(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示素子と該画像表示素子により形成した画像を拡大するための拡大光学系から成る光学ユニットと、該光学ユニットを使用者の頭部前方に固定する保持手段と、前記画像表示素子に画像信号を表示するための処理を行う画像処理回路とから構成される頭部装着型表示装置において、
前記画像処理回路は、前記保持手段の後頭部付近に低電圧系回路、前記光学ユニット内に高電圧系回路がそれぞれ分離配置され、前記低電圧系回路と前記高電圧系回路とが電気的に接続されていることを特徴とする頭部装着型表示装置。
【請求項２】
前記低電圧系回路は、信号源から入力される前記画像信号と、画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を処理するための駆動電圧が５Ｖ以下であり、前記高電圧系回路は、前記低電圧系回路以外の電圧、つまり５Ｖ以上の駆動電圧で処理される回路であることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項３】
前記高電圧系回路は、前記低電圧系回路で作成された前記画像信号の時間伸長した変調信号を増幅するためのバッファアンプと、前記液晶パネルを駆動するためのクロックパルスを変換、増幅するためのレベルシフト回路とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項４】
前記高電圧系回路が、前記変調信号を作成するための周波数変換手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項５】
前記保持手段の後頭部付近に、ＡＣアダプタまたは外部の信号源で作成される外部電源、もしくは電池等の電力源から供給される電力を前記画像処理回路で使用可能な電圧に変換するための電源回路を更に有することを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項６】
前記電源回路は、シールド構造を有し、かつ該電源回路と前記低電圧系回路とが分離配置され、かつ互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項７】
前記画像処理回路に電力を供給するための内部電池が、前記保持手段の側頭部付近に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項８】
前記内部電池を前記保持手段に沿って移動するためのガイド機構を有することを特徴とする請求項７に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項９】
前記画像信号及び画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を入力するための信号源と、該信号源と前記低電圧系回路とを電気的に接続するためのコネクタが、前記保持手段の後頭部付近に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１０】
前記コネクタは、前記保持手段内部で少なくとも一本の中継ケーブルにより前記低電圧系回路と電気的に接続され、かつ前記コネクタの接続方向が変化するように保持されたことを特徴とする請求項９に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１１】
前記画像信号及び画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を入力するための信号源と、該信号源とは独立したＡＣアダプターまたは電池等の電力源と、前記信号源と前記低電圧系回路とを電気的に接続するためのコネクタと、該コネクタの接続状態を検出するためのセンサーと、電力供給をコントロールするための制御回路を有し、
前記コネクタが非接続状態であると前記センサーが判断した場合、前記電力源からの出力を前記制御回路により停止させることを特徴とする請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示素子で形成した画像を虚像拡大して視認する頭部装着型表示装置に関し、特にパーソナルコンピューターや携帯端末等のディスプレイとして使用する際の回路構成及び配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像及びデータディスプレイの携帯性を高めるという要請に応えるため、さまざまな頭部装着型表示装置（ＨＭＤ）が提案されている。従来の頭部装着型表示装置としては、例えば特開平8-237575号公報に記載の頭部装着型映像表示装置が知られている。以下、図１１と図１２を用いてその詳細を説明する。
【０００３】
図１１において、表示すべき画像情報は、ビデオ等の映像再生装置(501)から使用者(502)の頭部に装着した保持手段一体型ＨＭＤ(503)の電気回路(504)に一端送られる。電気回路(504)は、液晶表示素子に映像を表示するための全ての処理が行われる。該電気回路(504)で処理された信号は、配線(505)と保持手段である帽子のひさし(506)部に設けたれたコネクタ(507)により表示部(508)に伝送される。
【０００４】
図１２は代表的な表示部(508)を説明するための図であり、上記表示部(508)の構成部品とは完全には一致していない。少なくとも、液晶パネル(511)、光源(512)、レンズ(513)、ミラー(514)が設けられ、液晶パネル(511)に表示された画像情報は、ミラー(514)を介してレンズ(513)に投影され、該レンズ(513)により虚像として拡大表示(515)され、使用者の眼(516)に映し出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のＨＭＤでは、信号源から送られてきた画像情報が電気回路において全て処理されるため、装置本体内の回路部の小型化が不可能である。更に、表示部に伝送する信号数が多いため、配線ケーブルがまとまらずに装着感を損ねる結果につながっている。
【０００６】
更に、回路部から出力される信号が液晶パネルに直接印加されるため、大振幅信号で伝送されており、伝送時のパワーやノイズの混入等の点からノイズが無く低パワーな駆動回路・表示を実現することが難しい。特に、信号源がパソコンや携帯端末用の画像データを表示する場合には、ＮＴＳＣ方式の映像信号の動作周波数の何倍も高速で処理する必要があるため、ノイズの影響による拡大虚像の表示品質の劣化が著しい。
【０００７】
また、帽子状の保持手段と表示部との接続部が、送られて来た画像信号を表示部に伝送するコネクタにより構成されているため、コネクタ部における断線・接触不良等が発生する恐れがある。
【０００８】
帽子状の支持手段を使用者の頭の大きさに応じて交換するという実施例においては、信号源から送られて来た画像情報を入力するためのインターフェース部が重要になるにも拘わらず、詳細な説明が無く不明確であった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、第一にノイズが無く鮮明な表示を確保しつつ低パワーを実現する事、第二に重量バランスに優れ、作業性・安全性に富んだＨＭＤを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の頭部装着型表示装置は、画像表示素子と該画像表示素子により形成した画像を拡大する為の拡大光学系から成る光学ユニットと、該光学ユニットを使用者の頭部前方に固定する保持手段と、画像表示素子に画像信号を表示する為の処理を行う画像処理回路とから構成される頭部装着型表示装置において、画像処理回路は、保持手段の後頭部付近に低電圧系回路、光学ユニット内に高電圧系回路がそれぞれ分離配置され、低電圧系回路と高電圧系回路とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、装置本体に搭載する回路において、低電圧系回路の出力信号数に対する液晶パネルへ出力する高電圧系回路の出力数は、低電圧系の略倍であるため、低電圧系回路を後頭部に、液晶パネル直前に高電圧系回路をそれぞれ分離配置することによって、低電圧系回路から高電圧系回路へ信号を伝送するためのケーブル数を削減することができる。従って、伝送ケーブル自体の極細化が可能であり、スペース効率も向上するため、小型で軽量なＨＭＤが実現できる。更に、電圧レベルに応じて回路を分離配置することで、各回路間のノイズの混入が防止できるため、ノイズが無く鮮明な表示を提供できる。また、顔面側に配置した回路規模を後頭部付近の回路規模に比べて抑える事が可能になり、装置本体装着時に使用者の顔面側に極端に掛かる重量が無く、重量バランスが良く装着ズレが発生しないため、使用者は疲労を感じること無く作業できる。
【００１２】
請求項２記載の頭部装着型表示装置は、低電圧系回路は、信号源から入力される前記画像信号と、画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を処理するための駆動電圧が５Ｖ以下であり、高電圧系回路は、低電圧系回路以外の電圧、つまり５Ｖ以上の駆動電圧で処理される回路であることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、低電圧系回路で処理される電圧レベルが５Ｖ以下であれば、従来から知られるＴＴＬやＣＭＯＳ等の電圧レベルはもちろんの事、最近提唱され始めたＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)の動作電圧も包括しているため、あらゆる信号源に対応可能である。さらに高電圧系回路に関しては、任意の液晶パネルに応じた高電圧出力を設定する事が可能となり、パワーロスが少なく汎用性に富んだＨＭＤが実現できる。
【００１４】
請求項３記載の頭部装着型表示装置は、高電圧系回路は、低電圧系回路で作成された画像信号の時間伸長した変調信号を増幅するためのバッファアンプと、液晶パネルを駆動するためのクロックパルスを変換、増幅するためのレベルシフト回路とから構成されることを特徴とする
上記構成によれば、画像信号が入力されてから液晶パネルに印加されるまでの画像信号処理の内、高電圧系回路で処理される構成要素を全て出力直前にまとめることができるため、それまでの処理を全て低電圧で行う事が可能になり、消費電力を抑えることができる。また、顔面側に配置する回路を後頭部付近の回路に比べて小さくできるため、装置本体装着時の重量バランスが良く、装着ズレが発生しないため、使用者は疲労を感じること無く作業できる。
【００１５】
請求項４記載の頭部装着型表示装置は、高電圧系回路が、変調信号を作成するための周波数変換手段を更に有することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、低電圧系回路から高電圧系回路へ伝送するためのケーブル数が更に削減できるため、スペース効率が向上し、小型でコンパクトなＨＭＤが実現できる。
【００１７】
請求項５記載の頭部装着型表示装置は、保持手段の後頭部付近に、ＡＣアダプタまたは外部の信号源で作成される外部電源、もしくは電池等の電力源から供給される電力を画像処理回路で使用可能な電圧に変換するための電源回路を更に有することを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、外部もしくは内部から供給する電力として、単一の電力のみ供給すれば良い為、供給電力（電圧）さえ満たせば汎用の電池またはＡＣアダプタ等の簡単に入手可能なデバイスが使用可能であり、汎用性に富んだＨＭＤが提供できる。さらに、電力源が外部もしくは内部の何れに配置されていても良いため、利便性・携帯性に富む。
【００１９】
請求項６記載の頭部装着型表示装置は、電源回路は、シールド構造を有し、かつ該電源回路と低電圧系回路とが分離配置され、かつ互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、電源回路をシールドする事と、画像処理回路と電源回路を分離配置する事から、電源回路から画像処理回路へのノイズ混入が抑えられる。さらに、装置本体から外部に飛び出す恐れのある電磁波をカットできるため、人体にも医療機器や飛行機等の微弱な電波に弱い周辺機器に対しても安全である。
【００２１】
請求項７記載の頭部装着型表示装置は、画像処理回路に電力を供給するための内部電池が、保持手段の側頭部付近に配置されたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、頭部の重心に比較的近く、かつＨＭＤにおける突出量の最も少ない場所である側頭部付近に電池を配置することで、システムの長時間稼動時間に必要な電池を装置本体内に収納しても、装着時の重量バランスに与える影響が少なく、小型なＨＭＤが実現できる。また、無線インターフェースに対しても、電池を内蔵したことで外部からの電力供給用ケーブルが不要になるため、ケーブルが無く作業性に優れたＨＭＤが実現できる。
【００２３】
請求項８記載の頭部装着型表示装置は、内部電池を保持手段に沿って移動するためのガイド機構を有することを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、電源回路までの距離を短くすることも可能なため、ノイズ対策として有効である。更に、内部電池の大きさや形状・重量に応じて、かつ使用者の頭部形状に応じて装着位置を変更することで、より装着バランスに優れ、違和感無く作業できる。
【００２５】
請求項９記載の頭部装着型表示装置は、画像信号及び画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を入力するための信号源と、該信号源と低電圧系回路とを電気的に接続するためのコネクタが、保持手段の後頭部付近に配置されたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、入力した信号の処理ルートに沿った配置であるため、配線の無駄が無く、スペース効率に優れたＨＭＤを実現できる。また、使用者の作業の最も邪魔にならない背後中央に接続コネクタを配置することで、安全性・作業性が向上する。更に、装置本体の左右バランスがずれることも無いため、装着ずれにより感じる疲労感を抑えることもできる。
【００２７】
請求項１０記載の頭部装着型表示装置は、コネクタは、保持手段内部で少なくとも一本の中継ケーブルにより低電圧系回路と電気的に接続され、かつコネクタの接続方向が変化するように保持されたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、コネクタが入力回路にダイレクトに接続されていないため、入力ケーブルの入力方向に応じて中継ケーブルの配線分だけフレキシブルに動くことができ、コネクタやケーブルにかかるストレスが解消でき、接続不良を起こす心配もないため安全である。また、使用者が誤ってケーブルを引っかけて引っ張り力がコネクタに働いた場合でも、入力ケーブルの方向に応じてコネクタの接続方向が変わり、コネクタ自体が外れ易くなるため、使用者が装置本体を装着したまま引っ張られて怪我をする心配が無く安全である。
【００２９】
請求項１１記載の頭部装着型表示装置は、画像信号及び画面の水平・垂直表示位置を決定する同期信号を入力するための信号源と、該信号源とは独立したＡＣアダプターまたは電池等の電力源と、信号源と低電圧系回路とを電気的に接続するためのコネクタと、該コネクタの接続状態を検出するためのセンサーと、電力供給をコントロールするための制御回路を有し、
コネクタが非接続状態であるとセンサーが判断した場合、電力源からの出力を制御回路により停止させることを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、装置本体に入力する画像・同期信号と同一のケーブルにより電力が供給されない場合、つまり電力源が独立している場合でも、コネクタが外れて入力信号が無いにも拘わらず画像処理回路が動作し続ける事を防止するための処理が、コネクタの接続状態を検出するだけで可能なため、内部回路の保護と電池寿命を長く維持できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（第一の形態）
図１から図４は、本発明の第一の形態における頭部装着型表示装置の回路配置と構成を表し、図１が装置本体の模式的外形透視図、図２と図４が回路構成図、図３が周波数変換手段を説明するタイミングチャート図である。
【００３３】
図１において、ＨＭＤは、保持手段(1)と光学ユニット(8)により構成され、使用者(2)の頭部に固定される。光学ユニット(8)は、例えば液晶パネル(3)と該液晶パネル(3)を後方から照射するためのバックライト(4)から成る画像表示素子(5)と、反射ミラー(6)、拡大光学手段であるレンズ(7)から構成され、ヒンジ手段(9)によって保持手段(1)に固定される。更に、光学ユニット(8)には、使用者(2)に応じて眼幅方向に左右移動できる機構、俯角調整機構、視度調整機構が付加されている。以上の調整後、使用者(2)は光学ユニット(8)で形成された拡大虚像を前方視野内で視認することが出来る。
【００３４】
尚、光学ユニット(8)の構成は、上述の屈折光学系に限らず、反射光学系でもシースルー光学系を使用しても構わない。さらに、光学ユニット(8)は、単眼視用に１つだけ設けた構成でも良い。また、本実施例中には図示しないが、使用者(2)の頭部形状・サイズに応じて保持手段(1)の保持力を調整するための調整機構を有していても良い。
【００３５】
装置本体内に収納される画像処理回路は、低電圧系回路(10)と高電圧系回路(11)とから構成され、保持手段(1)の後頭部中央付近に低電圧系回路(10)が、光学ユニット(8)内に高電圧系回路(11)がそれぞれ配置されており、使用者(2)の側頭部付近を通る保持手段(2)の内部もしくは外部に両回路を電気的に接続するための伝送ケーブル(12)が設けられている。本実施例では、伝送ケーブル(12)を保持手段(1)の内部に通し、両眼視用に左右別々に配置した例を示す。
【００３６】
図２は、上述した画像処理回路の回路構成を説明するものである。
【００３７】
以下で説明する画像情報とは、パソコンや携帯端末等で使用されているＶＧＡ（ビデオグラフィックアダプタ）やＳ−ＶＧＡ等のコンピュータ用データ画像であり、その動作周波数は２５ＭＨｚから３０ＭＨｚとＮＴＳＣ方式のテレビ信号（４．３ＭＨｚ）に比べて高速である。
【００３８】
信号源(20)から入力されたアナログＲＧＢの画像信号(200)は、前処理回路(21)においてバッファアンプ・クランプ・ガンマ補正等の入力処理された第一画像信号(201)に変換され、液晶パネル駆動用の極性が反転した交番信号(202)を極性反転回路(22)で作成後、該極性反転信号(202)の時間伸長を行うための周波数変換手段(23)に入力される。
【００３９】
ここで、入力された極性反転信号(202)の周波数帯域は上述したように２５ＭＨｚと高速であるのに対して、液晶パネル(3)の動作周波数はＮＴＳＣ方式テレビ信号と同程度の数ＭＨｚしか持ってないのが現状である。そのため、画像信号(200)の周波数帯域を液晶パネル(3)の動作周波数を満たすレベルの周波数まで変換する必要があり、その処理を行うのが周波数変換手段(23)である。
【００４０】
該周波数変換手段(23)を構成しているサンプルホールド回路に入力された画像信号は、図３に示すようにシリアルーパラレル変換されて、等価的に画像信号の周波数を１／ｎまで下げられる。この変換数ｎは、液晶パネルの動作周波数をｆＬＣＤ、画像信号の動作周波数(DOTCLK)をｆｓとすると、以下の式から導かれる。
【００４１】
ｎ ≧ ｆｓ ／ ｆＬＣＤ
例えば、DOTCLK＝２５ＭＨｚ・ｆＬＣＤ＝５ＭＨｚの場合にはｎ≧５であり、ＲＧＢ３色で入力される画像信号に対応させるために３の倍数であるｎ＝６に設定すれば良い。同様に、 ｆＬＣＤ＝６．２５ＭＨｚの場合、 ｎ≧４であれば良い。
【００４２】
以上の全処理を行う低電圧系回路(10)が、保持手段(1)の後頭部に配置された画像処理回路を構成している。ここで、低電圧系回路の動作電圧を５Ｖ以下に設定すれば、従来から知られるＴＴＬやＣＭＯＳ等の電圧レベルはもちろんの事、最近提唱され始めたＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)の動作電圧も包括しているため、現状考えられるあらゆる信号源からの入力に対応可能になる。
【００４３】
また、液晶パネル(3)の動作電圧は、各液晶パネルによってまちまちであるが、液晶のスレッショルドカーブやコントラスト比・トランジスタ特性など様々な問題から、１５Ｖや２５Ｖ程度の高電圧を印加する必要がある。そこで、高電圧系の駆動電圧に関しても、各液晶パネルに応じてレベルシフト回路の動作電圧を設定すればパワーロスが無く、任意の液晶パネルが使用できるため、汎用性に富んだＨＭＤが実現できる。
【００４４】
ここでは、周波数変換信号(203)を液晶パネル印加に必要な電圧レベルに増幅するためのバッファアンプ(24)が、液晶パネル(3)に信号を出力する直前に高電圧系回路(11)としてまとめて構成・配置したため、それ以前の処理を全て低電圧レベルで処理する事ができるため、消費電力を抑えることが可能になる。
【００４５】
一方、同期信号(204)は入力バッファ(25)処理された後、同期制御用のＰＬＬ回路(26)に送られ、パネル駆動基本ＣＬＫ作成回路(27)で液晶パネル(3)を駆動するための基本クロック(205)が作成される。この基本クロック(205)は、レベルシフト回路(28)において、実際に液晶パネルを駆動するための駆動クロック(206)に変換され、前述した周波数変換信号(203)と同様に、液晶パネル印加用の高電圧レベルに増幅される。
【００４６】
さらに、液晶パネル(3)を照射するバックライト（Ｂ／Ｌ）(4)を駆動するためのパルス(207)は、Ｂ／Ｌパルス作成回路(29)で作成され、合わせてＢ／Ｌ(4)の輝度コントロールも行う。
【００４７】
また、信号源(20)もしくは別電源により画像処理回路に供給されるＰＯＷＥＲ(208)は、電源回路(30)において上記画像処理回路で使用される駆動電圧に変換され、低電圧系回路(10)と高電圧系回路(11)にそれぞれ送られる。
【００４８】
図４は、図２における画像信号(200)の周波数変換を行うための周波数変換手段(23)が、高電圧系回路(11)側に配置変更された事により、低電圧系回路から高電圧系回路へ信号を伝送するためのケーブル数が最小に抑えられるため、保持手段の内部にケーブルを通すための保持構造・スペースに左右されることが無く、小型でコンパクトなＨＭＤが実現可能である。
【００４９】
本実施の形態によれば、画像処理回路を後頭部と光学ユニット内に別々に配置したことで、低電圧系回路から高電圧系回路へ伝送するためのケーブル数が削減でき、伝送ケーブル自体を極細化できるため、保持手段内部のスペースを効率良く使用でき、小型・軽量なＨＭＤが実現できる。更に、電圧レベルに応じて回路を分離配置したため、各回路間のノイズの混入が防止でき、ノイズレスで鮮明な表示が提供できる。また、顔面側に配置した回路規模を抑えたことで、装置本体装着時に使用者の顔面側に極端に掛かる重量が無く、重量バランスが良く装着ズレが発生しないため、使用者は疲労を感じること無く作業できる。
【００５０】
（第二の形態）
図５から図８は、本発明の第二の形態における頭部装着型表示装置の電源回路を表し、図５が電力源から供給された電力を画像処理回路で使用する電圧に変換する電源回路の回路ブロック図、図６が電源回路の配置図、図７が内部電池を収納した装置本体の模式的外形透視図、図８が内部電池の配置位置を変えた装置本体の模式的外形透視図である。尚、第一の形態と同様な部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図５（ａ）において、内部電池(41)または外部電池(42)から成る可変電力源(43)と、ＡＣアダプタ(44)または信号源で作成された電力(45)から成る固定電力源(46)等から構成された複数の電力源は、使用環境に応じて使用者が任意に選択可能である。一度に２つ以上の電力源が接続された場合には、切り替え手段(47)により１つの電力源を選択後、画像処理回路で使用する電圧レベルに電源回路(30)で変換して出力する。ここでは、アナログ５Ｖとデジタル５Ｖの他に高電圧の１５Ｖを出力する例を示す。
【００５２】
図５（ｂ）は、上記切り替え手段(47)を説明するものであり、可変電力源(43)と固定電力源(46)を電力源とする場合、固定電力源(46)を優先使用する。
【００５３】
固定電力源(46)から供給される電力は電圧値が固定であるため、該電圧値を確認する必要が無く、電力の有無を検出するための第一ａｎｄ回路(48)の出力(210)により第一ＳＷ(49)をコントロールして、電力供給の制御を行っている。
【００５４】
一方、可変電力源(43)から供給される電力は、その電圧値や電流容量といった変動量をチェックするためにコンパレータ(50)に入力される。設定値（Ｖｒｅｆ）以上の電圧残量が確認された場合に限り、コンパレータ(50)の出力(211)と次段の第二ａｎｄ回路(51)の出力(212)とがｈｉｇｈになる。上記固定電力源(46)の存在が認められない、つまり第一ａｎｄ回路(48)の出力(210)がｌｏｗの場合、ｎｏｔ回路(52)の出力(213)はｈｉｇｈになり、第三ａｎｄ回路(53)の出力(214)がｈｉｇｈになるため、第二ＳＷ(54)がｏｎされて可変電力源(43)から電源回路(30)に電力が供給される。
【００５５】
以上のように電源回路を装置本体内に配置した事で、外部もしくは内部から供給する電力として、単一の電圧のみ供給すれば良い為、供給電力（電圧）さえ満たせば汎用の電池またはＡＣアダプタ等の簡単に入手可能なデバイスが使用可能であり、汎用性に富んだＨＭＤが提供できる。更に電力源が、外部もしくは内部の何れに配置されていても良いため、利便性・携帯性に富む。
【００５６】
また、電源回路に入力する電圧値（＋Ｖ）が任意な電圧値である場合でも、まず入力段において入力電圧に左右されない固定電圧に一端変換するための電圧変換回路を設ける事で、画像処理回路で必要な任意の電圧を作成する為の回路が汎用のＤＣ／ＤＣコンバータで構成できるため、低コストで簡単に実現できる。
【００５７】
図６は、保持手段(1)の後頭部付近に配置された低電圧系回路(10)と電源回路(30)の配置に関して説明する図であり、図６（ａ）は低電圧系回路基板(61)と電源回路基板(62)がそれぞれ独立に構成されていて、お互いがケーブル(63)またはフレキシブルなフラットケーブルにより電気的に結合されている。図６（ｂ）は、同一基板(64)上にそれぞれの回路領域（低電圧系回路領域が64-ア、電源回路領域が64-イ）によって構成され、その境界領域における伝達配線以外は電気的に分離されている。図６（ｃ）は電源回路基板(62)が上側、低電圧系回路基板(61)が下側にそれぞれ配置されており、後頭部に配置する回路規模の奥行きもしくは幅を狭める事ができ、図中では奥行きを狭めたものを示す。但し、上記図６（ａ）から図６（ｃ）の何れにおいても、基板の配置方法は任意に変更でき、保持手段を構成する形状に応じて任意に配置することが可能である。
【００５８】
更に上記電源回路(30)において、基板(62)の部品面上側がメタルケース(65)によりシールドされ、かつ反部品面側をスルーホールの無い完全なベタＧＮＤパターンにより形成することにより電源回路から画像処理回路へのノイズ混入が抑えられ、装置本体から外部に飛び出す恐れのある電磁波もカットできるため、医療機器や飛行機等の微弱な電波に弱い周辺機器や人体に対しても安全に使用できる。
【００５９】
図７において、保持手段(1)の側頭部付近に内部電池(71)を有する点が図１と違う点である。図７（ａ）が側面、図７（ｂ）が頭上から見た場合の透視図である。図７（ｂ）に示すように、左右均等な重量バランスを確保するために、内部電池(71)を保持手段(1)の側頭部付近の外側に設けたハウジング(72)内で、左右それぞれ電極(73)にセットすることで、伝送ケーブル(12)と平行して走る電源ケーブル(74)により後頭部付近に配置した電源回路(30)に電力を供給する。
【００６０】
図８は、上記内部電池(71)の取り付け位置が、保持手段(1)の水平方向に沿って任意な位置に変更可能な構造を説明する図である。図８（ａ）は、頭上から見たときの透視図であり、図７（ａ）と比べて後頭部側に移動して配置されている。ここでは図示しないが、上記低電圧系回路(10)及び電源回路(30)を合わせて収納するための回路収納部(75)も同様に移動可能な構造をとっても良い。その場合には、回路収納部(75)の移動方向とは反対側に内部電池(71)を一つだけ収納配置すれば、重量バランスを取る事ができる。
【００６１】
上記構成によれば、頭部の重心に比較的近く、かつＨＭＤにおける突出量の最も少ない場所である側頭部付近に電池を配置することで、システムの長時間稼動時間に必要な電池を装置本体内に収納しても、装着時の重量バランスに与える影響が少なく、小型なＨＭＤが実現できる。また、無線インターフェースに対しても、電池を内蔵したことで外部からの電力供給用ケーブルが不要になるため、ケーブルが無く作業性に優れたＨＭＤが実現できる。
【００６２】
図８（ｂ）は、保持手段(1)に設けられたガイドの構造を表し、内部電池(71)を収納したハウジング(72)が取り付けられているガイド支持(76)が保持手段内部のガイドレール(77)に沿って移動するものである。電源ケーブル(74)や伝送ケーブル(12)は、保持手段(1)の内側でハウジング(72)側に設けられた溝(78)に沿って配線される。
【００６３】
このように電池の配置位置を変更すれば、電源回路までの距離を短くすることも可能なため、ノイズ対策として有効である。更に、内部電池の大きさや形状・重量に応じて、または使用者の頭部形状に応じて電池の装着位置を変更することで、より装着バランスに優れ、違和感無く作業ができる。
【００６４】
（第三の形態）
図９と図１０は、本発明の第三の形態における頭部装着型表示装置のインターフェースを説明し、図９が入力コネクタの構成図、図１０が入力コネクタの接続に応じて電力供給を制御する回路のブロック図である。尚、第一の形態と同様な部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図９は、図１または図７に記載の後頭部に配置した低電圧系回路と信号源との入力インターフェースを表す図である。
【００６６】
信号源(20)から信号を伝達する為の入力ケーブル(91)は入力コネクタ(92)の雄側（ア）と接続されていて、後頭部に配置される回路を収納するための回路収納部(75)の略中央に設けられた接続窓付近で入力コネクタ(92)の雌側（イ）と接続される。該雌コネクタ（92-ア）は、中継ケーブル(93)によって電気的に低電圧系回路(10)と接続されており、図９（ａ）のように直接入力するタイプでも良し、低電圧系回路(10)への入力部がコネクタ(95)であっても良い。図９（ｂ）のように、低電圧系回路(10)への入力部を保護する意味で、中継ケーブル(93)の途中で一端スリット(94)を通しても良い。
【００６７】
上記構成によれば、入力信号の処理ルートに沿った配置であるため、配線・スペース効率に優れたＨＭＤが実現できる。また、使用者の作業において最も邪魔にならない場所であるため、安全性・作業性も向上し、装置本体の左右・前後バランスに富んでいて、装着ずれによる疲労感を極力抑えることもできる。
【００６８】
更に、入力コネクタの雌側が低電圧系回路に直接に接続されていないため、入力ケーブルの入力方向に応じて中継ケーブルの配線分だけフレキシブルに動くことができ、コネクタやケーブルにかかるストレスが解消でき、接続不良を起こす心配もないため安全である。
【００６９】
回路収納部(75)の略中央付近に設けられた接続窓(96)は、入力ケーブル(91)が任意の方向に向いた場合でも無理なく追従できるように、上下左右に余裕を持った窓が設けられているため、使用者が誤ってケーブルを引っかけた場合でも、入力ケーブルの方向に応じてコネクタの接続方向が変わり、コネクタ自体が外れ安くなるため、使用者が装置本体を装着したまま引っ張られて怪我をする心配が無く安全である。
【００７０】
図１０は、信号源(20)から入力される信号とは独立して電力源(101)が設けられている場合、入力信号が無いにも拘わらず電力だけが供給されることを防止するための制御システムを説明するためのものである。
【００７１】
まず、信号源(20)からの入力信号をチェックするために、入力コネクタ(92)の接続部にセンサー(102)を設け、接続が確認された場合にはそのまま画像・同期信号を低電圧系回路(10)へ、電力源(101)から供給される電力を電源回路(30)に伝送し、通常の処理が行われる。一方、入力コネクタ(92)が未接続であると判別した場合は、制御回路(103)で作成されたコントロール信号(220)により切り替えＳＷ(104)を制御して、電力源(101)からの電力供給を停止させる。
【００７２】
ここで説明する電力源(101)とは、上述したように内部電池(41)・外部電池(42)等の可変電力源(43)、もしくは固定電力源(46)である。何れの電力源(101)が接続された状態であっても、まずコンパレータ(105)により入力電圧値がチェックされ、チェック用電圧（Ｖｒｅｆ）の設定によってどんな電力源(101)にも対応可能である。コンパレータ(105)の出力(221)と、入力コネクタ(92)に設けたセンサー(102)の検出結果(222)とをａｎｄ回路(106)に入力すれば、両入力ともｈｉｇｈの場合以外はａｎｄ回路(106)の出力(220)がｌｏｗになり、切り替えＳＷ(104)がｏｆｆしているため、入力コネクタ(92)が接続されていない状態では確実に電力供給を停止することができる。
【００７３】
上記電力制御システムにより、コネクタが外れて入力信号が無いにも拘わらず画像処理回路が動作し続ける事を、コネクタの入力状態を検出するだけで防止できるため、簡単な構成で内部回路の保護と、電池駆動の場合には電池寿命を長く維持する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の形態における模式的外形図であり、（ａ）が側面透視図、（ｂ）が頭上から見た透視図。
【図２】  本発明の第一の形態を表す回路構成図。
【図３】  本発明の第一の形態における周波数変換手段を説明するためのタイミングチャート。
【図４】  本発明の第一の形態を表す回路構成図。
【図５】  本発明の第二の形態における電源回路の構成図であり、（ａ）が回路ブロック図、（ｂ）が切り替え手段の構成図。
【図６】  本発明の第二の形態における電源回路と低電圧系回路の配置図。
【図７】  本発明の第二の形態における内部電池の収納を説明するための模式的外形図であり、（ａ）が側面透視図、（ｂ）が頭上から見た透視図。
【図８】  本発明の第二の形態における内部電池の配置位置を説明するための模式的外形図であり、（ａ）が頭上から見た透視図、（ｂ）が断面図。
【図９】  本発明の第三の形態における入力コネクタを説明するための構成図であり、（ａ）と（ｂ）が側面透視図、（ｃ）が背面図。
【図１０】  本発明の第三の形態における入力コネクタの接続に応じて電力供給を制御するシステムを説明するための図であり、（ａ）が回路ブロック図、（ｂ）が制御回路の構成図。
【図１１】  従来の頭部装着型表示装置の装着状態を表す斜視図。
【図１２】  従来の頭部装着型表示装置の光学ユニットを表す断面図。
【符号の説明】
１        保持手段
２        使用者
３        液晶パネル
４        バックライト
５        画像表示素子
６        ミラー
７        レンズ
８        光学ユニット
９        ヒンジ
１０      低電圧系回路
１１      高電圧系回路
１２伝送ケーブル
２０      信号源
２１      前処理回路
２２      極性反転回路
２３      周波数変換手段
２４      バッファアンプ
２５      同期信号バッファ
２６      ＰＬＬ回路
２７      パネル基本ＣＬＫ作成回路
２８      Ｌ／Ｓ回路
２９      Ｂ／Ｌパルス作成回路
３０      電源回路
４１      内部電池
４２      外部電池
４３      可変電力源
４４      ＡＣアダプタ
４５      信号源電力
４６      固定電力源
４７      切り替え手段
４８      第一ａｎｄ回路
４９      第一ＳＷ
５０      コンパレータ
５１      第二ａｎｄ回路
５２      ｎｏｔ回路
５３      第三ａｎｄ回路
５４      第二ＳＷ
６１      低電圧系回路基板
６２      電源回路基板
６３      ケーブル
６４      同一回路基板
６５      メタルケース
７１      電池
７２      ハウジング
７３      電極
７４      電源ケーブル
７５      回路収納部
７６      ガイド支持
７７      ガイドレール
７８      溝
９１      入力ケーブル
９２      入力コネクタ
９３      中継ケーブル
９４      スリット
９５      コネクタ
９６      接続窓
１０１      電力源
１０２      センサー
１０３      制御回路
１０４      切り替えＳＷ
１０５      コンパレータ
１０６      ａｎｄ回路
２００      画像信号
２０１      第一画像信号
２０２      極性反転信号
２０３      周波数変換信号
２０４      同期信号
２０５      基本クロック
２０６      駆動クロック
２０７      バックライトパルス
２０８      ＰＯＷＥＲ
２１０      第一ａｎｄ回路出力
２１１      コンパレータ出力
２１２      第二ａｎｄ回路出力
２１３      ｎｏｔ回路出力
２１４      第三ａｎｄ回路出力
２２０    コントロール信号
２２１      コンパレータ出力
２２２      センサー出力
５０１      映像再生装置
５０２      使用者
５０３      保持手段一体型ＨＭＤ
５０４      電気回路
５０５      配線
５０６      ひさし部
５０７      コネクタ
５０８      表示部
５１１    液晶パネル
５１２      光源
５１３      レンズ
５１４      ミラー
５１５      拡大表示
５１６      使用者の眼
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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