头部安装型显示器制造技术

本发明专利技术公开了一种头部安装型显示器，其包括：眼镜形框架，被戴在观察者的头上；两个图像显示装置，分别包括被放置在观察者的眼睛外的图像生成设备以及附接至图像生成设备并整体上比图像生成设备更接近观察者的面部中心设置的导光设备，从图像生成设备发出的光进入导光设备，并且从导光设备被引导并射向观察者的眼睛；以及结合部件，用于结合图像生成设备，并且附接至框架在观察者的眼睛之间的中心部分。通过本发明专利技术，由于没有增加框架的前部的刚性，所以框架的重量不会增大，设计不会被破坏，并且成本也不增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及戴在观察者头上并包括眼镜形框架和图像显示装置的头部安装型显示器(HMD)。
技术介绍
日本未审查专利申请公开第2006-162767号披露了一种虚像显示装置(图像显示装置)，其中，虚像光学系统使观察者能够观看作为放大虚像的由图像形成设备形成的二维图像。图3示出了这种图像显示装置的概念图。参照图3，图像显示装置100包括图像形成设备111，具有以二维矩阵形式排列的多个像素；校准光学系统112，用于校准从图像形成设备111的像素发出的光；以及导光设备(光学设备)120，通过校准光学系统112校准的光入射在其上。入射光通过导光设备120被引导并发出。图像生成设备110由图像形成设备111和校准光学系统112构成。导光设备120包括导光板121、第一偏转部件130 (例如，单层光反射膜)和第二偏转部件140(例如，具有分层结构的光反射多层膜)。入射光通过全反射在导光板121中传播，随后从导光板121射出。第一偏转部件130反射在导光板121上入射的光，使得入射光在导光板121中被全反射，而第二偏转部件140通过导光板 121使通过全反射在导光板121中传播的光发出。此外，日本未审查专利申请公开第2007-94175号披露了一种使用全息图衍射光栅的虚像显示装置(图像显示装置)，其中，虚像光学系统使观察者能够观察作为放大虚像的由图像形成设备形成的二维图像。图5A示出了这种图像显示装置的概念图。参照图5A，图像显示装置300基本上包括用于显示图像的图像形成设备111、校准光学系统112和通过图像形成设备111显示的光入射至其上的导光设备(光学设备)320。入射光被导入观察者的眼睛41。导光设备320包括导光板321以及设置在导光板321上的第一和第二衍射光栅部件330和340。第一和第二衍射光栅部件330和340中的每个都由反射型体积全息图衍射光栅形成。从图像形成设备111中的像素发出的光进入校准光学系统112，光在其中被转换成平行光，然后平行光进入导光板321。平行光入射在导光板321的第一面322上，并从该面被射出。另一方面，第一和第二衍射光栅部件330和340被安装在与第一面322平行的导光板321的第二面323 上。通过图像生成设备110和导光设备120或320构成的图像显示装置被附接在眼镜形框架上。具体地，例如，如图14所示，两个图像生成设备110经由固定部件1017固定至框架1010的前部1011的相对端(见日本未审查专利申请公开第2006-162767号的图1)。在图14A和14B所示的状态下，当观察者戴上框架1010时，镜腿部1015有时沿箭头A的方向延伸。借此，框架1010的前部1011沿箭头B的方向变形。如果这种现象出现， 那么通过从导光设备120或320发出的光生成的图像(虚像)的空间位置就会改变。具体地，当双眼头部安装型显示器发生这种现象时，左右图像的会聚角改变。结果，对虚像的预调空间距离改变，并且使观察者在观察期间疲劳。即，假设左右虚像的画面中心交叉的预调空间位置被指定为C，则由于框架1010的前部1011变形，空间位置从位置C移至位置D。因此，会聚角增大。为了解决这个问题，可行的是增大框架1010的前部1011的刚度。但是，用这种解决手段，框架的截面面积增大，并且使用的是具有高纵向弹性模量的材料。这增大了框架的重量，破坏了设计，并且增加了成本。
技术实现思路
期望提供一种头部安装型显示器，包括眼镜形框架和图像显示装置，并且被构成为当显示器被戴在观察者的头上时引起的框架的变形不会影响通过图像显示装置获得的图像与观察者的眼睛之间的相对位置关系。根据本专利技术实施例的头部安装型显示器包括头部安装型显示器包括眼镜形框架，被戴在观察者的头上；两个图像显示装置， 分别包括被放置在观察者眼睛外的图像生成设备和附接至图像生成设备并且整体上比图像生成设备更接近观察者的面部中心设置的导光装置，从图像生成设备发出的光进入导光装置，并且从导光装置朝向观察者的眼睛引导和射出；以及结合部件，被配置为结合图像生成设备，并且附接至框架在观察者的眼睛之间的中心部分。在根据本专利技术的另一个实施例的头部安装型显示器中，结合部件结合两个导光装置，而不结合两个图像生成设备。在实施例的头部安装型显示器中，两个导光装置有时被组合成一个。在本实施例的头部安装型显示器中，两个导光装置有时也被组合成一个。在这种情况下，结合部件附接至组合的导光装置。这种情况也包括在结合部件结合两个导光装置的实施例中。在根据实施例的头部安装型显示器中，结合部件结合了两个图像生成设备或导光装置。结合部件附接至框架在观察者的两个眼睛之间的中心部分。此外，在观察者的眼睛外设置图像生成设备。换句话说，图像生成设备没有直接附接至框架。因此，当观察者将框架戴在头上时，即使镜腿部向外延伸并且框架因此变形，变形也不会引起图像生成设备或导光装置的偏移。即使出现偏移，也是可忽略的。鉴于此，能够可靠地防止左右图像的会聚角发生改变。另外，由于没有增加框架的前部的刚性，所以框架的重量不增大，设计没有被破坏，并且成本没有增加。附图说明图IA和图IB是分别示出了根据实施例1的头部安装型显示器的示意性前视图和示意性顶视图2是示出了实施例1的头部安装型显示器被戴在观察者头部的状态的顶视图 (仅示出了图像显示装置，而未示出框架)；图3是示出了在实施例1的头部安装型显示器中的图像显示装置的概念图；图4是示出了在根据实施例2的头部安装型显示器中的图像显示装置的概念图；图5A是示出了在根据实施例3的头部安装型显示器中的图像显示装置的概念图， 以及图5B是示出了反射型体积全息图衍射光栅的一部分的放大示意性截面图；图6是示出了在根据实施例4的头部安装型显示器的图像显示装置的概念图；图7A和图7B是分别示出了根据实施例5的头部安装型显示器的示意性前视图和示意性顶视图；图8A和图8B是分别示出了根据实施例6的头部安装型显示器的示意性前视图和示意性顶视图；图9是示出了适用于实施例1、3、5或6的图像形成设备的修改的概念图；图10是示出了适用于实施例1、3、5或6的图像形成设备的另一修改的概念图；图11是示出了适用于实施例1、3、5或6的图像形成设备的进一步修改的概念图；图12是示出了适用于实施例1、3、5或6的图像形成设备的进一步修改的概念图；图13是示出了适用于实施例1、3、5或6的图像形成设备的进一步修改的概念图； 以及图14A和图14B是示出了相关技术的图像显示装置附接至眼镜的框架的状态的示意图。具体实施例方式下面，将参照附图详细描述本专利技术的实施例。优选地，根据本专利技术实施例的头部安装型显示器满足条件 0.01 XL 彡 α 彡 0. 30XL(优选地，0. 05XL 彡 α 彡 0. 25XL)、0. 35XL 彡 β 彡 0. 65XL(优选地，0.45XL彡β ^ 0. 55XL)以及0.70XL彡γ彡0.99XL(优选地 0.75XLS y S0.95XL)，其中，α表示在一个图像生成设备的安装中心与框架的一端(终端片)之间的距离，β表示结合部件的中心与框架的一端(终端片)之间的距离，Y表示另一个图像生成设备的安装中心与框架的一端(终端片)之间的距离，以及L表示框架的长度。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：武川洋，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：