JP5223689B2 - ヘッドマウント型表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡型フレームに表示装置を装着して投影像を見ることができるヘッドマウント型表示装置に関する。

従来から使用者の頭部に装着して映像や画像を観察することができるヘッドマウント型表示装置が知られている。ヘッドマウント型表示装置は、場所を選ばずに映画のような映像や画像を楽しむことができる。ヘッドマウント型表示装置としては、バンド等により頭部に縛り付けるゴーグルタイプと眼鏡型フレームに装着して利用する眼鏡タイプが知られている。表示装置を眼鏡型フレームに設置した眼鏡タイプの場合には、ゴーグルタイプよりも重さが軽く、装着時に使用者に与える負担を軽減することができる。また、眼鏡タイプの場合には頭部への装着や取り外しも簡単である。

このように、眼鏡型フレームに表示装置を装着した眼鏡タイプのヘッドマウント型表示装置は、着脱が容易であることから頭部から取り外したときに電源を切り忘れて無駄に電力を消費することがあった。また、鞄などに入れておいたときに誤って電源スイッチが入る誤動作を生じた。

特許文献１には、このような誤動作を防止する誤動作防止機構を搭載した眼鏡型ディスプレイが記載されている。この眼鏡型ディスプレイにおいては、フレーム部とサイドフレーム部を接続する左右のヒンジにはサイドフレーム部の開閉を検知する開閉検知センサーが設置されるとともに、フレーム部の鼻装着部と左右のサイドフレーム部には装着時に鼻や側頭部が接触したことを検知する複数のセンサーが設けられている。そして、サイドフレーム部を開いたときに開閉検知センサーが反応し、これがトリガーとなって他の複数のセンサーが起動する。更に、他の複数のセンサーが規定個数以上反応したときに表示画面がＯＮとなり、映像やメニュー画面を表示する。このようにして誤動作を防止しようというものである。

特開２００４−１８０１６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の眼鏡型ディスプレイにおいては、フレーム部とサイドフレーム部の左右のヒンジに開閉センサーを設け、更に、鼻装着部や左右のサイドフレームの側頭部側にも複数のセンサーを設けており、構成が複雑となる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で確実に誤動作を防止できるヘッドマウント型表示装置を提供することにある。

本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。

請求項１に係る発明においては、フロントフレームと前記フロントフレームに開閉自在に接続されるテンプルとを含む眼鏡型フレームと、光源部と前記光源部において発光した光を画像形成用の投影光に変換する駆動部とを含む表示装置と、を備えたヘッドマウント型表示装置において、前記フロントフレームに対する前記テンプルの開閉を検出する圧力検出部を更に備え、前記圧力検出部が第１圧力を検出したことを契機として前記駆動部が起動し、前記圧力検出部が前記第１圧力よりも大きい第２圧力を検出したことを契機として前記光源部が起動するヘッドマウント型表示装置とした。

請求項２に係る発明においては、前記光源部及び前記駆動部の起動を制御する制御部を更に備え、前記圧力検出部は、前記フロントフレームに対して前記テンプルが開かれた状態のときに前記第１圧力を検出し、前記眼鏡型フレームが使用者の頭部に装着された状態のときに前記第２圧力を検出し、前記制御部は、前記圧力検出部が前記第２圧力を検出したことを契機として、前記光源部を起動することを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項５に係る発明においては、前記駆動部は、前記光源部において発光した光を揺動する反射面により走査して投影光に変換する光スキャナ部を備え、前記制御部は、前記圧力検出部が前記第１圧力を検出したことを契機として、前記光スキャナ部を起動することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項６に係る発明においては、前記圧力検出部は、前記開閉部の間隙に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項７に係る発明においては、前記表示装置は、前記眼鏡型フレームに着脱可能に装着される装着部を備え、前記圧力検出部は前記装着部に設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項８に係る発明においては、前記装着部は、前記開閉部の間隙に挿入される取り付け具を備え、前記圧力検出部は前記取り付け具に設置されていることを特徴とする請求項７に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項３に係る発明においては、前記制御部は、前記圧力検出部が前記第１圧力を検出した後の所定時間が経過した後に前記駆動部を起動することを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項４に係る発明においては、前記制御部は、前記圧力検出部が前記第２圧力を検出した後の所定時間が経過した後に前記光源部を発光させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のヘッドマウント型表示装置とした。

請求項９に係る発明においては、フロントフレームと前記フロントフレームに開閉自在に接続されるテンプルとを含む眼鏡型フレームと、光源部と前記光源部において発光した光を画像形成用の投影光に変換する駆動部とを含む表示装置と、を備えたヘッドマウント型表示装置の駆動方法において、前記フロントフレームに対する前記テンプルの開閉を検出する圧力検出部を更に備え、前記圧力検出部が第１圧力を検出したことを契機として前記駆動部が起動するステップと、前記圧力検出部が前記第１圧力よりも大きい第２圧力を検出したことを契機として前記光源部が起動するステップと、を備えたヘッドマウント型表示装置の駆動方法とした。

請求項１又は９に係るヘッドマウント型表示装置又はその駆動方法においては、圧力検出部が検出した圧力に応じて駆動部と光源部を段階的に起動するので、簡単な構成で誤動作を確実に防止することができる。

また、請求項２に係るヘッドマウント型表示装置においては、頭部に装着されてテンプルがさらに開かれより高い第２圧力が検出されて始めて光源部が駆動するので、装着していないときの消費電力を小さくできる。

また、請求項５に係るヘッドマウント型表示装置においては、駆動部が物理的に揺動する反射面により構成されているため、反射面の揺動が安定するまでに若干の時間を要する。テンプルが開いたときに反射面を起動することにより、光源部が起動したときは揺動が安定するので、直ちに画像を表示することができる。また、消費電力の大きな光源部が後で起動するので、消費電力の低減化を図ることができる。

また、請求項６に係るヘッドマウント型表示装置においては、圧力検出部の構成が簡素となり、装置全体の体積及び重量を低減することができる。そのため、利用者の装着による負担を軽減することができる。

また、請求項７に係るヘッドマウント型表示装置においては、圧力検出部を眼鏡型フレームに設けることなくフレームの開閉を検知することができ、眼鏡型フレームと表示装置本体の間を配線等により結線する必要がない。その結果、眼鏡型フレームと表示装置本体とを容易に分離することができ、コンパクトに収納可能となる。

また、請求項８に係るヘッドマウント型表示装置においては、テンプルの開閉機構を利用して装着圧力を検出するので、圧力検出部が人体に接触せず、人体の状態に影響を受けないで確実に装着されたかどうかを検出することができる。

また、請求項３に係るヘッドマウント型表示装置においては、テンプルが意図しないで開いたときに駆動部が駆動してしまうことを防止することができるので、無駄に電力を消費することを防止することができる。

また、請求項４に係るヘッドマウント型表示装置においては、テンプルに意図しない圧力がかかって光源部が発光することを防止することができるので、無駄に電力を消費することを防止することができる。

本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の模式的な斜視図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の基本構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の表示装置を眼鏡型フレームに装着する様子を表す模式図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の表示装置を眼鏡型フレームに装着した様子を表す模式図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の表示部本体を表す模式図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の表示動作開始の動作フローチャート図である。 本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置の表示動作終了の動作フローチャート図である。 本発明の他の実施形態に係るＨＭ型表示装置の機能ブロック図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るヘッドマウント型表示装置（以下、ＨＭ型表示装置という）１を説明するための模式的な斜視図である。図１（ａ）は、ＨＭ型表示装置１を構成する表示部本体１５と眼鏡型フレーム２が分離した状態を表す模式的な斜視図である。表示部本体１５は、接続ライン１０から入力された画像信号に基づいて画像形成用の投影光を投影する。表示部本体１５は、この変換した投影光を使用者の図示しない網膜に投影する。使用者はこの投影光を認識することにより投影像や投影画像を見ることができる。

眼鏡型フレーム２は、フロントフレーム３と、このフロントフレーム３から使用者の頭部側に折り曲げられたヨロイ部８を備えている。ヨロイ部８の下端には、ヨロイ部８から下部に延出する延出部９が形成されている。ヨロイ部８の使用者側の先端には、ＨＭ型表示装置１を使用者の側頭部に固定するためのテンプル４が回転可能に接続されている。テンプル４は、この接続部から使用者側とは反対方向に延出する押圧部１３を備えている。テンプル４の押圧部１３とヨロイ部８の延出部９により開閉部１２が構成されている。

表示部本体１５には装着部５が取り付けられ、装着部５の上端部にはヨロイ部８の延出部９に装着される取り付け具７が設置されている。取り付け具７の外側表面には圧力センサーからなる圧力検出部６が設置されている。

図１（ｂ）は、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に取り付けた状態を表す模式的な斜視図である。表示部本体１５の取り付け具７をヨロイ部８の延出部９に装着することにより、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着することができる。テンプル４はフロントフレーム３に対して閉じた状態なので、押圧部１３は圧力検出部６に接触していない。

図１（ｃ）は、フロントフレーム３に対してテンプル４を開いた状態を表す模式的な斜視図である。テンプル４が開くことにより押圧部１３が圧力検出部６の表面に接し、圧力検出部６は第１圧力を検出する。後に詳述するが、圧力検出部６が第１圧力を検出したことを契機として、制御部は駆動部を起動する。

図１（ｄ）は、接続ライン１０をテンプル４に保持部材１１により固定した状態を表す模式的な斜視図である。表示部本体１５及び眼鏡型フレーム２が使用者の頭部に装着される。使用者の頭部に装着されると、フロントフレーム３に対してテンプル４はより外側に開かれるので、押圧部１３は圧力検出部６を更に強く押圧する。これにより、圧力検出部６は第１圧力よりも大きい第２圧力を検出し、制御部はこの第２圧力が検出されたことを契機として、光源部を起動する。

図２は、本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置１の基本的な構成を表す模式図である。ＨＭ型表示装置１は、表示部本体１５と、これを保持する眼鏡型フレーム２から構成されている。表示部本体１５は、表示駆動部２０と、表示駆動部２０から出射される投影光を使用者の眼球２１に反射させるハーフミラー１４と、眼鏡型フレーム２の開閉部１２に設置される圧力検出部６から構成されている。

圧力検出部６は、フロントフレーム３に対してテンプルを開いたときに間隙が狭くなる開閉部１２に設置されている。圧力検出部６は、ＰＺＴ系やＴｉＢａ系セラミックス、半導体圧力センサー、或いは歪ゲージ等から構成されている。

表示駆動部２０は、表示部本体１５の全体を制御する制御部２３と、投影像を形成するための光源となる光源部２６と、光源部２６からの光を画像表示用の投影光に変換するための駆動部２５と、投影光を使用者の眼球２１の網膜２２に結像させるための投影光学系２８と、入力した画像信号に基づいて駆動部２５及び光源部２６を駆動する駆動信号や制御信号を生成する画像信号処理回路２９と、使用者が入力する入力手段として機能する操作部２４から構成されている。なお、制御部２３は、表示部本体１５の制御とともに、圧力検出部６が検出した圧力に基づいて光源部２６及び駆動部２５の起動制御も行う。

制御部２３は、外部から入力された画像信号を受信する。画像信号処理回路２９は、制御部２３から出力された画像信号や画像データを取得して、駆動部２５や光源部２６を駆動又は制御する駆動信号又は制御信号を生成する。光源部２６は、駆動信号又は制御信号に基づいて発光する。駆動部２５は、駆動信号に基づいて光源部２６からの光を画像表示用の投影光に変換する。投影光学系２８は、入射した投影光を使用者の網膜２２に結像させるための投影光として出射する。制御部２３は、圧力検出部６が第１圧力を検出したことを契機として、駆動部２５を起動させるための駆動部起動信号を生成する。また、制御部２３は、圧力検出部６が第２圧力を検出したことを契機として、光源部２６を起動させるための光源部起動信号を生成する。画像信号処理回路２９は、制御部２３から入力した駆動部起動信号に基づいて起動信号を生成し、当該起動信号を駆動部２５に送信し、駆動部２５を起動させる。画像信号処理回路２９は、制御部２３から入力した光源部起動信号に基づいて起動信号を生成し、当該起動信号を光源部２５に送信し、光源部２３を起動させる。

表示部本体１５が網膜走査型表示装置である場合には、駆動部２５は光源部２６から入力した光ビームを揺動する反射面により反射させて走査する光スキャナにより構成される。この場合の光源部２６は、画像信号処理回路２９から入力した各色の輝度信号に基づいて、発光強度が変調された光ビームを射出する。表示部本体１５が液晶表示装置である場合には、駆動部２５は光透過型液晶パネルにより構成され、光源部２６は液晶パネルに光を照射する照明光源となる。この場合、駆動部２５は、画像信号処理回路２９から駆動信号としての画像データを入力し、この画像データに基づいて光源部２６から照射される光の透過光量を各画素ごとに制御する。

図３及び図４は、本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置１について、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着後、利用者の頭部に装着する様子を具体的に説明するための模式図であり、上部から見た状態を表す。図３（ａ）は、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着する前の状態を表し、図３（ｂ）は、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着し、テンプル４が開いていない状態を表し、図４（ａ）は、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着して、テンプル４を開いた状態を表し、図４（ｂ）は、表示部本体１５を使用者の頭部に装着した状態を表す。

図３（ａ）に示すように、眼鏡型フレーム２は、フロントフレーム３と、フロントフレーム３の使用者側に折り曲げられたヨロイ部８と、ヨロイ部８の下方に延出する延出部９と、ヨロイ部８の使用者側の先端部に回転可能に接続されるテンプル４により構成されている。テンプル４は、ヨロイ部８と接続する接続部よりも突出する押圧部１３を備え、延出部９と押圧部１３により開閉部１２が構成されている。表示部本体１５は、投影光が出射される出射口に取り付けられたハーフミラー１４と、眼鏡型フレーム２の延出部９に装着される取り付け具７と、取り付け具７の外面に設置された圧力検出部６により構成されている。

図３（ｂ）に示すように、表示部本体１５の取り付け具７を眼鏡型フレーム２の延出部９に装着して、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着する。この状態では開閉部１２は開いているので、圧力検出部６は圧力を検出していない。図４（ａ）は、テンプル４を開いた状態を示しており、開閉部１２は閉じた状態となる。そのため、テンプル４の押圧部１３が圧力検出部６を押圧して、圧力検出部６は第１圧力を検出する。図４（ｂ）は、眼鏡型フレーム２を使用者の頭部に装着した状態であり、テンプル４が使用者の頭部によって更に開かれるため、押圧部１３は圧力検出部６を更に押圧する。これにより、圧力検出部６は第１圧力よりも大きい第２圧力を検出する。

図５は、本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置１の表示部本体１５を具体的に説明するための模式図である。図５（ａ）は、表示部本体１５を使用者に装着したときの使用者側斜め上方から見た模式的な斜視図であり、図５（ｂ）は、装着部５を、装着部５が表示部本体１５に取り付けられたときに、表示部本体１５と接する面側から見た斜視図であり、図５（ｃ）は、装着部５をその反対側から見た斜視図である。

図５（ａ）に示すように、投影光が出射される出射口にはハーフミラー１４が取り付けられ、側面には装着部５がビス止めされている。図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、装着部５には取り付け穴１６が形成され、装着部５を表示部本体１５の側面にビス止めする際に、装着部５の取り付け位置を調節できるように構成されている。装着部５の上端部には眼鏡型フレーム２の延出部９に装着されるクリップ形状の取り付け具７が設置され、取り付け具７の一方の表面に圧力検出部６が設置されている。

ヨロイ部８の延出部９下端にはＬ字形状の摺動部が形成されている。取り付け具７をその摺動部に装着することにより表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に取り付ける。また、取り付け具７のクリップ部の内側には凸部１７が形成され、延出部９にはこの凸部１７と係合する図示しない凹部が形成されている。そのために、取り付け具７を延出部９に装着するとこの凸部１７と凹部とが掛合して、眼鏡型フレーム２から表示部本体１５が外れて落下することを防止する。

なお、以上説明してきた、表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着する装着構造は一例である。表示部本体１５の取り付け具７をヨロイ部８の延出部９に装着する方向を、利用者の前方から後方に向かって装着する構造に代えて、利用者の後方から前方に向かって装着する構造であってもよいし、下方から上方に向かって装着する構造であってもよい。また、取り付け具７のクリップ形状を装着部５の上端に縦方向に設置して、ヨロイ部８を挟むように上方から下方に向かって装着する構造であってもよい。また、表示部本体１５をヨロイ部８以外の部分に装着してもよい。ただし、圧力検出部６は開閉部１２の間隙に挟まれるように設置される。

また、開閉部１２の構造を、ヨロイ部８の下方に形成した延出部９とテンプル４から突出する押圧部１３とすることに代えて、ヨロイ部８の先端部とテンプル４の先端部が当接してテンプル４の回転が止る構造とし、開閉部１２をこのヨロイ部８の先端部とテンプル４の先端部により構成することができる。表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着したときに、圧力検出部６がこの間隙に挟まれるようにする。このようにすれば、開閉部１２から突出形状を無くしてコンパクトに形成することができ、損傷し難い構造とすることができる。

図６及び図７は、本発明の実施形態に係るＨＭ型表示装置１の駆動方法を表すフローチャート図である。図６は、ＨＭ型表示装置１を装着して表示動作を開始するフローチャート図を表し、図７は、ＨＭ型表示装置１を使用者の頭部からはずして表示動作を終了するフローチャート図を表す。

図６に基づいて開始動作を説明する。表示部本体１５を眼鏡型フレーム２に装着して電源を入れて動作を開始する。この電源の投入により制御部２３の動作が開始される。なお電源の投入は、使用者が操作部２４を操作して行う。圧力検出部６が第１圧力Ｐ１を検出しない、即ち、フロントフレーム３に対してテンプル４が閉じているときは待ちの状態となる（ステップＳ１のＮｏ）。フロントフレーム３に対してテンプル４が開き、押圧部１３が圧力検出部６に当接することにより、圧力検出部６は第１圧力Ｐ１を検出する（ステップＳ１のＹｅｓ）。制御部２３は、圧力検出部６が第１圧力Ｐ１を検出すると駆動部起動信号を生成し、画像信号処理回路２９に対して駆動部２５を起動するよう制御する（ステップＳ２）。

圧力検出部６が第２圧力Ｐ２を検出しないときは（ステップＳ３のＮｏ）、制御部２３はタイマーフラグＦ１＝０に設定してタイマーをオフし（ステップＳ４）、ステップＳ１の待ちの状態を維持する。すでにタイマーがオフの場合はオフ状態が保たれる。従って、この状態は、駆動部２５は起動しているが光源部２６は起動していない。圧力検出部６が第２圧力Ｐ２を検出する（ステップＳ３のＹｅｓ）。制御部２３は、圧力検出部６が第２圧力Ｐ２を検出したことを契機として、タイマーフラグがＦ１＝０であるかどうかを判定する(ステップＳ５)。制御部２３は、タイマーフラグＦ１＝０であると判定したときは、タイマーフラグＦ１＝１に設定してタイマーをオンする（ステップＳ６）。その後、制御部２３はタイマーを監視し、所定時間を経過したことを検出して（ステップＳ７のＹｅｓ）、光源部２６を起動して発光させる（ステップＳ８）。制御部２３は、ステップＳ５において、タイマーフラグＦ１＝０でないこと、すなわちＦ１＝１であると判定したときは（ステップＳ５のＮｏ）、所定時間が経過したかどうかを判定するステップＳ７に進む。

このように、まず、圧力検出部６が、テンプル４が開かれて第１圧力Ｐ１を検出して駆動部２５が起動し、更に、圧力検出部６が、ＨＭ型表示装置１が使用者の頭部に装着されて第２圧力Ｐ２を検出することにより光源部２６が起動するので、確実に装着状態を検出でき、誤動作を確実に防止することができる。また、駆動部２５が駆動を開始した後少なくとも所定時間が経過した後に光源部２６が起動して発光するので、一時的にテンプルが強く開かれても装着とは判断せず、誤動作を防止することができる。また、光源部の無駄な駆動を防止することができるので、消費電力を低減することができる。さらに、駆動部２５の動作が安定した後に投影光が投影され、使用者は投影光が投影した直後から安定した表示画像を見ることができる。

なお、上記実施形態においては、圧力検出部６が第１圧力Ｐ１を検出した直後に駆動部２５を駆動するが（ステップＳ２）、これを、所定時間が経過した後に駆動部２５を起動してもよい。テンプル４を誤って開いたときに駆動部２５がそのたびに起動することを防止でき、無駄に電力が消費されることを防止することができる。

図７に基づいて、動作終了について説明する。制御部２３は、制御部２３を介して圧力検出部６の検出する圧力が第２圧力Ｐ２よりも小さな圧力Ｐを検出したかどうかを判定する（ステップＳ１０）。制御部２３は、ＨＭ型表示装置１が使用者の頭部からはずされて、圧力検出部６が検出する圧力Ｐが第２圧力Ｐ２よりも小さくなったことを判定すると（ステップＳ１０のＹｅｓ）、更に、圧力検出部６が検出する圧力Ｐが第１圧力Ｐ１よりも小さな圧力、例えば圧力Ｐ＝０を検出したときは（ステップＳ１１のＹｅｓ）、駆動部２５及び光源部２６を含めて、ＨＭ型表示装置１の電源をオフして（ステップＳ１２）、終了する。制御部２３は、圧力検出部６の検出圧力Ｐが第２圧力Ｐ２以上の圧力を検出していることを判定したときは（ステップＳ１０のＮｏ）、タイマーフラグＦ２＝０にしてタイマーをオフし（ステップＳ１３）、ステップＳ１０に戻る。

制御部２３は、ステップＳ１１において、圧力検出部６が検出する圧力Ｐが第１圧力Ｐ１以上の圧力を検出していると判定したときは（ステップＳ１１のＮｏ）、タイマーフラグＦ２＝０であるかどうか、すなわちタイマーがオフであるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。制御部２３が、タイマーフラグＦ２＝０であり、タイマーがオフであると判定したときは（ステップＳ１４のＹｅｓ）、タイマーフラグＦ２＝１に設定してタイマーをオンする（ステップＳ１５）。

制御部２３は、タイマーが所定時間経過したことを検出したかどうかを判定する（ステップＳ１６）。制御部２３が、所定時間を経過したと判定したときは（ステップＳ１６のＹｅｓ）、制御部２３はパスワードを入力しなければこの状態が解除できないようにロックして（ステップＳ１７）、終了する。この状態は、駆動部２５や光源部２６の動作が継続するようにロックされた状態であり、投影光が投影されている。この状態でテンプル４を閉じても、ＨＭ型表示装置１の投影動作は持続する。操作部２４から当該パスワードを入力することにより、通常の操作を行うことができるようになる。制御部２３が、タイマーフラグＦ２＝０でない、即ちタイマーフラグＦ２＝１であり、タイマーフラグが立っていると判定したときは（ステップＳ１４のＮｏ）、ステップＳ１６に進む。

制御部２３が、所定時間が経過していないと判定したときは（ステップＳ１６のＮｏ）、ステップＳ１０に戻る。この状態で、タイマーフラグＦ２＝１、即ち、タイマーが動作中の所定期間内にテンプル４を閉じると、圧力検出部６で検出する圧力Ｐ＜Ｐ１となるので（ステップＳ１１のＹｅｓ）、ＨＭ型表示装置１の電源はオフして動作が停止する。テンプル４が開いた状態を（検出圧力Ｐ≧Ｐ１）所定時間維持すると、投影動作が持続した状態でロックされる。すなわち、はずした後すぐ装着して続きを見るために、テンプルはたたまずに一時的に机に置いたような場合である。このとき、パスワードでロックされるので、他人がそのまま装着してもパスワードを入力しない限り表示画像を見ることができず表示内容が他人に漏れることがなく安全である。利用者はＨＭ型表示装置１を頭部からはずしてもすぐに頭部に装着して投影像を見る場合があるし、暫くしてから再度装着する場合もある。利用者がＨＭ型表示装置１を外すたびに電源がオフしては不便となるからである。

なお、電源オフ時のステップＳ１２において、まず光源部２６の駆動を停止してから駆動部２５の電源をオフするように段階的に動作を停止させてもよい。先に、光源部２６の駆動を停止すれば、駆動部２５が先に停止して、不安定な投影光が投影されることを防止することができる。また、ＨＭ型表示装置１の駆動部として光スキャナを使用した場合に、先に駆動部２５が停止することにより、強い光が外部に漏れ出ることを防止することができる。

図８は、本発明による他の実施形態によるＨＭ型表示装置１の機能ブロック図を表し、ＨＭ型表示装置として網膜走査型表示装置を使用した例である。なお、図８においては眼鏡型フレーム２を省略している。

ＨＭ型表示装置１は、装置全体の制御及び光源部２６や駆動部２５ａ、２５ｂの起動制御を行う制御部２３と、入力した画像信号を処理して駆動信号や輝度信号を生成するとともに、駆動部２５ａ、２５ｂや光源部２６の起動制御を行う画像信号処理回路２９と、画像信号に基づいて変調された光ビームを射出する光源部２６と、光源部２６からの光ビームを水平方向に走査する駆動部２５ａと、水平方向に走査された走査ビームを伝達するリレー光学系４６と、リレー光学系４６からの走査ビームを垂直方向に走査する駆動部２５ｂと、２次元方向に走査された走査ビームを投影する投影光学系２８と、投影された走査ビームを眼球２１に向けて反射させるハーフミラー１４と、図示しない眼鏡型フレームのヨロイ部に設けた開閉部に設置される圧力検出部６とを備えている。

本実施形態においても、既に説明したと同様に、圧力検出部６が第１圧力を検出したことを契機として、制御部２３は画像信号処理回路２９を介して駆動部２５ａ、２５ｂを起動する。また、圧力検出部６が第２圧力を検出したことを契機として、制御部２３は画像信号処理回路２９を介して光源部２６を起動する。

以下、各構成部について具体的に説明する。制御部２３は、プログラムを実行するＣＰＵ３１と、ＨＭ型表示装置１の動作を制御するメインプログラムや、圧力検出部６が検出した圧力を判定する圧力判定プログラム等を格納するＲＯＭ３２と、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２からプログラムを読み出して、その作業領域として使用するＲＡＭ３３と、外部から入力された画像信号に基づく画像データを記憶するＶＲＡＭ３４から構成されている。制御部２３は、入力された画像信号の処理、圧力検出部６により検出された圧力の判定、操作部２４からの入力信号等の制御を行う。

操作部２４は、ＨＭ型表示装置１に情報を入力するために入力機能を有する。例えば、ＨＭ型表示装置１の電源をオンする入力手段として、また、ロック状態を解除する際のパスワードの入力手段として機能する。その他、投影条件等の設定を行うための入力手段として機能する。

画像信号処理回路２９は、外部から入力した画像信号及びＶＲＡＭ３４から入力した画像データを処理して２次元画像を生成するための各種信号を生成する。画像信号処理回路２９は、光源部２６に与える輝度信号と駆動部２５を駆動する駆動信号とを同期させ、水平方向に走査させるための水平駆動信号を駆動部２５ａに、垂直方向に走査させるための垂直駆動信号を駆動部２５ｂに夫々供給する。また、画像信号処理回路２９は、Ｒレーザドライバ３６Ｒ、Ｇレーザドライバ３６Ｇ、Ｂレーザドライバ３６Ｂに、時系列的に赤色輝度信号３５Ｒ、緑色輝度信号３５Ｇ、青色輝度信号３５Ｂを夫々供給する。更に、画像信号処理回路２９は、制御部２３の制御をもとに、駆動部２５ａ、２５ｂ及び光源部２６の起動制御を行う。

光源部２６は、レーザ光を発光するレーザダイオード３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂと、各レーザダイオード３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂを駆動するためのレーザドライバ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂと、各レーザダイオードから発光した赤色光ビーム、緑色光ビーム、青色光ビームを夫々コリメートするコリメート光学系３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂと、各色の光ビームを合成するダイクロイックミラー４０と、ダイクロイックミラー４０からの合成光を光ファイバ４２に導入するための結像光学系４１と、光ファイバ４２から出射される光ビームをコリメートするコリメート光学系４３とから構成されている。

駆動部２５ａは、コリメート光を水平方向に走査する水平走査光スキャナ４４と、水平走査光スキャナ４４を駆動するための水平走査ドライバ４５から構成されている。水平走査ドライバ４５は、画像信号処理回路２９から入力した水平駆動信号に基づいて水平走査光スキャナ４４の反射部を矢印方向に揺動させる。リレー光学系４６は駆動部２５ａから出射される走査光ビームを駆動部２５ｂに導く。駆動部２５ｂは、入射した走査光ビームを垂直方向に走査する垂直走査光スキャナ４８と、垂直走査光スキャナ４８を駆動する垂直走査ドライバ４７を備えている。垂直走査ドライバ４７は、画像信号処理回路２９から入力した垂直駆動信号に基づいて垂直走査光スキャナ４８の反射部を揺動させる。投影光学系２８は、水平及び垂直に走査された走査光ビームをハーフミラー１４に向けて出射する。ハーフミラー１４から反射された走査光ビームにより、使用者の網膜２２上に投影像が形成される。

この種の網膜走査型表示装置は、軽量でコンパクトに構成することができるので、眼鏡型フレーム２に簡単に取り付けることができ、装着による使用者への負担を軽減することができる。また、ＨＭ型表示装置１を構成する際に、操作部２４、制御部２３、画像信号処理回路２９及び光源部２６を本体部に、駆動部２５ａ、２５ｂ、リレー光学系４６、投影光学系２８及びハーフミラー１４を眼鏡型フレーム２に取り付ける投影部に分離することができる。そして、本体部を例えば利用者の衣服のポケットに、投影部を眼鏡型フレーム２に装着すれば、投影部をさらに軽量化できる。これにより、利用者がＨＭ型表示装置１を頭部に装着したときに感ずることがある違和感を更に低減させることができる。

１ ヘッドマウント型表示装置
２ 眼鏡型フレーム
３ フロントフレーム
４ テンプル
５ 装着部
６ 圧力検出部
７ 取り付け具
８ ヨロイ部
９ 延出部
１５ 表示部本体
２０ 表示駆動部
２１ 眼球
２２ 網膜
２３ 制御部
２４ 操作部
２５ 駆動部
２６ 光源部
２８ 投影光学系
２９ 画像信号処理回路

Claims (9)

1. フロントフレームと前記フロントフレームに開閉自在に接続されるテンプルとを含む眼鏡型フレームと、光源部と前記光源部において発光した光を画像形成用の投影光に変換する駆動部とを含む表示装置と、を備えたヘッドマウント型表示装置において、
   前記フロントフレームに対する前記テンプルの開閉を検出する圧力検出部を更に備え、
   前記圧力検出部が第１圧力を検出したことを契機として前記駆動部が起動し、前記圧力検出部が前記第１圧力よりも大きい第２圧力を検出したことを契機として前記光源部が起動するヘッドマウント型表示装置。
2. 前記光源部及び前記駆動部の起動を制御する制御部を更に備え、
   前記圧力検出部は、前記フロントフレームに対して前記テンプルが開かれた状態のときに前記第１圧力を検出し、前記眼鏡型フレームが使用者の頭部に装着された状態のときに前記第２圧力を検出し、
   前記制御部は、前記圧力検出部が前記第２圧力を検出したことを契機として、前記光源部を起動することを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウント型表示装置。
3. 前記制御部は、前記圧力検出部が前記第１圧力を検出した後の所定時間が経過した後に前記駆動部を起動することを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウント型表示装置。
4. 前記制御部は、前記圧力検出部が前記第２圧力を検出した後の所定時間が経過した後に前記光源部を発光させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のヘッドマウント型表示装置。
5. 前記駆動部は、前記光源部において発光した光を揺動する反射面により走査して投影光に変換する光スキャナ部を備え、
   前記制御部は、前記圧力検出部が前記第１圧力を検出したことを契機として、前記光スキャナ部を起動することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置。
6. 前記圧力検出部は、前記開閉部の間隙に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置。
7. 前記表示装置は、前記眼鏡型フレームに着脱可能に装着される装着部を備え、前記圧力検出部は前記装着部に設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘッドマウント型表示装置。
8. 前記装着部は、前記開閉部の間隙に挿入される取り付け具を備え、前記圧力検出部は前記取り付け具に設置されていることを特徴とする請求項７に記載のヘッドマウント型表示装置。
9. フロントフレームと前記フロントフレームに開閉自在に接続されるテンプルとを含む眼鏡型フレームと、光源部と前記光源部において発光した光を画像形成用の投影光に変換する駆動部とを含む表示装置と、を備えたヘッドマウント型表示装置の駆動方法において、
   前記フロントフレームに対する前記テンプルの開閉を検出する圧力検出部を更に備え、
   前記圧力検出部が第１圧力を検出したことを契機として前記駆動部が起動するステップと、
   前記圧力検出部が前記第１圧力よりも大きい第２圧力を検出したことを契機として前記光源部が起動するステップと、を備えたヘッドマウント型表示装置の駆動方法。

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