專(zhuān)利名稱(chēng)：信息顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可佩戴式信息顯示裝置，如安置在頭部上并用于觀察視頻圖像的 頭置式顯示器或近眼顯示器，尤其是向用戶(hù)展示圖像和外界的信息顯示裝置，還涉及用在 這種信息顯示裝置中的無(wú)線(xiàn)遙控器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出了各種眼鏡式視頻圖像顯示裝置，其中顯示在顯示裝置如液晶 面板(LCD)上的視頻圖像通過(guò)具有目鏡、半反射鏡等的光學(xué)系統(tǒng)作為放大的虛像被觀察。 這種圖像顯示裝置稱(chēng)作頭置式顯示器。 在大多數(shù)情況下，這些視頻圖像顯示裝置形成為以纏繞在頭部的形式安置在頭部 上的構(gòu)造；這些裝置包括兩眼式裝置和單眼式裝置，在兩眼式裝置中，視頻圖像顯示系統(tǒng)形 成在對(duì)應(yīng)于兩眼的位置，在單眼式裝置中，視頻圖像顯示系統(tǒng)形成在對(duì)應(yīng)于單眼、即左眼或 右眼的位置。這兩種類(lèi)型中的兩眼式裝置主要用于欣賞視頻圖像的目的。單眼式的裝置例 如有望用作可佩戴式電腦中的顯示裝置和用作向工作者顯示指令的顯示裝置。例如，已經(jīng) 公知在日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平8-305298和日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平10-111470中描述的這些類(lèi) 型的系統(tǒng)。 本申請(qǐng)人提交了公開(kāi)一種不同于這些公知的頭置式顯示器的全新頭置式顯示器 的申請(qǐng)作為日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2004-207847。在該發(fā)明中，安置在用戶(hù)頭部上的頭置式顯 示器的主體部分安置在頭的后部，并且該主體部分由擁有彈性以便夾住頭部的后臂、連接 到后臂上的左右耳機(jī)、以及具有連接到頂端部分上的顯示部分的顯示臂作為主要部分來(lái)構(gòu) 成。 圖1-10中展示了這種頭置式顯示器的一個(gè)實(shí)例。另外，如上所述，圖1-10中展示 的顯示器是一種新的系統(tǒng)，并且在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日時(shí)還未公知；因而該顯示器不同于如
上面提到的兩個(gè)專(zhuān)利文獻(xiàn)中所述的公知的顯示器。圖i-io表示一個(gè)人在頭上佩戴著頭置
式顯示器的狀態(tài)。頭置式顯示器21的后臂22具有彈性，并夾住此人的頭的后部，以至于顯 示器本身固定到人的頭部。保持部分23連接到后臂22 ;該保持部分23保持顯示臂24，使 得該顯示臂24能夠自由滑動(dòng)。顯示部分25連接到顯示臂24的頂端。另外，通過(guò)使得顯示 臂24滑過(guò)保持部分23而使得顯示臂24前進(jìn)和縮回，以至于顯示部分25能夠位于使用位 置或等待位置。26表示耳機(jī)；頭置式顯示器21通過(guò)這些耳機(jī)26從兩側(cè)夾住人的頭部。
在這種頭置式顯示器21中，必需給設(shè)置在顯示部分25中的圖像顯示裝置供給電 源和信號(hào)。另外，在一些情況下，顯示部分25配備有麥克風(fēng)；在這種情況下，還需要給該麥
克風(fēng)提供電源。在常規(guī)設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)中，如圖i-io所示，采用一種將電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)從
控制裝置27經(jīng)布線(xiàn)電纜28直接布設(shè)到顯示部分25的方法。
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但是，在由此從控制裝置27直接向顯示部分25布線(xiàn)的情形中，該布線(xiàn)電纜28可
能干擾用戶(hù)對(duì)裝置的操作并產(chǎn)生麻煩的感覺(jué)。本發(fā)明鑒于這種情形而設(shè)計(jì)；本發(fā)明的目的
在于提供一種信息顯示裝置如頭置式顯示器，其中經(jīng)固定到頭部上的部分向該信息顯示裝
置的顯示部分布線(xiàn)，以至于幾乎沒(méi)有對(duì)用戶(hù)操作裝置的干擾或產(chǎn)生麻煩的感覺(jué)。 另外，佩戴單眼式近眼顯示器的用戶(hù)能夠用一只眼睛觀看外界，并且能夠用另一
只眼睛觀看近眼顯示器的顯示屏。例如，這樣的用戶(hù)可以通過(guò)將該近眼顯示器連接到諸如
DVD播放器的裝置來(lái)觀看電影。在大多數(shù)情況下，用戶(hù)的注意力更多地集中到電影而非外界。 但是，在有人突然穿過(guò)用戶(hù)的前面或用戶(hù)前面的物體突然接近的情形中，或者在 發(fā)生變化例如在用戶(hù)周?chē)膮^(qū)域中出現(xiàn)熄滅的照明的突然閃亮或用戶(hù)周?chē)膮^(qū)域中有應(yīng) 急燈閃爍等的情形中，用戶(hù)的注意力所集中的物體立即從電影切換到外界。這種大腦內(nèi)部 的切換對(duì)于立即察覺(jué)外界的危險(xiǎn)很有用。 但是，在相對(duì)安全的使用狀況如室內(nèi)使用下，這種大腦內(nèi)部的切換只會(huì)打擾沉浸 在電影中的感覺(jué)，并因而感覺(jué)麻煩。 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠維持用戶(hù)沉浸在體驗(yàn)的圖像中的感覺(jué)的信 息顯示裝置。 另外，在單眼式近眼顯示器中，因?yàn)閳D像的呈現(xiàn)距離(到圖像的視在位置的距離)
設(shè)定為足夠長(zhǎng)的距離，所以用戶(hù)能夠觀看外界或觀看圖像而無(wú)需使眼睛過(guò)度緊張。 但是，存在于外界中的物體距離(到物體的距離)是不同的，并且會(huì)有距離很短、
如60cm的情形。在這種情況下，觀看外界的眼睛會(huì)緊張，以至于必須有一種使觀看圖像的
眼睛放松的很困難的調(diào)節(jié)，用戶(hù)的眼睛因而會(huì)疲勞。 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減輕用戶(hù)的眼睛疲勞的信息顯示裝置。
圖4-9是一種頭置式顯示裝置的透視圖。 該頭置式顯示裝置包括后臂710、前臂720、視頻顯示部分730、收容部分740、控制 器750和遙控器760。 后臂710為圓弧形，安置在頭的后部。 耳機(jī)部分715和716設(shè)置在后臂710的兩個(gè)端部上，并安置在操作者的左右耳(圖 中未示出)上。后臂710的兩個(gè)端部通過(guò)耳機(jī)部分715和716壓在頭的側(cè)部上。
另外，支撐弓形前臂720使得該前臂720能夠自由滑動(dòng)的收容部分740經(jīng)連接件 741連接到后臂710的一個(gè)端部上。 設(shè)置在操作者眼睛前面的視頻顯示部分730支撐在前臂720的頂端部分上。 控制器750經(jīng)電纜750a連接到收容部分740，并控制電機(jī)(圖中未示出)等的驅(qū)
動(dòng)，所述電機(jī)等引起收容在收容部分740內(nèi)部的前臂720的延伸和縮回。 遙控器760經(jīng)電纜750b連接到控制器750，并經(jīng)電纜750b將信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送到控制
器750。 圖4-10是另一頭置式顯示裝置的透視圖。這里，與圖4-9的頭置式顯示裝置共同 的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，并省去對(duì)這些部分的描述。 該頭置式顯示裝置與圖4-9中所示的頭置式顯示裝置的不同之處在于控制器751 和遙控器761是無(wú)線(xiàn)的。
遙控器761具有發(fā)出紅外輻射的發(fā)射部分(圖中未示出)。 控制器751具有接收從遙控器761發(fā)出的紅外輻射的接收部分752。 在圖4-9所示的頭置式顯示裝置中，因?yàn)榭刂破?50和遙控器760經(jīng)電纜750b連
接，所以電纜750b必須延伸成使得電纜不干擾遙控器760的操作，這是一個(gè)麻煩的問(wèn)題。 在圖4-10所示的頭置式顯示裝置中，因?yàn)樵撗b置是無(wú)線(xiàn)的，所以沒(méi)有布設(shè)電纜
750b的麻煩的問(wèn)題。但是，因?yàn)槭褂脮r(shí)控制器751通常安置在用戶(hù)的皮帶等上，或是收容在
口袋或公文包里，所以可能存在必須確認(rèn)控制器751或接收部分752的位置以便從遙控器
761發(fā)送信號(hào)數(shù)據(jù)，因而存在該裝置使用困難的問(wèn)題。 本發(fā)明是鑒于這些情形而設(shè)計(jì)的；本發(fā)明的目的在于改進(jìn)信息顯示裝置如頭置式 顯示器的遙控器的操作特性。

發(fā)明內(nèi)容
用于實(shí)現(xiàn)該目的的第一發(fā)明是一種信息顯示裝置，在該信息顯示裝置中利用安置 在頭部上的目鏡光學(xué)系統(tǒng)觀察顯示裝置的虛像，其中該裝置具有安置在頭部上的后臂和連 接到顯示部分上的顯示臂，收容該顯示臂的至少一部分的收容部分設(shè)置在后臂中，并且延 伸到該顯示部分上的導(dǎo)線(xiàn)從設(shè)置在收容部分中的導(dǎo)線(xiàn)連接部分穿過(guò)收容部分和顯示臂，并 連接到顯示部分上。 在本發(fā)明中，來(lái)自外界的導(dǎo)線(xiàn)首先到達(dá)設(shè)置在收容部分中的導(dǎo)線(xiàn)連接部分，該收 容部分設(shè)置在后臂中(后臂本身可以構(gòu)成收容部分，或者收容部分可以連接到后臂上)。導(dǎo) 線(xiàn)連接部分可以是使導(dǎo)線(xiàn)簡(jiǎn)單穿過(guò)并固定到適當(dāng)位置的部分，或者可以是連接裝置，如連 接器。 隨后，導(dǎo)線(xiàn)從導(dǎo)線(xiàn)連接部分穿過(guò)收容部分和顯示臂，并布線(xiàn)到顯示部分上。因此， 因?yàn)閬?lái)自外界的導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有因?yàn)轱@示臂的伸長(zhǎng)和縮回造成的連接位置的變化，并且因?yàn)檫B接 到收容部分，所以連接位置處于頭部的側(cè)面或后部上，以至于能夠構(gòu)造幾乎不干擾人的操 作且?guī)缀鯖](méi)有麻煩的感覺(jué)的信息顯示裝置。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二發(fā)明基于第一發(fā)明，其中保持從顯示臂的后端部延伸出的 導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)保持架設(shè)置在收容部分內(nèi)部，位于在當(dāng)顯示臂被拉出且顯示部分處于使用狀態(tài) 時(shí)顯示臂的后端位置和當(dāng)顯示臂收容在收容部分中時(shí)顯示臂的后端位置之間的中間位置。
在本發(fā)明中，導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)保持架固定就位，該導(dǎo)線(xiàn)保持架設(shè)置在當(dāng)顯示臂被拉 出且顯示部分處于使用狀態(tài)時(shí)顯示臂的后端位置和當(dāng)顯示臂收容在收容部分中時(shí)顯示臂 的后端位置之間的中間位置。因此，在這兩個(gè)顯示臂位置，從導(dǎo)線(xiàn)保持架到顯示臂的后端部 的導(dǎo)線(xiàn)被對(duì)折，以至于從導(dǎo)線(xiàn)連接部分到導(dǎo)線(xiàn)保持架部分的導(dǎo)線(xiàn)能夠固定在適當(dāng)位置。因 此，減少了導(dǎo)線(xiàn)活動(dòng)部分的延伸程度，以至于能夠減少諸如收容部分中導(dǎo)線(xiàn)纏結(jié)或?qū)Ь€(xiàn)斷 裂的等麻煩。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三發(fā)明基于第一發(fā)明或第二發(fā)明，其中以扁平板狀的柔性結(jié) 構(gòu)形成導(dǎo)線(xiàn)束。 可能存在這樣的情形顯示臂和該顯示臂的收容部分在安置于頭上時(shí)在垂直方向 上有長(zhǎng)扁平的形狀。因此，通過(guò)形成具有扁平板狀的導(dǎo)線(xiàn)束，能夠便于顯示臂和收容部分的 收容；而且，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)形成具有扁平板狀的這些部分獲得柔性部分，所以便于對(duì)應(yīng)于顯示臂的前進(jìn)和縮回動(dòng)作的變形。作為一個(gè)實(shí)例，可以構(gòu)想一種方法，其中以扁平電纜的形狀 形成導(dǎo)線(xiàn)束，或是以薄膜導(dǎo)線(xiàn)的形式建成柔性板。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四發(fā)明基于第一至第三發(fā)明中的任何發(fā)明，其中顯示臂的至 少后端部或前端部(顯示部分和該顯示臂之間的連接部分)的接觸導(dǎo)線(xiàn)的部分斜切有或形 成有無(wú)角部的結(jié)構(gòu)。 在從顯示臂的后端部引出導(dǎo)線(xiàn)的情形中，可以有如下情形，其中導(dǎo)線(xiàn)和顯示臂的 后端部彼此接觸，并且導(dǎo)線(xiàn)繞該后端部彎曲。在這樣的情況下，如果在顯示臂的接觸導(dǎo)線(xiàn)的 部分中有角部，則有導(dǎo)線(xiàn)可能被該部分損壞的危險(xiǎn)。因此，在本發(fā)明中，該部分斜切有或形 成有無(wú)角部的形狀，以至于降低發(fā)生這種問(wèn)題的可能性。 類(lèi)似地，在顯示部分和顯示臂的相對(duì)位置關(guān)系變化的情況下，有在顯示臂的前端 部可能出現(xiàn)相同現(xiàn)象的情形。因此，在這些情況下，通過(guò)將該部分斜切有或?qū)⒃摬糠中纬捎?無(wú)角部的結(jié)構(gòu)，能夠減少發(fā)生這種現(xiàn)象的可能性。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第五發(fā)明基于第一至第四發(fā)明中的任何發(fā)明，其中顯示部分經(jīng) 球形軸承以允許樞轉(zhuǎn)的方式連接到顯示臂上，并且導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)穿過(guò)該球形軸承的球面而到達(dá) 顯示部分。 在信息顯示裝置中，希望顯示部分保持在顯示臂的頂端，使得該顯示部分能夠樞 轉(zhuǎn)，并且該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得顯示部分的取向能夠在使用位置和收容位置之間變化。在這樣 的情況下，如果顯示部分通過(guò)球形軸承連接到顯示臂上，以至于顯示部分能夠樞轉(zhuǎn)，并且導(dǎo) 線(xiàn)穿過(guò)球形軸承的球面引導(dǎo)到顯示部分，則導(dǎo)線(xiàn)能夠從顯示臂布設(shè)到顯示部分上而不需要 任何特殊連接器。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第六發(fā)明是一種信息顯示裝置，在該信息顯示裝置中利用安置
在頭部上的目鏡光學(xué)系統(tǒng)觀察顯示裝置的虛像，其中該裝置具有安置在頭部上的后臂和連
接到顯示部分上的顯示臂，收容該顯示臂的收容部分設(shè)置在后臂中，該顯示部分的導(dǎo)線(xiàn)從
設(shè)置在收容部分中的導(dǎo)線(xiàn)連接部分連接到設(shè)置在收容部分中的滑動(dòng)連接器的第一部分上，
來(lái)自顯示部分的導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)顯示臂并連接到設(shè)置在顯示臂中的滑動(dòng)連接器的第二部分上，并
且滑動(dòng)連接器的第一和第二部分只有在顯示臂被拉出到顯示部分的使用位置時(shí)才電連接。 在本發(fā)明中，顯示臂與顯示臂的收容部分之間的導(dǎo)線(xiàn)連接通過(guò)滑動(dòng)連接器實(shí)現(xiàn)。
此處，該"滑動(dòng)連接器"是指具有第一部分和第二部分的連接器，并且在該連接器中這些部
分彼此相對(duì)移動(dòng)，以至于第一部分和第二部分在這些部分處于規(guī)定的位置關(guān)系時(shí)電連接，
并且使得當(dāng)這些部分處于一些其它的位置關(guān)系時(shí)第一部分和第二部分之間的電連接斷開(kāi)。
典型地，使用其中處于特定位置時(shí)觸點(diǎn)彼此接觸、而在大多數(shù)位置中這些觸點(diǎn)彼此分離的
連接器。但是，也可以使用其中電連接依賴(lài)于電磁感應(yīng)耦合而不是機(jī)械接觸的連接器。 在本發(fā)明中，使用滑動(dòng)連接器，并且該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得該滑動(dòng)連接器的第一和第
二部分只有在顯示臂拉出到顯示部分的使用位置時(shí)才電連接。因此，能夠消除容納部分和
顯示臂之間的導(dǎo)線(xiàn)，以至于能夠防止與顯示臂的移動(dòng)伴隨的導(dǎo)線(xiàn)纏結(jié)、以及由于長(zhǎng)期使用
造成的疲勞使導(dǎo)線(xiàn)斷裂。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第七發(fā)明基于第六發(fā)明，其中從導(dǎo)線(xiàn)連接部分向滑動(dòng)連接器的 第一部分延伸的部分導(dǎo)線(xiàn)分支并連接到另一滑動(dòng)連接器的第一部分上，并且該另一滑動(dòng)連 接器的第一部分和設(shè)置在顯示臂中的滑動(dòng)連接器的第二部分在顯示臂收容在收容部分中的狀態(tài)下電連接。 在一般的信息顯示裝置中，如果裝置在使用位置工作就足夠了 ；不需要向處于收 容位置的顯示部分供給電源或信號(hào)。但是，信息顯示裝置包括在顯示部分中收容麥克風(fēng)等 的裝置。在這種情形下可能存在的例子是甚至在收容位置也只希望此麥克風(fēng)等的工作。本 發(fā)明在這種情形中很有效，并設(shè)計(jì)成使得在顯示臂收容在收容部分的狀態(tài)下，分離的滑動(dòng) 連接器的第一部分和設(shè)置在顯示臂上的滑動(dòng)連接器的第二部分電連接，以至于甚至在顯示 部分處于收容位置時(shí)也能表現(xiàn)出所需的功能。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第八發(fā)明基于第六發(fā)明或第七發(fā)明，其中該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成當(dāng)滑動(dòng) 連接器的第一和第二部分電連接時(shí)，首先連接地線(xiàn)，再連接公共電源線(xiàn)，隨后連接信號(hào)線(xiàn)。
在本發(fā)明中，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成當(dāng)滑動(dòng)連接器的第一和第二部分電連接時(shí)，在首先連 接地線(xiàn)和公共電源線(xiàn)之后連接信號(hào)線(xiàn)。因此，能夠防止在此連接期間由于對(duì)電路過(guò)度施加 異常負(fù)荷所致的損壞的危險(xiǎn)。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第九發(fā)明基于第六至第八發(fā)明中的任何發(fā)明，其中顯示部分通 過(guò)球形軸承連接到顯示臂上使得該顯示部分能夠樞轉(zhuǎn)，并且導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)穿過(guò)球形軸承的球面 而到達(dá)顯示部分。 本發(fā)明顯示出與第五發(fā)明相同的操作效果。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十發(fā)明是一種信息顯示裝置，該信息顯示裝置包括用于顯示 由字符信息或圖像信息組成的圖像的光學(xué)系統(tǒng)、和用于將該光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上使得 給該用戶(hù)的兩眼呈現(xiàn)外界和圖像的安置裝置，其中該信息顯示裝置還包括用于探測(cè)外界狀 況變化的探測(cè)裝置。 另外，此處使用的術(shù)語(yǔ)"外界狀況變化"尤指對(duì)(在作為整體的外界內(nèi))在包含于 用戶(hù)視場(chǎng)內(nèi)的區(qū)域中的圖像有影響的變化。例如，這樣的"外界狀況變化"包括視場(chǎng)內(nèi)的 物體在上下方向、左右方向、以及接近_后退方向上的移動(dòng)；物體從視場(chǎng)外部進(jìn)入到視場(chǎng)內(nèi) 的移動(dòng)；視場(chǎng)內(nèi)存在的物體的亮度變化；視場(chǎng)內(nèi)存在的物體大小的變化等。
用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十一發(fā)明基于第十發(fā)明，其中安置裝置將光學(xué)系統(tǒng)安置在用 戶(hù)身上，使得只給用戶(hù)的一只眼睛呈現(xiàn)圖像。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十二發(fā)明基于第九或第十發(fā)明，其中探測(cè)裝置探測(cè)外界中用 戶(hù)視場(chǎng)內(nèi)包含區(qū)域的至少一部分的亮度的變化作為上述狀況變化。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十三發(fā)明基于第十至第十二發(fā)明中的任何發(fā)明，其中探測(cè)裝 置探測(cè)外界中用戶(hù)視場(chǎng)內(nèi)包含區(qū)域的至少一部分的亮度分布的變化作為上述狀況變化。
用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十四發(fā)明基于第十至第十三發(fā)明中的任何發(fā)明，其中設(shè)置控 制部分，該控制部分使得能夠改變圖像相對(duì)于外界的相對(duì)加強(qiáng)度，并且當(dāng)狀況變化率包含 在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，該控制部分提高圖像的加強(qiáng)度。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十五發(fā)明基于第十四發(fā)明，其中所述規(guī)定范圍是用戶(hù)的大腦 能夠識(shí)別的范圍。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十六發(fā)明基于第十四或第十五發(fā)明，其中控制部分通過(guò)增大 圖像的亮度來(lái)提高圖像的加強(qiáng)度。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十七發(fā)明基于第十四至第十六發(fā)明中的任何發(fā)明，其中控制 部分通過(guò)加強(qiáng)圖像的對(duì)比度來(lái)提高圖像的加強(qiáng)度。
用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十八發(fā)明基于第十四至第十七發(fā)明中的任何發(fā)明，其中控制 部分通過(guò)加強(qiáng)圖像的輪廓來(lái)提高圖像的加強(qiáng)度。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第十九發(fā)明基于第十四至第十八發(fā)明中的任何發(fā)明，其中控制 部分通過(guò)使從外界入射到用戶(hù)眼睛上的來(lái)自外界的光的強(qiáng)度變?nèi)鮼?lái)提高圖像的加強(qiáng)度。
用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十發(fā)明基于第十四至第十九發(fā)明中的任何發(fā)明，其中控制 部分能夠在根據(jù)狀況的變化率改變加強(qiáng)度的模式與不管狀況變化率如何都不改變加強(qiáng)度 的模式之間切換。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十一發(fā)明是一種信息顯示裝置，該信息顯示裝置包括用于 顯示由字符信息或圖像信息組成的圖像的光學(xué)系統(tǒng)、用于將光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上使得 給用戶(hù)的兩眼呈現(xiàn)外界和圖像的安置裝置、和用于改變圖像的呈現(xiàn)距離的改變裝置，其中 該改變裝置包括呈現(xiàn)距離設(shè)定裝置，該呈現(xiàn)距離設(shè)定裝置用于允許用戶(hù)以任意方式設(shè)定呈 現(xiàn)距離。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十二發(fā)明基于第二十一發(fā)明，其中安置裝置將光學(xué)系統(tǒng)安 置在用戶(hù)身上，使得只給用戶(hù)的一只眼睛呈現(xiàn)圖像。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十三發(fā)明是一種信息顯示裝置，該信息顯示裝置包括用于 顯示由字符信息或圖像信息組成的圖像的光學(xué)系統(tǒng)、用于將該光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上使 得給用戶(hù)的兩眼呈現(xiàn)外界和圖像的安置裝置、和用于改變圖像的呈現(xiàn)距離的改變裝置，其 中該信息顯示裝置還包括用于獲取與用戶(hù)的兩眼中的觀看外界的眼睛的可視距離的變化 有關(guān)的信息的傳感器裝置、和用于根據(jù)傳感器裝置的輸出驅(qū)動(dòng)改變裝置使得圖像的呈現(xiàn)距 離適應(yīng)可視距離的控制裝置。 另外，"可視距離"是指從眼睛到聚焦位置的距離。另外，"用于監(jiān)視可視距離的傳
感器"包括在"用于獲取與可視距離的變化有關(guān)的信息的傳感器裝置"內(nèi)。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十四發(fā)明基于第二十三發(fā)明，其中安置裝置把光學(xué)系統(tǒng)安
置在用戶(hù)身上，使得只給用戶(hù)的一只眼睛呈現(xiàn)圖像。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十五發(fā)明基于第二十三或第二十四發(fā)明，其中傳感器裝置 是探測(cè)存在于外界中的物體的距離的變化的傳感器。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十六發(fā)明基于第二十五發(fā)明，其中傳感器裝置是探測(cè)存在 于觀看外界的眼睛的視場(chǎng)中心附近的物體的距離的變化的傳感器。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十七發(fā)明基于第二十三至第二十六發(fā)明中的任何發(fā)明，其
中控制裝置根據(jù)預(yù)先獲得的與用戶(hù)有關(guān)的特征信息校正改變裝置的驅(qū)動(dòng)量。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十八發(fā)明基于第二十七發(fā)明，其中特征信息包括與用戶(hù)的
兩眼中的觀看圖像的眼睛和光學(xué)系統(tǒng)之間的位置關(guān)系有關(guān)的信息。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第二十九發(fā)明基于第二十七或第二十八發(fā)明，其中特征信息包 括與用戶(hù)的兩眼中的觀看圖像的眼睛的折射光焦度有關(guān)的信息。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十發(fā)明基于第二十七至第二十九發(fā)明中的任何發(fā)明，其中 觀看外界的眼睛和觀看圖像的眼睛是不同的眼睛，并且特征信息包括與這兩眼之間的屈光 度差異有關(guān)的信息。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十一發(fā)明基于第二十七至第三十發(fā)明中的任何發(fā)明，其中 所述信息顯示裝置包括用于從用戶(hù)獲取特征信息的獲取裝置。
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用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十二發(fā)明基于第二十三至第三十一發(fā)明中的任何發(fā)明，其
中所述信息顯示裝置還包括用于探測(cè)用戶(hù)的兩眼中的觀看圖像的眼睛與光學(xué)系統(tǒng)之間的
位置關(guān)系的變化的傳感器，并且控制裝置根據(jù)該傳感器的輸出校正改變裝置的驅(qū)動(dòng)量。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十三發(fā)明基于第二十一至第三十二發(fā)明中的任何發(fā)明，其
中所述信息顯示裝置包括用于顯示與圖像的呈現(xiàn)距離有關(guān)的信息的裝置。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十四發(fā)明基于第三十三發(fā)明，其中所述裝置也被光學(xué)系統(tǒng)使用。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十五發(fā)明是一種信息顯示裝置，該信息顯示裝置包括安置
在頭部上的安置裝置、用于顯示圖像的顯示裝置、由該安置裝置支撐并用于將該顯示裝置
設(shè)置在眼睛前面的支撐裝置、和設(shè)置在安置裝置上并收容該支撐裝置的收容部分，其中該
信息顯示裝置還包括用于接收入射到顯示裝置上的作為控制信號(hào)的光的光接收裝置。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十六發(fā)明基于第三十五發(fā)明，其中光接收裝置定位在顯示
裝置的與顯示表面相反的表面上。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十七發(fā)明基于第三十五發(fā)明，其中所述信息顯示裝置包括 安置在頭部上的安置裝置、由該安置裝置支撐并用于將顯示裝置設(shè)置在眼睛前面的支撐裝 置、和設(shè)置在安置裝置上并收容該支撐裝置的收容部分，其中光接收裝置定位在收容部分 的顯示裝置側(cè)上。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十八發(fā)明基于第三十六或第三十七發(fā)明，其中光接收裝置 相對(duì)于視軸傾斜地面向下。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第三十九發(fā)明基于第三十八發(fā)明，其中光接收裝置位于相對(duì)于 視軸向鼻子偏移的位置。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四十發(fā)明基于第三十六或第三十七發(fā)明，其中光接收裝置位 于沿垂直方向?qū)ΨQ(chēng)的位置。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四十一發(fā)明是一種無(wú)線(xiàn)遙控器，該無(wú)線(xiàn)遙控器具有設(shè)置在遙 控器殼上的操作鈕和設(shè)置在該遙控器殼內(nèi)的發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置對(duì)設(shè)置在頭置式顯示裝 置中的光接收裝置發(fā)出作為控制信號(hào)的光，其中發(fā)光裝置設(shè)置成當(dāng)操作者操縱操作鈕時(shí)面 對(duì)操作者。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四十二發(fā)明基于第四十一發(fā)明，其中發(fā)光裝置設(shè)置在遙控器 殼的側(cè)面上。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四十三發(fā)明基于第四十一發(fā)明，其中發(fā)光裝置設(shè)置在遙控器 殼的設(shè)置操作鈕的表面上。 用于實(shí)現(xiàn)該目的的第四十四發(fā)明基于第四十三發(fā)明，其中來(lái)自發(fā)光裝置的光相對(duì) 于設(shè)置操作鈕的表面成銳角地發(fā)出。


圖1-1是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-1的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。
圖1-2是表示顯示臂收容在本發(fā)明工作方案1-1中的收容部分內(nèi)的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。 圖l-3是圖1-2中B部分的放大圖。 圖1-4是沿圖1-1中A-A線(xiàn)的截面圖。
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圖1-5是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-2的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。 圖1-6是表示滑動(dòng)連接器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的簡(jiǎn)圖。 圖1-7是表示顯示臂收容在本發(fā)明工作方案1-2中的收容部分內(nèi)的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。 圖1-8是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-3的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。 圖1-9是表示顯示臂收容在本發(fā)明工作方案1-3中的收容部分內(nèi)的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。 圖1-10是表示該頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。 圖2-1是構(gòu)成本發(fā)明工作方案2-1的近眼顯示器的概視圖。 圖2-2是工作方案2-1的顯示部分116和控制器114的框圖。 圖2-3是表示對(duì)比加強(qiáng)法的實(shí)例的簡(jiǎn)圖。 圖2-4是工作方案2-1中圖像傳感器117和探測(cè)電路118的框圖。 圖2-5是表示近眼顯示器的操作的簡(jiǎn)圖。 圖2-6是表示亮度偏移法的一個(gè)實(shí)例以及輪廓加強(qiáng)法的一個(gè)實(shí)例的簡(jiǎn)圖。 圖2-7是工作方案2-2的近眼顯示器的概視圖。 圖2-8是工作方案2-2的顯示部分116、控制器114'和外界光調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)120的框 圖。 圖3-1是工作方案3-1的近眼顯示器的外視圖。 圖3-2是表示測(cè)距傳感器217的測(cè)距對(duì)象區(qū)域E的簡(jiǎn)圖。 圖3-3是工作方案3-1的顯示部分216和控制器214的框圖。 圖3-4是工作方案3-1的近眼顯示器的操作流程圖。 圖3-5是表示工作方案3-l的近眼顯示器、基準(zhǔn)物體0'、物體0和虛像I'的位 置關(guān)系的簡(jiǎn)圖。 圖3-6是表示工作方案3-1的近眼顯示器的改進(jìn)例的簡(jiǎn)圖。 圖3-7是表示工作方案3-1或工作方案3-2的近眼顯示器的改進(jìn)例的簡(jiǎn)圖。 圖3-8是工作方案3-2的顯示部分16'和控制器14'的框圖。 圖3-9是工作方案3-2的近眼顯示器的操作流程圖。 圖3-10是表示工作方案3-2的近眼顯示器、物體0和虛像l'的位置關(guān)系的簡(jiǎn)圖。 圖4-l是本發(fā)明工作方案4-l的頭置式顯示裝置的透視圖。 圖4-2(a)是本發(fā)明工作方案4-l的頭置式顯示裝置的平面圖。 圖4-2(b)是該頭置式顯示裝置的概略圖。 圖4-3是前臂、視頻圖像顯示部分和收容部分的框圖。 圖4-4(a)是本發(fā)明工作方案4-2的頭置式顯示裝置的平面圖。 圖4-4(b)是該頭置式顯示裝置的概略圖。 圖4-5(a)是本發(fā)明工作方案4_3的頭置式顯示裝置的平面圖。 圖4-5 (b)是該頭置式顯示裝置的概略圖。 圖4-6(a)是本發(fā)明工作方案4_4的無(wú)線(xiàn)遙控器的前視圖。 圖4-6(b)是該無(wú)線(xiàn)遙控器的側(cè)視圖。 圖4-7 (a)是本發(fā)明工作方案4_5的無(wú)線(xiàn)遙控器的前視圖。 圖4-7(b)是該無(wú)線(xiàn)遙控器的側(cè)視圖。 圖4-8(a)是表示無(wú)線(xiàn)遙控器接合在控制器中的狀態(tài)的前視圖。
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圖4-8 (b)是表示圖4-8 (a)的截面圖的概念圖。
圖4-9是一種頭置式顯示裝置的透視圖。
圖4-10是另一頭置式顯示裝置的透視圖。
執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式 下面將參考附圖描述本發(fā)明的工作方案。圖1-1是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-1 的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。該簡(jiǎn)圖是只展示主要部件的截面圖。另外，該截面圖只展 示顯示臂所連接的左半部。 頭置式顯示器1包括作為主要部件的以下部件后臂2 ;連接到該后臂2上的收容 部分3 ;顯示臂4，該顯示臂4保持成使得該顯示臂能夠收容在收容部分3中；顯示部分5， 該顯示部分5連接到顯示臂4的頂端上，從而該顯示部分5能夠樞轉(zhuǎn)；和設(shè)置在后臂2的兩 個(gè)端部上的耳機(jī)6。后臂2和其中一個(gè)耳機(jī)6也設(shè)置在右側(cè)上。 圖像顯示裝置7設(shè)置在顯示部分5中，并且該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得顯示在圖像顯示裝 置7上的圖像被反射鏡8反射，然后被目鏡光學(xué)系統(tǒng)(透鏡)9放大并投射到用戶(hù)的視網(wǎng)膜 上。顯示部分5通過(guò)球面連接器10連接到顯示臂4上，并因而保持成使得該顯示部分5能 夠在顯示臂4的頂端部分上自由樞轉(zhuǎn)。顯示臂4通過(guò)4個(gè)輥11保持在收容部分3中，并設(shè) 計(jì)成使得該顯示臂4能夠收容在收容部分3內(nèi)部或被拉出收容部分3。圖1-1表示顯示臂 4被拉出收容部分3、且顯示部分5處于使用狀態(tài)的情形。 向圖像顯示裝置7供給電源和信號(hào)的扁平電纜12經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接部分13引入到收容 部分3中，并通過(guò)該導(dǎo)線(xiàn)連接部分13固定到收容部分3。在收容部分3內(nèi)部，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)保持 架14將扁平電纜12的中間部分固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩ｋS后，扁平電纜12從顯示臂4的后端 部進(jìn)入顯示臂4，再穿過(guò)球面連接器IO，并引導(dǎo)到顯示部分5內(nèi)部的圖像顯示裝置7。
圖1-2是表示顯示臂4收容在收容部分3內(nèi)部的狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。在后面的附圖中， 在展示為了使本發(fā)明工作的優(yōu)選工作方案的部分中出現(xiàn)的與前面的附圖中的構(gòu)成元件相 同的構(gòu)成元件將標(biāo)以相同的符號(hào)，并將省略這些構(gòu)成元件的描述。 在圖1-2中，顯示部分5樞轉(zhuǎn)，使得該顯示部分5面對(duì)在與顯示臂4的頂端部分的 延伸方向大致相同的方向上，并且因而防止顯示部分5接觸用戶(hù)的頭部。另外，因?yàn)轱@示臂 4向后部引入，所以從后端部分起延伸的扁平電纜12布置成環(huán)形，其中該扁平電纜12暫時(shí) 返回到導(dǎo)線(xiàn)保持架14，然后朝導(dǎo)線(xiàn)連接部分13取向。扁平電纜12具有表現(xiàn)出在與圖中頁(yè) 平面垂直的方向上有長(zhǎng)度的扁平片形狀；因此，在該電纜如圖中所示地折疊的情況下，電纜 具有柔性，并且能夠在不施加過(guò)量力的情況下折疊。 另外，因?yàn)閺膶?dǎo)線(xiàn)連接部分13延伸到導(dǎo)線(xiàn)保持架14的扁平電纜12能夠固定在適 當(dāng)?shù)奈恢?，所以能夠縮短扁平電纜12在容納部分3內(nèi)部移動(dòng)的長(zhǎng)度，以至于能夠減少導(dǎo)線(xiàn) 纏結(jié)等帶來(lái)的麻煩。 圖1-3是圖1-2中B部分的放大圖。如該圖中所示，扁平電纜12從顯示臂4的后 端部拉出。這里，如圖所示，在扁平電纜12對(duì)折時(shí)接觸扁平電纜12的后端部4a形成為圓 弧形，且沒(méi)有角部。因此，幾乎沒(méi)有由于對(duì)扁平電纜12施加局部力而造成損壞的可能性。
圖1-4是沿圖1-1中A-A線(xiàn)的截面圖。顯示部分5的外側(cè)部分5a具有分成兩部 分的結(jié)構(gòu)，并且球面軸承部分5b設(shè)置在中心部分中。同時(shí)，球面連接器10固定到顯示臂4 的外側(cè)上，并插入到該球面軸承部分5b中以形成球面軸承結(jié)構(gòu)。扁平電纜12穿過(guò)顯示臂4的中空部分。 在工作方案1-1中，如上所述，來(lái)自外部的電纜從位于頭的后部上的導(dǎo)線(xiàn)連接部 分13進(jìn)入收容部分3，穿過(guò)收容部分3和顯示臂4，并到達(dá)顯示部分5。因此，來(lái)自外部的電 纜不干擾用戶(hù)的工作，并且不對(duì)用戶(hù)造成任何煩擾的感覺(jué)。在圖l-l所示的工作方案中，導(dǎo) 線(xiàn)連接部分13只起到固定扁平電纜12的作用。但是，也可以用連接器作為導(dǎo)線(xiàn)連接部分 13并使外部電纜能夠從收容部分3移開(kāi)。 圖1-5是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-2的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。該圖中所 示的方法與圖1-1中所示的方法相同。在此工作方案1-2中，提供由第一接觸部分15a和 第二接觸部分15b構(gòu)成的滑動(dòng)連接器15 ;第一接觸部分15a設(shè)置在收容部分3內(nèi)部，并且 第二接觸部分15b連接到顯示臂4的后端部附近。穿過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接部分13并進(jìn)入收容部分 3的扁平電纜12a布線(xiàn)成直到第一接觸部分15a。而布線(xiàn)到圖像顯示裝置7上的扁平電纜 12b連接到第二接觸部分15b上。 圖l-6表示滑動(dòng)連接器15的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。如圖1-6 (a)所示，與導(dǎo)線(xiàn)數(shù)目相 等數(shù)目的板簧狀彈性導(dǎo)體15c在與圖中頁(yè)平面垂直的方向上設(shè)置在第一接觸部分15a上， 并且與導(dǎo)線(xiàn)數(shù)目相等數(shù)目的板狀導(dǎo)體15d類(lèi)似地設(shè)置在第二接觸部分15b上。另外，來(lái)自 扁平電纜12a的各條導(dǎo)線(xiàn)連接到板簧狀彈性導(dǎo)體15c上，并且來(lái)自扁平電纜12b的各條導(dǎo) 線(xiàn)連接到板狀導(dǎo)體15d上。 如圖所示，當(dāng)?shù)谝唤佑|部分15a和第二接觸部分15b彼此面對(duì)時(shí)，板狀導(dǎo)體15d抵 抗板簧狀彈性導(dǎo)體15c的彈力向下推動(dòng)板簧狀彈性導(dǎo)體15c，使得板簧狀彈性導(dǎo)體15c和 板狀導(dǎo)體15d彼此接觸并建立電連續(xù)性。此狀態(tài)為圖l-5中所示的狀態(tài)。當(dāng)顯示臂4從圖 1-5所示的狀態(tài)移動(dòng)使得該顯示臂4收容在收容部分3內(nèi)部時(shí)，導(dǎo)致圖1-7所示的狀態(tài)，并 且第二接觸部分15b移動(dòng)到圖1-6 (a)的左側(cè)，以至于消除板簧狀彈性導(dǎo)體15c和板狀導(dǎo)體 15d之間的接觸，并且斷開(kāi)電連續(xù)性。 在圖l-5所示的構(gòu)造中，顯示臂4的大致全部收容在收容部分3內(nèi)部。但是，這不 是絕對(duì)必須的；收容部分3也可以具有近似等于頭部側(cè)的一半的長(zhǎng)度，并且可以設(shè)計(jì)成使 得該收容部分3在顯示臂4收回時(shí)只收容顯示臂4的一部分。 圖l-6(b)表示從圖l-6(a)中的下方看時(shí)的第二接觸部分15b。這僅僅是一個(gè)例 子。如該圖中所示，安裝用于接地、公共電源和各個(gè)信號(hào)的板狀導(dǎo)體15d。在這些導(dǎo)體中，對(duì) 應(yīng)于接地的板狀導(dǎo)體15d最長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)于公共電源的板狀導(dǎo)體15d次長(zhǎng)，并且對(duì)應(yīng)于各個(gè)信號(hào) 的板狀導(dǎo)體15d比上兩個(gè)導(dǎo)體短。因此，當(dāng)把顯示臂4拉出收容部分3時(shí)，首先連接對(duì)應(yīng)于 接地的導(dǎo)線(xiàn)；再連接對(duì)應(yīng)于公共電源的導(dǎo)線(xiàn)，然后連接對(duì)應(yīng)于各個(gè)信號(hào)的導(dǎo)線(xiàn)。當(dāng)顯示臂4 插入到收容部分3中時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)的連接以相反的順序斷開(kāi)。因此，電源可以安全地與顯示部分 5中的電路連接或斷開(kāi)。 圖1-8是表示構(gòu)成本發(fā)明工作方案1-3的頭置式顯示器的輪廓的簡(jiǎn)圖。圖示的方 法與圖1-5中的相同。該工作方案與圖1-5所示的工作方案1-2大致相同，但不同之處在 于滑動(dòng)連接器的分離的第一接觸部分16a設(shè)置在收容部分3的后部上。穿過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接部分 13并進(jìn)入收容部分3的扁平電纜12a分成兩部分；一部分連接到第一接觸部分15a上，并 且另一部分連接到分離的第一接觸部分16a上。當(dāng)顯示部分5處于如圖1-8所示的使用位 置時(shí)，第一接觸部分15a和第二接觸部分15b彼此接觸。但是，在如圖l-9所示使顯示臂4
12收容在收容部分3中的狀態(tài)下，分離的第一接觸部分16a和第二接觸部分15b彼此接觸。
此處，對(duì)于甚至能夠在圖1-9所示狀態(tài)下使用的裝置如麥克風(fēng)的導(dǎo)線(xiàn)共同連接到 第一接觸部分15a和分離的第一接觸部分16a ;但是，對(duì)于只能夠在圖1_8所示狀態(tài)下使用 的裝置的導(dǎo)線(xiàn)如用于圖像顯示器的信號(hào)線(xiàn)只連接到分離的第一接觸部分16a。通過(guò)這樣，能 夠把必要的裝置如麥克風(fēng)置于操作狀態(tài)，甚至當(dāng)在如圖l-9所示的非使用期間系統(tǒng)處于等 待狀態(tài)時(shí)也是如此。 在上述的工作方案l-2和工作方案1-3中，與工作方案1-1不同，導(dǎo)線(xiàn)在收容部分 3內(nèi)部沒(méi)有移動(dòng)。因此能夠避免導(dǎo)線(xiàn)移動(dòng)伴隨的麻煩，即例如導(dǎo)線(xiàn)纏結(jié)、疲勞造成的導(dǎo)線(xiàn)斷 裂的麻煩。另外，在上述實(shí)例中，通過(guò)機(jī)械接觸建立電連續(xù)性。但是，在幾乎不需要電力消 耗的情況下，如果通過(guò)使線(xiàn)圈彼此面對(duì)的電磁耦合獲得電連續(xù)性，則能夠消除機(jī)械接觸。因 此，能夠延長(zhǎng)使用壽命。 下面將參考圖2-l、2-2、2-3、2-4、2-5和2-6來(lái)描述本發(fā)明的工作方案2-l。該工
作方案是近眼顯示器的工作方案。 首先將描述近眼顯示器的總體構(gòu)造。 如圖2-1所示，在該近眼顯示器中設(shè)置耳機(jī)111R和111L、后臂112、前臂113、控制 器114、顯示部分(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的光學(xué)系統(tǒng))116等。 后臂112和前臂113分別為圓弧形，這些圓弧形具有稍大于用戶(hù)U頭部的曲率半徑。 耳機(jī)111R和111L分別連接到后臂112的兩端。用于安置到用戶(hù)U右耳上的安置件 111R'連接到耳機(jī)111R，而用于安置到用戶(hù)U左耳上的安置件111L'連接到耳機(jī)111L(這 些對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的安置裝置)。 顯示部分116連接到前臂113的一端。前臂113的另一端經(jīng)控制器114連接到后 臂112的一端。 控制器114設(shè)置在由前臂113和后臂112組成的整臂上的某一點(diǎn)處(在圖2-l中， 該控制器114設(shè)置在位于前臂113和后臂112之間的連接部分上)。 當(dāng)耳機(jī)111R和111L分別通過(guò)安置件111R'和111L'安置在用戶(hù)U的右耳和左 耳上時(shí)，顯示部分116定位在用戶(hù)U的一只眼睛EL(圖2-1中的左眼)前面。
此眼EL是觀看圖像的眼睛，而另一只眼睛ER是觀看外界的眼睛。下面把前一只 眼睛稱(chēng)作"觀察眼"，把后一只眼睛稱(chēng)作"非觀察眼"。 順便說(shuō)一下，由伸縮機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等(圖中未示出)組成的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在由后 臂112和前臂113組成的整臂上的某一點(diǎn)處，以便在此狀態(tài)下從觀察眼EL的前面只收回顯 示部分116，或是調(diào)節(jié)顯示部分116的位置或角度。順便說(shuō)一下，后臂112和前臂113之間 的連接部分(安裝控制器114的地方)具有伸縮機(jī)構(gòu)，以便能夠調(diào)節(jié)觀察眼EL和顯示部分 116之間的間隙。 另外，在本工作方案的近眼顯示器中，圖像傳感器(緊湊型攝像機(jī))117設(shè)置在顯 示部分116中(該圖像傳感器對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的探測(cè)裝置)。 圖像傳感器117的分辨率、幀速度等與用于探測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的觀察攝像機(jī)等相當(dāng)。
該圖像傳感器117的探測(cè)物體范圍大致與在圖像觀察狀態(tài)下用戶(hù)U能夠觀看的外 界范圍(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為"視場(chǎng)")相同。因此，圖像傳感器117的輸出表示用戶(hù)U能夠觀看的外界的圖像(以下將該圖像稱(chēng)作"視場(chǎng)圖像")。 接下來(lái)，將描述本工作方案的顯示部分116和控制器114的內(nèi)部構(gòu)造。 如圖2-2所示，透鏡116a和顯示元件116b以該順序從觀察眼EL側(cè)起設(shè)置在顯示
部分116內(nèi)部。顯示元件116b的顯示屏I面向觀察眼EL。 透鏡117a和圖像拾取元件117b以該順序從外界側(cè)起設(shè)置在顯示部分116的圖像 傳感器117內(nèi)部。 CPU(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的控制裝置)114a、圖像處理電路114c、外部接口電路 114d和探測(cè)電路(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的探測(cè)裝置)118設(shè)置在控制器114內(nèi)部。
如圖2-4所示(后述)，差分電路118a、評(píng)估值抽取電路118b和閾值電路118c設(shè) 置在探測(cè)電路118內(nèi)部。 另外，顯示部分116和控制器114通過(guò)圖中未示出的連接線(xiàn)電連接。
接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的基本操作。 來(lái)自外部裝置如DVD播放器的視頻信號(hào)相繼輸入到控制器114中。這些視頻信號(hào) 經(jīng)控制器114內(nèi)部的外部接口電路114d和圖像處理電路114c相繼輸入到顯示部分116內(nèi) 部的顯示元件116b中。結(jié)果，在顯示元件116b的顯示屏I上顯示視頻圖像(這些圖像以 下稱(chēng)作"顯示圖像")。 圖像處理電路114c對(duì)相繼輸入的視頻信號(hào)執(zhí)行半色調(diào)轉(zhuǎn)換處理、二維圖像處理 等，并因而將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于顯示元件116b的狀態(tài)。 本工作方案中的圖像處理電路114c還能夠?qū)ο嗬^輸入的視頻信號(hào)執(zhí)行對(duì)比度加 強(qiáng)(亮度范圍擴(kuò)大)處理。 作為該處理的結(jié)果，能夠提高顯示圖像相對(duì)于外界的相對(duì)加強(qiáng)。
該對(duì)比度加強(qiáng)根據(jù)來(lái)自CPU 114a的指令進(jìn)行。 順便說(shuō)一下，對(duì)比度加強(qiáng)對(duì)應(yīng)于圖像處理電路114c的半色調(diào)轉(zhuǎn)換特性的變化，如 圖2-3(a) 圖2-3(b)。(另外，圖2-3所示的變化只對(duì)中間的亮度范圍進(jìn)行對(duì)比度加強(qiáng)； 但獲得的效果大致與在對(duì)整個(gè)亮度范圍進(jìn)行對(duì)比度加強(qiáng)時(shí)獲得的效果相同)。
從顯示屏I發(fā)出的光束穿過(guò)透鏡116a，并入射到用戶(hù)U的觀察眼EL上。透鏡116a 使從顯示屏I發(fā)出的光束接近平行射線(xiàn)束。因此，在比顯示屏I的實(shí)際位置進(jìn)一步離開(kāi)觀 察眼EL的位置上出現(xiàn)顯示屏I的虛像I'。 同時(shí)，如圖2-4所示，從外界入射到圖像傳感器117上的光束穿過(guò)透鏡117a，并聚 焦到圖像拾取元件117b上成為圖像。 圖像拾取元件117b以規(guī)定的幀速度進(jìn)行圖像拾取，因而重復(fù)獲得表示視場(chǎng)圖像 的幀數(shù)據(jù)，并相繼輸出該數(shù)據(jù)。 因此，以高于幀速度的速率發(fā)生在視場(chǎng)內(nèi)的亮度分布的周期性變化(如，不能由 用戶(hù)U大腦識(shí)別的變化，如熒光燈的閃爍)不反映在幀數(shù)據(jù)中。 幀數(shù)據(jù)輸入到探測(cè)電路118內(nèi)的差分電路118a中。差分電路118a取相鄰幀數(shù)據(jù) (見(jiàn)圖2-4(a))之差(見(jiàn)圖2-4(b))。該差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入到評(píng)估值抽取電路118b中。
評(píng)估值抽取電路118b確定該差分?jǐn)?shù)據(jù)絕對(duì)值的積分值(圖2-4(b)中的陰影部分 的面積)，并取該積分值作為評(píng)估值(見(jiàn)圖2-4(c))。 此評(píng)估值對(duì)應(yīng)于一個(gè)幀周期內(nèi)視場(chǎng)圖像的亮度分布的變化量(即，基于幀速度的
14亮度分布的變化率)。 此評(píng)估值輸入到閾值電路118c中。閾值電路比較評(píng)估值與預(yù)定閾值，并只在評(píng)估 值超過(guò)閾值的情況下產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)(見(jiàn)圖2-4 (d))。 因此，只在視場(chǎng)圖像的亮度分布變化率等于或大于給定值時(shí)才產(chǎn)生這種探測(cè)信 號(hào)。 另外，根據(jù)預(yù)先獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果把閾值電路118c的閾值設(shè)定在適當(dāng)值，使得當(dāng) 視場(chǎng)圖像的亮度分布變化率平緩到使得用戶(hù)U的大腦不能識(shí)別該變化時(shí)(如，當(dāng)視場(chǎng)圖像 表示平靜的天空等時(shí))，不產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。 由探測(cè)電路118由此產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)發(fā)送到CPU 114a。 CPU 114a根據(jù)該探測(cè)信 號(hào)控制各個(gè)部分。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的操作的流程。另外，該操作的流程由CPU 114a控制。 用戶(hù)U在自己期望的場(chǎng)所使用該近眼顯示器。在此情況下，來(lái)自外部裝置的視頻 圖像(顯示圖像)顯示在顯示屏I(見(jiàn)圖2-2)上。用戶(hù)U的注意力集中到這些顯示圖像上。
在近眼顯示器中，圖像傳感器117和探測(cè)電路118連續(xù)操作，使得只在視場(chǎng)圖像的 亮度分布變化率等于或大于給定值時(shí)才產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)(見(jiàn)圖2-4)。當(dāng)產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)時(shí)，圖 像處理電路114c立即開(kāi)始對(duì)比度加強(qiáng)處理(見(jiàn)圖2-3)。此對(duì)比度加強(qiáng)處理持續(xù)規(guī)定的時(shí) 間周期。 連續(xù)重復(fù)從圖像傳感器117和探測(cè)電路118的操作到對(duì)比度加強(qiáng)的這一系列處理 操作。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的效果。 在此近眼顯示器中，當(dāng)用戶(hù)U的注意力集中到顯示圖像上時(shí)，如果例如如圖 2-5(a)所示存在于視場(chǎng)內(nèi)的物體0的位置或大小在給定的速度范圍內(nèi)變化，則例如如圖 2-5 (b)所示將顯示圖像的對(duì)比度提高，使得顯示圖像被加強(qiáng)。類(lèi)似地，顯示圖像的對(duì)比度也 提高，使得甚至在存在于視場(chǎng)內(nèi)的物體0的亮度在給定的速度范圍內(nèi)變化的情況下顯示圖 像也被加強(qiáng)。 因此，此近眼顯示器在視場(chǎng)內(nèi)狀況開(kāi)始變化時(shí)吸引用戶(hù)U對(duì)顯示圖像的注意，因
而防止用戶(hù)U大腦內(nèi)部的切換，以便能夠保持用戶(hù)U沉浸在顯示圖像中的感覺(jué)。 另外，不能由用戶(hù)U的大腦識(shí)別的高速周期性變化如熒光燈的閃爍不反映在幀數(shù)
據(jù)中。而且，幾乎不能被用戶(hù)U的大腦識(shí)別的低速變化如平靜的天空的變化也不產(chǎn)生任何
探測(cè)信號(hào)。因此，上述對(duì)比度加強(qiáng)處理的頻率能夠保持為所需的最小值。 其它 而且，對(duì)比度加強(qiáng)的時(shí)間周期設(shè)定為"規(guī)定的時(shí)間周期";這樣做的原因在于一旦 發(fā)生外界狀況的變化，就很有可能隨后重復(fù)發(fā)生該變化。 此外，如果對(duì)比度加強(qiáng)的程度突然變化，則有可能用戶(hù)U將經(jīng)歷不舒服的感覺(jué)。因 此，系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成使得例如當(dāng)對(duì)比度加強(qiáng)周期結(jié)束時(shí)加強(qiáng)程度逐漸變?nèi)?。而且，還可以將 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得在對(duì)比度加強(qiáng)周期開(kāi)始時(shí)加強(qiáng)程度逐漸變強(qiáng)。 另外，還可以執(zhí)行表現(xiàn)出對(duì)外界狀況的變化方式靈活響應(yīng)的控制，如當(dāng)探測(cè)信號(hào) 的發(fā)生頻率很高時(shí)延長(zhǎng)對(duì)比度加強(qiáng)的時(shí)間周期。
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此外，在本工作方案中，進(jìn)行視頻信號(hào)的對(duì)比度加強(qiáng)，以便加強(qiáng)顯示圖像；但是，也 可以進(jìn)行亮度偏移(向高亮度側(cè)偏移)以代替對(duì)比度加強(qiáng)。 順便說(shuō)一下，這種亮度偏移對(duì)應(yīng)于圖像處理電路114c的半色調(diào)轉(zhuǎn)換特性的變化， 例如如圖2-6(a)所示。(另外，圖2-6(a)中所示的變化造成僅有相對(duì)較低亮度范圍的亮度 偏移；但獲得的效果大致與在整個(gè)亮度范圍經(jīng)歷亮度偏移時(shí)獲得的效果相同)。
而且，也可以進(jìn)行輪廓加強(qiáng)來(lái)代替對(duì)比度加強(qiáng)。此輪廓加強(qiáng)對(duì)應(yīng)于例如如圖 2-6 (b)中所示的顯示圖像亮度分布的變化。 另外，除了對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法外，也可以將其它的一些方法如顯示元件 116b的照明光強(qiáng)度調(diào)節(jié)用作改變顯示圖像亮度的方法。 同樣，除了對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法外，也可以采用其它一些方法如調(diào)節(jié)顯示 元件116b的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)作為改變顯示圖像的對(duì)比度的方法。 此外，可以將對(duì)比度加強(qiáng)、亮度偏移及輪廓加強(qiáng)中的兩種或更多種方法組合地用 作加強(qiáng)顯示圖像的方法。 下面將參考圖2-7和2-8描述本發(fā)明的工作方案2_2。 本工作方案是近眼顯示器的工作方案。此處將只對(duì)與工作方案2-1的不同點(diǎn)進(jìn)行 說(shuō)明。 如圖2-7所示，第一個(gè)不同點(diǎn)在于設(shè)置了外界光調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)120。此外界光調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 120執(zhí)行代替工作方案2-1中的對(duì)比度調(diào)節(jié)的操作。(因此，不需要對(duì)本工作方案的圖像處 理電路114c'進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié))。 外界光調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)120由減光板120a、前臂113'、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b等組成。 減光板120a連接到前臂113'的一端上。前臂113'與前臂113對(duì)稱(chēng)地連接到后
臂112上。 當(dāng)耳機(jī)111R和111L分別通過(guò)安置件111R'和111L'安置在用戶(hù)U的右耳和左 耳上時(shí)，減光板120a定位在用戶(hù)U的非觀察眼ER前面。 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120能夠通過(guò)前臂113'在圖2-7中箭頭D所示的方向上移動(dòng)減光板 120a。 減光板120a設(shè)置在非觀察眼ER前面，或者從非觀察眼ER前面撤回。
設(shè)置在非觀察眼ER前面的減光板120a截去從外界入射到非觀察眼ER上的光束 的光量的一部分，并因而抑制從非觀察眼ER看去的外界的亮度。減光板120a的透射率與 普通太陽(yáng)眼鏡等的透射率相當(dāng)。 因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b使得減光板120a設(shè)置在非觀察眼ER的前面時(shí)，顯示
圖像(出現(xiàn)在顯示屏I上的圖像)相對(duì)于外界的相對(duì)加強(qiáng)度提高，而且，當(dāng)從非觀察眼ER
的前面撤回減光板120a時(shí)，顯示圖像的相對(duì)加強(qiáng)度回到原始的加強(qiáng)度。 在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b內(nèi)部安裝驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b的電機(jī)M，如圖2-8所示，并且該電
機(jī)M根據(jù)來(lái)自控制器114'內(nèi)部的CPU 114a'的指令操作。 因此，顯示圖像的加強(qiáng)度能夠由CPU 114a'控制。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的操作的流程。另外，該操作的流程由CPU 114a'控制。 用戶(hù)U在自己期望的場(chǎng)所使用該近眼顯示器。在此情況下，來(lái)自外部裝置的視頻圖像(顯示圖像)顯示在顯示屏I(見(jiàn)圖2-8)上。用戶(hù)U的注意力集中到這些顯示圖像上。 在此情況下，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b使得減光板120a從非觀察眼ER的前面撤回。
在近眼顯示器中，圖像傳感器117和探測(cè)電路118連續(xù)操作，使得只在視場(chǎng)圖像的 亮度分布變化率等于或大于給定值時(shí)才產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)(見(jiàn)圖2-4)。當(dāng)產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)時(shí)，旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b即刻將減光板120a設(shè)置在非觀察眼ER的前面。在經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間周期后，旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b再使得減光板120a從非觀察眼ER的前面撤回。 連續(xù)重復(fù)從圖像傳感器117和探測(cè)電路118的操作到減光板120a的移動(dòng)的這一 系列處理操作。 另外，只在探測(cè)信號(hào)的發(fā)生頻率等于或大于給定頻率時(shí)才執(zhí)行減光板120a的移
動(dòng)(將減光板120a設(shè)置在非觀察眼ER前面)。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的效果。 在此近眼顯示器中，當(dāng)用戶(hù)U的注意力集中到顯示圖像上時(shí)，如果例如如圖 2-5(a)所示存在于視場(chǎng)內(nèi)的物體O的位置或大小在給定的速度范圍內(nèi)變化，則降低外界的 視亮度，使得顯示圖像相對(duì)地加強(qiáng)。類(lèi)似地，即使存在于視場(chǎng)內(nèi)的物體0的亮度在給定的速 度范圍內(nèi)變化，也降低外界的視亮度，使得顯示圖像相對(duì)加強(qiáng)。 因此，與工作方案2-1的近眼顯示器一樣，此近眼顯示器在視場(chǎng)內(nèi)狀況開(kāi)始變化 時(shí)吸引用戶(hù)U向顯示圖像的注意，因而防止用戶(hù)U大腦內(nèi)部的切換，以便能夠保持用戶(hù)U沉 浸在顯示圖像中的感覺(jué)。 另外，不能由用戶(hù)U的大腦識(shí)別的高速周期性變化如熒光燈的閃爍不反映在幀數(shù) 據(jù)中。而且，幾乎不能被用戶(hù)U的大腦識(shí)別的低速變化如平靜的天空的變化也不產(chǎn)生任何 探測(cè)信號(hào)。因此，減光板120a的移動(dòng)頻率能夠保持為所需的最小值。
其它 此外，在本工作方案中，采用減光板120a以便抑制外界的視亮度；但是，也可以采 用遮光板。 另外，在本工作方案中，采用可動(dòng)部件(減光板120a)、用于驅(qū)動(dòng)該部件的機(jī)構(gòu)(旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)120b)等以便改變外界的視亮度；但是，也可以采用具有可變透射率的減光元件(液 晶元件等)。
其它 另外，還可以在上述各個(gè)工作方案的近眼顯示器中安裝探測(cè)用戶(hù)U本身的移動(dòng)
(當(dāng)脖子有意移動(dòng)等時(shí)的移動(dòng))的傳感器(加速度傳感器等)，并將該系統(tǒng)構(gòu)造成使得在
視場(chǎng)內(nèi)發(fā)生的亮度分布變化僅是由用戶(hù)U本身的移動(dòng)造成的變化的情況下，無(wú)論探測(cè)信號(hào)
存在與否，都禁止顯示圖像的加強(qiáng)。如果這樣做，則能夠進(jìn)一步降低加強(qiáng)的頻率。
此外，在上述各個(gè)工作方案的近眼顯示器中安裝圖像傳感器117的位置是顯示部
分116 ;但是，該位置也可以是一些其它的地方，如耳機(jī)111R或111L，只要該位置能夠覆蓋
作為探測(cè)目標(biāo)的范圍內(nèi)的視場(chǎng)。 另外，在上述各個(gè)工作方案中，采用探測(cè)視場(chǎng)亮度分布的圖像傳感器117，以便探 測(cè)視場(chǎng)的狀況變化。但是，為了簡(jiǎn)化探測(cè)電路U8內(nèi)的處理，也可以采用只探測(cè)視場(chǎng)平均亮 度的亮度傳感器代替圖像傳感器117。 或者，也可以使用探測(cè)視場(chǎng)中存在的物體0的距離變化的測(cè)距傳感器，以便探測(cè)視場(chǎng)狀況的變化。 另外，也可以構(gòu)造上述各個(gè)工作方案的近眼顯示器，使得能夠在根據(jù)狀況的變化 率加強(qiáng)顯示圖像的模式(集中模式)和無(wú)論狀況的變化率如何都不加強(qiáng)顯示圖像的模式 (非集中模式)之間切換。 例如，當(dāng)用戶(hù)U在安全場(chǎng)所如室內(nèi)場(chǎng)所使用近眼顯示器時(shí)，顯示器設(shè)置在"集中模 式"，而當(dāng)用戶(hù)在不一定安全的場(chǎng)所使用近眼顯示器時(shí)，顯示器設(shè)置在"非集中模式"。
因而，如果顯示器的使用劃分在"集中模式"和"非集中模式"之間，則只在必要時(shí) 才能夠獲得沉浸在顯示圖像中的感覺(jué)。 下面將參考圖3-l、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6和3-7描述本發(fā)明的工作方案3-l。本
工作方案是近眼顯示器的工作方案。 首先將描述近眼顯示器的總體構(gòu)造。 如圖3-1所示，在此近眼顯示器中設(shè)置耳機(jī)211R和211L、后臂212、前臂213、控制 器214、顯示部分(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的光學(xué)系統(tǒng))216等。 后臂212和前臂213分別具有略微處于較大一側(cè)上的圓弧形，以便能夠安置在用 戶(hù)U的頭部上。 耳機(jī)211R和211L分別連接到后臂212的兩端。用于安置到用戶(hù)U右耳上的安置件 211R'連接到耳機(jī)211R，而用于安置到用戶(hù)U左耳上的安置件211L'連接到耳機(jī)211L(這 些部件對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的安置裝置)。 顯示部分216連接到前臂213的一端。前臂213的另一端連接到后臂212的一端。
控制器214設(shè)置在由前臂213和后臂212組成的整臂上的某一位置處(在圖3_1 中，該控制器214設(shè)置在前臂213和后臂212的連接部分上)。 當(dāng)耳機(jī)211R和211L分別通過(guò)安置件211R'和211L'安置在用戶(hù)U的右耳和左
耳上時(shí)，顯示部分216設(shè)置在用戶(hù)U的一只眼睛EL(圖3-1中的左眼)前面。 此眼EL是觀看虛像I'(后述)的眼睛，而另一只眼睛ER是觀看外界的眼睛。下
面將把前一只眼睛稱(chēng)作"觀察眼"，同時(shí)將把后一只眼睛稱(chēng)作"非觀察眼"。 順便說(shuō)一下，由伸縮機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等(圖中未示出)組成的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在由后
臂212和前臂213組成的整臂上的某一點(diǎn)處，以便在此狀態(tài)下從觀察眼EL的前面只收回顯
示部分216，或是調(diào)節(jié)顯示部分216的位置或角度。順便說(shuō)一下，后臂212和前臂213之間
的連接部分(安裝控制器214的地方)具有伸縮機(jī)構(gòu)，以便能夠調(diào)節(jié)觀察眼EL和顯示部分
216之間的間隙。 另外，在本工作方案的近眼顯示器中，測(cè)距傳感器217如紅外式傳感器設(shè)置在顯 示部分216中(該測(cè)距傳感器對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的傳感器裝置)。 測(cè)距傳感器217的測(cè)量精度、測(cè)量分辨率、測(cè)量距離等可以與普通相機(jī)等中使用 的測(cè)距傳感器的相當(dāng)。 如圖3-2所示，該測(cè)距傳感器217的測(cè)距對(duì)象區(qū)域E設(shè)定為用戶(hù)U視場(chǎng)(此處為 非觀察眼ER的視場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)作"視場(chǎng)"))中心附近的相對(duì)較窄的區(qū)域(相當(dāng)于相機(jī)的聚 焦區(qū)域)。另外，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖3-2中將視場(chǎng)表示為矩形。 因此，測(cè)距傳感器217的輸出表示存在于視場(chǎng)中心附近的任意物體O(圖3-2中的 樹(shù))的距離(即該物體0相對(duì)于顯示部分216的距離)。
另外，在本工作方案的控制器214的外壁上除了設(shè)置設(shè)定鈕214s之外，還如圖3-l 所示設(shè)置操作鈕214f和214n(這些鈕對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的獲取裝置；稍后將詳述)。
接下來(lái)將描述本工作方案的顯示部分216和控制器214的內(nèi)部構(gòu)造。
如圖3-3所示，透鏡216a和顯示元件216b以該順序從觀察眼EL側(cè)開(kāi)始設(shè)置在 顯示部分216內(nèi)部。顯示元件216b的顯示屏I面向觀察眼EL。此外，顯示元件驅(qū)動(dòng)部分 216b'設(shè)置在顯示部分216中(該顯示元件驅(qū)動(dòng)部分對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的改變裝置)。
在控制器214的內(nèi)部設(shè)置CPU(對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中的控制裝置)214a、 RAM 214b、 圖像處理電路214c和外部接口電路214d。 另外，顯示部分216和控制器214經(jīng)圖中未示出的連接線(xiàn)電連接。
接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的基本操作。 來(lái)自外部裝置如DVD播放器的視頻信號(hào)輸入到控制器214中。這些視頻信號(hào)經(jīng)控 制器214內(nèi)部的外部接口部分214d和圖像處理電路214c輸入到顯示部分216內(nèi)部的顯示 元件216b中。 另外，如圖3-3所示，本工作方案中的顯示屏I除了顯示視頻圖像的圖像顯示區(qū) 域Ia外，還有顯示字符圖像(字符信息)的字符顯示區(qū)域Ib。字符信息的顯示通過(guò)由CPU 214a向圖像處理電路214c發(fā)送指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從顯示屏I發(fā)出的光束穿過(guò)透鏡216a，并入射到用戶(hù)U的觀察眼EL上。透鏡216a 使從顯示屏I發(fā)出的光束接近平行射線(xiàn)束。因此，顯示屏I的虛像I'出現(xiàn)在從觀察眼EL 移開(kāi)比顯示屏I的實(shí)際位置更多的位置中。 顯示元件216b能夠通過(guò)顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'在觀察眼EL的視軸方向上移 動(dòng)。當(dāng)顯示元件216b在視軸方向上移動(dòng)時(shí)，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'(即，虛像I'相對(duì)于 顯示部分216的距離)因此改變。 在此情況下顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'的驅(qū)動(dòng)量由CPU 214a控制。因此，CPU 214a
控制顯示元件216b的移動(dòng)量(并且因此控制虛像I'的呈現(xiàn)距離s')。 CPU 214a根據(jù)來(lái)自設(shè)定鈕214s、操作鈕214f和214n、以及測(cè)距傳感器217的信號(hào)
控制各個(gè)部分。 操作鈕214f是由用戶(hù)U使用以便使虛像I'的呈現(xiàn)位置進(jìn)一步遠(yuǎn)離用戶(hù)本身的 鈕，并且操作鈕214n是用戶(hù)U使用以便使虛像I'的呈現(xiàn)位置移近用戶(hù)本身的鈕(后面將 描述在這些情況下近眼顯示器的操作)。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的操作流程的特征部分(初始化、眼睛疲 勞減輕操作)。另外，由CPU 214a控制此操作的流程。 如圖3-4所示，相繼執(zhí)行用于初始化的操作(圖3-4中的步驟S2)和眼睛疲勞減 輕操作(圖3-4中的步驟S3)。 在存在由用戶(hù)U經(jīng)設(shè)定鈕214s發(fā)出的用于初始化的指令的時(shí)間點(diǎn)(圖3-4中步 驟Sl的是)，開(kāi)始用于初始化的操作(圖3-4中的步驟S2)。 如圖3-5(a)和3_5 (b)所示，用戶(hù)U把用于初始化的基準(zhǔn)物體0'(背景、柱、壁掛 等)放置在本人前面能夠觀看該物體的位置。 在此情況下，在近眼顯示器中，測(cè)距傳感器217執(zhí)行測(cè)距，從測(cè)距傳感器217的輸 出中識(shí)別基準(zhǔn)物體0'的距離s，并且在顯示屏I的字符顯示區(qū)域Ib中實(shí)時(shí)顯示表示該距離s(測(cè)得的距離)的字符信息("lm"等)(圖3-4中的步驟S21)。 連續(xù)重復(fù)從測(cè)距到顯示的該處理。因此，精確顯示的測(cè)得距離指示基準(zhǔn)物體O'在 該時(shí)間點(diǎn)的距離s。 另外，在此情況下，從外部裝置輸入的視頻圖像或規(guī)定的參考圖像顯示在顯示屏I 的圖像顯示區(qū)域Ia中。 然后，在用非觀察眼ER觀看基準(zhǔn)物體O'的同時(shí)，用戶(hù)U如圖3-5(a)所示逐漸增 加自己與基準(zhǔn)物體0'之間的間隙，并在基準(zhǔn)物體0'開(kāi)始模糊的時(shí)間點(diǎn)停止該增加。
表示此狀態(tài)下的測(cè)得距離s的字符信息("2m"等)顯示在顯示屏I上。順便說(shuō) 一下，此狀態(tài)下的測(cè)得距離s(即基準(zhǔn)物體O'的距離)對(duì)應(yīng)于非觀察眼ER的遠(yuǎn)點(diǎn)。
另外，用戶(hù)U用非觀察眼ER觀看此狀態(tài)中的基準(zhǔn)物體0'，并用觀察眼EL觀看顯 示屏I的虛像I'。 而且，通過(guò)操縱操作鈕214f和214n，用戶(hù)U調(diào)節(jié)虛像I'的呈現(xiàn)距離s'，使得能
夠分別盡可能舒適地觀看基準(zhǔn)物體o'和虛像r 。換言之，調(diào)節(jié)虛像r的呈現(xiàn)距離s'，
使得觀察眼EL的緊張度和非觀察眼ER的緊張度相當(dāng)。 然后，在能夠最舒適地實(shí)現(xiàn)觀看的時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)操縱設(shè)定鈕214s向近眼顯示器傳 送確認(rèn)信號(hào)。 另外，當(dāng)操縱操作鈕214f時(shí)，近眼顯示器使虛像I'的呈現(xiàn)距離s'延長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于該 鈕操作量的距離。同樣，當(dāng)操縱操作鈕214n時(shí)，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'縮短對(duì)應(yīng)于該鈕操 作量的距離(見(jiàn)圖3-4中的步驟S22)。 而且，在近眼顯示器中，當(dāng)給出確認(rèn)信號(hào)(圖3-4的步驟S23中的是)時(shí)，識(shí)別在 該時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)物體O'的距離s。以及虛像I'的呈現(xiàn)距離s。'(見(jiàn)圖3-5(b))。
此處，也如圖3-5(b)所示，基準(zhǔn)物體0'的距離s。以及虛像I'的呈現(xiàn)距離s。' 不一致，以至于產(chǎn)生表示用戶(hù)U特征的偏差A(yù)。(s。' =s。-A。)。 對(duì)于這一點(diǎn)，原因如下即，非觀察眼ER的視敏度和觀察眼EL的視敏度通常不一 致；另外，非觀察眼ER及觀察眼EL與顯示部分216的位置關(guān)系依據(jù)用戶(hù)U而變化，甚至在 同一用戶(hù)U的情況下，該位置關(guān)系也根據(jù)近眼顯示器的安置狀況而變化。
因此，偏差A(yù) 。可以看作是與觀察眼EL和非觀察眼ER之間的視敏度差異有關(guān)的 信息、以及與近眼顯示器的安置狀態(tài)有關(guān)的信息(特征信息)。 在近眼顯示器中，把基準(zhǔn)物體O'的距離s。與虛像I'的呈現(xiàn)距離s。'之間的差 (s。-s。')確定為偏差A(yù)。，并且與此偏差A(yù)。有關(guān)的信息存儲(chǔ)在RAM 214b中(圖3_4中的 步驟S24)。 此處，當(dāng)確定偏差A(yù)。時(shí)，折射光焦度的單位(屈光度"Dp")用作基準(zhǔn)物體0' 的距離s。以及虛像I'的呈現(xiàn)距離s。'的單位。例如，s。與s。'分別用所需的折射光焦度 (值)表示，以便于位于相對(duì)于顯示部分216的規(guī)定位置的眼睛來(lái)聚焦基準(zhǔn)物體0'和虛像 I'。 隨后，例如如圖3-5(c)和3-5(d)所示，用戶(hù)U在自己期望的場(chǎng)所使用該近眼顯示 器。另外，圖3-5(c)和3-5(d)表示當(dāng)用戶(hù)U直接面對(duì)任意物體0、并接近或離開(kāi)該物體0 時(shí)的各狀況。 在此情況下，從外部裝置輸入的視頻圖像(用戶(hù)U所希望的圖像)顯示在顯示屏I的圖像顯示區(qū)域Ia中。 在近眼顯示器中，測(cè)距傳感器217測(cè)量距離，從測(cè)距傳感器217的輸出中識(shí)別物體 0的距離s，并且根據(jù)物體0的距離s以及存儲(chǔ)在RAM 214b中的涉及偏差A(yù)。的信息把虛 像I'的呈現(xiàn)距離s'設(shè)定在物體O的距離s附近。 連續(xù)重復(fù)從測(cè)距到設(shè)定的該處理。因此，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'適應(yīng)物體O的距 離s (圖3-4中的步驟S3 ;圖3-5 (c)和3-5 (d))。 此處，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'是通過(guò)用偏差A(yù)。(s' = s-A。)校正物體O的距離 s所得的距離。 在此校正中，把與在偏差A(yù)。的確定中用于基準(zhǔn)物體0'的距離s。和虛像I'的呈 現(xiàn)距離s。'的單位相同的單位分別用作物體O的距離s以及虛像I'的呈現(xiàn)距離s'的單 位。 順便說(shuō)一下，在此校正中，如圖3-5 (c)和圖3-5 (d)所示，物體O的距離s與虛像 I'的呈現(xiàn)距離s'之間的實(shí)際距離差隨著物體O的距離s的縮短而減小。
接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的效果。 如上所述，在該近眼顯示器中，由測(cè)距傳感器217探測(cè)物體0的距離s，并根據(jù)該物 體O的距離s設(shè)定虛像I'的呈現(xiàn)距離s'。因此，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'適應(yīng)物體O的 距離s(見(jiàn)圖3-5(c)和3-5(d))。 此處，物體0的距離s對(duì)應(yīng)于非觀察眼ER的近似可視距離(從非觀察眼ER到焦 點(diǎn)位置的近似距離)。 因此，虛像I'的呈現(xiàn)距離s'適應(yīng)非觀察眼ER的可視距離。 如果虛像I'的呈現(xiàn)距離s'這樣適應(yīng)非觀察眼ER的可視距離，則觀察虛像I'的 觀察眼EL的可視距離的變化方向與觀察外界的非觀察眼ER的可視距離的變化方向相同。 換言之，當(dāng)觀察眼EL緊張時(shí)，非觀察眼ER也緊張，而當(dāng)觀察眼EL放松時(shí)，非觀察眼ER也放 松。 如果兩眼因此在緊張程度的變化方向上一致，則兩眼的疲勞減輕。 另外，因?yàn)闇y(cè)距傳感器217是緊湊的高性能傳感器且價(jià)廉，所以能夠簡(jiǎn)單且可靠
地探測(cè)非觀察眼ER的可視距離的變化。 而且，在此近眼顯示器中，因?yàn)楦鶕?jù)對(duì)用戶(hù)U特有的偏差A(yù)。來(lái)校正虛像I'的呈 現(xiàn)距離s'(實(shí)際上校正了顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'的驅(qū)動(dòng)量)，所以能夠應(yīng)對(duì)各種用戶(hù)U。 此外，因?yàn)槠預(yù)。表示用戶(hù)U安置近眼顯示器的安置狀況，所以近眼顯示器能夠 應(yīng)對(duì)依據(jù)用戶(hù)U的各種安置狀況。 另外，因?yàn)樵撈預(yù)。表示觀察眼EL和非觀察眼ER之間的視敏度差異，所以該近 眼顯示器能夠應(yīng)對(duì)各個(gè)用戶(hù)U的各種視敏度差異。 此外，因?yàn)樵摻埏@示器直接從用戶(hù)U獲取特征信息(即，偏差A(yù)。)，所以能夠省
去對(duì)視敏度差異和安置狀況的單獨(dú)測(cè)量、以及用戶(hù)U對(duì)這些信息的存儲(chǔ)。 另夕卜，因?yàn)榇私埏@示器能夠顯示與物體O的距離s有關(guān)的信息，所以該顯示器也
能夠用作測(cè)距裝置。 而且，因?yàn)轱@示部分216的顯示元件216b也能夠用作顯示這些信息的裝置，所以
21該顯示器是高效的。
其它 另外，如圖3-2所示，測(cè)距傳感器217的設(shè)置角度和測(cè)量光束的散角設(shè)置成使測(cè)距 對(duì)象區(qū)域E很窄。但是，如圖3-6所示，也可以將這些值設(shè)置成使得對(duì)象區(qū)域E很寬。在此 情況下，測(cè)量視場(chǎng)中存在的物體的平均距離，并且虛像I'的呈現(xiàn)距離s'適應(yīng)這些平均距 離。 而且，還可以由用戶(hù)U改變(或切換)測(cè)距對(duì)象區(qū)域E的大小。這種近眼顯示器 使得能夠應(yīng)對(duì)外界的各種狀況(物體0的分布等)。 另外，與存儲(chǔ)在RAM 214b中的偏差A(yù)。有關(guān)的信息不必是偏差A(yù)。本身的值，而是 可以是指示偏差A(yù)。的其它信息，如與測(cè)距傳感器217的輸出信號(hào)有關(guān)的信息、與顯示元件 216b的位置坐標(biāo)有關(guān)的信息等。 此外，在偏差A(yù)。的確定中，基準(zhǔn)物體0'的距離s設(shè)定在對(duì)應(yīng)于每個(gè)用戶(hù)U遠(yuǎn)點(diǎn) 的距離s。；但也可以將基準(zhǔn)物體0'的距離s設(shè)定在規(guī)定的距離。但是，通過(guò)將距離s設(shè)定 在對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)點(diǎn)的距離s。能夠以更高的精度確定偏差A(yù)。。 另外，在初始化時(shí)對(duì)虛像I'的呈現(xiàn)距離的調(diào)節(jié)通過(guò)電驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；但也可以將 該近眼顯示器構(gòu)造成以手工執(zhí)行該調(diào)節(jié)。 而且，也可以省去與物體O的距離s有關(guān)的信息的顯示。
此外，本工作方案的近眼顯示器還可以改進(jìn)如下 具體地說(shuō)，如圖3-7所示，設(shè)置探測(cè)顯示部分216與觀察眼EL的位置關(guān)系的變化 的傳感器221。例如，將此傳感器221安裝在前臂213和后臂212等的機(jī)構(gòu)部分中，并且該 傳感器由探測(cè)該機(jī)構(gòu)部分的狀態(tài)的編碼器等組成。如果執(zhí)行的校正量依據(jù)傳感器221的輸 出變化而實(shí)時(shí)變化(在以上的描述中，使得該校正量與偏差A(yù)。一致)，則也能夠?qū)Ω妒褂?期間近眼顯示器的安置狀況的變化。 下面將參考圖3-8、3-9和3-10描述本發(fā)明的工作方案3_2。 本工作方案是近眼顯示器的工作方案。這里將只描述與工作方案3-1的不同點(diǎn)。 首先，將大體描述這些不同點(diǎn)。 與工作方案3-l的一個(gè)不同點(diǎn)在于顯示部分216'構(gòu)造為穿透式顯示部分。
因此，觀察眼EL同時(shí)觀看外界和虛像I'。該近眼顯示器減輕了這樣的觀察眼EL 的疲勞。 工作方案3-2的另一個(gè)不同點(diǎn)在于設(shè)置折射光焦度傳感器239以代替測(cè)距傳感器 217。 第三個(gè)不同點(diǎn)在于省去了操作鈕214f和214n。 接下來(lái)將描述本工作方案的顯示部分216'和折射光焦度傳感器239的內(nèi)部構(gòu)造。 因?yàn)轱@示部分216'是穿透式顯示部分，所以在觀察眼EL的前面只設(shè)置半反射鏡 HM。 來(lái)自外界的光束和來(lái)自顯示元件216b的光束疊加在該半反射鏡HM上，并入射到 觀察眼EL上。 另外，在圖3-8中，符號(hào)I表示顯示屏，符號(hào)216a表示透鏡，符號(hào)216b'表示顯示元件驅(qū)動(dòng)部分，符號(hào)B表示透光基底，并且符號(hào)M表示反射鏡。透鏡216a、顯示元件216b和 顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'具有類(lèi)似于工作方案3-l中對(duì)應(yīng)部分的功能。
折射光焦度傳感器239連接到顯示部分216'，并且來(lái)自折射光焦度傳感器239的 測(cè)量光束經(jīng)該顯示部分216'投射到觀察眼EL上。而且，被觀察眼EL的眼底反射的測(cè)量光 束經(jīng)顯示部分216'返回到折射光焦度傳感器239。 折射光焦度傳感器239的測(cè)量光束不干擾觀看外界或虛像I'的觀察眼EL，并由 具有安全波長(zhǎng)的光(紅外光)組成。 另外，圖3-8表示來(lái)自折射光焦度傳感器239的測(cè)量光束入射到顯示元件216b的 背側(cè)上(即與顯示屏I相反的那一側(cè)上)、然后經(jīng)顯示元件216b、透鏡216a、反射鏡M和半 反射鏡HM以該順序入射到觀察眼EL上的實(shí)例。 順便說(shuō)一下，光投射部分239a和探測(cè)部分239b設(shè)置在折射光焦度傳感器239內(nèi) 部。 光投射部分239a產(chǎn)生要投射到觀察眼EL上的測(cè)量光束，并且探測(cè)部分239b探測(cè) 從觀察眼EL的眼底返回的測(cè)量光束。 而且，在圖3-8的折射光焦度傳感器239內(nèi)部，符號(hào)HM表示半反射鏡。
折射光焦度傳感器239的輸出(探測(cè)部分239b的輸出)發(fā)送到控制器214'。在 控制器214'內(nèi)部，CPU 214a'根據(jù)該輸出識(shí)別觀察眼EL的折射光焦度。此折射光焦度表 示觀察眼EL的可視距離t (即，從觀察眼EL到焦點(diǎn)位置的距離)。 接下來(lái)，將描述本工作方案的近眼顯示器的操作流程的特征部分(初始化、眼睛 疲勞減輕操作)。另外，此操作的流程由CPU 214a'控制。 如圖3-9所示，依次執(zhí)行用于初始化的操作(圖3-9中的步驟S2')和用于減輕 眼睛疲勞的操作(圖3-9中的步驟S3'，圖3-10(b)和圖3-10(c))。 在存在由用戶(hù)U通過(guò)設(shè)定鈕214s發(fā)出的初始化指令(圖3-9中步驟S 1的是) 的時(shí)間點(diǎn)，開(kāi)始用于初始化的操作(圖3-9中的步驟S2')。 在為了初始化的該操作中，顯示屏I的虛像I'的呈現(xiàn)距離t'設(shè)定在規(guī)定值 t。'(圖3-9中的步驟S21';見(jiàn)圖3-10(a))。 該規(guī)定值t。'設(shè)定在允許大多數(shù)用戶(hù)U觀看的距離，如近似lm。 另外，在此情況下，從外部裝置輸入的視頻圖像或規(guī)定參考圖像顯示在顯示屏I
的圖像顯示區(qū)域Ia中。 用戶(hù)U在此情況下用觀察眼EL觀看虛像I'。 在能夠觀看此虛像I'的時(shí)間點(diǎn)，用戶(hù)U操縱設(shè)定鈕214s，并將確認(rèn)信號(hào)發(fā)送給近 眼顯示器。 在近眼顯示器中，當(dāng)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)時(shí)(圖3-9中的步驟S23的是)，折射光焦度傳 感器239執(zhí)行測(cè)量，并從折射光焦度傳感器239的輸出中識(shí)別此時(shí)間點(diǎn)處觀察眼EL的可視
距離t。。 此處，如圖3-10(a)所示，觀察眼EL的可視距離t。與虛像I'的呈現(xiàn)距離t。'不 一致，以至于產(chǎn)生成為用戶(hù)U特征的偏差A(yù)。(t。' =t。_A。)。 對(duì)于這一點(diǎn)，原因如下即，觀察眼EL和顯示部分216'之間的位置關(guān)系(即，觀 察眼EL和虛像I'之間的間隙)根據(jù)用戶(hù)U而變化，甚至在同一用戶(hù)U的情況下，此位置關(guān)系也根據(jù)近眼顯示器的安置狀況而變化。
因此，可以把偏差A(yù)?？醋魇桥c近眼顯示器的安置狀況有關(guān)的信息(特征信息)。
在近眼顯示器中，把觀察眼EL的可視距離t。和虛像I'的呈現(xiàn)距離t。'之間的差 (t。-t。')確定為偏差A(yù)。，并把與該偏差A(yù)。有關(guān)的信息存儲(chǔ)在RAM 214b中(圖3-9中的 步驟S24')。 此處，當(dāng)確定偏差A(yù)。時(shí)，折射光焦度的單位(屈光度"Dp")用作觀察眼EL的可 視距離t。以及虛像I'的呈現(xiàn)距離t。'的單位。例如，觀察眼EL的可視距離t。用觀察眼 EL的折射光焦度表示，并且虛像I'的呈現(xiàn)距離t。'用所需的折射光焦度(值)表示，以便 于位于相對(duì)于顯示部分216'的規(guī)定位置的眼睛來(lái)聚焦虛像I'。 隨后，例如如圖3-10(b)和3-10(c)所示，用戶(hù)U在自己期望的場(chǎng)所使用該近眼顯 示器。另外，圖3-10(b)和3-10(c)表示當(dāng)用戶(hù)U直接面對(duì)任意物體0、并接近或離開(kāi)該物 體O時(shí)的各狀況。 在此情況下，從外部裝置輸入的視頻圖像(用戶(hù)U所希望的圖像)顯示在顯示屏 I的圖像顯示區(qū)域Ia中。 在近眼顯示器中，折射光焦度傳感器239進(jìn)行測(cè)量，從折射光焦度傳感器239的輸 出中識(shí)別觀察眼EL的可視距離t，并且根據(jù)觀察眼EL的可視距離t和存儲(chǔ)在RAM 214b中 的與偏差A(yù)。有關(guān)的信息，將虛像I'相對(duì)于觀察眼EL的呈現(xiàn)距離t'設(shè)定在觀察眼EL的 可視距離t附近。虛像I'的呈現(xiàn)距離t'是通過(guò)用一個(gè)等于偏差A(yù)。的量校正觀察眼EL 的可視距離t(t' = t-A。)得到的。 在此校正中，把與在偏差A(yù)。的確定中用于觀察眼EL的可視距離t。和虛像I'的 呈現(xiàn)距離t。'的單位相同的單位分別用作觀察眼EL的可視距離t以及虛像I'的呈現(xiàn)距 離t'的單位。 連續(xù)重復(fù)從這些測(cè)量到設(shè)定的該處理。因此，虛像I'的呈現(xiàn)距離t'適應(yīng)觀察眼
EL的可視距離t (圖3-9中的步驟S3')。 接下來(lái)將描述本工作方案的近眼顯示器的效果。 如上所述，在該近眼顯示器中，由折射光焦度傳感器239探測(cè)觀察眼EL的可視距 離t，并根據(jù)該可視距離t設(shè)定虛像I'的呈現(xiàn)距離t'。因此，虛像I'的呈現(xiàn)距離t'適 應(yīng)觀察眼EL的可視距離t (見(jiàn)圖3-10 (b)和3-10 (c))。 如果虛像I'的呈現(xiàn)距離t'這樣適應(yīng)觀察眼EL的可視距離t，則當(dāng)已經(jīng)在觀看外
界的觀察眼EL觀看虛像I'時(shí)所需的調(diào)節(jié)量可以減少。 如果調(diào)節(jié)量這樣減少，則能夠減少該觀察眼EL的疲勞。 另外，在此近眼顯示器中，因?yàn)楦鶕?jù)成為用戶(hù)U特征的偏差A(yù)。來(lái)校正虛像I'的 呈現(xiàn)距離t'(實(shí)際上校正了顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'的驅(qū)動(dòng)量)，所以能夠應(yīng)對(duì)各種用戶(hù)U。 而且，因?yàn)樵撈預(yù)。表示觀察眼EL和顯示部分216'之間的位置關(guān)系，所以能夠 應(yīng)對(duì)近眼顯示器的各種安置狀況。 此外，因?yàn)榇私埏@示器直接從用戶(hù)U獲取特征信息(偏差A(yù)。)，所以能夠省去對(duì) 安置狀況的單獨(dú)測(cè)量、以及用戶(hù)U對(duì)這些安置狀況的存儲(chǔ)。
其它
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另外，與存儲(chǔ)在RAM 214b中的偏差A(yù)。有關(guān)的信息不必是偏差A(yù)。本身的值；也可
以采用指示偏差A(yù)。的其它信息，如與觀察眼EL的折射光焦度有關(guān)的信息等。 而且，本工作方案的近眼顯示器還可以如圖3-7所示那樣改進(jìn)，并且可以根據(jù)傳
感器221(設(shè)置在前臂213和后臂212的機(jī)構(gòu)部分中，并由探測(cè)此機(jī)構(gòu)部分的狀態(tài)的編碼器
等組成)的輸出變化而實(shí)時(shí)改變校正量(在以上的描述中，使得該校正量與偏差A(yù)。一致)。
在此情況下，也能夠應(yīng)對(duì)使用期間近眼顯示器的安置狀況的變化。 其它 另外，在工作方案3-l和工作方案3-2中描述了利用本發(fā)明的單眼式近眼顯示器。 但本發(fā)明也可以應(yīng)用到穿透式的兩眼式近眼顯示器。 而且，如果允許依據(jù)用戶(hù)U的疲勞減輕效果的變化以及依據(jù)近眼顯示器的安置狀 況的變化，則可以省去上述初始化操作。 另外，為了消除此變化，還可以使用戶(hù)U單獨(dú)輸入測(cè)得的特征信息，并使近眼顯 示器根據(jù)該輸入的特征信息來(lái)確定校正量(在以上的描述中，使得該校正量與偏差A(yù)。一 致)。 此外，在工作方案3-1和工作方案3-2中，使用折射光焦度的單位(屈光度"Dp") 作為在確定偏差A(yù)。中以及在校正時(shí)的距離單位；但也可以采用普通的距離單位(米"m" 等)。但是，如上所述，因?yàn)檫@些單位能夠簡(jiǎn)化用于確定偏差A(yù)。的計(jì)算和用于校正的計(jì)算 (具體地說(shuō)就是要執(zhí)行的加減計(jì)算)，所以采用折射光焦度的單位更理想。
另外，不是絕對(duì)必須安裝測(cè)距傳感器217(傳感器裝置)；用戶(hù)也可以通過(guò)手動(dòng)驅(qū) 動(dòng)顯示元件驅(qū)動(dòng)部分216b'(改變裝置)或通過(guò)電驅(qū)動(dòng)該部分來(lái)調(diào)節(jié)虛像I'的呈現(xiàn)距離 s'。 圖4-l是構(gòu)成本發(fā)明工作方案4-l的頭置式顯示裝置的透視圖。圖4-2(a)是該頭 置式顯示裝置的平面圖，并且圖4-2(b)是該頭置式顯示裝置的概略圖。另外，在圖4-2(a) 和4-2(b)中，從圖中省去了控制器和遙控器。 該頭置式顯示裝置包括后臂(安置裝置)410、前臂(支撐裝置)420、圖像顯示部 分(顯示裝置)430、收容部分440、控制器450和無(wú)線(xiàn)遙控器460。
后臂410為圓弧形，并且安置在頭的后部。 耳機(jī)部分415和416設(shè)置在后臂410的兩個(gè)端部上，并且安置在操作者的左耳和 右耳(圖中未示出)上。后臂410的兩個(gè)端部經(jīng)耳機(jī)部分415和416壓在頭的側(cè)部上。
另外，支撐弓形前臂420使得該臂能夠自由滑動(dòng)的收容部分440經(jīng)連接件441連 接到后臂410的一個(gè)端部上。顯示處理系統(tǒng)、支撐部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等(后述)收容在該收容 部分440中。 設(shè)置在操作者眼睛前面的圖像顯示部分430安裝在前臂420的頂端部上。在圖 4-1的情況下，圖像顯示部分430設(shè)置在左眼前面。 紅外輻射接收部分(光接收裝置)431設(shè)置在圖像顯示部分430的與顯示表面相 反的表面上。該部分接收從無(wú)線(xiàn)遙控器460輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)。 紅外輻射接收部分431相對(duì)于視軸面向下傾斜。另外，紅外輻射接收部分431位 于相對(duì)于視軸向鼻子偏移的位置。 控制器450經(jīng)電纜450a連接到 容部分440，并輸出用于圖像的播放、停止、放大等的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)也可以從無(wú)線(xiàn)遙控器460輸出。 無(wú)線(xiàn)遙控器460具有發(fā)射部分(發(fā)光裝置，圖中未示出)，該發(fā)射部分例如包括紅 外發(fā)光二極管。當(dāng)按壓鍵(操作鈕)461 465(見(jiàn)圖4-6 4-10)時(shí)，該控制器460輸出 對(duì)應(yīng)于鍵461 465的控制信號(hào)。 圖4-3是前臂420、圖像顯示部分430和收容部分440的框圖。
由為了向操作者的眼睛E上投射視頻圖像所需的聚焦透鏡、反射鏡、目鏡等組成 的目鏡光學(xué)系統(tǒng)435、例如液晶面板或熒光管的顯示裝置436、以及紅外輻射接收部分431 收容在圖像顯示部分430中。 因?yàn)槟跨R光學(xué)系統(tǒng)435設(shè)置在眼睛E和顯示裝置436之間，所以能夠使操作者經(jīng) 受(例如)在眼睛前60cm的位置顯示14英寸屏幕的感覺(jué)。 雖然圖中未示出，但紅外輻射接收部分431包括PIN光電二極管和接收IC。該接 收IC執(zhí)行放大、波長(zhǎng)探測(cè)、波形整形和誤差校正。 紅外輻射接收部分431放大由PIN光電二極管接收到的遙控信號(hào)，然后進(jìn)行波長(zhǎng) 探測(cè)、波形整形和數(shù)據(jù)誤差校正，并將所得的數(shù)據(jù)作為信號(hào)數(shù)據(jù)輸出。 顯示處理系統(tǒng)442、紅外輻射處理系統(tǒng)443、支撐部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)444、支撐部分位置 傳感器445和控制系統(tǒng)446收容在收容部分440中。另外，連接器447設(shè)置在收容部分440 中，并且來(lái)自控制器450的信號(hào)經(jīng)連接器447輸入到收容部分440的顯示處理系統(tǒng)442和 控制系統(tǒng)446中。 顯示處理系統(tǒng)442根據(jù)來(lái)自控制器450的信號(hào)驅(qū)動(dòng)顯示裝置436。而且，顯示處理 系統(tǒng)442改變屏幕亮度、校正圖像畸變等。 紅外輻射處理系統(tǒng)443包括由微電腦構(gòu)成的解碼器。輸入到紅外輻射處理系統(tǒng) 443中的信號(hào)數(shù)據(jù)被解碼成控制信號(hào)。 雖然圖中未示出，但支撐部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)444包括延伸和縮回前臂420的電機(jī)以及 控制此電機(jī)的驅(qū)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。 支撐部分位置傳感器445探測(cè)前臂420的位置。 控制系統(tǒng)446根據(jù)支撐部分位置傳感器445的輸出控制支撐部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)444的 操作(運(yùn)動(dòng)/停止)。 另外，控制系統(tǒng)446根據(jù)紅外輻射處理系統(tǒng)443的輸出控制控制器450。
佩戴此頭置式顯示裝置的操作者利用控制器450或無(wú)線(xiàn)遙控器460操縱例如便攜 式VTR(磁帶錄像機(jī))或DVD(數(shù)字通用盤(pán))播放器(圖中未示出)，并且能夠觀看圖像顯示 部分430上顯示的視頻圖像。 另外，當(dāng)不在觀看視頻圖像時(shí)，能夠利用無(wú)線(xiàn)遙控器460驅(qū)動(dòng)支撐部分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 444，使得前臂420收容在收容部分440中。 在此工作方案4-1中，因?yàn)榧t外輻射接收部分431設(shè)置在圖像顯示部分430的與 顯示表面相反的表面上，所以，佩戴此頭置式顯示裝置的操作者在使用無(wú)線(xiàn)遙控器460時(shí) 不需要確認(rèn)紅外輻射接收部分431的位置；因此，操縱特性得以提高。 圖4-4 (a)是構(gòu)成本發(fā)明工作方案4_2的頭置式顯示裝置的平面圖，并且圖4_4 (b) 是該頭置式顯示裝置的概略圖。與工作方案4-l中相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，并省去對(duì) 這些部分的描述。
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本工作方案與工作方案4-l的不同之處在于紅外輻射接收部分531設(shè)置在收容部 分540的端部540a(顯示裝置的端部)上。 支撐前臂420使得前臂420能夠滑動(dòng)的收容部分540經(jīng)連接件441連接到后臂 410的一個(gè)端部。 設(shè)置在操作者眼睛E前面的圖像顯示部分530安裝在前臂420的頂端部上。
本工作方案能夠獲得與工作方案4-1相同的效果。 另外，并不是絕對(duì)必需把紅外輻射接收部分531設(shè)置在端部540a上。例如，也可 以在收容部分540的上表面上形成突出部分，并將紅外輻射接收部分531安裝在此突出部 分上，使得紅外接收部分531的光接收表面面向前方。 圖4-5 (a)是構(gòu)成本發(fā)明工作方案4_3的頭置式顯示裝置的平面圖，并且圖4_5 (b) 是該頭置式顯示裝置的概略圖。與工作方案4-l中相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，并省去對(duì) 這些部分的描述。 本工作方案與工作方案4-1的不同之處在于一對(duì)紅外輻射接收部分631a和631b
設(shè)置在圖像顯示部分630的與顯示表面相反的表面上沿垂直方向?qū)ΨQ(chēng)的位置。 本工作方案能夠獲得與工作方案4-1相同的效果。另外，即使頭置式顯示裝置顛
倒安置，此頭置式顯示裝置也能夠與設(shè)置在任一眼前面的圖像顯示部分630 —起使用，因
為紅外輻射接收部分631a或631b中的一個(gè)將始終面向下傾斜。在此情況下，為了實(shí)現(xiàn)甚
至無(wú)用光影響的微小降低，選擇性地只使用面向下的那一側(cè)上接收到的信號(hào)也是有效的。 下面將描述無(wú)線(xiàn)遙控器460 。 圖4-6 (a)是構(gòu)成本發(fā)明工作方案4_4的無(wú)線(xiàn)遙控器的前視圖，并且圖4_6 (b)是 該無(wú)線(xiàn)遙控器的側(cè)視圖。 在無(wú)線(xiàn)遙控器460的外殼(遙控器殼)Cel的上表面上設(shè)置組成操作鈕的數(shù)字輸 入鍵46la 461f 、停止鍵462、回放鍵463、暫停鍵464和模式選擇鍵465。
阿拉伯?dāng)?shù)字1 6分別印刷在這些數(shù)字輸入鍵的表面上。 字符"停止"、"回放"和"暫停"分別印刷在停止鍵462、回放鍵463和暫停鍵464 附近。 字符"模式選擇"印刷在模式選擇鍵的上表面上。 輸出對(duì)應(yīng)于鍵461 465的信號(hào)數(shù)據(jù)的發(fā)射部分466設(shè)置在殼Cel的后端部的側(cè) 表面上。發(fā)射部分466具有紅外發(fā)光二極管，并且以例如大約38kHz的頻率間歇地輸出作 為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的已放大并調(diào)制的紅外光，該紅外光如箭頭所示大致平行于殼Cel的上表面。
此無(wú)線(xiàn)遙控器460水平地保持在例如右手掌中。如果此遙控器保持在右手掌中， 則只通過(guò)輕微地降低無(wú)線(xiàn)遙控器460的上部就能夠很容易地使發(fā)射部分466面對(duì)紅外輻射 接收部分431。 本工作方案能夠提高遙控器的操作特性。 圖4-7 (a)是構(gòu)成本發(fā)明工作方案4-5的無(wú)線(xiàn)遙控器的前視圖，并且圖4_7 (b)是 該無(wú)線(xiàn)遙控器的側(cè)視圖。與工作方案4-4共有的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，并省去對(duì)這些部分 的描述。 此無(wú)線(xiàn)遙控器560與工作方案4-4的不同之處在于發(fā)射部分566設(shè)置在無(wú)線(xiàn)遙控 器560的殼(遙控器殼)Ce2的上表面(設(shè)置數(shù)字輸入鍵461a 461f的表面)上。
發(fā)射部分566具有紅外發(fā)光二極管，并且相對(duì)于殼Ce2的上表面成銳角地間歇輸 出作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的紅外光，如箭頭所示。 本工作方案能夠獲得與工作方案4-4相同的效果；另外，因?yàn)椴恍枰獌A斜無(wú)線(xiàn)遙 控器560，所以進(jìn)一步提高了操作特性。
接下來(lái)將描述控制器的改進(jìn)例。 圖4-8(a)是表示無(wú)線(xiàn)遙控器配合到控制器中的狀態(tài)的前視圖，并且圖4_8 (b)是 表示圖4-8(a)的截面圖的概略圖。 在控制器650中形成允許無(wú)線(xiàn)遙控器460插入的凹陷部分651。 接收部分655形成在凹陷部分651的側(cè)表面中當(dāng)發(fā)射部分466與控制器650接合
時(shí)面對(duì)發(fā)射部分466的位置。 如圖4-8所示，當(dāng)無(wú)線(xiàn)遙控器460與控制器650的凹陷部分651接合時(shí)，來(lái)自無(wú)線(xiàn) 遙控器460的信號(hào)數(shù)據(jù)從發(fā)射部分466發(fā)送到接收部分655 ;因此，能夠由控制器650控制 頭置式顯示裝置的操作。 在此控制器650中，無(wú)線(xiàn)遙控器460在不使用時(shí)能夠與控制器650接合。因此，能 夠消除在使用時(shí)尋找無(wú)線(xiàn)遙控器460的麻煩。 另外，在以上的描述中，假設(shè)本發(fā)明采用無(wú)線(xiàn)遙控器作為遙控器。但有線(xiàn)遙控器也 可以用作遙控器。例如，是這樣一種遙控器，其中連接到頭置式顯示裝置上的有線(xiàn)遙控器電 纜從位于與顯示部分相反的一側(cè)上的后臂引出。
權(quán)利要求
一種信息顯示裝置，該信息顯示裝置包括用于顯示圖像的光學(xué)系統(tǒng)、用于將該光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上使得給該用戶(hù)的兩眼呈現(xiàn)外界和圖像的安置裝置、以及用于拍攝上述外界的圖像傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述的信息顯示裝置，其中安置裝置將光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上，使得只給用戶(hù)的一只眼睛呈現(xiàn)圖像。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的信息顯示裝置，其中上述圖像傳感器探測(cè)上述外界的狀況變化。
4. 如權(quán)利要求3所述的信息顯示裝置，其中上述圖像傳感器探測(cè)外界中用戶(hù)視場(chǎng)內(nèi)包含區(qū)域的至少一部分的亮度的變化作為上述狀況變化。
5. 如權(quán)利要求3所述的信息顯示裝置，其中上述圖像傳感器探測(cè)外界中用戶(hù)視場(chǎng)內(nèi)包含區(qū)域的至少一部分的亮度分布的變化作為上述狀況變化。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的信息顯示裝置，其中包括控制部分，該控制部分根據(jù)由上述圖像傳感器所拍攝的影像進(jìn)行上述圖像的圖像處理。
7. 如權(quán)利要求6所述的信息顯示裝置，其中上述圖像處理是用于提高上述圖像的加強(qiáng)度的處理。
8. 如權(quán)利要求7所述的信息顯示裝置，其中當(dāng)狀況變化率包含在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，上述控制部分進(jìn)行提高圖像的加強(qiáng)度的處理。
9. 如權(quán)利要求8所述的信息顯示裝置，其中所述規(guī)定范圍是用戶(hù)的大腦能夠識(shí)別的范圍。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的信息顯示裝置，其中控制部分通過(guò)增大圖像的亮度來(lái)提高圖像的加強(qiáng)度。
11. 如權(quán)利要求7 10中任一項(xiàng)所述的信息顯示裝置，其中控制部分通過(guò)加強(qiáng)圖像的對(duì)比度來(lái)進(jìn)行提高圖像的加強(qiáng)度的處理。
12. 如權(quán)利要求7 11中任一項(xiàng)所述的信息顯示裝置，其中控制部分通過(guò)加強(qiáng)圖像的輪廓來(lái)進(jìn)行提高圖像的加強(qiáng)度的處理。
13. 如權(quán)利要求7 12中任一項(xiàng)所述的信息顯示裝置，其中控制部分通過(guò)使從外界入射到用戶(hù)眼睛上的來(lái)自外界的光的強(qiáng)度變?nèi)鮼?lái)進(jìn)行提高圖像的加強(qiáng)度的處理。
14. 如權(quán)利要求7 13中任一項(xiàng)所述的信息顯示裝置，其中控制部分能夠在根據(jù)狀況變化率改變加強(qiáng)度的模式與不管狀況變化率如何都不改變加強(qiáng)度的模式之間切換。
全文摘要
一種信息顯示裝置包括用于顯示圖像的光學(xué)系統(tǒng)、用于將該光學(xué)系統(tǒng)安置在用戶(hù)身上使得給該用戶(hù)的兩眼呈現(xiàn)外界和圖像的安置裝置、以及用于拍攝上述外界的圖像傳感器。結(jié)果能夠獲得沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)對(duì)人活動(dòng)的干擾且不產(chǎn)生煩擾感的信息顯示裝置。
文檔編號(hào)G02B27/01GK101770073SQ20101011368
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者三宅信行, 加藤茂, 大槻正樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康