[發(fā)明專利]頭部安裝型顯示器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910167540.8
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101655605A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 武川洋
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 余 剛;吳孟秋

相關申請的交叉參考

本發(fā)明包含于2008年8月21日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請JP?2008-212684的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及戴在觀察者頭上并包括眼鏡形框架和圖像顯示裝置的頭部安裝型顯示器(HMD)。

背景技術(shù)

日本未審查專利申請公開第2006-162767號披露了一種虛像顯示裝置(圖像顯示裝置)，其中，虛像光學系統(tǒng)使觀察者能夠觀看作為放大虛像的由圖像形成設備形成的二維圖像。

圖3示出了這種圖像顯示裝置的概念圖。參照圖3，圖像顯示裝置100包括：圖像形成設備111，具有以二維矩陣形式排列的多個像素；校準光學系統(tǒng)112，用于校準從圖像形成設備111的像素發(fā)出的光；以及導光設備(光學設備)120，通過校準光學系統(tǒng)112校準的光入射在其上。入射光通過導光設備120被引導并發(fā)出。圖像生成設備110由圖像形成設備111和校準光學系統(tǒng)112構(gòu)成。導光設備120包括導光板121、第一偏轉(zhuǎn)部件130(例如，單層光反射膜)和第二偏轉(zhuǎn)部件140(例如，具有分層結(jié)構(gòu)的光反射多層膜)。入射光通過全反射在導光板121中傳播，隨后從導光板121射出。第一偏轉(zhuǎn)部件130反射在導光板121上入射的光，使得入射光在導光板121中被全反射，而第二偏轉(zhuǎn)部件140通過導光板121使通過全反射在導光板121中傳播的光發(fā)出。

此外，日本未審查專利申請公開第2007-94175號披露了一種使用全息圖衍射光柵的虛像顯示裝置(圖像顯示裝置)，其中，虛像光學系統(tǒng)使觀察者能夠觀察作為放大虛像的由圖像形成設備形成的二維圖像。

圖5A示出了這種圖像顯示裝置的概念圖。參照圖5A，圖像顯示裝置300基本上包括用于顯示圖像的圖像形成設備111、校準光學系統(tǒng)112和通過圖像形成設備111顯示的光入射至其上的導光設備(光學設備)320。入射光被導入觀察者的眼睛41。導光設備320包括導光板321以及設置在導光板321上的第一和第二衍射光柵部件330和340。第一和第二衍射光柵部件330和340中的每個都由反射型體積全息圖衍射光柵形成。從圖像形成設備111中的像素發(fā)出的光進入校準光學系統(tǒng)112，光在其中被轉(zhuǎn)換成平行光，然后平行光進入導光板321。平行光入射在導光板321的第一面322上，并從該面被射出。另一方面，第一和第二衍射光柵部件330和340被安裝在與第一面322平行的導光板321的第二面323上。

通過圖像生成設備110和導光設備120或320構(gòu)成的圖像顯示裝置被附接在眼鏡形框架上。具體地，例如，如圖14所示，兩個圖像生成設備110經(jīng)由固定部件1017固定至框架1010的前部1011的相對端(見日本未審查專利申請公開第2006-162767號的圖1)。

發(fā)明內(nèi)容

在圖14A和14B所示的狀態(tài)下，當觀察者戴上框架1010時，鏡腿部1015有時沿箭頭A的方向延伸。借此，框架1010的前部1011沿箭頭B的方向變形。如果這種現(xiàn)象出現(xiàn)，那么通過從導光設備120或320發(fā)出的光生成的圖像(虛像)的空間位置就會改變。具體地，當雙眼頭部安裝型顯示器發(fā)生這種現(xiàn)象時，左右圖像的會聚角改變。結(jié)果，對虛像的預調(diào)空間距離改變，并且使觀察者在觀察期間疲勞。即，假設左右虛像的畫面中心交叉的預調(diào)空間位置被指定為C，則由于框架1010的前部1011變形，空間位置從位置C移至位置D。因此，會聚角增大。

為了解決這個問題，可行的是增大框架1010的前部1011的剛度。但是，用這種解決手段，框架的截面面積增大，并且使用的是具有高縱向彈性模量的材料。這增大了框架的重量，破壞了設計，并且增加了成本。

期望提供一種頭部安裝型顯示器，包括眼鏡形框架和圖像顯示裝置，并且被構(gòu)成為當顯示器被戴在觀察者的頭上時引起的框架的變形不會影響通過圖像顯示裝置獲得的圖像與觀察者的眼睛之間的相對位置關系。

根據(jù)本發(fā)明實施例的頭部安裝型顯示器包括：

頭部安裝型顯示器包括：眼鏡形框架，被戴在觀察者的頭上；兩個圖像顯示裝置，分別包括被放置在觀察者眼睛外的圖像生成設備和附接至圖像生成設備并且整體上比圖像生成設備更接近觀察者的面部中心設置的導光裝置，從圖像生成設備發(fā)出的光進入導光裝置，并且從導光裝置朝向觀察者的眼睛引導和射出；以及結(jié)合部件，被配置為結(jié)合圖像生成設備，并且附接至框架在觀察者的眼睛之間的中心部分。

在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的頭部安裝型顯示器中，結(jié)合部件結(jié)合兩個導光裝置，而不結(jié)合兩個圖像生成設備。