[發明專利]頭戴顯示器

無效

• 申請號: 200780051861.0
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101675371A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 山本正男
• 申請（專利權）人: 斯卡拉株式會社
• 主分類號: G02B27/02
• 分類號: G02B27/02;H04N5/64
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬淑香

技術領域

本發明涉及一種佩戴在使用者頭部上使用的頭戴顯示器。

背景技術

佩戴在頭部等身體上使用并在使用者的眼前顯示圖像的頭戴顯示器被應用于以虛擬現實為代表的顯示圖像用的各種領域。頭戴顯示器一般形成護目鏡形狀、或大型眼鏡的框架形狀。此外，還有安裝在眼鏡的框架形狀的佩戴構件上使用的頭戴顯示器(以下稱為安裝式HMD(Head?Mount?Display)。

頭戴顯示器一般是越小型越好。特別地，頭戴顯示器佩戴于使用者的頭部時，越是不會讓使用者感到麻煩的大小和形狀，則頭戴顯示器的設計性越出色。

安裝式HMD中，即便在佩戴頭戴顯示器時，使用者也能看到頭戴顯示器的圖像以外的風景。頭戴顯示器越小型，越能確保用于看風景的視野，使用者也用得順手。

安裝式HMD中，佩戴構件的邊框的上部設有具有顯示器的顯示機構，顯示機構輸出的圖像通過以規定的倍率放大圖像的導光裝置進入使用者的眼中。導光裝置通常設在與佩戴構件的眼鏡鏡片相當的位置。通過這樣的導光裝置，圖像從大致正面映照在使用者眼中。顯示機構和導光裝置連接成在使用者安裝佩戴構件時縱向并排。此種結構中，由于將顯示機構設成朝佩戴構件的上部突出，很難說設計性出色。

因此，為了使頭戴顯示器小型化提出了各種方案。

例如，為了使頭戴顯示器小型化，有使用自由曲面棱鏡、如專利文獻1所述的頭戴顯示器。專利文獻1的頭戴顯示器具有：顯示圖像用的顯示器、將此顯示器發出的光導向使用者的眼睛用的自由曲面棱鏡。

專利文獻1：日本專利特開2001-133724號公報

如果直接將專利文獻1所公開的頭戴顯示器用于安裝式HMD，將顯示器和自由曲面棱鏡安裝在佩戴構件上，則成為顯示器設在佩戴構件的邊框的上部、自由曲面棱鏡設在位于邊框下部的眼鏡鏡片的前方(本說明書中，使用者佩戴佩戴構件時佩戴構件的靠近使用者的一側稱為后方，其相反側稱為前方)的結構。此種結構中，顯示器和自由曲面棱鏡也被連接成在使用者佩戴佩戴構件時縱向并排。

因此，即使將專利文獻1的頭戴顯示器應用于安裝式HMD，顯示機構在佩戴構件的上部突出設置的問題依然沒有消除。

此外，如果邊框的上部有顯示器，則在佩戴頭戴顯示器時，即使使用者的視線向上方移動，顯示器也會落入視野，存在視野差的問題。

發明內容

本發明為解決上述技術問題而作，其目的是提供一種使安裝在眼鏡等的佩戴構件上的頭戴顯示器小型化的技術。

解決上述技術問題的本發明的頭戴顯示器包括用于顯示圖像的顯示裝置和用于將顯示裝置顯示的圖像以規定倍率放大并導向使用者的眼睛的導光裝置，是安裝在眼鏡形狀的佩戴構件上使用的頭戴顯示器。此頭戴顯示器中，上述顯示裝置和上述導光裝置被連接成：在上述使用者佩戴上述佩戴構件時，從上述使用者的角度來看在橫向上并排。

本發明的頭戴顯示器與現有的顯示器不同，使用時，顯示裝置和導光裝置從使用者的角度來看橫向并排。因此，可以解決現有的由于在縱向上并排而產生的上述問題。即，通常導光裝置的圖像射出位置位于使用者的眼睛附近，在佩戴構件是眼鏡時，導光裝置設置在眼鏡的鏡片位置。由于顯示裝置設置成在導光裝置的橫向上并排，因此在眼鏡框架的邊框的上部沒有顯示裝置。因此能避免顯示裝置在佩戴構件的上部突出設置。頭戴顯示器使用時的這種外觀的設計性出色，此外，能確保使用者的上方視野。

上述顯示裝置例如安裝在相當于上述佩戴構件的眼鏡鏡片的位置的中間。通過這種安裝，使得顯示裝置設在使用者的兩眼間，顯示裝置從使用者的視線中完全消失。

顯示裝置既可以安裝在佩戴構件的前方也可以安裝在佩戴構件的后方，但安裝在佩戴構件的后方、即安裝在佩戴構件上以使顯示裝置在上述使用者佩戴上述佩戴構件時比上述佩戴構件更靠近上述使用者側時，使用時能利用佩戴構件將顯示裝置隱藏。由此，外觀進一步美化。

上述導光裝置例如能使用將上述圖像在內部反射規定次數后導入上述使用者的眼中的自由曲面棱鏡。使用自由曲面棱鏡能容易地實現頭戴顯示器整體的小型化。此外，導光裝置并不局限于自由曲面棱鏡，如果采用具有傳導圖像的導光路和放大圖像的鏡片的結構，則能在保持其功能的同時進一步小型化。導光路只要是將圖像反射規定次數的構件即可。

此種頭戴顯示器中，也可具有使上述顯示裝置和上述導光裝置在上述佩戴構件的上述梁和樁頭(日文：智；框架橫側端部的與鏡腿連接的部分)之間滑動的移動機構。通過設置移動機構，上述導光裝置輸出的上述圖像的位置變得可變。因此能根據使用者的眼睛位置在最合適的位置提供圖像。