头戴式显示器的制造方法

文档序号:2704732阅读:268来源:国知局
头戴式显示器的制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种具有将通过安装在头戴式显示器的拍摄部正在拍摄的事情通知给周围的功能的头戴式显示器。该头戴式显示器的特征在于,具备使根据图像信号被调制的信号光扫描的扫描部(42)、和入射来自上述扫描部(42)的上述信号光且针对可见光具有透过性的显示部(6),上述显示部(6)具有将来自上述扫描部(42)的上述信号光的一部分反射的半透半反镜区域(510)、和具有比上述半透半反镜区域(510)的可见光的透过率高的透过率的透过区域(520),具备基于使用条件,使上述信号光在包含上述透过区域(520)的区域扫描的控制部(33)。
【专利说明】头戴式显示器【技术领域】
[0001]本发明涉及头戴式显示器。
【背景技术】
[0002]以往,例如,已知具备了通过扫描部扫描光来显示图像的图像显示装置的头戴式显示器(以下,称为“HMD”)。(例如,参照专利文献I。)
[0003]专利文献1:日本特开2011 - 76503号公报
[0004]然而,上述的HMD存在没有从观察者对被观察者进行意思显示的功能这样的课题。作为意思显示的一个例子,列举了身体不适等。具体而言,存在观察者是身体不方便的人时,不能够对被观察者将身体不适等顺利地进行意思显示的情况。另外,作为意思显示的其他的例子,如上述的HMD那样,在HMD具备拍摄部的情况下,存在不管被观察者的意图如何均被拍摄的情况。即,即使被观察者被拍摄,HMD也不明示任何信息,不从观察者对被观察者意思显示是拍摄中,所以被观察者很难明白是否被拍摄。

【发明内容】

[0005]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的应用例实现。 [0006]应用例I
[0007]本应用例所涉及的头戴式显示器的特征在于,具备:扫描部,其使根据图像信号被调制的信号光进行扫描;以及显示部,其入射来自上述扫描部的上述信号光,并且针对可见光具有透过性,上述显示部具有反射来自上述扫描部的上述信号光的半透半反镜区域、和具有比上述半透半反镜区域的可见光的透过率高的透过率的透过区域,具备控制部,其基于使用条件,使上述信号光在包含上述透过区域的区域扫描。
[0008]根据本应用例,基于使用条件,信号光向透过区域入射。由此,信号光从透过区域射出,所以能够从观察者对被观察者进行意思显示。因此,能够提供具有从观察者对被观察者进行意思显示的功能的头戴式显示器。
[0009]应用例2
[0010]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述使用条件具有第I条件、和第2条件,上述控制部在上述第I条件下,使上述信号光朝向上述半透半反镜区域扫描,在上述第2条件下,使上述信号光在包含上述透过区域的区域扫描。
[0011]根据本应用例,第I条件时,在显示部显示图像,第2条件时,控制部使信号光在包含透过区域的区域扫描。由此,第2条件时,信号光从透过区域射出,所以能够从观察者对被观察者进行意思显示。
[0012]应用例3
[0013]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选具备拍摄部,其拍摄图像,上述控制部在驱动上述拍摄部的情况下应用上述第2条件。[0014]根据本应用例,在驱动拍摄部的情况下,信号光入射至透过区域,所以信号光从透过区域射出。由此,从观察者对被观察者意思显示通过安装在头戴式显示器的拍摄部拍摄,能够防止偷拍、作弊、信息泄露等。
[0015]应用例4
[0016]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述透过区域位于在上述半透半反镜区域中被上述信号光扫描的扫描区域的外侧,且上述控制部在上述第2条件下,通过使扫描角度范围与上述第I条件下的扫描角度范围相比扩大,从而使上述信号光在包含上述透过区域的区域扫描。
[0017]根据本应用例,控制部能够使信号光在透过区域扫描。
[0018]应用例5
[0019]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述扫描部在第I方向上通过共振扫描上述信号光,并在与上述第I方向交叉的第2方向上通过非共振扫描上述信号光,上述控制部在上述第2条件下,使扫描角度范围与上述第I条件下的针对上述第2方向的上述扫描角度范围相比扩大。
[0020]根据本应用例,扩大通过非共振的扫描的扫描角度范围,所以不需要在扩大通过共振的扫描的扫描角度范围的情况下所需要的共振频率的调整。由此,与扩大通过共振的扫描的扫描角度范围的情况相比能够容易地扩大扫描角度范围。
[0021]应用例6
[0022]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述透过区域具有扩散区域,该扩散区域具有比上述半透半反镜区域的可见光的漫透射率高的漫透射率。
[0023]根据本应用例,入射到扩散区域的信号光扩散。由此,能够扩大能够从观察者对被观察者进行意思显示的范围。这里,所谓的“漫透射率”是指可见光区域中的扩散光成分相对于入射光的强度比。
[0024]应用例7
[0025]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述扩散区域形成有扩散膜。
[0026]根据本应用例,能够容易地形成扩散区域。
[0027]应用例8
[0028]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选包含上述透过区域的区域是上述半透半反镜区域以及上述透过区域。
[0029]根据本应用例,控制部使信号光在透过区域扫描时,能够使信号光在半透半反镜区域扫描。由此,即使在控制部使信号光在透过区域扫描时,也能够将图像显示于显示部。
[0030]应用例9
[0031]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述透过区域与上述半透半反镜区域邻接。
[0032]根据本应用例,能够减小控制部使信号光从半透半反镜区域向包含透过区域的区域扫描时扩大的扫描角度范围。这里,所谓的“邻接”,包括非接触状态下的邻近配置。
[0033]应用例10
[0034]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选具备眼镜型的框架,该框架具有包含鼻托部的前框部,上述扫描部位于上述前框部的上述鼻托部一侧、且与在上述显示部反射的上述信号光的光轴相比更接近上述前框部的中心的一侧。
[0035]根据本应用例,扫描部位于前框部的鼻托部一侧,所以能够减少在头戴式显示器形成相对于观察者的脸向前方侧突出的部分的情况。另外,扫描部位于与在显示部反射的信号光的光轴相比更接近前框部的中心的一侧,所以能够减少在头戴式显示器形成相对于观察者的脸向侧方侧突出的部分的情况。
[0036]应用例11
[0037]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选具备生成上述信号光的信号光生成部,上述框架具有与上述前框部连接的脚丝部、和作为上述脚丝部的端部的耳托部,上述信号光生成部被设在上述耳托部。
[0038]根据本应用例,能够使头戴式显示器的重量平衡优异。
[0039]应用例12
[0040]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述扫描部还具备设置有具有反射上述信号光的反射面的反射板的基部、以能够绕第I轴摆动的方式支承上述基部的轴部、能够绕与上述第I轴交叉的第2轴摆动的框体部、被设置在上述框体部的永磁铁、线圈、以及向上述线圈施加电压的电压施加部,上述基部与上述框体部通过上述轴部连接,上述永磁铁在俯视时,被配置于相对于上述第I轴以及上述第2轴倾斜的方向,上述电压施加部将重叠了使上述基部绕上述第I轴摆动的第I频率的第I电压与使上述框体部绕上述第2轴摆动的第2频率的第2电压而成的电压施加给上述线圈。
[0041]根据本应用例,能够使设置有反射板的基部绕第I轴以及第2轴摆动,能够容易地对显示部进行扫描。
[0042]应用例13
[0043]在上述应用例所记载的头戴式显示器中,优选上述扫描部在上述第2条件下,通过是电压比上述第I条件下的上述第2电压高,从而使上述信号光朝向包含上述透过区域的区域扫描。
[0044]根据本应用例,能够容易地扩大扫描角度范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0045]图1是表示实施方式I所涉及的HMD的简要结构的示意图。
[0046]图2是实施方式I所涉及的HMD的部分放大图。
[0047]图3是表示驱动单元的构成的框图。
[0048]图4是表示产生电压的一个例子的说明图。
[0049]图5是实施方式I所涉及的扫描光射出部的简要结构图。
[0050]图6是实施方式I所涉及的光扫描仪的俯视图。
[0051]图7是实施方式I所涉及的光扫描仪的剖视图。
[0052]图8是表示实施方式I所涉及的显示部的简要结构的示意图。
[0053]图9是表示实施方式I所涉及的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。
[0054]图10是表示实施方式2所涉及的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。
[0055]图11是表示实施方式3所涉及的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。
[0056]图12是表示实施方式4所涉及的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。[0057]图13是表示实施方式5所涉及的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。
[0058]图14是表示实施方式6所涉及的HMD的简要结构的示意图。
【具体实施方式】
[0059]以下,参照附图对本发明的HMD的优选实施方式I?5进行说明。此外,在以下的各图中,为了使各部件等成为能够识别的程度的大小,以与实际不同的方式示出各部件等的尺寸。
[0060]实施方式I
[0061]图1 (a)是表示实施方式I所涉及的HMD的简要结构的主视图,图1 (b)是表示实施方式I所涉及的HMD的简要结构的俯视图,图2是实施方式I所涉及的HMD的部分放大图。另外,图3是表示驱动单元的构成的框图,图4是表示产生电压的一个例子的说明图。另外,图5是实施方式I所涉及的扫描光射出部的简要结构图,图6是实施方式I所涉及的光扫描仪的俯视图,图7 (a)是实施方式I所涉及的光扫描仪的剖视图(沿A — A线的剖视图),图7 (b)是实施方式I所涉及的光扫描仪的剖视图(沿B —B线的剖视图)。另外,图8是表示实施方式I所涉及的显示部的简要结构的示意图,图9 Ca)是表示实施方式I所涉及的第I条件时的显示部和扫描区域的简要结构的示意图,图9 (b)是表示实施方式I所涉及的第2条件时的显示部和扫描区域的简要结构的示意图。
[0062]此外,在图1以及图2中,为了方便说明,作为相互正交的三个轴,图示了 X轴、Y轴以及Z轴,将该图示的箭头的前端侧设为“+侧”,将基端侧设为“一侧”。另外,将与X轴平行的方向称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。这里,X轴、Y轴以及Z轴设定为在将后述的HMDl安装在观察者的头部H时,X轴方向成为头部H的前后方向,Y轴方向成为头部H的上下方向,Z轴方向成为头部H的左右方向。
[0063]如图1 (a)、图1 (b)所示,实施方式I的HMDl是具有眼镜那样的外观的HMD,安装在观察者的头部H使用,使观察者将虚像所形成的图像与外界图像重叠的状态下视觉确认。该HMDl具备框架2、信号生成部3、扫描光射出部4、以及显示部6。此外,在本实施方式中,还具备作为拍摄部的CCD (Charge Coupled Device:电荷稱合元件)照相机700。
[0064]在这样的HMDl中,信号生成部3生成根据图像信息调制而成的信号光,扫描光射出部4将该信号光二维扫描并射出扫描光,显不部6朝向观察者的眼睛EY反射该扫描光。由此,能够使观察者视觉确认与图像信息对应的虚像。
[0065]此外,HMDl分别形成右眼用的虚像和左眼用的虚像,但为了方便说明,在各图中,代表性地图示形成右眼用的虚像的构成,形成左眼用的虚像的构成与形成右眼用的虚像的构成相同,所以省略其图示。
[0066]以下,依次详细地对HMDl的各部进行说明。
[0067]框架
[0068]如图1 (a)、图1 (b)以及图2所示,框架2呈眼镜架那样的形状,并具有支承信号生成部3、扫描光射出部4、显示部6以及CXD照相机700的功能。
[0069]另外,框架2包括支承扫描光射出部4、显示部6、(XD照相机700以及鼻托部21的前框部610、与前框部610连接并与观察者的耳朵EA抵接的脚丝部620 (镜腿部)、脚丝部620的与前框部610相反的端部亦即耳托部630。鼻托部21在使用时与观察者的鼻子NS抵接,并相对于观察者的头部H支承HMD1。前框部610包含镜圈部611、鼻梁部612。
[0070]该鼻托部21构成为能够调整使用时的框架2相对于观察者的位置。此外,框架2的形状只要是能够安装于观察者的头部H的形状即可,并不限定于图示的形状。
[0071]信号生成部
[0072]如图1 (b)以及图2所示,信号生成部3被安装在上述的框架2的耳托部630上。即,信号生成部3使用时被配置在相对于观察者的耳朵EA与眼睛EY相反的一侧。由此,能够使头戴式显示器的重量平衡优异。
[0073]该信号生成部3具有生成被作为后述的扫描光射出部4的扫描部的光扫描仪42扫描的信号光的功能、和生成驱动光扫描仪42的驱动信号的功能。如图3所示,这样的信号生成部3具备信号光生成部31、驱动信号生成部32、控制部33、以及透镜34。信号光生成部31生成被后述的扫描光射出部4的光扫描仪42扫描的信号光。
[0074]该信号光生成部31具有多个光源311R、311G、311B、和多个驱动电路312R、312G、312B、以及光合成部313。光源311R射出红色光,光源311G射出绿色光,光源311B射出蓝色光。通过使用这样的三种颜色的光,能够显示全彩色的图像。
[0075]这样的光源31 IR、311G、31IB并未分别特别限定,但例如能够使用激光二极管、LED。这样的光源311R、311G、311B分别与驱动电路312R、312G、312B电连接。
[0076]驱动电路312R具有驱动上述的光源31 IR的功能,驱动电路312G具有驱动上述的光源31IG的功能,驱动电路312B具有驱动上述的光源31IB的功能。从被这样的驱动电路312R、312G、312B驱动的光源311R、311G、311B射出的三种(三种颜色)的光入射至光合成部313。
[0077]光合成部313合成来自多个光源311R、311G、311B的光。由此,能够减少用于向扫描光射出部4传输由信号光生成部31生成的信号光的光纤的数量。因此,在本实施方式中,能够经由沿框架2的脚丝部620设置的一根光纤7从信号生成部3向扫描光射出部4传输信号光。
[0078]在本实施方式中,光合成部313具有两个二向色镜313a、313b。二向色镜313a具有使红色光透过并反射绿色光的功能。另外,二向色镜313b具有使红色光以及绿色光透过并反射蓝色光的功能。
[0079]通过使用这样的二向色镜313a、313b,从而合成来自光源311R、311G、311B的红色光、绿色光以及蓝色光三种颜色的光,来形成信号光。在本实施方式中,光源311R、311G、311B以来自光源311R、311G、311B的红色光、绿色光以及蓝色光的光路长彼此相等的方式配置。
[0080]此外,光合成部313并不限定于使用了上述那样的二向色镜313a、313b的构成,例如,也可以由光波导、光纤等构成。由这样的信号光生成部31生成的信号光经由透镜34输入至光纤7。而且,所述的信号光经由光纤7传输至后述的扫描光射出部4的光扫描仪42。
[0081]像这样通过使用将由信号光生成部31生成的信号光向光扫描仪42进行引导的光纤7,信号光生成部31的设置位置的自由度增大。这里,透镜34是为了将由信号光生成部31生成的信号光输入至光纤7而进行聚光的透镜。此外,透镜34根据需要设置即可,能够省略。另外,例如,通过在各光源311R、311G、311B和光合成部313之间设置透镜来代替透镜34,也能够将信号光输入到光纤7。
[0082]驱动信号生成部32生成驱动后述的扫描光射出部4的光扫描仪42的驱动信号。该驱动信号生成部32具有生成在光扫描仪42的第I方向的扫描(水平扫描)中所使用的第I驱动信号Vl的驱动电路321 (第I驱动电路)、和生成在光扫描仪42的与第I方向正交的第2方向的扫描(垂直扫描)中所使用的第2驱动信号V2以及第3驱动信号V3的驱动电路322 (第2驱动电路)。
[0083]例如,如图4 Ca)所示,驱动电路321使以周期Tl周期性地变化的第I驱动信号Vl (水平扫描用电压)产生,如图4 (b)所示,驱动电路322使以与周期Tl不同的周期T2周期性地变化的第2驱动信号V2 (垂直扫描用电压)、以及与第2驱动信号V2相比电压较高的第3驱动信号V3 (垂直扫描用电压)产生。此外,后面详述第I驱动信号V1、第2驱动信号V2、第3驱动信号V3。
[0084]这样的驱动信号生成部32经由未图不的信号线与后述的扫描光射出部4的光扫描仪42电连接。由此,由驱动信号生成部32生成的驱动信号(第I驱动信号V1、第2驱动信号V2以及第3驱动信号V3)被输入到后述的扫描光射出部4的光扫描仪42。上述那样的信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322与控制部33电连接。
[0085]控制部33具有基于视频信号(图像信号)来控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322的驱动的功能。由此,信号光生成部31生成根据图像信息被调制的信号光,并且驱动信号生成部32生成与图像信息对应的驱动信号。并且,控制部33具有使CCD照相机700驱动,控制拍摄动作等功能。
[0086]扫描光射出部
[0087]如图1 (a)、图1 (b)以及图2所示,扫描光射出部4被安装在上述的框架2的鼻梁部612附近(换句话说在前框部610的中心附近)。即,扫描光射出部4以使用时位于与观察者的眼睛EY相比更靠鼻子NS侧的方式配置。换句话说,扫描光射出部4从使用时的观察者的正面观察,位于观察者的两眼EY之间。进一步来说,扫描光射出部4位于与通过显示部6反射的信号光的光轴的位置相比更靠鼻梁部612侧(即前框部610的中心侧)。由此,能够防止在HMDl形成相对于观察者的脸向侧方侧突出的部分。
[0088]这里,扫描光射出部4被安装在框架2的内侧。S卩,扫描光射出部4相对于后述的显示部6在使用时被配置在观察者侧(即前框部610的鼻托部21侧)。由此,能够防止在HMDl形成相对于观察者的脸向前方侧突出的部分。
[0089]另外,扫描光射出部4相对于框架2,经由移动机构5被安装在与上述的鼻托部21不同的位置。该移动机构5构成为能够相对于框架2在沿Z轴的方向上移动扫描光射出部
4。因此,扫描光射出部4能够相对于后述的显示部6在沿Z轴的方向上移动。由此,能够与鼻托部21的位置调整分开地进行通过扫描信号光而形成的扫描光的成像位置(向水平方向以及垂直方向扩展的扫描光整体成像的位置)的眼宽方向的调整。
[0090]如图5所不,这样的扫描光射出部4具备壳体41、光扫描仪42、透镜(稱合透镜)43、聚光位置调整机构44、以及透镜(聚光透镜)45。壳体41收纳光扫描仪42以及透镜43。该壳体41呈防尘、防水结构。另外,在壳体41中经由聚光位置调整机构44安装有光纤7。此外,后面详述聚光位置调整机构44。[0091]并且,在壳体41中安装有透镜45,透镜45构成壳体41的一部分(壁部的一部分)。由此,能够抑制部件数,并且实现装置的小型化。此外,后面详述透镜45。
[0092]光扫描仪42是对来自信号光生成部31的信号光进行二维扫描的光扫描仪。利用该光扫描仪42对信号光进行扫描从而形成扫描光。如图6所不,该光扫描仪42具备基部
11、一对轴部12a、12b (第I轴部)、框体部13、一对轴部14a、14b (第2轴部)、支承部15、永磁铁16、以及线圈17。换句话说,光扫描仪42具有所谓的万向接头结构。
[0093]这里,基部11、一对轴部12a、12b构成绕Yl轴(第I轴)摆动(往复转动)的第I振动系统。另外,基部11、一对轴部12a、12b、框体部13、一对轴部14a、14b以及永磁铁16构成绕Xl轴(第2轴)摆动(往复转动)的第2振动系统。
[0094]另外,光扫描仪42具有信号重叠部18 (参照图5),永磁铁16、线圈17、信号重叠部18以及驱动信号生成部32构成驱动上述的第I振动系统以及第2振动系统(即、使基部11绕Xl轴以及Yl轴摆动)的驱动部。
[0095]以下,依次详细地对光扫描仪42的各部进行说明。基部11呈板状。在基部11的上表面(一个面)设有具有光反射性的反射板111。在实施方式I中,基部11俯视时呈圆形。此外,基部11的俯视形状并不限定于此,例如,也可以是椭圆形、四方形等多边形。另外,也可以是具有减少设有反射板111的部分的动挠度的动挠度降低结构的形状。
[0096]框体部13呈框状,包围上述的基部11而设置。换句话说,基部11设在呈框状的框体部13的内侧。而且,框体部13经由轴部14a、14b被支承部15支承。另外,基部11经由轴部12a、12b被框体部13支承。另外,框体部13俯视时,内侧以及外侧的边缘部分别呈圆形。此外,框体部13的形状若为包围基部11的框状,则并不限定于图示的形状。
[0097]轴部12a、12b以及轴部14a、14b分别能够弹性变形。而且,轴部12a、12b以能够使基部11绕Yl轴(第I轴)转动(摆动)的方式将基部11和框体部13连结起来。另外,轴部14a、14b以能够使框体部13绕与Yl轴正交的Xl轴(第2轴)转动(摆动)的方式将框体部13和支承部15连结起来。
[0098]轴部12a、12b被配置为经由基部11相互对置。另外,轴部12a、12b分别呈在沿Yl轴的方向上延伸的长条形状。而且,轴部12a、12b分别是一端部与基部11连接,另一端部与框体部13连接。另外,轴部12a、12b分别被配置为中心轴与Yl轴一致。这样的轴部12a、12b分别随着基部11的绕Yl轴的摆动而扭转变形。
[0099]轴部14a以及轴部14b被配置为经由框体部13(隔着)相互对置。另外,轴部14a、14b分别呈在沿Xl轴的方向上延伸的长条形状。而且,轴部14a、14b分别是一端部与框体部13连接,另一端部与支承部15连接。另外,轴部14a、14b分别被配置为中心轴与Xl轴一致。这样的轴部14a、14b分别随着框体部13的绕Xl轴的摆动而扭转变形。
[0100]这样,能够使基部11绕Yl轴摆动,并且能够使框体部13绕Xl轴摆动,从而能够使基部11绕相互正交的Xl轴以及Yl轴两轴摆动(往复转动)。此外,轴部12a、12b以及轴部14a、14b的形状并不分别限定于上述的形状,例如,也可以在中途的至少一个位置具有屈曲或者弯曲的部分、分叉的部分。
[0101]一体地形成上述那样的基部11、轴部12a、12b、框体部13、轴部14a、14b以及支承部15。例如,包含基部11、轴部12a、12b、框体部13、轴部14a、14b以及支承部15的结构体能够通过对硅基板进行蚀刻来形成。由此,能够使第I振动系统以及第2振动系统的振动特性优异。另外,所述的结构体也能够通过对以第ISi层(器件层)、Si02层(埋氧层)、第2Si层(处理层)这样的顺序层叠而成的SOI基板进行蚀刻来形成。
[0102]该情况下,例如,在第ISi层一体地形成基部11、轴部12a、12b、框体部13、轴部14a、14b以及支承部15即可,包含基部11、轴部12a、12b、框体部13、轴部14a、14b以及支承部15的结构体也可以根据需要而包含SiO2层、第2Si层。
[0103]永磁铁16与上述的框体部13的下表面(与反射板111相反的一侧的面)接合。作为永磁铁16与框体部13的接合方法,并不特别限定,例如,能够采用使用粘合剂的接合方法。永磁铁16被配置为俯视时相对于Xl轴以及Yl轴倾斜。
[0104]在实施方式I中,永磁铁16呈在相对于Xl轴以及Yl轴倾斜的方向上延伸的长条形状(棒状)。而且,永磁铁16在其长边方向上被磁化。S卩,永磁铁16以将一端部作为S极、将另一端部作为N极的方式被磁化。另外,永磁铁16被设置为俯视时以Xl轴与Yl轴的交点为中心对称。
[0105]在实施方式I中,如图7所不,在永磁铁16的上表面(一个面)设有凹部161。由此,能够防止转动的基部11与永磁铁16接触。此外,在实施方式I中,以在框体部13设置一个永磁铁16的情况为例进行说明,但并不限定于此,例如,也可以在框体部13设置两个永磁铁。该情况下,例如,以经由Xl轴以及Yl轴的交点相互对置、并且相互平行的方式在框体部13设置呈长条状的两个永磁铁即可。
[0106]永磁铁16相对于Xl轴的磁化的方向(延伸方向)的倾斜角Θ并不特别限定,但优选在30°以上60°以下,更优选在45°以上60°以下,更优选为45°。通过像这样设置永磁铁16,能够顺利且可靠地使基部11绕Xl轴转动。
[0107]作为这样的永磁铁16,例如能够适当地使用钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、粘结磁铁等。这样的永磁铁16是对硬磁性体进行磁化而成的,例如,通过将磁化前的硬磁性体设置在框体部13之后进行磁化来形成。这是因为欲将已经进行磁化的永磁铁16设置于框体部13,则由于外部、其他的部件的磁场的影响,有时不能够将永磁铁16设置于所希望的位置。
[0108]在这样的永磁铁16的正下方设有线圈17。S卩,以与框体部13的下表面对置的方式设有线圈17。由此,能够使从线圈17产生的磁场高效地作用于永磁铁16。由此,能够实现光扫描仪42的省电力化以及小型化。这样的线圈17与信号重叠部18电连接(参照图5)。
[0109]而且,通过信号重叠部18对线圈17施加电压,从而从线圈17产生具有与Xl轴以及Yl轴正交的磁通的磁场。信号重叠部18具有重叠上述的第I驱动信号V1、第2驱动信号V2(或者第3驱动信号V3)的加法器(未图示),并将该重叠的电压施加给线圈17。这里,详述第I驱动信号V1、第2驱动信号V2以及第3驱动信号V3。
[0110]如上述,如图4 Ca)所示,驱动电路321产生以周期Tl周期性地变化的第I驱动信号Vl (水平扫描用电压)。S卩,驱动电路321产生第I频率(I / Tl)的第I驱动信号VI。第I驱动信号Vl呈正弦波那样的波形。因此,光扫描仪42能够高效地对光进行主扫描。此夕卜,第I驱动信号Vl的波形并不限定于此。
[0111]另外,第I频率(I / Tl)只要是适于水平扫描的频率,则不特别限定,但优选为10?40kHz。在本实施方式中,第I频率被设定为与由基部11、一对轴部12a、12b构成的第I振动系统(扭转振动系统)的扭转共振频率(Π)相等。换句话说,第I振动系统以其扭转共振频率Π成为适于水平扫描的频率的方式被设计(制造)。由此,能够增大基部11的绕Yl轴的转动角。
[0112]另一方面,驱动电路322在后述的第I条件的情况下,如图4 (b)所示,产生以与周期Tl不同的周期T2周期性地变化的第2驱动信号V2 (第I条件下的垂直扫描用电压)。另外,驱动电路322在后述的第2条件的情况下,如图4 (b)所示,产生与第2驱动信号V2相比电压较高的第3驱动信号V3 (第2条件下的垂直扫描用电压)。
[0113]第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)呈锯齿波那样的波形。因此,光扫描仪42能够高效地将光垂直扫描(副扫描)。此外,第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的波形并不限定于此。
[0114]第2频率(I / T2)如果是与第I频率(I / Tl)不同、且适于垂直扫描的频率,则不特别限定,但优选为30~80Hz (60Hz左右)。这样,通过使第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率为60Hz左右,如上述那样使第I驱动信号Vl的频率为10~40kHz,能够以适于在显示器的描绘的频率,使基部11绕相互正交的两轴(XI轴以及Yl轴)各自的轴转动。但是,若能够使基部11绕Xl轴以及Yl轴各自的轴转动,则第I驱动信号Vl的频率和第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率的组合并不特别限定。
[0115]在实施方式I中,第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率被调整为成为与由基部11、一对轴部12a、12b、框体部13、一对轴部14a、14b以及永磁铁16构成的第2振动系统(扭转振动系统)的扭转共振频率(共振频率)不同的频率。 [0116]优选这样的第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率(第2频率)比第I驱动信号Vl的频率(第I频率)小。即,优选周期T2比周期Tl长。由此,能够更可靠且更顺利地使基部11以第I频率绕Yl轴转动,并使其以第2频率绕Xl轴转动。
[0117]另外,优选在将第I振动系统的扭转共振频率设为Π[Hz]、将第2振动系统的扭转共振频率设为f2 [Hz]时,Π与f2满足Π > f2的关系,更优选满足Π ^ 10f2的关系。由此,能够使基部11更顺利地以第I驱动信号Vl的频率绕Yl轴转动,并以第2驱动信号V2 (或者第3驱动信号V3)的频率绕Xl轴转动。与此相对,Π < f2的情况下,存在因第2频率引起弟I振动系统的振动的可能性。
[0118]接下来,对光扫描仪42的驱动方法进行说明。此外,在本实施方式中,如上述,第I驱动信号Vl的频率被设定为与第I振动系统的扭转共振频率相等。另外,第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率被设定为与第2振动系统的扭转共振频率不同的值、且比第I驱动信号Vl的频率小(例如,第I驱动信号Vl的频率被设定为15kHz,第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率被设定为60Hz)。
[0119]例如,在信号重叠部18重叠图4 (a)所示那样的第I驱动信号Vl和图4 (b)所示那样的第2驱动信号V2 (或者第3驱动信号V3),并将重叠后的电压施加给线圈17。
[0120]这样,通过第I驱动信号VI,交替切换将永磁铁16的一端部(N极)吸引至线圈17,并且使永磁铁16的另一端部(S极)与线圈17远离的磁场(将该磁场称为“磁场Al”)、和使永磁铁16的一端部(N极)与线圈17远离,并且将永磁铁16的另一端部(S极)吸引至线圈17的磁场(将该磁场称为“磁场A2”)。
[0121]这里,如上述,永磁铁16被配置为各端部(磁极)位于由Yl轴分割而成的两个区域。S卩,在图6的俯视图中,隔着Π轴永磁铁16的N极位于一侧,永磁铁16的S极位于另一侧。因此,通过交替切换磁场Al和磁场A2,框体部13被激励具有绕Yl轴的扭转振动成分的振动,随着该振动,使轴部12a、12b扭转变形,基部11以第I驱动信号Vl的频率绕Yl轴转动。
[0122]另外,第I驱动信号Vl的频率与第I振动系统的扭转共振频率相等。因此,通过第I驱动信号VI,能够高效地使基部11绕Yl轴转动。即,即使上述的框体部13的具有绕Yl轴的扭转振动成分的振动较小,也能够增大随着该振动的基部11的绕Yl轴的转动角。
[0123]另一方面,通过第2驱动信号V2 (或者第3驱动信号V3),交替切换将永磁铁16的一端部(N极)吸引至线圈17,并且使永磁铁16的另一端部(S极)与线圈17远离的磁场(“磁场BI”)、和使永磁铁16的一端部(N极)与线圈17远离,并且将永磁铁16的另一端部(S极)吸引至线圈17的磁场(“磁场B2”)。
[0124]这里,如上述,永磁铁16被配置为各端部(磁极)位于由Xl轴分割而成的两个区域。即在图6的俯视图中,隔着Xl轴永磁铁16的N极位于一侧,永磁铁16的S极位于另一侧。因此,通过交替切换磁场BI和磁场B2,分别使轴部14a、14b扭转变形,框体部13与基部11 一起以第2驱动信号V2 (或者第3驱动信号V3)的频率绕Xl轴转动。
[0125]另外,第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率被设定为与第I驱动信号Vl的频率相比极低。另外,第2振动系统的扭转共振频率被设计为比第I振动系统的扭转共振频率低。因此,能够防止基部11以第2驱动信号V2 (以及第3驱动信号V3)的频率绕Yl轴转动。
[0126]根据以上说明的光扫描仪42,使具备具有光反射性的反射板111的基部11分别绕相互正交的两个轴摆动,所以能够实现光扫描仪42的小型化以及轻型化。被这样的光扫描仪42扫描的信号光(扫描光)经由透镜45,向壳体41的外部射出。透镜45被设置在光扫描仪42与显示部6之间。
[0127]该透镜45是将来自光扫描仪42的信号光在光扫描仪42和显示部6之间聚光,以使被显示部6反射的信号光成为平行光的单透镜。即,可以说透镜45构成根据被扫描的位置来调整信号光的焦点位置,以使被显示部6反射的信号光成为平行光的焦点调整部。通过设置这样的透镜45,显示部6的姿势、形状等的设计的自由度增大。
[0128]另外,图5所示的聚光位置调整机构(聚光位置调整部)44具有通过使光纤7的光扫描仪42侧的端面在光纤7的轴线方向上移动,来调整信号光的聚光位置的功能。由此,能够以比较简单且小型的构成来调整通过光扫描仪42扫描信号光而形成的扫描光的聚光位置,并使观察者视觉确认的图像最优化。
[0129]如图5所示,该聚光位置调整机构44具有被固定在光纤7的外螺纹部件441、和相对于壳体41以能够旋转的方式被支承并与外螺纹部件441螺合的内螺纹部件442。这样的聚光位置调整机构44通过使内螺纹部件442相对于壳体41旋转,能够使光纤7与外螺纹部件441 一起在光纤7的轴线方向上移动。
[0130]从经由这样的聚光位置调整机构44安装在壳体41的光纤7射出的信号光经由透镜43,入射至上述的光扫描仪42的反射板111。透镜43具有调整从光纤7射出的信号光的光斑直径的功能。另外,透镜43还具有调整从光纤7射出的信号光的辐射角,并使其大致平行化的功能。[0131]显示部
[0132]如图1 (a)、图1 (b)以及图2所示,显示部6被安装在上述的框架2的前框部610所包含的镜圈部611。S卩,显示部6被配置为在使用时位于观察者的眼睛EY的前方且与光扫描仪42相比在该观察者的远方侧。由此,能够防止在HMDl形成相对于观察者的脸向前方侧突出的部分。显示部6入射来自光扫描仪42的信号光,并且对可见光具有透过性。
[0133]另外,如图8所示,显示部6具有显示通过信号光的扫描而形成的图像的半透半反镜区域510、和具有比半透半反镜区域510的可见光的透过率高的透过率的透过区域520。在实施方式I中,透过区域520与半透半反镜区域510邻接。这里,半透半反镜区域510具有使来自光扫描仪42的信号光的一部分反射,并且在使用时使从显不部6的外侧朝向观察者的眼睛的外界光线透过的功能。
[0134]具体而言,如图2所示,半透半反镜区域510具有使外界光线透过的透明基板(透光部)61、和被透明基板61支承并使来自光扫描仪42的信号光反射的衍射光栅62。此外,可以说半透半反镜区域510其自身是半透半反镜,另外,也可以说是在透明基板61设置有衍射光栅62等的半透半反镜。由此,能够使衍射光栅62具有各种光学特性,减少光学系统的部件数,提高外观设计的自由度。
[0135]例如,通过使用全息元件作为衍射光栅62,能够调整在半透半反镜区域510反射的信号光的射出方向。此外,半透半反镜区域510并不限定于上述的构成,例如,也可以是在透明基板上形成由金属薄膜、电介质多层膜等构成的半透过反射膜的构成。
[0136]另外,入射到透过区域520的信号光向显示部6的外侧射出。在实施方式I中,透过区域520具有具有比半透半反镜区域510的可见光的漫透射率高的漫透射率的扩散区域521。由此,入射到扩散区域521的信号光扩散。这里,扩散区域521通过在透明基板61上形成扩散膜来设置。作为扩散膜,例如,列举了内部包含了扩散材料的树脂薄膜等。
[0137]接下来,对扫描区域530进行说明。扫描区域530是来自光扫描仪42的信号光被扫描的区域。扫描区域530的范围根据HMDl的使用条件变化。HMDl的使用条件具有第I条件和第2条件。在第I条件下,控制部33使信号光朝向半透半反镜区域510扫描。换句话说,如图9 Ca)所示,扫描区域530存在于半透半反镜区域510。
[0138]在第2条件下,控制部33使信号光在包含透过区域520 (扩散区域521)的区域扫描。换句话说,如图9 (b)所示,扫描区域530横跨半透半反镜区域510和透过区域520 (扩散区域521)而存在。由此,第I条件时,在显示部6显示图像,第2条件时,控制部33使信号光在包含透过区域520 (扩散区域521)的区域扫描。此外,包含透过区域520 (扩散区域521)的区域在实施方式I中,是半透半反镜区域510以及透过区域520 (扩散区域521)。
[0139]在实施方式I中,控制部33在未驱动CCD照相机700的情况下应用第I条件,在驱动了 CXD照相机700的情况下应用第2条件。由此,在驱动了 CXD照相机700的情况下,信号光入射至透过区域520 (扩散区域521),所以信号光从透过区域520 (扩散区域521)射出。而且,通过射出的光对被观察者进行意思显示。
[0140]接下来,对根据HMDl的使用条件来改变扫描区域530的范围的方法进行说明。如上述,在第I条件下,如图4 (b)所示,驱动电路322产生以与周期Tl不同的周期T2周期性地变化的第2驱动信号V2 (第I条件下的垂直扫描用电压)。另外,在第2条件下,如图4 (b)所示,驱动电路322产生与第2驱动信号V2相比电压较高的第3驱动信号V3 (第2条件下的垂直扫描用电压)。
[0141]由此,与第I条件的扫描角度范围相比较,能够扩大第2条件的扫描角度范围。换句话说,能够根据HMDl的使用条件来改变扫描区域530的范围。此外,由于控制部33控制驱动电路322,所以也可以说与第I条件下的扫描角度范围相比较,控制部33扩大第2条件下的扫描角度范围。
[0142]以上,根据上述实施方式I所涉及的HMD1,能够获得下述的效果。
[0143]显示部6具有将来自光扫描仪42的信号光的一部分反射的半透半反镜区域510、和具有比半透半反镜区域的可见光的透过率高的透过率的透过区域520,并具备在第I条件下,使信号光朝向半透半反镜区域510扫描,在第2条件下,在包括透过区域520的区域扫描信号光的控制部33。由此,在第I条件时,在显示部6显示图像,在第2条件时,控制部33使信号光在包含透过区域520的区域扫描。因此,能够提供具有在第2条件时,能够从观察者对被观察者进行意思显示的功能的HMDl。
[0144]另外,控制部33在驱动了 CXD照相机700的情况下应用第2条件,所以在驱动了CXD照相机700的情况下信号光入射至透过区域520,且信号光从透过区域520射出。因此,能够提供具有从观察者对被观察者意思显示利用安装在HMD的CCD照相机700正在拍摄的功能的HMDl。
[0145]另外,透过区域520具有具有比半透半反镜区域510的可见光的漫透射率高的漫透射率的扩散区域521,所以入射到扩散区域521的信号光扩散。由此,能够扩大可从观察者对被观察者进行意思显示的范围。
[0146]另外,包含透过区域520的区域是半透半反镜区域510以及透过区域520,所以控制部33使信号光在透过区域520扫描时,能够使信号光在半透半反镜区域510扫描。由此,即使在控制部33使信号光在透过区域520扫描时,也能够将图像显示于显示部6。
[0147]另外,透过区域520与半透半反镜区域510邻接,所以能够减小控制部33使信号光从半透半反镜区域510向包含透过区域520的区域扫描时扩大的扫描角度范围。
[0148]另外,透过区域520位于在半透半反镜区域510上扫描信号光的扫描区域530的外侧,控制部33通过在第2条件下,使扫描角度范围比第I条件下的扫描角度范围大,而使信号光在包含透过区域520的区域扫描。由此,控制部33能够使信号光在透过区域520扫描。
[0149]另外,光扫描仪42在第I方向上通过共振来扫描信号光,并在与第I方向交叉的第2方向上通过非共振扫描信号光,控制部33在第2条件下,使扫描角度范围与在第I条件下的相对于第2方向的扫描角度范围相比扩大。由此,扩大通过非共振的扫描的扫描角度范围,所以不需要扩大通过共振的扫描的扫描角度范围的情况下所需要的共振频率的调整。因此,与扩大通过共振的扫描的扫描角度范围的情况相比能够更容易地扩大扫描角度范围。
[0150]另外,扩散区域521是通过形成扩散膜而设置,所以能够容易地形成扩散区域521。
[0151]另外,光扫描仪42位于前框部610的鼻托部21侦彳、且与被显不部6反射的信号光的光轴相比更接近前框部610的中心的一侧。由此,光扫描仪42位于前框部610的鼻托部2U则,所以能够减少在HMDl形成相对于观察者的脸向前方侧突出的部分。并且,光扫描仪42位于与被显示部6反射的信号光的光轴相比更接近前框部610的中心的一侧,所以能够减少在HMDl形成在观察者的脸向侧方侧突出的部分。
[0152]另外,由于信号光生成部31被设在耳托部630,所以能够使HMDl的重量平衡优异。
[0153]另外,基部11与框体部13通过轴部12a、12b连接,永磁铁16俯视时,配置于相对于X轴以及Y轴倾斜的方向,电压施加部将重叠了使基部11绕Y轴摆动的第I频率的第I电压和使框体部13绕X轴摆动的第2频率的第2电压的电压施加给线圈17。由此,能够减少部件数,并使设置有反射板111的基部11绕X轴以及Y轴摆动。
[0154]另外,光扫描仪42在第2条件下,比第I条件下的第2电压(第2驱动信号V2的电压)高,由此朝向包含透过区域520的区域扫描信号光,所以能够容易地扩大扫描角度范围。
[0155]实施方式2
[0156]接下来,对本发明的实施方式2进行说明。
[0157]图10是表示实施方式2所涉及的显示部6与扫描区域530的简要结构的示意图。
[0158]以下,以与上述的实施方式I的不同点为中心对实施方式2进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图10中,对与上述的实施方式I相同的构成标注相同的符号。实施方式2的HMDlA除了透过区域520不具有扩散区域521的点、不具备CXD照相机700的点、使用条件不同的点以外,与上述的实施方式I的HMDl相同。
[0159]图10 Ca)表不第I条件时的显不部6与扫描区域530的简要结构,图10 (b)表示第2条件时的显示部6与扫描区域530的简要结构。如图10 (a)、10 (b)所示,透过区域520不具有扩散区域521。
[0160]另外,在实施方式I中,驱动了 CXD照相机700的情况下,控制部33应用第2条件,但在实施方式2中,与CCD照相机700无关,能够在观察者欲向被观察者进行某种意思显示的情况下应用第2条件。作为意思显示的一个例子,列举了身体不适等。具体而言,存在观察者为身体不方便的人时,不能够对被观察者将身体不适等顺利地进行意思显示的情况。
[0161]在未感觉到身体不适等时,如图10 (a)所示,将HMDlA的扫描区域530作为半透半反镜区域510,观察者能够观察图像。然而,在身体产生不适等时,观察者经由控制部33应用第2条件,如图10 (b)所示,能够将HMDlA的扫描区域530作为透过区域520。此时,入射到透过区域520的信号光从透过区域520射出。
[0162]因此,根据实施方式2所涉及的HMD1A,除了实施方式I的效果之外,还能够获得下述的效果。即,能够在观察者欲向被观察者进行某种意思显示的情况下应用第2条件,所以能够提供具有从观察者对被观察者进行意思显示的功能的HMD1A。
[0163]实施方式3
[0164]接下来,对本发明的实施方式3进行说明。
[0165]图11是表示实施方式3所涉及的显示部6和扫描区域530的简要结构的示意图。
[0166]以下,以与上述的实施方式I的不同点为中心对实施方式3进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图11中,对与上述的实施方式I相同的构成标注相同的符号。实施方式3的HMDlB除了透过区域520 (扩散区域521)的位置不同的点、代替第3驱动信号V3而使用第4驱动信号V4 (第2条件下的水平扫描用电压)的点、第2条件的情况下的扫描区域530不同的点以外,与上述的实施方式I的HMDl相同。此外,以下,为了方便说明,将图11中的上侧称为“上”,将下侧称为“下”,将左侧称为“左”,将右侧称为“右”。
[0167]图11 (a)表不第I条件时的显不部6与扫描区域530的简要结构,图11 (b)表不第2条件时的显示部6与扫描区域530的简要结构。如图11 (a)所示,透过区域520 (扩散区域521)位于第I条件时的扫描区域530的左侧。
[0168]在实施方式I中,控制部33使第2条件下的相对于上下方向(第2方向)的扫描角度范围与第I条件下的相对于上下方向(第2方向)的扫描角度范围相比较扩大。另一方面,在实施方式3中,控制部33使第2条件下的相对于左右方向(第I方向)的扫描角度范围与第I条件下的相对于左右方向(第I方向)的扫描角度范围相比较扩大。
[0169]具体而言,第2条件时,驱动电路321产生以周期Tl周期性地变化且与第I驱动信号Vl相比电压较高的第4驱动信号V4(未图示)。由此,第2条件时,能够扩大相对于左右方向(第I方向)的扫描角度范围。
[0170]因此,根据实施方式3所涉及的HMD1B,能够提供具有能够在第2条件时,从观察者对被观察者进行意思显示的功能的HMD1B。
[0171]实施方式4
[0172]接下来,对本发明的实施方式4进行说明。
[0173]图12是表示实施方式4所涉及的显示部6和扫描区域530的简要结构的示意图。
[0174]以下,以与上述的实施方式I的不同点为中心对实施方式4进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图12中,对与上述的实施方式I相同的构成标注相同的符号。实施方式4的HMDlC除了透过区域520 (扩散区域521)的位置不同的点、使用第3驱动信号V3以及第4驱动信号V4的点、第2条件的情况下的扫描区域530不同的点以外,与上述的实施方式I的HMDl相同。此外,以下,为了方便说明,将图12中的上侧称为“上”,将下侧称为“下”,将左侧称为“左”,将右侧称为“右”。
[0175]图12 (a)表示第I条件时的显示部6与扫描区域530的简要结构,图12 (b)表示第2条件时的显示部6与扫描区域530的简要结构。如图12 (a)所示,透过区域520 (扩散区域521)包围第I条件时的扫描区域530。
[0176]在实施方式I中,控制部33使第2条件下的相对于上下方向(第2方向)的扫描角度范围与第I条件下的相对于上下方向(第2方向)的扫描角度范围相比较扩大。另一方面,在实施方式4中,除了相对于上下方向(第2方向)的扫描角度范围的扩大,控制部33还使第2条件下的相对于左右方向(第I方向)的扫描角度范围与第I条件下的相对于左右方向(第I方向)的扫描角度范围相比较扩大。
[0177]具体而言,第2条件时,驱动电路321产生第4驱动信号V4,驱动电路322产生第3驱动信号V3。由此,第2条件时,能够扩大相对于左右方向(第I方向)、上下方向(第2方向)两方向的扫描角度范围。此外,在图12中,在透过区域520 (扩散区域521)的内侧和外侧双方均存在半透半反镜区域510,但也可以没有透过区域520 (扩散区域521)的外侧的半透半反镜区域。
[0178]因此,根据实施方式4所涉及的HMD1C,除了实施方式I的效果,还能够获得下述的效果。即,透过区域520 (扩散区域521)与实施方式I相比较能够扩大,所以能够扩大可从观察者对被观察者进行意思显示的范围。
[0179]实施方式5[0180]接下来,对本发明的实施方式5进行说明。
[0181]图13是表示实施方式5的显示部6的简要结构的示意图。
[0182]以下,以与上述的实施方式I的不同点为中心对实施方式5进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图13中,对与上述的实施方式I相同的构成标注相同的符号。实施方式5的HMDlD除了第2条件时显示针对被观察者的图像的点以外,与上述的实施方式I的HMDl相同。
[0183]图13表示第2条件时的显示部6与扫描区域530的简要结构。如图13所示,在半透半反镜区域510显示“录像中”。
[0184]因此,根据实施方式5的HMD1D,除了实施方式I的效果,还能够获得下述的效果。即,即使在被观察者不知道从透过区域520 (扩散区域521)射出信号光的意思的情况下,通过确认“录像中”这样的显示,观察者也能够更可靠地对被观察者进行意思显示。此外,显示的图像并不限定于“录像中”。
[0185]实施方式6
[0186]接下来,对本发明的实施方式6进行说明。
[0187]图14是表示实施方式6所涉及的HMD的简要结构的示意图。
[0188]以下,以与上述的实施方式I的不同点为中心对实施方式6进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图14中,对与上述的实施方式I相同的构成标注相同的符号。实施方式6的HMDlE除了应用于耳机型的HMD以外,与上述的实施方式I的HMDl相同。
[0189]HMDlE具有安装于观察者的头部H的安装部27、和从安装部27延伸的延伸部28。安装部27设有信号生成部3。另外,在延伸部28安装有扫描光射出部4以及显示部6。
[0190]因此,根据实施方式6所涉及的HMD1E,能够提供具有能够在第2条件时,从观察者对被观察者进行意思显示的功能的HMD1E。
[0191]以上,基于图示的实施方式对本发明的HMD进行了说明,但本发明并不限定于此。例如,在本发明的HMD中,各部的构成能够置换为具有相同的功能的任意构成,另外,也能够附加其他的任意的构成。
[0192]另外,在上述的实施方式中,以透过区域520为透明基板61的情况为例进行了说明,但并不限定于此,只要具有比半透半反镜区域510的可见光的透过率高的透过率即可。另外,在透过区域520具有扩散区域521的情况下,当然不需要透过区域520的整个区域为扩散区域521,透过区域520也可以具有一部分不是扩散区域521的区域。
[0193]另外,在上述的实施方式中,以通过使扫描角度范围变化,使信号光在包含透过区域520 (扩散区域521)的区域扫描的情况为例进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以设置使光扫描仪42自身移动的机构。换句话说,也可以在第2条件时,代替使扫描角度范围变化,而使光扫描仪42自身移动来使扫描位置变化,从而使信号光在包含透过区域520(扩散区域521)的区域扫描。作为其他的例子,也可以在第2条件时,通过在光路上配置棱镜等光学部件来使光路变更,从而使信号光在包含透过区域520 (扩散区域521)的区域扫描。
[0194]另外,在上述的实施方式中,以在第2条件时,控制部33使信号光在半透半反镜区域510以及透过区域520 (扩散区域521)扫描的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以在第2条件时,控制部33使信号光仅在透过区域520扫描。[0195]另外,在上述的实施方式I中,以驱动信号生成部32生成第I驱动信号V1、第2驱动信号V2以及第3驱动信号V3的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以根据使用条件来生成电压等不同的多个驱动信号。
[0196]另外,在上述的实施方式中,以为了扩散区域521的形成而利用扩散膜的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以通过对透过区域520进行粗面加工,使其具有扩散功能。
[0197]另外,在上述的实施方式中,以扩散区域521的漫透射率不根据使用条件变化的情况为例进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以与第I条件下的扩散区域521的漫透射率相比较,提高第2条件下的扩散区域521的漫透射率。由此,第I条件时,能够减少通过扩散区域521扩散的外界光线入射到观察者的眼睛的量,所以能够减少由外界光线引起的视野不良。作为使扩散区域521的漫透射率变化的方法,例如,能够通过使用聚合物分散液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)来实现。
[0198]另外,在上述的实施方式中,以信号光生成部31位于耳托部630的情况为例进行了说明,但并不限定于此,只要能够将信号光导入光扫描仪42则可以在任意位置。例如,也可以通过光纤7将信号光从与HMD不同的移动终端等导入。
[0199]另外,在上述的实施方式中,以使基部11摆动(往复转动)的驱动单元采用了动磁型的电磁驱动方式的情况为例进行了说明,但所述的驱动单元并不局限于此,也可以是动圈型的电磁驱动方式,另外,也可以采用静电驱动方式、压电驱动方式等电磁驱动方式以外的驱动方式。
[0200]另外,在上述的实施方式中,以光扫描仪42具有所谓的万向接头结构的情况为例进行了说明,但并不限定于此,例如,也可以使用一轴的光扫描仪。
[0201]另外,在上述的实施方式中,以CCD照相机700被框架2支承的情况为例进行了说明,但并不限定于此,只要CCD照相机700与控制部33电连接,或者能够通过无线进行通信则可以在任意位置。
[0202]另外,在上述的实施方式中,以拍摄部为CCD照相机700的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以为CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)照相机等。
[0203]另外,在上述的实施方式中,以形成右眼用以及左眼用的虚像的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以构成为形成右眼用或者左眼用的任意一个的虚像。
[0204]另外,在上述的实施方式中,以将本发明应用于眼镜型以及耳机型的HMD的情况为例进行了说明,但本发明只要是能够安装于头部H的HMD,则并不限定于这些,例如,也能够应用于头盔型的HMD。
[0205]符号说明
[0206] 1、ΙΑ、1B、1C、ID、IE…头戴式显不器(HMD), 2…框架,3…信号生成部,4…扫描光射出部,5…移动机构,6…显不部,7…光纤,8…眼宽调整机构,11…基部,12a、12b…轴部,13…框体部,14a、14b...轴部,15…支承部,16…永磁铁,17…线圈,18…信号重叠部,21...鼻托部,27…安装部,28...延伸部,31...信号光生成部,32...驱动信号生成部,33...控制部,34".透镜,41...壳体,42…光扫描仪(扫描部),43…透镜(稱合透镜),44…聚光位置调整机构,45...透镜(聚光透镜),61…透明基板,62...衍射光栅,111…反射板,161…凹部,311B、311G、311R…光源,312B、312G、312R...驱动电路,313…光合成部,313a、313b…二向色镜,321、322...驱动电路,441...外螺纹部件,442...内螺纹部件,510...半透半反镜区域,520...透过区域,521…扩散区域,530…扫描区域,610…前框部,611…镜圈部,612…鼻梁部,62(l...脚丝部,630…耳托部,700…作为拍摄部的C⑶照相机,EA…耳朵,EY…眼睛,FP1、FP2、FP3…成像点,H…头部,NS…鼻子,P1、P2、P3...位置,TL...周期,T2…周期,VI...第I驱动信号,V2…第2驱动信 号,V3…第3驱动信号,Θ…倾斜角。
【权利要求】
1.一种头戴式显示器,其特征在于,具备: 扫描部,其使根据图像信号被调制的信号光扫描;以及 显示部,其入射来自所述扫描部的所述信号光,并且针对可见光具有透过性, 其中,所述显示部具有反射来自所述扫描部的所述信号光的半透半反镜区域、和具有比所述半透半反镜区域的可见光的透过率高的透过率的透过区域, 具备控制部,该控制部基于使用条件,使所述信号光在包含所述透过区域的区域扫描。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述使用条件具有第1条件、和第2条件, 所述控制部在所述第1条件下,使所述信号光朝向所述半透半反镜区域扫描,在所述第2条件下,使所述信号光在包含所述透过区域的区域扫描。
3.根据权利要求1或者2所述的头戴式显示器,其特征在于, 具备拍摄图像的拍摄部, 所述控制部在驱动所述拍摄部的情况下应用所述第2条件。
4.根据权利要求2或者3所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述透过区域位于在所述半透半反镜区域中被所述信号光扫描的扫描区域的外侧,所述控制部在所述第2条件下,通过使扫描角度范围与所述第I条件下的扫描角度范围相比扩大,从而使所述信号光在包含所述透过区域的区域扫描。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述扫描部在第1方向上通过共振扫描所述信号光,并在与所述第I方向交叉的第2方向上通过非共振扫描所述信号光, 所述控制部在所述第2条件下,使扫描角度范围与所述第I条件下的针对所述第2方向的所述扫描角度范围相比扩大。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述透过区域具有扩散区域,该扩散区域具有比所述半透半反镜区域的可见光的漫透射率高的漫透射率。
7.根据权利要求6所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述扩散区域形成有扩散膜。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的头戴式显示器,其特征在于, 包含所述透过区域的区域是所述半透半反镜区域以及所述透过区域。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述透过区域与所述半透半反镜区域邻接。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的头戴式显示器,其特征在于, 具备眼镜型的框架,该框架具有包含鼻托部的前框部, 所述扫描部位于所述前框部的所述鼻托部一侧、且与被所述显示部反射的所述信号光的光轴相比更接近所述前框部的中心的一侧。
11.根据权利要求10所述的头戴式显示器,其特征在于, 具备生成所述信号光的信号光生成部, 所述框架具有与所述前框部连接的脚丝部、和作为所述脚丝部的端部的耳托部, 所述信号光生成部被设在所述耳托部。
12.根据权利要求1~11中的任意一项所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述扫描部还具备设置有具有反射所述信号光的反射面的反射板的基部、以能够绕第I轴摆动的方式支承所述基部的轴部、能够绕与所述第I轴交叉的第2轴摆动的框体部、被设置在所述框体部的永磁铁、线圈、以及向所述线圈施加电压的电压施加部, 所述基部与所述框体部通过所述轴部连接, 所述永磁铁在俯视时,被配置于相对于所述第I轴以及所述第2轴倾斜的方向, 所述电压施加部将重叠使所述基部绕所述第I轴摆动的第1频率的第1电压与使所述框体部绕所述第2轴摆动的第2频率的第2电压而成的电压施加给所述线圈。
13.根据权利要求12所述的头戴式显示器,其特征在于, 所述扫描部在所述第2条件下,通过使电压比所述第1条件下的所述第2电压高,从而使所述信号光朝向包含所述透过区 域的区域扫描。
【文档编号】G02B27/01GK103901619SQ201310722377
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】日野真希子, 沟口安志 申请人:精工爱普生株式会社
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