特許 6011563 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011563

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/64 20060101AFI20161006BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/64 511A

   G02B27/02 Z

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-37619(P2014-37619)

(22)【出願日】2014年2月27日

(65)【公開番号】特開2015-162831(P2015-162831A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏征

【審査官】 大室 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０７８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０３３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４４８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ２７／００−２７／６４

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｈ０４Ｎ ５／６４−５／６５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に設けられ、画像を形成する画像光を第１方向に出力する画像光出力部と、
前記筐体内に設けられ、前記画像光出力部を電気的に制御する電気基板と、
前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、
前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、
前記検知部と前記電気基板とを電気的に接続する接続部と
を備え、
前記電気基板が前記画像光出力部と一体で形成されていることを特徴とする画像表示装置。

【請求項2】

前記偏向部材は、前記画像光を前記第２方向に反射させる反射面を備え、
前記画像光出力部は、所定の表示面に形成された画像を前記第１方向に前記画像光として出力し、さらに、前記画像光出力部は、前記筐体内であって前記反射面と対向した位置に設けられ、
前記電気基板は、前記表示面に沿って設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記画像光出力部は、前記反射面と対向して前記筐体内に設けられることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記筐体は、前記第１方向に沿って、前記電気基板から前記一端まで延びる内壁を備え、
前記接続部は、前記内壁に沿って設けられた配線であって、前記検知部と前記電気基板とを電気的に接続することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前記内壁には、前記第１方向に沿って、前記電気基板から前記一端まで延びる溝が設けられ、
前記溝に沿って、前記配線が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。

【請求項6】

前記検知部は、前記偏向部材からの前記第２方向に沿って偏向された光を検知する光センサであることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像表示装置。

【請求項7】

請求項１から６の何れかに記載の画像表示装置を備えたことを特徴と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、画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

使用者の頭部に装着され、外界からの光線に画像を重畳させて提示するヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＨＭＤ」とも言う。）が知られている。特許文献１は、ＨＭＤであって、観察者の眼前に配置される反射部（以下、「偏向部材」とも言う。）を有する単眼式の表示ユニットを有するものを開示する。さらに、特許文献１では、その表示ユニットが、画像光を形成する本体部分と、その形成された画像光を観察者の眼に出射する出射口を有する出射口部分とに分割されている。出射口部分が、本体部分に外力によって着脱可能な構成となっている。出射口部分には、反射部としてのハーフミラーが設けられている。反射部が、本体部分で形成された画像光を観察者の目に射出することで、ユーザは、画像を視認することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−４４８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＨＭＤを頭部に装着した状態において、ＨＭＤを使用する場合には、反射部が必要である。一方、反射部を本体部分から取り外して使用したい場合もある。この場合、反射部の有無により、ＨＭＤの設定を自動で切り替えたい要望がある。しかしながら、特許文献１に記載のＨＭＤは、反射部が本体部分から着脱されたことを検出する機構を備えないため、ＨＭＤの設定を自動で切り変えられない。反射部が本体部分から着脱されたことを検出する機構をＨＭＤに設ける場合、検出するための電気的構成を別途設ける必要があり、ＨＭＤが大型化してしまう。

【0005】

本発明の目的は、本体部分からの反射部の着脱を検出できる電気的構成を小型化可能な画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る画像表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、画像を形成する画像光を第１方向に出力する画像光出力部と、前記筐体内に設けられ、前記画像光出力部を電気的に制御する電気基板と、前記筐体の一端に取り付け可能であって、前記画像光を前記第１方向と異なる第２方向に偏向する偏向部材と、前記一端に設けられ、前記偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部と、前記検知部と前記電気基板とを電気的に接続する接続部とを備え、前記電気基板が前記画像光出力部と一体で形成されていることを特徴とする。

【0007】

上記画像表示装置によれば、画像光出力部を電気的に制御する電気基板と、偏向部材が前記筐体に取り付けられているかを検知する検知部を電気的に制御する電気基板とを共通化できるため、画像表示装置を小型化することが可能になる。また、基板が画像光出力部と一体になっているので、構造を小型化できる。

【0008】

前記偏向部材は、前記画像光を第２方向に反射させる反射面を備え、前記画像光出力部は、所定の表示面に形成された画像を前記第１方向に画像光として出力し、さらに、前記画像光出力部は、前記筐体内であって前記反射面と対向した位置に設けられ、前記電気基板は、前記表示面に沿って設けられてもよい。この場合、偏向部材で反射させるための画像を形成する表示面に沿って、検出部と画像光出力部とで共通に使用する電気基板が設けられるため、筐体内のスペースを無駄に使うことを避けることができる。

【0009】

前記画像光出力部は、前記反射面と対向して前記筐体内に設けられてもよい。表示面に沿って、検出部と画像光出力部とで共通に使用する電気基板が設けられて、筐体内のスペースを無駄に使うことを避けることができると共に、筐体の他端に設けられることで、電気基板を、筐体の外からの電気的な接続に用いることが可能になる。

【0010】

前記筐体は、前記第１方向に沿って、前記電気基板から前記一端まで延びる内壁を備え、前記接続部は、前記内壁に沿って設けられた配線であって、前記検知部と前記電気基板とを電気的に接続してもよい。検知部と電気基板とを接続する配線が、第１方向に沿って、電気基板から前記一端まで延びる筐体内の内壁に沿って設けられるため、画像光を出力する光路の邪魔にならずに、検知部と電気基板とを電気的に接続することができる。

【0011】

前記内壁には、前記第１方向に沿って、前記電気基板から前記一端まで延びる溝が設けられ、前記溝に沿って、前記配線が設けられていてもよい。この場合、検知部と電気基板とを接続する配線が、第１方向に沿った溝に収まるため、配線が移動することなく、画像光を出力する光路の邪魔にならずに検知部と電気基板とを電気的に接続することができる。

【0013】

前記検知部は、前記偏向部材からの前記第２方向に沿って偏向された光を検知する光センサである。この場合、光センサにより、偏向部材の有無が検出される。

【0014】

前記画像表示装置をヘッドマウントディスプレイに備えてもよい。上記効果をヘッドマウントディスプレイにおいても奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ＨＭＤ１の斜視図である。

【図2】画像表示装置１０の平面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ線に於ける画像表示装置１０の断面図である。

【図4】画像表示装置１０の斜視図である。

【図5】筐体２及びハーフミラーホルダ２５の縦断面図である。

【図6】ＨＭＤ１の電気的構成を示すブロック図である。

【図7】第一実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する画像表示装置１０の平面図である。

【図8】第二実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する画像表示装置１０の平面図である。

【図9】第三実施の形態の接続検出センサ２０の機能を説明する画像表示装置１０の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を具体化した一実施の形態であるヘッドマウントディスプレイ１（以下、「ＨＭＤ１」という。）について、図面を参照して説明する。以下説明において、図１の上方、下方、右斜め下方、左斜め上方、右斜め上方、左斜め下方が、夫々、ＨＭＤ１の上方、下方、前方、後方、右方、左方である。本実施の形態において、種々の構成における位置関係及び方向関係の理解を助けるため、関連する図面において、ＨＭＤ１の上方、下方、前方、後方、右方及び左方は、三次元デカルト座標系の軸を参照して説明する。

【0017】

図１を参照して、ＨＭＤ１の構成を説明する。ＨＭＤ１は、画像表示装置１０及び制御装置５０を備える。画像表示装置１０は、例えば、専用の装着具である眼鏡５に装着されて使用される。眼鏡５以外に、画像表示装置１０は取り付けられても良い。図１に示す例では、眼鏡５は、左レンズ８Ａ及び右レンズ８Ｂを備える。画像表示装置１０は左レンズ８Ａを通過して使用者の左の眼球（図示略）に画像光を照射する。画像表示装置１０はハーネス７を介して制御装置５０と着脱可能に接続される。制御装置５０は、例えば、使用者の腰ベルト等に装着されて使用される。制御装置５０は画像表示装置１０を制御する。

【0018】

図１〜図５を参照して、画像表示装置１０の構成を説明する。画像表示装置１０は筐体２を備える。筐体２は四角筒状の樹脂部材である。筐体２は投影ユニット３０（図３参照）を内蔵する。投影ユニット３０は、液晶装置１４を備える。液晶装置１４は画像光を生成し、筐体２の左端側の開口部である第二接合端部２７４を通過して左方向に出射する。投影ユニット３０から第二接合端部２７４へ向かう方向が本発明の「第１方向」に相当する。図３に示すように、筐体２内の投影ユニット３０の右側には、投影ユニット３０を電気的に制御する電気基板２０５が、液晶装置１４の表示面と平行に沿うように設けられている。また、第二接合端部２７４には樹脂製のハーフミラーホルダ２５が着脱可能に保持されている。ハーフミラーホルダ２５は樹脂製のハーフミラー３を保持する。ハーフミラー３は投影ユニット３０の出射光の少なくとも一部（例えば半分）を左レンズ８Ａ方向に反射する反射面３Ａを有する。反射面３Ａは、ハーフミラー３の眼鏡５の左レンズ８Ａ及び投影ユニット３０に対向する側に形成されている。反射面３Ａから左レンズ８Ａに向かう方向が本発明の「第２方向」に相当する。

【0019】

ＨＭＤ１が使用者に装着されている場合、反射面３Ａで反射された出射光は、眼鏡５の左レンズ８Ａ方向に向かい、左レンズ８Ａを通過して使用者の左の眼球（図示略）に入射する。入射した光は、目の水晶体によって網膜上に結像することで、虚像（画像）が使用者に視認される。また、ハーフミラー３は、外界の実像からの少なくとも一部（例えば半分）の外界光を透過する。ＨＭＤ１が使用者に装着されている場合、透過した外界光は、使用者の左の眼球（図示略）に入射する。よって、使用者は自己の視野内において外界の実像に重畳して画像を視認できる。なお、ハーフミラー３の代わりに、プリズムや回折格子のような偏向部材を用いてもよい。尚、ハーフミラー３の代わりに、全反射のミラーを用いてもよい。

【0020】

図１に示すように、筐体２の前面の左右方向中央部には縦長のスリット９が設けられている。スリット９にはアジャスタ１６の一部が露出する。使用者は、アジャスタ１６を指で上下方向に回転させることによって、使用者によって視認される画像のピント距離の調整を行う。尚、「ピント距離」とは、ＨＭＤ１によって提示される画像までの距離を意味する。

【0021】

図３を参照して、投影ユニット３０の構成を説明する。投影ユニット３０は、レンズホルダ１５、接眼光学部１２０、液晶ホルダ１７、液晶装置（ＬＣＤ）１４、アジャスタ１６等を備える。レンズホルダ１５は筒状に形成され、その内側に接眼光学部１２０が保持されている。接眼光学部１２０は、３枚のレンズ１１１，１１２，１１３を備える。レンズ１１１〜１１３の光軸は、レンズホルダ１５の筒状の内部中心を左右方向に延びる軸線上に位置する。接眼光学部１２０は、液晶装置１４から出射される画像光を集光して筐体２の第二接合端部２７４に導く。なお、「集光」とは、拡散する画像光の拡散度合いを低減する光学的作用のことを意味する。即ち、「集光」とは、接眼光学部１２０によって、画像光が収束光又は平行光に変換される構成に限定されない。液晶ホルダ１７は液晶装置１４を保持する。液晶装置１４は液晶素子と光源を備える。液晶装置１４はコンテンツ画像を表示可能である。コンテンツ画像は静止画像又は動画像である。液晶装置１４は、制御装置５０からハーネス７を介して送信される映像信号に基づき、画像光を出射する。

【0022】

アジャスタ１６はリング状である。アジャスタ１６は液晶ホルダ１７の外周部に装着して取り付けられている。液晶ホルダ１７の外周面には螺旋状の溝カム１７Ａが設けられている。アジャスタ１６の内周面には係合部（図示略）が設けられている。係合部は液晶ホルダ１７の溝カム１７Ａに係合し、溝カム１７Ａに沿って移動する。アジャスタ１６は筐体２内で上下左右方向に位置決めされている。それ故、アジャスタ１６はその位置で回転する。アジャスタ１６を一方向又は反対方向に回転させると、係合部が溝カム１７Ａを摺動し、液晶ホルダ１７が左右方向に移動する。これにより、液晶装置１４と接眼光学部１２０との距離が変わり、ＨＭＤ１によって提示される画像のピント距離が調整される。

【0023】

図１に示す眼鏡５は、使用者の頭部に装着されることで、画像表示装置１０を使用者の頭部に保持可能である。眼鏡５はフレーム６、支持部４、左レンズ８Ａ及び右レンズ８Ｂを備える。フレーム６の形状は通常の眼鏡と略同一である。フレーム６のうち、左レンズ８Ａを支えるフレーム６の上面右端に支持部４が設けられる。支持部４は画像表示装置１０の筐体２を保持する。支持部４は筐体２の保持位置を上下方向及び左右方向に移動可能である。使用者は、筐体２を上下方向及び左右方向に移動させることにより、左の眼球の位置とハーフミラー３の位置とが前後方向に並ぶように位置を調整できる。

【0024】

なお、画像表示装置１０は、使用者が日常的に使用する眼鏡、ヘルメット、ヘッドホンなど、眼鏡５以外の他の装着具に取り付けられてもよい。液晶装置１４は他の空間変調素子であってもよい。例えば、液晶装置１４は、画像信号に応じた強度のレーザ光を２次元走査して画像表示を行う網膜走査型表示部、及び有機ＥＬ（Organic Electro-luminescence）ディスプレイであってもよい。また、図１では、支持部４及び画像表示装置１０がフレーム６の右側に設けられるが、支持部４及び画像表示装置１０はフレーム６の左側に設けられてもよい。この場合、ＨＭＤ１が使用者に装着されている状態で、画像光は使用者の右の眼球に入射する。

【0025】

図４に示すように、画像表示装置１０は、筐体２と、ハーフミラーホルダ２５とから構成される。筐体２と、ハーフミラーホルダ２５とは、互いに分離可能に連結される。筐体２は、上板２８１、下板２８２、側壁２８３及び側壁２８４を備える。

【0026】

図４に示すように、ハーフミラーホルダ２５の筐体２に接続される部分は、端面が略横長長方形状の第一接合端部２５２となっている。第一接合端部２５２は、端面が横長の略長方形状となっている。具体的には、第一接合端部２５２は、頭部装着状態において、前後方向に延びる上側水平エッジ２５６及び下側水平エッジ２５７と、上下方向に延び、且つ、略円弧状の前側垂直エッジ２５８及び後側垂直エッジ２５９とから構成される。

【0027】

また、筐体２のハーフミラーホルダ２５に接続される部分は、横断面が略横長長方形状の第二接合端部２７４となっている。第二接合端部２７４は、端面が横長の略長方形状となっている。具体的には、頭部装着状態において前後方向に延びる上側水平エッジ２７６及び下側水平エッジ２７７と、上下方向に延び、且つ、略円弧状の前側垂直エッジ２７８及び後側垂直エッジ２７９となっている。ハーフミラーホルダ２５が筐体２に保持される場合には、ハーフミラーホルダ２５の上側水平エッジ２５６、下側水平エッジ２５７、前側垂直エッジ２５８及び後側垂直エッジ２５９と、筐体２の上側水平エッジ２７６、下側水平エッジ２７７、前側垂直エッジ２７８及び後側垂直エッジ２７９とが各々当接する。

【0028】

画像表示装置１０は、さらに、筐体２とハーフミラーホルダ２５とを着脱可能に互いに連結する連結機構を備える。ハーフミラーホルダ２５と筐体２との連結状態において、連結機構は、第一接合端部２５２と、第二接合端部２７４とに跨るように配置される。

【0029】

次に、図４を参照して、筐体２とハーフミラーホルダ２５との連結機構について説明する。筐体２とハーフミラーホルダ２５との連結機構は、互いに係合または離脱可能な凸部３０３，３０４及び凹部２９３，２９４とから構成される。それら凸部３０３，３０４及び凹部２９３，２９４の一方は、筐体２に形成され、他方は、ハーフミラーホルダ２５に形成されている。

【0030】

具体的には、本実施の形態においては、ハーフミラーホルダ２５の第一接合端部２５２のうち、上下方向に互いに対向する上板２５４と下板２５５とに、片持ち状、且つ、一体的にフック３０１とフック３０２とが各々形成されている。フック３０１，３０２の先端部に凸部３０３，３０４が、各々形成されている。各フック３０１，３０２は、横長断面で薄板状を成し、ハーフミラーホルダ２５から筐体２に向かって、頭部装着状態において略左右方向に延び出している。上側及び下側の凸部３０３，３０４は、上側から下側に見た場合において、互いに同じ位置、且つ、互いに対向する向きに突出している。

【0031】

各フック３０１，３０２は、一例として合成樹脂製であり、ハーフミラーホルダ２５と一体形成されている。各フック３０１，３０２は、各フック３０１，３０２の平面に直角な方向（図４に於ける上下方向）に弾性変形することが可能である。従って、各凸部３０３，３０４が、ハーフミラーホルダ２５に対して相対的に略上下方向に弾性変位することが可能である。すなわち、各フック３０１，３０２は、片持ち弾性梁として機能する。

【0032】

これに対応して、筐体２の第二接合端部２７４のうち、上下方向に互いに対向する上板２８１と下板２８２とに片持ち状、且つ、一体的に受け部２９１，２９２が各々形成されている。受け部２９１，２９２には、凹部２９３，２９４が、各々形成されている。上側の凹部２９３及び下側の凹部２９４は、上側から下側に向けて見た場合において、互いに反対向きに開口している。受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２と同様に、筐体２からハーフミラーホルダ２５に向かって、頭部装着状態において略左右方向に延び出している。

【0033】

受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２と同様に、筐体２から片持ち状に延び出している。しかし、受け部２９１，２９２は、フック３０１，３０２とは異なり、材料力学的構造により、実質的にほとんど弾性変形しない。すなわち、受け部２９１，２９２は静止部材として作用するのに対し、フック３０１，３０２は可動部材として作用する。従って、図５に示すように、凸部３０３，３０４が凹部２９３，２９４に嵌合することにより筐体２にハーフミラーホルダ２５が装着される。尚、図４に示すように、筐体２の第二接合端部２７４には、 ハーフミラーホルダ２５の有無を検出する接続検出センサ２０が側壁２８３の内壁２８３Ａ側に設けられている。

【0034】

図１を参照して、制御装置５０の構成を説明する。制御装置５０は、例えば使用者の腰ベルトや腕等に取り付けられる。制御装置５０は画像表示装置１０を制御する。制御装置５０は、ハーネス７を介して画像表示装置１０と着脱可能に接続する。制御装置５０は、筐体６０、操作スイッチ６１、電源スイッチ６２等を操作面に備える。筐体６０の形状は、縁部の丸い略直方体である。操作スイッチ６１は、画像表示装置１０における各種設定、及び使用時における各種操作等を行うためのスイッチである。電源スイッチ６２は、ＨＭＤ１の電源をオン又はオフするためのスイッチである。電源スイッチ６２には、電源ランプ６３が内蔵されている。

【0035】

図６を参照し、ＨＭＤ１の電気的構成を説明する。先ず、画像表示装置１０の電気的構成を説明する。画像表示装置１０はＣＰＵ１１を備える。ＣＰＵ１１には、ＲＡＭ１２、プログラムＲＯＭ１３、液晶装置１４、インターフェイス１８、接続コントローラ１９に電気的に接続されている。ＲＡＭ１２は各種データを一時的に記憶する。プログラムＲＯＭ１３はＣＰＵ１１が実行するプログラム及びＯＳを記憶する。プログラムはＯＳ上で実行される。プログラム及びＯＳは、ＨＭＤ１の出荷時にプログラムＲＯＭ１３に記憶される。接続コントローラ１９は、ハーネス７を介して制御装置５０の接続コントローラ５８に接続し、有線通信を行う。接続検出センサ２０はインターフェイス１８を介して、ＣＰＵ１１に電気的に接続されている。尚、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、プログラムＲＯＭ１３、インターフェイス１８及び接続コントローラ１９等は、図３に示す電気基板２０５上に設けられている。

【0036】

なお、画像表示装置１０は、フラッシュＲＯＭを更に備えてもよい。フラッシュＲＯＭには、ＣＰＵ１１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ１１はフラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムを実行してもよい。プログラムＲＯＭ１３及びフラッシュＲＯＭには、制御装置５０のＣＰＵ５１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ１１は、制御装置５０のＣＰＵ５１が実行する処理と同じ処理を、ＣＰＵ５１の代わりに実行してもよい。

【0037】

次に、制御装置５０の電気的構成を説明する。制御装置５０はＣＰＵ５１を備える。ＣＰＵ５１には、ＲＡＭ５２、プログラムＲＯＭ５３、フラッシュＲＯＭ５４、インターフェイス５５、ビデオＲＡＭ５６、画像処理部５７、接続コントローラ５８、及び無線通信部５９が電気的に接続されている。ＲＡＭ５２は各種データを一時的に記憶する。プログラムＲＯＭ５３はＣＰＵ５１が実行するプログラム及びＯＳを記憶する。プログラムはＯＳ上で実行される。プログラム及びＯＳは、ＨＭＤ１の出荷時にプログラムＲＯＭ５３に記憶される。フラッシュＲＯＭは各種情報を記憶する。

【0038】

インターフェイス５５は、操作スイッチ６１、電源スイッチ６２、及び電源ランプ６３に接続し、信号の入出力を制御する。画像処理部５７は、画像表示装置１０の液晶装置１４に表示する画像を形成し、ビデオＲＡＭ５６に一時的に記憶する。接続コントローラ５８は、ハーネス７を介して画像表示装置１０の接続コントローラ１９に接続し、有線通信を行う。無線通信部５９は、インターネット、ＬＡＮ等に接続されたアクセスポイント（図示略）を介して、インターネット、ＬＡＮ等に接続された周辺機器と通信を行う。周辺機器の例として、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット型携帯端末、サーバ等が挙げられる。

【0039】

なお、制御装置５０のフラッシュＲＯＭ５４に、ＣＰＵ５１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ５１は、フラッシュＲＯＭ５４に記憶されたプログラムを実行してもよい。プログラムＲＯＭ５３及びフラッシュＲＯＭ５４には、画像表示装置１０のＣＰＵ１１が実行するプログラムが記憶されてもよい。ＣＰＵ５１は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１が実行する処理と同じ処理を、ＣＰＵ１１の代わりに実行してもよい。

【0040】

また、ＨＭＤ１は、プログラムを、無線通信部５９を介してプログラムダウンロード用のサーバからダウンロードし、インストールしてもよい。例えば、サーバの記憶装置に保存されているプログラムは、コンピュータで読み取り可能な一時的な記憶媒体（例えば、伝送信号）として、サーバからＨＭＤ１に送信されてもよい。プログラムは、ＨＭＤ１が備えるコンピュータで読み取り可能な記憶装置、例えば、フラッシュＲＯＭに保存されてもよい。ＣＰＵ１１は、フラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいてプログラムを実行してもよい。ＣＰＵ５１は、フラッシュＲＯＭ５４に記憶されたプログラムに基づいてプログラムを実行してもよい。記憶装置は、例えばＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、ＨＤＤ、ＲＡＭなどの、一時的な記憶媒体を除く非一時的な記憶媒体であってもよい。非一時的な記憶媒体は、データを記憶する時間の長さに関わらず、データを留めておくことが可能なものであってもよい。

【0041】

さらに、ＨＭＤ１の構成は上記実施の形態に限定されず、例えば、画像表示装置１０と制御装置５０とが一体となった構成であってもよい。画像表示装置１０のＣＰＵ１１と制御装置５０のＣＰＵ５１とは、ハーネス７の代わりに無線によって通信を行ってもよい。

【0042】

次に、図７を参照して、筐体２へハーフミラーホルダ２５が取り付けられているか否かを検出する接続検出センサ２０について説明する。図７は接続検出センサ２０の第一実施の形態を示す。第一実施の形態の接続検出センサ２０は、一例として、フォトダイオード等の光量検出センサが用いられる。図７に示す第一実施の形態では、接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１は、接続検出センサ２０が固定されるのみで、接続検出センサ２０の制御は電気基板２０５が行う。また、センサ基板２０１は、第二接合端部２７４において、側壁２８３の内壁２８３Ａ側に固定されている。従って、接続検出センサ２０の受光面は、第二接合端部２７４に面している。また、センサ基板２０１から電気基板２０５まで、配線２０２が側壁２８３の内壁２８３Ａに沿って設けられている。内壁２８３Ａには、第二接合端部２７４側から電気基板２０５に向かう一対の壁２０４が内壁２８３Ａと直交するように形成されている。一対の壁２０４の間が溝２０３となっている。配線２０２は、溝２０３内に設けられている。

【0043】

次に、第一実施の形態の接続検出センサ２０の動作について説明する。図７（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、図３に示す液晶装置１４から出た光は、ハーフミラー３の反射面３Ａで反射して、接続検出センサ２０に入光する。また、外光Ｂもハーフミラー３を透過して接続検出センサ２０に入光する。反射面３Ａの反射率が５０％であると仮定すると、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、「接続検出センサ２０で検出される光量＝液晶装置１４から出てハーフミラー３の反射面３Ａで反射した反射光の光量＋外光Ｂの光量の１／２」となる。これに対して、図７（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、図３に示す液晶装置１４から出た光は、接続検出センサ２０に入光せず、外光Ｂのみ接続検出センサ２０に入光する。従って、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、液晶装置１４が点灯した時と消灯した時とで、接続検出センサ２０に入光する光量が変化する。

【0044】

制御装置５０のＣＰＵ５１は、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているか否かの検出を以下のように行う。まず、制御装置５０のＣＰＵ５１は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１に対して、液晶装置１４の画像光を消した状態で、接続検出センサ２０により光量を測定するように指示する。画像表示装置１０のＣＰＵ１１は、液晶装置１４の画像光を消した状態で、接続検出センサ２０により光量を測定する。次いで、ＣＰＵ１１は、測定した結果の値を制御装置５０のＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、受信した値をＲＡＭ５２に記憶する。次に、制御装置５０のＣＰＵ５１は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１に対して、液晶装置１４の画像光を点灯した状態で、接続検出センサ２０により、光量を測定するように指示する。画像表示装置１０のＣＰＵ１１は、液晶装置１４の画像光を点灯した状態で、接続検出センサ２０により光量を測定する。ＣＰＵ１１は、測定した結果の値を制御装置５０のＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、受信した値をＲＡＭ５２に記憶する。次に、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶した二つの値を比較して、光量の差分を判断する。光量の差分が予め実験して定められている所定値以上あれば、ＣＰＵ５１は、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていると判断する。光量の差分が予め実験して定められている所定値未満であれば、ＣＰＵ５１は、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていないと判断する。

【0045】

次に、図８を参照して、接続検出センサ２０の第二実施の形態について説明する。第二実施の形態の接続検出センサ２０は、距離センサが用いられ、一例として、赤外線を発光して距離を測定する赤外線距離センサや、超音波を発信して距離を測定する超音波距離センサ等が用いられる。図８に示す第二実施の形態では、一例として、赤外線距離センサから構成される接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１、配線２０２及び溝２０３等の構造は、上記第一実施の形態と同じである。

【0046】

次に、第二実施の形態の接続検出センサ２０の動作について説明する。図８（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、接続検出センサ２０の赤外線発光部（図示略）から発光された赤外線は、ハーフミラーホルダ２５の壁面２５３（図４参照）により反射されて、接続検出センサ２０の受光部（図示略）により受光される。これに対して、図８（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、接続検出センサ２０の赤外線発光部（図示略）から発光された赤外線は、接続検出センサ２０の受光部（図示略）により受光されない。

【0047】

制御装置５０のＣＰＵ５１は、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているか否かの検出を以下のように行う。まず、制御装置５０のＣＰＵ５１は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１に対して、距離センサである接続検出センサ２０を稼働させるように指示する。画像表示装置１０のＣＰＵ１１は、距離センサである接続検出センサ２０を稼働させて反射光により距離を測定する。ＣＰＵ１１は、測定した結果の値を制御装置５０のＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、距離が所定値以下の近い反射の測定結果を受信した場合は、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていると判断する。距離が所定値よりも遠い反射の測定結果を受信した場合は、ＣＰＵ５１は、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていないと判断する。

【0048】

次に、図９を参照して、接続検出センサ２０の第三実施の形態について説明する。第三実施の形態の接続検出センサ２０は、メカニカルスイッチが用いられる。一例として、マイクロスイッチ等が用いられる。図９に示す第三実施の形態では、一例として、マイクロスイッチから構成される接続検出センサ２０がセンサ基板２０１に半田付けされている。センサ基板２０１、配線２０２及び溝２０３等の構造は、上記第一実施の形態と同じである。

【0049】

次に、第三実施の形態の接続検出センサ２０の動作について説明する。図９（Ａ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っている場合には、接続検出センサ２０の押し部材２２１（図９（Ｂ）参照）が、ハーフミラーホルダ２５の壁面２５３により押し込まれて、接続検出センサ２０を構成するマイクロスイッチがＯＮになる。これに対して、図９（Ｂ）に示すように、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っていない場合には、接続検出センサ２０の押し部材２２１は押し込まれておらず、接続検出センサ２０を構成するマイクロスイッチがＯＦＦになる。

【0050】

制御装置５０のＣＰＵ５１は、ハーフミラーホルダ２５が筐体２に嵌っているか否かの検出を以下のように行う。まず、制御装置５０のＣＰＵ５１は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１に対して、マイクロスイッチである接続検出センサ２０がＯＮかＯＦＦかを問い合わせる。画像表示装置１０のＣＰＵ１１は、マイクロスイッチである接続検出センサ２０の状態を制御装置５０のＣＰＵ５１に送信する。ＣＰＵ５１は、接続検出センサ２０がＯＮの場合には、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていると判断する。接続検出センサ２０がＯＦＦの場合にはＣＰＵ５１は、筐体２にハーフミラーホルダ２５が取り付けられていないと判断する。

【0051】

以上の説明において、投影ユニット３０が本発明の「画像光出力部」の一例であり、電気基板２０５が本発明の「電気基板」の一例であり、ハーフミラー３が本発明の「偏向部材」の一例である。接続検出センサ２０が本発明の「検知部」の一例であり、配線２０２が本発明の「接続部」の一例であり、反射面３Ａが本発明の「反射面」の一例である。液晶装置１４が本発明の「表示面」の一例であり、内壁２８３Ａが本発明の「内壁」の一例である。

【0052】

以上説明したように、本実施の形態のＨＭＤ１は、使用者の頭部に装着され、外界からの光線に画像を重畳させて表示するシースルー型のヘッドマウントディスプレイである。ＨＭＤ１は、液晶装置１４、接眼光学部１２０、及びハーフミラー３を備える。投影ユニット３０は画像光を接眼光学部１２０に向けて出射する。接眼光学部１２０は出射された画像光を集光し、ハーフミラー３に導く。ハーフミラー３は、接眼光学部１２０を通過した画像光の少なくとも一部を反射する。ＨＭＤ１が使用者に装着されている場合、ハーフミラー３によって反射された画像光は、使用者の左の眼球に入射する。入射した光は、目の水晶体によって網膜上に結像することで、虚像（画像）が使用者に視認される。また、ＨＭＤ１は、小型且つ簡易な構造の接続検出センサ２０を筐体２の第二接合端部２７４内に備えているので、筐体２にハーフミラーホルダ２５が嵌っているか否かを制御装置５０のＣＰＵ５１は判断できる。従って、本実施の形態のＨＭＤ１では、筐体２からハーフミラーホルダ２５の着脱を検出できる電気的構成を小型化して筐体２に設けることができる。

【0053】

また、接続検出センサ２０は、投影ユニット３０を電気的に制御する電気基板２０５に配線２０２により接続されるので、接続検出センサ２０も電気基板２０５で制御できる。従って、投影ユニット３０を電気的に制御する電気基板２０５と、ハーフミラーホルダ２５の有無を検出する接続検出センサ２０を電気的に制御する電気基板とを共通化できるため、画像表示装置を小型化することができる。

【0054】

本実施の形態のＨＭＤ１は、ハーフミラー３で反射させるための画像を形成する液晶装置１４の表示面に沿って、接続検出センサ２０と投影ユニット３０とで共通に使用する電気基板２０５が設けられるため、筐体２内のスペースを無駄に使うことを避けることができる。また、接続検出センサ２０と電気基板２０５とを接続する配線２０２が、第１方向に沿って、電気基板２０５から第二接合端部２７４まで延びる筐体２内の内壁２８３Ａに沿って設けられるため、画像光を出力する光路の邪魔にならずに、接続検出センサ２０と電気基板２０５とを電気的に接続することができる。また、接続検出センサ２０と電気基板２０５とを接続する配線２０２が、第１方向に沿った溝２０３に収まるため、配線２０２が移動することなく、画像光を出力する光路の邪魔にならずに接続検出センサ２０と電気基板２０５とを電気的に接続することができる。

【0055】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、電気基板２０５と投影ユニット３０とが一体で形成されていてもよい。この場合、電気基板２０５が投影ユニット３０と一体になっているので、構造を小型化できる。また、ハーフミラーホルダ２５の有無の判断は、画像表示装置１０のＣＰＵ１１で行ってもよい。また、接続検出センサ２０の位置は、上記実施の形態の位置に限られず、第二接合端部２７４の任意の位置に変更してもよい。

【0056】

また、上記実施の形態において、接続検出センサ２０とインターフェイス１８とは、無線によって通信が行われてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ ヘッドマウントディスプレイ
３ ハーフミラー
３Ａ 反射面
１０ 画像表示装置
１４ 液晶装置
２０ 接続検出センサ
２５ ハーフミラーホルダ
３０ 投影ユニット
２０２ 配線
２０３ 溝
２０５ 電気基板
２８３Ａ 内壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】