[發(fā)明專利]眼鏡型圖像顯示裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010278579.X
• 申請(qǐng)日: 2010-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102023383A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉原良平;龍?zhí)锍墒?/a>;井場(chǎng)陽(yáng)一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧林巴斯株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;呂俊剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及眼鏡型圖像顯示裝置。

背景技術(shù)

通常，建議將例如包括保持于眼鏡的鏡腿(temple)側(cè)的圖像輸出單元和被保持為鄰近眼鏡鏡片的目鏡光學(xué)單元的裝置作為眼鏡型圖像顯示裝置。這種眼鏡型圖像顯示裝置被構(gòu)造為使得從圖像輸出單元輸出的要顯示的電子圖像的圖像光通過(guò)目鏡光學(xué)單元入射到觀看者的眼球上，由此觀看者可以看到圖像。在這種眼鏡型圖像顯示裝置中，通常將電子圖像和透過(guò)眼鏡鏡片的背景圖像進(jìn)行疊加并顯示在眼球上，因此觀看者可以在他/她的視野中看到作為半透明圖像的電子圖像(即，“透視圖像(see-through?image)”)。

作為實(shí)現(xiàn)透視圖像的方法，已知的是針對(duì)目鏡光學(xué)單元使用半反射鏡(halfmirror)和透鏡或凹面鏡的裝置，以及具有設(shè)置在眼鏡鏡片上的全息光學(xué)元件的裝置(例如參見(jiàn)JP2006209144(A))。

但是，當(dāng)按照透視方式顯示電子圖像時(shí)，如果環(huán)境太明亮，則背景圖像的圖像光強(qiáng)度會(huì)太高，而電子圖像的光強(qiáng)度會(huì)受到它的影響而使得難以觀看。因此，如果為了提高可見(jiàn)度而增加電子圖像的亮度，則需要比正常亮度大10倍的亮度。因此消耗了更多電力，這在經(jīng)濟(jì)上是效率低的。因此，在這樣的環(huán)境中，建議降低疊加在電子圖像上的背景圖像的透射性，換言之，降低透視的程度，以提供容易看到的圖像。

例如，建議一種具有電切換裝置(參見(jiàn)例如JP2830291(B2))或具有機(jī)械機(jī)構(gòu)的眼鏡型圖像顯示裝置，該電切換裝置采用液晶快門作為用于在透視與非透視之間切換的裝置，借助所述機(jī)械機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)環(huán)境亮度來(lái)安裝或卸下由作為透明材料和有色材料的混合物的材料制成的遮光構(gòu)件，從而調(diào)節(jié)背景光(例如參見(jiàn)JP2001166703(A))。

發(fā)明內(nèi)容

但是，當(dāng)使用液晶快門作為電切換裝置時(shí)，液晶快門需要的構(gòu)件的成本高。另外，需要用于控制切換的控制結(jié)構(gòu)，這增加了裝置的尺寸。此外，對(duì)于采用遮光構(gòu)件的機(jī)械機(jī)構(gòu)裝置，觀看者需要根據(jù)情況來(lái)安裝或卸下該裝置。另外，如果安裝遮光構(gòu)件，則在寬的范圍上阻擋了外部視野。

根據(jù)以上內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種眼鏡型圖像顯示裝置，其能夠根據(jù)環(huán)境亮度容易地在透視顯示與非透視顯示之間切換，而不使用電氣機(jī)構(gòu)或機(jī)械機(jī)構(gòu)。

實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第一方面是一種眼鏡型圖像顯示裝置，該眼鏡型圖像顯示裝置包括：

圖像輸出單元，其用于輸出待顯示的圖像的圖像光；和

反射單元，其設(shè)置在觀看者的至少一個(gè)眼球的視野中，該反射單元適于朝向觀看者的眼球反射從圖像輸出單元輸出的圖像光，使得觀看者可以看到所述圖像的虛像，其中反射單元在到眼球的圖像光的輸出方向上的投影截面的寬度的最小值小于人的暗適應(yīng)(dark-adapt)瞳孔直徑并且大于人的亮適應(yīng)(light-adapt)瞳孔直徑。

本發(fā)明的第二方面在于根據(jù)第一方面的眼鏡型圖像顯示裝置，其中反射單元在圖像光的輸出方向上的投影截面的寬度的最小值不大于3.8mm但不小于1mm。

本發(fā)明的第三方面在于根據(jù)第一方面的眼鏡型圖像顯示裝置，其中反射單元在圖像光的輸出方向上的投影截面的寬度h滿足以下方程：

w·d/f+1mm≤h，

其中w是從觀看者的瞳孔位置到反射單元的中心點(diǎn)的距離，f是為了在觀看者的眼球中形成虛像而提供的投影透鏡的焦距，并且d是圖像輸出單元的圖像顯示元件的對(duì)應(yīng)于投影截面的寬度方向的寬度。

應(yīng)該注意，在本說(shuō)明書(shū)中，“暗適應(yīng)”被定義為人眼適應(yīng)非常黑暗的環(huán)境中的黑暗的狀態(tài)，并且“亮適應(yīng)”被定義為人眼適應(yīng)非常明亮的環(huán)境中的光亮的狀態(tài)。人的暗適應(yīng)瞳孔直徑為大約7mm，并且人的亮適應(yīng)瞳孔直徑為大約1mm。應(yīng)該注意，人的瞳孔直徑根據(jù)環(huán)境的亮度從1mm到7mm變化，并且平均瞳孔直徑在正常環(huán)境中為4mm。

根據(jù)本發(fā)明，反射單元在到眼球的圖像光的輸出方向上的投影截面的寬度的最小值小于暗適應(yīng)瞳孔直徑并且大于亮適應(yīng)瞳孔直徑，并且因此可以根據(jù)環(huán)境亮度容易地切換透視顯示與非透視顯示，而不使用電氣機(jī)構(gòu)或機(jī)械機(jī)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性例示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的眼鏡型圖像顯示裝置的主要部件的局部配置圖；

圖2是例示用于實(shí)施本發(fā)明的反射單元的示例的圖；

圖3是當(dāng)觀看者佩戴圖1的眼鏡型圖像顯示裝置時(shí)觀看者的右眼側(cè)的正視圖；

圖4(a)是例示根據(jù)正常環(huán)境中的瞳孔直徑的變化而在透視顯示與非透視顯示之間切換的原理圖；

圖4(b)是例示根據(jù)非常明亮的環(huán)境中瞳孔直徑的變化而在透視顯示與非透視顯示之間切換的原理圖；