圖像顯示裝置和顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像顯示裝置和設(shè)置有該圖像顯示裝置的顯示設(shè)備，且更具體地，涉 及能夠被用作例如頭戴式顯示器（HMD :Head Mounted Display)的顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 從例如日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)案第5-134208號(hào)中已經(jīng)眾所周知了如下的 虛像顯示設(shè)備（顯示設(shè)備）：其用于使觀察者能夠觀看由圖像形成裝置形成的、且作為被虛 像光學(xué)系統(tǒng)放大的虛像的二維圖像。
[0003] 在日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)案第5-134208號(hào)所披露的技術(shù)中，所述虛像顯 示設(shè)備利用來(lái)自于光源且由透鏡準(zhǔn)直的光經(jīng)過(guò)偏光板對(duì)液晶顯示部進(jìn)行照明，被照明的液 晶顯示部的圖像光被透鏡組聚集在第一焦點(diǎn)處，所聚集起來(lái)的光被凹面鏡反射，經(jīng)過(guò)偏光 板而被聚集在位于瞳孔的晶狀體前面的第二焦點(diǎn)處，然后到達(dá)視網(wǎng)膜。因此，用戶能夠觀看 視頻。
[0004] 引用文獻(xiàn)列表
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] PTL 1 :日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)案第5-134208號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008] 順便提及地，在日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)案第5-134208號(hào)所披露的技術(shù)中， 因?yàn)樗鎏撓耧@示設(shè)備是由多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)（透鏡、透鏡組和凹面鏡）構(gòu)成的，所以所述虛像 顯示設(shè)備仍然太大，并且作為虛像顯示設(shè)備而言，尺寸小型化和重量減輕化還是不足的。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的是提供設(shè)置有圖像形成裝置的圖像顯示裝置和設(shè)置有該圖像 顯示裝置的顯示設(shè)備，該圖像形成裝置在緊湊化和重量減輕化的同時(shí)具有能夠?qū)崿F(xiàn)寬視角 的簡(jiǎn)單構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。
[0010] 解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案
[0011] 用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的顯示設(shè)備包括：
[0012] ⑴框架；和
[0013] (ii)圖像顯示裝置，其被安裝至所述框架，
[0014] 所述圖像顯示裝置包括：
[0015] (A)圖像形成裝置，
[0016] (B)光學(xué)系統(tǒng)，其把來(lái)源于所述圖像形成裝置的圖像引導(dǎo)至觀察者的瞳孔，和
[0017] (C)支撐構(gòu)件，其支撐著所述圖像形成裝置，并且
[0018] 當(dāng)所述支撐構(gòu)件的與所述圖像的第一方向?qū)?yīng)的方向被設(shè)定為X方向，且所述支 撐構(gòu)件的與所述圖像的不同于所述第一方向的第二方向?qū)?yīng)的方向被設(shè)定為Y方向時(shí)，所 述支撐構(gòu)件的支撐著所述圖像形成裝置的支撐表面沿著所述X方向和/或所述Y方向是彎 曲的，且因此所述圖像形成裝置是彎曲的。
[0019] 用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的圖像顯示裝置包括：
[0020] (A)圖像形成裝置；
[0021] (B)光學(xué)系統(tǒng)，其把來(lái)源于所述圖像形成裝置的圖像引導(dǎo)至觀察者的瞳孔；和
[0022] (C)支撐構(gòu)件，其支撐著所述圖像形成裝置，并且
[0023] 當(dāng)所述支撐構(gòu)件的與所述圖像的第一方向?qū)?yīng)的方向被設(shè)定為X方向，且所述支 撐構(gòu)件的與所述圖像的不同于所述第一方向的第二方向?qū)?yīng)的方向被設(shè)定為Y方向時(shí)，所 述支撐構(gòu)件的支撐著所述圖像形成裝置的支撐表面沿著所述X方向和/或所述Y方向是彎 曲的，且因此所述圖像形成裝置是彎曲的。
[0024] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果
[0025] 因?yàn)楸景l(fā)明的顯示設(shè)備和圖像顯示裝置包括所述支撐構(gòu)件且所述支撐構(gòu)件的所 述支撐表面沿著所述X方向和/或所述Y方向是彎曲的，所以能夠使所述圖像形成裝置基 于簡(jiǎn)單的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)而被彎曲。而且，因?yàn)樗鰣D像形成裝置是彎曲的，所以例如在實(shí)現(xiàn)了 能夠減小從所述圖像形成裝置的中央部出射的光的光程長(zhǎng)度與從所述圖像形成裝置的顯 示區(qū)域的邊緣部出射的光的光程長(zhǎng)度之間的光程長(zhǎng)度差的效果、并且緊湊化和重量減輕化 的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)寬的視角。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是當(dāng)觀察者佩帶著顯示設(shè)備時(shí)該顯示設(shè)備的主要部分的立體圖。
[0027] 圖2A和圖2B分別是當(dāng)從前面觀察佩帶著顯示設(shè)備的觀察者時(shí)和當(dāng)從側(cè)面觀察佩 帶著顯示設(shè)備的觀察者時(shí)實(shí)施例1的該顯示設(shè)備的主要部分的立體圖。
[0028] 圖3A是用于構(gòu)成實(shí)施例1的顯示設(shè)備的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面 圖，圖3B是支撐構(gòu)件的示意性截面圖，并且圖3C是支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性平面 圖。
[0029] 圖4A和圖4B是沿著圖3A中的箭頭A' -A'所取得的用于構(gòu)成實(shí)施例1的顯示設(shè) 備的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面圖和沿著圖3B中的箭頭B' -B'所取得的支撐 構(gòu)件的示意性截面圖。
[0030] 圖5A是用于構(gòu)成實(shí)施例2的顯示設(shè)備的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面 圖，圖5B是支撐構(gòu)件的示意性截面圖，圖5C是支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性平面圖， 并且圖是沿著圖5A中的箭頭D-D所取得的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面圖。
[0031] 圖6A是用于構(gòu)成實(shí)施例3的顯示設(shè)備的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面 圖，圖6B是支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性平面圖，并且圖6C是用于構(gòu)成實(shí)施例3的顯 示設(shè)備的變形例的支撐構(gòu)件和圖像形成裝置的示意性截面圖。
[0032] 圖7是實(shí)施例1的顯示設(shè)備中的一部分的斜視立體圖。
[0033] 圖8A、圖8B、圖8C和圖8D分別是實(shí)施例1的顯示設(shè)備的仰視圖、俯視圖、右視圖 和后視圖。
[0034] 圖9A、圖9B和圖9C分別是示出了如何利用各種透鏡來(lái)形成來(lái)自于圖像形成裝置 的圖像的圖。
[0035] 圖10是實(shí)施例1的顯示設(shè)備的變形例的概要圖。
[0036] 圖11是反射鏡等的概要圖，且用來(lái)說(shuō)明用于構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡的布置狀態(tài)。
[0037] 圖12A和圖12B是反射鏡等的概要圖，它們延續(xù)圖11、且用來(lái)說(shuō)明用于構(gòu)成光學(xué)系 統(tǒng)的反射鏡的布置狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下，參照附圖，將會(huì)以實(shí)施例為基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施 例，并且各實(shí)施例中所使用的各種數(shù)值和材料僅僅是例子。此外，將會(huì)按照下列順序進(jìn)行說(shuō) 明。
[0039] 1.與本發(fā)明的顯示設(shè)備和圖像顯示裝置相關(guān)的總體說(shuō)明
[0040] 2.實(shí)施例1 (本發(fā)明的顯示設(shè)備）
[0041] 3.實(shí)施例2 (實(shí)施例1的變形例）
[0042] 4.實(shí)施例3 (實(shí)施例2的變形例）和其他特征
[0043] 與本發(fā)明的顯示設(shè)備和圖像顯示裝置相關(guān)的總體說(shuō)明
[0044] 在本發(fā)明的顯示設(shè)備或圖像顯示裝置中，可以采用如下的方式：其中，支撐構(gòu)件的 支撐表面沿著X方向的彎曲程度大于該支撐表面沿著Y方向的彎曲程度。即，可以采用如 下的方式：其中，當(dāng)彎曲程度被表示為平均曲率半徑時(shí)，支撐構(gòu)件的支撐表面沿著X方向的 平均曲率半徑小于該支撐表面沿著Y方向的平均曲率半徑。在這種情況下，可以使用如下 的方式：其中第一方向或X方向相當(dāng)于最終到達(dá)觀察者的瞳孔的圖像的水平方向，并且第 二方向或Y方向相當(dāng)于最終到達(dá)觀察者的瞳孔的圖像的垂直方向。既存在有其中X方向和 Y方向是正交的情況，還存在有其中X方向和Y方向不是正交的情況。
[0045] 在包括上述優(yōu)選方式的本發(fā)明的顯示設(shè)備或圖像顯示裝置中，可以使用如下的方 式：其中支撐構(gòu)件設(shè)置有保持構(gòu)件，圖像形成裝置的外形是矩形，并且圖像形成裝置的沿著 X方向延伸的外圍部通過(guò)保持構(gòu)件而被固定到支撐構(gòu)件上。此外，圖像形成裝置的外圍部指 的是圖像形成裝置的端部與圖像形成裝置的顯示區(qū)域的端部之間的區(qū)域（所謂的框架區(qū) 域）。在下文中，圖像形成裝置的外圍部也指的是該同一區(qū)域。
[0046] 可供選擇地，可以使用如下的方式：其中圖像形成裝置的外形是矩形，并且圖像形 成裝置的沿著X方向延伸的外圍部被支撐構(gòu)件夾持著。然而，本發(fā)明的顯示設(shè)備和圖像顯 示裝置不局限于這些方式。根據(jù)情況，可以使用粘合劑把圖像形成裝置固定到支撐構(gòu)件上。 例如，支撐構(gòu)件可以由下列材料中的一者來(lái)制備：包括ABS樹(shù)脂等的各種塑料材料；諸如尤 尼萊特（注冊(cè)商標(biāo)，由Unitka Ltd.(尤尼吉可株式會(huì)社）制造）或FRP等復(fù)合材料；碳纖 維；諸如鋁等金屬材料；或者合金材料。
[0047] 而且，在包括上述優(yōu)選方式的本發(fā)明的顯示設(shè)備或圖像顯示裝置中，可以使用如 下的方式：其中圖像形成裝置的外形是矩形，并且布線從圖像形成裝置的沿著Y方向延伸 的外圍部延伸至外部。在這種情況下，可以包括柔性印刷布線板（FPC:flexible printed wiring board)作為布線的例子?？梢曰诒娝苤姆椒▉?lái)將布線與設(shè)置于圖像形成裝 置的外圍部中的連接部連接起來(lái)。
[0048] 此外，在包括上述優(yōu)選方式的本發(fā)明的顯示設(shè)備或圖像顯示裝置中，可以使用如 下的構(gòu)造：其中光學(xué)系統(tǒng)是由反射鏡和透鏡組形成的，該反射鏡反射來(lái)自圖像形成裝置的 圖像，被該反射鏡反射的圖像入射到該透鏡組中。而且，在這種情況下，可以使用如下的構(gòu) 造：其中透鏡組被設(shè)置于觀察者的瞳孔與反射鏡之間，并且圖像形成裝置被設(shè)置于反射鏡 的上方。而且，在這些構(gòu)造中，可以使用如下的構(gòu)造：其中透鏡組被形成為具有一組3個(gè)透 鏡，其中的第二透鏡具有負(fù)的光焦度（power)，構(gòu)成第二透鏡的材料的折射率大于構(gòu)成第一 透鏡和第三透鏡的材料的折射率，并且可以使用如下的構(gòu)造：其中第一透鏡和第三透鏡具 有正的光焦度。優(yōu)選的是，第二透鏡被構(gòu)造成彎月形透鏡。較佳的是，使用其中透鏡組是遠(yuǎn) 心光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造，或更具體地說(shuō)，使用其中反射鏡側(cè)是遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造。
[0049] 此外，在包括上述優(yōu)選方式和構(gòu)造的本發(fā)明的顯示設(shè)備中，可以使用如下的方式： 其中顯示設(shè)備設(shè)置有左眼用圖像顯示裝置和右眼用圖像顯示裝置。作為左眼用圖像顯示裝 置的水平視野與右眼用圖像顯示裝置的水平視野之間的重疊