[发明专利]头部安装型显示器

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2008年8月21日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2008-212684的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明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)。

背景技术

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)。

发明内容

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。

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。

根据本发明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。

在根据本发明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。