JP2008310130A - 制御ユニットおよびヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】頭部装着ユニット１００が制御ユニット４にデジタル信号を送信可能に構成される場合でも、ケーブルコストの増大を回避し、ユーザの使い勝手を良好に維持する。
【解決手段】頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されたとき、そのデジタル信号はアナログ音声信号を出力可能な接続端子４９を介してＬＶＤＳレシーバ５２にて受信される一方、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１により、頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号がデジタル信号でＬＶＤＳトランスミッタ４４に送られ、接続端子４８およびＨＭＤケーブル７ｂの信号線を介して頭部装着ユニット１００に送信される。これにより、接続端子４９およびそこに接続されているＨＭＤケーブル７ｂの他の信号線を、上記のように頭部装着ユニット１００から制御ユニット４へのデジタル信号の送信用として利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、観察者の頭部に装着される頭部装着ユニットを制御する制御ユニットと、頭部装着ユニットおよび制御ユニットをケーブルを介して通信可能に接続したヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する）とに関するものである。

従来から、観察者の眼前に配置される表示ユニットと、その表示ユニットを制御する制御ユニットとをケーブルを介して接続したＨＭＤが種々提案されている。例えば特許文献１のＨＭＤでは、制御ユニットから表示ユニットにケーブルを介して映像信号および音声信号を送信する構成となっている。したがって、表示ユニットが映像信号に基づいて映像を表示し、音声信号に基づいて音声を出力することにより、観察者は音声を聞きながら表示映像を観察することが可能となる。

また、特許文献２のＨＭＤでは、制御ユニットから表示ユニットへのデジタル信号（例えば映像信号）の送信をＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）方式で行っている。これにより、放射ノイズの低減が図られている。

さらに、近年では、特許文献３のように、シースルー型の表示ユニットに撮像ユニットを一体化したＨＭＤも提案されている。このＨＭＤでは、観察者の視線方向に位置する対象物（例えば動物や昆虫）を撮像ユニットで映像データとして捉え、取得した映像データに各種の映像処理を施して対象物の特定を行い、予めメモリに記録された対象物に関する各種の情報を図やテキスト形式で表示ユニットに表示させる。これにより、観察者が肉眼で実際に対象物を観察しながら、その対象物の関連情報を取得することが可能となる。したがって、上記ＨＭＤは、学習や遊戯等への活用が可能となっている。

特開平１１−８８８００号公報 特開２００３−１７２８９９号公報 特開２００６−２６７８８７号公報

ところで、特許文献１のＨＭＤのように、頭部装着ユニットが表示ユニットのみで構成される場合、表示ユニットと制御ユニットとを接続するケーブルは、一般的には、制御ユニットから表示ユニットにデジタル信号（例えば映像信号）を送信するための信号線、電源供給用の信号線、アナログ信号（例えば音声信号）を送信するための信号線を有して構成される。

一方、特許文献３のＨＭＤのように、頭部装着ユニットが表示ユニットと撮像ユニットとを含んで構成される場合、例えば、撮像ユニットから制御ユニットにケーブルを介してデジタル信号（例えば撮像された映像の信号）を送信する一方、制御ユニットから表示ユニットにケーブルを介してデジタル信号（例えば表示すべき情報に関する信号）を送信するという、ケーブルを介しての双方向通信が可能なＨＭＤを構築することが可能である。

このようなＨＭＤを構築した場合、頭部装着ユニットから制御ユニットには上記のデジタル信号が送信されるため、その信号を送信するためのケーブルまたは信号線が必要となる。しかし、上記した一般的なケーブルに加えて上記デジタル信号の送信専用の別のケーブルを要求すること、および、上記デジタル信号の送信用の信号線を別途設けた特殊なケーブルを要求することは、どちらもトータルでのケーブルコストの増大を招く。また、ケーブルの信号線の本数が増大すると、ケーブルのしなやかさが損なわれ、ＨＭＤを使用するユーザの使い勝手も悪くなる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、頭部装着ユニットが制御ユニットにデジタル信号を送信可能に構成される場合でも、ケーブルコストの増大を回避できるとともに、ケーブルのしなやかさを維持してユーザの使い勝手を良好に維持できる制御ユニットと、その制御ユニットと頭部装着ユニットとをケーブルを介して通信可能に接続したＨＭＤとを提供することにある。

本発明の制御ユニットは、観察者の頭部に装着される頭部装着ユニットとケーブルを介して通信可能な制御ユニットであって、ケーブルの信号線の１つが接続され、デジタル信号を出力する第１接続端子と、ケーブルの他の信号線が接続され、アナログ音声信号を出力可能な第２接続端子と、頭部装着ユニットに送信すべきデジタル信号を第１接続端子を介して頭部装着ユニットに送信する送信部と、頭部装着ユニットからデジタル信号が送信されたときに、そのデジタル信号を第２接続端子を介して受信する受信部と、頭部装着ユニットからデジタル信号が送信されたときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号を、他の送信すべきデジタル信号とともにデジタル信号で送信部に送る制御部とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、頭部装着ユニットから制御ユニットにデジタル信号が送信されたとき、そのデジタル信号は、第２接続端子を介して受信部にて受信される。なお、上記のデジタル信号としては、例えば、頭部装着ユニットが撮像ユニットやマイクを含んで構成されている場合には、その撮像ユニットにて撮像された映像の信号や、マイクに入力された音声の信号を考えることができる。

また、頭部装着ユニットから制御ユニットにデジタル信号が送信されたとき、制御部により、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号が、他の送信すべきデジタル信号（例えば制御信号）とともにデジタル信号で送信部に送られる。したがって、送信部からは、音声信号を含むデジタル信号が、第１接続端子およびケーブルの信号線を介して頭部装着ユニットに送信される。これにより、頭部装着ユニットでは、送信された音声信号に基づいて音声を出力することが可能となる。

上記構成においては、頭部装着ユニットから制御ユニットにデジタル信号が送信されたときに、制御ユニットから頭部装着ユニットに送信される音声信号は、第２接続端子を介してアナログ信号で送信されるのではなく、第１接続端子を介してデジタル信号で送信される。これにより、上記のように、第２接続端子およびそこに接続されているケーブルの信号線を別の目的で使用することが可能となる。つまり、頭部装着ユニットが制御ユニットにデジタル信号を送信可能に構成される場合には、第２接続端子に接続されている既存のケーブルの信号線を、頭部装着ユニットから制御ユニットへの上記デジタル信号の送信用として有効利用することができる。

したがって、頭部装着ユニットが制御ユニットにデジタル信号を送信可能に構成される場合でも、別のケーブルを追加したり、特殊なケーブル（信号線の本数の多いもの）を用いることが不要となり、ケーブルコストの増大を回避することができる。また、ケーブルの信号線の本数が増大しないので、ケーブルのしなやかさを保つことも可能となり、ユーザの使い勝手も良好に維持できる。

本発明の制御ユニットは、頭部装着ユニットから当該制御ユニットにデジタル信号が送信されたか否かを検知する検知部と、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ音声信号を第２接続端子を介して頭部装着ユニットに送信する変換部とをさらに備えていてもよい。そして、上記制御部は、頭部装着ユニットからのデジタル信号の送信有りを検知部が検知したときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号で送信部に送る一方、頭部装着ユニットからのデジタル信号の送信無しを検知部が検知したときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号で変換部に送る制御を行ってもよい。

頭部装着ユニットから制御ユニットへのデジタル信号の送信が有る場合（例えば頭部装着ユニットが表示ユニットと撮像ユニットとを含み、撮像ユニットにて撮像された映像の信号の送信が有る場合）、制御部により、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号がデジタル信号で送信部に送られ、そこから第１接続端子およびケーブルの信号線を介して頭部装着ユニットに送信される。したがって、頭部装着ユニットへの信号送信に関与しなかった、第２接続端子に接続されている既存のケーブルの信号線を、上記のように頭部装着ユニットから制御ユニットへのデジタル信号の送信用として有効利用することができる。

一方、頭部装着ユニットから制御ユニットへのデジタル信号の送信が無い場合（例えば頭部装着ユニットが表示ユニットのみで構成される場合）、制御部により、音声信号がデジタル信号で変換部に送られる。これにより、変換部にて音声信号がデジタル信号からアナログ信号に変換された後、アナログ音声信号が第２接続端子を介して頭部装着ユニットに送信される。したがって、この場合、第２接続端子に接続されているケーブルの信号線を、通常通り、制御ユニットから頭部装着ユニットへのアナログ音声信号の送信用として利用することができる。

つまり、上記構成によれば、頭部装着ユニットから制御ユニットに送信されるデジタル信号の有無に基づいて（頭部装着ユニットの構成に応じて）、第２接続端子に接続されるケーブルの信号線の利用の仕方を変えることにより、頭部装着ユニットの構成の違いに同じケーブルで対応することができる。つまり、頭部装着ユニットの構成が異なる場合でも、同じケーブルを用いてシステム（ＨＭＤ）を構成することができる。

本発明の制御ユニットにおいて、頭部装着ユニットに送信すべき他のデジタル信号は、頭部装着ユニットに映像を表示させるための映像信号と、頭部装着ユニットを制御するための制御信号とを含んでいてもよい。この場合、頭部装着ユニットは、制御ユニットから送信されるデジタル信号（映像信号および制御信号）に基づいて映像を表示することが可能となる。

本発明の制御ユニットにおいて、上記送信部は、上記制御部から送られる各信号をパラレル−シリアル変換し、さらに一対の差動信号として第１接続端子を介して頭部装着ユニットに送信してもよい。

この場合、制御ユニットから頭部装着ユニットにシリアルで信号を送信するので、パラレルで送信する場合に比べて、使用するケーブルの信号線の本数を減らすことができる。つまり、信号線の本数の多い特殊なケーブルではなく、信号線の本数の少ない通常のケーブルを用いることができる。その結果、ケーブルのコスト増大を回避することができる。また、制御ユニットと頭部装着ユニットとの間の通信を、一対の差動信号を用いたＬＶＤＳ方式で行うので、放射ノイズを低減することができる。

本発明の制御ユニットにおいて、上記送信部は、デジタル音声信号を頭部装着ユニットに送信する際に、頭部装着ユニットに送信する映像信号のデータ有効期間以外で送信することが望ましい。

この構成では、送信部は、音声信号と映像信号とのうち、どちらかを選択的に頭部装着ユニットに送信することが可能となり、用いる信号線の本数を減らすことができる（信号線の本数の少ない通常のケーブルを用いることができる）。また、音声と映像とを時分割で送るので、一度に送るビット数を減らすことが可能となる。これにより、信号周波数を低減することが可能となり、放射ノイズを低減することが可能となる。

本発明のヘッドマウントディスプレイは、上述した本発明の制御ユニットと、観察者の頭部に装着される頭部装着ユニットとがケーブルを介して通信可能に接続されてなることを特徴としている。

上述した本発明の制御ユニットの構成によれば、頭部装着ユニットが制御ユニットにデジタル信号を送信可能に構成される場合でも、信号線の本数の少ない一般的なケーブルを用いて制御ユニットと頭部装着ユニットとを通信可能に接続してＨＭＤを構成することができる。したがって、そのような制御ユニットを用いてＨＭＤを構成することで、安価で使い勝手の良いＨＭＤを実現することができる。

本発明のヘッドマウントディスプレイにおいて、頭部装着ユニットは、映像を表示する表示ユニットと、外部を撮像する撮像ユニットとを含んで構成されていてもよい。ただし、表示ユニットは、制御ユニットから送信される映像信号に基づいて映像を表示し、撮像ユニットは、撮像した映像の信号を制御ユニットに送信する。この構成によれば、頭部装着ユニットが表示ユニットと撮像ユニットとを含んで構成されるＨＭＤを実現することができる。

本発明のヘッドマウントディスプレイにおいて、頭部装着ユニットと制御ユニットとを接続する上記ケーブルを第１のケーブルとすると、表示ユニットおよび撮像ユニットは、両者とも、第１のケーブルと接続可能な接続端子を有しており、かつ、第２のケーブルを介して互いに通信可能に接続されていてもよい。

表示ユニットと撮像ユニットとを第２のケーブルを介して通信可能に接続した状態で、制御ユニットを第１のケーブルを介して表示ユニットおよび撮像ユニットの一方と通信可能に接続することが可能となる。このとき、例えば、表示ユニットと撮像ユニットとの相対的な位置関係に応じて、第１のケーブルの接続先を表示ユニットと撮像ユニットとで選択することが可能となるので、表示ユニットに対して撮像ユニットがどのような位置に配置されても、簡単にかつ最短距離でケーブル（第１のケーブル、第２のケーブル）を配線することができる。その結果、無駄なケーブル配線が無くなるので、ケーブルコストを低減することができ、ケーブルが邪魔になることも無くなる。

本発明によれば、頭部装着ユニットが制御ユニットにデジタル信号を送信可能に構成される場合には、第２接続端子に接続されている既存のケーブルの信号線を、頭部装着ユニットから制御ユニットへの上記デジタル信号の送信用として有効利用することができる。これにより、上記デジタル信号の制御ユニットへの送信用の信号線を別途設ける必要がなくなり、ケーブルコストの増大を回避することができる。また、ケーブルの信号線の本数が増大しないので、ケーブルのしなやかさが保たれ、ユーザの使い勝手を良好に維持することができる。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
（１．ＨＭＤの構成）
図２（ａ）は、本実施形態に係るＨＭＤの全体の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、ＨＭＤの正面図である。ＨＭＤは、２個の映像表示装置１（１Ｒ・１Ｌ）と、支持手段２と、映像ソース３と、制御ユニット４と、撮像ユニット５と、マイク６とを有している。

映像ソース３と制御ユニット４とは、ＡＶケーブル７ａを介して接続されており、制御ユニット４と映像表示装置１Ｒとは、ＨＭＤケーブル７ｂ（第１のケーブル）を介して接続されており、映像表示装置１Ｒと映像表示装置１Ｌとは、両眼拡張用ケーブル７ｃを介して接続されている。また、映像表示装置１Ｒと撮像ユニット５とは、ケーブル７ｄ（第２のケーブル）を介して接続されている。

映像表示装置１Ｒ・１Ｌは、観察者に外界像をシースルーで観察させるとともに、制御ユニット４から送信される映像信号に基づいて映像を表示し、それを観察者に虚像として観察させるものであり、観察者の右眼の前および左眼の前にそれぞれ配置される。映像表示装置１Ｒ・１Ｌにおいて、眼鏡の右眼用レンズおよび左眼用レンズに相当する部分は、後述する接眼プリズム３１（図３参照）と偏向プリズム３２（図３参照）との貼り合わせによって構成されている。

支持手段２は、映像表示装置１Ｒ・１Ｌを観察者の右眼および左眼の前でそれぞれ支持するものであり、ブリッジ８と、フレーム９と、テンプル１０と、鼻当て１１と、イヤホン１２とを有している。鼻当て１１はブリッジ８に支持されており、イヤホン１２は映像表示装置１とケーブルを介して接続されている。

なお、フレーム９、テンプル１０、鼻当て１１およびイヤホン１２は、左右一対設けられているが、これらを左右で区別する場合は、右フレーム９Ｒ、左フレーム９Ｌ、右テンプル１０Ｒ、左テンプル１０Ｌ、右鼻当て１１Ｒ、左鼻当て１１Ｌ、右イヤホン１２Ｒ、左イヤホン１２Ｌのように表現するものとする。

映像表示装置１Ｒ・１Ｌは、ブリッジ８で連結されている。右テンプル１０Ｒは、右フレーム９Ｒに回動可能に支持されており、この右フレーム９Ｒを介して映像表示装置１Ｒと連結されている。同様に、左テンプル１０Ｌは、左フレーム９Ｌに回動可能に支持されており、この左フレーム９Ｌを介して映像表示装置１Ｌと連結されている。

映像ソース３は、ＡＶケーブル７ａを介して映像信号を外部に出力することが可能な機器であり、例えばＤＶＤプレーヤーで構成されている。制御ユニット４は、映像ソース３から供給される映像信号を差動シリアル信号に変換し、ＨＭＤケーブル７ｂおよび両眼拡張用ケーブル７ｃを介して映像表示装置１Ｒ・１Ｌに供給するユニットである。制御ユニット４は、電源をＯＮ／ＯＦＦするための電源スイッチ４ａ、映像の表示の調整（例えば輝度やコントラストの調整）を指示するための映像調整用入力部４ｂ、音声のボリュームを調整するための音声調整用入力部４ｃなどを備えている。

撮像ユニット５は、外部を撮像するとともに、撮像した映像の信号を制御ユニット４に送信するものであるが、その詳細については後述する。マイク６は、撮像ユニット５と電気的に接続されており、外部の音声が入力されたときに、その音声信号を撮像ユニット５に出力する。これらの撮像ユニット５およびマイク６は、例えばブリッジ８に設けられているが、右テンプル１０Ｒなど他の場所に設けられてもよい。

観察者がＨＭＤを使用するときは、右テンプル１０Ｒおよび左テンプル１０Ｌを観察者の右側頭部および左側頭部に接触させるとともに、鼻当て１１を観察者の鼻に当て、一般の眼鏡をかけるようにＨＭＤを観察者の頭部に装着する。この状態で、映像表示装置１Ｒ・１Ｌにて映像を表示すると、観察者は、映像表示装置１Ｒ・１Ｌの各表示映像を虚像として両眼でそれぞれ観察できるとともに、この映像表示装置１Ｒ・１Ｌを介して外界像をシースルーで観察することができる。

このように、本実施形態のＨＭＤは、映像表示装置１Ｒ・１Ｌと、各映像表示装置１Ｒ・１Ｌを観察者の眼前で支持する支持手段２とを有しているので、観察者は映像表示装置１Ｒ・１Ｌから提供される映像をハンズフリーで観察することができる。以下、映像表示装置１Ｒ・１Ｌの詳細について説明する。

（２．映像表示装置の構成）
図３は、映像表示装置１（１Ｒ・１Ｌ）の概略の構成を示す断面図である。映像表示装置１は、光源２１と、一方向拡散板２２と、集光レンズ２３と、表示素子２４と、接眼光学系３０とを有している。光源２１、一方向拡散板２２、集光レンズ２３および表示素子２４は、筐体２５内に収容されている。また、接眼光学系３０の後述する接眼プリズム３１の一部も筐体２５内に位置している。光源２１、一方向拡散板２２、集光レンズ２３および表示素子２４は、後述する表示ユニット６１に含まれている。

ここで、以下での説明の便宜上、方向を以下のように定義しておく。まず、表示素子２４の表示領域の中心と、接眼光学系３０によって形成される光学瞳Ｅの中心とを光学的に結ぶ軸を光軸とする。そして、光源２１から光学瞳Ｅまでの光路を展開したときの光軸方向をＺ方向とする。また、接眼光学系３０の後述するホログラム光学素子３３への光軸の入射面に垂直な方向をＸ方向とし、ＺＸ平面に垂直な方向をＹ方向とする。なお、ホログラム光学素子３３への光軸の入射面とは、ホログラム光学素子３３における入射光の光軸と反射光の光軸とを含む平面、すなわち、ＹＺ平面を指す。以下、上記入射面を単に入射面または光軸入射面と称する。

光源２１は、表示素子２４を照明するものであり、例えば、光強度のピーク波長および光強度半値の波長幅で４６２±１２ｎｍ（Ｂ光）、５２５±１７ｎｍ（Ｇ光）、６３５±１１ｎｍ（Ｒ光）となる３つの波長帯域の光を発するＲＧＢ一体型のＬＥＤで構成されている。光源２１の各色についてのピーク波長は、ホログラム光学素子３３の後述する回折効率のピーク波長の近傍に設定されており、光利用効率の向上が図られている。なお、光源２１は、ＲＧＢの３つの波長光を同時に出射してもよいし、時分割で出射してもよい。

光源２１は、ＲＧＢの光を出射するＬＥＤで構成されているので、光源２１を安価に実現することができるとともに、表示素子２４を照明したときに、表示素子２４にてカラー映像を表示することが可能となり、そのカラー映像を観察者に提供することが可能となる。また、各ＬＥＤは、発光波長幅が狭いので、そのようなＬＥＤを複数用いることにより、色再現性が高く、明るい映像表示が可能となる。

一方向拡散板２２は、光源２１からの出射光を拡散させるものであるが、その拡散度は方向によって異なっている。より具体的には、一方向拡散板２２は、Ｘ方向には入射光を約４０゜拡散させ、Ｙ方向には入射光を約０．５゜拡散させる。

集光レンズ２３は、一方向拡散板２２にて拡散された光をＹ方向に集光するシリンダレンズで構成されており、その拡散光が効率よく光学瞳Ｅを形成するように配置されている。

表示素子２４は、光源２１からの出射光を画像データに応じて変調して映像を表示するものであり、光が透過する領域となる各画素をマトリクス状に有する透過型の液晶表示素子で構成されている。表示素子２４は、矩形の表示領域の長辺方向がＸ方向となり、短辺方向がＹ方向となるように配置されている。なお、表示素子２４は、反射型であってもよい。反射型の表示素子２４としては、例えば反射型の液晶表示素子や、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；米国テキサスインスツルメント社製）を用いることができる。

また、表示素子２４は、ＲＧＢのいずれかの光を透過するカラーフィルタを各画素に配置して構成されてもよいし、そのようなカラーフィルタを配置せずに構成されてもよい。表示素子２４がカラーフィルタを有する場合、光源２１がＲＧＢの光を同時に出射することにより、表示素子２４にてカラー映像を表示することができる。一方、表示素子２４がカラーフィルタを有していない場合、光源２１からＲＧＢの光を時分割で表示素子２４に供給することにより、表示素子２４にてＲＧＢの個々の映像を時分割で表示して結果的にカラー映像を観察者に観察させることが可能となる。

接眼光学系３０は、表示素子２４の表示映像の拡大虚像を観察者に提供する拡大光学系であり、接眼プリズム３１（第１の透明基板）と、偏向プリズム３２（第２の透明基板）と、ホログラム光学素子３３とを有して構成されている。

接眼プリズム３１は、表示素子２４からの映像光を、対向する２つの面で全反射させ、ホログラム光学素子３３を介して観察者の瞳に導く一方、外光を透過させて観察者の瞳に導くものであり、偏向プリズム３２とともに、例えばアクリル系樹脂で構成されている。この接眼プリズム３１は、平行平板の下端部を下端に近くなるほど薄くして楔状にし、その上端部を上端に近くなるほど厚くした形状で構成されている。また、接眼プリズム３１は、その下端部に配置されるホログラム光学素子３３を挟むように、偏向プリズム３２と接着剤で接合されている。

偏向プリズム３２は、平面視で略Ｕ字型の平行平板で構成されており、接眼プリズム３１の下端部および両側面部（左右の各端面）と貼り合わされたときに、接眼プリズム３１と一体となって略平行平板となるものである。この偏向プリズム３２を接眼プリズム３１に接合することにより、観察者が接眼光学系３０を介して観察する外界像に歪みが生じるのを防止することができる。

つまり、例えば、接眼プリズム３１に偏向プリズム３２を接合させない場合、外光は接眼プリズム３１の楔状の下端部を透過するときに屈折するので、接眼プリズム３１を介して観察される外界像に歪みが生じる。しかし、接眼プリズム３１に偏向プリズム３２を接合させて一体的な略平行平板を形成することで、外光が接眼プリズム３１の楔状の下端部を透過するときの屈折を偏向プリズム３２でキャンセルすることができる。その結果、シースルーで観察される外界像に歪みが生じるのを防止することができる。

なお、接眼プリズム３１および偏向プリズム３２の各面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。接眼プリズム３１および偏向プリズム３２の各面を曲面とすれば、接眼光学系３０に矯正眼鏡レンズとしての機能を持たせることもできる。

ホログラム光学素子３３は、表示素子２４から出射される映像光（３原色に対応した波長の光）を回折反射し、表示素子２４にて表示される映像を拡大して観察者の瞳に虚像として導く体積位相型の反射型ホログラムである。このホログラム光学素子３３は、例えば、回折効率のピーク波長および回折効率半値の波長幅で４６５±５ｎｍ（Ｂ光）、５２１±５ｎｍ（Ｇ光）、６３４±５ｎｍ（Ｒ光）の３つの波長域の光を回折（反射）させるように作製されている。ここで、回折効率のピーク波長とは、回折効率がピークとなるときの波長のことであり、回折効率半値の波長幅とは、回折効率が回折効率ピークの半値となるときの波長幅のことである。

反射型のホログラム光学素子３３は、高い波長選択性を有しており、上記波長域（露光波長近辺）の波長の光しか回折反射しないので、回折反射される波長以外の波長を含む外光はホログラム光学素子３３を透過することになり、高い外光透過率を実現することができる。

また、ホログラム光学素子３３は、軸非対称な正の光学パワーを有している。つまり、ホログラム光学素子３３は、正のパワーを持つ非球面凹面ミラーと同様の機能を持っている。これにより、装置を構成する各光学部材の配置の自由度を高めて装置を容易に小型化することができるとともに、良好に収差補正された映像を観察者に提供することができる。

（３．映像表示装置の動作）
次に、上記構成の映像表示装置１の動作について説明する。光源２１から出射された光は、一方向拡散板２２にて拡散され、集光レンズ２３にて集光されて表示素子２４に入射する。表示素子２４に入射した光は、画像データに基づいて各画素ごとに変調され、映像光として出射される。つまり、表示素子２４には、カラー映像が表示される。

表示素子２４からの映像光は、接眼光学系３０の接眼プリズム３１の内部にその上端面から入射し、対向する２つの面で複数回全反射されて、ホログラム光学素子３３に入射する。ホログラム光学素子３３に入射した光は、そこで反射されて光学瞳Ｅに達する。光学瞳Ｅの位置では、観察者は、表示素子２４に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。

一方、接眼プリズム３１、偏向プリズム３２およびホログラム光学素子３３は、外光をほとんど全て透過させるので、観察者はこれらを介して外界像を観察することができる。したがって、表示素子２４に表示された映像の虚像は、外界像の一部に重なって観察されることになる。

このように、映像表示装置１では、表示素子２４から出射される映像光を接眼プリズム３１内での全反射によって導光し、ホログラム光学素子３３を介して観察者の瞳に導くので、通常の眼鏡レンズと同様に、接眼プリズム３１および偏向プリズム３２の厚さを３ｍｍ程度にすることができ、映像表示装置１を小型化、軽量化することができる。また、表示素子２４からの映像光を内部で全反射させる接眼プリズム３１を用いることにより、高い外光の透過率を確保して、明るい外界像を観察者に提供することができる。

また、体積位相型の反射型のホログラム光学素子３３は、回折効率半値の波長幅が狭く、回折効率が高いので、このようなホログラム光学素子３３を用いることにより、色純度が高く、明るい映像を提供することができるとともに、外光の透過率が高くなるので、観察者は明るい外界像を観察することができる。また、光源２１と光学瞳Ｅとの共役関係が変更されないので、映像光の波長が変化せず、色再現性の高い映像を提供することができる。

また、上記の説明からもわかるように、ホログラム光学素子３３は、表示素子２４からの映像光と外光とを同時に観察者の瞳に導くコンバイナとして機能している。これにより、観察者は、ホログラム光学素子３３を介して、表示素子２４から提供される映像と外界像とを同時に観察することができる。

（４．本発明の前提となるＨＭＤについて）
次に、本発明のＨＭＤについての理解をしやすくするため、本発明の前提となるＨＭＤの電気的な構成について説明する。図４および図５は、本発明の前提となるＨＭＤの制御ユニット４の主要部、および観察者の頭部に装着される頭部装着ユニット１００を構成する表示ユニット６１の主要部の電気的な構成を模式的に示すブロック図であり、図４は両眼式のＨＭＤを、図５は単眼式のＨＭＤを示している。なお、図５では、イヤホン１２Ｒ・１２Ｌの代わりにヘッドフォン１３を用いた例を示している。

なお、以下での説明の便宜上、観察者の両眼に対応して配置される２つの表示ユニット６１を左右で特に区別したい場合には、観察者の右眼の前に配置される表示ユニット６１を表示ユニット６１Ｒ（第１の表示ユニット）と称し、観察者の左眼の前に配置される表示ユニットを表示ユニット６１Ｌ（第２の表示ユニット）と称することとする。また、図４および図５中の太線の矢印は、パラレルで信号が流れていることを示しているが、このような表記の仕方は、他の図面でも同様とする。

（４−１．制御ユニットについて）
制御ユニット４は、図２（ａ）に示した電源スイッチ４ａ、映像調整用入力部４ｂ、音声調整用入力部４ｃのほかに、電池４１、電源回路４２、ＶＩＤＥＯデコーダ４３、ＬＶＤＳトランスミッタ４４、μプロセッサ４５、アンプ・音量調整部４６および接続端子４７・４８・４９を有している。接続端子４７・４８・４９には、ＨＭＤケーブル７ｂの互いに異なる信号線が接続されている。なお、接続端子４８はデジタル信号を出力する第１接続端子を構成しており、接続端子４９はアナログ音声信号を出力可能な第２接続端子を構成している。

電池４１は、制御ユニット４の各部および頭部装着ユニット１００の各部を駆動するために、所定の電圧（例えば３．７Ｖ、ＧＮＤ）を電源回路４２に出力するものである。電源回路４２は、電源スイッチ４ａがＯＮされたときに、電池４１の出力電圧から所望の電圧（例えば６Ｖ、３．３Ｖ、ＧＮＤ×２）を生成し、制御ユニット４の各部に供給するとともに、接続端子４７を介して頭部装着ユニット１００（例えば表示ユニット６１Ｒ）に出力する。

ＶＩＤＥＯデコーダ４３は、映像ソース３（図２（ａ）参照）から供給されるアナログの映像信号（ＶＩＤＥＯ信号）をデジタル信号（例えば８ビット）に変換するとともに、クロックおよび同期信号（水平同期信号、垂直同期信号）を生成する。これらの各信号は、ＶＩＤＥＯデコーダ４３からパラレルでＬＶＤＳトランスミッタ４４に出力される。

ＬＶＤＳトランスミッタ４４は、ＶＩＤＥＯデコーダ４３からパラレルで入力される信号をシリアルの信号に変換する。このパラレル／シリアル変換により、ＬＶＤＳトランスミッタ４４から１または０の信号が一対の差動信号として接続端子４８を介して頭部装着ユニット１００（例えば表示ユニット６１Ｒ）に出力される。

μプロセッサ４５は、頭部装着ユニット１００の各部の動作を制御するための制御信号（シリアル信号）をＬＶＤＳトランスミッタ４４に出力する。なお、この制御信号には、シリアルクロックＳＣＬＫ、シリアルデータＳＤＡＴ、シリアルイネーブルＳＥＮが含まれている。また、シリアルイネーブルＳＥＮには、シリアルイネーブルＳＥＮ１〜４が含まれている。シリアルイネーブルＳＥＮ１〜３は、表示ユニット６１の後述する表示部７０、光源電流調整回路７１およびＥＥＰＲＯＭ７２をそれぞれ選択するための制御信号である。シリアルイネーブルＳＥＮ４は、頭部装着ユニット１００が表示ユニット６１と撮像ユニット５とを含んで構成される場合に、撮像ユニット５のＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９（図１参照）を選択するための制御信号である。

また、μプロセッサ４５は、映像調整用入力部４ｂによる入力に基づいた信号をＬＶＤＳトランスミッタ４４に出力し、その調整内容をＬＶＤＳトランスミッタ４４からの出力信号に反映させるとともに、音声調整用入力部４ｃによる入力に基づいた信号をアンプ・音量調整部４６に送る。

アンプ・音量調整部４６は、μプロセッサ４５からの入力信号に基づいて左右のアナログ音声信号（ＡＵＤＩＯ／Ｒ、ＡＵＤＩＯ／Ｌ）を増幅し、音声のボリュームを調整する。アンプ・音量調整部４６にて調整されたアナログ音声信号は、接続端子４９を介して頭部装着ユニット１００（例えば表示ユニット６１Ｒ）に出力される。

（４−２．表示ユニットについて）
次に、表示ユニット６１Ｒ・６１Ｌの詳細な構成について説明する。なお、表示ユニット６１Ｒ・６１Ｌは全く同様の構成であるため、以下では、表示ユニット６１Ｒについて説明することとし、これで表示ユニット６１Ｌの説明も兼ねることとする。

表示ユニット６１Ｒは、上述した光源２１等の他に、接続端子６２〜６７と、電源回路６８と、ＬＶＤＳレシーバ６９と、表示部７０と、光源電流調整回路７１と、ＥＥＰＲＯＭ７２とを含んで構成されている。

接続端子６２・６３・６４は、制御ユニット４の接続端子４７・４８・４９とＨＭＤケーブル７ｂの各信号線を介してそれぞれ接続される端子であり、ユニット内で接続端子６５・６７と導通している。

接続端子６５は、外部ユニット（例えば撮像ユニット５）とケーブル７ｄの複数の信号線を介して接続可能な端子である。したがって、表示ユニット６１Ｒに例えば撮像ユニット５が接続されたときには、制御ユニット４から接続端子４７、ＨＭＤケーブル７ｂおよび接続端子６２を介して入力される各種の電圧を、接続端子６５を介して撮像ユニット５に出力することが可能である。

接続端子６６は、外部ユニット（例えば撮像ユニット５）とケーブル７ｄの別の信号線を介して接続可能な端子である。したがって、表示ユニット６１Ｒに例えば撮像ユニット５が接続されたときには、ＬＶＤＳレシーバ６９からの制御信号を接続端子６６を介して撮像ユニット５に出力することが可能である。

接続端子６７は、他の表示ユニット６１（例えば表示ユニット６１Ｌ）の接続端子６５と両眼拡張用ケーブル７ｃを介して接続可能な端子である。したがって、表示ユニット６１Ｒの接続端子６７と表示ユニット６１Ｌの接続端子６５とが両眼拡張用ケーブル７ｃを介して接続されている場合には、接続端子６２・６３・６４を介して表示ユニット６１Ｒに入力された各種の電圧、差動シリアル信号、アナログ音声信号が、両眼拡張用ケーブル７ｃを介して表示ユニット６１Ｌに出力される。これにより、表示ユニット６１Ｌの各部を駆動して映像を表示することができるとともに、表示ユニット６１Ｒ・６１Ｌの接続端子６５・６７のいずれかにイヤホン１２Ｒ・１２Ｌ（図４参照）またはヘッドフォン１３（図５参照）の端子を接続することで、イヤホン１２Ｒ・１２Ｌまたはヘッドフォン１３から出力される音声を聞くことが可能となる。

電源回路６８は、制御ユニット４から接続端子４７、ＨＭＤケーブル７ｂおよび接続端子６２を介して入力される各種の電圧を、表示ユニット６１Ｒにおける各部の駆動に好適な所望の電圧（例えば５Ｖ、２．５Ｖ）に変換し、表示ユニット６１Ｒの各部に供給する。

ＬＶＤＳレシーバ６９は、制御ユニット４から接続端子４８、ＨＭＤケーブル７ｂおよび接続端子６３を介して入力される差動シリアル信号をパラレルの信号に変換する。ＬＶＤＳレシーバ６９からパラレルで出力される信号のうち、映像信号、クロック、同期信号は、表示部７０に入力される。また、ＬＶＤＳレシーバ６９から出力される信号に含まれる制御信号（ＳＣＬＫ、ＳＤＡＴ、ＳＥＮ）は、表示部７０、光源電流調整回路７１およびＥＥＰＲＯＭ７２に入力される。なお、シリアルイネーブルＳＥＮ１〜３は、それぞれ表示部７０、光源電流調整回路７１、ＥＥＰＲＯＭ７２に入力される。また、接続端子６６が撮像ユニット５と接続される場合には、制御信号（ＳＣＬＫ、ＳＤＡＴ、ＳＥＮ４）が接続端子６６を介して撮像ユニット５に出力される。

表示部７０は、上述した表示素子２４と、ＬＶＤＳレシーバ６９からパラレルで出力される信号に基づいて表示素子２４を駆動する駆動回路とを含むモジュールである。

光源電流調整回路７１は、ＬＶＤＳレシーバ６９から供給される制御信号に基づいて、光源２１を構成するＲＧＢの各ＬＥＤに流す電流を調整し、ＲＧＢの光度（輝度、光強度）を調整するものであり、例えばＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）や定電流回路を含んで構成される。また、表示素子２４がカラーフィルタを有しておらず、時分割で駆動される場合（フィールドシーケンシャル方式）、光源２１からＲＧＢの光を出力するタイミングを示す信号（ＬＥＤ＿Ｒ／Ｇ／Ｂ）が表示部７０から光源電流調整回路７１に出力され、表示素子２４の駆動と光源２１からのＲＧＢの光の出射との同期が図られる。

このように表示素子２４が駆動され、光源電流調整回路７１によって光源２１におけるＲＧＢの光度が調整されることにより、光源２１からの光で表示素子２４を照明したときに、表示素子２４にてホワイトバランスの良好な映像を表示することができる。

ＥＥＰＲＯＭ７２は、映像の表示の調整に用いる調整データを記憶する記憶手段である。上記の調整データとしては、例えば、光源２１の光度（出射光の明るさ、光強度）を調整するためのデータや、表示素子２４のレジスタ設定のためのデータ（表示素子２４におけるコントラストや輝度などを調整するためのデータ）を想定することができる。このような調整データに基づいて光源電流調整回路７１が光源電流を調整したり、駆動回路が表示素子２４を駆動することにより、映像の明るさ（輝度）やコントラストが調整された状態で表示素子２４に映像を表示させることができる。ＥＥＰＲＯＭ７２に対する調整データの書き込みおよび読み出しについては、シリアルイネーブルＳＥＮ３を含む制御信号に基づいて行われる。

上記したＨＭＤの構成では、制御ユニット４は、表示ユニット６１に対して、映像信号や制御信号を接続端子４８を介してデジタルで送信し、音声信号を接続端子４９を介してアナログで送信する。このように、頭部装着ユニット１００が撮像ユニット５を含まないＨＭＤにおいては、デジタルの通信は制御ユニット４から表示ユニット６１への片方向となる。

また、表示ユニット６１の構成は、左右で同じであるので、同じ表示ユニット６１で片眼タイプ、両眼タイプの両者に対応できるとともに、両眼タイプのＨＭＤを構成する場合でも、左右で区別することなく表示ユニット６１を用いることができる。

また、図６は、図５のＨＭＤの変形例を示すブロック図である。このＨＭＤでは、制御ユニット４において、アンプ・音量調整部４６の代わりに、Ａ／Ｄ変換機能およびＤ／Ａ変換機能を持つＣｏｄｅｃ（coder-decoder ）５０が設けられている。この構成では、制御ユニット４に外部から入力されるアナログ音声信号がＣｏｄｅｃ５０にてデジタル音声信号に変換され、μプロセッサ４５およびＬＶＤＳトランスミッタ４４を介して接続端子４８から表示ユニット６１Ｒに出力される。

したがって、制御ユニット４のアナログ信号出力用の接続端子４９およびそこに接続されているＨＭＤケーブル７ｂの信号線が不要（無駄）となり、それらの有効利用が図れない。しかも、表示ユニット６１Ｒ側には、音声信号をデジタルからアナログに変換してヘッドフォン１３に出力するための音声回路（例えば同図に示すＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）／ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）７３、Ｃｏｄｅｃ７４）が必要となり、表示ユニット６１Ｒが大型化する。

しかし、図５のＨＭＤでは、制御ユニット４の接続端子４９およびそこに接続されているＨＭＤケーブル７ｂの信号線を介して、表示ユニット６１Ｒに音声信号を送信しているので、接続端子４９および上記信号線を無駄にすることがない。しかも、図７に示すように、表示ユニット６１Ｒ側に上記した音声回路を設けることが不要となり、表示ユニット６１Ｒを小型化することが可能となる。

（５．本発明のＨＭＤについて）
次に、本発明のＨＭＤの電気的な構成について説明する。なお、上記した図４および図５のＨＭＤでは、映像ソース３から制御ユニット４に映像信号および音声信号がともにアナログ信号で入力される例について説明したが、以下では、制御ユニット４がEthernet（登録商標）などの通信回線に接続されており、その通信回線を介して外部から映像信号および音声信号がともにデジタル信号で制御ユニット４に入力される例について説明する。このようなシステムとしては、例えば、複数のＨＭＤを通信回線を介して接続したテレビ会議システムや、現場（ＨＭＤの装着者）に対して作業の指示や助言を遠方から有線または無線で伝える遠隔補助システムなどを想定することができる。

図１は、本発明のＨＭＤの電気的な構成を模式的に示すブロック図である。本発明のＨＭＤは、上述した表示ユニット６１（６１Ｒ・６１Ｌ）と、撮像ユニット５と、マイク６と、ヘッドフォン１３と、制御ユニット４とを有して構成されている。表示ユニット６１、撮像ユニット５、マイク６およびヘッドフォン１３は、観察者の頭部に装着される頭部装着ユニット１００を構成している。まず、頭部到着ユニット１００の表示ユニット６１および撮像ユニット５について説明する。

（５−１．表示ユニットについて）
表示ユニット６１の構成は、図４および図５と全く同様であるため、その詳細な説明については省略する。ただし、後述するように制御ユニット４からの音声信号がデジタル信号で表示ユニット６１に入力される場合、表示ユニット６１のＬＶＤＳレシーバ６９は、接続端子６６を介して撮像ユニット５に出力するデジタル信号に上記のデジタル音声信号を含めている。これにより、撮像ユニット５にヘッドフォン１３の端子を接続して音声を聞くことが可能となる。なお、ＬＶＤＳレシーバ６９から出力されるデジタル音声信号は、撮像ユニット５に出力する制御信号（特にＳＤＡＴ）に含められているが、この点については後述する。

（５−２．撮像ユニットについて）
撮像ユニット５は、接続端子８１〜８６と、電源回路８７と、カメラモジュール８８と、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９と、Ｃｏｄｅｃ９０と、ＬＶＤＳトランスミッタ９１とを有している。

接続端子８１〜８３は、それぞれ、表示ユニット６１の接続端子６２〜６４に対応する端子であり、制御ユニット４の接続端子４７〜４９とＨＭＤケーブル７ｂの各信号線を介して接続可能な端子である。したがって、制御ユニット４は、図１に示すように表示ユニット６１と接続することもできるし、図８に示すように撮像ユニット５と接続することもできる。

接続端子８４は、接続端子８１・８５のＧＮＤ端子と同電位の端子、Ｃｏｄｅｃ９０から出力されるアナログ音声信号の出力端子であってヘッドフォン１３との接続端子、マイク６との接続端子を含んでいる。

接続端子８５は、表示ユニット６１の接続端子６５とケーブル７ｄを介して接続可能な端子である。制御ユニット４から表示ユニット６１の接続端子６２に入力される各種の電圧（例えば３．３Ｖ、ＧＮＤ）は、接続端子６５およびケーブル７ｄを介して撮像ユニット５の接続端子８５に入力され、電源回路８７に供給される。また、撮像ユニット５のＬＶＤＳトランスミッタ９１から出力される後述するデジタル信号は、接続端子８５およびケーブル７ｄを介して表示ユニット６１の接続端子６５に入力され、接続端子６４およびＨＭＤケーブル７ｂを介して制御ユニット４に出力される。

接続端子８６は、表示ユニット６１の接続端子６６とケーブル７ｄを介して接続可能な端子である。表示ユニット６１からの制御信号（ＳＣＬＫ、ＳＤＡＴ、ＳＥＮ４）やデジタル音声信号が接続端子６６およびケーブル７ｄを介して撮像ユニット５の接続端子８６に入力されると、これらの信号はＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に送られる。

電源回路８７は、制御ユニット４から接続端子８１を介して直接入力される各種の電圧、または制御ユニット４から表示ユニット６１を介して撮像ユニット５の接続端子８５に入力される各種の電圧を、撮像ユニット５における各部の駆動に好適な所望の電圧（例えば２．５Ｖ、１．６Ｖ、１．２Ｖ）に変換し、撮像ユニット５の各部に供給する。

カメラモジュール８８は、外部を撮像する撮像素子（例えばＣＣＤ）やその駆動回路（周辺回路）を含むモジュールである。このカメラモジュール８８は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９からの制御信号に基づいて駆動され、また、撮像した外部の映像の信号をＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に送る。

ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９は、表示ユニット６１から出力される制御信号に基づいて、カメラモジュール８８、Ｃｏｄｅｃ９０およびＬＶＤＳトランスミッタ９１を制御するための信号を出力する。つまり、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９は、表示ユニット６１から送られてくる制御信号（カメラモジュール８８やＣｏｄｅｃ９０のレジスタ設定用データ）や音声信号をデコードし、それぞれのモジュールに必要な信号を生成する。

例えば、制御信号としてカメラモジュール８８のレジスタ設定用データが表示ユニット６１から送信された場合、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９は、カメラモジュール８８のレジスタ設定に必要な信号を生成し、カメラモジュール８８のレジスタ設定を行う。また、表示ユニット６１からデジタル音声信号が送られてきた場合、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９は、その音声信号からＣｏｄｅｃ９０の入力に合った信号を生成し、Ｃｏｄｅｃ９０に出力する。

また、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９は、カメラモジュール８８にて撮像された映像の信号や、Ｃｏｄｅｃ９０から出力される音声信号（マイク入力によって得られるもの）を合わせてＬＶＤＳの一対の信号線で送信するための信号を生成し、ＬＶＤＳトランスミッタ９１に送る。

Ｃｏｄｅｃ９０は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９から送られる音声信号をデジタルからアナログに変換し、接続端子８４を介してヘッドフォン１３に出力したり、マイク６から接続端子８４を介して入力される音声信号をアナログからデジタルに変換してＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に出力する電子回路であり、Ａ／ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータを内蔵する音声処理ＩＣの一種である。

ＬＶＤＳトランスミッタ９１は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９からパラレルで入力される信号をシリアルの信号に変換する。このパラレル／シリアル変換により、ＬＶＤＳトランスミッタ９１から一対の差動信号が接続端子８５、ケーブル７ｄ、表示ユニット６１の接続端子６５および接続端子６４を介して制御ユニット４に出力される。

（５−３．制御ユニットについて）
次に、制御ユニット４について説明する。制御ユニット４は、Ethernetを介して入力されるストリームデータ（デジタル映像信号およびデジタル音声信号）をμプロセッサ４５に入力する構成とし、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１およびＬＶＤＳレシーバ５２を追加して設けた以外は、図４および図５の制御ユニット４と同様の構成である。なお、図１では、ＶＩＤＥＯデコーダ４３およびアンプ・音量調整部４６の図示を省略しているが、これらを削除して制御ユニット４を構成してもよい。

μプロセッサ４５は、Ethernetを介して入力される映像信号や音声信号が圧縮されている場合には、それらを伸張してＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に出力し、逆に、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１から出力される映像信号や音声信号（頭部装着ユニット１００から送信されるもの）を圧縮してEthernetを介して外部に送信する。

ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１は、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号（例えば撮像された映像の信号、マイク入力による音声信号）が送信されたときに、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号を、他の送信すべきデジタル信号（例えば映像信号、制御信号）とともにデジタル信号でＬＶＤＳトランスミッタ４４に送る制御部である。特に、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１は、頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号を、映像信号のデータがないタイミングでＬＶＤＳトランスミッタ４４に送る。これにより、ＬＶＤＳトランスミッタ４４は、映像信号のデータ有効期間以外でデジタル音声信号を頭部装着ユニット１００に送信することが可能となる。なお、頭部装着ユニット１００へのデータ送信時のシーケンスについては後述する。

また、ＬＶＤＳトランスミッタ４４は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１から送られる各信号をパラレル−シリアル変換し、さらに一対の差動信号として接続端子４８を介して頭部装着ユニット１００に送信する。したがって、ＬＶＤＳトランスミッタ４４は、頭部装着ユニット１００に送信すべきデジタル信号を、第１接続端子（接続端子４８）を介して頭部装着ユニット１００に送信する送信部を構成している。

ＬＶＤＳレシーバ５２は、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されたときに、そのデジタル信号を第２接続端子（接続端子４９）を介して受信する受信部である。ＬＶＤＳレシーバ５２は、デジタル信号を受信した後、そのデジタル信号をシリアルからパラレルに変換し、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に出力する。

（５−４．動作について）
次に、本発明のＨＭＤの動作について説明する。
撮像ユニット５にて撮像された映像の信号は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に入力される。一方、マイク６に入力された音声信号はＣｏｄｅｃ９０に入力され、そこでアナログからデジタルに変換されてＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に入力される。これらの信号は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９からＬＶＤＳトランスミッタ９１に送られ、そこでパラレルからシリアルに変換され、差動信号として接続端子８５、ケーブル７ｄ、表示ユニット６１の接続端子６５、接続端子６４、ＨＭＤケーブル７ｂ、制御ユニット４の接続端子４９を順に介してＬＶＤＳレシーバ５２にて受信される。

ＬＶＤＳレシーバ５２では、受信した差動信号がシリアルからパラレルに変換され、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に送られる。パラレルに変換された各種の信号は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１にて分離され、μプロセッサ４５で圧縮された後、Ethernetを介して外部に送信される。

一方、頭部装着ユニット１００に送信すべき映像信号や音声信号が圧縮された状態でEthernetを介して制御ユニット４に送信されると、制御ユニット４のμプロセッサ４５ではそれらの信号を伸張し、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に出力する。上記のように、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にはデジタル信号が送信され、ＬＶＤＳレシーバ５２にて受信されているので、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１は、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号を他のデジタル信号（映像信号、制御信号）とともにＬＶＤＳトランスミッタ４４に送る。これにより、ＬＶＤＳトランスミッタ４４からは、音声信号等を含むデジタル信号が、接続端子４８およびＨＭＤケーブル７ｂを介して頭部装着ユニット１００の表示ユニット６１に送信される。

制御ユニット４からの上記のデジタル信号は、表示ユニット６１の接続端子６３を介してＬＶＤＳレシーバ６９にて受信され、そこでパラレルの信号に変換される。ＬＶＤＳレシーバ６９から映像信号や制御信号が表示部７０等に入力されると、表示部７０では、その映像信号に基づいて映像が表示される。

一方、ＬＶＤＳレシーバ６９からの制御信号や音声信号は、接続端子６６、ケーブル７ｄおよび撮像ユニット５の接続端子８６を介してＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９に送信される。Ｃｏｄｅｃ９０では、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９から入力される音声信号がデジタルからアナログに変換されて接続端子８４に出力される。したがって、ヘッドフォン１３の端子を接続端子８４に接続することで、ヘッドフォン１３にて音声を聞くことが可能となる。

なお、外部から制御ユニット４に入力される信号がデジタル信号ではなく、アナログ信号の場合には、μプロセッサ４５の前段にＡ／Ｄ変換機能およびＤ／Ａ変換機能を有するＣｏｄｅｃを追加することで対応可能である。

なお、以上では、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤとＬＶＤＳ（トランスミッタ、レシーバ）とを分けた構成としたが、ＬＶＤＳの機能をＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ側に持たせてＨＭＤを構成することも勿論可能である。

（５−５．効果について）
以上のように、本発明のＨＭＤにおいては、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されたときに、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信される音声信号は、元々アナログ音声信号出力用として設けられている接続端子４９を介してアナログ信号で送信されるのではなく、デジタル信号出力用の接続端子４８を介して他の送信すべき信号とともにデジタル信号で送信される。これにより、接続端子４９およびそこに接続されているＨＭＤケーブル７ｂの信号線を、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４へのデジタル信号の送信用として有効利用することができる。

したがって、頭部装着ユニット１００が表示ユニット６１の他に撮像ユニット５やマイク６を含んで構成される場合でも、言い換えれば、頭部装着ユニット１００が制御ユニット４にデジタル信号を送信可能に構成される場合でも、比較例１を示す図９のように、ＨＭＤケーブル７ｂの他に、ＬＶＤＳレシーバ５２と接続端子４９’を介して接続される別のケーブル７ｅを追加したり、信号線の本数の多い特殊なケーブルを用いることが不要となり、ケーブルコストの増大を回避することができる。また、信号線の本数の少ない既存のＨＭＤケーブル７ｂを利用できるので、ＨＭＤケーブル７ｂのしなやかさが損なわれず、ユーザの使い勝手を良好に維持することが可能となる。

なお、頭部装着ユニット１００が撮像ユニット５やマイク６を含まない場合、すなわち、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されない場合には、例えば、制御ユニット４のμプロセッサ４５が、Ethernetを介して入力されるデジタル信号を、Ｄ／Ａ変換機能を有するＣｏｄｅｃ（図示せず）に入力し、そこから出力されるアナログ音声信号をアンプ・音量調整部４６、接続端子４９およびＨＭＤケーブル７ｂを介して表示ユニット６１に送信するようにすれば、接続端子４９およびそこに接続されたＨＭＤケーブル７ｂの信号線を、アナログ音声信号の送信用として通常通り用いることができる。

また、制御ユニット４から表示ユニット６１に送信される音声信号はデジタル信号であるが、比較例２を示す図１０のように、その音声信号を処理する音声回路（例えばＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９およびＣｏｄｅｃ９０に対応するＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ７３およびＣｏｄｅｃ７４）を表示ユニット６１側に設ける構成とすると、表示ユニット６１が大型化する。また、音声回路は頭部装着ユニット１００全体で１つあれば足りるところ、同じ構成の表示ユニット６１を２つ用いる両眼式の場合には音声回路が２個設けられることになり、無駄である。しかし、図１の構成では、音声回路を撮像ユニット５側に設ける構成としているので、表示ユニット６１を小型化することができるとともに、設ける音声回路の数を１つにしてその無駄を無くすことができる。

また、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき、音声信号以外の他のデジタル信号は、頭部装着ユニット１００（特に表示ユニット６１）に映像を表示させるための映像信号と、頭部装着ユニット１００を制御するための制御信号とを含んでいる。これにより、頭部装着ユニット１００（特に表示ユニット６１）は、制御ユニット４から送信される映像信号および制御信号に基づいて映像を表示することが可能となる。

また、制御ユニット４のＬＶＤＳトランスミッタ４４は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１から送られる各信号をパラレル−シリアル変換し、さらに一対の差動信号として接続端子４８を介して頭部装着ユニット１００に送信している。このように、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００にシリアルで信号を送信するので、信号線の本数の多い特殊なケーブルではなく、信号線の本数の少ない通常のＨＭＤケーブル７ｂを用いることができる。その結果、ケーブルのコスト増大を回避することができる。また、制御ユニット４と頭部装着ユニット１００との間の通信を、一対の差動信号を用いたＬＶＤＳ方式で行うので、放射ノイズを低減することができる。

また、音声回路を撮像ユニット５側に設けて、観察者の目に近い位置に配置される表示ユニット６１を小型化することができるので、目の視界を妨げることない。したがって、表示映像の観察と外界像の観察とを同時に行うことができるシースルー型のＨＭＤの最大の特徴を損なうことがない。また、表示ユニット６１の構成を変更することなく、表示ユニット６１に撮像ユニット５を接続することができるので、ＨＭＤシステムの拡張性に優れたものとなる。

（６．ＨＭＤの他の構成について）
ところで、本発明のＨＭＤは、以下のように構成することもできる。図１１は、本発明のＨＭＤの他の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。このＨＭＤは、制御ユニット４において、さらに信号判別回路５３および音声Ｃｏｄｅｃ５４を追加した以外は、図１と全く同様の構成である。

信号判別回路５３は、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４（接続端子４９）にデジタル信号が送信されたか否かを検知する検知部である。また、音声Ｃｏｄｅｃ５４は、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する変換部であり、変換したアナログ音声信号を接続端子４９を介して頭部装着ユニット１００に送信する。

この構成では、頭部装着ユニット１００から接続端子６４およびＨＭＤケーブル７ｂを介して制御ユニット４（接続端子４９）にデジタル信号が送信されると、信号判別回路５３は、頭部装着ユニット１００からのデジタル信号の送信有りに対応する検知信号（例えばハイレベル）をＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に出力する。すると、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１は、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号をデジタル信号でＬＶＤＳトランスミッタ４４に送る。これにより、ＬＶＤＳトランスミッタ４４から接続端子４８およびＨＭＤケーブル７ｂを介して音声信号がデジタルで頭部装着ユニット１００に送信される。したがって、頭部装着ユニット１００への信号送信に関与しなかった、制御ユニット４の接続端子４９に接続されている既存のＨＭＤケーブル７ｂの信号線を、上記のように頭部装着ユニット１００から制御ユニット４へのデジタル信号の送信用として有効利用することができる。

一方、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されていない場合には、信号判別回路５３は、頭部装着ユニット１００からのデジタル信号の送信無しに対応する検知信号（例えばローレベル）をＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１に出力する。なお、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４にデジタル信号が送信されない例としては、例えば図１２に示すように、頭部装着ユニット１００が表示ユニット６１のみからなる場合である。

ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ５１は、信号判別回路５３からのローレベルの検知信号を受信すると、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に送信すべき音声信号をデジタル信号で音声Ｃｏｄｅｃ５４に出力する。この場合、音声信号は音声Ｃｏｄｅｃ５４にてデジタルからアナログに変換された後、接続端子４９を介して頭部装着ユニット１００に送信される。したがって、この場合、接続端子４９に接続されているＨＭＤケーブル７ｂの信号線を、通常通り、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００へのアナログ音声信号の送信用として利用することができる。

このように、図１１および図１２のＨＭＤの構成によれば、頭部装着ユニット１００から制御ユニット４に送信されるデジタル信号の有無に基づいて、言い換えれば、頭部装着ユニット１００の構成に応じて、接続端子４９に接続されるＨＭＤケーブル７ｂの信号線の利用の仕方を変えることができる。これにより、同じＨＭＤケーブル７ｂで頭部装着ユニット１００の構成の違いに対応することができる。つまり、頭部装着ユニット１００の構成が異なる場合でも、同じＨＭＤケーブル７ｂを用いてＨＭＤを構成することができる。

（７．データ送信シーケンスについて）
次に、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００へのデータ送信シーケンスについて説明する。

図１３は、制御ユニット４のＬＶＤＳトランスミッタ４４に入力される各種信号のタイミングチャートである。同図中、ＣＬＫは、表示素子２４（例えばＬＣＤ）への入力クロックであり、ＨＳＹＮＣは水平同期信号であり、Ｄ＿ＤＡＴＡ［０：１７］は、１８ビットの映像信号（画像データ）である。また、ＤＥ＿ＩＮは、ＬＶＤＳトランスミッタ４４からＤ＿ＤＡＴＡ［０：１７］を出力するタイミングを制御する信号である。Ｃ＿ＤＡＴＡ［０：７］は、８ビットの制御信号（コントロールデータ）であり、これには、ＶＳＹＮＣ（垂直同期信号）、ＨＳＹＮＣ、ＬＣＤリセット、ＳＣＬＫ、ＳＥＮ１〜４、ＳＤＡＴが含まれる。なお、同図中の「×」印は、そこに何らかのデータ（画像データ、音声データ）がのっていることを示している。

ＬＶＤＳデバイス（パラレル／シリアル変換機能）を搭載した本発明のＨＭＤでは、ＬＶＤＳトランスミッタ４４に入力されるＤＥ＿ＩＮを制御することにより、ＬＶＤＳトランスミッタ４４から頭部装着ユニット１００にＤ＿ＤＡＴＡ［０：１７］を送るか、Ｃ＿ＤＡＴＡ［０：７］を送るかを選択することができる。したがって、同図に示すように、デジタル化した音声データをコントロールデータＣ＿ＤＡＴＡ［０：７］に含め、ＬＶＤＳトランスミッタ４４から頭部装着ユニット１００にＤ＿ＤＡＴＡ［０：１７］を送らない間にＣ＿ＤＡＴＡ［０：７］を送る、つまり、頭部装着ユニット１００に送信する映像信号のデータ有効期間以外でデジタル音声信号を送信ことにより、信号線の本数の少ない通常のＨＭＤケーブル７ｂを用いて、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に映像信号や音声信号を送ることが可能となる。その結果、頭部装着ユニット１００にて映像を表示させながら音声を聞くことが可能となる。また、ＬＶＤＳトランスミッタ４４は、音声と映像とを時分割で送るので、一度に送るビット数を減らすことが可能となる。これにより、信号周波数を低減することが可能となり、放射ノイズを低減することが可能となる。

また、制御ユニット４から頭部装着ユニット１００に音声信号を制御信号に含めてシリアルで送ることにより、表示ユニット６１から撮像ユニット５への音声信号の送信に関与するケーブル７ｄの信号線の本数が、ＳＣＬＫ、ＳＤＡＴ、ＳＥＮ４の３本と少なくなり、少ない信号線の本数で表示ユニット６１と撮像ユニット５とを接続することが可能となる。

なお、ケーブル７ｄの信号線の本数が多くてもよい場合には、勿論、映像信号と同様に音声信号を他の制御信号とパラレルでＬＶＤＳトランスミッタ４４に入力し、頭部装着ユニット１００に送信してもよい。ただし、この場合には、音声信号の送信に関与するケーブル７ｄの信号線は、音声信号が１６ビットの場合は１６本必要となる。

なお、表示素子２４のレジスタ設定を制御したい場合には、コントロールデータ（Ｃ＿ＤＡＴＡ［０：７］）に含まれるＳＥＮ１をアクティブにし、光源電流調整回路７１（特にＤＡＣ）を制御したい場合には、ＳＥＮ２をアクティブにし、ＥＥＰＲＯＭ７２にアクセスしたい場合には、ＳＥＮ３をアクティブにし、撮像ユニット５のＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９にアクセスしたい場合には、ＳＥＮ４をアクティブにすればよい。また、このとき、ＳＣＬＫおよびＳＤＡＴのラインを共通化できることは言うまでもない。

さらに、撮像ユニット５のＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ８９にアクセスする場合において、ＳＤＡＴの例えば先頭ビットに判別用のデータを付与することにより、送信されたデータが例えば音声の右チャンネルデータ、音声の左チャンネルデータ、カメラモジュール８８やＣｏｄｅｃ９０への制御データ（Ｉ２Ｃ）であるか否かを判別することができる。

（８．ケーブル配線の手法について）
次に、本発明のＨＭＤにおいて、表示ユニット６１と撮像ユニット５との相対的な位置関係に応じたケーブル配線の手法について説明する。

図１等で示したように、本発明のＨＭＤにおいて、表示ユニット６１は、ＨＭＤケーブル７ｂと接続可能な接続端子６２〜６４と、ケーブル７ｄと接続可能な接続端子６５・６６とを有している。また、撮像ユニット５は、ＨＭＤケーブル７ｂと接続可能な接続端子８１〜８３と、ケーブル７ｄと接続可能な接続端子８５・８６とを有している。これにより、表示ユニット６１と撮像ユニット５とをケーブル７ｄを介して通信可能に接続した状態で、制御ユニット４を表示ユニット６１および撮像ユニット５の一方とＨＭＤケーブル７ｂを介して通信可能に接続することが可能となる。

しかも、表示ユニット６１と撮像ユニット５との相対的な位置関係に応じて、ＨＭＤケーブル７ｂの接続先を表示ユニット６１と撮像ユニット５とで選択することが可能となり、表示ユニット６１に対して撮像ユニット５がどのような位置に配置されても、簡単にかつ最短距離でケーブル（ＨＭＤケーブル７ｂ、ケーブル７ｄ）を配線することが可能となる。

例えば、図２で示したように、撮像ユニット５が支持手段２のブリッジ８の中央部分に設けられるＨＭＤでは、制御ユニット４と、表示ユニット６１Ｒを含む映像表示装置１ＲとをＨＭＤケーブル７ｂで接続し、その映像表示装置１Ｒと、表示ユニット６１Ｌを含む映像表示装置１Ｌとを両眼拡張用ケーブル７ｃで接続し、撮像ユニット５と映像表示装置１Ｒとをケーブル７ｄで接続するほうが、スムーズなケーブル配線が可能となり、配線された各ケーブルがユーザの邪魔になることもない。なお、図２は、図１の構成に対応している。

また、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、撮像ユニット５が支持手段２のテンプル１０Ｒに設けられるＨＭＤでは、制御ユニット４と撮像ユニット５とをＨＭＤケーブル７ｂで接続し、撮像ユニット５と表示ユニット６１Ｒを含む映像表示装置１Ｒとをケーブル７ｄで接続し、その映像表示装置１Ｒと、表示ユニット６１Ｌを含む映像表示装置１Ｌとを両眼拡張用ケーブル７ｃで接続するほうが、スムーズなケーブル配線が可能となり、配線された各ケーブルがユーザの邪魔になることもない。なお、図１４は、図８の構成に対応している。

これに対して、図１５（ａ）（ｂ）は、撮像ユニット５が支持手段２のテンプル１０Ｒに設けられるＨＭＤにおける他のケーブル配線の例を示している。このＨＭＤでは、制御ユニット４と映像表示装置１ＲとをＨＭＤケーブル７ｂで接続し、映像表示装置１Ｒと撮像ユニット５とをケーブル７ｄで接続し、映像表示装置１Ｒと映像表示装置１Ｌとを両眼拡張用ケーブル７ｃで接続している。

この例では、撮像ユニット５と映像表示装置１Ｒとの間でケーブル配線が重複しており（ＨＭＤケーブル７ｂとケーブル７ｄとの２種類のケーブルが存在し）、制御ユニット４から撮像ユニット５に送信される信号が、映像表示装置１Ｒで折り返されて送信されるようなケーブル配線となっているため、ケーブルが重複している分だけ無駄が生じる。また、このようなケーブルの重複を避けようとすると、新たなケーブルの試作が必要となり、コストがかかってしまう。

しかし、本発明のＨＭＤでは、表示ユニット６１と撮像ユニット５との相対的な位置関係に応じて、ＨＭＤケーブル７ｂの接続先を表示ユニット６１と撮像ユニット５とで選択することができるので、無駄なケーブル配線が無くなるとともに、撮像ユニット５がどのような位置に配置されても同じＨＭＤケーブル７ｂを利用したケーブル配線が可能となり、ケーブルコストを低減することができる。

本発明は、頭部装着ユニットが表示ユニットの他に外部ユニット（例えば撮像ユニット、マイク）を含んで構成され、頭部装着ユニットと制御ユニットとで双方向の通信を行うＨＭＤに適用可能である。

本発明の実施の一形態に係るＨＭＤの電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 （ａ）は、上記ＨＭＤの全体の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、ＨＭＤの正面図である。 上記ＨＭＤに適用される映像表示装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明の前提となる両眼式のＨＭＤの制御ユニットの主要部および表示ユニットの主要部の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の前提となる単眼式のＨＭＤの制御ユニットの主要部および表示ユニットの主要部の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 図５のＨＭＤの変形例を示すブロック図である。 図５のＨＭＤの他の変形例を示すブロック図である。 本発明のＨＭＤにおいて、図１とは異なるケーブル配線の例を模式的に示すブロック図である。 比較例１のＨＭＤの電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 比較例２のＨＭＤの電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 本発明のＨＭＤの他の電気的な構成を示すブロック図であって、頭部装着ユニットが表示ユニットと撮像ユニットとを含むＨＭＤのブロック図である。 本発明のＨＭＤの他の電気的な構成を示すブロック図であって、頭部装着ユニットが表示ユニットのみからなるＨＭＤのブロック図である。 制御ユニットのＬＶＤＳトランスミッタに入力される各種信号のタイミングチャートである。 （ａ）は、撮像ユニットがテンプルに設けられるＨＭＤにおけるケーブル配線の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ＨＭＤの正面図である。 （ａ）は、撮像ユニットがテンプルに設けられるＨＭＤにおけるケーブル配線の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ＨＭＤの正面図である。

符号の説明

４ 制御ユニット
５ 撮像ユニット
７ｂ ＨＭＤケーブル（第１のケーブル）
７ｃ 両眼拡張用ケーブル
７ｄ ケーブル（第２のケーブル）
４４ ＬＶＤＳトランスミッタ（送信部）
４８ 接続端子（第１接続端子）
４９ 接続端子（第２接続端子）
５１ ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ（制御部）
５２ ＬＶＤＳレシーバ（受信部）
５３ 信号判別回路（検知部）
５４ 音声Ｃｏｄｅｃ（変換部）
６１ 表示ユニット
６１Ｒ 表示ユニット
６１Ｌ 表示ユニット
６２ 接続端子
６３ 接続端子
６４ 接続端子
８１ 接続端子
８２ 接続端子
８３ 接続端子
１００ 頭部装着ユニット

Claims (8)

1. 観察者の頭部に装着される頭部装着ユニットとケーブルを介して通信可能な制御ユニットであって、
   ケーブルの信号線の１つが接続され、デジタル信号を出力する第１接続端子と、
   ケーブルの他の信号線が接続され、アナログ音声信号を出力可能な第２接続端子と、
   頭部装着ユニットに送信すべきデジタル信号を第１接続端子を介して頭部装着ユニットに送信する送信部と、
   頭部装着ユニットからデジタル信号が送信されたときに、そのデジタル信号を第２接続端子を介して受信する受信部と、
   頭部装着ユニットからデジタル信号が送信されたときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号を、他の送信すべきデジタル信号とともにデジタル信号で送信部に送る制御部とを備えていることを特徴とする制御ユニット。
2. 頭部装着ユニットから当該制御ユニットにデジタル信号が送信されたか否かを検知する検知部と、
   頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アナログ音声信号を第２接続端子を介して頭部装着ユニットに送信する変換部とをさらに備え、
   上記制御部は、頭部装着ユニットからのデジタル信号の送信有りを検知部が検知したときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号で送信部に送る一方、頭部装着ユニットからのデジタル信号の送信無しを検知部が検知したときに、頭部装着ユニットに送信すべき音声信号をデジタル信号で変換部に送ることを特徴とする請求項１に記載の制御ユニット。
3. 頭部装着ユニットに送信すべき他のデジタル信号は、頭部装着ユニットに映像を表示させるための映像信号と、頭部装着ユニットを制御するための制御信号とを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の制御ユニット。
4. 上記送信部は、上記制御部から送られる各信号をパラレル−シリアル変換し、さらに一対の差動信号として第１接続端子を介して頭部装着ユニットに送信することを特徴とする請求項３に記載の制御ユニット。
5. 上記送信部は、デジタル音声信号を頭部装着ユニットに送信する際に、頭部装着ユニットに送信する映像信号のデータ有効期間以外で送信することを特徴とする請求項３または４に記載の制御ユニット。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の制御ユニットと、観察者の頭部に装着される頭部装着ユニットとがケーブルを介して通信可能に接続されてなることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
7. 頭部装着ユニットは、映像を表示する表示ユニットと、外部を撮像する撮像ユニットとを含んで構成されており、
   表示ユニットは、制御ユニットから送信される映像信号に基づいて映像を表示し、
   撮像ユニットは、撮像した映像の信号を制御ユニットに送信することを特徴とする請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイ。
8. 頭部装着ユニットと制御ユニットとを接続する上記ケーブルを第１のケーブルとすると、
   表示ユニットおよび撮像ユニットは、両者とも、第１のケーブルと接続可能な接続端子を有しており、かつ、第２のケーブルを介して互いに通信可能に接続されてい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。

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