[发明专利]图像显示装置

说明书

图像显示装置。图像显示装置(100)具备：图像显示部(100A、100B)，其对使用者显示图像，并且使外部光能够可视；视线方向距离检测部(71、72、73)，其检测使用者的视线方向及至位于视线方向的对象物的距离；以及显示控制部(90)，其控制图像显示部(100A、100B)的显示动作，图像显示部(100A、100B)具有改变投射的显示图像的辐辏和焦点的焦点辐辏变更部(60)，显示控制部(90)根据视线方向距离检测部(71、72、73)所检测的视线方向和至对象物的距离，控制焦点辐辏变更部(60)。

技术领域

本发明涉及将影像作为虚像呈现给观察者的图像显示装置。

背景技术

作为安装于观察者的头部的头戴式显示器(以下也称作HMD)等图像显示装置，公知使影像光与外部光重叠地可视的所谓透视型的图像显示装置。

在能够直视外界像的透视型的图像显示装置中，有时对位于使用者的视线方向的对象物显示附加的图像。由此，对对象物显示附加的图像的情况下，计算或检测使用者的视线方向的对象物的距离，根据得到的距离使显示元件内的图像或光学元件移动，由此显示使辐辏变化的图像，从而在双眼看到的情况下使附加的图像显示于与对象物相同的位置(专利文献1及2)。

如上所述在仅调整辐辏的装置中，对于显示图像，发生焦点调节距离与辐辏距离不同这样的不会在现实世界中发生的现象。在该情况下，尽管在真实图像中焦点调节距离与辐辏距离一致，由于在显示图像中这两者不一致，使用者容易产生不适感或眼睛疲劳。

专利文献1：日本特开平11-202256号公报

专利文献2：日本特开2010-139589号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像显示装置，其在对位于使用者的视线方向的对象物显示附加的图像的情况下，抑制产生不适感或疲劳。

本发明的图像显示装置具备：图像显示部，其对使用者显示图像，并且能够使外部光可视；视线方向距离检测部，其检测使用者的视线方向以及距位于视线方向上的对象物的距离；以及显示控制部，其控制图像显示部的显示动作，图像显示部具有变更投射的显示图像的辐辏和焦点的焦点辐辏变更部，显示控制部根据视线方向距离检测部所检测出的视线方向和距对象物的距离，控制焦点辐辏变更部。

在上述图像显示装置中，显示控制部根据视线方向距离检测部检测到的视线方向和距对象物的距离，控制焦点辐辏变更部，因此，对于观察者可视的外界的对象物，能够显示与对象物大致相同的辐辏且焦点状态的图像，从而能够减少不适感或疲劳。

在本发明的一个具体方面，显示控制部基于根据视线方向距离检测部检测出的视线方向和距对象物的距离得到的辐辏角，使焦点辐辏变更部调整显示图像的辐辏和焦点。通过利用辐辏角来控制焦点辐辏变更部的动作，控制变得比较简单。另外，显示图像的辐辏角如果与对象物一致，则允许焦点稍微偏离，不适感较少。

在本发明的另一个方面，焦点辐辏变更部具有使投射的显示图像的辐辏和焦点以规定的关系联动的光学部件。在该情况下，能够简单地避免焦点辐辏变更部变大。

在本发明的另一个方面，光学部件配置为关于用于对使用者显示图像的投射光学系统的投射光轴非对称，并且以屈光力发生变化的方式被驱动，伴随着屈光力的变化，使显示图像的辐辏和焦点变化。在该情况下，光学部件的屈光力变化，由此，投射光学系统的焦点变化，并且像光的行进方向变化，因此能够使显示图像的辐辏和焦点变化。

在本发明的另一个方面，光学部件具有一对透镜，一对透镜分别具有凹部和凸部，通过使一对透镜中的至少一个在与光轴交叉的横向上移动，来调整焦点和辐辏。

在本发明的另一个方面，光学部件根据含有的液体的量，使透镜形状变化。

在本发明的另一个方面，光学部件通过对两种比重不同的液体施加电场，使边界变形。