JPH08211324A - ヘッドマウント型の表示装置と表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学手段の近傍に配置する部品を制限するこ
とにより、小型・軽量のヘッドマウント型ディスプレイ
を実現することを目的とする。 【構成】 画像を表示する表示手段１０２と、表示素子
に画像を表示するための表示駆動手段１０６と、表示手
段１０２の画像が観察者に明瞭に届くように表示手段を
照射する照明手段１０３と、照明手段を点灯せしめる照
明駆動手段１０４と、照明駆動手段を制御する照明駆動
制御手段１０５と、表示手段の像を光学的に観察者の眼
に導く光学手段１０１とを有するヘッドマウント型の表
示装置において、光学手段１０１に隣接して表示手段１
０２と照明手段１０３を配置し、光学手段１０１及び照
明手段１０３の近傍以外に照明駆動手段１０４、照明駆
動制御手段１０５及び表示素子駆動手段１０６を配置す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘッドマウント型の表示
装置や、ビデオカメラ、スチルカメラ等のＥＶＦに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示素子として小型軽量の液晶パ
ネルを用いたヘッドマウント型ディスプレーは例えば図
７−ａ、図７−ｂのごとく構成されていた。

【０００３】図７−ａにおいて、バックライト１０３か
ら照射された光は液晶パネル１０２を通り反射鏡９０２
で反射され、接眼レンズ１０１を通り観察者の眼１０７
に入射する。液晶パネル１０２には液晶駆動回路からの
駆動により静止画又は動画が映像され、蛍光灯又は細管
の蛍光灯により照射される拡散板から成るバックライト
１０３の光量で所定の明るさに照明され、観察者の眼１
０７によって、その映像を観察、知覚される。ここで、
バックライトを点灯するための駆動回路、制御回路及び
液晶駆動用の回路はバックライト上の基板９０１に登載
されている。

【０００４】また、図７−ｂにおいては、バックライト
１０３から照射された光は、静止画又は動画を映像する
液晶パネル１０２を通り第１の反射鏡９０２−ｂで反射
され、リレーレンズ１０１−ｂを通り、第２の反射鏡９
０２−ａで反射され接眼レンズ１０１−ａを通り、観察
者の眼１０７に入射される。バックライト点灯用のバッ
クライト駆動基板１０４はバックライト１０３の背面に
配置され、液晶パネル駆動回路１０６はその上面、下面
もしくは側面に配置され、バックライト駆動制御信号は
この液晶駆動回路１０６からバックライト駆動基板１０
４に供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では観察者の前面に配置された光学系の近傍にバッ
クライト点灯用の回路や液晶駆動用の回路も配置されて
いたため、ヘッドマウント型ディスプレイとしては眼の
前の厚みが厚くなったり、上部に出っ張りがでる等、顔
に装着するものとしては大型になるという問題があっ
た。

【０００６】本出願に係る第１の発明の目的は、光学手
段の近傍に配置する部品を制限することにより、小型・
軽量のヘッドマウント型ディスプレイを実現することを
目的とする。

【０００７】本出願に係る第２の発明の目的も、光学手
段の近傍に配置する部品を制限することにより、小型・
軽量のヘッドマウント型ディスプレイを実現することを
目的とするが、不要輻射等の関係により照明駆動手段を
照明手段から離せない場合有効な手段である。

【０００８】本出願に係る第３の発明の目的は、光学手
段の近傍に表示手段と照明手段、照明駆動手段を配置す
る場合、奥行き方向の厚みが薄くなるよう配置すること
を目的とする。

【０００９】本出願に係る第４の発明の目的は、照明駆
動制御手段を別途設ける必要性をなくすものである。

【００１０】本出願に係る第５の発明の目的は、照明駆
動の制御信号として画像信号の同期信号、あるいは画像
の同期信号を基準とした信号を用いることにより、照明
駆動手段を照明手段から離して配置しても照明駆動信号
のノイズが画像に影響を与えないようにすることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、本発明に係る第１の発明は、光学手段の近
傍に表示手段と照明手段を配置し、照明駆動手段、照明
駆動制御手段及び表示駆動手段は光学手段、及び照明手
段の近傍以外に配置することを特徴とする。

【００１２】上記構成において、例えばヘッドマウント
型ディスプレイを構成すると、眼の前に配置される光学
手段の近傍に配置されるユニットが表示手段と照明手段
となるため小型で薄いディスプレイを構成できる効果が
ある。

【００１３】上記構成において、照明駆動制御手段は照
明駆動手段が照明手段の点灯に必要な電圧に昇圧するた
めの信号を供給するためのものであり、別途設けなくと
も表示駆動手段内の信号を利用するよう構成してもよ
い。

【００１４】本発明に係る第２の発明は、光学手段の近
傍に表示手段、照明手段及び照明駆動手段を配置し、照
明駆動制御手段及び表示駆動手段を光学手段、及び照明
手段の近傍以外に配置することを特徴とする。

【００１５】上記構成によると、光学手段の近傍に表示
手段、照明手段及び照明駆動手段までを配置しているた
め、照明駆動手段を照明手段の近傍以外に配置した際、
不要輻射等の問題が発生する場合には、この問題を発生
せず小型・薄型のディスプレイを構成可能となる。

【００１６】上記構成において、照明駆動制御手段は照
明駆動手段が照明手段の点灯に必要な電圧に昇圧するた
めの信号を供給するためのものであり、別途設けなくと
も表示駆動手段内の信号を利用するよう構成してもよ
い。

【００１７】本発明に係る第３の発明は、光学手段の近
傍に表示手段、照明手段及び照明駆動手段を配置し、照
明駆動手段は照明手段の背面方向には配置しないよう構
成したことを特徴とする。

【００１８】上記構成によれば、照明駆動手段を光学手
段の近傍に配置しても照明手段の背面方向に配置しない
ため、厚みの薄いディスプレイを構成することが可能と
なる。

【００１９】上記構成において、照明駆動制御手段は照
明駆動手段が照明手段の点灯に必要な電圧に昇圧するた
めの信号を供給するためのものであり、別途設けなくと
も表示駆動手段内の信号を利用するよう構成してもよ
い。

【００２０】本発明に係る第４の発明は、照明駆動制御
手段から照明駆動手段に供給する制御信号を表示駆動手
段内の信号を利用するか、もしくは照明駆動制御手段を
表示駆動手段内に設けることを特徴とする。

【００２１】上記構成によれば、照明駆動制御手段用の
回路あるいは基板を別途設ける必要がなくなる作用があ
る。

【００２２】本発明にかかる第５の発明は、照明駆動手
段に送られる制御信号は表示手段に表示される画像信号
の同期信号、或いは同期信号を基準として生成された信
号を用いることを特徴としたものである。

【００２３】上記構成によれば、照明駆動手段のパルス
ノイズが発生したとしても画像の表示されない期間に対
応するため、照明駆動手段を照明手段から離してもノイ
ズの影響を受けないディスプレイを構成する効果があ
る。

【００２４】

【実施例】

〔第１実施例〕図１に本発明の第１の実施例を示す。ま
た、図８に本光学装置の例を観察者が装着した例を示
す。図１は図８において本発明に関わる光学装置の部分
のみをブロック図で示したものである。

【００２５】図１において、１０１は画像の光を観察者
の眼に導く光学素子であり、１０２は光学素子の近傍に
配置された液晶パネルのような表示素子であり、１０３
は光学素子の近傍に配置された照明光源を示す。また、
１０４は照明光源１０３を点灯するための照明駆動回路
であり、１０５は照明駆動回路に制御用の信号を供給す
る照明駆動制御回路であり、本実施例では表示素子１０
２に画像を表示する表示素子駆動回路１０６の回路に組
み込まれている。照明駆動回路１０４、照明駆動制御回
路１０５、及び表示素子駆動回路１０６は光学素子１０
１、及び照明光源１０３の近傍には配置されず、本実施
例では観察者の耳付近に配置されている。

【００２６】図１において、照明光源１０３から発せら
れた光は表示素子１０２を通り、表示素子１０２に表示
された画像が光学素子１０１に入射し、観察者１０７に
画像を導く。表示素子駆動回路１０６は、画像信号や同
期信号等を表示素子１０２に供給し画像を表示させる。
照明駆動制御回路１０５は、例えば表示素子１０２に表
示する画像の同期信号を分離し、照明駆動回路１０４に
供給する。照明駆動回路１０４は、照明駆動制御回路１
０５から供給される信号に応じて直流電圧を必要な交流
電圧に変換し、照明光源１０３を点灯する。

【００２７】光学素子１０１が画像の光を観察者の眼１
０７に導く作用動作を図２に示す。図２において、照明
光源１０３から発せられた光は表示素子１０２を通り、
表示素子１０２に表示された画像に応じた光となり、光
学素子１０１の入射面１０１−１を通り、全反射面１０
１−２に臨界角以上の入射角で入射し、全反射された
後、凹面ミラー１０１−３で反射され、前記全反射面１
０１−２に臨界角以下で入射し、観察者１０７に表示素
子１０２に表示させた映像が観察される。ここで凹面ミ
ラー１０１−３は観察者の目の位置を曲率半径内に配置
すれば所定の倍率を有するので、表示素子１０２の画像
の拡大された虚像を観察することができる。

【００２８】表示素子駆動回路１０６、照明駆動制御回
路１０５及び照明駆動回路１０４は例えば図３の如く構
成される。

【００２９】図３において、表示素子駆動回路１０６に
入力された画像信号（例えばコンポジット信号）はＹ／
Ｃ分離回路６１０に入力され、色信号と輝度信号に分離
される。分離された色信号は、色信号処理回路６１１に
て信号レベル等の処理後、色復調回路６１２に送られ
る。色復調回路６１２にてＢ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｒ−Ｙの信
号が復調されマトリクス回路６１４に送られる。

【００３０】一方、Ｙ／Ｃ分離回路６１０にて分離され
た輝度信号は、同期分離回路６１３に送られ、複合同期
信号が切り取られ、マトリクス回路６１４に送られる。
マトリクス回路６１４では、入力される輝度信号（Ｙ信
号）と、Ｂ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号よりＲ，Ｇ，Ｂを
作り出し、映像信号処理回路６１５にて駆動に適した信
号に変換され、表示素子１０２のＨ−ドライバ２１１に
送られる。

【００３１】同期分離回路６１３から切り出された複合
同期信号は、タイミングコントロール回路６１６に送ら
れ、表示素子駆動用のタイミングクロックが作成され、
Ｈ−ドライバ２１１、Ｖ−ドライバ２１０に送られる。
Ｈ−ドライバ２１１、Ｖ−ドライバ２１０は入力される
タイミングクロック信号とＲ，Ｇ，Ｂ信号により表示素
子１０２に画像を表示する。

【００３２】なお、外部から入力される映像信号は、Ｙ
／Ｃ分離された信号であってもよい。Ｙ／Ｃ分離された
信号を入力する場合は、Ｙ／Ｃ分離回路６１０は不要で
ある。

【００３３】また、本実施例では照明駆動制御回路１０
５から照明駆動回路１０４に供給する制御信号として、
表示素子駆動回路１０６内のタイミングコントロール回
路６１６から出力される水平同期信号を利用しており、
照明駆動制御回路１０５として別途構成していない。即
ち、表示素子駆動回路１０６が照明駆動制御回路１０５
を含んだ構成となっているともいえる。

【００３４】照明駆動制御信号としてタイミングコント
ロール回路６１６から出力される水平同期信号は、照明
駆動回路１０４内のスイッチング回路４１０に入力され
る。スイッチング回路４１０は水平同期信号を整流し平
滑して直流電圧を得、昇圧回路４１１を制御し、高電圧
の直流電圧が供給されている、例えばトランスを用いて
スイッチングすることにより、直流電圧を昇圧して、照
明光源のバックライト１０３を点灯する。なお、バック
ライトが交流で点灯する場合は、直流／交流変換を行っ
て所望の電圧を得て、バックライト１０３を点灯する。

【００３５】なお、図３において、表示手段はＬＣＤ表
示部とＶ−ドライバ２１０とＨ−ドライバ２１１を含
み、表示駆動回路１０６からアース線と少なくとも５本
の接続線にて接続され、表示駆動手段は表示駆動回路１
０６を含み、照明手段は昇圧回路４１１から２本の接続
線を介して接続されるバックライト１０３であり、照明
駆動手段はタイミングコントロール回路６１６からの信
号線で接続されたスイッチング回路４１０と昇圧回路４
１１を含み、照明駆動制御手段はタイミングコントロー
ル回路６１６の一部であり、光学手段は特に電気的な接
続線を必要としない、例えば図２の全反射面１０１ー２
と凹面ミラー１０１ー３を含む光学素子１０１である。

【００３６】本発明によれば、例えばヘッドマウント型
ディスプレイを構成すると、光学素子の近傍に表示素子
１０２と照明光源１０３のみを配置し、表示素子駆動回
路１０６、照明駆動回路１０４等は照明光源１０３、及
び光学素子１０２の近傍に配置しないため（本実施例で
は耳の近傍に配置）、使用者の眼の近傍が薄く、軽量な
小型のディスプレイを実現できる。

【００３７】本実施例においては、表示素子駆動回路１
０６、照明駆動回路１０４及び照明駆動制御回路１０５
を耳の近傍に配置したが、腰や頭部等の他の位置に配置
することも可能である。また、電源のバッテリーも同様
に腰や頭部等に配置するようにしても良い。

【００３８】さらに、照明駆動制御手段として図４に示
すごとく、タイミングコントロール回路６１６からの同
期信号を基準とし、照明を点灯開始時と点灯後のパルス
周期或いは、パルスデューティを可変させるべく照明駆
動制御回路６１７として設けても良い。なお、図４にお
いて、図３と同一符号の回路は同一機能を有するものと
して説明を省略する。

【００３９】本実施例の装着図では片眼用の光学装置と
して示したが、両眼用であっても良い。

【００４０】本実施例のヘッドマウント型表示装置の装
着図を図８に示し、右手に持ったビデオカメラと連結し
てビデオカメラ用のファインダーとして使用する例を示
しているが、ヘッドマウント型表示装置をスチルカメラ
用のファインダーや、他のヘッドマウント型ディスプレ
イとして使用しても良い。

【００４１】〔第２実施例〕図５に本発明の第２の実施
例を示す。図５において、１０１は画像の光を観察者の
眼に導く光学素子であり、１０２は光学素子の近傍に配
置された液晶パネルのような表示素子であり、１０３は
光学素子１０１の近傍に配置された照明光源を示す。１
０４は照明光源１０３を点灯するための照明駆動回路で
あり、本実施例では照明光源１０３の背面方向の近傍に
配置されている。１０５は照明駆動回路１０４に制御用
の信号を供給する照明駆動制御回路であり、本実施例で
は表示素子１０２に画像を表示する表示素子駆動回路１
０６の回路に組み込まれている。照明駆動制御回路１０
５と表示素子駆動回路１０６は照明光源１０３の近傍に
は配置されず、本実施例では観察者の耳付近に配置され
ている。

【００４２】図５において、照明光源１０３から発せら
れた光は表示素子１０２を通り、表示素子１０２に表示
された画像が光学素子１０１に入射し、図２にて示した
凹面ミラー１０１ー３を介して観察者１０７に画像を導
く。表示素子駆動回路１０６は、画像信号や同期信号等
を表示素子１０２に供給し画像を表示させる。照明駆動
制御回路１０５は、例えば表示素子１０２に表示する画
像の同期信号を分離し、照明駆動回路１０４に供給す
る。照明駆動回路１０４は、照明駆動制御回路１０５か
ら供給される信号に応じて直流電圧を必要な交流電流に
変換し、照明光源１０３を点灯する。

【００４３】本実施例によれば、照明駆動回路１０４を
照明光源１０３の近傍に配置しているため不要輻射やノ
イズ等の影響により照明駆動回路１０４を照明光源１０
３から離せない場合に有効であり、本構成をとることに
より眼の回りの形状を比較的薄く、小型の形状にするこ
とが可能である。

【００４４】〔第３実施例〕図６に本発明の第３の実施
例を示す。図６において、１０１は画像の光を観察者の
眼に導く光学素子であり、１０２は光学素子の近傍に配
置された液晶パネルのような表示素子であり、１０３は
光学素子の近傍に配置された照明光源を示す。１０４は
照明光源１０３を点灯するための照明駆動回路であり、
本実施例では１０３の照明光源の背面方向以外の近傍に
配置されている。１０５は照明駆動回路に制御用の信号
を供給する照明駆動制御回路であり、本実施例では表示
素子１０２に画像を表示する表示素子駆動回路１０６の
回路に組み込まれている。照明駆動制御回路１０５と表
示素子駆動回路１０６は照明光源１０３の近傍には配置
されず、本実施例では図８に示すように観察者の耳付近
に配置されている。

【００４５】図６において、照明光源１０３から発せら
れた光は表示素子１０２を通り、表示素子に表示された
画像が光学素子１０１に入射し、観察者１０７に画像を
導く。表示素子駆動回路１０６は、画像信号や同期信号
等を表示素子１０２に供給し画像を表示させる。照明駆
動制御回路１０５は、例えば表示素子１０２に表示する
画像の同期信号を分離し、照明駆動回路１０４に供給す
る。照明駆動回路１０４は、照明駆動制御回路１０５か
ら供給される信号に応じて直流電圧を必要な交流電圧に
変換し、照明光源１０３を点灯する。

【００４６】本実施例によれば、照明駆動回路１０４を
照明光源１０３の背面以外の近傍に配置しているため不
要輻射やノイズ等の影響により照明駆動回路１０４を照
明光源１０３から離せない場合に、本構成をとることに
より眼の回りの形状を薄く、小型の形状にすることが可
能である。本実施例は照明駆動回路１０４を照明光源１
０３の背面方向以外に配置するため、眼の上下方向の形
状を小さくする場合特に有効である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる第
１の発明によれば、光学手段に隣接して表示手段と照明
手段を配置し、照明駆動手段、照明駆動制御手段及び表
示駆動手段を照明手段、及び光学手段の近傍以外に配置
することにより、小型で薄いヘッドマウント型のディス
プレイを構成することが可能となる。

【００４８】本発明に係わる第２の発明によれば、ノイ
ズ妨害や不要輻射防止などの条件のため照明駆動手段を
光学手段の近傍か、光学手段に隣接して配置された照明
手段の近傍に配置せざるをえない場合、照明駆動制御手
段と表示手段を光学手段及び照明手段の近傍以外に配置
するため、薄型で小型のヘッドマウント型ディスプレイ
を実現可能となる。

【００４９】本発明に係わる第３の発明によれば、ノイ
ズ妨害や不要輻射防止などの条件のため照明駆動手段を
光学手段の近傍か、光学手段に隣接して配置された照明
手段の近傍に配置せざるをえない場合、照明駆動手段を
照明手段の背面方向以外に配置し、照明駆動制御手段と
表示手段を光学手段、及び照明手段の近傍以外に配置す
るため、薄型で小型のヘッドマウント型ディプレイを実
現可能であり、特に眼の上下方向の形状を小さくできる
効果がある。

【００５０】本発明に係わる第４の発明によれば、照明
駆動制御手段を表示駆動手段内に設けるか、或いは表示
駆動手段内で生成される信号を利用することにより、照
明駆動制御手段を別途設ける必要がなくなる。

【００５１】本発明に係わる第５の発明によれば、照明
駆動制御手段より照明駆動手段に送る信号を、表示手段
に表示される画像信号の同期信号を用いるか、あるいは
同期信号を基準として生成された信号を用いることによ
り、照明駆動手段を照明手段から離すことにより、ノイ
ズ等が発生しても画像にノイズの影響が可能な限り現れ
なくする効果がある。

【００５２】また、本発明による表示装置は、ヘッドマ
ウント型に限らず一般の表示装置にも適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光学装置の要部を示し
たブロック図である。

【図２】図１の実施例の光学手段の作用動作を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例の表示手段、照明駆動手段、照
明駆動制御手段の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施例の表示手段、照明駆動手段、照
明駆動制御手段の他の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施例の要部を示したブロック
図である。

【図６】本発明の第３の実施例を要部を示したブロック
図である。

【図７】従来のヘッドマウントタイプの表示装置であ
る。

【図８】本発明の光学装置の装着例を示した概念図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 光学素子 １０２ 表示素子 １０３ 照明光源のバックライト １０４ 照明駆動回路 １０５ 照明駆動制御回路 １０６ 表示素子駆動回路 １０７ 観察者の目

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表示する表示手段と、表示素子に
   画像を表示するための表示駆動手段と、前記表示手段の
   画像が観察者に明瞭に届くように前記表示手段を照射す
   る照明手段と、前記照明手段を点灯せしめる照明駆動手
   段と、前記照明駆動手段を制御する照明駆動制御手段
   と、前記表示手段の像を光学的に前記観察者の眼に導く
   光学手段とを有するヘッドマウント型の表示装置におい
   て、 前記光学手段に隣接して前記表示手段と前記照明手段を
   配置し、前記光学手段及び前記照明手段の近傍以外に前
   記照明駆動手段、前記照明駆動制御手段及び前記表示素
   子駆動手段を配置することを特徴とするヘッドマウント
   型の表示装置。
2. 【請求項２】 画像を表示する表示手段と、表示素子に
   画像を表示するための表示駆動手段と、前記表示手段の
   画像が観察者に明瞭に届くように前記表示手段を照射す
   る照明手段と、前記照明手段を点灯せしめる照明駆動手
   段と、前記照明駆動手段を制御する照明駆動制御手段
   と、前記表示手段の画像を光学的に前記観察者の眼に導
   く光学手段を有するヘッドマウント型の表示装置におい
   て、 前記光学手段に隣接して前記表示手段と前記照明手段及
   び前記照明駆動手段を配置し、前記光学手段、及び前記
   照明手段の近傍以外に前記照明駆動制御手段及び前記表
   示素子駆動手段を配置することを特徴とするヘッドマウ
   ント型の表示装置。
3. 【請求項３】 画像を表示する表示手段と、表示素子に
   画像を表示するための表示駆動手段と、前記表示手段の
   画像が観察者に明瞭に届くように前記表示手段を照射す
   る照明手段と、前記照明手段を点灯せしめる照明駆動手
   段と、前記照明駆動手段を制御する照明駆動制御手段
   と、前記表示手段の画像を光学的に前記観察者の眼に導
   く光学手段を有するヘッドマウント型の表示装置におい
   て、 前記光学手段に隣接して前記表示手段、前記照明手段及
   び前記照明駆動手段を配置し、前記照明駆動手段は前記
   照明手段の照明面の背面方向に配置されないことを特徴
   とする請求項２に記載のヘッドマウント型の表示装置。
4. 【請求項４】 前記照明駆動制御手段は、前記表示駆動
   手段内の回路にて兼用することを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれかに記載のヘッドマウント型の表示装置。
5. 【請求項５】 前記照明駆動制御手段より前記照明駆動
   手段を制御するために送られる制御信号は、画像信号の
   同期信号或いは、画像の同期信号を基準とする信号であ
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   ヘッドマウント型の表示装置。
6. 【請求項６】 画像を表示する表示手段と、表示素子に
   画像を表示するための表示駆動手段と、前記表示手段の
   画像が観察者に明瞭に届くように前記表示手段を照射す
   る照明手段と、前記照明手段を点灯せしめる照明駆動手
   段と、前記照明駆動手段を制御する照明駆動制御手段
   と、前記表示手段の像を光学的に前記観察者の眼に導く
   光学手段とを有する表示装置において、 前記光学手段に隣接して前記表示手段と前記照明手段を
   配置し、前記光学手段及び前記照明手段の近傍以外に接
   続線を介して前記照明駆動手段、前記照明駆動制御手段
   及び前記表示素子駆動手段を配置することを特徴とする
   表示装置。