专利名称：虚像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在观察者的头部佩戴的头戴式显示器等的虚像显示装置。
背景技术：
以往，提出了具有眼镜那样的外观且用光学系统来使由IXD (液晶显示器)等显示元件形成的图像成为虚像以使观察者观察的虚像显示装置(图像显示装置)(例如，参照专利文献I)。专利文献I记载的虚像显示装置具备具有显示元件OXD等)、驱动电路以及投射透镜(物镜)等，且固定于眼镜框的镜脚的 图像显示单元；和在眼镜框的前部固定的导光板(基板)。图像显示单元(驱动电路)从外部经电缆(信号线)输入信号，在显示元件形成图像光。导光板在一端侧和另一端侧分别设有导入反射镜和合并器(conbiner)。导入反射镜使该图像光反射，以使从显示元件出射且用投射透镜作为平行光投射的图像光在导光板内部全反射以导向合并器。而且，合并器使通过导光板内部的全反射而导引的图像光反射，以导向导光板外部的预定位置(观察者的左眼或右眼)。专利文献I :特开2006-162767号公报。
发明内容
在专利文献I记载的虚像显示装置中，图像显示单元在镜脚中固定于接近导光板的位置。而且，与外部设备连接的电缆与固定于镜脚的该位置的图像显示单元直接连接。S卩，在观察者佩戴虚像显示装置时，电缆容易碰到观察者的脸，存在使观察者产生不快感的问题。本发明的目的是提供可提高使用感的虚像显示装置。本发明的虚像显示装置，其特征在于，具备显示元件，其出射图像光；电路基板，其根据图像信号来驱动所述显示元件；信号线，其与所述电路基板连接，且将来自外部的所述图像信号向所述电路基板输入；投射透镜，其将来自所述显示元件的图像光投射；导光板，其在将来自所述投射透镜的图像光取入内部后导向外部的预定位置；收置部件，其在内部具有收置所述显示元件、所述电路基板及所述投射透镜的收置空间以及与所述收置空间连通且收置所述信号线的一部分的第一空间；和镜脚，其经枢轴机构而在所述收置部件转动自如地安装且在内部具有经所述枢轴机构与所述第一空间连通的第二空间，所述信号线从所述第一空间经所述枢轴机构向所述第二空间折回。在本发明中，如上所述，信号线从收置电路基板等的收置部件内部(收置空间、第一空间)经枢轴机构而折回到镜脚内部(第二空间)。这样，如果构成为例如从镜脚的与在收置部件安装的一端侧相反侧的另一端侧使折回到第二空间中的信号线伸出到外部，则在观察者佩戴虚像显示装置时，信号线不会碰到观察者的脸，不会使观察者产生不快感。即，可提高虚像显示装置的使用感。在本发明的虚像显示装置中，优选的是，所述导光板具备图像取入部，其与所述投射透镜相对配置，且将来自所述投射透镜的图像光取入所述导光板内部；全反射部，其具有形成为与所述投射透镜的光轴正交的平坦状且互相平行的一对全反射面，并将取入所述导光板内部的图像光通过在所述一对全反射面的全反射来导向与所述图像取入部远离的方向；和图像取出部，其将由所述全反射部导引的图像光导向外部的所述预定位置。本发明中，导光板具备上述图像取入部、全反射部以及图像取出部，因此除了在显示元件形成的图像之外，也可使观察者观察到外界像，且可构成透明型的虚像显示装置。在本发明的虚像显示装置中，优选的是，所述信号线的一部分在因弹性变形而弯曲的状态下收置在所述第一空间中。但是，镜脚经枢轴机构而在收置部件转动自如地安装。因此，在使镜脚转动的情况 下，载荷易于作用在位于收置部件和镜脚的连接位置处的部分的信号线上，信号线有可能产生断线。在本发明中，信号线的一部分在因弹性变形而弯曲的状态下收置在第一空间中，因此可通过该线束的弯曲而减小因镜脚的转动而在信号线上作用的载荷，且可良好地防止信号线的断线。在本发明的虚像显示装置中，优选的是，所述信号线的一部分在因弹性变形而弯曲为U形的状态下收置在所述第一空间中，该U形的部分与所述镜脚经所述枢轴机构而相对于所述收置部件的转动联动地在所述第一空间中旋转。但是，当使在第一空间中收置的信号线的一部分如上述那样因弹性变形而U形弯曲的情况下，U形的部分易于与镜脚的转动联动地旋转。在本发明中，U形的部分构成为与镜脚的转动联动地旋转。换言之，第一空间设定为在U形的部分与镜脚的转动联动地旋转时不与收置部件的内表面等机械干涉而限制旋转地可允许旋转的大小。因此，在镜脚的转动时，不会由收置部件的内表面等限制U形的部分的旋转而在信号线上作用载荷，且可更良好地防止信号线的断线。在本发明的虚像显示装置中，优选的是，所述电路基板在所述收置空间内部相对于所述显示元件和所述投射透镜在上方侧和下方侧中的任一侧配置，所述信号线从所述第一空间向所述第二空间经所述枢轴机构的所述一侧而折回。但是，在例如电路基板相对于显示元件和投射透镜配置在上方侧且信号线从第一空间向第二空间经枢轴机构的相反侧而折回的情况下，有可能产生以下所示的不良情况。S卩，在如上述那样将信号线的一部分在因弹性变形而U形地弯曲的状态下收置在第一空间中的情况下，U形的部分成为歪斜的状态。这样，在U形的部分歪斜的状态下，易于与收置部件的内表面等机械干涉，因此需要将第一空间设定为大至所需以上的空间。即，收置部件大型化，从而使虚像显示装置大型化。在本发明中，电路基板的配置位置和信号线的通过枢轴机构的位置设定在上方侧和下方侧中的任一侧。
这样，可防止U形的部分HU歪斜。即，U形的部分难以与收置部件的内表面等机械干涉，不必将第一空间设定为过大的空间，可实现收置部件和虚像显示装置的小型化。此外，在第一空间收置的信号线的一部分成为因弹性变形而在上下方向上弯折以弯曲的状态，因此也可防止因自重的影响而倾斜，且可实现难以与收置部件的内表面等机械干涉的构成。本发明的虚像显示装置中，优选的是，所述枢轴机 构具备转轴，其相对于所述收置部件使所述镜脚转动；支承部，其在所述收置部件设置，且支承所述转轴；和轴支承部，其在所述镜脚设置，且具有使所述转轴插穿的插穿孔，并由所述转轴转动自如地轴支承；和施力部件，其在所述转轴和所述镜脚之间架设，且将所述镜脚向接近所述转轴的方向上施力，在所述收置部件和所述镜脚，分别设有在克服所述施力部件的作用力而使所述镜脚转动时互相抵接的第一抵接部和第二抵接部，所述插穿孔由通过所述第一抵接部和所述第二抵接部的抵接位置且在以与所述转轴平行的假想的第二轴为中心的旋转方向上延伸的轨道孔构成。在本发明中，枢轴机构如上述那样构成，因此在观察者佩戴虚像显示装置的状态下，通过施力部件所产生的作用力，而可将镜脚以预定的力向观察者的头部按压。即，使镜脚适合观察者的头部，可提高观察者所感受到的虚像显示装置的佩戴感。另外，枢轴机构如上述那样构成，因此镜脚除了以转轴为中心的转动之外，还可进行以上述第二轴为中心的转动。即，镜脚的转动角度(转动范围)大。这样，即使在增大镜脚的转动角度的情况下，例如，当使在第一空间中收置的信号线的一部分成为因弹性变形而弯曲的状态时，也可良好地防止信号线的断线。
图I是表示本实施方式的虚像显示装置的外观的立体图。图2是表示本实施方式的虚像显示装置的构成的分解立体图。图3是表示本实施方式的虚像显示装置的内部构成的立体图。图4(A)是表示本实施方式的导光板的构成的图，是从+Z轴侧观察导光板的图。图4(B)是表示本实施方式的导光板的构成的图，是从沿Y轴的下方侧观察导光板的图。图5是表示本实施方式的枢轴机构的构成的分解立体图。图6(A)是用于说明本实施方式的施力部件的功能的图，是表示第一抵接部、第二抵接部互相抵接时的施力部件的状态的图。图6(B)是用于说明本实施方式的施力部件的功能的图，是表示从第一抵接部、第二抵接部互相抵接的状态进一步向使镜脚伸展的方向转动时的施力部件的状态的图。图7是用于说明使本实施方式的镜脚转动时的线束(harness)的U形部分的旋转动作的图。图8是用于说明使本实施方式的镜脚转动时的线束的U形部分的旋转动作的图。图9是用于说明使本实施方式的镜脚转动时的线束的U形部分的旋转动作的图。附图标记说明
I虚像显示装置3导光板5盖(收置部件)6镜脚7显示元件9电路基板10枢轴机构11转动轴12支承部13轴支承部14施力部件15第一抵接部16第二抵接部31图像取入部32全反射部33图像取出部81投射透镜131插穿孔(轨道孔)321第一全反射面322第二全反射面Ax光轴H线束(信号线)HU U形的部分SpO收置空间Spl第一空间Sp2第二空间VA第二轴
具体实施例方式下面根据附图来说明本发明的一个实施方式。 I.虚像显示装置的构成图I是表示虚像显示装置I的外观的立体图。图2是表示虚像显示装置I的构成的分解立体图。图3是表示虚像显示装置I的内部构成的立体图。再有，在图I至图3中，为了方便说明，将与后述的投射透镜81的光轴Ax(图2)平行的轴设为Z轴，将与Z轴正交的水平轴设为X轴，将与Z轴正交的铅垂轴设为Y轴。后面的图也同样。此外，在Z轴中，将观察者侧设为-Z轴侧，将从观察者远离侧设为+Z轴侧。而且，图I至图3是从-Z轴侧观察的图。此外，图2和图3为了便于说明而仅表示与观察者的左眼对应侧。再有，在图2中，为了便于说明，省略了电路基板9和线束H的图示。如图I至图3所示，虚像显示装置I是具有眼镜那样的外观的头戴式显示器，使佩戴该虚像显示装置I的观察者识别虚像所形成的图像光。此外，本实施方式的虚像显示装置I由可透明地观察外界像的透明型虚像显示装置构成。如图I至图3所示，该虚像显示装置I具备图像形成装置2 (图2、图3)、导光板3、镜缘4、作为收置部件的盖5和镜脚6。再有,如图I至图3所示，图像形成装置2、导光板3、盖5和镜脚6配置成,与佩戴虚像显示装置I的观察者的左眼和右眼分别对应地设置一对，且以YZ平面为基准而成为对称(左右对称)。对于一对图像形成装置2、一对导光板3、一对盖5和一对镜脚6,由于在左右具有相同构成，因此在下面仅说明与观察者的左眼对应一侧。2.图像形成装置的构成图像形成装置2是形成并投射图像光的部件，如图2或图3所示，具备显示元件7、投射光学装置8和电路基板9 (图3)。如图2或图3所示，显示元件7具备将入射的光调制而形成图像光的透射型的液晶显示器件71 ;和在液晶显示器件71的光入射侧安装，且对液晶显示器件71出射光的背光源72 (图2)。如图2或图3所示，投射光学系统8具备将从显示元件7出射的图像光作为平行光投射的投射透镜81 (图2);和在内部收置投射透镜81的镜筒82。而且，如图2或图3所示，显示元件7经安装部件7A而在镜筒82的-Z轴侧的端面固定。电路基板9安装IC(集成电路)芯片等半导体装置，根据经作为信号线的线束H(图3)而从外部输入的图像信号来驱动液晶显示器件71，并在液晶显示器件71形成基于图像信号的图像光。而且，如图3所示，电路基板9在显示元件7和投射光学装置8的上方侧安装。此外，如图3所示，将各部件7 9 一体化的图像形成装置2经镜筒82在镜缘4固定。3.导光板的构成图4是表示导光板3的构成的图。具体地，图4 (A)是从+Z轴侧观察导光板3的 图，图4(B)是从沿Y轴的下方侧观察导光板3的图。导光板3由具有透光性的树脂材料等构成，在将从图像形成装置2投射的图像光取入内部后，导向外部的预定位置(观察者的左眼或右眼)。如图2或图4所示，该导光板3是将图像取入部31、全反射部32、图像取出部33一体形成的部件，在从沿Y轴的方向观察的情况下形成为大体等腰梯形形状。如图2或图4所示，图像取入部31形成为沿Y轴延伸的大体三棱柱状，在组装虚像显示装置I的状态下，位于与另一导光板3远离侧。而且，图像取入部31在组装虚像显示装置I的状态下与投射光学装置8相对地配置，将从投射光学装置8投射的图像光取入导光板3内部。如图4所示，在该图像取入部31的外表面，形成有光入射面311和第一反射面
312。光入射面311是形成为与XY平面平行的平坦状，且与投射透镜81相对而使从该投射透镜81投射的图像光入射的面。第一反射面312与光入射面311相对，且通过在相对于XY平面倾斜的平坦状的斜面上施行铝蒸镀等的成膜而形成，使经光入射面311而取入图像取入部31内部的图像光向全反射部32反射。如图2或图4所示，全反射部32具有沿XY平面延伸的矩形板体形状，且与图像取入部31 —体形成。而且，如图4所示，全反射部32具有第一全反射面321、第二全反射面322，将由第一反射面312反射的图像光通过第一全反射面321、第二全反射面322的全反射而导向从图像取入部31远离的方向(与另一导光板3接近侧)。第一全反射面321由使光入射面311延长的(与XY平面平行的(与光轴Ax正交的))平面构成，且位于-Z轴侧。第二全反射面322形成为与第一全反射面321平行的平坦状，且位于+Z轴侧。再有，作为第一全反射面321、第二全反射面322，不限于在表面上不施行反射或半反射等地通过与空气的界面来将图像光全反射导引的反射面，也包括在第一全反射面
321、第二全反射面322的整体或一部分形成反射涂层或半反射膜而进行的反射的反射面。例如，图像光的入射角度满足全反射条件，而且在第一全反射面321、第二全反射面322的整体或一部分施行反射涂层等，实质上将全部的图像光反射的情况也包括。此外，只要能得到足够的亮度的图像光，则也可通过具有一些透射性的反射镜来将第一全反射面321、第二全反射面321、322的整体或一部分覆盖。如图2或图4所示，图像取出部33具有与图像取入部31同样的沿Y轴延伸的大体三棱柱形状，与全反射部32 —体形成，且在组装虚像显示装置I的状态下位于与另一导光板3接近侧而且，图像取出部33将由全反射部32导引的图像光通过反射而导向外部的预定位置(观察者的左眼或右眼)。如图4所示，在该图像取出部33的外表面，形成有光出射面331和第二反射面
322。光出射面331由使第一全反射面321延长的平面构成。第二反射面332与光出射面331相对且形成为相对于XY平面倾斜的平坦状，将由全反射部32导引的图像光通过反射而导向外部的预定位置(观察者的左眼或右眼)。该第二反射面332由半反射镜等构成，构成为使图像光反射并且外界像也可透射。再有，作为图像取出部33，只要具有将由全反射部32导引的图像光导向外部的预定位置的功能，则不限于半反射镜等的第二反射面332，也可采用偏振光分光器和/或全息图像衍射格等。4.镜缘的构成镜缘4由具有透光性的树脂材料等构成，具有成为左右对称的形状，在一对导光板3的图像取出部33彼此互相接近的状态下保持一对导光板3 ( 一体化)。如图2所示，该镜缘4是将上框架部41、一对下框架部42和架设部43 —体形成的部件。上框架部41是沿X轴延伸的剖面大体矩形形状的部件，支承一对导光板3的上方侧。一对下框架部42是沿X轴延伸的剖面大体矩形形状的部件，相对于上框架部41配置在下方侧，且互相之间沿X轴并排设置，分别支承一对导光板3的下方侧。此外，在上框架部41和下框架部42，经镜筒82而固定将各部件7 9 一体化的图像形成装置2。架设部43位于镜缘4的中央部分，在上框架部41和一对下框架部42间架设。如图I至图3所示，在该架设部43，形成有从一对下框架部42间到上方侧而从沿Z轴的方向观察切口为大体圆弧状的切口部431。而且，在该切口部431，装卸自如地安装有在观察者佩戴虚像显示装置I的状态下与观察者的鼻子抵接的鼻垫431A(图I)。此外，在架设部43的-Z轴侧的左右两端部，如图2所示，分别形成有与一对导光板3的各第二反射面332对应的斜面432。而且，导光板3，嵌合成将由上框架部41、下框架部42和架设部43包围的-形内侧部分填埋，且经粘接剂而与上框架部41、下框架部42和架设部43接合。5.盖的构成如图I至图3所示，盖5通过将位于从另一盖5远离侧的第一盖部5A和位于与另一盖5接近侧的第二盖部5B组合而构成，具有内部空心的沿Z轴延伸的整体大体长方体形状。而且，该盖5在镜缘4的上框架部41和下框架部42固定，并将图像形成装置2、导光板3的一部分(图像取入部31)以及镜缘4的一部分(上框架部41和下框架部42的端部侧)覆盖。此外，如图3所示，在盖5的内部，除了收置图像形成装置2、导光板3的一部分以及镜缘4的一部分的收置空间SpO以外，还设有第一空间Spl。第一空间Spl与收置空间SpO连通，且在收置空间SpO的-Z轴侧设置。另外，在盖5中，在-Z轴侧的端部的沿Y轴方向的大体中央部分，如图I至图3所示，形成有将外部和第一空间Spl连通的第一安装用孔51。6.镜脚的构成如图I至图3所示，镜脚6通过将位于从另一镜脚6远离侧的第一镜脚部6A和位于与另一镜脚6接近侧的第二镜脚部6B组合而构成，并具有内部为空心且曲线地延伸的形状。而且，镜脚6其一端侧(+Z轴侧的端部)经后述的枢轴机构10而相对于盖5转动自如地安装，在观察者佩戴虚像显示装置I时，卡定在观察者的耳朵上。再有，本实施方式的镜脚6形成为在图I所示的状态(后述的第一抵接部15、第二抵接部16互相抵接的状态)下，从一端侧向另一端侧，一边向-Z轴侧延伸，一边向下方侧缓慢弯曲，并且向与另一镜脚6接近侧缓慢弯曲。S卩，镜脚6具有在观察者佩戴虚像显示装置I时与观察者的头部相仿的形状。此外，在镜脚6中，在一端侧的沿Y轴方向的大体中央部分，如图3所示，与盖5的第一安装用孔51对应地形成有将外部和内部(第二空间Sp2(图3))连通的第二安装用孔61。再有，第二安装用孔61通过将第一镜脚部6A、第二镜脚部6B组合而构成，在图3中，仅图示了在第一镜脚部6A形成的第二安装用孔61的一部分。而且，第一空间Spl、第二空间Sp2通过相对于盖5经后述的枢轴机构10来安装镜脚6，而经第一安装用孔51、枢轴机构10以及第二安装用孔61互相连通。此外，在镜脚6中，在另一端的下方侧，如图3所示，形成有具有与线束H的外径大体相同的内径的取出用孔62。还有，取出用孔62通过将第一镜脚部6A、第二镜脚部6B组合而构成，在图3中，仅图不了在第一镜脚部6A形成的取出用孔62的一部分。7.枢轴机构的构成图5是表示枢轴机构10的构成的分解立体图。如图3或图5所示，枢轴机构10具备转轴11 (图3)、一对支承部12、一对轴支承部13和施力部件14(图3)。如图3所示，转轴11形成为圆柱状，是相对于盖5使镜脚6转动的轴。如图3或图5所示，在盖5设有一对支承部12。具体地，一对支承部12在盖5中形成为从第一安装用孔51的缘部分与XZ平面平 行地向第一空间Spl突出的板体状，且沿Y轴并排设置。此外，如图5所示，在一对支承部12，分别形成有支承转轴11的支承用孔121。再有，一对支承部12 (支承用孔121)通过将第一盖部5A、第二盖部5B组合而构成，在图3或图5中，仅图示了在第一盖部5A形成的一对支承部12 (支承用孔121)的一部分。而且，一对支承部12由各支承用孔121在使转轴11沿Y轴的状态下支承。这里，如图5所示，在第一盖部5A，形成有在一对支承部12间架设且在从沿Y轴方向观察相对于支承用孔121位于从另一盖5远离侧的第一抵接部15。第一抵接部15具有在从沿Y轴的方向观察的情况下从第一盖部5A的内表面向沿X轴方向突出且前端部分向-Z轴侧弯曲的大体L形形状(参照图6)。
此外，在第一抵接部15中，向-Z轴侧弯曲的部分的前端从沿Y轴的方向观察形成为在-Z轴侧为凸的剖面大体圆弧状。如图3或图5所示，一对轴支承部13在镜脚6设置。具体地，一对轴支承部13在第一镜脚部6A中形成为从第二安装用孔61的缘部分与XZ平面平行地向外部突出的大体圆板状，且沿Y轴并排设置。这里，一对轴支承部13的远离尺寸设定为比一对支承部12的远离尺寸小。而且，一对轴支承部13在对盖5安装镜脚6的状态下经第一安装用孔51而配置在一对支承部12间。此外，在一对轴支承部13，如图5所示，分别形成有转轴11插穿的插穿孔131。该插穿孔131由在将镜脚6相对于盖5安装的状态下使第一抵接部15的向-Z轴侧弯曲的部分的前端(第一抵接部15和后述的第二抵接部16(图5)的抵接位置)通过且沿以与Y轴平行的假想的第二轴VA(参照图6)为中心的旋转方向延伸的轨道孔构成。而且，镜脚6经上述枢轴机构10而在盖5安装，从而以转轴11 (沿Y轴的轴)为中心而向伸展方向(与另一镜脚6远离的方向)和收缩方向(与另一镜脚6接近的方向)转动(参照图7 图9)。这里，在镜脚6中，在一对轴支承部13，如图5所示，在从沿Y轴的方向观察相对于插穿孔131与另一镜脚6远离侧分别形成有第二抵接部16。第二抵接部16是从轴支承部13的外缘突出且在使镜脚6向伸展的方向上转动时与第一抵接部15 (向-Z轴侧弯曲的部分的前端)抵接的部分。此外，在下方侧的轴支承部13，如图5所示，在从沿Y轴的方向观察相对于插穿孔131与另一镜脚6接近侧形成有V形的切口部132。该切口部132是将第一镜脚部6A、第二镜脚部6B组合且在其与第二镜脚部6B上形成的按压板133 (参照图7 图9)之间构成使线束H插穿的孔134的部分。图6是用于说明施力部件14的功能的图。具体地，图6是将枢轴机构10用XZ平面剖开的剖视图。此外，图6(A)是表示在第一抵接部15、第二抵接部16互相抵接时的施力部件14的状态的图，图6(B)是表示从第一抵接部15、第二抵接部16互相抵接的状态进一步使镜脚6向伸展的方向转动时的施力部件14的状态的图。如图3或图6所示，施力部件14由拉伸螺旋弹簧构成，一端及另一端分别在转轴11和第一镜脚部6A上安装，将镜脚6向接近转轴11的方向(使镜脚6收缩的方向(与另一镜脚6接近的方向))施力。通过使用上述施力部件14，镜脚6如以下所示那样转动。即，镜脚6在以转轴11为中心而向伸展方向转动时，第二抵接部16与第一抵接部15抵接(图6(A))。
而且，在将镜脚6从图6 (A)所示的状态向伸展方向按压时，克服施力部件14所产生的作用力而使插穿孔131内部的转轴11的位置变化，并以第二轴VA为中心而转动。因此，镜脚6在观察者佩戴虚像显示装置I的状态下通过施力部件14所产生的作用力而对观察者的头部施加预定的力。8.线束的收置状态
其次，说明盖5、枢轴机构10以及镜脚6内部的线束H的收置状态。如图3所示，与电路基板9连接的线束H的一端侧从电路基板9向-Z轴侧折回，在因弹性变形而弯曲的状态下收置在第一空间Spl中。具体地，线束H的一端侧从配置电路基板9的上方侧向下方侧因弹性变形而弯折，再具有U形形状地向上方侧因弹性变形而弯折。而且，在第一空间Spl向上方侧弯曲的线束H在插穿孔134(参照图7 图9)后，如图3所示，因弹性变形而进一步向-Z轴侧弯折，且经一对轴支承部13间的上方侧而向第二空间Sp2折回。这里，在第一镜脚部6A，如图3或图5所示，形成有将一对轴支承部13间划分为上方侧和下方侧的划分板63。S卩，线束H经上方侧的轴支承部13和划分板63间而折回到第二空间Sp2中。而且，折回到第二空间Sp2中的线束H在镜脚6内部适当地固定，同时，如图3所示，按照第二空间Sp2的形状向-Z轴侧折回，经取出用孔62伸出到外部。图7至图9是用于说明使镜脚6转动时的线束H的U形的部分HU的转动动作的图。U形的部分HU如图7至图9所示那样一端Cl侧与电路基板9连接，另一端C2侧在孔134中插穿。而且，U形的部分HU在以转轴11为中心而使镜脚6转动时与该镜脚6的转动联动地使U形形状不歪斜地以一端Cl为中心来旋转。再有，在本实施方式中，如图7至图9所示，U形的部分HU的一端Cl和转轴11从沿Y轴的方向观察大体沿Z轴地设定。此外，U形的部分HU设定为与镜脚6的转动联动地在相对于YZ面呈锐角的范围内旋转。以上，说明了以转轴11为中心而使镜脚6转动时的U形的部分HU的旋转动作，但是，即使在以第二轴VA为中心而使镜脚6转动时U形的部分HU也同样地进行动作。根据上述实施方式，具有以下的效果。在本实施方式中，线束H从收置电路基板9等的盖5内部(收置空间SpO、第一空间Spl)经枢轴机构10折回到镜脚6内部(第二空间Sp2)，并从在镜脚6的另一端侧形成的取出用孔62取出到外部。这样，在观察者佩戴虚像显示装置I时，线束H不会碰到观察者的脸，不会使观察者产生不快感。即，可提高虚像显示装置I的使用感。此外，导光板3具备图像取入部31、全反射部32以及图像取出部33，因此除了在显示元件7形成的图像之外，也可使观察者观察到外界像，且可构成透明型的虚像显示装置I。再有，线束H的一部分在因弹性变形而弯曲的状态下收置在第一空间Spl中，因此可通过该线束H的弯曲而减小因镜脚6的转动而在线束H上作用的载荷，且可良好地防止线束H的断线。
另外，U形的部分HU构成为与镜脚6的转动联动地旋转。换言之，第一空间Spl设定为在U形的部分HU与镜脚6的转动联动地旋转时不与盖5的内表面等机械干涉而限制旋转地可允许旋转的大小。因此，在镜脚6的转动时，不会由盖5的内表面等限制U形的部分HU的旋转而在线束H上作用载荷，且可更良好地防止线束H的断线。再有，电路基板9的配置位置和线束H通过枢轴机构10的位置设定在上方侧。这样，可防止U形的部分HU歪斜。S卩，U形的部分HU难以与盖5的内表面等机械干涉，不必将第一空间Spl设定为过大的空间，可实现盖5和虚像显示装置I的小型化。此外，在第一空间Spl收置的线束H的一部分(U形的部分HU)成为因弹性变形而在上下方向上弯折以弯曲的状态，因此也可防止因自重的影响而倾斜，且可实现难以与盖5的内表面等机械干涉的构成。再有，枢轴机构10如上述那样构成，因此在观察者佩戴虚像显示装置I的状态下，通过施力部件14所产生的作用力，而可将镜脚6以预定的力向观察者的头部按压。S卩，使镜脚6适合观察者的头部，可提高观察者所感受到的虚像显示装置I的佩戴感。另外，枢轴机构10如上述那样构成，因此镜脚6除了以转轴11为中心的转动之夕卜，还可进行以第二轴VA为中心的转动。即，镜脚6的转动角度大。这样，即使在增大镜脚6的转动角度的情况下，由于线束H的一部分(U形的部分HU)在因弹性变形而弯曲的状态下收置在第一空间Spl中，因此也可良好地防止线束H的断线。再有，本发明不限于上述实施方式，本发明也包括在可实现本发明的目的的范围内的变形、改良等。在上述实施方式中，虚像显示装置I中，图像形成装置2和导光板3与观察者的两眼对应地分别设置一对，但是，并不限于此，也可采用省略一对图像形成装置2中的一个图像形成装置2且单眼观看图像的构成。在上述实施方式中，虚像显示装置I采用透射型的液晶显示器71，但是，并不限于此，也可采用其他构成，例如反射型的液晶显示器件或数字微型反射镜器件等。在上述实施方式中，取出用孔62在镜脚6的另一端的下方侧形成，但是，只要在镜脚6形成，则其形成位置不限于另一端的下方侧。在上述实施方式中，线束H的一部分在因弹性变形而U形弯曲的状态下在第一空间Spl中收置，但是，只要是因弹性变形而弯曲的状态，则不限于U形，也可如成为其他形状那样弯曲。在上述实施方式中，电路基板9的配置位置和线束H的通过枢轴机构10的位置设定在上方侧，但是，不限于此，也可设定在下方侧。在上述实施方式中，采用线束H来作为信号线，但是，不限于此，也可采用FPC (挠性印刷线路)等。本发明能够利用于头戴式显示器等虚线显示装置。
权利要求
1.一种虚像显示装置，其特征在于， 具备 显示元件，其出射图像光； 电路基板，其根据图像信号来驱动所述显示元件； 信号线，其与所述电路基板连接，且将来自外部的所述图像信号向所述电路基板输A ； 投射透镜，其将来自所述显示元件的图像光投射； 导光板，其在将来自所述投射透镜的图像光取入内部后导向外部的预定位置； 收置部件，其在内部具有收置所述显示元件、所述电路基板及所述投射透镜的收置空间以及与所述收置空间连通且收置所述信号线的一部分的第一空间；和 镜脚，其经枢轴机构而在所述收置部件转动自如地安装且在内部具有经所述枢轴机构与所述第一空间连通的第二空间， 所述信号线从所述第一空间经所述枢轴机构向所述第二空间折回。
2.根据权利要求I所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述导光板具备 图像取入部，其与所述投射透镜相对配置，且将来自所述投射透镜的图像光取入所述导光板内部； 全反射部，其具有形成为与所述投射透镜的光轴正交的平坦状且互相平行的一对全反射面，并将取入所述导光板内部的图像光通过在所述一对全反射面的全反射来导向与所述图像取入部远离的方向；和 图像取出部，其将由所述全反射部导引的图像光导向外部的所述预定位置。
3.根据权利要求I或2所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述信号线的一部分在因弹性变形而弯曲的状态下收置在所述第一空间中。
4.根据权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述信号线的一部分在因弹性变形而弯曲为U形的状态下收置在所述第一空间中，该U形的部分与所述镜脚经所述枢轴机构而相对于所述收置部件的转动联动地在所述第一空间中旋转。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述电路基板在所述收置空间内部相对于所述显示元件和所述投射透镜在上方侧和下方侧中的任一侧配置， 所述信号线从所述第一空间向所述第二空间经所述枢轴机构的所述一侧而折回。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 所述枢轴机构具备 转轴，其相对于所述收置部件使所述镜脚转动； 支承部，其在所述收置部件设置，且支承所述转轴；和 轴支承部，其在所述镜脚设置，且具有使所述转轴插穿的插穿孔，并由所述转轴转动自如地轴支承；和 施力部件，其在所述转轴和所述镜脚之间架设，且将所述镜脚向接近所述转轴的方向施力，在所述收置部件和所述镜 脚，分别设有在克服所述施力部件的作用力而使所述镜脚转动时互相抵接的第一抵接部和第二抵接部， 所述插穿孔由通过所述第一抵接部和所述第二抵接部的抵接位置且在以与所述转轴平行的假想的第二轴为中心的旋转方向上延伸的轨道孔构成。
全文摘要
本发明提供可提高使用感的虚像显示装置。虚像显示装置，具备显示元件，其出射图像光；电路基板，其根据图像信号来驱动显示元件；信号线，其与电路基板连接，且将来自外部的图像信号向电路基板输入；投射光学装置，其将来自显示元件的图像光投射；导光板，其在将来自投射透镜的图像光取入内部后导向外部的预定位置；收置部件，其在内部具有收置显示元件、电路基板及投射透镜的收置空间以及与收置空间连通且收置信号线的一部分的第一空间；和镜脚，其经枢轴机构而在收置部件转动自如地安装且在内部具有经枢轴机构与第一空间连通的第二空间。信号线从第一空间经枢轴机构向第二空间折回。
文档编号H04N5/74GK102628995SQ20121002449
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月3日 优先权日2011年2月4日
发明者藤城武 申请人:精工爱普生株式会社