头戴式显示装置的制作方法

专利名称：头戴式显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及头戴式显示装置。
背景技术：
以往，作为佩戴在人头上的头戴式显示装置，提出了各种显示装置，其包括显示元件和目镜光学系统，使得显示在该显示元件上的图像被该目镜光学系统放大以作为虚像观察。此类头戴式显示装置由个人佩戴，从而期望执行适合于个人的相应视力的显示。为了满足这样的期望，例如，已知一种显示装置，其包括用于在光轴方向上移动显示元件的移动机构和设置在壳体外的该移动机构的操作部，通过该操作部的操作来经由该移动机构移动该显示元件(例如参见日本特开平7-131740和特开平8-140013)。还已知另一种显示装置，其包括屈光度调节钮，并且具有被配置成可通过该屈光度调节钮的旋转在光轴方向上相对于目镜移动的显示元件，从而能够进行屈光度调节(例如参见日本特开2004-29768)。另外，还已知另一种显示装置，其被配置成包括显示元件和目镜光学系统的显示单元的安装位置能够相对于佩戴者的头部前后调节，从而能够调节虚像的位置(例如参见日本特开平10-74051)。

发明内容
同时，该头戴式显示装置是要用于观察由显示元件形成的影像(图像)，因此期望在对于外界光的遮光特性和对于外界灰尘的防尘特性方面出色。另外，根据预期的用途，还可能要求防滴特性和防水特性。然而，特开平7-131740和特开平8-140013中公开的上述头戴式显示装置都在壳体内部包括用于移动显示元件的移动机构。因此，担心因移动机构的滑动等所导致的滑动构件的磨损而产生的尘屑粘附到显示元件和目镜光学系统上，这会对影像观察带来不利影响。另外，操作部通过壳体中形成的开口与移动机构相连。从而，需要巧妙地设置该开口以保证遮光特性和防尘特性，其会导致结构变得复杂。特别地，要保证防滴特性和防水特性时，结构变得更加复杂。考虑到上述的问题而提出本发明，因此本发明的目的在于提供一种能够用简单结构确保遮光特性和防尘特性、并且还能够容易地确保防滴特性和防水特性的头戴式显示装置。根据本发明的第一方面的头戴式显示装置包括第一壳体，其至少内置了显示元件，并且具有用于投射来自所述显示元件的图像光的光投射窗；第二壳体，其内置了具有屈光力的目镜光学系统，并且具有用于接收通过所述光投射窗投射的入射图像光的光接收窗和用于射出通过了所述目镜光学系统的图像光的目镜窗；和结合部，其用于将所述第二壳体结合至所述第一壳体，使得所述光投射窗与所述光接收窗之间的光路长度可调。根据本发明的第二方面，在根据第一方面的头戴式显示装置中，在使用时，所述第一壳体被保持在用户的头部的侧面，使得所述光投射窗向着用户的脸所朝向的同一侧开放；并且在使用时，所述第二壳体被设置成所述光接收窗和所述目镜窗向着所述用户的脸侧开放。根据本发明的第三方面，在根据第一方面的头戴式显示装置中，所述第一壳体在其侧面外侧具有引导部；并且所述结合部具有滑动部件，该滑动部件被设置在所述第二壳体上并且被沿着所述引导部引导而可滑动地与所述第一壳体结合。根据本发明的第四方面，在根据第三方面的头戴式显示装置中，所述第一壳体和所述第二壳体各具有遮光部件以在所述滑动部件的整个滑动范围内遮蔽进入到所述光投射窗与光接收窗之间的光路中的外界光。根据本发明的第五方面，在根据第四方面的头戴式显示装置中，所述滑动部件还充当所述第二壳体的遮光部件。根据本发明的第六方面，在根据第三方面的头戴式显示装置中，所述滑动部件被设置为封闭所述光投射窗与所述光接收窗之间的光路。根据本发明的第七方面，在根据第四方面的头戴式显示装置中，所述滑动部件可拆卸地附接至所述第一壳体。根据本发明的第八方面，根据第一方面的头戴式显示装置还包括对于来自所述显示元件的图像光透明的窗部件，所述窗部件被设置为靠近所述光投射窗与所述光接收窗中的至少一个。根据本发明的第九方面，在根据第一方面的头戴式显示装置中，在使用时，所述第一壳体被保持在用户的头部的侧面，使得所述光投射窗相对于所述用户的脸沿着横向朝内开放；并且所述第二壳体被设置成在使用时，在所述用户的脸的前面，所述光接收窗相对于所述用户的脸沿着横向朝外开放，并且所述目镜窗在所述第一壳体附近的眼球的视野内， 朝向所述用户的脸开放。根据本发明的第十方面，在根据第一方面的头戴式显示装置中，在使用时，所述第一壳体被保持在所述用户的头部的侧面，使得所述光投射窗相对于所述用户的脸沿着横向朝内开放；在使用时，所述第二壳体被设置为所述光接收窗相对于所述用户的脸沿着横向朝外开放，并且所述目镜窗朝向所述用户的脸开放；并且所述结合部将所述第二壳体结合至所述第一壳体，使得所述第二壳体可相对于所述用户横向滑动。根据本发明的第十一方面，在根据第一方面的头戴式显示装置中，
所述目镜光学系统具有正屈光力并且接收从所述显示元件入射的图像光，将所述图像光引导到佩戴者的眼球的前面，并朝着眼球射出图像光，从而能够观察到由该图像光形成的虚像；所述头戴式显示装置包括滑动操作部，其被设置为能够在所述佩戴者的头部的前后方向上相对于所述第一壳体滑动；并且所述滑动操作部与所述显示元件或所述目镜光学系统中的光学元件中的至少一方结合，使得当所述滑动操作部在所述佩戴者的前向上滑动时所述显示元件与所述光学元件之间的光路长度增加。根据本发明的第十二方面，在根据第十一方面的头戴式显示装置中，所述显示元件被固定在所述第一壳体上；所述光学元件被固定在所述第二壳体上；并且所述滑动操作部被可滑动地设置在所述第一壳体上并且与所述第二壳体结合，从而经由所述第二壳体附接至所述光学元件。根据本发明的第十三方面，在根据第十二方面的头戴式显示装置中，所述滑动操作部被设置为可在所述第一壳体的外表面上滑动。根据本发明的第十四方面，在根据第十三方面的头戴式显示装置中，所述滑动操作部被设置为可相对于所述第一壳体滑动，使得能够在所述佩戴者的视野内在向下倾斜的视线中观察到虚像。根据本发明的第十五方面的头戴式显示装置包括显示元件；容纳所述显示元件的壳体；具有正屈光力的目镜光学系统，其接收从所述显示元件入射的图像光，将所述图像光引导到佩戴者的眼球的前面，并朝着眼球发出所述图像光，从而能够观察到由所述图像光形成的虚像；和滑动操作部，其被设置为可在所述佩戴者的头部的前后方向上相对于所述壳体滑动，其中，所述滑动操作部与所述显示元件或在所述目镜光学系统中的光学元件中的至少一方结合，使得当所述滑动操作部在所述佩戴者的前向上滑动时所述显示元件与所述光学元件之间的光路长度增加。根据本发明的第十六方面，在根据第十五方面的头戴式显示装置中，所述显示元件被固定在所述壳体上；并且所述光学元件与所述滑动操作部结合。根据本发明的第十七方面，在根据第十六方面的头戴式显示装置中，所述光学元件包括光导部件，该光导部件具有用于接收从所述显示元件入射的图像光的入射面和用于朝着所述佩戴者的眼球发出所述图像光的出射面，所述入射面和所述出射面相对于所述佩戴者位于近侧。根据本发明的第十八方面，在根据第十六方面的头戴式显示装置中，所述壳体具有第一壳体和第二壳体；所述显示元件被固定在所述第一壳体上；
所述光学元件被固定在所述第二壳体上；以及所述滑动操作部被可滑动地设置在所述第一壳体上并且与所述第二壳体结合，从而经由所述第二壳体附接至所述光学元件。根据本发明的第十九方面，在根据第十八方面的头戴式显示装置中，所述滑动操作部被设置为可在所述第一壳体的外表面上滑动。根据本发明的第二十方面，在根据第十九方面的头戴式显示装置中，所述滑动操作部被设置为可相对于所述第一壳体滑动，使得能够在所述佩戴者的视野内在向下倾斜的视线中观察到虚像。注意，根据本发明的术语“壳体”不仅指代用于在内部收纳光学元件和/或电子元件的容器而且指代用于引导光的部件等。在根据本发明的头戴式显示装置中，内置有具有屈光力的目镜光学系统并且具有光接收窗和目镜窗的第二壳体通过结合部与至少内置有显示元件并且具有投射窗的第一壳体结合，从而可以调节该光投射窗与该光接收窗之间的光路长度，以通过简单的结构来保证遮光特性和防尘特性并易于保证防滴特性和防水特性。


图1是示出了根据本发明第一实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图；图2是图1的第二壳体在滑动前后的放大示意截面图；图3是从不同方向观察的第二壳体的主体的示意立体图；图4是从内侧和外侧观察的第一壳体的主体的示意立体图；图5是图1的第二壳体的主体在滑动前后的示意立体图；图6是示出了根据本发明第二实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图；图7是彼此分开的图6所示第一壳体和第二壳体的示意立体图；图8是示出了附接在眼镜上的图6所示头戴式显示装置的示意立体图；图9是示出了根据本发明第三实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图；图10是彼此分开的图9所示第一壳体和第二壳体的示意立体图；图11示出了图9的头戴式显示装置如何使用；图12是根据本发明第四实施方式的头戴式显示装置的第二壳体和第一壳体的示意立体图，该第二壳体和该第一壳体彼此分开；图13是附接在眼镜上的图12所示头戴式显示装置的示意立体图；图14是根据本发明第五实施方式的头戴式显示装置的第二壳体和第一壳体的示意立体图，该第一壳体和该第二壳体彼此分开；图15是彼此结合的图14所示第一壳体和第二壳体的示意立体图；图16是示出了附接在眼镜上的图15所示头戴式显示装置的示意立体图；图17是示出了根据本发明第六实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面面图；




图18示出了根据本发明第七实施方式的头戴式显示装置的主体结构； 图19是示出了根据本发明第八实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截
图20示出了图19所示第一壳体和第二壳体的示意内部结构； 图21是彼此分开的图19所示第一壳体和第二壳体的示意立体图； 图22是示出图19所示头戴式显示装置的滑动操作的俯视图和侧视图； 图23是示出了根据本发明第九实施方式的头戴式显示装置的主体结构的侧视
图M是彼此分开的图23所示第一壳体和第二壳体的示意立体图； 图25示出了根据本发明第十实施方式的头戴式显示装置的主体结构的横截面
图沈是彼此分开的图25所示第一壳体和第二壳体的示意立体图； 图27是附接在眼镜上的图25所示头戴式显示装置的立体图； 图观是根据本发明第十一实施方式的头戴式显示装置的主体结构的放大图； 图四示出了在根据本发明的头戴式显示装置中如何改变到虚像的距离； 图30示出了附接到头戴式耳机上进行使用的根据本发明的头戴式显示装置。 标号说明
10，50，60，70，80，90 头戴式显示装置
11 Ila
Ilfaig 12 12a 12b 12c 13 21 25
31
32
33.54.93
34.53.94 41,55,71 42，43 44，45
51
52 55a 61
第一壳体光投射窗遮光部件第二壳体光接收窗目镜窗遮光部件结合部显示面板窗玻璃
目镜光学系统棱镜目镜
光导部件滑动部件引导孔引导销第一透镜第二透镜操作部管状部件0122]91
0123]92
0124]101
全反射棱镜前透镜头戴式耳机
0125]110，130，140，150，160 头戴式显示装置
0126]111壳体
0127]Illa第一部
0128]Illb第二部
0129]Illc目镜窗
0130]Illd引导孔
0131]112固定部
0132]113显示面板
0133]114目镜光学系统
0134]115光导部件
0135]116目镜
0136]117a入射面
0137]117b出射面
0138]121滑动部件
0139]122滑动操作部
0140]131第一壳体
0141]131a出射窗
0142]131b, 131c 引导孔
0143]131f, 131g 遮檐
0144]132第二壳体
0145]132a入射窗
0146]132b目镜窗
0147]132c遮檐
0148]133固定部
0149]133a球窝接头
0150]134棱镜
0151]135滑动操作部
0152]136,137 引导销
0153]151目镜光学系统
0154]152第一透镜
0155]153第二透镜
0156]154光导部件
0157]161目镜光学系统
0158]162内焦透镜
0159]165透镜筒
0160]Ee右眼球
EG眼镜
Tr镜脚
VI虚像
H佩戴者
具体实施例方式在下文中，根据

本发明的实施方式。在以下的实施方式中，为了说明方便，对用于右眼的头戴式显示装置进行说明。然而，不用说本发明的头戴式显示装置不仅限于右眼，也可类似地应用于左眼。〈第一实施方式〉图1到5示出了根据本发明第一实施方式的头戴式显示装置。图1是示出了根据本发明第一实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图，图2A和2B分别是滑动前后的图1所示第二壳体的放大示意截面图。图3A和;3B是从不同方向观察的该第二壳体的主体的示意立体图；图4A和4B分别是从内侧和外侧观察的第一壳体的主体的示意立体图；图5A和5B分别是滑动前后的图1所示第二壳体的主体的示意立体图；根据本实施方式的头戴式显示装置10具有第一壳体11、第二壳体12和用于将第二壳体12可移动地结合至第一壳体11的结合部13。第一壳体11具有固定部15，通过该固定部15将头戴式显示装置10附接至头戴式耳机的头部支撑部或附接至眼镜的镜脚。图 1例示了固定部15具有球窝接头1 的情况，并且第一壳体11经由该球窝接头1 附接在眼镜EG的右侧的镜脚Tk上。当安装到用户的头部的右边进行使用时，第一壳体11形成为在前后方向上延伸的长盒状，具有从其两侧伸出的上表面和下表面。第一壳体11在其中至少包含充当显示元件的诸如液晶面板和有机EL面板的显示面板21。图1例示了第一壳体11内置了显示面板 21之外的电子元件(诸如安装有显示面板21用的驱动电路等的电路板22、纽扣电池23和连接在显示面板21与电路板22之间的柔性印刷电路板24)的情况。当按照图1中所示使用时，第一壳体11具有形成在其前端的光投射窗11a，其朝向前向开放，即，朝向用户的脸的同一侧开放。窗玻璃25(其是对于从显示面板21发出的图像光透明的窗部件)布置在光投射窗Ila中，以盖住光投射窗Ila的开口。于是，来自显示面板21的图像光通过窗玻璃25而从光投射窗Ila朝着用户的脸的前面投射。第二壳体12通过结合部13与第一壳体11结合，并且与第一壳体11的延伸方向成钝角地在横向上从第一壳体11的前端部延伸到用户的右眼球&的前面。在使用时，在第二壳体12上形成有光接收窗1 和目镜窗12b，光接收窗12和目镜窗12b朝向用户的脸侧开放，并且在光接收窗1 与目镜窗12b之间内置了目镜光学系统31。目镜光学系统31 具有被布置为盖住光接收窗12a的开口的光路长度校正用的棱镜32、具有正屈光力并且被布置为盖住目镜窗12b的目镜33和布置在棱镜32与目镜33之间的光导部件34。因此，棱镜32还充当光接收窗12a的窗部件。光导部件34由梯形的棱镜构成，其具有面积相对较大的第一光学面34a、面积相对较小且与第一光学面3 相对的第二光学面34b及倾斜地连接第一光学面3 和第二光学面34b的第三光学面3 和第四光学面34d。第一光学面3 在一个端部具有图像光的入射面并在另一端部具有图像光的出射面。来自显示面板21的图像光通过棱镜32入射在第一光学面3 上，然后在光导部件34中相继在第三光学面3 上、第一光学面3 上、第二光学面34b上、第一光学面3 上以及第四光学面34d上反射五次，然后从第一光学面34a的出射面射出，被目镜33会聚而射入右眼球&。这使得用户能够观察到由图像光形成的虚像。结合部13包括与第二壳体12—体的具有中空结构的滑动部件41。滑动部件41 附接到第一壳体11的外表面上从而可通过用户的滑动操作而沿着第一壳体11的延伸方向滑动。为此，如图3A和图;3B所示，在滑动部件41的滑动面侧(内表面侧)在滑动方向上间隔开地形成两个引导孔42、43，引导孔42、43分别在滑动方向上延伸。另外，如图4B中所示，结合部13在其外表侧具有引导销44、45，引导销44、45与滑动部件41的两个引导孔 42,43接合。引导销44、45分别在顶端具有凸缘部44a、45a，从而防止引导销44、45脱离对应的引导孔42、43。另外，引导孔42、43具有形成在其端部的开口 42a、43a，从而使对应的引导销44、45的凸缘部44a、45a能够经由开口 4h、43a插入和脱出。这个结构使得第二壳体12能够通过结合部13可拆卸地与第一壳体11结合。于是，当与第一壳体11接合进行使用时，可通过用户对滑动部件41的滑动操作，使第二壳体 12在第一壳体11的延伸方向上，即，在用户的头部的前后方向上滑动。另外，在使用时，形成在滑动部件41中的引导孔42、43和形成在第一壳体11的外表面中的引导销44、45从外部不可见，这也有利于美观。可通过对第一壳体11的摩擦力或已知的滑动支持机构(未示出)，操作滑动部件41而保持在任意滑动位置。另外，第一壳体11配备有遮光部件llf、llg，其被形成为在滑动部件41的滑动范围中从上下表面向前突出，从而在竖直方向上夹着第二壳体12。第二壳体12配备有遮光部件12c，其形成在滑动部件41的滑动操作范围中，可在第一壳体11的内表面上滑动，使得第一壳体11的前端部在横向上夹在遮光部件12c与滑动部件41之间。使用这个结构，光投射窗Ila与光接收窗1 之间的光路与滑动部件41协同从而在滑动部件41的整个滑动范围中遮蔽外界光。根据本实施方式的头戴式显示装置10，例如，当用户在前向上移动图2A和5A的滑动部件41时，如图2B和5B中所示，第二壳体12在同一方向上与滑动部件41 一体地移动。 如此，调节了第一壳体11的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路长度。 特别地，当第二壳体12从图2A的状态改变到图2B的状态时，容纳在第一壳体11中的显示面板21与容纳在第二壳体12中的目镜光学系统31之间的距离增加。更确切地说，显示面板21与目镜33之间的光路长度增加，结果由图像光形成的虚像的位置离开更远。因此，滑动部件41和虚像在同一方向上移动，其使得用户能够通过直觉的滑动操作对屈光度进行调节。另外，引导销44、45在第一壳体11的延伸方向上间隔开，因此能够在其间保证长距离，这使得引导的偏斜很小，使得能够进行稳定的屈光度调节。另外，第一壳体11和第二壳体12在内部都不具有用于屈光度调节的移动机构，因此不会有因为移动机构的滑动等所导致的滑动部件的磨损而产生的尘埃。另外，第一壳体和第二壳体二者都能够容易地提高密封性。在目镜光学系统31滑动的同时，显示面板21是固定的，从而滑动操作不会导致电子元件的移动，更不易出现故障。另外，滑动部件41附接至第一壳体11的外表面，这使得用户不用脱下头戴式显示装置10即可容易地操作滑动部件41。
另外，第一壳体11的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路与滑动部件41协同而被第一壳体11的遮光部件llf、Ilg和第二壳体12的遮光部件12c在滑动部件41的滑动范围中完全封闭。如此，遮蔽了外界光进入光路，使得能够与屈光度调节量无关地观察到质量稳定的虚像。另外，防止了外界光进入光投射窗Ila和光接收窗12a， 这有效地防止了尘埃粘附到光投射窗Ila的窗玻璃25的外表面和光接收窗12a的棱镜32 的外表面。结果，能够在很长的时间里稳定地观察到品质优良的虚像。另外，设置在第二壳体12上的滑动部件41被可拆卸地附接到第一壳体11。因此，即使在尘埃粘附到窗玻璃25 和棱镜32的外表面上的情况下，也可将滑动部件41从第一壳体11卸下从而使第一壳体11 与第二壳体12彼此分开，使得能够对窗玻璃25和棱镜32进行清洁。另外，遮光部件llf、 Ilg未遮盖窗玻璃25的右侧和左侧，因此可以用棉拭等从左右容易地彻底清洁窗玻璃25。 类似地，可以使用棉拭等从上下彻底地清洁棱镜32。第一壳体11通过具有球窝接头15a的固定部15固定在眼镜EG的镜脚Tk上。因此，除通过滑动部件41进行的第二壳体12的前后移动所实现的屈光度调节之外，第一壳体 11和第二壳体12能够一体地绕球窝接头1 上下左右移动，从而上下左右地调节目镜窗 12b的位置以位于右眼球&的前面。〈第二实施方式〉图6到8示出了根据本发明第二实施方式的头戴式显示装置。图6是示出了头戴式显示装置的主体结构的示意截面图；图7是彼此分开的第一壳体和第二壳体的示意立体图；图8是示出了附接到眼镜EG上的该头戴式显示装置的示意立体图。根据本实施方式的头戴式显示装置50与根据第一实施方式的头戴式显示装置10之间的不同之处主要在于目镜光学系统31和结合部13。因此，用相同的标号指示功能与第一实施方式的头戴式显示装置10类似的构成要素，并且忽略其说明。目镜光学系统31包括具有正屈光力的第一透镜51、具有负屈光力的第二透镜52、 光导部件53和具有正屈光力的目镜M，使得目镜光学系统31整体上具有正屈光力。第一透镜51布置在第一壳体11中从而盖住第一壳体11的光投射窗11a。第二透镜52布置在第二壳体12中从而盖住第二壳体12的光接收窗12a。目镜M布置在第二壳体12中从而盖住第二壳体12的目镜窗12b。光导部件53由棱镜构成，其被配置成使得通过了第二透镜52并且从入射面53a 入射的图像光相继地在反射平面5 和反射平面53c上反射两次，而且使其穿过目镜M 而从出射面53d输出到入射侧的同一侧。入射面53a被加工成与目镜光学系统31的光轴 (即，入射图像光的中心光线)垂直，并且第二透镜52被粘接至入射面53a。光导部件53 的出射面53d被加工成与目镜光学系统31的光轴(即，在反射平面53c上反射的图像光的中心光线)垂直，并且目镜M被粘接至出射面53d。结合部13包括一体地形成在第二壳体12上的板状滑动部件55。例如，滑动部件 55可拆卸地与形成结合部13的燕尾槽Ilh接合，燕尾槽Ilh形成在第一壳体的外表面侧， 并且沿着第一壳体11的延伸方向在第一壳体11的外表面上滑动。类似地，例如形成在第二壳体12上的遮光部件12c可拆卸地与形成在第一壳体11的内表面侧的燕尾槽Ili接合， 并且沿着第一壳体11的延伸方向在第一壳体11的内表面上滑动。注意滑动部件55具有形成在滑动部件阳的外表面上的由用户的手指触摸的操作部^a。操作部5 上形成有防滑部，该防滑部具有细条状的多个凹凸或多个粗糙部。根据本实施方式的头戴式显示装置50，与第二壳体12结合的滑动部件55相对于第一壳体U滑动操作，从而调节构成目镜光学系统31并且设置在第一壳体11的光投射窗 Ila处的第一透镜51与构成目镜光学系统31并且设置在第二壳体12的光接收窗1 处的第二透镜52之间的光路长度，使得当第二壳体12向前移动时光路长度增加。另外，在滑动部件55的整个滑动范围中，第一壳体11的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路长度由滑动部件阳、第一壳体11的遮光部件IlfUlg和第二壳体12的遮光部件 12c封闭。因此，能够获得与第一实施方式的情况相似的效果。在本实施方式中，目镜M被粘接至光导部件53的出射面53d，因此第二壳体12可以配置成仅由其入射侧保持光导部件53，而光导部件53的出射侧露出。在这种情况下，也可以把光导部件53认为是第二壳体的一部分。另外，尽管可以卸下第二壳体12和光导部件53以清除所粘附的灰尘或水，但是因为第一壳体11包括显示面板21和用于驱动该显示面板的电路，难以卸下第一壳体11来清除所进入的水或灰尘。因此，把第一壳体11形成为具有很好的密封性是很重要的。〈第三实施方式〉图9到11示出了根据本发明第三实施方式的头戴式显示装置。图9是示出了根据本发明第三实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图；图10是彼此分开的第一壳体和第二壳体的示意立体图；图11示出了如何使用该头戴式显示装置。根据本实施方式的头戴式显示装置60与根据第二实施方式的头戴式显示装置50的不同之处在于第一壳体11和结合部13的结构。因此，用相同的标号指示功能与第二实施方式的头戴式显示装置50类似的构成要素，并且忽略其说明。具体而言，在本实施方式中，第一壳体11形成为管状的外形，并且被配置成经由固定部15固定在眼镜EG的镜脚Tk上。另外，结合部13具有与第二壳体12形成为一体的管状部件61。管状部件61在第一壳体11的管状的前端部处可转动地接合而被保持，从而可在轴向上滑动。使用这个结构，第二壳体12能够通过管状部件61在第一壳体11的轴向上滑动从而进行屈光度调节。 另外，能够通过管状部件61相对于第一壳体11转动第二壳体12，从而在视野内在垂直方向 (高度方向)上调节目镜窗12b的位置。根据本实施方式的头戴式显示装置60，能够获得与第二实施方式的情况类似的效果。特别地，在本实施方式中，在第二壳体12的前后方向上的整个移动范围中，第一壳体11 的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路由管状部件61封闭。因此，头戴式显示装置60的遮光特性和防尘特性得以进一步提高。〈第四实施方式〉图12和13示出了根据本发明第四实施方式的头戴式显示装置。图12A和12B是根据本发明第四实施方式的头戴式显示装置的第二壳体和第一壳体的示意立体图，该第二壳体和该第一壳体彼此分开；并且图13是附接到眼镜EG上的该头戴式显示装置的示意立体图。根据本实施方式的头戴式显示装置70与根据第二实施方式的头戴式显示装置50的不同之处主要在于结合部13和遮光部件12c。因此，用相同的标号指示功能与第一实施方式的头戴式显示装置50类似的构成要素，并且忽略其说明。
具体而言，连接部件13包括一体地形成在第二壳体12上而在第一壳体11的下表面上滑动的板状滑动部件71。例如，滑动部件71具有形成在其滑动面侧的燕尾槽71a，同时第一壳体11具有形成在其下表面中的凸榫llj，凸榫Ilj与滑动部件71的燕尾槽71a可拆卸地接合。于是，通过滑动部件71的燕尾槽71a与第一壳体11的凸榫Ilj之间的接合， 第二壳体12与第一壳体11结合从而可在用户的头部的前后方向上相对于第一壳体11滑动。使用这个结构，能够通过滑动部件71的滑动操作进行屈光度调节。另外，第二壳体12的遮光部件12c被形成为与滑动部件71结合，在使用时位于内侧(头部侧)。因此，遮光部件12c与滑动部件71 —起形成L角。另外，第一壳体11的遮光部件IlfUlg被形成为在使用时从上表面和外表面向前伸出。因此，遮光部件IlfUlg 形成L角。于是，在使用时，在滑动部件71的整个滑动范围中，第一壳体11的光投射窗Ila 与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路被滑动部件71和遮光部件IlfUlg封闭，使得外界光被遮蔽而不会进入光路。根据本实施方式的头戴式显示装置70，能够获得与第二实施方式的情况类似的效果。特别地，在本实施方式中，遮光部件IlfUlg形成第一壳体11侧的L角，同时滑动部件 71和遮光部件12c形成第二壳体12侧的L角。因此，即使遮光部件IlfUlg或滑动部件 71及遮光部件12c的厚度减小时，也易于保证强度，这使得重量减轻。〈第五实施方式〉图14、15和16示出了根据本发明第五实施方式的头戴式显示装置。图14A和14B 是该头戴式显示装置的第二壳体和第一壳体的示意立体图，该第一壳体和该第二壳体彼此分开；图15是彼此结合的第一壳体和第二壳体的示意立体图；图16是示出了附接到眼镜 EG上的该头戴式显示装置的示意立体图。本实施方式的头戴式显示装置80与第四实施方式的头戴式显示装置70的区别主要在于结合部13、第二壳体12和遮光部件12c的机构。 因此，用相同的标号指示功能与第四实施方式的头戴式显示装置70类似的构成要素，并且省略其说明。具体而言，形成结合部件13的滑动部件71 一体地形成在第二壳体12上而在第一壳体11的外表面上滑动。为此，在第一壳体11的外表面上形成凸榫llj，从而与滑动部件 71的燕尾槽71a可拆卸地接合。另外，第二壳体12的光接收窗1 形成在盒状的投射窗部12d中，并且遮光部件 12c形成在投射窗部12d的下表面侧，从投射窗部12d向第一壳体11侧突出。这里，遮光部件12c —体地形成在滑动部件71上，与滑动部件71 一起形成L角。另外，第一壳体11的遮光部件Ilf和Ilg —体地形成为向前突出，在投射窗部12d 的上表面和内表面上滑动，并且形成L角。在使用时，在滑动部件71的滑动范围中，第一壳体11的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路由滑动部件71和遮光部件llf、llg、12c封闭，从而与上述的实施方式类似，外界光被遮蔽而不会进入光路。因此，在本实施方式中也能获得与第四实施方式的情况类似的效果。<第六实施方式>图17是示出了根据本发明第六实施方式的头戴式显示装置的主体结构的示意截面图。用相同的标号指示功能与上述实施方式类似的构成要素，并且省略其说明。在本实施方式的头戴式显示装置90中，在使用时，第一壳体11的光投射窗1 Ia相对于用户的脸沿着横向朝内开放。另外，在第一壳体11中内置了全反射棱镜91而盖住光投射窗11a。使用这个结构，从显示面板21发射的图像光被全反射而从光投射窗Ila射出。第二壳体12通过结合部13与第一壳体11结合，并且具有在使用时在用户的脸的前面相对于用户的脸沿着横向朝外开放的光接收窗12a，使得目镜窗12b在右眼球&的视野内朝向用户的脸开放。目镜光学系统31具有正屈光力的被布置为盖住光接收窗12a的开口的前透镜92、正屈光力的被布置为盖住目镜窗12b的目镜93和布置在前透镜92与目镜93之间的光导部件94。因此，前透镜92还充当光接收窗12a的窗部件。光导部件94形成为棒状，具有入射面94a、反射面94b和出射面94c，其中通过了前透镜92而入射到入射面9 上的来自显示面板21的图像光在反射面94b上发射，然后穿过目镜93而朝着右眼球&的方向从出射面Mc射出。这使得用户能够观察到由图像光形成的虚像。结合部13具有形成为从第一壳体11的光投射窗Ila突出的管状部件95。第二壳体12具有插入管状部件95而可横向滑动的入射端部侧，从而第二壳体12与第一壳体11 以能够调节光投射窗Ila与光接收窗1 之间的光路长度的方式结合。根据本实施方式的头戴式显示装置90，在使用时，在第一壳体11相对于第一壳体 11横向滑动的同时，第一壳体11和第二壳体12绕着固定部15的球窝接头1 在横向上一体地转动，使得能够同时进行屈光度调节和瞳距调节。另外，在第二壳体的横向移动范围中，第一壳体11的光投射窗Ila与第二壳体12的光接收窗1 之间的光路被管状部件95 完全封闭。因此，能够获得与第三实施方式的情况类似的效果。管状部件95和第二壳体的插进管状部件95的部分可以都是圆筒或方筒形状。在圆筒的情况下，可以通过相对于第一壳体11旋转第二壳体12来调节目镜窗12b相对于右眼球&的朝向。〈第七实施方式〉图18A和18B都是示出了根据本发明第七实施方式的头戴式显示装置的主体结构的视图。头戴式显示装置110包括壳体111和用于将壳体111附接到佩戴者头部侧面的头戴式耳机(未示出)或眼镜的镜脚(未示出)上的固定部112。当安装在佩戴者的头部右侧时，壳体111形成为L状，具有在佩戴者头部的前后方向上延伸的第一部Illa和从第一部Illa的前端部延伸到佩戴者的右眼球&的前面的第二部111b。第一壳体111的第一部Illa上固定有显示面板113，显示面板113充当液晶面板和有机EL面板等的显示元件，并且其中设置有电子部件，电子部件(未示出)包括显示面板113的驱动电路。另外，具有正屈光力的目镜光学系统114布置在第一壳体的第二部Illb 中，其接收从显示面板113入射的图像光，将该图像光引导到佩戴者的右眼球&的前面，从而朝着右眼球&的方向射出图像光，使得能够观察到虚像。注意第二部Illb在来自目镜光学系统114的图像光通过的位置处形成有目镜窗111c。目镜光学系统114具有用于接收从显示面板113入射的图像光并且将图像光引导到右眼球&的前面的光导部件，和用于会聚从光导部件115射出的图像光并且朝着右眼球 &射出会聚后的图像光的具有正屈光力的目镜116。光导部件115由梯形的棱镜构成，其具有面积相对较大的第一光学面117、面积相对较小的与第一光学面117相对的第二光学面118以及倾斜地连接第一光学面117和第二光学面118的第三光学面119和第四光学面 120。
第一光学面117在其一端部具有图像光的入射面117a，在其另一端部具有图像光的出射面117。光导部件115被设置为当壳体111被安装到佩戴者的头部时，第一光学面 117相对于佩戴者位于近侧。于是，在光导部件115中，入射在第一光学面117的入射面 117a上的来自显示面板113的图像光相继地在第三光学面119上、第一光学面117上、第二光学面118上、第一光学面117上以及第四光学面120上反射五次，然后从第一光学面117 的出射面117b射出。目镜116布置在第一光学面117的出射面117b中，并且会聚从出射面117射出的图像光，向右眼球&射出会聚后的图像光。这使得用户能够观察到由该图像光形成的虚像。 这里，目镜窗Illc足够大，使得能够伸出目镜116。根据本实施方式的头戴式显示装置110在壳体111的第一部Illa内部具有可在第一部Illa的延伸方向上(即，当壳体111安装在佩戴者的头部时在头部的前后方向上) 滑动的滑动部件121。例如，滑动部件121形成为在垂直于滑动方向的横截面中为U状，从而避开布置在第一部11 Ia中的包括显示面板113在内的电子元件，并且不会遮挡来自显示面板113的图像光，并且具有与滑动部件121的前端部结合的光导部件115。另外，在滑动部件121的后端部，也如图18A的部分侧视图中所示，滑动操作部122 形成为通过在壳体111的第一部Illa的外表面中形成的引导孔Illd而露出到外面。这里， 引导孔Illd形成为在滑动部件121的滑动方向上延伸。于是，可通过滑动操作部122来操作滑动部件121，借助于对壳体111的摩擦力或已知的滑动支持机构(未示出)保持在任意滑动位置。根据本实施方式的头戴式显示装置110，例如，当佩戴者从图18A所示的状态起在前向上移动滑动操作部122时，目镜光学系统114作为一个整体在壳体111的第二部Illb 内，与滑动操作部122—体地在同一方向上移动，如图18B所示。结果，显示面板113与目镜光学系统114之间的光路长度，更具体地，显示面板113与目镜116之间的光路长度增加， 使得由图像光形成的虚像的位置离开更远。因此，滑动操作部122和虚像在同一方向上移动，这使得佩戴者可通过直觉的滑动操作来进行屈光度调节和图像距离调节。另外，显示面板113与目镜光学系统114之间的光学长度改变，从而利用光学长度的小改变来取得屈光度调节的大效果。使用这个结构，能够在不增大设备的大小和重量的情况下有效地进行屈光度调节。另外，在目镜光学系统滑动的同时显示面板113固定，因此滑动操作不会使电子元件移动，这不易造成故障。另外，滑动操作部122可滑动地设置在壳体111的第一部Illa 的外表面上，这使得用户能够无需摘下头戴式显示装置而容易地操作滑动部122。〈第八实施方式〉图19A和19B分别是示出了根据本发明第八实施方式的头戴式显示装置的主体结构的俯视图和侧视图。用相同的标号指示功能与图18类似的构成要素，并且省略其说明。 头戴式显示装置130具有第一壳体131和第二壳体132。第一壳体131具有固定部133，通过该固定部把头戴式显示装置附接到头戴式耳机的头部支撑部或眼镜的镜脚上。图19A例示了固定部133附接至眼镜EG右侧的镜脚Tk的情况。第一壳体131在镜脚Tk的延伸方向上(即，当佩戴眼镜EG时在佩戴者的头部的前后方向上)延伸。第二壳体132与第一壳体131的延伸方向成钝角地在横向上从第一壳体131的前端部延伸到佩戴者的右眼球&的前面。
除了显示面板113和电子部件(未示出)之外，在第一壳体131上还固定有光路长度校正用的棱镜134，如图20A和20B中所示。另外，第二壳体132上固定有目镜光学系统114，目镜光学系统114包括光导部件115和目镜115。注意第一壳体131总体上形成为盒状，在射出图像光的位置形成有出射窗131a。另外，第二壳体132具有图像光的入射窗 132a，其形成在对应于第一壳体131的出射窗131a的位置处，即，对应于光导部件115的入射面117a的部位，第二壳体132还具有使图像光通过的目镜窗132b，其形成在对应于目镜 116的部位。滑动操作部135被设置到第二壳体132上，能够在第一壳体131的延伸方向上，在第一壳体131的外表面上滑动。为此，如示出了彼此分开的第一壳体131和第二壳体132的图21中所示，滑动操作部135在其滑动面上具有形成在滑动方向上的两点处的引导销136、 137。另外，第一壳体131在其外表面上具有与引导销136、137接合的引导孔131b、131c。 引导孔131b、131c形成为在滑动方向上延伸。引导销136、137分别在其顶端形成有凸缘部 136a、137a，以防止引导销136、137脱离对应的引导孔131b、131c。另外，引导孔131b、131c 在其一端形成有开口 131d、131e,以使相应的引导销136、137的凸缘部136a、137a能够经由这些开口插入和脱出。这个结构使得第二壳体132能够可拆卸地通过滑动操作部135与第一壳体131结合。于是，当结合到第一壳体131时，可通过滑动部件135的滑动操作使第二壳体132在第一壳体131的延伸方向上(即，在佩戴者的头部的前后方向上)滑动。这里，为了在滑动操作部135的滑动操作范围中遮蔽通过第二壳体132的入射窗13 进入的外界光，在第一壳体131的上下表面上形成了遮檐131f、131g(如图21中所示)，遮檐131f、131g向前伸出而在竖直方向上夹着第二壳体132。另外，在第二壳体132上形成有遮檐132c，以与滑动操作部135 —起在横向上夹着第一壳体131的前端部。根据本实施方式的头戴式显示装置130，例如，当佩戴者在前向上从图19中图示的状态起对形成在第一壳体131的外表面上的滑动操作部135进行滑动操作时，如图22A 和22B中所示，第二壳体132与滑动操作部135 —体地在同一方向上移动。结果，容纳在第一壳体131中的显示面板131与容纳在第二壳体132中的目镜光学系统114之间的距离从图20A图示的状态改变到图20B中图示的状态，显示面板113与目镜116之间的光路长度增加，从而使得由图像光形成的虚像的位置离开更远。因此，能够获得与第七实施方式的情况类似的效果。另外，还可以遮蔽因第二壳体132的移动而进入光路的外界光，这使得能够与图像距离无关地观察到具有稳定品质的虚像。<第九实施方式>图23和M示出了根据本发明第九实施方式的头戴式显示装置，其中，图23A和 2 是示出了主体结构的侧视图；图M示出了彼此分开的第一壳体和第二壳体。根据本实施方式的头戴式显示装置140与根据第八实施方式的头戴式显示装置130的不同之处在于支撑第二壳体132的滑动操作部135被设置为可相对于第一壳体131滑动，使得能够在佩戴者的视场(视野)范围内的向下视斜的视线(即，略微向下的视线)上观察到虚像。为此，把第一壳体131形成为前端部在滑动操作部135的滑动方向上倾斜，从而在倾斜的方向上射出来自显示面板113的图像光(参见图20)。另外，把滑动操作部135形成为支撑第二壳体132的前端部在滑动方向上倾斜。类似地，第二壳体132由成斜坡状的滑动操作部135支撑，从而入射从第一壳体131在向下倾斜的方向上射出的图像光，并且图像光被引导到佩戴者的眼球的前面，从而朝着眼球倾斜向上地射出。这里，图2 示出了从图 23A的状态向下倾斜地滑动后的滑动操作部135。根据本实施方式的头戴式显示装置140，能够获得与第九实施方式的情况类似的效果。另外，支撑第二壳体132的滑动操作部135被配置成可按如下方式滑动能够在佩戴者的视场(视野)内在略微向下的视线上观察到虚像，从而当要长时间使用头戴式显示装置时，可在保持显示位置稍微向下(这不会干扰前方视野)的同时调节与虚像的距离。<第十实施方式>图25到27示出了根据本发明第十实施方式的头戴式显示装置，其中，图25A和 25B是示出了主体结构的横截面图；图沈是彼此分开的壳体的视图；图27是附接到眼镜上的头戴式显示装置的立体图。根据本实施方式的头戴式显示装置150不同于根据第八实施方式的头戴式显示装置130之处主要在于目镜光学系统的结构。因此，用相同的标号指示功能与根据第八实施方式类似的构成要素，并且省略其说明。在本实施方式中，目镜光学系统151具有正屈光力的第一透镜152、负屈光力的第二透镜153、由棱镜构成的光导部件IM和正屈光力的目镜116。于是，来自容纳在第一壳体131中的显示面板113的图像光通过第一透镜152、第二透镜153、光导部件IM和目镜 116而总体上具有正屈光力，并且朝着佩戴者的右眼球&射出。这里，第一透镜152由第一壳体131的出射窗131a保持。另外，第二透镜153、光导部件IM和目镜116由第二壳体132保持，第二透镜153被粘接至光导部件154的入射面从而位于第二壳体132的入射窗13 处，并且目镜116被粘接至光导部件154的出射面从而位于第二壳体132的目镜窗132b处。光导部件IM被配置成两次反射通过第二透镜 153入射的图像光并且通过目镜116射出图像光。然后，如图25A和25B所示，对结合至第二壳体132的滑动操作部135相对于第一壳体131进行滑动操作，从而能够调节由第一壳体131保持的显示面板113与由第二壳体 132保持的一些光学元件(在此为第二透镜153、光导部件IM和目镜116)之间的光路长度，使得光路长度随着第二壳体132的前向移位而增加。使用这个结构，能够获得与第八实施方式的情况类似的效果。这里，图25B示出了从图25A的状态向前滑动后的滑动操作部 135。本实施方式例示了第一壳体131的固定部133具有球窝接头133a并且头戴式显示装置通过球窝接头133a固定在眼镜EG右侧的镜脚Tk上的情况。另外，图25A和25B例示了除显示面板113之外，第一壳体131还容纳了作为电子部件的电路板156(其上安装有显示面板113的驱动电路等)、纽扣电池157和用于连接显示面板113与电路板156的柔性印刷电路板158的情况。另外，在本实施方式中例示的情况是结合到第二壳体132的滑动操作部135与第一壳体131的外表面上形成的引导槽131h接合而滑动。<第—^一实施方式>图观示出了根据本发明第十一实施方式的头戴式显示装置的主体结构。根据本实施方式的头戴式显示装置160不同于根据第七实施方式的头戴式显示装置110之处主要在于目镜光学系统的结构。因此，用相同的标号指示功能与第七实施方式类似的构成要素， 并且省略其说明。
19
在本实施方式中，目镜光学系统161具有正折射率的内焦透镜162、光导部件115 和目镜116。于是，来自显示面板113的图像光通过内焦透镜162、光导部件115和目镜116 并且朝着佩戴者的右眼球&射出。这里，显示面板113固定在第一壳体111的第一部Illa上，并且光导部件115和目镜116固定在第一壳体111的第二部Illb上。另外，内焦透镜162由透镜筒165保持。透镜筒165被设置成可在第一部Illa的延伸方向上在第一部Illa内滑动。透镜筒165具有滑动操作部122，其形成为露出在外，又如图观的放大部分侧视图中所示，滑动操作部122通过形成在第一部Illa的外表面上的引导孔Illd与第一部Illa结合。透镜筒165被配置成可借助于壳体111的摩擦力或已知的滑动支持机构(未示出)将滑动操作部122保持在任意滑动位置。因此，在根据本实施方式的头戴式显示装置160中，例如，当佩戴者在前向上移动滑动操作部122时，内焦透镜162在同一方向上移动。结果，显示面板113与内焦透镜162 之间的光路长度增加，使得由图像光形成的虚像的位置离开更远。因此，能够获得与上述的实施方式的情况类似的效果。图四示出了在根据本发明的头戴式显示装置中如何改变到虚像的距离。图四例示了参照第九实施方式说明的头戴式显示装置140附接到眼镜EG的右侧镜脚Tk上的情况。 如参照上述的实施方式说明的那样，在根据本发明的头戴式显示装置中，当滑动操作部135 向前滑动时虚像VI离开更远，同时当滑动操作部135向后滑动时虚像VI拉近。这里，从佩戴者H到虚像VI的距离可以从无限远到30cm变动。然而，考虑到头戴式显示装置的用途， 即，该装置要在各种环境中长时间佩戴，当用户在外面行走时使用该显示装置显示城镇信息时，虚像VI可以优选地显示在约an到: 远的距离处。另一方面，当用户在工作中在其桌上使用该装置时，虚像VI可以优选地显示在约50cm到Im的短距离处。如此，可以顺利地看清虚像，而不会与周围环境对比而导致可视性的重大变化。应注意本发明不仅仅限于上述的实施方式，而且可以进行各种变化和修改。例如， 根据本发明的头戴式显示装置不仅能够附接到眼镜上使用，而且能够附接到戴在用户头部上的头戴式耳机101上，如图30中所示。这里，图30例示了参照第二实施方式说明的头戴式显示装置50附接到头戴式耳机101上使用的情况。另外，在第七到第九实施方式中并且在第十一实施方式中，光在光导部件115中反射的次数不限于五次，而可以任意地设置为多于一次，诸如两次或三次。类似地，光在第十实施方式的光导部件154中反射的次数不限于两次，而可以任意地设置为多于一次，诸如三次或五次。另外，在上文中说明的第八实施方式中，引导槽可以形成在第一壳体131中(类似于第十实施方式)，从而滑动操作部135可以配置为可与引导槽接合而滑动。另外，在上述的实施方式中，滑动操作部不仅能够以可滑动的方式设置在壳体的外表面侧，而且能够以可滑动的方式设置在壳体的上表面侧或下表面侧。另外，在上述的实施方式中，显示面板是固定的并且目镜光学系统的光学元件中的至少一部分通过滑动操作部的滑动操作而移动。然而，头戴式显示装置还可以配置成仅仅显示面板移动，或显示面板和光学系统中的至少一部分光学元件二者都移动。这里，在移动显示面板的情况下，显示面板被配置成当滑动操作部向前移动时显示面板向后移动，从而可以增长到目镜光学系统的光路。另外，作为显示元件，除了射出二维图像光的上述显示面板之外，本发明还可采用射出像素级图像光的显示元件，使得该装置能够有效地应用于通过图像光的二维扫描而以可见方式显示图像的情况。
权利要求
1.一种头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括第一壳体，其至少内置有显示元件，并且具有用于投射来自所述显示元件的图像光的光投射窗；第二壳体，其内置有具有屈光力的目镜光学系统，并且具有用于接收通过所述光投射窗投射的入射图像光的光接收窗和用于射出通过了所述目镜光学系统的图像光的目镜窗； 以及结合部，其用于将所述第二壳体结合至所述第一壳体，使所述光投射窗与所述光接收窗之间的光路长度可调节。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，在使用时，所述第一壳体被保持在用户的头部的侧面，使得所述光投射窗朝向用户的脸所面向的同一侧开放；并且所述第二壳体被设置为在使用时，所述光接收窗和所述目镜窗朝向用户的脸侧开放。
3.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述第一壳体在其侧面外侧具有引导部；并且所述结合部具有设置在所述第二壳体上并且被沿着所述引导部引导而可滑动地与所述第一壳体结合的滑动部件。
4.根据权利要求3所述的头戴式显示装置，其中，所述第一壳体和所述第二壳体都具有遮光部件以在所述滑动部件的滑动范围中遮蔽进入所述光投射窗与所述光接收窗之间的光路中的外部光。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动部件还充当所述第二壳体的所述遮光部件。
6.根据权利要求3所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动部件被设置为封闭所述光投射窗与所述光接收窗之间的光路。
7.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动部件可拆卸地附接至所述第一壳体。
8.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，该头戴式显示装置还包括对于来自所述显示元件的图像光透明的窗部件，所述窗部件被设置为盖住所述光投射窗和所述光接收窗中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，在使用时，所述第一壳体被保持在所述用户的头部的侧面，使得所述光投射窗相对于所述用户的脸沿着横向朝内开放；并且所述第二壳体被设置为在使用时，在所述用户的脸的前面，所述光接收窗相对于所述用户的脸沿着横向朝外开放，并且所述目镜窗在所述第一壳体的附近的眼球的视野内朝向所述用户的脸侧开放。
10.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，在使用时，所述第一壳体被保持在所述用户的头部的侧面，使得所述光投射窗相对于所述用户的脸沿着横向朝内开放；所述第二壳体被设置为在使时所述光接收窗相对于所述用户的脸沿着横向朝外开放并且所述目镜窗朝向所述用户的脸侧开放；并且所述结合部将所述第二壳体结合至所述第一壳体，使得所述第二壳体能够相对于所述用户在横向上滑动。
11.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述目镜光学系统具有正屈光力，接收从所述显示元件入射的图像光，将所述图像光引导到佩戴者的眼球的前面，并朝着所述眼球射出所述图像光，从而使得能够观察到由所述图像光形成的虚像；所述头戴式显示装置包括滑动操作部，该滑动操作部被设置为能够在所述佩戴者的头部的前后方向上相对于所述第一壳体滑动；并且所述滑动操作部按照如下方式与所述显示元件或所述目镜光学系统中的光学元件中的至少一方结合当所述滑动操作部在所述佩戴者的前向上滑动时，所述显示元件与所述光学元件之间的光路长度增加。
12.根据权利要求11所述的头戴式显示装置，其中，所述显示元件被固定在所述第一壳体上；所述光学元件被固定在所述第二壳体上；并且所述滑动操作部被可滑动地设置在所述第一壳体上并且与所述第二壳体结合，从而通过所述第二壳体附接至所述光学元件。
13.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动操作部被设置为能够在所述第一壳体的外表面上滑动。
14.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动操作部被设置为能够相对于所述第一壳体滑动，使得能够在所述佩戴者的视野内在向下倾斜的视线中观察到虚像。
15.一种头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括显示元件；容纳所述显示元件的壳体；具有正屈光力的目镜光学系统，其接收从所述显示元件入射的图像光，将所述图像光引导到所述佩戴者的眼球的前面，并朝着所述眼球射出所述图像光，从而使得能够观察到由所述图像光形成的虚像；和滑动操作部，其被设置为能够在所述佩戴者的头部的前后方向上相对于所述壳体滑动，其中，所述滑动操作部与所述显示元件或所述目镜光学系统中的光学元件中的至少一方结合，使得当所述滑动操作部在所述佩戴者的前向上滑动时，所述显示元件与所述光学元件之间的光路长度增加。
16.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，所述显示元件被固定在所述壳体上；并且所述光学元件与所述滑动操作部结合。
17.根据权利要求16所述的头戴式显示装置，其中，所述光学元件包括光导部件，该光导部件具有用于接收从所述显示元件入射的图像光的入射面和用于朝着所述佩戴者的眼球射出所述图像光的出射面，所述入射面和所述出射面相对于所述佩戴者位于近侧。
18.根据权利要求16所述的头戴式显示装置，其中，所述壳体具有第一壳体和第二壳体； 所述显示元件被固定在所述第一壳体上； 所述光学元件被固定在所述第二壳体上；并且所述滑动操作部被可滑动地设置在所述第一壳体上并且与所述第二壳体结合，从而通过所述第二壳体附接至所述光学元件。
19.根据权利要求18所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动操作部被设置为能够在所述第一壳体的外表面上滑动。
20.根据权利要求19所述的头戴式显示装置，其中，所述滑动操作部被设置为能够相对于所述第一壳体滑动，使得能够在所述佩戴者的视野内在向下倾斜的视线中观察到虚像。
全文摘要
提供了头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括第一壳体(11)，其中至少内置有显示元件(21)，并且具有用于投射来自所述显示元件(21)的图像光的光投射窗(11a)；第二壳体(12)，其中内置有具有屈光力的目镜光学系统(31)，并且具有用于接收通过所述光投射窗(11a)投射的入射图像光的光接收窗(12a)和用于射出通过了所述目镜光学系统(31)的图像光的目镜窗(12b)；以及结合部(13)，其用于将所述第二壳体(12)结合至所述第一壳体(11)，使所述光投射窗(11a)与所述光接收窗(12a)之间的光路长度可调节。
文档编号G02B27/01GK102402004SQ20111027334
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月15日 优先权日2010年9月16日
发明者井场阳一, 杉原良平, 龙田成示 申请人:奥林巴斯株式会社