头戴显示器制造技术

一种头戴显示器，安装在眼镜上。头戴显示器（１）包括：内置有显示器的盒子（１０）、自由曲面棱镜（２０）。头戴显示器（１）在盒子（１０）被安装于眼镜（１００）的梁（１０５）的状态下使用。内置有显示器的盒子（１０）和自由曲面棱镜（２０）被连接成：在使用者佩戴眼镜（１００）时，从使用者的角度来看在横向上并排。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种佩戴在使用者头部上使用的头戴显示器。
技术介绍
佩戴在头部等身体上使用并在使用者的眼前显示图像的头戴显示器被应 用于以虚拟现实为代表的显示图像用的各种领域。头戴显示器一般形成护目镜 形状、或大型眼镜的框架形状。此外，还有安装在眼镜的框架形状的佩戴构件 上使用的头戴显示器(以下称为安装式HMD (Head Mount Display)。头戴显示器一般是越小型越好。特别地，头戴显示器佩戴于使用者的头部 时，越是不会让使用者感到麻烦的大小和形状，则头戴显示器的设计性越出色。安装式HMD中，即便在佩戴头戴显示器时，使用者也能看到头戴显示器的 图像以外的风景。头戴显示器越小型，越能确保用于看风景的视野，使用者也 用得顺手。安装式HMD中，佩戴构件的边框的上部设有具有显示器的显示机构，显示 机构输出的图像通过以规定的倍率放大图像的导光装置进入使用者的眼中。导 光装置通常设在与佩戴构件的眼镜镜片相当的位置。通过这样的导光装置，图 像从大致正面映照在使用者眼中。显示机构和导光装置连接成在使用者安装佩 戴构件时纵向并排。此种结构中，由于将显示机构设成朝佩戴构件的上部突出， 很难说设计性出色。因此，为了使头戴显示器小型化提出了各种方案。例如，为了使头戴显示器小型化，有使用自由曲面棱镜、如专利文献1 所述的头戴显示器。专利文献l的头戴显示器具有显示图像用的显示器、将 此显示器发出的光导向使用者的眼睛用的自由曲面棱镜。专利文献1:日本专利特开2001-133724号公报如果直接将专利文献1所公开的头戴显示器用于安装式HMD,将显示器和自由曲面棱镜安装在佩戴构件上，则成为显示器设在佩戴构件的边框的上部、自由曲面棱镜设在位于边框下部的眼镜镜片的前方(本说明书中，使用者佩戴佩戴构件时佩戴构件的靠近使用者的一侧称为后方，其相反侧称为前方)的结构。此种结构中，显示器和自由曲面棱镜也被连接成在使用者佩戴佩戴构件时纵向并排。因此，即使将专利文献l的头戴显示器应用于安装式HMD，显示机构在佩戴构件的上部突出设置的问题依然没有消除。此外，如果边框的上部有显示器，则在佩戴头戴显示器时，即使使用者的视线向上方移动，显示器也会落入视野，存在视野差的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而作，其目的是提供一种使安装在眼镜等的佩戴构件上的头戴显示器小型化的技术。解决上述技术问题的本专利技术的头戴显示器包括用于显示图像的显示装置和用于将显示装置显示的图像以规定倍率放大并导向使用者的眼睛的导光装置，是安装在眼镜形状的佩戴构件上使用的头戴显示器。此头戴显示器中，上述显示装置和上述导光装置被连接成在上述使用者佩戴上述佩戴构件时，从上述使用者的角度来看在横向上并排。本专利技术的头戴显示器与现有的显示器不同，使用时，显示装置和导光装置从使用者的角度来看横向并排。因此，可以解决现有的由于在纵向上并排而产生的上述问题。即，通常导光装置的图像射出位置位于使用者的眼睛附近，在佩戴构件是眼镜时，导光装置设置在眼镜的镜片位置。由于显示装置设置成在导光装置的横向上并排，因此在眼镜框架的边框的上部没有显示装置。因此能避免显示装置在佩戴构件的上部突出设置。头戴显示器使用时的这种外观的设计性出色，此外，能确保使用者的上方视野。上述显示装置例如安装在相当于上述佩戴构件的眼镜镜片的位置的中间。通过这种安装，使得显示装置设在使用者的两眼间，显示装置从使用者的视线中完全消失。显示装置既可以安装在佩戴构件的前方也可以安装在佩戴构件的后方，但 安装在佩戴构件的后方、即安装在佩戴构件上以使显示装置在上述使用者佩戴 上述佩戴构件时比上述佩戴构件更靠近上述使用者侧时，使用时能利用佩戴构 件将显示装置隐藏。由此，外观进一步美化。上述导光装置例如能使用将上述图像在内部反射规定次数后导入上述使 用者的眼中的自由曲面棱镜。使用自由曲面棱镜能容易地实现头戴显示器整体 的小型化。此外，导光装置并不局限于自由曲面棱镜，如果采用具有传导图像 的导光路和放大图像的镜片的结构，则能在保持其功能的同时进一步小型化。 导光路只要是将图像反射规定次数的构件即可。此种头戴显示器中，也可具有使上述显示装置和上述导光装置在上述佩戴 构件的上述梁和桩头(日文智；框架横侧端部的与镜腿连接的部分)之间滑 动的移动机构。通过设置移动机构，上述导光装置输出的上述图像的位置变得 可变。因此能根据使用者的眼睛位置在最合适的位置提供图像。此种上述移动机构例如可采用具有一端与上述显示装置连接的齿条部和 使用者可以操作的小齿轮部的结构。随着上述小齿轮部的旋转，上述齿条部滑 动，上述显示装置和上述导光装置滑动。此外，头戴显示器也可增设可以使上述显示装置在上述导光装置的方向上 移动的调整机构。此种结构中，通过根据使用者的视力(日文視度)将从显 示装置到导光装置的距离调整至最适合的距离，能向使用者提供视力修正后的 图像。本专利技术的其他头戴显示器具有用于显示图像的显示装置，将显示装置显 示的图像以规定的倍率放大并导入使用者的眼睛的导光装置，以及眼镜形状的 佩戴构件，上述显示装置安装在相当于上述佩戴构件的眼镜镜片的位置的中 间，上述显示装置和上述导光装置被连接成在上述使用者佩戴上述佩戴构件 时，从上述使用者的角度来看在横向上并排。附图说明图1是表示将本实施方式的头戴显示器安装到眼镜上的状态的图。 图2是头戴显示器安装到眼镜上的方法的说明图。图3是盒子的俯视图。 图4是表示盒子的内部结构的局部剖视图。 图5是移动机构的动作说明图。 图6是调整机构的详细结构图。 图7是调整机构的动作说明图。 图8是自由曲面棱镜内的导光路的说明图。 图9是从后方所见的本实施方式的头戴显示器的图。 图10a是从前方所见的在安装有本实施方式的头戴显示器的状态下的眼 镜的图。图10b是从前方所见的在安装有本实施方式的头戴显示器的状态下的眼 镜的图。图ll是本专利技术的自由曲面棱镜的变形例的结构图。 图12是本专利技术的自由曲面棱镜的变形例的结构图。具体实施例方式以下参照图详细说明本专利技术的一种理想的实施方式。 本实施方式的头戴显示器1是安装在如图1所示的眼镜框架形状的眼镜 100上使用的安装型的HMD。本实施方式中，头戴显示器1安装于眼镜100的 后方。使用时，头戴显示器1位于使用者和眼镜100之间。因此除使用者以外 很难知道头戴显示器1的存在。但是即使将头戴显示器1设置在眼镜100的前 方也不会影响本专利技术获得的效果。眼镜100采用眼镜框架101内嵌有眼镜镜片102的与通常的眼镜相同的结 构。眼镜框架101具有左右眼镜腿103、左右边框104和连接左右边框104的 梁105。左右眼镜腿103分别通过铰链与左右边框104连接，可将眼镜腿103 以与边框104平行的朝向折叠。可以通过将眼镜腿103的前端分别卡定在使用 者的双耳上或通过2条眼镜腿103夹住使用者的头部将眼镜100固定在使用者的头部。本实施方式中，由于头戴显示器1位于眼镜100的后方，因此眼镜腿103 的长度比通常的眼镜框架的眼镜腿长。此外也可使眼镜腿103的前端形成容易 卡定在使用者的耳朵上的形状，但是直线状可使使用者的使用感与头戴显示器 l的存在与否无关，不发生改变。头戴显示器1具有内置有显示器的盒子10、通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴显示器，安装在眼镜形状的佩戴构件上使用，包括：用于显示图像的显示装置、以及将显示装置显示的图像以规定倍率放大并导向使用者的眼睛的导光装置，其特征在于，　所述显示装置和所述导光装置被连接成：在使用者佩戴所述佩戴构件时，从所述使用 者的角度来看在横向上并排。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本正男，
申请(专利权)人：斯卡拉株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]