特開 2024-27500 頭部装着型表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024027500

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】頭部装着型表示装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/64 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

H04N5/64 511A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130355

(22)【出願日】2022-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾野 雄大

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 渉

(72)【発明者】

【氏名】横尾 暢彦

(72)【発明者】

【氏名】高野 正秀

(57)【要約】

【課題】左右の独立した表示素子を備える表示装置において、表示装置の内部における配線の取り回しを改善する。
【解決手段】第１表示部及び第２表示部を支持するフレームを備え、フレームは、回路基板を配置可能な基板配置部を有し、基板配置部は、第１表示部の上方に位置する第１基板配置部と、第２表示部の上方に位置する第２基板配置部と、を含み、第１表示素子及び第２表示素子に映像を出力する映像処理回路が実装された映像基板が、第１基板配置部及び第２基板配置部のいずれかに配置され、映像基板には、第１表示素子に接続された第１ケーブル、及び、第２表示素子に接続された第２ケーブルが接続され、第１ケーブルを引き出す第１引出部が映像基板の一方の面に設けられ、第２ケーブルを引き出す第２引出部が映像基板の他方の面に設けられた、表示装置。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１表示素子を有する第１表示部と、
第２表示素子を有する第２表示部と、
前記第１表示部及び前記第２表示部を支持するフレームと、を備え、
前記フレームは、回路基板を配置可能な基板配置部を有し、前記基板配置部は、前記第１表示部の上方に位置する第１基板配置部と、前記第２表示部の上方に位置する第２基板配置部と、を含み、
前記第１表示素子及び前記第２表示素子に映像を出力する映像処理回路が実装された映像基板が、前記第１基板配置部及び前記第２基板配置部のいずれかに配置され、
前記映像基板には、前記第１表示素子に接続された第１ケーブル、及び、前記第２表示素子に接続された第２ケーブルが接続され、
前記第１ケーブルを引き出す第１引出部が前記映像基板の一方の面に設けられ、前記第２ケーブルを引き出す第２引出部が前記映像基板の他方の面に設けられた、表示装置。

【請求項2】

前記第１引出部と前記第２引出部とは、前記映像基板の表面または裏面の平面視において重なる位置に配置された、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記第１表示部および前記第２表示部は、前記表示装置の使用状態において左右に並ぶように前記フレームに配置され、
前記第１引出部及び前記第２引出部は、前記映像基板の左右方向における一方の端部に配置された、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記映像基板の左右方向において前記第１引出部及び前記第２引出部が設けられた前記端部とは異なる位置に、前記映像処理回路が映像を受信するための映像ケーブルが接続された、請求項３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルはフラットケーブルであり、
前記第１引出部及び前記第２引出部は前記フラットケーブルを接続するコネクターである、請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

前記表示装置をユーザーの頭部に保持する外装を有する頭部装着型表示装置であり、
前記第１基板配置部および前記第２基板配置部を覆うシールド部材と、
前記映像処理回路に接続された処理回路が実装された処理基板と、を有し、
前記処理基板は、前記第１基板配置部および前記第２基板配置部のうち前記映像基板が配置されていない前記基板配置部に配置された、請求項１から請求項５のいずれかに記載の表示装置。

【請求項7】

前記シールド部材の上方に、検出回路が実装された検出基板が配置された、請求項６に記載の表示装置。

【請求項8】

前記第１表示部は、前記基板配置部を形成する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに吊り下げられた表示部ケースと、を備え、
前記表示部ケースには前記第１表示素子と、前記第１表示素子が発する画像光を縦方向に導光する光学部材とが配置され、
前記第１ケーブルは前記表示部ケースの上部から前記第１表示素子に接続されている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項9】

前記第１ケーブルは、折り曲げられた状態で前記映像基板から前記第１表示素子へ敷設されている、請求項８に記載の表示装置。

【請求項10】

前記表示部ケースの内部において、前記第１表示素子の背面側には隙間が形成され、前記隙間を通じて前記第１ケーブルが前記第１表示素子に接続される、請求項８または請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記第１表示素子の背面には放熱部材が接合され、前記放熱部材は、前記隙間を通って前記基板ホルダーに接続されている、請求項１０に記載の表示装置。

【請求項12】

前記基板ホルダーは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンのいずれか１つ以上を含む合金で形成される、請求項１１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、頭部装着型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、表示装置において、映像信号を出力するケーブルに接続された装置が知られている。この種の表示装置において、ケーブルの取り回しの煩雑さを改善する提案がなされている。例えば、特許文献１に開示された虚像表示装置は、左右一対の映像素子と、映像素子に信号を出力するケーブルと、ケーブルを覆うカバーとを備え、カバーがフレームに沿って延びる構成とし、ケーブルを集約する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１２６３３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたように、使用者の頭部に装着される表示装置は、左右の独立した表示素子を備えている。この種の表示装置においてケーブルを集約すると、２つの表示素子に結線するため、表示装置のカバーやフレームの内部における配線が煩雑になる傾向があった。このため、表示装置の内部における配線の取り回しを改善するための手法が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、第１表示素子を有する第１表示部と、第２表示素子を有する第２表示部と、前記第１表示部及び前記第２表示部を支持するフレームと、を備え、前記フレームは、回路基板を配置可能な基板配置部を有し、前記基板配置部は、前記第１表示部の上方に位置する第１基板配置部と、前記第２表示部の上方に位置する第２基板配置部と、を含み、前記第１表示素子及び前記第２表示素子に映像を出力する映像処理回路が実装された映像基板が、前記第１基板配置部及び前記第２基板配置部のいずれかに配置され、前記映像基板には、前記第１表示素子に接続された第１ケーブル、及び、前記第２表示素子に接続された第２ケーブルが接続され、前記第１ケーブルを引き出す第１引出部が前記映像基板の一方の面に設けられ、前記第２ケーブルを引き出す第２引出部が前記映像基板の他方の面に設けられた、表示装置である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態のＨＭＤの使用状態を示す斜視図。

【図2】ＨＭＤの回路構成を示すブロック図。

【図3】表示部本体の分解斜視図。

【図4】表示部本体の斜視図。

【図5】ＨＭＤの断面視図。

【図6】右表示部の要部断面視図。

【図7】映像基板におけるケーブルの接続状態を示す要部斜視図。

【図8】第２実施形態のＨＭＤユニットの斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

【0008】

［１．第１実施形態］
［１－１．ＨＭＤの構成］
図１は、第１実施形態のＨＭＤ１００の使用状態を示す斜視図である。ＨＭＤ１００は、使用者Ｕの頭部に装着される頭部装着型表示装置である。ＨＭＤ１００は、使用者が虚像を視認すると同時に外景を直接視認可能な、光学透過型の表示装置である。外景は、ＨＭＤ１００を装着する使用者Ｕの外部の景色であり、使用者Ｕが表示部２０を装着していない状態でも肉眼により視認可能な、実空間の光景を指す。使用者Ｕは、ＨＭＤ１００のユーザーであり、操作者ということもできる。ＨＭＤは、Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙの略である。ＨＭＤ１００は、表示装置の一例に対応する。

【0009】

ＨＭＤ１００に対する方向を明示するため、図１及び後述する各図にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を図示する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交座標系を構成する。Ｘ方向は、ＨＭＤ１００を装着した使用者Ｕの両眼の並ぶ横方向であり、左右方向に相当し、より詳細には使用者Ｕの右から左に向かう方向である。Ｙ方向は、使用者Ｕにとっての前後方向に相当し、詳細には使用者Ｕの前方から後方に向かう方向である。Ｚ方向は、使用者Ｕにとっての両眼の並ぶ横方向に直交する方向であり、使用者Ｕの上下方向に相当し、より詳細には上方向である。Ｚ方向は鉛直方向に対応する。

【0010】

ＨＭＤ１００は、外装３を有する。外装３は眼鏡形状の本体であり、左右一対の腕部３１と、不図示の鼻当てと、を有する。外装３は、腕部３１を介して使用者Ｕの耳に保持され、鼻当てを介して使用者Ｕの鼻に保持される。

【0011】

ＨＭＤ１００は、図３を参照して後述するように、使用者Ｕの右眼の前方に位置する右表示部２０Ｒ、及び、使用者Ｕの左眼の前方に位置する左表示部２０Ｌを有する。ＨＭＤ１００は、右表示部２０Ｒによって使用者Ｕの右眼に虚像を視認させ、左表示部２０Ｌによって使用者Ｕの左眼に虚像を視認させることにより、画像や映像を表示する。右表示部２０Ｒは第１表示部の一例に対応し、左表示部２０Ｌは第２表示部の一例に対応する。

【0012】

外装３は、カバー３２を有する。カバー３２は右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌの外側に位置し、右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌに入射する外光の光量を低減または調整する。

【0013】

ＨＭＤ１００は、インターフェイスボックス３７を有する。インターフェイスボックス３７は、映像信号を出力する装置を接続するための外部インターフェイスとして機能する。映像信号を出力する装置は、例えば、パーソナルコンピューター、スマートフォン等の情報端末装置である。図１には、インターフェイスボックス３７にスマートフォン４がケーブル４１により接続された例を示す。この構成では、ケーブル４１を介してスマートフォン４からインターフェイスボックス３７に、映像信号を含む信号が入力される。

【0014】

インターフェイスボックス３７は、ケーブル４２を介して、外装３に収容された回路に接続される。

【0015】

［１－２．ＨＭＤの回路構成］
図２は、ＨＭＤ１００の回路構成を示すブロック図である。
ＨＭＤ１００は、ＩＦ（インターフェイス）基板２１０、処理基板２２０、及び、映像基板２３０を有する。ＩＦ基板２１０は、インターフェイスボックス３７に収容される。ＩＦ基板２１０には、ＩＦ回路２１１、コネクター２１２、及び、コネクター２１３が実装される。

【0016】

コネクター２１２は、ケーブル４１が接続される接続端子であり、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｔｙｐｅ－Ｃコネクターである。コネクター２１３は、ケーブル４２が接続される接続端子である。コネクター２１３は、コネクター２１２と同様にＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃコネクターを採用してもよいし、その他の規格に準拠したコネクターであってもよい。

【0017】

ＩＦ回路２１１は、ケーブル４１及びケーブル４２を介して映像信号の送受信を実行する。また、ＩＦ回路２１１は、処理基板２２０に実装されるセンサー２２１の検出値等を、ケーブル４１を介して送受信する処理を行う。ＩＦ基板２１０は、スマートフォン４と、映像基板２３０等の各部とを接続する中継機能を有するので、中継基板と呼ぶこともできる。

【0018】

処理基板２２０には、センサー２２１、コネクター２２２、コネクター２２３、及び、コネクター２２４が実装される。センサー２２１は、例えば、ＨＭＤ１００の周辺環境の明るさを検出する照度センサー、ＨＭＤ１００の動きを検出する動きセンサー、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）である。動きセンサーは、例えば、加速度センサー、角速度センサー、地磁気センサー、或いは、これらを統合したセンサーユニットである。センサー２２１は、温度センサー等の他のセンサーであってもよい。

【0019】

センサー２２１は、ケーブル４２を介してＩＦ回路２１１に検出値を出力する。ＩＦ回路２１１は、センサー２２１から入力された検出値を、ケーブル４１を介して出力する。
また、ＩＦ回路２１１がケーブル４２を介して出力した映像信号は、コネクター２２２からコネクター２２３に伝送され、コネクター２２３に接続されるケーブル４３を介して、映像基板２３０に出力される。

【0020】

コネクター２２４は、処理基板２２０とは異なる外部基板を接続するための外部接続端子である。コネクター２２４には、例えば、ケーブル４６を介して検出基板２４０が接続される。検出基板２４０には、検出部２４１、及び、コネクター２４２が実装される。検出部２４１は、センサー２２１と同様のセンサーであってもよいし、カメラであってもよい。検出部２４１は、検出値や撮影画像データを、コネクター２４２からケーブル４６を通じて、処理基板２２０に出力する。処理基板２２０において、コネクター２４２に入力された検出値や撮影画像データは、コネクター２２２を介してケーブル４２に出力される。

【0021】

検出基板２４０は、ＨＭＤ１００の機能部として検出部２４１を搭載する場合に、外装３に収容され、或いは外装３の外部に設置される。つまり、検出基板２４０及びケーブル４６は必要に応じてＨＭＤ１００に搭載されるものであり、ＨＭＤ１００は、検出基板２４０を有しない構成とすることも可能である。

【0022】

映像基板２３０には、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）２３１、コネクター２３２、コネクター２３３、コネクター２３４、及び、コネクター２３５が実装される。ＦＰＧＡ２３１は、映像信号を処理する処理回路である。ＦＰＧＡ２３１は、映像処理回路の一例に対応する。映像信号を処理する回路としてＦＰＧＡ２３１を搭載する構成は一例であり、信号処理機能を有するプロセッサーであれば、ＦＰＧＡ以外のデバイスを用いることも勿論可能である。コネクター２３３は第１引出部の一例に対応し、コネクター２３４は第２引出部の一例に対応する。

【0023】

コネクター２３２はケーブル４３に接続され、ケーブル４３を通じて送信される映像信号を受信する。ケーブル４３は映像ケーブルの一例に対応する。ＦＰＧＡ２３１は、コネクター２３２により受信した映像信号に基づいて、右表示部２０Ｒ、及び、左表示部２０Ｌにより表示する映像の映像信号を生成する。ＦＰＧＡ２３１は、右表示部２０Ｒ用の映像信号をコネクター２３３から第１表示素子１１Ｒに出力する。また、ＦＰＧＡ２３１は、左表示部２０Ｌ用の映像信号を、コネクター２３４から第２表示素子１１Ｌに出力する。

【0024】

また、映像基板２３０に、映像信号を出力する外部装置を直接、接続することも可能である。例えば、ＨＭＤ１００が、ＩＦ基板２１０及び処理基板２２０を有しない構成である場合が挙げられる。この場合、ＩＦ基板２１０及び処理基板２２０に代えて、不図示の変換基板によってケーブル４１からケーブル４３への変換が行われ、ケーブル４３を通じて、映像信号が映像基板２３０に入力される。

【0025】

コネクター２３３は、右表示部２０Ｒが有する第１表示素子１１Ｒに、ケーブル４４により接続される。コネクター２３４は、左表示部２０Ｌが有する第２表示素子１１Ｌに、ケーブル４５により接続される。ケーブル４４、４５は、後述するように、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）ケーブルで構成される。コネクター２３３、２３４は、ＦＰＣケーブルに対応する接続端子である。ケーブル４４は第１ケーブルの一例に対応し、ケーブル４５は第２ケーブルの一例に対応する。

【0026】

第１表示素子１１Ｒは、映像信号に基づいて画像光を出力するデバイスであり、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。第２表示素子１１Ｌは第１表示素子１１Ｒと同様に構成される。第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌは、有機ＥＬディスプレイに限らず、無機ＥＬ、有機ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等を用いた表示デバイスに置き換えることができる。また、第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌは、自発光型の画像光生成装置に限らず、ＬＣＤその他の光変調素子で構成され、当該光変調素子をバックライトのような光源によって照明することによって画像を形成するものであってもよい。表示素子１１として、ＬＣＤに代えて、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ，ＬＣｏＳは登録商標）や、デジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。

【0027】

ＦＰＧＡ２３１にはコネクター２３５が接続される。コネクター２３５は、ＦＰＧＡ２３１に対するプログラミング等に使用される端子である。

【0028】

ＨＭＤ１００は、ＩＦ基板２１０、処理基板２２０、及び、検出基板２４０を備えていない構成とすることができる。すなわち、ＩＦ基板２１０、処理基板２２０、及び、検出基板２４０はＨＭＤ１００においてオプションであり、右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌにより映像を表示する機能は映像基板２３０により実現できる。

【0029】

ＩＦ基板２１０は、ケーブル４１によりスマートフォン４等から電源の供給を受ける事が可能な構成であってもよい。この場合、ＩＦ基板２１０からケーブル４２を経由して処理基板２２０及び映像基板２３０に電源を供給してもよい。さらに、映像基板２３０は、ケーブル４４、４５に加え、電源供給ケーブルを備えてもよく、電源供給ケーブルにより第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌの電源を供給してもよい。

【0030】

［１－３．映像表示部の構成］
図３は、表示部本体１１０の分解斜視図である。
右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌとは、互いに独立して表示部本体１１０に設けられる。右表示部２０Ｒは、光学素子等を収容する表示部ケース５１を有する。表示部ケース５１は、例えば、第１表示素子１１Ｒを収容する。右表示部２０Ｒは、シースルーミラー２３を有する。シースルーミラー２３は、外光を透過させるとともに、反射領域２３Ａにおいて、表示部ケース５１から出射する画像光を使用者Ｕの右眼に向けて反射する。左表示部２０Ｌは、右表示部２０Ｒと同様に、第２表示素子１１Ｌ等の光学素子を収容する表示部ケース５１、及び、シースルーミラー２３を有する。

【0031】

右表示部２０Ｒの表示部ケース５１と、左表示部２０Ｌの表示部ケース５１とは、連結部材５４、５５により連結される。連結部材５４と連結部材５５とは、２つの表示部ケース５１の端部を上方および下方から挟んで固定する。

【0032】

右表示部２０Ｒの上方には基板ホルダー５２Ｒが取り付けられる。同様に、左表示部２０Ｌの上方には基板ホルダー５２Ｌが取り付けられる。基板ホルダー５２Ｒ、及び、基板ホルダー５２Ｌは、それぞれ、表示部ケース５１の上部に固定される。

【0033】

基板ホルダー５２Ｒ、５２Ｌ、及び、連結部材５４、５５は、右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌとを支持するフレーム５０を構成する。すなわち、フレーム５０が２つの表示部ケース５１を連結させて支持することにより、表示部本体１１０が構成される。

【0034】

基板ホルダー５２Ｒ及び基板ホルダー５２Ｌは、基板配置部５３を有する。詳細には、基板ホルダー５２Ｒの上面には、処理基板２２０や映像基板２３０を収容可能な凹部である第１基板配置部５３Ｒが形成されている。また、基板ホルダー５２Ｌの上面には、処理基板２２０や映像基板２３０を収容可能な凹部である第２基板配置部５３Ｌが形成されている。第１基板配置部５３Ｒと第２基板配置部５３Ｌを区別しない場合に基板配置部５３と記載する。

【0035】

第１基板配置部５３Ｒの上方と第２基板配置部５３Ｌの上方とに跨がるように、シールド部材５７が配置される。シールド部材５７は、金属等の磁性体で構成される板状部材であり、基板配置部５３に収容される回路基板と、シールド部材５７の上方に配置される回路基板との間で電磁的なシールドとして作用する。

【0036】

本実施形態では、第１基板配置部５３Ｒに映像基板２３０を配置し、第２基板配置部５３Ｌに処理基板２２０を配置する構成例を示す。また、本実施形態では、シールド部材５７の上方に検出基板２４０が配置される。シールド部材５７には開口が形成されており、例えば、処理基板２２０と処理基板２２０とを接続するケーブル４６が、シールド部材５７の開口を通して敷設される。

【0037】

［１－４．光学系の構成］
図４は、表示部本体１１０の斜視図であり、使用者Ｕの眼に対向する側から見た図である。図５はＨＭＤ１００の断面視図であり、右表示部２０Ｒに重なる位置でＹ軸及びＺ軸を含む平面に沿った断面を示す。図６は、右表示部２０Ｒの要部断面視図である。これら図４、図５及び図６を参照して、ＨＭＤ１００の光学系の構成を説明する。

【0038】

図４に示すように、右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌは、湾曲面であるシースルーミラー２３の凹面が使用者Ｕの眼に対向するように、装着される。

【0039】

図５に示すように、表示部ケース５１には、第１表示素子１１Ｒと、投射レンズ２１と、プリズムミラー２２と、が収容される。投射レンズ２１は複数のレンズで構成されるレンズ群である。第１表示素子１１Ｒと、投射レンズ２１を構成する各レンズと、プリズムミラー２２とは、相互にアライメントされた状態で表示部ケース５１の内部に固定される。表示部ケース５１は遮光性の合成樹脂または金属製の外装である。表示部ケース５１には開口５１Ａが形成されている。

【0040】

右表示部２０Ｒにおいて、表示部ケース５１は、基板ホルダー５２Ｒから吊り下げられた状態で保持される。映像基板２３０から第１表示素子１１Ｒに延びるケーブル４４は、表示部ケース５１の上部から第１表示素子１１Ｒに接続される。

【0041】

また、後述するように、左表示部２０Ｌは右表示部２０Ｒと左右対称の構成である。左表示部２０Ｌにおいて、表示部ケース５１は、基板ホルダー５２Ｌから吊り下げられた状態で保持される。映像基板２３０から第２表示素子１１Ｌに延びるケーブル４５は、表示部ケース５１の上部から第２表示素子１１Ｌに接続される。

【0042】

図６に示すように、投射レンズ２１は、第１レンズ２１Ａ、第２レンズ２１Ｂ、及び、第３レンズ２１Ｃを含む。第１レンズ２１Ａは、第１表示素子１１Ｒに対向して配置される。

【0043】

第１表示素子１１Ｒは、映像基板２３０から供給される映像信号に基づいて、２次元の表示面にカラーの静止画又は動画を形成する。第１表示素子１１Ｒには、映像信号に基づいて第１表示素子１１Ｒを駆動する不図示の駆動回路が設けられてもよい。図５には、画像光の光路を符号ＭＬで示す。

【0044】

投射レンズ２１は、表示素子１１から射出された画像光ＭＬを、第１レンズ２１Ａ、第２レンズ２１Ｂ、及び、第３レンズ２１Ｃによって平行光束に近い状態に集光する。プリズムミラー２２は、投射レンズ２１を通ってプリズムミラー２２に入射する画像光ＭＬを、入射方向を反転させた方向、すなわちプリズムミラー２２から見た第１表示素子１１Ｒに対して傾斜した方向に折り返すように射出する。折り返された画像光ＭＬは開口５１Ａからシースルーミラー２３に入射する。

【0045】

このように、右表示部２０Ｒは、画像光ＭＬをＺ方向に導光して使用者Ｕの右眼に映像を視認させる構成であり、縦方向の導光を採用している。左表示部２０Ｌも同様である。従って、右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌとを独立した表示部とし、左右方向に並べて配置した構成とすることが容易である。

【0046】

シースルーミラー２３は、凹の表面ミラーとして機能する湾曲した板状の反射光学部材であり、プリズムミラー２２からの画像光ＭＬを反射して、プリズムミラー２２の光射出側に形成された中間像を拡大する。シースルーミラー２３で反射した画像光ＭＬは、使用者Ｕの右眼に入射し、使用者Ｕに虚像を視認させる。シースルーミラー２３は、透過型の反射素子であり、例えば、合成樹脂製、或いはガラス製とすることができ、コーティングにより反射膜や反射防止膜が形成される。

【0047】

第１表示素子１１Ｒ、投射レンズ２１、及び、プリズムミラー２２は、画像光ＭＬを投影する投影光学系と呼ぶことができる。また、投射レンズ２１、プリズムミラー２２及びシースルーミラー２３は、結像光学系と呼ぶことができる。

【0048】

第１表示素子１１Ｒは、図６に示すように、投射レンズ２１及びプリズムミラー２２とともに、レンズケース６１に収容される。レンズケース６１の内部において、第１表示素子１１Ｒは、シースルーミラー２３に最も近い位置に配置される。詳細には、レンズケース６１の内部には、第１表示素子１１Ｒを支持する表示素子ホルダー６３が配置される。そして、表示素子ホルダー６３と投射レンズ２１との間に、放熱部材６５及び第１表示素子１１Ｒが収容される。放熱部材６５は、金属等からなる板状部材であり、接触面６５Ａにおいて第１表示素子１１Ｒに接合されている。第１表示素子１１Ｒが発する熱は接触面６５Ａから放熱部材６５に伝わり、放熱される。

【0049】

レンズケース６１の内部において、第１表示素子１１Ｒの背面には隙間が形成され、この隙間を通じて第１表示素子１１Ｒにケーブル４４が接続される。ケーブル４４は、レンズケース６１の挿入口６１Ａを通って敷設されており、挿入口６１Ａから上方に延びて映像基板２３０に接続される。

【0050】

放熱部材６５は、第１表示素子１１Ｒの背面に設けられた隙間に配置され、この隙間を通って上方に延び、基板ホルダー５２Ｒに接続される。このため、放熱部材６５が第１表示素子１１Ｒから受ける熱は基板ホルダー５２Ｒに伝達される。

【0051】

基板ホルダー５２Ｒは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンのいずれか１つ以上を含む合金で形成される。このため、基板ホルダー５２Ｒは、熱伝導性及び放熱性に優れているため、第１表示素子１１Ｒが発する熱が放熱部材６５を介して速やかに放熱される。

【0052】

左表示部２０Ｌは、右表示部２０Ｒと左右対象に構成される。第２表示素子１１Ｌは、投射レンズ２１及びプリズムミラー２２とともに、レンズケース６１に収容される。レンズケース６１の内部において、第２表示素子１１Ｌは、シースルーミラー２３に最も近い位置に配置される。詳細には、レンズケース６１の内部には、第２表示素子１１Ｌを支持する表示素子ホルダー６３が配置される。そして、表示素子ホルダー６３と投射レンズ２１との間に、放熱部材６５及び第２表示素子１１Ｌが収容される。放熱部材６５は接触面６５Ａにおいて第２表示素子１１Ｌに接合されている。第２表示素子１１Ｌが発する熱は接触面６５Ａから放熱部材６５に伝わり、放熱される。

【0053】

レンズケース６１の内部において、第２表示素子１１Ｌの背面には隙間が形成され、この隙間を通じて第２表示素子１１Ｌにケーブル４５が接続される。ケーブル４５は、レンズケース６１の挿入口６１Ａを通って敷設されており、挿入口６１Ａから上方に延びて映像基板２３０に接続される。

【0054】

放熱部材６５は、第２表示素子１１Ｌの背面に設けられた隙間に配置され、この隙間を通って上方に延び、基板ホルダー５２Ｌに接続される。このため、放熱部材６５が第２表示素子１１Ｌから受ける熱は基板ホルダー５２Ｌに伝達される。

【0055】

基板ホルダー５２Ｌは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンのいずれか１つ以上を含む合金で形成される。このため、基板ホルダー５２Ｌは、熱伝導性及び放熱性に優れているため、第２表示素子１１Ｌが発する熱が放熱部材６５を介して速やかに放熱される。

【0056】

また、図示はしないが、左表示部２０Ｌは、図５に示した右表示部２０Ｒと同様に、より詳細には左右対称に構成される。

【0057】

［１－５．基板の構成］
図７は、映像基板２３０におけるケーブルの接続状態を示す要部斜視図である。図４及び図７を参照して、映像基板２３０の構成について説明する。なお、映像基板２３０にはＦＰＧＡ２３１が実装されるが、図７においてＦＰＧＡ２３１の図示を省略する。

【0058】

映像基板２３０は、両面に素子やコネクターを実装可能に構成される。図４に示すように、映像基板２３０を第１基板配置部５３Ｒに設置した状態で、映像基板２３０の上面にはコネクター２３２、２３４、２３５が実装される。コネクター２３２、２３４、２３５が実装された面を、第１面２３０Ａとする。ＦＰＧＡ２３１は、例えば、図４に示すように第１面２３０Ａに実装される。

【0059】

コネクター２３３は、第２面２３０Ｂに実装される。第２面２３０Ｂは、第１面２３０Ａの反対側の面であり、第１面２３０Ａを表とした場合の裏面である。
コネクター２３３は、図７に示すように、平面視においてコネクター２３４と重なる位置に配置される。詳細には、第１面２３０Ａまたは第２面２３０Ｂを平面視した場合、コネクター２３３とコネクター２３４とは互いに重なる位置にある。換言すれば、コネクター２３３はコネクター２３４の裏側に配置される。つまり、コネクター２３３に接続されるケーブル４４と、コネクター２３４に接続されるケーブル４５とは、映像基板２３０を挟むように配置される。

【0060】

コネクター２３３、２３４は、映像基板２３０のＸ方向における一方の端部２３０Ｅに設置される。コネクター２３３、２３４は、フラットケーブルであるケーブル４４、４５を差し込んで固定可能なフラットケーブルコネクターである。コネクター２３３、２３４は端部２３０Ｅに設置され、映像基板２３０の外からＸ軸に沿ってケーブル４４、４５を差し込み可能に設置される。このため、ケーブル４４、４５は、端部２３０Ｅから映像基板２３０の外に引き出される。

【0061】

ケーブル４４は、映像基板２３０から、映像基板２３０を支持する基板ホルダー５２Ｒに吊り下げられた表示部ケース５１に収容される第１表示素子１１Ｒに接続される。ケーブル４４は、図７に示すように折り曲げられて、基板ホルダー５２Ｒに収容された状態で、映像基板２３０と第１表示素子１１Ｒとの間に敷設される。

【0062】

また、ケーブル４５は、映像基板２３０から、基板ホルダー５２Ｌに吊り下げられた表示部ケース５１に収容される第２表示素子１１Ｌに接続される。ケーブル４５は、映像基板２３０から基板ホルダー５２Ｌの方向に延び、連結部材５４、５５及びシールド部材５７が形成する空間に収容されて、第２表示素子１１Ｌまで敷設される。

【0063】

ケーブル４４は、右表示部２０Ｒが有する第１表示素子１１Ｒに接続され、第１表示素子１１Ｒに映像を出力する。ケーブル４５は、左表示部２０Ｌが有する第２表示素子１１Ｌに接続され、第２表示素子１１Ｌに映像を出力する。これら２本のフラットケーブルは、上下方向に重なるように映像基板２３０から引き出される。コネクター２３３、２３４が映像基板２３０の両面に、端部２３０Ｅに配置されているため、ケーブル４４とケーブル４５とが重なる部分の厚みが最小限に抑えられる。このため、外装３の内部において、小さいスペースに映像基板２３０及びケーブル４４、４５を納めることができる。また、ケーブル４４、４５は端部２３０Ｅから映像基板２３０の外に向けて引き出されるので、ケーブル４４、４５に重なる部材が最小限となる。このため、ケーブル４４、４５に厚み方向の外力が加わることが抑制され、ＨＭＤ１００の組立時や使用中にケーブル４４、４５が損傷する懸念が小さい。

【0064】

さらに、ＨＭＤ１００は、縦方向の導光を採用した右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌを有し、これらを左右方向に並べて配置しているため、映像基板２３０から第１表示素子１１Ｒと第２表示素子１１Ｌに延びるケーブル４４、４５は左右方向に設置される。これらケーブル４４、４５を、映像基板２３０の両面に、互いに対向させて配置することによって、より小さいスペースにケーブル４４、４５を配置できる。

【0065】

映像基板２３０のＸ方向における略中央にはコネクター２３２が配置される。コネクター２３２には、ケーブル４３が接続される。ケーブル４３は、映像基板２３０を処理基板２２０に接続するケーブルである。ケーブル４３は、第２基板配置部５３Ｌに取り付けられた処理基板２２０に向けて、Ｘ方向に延設される。

【0066】

本実施形態では、処理基板２２０のＸ方向の端部にコネクター２３２が配置される。コネクター２２２には、上述のようにケーブル４２が接続される。コネクター２２２は、処理基板２２０の端部であり、外装３の左端に位置するので、ケーブル４２の取り回しが容易である。

【0067】

また、映像基板２３０の端部２３０Ｆにはコネクター２３５が配置される。
また、シールド部材５７に開口を設けることにより、処理基板２２０に設けられたコネクター２２４にケーブル４６を接続した場合に、ケーブル４６を、シールド部材５７の開口を通して引き回すことができる。このため、図３に示したように、ＨＭＤ１００が検出基板２４０を搭載する構成において、処理基板２２０と検出基板２４０とを接続するケーブル４６の取り回しが容易である。

【0068】

このように、第１実施形態１に係るＨＭＤ１００は、第１表示素子１１Ｒを有する右表示部２０Ｒと、第２表示素子１１Ｌを有する左表示部２０Ｌと、右表示部２０Ｒ及び左表示部２０Ｌを支持するフレーム５０と、を備える。フレーム５０は、回路基板を配置可能な基板配置部５３を有し、基板配置部５３は、右表示部２０Ｒの上方に位置する第１基板配置部５３Ｒと、左表示部２０Ｌの上方に位置する第２基板配置部５３Ｌと、を含む。第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌに映像を出力する映像処理回路としてのＦＰＧＡ２３１が実装された映像基板２３０が、第１基板配置部５３Ｒ及び第２基板配置部５３Ｌのいずれかに配置される。映像基板２３０には、第１表示素子１１Ｒに接続されたケーブル４４、及び、第２表示素子１１Ｌに接続されたケーブル４５が接続される。ケーブル４４を引き出すコネクター２３３が映像基板２３０の一方の面である第１面２３０Ａに設けられ、ケーブル４５を引き出すコネクター２３４が映像基板２３０の他方の面である第２面２３０Ｂに設けられている。この構成によれば、映像基板２３０から映像を第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌに伝送するためのケーブル４４、４５を、小さいスペースに設置することができる。これにより、ＨＭＤ１００の外装３の内部におけるケーブル４４、４５の取り回しを改善できる。

【0069】

また、映像表示に係る機能は映像基板２３０を実装すれば実現でき、ＩＦ基板２１０、処理基板２２０、及び、検出基板２４０はオプションである。この構成において、フレーム５０が有する１個の基板ホルダー５２Ｒに映像基板２３０を装着することで、映像表示機能を実現できるので、拡張性に富むＨＭＤ１００を実現できる。

【0070】

また、映像を伝送するケーブル４４、４５はフラットケーブルであり、コネクター２３３、２３４はフラットケーブルを接続するコネクターであるため、より狭いスペースに設置することができる。

【0071】

［２．第２実施形態］
図８は、第２実施形態のＨＭＤユニット１２０の斜視図であり、使用者Ｕの眼に対向する側から見た図である。

【0072】

ＨＭＤユニット１２０は、ＨＭＤ１００を構成する各部のうち、表示に係る主要構成を、外装３を伴わない態様で販売あるいは流通可能としたユニットである。ＨＭＤユニット１２０は、表示部本体１１０に対応する。すなわち、ＨＭＤユニット１２０は、右表示部２０Ｒ、左表示部２０Ｌ、及び、フレーム５０を有する。ＨＭＤユニット１２０は、本発明の表示装置の一例に対応する。

【0073】

ＨＭＤユニット１２０において、基板ホルダー５２Ｒには映像基板２３０が取り付けられる。また、図示はしないが、ＨＭＤユニット１２０は、映像基板２３０のコネクター２３４、２３５から引き出されたケーブル４４、４５を有する。ケーブル４４は右表示部２０Ｒの第１表示素子１１Ｒに接続され、ケーブル４５は左表示部２０Ｌの第２表示素子１１Ｌに接続されている。

【0074】

ＨＭＤユニット１２０に適切な外装を装着した上で、コネクター２３２にケーブル４３を接続することにより、ＨＭＤユニット１２０を表示装置として機能させることができる。

【0075】

ＨＭＤユニット１２０において、第２基板配置部５３Ｌには基板が設置されていない。ＨＭＤユニット１２０は、映像基板２３０の機能により、右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌにより映像を表示させることが可能である。映像表示以外の機能として、例えば、処理基板２２０や検出基板２４０を搭載する場合には、ＨＭＤユニット１２０を入手したユーザーが、処理基板２２０や検出基板２４０に相当する基板を実装すればよい。

【0076】

このように、ＨＭＤ１００の映像表示に係る主要構成であるＨＭＤユニット１２０は、を単独で流通可能とされ、他の装置に組み込んで実装することが可能である。ＨＭＤユニット１２０を利用することにより、例えば、映像表示機能を有する各種のデバイスを、容易に製造可能となる。

【0077】

ＨＭＤユニット１２０では、映像基板２３０から第１表示素子１１Ｒ及び第２表示素子１１Ｌに映像を伝送するケーブル４４、４５を、小さいスペースで容易に取り回すことが可能である。このため、ＨＭＤユニット１２０を組み込む機器における配線スペースを容易に確保できるという利点がある。

【0078】

［３．他の実施形態］
本発明は上記実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

【0079】

上記実施形態では、ＨＭＤ１００において、第１基板配置部５３Ｒ及び第２基板配置部５３Ｌのうち、映像基板２３０が第１基板配置部５３Ｒに配置された構成を説明したが、これは一例である。例えば、映像基板２３０を第２基板配置部５３Ｌに配置した構成であってもよい。また、映像基板２３０において、上を向く第１面２３０Ａにコネクター２３３を配置し、下を向く第２面２３０Ｂにコネクター２３４を配置した構成を示したが、これらは逆の配置であってもよい。

【0080】

また、映像基板２３０は左右対称の形状とすることができる。この場合、映像基板２３０は、基板ホルダー５２Ｒが形成する第１基板配置部５３Ｒに限らず、基板ホルダーと５２Ｌの第２基板配置部５３Ｌに配置してもよい。

【0081】

また、上記実施形態では、互いに独立した右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌのそれぞれがシースルーミラー２３を有する構成を例示したが、１つの大きなシースルーミラー２３に、右表示部２０Ｒと左表示部２０Ｌのそれぞれが画像光を投射する構成であってもよい。
また、表示部本体１１０において、右表示部２０Ｒまたは左表示部２０Ｌの一方のみを有し、基板ホルダー５２Ｒまたは基板ホルダー５２Ｌに映像基板２３０を搭載した構成としてもよい。すなわち、使用者Ｕの右眼または左眼にのみ映像を視認させる表示装置として構成してもよい。

【0082】

図２に示したブロック図はＨＭＤ１００の主要な構成を示した一例であり、理解の便宜を図るために省略または簡略化しているので、ＨＭＤ１００の詳細な構成を限定するものではない。

【0083】

［４．実施形態により説明される構成］
上記の実施形態により、以下の構成が説明される。

【0084】

（構成１）第１表示素子を有する第１表示部と、第２表示素子を有する第２表示部と、前記第１表示部及び前記第２表示部を支持するフレームと、を備え、前記フレームは、回路基板を配置可能な基板配置部を有し、前記基板配置部は、前記第１表示部の上方に位置する第１基板配置部と、前記第２表示部の上方に位置する第２基板配置部と、を含み、前記第１表示素子及び前記第２表示素子に映像を出力する映像処理回路が実装された映像基板が、前記第１基板配置部及び前記第２基板配置部のいずれかに配置され、前記映像基板には、前記第１表示素子に接続された第１ケーブル、及び、前記第２表示素子に接続された第２ケーブルが接続され、前記第１ケーブルを引き出す第１引出部が前記映像基板の一方の面に設けられ、前記第２ケーブルを引き出す第２引出部が前記映像基板の他方の面に設けられた、表示装置。
構成１の表示装置によれば、映像基板に第１表示素子及び第２表示素子を接続するケーブルを小さいスペースで取り回すことができる。このため、表示装置の内部におけるケーブルの取り回しを改善できる。

【0085】

（構成２）前記第１引出部と前記第２引出部とは、前記映像基板の表面または裏面の平面視において重なる位置に配置された、構成１に記載の表示装置。
構成２の表示装置によれば、第１ケーブルと第２ケーブルとを映像基板の表裏の両面からほぼ同じ位置で引き出すことができる。これにより、第１ケーブル及び第２ケーブルを、より小さいスペースを利用して配置できる。

【0086】

（構成３）前記第１表示部および前記第２表示部は、前記表示装置の使用状態において左右に並ぶように前記フレームに配置され、前記第１引出部及び前記第２引出部は、前記映像基板の左右方向における一方の端部に配置された、構成１または構成２に記載の表示装置。
構成３の表示装置によれば、左右に並ぶように配置された第１表示部と第２表示部に対して、映像基板から第１ケーブルと第２ケーブルとを効率よく配線できる。このため、表示装置の内部におけるケーブルの取り回しを、より一層改善できる。

【0087】

（構成４）前記映像基板の左右方向において前記第１引出部及び前記第２引出部が設けられた前記端部とは異なる位置に、前記映像処理回路が映像を受信するための映像ケーブルが接続された、構成３に記載の表示装置。
構成４の表示装置によれば、第１ケーブル及び第２ケーブルと重ならない位置に映像ケーブルを配置できる。これにより、表示装置の内部におけるケーブルの取り回しを、より一層改善できる。

【0088】

（構成５）前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルはフラットケーブルであり、前記第１引出部及び前記第２引出部は前記フラットケーブルを接続するコネクターである、構成１から構成４のいずれかに記載の表示装置。
構成５の表示装置によれば、フラットケーブルで構成される第１ケーブルと第２ケーブルとを、より小さいスペースを利用して配置できる。

【0089】

（構成６）前記表示装置をユーザーの頭部に保持する外装を有する頭部装着型表示装置であり、前記第１基板配置部および前記第２基板配置部を覆うシールド部材と、前記映像処理回路に接続された処理回路が実装された処理基板と、を有し、前記処理基板は、前記第１基板配置部および前記第２基板配置部のうち前記映像基板が配置されていない前記基板配置部に配置された、構成１から構成５のいずれかに記載の表示装置。
構成６の表示装置によれば、映像基板と処理基板とを、表示装置の内部に配置し、これらの基板に接続されるケーブルを効率よく取り回すことができる。

【0090】

（構成７）前記シールド部材の上方に、検出回路が実装された検出基板が配置された、構成６に記載の表示装置。
構成７の表示装置によれば、検出回路を実装した基板を備える表示装置の内部で、ケーブルを効率よく取り回すことができる。

【0091】

（構成８）前記第１表示部は、前記基板配置部を形成する基板ホルダーと、前記基板ホルダーに吊り下げられた表示部ケースと、を備え、前記表示部ケースには前記第１表示素子と、前記第１表示素子が発する画像光を縦方向に導光する光学部材とが配置され、前記第１ケーブルは前記表示部ケースの上部から前記第１表示素子に接続されている、構成１から構成７のいずれかに記載の表示装置。
構成８の表示装置によれば、第１表示素子が発する画像光を縦方向に導光する構成において、第１表示素子を映像基板に接続する第１ケーブルを、小さいスペースに配置できる。

【0092】

（構成９）前記第１ケーブルは、折り曲げられた状態で前記映像基板から前記第１表示素子へ敷設されている、構成８に記載の表示装置。
構成９の表示装置によれば、映像基板から第１表示素子に延びるケーブルを、小さいスペースを利用して配線できる。

【0093】

（構成１０）前記表示部ケースの内部において、前記第１表示素子の背面側には隙間が形成され、前記隙間を通じて前記第１ケーブルが前記第１表示素子に接続される、構成８または構成９に記載の表示装置。
構成１０の表示装置によれば、映像基板から第１表示素子に延びるケーブルを、小さいスペースを利用して配線できる。

【0094】

（構成１１）前記第１表示素子の背面には放熱部材が接合され、前記放熱部材は、前記隙間を通って前記基板ホルダーに接続されている、構成８から構成１０のいずれかに記載の表示装置。
構成１１の表示装置によれば、第１表示素子が発する熱を効率よく放熱できる。

【0095】

（構成１２）前記基板ホルダーは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンのいずれか１つ以上を含む合金で形成される、構成８から構成１１のいずれかに記載の表示装置。
構成１２の表示装置によれば、第１表示素子から放熱部材に伝達される熱を効率よく放熱できる。

【0096】

構成８から構成１２は、第１表示部に限定されず、第２表示部においても適用可能である。すなわち、第２表示部が有する第２表示素子に接続される第２ケーブルについて、構成８から構成１２のいずれか１以上の構成を適用してもよい。

【符号の説明】

【0097】

１１Ｒ…第１表示素子、１１Ｌ…第２表示素子、２０Ｒ…右表示部（第１表示部）、２０Ｌ…左表示部（第２表示部）、２１…投射レンズ、２２…プリズムミラー、２３…シースルーミラー、２３Ａ…反射領域、３１…腕部、３２…カバー、３７…インターフェイスボックス、４１、４２、４６…ケーブル、４３…ケーブル（映像ケーブル）、４４…ケーブル（第１ケーブル）、４５…ケーブル（第２ケーブル）、５０…フレーム、５１…表示部ケース、５１Ａ…開口、５２Ｌ、５２Ｒ…基板ホルダー、５３…基板配置部、５３Ｒ…第１基板配置部、５３Ｌ…第２基板配置部、５４、５５…連結部材、５７…シールド部材、６１…レンズケース、６１Ａ…挿入口、６５…放熱部材、６５Ａ…接触面、１００…ＨＭＤ（表示装置）、１２０…ＨＭＤユニット（表示装置）、２１０…ＩＦ基板、２１１…ＩＦ回路、２１２、２１３…コネクター、２２０…処理基板、２２１…センサー、２２２、２２３…コネクター、２２４…コネクター、２３０…映像基板、２３０Ａ…第１面、２３０Ｂ…第２面、２３０Ｅ…端部、２３０Ｆ…端部、２３１…ＦＰＧＡ（映像処理回路）、２３２…コネクター、２３３…コネクター（第１引出部）、２３４…コネクター（第２引出部）、２３５…コネクター、２４０…検出基板、２４１…検出部、２４２…コネクター、ＭＬ…画像光、Ｕ…使用者。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】