(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光を出射する表示素子、及び前記表示素子からの画像光を投射する投射レンズを有する一対の画像形成装置と、
前記一対の画像形成装置が内部にそれぞれ収納される一対の収納部材と、
前記一対の画像形成装置からの各画像光を内部にそれぞれ取り込んだ後、外部の所定位置にそれぞれ導く導光板と、
各ヒンジ機構を介して前記一対の収納部材にそれぞれ回動自在に取り付けられる一対のテンプルとを備え、
前記収納部材及び前記テンプルのいずれか一方には、
前記テンプルを回動させた際に、前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方に当接して前記テンプルの回動を規制する当接部材と、
前記当接部材を前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方に対して近接隔離する第１の方向に沿って移動させる位置調整部材とが設けられ、
前記位置調整部材は、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って移動可能とし、前記当接部材に連結して前記第２の方向に沿う移動に前記当接部材を連動させて前記第１の方向に沿って移動させる
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の虚像表示装置において、
前記導光板は、
前記投射レンズに対向して配設され、前記投射レンズからの画像光を前記導光板内部に取り込む画像取込部と、
前記投射レンズの光軸に直交する平坦状に形成され互いに平行となる一対の全反射面を有し、前記導光板内部に取り込まれた画像光を前記一対の全反射面での全反射により前記画像取込部から離間する方向に導く全反射部と、
前記全反射部にて導かれた画像光を外部の前記所定位置に導く画像取出部とを備える
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の虚像表示装置において、
前記収納部材及び前記テンプルのいずれか一方には、
前記第２の方向に沿って延出する摺動面を有し、前記摺動面上で前記位置調整部材を摺動させて前記位置調整部材の前記第２の方向に沿う移動を案内する案内部材が設けられている
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の虚像表示装置において、
前記ヒンジ機構は、
前記収納部材に対して前記テンプルを回動させる回動軸と、
前記収納部材に設けられ、前記回動軸を支持する支持部と、
前記テンプルに設けられ、前記回動軸が挿通される挿通孔を有し、前記回動軸に回動自在に軸支される軸支部と、
前記回動軸及び前記テンプル間に架設され、前記テンプルを前記回動軸に近接する方向に付勢する付勢部材とを備え、
前記挿通孔は、
前記当接部材と前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方との当接位置を通り前記回動軸に平行となる仮想的な第２の軸を中心とする回転方向に延びるトラック孔で構成されている
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の虚像表示装置において、
前記当接部材は、
前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方との当接面が凸曲面状に形成されている
ことを特徴とする虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡のような外観を有し、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示素子にて形成された画像を光学系により虚像として観察者に観察させる虚像表示装置（画像表示装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の虚像表示装置は、表示素子（ＬＣＤ等）及び投射レンズ（対物レンズ）等を有し、眼鏡フレームのテンプルに固定される画像表示ユニットと、眼鏡フレームのフロントに固定される導光板（基板）とを備える。
導光板は、一端側及び他端側に導入ミラー及びコンバイナがそれぞれ設けられている。
導入ミラーは、表示素子から出射され投射レンズにて平行光として投射された画像光が導光板内部で全反射されてコンバイナに導かれるように、当該画像光を反射させる。
そして、コンバイナは、導光板内部での全反射により導かれた画像光を反射させて、導光板外部の所定位置（観察者の左目または右目）に導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６２７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような虚像表示装置は、頭部の大きさの異なる種々の観察者に利用されるものである。このため、種々の観察者でも利用できるように虚像表示装置を構成する必要がある。
しかしながら、特許文献１に記載の虚像表示装置では、眼鏡フレームのフロントとテンプルとが固定され、一対のテンプルの間隔が一定となっている。このため、頭部の大きさの異なる種々の観察者に利用できるように構成されておらず、利便性の向上が図れない、という問題がある。
ここで、種々の観察者でも利用できるように、例えば、ヒンジ機構等を介して眼鏡フレームのフロントに対してテンプルを回動させる構成を採用することが考えられる。
しかしながら、特許文献１に記載の虚像表示装置では、画像表示ユニットがテンプルに固定されている。このため、上記のような構成を採用した場合には、テンプルとともに画像表示ユニットも回動することとなり、投射レンズ（光軸）と眼鏡フレームのフロントに固定された導光板（導入ミラー）との位置関係がずれ、観察者の左目または右目に画像光を良好に導く（観察者に画像を良好に観察させる）ことができない。
【０００５】
本発明の目的は、利便性の向上が図れる虚像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の虚像表示装置は、画像光を出射する表示素子、及び前記表示素子からの画像光を投射する投射レンズを有する一対の画像形成装置と、前記一対の画像形成装置が内部にそれぞれ収納される一対の収納部材と、前記一対の画像形成装置からの各画像光を内部にそれぞれ取り込んだ後、外部の所定位置にそれぞれ導く導光板と、各ヒンジ機構を介して前記一対の収納部材にそれぞれ回動自在に取り付けられる一対のテンプルとを備え、前記収納部材及び前記テンプルのいずれか一方には、前記テンプルを回動させた際に、前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方に当接して前記テンプルの回動を規制する当接部材と、前記当接部材を前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方に対して近接隔離する第１の方向に沿って移動させる位置調整部材とが設けられ、前記位置調整部材は、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って移動可能とし、前記当接部材に連結して前記第２の方向に沿う移動に前記当接部材を連動させて前記第１の方向に沿って移動させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、当接部材及び位置調整部材は、上述したように、ヒンジ機構を介して互いに接続される収納部材及びテンプルのいずれか一方に設けられていればよい。
なお、以下では、説明の便宜上、上記「収納部材及びテンプルのいずれか一方」を「収納部材」とし、上記「収納部材及びテンプルのいずれか他方」を「テンプル」として（当接部材及び位置調整部材が収納部材に設けられている構成として）説明する。
本発明では、収納部材には、一対のテンプルを拡げる方向（一方のテンプルを他方のテンプルから離間する方向）に回動させた場合に、テンプルに当接する当接部材が設けられている。このため、テンプルを拡げる方向に最大限回動できる角度（虚像表示装置が観察者に装着され、観察者の左目及び右目が水平方向に位置する状態で、当該水平方向に対するテンプルのなす角度、以下、テンプルの開き角と記載）は、当接部材により規制される。
【０００８】
また、収納部材には、当接部材をテンプルに対して近接隔離する第１の方向に沿って移動させる位置調整部材が設けられている。このため、位置調整部材により当接部材を第１の方向に沿って移動させることで、テンプルと当接部材との当接位置を変更させ、テンプルの開き角を調整できる。
したがって、当接部材及び位置調整部材を設けることでテンプルの開き角を調整できるので、頭部の大きさの異なる種々の観察者でも利用できる虚像表示装置を構成することができ、利便性の向上が図れる。
【０００９】
また、テンプルは、画像形成装置が内部に収納される収納部材に対して、ヒンジ機構を介して回動自在に取り付けられている。
このことにより、テンプルを回動させた場合であっても、テンプルとともに画像形成装置が回動することがなく、投射レンズ及び導光板の位置関係を良好に維持でき、観察者に画像を良好に観察させることができる。
【００１０】
本発明の虚像表示装置では、前記導光板は、前記投射レンズに対向して配設され、前記投射レンズからの画像光を前記導光板内部に取り込む画像取込部と、前記投射レンズの光軸に直交する平坦状に形成され互いに平行となる一対の全反射面を有し、前記導光板内部に取り込まれた画像光を前記一対の全反射面での全反射により前記画像取込部から離間する方向に導く全反射部と、前記全反射部にて導かれた画像光を外部の前記所定位置に導く画像取出部とを備えることが好ましい。
本発明では、導光板が上述した画像取込部、全反射部、及び画像取出部を備えるので、表示素子に形成された画像の他、外界像をも観察者に観察させることができ、シースルー型の虚像表示装置を構成することができる。
【００１１】
本発明の虚像表示装置では、前記収納部材及び前記テンプルのいずれか一方には、前記第２の方向に沿って延出する摺動面を有し、前記摺動面上で前記位置調整部材を摺動させて前記位置調整部材の前記第２の方向に沿う移動を案内する案内部材が設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明では、当接部材及び位置調整部材は、互いに交差する第１の方向及び第２の方向に沿ってそれぞれ移動する。そして、収納部材には、上述した摺動面を有する案内部材が設けられている。
このことにより、テンプルを拡げる方向に回動させ、テンプルにより当接部材が押圧された場合に、当該当接部材の押圧に応じて、位置調整部材を摺動面に押圧することができる。そして、摺動面は、当接部材が押圧される第１の方向に交差する第２の方向に沿って延出するので、位置調整部材が摺動面に引っ掛かることとなり、当接部材の押圧に応じて位置調整部材が第２の方向に沿って移動することを防止できる。
したがって、位置調整部材により当接部材とテンプルとの当接位置を変更させてテンプルの開き角を所望の角度に設定した後、当該所望の角度を良好に維持でき、利便性の向上がさらに図れる。
【００１３】
本発明の虚像表示装置では、前記ヒンジ機構は、前記収納部材に対して前記テンプルを回動させる回動軸と、前記収納部材に設けられ、前記回動軸を支持する支持部と、前記テンプルに設けられ、前記回動軸が挿通される挿通孔を有し、前記回動軸に回動自在に軸支される軸支部と、前記回動軸及び前記テンプル間に架設され、前記テンプルを前記回動軸に近接する方向に付勢する付勢部材とを備え、前記挿通孔は、前記当接部材と前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方との当接位置を通り前記回動軸に平行となる仮想的な第２の軸を中心とする回転方向に延びるトラック孔で構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明では、ヒンジ機構が上述したように構成されているので、観察者に虚像表示装置が装着された状態では、付勢部材による付勢力により、テンプルを観察者の頭部に所定の力で押え付けることができる。すなわち、観察者の頭部にテンプルをフィットさせ、観察者による虚像表示装置の装着感を向上させることができる。
また、位置調整部材によりテンプルと当接部材との当接位置を変更させれば、テンプルが観察者の頭部に押え付ける力も調整できる。すなわち、観察者自身で上記押え付ける力を調整でき、利便性の向上がさらに図れる。
【００１５】
本発明の虚像表示装置では、前記当接部材は、前記収納部材及び前記テンプルのいずれか他方との当接面が凸曲面状に形成されていることが好ましい。
本発明では、当接部材におけるテンプルとの当接面が凸曲面状に形成されているので、第２の軸を中心としてテンプルを良好に回動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における虚像表示装置の外観を示す斜視図。
【図２】本実施形態における虚像表示装置の構成を示す分解斜視図。
【図３】本実施形態における虚像表示装置の内部構成を示す斜視図。
【図４（Ａ）】本実施形態における導光板の構成を示す図であり、＋Ｚ軸側から導光板を見た図。
【図４（Ｂ）】本実施形態における導光板の構成を示す図であり、導光板をＹ軸に沿う下方側から見た図。
【図５】本実施形態におけるヒンジ機構の構成を示す分解斜視図。
【図６（Ａ）】本実施形態における付勢部材の機能を説明するための図であり、第１，第２当接部が互いに当接した際での付勢部材の状態を示す図。
【図６（Ｂ）】本実施形態における付勢部材の機能を説明するための図であり、第１，第２当接部が互いに当接した状態から、さらにテンプルを拡げる方向に回動させた際での付勢部材の状態を示す図。
【図７】本実施形態における調整機構の構成を説明するための図。
【図８（Ａ）】本実施形態における調整機構の構成を説明するための図であり、第１当接部が＋Ｚ軸側に移動した図。
【図８（Ｂ）】本実施形態における調整機構の構成を説明するための図であり、第１当接部が−Ｚ軸側に移動した図。
【図９（Ａ）】本実施形態における調整機構の構成を説明するための図であり、回動軸を中心としてテンプルを拡げる方向に回動させて第１当接部に第２当接部を当接させた状態でのテンプルの開き角を示す図。
【図９（Ｂ）】図９（Ａ）での第１，第２当接部の当接した状態を上方側から見た図。
【図１０（Ａ）】本実施形態における調整機構の構成を説明するための図であり、回動軸を中心としてテンプルを拡げる方向に回動させて第１当接部に第２当接部を当接させた状態でのテンプルの開き角を示す図。
【図１０（Ｂ）】図１０（Ａ）での第１，第２当接部の当接した状態を上方側から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔１．虚像表示装置の構成〕
図１は、虚像表示装置１の外観を示す斜視図である。
図２は、虚像表示装置１の構成を示す分解斜視図である。
図３は、虚像表示装置１の内部構成を示す斜視図である。
なお、図１ないし図３では、説明の便宜上、後述する投射レンズ８１の光軸Ａｘ（図２）に平行となる軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する水平軸をＸ軸、Ｚ軸に直交する鉛直軸をＹ軸とする。以降の図も同様である。また、Ｚ軸において、観察者側を−Ｚ軸側、観察者から離間する側を＋Ｚ軸側とする。
そして、図１ないし図３は、−Ｚ軸側から見た図である。また、図２及び図３は、説明の便宜上、観察者の左目に対応する側のみを示している。
【００１８】
虚像表示装置１は、図１ないし図３に示すように、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、当該虚像表示装置１を装着した観察者に対して虚像による画像光を認識させる。また、本実施形態の虚像表示装置１は、外界像をシースルーで観察させることができるシースルー型の虚像表示装置で構成されている。
この虚像表示装置１は、図１ないし図３に示すように、画像形成装置２（図２、図３）と、導光板３と、リム４と、収納部材としてのカバー５と、テンプル６とを備える。
なお、画像形成装置２、導光板３、カバー５、及びテンプル６は、図１ないし図３に示すように、虚像表示装置１を装着する観察者の左目及び右目にそれぞれ対応して一対設けられ、ＹＺ平面を基準として対称（左右対称）となるように配設されている。
一対の画像形成装置２、一対の導光板３、一対のカバー５、及び一対のテンプル６については、左右で同一の構成を有しているため、以下では、観察者の左目に対応する側のみを説明する。
【００１９】
〔２．画像形成装置の構成〕
画像形成装置２は、画像光を形成して投射する部材であり、図２または図３に示すように、表示素子７と、投射光学装置８とを備える。
表示素子７は、図２または図３に示すように、入射した光を変調して画像光を形成する透過型の液晶表示デバイス７１と、液晶表示デバイス７１の光入射側に取り付けられ、液晶表示デバイス７１に対して光を出射するバックライト７２（図２）とを備える。
投射光学装置８は、図２または図３に示すように、表示素子７から出射された画像光を平行光として投射する投射レンズ８１（図２）と、投射レンズ８１を内部に収納する鏡筒８２とを備える。
そして、表示素子７は、図２または図３に示すように、取付部材７Ａを介して、鏡筒８２における−Ｚ軸側の端面に固定される。
また、各部材７，８が一体化された画像形成装置２は、図３に示すように、鏡筒８２を介してリム４に固定される。
【００２０】
〔３．導光板の構成〕
図４は、導光板３の構成を示す図である。具体的に、図４（Ａ）は＋Ｚ軸側から導光板３を見た図であり、図４（Ｂ）は導光板３をＹ軸に沿う下方側から見た図である。
導光板３は、光透過性を有する樹脂材料等から構成され、画像形成装置２から投射された画像光を内部に取り込んだ後、外部の所定位置（観察者の左目または右目）に導く。
この導光板３は、図２または図４に示すように、画像取込部３１と、全反射部３２と、画像取出部３３とが一体形成されたものであり、Ｙ軸に沿う方向から見た場合に略等脚台形状に形成されている。
画像取込部３１は、図２または図４に示すように、Ｙ軸に沿って延びる略三角柱状に形成され、虚像表示装置１を組み立てた状態で、他方の導光板３から離間する側に位置付けられる。
そして、画像取込部３１は、虚像表示装置１を組み立てた状態で、投射光学装置８に対向して配設され、投射光学装置８から投射された画像光を導光板３内部に取り込む。
【００２１】
この画像取込部３１の外面には、図４に示すように、光入射面３１１と、第１反射面３１２とが形成されている。
光入射面３１１は、ＸＹ平面に平行となる平坦状に形成され、投射レンズ８１に対向して当該投射レンズ８１から投射された画像光が入射される面である。
第１反射面３１２は、光入射面３１１に対向し、ＸＹ平面に対して傾斜する平坦状の斜面にアルミ蒸着等の成膜を施すことにより形成され、光入射面３１１を介して画像取込部３１内部に取り込まれた画像光を全反射部３２に向けて反射させる。
【００２２】
全反射部３２は、図２または図４に示すように、ＸＹ平面に沿って延出する矩形板体形状を有し、画像取込部３１に一体形成されている。
そして、全反射部３２は、図４に示すように、第１，第２全反射面３２１，３２２を有し、第１反射面３１２にて反射された画像光を第１，第２全反射面３２１，３２２での全反射により画像取込部３１から離間する方向（他方の導光板３に近接する側）に導く。
第１全反射面３２１は、光入射面３１１を延長させた（ＸＹ平面に平行となる（光軸Ａｘに直交する））平面で構成され、−Ｚ軸側に位置する。
第２全反射面３２２は、第１全反射面３２１に平行となる平坦状に形成され、＋Ｚ軸側に位置する。
なお、第１，第２全反射面３２１，３２２としては、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により画像光を全反射させて導くものに限らず、第１，第２全反射面３２１，３２２の全体または一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、第１，第２全反射面３２１，３２２の全体または一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射させる場合も含まれる。また、十分な明るさの画像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第１，第２全反射面３２１，３２２の全体または一部がコートされていてもよい。
【００２３】
画像取出部３３は、図２または図４に示すように、画像取込部３１と同様のＹ軸に沿って延びる略三角柱形状を有し、全反射部３２に一体形成され、虚像表示装置１を組み立てた状態で他方の導光板３に近接する側に位置付けられる。
そして、画像取出部３３は、全反射部３２に導かれた画像光を反射により外部の所定位置（観察者の左目または右目）に導く。
この画像取出部３３の外面には、図４に示すように、光出射面３３１と、第２反射面３３２とが形成されている。
【００２４】
光出射面３３１は、第１全反射面３２１を延長させた平面で構成されている。
第２反射面３３２は、光出射面３３１に対向し、ＸＹ平面に対して傾斜する平坦状に形成され、全反射部３２にて導かれた画像光を反射により外部の所定位置（観察者の左目または右目）に導く。
この第２反射面３３２は、ハーフミラー等で構成され、画像光を反射するとともに、外界像をも透過可能に構成されている。
なお、画像取出部３３としては、全反射部３２にて導かれた画像光を外部の所定位置に導く機能を有していれば、ハーフミラー等の第２反射面３３２に限らず、偏光ビームスプリッターや、ホログラム回折格子等を採用しても構わない。
【００２５】
〔４．リムの構成〕
リム４は、光透過性を有する樹脂材料等から構成され、左右対称となる形状を有し、一対の導光板３の画像取出部３３同士が互いに近接する状態で一対の導光板３を保持する（一体化する）。
このリム４は、図２に示すように、上フレーム部４１と、一対の下フレーム部４２と、架設部４３が一体形成されたものである。
上フレーム部４１は、Ｘ軸に沿って延びる断面略矩形状の部材であり、一対の導光板３の上方側を支持する。
一対の下フレーム部４２は、Ｘ軸に沿って延びる断面略矩形状の部材であり、上フレーム部４１に対して下方側に配設されるとともに、互いにＸ軸に沿って並設され、一対の導光板３の下方側をそれぞれ支持する。
また、上フレーム部４１及び下フレーム部４２には、各部材７，８が一体化された画像形成装置２が鏡筒８２を介して固定される。
【００２６】
架設部４３は、リム４の中央部分に位置し、上フレーム部４１及び一対の下フレーム部４２間に架設されている。
この架設部４３には、図１ないし図３に示すように、一対の下フレーム部４２の間から上方側にかけてＺ軸に沿う方向から見て略円弧状に切り欠かれた切り欠き部４３１が形成されている。
そして、この切り欠き部４３１には、観察者に虚像表示装置１が装着された状態で、観察者の鼻に当接する鼻パッド４３１Ａ（図１）が着脱自在に取り付けられている。
また、架設部４３における−Ｚ軸側の左右両端部には、図２に示すように、一対の導光板３における各第２反射面３３２に対応した斜面４３２がそれぞれ形成されている。
そして、導光板３は、上フレーム部４１、下フレーム部４２、及び架設部４３で囲まれるコ字状内側部分を埋めるように嵌合され、上フレーム部４１、下フレーム部４２、及び斜面４３２に接着剤を介して接合される。
【００２７】
〔５．カバーの構成〕
カバー５は、図１ないし図３に示すように、他方のカバー５から離間する側に位置する第１カバー部５Ａと、他方のカバー５に近接する側に位置する第２カバー部５Ｂとを組み合わせることで構成され、内部が中空のＺ軸に沿って延びる全体略直方体形状を有する。
そして、このカバー５は、リム４の上フレーム部４１及び下フレーム部４２に固定され、画像形成装置２、導光板３の一部（画像取込部３１）、及びリム４の一部（上フレーム部４１及び下フレーム部４２の端部側）を覆う。
このカバー５において、−Ｚ軸側の端部におけるＹ軸に沿う方向の略中央部分には、図１ないし図３に示すように、内外を連通する第１取付用孔５１が形成されている。
【００２８】
〔６．テンプルの構成〕
テンプル６は、図１ないし図３に示すように、他方のテンプル６から離間する側に位置する第１テンプル部６Ａと、他方のテンプル６に近接する側に位置する第２テンプル部６Ｂとを組み合わせることで構成され、内部が中空となり曲線的に延びる形状を有する。
そして、テンプル６は、一端側（＋Ｚ軸側の端部）が後述するヒンジ機構１０を介してカバー５に対して回動自在に取り付けられ、虚像表示装置１が観察者に装着された際に、観察者の耳に係止される。
なお、本実施形態のテンプル６は、図１に示す状態（後述する第１当接部２１が＋Ｚ軸側に最大限移動した状態）において、一端側から他端側に向けて、−Ｚ軸側に延びながら下方側に緩やかに曲がるとともに、他方のテンプル６に近接する側に緩やかに曲がるように形成されている。
すなわち、テンプル６は、虚像表示装置１が観察者に装着された際に、観察者の頭部に倣う形状を有する。
【００２９】
また、テンプル６において、一端側におけるＹ軸に沿う方向の略中央部分には、図３に示すように、カバー５の第１取付用孔５１に対応させて、内外を連通する第２取付用孔６１が形成されている。
なお、第２取付用孔６１は、第１，第２テンプル部６Ａ，６Ｂを組み合わせることで構成されるものであり、図３では、第１テンプル部６Ａに形成された第２取付用孔６１の一部のみを図示している。
【００３０】
〔７．ヒンジ機構の構成〕
図５は、ヒンジ機構１０の構成を示す分解斜視図である。
ヒンジ機構１０は、図３または図５に示すように、回動軸１１（図３）と、一対の支持部１２と、一対の軸支部１３と、付勢部材１４（図３）とを備える。
回動軸１１は、図３に示すように、円柱状に形成され、カバー５に対してテンプル６を回動させる軸である。
一対の支持部１２は、図３または図５に示すように、カバー５に設けられている。
具体的に、一対の支持部１２は、カバー５において、第１取付用孔５１の縁部分からＸＺ平面に平行となるようにカバー５内部に向けて突出する板体状に形成され、Ｙ軸に沿って並設されている。
【００３１】
また、一対の支持部１２には、図５に示すように、回動軸１１が支持される支持用孔１２１がそれぞれ形成されている。
なお、一対の支持部１２（支持用孔１２１）は、第１，第２カバー部５Ａ，５Ｂを組み合わせることで構成されるものであり、図３または図５では、第１カバー部５Ａに形成された一対の支持部１２（支持用孔１２１）の一部のみを図示している。
そして、一対の支持部１２は、各支持用孔１２１にて回動軸１１をＹ軸に沿う状態で支持する。
ここで、第１カバー部５Ａにおいて、一対の支持部１２間には、図５に示すように、後述する調整機構２０を構成する第１当接部２１が配設されている。
なお、調整機構２０の具体的な構成については、後述する。
【００３２】
一対の軸支部１３は、図３または図５に示すように、テンプル６に設けられている。
具体的に、一対の軸支部１３は、第１テンプル部６Ａにおいて、第２取付用孔６１の縁部分からＸＺ平面に平行となるように外部に向けて突出する略円板状に形成され、Ｙ軸に沿って並設されている。
ここで、一対の軸支部１３の離間寸法は、一対の支持部１２の離間寸法よりも小さく設定されている。
そして、一対の軸支部１３は、カバー５に対してテンプル６が取り付けられた状態で、第１取付用孔５１を介して一対の支持部１２間に配設される。
【００３３】
また、一対の軸支部１３には、図５に示すように、回動軸１１が挿通される挿通孔１３１がそれぞれ形成されている。
これら挿通孔１３１は、カバー５に対してテンプル６が取り付けられた状態で、第１当接部２１における当接面２１Ａ（第１当接部２１と後述する第２当接部１３２（図５）との当接位置）を通り、Ｙ軸に平行となる仮想的な第２の軸ＶＡ（図６参照）を中心とする回転方向に沿って延びるトラック孔で構成されている。
【００３４】
そして、テンプル６は、上述したヒンジ機構１０を介してカバー５に取り付けられることで、回動軸１１（Ｙ軸に沿う軸）を中心として、拡がる方向（他方のテンプル６から離間する方向）及び狭まる方向（他方のテンプル６に近接する方向）に回動することとなる。
ここで、テンプル６において、一対の軸支部１３には、図５に示すように、Ｙ軸に沿う方向から見て挿通孔１３１に対して他方のテンプル６から離間する側に第２当接部１３２がそれぞれ形成されている。
第２当接部１３２は、軸支部１３の外縁から突出し、テンプル６を拡げる方向に回動させた際に、第１当接部２１（当接面２１Ａ）に当接する部分である。
【００３５】
図６は、付勢部材１４の機能を説明するための図である。具体的に、図６は、ヒンジ機構１０をＸＺ平面で切断した断面図である。また、図６（Ａ）は第１，第２当接部２１，１３２が互いに当接した際での付勢部材１４の状態を示す図であり、図６（Ｂ）は第１，第２当接部２１，１３２が互いに当接した状態から、さらにテンプル６を拡げる方向に回動させた際での付勢部材１４の状態を示す図である。
付勢部材１４は、図３または図６に示すように、引張コイルバネで構成され、一端及び他端が回動軸１１及び第１テンプル部６Ａにそれぞれ取り付けられ、テンプル６を回動軸１１に近接する方向（テンプル６を狭める方向）に付勢する。
【００３６】
上述した付勢部材１４を用いることで、テンプル６は、以下に示すように回動する。
すなわち、テンプル６は、回動軸１１を中心として拡がる方向に回動すると、第１当接部２１に第２当接部１３２が当接する（図６（Ａ））。
そして、テンプル６は、図６（Ａ）に示す状態から、拡がる方向に押圧されると、付勢部材１４による付勢力に抗して、挿通孔１３１内部での回動軸１１の位置を変更させながら、第２の軸ＶＡを中心として回動する。
したがって、テンプル６は、観察者に虚像表示装置１が装着された状態では、付勢部材１４による付勢力により、観察者の頭部に所定の力を及ぼす。
【００３７】
〔８．調整機構の構成〕
図７ないし図１０は、調整機構２０の構成を説明するための図である。具体的に、図７は、第１カバー部５Ａの内面に調整機構２０が取り付けられた状態を他方のカバー５に近接する側から見た斜視図である。図８は、調整機構２０の構成を模式的に示しており、調整機構２０を他方のカバー５に離間する側から見た図である。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）は、回動軸１１を中心としてテンプル６を拡げる方向に回動させて第１当接部２１に第２当接部１３２を当接させた状態でのテンプル６の開き角θを示す図である。図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）は、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）での第１，第２当接部２１，１３２の当接した状態を上方側から見た図である。
【００３８】
調整機構２０は、テンプル６の開き角θを調整する機構である。
なお、テンプル６の開き角θとは、回動軸１１を中心としてテンプル６を拡げる方向に最大限、回動できる角度であり、例えば、図９に示すように、Ｘ軸に対するテンプル６（回動軸１１とテンプル６の他端とを結ぶ直線Ｌ）の角度θと定義できる。
この調整機構２０は、図７ないし図１０に示すように、当接部材としての第１当接部２１と、位置調整部材としての調整レバー２２（図７，図８）と、案内部材２３（図７，図８）とを備える。
【００３９】
第１当接部２１は、図５ないし図１０に示すように、ＹＺ平面に沿って延出する略矩形板状に形成され、一対の支持部１２間において、各支持部１２によりＹ軸に沿う方向への移動が規制されながら、第１の方向Ｄ１（テンプル６に近接隔離する方向、図５、図７〜図１０）に沿って移動可能に配設される。
なお、本実施形態では、第１の方向Ｄ１は、Ｚ軸に平行となるように設定されている。
この第１当接部２１において、−Ｚ軸側の端部は、図６に示すように、Ｙ軸に沿う方向から見て−Ｚ軸側に凸となり、Ｘ軸に沿って断面略円弧を構成する凸曲面状に形成されている。
そして、当該凸曲面は、本発明に係る当接面２１Ａ（図５〜図１０）に相当する。
また、この第１当接部２１において、他方のカバー５に近接する側の板面には、図５、図８ないし図１０に示すように、外部に向けて突出する円柱形状を有し、Ｙ軸に沿って並設される一対の突出部２１１が形成されている。
【００４０】
調整レバー２２は、観察者により操作されるレバーであり、観察者により操作されることで第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２（図８）に沿って移動し、当該第２の方向Ｄ２に沿う移動に第１当接部２１を連動させて第１の方向Ｄ１に沿って移動させる。
この調整レバー２２は、操作部２２１と、連結部２２２とを備え（図８）、一対の支持部１２に対して＋Ｚ軸側に位置し、かつ、第１当接部２１に対して他方のカバー５に近接する側に配設される。
ここで、第１カバー部５Ａにおいて、第１取付用孔５１に対して下方側の側壁部分５２は、図７または図８に示すように、ＸＹ平面に対して略４５°傾斜し、−Ｚ軸側から＋Ｚ軸側に向うにしたがって下方側に向う第２の方向Ｄ２に沿って傾斜している。
すなわち、本実施形態では、第１，第２の方向Ｄ１，Ｄ２は、略４５°をなすように交差している。
そして、側壁部分５２には、第２の方向Ｄ２に沿って延びる操作用孔（図示略）が形成されている。
【００４１】
操作部２２１は、図８に示すように、側壁部分５２の内面上を摺動する矩形板状の摺動部２２１Ａと、摺動部２２１Ａの板面から突出し、前記操作用孔を介してカバー５外部に露出する操作つまみ２２１Ｂとを備える。
連結部２２２は、図８に示すように、第１当接部２１に連結する部分であり、ＹＺ平面に沿って延出する板体状に形成され、一端が摺動部２２１Ａにおける板面の略中央部分に接続し、当該一端側から他端側にかけて斜め上方に向い、さらに、Ｙ軸に沿うように上方に折れ曲がった形状を有する。
この連結部２２２には、図８に示すように、第１当接部２１における一対の突出部２１１がそれぞれ挿通される一対の連結用孔２２２Ａが形成されている。
一対の連結用孔２２２Ａは、Ｙ軸に沿って延びるトラック孔で構成され、Ｙ軸に沿って並設されている。
【００４２】
案内部材２３は、ＹＺ平面に沿って延出する板体状に形成され、第１カバー部５Ａ内面に取り付けられることで、第１カバー部５Ａ内面との間で第１当接部２１及び調整レバー２２を移動可能に挟持する。
この案内部材２３において、連結部２２２に対向する板面には、図８に示すように、上方側及び−Ｚ軸側が案内部材２３の側端部に連通し、連結部２２２が配設される凹部２３１が形成されている。
この凹部２３１における側壁の一部は、図８に示すように、連結部２２２の＋Ｚ軸側の端部の外形形状に対応するように形成されている。
そして、当該側壁の一部は、調整レバー２２における第２の方向Ｄ２に沿う＋Ｚ軸側への移動時に調整レバー２２に当接し、当該調整レバー２２の移動を規制する第１規制面２３１Ａとして機能する。
【００４３】
また、凹部２３１における側壁の上方側は、図８に示すように、第２の方向Ｄ２に沿うように形成されている。
そして、当該側壁の上方側は、調整レバー２２における第２の方向Ｄ２に沿う移動時に連結部２２２が摺動する摺動面２３１Ｂとして機能する。
また、この案内部材２３において、下方側の端部の一部は、図８に示すように、第２の方向Ｄ２に沿って傾斜するように形成されている。
そして、当該下方側の端部の一部は、案内部材２３が第１カバー部５Ａ内面に取り付けられた状態で、第１カバー部５Ａの側壁部分５２との間で摺動部２２１Ａを移動可能に挟持する第２規制面２３２として機能する。
【００４４】
そして、観察者にて操作つまみ２２１Ｂが操作され、調整レバー２２が摺動面２３１Ｂ上を摺動しながら第２の方向Ｄ２に沿って＋Ｚ軸側に移動した場合には、各連結用孔２２２Ａにて各突出部２１１が案内され、調整レバー２２の移動に第１当接部２１が連動して＋Ｚ軸側に移動する。
なお、図８（Ａ）は、連結部２２２が第１規制面２３１Ａに当接し、第１当接部２１が＋Ｚ軸側に最大限移動した状態を示している。
そして、第１当接部２１を＋Ｚ軸側に最大限移動させ、図９に示すように、回動軸１１を中心としてテンプル６を拡げる方向に回動させて第１当接部２１に第２当接部１３２を当接させた場合には、テンプル６の開き角θ１は、比較的に大きな角度となる。
【００４５】
一方、観察者にて操作つまみ２２１Ｂが操作され、調整レバー２２が摺動面２３１Ｂ上を摺動しながら第２の方向Ｄ２に沿って−Ｚ軸側に移動した場合には、上記同様に各連結用孔２２２Ａにて各突出部２１１が案内され、調整レバー２２の移動に第１当接部２１が連動して−Ｚ軸側に移動する。
なお、図８（Ｂ）は、連結部２２２が側壁部分５２の前記操作用孔の縁部分に当接し、第１当接部２１が−Ｚ軸側に最大限移動した状態を示している。
そして、第１当接部２１を−Ｚ軸側に最大限移動させ、図１０に示すように、回動軸１１を中心としてテンプル６を拡げる方向に回動させて第１当接部２１に第２当接部１３２を当接させた場合には、テンプル６の開き角θ２は、テンプル６の開き角θ１よりも小さい角度となる。
以上のように、観察者にて操作つまみ２２１Ｂが操作され、調整レバー２２が適宜の位置に移動することで、テンプル６の開き角は、角度θ１〜角度θ２の範囲で調整される。
【００４６】
上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、カバー５には、回動軸１１を中心としてテンプル６を拡げる方向に回動させた場合に、テンプル６（第２当接部１３２）に当接する第１当接部２１が設けられている。
このため、テンプル６の開き角θは、第１当接部２１により規制される。
また、カバー５には、第１当接部２１を第１の方向Ｄ１に沿って移動させる調整レバー２２が設けられている。このため、調整レバー２２により第１当接部２１を第１の方向Ｄ１に沿って移動させることで、第１，第２当接部２１，１３２の当接位置を変更させ、テンプル６の開き角θを調整できる。
したがって、第１当接部２１及び調整レバー２２を設けることでテンプル６の開き角θを調整できるので、頭部の大きさの異なる種々の観察者でも利用できる虚像表示装置１を構成することができ、利便性の向上が図れる。
【００４７】
また、テンプル６は、画像形成装置２が内部に収納されるカバー５に対して、ヒンジ機構１０を介して回動自在に取り付けられている。
このことにより、テンプル６を回動させた場合であっても、テンプル６とともに画像形成装置２が回動することがなく、投射レンズ８１（光軸Ａｘ）及び導光板３（第１反射面３１２）の位置関係を良好に維持でき、観察者に画像を良好に観察させることができる。
【００４８】
さらに、導光板３が画像取込部３１、全反射部３２、及び画像取出部３３を備えるので、表示素子７に形成された画像の他、外界像をも観察者に観察させることができ、シースルー型の虚像表示装置１を構成することができる。
【００４９】
また、第１当接部２１及び調整レバー２２は、互いに交差する第１，第２の方向Ｄ１，Ｄ２に沿ってそれぞれ移動する。そして、カバー５には、摺動面２３１Ｂを有する案内部材２３が設けられている。
このことにより、テンプル６を拡げる方向に回動させ、第２当接部１３２により第１当接部２１が押圧された場合に、当該第１当接部２１の押圧に応じて、調整レバー２２（連結部２２２）を摺動面２３１Ｂに押圧することができる。そして、摺動面２３１Ｂは、第１当接部２１が押圧される第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２に沿って延出するので、連結部２２２が摺動面２３１Ｂに引っ掛かることとなり、第１当接部２１の押圧に応じて調整レバー２２が第２の方向Ｄ２に沿って移動することを防止できる。
したがって、調整レバー２２により第１，第２当接部２１，１３２の当接位置を変更させてテンプル６の開き角θを所望の角度に設定した後、当該所望の角度を良好に維持でき、利便性の向上がさらに図れる。
【００５０】
さらに、ヒンジ機構１０が上述したように構成されているので、観察者に虚像表示装置１が装着された状態では、付勢部材１４による付勢力により、テンプル６を観察者の頭部に所定の力で押え付けることができる。すなわち、観察者の頭部にテンプルをフィットさせ、観察者による虚像表示装置１の装着感を向上させることができる。
また、調整レバー２２により第１，第２当接部２１，１３２の当接位置を変更すれば、テンプル６が観察者の頭部に押え付ける力も調整できる。すなわち、観察者自身で上記押え付ける力を調整でき、利便性の向上がさらに図れる。
さらに、第１当接部２１の当接面２１Ａが凸曲面状に形成されているので、第２の軸ＶＡを中心としてテンプル６を良好に回動させることができる。
【００５１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、虚像表示装置１は、透過型の液晶表示デバイス７１を採用していたが、これに限らず、その他の構成、例えば、反射型の液晶表示デバイスや、デジタル・マイクロミラー・デバイス等を採用しても構わない。
前記実施形態では、調整機構２０は、カバー５に設けられていたが、これに限らず、テンプル６に設けた構成を採用しても構わない。
前記実施形態では、第１，第２の方向Ｄ１，Ｄ２が略４５°で交差するように設定されていたが、交差する角度は、４５°に限らず、その他の角度でも構わない。
前記実施形態では、ヒンジ機構１０は、付勢部材１４を備え、付勢部材１４による付勢力により、テンプル６を観察者の頭部に所定の力で押え付けるように構成していたが、これに限らない。例えば、テンプル６を予め弾性を有する部材で構成し、テンプル６自体の弾性力によって、テンプル６を観察者の頭部に所定の力で押え付けるように構成しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・虚像表示装置、２・・・画像形成装置、３・・・導光板、５・・・カバー（収納部材）、６・・・テンプル、７・・・表示素子、１１・・・回動軸、１２・・・支持部、１３・・・軸支部、１４・・・付勢部材、２１・・・第１当接部（当接部材）、２１Ａ・・・当接面、２２・・・調整レバー（位置調整部材）、２３・・・案内部材、３１・・・画像取込部、３２・・・全反射部、３３・・・画像取出部、８１・・・投射レンズ、１３１・・・挿通孔（トラック孔）、２３１Ｂ・・・摺動面、３２１・・・第１全反射面、３２２・・・第２全反射面、Ｄ１・・・第１の方向、Ｄ２・・・第２の方向、ＶＡ・・・第２の軸。
【図１】
0005699650.tif 000002
【図２】
0005699650.tif 000003
【図３】
0005699650.tif 000004
【図４】
0005699650.tif 000005
【図５】
0005699650.tif 000006
【図６】
0005699650.tif 000007
【図７】
0005699650.tif 000008
【図８】
0005699650.tif 000009
【図９】
0005699650.tif 000010
【図１０】
0005699650.tif 000011