可穿戴式显示装置及图像显示方法制造方法及图纸

技术编号:16388184 阅读:129 留言:0更新日期:2017-10-16 08:16
本发明专利技术提供一种可穿戴式显示装置及图像显示方法。在头戴式显示器等图像显示装置中,使用者的眼睛(220)经由目镜(210)放大观察在显示面板(200)上显示的图像。在从显示面板(200)向目镜(210)的光路中插入用做光学低通滤镜的光学元件的一个例子即微透镜阵列片材(230)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可穿戴式显示装置及图像显示方法
本专利技术涉及防止可穿戴式显示器的像素网格可视的技术。
技术介绍
头戴式显示器及平视显示器、以及眼睛式可穿戴式显示器是采用应用了虚像的放大光学系统,在十分接近使用者眼球的距离上显示影像的显示装置。特别是头戴式显示器构成为,谋求小型轻量化,另一方面为了在使用者的眼前显示广角影像而采用曲率高的光学透镜,使用者经由透镜来窥视显示面板。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述为了在眼前显示广角影像而使用曲率高的透镜的头戴式显示器中,因为显示面板的像素看起来被放大,所以存在像素网格明显、像素作为点阵的排列而可视、画质降低的问题。而且,因为这样用于头戴式显示器的透镜的倍率高,光斑最小径变小,所以存在后焦的调节灵敏度变高的倾向。其结果是,存在组装头戴式显示器时后焦的调整范围非常狭小、在制造方面成品率差这样的问题。本专利技术是鉴于上述问题而提出的,其目的在于,在像头戴式显示器这样通过透镜观察在显示面板上显示的图像的可穿戴式显示装置中,提供一种防止显示器的像素网格可视的技术。而且,另一个目的在于,在头戴式显示器等可穿戴式显示装置中,提供一种使光学系统的后焦调节灵敏度降低的技术。用于解决技术问题的技术方案为了解决上述问题,本专利技术某方式的可穿戴式显示装置具有:显示面板、目镜、以及插入从所述显示面板向所述目镜的光路的用做光学低通滤镜的光学元件。本专利技术的另一方式为图像显示方法。该方法在具有显示面板与目镜的可穿戴式显示装置中,在从所述显示面板向所述目镜的光路中插入用做光学低通滤镜的光学元件来显示图像。需要说明的是,上述结构部件的任意组合、以及将本专利技术的表达在方法、装置、系统、计算机程序、数据结构、记录介质等之间进行变换的方式作为本专利技术的方式也仍是有效的。专利技术的效果根据本专利技术,能够防止显示器的像素网格可视。而且,能够使光学系统的后焦调节灵敏度降低。附图说明图1是本实施方式的头戴式显示器的外观图。图2(a)是表示现有头戴式显示器的内部结构的图,图2(b)是表示本实施方式的头戴式显示器100的内部结构的图。图3(a)及图3(b)是说明图2(b)的微透镜阵列片材的低通滤镜效果的图。图4是表示在显示面板插入微透镜阵列片材而观察的图像实例的图。图5是说明微透镜阵列片材相对于显示面板的配置位置的图。图6(a)及图6(b)是说明微透镜阵列片材的厚度的图。图7(a)及图7(b)是说明微透镜阵列片材的微透镜曲率的图。图8(a)~图8(c)是针对显示面板的像素与微透镜阵列片材的微透镜的错位进行说明的图。图9是说明微透镜阵列与面板像素的相对位置的拍频的图。图10是说明微透镜阵列片材的微透镜的二维阵列图案的图。图11是说明以像素的排列与微透镜的排列形成规定的角度的方式配置在显示面板的微透镜阵列片材的图。图12是说明第一实施例的图像显示装置的结构的图。图13(a)是表示在现有图像显示装置的内部结构中得到的PSF特性的图,图13(b)是表示在第一实施例的图像显示装置中得到的PSF特性的图。图14是表示在第一实施例的图像显示装置中观察的图像的图。图15(a)~图15(c)是表示在第二实施例的图像显示装置中观察的图像的图。图16(a)~图16(c)是表示在第三实施例的图像显示装置中观察的图像的图。图17(a1)~图17(a4)是表示在现有图像显示装置的内部结构中观察的图像的图,图17(b1)~图17(b4)是表示在第四实施例的图像显示装置中观察的图像的图。图18(a)~图18(c)是说明第四实施例的图像显示装置的结构的图。图19(a)~图19(c)是说明第五实施例中微透镜阵列片材的微透镜的二维阵列图案的图。图20(a)~图20(c)是表示在第五实施例的图像显示装置中观察的摩尔纹图像的图。图21(a)~图21(d)是表示在第六实施例的图像显示装置中观察的摩尔纹图像的图。图22(a)~图22(d)是表示在第七实施例的图像显示装置中观察的摩尔纹图像的图。图23(a1)及图23(a2)是表示在现有图像显示装置中观察的图像的图,图23(b1)及图23(b2)是表示在第八实施例的图像显示装置中观察的图像的图。图24(a)及图24(b)是说明虚像距离与后焦的关系的图。图25(a)是表示未使用微透镜阵列片材的情况下后焦可调整范围的图,图25(b)是表示使用了微透镜阵列片材230的情况下后焦可调整范围的图。图26是表示未使用微透镜阵列片材的情况下虚像距离与后焦距离的关系的曲线图。图27是概念性地表示使用了微透镜阵列片材的情况下虚像距离与后焦距离的关系的曲线图。图28是说明像面上光斑尺寸的图。图29(a)是表示未使用微透镜阵列片材的情况下面板中心部与面板周边部的分辨率的图,图29(b)是表示使用了微透镜阵列片材的情况下面板中心部与面板周边部的分辨率的图。具体实施方式图1是本实施方式的头戴式显示器100的外观图。头戴式显示器100是“可穿戴式显示装置”的一个例子。头戴式显示器100具有:主体部110、前头部接触部120、以及侧头部接触部130。头戴式显示器100是安装于使用者头部,用来观看在显示器中显示的静态图像或视频等,并且倾听从耳机输出的声音或音乐等的显示装置。通过内置或外接于头戴式显示器100的姿态传感器,能够测量装备了头戴式显示器100的使用者头部的旋转角及倾斜度这样的姿态信息。在此,虽然以头戴式显示器100为例说明本实施方式的图像显示装置,但本实施方式的图像显示装置不限于狭义的头戴式显示器100,也能够应用在对装备了眼镜、眼镜式显示器、眼镜式相机、头戴式耳机、耳麦(带麦克风的耳机)、耳机、耳环、挂耳式相机、帽子、附带相机的帽子、发带等的使用者显示图像的情况。参照图2(a)及图2(b),说明本实施方式的头戴式显示器100的内部结构。为了进行比较,图2(a)表示现有头戴式显示器的内部结构。头戴式显示器是使用者的眼睛220经由目镜210观察在显示面板200上显示的图像的结构。虽然头戴式显示器的显示面板200是小型的,但因为显示面板200通过目镜210被放大观察,所以使用者眼前所见恰如大型显示器。因为显示面板200的各像素通过目镜210被放大,所以像素网格变得明显,点阵的排列被突出,因而可视。图2(b)表示本实施方式的头戴式显示器100的内部结构。在本实施方式中,在从显示面板200向目镜210的光路中插入作为用做光学低通滤镜的光学元件的一个例子的微透镜阵列片材230。作为在从显示面板200向目镜210的光路中插入微透镜阵列片材230的方式,微透镜阵列片材230可以在显示面板200制造后粘贴在显示面板200前表面,或者也可以在显示面板200之前隔着距离进行设置。或者也可以在显示面板200的制造阶段,将微透镜阵列片材230与显示面板200组装而一体化。注意在此使用的“插入”这一用语表示包括上述所有的设置方式。当插入微透镜阵列片材230时,虽然显示面板200通过目镜210而被放大观察,但由于微透镜阵列片材230的低通滤镜效果,图像变得模糊,所以显示面板200的像素网格变得不明显,点阵排列变得不可视。图3(a)及图3(b)是说明图2(b)的微透镜阵列片材230的低通滤镜效果的图。如图3(a)所示,在显示面板200配置红色像素240R、绿色像素240G、本文档来自技高网...
可穿戴式显示装置及图像显示方法

【技术保护点】
一种可穿戴式显示装置,其特征在于,具有:显示面板;目镜;光学元件,其插入从所述显示面板向所述目镜的光路,并用做光学低通滤镜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.21 JP 2015-009835;2015.05.29 JP 2015-109881.一种可穿戴式显示装置,其特征在于,具有:显示面板;目镜;光学元件,其插入从所述显示面板向所述目镜的光路,并用做光学低通滤镜。2.如权利要求1所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件为微透镜阵列片材、防眩片、双折射元件中的任一元件。3.如权利要求1或2所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件配置在所述显示面板的中心部,未配置在所述显示面板的周边部。4.如权利要求1或2所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件构成为从所述显示面板的中心部越向周边部前进,作为光学低通滤镜的效果越降低。5.如权利要求1至4中任一项所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件被预先进行设计,以使所述显示面板的像素尺寸越大,作为光学低通滤镜的效果越大。6.如权利要求1至4中任一项所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件为微透镜阵列片材,根据所述显示面板的像素尺寸,调整所述微透镜阵列片材的厚度或微透镜的曲率来设计所述微透镜阵列片材。7.如权利要求1至6中任一项所述的可穿戴式显示装置,其特征在于,用做所述光学低通滤镜的光学元件为微透镜阵列片材,为了防止因所述显示面板的像素阵列所具有的二维空间频率与...

【专利技术属性】
技术研发人员:菊地晃司荒木孝昌中村匡利只正太郎宫崎礼
申请(专利权)人:索尼株式会社索尼互动娱乐股份有限公司
类型:发明
国别省市:日本,JP

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