front view and (B) is a side view.
  • the fixing device 3 is provided with a monitor 51.
  • the monitor 51 displays an image to a person other than the user who uses the head mounted display 2.
  • the monitor 51 can be configured using a flat liquid crystal display device, an organic EL display device, a tablet terminal, or the like.
  • a support member 52 is fixed to the back side of the monitor 51, and the monitor 51 is attached to the pedestal 23 via the support member 52 by screws or the like.
  • the monitor 51 has a display surface 51a, and the display surface 51a is arranged with the display member 51 facing the front of the holding member 24.
  • the front of the holding member 24 is one side in the Y direction shown in FIG. 1, and the user's face is turned when the user mounts the head mounted display 2 attached to the holding member 24 on the head. The direction.
  • the orientation of the monitor 51 can be adjusted.
  • a hinge mechanism can be used as a mechanism for adjusting the orientation of the monitor 51. This makes it possible to adjust the orientation of the monitor 51, for example, as indicated by a two-dot chain line in the figure.
  • a mechanism for adjusting the orientation of the monitor 51 it is preferable to adopt a configuration in which the display surface 51a is directed in all directions around a certain axis. Specifically, the following configuration can be employed. First, the base portion 21 is made larger in size so as not to impair the stability of the fixture 3, and a sufficiently long pole (not shown) is set up on the base portion 21 in the vertical direction.
  • a fastener (not shown) that can rotate around the central axis (vertical axis) of the pole is attached to the pole. Then, when changing the orientation of the monitor 51, the monitor 51 is attached to the fastener at a high position so that the monitor 51 does not interfere with the holding member 24, the head mounted display 2, or the like. If such a configuration is employed, the monitor 51 (display surface 51a) can be directed in all directions around the vertical axis by rotation of the fastener.
  • the monitor 51 (display surface 51a) is rotated by the rotation of the fastener. It can be directed in all directions around the horizontal axis.
  • the monitor 51 in the fixing device 3 for example, the same image as the image seen by the user on the head mounted display 2 can be displayed on the monitor 51.
  • a person other than the user can check what kind of image the user who is using the head mounted display 2 is viewing by checking the monitor 51.
  • the examiner can check the display surface 51 a of the monitor 51 while sitting in front of the subject wearing the head mounted display 2 on the head.
  • the examiner can give an instruction to the subject while displaying information necessary for the eye examination on the monitor 51.
  • the examiner can perform adjustment work using the first rotary knob 11 and the second rotary knob 12 while viewing the eyeball image. Become.
  • the orientation of the monitor 51 can be adjusted so that a person other than the user can easily see.
  • the monitor 51 may be arranged with the display surface 51a facing the side of the holding member 24 (one side in the X direction). In this case, the examiner can confirm the display surface 51 a of the monitor 51 while sitting next to the subject wearing the head mounted display 2 on the head.
  • the orientation of the monitor 51 is such that the display surface 51a is directed forward, the display surface 51a is directed rearward, the display surface 51a is directed leftward, the display surface 51a is directed rightward, It is good also as a structure which can be changed to at least two different directions among the state which faced the display surface 51a upward, and the state which faced the display surface 51a downward. Thereby, the direction of the monitor 51 can be switched according to the installation location of the head mounted display unit 1 or the fixing device 3.
  • FIG. 14 is a front view showing a configuration of a head mounted display unit according to still another embodiment of the present invention.
  • the fixing device 3 is provided with a handle 53.
  • the handle 53 is disposed at a position lower than the holding member 24. Further, the handle 53 is fixed to the column 22 using a connecting member 54.
  • the handle 53 is provided with a pair of left and right grips 53a.
  • the gripping part 53 a is disposed at both ends of the handle 53.
  • the grip portion 53a is a portion that the user grips with both hands when the user uses the head mounted display 2 attached to the fixing device 3.
  • the grip portion 53a is formed in a thickness that is easy for the user to grip. Further, the gripping portion 53a can be subjected to anti-slip processing as necessary.
  • the surface of the gripping portion 53a can be made of a high friction material such as rubber, or the surface of the gripping portion 53a can be provided with irregularities.
  • the user mounts the head mounted display 2 mounted on the holding member 24 on the head and uses the head mounted display 2, the user grips the left and right grips 53a with both hands, so that the posture of the user is changed. It can be stabilized. Further, the posture of the entire head mounted display unit 1 can be stabilized by applying the force of the user's hand downward to the base member 21.
  • the position of the handle 53 may be adjustable in the vertical direction or the front-rear direction. Further, the direction of the gripping portion 53a may be set to be vertical by bending both end portions of the handle 53 upward.
  • the subject operation unit 420 operated by the subject in visual field inspection or the like is configured by, for example, a push-type switch, and the subject operation unit 420 is provided on at least one of the left and right grips 53a, It may be configured such that the subject operation unit 420 can be operated (switching operation is possible) while the subject holds the grip portion 53a.
  • the head mounted display 2 is provided with a first terminal portion (for example, a male terminal), the holding member 24 is provided with a second terminal portion (for example, a female terminal), and the holding member 24 has a head.
  • a configuration in which the first terminal portion and the second terminal portion are electrically connected when the mount display 2 is mounted may be employed.
  • the first terminal portion and the second terminal portion are used as terminal portions for charging the rechargeable battery.
  • the first terminal portion serves as a power receiving terminal portion
  • the second terminal portion serves as a power feeding terminal portion.
  • the first terminal portion and the second terminal portion are used as charging terminal portions, for example, input of signals to the control unit (computer) 400 of the head mounted display 2 or from the control unit 400. It can also be used for signal output. Further, if the second terminal unit is used as an input terminal to the monitor 51, it is possible to display on the monitor 51 an image of the eyeball imaged by the image sensor 340 and processed by the control unit 400.
  • the pedestal portion 23 is fixed to the support column 22.
  • the configuration is not limited thereto, and the position of the pedestal portion 23 may be adjustable with respect to the axial direction (vertical direction) of the support column 22. If this configuration is adopted, the height of the pedestal portion 23 can be adjusted in accordance with the height and sitting height of the user.
  • the present invention is not limited to this, and the position does not interfere with the user.
  • a mechanism for shifting and holding the mounting tool 6 may be provided in the main body 5.
  • a hook portion (not shown) may be provided on the rear portion 9 of the main body portion 5 and a mechanism for hooking and holding the mounting tool 6 on the hook portion may be provided.
  • the head mounted display 2 is supported by the fixing device 3 in the forward tilted posture.
  • the present invention is not limited to this, and the head mounted display 2 is supported in a horizontal posture or a posture tilted backward. It may be a configuration.
  • there is an advantage that the burden placed on the user is reduced when the head mounted display 2 is supported in the forward tilted posture.
  • the chin rest 26 is provided on the fixing device 3, but the chin rest 26 may be provided as necessary. Moreover, when providing the chin rest 26, it is good also as a structure which can adjust the relative position of the holding member 24 and the chin rest 26 to the left-right direction and / or the front-back direction.
  • the fixing tool 3 installed and used on a desktop
  • the fixing used by installing in the ceiling, wall, etc. of a building by screwing etc. It may be an instrument.
  • a clamp mechanism (not shown) is provided on the base member 21, and the base member 21 is mounted on the table by this clamping mechanism. You may employ
  • an adhesive sheet (not shown) may be attached to the bottom surface of the base member 21 so that the fixing device 3 does not move on the table.
  • this invention is a head mount with a weight of 500 g or more. It is suitable when applied to the case where the display 2 is used, and more suitable when applied to the case where the head mounted display 2 having a weight of 1 kg or more is used.
  • the present invention may be applied to the case where the head mounted display is used for medical purposes other than eye examinations, and further for medical purposes (for example, game devices, AV devices, etc.).
  • the present invention is not limited to the case where the user uses the head mounted display 2 mounted on the fixing device 3 while sitting on a chair, but also when the user stands up, or the user lies on a chair or sofa with a backrest. It may be applied when used.

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Abstract

ヘッドマウントディスプレイをユーザーの頭部に装着して使用するときの身体的な負担を軽減する。本発明のヘッドマウントディスプレイユニット１は、ヘッドマウントディスプレイ２と、このヘッドマウントディスプレイ２を着脱可能で、かつ、ヘッドマウントディスプレイ２を固定状態で装着可能な固定器具３と、を備え。固定器具３は、ベース部材２１と、このベース部材２１から垂直に起立する支柱２２と、この支柱２２の上端部に取り付けられた台座部２３と、この台座部２３に取り付けられた保持部材２４と、挟持具２５と、顎台２６と、を備え、保持部材２４に挟持具２５を用いてヘッドマウントディスプレイ２が着脱可能に装着される構成になっている。

Description

ヘッドマウントディスプレイユニットおよびヘッドマウントディスプレイ固定器具
　本発明は、ヘッドマウントディスプレイユニットおよびヘッドマウントディスプレイ固定器具に関する。
　画像表示装置として、ユーザーの頭部に装着して使用されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mount Display）が知られている。ヘッドマウントディスプレイは、主にゲーム機器やＡＶ（Audio/Visual）機器などの用途で提供されている。
　その一方で、ヘッドマウントディスプレイを医療用の機器として活用する技術も知られている。具体的には、ヘッドマウントディスプレイを用いて眼の検査を行う、ヘッドマウント型の眼検査装置が知られている（たとえば、特許文献１）。この眼検査装置では、被検者の頭部にヘッドマウントディスプレイを装着し、この装着状態にもとで被検者の眼球に検査用の視標を呈示することにより、眼の検査を行う構成になっている。
特開２０１４－１００２５４号公報
　しかしながら、ヘッドマウント型の眼検査装置は、ゲーム機器用途などのヘッドマウントディスプレイと比べて重くなる傾向にある。このため、ヘッドマウントディスプレイを被検者の頭部に装着して使用する場合に、ヘッドマウントディスプレイの重さが少なからず被検者の首や肩に負担をかける。特に、被検者がお年寄りや子供の場合は、ヘッドマウントディスプレイの重さによって感じる身体的な負担が大きくなる。
　本発明の主な目的は、ヘッドマウントディスプレイをユーザーの頭部に装着して使用するときの身体的な負担を軽減することができる技術を提供することにある。
　（第１の態様）
　本発明の第１の態様は、
　ヘッドマウントディスプレイと、
　前記ヘッドマウントディスプレイを着脱可能で、かつ、前記ヘッドマウントディスプレイを固定状態で装着可能な固定器具と、
　を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイユニットである。
　（第２の態様）
　本発明の第２の態様は、
　前記固定器具は、前記ヘッドマウントディスプレイを前傾姿勢に支持する
　ことを特徴とする上記第１の態様に記載のヘッドマウントディスプレイユニットである。
　（第３の態様）
　本発明の第３の態様は、
　前記固定器具は、持ち運び可能である
　ことを特徴とする上記第１または第２の態様に記載のヘッドマウントディスプレイユニットである。
　（第４の態様）
　本発明の第４の態様は、
　前記ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウント型の眼検査装置である
　ことを特徴とする上記第１～第３の態様のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイユニットである。
　（第５の態様）
　本発明の第５の態様は、
　ヘッドマウントディスプレイを固定して使用するためのヘッドマウントディスプレイ固定器具であって、
　前記ヘッドマウントディスプレイが着脱可能に装着され、かつ、当該装着された前記ヘッドマウントディスプレイを固定状態に保持する保持部材と、
　前記保持部材を支持する支持機構と、
　を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第６の態様）
　本発明の第６の態様は、
　前記ヘッドマウントディスプレイの前後方向の傾き角度が調整可能である
　ことを特徴とする上記第５の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第７の態様）
　本発明の第７の態様は、
　前記ヘッドマウントディスプレイを使用するユーザーの顎を支える顎台を備える
　ことを特徴とする上記第５または第６の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第８の態様）
　本発明の第８の態様は、
　前記顎台の位置が調整可能である
　ことを特徴とする上記第７の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第９の態様）
　本発明の第９の態様は、
　前記ヘッドマウントディスプレイを使用するユーザー以外の者に画像を表示するモニターを備える
　ことを特徴とする上記第５～第８の態様のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第１０の態様）
　本発明の第１０の態様は、
　前記モニターは、前記保持部材の前方または側方に表示面を向けた状態で配置されている
　ことを特徴とする上記第９の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第１１の態様）
　本発明の第１１の態様は、
　前記モニターの向きが調整可能である
　ことを特徴とする上記第９または第１０の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第１２の態様）
　本発明の第１２の態様は、
　左右一対の把持部を有するハンドルを備える
　ことを特徴とする上記第５～第１１の態様のいずれかに記載ヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第１３の態様）
　本発明の第１３の態様は、
　前記保持部材は、前記ヘッドマウントディスプレイに設けられた第１の端子部に対応する第２の端子部を有し、
　前記保持部材に前記ヘッドマウントディスプレイを装着したときに、前記第１の端子部と第２の端子部とが電気的に接続される
　ことを特徴とする上記第５～第１２の態様のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　（第１４の態様）
　本発明の第１４の態様は、
　前記第１の端子部および前記第２の端子部は、前記ヘッドマウントディスプレイに搭載された充電式電池に充電するための端子部である
　ことを特徴とする上記第１３の態様に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具である。
　本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイをユーザーの頭部に装着して使用するときの身体的な負担を軽減することができる。
本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成例を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの光学系の構成を含む概略図である。 本発明の実施形態に係る固定器具（ヘッドマウントディスプレイ固定器具）の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る固定器具（ヘッドマウントディスプレイ固定器具）の構成例を示す側面図である。 ベース部、支柱部および台座部の組み付け状態を示す斜視図である。 保持部材の構成を示す斜視図である。 挟持具の構成を示す斜視図である。 保持部材に挟持具を取り付けた状態を示す斜視図である。 顎台の構成を説明する斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成を示す正面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
　本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
　１．ヘッドマウントディスプレイユニットの全体構成
　２．ヘッドマウントディスプレイの構成
　３．ヘッドマウントディスプレイの光学系の構成
　４．固定器具の構成
　５．ヘッドマウントディスプレイユニットの使用手順
　６．実施形態の効果
　７．他の実施形態
　８．変形例等
＜１．ヘッドマウントディスプレイユニットの全体構成＞
　図１は本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成例を示す斜視図であり、図２は同正面図、図３は同側面図である。
　図示したヘッドマウントディスプレイユニット１は、大きくは、ヘッドマウントディスプレイ２と、これを固定するための固定器具３と、を備えている。
　ヘッドマウントディスプレイ２は、ユーザーの頭部に装着して使用されるものである。ヘッドマウントディスプレイ２は、種々の用途で使用することが可能であり、またその用途に応じて適切な機能を備えるものである。本実施形態では、一例として、ヘッドマウントディスプレイ２がヘッドマウント型の眼検査装置である場合を例に挙げて説明する。また、眼検査装置の中には、たとえば、視野検査装置、視力検査装置、眼筋機能検査装置などがあり、本発明はいずれの眼検査装置にも適用可能であるが、本実施形態では、その中でも視野検査装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
　固定器具３は、ヘッドマウントディスプレイ２を固定して使用するための器具（ヘッドマウントディスプレイ固定器具）である。すなわち、固定器具３は、もともと移動型として使用されるヘッドマウントディスプレイ２を所定の場所に固定し、据え置き型としても使用可能とするものである。
　以下、ヘッドマウントディスプレイ２の構成と固定器具３の構成について順に説明する。なお、以降の説明では、固定器具３を用いて固定したヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが頭部に装着して使用するときのユーザーを基準にして、図１に示すように、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向と規定する。
＜２．ヘッドマウントディスプレイの構成＞
　図４は本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成例を示す斜視図である。
　図示したヘッドマウントディスプレイ２は、後述する光学系等を内蔵する本体部５と、この本体部５をユーザーの頭部に装着するための装着具６と、を備えている。このヘッドマウントディスプレイ２は、ヘルメット型に類似した形式になっている。
　（本体部）
　本体部５は、実際にユーザーの頭部に装着されるものであって、前部７と中間部８と後部９とを一体に有している。このうち、前部７は、ユーザーの頭部に本体部５を装着した際に、ユーザーの眼前部から前頭部にかけて配置される。また、中間部８は、ユーザーの前頭部から頭頂部にかけて配置され、後部９は、ユーザーの頭頂部から後頭部にかけて配置される。
　前部７には、画像表示のための光学系や表示素子などが内蔵されている。前部７の外面は、ユーザーの頭部の形状に沿うような曲面状に形成されている。前部７の両側には、左右一対の第１回転ツマミ１１と、左右一対の第２回転ツマミ１２とが設けられている。第１回転ツマミ１１は、ユーザーの瞳孔中心位置に光学系の中心位置（光軸の位置）を合わせるためのものである。第２回転ツマミ１２は、ユーザーの瞳孔位置から光学系の前段レンズ位置までの距離を合わせるためのものである。前部７の内面側には、ユーザーが両眼視でも片眼視でも画像を観察できるように、左右一対の覗き窓（不図示）が設けられ、さらにそれらの覗き窓の周辺に、ユーザーの額を押し当て可能なパッド部（不図示）が設けられている。
　中間部８は、前部７と後部９とを連結するように形成されている。前部７から中間部８に至る部分では本体部５の幅が左右方向から狭められ、中間部８から後部９に至る部分では本体部５の幅が左右方向に広げられている。このため、中間部８は、前部７や後部９よりも幅狭に形成されている。後部９には、後述するコンピュータが内蔵されている。また、後部９の後端面には、接続インターフェース部（不図示）が設けられている。接続インターフェース部は、後部９に内蔵されたコンピュータと外部の端末装置（不図示）とを通信可能に接続するためのものである。また、ヘッドマウントディスプレイ２には図示しないケーブルが付属しており、このケーブルが接続インターフェース部に接続可能に構成されている。
　なお、本実施形態においては、上記のコンピュータと端末装置との間の通信を、ケーブルを用いた有線で行うことを想定しているが、本発明はこれに限らず、無線による通信方式を採用してもよい。
　（装着具）
　装着具６は、ヘッドマウントディスプレイ２を移動型で使用する場合に、ユーザーの頭部に本体部５を安定的に装着するために用いられるものである。装着具６は、本体部５に対して着脱可能に構成されている。装着具６は、ユーザーの頭部に巻き付け可能なベルト部１４と、このベルト部１４の長さを調節可能な調節部１５と、を備えている。ベルト部１４は、ユーザーの側頭部から後頭部にかけて巻き付けられるように、略Ｕ字形に形成されている。調節部１５は、ユーザーの頭囲（頭の周囲の長さ）にあわせてベルト部１４の長さを調節することにより、ユーザーの頭部に適度な締め付け力を加えたり、その締め付け力を開放したりするためのものである。
＜３．ヘッドマウントディスプレイの光学系の構成＞
　図５は本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの光学系の構成を含む概略図である。
　図示のように、ヘッドマウントディスプレイ２は、表示光学系２００と、表示素子２４０と、観察光学系３００と、撮像素子３４０と、制御部４００と、被検者操作部４２０と、を備えている。本実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ２を視野検査装置として用いる。その場合、ヘッドマウントディスプレイ２のユーザーは、視野検査を受ける被検者となる。表示光学系２００および表示素子２４０は、被検者に対して検査用の画像を表示するための構成要素となる。観察光学系３００および撮像素子３４０は、被検者の眼球１００を観察するための構成要素となる。表示素子２４０、被検者操作部４２０および撮像素子３４０は、図中符号Ａ，Ｂ，Ｃで示すように、それぞれ制御部４００に電気的に接続されている。なお、図５においては、被検者の片眼に対応する構成要素（２００，２４０，３００，３４０）を示しているが、実際には被検者の両眼に対応して上記構成要素が左右独立に設けられる。
　本実施形態では、表示素子２４０に表示される検査用の画像に視標を含み、この視標を被検者に対して呈示する。視標とは、被検者の眼球に光による刺激を与えるために表示（呈示）される「点」や「図形」をいう。
　（表示光学系）
　表示光学系２００は、被検者の眼球１００が配置される眼球位置と表示素子２４０の表示面との間の光軸２８０ａ，２８０ｂ上に設けられている。具体的には、表示光学系２００は、被検者の眼球位置側から順に、第１レンズ２１０と、ミラー２２０と、第２レンズ群２３０とを配置した構成になっている。以下、各構成要素について説明する。なお、以降の説明では、被検者の眼球位置から表示素子２４０までの光軸２８０ａ，２８０ｂのうち、眼球位置からミラー２２０までの光軸を光軸２８０ａとし、ミラー２２０から表示素子２４０までの光軸を光軸２８０ｂとする。
　第１レンズ２１０は、眼球位置からミラー２２０までの光軸２８０ａ上に配置されている。第１レンズ２１０は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。第１レンズ２１０は、ミラー２２０で反射して第１レンズ２１０に入射した光を被検者の瞳孔１０１に収束させる一方、被検者が瞳孔１０１を通して広角に物を見るときの光の発散を抑制するものである。
　ミラー２２０は、眼球位置からミラー２２０までの光軸２８０ａ上において、第１レンズ２１０を間に挟んで眼球位置とは反対側に配置されている。ミラー２２０は、波長選択性を有するミラーを用いて構成されている。具体的には、ミラー２２０は、可視光を反射し、赤外線を透過するコールドミラーを用いて構成されている。
　第２レンズ群２３０は、ミラー２２０から表示素子２４０までの光軸２８０ｂ上に配置されている。第２レンズ群２３０は、３つのレンズ２３２，２３４，２３６を用いて構成されている。３つのレンズ２３２，２３４，２３６は、ミラー２２０側から表示素子２４０側に向かって順に配置されている。
　レンズ２３２は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。また、レンズ２３４は、負のパワーを有する非球面のレンズ（凹レンズ）を用いて構成され、レンズ２３６は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸メニスカスレンズ）を用いて構成されている。
　（表示素子）
　表示素子２４０は、ミラー２２０から表示素子２４０に至る光軸２８０ｂ上で、第２レンズ群２３０のレンズ２３６と対向するように配置されている。表示素子２４０は、たとえば、バックライトを備える液晶表示素子等の平面型表示素子を用いて構成されている。
　（観察光学系）
　観察光学系３００は、被検者の眼球１００を観察対象として、たとえば、瞳孔１０１、虹彩、強膜などを含む眼前部、あるいは、網膜１０２を含む眼底部などを観察するためのものである。観察光学系３００の構成要素は、赤外光源３１０を除いて、被検者の眼球位置から撮像素子３４０までの光軸２８０ａ，３８０ａ上に設けられている。具体的には、被検者の眼球位置側から順に、第１レンズ２１０と、ミラー２２０と、第３レンズ３２０とを配置した構成になっている。このうち、第１レンズ２１０とミラー２２０は、光軸２８０ａを含めて、上述した表示光学系２００と共通（共用）になっている。また、ミラー２２０から撮像素子３４０までの光軸３８０ａは、光軸２８０ａと略平行になっている。
　赤外光源３１０は、被検者の眼球１００に赤外線を照射するものである。赤外光源３１０は、被検者の視野を妨げないように、被検者の眼球位置に対して斜め上方と斜め下方に分けて配置されている。そして、一方の赤外光源３１０は、被検者の眼球１００に対して斜め上方から赤外線を照射し、他方の赤外光源３１０は、被検者の眼球１００に対して斜め下方から赤外線を照射する構成になっている。
　第３レンズ３２０は、ミラー２２０から撮像素子３４０に至る光軸３８０ａ上に配置されている。第３レンズ３２０は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。第３レンズ３２０は、第１レンズ２１０を対物レンズとして眼球１００を観察する場合に、眼球１００から第１レンズ２１０に入射し、かつミラー２２０を透過する光を、撮像素子３４０の撮像面に結像させるものである。
　（撮像素子）
　撮像素子３４０は、上述した観察光学系３００を介して被検者の眼球１００を撮像するものである。撮像素子３４０は、赤外線に対して感度を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子などを用いて構成されている。
　上記構成からなる観察光学系３００および撮像素子３４０においては、被検者の眼球１００に赤外光源３１０から赤外線を照射しつつ、第１レンズ２１０、ミラー２２０および第３レンズ３２０を介して眼球１００の画像を撮像素子３４０で撮像することになる。
　制御部４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）、各種インターフェース等の組み合わせからなるコンピュータによって構成される。そして、制御部４００は、ＣＰＵがＲＯＭまたはＨＤＤに格納された所定のプログラムを実行することにより、各種の機能を実現するように構成されている。各機能を実現するための所定のプログラムは、コンピュータにインストールして用いられるが、そのインストールに先立ち、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されるものであってもよいし、あるいはコンピュータと接続する通信回線を通じて提供されるものであってもよい。
　被検者操作部４２０は、被検者が操作するものである。被検者操作部４２０は、主に被検者が応答用に操作するものである。被検者操作部４２０としては、好ましくは、被検者が手で持って操作する手動式の被検者操作部、より好ましくは、被検者が手の指（たとえば、親指や人差し指など）で押圧操作する押圧式の被検者操作部を用いるとよい。その場合、被検者が被検者操作部４２０を押圧操作すると、被検者操作部４２０がオフ状態からオン状態に切り替わり、被検者操作部４２０からオン信号が出力される。このオン信号は制御部４００に取り込まれる。
　上記構成からなるヘッドマウントディスプレイ２を使用すれば、動的量的視野検査（ゴールドマン視野検査）、静的量的視野検査、眼底視野検査（マイクロペリメトリー）、網膜電図検査（ＥＲＧ）その他の検査を行うことが可能である。ここでは一例として、静的量的視野検査を行う場合について説明する。
　静的量的視野検査は、次のように行われる。まず、視野内の一点に視標を呈示し、その明るさを徐々に増していく。このとき、視標がある明るさになると、被検者から視標が見えるようになる。そこで、被検者が視標を見えるようになったときの明るさに対応する値を、そのときに視標を呈示している点での網膜感度とする。そして、視野内の各点について同様の測定を行うことにより、視野内の網膜感度の相違を量的に調べ、マップを作成する。このような静的量的視野検査には、自覚式検査と他覚式検査がある。本実施の形態のヘッドマウントディスプレイ２を使用すれば、いずれの方式の検査も行うことができる。以下、説明する。
　自覚式検査は、次のように行われる。まず、ヘッドマウントディスプレイ２を被検者（ユーザー）の頭部に装着する。また、被検者の手に被検者操作部４２０を持たせる。次に、制御部４００の指令に基づき、表示素子２４０の表示面の一点に視野検査用の視標を表示する。このとき、最初は視標の明るさを暗くしておき、その後、徐々に視標の明るさを増していく。そうすると、最初のうちは暗くて被検者から視標が見えなくても、視標がある明るさになると被検者の網膜が光の刺激に反応し、被検者から視標が見えるようになる。このため、被検者から視標が見えるようになったときに、被検者に被検者操作部４２０を押してもらう。被検者が被検者操作部４２０を押すと、制御部４００にオン信号が送られる。このオン信号を受けて、制御部４００は、所定の処理を行い、そのときの視標の点の明るさに対応する値をその点の網膜の感度とする。以降は、視野内の各点について同様の測定を行うことにより、視野内の網膜感度の相違を量的に調べ、網膜の感度マップを作成する。
　他覚式検査は、次のように行われる。まず、ヘッドマウントディスプレイ２を被検者の頭部に装着する。この場合は、被検者に被検者操作部４２０を持たせる必要はない。次に、制御部４００の指令に基づき、表示素子２４０の表示面の一点に視野検査用の視標を表示する。このとき、最初は視標の明るさを暗くしておき、その後、徐々に視標の明るさを増していく。そうすると、最初のうちは暗くて被検者から視標が見えなくても、視標がある明るさになると被検者の網膜が光の刺激に反応し、被検者から視標が見えるようになる。
　その際、被検者の瞳孔１０１の大きさ（瞳孔径）が視標の明るさに応じて変化する。具体的には、被検者の瞳孔１０１の径が縮小する。このときの眼球１００の状態変化を撮像する。眼球１００の撮像は、赤外光源３１０から眼球１００に向けて赤外線を照射し、これによって得られる眼球１００の像光を、観察光学系３００を介して撮像素子３４０の撮像面に結像させることにより行う。眼球１００の撮像を開始するタイミングは、たとえば、表示素子２４０の表示面に視標を表示する前のタイミング、あるいは、視標の表示と同時に設定すればよい。ちなみに、人間の網膜は、赤外線に対して感度を持たないため、眼球１００の状態変化に影響を与えることはない。
　撮像素子３４０を用いて撮像された眼球１００の画像データは、制御部４００に取り込まれる。制御部４００は、視標の明るさを徐々に増やす過程で、被検者の瞳孔径が視標の明るさに反応して変化（縮小）したかどうかを、撮像素子３４０から送り込まれる画像データに基づいて判断する。そして、被検者の瞳孔径が変化したと判断すると、そのときの視標の点の明るさに対応する値をその点の網膜上の感度とする。以降は、視野内の各点について同様の測定を自動的に次々と行うことにより、視野内の網膜上の感度の相違を量的に調べ、網膜上の感度マップを自動的に作成する。なお、他覚式検査は、表示素子２４０の表示面の一点に明るい視標を表示し、瞳孔径の縮小の度合いを観察することにより感度マップを作成する単一閾上刺激法によって行ってもよい。
＜４．固定器具の構成＞
　図６は本発明の実施形態に係る固定器具（ヘッドマウントディスプレイ固定器具）の構成例を示す斜視図であり、図７は同側面図である。
　図示した固定器具３は、ベース部材２１と、支柱２２と、台座部２３と、保持部材２４と、挟持具２５と、顎台２６と、を備えた構成になっている。固定器具３は、これを設置する場所や向きを変えられるように、持ち運び可能に構成されている。
　（ベース部材）
　ベース部材２１は、固定器具３全体を支える土台となるものである。ベース部材２１は、たとえば、ステンレスや真鍮などの金属材料（合金を含む）を用いて構成することが可能である。ベース部材２１は、平面視矩形の板状に形成されている。ただし、ベース部材２１の形状は矩形以外の形状であってもよい。また、ベース部材２１の厚さは、一様に同じ厚さになっていてもよいし、部分的に異なる厚さになっていてもよい。
　（支柱）
　支柱２２は、たとえば上記のベース部材２１と同様に、ステンレスや真鍮などの金属材料（合金を含む）を用いて構成することが可能である。支柱２２は、ベース部材２１の中心部に垂直に起立する状態で設けられている。支柱２２は、図示しないネジ等を用いてベース部材２１に固定されている。
　（台座部）
　台座部２３は、たとえば樹脂材料を用いて構成することが可能である。台座部２３は、支柱２２の上端部に配置されている。台座部２３は、図示しないネジ等を用いて支柱２２に固定されている。これにより、ベース部材２１、支柱２２および台座部２３は、図８に示すように一体に組み付けられている。本発明における「支持機構」は、図８に示すベース部材２１、支柱２２および台座部２３によって構成されている。この支持機構は、保持部材２４を支持するものである。
　台座部２３には、座面２７が設けられている。座面２７は、保持部材２４の下部を受けて支えるものである。座面２７は、側面視略Ｌ字形に形成されている。また、台座部２３には、保持部材２４を台座部２３に固定するための第１固定用孔２８と、顎台２６を台座部２３に固定するための第２固定用孔２９とが形成されている。このうち、第１固定用孔２８は丸孔になっており、第２固定用孔２９は長孔になっている。第２固定用孔２９を長孔にする理由は、顎台２６の位置を調整可能とするためである。
　（保持部材）
　保持部材２４は、ヘッドマウントディスプレイ２を固定状態に保持するものである。この保持部材２４には、ヘッドマウントディスプレイ２が着脱可能に装着される。保持部材２４は、たとえば上記の台座部２３と同様に、樹脂材料を用いて構成することが可能である。保持部材２４は、ヘッドマウントディスプレイ２の前部７の外面形状に沿うように側面視略弓形に形成されている。保持部材２４には、図９にも示すように、第１受け部３１と、第２受け部３２とが形成されている。第１受け部３１および第２受け部３２は、保持部材２４の内面側に形成されている。第１受け部３１は、ヘッドマウントディスプレイ２の前部７の外面を前方で受けて支えるものである。第１受け部３１は、ヘッドマウントディスプレイ２の前部７の外面を第１受け部３１で受けて支えたときに、両者が密着した状態となるように、前部７の外面形状に倣って湾曲している。第２受け部３２は、ヘッドマウントディスプレイ２の前部７の最下部を下方で受けて支えるものである。第２受け部３２は、第１受け部３１の下端部から後方に向けて略直角に屈曲する状態で、保持部材２４に一体に形成されている。
　また、保持部材２４の下部には、ネジ孔３３が形成されている。ネジ孔３３は、台座部２３に対して保持部材２４を着脱可能に取り付けるために、保持部材２４に設けられたものである。ネジ孔３３は、台座部２３の第１固定用孔２８に対応する位置に設けられている。このネジ孔３３は、台座部２３の座面２７に保持部材２４の下部を載せたときに、第１固定用孔２８とネジ孔３３とほぼ同軸に配置される。
　実際に台座部２３に保持部材２４を取り付ける場合は、図示しない締め付けツマミを用いる。この締め付けツマミは、雄ネジ部を一体に有するものである。締め付けツマミの雄ネジ部は、台座部２３の第１固定用孔２８を通して保持部材２４のネジ孔３３に螺合される。この螺合状態で締め付けツマミを一方向に回転させることにより、台座部２３に対して保持部材２４を締め付けて固定できるようになっている。また、締め付けツマミによる締め付けを緩めた状態では、締め付けツマミの雄ネジ部を中心として保持部材２４を図７のＦ方向に揺動可能となっている。保持部材２４の揺動動作は、保持部材２４に装着されるヘッドマウントディスプレイ２の前後方向の傾き角度を調整可能とするための動作である。一方、保持部材２４の上部には、左右に対をなして２つの雌ネジ部（不図示）が形成されている。これらの雌ネジ部は、保持部材２４に挟持具２５をネジ止めで取り付けるためのものである。
　（挟持具）
　挟持具２５は、保持部材２４にヘッドマウントディスプレイ２を固定するために、ヘッドマウントディスプレイ２の一部を挟持するものである。挟持具２５は、たとえば上述した保持部材２４と同様に、樹脂材料を用いて構成することが可能である。挟持具２５は、図１０に示すように、２つの脚部３４と、これらを連結する連結部３５と、を一体に有している。各々の脚部３４には軸孔３６が形成されている。この軸孔３６は、保持部材２４に挟持具２５を取り付けるときに、保持部材２４の雌ネジ部に位置合わせされる。この状態で図示しない固定用のネジを軸孔３６に通して保持部材２４の雌ネジ部に螺合させることにより、図１１に示すように保持部材２４に挟持具２５を固定することができる。
　（顎台）
　顎台２６は、ユーザーの顎を下から受けて支えるものである。顎台２６の上面部は、人間の顎の形状に適用するように凹面状に形成されている。顎台２６は、図１２に示すように、支軸３７に支持されている。顎台２６は、たとえば樹脂材料で構成されるもので、支軸３７の上端部に固定されている。顎台２６を支える支軸３７は、断面矩形の棒状に形成されている。また、支軸３７はブラケット３８に取り付けられている。ブラケット３８には突出部３９と２つのネジ孔４０（図１２では一方のみ表示）とが設けられている。突出部３９には、支軸３７の断面形状に対応して矩形の貫通孔４１が設けられ、この貫通孔４１に支軸３７が嵌挿されている。支軸３７を貫通孔４１に嵌挿した状態では、両者の嵌合部分に適度な摺動抵抗が作用し、この摺動抵抗をもって支軸３７が貫通孔４１の中心軸方向に移動可能となっている。また、顎台２６の位置は、支軸３７の移動によって調整可能となっている。
　ネジ孔４０は、ブラケット３８を台座部２３に取り付けるために形成されたものである。実際にブラケット３８を台座部２３に取り付ける場合は、台座部２３の第２固定用孔２９にネジ孔４０を位置合わせし、その状態で図示しないネジを第２固定用孔２９に通してネジ孔４０に螺合させるとともに、そのネジを適度な力に締め付ける。これにより、台座部２３にブラケット３８を固定することができる（図６および図７を参照）。また、第２固定用孔２９に通したネジを緩めれば、第２固定用孔２９の長手方向にブラケット３８を移動させることができる。
＜５．ヘッドマウントディスプレイユニットの使用手順＞
　次に、ヘッドマウントディスプレイユニットの使用手順について説明する。
　本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニット１は、もともと移動型の形態で使用されるヘッドマウントディスプレイ２を、据え置き型の形態でも使用できるようにしたものである。このため、以降ではヘッドマウントディスプレイ２を据え置き型で使用する場合の手順について説明する。この使用手順には、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に装着する第１の段階と、ヘッドマウントディスプレイ２をユーザーの頭部に装着する第２の段階とが含まれる。以下、各段階の具体的な手順を説明する。
　（第１の段階）
　まず、固定器具３にヘッドマウントディスプレイ２を装着する。その際、ヘッドマウントディスプレイ２においては、本体部５から装着具６を取り外しておく。また、固定器具３においては、保持部材２４から挟持具２５を取り外しておく。その状態でヘッドマウントディスプレイ２の本体部５を固定器具３の保持部材２４に載せる。このとき、本体部５の前部７を保持部材２４の第１受け部３１と第２受け部３２に押し当てるようにする。
　次に、挟持具２５を保持部材２４に取り付ける。このとき、挟持具２５の２つの脚部３４を本体部５の中間部８の両側に配置する。これにより、２つの脚部３４が本体部５の中間部８を跨いだ状態となる。その状態で挟持具２５の軸孔３６に固定用のネジを通すとともに、そのネジを保持部材２４側の雌ねじ部に螺合させて適度に締め付ける。そうすると、本体部５の中間部８が挟持具２５の連結部３５によって保持部材２４側に押圧される。これにより、本体部５の中間部８が挟持具２５により挟持された状態になる。
　以上の手順でヘッドマウントディスプレイ２が固定器具３に装着される。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２は、固定器具３の保持部材２４によって固定状態に保持される。ここで記述する「固定状態」とは、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に装着して使用する場合に、少なくとも実用上支障がない程度にヘッドマウントディスプレイ２を固定した状態をいう。実際にヘッドマウントディスプレイ２を使用する場合は、ユーザーはヘッドマウントディスプレイ２を頭部に被って左右の覗き窓を覗き込もうとパッド部に額を軽く押し当てる。このとき、パッド部を通してヘッドマウントディスプレイ２に加わる押圧力を保持部材２４で受け止めて、ヘッドマウントディスプレイ２を動かないように保持することができれば、実用上支障はない。この点、本実施形態では、保持部材２４の第１受け部３１に前部７の外面を密着させてヘッドマウントディスプレイ２を保持する構成になっているため、ユーザーがパッド部に額を押し当てたときの押圧力を保持部材２４全体でバランス良く受け止めることができる。
　また、上述のように固定器具３にヘッドマウントディスプレイ２を装着すると、ヘッドマウントディスプレイ２は前傾姿勢に支持される。前傾姿勢とは、上記図５に示す光学系の光軸２８０ａが眼球位置から見て前方斜め下方に傾いて配置される状態をいう。この光軸の傾き角度をヘッドマウントディスプレイ２の前傾角度と定義すると、この前傾角度は、好ましくは、５度以上、７０度以下、より好ましくは、１５度以上、６０度以下、さらに好ましくは、２５度以上、５０度以下の条件で設定するとよい。前傾姿勢に支持されたヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが頭部に装着する場合は、ヘッドマウントディスプレイ２の前傾姿勢にならってユーザーの頭部が前方に傾いた状態となる。このため、ヘッドマウントディスプレイ２の左右の覗き窓をユーザーが正面から真っ直ぐに覗き込むときは、ユーザーの視線も前方斜め下方に傾くことになる。
　ちなみに、台座部２３に保持部材２４を固定している締め付けツマミを緩めた状態にすれば、台座部２３の座面２７に保持部材２４を載せたままで、保持部材２４を図７のＦ方向に揺動させることができる。このため、保持部材２４に装着されるヘッドマウントディスプレイ２の前後方向の傾き角度（本形態例では前傾角度）を調整することが可能となる。
　（第２の段階）
　次に、ヘッドマウントディスプレイ２をユーザーの頭部に装着する。このとき、ヘッドマウントディスプレイ２を装着した固定器具３は、卓上に設置しておけばよい。また、ユーザーは、ヘッドマウントディスプレイ２の後部９に向かい合うように椅子に座ってヘッドマウントディスプレイ２を頭部に装着すればよい。その際、顎台２６が邪魔にならないように、あらかじめ顎台２６の位置を下方に退避させておくとよい。その状態で、ユーザーはヘッドマウントディスプレイ２の位置にあわせて自身の頭部を本体部５の内側に入り込ませる。これにより、ユーザーの頭部にヘッドマウントディスプレイ２が被せられた状態になる。その際、ユーザーは本体部５のパッド部に額を押し当てて左右の覗き窓を覗き込むことにより、頭部の位置を決める。こうして頭部の位置を決めたら、その状態を維持しながら顎台２６の位置を上方に移動させてユーザーの顎に顎台２６を当てる。移動後の顎台２６の位置は、支軸３７と貫通孔４１との摺動抵抗を利用して保持することが可能である。また、これ以外にも、支軸３７に横方向からネジ等（不図示）を押し当てて顎台２６の位置を固定してもよい。これにより、ユーザーの頭部の動きがヘッドマウントディスプレイ２の本体部５と顎台２６によって規制される。
　次に、ユーザーは、ヘッドマウントディスプレイ２の２つの覗き窓を覗き込みながら、第１回転ツマミ１１と第２回転ツマミ１２を適宜回転させることにより、瞳孔中心位置に光学系の中心位置を合わせるとともに、瞳孔位置から光学系の前段レンズ位置までの距離を合わせる。このとき、上述した表示素子２４０に位置合わせ用の画像を表示し、この画像を見ながらユーザーが第１回転ツマミ１１と第２回転ツマミ１２を適宜回転させるようにしてもよい。また、撮像素子３４０で撮像した眼球１００の画像データを外部の端末装置に送り、この端末装置の画面を見ながら検査者（ユーザー以外の者）が第１回転ツマミ１１と第２回転ツマミ１２を適宜回転させてもよいし、検査者がユーザーに調整の仕方を指示してもよい。
　以上で、ヘッドマウントディスプレイ２を据え置き型で使用するための準備が完了となる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に固定したまま視野検査を行うことが可能となる。なお、ヘッドマウントディスプレイ２の使用形態を据え置き型から移動型に戻す場合は、保持部材２４から挟持具２５と一緒に本体部５を取り外した後、本体部５に装着具６を取り付ければよい。
＜６．実施形態の効果＞
　本発明の実施形態においては、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に装着することにより、ヘッドマウントディスプレイ２を一定の場所に固定した状態（据え置き型）で使用することが可能となる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２の重さは固定器具３で支えられるため、ヘッドマウントディスプレイ２を頭部に装着したユーザーには、ヘッドマウントディスプレイ２の重さが加わらなくなる。このため、ユーザーの身体的な負担を軽減することができる。その結果、子供からお年寄りまで幅広い年齢層のユーザーがほとんど負担を感じることなくヘッドマウントディスプレイ２を使用することが可能となる。このため、たとえばヘッドマウントディスプレイ２を視野検査装置などの眼検査装置として使用する場合は、被検者が子供やお年寄りであっても、被検者に負担をかけずに眼検査を行うことが可能となる。また、ヘッドマウントディスプレイ２は固定器具３に対して着脱可能になっているため、ヘッドマウントディスプレイ２を移動型と据え置き型のどちらの形態でも使用することが可能となる。
　また、ヘッドマウントディスプレイには、眼鏡型、ゴーグル型、ヘルメット型などがあるが、本発明は特にヘルメット型またはそれに類似した形式のヘッドマウントディスプレイを用いる場合に適用して好ましいものである。以下にその理由を述べる。
　眼鏡型のヘッドマウントディスプレイは非常に軽量に作られているため、使用中にヘッドマウントディスプレイの重さが原因でユーザーが首などに負担を感じることは皆無である。これに対して、ヘルメット型のヘッドマウントディスプレイは、眼鏡型に比べてかなり重くなる傾向にある。本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ２は、ヘルメット型に類似した形式になっていて、上記図５に示す光学系（２００，３００）や制御部４００などを本体部５に搭載しているため、重さが１．８ｋｇほどになる。このため、使用中にユーザーが首や肩などに負担を感じやすくなる。そうした場合、固定器具３を用いてヘッドマウントディスプレイ２を据え置き型で使用することができれば、ユーザーの身体的な負担を大幅に軽減することができる。ただし、本発明はヘルメット型のヘッドマウントディスプレイに限らず、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイを用いて構成してもよい。ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイは、これに搭載される部品によって重さが変わるものの、ある程度以上の重さになるとユーザーが負担に感じるようになる。このため、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイに適用しても同様の効果が期待できる。
　本発明の実施形態においては、固定器具３にヘッドマウントディスプレイ２を装着した場合に、固定器具３がヘッドマウントディスプレイ２を前傾姿勢に支持するため、ヘッドマウントディスプレイ２を使用するユーザーは、前部７の内側のパッド部に額を当てて頭部の重さを支えることができる。このため、ユーザーは、負担の少ない姿勢でヘッドマウントディスプレイ２を使用することができる。
　本発明の実施形態においては、固定器具３が持ち運び可能に構成されているため、ヘッドマウントディスプレイ２を据え置き型で使用する場合でも、その使用場所を自由に選択したり変更したりすることができる。
　本発明の実施形態においては、ヘッドマウントディスプレイ２の前後方向の傾き角度を調整可能としているため、ヘッドマウントディスプレイ２を使用するユーザーが楽に感じるように、ユーザーの姿勢に応じてヘッドマウントディスプレイ２の傾き角度を合わせることができる。また、ヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが頭部に装着しやすいように、ヘッドマウントディスプレイ２の傾き角度を合わせることができる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２の使用感を向上させることが可能となる。
　本発明の実施形態においては、固定器具３に顎台２６を設け、この顎台２６でユーザーの顎を支える構成になっている。このため、ヘッドマウントディスプレイ２を装着するユーザーの頭部の位置を安定させることができる。
　本発明の実施形態においては、顎台２６の位置（特に、高さ方向の位置）を調整する機構を固定器具３に設けているため、ヘッドマウントディスプレイ２を使用するユーザーの頭部の大きさにあわせて顎台２６を適切な位置に移動させることができる。
＜７．他の実施形態＞
　図１３は本発明の他の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
　この実施形態においては、固定器具３にモニター５１が設けられている。モニター５１は、ヘッドマウントディスプレイ２を使用するユーザー以外の者に画像を表示するものである。モニター５１は、平面型の液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置、あるいはタブレット端末などを用いて構成することができる。モニター５１の背面側には支持部材５２が固定されており、この支持部材５２を介してモニター５１がネジ止め等によって台座部２３に取り付けられている。
　また、モニター５１は表示面５１ａを有し、この表示面５１ａを保持部材２４の前方に向けた状態で配置されている。保持部材２４の前方とは、上記図１に示すＹ方向の一方であって、保持部材２４に装着されたヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが頭部に装着して使用する場合にユーザーの顔が向く方向をいう。
　また、モニター５１の向きは調整可能になっている。モニター５１の向きを調整する機構としては、たとえばヒンジ機構などを用いることができる。これにより、たとえば図中二点鎖線で示すように、モニター５１の向きを調整することが可能となる。また、モニター５１の向きを調整する機構としては、ある軸周りの全方向に表示面５１ａを向けられるような構成を採用することが好ましい。具体的には、次のような構成を採用することが可能である。まず、固定器具３の安定性が損なわれないようにベース部２１をより大きなサイズとし、このベース部２１上に垂直方向に十分に長いポール（不図示）を立てる。また、このポールには、当該ポールの中心軸（垂直軸）周りに回転可能な留め具（不図示）を取り付ける。そして、モニター５１の向きを変えるときに、モニター５１が保持部材２４やヘッドマウントディスプレイ２等と干渉しないような高い位置で、モニター５１を留め具に装着する。このような構成を採用すれば、留め具の回転によってモニター５１（表示面５１ａ）を垂直軸回りの全方向に向けることが可能となる。また、上記ポールを門型（逆Ｕ字形）やＨ型とし、このポールの水平部分に上記同様に留め具を回転可能に取り付けた場合は、留め具の回転によってモニター５１（表示面５１ａ）を水平軸回りの全方向に向けることが可能となる。
　この実施形態においては、固定器具３にモニター５１を設けたことにより、たとえばヘッドマウントディスプレイ２でユーザーが見ている画像と同じ画像をモニター５１に表示させることができる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２を使用中のユーザーがどのような画像を見ているかを、ユーザー以外の者がモニター５１を見て確認することができる。また、ヘッドマウントディスプレイ２を眼検査装置として使用する場合は、ヘッドマウントディスプレイ２を頭部に装着する被検者の正面に座って検査者がモニター５１の表示面５１ａを確認することができる。これにより、検査者は眼検査に必要な情報をモニター５１に表示しながら被検者に指示を与えることができる。また、撮像素子３４０で撮像した眼球の画像をモニター５１に表示すれば、この眼球画像を見ながら検査者が第１回転ツマミ１１や第２回転ツマミ１２を用いた調整作業を行うことが可能となる。
　また、モニター５１の向きを調整可能な構成を採用しているため、上記ユーザー以外の者が見やすいようにモニター５１の向きを合わせることができる。
　なお、モニター５１は、保持部材２４の側方（Ｘ方向の一方）に表示面５１ａを向けた状態で配置してもよい。この場合は、ヘッドマウントディスプレイ２を頭部に装着する被検者の横に座って検査者がモニター５１の表示面５１ａを確認することができる。
　また、モニター５１の向きは、表示面５１ａを前方に向けた状態、表示面５１ａを後方に向けた状態、表示面５１ａを左方に向けた状態、表示面５１ａを右方に向けた状態、表示面５１ａを上方に向けた状態、表示面５１ａを下方に向けた状態のうち、少なくとも２つの異なる方向に変更可能な構成としてもよい。これにより、ヘッドマウントディスプレイユニット１や固定器具３の設置場所に応じて、モニター５１の向きを切り替えることができる。
　図１４は本発明のさらに他の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイユニットの構成を示す正面図である。
　この実施形態においては、固定器具３にハンドル５３が設けられている。ハンドル５３は、保持部材２４よりも低い位置に配置されている。また、ハンドル５３は、連結部材５４を用いて支柱２２に固定されている。
　ハンドル５３には左右一対の把持部５３ａが設けられている。把持部５３ａは、ハンドル５３の両端部に配置されている。把持部５３ａは、固定器具３に装着したヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが使用する際に、ユーザーが両手で握る部分となる。把持部５３ａは、ユーザーが握りやすい太さに形成されている。また、把持部５３ａには、必要に応じて滑り止め処理を施すことができる。具体的には、把持部５３ａの表面をゴムなどの高摩擦材料で構成したり、把持部５３ａの表面に凹凸を設けたりするなどの処理を施すことができる。
　この実施形態においては、保持部材２４に装着されたヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが頭部に装着して使用する場合に、ユーザーが両手で左右の把持部５３ａを把持することで、ユーザーの姿勢を安定させることができる。また、ユーザーの手の力がベース部材２１に下向きに加わることで、ヘッドマウントディスプレイユニット１全体の姿勢を安定させることができる。
　なお、ハンドル５３の位置は上下方向あるいは前後方向に調整可能な構成としてもよい。また、ハンドル５３の両端部を上向きに屈曲させることで、把持部５３ａの向きを縦向きにしてもよい。また、視野検査などで被検者が操作する被検者操作部４２０をたとえば押圧式のスイッチで構成し、その被検者操作部４２０を少なくとも左右いずれか一方の把持部５３ａに設けることにより、被検者が把持部５３ａを握ったままで被検者操作部４２０を操作可能（スイッチング操作可能）な構成としてもよい。
　また、上述した実施形態の他にも、たとえば図示はしないが、ヘッドマウントディスプレイ２と固定器具３とにそれぞれ端子部を設けた構成を採用してもよい。具体的には、ヘッドマウントディスプレイ２に第１の端子部（たとえば、雄型端子）を設けるとともに、保持部材２４に第２の端子部（たとえば、雌型端子）を設け、保持部材２４にヘッドマウントディスプレイ２を装着したときに、第１の端子部と第２の端子部とが電気的に接続される構成を採用してもよい。
　上記の構成を採用した場合は、たとえば、ヘッドマウントディスプレイ２に充電式電池が搭載されている場合に、この充電式電池に充電するための端子部として第１の端子部と第２の端子部を機能させることができる。その場合、第１の端子部は受電用の端子部となり、第２の端子部は給電用の端子部となる。これにより、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に装着するだけで自動的に充電を開始することができ、またその装着期間をそのまま充電期間に充てることができる。また、ヘッドマウントディスプレイ２を眼検査に用いる場合は、眼検査にかかる時間を充電に充てることができる。
　ただし、第１の端子部と第２の端子部は、充電用の端子部として利用する以外にも、たとえば、ヘッドマウントディスプレイ２の制御部（コンピュータ）４００に対する信号の入力や制御部４００からの信号の出力にも利用することが可能となる。また、第２の端子部をモニター５１への入力端子とすれば、撮像素子３４０で撮像し、かつ、制御部４００で処理した眼球の画像をモニター５１に表示させることが可能となる。
＜８．変形例等＞
　本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
　たとえば、上記実施形態においては、支柱２２に台座部２３を固定したが、これに限らず、支柱２２の軸方向（上下方向）に対して台座部２３の位置を調整可能な構成としてもよい。この構成を採用すれば、ユーザーの身長や座高に合わせて台座部２３の高さを調整することが可能となる。
　また、上記実施形態においては、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３に装着して使用する場合に、本体部５から装着具６を取り外すようにしたが、これに限らず、ユーザーの邪魔にならない位置に装着具６をずらして保持する機構を本体部５に設けてもよい。具体的には、たとえば、本体部５の後部９にフック部（不図示）を設け、このフック部に装着具６を引っかけて保持する機構を設けてもよい。
　また、上記実施形態においては、ヘッドマウントディスプレイ２を固定器具３で前傾姿勢に支持するものとしたが、これに限らず、ヘッドマウントディスプレイ２を水平な姿勢または後方に傾いた姿勢に支持する構成であってもよい。ただし、ヘッドマウントディスプレイ２を前傾姿勢に支持した方が、ユーザーにかかる負担が軽くなるというメリットがある。
　また、上記実施形態においては、固定器具３に顎台２６を設けているが、顎台２６は必要に応じて設けるようにすればよい。また、顎台２６を設ける場合は、保持部材２４と顎台２６との相対位置を、左右方向および／または前後方向に調整可能な構成としてもよい。
　また、上記実施形態においては、卓上に設置して使用する固定器具３を例に挙げて説明したが、これに限らず、たとえば建物の天井や壁などにネジ止め等により設置して使用する固定器具であってもよい。また、卓上に設置して使用する固定器具３であれば、固定器具３の設置状態を安定させるために、ベース部材２１にクランプ機構（不図示）を設け、このクランプ機構によってベース部材２１を卓上に固定可能な構成を採用してもよい。また、卓上で固定器具３が動かないようにベース部材２１の底面に粘着シート（不図示）を貼り付けてもよい。
　また、本発明を適用可能なヘッドマウントディスプレイ２の重さに特段の制限はないが、ユーザーの身体的な負担を軽減するという観点で考えると、本発明は、重さが５００ｇ以上のヘッドマウントディスプレイ２を用いる場合に適用して好適なものであり、重さが１ｋｇ以上のヘッドマウントディスプレイ２を用いる場合に適用するとより好適である。
　また、本発明は、ヘッドマウントディスプレイを眼検査以外の医療用途、さらには医療以外の用途（たとえば、ゲーム機器、ＡＶ機器など）で使用する場合に適用してもかまわない。
　また、本発明は、固定器具３に装着したヘッドマウントディスプレイ２をユーザーが椅子に座って使用する場合だけでなく、ユーザーが立ったままで使用する場合、あるいはユーザーが背もたれ付きの椅子やソファに寝そべって使用する場合などに適用してもかまわない。
　１…ヘッドマウントディスプレイユニット
　２…ヘッドマウントディスプレイ
　３…固定器具
　５…本体部
　６…装着具
　２１…ベース部材
　２２…支柱
　２３…台座部
　２４…保持部材
　２５…挟持具
　２６…顎台
　５１…モニター
　５１ａ…表示面
　５３…ハンドル
　５３ａ…把持部

Claims (14)

  1. 　ヘッドマウントディスプレイと、
    　前記ヘッドマウントディスプレイを着脱可能で、かつ、前記ヘッドマウントディスプレイを固定状態で装着可能な固定器具と、
    　を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイユニット。
  2. 　前記固定器具は、前記ヘッドマウントディスプレイを前傾姿勢に支持する
    　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ユニット。
  3. 　前記固定器具は、持ち運び可能である
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドマウントディスプレイユニット。
  4. 　前記ヘッドマウントディスプレイは、ヘッドマウント型の眼検査装置である
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイユニット。
  5. 　ヘッドマウントディスプレイを固定して使用するためのヘッドマウントディスプレイ固定器具であって、
    　前記ヘッドマウントディスプレイが着脱可能に装着され、かつ、当該装着された前記ヘッドマウントディスプレイを固定状態に保持する保持部材と、
    　前記保持部材を支持する支持機構と、
    　を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  6. 　前記ヘッドマウントディスプレイの前後方向の傾き角度が調整可能である
    　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固定器具。
  7. 　前記ヘッドマウントディスプレイを使用するユーザーの顎を支える顎台を備える
    　ことを特徴とする請求項５または６に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  8. 　前記顎台の位置が調整可能である
    　ことを特徴とする請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  9. 　前記ヘッドマウントディスプレイを使用するユーザー以外の者に画像を表示するモニターを備える
    　ことを特徴とする請求項５～８のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  10. 　前記モニターは、前記保持部材の前方または側方に表示面を向けた状態で配置されている
    　ことを特徴とする請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  11. 　前記モニターの向きが調整可能である
    　ことを特徴とする請求項９または１０に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  12. 　左右一対の把持部を有するハンドルを備える
    　ことを特徴とする請求項５～１１のいずれか１項に記載ヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  13. 　前記保持部材は、前記ヘッドマウントディスプレイに設けられた第１の端子部に対応する第２の端子部を有し、
    　前記保持部材に前記ヘッドマウントディスプレイを装着したときに、前記第１の端子部と第２の端子部とが電気的に接続される
    　ことを特徴とする請求項５～１２のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
  14. 　前記第１の端子部および前記第２の端子部は、前記ヘッドマウントディスプレイに搭載された充電式電池に充電するための端子部である
    　ことを特徴とする請求項１３に記載のヘッドマウントディスプレイ固定器具。
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