JP5938977B2 - ヘッドマウントディスプレイ及び手術システム - Google Patents

Description

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

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

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

特開２０１１−１４５４８８号公報

ここで、一般的には、ＨＭＤを装着した状態では周辺の視野が制限されてしまう。このため、手術中において内視鏡手術以外の処置を行う場合、あるいは他の術者とのコミュニケーションを取る場合等には、ＨＭＤを外す必要が生じることがある。しかしながら、術者である装着者は、手術中手指を滅菌しているため、自身の意思に基づいて着脱等を行うことが難しかった。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、装着者に装着された状態であっても周辺視野を確保することが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、本体と、切替部と、を具備する。
上記本体は、筐体と、装着者に画像を提示するための表示面と、装着者の頭部へ装着されるように構成される装着部と、を有する。
上記切替部は、上記本体に配置され、上記表示面から装着者に画像が提示される第１の状態と、装着者に上記筐体の外部の視野を提供する第２の状態と、を切り替える。

上記ヘッドマウントディスプレイは、装着者に装着された状態であっても、筐体外部の視野、すなわち周辺視野を提供することが可能となる。

上記筐体は、第１の開口部を有し、
上記切替部は、上記第１の開口部を開閉可能に構成される開閉機構を有してもよい。
これにより、第１の開口部を介して装着者が筐体外部の視野を確保することが可能となる。また、第１の開口部が閉塞されることが可能であり、画像観察時には外光の入射を抑制することができるため、明瞭な画像を提示することができる。

上記開閉機構は、上記表示面を支持する第１の領域を含み、上記第１の状態で上記第１の領域によって上記第１の開口部を閉塞する第１の位置と、上記第２の状態で上記第１の開口部を開放する第２の位置と、を移動可能に構成される第１の可動部材を有してもよい。
これにより、第１の可動部材が第１の位置と第２の位置とを移動することで、第１の開口部を開閉することが可能となる。

上記表示面は、第１の軸方向に画像光を出射するように構成され、
上記筐体は、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向するように形成される第２の開口部をさらに有し、
上記第１の可動部材は、上記第１の位置で上記第２の開口部を閉塞する第２の領域をさらに含んでもよい。
上記ヘッドマウントディスプレイは、第２の開口部を有することから、第２の位置において、装着者により広い視野を提供することが可能となる。さらに、画像が提示される第１の位置においては、第１の可動部材により第１及び第２の開口部が閉塞されるため、第１及び第２の開口部からの外光の入射を抑制し、より明瞭な画像を提供することが可能となる。

上記切替部は、上記筐体の外部の視野を撮像するための撮像素子をさらに有し、上記第２の状態で上記撮像素子により撮像された画像を上記表示面から提示するように構成されてもよい。
これにより、第２の状態において、撮像素子によって撮像された画像により、装着者に周辺視野を提供することが可能となる。

上記切替部は、装着者の動作に関する情報を取得することが可能に構成され上記本体に配置される検出部を有し、上記情報に基づいて上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替えてもよい。
これにより、装着者の意思に基づき、第１の状態と第２の状態とを切り替えることが可能となる。

上記検出部は、装着者の頭部の運動に応じた上記本体の角速度に関する信号を検出し、
上記切替部は、上記角速度に関する信号に基づいて上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替えてもよい。
これにより、装着者の頭部の回動運動に基づき、第１の状態と第２の状態とを切り替えることが可能となる。

上記切替部は、装着者に眼下の視野を提供する第３の状態と、上記第１の状態と上記第２の状態とを相互に切り替えるように構成されてもよい。
これにより、装着者に対し、眼下の視野、すなわち処置等を行う手元の視野を提供することが可能となる。

上記筐体は、装着者の眼下の視野を提示することが可能な第３の開口部を有し、
上記切替部は、上記第３の開口部を開閉するように構成される第２の可動部材を有してもよい。
これにより、第３の開口部を介して装着者の眼下の視野を提示することができる。また、第３の開口部が第２の可動部材によって閉塞されることにより、外光の入射を抑制し、より明瞭な画像を提供することができる。

具体的には、上記第２の可動部材は、上記第１の状態で上記第３の開口部を閉塞する第３の位置と、上記第２及び第３の状態で上記第２の開口部を開放する第４の位置と、を移動可能に構成されてもよい。
これにより、第２の可動部材が上記第３及び第４の位置間を移動することにより、第３の開口部の開閉が可能となる。

以上のように、本技術によれば、装着者に装着された状態であっても周辺視野を確保することが可能なヘッドマウントディスプレイを提供することが可能となる。

本技術の第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成例を模式的に示す図である。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図であり、可動部材が第１の位置にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図であり、可動部材が第２の位置にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略正面図であり、可動部材が第１の位置にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略正面図であり、可動部材が第２の位置にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図であり、第１の状態にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図であり、第２の状態にある態様を示す。 本技術の第１の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示すブロック図である。 本技術の第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図である。 本技術の第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図であり、第１の状態にある態様を示す。 本技術の第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図であり、第２の状態にある態様を示す。 本技術の第２の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図であり、第３の状態にある態様を示す。 本技術の第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図であり、第１の状態にある態様を示す。 本技術の第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図であり、第２の状態にある態様を示す。 本技術の第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを装着者が装着した態様を示す概略側面図である。 本技術の第３の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示すブロック図である。 本技術の第４の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す概略側面図である。 本技術の第５の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示すブロック図である。 本技術の第６の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示すブロック図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施形態＞
［内視鏡システム］
図１は、本技術の一実施形態に係る内視鏡システムの構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る内視鏡システム１００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）１と、内視鏡装置２と、プロセッサユニット３と、を有する。本実施形態に係る内視鏡システム１００は、内視鏡手術において、内視鏡装置２によって撮像された患部の画像を、ＨＭＤ１の装着者に提示する。この際、典型的には、ＨＭＤ１は術者によって装着され、内視鏡装置２は手術助手等によって操作される。すなわち、ＨＭＤ１の装着者である術者が、ＨＭＤ１の画像により患部の様子を観察しつつ、手術助手等に対して指示を行うことで、患部に対して適切な処置が行われる。なお状況に応じて、手術助手等もＨＭＤ１を装着してもよい。

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

さらに、挿入部２１には、患部を切除、あるいは把持するためのメスや鉗子等が挿入される。操作部２２は、手術助手等に把持され、挿入部２１の操作等が可能に構成される。また、操作部２２は、ケーブル２３を介してプロセッサユニット３に接続されている。

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

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

ＨＭＤ１は、プロセッサユニット３と電気的に接続され、例えば内視鏡画像を観察しながら指示を行う術者、あるいは指示を受けて内視鏡装置２を操作する手術助手等に装着される。ＨＭＤ１とプロセッサユニット３との接続方法は、有線でも無線でも特に限られないが、本実施形態では、例えばＨＤＭＩ端子により出入力されるケーブル３５によって有線で接続されている。

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

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

次に、本実施形態に係るＨＭＤ１の詳細な構成について説明する。

［ＨＭＤ］
図２〜８は、本実施形態に係るＨＭＤ１の構成を示す図であり、図２、３は概略側面図、図４、５は概略正面図、図６、７は装着者が装着した態様を示す概略側面図、図８は画像表示部の構成を示すブロック図、である。ＨＭＤ１は、本体４と、切替部６と、を有する。本実施形態に係るＨＭＤ１は、例えばゴーグル形状の非透過型のＨＭＤで構成される。

なお、図中のｘ軸方向及びｙ軸方向はＨＭＤ１が属するｘｙｚ座標系における水平方向を示す。ｘ軸方向（第２の軸方向）は、本体４の左右方向とする。ｙ軸方向（第１の軸方向）は、ｘ軸方向と直交する本体４の前後方向とする。ｚ軸方向は、ｘ軸方向とｙ軸方向とに直交する方向を示し、本体４の上下方向とする。

また、図中のＸ軸方向及びＹ軸方向は装着者が属するＸＹＺ座標系における水平方向を示し、ＸＹ平面は「水平面」を示す。すなわち、Ｘ軸方向は装着者から見た左右方向、Ｙ軸方向はＸ軸方向と直交し装着者から見た前後方向（装着者の正面−背面方向）を示す。Ｚ軸方向はＸ軸方向及びＹ軸方向と直交し、鉛直方向を示す。

まず、本実施形態に係るＨＭＤ１の概略構成について説明する。本実施形態において、本体４の筐体４１は、開口部（第１の開口部、第２の開口部、第３の開口部）４１７、４１８，４１９を有する。筐体４１において、開口部４１７、４１８の内方に形成された内部の空間Ｓは、切替部６の開閉機構６０に含まれる可動部材（第１の可動部材）６１を収容することが可能に構成される。可動部材６１は、ＨＭＤ１の画像表示装置として構成され、装着者の目に画像を表示するための表示面４２１，４２２が支持される。表示面４２１，４２２は、可動部材６１が空間Ｓに収容された状態（第１の状態）で、装着者に対し画像を提示するように構成される。

以下、各部の構成について説明する。

（本体）
本体４は、筐体４１と、表示面４２１，４２２と、装着部５と、を有する。また本実施形態において、本体４は、表示面４２１，４２２に表示させる画像を生成する画像表示部４２を有する。本体４は、装着部５が装着者の頭部に装着されることで、筐体４１が装着者の左右の目の前に配置されるよう、構成される。

筐体４１は、全体として、装着者の左右の目を被覆して顔面にフィットするように構成される。筐体４１は、ｘ軸方向にそれぞれ対向する左側面（第１の側面）４１１、右側面（第２の側面）４１２と、前面４１３と、上面４１４と、を含む。

さらに、筐体４１は、開口部（第１の開口部）４１７と、開口部（第２の開口部）４１８と、開口部（第３の開口部）４１９と、を有する。開口部４１７，４１８，４１９は、本実施形態において、筐体４１の左右の側面４１１、４１２及び前面４１３の下方に連接して配置され、開口部４１７，４１８，４１９の全体を覆うように透光面Ｐが配置される。

開口部４１７は、透光面Ｐの前面４１３の下方に相当する領域に形成され、装着者に前方（正面）の視野を提示することが可能である。開口部４１８は、透光面Ｐにおいてｘ軸方向にそれぞれ対向する領域に形成され、装着者に側方の視野を提示することが可能である。また、開口部４１９は、上面４１４とｚ軸方向に対向し、透光面Ｐの下面に相当する領域に形成され、装着者に眼下の視野を提示することが可能である。

透光面Ｐを構成する材料は、透過性を有する材料であれば特に限られず、例えば透光性のプラスチック板、ガラス板等で構成される。

筐体４１は、透光面Ｐの深さ方向内部に、空間Ｓを有する。空間Ｓは、後述する可動部材６１を収容可能に構成される。さらに、上面４１４、左右の側面４１１、４１２及び前面４１３に囲まれた内部領域には、可動部材６１の一部を収容可能に構成される収容領域Ｃが形成されている。

表示面４２１，４２２は、ｘ軸方向に沿って可動部材６１上に配置され、装着者の左目用及び右目用の画像を、それぞれの目に表示することが可能に構成される。表示面４２１，４２２の形状及び大きさは特に限られないが、本実施形態において、縦約１６ｍｍ、横約３０ｍｍの矩形状でそれぞれ構成される。表示面４２１，４２２を形成する材料は、透光性を有すれば特に限られず、例えばプラスチック板、ガラス板等が採用される。

図８は、ＨＭＤ１の構成を示すブロック図である。画像表示部４２は、画像生成部４４と、左右の表示素子４３１，４３２と、を含む。画像表示部４２は、全体として可動部材６１に配置され、内視鏡装置２によって撮像された画像を装着者に提示するように構成される。

具体的には、まず、画像生成部４４が、プロセッサユニット３を介して取得された画像データに基づき、左右の表示素子４３１，４３２へそれぞれ出力するための画像信号を生成する。次に、表示素子４３１，４３２が、これらの画像信号に応じた画像光をそれぞれ表示面４２１，４２２へ出射し、装着者に画像が提示される。

画像生成部４４は、本実施形態において、プロセッサユニット３から送信された右目用及び左目用の画像データをＨＭＤ１用の画像信号に変換する、画像データ変換回路等で構成される。画像生成部４４は、ケーブル３５と接続されたＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）入力端子４４１から当該内視鏡画像データを取得する。

さらに画像生成部４４は、当該画像データに所定のずらし処理等を行い、ＨＭＤ１に適した左目用及び右目用の画像信号を生成してもよい。これにより、装着者に対し所望の３Ｄ画像を提示することが可能となる。当該ずらし処理におけるずらし量は、例えばＨＭＤ１の表示素子４３１，４３２と目の距離、両目の間隔、あるいは後述する虚像位置等から算出される。

画像生成部４４は、生成された左目用及び右目用の画像データを、左右の表示素子４３１，４３２にそれぞれ出力する。

左右の表示素子４３１，４３２は、画像生成部４４から入力された画像データに基づいて、左右の表示面４２１，４２２へ向かって画像光を出射する。表示素子４３１，４３２は、例えば、表示面４２１、４２２とｙ軸方向に対向してそれぞれ配置される。これにより、表示素子４３１，４３２及び表示面４２１，４２２から出射される画像光の光軸は、ｙ軸方向と平行になる。

表示素子４３１，４３２は、本実施形態において、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子で構成される。表示素子４３１，４３２として有機ＥＬ素子を採用することで、小型化、高コントラスト及び迅速な応答性等を実現することができる。

表示素子４３１，４３２は、例えば複数の赤色有機ＥＬ素子，緑色有機ＥＬ素子，青色有機ＥＬ素子等がマトリクス状に配置された構成を有する。これらの各素子は、アクティブマトリクス型、あるいは単純（パッシブ）マトリクス型等の駆動回路によって駆動されることで、それぞれ所定のタイミング、輝度等にて自発光する。また、表示素子４３１，４３２は、上記駆動回路が画像生成部４４で生成された画像信号に基づいて制御されることで、表示素子４３１，４３２全体として所定の画像が表示されるよう、構成される。

なお、表示素子４３１，４３２は上記構成に限られず、例えば、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を採用することも可能である。

表示素子４３１，４３２と表示面４２１、４２２との間には、光学系として、例えば図示しない複数の接眼レンズがそれぞれ配置される。これらの接眼レンズと装着者の目とを所定距離で対向させることにより、装着者に対し、所定位置（虚像位置）に表示されるように見える虚像を観察させることが可能となる。虚像位置及び虚像の大きさは、表示素子４３１，４３２及び光学系の構成等によって設定され、例えば、虚像の大きさが映画館サイズの７５０インチであり、虚像位置が装着者から約２０ｍ離れた位置とするように設定される。

ここで、装着者に虚像を観察させるためには、可動部材６１が第１の位置にある場合に、表示素子４３１，４３２からｙ軸方向を光軸方向として出射される画像光が、接眼レンズ等により左右の目の網膜上にそれぞれ結像するように、筐体４１を装着者に対して配置する。

このことから、装着者に所定の画像を観察させるためには、可動部材６１が第１の位置において、表示面４２１，４２２と装着者の左右の目（瞳）とがそれぞれｙ軸方向に対向するように筐体４１を配置する必要がある。以下、このような筐体４１の装着者に対する相対位置を「適切な相対位置」と表すこととする。

筐体４１の配置が適切な相対位置でない場合には、ピントがぼけた画像となったり、３Ｄ画像にブレが生じたりすることで、装着者は所望の画像を見ることができない。したがって、ＨＭＤ１の装着に際し、筐体４１を適切な相対位置に調整し、さらに装着している間、当該位置がずれないように筐体４１を頭部に固定する必要がある。本実施形態においては、以下の装着部５によって筐体４１の相対位置が調整及び固定される。

装着部５は、バンド５１，５２と、調整部５３と、左右の取付部材５４１，５４２と、額当てパッド５５と、を有する。装着部５は筐体４１に取り付けられ、ＨＭＤ１が装着者に対し適切な相対位置となるよう、すなわち、ｙ軸方向に表示面４２１，４２２と装着者の左右の目とが相互に対向するように、装着者の頭部に装着可能に構成される。

図６，７を参照し、本実施形態に係る装着部５の概略構成について説明する。バンド５１，５２は、筐体４１と取付部材５４１，５４２を介して取り付けられ、例えば筐体４１の左側面４１１から装着者の頭頂部及び後頭部をそれぞれ通り、右側面４１２に至るよう、構成される。さらに、調整部５３により、バンド５１，５２の長さを調節可能に構成されることから、筐体４１の装着者に対する高さ方向及び前後方向の相対位置を調整することができる。また、額当てパッド５５が装着者の額に当接可能に構成され、後頭部を通るバンド５２の長さを調節することで、額当てパッド５５とバンド５２とによって装着者の前後方向の相対位置を固定することが可能となる。

バンド５１、５２は、いずれも、例えば取付部材５４１、５４２にそれぞれ取り付けられる２本の短いバンドを含み、これらの短いバンド同士が所定の長さで重なるように固定されることで、全体として一本のバンドになるようそれぞれ構成される。当該固定には、後述する調整部５３が用いられる。またバンド５１、５２を形成する材料は、強度や柔軟性を鑑み、例えば、ゴム、プラスチック、布等が採用される。

調整部５３は、本実施形態において、装着者に対する筐体４１の相対位置を調整する。調整部５３は、例えば、バンド５１、バンド５２にそれぞれ取り付けられ、取付部材５４１から取付部材５４２に至るバンド５１、バンド５２の長さをそれぞれ調節することが可能な調節部材５３１、５３２を有する。

調節部材５３１，５３２としては、例えばベルト等に用いられるバックルや、片ラッチ等の構成を採用することができる。このような構成により、バンド５１，５２のそれぞれの２本の短いバンドの重なりの長さを任意に固定及び解除することができ、バンド５１，５２の長さを可変とすることができる。調節部材５３１，５３２の構成は特に限られず、バンド５１，５２の素材、形状等に応じて適宜選択することができる。

左右の取付部材５４１，５４２は、本実施形態において、左右の側面４１１，４１２にそれぞれ配置される。取付部材５４１，５４２の構成は特に限られず、例えばバンド５１，５２の一端部同士をそれぞれ重ね合わせて筐体４１に取り付ける、カシメ状の構成としてもよい。また取付部材５４１，５４２は、筐体４１に対してバンド５１，５２を所定角度範囲でそれぞれ回動自在とするように構成されてもよい。

額当てパッド５５は、例えば上面４１４の上方へ突出するように筐体４１に取り付けられる。額当てパッド５５の構成は特に限られず、装着者の装着感等を鑑み、装着者と当接する面にクッション状の構成が採用される。また、必要に応じて、筐体４１に対する角度やｚ軸方向の高さ位置を調整可能に構成されてもよく、必要に応じて取り外し可能に構成されてもよい。

（切替部）
切替部６は、開閉機構６０と、検出部６２と、制御部６３と、記憶部６４と、を有する。切替部６は、本体４に配置され、表示面４２１，４２２から装着者に画像が提示される第１の状態（画像表示モード）と、装着者に筐体４１の外部の視野を提供する第２の状態（周辺視野確保モード）と、を切り替えるように構成される。

開閉機構６０は、開口部４１７を開閉可能に構成され、本実施形態において、可動部材（第１の可動部材）６１を有する。可動部材６１は、開口部４１７，４１８を閉塞する第１の位置と、開口部４１７，４１８を開放する第２の位置と、の間を移動可能に構成される。さらに可動部材６１は、開口部４１７が閉塞される第１の位置において、装着者に画像を提示するように構成される。

可動部材６１は、可動筐体（第１の領域）６１１と、可動板（第２の領域）６１２，６１３と、を有する。

可動筐体６１１には、表示面４２１，４２２が支持され、可動筐体６１１の内部には、画像表示部４２の画像生成部４４と、左右の表示素子４３１，４３２と、が配置される。これにより、可動筐体６１１は、全体として画像表示装置として構成される。可動板６１２，６１３は、ｘ軸方向に相互に対向するように構成され、それぞれ可動筐体６１１の左右の側面に連接して配置される。

画像表示モードにおいて、可動部材６１は、空間Ｓに収容される第１の位置にある。すなわち、可動筐体６１１が開口部４１７を閉塞し、可動板６１２，６１３が開口部４１８を閉塞する。また、画像表示モードでは、上述のように表示面４２１，４２２からｙ軸方向に画像光が出射されるように構成される。このとき、透光面Ｐの前面及び側面に配置される開口部４１７、４１８が閉塞されることとなる。したがって、外光の入射を抑制し、装着者により明瞭な画像を提供することができる。

周辺視野確保モードにおいて、可動部材６１は、可動筐体６１１が収容領域Ｃに収容される第２の位置にある。すなわち、開口部４１７，４１８は開放される。これにより、空間Ｓ及び透光面Ｐを介して装着者の前方及び左右側方の視野を確保することができる。

可動部材６１は、可動板６１２、６１３を筐体４１に対し回動させることが可能に配置される可動軸６１４を有する。可動軸６１４は、ｘ軸方向に延在する。このことにより、可動部材６１は、可動軸６１４（ｘ軸）まわりに回動し、第１の位置と第２の位置との間を移動可能に構成されることができる。具体的には、空間Ｓに収容される第１の位置からｘ軸まわりに鉛直方向上方に回動し、収容領域Ｃに収容される第２の位置に移動するように構成される。

可動部材６１の駆動源については特に限られず、例えば電動モータを採用することができる。また、位置の切り替えは、可動部材６１の駆動回路を介して、以下の検出部６２及び制御部６３により制御される。

検出部６２は、本体４に配置され、装着者の動作に関する情報を取得することが可能に構成される。検出部６２により、装着者の意思に基づき、装着者が可動部材６１に触れることなく、可動部材６１の位置の切り替えを行うことが可能となる。

検出部６２は、本実施形態において、角速度センサ６２で構成される。角速度センサ６２は、典型的にはジャイロセンサであり、筐体４１に配置される。角速度センサ６２は、装着者の頭部の運動に応じた筐体４１のｘ軸まわりの回転に伴う角速度に関する信号を制御部６３へ出力する。角速度センサ６２としては、例えば振動型のジャイロセンサ等が採用されるが、特に限られない。

角速度センサ６２は、例えば装着者がＨＭＤ１を装着した状態で、頭部を上方へ跳ね上げる動作、及び下方へ下げる動作をした際に、これらの動作を筐体４１のｘ軸まわりにおける角速度に関する信号として出力することができる。

制御部６３は、検出部６２から出力された角速度に関する信号に基づいて、第１の状態と第２の状態との切り替えを制御する。制御部６３は、典型的には、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等で構成される。制御部６３は、記憶部６４に格納されたプログラムに従って所定の演算処理を行い、処理結果に基づき所定の判定を行う。さらに、当該判定結果に応じて可動部材６１の駆動源を駆動させる。

制御部６３は、まず、角速度センサ６２から出力される信号に基づき、筐体４１のｘ軸まわりの回転に伴う角速度を算出する。さらに、制御部６３は、当該角速度が所定の角速度以上か否か判定し、所定の角速度以上の場合は、当該角速度を所定時間内において積分する。これにより、所定時間内における回動角度を算出する。ここで、「所定時間内」とは、角速度が所定の値以上となった時間を始点とし、角速度が所定の値未満となった時間を終点とする。

次に制御部６３は、回動角度が所定の角度以上か否か、判定をする。所定の角度以上である場合には、可動部材６１の駆動回路に対し、駆動させるための信号を出力する。これにより、筐体４１におけるｙ軸まわりの回動が所定以上の速度で、かつ所定以上の角度である場合に、可動部材６１の第１の位置と第２の位置とを切り替えることが可能となる。

さらに、制御部６３は、回動の方向を判定するように構成されてもよい。例えば、筐体４１の前面４１３側がｘ軸まわりに上方へ回動するような角速度が検出された場合には、可動部材６１を第１の位置から第２の位置へ移動させるための信号を出力するよう、構成される。一方、前面４１３側がｘ軸まわりに下方へ回動するような角速度が検出された場合には、可動部材６１を第２の位置から第１の位置へ移動させるための信号を出力するよう、構成されてもよい。

例えば、可動部材６１が第１の位置で装着者が頭部を上方へ跳ね上げ動作をした場合には、これに伴い可動部材６１が上方へ移動し、第２の位置へと移動する。一方、可動部材６１が第２の位置で装着者が頭部を下げる動作をした場合には、これに伴い可動部材６１が下方へ移動し、第１の位置へと移動する。このような構成の検出部６２及び制御部６３により、可動部材６１に対し、装着者の直感に即した指示を行うことが可能となる。

なお、角速度センサ６２の起動方法は特に限られないが、例えば筐体４１、あるいはプロセッサユニット３等に、角速度センサ６１を起動させるためのスイッチ等を配置してもよい。また、ＨＭＤ１の起動と同時に角速度センサ６１を起動させるよう、構成されてもよい。

記憶部６４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びその他の半導体メモリ等で構成され、制御部６３による種々の演算に用いられるプログラム等を格納する。例えば、ＲＯＭは、不揮発性メモリで構成され、制御部６３に傾斜の角度の算出等の演算処理を実行させるためのプログラムや設定値を格納する。また、記憶部６４は、例えば不揮発性の半導体メモリによって、第１の状態及び第２の状態等を判定するためのプログラム等を格納することが可能となる。さらに、半導体メモリ等に予め格納されたこれらのプログラムは、ＲＡＭにロードされ、制御部６３によって実行されるようにしてもよい。

あるいは記憶部６４は、ＨＭＤ１起動時からの判定結果を記憶し、現時点における可動部材６１の位置を把握するように構成されてもよい。これにより、例えば制御部６３が、筐体４１の回動の方向を判定した際に、現時点における可動部材６１の位置を鑑み、可動部材６１の移動を制御することが可能となる。

以上のような構成のＨＭＤ１により、装着者の頭部の動作に応じて可動部材６１を移動させることが可能となる。すなわち、装着者の意思によって、ＨＭＤ１に触れることなく、画像が提示される画像表示モードと、装着者に外部の視野を提供する周辺視野確保モードとを切り替えることが可能となる。したがって、例えば装着者が手指を滅菌しており、直接ＨＭＤ１に触れることができない状況であっても、ハンズフリーで周辺視野を開放することが可能となる。

また、本実施形態に係るＨＭＤ１の筐体４１は、装着者の眼下の視野を開放する開口部４１９が形成されていることにより、画像表示モードであっても、手元の視野を確保することができる。これにより、内視鏡を用いた処置以外の手元における処置等を行うことが可能となり、より多様な状況に対応可能な構成とすることができる。

さらに、角速度センサ６２により、装着者の頭部の上方あるいは下方への動きを検出し、それに応じて画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替えることができる。これにより、可動部材６１の動作と装着者の頭部の動作とが関連付けられ、より直感に即した指示方法により、上記モードの切り替えを行うことができる。

＜第２の実施形態＞

図９〜１３は、本技術の第２の実施形態に係るＨＭＤ１Ａの構成を示す図であり、図９は概略側面図、図１０〜１２は装着者が装着した態様を示す概略側面図、である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態において第１の実施形態と異なる主な点は、ＨＭＤ１Ａが、画像表示モード及び周辺視野確保モードの他に、手元視野確保モード（第３の状態）へ切り替え可能に構成される点である。手元視野確保モードは、装着者に眼下の視野を提供するように構成される。図１０〜１２は、それぞれの状態における概略側面図であり、図１０は画像表示モード、図１１は周辺視野確保モード、図１２は手元視野確保モードを示す。

筐体４１は、第１の実施形態と同様の構成を有する。すなわち、筐体４１は、ｘ軸方向にそれぞれ対向する左右の側面４１１、４１２と、前面４１３と、上面４１４と、を含み、
さらに、透光面Ｐが配置される開口部４１７、４１８、４１９を有する。

切替部６Ａは、本実施形態において、開閉機構６０Ａに含まれる可動部材６１Ａと、検出部６２Ａと、制御部６３Ａと、記憶部６４Ａと、に加えて、さらに可動部材６５を有する。

可動部材６５は、本実施形態において、可動部材６１Ａの下部に配置され、可動筐体６１１Ａの下面に配置される第４の位置と、可動板６１２Ａ，６１３Ａの下部に配置される第３の位置と、を移動可能に構成される。

可動部材６５は、本実施形態において、遮光板６５１と、図示しない２本のガイドレール、駆動源及び駆動回路と、を有する。

２本のガイドレールは、それぞれ上レールと下レールとを含み、ｘ軸方向に対向して、ｙ軸に沿って配置される。また、上レールは、例えば可動板６１２Ａ，６１３Ａのそれぞれの下部から、可動筐体６１１Ａの下面までｙ軸方向に延在し、下レールは、ｘ軸方向に対向して遮光板６５１上に配置される。上レールと下レールとがそれぞれ係合し、上レールに対し下レールが相対的にスライドすることにより、遮光板６５１が移動可能となる。また、ガイドレールには、図示しない駆動源及び駆動回路が接続される。駆動源は特に限られず、電動モータ、空気圧シリンダ等を適宜採用することができる。また、ガイドレールには、公知のロック機構等を配置することで、ガイドレール上における遮光板６５１の配置を固定することが可能となる。

遮光板６５１は、第３の位置において、可動板６１２Ａ，６１３Ａ間に配置される（図１０参照）。このとき、可動板６１２Ａ，６１３Ａ間によって形成された空隙が被覆され、眼下の視野は遮蔽される。すなわち、開口部４１９は閉塞される。

一方、遮光板６５１は、第４の位置において、可動筐体６１１Ａの下面に退避している（図１１，１２参照）。このとき、可動部材６１Ａの可動板６１２Ａ，６１３Ａ間によって形成された空隙から、開口部４１９を介して眼下の視野が提示される。すなわち、開口部４１９は開放される。

ここで、遮光板６５１は、例えば矩形の板状に構成される。大きさは特に限られないが、ｘ軸方向に沿った長さは、可動板６１２Ａ，６１３Ａの対向する距離以上に構成され、ｙ軸方向に沿った長さは、例えば、可動筐体６１１Ａと可動板６１２Ａ，６１３Ａとの境界から、装着時における装着者の顔面までの距離程度で、かつ可動筐体６１１Ａの下面に十分退避可能な長さに設定される。これにより、第３の位置とした際に、眼下の視野を十分に遮蔽することができ、第４の位置とした際に、眼下の視野を十分に開放することができる。

以下、図１０〜１２を参照し、本実施形態に係る各モードと、可動部材６１Ａ及び可動部材６５の位置関係について説明する。

画像表示モードにおいては（図１０参照）、可動部材６１Ａが第１の位置に配置されることにより、第１の実施形態と同様、表示面４２１，４２２より装着者に画像が提示される。一方、可動部材６５は第３の位置に配置され、開口部４１９が閉塞される。

また、周辺視野確保モードにおいては（図１１参照）、可動部材６１Ａが第２の位置に配置され、かつ可動部材６５が第４の位置に配置されることにより、第１の実施形態と同様、空間Ｓを介して周辺の視野が確保される。

一方、手元視野確保モードにおいては（図１２参照）、可動部材６１Ａが第１の位置に配置され、かつ、可動部材６５が第４の位置に配置されることにより、開口部４１９のみが開放され、眼下の視野が提示される。

上記モードの切り替えは、第１の実施形態と同様、検出部６２Ａ及び制御部６３Ａによって行われる。検出部６２Ａは、第１の実施形態と同様に、角速度センサ６２Ａで構成される。すなわち、頭部を上方へ跳ね上げる動作、及び下方へ下げる動作をした際に、これらの動作を角速度に関する信号として出力することができる。

制御部６３Ａは、本実施形態において、角速度センサ６２Ａから出力された角速度に関する信号に基づいて、画像表示モードと周辺視野確保モードと、さらに手元視野確保モードとを相互に切り替えるよう、制御する。

制御部６３Ａは、第１の実施形態と同様に、筐体４１のｘ軸まわりの回動に伴う角速度を算出し、それが所定以上であると判定した場合に、積分処理を実行し、当該回動の角度が所定の角度以上であるか否かさらに判定をする。これにより、筐体４１におけるｘ軸まわりの回動が所定以上の速度で、かつ所定以上の角度である場合に、可動部材６１Ａの第１の位置及び第２の位置と、可動部材６５の第３の位置及び第４の位置と、をそれぞれ切り替えることが可能となる。

すなわち、可動部材６１Ａが第１の位置に、可動部材６５が第３の位置に配置される画像表示モードで、頭部の所定の動作を検出した場合、可動部材６５のみが第４の位置に移動される手元視野確保モード、あるいは可動部材６１Ａが第２の位置に移動し、かつ可動部材６５が第４の位置に移動される周辺視野確保モードに切り替えることが可能となる。

さらに、制御部６３Ａは、回動の方向を判定するように構成されてもよい。また、記憶部６４Ａは、起動時からの判定結果を記憶し、現時点における可動部材６１Ａ、６５の位置（各モード）を把握するように構成されてもよい。これにより、所定以上の角度の回動が検出された際、現時点におけるモードと回動方向とに基づき、切り替えられるモードが決定されるよう構成されることが可能となる。

例えば、画像表示モードにおいて、筐体４１の前面４１３側がｘ軸まわりに上方へ回動するような角速度が検出された場合には、可動部材６１Ａに対し第１の位置から第２の位置へ移動させる信号を出力し、かつ可動部材６５に対し第３の位置から第４の位置へ移動させるような信号を出力する。これにより、周辺視野確保モードに切り替えられる。また例えば、画像表示モードにおいて、前面４１３側の下方への回動が検出された場合には、可動部材６５のみを第３の位置から第４の位置へ移動させるような信号を出力する。これにより、手元視野確保モードに切り替えられる。

同様に、周辺視野確保モードにおいて、前面４１３側の下方への回動が検出された場合には、画像表示モードに切り替えられるよう、構成されることが可能である。また、手元視野確保モードにおいて、前面４１３側の上方への回動が検出された場合には、画像表示モードに切り替えられるよう、構成されることが可能である。

以上のように、本実施形態において、可動部材６５を有することにより、画像表示モードにおいて開口部４１９が閉塞される。これにより、眼下からの外光の入射をも抑制し、より明瞭な画像を提示することができる。

また、装着者が画像を観察している状態で、手元の視野も確保する必要がある場合には、可動部材６５の移動により開口部４１９が開放され、手元視野確保モードに切り替えることが可能となる。これにより、ＨＭＤ１Ａを装着した状態であり、外光が遮蔽されている場合であっても、状況に応じて手元視野を確保できる状態に切り替え可能な構成とすることができる。

また、上記構成の制御部６３Ａにより、可動部材６１Ａ，６５の動作と装着者の頭部の動作とが関連付けられ、より直感に即した指示方法により、上記モードの切り替えを行うことができる。

＜第３の実施形態＞
図１３〜１６は、本技術の第３の実施形態に係るＨＭＤ１Ｂの構成を示す図であり、図１３，１４は概略側面図、図１５は装着者が装着した態様を示す概略側面図、図１６は、ＨＭＤ１Ｂの装置構成を示すブロック図、である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態において第１の実施形態と異なる主な点は、画像表示モードと周辺視野確保モードとの切替方法である。すなわち、ＨＭＤ１Ｂの切替部６Ｂは、筐体４１Ｂの外部の視野を撮像するための撮像素子６６をさらに有し、周辺視野確保モードで撮像素子６６により撮像された画像を表示面４２１，４２２から提示するように構成される。図１３は、本実施形態に係る画像表示モードの態様を示し、図１４は、周辺視野確保モードの態様を示す。

筐体４１Ｂは、開口部を有さない点で第１の実施形態と異なる構成を有する。すなわち、筐体４１Ｂは、ｘ軸方向にそれぞれ対向する左右の側面４１１Ｂ、４１２Ｂと、ｙ軸方向にそれぞれ対向する前面４１３Ｂ、接眼面４１５Ｂと、ｚ軸方向にそれぞれ対向する上面４１４Ｂ、下面４１６Ｂと、を含む。

接眼面４１５Ｂは、装着者の左右の目の前に近接して対向するように構成され、例えば中央部には、装着者の鼻の形状にあわせて切り欠きが形成されていてもよい。一方前面４１３Ｂは、ＨＭＤ１Ｂを装着した装着者の正面に配置され、例えば矩形状に構成される。また本実施形態において、前面４１３Ｂには、切替部６Ｂの撮像素子６６が配置される収容部４１７Ｂが形成されている。

また本実施形態において、表示面４２１，４２２は、接眼面４１５Ｂにｘ軸方向に沿って配置され、画像表示部４２の画像生成部４４と、左右の表示素子４３１，４３２とは、筐体４１Ｂの内部に配置される。

表示面４２１，４２２は、本実施形態に係る切替部６Ｂにより、プロセッサユニット３から入力される内視鏡画像と、撮像素子６６によって撮像された筐体４１Ｂの外部の画像と、の２系統の画像を切り替えて表示することが可能に構成される。具体的には、ＨＤＭＩ４４１より取得された内視鏡画像が表示面４２１，４２２から表示される（図１３参照）。また、周辺視野確保モードにおいては、画像表示モードにおいて、撮像素子６６により撮像された筐体４１Ｂの外部の画像が表示面４２１，４２２から表示される（図１４参照）。

図１６は、ＨＭＤ１Ｂの装置構成を示すブロック図である。切替部６Ｂは、撮像素子６６と、検出部６２Ｂと、制御部６３Ｂと、記憶部６４Ｂと、切替回路６７を有する。

撮像素子６６は、前面４１３Ｂに形成された収容部４１７Ｂに配置され、主に筐体４１Ｂの前方の視野を撮像することが可能に構成される。撮像素子６６の構成は特に限られないが、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子が採用される。撮像素子６６により撮像された画像データは、切替回路６７へ入力される。

切替回路６７は、例えばＨＤＭＩ４４１により取得される内視鏡画像データと、撮像素子６６により取得される周辺画像データとが入力される。さらに、制御部６３Ｂからの出力に基づき、いずれか一方の画像データを画像生成部４４に入力するように構成される。

検出部６２Ｂは、第１の実施形態と同様に、角速度センサ６２Ｂで構成される。すなわち、頭部を上方へ跳ね上げる動作、及び下方へ下げる動作をした際に、これらの動作を角速度に関する信号として出力することができる。

制御部６３Ｂは、角速度センサ６２Ｂから出力された角速度に関する信号に基づいて、筐体４１Ｂにおけるｙ軸まわりの回動が所定以上の速度で、かつ所定以上の角度である場合に、画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替えるよう、制御する。すなわち制御部６３Ｂは、角速度センサ６２Ｂからの出力に基づいて、切替回路６７に対し画像生成部４４へ入力される画像データを切り替えるための信号を出力する。

以上のような構成のＨＭＤ１Ｂは、第１の実施形態と同様に、内視鏡画像が提示される画像表示モードと、周辺視野を提供する周辺視野確保モードとを切り替えることが可能となる。これにより、ＨＭＤ１Ｂに触れることなく上記モードの切り替えが可能となる。また、駆動源等を有さない構成とすることができ、装置構成を簡素化することができる。

＜第４の実施形態＞
図１７は、本技術の第４の実施形態に係るＨＭＤ１Ｃの構成を示す概略側面図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態において第１の実施形態と異なる主な点は、筐体４１Ｃの前面４１３Ｃに開口部（第１の開口部）４１７Ｃのみが配置され、開口部４１７Ｃに開閉機構６０Ｃに含まれるシャッタ部材６８が配置されている点である。さらに表示素子４３１Ｃ，４３２Ｃは透過型の表示素子で構成され、シャッタ部材６８を透光状態と遮光状態とに切り替えることで、画像表示モードと周辺視野確保モードとに切り替えることが可能となる。

本実施形態に係る筐体４１Ｃは、全体として第３の実施形態の筐体４１Ｂと同様の構成を有する。すなわち、筐体４１Ｃは、ｘ軸方向にそれぞれ対向する左右の側面４１１Ｃ、４１２Ｃと、ｙ軸方向にそれぞれ対向する前面４１３Ｃ、接眼面４１５Ｃと、ｚ軸方向にそれぞれ対向する上面４１４Ｃ、下面４１６Ｃと、を含む。接眼面４１５Ｃは、装着者の左右の目の前に近接して対向するように構成され、例えば中央部には、装着者の鼻の形状にあわせて切り欠きが形成されていてもよい。

一方前面４１３Ｃには、開口部４１７Ｃが形成される。また、開口部４１７Ｃの大きさは、装着者が周辺視野確保モードにおいて前方の視野を十分確保できる大きさであれば特に限られない。さらに開口部４１７Ｃには、シャッタ部材６８が配置され、その外方には、透光性のプラスチック板、ガラス板等が配置されてもよい。

シャッタ部材６８は、本実施形態において、電気的に調光可能な液晶シャッタで構成される。すなわち、図示しない駆動回路によって印加される電圧が調節され、光の透過量が調整される。これにより、透光状態、遮光状態とが切り替えられ、開口部４１７Ｃが開閉可能に構成される。シャッタ部材６８の駆動回路は、後述する制御部６４Ｃにより駆動が制御される。

本実施形態において、筐体４１Ｃの内部には、ｙ軸方向に沿って開口部４１７Ｃ側より、シャッタ部材６８、表示素子４３１Ｃ、４３２Ｃを含む画像表示部４２Ｃ、表示面４２１，４２２が配置される。表示素子４３１Ｃ，４３２Ｃは、本実施形態において、透過型の有機ＥＬ素子で構成される。このような表示素子４３１Ｃ，４３２Ｃは、例えば素子を構成する電極層をＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明導電膜で形成することにより、作製可能である。

本実施形態において、画像表示モードでは、シャッタ部材６８が遮光状態に制御され、開口部４１７Ｃが遮蔽される。これにより、開口部４１７Ｃから外光が入射せず、表示面４２１，４２２より明瞭な画像を提示することが可能となる。

一方、周辺視野確保モードでは、シャッタ部材６８が透光状態に制御され、開口部４１７Ｃが開放される。これにより、開口部４１７Ｃから外光が入射され、装着者の前方の視野が開放される。

検出部６２は、第１の実施形態と同様に、角速度センサ６２で構成される。すなわち、頭部を上方へ跳ね上げる動作、及び下方へ下げる動作をした際に、これらの動作を角速度に関する信号として出力することができる。

制御部６３は、角速度センサ６２から出力された角速度に関する信号に基づいて、筐体４１におけるｙ軸まわりの回動が所定以上の速度で、かつ所定以上の角度である場合に、画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替えるよう、制御する。具体的には、シャッタ部材６８の駆動回路に対し、画像表示モードではシャッタ部材６８に印加する電圧を低く調整するよう制御して、遮光状態とする。一方、周辺視野確保モードでは、シャッタ部材６８に印加する電圧を、遮光状態における電圧よりも高い値の所定の電圧に制御して、透光状態とする。

以上のような構成のＨＭＤ１Ｃにおいても、第１の実施形態と同様に、内視鏡画像が提示される画像表示モードと、周辺視野を提供する周辺視野確保モードとを切り替えることが可能となる。これにより、ＨＭＤ１Ｃに触れることなく、簡易な装置構成により、上記モードの切り替えが可能となる。

＜第５の実施形態＞
図１８は本発明の第５の実施形態に係るＨＭＤ１Ｄの装置構成を示すブロック図である。本実施形態において第１の実施形態と異なる主な点は、装着者の動作に関する情報として音声情報を採用し、検出部６２Ｄとして、マイクロフォン６２Ｄを有する点である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

マイクロフォン６２Ｄは、筐体４１に配置され、装着者の音声情報を、電気的な音声信号として取得することが可能に構成される。マイクロフォン６２Ｄの構成は特に限られず、ＨＭＤ１Ｄの装置構成に合わせて適宜採用することができる。

制御部６３Ｄは、取得された音声信号に基づいて、画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替える。具体的には、当該音声信号から音声を認識し、その結果の音声が所定の音声である場合に、上記モードを切り替えるよう、出力する。音声認識方法については特に限られず、例えば統計的手法等を採用することができる。

例えば、画像表示モードで、「ＯＰＥＮ」という音声信号が認識された場合に、周辺視野確保モードに切り替えるよう、構成されてもよい。また、周辺視野確保モードで、「ＣＬＯＳＥ」という音声信号が認識された場合に、画像表示モードに切り替えるよう、構成されてもよい。

以上のような構成のＨＭＤ１Ｄにおいても、第１の実施形態と同様に、内視鏡画像が提示される画像表示モードと、周辺視野を提供する周辺視野確保モードとを切り替えることが可能となる。また、装着者の動作が制限されている場合であっても、音声を発することのみによって上記モードの切り替えが可能となり、当該切り替えをより容易に行うことができる。

＜第６の実施形態＞
図１９は本発明の第６の実施形態に係るＨＭＤ１Ｅの装置構成を示すブロック図である。本実施形態において第１の実施形態と異なる主な点は、装着者の動作に関する情報として、装着者の視線に関する情報を採用し、検出部６２Ｅとして、撮像素子６２Ｅを有する点である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

撮像素子６２Ｅは、例えば筐体４１内の空間Ｓの近傍に配置され、装着者の目（瞳孔）を撮像可能に構成されている。これにより、撮像された画像データから、装着者の視線を検出することが可能となる。なお、撮像素子６２Ｅの構成は特に限られず、ＣＭＯＳイメージセンサ等を適宜採用することができる。

制御部６３Ｅは、取得された装着者の視線に関する情報に基づいて、画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替える。具体的には、取得された画像データから、装着者の視線の動き、すなわち瞳孔の動きを追跡する。例えば、画像表示モードで、瞳孔が上方へ所定の距離以上移動したと判定された際、視線が上方へ移動したと認識され、周辺視野確保モードに切り替えられる。一方、周辺視野確保モードで、瞳孔が下方へ所定の距離以上移動したと判定された際、視線が下方へ移動したと認識され、画像表示モードに切り替えられる。

以上のような構成のＨＭＤ１Ｅにおいても、第１の実施形態と同様に、内視鏡画像が提示される画像表示モードと、周辺視野を提供する周辺視野確保モードとを切り替えることが可能となる。また、装着者の動作が制限されている場合であっても、ＨＭＤ１Ｅに触れることなく、上記モードの切り替えが可能となる。

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

以上の実施形態では、装着者の頭部の動作として、上方あるいは下方への移動を採用したが、検出部により検出可能な動作であれば、これに限られない。例えば、側方へ頭部を傾ける動作でもよいし、その他の動作を適宜採用することができる。

以上の実施形態において、装着者の頭部の動作を検出することが可能な検出部として角速度センサについて説明したが、これに限られない。例えば、加速度センサを採用してもよく、これによっても、筐体のｘ軸まわりの傾きを検出し、装着者の頭部の動作を検出することが可能となる。さらに、角速度センサと加速度センサとをともに含む構成とすることにより、より精度の高い回動角度を算出することが可能となる。また、方位センサ等を採用することも可能である。

また、第１の実施形態において、筐体４１が装着者の眼下の視野を提供する開口部４１９を有すると説明したが、これに限られず、開口部４１９を有さない構成とすることも可能である。これにより、画像表示モードにおいて、下方からの外光の入射をも抑制することができ、より明瞭な画像を提示することが可能となる。

第３の実施形態において、例えば、装着者の眼下、すなわち筐体４１Ｂの下方に向けて配置される撮像素子をさらに有する構成とすることができる。これにより、第２の実施形態と同様に、手元視野開放モードも採り得る構成とすることができる。

また第３の実施形態において、撮像素子６６が１個の構成について説明したが、左右の目に対応させて２個配置する構成としてもよい。これにより、左右の撮像素子の画像をそれぞれ表示し、周辺視野画像についても３Ｄ画像を提示可能とすることができる。

さらに、第５、第６の実施形態においても、第２の実施形態と同様の構成の本体を採用し、手元視野開放モードをさらに採り得る構成とすることができる。

第４の実施形態において、シャッタ部材６８が液晶シャッタであると説明したが、透光状態と遮光状態とを切り替え可能な他の構成を採用することができる。例えば、シャッタ機構として、開口部４１７Ｃの開放及び閉塞が可能な遮光板等を採用することも可能である。

第４の実施形態において、表示素子４３１，４３２が透過型の有機ＥＬディスプレイであると説明したが、これに限られない。例えば、画像表示部４３の表示素子４３１，４３２及び光学系として、透過型に限られない表示素子４３１，４３２と、複数のハーフミラーとを有する構成とすることができる。

ハーフミラーは、一方の側からの光の透過を許容するとともに、他方の側からの光を反射することが可能に構成される。すなわち、開口部４１７Ｃの内方にハーフミラーを２枚配置し、表示素子をその上方あるいは下方に配置する構成とすることで、外光はハーフミラーにより透過され、画像光はハーフミラーにより装着者側へ反射されることが可能となる。これにより、シャッタ部材６８を透光状態とすることで、開口部４１７Ｃから外光が入射し、周辺視野確保モードとすることができる。またシャッタ部材６８を遮光状態とすることで、表示素子からの画像光を装着者に導くことが可能となり、画像表示モードとすることができる。

第６の実施形態の変形例として、以下の構成を採り得る。例えば、装着者の動作に関する情報として、撮像素子６２Ｅを用いて瞬きに関する情報を採用し、当該情報に基づいて、画像表示モードと周辺視野確保モードとを切り替えることも可能である。制御部６３Ｅは、取得された画像データから装着者の瞬きを検出し、画像表示モードで、例えば所定時間内に瞬きを２回したと判定された際、周辺視野確保モードに切り替えられる。一方、周辺視野確保モードで、例えば所定時間内に瞬きを３回したと判定された際、画像表示モードに切り替えられる。また、目を閉じている時間を判定することにより、上記モードを切り替えるように構成することも可能である。

以上の実施形態において、第１の可動部材は可動軸を有し、可動軸のまわりに回動することにより第１及び第２の位置間の移動を行うと説明したが、これに限られない。例えば、第１及び第２の位置間の移動は上下方向の平行移動であってもよい。すなわち、第２の位置においては、空間Ｓから可動部材６１が上方あるいは下方に退避することで、装着者の視野を確保することが可能となる。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）筐体と、装着者に画像を提示するための表示面と、装着者の頭部へ装着されるように構成される装着部と、を有する本体と、
上記本体に配置され、上記表示面から装着者に画像が提示される第１の状態と、装着者に上記筐体の外部の視野を提供する第２の状態と、を切り替えるための切替部と
を具備するヘッドマウントディスプレイ。
（２）上記（１）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記筐体は、第１の開口部を有し、
上記切替部は、上記第１の開口部を開閉可能に構成される開閉機構を有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（３）上記（２）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記開閉機構は、
上記表示面を支持する第１の領域を含み、上記第１の状態で上記第１の領域によって上記第１の開口部を閉塞する第１の位置と、上記第２の状態で上記第１の開口部を開放する第２の位置と、を移動可能に構成される第１の可動部材を有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（４）上記（３）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記表示面は、第１の軸方向に画像光を出射するように構成され、
上記筐体は、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向するように形成される第２の開口部をさらに有し、
上記第１の可動部材は、上記第１の位置で上記第２の開口部を閉塞する第２の領域をさらに含む
ヘッドマウントディスプレイ。
（５）上記（１）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記切替部は、
上記筐体の外部の視野を撮像するための撮像素子をさらに有し、上記第２の状態で上記撮像素子により撮像された画像を上記表示面から提示するように構成される
ヘッドマウントディスプレイ。
（６）上記（１）から（５）のいずれか一つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記切替部は、
装着者の動作に関する情報を取得することが可能に構成され上記本体に配置される検出部を有し、上記情報に基づいて上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替える
ヘッドマウントディスプレイ。
（７）上記（６）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記検出部は、装着者の頭部の運動に応じた上記本体の角速度に関する信号を検出し、
上記切替部は、上記角速度に関する信号に基づいて上記第１の状態と上記第２の状態とを切り替える
ヘッドマウントディスプレイ。
（８）上記（１）から（７）のいずれか一つに記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記切替部は、装着者に眼下の視野を提供する上記第３の状態と、上記第１の状態と上記第２の状態とを相互に切り替えるように構成される
ヘッドマウントディスプレイ。
（９）上記（８）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記筐体は、装着者の眼下の視野を提示することが可能な第３の開口部を有し、
上記切替部は、上記第３の開口部を開閉するように構成される第２の可動部材を有する
ヘッドマウントディスプレイ。
（１０）上記（９）に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
上記第２の可動部材は、
上記第１の状態で上記第３の開口部を閉塞する第３の位置と、上記第２及び第３の状態で上記第２の開口部を開放する第４の位置と、を移動可能に構成される
ヘッドマウントディスプレイ。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ・・・ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・・本体
５・・・装着部
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｄ，６Ｅ・・・切替部
４１，４１Ｂ，４１Ｃ・・・筐体
４１７，４１７Ｃ・・・開口部（第１の開口部）
４１８・・・開口部（第２の開口部）
４１９・・・開口部（第３の開口部）
４２１，４２２・・・表示面
６０，６０Ａ，６０Ｃ・・・開閉部材
６１，６１Ａ・・・可動部材（第１の可動部材）
６１１・・・可動筐体（第１の領域）
６１２，６１３・・・可動板（第２の領域）
６５・・・可動部材（第２の可動部材）
６６・・・撮像素子
６２，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ・・・検出部

Claims (9)

1. 装着者の眼下の視野を提示することが可能な眼下視野提示用開口部を有する筐体と、前記装着者に画像を提示するための表示面と、前記装着者の頭部へ装着されるように構成される装着部と、を有する本体と、
   前記本体に配置され、前記表示面から前記装着者に画像が提示される第１の状態と、装着者に前記筐体の外部の視野を提供する第２の状態と、を切り替えるための切替部と
   を具備し、
   前記切替部は、前記眼下視野提示用開口部を開閉するように構成される眼下視野提示用可動部材と、前記装着者の動作に関する情報を取得することが可能に構成され前記本体に配置される検出部とを有し、前記情報に基づいて前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える
   ヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記筐体は、前記装着者の正面の視野を提示することが可能な正面視野提示用開口部を有し、
   前記切替部は、前記正面視野提示用開口部を開閉可能に構成される開閉機構を有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記開閉機構は、
   前記表示面を支持する第１の領域を含み、前記第１の状態で前記第１の領域によって前記正面視野提示用開口部を閉塞する第１の位置と、前記第２の状態で前記正面視野提示用開口部を開放する第２の位置と、を移動可能に構成される正面視野提示用可動部材を有する
   ヘッドマウントディスプレイ。
4. 請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記表示面は、第１の軸方向に画像光を出射するように構成され、
   前記筐体は、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向するように形成される、前記装着者の側方の視野を提示することが可能な側方視野提示用開口部をさらに有し、
   前記正面視野提示用可動部材は、前記第１の位置で前記側方視野提示用開口部を閉塞する第２の領域をさらに含む
   ヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記切替部は、
   前記筐体の外部の視野を撮像するための撮像素子をさらに有し、前記第２の状態で前記撮像素子により撮像された画像を前記表示面から提示するように構成される
   ヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項１から５のうちいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記検出部は、装着者の頭部の運動
   に応じた前記本体の角速度に関する信号を検出し、
   前記切替部は、前記角速度に関する信号に基づいて前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える
   ヘッドマウントディスプレイ。
7. 請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記表示面は、装着者に患者の患部が撮像された画像を提示するように構成される
   ヘッドマウントディスプレイ。
8. 患者の患部を撮像する撮像装置と、
   術者の眼下の視野を提示する眼下視野提示用開口部を有する筐体と、前記術者に前記撮像装置によって撮像された画像を提示するための表示面と、前記術者の頭部へ装着されるように構成される装着部と、を有するヘッドマウントディスプレイ本体と、
   前記表示面から前記術者に前記画像が提示される第１の状態と、前記術者に前記筐体の外部の視野を提供する第２の状態と、を切り替えるための切替部と
   を具備し、
   前記切替部は、前記眼下視野提示用開口部を開閉するように構成される眼下視野提示用可動部材と、前記術者の動作に関する情報を取得することが可能に構成され前記本体に配置される検出部とを有し、前記情報に基づいて前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える
   手術システム。
9. 請求項８に記載の手術システムであって、
   前記撮像装置によって撮像された画像の処理を行うプロセッサと、
   前記撮像装置によって撮像された画像を前記術者以外の者が把握できるように表示する表示装置と、
   をさらに具備する手術システム。

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