虛像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化并提高對(duì)圖像顯示用的裝置部分的支撐強(qiáng)度的虛像顯示裝置。限制部（107）限制相對(duì)于框部（102）部分固定的光學(xué)部件（101a）的移位，所以能夠防止對(duì)光學(xué)部件施加過(guò)度的應(yīng)力、防止光學(xué)部件變形。也就是，通過(guò)輔助性地使用限制部（107）而能夠提高對(duì)光學(xué)部件的支撐強(qiáng)度。光學(xué)部件相對(duì)于框部部分固定，減少緊固連接部及構(gòu)件個(gè)數(shù)容易小型化并容易使虛像顯示裝置（100）輕質(zhì)化。而且，光學(xué)部件相對(duì)于框部部分固定，所以即使在光學(xué)部件與框部之間熱膨脹率存在差異，也容許光學(xué)部件相對(duì)于框部膨脹等，能夠更加可靠地防止光學(xué)部件產(chǎn)生應(yīng)變、變形、破損。
【專利說(shuō)明】虛像顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將影像作為虛像提供給觀察者的虛像顯示裝置，尤其涉及適用于在觀察者的頭部佩戴的頭戴式顯示器的虛像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在佩戴于觀察者頭部的頭戴式顯示器(下面也稱為HMD)等虛像顯示裝置中所組裝的光學(xué)系統(tǒng)，提出了各種各樣的方案(例如參照專利文獻(xiàn)1、2等)。
[0003]對(duì)于HMD等虛像顯示裝置，期待使其向小型化及輕質(zhì)化發(fā)展以及不使像質(zhì)降低地實(shí)現(xiàn)廣視角化。另外，如果將觀察者的視野全部覆蓋、成為僅能看到影像光的狀態(tài)，則觀察者無(wú)法對(duì)外界的狀態(tài)作出判斷會(huì)感到不安。反倒是通過(guò)使人們重疊觀看外界和影像，產(chǎn)生了虛擬現(xiàn)實(shí)這樣的新用途。因此，期待不妨礙外界的視野地重疊顯示影像光的顯示器。進(jìn)一步，為了提高觀察者的佩戴感并改善外觀的形態(tài)，一般說(shuō)來(lái)期待其接近眼鏡的形態(tài)。
[0004]考慮到上面的狀況，可以考慮:例如通過(guò)在觀察者的眼前以透視方式配置的導(dǎo)光部構(gòu)成虛像顯示裝置，經(jīng)由該透視型導(dǎo)光部將來(lái)自圖像顯示元件的影像光導(dǎo)入觀察者的眼睛。在這種虛像顯示裝置中，必須將導(dǎo)光部支撐在眼前，例如將分別包括圖像光產(chǎn)生裝置和導(dǎo)光板的一對(duì)圖像顯示部固定到接合部件，并將該接合部件固定到類似于眼鏡框架的框架的背后(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]但是，在專利文獻(xiàn)I等所記載的虛像顯示裝置中，與框架獨(dú)立地設(shè)置接合部件以對(duì)圖像顯示部進(jìn)行支撐，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，如果提高接合部件對(duì)圖像顯示部的支撐強(qiáng)度則重量會(huì)增加，如果使接合部件等輕質(zhì)化則對(duì)圖像顯示部的支撐強(qiáng)度容易降低。
[0006]【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2011- 2753號(hào)公報(bào)
[0007]【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2010- 145859號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述【背景技術(shù)】而完成的，其目的在于提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化、同時(shí)提高對(duì)圖像顯示用的裝置部分的支撐強(qiáng)度的虛像顯示裝置。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的虛像顯示裝置，具備:影像元件；光學(xué)部件，其使來(lái)自影像元件的光朝向觀察者的眼睛使圖像被觀看；和框部，其以使得光學(xué)部件配置在觀察者眼前的方式對(duì)影像元件和光學(xué)部件進(jìn)行支撐，框部具有以機(jī)械方式限制相對(duì)于該框部部分固定的光學(xué)部件的移位的限制部。
[0010]在上述虛像顯示裝置中，限制部對(duì)相對(duì)于框部部分固定的光學(xué)部件的移位進(jìn)行限制，所以能夠防止對(duì)光學(xué)部件施加過(guò)度的應(yīng)力、光學(xué)部件變形的情況。也就是，通過(guò)輔助性地使用限制部能夠提高對(duì)光學(xué)部件的支撐強(qiáng)度。此外，光學(xué)部件相對(duì)于框部部分固定，緊固連接部及構(gòu)件個(gè)數(shù)減 少而容易進(jìn)行小型化并且容易使虛像顯示裝置輕質(zhì)化。而且，光學(xué)部件相對(duì)于框部部分固定，所以即使在光學(xué)部件與框部之間存在熱膨脹率之差，也容許光學(xué)部件相對(duì)于框部膨脹等，能夠更加可靠地防止光學(xué)部件產(chǎn)生應(yīng)變、變形、破損。[0011]在本發(fā)明的具體方面，在上述虛像顯示裝置中，限制部通過(guò)與光學(xué)部件相鄰地配置在移位目的地而阻止光學(xué)部件的移位。該情況下，限制部占據(jù)光學(xué)部件的相鄰空間而限制光學(xué)部件的移位。
[0012]在本發(fā)明的其他方面，光學(xué)部件具有長(zhǎng)圓狀的輪廓，限制部具有凸條部，該凸條部容許光學(xué)部件沿長(zhǎng)度方向的移位并限制光學(xué)部件沿與其所延伸的面相垂直的方向的移位。這里，所謂長(zhǎng)圓狀的輪廓包括使橢圓和/或圓按直線移動(dòng)后的軌跡那樣的圖形等。該情況下，容許光學(xué)部件的與長(zhǎng)度方向相關(guān)的膨脹和/或伸縮，且抑制光學(xué)部件發(fā)生撓曲和/或應(yīng)變。
[0013]在本發(fā)明的其他方面，框部用金屬材料形成，光學(xué)部件用樹(shù)脂材料形成。該情況下，關(guān)于框部，能夠?qū)⑵湫纬蔀楦呔惹腋邉傂?，能夠提高影像元件和光學(xué)部件的組裝的可靠性。另外，關(guān)于光學(xué)部件，能夠使其輕量并提高其形狀的自由度。
[0014]在本發(fā)明的另外的方面，限制部有彈性地抵接于光學(xué)部件。該情況下，能夠通過(guò)限制部防止光學(xué)部件損傷。
[0015]在本發(fā)明的另外的方面，光學(xué)部件具有接合止動(dòng)于限制部的接合止動(dòng)部。這里，所謂接合止動(dòng)于限制部指的是，接合在限制部上以機(jī)械方式被止動(dòng)，不限于凹凸的嵌合，廣泛地包括通過(guò)止動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)的連接、設(shè)置移動(dòng)阻止用的I個(gè)以上的突起、關(guān)于特定方向?qū)σ苿?dòng)進(jìn)行限制的引導(dǎo)件等各種各樣的方式。該情況下，與直接將本體接合止動(dòng)的情況相比較，由限制部進(jìn)行的光學(xué)部件的移位限制比較可靠，也能夠抑制使光學(xué)部件的光學(xué)性能劣化那樣的影響。
[0016]在本發(fā)明的另外的方面，接合止動(dòng)部利用凹部與凸部的接合而接合止動(dòng)于限制部。這里，所謂凹部與凸部的接合不限于凹部與凸部緊密附著的嵌合，也包括凹部與凸部彼此離開(kāi)但限制一定限度以上的移動(dòng)的情況。
[0017]在本發(fā)明的另外的方面，接合止動(dòng)部具有沿光學(xué)部件的周圍部分按直線狀延伸的肋狀物，限制部具有以由一對(duì)凸條部夾著的方式設(shè)置、收納肋狀物的槽。該情況下，能夠通過(guò)限制部將光學(xué)部件的周圍部分在比較廣的范圍內(nèi)接合止動(dòng)，能夠更加可靠地進(jìn)行光學(xué)部件的移位限制。
[0018]在本發(fā)明的另外的方面，限制部還具有在肋狀物與凹部的間隙所配置的彈性部件。該情況下，能夠通過(guò)間隙而使其具有游隙并通過(guò)作為緩沖件的彈性部件來(lái)保護(hù)光學(xué)部件。
[0019]在本發(fā)明的另外的方面，框部具有固定部，該固定部通過(guò)連接于光學(xué)部件的一部分而將光學(xué)部件相對(duì)于框部固定。該情況下，光學(xué)部件經(jīng)由安裝部連接于固定部而固定于框部。
[0020]在本發(fā)明的另外的方面，固定部和限制部彼此離開(kāi)地配置。該情況下，能夠抑制對(duì)固定部等施加過(guò)度的應(yīng)力載荷。
[0021]在本發(fā)明的另外的方面，框部具有:具有固定部的框架；和固定于框架并且保護(hù)光學(xué)部件的周圍部分的至少一部分的保護(hù)件。該情況下，能夠通過(guò)框架和保護(hù)件以包圍光學(xué)部件的周圍的方式進(jìn)行保護(hù)，在使虛像顯示裝置下落那樣的情況下能夠提高對(duì)來(lái)自隨機(jī)方向的強(qiáng)撞擊的耐久性。
[0022]在本發(fā)明的另外的方面，限制部設(shè)置在沿著框架的中央側(cè)，將光學(xué)部件相對(duì)于框部固定的固定部設(shè)置在框架的側(cè)方。
[0023]在本發(fā)明的另外的方面，光學(xué)部件具有棱鏡狀的導(dǎo)光部，該導(dǎo)光部使來(lái)自影像元件即影像顯示元件的影像的光在內(nèi)部反射并將其導(dǎo)向觀察者的眼睛。該情況下，在導(dǎo)光部?jī)?nèi)形成中間像而觀察影像，能夠避免影像顯示元件等大型化并提高影像顯示元件等的配置自由度。
[0024]在本發(fā)明的另外的方面，導(dǎo)光部具有:對(duì)影像的光進(jìn)行導(dǎo)光并且能透視外界的光的棱鏡；和與該棱鏡連接、對(duì)外界的光的透視功能進(jìn)行補(bǔ)充的光透射部件。該情況下，能夠使導(dǎo)光部為類似于眼鏡的透鏡部的形狀，所以能夠使視野良好且也能夠提高外觀的自由度。
[0025]在本發(fā)明的另外的方面，影像元件射出按二維方式被掃描的信號(hào)光，光學(xué)部件使來(lái)自影像顯示元件的光反射而將其導(dǎo)向觀察者的眼睛。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式即虛像顯示裝置的外觀進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。
[0027]圖2 (A)是示出虛像顯示裝置整體的立體圖，圖2 (B)是示出從虛像顯示裝置去除了外裝部件和/或保護(hù)件后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。 [0028]圖3是為了對(duì)虛像顯示裝置中的第I顯示裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明而示出去除了外裝部件等后的狀態(tài)的立體圖。
[0029]圖4 (A)及(B)是對(duì)在第I顯示裝置中所組裝的導(dǎo)光部或光學(xué)部件的外觀進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。
[0030]圖5 (A)及(B)是對(duì)虛像顯示裝置中的棱鏡及投影透鏡向框架固定的固定方法進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。
[0031]圖6 (A)是對(duì)限制部進(jìn)行說(shuō)明的部分放大立體圖，圖6 (B)是對(duì)限制部進(jìn)行說(shuō)明的部分放大剖視圖，圖6 (C)是圖6 (B)示出的限制部的AA向視剖視圖。
[0032]圖7 (A)及(B)是與圖6的(A)及(B)相對(duì)應(yīng)的圖，是對(duì)限制部的變形例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0033]圖8是構(gòu)成虛像顯示裝置的第I顯示裝置的與上下方向相關(guān)的對(duì)稱面的剖視圖。
[0034]圖9 (A)是對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式即虛像顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明的主視圖，圖9 (B)是對(duì)虛像顯示裝置中的第I顯示裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的俯視圖。
[0035]圖10是對(duì)變形例的虛像顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0036]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0037]A0...周圍部分，AX1-AX5...光軸，AXO…出射側(cè)光軸，
[0038]EY...眼睛，GL…影像光，01...像面，RM…光反射膜，
[0039]S11-S16…第1-第6面，S51-S53…第1-第3透射面，
[0040]SL…照明光，10…棱鏡，IOg…安裝部，
[0041]11…第I棱鏡部分，12…第2棱鏡部分，12j…前端部，
[0042]15…半透射半反射鏡層，20...導(dǎo)光部，30…投影透鏡，
[0043]39…鏡筒，39a…接合止動(dòng)部件，39g...安裝部，
[0044]50…光透射部件，61e…固定部，61f…固定部，[0045]61x…凸起孔，65a、65b…側(cè)方端部，68e…定位面，
[0046]70...投影透視裝置，80...圖像顯示裝置，81...照明裝置，
[0047]82…影像顯示元件，84…驅(qū)動(dòng)控制部，
[0048]100…虛像顯示裝置，100A…第I顯示裝置，
[0049]100B…第2顯示裝置，IOla…第I光學(xué)部件，
[0050]IOlb…第2光學(xué)部件，102...框部，107...框架，
[0051]107a …正面部，107b、107c...側(cè)面部，
[0052]107η…限制部，104…鏡腿部分，
[0053]105a…第I像形成本體部，105b…第2像形成本體部，
[0054]105d…外裝部件，105i…凹部，108…保護(hù)件，
[0055]108a…鼻托部件，108g…中央部，108i…前端部
【具體實(shí)施方式】
[0056]第I實(shí)施方式
[0057]下面一邊參照?qǐng)D1等一邊就本發(fā)明涉及的虛像顯示裝置的第I實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]如圖1所示，本實(shí)施方式的虛像顯示裝置100是具有眼鏡那樣的外觀的頭戴式顯示器，其對(duì)于佩戴該虛像顯示裝置100的觀察者或使用者使其能夠觀看虛像的圖像光，并且能夠以透視方式使觀察者觀看或觀察到外界像。虛像顯示裝置100具備:以能夠透視的方式覆蓋觀察者眼前的第I及第2光學(xué)部件IOlaUOlb ;對(duì)兩個(gè)光學(xué)部件IOlaUOlb進(jìn)行支撐的框部102 ;和在從框部102的左右兩端到后方的鏡腿部分(鏡腿)104的部分所附加的第I及第2像形成本體部105a、105b。這里，組合在圖面上左側(cè)的第I光學(xué)部件IOla和第I像形成本體部105a而成的第I顯示裝置100A是形成右眼用的虛像的部分，即使單獨(dú)也作為虛像顯示裝置發(fā)揮功能。另外，組合在圖面上右側(cè)的第2光學(xué)部件IOlb和第2像形成本體部105b而成的第2顯示裝置100B，是形成左眼用的虛像的部分，即使單獨(dú)也作為虛像顯示裝置發(fā)揮功能。
[0059]圖2是將虛像顯示裝置100的外觀與內(nèi)部進(jìn)行對(duì)比的圖，圖2 (A)示出虛像顯示裝置100整體，圖2 (B)示出虛像顯示裝置100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，圖3是與圖2 (B)的左半部分相對(duì)應(yīng)并部分放大虛像顯示裝置100的第I顯示裝置100A側(cè)的立體圖。
[0060] 如圖所示，在虛像顯示裝置100中所設(shè)置的框部102具備在上側(cè)配置的框架107和在下側(cè)配置的保護(hù)件108?？虿?02中的上側(cè)的框架107是彎曲成U狀的細(xì)長(zhǎng)板狀的部件，并具有沿左右的橫向(X方向)延伸的正面部107a和沿前后的進(jìn)深方向(Z方向)延伸的一對(duì)側(cè)面部107b、107c?？蚣?07即正面部107a和側(cè)面部107b、107c是用鋁壓鑄件和其他各種金屬材料形成的金屬制的一體部件。正面部107a在進(jìn)深方向(Z方向)上的寬度,和與第I及第2光學(xué)部件IOlaUOlb相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)光部20的厚度或?qū)挾认啾茸銐蚝?。在框?07的左側(cè)方、具體而言是從正面部107a的左端部到側(cè)面部107b的部分即側(cè)方端部65a，第I光學(xué)部件IOla和第I像形成本體部105a被校準(zhǔn)并通過(guò)螺紋件止動(dòng)而被直接固定，由此被支撐。另外，在框架107的右側(cè)方、具體而言是從正面部107a的右端部到側(cè)面部107c的部分即側(cè)方端部65b，第2光學(xué)部件IOlb和第2像形成本體部105b被校準(zhǔn)并通過(guò)螺紋件止動(dòng)而被直接固定，由此被支撐。此外,第I光學(xué)部件IOla和第I像形成本體部105a通過(guò)嵌合而相互被校準(zhǔn)，第2光學(xué)部件IOlb和第2像形成本體部105b通過(guò)嵌合而相互被校準(zhǔn)。
[0061]保護(hù)件108為下邊緣(under rim)狀的部件并固定于框架107。保護(hù)件108的中央部108g通過(guò)嵌合及螺紋件止動(dòng)而固定于框架107的中央部107g。保護(hù)件108是折彎成2段曲柄狀的細(xì)長(zhǎng)板狀的部件，是用金屬材料或樹(shù)脂材料形成的一體構(gòu)件。保護(hù)件108在進(jìn)深方向(Z方向)上的寬度為導(dǎo)光部20的厚度或?qū)挾茸笥摇１Ｗo(hù)件108的第I前端部108i通過(guò)嵌合而相對(duì)于第I像形成本體部105a固定,保護(hù)件108的第2前端部108j通過(guò)嵌合而相對(duì)于第2像形成本體部105b固定。更加具體而言，保護(hù)件108的第I前端部108i在嵌合于在覆蓋第I像形成本體部105a的蓋狀的外裝部件105d中的外部件105e所設(shè)置的凹部105i的狀態(tài)下被固定。另外，保護(hù)件108的第2前端部108j在嵌合于在覆蓋第2像形成本體部105b的蓋狀的外裝部件105d中的外部件105e所設(shè)置的凹部105j的狀態(tài)下被固定。
[0062]框架107不僅支撐第I及第2像形成本體部105a、105b，還具有與外裝部件105d聯(lián)動(dòng)來(lái)保護(hù)第I及第2像形成本體部105a、105b的內(nèi)部的作用。保護(hù)件108具有對(duì)與第I及第2像形成本體部105a、105b連接的第I及第2光學(xué)部件IOlaUOlb或?qū)Ч獠?0的側(cè)邊部和/或下邊部進(jìn)行保護(hù)的作用。具體而言，保護(hù)件108的縱部分63a保護(hù)導(dǎo)光部20的周圍部分AO中接近鼻子的內(nèi)側(cè)的側(cè)邊部免受在使用環(huán)境下存在的周圍的各種物體損傷，保護(hù)件108的橫部分63b保護(hù)導(dǎo)光部20的周圍部分AO中的下側(cè)的下邊部免受在使用環(huán)境下存在的周圍的各種物體損傷。也就是，只要框架107和/或保護(hù)件108具有足夠的強(qiáng)度，則即使虛像顯示裝置100與周圍的其他物體碰撞等，也能夠降低在第I及第2像形成本體部105a、105b和/或第I及第2光學(xué)部件101a、IOlb特別是在露出的導(dǎo)光部20中產(chǎn)生損傷和/或位置偏離的可能性。
[0063]在保護(hù)件108的接近中央部108g的一對(duì)縱部分63a分別形成有襯墊狀的鼻托部件108a。保護(hù)件108的縱部分63a和/或橫部分63b，與除了連接于第I及第2像形成本體部105a、105b的基部側(cè)之外的導(dǎo)光部20的長(zhǎng)圓狀的周圍部分AO離開(kāi)或松緩地相接。此夕卜，導(dǎo)光部20的周圍部分AO也與框架107的正面部107a離開(kāi)或松緩地相接。這樣，第I及第2光學(xué)部件IOlaUOlb或?qū)Ч獠?0，在除了基部側(cè)外的呈C狀的周圍部分AO接近框架107及保護(hù)件108，但是并沒(méi)有固定于框架107及保護(hù)件108。因此，即使在中央的導(dǎo)光部20與包括框架107及保護(hù)件108的框部102之間存在熱膨脹率的差，也容許框部102內(nèi)的導(dǎo)光部20的膨脹、能夠防止導(dǎo)光部20產(chǎn)生應(yīng)變、變形、破損。
[0064]如圖3所示，第I顯示裝置100A，如果改變觀察方法則具備投影用的光學(xué)系統(tǒng)即投影透視裝置70和形成影像光的圖像顯示裝置80。投影透視裝置70具有將由第I像形成本體部105a形成的圖像作為虛像投影到觀察者的眼睛的作用。投影透視裝置70具備導(dǎo)光及透視用的棱鏡10、透視用的光透射部件50和成像用的投影透鏡30。
[0065]如圖4所不,棱鏡10和光透射部件50彼此固定而構(gòu)成一體的導(dǎo)光部20。導(dǎo)光部20是一邊在內(nèi)部使影像的光反射一邊將其導(dǎo)向觀察者的眼睛的棱鏡狀部件。導(dǎo)光部20中的由周圍部分AO包圍的本體部分具有長(zhǎng)圓狀的輪廓。這里，光透射部件50以與棱鏡10的前端側(cè)即出射側(cè)或光出射側(cè)的第I棱鏡部分11連接的方式配置于其延長(zhǎng)方向，通過(guò)利用了粘接劑的接合固定于第I棱鏡部分11。投影透視裝置70中的組合棱鏡10及光透射部件50而成的導(dǎo)光部20與圖1中的第I光學(xué)部件IOla相當(dāng)，投影透視裝置70的投影透鏡30和形成顯示用的圖像圖形的圖像顯示裝置80與圖1中的第I像形成本體部105a相當(dāng)。在導(dǎo)光部(光學(xué)部件)20的周圍部分AO中的與框架107接近的上邊側(cè)形成有第I肋狀物10η，在與保護(hù)件108接近的下邊側(cè)形成有第2肋狀物10ο。上邊側(cè)的第I肋狀物IOn具有多個(gè)肋狀物部分(凸部)IOp和多個(gè)幅度擴(kuò)展部(凸部)IOq交替連接的結(jié)構(gòu)，作為整體沿著導(dǎo)光部20邊緣以直線狀細(xì)長(zhǎng)地延伸。其中，前者的肋狀物部分(凸部)10p附隨第I棱鏡部分11及光透射部件50而設(shè)置，能夠進(jìn)行這些部件的校準(zhǔn)等。后者的幅度擴(kuò)展部IOq是與用于對(duì)第I棱鏡部分11及光透射部件50進(jìn)行注射模塑成形的模具的澆口相當(dāng)?shù)牟糠帧ｊP(guān)于幅度擴(kuò)展部10q，不限于澆口，也能夠?yàn)橄鄬?duì)于第I棱鏡部分11及光透射部件50作為特別的形狀而轉(zhuǎn)印、成形的部分。第I肋狀物10η，詳細(xì)情況后述，其是供在框架107所設(shè)置的限制部107η接合止動(dòng)的接合止動(dòng)部，由于該第I肋狀物(接合止動(dòng)部)IOn的存在，限制了導(dǎo)光部20沿進(jìn)深方向(Ζ方向)的移位。
[0066]參照?qǐng)D5 (A)及5 (B)等，就向第I顯示裝置100Α的框架107的組裝進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成第I像形成本體部105a的投影透鏡30利用以埋入其鏡筒39的方式形成的安裝部39g直接固定于在框架107的側(cè)方端部65a所設(shè)置的第I固定部61f。在進(jìn)行這樣的固定時(shí)，第I固定部61f的背面68f與安裝部39g的上端面39f等抵接而實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，經(jīng)由螺紋孔61s將螺紋件61t擰入安裝部39g中從而能夠?qū)崿F(xiàn)可裝拆且可靠的固定。此時(shí)，在鏡筒39所設(shè)置的凸起39x嵌合于框架107的凸起孔61x而限制鏡筒39轉(zhuǎn)動(dòng)，也進(jìn)行了與轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的定位。另一方面，第I光學(xué)部件IOla即導(dǎo)光部20利用在其頸部形成的突起狀的安裝部IOg而直接固定于在框架107的側(cè)方端部65a所設(shè)置的第2固定部61e。安裝部IOg在導(dǎo)光部20的入射側(cè)或光入射側(cè)的部分、具體而言在第I棱鏡部分11與第2棱鏡部分12的邊界周邊，以向周圍擴(kuò)展的方式豎立設(shè)置。在進(jìn)行這樣的固定時(shí)，在第2固定部61e的前側(cè)部分所設(shè)置的定位面68e與安裝部IOg的背面IOk抵接而實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)，經(jīng)由螺紋孔61u將螺紋件61v擰入螺紋孔IOu中從而能夠?qū)崿F(xiàn)可裝拆且可靠的固定。此外，圖5等所示的圖像顯示裝置80以嵌入的方式固定于投影透鏡30的鏡筒39的后端。
[0067]導(dǎo)光部20，通過(guò)棱鏡10的第2棱鏡部分12側(cè)的前端部12 j嵌合于在投影透鏡30的鏡筒39的前端側(cè)所設(shè)置并開(kāi)口的矩形框狀的接合止動(dòng)部件39a，從而以相對(duì)于投影透鏡30定位了的狀態(tài)接合止動(dòng)。也就是，在將設(shè)置于導(dǎo)光部20的棱鏡10固定于框架107的第2固定部61e時(shí)，將第2棱鏡部分12側(cè)的前端部12j以嵌合的方式插入鏡筒39的接合止動(dòng)部件39a內(nèi)。此時(shí)，前端部12 j的側(cè)面12m與接合止動(dòng)部件39a的內(nèi)面39m抵接而實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0068]如圖5 (B)所示，在框架107的正面部107a的下側(cè)的面107m，在從第2固定部61e適度離開(kāi)的中央側(cè)作為阻擋件設(shè)置有槽狀的限制部107η。限制部107η具有沿著框架107的正面部107a延伸的一對(duì)相對(duì)的凸條部107r，并具有以由兩條凸條部107r夾著的方式設(shè)置并沿正面部107a延伸的槽107s。槽107s具有多個(gè)槽部分(凹部)107p與多個(gè)幅度擴(kuò)展部(凹部)107q交替連接的結(jié)構(gòu)。在第I光學(xué)部件IOla或?qū)Ч獠?0的組裝后，在導(dǎo)光部20的上端部所設(shè)置的突起狀的肋狀物IOn以具有些許間隙的間隙配合狀態(tài)插入限制部107η中。由此，肋狀物(接合止動(dòng)部)IOn由槽107s收納，利用凹部及凸部的接合而接合止動(dòng)于限制部107η，該限制部107η包括夾著槽107s的一對(duì)凸條部107r。此時(shí)，如圖6(A)及6 (C)所示，肋狀物IOn的各肋狀物部分IOp插入限制部107η的各槽部分107ρ中，肋狀物IOn的各幅度擴(kuò)展部IOq插入限制部107η的各幅度擴(kuò)展部107q中。另外，如圖6 (B)及6 (C)所示，在限制部107η的槽部分(凹部)107ρ與肋狀物IOn的肋狀物部分(凸部)IOp之間存在足夠的間隙GA。在限制部107η的幅度擴(kuò)展部107q與肋狀物IOn的幅度擴(kuò)展部IOq之間也存在足夠的間隙GA。其結(jié)果，能夠關(guān)于框架107的進(jìn)深方向EF (與導(dǎo)光部20的延伸面垂直的方向，與圖2 (B)所示的Z方向相當(dāng))，限制第I光學(xué)部件IOla或?qū)Ч獠?0的前端側(cè)的移位。也就是，雖然導(dǎo)光部(光學(xué)部件)20的前端某種程度地移位，但也能夠防止對(duì)導(dǎo)光部20施加過(guò)度的應(yīng)力、導(dǎo)光部20變形到無(wú)法恢復(fù)的程度的情況。另一方面，導(dǎo)光部20的肋狀物IOn和框架107的限制部107η沿左右的橫向GH (X方向)延伸，在肋狀物IOn與限制部107η的槽107s的內(nèi)壁之間沿進(jìn)深方向EF及橫向GH存在間隙GA，所以確保了導(dǎo)光部20相對(duì)于框架107處于非固定狀態(tài)。如上所述，由限制部107η實(shí)現(xiàn)的肋狀物IOn的接合僅限于左右的橫向GH (X方向)，由限制部107η實(shí)現(xiàn)的肋狀物IOn的接合止動(dòng)也僅限于左右的橫向GH (X方向)。此外，導(dǎo)光部20與保護(hù)件108稍稍離開(kāi)，與保護(hù)件108的關(guān)系也是非固定狀態(tài)。由此，即使在導(dǎo)光部20與框架107之間存在熱膨脹率的差異，也容許導(dǎo)光部20相對(duì)于框架107膨脹等。
[0069]圖7 (A)及7 (B)示出圖6 (B)及6 (C)等所示的限制部107η的變形例。限制部107η具有橡膠以及其他彈性體、硅酮樹(shù)脂等彈性部件ΕΒ。彈性部件EB填充在限制部107η的槽107s與肋狀物IOn的間隙GA的、且與肋狀物IOn相對(duì)應(yīng)的部位。由此，導(dǎo)光部(光學(xué)部件)20的前端幾乎沒(méi)有移位。另一方面，限制部107η與肋狀物IOn沒(méi)有完全地固定而是彈性抵接。也就是，限制部107η與肋狀物IOn只是通過(guò)彈性部件EB而彈性連接，容許導(dǎo)光部20相對(duì)于框架107膨脹、伸縮等。
[0070]通過(guò)以上為止的步驟，能夠得到框架107與投影透視裝置70的組裝件(參照?qǐng)D2(B))。
[0071]一邊參照?qǐng)D2 (A)及2 (B)等一邊就向框架107組裝外裝部件105d進(jìn)行說(shuō)明。首先，將外裝部件105d中的外部件105e固定于框架107及投影透視裝置70的組裝件。外部件105e通過(guò)與框架107和/或投影透鏡30的嵌合、相對(duì)于投影透鏡30的安裝部39g的螺紋件緊固連接等而固定。此時(shí)，使已經(jīng)固定于框架107的保護(hù)件108的前端部1081、108j嵌入在外部件105e所形成的凹部1051、105j而固定。接著，使內(nèi)部件105f嵌合于外部件105e并通過(guò)螺紋件止動(dòng)將其固定于外部件105e。由此，在由內(nèi)部件105f和外部件105e夾著的空間內(nèi)收置:構(gòu)成第I像形成本體部105a的投影透鏡30、第I像形成本體部105a等和投影透視裝置70、框架107的側(cè)面部107b、107c。
[0072]回到圖2 (A)等，鏡腿部分104固定于孔107t，該孔107t形成于在框架107所設(shè)置的一對(duì)側(cè)面部107b、107c的前端。鏡腿部分104與側(cè)面部107b、107c的連接部能夠?yàn)榫哂秀q鏈結(jié)構(gòu)的連接部，該情況下，鏡腿部分104可折疊。
[0073]此外，圖1所示的第2顯示裝置100B具有與第I顯示裝置100A相同的結(jié)構(gòu)，僅使第I顯示裝置100A左右對(duì)稱地翻轉(zhuǎn)，所以省略對(duì)于第2顯示裝置100B的結(jié)構(gòu)、功能、組裝等的說(shuō)明。
[0074]參照?qǐng)D8就投影透視裝置70等的功能、工作等的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。在投影透視裝置70中，導(dǎo)光部20的一部分即棱鏡10是俯視沿臉部地彎曲的圓弧狀部件。在棱鏡10中，第I棱鏡部分11配置在接近鼻子的中央側(cè)也就是光出射側(cè)，作為具有光學(xué)功能的側(cè)面有第I面SI 1、第2面S12和第3面S13，第2棱鏡部分12在離開(kāi)鼻子的周邊側(cè)也就是光入射側(cè)配置，作為具有光學(xué)功能的側(cè)面有第4面S14、第5面S15和第6面S16。其中，第I面Sll與第4面S14相鄰，第3面S13與第5面S15相鄰，在第I面Sll與第3面S13之間配置有第2面S12，在第4面S14與第5面S15之間配置有第6面S16。
[0075]在棱鏡10中，第I面Sll是以與Z軸平行的出射側(cè)光軸AXO為中心軸的自由曲面，第2面S12是以包含于與XZ面平行的基準(zhǔn)面(圖示的截面)且相對(duì)于Z軸傾斜的光軸AXl為中心軸的自由曲面，第3面S13是以出射側(cè)光軸AXO為中心軸的自由曲面。第4面S14是以包含于與XZ面平行的上述基準(zhǔn)面并相對(duì)于Z軸傾斜的一對(duì)光軸AX3、AX4的2等分線為中心軸的自由曲面，第5面S15是以包含于與XZ面平行的上述基準(zhǔn)面且相對(duì)于Z軸傾斜的一對(duì)光軸AX4、AX5的2等分線為中心軸的自由曲面，第6面S16是以包含于與XZ面平行的上述基準(zhǔn)面且相對(duì)于Z軸傾斜的光軸AX5為中心軸的自由曲面。此外，以上的第I?第6面Sll?S16具有下述形狀:夾著沿水平(或橫向)延伸并且與XZ面平行且光軸AXl?AX5等通過(guò)的基準(zhǔn)面(圖示的截面)，關(guān)于鉛垂(或縱向)的Y軸方向?qū)ΨQ。
[0076]棱鏡10中的棱鏡本體IOs用在可見(jiàn)區(qū)域顯現(xiàn)高光透射性的樹(shù)脂材料形成，例如通過(guò)在模具內(nèi)注入熱塑性樹(shù)脂并使其固化來(lái)成形。此外，作為棱鏡本體IOs的材料能夠使用例如環(huán)烯烴聚合物等。棱鏡本體IOs是一體形成品，但也可以考慮將棱鏡10分成第I棱鏡部分11和第2棱鏡部分12。第I棱鏡部分11能夠進(jìn)行影像光GL的導(dǎo)波及射出，并且能夠進(jìn)行外界光HL的透視。第2棱鏡部分12能夠進(jìn)行影像光GL的入射及導(dǎo)波。
[0077]在第I棱鏡部分11中，第I面Sll作為使影像光GL向第I棱鏡部分11外射出的折射面發(fā)揮作用，并且作為以內(nèi)面?zhèn)仁褂跋窆釭L全反射的全反射面發(fā)揮作用。第I面Sll是配置在眼睛EY正面的面，相對(duì)于觀察者呈凹面形狀。此外，第I面Sll是通過(guò)在棱鏡本體IOs的表面所施加的硬涂層27所形成的面。
[0078]第2面S12是棱鏡本體IOs的表面，在該表面隨附有半透射半反射鏡層15。該半透射半反射鏡層15是具有光透射性的反射膜(即半透射半反射膜)。半透射半反射鏡層(半透射半反射膜)15不是在第2面S12的整體而是在使第2面S12主要關(guān)于沿Y軸的鉛垂方向收窄了的部分區(qū)域PA上形成。半透射半反射鏡層15通過(guò)在棱鏡本體IOs的基底面中的部分區(qū)域PA上成膜金屬反射膜和/或電介質(zhì)多層膜而形成。半透射半反射鏡層15相對(duì)于影像光GL的反射率，從使得基于透視對(duì)外界光HL的觀察變得容易的觀點(diǎn)出發(fā)，在所預(yù)想的影像光GL的入射角范圍內(nèi)設(shè)為10%以上且50%以下。具體實(shí)施例的半透射半反射鏡層15對(duì)于影像光GL的反射率例如設(shè)定為20%，對(duì)于影像光GL的透射率例如設(shè)定為80%。
[0079]第3面S13作為在內(nèi)面?zhèn)仁褂跋窆釭L全反射的全反射面發(fā)揮作用。第3面S13是在眼睛EY正面配置的面，與第I面Sll同樣地相對(duì)于觀察者呈凹面形狀，在通過(guò)第I面Sll和第3面S13觀察外界光HL時(shí)，視度大致為O。此外，第3面S13是由在棱鏡本體IOs的表面所施加的硬涂層27形成的面。
[0080]在第2棱鏡部分12，第4面S14作為在內(nèi)面?zhèn)仁褂跋窆釭L全反射的全反射面發(fā)揮作用。此外，第4面S14是由在棱鏡本體IOs的表面施加的硬涂層27形成的面。
[0081]在第2棱鏡部分12中，第5面S15如上所述通過(guò)在棱鏡本體IOs的表面上成膜用無(wú)機(jī)材料形成的光反射膜RM從而形成，并作為反射面發(fā)揮作用。[0082]第6面S16作為使影像光GL向第2棱鏡部分12內(nèi)入射的折射面發(fā)揮作用。此外，第6面S16是由在棱鏡本體IOs的表面所施加的硬涂層27形成的面。
[0083]光透射部件50如上所述與棱鏡10 —體固定而成為I個(gè)導(dǎo)光部20。光透射部件50是對(duì)棱鏡10的透視功能進(jìn)行輔助的部件(輔助棱鏡)，作為具有光學(xué)功能的側(cè)面具有第I透射面S51、第2透射面S52和第3透射面S53。這里，在第I透射面S51與第3透射面S53之間配置有第2透射面S52。第I透射面S51處于將棱鏡10的第I面Sll延長(zhǎng)而成的曲面上，第2透射面S52是通過(guò)粘接層CC相對(duì)于該第2面S12接合而一體化的曲面，第3透射面S53處于將棱鏡10的第3面S13延長(zhǎng)而成的曲面上。其中，第2透射面S52和棱鏡10的第2面S12通過(guò)基于薄粘接層CC實(shí)現(xiàn)的接合而一體化，所以具有大致相同曲率的形狀。
[0084]光透射部件(輔助棱鏡)50在可見(jiàn)區(qū)域表現(xiàn)出高光透射性，光透射部件50的本體部分由具有與棱鏡10的棱鏡本體IOs大致相同的折射率的熱塑性樹(shù)脂材料形成。此外，光透射部件50是通過(guò)在將本體部分接合于棱鏡10的棱鏡本體IOs后、在接合了的狀態(tài)下與棱鏡本體IOs —并進(jìn)行基于硬涂敷的成膜而形成的。也就是，光透射部件50與棱鏡10同樣，在本體部分的表面施加了硬涂層27。也就是，第I透射面S51和第3透射面S53是由在本體部分表面所施加的硬涂層27形成的面。
[0085]圖像顯示裝置80具有:射出二維照明光SL的照明裝置81 ;透射型空間光調(diào)制裝置即影像顯示元件82 ;和對(duì)照明裝置81及影像顯示元件82的工作進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)控制部84。
[0086]圖像顯示裝置80的照明裝置81具有:發(fā)出包括紅、綠、藍(lán)這3色的光的光源81a ；和使來(lái)自光源81a的光擴(kuò)散而成為矩形截面的光束的背光源導(dǎo)光部81b。影像顯不兀件82是例如用液晶顯示器件形成的影像元件，對(duì)來(lái)自照明裝置81的照明光SL以空間方式進(jìn)行調(diào)制而形成動(dòng)態(tài)圖像等的應(yīng)該成為顯示對(duì)象的圖像光。驅(qū)動(dòng)控制部84具有光源驅(qū)動(dòng)電路84a和液晶驅(qū)動(dòng)電路84b。光源驅(qū)動(dòng)電路84a對(duì)照明裝置81的光源81a供給電力使其射出穩(wěn)定的輝度的照明光SL。液晶驅(qū)動(dòng)電路84b通過(guò)相對(duì)于影像顯示元件(影像元件)82輸出圖像信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而作為透射率圖形形成成為動(dòng)態(tài)圖像和/或靜止圖像的來(lái)源的彩色影像光或圖像光。此外，能夠使液晶驅(qū)動(dòng)電路84b具有圖像處理功能，也能夠使外帶的控制電路具有圖像處理功能。
[0087]下面，關(guān)于虛像顯示裝置100中的影像光GL等的光路進(jìn)行說(shuō)明。從影像顯示元件(影像元件)82射出的影像光GL —邊通過(guò)投影透鏡30而會(huì)聚一邊入射在棱鏡10所設(shè)置的具有比較強(qiáng)的正折射力的第6面S16。
[0088]通過(guò)了棱鏡10的第6面S16的影像光GL —邊會(huì)聚一邊行進(jìn)，在經(jīng)由第2棱鏡部分12時(shí)，在具有比較弱的正折射力的第5面S15反射，在具有比較弱的負(fù)折射力的第4面S14反射。
[0089]由第2棱鏡部分12的第4面S14反射了的影像光GL，在第I棱鏡部分11處入射于具有比較弱的正折射力的第3面S13而全反射，并入射于具有比較弱的負(fù)折射力的第I面Sll而全反射。此外，影像光GL在通過(guò)第3面S13前后在棱鏡10中形成中間像。該中間像的像面II是與影像顯示元件82的像面OI相對(duì)應(yīng)的面。
[0090]在第I面Sll全反射了的影像光GL入射到第2面S12，尤其是入射于半透射半反射鏡層15的影像光GL部分透射該半透射半反射鏡層15并且部分反射而再次入射第I面Sll并通過(guò)。此外，半透射半反射鏡層15作為相對(duì)于在這里反射的影像光GL具有比較強(qiáng)的正折射力的部件發(fā)揮作用。另外，第I面Sll作為相對(duì)于在此通過(guò)的影像光GL具有負(fù)折射力的面發(fā)揮作用。
[0091]通過(guò)了第I面Sll的影像光GL作為大致平行光束入射于觀察者的眼睛EY的瞳孔。也就是，觀察者通過(guò)作為虛像的影像光GL對(duì)在影像顯示元件(影像元件)82上形成的圖像進(jìn)行觀察。
[0092]另一方面，外界光HL中的入射于比棱鏡10的第2面S12靠一 X側(cè)的外界光，通過(guò)第I棱鏡部分11的第3面S13和第I面SI I，此時(shí)正負(fù)折射力抵消并且像差被校正。也就是，觀察者透過(guò)棱鏡10觀察到失真少的外界像。同樣地，外界光HL中的入射于比棱鏡10的第2面S12靠+ X側(cè)的外界光、也就是入射于光透射部件50的外界光，在通過(guò)在此處所設(shè)置的第3透射面S53和第I透射面S51時(shí)，正負(fù)的折射力抵消并且像差被校正。也就是，觀察者透過(guò)光透射部件50觀察到失真少的外界像。而且，外界光HL中的入射于與棱鏡10的第2面S12相對(duì)應(yīng)的光透射部件50的外界光，在通過(guò)第3透射面S53和第I面Sll時(shí)正負(fù)的折射力抵消并且像差被校正。也就是，觀察者透過(guò)光透射部件50觀察到失真少的外界像。此外，棱鏡10的第2面S12和光透射部件50的第2透射面S52都具有大致相同的曲面形狀、都具有大致相同的折射率、且兩者之間的間隙用大致相同折射率的粘接層CC來(lái)填充。也就是，棱鏡10的第2面S12和/或光透射部件50的第2透射面S52相對(duì)于外界光HL不作為折射面起作用。
[0093]但是，入射于半透射半反射鏡層15的外界光HL，一部分透射該半透射半反射鏡層15并且一部分在該半透射半反射鏡層15反射，所以來(lái)自與半透射半反射鏡層15相對(duì)應(yīng)的方向的外界光HL相對(duì)于半透射半反射鏡層15的透射率減弱。另一方面，影像光GL從與半透射半反射鏡層15相對(duì)應(yīng)的方向入射，所以觀察者沿半透射半反射鏡層15的方向觀察到在影像顯示元件(影像元件)82上所形成的圖像和外界像。
[0094]在棱鏡10內(nèi)傳播并入射于第2面S12的影像光GL中的沒(méi)有在半透射半反射鏡層15反射的光，入射于光透射部件50內(nèi)，通過(guò)在光透射部件50所設(shè)置的未圖示的反射防止部防止其返回棱鏡10。也就是，防止了通過(guò)第2面S12的影像光GL返回光路上而成為雜散光的情況。另外，從光透射部件50側(cè)入射而在半透射半反射鏡層15反射了的外界光HL，返回光透射部件50，通過(guò)在光透射部件50所設(shè)置的上述未圖示的反射防止部防止其射出到棱鏡10。也就是，防止了在半透射半反射鏡層15反射了的外界光HL返回光路上而成為雜散光的情況。
[0095]如根據(jù)以上說(shuō)明可以明確的那樣，根據(jù)第I實(shí)施方式的虛像顯示裝置100，限制部107η對(duì)相對(duì)于框部102部分固定的光學(xué)部件IOlaUOlb的移位進(jìn)行限制，所以能夠防止對(duì)光學(xué)部件101a、IOlb施加過(guò)度的應(yīng)力、光學(xué)部件101a、IOlb變形的情況。也就是，通過(guò)輔助性地使用限制部107η從而能夠提高對(duì)光學(xué)部件IOlaUOlb的支撐強(qiáng)度。此外，光學(xué)部件101a、IOlb相對(duì)于框部102部分固定，緊固連接部及構(gòu)件個(gè)數(shù)減少而容易小型化并且容易使虛像顯示裝置100輕質(zhì)化。而且，光學(xué)部件IOlaUOlb相對(duì)于框部102部分固定，所以即使在光學(xué)部件101a、IOlb與框部102之間存在熱膨脹率的差異，也容許光學(xué)部件101a、IOlb相對(duì)于框部102膨脹等，能夠更可靠地防止光學(xué)部件產(chǎn)生應(yīng)變、變形、破損。
[0096]第2實(shí)施方式[0097]下面就第2實(shí)施方式的虛像顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。此外，本實(shí)施方式的虛像顯示裝置是第I實(shí)施方式的虛像顯示裝置100的變形例，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下與圖1等所示的虛像顯示裝置100相同。
[0098]下面參照?qǐng)D9 (A)及9 (B)就本實(shí)施方式的虛像顯示裝置200進(jìn)行說(shuō)明。如圖所示，本實(shí)施方式的虛像顯示裝置200具備:以可透視方式覆蓋觀察者眼前的第I及第2光學(xué)部件201a、201b ;支撐兩個(gè)光學(xué)部件201a、201b的框架107 ;在框架107的從左右兩端到后方的部分固定的第I及第2驅(qū)動(dòng)部205a、205b ;和射出按二維方式被掃描的信號(hào)光的第I及第2影像元件206a、206b。組合在圖面上左側(cè)的第I光學(xué)部件201a、第I驅(qū)動(dòng)部205a和第I影像元件206a而成的第I顯示裝置100A是形成右眼用的虛像的部分，單獨(dú)也作為虛像顯示裝置發(fā)揮作用。另外，組合在圖面上右側(cè)的第2光學(xué)部件201b、第2驅(qū)動(dòng)部205b和第2影像元件206b而成的第2顯示裝置100B是形成左眼用的虛像的部分，僅使第I顯示裝置100A的左右翻轉(zhuǎn)而得到，具有與第I顯示裝置100A相同的功能。
[0099]第I顯示裝置100A中，第I影像元件206a形成強(qiáng)度調(diào)制后的信號(hào)光并且將該信號(hào)光作為掃描光TL射出。第I光學(xué)部件201a是通過(guò)對(duì)來(lái)自第I影像兀件206a的掃描光TL進(jìn)行反射從而形成圖像光GL的被照射部件，具有將圖像光GL導(dǎo)向眼睛EY的功能。第I驅(qū)動(dòng)部205a具有本體部分280，該本體部分280包括經(jīng)由未圖示的光纖等對(duì)第I映像元件206a供給照明光的光源和對(duì)它們的工作進(jìn)行控制的控制電路等。
[0100]第I影像元件206a組裝于鼻托部件108a，并相對(duì)于框架107間接固定。第I影像元件206a具有:基于控制信號(hào)對(duì)來(lái)自本體部分280的照明光進(jìn)行調(diào)制的信號(hào)光調(diào)制部281 ;和一邊掃描經(jīng)過(guò)了信號(hào)光調(diào)制部281的信號(hào)光一邊使其射出的掃描光學(xué)系統(tǒng)282。這里，掃描光學(xué)系統(tǒng)282包括MEMS鏡等，進(jìn)行二維掃描:與信號(hào)光調(diào)制部281所進(jìn)行的信號(hào)光的調(diào)制同步地改變姿勢(shì)來(lái)對(duì)信號(hào)光的光路進(jìn)行調(diào)整，從而使向第I光學(xué)部件201a的內(nèi)面的光線的射出角度縱橫變化。
[0101]第I光學(xué)部件201a配置為，在第I影像元件206a的前方或光射出方向上覆蓋佩戴者眼睛EY的前方。第I光學(xué)部件201a具有:接受掃描光的照射的半透射膜即半透射反射膜285 ;和對(duì)半透射反射膜285進(jìn)行支撐固定的支撐部件286。由此，不僅是虛像而且來(lái)自外界的光也進(jìn)入佩戴者的眼睛EY中，虛像顯示裝置200為使得能夠重疊地觀察兩方的透視結(jié)構(gòu)。此外，半透射反射膜285也能夠?yàn)榘胪干浒敕瓷溏R，但也能夠?yàn)槿⒃蚱渌苌湫偷墓鈱W(xué)兀件。
[0102]第I光學(xué)部件20Ia不是第I實(shí)施方式的第I光學(xué)部件10Ia那樣的內(nèi)部傳播型的導(dǎo)光部，但是與第I實(shí)施方式的情況同樣地具有覆蓋眼前的薄橢圓形狀，在外周的一部分即周圍部分AO具有安裝部IOg和肋狀物10η。此外，框架107具有第2固定部61e和肋狀物 IOn。
[0103]就第I光學(xué)部件201a向框架107的組裝進(jìn)行說(shuō)明。第I光學(xué)部件201a利用在周圍部分AO所形成的突起狀的安裝部IOg在處于框架107側(cè)方的側(cè)方端部65a所設(shè)置的第2固定部61e上直接固定，成為相對(duì)于第I影像元件206a等校準(zhǔn)了的狀態(tài)。在框架107作為阻擋件設(shè)置有槽狀的限制部107η。在組裝了第I光學(xué)部件201a后，在第I光學(xué)部件201a的上端部所設(shè)置的突起狀的肋狀物IOn以具有些許間隙的間隙配合狀態(tài)插入限制部107η中。由此，能夠關(guān)于框架107的進(jìn)深方向限制第I光學(xué)部件201a的前端側(cè)的移位。此外，第I光學(xué)部件201a中的除了安裝部IOg外的部分稍稍從框架107及保護(hù)件108離開(kāi)，與框架107及保護(hù)件108的關(guān)系為非固定狀態(tài)。
[0104]下面就圖像形成的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，第I影像元件206a中的信號(hào)光調(diào)制部281，形成與構(gòu)成圖像的像素的輝度相對(duì)應(yīng)地對(duì)照明光進(jìn)行調(diào)制所得的信號(hào)光并射出。從信號(hào)光調(diào)制部281射出的信號(hào)光入射于掃描部即掃描光學(xué)系統(tǒng)282。掃描光學(xué)系統(tǒng)282將信號(hào)光作為掃描光TL向第I光學(xué)部件201a射出。在第I光學(xué)部件201a中，通過(guò)使掃描光TL入射，從而通過(guò)作為這里的反射光的圖像光GL形成虛像，觀察者用眼睛EY捕捉到該虛像，從而識(shí)別圖像。
[0105]以上按照實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)按各種方式來(lái)實(shí)施，例如也能夠進(jìn)行下面這樣的變形。
[0106]在上述第I實(shí)施方式中，框架107和投影透鏡30分體地通過(guò)螺紋件止動(dòng)將投影透鏡30固定于框架107，但是也能夠?qū)⑼队巴哥R30的鏡筒39與框架107 —體成形。作為將鏡筒39與框架107 —體成形的方法,有基體上注塑成形(outsert molding)、壓鑄一體成形后的鏡筒部切取等方法。
[0107]關(guān)于導(dǎo)光部20或投影透鏡30，不限于通過(guò)螺紋件止動(dòng)實(shí)現(xiàn)的緊固連接，也能夠通過(guò)各種方法將它們固定于框架107。
[0108]在上述的說(shuō)明中，限制部107η和/或肋狀物IOn細(xì)長(zhǎng)地延伸，但是也能夠?qū)⑺鼈兛s短，而且也能夠設(shè)置多組限制部107η和/或肋狀物10η。另外，在肋狀物IOn不需要幅度擴(kuò)展部10q、省略了該幅度擴(kuò)展部IOq的情況下，也能夠在限制部107η的槽107s省略幅度擴(kuò)展部107q。而且，限制部107η不限于槽107s那樣的凹部，也能夠?yàn)槔缪乩郀钗颕On相互不同地配置的突起或凸條。
[0109]在上述的說(shuō)明中，在框架107設(shè)置有限制部107η，但是也可以取代這種做法或者在此基礎(chǔ)上，在保護(hù)件108設(shè)置用于防止棱鏡10變形、晃動(dòng)等的限制部。在保護(hù)件108側(cè)所形成的限制部通過(guò)例如間隙配合而對(duì)下側(cè)的肋狀物IOo進(jìn)行接合止動(dòng)。
[0110]在上述的說(shuō)明中，在框架107安裝有保護(hù)件108，但關(guān)于保護(hù)件108也可以將其省略。該情況下，也能夠?qū)D2 (B)等所示的框架107維持其原來(lái)的形狀不變，將設(shè)置有鼻托部件108a的輔助部件連接于框架107的中央部107g，但是也能夠預(yù)先準(zhǔn)備一體地設(shè)置有輔助部件的框架107。該輔助部件也能夠用作與保護(hù)件108的縱部分63a同樣地保護(hù)導(dǎo)光部20的部件。此外，也能夠一體地制作框架107和保護(hù)件108。
[0111]在上述第I實(shí)施方式中，在棱鏡10的光入射側(cè)配置了投影透鏡30，但也能夠省略投影透鏡30而使棱鏡10自身具有成像功能。另外，也能夠取代投影透鏡30而配置具有成像功能的其他棱鏡10。
[0112]在上述第I實(shí)施方式中，在投影透鏡30的鏡筒39設(shè)置有將導(dǎo)光部20接合止動(dòng)的接合止動(dòng)部件39a，但是也能夠在導(dǎo)光部20側(cè)例如以?shī)A著鏡筒39的方式設(shè)置與鏡筒39嵌合的接合止動(dòng)部件。
[0113]在上述第I實(shí)施方式中，半透射半反射鏡層(半透射反射膜)15形成為橫長(zhǎng)的矩形區(qū)域，但是半透射半反射鏡層15的輪廓能夠根據(jù)用途或其他使用方式而適當(dāng)改變。另外，半透射半反射鏡層15的透射率和/或反射率也能夠根據(jù)用途或其他而改變。
[0114]在上述第I實(shí)施方式中，半透射半反射鏡層15是單純的半透射性膜(例如金屬反射膜和/或電介質(zhì)多層膜)，但是半透射半反射鏡層15也能夠置換為平面或曲面的全息元件。
[0115]在上述第I實(shí)施方式中，沒(méi)有特別地對(duì)影像顯示元件82中的顯示輝度的分布進(jìn)行調(diào)整，但是在由于位置而產(chǎn)生輝度差等情況下，也能夠不均等地對(duì)顯示輝度的分布進(jìn)行調(diào)難
iF.0
[0116]在上述第I實(shí)施方式中，作為圖像顯示裝置80使用了包括透射型的液晶顯示器件等的影像顯示元件82，但是作為圖像顯示裝置80不限于包括透射型的液晶顯示器件等的影像顯示元件82，能夠利用各種裝置。例如，也能夠是使用了反射型的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)，還能夠取代包括液晶顯示器件等的影像顯示元件82而使用數(shù)字微鏡器件等。另外，作為圖像顯示裝置80，能夠使用LED陣列和/或OLED (有機(jī)EL)等所代表的自發(fā)光型元件。
[0117]在上述第I實(shí)施方式中，使用了包括透射型的液晶顯示器件等的圖像顯示裝置80，但是也能夠取代其而使用掃描型的圖像顯示裝置。
[0118]具體而言，如圖10所示，作為虛像顯示裝置的第I顯示裝置100A具備導(dǎo)光部20和圖像顯示裝置380。導(dǎo)光部20與作為第I實(shí)施方式說(shuō)明了的導(dǎo)光部相同，這里省略說(shuō)明。另一方面，圖像顯示裝置380與第2實(shí)施方式的第I影像元件206a相當(dāng)，并具有信號(hào)光形成部381和掃描光學(xué)系統(tǒng)282。信號(hào)光形成部381也具備光源,形成并射出信號(hào)光LL。掃描光學(xué)系統(tǒng)282通過(guò)與信號(hào)光形成部381的調(diào)制一并使姿勢(shì)改變而對(duì)光路進(jìn)行調(diào)整，從而使應(yīng)該成為影像光GL的掃描光TL入射于導(dǎo)光部20并且使其對(duì)第2面S12中形成半透射半反射鏡層15的部分區(qū)域的整體進(jìn)行掃描。如果對(duì)圖示的第I顯示裝置100A的工作進(jìn)行說(shuō)明，則圖像顯示裝置380中，從信號(hào)光形成部GG射出的信號(hào)光LL入射于掃描光學(xué)系統(tǒng)282。掃描光學(xué)系統(tǒng)282將信號(hào)光LL作為掃描光TL向?qū)Ч獠?0射出。導(dǎo)光部20通過(guò)全反射等使掃描光TL在內(nèi)部導(dǎo)光并使其到達(dá)半透射半反射鏡層15。此時(shí)，掃描光TL在半透射半反射鏡層15的面上掃描，由此通過(guò)作為掃描光TL的軌跡的圖像光GL形成了虛像，佩戴者用眼睛EY捕捉到該虛像從而識(shí)別圖像。此外，在圖示的情況下，導(dǎo)光部20中的光入射面即第6面S16為相對(duì)于掃描光TL的光軸垂直的平面。另外，第5面S15及第4面S14也是平面。
[0119]在上述的說(shuō)明中，就具備一對(duì)顯示裝置100AU00B的虛像顯示裝置100作了說(shuō)明，但也能夠?yàn)閱我坏娘@示裝置。也就是，也可以不與右眼及左眼這兩方相對(duì)應(yīng)地分別各設(shè)置一組投影透視裝置70及圖像顯示裝置80、而僅相對(duì)于右眼和左眼中任一方設(shè)置投影透視裝置70及圖像顯示裝置80來(lái)單眼觀察圖像。該情況下，框架107和/或鏡腿部分104如例如圖1等所示那樣仍為左右對(duì)稱地配置的形狀。
[0120]在上述的說(shuō)明中，沒(méi)有就一對(duì)顯示裝置100A、100B的X方向的間隔作說(shuō)明，兩顯示裝置100AU00B的間隔不限于固定的，也能通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)等來(lái)調(diào)整間隔。也就是，如果在框架107設(shè)置伸縮機(jī)構(gòu)等，則能夠根據(jù)佩戴使用者的眼寬等來(lái)調(diào)整兩顯示裝置100AU00B的X方向的間隔。
[0121]在上述第I實(shí)施方式中，在棱鏡10的第I面Sll及第3面S13，不在表面上施加鏡面和/或半透射半反射鏡等而通過(guò)與空氣的界面使影像光全反射地對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)，但是關(guān)于本申請(qǐng)的發(fā)明的虛像顯示裝置100中的全反射，也包括在第I面Sll或第3面S13上的整體或一部分形成鏡涂層和/或半透射半反射鏡膜而實(shí)現(xiàn)的反射。也包括例如在影像光的入射角度滿足全反射條件的基礎(chǔ)上，在上述第I面Sll或第3面S13的整體或一部分實(shí)施鏡涂敷等而實(shí)質(zhì)上反射所有影像光的情況。另外，只要能夠得到足夠明亮的影像光，也可以通過(guò)多少具有一些透射性的鏡對(duì)第I面Sll或第3面S13的整體或一部分進(jìn)行覆蓋。
[0122]在上述的說(shuō)明中，棱鏡10等沿眼睛EY并排的橫向延伸，但是也能夠?qū)⒗忡R10配置為沿縱方向延伸。該情況下，棱鏡10通過(guò)例如在上部實(shí)現(xiàn)的懸臂狀態(tài)而被支撐。
【權(quán)利要求】
1.一種虛像顯示裝置，其中，具備: 影像元件； 光學(xué)部件，其使來(lái)自所述影像元件的光朝向觀察者的眼睛、使圖像被觀看；和框部，其以使得所述光學(xué)部件配置在觀察者眼前的方式，對(duì)所述影像元件和所述光學(xué)部件進(jìn)行支撐， 所述框部具有:以機(jī)械方式限制相對(duì)于該框部部分固定的所述光學(xué)部件的移位的限制部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛像顯示裝置，其中， 所述限制部通過(guò)與所述光學(xué)部件相鄰地配置在移位目的地而阻止所述光學(xué)部件的移位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛像顯示裝置，其中， 所述光學(xué)部件具有長(zhǎng)圓狀的輪廓，所述限制部具有凸條部，該凸條部容許所述光學(xué)部件沿長(zhǎng)度方向的移位并限制所述光學(xué)部件沿與其所延伸的面相垂直的方向的移位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的虛像顯示裝置，其中， 所述框部用金屬材料形成，所述光學(xué)部件用樹(shù)脂材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述限制部彈性抵接于所述光學(xué)部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述光學(xué)部件具有接合止動(dòng)于所述限制部的接合止動(dòng)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虛像顯示裝置，其中， 所述接合止動(dòng)部利用凹部與凸部的接合而接合止動(dòng)于所述限制部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛像顯示裝置，其中， 所述接合止動(dòng)部具有沿所述光學(xué)部件的周圍部分按直線狀延伸的肋狀物，所述限制部具有以由一對(duì)凸條部夾著的方式設(shè)置的、收納所述肋狀物的槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的虛像顯示裝置，其中， 所述限制部還具有:在所述肋狀物與所述凹部的間隙所配置的彈性部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述框部具有固定部，該固定部通過(guò)連接于所述光學(xué)部件的一部分而將所述光學(xué)部件相對(duì)于所述框部固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的虛像顯示裝置，其中， 所述固定部和所述限制部彼此離開(kāi)而配置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述框部具有:具有所述固定部的框架；和固定于所述框架并且保護(hù)所述光學(xué)部件的周圍部分的至少一部分的保護(hù)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的虛像顯示裝置，其中， 所述限制部設(shè)置在沿著所述框架的中央側(cè)，將所述光學(xué)部件相對(duì)于所述框部固定的固定部設(shè)置在所述框架的側(cè)方。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述光學(xué)部件具有棱鏡狀的導(dǎo)光部，該導(dǎo)光部使來(lái)自所述影像元件即影像顯示元件的影像的光在內(nèi)部反射并將其導(dǎo)向觀察者的眼睛。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的虛像顯示裝置，其中， 所述導(dǎo)光部具有:對(duì)影像的光進(jìn)行導(dǎo)光并且能透視外界的光的棱鏡；和連接于該棱鏡且對(duì)外界的光的透視功能進(jìn)行補(bǔ)充的光透射部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其中， 所述影像元件射出按二維方式被掃描的信號(hào)光，所述光學(xué)部件使來(lái)自所述影像顯示元件的光反射而將其 導(dǎo)向觀察者的眼睛。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK103995353SQ201410055040
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月19日
【發(fā)明者】平出紀(jì)明 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社