CN114815245B - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像显示装置，该图像显示装置及其制造方法不易受到支承体的制造公差、支承体的组装公差的影响。图像显示装置(200)具有：第1显示部(100a)，其具有第1框架(61a)和第1光学系统(12a)；第2显示部(100b)，其具有第2框架(61b)和第2光学系统(12b)；以及固定部件(78)，其将第1显示部(100a)和第2显示部(100b)相对地固定，固定部件(78)具有在将第1显示部(100a)和第2显示部(100b)固定之前的对位时使第1光学系统(12a)和第2光学系统(12b)能够向2轴以上的旋转方向旋转的形状。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明涉及能够观察虚像的图像显示装置，尤其涉及具有双眼用的显示部的图像显示装置等。

背景技术

公知有一种眼镜状的虚像显示装置，其中，通过螺钉固定等将从第1显示元件到导光部件的左眼用的光学系统和从第2显示元件到导光部件的右眼用的光学系统组装于沿横向延伸的框架，从而将左右的光学系统配置于眼前(专利文献1)。此外，在该虚像显示装置中，以降低制造公差、组装公差的影响为目的，使用设置于显示元件的保持部件和投射镜头的镜筒中的任意一方的凸部和设置于另一方的凹部来进行显示元件相对于光学系统的对位。

专利文献1：日本特开2017-211674号公报

在上述专利文献1的装置中，通过将左眼用的光学系统和右眼用的光学系统组装于框架来确定最终的配置，因此有可能受到框架的制造公差、框架的组装公差的影响。

发明内容

本发明的一个方面的图像显示装置具有：第1显示部，其具有第1框架；第2显示部，其具有第2框架；以及固定部件，其将第1显示部和第2显示部分别固定，固定部件能够使第2显示部相对于第1显示部向2轴以上的旋转方向旋转。

在本发明的一个方面的图像显示装置的制造方法中，该图像显示装置具有：第1显示部，其具有第1框架和第1光学系统；第2显示部，其具有第2框架和第2光学系统；以及固定部件，其将第1显示部和第2显示部相对地固定，其中，固定部件具有能够使第1光学系统和第2光学系统向2轴以上的旋转方向旋转的形状，在对位后成为第1光学系统和第2光学系统相对于固定部件的旋转停止的状态。

附图说明

图1是说明第1实施方式的图像显示装置的佩戴状态的外观立体图。

图2是图像显示装置的俯视图、主视图、侧视图以及仰视图。

图3是示出从图像显示装置卸下外装部件后的内部的主视图、侧视图、立体图等。

图4是从图像显示装置卸下外装部件后的剩余部分的分解立体图。

图5是组合了左右的显示部的光学单元的俯视图和仰视图。

图6示出说明第1框架与固定部件的连接的立体图、说明固定部件与第1罩部件的配置关系的立体图以及说明第1框架、固定部件、第1罩部件的配置关系的立体图。

图7示出上外装部件的仰视图和下外装部件的俯视图。

图8是说明图像显示装置的内部的光学系统的概念性的侧剖视图。

图9是说明显示像的畸变校正的图。

图10A是固定部件的主视图、俯视图以及立体图。

图10B是说明固定部件向框架的固定状态的概念性的剖视图。

图11是说明第1显示部与固定部件的连接等的局部剖切立体图。

图12A是说明第1固定部对第1框架的固定的放大剖视图。

图12B是说明第2固定部对第2框架的固定的放大剖视图。

标号说明

11a、11b：显示元件；12a：第1光学系统；12b：第2光学系统；20：成像光学系统；21：投射透镜；22：棱镜反射镜；23：透视反射镜；28：板状光学元件；61a：第1框架；61b：第2框架；61s：对置面；71a：第1罩部件；71b：第2罩部件；71j：第3凹部；71k：第4凹部；71s：对置面；75：弹性片；78：固定部件；78a：桥部；78s：对置面；81、82：连结部件；81a：第1固定部；81b：第1凹部；81k：第1孔；82a：第2固定部；82b：第2凹部；82k：第2孔；88：粘接层；91：电路基板；100：图像显示装置；100a：第1显示部；100b：第2显示部；102：显示驱动部；103a：第1组合器；103b：第2组合器；200：图像显示装置；200a：主体；200b：支承装置；AX：光轴；ER：视环；EY：眼；ML：图像光；OL：外界光；OP1：开口；OP21、OP22：开口；OS：离轴光学系统；US：佩戴者。

具体实施方式

以下，参照图1～图3等，对本发明的图像显示装置的结构、动作、制造方法等进行说明。

图1是说明图像显示装置200的佩戴状态的图。图像显示装置200是头戴显示器(以下，也称为HMD)201，使佩戴该图像显示装置200的观察者或者佩戴者US识别作为虚像的影像。在图1等中，X、Y以及Z是垂直坐标系，+X方向与佩戴了图像显示装置200或者HMD 201的观察者或者佩戴者US的双眼EY排列的横向对应，+Y方向相当于与对于佩戴者US而言的双眼EY排列的横向垂直的上方向，+Z方向相当于对于佩戴者US而言的前方向或者正面方向。±Y方向与铅垂轴或铅垂方向平行。

图像显示装置200具有以覆盖佩戴者US的眼前的方式配置的主体200a和支承主体200a的镜腿状的一对支承装置200b。在功能方面来看的情况下，主体200a包含右眼用的第1显示装置100A和左眼用的第2显示装置100B。第1显示装置100A由配置于上部的显示驱动部102和以眼镜镜片状覆盖眼前的组合器103a构成。第2显示装置100B也同样地由配置于上部的显示驱动部102和以眼镜镜片状覆盖眼前的组合器103b构成。

参照图2，对图像显示装置200中的主体200a的外观进行说明。在图2中，区域AR1是主体200a的俯视图，区域AR2是主体200a的主视图，区域AR3是主体200a的右侧视图，区域AR4是主体200a的仰视图。主体200a中的配置于+Y侧即上侧的一对显示驱动部102被连结而一体化，由在横向上细长的圆顶状的上外装部件107a和平坦的板状的下外装部件107b覆盖。第1组合器103a和第2组合器103b具有将向前方即+Z方向突起的半球的上部切除的形状，配置为从下外装部件107b向下方突出。

参照图3，对从图2所示的主体200a卸下上外装部件107a以及下外装部件107b后的内部结构的概要进行说明。在图3中，区域BR1是使主体200a的上部露出的主视图，区域BR2是使主体200a的上部露出的右侧视图，区域BR3是使主体200a的上部露出的立体图，区域BR4是使主体200a的内部光学系统露出的立体图。右眼用的第1显示装置100A具有第1显示元件11a、第1光学系统12a以及第1组合器103a作为第1显示部100a。后述的第1框架61a也是第1显示部100a的要素。第1光学系统12a被作为内罩的第1罩部件71a覆盖，第1显示元件11a以堵塞第1罩部件71a的开口71o的方式配置，经由矩形框状的第1保持架72a固定于第1光学系统12a的外框。

如图4所示，第1光学系统12a通过粘接等固定于板状的第1框架61a的上表面，第1组合器103a在其上端通过粘接等固定于第1框架61a的周围中的前半部分。

返回图3，第2显示装置100B具有第2显示元件11b、第2光学系统12b以及第2组合器103b作为第2显示部100b。后述的第2框架61b也是第2显示部100b的要素。第2光学系统12b被作为内罩的第2罩部件71b覆盖，第2显示元件11b以堵塞第2罩部件71b的开口71o的方式配置，经由矩形框状的第2保持架72b固定于第2光学系统12b的外框。左眼用的第2显示装置100B具有与右眼用的第1显示装置100A相同的结构以及功能。即，第2显示元件11b与第1显示元件11a相同，第2光学系统12b与第1光学系统12a相同，第2组合器103b与第1组合器103a相同。但是，在使第1光学系统12a、第1组合器103a等关于左右的X方向具有非对称性的情况下，第2光学系统12b、第2组合器103b等是使第1光学系统12a、第1组合器103a等左右反转而得的。

如图4所示，第2光学系统12b通过粘接等固定于板状的第2框架61b的上表面，第2组合器103b在其上端通过粘接等固定于第2框架61b的周围中的前半部分。

返回图3，第1显示装置100A与第2显示装置100B在内部经由固定部件78连结。固定部件78是棒状的金属部件，例如由镁合金形成。通过由镁合金形成固定部件78，能够具有通过散热来冷却第1框架61a、第2框架61b的效果。固定部件78在两端将第1显示部100a和第2显示部100b相对地固定。固定部件78是相当于天平的臂的部件，在中央支承相当于一对盘的一对显示部100a、100b。固定部件78具有在将第1显示部100a和第2显示部100b固定之前的对位时，能够使第1光学系统12a和第2光学系统12b向2轴以上的旋转方向旋转的形状。

参照图4～图6，说明固定部件78对第1显示部100a以及第2显示部100b的支承。在图5中，区域CR1是将左右的显示部100a、100b连结的光学单元OU的俯视图，区域CR2是光学单元OU的仰视图。在图6中，区域DR1是说明第1框架61a与固定部件78的连接的立体图，区域DR2是说明固定部件78与第1罩部件71a的配置关系的立体图，区域DR3是说明第1框架61a、固定部件78、第1罩部件71a的配置关系的立体图。在固定部件78的两端形成有作为与球窝接头的结构要素类似的球状的部件的固定部81a、82a，详情后述。这些固定部81a、82a在将第1显示部100a与第2显示部100b对位后，通过粘接材料等粘接于在显示部100a、100b或框架61a、61b的内侧的端部设置的作为半球状的凹陷部件的凹部81b、82b，成为旋转停止的状态。作为用于将固定部81a、82a固定于凹部81b、82b的粘接材料，能够使用光固化型的树脂材料，但不限于此，能够使用热固化型或常温固化型的树脂材料等。将固定部81a和凹部81b组合而成的连结部件81被第1罩部件71a的扩张部71c覆盖。将固定部82a和凹部82b组合而成的连结部件82也被第2罩部件71b的扩张部71c覆盖。

第1框架61a是半圆板状的金属部件，例如由镁合金形成。通过由镁合金形成第1框架61a，能够提高显示元件11a等产生的热的散热效率。在第1框架61a的左右两端形成有凹部81b，但仅一方的凹部81b用于与固定部件78连接。在第1框架61a上形成有光学开口OA并且配置有密封光学开口OA的板状光学元件28。板状光学元件28是第1光学系统12a的一部分。第2框架61b是半圆状的金属部件，例如由镁合金形成。通过由镁合金形成第2框架61b，能够提高显示元件11b等产生的热的散热效率。在第2框架61b的左右两端形成有凹部82b，但仅一方的凹部82b用于与固定部件78连接。在第2框架61b上也形成有光学开口OA并且配置有密封光学开口OA的板状光学元件28。

参照图7，对上外装部件107a以及下外装部件107b进行说明。在图7中，区域ER1是示出上外装部件107a的内侧的仰视图，区域ER2是示出下外装部件107b的内侧的俯视图。上外装部件107a和下外装部件107b由树脂制的材料形成。上外装部件107a的外缘7a和下外装部件107b的外缘7b具有相同的形状，通过使它们对接，能够形成收纳图3所示的第1光学系统12a和第2光学系统12b的空间。上外装部件107a和下外装部件107b利用作为螺钉孔等的紧固部7f、7g而被固定。下外装部件107b具有一对开口OP1，能够在开口OP1内如虚线所示的那样配置第1框架61a和第2框架61b。在开口OP1与框架61a、61b之间设置有间隙GP，容许框架61a、61b在开口OP1内在XZ面内或在Y方向上发生位置偏移。即，图3等所示的第1显示部100a和第2显示部100b在保持相互对位的状态下固定于下外装部件107b，即使在收纳于上外装部件107a和下外装部件107b内的状态下，也能够在两显示部100a、100b之间维持定位完成时的配置关系。在下外装部件107b形成有螺钉固定孔7j，从而能够通过螺钉固定而相对于在固定部件78的桥部78a设置的一对紧固部78z固定。

参照图3以及图4，在第1框架61a以及第2框架61b的上方配置有弹性片75。弹性片75的外周部75a被夹持在图7所示的上外装部件107a的外缘7a与下外装部件107b的外缘7b之间，在外装部件107a、107b之间能够实现气密或液密的密封。在弹性片75形成有一对开口OP21、OP22。一方的开口OP21的周围的内周部75b在内侧端以夹持在第1框架61a的上表面与第1罩部件71a的下端部之间的方式配置，在与第1框架61a的外缘对应的部位粘接于第1框架61a的上表面，在第1框架61a与第1罩部件71a之间能够实现气密或液密的密封。另一方的开口OP22的周围的内周部75c在内侧端以夹持在第2框架61b的上表面与第2罩部件71b的下端部之间的方式配置，在与第2框架61b的外缘对应的部位粘接于第2框架61b的上表面，在第2框架61b与第2罩部件71b之间能够实现气密或液密的密封。

参照图3，在固定部件78的上方且左右的显示部100a、100b之间配置有矩形板状的电路基板91。电路基板91包含控制第1显示元件11a和第2显示元件11b的显示动作的控制装置92。控制装置92对左右的显示元件11a、11b输出与显示图像对应的驱动信号，控制左右的显示元件11a、11b的显示动作。控制装置92例如具有IF电路、信号处理电路等，根据从外部接受到的图像数据或图像信号，使左右的显示元件11a、11b进行2维的图像显示。虽然省略图示，但控制装置92包含对第1显示装置100A的动作和第2显示装置100B的动作进行统括的主基板。主基板例如能够具有在与未图示的外部装置之间进行通信并对从该外部装置接收到的信号进行信号转换的接口功能、使第1显示装置100A的显示动作与第2显示装置100B的显示动作协作的综合功能。

电路基板91被基板支承部74支承在固定部件78上。在基板支承部74上固定有电路基板91。基板支承部74是从上方、前方以及后方覆盖固定部件78的树脂制的部件，通过使用了嵌合部51的卡扣配合，能够与电路基板91一起相对于固定部件78装卸。

图8是说明第1显示部100a的光学结构的侧方剖视图。第1显示部100a具有第1显示元件11a和成像光学系统20。成像光学系统20也称为导光光学装置。成像光学系统20具有投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28以及透视反射镜23。成像光学系统20中的投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28对应于图3等所示的第1光学系统12a，透视反射镜23对应于第1组合器103a。第1显示元件11a、投射透镜21以及棱镜反射镜22在通过未图示的框体相互对准的状态下固定于第1框架61a并且收纳于由第1罩部件71a和第1框架61a夹着的空间SP1内。板状光学元件28以嵌入在第1框架61a的光学开口OA处形成的台阶的方式配置，光学开口OA的周围保持为气密的状态。

第1显示元件11a是自发光型的显示器件。第1显示元件11a例如是有机EL(有机电致发光，Organic Electro-Luminescence)显示器，在2维的显示面11d上形成彩色的静态图像或动态图像。第1显示元件11a沿着以XY面为基准绕X轴旋转而倾斜的xy面配置。第1显示元件11a被设置于电路基板91的控制装置92驱动而进行显示动作。第1显示元件11a不限于有机EL显示器，能够置换为微型LED显示器、或者使用了无机EL、有机LED、激光器阵列、量子点发光型元件等的显示器件。第1显示元件11a不限于自发光型的图像光生成装置，也可以由LCD等其他光调制元件构成，通过利用背光灯那样的光源对该光调制元件进行照明来形成图像。作为第1显示元件11a，也能够代替LCD而使用LCOS(Liquid crystal on silicon，LCoS为注册商标)、数字微镜器件等。

投射透镜21使从第1显示元件11a射出的图像光ML通过并入射到棱镜反射镜22。投射透镜21将从第1显示元件11a射出的图像光ML会聚为接近平行光束的状态。投射透镜21包含第1透镜21p和第2透镜21q。棱镜反射镜22具有内反射面22b，使从投射透镜21射出的图像光ML从入射面22a向内部入射，被内反射面22b全反射，从射出面22c向外部射出。此时，棱镜反射镜22使从前方入射的图像光ML以向相对于使入射方向反转的方向(从棱镜反射镜22观察的光源的方向)倾斜的方向折返的方式射出。板状光学元件28使来自棱镜反射镜22的图像光ML折射并通过，然后入射到透视反射镜23。

透视反射镜23是作为凹的表面反射镜发挥功能的弯曲的板状的光学部件，将从棱镜反射镜22经由板状光学元件28入射的图像光ML朝向光瞳位置PP反射。光瞳位置PP是来自显示面11d上的各点的图像光ML以规定的发散状态或平行状态从与显示面11d上的各点的位置对应的角度方向以重叠的方式入射的位置。透视反射镜23覆盖配置有眼睛EY或瞳孔的光瞳位置PP并且朝向光瞳位置PP具有凹形状，朝向外界具有凸形状。透视反射镜23是具有在板状体23b的表面或背面上形成反射镜膜23c的结构的反射镜板。透视反射镜23的反射面23a具有透过性。通过了透视反射镜23或其周围的支承板41的外界光OL也入射到光瞳位置PP。即，佩戴了图像显示装置200的佩戴者US能够与外界像重叠地观察基于图像光ML的虚像。

以上，构成投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28以及透视反射镜23的光学面包含自由曲面，也能够将至少一部分的光学面置换为非球面或球面。

由于透视反射镜23是凹面镜等，因此，成像光学系统20成为离轴光学系统OS。在本实施方式的情况下，投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28以及透视反射镜23非轴对称地配置，具有非轴对称的光学面。在该成像光学系统20即离轴光学系统OS中，以光轴AX沿着与纸面对应的离轴面(与YZ面平行的面)延伸的方式进行光轴AX的弯折。在该成像光学系统20中，通过在与YZ面平行的离轴面内进行光轴AX的弯折，沿着该离轴面排列光学要素21、22、23。成像光学系统20包含沿着作为在纵向上延伸的基准面的离轴面(与YZ面平行的面)配置并且在反射面的前后相互倾斜的光轴部分AX1、AX2、AX3。作为整体的光轴AX沿着从显示元件11a的中心射出的主光线的光路延伸，通过相当于眼点的视环ER或光瞳的中心。光轴AX在按照与YZ面平行的横截面观察的情况下，通过多个光轴部分AX1、AX2、AX3而成为Z字状的结构。即，在与YZ面平行的离轴面中，从投射透镜21到内反射面22b的光路P1、从内反射面22b到透视反射镜23的光路P2以及从透视反射镜23到光瞳位置PP的光路P3成为以Z字状2阶段折返的配置。

如图9所示，将形成于第1显示元件11a的显示面11d的显示像设为预先具有梯形变形那样的变形的修正图像DA1。即，由于成像光学系统20是离轴光学系统OS，因此在光学系统本身中不容易全部去除梯形变形那样的失真。因此，通过使显示于第1显示元件11a的图像具有抵消由投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28以及透视反射镜23形成的变形的、相反的变形，能够使经由成像光学系统20在光瞳位置PP观察的虚像的投影像IG1的像素排列成为与原来的显示像DA0对应的格子图案，能够使轮廓成为矩形。即，第1显示元件11a对由投射透镜21、棱镜反射镜22、板状光学元件28以及透视反射镜23形成的失真进行校正。其结果是，能够容许在透视反射镜23等产生的失真，并且作为包含第1显示元件11a的整体能够抑制像差。由此，棱镜反射镜22等光学要素的配置、尺寸的自由度提高，能够实现第1显示部100a的小型化，并且容易确保第1显示部100a的光学性能。

以上，对第1显示部100a进行了说明，但由于第2显示部100b具有与第1显示部100a同样的结构，因此省略具体的结构的说明。

以下，参照图10A对固定部件78进行说明。在图10A中，区域FR1是表示固定部件78的主视图，区域FR2是固定部件78的俯视图，区域FR3是固定部件78的立体图。固定部件78是在桥部78a的两端设置有一对球状的第1固定部81a和第2固定部82a的哑铃状的部件。桥部(连接部)78a是将第1固定部81a与第2固定部82a连接的连接部。桥部78a具有由沿着XY面延伸的细长的一对凸缘78i夹着沿着XZ面延伸的细长的腹板78j的两端的形状。即，桥部78a是具有H形的截面的棒材(参照图10B)。通过将桥部78a设为H截面的部件，能够确保桥部78a的强度并且实现轻量化。

参照图10A以及图10B，对连结部件81、82进行说明。形成于固定部件78的桥部78a的一端的作为球状的部件的第1固定部81a以能够旋转的方式嵌入于在第1框架61a形成的作为半球状的凹陷部件的第1凹部81b。将第1固定部81a与第1凹部81b组合而成的部件称为第1连结部件81。将第1固定部81a的球状的凸表面称为对置面78s，将第1凹部81b的球状的凹表面称为对置面61s。第1固定部81a的对置面78s的曲率设定为比第1凹部81b的对置面61s的曲率大。由此，能够在对置面78s与对置面61s之间注入粘接材料而形成具有充分的厚度的粘接层88，能够提高第1固定部81a与第1凹部81b的粘接强度。形成于固定部件78的桥部78a的另一端的作为球状的部件的第2固定部82a以能够旋转的方式嵌入于在第2框架61b形成的作为半球状的凹陷部件的第2凹部82b。将第2固定部82a与第2凹部82b组合而成的部件称为第2连结部件82。第2固定部82a的球状的对置面78s的曲率设定为比第2凹部82b的球状的对置面61s的曲率大。由此，能够在对置面78s与对置面61s之间注入粘接材料而形成具有充分的厚度的粘接层88，能够提高第2固定部82a与第2凹部82b的粘接强度。

桥部(连接部)78a的下表面78u配置在与通过第1固定部81a的对称中心的基准线SL大致相同的位置或比基准线SL靠上侧即+Y侧的位置。即，桥部78a在以第1固定部81a的中心和第2固定部82a的中心为基准而远离第1框架61a以及第2框架61b的上侧与第1固定部81a以及第2固定部82a连接。并且，在桥部78a的下表面78u与第1框架61a和第2框架61b的表面61f之间确保有间隙GR。由此，能够确保第1框架61a、第2框架61b绕与桥部78a的延伸方向平行的X轴、与其垂直且与第1框架61a的延伸方向平行的Z轴旋转的姿势变更，并且加深第1固定部81a与第1凹部81b的嵌合、第2固定部82a与第2凹部82b的嵌合，使由固定部件78实现的第1框架61a与第2框架61b的连结稳定。此外，若增大第1固定部81a、第2固定部82a的尺寸，则能够增大粘接面积，容易使固定稳定化。

图11是说明固定部件78固定于第1显示部100a的状态的局部剖切立体图。在第1固定部81a形成有供将第1框架61a螺钉固定于第1固定部81a的螺钉穿过的第1孔81k。形成于第1框架61a的第1凹部81b的中央且沿Y方向延伸的圆筒状的凸台81m从下方插入第1孔81k。

如图12A放大所示，固定部件78的第1固定部81a嵌入于在第1框架61a形成的第1凹部81b。将第1固定部81a和第1凹部81b组合而成的部件是在微小角的范围内容许3轴方向的相对旋转的轴承状的连结部件81。即，连结部件81具有3轴的旋转自由度。第1罩部件71a的扩张部71c以覆盖连结部件81的方式配置。在扩张部71c形成有供第1固定部81a插入的半球状的第3凹部71j。将第3凹部71j的凹表面称为对置面71s。第3凹部71j的对置面71s与第1固定部81a的对置面78s对置地配置在附近。这里，第3凹部71j的球状的对置面71s的曲率与第1凹部81b的情况不同，设定为与第1固定部81a的球状的对置面78s的曲率大致相等。在第3凹部71j的中央形成有沿上下的Y方向延伸的圆筒状的凸台71m，并且插入到形成于第1固定部81a的螺钉固定用的第1孔81k中。螺钉SB穿过凸台71m的孔，螺钉SB的前端SBa拧入第1框架61a侧的凸台81m。由此，能够以将固定部件78夹在中间的方式将第1罩部件71a固定于第1框架61a，能够加强第1固定部81a相对于第1框架61a的粘接。也可以在第1固定部81a的对置面78s与第3凹部71j的对置面71s之间设置粘接层来强化固定。

如图12B放大所示，固定部件78的第2固定部82a嵌入于在第2框架61b形成的第2凹部82b。将第2固定部82a和第2凹部82b组合而成的部件是在微小角的范围内容许3轴方向的相对旋转的轴承状的连结部件82。即，连结部件82具有3轴的旋转自由度。第2罩部件71b的扩张部71c以覆盖连结部件82的方式配置。在扩张部71c形成有供第2固定部82a插入的半球状的第4凹部71k。将第4凹部71k的凹表面称为对置面71s。第4凹部71k的对置面71s与第2固定部82a的对置面78s对置地配置在附近。这里，第4凹部71k的球状的对置面71s的曲率与第2凹部82b的情况不同，设定为与第2固定部82a的球状的对置面78s的曲率大致相等。在第4凹部71k的中央形成有沿上下的Y方向延伸的圆筒状的凸台71m，并且插入到形成于第2固定部82a的螺钉固定用的第2孔82k中。螺钉SB穿过凸台71m的孔，螺钉SB的前端SBa拧入第2框架61b侧的凸台82m。由此，能够以将固定部件78夹在中间的方式将第2罩部件71b固定于第2框架61b，能够加强第2固定部82a相对于第2框架61b的粘接。也可以在第2固定部82a的对置面78s与第4凹部71k的对置面71s之间设置粘接层来强化固定。

以下，对图像显示装置200的制造即组装进行说明。首先，在第1框架61a上固定第1光学系统12a和第1组合器103a，使用第1保持架72a等对第1光学系统12a进行定位并且固定显示元件11a。由此，得到包含第1显示部100a的右眼单元RU(参照图4)。与此同时，在第2框架61b上固定第2光学系统12b和第2组合器103b，使用第2保持架72b等对第2光学系统12b进行定位并且固定显示元件11b。由此，得到包含第2显示部100b的左眼单元LU(参照图4)。之后，将右眼单元RU和左眼单元LU设置于两系统测定装置，通过粘接将弹性片75固定于第1框架61a以及第2框架61b上。此时，弹性片75的内侧的开口OP21、OP22被第1框架61a和第2框架61b密封。进而，使固定部件78以下降的方式移动，将固定部件78的第1固定部81a嵌入第1框架61a的第1凹部81b，并且将固定部件78的第2固定部82a嵌入第2框架61b的第2凹部82b。之后，利用两系统测定装置的工作台，精密地调整右眼单元RU以及左眼单元LU的相互的角度、配置。此时，右眼单元RU和左眼单元LU在通过固定部件78连结的状态下，能够向绕X轴的R1方向、绕Y轴的R2方向以及绕Z轴的R3方向独立地旋转(参照图4等)。在位置调整完成后，使预先供给到第1固定部81a与第1凹部81b之间的粘接剂固化，使预先供给到第2固定部82a与第2凹部82b之间的粘接剂固化。由此，完成右眼单元RU与左眼单元LU的对位。然后，从第1框架61a的上方以覆盖第1光学系统12a的方式覆盖第1罩部件71a，在第1框架61a与第1罩部件71a之间夹持弹性片75的内周部75b，将设置于第1罩部件71a的第3凹部71j的凸台71m插入第1固定部81a的第1孔81k(参照图12A)。然后，将螺钉SB穿过凸台71m的孔而拧入到在第1固定部81a的第1孔81k内对置的第1框架61a侧的凸台81m。由此，完成第1罩部件71a相对于第1框架61a的固定。将第2罩部件71b固定于第2框架61b的方法与将第1罩部件71a固定于第1框架61a的方法相同，省略说明。接着，利用基板支承部74将电路基板91安装于固定部件78，将从显示元件11a、11b延伸的FPC与电路基板91连接。最后，使用设置于固定部件78的一对紧固部78z将下外装部件107b固定于固定部件78，将上外装部件107a固定于下外装部件107b。此时，容许第1框架61a、第2框架61b相对于下外装部件107b进行微小的位移，维持第1显示部100a、第1显示部100b相对于固定部件78的定位。进而，通过将弹性片75的外周部75a夹持在上外装部件107a的外缘7a与下外装部件107b的外缘7b之间，在它们之间实现密封，外装部件107的内空间被密封。

上述实施方式的图像显示装置200具有：第1显示部100a，其具有第1框架61a和第1光学系统12a；第2显示部100b，其具有第2框架61b和第2光学系统12b；以及固定部件78，其将第1显示部100a和第2显示部100b相对地固定，固定部件78具有在将第1显示部100a和第2显示部100b固定之前的对位时，能够使第1光学系统12a和第2光学系统12b向2轴以上的旋转方向旋转的形状。由此，在固定前，能够以高自由度将第1显示部100a和第2显示部100b相对于固定部件78配置并对位。

在上述实施方式的图像显示装置200的制造方法中，该图像显示装置200具有：第1显示部100a，其具有第1框架61a和第1光学系统12a；第2显示部100b，其具有第2框架和第2光学系统12b；以及固定部件78，其将第1显示部100a和第2显示部100b相对地固定，其中，固定部件78具有能够使第1光学系统12a和第2光学系统12b向2轴以上的旋转方向旋转的形状，在对位后成为使第1光学系统12a和第2光学系统12b相对于固定部件78的旋转停止的状态。在该情况下，在固定前，能够以高自由度将第1显示部100a和第2显示部100b相对于固定部件78配置并对位。另外，由于在对位后成为使第1光学系统12a以及第2光学系统12b相对于固定部件78的旋转停止的状态，因此能够稳定地维持第1显示部100a、第2显示部100b相对于固定部件78的相对配置关系。

〔变形例及其他〕

以上结合实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施，例如也能够进行如下的变形。

组装于第1显示部100a的成像光学系统20不限于图示的结构，能够设为各种结构。具体而言，上述成像光学系统20是在Y方向或纵向上具有非对称性的离轴光学系统OS，但也可以是在X方向或横向上具有非对称性的离轴光学系统。关于构成成像光学系统20的光学要素，图8所示的情况仅是例示，能够进行使透镜的片数增减、追加反射镜、追加导光部件这样的变更。

在组合器103a、103b的外界侧，能够安装通过限制组合器103a、103b的透过光而进行调光的调光器件。调光器件例如通过电动来调整透过率。作为调光器件，能够使用反射镜液晶、电子遮光件等。调光器件也可以根据外部光照度来调整透过率。

组合器103a、103b也能够置换为具有遮光性的反射镜。在该情况下，成为不以外界像的直接观察为前提的非透视型的光学系统。

第1框架61a、第2框架61b以及固定部件78不限于由金属材料形成，也可以由纤维强化塑料(FRP)形成。

关于连结部件81、82的结构，不限于球窝接头状，能够置换为将旋转自由度提高到2轴以上的各种机构。

以上，以图像显示装置100佩戴于头部来使用为前提，但上述图像显示装置100也能够不佩戴于头部而作为如双目镜那样窥视的手持显示器来使用。即，在本发明中，头戴显示器也包含手持显示器。

具体的方式中的图像显示装置具有：第1显示部，其具有第1框架和第1光学系统；第2显示部，其具有第2框架和第2光学系统；以及固定部件，其将第1显示部和第2显示部相对地固定，固定部件具有在将第1显示部和第2显示部固定之前的对位时能够使第1光学系统和第2光学系统向2轴以上的旋转方向旋转的形状。

在上述图像显示装置中，固定部件具有能够使第1光学系统和第2光学系统向2轴以上的旋转方向旋转的形状，因此，在固定前，能够以较高的自由度将第1显示部和第2显示部相对于固定部件配置并对位。此外，在对位后，通过使用粘接材料、紧固件使第1显示部、第2显示部相对于固定部件固定，能够稳定地维持它们的相对配置关系。

在具体的方面，在固定部件与第1显示部之间以及固定部件与第2显示部之间分别设置有具有3轴的旋转自由度的轴承状的连结部件。在该情况下，能够相对于固定部件自如地配置第1显示部和第2显示部。

在具体的方面，连结部件在对位后成为停止旋转的状态。由此，确保对位前的自由的姿势调节，并且确保对位后的配置维持。

在具体的方面，固定部件具有设置于第1框架侧的球状的第1固定部和设置于第2框架侧的球状的第2固定部，第1框架具有供第1固定部插入的半球状的第1凹部，第2框架具有供第2固定部插入的半球状的第2凹部，作为连结部件的第1固定部和第1凹部与作为连结部件的第2固定部和第2凹部以在它们之间形成粘接层而对位的状态接合。在该情况下，能够通过简单的嵌合结构使第1框架和第2框架相对于固定部件自如地旋转来进行姿势调节。

在具体的方面，第1显示部具有从第1框架的相反侧覆盖第1固定部和第1光学系统的第1罩部件，第1罩部件具有供第1固定部插入的半球状的第3凹部，第2显示部具有从第2框架的相反侧覆盖第2固定部和第2光学系统的第2罩部件，第2罩部件具有供第2固定部插入的半球状的第4凹部，第1固定部与第3凹部、以及第2固定部与第4凹部通过螺钉固定而固定。在该情况下，能够将第1罩部件和第2罩部件经由第1固定部和第2固定部安装于第1框架和第2框架。

在具体的方面，第1固定部和第1凹部具有曲率互不相同的作为球面的对置面，第2固定部和第2凹部具有曲率互不相同的作为球面的对置面。在该情况下，容易注入粘接材料而形成具有充分的厚度的粘接层。

在具体的方面，第1固定部和第3凹部具有曲率相同的作为球面的对置面，第2固定部和第4凹部具有曲率相同的作为球面的对置面。

在具体的方面，第1固定部具有供将第1框架螺钉固定于第1固定部的螺钉穿过的第1孔，第2固定部具有供将第2框架螺钉固定于第2固定部的螺钉穿过的第2孔。在该情况下，能够将第1框架相对于第1固定部可靠地固定，能够确保固定强度。

在具体的方面，固定部件具有连接第1固定部与第2固定部的连接部，连接部在以第1固定部的中心和第2固定部的中心为基准而远离第1框架和第2框架的一侧与第1固定部和第2固定部连接。由此，能够确保第1框架、第2框架绕与连接部的延伸方向垂直的轴旋转的姿势变更，并且能够加深第1固定部与第1凹部的嵌合、第2固定部与第2凹部的嵌合而使连结稳定。

在具体的方面，固定部件具有支承电路基板的基板支承部。在该情况下，能够成为相对于第1框架、第2框架支承电路基板的结构，能够以固定部件为基准一并支承各种部件。

在具体的方式中的图像显示装置的制造方法中，该图像显示装置具有：第1显示部，其具有第1框架和第1光学系统；第2显示部，其具有第2框架和第2光学系统；以及固定部件，其将第1显示部和第2显示部相对地固定，其中，固定部件具有能够使第1光学系统和第2光学系统向2轴以上的旋转方向旋转的形状，在对位后成为使第1光学系统和第2光学系统相对于固定部件的旋转停止的状态。

在上述制造方法中，由于固定部件具有能够使第1光学系统和第2光学系统向2轴以上的旋转方向旋转的形状，因此，在固定前，能够以高自由度将第1显示部和第2显示部相对于固定部件配置并对位。另外，由于在对位后成为使第1光学系统以及第2光学系统相对于固定部件的旋转停止的状态，因此能够稳定地维持第1显示部、第2显示部相对于固定部件的相对配置关系。

Claims (8)

1.一种图像显示装置，其具有：

第1显示部，其具有第1框架；

第2显示部，其具有第2框架；以及

固定部件，其将所述第1显示部和所述第2显示部分别固定，

所述固定部件能够使所述第2显示部相对于所述第1显示部向2轴以上的旋转方向旋转，

所述固定部件具有设置于所述第1框架侧的球状的第1固定部和设置于第2框架侧的球状的第2固定部，

所述第1框架具有供所述第1固定部插入的半球状的第1凹部，

所述第2框架具有供所述第2固定部插入的半球状的第2凹部。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

在所述固定部件与所述第1显示部之间以及所述固定部件与所述第2显示部之间分别设置有具有3轴的旋转自由度的轴承状的连结部件。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述第1显示部具有从所述第1框架的相反侧覆盖所述第1固定部的第1罩部件，

所述第1罩部件具有供所述第1固定部插入的半球状的第3凹部，

所述第2显示部具有从所述第2框架的相反侧覆盖所述第2固定部的第2罩部件，

所述第2罩部件具有供所述第2固定部插入的半球状的第4凹部，

所述第1固定部与所述第3凹部、以及所述第2固定部与所述第4凹部通过螺钉固定而固定。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述第1固定部和所述第1凹部具有曲率互不相同的作为球面的对置面，

所述第2固定部和所述第2凹部具有曲率互不相同的作为球面的对置面。

5.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中，

所述第1固定部和所述第3凹部具有曲率相同的作为球面的对置面，

所述第2固定部和所述第4凹部具有曲率相同的作为球面的对置面。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述第1固定部具有供将所述第1框架螺钉固定于所述第1固定部的螺钉穿过的第1孔，

所述第2固定部具有供将所述第2框架螺钉固定于所述第2固定部的螺钉穿过的第2孔。

7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述固定部件具有连接所述第1固定部与所述第2固定部的连接部，

所述连接部在以所述第1固定部的中心和所述第2固定部的中心为基准而远离所述第1框架和所述第2框架的一侧与所述第1固定部和所述第2固定部连接。

8.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述固定部件具有支承电路基板的基板支承部。