影像投射装置、头戴式显示器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种影像投射显示装置以及使用了影像投射装置的头戴式显示器。具备：影像生成部(211)，其生成影像；投射部(213)，其向眼睛导入通过该影像生成部生成的影像；以及支持部(212)，其连接该投射部与上述影像生成部，上述投射部具有通过该投射部生成的影像在30cm至3m的范围的距离Lobj处最容易视觉辨认的透镜功能，当将人的瞳孔的宽度设为Hp，将上述投射部和上述支持部的除了部分突起的最大宽度设为Hd，将从上述投射部的上述影像侧观察时上述Hd最宽的离眼睛的距离设为Ld时，满足Hp/Lobj＞Hd/(Lobj－Ld)，由此实现了高分辨率、小型轻量、节电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种向眼睛投射影像的影像投射装置以及使用该影像投射装置的头戴式显示器。
技术介绍
在投射光学系统中，作为具有透视功能的装置提出了专利文献1等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-3879号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为下一代可穿戴设备的头戴式显示器，期待在视场的一部分始终得到因特网上的网络信息。为了在视场的一部分始终显示影像，重要的是节电以及扩大影像以外的视场。例如，在专利文献1中记载了如下方面：向使用者的眼睛出射时具有目镜窗保持部，将向使用者的视轴方向的投影断面的宽度设为与瞳径相同的4mm，此外，构成目镜窗保持部的部件在10mm以上的范围内将向视轴方向的投影断面的宽度同样设为4mm以下，从而具有透视功能，此外，使用使光轴向使用者眼睛方向弯曲的全反射的光学元件高效地有助于节电。如以下例子等所示，人改变要注视的对焦点：在看通常风景等情况下，对焦在比10m远的远方，步行时对焦在大致2～10m前，对话时对焦在离开1m左右的距离的对方，阅读杂志等时对焦在离开50cm左右。眼睛无法同时对焦在远方和近旁。也就是说，在头戴式显示器中，优选当人观看远方时影像也位于远方，相反，当观看近旁时影像也位于近旁。在专利文献1中，若设为与目镜窗部的瞳径相同的投影断面，则具有透视功能。虽然在观看无限远方的情况下具有透视功能，但观看小于5m时，物体r>的一部分被遮挡，失去透视功能。本专利技术的目的是提供一种在远近双方具有透视功能，实现节电和广视场，此外，能够在远近处都能视觉辨认影像和视场的影像投射装置、头戴式显示器。用于解决课题的手段作为一例，可以通过权利要求书所记载的专利技术实现上述目的。专利技术效果可在远近双方识别影像，能够实现节电和广视场的头戴式显示器。附图说明图1是表示实施例1的影像投射装置1的概要图。图2是说明透视功能的图。图3是说明透视功能的计算结果。图4是表示影像的样子的图。图5是说明分辨率的图。图6是说明视野的图。图7是表示实施例2的影像投射装置301的概要图。图8是表示实施例3的影像投射装置351的概要图。图9是表示实施例4的影像投射装置41的概要图。图10是表示实施例5的影像投射装置51的概要图。图11是表示实施例6的影像投射装置61的概要图。图12是说明实施例6的重影防止功能的概要图。图13是表示实施例7的影像投射装置81的概要图。图14是表示实施例8的影像投射装置91的概要图。图15是表示实施例9的影像投射装置101的概要图。图16是表示实施例10的影像投射装置111的概要图。图17是表示实施例11的影像投射装置121的概要图。图18是表示实施例12的头戴式显示器131的说明图。图19是表示实施例12的头戴式显示器131的系统结构的概要图。具体实施方式以下，根据图示的实施例说明用于实施本专利技术的方式，但并不由此限定本专利技术。实施例1使用附图说明本专利技术的实施例1。在此，对影像投射装置1进行说明。图1是表示影像投射装置1的概要图，图中(A)是从眼侧观察到的侧视图，(B)是从眼睛上方观察到的俯视图。(A)的纸面上方是相当于眼睛上方的方向。影像投射装置1由生成影像的影像生成部211、将影像导入眼睛的投射部213、连接影像生成部211和投射部213的支持部212构成。在影像生成部211中有生成影像的影像生成元件7。在此，假定影像生成元件7为每个像素具有红、蓝、绿的彩色滤光片(colorfilter)的液晶元件。这样的具有彩色滤光片的液晶元件为一般的设备，因此省略说明。在影像生成元件7中具备光源8。在此，假定光源8为具有比影像生成元件7的生成影像的区域大的发光面的白色背光灯LED。这样的白色背光灯LED也为一般的设备，因此省略说明。影像生成部211具有防止灰尘、水滴等从外部进入的保护元件6。保护元件6为光学透明的平板，为了减少效率损失，优选在从红到蓝的区域(波长430nm～670nm的范围)形成防反射膜。此外，该防反射膜假定在屋外使用而想办法逆反射波长430nm以下的光，由此能够通过UV光来抑制影像生成部211内部的劣化。在影像生成部211中，光源8发出的光通过影像生成元件7来生成影像，该影像以保护元件6为出射面而出射。此外，在影像生成部211中配备有拍摄元件9，也能够将外部拍摄为影像。在此假定拍摄元件9为小型的照相机。能够将通过拍摄元件9拍摄的影像灵活运用于，例如通过面部识别处理等来确定人，与生成该人的信息的影像关联起来等。通过影像生成部211生成的影像经由空气向投射部213传播。投射部213具有透镜部3和全反射面4。透镜部3相当于通过影像生成部211生成的影像入射的入射部。箭头10图示出用眼睛看的方向。透镜部3是所谓的焦距F的透镜，通过使影像生成元件7与透镜部3的距离比焦距F近，能够使投射到眼睛的影像虚像化。可以根据透镜部3的焦距F、影像生成元件7与透镜部3的光学距离A，通过数学式1所示的一般的透镜公式来概算眼睛与虚像的位置Li。另外，因为是虚像，因此眼睛与虚像的距离的符号为负。(数学式1)1/F＝1/A+1/Li假定全反射面4为通常的反射镜，具有改变在透镜部3前进的影像的前进方向而向眼睛投射的功能。在投射部213设置上壁295和侧壁296，并在此固定透镜部3和全反射部4。此外，透镜部3、全反射部4、保护元件6优选实施硬化涂层以使灰尘、水滴、手油不附着并固定。支持部212是连接影像生成部211和投射部213的机构，避开投射部213和影像生成部211之间的影像传播区域地由支持机构2和支持机构5构成。支持机构2是支持侧面的机构，支持机构5是连接投射部213的入射部与影像生成部211的出射部的上侧的结构。在用眼睛看时，与投射部213相比，支持机构2的宽度Hs更窄。这是为了改善后述的透视功能。支持部212将用眼观察的方向的距离Ls设定为比Hs大即可。不是简单地使宽度Hs变窄，而是将Ls设为比Hs大，从而例如能够通过树脂成型品来确保必要的强度。从设计观点看，在想要使Ls也变小的情况下，例如可以使用金属或使用插入金属的树脂成型等。支持机构5与支持机构2连接从而有助于提高强度。若外光进入到影像生成元件7，则通过影像生成元件7反射并作为不需要的光映入到眼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向眼睛投射影像的影像投射装置，其特征在于，该影像投射显示装置具备：影像生成部，其生成影像；投射部，其向眼睛导入通过该影像生成部生成的影像；以及支持部，其连接该投射部与上述影像生成部，上述投射部具有通过该投射部生成的影像在30cm至3m的范围的距离Lobj处最容易视觉辨认的透镜功能，当将人的瞳孔的宽度设为Hp，将上述投射部和上述支持部的除了部分突起的最大宽度设为Hd，将从上述投射部的上述影像侧观察时上述Hh最宽的离眼睛的距离设为Ld时，满足Hp/Lobj＞Hd/(Lobj－Ld)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.20 JP 2014-0074331.一种向眼睛投射影像的影像投射装置，其特征在于，该影像投射显示装
置具备：
影像生成部，其生成影像；
投射部，其向眼睛导入通过该影像生成部生成的影像；以及
支持部，其连接该投射部与上述影像生成部，
上述投射部具有通过该投射部生成的影像在30cm至3m的范围的距离
Lobj处最容易视觉辨认的透镜功能，
当将人的瞳孔的宽度设为Hp，将上述投射部和上述支持部的除了部分突
起的最大宽度设为Hd，将从上述投射部的上述影像侧观察时上述Hh最宽的
离眼睛的距离设为Ld时，满足Hp/Lobj＞Hd/(Lobj－Ld)。
2.根据权利要求1所述的影像投射装置，其特征在于，
上述影像生成部具备出射所生成的影像的出射部，
上述投射部具备入射从上述影像生成部出射的影像的入射部，
上述影像生成部的上述出射部与上述投射部的上述入射部之间通过空气
传输影像。
3.根据权利要求2所述的影像投射装置，其特征在于，
上述支持部的宽度小于上述投射部的宽度。
4.根据权利要求3所述的影像投射装置，其特征在于，
将上述影像生成部配置在从眼睛的瞳孔中心观察正前方时的±35度的范

【专利技术属性】
技术研发人员：川村友人，大内敏，濑尾欣穗，中村俊辉，斋藤英直，木谷健治，冈本吉雄，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP