头部佩戴型显示器制造技术

本发明专利技术提供一种头部佩戴型显示器，能够使纵横比变化地显示图像且以良好的状态显示图像。通过转动部(RP)使包括图像显示装置(80)的各光学部件转动，从而能够使纵横比变化地显示图像。此时，转动部(RP)使具有与作为图像显示装置(80)的影像元件的影像显示元件(82)中的影像光的射出面形状相对应的形状的开口(OP)的光阑(ST)与图像显示装置(80)一起转动。由此，无论是在放映横长的纵横比的图像的情况下还是在放映纵长的纵横比的图像的情况下都能够抑制杂散光的产生，从而能够以良好的状态维持导光光学系统(70)对影像光的导光，进而能够显示良好的图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及头部佩戴使用的头戴式显示器等头部佩戴型显示器。
技术介绍
近年来，作为能够形成以及观察虚像的头戴式显示器(以下，也称作HMD)等头部佩戴型显示器，提出有各种通过导光板将来自显示元件的图像光引导至观察者的瞳孔的类型的显示器。作为HMD的使用方式，希望在用于电影欣赏时具有横长的画幅。但是，例如也存在与智能手机的图像等那样具备纵长画幅的图像相对应的用途。在该情况下，即使保持横长的画幅不变，若部分显示则也是可能的，但分辨率下降，并且画面也变小。在构成HMD的头部佩戴型显示器中，公知有在显示元件设置旋转机构、或者通过复曲面光学系统(Toric optical system)调整纵横比，从而使纵横比变化地显示图像的显示器(参照专利文献1、2)。另外，公知有图像显示元件与将图像显示元件的图像引导至眼睛的目镜光学系统(半透半反镜)成为一体并构成为能够转动的影像显示装置(参照专利文献3)。然而，例如针对横长的纵横比的图像与纵长的纵横比的图像双方，并不一定能够对应以高分辨率且良好的状态进行显示的使用需求。专利文献1：日本特开2013-073188号公报专利文献2：日本特开2013-37095号公报专利文献3：日本特开平6-70265号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够使纵横比变化地显示图像，且以良好的状态显示的头部佩戴型显示器。本专利技术的头部佩戴型显示器具备：产生影像光的影像元件；对来自影像元件的影像光进行引导的导光光学系统；具有与影像元件中的影像光的射出面形状相对应的形状的开口的光阑；以及使光阑与影像元件一起转动的转动部。在上述头部佩戴型显示器中，通过转动部使影像元件转动，从而能够使纵横比变化地显示图像。此时，因为转动部使具有与影像元件中的影像光的射出面形状相对应的形状的开口的光阑与影像元件一起转动，所以无论是在放映横长的纵横比的图像的情况下还是在放映纵长的纵横比的图像的情况下都能够抑制杂散光的产生，从而能够高效且以良好的状态维持导光光学系统对影像光的引导，进而能够显示良好的图像。在本专利技术的具体方面中，影像元件形成矩形区域的图像，并能够伴随着转动部的转动动作而对矩形区域的长边方向与短边方向切换纵横姿势。在该情况下，能够在长边方向与短边方向切换纵横方向而切换纵长的显示与横长的显示。在本专利技术的其他方面中，导光光学系统具有与影像元件的转动实现的纵横的切换对应地在纵横双方导光影像光的有效区域。在该情况下，针对纵长的显示与横长的显示双方，能够不产生图像缺陷地适当地显示。在本专利技术的又一其他方面中，导光光学系统包括作为供来自影像元件的影像光通过的光学面的轴对称曲面与非轴对称曲面，转动部使构成导光光学系统的光学部件中的包括轴对称曲面的光学部件转动。在该情况下，即使导光光学系统的一部分由于转动部的转动而转动，也能够不使导光光学系统的导光中的影像光的折射、反射的作用变化。在本专利技术的又一其他方面中，导光光学系统包括作为光学面具有轴对称曲面的轴对称透镜与作为光学面具有非轴对称曲面的非轴对称透镜，转动部从影像元件转动至轴对称透镜。在该情况下，通过转动部的转动，从影像元件转动至轴对称透镜，从而能够切换图像显示的纵横。在本专利技术的又一其他方面中，转动部绕导光光学系统的光轴进行转动动作。在本专利技术的又一其他方面中，还具备固定构成导光光学系统的多个光学部件的镜筒，镜筒包括与影像元件连接并且收纳导光光学系统中的仅由轴对称曲面构成的光学部件的第一镜筒部件与收纳导光光学系统中的包括非轴对称曲面的光学部件的第二镜筒部件，转动部使镜筒中的第一镜筒部件转动。在该情况下，能够通过构成镜筒的第一镜筒部件与第二镜筒部件切分由转动部转动的部分与未由转动部转动的部分而进行适当的转动动作。在本专利技术的又一其他方面中，光阑在第一镜筒部件与第二镜筒部件的结合部分，设置于第一镜筒部件侧，通过转动部与第一镜筒部件一起转动。在该情况下，容易设置为了构成转动部所需的机构。在本专利技术的又一其他方面中，导光光学系统包括导光装置，导光装置具有在内表面反射从而对影像光进行引导的导光部件以及贴合于导光部件从而对外界光与影像光重叠地视认的光透过部件，第二镜筒部件对导光装置进行定位。在该情况下，能够构成使影像光与外界光重叠的透视型的光学系统。在本专利技术的又一其他方面中，转动部在第一镜筒部件与第二镜筒部件的结合部分具有限位机构。在该情况下，例如能够通过作为限位机构的凹凸构造与限位器来确定转动部的转动范围(能够转动的角度)。在本专利技术的又一其他方面中，转动部的转动范围是90°。在该情况下，能够相对于纵长的显示与横长的显示的切换进行充分的转动。在本专利技术的又一其他方面中，转动部包括用于进行转动动作的促动器。在该情况下，能够通过促动器自动切换纵长的显示与横长的显示。附图说明图1是对实施方式的内置导光光学系统的头部佩戴型显示器的外观简单地进行说明的立体图。图2中，(A)是表示从头部佩戴型显示器除去外装部件的内部构造的俯视图，(B)是主视图，(C)是侧视图。图3中，(A)是在图2中安装了内框架的状态的俯视图，(B)是主
视图，(C)是侧视图。图4中，(A)是显示装置的立体图，(B)是从其他角度表示(A)的立体图。图5是显示装置的局部放大立体图。图6中，(A)以及(B)是表示第一姿势的显示装置的立体图，(C)以及(D)是表示第二姿势的显示装置的立体图。图7中，(A)是表示显示装置中的固定于第一镜筒部件的部分的放大立体图，(B)是表示固定于第二镜筒部件的部分的放大立体图。图8是用于对头部佩戴型显示器中的镜筒的可动部与固定部进行说明的图。图9中，(A)是显示装置的俯视图，(B)是剖视图。图10中，(A)是显示装置的主视图，(B)是侧视图，(C)是侧剖视图。图11是表示镜筒内的影像光的光束的样子的图。图12是示意性地表示对第一姿势以及第二姿势中的光学部件的影像光进行引导的有效区域的图。图13是用于对影像光的光路进行说明的图。图14中，(A)是表示第一镜筒部件与第二镜筒部件的结合部分的立体图，(B)是从其他角度表示(A)的立体图。图15是用于对成为转动的对象的光学部件的变形例进行说明的图。图16是表示头部佩戴型显示器的一个变形例的立体图。具体实施方式以下，参照图1等对本专利技术的一个实施方式的头部佩戴型显示器详细地进行说明。如图1所示，包括本实施方式的导光装置的头部佩戴型显示器100是具有眼镜那样的外观的头戴式显示器，能够供佩戴了该头部佩戴型显示器100的观察者或者使用者视认由虚像形成的图像光(影像光)，并且能够供观察者以透视视认或者观察外界像。头部佩戴型显示器100具备：以能够透视的方式覆盖观察者的眼前的第一导光装置20a以及第二导光装置20b；支承两个导光装置20a、20b的框部102；以及附加于框部102的第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b，能够利用左右一对结构进行双眼观察。这里，将在附图上为左侧的第一导光装置20a与第一像形成主体部105a组合而得的第一显示装置100A是形成右眼用的虚像的部分，即使单独使用也能够作为头部佩戴型显示器发挥作用。另外，将在附图上为右侧的第二导光装置20b与第二像形成主体部105b组合而得的第二显示装置100B是形成左眼用的虚像的部分，即使单独使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头部佩戴型显示器，其特征在于，具备：影像元件，其产生影像光；导光光学系统，其对来自所述影像元件的影像光进行引导；光阑，其具有与所述影像元件中的影像光的射出面形状相对应的形状的开口；以及转动部，其使所述光阑与所述影像元件一起转动。

【技术特征摘要】
2015.03.25 JP 2015-0621951.一种头部佩戴型显示器，其特征在于，具备：影像元件，其产生影像光；导光光学系统，其对来自所述影像元件的影像光进行引导；光阑，其具有与所述影像元件中的影像光的射出面形状相对应的形状的开口；以及转动部，其使所述光阑与所述影像元件一起转动。2.根据权利要求1所述的头部佩戴型显示器，其特征在于，所述影像元件形成矩形区域的图像，并能够伴随着所述转动部的转动动作而对所述矩形区域的长边方向与短边方向切换纵横姿势。3.根据权利要求2所述的头部佩戴型显示器，其特征在于，所述导光光学系统具有相对于通过所述影像元件的转动而进行的纵横的切换而向纵横双方引导影像光的有效区域。4.根据权利要求1～3中任一项所述的头部佩戴型显示器，其特征在于，所述导光光学系统包括作为使来自所述影像元件的影像光通过的光学面的轴对称曲面与非轴对称曲面，所述转动部使构成所述导光光学系统的光学部件中的包括所述轴对称曲面的光学部件转动。5.根据权利要求4所述的头部佩戴型显示器，其特征在于，所述导光光学系统包括作为光学面而具有所述轴对称曲面的轴对称透镜与作为光学面而具有所述非轴对称曲面的非轴对称透镜，所述转动部从所述影像元件转动至所述轴对称透镜。6.根据权利要求1～5中任一项所述的头部佩戴型显示器，其特征在于，所述转动部绕所...

【专利技术属性】
技术研发人员：平出纪明，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP