(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示素子及び該表示素子上に形成された映像を観察者の眼球に導く観察光学系を有し観察者に前記表示素子上の映像を表示する映像表示部本体と、前記表示素子を駆動する駆動回路基板とを有する映像表示装置において、前記駆動回路基板を観察者が映像を観察する光軸に対し略垂直方向に配置し、前記駆動回路基板上に実装する部品の内の発熱量の高い部品を観察者と反対側の面に配置したことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路基板及び前記映像表示部本体の間の空間に断熱材を充填した請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
映像を表示する表示素子及び該表示素子上に形成された映像を観察者の眼球に導く観察光学系を有し観察者に前記表示素子上の映像を表示する映像表示部本体と、前記表示素子を駆動する駆動回路基板とを有する映像表示装置において、前記駆動回路基板を観察者が映像を観察する光軸に対し略垂直方向に配置し、前記駆動回路基板上に実装する部品の内の発熱量の高い部品を金属カバーで覆い、該金属カバーの放熱部を前記映像表示部本体の観察者と反対側に設けたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
電磁波を発生する電気部品を前記金属カバーにより覆い、前記金属カバーを接地した請求項３に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者の頭部又は顔面に装着して映像を表示する映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、装置本体を頭部又は顔面に装着して映像及び音声を楽しみ、高い没入感を得る頭部装着型の映像表示装置が知られている。
【０００３】
図５は従来の頭部装着型映像表示装置の斜視図を示し、映像表示装置は観察者に映像を表示する表示部本体１と、観察者の頭部に装着し固定する装着部２とから構成されている。装着部２には、観察者の頭部に押圧して観察者に対して装着部２がずり落ちないようにする額パッド３、及び観察者の後頭部にフィットし表示部本体１が不用意に動かないように固定する後頭部パッド４が付設されている。表示部本体１と装着部２はヒンジ５により接続されており、表示部本体１はヒンジ５の軸によって観察者に対して回動可能に取り付けられ、跳ね上げることができるようになっている。
【０００４】
図６は表示部本体１の光軸に対して垂直な断面図を示し、観察者Ｓが覗く位置に第１のハーフミラー６と凹面鏡である第２のハーフミラー７とが配置されて、接眼光学系が構成されている。第１のハーフミラーの入射方向には、二次元映像を表示する表示手段であるＬＣＤ（液晶表示素子）８、このＬＣＤ８を照明するバックライト９、ＬＣＤ８及びバックライト９を駆動する電気回路基板１０が配置されている。ここで、２枚のハーフミラー６、７の必要な光路長を得るために、表示部本体１全体として前後方向に或る程度の厚みが必要となるので、この必要な厚み空間を生かして、電気回路基板１０は接眼光学系の上部又は下部に光軸に対して平行に配置されている。
【０００５】
ここで、表示部本体１の重量をM0、表示部本体１の重心位置をG0、表示部本体１を支持する額パッド３の観察者Ｓに触れる部分と表示部本体１の重心位置G0との距離をL0とすると、額パッド３に加わる表示部本体１の重量モーメントI0は、次式のように表される。
I0＝M0×L0（Ｋｇ・ｍ）
【０００６】
額パッド３及び後頭部パッド４は、この表示部本体１の重量モーメントI0を支持して、表示部本体１が観察者Ｓに対してずり落ちたり不用意に動かないように設定されている。
【０００７】
図７は観察者Ｓが映像表示装置を装着したときの側面図を示し、映像表示装置は額パッド４及び後頭部パッド５を使用して観察者Ｓの頭部に装着され、観察者Ｓの眼前に表示部本体１が配置される。表示部本体１において、ＬＣＤ８上に表示された映像は、第１のハーフミラー６により第２のハーフミラー７の方向に反射され、この映像は第２のハーフミラー７により拡大されて、再び第１のハーフミラー６を透過した後に観察者Ｓに至り、観察者Ｓは拡大映像を眼前の中空上に浮かんでいるように観察することができ、高い没入感を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、前後方向に或る程度の厚みがあるために、ユニット全体の重心が距離的に観察者Ｓの顔面から離れてしまい、支持点である額パッド３に生ずる重量モーメントIOが大きくなり、観察者Ｓは重量感を強く感じて快適な装着感が得られないという問題点がある。更に、観察者Ｓは装着時に表示部本体１がずり落ちたり不安定になったりしないように、重量モーメントI0に対抗した後頭部パッド４の押圧力を必要とするので、観察者Ｓは頭を強く締め付けられるように感じ、不快感が生じかつ頭痛を起こす虞れがある。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、装着時に重心位置のバランスを調整して重量感を感じさせない映像表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子及び該表示素子上に形成された映像を観察者の眼球に導く観察光学系を有し観察者に前記表示素子上の映像を表示する映像表示部本体と、前記表示素子を駆動する駆動回路基板とを有する映像表示装置において、前記駆動回路基板を観察者が映像を観察する光軸に対し略垂直方向に配置し、前記駆動回路基板上に実装する部品の内の発熱量の高い部品を観察者と反対側の面に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示素子及び該表示素子上に形成された映像を観察者の眼球に導く観察光学系を有し観察者に前記表示素子上の映像を表示する映像表示部本体と、前記表示素子を駆動する駆動回路基板とを有する映像表示装置において、前記駆動回路基板を観察者が映像を観察する光軸に対し略垂直方向に配置し、前記駆動回路基板上に実装する部品の内の発熱量の高い部品を金属カバーで覆い、該金属カバーの放熱部を前記映像表示部本体の観察者と反対側に設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の映像表示装置の断面図、図２は表示部本体の構成部材の分解斜視図を示し、頭部装着部の構成は図５に示す従来例とほぼ同様である。表示部本体１１において、接眼光学系はプリズム１２から形成され、プリズム１２は固定部材１３に保持されている。二次元映像を表示する液晶表示素子であるＬＣＤ１４、及びこのＬＣＤ１４を照明するバックライト１５がＬＣＤホルダ１６に一体的に保持され、ＬＣＤホルダ１６はＬＣＤ１４及びバックライト１５がプリズム１２の上方位置にくるように、固定部材１３に固定されている。固定部材１３のプリズム１２を取り付けた位置よりも上側に、ＬＣＤ１４及びバックライト１５を駆動する駆動回路基板１７が光軸に対して略垂直方向に取り付けられており、これらの全ての部材は前後の外装部材１８、１９により被覆されている。
【００１３】
表示部本体１１はヒンジ２０を介して回動可能に額パッド２１に連結されている。そして、固定部材１３に取り付けられたプリズム１２、ＬＣＤ１４、バックライト１５、ＬＣＤホルダ１６までを含めた部材をユニット化したときの重心位置G1よりも、額パッド２１に近い位置に駆動回路基板１７の重心位置G2が存在するようにされている。
【００１４】
上述の構成により、ＬＣＤ１４に表示された映像はバックライト１５により照明され、プリズム１２により拡大されて観察者Ｓに観察される。各部材を含むユニットの重量をM1とし、重心位置G1と額パッド２１までの距離をL1とすると、額パッド２１に加わる重量モーメントI1は次式で表される。
I1＝M1×L1  （Ｋｇ・ｍ）
【００１５】
駆動回路基板１７の重心位置G2は、重心位置G1よりも額パッド２１に近い位置にあるので、表示部本体１を構成する全ての部材、プリズム１２、固定部材１３、ＬＣＤ１４、バックライト１５、ＬＣＤホルダ１６、駆動回路基板１７による重心位置Ｇは、重心位置G1よりも額パッド２１に近くなり、重心位置Ｇ及びG1からそれぞれ額パッド２１までの距離Ｌ、L1はＬ＜L1の関係となる。
【００１６】
このように、駆動回路基板１７を表示部本体１の他の部材よりも、額パッド２１に近い位置に略垂直方向に配置することにより、水平に配置した場合と比較してユニット全体の重量モーメントI1を小さくすることが可能となり、観察者Ｓは重量感や不安定感を強く感じなくて済み、快適な装着感を実現することができる。また、重量モーメントI1が小さいために、後頭部パッド４の締め付け力も小さくて済み、観察者Ｓに対して頭痛等を起す虞れも軽減される。
【００１７】
更に、プリズム１２を使用した光学系の場合には、表示部本体１の前後方向の厚さを薄くできるという利点があり、駆動回路基板１７を観察者Ｓが映像を観察する光軸に略垂直に配置することによって、表示部本体１の前後方向への厚さの増加を最小限に押さえることが可能となり、デザイン上軽快感を出すことができる。
【００１８】
図３は第２の実施例の断面図を示し、第１の実施例と同一の部材については同じ番号を付している。駆動回路基板１７には、ＬＣＤ１４及びバックライト１５を駆動するためのＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電気部品２３が実装されている。これらの電気部品２３の中には、ＩＣのように電流が流れていると発熱して相当高温になる部品も含まれている。駆動回路基板１７は観察者Ｓの観察光軸に対して垂直方向に観察者Ｓの額に沿うように配置されているので、駆動回路基板１７上に実装されている電気部品２３の中で、熱を発生する部品は観察者Ｓ側と反対側の面に実装するようにされている。更に、駆動回路基板１７と表示部本体１１の間に、断熱材２４を充填するようにしてもよい。
【００１９】
このような構成により、駆動回路基板１７の近傍部分が高温になると、観察者Ｓは額の部分を熱く感じて不快感が増してしまう虞れがあるが、発熱部を観察者Ｓと反対側に配置することにより、観察者Ｓが額に感ずる温度を低下させることが可能となる。また、駆動回路基板１７は１枚の眼幅以上に極力大きい寸法とすることにより、発熱部品の配置を分散させて放熱効果を上げることができる。更に、断熱材２４によって観察者Ｓに伝導する熱量を軽減させることができ、不快感を感ずることなく映像を観察することが可能となる。
【００２０】
図４は第３の実施例の断面図を示し、第１及び第２の実施例と同一の部材については同じ番号を付している。駆動回路基板１７上に実装されている電気部品２３の中で、熱を発生する部品は銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い金属から成る放熱カバー２５により覆われ、放熱カバー２５から延設されたヒートシンク２６が観察者Ｓより離れた位置に設置されている。また、表示部本体１にはヒートシンク２６に伝導してきた熱を、外気に触れさせて効果的に逃がすための孔部が設けられている。
【００２１】
また、駆動回路基板１７の中には、バックライト１５を点灯するときに使用するインバータのような電磁波を発生する電気部品２３もあるので、放熱カバー２５で覆う部分は電磁波を発生する電気部品２３まで覆うようにされ、この放熱カバー２５を接地させるような構造とされている。また、放熱カバー２５は銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い金属を使用すれば、これらの金属は電気伝導度も高いので電磁波を遮断するのに好適である。
【００２２】
このような構造により、観察者Ｓに対して電気部品２３による発熱が伝達されずに快適な装着感を提供できる。また、ＬＣＤ１４に流れる映像信号のような微弱信号に影響を与える電磁波を遮断して、映像品位の低下という悪影響を回避し、人体に対する悪影響を除去することが可能となる。
【００２３】
なお、上述した実施例では、駆動回路基板１７にバックライト１５のインバータ等の電気部品２３を、ＬＣＤ１４の映像信号用電気部品と共に実装したが、バックライト１５の駆動に関係するインバータ等の電気部品を駆動回路基板１７とは別体の照明駆動用の回路基板に実装し、この照明駆動用回路基板を表示用の駆動回路基板１７と離間したバックライト１５と外装部材１９との間に配置する構成としてもよい。
【００２４】
このような構成を採ることにより、バックライト１５のインバータ等の電気部品からのノイズで、ＬＣＤ１４の映像信号用電気部品に影響を与えることを有効に防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る映像表示装置は、駆動回路基板を観察者の映像を観察する光軸に略垂直になるように配置することにより、水平に配置した場合と比較してユニット全体の重量モーメントを小さくすることが可能となり、観察者Ｓは重量感や不安定感を強く感じなくて済むので、快適な装着感が実現でき、また後頭部パッドの締め付け力も小さくてよいので、観察者Ｓに対して頭痛等を起す危険性も軽減される。
【００２６】
また、発熱量の高い部品を観察者と反対側に配置したり、断熱材を配すれば、装着時に観察者に発熱による熱さを感じさせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の断面図である。
【図２】分解斜視図である。
【図３】第２の実施例の断面図である。
【図４】第３の実施例の断面図である。
【図５】従来例の斜視図である。
【図６】断面図である。
【図７】装着した状態の側面図である。
【符号の説明】
１１  表示部本体
１２  プリズム
１３  固定部材
１４  ＬＣＤ
１５  バックライト
１６  ＬＣＤホルダ
１７  駆動回路基板
２０  ヒンジ
２１  額パッド
２４  断熱材
２５  放熱カバー
２６  ヒートシンク
【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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