CN101846805A - 眼镜安装式图像显示装置 - Google Patents

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龙田成示
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Abstract

本发明提供了一种眼镜安装式图像显示装置，该眼镜安装式图像显示装置可应用于现有的眼镜。该眼镜安装式图像显示装置包括：图像显示单元，该图像显示单元具有图像显示板，并可拆装地安装至眼镜的镜腿；以及导光单元，该导光单元使从所述图像显示单元的所述图像显示板射出的图像光经过入射端、光路和出射端射向观察者的眼球，其中，所述导光单元与所述图像显示单元分开地设置。

Description

眼镜安装式图像显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年3月25日提交的申请号为NO.2009-074910的日本申请的优先权，其内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种眼镜安装式图像显示装置，该眼镜安装式图像显示装置可容易地应用于现有的眼镜，而不会干涉镜腿的折叠。
背景技术
在眼镜安装式图像显示装置中，从连接在眼镜的镜腿部上的图像显示单元(单元主体部)发出的图像光通过导光单元入射在观察者的眼球上，由此使图像光作为图像被观察到。作为涉及这方面的传统技术，例如，JP2005-352024A提出了一种眼镜式接口装置，其中，用于获取使用者眼球的视网膜图像并输出该视网膜的成像信号的照相单元、用于通过无线电波从照相单元传送成像信号的无线通信单元、以及用于向照相单元和无线通信单元提供电能的发电单元分别安装载眼镜上而成一体。
另外，作为其它的传统眼镜安装式图像显示装置，迄今为止已提出了各种类型的装置。例如，JP 3871188B2提出一种眼镜安装式图像显示装置，其具有如下结构：收纳组件容纳用于接收被发送至显示装置的数据或图像的电路结构，并通过将该收纳组件夹到附件上的夹持组件而安装在使用者的眼镜镜腿上。JP2001-66544A提出一种结构，其中，显示图像的显示装置和曲光元件安装在眼镜镜框上。JP2003-502713A提出一种结构，其中，显示器和目镜透镜组件由光学机械型的支撑件支撑，并且来自该显示器的图像由目镜透镜组件接收。
然而，前述类型的传统图像显示装置存在问题，如JP2005-352024A，光学单元嵌入在眼镜的镜片部分中，因此不能使用已有的眼镜，又如JP3871188B2，尽管光学单元具有折叠结构，但光学单元的折叠工作需要与镜腿的折叠工作分开进行，这给收纳工作带来了不可避免的麻烦。再如JP2001-66544，由于眼镜镜片的根部设有用于折叠镜腿的铰链，光学单元在镜腿折叠时会碰撞鼻托等。对于JP2003-502713A，由于镜腿折叠时光学单元保持在同一姿势(不能实现折叠)，光学单元的一部分从眼镜突出来，从而不能以紧凑状态进行收纳。因此存在改进的余地。
本发明的目的是提供一种眼镜安装式图像显示装置，其可以轻松地应用到已有的眼镜而不会因为图像显示单元(光学单元部分)的影响而妨碍镜腿的折叠。
发明内容
根据本发明的眼镜安装式图像显示装置包括：图像显示单元，该图像显示单元具有图像显示板，并可拆装地安装至眼镜的镜腿；以及导光单元，该导光单元使从所述图像显示板射出的图像光经过入射端、光路和出射端射向观察者的眼球，其中，所述导光单元被构造成与所述图像显示单元分离的、布置在眼镜镜片外表面上的分离体。
在前述结构中，优选的是，所述图像显示板比铰链单元更靠近所述眼镜镜片，所述铰链单元作为折叠所述镜腿的基点。另外，优选的是，所述图像显示板的安装区域位于所述眼镜镜片的后方，并且在从所述眼镜的前方观察时，所述安装区域的上下方向的位置位于将所述镜腿连接至眼镜框架的端件的下侧或上侧，该安装区域的下边界或上边界为所述镜片的下边缘或上边缘，而该安装区域的宽度方向的位置从所述镜腿到所述镜片在所述宽度方向上的边缘。更具体地说，优选所述图像显示板的安装区域位于所述眼镜镜片的后方，并且应该是这样的区域，即当从眼镜前方观察时，该区域被连接所述镜腿和所述镜框的端件、所述眼镜镜片在宽度方向上的外边缘、在所述镜腿的外侧端上沿着所述眼镜镜片的宽度方向上的外边缘延伸的虚垂线、以及连接所述虚垂线与所述眼镜镜片的最下边缘或最上边缘的虚水平线包围。此外，优选的是，所述导光单元布置成使得从所述图像显示板射出的图像光在经过所述眼镜镜片的横向外侧之后入射在所述入射端上，并且从所述出射端射出的图像光透射过所述眼镜镜片而入射在所述观察者的眼球上。
所述设备具有分离结构，其中，具有图像显示板的图像显示单元安装在眼镜镜腿上，并且将从图像显示板发射的图像光引导到观察者眼球的导光单元安装在眼镜镜片上，因此，在镜腿折叠时图像显示单元和导光单元不会形成阻碍，由此可以实现一次折叠并轻松应用到已有的眼镜。
当将图像显示单元安装到镜腿上时，布置在图像显示单元中的图像显示板比铰链单元更靠近眼镜镜片，该铰链单元作为折叠镜腿的基点，因此，可以缩小图像显示板和导光单元的入射端之间的距离。这样可以采用更小的显示板(或者可以增加视角)。
由于图像显示单元安装在镜腿上，不必提供线缆等向铰链单元提供电力或信号，即使嵌入图像显示单元中的图像显示板比铰链单元更靠近镜片也是如此。
图像显示单元的图像显示板安装在镜片后方，并位于这样的区域，该区域被眼镜端件(与眼镜镜框成一体并将镜框连接至镜腿的构件)、眼镜镜片在宽度方向上的外边缘、在所述镜腿的外侧端沿着眼镜镜片的宽度方向上的外边缘延伸的假想垂线、以及连接所述虚垂线与眼镜镜片的最下边缘或最上边缘的假想水平线包围，由此减小了从上、下、左和右各侧的突出，这不会(不太可能)在观察者佩戴眼镜时阻挡观察者视野，并且也不会削弱美感。
导光单元布置成使得从图像显示板射出的图像光经过眼镜镜片的横向外侧而入射在入射端上，并且从出射端射出的图像光透射过眼镜镜片而入射在观察者的眼球上，由此防止图像质量下降，此外还消除了目镜可见度调节机构(当图像光穿过眼镜镜片并入射在导光单元的入射端时，所显示的图像的图像质量因为不同类型的眼镜镜片而降低。另一方面，如果从导光单元的出射端射出的图像光不穿过镜片而入射在观察者的眼球上，则因为显示的图像不能以校正视力看见而必须另外设置目镜可见度调节机构)。
附图说明
图1为外观立体图，示出了根据本发明的眼镜安装式图像显示装置安装在现有眼镜上的状态。
图2是示出图1的右半平面的图。
图3为导光单元的外观立体图。
图4是示出图1所示的眼镜的后侧的图。
图5是示出图1所示的眼镜的镜腿折叠的状态的图。
图6A是示出图像显示板的优选布置区域的图。
图6B是示出图像显示板的优选布置区域的图。
图6C是示出图像显示板的优选布置区域的图。
图7是示出根据本发明的图像显示装置的另一实施例的图。
图8是示出根据本发明的图像显示装置的又一个实施例的图。
具体实施方式
下面参考附图具体说明本发明。图1为外观立体图(右眼型)，示例性地示出了根据本发明的图像显示装置的实施方式，该图像显示装置处于安装在眼镜上的状态下，图2为示出具有图像显示装置的图1所示的眼镜的右半部的平面图。
图中的附图标记1表示一副眼镜。该副眼镜1由镜片1a和1b、镜框1c、端件1d和1e、以及镜腿1f和1g构成，镜框1c保持镜片1a和1b，端件1d和1e分别一体地联接至到镜框1c的左右宽度方向的端部，镜腿1f和1g通过铰链单元h1和h2可折叠地联接到端件1d和1e。
附图标记2表示附接到眼镜1上的图像显示装置。该图像显示装置由通过安装部件安装在右边镜腿上的图像显示单元2a和杆形导光单元2b(图中所示类型具有梯形外观，其中，图像光在导光路径中以Z字形方式全反射)组成，图像显示单元2a具有内置式图像显示板2a1和驱动该图像显示板的电路。
如图3所示，图像显示装置2的导光单元2b具有：入射端2b1，从图像显示板2a1射出的图像光在经过眼镜镜片的横向外侧后通过该入射端2b1入射；出射端2b2，已经经过光路的图像光通过该入射端2b2穿过眼镜镜片射向观察者的眼球。形成光路的区域经受表面处理(覆膜等)以防止外界光进入。另外，目镜光学单元2b3布置在出射端2b2上，目镜光学单元2b3由利用图像光显示图像的、曲率取决于虚像位置的目镜透镜构成。
图像显示单元2a例如通过螺纹型保持件3安装并保持在镜腿1f上，并且如图1和图2所示，嵌入在图像显示单元2a中的图像显示板2a1比铰链h1近更靠近镜片1a。
在具有前述结构的图像显示装置中，从图像显示板2a1射出的图像光在通过导光单元2b的入射端2b1、光路、出射端2b2和目镜光学单元2b3之后射向观察者的眼球。在此，由于在图像显示板2a1和导光单元2b的入射端2b1之间只有很小的间隙，来自图像显示板2a1的光不能从边上(周围)看到，另外可以采用紧凑型显示板。
图4是示出了图1的后侧的图。保持件4的主体单元4a为具有通孔的盒形，导光单元2b插入该通孔，并且主体单元4a设有：臂4b，该臂可旋转地联接到铰链h1的枢轴(vis)S；以及弹性舌片4c，该弹性舌片4c形成了将使镜片夹持在该弹性舌片4c与主体单元4a的侧壁之间的区域。眼镜镜片1a和镜框1c一起被夹在弹性舌片4c和主体部分4a的侧壁之间并被夹住，由此将导光单元2b布置并固定在镜片1a的外表面上(导光单元2b被布置成使得入射端2b1位于镜片1a的外侧而出射端2b2位于镜片1a的前面)。
对于具有图1至4所示结构的眼镜来说，图5示出了镜腿1f折叠的状态。在根据本发明的图像显示装置中，保持件4的臂4a可旋转地联接到铰链h1的枢轴S。这样即使镜腿1f被折叠，导光单元2b的安装姿势也可稳定地保持，这不会妨碍镜腿1f的折叠。
优选的是，嵌入图像显示单元2a中的图像显示板2a1位于如图6A至6C所示的区域M，即镜片1a的后方，并被眼镜端件1d(与镜框成一体且将镜框连接至镜腿的构件)、眼镜镜片1a(或镜框1c)的在宽度方向上的外边缘“e”、在镜腿1f外侧端(具有最大凸曲率的位置)沿着眼镜镜片1a在宽度方向上的外边缘“e”延伸的垂线L和连接垂线L与眼镜镜片1a的最下边缘u或最上边缘u1的水平线L1所包围，由此使得从上、下、左、右侧的突出最小化。因此，图像显示装置2在观察者佩戴眼镜时不会妨碍观察者的视野，另外还可增加美感。
图7和图8示出了根据本发明的图像显示装置2的另一实施方式。如图7所示，图像显示单元2a可以固定成位于镜腿1f的外侧端。此外，如图8所示，在嵌入图像显示装置2a中的图像显示板2a1的正面指向镜框1c并且与导光单元2b的入射端2b1隔着间隙安装的状态下，所述图像显示板2a1位于镜片1a前面的位置。
在本发明中，示出了导光单元2b为梯形的情形，其中通过入射端2b1射入的图像光在导光单元2b的主干部分中以Z字形方式全反射，并从出射端2b2射出。然而，也可以采用具有如图8所示形状的导光单元2b(通过一个表面反射)。对于这点没有限制。
工业实用性
可以提供一种轻松应用于已有眼镜且紧凑地进行收纳的眼镜安装式图像显示装置。

Claims (4)

1.一种眼镜安装式图像显示装置，该眼镜安装式图像显示装置包括：
图像显示单元，该图像显示单元具有图像显示板，并可拆装地安装至眼镜的镜腿；以及
导光单元，从所述图像显示单元的所述图像显示板射出的图像光通过该导光单元经过入射端、光路和出射端射向观察者的眼球，其中，
所述导光单元被构造成与所述图像显示单元分离的、布置在眼镜镜片外表面上的分离体。
2.如权利要求1所述的眼镜安装式图像显示装置，其中，
所述图像显示板比铰链更靠近所述眼镜镜片，所述铰链作为折叠所述镜腿的基点。
3.如权利要求2所述的眼镜安装式图像显示装置，其中，
所述图像显示板的安装区域位于所述眼镜镜片的后方，并且在从所述眼镜的前方观察时，所述安装区域的在上下方向的位置位于将所述镜腿连接至眼镜框架的端件的下侧或上侧，该安装区域的下边界或上边界为所述镜片的下边缘或上边缘，而该安装区域的在宽度方向的位置是从所述镜腿到所述镜片在所述宽度方向上的边缘。
4.如权利要求1所述的眼镜安装式图像显示装置，其中，
所述导光单元布置成使得从所述图像显示板射出的图像光经过所述眼镜镜片的横向外侧而入射在所述入射端上，并且从所述出射端射出的图像光透射过所述眼镜镜片而入射在所述观察者的眼球上。
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