虚像显示装置制造方法

虚像显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种虚像显示装置，其减轻观察者的使用中对眼睛的负担，即便长时间的使用也能够抑制观察者的紧张。能够在使观察者的视线朝下侧俯瞰的状态下观察影像，能够减轻观察者的使用中对眼睛EY的负担，即便长时间的使用也能够抑制观察者的紧张。特别是，在虚像显示装置(100)中，即便在观察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置从标准位置偏离，而无法在标准的佩戴状态下进行作为目标的俯瞰方向下的观察的情况下，也通过作为调整部发挥功能的鼻托部(40)，对虚像显示装置(100)的姿势(佩戴状态)进行变更，根据观察者的个体差异对来自导光部件(10)的影像光的射出状态进行调整，从而使俯瞰方向BD相对于正面方向SD的角度η变化，进而以合适的视线进行观察。
【专利说明】
虚像显示装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及向观察者示出由影像显示元件形成的影像的虚像显示装置以及投影仪，特别是涉及适合于观察者头部所佩戴的头戴式显示器的虚像显示装置。

【背景技术】
[0002]作为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，提出有各种各样的装置(例如参照专利文献I)。
[0003]对于HMD等虚像显示装置，期望在小型化以及轻型化方面进一步发展并且不降低画质地实现广视角化。
[0004]然而，在观察来自电视等的影像的情况下，若在朝向正前方的状态下长时间注视，则因人眼构造上的原因，成为以使眼睛睁开较大的状态进行观察，因此观察者的眼皮等承受较大的负担。因此，观察者通过处于被称为暗焦点的、观察者闭上眼睛时的放松状态下的视线角度，从而相对于电视等使观察者的视线的方向(视线)对于观察者而言自然地成为下侧的状态进行观察的方式调整姿势，这尤为重要。上述那样的观察时的对眼睛的负担在观察RMD等虚像显示装置的影像的情况下也相同，若朝向正前方承受负担的状态长久地持续，则观察者会感到由眼疲劳引起的紧张。
[0005]然而，在HMD等虚像显示装置的情况下，观察者在佩戴装置的状态下观察影像，因此与电视等的情况不同，很难与影像的位置对应地改变自己的体姿。并且，因观察者的眼睛、耳朵、鼻子等的大小、位置关系之类的个体差异，也导致能够观察影像的位置变化，即使在标准的佩戴状态下以使观察者的视线朝向下侧的方式考虑而进行设计，也无法按所期望的设计那样观察影像。
[0006]专利文献1:日本特开2012-163640号公报


【发明内容】

[0007]本发明是鉴于上述【背景技术】而产生的，其目的在于提供一种虚像显示装置，减轻观察者的使用中对眼睛的负担，即便长时间的使用也能够抑制观察者的紧张。
[0008]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；导光部件，其配置于观察者的眼前，并且使来自影像元件的光朝向观察者的眼睛来使观察者识别图像；框架，其基于至少假设标准的眼睛的位置而确定的支承位置基准面，将导光部件配置于眼前的规定的位置来对上述导光部件进行支承；以及调整部，其对针对于观察者的眼睛的、来自导光部件的光的射出状态进行调整，导光部件将应该使观察者识别的光从相对于支承位置基准面具有角度的方向射出，来使观察者从使观察者的眼睛朝下侧俯瞰的俯瞰方向识别图像，上述调整部通过对来自上述导光部件的光的射出状态进行调整，而使俯瞰方向相对于观察者的眼睛的位置的角度变化。此处，支承位置基准面是指，作为对于人的眼睛、鼻子、耳朵而假设标准的大小、位置关系等来设计虚像显示装置的支承位置的情况下的作为基准所使用的指标，至少包括人的眼睛的标准位置的面。通过将该支承位置基准面作为基准，能够确定具有标准的五官的观察者在从理想的目标那样的俯角(例如相对于正面方向为俯角10° )那样的俯瞰方向的视线下识别图像的状态。
[0009]在上述虚像显示装置中，在基于假设标准的人的眼睛等的位置而被确定的支承位置基准面的设计中，能够在使观察者的视线朝下侧俯瞰的状态下观察影像，因此减轻观察者的使用中对眼睛的负担，即便长时间的使用也能够抑制观察者的紧张。特别是，在上述虚像显示装置中，即便在观察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置从标准位置偏离，无法在标准的设定中的佩戴状态下进行作为目标的俯瞰方向下的观察的情况下，也通过上述调整部并根据观察者的个体差异对来自导光部件的光的射出状态进行调整，从而能够使俯瞰方向的角度变化，进而能够以合适的视线进行观察。
[0010]根据本发明的具体的方面，支承位置基准面为，包括作为标准位置而假设的眼球的中心位置、和作为标准位置而假设的耳朵的根部的上端位置的平面。在该情况下，考虑作为影像的观察位置的眼睛的位置、和作为装置的支承位置的耳朵的根部的上端位置而构成
>J-U ρ?α装直。
[0011]根据本发明的其他方面，上述调整部包括在佩戴时与观察者的鼻子接触而支承装置的鼻托部，并使鼻托部的姿势变化。在该情况下，通过使鼻托部的姿势改变，能够使俯瞰方向的角度变化。
[0012]根据本发明的又一其他方面，上述调整部包括能够在装置主体部的多个位置安装垫部的安装构造部来作为鼻托部。在该情况下，通过安装构造部能够选择安装垫部的位置，从而能够使鼻托部的姿势变化。
[0013]根据本发明的又一其他方面，上述调整部具有作为鼻托部的一部分而安装于装置主体部的突起部，并能够将与鼻子接触的垫部安装于突起部来作为鼻托部的一部分。在该情况下，例如能够相对于突起部拆装垫部，选择具有相互不同的形状的多个垫部中的一个垫部，从而能够使鼻托部的姿势变化。
[0014]根据本发明的又一其他方面，上述调整部包括在佩戴时与观察者的耳朵接触而支承装置的脚丝部，并使脚丝部的姿势变化。在该情况下，通过使脚丝部姿势改变，能够使俯瞰方向的角度变化。
[0015]根据本发明的又一其他方面，上述调整部还具有使脚丝部以沿相对于支承位置基准面具有角度的方向延伸的方式变化的棘轮机构。在该情况下，通过棘轮机构，使脚丝部的姿势变化，其结果能够使俯瞰方向的角度变化。
[0016]根据本发明的又一其他方面，上述调整部包括可变性的金属芯部，该金属芯部装入于对装置进行支承的支承部的一部分。在该情况下，通过金属芯部，使例如对鼻托部、脚丝部等装置进行支承的支承部的姿势变化，从而能够使俯瞰方向的角度变化。
[0017]根据本发明的又一其他方面，上述调整部包括对由影像元件形成的图像形成范围进行调整的图像修正部。在该情况下，通过图像修正部中的图像修正，使来自导光部件的光的射出范围改变，从而能够使俯瞰方向的角度变化。
[0018]根据本发明的又一其他方面，上述调整部对观察者的眼睛的俯瞰方向相对于正面方向的角以度成为比0°大且15°以下的角度的范围的方式进行调整。由此，能够在不产生不协调的感觉的范围内适度地使俯瞰方向的角度变化。
[0019]根据本发明的又一其他方面，导光部件能够对来自影像元件的光进行导光并且对外界的光进行透视，还具有与导光部件连结、并对外界的光的透视功能进行补偿的透光部件。在该情况下，通过一体化的导光部件与透光部件，能够成为使外界光与影像光重叠的透视的状态。
[0020]根据本发明的又一其他方面，上述调整部相对于观察外界的光的观察者的眼睛的正面方向对俯瞰方向的角度进行调整。在该情况下，在识别外界的透视的状态下，能够以影像光的俯瞰方向的角度为最佳的方式进行调整。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是对第一实施方式所涉及的虚像显示装置的外观简单地进行说明的立体图。
[0022]图2(A)是虚像显示装置的外观立体图，图2(B)是表示从虚像显示装置拆除框架、外装部件后的内部构造的立体图。
[0023]图3是虚像显示装置的表面侧的局部分解主视图。
[0024]图4是构成虚像显示装置的第一显示装置的上下的对称面的剖视图。
[0025]图5 (A)是从左侧观察虚像显示装置的侧视图，图5 (B)是从左侧观察虚像显示装置的剖视图，图5(C)是用于对在虚像显示装置的设计中被规定的各方向的关系进行说明的图。
[0026]图6是对虚像显示装置的一部分进行放大并对佩戴状态进行说明的放大剖视图。
[0027]图7(A)是表示佩戴后的状态下的影像光的射出方向与各方向之间的关系的图，图7(B)是用于对佩戴后的状态下的各方向的关系进行说明的图。
[0028]图8 (A)以及图8 (B)是作为鼻托部的一个例子示意性地表示构成鼻托部的垫部的拆装的图，图8 (C)是示意性地表示更换其他的垫部的状态的图，图8 (D)是示意性地表示不同的垫部的一个例子的图。
[0029]图9(A)是示意性地表示第二实施方式所涉及的虚像显示装置的鼻托部的一个例子的图，图9(B)以及图9(C)是示意性地表示构成鼻托部的垫部的拆装的图。
[0030]图10(A)是表示第三实施方式所涉及的虚像显示装置中的脚丝部的一个例子的图，图10(B)是表示脚丝部的一变形例的图。
[0031]图1l(A)是用于对第四实施方式所涉及的虚像显示装置中的图像修正进行说明的图，图1l(B)是用于对图像修正的一变形例进行说明的图。

【具体实施方式】
[0032]第一实施方式
[0033]以下，参照图1等对本发明的第一实施方式所涉及的虚像显示装置详细地进行说明。
[0034]如图1所示，本实施方式的虚像显示装置100为具有眼镜那样的外观的头戴式显示器，能够使佩戴了该虚像显示装置100的观察者或者使用者视觉辨认基于虚像的图像光，并且能够使观察者通过透视(See-through)来视觉辨认或观察外界像。虚像显示装置100具备:可透视地覆盖观察者的眼前的第一光学部件1la以及第二光学部件101b、支承两光学部件1laUOlb的框部102、以及在从框部102的左右两端至后方的镜腿部分(脚丝)104的部分附加的第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b。此处，组合图中左侧的第一光学部件1la与第一像形成主体部105a而成的第一显示装置100A是形成右眼用的虚像的部分，单独也作为虚像显示装置发挥功能。另外，组合图中右侧的第二光学部件1lb与第二像形成主体部105b而成的第二显示装置100B是形成左眼用的虚像的部分，单独也作为虚像显示装置发挥功能。此外，虚像显示装置100在第一显示装置100A的侧部具有能够进行摄像动作的小型的摄像机CA。
[0035]图2(A)是对虚像显示装置100的表面侧的外观进行说明的立体图，图2(B)是对虚像显示装置100局部分解后的表面侧的立体图。
[0036]如图示那样，设置于虚像显示装置100的框部102，具备配置于上侧的框架107、和配置于下侧的保护架108。框部102中的、图2(A)所示的上侧的框架107是在XZ面内折弯成U字状的细长的板状的部件，并具备沿左右的横向(X方向)延伸的正面部107a、和沿前后的进深方向(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将由压铸铝或其他的各种金属材料形成的金属制造的部分(铝框架部)作为主体包含而构成。框架107包括铝框架部，从而能够使框架107小型并轻型，并且维持足够的刚性来确保作为装置整体的耐久性。正面部107a的进深方向(Z方向)的宽度，比与第一光学部件1la以及第二光学部件1lb对应的导光装置20的厚度或者宽度足够厚。在框架107的左侧，具体而言在正面部107a的从左端部至侧面部107b的部分亦即侧端部65a，将第一光学部件1la与第一像形成主体部105a对准并且利用螺丝直接固定于上述侧端部65a，从而对第一光学部件1la与第一像形成主体部105a进行支承。另外，在框架107的右侧，具体而言在正面部107a的从右端部至侧面部107c的部分亦即侧端部65b，将第二光学部件1lb与第二像形成主体部105b对准并且利用螺丝直接固定于上述侧端部65b，从而对第二光学部件1lb与第二像形成主体部105b进行支承。其中，第一光学部件1la与第一像形成主体部105a通过嵌合而相互对准，第二光学部件1lb与第二像形成主体部105b通过嵌合而相互对准。另外，构成光学系统单元的第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b分别被罩状的外装部件105d覆盖。
[0037]图2 (A)以及2 (B)所示的保护架108是下缘状的部件，并配置于图2 (A)所示的框架107的下方并进行固定。保护架108的中央部108g通过嵌合以及螺丝而固定于框架107的中央部107g。保护架108是折弯为两段曲柄状的细长的板状的部件，并由金属材料或者树脂材料一体地形成。保护架108的第一前端部108i以嵌合到与覆盖第一像形成主体部105a的外装部件105d中的设置于外部件105e的凹部105i的状态被固定。另外，保护架108的第二前端部108j以嵌合到与覆盖第二像形成主体部105b的罩状的外装部件105d中的设置于外部件105e的凹部105j的状态被固定。
[0038]框架107对第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b进行支承。另夕卜，框架107还具有与外装部件105d协作而保护第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b的内部的作用。此外，框架107以及保护架108，与除了连结于第一像形成主体部105a以及第二像形成主体部105b的根侧之外的导光装置20的长圆状的周围部分分离或者轻轻地接触。因此，即使在中央的导光装置20与包含框架107以及保护架108在内的框部102之间存在热膨胀系数之差，也能够允许导光装置20在框部102内的膨胀，从而能够防止在导光装置20产生形变、变形、破损。
[0039]附随框架107，设置有鼻托部40。鼻托部40具有通过与观察者的鼻子抵接(接触)来支承框部102的作用。鼻托部40在构成框部102的一方的框架107的正面部107a的中央部107g以被构成框部102的另一方的保护架108的中央部108g夹持的方式，通过螺丝而被固定。另外，如图3所示，鼻托部40具有中央上部的被固定部43、沿上下延伸的一对长度调整部件41、以及形成于调整部件41的前端的垫部42。被固定部43为用于将鼻托部40稳定地固定于框架107的部分。长度调整部件41具有对垫部42的间隔、高度位置等进行调整的作用。换句话说，如图示的那样，包括鼻托部40在内的中央部CR1，通过调整导光装置20相对于观察者的眼睛的位置，而作为对从导光装置20射出的影像光的射出状态进行调整的调整部发挥功能。
[0040]脚丝部104固定于在框架107设置的一对侧面部107b、107c的前端。脚丝部104具有通过与观察者的耳朵抵接(接触)来支承框部102的作用。此外，脚丝部104与侧面部107b、107c之间的连结部CN(参照图5)具有铰链构造，从而脚丝部104能够折叠。
[0041 ] 如上所述，框部102以及支承于该框部102的导光装置20，通过支承在鼻子的鼻托部40、和支承在耳朵的一对脚丝部104，配置于观察者的面前。换言之，影像光相对于观察者的眼睛的射出状态，以虚像显示装置100的光学设计为前提，由鼻托部40、脚丝部104的形状等和观察者的眼睛、鼻子的位置之类的身体特征来决定。相对于此，在本实施方式中，如上述那样，通过使包括鼻托部40在内的部分，作为对从导光装置20射出的影像光的射出状态进行调整的调整部发挥功能，从而能够设为根据观察者的个体差异轻减观察时的负担的状态。
[0042]以下，对虚像显示装置100的光学系统的结构进行说明。首先，能够看到第一显示装置100A具备投影用的光学系统亦即投射透视装置70、和形成影像光的图像显示装置80。投射透视装置70具有将由第一像形成主体部105a形成的图像作为虚像而朝观察者的眼睛投射的作用。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、以及成像用的投射透镜30。换句话说，第一光学部件1la或者导光装置20由导光部件10和透光部件50构成，第一像形成主体部105a由图像显示装置80和投射透镜30构成。
[0043]如图2、图3所示，导光部件10和透光部件50相互被固定而构成一体的导光装置
20。导光装置20是使影像的光在内部反射并朝观察者的眼睛引导的透光性的光学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长圆状的轮廓。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一导光部分11连结的方式配置于其延长方向，并通过利用了粘合剂的接合而固定于第一导光部分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中的第一光学部件101a，投射透视装置70的投射透镜(投射光学系统)30和形成显示用的图像图案的图像显示装置80，相当于图1中的第一像形成主体部105a。
[0044]以下，参照图4等对构成第一像形成主体部105a的图像显示装置80和投射透镜30进行说明。
[0045]图像显示装置80具有射出照明光的照明装置81、透射式的空间光调制装置亦即影像显示元件82、以及对照明装置81以及影像显示元件82的动作进行控制的驱动控制部84。
[0046]图像显示装置80的照明装置81具有产生包括红、绿、蓝三种颜色在内的光的光源81a、和使来自该光源的光扩散而设为矩形剖面的光束的背光导光部81b。影像显示元件82例如由液晶显示器件形成，对来自照明装置81的照明光进行空间调制而形成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对照明装置81供给电力，而使照明装置81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82输出图像信号或者驱动信号，作为透射率图案，形成动画、静止画面的源的彩色的影像光或者图像光。此外，虽然能够使液晶驱动电路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。
[0047]投射透镜30是作为构成要素具备三个光学元件31?33的投射光学系统，包括收纳并支承这些光学元件31?33的镜筒39。光学元件31?33例如为非球面透镜，与导光部件10的一部分协作而在导光部件10的内部形成与影像显示元件82的显示像对应的中间像。镜筒39在前端侧具有矩形框状的卡合部件39a。卡合部件39a通过与导光部件10的第二导光部分12侧的前端部嵌合，能够进行导光部件10相对于镜筒39的定位。
[0048]以下，参照图5等对虚像显示装置100的图像的投射方向与观察图像的观察者的视线的方向(视线)之间的关系等进行说明。因此，首先，对虚像显示装置100的设计上的结构进行说明。
[0049]图5(A)是从左侧观察虚像显示装置100的侧视图，图5(B)是从左侧观察虚像显示装置100的剖视图。其中，图5(B)是沿垂直方向剖切导光装置20的剖面，且以包括射出侧光轴ΑΧ0(参照图4)的方式剖切的图。另外，图5(C)是在与沿垂直方向剖切导光装置20的剖面(图5(B)所示的剖面)平行的面上投影由各部规定的方向，来表示角度的关系的图。
[0050]虚像显示装置100针对眼睛、鼻子、耳朵而假设标准的大小、位置来形成各部的结构。此处，如图5(B)所示，构成基于作为处于标准位置的部分进行假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi来决定装置的姿势的部分、即佩戴时与人体接触而被人体支承的部分。若更具体地进行说明，则将包括眼睛EYi的眼球的中心位置YP、和耳朵EAi的根部的上端位置AP的平面，称为决定各部的配置的基准即支承位置基准面SS，虚像显示装置100中的支承装置的部分、与此相关联的部分，则基于该支承位置基准面SS来决定形状、配置等。其中，对于假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置，是例如根据人体的眼睛与耳朵的位置关系的平均值等来适当地决定的，虽省略图示，但此处设眼睛、耳朵位于左右对称的位置，支承位置基准面SS设为包括处于假设的标准位置的左右眼睛的中心位置YP、和左右耳朵的上端位置AP共计四个点的平面。这样，根据人体的平均值等而来决定的支承位置基准面SS，如图示的那样，成为稍微前倾的面。因此，在和与人体接触并被人体支承的部分相关联的部分的一个例子即框架107中，例如配置于颞部一侧的部分亦即侧面部107b、107c的上端部分107t，与支承位置基准面SS对应地沿大致平行的方向稍微前倾的状态延伸。通过将框架107这样配置为具有与支承位置基准面SS对应的形状，从而在眼睛、耳朵位于标准位置的人佩戴虚像显示装置100的情况下，即在眼睛、耳朵位于假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置的人佩戴虚像显示装置100的情况下，组装于框架107的导光装置20会以眼前的适当的位置以及角度被配置。并且，对于包括导光装置20在内的形成影像光的各光学系统，以上述那样的姿势支承装置为前提，以从理想的角度射出影像光的方式进行设计。如上述那样，虚像显示装置100，通过以支承位置基准面SS为基准而构成，从而能够使具有标准的五官的观察者以理想的视线来识别图像。
[0051]以下，为了对虚像显示装置100中的形成影像光的光学系统的设计进行说明，首先，对虚像显示装置100中与光学系统有关的各方向进行说明。其中，图5(C)抽象地示出了以下规定的各方向的关系。在虚像显示装置100中，将与支承位置基准面SS平行的方向且在图5(B)的剖面中示出的方向称为基准方向，并用附图标记FD表示。另外，利用附图标记SD表示对于佩戴虚像显示装置100的观察者而言的正面方向。在图5所示的情况下，作为设计上的正面方向，将在具有标准的骨骼的观察者笔直地坐着或站立的状态下朝向正面佩戴的情况下的水平方向规定为正面方向SD。并且,利用附图标记BD表不与正面方向SD相比观察者在使视线朝向下侧俯瞰的状态下注视图像的方向亦即俯瞰方向。俯瞰方向BD表示从形成影像光的光学系统射出的图像光的中心轴的方向。即，如图5(B)所示，俯瞰方向BD与表示从导光装置20射出的影像光的中心的射出侧光轴AXO所延伸的方向平行。由于俯瞰方向BD相对于正面方向SD成为一定程度的下方的角度，所以使观察者观察时的负担减少。
[0052]虚像显示装置100中的形成影像光的光学系统，如上述那样基于支承位置基准面SS即基于基准方向FD构成与人体接触并被人体支承的部分，在此基础上，以俯瞰方向BD以最佳的角度射出的方式规定图像显示装置80、导光装置20等的形成影像光的光学系统的配置、形状等，从而使光从俯瞰方向BD射出。
[0053]为了使该俯瞰方向BD对于观察者而言成为最佳，此处，在虚像显示装置100的设计方面，构成为使影像光从与基准方向FD形成规定的角度Θ的方向射出。另外，在以图5(B)所示的标准的(理想的)位置关系佩戴的情况下，正面方向SD与基准方向FD形成角度ait)在上述情况下，若将正面方向SD与俯瞰方向BD所成的角的角度设为Jli,则角度Hi是表示观察者使眼睛朝向下侧的程度的俯角的值，表示为:
[0054]Ili = Θ +a j...(I)
[0055]设计为该角度Hi成为被称为暗焦点的观察者处于闭眼时的放松状态的视线角度(10°左右)。换句话说，在虚像显示装置100的设计方面，首先，规定在与人体接触并被人体支承的部分的设计方面决定的基准方向FD、与如图5所示假设的理想的状态下的正面方向SD之间的角度Cii，然后，在形成影像光的光学系统的设计方面，根据与角度a 关系，以俯瞰方向BD以最佳的角度射出的方式规定角度θ，β卩、以角度Cii与角度Θ之和亦即角度Hi成为最佳的状态的方式进行规定。由此，在以标准的状态佩戴的情况下，即若观察者为具有标准的五官的人，则成为不需要调整等而能够在理想的状态下无紧张地观察图像的设计。
[0056]然而，人存在因性别、人种等产生的个体差异，所以一般眼睛、耳朵等的实际的位置或多或少从图5(B)所示的标准设定的假想的眼睛EYi以及假想的耳朵EAi的位置偏离。相对于此，在观察基于标准状态设计的虚像显示装置100的情况下，在数值方面，在上式(I)的各值中，右边的角度Θ为在虚像显示装置100的设计阶段确定的固定的值而不变。另一方面，角度a i为基于图5所示的理想的状态下的正面方向SD的角度，且为仅在理想的状态下佩戴时能够假设的值。换句话说，在实际佩戴时，根据观察者的个体差异而成为不同的角度。其结果，角度Hi未必在实际佩戴时成为如假设那样的状态即暗焦点的状态。相对于此，在本实施方式中，由于具有作为进行位置调整的调整部而发挥功能的鼻托部40(参照图3等)，所以能够使上述那样的角度关系变更，从而使俯瞰方向BD变化，对观察的状态进行调整，从而能够根据因观察者而不同的个人之间的感觉的差异选择最佳的状态，进而能够减少观察时的负担。另外，能够将正面方向SD规定为例如在图5那样的理想的状态下在标准的佩戴状态下朝向正面的情况下的水平方向，但关于观察者将哪一个方向作为正面来进行识别，由于例如存在骨骼的不同、眼睛的位置的不同等，所以通常存在个人差异。在本实施方式中，最终能够进行根据上述的个人之间的差异的调整。
[0057]图6是表示实际佩戴如上述那样以标准的眼睛以及耳朵的位置为基准设计的虚像显示装置100的样子的一个例子的图。另外，图7(A)以及7(B)是用于对实际佩戴的观察者的眼睛EY与各方向FD等之间的关系进行说明的图。
[0058]如图6所示，在实际的佩戴过程中，由于在观察者的眼睛EY、鼻子NO的大小、形状、位置关系等存在个人差异，所以虚像显示装置100与观察者的眼睛EY的配置未必成为参照图5进行了说明的理想的状态。此处，若将影像与观察者的眼睛EY的位置关系，在图7(A)所示的正面方向SD、基准方向FD以及俯瞰方向BD抽象化地表示，则这些方向的关系与图5(C)所示的情况变得相同，如图7 (B)那样被表示。具体地进行说明，首先，在图7(A)中，将表示相对于由从导光装置20射出的影像光所识别的虚像而言的假想的影像的范围的面设为假想面IM，并将其中心设为中心CT。在该情况下，射出侧光轴AXO从中心CT朝与假想面頂垂直的方向延伸，射出侧光轴AXO所延伸的方向与俯瞰方向BD(视线轴的方向)一致。另外，在该情况下，若将正面方向SD相对于基准方向FD所成的角的角度设为α ,将正面方向SD与俯瞰方向BD所成的角的角度设为Π，则利用在虚像显示装置100的设计阶段已经确定的角度Θ，表示为:
[0059]η = θ + α...(2)
[0060]此处，如前文所述，上式(2)的角度α为因个体差异不同的值，未必与理想地规定的上式(I)的角度Qi—致。换言之，此处的正面方向SD为各个观察者感觉为正面的方向，由于存在个体差异，所以正面方向SD与基准方向FD所成的角亦即上式(2)的角度α为不被一律决定的值。另一方面，如前文所述，角度Θ的值为虚像显示装置100的设计时确定的规定值，在佩戴时为不变的值，与上式(I)的情况一致。因此，在该情况下，为了将角度Π调整为保持在通常作为理想的值的10°左右，而优选对角度α进行调整使其与理想的角度Qi—致或成为与理想的角度^大致相等的值。若换个立场说，这意味着相对于正面方向SD改变基准方向FD，即改变虚像表示装置100相对于观察者的姿势，并且，其结果意味着也改变俯瞰方向BD。此外，角度η作为理想的值为10°左右，但从消除个人差异、作为虚像显示装置的外观的不协调的感觉等的观点出发，优选通过调整部亦即鼻托部40，将观察者的眼睛EY的俯瞰方向BD相对于正面方向SD的角度调整为比0°大且在15°以下的角度的范围。
[0061]以下，参照图8对鼻托部40的更具体的结构的一个例子等进行说明。图8(A)以及8(B)是示意性地表示在作为一个例子的鼻托部40中，构成鼻托部40的垫部42的拆装的图。此处，垫部42为左右一对的结构(参照图3等)，且为左右对称的构造，因此仅表示垫部42中的一方,省略对另一方的图不以及说明。
[0062]如图示的那样，鼻托部40具有安装于保护架108等(参照图3等)的装置主体部10s (例如相当于图3所示的保护架108、鼻托部40的被固定部43的部分)侧的突起部ΤΡ。另一方面，鼻托部40的垫部42具有设置为与突起部TP对应的插入部42ρ。插入部42ρ形成凹部RP。突起部TP具有呈球状地膨胀的前端部BP。相对于此，插入部42p例如由具有弹性的树脂、橡胶材料制成，并形成使凹部RP与突起部TP的前端部BP —致的形状。由此，对于垫部42而言，通过将插入部42p的凹部RP以嵌入的方式安装于突起部TP，能够以可拆装的方式固定于装置主体部100s。并且，如图8(B)以及8(C)所例示的那样，准备多个尺寸、大小不同的垫部42，从而观察者能够根据眼睛、鼻子等的大小、位置选择合适的垫部42。
[0063]另外，图8(D)是示意性地表示其他的垫部42的一个例子的图。如图示的那样，也可以在垫部42的内部装入可变性的金属芯部42a。换句话说，也可以通过使金属芯部42a变形来进行位置调整。
[0064]由此，在本实施方式的虚像显示装置100中，通过作为调整部发挥功能的鼻托部40，根据观察者的个体差异使俯瞰方向BD相对于正面方向SD的角度η变化，从而能够以合适的视线进行观察。
[0065]以下，参照图4对投射透视装置70等的功能、动作等的详细情况进行说明。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为在俯视中以沿着面部的方式弯曲的圆弧状的部件。导光部件10中的第一导光部分11配置于靠近鼻子的中央侧换句话说光射出侧，并具有第一面S11、第二面S12以及第三面S13来作为具有光学功能的侧面，第二导光部分12配置于离开鼻子的周边侧换句话说光入射侧，并具有第四面S14、第五面S15来作为具有光学功能的侧面。其中，第一面Sll与第四面S14连续地邻接，第三面S13与第五面S15连续地邻接。另外，在第一面Sll与第三面S13之间配置有第二面S12，第四面S14与第五面S15以形成较大的角度的方式邻接。
[0066]在导光部件10中，第一面Sll是以与Z轴平行的射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面，第二面S12是以包含于与XZ面平行的基准面(图示的剖面)且相对于Z轴倾斜的光轴AXl为中心轴的自由曲面，第三面S13是以射出侧光轴AXO为中心轴的自由曲面。第四面S14是以包含于与XZ面平行的上述基准面且与相对于Z轴倾斜的一对光轴ΑΧ3、ΑΧ4的二等分线平行的光轴ΑΧ5为中心轴的自由曲面，第五面S15是以包含于与XZ面平行的上述基准面并且相对于Z轴倾斜的一对光轴ΑΧ4、ΑΧ5的二等分线或者相对于该二等分线形成小角度的线为中心轴的自由曲面。此外，以上的第一面Sll?第五面S15具有隔着水平(或者横向)延伸与XZ面平行且光轴AXl?ΑΧ5等所通过的基准面(图示的剖面)，在铅垂(或者纵向)的Y轴方向上对称的形状。
[0067]导光部件10中的主体1s由在可见范围呈现高透光性的树脂材料形成，例如通过使热塑性树脂注入金属模具内并使热塑性树脂在金属模具内固化而成形。此外，作为主体1s的材料，例如能够使用环烯烃聚合物等。主体1s为一体成型品，但能够考虑为将导光部件10如已经进行了说明的那样功能性地划分为第一导光部分11和第二导光部分12。第一导光部分11能够对影像光GL进行导波以及射出影像光GL，并且能够供外界光HL透视。第二导光部分12能够供影像光GL入射以及对影像光GL进行导波。
[0068]在第一导光部分11中，第一面Sll作为使影像光GL朝第一导光部分11外射出的折射面发挥功能，并且作为使影像光GL在内表面侧全反射的全反射面发挥功能。第一面Sll配置于眼睛EY的正面，相对于观察者形成凹面形状。此外，第一面Sll是由施加于主体1s的表面的硬涂层27形成的面。
[0069]第二面S12是主体1s的表面，并在该表面附随有半透半反层15。该半透半反层15是具有透光性的反射膜(即半透过反射膜)。半透半反层(半透过反射膜)15不形成于第二面S12的整体，而形成在主要沿着Y轴的铅垂方向缩小了第二面S12的部分区域PA上(参照图4)。半透半反层15通过在主体1s的基底面中的部分区域PA上对金属反射膜、电介质多层膜进行成膜而形成。半透半反层15的相对于影像光GL的反射率在容易通过透视观察外界光HL的观点，在假设的影像光GL的入射角范围内设为10%以上50%以下。具体的实施例的半透半反层15的相对于影像光GL的反射率例如设定为20%，相对于影像光GL的透过率例如设定为80%。
[0070]第三面S13作为使影像光GL在内表面侧全反射的全反射面发挥功能。第三面S13配置于眼睛EY的正面，与第一面Sll相同地相对于观察者形成凹面形状，在通过第一面Sll和第三面S13观察外界光HL时，能见度几乎为O。此外，第三面S13是由施加于主体1s的表面的硬涂层27形成的面。
[0071]在第二导光部分12中，第四面S14作为使影像光GL在内表面侧全反射的全反射面发挥功能。第四面S14也作为使影像光GL朝第二导光部分12内入射的折射面发挥功能。此外，第四面S14是由施加于主体1s的表面的硬涂层27形成的面。
[0072]在第二导光部分12中，如前文所述，第五面S15通过在主体1s的表面上对由无机材料形成的光反射膜RM进行成膜而形成，从而作为反射面发挥功能。
[0073]透光部件50如前文所述与导光部件10 —体地被固定而成为一个导光装置20。透光部件50是辅助导光部件10的透视功能的部件(辅助光学模块)，并具有第一透过面S51、第二透过面S52、以及第三透过面S53来作为具有光学功能的侧面。此处，在第一透过面S51与第三透过面S53之间配置有第二透过面S52。第一透过面S51处于对导光部件10的第一面Sll进行了延长的曲面上，第二透过面S52是通过粘合层CC而接合于该第二面S12而一体化的曲面，第三透过面S53处于对导光部件10的第三面S13进行了延长的曲面上。其中，第二透过面S52与导光部件10的第二面S12通过经由较薄的粘合层CC的接合而一体化，因此具有大致相同的曲率的形状。
[0074]透光部件(辅助光学模块)50在可见范围内呈现较高的透光性，透光部件50的主体部分由具有与导光部件10的主体1s大致相同的折射率的热塑性树脂材料形成。此外，透光部件50在将主体部分与导光部件10的主体1s接合后，以接合的状态与主体1s —同完成硬涂层的成膜而形成。换句话说，透光部件50与导光部件10相同地在主体部分的表面施加了硬涂层27。第一透过面S51与第三透过面S53是由施加于主体部分的表面的硬涂层27形成的面。
[0075]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被投射透镜30汇聚，并入射至设置于导光部件10的具有正光焦度的第四面S14。
[0076]通过了导光部件10的第四面S14的影像光GL发生汇聚并前进，在经过第二导光部分12时，在具有比较弱的正光焦度的第五面S15反射，从内侧再次入射至第四面S14并被反射。
[0077]被第二导光部分12的第四面S14反射的影像光GL在第一导光部分11中，入射至具有比较弱的正光焦度的第三面S13并被全反射，入射至具有比较弱的负光焦度的第一面Sll并被全反射。此外，影像光GL在通过第三面S13的前后，在导光部件10中形成中间像。该中间像的像面II与影像显示元件82的像面OI对应。
[0078]被第一面Sll全反射的影像光GL入射至第二面S12，但特别是入射至半透半反层15的影像光GL，部分性地透过该半透半反层15且部分性地被反射，并再次入射至第一面Sll且通过。其中，半透半反层15作为针对在此处被反射的影像光GL具有比较强的正光焦度的层发挥功能。另外，第一面Sll作为针对通过该面的影像光GL具有负光焦度的面发挥功能。
[0079]通过了第一面Sll的影像光GL向观察者的眼睛EY的瞳孔或者其等效位置作为大致平行光束入射。换句话说，观察者通过作为虚像的影像光GL，观察形成在影像显示元件(影像元件)82上的图像。
[0080]另一方面，外界光HL中的、入射至与导光部件10的第二面S12相比更靠-X侧的光，通过第一导光部分11的第三面S13和第一面Sll,但此时,正负光焦度抵消并且像差被修正。换句话说，观察者隔着导光部件10观察失真较少的外界像。同样地，外界光HL中的、入射至与导光部件10的第二面S12相比更靠+X侧的光，换句话说，入射至透光部件50的光通过设置于该透光部件的第三透过面S53和第一透过面S51时，正负光焦度抵消并且像差被修正。换句话说，观察者隔着透光部件50观察失真较少的外界像。并且，外界光HL中的、入射至与导光部件10的第二面S12对应的透光部件50的光，在通过第三透过面S53和第一面Sll时，正负光焦度抵消并且像差被修正。换句话说，观察者隔着透光部件50观察失真较少的外界像。其中，导光部件10的第二面S12与透光部件50的第二透过面S52均具有大致相同的曲面形状，且均具有大致相同的折射率，两者的间隙被大致相同的折射率的粘合层CC填充。换句话说，导光部件10的第二面S12、透光部件50的第二透过面S52对于外界光HL不作为折射面发挥功能。
[0081]但是，入射至半透半反层15的外界光HL，部分性地透过该半透半反层15并且还部分性地被反射，因此来自与半透半反层15对应的方向的外界光HL被削弱至半透半反层15的透过率。另一方面，对于从与半透半反层15对应的方向，由于影像光GL入射，因此观察者在半透半反层15的方向上与形成在影像显示元件(影像元件)82上的图像一同观察外界像。
[0082]在导光部件10内传播入射至第二面S12的影像光GL中的、未被半透半反层15反射的光入射至透光部件50内，但通过设置于透光部件50的未图示的反射防止部防止其返回至导光部件10。换句话说，防止通过了第二面S12的影像光GL返回到光路上而成为杂散光。另外，从透光部件50侧入射并被半透半反层15反射的外界光HL返回至透光部件50，但通过设置于透光部件50的上述的未图示的反射防止部防止其朝导光部件10射出。换句话说，防止被半透半反层15反射的外界光HL返回到光路上而成为杂散光。
[0083]如根据以上的说明所明确的那样，根据本实施方式的虚像显示装置100，由于能够在使观察者的视线朝下侧俯瞰的状态下观察影像，所以能够减轻观察者的使用中对眼睛EY的负担，即便长时间的使用也能够抑制观察者的紧张。特别是，在虚像显示装置100中，SP便在观察者的眼睛、鼻子、耳朵的位置从标准位置偏离，无法在标准的佩戴状态下进行作为目标的俯瞰方向下的观察的情况下，也通过作为调整部发挥功能的鼻托部40，对基于规定标准的位置的支承位置基准面SS而设计的虚像显示装置100的姿势(佩戴状态)进行调整，并根据观察者的个体差异对来自导光部件10的影像光GL的射出状态进行调整，从而能够使俯瞰方向BD相对于正面方向SD的角度η变化，进而根据观察者的个体差异以合适的视线进行观察。另外，在该情况下，观察者在能够识别外界的透视的状态下，根据外界像识别出正面方向，以与所识别出的正面方向对应的方式对俯瞰方向的角度进行调整，从而能够以使相对于外界像的影像光的俯瞰方向的角度成为最佳角度的方式进行调整。
[0084]第二实施方式
[0085]以下，根据图9(A)?图9(C)，对第二实施方式所涉及的虚像显示装置进行说明。此外，本实施方式的虚像显示装置是第一实施方式的虚像显示装置100的变形例，由于包括鼻托部的调整部的构造以外的构造与第一实施方式的情况相同，所以仅表示鼻托部及其周边的位置，省略对整体的结构等的图示以及说明。
[0086]图9(A)是示意性地表示本实施方式所涉及的虚像显示装置中的包括鼻托部140在内的调整部的一个例子的图，图9(B)以及9(C)是示意性地表示图9(A)所示的鼻托部140中的左右一对垫部142的拆装的图。如图示的那样，鼻托部140除了左右一对垫部142之外，还具有与各垫部142对应地设置的安装构造部AS。如图示的那样，安装构造部AS由在装置主体部10s (例如相当于图3所示的保护架108、鼻托部40的被固定部43的部分)中以一定间隔呈一列地并列设置多个的相同形状的凸部PP(在图示的例子中为三个)构成。相对于此，垫部142具有与安装构造部AS的凸部PP对应地呈一列地并列设置多个的相同形状的凹部RR(在图示的例子中为三个)。如图9(B)以及9 (C)所示，鼻托部140通过将垫部142的凹部RR嵌入安装构造部AS的凸部PP而被定位固定。此时，例如如图9(B)所示的情况和图9(C)所示的情况那样，通过改变将多个并列的凹部RR与凸部PP进行组合的位置，如虚线P1、P2所示，能够改变鼻托部140的高度。
[0087]第三实施方式
[0088]以下，根据图10(A)?图10(C)，对第三实施方式所涉及的虚像显示装置进行说明。此外，本实施方式的虚像显示装置是第一实施方式等虚像显示装置100的变形例，除了脚丝部的构造以外的构造与第一实施方式的情况相同，因此仅表示脚丝部及其周边的位置，省略对整体的结构等的图示以及说明。另外，由于一对脚丝部为左右对称的构造，所以仅表示脚丝部中的一方，省略对另一方的图示以及说明。
[0089]图10 (A)是表示本实施方式所涉及的虚像显示装置100中的脚丝部104的一个例子的图。如前文所述，一对脚丝部104在佩戴时被耳朵支承，从而对虚像显示装置100进行支承。另外，如图示的那样，脚丝部104与框架107的侧面部107b之间的连结部CN具有铰链构造，由此，脚丝部104能够折叠。并且，在本实施方式中，如在图10(A)中示意性地表示的那样，从连结部CN至脚丝部104在内部装入有可变性的金属芯部104a。换句话说，通过使金属芯部104a变形，例如在箭头Al所示的方向上使脚丝部104的姿势改变，从而能够对影像的位置进行位置调整。若更详细地进行说明，则在将脚丝部104延伸的方向设为表示脚丝部104的上端部104t延伸的方向的基准轴TX、将基准轴TX延伸的方向设为脚丝轴向TD的情况下，通过相对于基准方向FD对脚丝部104延伸的脚丝轴向TD的角度进行调整，其结果能够使基准方向FD相对于正面方向SD的方向(角度)变化，即、能够使虚像显示装置100相对于观察者的眼睛EY的姿势变化。换句话说，包括脚丝部104在内的部分作为调整部而发挥功能。
[0090]图10⑶是表示脚丝部104的一变形例的图。在本变形例中，由于具有棘轮机构RT，所以包括脚丝部104在内的部分作为调整部而发挥功能。具体而言，脚丝部104具有以固定的方式安装于连结部CN的安装部分104f、以沿箭头A2所示的方向可动的状态安装于安装部分104f的主体部分104s、以及棘轮机构RT。棘轮机构RT由脚丝部104中的、附随安装部分104f的齿轮部GE和附随脚丝部104的主体部分104s的楔形的突起部GF构成。齿轮部GE为圆盘状，并在其外周具有多个棘轮齿，该多个棘轮齿具有朝一个方向偏斜的形状。安装部分104f能够以圆盘状的齿轮部GE的中心轴为轴进行旋转。脚丝部104的突起部GF在前端侧与齿轮部GE的棘轮齿啮合，从而能够施加阻止反转的旋转限制，并且能够在箭头A2所示的方向上使脚丝部104的姿势多阶段地变化。此外，在该情况下，由于存在阻止反转的旋转限制，所以姿势的调整例如如箭头A2所示的那样仅朝一个方向，但设为具有例如解除突起部GF与棘轮齿的啮合而能够解除由棘轮机构RT实现的旋转限制的机构，从而能够使脚丝部104的姿势返回至初始的状态。
[0091]另外，除了上述以外，例如能够拆装脚丝部104的整体或者一部分，从而也能够成为从大小、形状不同的部件中选择的方式。并且，能够拆装在与颞部接触的部分(内侧部分)安装的脚丝用垫，从而也可以根据该脚丝用垫的形状相对于观察者的眼睛而使姿势变化。
[0092]第四实施方式
[0093]以下，根据图1UA)等，对第四实施方式所涉及的虚像显示装置进行说明。此外，本实施方式的虚像显示装置是第一实施方式的虚像显示装置100的变形例，由于除了图像修正的处理以外的处理与第一实施方式等的情况相同，所以省略对整体的结构的图示以及说明。
[0094]图1l(A)是用于对本实施方式所涉及的虚像显示装置的图像修正进行说明的图，并表示所显示的影像的范围。换句话说，假想地表示向观察者的眼睛映出应该作为图像而被识别的虚像的范围。在图示中，可显示区域DP表示能够通过图像显示装置80(参照图4等)显示影像的范围。另一方面，影像区域DD表示可显示区域DP所示的范围中的实际上显示影像的范围。在该情况下，作为影像区域DD不使用可显示区域DP的整体，而设置边缘部MG，在边缘部MG的范围内能够进行使影像区域DD在可显示区域DP面内，例如沿箭头AAl、AA2的方向(上下方向)适当地移动的图像修正的处理。换句话说，通过对作为影像区域DD而被映出的位置进行调整，结果能够使观察者的视线变化。此外，影像区域DD的位置调整的处理，例如通过使图像显示装置80的液晶驱动电路84b (参照图4)具有图像处理功能等，而成为可能。即，在本实施方式的情况下，液晶驱动电路84b成为对影像显示元件82的图像形成的范围进行调整的图像修正部，从而作为调整部而发挥功能。
[0095]此外，如上所述，在将图像修正部作为调整部的调整的情况下，相当于使图像的中心位置变化。因此，若利用第一实施方式所示的式(2)来进行说明，则通过调整角度Θ的值而将角度Η变更为理想的状态。
[0096]另外，在上述内容中，也可以使可显示区域DP的范围进一步扩大。例如，如图1l(B)所示，若在更广的范围内设定具有图像信息的假想的影像区域DI，并且将可显示区域DP设为能够在影像区域DI中指定的区域，则能够使可显示区域DP在影像区域DI的范围内变化。在该情况下，例如通过预先在虚像显示装置搭载陀螺仪传感器，使可显示区域DP的范围的变化与观察者的身体的动作同步，从而能够使在可显示区域DP中应该映出图像的范围在箭头ABl?AB4所示的方向上变化。
[0097]另外，如箭头ACl?AC4所示，影像区域DI的范围能够进一步扩大假想的范围，例如旋转360 °将箭头ACl所示的方向的前端与箭头AC2所示的方向的前端连接在一起，并且箭头AC3所示的方向的前端与箭头AC4所示的方向的前端旋转360°连接在一起，从而可以将整体连接的范围作为假想的影像区域DI。
[0098]以上，结合各实施方式对本发明进行了说明，但本发明不局限于上述的各实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内利用各种方式来实施，例如也能够进行接下来那样的变形。
[0099]首先，在上述的说明中，虽通过处于标准位置的眼球的中心位置YP和耳朵的根部的上端位置AP，来规定作为用于构成虚像显示装置100的基准的支承位置基准面SS，但支承位置基准面SS不局限于此，能够设定为以各种各样的位置成为基准的面。例如，在通过除了耳朵的根部的上端以外的位置的耳朵整体支承框架的情况下，也可以将包括标准的眼球的中心位置和支承框架的耳朵整体中的中心位置在内的面作为支承位置基准面。
[0100]另外，在上述的说明中，框架107直接地支承虚像显示装置100中的形成影像光的光学系统亦即图像显示装置80、导光装置20，但不局限于框架直接地支承上述全部装置的情况，例如也可以将图像显示装置80、导光装置20收纳于一体的盒体等，从而经由该盒体等来间接地支承图像显示装置80、导光装置20。
[0101 ] 在上述的说明中，在第一实施方式中，鼻托部作为调整部发挥功能，在第二实施方式中，脚丝部作为调整部发挥功能，在第三实施方式中，图像修正部作为调整部发挥功能，但也可以组合鼻托部、脚丝部、图像修正部进行调整，以上述整体为调整部。在该情况下，例如在佩戴时，能够通过鼻托部、脚丝部进行调整，例如若在观察中发现未调整到位，则在图像观察时通过图像修正部进行再调整。另外，由于具有多个调整功能，所以使可调整的范围更广，即便在眼睛、鼻子、耳朵的位置从标准的位置偏离较大那样的观察者使用的情况下，也能够成为适于长时间的观察的状态。另外，例如若先进行通过鼻托部、脚丝部等的外部机构的方法的调整,则也能够考虑减少图像修正部在图像处理的(内部机构的)处理中的修正量。换句话说，能够增大图1l(A)所示的影像区域DD(减少边缘部MG)。另外，关于个体差异，通常由鼻子的形状、位置产生的影响最大。因此，例如在组合各调整部的情况下，相比基于其他的调整部的调整而优先基于鼻托部的调整。
[0102]另外，作为上述以外的调整部，也可以使用例如具有弹性，以从观察者的颞部至后头部绕一周的方式卷绕的头带，通过该头带，维持并固定使虚像显示装置相对于观察者的眼睛调整为所希望的位置以及角度的状态。
[0103]在上述实施方式中，在图像显示装置80中，使用了由透射式的液晶显示器件等构成的影像显示元件82，但作为图像显示装置80，不局限于由透射式的液晶显示器件等构成的影像显示元件82，而能够使用各种部件。例如，也能够是使用了反射式液晶显示器件的结构，取代由液晶显示器件等构成的影像显示元件82，也能够使用数字微镜设备等。另外，作为图像显示装置80，能够使用以LED阵列、OLED (有机EL)等为代表的自发光型元件。
[0104]影像显示元件82与投射透镜30的固定方法，能够使用将影像显示元件82直接固定于镜筒39的各种方法。
[0105]对于框部102，不局限于实施方式所例示的形状或者与眼镜的框架相似的外观，而能够成为能够架设投射透镜30与导光装置20的各种形状。另外，鼻托部40、140的形状也能够适用各种形状。
[0106]在上述实施方式中，框架107与投射透镜30为分体并通过螺丝固定将投射透镜30固定于框架107，但也能够使投射透镜30的镜筒39与框架107 —体成形。作为使镜筒39与框架107 —体成形的方法,存在嵌出成形(outsert molding)、压铸一体成形后的切出镜筒部等的方法。
[0107]对于导光装置20或者投射透镜30，不局限于基于螺丝固定的紧固，能够通过各种方法固定于框架107。
[0108]在上述实施方式中，在投射透镜30的镜筒39设置有与导光装置20卡合的卡合部件39a，但能够在导光装置20侧设置例如以夹持镜筒39的方式与镜筒39嵌合的卡合部件。
[0109]在上述实施方式中，半透半反层(半透过反射膜)15形成为横长的矩形区域，但半透半反层15的轮廓能够根据用途及其他的使用适当地变更。另外，半透半反层15的透过率、反射率也能够根据用途及其他来变更。
[0110]在上述实施方式中，半透半反层15仅是半透过性的膜(例如金属反射膜、电介质多层膜)，但半透半反层15能够置换为平面或者曲面的全息元件。
[0111]在上述实施方式中，虽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，能够不均匀地调整显示亮度的分布。
[0112]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，但虚像显示装置100能够由单一的显示装置构成。换句话说，也可以构成为不是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，而是仅针对于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，以一只眼睛观察图像。该情况下，框架107、脚丝部104形成例如如图1等所示的那样左右对称地配置的形状。
[0113]在上述实施方式中，在导光部件10的第一面Sll以及第三面S13中，不是在表面上施加反射层、半透半反层等而是通过与空气的界面使影像光全反射并对影像光进行引导，但本发明的虚像显示装置100中的全反射也包括在第一面Sll或者第三面S13上的整体或者一部分形成有反射涂层、半透半反膜而进行的反射。例如，也包括在影像光的入射角度满足全反射条件的基础上，在上述第一面Sll或者第三面S13的整体或者一部分施加反射涂层等，从而实际上反射所有的影像光的情况。另外，若是为了得到足够的亮度的影像光，则也可以利用稍微具有透过性的反射层涂装第一面Sll或者第三面S13的整体或者一部分。
[0114]在上述的说明中，导光部件10等沿眼睛EY所排列的横向延伸，但也能够以沿纵向延伸的方式配置导光部件10。该情况下，导光部件10例如以上部的悬臂状态被支承。
[0115]另外，对置地配置的第一面Sll和第三面S13相对于观察者形成凹面形状，但第一面Sll以及第三面S13也可以为平行的平面形状。在该情况下，在观察者透过第一面Sll以及第三面S13观察外界的情况下能够使能见度为O。另外，在第一面Sll以及第三面S13为平行的平面形状的情况下，例如也可以通过使第一面Sll以及第三面S13以外的其他的面维持为曲面，而形成中间像，也能够为不形成中间像的结构的图像形成。
[0116]附图标记的说明
[0117]AX4?AX5...光轴；GL...影像光；HL...外界光；01…像面；PA…部分区域；RM...光反射膜；S11?S15…第一面?第五面；S51?S53…透过面；31?33…光学元件;10…导光部件；10g…安装部；10s…主体；11、12…导光部分；15…半透半反层；20…导光装置；30...投射透镜;39…镜筒;39a…卡合部件；39g…安装部；39h…后端部;40、140…鼻托部(调整部);42、142…垫部;TP…突起部;RP…凹部；AS…安装构造部；42a…金属芯部;50…透光部件；61e、61f…固定部；65a、65b…侧端部；70…投射透视装置;80…图像显示装置;81...照明装置；81a…光源；81b…背光导光部；82…影像显不兀件；84…驱动控制部；84a…光源驱动电路；84b…液晶驱动电路(图像修正部、调整部)；88…元件用盒体；100…虚像显示装置；100s…装置主体部；100A、100B…显示装置；101a、1lb…光学部件;102…框部；104…脚丝部(调整部);RT…棘轮机构；104a…金属芯部;105a、105b…像形成主体部(光学单元);105d…外装部件；107…框架;107a…正面部;107b、107c…侧面部；108…保护架；SS…支承位置基准面；FD…基准方向；SD…正面方向；BD…俯瞰方向。
【权利要求】
1.一种虚像显示装置，其特征在于，具备: 影像元件； 导光部件，其配置于观察者的眼前，并且使来自所述影像元件的光朝向观察者的眼睛来使观察者识别图像； 框架，其基于至少假设标准的眼睛的位置而确定的支承位置基准面，将所述导光部件配置于眼前的规定的位置来对所述导光部件进行支承；以及 调整部，其对针对于观察者的眼睛的、来自所述导光部件的光的射出状态进行调整， 所述导光部件将应该使观察者识别的光从相对于所述支承位置基准面具有角度的方向射出，来使观察者从使观察者的眼睛朝下侧俯瞰的俯瞰方向识别图像， 所述调整部通过对来自所述导光部件的光的射出状态进行调整，而使所述俯瞰方向相对于观察者的眼睛的位置的角度变化。
2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述支承位置基准面为，包括作为标准位置而假设的眼球的中心位置、和作为标准位置而假设的耳朵的根部的上端位置的平面。
3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部包括在佩戴时与观察者的鼻子接触而支承装置的鼻托部，并使所述鼻托部的姿势变化。
4.根据权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部包括能够在装置主体部的多个位置安装垫部的安装构造部来作为所述鼻托部。
5.根据权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部具有作为所述鼻托部的一部分而安装于装置主体部的突起部，并能够将与鼻子接触的垫部安装于所述突起部来作为所述鼻托部的一部分。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部包括在佩戴时与观察者的耳朵接触而支承装置的脚丝部，并使所述脚丝部的姿势变化。
7.根据权利要求6所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部还具有使所述脚丝部以沿相对于所述支承位置基准面具有角度的方向延伸的方式变化的棘轮机构。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部包括可变性的金属芯部，该金属芯部装入于对装置进行支承的支承部的一部分。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部包括对由所述影像元件形成的图像形成范围进行调整的图像修正部。
10.根据权利要求1?9中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部对观察者的眼睛的所述俯瞰方向相对于正面方向的角度以成为比0°大且15°以下的角度范围的方式进行调整。
11.根据权利要求1?10中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述导光部件能够对来自所述影像元件的光进行导光并且对外界的光进行透视， 还具有与所述导光部件连结、并对外界的光的透视功能进行补偿的透光部件。
12.根据权利要求11所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述调整部相对于观察外界的光的观察者的眼睛的正面方向对所述俯瞰方向的角度进行调整。
【文档编号】G02B27/01GK104166237SQ201410200774
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】平出纪明 申请人:精工爱普生株式会社