虛像顯示裝置制造方法

虛像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種虛像顯示裝置，其減輕觀察者的使用中對眼睛的負擔，即便長時間的使用也能夠抑制觀察者的緊張。能夠在使觀察者的視線朝下側俯瞰的狀態下觀察影像，能夠減輕觀察者的使用中對眼睛EY的負擔，即便長時間的使用也能夠抑制觀察者的緊張。特別是，在虛像顯示裝置(100)中，即便在觀察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置從標準位置偏離，而無法在標準的佩戴狀態下進行作為目標的俯瞰方向下的觀察的情況下，也通過作為調整部發揮功能的鼻托部(40)，對虛像顯示裝置(100)的姿勢(佩戴狀態)進行變更，根據觀察者的個體差異對來自導光部件(10)的影像光的射出狀態進行調整，從而使俯瞰方向BD相對于正面方向SD的角度η變化，進而以合適的視線進行觀察。
【專利說明】
虛像顯示裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及向觀察者示出由影像顯示元件形成的影像的虛像顯示裝置以及投影儀，特別是涉及適合于觀察者頭部所佩戴的頭戴式顯示器的虛像顯示裝置。

【背景技術】
[0002]作為在觀察者的頭部佩戴的頭戴式顯示器(以下，也稱為HMD)等虛像顯示裝置，提出有各種各樣的裝置(例如參照專利文獻I)。
[0003]對于HMD等虛像顯示裝置，期望在小型化以及輕型化方面進一步發展并且不降低畫質地實現廣視角化。
[0004]然而，在觀察來自電視等的影像的情況下，若在朝向正前方的狀態下長時間注視，則因人眼構造上的原因，成為以使眼睛睜開較大的狀態進行觀察，因此觀察者的眼皮等承受較大的負擔。因此，觀察者通過處于被稱為暗焦點的、觀察者閉上眼睛時的放松狀態下的視線角度，從而相對于電視等使觀察者的視線的方向(視線)對于觀察者而言自然地成為下側的狀態進行觀察的方式調整姿勢，這尤為重要。上述那樣的觀察時的對眼睛的負擔在觀察RMD等虛像顯示裝置的影像的情況下也相同，若朝向正前方承受負擔的狀態長久地持續，則觀察者會感到由眼疲勞引起的緊張。
[0005]然而，在HMD等虛像顯示裝置的情況下，觀察者在佩戴裝置的狀態下觀察影像，因此與電視等的情況不同，很難與影像的位置對應地改變自己的體姿。并且，因觀察者的眼睛、耳朵、鼻子等的大小、位置關系之類的個體差異，也導致能夠觀察影像的位置變化，即使在標準的佩戴狀態下以使觀察者的視線朝向下側的方式考慮而進行設計，也無法按所期望的設計那樣觀察影像。
[0006]專利文獻1:日本特開2012-163640號公報


【發明內容】

[0007]本發明是鑒于上述【背景技術】而產生的，其目的在于提供一種虛像顯示裝置，減輕觀察者的使用中對眼睛的負擔，即便長時間的使用也能夠抑制觀察者的緊張。
[0008]為了實現上述目的，本發明所涉及的虛像顯示裝置具備:影像元件；導光部件，其配置于觀察者的眼前，并且使來自影像元件的光朝向觀察者的眼睛來使觀察者識別圖像；框架，其基于至少假設標準的眼睛的位置而確定的支承位置基準面，將導光部件配置于眼前的規定的位置來對上述導光部件進行支承；以及調整部，其對針對于觀察者的眼睛的、來自導光部件的光的射出狀態進行調整，導光部件將應該使觀察者識別的光從相對于支承位置基準面具有角度的方向射出，來使觀察者從使觀察者的眼睛朝下側俯瞰的俯瞰方向識別圖像，上述調整部通過對來自上述導光部件的光的射出狀態進行調整，而使俯瞰方向相對于觀察者的眼睛的位置的角度變化。此處，支承位置基準面是指，作為對于人的眼睛、鼻子、耳朵而假設標準的大小、位置關系等來設計虛像顯示裝置的支承位置的情況下的作為基準所使用的指標，至少包括人的眼睛的標準位置的面。通過將該支承位置基準面作為基準，能夠確定具有標準的五官的觀察者在從理想的目標那樣的俯角(例如相對于正面方向為俯角10° )那樣的俯瞰方向的視線下識別圖像的狀態。
[0009]在上述虛像顯示裝置中，在基于假設標準的人的眼睛等的位置而被確定的支承位置基準面的設計中，能夠在使觀察者的視線朝下側俯瞰的狀態下觀察影像，因此減輕觀察者的使用中對眼睛的負擔，即便長時間的使用也能夠抑制觀察者的緊張。特別是，在上述虛像顯示裝置中，即便在觀察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置從標準位置偏離，無法在標準的設定中的佩戴狀態下進行作為目標的俯瞰方向下的觀察的情況下，也通過上述調整部并根據觀察者的個體差異對來自導光部件的光的射出狀態進行調整，從而能夠使俯瞰方向的角度變化，進而能夠以合適的視線進行觀察。
[0010]根據本發明的具體的方面，支承位置基準面為，包括作為標準位置而假設的眼球的中心位置、和作為標準位置而假設的耳朵的根部的上端位置的平面。在該情況下，考慮作為影像的觀察位置的眼睛的位置、和作為裝置的支承位置的耳朵的根部的上端位置而構成
>J-U ρ?α裝直。
[0011]根據本發明的其他方面，上述調整部包括在佩戴時與觀察者的鼻子接觸而支承裝置的鼻托部，并使鼻托部的姿勢變化。在該情況下，通過使鼻托部的姿勢改變，能夠使俯瞰方向的角度變化。
[0012]根據本發明的又一其他方面，上述調整部包括能夠在裝置主體部的多個位置安裝墊部的安裝構造部來作為鼻托部。在該情況下，通過安裝構造部能夠選擇安裝墊部的位置，從而能夠使鼻托部的姿勢變化。
[0013]根據本發明的又一其他方面，上述調整部具有作為鼻托部的一部分而安裝于裝置主體部的突起部，并能夠將與鼻子接觸的墊部安裝于突起部來作為鼻托部的一部分。在該情況下，例如能夠相對于突起部拆裝墊部，選擇具有相互不同的形狀的多個墊部中的一個墊部，從而能夠使鼻托部的姿勢變化。
[0014]根據本發明的又一其他方面，上述調整部包括在佩戴時與觀察者的耳朵接觸而支承裝置的腳絲部，并使腳絲部的姿勢變化。在該情況下，通過使腳絲部姿勢改變，能夠使俯瞰方向的角度變化。
[0015]根據本發明的又一其他方面，上述調整部還具有使腳絲部以沿相對于支承位置基準面具有角度的方向延伸的方式變化的棘輪機構。在該情況下，通過棘輪機構，使腳絲部的姿勢變化，其結果能夠使俯瞰方向的角度變化。
[0016]根據本發明的又一其他方面，上述調整部包括可變性的金屬芯部，該金屬芯部裝入于對裝置進行支承的支承部的一部分。在該情況下，通過金屬芯部，使例如對鼻托部、腳絲部等裝置進行支承的支承部的姿勢變化，從而能夠使俯瞰方向的角度變化。
[0017]根據本發明的又一其他方面，上述調整部包括對由影像元件形成的圖像形成范圍進行調整的圖像修正部。在該情況下，通過圖像修正部中的圖像修正，使來自導光部件的光的射出范圍改變，從而能夠使俯瞰方向的角度變化。
[0018]根據本發明的又一其他方面，上述調整部對觀察者的眼睛的俯瞰方向相對于正面方向的角以度成為比0°大且15°以下的角度的范圍的方式進行調整。由此，能夠在不產生不協調的感覺的范圍內適度地使俯瞰方向的角度變化。
[0019]根據本發明的又一其他方面，導光部件能夠對來自影像元件的光進行導光并且對外界的光進行透視，還具有與導光部件連結、并對外界的光的透視功能進行補償的透光部件。在該情況下，通過一體化的導光部件與透光部件，能夠成為使外界光與影像光重疊的透視的狀態。
[0020]根據本發明的又一其他方面，上述調整部相對于觀察外界的光的觀察者的眼睛的正面方向對俯瞰方向的角度進行調整。在該情況下，在識別外界的透視的狀態下，能夠以影像光的俯瞰方向的角度為最佳的方式進行調整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是對第一實施方式所涉及的虛像顯示裝置的外觀簡單地進行說明的立體圖。
[0022]圖2(A)是虛像顯示裝置的外觀立體圖，圖2(B)是表示從虛像顯示裝置拆除框架、外裝部件后的內部構造的立體圖。
[0023]圖3是虛像顯示裝置的表面側的局部分解主視圖。
[0024]圖4是構成虛像顯示裝置的第一顯示裝置的上下的對稱面的剖視圖。
[0025]圖5 (A)是從左側觀察虛像顯示裝置的側視圖，圖5 (B)是從左側觀察虛像顯示裝置的剖視圖，圖5(C)是用于對在虛像顯示裝置的設計中被規定的各方向的關系進行說明的圖。
[0026]圖6是對虛像顯示裝置的一部分進行放大并對佩戴狀態進行說明的放大剖視圖。
[0027]圖7(A)是表示佩戴后的狀態下的影像光的射出方向與各方向之間的關系的圖，圖7(B)是用于對佩戴后的狀態下的各方向的關系進行說明的圖。
[0028]圖8 (A)以及圖8 (B)是作為鼻托部的一個例子示意性地表示構成鼻托部的墊部的拆裝的圖，圖8 (C)是示意性地表示更換其他的墊部的狀態的圖，圖8 (D)是示意性地表示不同的墊部的一個例子的圖。
[0029]圖9(A)是示意性地表示第二實施方式所涉及的虛像顯示裝置的鼻托部的一個例子的圖，圖9(B)以及圖9(C)是示意性地表示構成鼻托部的墊部的拆裝的圖。
[0030]圖10(A)是表示第三實施方式所涉及的虛像顯示裝置中的腳絲部的一個例子的圖，圖10(B)是表示腳絲部的一變形例的圖。
[0031]圖1l(A)是用于對第四實施方式所涉及的虛像顯示裝置中的圖像修正進行說明的圖，圖1l(B)是用于對圖像修正的一變形例進行說明的圖。

【具體實施方式】
[0032]第一實施方式
[0033]以下，參照圖1等對本發明的第一實施方式所涉及的虛像顯示裝置詳細地進行說明。
[0034]如圖1所示，本實施方式的虛像顯示裝置100為具有眼鏡那樣的外觀的頭戴式顯示器，能夠使佩戴了該虛像顯示裝置100的觀察者或者使用者視覺辨認基于虛像的圖像光，并且能夠使觀察者通過透視(See-through)來視覺辨認或觀察外界像。虛像顯示裝置100具備:可透視地覆蓋觀察者的眼前的第一光學部件1la以及第二光學部件101b、支承兩光學部件1laUOlb的框部102、以及在從框部102的左右兩端至后方的鏡腿部分(腳絲)104的部分附加的第一像形成主體部105a以及第二像形成主體部105b。此處，組合圖中左側的第一光學部件1la與第一像形成主體部105a而成的第一顯示裝置100A是形成右眼用的虛像的部分，單獨也作為虛像顯示裝置發揮功能。另外，組合圖中右側的第二光學部件1lb與第二像形成主體部105b而成的第二顯示裝置100B是形成左眼用的虛像的部分，單獨也作為虛像顯示裝置發揮功能。此外，虛像顯示裝置100在第一顯示裝置100A的側部具有能夠進行攝像動作的小型的攝像機CA。
[0035]圖2(A)是對虛像顯示裝置100的表面側的外觀進行說明的立體圖，圖2(B)是對虛像顯示裝置100局部分解后的表面側的立體圖。
[0036]如圖示那樣，設置于虛像顯示裝置100的框部102，具備配置于上側的框架107、和配置于下側的保護架108。框部102中的、圖2(A)所示的上側的框架107是在XZ面內折彎成U字狀的細長的板狀的部件，并具備沿左右的橫向(X方向)延伸的正面部107a、和沿前后的進深方向(Z方向)延伸的一對側面部107b、107c。框架107即正面部107a和側面部107b、107c將由壓鑄鋁或其他的各種金屬材料形成的金屬制造的部分(鋁框架部)作為主體包含而構成。框架107包括鋁框架部，從而能夠使框架107小型并輕型，并且維持足夠的剛性來確保作為裝置整體的耐久性。正面部107a的進深方向(Z方向)的寬度，比與第一光學部件1la以及第二光學部件1lb對應的導光裝置20的厚度或者寬度足夠厚。在框架107的左側，具體而言在正面部107a的從左端部至側面部107b的部分亦即側端部65a，將第一光學部件1la與第一像形成主體部105a對準并且利用螺絲直接固定于上述側端部65a，從而對第一光學部件1la與第一像形成主體部105a進行支承。另外，在框架107的右側，具體而言在正面部107a的從右端部至側面部107c的部分亦即側端部65b，將第二光學部件1lb與第二像形成主體部105b對準并且利用螺絲直接固定于上述側端部65b，從而對第二光學部件1lb與第二像形成主體部105b進行支承。其中，第一光學部件1la與第一像形成主體部105a通過嵌合而相互對準，第二光學部件1lb與第二像形成主體部105b通過嵌合而相互對準。另外，構成光學系統單元的第一像形成主體部105a以及第二像形成主體部105b分別被罩狀的外裝部件105d覆蓋。
[0037]圖2 (A)以及2 (B)所示的保護架108是下緣狀的部件，并配置于圖2 (A)所示的框架107的下方并進行固定。保護架108的中央部108g通過嵌合以及螺絲而固定于框架107的中央部107g。保護架108是折彎為兩段曲柄狀的細長的板狀的部件，并由金屬材料或者樹脂材料一體地形成。保護架108的第一前端部108i以嵌合到與覆蓋第一像形成主體部105a的外裝部件105d中的設置于外部件105e的凹部105i的狀態被固定。另外，保護架108的第二前端部108j以嵌合到與覆蓋第二像形成主體部105b的罩狀的外裝部件105d中的設置于外部件105e的凹部105j的狀態被固定。
[0038]框架107對第一像形成主體部105a以及第二像形成主體部105b進行支承。另夕卜，框架107還具有與外裝部件105d協作而保護第一像形成主體部105a以及第二像形成主體部105b的內部的作用。此外，框架107以及保護架108，與除了連結于第一像形成主體部105a以及第二像形成主體部105b的根側之外的導光裝置20的長圓狀的周圍部分分離或者輕輕地接觸。因此，即使在中央的導光裝置20與包含框架107以及保護架108在內的框部102之間存在熱膨脹系數之差，也能夠允許導光裝置20在框部102內的膨脹，從而能夠防止在導光裝置20產生形變、變形、破損。
[0039]附隨框架107，設置有鼻托部40。鼻托部40具有通過與觀察者的鼻子抵接(接觸)來支承框部102的作用。鼻托部40在構成框部102的一方的框架107的正面部107a的中央部107g以被構成框部102的另一方的保護架108的中央部108g夾持的方式，通過螺絲而被固定。另外，如圖3所示，鼻托部40具有中央上部的被固定部43、沿上下延伸的一對長度調整部件41、以及形成于調整部件41的前端的墊部42。被固定部43為用于將鼻托部40穩定地固定于框架107的部分。長度調整部件41具有對墊部42的間隔、高度位置等進行調整的作用。換句話說，如圖示的那樣，包括鼻托部40在內的中央部CR1，通過調整導光裝置20相對于觀察者的眼睛的位置，而作為對從導光裝置20射出的影像光的射出狀態進行調整的調整部發揮功能。
[0040]腳絲部104固定于在框架107設置的一對側面部107b、107c的前端。腳絲部104具有通過與觀察者的耳朵抵接(接觸)來支承框部102的作用。此外，腳絲部104與側面部107b、107c之間的連結部CN(參照圖5)具有鉸鏈構造，從而腳絲部104能夠折疊。
[0041 ] 如上所述，框部102以及支承于該框部102的導光裝置20，通過支承在鼻子的鼻托部40、和支承在耳朵的一對腳絲部104，配置于觀察者的面前。換言之，影像光相對于觀察者的眼睛的射出狀態，以虛像顯示裝置100的光學設計為前提，由鼻托部40、腳絲部104的形狀等和觀察者的眼睛、鼻子的位置之類的身體特征來決定。相對于此，在本實施方式中，如上述那樣，通過使包括鼻托部40在內的部分，作為對從導光裝置20射出的影像光的射出狀態進行調整的調整部發揮功能，從而能夠設為根據觀察者的個體差異輕減觀察時的負擔的狀態。
[0042]以下，對虛像顯示裝置100的光學系統的結構進行說明。首先，能夠看到第一顯示裝置100A具備投影用的光學系統亦即投射透視裝置70、和形成影像光的圖像顯示裝置80。投射透視裝置70具有將由第一像形成主體部105a形成的圖像作為虛像而朝觀察者的眼睛投射的作用。投射透視裝置70具備導光以及透視用的導光部件10、透視用的透光部件50、以及成像用的投射透鏡30。換句話說，第一光學部件1la或者導光裝置20由導光部件10和透光部件50構成，第一像形成主體部105a由圖像顯示裝置80和投射透鏡30構成。
[0043]如圖2、圖3所示，導光部件10和透光部件50相互被固定而構成一體的導光裝置
20。導光裝置20是使影像的光在內部反射并朝觀察者的眼睛引導的透光性的光學塊狀或者棱鏡狀的部件。導光裝置20中的被周圍部分圍起的主體部分具有長圓狀的輪廓。此處，透光部件50以與導光部件10的前端側、即射出側或者光射出側的第一導光部分11連結的方式配置于其延長方向，并通過利用了粘合劑的接合而固定于第一導光部分11。組合導光部件10以及透光部件50而成的導光裝置20，相當于圖1中的第一光學部件101a，投射透視裝置70的投射透鏡(投射光學系統)30和形成顯示用的圖像圖案的圖像顯示裝置80，相當于圖1中的第一像形成主體部105a。
[0044]以下，參照圖4等對構成第一像形成主體部105a的圖像顯示裝置80和投射透鏡30進行說明。
[0045]圖像顯示裝置80具有射出照明光的照明裝置81、透射式的空間光調制裝置亦即影像顯示元件82、以及對照明裝置81以及影像顯示元件82的動作進行控制的驅動控制部84。
[0046]圖像顯示裝置80的照明裝置81具有產生包括紅、綠、藍三種顏色在內的光的光源81a、和使來自該光源的光擴散而設為矩形剖面的光束的背光導光部81b。影像顯示元件82例如由液晶顯示器件形成，對來自照明裝置81的照明光進行空間調制而形成動態圖像等顯示對象的圖像光。驅動控制部84具備光源驅動電路84a和液晶驅動電路84b。光源驅動電路84a對照明裝置81供給電力，而使照明裝置81射出穩定的亮度的照明光。液晶驅動電路84b通過對影像顯示元件82輸出圖像信號或者驅動信號，作為透射率圖案，形成動畫、靜止畫面的源的彩色的影像光或者圖像光。此外，雖然能夠使液晶驅動電路84b具有圖像處理功能，但也能夠使外置的控制電路具有圖像處理功能。
[0047]投射透鏡30是作為構成要素具備三個光學元件31?33的投射光學系統，包括收納并支承這些光學元件31?33的鏡筒39。光學元件31?33例如為非球面透鏡，與導光部件10的一部分協作而在導光部件10的內部形成與影像顯示元件82的顯示像對應的中間像。鏡筒39在前端側具有矩形框狀的卡合部件39a。卡合部件39a通過與導光部件10的第二導光部分12側的前端部嵌合，能夠進行導光部件10相對于鏡筒39的定位。
[0048]以下，參照圖5等對虛像顯示裝置100的圖像的投射方向與觀察圖像的觀察者的視線的方向(視線)之間的關系等進行說明。因此，首先，對虛像顯示裝置100的設計上的結構進行說明。
[0049]圖5(A)是從左側觀察虛像顯示裝置100的側視圖，圖5(B)是從左側觀察虛像顯示裝置100的剖視圖。其中，圖5(B)是沿垂直方向剖切導光裝置20的剖面，且以包括射出側光軸ΑΧ0(參照圖4)的方式剖切的圖。另外，圖5(C)是在與沿垂直方向剖切導光裝置20的剖面(圖5(B)所示的剖面)平行的面上投影由各部規定的方向，來表示角度的關系的圖。
[0050]虛像顯示裝置100針對眼睛、鼻子、耳朵而假設標準的大小、位置來形成各部的結構。此處，如圖5(B)所示，構成基于作為處于標準位置的部分進行假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi來決定裝置的姿勢的部分、即佩戴時與人體接觸而被人體支承的部分。若更具體地進行說明，則將包括眼睛EYi的眼球的中心位置YP、和耳朵EAi的根部的上端位置AP的平面，稱為決定各部的配置的基準即支承位置基準面SS，虛像顯示裝置100中的支承裝置的部分、與此相關聯的部分，則基于該支承位置基準面SS來決定形狀、配置等。其中，對于假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置，是例如根據人體的眼睛與耳朵的位置關系的平均值等來適當地決定的，雖省略圖示，但此處設眼睛、耳朵位于左右對稱的位置，支承位置基準面SS設為包括處于假設的標準位置的左右眼睛的中心位置YP、和左右耳朵的上端位置AP共計四個點的平面。這樣，根據人體的平均值等而來決定的支承位置基準面SS，如圖示的那樣，成為稍微前傾的面。因此，在和與人體接觸并被人體支承的部分相關聯的部分的一個例子即框架107中，例如配置于顳部一側的部分亦即側面部107b、107c的上端部分107t，與支承位置基準面SS對應地沿大致平行的方向稍微前傾的狀態延伸。通過將框架107這樣配置為具有與支承位置基準面SS對應的形狀，從而在眼睛、耳朵位于標準位置的人佩戴虛像顯示裝置100的情況下，即在眼睛、耳朵位于假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置的人佩戴虛像顯示裝置100的情況下，組裝于框架107的導光裝置20會以眼前的適當的位置以及角度被配置。并且，對于包括導光裝置20在內的形成影像光的各光學系統，以上述那樣的姿勢支承裝置為前提，以從理想的角度射出影像光的方式進行設計。如上述那樣，虛像顯示裝置100，通過以支承位置基準面SS為基準而構成，從而能夠使具有標準的五官的觀察者以理想的視線來識別圖像。
[0051]以下，為了對虛像顯示裝置100中的形成影像光的光學系統的設計進行說明，首先，對虛像顯示裝置100中與光學系統有關的各方向進行說明。其中，圖5(C)抽象地示出了以下規定的各方向的關系。在虛像顯示裝置100中，將與支承位置基準面SS平行的方向且在圖5(B)的剖面中示出的方向稱為基準方向，并用附圖標記FD表示。另外，利用附圖標記SD表示對于佩戴虛像顯示裝置100的觀察者而言的正面方向。在圖5所示的情況下，作為設計上的正面方向，將在具有標準的骨骼的觀察者筆直地坐著或站立的狀態下朝向正面佩戴的情況下的水平方向規定為正面方向SD。并且,利用附圖標記BD表不與正面方向SD相比觀察者在使視線朝向下側俯瞰的狀態下注視圖像的方向亦即俯瞰方向。俯瞰方向BD表示從形成影像光的光學系統射出的圖像光的中心軸的方向。即，如圖5(B)所示，俯瞰方向BD與表示從導光裝置20射出的影像光的中心的射出側光軸AXO所延伸的方向平行。由于俯瞰方向BD相對于正面方向SD成為一定程度的下方的角度，所以使觀察者觀察時的負擔減少。
[0052]虛像顯示裝置100中的形成影像光的光學系統，如上述那樣基于支承位置基準面SS即基于基準方向FD構成與人體接觸并被人體支承的部分，在此基礎上，以俯瞰方向BD以最佳的角度射出的方式規定圖像顯示裝置80、導光裝置20等的形成影像光的光學系統的配置、形狀等，從而使光從俯瞰方向BD射出。
[0053]為了使該俯瞰方向BD對于觀察者而言成為最佳，此處，在虛像顯示裝置100的設計方面，構成為使影像光從與基準方向FD形成規定的角度Θ的方向射出。另外，在以圖5(B)所示的標準的(理想的)位置關系佩戴的情況下，正面方向SD與基準方向FD形成角度ait)在上述情況下，若將正面方向SD與俯瞰方向BD所成的角的角度設為Jli,則角度Hi是表示觀察者使眼睛朝向下側的程度的俯角的值，表示為:
[0054]Ili = Θ +a j...(I)
[0055]設計為該角度Hi成為被稱為暗焦點的觀察者處于閉眼時的放松狀態的視線角度(10°左右)。換句話說，在虛像顯示裝置100的設計方面，首先，規定在與人體接觸并被人體支承的部分的設計方面決定的基準方向FD、與如圖5所示假設的理想的狀態下的正面方向SD之間的角度Cii，然后，在形成影像光的光學系統的設計方面，根據與角度a 關系，以俯瞰方向BD以最佳的角度射出的方式規定角度θ，β卩、以角度Cii與角度Θ之和亦即角度Hi成為最佳的狀態的方式進行規定。由此，在以標準的狀態佩戴的情況下，即若觀察者為具有標準的五官的人，則成為不需要調整等而能夠在理想的狀態下無緊張地觀察圖像的設計。
[0056]然而，人存在因性別、人種等產生的個體差異，所以一般眼睛、耳朵等的實際的位置或多或少從圖5(B)所示的標準設定的假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置偏離。相對于此，在觀察基于標準狀態設計的虛像顯示裝置100的情況下，在數值方面，在上式(I)的各值中，右邊的角度Θ為在虛像顯示裝置100的設計階段確定的固定的值而不變。另一方面，角度a i為基于圖5所示的理想的狀態下的正面方向SD的角度，且為僅在理想的狀態下佩戴時能夠假設的值。換句話說，在實際佩戴時，根據觀察者的個體差異而成為不同的角度。其結果，角度Hi未必在實際佩戴時成為如假設那樣的狀態即暗焦點的狀態。相對于此，在本實施方式中，由于具有作為進行位置調整的調整部而發揮功能的鼻托部40(參照圖3等)，所以能夠使上述那樣的角度關系變更，從而使俯瞰方向BD變化，對觀察的狀態進行調整，從而能夠根據因觀察者而不同的個人之間的感覺的差異選擇最佳的狀態，進而能夠減少觀察時的負擔。另外，能夠將正面方向SD規定為例如在圖5那樣的理想的狀態下在標準的佩戴狀態下朝向正面的情況下的水平方向，但關于觀察者將哪一個方向作為正面來進行識別，由于例如存在骨骼的不同、眼睛的位置的不同等，所以通常存在個人差異。在本實施方式中，最終能夠進行根據上述的個人之間的差異的調整。
[0057]圖6是表示實際佩戴如上述那樣以標準的眼睛以及耳朵的位置為基準設計的虛像顯示裝置100的樣子的一個例子的圖。另外，圖7(A)以及7(B)是用于對實際佩戴的觀察者的眼睛EY與各方向FD等之間的關系進行說明的圖。
[0058]如圖6所示，在實際的佩戴過程中，由于在觀察者的眼睛EY、鼻子NO的大小、形狀、位置關系等存在個人差異，所以虛像顯示裝置100與觀察者的眼睛EY的配置未必成為參照圖5進行了說明的理想的狀態。此處，若將影像與觀察者的眼睛EY的位置關系，在圖7(A)所示的正面方向SD、基準方向FD以及俯瞰方向BD抽象化地表示，則這些方向的關系與圖5(C)所示的情況變得相同，如圖7 (B)那樣被表示。具體地進行說明，首先，在圖7(A)中，將表示相對于由從導光裝置20射出的影像光所識別的虛像而言的假想的影像的范圍的面設為假想面IM，并將其中心設為中心CT。在該情況下，射出側光軸AXO從中心CT朝與假想面頂垂直的方向延伸，射出側光軸AXO所延伸的方向與俯瞰方向BD(視線軸的方向)一致。另外，在該情況下，若將正面方向SD相對于基準方向FD所成的角的角度設為α ,將正面方向SD與俯瞰方向BD所成的角的角度設為Π，則利用在虛像顯示裝置100的設計階段已經確定的角度Θ，表示為:
[0059]η = θ + α...(2)
[0060]此處，如前文所述，上式(2)的角度α為因個體差異不同的值，未必與理想地規定的上式(I)的角度Qi—致。換言之，此處的正面方向SD為各個觀察者感覺為正面的方向，由于存在個體差異，所以正面方向SD與基準方向FD所成的角亦即上式(2)的角度α為不被一律決定的值。另一方面，如前文所述，角度Θ的值為虛像顯示裝置100的設計時確定的規定值，在佩戴時為不變的值，與上式(I)的情況一致。因此，在該情況下，為了將角度Π調整為保持在通常作為理想的值的10°左右，而優選對角度α進行調整使其與理想的角度Qi—致或成為與理想的角度^大致相等的值。若換個立場說，這意味著相對于正面方向SD改變基準方向FD，即改變虛像表示裝置100相對于觀察者的姿勢，并且，其結果意味著也改變俯瞰方向BD。此外，角度η作為理想的值為10°左右，但從消除個人差異、作為虛像顯示裝置的外觀的不協調的感覺等的觀點出發，優選通過調整部亦即鼻托部40，將觀察者的眼睛EY的俯瞰方向BD相對于正面方向SD的角度調整為比0°大且在15°以下的角度的范圍。
[0061]以下，參照圖8對鼻托部40的更具體的結構的一個例子等進行說明。圖8(A)以及8(B)是示意性地表示在作為一個例子的鼻托部40中，構成鼻托部40的墊部42的拆裝的圖。此處，墊部42為左右一對的結構(參照圖3等)，且為左右對稱的構造，因此僅表示墊部42中的一方,省略對另一方的圖不以及說明。
[0062]如圖示的那樣，鼻托部40具有安裝于保護架108等(參照圖3等)的裝置主體部10s (例如相當于圖3所示的保護架108、鼻托部40的被固定部43的部分)側的突起部ΤΡ。另一方面，鼻托部40的墊部42具有設置為與突起部TP對應的插入部42ρ。插入部42ρ形成凹部RP。突起部TP具有呈球狀地膨脹的前端部BP。相對于此，插入部42p例如由具有彈性的樹脂、橡膠材料制成，并形成使凹部RP與突起部TP的前端部BP —致的形狀。由此，對于墊部42而言，通過將插入部42p的凹部RP以嵌入的方式安裝于突起部TP，能夠以可拆裝的方式固定于裝置主體部100s。并且，如圖8(B)以及8(C)所例示的那樣，準備多個尺寸、大小不同的墊部42，從而觀察者能夠根據眼睛、鼻子等的大小、位置選擇合適的墊部42。
[0063]另外，圖8(D)是示意性地表示其他的墊部42的一個例子的圖。如圖示的那樣，也可以在墊部42的內部裝入可變性的金屬芯部42a。換句話說，也可以通過使金屬芯部42a變形來進行位置調整。
[0064]由此，在本實施方式的虛像顯示裝置100中，通過作為調整部發揮功能的鼻托部40，根據觀察者的個體差異使俯瞰方向BD相對于正面方向SD的角度η變化，從而能夠以合適的視線進行觀察。
[0065]以下，參照圖4對投射透視裝置70等的功能、動作等的詳細情況進行說明。投射透視裝置70中的、作為導光裝置20的一部分的導光部件10為在俯視中以沿著面部的方式彎曲的圓弧狀的部件。導光部件10中的第一導光部分11配置于靠近鼻子的中央側換句話說光射出側，并具有第一面S11、第二面S12以及第三面S13來作為具有光學功能的側面，第二導光部分12配置于離開鼻子的周邊側換句話說光入射側，并具有第四面S14、第五面S15來作為具有光學功能的側面。其中，第一面Sll與第四面S14連續地鄰接，第三面S13與第五面S15連續地鄰接。另外，在第一面Sll與第三面S13之間配置有第二面S12，第四面S14與第五面S15以形成較大的角度的方式鄰接。
[0066]在導光部件10中，第一面Sll是以與Z軸平行的射出側光軸AXO為中心軸的自由曲面，第二面S12是以包含于與XZ面平行的基準面(圖示的剖面)且相對于Z軸傾斜的光軸AXl為中心軸的自由曲面，第三面S13是以射出側光軸AXO為中心軸的自由曲面。第四面S14是以包含于與XZ面平行的上述基準面且與相對于Z軸傾斜的一對光軸ΑΧ3、ΑΧ4的二等分線平行的光軸ΑΧ5為中心軸的自由曲面，第五面S15是以包含于與XZ面平行的上述基準面并且相對于Z軸傾斜的一對光軸ΑΧ4、ΑΧ5的二等分線或者相對于該二等分線形成小角度的線為中心軸的自由曲面。此外，以上的第一面Sll?第五面S15具有隔著水平(或者橫向)延伸與XZ面平行且光軸AXl?ΑΧ5等所通過的基準面(圖示的剖面)，在鉛垂(或者縱向)的Y軸方向上對稱的形狀。
[0067]導光部件10中的主體1s由在可見范圍呈現高透光性的樹脂材料形成，例如通過使熱塑性樹脂注入金屬模具內并使熱塑性樹脂在金屬模具內固化而成形。此外，作為主體1s的材料，例如能夠使用環烯烴聚合物等。主體1s為一體成型品，但能夠考慮為將導光部件10如已經進行了說明的那樣功能性地劃分為第一導光部分11和第二導光部分12。第一導光部分11能夠對影像光GL進行導波以及射出影像光GL，并且能夠供外界光HL透視。第二導光部分12能夠供影像光GL入射以及對影像光GL進行導波。
[0068]在第一導光部分11中，第一面Sll作為使影像光GL朝第一導光部分11外射出的折射面發揮功能，并且作為使影像光GL在內表面側全反射的全反射面發揮功能。第一面Sll配置于眼睛EY的正面，相對于觀察者形成凹面形狀。此外，第一面Sll是由施加于主體1s的表面的硬涂層27形成的面。
[0069]第二面S12是主體1s的表面，并在該表面附隨有半透半反層15。該半透半反層15是具有透光性的反射膜(即半透過反射膜)。半透半反層(半透過反射膜)15不形成于第二面S12的整體，而形成在主要沿著Y軸的鉛垂方向縮小了第二面S12的部分區域PA上(參照圖4)。半透半反層15通過在主體1s的基底面中的部分區域PA上對金屬反射膜、電介質多層膜進行成膜而形成。半透半反層15的相對于影像光GL的反射率在容易通過透視觀察外界光HL的觀點，在假設的影像光GL的入射角范圍內設為10%以上50%以下。具體的實施例的半透半反層15的相對于影像光GL的反射率例如設定為20%，相對于影像光GL的透過率例如設定為80%。
[0070]第三面S13作為使影像光GL在內表面側全反射的全反射面發揮功能。第三面S13配置于眼睛EY的正面，與第一面Sll相同地相對于觀察者形成凹面形狀，在通過第一面Sll和第三面S13觀察外界光HL時，能見度幾乎為O。此外，第三面S13是由施加于主體1s的表面的硬涂層27形成的面。
[0071]在第二導光部分12中，第四面S14作為使影像光GL在內表面側全反射的全反射面發揮功能。第四面S14也作為使影像光GL朝第二導光部分12內入射的折射面發揮功能。此外，第四面S14是由施加于主體1s的表面的硬涂層27形成的面。
[0072]在第二導光部分12中，如前文所述，第五面S15通過在主體1s的表面上對由無機材料形成的光反射膜RM進行成膜而形成，從而作為反射面發揮功能。
[0073]透光部件50如前文所述與導光部件10 —體地被固定而成為一個導光裝置20。透光部件50是輔助導光部件10的透視功能的部件(輔助光學模塊)，并具有第一透過面S51、第二透過面S52、以及第三透過面S53來作為具有光學功能的側面。此處，在第一透過面S51與第三透過面S53之間配置有第二透過面S52。第一透過面S51處于對導光部件10的第一面Sll進行了延長的曲面上，第二透過面S52是通過粘合層CC而接合于該第二面S12而一體化的曲面，第三透過面S53處于對導光部件10的第三面S13進行了延長的曲面上。其中，第二透過面S52與導光部件10的第二面S12通過經由較薄的粘合層CC的接合而一體化，因此具有大致相同的曲率的形狀。
[0074]透光部件(輔助光學模塊)50在可見范圍內呈現較高的透光性，透光部件50的主體部分由具有與導光部件10的主體1s大致相同的折射率的熱塑性樹脂材料形成。此外，透光部件50在將主體部分與導光部件10的主體1s接合后，以接合的狀態與主體1s —同完成硬涂層的成膜而形成。換句話說，透光部件50與導光部件10相同地在主體部分的表面施加了硬涂層27。第一透過面S51與第三透過面S53是由施加于主體部分的表面的硬涂層27形成的面。
[0075]以下，對虛像顯示裝置100中的影像光GL等的光路進行說明。從影像顯示元件(影像元件)82射出的影像光GL被投射透鏡30匯聚，并入射至設置于導光部件10的具有正光焦度的第四面S14。
[0076]通過了導光部件10的第四面S14的影像光GL發生匯聚并前進，在經過第二導光部分12時，在具有比較弱的正光焦度的第五面S15反射，從內側再次入射至第四面S14并被反射。
[0077]被第二導光部分12的第四面S14反射的影像光GL在第一導光部分11中，入射至具有比較弱的正光焦度的第三面S13并被全反射，入射至具有比較弱的負光焦度的第一面Sll并被全反射。此外，影像光GL在通過第三面S13的前后，在導光部件10中形成中間像。該中間像的像面II與影像顯示元件82的像面OI對應。
[0078]被第一面Sll全反射的影像光GL入射至第二面S12，但特別是入射至半透半反層15的影像光GL，部分性地透過該半透半反層15且部分性地被反射，并再次入射至第一面Sll且通過。其中，半透半反層15作為針對在此處被反射的影像光GL具有比較強的正光焦度的層發揮功能。另外，第一面Sll作為針對通過該面的影像光GL具有負光焦度的面發揮功能。
[0079]通過了第一面Sll的影像光GL向觀察者的眼睛EY的瞳孔或者其等效位置作為大致平行光束入射。換句話說，觀察者通過作為虛像的影像光GL，觀察形成在影像顯示元件(影像元件)82上的圖像。
[0080]另一方面，外界光HL中的、入射至與導光部件10的第二面S12相比更靠-X側的光，通過第一導光部分11的第三面S13和第一面Sll,但此時,正負光焦度抵消并且像差被修正。換句話說，觀察者隔著導光部件10觀察失真較少的外界像。同樣地，外界光HL中的、入射至與導光部件10的第二面S12相比更靠+X側的光，換句話說，入射至透光部件50的光通過設置于該透光部件的第三透過面S53和第一透過面S51時，正負光焦度抵消并且像差被修正。換句話說，觀察者隔著透光部件50觀察失真較少的外界像。并且，外界光HL中的、入射至與導光部件10的第二面S12對應的透光部件50的光，在通過第三透過面S53和第一面Sll時，正負光焦度抵消并且像差被修正。換句話說，觀察者隔著透光部件50觀察失真較少的外界像。其中，導光部件10的第二面S12與透光部件50的第二透過面S52均具有大致相同的曲面形狀，且均具有大致相同的折射率，兩者的間隙被大致相同的折射率的粘合層CC填充。換句話說，導光部件10的第二面S12、透光部件50的第二透過面S52對于外界光HL不作為折射面發揮功能。
[0081]但是，入射至半透半反層15的外界光HL，部分性地透過該半透半反層15并且還部分性地被反射，因此來自與半透半反層15對應的方向的外界光HL被削弱至半透半反層15的透過率。另一方面，對于從與半透半反層15對應的方向，由于影像光GL入射，因此觀察者在半透半反層15的方向上與形成在影像顯示元件(影像元件)82上的圖像一同觀察外界像。
[0082]在導光部件10內傳播入射至第二面S12的影像光GL中的、未被半透半反層15反射的光入射至透光部件50內，但通過設置于透光部件50的未圖示的反射防止部防止其返回至導光部件10。換句話說，防止通過了第二面S12的影像光GL返回到光路上而成為雜散光。另外，從透光部件50側入射并被半透半反層15反射的外界光HL返回至透光部件50，但通過設置于透光部件50的上述的未圖示的反射防止部防止其朝導光部件10射出。換句話說，防止被半透半反層15反射的外界光HL返回到光路上而成為雜散光。
[0083]如根據以上的說明所明確的那樣，根據本實施方式的虛像顯示裝置100，由于能夠在使觀察者的視線朝下側俯瞰的狀態下觀察影像，所以能夠減輕觀察者的使用中對眼睛EY的負擔，即便長時間的使用也能夠抑制觀察者的緊張。特別是，在虛像顯示裝置100中，SP便在觀察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置從標準位置偏離，無法在標準的佩戴狀態下進行作為目標的俯瞰方向下的觀察的情況下，也通過作為調整部發揮功能的鼻托部40，對基于規定標準的位置的支承位置基準面SS而設計的虛像顯示裝置100的姿勢(佩戴狀態)進行調整，并根據觀察者的個體差異對來自導光部件10的影像光GL的射出狀態進行調整，從而能夠使俯瞰方向BD相對于正面方向SD的角度η變化，進而根據觀察者的個體差異以合適的視線進行觀察。另外，在該情況下，觀察者在能夠識別外界的透視的狀態下，根據外界像識別出正面方向，以與所識別出的正面方向對應的方式對俯瞰方向的角度進行調整，從而能夠以使相對于外界像的影像光的俯瞰方向的角度成為最佳角度的方式進行調整。
[0084]第二實施方式
[0085]以下，根據圖9(A)?圖9(C)，對第二實施方式所涉及的虛像顯示裝置進行說明。此外，本實施方式的虛像顯示裝置是第一實施方式的虛像顯示裝置100的變形例，由于包括鼻托部的調整部的構造以外的構造與第一實施方式的情況相同，所以僅表示鼻托部及其周邊的位置，省略對整體的結構等的圖示以及說明。
[0086]圖9(A)是示意性地表示本實施方式所涉及的虛像顯示裝置中的包括鼻托部140在內的調整部的一個例子的圖，圖9(B)以及9(C)是示意性地表示圖9(A)所示的鼻托部140中的左右一對墊部142的拆裝的圖。如圖示的那樣，鼻托部140除了左右一對墊部142之外，還具有與各墊部142對應地設置的安裝構造部AS。如圖示的那樣，安裝構造部AS由在裝置主體部10s (例如相當于圖3所示的保護架108、鼻托部40的被固定部43的部分)中以一定間隔呈一列地并列設置多個的相同形狀的凸部PP(在圖示的例子中為三個)構成。相對于此，墊部142具有與安裝構造部AS的凸部PP對應地呈一列地并列設置多個的相同形狀的凹部RR(在圖示的例子中為三個)。如圖9(B)以及9 (C)所示，鼻托部140通過將墊部142的凹部RR嵌入安裝構造部AS的凸部PP而被定位固定。此時，例如如圖9(B)所示的情況和圖9(C)所示的情況那樣，通過改變將多個并列的凹部RR與凸部PP進行組合的位置，如虛線P1、P2所示，能夠改變鼻托部140的高度。
[0087]第三實施方式
[0088]以下，根據圖10(A)?圖10(C)，對第三實施方式所涉及的虛像顯示裝置進行說明。此外，本實施方式的虛像顯示裝置是第一實施方式等虛像顯示裝置100的變形例，除了腳絲部的構造以外的構造與第一實施方式的情況相同，因此僅表示腳絲部及其周邊的位置，省略對整體的結構等的圖示以及說明。另外，由于一對腳絲部為左右對稱的構造，所以僅表示腳絲部中的一方，省略對另一方的圖示以及說明。
[0089]圖10 (A)是表示本實施方式所涉及的虛像顯示裝置100中的腳絲部104的一個例子的圖。如前文所述，一對腳絲部104在佩戴時被耳朵支承，從而對虛像顯示裝置100進行支承。另外，如圖示的那樣，腳絲部104與框架107的側面部107b之間的連結部CN具有鉸鏈構造，由此，腳絲部104能夠折疊。并且，在本實施方式中，如在圖10(A)中示意性地表示的那樣，從連結部CN至腳絲部104在內部裝入有可變性的金屬芯部104a。換句話說，通過使金屬芯部104a變形，例如在箭頭Al所示的方向上使腳絲部104的姿勢改變，從而能夠對影像的位置進行位置調整。若更詳細地進行說明，則在將腳絲部104延伸的方向設為表示腳絲部104的上端部104t延伸的方向的基準軸TX、將基準軸TX延伸的方向設為腳絲軸向TD的情況下，通過相對于基準方向FD對腳絲部104延伸的腳絲軸向TD的角度進行調整，其結果能夠使基準方向FD相對于正面方向SD的方向(角度)變化，即、能夠使虛像顯示裝置100相對于觀察者的眼睛EY的姿勢變化。換句話說，包括腳絲部104在內的部分作為調整部而發揮功能。
[0090]圖10⑶是表示腳絲部104的一變形例的圖。在本變形例中，由于具有棘輪機構RT，所以包括腳絲部104在內的部分作為調整部而發揮功能。具體而言，腳絲部104具有以固定的方式安裝于連結部CN的安裝部分104f、以沿箭頭A2所示的方向可動的狀態安裝于安裝部分104f的主體部分104s、以及棘輪機構RT。棘輪機構RT由腳絲部104中的、附隨安裝部分104f的齒輪部GE和附隨腳絲部104的主體部分104s的楔形的突起部GF構成。齒輪部GE為圓盤狀，并在其外周具有多個棘輪齒，該多個棘輪齒具有朝一個方向偏斜的形狀。安裝部分104f能夠以圓盤狀的齒輪部GE的中心軸為軸進行旋轉。腳絲部104的突起部GF在前端側與齒輪部GE的棘輪齒嚙合，從而能夠施加阻止反轉的旋轉限制，并且能夠在箭頭A2所示的方向上使腳絲部104的姿勢多階段地變化。此外，在該情況下，由于存在阻止反轉的旋轉限制，所以姿勢的調整例如如箭頭A2所示的那樣僅朝一個方向，但設為具有例如解除突起部GF與棘輪齒的嚙合而能夠解除由棘輪機構RT實現的旋轉限制的機構，從而能夠使腳絲部104的姿勢返回至初始的狀態。
[0091]另外，除了上述以外，例如能夠拆裝腳絲部104的整體或者一部分，從而也能夠成為從大小、形狀不同的部件中選擇的方式。并且，能夠拆裝在與顳部接觸的部分(內側部分)安裝的腳絲用墊，從而也可以根據該腳絲用墊的形狀相對于觀察者的眼睛而使姿勢變化。
[0092]第四實施方式
[0093]以下，根據圖1UA)等，對第四實施方式所涉及的虛像顯示裝置進行說明。此外，本實施方式的虛像顯示裝置是第一實施方式的虛像顯示裝置100的變形例，由于除了圖像修正的處理以外的處理與第一實施方式等的情況相同，所以省略對整體的結構的圖示以及說明。
[0094]圖1l(A)是用于對本實施方式所涉及的虛像顯示裝置的圖像修正進行說明的圖，并表示所顯示的影像的范圍。換句話說，假想地表示向觀察者的眼睛映出應該作為圖像而被識別的虛像的范圍。在圖示中，可顯示區域DP表示能夠通過圖像顯示裝置80(參照圖4等)顯示影像的范圍。另一方面，影像區域DD表示可顯示區域DP所示的范圍中的實際上顯示影像的范圍。在該情況下，作為影像區域DD不使用可顯示區域DP的整體，而設置邊緣部MG，在邊緣部MG的范圍內能夠進行使影像區域DD在可顯示區域DP面內，例如沿箭頭AAl、AA2的方向(上下方向)適當地移動的圖像修正的處理。換句話說，通過對作為影像區域DD而被映出的位置進行調整，結果能夠使觀察者的視線變化。此外，影像區域DD的位置調整的處理，例如通過使圖像顯示裝置80的液晶驅動電路84b (參照圖4)具有圖像處理功能等，而成為可能。即，在本實施方式的情況下，液晶驅動電路84b成為對影像顯示元件82的圖像形成的范圍進行調整的圖像修正部，從而作為調整部而發揮功能。
[0095]此外，如上所述，在將圖像修正部作為調整部的調整的情況下，相當于使圖像的中心位置變化。因此，若利用第一實施方式所示的式(2)來進行說明，則通過調整角度Θ的值而將角度Η變更為理想的狀態。
[0096]另外，在上述內容中，也可以使可顯示區域DP的范圍進一步擴大。例如，如圖1l(B)所示，若在更廣的范圍內設定具有圖像信息的假想的影像區域DI，并且將可顯示區域DP設為能夠在影像區域DI中指定的區域，則能夠使可顯示區域DP在影像區域DI的范圍內變化。在該情況下，例如通過預先在虛像顯示裝置搭載陀螺儀傳感器，使可顯示區域DP的范圍的變化與觀察者的身體的動作同步，從而能夠使在可顯示區域DP中應該映出圖像的范圍在箭頭ABl?AB4所示的方向上變化。
[0097]另外，如箭頭ACl?AC4所示，影像區域DI的范圍能夠進一步擴大假想的范圍，例如旋轉360 °將箭頭ACl所示的方向的前端與箭頭AC2所示的方向的前端連接在一起，并且箭頭AC3所示的方向的前端與箭頭AC4所示的方向的前端旋轉360°連接在一起，從而可以將整體連接的范圍作為假想的影像區域DI。
[0098]以上，結合各實施方式對本發明進行了說明，但本發明不局限于上述的各實施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內利用各種方式來實施，例如也能夠進行接下來那樣的變形。
[0099]首先，在上述的說明中，雖通過處于標準位置的眼球的中心位置YP和耳朵的根部的上端位置AP，來規定作為用于構成虛像顯示裝置100的基準的支承位置基準面SS，但支承位置基準面SS不局限于此，能夠設定為以各種各樣的位置成為基準的面。例如，在通過除了耳朵的根部的上端以外的位置的耳朵整體支承框架的情況下，也可以將包括標準的眼球的中心位置和支承框架的耳朵整體中的中心位置在內的面作為支承位置基準面。
[0100]另外，在上述的說明中，框架107直接地支承虛像顯示裝置100中的形成影像光的光學系統亦即圖像顯示裝置80、導光裝置20，但不局限于框架直接地支承上述全部裝置的情況，例如也可以將圖像顯示裝置80、導光裝置20收納于一體的盒體等，從而經由該盒體等來間接地支承圖像顯示裝置80、導光裝置20。
[0101 ] 在上述的說明中，在第一實施方式中，鼻托部作為調整部發揮功能，在第二實施方式中，腳絲部作為調整部發揮功能，在第三實施方式中，圖像修正部作為調整部發揮功能，但也可以組合鼻托部、腳絲部、圖像修正部進行調整，以上述整體為調整部。在該情況下，例如在佩戴時，能夠通過鼻托部、腳絲部進行調整，例如若在觀察中發現未調整到位，則在圖像觀察時通過圖像修正部進行再調整。另外，由于具有多個調整功能，所以使可調整的范圍更廣，即便在眼睛、鼻子、耳朵的位置從標準的位置偏離較大那樣的觀察者使用的情況下，也能夠成為適于長時間的觀察的狀態。另外，例如若先進行通過鼻托部、腳絲部等的外部機構的方法的調整,則也能夠考慮減少圖像修正部在圖像處理的(內部機構的)處理中的修正量。換句話說，能夠增大圖1l(A)所示的影像區域DD(減少邊緣部MG)。另外，關于個體差異，通常由鼻子的形狀、位置產生的影響最大。因此，例如在組合各調整部的情況下，相比基于其他的調整部的調整而優先基于鼻托部的調整。
[0102]另外，作為上述以外的調整部，也可以使用例如具有彈性，以從觀察者的顳部至后頭部繞一周的方式卷繞的頭帶，通過該頭帶，維持并固定使虛像顯示裝置相對于觀察者的眼睛調整為所希望的位置以及角度的狀態。
[0103]在上述實施方式中，在圖像顯示裝置80中，使用了由透射式的液晶顯示器件等構成的影像顯示元件82，但作為圖像顯示裝置80，不局限于由透射式的液晶顯示器件等構成的影像顯示元件82，而能夠使用各種部件。例如，也能夠是使用了反射式液晶顯示器件的結構，取代由液晶顯示器件等構成的影像顯示元件82，也能夠使用數字微鏡設備等。另外，作為圖像顯示裝置80，能夠使用以LED陣列、OLED (有機EL)等為代表的自發光型元件。
[0104]影像顯示元件82與投射透鏡30的固定方法，能夠使用將影像顯示元件82直接固定于鏡筒39的各種方法。
[0105]對于框部102，不局限于實施方式所例示的形狀或者與眼鏡的框架相似的外觀，而能夠成為能夠架設投射透鏡30與導光裝置20的各種形狀。另外，鼻托部40、140的形狀也能夠適用各種形狀。
[0106]在上述實施方式中，框架107與投射透鏡30為分體并通過螺絲固定將投射透鏡30固定于框架107，但也能夠使投射透鏡30的鏡筒39與框架107 —體成形。作為使鏡筒39與框架107 —體成形的方法,存在嵌出成形(outsert molding)、壓鑄一體成形后的切出鏡筒部等的方法。
[0107]對于導光裝置20或者投射透鏡30，不局限于基于螺絲固定的緊固，能夠通過各種方法固定于框架107。
[0108]在上述實施方式中，在投射透鏡30的鏡筒39設置有與導光裝置20卡合的卡合部件39a，但能夠在導光裝置20側設置例如以夾持鏡筒39的方式與鏡筒39嵌合的卡合部件。
[0109]在上述實施方式中，半透半反層(半透過反射膜)15形成為橫長的矩形區域，但半透半反層15的輪廓能夠根據用途及其他的使用適當地變更。另外，半透半反層15的透過率、反射率也能夠根據用途及其他來變更。
[0110]在上述實施方式中，半透半反層15僅是半透過性的膜(例如金屬反射膜、電介質多層膜)，但半透半反層15能夠置換為平面或者曲面的全息元件。
[0111]在上述實施方式中，雖未特別調整影像顯示元件82中的顯示亮度的分布，但在因位置而產生亮度差的情況下等，能夠不均勻地調整顯示亮度的分布。
[0112]在上述的說明中，對具備一對顯示裝置100A、100B的虛像顯示裝置100進行了說明，但虛像顯示裝置100能夠由單一的顯示裝置構成。換句話說，也可以構成為不是與右眼以及左眼雙方對應地各設置一組投射透視裝置70以及圖像顯示裝置80，而是僅針對于右眼或者左眼的任意一方設置投射透視裝置70以及圖像顯示裝置80，以一只眼睛觀察圖像。該情況下，框架107、腳絲部104形成例如如圖1等所示的那樣左右對稱地配置的形狀。
[0113]在上述實施方式中，在導光部件10的第一面Sll以及第三面S13中，不是在表面上施加反射層、半透半反層等而是通過與空氣的界面使影像光全反射并對影像光進行引導，但本發明的虛像顯示裝置100中的全反射也包括在第一面Sll或者第三面S13上的整體或者一部分形成有反射涂層、半透半反膜而進行的反射。例如，也包括在影像光的入射角度滿足全反射條件的基礎上，在上述第一面Sll或者第三面S13的整體或者一部分施加反射涂層等，從而實際上反射所有的影像光的情況。另外，若是為了得到足夠的亮度的影像光，則也可以利用稍微具有透過性的反射層涂裝第一面Sll或者第三面S13的整體或者一部分。
[0114]在上述的說明中，導光部件10等沿眼睛EY所排列的橫向延伸，但也能夠以沿縱向延伸的方式配置導光部件10。該情況下，導光部件10例如以上部的懸臂狀態被支承。
[0115]另外，對置地配置的第一面Sll和第三面S13相對于觀察者形成凹面形狀，但第一面Sll以及第三面S13也可以為平行的平面形狀。在該情況下，在觀察者透過第一面Sll以及第三面S13觀察外界的情況下能夠使能見度為O。另外，在第一面Sll以及第三面S13為平行的平面形狀的情況下，例如也可以通過使第一面Sll以及第三面S13以外的其他的面維持為曲面，而形成中間像，也能夠為不形成中間像的結構的圖像形成。
[0116]附圖標記的說明
[0117]AX4?AX5...光軸；GL...影像光；HL...外界光；01…像面；PA…部分區域；RM...光反射膜；S11?S15…第一面?第五面；S51?S53…透過面；31?33…光學元件;10…導光部件；10g…安裝部；10s…主體；11、12…導光部分；15…半透半反層；20…導光裝置；30...投射透鏡;39…鏡筒;39a…卡合部件；39g…安裝部；39h…后端部;40、140…鼻托部(調整部);42、142…墊部;TP…突起部;RP…凹部；AS…安裝構造部；42a…金屬芯部;50…透光部件；61e、61f…固定部；65a、65b…側端部；70…投射透視裝置;80…圖像顯示裝置;81...照明裝置；81a…光源；81b…背光導光部；82…影像顯不兀件；84…驅動控制部；84a…光源驅動電路；84b…液晶驅動電路(圖像修正部、調整部)；88…元件用盒體；100…虛像顯示裝置；100s…裝置主體部；100A、100B…顯示裝置；101a、1lb…光學部件;102…框部；104…腳絲部(調整部);RT…棘輪機構；104a…金屬芯部;105a、105b…像形成主體部(光學單元);105d…外裝部件；107…框架;107a…正面部;107b、107c…側面部；108…保護架；SS…支承位置基準面；FD…基準方向；SD…正面方向；BD…俯瞰方向。
【權利要求】
1.一種虛像顯示裝置，其特征在于，具備: 影像元件； 導光部件，其配置于觀察者的眼前，并且使來自所述影像元件的光朝向觀察者的眼睛來使觀察者識別圖像； 框架，其基于至少假設標準的眼睛的位置而確定的支承位置基準面，將所述導光部件配置于眼前的規定的位置來對所述導光部件進行支承；以及 調整部，其對針對于觀察者的眼睛的、來自所述導光部件的光的射出狀態進行調整， 所述導光部件將應該使觀察者識別的光從相對于所述支承位置基準面具有角度的方向射出，來使觀察者從使觀察者的眼睛朝下側俯瞰的俯瞰方向識別圖像， 所述調整部通過對來自所述導光部件的光的射出狀態進行調整，而使所述俯瞰方向相對于觀察者的眼睛的位置的角度變化。
2.根據權利要求1所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述支承位置基準面為，包括作為標準位置而假設的眼球的中心位置、和作為標準位置而假設的耳朵的根部的上端位置的平面。
3.根據權利要求1或2所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部包括在佩戴時與觀察者的鼻子接觸而支承裝置的鼻托部，并使所述鼻托部的姿勢變化。
4.根據權利要求3所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部包括能夠在裝置主體部的多個位置安裝墊部的安裝構造部來作為所述鼻托部。
5.根據權利要求3所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部具有作為所述鼻托部的一部分而安裝于裝置主體部的突起部，并能夠將與鼻子接觸的墊部安裝于所述突起部來作為所述鼻托部的一部分。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部包括在佩戴時與觀察者的耳朵接觸而支承裝置的腳絲部，并使所述腳絲部的姿勢變化。
7.根據權利要求6所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部還具有使所述腳絲部以沿相對于所述支承位置基準面具有角度的方向延伸的方式變化的棘輪機構。
8.根據權利要求1?7中任一項所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部包括可變性的金屬芯部，該金屬芯部裝入于對裝置進行支承的支承部的一部分。
9.根據權利要求1?8中任一項所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部包括對由所述影像元件形成的圖像形成范圍進行調整的圖像修正部。
10.根據權利要求1?9中任一項所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部對觀察者的眼睛的所述俯瞰方向相對于正面方向的角度以成為比0°大且15°以下的角度范圍的方式進行調整。
11.根據權利要求1?10中任一項所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述導光部件能夠對來自所述影像元件的光進行導光并且對外界的光進行透視， 還具有與所述導光部件連結、并對外界的光的透視功能進行補償的透光部件。
12.根據權利要求11所述的虛像顯示裝置，其特征在于， 所述調整部相對于觀察外界的光的觀察者的眼睛的正面方向對所述俯瞰方向的角度進行調整。
【文檔編號】G02B27/01GK104166237SQ201410200774
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2013年5月15日
【發明者】平出紀明 申請人:精工愛普生株式會社