JPH0968672A - 頭部装着型表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像表示素子に液晶パネルを使用して、消費
電力を抑え、小型・軽量で可搬性に富み、通常のテレビ
画面のみでなく、パソコン画面も表示可能な頭部装着型
表示装置を実現する。 【解決手段】 パソコン１またはビデオ２等の画像情報
入力源３から画像データを入力し、コントロールユニッ
ト５と電源電圧供給回路４から成るインターフェース部
６で画像データ及び電源電圧の前処理を行い、接続手段
７で装置本体内へ送信し、ＶＩＤＥＯ回路８で画像表示
素子９に画像データを表示するための処理を行う表示ユ
ニット１０により構成する。

Description

【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
とその駆動方法に関し、パーソナルコンピューター等の
データディスプレイや、ビデオ・レーザーディスク等の
ビデオディスプレイ用のモニターとして、良好な表示を
提供するための構成とその駆動方法、および表示画面の
調整方法に関する。

【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、頭部装着型表示
装置が提案されている。代表的な例として、ＯＰＴＩＣ
Ｓ＆ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＮＥＷＳ １９９２年８月号
に記載の弱視者向けヘッドアップディスプレイなどが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の頭部装着型表示
装置は、通常のテレビ信号しか表示できず、パソコンや
小型情報機器端末等との接続ができず、携帯用ディスプ
レイ・マルチメディア情報機器として、使用者のニーズ
に合った最適な装置ではなかった。また、画像表示素子
としてＣＲＴを使用しているため装置本体が重くなり、
消費電力も多く、携帯性・可搬性にも欠けている。さら
に、上記のような、弱視者向けに画面を拡大表示して使
用する装置の場合、プロジェクター等の拡大表示装置、
もしくは大型ＣＲＴを利用したテレビと変わらないだけ
の、十分な表示品質を確保しなければ、弱視者がより一
層眼を酷使することになり、疲労感・嫌悪感を与えるこ
とになる。

【０００４】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、第一に携帯性・可搬
性に富んだ小型・軽量、しかも低パワーな駆動方法とそ
の構成を提案し、第二に大型パネルと同等な表示品質を
確保しながら、作業性・操作性・視認性を向上させるこ
とで疲労を極小化できるような頭部装着型表示装置とそ
の駆動方法を実現することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の頭部装着型表示装置は、画像表示素子と該
画像表示素子によって形成した画像を、虚像拡大する拡
大光学手段からなる虚像形成光学系を装置本体に持ち、
装置本体を頭部に装着して拡大画像を使用者が左右いず
れか片方の眼、もしくは両眼で視認する頭部装着型表示
装置において、第一の構成要素として、パーソナルコン
ピューター等のＣＰＵを持つインテリジェント装置また
はビデオ等の映像再生装置から成る画像情報入力源を有
し、第二の構成要素として、入力した画像情報を装置本
体に小信号で送るための画像データ処理部、バックライ
トパルス制御回路から成るコントロールユニットと、電
源電圧供給回路とで構成されるインターフェース部を有
し、第三の構成要素として、コントロールユニットから
装置本体まで画像データを送信するための接続手段を有
し、第四の構成要素として装置本体内に、画像表示素子
および画像表示素子に画像情報を表示するためのＶＩＤ
ＥＯ回路から成る表示ユニットにより構成されることを
特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、装置本体内を虚像形成
光学系とＶＩＤＥＯ回路のみで構成可能であり、装置本
体を小型で軽量にできるため、装着した時に装置本体の
重量による首や肩あるいは頭部の疲労が低減でき、使用
者は重さを気にする事なく作業できるため作業性にも優
れる。さらに、回路構成およびその分け方が、信号処理
レベルが小信号である回路はインターフェース部に、大
信号である回路はＶＩＤＥＯ回路にまとめる事で、パワ
ーロスが少なく、システムの構成要素全てが小型化で
き、携帯性・可搬性にも優れる。また、情報源としてパ
ソコンやビデオなど、利用可能な範囲が広く、使用目的
に応じたディスプレイを提供する事ができる。

【０００７】さらに、パソコン付属のフラットパネルデ
ィスプレイ（ＦＰＤ）を取り外し、コントロールユニッ
ト内にＦＰＤ接続用のコネクタと接続が可能なコネクタ
を有し、該コネクタから画像情報であるデジタル信号及
び電源電圧を取り込む事ができ、かつ接続手段により装
置本体と接続可能な構成であることを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、パソコン付属のＦＰＤ
を取り外した分だけ軽量化でき、携帯性に優れたシステ
ムになる。画像情報がパソコンの基本クロックに同期さ
せることができるため、外部同期をかける必要が無く、
パワーを抑えることもできる。

【０００９】または、パソコンの外部ＣＲＴ接続用コネ
クタよりアナログ信号及び同期信号を取り込め事で、使
用者は接続手段により接続された装置本体と、ＦＰＤを
同時に使用することが可能な構成であることを特徴とす
る。

【００１０】上記構成によれば、パソコンの外部ＣＲＴ
用コネクタからデータを取り込めるため汎用性に優れ、
かつＦＰＤと装置本体を同時に使用することができるた
め利便性が高く、複数人での同時モニターが可能であ
る。

【００１１】または、画像情報がアナログ信号の場合
は、一旦デジタル信号に変換し、デジタル信号の場合は
ビット数を補正後、クランプ、γ補正、極性反転までの
データ処理を全てデジタル信号により行い、Ｄ／Ａコン
バータでアナログ信号に変換してバッファアンプから出
力する画像データ処理部と、同期信号をバッファ処理す
る回路と、基本クロック作成回路とで構成することを特
徴とする。

【００１２】上記構成によれば、入力信号がデジタル信
号かアナログ信号かを問わず、さらにデジタル信号の入
力ビット数によらず、あらゆる入力信号に対応できるた
め汎用性に優れる。また、極性反転を小信号レベルで処
理できるため、パワーを抑えることができ、他のクラン
プ・ガンマ補正も合わせてデジタル処理しているため、
ｂｉｔ単位の制御ができる。

【００１３】また、電源電圧供給回路は、パソコンのＦ
ＰＤ用コネクタから電源電圧を供給可能な内部電源回路
と、ＡＣアダプタ及び電池またはバッテリー等の外部電
源回路から構成され、画像情報入力源の各接続コネクタ
に設けられたセンサーで入力源を判断する手段と、使用
者自身が外部電源に強制的に切り換える事のできる手段
とを合わせ持ち、内部電源回路と外部電源回路のうち何
れか１つに切り換える事のできる手段を有することを特
徴とする。

【００１４】上記構成によれば、入力源の形態により内
部電源回路が選択されれば、外部電源の携帯が不要にな
り、携帯用ディスプレイとして使用する際、より一層可
搬性に優れる。さらに、外部電源回路の内、特にＡＣア
ダプタを選択して使用すれば、パソコンのバッテリーや
外部電源回路の電池等を使わずに済み、かつ外部電源と
内部電源とを併用することで、システムの長時間稼働も
可能になる。

【００１５】さらに、選択された供給電圧をコントロー
ルユニット、表示ユニット、及び画像情報入力源でそれ
ぞれ必要な電圧に変換するための電圧変換回路と、選択
された画像情報源から入力する画像データを処理するの
に必要な回路だけに、前記変換電圧を供給する事のでき
る選択手段を有することを特徴とする。

【００１６】上記構成によれば、電圧変換回路を有する
ため、外部からは基準となる簡単な電源電圧のみを供給
すれば良く、構成が簡単でしかも小型化できるため、外
部電源回路を有するにもかかわらず携帯性・可搬性に優
れる。また、選択された回路しか電源電圧を供給しない
ため、無駄なパワーを消費しないで済む。

【００１７】また、バックライトパルス制御回路におい
て、画像表示素子を照射するバックライトの制御パルス
（ＢＬＤＯＵＴ）を、画像情報入力源から出力された水
平同期信号を使って作成する手段を有するようことを特
徴とする。

【００１８】上記構成によれば、あらゆる入力信号形態
から簡単にＢＬＤＯＵＴを作ることができるため、汎用
性に優れる。

【００１９】さらに、コントロールユニットに周辺輝度
測定用の電光セルを配置し、該測定結果を虚像画面上に
表示できる処理回路を備え、使用者が周辺輝度に応じて
バックライト輝度を調光することができる。その調光方
法は、ＢＬＤＯＵＴのパルス幅を変調する方法と、前記
ＢＬＤＯＵＴに対して１／ｎの周期に間引いたＢＬＤＯ
ＵＴを使ってパルス幅変調する方法とを併用する、調光
手段を有することを特徴とする。

【００２０】上記構成によれば、使用者は周辺輝度に応
じて、任意にバックライト輝度を調整することが、装置
本体を装着したまま可能である。また、ＢＬＤＯＵＴの
間引き処理を併用することで、広い範囲の調整が可能と
なる。

【００２１】さらに、電源投入時から一定時間はＢＬＤ
ＯＵＴのパルス幅を、バックライトが安定に放電するた
めに必要なパルス幅に設定しておき、一定時間経過後に
は任意に可変できるようなイニシャルリセット機能を有
することを特徴とする。

【００２２】上記構成によれば、電源投入時におけるバ
ックライト管の管温度が低いことによる、不安定放電を
防ぐことができ、信頼性に富んでいる。

【００２３】さらに、ＢＬＤＯＵＴの位相を画像データ
の帰線期間内で、自由に調整することができる位相調整
手段を有することを特徴とする。

【００２４】上記構成によれば、水平同期信号に同期し
たＢＬＤＯＵＴの場合、パルス幅を広げていくと、画像
情報の帰線期間から表示期間にＢＬＤＯＵＴがオーバー
し、その部分に発生しているノイズが画面に表示されて
しまうため、視認性の悪い映像になってしまう。そこ
で、ＢＬＤＯＵＴの位相が帰線期間内に十分収まるよう
調整し、ノイズが虚像画面に表示する事を防ぎ、視認性
の良い画面を提供できる。

【００２５】また、接続手段においては、画像情報であ
るアナログ信号はシールド線で、同期信号・ＢＬＤＯＵ
Ｔ・電源電圧等はツイストペアケーブルで送信し、これ
らのケーブルを一つに統合した一重編組シールドケーブ
ルによりコントロールユニットから装置本体内のＶＩＤ
ＥＯ回路まで送信することを特徴とする。

【００２６】上記構成によれば、画像情報の送信を長い
距離行っても、信号劣化を最小に抑えることができ、デ
ジタル信号や電源電圧等から回り込むノイズも防げる。
また、一重編組シールド構造により、ケーブル外径も細
くすることもできるため、装置本体を装着した時の接続
手段による牽引感も低減できる。

【００２７】さらに、その接続状態は、コントロールユ
ニット側がコネクタ接続による脱着可能な構造であり、
ＶＩＤＥＯ回路側は装置本体の略中央に配置された保持
接合部に近接した位置に、直接実装した固定接続構造で
あることを特徴とする。

【００２８】上記構成によれば、片側が取り外しできる
ため、持ち運びにも便利である。また、装置本体側は固
定されているため、作業中に誤って抜けたり、接触不良
になる心配がないため信頼性に優れ、しかも装置本体の
中央で保持接合部に近接した位置に接続されるため、接
続手段の重み等によって装置本体が傾かず、バランスが
良い。

【００２９】さらに、接続手段のコントロールユニット
側の出力コネクタ位置と、ＶＩＤＥＯ回路との実装位置
が、使用者がキーボード等のデータ入力手段と相対した
とき、同一方向にあることを特徴とする。

【００３０】上記構成によれば、接続手段がキーボード
等を横切ることで、作業の邪魔になったり、誤って引っ
かかり接続手段が抜けてしまう事を防ぐことができ、か
つ接続手段の長さも短めに設計できる。

【００３１】また、コントロールユニットから送信され
た画像情報の処理として、画像表示素子である液晶パネ
ルを駆動するための極性反転信号を作成する回路と、ア
ナログＳＷ、ソースフォロワ、定電流回路から構成され
るアナログＳ／Ｈ回路の、２度にわたって周波数変換を
行う事を特徴とする。

【００３２】上記構成によれば、高速駆動している画像
情報を、信号劣化・解像度ダウンさせることなく表示で
きるため、視認性の良い虚像画面を提供することで、疲
労を抑えることが可能になる。また、最終段で周波数変
換しているため、部品点数を減らす事ができ、パワーも
抑える事ができる。

【００３３】さらに、ＶＩＤＥＯ回路基板は、両面実装
の平型基板で構成され、上面に大型部品を下面に小型部
品をそれぞれ配置し、特に下面には液晶パネル接続用コ
ネクタ、バックライト接続用コネクタを有することを特
徴とする。

【００３４】上記構成によれば、回路・基板における放
熱効果が十分あり、信頼性に富む。さらに、画像表示素
子用の２つのコネクタを下面に配置したことで、単眼式
頭部装着型表示装置での視認眼切り換えにおける虚像形
成光学系の移動が可能となり、汎用性・共用性に優れ
る。

【００３５】また、使用者の左右どちらか片方の眼前に
虚像形成光学系を正確に配置後、予めコントロールユニ
ット内のメモリーもしくは外部ソフトに記憶されてい
て、しかも拡大虚像画面上に表示可能な調節手順に沿っ
て、視度調整、画面位置、画面のポジ・ネガ表示、バッ
クライト輝度の順に表示画面の調整を行うことを特徴と
する。

【００３６】上記構成によれば、装置本体を装着したま
ま、容易にかつ正確に表示画面の調整を行えるため、作
業性に富んだ視認性の良い画面を提供できる。

【００３７】また、上記画面位置調整は、初期設定の画
面に対して水平・垂直の各方向を画像圧縮し、初期画面
より若干縮小した画面を作成し、画像表示素子の水平・
垂直各方向のスタート位置を、縮小したデータ分だけ変
える事によって画面位置を１ドット単位で調整可能な手
段を有することを特徴とする。

【００３８】上記構成によれば、使用者自信が最も視認
しやすい場所に１ドット単位で虚像画面を配置すれば、
視認眼にとって無理のない状態で視認できるため、疲労
を最小限に抑えることができる。また、作業中に画面位
置がずれても、装置本体を動かすことなく虚像画面を最
適な位置に調整できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照にして詳述する。

【００４０】（第一の形態）図１〜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構成及び使用形
態を表し、図１が全体のシステム構成図、図２が使用形
態、図３が虚像形成光学系の縦断面図、図４がコントロ
ールユニットの回路構成を示す。

【００４１】図１における、本発明の頭部装着型表示装
置は、パソコン及びマイコン等のＣＰＵを持つインテリ
ジェント装置１、またはビデオ・レーザーディスク等の
映像再生装置２などから成る画像情報入力源３から画像
情報を供給し、パワーマネージメント機能を持つ電源電
圧供給回路４から全電源電圧を供給する。画像情報入力
源３から取り込んだ画像情報は、コントロールユニット
５で、装置本体に小信号で送信するための画像データ処
理部と、バックライトパルス制御回路でバックライトパ
ルスの作成を行う。さらに、その画像情報をコントロー
ルユニット５から装置本体５０まで接続手段７によって
送信し、画像表示素子９に画像情報を表示するための処
理をＶＩＤＥＯ回路８で行うものである。

【００４２】つまり、第一の構成要素である画像情報入
力源３と、装置本体５０に必要なデータを送信するため
の前処理を行う第二の構成要素であるインターフェース
部６については、使用者５１自信が装着・携帯しない外
部装置であり、第三の構成要素の接続手段７からＶＩＤ
ＥＯ回路８を通して、画像表示素子９に画像情報を表示
するための表示ユニット１０から成る第四の構成要素
を、使用者５１が装着して作業する構成になっている。

【００４３】図２の使用形態において、画像情報入力源
３としてパソコン１を使用し、該パソコン付属のフラッ
トパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を取り外し、そのＦＰ
Ｄ接続用コネクタ１８と接続可能なコネクタを、コント
ロールユニット５内に有し、そこからを直接画像情報と
電源電圧を取り出す。その後、インターフェース部６で
前処理され、コネクタ１１から接続手段７を通って装置
本体５０へ送信される。

【００４４】装置本体５０は、使用者５１の眼の左右い
ずれか片方の眼前に虚像形成光学系５２を有する。該虚
像形成光学系５２は、装置本体５０に空転保持され使用
者５１の略眼幅方向に延伸し、ネジ形状を有する軸８９
に螺着嵌合して装置本体５０に保持され、該軸８９は両
端にノブ５３を有する。該ノブ５３の一方を回転させる
と、軸８９が装置本体５０に対して空転するため、虚像
形成光学系５２は使用者５１の略眼幅方向に移動自在で
ある。また、装置本体５０は、ヒンジ部５４を介して装
着手段５５と結合しており、ヒンジ部５４を調整するこ
とで、使用者５１の眼前に俯角を付けて保持できる。

【００４５】また、使用者５１から見て虚像形成光学系
５２の外側に、使用者５１の両眼の視野を部分的に覆う
大きさの部分透過型遮光板５８を有する。この部分透過
型遮光板５８は、単眼式頭部装着型表示装置において、
反視認眼から入る情報での虚像情報のコントラスト低下
を防止する役目がある。

【００４６】さらに、、周辺輝度を測定するためには位
置された電光セル１７と、虚像画面のポジ・ネガ表示を
切り換えるためのＳＷ１９をインターフェース部６に有
する。 図３において、虚像形成光学系５２は、液晶パ
ネル８５とその後方から液晶パネル８５を照射するため
のバックライト８６からなる画像表示素子９と、反射ミ
ラー９１、拡大光学手段であるレンズ５６から構成され
る。また、画像表示素子９は、視度調整つまみ５７を図
２における矢印Ａ方向に回転すると、歯車８８の回転軸
が視度調整つまみ５７の支点と一致しており、歯車８８
が回転して歯車嵌合する枠体８７、すなわち画像表示素
子９が光軸方向に移動し、レンズ５６との相対距離、つ
まり拡大虚像９０のサイズを変える事で視度調整が可能
となる。

【００４７】さらに、画像表示素子９は、液晶パネル８
５のＦＰＣケーブル９４と、バックライト用ケーブル９
５によって、装置本体５０のＶＩＤＥＯ回路基板９２の
下面に配置された、液晶パネル用コネクタ９３とバック
ライト用コネクタ９６で電気的に接続されている。

【００４８】次に、コントロールユニット５の回路構成
を、図４により説明する。

【００４９】画像情報であるデジタル信号を、小信号レ
ベルのまま入力バッファ２０によってデータを整え、該
画像情報をＤＯＴＣＬＫ２０１によってラッチ処理２１
した後、Ｄ／Ａコンバータ２２によって前記ＤＯＴＣＬ
Ｋ２０１に同期したアナログ信号に変換し、クランプ２
３及びγ補正２４処理を施して、長い距離を送信できる
ように最後に出力バッファ２５で処理してから出力す
る。このようにアナログ信号で送信する理由は、ケーブ
ル数を減らす事、小信号で送ることで低パワー化が可能
である事などである。

【００５０】さらに、Ｈ・ＶＳＹＮＣ、ＤＯＴＣＬＫ等
の同期信号については、同期信号バッファ２６処理のみ
行い、ＨＳＹＮＣ２０２については、バックライト制御
回路２７に送信されてバックライト制御パルス２０３
（ＢＬＤＯＵＴ）を作る。

【００５１】本実施例では、装置本体を、虚像形成光学
系と表示ユニットのみで構成できるため、小型で軽量な
装置を実現でき、装置本体の重量による疲労を低減で
き、かつ使用者は重さを気にする事なく作業できるため
作業性にも優れる。さらに、回路構成およびその分け方
により、信号処理レベルが小信号である回路はインター
フェース部に、大信号である回路はＶＩＤＥＯ回路にま
とめる事によって、パワーロスの少ない装置が実現で
き、システムの構成要素全てが小型化できるため、携帯
性・可搬性にも優れる。また、情報入力源としてパソコ
ンやビデオなど利用可能な範囲も広く、使用目的に応じ
たディスプレイを提供することが可能となる。

【００５２】さらに、パソコン付属のＦＰＤを取り外し
た分だけ軽量化でき、携帯性に優れたシステムとなる。
また、画像情報がパソコン内部のＤＯＴＣＬＫと同期さ
せる事ができるため、外部同期をかける必要が無く、そ
の分のパワーを抑えることができる。加えて、アナログ
信号による出力で、小信号レベルの信号送信ができるの
でパワーが抑えら、信号線の数も少なくて済み、装置本
体を装着したときの接続手段による牽引感が低減できる
ため、使用者は不快感・疲労を感じる事なく作業が行え
る。

【００５３】（第二の形態）図５〜図６は、本発明の第
二の形態における頭部装着型表示装置の構成および使用
形態を表し、図５がその使用形態、図６がコントロール
ユニットの回路構成図を示す。なお、第一の形態と同様
の部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【００５４】図５において、第一の形態と同様に、画像
情報入力源３としてパソコン１を使用するが、ＦＰＤ１
４はそのまま接続の状態で、パソコンの外部ＣＲＴ接続
用コネクタ１２から画像情報を中継ケーブル１３で引き
出し、インターフェース部６に入力して処理する。該イ
ンターフェース部６には、外部電源用のＡＣコード１５
が電源電圧供給回路４に接続されており、そこで本装置
を駆動するための電源電圧、及びパソコン１を駆動させ
るための電源電圧をそれぞれ作成し、前者は接続手段７
によって、後者はコード１６によってそれぞれ供給され
る。また、周辺輝度を測定するためには位置された電光
セル１７と、虚像画面のポジ・ネガ表示を切り換えるた
めのＳＷ１９をインターフェース部６に有する。

【００５５】図６において、前記外部ＣＲＴ接続用コネ
クタ１２から出力される画像信号は、アナログＲＧＢ信
号とＨ・ＶＳＹＮＣの同期信号のみである。まず、アナ
ログＲＧＢ信号は、第一の形態の中でＤ／Ａコンバータ
２２によってアナログ変換された信号と同じであるか
ら、バッファ処理２０後、クランプ２３、γ補正２４、
出力バッファ処理２５を行えばよい。また、同期信号及
びバックライトパルスについては第一の形態と全く同様
な処理を行う。

【００５６】本実施例では、パソコンの外部ＣＲＴ用コ
ネクタからデータを取り込めるため汎用性に優れ、アナ
ログ入力された画像情報を、より簡単な回路構成にする
事で素子数を減らせ、小信号レベルのまま処理できるた
め、パワー抑えることができる。さらに、第一の形態と
違って、パソコン付属のＦＰＤを有しているため、使用
者は両者を同時にかつ任意に選択して使用できるため、
利便性・汎用性が良い。また、複数人での同時使用・視
認も可能となり、共用性にも優れる。

【００５７】（第三の形態）図７は、本発明の第三の形
態における頭部装着型表示装置のコントロールユニット
の回路構成を表す。上述の実施形態と同様に、同様の部
分については同一符号を付して説明を省略する。

【００５８】図７において、画像情報は、画像情報入力
源３によらず、デジタルｎｂｉｔの信号が入力した場
合、（ａ）のルートを通って、バッファ処理２０後、基
本クロック作成回路４９から出力さらた基本クロック２
２５によって、ビット補正手段２８で入力ｂｉｔ数ｎの
デジタル信号を、全て８ｂｉｔに補正・統一する。該８
ｂｉｔのデジタル信号のままラッチ２１、クランプ２
３、ガンマ補正２４、極性反転２９処理を行い、Ｄ／Ａ
コンバータ２２で前記基本クロック２２５に同期したア
ナログ信号に変換し、バッファ処理２５を最後に行って
から出力する。アナログ信号の場合には、（ｂ）のルー
トを通って、Ａ／Ｄコンバータ３０でデジタル８ｂｉｔ
に変換後、上述のデジタル信号の場合と同じ経路で処理
される。

【００５９】本実施例では、画像情報入力源をパソコン
に限定することなく、あらゆるデジタル信号・アナログ
信号に一様に対応できるため、汎用性に優れている。

【００６０】さらに、第一、二の形態と違い、ＶＩＤＥ
Ｏ回路で行っていた極性反転処理をコントロールユニッ
トで行うことで、大信号レベル処理の負担を減らしパワ
ーを抑えることができ、デジタルによってクランプ、γ
補正、極性反転の処理を行うことでｂｉｔ単位で制御が
可能になる事などに優れる。

【００６１】（第四の形態）図８は、本発明の第四の形
態における頭部装着型表示装置のコントロールユニット
の回路構成を表す。尚、上述の実施形態と同様に、同様
の部分については同一符号を付して説明を省略する。

【００６２】映像再生装置２を画像情報入力源３に使用
する場合、コントロールユニット５に入力する信号は、
コンポジットビデオ信号である。ＮＴＳＣやＰＡＬ等の
テレビ信号を、前述のパソコン１と同様に表示するため
には、インターレース方式からノンインターレース方式
に倍速変換する必要がある。そこでまず、前記コンポジ
ットビデオ信号を、ＹＣ分離手段１２０で輝度信号
（Ｙ）とカラー信号（Ｃ）に分け、該輝度・カラー信号
を使ってデコーダ１２１でアナログＲＧＢ信号と同期分
離処理を行う。アナログ信号については、ゲイン調整１
２２で処理後、前記実施形態と同様にクランプ２３、γ
補正２４を行い、コントロール手段１２４から出力され
る倍速変換用クロック２２６を使って、Ａ／Ｄコンバー
タ３０、ラッチ２１、Ｄ／Ａコンバータ２２から成る倍
速変換部１２３によりデジタル的に倍速変換し、バッフ
ァ２５処理を行い出力する。

【００６３】また、同期分離したコンポジットＳＹＮＣ
２０４から、Ｈ・ＶＳＹＮＣを作成し、同期信号バッフ
ァ２６で処理後出力される。さらに、ＨＳＹＮＣ２０２
からバックライトパルス制御回路２７でＢＬＤＯＵＴ２
０３を作成する。

【００６４】本実施例によれば、映像再生装置であるビ
デオデッキやレーザーディスク等からの情報を表示する
ことができ、しかも通常のＮＴＳＣの倍の走査速度で表
示するため、高品位な画面が得られ、使用者は良好な画
面で作業ができ、疲労低減効果がある。さらに、倍速変
換部のみデジタル処理することで、部品点数が少なく、
パワーを抑えることができるため、回路を小型化するこ
とも可能である。

【００６５】（第五の形態）図９は、本発明の第五の形
態における頭部装着型表示装置の電源電圧供給回路の構
成を表し、やはり、上述の実施形態と同様に、同様の部
分については同一符号を付して説明を省略する。

【００６６】図９において、電源電圧供給回路５は、画
像情報入力源３をそれぞれ専用のコネクタ３１〜３３と
接続すると、そのコネクタ部分に配置されたセンサー３
４〜３６のいずれか１つが感知し、その結果を画像情報
入力源判定手段３７に送り入力源を識別する。通常は、
各入力源に対応した電源電圧回路が選択されるが、使用
環境によってわざわざ外部電源４３を使う必要がないと
きには、外部から強制的に切り換えることが出来る。そ
の場合、外部電源４３は、ＡＣアダプタ４１と電池また
はバッテリー４２で構成されていて、強制切換信号２０
５が入力すると外部電源回路４３が選択され、強制切換
信号２０６が入力すると、外部電源回路の内、特に電池
＆バッテリ４２が優先される。

【００６７】そこで、強制切換信号２０５または２０６
が入力されているかどうか外部電源回路選択手段３８で
判定し、前記入力源判定の結果と比較して判断する。仮
に、強制切換信号２０５も２０６も入力していなくて、
パソコンのＦＰＤ接続用コネクタ３１が画像情報入力源
３である場合、電源供給回路選択手段３９でパソコン内
から電源電圧を供給する回路４０が選択され、パソコン
の外部ＣＲＴコネクタ３２やビデオ信号用コネクタ３３
から入力されれば、電池＆バッテリー４２が選択され
る。 前述のように、電源供給回路選択手段３９で選択
された供給電圧２０７は、電圧変換回路４６の画像表示
用回路４５で、画像表示素子９に画像情報を表示するた
めに必要な回路の電源電圧２０８に変換され、選択され
た画像情報入力源用の駆動回路のみに供給する、供給回
路選択手段４７からコントロールユニット５へ出力され
る。また、画像情報入力源３に必要な電圧２０９は、電
圧変換回路４６の情報入力源用回路４４で同様に作成し
供給される。

【００６８】本実施例によれば、電源電圧の供給におい
て、外部電源が無くても駆動可能であり、携帯用ディス
プレイとして利用する際、外部電源の無い分軽くて・コ
ンパクトになるため、より一層可搬性に優れる。室内な
ど電源供給に困らない場合では、電池またはバッテリー
やパソコン内の電源電圧を使用しないで済む分、システ
ムの稼働時間も長時間確保できる。さらに、電圧変換回
路を有するため、基準となる電源電圧のみを供給すれば
良く、インターフェース部の構成が簡単で小型化でき、
より一層可搬性に優れる。加えて、選択された回路しか
電源電圧を供給しないので、無駄なパワーを消費しない
で済む。

【００６９】（第六の形態）図１０〜１２は、本発明の
第六の形態における頭部装着型表示装置のバックライト
制御回路を表し、図１０がその回路構成、図１１がタイ
ミングチャート、図１２が周辺輝度測定結果の画面表示
について表す。やはり、上述の実施形態と同様に、同様
の部分については同一符号を付して説明を省略する。

【００７０】前記実施形態１から４に記載の通り、バッ
クライト制御パルスであるＢＬＤＯＵＴ２０３は、水平
同期信号であるＨＳＹＮＣから作成される。

【００７１】このＨＳＹＮＣは、画像情報入力源がパソ
コンなどのインテリジェント装置から出力されるＨＳＹ
ＮＣ１（２０２）と、ビデオなどの映像再生装置から出
力されるＨＳＹＮＣ２（２１６）とで駆動速度が異な
り、ＨＳＹＮＣ１（２０２）はＨＳＹＮＣ２（２１６）
に比べて約１／２の周期である。そのため、ＨＳＹＮＣ
１（２０２）に完全同期したＢＬＤＯＵＴでは駆動速度
が速いため、バックライトの輝度が明るすぎるため、Ｈ
ＳＹＮＣ１（２０２）の１／ｎ周期に１回ＢＬＤＯＵＴ
を出力する回路で変換する必要がある。

【００７２】まず、画像情報入力源３から出力される水
平同期信号を、ＨＳＹＮＣ選択手段７０に入力し、ＨＳ
ＹＮＣ１（２０２）とＨＳＹＮＣ２（２１６）のいずれ
か片方を選択する。映像再生装置２のＨＳＹＮＣ２（２
１６）が選択された場合は、パルス幅変調回路８２を通
ってそのまま出力される。インテリジェント装置１のＨ
ＳＹＮＣ１（２０２）の場合は、該ＨＳＹＮＣ１を基本
クロックとするカウンタ７１に入力され、カウンタ７１
のＱ１出力２１０は、ＨＳＹＮＣ１の立ち下がり毎にカ
ウントし、Ｑ２出力２１１はその倍の周期に一回カウン
トしていく。この２つのカウンタ出力を、間引き切換Ｓ
Ｗ（ＳＷ１）７２で片方を選択する。通常は、カウンタ
のＱ１出力２１０が選択されるように設定して有る。こ
のＱ１出力２１０を使ったパルス幅変調により、バック
ライトが明るすぎて周辺輝度に対して最適輝度にならな
い場合は、Ｑ１出力２１０の倍の周期であるＱ２出力２
１１を選択し、ＢＬＤＯＵＴ２０３出力をＱ１出力２１
０を使った場合の半分にする事で、さらに広い調整範囲
が得られる。

【００７３】次に、位相調整手段であるＩ／Ｓ７３によ
って、Ｑ１出力２１０の立ち下がり位置を、アナログ信
号の帰線期間内で画面に表示されない程度に遅らせる。
これは、バックライト輝度の調光方法にパルス幅変調を
採用しているため、パルス幅が長くなると、帰線期間内
から表示期間にＢＬＤＯＵＴ２０３がオーバーしてしま
い、その部分のノイズが画面に表示されてしまうためで
ある。そこで、ＨＳＹＮＣ１に非同期になるように位相
調整手段７３で調整し、帰線期間内にＢＬＤＯＵＴ２０
３の立ち上がりと下がりが入るように調整する。

【００７４】このＩ／Ｓ７３の出力２１２を、単安定マ
ルチバイブレータ１（ＭＢ１）７４及び同２（ＭＢ２）
７５に入力する。ＭＢ１（７４）では、抵抗７６とコン
デンサ７７の時定数で決まる、パルス幅一定の出力２１
３を出し、ＭＢ２（７５）からは、抵抗７８とコンデン
サ７９により決まるパルス幅可変出力２１４が出る。こ
の２つのパルス２１３と２１４は、電源投入時から一定
時間内は固定出力２１３を、その後は可変出力２１４を
出力するように切り換えるための制御信号２１５を信号
制御手段Ｓ／Ｓ８０で作成し、バックライト出力ＳＷ２
（８１）で切り換えてＢＬＤＯＵＴ２０３を出力する。
これは、電源投入時からしばらくの間は、バックライト
管が温まっていないため放電が不安定であるため、放電
が安定するまでの間はパルス幅変調を行わず、発光効率
の最も良いパルス幅に固定するという、イニシャルリセ
ット回路である。

【００７５】図１２において、前記コントロールユニッ
ト５に配置した周辺輝度測定用の電光セル１７により周
辺輝度を測定し、その測定結果８３を虚像画面９０上に
表示する。そのため、使用者５１は、装置本体５０を装
着したまま周辺輝度に応じた最適なバックライト輝度へ
容易に調整できる。本実施例によれば、水平同期信号を
使って容易にバックライトパルスを作ることが可能であ
り、画像情報入力源によらず、一定したバックライト輝
度が実現できる。バックライトの輝度調整も、装置本体
を装着したまま行えるため作業性に優れる。通常のパル
ス幅変調に加え、間引きしたＢＬＤＯＵＴのパルス幅変
調を併用することで、容易にかつ広い調整範囲が実現で
きる。さらに、電源投入時の不安定放電防止のためのイ
ニシャルリセット回路により、信頼性に優れている。ま
た、パルス幅を広げても表示画面にＢＬＤＯＵＴのエッ
ジが表示しないための位相調整手段により、虚像画面の
視認性が向上し、疲労防止にも役立つ。

【００７６】（第七の形態）図１３、図１４は、本発明
の第七の形態における頭部装着型表示装置の接続手段を
表し、図１３が断面図、図１４がその接続状態を表す。
やはり、上述の実施形態と同様に、同様の部分について
は同一符号を付して説明を省略する。

【００７７】図１３において、接続手段７は、画像情報
及び電源電圧等を、前記コントロールユニット５から装
置本体５０まで送信するための手段である。アナログＲ
ＧＢの各画像データは、それぞれ単体でシールドされて
いる信号線６０によって送信され、その他の信号は、非
シールド線６１を２本合わせたツイストペアケーブル６
２によって送信される。該ツイストペアケーブル６２
は、同期信号用に２本、バックライト信号用に１本、電
源電圧用に７本の合計５対１０本で構成される。このシ
ールド線６０とツイストペアケーブル６２を一つに統一
し、その回りを横巻き式一重編組シールド６３と外径シ
ース６４により１本のケーブルで構成したのが接続手段
７である。

【００７８】また、信号を送信する部分である信号線６
５・６６には、それぞれＡＷＧ２８の太さの集合線を使
用することで、ケーブル外径が細いにも関わらず、強度
的に十分な構造が実現できる。シールド６３について
も、横巻き一重編祖シールド構造にすることで、同様に
ケーブル外径が細くでき、外径シースの厚みを薄くして
も、シールド形状が外側に浮き出す事もない。外径シー
ス６４は、軽くて柔らかい素材を使うことで、接続手段
自体の自由度が高くなる。

【００７９】図１４は、接続手段７の各回路との接続状
態を表している。コントロールユニット５側は、コネク
タ１１によって脱着可能な構成であり、ＶＩＤＥＯ回路
８側は、ＶＩＤＥＯ回路基板９２の上面で、装置本体５
０の略中央で保持接合部５４に近接した位置に直接実装
する固定接続構造になっている。そのため、可搬性に富
み、作業中に突然引っ張られても抜ける心配もなく、か
つ頻繁に抜き差しすることによる接触不良の心配もない
など、安全性にも富んでいる。加えて、保持接合部５４
に近接した位置に固定されるため、接続手段７の重み等
によって装置本体５０が傾く事もなく、バランスが良
い。

【００８０】また、図２または図５より、使用者５１が
作業に際し、データ入力手段であるキーボードやマウス
等と相対したとき、コントロールユニット５側のコネク
タ１１と、ＶＩＤＥＯ回路８における前記接続手段７と
の実装位置とが、同一方向に配置されることが重要であ
る。これは、接続手段７がキーボード等を横切ると、使
用者５１が作業に集中できない、操作時に手で引っかけ
てしまい危険であること、かつケーブル長を短く設計で
きる事など、安全性・作業性にも優れている。

【００８１】本実施例によれば、画像データを、コント
ロールユニットから装置本体までの長い距離を送信して
も、信号劣化が少なく、特に画像信号については、デジ
タル信号や電源電圧信号からノイズの混入を防ぎ、視認
性の高い画像が提供できるため、使用者にとって視認眼
の負担を低減する効果もある。また、接続手段の外形を
細く柔らかくすることができるため、装着時の接続手段
による牽引感も低減でき、良好な装置が提供できる。加
えて、上述したように、信頼・安全性・作業性にも優れ
る。

【００８２】（第八の形態）図１５は、本発明の第八の
形態における頭部装着型表示装置のＶＩＤＥＯ回路の回
路構成を表す。やはり、上述の実施形態と同様に、同様
の部分については同一符号を付して説明を省略する。

【００８３】ＶＩＤＥＯ回路８の回路構成において、画
像情報であるアナログＲＧＢ信号は、バッファ１００で
処理後、液晶パネル８５に表示する際の液晶劣化防止の
ための交番信号を、極性反転回路１０３で作成する。該
極性反転回路１０３は、正極信号及び負極の信号をそれ
ぞれ作る回路１０１で交番信号の基準信号を作り、その
正・負極信号をアナログＳＷ１（１０２）で、極性反転
制御信号２２０により切り換え、大信号レベルの極性反
転信号に周波数変換される。ここで、極性判定制御信号
２２０は、水平同期信号もしくは垂直同期信号、さらに
は液晶パネル８５の１画素分のデータが変化するタイミ
ングに同期して変化する信号である。

【００８４】また、前記液晶パネル８５は、表示特性が
十分確保されていない事、画像情報の転送速度が速い事
などから、画像情報を直接表示すると信号劣化・解像度
ダウンが起こり視認性が悪くなる。そこで、アナログＳ
／Ｈ回路１０７によって周波数変換を行い、最適表示が
可能な駆動速度へアナログ信号を変換する必要がある。
極性反転回路１０３から出力した信号は、アナログＳＷ
２（１０４）で、パネル駆動回路１１１から出力される
ｎ本のＳ／Ｈクロック２２１を使って、従来の１／ｎの
駆動速度のＳ／Ｈデータ２２２に周波数変換され、該Ｓ
／Ｈデータ２２２が、ソースフォロワ１０５によりデー
タ保持される。この時、ソースフォロワを構成するＦＥ
Ｔのドレイン−ソース間電流（Ｉ_DSS）のばらつきを抑
えるため、定電流回路１０６によって一定の電流を引き
込む構成になっている。アナログＳ／Ｈ回路１０７出力
後、ビデオバッファ１０３を通って、液晶パネル８５に
大信号レベルの画像情報として出力する。

【００８５】Ｈ・ＶＳＹＮＣについては、バッファ１０
９で処理後、表示画面の同期を調整するためのＰＬＬ回
路１１０に入力される。ここで、前記第一の形態のよう
に、パソコン１からＤＯＴＣＬＫが接続されている場合
は、コントロールユニット５内のラッチ２１とＤ／Ａコ
ンバータ２２で完全に同期が取れた信号が出力されるた
め、ＰＬＬ回路１１０を省略できる。ＰＬＬ調整後、液
晶パネル８５のＸ・Ｙ方向ドライバー駆動用のクロック
として、上記アナログ信号と同様に大信号レベルのクロ
ックをパネル駆動回路１１１で作成し、パネルに出力す
る。

【００８６】さらに、バックライト制御パルスであるＢ
ＬＤＯＵＴ２０３は、バックライト８６に組み込まれて
いる回路に直接送られ、バックライトが点灯可能な信号
へ変換される。

【００８７】また、図３及び図１４より、装置本体５０
内のＶＩＤＥＯ回路基板９２は、両面実装タイプの平型
基板である。上面には、背の高い部品と大型のＩＣ等が
配置され、下面には小型のチップ部品と、前記画像表示
素子９を構成している液晶パネルのＦＰＣケーブル９４
接続用のコネクタ９３と、バックライトケーブル９５を
接続するためのコネクタ９６が配置されている。

【００８８】このような平型基板の構造とする事で、回
路・基板の放熱効果が高く、信頼性に富んだ回路にな
る。かつ、下面に配置された液晶パネル接続用コネクタ
９３とバックライト接続用コネクタ９６の位置と、液晶
パネルのＦＰＣケーブル９４及びバックライト接続ケー
ブル９５が十分な長さに設計してあれば、単眼式の装置
における視認眼切り替え時の虚像形成光学系の移動が、
スムーズにかつ簡単に行え、汎用性・共用性にも優れ
る。

【００８９】本実施例によれば、ＶＩＤＥＯ回路は、液
晶パネルへ画像情報を表示するのに必要な、しかも大信
号レベル処理回路のみで構成されるため、パワーロスが
少ない。画像データの周波数変換を２度行う事で、表示
性能に優れ、視認性の高い虚像画面を提供できる。その
ため、視認眼の負担が減り、疲労が低減できる。特に、
アナログＳ／Ｈを最終段で行うため、部品点数を減らす
事ができ、回路の小型化が可能となり、かつパワーも抑
える事ができる。また、上述したように、ＶＩＤＥＯ回
路基板の下面に液晶パネルとバックライト接続用コネク
タを有することから、単眼式頭部装着型表示装置におけ
る視認眼切り換えが、１つの虚像形成光学系だけで出来
るため、汎用性・共用性に優れる。

【００９０】（第九の形態）図１６は、本発明の第九の
形態における頭部装着型表示装置の表示画面の調整方法
に関するフローチャートを示す。また、図２で説明した
使用形態、及び図３の虚像形成光学系の断面図を参考に
しながら説明していく。

【００９１】使用者５１は、良好な虚像画面９０つまり
視認性の良い画面を見ながら作業することで、ＶＤＴ作
業における疲労をより少なく・軽くすることができるた
め、本実施の形態では、より良好な虚像画面９０を得る
ための調整方法について述べる。装置本体５０を装着し
たときの、視認眼５９の選択や眼幅調整、俯角調整など
は終了しているものと見なす。

【００９２】調整手順は、コントロールユニット５内の
メモリーもしくは外部ソフトに、予め記憶されている。
この記憶されている調整手順は、全て虚像画面９０上に
表示され、その指示に従って視度調整、画面位置、ポジ
・ネガ表示選択、バックライト輝度の順に調整してい
く。

【００９３】まず、メモリーもしくは外部ソフトから調
整手順を呼び出す。

【００９４】最初の視度調整は、虚像画面９０の中央に
使用者５１が十分視認できる大きさの＊印が表示され、
使用者５１自信が視度調節つまみ５７を動かして、前記
＊印が最も良好に見える位置に合わせる。

【００９５】次に、虚像画面９０の位置が現状のままで
良いか確認する。仮に、少し右下方向に下げたい場合
は、まず水平方向の画面を１ドット毎、データ入力手段
であるキーボードあるいはマウスで圧縮していく。垂直
方向の画面も同様な操作を行うことで、初期の画面より
若干縮小した画面が得られ、該圧縮画面を縮小したデー
タ分だけ１ドット単位で右下方向に移動する。

【００９６】次に、虚像画面９０がポジ表示のままで良
いか確認する。ここで、初期設定におけるポジ表示が、
ネガ表示であってもなんら問題はない。初期画面の表示
をネガ表示に変更したいときは、コントロールユニット
５に配置した切り換えＳＷ１９により切り換える。

【００９７】最後に、バックライト輝度調整である。第
六の形態でも述べたように、前記コントロールユニット
５に配置した周辺輝度測定用の電光セル１７により周辺
輝度を測定後、その測定結果を虚像画面上で確認する。
使用者５１は、周辺輝度に応じた最適なバックライト輝
度を、虚像画面９０を見ながら調整する。

【００９８】以上の作業終了後、呼び出された調整手順
を終了し、表示画面の全調整は終了である。

【００９９】本実施例によれば、拡大画面に各調整手順
を表示して、それに沿って装置本体を装着したまま容易
に、かつ正確に調整ができるため、作業性・操作性に優
れる。特に、画面位置を調整することで、視認眼にとっ
て無理のない状態で視認でき、作業中の装着ズレに対し
ても、装置本体を動かすことなく最適な位置に調整でき
る。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の頭部装着
型表示装置は、装置本体を虚像形成光学系と表示ユニッ
トのみで構成できるため、装置本体が小型で軽量にな
り、装着した時の重量による疲労が低減できる。さら
に、その回路構成および分け方において、信号処理レベ
ルに応じて、小信号レベルの処理はインターフェース部
で、大信号処理はＶＩＤＥＯ回路にそれぞれまとめ、コ
ンパクトでパワーロスの少ない回路が実現でき、携帯性
・可搬性に優れる。また、パソコンやビデオなど利用可
能な範囲も広く、使用目的に応じて色々なディスプレイ
として使用できるため、汎用性に優れている。

【０１０１】画像信号がデジタル信号でも、アナログ信
号の場合でも、簡単な回路構成で良いため、素子数が減
らせ、小信号レベルのまま処理できる事から、パワーを
抑えることができる。さらに、アナログ出力する事で、
信号数が少なく、小信号レベルで送信できる。また、ク
ランプ・ガンマ補正・極性反転等の、画像データ処理を
デジタル信号で行えば、ドット単位で制御が可能にな
る。特に、極性反転処理を小信号レベルで処理する事
で、大信号レベル処理の割合が減り、パワーを抑えるこ
ともできる。

【０１０２】その上、パソコンのＦＰＤと本装置の両方
を、使用者が同時にかつ任意に選択して使用できるた
め、利便性・汎用性が良く、複数人での同時使用も可能
である。ＦＰＤを取り外した形態では、ＦＰＤの分軽く
なり携帯性に優れる。

【０１０３】また、電源電圧の供給回路において、外部
電源が無くても駆動可能なため、軽くてコンパクトで可
搬性に優れ、携帯用ディスプレイとしてより一層使い勝
手がよくなる。電源供給に困らない場所での使用も、Ａ
Ｃアダプタに強制的に切り換えることで、電池等を使用
しないで済むため、システムの稼働時間も長時間確保で
きる。加えて、選択された回路しか電源電圧を供給しな
いので、無駄なパワーを消費しない。

【０１０４】さらに、バックライト制御パルスであるＢ
ＬＤＯＵＴを、水平同期信号から容易に作ることが可能
である。バックライトの輝度調整も、ＢＬＤＯＵＴのパ
ルス幅変調と、前記ＢＬＤＯＵＴの１／ｎ周期に間引い
たＢＬＤＯＵＴのパルス幅変調とを併用する事で、容易
にかつ広い調整範囲が実現できるため、虚像画面の視認
性が向上する。加えて、電源投入時の不安定放電防止の
ためのイニシャルリセット回路で、信頼性にも優れてい
る。また、位相調整手段を有するため、パルス幅変調の
結果、ＢＬＤＯＵＴが帰線期間をオーバーする事が無
く、表示画面上にノイズが表示される事を防げる。

【０１０５】接続手段においては、長い距離を送信して
も信号劣化が少ない。特に画像信号においてデジタル信
号や電源電圧信号からノイズの混入を防ぐ事から、視認
性の高い画像が提供でき、使用者の視認眼の負担を低減
できる。さらに、コントロールユニット側が脱着可能な
構成のため、持ち運びが便利である。また、ＶＩＤＥＯ
回路側の固定位置が、保持接合部に近接した位置である
ため、装置本体の傾きなどが防げ、バランスが良い。か
つ作業中に突然引っ張られても抜ける心配もなく、接触
不良になる心配もないなど、安全性にも富んでいる。ま
た、接続手段のを細く柔らかくすることで、装置本体を
装着した時の牽引感も低減できる。

【０１０６】また、ＶＩＤＥＯ回路において、画像デー
タの周波数変換を２度行うため、表示性能に優れ、視認
性が向上する。そのため、視認眼の負担が減り、疲労も
低減できる。特に、アナログＳ／Ｈを最終段で行うた
め、部品点数を減らせるため、回路の小型化が可能とな
り、パワーを抑える事もできる。加えて、平型基板構造
のため、回路・基板の放熱効果が高く、信頼性に富む。
下面に配置された液晶パネルとバックライト接続用コネ
クタり、単眼式の装置における視認眼切り替え時の虚像
形成光学系移動をスムーズに、かつ簡単に行える事が可
能となり、汎用性・共用性にも優れる。

【０１０７】また、本発明の頭部装着型表示装置の表示
画面調整において、拡大画面に各調整手順を表示するこ
とで、それに沿って装置本体を装着したまま容易に、か
つ正確に調整ができるため、作業性に富んで、使用者に
とって視認性に優れた良好な虚像画面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の形態を表すシステム構成図。

【図２】 本発明の第一の形態を表す使用形態図。

【図３】 本発明の第一の形態を表す虚像形成光学系を
中心とした断面図。

【図４】 本発明の第一の形態におけるコントロールユ
ニットの回路構成図。

【図５】 本発明の第二の形態を表す使用形態図。

【図６】 本発明の第二の形態におけるコントロールユ
ニットの回路構成図。

【図７】 本発明の第三の形態を表すコントロールユニ
ットの回路構成図。

【図８】 本発明の第四の形態を表すコントロールユニ
ットの回路構成図。

【図９】 本発明の第五の形態を表す電源電圧供給回路
の回路構成図。

【図１０】 本発明の第六の形態を表すバックライトパ
ルス制御回路の回路構成図。

【図１１】 本発明の第六の形態におけるバックライト
パルス制御回路のタイミングチャート。

【図１２】 本発明の第六の形態における周辺輝度測定
結果の表示方法を説明するための図。

【図１３】 本発明の第七の形態を表す接続手段の断面
図。

【図１４】 本発明の第七の形態における接続手段の接
続状態を説明するための図。

【図１５】 本発明の第八の形態を表すＶＩＤＥＯ回路
の回路構成図。

【図１６】 本発明の第九の形態を表す虚像画面の調整
方法を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１ インテリジェント装置 ２ 映像再生装置 ３ 画像情報入力源 ４ 電源電圧供給源 ５ コントロールユニット ６ インターフェース部 ７ 接続手段 ８ ＶＩＤＥＯ回路 ９ 画像表示素子 １０ 表示ユニット １１ 接続手段コネクタ １２ 外部ＣＲＴコネクタ １３ 中継ケーブル １４ フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ） １５ ＡＣコード １６ パソコン用電源ケーブル １７ 電光セル １８ ＦＰＤ接続用コネクタ １９ ポジ・ネガ表示切り換えＳＷ ２０ 入力バッファ ２１ ラッチ ２２ Ｄ／Ａコンバータ ２３ クランプ ２４ γ補正 ２５ 出力バッファ ２６ 同期信号バッファ ２７ バックライトパルス制御回路 ２８ ビット補正回路 ２９ 極性反転回路 ３０ Ａ／Ｄコンバータ ３１ パソコンのＦＰＤコネクタ ３２ パソコンの外部ＣＲＴコネクタ ３３ ビデオ・ＬＤ用ピンジャックコネクタ ３４ センサー１ ３５ センサー２ ３６ センサー３ ３７ 画像情報入力源判定手段 ３８ 外部電源選択手段 ３９ 電源供給回路選択手段 ４０ パソコン内電源電圧 ４１ ＡＣアダプタ ４２ 電池＆バッテリー ４３ 外部電源 ４４ 情報入力源用電圧変換回路 ４５ 画像表示回路用電圧変換回路 ４６ 電圧変換回路 ４７ 供給回路選択手段 ４９ 基本クロック作成回路 ５０ 装置本体 ５１ 使用者 ５２ 虚像形成光学系 ５３ ノブ ５４ ヒンジ ５５ 装着手段 ５６ レンズ ５７ 視度調整つまみ ５８ 部分透過型遮光板 ５９ 虚像視認眼 ６０ シールド線 ６１ ツイストペアケーブルの１本 ６２ ツイストペアケーブル ６３ シールド部 ６４ 外径シース ６５ シールド線の信号線 ６６ ツイストペアケーブルの信号線 ７０ ＨＳＹＮＣ選択手段 ７１ カウンタ ７２ 間引き切換ＳＷ ７３ 位相調整手段 ７４ 単安定マルチバイブレータ１ ７５ 単安定マルチバイブレータ２ ７６ 抵抗 ７７ コンデンサ ７８ 可変抵抗 ７９ コンデンサ ８０ 信号制御手段 ８１ バックライト出力ＳＷ ８２ パルス幅変調回路 ８３ 周辺輝度測定結果 ８５ 液晶パネル ８６ バックライト ８７ 枠体 ８８ 歯車 ８９ 軸 ９０ 虚像画面 ９１ ミラー ９２ ＶＩＤＥＯ回路基板 ９３ 液晶パネル接続コネクタ ９４ ＦＰＣケーブル ９５ バックライト接続ケーブル ９６ バックライト接続コネクタ １００ 入力バッファ １０１ 正・負極信号作成回路 １０２ アナログＳＷ１ １０３ 極性反転回路 １０４ アナログＳＷ２ １０５ ソースフォロワ １０６ 定電流回路 １０７ アナログＳ／Ｈ回路 １０８ ビデオバッファ １０９ 入力バッファ １１０ ＰＬＬ回路 １１１ パネル駆動回路 １２０ ＹＣ分離 １２１ デコーダ １２２ ゲイン調整 １２３ 倍速変換回路 １２４ コントロール回路 ２０１ ＤＯＴＣＬＫ ２０２ インテリジェント装置のＨＳＹＮＣ１ ２０３ ＢＬＤＯＵＴ ２０４ コンポジットＳＹＮＣ ２０５ 強制切換信号１ ２０６ 強制切換信号２ ２０７ 基本供給電圧 ２０８ 画像表示用の電源電圧 ２０９ 画像情報源用の電源電圧 ２１０ カウンタＱ１出力 ２１１ カウンタＱ２出力 ２１２ 位相調整手段出力 ２１３ 単安定マルチバイブレータ１出力 ２１４ 単安定マルチバイブレータ２出力 ２１５ 制御信号 ２１６ 映像再生装置のＨＳＹＮＣ２ ２２０ 極性反転制御信号 ２２１ サンプルホールド用クロック ２２２ サンプルホールドデータ ２２５ 基本クロック ２２６ 倍速変換用クロック

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示素子と該画像表示素子によって
   形成した画像を、虚像拡大する拡大光学手段からなる虚
   像形成光学系を装置本体に持ち、前記装置本体を頭部に
   装着して拡大画像を使用者が左右いずれか片方の眼、も
   しくは両眼でで視認する頭部装着型表示装置において、
   第一の構成要素として、パーソナルコンピューターやマ
   イクロコンピューター等のＣＰＵを持つインテリジェン
   ト装置またはビデオやレーザーディスク等の映像再生装
   置から構成される画像情報入力源を有し、第二の構成要
   素として、前記画像情報を前記装置本体に小信号で送信
   するための画像データ処理部、バックライトパルス制御
   回路から成るコントロールユニットと、電源電圧供給回
   路から構成されるインターフェース部を有し、第三の構
   成要素として、前記コントロールユニットから前記装置
   本体まで画像信号を送信するための接続手段を有し、第
   四の構成要素として前記装置本体内に、前記画像表示素
   子および画像表示素子に前記画像情報を表示するための
   ＶＩＤＥＯ回路から成る表示ユニットにより構成される
   事を特徴とする頭部装着型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置の
   コントロールユニットにおいて、前記パソコン付属のフ
   ラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を取り外し、前記
   コントロールユニット内に前記ＦＰＤ接続用コネクタと
   の接続が可能なコネクタを有し、該コネクタから画像情
   報であるデジタル信号及び電源電圧を取り込む事が可能
   であり、かつ前記接続手段により前記装置本体と接続可
   能な構成であることを特徴とする頭部装着型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置の
   コントロールユニットにおいて、前記パソコンの外部Ｃ
   ＲＴ接続用のコネクタより画像情報であるアナログＲＧ
   Ｂ信号及び同期信号を取り込み可能な手段を有し、前記
   使用者は、前記接続手段により接続された前記装置本体
   と、前記ＦＰＤを同時に使用可能な構成であることを特
   徴とする頭部装着型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置の
   コントロールユニットにおいて、前記画像情報がアナロ
   グ信号の場合には、一旦Ａ／Ｄコンバータでデジタル信
   号に変換し、デジタル信号の場合にはビット数を補正
   後、クランプ、γ補正、極性反転までのデータ処理を全
   てデジタル信号により行い、Ｄ／Ａコンバータでアナロ
   グ信号に変換してバッファアンプから出力する画像デー
   タ処理部と、同期信号をバッファ処理する回路と、基本
   クロックを作成する回路と、バックライトパルス制御回
   路により構成することを特徴とする頭部装着型表示装置
   の駆動方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置に
   おいて、電源電圧の供給手段は、前記パソコンのＦＰＤ
   接続用のコネクタから前記コントロールユニットへ電源
   電圧を供給可能な内部電源回路と、ＡＣアダプタ及び電
   池またはバッテリー等の外部電源回路から構成され、前
   記画像情報入力源の各接続コネクタに設けられたセンサ
   ーにより、前記画像情報入力源を判断する手段と、前記
   使用者が任意に選択可能で、かつ強制的に外部電源回路
   に切り換えるための手段を合わせ持ち、供給電圧を前記
   内部電源回路と前記外部電源回路のいずれか１つに切り
   換える事のできる手段を有することを特徴とする頭部装
   着型表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の頭部装着型表示装置の
   電源電圧供給回路において、選択された供給電圧から前
   記コントロールユニット、前記表示ユニット、及び画像
   情報入力源でそれぞれ必要な電圧に変換するための電圧
   変換回路と、該電圧変換回路で変換された電源電圧を、
   選択された前記画像情報入力源から入力する画像データ
   を処理するために必要な回路だけに供給する事のできる
   選択手段を有することを特徴とする頭部装着型表示装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置の
   バックライトパルス制御回路において、前記画像表示素
   子を照射するバックライトの制御パルス（ＢＬＤＯＵ
   Ｔ）を、前記画像情報入力源より出力された水平同期信
   号を使って作成する手段を有することを特徴とする頭部
   装着型表示装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の頭部装着型表示装置の
   バックライトパルス制御回路において、前記コントロー
   ルユニットに周辺輝度測定用の電光セルを配置し、該周
   辺輝度測定結果を前記拡大表示画面上に表示できる処理
   回路を備え、かつ前記使用者は、周辺輝度に応じてバッ
   クライト輝度を調光可能であり、該調光方法として、前
   記ＢＬＤＯＵＴのパルス幅を変調して調光する方法と、
   前記ＢＬＤＯＵＴに対して１／ｎの周期に間引いたＢＬ
   ＤＯＵＴを使ってパルス幅変調する方法とを併用する、
   調光手段を有することを特徴とする頭部装着型表示装
   置。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の頭部装着型表示装置の
   バックライトパルス制御回路において、前記バックライ
   トが電源投入時でも安定に動作するために、電源投入時
   から一定時間はＢＬＤＯＵＴのパルス幅を、バックライ
   トが安定に放電するために必要なパルス幅に設定してお
   き、一定時間経過後には周辺輝度に応じて任意に可変で
   きるようなイニシャルリセット機能を有することを特徴
   とする頭部装着型表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の頭部装着型表示装置
    のバックライトパルス制御回路において、前記ＢＬＤＯ
    ＵＴの位相を、前記画像情報の帰線期間内で自由に調整
    することのできる位相調整手段を有することを特徴とす
    る頭部装着型表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置
    の接続手段において、前記画像情報であるアナログ信号
    はシールド線で送信し、同期信号やＢＬＤＯＵＴ、電源
    電圧等はツイストペアケーブルで送信し、これらのケー
    ブルを一つに統合した一重編組シールドケーブルにより
    前記装置本体内のＶＩＤＥＯ回路まで送信することを特
    徴とする頭部装着型表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の頭部装着型表示装
    置の接続手段における接続状態は、前記装着手段の前記
    コントロールユニット側は、コネクタによって接続する
    ことで取り外しが可能な構造であり、前記装置本体側
    は、前記装置本体の略中央に配置された保持接合部に近
    接した位置で、かつ直接ＶＩＤＥＯ回路基板に実装した
    固定接続であることを特徴とする頭部装着型表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の頭部装着型表示装
    置の接続手段において、前記コントロールユニット側の
    出力コネクタの位置と、前記装置本体内でＶＩＤＥＯ回
    路と接続する位置とが、データ入力手段であるキーボー
    ドやマウスと前記使用者が相対したときに、同一方向に
    あることを特徴とする頭部装着型表示装置。
14. 【請求項１４】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置
    のＶＩＤＥＯ回路において、前記コントロールユニット
    から送信された前記画像データの処理として、前記画像
    表示素子である液晶パネル駆動用に極性反転信号を作成
    する回路と、該極性反転信号をアナログＳＷ、ソースフ
    ォロワ、定電流回路で構成されたアナログＳ／Ｈ回路
    の、２度にわたって周波数変換を行うことを特徴とする
    頭部装着型表示装置の駆動方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の頭部装着型表示装
    置のＶＩＤＥＯ回路において、前記ＶＩＤＥＯ回路は、
    両面実装の平型基板で構成され、該基板の上面には大型
    部品、下面には小型部品をそれぞれ配置し、特に下面に
    は前記液晶パネルを接続するためのコネクタ、およびバ
    ックライト接続用のコネクタを有することを特徴とする
    頭部装着型表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項１に記載の頭部装着型表示装置
    において、前記装置本体を装着し、前記使用者の左右ど
    ちらか片方の眼前に前記虚像形成光学系を正確に配置
    後、前記使用者は、前記コントロールユニット内のメモ
    リーもしくは外部ソフトに予め記憶されていて、しかも
    前記拡大虚像画面に表示可能な調整手順に沿って、前記
    虚像形成光学系の視度調整、拡大虚像の画面位置調整、
    画面のポジ・ネガ表示選択、バックライト輝度調整の順
    に表示画面の調整を行うことを特徴とする頭部装着型表
    示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の頭部装着型表示装
    置における画面位置調整は、初期設定の画面に対して、
    水平・垂直の各方向を１ドット単位で画像圧縮すること
    で、初期画面より若干縮小した画面を作成し、前記画像
    表示素子の水平・垂直各方向のスタート位置を、縮小し
    たデータ分だけ変える事によって、画面位置を１ドット
    単位で任意に調整可能な手段を有することを特徴とする
    頭部装着型表示装置。