[發明專利]虛像顯示裝置

在審

• 申請號: 201310142270.1
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103376553A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 高木將行;戶谷貴洋;武田高司;小松朗;宮尾敏明
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 陳海紅;段承恩

技術領域

本發明涉及在頭部佩戴使用的頭戴式顯示器等虛像顯示裝置。

背景技術

近年來，作為如頭戴式顯示器那樣能夠形成以及觀察虛像的虛像顯示裝置，提出了各種各樣的將來自于顯示元件的圖像光導入觀察者即佩戴者的瞳孔的類型的裝置，提出了例如為了使形成虛像的圖像光與來自于外界的光即外界光重疊而設為透視的裝置（參照專利文獻1）。

頭戴式顯示器顯示的投影圖像跟著佩戴者一起動。例如在上述那樣的透視的情況下，如果在佩戴期間由于頭動了等而使佩戴者的視線方向改變，則此前能看到的由外界光形成的外界像由于一部分從視場脫離而看不到而變化，另一方面，由圖像光形成的虛像配合佩戴者的移動而移動，所以不會從佩戴者的視場脫離地跟著動。這樣圖像總是配合佩戴者的移動而跟著動的狀況，有時會使佩戴者產生嚴重的不適感。進而，對于有的佩戴者可能會出現暈車等那樣的癥狀。此外，就如頭戴式顯示器那樣在頭部佩戴的狀態下觀察圖像的裝置中，在圖像的觀察期間中佩戴者的頭（頭部）會動即佩戴者的姿勢會變化，這是不可避免的。另外，伴隨這樣的移動的不適感，即使在不透視的遮擋視場型的頭戴式顯示器中也會產生。

【專利文獻1】日本特開2012－3040號公報

發明內容

本發明的目的在于提供能夠與佩戴者的姿勢的變化相應地進行畫面位置的調整、以緩和由佩戴者接受的虛像顯示導致的不適感的虛像顯示裝置。

為了達成上述目的，本發明的虛像顯示裝置具備：（a）形成基于圖像光的虛像的虛像形成部；（b）對觀察虛像的佩戴者的頭部姿勢的變化進行檢測的姿勢信息檢測部；和（C）畫面位置調整機構，其基于姿勢信息檢測部中的檢測結果，調整基于在虛像形成部形成的虛像的圖像的畫面位置，以使其向與佩戴者的姿勢變化的方向相反的方向變化。這里，關于應該變為虛像的圖像的畫面，例如設為處于對佩戴者而言的正面的畫面，將沿與該正面垂直的方向延伸且通過佩戴者眼睛的中心的軸上的位置，作為圖像的畫面位置的中心位置的基準。

在上述虛像顯示裝置中，能夠在姿勢信息檢測部中對佩戴者姿勢的變化進行檢測，通過畫面位置調整機構進行校正控制即逆校正控制：基于姿勢信息檢測部的檢測結果使畫面的位置變化，以使影像與佩戴者的移動相反地移動。由此，即使佩戴者移動，圖像也不會跟著佩戴者動而動，能夠使圖像看起來如同停留在那個位置一樣，所以即使佩戴者動，也能夠緩和由于該動而造成的不適感。

本發明的具體的側面中，（a）虛像形成部具有：（a1）對來自于光源的照明光進行調制以形成圖像光的光調制元件；（a2）對來自于光調制元件的圖像光進行投射的投射光學系統；和（a3）導向并射出來自于投射光學系統的圖像光以形成基于圖像光的虛像的導光裝置，（b）畫面位置調整機構為對光調制元件、投射光學系統以及導光裝置中的至少任一個的驅動進行控制的移動控制機構。該情況下，畫面位置調整機構作為移動控制機構能夠進行控制：通過使光調制元件、投射光學系統以及導光裝置中的任一個移動，使畫面的位置變化。

本發明的另一側面中，畫面位置調整機構為在與導光裝置的光入射面平行的面內，使光調制元件相對于導光裝置相對地移動的移動控制機構。該情況下，作為使光調制元件相對于導光裝置移動的結果，能夠對畫面的位置進行調整。

本發明的另外其他的側面中，畫面位置調整機構為在與導光裝置的光入射面平行的面內，使投射光學系統相對于導光裝置相對移動的移動控制機構。該情況下，作為使投射光學系統相對于導光裝置移動的結果，能夠對畫面的位置進行調整。

本發明的另外其他的側面中，畫面位置調整機構是使光調制元件和投射光學系統一體地旋轉移動、使投射光學系統的投射光軸相對于導光裝置的光入射面傾斜的移動控制機構。該情況下，通過對投射光學系統的投射光軸的方向進行調整，能夠對所形成的畫面的位置進行調整。

本發明的另外其他的側面中，畫面位置調整機構是對光調制元件的調制工作進行控制的調制控制機構。該情況下，能夠對調制工作進行控制以調整畫面的位置。

本發明的另外其他的側面中，畫面位置調整機構為使虛像形成部整體旋轉移動的移動控制機構。該情況下，通過移動虛像形成部整體，能夠調整畫面的位置。