JPH09330042A - 頭部装着型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】効率のよい電力供給を実現して省電力化を図る
ことができ、画像表示光の光源として消費電力の大きい
バックライト等を用いる場合でも、携帯用バッテリーの
持続期間を長くすることができ、画像表示の不要時に観
察者の視野範囲から表示像を消すことで、不要な画像が
観察者の視野を遮るのを防止できる頭部装着型表示装置
を提供する。 【解決手段】画像表示用電力の供給量を、予め設定され
た電力量低減条件の充足時に、観察者に画像を視認させ
るために設定された量よりも少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の頭部に装
着可能な画像表示光出射手段を有する頭部装着型表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】観察者の頭部に装着可能な画像表示光出
射手段を有する頭部装着型表示装置が、アミューズメン
ト用や研究用を始めとする様々な用途で使用されてい
る。そのような頭部装着型表示装置において、その画像
表示用電力の供給源として、観察者に携帯されるバッテ
リーを用いる場合がある。

【０００３】すなわち、その電力供給源と頭部装着型表
示装置とを電力供給ケーブルを介して接続することがで
きる場合は、そのような携帯型のバッテリーを用いる必
要はない。しかし、近年、例えば機器の操作を行うオペ
レータや、物流作業に従事する作業者に頭部装着型表示
装置を装着させ、無線通信により作業に必要な映像を送
ることが想定されている。このような場合、頭部装着型
表示装置を装着した観察者の行動範囲が広く、レーザデ
ィスクプレイヤー、コンピュータ、カメラ等の画像信号
出力装置を観察者と分離して配置し、その画像信号を頭
部装着型表示装置に外部から無線通信により伝送する必
要がある。そのため、その画像表示用電力をケーブルに
より供給することが困難で、観察者により携帯されるバ
ッテリーから供給する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのような電力供給用
のバッテリーを観察者に携帯させる場合、そのバッテリ
ーは可及的に小型、軽量であることが望ましい。しか
し、バッテリーは小型、軽量になると電力容量が小さく
なるため、交換や充電が早期に必要になってしまう。特
に、バックライト付液晶表示装置からの画像表示光を、
光学系を介して観察者の視野範囲に導く場合は、明瞭な
画像を生成するために電力消費量の大きなバックライト
が必要になり、バッテリーを頻繁に交換する必要があ
る。

【０００５】本発明は、上記問題を解決することのでき
る頭部装着型表示装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
観察者の頭部に装着可能な画像表示光出射手段を有する
頭部装着型表示装置において、予め設定された電力量低
減条件の充足時に、画像表示用電力の供給量を、観察者
に画像を視認させるために設定された量よりも少なくす
る点にある。これにより、画像表示用電力の供給の必要
性に応じて定められる電力量低減条件の充足によって、
画像表示用電力を自動的に設定量よりも少なくすること
ができる。

【０００７】本発明の第２の特徴は、観察者の頭部に装
着可能な画像表示光出射手段を有する頭部装着型表示装
置において、外部信号の受信手段を備え、その受信手段
を介した電力量の低減を指示する外部信号の受信時に、
画像表示用電力の供給量を、観察者に画像を視認させる
ために設定された量よりも少なくする点にある。これに
より、画像表示用電力の供給が必要でない場合に、頭部
装着型表示装置に外部から電力量の低減を指示する信号
を送ることで、画像表示用電力を設定量よりも少なくす
ることができる。

【０００８】本発明の第３の特徴は、観察者の頭部に装
着可能な画像表示光出射手段を有する頭部装着型表示装
置において、その画像表示光を観察者の視野範囲に導く
表示位置と、その表示位置から変位した表示解除位置と
の間で移動可能な光学系とを備え、その光学系が表示解
除位置に位置する時に、画像表示用電力の供給量を、観
察者に画像を視認させるために設定された量よりも少な
くする点にある。これにより、観察者が画像表示の不要
時に光学系を表示解除位置に変位させることで、画像表
示用電力を設定量よりも少なくすることができる。

【０００９】なお、本発明において画像表示用電力を設
定量から少なくする場合に、その低減量は特に限定され
ず、その低減後に画像表示用電力を僅かに残してもよい
し、あるいは、零にしてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１１】図１に示す頭部装着型表示装置１は、観察
者４の頭部に装着可能な保持部５と、この保持部５に保
持される表示部６と、観察者４の腰にベルト１１を介し
て装着可能な制御部７と、そのベルト１１を介して観察
者４に装着される外部信号受信用の無線通信用モデム８
とを有する。その制御部７に画像表示用電力の供給源と
なるバッテリーが内蔵されることで、そのバッテリーは
観察者４により携帯可能とされている。本実施形態で
は、その頭部装着型表示装置１は観察者４の片眼にのみ
画像を視認させるが、両眼に視認させるものでもよい。
その表示ユニット６ａは、ケーブル９を介して上記制御
部７に接続される。

【００１２】その保持部５は、図示の例ではバンド状と
されることで観察者４の頭部に装着されるが、その形態
は限定されず、例えばヘルメット状のものであってもよ
い。なお、本件発明において頭部とは、顔面を含む頸部
から上の部分を言う。

【００１３】その表示部６は、画像表示光の表示ユニッ
ト６ａと、その画像表示光の光路を変更して観察者４の
視野範囲に導く光学系６ｂと、その表示ユニット６ａと
光学系６ｂとを連結するアーム６ｃとを有する。

【００１４】その表示ユニット６ａは、図２に示すよう
に、反射鏡付冷陰極管により構成されるバックライト３
２と、このバックライト３２の周波数制御用インバータ
３３と、そのバックライト３２の熱を吸収する熱吸収フ
ィルタ３４と、液晶パネル３５と、そのバックライト３
２の光のむらを均一にして液晶パネル３５に導く散乱板
３６とを有する。その液晶パネル３５の前面から画像表
示光が出射される。なお、そのバックライト３２付液晶
パネル３５に代えて、例えばＣＲＴディスプレイを用い
てもよい。また、そのバックライトとしてハロゲンラン
プを用いてもよい。

【００１５】その光学系６ｂは、その画像表示光を反射
あるいは回折により光路変更すると共に前方からの光を
透過するハーフミラーやホログラム素子等のコンバイナ
により構成されている。なお、その光学系６ｂは、画像
表示光を反射することで光路変更するミラー等により構
成しもてよく、さらに、集光用レンズ系を含むものであ
ってもよい。

【００１６】その制御部７は、コントローラ４１と、上
記液晶パネル３５のドライバ４２と、制御装置４３と、
入出力インターフェイス４４とを有する。そのインター
フェイス４４は、上記無線通信用モデム８と画像信号生
成装置５０に接続された無線通信用モデム５１とを介し
て、その画像信号生成装置５０から送られる画像信号
を、上記コントローラ４１に処理可能な形式に変換して
伝送する。また、そのインターフェイス４４から上記制
御装置４３に、その画像信号の入力の有無判断のための
信号が伝送される。なお、その画像信号生成装置５０
は、例えば、レーザディスクプレイヤー、コンピュー
タ、カメラ等により構成できる。そのコントローラ４１
は、その伝送された画像信号に対応する画像を生成する
のに必要な信号を、上記ドライバ４２を介して液晶パネ
ル３５に出力する。また、そのコントローラ４１は、バ
ックライト３２の光量が、観察者４に画像を視認させる
ために必要な設定量になるように、上記インバータ３３
に周波数設定信号を出力する。本実施形態では、その画
像信号生成装置５０により生成される画像は静止画像で
あり、コントローラ４１は後述の電力量低減条件が充足
されるまで液晶パネル３５に静止画像を表示させ、ま
た、バックライト３２の光量を上記設定量に維持する。

【００１７】その制御装置４３は、予め設定された電力
量低減条件を含む制御プログラムを記憶するメモリと、
その電力量低減条件を充足したか否か判断すると共に、
その条件充足時に電力量低減信号を上記コントローラ４
１に出力するＣＰＵとを有する。その電力量低減条件
は、本実施形態では、上記画像信号生成装置５０から設
定時間（例えば５分間）以内に画像信号が出力されない
場合に充足される。そのコントローラ４１は制御装置４
３から電力量低減信号が送られると、上記表示ユニット
６ａにバッテリー６０から供給する画像表示用電力の量
を、観察者４に画像を視認させるために設定された量よ
りも少なくする。本実施形態では、上記液晶パネル３５
により画像が形成されないようにドライバ４２に供給さ
れる電力量を零とし、また、インバータ３３の周波数を
減少させる信号を出力してバックライト３２に供給され
る電力量を小さくし、そのバックライト３２の光量を観
察者４により画像を視認できなくなるまで減少させる。

【００１８】なお、その電力量低減条件は上記条件に限
定されない。例えば、観察者４の瞳の動きを検知するセ
ンサを制御装置４３に接続し、観察者４の瞳が光学系６
ｂの位置以外の方向を設定時間以上向く場合に、その電
力量低減条件が充足されてもよい。また、その制御装置
４３にタイマーを設け、画像信号生成装置５０から画像
信号が出力された後に一定時間経過することで、その電
力量低減条件が充足されてもよい。また、観察者の瞼の
開閉を検知するセンサを制御装置４３に接続し、瞼が一
定時間以上閉じている場合に、その電力量低減条件が充
足されてもよい。

【００１９】図３の（１）は、頭部装着型表示装置１に
より画像信号生成装置５０から送られる画像が表示され
ている状態を示し、観察者４は、その光学系６ｂにより
光路変更される画像表示光に基づく画像と、その光学系
６ｂを透過する前方からの光に基づく現実に存在する物
の双方を視認できる。図示の例では、観察者４が運搬す
る荷物５５の情報が画像９０として表示されている。図
３の（２）は、画像表示用電力の供給量が減少した状態
を示し、観察者４は、その光学系６ｂを透過する前方か
らの光に基づく現実に存在する物のみを視認できる。

【００２０】上記構成によれば、電力量低減条件の充足
によって、画像表示用電力を自動的に設定量よりも少な
くすることができる。これにより、効率のよい電力供給
を実現して省電力化を図ることができ、画像表示光の光
源として消費電力の大きいバックライト３２を用いる場
合でも、携帯用バッテリー６０の持続期間を長くするこ
とができる。さらに、画像表示の不要時に観察者の視野
範囲から表示像を消すことで、不要な画像が観察者４の
視野を遮るのを防止できる。

【００２１】図４、図５は本発明の第２実施形態を示
す。上記第１実施形態との相違は、まず、図４に示すよ
うに、光学系６ｂを出射ユニット６ａに連結するアーム
６ｃが、出射ユニット６ａに対して図中矢印Ｐで示すよ
うに左右方向軸中心に揺動可能に連結され、その揺動に
より、その光学系６ｂを、その画像表示光を観察者４の
視野範囲に導く表示位置と、観察者４の視野範囲外の邪
魔にならない表示解除位置との間で位置変更させること
ができる。また、その光学系６ｂがアーム６ｃに図中矢
印Ｑで示すように上下方向軸中心に揺動可能に連結さ
れ、その揺動により、その光学系６ｂを、その画像表示
光を観察者４の視野範囲に導く表示位置と、観察者４の
視野範囲外の邪魔にならない表示解除位置との間で位置
変更させることができる。また、図５に示すように、そ
のアーム６ｃの揺動角度の検知センサ７１と、その光学
系６ｂの揺動角度の検知センサ７２とが、制御装置４３
に接続されている。その制御装置４３は、各センサ７２
からの信号により、光学系６ｂが表示解除位置にあるか
否かを判断し、表示解除位置にある場合はコントローラ
４１に電力量低減信号を送る。他は第１実施形態と同様
で、同一部分は同一符号で示す。これにより、観察者４
が画像表示の不要時に光学系６ｂを表示解除位置に変位
させることで、画像表示用電力を設定量よりも少なくす
ることができる。なお、上記角度検知センサに代えて、
例えば、光学系６ｂが表示解除位置に変位した時に信号
を出力する近接スイッチを用いてもよい。

【００２２】さらに、上記各実施形態において、画像信
号生成装置５０を、頭部装着型表示装置１の外部から電
力量の低減を指示する外部信号を出力可能な外部コンピ
ュータにより構成してもよい。この場合、その外部信号
は、頭部装着型表示装置１に上記無線通信用モデム８を
介して受信され、上記制御装置４３に入力される。その
外部信号の入力により、その制御装置４３はコントロー
ラ４１に電力量低減信号を送る。これにより、画像表示
用電力の供給が必要でない場合に、頭部装着型表示装置
１に外部から電力量の低減を指示する信号を送ること
で、画像表示用電力を設定量よりも少なくすることがで
きる。なお、その外部信号は、例えば外部コンピュータ
のオペレータの判断で任意の時点で出力したり、その外
部コンピュータの制御プログラムにより電力量低減条件
を充足したか否かを判断し、その条件充足時に出力する
ことができる。

【００２３】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、頭部装着型表示装置により表示される画像
は動画像であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の頭部装着型表示装置によれば、
効率のよい電力供給を実現して省電力化を図ることがで
き、画像表示光の光源として消費電力の大きいバックラ
イト等を用いる場合でも、携帯用バッテリーの持続期間
を長くすることができる。さらに、画像表示の不要時に
観察者の視野範囲から表示像を消すことで、不要な画像
が観察者の視野を遮るのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置と
観察者の側面図

【図２】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の
構成説明図

【図３】本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置の
（１）は画像表示状態での観察者の視野範囲を示す図、
（２）は画像表示解除状態での観察者の視野範囲を示す
図

【図４】本発明の第２実施形態の頭部装着型表示装置の
部分斜視図

【図５】本発明の第２実施形態の頭部装着型表示装置の
構成説明図

【符号の説明】

１ 頭部装着型表示装置 ４ 観察者 ６ａ 表示ユニット ６ｂ 光学系 ８ 無線通信用モデム ４１ コントローラ ４３ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の頭部に装着可能な画像表示光出
   射手段を有する頭部装着型表示装置において、 予め設定された電力量低減条件の充足時に、画像表示用
   電力の供給量を、観察者に画像を視認させるために設定
   された量よりも少なくすることを特徴とする頭部装着型
   表示装置。
2. 【請求項２】 観察者の頭部に装着可能な画像表示光出
   射手段を有する頭部装着型表示装置において、 外部信号の受信手段を備え、その受信手段を介した電力
   量の低減を指示する外部信号の受信時に、画像表示用電
   力の供給量を、観察者に画像を視認させるために設定さ
   れた量よりも少なくすることを特徴とする頭部装着型表
   示装置。
3. 【請求項３】 観察者の頭部に装着可能な画像表示光出
   射手段を有する頭部装着型表示装置において、 その画像表示光を観察者の視野範囲に導く表示位置と、
   その表示位置から変位した表示解除位置との間で移動可
   能な光学系とを備え、その光学系が表示解除位置に位置
   する時に、画像表示用電力の供給量を、観察者に画像を
   視認させるために設定された量よりも少なくすることを
   特徴とする頭部装着型表示装置。