本發(fā)明涉及可佩戴裝置等。

背景技術(shù)：

以往，已知有佩戴于使用者的頭部并將圖像投影到使用者的視野中的可佩戴裝置(頭戴式顯示器)。作為這樣的可佩戴裝置的現(xiàn)有技術(shù)，存在例如專利文獻(xiàn)1～3公開(kāi)的技術(shù)。

在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了以下結(jié)構(gòu)：經(jīng)由鉸鏈在耳機(jī)的耳墊部(音響輸出部)安裝有支承臂，該支承臂支承圖像輸出部。通過(guò)借助鉸鏈?zhǔn)怪С斜坜D(zhuǎn)動(dòng)，能夠使圖像輸出部從臉部的側(cè)面?zhèn)?或者臉部的上側(cè))向正面?zhèn)纫苿?dòng)。此外在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了以下結(jié)構(gòu)：經(jīng)由滾珠和滾珠軸承在頭帶上安裝有臂，經(jīng)由鉸鏈在該臂上安裝有觀察儀部。能夠借助滾珠和滾珠軸承使臂向自由的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并能夠借助鉸鏈?zhǔn)褂^察儀部繞大致鉛直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了光瞳分割透視型的頭戴式顯示器。在該技術(shù)中，射出顯示圖像的虛像的目鏡部(目鏡窗)非常小型，由此實(shí)現(xiàn)透視(外界視野與顯示圖像重疊)或觀看四周(確保較大的外界視野)。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2004-236242號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2001-108935號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】日本特開(kāi)2006-3879號(hào)公報(bào)

在如上所述的可佩戴裝置中，存在難以進(jìn)行使將虛像投影到視野中的目鏡部的光軸與使用者的視線一致(大致一致)的調(diào)整的課題。雖然在例如使顯示部運(yùn)動(dòng)而改變了視野中的顯示圖像的位置時(shí)存在目鏡光軸的方向偏離的情況，但是期望這樣的偏離較小的調(diào)整機(jī)構(gòu)或者能夠簡(jiǎn)單修正偏離的調(diào)整機(jī)構(gòu)。在如專利文獻(xiàn)3的目鏡部是小型的目鏡部的情況下，為了能夠通過(guò)該小型的目鏡部而視覺(jué)辨認(rèn)整個(gè)虛像，需要使目鏡光軸與視線大致一致，如上所述的調(diào)整機(jī)構(gòu)的便利性較高。此外即使在目鏡部不是小型的通常的頭戴式顯示器中，也由于光軸的偏離而導(dǎo)致光學(xué)性能下降(例如圖像的失真增大)，所以期望能夠調(diào)整光軸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的幾個(gè)方式正是鑒于以上問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠簡(jiǎn)化將目鏡部相對(duì)于人眼的位置配置在基于人體工學(xué)的位置(區(qū)域)并調(diào)整目鏡部的光軸使其與使用者的視軸一致(大致一致)的調(diào)整的可佩戴裝置。

本發(fā)明的一個(gè)方式涉及可佩戴裝置，該可佩戴裝置包含：佩戴部，其佩戴于佩戴者的頭部；連接部，其以能夠繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述佩戴部連接；以及顯示部，其以能夠繞第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述連接部連接，并在所述佩戴者的視野的一部分上顯示虛像，在設(shè)包含所述顯示部的目鏡光軸并且分別與所述第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸和所述第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸交叉的假想的平面為假想平面、從所述假想平面與所述第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)即第1交點(diǎn)到所述假想平面與所述第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)即第2交點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1、從所述第2交點(diǎn)到所述目鏡光軸的出射端的距離為L(zhǎng)2的情況下，20mm≦L1+L2≦45mm。

此外，本發(fā)明的另一個(gè)方式涉及可佩戴裝置，該可佩戴裝置包含：佩戴部，其佩戴于佩戴者的頭部；連接部，其以能夠繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述佩戴部連接；以及顯示部，其以能夠繞第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述連接部連接，并在所述佩戴者的視野的一部分上顯示虛像，在將所述佩戴部佩戴于所述頭部的情況下，所述第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過(guò)所述佩戴者的眼球，在設(shè)包含所述顯示部的目鏡光軸并且分別與所述第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸和所述第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸交叉的假想的平面為假想平面、從所述假想平面與所述第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)即第1交點(diǎn)到所述假想平面與所述第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)即第2交點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1、從所述第2交點(diǎn)到所述目鏡光軸的出射端的距離為L(zhǎng)2的情況下，L1≧5×L2。

此外，本發(fā)明的又一方式涉及可佩戴裝置，該可佩戴裝置包含：佩戴部，其佩戴于佩戴者的頭部；以及顯示部，其在所述佩戴者的視野的一部分上顯示虛像，所述顯示部以能夠繞與假想平面垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述佩戴部連接，所述假想平面是包含所述顯示部的目鏡光軸的假想的平面，在設(shè)從所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述假想平面的交點(diǎn)到所述目鏡光軸的出射端的距離為L(zhǎng)2的情況下，L2≦5mm。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，由于在人體工學(xué)上最佳的位置設(shè)置第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所以能夠通過(guò)第1階段的操作將目鏡部配置在最佳的區(qū)域，此時(shí)，如果目鏡部的光軸與使用者的視軸一致(大致一致)，則不進(jìn)行調(diào)整也能夠立即從目鏡部觀察顯示圖像。此外，即使在目鏡部的光軸與使用者的視線不一致(大致一致)且缺少圖像的一部分的狀態(tài)下，也能夠通過(guò)第2階段的操作立即(簡(jiǎn)單地)使目鏡部的光軸與使用者的視線一致。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施方式的可佩戴裝置的結(jié)構(gòu)例。

圖2是本實(shí)施方式的可佩戴裝置的結(jié)構(gòu)例。

圖3是本實(shí)施方式的可佩戴裝置的變形結(jié)構(gòu)例。

圖4是穿過(guò)目鏡窗后的虛像的外觀的示意圖。

圖5的(A)、圖5的(B)是穿過(guò)目鏡窗后的虛像的外觀的示意圖。

圖6是佩戴者佩戴了可佩戴裝置的情況下的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸、第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸、眼球、顯示部的配置的示意圖。

圖7是關(guān)于顯示位置的調(diào)整和校準(zhǔn)調(diào)整的說(shuō)明圖。

圖8是關(guān)于校準(zhǔn)調(diào)整后的顯示位置的移動(dòng)的說(shuō)明圖。

圖9是關(guān)于距離L1、L2的大小關(guān)系(L1≧5×L2)的說(shuō)明圖。

圖10的(A)、圖10的(B)是關(guān)于校準(zhǔn)調(diào)整的說(shuō)明圖。

圖11的(A)是構(gòu)成為正面觀察用的可佩戴裝置100的俯視圖。圖11的(B)是構(gòu)成為右側(cè)觀察用的可佩戴裝置100的俯視圖。

圖12的(A)是顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第1結(jié)構(gòu)例。圖12的(B)是顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第2結(jié)構(gòu)例。圖12的(C)是顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第3結(jié)構(gòu)例。

圖13是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)例。

圖14的(A)是第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20和目鏡窗142的第1配置例。圖14的(B)是第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20和目鏡窗142的第2配置例。

圖15的(A)、圖15的(B)是顯示位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的變形例。

圖16是本實(shí)施方式的可佩戴裝置的第2結(jié)構(gòu)例。

圖17的(A)、圖17的(B)是第2結(jié)構(gòu)例中的校準(zhǔn)調(diào)整的說(shuō)明圖。

圖18是第2結(jié)構(gòu)例中的校準(zhǔn)調(diào)整的說(shuō)明圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10：第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸；12：第1交點(diǎn)；14、15：連桿機(jī)構(gòu)的軸；20：第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸；22：第2交點(diǎn)；30：假想平面；40：目鏡光軸；50：虛像；60：眼球；62：瞳孔；64：眼球中心；70：頭部；80：耳朵；100：可佩戴裝置；130：連接部；132：軸承；140：顯示部；142：目鏡窗；144：出射端；146：顯示面板；148：軸；150：眼鏡型框；152：對(duì)稱面；158：邊圈部；170：圍頸帶；DH：水平掃描方向；DV：垂直掃描方向；DX、DY、DZ：方向；L1、L2：距離；LN1、LN2：鏡片；MR1：反射鏡；PR1、PR2：棱鏡；RK1、RK2：連桿；α：仰角變化；β：修正角度。

具體實(shí)施方式

下面，對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下說(shuō)明的本實(shí)施方式并不對(duì)權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)南薅?。另外，本?shí)施方式所說(shuō)明的所有結(jié)構(gòu)并非都是本發(fā)明所必需的構(gòu)成要件。

1.可佩戴裝置

圖1、圖2示出本實(shí)施方式的可佩戴裝置100的結(jié)構(gòu)例。圖1是從橫向觀察到的佩戴有可佩戴裝置100的頭部70的圖，圖2是從上方(頭頂部側(cè))觀察到的佩戴有可佩戴裝置100的頭部70的圖。方向DX、DY、DZ是頭部70的右方向、下方向、正面方向，且相互垂直。在佩戴者為直立姿勢(shì)的情況下，方向DY成為鉛直下方向，方向DX、DZ成為水平方向。

可佩戴裝置100包含：佩戴部，其佩戴于佩戴者的頭部70；連接部130，其以能夠繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與佩戴部連接；以及顯示部140，其以能夠繞第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與連接部130連接，并在佩戴者的視野的一部分中顯示虛像。

在圖1、圖2的結(jié)構(gòu)例中，佩戴部是眼鏡型框150，由用于將眼鏡型框150掛在耳朵80上進(jìn)行固定的鏡腿部和前部構(gòu)成。前部由例如2個(gè)邊圈部(鏡片枠)、連接2個(gè)邊圈部之間的鼻架和用于將前部固定于鼻子上的鼻墊部等構(gòu)成。另外，佩戴部不限定于眼鏡型框150，只要是能夠?qū)⒖膳宕餮b置100固定于頭部70即可。例如，佩戴部可以是如圖3所示的圍頸帶170，或者可以是頭帶。

連接部130是連接佩戴部與顯示部140之間的結(jié)構(gòu)要素，將顯示部140(目鏡窗142)支承在眼球60和眼鏡型框150的前部的前側(cè)。在佩戴部為圍頸帶170的情況下，連接部130將顯示部140支承于眼球60的前側(cè)。連接部130與佩戴部之間經(jīng)由例如軸(軸突起)和軸承等的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，并通過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)(兩個(gè)方向(順時(shí)針、沿逆時(shí)針)的旋轉(zhuǎn))。同樣，顯示部140與連接部130之間經(jīng)由例如軸(軸突起)和軸承等的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，并通過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。

連接部130由例如棒狀的部件(可以具有彎曲或屈曲，也可以粗細(xì)不均勻)等構(gòu)成，該棒狀的部件的第1端部(一方的端部)與顯示部140連接，第2端部(另一方的端部)與佩戴部連接?；蛘撸?端部可以與顯示部140連接，并通過(guò)第1端部與第2端部之間的部分與佩戴部連接。另外，連接部130的形狀和連接位置不限于上述。

顯示部140利用光學(xué)系統(tǒng)將顯示裝置輸出的圖像的光引導(dǎo)至目鏡窗142，從目鏡窗142朝向眼球60的瞳孔(與眼球60的視線相對(duì)地(在視軸方向上))射出，將圖像的放大虛像顯示到視野中(將圖像投影到視網(wǎng)膜上)。顯示裝置能夠通過(guò)例如液晶顯示裝置或者自發(fā)光顯示裝置(例如EL顯示裝置)或者將點(diǎn)光掃描到視網(wǎng)膜上的掃描型顯示裝置等實(shí)現(xiàn)。另外，視線是指連結(jié)眼球60與正在觀察的對(duì)象物的線、或者眼球60正在觀察的方向。具體來(lái)說(shuō)，視線是指沿著觀察某個(gè)對(duì)象物時(shí)的眼球60的光軸的線、或者該光軸朝向的方向。視軸是眼球60的光軸。

圖4～圖5的(B)示意性示出穿過(guò)目鏡窗142后的虛像的外觀。以下，以使用了光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)在目鏡(目鏡窗142)的附近設(shè)定有光學(xué)系統(tǒng)的射出光瞳，由此能夠縮小目鏡。由于目鏡較小，所以外界視野的光穿過(guò)目鏡的外側(cè)后入射到眼睛的瞳孔，能夠?qū)崿F(xiàn)透視。在使用了該光學(xué)系統(tǒng)的情況下，例如顯示部140的前端部(設(shè)置有目鏡窗142的部分)的寬度為4mm以下。另外，本實(shí)施方式的光軸調(diào)整方法不限于光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于使用了各種形式的光學(xué)系統(tǒng)的頭戴式顯示器。

如圖4所示，由顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)投影的虛像看起來(lái)像從眼睛觀察時(shí)顯現(xiàn)在目鏡窗142的前側(cè)。即，成為如從目鏡窗142窺視觀察虛像的狀態(tài)，這與窺視連結(jié)目鏡窗142與虛像的假想的筒而觀察虛像的狀況相同。

如圖5的(A)所示，在視線(視軸)與目鏡光軸大致一致并成為筆直地窺視筒的狀態(tài)的情況下，由于看到了目鏡窗142與整個(gè)虛像重疊，所以能夠穿過(guò)目鏡窗142以不缺少顯示圖像的方式進(jìn)行觀察。另一方面，如圖5的(B)所示，在視線與目鏡光軸偏離并成為斜著窺視筒的狀態(tài)的情況下，由于看到了目鏡窗142與虛像偏離(目鏡窗142僅與虛像的一部分重疊)，所以僅能夠看到顯示圖像的一部分(或者無(wú)法看到全部)。

在光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)中，由于在視野的一部分(典型的是例如視野角10～15度)上顯示圖像，所以使該圖像不僅位于視野的中心還能夠位于周邊部。即，通過(guò)清楚地保持視野的中心并根據(jù)需要觀察位于視野的周邊部的目鏡窗142，能夠讀取顯示在圖像上的信息。在能夠這樣自由地確定顯示位置的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠假設(shè)佩戴頭戴式顯示器時(shí)的最初的定位或使用中途的位置的變更等。并且，需要調(diào)整為能夠在該位置看到整個(gè)圖像。

在例如想要在比視野中央靠上側(cè)的位置顯示圖像的情況下，如圖5的(B)所示，使目鏡窗142位于比眼睛的正面靠上的位置。雖然在看起來(lái)缺少顯示圖像的情況下，需要對(duì)此進(jìn)行修正，但是只要這時(shí)能夠盡可能不使定位后的目鏡窗142移動(dòng)地(即不改變顯示位置地)進(jìn)行修正，則便利性較高。此外，如圖5的(A)那樣，在能夠在某個(gè)位置一旦修正為看到整個(gè)顯示圖像的情況下，期望即使此后使顯示位置移動(dòng)也無(wú)需再次修正(即，持續(xù)看到整個(gè)顯示圖像)。

本實(shí)施方式的可佩戴裝置100通過(guò)設(shè)置第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，能夠解決如上所述的課題。對(duì)于這一點(diǎn)，在下面進(jìn)行說(shuō)明。

圖6示意性示出佩戴者佩戴了可佩戴裝置100的情況下的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10、第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20、眼球60和顯示部140的配置。

假想平面30是包含顯示部140的目鏡光軸40并且分別與第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20交叉的假想的平面。第1交點(diǎn)12是假想平面30與第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的交點(diǎn)。第2交點(diǎn)22是假想平面30與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的交點(diǎn)。此外，距離L1是從第1交點(diǎn)12到第2交點(diǎn)22之間的距離，距離L2是從第2交點(diǎn)22到目鏡光軸40的出射端144之間的距離。

目鏡光軸40是顯示部140的目鏡端(目鏡窗142)的光軸。顯示部140為了將圖像的光引導(dǎo)至目鏡窗142而在光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部使圖像的光反射(或者折射)，所以每當(dāng)該反射(或者折射)時(shí)，光軸的方向發(fā)生變化。并且，在光學(xué)系統(tǒng)的最后朝向眼睛射出光的部分的光軸是目鏡光軸40。此外，目鏡光軸40的出射端相當(dāng)于在光學(xué)系統(tǒng)的最后朝向眼睛射出光的部分與目鏡光軸40的交點(diǎn)。例如在目鏡窗142設(shè)有目鏡，在該目鏡是最終的光學(xué)元件的情況下，該目鏡與目鏡光軸40的交點(diǎn)是出射端?；蛘?，在目鏡窗142的內(nèi)側(cè)設(shè)有棱鏡或者反射鏡，在該棱鏡或者反射鏡是最終的光學(xué)元件的情況下，該棱鏡或者反射鏡與目鏡光軸40的交點(diǎn)是出射端。

如上所述定義的距離L1、L2滿足20mm≦L1+L2≦45mm的關(guān)系。另外，優(yōu)選30mm≦L1+L2≦35mm。

人體工學(xué)上眼球60的半徑為大約12mm，從眼球60的瞳孔到眼鏡鏡片之間的距離為大約12mm，在使顯示部140繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用于供顯示部140不與眼鏡鏡片接觸的空間為大約6mm。由于這些總計(jì)為大約30mm，所以通過(guò)將L1+L2設(shè)定為30mm附近，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近。另外，這些數(shù)值被假設(shè)為人體工學(xué)中的平均的值，且當(dāng)然可根據(jù)個(gè)體差異或佩戴部的形狀等發(fā)生變化。即，按照人體工學(xué)確定被認(rèn)為第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近的各種設(shè)計(jì)值，從而設(shè)計(jì)了可佩戴裝置。

實(shí)際上L1+L2不僅為30mm附近，還能夠假設(shè)20mm≦L1+L2≦45mm左右的設(shè)定范圍。下限的20mm例如假設(shè)了不存在圍頸帶170等的眼鏡鏡片的情況，上限的45mm考慮了實(shí)用性等方面。

具體來(lái)說(shuō)，下限的20mm是將眼球60的半徑即大約12mm和用于使顯示部140不與睫毛接觸的空間即大約8mm相加后的值。此外，上限的45mm假設(shè)了根據(jù)在眼鏡上進(jìn)一步安裝了保護(hù)玻璃后的狀態(tài)下的使用或由于人種而導(dǎo)致的從眼球中心到眼鏡鏡片之間的距離差異而L1+L2增大的情況，考慮了從目鏡窗142看到整個(gè)虛像的界限而設(shè)定的。例如在設(shè)目鏡窗142的寬度為4mm、L1+L2＝45mm的情況下，將目鏡窗142的所述寬度方向估計(jì)在內(nèi)的角度為大約5.1度。由于光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)中的所述寬度方向的視野角、即影像的垂直視野角典型的是5～9度左右，所以該下限的5度勉強(qiáng)通過(guò)瞳孔的中心看到，如果進(jìn)一步遠(yuǎn)離，則難以看到影像。此外，眼框(即使眼睛的位置偏離也能夠不缺少影像地進(jìn)行觀察的范圍)極端變小，使視軸與目鏡光軸一致的調(diào)整變得苛刻，因此在實(shí)際應(yīng)用上無(wú)法進(jìn)一步遠(yuǎn)離。而且，上限的45mm除了考慮當(dāng)顯示部140從眼鏡過(guò)度突出時(shí)支承強(qiáng)度的下降或成為作業(yè)的妨礙以外，還考慮了由于力矩的增大產(chǎn)生頭的運(yùn)動(dòng)致使顯示部晃動(dòng)而無(wú)法看到等問(wèn)題。另外，上述的各個(gè)數(shù)值被個(gè)體差異等左右，所以可以在下限的20mm或上限的45mm中存在些許變動(dòng)。

無(wú)論是哪一種情況，通過(guò)在20mm≦L1+L2≦45mm的范圍中配置第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，能夠使第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近。并且，通過(guò)設(shè)置這樣的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，目鏡光軸40的角度調(diào)整(在使瞳孔62(視線)朝向虛像50的方向時(shí)，使視線與目鏡光軸40大致一致的調(diào)整)變得容易。此外通過(guò)使第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近，一旦調(diào)整為看到顯示圖像以后，即使改變位置，也能夠持續(xù)看到顯示圖像。

具體來(lái)說(shuō)，如圖7的上圖所示，首先，以第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10為中心地使顯示部140轉(zhuǎn)動(dòng)而將顯示位置調(diào)整到希望的位置。并且，如圖7的下圖所示，以第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為中心地使顯示部140轉(zhuǎn)動(dòng)而使視線與目鏡光軸一致(大致一致)，調(diào)整(校準(zhǔn)調(diào)整)為能夠看到整個(gè)顯示圖像。這樣，通過(guò)設(shè)置第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，能夠依次通過(guò)簡(jiǎn)單的操作進(jìn)行位置調(diào)整和校準(zhǔn)調(diào)整(光軸的朝向的調(diào)整)的2個(gè)調(diào)整。

圖8的A2示出進(jìn)行上述的調(diào)整后的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，光軸穿過(guò)眼球中心，光軸與視線一致。想要使顯示位置向上移動(dòng)的情況如A1那樣，想要使顯示位置向下移動(dòng)的情況如A3那樣，以第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10為中心使顯示部140轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，在由于第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心的附近而顯示部140以第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，光軸也穿過(guò)大致眼球中心的附近，視線與光軸幾乎不偏離。由此，一旦確定顯示位置并進(jìn)行了校準(zhǔn)調(diào)整以后，即使改變顯示位置，也能夠持續(xù)看到整個(gè)顯示圖像。即使顯示圖像的一部分中斷，由于該偏離較小，所以也容易進(jìn)行再次的校準(zhǔn)調(diào)整。

綜上所述，由于在對(duì)人體工學(xué)最佳的位置設(shè)置了第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，所以能夠通過(guò)第1階段的操作(圖7的上圖)將目鏡部配置在最佳的區(qū)域，此時(shí)，如果目鏡部的光軸與使用者的視線一致(大致一致)，則不進(jìn)行調(diào)整也能夠立即從目鏡部觀察顯示圖像。此外，即使在目鏡部的光軸與使用者的視線不一致(大致一致)，且缺少圖像的一部分的狀態(tài)下，也能夠通過(guò)第2階段的操作(圖7的下圖。校準(zhǔn)調(diào)整)立即(簡(jiǎn)單地)使目鏡部的光軸與使用者的視線一致。

此外在本實(shí)施方式中，L1≧5×L2。即，距離L1與距離L2的比L1/L2大于5，最理想的是L2＝0mm。

圖9示出關(guān)于距離L1、L2的大小關(guān)系(L1≧5×L2)的說(shuō)明圖。在圖9中，假設(shè)調(diào)整為在某個(gè)顯示位置處視線與光軸一致，然后以第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10為中心轉(zhuǎn)動(dòng)而改變顯示位置的狀況。這時(shí)視線與光軸偏離所以進(jìn)行校準(zhǔn)的再次調(diào)整，設(shè)此時(shí)的以第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為中心的修正角度(連結(jié)第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與光軸的出射端的直線的角度變化)為β。此外，設(shè)此時(shí)的仰角變化(連結(jié)眼球中心與光軸的出射端的直線的角度變化)為α。此外，設(shè)再次調(diào)整結(jié)束后視線與光軸一致時(shí)的眼球中心到光軸的出射端之間的距離為D。

首先，根據(jù)圖9，下式(1)成立。

tanα＝L2×sinβ/(D-L2+L2×cosβ) (1)

由于α、β為大致10度以下，所以根據(jù)上式(1)，下式(2)近似地成立。另外，在圖9中，為了容易理解，放大地圖示出α、β的角度。

α＝L2×β/D (2)

在第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心的附近的情況下，能夠使距離D近似于距離L1+L2。在設(shè)為L(zhǎng)1≧P×L2的情況下，根據(jù)上式(2)，下式(3)成立。

α≦β/(P+1) (3)

仰角變化α表示進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整時(shí)的顯示位置的偏離，該偏離越小越好。作為P＝5，假設(shè)修正角度β為顯示圖像的垂直方向的視野角(以下，也稱作垂直FOV)左右，即縱向1個(gè)畫面量。在該情況下，α≦β/6，仰角變化僅是比垂直FOV的1/6、即畫面的縱向1/6小的偏離。在光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)中，垂直FOV為5～9度左右，所以仰角變化α小于1.5度，即使進(jìn)行縱向1個(gè)畫面量的校準(zhǔn)調(diào)整，顯示位置也幾乎不會(huì)偏離。進(jìn)而在P充分大于5的情況(L1>>L2的情況)下，α成為大致0度，不會(huì)產(chǎn)生由于校準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致的仰角變化，顯示位置不會(huì)偏離。

例如圖10的(A)所示，設(shè)為在使顯示位置向上移動(dòng)時(shí)，看起來(lái)缺少虛像的下部。在本實(shí)施方式中，如圖10的(B)所示，由于能夠不改變視線的仰角地進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整，所以能夠調(diào)整為不改變之前確定的顯示位置(顯示窗的位置)地從目鏡看到虛像的全部。

如上所述，通過(guò)將第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20配置為L(zhǎng)1≧5×L2，能夠縮小由于校準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致的顯示位置的變化。即，在進(jìn)行圖7中說(shuō)明的2個(gè)階段的調(diào)整時(shí)，能夠幾乎不改變?cè)诘?段階中確定的顯示位置地進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整。當(dāng)通過(guò)校準(zhǔn)調(diào)整使顯示位置發(fā)生了變化時(shí)，產(chǎn)生如此后再次對(duì)顯示位置進(jìn)行微調(diào)那樣的繁雜性，但是在本實(shí)施方式中僅通過(guò)2個(gè)階段的調(diào)整就能夠?qū)崿F(xiàn)。

此外，在本實(shí)施方式中，L2≦5mm。

當(dāng)在L1＝5×L2(P＝5)中使用L1+L2＝30mm作為典型的值時(shí)，成為L(zhǎng)2＝5mm。即，通過(guò)設(shè)為L(zhǎng)2≦5mm，如在圖9中所述，能夠縮小由于校準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致的顯示位置的變化，實(shí)現(xiàn)了顯示位置的調(diào)整和校準(zhǔn)調(diào)整的2個(gè)階段的調(diào)整。

此外在本實(shí)施方式中，如圖6等所示，包含目鏡光軸40的假想平面30與第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10垂直(包含大致垂直)，假想平面30與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20垂直(包含大致垂直)。另外，假想平面30與轉(zhuǎn)動(dòng)軸10、20無(wú)需完全垂直，例如80度～90度的范圍即可。或者即使在設(shè)計(jì)為垂直的情況下，也可以由于公差等在個(gè)體之間存在波動(dòng)。

第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20均與假想平面30垂直是指第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與目鏡光軸40垂直，且第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20平行。

在假設(shè)第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10相對(duì)于目鏡光軸40傾斜的情況下，當(dāng)使顯示部140繞該第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以與目鏡光軸40垂直的軸為中心的旋轉(zhuǎn)的成分和以目鏡光軸40為中心的旋轉(zhuǎn)的成分混在一起。因此，顯示圖像由于以目鏡光軸40為中心的旋轉(zhuǎn)的成分而繞目鏡光軸40旋轉(zhuǎn)，需要對(duì)此進(jìn)行修正的進(jìn)一步的調(diào)整機(jī)構(gòu)。第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20不垂直的情況也產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。在該點(diǎn)上，在本實(shí)施方式中，由于第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20分別與目鏡光軸40垂直(大致垂直)，所以在通過(guò)第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10或第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20進(jìn)行調(diào)整時(shí)幾乎不存在以目鏡光軸40為中心的顯示圖像的旋轉(zhuǎn)。

此外，在第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10未完全穿過(guò)眼球中心64的情況下，當(dāng)使顯示部140繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，目鏡光軸40從眼球中心64偏離，但是該偏離在穿過(guò)目鏡光軸40并與第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10垂直的面內(nèi)發(fā)生。同樣，在通過(guò)第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20調(diào)整目鏡光軸40的朝向時(shí)，該目鏡光軸40的移動(dòng)在穿過(guò)目鏡光軸40并與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20垂直的面內(nèi)發(fā)生。在本實(shí)施方式中，由于第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20平行，所以目鏡光軸40進(jìn)行移動(dòng)的面一致(假想平面30)，能夠通過(guò)第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20校準(zhǔn)調(diào)整由于第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10導(dǎo)致的顯示位置的移動(dòng)而發(fā)生偏離的目鏡光軸40的朝向。

此外在本實(shí)施方式中，如圖6等所示，假想平面30與顯示為虛像50的圖像的垂直掃描方向DV平行。

顯示裝置選擇掃描行的像素并讀入像素值，依次對(duì)此進(jìn)行反復(fù)并顯示1個(gè)畫面的圖像。該掃描線的方向是水平掃描方向，與其垂直的方向是垂直掃描方向。并且，在虛像上看到在該顯示裝置的畫面中被定義的方向的是圖6的水平掃描方向DH、垂直掃描方向DV。

垂直掃描方向DV通常大致為佩戴者的視野的上下方向。由于假想平面30與垂直掃描方向DV平行，所以與假想平面垂直的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10大致為視野的左右方向。在該情況下，在圖1的眼鏡型框150或圖4的圍頸帶170等中，通過(guò)將第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10配置于鬢角附近，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近。在該配置中，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10(佩戴部與連接部130的連接點(diǎn))來(lái)到眼鏡型框150的鏡腿部或圍頸帶170的掛耳的延長(zhǎng)線上，成為連接部130自然安裝于佩戴部的位置。

此外在本實(shí)施方式中，在將佩戴部佩戴于頭部70的情況下，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)佩戴者的眼球60即可。

在圖6等中說(shuō)明了：通過(guò)將第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20配置在L1+L2＝30mm附近，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10在眼球中心64的附近穿過(guò)。實(shí)際上，只要配置為第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球60內(nèi)，則足夠?qū)崿F(xiàn)顯示位置的調(diào)整和校準(zhǔn)調(diào)整。更優(yōu)選的是，期望第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10通過(guò)距離眼球中心64為6mm(眼球60的半徑的一半)以內(nèi)。眼球中心64是將眼球60視為球時(shí)的球的中心。

另外，由于眼球60的位置、眼球60與耳朵80或者鼻子的位置關(guān)系、和眼球60的半徑等具有個(gè)體差異，所以在各種各樣的人使用相同的可佩戴裝置100的情況下，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10與眼球60的位置關(guān)系具有個(gè)體差異。因此，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)佩戴者的眼球60可以未必針對(duì)所有人，設(shè)計(jì)為在例如90％的人中第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球60即可。

此外在本實(shí)施方式中，如在圖7等中所說(shuō)明那樣，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10是利用顯示部140繞第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整虛像50在視野中的顯示位置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20是利用顯示部140繞第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整目鏡光軸40的方向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

在圖6等中對(duì)實(shí)現(xiàn)上述功能的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10和第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的配置條件進(jìn)行了說(shuō)明，但是可佩戴裝置100無(wú)需全部具備這些配置條件。即，可佩戴裝置100成為能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的配置結(jié)構(gòu)即可。第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10、第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20通過(guò)分別分擔(dān)顯示位置的調(diào)整、校準(zhǔn)調(diào)整這2個(gè)調(diào)整功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶負(fù)擔(dān)較少的調(diào)整機(jī)構(gòu)。尤其是在光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)等的目鏡窗142較小的頭戴式顯示器中效果較高，但是本發(fā)明還能夠適用于其他頭戴式顯示器。例如即使是視線與目鏡光軸不一致也能夠看到圖像的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)視線與目鏡光軸不一致時(shí)，無(wú)法充分發(fā)揮目鏡部的光學(xué)性能，但是通過(guò)使用本實(shí)施方式的調(diào)整機(jī)構(gòu)，能夠充分發(fā)揮光學(xué)性能。

2.詳細(xì)結(jié)構(gòu)、變形例

以下，對(duì)可佩戴裝置100的各個(gè)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和變形例進(jìn)行說(shuō)明。

圖11的(A)是構(gòu)成為正面觀察用的可佩戴裝置100的俯視圖，圖11的(B)是構(gòu)成為右側(cè)觀察用的可佩戴裝置100的俯視圖。

在正面觀察時(shí)，穿過(guò)眼球中心64的目鏡光軸40為前后方向(DZ-DY平面內(nèi))。即，是在視野的中央或其上下顯示顯示圖像的情況下的結(jié)構(gòu)。另一方面，在右側(cè)觀察時(shí)，穿過(guò)眼球中心64的目鏡光軸40向右側(cè)傾斜。即，是視野的中央的右側(cè)或其上下顯示顯示圖像的情況下的結(jié)構(gòu)。與正面觀察、右側(cè)觀察一起，從眼球中心64到目鏡窗142為12mm+12mm+6mm＝30mm前后。此外，在俯視圖中，眼鏡型框150(佩戴部)的對(duì)稱面152與眼球中心64的距離為26～36mm左右?？紤]這些尺寸，以使第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10穿過(guò)眼球中心64的附近的方式設(shè)定第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10。

圖12的(A)示出顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第1結(jié)構(gòu)例，圖12的(B)示出顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第2結(jié)構(gòu)例，圖12的(C)示出顯示部140的光學(xué)系統(tǒng)的第3結(jié)構(gòu)例。

第1結(jié)構(gòu)例包含顯示面板146和棱鏡PR1。棱鏡PR1使來(lái)自顯示面板146的光在內(nèi)部多次反射并將該光引導(dǎo)至目鏡窗142。此外棱鏡PR1根據(jù)光的入射端面或反射面的形狀而整體上具有正的折光度(屈光度、屈光力)，由此將虛像投影到眼睛。在該結(jié)構(gòu)中，從棱鏡PR1射出光的端面為目鏡窗142，該端面與目鏡光軸40(出射光軸)的交點(diǎn)為目鏡光軸40的出射端144。在第1結(jié)構(gòu)例中，通過(guò)使顯示面板146的光軸與目鏡光軸40形成銳角并且通過(guò)棱鏡PR1導(dǎo)光，顯示部140成為沿著眼鏡框的曲面的形狀。

第2結(jié)構(gòu)例包含顯示面板146、鏡片LN1和反射鏡MR1。來(lái)自顯示面板146的光穿過(guò)具有正的折光度的鏡片LN1后被反射鏡MR1反射，從目鏡窗142射出。在該結(jié)構(gòu)中，用于射出被反射鏡MR1反射的光的殼體的開(kāi)口部為目鏡窗142。此外，反射鏡MR1的反射面與目鏡光軸40的交點(diǎn)成為目鏡光軸40的出射端144。在第2結(jié)構(gòu)例中，通過(guò)使反射鏡MR1呈銳角地反射光(使光軸彎曲)，顯示部140盡可能地沿著眼鏡框的曲面。

第3結(jié)構(gòu)例包含顯示面板146、鏡片LN2和棱鏡PR2。來(lái)自顯示面板146的光穿過(guò)鏡片LN2后入射到棱鏡PR2，在棱鏡PR2的反射面反射，并從棱鏡PR2的端面射出。棱鏡PR2的入射面的形狀或鏡片LN2整體上具有正的折光度。在該結(jié)構(gòu)中，從棱鏡PR2射出光的端面為目鏡窗142，該端面與目鏡光軸40的交點(diǎn)為目鏡光軸40的出射端144。在第3結(jié)構(gòu)例中，通過(guò)使棱鏡PR2呈銳角地反射光(使光軸彎曲)，顯示部140盡可能地沿著眼鏡框的曲面。

圖13示出轉(zhuǎn)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)例。以第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為例進(jìn)行說(shuō)明，圓柱狀的突起作為軸148從顯示部140的殼體突出，圓筒狀的軸承132從連接部130突出。通過(guò)將軸148嵌入到該軸承132，軸148在軸承132之中轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。作為軸148的圓柱狀的突起的對(duì)稱軸和作為軸承132的圓筒狀的構(gòu)造的對(duì)稱軸為第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。

此外，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10也能夠通過(guò)同樣的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如在圖13中，眼鏡型框150的前部與鏡腿部通過(guò)鉸鏈連接，在鏡腿部側(cè)設(shè)有第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的軸承。或者，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的軸承可以設(shè)置在眼鏡型框150的前部。

另外，在第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的結(jié)構(gòu)中，可以在顯示部140側(cè)設(shè)有軸承。此外，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的軸承可以設(shè)置在鏡腿部。此外，眼鏡型框150可以不設(shè)置鉸鏈而一體形成前部和鏡腿部，在該一體形成的框中設(shè)有第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10的軸承。

圖14的(A)示出第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20和目鏡窗142的第1配置例，圖14的(B)示出第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20和目鏡窗142的第2配置例。

第1配置例是如圖12的(B)或圖12的(C)的筆直形狀的顯示部140中的配置例。在該配置例中，以使第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20穿過(guò)目鏡光軸40的出射端144的方式設(shè)置第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。例如，從第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20到目鏡光軸40的出射端144之間的距離為L(zhǎng)2＝0mm。通過(guò)采用這樣的第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，能夠不改變顯示位置地進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整。

第2配置例是如圖12的(A)這樣的彎曲形狀的顯示部140中的配置例。在該配置例中，以使第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20在比目鏡光軸40的出射端144靠近前(眼睛與目鏡窗142之間)處穿過(guò)的方式設(shè)置第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。例如，從第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20到目鏡光軸40的出射端144之間的距離為L(zhǎng)2＝5mm。通過(guò)采用這樣的第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，顯示部140與連接部130的連接位置靠近臉部，所以能夠?qū)⑹癸@示部140與連接部130一致的形狀形成為沿著眼鏡型框150的彎曲的形狀。此外，通過(guò)設(shè)從第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20到目鏡光軸40的出射端144之間的距離L2為5mm以內(nèi)，能夠幾乎不改變顯示位置地進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整。

另外，可以如第2配置例那樣，在直線形狀的顯示部140中以使第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20在比目鏡光軸40的出射端144靠近前處穿過(guò)的方式設(shè)置第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20?；蛘?，可以如第1配置例那樣，在彎曲形狀的顯示部140中以使第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20穿過(guò)目鏡光軸40的出射端144的方式設(shè)置第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。

圖15的(A)、圖15的(B)示出顯示位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的變形例。雖然在上述的實(shí)施方式中通過(guò)1個(gè)軸(第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10)調(diào)整了顯示位置，但是不限于此，也可以使用多個(gè)軸、或者不使用軸的(例如撓性機(jī)構(gòu)等)調(diào)整機(jī)構(gòu)。作為這樣的調(diào)整機(jī)構(gòu)的一例，圖15的(A)、圖15的(B)示出使用了連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。

在連桿機(jī)構(gòu)中具有2個(gè)軸14、15，各個(gè)軸與顯示部140通過(guò)連桿RK1、RK2(相當(dāng)于連接部130)連接。圖15的(A)是2根連桿RK1、RK2平行的情況的例子，圖15(B)是2根連桿RK1、RK2不平行的情況的例子。當(dāng)使用連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，使顯示部140不進(jìn)行單純的圓運(yùn)動(dòng)，而是能夠進(jìn)行如沿著眼鏡鏡片的運(yùn)動(dòng)。由此，顯示部140難以遠(yuǎn)離眼鏡鏡片。此外，如圖15的(B)所示，在使2個(gè)軸14、15之間的距離比顯示部140側(cè)的連桿間距離窄的情況下，能夠構(gòu)成為伴隨連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)使光軸40持續(xù)朝向眼球中心64。另外，在采用了連桿機(jī)構(gòu)的情況下，還可以將2個(gè)軸14、15中的任意軸(或者它們的中間)視為第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10，或者可以認(rèn)為與如在圖16等中說(shuō)明的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10不明確的結(jié)構(gòu)相同。

第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20例如能夠如以下這樣構(gòu)成。即，通過(guò)第3連桿連接連桿RK1、RK2的顯示部140，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接該第3連桿與顯示部140的殼體，設(shè)該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20即可。

3.可佩戴裝置的第2結(jié)構(gòu)例

圖16示出可佩戴裝置100的第2結(jié)構(gòu)例。雖然在圖1等中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)例中設(shè)有2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但是在第2結(jié)構(gòu)例中僅設(shè)有第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸10根據(jù)個(gè)體差異或佩戴狀態(tài)而不明確存在。

可佩戴裝置100包含：佩戴部，其佩戴于佩戴者的頭部；以及顯示部140，其在佩戴者的視野的一部分中顯示虛像。顯示部140以能夠繞與假想平面30垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與佩戴部連接，該假想平面30是包含顯示部140的目鏡光軸40的假想的平面。在設(shè)從轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與假想平面30的交點(diǎn)到目鏡光軸40的出射端144之間的距離為L(zhǎng)2的情況下，L2≦5m。目鏡光軸40和假想平面30、出射端144、距離L2的定義如在圖6中所說(shuō)明。

更具體來(lái)說(shuō)，佩戴部是眼鏡型框150。顯示部140設(shè)置于眼鏡型框150的邊圈部158。顯示部140是能夠通過(guò)例如光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)這樣的細(xì)長(zhǎng)的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的顯示部。

邊圈部158是用于將鏡片固定于眼鏡型框150的前部的框。另外，也可以不存在鏡片，僅存在該框。

顯示部140嵌入到例如邊圈部158的內(nèi)側(cè)(靠近臉部的一側(cè))，無(wú)法直接從外側(cè)(正面?zhèn)?看到。邊圈部與顯示部140通過(guò)例如軸承和軸等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。由于將顯示部140內(nèi)置于邊圈部158，最好在細(xì)長(zhǎng)的顯示部140的中心附近具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸20。例如，轉(zhuǎn)動(dòng)軸20穿過(guò)設(shè)置于光的出射端的反射鏡或棱鏡的反射面與目鏡光軸的交點(diǎn)(反射鏡或者棱鏡的截面的中心)。

雖然在本結(jié)構(gòu)例中，能夠調(diào)整的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為1個(gè)(轉(zhuǎn)動(dòng)軸20)，但是能夠假設(shè)眼鏡型框150的鏡腿部的掛耳附近具有假想的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。該假想的轉(zhuǎn)動(dòng)軸由于個(gè)體差異等在外觀上發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，不是用戶有意地調(diào)整。由于該假想的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是與頭部70的左右方向平行(大致平行)的軸，所以轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與頭部70的左右方向平行(大致平行)配置。因此，顯示部140配置在包圍鏡片的周圍的邊圈部158的上部或者下部的內(nèi)側(cè)。

另外，不限于將顯示部140內(nèi)置于眼鏡型框150的邊圈部158的情況，只要是僅設(shè)置有第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)且L2≦5mm，則都能夠應(yīng)用本發(fā)明。

圖17的(A)～圖18示出第2結(jié)構(gòu)例中的校準(zhǔn)調(diào)整的說(shuō)明圖。

圖17的(A)和圖17的(B)示出不同的佩戴者佩戴了相同的可佩戴裝置100的狀態(tài)。耳朵80的高度和眼球60的位置根據(jù)佩戴者而不同，所以即使是圖17的(A)所示的一方的佩戴者時(shí)目鏡光軸40穿過(guò)眼球中心64的情況下，圖17的(B)所示的另一方的佩戴者時(shí)有時(shí)目鏡光軸40也不穿過(guò)眼球中心64。在目鏡光軸40不穿過(guò)眼球中心64的情況下，有可能看到缺少虛像的一部分，所以需要校準(zhǔn)調(diào)整。

圖18是關(guān)于距離L2的條件(L2≦5mm)的說(shuō)明圖。在圖18中，假設(shè)在佩戴者戴眼鏡型框150時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整的狀況。設(shè)以校準(zhǔn)調(diào)整時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸20為中心的修正角度(連結(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與光軸的出射端的直線的角度變化)為β。此外，設(shè)此時(shí)的仰角變化(連結(jié)眼球中心與光軸的出射端的直線的角度變化)為α。此外，設(shè)校準(zhǔn)調(diào)整結(jié)束后視線與光軸一致時(shí)的眼球中心到光軸的出射端之間的距離為D。

首先，根據(jù)圖18，下式(4)成立。

tanα＝L2×sinβ/(D-L2+L2×cosβ) (4)

由于α、β為大致10度以下，所以根據(jù)上式(4)，下式(5)近似地成立。另外，在圖18中，為了容易理解，放大地圖示出α、β的角度。

α＝L2×β/D (5)

在將顯示部140嵌入到眼鏡型框150的邊圈部158的情況下，由于為25mm≦D≦30mm的程度，所以只要是L2≦5mm，則仰角變化α收斂于修正角度β的1/5左右。即，當(dāng)假設(shè)修正角度β為垂直FOV左右時(shí)，由于校準(zhǔn)調(diào)整而產(chǎn)生的仰角變化α為垂直FOV的1/5左右。由于在光瞳分割透視光學(xué)系統(tǒng)中垂直FOV為5～9度左右，所以仰角變化α為1～1.8度左右，幾乎不存在由于校準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致的顯示位置的變化。

在采用了以上的第2結(jié)構(gòu)例的情況下，能夠通過(guò)將顯示部140嵌入到眼鏡型框150的邊圈部158的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)頭戴式顯示器。此外，雖然將顯示部140的位置固定于邊圈部158，由此需要進(jìn)行根據(jù)個(gè)體差異的校準(zhǔn)調(diào)整，但是通過(guò)設(shè)有L2≦5mm的轉(zhuǎn)動(dòng)軸20，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整來(lái)使目鏡光軸40與視線一致。

以上對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明不限于各個(gè)實(shí)施方式及其變形例本身，在實(shí)施階段，能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)對(duì)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行變形而具體化。此外，通過(guò)適當(dāng)組合上述各個(gè)實(shí)施方式和變形例所公開(kāi)的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素，能夠形成各種發(fā)明。例如，可以從各個(gè)實(shí)施方式和變形例所記載的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除若干個(gè)結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，可以適當(dāng)組合不同實(shí)施方式和變形例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素。這樣，能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種變形和應(yīng)用。此外，在說(shuō)明書或附圖中，對(duì)于至少一次地與更廣義或同義的不同術(shù)語(yǔ)一起記載的術(shù)語(yǔ)，在說(shuō)明書或附圖的任何位置處，都可以將其置換為該不同的術(shù)語(yǔ)。