[发明专利]影像显示装置和头戴式显示器

说明书

本发明提供一种影像显示装置和头戴式显示器。通过一种在用户的视野内将影像显示为虚像的影像显示装置，该影像显示装置包括生成影像的影像生成部、对影像生成部照射光的照明部和将上述影像生成部生成的影像作为虚像投射在用户的视野内的投射部，上述投射部具备用规定的方法将生成虚像的透镜与形成了使来自影像生成部的信号光向瞳孔的方向偏折的半反射膜的棱镜一体化的棱透镜；和设置在上述棱透镜部入射面的、使来自影像生成部的信号光的规定区域的光透过的开口限制单元，由此能够提供一种在视线移动时也能够辨认高品质的影像、并且具有透视功能的便利性良好的头戴式显示器。

技术领域

本发明涉及使用影像显示装置在用户的视野中显示影像的头戴式显示器。

背景技术

关于用护目镜型和眼镜型的头戴式显示器显示规定的信息的、所谓可穿戴的信息显示装置的光学系统结构，提出了各种方案。

例如，日本特开2006-3879号公报中，记载了涉及具有环视(see-around)以及透视(see-through)机构并且小型、轻量、外界视野大、低耗电且电子像的亮度高、易于使用的头部佩戴型图像显示装置的方法。

发明内容

对于作为可穿戴设备的头戴式显示器，设想在佩戴的状态下进行日常生活和维护检修等作业。从而，为了使头戴式显示器不会遮挡用户的视野，需要高透视功能、且在作业中视线移动时也能够辨认的高品质的头戴式显示器的影像。

进而，在上述透视功能之外，用于实现长时间驱动的低耗电、用于提高便携性和佩戴性的小型化对于提高用户的便利性是重要的。

例如，日本特开2006-3879号公报中，记载了使构成目镜窗保持部的部件对用户的视轴方向的投影截面的宽度为4mm以下，使该目镜窗保持部件比人的平均瞳孔直径(4mm)更细，从而即使将装置配置在视野内也不会完全遮挡视野，可以得到透视效果。

但是，使对用户的视轴方向的投影截面的宽度与瞳孔直径相同为4mm时，瞳孔因视线移动而移动时，信号光不对瞳孔入射，存在对视野中投射的影像不可见或一部分发生缺失的课题。

本发明鉴于这些课题，目的在于提供一种在头戴式显示器的影像投射光学系统中，在视线移动时也能够辨认高品质的影像，并且小型且具有高透视性能的头戴式显示器。

上述目的例如能够用要求保护的范围中记载的结构达成。本发明包括解决上述课题的多种方案，举其一例，是一种在用户的视野内显示影像的影像显示装置，其包括：生成影像的影像生成部；对影像生成部照射光的照明部；和将所述影像生成部中生成的影像作为虚像投射在用户的视野内的投射部；所述投射部包括：棱透镜，其由形成了使来自影像生成部的信号光向瞳孔的方向偏折的半反射膜的棱镜和生成虚像的透镜一体化而成；和使所述信号光的规定区域的光透过的开口限制单元。

根据本发明，能够提供一种在头戴式显示器的影像投射光学系统中，在视线移动时也能够辨认高品质的影像，并且小型且具有高透视性能的便利性良好的头戴式显示器。

附图说明

图1是表示本发明中的头戴式显示器的形态的概要图。

图2A、2B是影像显示单元的简图。

图3A、2B是设置了开口限制单元的影像显示装置的一例的简图。

图4是设置了开口限制单元的影像显示装置和从画面端出射的光线的简图。

图5是设置了开口限制单元的影像显示装置和从画面端出射的光线的简图。

图6是使用了棱透镜的影像显示装置的概要图。

图7是使开口限制单元与棱透镜一体化的情况下的影像显示装置的概要图。

图8是使透镜与立方棱镜透明接合构成的棱透镜的影像显示装置的概要图。