[发明专利]头戴式显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及头戴式显示装置，所述头戴式显示装置被戴在观察者的头上并且显示图像(虚拟图像)。

背景技术

目前，提出了虚拟图像显示设备，所述虚拟图像显示设备使得用户能够通过虚拟图像光学系统将通过图像产生设备所形成的二维图形作为放大的虚拟图像来进行观察(参见例如日本未审查专利申请公开No.2006-162767)。

此外，为了观察者通过虚拟图像光学系统将通过图像产生设备所形成的二维图形观察作为放大的虚拟图像，还提出了使用全息衍射光栅的头戴式图像显示设备(参见例如日本未审查专利申请公开No.2007-94175)。

图14示出了观察者戴着眼镜型图像显示设备90的状态。左侧是正视图，右侧是俯视图。图像显示设备90包括显示图像的左侧和右侧图像产生设备1100L和1100R、与左侧和右侧光导(光学设备)1200L和1200R，所述左侧和右侧光导1200L和1200R接收显示在图像产生设备1100L和1100R上的光并将光引导至观察者的瞳孔41L和41R。由图像产生设备1100L和1100R与光导1200L和1200R所组成的图像显示设备90连接到眼镜型框架1010。观察者将从框架1010的端部延伸出来的眼镜腿戴在两个耳朵上，从而将图像显示设备90戴在观察者的头上。

发明内容

但是，如图14的右侧所示，当观察者戴着图像显示设备90时，眼镜腿1015在箭头A的方向上向外弯曲，因此，框架1010的前部1010a在箭头B的方向上变形。当产生该现象时，由从光导1200L和1200R输出的光束所产生的图像(虚拟图像)的空间位置产生改变。具体来说，在眼镜型头戴式显示装置的情况下，由于该现象，左侧和右侧图像的会聚角改变。结果，到预先调整的虚拟图像的空间距离产生不匹配，引起观察者在观察图像时感觉疲劳。具体来说，如图14的右侧所示，当预先调整的左侧和右侧虚拟图像的屏幕中心彼此交叉的空间位置是点C时，由于框架1010的前部1010a的变形，作为左侧和右侧虚拟图像的屏幕中心的交叉点的空间位置移动到点D，导致会聚角增大。

一种克服上述问题的方法是增强前部1010a的强度。但是，该方法导致框架1010的截面积增大并且需要使用具有高杨氏模量的材料，这会引起框架1010的重量增大、设计变差和成本增加。

此外，当在光导1200L和1200R的全反射平面上存在瑕疵或污物时，在引导显示图像光束时部分的产生方向的缺失或偏差，产生待观察图像变暗或分辨率下降之类的质量降低。

针对上述情况，期望提供头戴式显示装置，所述头戴式显示装置根据光学模块所获得的图像和观察者的瞳孔之间的相对位置关系，通过使在戴在观察者的头上时产生的框架变形的影响降到最低，来显示高质量和设计的图像。

根据本发明的实施例，提供了头戴式显示装置，其包括用以戴在观察者头上的眼镜型框架；两个光学模块，其包括两个图像产生设备和两个光导，所述两个光导具有两个导光板，所述两个导光板与所述两个图像产生设备一对一连接并且整体上放置成比所述图像产生设备更靠近观察者的脸的中心，所述两个光导引导从所述图像产生设备输出的光束并向观察者的瞳孔输出所述光束；和支承所述两个光导的光学板，其中所述光学板连接到所述框架的中心部分。

如上所述，如果通过图14中所示的整个框架来支承两个图像产生设备，则眼镜腿1015在箭头A的方向上向外弯曲，框架1010的前部1010a在箭头B的方向上变形。由于该变形，尽管将左侧和右侧虚拟图像的屏幕中心彼此交叉的空间位置预先调整到点C，但是实际空间位置移动到点D，导致会聚角增大并降低图像质量。

但是，根据上述结构，光学板连接到框架的中心部分，处于支承连接到两个图像产生设备的两个导光板的状态。两个图像产生设备与两个导光板一对一连接，整体上，所述两个导光板放置成比图像产生设备更接近观察者的脸的中心。因此，图像产生设备布置成当戴着时在观察者的脸的外部对称。两个图像产生设备通过支承两个导光板的光学板连接到框架的中心部分。因此，放置在两个导光板的两端的图像产生设备仅被支承在框架的中心部分处。