虚像显示装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410083268.6

申请日:

2014.03.07

公开号:

CN104049364A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G02B 27/01申请日:20140307|||公开

IPC分类号:

G02B27/01

主分类号:

G02B27/01

申请人:

精工爱普生株式会社

发明人:

平出纪明; 藤城武

地址:

日本东京都

优先权:

2013.03.11 JP 2013-047618

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

舒艳君;李洋

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内容摘要

本发明提供一种对眼镜使用者来说也容易佩戴的虚像显示装置。由于框部(102)在光学部件(101a、101b)的观察者侧具有用于以可拆装的方式固定与该光学部件(101a、101b)接近配置的辅助佩戴部件(3)的支承部(8),所以通过使辅助佩戴部件(3)具有光学功能等各种功能,可提高虚像显示装置(100)的实用性。具体而言,例如在使辅助佩戴部件(3)具有屈光度校正功能的情况下,具有各种视力的观察者都能够不使用眼镜而清晰、良好地观察影像显示元件(82)的图像。

权利要求书

1.  一种虚像显示装置,其特征在于,具备:
影像元件;
光学部件,使来自所述影像元件的光朝向观察者的眼睛来视觉确认图像;以及
框部,以所述光学部件被配置于观察者的眼前的方式支承所述影像元件和所述光学部件,
所述框部具有用于以可拆装的方式固定被配置于所述光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件的支承部。

2.
  根据权利要求1所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述辅助佩戴部件被配置成在所述光学部件的观察者侧与该光学部件接近。

3.
  根据权利要求1所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述辅助佩戴部件具有与所述光学部件的轮廓对应的内框架。

4.
  根据权利要求3所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述辅助佩戴部件具有被固定于所述内框架的视力矫正透镜。

5.
  根据权利要求1~4中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述支承部被设置在所述框部的左右的中央部,能够支承所述辅助佩戴部件的中央部。

6.
  根据权利要求5所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述辅助佩戴部件具有内框架,该内框架具有通过桥接部将一对环状的镜圈部连结的眼镜状的外形,所述支承部支承被设置在所述桥接部的连结部。

7.
  根据权利要求6所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述支承部具有公从所述桥接部延伸的一对突起插入的一对缝隙、和使在所述一对突起的前端分别设置的爪嵌合的一对凹部。

8.
  根据权利要求1~7中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述支承部被配置于与鼻子的上方对应的空间。

9.
  根据权利要求1~8中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述框部具有支承所述光学部件的框架、和被固定于所述框架并且保护所述光学部件的至少一部分的防护器。

10.
  根据权利要求9所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述支承部形成在所述框架与所述防护器的连接区域。

11.
  根据权利要求9或10中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述框架具有呈直线状延伸的正面部,所述防护器在中央具有夹着所述光学部件而配置于所述框架的下方并且与所述正面部的中央部连接的倒V字状的连接部。

12.
  根据权利要求1~11中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述框部形成用于在佩戴状态下代替所述辅助佩戴部件而配置眼镜的内侧空间。

13.
  根据权利要求1~12中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
还具备从所述框部延伸且被支承于耳朵的一对边撑部、和通过与鼻子抵接而支承所述框部的鼻托部。

14.
  根据权利要求1~13中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述支承部以可拆装的方式固定对所述光学部件的外侧进行覆盖的罩部件。

15.
  根据权利要求1~14中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述光学部件具有光学模块状的导光装置,该导光装置具有使来自作为所述影像元件的影像显示元件的影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性。

16.
  根据权利要求15所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述导光装置具有对影像的光进行引导并且能够透视外界的光的导光部件、和与该导光部件连结来补充外界的光的透视功能的透光部件。

17.
  根据权利要求1~16中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,
所述影像元件射出二维扫描的信号光,所述光学部件使来自所述影像显示元件的光反射而导向观察者的眼睛。

说明书

虚像显示装置
技术领域
本发明涉及将影像作为虚像提示给观察者的虚像显示装置,尤其涉及适合佩戴于观察者的头部的头戴式显示器的虚像显示装置。
背景技术
作为组装到在观察者的头部佩戴的头戴式显示器(以下也称为HMD)等虚像显示装置的光学系统,提出了各种光学系统(例如参照专利文献1、2等)。
关于HMD等虚像显示装置,期望发展小型化以及轻型化、和不降低画质地实现广视场角。另外,若全部覆盖观察者的视野,成为仅能够看见影像光的状态,则观察者不知道外界的状态而会感到不安。不如通过使外界与影像重叠来进行观察,产生如虚拟现实那样的新用途。因此,期望一种不妨碍外界的视野而将影像光重叠来进行显示的显示器。并且,为了提高观察者的佩戴感,使外观形式良好,一般期望与眼镜的形态接近。
鉴于以上的状况,可以考虑例如由在观察者的眼前透视(see-through)配置的导光装置来构成虚像显示装置,经由该透视型的导光装置将来自图像显示元件的影像光引导至观察者的眼睛。在这种虚像显示装置中,需要将导光装置支承在眼前,例如将分别包括图像光产生装置和导光板的一对图像显示部固定于结合部件,并将该结合部件固定到类似于眼镜框架的框架的背后(参照专利文献1)。
然而,在专利文献1等所记载的虚像显示装置中,没有对佩戴眼镜的观察者进行考虑。即,没有以在导光板与眼睛之间配置眼镜为前提,导光板有可能例如与眼镜镜片、鼻托发生干扰。
专利文献1:日本特开2011-2753号公报
专利文献2:日本特开2010-145859号公报
发明内容
本发明是鉴于上述背景技术而完成的,其目的在于,提供一种对眼镜使用者来说容易佩戴的虚像显示装置。
为了实现上述目的,本发明所涉及的虚像显示装置具备:影像元件;光学部件,使来自上述影像元件的光朝向观察者的眼睛来视觉确认图像;以及框部,以光学部件被配置于观察者的眼前的方式支承影像元件和光学部件,框部具有支承部,该支承部用于可拆装地固定被配置于光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件。
根据上述虚像显示装置,由于框部具有用于可拆装地固定被配置于光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件的支承部,所以通过使辅助佩戴部件具有光学功能等各种功能,能够提高虚像显示装置的实用性。具体而言,例如在使辅助佩戴部件具有屈光度校正功能或者视力矫正功能的情况下,即便是具有各种视力的观察者,也能够不使用眼镜而清晰、良好地观察影像元件的图像。
根据本发明的具体的一个方面,在上述虚像显示装置中,辅助佩戴部件被配置成在光学部件的观察者侧与该光学部件接近。该情况下,能够使光学部件与辅助佩戴部件相加的厚度变薄,使光学部件容易与观察者的眼睛接近。
根据本发明的另一方面,辅助佩戴部件具有与光学部件的轮廓对应的内框架。此处,内框架并不局限于全镜圈,可以为半镜圈(半框)或者下缘(倒半框)。该情况下,能够以隐藏于光学部件的背后的方式配置内框架,可使内框架在外观上不显著。另外,通过使固定于可更换的内框架的透光性的部件具有视力矫正、屈光度调整等各种光学功能,能够简单地切换光学功能。其中,内框架不是必须的,也可以对光学部件开孔,通过螺丝等对于被支承于支承部的连结部进行直接固定。并且,也能够通过支承部以能够直接拆装的方式支承光学部件。
根据本发明的另一个方面,辅助佩戴部件具有被固定于内框架的视力矫正透镜。该情况下,能够观察到通过视力矫正而焦点对准的清晰的图像。
根据本发明的另一个方面,支承部被设置在框部的左右的中央部,能够支承辅助佩戴部件的中央。该情况下,容易获得支承辅助佩戴部件时的平衡,能够通过简单的支承部可靠地支承辅助佩戴部件。
根据本发明的另一个方面,辅助佩戴部件具有内框架,该内框架具有通过桥接部将一对环状的镜圈部连结的眼镜状的外形,支承部支承被设置在桥接部的连结部。该情况下,能够利用内框架的桥接部来设置应该被支承部支承的连结部。
根据本发明的另一个方面,支承部具有从从桥接部延伸的一对突起插入的一对缝隙、和使在一对突起的前端分别设置的爪嵌合的一对凹部。该情况下,通过搭扣配合型的简易机构能够进行辅助佩戴部件或者内框架的拆装。
根据本发明的另一个方面,支承部被配置于与鼻子的上方对应的空间。该情况下,能够成为悬吊辅助佩戴部件的构造,容易使辅助佩戴部件的支承稳定化。
根据本发明的另一个方面,框部具有:支承光学部件的框架、和被固定于框架并且保护光学部件的周围部分的至少一部分的防护器。该情况下,能够通过框架和防护器以包围光学部件的周围的方式进行保护,可提高如使虚像显示装置掉落的情况那样针对来自随机方向的强烈冲击的耐久性。
根据本发明的另一个方面,支承部形成在框架与防护器的连接区域。该情况下,容易确保形成支承部的空间,另外,能够使所形成的支承部不显著。
根据本发明的另一个方面,框架具有呈直线状延伸的正面部,防护器在中央具有夹着光学部件而配置于框架的下方并且与正面部的中央部连接的倒V字状的连接部。该情况下,在倒V字状的连接部与框架的正面部之间形成倒三角的角部,能够将该角部作为支承部来利用。
根据本发明的另一个方面,框部形成用于在佩戴状态下代替辅助佩戴部件而配置眼镜的内侧空间。在不使用辅助佩戴部件的情况下,佩戴眼镜的观察者能够在其上佩戴虚像显示装置,可清晰、良好地观察影像 元件的图像。
根据本发明的另一个方面,还具备从框部延伸并被支承于耳朵的一对边撑部、和通过与鼻子抵接而支承框部的鼻托部。该情况下,框部通过边撑部和鼻托部被支承于观察者的眼前,虚像显示装置采用与眼镜极其类似的形态。
根据本发明的另一个方面,支承部以能够拆装的方式固定对光学部件的外侧进行覆盖的罩部件。该情况下,能够使罩部件具有遮光件等功能,能够根据环境等使虚像显示装置的使用更舒适。
根据本发明的另一个方面,光学部件具有光学模块状或者棱镜状的导光装置,该导光装置具有使来自作为影像元件的影像显示元件的影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性。该情况下,能够在导光装置内形成中间像来观察影像,能够避免影像显示元件等的大型化,并且提高影像显示元件等的配置的自由度。
根据本发明的另一个方面,导光装置具有对影像的光进行引导并且能够透视外界的光的导光部件、和与该导光部件连结来补充外界的光的透视功能的透光部件。该情况下,由于能够使导光装置成为与眼镜的镜片部类似的形状,所以能够使视野良好,并且,也能够提高外观的自由度。
根据本发明的另一个方面,影像元件射出二维扫描的信号光,光学部件使来自影像显示元件的光反射而引导至观察者的眼睛。
附图说明
图1是说明作为本发明的第1实施方式的虚像显示装置的外观的立体图。
图2(A)是表示虚像显示装置的整体的正面侧的立体图,(B)表示虚像显示装置的整体的背面侧的立体图,(C)是虚像显示装置的后视图。
图3(A)以及(B)是针对虚像显示装置的正面侧的局部分解立体图以及局部分解主视图,(C)以及(D)是针对虚像显示装置的背面侧 的局部分解立体图以及局部分解后视图。
图4是对拆除了辅助佩戴部件等的状态下的虚像显示装置进行说明的平面剖视图。
图5是表示为了说明虚像显示装置中的第1显示装置的构造而拆除了外装部件等的状态的立体图。
图6(A)是表示图2(C)所示的虚像显示装置的AA剖面的图,(B)是表示虚像显示装置的BB剖面的图。
图7是对图6(A)的一部分进行放大来说明佩戴状态的放大剖视图。
图8(A)~(D)是说明鼻托部、防护器(protector)、辅助佩戴部件等的配置关系的图,(B)~(D)是分别示意性地说明(A)所示的中央部处的CC、DD、以及EE剖面的图。
图9(A)以及(B)对组装到第1显示装置的导光装置或者光学部件的外观进行说明的立体图。
图10(A)以及(B)是对虚像显示装置中的导光部件以及投射透镜向框架固定的固定方法进行说明的分解立体图。
图11是说明鼻托部等向框架固定的固定方法的立体概念图。
图12是与构成虚像显示装置的第1显示装置的上下相关的对称面中的剖视图。
图13是说明变形例的虚像显示装置的图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,参照图1等详细地对本发明所涉及的虚像显示装置的第1实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的虚像显示装置100是具有如眼镜那样的外观的头戴式显示器,能够使佩戴该虚像显示装置100的观察者或者使 用者视觉确认虚像的图像光,并且能够使观察者以透视的方式视觉确认或者观察外界像。
虚像显示装置100具备:构成主要的外观的主体2、配置于主体2的背面侧的辅助佩戴部件3、和配置于主体2的正面侧的罩部件4。其中,主体2是对于虚像显示装置100来说具备必须的光学要素的部分,利用虚拟线表示的辅助佩戴部件3和罩部件4作为任意的附件,相对于主体2能够随时拆装。
虚像显示装置100中的主体2具备以可透视的方式覆盖观察者的眼前的第1以及第2光学部件101a、101b、支承两个光学部件101a、101b的框部102、和附加在从框部102的左右两端到后方的边撑部(镜腿部分)104的部分的第1以及第2像形成主体部105a、105b。此处,在附图上将左侧的第1光学部件101a和第1像形成主体部105a组合了的第1显示装置100A是形成右眼用虚像的部分,单独也作为虚像显示装置发挥作用。另外,附图上将右侧的第2光学部件101b和第2像形成主体部105b组合了的第2显示装置100B是形成左眼用虚像的部分,单独也作为虚像显示装置发挥作用。
图2(A)是说明虚像显示装置100的正面侧的外观的立体图,图2(B)是说明虚像显示装置100的背面侧的外观的立体图,图2(C)是虚像显示装置100的后视图。图3(A)以及3(B)是表示将虚像显示装置100局部分解后的正面侧的立体图以及主视图,图3(C)以及3(D)是表示将虚像显示装置100局部分解后的背面侧的分解立体图以及后视图。图4是像显示装置100的俯视的剖视图。
如图所示,虚像显示装置100的设于主体2的框部102具备被配置在上侧的作为梁部的框架107和被配置在下侧的防护器108。框部102中的图2(A)等所示的上侧的框架107是在XZ面内折弯成U字状的细长的板状部件,具备沿左右的横向(X方向)延伸的正面部107a、和沿前后的纵深方向(Z方向)延伸的一对侧面部107b、107c。框架107、即正面部107a和侧面部107b、107c是由铝压铸成型等各种金属材料形成的金属制的一体部件。正面部107a的纵深方向(Z方向)的宽度比与第1以及第2光学部件101a、101b对应的导光装置20的厚度或者宽度充分厚。第1光学部件101a和第1像形成主体部105a通过对准并利 用紧固螺丝直接固定到框架107的左侧方,具体固定到正面部107a中的从左端部到侧面部107b的部分即侧方端部65a而被支承。另外,第2光学部件101b和第2像形成主体部105b通过对准并利用紧固螺丝直接固定到框架107的右侧方,具体固定到正面部107a中的从右端部到侧面部107c的部分即侧方端部65b而被支承。其中,第1光学部件101a和第1像形成主体部105a通过嵌合而相互对准,第2光学部件101b和第2像形成主体部105b通过嵌合而相互对准。
图2(C)等所示的防护器108是下缘状的部件,被配置在框架107的下方而固定。防护器108的中央部CR1(参照图3(B))具有连接部108g,该连接部108g处于通过嵌合以及紧固螺丝而被固定在框架107的中央部107g(图2(A)等参照)的连接区域。防护器108是折弯成2段曲柄状的细长的板状部件,由金属材料或者树脂材料一体形成。由于防护器108的连接部(连接区域)108g具有倒V字状的外形,所以在连接部108g与框架107的正面部107a之间形成一对倒三角的角部6(参照图1)。该角部6将在后面详述,能够作为可拆装地固定辅助佩戴部件3以及罩部件4的支承部8来利用。防护器108的纵深方向(Z方向)的宽度为导光装置20的厚度或者宽度左右。防护器108的第1前端部108i通过嵌合被固定于第1像形成主体部105a,防护器108的第2前端部108j通过嵌合被固定于第2像形成主体部105b。更具体而言,如图2(C)所示,防护器108的第1前端部108i以与凹部105i嵌合的状态被固定,该凹部105i被设在覆盖第1像形成主体部105a的罩状的外装部件105d中的外部件105e。另外,防护器108的第2前端部108j以与凹部105j嵌合的状态被固定,该凹部105j被设在覆盖第2像形成主体部105b的罩状的外装部件105d中的外部件105e。
框架107除了支承第1以及第2像形成主体部105a、105b之外,还具有与外装部件105d配合来保护第1以及第2像形成主体部105a、105b的内部的作用。框架107也具有对与第1以及第2像形成主体部105a、105b连结的第1以及第2光学部件101a、101b或者导光装置20的上边部进行保护的作用。防护器108具有保护各光学部件101a、101b或者导光装置20的侧边部、下边部的作用。具体而言,防护器108保护光学部件101a、101b的底部部分(或者图5所示的椭圆状或者导光装置20)的周围部分A0中接近于鼻子的内侧的侧边部和下侧的下边部 不受处于使用环境下的周围各种物体干扰。即,如果框架107、防护器108具有足够的强度,则即使虚像显示装置100与周围的其它物体碰撞等,在第1以及第2像形成主体部105a、105b、第1以及第2光学部件101a、101b,特别是露出的导光装置20中,也能够降低发生损伤、位置偏移的可能性。并且,即使如虚像显示装置100掉落的情况那样对来自随机的方向的强烈冲击也能够提高虚像显示装置100的耐久性。
防护器108与除了和第1以及第2像形成主体部105a、105b连结的底部侧之外的导光装置20的椭圆状的周围部分A0分离或者松缓地相接。其中,导光装置20的周围部分A0也与框架(梁部)107的正面部107a分离或者松缓地相接。这样,第1以及第2光学部件101a、101b或者导光装置20在除了底部侧之外的C字状的周围部分A0与框架107以及防护器108接近,但未被固定于框架107以及防护器108。因此,即使在中央的导光装置20与包括框架107以及防护器108的框部102之间有热膨胀率之差,也能允许框部102内的导光装置20的膨胀,并能够防止导光装置20产生形变、变形、破损。
如图5所示,可看到第1显示装置100A具备作为投影用的光学系统的投射透视装置70、和形成影像光的图像显示装置80。投射透视装置70具有将由第1像形成主体部105a形成的图像作为虚像投射至观察者的眼睛的作用。投射透视装置70具备导光以及透视用的导光部件10、透视用的透光部件50、和成像用的投射透镜30。即,第1光学部件101a或者导光装置20由导光部件10和透光部件50构成,第1像形成主体部105a由图像显示装置80和投射透镜30构成。
以下,参照图6(A)、图7等,对附带于框部102的框架(梁部)107等而设置的鼻托部40进行说明。鼻托部40被固定于框架107,具有通过与观察者的鼻子抵接而支承框部102的作用。即,框部102通过被支承于鼻子的鼻托部40和被支承于耳朵的一对边撑部104而被配置在观察者的面前。将这些框部102、鼻托部40和边撑部104组合而成的部分在外观上与眼镜框架类似,能够实现与眼镜类似的佩戴感。
鼻托部40通过紧固螺丝被固定在构成框部102的上侧的框架107的正面部107a的中央部107g,并向下方延伸。鼻托部40具有中央上部的被固定部43、上下延伸的一对长度调整部件41、和形成在调整部件 41的前端的托部42。被固定部43成为用于将鼻托部40稳定地固定于框架107的部分。在被固定部43中局部露出的金属芯40a被夹在框架107的中央部107g与设于防护器108的连接部(连接区域)108g的顶部CH之间,通过被拧入到正面部107a的螺孔107r的螺丝107s被共同紧固固定。长度调整部件41具有对托部42的间隔、高度位置等进行调整的作用。一对长度调整部件41朝向前端侧以角度θ1扩展(参照图2(C)等),规定了一对托部42的间隔。另外,长度调整部件41的轴的前端向观察者侧突出,相对于铅垂的Z方向具有角度θ2的倾斜。托部42是与观察者的鼻子NO抵接的部分,在大致沿着鼻子NO的侧面的方向上扁平地扩展,能够使与鼻子NO的接触面积成为最大限度。
鼻托部40具备:具有可挠性的板金即金属芯40a、和覆盖金属芯40a的树脂部40b。金属芯40a由可塑性变形的金属材料(例如SUS)形成。由此,能够通过使鼻托部40的长度调整部件41弯曲等来使其形状恒常性地变形,可符合观察者的鼻子的高度、形状。具体而言,通过使角度θ1变化来调整一对托部42的间隔,能够调整观察者的鼻子NO相对于鼻托部40的嵌入状态。另外,通过以扭转托部42的方式使之变形,还能够提高针对鼻子NO的配合感。并且,对于鼻托部40的托部42而言,由于树脂部40b具有若干的弹性,通过金属芯40a所具有的若干弹性沿横向微小位移,所以柔软地与观察者的鼻子NO接触,提高了佩戴舒适感。这样,由于通过长度调整部件41的变形等能够调整鼻托部40的形状、接触状态,因而能够包括佩戴感在内微调框架107或者导光装置20相对于眼睛EY的高度、距离,所以能够与观察者的喜好相符地佩戴虚像显示装置100。
其中,鼻托部40也能够通过松开螺丝107s来进行更换。利用长度调整部件41进行的调整也有限制,通过更换鼻托部40,能够扩大鼻托部40的调整范围。
鼻托部40的托部42以足够的幅度被支承在观察者的鼻子NO的鼻骨NB,能够使导光装置20的支承稳定,减少了对鼻子NO的负担。即,虚像显示装置100的佩戴因上述构造的鼻托部40而变得比较舒适。其中,鼻托部40的托部42被支承在与鼻骨NB的下部相当的位置,避开了与被支承在接近于眉间的鼻骨NB的上部的眼镜鼻托9d的干扰,能 够与具备眼镜鼻托9d的眼镜9共存。
以下,参照图3(A)~3(D)等,对相对于主体2被固定成可拆装的辅助佩戴部件3进行说明。辅助佩戴部件3被配置于在框部102或者框架(梁部)107与观察者的脸之间形成的内侧空间IS(参照图4)。辅助佩戴部件3具备与将一对光学部件101a、101b组合而成的轮廓对应的框状的内框架3z。内框架3z由树脂材料形成,具有类似于眼镜的外形。内框架3z具备一对环状的镜圈部3a、和连结两个镜圈部3a的桥接部3b。内框架3z具有左右对称的形状,在配置于内框架3z的中央部CR2的桥接部3b设有与设在防护器108的支承部8嵌合的搭扣配合型的连结部3h。连结部3h具有一对突起3e,在各突起3e的前端形成有朝内的爪3f。连结部3h的一对爪3f与在设于防护器108的连接部(连接区域)108g的缝隙PQ(参照图1)侧形成的一对槽状凹部8v卡合。此处,在前端支承一对爪3f的一对突起3e因材料而具有可挠性,通过赋予适当的应力来增减两爪3f的横向的间隔,能够将爪3f从凹部8v取下。结果,通过使内框架3z的连结部3h与防护器108的支承部8对位来将桥接部3b按压至支承部8侧,使得连结部3h的突起3e进入缝隙PQ,通过连结部3h夹持支承部8而使两者嵌合,从而内框架3z被固定于防护器108。相反,通过按照将内框架3z的桥接部3b与支承部8分离的方式进行拉动,可从支承部8取下连结部3h,解除内框架3z的固定而与防护器108分离。即,能够用手自由地拆装内框架3z或者辅助佩戴部件3。
辅助佩戴部件3或者内框架3z比较轻,由于被在中央的连结部3h中配置于鼻子NO的上方空间的支承部8支承为悬挂,所以能够以使辅助佩戴部件3左右平衡并且稳定的状态进行固定。另外,由于内框架3z沿着框部102配置,所以与主体2的一体感提高,能够确保漂亮的外观。并且,从前后观察,由于设于内框架3z的连结部3h被收纳在桥接部3b的轮廓内,沿着框架107的连接部108g,所以即使从主体2的正面观察也不显著。另外,即使拆除辅助佩戴部件3,设于连接部108g的支承部8在外观上也不显著。
在内框架3z的镜圈部3a固定有视力矫正镜片3d。视力矫正镜片3d可以为适合观察者的视力的镜片,观察者通过视力矫正,能够观察 到焦点对准后的清晰的图像。其中,在本实施方式的情况下,由第1以及第2像形成主体部105a、105b形成的虚像是存在于无限远的虚像,近视的观察者能够隔着辅助佩戴部件3的视力矫正镜片3d等观察到焦点对准的图像。通过准备多个辅助佩戴部件3,并更换辅助佩戴部件3,能够使虚像显示装置100适合于视力不同的多个观察者。特别是,一对视力矫正镜片3d的光轴间隔并不限于与第1以及第2像形成主体部105a、105b的光轴间隔一致,由于在固定于内框架3z时,能够与眼镜同样地和使用者的眼宽度或者瞳孔间隔一致,所以能够观察良好的影像、外界像。这样,通过基于顾客的个人处理方法来进行视力矫正,使得影像的视听变得安全。其中,一对视力矫正镜片3d的光轴间隔与第1以及第2像形成主体部105a、105b的光轴间隔之差一般优选为10mm以下。
被固定于内框架3z的视力矫正镜片3d除了抗紫外线、抗蓝光之外,也能够追加减光、着色等墨镜功能。视力矫正镜片3d能够置换为没有屈光度的透光性的平板。该情况下,辅助佩戴部件3针对外界光作为单纯的墨镜等发挥作用。另外,视力矫正镜片3d也可作为能够动态地进行度数调整的镜片。该情况下,即使在多个顾客共享虚像显示装置100的情况下,也能够简易地观察到良好的图像。
其中,辅助佩戴部件3被配置成比框部102靠内侧。因此,在光学部件101a、101b与观察者的眼睛EY之间形成一定以上的间隔。即,在戴上虚像显示装置100的佩戴状态下,在光学部件101a、101b或者框部102与观察者的眼睛EY之间形成用于配置辅助佩戴部件3的内侧空间IS(参照图4)。该内侧空间IS沿着光学部件101a、101b以层状扩展。通过较宽地确保内侧空间IS,能够使插入辅助佩戴部件3的空间充裕,但另一方面,若眼睛EY与光学部件101a、101b的间隔扩展,则虚像显示的视野角变窄,产生感觉光学部件101a、101b沉重的趋势。因此,对于内侧空间IS,优选在确保辅助佩戴部件3的配置空间的同时尽可能使与前后的Z方向有关的厚度变薄。内侧空间IS如图8(C)所示,也可成为代替辅助佩戴部件3而用于配置眼镜9的空间。即,戴上眼镜9的观察者通过从虚像显示装置100取下辅助佩戴部件3,能够以戴着眼镜9的状态佩戴虚像显示装置100。其中,取下了眼镜9的观察者佩戴安装有辅助佩戴部件3的虚像显示装置100。
以下,参照图2(A)、图8(B)等,对相对于主体2被固定成可拆装的作为遮光件的罩部件4进行说明。罩部件(遮光件)4具有与将一对光学部件101a、101b组合而成的轮廓对应的轮廓,从前侧覆盖两个光学部件101a、101b。罩部件4由具有遮光性或者吸光性的树脂材料等形成,具备没有度数的一对镜片部4a、和支承两个镜片部4a的中间部4b。在被配置于罩部件4的中央部的中间部4b设有与设在防护器108的支承部8嵌合的搭扣配合型的连结部4h。连结部4h具有一对突起4e,在各突起4e的前端形成有朝内的爪4f。连结部4h的一对爪4f与辅助佩戴部件3的连结部3h同样地和在设置于防护器108的连接部108g的缝隙PQ侧形成的一对槽状的凹部8v卡合。此处,在前端支承一对爪4f的一对突起4e具有可挠性,通过赋予适当的应力,能够增减两爪4f的横向的间隔而从凹部4v取下爪4f。结果,通过将安装前的状态的罩部件4的连结部4h与防护器108的支承部8对位并将中间部4b按压至支承部8侧,使得连结部4h的突起4e进入缝隙PQ,通过连结部4h夹持支承部8而使两者嵌合,从而罩部件4被固定于防护器108。相反,通过按照将安装后的状态的罩部件4的中间部4b与支承部8分离的方式进行拉动,可从支承部8取下连结部4h,解除罩部件4的固定而与防护器108分离。即,能够用手自由地拆装罩部件4。
在将罩部件4安装到主体2的情况下,能够遮挡或者减少外光,观察者能够清晰地观察到由第1以及第2像形成主体部105a、105b形成的虚像。其中,罩部件4能够与辅助佩戴部件3独立地拆装。即,能够相对于主体2只安装罩部件4或者辅助佩戴部件3,也能够安装罩部件4以及辅助佩戴部件3双方。
以下,对构成图1的虚像显示装置100的主体2、罩部件4、和辅助佩戴部件3的配置关系进行说明。如相当于图8(A)的CC向视剖面的图8(B)所示,罩部件4与辅助佩戴部件3不干扰地被固定在主体2的防护器108,鼻托部40被配置成通过设于辅助佩戴部件3的连结部3h的前侧而延伸至一对镜圈部3a之间。如相当于图8(A)的DD向视剖面的图8(C)所示,与导光装置20或者光学部件101a、101b邻接地在内侧配置有辅助佩戴部件3。即,由于调整部件41较细,所以即使配置辅助佩戴部件3也不会干扰鼻托部40。此外,如已叙述那样,能够在辅助佩戴部件3的位置取而代之如图中虚线所示那样配置眼镜 9。此时,一般的眼镜9的桥接部9a以及框架部9b与导光装置20邻接地被配置于内侧。特别是由于长度调整部件41较细,将托部42相对地配置在下侧,所以容易避免与眼镜鼻托9d的干扰。另外,鼻托部40的长度调整部件41等为了避免与眼镜9或眼镜鼻托9d的干扰而被配置成比它们靠前侧或者前方。如相当于图8(A)的EE向视剖面的图8(D)所示,鼻托部40的托部42的剖面尺寸较大,但在内框架3z等的一对镜圈部3a的内侧充分分开配置。
如图9所示,导光部件10与透光部件50相互固定而构成一体化的导光装置20。导光装置20是使影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性光学模块状或者棱镜状的部件。导光装置20中的被周围部分围起的主体部分具有椭圆状的轮廓。此处,透光部件50以与导光部件10的前端侧、即射出侧或者光射出侧的第1导光部分11连结的方式沿其延长方向配置,通过利用粘合剂的接合被固定在第1导光部分11。组合导光部件10以及透光部件50而成的导光装置20相当于图1中的第1光学部件101a。如图6(B)所示,在导光装置(光学部件)20的周围部分中的与框架107接近的上边侧,形成有被嵌入到设在框架107下面的限制部107n的肋10n。由于该第1肋10n的存在,与导光装置20的纵深方向(Z方向)有关的位移被限制。
以下,参照图10等,对向框架107组装第1显示装置100A进行说明。构成第1像形成主体部105a的投射镜头30利用以埋入其镜筒39的方式形成的安装部39g,被直接固定在设于框架107的侧方端部65a的第1固定部61f。在进行这样的固定时,第1固定部61f的背面68f与安装部39g的上端面等抵接而实现对准,通过经由螺孔61s将螺丝61t拧入安装部39g,能够可拆装地实现可靠的固定。此时,设在镜筒39的轮毂39x与框架107的轮毂孔61x嵌合,来限制镜筒39的旋转,还进行与旋转有关的定位。另一方面,作为第1光学部件101a的导光装置20利用形成在其颈部的突起状的安装部10g被直接固定在设于框架107的侧方端部65a的第2固定部61e。安装部10g被竖立设置成在导光装置20的入射侧或者光入射侧的部分、具体在第1导光部分11与第2导光部分12的边界周边向周围扩张。在这样的固定时,设在第2固定部61e的前侧部分的配合面68e与安装部10g的背面10k抵接而实现对准,通过隔着螺孔10u将螺丝61v拧入螺孔61u,能够可拆装地实现可 靠的固定。其中,图5等所示的图像显示装置80被固定成嵌入到投射镜头30的镜筒39的后端。
导光装置20在通过导光部件10的第2导光部分12侧的前端部12j与设在投射透镜30的镜筒39的前端侧并开口的矩形框状的卡合部件39a嵌合而相对于投射镜头30被定位的状态下被卡止。即,在将设于导光装置20的导光部件10固定到框架107的第2固定部61e时,将第2导光部分12侧的前端部12j以嵌合的方式插入到镜筒39的卡合部件39a内。此时,前端部12j的侧面12m与卡合部件39a的内面39m抵接而实现对准。然后,如图6(A)、图7所示,利用设在框架107的中央部107g的螺孔107r、其周围的座部107q,将防护器108固定于框架107。此时,如图7、图11所示,在中央部107g与连接部108g之间夹持鼻托部40的被固定部43也固定鼻托部40。通过以上的工序,能够获得框架107、投射透视装置70和防护器108的集合(assembly)(参照图3等)。
之后,如图2(A)以及图2(B)等所示,将外装部件105d中的外部件105e固定于框架107以及投射透视装置70的集合。外部件105e通过与框架107或投射透镜30的嵌合、与投射镜头30的安装部39g的螺丝连接等被固定。此时,使已经固定到框架107的防护器108的前端部108i、108j与形成在外部件105e的凹部105i嵌合来进行固定。接下来,使内部件105f与外部件105e嵌合,通过螺丝紧固来固定于外部件105e。由此,在由内部件105f与外部件105e夹着的空间内收纳构成第1像形成主体部105a的投射镜头30以及导光装置20的底部侧、图像显示装置80、和框架107的侧面部107b、107c的一部分。
边撑部104被固定到在设于框架107的一对侧面部107b、107c的前端设置的孔107t(参照图10(A)等)。边撑部104与侧面部107b、107c的连结部可具有铰接构造,该情况下,可实现边撑部104的折叠。
其中,由于图1所示的第2显示装置100B具有与第1显示装置100A相同的构造,只是使第1显示装置100A左右对称反转,所以省略对第2显示装置100B的构造、功能、组装等的说明。
参照图12,对投射透视装置70等的功能、动作等的详细内容进行说明。投射透视装置70中的作为导光装置20的一部分的导光部件10 是在俯视下弯曲成沿着脸的圆弧状的部件。导光部件10中的第1导光部分11被配置在接近于鼻的中央侧即光射出侧,作为具有光学功能的侧面,具有第1面S11、第2面S12和第3面S13,第2导光部分12被配置于与鼻远离的周边侧即光入射侧,作为具有光学功能的侧面,具有第4面S14、和第5面S15。其中,第1面S11和第4面S14连续邻接,第3面S13和第5面S15连续邻接。另外,在第1面S11与第3面S13之间配置第2面S12,第4面S14与第5面S15呈较大的角度而邻接。
在导光部件10中,第1面S11是以与Z轴平行的射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面,第2面S12是包含在与XZ面平行的基准面(图示的剖面)且以相对于Z轴倾斜的光轴AX1为中心轴的自由曲面,第3面S13是以射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面。第4面S14是包含在与XZ面平行的上述基准面且以与相对于Z轴倾斜的一对光轴AX3、AX4的等分线稍微倾斜的平行光轴AX5为中心轴的自由曲面,第5面S15是包含在与XZ面平行的上述基准面且以相对于Z轴倾斜的一对光轴AX4、AX5的等分线为中心轴的自由曲面。其中,以上的第1~第5面S11~S15隔着水平(或者横)延伸且与XZ面平行、光轴AX1~AX5等通过的基准面(图示的剖面),在铅垂(或者纵)的Y轴方向具有对称的形状。
导光部件10中的主体10s由在可视区域展现较高的透光性的树脂材料形成,例如通过在金属模内注入热塑性树脂并使其固化而成型。其中,作为主体10s的材料,能够使用例如环烯烃聚合物等。主体10s为一体形成品,但导光部件10可分为第1导光部分11和第2导光部分12来考虑。第1导光部分11能够进行影像光GL的导波以及射出,并且能够实现外界光HL的透视。第2导光部分12能够进行影像光GL的入射以及导波。
在第1导光部分11中,第1面S11作为使影像光GL向第1导光部分11外射出的折射面发挥作用,并且作为使影像光GL在内面侧全反射的全反射面发挥作用。第1面S11被配置在眼睛EY的正面,对于观察者呈凹面形状。其中,第1面S11是通过对主体10s的表面实施的硬涂层27而形成的面。
第2面S12是主体10s的表面,在该表面附带半透半反镜层15。该 半透半反镜层15是具有透光性的反射膜(即半透过反射膜)。半透半反镜层(半透过反射膜)15不是第2面S12的整体,形成在以第2面S12为主在沿着Y轴的铅垂方向缩窄的部分区域PA上(参照图9(A))。半透半反镜层15通过在主体10s的基底面中的部分区域PA上形成金属反射膜或电介质多层膜而形成。半透半反镜层15针对影像光GL的反射率以容易观察透视的外界光HL的观点来看,在所设想的影像光GL的入射角范围中为10%以上50%以下。具体实施例的半透半反镜层15针对影像光GL的反射率例如被设定为20%,针对影像光GL的透过率例如被设定为80%。
第3面S13作为使影像光GL在内面侧全反射的全反射面发挥作用。第3面S13被配置于眼睛EY的正面,与第1面S11相同,对于观察者呈凹面形状,在通过第1面S11和第3面S13看到外界光HL时,屈光度大致变为0。其中,第3面S13是通过对主体10s的表面实施的硬涂层27而形成的面。
在第2导光部分12中,第4面S14作为使影像光GL在内面侧全反射的全反射面发挥作用。第4面S14也作为使影像光GL入射至第2导光部分12内的折射面发挥作用。其中,第4面S14是通过对主体10s的表面实施的硬涂层27而形成的面。
在第2导光部分12中,第5面S15通过在主体10s的表面上形成由无机材料形成的光反射膜RM而形成,作为反射面发挥作用。
透光部件50如已叙述那样,被与导光部件10一体固定而成为一个导光装置20。透光部件50是对导光部件10的透视功能进行辅助的部件(辅助光学模块),作为具有光学功能的侧面,具有第1透过面S51、第2透过面S52、和第3透过面S53。此处,在第1透过面S51与第3透过面S53之间配置有第2透过面S52。第1透过面S51处于将导光部件10的第1面S11延长的曲面上,第2透过面S52是通过粘合层CC与该第2面S12接合而一体化的曲面,第3透过面S53处于将导光部件10的第3面S13延长的曲面上。其中,由于第2透过面S52与导光部件10的第2面S12经由较薄的粘合层CC接合而被一体化,所以具有大致相同曲率的形状。
透光部件(辅助光学模块)50在可视区域呈现较高的透光性,透光部件50的主体部分由具有与光部件10的主体10s大致相同的折射率的热塑性树脂材料形成。其中,透光部件50是在将主体部分与导光部件10的主体10s接合之后,在接合的状态下与主体10s一起进行硬涂的成膜而形成的部件。即,透光部件50与导光部件10相同,成为对主体部分的表面实施了硬涂层27而成的部件。第1透过面S51和第3透过面S53是通过对主体部分的表面实施的硬涂层27而形成的面。
图像显示装置80具有射出照明光的照明装置81、作为透射式空间光调制装置的影像显示元件82、和控制照明装置81以及影像显示元件82的动作的驱动控制部84。
图像显示装置80的照明装置81具有产生包括红、绿、蓝3色的光的光源(未图示)、和使来自该光源的光漫射而成为矩形剖面的光束的背光灯导光部81b。影像显示元件82是例如由液晶显示器件形成的影像元件,在空间上对来自照明装置81的照明光进行调制而形成应该成为动态图像等显示对象的图像光。驱动控制部84具备光源驱动电路84a和液晶驱动电路84b。光源驱动电路84a向照明装置81供给电力而使其射出稳定的亮度的照明光。液晶驱动电路84b通过对影像显示元件(影像元件)82输出图像信号或者驱动信号,来形成成为动态图像、静止图像的基础的彩色影像光或者图像光,作为透过率模式。此外,可使液晶驱动电路84b具有图像处理功能,但也能够使外置的控制电路具有图像处理功能。
以下,对虚像显示装置100中的影像光GL等的光路进行说明。从影像显示元件(影像元件)82射出的影像光GL被投射镜头30收敛,入射至设在导光部件10的具有正折射能力(以后,将反射面的焦度置换为折射面来表现)的第4面S14。
通过了导光部件10的第4面S14的影像光GL一边收敛一边前进,在经由第2导光部分12时,被具有比较弱的正折射能力的第5面S15反射,从内侧再次入射到第4面S14而受到正折射能力并被反射。
被第2导光部分12的第4面S14反射的影像光GL在第1导光部分11中入射至具有比较弱的正折射能力的第3面S13而被全反射,入射至 具有比较弱的负折射能力的第1面S11而被全反射。其中,影像光GL在通过第3面S13的前后,在导光部件10中形成中间像。该中间像的像面II对应于影像显示元件82的像面OI。
被第1面S11全反射的影像光GL入射至第2面S12,尤其是入射到半透半反镜层15的影像光GL部分透过该半透半反镜层15,部分被反射而再次入射至第1面S11并通过。其中,半透半反镜层15作为针对在此处被反射的影像光GL具有比较强的正折射能力的部件发挥作用。另外,第1面S11作为针对通过此面的影像光GL具有负折射能力的部件发挥作用。
通过了第1面S11的影像光GL作为大致平行光束入射至观察者的眼睛EY的瞳孔或者其等效位置。即,观察者通过作为虚像的影像光GL,来观察形成在影像显示元件(影像元件)82上的图像。
另一方面,外界光HL中的入射至与导光部件10的第2面S12相比靠-X侧的光通过第1导光部分11的第3面S13和第1面S11,但此时,正负的折射能力相抵消,并且像差被修正。即,观察者隔着导光部件10观察形变较少的外界像。同样,外界光HL中的入射至与导光部件10的第2面S12相比靠+X侧的光、即入射到透光部件50的光在通过设于其的第3透过面S53和第1透过面S51时,正负的折射能力相抵消,并且像差被修正。即,观察者隔着透光部件50观察形变较少的外界像。并且,外界光HL中的入射至与导光部件10的第2面S12对应的透光部件50的光在通过第3透过面S53和第1面S11时,正负的折射能力相抵消,并且像差被修正。即,观察者隔着透光部件50观察形变较少的外界像。其中,导光部件10的第2面S12和透光部件50的第2透过面S52都具有大致相同的曲面形状,并都具有大致相同的折射率,两者的缝隙被大致相同折射率的粘合层CC填充。即,导光部件10的第2面S12、透光部件50的第2透过面S52针对外界光HL不作为实际的折射面发挥作用。
但是,由于入射到半透半反镜层15的外界光HL部分透过该半透半反镜层15且部分被反射,所以来自与半透半反镜层15对应的方向的外界光HL被半透半反镜层15的透过率减弱。另一方面,由于影像光GL从与半透半反镜层15对应的方向入射,所以观察者在半透半反镜层15 的方向与形成在影像显示元件(影像元件)82上的图像一起观察外界像。
在导光部件10内传播并入射到第2面S12的影像光GL中的未被半透半反镜层15反射的光入射至透光部件50内,但通过设在透光部件50的未图示的反射防止部可防止返回到导光部件10。即,可防止通过了第2面S12的影像光GL在光路上返回而成为杂光。另外,从透光部件50侧入射而被半透半反镜层15反射的外界光HL返回到透光部件50,但通过设在透光部件50的上述未图示的反射防止部可防止被导光部件10射出。即,可防止被半透半反镜层15反射的外界光HL在光路上返回而成为杂光。
从以上的说明可知,根据本实施方式的虚像显示装置100,由于框部102具有用于可拆装地将与该光学部件101a、101b接近配置的辅助佩戴部件3固定在光学部件101a、101b的观察者侧的支承部8,所以通过使辅助佩戴部件3具有光学功能和其他各种功能,能够提高虚像显示装置100的实用性。具体而言,例如在使辅助佩戴部件3具有屈光度校正功能或者视力矫正功能的情况下,具有各种视力的观察者都能够不使用眼镜而清晰、良好地观察影像显示元件(影像元件)82的图像。
以上,结合实施方式说明了本发明,但本发明并不限于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内可通过各种方式加以实施,例如也能够进行以下的变形。
例如内框架3z和视力矫正镜片3d并不局限于独立,也能够作为一体。
用于将辅助佩戴部件3等固定于主体2的连结部3h、4h并不局限于搭扣配合型,能够采用利用了弹簧的夹持件固定等各种手法。例如在仅个人使用的情况下,由于辅助佩戴部件3的交换并不频繁,所以可采用对框部102的螺丝紧固构造。另外,能够通过在防护器108或者框架107设置的槽等保持部来支承辅助佩戴部件3,或者能够通过使设置于辅助佩戴部件3的钩等固定部件与防护器108或者框架107的对置适当位置卡合来支承辅助佩戴部件3。此外,罩部件4也可与辅助佩戴部件3同样地利用各种手法相对于防护器108等能够拆装。
罩部件4不是必须的,也能够将设在连接部108g的支承部8或者凹部8v作为辅助佩戴部件3专用的部。或者,也能够改变连接部108g中的高度位置等,分别独立地设置罩部件4用的支承部。
辅助佩戴部件3用的支承部8并不限于形成于防护器108,也可形成于框架107。该情况下,在中央部107g或者从其向下方延伸出的部分形成支承部8。
对于框部102,并不局限于与实施方式所例示的形状或者眼镜的框架相似的外观,能够作为可将投射镜头30和导光装置20桥接的各种形状。例如也可以是防护器108仅由连接部108g形成那样的形状。另外,如果提高防护器108的刚性,则也能够不使框架107而使防护器108侧具有保持第1以及第2像形成主体部105a、105b的保持部或者支承部的功能。这样,在使防护器108侧具有保持导光装置20等的保持部或者支承部的功能的情况下,防护器108单独作为支承用的框部发挥作用。相反,能够省略防护器108,该情况下,框架107单独作为支承用的框部发挥作用。并且,框架107并不限于利用边撑部104被支承于耳朵,也能够作为被佩戴于观察者的头部那样的由带状或者头盔状的部件支承来保持导光装置20等的保持体。
鼻托部40可成为从防护器108突起的部分,也能够作为可拆装地固定于防护器108的其它部件。
在上述实施方式中,框架107和投射透镜30独立地通过螺丝紧固将投射镜头30固定到框架107,但也能够使投射镜头30的镜筒39与框架107一体成型。作为使镜筒39与框架107一体成型的方法,有注塑成型、压铸一体成型后的镜筒部切削等手法。
对于导光装置20或者投射透镜30,并不局限于基于螺丝紧固的连接,能够利用各种手法固定于框架107。
在上述实施方式中,在导光部件10的光入射侧配置投射镜头30,但能够省略投射镜头30而使导光部件10本身具有成像功能。另外,也能够代替投射镜头30而配置具有成像功能的其它导光部件10。
在上述实施方式中,在投射透镜30的镜筒39设有与导光装置20 的卡合部件39a,但能够在导光装置20侧例如以夹着镜筒39的方式设置与镜筒39嵌合的卡合部件。
在上述实施方式中,半透半反镜层(半透过反射膜)15形成于横长的矩形区域,但半透半反镜层15的轮廓能够根据用途等规格适当地变更。另外,半透半反镜层15的透过率、反射率也能够根据用途等进行变更。
在上述实施方式中,半透半反镜层15仅是半透过性的膜(例如金属反射膜、电介质多层膜),但半透半反镜层15能够置换为平面或者曲面的全息元件。
在上述实施方式中,未特别调整影像显示元件82中的显示亮度的分布,但在因位置而产生亮度差的情况下等,能够不均等地调整显示亮度的分布。
在上述实施方式中,作为图像显示装置80,使用了由透射式的液晶显示元件等构成的影像显示元件82,但作为图像显示装置80,并不局限于由透射式的液晶显示元件等构成的影像显示元件82,能够利用各种显示装置。例如,能够为使用了反射型的液晶显示元件的构成,也能够代替由液晶显示元件等构成的影像显示元件82而使用数字微镜元件等。另外,作为图像显示装置80,能够使用LED阵列、OLED(有机EL)等所代表的自发光型元件。
在上述实施方式中,使用了由透射式的液晶显示元件等构成的图像显示装置80,但也能够取而代之,使用扫描式的图像显示装置。
具体如图13所示,作为虚像显示装置的第1显示装置100A具备导光装置20和图像显示装置380。导光装置20与已叙述相同,此处省略说明。另一方面,图像显示装置380具有信号光形成部381和扫描光学系统282。信号光形成部381也具备光源,形成并射出信号光LL。扫描光学系统282与信号光形成部381的调制一并使姿势变化来调整光路,由此使应该成为影像光GL的扫描光TL入射至导光装置20,并且对第2面S12中的形成半透半反镜层15的部分区域的整体进行扫描。若对图示的第1显示装置100A的动作进行说明,则图像显示装置380 中的从信号光形成部GG射出的信号光LL入射至扫描光学系统282。扫描光学系统282将信号光LL作为扫描光TL朝向导光装置20射出。导光装置20通过第1~第5面S11~S15中的全反射等使从第6面S16入射的扫描光TL在内部传播而到达半透半反镜层15。此时,通过在半透半反镜层15的面上使扫描光TL扫描,由作为扫描光Tl的轨迹的图像光GL形成虚像,佩戴者通过利用眼睛EY捕捉该虚像来识别图像。其中,在图示的情况下,导光装置20中的光入射面即第6面S16成为与扫描光TL的光轴相垂直的平面。另外,第5面S15以及第4面S14也成为平面。
在上述的说明中,对具备一对显示装置100A、100B的虚像显示装置100进行了说明,但可以作为单一的显示装置。即,可以不与右眼以及左眼双方对应地各设置一组投射透视装置70以及图像显示装置80,而只对右眼或者左眼的任意一方设置投射透视装置70以及图像显示装置80,成为单眼观察图像的构成。该情况下,框架107、边撑部104例如为图1等所示的左右对称配置的形状。辅助佩戴部件3、罩部件4也能够与投射透视装置70等对应地只设置在一侧,但设置于双眼是自然的。
在上述的说明中,未对一对显示装置100A、100B的X方向的间隔进行说明,但两个显示装置100A、100B的间隔并不局限于固定,可通过机械机构等进行间隔的调整。即,如果对框架107设置伸缩机构等,则能够根据佩戴者的眼宽度等来调整两个显示装置100A、100B的X方向的间隔。
在上述实施方式中,在导光部件10的第1面S11以及第3面S13中,在表面上不施加反射镜或半透半反镜等而通过与空气的界面使影像光全反射来进行引导,但对于本申请发明的虚像显示装置100中的全反射而言,也包括在第1面S11或者第3面S13上的整体或者一部分形成反射涂层、半透半反镜膜而实现的反射。例如,也包括在影像光的入射角度满足了全反射条件的基础上,对上述第1面S11或者第3面S13的整体或者一部分施加反射涂层等,实际上反射全部影像光的情况。另外,如果可获得足够的亮度的影像光,则也可以利用具有一些透过性的反射镜来涂覆第1面S11或者第3面S13的整体或者一部分。
在上述的说明中,导光部件10等沿着眼睛EY排列的横向延伸,但也能够将导光部件10配置成沿纵向延伸。该情况下,导光部件10例如以上部的悬臂状态被支承。
符号说明
A0…周围部分,AX1-AX5…光轴,AXO…射出侧光轴,EY…眼睛,GL…影像光,OI…像面,RM…光反射膜,S11-S16…第1-第6面,S51-S53…第1-第3透过面,10…导光部件,10g…安装部,11…第1导光部分,12…第2导光部分,15…半透半反镜层,20…导光装置,30…投射镜头,39…镜筒,39a…卡合部件,39g…安装部,50…透光部件,61e…固定部,61f…固定部,61x…轮毂孔,65a、65b…侧方端部,68e…配合面,70…投射透视装置,80…图像显示装置,81…照明装置,82…影像显示元件,84…驱动控制部,100…虚像显示装置,100A…第1显示装置,100B…第2显示装置,101a…第1光学部件,101b…第2光学部件,102…框部,107…框架,107a…正面部,104…边撑部,105a…第1像形成主体部,105b…第2像形成主体部,105d…外装部件,105i…凹部,108…防护器,108g…连接部,108i…前端部,3…辅助佩戴部件,3a…镜圈部,3b…桥接部,3d…视力矫正镜片,3h…连结部,4…罩部件,4h…连结部,8…支承部,9…眼镜,40…鼻托部,40a…金属芯,40b…树脂部,41…调整部件,42…托部,43…被固定部。

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1、10申请公布号CN104049364A43申请公布日20140917CN104049364A21申请号201410083268622申请日20140307201304761820130311JPG02B27/0120060171申请人精工爱普生株式会社地址日本东京都72发明人平出纪明藤城武74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人舒艳君李洋54发明名称虚像显示装置57摘要本发明提供一种对眼镜使用者来说也容易佩戴的虚像显示装置。由于框部(102)在光学部件(101A、101B)的观察者侧具有用于以可拆装的方式固定与该光学部件(101A、101B)接近配置的辅助佩戴部件(3)的支。

2、承部(8),所以通过使辅助佩戴部件(3)具有光学功能等各种功能,可提高虚像显示装置(100)的实用性。具体而言,例如在使辅助佩戴部件(3)具有屈光度校正功能的情况下,具有各种视力的观察者都能够不使用眼镜而清晰、良好地观察影像显示元件(82)的图像。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书15页附图12页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书15页附图12页10申请公布号CN104049364ACN104049364A1/2页21一种虚像显示装置,其特征在于,具备影像元件;光学部件,使来自所述影像元件的光朝向观察者的眼睛来视觉确认图像;以及框部,以所述光学部。

3、件被配置于观察者的眼前的方式支承所述影像元件和所述光学部件,所述框部具有用于以可拆装的方式固定被配置于所述光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件的支承部。2根据权利要求1所述的虚像显示装置,其特征在于,所述辅助佩戴部件被配置成在所述光学部件的观察者侧与该光学部件接近。3根据权利要求1所述的虚像显示装置,其特征在于,所述辅助佩戴部件具有与所述光学部件的轮廓对应的内框架。4根据权利要求3所述的虚像显示装置,其特征在于,所述辅助佩戴部件具有被固定于所述内框架的视力矫正透镜。5根据权利要求14中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述支承部被设置在所述框部的左右的中央部,能够支承所述辅助佩戴部件的中央部。

4、。6根据权利要求5所述的虚像显示装置,其特征在于,所述辅助佩戴部件具有内框架,该内框架具有通过桥接部将一对环状的镜圈部连结的眼镜状的外形,所述支承部支承被设置在所述桥接部的连结部。7根据权利要求6所述的虚像显示装置,其特征在于,所述支承部具有公从所述桥接部延伸的一对突起插入的一对缝隙、和使在所述一对突起的前端分别设置的爪嵌合的一对凹部。8根据权利要求17中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述支承部被配置于与鼻子的上方对应的空间。9根据权利要求18中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述框部具有支承所述光学部件的框架、和被固定于所述框架并且保护所述光学部件的至少一部分的防护器。10。

5、根据权利要求9所述的虚像显示装置,其特征在于,所述支承部形成在所述框架与所述防护器的连接区域。11根据权利要求9或10中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述框架具有呈直线状延伸的正面部,所述防护器在中央具有夹着所述光学部件而配置于所述框架的下方并且与所述正面部的中央部连接的倒V字状的连接部。12根据权利要求111中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述框部形成用于在佩戴状态下代替所述辅助佩戴部件而配置眼镜的内侧空间。13根据权利要求112中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,还具备从所述框部延伸且被支承于耳朵的一对边撑部、和通过与鼻子抵接而支承所述框部的鼻托部。14根据权利要。

6、求113中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述支承部以可拆装的方式固定对所述光学部件的外侧进行覆盖的罩部件。权利要求书CN104049364A2/2页315根据权利要求114中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,所述光学部件具有光学模块状的导光装置,该导光装置具有使来自作为所述影像元件的影像显示元件的影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性。16根据权利要求15所述的虚像显示装置,其特征在于,所述导光装置具有对影像的光进行引导并且能够透视外界的光的导光部件、和与该导光部件连结来补充外界的光的透视功能的透光部件。17根据权利要求116中任意一项所述的虚像显示装置,其特征在于,。

7、所述影像元件射出二维扫描的信号光,所述光学部件使来自所述影像显示元件的光反射而导向观察者的眼睛。权利要求书CN104049364A1/15页4虚像显示装置技术领域0001本发明涉及将影像作为虚像提示给观察者的虚像显示装置,尤其涉及适合佩戴于观察者的头部的头戴式显示器的虚像显示装置。背景技术0002作为组装到在观察者的头部佩戴的头戴式显示器(以下也称为HMD)等虚像显示装置的光学系统,提出了各种光学系统(例如参照专利文献1、2等)。0003关于HMD等虚像显示装置,期望发展小型化以及轻型化、和不降低画质地实现广视场角。另外,若全部覆盖观察者的视野,成为仅能够看见影像光的状态,则观察者不知道外界的。

8、状态而会感到不安。不如通过使外界与影像重叠来进行观察,产生如虚拟现实那样的新用途。因此,期望一种不妨碍外界的视野而将影像光重叠来进行显示的显示器。并且,为了提高观察者的佩戴感,使外观形式良好,一般期望与眼镜的形态接近。0004鉴于以上的状况,可以考虑例如由在观察者的眼前透视(SEETHROUGH)配置的导光装置来构成虚像显示装置,经由该透视型的导光装置将来自图像显示元件的影像光引导至观察者的眼睛。在这种虚像显示装置中,需要将导光装置支承在眼前,例如将分别包括图像光产生装置和导光板的一对图像显示部固定于结合部件,并将该结合部件固定到类似于眼镜框架的框架的背后(参照专利文献1)。0005然而,在专。

9、利文献1等所记载的虚像显示装置中,没有对佩戴眼镜的观察者进行考虑。即,没有以在导光板与眼睛之间配置眼镜为前提,导光板有可能例如与眼镜镜片、鼻托发生干扰。0006专利文献1日本特开20112753号公报0007专利文献2日本特开2010145859号公报发明内容0008本发明是鉴于上述背景技术而完成的,其目的在于,提供一种对眼镜使用者来说容易佩戴的虚像显示装置。0009为了实现上述目的,本发明所涉及的虚像显示装置具备影像元件;光学部件,使来自上述影像元件的光朝向观察者的眼睛来视觉确认图像;以及框部,以光学部件被配置于观察者的眼前的方式支承影像元件和光学部件,框部具有支承部,该支承部用于可拆装地固。

10、定被配置于光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件。0010根据上述虚像显示装置,由于框部具有用于可拆装地固定被配置于光学部件的观察者侧的辅助佩戴部件的支承部,所以通过使辅助佩戴部件具有光学功能等各种功能,能够提高虚像显示装置的实用性。具体而言,例如在使辅助佩戴部件具有屈光度校正功能或者视力矫正功能的情况下,即便是具有各种视力的观察者,也能够不使用眼镜而清晰、良好地观察影像元件的图像。0011根据本发明的具体的一个方面,在上述虚像显示装置中,辅助佩戴部件被配置成说明书CN104049364A2/15页5在光学部件的观察者侧与该光学部件接近。该情况下,能够使光学部件与辅助佩戴部件相加的厚度变薄,使光学部。

11、件容易与观察者的眼睛接近。0012根据本发明的另一方面,辅助佩戴部件具有与光学部件的轮廓对应的内框架。此处,内框架并不局限于全镜圈,可以为半镜圈(半框)或者下缘(倒半框)。该情况下,能够以隐藏于光学部件的背后的方式配置内框架,可使内框架在外观上不显著。另外,通过使固定于可更换的内框架的透光性的部件具有视力矫正、屈光度调整等各种光学功能,能够简单地切换光学功能。其中,内框架不是必须的,也可以对光学部件开孔,通过螺丝等对于被支承于支承部的连结部进行直接固定。并且,也能够通过支承部以能够直接拆装的方式支承光学部件。0013根据本发明的另一个方面,辅助佩戴部件具有被固定于内框架的视力矫正透镜。该情况下。

12、,能够观察到通过视力矫正而焦点对准的清晰的图像。0014根据本发明的另一个方面,支承部被设置在框部的左右的中央部,能够支承辅助佩戴部件的中央。该情况下,容易获得支承辅助佩戴部件时的平衡,能够通过简单的支承部可靠地支承辅助佩戴部件。0015根据本发明的另一个方面,辅助佩戴部件具有内框架,该内框架具有通过桥接部将一对环状的镜圈部连结的眼镜状的外形,支承部支承被设置在桥接部的连结部。该情况下,能够利用内框架的桥接部来设置应该被支承部支承的连结部。0016根据本发明的另一个方面,支承部具有从从桥接部延伸的一对突起插入的一对缝隙、和使在一对突起的前端分别设置的爪嵌合的一对凹部。该情况下,通过搭扣配合型的。

13、简易机构能够进行辅助佩戴部件或者内框架的拆装。0017根据本发明的另一个方面,支承部被配置于与鼻子的上方对应的空间。该情况下,能够成为悬吊辅助佩戴部件的构造,容易使辅助佩戴部件的支承稳定化。0018根据本发明的另一个方面,框部具有支承光学部件的框架、和被固定于框架并且保护光学部件的周围部分的至少一部分的防护器。该情况下,能够通过框架和防护器以包围光学部件的周围的方式进行保护,可提高如使虚像显示装置掉落的情况那样针对来自随机方向的强烈冲击的耐久性。0019根据本发明的另一个方面,支承部形成在框架与防护器的连接区域。该情况下,容易确保形成支承部的空间,另外,能够使所形成的支承部不显著。0020根据。

14、本发明的另一个方面,框架具有呈直线状延伸的正面部,防护器在中央具有夹着光学部件而配置于框架的下方并且与正面部的中央部连接的倒V字状的连接部。该情况下,在倒V字状的连接部与框架的正面部之间形成倒三角的角部,能够将该角部作为支承部来利用。0021根据本发明的另一个方面,框部形成用于在佩戴状态下代替辅助佩戴部件而配置眼镜的内侧空间。在不使用辅助佩戴部件的情况下,佩戴眼镜的观察者能够在其上佩戴虚像显示装置,可清晰、良好地观察影像元件的图像。0022根据本发明的另一个方面,还具备从框部延伸并被支承于耳朵的一对边撑部、和通过与鼻子抵接而支承框部的鼻托部。该情况下,框部通过边撑部和鼻托部被支承于观察者的眼前。

15、,虚像显示装置采用与眼镜极其类似的形态。0023根据本发明的另一个方面,支承部以能够拆装的方式固定对光学部件的外侧进行说明书CN104049364A3/15页6覆盖的罩部件。该情况下,能够使罩部件具有遮光件等功能,能够根据环境等使虚像显示装置的使用更舒适。0024根据本发明的另一个方面,光学部件具有光学模块状或者棱镜状的导光装置,该导光装置具有使来自作为影像元件的影像显示元件的影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性。该情况下,能够在导光装置内形成中间像来观察影像,能够避免影像显示元件等的大型化,并且提高影像显示元件等的配置的自由度。0025根据本发明的另一个方面,导光装置具有对影像的。

16、光进行引导并且能够透视外界的光的导光部件、和与该导光部件连结来补充外界的光的透视功能的透光部件。该情况下,由于能够使导光装置成为与眼镜的镜片部类似的形状,所以能够使视野良好,并且,也能够提高外观的自由度。0026根据本发明的另一个方面,影像元件射出二维扫描的信号光,光学部件使来自影像显示元件的光反射而引导至观察者的眼睛。附图说明0027图1是说明作为本发明的第1实施方式的虚像显示装置的外观的立体图。0028图2(A)是表示虚像显示装置的整体的正面侧的立体图,(B)表示虚像显示装置的整体的背面侧的立体图,(C)是虚像显示装置的后视图。0029图3(A)以及(B)是针对虚像显示装置的正面侧的局部分。

17、解立体图以及局部分解主视图,(C)以及(D)是针对虚像显示装置的背面侧的局部分解立体图以及局部分解后视图。0030图4是对拆除了辅助佩戴部件等的状态下的虚像显示装置进行说明的平面剖视图。0031图5是表示为了说明虚像显示装置中的第1显示装置的构造而拆除了外装部件等的状态的立体图。0032图6(A)是表示图2(C)所示的虚像显示装置的AA剖面的图,(B)是表示虚像显示装置的BB剖面的图。0033图7是对图6(A)的一部分进行放大来说明佩戴状态的放大剖视图。0034图8(A)(D)是说明鼻托部、防护器(PROTECTOR)、辅助佩戴部件等的配置关系的图,(B)(D)是分别示意性地说明(A)所示的中。

18、央部处的CC、DD、以及EE剖面的图。0035图9(A)以及(B)对组装到第1显示装置的导光装置或者光学部件的外观进行说明的立体图。0036图10(A)以及(B)是对虚像显示装置中的导光部件以及投射透镜向框架固定的固定方法进行说明的分解立体图。0037图11是说明鼻托部等向框架固定的固定方法的立体概念图。0038图12是与构成虚像显示装置的第1显示装置的上下相关的对称面中的剖视图。0039图13是说明变形例的虚像显示装置的图。具体实施方式0040第1实施方式说明书CN104049364A4/15页70041以下,参照图1等详细地对本发明所涉及的虚像显示装置的第1实施方式进行说明。0042如图1。

19、所示,本实施方式的虚像显示装置100是具有如眼镜那样的外观的头戴式显示器,能够使佩戴该虚像显示装置100的观察者或者使用者视觉确认虚像的图像光,并且能够使观察者以透视的方式视觉确认或者观察外界像。0043虚像显示装置100具备构成主要的外观的主体2、配置于主体2的背面侧的辅助佩戴部件3、和配置于主体2的正面侧的罩部件4。其中,主体2是对于虚像显示装置100来说具备必须的光学要素的部分,利用虚拟线表示的辅助佩戴部件3和罩部件4作为任意的附件,相对于主体2能够随时拆装。0044虚像显示装置100中的主体2具备以可透视的方式覆盖观察者的眼前的第1以及第2光学部件101A、101B、支承两个光学部件1。

20、01A、101B的框部102、和附加在从框部102的左右两端到后方的边撑部(镜腿部分)104的部分的第1以及第2像形成主体部105A、105B。此处,在附图上将左侧的第1光学部件101A和第1像形成主体部105A组合了的第1显示装置100A是形成右眼用虚像的部分,单独也作为虚像显示装置发挥作用。另外,附图上将右侧的第2光学部件101B和第2像形成主体部105B组合了的第2显示装置100B是形成左眼用虚像的部分,单独也作为虚像显示装置发挥作用。0045图2(A)是说明虚像显示装置100的正面侧的外观的立体图,图2(B)是说明虚像显示装置100的背面侧的外观的立体图,图2(C)是虚像显示装置100。

21、的后视图。图3(A)以及3(B)是表示将虚像显示装置100局部分解后的正面侧的立体图以及主视图,图3(C)以及3(D)是表示将虚像显示装置100局部分解后的背面侧的分解立体图以及后视图。图4是像显示装置100的俯视的剖视图。0046如图所示,虚像显示装置100的设于主体2的框部102具备被配置在上侧的作为梁部的框架107和被配置在下侧的防护器108。框部102中的图2(A)等所示的上侧的框架107是在XZ面内折弯成U字状的细长的板状部件,具备沿左右的横向(X方向)延伸的正面部107A、和沿前后的纵深方向(Z方向)延伸的一对侧面部107B、107C。框架107、即正面部107A和侧面部107B、。

22、107C是由铝压铸成型等各种金属材料形成的金属制的一体部件。正面部107A的纵深方向(Z方向)的宽度比与第1以及第2光学部件101A、101B对应的导光装置20的厚度或者宽度充分厚。第1光学部件101A和第1像形成主体部105A通过对准并利用紧固螺丝直接固定到框架107的左侧方,具体固定到正面部107A中的从左端部到侧面部107B的部分即侧方端部65A而被支承。另外,第2光学部件101B和第2像形成主体部105B通过对准并利用紧固螺丝直接固定到框架107的右侧方,具体固定到正面部107A中的从右端部到侧面部107C的部分即侧方端部65B而被支承。其中,第1光学部件101A和第1像形成主体部10。

23、5A通过嵌合而相互对准,第2光学部件101B和第2像形成主体部105B通过嵌合而相互对准。0047图2(C)等所示的防护器108是下缘状的部件,被配置在框架107的下方而固定。防护器108的中央部CR1(参照图3(B)具有连接部108G,该连接部108G处于通过嵌合以及紧固螺丝而被固定在框架107的中央部107G(图2(A)等参照)的连接区域。防护器108是折弯成2段曲柄状的细长的板状部件,由金属材料或者树脂材料一体形成。由于防护器108的连接部(连接区域)108G具有倒V字状的外形,所以在连接部108G与框架107的说明书CN104049364A5/15页8正面部107A之间形成一对倒三角的。

24、角部6(参照图1)。该角部6将在后面详述,能够作为可拆装地固定辅助佩戴部件3以及罩部件4的支承部8来利用。防护器108的纵深方向(Z方向)的宽度为导光装置20的厚度或者宽度左右。防护器108的第1前端部108I通过嵌合被固定于第1像形成主体部105A,防护器108的第2前端部108J通过嵌合被固定于第2像形成主体部105B。更具体而言,如图2(C)所示,防护器108的第1前端部108I以与凹部105I嵌合的状态被固定,该凹部105I被设在覆盖第1像形成主体部105A的罩状的外装部件105D中的外部件105E。另外,防护器108的第2前端部108J以与凹部105J嵌合的状态被固定,该凹部105J。

25、被设在覆盖第2像形成主体部105B的罩状的外装部件105D中的外部件105E。0048框架107除了支承第1以及第2像形成主体部105A、105B之外,还具有与外装部件105D配合来保护第1以及第2像形成主体部105A、105B的内部的作用。框架107也具有对与第1以及第2像形成主体部105A、105B连结的第1以及第2光学部件101A、101B或者导光装置20的上边部进行保护的作用。防护器108具有保护各光学部件101A、101B或者导光装置20的侧边部、下边部的作用。具体而言,防护器108保护光学部件101A、101B的底部部分(或者图5所示的椭圆状或者导光装置20)的周围部分A0中接近于。

26、鼻子的内侧的侧边部和下侧的下边部不受处于使用环境下的周围各种物体干扰。即,如果框架107、防护器108具有足够的强度,则即使虚像显示装置100与周围的其它物体碰撞等,在第1以及第2像形成主体部105A、105B、第1以及第2光学部件101A、101B,特别是露出的导光装置20中,也能够降低发生损伤、位置偏移的可能性。并且,即使如虚像显示装置100掉落的情况那样对来自随机的方向的强烈冲击也能够提高虚像显示装置100的耐久性。0049防护器108与除了和第1以及第2像形成主体部105A、105B连结的底部侧之外的导光装置20的椭圆状的周围部分A0分离或者松缓地相接。其中,导光装置20的周围部分A0。

27、也与框架(梁部)107的正面部107A分离或者松缓地相接。这样,第1以及第2光学部件101A、101B或者导光装置20在除了底部侧之外的C字状的周围部分A0与框架107以及防护器108接近,但未被固定于框架107以及防护器108。因此,即使在中央的导光装置20与包括框架107以及防护器108的框部102之间有热膨胀率之差,也能允许框部102内的导光装置20的膨胀,并能够防止导光装置20产生形变、变形、破损。0050如图5所示,可看到第1显示装置100A具备作为投影用的光学系统的投射透视装置70、和形成影像光的图像显示装置80。投射透视装置70具有将由第1像形成主体部105A形成的图像作为虚像投。

28、射至观察者的眼睛的作用。投射透视装置70具备导光以及透视用的导光部件10、透视用的透光部件50、和成像用的投射透镜30。即,第1光学部件101A或者导光装置20由导光部件10和透光部件50构成,第1像形成主体部105A由图像显示装置80和投射透镜30构成。0051以下,参照图6(A)、图7等,对附带于框部102的框架(梁部)107等而设置的鼻托部40进行说明。鼻托部40被固定于框架107,具有通过与观察者的鼻子抵接而支承框部102的作用。即,框部102通过被支承于鼻子的鼻托部40和被支承于耳朵的一对边撑部104而被配置在观察者的面前。将这些框部102、鼻托部40和边撑部104组合而成的部分在外。

29、观上与眼镜框架类似,能够实现与眼镜类似的佩戴感。0052鼻托部40通过紧固螺丝被固定在构成框部102的上侧的框架107的正面部107A说明书CN104049364A6/15页9的中央部107G,并向下方延伸。鼻托部40具有中央上部的被固定部43、上下延伸的一对长度调整部件41、和形成在调整部件41的前端的托部42。被固定部43成为用于将鼻托部40稳定地固定于框架107的部分。在被固定部43中局部露出的金属芯40A被夹在框架107的中央部107G与设于防护器108的连接部(连接区域)108G的顶部CH之间,通过被拧入到正面部107A的螺孔107R的螺丝107S被共同紧固固定。长度调整部件41具有。

30、对托部42的间隔、高度位置等进行调整的作用。一对长度调整部件41朝向前端侧以角度1扩展(参照图2(C)等),规定了一对托部42的间隔。另外,长度调整部件41的轴的前端向观察者侧突出,相对于铅垂的Z方向具有角度2的倾斜。托部42是与观察者的鼻子NO抵接的部分,在大致沿着鼻子NO的侧面的方向上扁平地扩展,能够使与鼻子NO的接触面积成为最大限度。0053鼻托部40具备具有可挠性的板金即金属芯40A、和覆盖金属芯40A的树脂部40B。金属芯40A由可塑性变形的金属材料(例如SUS)形成。由此,能够通过使鼻托部40的长度调整部件41弯曲等来使其形状恒常性地变形,可符合观察者的鼻子的高度、形状。具体而言,。

31、通过使角度1变化来调整一对托部42的间隔,能够调整观察者的鼻子NO相对于鼻托部40的嵌入状态。另外,通过以扭转托部42的方式使之变形,还能够提高针对鼻子NO的配合感。并且,对于鼻托部40的托部42而言,由于树脂部40B具有若干的弹性,通过金属芯40A所具有的若干弹性沿横向微小位移,所以柔软地与观察者的鼻子NO接触,提高了佩戴舒适感。这样,由于通过长度调整部件41的变形等能够调整鼻托部40的形状、接触状态,因而能够包括佩戴感在内微调框架107或者导光装置20相对于眼睛EY的高度、距离,所以能够与观察者的喜好相符地佩戴虚像显示装置100。0054其中,鼻托部40也能够通过松开螺丝107S来进行更换。

32、。利用长度调整部件41进行的调整也有限制,通过更换鼻托部40,能够扩大鼻托部40的调整范围。0055鼻托部40的托部42以足够的幅度被支承在观察者的鼻子NO的鼻骨NB,能够使导光装置20的支承稳定,减少了对鼻子NO的负担。即,虚像显示装置100的佩戴因上述构造的鼻托部40而变得比较舒适。其中,鼻托部40的托部42被支承在与鼻骨NB的下部相当的位置,避开了与被支承在接近于眉间的鼻骨NB的上部的眼镜鼻托9D的干扰,能够与具备眼镜鼻托9D的眼镜9共存。0056以下,参照图3(A)3(D)等,对相对于主体2被固定成可拆装的辅助佩戴部件3进行说明。辅助佩戴部件3被配置于在框部102或者框架(梁部)107。

33、与观察者的脸之间形成的内侧空间IS(参照图4)。辅助佩戴部件3具备与将一对光学部件101A、101B组合而成的轮廓对应的框状的内框架3Z。内框架3Z由树脂材料形成,具有类似于眼镜的外形。内框架3Z具备一对环状的镜圈部3A、和连结两个镜圈部3A的桥接部3B。内框架3Z具有左右对称的形状,在配置于内框架3Z的中央部CR2的桥接部3B设有与设在防护器108的支承部8嵌合的搭扣配合型的连结部3H。连结部3H具有一对突起3E,在各突起3E的前端形成有朝内的爪3F。连结部3H的一对爪3F与在设于防护器108的连接部(连接区域)108G的缝隙PQ(参照图1)侧形成的一对槽状凹部8V卡合。此处,在前端支承一对。

34、爪3F的一对突起3E因材料而具有可挠性,通过赋予适当的应力来增减两爪3F的横向的间隔,能够将爪3F从凹部8V取下。结果,通过使内框架3Z的连结部3H与防护器108的支承部8对位来将桥接部3B按压至支承部8侧,使得连结部3H的突起3E进入缝隙PQ,通过连结部3H夹持说明书CN104049364A7/15页10支承部8而使两者嵌合,从而内框架3Z被固定于防护器108。相反,通过按照将内框架3Z的桥接部3B与支承部8分离的方式进行拉动,可从支承部8取下连结部3H,解除内框架3Z的固定而与防护器108分离。即,能够用手自由地拆装内框架3Z或者辅助佩戴部件3。0057辅助佩戴部件3或者内框架3Z比较轻,。

35、由于被在中央的连结部3H中配置于鼻子NO的上方空间的支承部8支承为悬挂,所以能够以使辅助佩戴部件3左右平衡并且稳定的状态进行固定。另外,由于内框架3Z沿着框部102配置,所以与主体2的一体感提高,能够确保漂亮的外观。并且,从前后观察,由于设于内框架3Z的连结部3H被收纳在桥接部3B的轮廓内,沿着框架107的连接部108G,所以即使从主体2的正面观察也不显著。另外,即使拆除辅助佩戴部件3,设于连接部108G的支承部8在外观上也不显著。0058在内框架3Z的镜圈部3A固定有视力矫正镜片3D。视力矫正镜片3D可以为适合观察者的视力的镜片,观察者通过视力矫正,能够观察到焦点对准后的清晰的图像。其中,在。

36、本实施方式的情况下,由第1以及第2像形成主体部105A、105B形成的虚像是存在于无限远的虚像,近视的观察者能够隔着辅助佩戴部件3的视力矫正镜片3D等观察到焦点对准的图像。通过准备多个辅助佩戴部件3,并更换辅助佩戴部件3,能够使虚像显示装置100适合于视力不同的多个观察者。特别是,一对视力矫正镜片3D的光轴间隔并不限于与第1以及第2像形成主体部105A、105B的光轴间隔一致,由于在固定于内框架3Z时,能够与眼镜同样地和使用者的眼宽度或者瞳孔间隔一致,所以能够观察良好的影像、外界像。这样,通过基于顾客的个人处理方法来进行视力矫正,使得影像的视听变得安全。其中,一对视力矫正镜片3D的光轴间隔与第。

37、1以及第2像形成主体部105A、105B的光轴间隔之差一般优选为10MM以下。0059被固定于内框架3Z的视力矫正镜片3D除了抗紫外线、抗蓝光之外,也能够追加减光、着色等墨镜功能。视力矫正镜片3D能够置换为没有屈光度的透光性的平板。该情况下,辅助佩戴部件3针对外界光作为单纯的墨镜等发挥作用。另外,视力矫正镜片3D也可作为能够动态地进行度数调整的镜片。该情况下,即使在多个顾客共享虚像显示装置100的情况下,也能够简易地观察到良好的图像。0060其中,辅助佩戴部件3被配置成比框部102靠内侧。因此,在光学部件101A、101B与观察者的眼睛EY之间形成一定以上的间隔。即,在戴上虚像显示装置100的。

38、佩戴状态下,在光学部件101A、101B或者框部102与观察者的眼睛EY之间形成用于配置辅助佩戴部件3的内侧空间IS(参照图4)。该内侧空间IS沿着光学部件101A、101B以层状扩展。通过较宽地确保内侧空间IS,能够使插入辅助佩戴部件3的空间充裕,但另一方面,若眼睛EY与光学部件101A、101B的间隔扩展,则虚像显示的视野角变窄,产生感觉光学部件101A、101B沉重的趋势。因此,对于内侧空间IS,优选在确保辅助佩戴部件3的配置空间的同时尽可能使与前后的Z方向有关的厚度变薄。内侧空间IS如图8(C)所示,也可成为代替辅助佩戴部件3而用于配置眼镜9的空间。即,戴上眼镜9的观察者通过从虚像显示。

39、装置100取下辅助佩戴部件3,能够以戴着眼镜9的状态佩戴虚像显示装置100。其中,取下了眼镜9的观察者佩戴安装有辅助佩戴部件3的虚像显示装置100。0061以下,参照图2(A)、图8(B)等,对相对于主体2被固定成可拆装的作为遮光件的罩部件4进行说明。罩部件(遮光件)4具有与将一对光学部件101A、101B组合而成的轮廓对应的轮廓,从前侧覆盖两个光学部件101A、101B。罩部件4由具有遮光性或者吸光性的说明书CN104049364A108/15页11树脂材料等形成,具备没有度数的一对镜片部4A、和支承两个镜片部4A的中间部4B。在被配置于罩部件4的中央部的中间部4B设有与设在防护器108的支。

40、承部8嵌合的搭扣配合型的连结部4H。连结部4H具有一对突起4E,在各突起4E的前端形成有朝内的爪4F。连结部4H的一对爪4F与辅助佩戴部件3的连结部3H同样地和在设置于防护器108的连接部108G的缝隙PQ侧形成的一对槽状的凹部8V卡合。此处,在前端支承一对爪4F的一对突起4E具有可挠性,通过赋予适当的应力,能够增减两爪4F的横向的间隔而从凹部4V取下爪4F。结果,通过将安装前的状态的罩部件4的连结部4H与防护器108的支承部8对位并将中间部4B按压至支承部8侧,使得连结部4H的突起4E进入缝隙PQ,通过连结部4H夹持支承部8而使两者嵌合,从而罩部件4被固定于防护器108。相反,通过按照将安装。

41、后的状态的罩部件4的中间部4B与支承部8分离的方式进行拉动,可从支承部8取下连结部4H,解除罩部件4的固定而与防护器108分离。即,能够用手自由地拆装罩部件4。0062在将罩部件4安装到主体2的情况下,能够遮挡或者减少外光,观察者能够清晰地观察到由第1以及第2像形成主体部105A、105B形成的虚像。其中,罩部件4能够与辅助佩戴部件3独立地拆装。即,能够相对于主体2只安装罩部件4或者辅助佩戴部件3,也能够安装罩部件4以及辅助佩戴部件3双方。0063以下,对构成图1的虚像显示装置100的主体2、罩部件4、和辅助佩戴部件3的配置关系进行说明。如相当于图8(A)的CC向视剖面的图8(B)所示,罩部件。

42、4与辅助佩戴部件3不干扰地被固定在主体2的防护器108,鼻托部40被配置成通过设于辅助佩戴部件3的连结部3H的前侧而延伸至一对镜圈部3A之间。如相当于图8(A)的DD向视剖面的图8(C)所示,与导光装置20或者光学部件101A、101B邻接地在内侧配置有辅助佩戴部件3。即,由于调整部件41较细,所以即使配置辅助佩戴部件3也不会干扰鼻托部40。此外,如已叙述那样,能够在辅助佩戴部件3的位置取而代之如图中虚线所示那样配置眼镜9。此时,一般的眼镜9的桥接部9A以及框架部9B与导光装置20邻接地被配置于内侧。特别是由于长度调整部件41较细,将托部42相对地配置在下侧,所以容易避免与眼镜鼻托9D的干扰。。

43、另外,鼻托部40的长度调整部件41等为了避免与眼镜9或眼镜鼻托9D的干扰而被配置成比它们靠前侧或者前方。如相当于图8(A)的EE向视剖面的图8(D)所示,鼻托部40的托部42的剖面尺寸较大,但在内框架3Z等的一对镜圈部3A的内侧充分分开配置。0064如图9所示,导光部件10与透光部件50相互固定而构成一体化的导光装置20。导光装置20是使影像的光在内部反射并且引导至观察者的眼睛的透光性光学模块状或者棱镜状的部件。导光装置20中的被周围部分围起的主体部分具有椭圆状的轮廓。此处,透光部件50以与导光部件10的前端侧、即射出侧或者光射出侧的第1导光部分11连结的方式沿其延长方向配置,通过利用粘合剂的。

44、接合被固定在第1导光部分11。组合导光部件10以及透光部件50而成的导光装置20相当于图1中的第1光学部件101A。如图6(B)所示,在导光装置(光学部件)20的周围部分中的与框架107接近的上边侧,形成有被嵌入到设在框架107下面的限制部107N的肋10N。由于该第1肋10N的存在,与导光装置20的纵深方向(Z方向)有关的位移被限制。0065以下,参照图10等,对向框架107组装第1显示装置100A进行说明。构成第1像形成主体部105A的投射镜头30利用以埋入其镜筒39的方式形成的安装部39G,被直接固定在设于框架107的侧方端部65A的第1固定部61F。在进行这样的固定时,第1固定部说明书。

45、CN104049364A119/15页1261F的背面68F与安装部39G的上端面等抵接而实现对准,通过经由螺孔61S将螺丝61T拧入安装部39G,能够可拆装地实现可靠的固定。此时,设在镜筒39的轮毂39X与框架107的轮毂孔61X嵌合,来限制镜筒39的旋转,还进行与旋转有关的定位。另一方面,作为第1光学部件101A的导光装置20利用形成在其颈部的突起状的安装部10G被直接固定在设于框架107的侧方端部65A的第2固定部61E。安装部10G被竖立设置成在导光装置20的入射侧或者光入射侧的部分、具体在第1导光部分11与第2导光部分12的边界周边向周围扩张。在这样的固定时,设在第2固定部61E的前。

46、侧部分的配合面68E与安装部10G的背面10K抵接而实现对准,通过隔着螺孔10U将螺丝61V拧入螺孔61U,能够可拆装地实现可靠的固定。其中,图5等所示的图像显示装置80被固定成嵌入到投射镜头30的镜筒39的后端。0066导光装置20在通过导光部件10的第2导光部分12侧的前端部12J与设在投射透镜30的镜筒39的前端侧并开口的矩形框状的卡合部件39A嵌合而相对于投射镜头30被定位的状态下被卡止。即,在将设于导光装置20的导光部件10固定到框架107的第2固定部61E时,将第2导光部分12侧的前端部12J以嵌合的方式插入到镜筒39的卡合部件39A内。此时,前端部12J的侧面12M与卡合部件39。

47、A的内面39M抵接而实现对准。然后,如图6(A)、图7所示,利用设在框架107的中央部107G的螺孔107R、其周围的座部107Q,将防护器108固定于框架107。此时,如图7、图11所示,在中央部107G与连接部108G之间夹持鼻托部40的被固定部43也固定鼻托部40。通过以上的工序,能够获得框架107、投射透视装置70和防护器108的集合(ASSEMBLY)(参照图3等)。0067之后,如图2(A)以及图2(B)等所示,将外装部件105D中的外部件105E固定于框架107以及投射透视装置70的集合。外部件105E通过与框架107或投射透镜30的嵌合、与投射镜头30的安装部39G的螺丝连接等。

48、被固定。此时,使已经固定到框架107的防护器108的前端部108I、108J与形成在外部件105E的凹部105I嵌合来进行固定。接下来,使内部件105F与外部件105E嵌合,通过螺丝紧固来固定于外部件105E。由此,在由内部件105F与外部件105E夹着的空间内收纳构成第1像形成主体部105A的投射镜头30以及导光装置20的底部侧、图像显示装置80、和框架107的侧面部107B、107C的一部分。0068边撑部104被固定到在设于框架107的一对侧面部107B、107C的前端设置的孔107T(参照图10(A)等)。边撑部104与侧面部107B、107C的连结部可具有铰接构造,该情况下,可实现边。

49、撑部104的折叠。0069其中,由于图1所示的第2显示装置100B具有与第1显示装置100A相同的构造,只是使第1显示装置100A左右对称反转,所以省略对第2显示装置100B的构造、功能、组装等的说明。0070参照图12,对投射透视装置70等的功能、动作等的详细内容进行说明。投射透视装置70中的作为导光装置20的一部分的导光部件10是在俯视下弯曲成沿着脸的圆弧状的部件。导光部件10中的第1导光部分11被配置在接近于鼻的中央侧即光射出侧,作为具有光学功能的侧面,具有第1面S11、第2面S12和第3面S13,第2导光部分12被配置于与鼻远离的周边侧即光入射侧,作为具有光学功能的侧面,具有第4面S14、和第5面S15。其中,第1面S11和第4面S14连续邻接,第3面S13和第5面S15连续邻接。另外,在第1面S11与第3面S13之间配置第2面S12,第4面S14与第5面S15呈较大的角度而邻接。说明书CN104049364A1210/15页130071在导光部件10中,第1面S11是以与Z轴平行的射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面,第2面S12是包含在与XZ面平行的基准面(图示的剖面)且以相对于Z轴倾斜的光轴AX1为中心轴的自由曲面,第3面S13是以射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面。第4面S14是包含在与XZ面平行的上述基准面且以与相对于Z轴倾斜的一对。

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