JP7272040B2 - 装着型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、虚像等を観察者に提示する装着型表示装置に関する。

装着型表示装置として、眼鏡状の外観を有し、装着者の頭部側方に配置される外装部品中に有機ＥＬ素子等からなる表示パネルを内蔵するものが公知となっている（特許文献１）。特許文献１の装置では、表示パネルから筐体に放熱する放熱シートを設けており、放熱シートの放熱側を例えば筐体の外面側部品に接着している。

特開２０１６－３９５２９号公報

特許文献１の装置では、表示パネルからの放熱を効率的に達成でき、表示パネルの温度上昇を抑えることができるが、外装部品にその他の発熱体又は熱源が配置された場合については十分な配慮がなされていない。

本発明の一側面における装着型表示装置は、表示素子と、第１回路基板と、第２回路基板と、表示素子、第１回路基板、及び第２回路基板を収納する外装ケースと、を備え、第２回路基板は、第１回路基板よりも発熱量が多く、外装ケース中において第１回路基板よりも反装着者側である外側に配置される。

実施形態の装着型表示装置の使用状態を説明する斜視図である。 装着型表示装置の要部の外観を説明する図である。 装着型表示装置の要部を説明する平面図である。 装着型表示装置の回路構成を説明する概念的なブロック図である。 表示素子の構造を概念的に説明する側方断面図である。 第１虚像形成光学部の光学的構造を説明する平面図である。 第１像形成本体部の外観及び内部構造を説明する斜視図である。 第１像形成本体部の外装ケース及び基板ホルダーを説明する斜視図である。 第１像形成本体部の側面断面図である。 第１像形成本体部の平面断面図である。 第１像形成本体部の横断面図である。 放熱シートの配置や封止について説明する図である。 第１像形成本体部における放熱を説明する概念的な断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの形状の変形例を説明する断面図である。 装着型表示装置の回路的な変形例を説明するブロック図である。 電子回路基板の取り付け方法の変形例を説明する断面図である。 外装ケースの内側に断熱部材を配置した変形例を説明する断面図である。 放熱シートの変形例を説明する断面図である。 腕輪型の装着型表示装置を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る装着型表示装置の一実施形態について説明する。

図１及び図２に示すように、実施形態の装着型表示装置１００は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、装着型表示装置１００を装着した観察者の両眼の並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、観察者にとっての両眼の並ぶ横方向に直交する下方向に相当し、＋Ｚ方向は、観察者にとっての前方向又は正面方向に相当する。図２において、第１領域ＡＲ１は、装着型表示装置１００の本体１００Ｍの平面図であり、第２領域ＡＲ２は、本体１００Ｍの正面図であり、第３領域ＡＲ３は、本体１００Ｍの左側面図であり、第４領域ＡＲ４は、本体１００Ｍの底面図である。

装着型表示装置１００は、この装着型表示装置１００を装着した観察者又は装着者ＵＳに対して、虚像を視認させることができるだけでなく、外界像をシースルーで観察させることができる。装着型表示装置１００は、ケーブル１０９を介してスマートフォンその他の外部装置２００に対して通信可能に接続することができ、例えば外部装置２００から入力された映像信号に対応する虚像を形成することができる。装着型表示装置１００は、第１表示装置１００Ａと、第２表示装置１００Ｂとを備える。第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとは、左眼用の虚像と右眼用の虚像とをそれぞれ形成する部分である。左眼用の第１表示装置１００Ａは、観察者の眼前を透視可能に覆う第１虚像形成光学部１０１ａと、画像光を形成する第１像形成本体部１０５ａとを備える。右眼用の第２表示装置１００Ｂは、観察者の眼前を透視可能に覆う第２虚像形成光学部１０１ｂと、画像光を形成する第２像形成本体部１０５ｂとを備える。

第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂの後部には、頭部の側面から後方に延びるつる部分であるテンプル１０４が、不図示のヒンジによって回動可能に取り付けられており、観察者の耳やこめかみ等に当接することで装着型表示装置１００の装着状態を確保する。図示を省略しているが、第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂ間に形成された窪みには、テンプル１０４とともに支持部を構成するノーズパッドが設けられており、このノーズパッドは、観察者の眼に対する虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂ等の位置決めを可能にする。

図３を参照して、装着型表示装置１００の内部構造等について説明する。第１像形成本体部１０５ａは、カバー状の外装ケース１０５ｄ内に、表示素子８０、鏡筒３８、電子回路基板４１，４２等を有する。鏡筒３８は、投射レンズ３０に付随するものであり、像形成用の光学素子（不図示）を保持する。外装ケース１０５ｄ中に小型の表示素子８０、鏡筒３８、電子回路基板４１，４２等を一括して収納することで、装着型表示装置１００を多機能にしつつその外観を小型でスタイリッシュなものとすることができる。第１像形成本体部１０５ａの外装ケース１０５ｄについては、区別のため、第１外装ケース１０５ｄと呼ぶこともある。鏡筒３８、表示素子８０、及び電子回路基板４１，４２は、金属製の第１外装ケース１０５ｄ内に支持されており、特に表示素子８０及び鏡筒３８は、第１虚像形成光学部１０１ａの先端部に対してアライメントされた状態で固定されている。第２像形成本体部１０５ｂは、カバー状の外装ケース１０５ｄ内に表示素子８０、鏡筒３８、電子回路基板４２等を有する。第２像形成本体部１０５ｂの外装ケース１０５ｄについては、区別のため、第２外装ケース１０５ｄと呼ぶこともある。鏡筒３８、表示素子８０、及び電子回路基板４２は、金属製の第２外装ケース１０５ｄ内に支持されており、特に表示素子８０及び鏡筒３８は、第２虚像形成光学部１０１ｂの先端部に対してアライメントされた状態で固定されている。

左眼用の第１像形成本体部１０５ａにおいて、投射レンズ３０又は鏡筒３８は、第１虚像形成光学部１０１ａに対して光路に関する前段に配置されて結像系の一部を構成する。投射レンズ３０は、第１外装ケース１０５ｄ中で前方寄りつまり＋Ｚ寄りに配置されている。表示素子８０は、左眼用の虚像に対応する像を形成する表示デバイスである。表示素子８０は、外装ケース１０５ｄ中で投射レンズ３０の後側つまり－Ｚ側に隣接して配置されている。電子回路基板４１は、外部からの情報を含む信号を処理する信号処理基板である。ここで、外部からの情報は、典型的には外部装置２００からの画像データである。電子回路基板４１は、外部とのインターフェース機能を有するとともに、電子回路基板４２の表示動作を管理し制御している。電子回路基板４１は、電子回路基板４２に比較して相対的に発熱量が多い第２回路基板であり、外装ケース１０５ｄ中において第１回路基板である電子回路基板４２よりも反装着者側である外側（－Ｘ側）に配置されている。また、電子回路基板４１は、外装ケース１０５ｄ中において第１回路基板である電子回路基板４２よりも下側（＋Ｙ側）に配置されている。電子回路基板４１は、具体的には、鏡筒３８や表示素子８０の外側であって外装ケース１０５ｄの外側面１０５ｍに近い位置に配置される。電子回路基板４２は、第１像形成本体部１０５ａ中の表示素子８０を駆動する駆動回路基板であり、電子回路基板４１の制御下で動作する。電子回路基板４２は、電子回路基板４１に比較して相対的に発熱量が少ない第１回路基板であり、外装ケース１０５ｄ中において第２回路基板である電子回路基板４１よりも装着者側である内側（＋Ｘ側）に配置され、かつ、電子回路基板４１よりも上側（－Ｙ側）に配置されている。電子回路基板４２は、具体的には、鏡筒３８の上方であって外装ケース１０５ｄの上側面１０５ｎに近い位置に配置される。

右眼用の第２像形成本体部１０５ｂにおいて、投射レンズ３０は、第２虚像形成光学部１０１ｂに対して光路に関する前段に配置されて結像系の一部を構成する。投射レンズ３０は、第２外装ケース１０５ｄ中で前方寄りつまり＋Ｚ寄りに配置されている。表示素子８０は、右眼用の虚像に対応する像を形成する表示デバイスである。表示素子８０は、外装ケース１０５ｄ中で投射レンズ３０の後側つまり－Ｚ側に隣接して配置されている。第２像形成本体部１０５ｂには、第１像形成本体部１０５ａに設けた電子回路基板４１に相当するものが存在しない。電子回路基板４２は、第２像形成本体部１０５ｂ中の表示素子８０を駆動する駆動回路基板である。電子回路基板４２は、第１像形成本体部１０５ａに設けた電子回路基板４１の制御下で動作する。第２像形成本体部１０５ｂの電子回路基板４２は、第１像形成本体部１０５ａに設けた電子回路基板４２と同様に、鏡筒３８の上方であって外装ケース１０５ｄの上側面１０５ｎに近い位置に配置される。

第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂは、別体ではなく中央で連結されて一体的な部材である透視型導光ユニット１００Ｃを形成している。透視型導光ユニット１００Ｃは、一対の導光部材１０ａ，１０ｂと中央部材５０とを備える。一対の導光部材１０ａ，１０ｂは、画像光を内部に伝搬させつつ虚像形成に寄与する一対の光学部材である。中央部材５０は、一対の光透過部５０ａ，５０ｂを有し、一方の光透過部５０ａは、一方の導光部材１０ａに接合され、他方の光透過部５０ｂは、他方の導光部材１０ｂに接合される。透視型導光ユニット１００Ｃは、導光によって観察者に両眼用の映像を提供する複合型の導光装置２０であり、両端部つまり導光部材１０ａ，１０ｂの先端側で外装ケース１０５ｄに支持されている。

透視型導光ユニット１００Ｃの上面には、上カバー１００Ｄが固定されている。上カバー１００Ｄと透視型導光ユニット１００Ｃとの間には、薄く狭い空間が形成されており、第１像形成本体部１０５ａと第２像形成本体部１０５ｂとを電気的に連結する信号線４８が延びている。

図４を参照して、装着型表示装置１００を構成する電子回路について説明する。電子回路は第１回路４０ａと第２回路４０ｂとを有する。第１回路４０ａは、図３に示す左眼用の第１像形成本体部１０５ａに組み込まれるものであり、２つの電子回路基板４１，４２を含む。電子回路基板４１，４２は、電力を消費する発熱体である。第２回路４０ｂは、図３に示す右眼用の第２像形成本体部１０５ｂに組み込まれるものであり、１つの電子回路基板４２を含む。以上において、電子回路基板４１，４２は、絶縁性の樹脂基板の表面や内部に配線を形成したものであり、表面にＩＣや電子素子をマウントした構造を有する。

第１像形成本体部１０５ａに組み込まれた電子回路基板４１は、装着型表示装置１００の全体的な動作を統括するメイン基板であり、駆動回路基板である電子回路基板４２の動作を制御し、外部装置２００との間で通信し外部装置２００から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能を有する。電子回路基板４１は、演算処理回路４１ａと、記憶回路４１ｂと、インターフェース回路４１ｃとを備える。演算処理回路４１ａは、インターフェース回路４１ｃを介して、外部装置２００等との間でデータ通信を行うことができる。演算処理回路４１ａは、記憶回路４１ｂに保管されたプログラムやデータ、インターフェース回路４１ｃを介して受け取ったデータや情報に基づいて処理を行い、処理の経過や結果を記憶回路４１ｂに保管し、処理の結果に対応する情報を、電子回路基板４２を介して表示素子８０に表示させ、或いはインターフェース回路４１ｃを介して外部装置２００に出力する。インターフェース回路４１ｃは、例えば外部装置２００から入力された画像データを表示素子８０での表示に適する画像データに変換する。つまり、インターフェース回路４１ｃは、外部装置２００から受信した信号に対して信号変換を行う。外部装置２００から入力されるデータは、基本的には画像や音声のデジタル信号を含むが、これに限らず、双方向的な制御信号、ネットワーク通信データ等を含めることができる。外部装置２００に対するコネクター４０ｃ及びケーブル１０９は、具体的にはＨＤＭＩ（登録商標、High-Definition Multimedia Interface）を想定しているが、これに限るものではなく、様々な通信規格に対応するものとできる。演算処理回路４１ａは、インターフェース回路４１ｃを介して、センサー４７の出力を監視することができる。センサー４７は、温度センサー、外光センサー、及び加速度センサーの１つ以上を含むが、これらに限るものではない。電子回路基板４１は、インターフェース回路４１ｃを介してセンサー４７から得た監視情報に基づいて装着型表示装置１００の動作状態を制御する。

第１像形成本体部１０５ａに組み込まれた電子回路基板４２は、表示素子８０を駆動する駆動回路基板として、電子回路基板４１の制御下で動作する。詳細な説明を省略するが、各電子回路基板４２は、例えばＩＦ回路、走査駆動回路、信号駆動回路等を備え、電子回路基板４１から出力された画像データ又は画像信号を受け取って表示素子８０に２次元的な画像表示を行わせる。電子回路基板４２は、表示素子８０に対して画像に対応する駆動信号を出力する。

第１像形成本体部１０５ａに組み込まれた表示素子８０は、２次元的な表示を可能にする自発光型の表示デバイスであり、ドットマトリクス方式で動作する。各表示素子８０は、具体的には有機ＥＬ（Electro-luminescence）の表示パネルを想定しているが、これに限るものではなく、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)用のパネルであってもよい。ＬＣＤ用のパネルを用いる場合、適合する照明用光源が必要となる。表示素子８０は、第１回路４０ａの電子回路基板４２に駆動されて四角形の表示面上にカラー画像を形成し、２次元的な動画又は静止画を表示することができる。

図５を参照して、表示素子８０は、矩形板状の本体部分８１と、本体部分８１から接続されて延びるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）部８２とを有する。これらのうち、本体部分８１は、各種回路等が形成され本体部分８１の外形をなすシリコン基板ＳＳと、有機ＥＬ材料を含んで構成される有機ＥＬ素子であって画像光となるべきカラーの光を発生させる発光部８１ｋと、シリコン基板ＳＳと協働して発光部８１ｋを密閉する封止用の保護ガラスＧＧとを備える。表示素子８０は、ＦＰＣ部８２から受けた駆動信号に従い発光動作を行うことで、保護ガラスＧＧ側へ向けて画像光ＧＬを射出させる。表示素子８０は、発熱体であり、画像光ＧＬの射出に伴って熱を発生する。

表示素子８０の本体部分８１は、矩形枠状のケース部８８に保持されており、シリコン基板ＳＳの側面ＳＳａや表面ＳＳｂは、ケース部８８とのアライメントに利用される。ケース部８８は、表示素子８０を投射レンズ３０の鏡筒３８に対してアライメントして固定するための部材である。ケース部８８は、シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳｒを露出させる形状を有する。シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳｒには、表示素子８０の放熱を促進させる目的で、放熱シートＤＳの一端ＤＳａが直接貼り付けられている。なお、図２に示すように、放熱シートＤＳの他端ＤＳｂは、外装ケース１０５ｄの下側部分である底板部７１ａに設けた開口ＯＰを介して外装ケース１０５ｄの外側まで延びて、外装ケース１０５ｄの下側部分（つまり底板部７１ａの下側面１０５ｏ）に貼り付けられている。放熱シートＤＳは、高い熱伝導性を有する熱伝導テープで形成され、具体的にはグラファイトシートで形成されている。放熱シートＤＳは、表示素子８０で生じた熱を外装ケース１０５ｄの表面に効率よく伝達する役割を有する。グラファイトシートは、２次元に結晶化した炭素を層状に積み重ねた人造黒鉛であり、薄くて高い熱伝導率を有する（特開２０１６－３９５２９号公報参照）。表示素子８０をＨＭＤに適用して高輝度な画像を形成させようとする場合、これ自体が熱源となり、温度上昇が問題となりやすい。特に、本実施形態のように表示素子８０として有機ＥＬの表示パネルを用いる場合、その特性として温度上昇に伴う性能劣化や寿命短縮が著しくなるおそれがある。本実施形態では、表示素子８０の裏面ＳＳｒと外装ケース１０５ｄの下側面１０５ｏとを放熱シートＤＳによって直接的に連結しており、表示素子８０の効率的な放熱を可能とし、表示素子８０の性能維持を確保し動作寿命を長くすることができる。放熱シートＤＳとしてグラファイトシートを用いた場合、薄い放熱シートＤＳを高い曲げ自由度で配置することができ、高い放熱効率を達成することができる。グラファイトシートの主面に沿った熱伝導率は、例えば６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができ、１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度に設定することができる。

第２像形成本体部１０５ｂに組み込まれた電子回路基板４２は、第１像形成本体部１０５ａに組み込まれた電子回路基板４２と同様の構造を有し、第２像形成本体部１０５ｂに設けた表示素子８０を駆動する駆動回路基板として、電子回路基板４１の制御下で動作する。第２像形成本体部１０５ｂに組み込まれた表示素子８０は、第１像形成本体部１０５ａに組み込まれた表示素子８０と同様の構造を有し、表示素子８０は、放熱シートＤＳによって冷却されている。第２像形成本体部１０５ｂの場合、電子回路基板４１を内蔵しない。

図６は、第１表示装置１００Ａの一部を示す図であり、特に第１虚像形成光学部１０１ａの光学的構造を説明するものとなっている。装着型表示装置１００は、既述のように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂ（図１参照）で構成されるが、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂとは、左右対称で同等の構造を有するため、第１表示装置１００Ａについてのみ説明し、第１表示装置１００Ａについては説明を省略する。なお、図６において、ｘ、ｙ、及びｚは、直交座標系であり、ｘ方向及びｙ方向は、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３に平行であり、ｚ方向は、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３に垂直である。

第１虚像形成光学部１０１ａのうち導光部材１０ａは、接着層ＣＣを介して光透過部５０ａと接合されている。導光部材１０ａと光透過部５０ａとは、本体部材１０ｓ，５０ｓの表面をハードコート層２７で被覆した構造を有する。導光部材１０ａのうち本体部材１０ｓは、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば金型内に熱可塑性樹脂を注入し固化させることにより成形する。光透過部５０ａ又は中央部材５０についても同様であり、本体部材５０ｓは、導光部材１０ａの本体部材１０ｓと同一の材料で形成されている。

以下、画像光ＧＬの光路について概要を説明する。導光部材１０ａは、投射レンズ３０から射出された画像光ＧＬを、第１～第５面Ｓ１１～Ｓ１５での反射等により観察者の眼に向けて導光する。具体的には、投射レンズ３０からの画像光ＧＬは、まず光入射部２０ａに形成されている第４面Ｓ１４の部分に入射して反射膜ＲＭの内面である第５面Ｓ１５で反射され、第４面Ｓ１４に内側から再度入射して全反射され、第３面Ｓ１３に入射して全反射され、第１面Ｓ１１に入射して全反射される。第１面Ｓ１１で全反射された画像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射し、第２面Ｓ１２に設けたハーフミラー１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されて光射出部２０ｂに形成されている第１面Ｓ１１の部分に再度入射して通過する。第１面Ｓ１１を通過した画像光ＧＬは、観察者の眼が配置される射出瞳ＥＰに略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての画像光により画像を観察することになる。

第１虚像形成光学部１０１ａは、導光部材１０ａにより観察者に画像光を視認させるとともに、導光部材１０ａと光透過部５０ａとの組み合わせた状態で、観察者に歪みの少ない外界像を観察させるものとなっている。この際、第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面（視度略０）となっていることで、外界光ＯＬについて、収差等をほとんど生じさせない。また、第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とが互いに略平行な平面となっている。さらに、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面となっていることで、収差等をほとんど生じない。以上により、観察者は、光透過部５０ａ越しに歪みのない外界像を観察することになる。

図７を参照して、第１像形成本体部１０５ａの内部構造について説明する。図７において、第１領域ＡＲ１は、第１表示装置１００Ａの斜視図であり、第２領域ＡＲ２は、外装ケース１０５ｄから第２部材７２を外した状態を示す部分分解斜視図であり、第３領域ＡＲ３は、外装ケース１０５ｄや電子回路基板４１，４２を分離した状態を示す。

外装ケース１０５ｄは、下側部材である第１部材７１と、上側部材である第２部材７２とを備える。第１部材（下側部材）７１と、第２部材（上側部材）７２とを合わせて固定することによって、部品を収納する内部空間を形成するこことができる。第１部材７１は、図８の第１領域ＡＲ１にも示すように、下側面１０５ｏを形成する底板部７１ａと、内側面１０５ｉを形成する内板部７１ｂと、前側面１０５ｆを形成する前板部７１ｃと、後部の外観を形成する後壁部７１ｄとを有する一体の部品となっている。第１部材７１は、例えばマグネシウム合金によって鋳造されている。第２部材７２は、上側面１０５ｎを形成する上板部７２ａと、外側面１０５ｍを形成する外板部７２ｂとを有する一体の部品となっている。第２部材７２も、例えばマグネシウム合金によって鋳造されている。以上において、第１部材７１の底板部７１ａと内板部７１ｂとは、互いに直角に近い角度を成して連結される２つの側面部分であり、第２部材７２の上板部７２ａと外板部７２ｂとは、互いに直角に近い角度を成して連結される２つの側面部分である。内板部７１ｂは、装着側の第１側面部分と呼び、外板部７２ｂは、反装着側の第２側面部分と呼ぶ。ここで、第１部材７１の底板部７１ａと、第１部材７１の内板部７１ｂと、第２部材７２の上板部７２ａと、第２部材７２の外板部７２ｂとは、柱状の外装ケース１０５ｄを囲む複数の側面部分であり、全体として外装ケース１０５ｄの周側面ＲＳを形成する。つまり、外装ケース１０５ｄは、表示素子８０、電子回路基板４１，４２、鏡筒３８等を上下内外から囲むボックス状のものとなる。外装ケース１０５ｄを形成するマグネシウム合金は、マグネシウムの他にアルミニウム、亜鉛等を含む。外装ケース１０５ｄをマグネシウム合金で形成することにより、軽量ながら高い熱伝導性（例えば５０～１００Ｗ／（ｍ・Ｋ））を達成することができ、外装ケース１０５ｄを介しての電子回路基板４１，４２及び表示素子８０の放熱を効果的なものとすることができる。

外装ケース１０５ｄの内部には、電子回路基板４１，４２を保持する基板ホルダー７５が固定されている。基板ホルダー７５は、樹脂材料の成形品であり、外装ケース１０５ｄに比較して遮熱効果がある。基板ホルダー７５は、図８の第２領域ＡＲ２及び第３領域ＡＲ３にも示すように、板状部７５ａと隔壁部７５ｂとを有する。基板ホルダー７５は、外装ケース１０５ｄ内において、外装ケース１０５ｄの内部空間を仕切ることにより、第２部材７２の上板部７２ａに近接する層状の上側空間と、第２部材７２の外板部７２ｂに近接する層状の外側空間と、第１部材７１の後壁部７１ｄに囲まれた後部空間とを形成する。メイン基板である電子回路基板４１は、板状部７５ａと隔壁部７５ｂとに支持されて、上記外側空間に収納される。駆動回路基板である電子回路基板４２は、板状部７５ａに支持されて、上記上側空間に収納される。このように、基板ホルダー７５を利用することで、外装ケース１０５ｄ中における電子回路基板４１，４２の配置を自在に設定することができる。また、基板ホルダー７５によって、電子回路基板４１，４２からの放熱が表示素子８０に影響する程度を抑制することもできる。

固定方法について説明すると、投射レンズ３０の鏡筒３８は、前方の先端３８ａにおいて、第１虚像形成光学部１０１ａの先端部１１ａに対して、ネジ等を利用してアライメントした状態で固定されている。鏡筒３８の後方の先端３８ｂには、表示素子８０を保持するケース部８８が、嵌合構造や接着材を利用して固定されている。表示素子８０を支持する鏡筒３８は、第１部材７１に設けた挿入孔７１ｉを利用してビス（不図示）により、第１虚像形成光学部１０１ａの先端部１１ａとともに外装ケース１０５ｄの第１部材７１に固定される。第１虚像形成光学部１０１ａの先端部１１ａの周囲には、帯状のシール部６ａが貼り付けられている。シール部６ａは、撥水性を有するシリコーンゴム製で、第１虚像形成光学部１０１ａが外装ケース１０５ｄに固定された状態では、第１部材７１に設けた開口枠部７１ｆと第２部材７２に設けた開口枠部７２ｆとに密着して、外装ケース１０５ｄ内を気密に保つ。基板ホルダー７５は、これに設けた挿入孔７５ｉを利用してビス（不図示）により鏡筒３８に固定され、鏡筒３８を介して外装ケース１０５ｄに支持される。また、基板ホルダー７５は、これに設けた柱状ボス７５ｊと第１部材７１に設けた挿入孔７１ｊとを利用してビス（不図示）により外装ケース１０５ｄに支持される。電子回路基板４１は、３つの挿入孔４１ｉのうち１箇所で、基板ホルダー７５に設けたネジ孔７５ｐを利用してビス（不図示）により基板ホルダー７５に固定され、３つの挿入孔４１ｉのうち残りの２箇所で、第１部材７１に設けた２つのネジ孔７１ｐを利用してビス（不図示）により第１部材７１に固定される。電子回路基板４２は、基板ホルダー７５に設けた凹部７５ｈに挿入されスナップ嵌合によって基板ホルダー７５に固定される。第１部材７１は、前板部７１ｃの－Ｘ側すなわち外側の縁と後壁部７１ｄの外側の縁とにおいて、溝又は凸条である一対のスライドガイド７１ｒを有し、第２部材７２は、外板部７２ｂにおいて、内側に段差又は溝である一対のスライドガイド７２ｒを有する。スライドガイド７１ｒ，７２ｒは、第１部材７１及び第２部材７２が上下の±Ｙ方向に関して相対的にスライド移動することを許容する。±Ｙ方向にのみ移動を許容し－Ｘ方向への移動を制限する部分は、スライドガイド７１ｒ，７２ｒの下端側つまり底板部７１ａに近い部分にのみ形成することができる。第２部材７２をスライドさせて第１部材７１側に押し込むことで、第１部材７１と第２部材７２とが全体として組み合わさってケースを形成する（図７の第１領域ＡＲ１参照）。つまり、スライドガイド７１ｒ，７２ｒは、第１部材（下側部材）７１と第２部材（下側部材）７２とを上下方向にスライドさせつつ合体させるスライド嵌合防水構造となっている。第１部材７１と第２部材７２とを組み合わせてケースとした状態で、第１部材７１に設けた底板部７１ａの外縁７１ｇが第２部材７２に設けた外板部７２ｂの下端の外縁７２ｇと密着する。同様に、第１部材７１に設けた前板部７１ｃの上端の外縁７１ｇが第２部材７２に設けた上板部７２ａの前側の外縁７２ｇと密着し、第１部材７１に設けた内板部７１ｂ及び後壁部７１ｄの上端の外縁７１ｇが第２部材７２に設けた上板部７２ａの内側及び後側の外縁７２ｇと密着する。第２部材７２は、これに設けた挿入孔７２ｓ及び基板ホルダー７５の挿入孔７５ｅを利用してビス（不図示）によりネジ孔７１ｓの位置で第１部材７１に固定される。また、第２部材７２は、これに設けた挿入孔７２ｔを利用してビス（不図示）によりネジ孔７５ｔの位置で基板ホルダー７５に固定され、基板ホルダー７５を介して外装ケース１０５ｄに支持される。詳細な説明は省略するが、第１部材７１の外縁７１ｇと第２部材７２の外縁７２ｇとの接合面間又はこれに隣接する箇所には、シール部材を設けることができ、かかるシール部材によって気密性を高めることができる。以上のような構造とすることにより、ビスを外せば第１部材７１と第２部材７２とを分離することができ、第１部材７１から基板ホルダー７５を外すことができ、電子回路基板４１，４２、鏡筒３８等を取り外すことができ、逆に再度組み立てることもできる。このような開閉可能な構造によって、電子回路基板４１，４２、鏡筒３８等の交換等が比較的容易になる。

図９～１１を参照して、第１虚像形成光学部１０１ａの外装ケース１０５ｄ内の断面構造について説明する。図９は、第１虚像形成光学部１０１ａの長手方向に沿った断面図であり、図１０は、第１虚像形成光学部１０１ａのＸＺ断面図であり、図１１は、図９のＡＡ矢視断面図である。図９等において、Ｘ’及びＺ’は、外装ケース１０５ｄの長手方向を基準とする座標となっている。

外装ケース１０５ｄ内において、第１虚像形成光学部１０１ａの先端部１１ａに対向して、投射レンズ３０の鏡筒３８に保持された第１レンズ３１ａが配置されている。鏡筒３８内には、像形成用の光学素子として、第１レンズ（光学素子）３１ａ～第４レンズ（光学素子）３１ｄが保持されている。表示素子８０は、投射レンズ３０の第４レンズ３１ｄに近接した状態で、ケース部８８に支持されてアライメントされて配置されている。メイン基板である電子回路基板４１は、基板ホルダー７５に支持され、第２部材７２の外板部（側面部分）７２ｂに隣り合う状態で配置されている。ここで、電子回路基板４１が外板部（側面部分）７２ｂに隣り合うとは、接するように対向する場合のほかに、離間して並ぶ場合や、横付けするようなものを含む。このように配置することにより、電子回路基板（第２回路基板）４１から外板部（側面部分）７２ｂへの放熱が効率的になり、電子回路基板４１の効率的な冷却が可能になる。駆動回路基板である電子回路基板４２は、基板ホルダー７５に支持され、第２部材７２の上板部（側面部分）７２ａに隣り合う状態で配置されている。ここで、電子回路基板４２が上板部（側面部分）７２ａに隣り合うとは、接するように対向する場合のほかに、離間して並ぶ場合や、横付けするようなものを含む。このように配置することにより、電子回路基板（第１回路基板）４２から上板部（側面部分）７２ａへの放熱が効率的になり、電子回路基板４１の効率的な冷却が可能になる。表示素子８０の背面に対して熱伝導性の接着材又は粘着材を介して貼り付けられた放熱シートＤＳは、表示素子８０から外装ケース１０５ｄに熱を伝導させるためのものである。放熱シートＤＳは、外装ケース１０５ｄの内ではなく、外装ケース１０５ｄに設けた開口ＯＰを経て外装ケース１０５ｄの外に延びる。開口ＯＰは、外装ケース１０５ｄの側面部分のうち下側部分である底板部７１ａに形成されている。このため、開口ＯＰが目立ちにくいものとなる。放熱シートＤＳは、開口ＯＰから引き出されて前方に延びる。放熱シートＤＳの他端ＤＳｂは、内側に熱伝導性の接着材又は粘着材を付着させたものであり、下側面１０５ｏの前方部分ＦＡに対して２次元的に広く密着した状態で貼り付けられている。第１部材７１の後壁部７１ｄに形成された開口部７１ｋには、電子回路基板４１に接続されるケーブル１０９（図１参照）が通される。ケーブル１０９と開口部７１ｋと隙間は、撥水性のゴムブッシュ（不図示）によって簡易にシールされる。

図１２を参照して、放熱シートＤＳの配置や封止について詳細に説明する。図１２において、第１領域ＡＲ１は、外装ケース１０５ｄの底板部７１ａの基材を露出させた状態を示し、第２領域ＡＲ２は、外装ケース１０５ｄの底板部７１ａを防水テープ１０５ｓで覆った状態を示し、第３領域ＡＲ３は、放熱シートＤＳの機能を説明する概念図である。

外装ケース１０５ｄの底板部７１ａに設けられた開口ＯＰは、放熱シートＤＳの断面サイズよりもひとまわり大きい。これにより、放熱シートＤＳを開口ＯＰに無理なく通すことができ、放熱シートＤＳを組み付ける作業性が向上する。放熱シートＤＳは、一端ＤＳａで表示素子８０に固定され、他端ＤＳｂで外装ケース１０５ｄの下側面（側面）１０５ｏに固定されている。つまり、放熱シートＤＳの一端ＤＳａは、表示素子８０の裏面ＳＳｒに貼り付けられ、放熱シートＤＳの他端ＤＳｂは、外装ケース１０５ｄの下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合、表示素子８０から外装ケース１０５ｄの下側面１０５ｏにかけ渡すように放熱シートＤＳを固定することになり、放熱シートＤＳの主面に沿って表示素子８０の熱を外装ケース１０５ｄの下側面１０５ｏに伝搬させることができる。なお、放熱シートＤＳの他端ＤＳｂを一端ＤＳａから離せば離すほど熱源である表示素子８０と、下側面１０５ｏの放熱箇所ＲＨとが分離され、熱勾配を大きくすることができるので、放熱シートＤＳによる冷却効果が高まる。開口ＯＰと放熱シートＤＳとは、防水テープ１０５ｓによって覆われて封止されている。防水テープ１０５ｓは、一方が粘着面となっている非透水性のシートであり、外装ケース１０５ｄの下側面１０５ｏに密着し接着されて気密に固定されている。底板部７１ａのうち開口ＯＰの周囲において放熱シートＤＳの中央部ＤＳｃが当たる部分には、周期的な凹凸として複数の凸条ＰＳ又は溝が形成されている。凸条ＰＳにより、外装ケース１０５ｄの下側面（側面）１０５ｏと放熱シートＤＳとの接触面積を減らすことができ、放熱シートＤＳのうち表示素子８０に近い箇所で放熱が生じて冷却効果が低下することを防止できる。つまり、放熱シートＤＳの中央部ＤＳｃが底板部７１ａに接触してここを暖めて温度勾配が低下することを防止でき、放熱シートＤＳの一端ＤＳａから他端ＤＳｂへの熱流を促進して、一端ＤＳａから離れた領域にある他端ＤＳｂにおいて効率的な放熱が可能になる。放熱シートＤＳの表面方向に沿って熱を伝導させる場合、放熱シートＤＳが薄いほど熱移送を速くすることができるが、放熱シートＤＳが厚いほど熱容量が大きくなって熱移送量を多くすることができる。放熱シートＤＳの厚みは、表示素子８０の発熱量を加味して設定される。なお、放熱シートＤＳは、一様な厚み及び幅を有するものに限らず、端ＤＳａ，ＤＳｂと中央部ＤＳｃとで厚みや幅が異なるものであってもよい。

放熱シートＤＳがグラファイトシートのような導電材料である場合、放熱シートＤＳに電磁シールドの機能を持たせることができる。実施形態の場合、放熱シートＤＳが開口ＯＰを塞ぐように広がっており、電磁シールドに寄与するように配置されている。この場合、外装ケース１０５ｄ等の電磁シールド機能を高めて、外装ケース１０５ｄ内外の回路等を保護することができる。

図１３を参照して、第１虚像形成光学部１０１ａにおける放熱について説明する。外装ケース１０５ｄに収納された熱源のうち、表示素子８０の発熱量が最も少なく、電子回路基板４１，４２のうち、メイン基板である電子回路基板４１の方が駆動回路基板である電子回路基板４２よりも発熱量が多くなっている。この場合、電子回路基板（信号処理基板）４１は、信号処理の負荷によって発熱し易くなっているといえる。具体例では、表示素子８０の消費電力が例えば０．２～０．５Ｗ程度で、発熱量もこの消費電力０．２～０．５Ｗに対応するものとなっており、電子回路基板４２の消費電力が０．５～１Ｗ程度で、発熱量もこの消費電力０．５～１Ｗに対応するものとなっており、電子回路基板４１の消費電力が１．５～２Ｗ程度で、発熱量もこの消費電力１．５～２Ｗに対応するものとなる。つまり、表示素子８０の発熱量が最も少なく、電子回路基板４２の発熱量は表示素子８０の発熱量よりも多く、電子回路基板４１の発熱量は電子回路基板４２の発熱量よりも多い。表示素子８０は許容温度差がΔＴ＝２０℃程度とされる場合が多い。最も低温で安定した状態に維持される必要がある表示素子８０からの熱Ｈ１は、放熱シートＤＳを介して外装ケース１０５ｄの下端に配置された底板部（下側部分）７１ａの下側面１０５ｏに伝達されて、前板部７１ｃ、後壁部７１ｄ等に広がる。これにより、表示素子８０を効率的に冷却することができる。この際、底板部７１ａを経た熱Ｈ１は、相対的に上側に位置する前板部７１ｃ、後壁部７１ｄ等に伝達しやすくなっている。比較的発熱量が多い電子回路基板４１からの熱Ｈ２は、主に放射熱として外装ケース１０５ｄの外側つまり右端に配置された外板部７２ｂに伝達されて、第２部材７２全体に広がるが、第１部材７１に伝わるものは限定的となる。比較的発熱量が少ない電子回路基板４２からの熱Ｈ３は、主に放射熱として外装ケース１０５ｄの上側に配置された上板部７２ａに伝達されて、第２部材７２全体に広がる。ここで、電子回路基板４１からの熱Ｈ２や電子回路基板４２からの熱Ｈ３は、表示素子８０からの熱Ｈ１に比較して大きく第２部材７２を相対的に高温にするが、第１部材７１は、比較的低温に維持される。結果的に、内板部７１ｂの温度は、外板部７２ｂの温度よりもかなり低くなっており、装着者ＵＳに温度的な不快感を与える可能性を確実に低くすることができる。

図１３に示すように、第２回路基板である電子回路基板４１は、外装ケース１０５ｄ中において第１回路基板である電子回路基板４２よりも、外側の外板部７２ｂすなわち第２側面部分１７０ｂ寄りに配置されている。ここで、電子回路基板４１，４２の配置関係は、両基板の重心位置ＣＷ１，ＣＷ２を基準に考える。つまり、電子回路基板４１の重心位置ＣＷ１は、電子回路基板４２の重心位置ＣＷ２よりも－Ｘ’側にある。より好ましくは、第２回路基板である電子回路基板４１は、外装ケース１０５ｄ中において第１回路基板である電子回路基板４２の外側端ＥＤ２よりも、外側つまり外板部７２ｂ寄りに配置される。より大きな熱源である電子回路基板４１が外側に配置されることで、第１部材７１の内板部７１ｂすなわち第１側面部分１７０ａにおいて相対的に温度上昇が発生することを抑制することができる。

第２回路基板である電子回路基板４１は、外装ケース１０５ｄ中において第１回路基板である電子回路基板４２よりも、下側つまり底板部７１ａ寄りに配置されている。つまり、電子回路基板４１の重心位置ＣＷ１は、電子回路基板４２の重心位置ＣＷ２よりも－Ｙ’側にある。より大きな熱源である電子回路基板４１が下側に配置されることで、第２部材７２における熱の拡散効率を高めて、第２部材７２を効率的に放熱することができる。

電子回路基板４１，４２は、第１部材７１の内板部（内側部分）７１ｂから比較的離れて配置されている。つまり、電子回路基板４１，４２は、第１部材７１の内板部７１ｂと第２部材７２の上板部７２ａとから等距離の基準面ＳＬ１よりも外板部７２ｂ側に配置され、又は第１部材７１の内板部７１ｂと底板部７１ａとから等距離の基準面ＳＬ２よりも第２部材７２の外板部７２ｂ側に配置されている。つまり、電子回路基板４１，４２は、外装ケース１０５ｄ中において、内板部（内側部分）７１ｂから比較的離れた領域、つまり破線で示す外側、上側、又は下側に片寄った非内側領域ＤＡに配置されている。非内側領域ＤＡは、外装ケース１０５ｄ内のうち装着者ＵＳ側である断面三角の内側領域ＩＡよりも非装着側の領域となっている。

放熱シートＤＳを通す開口ＯＰは、内板部（内側部分）７１ｂよりも非装着側にあって非内側領域ＤＡに面する非内側部分ＤＰ、つまり底板部７１ａ、上板部７２ａ、及び外板部７２ｂのいずれかに形成されたものとなっていて、放熱シートＤＳの他端ＤＳｂが非内側部分ＤＰの周側面ＲＳに貼り付けられている。図示している具体例において、放熱シートＤＳの他端ＤＳｂは、放熱効率を考慮して、特に下側面１０５ｏに貼り付けられている。なお、底板部７１ａ、上板部７２ａ、及び外板部７２ｂの外界に露出する表面を、下側面１０５ｏ、上側面１０５ｎ、及び外側面１０５ｍとそれぞれ呼んでいるが、これらを第１側面部、第２側面部、及び第３側面部とそれぞれ呼ぶことができる。そして、内板部７１ｂの外界に露出する表面を、内側面１０５ｉと呼んでいるが、これを第４側面部と呼ぶことができる。確認のため付記すると、底板部７１ａの第１内面ＩＳ１は、第１側面部の裏側にあって鏡筒３８に対向し、上板部７２ａの第２内面ＩＳ２は、第２側面部の裏側にあって電子回路基板４２に対向し、外板部７２ｂの第３内面ＩＳ３は、第３側面部の裏側にあって電子回路基板４１に対向し、内板部７１ｂの第４内面ＩＳ４は、第４側面部の裏側にあって鏡筒３８に対向している。

電子回路基板４１，４２が非内側領域ＤＡに配置され、放熱シートＤＳが非内側部分ＤＰの外側に放熱されることで、外装ケース１０５ｄの装着者側である内側の内板部７１ｂにおいて、相対的に温度上昇が発生することを抑制することができる。特に相対的に発熱量が多い電子回路基板４１については、全体として横の中間線ＣＬよりも外側つまり－Ｘ’側に配置されており、第２部材７２の外板部７２ｂ等による放熱を確保しつつ第１部材７１の内板部７１ｂの昇温に影響することが抑制されている。なお、電子回路基板４１，４２は、図示の配置に限らず、非内側領域ＤＡ内で第１虚像形成光学部１０１ａの仕様に応じて様々な箇所に配置することができる。電子回路基板４１，４２の姿勢も外装ケース１０５ｄ内で水平方向や鉛直方向に延びるものに限らず傾けたものとすることができる。ただし、ただし、熱源としての電子回路基板４１，４２は、互いになるべく離して別の側面部分に近づけることが望ましい。

なお、第２像形成本体部１０５ｂにおける放熱については説明を省略するが、図１３において、第１外装ケース１０５ｄや内蔵物の配置を左右反転させたものが、第２像形成本体部１０５ｂの第２外装ケース１０５ｄとなっている。ただし、第２外装ケース１０５ｄ内は、電子回路基板４１を除去したものとなっている。第２像形成本体部１０５ｂの場合、電子回路基板４１がないので、例えば外板部７２ｂに開口ＯＰを設けて放熱シートＤＳを外に引き出すことができる。

図１４は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの変形例を説明する図である。この場合、下側部材である第１部材７１は、底板部７０ｂと外板部７０ｄとで構成され、上側部材である第２部材７２は、内板部７０ａと上板部７０ｃとで構成されている。比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外板部７０ｄに隣り合って配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに隣り合って配置されている。表示素子８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に延びるように引き出され、先端において第１側面部である下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合において、電子回路基板４２を底板部７０ｂに隣り合うように配置し、放熱シートＤＳを通す開口ＯＰを上板部７０ｃに設けることもできる。

図１５は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの別の変形例を説明する図である。この場合、外側部材である第１部材７１は、底板部７０ｂと外板部７０ｄと上板部７０ｃとで構成され、内側部材である第２部材７２は、内板部７０ａで構成されている。比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外板部７０ｄに隣り合って配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに隣り合って配置されている。表示素子８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に引き出され、先端において下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合において、電子回路基板４２を底板部７０ｂに隣り合うように配置し、放熱シートＤＳを通す開口ＯＰを上板部７０ｃに設けることもできる。

図１６は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの別の変形例を説明する図である。この場合、内側部材である第１部材７１は、内板部７０ａと底板部７０ｂと上板部７０ｃとで構成され、外側部材である第２部材７２は、外板部７０ｄで構成されている。比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外板部７０ｄに隣り合って配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに隣り合って配置されている。表示素子８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に延びるように引き出され、先端において下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合において、電子回路基板４２を底板部７０ｂに隣り合うように配置し、放熱シートＤＳを通す開口ＯＰを上板部７０ｃに設けることもできる。

図１７は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの別の変形例を説明する図である。この場合、下側部材である第１部材７１は、底板部７０ｂで構成され、上側部材である第２部材７２は、内板部７０ａと上板部７０ｃと外板部７０ｄとで構成されている。比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外板部７０ｄに隣り合って配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに隣り合って配置されている。表示素子８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に引き出され、先端において下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合において、電子回路基板４２を底板部７０ｂに隣り合うように配置し、放熱シートＤＳを通す開口ＯＰを上板部７０ｃに設けることもできる。

図１８は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの別の変形例を説明する図である。この場合、下側部材である第１部材７１は、内板部７０ａと底板部７０ｂと外板部７０ｄとで構成され、上側部材である第２部材７２は、上板部７０ｃで構成されている。底板部７０ｂ比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外板部７０ｄに隣り合って配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに隣り合って配置されている。表示素子８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に引き出され、先端において下側面１０５ｏに貼り付けられている。この場合において、電子回路基板４２を底板部７０ｂに隣り合うように配置し、放熱シートＤＳを通す開口ＯＰを上板部７０ｃに設けることもできる。

図１９は、図１３に示す外装ケース１０５ｄの別の変形例を説明する図である。この場合、第２部材７２の外板部７２ｂにも開口ＯＰを設け、第２回路基板である電子回路基板４１で発生する熱を放熱シートＤＳによって外板部７２ｂの第３側面部すなわち外側面１０５ｍに排出している。なお、電子回路基板４１を底板部７１ａに隣り合うように配置し、電子回路基板４１で発生する熱を放熱シートＤＳによって底板部７１ａの下側面１０５ｏに排出することもできる。この場合、表示素子８０で発生する熱を放熱シートＤＳによって例えば外板部７２ｂの外側面１０５ｍに排出することになる。

図２０は、装着型表示装置１００の回路的な変形例を説明するブロック図である。右眼用の第２像形成本体部１０５ｂにおいて、第２回路４０ｂは、追加の電子回路基板１４２を有し、この電子回路基板１４２は、第２像形成本体部１０５ｂに内蔵されたカメラ１８０を駆動する駆動回路基板として、第１像形成本体部１０５ａに設けた電子回路基板４１の制御下で動作する。この場合、追加の電子回路基板１４２つまりカメラ信号処理基板は、表示素子８０の駆動回路基板である電子回路基板４２よりも発熱量が多く（具体的には例えば発熱量１Ｗ程度又はそれ以上であり）、第１像形成本体部１０５ａの電子回路基板４１と同様に、外装ケース１０５ｄを形成する外板部７２ｂの外側面１０５ｍに隣り合うように配置することが望ましい。

図４の電子回路基板４１、或いは図４の電子回路基板４２や図２０の電子回路基板１４２は、演算素子、変換素子等の半導体素子によって構成される。具体的には、電子回路基板４１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の回路をいずれか１つ以上含むものによって構成することができる。同様に、電子回路基板４２，１４２は、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ、ＣＰＵ等の回路をいずれか１つ以上含むものによって構成することができる。

以上で説明した実施形態の装着型表示装置１００では、より大きな熱源である電子回路基板（第２回路基板）４１が外側に配置されており、外装ケース１０５ｄの装着者側である内側において相対的に温度上昇が発生することを抑制することができる。また、実施形態の装着型表示装置１００では、放熱シートＤＳが外装ケース１０５ｄに設けられた開口ＯＰを経て外に延び外装ケース１０５ｄの側面である下側面１０５ｏに貼り付けられているので、外装ケース１０５ｄの外側への放熱が容易になり、外装ケース１０５ｄ内の温度上昇を抑えることができる。

〔変形例及びその他の事項〕
以上の説明では、表示素子８０が有機ＥＬの表示パネルやＬＣＤ用のパネルであるとしたが、表示素子８０は、ＬＥＤアレイ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等に代表される自発光型の表示素子であってもよい。さらに、表示素子８０は、レーザー光源とスキャナーとを組みあわせたレーザスキャナーを用いたディスプレイであってもよい。なお、ＬＣＤパネルに代えてＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）技術を用いることもできる。

外装ケース１０５ｄは、マグネシウム合金に限らず、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成することができる。

外装ケース１０５ｄは、発熱体である表示素子８０や電子回路基板４１，４２を全体的に覆うものではなく、これらの発熱体の一部を覆うものであってもよい。また、他の基材、冷却フィン等から外装ケースを構成するものであってもよい。

図２１に示すように、電子回路基板４１の外側に保護シートや放熱シートといった別基材７７を挟んで、電子回路基板４１を外装ケース１０５ｄから離間して配置することもできる。この場合、電子回路基板４１を複数に分割し、分割した複数の回路基板部分を外装ケース１０５ｄに沿って配置することができる。また、同様の別基材７７をさらに設けて複数の電子回路基板４１を外装ケース１０５ｄに略平行な状態で離間させつつ積層することもできる。別基材７７を設けた箇所では、外装ケース１０５ｄに開口ＡＰを設けることもできる。以上は電子回路基板４１についての説明であったが、電子回路基板４２も別基材７７を用いて同様に配置することができる。

図２２に示すように、外装ケース１０５ｄの内板部７１ｂの表面に、シート状の断熱部材７８を配置することができる。断熱部材７８は、粘着材等を利用して内板部７１ｂに固定することができる。断熱部材７８は、断熱効果を有するクッション部材であり、装着者ＵＳに外装ケース１０５ｄの昇温を感じさせ難くすることができる。

第２回路基板である電子回路基板４１は、２部分に分割することもできる。この場合も、これらの部分の全体で発熱量を考えればよく、これらの部分を外板部７２ｂ，７０ｄに隣り合うように配置することで効率的な放熱が達成される。

電子回路基板４１は、実施形態で説明した機能に限らず、様々な機能を持たせることができる。具体的には、電子回路基板４１に例えば充電回路のレギレーターのような電源関連機能を持たせることもできる。

放熱シートＤＳをグラファイトシートとする場合、単層に限らず、図２３に示すように、複数のグラファイトシート８９ａ，８９ｂで構成することができる。つまり、放熱シートＤＳは、複数のグラファイトシートを積層して形成されている。この場合、放熱シートＤＳによる熱伝送断面を増やすことが容易になり、熱抵抗を低下させて表示素子８０の冷却効率を高めることが容易になる。なお、図示の例では２層としているが、３層以上としてもよい。放熱シートＤＳは、グラファイトシートに限らず、熱伝導性アクリルシート、シリコン熱伝導シート等に代表される熱伝導性合成樹脂材で形成することができ、金属系材料又はその複合体で形成することもできる。放熱シートＤＳの固定方法としては、グラファイトシート等を接着剤又は粘着材で固定するものに限らず、グラファイトシート等を外装ケース１０５ｄの周側面ＲＳに接触させて、ねじ止めや、上から押し付け部材によって押さえつけて固定するといった構成も可能である。

以上では、装着型表示装置１００が両眼型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）あるとして説明したが、装着型表示装置１００は、片眼用のウェアラブルディスプレイであってもよい。この場合、装着型表示装置１００は、例えばメガネフレーム又は専用フレームに固定されるものとなり、表示装置１００Ａに相当する部分と、表示装置１００Ａに相当する部分をメガネフレーム等に固定する部分とを備えるものとなる。ここで、表示装置１００Ａにおいて、第１虚像形成光学部１０１ａは、眼前を覆うものに限らず、視線の片隅の方向に配置されるようなものであってもよい。さらに、装着型表示装置１００は、外界像のシースルー視ができないものであってもよく、外界像を遮断して虚像のみを観察する光学系とすることができる。

本発明の装着型表示装置は、眼の周辺に装着するものに限らず、腕輪型の表示装置、指輪型の表示装置等であってもよい。

図２４は、装着型表示装置が腕輪型である場合を概念的に説明する図である。図２４において、＋Ｘ方向は、装着型表示装置１１００を装着した観察者の腕のある内側の方向に対応し、＋Ｙ方向は、観察者の腕が延びる方向であって先端側の下方向に相当し、＋Ｚ方向は、観察者の腕が延びる方向に直交する方向に対応する。図２４において、第１領域ＡＲ１は、装着型表示装置１１００の正面図であり、第２領域ＡＲ２は、装着型表示装置１１００の側面図である。装着型表示装置１１００は、外装ケース１０５ｄ内に表示素子１０８０と、電子回路基板４１，４２とを備える。ここで、比較的発熱量が多い第２回路基板である電子回路基板４１は、外側の外板部７０ｄに近い位置に配置され、比較的発熱量が少ない第１回路基板である電子回路基板４２は、上板部７０ｃに近い位置に配置されている。表示素子１０８０から延びる放熱シートＤＳは、底板部７０ｂに設けた開口ＯＰを介して外に引き出され、先端において底板部７０ｂの表面に貼り付けられている。なお、指輪型の表示装置は、サイズが異なるが、図２４に示す腕輪型の表示装置と同様の構造を有するものとなる。

第１の態様における装着型表示装置は、表示素子と、第１回路基板と、第２回路基板と、表示素子、第１回路基板、及び第２回路基板を収納する外装ケースと、を備え、第２回路基板は、第１回路基板よりも発熱量が多く、外装ケース中において第１回路基板よりも反装着者側である外側に配置される。

上記装着型表示装置では、より大きな熱源である第２回路基板が外側に配置されることで、外装ケースの装着者側である内側において温度上昇が発生することを抑制することができる。

具体的な側面において、第２回路基板は、第１回路基板の外側端よりも外側に配置される。この場合、第２回路基板がより外側に配置されて、外装ケースの装着者側である内側の温度上昇をより抑制することができる。

別の側面において、第２回路基板は、外装ケース中において第１回路基板よりも下側に配置される。より大きな熱源である第２回路基板が下側に配置されることで、外装ケースにおける熱の拡散効率を高めて、外装ケースを効率的に放熱することができる。

さらに別の側面において、外装ケースは、複数の側面部分を有し、第１回路基板と第２回路基板とは、異なる側面部分にそれぞれ隣り合って配置される。この場合、第１回路基板から側面部分への放熱や第２回路基板から側面部分への放熱が効率的になり、回路基板の効率的な冷却が可能になる。

さらに別の側面において、第１回路基板は、表示素子を駆動する駆動回路基板であり、第２回路基板は、外部からの情報を含む信号を処理する信号処理基板である。この場合、信号処理基板は、信号処理の負荷によって発熱し易くなっているといえる。

さらに別の側面において、外装ケース中において第１回路基板及び第２回路基板を保持する基板ホルダーをさらに備える。このように、基板ホルダーを利用することで、外装ケース中における回路基板の配置を自在に設定することができる。

第２の態様における装着型表示装置は、表示素子と、表示素子を駆動する駆動回路基板と、外部からの情報を含む信号を処理する信号処理基板と、表示素子、駆動回路基板、及び信号処理基板を収納する外装ケースと、を備え、駆動回路基板及び信号処理基板は、外装ケース中において装着者側である内側よりも非装着側である非内側領域に配置される。

上記装着型表示装置では、駆動回路基板及び信号処理基板が非内側領域に配置されており、外装ケースの装着者側である内側において温度上昇が発生することを抑制することができる。

具体的な側面において、信号処理基板は、駆動回路基板の動作を制御し、外部装置との間で通信し外部装置から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能を有するメイン基板である。

別の側面において、信号処理基板は、外装ケース中において駆動回路基板よりも反装着者側である外側に配置される。例えば信号処理基板がより大きな熱源である場合、信号処理基板が外側に配置されることで、外装ケースの装着者側である内側において相対的に温度上昇が発生することを抑制することができる。

さらに別の側面において、信号処理基板は、外装ケース中において駆動回路基板よりも下側に配置される。この場合、外装ケースにおける信号処理基板に起因する熱の拡散効率を高めて外装ケースによる放熱効果を高めることができる。

さらに別の側面において、外装ケースは、複数の側面部分を有し、駆動回路基板と信号処理基板とは、異なる側面部分にそれぞれ隣り合って配置される。この場合、駆動回路基板や信号処理基板から側面部分への放熱が効率的になり、駆動回路基板や信号処理基板の効率的な冷却が可能になる。

さらに別の側面において、外装ケースは、マグネシウム合金又はアルミニウム合金で形成されている。外装ケースをマグネシウム合金で形成することにより、軽量ながら高い熱伝導性を達成することができ、外装ケースを介しての回路基板及び表示素子の放熱を効果的なものとすることができる。

さらに別の側面において、表示素子から外装ケースに熱を伝導させる放熱シートをさらに備え、放熱シートは、外装ケースに設けられた開口を経て外に延び、外装ケースの側面に貼り付けられている。この場合、放熱シートが外装ケースに設けられた開口を経て外に延び外装ケースの側面に貼り付けられているので、外装ケースの外側への放熱が容易になり、外装ケース内の温度上昇を抑えることができる。

さらに別の側面において、外装ケースは、表示素子と、像形成用の光学素子を保持する鏡筒を保持する。この場合、外装ケース中に回路基板や鏡筒等を一括して収納することができ、装着型表示装置を多機能にしつつその外観を小型でスタイリッシュなものとすることができる。

別の側面において、外装ケースは、互いに角度を成して連結される２つの側面部分を有する第１部材と、互いに角度を成して連結される２つの側面部分を有する第２部材とを組み合わせて形成される周側面を有する。この場合、外装ケースは、表示素子、回路基板、鏡筒等を上下内外から囲むボックス状のものとなる。

別の側面において、外装ケースの装着者側の側面部分の表面に配置された断熱部材をさらに備える。

ＣＬ…中間線、ＣＷ１，ＣＷ２…重心位置、ＤＡ…非内側領域、ＤＰ…非内側部分、ＤＳ…放熱シート、ＤＳａ，ＤＳｂ…端、ＥＤ２…外側端、ＧＬ…画像光、ＩＡ…内側領域、ＯＬ…外界光、ＯＰ…開口、ＰＳ…凸条、ＲＨ…放熱箇所、ＳＳ…シリコン基板、ＳＳｒ…裏面、ＲＳ…周側面、ＵＳ…装着者、６ａ…シール部、１０ａ，１０ｂ…導光部材、１０ｓ，５０ｓ…本体部材、１１ａ…先端部、１５…ハーフミラー、２０…導光装置、３０…投射レンズ、３８…鏡筒、４０ａ…第１回路、４０ｂ…第２回路、４１，４２…電子回路基板、４８…信号線、５０…中央部材、７１…第１部材、７１ａ…底板部、７１ｂ…内板部、７２…第２部材、７２ａ…上板部、７２ｂ…外板部、７５…基板ホルダー、７５ａ…板状部、７５ｂ…隔壁部、８０…表示素子、８１…本体部分、８１ｋ…発光部、８２…ＦＰＣ部、８８…ケース部、１００…装着型表示装置、１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、１００Ｃ…透視型導光ユニット、１０１ａ，１０１ｂ…虚像形成光学部、１０５ａ，１０５ｂ…像形成本体部、１０５ｄ…外装ケース、１０５ｆ…前側面、１０５ｉ…内側面、１０５ｍ…外側面、１０５ｎ…上側面、１０５ｏ…下側面、１０５ｓ…防水テープ、１０９…ケーブル、１４２…電子回路基板、１８０…カメラ、２００…外部装置

Claims (15)

1. 表示素子と、
   第１回路基板と、
   第２回路基板と、
   前記表示素子、前記第１回路基板、及び前記第２回路基板を収納する外装ケースと、
   を備え、
   前記第２回路基板は、前記第１回路基板よりも発熱量が多く、前記外装ケース中において前記第１回路基板よりも反装着者側である外側に配置される、装着型表示装置。
2. 前記第２回路基板は、前記第１回路基板の外側端よりも外側に配置される、請求項１に記載の装着型表示装置。
3. 前記第２回路基板は、前記外装ケース中において前記第１回路基板よりも下側に配置される、請求項１及び２のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
4. 前記外装ケースは、複数の側面部分を有し、前記第１回路基板と前記第２回路基板とは、異なる前記側面部分にそれぞれ隣り合って配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
5. 前記第１回路基板は、前記表示素子を駆動する駆動回路基板であり、前記第２回路基板は、外部からの情報を含む信号を処理する信号処理基板である、請求項１～４のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
6. 外装ケース中において第１回路基板及び前記第２回路基板を保持する基板ホルダーをさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
7. 表示素子と、
   前記表示素子を駆動する駆動回路基板と、
   外部からの情報を含む信号を処理する信号処理基板と、
   前記表示素子、前記駆動回路基板、及び前記信号処理基板を収納する外装ケースと、
   を備え、
   前記信号処理基板は、前記外装ケース中において前記駆動回路基板よりも反装着者側である外側に配置される、装着型表示装置。
8. 前記信号処理基板は、前記駆動回路基板の動作を制御し、外部装置との間で通信し外部装置から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能を有するメイン基板である、請求項７に記載の装着型表示装置。
9. 前記信号処理基板は、前記外装ケース中において前記駆動回路基板よりも下側に配置される、請求項７及び８のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
10. 前記外装ケースは、複数の側面部分を有し、前記駆動回路基板と前記信号処理基板とは、異なる前記側面部分にそれぞれ隣り合って配置される、請求項７～９のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
11. 前記外装ケースは、マグネシウム合金又はアルミニウム合金で形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
12. 前記表示素子から前記外装ケースに熱を伝導させる放熱シートをさらに備え、前記放熱シートは、前記外装ケースに設けられた開口を経て外に延び、前記外装ケースの側面に貼り付けられている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
13. 前記外装ケースは、前記表示素子と、像形成用の光学素子を保持する鏡筒を保持する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
14. 前記外装ケースは、互いに角度を成して連結される２つの側面部分を有する第１部材と、互いに角度を成して連結される２つの側面部分を有する第２部材とを組み合わせて形成される周側面を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の装着型表示装置。
15. 前記外装ケースの装着者側の側面部分の表面に配置された断熱部材をさらに備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載の装着型表示装置。

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