特許 6869853 画像表示装置

(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】6869853

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/74 20060101AFI20210426BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20210426BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20210426BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20210426BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20210426BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/74 Z

   G09G5/00 510V

   G09G5/00 510A

   G09G3/20 680A

   G09G3/20 621A

   G09G3/20 633Q

   G09G5/00 555D

   G09G3/20 612A

   G09G3/34 J

   G09G3/20 611A

   G09G3/20 642C

   G02B27/02 Z

   H04N5/64 511A

【請求項の数】12

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-165366(P2017-165366)

(22)【出願日】2017年8月30日

(65)【公開番号】特開2019-47194(P2019-47194A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】501009849

【氏名又は名称】株式会社日立エルジーデータストレージ

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鵜飼 竜志

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 欣穂

【審査官】 中嶋 樹理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２２５７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６１５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４４７７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｇ０２Ｂ ２７／０２

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３４

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｈ０４Ｎ ５／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の画像と第２の画像を並行して表示する画像表示装置において、
光源部と、
前記光源部から出射した光により照明され、前記第１の画像を生成して表示する第１のパネル部、及び前記第２の画像を生成して表示する第２のパネル部と、
前記光源部と、前記第１のパネル部と、前記第２のパネル部の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、
前記タイミング制御部から第１の制御信号を受信し、前記第１の制御信号に同期して前記第１のパネル部を駆動する第１のパネルドライバと、
前記タイミング制御部から第２の制御信号を受信し、前記第２の制御信号に同期して前記第２のパネル部を駆動する第２のパネルドライバと、を備え、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間内には、前記第１のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第１のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間内には、前記第２のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第２のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記タイミング制御部は、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間と、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間とが重なりを持ち、かつ、それぞれのフレームの開始時刻が所定の遅延時間Ｔｄだけずれるように制御することを特徴とする画像表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像表示装置において、
前記タイミング制御部は、第１の映像信号及び第２の映像信号を受信して、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号のタイミングを前記所定の遅延時間Ｔｄだけずらした第３の映像信号及び第４の映像信号を生成し、
前記第３の映像信号を受信し、前記第３の映像信号に同期して前記第１のパネル部を駆動する前記第１のパネルドライバと、
前記第４の映像信号を受信し、前記第４の映像信号に同期して前記第２のパネル部を駆動する前記第２のパネルドライバと、
を備えることを特徴とする画像表示装置。

【請求項3】

第１の画像と第２の画像を並行して表示する画像表示装置において、
光源部と、
前記光源部から出射した光により照明され、前記第１の画像を生成して表示する第１のパネル部、及び前記第２の画像を生成して表示する第２のパネル部と、
前記光源部と、前記第１のパネル部と、前記第２のパネル部の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間内には、前記第１のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第１のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間内には、前記第２のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第２のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記タイミング制御部は、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間と、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間とが重なりを持ち、かつ、それぞれのフレームの開始時刻が所定の遅延時間Ｔｄだけずれるように制御する場合において、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間内で、前記光源部が前記第１のパネル部を照明する点灯期間と、前記光源部が前記第２のパネル部を照明する点灯期間とが重複する重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように、前記遅延時間Ｔｄを設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項4】

請求項３に記載の画像表示装置において、
前記タイミング制御部は、前記重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが０となるように、前記遅延時間Ｔｄを設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項5】

請求項３に記載の画像表示装置において、
前記光源部に電流を供給するため、メイン電源部に所定の容量のコンデンサからなる電流ブースト部を接続した電源を備え、
前記光源部の駆動により前記電源の電圧が低下し、前記光源部に所定の電流を供給できなくなるまでの時間を制限時間Ｔｌｉｍｉｔとしたとき、
前記タイミング制御部は、前記光源部の重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが前記制限時間Ｔｌｉｍｉｔ以下となるように、前記遅延時間Ｔｄを設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項6】

第１の画像と第２の画像を並行して表示する画像表示装置において、
光源部と、
前記光源部から出射した光により照明され、前記第１の画像を生成して表示する第１のパネル部、及び前記第２の画像を生成して表示する第２のパネル部と、
前記光源部と、前記第１のパネル部と、前記第２のパネル部の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間内には、前記第１のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第１のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間内には、前記第２のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第２のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、
前記タイミング制御部は、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間と、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間とが重なりを持ち、かつ、それぞれのフレームの開始時刻が所定の遅延時間Ｔｄだけずれるように制御する場合において、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間と、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間は、それぞれ複数の色の画像を順に表示するために複数のサブフレームの期間に分割され、
前記各サブフレームの期間は、前記第１のパネル部または前記第２のパネル部の待機期間と、前記光源部の点灯期間と、を有し、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間のタイムシーケンスと、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間のタイムシーケンスは同一であり、
前記各サブフレームにおける前記第１のパネル部または前記第２のパネル部の前記待機期間の長さＴｗａｉｔは全て同一であり、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間の長さをＴｆｒａｍｅ、前記各サブフレームにおける前記光源部の点灯期間のうち、最も長い点灯期間の長さをＴｌｉｇｈｔとし、前記待機期間の長さＴｗａｉｔ≧Ｔｌｉｇｈｔのとき、
前記タイミング制御部は、前記遅延時間Ｔｄを、
Ｔｌｉｇｈｔ≦Ｔｄ≦Ｔｗａｉｔ、または
Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ≦Ｔｄ≦Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｌｉｇｈｔ
を満足するように設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項7】

請求項６に記載の画像表示装置において、
前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間の長さをＴｆｒａｍｅ、前記各サブフレームにおける前記光源部の点灯期間のうち、最も長い点灯期間の長さをＴｌｉｇｈｔ、最も短い点灯期間の長さをＴｌｉｇｈｔ０とし、前記待機期間の長さＴｗａｉｔ≧Ｔｌｉｇｈｔ０かつＴｗａｉｔ≦Ｔｌｉｇｈｔのとき、
前記タイミング制御部は、前記遅延時間Ｔｄを、
Ｔｄ＝Ｔｗａｉｔ、または
Ｔｄ＝Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ
を満足するように設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項8】

請求項６に記載の画像表示装置において、
前記各サブフレームにおける前記光源部の点灯期間のうち、最も短い表示期間の長さをＴｌｉｇｈｔ０とし、前記待機期間の長さＴｗａｉｔ≦Ｔｌｉｇｈｔ０のとき、
前記タイミング制御部は、前記遅延時間Ｔｄを、
Ｔｗａｉｔ≦Ｔｄ≦Ｔｌｉｇｈｔ０、または
Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｌｉｇｈｔ０≦Ｔｄ≦Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ
を満足するように設定することを特徴とする画像表示装置。

【請求項9】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記光源部は互いに異なる色の光を出射する複数の光源を備え、
前記タイミング制御部は、前記第１のパネル部が第１の色の光源からの光で照明される点灯期間の直前及び直後において、前記第２のパネル部が前記第１の色と異なる色の光源からの光で照明される点灯期間を有するように、前記光源部を制御することを特徴とする画像表示装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記光源部は、前記第１のパネル部を照明する第１の光源部と、前記第２のパネル部を照明する第２の光源部を備えることを特徴とする画像表示装置。

【請求項11】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記光源部の出射方向を切換える切換え部を備え、
前記タイミング制御部は、前記切換え部を制御して、前記光源部により前記第１のパネル部及び前記第２のパネル部の両方を照明することを特徴とする画像表示装置。

【請求項12】

請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像表示装置を備えた両眼式ヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記画像表示装置内の前記第１のパネル部が生成した第１の画像を利用者の右目に導光する第１の導光部と、
前記画像表示装置内の前記第２のパネル部が生成した第２の画像を前記利用者の左目に導光する第２の導光部と、
前記画像表示装置と前記第１の導光部と前記第２の導光部を保持する保持部と、
を備えたことを特徴とする両眼式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、ヘッドマウントディスプレイ等の画像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、利用者が自身の頭部に装着して利用するヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ではＨＭＤと省略する）と呼ばれる画像表示装置が知られている。利用者は、ＨＭＤが表示する映像や静止画等の画像を目の視覚により認識することにより、様々な情報を取得することができる。

【0003】

ＨＭＤを様々な使用環境で使用可能とするため、ＨＭＤが表示する画像の輝度を明るくしたいという要望がある。画像の輝度を明るくするために、光源に大電流を流す必要が生じる。特に両眼式ＨＭＤでは、左右のそれぞれの目に表示する画像を、同時に光源を点灯させて生成すると、光源駆動の電流のピークが非常に大きくなる。大きなピーク電流を発生し、若しくは大きなピーク電流を継続するには大型の電源が必要となり、ＨＭＤが大型化してしまう。

【0004】

これに関し特許文献１には、画像フレーム毎に左右交互に表示画像を切り換えることで消費電力を抑えることが可能な頭部装着型表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１６８２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＨＭＤが画像を表示するためには、ＨＭＤが備えているパネルに画像データを書き込む期間が必要で、そのため光源から光を出力できない期間が存在する。また、ＨＭＤの小型化のためには、カラーフィルタを備えない小型のパネルを利用し、フィールドシーケンシャル駆動による表示が望ましい。その場合、１フレームの期間に複数回画像データを書き込むため、光源が発光する期間（発光Ｄｕｔｙ）が小さくなる。一方、フィールドシーケンシャル駆動ではなく、カラーフィルタ等を備えるパネルにより画像を表示する場合においても、動画像の滲みを防止するために、発光Ｄｕｔｙを小さくすることがある。このように光源の発光Ｄｕｔｙが小さいと、画像の輝度を確保するために、光源により大きな電流を流す必要がある。特に両眼式ＨＭＤにおいては、左右のそれぞれの目に表示する画像を、それぞれの光源を点灯させて生成するため、光源駆動の電流のピークが非常に大きくなってしまう。

【0007】

特許文献１記載の頭部装着型表示装置では、表示する画像の１フレームの間に、右目用画像若しくは左目用画像のいずれか一方のみを表示する構成となっている。これによれば、フレーム毎に光源の点灯を交互に切り換えるようになり、消費電力を抑えることが可能である。しかし、１フレームの間に右目用画像若しくは左目用画像のいずれか一方しか表示しないため、１フレームの間に右目用画像と左目用画像の両方を表示する場合と比べて、表示画像の輝度が低下するという課題がある。

【0008】

本発明の目的は、第１、第２の画像を並行して表示する画像表示装置において、表示画像の輝度を低下させることなく、光源駆動のピーク電流を抑える若しくはピーク電流の継続を抑えることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、第１の画像と第２の画像を並行して表示する画像表示装置において、光源部と、前記光源部から出射した光により照明され、前記第１の画像を生成して表示する第１のパネル部、及び前記第２の画像を生成して表示する第２のパネル部と、前記光源部と、前記第１のパネル部と、前記第２のパネル部の動作タイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間内には、前記第１のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第１のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有し、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間内には、前記第２のパネル部が画像生成準備のため前記光源部からの光により照明されない待機期間と、前記第２のパネル部に前記光源部からの光により照明する点灯期間と、を有する。前記タイミング制御部は、前記第１のパネル部が表示する第１の画像の１フレームの期間と、前記第２のパネル部が表示する第２の画像の１フレームの期間とが重なりを持ち、かつ、それぞれのフレームの開始時刻が所定の遅延時間Ｔｄだけずれるように制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、１フレームの期間に第１の画像と第２の画像の両方を表示することで高輝度の画像を表示しながら、光源駆動のピーク電流を抑える若しくはピーク電流の継続を抑えることで小型の電源を用いた画像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】両眼式ＨＭＤの使用形態と概略構成を示す図（実施例１）。

【図2】画像表示部１０の構成例を示す図。

【図3】光源部１１０の構成例を示す図。

【図4】パネル部１２０の構成例を示す図。

【図5A】両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの一例を示す図。

【図5B】両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの他の例を示す図。

【図6】１つの画像表示部１０の画像表示動作を示す図。

【図7】２つの画像表示部１０の画像表示動作を示す図。

【図8】電源の構成と動作を示す図（実施例２）。

【図9】実施例２における画像表示動作の第１のケースを示す図。

【図10】実施例２における画像表示動作の第２のケースを示す図。

【図11】実施例２における画像表示動作の第３のケースを示す図。

【図12】実施例３における画像表示動作を示す図。

【図13】実施例４における画像表示動作を示す図。

【図14】両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの一例を示す図（実施例５）。

【図15】切換え部１７のいくつかの構成例を示す図。

【図16】実施例５における画像表示動作を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明では、画像表示装置として両眼式ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を取り上げているが、２つの画像を並行して表示する画像表示装置であれば本発明の範囲に含まれる。

【実施例1】

【0013】

図１は、両眼式ＨＭＤの使用形態と概略構成を示す図である。図１（ａ）は、両眼式ＨＭＤ１の使用形態を示す。利用者３は、両眼式ＨＭＤ１を自身の頭部に装着して、両眼式ＨＭＤ１が表示する左右の画像を視覚により認識する。

【0014】

図１（ｂ）は、両眼式ＨＭＤ１を利用者３の頭上方向から見た概略構成図である。両眼式ＨＭＤ１は、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌ、右目用導光部１１Ｒと左目用導光部１１Ｌ、及び保持部１９を備えている。保持部１９は、両眼式ＨＭＤ１の構成部品の全てまたは一部を保持するための筐体である。利用者３は、保持部１９を頭部に装着して両眼式ＨＭＤ１を使用する。

【0015】

右目用画像表示部１０Ｒ及び前記左目用画像表示部１０Ｌは、それぞれ右目用及び左目用の画像を生成し、画像光１２Ｒ及び画像光１２Ｌを出射する。出射された画像光１２Ｒ及び画像光１２Ｌは、それぞれ右目用導光部１１Ｒ及び左目用導光部１１Ｌにより、利用者３の右目３０Ｒ及び利用者の左目３０Ｌまで導光される。利用者３の右目３０Ｒ及び利用者の左目３０Ｌまで導光された画像光１２Ｒ及び画像光１２Ｌの一部または全部が、図示しない利用者３の網膜まで到達する。

【0016】

以下では、右目用画像表示部１０Ｒ及び左目用画像表示部１０Ｌ、右目用導光部１１Ｒ及び左目用導光部１１Ｌ、画像光１２Ｒ及び画像光１２Ｌ、利用者の右目３０Ｒ及び利用者の左目３０Ｌについては、左右の区別する必要がない場合は、まとめて画像表示部１０、導光部１１、画像光１２、利用者の目３０と記載する。

【0017】

図２は、画像表示部１０の構成例を示す図である。画像表示部１０は、光源部１１０と、パネル部１２０と、投影光学部１３０と、を備えている。

【0018】

光源部１１０は、画像表示部１０が画像を生成する為の光を出射する。光源部１１０は、赤色（Ｒ）の光を出射する光源と、緑色（Ｇ）の光を出射する光源と、青色（Ｂ）の光を出射する光源と、を備えており、これらを順に点灯させ、フィールドシーケンシャル方式でフルカラーの画像を表示する。光源部１１０から出射した光は、パネル部１２０に入射する。パネル部１２０は例えば液晶パネルを備え、映像信号に基づいて、光源部１１０から入射した光を変調し画像を生成する。ただし、パネル部１２０には色を変換するフィルタ等を備えておらず、入射した光と略同じ色の画像を生成する。パネル部１２０で生成した画像の光は、投影光学部１３０に入射する。投影光学部１３０は、パネル部１２０から入射した画像光を所定の位置に結像するように投影する。画像表示部１０から出力された画像光１２は導光部１１へ向かう。

【0019】

図３は、光源部１１０の構成例を示す図であり、ここでは２つの構成（ａ）（ｂ）を示す。図３（ａ）はライトトンネルを用いた構成で、光源部１１０Ａは、３個の光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂと、ライトトンネル１１２と、レンズ１１３と、を備えている。

【0020】

光源１１１Ｒは赤色の光（Ｒ光）を出射し、光源１１１Ｇは緑色の光（Ｇ光）を出射し、光源１１１Ｂは青色の光（Ｂ光）を出射する。なお、３個の光源は各々が独立したパッケージ内に実装されていても良いし、２個以上の光源が１つのパッケージ内に集積して実装されていても良い。

【0021】

光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂのいずれかから出射した光は、ライトトンネル１１２に入射する。ライトトンネル１１２に入射した光は、ライトトンネル１１２の内壁で複数回反射されるため、ライトトンネル１１２から出射した光の照度分布は略均一となる。ライトトンネル１１２から出射した光は、レンズ１１３を透過する。レンズ１１３は、ライトトンネル１１２から出射した発散光を集光する役割を果たす。レンズ１１３は、１枚のレンズでもよいし、複数枚のレンズで構成されていてもよい。以上の構成により、光源部１１０Ａは、パネル部１２０を略均一な照度分布で照明することが可能である。

【0022】

図３（ｂ）はクロスプリズムを用いた構成で、光源部１１０Ｂは、３個の光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂと、３個の集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂと、クロスプリズム１１５と、マイクロレンズアレイ１１６と、レンズ１１７と、を備えている。

【0023】

光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射した光は、それぞれ集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂを透過する。集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂは、光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射した発散光を、略平行光にする役割を果たす。集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂはそれぞれ１枚のレンズでもよいし、複数枚のレンズで構成されていてもよい。

【0024】

集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂから出射した光は、クロスプリズム１１５に入射する。クロスプリズム１１５は第１から第４の面を備えており、集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂから出射した光は、それぞれクロスプリズム１１５の第１、第２、第３の面に入射する。クロスプリズム１１５に入射した光は、いずれもクロスプリズム１１５の第４の面から出射する。

【0025】

クロスプリズム１１５から出射した光は、マイクロレンズアレイ１１６及びレンズ１１７を透過する。そのとき、マイクロレンズアレイ１１６の各入射セル（物体）が、パネル部１２０内の液晶パネル上で結像し、結像した像の大きさが液晶パネル内における光変調領域の大きさと略等しくなるように、マイクロレンズアレイ１１６及びレンズ１１７が設計され配置されている。レンズ１１７は１枚のレンズでもよいし、複数枚のレンズで構成されていてもよい。以上の構成により、光源部１１０Ｂは、パネル部１２０内の液晶パネルを略均一な照度分布で照明することが可能である。

【0026】

図４は、パネル部１２０の構成例を示す図である。パネル部１２０は、偏光板１２１と、透過型の液晶パネル１２２と、偏光板１２３と、を備えている。

【0027】

光源部１１０からパネル部１２０に入射した光は、まず偏光板１２１に入射する。偏光板１２１は特定の向きの偏光を持つ光を透過するため、偏光板１２１の透過光は、特定の向きの偏光を持つ。

【0028】

次に、偏光板１２１の透過光は、液晶パネル１２２に入射する。本実施例における液晶パネル１２２は、色を変換するフィルタ等を備えておらず、入射した光と略同じ色の画像を生成する。液晶パネル１２２は、図示しない液晶層と、画素電極と、対向電極を備えている。液晶層は画素電極と対向電極に挟まれており、画素電極と対向電極との間に印加した電圧に応じて、液晶分子の配向を変更する。液晶パネル１２２に入射した光は、液晶層に入射し、液晶層の液晶分子の配向に応じて偏光が回転し、液晶層から出射する。液晶層から出射した光は、液晶パネル１２２から出射する。

【0029】

そして、液晶パネル１２２から出射した光は偏光板１２３に入射する。偏光板１２３の偏光軸と同一の方向に偏光した光が偏光板１２３を透過する。偏光板１２３から出射した光は、パネル部１２０から出射する。画素電極と対向電極の間に印加する電気信号を制御することにより、パネル部１２０は光源部１１０からパネル部１２０に入射した光に対して、強度変調を与えることができる。

【0030】

上記では、パネル部１２０は透過型の液晶パネル１２２を備えるとして説明したが、本実施例はこれに限らない。例えば、パネル部１２０は反射型の液晶パネルを備えてもよいし、ミラー付きのＭＥＭＳ（Micro-Electro Mechanical Systems）がアレイ上に並んだ素子を利用してもよい。

【0031】

パネル部１２０から出射した光は、投影光学部１３０に入射する。投影光学部１３０は、例えば１枚以上のレンズを備えており、パネル部１２０から入射した光を投影する。例えば、投影光学部１３０は、パネル部１２０が生成した画像を、所定の位置に結像させる。結像による像は、実像でもよいし虚像でもよい。さらに、結像位置は、有限距離の位置でもよいし、無限遠でもよい。画像表示部１０は、投影光学部１３０が投影した光を画像光１２として出力する。

【0032】

画像表示部１０から出射した画像光１２は、導光部１１に入射する。導光部１１は、画像表示部１０から入射した画像光を、利用者の目３０まで導光する。

【0033】

上記では、画像表示部１０が投影光学部１３０を備えるとしたが、これに限らない。例えば、画像表示部１０が投影光学部１３０を備えておらず、代わりに導光部１１が画像を投影する投影光学部１３０の役割を備えていてもよいし、画像表示部１０と導光部１１の両方が画像を投影する役割を備えていてもよい。

【0034】

図５Ａは、両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの一例を示す図である。両眼式ＨＭＤ１は、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとタイミング制御部１５と電源１６とを備えている。タイミング制御部１５は、右目用画像表示部１０Ｒ及び左目用画像表示部１０Ｌがそれぞれ１フレームの画像表示を行うタイミングを制御する。電源１６は例えば充電式電池からなり、右目用画像表示部１０Ｒ内の光源部１１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌ内の光源部１１０Ｌに電源を供給する。また、右目用画像表示部１０Ｒは、右目用光源ドライバ１４０Ｒと右目用パネルドライバ１５０Ｒを備えており、左目用画像表示部１０Ｌは、左目用光源ドライバ１４０Ｌ及び左目用パネルドライバ１５０Ｌを備えている。

【0035】

タイミング制御部１５は、右目用パネルドライバ１５０Ｒに右目用パネル部駆動トリガ信号を、左目用パネルドライバ１５０Ｌに左目用パネル部駆動トリガ信号を送信する。その際、右目用パネル部駆動トリガ信号と左目用パネル部駆動トリガ信号に時間差を設けて送信し、後述する右目用画像表示と左目用画像表示が所定の時間だけずれるようにする。

【0036】

両眼式ＨＭＤ１は、図示しない映像信号受信ポートを経て右目用映像信号及び左目用映像信号を受信する。または、両眼式ＨＭＤ１は、図示しない映像信号生成部において右目用映像信号及び左目用映像信号を生成する。両眼式ＨＭＤ１は、受信または生成した右目用及び左目用映像信号を、それぞれ右目用パネルドライバ１５０Ｒと左目用パネルドライバ１５０Ｌに入力する。パネルドライバ１５０Ｒ、１５０Ｌでは、入力した映像信号を一時保存する。

【0037】

以下では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌの内部動作は同様なので、特に区別することなく説明する。
パネルドライバ１５０は、受信した映像信号及びパネル部駆動トリガ信号を基に、パネル部駆動トリガ信号に同期した所定のタイミングで、パネル部駆動信号をパネル部１２０に送信する。パネル部駆動信号は、パネル部１２０が表示する画像の各画素の明るさが所定の明るさとなるように、パネル部１２０の状態を変化させることを指示する電圧や電流などの信号である。

【0038】

また、パネルドライバ１５０は、パネル部駆動トリガ信号に同期した所定のタイミングで、光源部駆動トリガ信号を光源ドライバ１４０に送信する。光源ドライバ１４０は、受信した光源部駆動トリガ信号に同期して、光源部１１０に光源部駆動信号を送信する。光源部駆動信号は、光源部１１０が備える光源を駆動する電流等の信号である。光源ドライバ１４０は、電源１６から供給される電源により、光源駆動信号を生成する。

【0039】

図５Ｂは両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの他の例を示す図である。ブロックの基本構成は図５Ａと同様であり、相違点について説明する。

【0040】

本例の両眼式ＨＭＤ１は、受信または生成した右目用及び左目用映像信号を、タイミング制御部１５に入力する。タイミング制御部１５は、右目用及び左目用映像信号を一時保存し、それぞれ右目用パネルドライバ１５０Ｒ及び左目用パネルドライバ１５０Ｌに送信する。タイミング制御部１５が右目用及び左目用映像信号を送信する際には、両者の映像信号の間で所定の時間だけずれるように送信するタイミングを調整する。

【0041】

パネルドライバ１５０Ｒ，Ｌは、受信した映像信号を基に、映像信号に同期した所定のタイミングで、パネル部駆動信号をパネル部１２０Ｒ，Ｌに送信する。また、パネルドライバ１５０Ｒ，Ｌは、映像信号に同期した所定のタイミングで、光源部駆動トリガ信号を光源ドライバ１４０Ｒ，Ｌに送信する。

【0042】

上記の例では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌは、それぞれ独立に光源ドライバ１４０Ｒ，Ｌ及びパネルドライバ１５０Ｒ，Ｌを備える構成としたが、これに限らず、光源ドライバとパネルドライバの一方または両方を、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが共用し、それぞれのタイミングを制御するようにしてもよい。

【0043】

次に、両眼式ＨＭＤ１の画像表示部１０による画像表示動作について説明する。画像表示部１０は、前述したように光源部１１０とパネル部１２０を備えている。光源部１１０は、赤色光を出射する光源１１１Ｒと、緑色光を出射する光源１１１Ｇと、青色光を出射する光源１１１Ｂと、を備える。また、パネル部１２０は、画像を生成する液晶パネル１２２を備える。なお、液晶パネル１２２には色を変換するフィルタ等を備えておらず、入射した光と略同じ色の画像を生成する。

【0044】

図６は、１つの画像表示部１０が画像を表示するタイムシーケンスの一例を示す図である。画像表示部１０は、赤色（Ｒ）と、緑色（Ｇ）と、青色（Ｂ）の画像を順番に表示するフィールドシーケンシャル方式により、カラーの画像を表示する。つまり、画像表示部１０は、カラーの画像の各画素の各色の階調値に応じて赤色の画像、緑色の画像、青色の画像の順に表示することで、１フレームの画像を表示する。

【0045】

図６において、時刻ｔ１１から時刻ｔ１７までの期間Ｐ１０が、１フレームの画像を表示する期間である。１フレームの期間の長さをＴｆｒａｍｅとする。

【0046】

時刻ｔ１１は１フレームの期間の始まりであり、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までは、赤色の画像を表示するための期間である。まず、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間Ｐ１１において、画像表示部１０は、赤色の画像を表示するための準備を行う。パネルドライバ１５０はパネル部１２０に対して、各画素の赤色の階調値を示す画像データをパネル部駆動信号として送信する。そして、パネル部１２０の状態が、画像データに対応する状態で安定するまで待機する。すなわち、パネル部１２０に液晶パネル１２２を用いている場合は、液晶の角画素の配向状態が画像データに対応する状態に遷移するまで待機する。パネル部１２０に対して画像データを送信し、パネル部１２０の状態が安定するまで待機することは、画像表示部１０が所定の画像を表示するための準備として必要となる。よって、この期間は光源を点灯させて当該画像を表示することはできない。以下では、このようにパネル部１２０の状態が安定するまで光源を点灯させない期間を、パネル部１２０の「待機期間」と呼ぶ。また、この待機期間の長さは、表示する画像の色に依存しない。

【0047】

待機期間Ｐ１１が終了した後、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間Ｐ１２は、光源１１Ｒを点灯させて赤色の画像を表示する期間である。時刻ｔ１２において、パネルドライバ１５０は光源ドライバ１４０に対し、赤色光を出射する光源１１１Ｒの点灯を指示する光源部駆動トリガ信号を送信する。光源ドライバ１４０は光源部駆動トリガ信号に従い、光源部１１０に対し、光源１１１Ｒに電流を流し始めることを指令する光源部駆動信号を送信する。これにより光源１１１Ｒは、時刻ｔ１２において赤色光の出射を開始する。また、時刻ｔ１３において、パネルドライバ１５０は光源ドライバ１４０に対し、光源１１１Ｒに電流を流すことを停止することを指示する光源部駆動トリガ信号を送信する。光源ドライバ１４０は光源部駆動トリガ信号に従い、光源部１１０に対し、光源１１１Ｒに電流を流すことを停止することを指令する光源部駆動信号を送信する。これにより光源１１１Ｒは、時刻ｔ１３において赤色の光の出射を停止する。つまり、期間Ｐ１２において、画像表示部１０は赤色の画像を表示する。以下では、光源を点灯させて画像を表示する期間を光源部１１０の「点灯期間」と呼ぶ。

【0048】

次に、時刻ｔ１３から時刻ｔ１５までは、緑色の画像を表示するための期間である。このうち、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの待機期間Ｐ１３において、緑色の画像を表示するための準備を行う。この待機期間Ｐ１３では、パネル部１２０に対して、各画素の緑色の階調値を示す画像データに対応する状態に移行させる。待機期間Ｐ１３の長さは、前記の赤色の画像の待機期間Ｐ１１の長さに略等しい。また、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの点灯期間Ｐ１４は、緑色光を出射する光源１１１Ｇを点灯させて緑色の画像を表示する期間である。光源１１１Ｇに対する点灯制御は、前記した赤色光の光源１１１Ｒの場合と同様である。

【0049】

次に、時刻ｔ１５から時刻ｔ１７までは、青色の画像を表示するための期間である。このうち、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの待機期間Ｐ１５において、青色の画像を表示するための準備を行う。この待機期間Ｐ１５では、パネル部１２０に対して、各画素の青色の階調値を示す画像データに対応する状態に移行させる。待機期間Ｐ１５の長さは、前記の赤色の画像の待機期間Ｐ１１や緑色の画像の待機期間Ｐ１３の長さに略等しい。また、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までの点灯期間Ｐ１６は、青色光を出射する光源１１１Ｂを点灯させて青色の画像を表示する期間である。光源１１１Ｂに対する点灯制御は、前記した赤色光の光源１１１Ｒの場合と同様である。

【0050】

画像表示部１０は、上述した時刻ｔ１１から時刻ｔ１７までの動作により１フレームの期間Ｐ１０の画像を表示し、表示する画像データをフレーム毎に適宜更新しながら上記動作を繰り返すことで、静止画像や動画などの画像表示を継続することができる。

【0051】

なお、画像表示部１０において、各色の画像を表示する期間の長さは、互いに等しくても異なっていてもよい。つまり、各点灯期間Ｐ１２、Ｐ１４、Ｐ１６の長さは、互いに等しくても異なっていてもよい。また、各色光を出射する各光源１１１Ｒ，Ｇ，Ｂに流す電流値は、互いに等しくても異なっていてもよい。さらに、各光源１１１Ｒ，Ｇ，Ｂに流す電流波形は、時間変動しない一定電流でもよいし、パルス幅変調された電流でもよい。

【0052】

例えば、赤色と緑色と青色の画像を表示する各期間において、赤色と緑色と青色のそれぞれの光源に流れる電流は時間変動せず互いに等しく、各色の画像を表示する期間の長さをそれぞれ所定の長さに設定することで、画像表示部１０は、所定のホワイトバランスで画像を表示することが可能である。他の例として、赤色と緑色と青色の画像を表示する期間において、各色の画像を表示する期間の長さは互いに等しく、赤色と緑色と青色のそれぞれの光源に流れる電流値をそれぞれ所定の値に設定する、またはパルス幅変調のデューティー比を所定の値に設定することで、画像表示部１０は、所定のホワイトバランスで画像を表示することが可能である。

【0053】

また、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さをＴｗａｉｔ、画像を表示する期間の長さが最大となる色を色Ｃ、当該色Ｃの画像に対応する光源の点灯期間の長さをＴｌｉｇｈｔとする。図６に示した例では、色Ｃ＝緑色である。本実施例では、Ｔｗａｉｔ≧Ｔｌｉｇｈｔの場合とする。

【0054】

本実施例の両眼式ＨＭＤ１は、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌの２つの画像表示部を備える。２つの画像表示部がそれぞれの備える光源を同時に点灯させて画像光を生成すると、そのタイミングで、電源１６が光源ドライバ１４０に供給する電流のピークが非常に大きくなる。これに対応するため大きなピーク電流を供給可能な電源を使用すると、電源が大型化し、両眼式ＨＭＤが大型化するという問題がある。そこで本実施例では、２つの画像表示部の画像表示タイミングを調整して、電源が供給する電流のピーク抑えるようにした。

【0055】

図７は、２つの画像表示部１０が画像を表示するタイムシーケンスの一例を示す図である。上段が右目用画像表示部１０Ｒ、下段が左目用画像表示部１０Ｌの表示タイミングを示す。時刻ｔ２１から時刻ｔ２７までの期間Ｐ２０は、右目用画像表示部１０Ｒが、赤色と、緑色と、青色の画像を１枚ずつ順番に表示する１フレームの期間である。また、時刻ｔ３１から時刻ｔ３７までの期間Ｐ３０は、左目用画像表示部１０Ｌが、赤色と、緑色と、青色の画像を１枚ずつ順番に表示する１フレームの期間である。右目用画像表示部１０Ｒにおいて各色表示に付随するパネル部の待機期間Ｐ２１，Ｐ２３，Ｐ２５の長さと、左目用画像表示部１０Ｌにおいて各色表示に付随するパネル部の待機期間Ｐ３１，Ｐ３３，Ｐ３５の長さは全て等しく、Ｔｗａｉｔである。また、右目用画像表示部１０Ｒにおいて各色の画像を表示する点灯期間Ｐ２２，Ｐ２４，Ｐ２６の長さと、左目用画像表示部１０Ｌにおいて各色の画像を表示する点灯期間Ｐ３２，Ｐ３４，Ｐ３６の長さは、色毎に互いに等しい。

【0056】

図７に示すように、タイミング制御部１５は、右目用画像表示部１０Ｒが１フレームの画像を表示する期間Ｐ２０と、左目用画像表示部１０Ｌが１フレームの画像を表示する期間Ｐ３０とが、時間的に重なりを持ち、かつ所定の遅延時間Ｔｄ１＝ｔ３１−ｔ２１だけずれるように、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌを制御する。ただし、０≦Ｔｄ１＜Ｔｆｒａｍｅとして、遅延時間Ｔｄ１は、１フレームの期間以内としている。

【0057】

各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さをＴｗａｉｔ、画像を表示する期間の長さが最大となる色を色Ｃ（緑色）、当該色Ｃの画像を表示する点灯期間の長さをＴｌｉｇｈｔとする。また、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と左目用画像表示部１０Ｌが備える光源の両方の光源が、同時に点灯する重複点灯期間の和をＴｓｕｍとする。本例の場合、タイミング制御部１５は、１フレームの画像を表示する期間内において両方の光源が同時に点灯しないように、すなわち、重複点灯期間の和をＴｓｕｍが０となるように遅延時間Ｔｄ１を設定する。これが成立する条件は、
Ｔｌｉｇｈｔ≦Ｔｄ１≦Ｔｗａｉｔ・・（１ａ）、または
Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ≦Ｔｄ１≦Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｌｉｇｈｔ・・（１ｂ）
である。

【0058】

図７では、（１ａ）式を満たすように遅延時間Ｔｄ１を選択した場合を示す。左目用画像表示部１０Ｌの赤色光源の発光開始時刻ｔ３２は、右目用画像表示部１０Ｒの赤色光源の発光終了時刻ｔ２３よりも遅くなり（ｔ２３＜ｔ３２）、左目用画像表示部１０Ｌの赤色光源の発光終了時刻ｔ３３は、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光源の発光開始時刻ｔ２４よりも早くなる（ｔ３３＜ｔ２４）。言い換えれば、左目用画像表示部１０Ｌでの赤色光源の点灯期間Ｐ３２は、右目用画像表示部１０Ｒの赤色光源の点灯期間Ｐ２２と重複せず、かつ、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光源の点灯期間Ｐ２４とも重複しない。同様に、左目用画像表示部１０Ｌでの緑色光源の点灯期間Ｐ３４は、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光源の点灯期間Ｐ２４と重複せず、かつ、右目用画像表示部１０Ｒの青色光源の点灯期間Ｐ２６とも重複しない。また、左目用画像表示部１０Ｌでの青色光源の点灯期間Ｐ３６は、右目用画像表示部１０Ｒの青色光源の点灯期間Ｐ２６と重複せず、かつ、右目用画像表示部１０Ｒの赤色光源の点灯期間Ｐ２８とも重複しない。

【0059】

これにより、右目用画像表示部１０Ｒのいずれかの光源が点灯している期間には、左目用画像表示部１０Ｌのどの光源も点灯しておらず、また、左目用画像表示部１０Ｌのいずれかの光源が点灯している期間には、右目用画像表示部１０Ｒのどの光源も点灯していないように制御することができる。

【0060】

また、上記（１ｂ）式を満たすように遅延時間Ｔｄ１を選択した場合においても、同様のことが言える。この場合、左目用画像表示部１０Ｌでの赤色光源の点灯期間Ｐ３２は、右目用画像表示部１０Ｒの青色光源の点灯期間Ｐ２６の後になるが、該点灯期間Ｐ２６と重複せず、かつ、次に点灯する赤色光源の点灯期間Ｐ２８とも重複しない。

【0061】

つまり、タイミング制御部１５が、（１ａ）式または（１ｂ）式を満足するように遅延時間Ｔｄ１を選択して、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌを制御することで、どの時刻においても、２つ以上の光源が同時に重複して点灯することをなくすことができる。その結果、２つの光源を同時に駆動するためにピーク電流が大きくなることを防ぐことができる。また、１フレームの間に、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌの両方により画像を表示するため、表示画像の明るさは低下することがない。

【0062】

上記では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌは、１フレームの期間の間に、赤色と、緑色と、青色の画像をこの順序に表示したが、表示する色の順序はこれに限らず任意である。

【0063】

また、光源部１１０は、赤色光と緑色光と青色光をそれぞれ出射する３つの光源１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを備え、フルカラーの画像を表示するものとしたが、上記以外の色の光を出射する光源を追加してもよい。これにより、画像表示部が表示可能な色再現範囲を増やすことができる。逆に、表示可能な色再現範囲を限定して、２種類の色の光を出射する光源や、１種類の色の光を出射する光源のみとしてもよい。これにより、光学系を小型にすることが可能である。

【0064】

このように光源の個数を変更する場合には、１フレームの画像を表示する期間において、パネル部の待機期間と光源の点灯期間との組の個数は、変更後の光源の個数となって、フィールドシーケンシャル方式に従い画像表示を行う。その場合でも、右目用画像表示部１０Ｒが１フレームの画像を表示する期間と、左目用画像表示部１０Ｌが１フレームの画像を表示する期間とが、所定の遅延時間Ｔｄ１だけずれるように制御すればよい。

【0065】

上記では、パネル部１２０は液晶パネル１２２を備えるが色を変換するフィルタ等を備えておらず、フィールドシーケンシャル方式に従い各色の画像を順次生成すると説明したが、これに限定せず、色変換フィルタを備えた構成の場合にも適用できる。その場合、光源部１１０は、赤色光と緑色光と青色光をそれぞれ出射する３つの光源１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを備え、全ての色の光源が同時に点灯させる構成でもよいし、白色光を出射する光源を備える構成でもよい。その場合でも、右目用画像表示部１０Ｒが１フレームの画像を表示する期間と、左目用画像表示部１０Ｌが１フレームの画像を表示する期間とが、所定の遅延時間Ｔｄ１だけずれるように制御すればよい。この方式によれば、フィールドシーケンシャル方式におけるカラーブレイク現象を抑えることが可能となる。

【0066】

実施例１によれば、どの時刻においても、２つ以上の光源が同時に点灯していることはないため、２つの光源を同時に駆動するためにピーク電流が大きくなることを防ぐことが可能な両眼式ＨＭＤ（画像表示装置）を提供できる。また、１フレームの間に、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌの両方により画像を表示するため、高輝度な画像を表示することが可能である。

【実施例2】

【0067】

実施例２では、１つの光源の点灯期間の長さの最大値Ｔｌｉｇｈｔが、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔ以上であってもよい構成とした（Ｔｌｉｇｈｔ≧Ｔｗａｉｔ）。これにより、１フレームの期間における光源の点灯時間を長くすることができ、両眼式ＨＭＤ１の輝度を向上することが可能となる。ただしＴｌｉｇｈｔ≧Ｔｗａｉｔの場合には、１フレームの画像を表示する期間内において、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と、左目用画像表示部１０Ｌが備える光源とが、同時に点灯する期間が存在する（つまり重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＞０）。よって本実施例では、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間を設定するとともに、光源ドライバ１４０に供給する電流のピークが大きい場合にも耐えられるよう、電源１６の構成を変更している。まず。電源の構成から説明する。

【0068】

図８は、本実施例に係る電源１６Ａの構成と動作を示す図である。図８（ａ）は電源１６Ａの一構成例を示し、メイン電源部１６１と電流ブースト部１６２を備えている。メイン電源部１６１は、例えば充電式電池からなり、電流ブースト部１６２は、例えば所定の容量のコンデンサからなる。メイン電源部１６１は、所定の最大電流まで電流を供給することができる。一方電流ブースト部１６２は、前記最大電流を超える大きな電流を光源ドライバ１４０に供給することが必要になったタイミングに、不足する電流を供給する役割を果たす。ただし電流ブースト部１６２は、所定の電荷量までしか電荷を放出できないため、メイン電源部１６１の最大電流を超えて電流を供給可能な時間には上限がある。

【0069】

図８（ｂ）は、電源１６Ａの動作特性を説明する図である。電源１６Ａが光源ドライバ１４０を介して光源部１１０の光源に印加する電位Ｖと、光源に流れる電流Ｉの時間変化を示したグラフである。光源ドライバ１４０は、電流Ｉが所定の電流Ｉｆで一定となるように、光源のプラス端子の電位Ｖ２とマイナス端子の電位Ｖ１の少なくとも一方を制御し、光源を駆動する。光源に印加される電圧Ｖｆは、電位Ｖ２と電位Ｖ１の差（Ｖｆ＝Ｖ２−Ｖ１）となる。光源の駆動時間が経過するにつれて、電源１６Ａの電位Ｖ１，Ｖ２が低下するが、光源ドライバ１４０は、電流Ｉｆを所定の値で維持するために、電圧Ｖｆを所定の値に維持しようとする。しかし、電位Ｖ１が所定の下限電位Ｖ０に到達すると、電位差（Ｖ２−Ｖ１）を所定の値Ｖｆに維持することができず、電流Ｉも所定の値Ｉｆで維持することができなくなる。このように、電流ブースト部１６２を備えた電源１６Ａにおいても、光源部１１０を駆動することにより電源１６Ａの電圧が低下し、光源部１１０に所定の電流Ｉｆを供給できなくなるまでの時間Ｔｌｉｍｉｔが存在し、これを「制限時間」と呼ぶことにする。

【0070】

本実施例の画像表示でも、右目用画像表示部１０Ｒが１フレームの画像を表示する期間と、左目用画像表示部１０Ｌが１フレームの画像を表示する期間とが、重なりを持ち、かつ所定の遅延時間Ｔｄ２だけずれるように制御する。すなわち、１フレームの期間の長さＴｆｒａｍｅに対し、０≦Ｔｄ２＜Ｔｆｒａｍｅである。そして、１フレームの画像を表示する期間内において、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と、左目用画像表示部１０Ｌが備える光源とが同時に点灯する重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが、上記の電源１６Ａの制限時間Ｔｌｉｍｉｔ以下となるように、遅延時間Ｔｄ２を選択する。

【0071】

好適には、タイミング制御部１５は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間Ｔｄ２を選択する。これにより、電源１６Ａ内の電流ブースト部１６２の容量を最小化し、両眼式ＨＭＤ１を小型化することができる。

【0072】

次に、本実施例における画像表示の具体例を示す。以下では、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さは全てＴｗａｉｔ、赤色画像を表示する点灯期間の長さはＴｒｅｄ、緑色画像を表示する点灯期間の長さはＴｇｒｅｅｎ、青色画像を表示する点灯期間の長さはＴｂｌｕｅとする。

【0073】

図９は、本実施例における画像表示動作の第１のケースを示す図であり、（ａ）はタイムシーケンスを、（ｂ）は重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを示す。第１のケースでは、赤色と緑色と青色のうち、緑色画像を表示する点灯期間の長さのみが、パネル部の待機時間以上であり、赤色と青色の画像を表示する点灯期間の長さは、パネル部の待機時間の長さ未満となっている。すなわち、Ｔｒｅｄ＜Ｔｗａｉｔ、Ｔｇｒｅｅｎ≧Ｔｗａｉｔ、Ｔｂｌｕｅ＜Ｔｗａｉｔである。

【0074】

（ａ）のタイムシーケンスにおいて、期間Ｐ４０は、右目用画像表示部１０Ｒの１フレームの期間であり、期間Ｐ５０は、左目用画像表示部１０Ｌの１フレームの期間である。そして、右目用画像表示部１０Ｒの１フレーム期間Ｐ４０に対し、左目用画像表示部１０Ｌの１フレーム期間Ｐ５０は、遅延時間Ｔｄ２だけずれている。

【0075】

タイミング制御部１５は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間Ｔｄ２を選択する。その条件は、次の２つの式
Ｔｄ２＝Ｔｗａｉｔ・・・（２ａ）、または
Ｔｄ２＝Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ・・・（２ｂ）
のいずれかを満足すればよい。

【0076】

図９（ａ）は遅延時間Ｔｄ２として（２ａ）式の条件を選択した場合を示している。右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５４とが一部重なるだけで、他の点灯期間Ｐ４２，Ｐ５２，Ｐ４６，Ｐ５６は重複することはない。

【0077】

また、遅延時間Ｔｄ２として（２ｂ）式の条件を選択した場合は、左目用画像表示部１０Ｌの各色画像表示が右目用画像表示部１０Ｒの各色画像表示よりも先行する。そして、左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５４と、これに続く右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４とが一部重なるだけで、他の点灯期間Ｐ５２，Ｐ４２，Ｐ５６，Ｐ４６は重複することはない。

【0078】

図９（ｂ）は、遅延時間Ｔｄ２と重複点灯期間の和Ｔｓｕｍの関係をグラフにしたものである。ここに具体数値として、パネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔ＝１．５０ｍｓ、赤色光の点灯期間の長さＴｒｅｄ＝１．２０ｍｓ、緑色光の点灯期間の長さＴｇｒｅｅｎ＝２．００ｍｓ、青色光の点灯期間の長さＴｂｌｕｅ＝０．６３ｍｓとする。

【0079】

（２ａ）式の条件を満足する遅延時間Ｔｄ２＝１．５０ｍｓの場合、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝０．５０ｍｓ（最小値）となる。また、（２ｂ）式の条件を満足する遅延時間Ｔｄ２＝６．８３ｍｓにおいて、同様に、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝０．５０ｍｓ（最小値）となる。他の遅延時間Ｔｄ２の場合は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＞０．５０ｍｓとなる。
このように、（２ａ）または（２ｂ）式を満足するよう遅延時間Ｔｄ２を選択することで、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを最小とすることができる。もちろん、これ以外の遅延時間Ｔｄ２を選択した場合でも、遅延時間Ｔｄ２＝０の場合の重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝３．８３ｍｓと比べれば大幅に低減できるのは明らかである。

【0080】

図１０は、本実施例における画像表示動作の第２のケースを示す図であり、（ａ）はタイムシーケンスを、（ｂ）は重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを示す。第２のケースでは、赤色と緑色と青色のうち、赤色画像と緑色画像を表示する点灯期間の長さが、パネル部の待機時間以上であり、青色画像を表示する点灯期間の長さは、パネル部の待機時間の長さ未満となっている。すなわち、Ｔｒｅｄ≧Ｔｗａｉｔ、Ｔｇｒｅｅｎ≧Ｔｗａｉｔ、Ｔｂｌｕｅ＜Ｔｗａｉｔである。

【0081】

タイミング制御部１５は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間Ｔｄ２を選択する。第２のケースにおいても、上記した（２ａ）または（２ｂ）式を満足すればよい。

【0082】

図１０（ａ）は遅延時間Ｔｄ２として（２ａ）式の条件を選択した場合を示している。右目用画像表示部１０Ｒの赤色光の点灯期間Ｐ４２と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの赤色光の点灯時間Ｐ５２とが一部重なり、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５５とが一部重なり、両者の重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小になっている。青色光の点灯期間Ｐ４６，Ｐ５６は重複することはない。

【0083】

図１０（ｂ）は、遅延時間Ｔｄ２と重複点灯期間の和Ｔｓｕｍの関係をグラフにしたものである。ここに具体数値として、パネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔ＝１．３０ｍｓ、赤色光の点灯期間の長さＴｒｅｄ＝１．６０ｍｓ、緑色光の点灯期間の長さＴｇｒｅｅｎ＝２．００ｍｓ、青色光の点灯期間の長さＴｂｌｕｅ＝０．８３ｍｓとする。

【0084】

（２ａ）式の条件を満足する遅延時間Ｔｄ２＝１．３０ｍｓにおいて、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝１．００ｍｓ（最小値）となる。また、（２ｂ）式の条件を満足する遅延時間Ｔｄ２＝７．０３ｍｓにおいて、同様に、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝１．００ｍｓ（最小値）となる。このように、（２ａ）または（２ｂ）式を満足するよう遅延時間Ｔｄ２を選択することで、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを最小とすることができる。

【0085】

図１１は、本実施例における画像表示動作の第３のケースを示す図であり、（ａ）はタイムシーケンスを、（ｂ）は重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを示す。第３のケースでは、赤色と緑色と青色の全ての画像を表示する点灯期間の長さが、パネル部の待機時間以上となっている。すなわち、Ｔｒｅｄ≧Ｔｗａｉｔ、Ｔｇｒｅｅｎ≧Ｔｗａｉｔ、Ｔｂｌｕｅ≧Ｔｗａｉｔである。このうち、点灯期間が最も短い期間の長さをＴｌｉｇｈｔ０とする。この例では、点灯時間の最小値Ｔｌｉｇｈｔ０は、青色光の点灯期間Ｔｂｌｕｅである。

【0086】

タイミング制御部１５は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間Ｔｄ２を選択する。その条件は、次の２つの式
Ｔｗａｉｔ≦Ｔｄ２≦Ｔｌｉｇｈｔ０・・・（３ａ）、または
Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｌｉｇｈｔ０≦Ｔｄ２≦Ｔｆｒａｍｅ−Ｔｗａｉｔ・・・（３ｂ）
のいずれかを満足すればよい。

【0087】

図１１（ａ）は遅延時間Ｔｄ２として（３ａ）式の条件を選択した場合を示している。右目用画像表示部１０Ｒの赤色光の点灯期間Ｐ４２と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの赤色光の点灯時間Ｐ５２とが一部重なり、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５４とが一部重なり、右目用画像表示部１０Ｒの青色光の点灯期間Ｐ４６と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの青色光の点灯時間Ｐ５６とが一部重なり、これらの重複期間の和Ｔｓｕｍが最小になっている。

【0088】

図１１（ｂ）は、遅延時間Ｔｄ２と重複点灯期間の和Ｔｓｕｍの関係をグラフにしたものである。ここに具体数値として、Ｔｗａｉｔ＝１．１５ｍｓ、Ｔｒｅｄ＝１．６０ｍｓ、Ｔｇｒｅｅｎ＝２．００ｍｓ、Ｔｂｌｕｅ＝１．２８ｍｓとする。この場合、Ｔｌｉｇｈｔ０＝１．２８ｍｓである。

【0089】

（３ａ）式の条件を満足する１．１５ｍｓ≦Ｔｄ２≦１．２８ｍｓ、または（３ｂ）式の条件を満足する７．０５ｍｓ≦Ｔｄ２≦７．１８ｍｓにおいて、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝１．４３ｍｓ（最小値）となる。このように、（３ａ）または（３ｂ）式を満足するよう遅延時間Ｔｄ２を選択することで、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを最小とすることができる。

【0090】

ここで、図９に示した第１のケースの変形例を説明する。すなわち、赤色と緑色と青色のうち、１つの色（緑色）の画像を表示する点灯期間の長さＴｇｒｅｅｎのみが、パネル部の待機時間Ｔｗａｉｔ以上となる場合である。図９では、（２ａ）または（２ｂ）式の条件から遅延時間Ｔｄ２を設定し、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４と、これに続く左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５４とが重なるようにした。

【0091】

これに対し変形例では、右目用画像表示部１０Ｒの緑色光の点灯期間Ｐ４４は、左目用画像表示部１０Ｌの緑色光の点灯時間Ｐ５４と重なることがなく、代わりに、左目用画像表示部１０Ｌの他の色光（赤色光と青色光）の点灯期間Ｐ５２，Ｐ５６と重なるように、遅延時間Ｔｄ２を設定する。

【0092】

具体数値は、Ｔｗａｉｔ＝１．００ｍｓ、Ｔｒｅｄ＝０．８０ｍｓ、Ｔｇｒｅｅｎ＝４．００ｍｓ、Ｔｂｌｕｅ＝０．５３ｍｓとする。この時の遅延時間Ｔｄ２を、４．００ｍｓ≦Ｔｄ２≦４．３３ｍｓとすれば、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝２．６６ｍｓ（最小値）となる。

【0093】

上記では、タイミング制御部１５は、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが最小となるように遅延時間Ｔｄ２を設定する場合について説明したが、これに限らない。例えば、１フレームの期間に重複点灯期間が複数存在するとき、最大の長さとなる重複点灯期間を最小化するように、遅延時間Ｔｄ２を選択することも有効である。

【0094】

また、図８に示した電源１６Ａは、電流ブースト部１６２を備えるとしたが、これに限らない。制限時間Ｔｌｉｍｉｔが１フレームの画像を表示する期間Ｔｆｒａｍｅよりも十分長い場合は、電流ブースト部１６２を備えていなくてもよい。

【0095】

また、電源１６として、電源１６の電圧を変更することが可能なＤＣＤＣコンバータなどの電圧変換部を備える電源１６Ｂ（図示せず）を利用することも可能である。その場合、タイミング制御部１５は電源１６Ｂに電圧変換制御信号を送信する。タイミング制御部１５は電位Ｖ１が所定の下限電位Ｖ０に到達しないように、電源１６Ｂの電圧を変更する電圧変換制御信号を当該電源に送信し、電源１６Ｂは前記電圧変換制御信号に従って電圧を変更する。これにより、電位Ｖ１が所定の下限電位Ｖ０に到達することなく、光源ドライバ１４０は光源部１１０を駆動可能である。なお、上記の電圧変換部は電源１６Ｂが備えるのではなく、光源ドライバ１４０が備えていてもよい。

【0096】

実施例２によれば、少なくとも１つの色の画像を表示する点灯期間の長さが、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さ以上であっても、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と左目用画像表示部１０Ｌが備える光源との重複点灯期間を短縮し、光源駆動のピーク電流の継続を抑える効果がある。また、これに対応する電源を有する両眼式ＨＭＤ（画像表示装置）を提供できる。

【実施例3】

【0097】

実施例３では、フィールドシーケンシャル駆動において右目用画像表示部１０Ｒが第１の色の画像を表示する前後に、左目用画像表示部１０Ｌは前記第１の色とは異なる第２及び第３の色の画像を表示するように構成した。言い換えれば、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとは、同じ色の画像を連続して表示しないように構成した。これにより、カラーブレイクを低減することが可能となる。

【0098】

図１２は、本実施例における画像表示動作を示す図であり、（ａ）はタイムシーケンスを、（ｂ）は重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを示す。なお、ここでは、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔは、光源の点灯期間の最大の長さＴｌｉｇｈｔ以上とする（Ｔｗａｉｔ≧Ｔｌｉｇｈｔ）。

【0099】

図１２（ａ）において、フィールドシーケンシャル駆動により表示する色の順番は、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌで共通であり、赤色→緑色→青色の順序である。タイミング制御部１５は、右目用画像表示部１０Ｒが１フレームの画像を表示する期間Ｐ４０と、左目用画像表示部１０Ｌが１フレームの画像を表示する期間Ｐ５０とが重なりを持ち、かつ各色光の点灯順序が以下のようになるよう遅延時間Ｔｄ２を定める。
Ｐ４２（右目用赤色）→Ｐ５６”（左目用青色）→Ｐ４４（右目用緑色）→Ｐ５２（左目用赤色）→Ｐ４６（右目用青色）→Ｐ５４（左目用緑色）→Ｐ４２’（右目用赤色）・・・
ただし、Ｐ５６”は１つ前のフレーム、Ｐ４２’は１つ後のフレームである。

【0100】

この場合でも、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と、左目用画像表示部１０Ｌが備える光源とが、同時に点灯することをなくすことができる。

【0101】

図１２（ｂ）は、遅延時間Ｔｄ２と重複点灯期間の和Ｔｓｕｍの関係を示すグラフである。具体数値として、Ｔｗａｉｔ＝１．９１ｍｓ、Ｔｒｅｄ＝０．９０ｍｓ、Ｔｇｒｅｅｎ＝１．３０ｍｓ、Ｔｂｌｕｅ＝０．４０ｍｓとする。ここで遅延時間Ｔｄ２として４．１１ｍｓ≦Ｔｄ２≦４．２２ｍｓに設定することで、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝０ｍｓ（最小値）となり、どの時刻においても、２つ以上の光源が同時に重複して点灯することはない。なお、遅延時間Ｔｄ２が２ｍｓ近傍及び７ｍｓ近傍のときＴｓｕｍ＝０ｍｓとなるが、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが連続して同じ色の画像を表示するので、本実施例には該当しない。

【0102】

ここで、フィールドシーケンシャル駆動において同一の色の画像の表示期間が長いとき、利用者３が目を移動したときに表示している画像色が赤色、緑色、青色に分離して視認される現象（カラーブレイク）がある。本実施例では、右目用画像表示部１０Ｒが第１の色の画像を表示する前後に、左目用画像表示部１０Ｌは前記第１の色以外の第２及び第３の色の画像を表示する。つまり両眼式ＨＭＤ１は、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが連続して同じ色の画像を表示することはない。利用者３は、右目３０Ｒと左目３０Ｌの両方で両眼式ＨＭＤ１が表示する画像を視認するため、利用者３が視認するカラーブレイクを低減することが可能となる。

【0103】

上記の説明では、パネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔは点灯時間の長さの最大値Ｔｌｉｇｈｔ以上としたが、これに限定しない。実施例２で述べたように、少なくとも１つの点灯期間の長さがパネル部の待機期間の長さよりも大きい場合であっても、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを最小化するとともに、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが連続して同じ色の画像を表示しないようにすることで、利用者３が視認するカラーブレイクを低減することが可能となる。

【0104】

上記の説明では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌにおいて、表示する色の順番は共通としたが、これに限定しない。右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとにおいて、表示する色の順番が異なるようにしてもよい。ただしその場合には、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが連続して同じ色の画像を表示するタイミングが含まれるので、カラーブレイクの低減効果が小さくなる。

【0105】

実施例３によれば、右目用画像表示部１０Ｒがフィールドシーケンシャル駆動における第１の色の画像を表示する前後に、左目用画像表示部１０Ｌは前記第１の色とは異なる第２及び第３の色の画像を表示することで、利用者が視認するカラーブレイクを低減することが可能である。

【実施例4】

【0106】

実施例４では、フィールドシーケンシャル駆動において、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔが色毎に異なってもよい構成とした。これにより、タイミング制御部１５による右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌの駆動の自由度が増加する。

【0107】

本実施例では、パネル部の待機期間Ｔｗａｉｔとして、パネル部に対して画像データを送信し、パネルの状態が安定するまで待機する期間（パネル動作期間）の他に、例えばホワイトバランス調整用の期間（パネル調整期間）などを追加する。追加するパネル調整期間は色毎に長さが異なっていてもよく、よって、各色画像表示に付随するトータルの待機期間の長さが色毎に異なるようになる。パネル動作期間とともにパネル調整期間においては、光源部１１０での点灯を停止する。

【0108】

図１３は、本実施例における画像表示動作を示す図であり、（ａ）はタイムシーケンスを、（ｂ）は重複点灯期間の和Ｔｓｕｍを示す。なお、ここでは、パネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔは、いずれの色の画像表示においても、点灯期間の最大長さＴｌｉｇｈｔ以上とする（Ｔｗａｉｔ≧Ｔｌｉｇｈｔ）。

【0109】

図１３（ａ）のタイムシーケンスでは、右目用画像表示部１０Ｒの１フレームの期間Ｐ４０において、期間Ｐ４１、Ｐ４３、Ｐ４５はパネルの状態が安定するまでのパネル動作期間であり、さらにホワイトバランス調整用のパネル調整期間として、期間Ｐ４１’、Ｐ４５’を追加している。期間Ｐ４１’は赤色表示の待機期間Ｐ４１に付随し、期間Ｐ４５’は青色表示の待機期間Ｐ４５に付随する。これらの関係は左目用画像表示部１０Ｌの１フレームの期間Ｐ５０においても同様で、パネル調整期間Ｐ５１’、Ｐ５５’を追加している。また、期間Ｐ４２とＰ４４とＰ４６は、右目用画像表示部１０Ｒの赤色と緑色と青色の光源がそれぞれ点灯する期間であり、上記のパネル調整期間Ｐ４１’、Ｐ４５’において点灯することはない。左目用画像表示部１０Ｌにおいても同様である。

【0110】

この場合にも、タイミング制御部１５は、右目用画像表示部１０Ｒの１フレームの期間Ｐ４０と、左目用画像表示部１０Ｌの１フレーム期間Ｐ５０との間に、遅延時間Ｔｄ２を設けることで、右目用画像表示部１０Ｒが備える光源と、左目用画像表示部１０Ｌが備える光源とが、同時に点灯することをなくすことができる。

【0111】

図１３（ｂ）は、遅延時間Ｔｄ２と重複点灯期間の和Ｔｓｕｍの関係を示すグラフである。具体数値として、各色共通のパネル動作期間はＴｗ＝１．５８ｍｓとし、赤色のパネル調整期間Ｔｗｒ＝０．２０ｍｓ、緑色のパネル調整期間Ｔｗｇ＝０ｍｓ、青色のパネル調整期間Ｔｗｂ＝０．７０ｍｓ、とする。また、赤色の点灯期間Ｔｒｅｄ＝１．００ｍｓ、緑色の点灯期間Ｔｇｒｅｅｎ＝１．２０ｍｓ、青色の点灯期間Ｔｂｌｕｅ＝０．５０ｍｓとする。なお、この数値設定は、１フレームの期間を、赤色の画像の表示期間（Ｔｗ＋Ｔｒｅｄ＋Ｔｗｒ＝２．７８ｍｓ）と、緑色の画像の表示期間（Ｔｗ＋Ｔｇｒｅｅｎ＋Ｔｗｇ＝２．７８ｍｓ）と、青色の画像の表示期間（Ｔｗ＋Ｔｂｌｕｅ＋Ｔｗｂ＝２．７８ｍｓ）とが均等になるよう分配した場合である。

【0112】

上記の設定において、遅延時間Ｔｄ２を、１．２０ｍｓ≦Ｔｄ２≦１．５８ｍｓ、または３．９８ｍｓ≦Ｔｄ２≦４．３６ｍｓ、または６．７６ｍｓ≦Ｔｄ２≦７．１４ｍｓとすることで、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝０ｍｓ（最小値）とすることができる。従って、どの時刻においても、２つ以上の光源が同時に重複して点灯することはない。

【0113】

上記の説明では、１フレームの期間を赤色と、緑色と、青色の表示期間で均等に分配されるようにしたが、これに限らず、１フレームの期間を赤色と、緑色と、青色とで不均等に分配する場合でも、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍ＝０ｍｓ（最小値）とすることができる。また、パネル調整期間を、赤色と青色画像表示のパネル動作期間に追加したが、赤色と緑色と青色の少なくとも１つの色の画像表示のパネル動作期間に追加してもよい。

【0114】

また、パネル調整期間は、各色光の光源の点灯期間の後に追加したが、これに限らず、各色光の光源の点灯期間の前に追加してもよいし、各色光の光源の点灯期間の前後に追加してもよい。

【0115】

さらに、パネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔは光源点灯時間の長さの最大値Ｔｌｉｇｈｔ以上としたが、これに限定しない。実施例２で述べたように、少なくとも１つの点灯期間の長さがパネル部の待機期間の長さよりも大きい場合であってもよい。

【0116】

実施例４によれば、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さが色毎に異なる場合でも、光源駆動のピーク電流を抑える若しくはピーク電流の継続を抑えることが可能な、両眼式ＨＭＤを提供することができる。

【実施例5】

【0117】

前記各実施例１〜４では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが、それぞれ光源部１１０Ｒ、１１０Ｌを備える構成としたが、実施例５では、右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌとが、光源部１１０を共用する構成とした。これにより両眼式ＨＭＤ１を小型にすることが可能となる。

【0118】

図１４は、本実施例に係る両眼式ＨＭＤ１の制御ブロックの一例を示す図である。両眼式ＨＭＤ１は、右目用画像表示部１０Ｒと、左目用画像表示部１０Ｌと、タイミング制御部１５と電源１６とを備える。ここに右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌは、光源部１１０と光源ドライバ１４０を共用し、さらに切換え部１７を有している。タイミング制御部１５は、右目用パネルドライバ１５０Ｒと左目用パネルドライバ１５０Ｌに、右目用パネル部駆動トリガ信号と左目用パネル部駆動トリガ信号を送信するとともに、切換え部１７に対して、切換え部制御信号を送信する。右目用パネルドライバ１５０Ｒと左目用パネルドライバ１５０Ｌは、光源ドライバ１４０に光源部駆動トリガ信号を送信する。

【0119】

光源部１１０から出射した光は、切換え部１７に入射する。切換え部１７は、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、光源部１１０から入射した光を右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌの一方に、あるいは、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌの両方に分岐して出射する。なお、光源部１１０は、前記図３（ａ）または図３（ｂ）に示す１１０Ａまたは１１０Ｂの構成である。

【0120】

図１５は、切換え部１７のいくつかの構成例を示す図である。図１５（ａ）に示す切換え部１７Ａは、切換えミラー１７１を備えており、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、光源部１１０から入射した光を全て透過したり、全て反射したり、一部透過一部反射したりする。光源部１１０から入射した光を全て透過または全て反射する場合には、切換えミラー１７１として、例えば可動式ミラーを利用すればよい。また、光源部１１０から入射した光を一部透過一部反射する場合には、切換えミラー１７１として、例えば可動式ミラーと可動式ビームスプリッターを組み合わせて利用すればよい。この構成により、光源部１１０から出射した光を、全て右目用パネル部１２０Ｒに出射するか、全て左目用パネル部１２０Ｌに出射するか、または分岐して両方に出射するかを切り換えることができる。

【0121】

図１５（ｂ）に示す切換え部１７Ｂは、切換えミラー１７２Ｒ、１７２Ｇ、１７２Ｂと、ミラー１７３Ｒと、ダイクロイックミラー１７４Ｇ、１７４Ｂと、を備えている。

【0122】

切換えミラー１７２Ｒは、緑色及び青色の光を全て透過し、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、光源部１１０から入射した赤色の光を全て透過したり、全て反射したり、一部透過一部反射したりする。切換えミラー１７２Ｇは、赤色及び青色の光を全て透過し、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、切換えミラー１７２Ｒから入射した緑色の光を全て透過したり、全て反射したり、一部透過一部反射したりする。切換えミラー１７２Ｂは、赤色及び緑色の光を全て透過し、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、切換えミラー１７２Ｇから入射した青色の光を全て透過したり、全て反射したり、一部透過一部反射したりする。

【0123】

ミラー１７３Ｒは赤色の光を反射する。ダイクロイックミラー１７４Ｇは、赤色の光を透過し、緑色の光を反射する。ダイクロイックミラー１７４Ｂは、赤色及び緑色の光を透過し、青色の光を反射する。この構成により、光源部１１０から出射した赤色と緑色と青色の光を、色毎に、全て右目用パネル部１２０Ｒに出射するか、全て左目用パネル部１２０Ｌに出射するか、または分岐して両方に出射するかを切り換えることができる。

【0124】

図１５（ｃ）には、切換え部１７Ｃの構成を光源部１１０Ｃとともに示す。光源部１１０Ｃは、光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂと、集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂを備えている。また切換え部１７Ｃは、切換えミラー１７７Ｒ、１７７Ｇ、１７７Ｂと、ミラー１７３Ｒ、１７５Ｂと、ダイクロイックミラー１７４Ｇ、１７４Ｂ、１７６Ｒ、１７６Ｇと、を備えている。

【0125】

光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出射した光は、それぞれ集光レンズ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂで集光され、光源部１１０Ｃから出射する。切換えミラー１７７Ｒ、１７７Ｇ、１７７Ｂは、タイミング制御部１５から受信した切換え部制御信号に応じて、光源部１１０Ｃから入射した全ての光を透過したり、反射したり、一部透過一部反射したりする。ミラー１７５Ｂは青色の光を反射する。ダイクロイックミラー１７６Ｇは、青色の光を透過し、緑色の光を反射する。ダイクロイックミラー１７６Ｒは、赤色の光を透過し、緑色及び青色の光を反射する。この構成により、光源部１１０Ｃから出射した赤色と緑色と青色の光を、色毎に、全て右目用パネル部１２０Ｒに出射するか、全て左目用パネル部１２０Ｌに出射するか、または分岐して両方に出射するかを切り換えることができる。

【0126】

図１６は、本実施例における２つの画像表示部１０が画像を表示するタイムシーケンスの一例を示す図である。期間Ｐ６０は、右目用画像表示部１０Ｒの１フレームの期間であり、期間Ｐ７０は、左目用画像表示部１０Ｌの１フレームの期間である。本例では、各色の画像を表示する点灯期間の最大の長さＴｌｉｇｈｔは、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔより小さいとする（Ｔｌｉｇｈｔ＜Ｔｗａｉｔ）。タイミング制御部１５は、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌとの両方を同時に照明する重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが０となるように、期間Ｐ６０と期間Ｐ７０との遅延時間Ｔｄ３を選択する。この条件は、前記（１ａ）式または（１ｂ）式で示したものと同じである。

【0127】

切換え部１７として、図１５（ａ）の切換え部１７Ａを利用する場合で説明する。タイミング制御部１５は、切換え部１７Ａに対して、切換え部制御信号１７０を送信する。切換え部制御信号１７０は、切換え部１７Ａに入射した光を、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌのどちらに出射するかを指示する信号である。図１６では、信号レベルがＨｉの場合、全ての光を右目用パネル部１２０Ｒに出射し、信号レベルがＬｏの場合、全ての光を左目用パネル部１２０Ｌに出射することを表す。

【0128】

すなわちタイミング制御部１５は、切換え部１７Ａに切換え部制御信号１７０を送信して、右目用パネル部１２０Ｒで画像を表示する期間には、光源部１１０から入射した光を右目用パネル部１２０Ｒに出射し、左目用パネル部１２０Ｌで画像を表示する期間には、光源部１１０から入射した光を左目用パネル部１２０Ｌに出射するように制御する。

【0129】

これにより、共通の光源部１１０から出射した光を利用して、右目用画像表示部１０Ｒで右目用画像光を、左目用画像表示部１０Ｌで左目用画像光を生成することができる。

【0130】

なお、切換え部１７として、図１５（ｂ）（ｃ）に示す切換え部１７Ｂ、１７Ｃを利用することもできる。その場合、赤色の光源が点灯している期間には切り換えミラー１７２Ｒ、１７７Ｒで光路を切り換え、緑色の光源が点灯している期間には切り換えミラー１７２Ｇ、１７７Ｇで光路を切り換え、青色の光源が点灯している期間には切り換えミラー１７２Ｂ、１７７Ｂで光路を切り換えればよい。

【0131】

上記では、各色の画像を表示する点灯期間の最大の長さＴｌｉｇｈｔは、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔより小さいとしたが、これに限らず、１つ以上の色の画像を表示する点灯期間の長さＴｌｉｇｈｔが、各色画像表示に付随するパネル部の待機期間の長さＴｗａｉｔ以上であってもよい（Ｔｌｉｇｈｔ≧Ｔｗａｉｔ）。その場合には、重複点灯期間の和Ｔｓｕｍが０とはならないため、共通の光源部１１０により、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌとの両方を同時に照明する期間が存在する。

【0132】

第１のケースとして、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌとの両方を同時に同じ色で照明する期間（同一色同時照明期間）が存在し、同時に異なる色で照明する期間は存在しない場合がある。この場合、切換え部１７として例えば切換え部１７Ａを利用できる。同一色同時照明期間には、光源ドライバ１４０は右目用パネルドライバ１５０Ｒ及び左目用パネルドライバ１５０Ｌの両方から光源を点灯させる光源部駆動トリガ信号を受信する。光源ドライバ１４０は、光源部１１０に対して、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌの両方に照射する光量の和を出力可能な電流で光源部１１０が備える光源を駆動する光源駆動信号を送信する。また、タイミング制御部１５は、切換え部１７Ａに対して、光源部１１０から入射した光を一部透過一部反射するように指令する切換え部制御信号を送信する。なお、切換え部１７として、切換え部１７Ｂ、１７Ｃを利用することもできる。

【0133】

第２のケースとして、右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌとの両方を同時に異なる色で照明する期間（異色同時照明期間）が存在する場合がある。この場合、切換え部１７として、切換え部１７Ｂ、１７Ｃを利用することができる。異色同時照明期間には、光源ドライバ１４０は、右目用パネルドライバ１５０Ｒ及び左目用パネルドライバ１５０Ｌの両方から光源を点灯させる光源部駆動トリガ信号を受信する。光源ドライバ１４０は、光源部駆動トリガ信号を基に、該当する色の光源を点灯させる光源駆動信号を光源部１１０に送信する。また、タイミング制御部１５は切換え部１７に対し、所定の色の光が右目用パネル部１２０Ｒと左目用パネル部１２０Ｌのうち所定のパネル部に出射するように切換え部制御信号を送信する。

【0134】

実施例５によれば、光源部１１０を右目用画像表示部１０Ｒと左目用画像表示部１０Ｌで共用し、両眼式ＨＭＤ１（画像表示装置）を小型化することが可能となる。

【0135】

以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0136】

また各実施例では、両眼式ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を取り上げて説明したが、これに限らず、２つの画像を並行して表示する画像表示装置であれば本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0137】

１：両眼式ＨＭＤ（画像表示装置）、３：利用者、１０：画像表示部、１１：導光部、１２：画像光、１５：タイミング制御部、１６：電源、１７：切換え部、１９：保持部、１１０：光源部、１１１：光源、１２０：パネル部、１２２：液晶パネル、１３０：投影光学部、１４０：光源ドライバ、１５０：パネルドライバ、１６１：メイン電源部、１６２：電流ブースト部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】