JP2001133724A

JP2001133724A - 頭部装着型映像表示装置

Info

Publication number: JP2001133724A
Application number: JP28306599A
Authority: JP
Inventors: Etsuyasu Kondo; 悦康近藤; Izuru Kiyokawa; 出清川; Yuji Ogasawara; 裕司小笠原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-05-18
Also published as: EP1207689A1; EP1207689A4; WO2001015439A1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で消費電力の小さい頭部装着型映像表示
装置を提供する。【解決手段】映像を表示する透過型のＬＣＤ１５と、
このＬＣＤ１５に面発光の白色照明光を照射するための
ものであって光源としてＬＥＤを用いたバックライト１
７と、このバックライト１７により照明されて上記ＬＣ
Ｄ１５から出射される映像光束を２回反射して使用者の
眼球に導く自由曲面プリズム１１と、上記バックライト
１７およびＬＣＤ１５を制御するための制御回路を実装
する単一のリジッド基板でなる回路基板１８と、上記バ
ックライト１７とＬＣＤ１５を上記回路基板１８に各着
脱自在に接続するフレキシブルプリント基板２０，１９
およびコネクタ２０ａ，１９ａと、を備えた頭部装着型
映像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頭部装着型映像表
示装置、より詳しくは、頭部に装着した使用形態におい
て表示される映像を観察するための頭部装着型映像表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＲＴを用いた映像表示装置
が広く用いられてきたが、近年では、液晶表示素子等を
用いた映像表示装置が次第にマーケットシェアーを伸ば
しつつある。

【０００３】このような映像表示装置の中でも、使用者
の頭から顔を覆うようにして装着される頭部装着型映像
表示装置は、他の携帯型映像表示装置と異なり、ハンド
フリーで映像を観察することができることや、大画面を
観察する場合と同様の観察視野が得られるために臨場感
や迫力のある映像を観察することが可能になる等の利点
を有したものとなっている。

【０００４】このような頭部装着型映像表示装置は、種
々のものが提案され、近年では盛んに製品化されてい
て、例えば透過型のＬＣＤ等により発現した映像を、蛍
光管などを内蔵してなる平面蛍光式のバックライトによ
り背面側から照明し、照明された映像を光学フィルタ等
を介して光学系に導き、該光学系を介して使用者の眼球
に導くようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような蛍光管など
を内蔵して構成されたバックライトは、発光電圧が高い
ために昇圧回路等が必要であり、その回路規模を考慮す
るとある程度の実装面積を確保しなければならず、該バ
ックライトに対して専用の回路基板を設けることも少な
くない。このような場合には、ＬＣＤを駆動するための
回路を実装する回路基板が別途必要であるために、例え
ば２枚の回路基板構成となってしまい、頭部装着型映像
表示装置をさらに小型軽量化する余地を残しているとい
える。

【０００６】上述したような頭部装着型映像表示装置
は、頭部に装着して用いる携帯型のものであるために、
より一層の軽量化や、消費電力の削減などが求められて
おり、こうした要求を実現することができる技術が望ま
れている。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、より小型で消費電力の小さい頭部装着型映像表示
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による頭部装着型映像表示装置は、頭
部に装着した使用形態において表示される映像を観察す
るための頭部装着型映像表示装置であって、供給される
映像信号に対応した映像を発現するための映像表示手段
と、この映像表示手段に白色照明光を照射するためのも
のであって光源としてＬＥＤを用いた面発光照明手段
と、この面発光照明手段により照明されて上記映像表示
手段から出射される映像に係る光束を観察可能となるよ
うに使用者の眼球に導く光学系と、を備えたものであ
る。

【０００９】また、第２の発明による頭部装着型映像表
示装置は、上記第１の発明による頭部装着型映像表示装
置において、上記面発光照明手段を制御するための制御
回路を実装する回路基板をさらに備え、該面発光照明手
段は、この回路基板に対してフレキシブルプリント基板
およびコネクタを介して着脱自在に接続されるものであ
る。

【００１０】さらに、第３の発明による頭部装着型映像
表示装置は、上記第２の発明による頭部装着型映像表示
装置において、上記回路基板がさらに上記映像表示手段
を制御するための制御回路を実装するものであって、単
一のリジッド基板で構成されている。

【００１１】第４の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第１の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記光学系が自由曲面でなる反射面を含む２つの
反射面を有して構成されるプリズム光学系でなるもので
ある。

【００１２】第５の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第２の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記映像表示手段と面発光照明手段が、それぞれ
左眼用および右眼用の一対を有してなり、上記制御回路
は、左眼用の面発光照明手段の輝度と右眼用の面発光照
明手段の輝度を調整する輝度調整回路を有して構成され
ているものである。

【００１３】第６の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第５の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記輝度調整回路が、左眼用の面発光照明手段の
輝度と右眼用の面発光照明手段の輝度を同時に調整する
絶対輝度調整回路を含んでなるものである。

【００１４】第７の発明による頭部装着型映像表示装置
は、上記第５の発明による頭部装着型映像表示装置にお
いて、上記輝度調整回路が、左眼用の面発光照明手段と
右眼用の面発光照明手段との相対的な輝度を調整する輝
度バランス調整回路を含んでなるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図７は本発明の一実施形
態を示したものであり、図１は頭部装着型映像表示装置
およびコントローラを前面側から示す斜視図、図２は頭
部装着型映像表示装置の映像表示系を組み立てた様子を
示す斜視図、図３は頭部装着型映像表示装置の映像表示
系を分解した様子を示す斜視図、図４は頭部装着型映像
表示装置の映像表示系を含む内部構成を示す縦断面図、
図５はバックライトの構成を示す縦断面図、図６はコン
トローラに接続された頭部装着型映像表示装置の電気的
な構成の要部を示すブロック図、図７は輝度調整回路の
構成を示す回路図である。

【００１６】この頭部装着型映像表示装置１は、図１に
示すように、前カバー５ａと後カバー５ｂにより内蔵す
る映像表示系を覆ってなる装置本体５と、この装置本体
５の左右に各固定されたジョイント部材６Ｌ，６Ｒと、
これらのジョイント部材６Ｌ，６Ｒに折り畳み可能とな
るように枢支された頭部支持フレーム７Ｌ，７Ｒと、こ
の頭部支持フレーム７Ｌ，７Ｒの後述するインナーホン
保持部７ｂに必要に応じて各収納され得る左右のインナ
ーホン９と、このインナーホン９へ音声信号を各伝送す
るインナーホンケーブル９ａと、上記頭部支持フレーム
７Ｌ，７Ｒとジョイント部材６Ｌ，６Ｒの間にスライド
して挿入され得るスライド式アジャスタ８と、を有して
構成されていて、さらに図示はしないが、上記装置本体
５から伸縮可能に延出され、使用者の鼻梁に当接して上
記頭部支持フレーム７Ｌ，７Ｒとともに該装置本体５の
支持を行う鼻当て部材も備えている。

【００１７】上記ジョイント部材６Ｌ，６Ｒは、上記頭
部支持フレーム７Ｌ，７Ｒを回動自在に支持するための
枢支受け部６ａが形成されるとともに、外側面側に上記
インナーホンケーブル９ａを挿入するための溝６ｂが形
成されている。

【００１８】上記頭部支持フレーム７Ｌ，７Ｒは、上記
ジョイント部材６Ｌ，６Ｒの枢支受け部６ａに係合する
ための枢支部７ａと、この枢支部７ａとは反対側の端部
に形成された上記インナーホン９を必要に応じて収納し
て保持するためのインナーホン保持部７ｂと、インナー
ホンケーブル９ａを挿入するために外側面側に形成され
た溝７ｅと、上記スライド式アジャスタ８を挿入位置と
退避位置とに規定するべくリブ等により区切られてなる
挿入位置係止部７ｃおよび退避位置係止部７ｄと、を有
して構成されている。

【００１９】上記スライド式アジャスタ８は、上記頭部
支持フレーム７Ｌ，７Ｒの挿入位置係止部７ｃと退避位
置係止部７ｄとに選択的に係合する係止爪８ａと、この
係止爪８ａが挿入位置係止部７ｃに係合した際に、上記
ジョイント部材６Ｌ，６Ｒの枢支受け部６ａと上記頭部
支持フレーム７Ｌ，７Ｒの枢支部７ａとの間に挿入され
て該頭部支持フレーム７Ｌ，７Ｒの開き角度を狭くする
ように規制する回転角規制爪部８ｂと、を有するととも
に、さらに一部に軽量化を図るための矩形孔８ｃが形成
されている。

【００２０】このスライド式アジャスタ８は、上記頭部
支持フレーム７Ｌ，７Ｒに対して外側面側に着脱自在に
取り付けられるようになっており、溝７ｅに沿って収納
されるインナーホンケーブル９ａの外側から取り付ける
ことにより、該インナーホンケーブル９ａやさらには上
記インナーホン９が、眼前に垂れ下がることのないよう
に側頭部側で保持する機能を兼ね備えたものとなってい
る。

【００２１】また、この頭部装着型映像表示装置１の上
記ジョイント部材６Ｌの下側からは、この頭部装着型映
像表示装置１に映像信号や音声信号等を送信するメイン
ケーブル２が延出されており、該メインケーブル２を介
して該頭部装着型映像表示装置１の映像や音声の制御等
を行うコントローラ３と接続されるようになっている。

【００２２】このコントローラ３は、バッテリを着脱可
能に取り付けるためのバッテリ装着部３ａと、電源を投
入するための電源スイッチ３ｂと、電源投入時に発光し
てその旨を視覚的に告知する電源ＬＥＤ３ｃと、メニュ
ーの表示や選択した項目の確定を行うためのメニューボ
タン３ｄと、このメニューボタン３ｄの操作により表示
される項目の内の着目する項目を移動させるためのダウ
ンボタン３ｅおよびアップボタン３ｆと、上記インナー
ホン９により放音される音声の音量を調節するためのボ
リュームダイアル３ｇと、ＡＣアダプタ等を介して電源
を得るためのＤＣ入力端子３ｈと、ＤＶＤプレーヤやＴ
Ｖチューナなどの映像ソースからＡＶ信号を入力するた
めのＡ／Ｖ入力端子３ｉと、を有して構成されている。

【００２３】次に、上記映像表示系の構成について、図
２，図３等を参照して説明する。

【００２４】この映像表示系は、白色平面発光型ＬＥＤ
ユニットでなる面発光照明手段たるバックライト１７
と、供給された映像信号に対応した映像を発現するため
の映像表示手段たる液晶表示素子（ＬＣＤ）１５と、こ
のＬＣＤ１５により発現され上記バックライト１７によ
り照明された映像による光束を使用者の眼球に向けて導
くための光学系たるプリズム１１とを、各左右一対で光
学系保持部材１２に取り付け、さらに上記ＬＣＤ１５を
制御するための制御回路およびバックライト１７を制御
するための制御回路を実装する回路基板１８を該光学系
保持部材１２に取り付けて構成されている。

【００２５】上記光学系保持部材１２は、左眼側の光学
系保持部１２ｌと右眼側の光学系保持部１２ｒとを連結
部１２ｂにより一体に繋いでなり、該連結部１２ｂのほ
ぼ中央部に設けられた締結部１２ａにビス等を螺合する
ことにより、上記後カバー５ｂに対して固定されるよう
になっている。

【００２６】この光学系保持部材１２には、上記光学系
保持部１２ｌ，１２ｒのそれぞれに矩形孔でなる光束通
過窓１２ｄが形成されていて、その周辺の左右の角部に
係止突起１２ｃが、また該周辺の係止突起１２ｃに対向
する辺の中央部に他の係止突起１２ｊがそれぞれ設けら
れている。

【００２７】また、右眼側の光学系保持部１２ｒの上記
連結部１２ｂ側となる２つの角部には、上記回路基板１
８を位置決めして固定するための位置規定ピン１２ｅが
突設されている。

【００２８】さらに、光学系保持部材１２の左右の端部
には、上記プリズム１１の後述する係合用凸部１１ａが
嵌入される受部１２ｈが各形成されており、これらの受
部１２ｈの上面側にはボス１２ｇがそれぞれ突設され
て、このボス１２ｇの内部はねじが螺刻されたビス孔と
なっている。

【００２９】同様に、上記光学系保持部材１２の連結部
１２ｂの下面側の左右の端部にも、上記プリズム１１の
係合用凸部１１ａが各嵌入される形状部分が形成されて
いる。

【００３０】上記プリズム１１は、小型軽量化を図りな
がら高い光学性能を確保することができる自由曲面を採
用したいわゆるフリーシェイプトプリズムで構成されて
おり、上記ＬＣＤ１５による映像の光束を２回反射した
後に、使用者の眼球に向けて射出するようになってい
る。

【００３１】このプリズム１１は、その左右上端部に係
合用凸部１１ａが突設されて、そこにビスを螺合するた
めのＵ溝１１ｂが刻設されており、該係合用凸部１１ａ
を受部１２ｈや連結部１２ｂに嵌合して、ボス１２ｇの
内部や連結部１２ｂの下面側に螺刻されたビス孔にビス
を締結することにより、光学系保持部材１２に固定され
るようになっている。

【００３２】一方、上記光学系保持部材１２の左右の各
光学系保持部１２ｌ，１２ｒには、光束が含む各周波数
成分の内の不要な高周波側の成分を除去するローパスフ
ィルタ１３と、矩形孔１４ａを備えてフレア等の不要な
光の通過を制限するマスク部材１４と、上記ＬＣＤ１５
と、このＬＣＤ１５を保護して覆いながら所定位置に固
定するとともに上記バックライト１７をこの光学系保持
部材１２に対して取り付けるためのバックライト保持枠
１６と、上記バックライト１７と、が下から上に向かっ
て順に取り付けられている。

【００３３】なお、上記ローパスフィルタ１３やマスク
部材１４は、その４つの角部の内の１つが斜めに切り欠
かれていて、間違った向きに装着されることがないよう
に構成されている。

【００３４】上記バックライト保持枠１６は、透明な樹
脂等で形成されていて、光透過面１６ａと、上記光学系
保持部材１２の係止突起１２ｊに係合するための先端係
合部１６ｂと、該光学系保持部材１２の係止突起１２ｃ
に係合するための左右一対の基端係合部１６ｃと、上記
バックライト１７を左右一対に挟み込んで係止するため
の係止爪１６ｄと、上記回路基板１８の一端側を光学系
保持部１２ｒの上端面１２ｆとの間で挟み込んで固定す
るための固定形状部１６ｅと、該回路基板１８の他端側
を光学系保持部１２ｌの上端面との間で挟み込んで固定
するための固定形状部１６ｆと、を有して構成されてい
る。

【００３５】このバックライト保持枠１６は、右眼側に
使用されるものも、左眼側に使用されるものも、ともに
同一形状の部材となっていて、左右を同一の型により成
形することで、コストの削減を図るようになっている。

【００３６】そして、このバックライト保持枠１６に対
して、その発光面を光透過面１６ａに対向させるように
して、上記バックライト１７が左右を係止爪１６ｄに挟
み込まれて固定されるようになっている。

【００３７】上記ＬＣＤ１５からはフレキシブルプリン
ト基板１９が延出されるとともに、上記バックライト１
７からはフレキシブルプリント基板２０が延出されてお
り、これらの先端部は、上記回路基板１８に実装された
コネクタ１９ａ，２０ａにそれぞれ挿入されて固定され
るようになっている。

【００３８】この回路基板１８は、例えば符号２１で示
すような上記ＬＣＤ１５の制御回路や上記バックライト
１７の制御回路を実装するリジッド基板等でなり、さら
に、上記インナーホンケーブル９ａやメインケーブル２
が接続されている。

【００３９】上記回路基板１８は、後述するように、バ
ックライト１７の構成を工夫することによって従来に比
して大幅に小型化されており、左側の光学系保持部１２
ｌと右側の光学系保持部１２ｒとの間となる連結部１２
ｂ上に載置して固定されるようになっている。

【００４０】すなわち、回路基板１８の光学系保持部１
２ｒ側となる２つの角部には、上記位置規定ピン１２ｅ
に各係入する孔１８ａおよび長孔１８ｂが穿設されてい
て、これらを挿入することにより位置決めがなされるよ
うになっている。

【００４１】この回路基板１８は、さらに、光学系保持
部１２ｒ側においてその上端面１２ｆと上記固定形状部
１６ｅとにより挟み込まれ、光学系保持部１２ｌ側にお
いてその上端面と上記固定形状部１６ｆとにより挟み込
まれることで、光学系保持部材１２に対して固定される
ようになっている。

【００４２】また、上述したような映像表示系は、図４
に示すように、前カバー５ａと後カバー５ｂにより覆わ
れて、装置本体５内に収納されている。

【００４３】このとき、上記バックライト１７のさらに
外側となる部分には、帯電防止フィルム２５が装着され
る。これにより、外部からの静電気を防いで、内部の回
路を保護することができるようになっている。

【００４４】また、後カバー５ｂには接眼窓５ｃが形成
されて透明板２６が嵌装されており、上記プリズム１１
から出射される映像を、該接眼窓５ｃを介して観察する
ようになっている。

【００４５】さらに、上記バックライト１７は、後述す
るように、側方から見たときに一方の側が肉薄となって
他方の側が肉厚となるようなテーパ形状に形成されてい
るが、前カバー５ａが前面に向かって緩やかな斜面形状
をなしているのに合わせて、肉薄側が前方となる向きに
配設されている。

【００４６】続いて、このバックライト１７の構成につ
いて、図５を参照して説明する。

【００４７】上記従来の技術において述べたように、従
来はバックライトを白色平面蛍光板等を用いて構成して
いたが、これに対して、本実施形態のバックライト１７
は、光源としてＬＥＤを用いて、例えば次のように構成
したものとなっている。

【００４８】すなわち、バックライト１７は、側方から
見たときに、一方側が肉薄、他方側が肉厚をなすような
略テーパ形状に形成されていて、その筐体１７ａ内に
は、上記肉厚となる側に、比較的波長の短い光（例えば
青色光）を発光するＬＥＤ１７ｂが１つ、あるいは複数
並んで配設されている。

【００４９】このＬＥＤ１７ｂにより発光された光は、
斜面部分の内面に貼設された蛍光散乱反射面１７ｃに照
射され、均一な白色光となした後に反射される。

【００５０】こうして、均一な白色光が、出射ガラス面
１７ｄを介して上記ＬＣＤ１５に向けて放射されるよう
になっている。なお、この出射ガラス面１７ｄを散乱透
過面として構成しても良く、この場合には上記反射面を
蛍光面としてのみ構成することも可能である。出射ガラ
ス面１７ｄを散乱透過面として構成すれば、表面に付着
するゴミなどが目立たないという利点もある。

【００５１】上述では青色等に発光するＬＥＤ１７ｂを
用いて蛍光散乱反射面により白色光を照射するようにし
たが、チップ表面に蛍光体がコーティングされてなる白
色ＬＥＤを用いるようにしても構わない。

【００５２】また、バックライト１７は右眼用と左眼用
にそれぞれ設けられるために、製造時に外部検査装置等
を用いて発光輝度を検出し、左右の輝度の差分が０とな
るように調節してから出荷されるようになっていて、こ
のときのデータを記憶する調整手段であるメモリ等が上
記回路基板１８上に実装されている。

【００５３】このような構成のバックライト１７は、Ｌ
ＥＤ１７ｂを光源としたものであるために、蛍光管を光
源としたものに比して低消費電力を達成することが可能
となっている。

【００５４】さらに、ＬＥＤ１７ｂは、蛍光管のような
高電圧を必要とすることなく、例えば５Ｖ程度の低電圧
で発光を行わせることが可能であるために、ノイズが発
生せず、発熱も少ない。そのために、ＬＣＤ１５に温度
変化の影響を与えることも、ほとんどないものとなって
いる。

【００５５】そして、インバータが不要であるために、
バックライト専用の回路基板を設ける必要がなくなっ
て、本実施形態では、上述したように単一のリジッド基
板でなる回路基板１８のみの構成となっている。

【００５６】このような小型軽量化の工夫により、本出
願人により制作された頭部装着型映像表示装置は、例え
ば９０（ｇ）を切る重量となっており、バックライトと
して蛍光管を用いた従来製品が１１０（ｇ）程度であっ
たのに比して、大幅な軽量化および小型化を達成するこ
とができている。

【００５７】また、上記ＬＥＤ１７ｂを複数設けた場合
には、これらの内の点灯させる個数を変化させることに
より、光量を容易に変化させることが可能となる。

【００５８】なお、発光輝度を高くするためには、ＬＥ
Ｄ１７ｂの個数を多くして配設すればよいが、個数を多
くするとその分コストがかさむことになる。本実施形態
の頭部装着型映像表示装置１は、上述したようにフリー
シェイプトプリズムを用いて構成されており、ＬＣＤ１
５による映像の光束を２回反射した後に透明板２６を介
して射出するようになっている。これは、凹面光学系等
を用いて構成した場合に４回の反射となるのに比して、
光量の減衰が小さくなるという利点を有している。従っ
て、ＬＥＤ１７ｂの個数をさほど多くしなくても映像を
観察するのに十分な光量を確保することが可能となっ
て、コストの上昇を抑制することができる。こうして、
ＬＥＤ１７ｂを用いたバックライト１７は、自由曲面を
用いたプリズム１１と好適に組み合わされて用いること
ができる。

【００５９】そして、バックライト１７をユニットとし
て構成して、フレキシブルプリント基板２０を介して、
回路基板１８上に実装したコネクタ２０ａに着脱可能に
接続するようにしたために、修理などを行う際にも容易
に交換することが可能となっている。

【００６０】さらに、ＬＣＤ１５についても、同様に、
フレキシブルプリント基板１９を介して、回路基板１８
上に実装したコネクタ１９ａに着脱可能に接続されてい
るために、その交換が容易である。

【００６１】なお、上述では、頭部装着型映像表示装置
１の外形形状に適合させるべく、テーパ状をなすバック
ライト１７の肉薄側を外部側となるように、つまり肉厚
側を頭部側となるように配設して小型化を図ったが、こ
れに限定されるものではなく、光学系の構成や回路構成
など設計上の必要に応じて、この逆となるように配設し
ても構わない。

【００６２】続いて、図６を参照してコントローラに接
続された頭部装着型映像表示装置の電気的な構成につい
て説明する。

【００６３】上記コントローラ３は、映像信号として入
力されるコンポジットビデオ信号に文字情報等を重畳し
てビデオ信号ＶＩＤＥＯとして出力するオンスクリーン
ディスプレイ回路（ＯＳＤＩＣ）３２と、このオンスク
リーンディスプレイ回路３２やその他の各回路を制御す
るとともにクロック信号ＣＬＫ、データ信号ＤＡＴＡ、
チップイネーブル信号ＣＥを出力するＣＰＵ３１と、音
声信号として入力されるオーディオ信号を上記ボリュー
ムダイアル３ｇの操作に応じて増幅するアンプ３３と、
を有して構成されている。

【００６４】上記オンスクリーンディスプレイ回路３２
から出力されるビデオ信号ＶＩＤＥＯ、上記ＣＰＵ３１
から出力されるクロック信号ＣＬＫ、データ信号ＤＡＴ
Ａ、チップイネーブル信号ＣＥ、上記アンプ３３から出
力されるオーディオ信号ＡＵＤＩＯは、上記メインケー
ブル２を介して、頭部装着型映像表示装置１に伝送され
る。

【００６５】上記頭部装着型映像表示装置１は、上記ビ
デオ信号ＶＩＤＥＯおよびクロック信号ＣＬＫ、データ
信号ＤＡＴＡ、チップイネーブル信号ＣＥが入力されて
後述するＬＣＤ１５ｌ，１５ｒおよびバックライト１７
ｌ，１７ｒを駆動するＬＣＤドライバ３５と、このＬＣ
Ｄドライバ３５により駆動されて映像を表示する左眼用
および右眼用に左右一対設けられてなるＬＣＤ１５ｌ，
１５ｒと、上記ＬＣＤドライバ３５からアナログに変換
されて出力される輝度制御信号（Ｄ／ＡＯＵＴ）を受
けてバックライト１７ｌ，１７ｒの輝度調整を行う輝度
調整回路３６と、この輝度調整回路３６により絶対的な
輝度および左右の相対的な輝度を調整されて発光を行い
上記ＬＣＤ１５ｌ，１５ｒを各照明するバックライト１
７ｌ，１７ｒと、上記ＬＣＤドライバ３５および上記Ｃ
ＰＵ３１と接続されていて、ＬＣＤ１５ｌ，１５ｒに表
示する映像に関する設定データや、上記バックライト１
７ｌ，１７ｒの輝度に関する初期設定データを記録する
と共に、上記コントローラ３のボタン類を操作すること
により変更されるバックライト１７ｌ，１７ｒの輝度や
映像のコントラスト等のユーザ設定データを記録するＥ
ＥＰＲＯＭ３４と、上記アンプ３３から出力されるオー
ディオ信号ＡＵＤＩＯを受けて音声を放音する上記イン
ナーホン９と、を有して構成されている。

【００６６】なお、上記ＬＣＤドライバ３５、輝度調整
回路３６、ＥＥＰＲＯＭ３４は、上記回路基板１８上に
配設された素子や回路等で構成されている。

【００６７】次に、上記輝度調整回路３６の構成につい
て、図７を参照して説明する。

【００６８】この輝度調整回路３６は、左右のバックラ
イト１７ｌ，１７ｒの両方の輝度調整を行うものであ
り、大別すると、絶対的な輝度の調節を行う絶対輝度調
整回路３６ａと、左右の輝度バランスを調整するための
輝度バランス調整回路３６ｂと、を有してなる。

【００６９】上記ＬＣＤドライバ３５からアナログ信号
として出力されるバイアス電流は、抵抗Ｒ１を介してト
ランジスタＱ１のベースＢに接続される。このトランジ
スタＱ１のエミッタＥは、抵抗Ｒ２を介してグランドに
接続されており、上記絶対輝度調整回路３６ａは、これ
ら抵抗Ｒ１，Ｒ２およびトランジスタＱ１を含んで構成
されている。

【００７０】一方、上記トランジスタＱ１のコレクタＣ
は、電源Ｖccから電源供給を受けて発光するＬＥＤ（Ｄ
１）およびＬＥＤ（Ｄ２）に直列に接続されていて、こ
れらＬＥＤ（Ｄ１）とＬＥＤ（Ｄ２）は、一方が上記バ
ックライト１７ｌ内の上記図５に示したＬＥＤ１７ｂに
対応し、他方が上記バックライト１７ｒ内の該ＬＥＤ１
７ｂに対応するものである。

【００７１】上記トランジスタＱ１のコレクタＣは、さ
らに、上記輝度バランス調整回路３６ｂにも接続されて
いる。

【００７２】この輝度バランス調整回路３６ｂは、直列
に接続された抵抗Ｒ４、可変抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ５と、ベ
ースＢを上記可変抵抗Ｒ３に接続するとともにコレクタ
Ｃを上記電源Ｖccに接続し、エミッタＥを上記ＬＥＤ
（Ｄ１）とＬＥＤ（Ｄ２）の間に接続するトランジスタ
Ｑ２と、ベースＢを上記可変抵抗Ｒ３に接続するととも
にエミッタＥをトランジスタＱ２のエミッタＥに接続
し、コレクタＣをトランジスタＱ１のコレクタＣに接続
するトランジスタＱ３と、を有して構成されている。

【００７３】こうして、一方のＬＥＤ（Ｄ１）はトラン
ジスタＱ２のコレクタ−エミッタ間に接続され、他方の
ＬＥＤ（Ｄ２）はトランジスタＱ３のコレクタ−エミッ
タ間に接続された構成となっている。

【００７４】このような構成において、バックライト１
７の輝度バランスの調整は次のように行うようになって
いる。

【００７５】まず、左右のバックライト１７ｌ，１７ｒ
同士の相対的な輝度バランスは、例えば上記ＬＣＤドラ
イバ３５の制御に基づいて、輝度バランス調整回路３６
ｂの可変抵抗Ｒ３の抵抗値を変化させることにより行わ
れ、具体的には可変抵抗Ｒ３を変化させてトランジスタ
Ｑ２，Ｑ３のベースＢの電位を上げると、トランジスタ
Ｑ２のエミッタＥの電位（あるいはトランジスタＱ３の
エミッタＥの電位）が上がってＬＥＤ（Ｄ１）を挟む電
位幅が小さくなり、該ＬＥＤ（Ｄ１）の輝度が相対的に
低下する。

【００７６】一方、可変抵抗Ｒ３を変化させてトランジ
スタＱ２，Ｑ３のベースＢの電位を下げると、トランジ
スタＱ２のエミッタＥの電位（あるいはトランジスタＱ
３のエミッタＥの電位）が下がってＬＥＤ（Ｄ２）を挟
む電位幅が小さくなり、該ＬＥＤ（Ｄ２）の輝度が相対
的に低下する。

【００７７】こうして、可変抵抗Ｒ３の変化によって、
ＬＥＤ（Ｄ１）とＬＥＤ（Ｄ２）の相対的な輝度を変化
させることができる。

【００７８】次に、左右のバックライト１７ｌ，１７ｒ
の絶対的な輝度を同時に変化させるのは、絶対輝度調整
回路３６ａのトランジスタＱ１のベース電流を変化させ
ることにより行われる。

【００７９】すなわち、ＬＣＤドライバ３５がアナログ
に変換して出力するバイアス電流を変化させることで、
抵抗Ｒ１を介して入力されるベース電流が変化する。こ
のベース電流を増加させれば、トランジスタＱ１のコレ
クタ電流（あるいはエミッタ電流）が増加し、ＬＥＤ
（Ｄ１）およびＬＥＤ（Ｄ２）を流れる電流を上げて双
方の輝度を同時に高くすることができる。

【００８０】一方で、トランジスタＱ１のベース電流を
減少させれば、トランジスタＱ１のコレクタ電流（ある
いはエミッタ電流）が減少し、ＬＥＤ（Ｄ１）およびＬ
ＥＤ（Ｄ２）を流れる電流を下げて双方の輝度を同時に
低くすることができる。

【００８１】こうして、ＬＣＤドライバ３５からの出力
電流を変化させることより、ＬＥＤ（Ｄ１）およびＬＥ
Ｄ（Ｄ２）の絶対的な輝度を変化させることができる。

【００８２】このような実施形態によれば、光源として
ＬＥＤを用いた白色平面発光型のバックライトを採用し
たために、消費電力の低下を図ることができるととも
に、専用の回路基板も不要となって、頭部装着型映像表
示装置を小型かつ軽量に構成することができる。

【００８３】さらに、バックライトの光源としてＬＥＤ
を用いたことにより、輝度を調整する回路が簡単となっ
て、左右のバックライトの輝度を単一の回路基板上に形
成した輝度調整回路により調整することができ、頭部装
着型映像表示装置の小型軽量化に寄与することができ
る。

【００８４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１による本発
明の頭部装着型映像表示装置によれば、光源としてＬＥ
Ｄを用いた面発光照明手段を使用したために、より小型
で消費電力の小さい頭部装着型映像表示装置となる。

【００８６】また、請求項２による本発明の頭部装着型
映像表示装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の
効果を奏するとともに、面発光照明手段を回路基板に対
して着脱自在としたために、修理等を行う際にも交換が
容易となる。

【００８７】さらに、請求項３による本発明の頭部装着
型映像表示装置によれば、請求項２に記載の発明と同様
の効果を奏するとともに、単一のリジッド基板でなる回
路基板上に面発光照明手段を制御するための制御回路
と、映像表示手段を制御するための制御回路とを実装し
たために、複数の基板が不要となって頭部装着型映像表
示装置より一層小型化することができる。

【００８８】請求項４による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、自由曲面プリズム光学系を用いたため
に、光束の反射回数が２回で済み、光量の減衰が少ない
ために面発光照明手段を小型化しかつ低コスト化するこ
とが可能となる。

【００８９】請求項５による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、左眼用の面発光照明手段の輝度と右眼
用の面発光照明手段の輝度との両方を、回路基板に設け
た輝度調整回路により調整することができる。

【００９０】請求項６による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、左眼用の面発光照明手段の輝度と右眼
用の面発光照明手段の輝度を同時に調整することができ
る。

【００９１】請求項７による本発明の頭部装着型映像表
示装置によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、左眼用の面発光照明手段と右眼用の面
発光照明手段との相対的な輝度を調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における頭部装着型映像表
示装置およびコントローラを前面側から示す斜視図。

【図２】上記実施形態において、頭部装着型映像表示装
置の映像表示系を組み立てた様子を示す斜視図。

【図３】上記実施形態において、頭部装着型映像表示装
置の映像表示系を分解した様子を示す斜視図。

【図４】上記実施形態の頭部装着型映像表示装置の映像
表示系を含む内部構成を示す縦断面図。

【図５】上記実施形態のバックライトの構成を示す縦断
面図。

【図６】上記実施形態において、コントローラに接続さ
れた頭部装着型映像表示装置の電気的な構成の要部を示
すブロック図。

【図７】上記実施形態の輝度調整回路の構成を示す回路
図。

【符号の説明】

１…頭部装着型映像表示装置２…メインケーブル３…コントローラ５…装置本体５ａ…前カバー５ｂ…後カバー６Ｌ，６Ｒ…ジョイント部材７Ｌ，７Ｒ…頭部支持フレーム８…スライド式アジャスタ９…インナーホン９ａ…インナーホンケーブル１１…プリズム（光学系、プリズム光学系）１２…光学系保持部材１５，１５ｌ，１５ｒ…液晶表示素子（ＬＣＤ）（映像
表示手段）１６…バックライト保持枠１７，１７ｌ，１７ｒ…バックライト（面発光照明手
段）１７ｂ…ＬＥＤ１８…回路基板１９，２０…フレキシブルプリント基板１９ａ，２０ａ…コネクタ３１…ＣＰＵ３４…ＥＥＰＲＯＭ３５…ＬＣＤドライバ３６…輝度調整回路３６ａ…絶対輝度調整回路３６ｂ…輝度バランス調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小笠原裕司東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 5G435 AA16 AA17 AA18 AA19 BB04 CC09 EE47 LL03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】頭部に装着した使用形態において表示さ
れる映像を観察するための頭部装着型映像表示装置であ
って、供給される映像信号に対応した映像を発現するための映
像表示手段と、この映像表示手段に白色照明光を照射するためのもので
あって、光源としてＬＥＤを用いた面発光照明手段と、この面発光照明手段により照明されて上記映像表示手段
から出射される映像に係る光束を、観察可能となるよう
に使用者の眼球に導く光学系と、を具備したことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【請求項２】上記面発光照明手段を制御するための制
御回路を実装する回路基板をさらに具備し、該面発光照明手段は、この回路基板に対してフレキシブ
ルプリント基板およびコネクタを介して着脱自在に接続
されることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映
像表示装置。
【請求項３】上記回路基板は、さらに上記映像表示手
段を制御するための制御回路を実装するものであって、
単一のリジッド基板で構成されていることを特徴とする
請求項２に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項４】上記光学系は、自由曲面でなる反射面を
含む２つの反射面を有して構成されるプリズム光学系で
なることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型映像
表示装置。
【請求項５】上記映像表示手段と面発光照明手段は、
それぞれ左眼用および右眼用の一対を有してなり、上記制御回路は、左眼用の面発光照明手段の輝度と右眼
用の面発光照明手段の輝度を調整する輝度調整回路を有
して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
頭部装着型映像表示装置。
【請求項６】上記輝度調整回路は、左眼用の面発光照
明手段の輝度と右眼用の面発光照明手段の輝度を同時に
調整する絶対輝度調整回路を含んでなることを特徴とす
る請求項５に記載の頭部装着型映像表示装置。
【請求項７】上記輝度調整回路は、左眼用の面発光照
明手段と右眼用の面発光照明手段との相対的な輝度を調
整する輝度バランス調整回路を含んでなることを特徴と
する請求項５に記載の頭部装着型映像表示装置。