JPH0915527A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却手段の作動時に生じる音ノイズを軽減さ
せ、良質な画像と共に良質な音声も供給することができ
る頭部装着型映像表示装置を提供する。 【構成】 本発明による頭部装着型映像表示装置は、映
像表示素子２と、映像表示素子２に表示された映像を観
察者の眼球に導くための接眼光学系１と、映像表示素子
２に表示された映像に対応する音声を出力する図示しな
いスピーカと、冷却ファン３とモータ４により構成され
た装置内部を冷却する冷却手段と、この冷却手段の作動
時に発生する音ノイズを検出する音ノイズ検出器５と、
波形発生器７と、前記音ノイズの波形と波形生成器７か
らの出力波形とを比較しこの情報を波形発生器７へ送信
する波形比較器６と、波形比較器６から送信された情報
に基づき波形発生器７で修正された信号波形を出力する
音声出力手段８と、により構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察者の頭部に着脱自
在に装着保持させて使用し、観察者の眼球内の網膜上に
直接観察画像を拡大投影するようにした頭部装着型映像
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、頭部に装着して映像を観察する
装置は、眼鏡を掛けるように装着するか或いは頭部を包
むようにして装着保持し、装着した状態で観察者の両眼
の前方に位置する接眼光学系を介して、映像表示素子に
表示された像を観察できるようになっている。そして、
この種の装置は長時間頭部に装着することが多く、その
ため、装置本体に内蔵されている映像表示素子及びその
周辺回路の発熱等による装置内部の温度上昇や、観察者
の発汗によりレンズ等の光学素子表面に曇りを生じ易く
なる。従って、このような観察者に不快感を与えるよう
な不具合を解消するために、例えば、特開平６−１７５
０６６号公報に開示された装置のように、装置内部及び
観察者の頭部の冷却，換気を促すためのファンが備えら
れたものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平６−１７５０６６号公報に開示された装置をはじめ
として、装置内部を冷却する等の目的で冷却ファンが備
えられている装置では、冷却ファンの作動音のため、映
像と同時に供給される音声が聞き取り難いという問題が
生じ、観察者にとって非常に使用し難いものである。

【０００４】そこで、本発明は上記のような従来技術の
問題点に鑑み、冷却ファンの作動時に生じる音ノイズを
軽減させ、良質な画像と共に良質な音声も供給すること
ができる頭部装着型映像表示装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による頭部装着型映像表示装置は、映像表示
手段と、この映像表示手段に表示された映像に対応する
音声を出力するスピーカ部と、前記映像表示手段を冷却
する冷却手段とを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記冷却手段の作動時に発生する音波に干渉しこの
音波を弱めるための音波を出力する音声出力手段が備え
られていることを特徴とする。又、前記音声出力手段
は、前記冷却手段の作動時に発生する音波の、振幅が
０．７乃至１．３倍、且つ、周波数が０．９乃至１．１
倍の範囲の音波を出力し、更に、前記音声出力手段が出
力する音波の位相が、前記冷却手段の作動時に発生する
音波の位相と相対的に逆位相となるようにしている。

【０００６】更に、本発明の装置は、映像表示手段と、
この映像表示手段に表示された映像に対応する音声を出
力するスピーカ部と、前記映像表示手段を冷却する冷却
手段とを有する頭部装着型映像表示装置において、前記
音声の出力レベルの変化を検知することが可能な音声レ
ベル検知手段と、この音声レベル検知手段により検知さ
れた出力レベルの変化に応じて前記冷却手段の作動状態
を調整し得る冷却手段制御手段と、を備えていることを
特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明による頭部装着型映像表示装置は、上記
のような特徴を有しているので、映像表示手段の作動時
に発生する発熱部の熱を冷却手段により開放することが
でき、映像表示手段の熱による故障を防止することがで
きる。又、このとき前記冷却手段の作動によって発生す
る音波と干渉し合う音波が前記音声出力手段より出力さ
れ、冷却手段より発生される音波（音ノイズ）と音声出
力手段より出力される音波とが相互に弱め合うことにな
るため、観察者は冷却手段から発生される音ノイズによ
る不快感から開放される。

【０００８】又、本発明の装置では、特に、前記音声出
力手段は、前記冷却手段の作動時に発生する音波の、振
幅が０．７乃至１．３倍、且つ、周波数が０．９乃至
１．１倍の範囲の音波を出力し、更に、前記音声出力手
段が出力する音波の位相が、前記冷却手段の作動時に発
生する音波の位相と相対的に逆位相となるようにしたた
め、冷却手段から発生される音ノイズを抑制するのによ
り効果的である。

【０００９】更に、本発明の装置では、音声出力手段か
ら出力される音声レベルの変化に対応させて、冷却手段
制御手段により前記冷却手段の作動状態の調整を行うよ
うになっているため、前記冷却手段の作動時に発生する
騒音が前記スピーカ部から出力される音声レベルの変化
に応じて調整される。このため、観察者は、冷却手段が
発生する騒音が気にならなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。

【００１１】第１実施例 図１は本実施例にかかる頭部装着型映像表示装置を装着
した状態を示す概念図である。本実施例の装置は、眼鏡
を掛けるように装着するか或いは頭部を包むようにして
装着保持し、装着した状態で観察者の両眼の前方に位置
する接眼光学系１を介して、映像表示素子２に表示され
た像を観察できるようになっている。そして、観察者は
接眼光学系１を介して供給される映像表示素子２からの
映像と同時に図示しないスピーカにより音声も聴くこと
ができるようになっている。又、装置本体１０の上部に
は、冷却ファン３及びモータ４により構成された冷却手
段が設けられており、映像表示素子２及びその周辺回路
からの発熱を、冷却ファン３をモータ４で回転させて空
気を供給することにより防止している。加えて、この冷
却手段は装置本体１０に内臓された各光学素子の表面に
生じる曇りを防止する効果を有している。しかしなが
ら、前記冷却手段を作動させると、音ノイズが発生し、
観察者にとって前記スピーカからの音声が聞き取り難く
なる。

【００１２】そこで、本実施例の装置では、前記スピー
カの近傍に前記音ノイズの波形を検出する音ノイズ波形
検出器５を設けている。この音ノイズ検出器５では、例
えば図２（ａ）に示すような音ノイズ波形の状態を検出
し、この音ノイズ波形の信号を波形比較器６へ送信す
る。波形比較器６では前記音ノイズ波形と波形発生器７
から供給されている信号の波形（初期状態）とが比較さ
れ、これら二者の振幅及び周波数のずれを検出し、この
情報を波形発生器７へ送信する。波形発生器７では、内
臓されている波形変換手段において、波形発生器７から
出力された初期の信号の波形が前記音ノイズ波形と同振
幅，同周波数で位相が１８０°ずれた状態の波形（図２
（ｂ）に示す信号）に変換されて、音ノイズ検出器５の
近傍に設けられている音声出力手段８へ向けて送信され
る。この結果、音声出力手段８からは同図（ｂ）に示す
波形信号が出力され、この波形と図２（ａ）に示す音ノ
イズ波形とが干渉し打ち消し合って、波形は同図（ｃ）
に示すような状態になり、人間の耳では殆ど判別できな
い状態の波形が形成される。

【００１３】尚、本実施例では、音声出力手段８から出
力される波形の振幅を、上記冷却手段の作動により発生
する音ノイズ波形の振幅の０．７乃至１．３倍の範囲と
なるように設定し、又、音声出力手段８から出力される
波形の周波数を、上記冷却手段の作動により発生される
音ノイズ波形の周波数の０．９乃至１．１倍の範囲とな
るように設定している。又、波形比較器６及び波形発生
器７は、本実施例の装置を観察者の頭部において支持す
る図示しない頭頂部フレームに内臓されている。

【００１４】以上のような方法によって、本実施例の頭
部装着型映像表示装置では、前記冷却手段から発生され
る音ノイズ波形の抑制が行われ、良好な映像と共に音声
も供給することが可能になる。更に、本実施例の装置で
は、音ノイズ検出器５は、前記冷却手段が発生する音ノ
イズ波形を検出するだけでなく、外界の騒音が形成する
波形の検出もできるため、より優れた音声の供給が可能
である。

【００１５】又、上記のような本実施例の装置におい
て、波形発生器７から出力される信号の波形の振幅，周
波数及び位相を手動により変化させて音ノイズを抑制で
きるように構成すれば、音ノイズ検出器５を設ける必要
はない。更に、波形発生器７は、任意の正弦波，三角
波，のこぎり波及び矩形波等を発生させ得るものを用い
ているが、これを記憶素子等を用いて予め設定したデー
タに基づく波形を発生させることができるように構成し
ても良い。このように構成すれば、予め冷却ファン３及
びモータ４から発生される音ノイズの波形を前記記憶素
子に記憶させ、波形発生器７から発生される出力波形を
その音ノイズ波形に対応させて設定することで、音ノイ
ズ対策を実現できる他、音ノイズ検出器５も省略でき、
観察者の耳に当てられる装置部分のコンパクト化を図る
ことができる。 更には、波形発生器７から出力される
波形の位相変化を、前述のような波形発生器７自身によ
り行う方法に代えて、音声出力手段８の位置を移動させ
る方法により行っても良い。

【００１６】更に、本実施例の装置では、音ノイズ波形
に干渉する波形を音声出力手段８から出力させている
が、音声出力手段８を用いずに、かかる装置に当初から
設けられている前記スピーカへ波形発生器７で生成され
た波形を入力させるように構成しても良い。又、本実施
例では、装置の冷却手段及び光学素子表面の曇り防止手
段を冷却ファン３及びモータ５により構成しているが、
このような冷却手段及び曇り防止手段を、液体が気化す
る際に熱を吸収する原理を利用した装置により構成して
も良い。本実施例の装置では、このような冷却手段及び
曇り防止手段を用いた場合にも、上記と同様の効果を奏
する。

【００１７】加えて、本実施例の頭部装着型映像表示装
置の応用としては、例えば、歯の治療における治療器具
の作動音は非常に不快なものであり、このような場合に
本実施例の装置を用いれば、治療器具の音に悩まされる
のを回避することができ、非常に有効である。

【００１８】第２実施例 図３は本実施例にかかる頭部装着型映像表示装置を装着
した状態を示す概念図である。本実施例の装置も、第１
実施例に示した装置と同様に、眼鏡を掛けるように装着
するか或いは頭部を包むようにして装着保持し、装着し
た状態で観察者の両眼の前方に位置する接眼光学系１を
介して、映像表示素子２に表示された像を観察できるよ
うになっている。そして、観察者は接眼光学系１を介し
て供給される映像表示素子２からの映像と同時にスピー
カ１１より音声を聴くことができるようになっている。
又、本実施例の装置においても、装置本体１０の上部に
は、冷却ファン３及びモータ４で構成された冷却手段が
設けられており、映像表示素子２の周辺回路からの発熱
や、接眼光学系１を構成する光学素子表面に生じる曇り
を、冷却ファン３をモータ４で回転させて空気を供給す
ることで防止している。

【００１９】このとき、前記冷却手段より生じる音ノイ
ズはモータ４へ供給される電力量に影響され、その電力
が大きくなる程、音ノイズは大きくなる。従って、観察
者に供給される音声が小さい場合には、モータ４へ供給
する電力を比較的小さく、又、かかる音声が大きい場合
には、音声を聴くのを妨げない程度にモータ４へ供給す
る電力が比較的大きくなるように設定することによって
音ノイズ対策を行えば良い。そこで、実施例では、図３
に示すように、まず観察者にスピーカ１１を介して供給
されるＴＶ，映画又はゲーム等の音声の大きさを音声レ
ベル検知器１２により検出する。そして、その音声レベ
ルに応じて冷却手段を構成するモータ４へ供給されるべ
き電力の大きさをモータ電力制御部１３において変化さ
せ得るようになっている。尚、音声レベル検出器１２及
びモータ電力制御部１３は、本実施例の装置を観察者の
頭部において支持する図示しない頭頂部フレームに内臓
されている。このような構成によって、前記冷却手段が
生じる音ノイズレベルを、観察者に供給される音声のレ
ベルよりも低く抑え、その音ノイズを観察者が気になら
なくなるようなレベルに設定することが可能になり、観
察者に良好な状態で音声を提供することができるように
なる。

【００２０】尚、本実施例の装置においても、第１実施
例の装置と同様に、前記冷却手段を、液体が気化する際
に熱を吸収する原理を用いた装置により構成することは
可能であり、このような装置を用いたとしても、前記の
ような音ノイズ対策に有効である。又、本実施例の装置
においても、第１実施例の装置と同様に、歯科治療の際
に使用すれば、歯科治療器具が生じる不快な音を紛らわ
すことができる。

【００２１】更に、多人数で１台の頭部装着型映像表示
装置を使用するような場合では、特に使用者の肌に接触
する部分が少ない装置が好まれる。従って、上記各実施
例に示した装置もヘルメットタイプではなく、オープン
エアータイプに構成すると良い。又、このようなオープ
ンエアータイプの装置では、不快な音ノイズも外界へ放
出されることになるため、音ノイズ対策としても好適で
ある。

【００２２】以上説明したように、本発明の頭部装着型
映像表示装置は請求項１乃至３に記載の特徴に加えて、
以下に示す特徴も兼ね備えている。

【００２３】（１）上記冷却手段の作動時に発生する音
波の波形状態を検出する音ノイズ検出手段と、波形信号
を出力する波形発生手段と、前記音ノイズ検出手段によ
り検出された波形状態と前記波形発生手段より出力され
た波形とを比較する波形比較手段と、この波形比較手段
による情報に基づき前記波形発生手段より出力される波
形信号を前記音ノイズ検出手段により検出された波形に
対し互いに弱め合う干渉を行う波形信号に変換する波形
変換手段と、を備え、前記音声出力手段は前記変更され
た波形信号に基づき音声を出力するようにしたことを特
徴とする請求項１又は２に記載の頭部装着型映像表示装
置。

【００２４】（２）上記音ノイズ検出手段は、外界から
進入する騒音の波形状態を検出し得るようになっている
ことを特徴とする請求項１，２又は上記（１）に記載の
頭部装着型映像表示装置。

【００２５】（３）上記スピーカ部は上記干渉を行う音
波を出力する音声出力手段と共有され得るようにしたこ
とを特徴とする請求項１，２又は上記（１）に記載の頭
部装着型映像表示装置。

【００２６】（４）上記冷却手段は、冷却ファン及びモ
ータにより構成されていることを特徴とする請求項１乃
至３又は上記（１）乃至（３）の何れかに記載の頭部装
着型映像表示装置。

【００２７】（５）上記冷却手段は、装置に内臓されて
いる光学素子の表面の曇り防止手段を兼ねていることを
特徴とする請求項１乃至３又は上記（１）乃至（４）の
何れかに記載の頭部装着型映像表示装置。

【００２８】（６）上記頭部装着型映像表示装置は、オ
ープンエアータイプに構成されていることを特徴とする
請求項１乃至３又は上記（１）乃至（５）の何れかに記
載の頭部装着型映像表示装置。

【００２９】

【発明の効果】上述のように、本発明による頭部装着型
映像表示装置によれば、装置に備えられた冷却装置から
生じる音ノイズを観察者が殆ど気にならない程度にまで
抑制できるため、映像のみならず音声をも良好な状態で
鑑賞することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる頭部装着型映像表
示装置を装着した状態を示す概念図である。

【図２】第１実施例の頭部装着型映像装置における音ノ
イズ抑制方法について説明するための図であり、（ａ）
は発生する音ノイズの波形を示す図、（ｂ）は装置が生
成する音ノイズ干渉のための波形を示す図、（ｃ）は
（ａ），（ｂ）に示した波形の合成図である。

【図３】本発明の第２実施例にかかる頭部装着型映像表
示装置を装着した状態を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 接眼光学系 ２ 映像表示素子 ３ 冷却ファン ４ モータ ５ 音ノイズ検出器 ６ 波形比較器 ７ 波形発生器 ８ 音声出力手段 １０ 装置本体 １１ スピーカ １２ 音声レベル検知器 １３ モータ電力制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像表示手段と、該映像表示手段に表示
   された映像に対応する音声を出力するスピーカ部と、前
   記映像表示手段を冷却する冷却手段とを有する頭部装着
   型映像表示装置において、 前記冷却手段の作動時に発生する音波に干渉し該音波を
   弱めるための音波を出力する音声出力手段を備えたこと
   を特徴とする頭部装着型映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記音声出力手段は、前記冷却手段の作
   動時に発生する音波の、振幅が０．７乃至１．３倍、且
   つ、周波数が０．９乃至１．１倍の範囲の音波を出力
   し、更に、前記音声出力手段が出力する音波の位相が、
   前記冷却手段の作動時に発生する音波の位相と相対的に
   逆位相となるようにした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。
3. 【請求項３】 映像表示手段と、該映像表示手段に表示
   された映像に対応する音声を出力するスピーカ部と、前
   記映像表示手段を冷却する冷却手段とを有する頭部装着
   型映像表示装置において、 前記音声の出力レベルの変化を検知する音声レベル検知
   手段と、 該音声レベル検知手段により検知された出力レベルの変
   化に応じて前記冷却手段の作動状態を調整し得る冷却手
   段制御手段と、を備えていることを特徴とする頭部装着
   型映像表示装置。