(57)【要約】【課題】フレームに起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できるヘッドマウントディスプレイを提供すること。【解決手段】導電性のフレーム１０２と、フレーム１０２に支持される第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂと、導電布ＣＣによりシールドされるケーブルＣＢと、ケーブルＣＢをフレーム１０２と第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂとの間において挟持するネジ止め構造とを備え、ネジ止め構造は、フレーム１０２の導通領域ＣＡと導電布ＣＣとを電気的に接続した状態で保持している。【選択図】図５
2020178151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のフレームと、
前記フレームに支持される光学部品と、
シーリング部材によりシールドされるケーブルと、
前記ケーブルを前記フレームと前記光学部品との間において挟持する挟持構造と
を備え、
前記挟持構造は、前記フレームの導通領域と前記シーリング部材とを電気的に接続した状態で保持する、ヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２】
前記シーリング部材は、導電布及び導電性のシールドフィルムのいずれかを含む、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記シーリング部材は、前記フレームの金属部品と電気的に接続されている、請求項１及び２のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記導通領域は、前記ケーブルに沿って形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記光学部品は、左右の眼に対応して画像を表示する第１表示部と第２表示部とを有し、
前記ケーブルは、前記第１表示部から前記第２表示部にかけて延び、前記第１表示部及び前記第２表示部のいずれかと接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記フレームは、前記第１表示部と前記第２表示部との間の位置において、前記ケーブルを引掛けて固定する爪部を含む、請求項５に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記挟持構造は、前記光学部品を前記フレームにネジ止め固定するネジ止め構造である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項８】
表示部と、
前記表示部を支持する導電性のフレームと、
前記表示部と前記フレームとの間に配置されるケーブルと
を備え、
前記ケーブルは、シールドによりシールドされており、
前記フレームは、塗装で覆われた非導通領域と露出した導通領域とを有し、前記導通領域において、前記シールドと電気的に接続されている、ヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
前記表示部は、左右の眼に対応して画像を表示する第１表示部と第２表示部とを有し、
前記ケーブルは、前記第１表示部から前記第２表示部にかけて延び、前記第１表示部及び前記第２表示部のいずれかと接続されている、請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
前記ケーブルを前記フレームと前記表示部との間において挟持する挟持構造を備え、
前記挟持構造は、前記フレームの前記導通領域と前記シールドとを電気的に接続した状態で保持する、請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
表示部と、
前記表示部を支持する導電性のフレームと、
前記表示部と前記フレームとの間に配置されるフレキシブル基板と
を備え、
前記フレキシブル基板は、前記フレームの導通領域と電気的に接続するガスケットを有する、ヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着者に画像を視認させるヘッドマウントディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイとして、例えば特許文献１の図１９に示すように、フレームに沿って延びるハーネスを構成するケーブルについて、シーリングを施すものが知られている。上記のようなシーリングにより、放熱のほか、ケーブルへのノイズの侵入抑制を図るといったことが考えられる。なお、以下において、ヘッドマウントディスプレイをＨＭＤとも記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−５４９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のＨＭＤにおいて、例えばフレームに金属等の伝導性を有するものを使用した場合においてフレームがグラウンドに接続されていないと、フレームの棒状部分に沿って延びているケーブルにおいて信号通信や電力供給のための通電が生じることに伴って、フレームからノイズが発生し、他の電子部品に影響を与えてしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様のヘッドマウントディスプレイは、導電性のフレームと、フレームに支持される光学部品と、シーリング部材によりシールドされるケーブルと、ケーブルをフレームと光学部品との間において挟持する挟持構造とを備え、挟持構造は、フレームの導通領域とシーリング部材とを電気的に接続した状態で保持する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの外観について一例を示す斜視図である。
【図２】ヘッドマウントディスプレイの内部構造について説明するための断面図である。
【図３】ハーネスの構造について説明するための概念図である。
【図４】本実施形態の一例におけるフレームの金属部品について比較例を参照して説明するための図である。
【図５】ハーネスのフレームへの取付について説明するための概念図である。
【図６】ハーネスをフレームへ取り付けた様子を示す画像図である。
【図７】光学部品のフレームへの取付及び挟持構造について説明するための概念的な平面図である。
【図８】映像光の光路について示す概念的な平面図である。
【図９】第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを構成するフレキシブル基板について一例を示す概念的な図である。
【図１０】第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構造を示す概念的な断面図である。
【図１１】ヘッドマウントディスプレイを構成する光学系の一変形例について説明するための概念的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るヘッドマウントディスプレイについて、詳細に説明する。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）１００は、眼鏡のような外観を有する頭部装着型表示装置であり、このヘッドマウントディスプレイ１００を装着した観察者又は使用者に対して虚像による画像光（映像光）を視認させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで視認又は観察させることができる。したがって、ヘッドマウントディスプレイ１００は、虚像表示装置であるとも言える。ヘッドマウントディスプレイ１００は、第１表示装置１００Ａと、第２表示装置１００Ｂと、導電性のフレーム１０２とを備える。また、詳しくは後述するが、ヘッドマウントディスプレイ１００は、フレーム１０２の内部側においてフレーム１０２に沿って設けられて不図示の外部装置へ接続されるケーブルを含むハーネスＨＰを有している。
【０００９】
なお、図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向は、ヘッドマウントディスプレイ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上方向に相当し、＋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。Ｘ、Ｙ、及びＺについて、ヘッドマウントディスプレイ１００における方向として言い換えると、まず、Ｘ軸は、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂを構成する２つの導光部材１０が並ぶ方向に沿った軸に相当する。Ｚ軸は、導光部材１０からの画像光（映像光）の射出方向に沿った軸に相当する。Ｙ軸は、Ｘ軸とＺ軸との双方に直交する軸に相当する。
【００１０】
第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂは、右眼用の虚像と左眼用の虚像とをそれぞれ形成する表示部である。右眼用の第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とを備える光学部品である。左眼用の第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とを備える光学部品である。なお、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂをまとめて表示部と捉えた場合、第１表示装置１００Ａを第１表示部とし、第２表示装置１００Ｂを第２表示部とすることで、左右の構成を区別して捉えることができる。
【００１１】
第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂについては、映像形成デバイスである画像表示装置（映像素子）８０や、投射レンズ３０等の像形成のための光学系（図８参照）やこれらの光学系を収納する部材等でそれぞれ構成されている。なお、これらは、図１に示すカバー状の外装部材１０５ｄにより覆われることで、支持され、かつ、収納されている。
【００１２】
第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂは、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂで形成される映像光を導光させるとともに外界光と映像光とを重複して視認させる導光部であり、導光装置を構成している。以下、第１光学部材１０１ａまたは第２光学部材１０１ｂを導光装置２０ともする。導光装置２０の構造について詳しくは後述するが、導光装置２０は、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂを経た映像光の導光及び外界光の透視用の導光部材１０と、外界光透視用の光透過部材５０とで構成されている。
【００１３】
なお、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂは、単独でも表示装置（虚像表示装置）として機能する。つまり、個々の表示装置１００Ａ、１００Ｂが単体の表示部であるものとしてもよい。
【００１４】
また、ここでは、ヘッドマウントディスプレイ１００において、フレーム１０２に支持される光学部品としては、まず、上述した第１表示装置１００Ａや第２表示装置１００Ｂのようなものが含まれる。さらに、第１表示装置１００Ａ等を構成する各要素についても、当該光学部品であるものとする。すなわち、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂ（導光装置２０）や、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂ、あるいはこれらを収納した状態の部品やこれらを構成する各要素等も、フレーム１０２に支持される光学部品である。
【００１５】
フレーム１０２は、上記のように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂあるいはこれらを構成する要素を支持する部材である。フレーム１０２は、各部を支持する本体部分を構成する導電性のデックカバー１０２ｄと、デックカバー１０２ｄの前面から覆うカバー部材１０２ｃとを有する。
【００１６】
デックカバー１０２ｄは、平面視でＵ字状に折れ曲がった細長い部材であり、金属製の一体部品である。ここでは一例として、デックカバー１０２ｄは、マグネシウム合金で構成されている伝導性の部材である。デックカバー１０２ｄは、Ｕ字状に折れ曲がった左右の端部として、一対のネジ止め構造（図４や図６に示すネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ）を含む。なお、デックカバー１０２ｄの左右両端から後方に延びるつる部分であるテンプル１０４が設けられており、観察者の耳やこめかみ等に当接させ支持するものにできる。また、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂは、デックカバー１０２ｄに付加されている。
【００１７】
カバー部材１０２ｃは、デックカバー１０２ｄと、表示部を構成する第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂすなわち導光装置２０を覆う眼鏡型の形状を有した樹脂製の部材である。
【００１８】
以下、図２〜図７を参照して、ヘッドマウントディスプレイ１００の全体構造や、各部を構成する構成要素について説明する。図２は、ヘッドマウントディスプレイ１００の内部構造について説明するための断面図である。図３は、ハーネスＨＰの構造について説明するための概念図である。図４は、フレーム１０２の金属部品であるデックカバー１０２ｄ説明するための図であり、図示の例では、比較例を参照して比較可能としている。図５は、ハーネスＨＰのフレーム１０２への取付について説明するための概念図であり、図６は、ハーネスＨＰをフレーム１０２へ取り付けた様子を示す画像図である。図７は、光学部品である導光装置２０のフレーム１０２への取付及び挟持構造について説明するための概念的な平面図である。
【００１９】
以上のうち、まず、図２の断面図を参照して、ヘッドマウントディスプレイ１００のうち、フレーム１０２とその周辺の内部構造について説明する。図２のうち、状態α１は、ヘッドマウントディスプレイ１００のうち、第１表示装置１００Ａについて切り欠いた様子を示す斜視断面図であり、状態α２は、状態α１において矢印Ａで示す方向（−Ｘ方向）を正面方向とする断面図である。
【００２０】
図示の断面について、ヘッドマウントディスプレイ１００を上方側（＋Ｙ側）から順に見ていくと、まず、上方側及び前方側（＋Ｚ側）からカバー部材１０２ｃが、デックカバー１０２ｄを覆った状態となっている。次に、デックカバー１０２ｄは、下方側（−Ｙ側）において、ハーネスＨＰと接触した状態となっている。なお、図５や図６等に示すように、ハーネスＨＰは、第１表示部である第１表示装置１００Ａから第２表示部である第２表示装置１００Ｂにかけて延びている。ここでは、ハーネスＨＰは、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂのうち、第１表示装置１００Ａに接続され、第１表示装置１００Ａ用の電力供給や信号送信のためのケーブルとして、フレーム１０２の下方側においてこれに沿って延び、第２表示装置２００Ｂ側で第２表示装置２００Ｂ用の電力供給や信号送信のためのケーブルと一体化して装置外部に向けて配線されている（図１参照）。
【００２１】
図２に戻って、さらに、ハーネスＨＰの下方側には、導光装置２０が配置されている。言い換えると、ハーネスＨＰは、フレーム１０２と光学部品である導光装置２０との間において、これらに挟持されている。
【００２２】
なお、ハーネスＨＰと導光装置２０との間には、シート部材ＳＰが介在している。シート部材ＳＰは、例えば黒色の樹脂製部材であり、ハーネスＨＰが観察者（装着者）から見えてしまったり、ハーネスＨＰに意図しない光が反射して観察者の視認性に影響を与えてしまったりすることを回避あるいは抑制する。つまり、ハーネスＨＰは、シート部材ＳＰとともにフレーム１０２と導光装置２０との間に挟まれている。
【００２３】
以下、図３を参照して、ハーネスＨＰの構造について一例を説明する。ハーネスＨＰは、破線ＤＬ１で囲って一部拡大した断面図に示すように、各種信号送信用のケーブルＣＢと、ケーブルＣＢをシールドするシーリング部材（シールド）としての導電布ＣＣとで構成されている。ハーネスＨＰにおいて、導電布ＣＣは、不図示の外部装置に接続されるコネクタを介して当該外部装置に設けた基板のグラウンドに接続されている。
【００２４】
以下、図４を参照して、フレーム１０２の金属部品であるデックカバー１０２ｄについて具体的一例を説明する。図中上方側の状態β１、状態β２は、比較例のフレームを構成するデックカバー１０２ｘについて示す底面図及び平面図である。一方、図中下方側の状態γ１、状態γ２は、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１００を構成するデックカバー１０２ｄの一例について示す底面図及び平面図である。
【００２５】
図示のうち、比較例のデックカバー１０２ｘは、ほぼ全面に塗装されている。つまり、ハッチングで領域を示す塗装により形成された非導通領域ＮＡが、全体に広がった状態となっている。これに対して、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１００を構成するデックカバー１０２ｄは、塗装で覆われた非導通領域ＮＡと、塗装で覆われることなく露出した導通領域ＣＡとを有している点が比較例のものと異なっている。より具体的には、デックカバー１０２ｄは、例えば状態γ２に示すように、外観に現れる外側部分については、状態β２に示す比較例のデックカバー１０２ｘと同様に、全体的に塗装され、非導通領域ＮＡによって全面が覆われた状態となっている。これに対して、状態γ１に示すように、製品となった状態では外観上には現れないハーネスＨＰとの接触箇所については、塗装で覆われることなく露出した導通領域ＣＡとなっている。例えば塗装膜成膜時において、導通領域ＣＡとすべき箇所にマスクをしておくことで、比較例のデックカバー１０２ｘとは異なり、所望の範囲に導通領域ＣＡを有するデックカバー１０２ｄを形成できる。
【００２６】
さらに、本実施形態では、図示のように、デックカバー１０２ｄは、左右の眼に画像を視認させるための表示部あるいは光学部品を支持すべく左右方向すなわち＋Ｘ方向及び−Ｘ方向について延びる棒状の部材であり、両端部と中央部にこれらを組付けるための組付構造を有している。具体的には、デックカバー１０２ｄは、左右の端部に一対のネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂを有しており、中央部すなわち右眼側と左眼側との境の部分に３点でネジ止めするネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３を有している。
【００２７】
例えば図７に示すように、一対のネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂでの締め付けにより、左右一対の投射レンズ３０がそれぞれネジ止め固定される。また、ネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３での締め付けにより、光学部品である導光装置２０がフレーム１０２に組み付けられる。これらの固定の際、デックカバー１０２ｄに沿って設けられたハーネスＨＰは、挟持された状態で保持される。つまり、一対のネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ及びネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３は、ハーネスＨＰを挟持する挟持構造として機能する。特に、この場合、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向について延びるハーネスＨＰが、一対のネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂにより、フレーム１０２の両端部で挟持され、ネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３により、フレーム１０２の中央部で挟持される。これにより、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向について延びる棒状の部材であるデックカバー１０２ｄに沿って配線されたハーネスＨＰが、デックカバー１０２ｄの全体に亘って接した状態にできる。
【００２８】
以上のような構成により、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ１００では、デックカバー１０２ｄにおいてハーネスＨＰに沿って延びるように形成された導通領域ＣＡを、全般に亘ってシールドである導電布ＣＣ（図３等参照）と電気的に接続させた状態の維持を図ることができる。なお、以上を言い換えると、導通領域ＣＡは、ハーネスＨＰすなわちケーブルＣＢに沿って形成されており、かつ、フレーム１０２の金属部品であるデックカバー１０２ｄが、ケーブルＣＢを包む導電布ＣＣに電気的に接続された状態となっている。
【００２９】
以上の場合、導電布ＣＣが外部装置におけるグラウンドに接続されているため、導電布ＣＣに電気的に接続されているデックカバー１０２ｄも、グラウンドに接続された状態となる。したがって、例えばケーブルＣＢにおいて、信号通信や電力供給のための通電が生じても、これに伴って、フレーム１０２からノイズが発生し、他の電子部品に影響を与えてしまう、といった事態が生じることを回避あるいは抑制できる。したがって、例えば導通領域ＣＡの範囲等を適宜調整することにより、ヘッドマウントディスプレイ１００を、ＥＭＩ規格を確実に満たすものにできる。
【００３０】
また、この場合、挟持構造としてのネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３は、ネジ止め固定での締結力によって、導光装置２０を全体的にフレーム１０２側へ締め付けて、フレーム１０２の導通領域ＣＡとシーリング部材（シールド）である導電布ＣＣとを電気的に接続した状態で保持している。
【００３１】
以下、図５等を参照して、各部の取付の詳細等に関して説明する。まず、図５及び図６に示すように、ハーネスＨＰは、第１表示装置１００Ａから第２表示装置１００Ｂにかけて延びており、ハーネスＨＰに沿ってこれを覆うように設けたシート部材ＳＰとともにフレーム１０２に取り付けられている。特に、本実施形態では、図５において破線ＤＬ２で囲って示すＫＫ矢視断面図にあるように、ネジ止め構造ＮＣ１等が、かぎ状となっており、ハーネスＨＰすなわちケーブルＣＢをシート部材ＳＰとともに引掛けて固定する爪部として機能している。これにより、フレーム１０２の導通領域ＣＡとシーリング部材である導電布ＣＣとを、電気的に接続した状態で保持可能にしている。
【００３２】
次に、図７に示すように、また、既述のように、ネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３は、ケーブルＣＢを、フレーム１０２と第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂとの間において挟持する、すなわち＋Ｙ方向と−Ｙ方向とからケーブルＣＢを挟み込む挟持構造として機能している。より具体的には、まず、中央側については、破線ＤＬ３で囲って示すように、ネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３は、爪部としてケーブルＣＢを含むハーネスＨＰをシート部材ＳＰとともに引掛けて固定する。また、図示のように、それぞれ対応する導光装置２０の先端部ＴＰ１に設けられているＵ字状の溝が、ネジ止め構造ＮＣ２、ＮＣ３に合わせられている。ネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３が設けられている箇所には、図示を省略する鼻当て部や、シェード取付部等が併せて設けられる場合がある。例えば、これら各部を構成する部品を挟み込んで取り付けるための板状部材が、ネジ止め構造ＮＣ１〜ＮＣ３は、すなわちネジ止め穴の配置に応じて設けられ、ネジ止め固定される。これに併せて導光装置２０の先端部ＴＰ１が締めつけ固定される結果、ハーネスＨＰが、デックカバー１０２ｄのうち導通領域ＣＡを設けた下方側（−Ｙ側）の面に押し付けられることになる。
【００３３】
一方、両端側については、例えば破線ＤＬ４で囲って示すように、左眼用の第２表示装置１００Ｂに関して、ネジ止め構造ＳＳｂは、第２表示装置１００Ｂを構成する光学部品である投射レンズ３０についてネジ止め固定により締結している。
【００３４】
ここで、投射レンズ３０は、単数又は複数のレンズを鏡筒ＢＲに収納した構造となっており、図示の例では、鏡筒ＢＲが導光装置２０に対してネジ止め等により精度よく位置決め固定されており、投射レンズ３０と導光装置２０とが一体化して第２表示装置１００Ｂを構成している。このため、ネジ止め構造ＳＳｂにより投射レンズ３０すなわち鏡筒ＢＲが締めつけ固定される結果、ハーネスＨＰが、デックカバー１０２ｄのうち導通領域ＣＡを設けた下方側（−Ｙ側）の面に押し付けられることになる。
【００３５】
なお、図示や説明を省略するが、右眼用の第１表示装置１００Ａに関しても、ネジ止め構造ＳＳａにより、第１表示装置１００Ａを構成する光学部品である投射レンズ３０について、ネジ止め構造ＳＳｂと同様の機能を果たす。
【００３６】
以上により、フレーム１０２の導通領域ＣＡが導電布ＣＣに対して、全面的に押し付けることで、電気的に接続した状態で保持することを確保できる。
【００３７】
以下、図８等を参照して、ヘッドマウントディスプレイ１００による映像光の導光をするための構造等についての一例を概念的に説明する。なお、映像光の導光を行うための装置は、既述のように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂであるが、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２表示装置１００Ｂについては説明を省略する。図８に示すように、第１表示装置１００Ａは、映像光を形成する画像表示装置８０と、結像用の投射レンズ３０と、画像表示装置８０及び投射レンズ３０を経た映像光を導光する導光装置２０（第１光学部材１０１ａ）と、を備える。導光装置２０は、既述のように、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。
【００３８】
画像表示装置８０は、例えば有機ＥＬ等の自発光型の素子構成される映像素子（映像表示素子）とすることができる。また、例えば透過型の空間光変調装置である映像表示素子のほか、図示を省略するが、映像表示素子へ照明光を射出するバックライトである照明装置や動作を制御する駆動制御部を有する構成としてもよい。画像表示装置８０は、ハーネスＨＰから、信号通信や電力供給を受ける。
【００３９】
投射レンズ３０は、構成要素として、例えば単数又は入射側光軸ＡＸに沿って並ぶ複数の光学素子（レンズ）を備える投射光学系であり、これらの光学素子が図７に示す鏡筒ＢＲによって収納され、支持されている。なお、当該光学素子は、例えば非軸対称な非球面（非軸対称非球面）と軸対称な非球面（軸対称非球面）との双方を含む非球面レンズで構成することで、導光装置２０を構成する導光部材１０の一部と協働して導光部材１０の内部に表示像に対応する中間像を形成するものとすることができる。投射レンズ３０は、画像表示装置８０で形成された映像光を導光装置２０に向けて投射し入射させる。なお、投射レンズ３０を構成する光学素子（レンズ）として、軸対称球面をレンズ面とするものを用いることも可能である。
【００４０】
導光装置２０は、既述のように、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。導光部材１０は、プリズム型の導光装置２０の一部であり、一体の部材であるが、図２に示すように、光射出側の第１導光部分１１と光入射側の第２導光部分１２とに分けて捉えることができる。光透過部材５０は、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）であり、導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっている。導光装置２０は、既述のように、例えば投射レンズ３０の鏡筒ＢＲにネジ止めされることにより、投射レンズ３０に対して精度よく位置決め固定されている。
【００４１】
導光部材１０は、光学的な機能を有する側面として、第１〜第５面Ｓ１１〜Ｓ１５を有している。これらのうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが連続的に隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが連続的に隣接する。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置されている。第２面Ｓ１２の表面には、ハーフミラー層が付随して設けられている。このハーフミラー層は、光透過性を有する反射膜（すなわち半透過反射膜）であり、金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成され映像光に対する反射率が適宜設定されている。
【００４２】
以下、映像光（ここでは映像光ＧＬとする。）の光路について概略説明する。導光部材１０は、投射レンズ３０から映像光ＧＬを入射させるとともに第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からの映像光ＧＬは、まず、第４面Ｓ１４に入射して第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で全反射された映像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射し、第２面Ｓ１２に設けたハーフミラー層を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。第１面Ｓ１１を通過した映像光ＧＬは、観察者の眼又はその等価位置に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての映像光ＧＬにより画像を観察することになる。
【００４３】
光透過部材５０は、既述のように導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっており、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）である。光透過部材５０は、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する。第２透過面Ｓ５２は、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光部材１０の第１面Ｓ１１を延長した面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、第２面Ｓ１２に対して接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光部材１０の第３面Ｓ１３を延長した面上にある。
【００４４】
導光装置２０は、上述したように導光部材１０により観察者に映像光を視認させるとともに、導光部材１０と光透過部材５０との協働により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。すなわち、視認させるべき外界像を構成する成分光としての外界光のうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも−Ｘ側に入射するものは、第１導光部分１１の第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とを通過するが、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、収差等をほとんど生じない。また、外界光のうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも＋Ｘ側に入射するもの、つまり、光透過部材５０に入射したものは、これに設けた第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とを通過する際に、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ことで、収差等を生じない。さらに、外界光のうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２に対応する光透過部材５０に入射するものは、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とを通過する際に、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、光透過部材５０越しに歪みのない外界像を観察することになる。
【００４５】
上記のような構成は、第２表示装置１００Ｂにおいても同様となっている。これにより、左右の眼にそれぞれ対応した画像をそれぞれ形成することが可能となっている。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ１００では、導電性のフレーム１０２と、フレーム１０２に支持される光学部品である第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂと、シーリング部材としての導電布ＣＣによりシールドされるケーブルＣＢと、ケーブルＣＢをフレーム１０２と第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂとの間において挟持する挟持構造であるネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３とを備えており、ネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３は、フレーム１０２の導通領域ＣＡと導電布ＣＣとを電気的に接続した状態で保持している。この場合、ネジ止め構造ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３によって、導電性のフレーム１０２のうち導通領域ＣＡを、ケーブルＣＢをシールドする導電布ＣＣに電気的に接続した状態が保持される。これにより、導電布ＣＣを介して導電性のフレーム１０２をグラウンドに接続された状態に維持し、フレーム１０２に起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００４７】
また、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ１００では、表示部である第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂと、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂを支持する導電性のフレーム１０２と、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂとフレーム１０２との間に配置されるケーブルＣＢとを備え、ケーブルＣＢは、シールドである導電布ＣＣによりシールドされており、フレーム１０２は、塗装で覆われた非導通領域ＮＡと露出した導通領域ＣＡとを有し、導通領域ＣＡにおいて、導電布ＣＣと電気的に接続されている。この場合、非導通領域ＮＡと導通領域ＣＡとのうち導通領域ＣＡにおいて、導電布ＣＣと電気的に接続されていることで、導電布ＣＣを介して導電性のフレーム１０２をグラウンドに接続された状態に維持し、フレーム１０２に起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
以下、図９等を参照して、第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイについて説明する。なお、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイは、ハーネスすなわち電力供給や信号送信のためのケーブルの機能を有するものとして、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板すなわちフレキシブル基板を使用している点で、第１実施形態の場合と異なっている。ただし、これ以外の点については、第１実施形態の場合と同様であるので、ヘッドマウントディスプレイの全体構成に関しては、第１実施形態の内容を適宜参照するものとし、図示や説明を省略する。
【００４９】
図９は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを構成するフレキシブル基板について一例を示す概念的な図であり、図１０は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ２００の構造を示す概念的な断面図である。
【００５０】
まず、図９のうち、状態δ１は、フレキシブル基板の一例を概念的に示す平面図であり、状態δ２は、状態δ１におけるＡＡ矢視断面図である。状態δ３は、フレキシブル基板の他の一例を概念的に示す平面図であり、状態δ４は、状態δ３におけるＢＢ矢視断面図である。
【００５１】
ここでは、フレキシブル基板の一構成例として、状態δ４に示すように、フレキシブル基板は、ベース材ＢＳの上に回路を形成する導電性の銅箔部ＣＬが設けられ、その上にカバーレイＶＬを施している。また、この両面に導電性接着剤が施されて接着剤層ＡＬ１，ＡＬ２が形成されるとともに、表面層としてシールドフィルムＳＦ１，ＳＦ２が形成されている。図示の例では、回路が形成される側の最表層をシールドフィルムＳＦ１としている。なお、以上は一例であり、他の構成によるフレキシブル基板を採用することも可能である。
【００５２】
一般に、フレキシブル基板の最表層でのシールド部は、導電性を持たせない構成としていることが多い。このため、上記のように、ヘッドマウントディスプレイのケーブルとして機能させる場合、ヘッドマウントディスプレイのフレームをグラウンドに接続させるための構造を別途考慮する必要がある。そこで、本実施形態では、状態δ１に示す一例としてのフレキシブル基板ＦＣ１や、状態δ３に示す他の一例としてのフレキシブル基板ＦＣ２のように、一部に銅箔部ＣＬを露出させた状態としている。つまり、露出させた箇所を示す状態δ２と露出させていない箇所を示す状態δ４とを比較すると明らかなように、フレキシブル基板ＦＣ１、ＦＣ２は、一部について、最表層のシールドフィルムＳＦ１からカバーレイＶＬまでの層を削っている。
【００５３】
なお、図示のように、フレキシブル基板ＦＣ１では、銅箔部ＣＬを露出させた露出領域ＤＤ１が、フレキシブル基板ＦＣ１が延びる方向すなわちフレーム１０２が延びる方向に沿って連続的に形成されたものとなっている。これに対して、フレキシブル基板ＦＣ２では、銅箔部ＣＬを露出させた露出領域ＤＤ２が、フレキシブル基板ＦＣ２が延びる方向すなわちフレーム１０２が延びる方向に沿って間欠的に形成されたものとなっている。この点において、両者は異なっている。
【００５４】
本実施形態では、上記のような露出領域ＤＤ１，ＤＤ２を設けた上で、さらに、図１０の断面図に示すように、露出領域ＤＤ１，ＤＤ２において銅箔部ＣＬと接続する導電性のガスケットＧＳを設けている。なお、以下の説明では、図１０がフレキシブル基板ＦＣ１を搭載したヘッドマウントディスプレイ２００を示しているものとして説明する。
【００５５】
図１０において概念的に示すように、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ２００は、表示部を構成する導光装置２０を支持する導電性のフレーム１０２と、導光装置２０とフレーム１０２との間に配置されるフレキシブル基板ＦＣ１とを備え、フレキシブル基板ＦＣ１は、フレーム１０２の導通領域ＣＡと電気的に接続するガスケットＧＳを有する構成となっている。
【００５６】
以上のように、フレキシブル基板ＦＣ１のガスケットＧＳは、フレーム１０２のデックカバー１０２ｄにおいて、塗装で覆われることなく露出した導通領域ＣＡと接続されている。すなわち、デックカバー１０２ｄは、ガスケットＧＳを介してフレキシブル基板ＦＣ１の銅箔部ＣＬと電気的に接続されている。ここで、フレキシブル基板ＦＣ１の銅箔部ＣＬは、例えば不図示の外部装置に接続されるコネクタを介して当該外部装置に設けた基板のグラウンドに接続されている。この結果、フレーム１０２は、グラウンドに接続された状態となる。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ２００では、導電性のフレーム１０２と、導光装置２０とフレーム１０２との間に配置されるフレキシブル基板ＦＣ１とを備え、フレキシブル基板ＦＣ１は、フレーム１０２の導通領域ＣＡと電気的に接続するガスケットＧＳを有する。これにより、ガスケットＧＳを介して導電性のフレーム１０２をグラウンドに接続された状態に維持し、フレーム１０２に起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００５８】
また、本実施形態では、ハーネスすなわち電力供給や信号送信のためのケーブルの機能を有するものとして、フレキシブル基板を用いるに際して、フレキシブル基板の最表層が導電性を持たせない構成となっていることを前提とした場合について一例を示している。これに対して、フレキシブル基板の最表層に導電性を持たせた構成とすることで、第１実施形態の場合と同様の構成で、フレキシブル基板を採用することも考えられる。例えば、上記の構成において、シールドフィルムＳＦ１，ＳＦ２に導電性を持たせること、すなわち導電性のシールドフィルムを利用することが考えられる。具体的には、銀ペーストをシールド層として印刷する等の方法を採用することが考えられる。この場合、導電性のシールドフィルムが、第１実施形態における導電布ＣＣと同様にシーリング部材（シールド）としての役割を果たすことで、フレキシブル基板におけるノイズ対策を図りつつ、フレーム１０２に起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００５９】
〔その他〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００６０】
上記において、表示部としての第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂは、導光装置２０において、映像光ＧＬを内部で全反射させて導光させ視認させる映像を形成するものとしているが、表示部については、種々の光学系を採用することが考えられる。例えば、図１１の概念的な平面図に示す一変形例のように、ホログラム素子等の回折素子を用いた構成を適用することも考えられる。なお、図１１の場合、複数のレンズ３０１〜３０４で構成される投射レンズ３２と、ミラー４０と、補正光学系４５及び反射型の第１回折素子７１と、導光系６０と、反射型の第２回折素子７２とによって、画像表示装置（映像素子）８０からの映像光を導光する構成となっている。
【００６１】
また、上記において、ハーネスＨＰに沿って延びるように形成された導通領域ＣＡを、全般に亘ってシールドである導電布ＣＣと電気的に接続させた状態としているが、電気的に接続させた状態が維持できれば、必要に応じて、種々の態様とすることができる。例えば、ハーネスＨＰがフレーム１０２の導通領域ＣＡに沿って間欠的に接続するようなものとしてもよい。また、ハーネスＨＰと導通領域ＣＡの接触箇所の一部を、両面テープ等の粘着性のテープによって接着するものとしてもよい。また、この際、当該テープに導電性を有するものを採用することも考えられる。また、導通領域ＣＡの形状についてもハーネスＨＰに沿って間欠的に形成されているものとしてもよい。
【００６２】
また、上記において、画像表示装置（映像素子）８０としては、種々のものを利用可能であり、例えば、反射型の液晶表示デバイスを用いた構成も可能であり、液晶表示デバイス等からなる映像表示素子に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。
【００６３】
上記の説明では、第２面Ｓ１２のハーフミラー層を例えば金属反射膜や誘電体多層膜としたが、平面又は曲面のホログラム素子に置き換えることができる。また、第５面Ｓ１５についても、ミラー反射面とする場合のほか、ホログラム素子で構成することも可能である。
【００６４】
上記の説明では、導光部材１０等が眼の並ぶ横方向に延びているが、導光部材１０を縦方向に延びるように配置することもできる。この場合、導光部材１０は、直列的ではなく並列的に平行配置された構造を有することになる。
【００６５】
上記の説明では、画像光と外界光とを重畳させる態様についてのみ説明しているが、例えば重畳させずに画像光のみにする態様と外界光のみにする態様とを切り替えて観察することができる虚像表示装置において適用してもよい。一例としては、いわゆる仮想現実（ＶＲ）の画像形成を行う表示装置に対しても、本願を適用することができる。
【００６６】
また、本願発明の技術を、ディスプレイと撮像装置とで構成されるいわゆるビデオシースルーの製品に対応させるものとしてもよい。
【００６７】
以上のように、本発明の一態様のヘッドマウントディスプレイは、導電性のフレームと、フレームに支持される光学部品と、シーリング部材によりシールドされるケーブルと、ケーブルをフレームと光学部品との間において挟持する挟持構造とを備え、挟持構造は、フレームの導通領域とシーリング部材とを電気的に接続した状態で保持する。
【００６８】
上記ヘッドマウントディスプレイでは、挟持構造によって、導電性のフレームのうち導通領域をケーブルのシーリング部材に電気的に接続した状態で保持している。これにより、シーリング部材を介して導電性のフレームをグラウンドに接続させた状態に維持し、フレームに起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００６９】
本発明の具体的な側面では、シーリング部材は、導電布及び導電性のシールドフィルムのいずれかを含む。この場合、導電布及び導電性のシールドフィルムに通電させることより、導電性のフレームをグラウンドに接続させることができる。
【００７０】
本発明の別の側面では、シーリング部材は、フレームの金属部品と電気的に接続されている。この場合、当該金属部品に起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００７１】
本発明のさらに別の側面では、導通領域は、ケーブルに沿って形成されている。この場合、ケーブルでの通電に伴うフレームでのノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００７２】
本発明のさらに別の側面では、光学部品は、左右の眼に対応して画像を表示する第１表示部と第２表示部とを有し、ケーブルは、第１表示部から第２表示部にかけて延び、第１表示部及び第２表示部のいずれかと接続されている。この場合、両眼視による画像視認が可能になり、この際、ケーブルを一箇所に集約できる。
【００７３】
本発明のさらに別の側面では、フレームは、第１表示部と第２表示部との間の位置において、ケーブルを引掛けて固定する爪部を含む。この場合、爪部により、ケーブルを保持できる。
【００７４】
本発明のさらに別の側面では、挟持構造は、光学部品をフレームにネジ止め固定するネジ止め構造である。この場合、ネジ止め固定による締結で、確実に挟持した状態を維持できる。
【００７５】
以上のように、本発明の別の一態様のヘッドマウントディスプレイは、表示部と、表示部を支持する導電性のフレームと、表示部とフレームとの間に配置されるケーブルとを備え、ケーブルは、シールドによりシールドされており、フレームは、塗装で覆われた非導通領域と露出した導通領域とを有し、導通領域において、シールドと電気的に接続されている。
【００７６】
上記ヘッドマウントディスプレイでは、フレームの非導通領域と導通領域とのうち、導通領域においてシールドと電気的に接続されていることで、シールドを介して導電性のフレームをグラウンドに接続された状態に維持し、フレームに起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【００７７】
本発明の具体的な側面では、表示部は、左右の眼に対応して画像を表示する第１表示部と第２表示部とを有し、ケーブルは、第１表示部から第２表示部にかけて延び、第１表示部及び第２表示部のいずれかと接続されている。この場合、両眼視による画像視認が可能になり、この際、ケーブルを一箇所に集約できる。
【００７８】
本発明の別の側面では、ケーブルをフレームと表示部との間において挟持する挟持構造を備え、挟持構造は、フレームの導通領域とシールドとを電気的に接続した状態で保持する。この場合、挟持構造によって、導電性のフレームのうち導通領域をケーブルのシールドに電気的に接続した状態で保持することで、導電性のフレームをグラウンドに接続させた状態に維持できる。
【００７９】
以上のように、本発明のさらに別の一態様のヘッドマウントディスプレイは、表示部と、表示部を支持する導電性のフレームと、表示部とフレームとの間に配置されるフレキシブル基板とを備え、フレキシブル基板は、フレームの導通領域と電気的に接続するガスケットを有する。
【００８０】
上記ヘッドマウントディスプレイでは、ガスケットを介して導電性のフレームをグラウンドに接続された状態に維持し、フレームに起因するノイズ発生を回避あるいは抑制できる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…導光部材、２０…導光装置、３０…投射レンズ、３２…投射レンズ、４０…ミラー、４５…補正光学系、５０…光透過部材、６０…導光系、７１…第１回折素子、７２…第２回折素子、８０…画像表示装置（映像素子）、１００…ヘッドマウントディスプレイ、１００Ａ…第１表示装置、１００Ｂ…第２表示装置、１０２…フレーム、１０２ｃ…カバー部材、１０２ｄ…デックカバー、１０２ｘ…デックカバー、１０４…テンプル、１０５ｄ…外装部材、２００…ヘッドマウントディスプレイ、３０１〜３０４…レンズ、Ａ…矢印、ＡＸ…入射側光軸、ＢＲ…鏡筒、ＢＳ…ベース材、ＣＡ…導通領域、ＣＢ…ケーブル、ＣＣ…導電布、ＣＬ…銅箔部、ＤＤ１，ＤＤ２…露出領域、ＤＬ１〜ＤＬ４…破線、ＦＣ１、ＦＣ２…フレキシブル基板、ＧＬ…映像光、ＧＳ…ガスケット、ＨＰ…ハーネス、ＮＡ…非導通領域、ＳＦ１，ＳＦ２…シールドフィルム、ＳＰ…シート部材、ＳＳａ，ＳＳｂ，ＮＣ１〜ＮＣ３…ネジ止め構造、ＴＰ１…先端部、ＶＬ…カバーレイ、α１，α２，β１，β２，γ１，γ２，δ１〜δ４…状態
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020178151.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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