虚像显示装置，能维持显示图像质量并提高视线检测精度。虚像显示装置包含图像光生成装置、红外光射出及受光装置、第1及第2导光光学系统。第1入射侧衍射元件使图像光偏转入射到第1导光部件，第1射出侧衍射元件使图像光偏转而朝向眼睛位置射出，第2入射侧衍射元件使红外光偏转入射到第2导光部件，第2射出侧衍射元件使红外光偏转而朝向眼睛位置射出，通过使红外光偏转而使其入射到第2导光部件，第2入射侧衍射元件使红外光朝向红外光受光装置射出。第2入射侧衍射元件朝向红外光受光装置偏转后的红外光与第2入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值大于入射到第1入射侧衍射元件的图像光与第1入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值。大值。大值。
【技术实现步骤摘要】
虚像显示装置
[0001]本专利技术涉及能够进行虚像的观察的虚像显示装置，特别涉及利用衍射以及导光的类型的虚像显示装置。
技术介绍
[0002]作为能够观察虚像的HMD，公知有如下装置：该装置具有投影仪、摄像头、第1导光光学元件和第2导光光学元件，其中，该装置利用组装在第2导光光学元件中的多个部分透射型的小平面将来自眼睛的反射光取入到第2导光光学元件内，经由第1导光光学元件等将眼睛的图像取入到摄像头，由此能够进行视线方向的检测(专利文献1)。在专利文献1中，作为视线观察用的光学系统，还公开了组装射出红外光的光源，使返回来的反射光入射到摄像头的光学系统(参照专利文献1的图18、19)。
[0003]专利文献1：日本特表2020
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504832号公报
[0004]通常，在视线检测中，使用者看到的图像比使用者的眼睛活动范围小，因此优选在比图像光的视野角宽的范围内检测视线。在专利文献1的装置中，构成为将视线检测用的IR光源和图像光用的RGB光源分开，但IR光源的尺寸比RGB光源等小。因此，认为能够检测使用者的眼睛活动的范围受到限制，不容易在比图像光的视野角大的范围内进行视线检测。
技术实现思路
[0005]本专利技术一个方面的虚像显示装置具有：图像光生成装置，其射出图像光；红外光射出装置，其射出红外光；红外光受光装置，其接收红外光；第1导光光学系统，其具有第1导光部件、设置于第1导光部件的入射侧的第1入射侧衍射元件、和设置于第1导光部件的射出侧的第1射出侧衍射元件；以及第2导光光学系统，其具有第2导光部件、设置于第2导光部件的入射侧的第2入射侧衍射元件、和设置于第2导光部件的射出侧的第2射出侧衍射元件，第1入射侧衍射元件使从图像光生成装置射出的图像光偏转而入射到第1导光部件，第1射出侧衍射元件使由第1导光部件引导后的图像光偏转而朝向使用者的眼睛位置射出，第2入射侧衍射元件使从红外光射出装置射出的红外光偏转而入射到第2导光部件，第2射出侧衍射元件使由第2导光部件引导后的红外光偏转而朝向使用者的眼睛位置射出，通过使来自使用者的眼睛位置的红外光偏转而使其入射到第2导光部件，第2入射侧衍射元件将由第2射出侧衍射元件偏转而入射到第2导光部件的红外光朝向红外光受光装置射出，第2入射侧衍射元件朝向红外光受光装置偏转后的红外光与相对于导光方向而言的第2入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值大于入射到第1入射侧衍射元件的图像光与第1入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值。
[0006]本专利技术一个方面的虚像显示装置具有：图像光生成装置，其射出图像光；红外光射出装置，其射出红外光；红外光受光装置，其接收红外光；以及第1导光光学系统，其具有第1导光部件、设置于第1导光部件的入射侧的第1入射侧衍射元件、和设置于第1导光部件的射出侧的第1射出侧衍射元件，第1入射侧衍射元件使从图像光生成装置射出的图像光和从红
外光射出装置射出的红外光偏转而入射到第1导光部件，第1射出侧衍射元件使由第1导光部件引导后的图像光和红外光偏转而朝向使用者的眼睛位置射出，通过使来自使用者的眼睛位置的红外光偏转而使其入射到第1导光部件，第1入射侧衍射元件将由第1射出侧衍射元件偏转而入射到第1导光部件的红外光朝向红外光受光装置射出，第1入射侧衍射元件朝向红外光受光装置偏转后的红外光与相对于导光方向而言的第1入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值大于入射到第1入射侧衍射元件的图像光与第1入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值。
附图说明
[0007]图1是说明组装有虚像显示装置的HMD的佩戴状态的俯视图。
[0008]图2是第1实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0009]图3是说明拍摄装置的图。
[0010]图4是说明视线检测装置的图。
[0011]图5是说明红外光源、红外传感器以及显示面板的状态的图。
[0012]图6是说明变形例的虚像显示装置的示意性立体图。
[0013]图7是第2实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0014]图8是说明第2实施方式的红外光源、红外传感器以及显示面板的状态的图。
[0015]图9是第3实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0016]图10是说明第3实施方式的红外光源、红外传感器以及显示面板的状态的图。
[0017]图11是第4实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0018]图12是说明第4实施方式的红外光源、红外传感器以及显示面板的状态的图。
[0019]图13是第5实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0020]图14是说明图13所示的虚像显示装置的变形例的图。
[0021]图15是第6实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0022]图16是第7实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0023]图17是第8实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0024]图18是第9实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0025]图19是第10实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0026]图20是第11实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0027]图21是说明图20所示的虚像显示装置的变形例的图。
[0028]图22是第12实施方式的虚像显示装置的俯视图。
[0029]标号说明
[0030]31：红外光射出装置；31a：红外光源；31b：准直透镜；31d：发光面；31p：发光点；33：红外光受光装置；33a：红外传感器；33b：准直透镜；33d：感光面；33p：检测点；41：图像光生成装置；41a：显示面板；41b：准直透镜；41d：显示面；41p：像素点；41r：像素；50：第1导光光学系统；50a：第1导光部件；50b：第1入射侧衍射元件；50c：第1射出侧衍射元件；51、52、53：衍射导光部件；51a、52a、53a：导光板；58：第2导光光学系统；58A：照明用导光光学系统；58B：受光用导光光学系统；58a：导光板；58e：端部；59a：第2导光部件；59b：第2入射侧衍射元件；59c：第2射出侧衍射元件；59m：中间衍射元件；61：第1驱动电路；62：第2驱动电路；71：
遮光膜；72：波长选择部件；80：驱动控制装置；110：虚像显示装置；110A：第1虚像显示装置；110B：第2虚像显示装置；111：投影装置；112：视线检测装置；120：支承装置；131：红外光复合装置；131a：复合单元；131b：准直透镜；141：光源复合装置；141a：复合单元；141b：准直透镜；158：第2导光光学系统；159c：第2射出侧衍射元件；241：复合装置；241a：复合单元；241b：准直透镜；250：第1导光光学系统；261：第1驱动电路；341：复合装置；341a：复合单元；341b：准直透镜；341c：分色镜立方体；350：第1导光光学系统；350a：第1导光部件；358：第2导光光学系统；AL、AD、AI：有效区域；DL：测量光；EP本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种虚像显示装置，其中，该虚像显示装置具有：图像光生成装置，其射出图像光；红外光射出装置，其射出红外光；红外光受光装置，其接收所述红外光；第1导光光学系统，其具有第1导光部件、设置于所述第1导光部件的入射侧的第1入射侧衍射元件、和设置于所述第1导光部件的射出侧的第1射出侧衍射元件；以及第2导光光学系统，其具有第2导光部件、设置于所述第2导光部件的入射侧的第2入射侧衍射元件、和设置于所述第2导光部件的射出侧的第2射出侧衍射元件，所述第1入射侧衍射元件使从所述图像光生成装置射出的所述图像光偏转而入射到所述第1导光部件，所述第1射出侧衍射元件使由所述第1导光部件引导后的所述图像光偏转而朝向使用者的眼睛位置射出，所述第2入射侧衍射元件使从所述红外光射出装置射出的所述红外光偏转而入射到所述第2导光部件，所述第2射出侧衍射元件使由所述第2导光部件引导后的所述红外光偏转而朝向所述使用者的眼睛位置射出，通过使来自所述使用者的眼睛位置的所述红外光偏转而使其入射到所述第2导光部件，所述第2入射侧衍射元件将由所述第2射出侧衍射元件偏转而入射到所述第2导光部件的所述红外光朝向所述红外光受光装置射出，所述第2入射侧衍射元件朝向所述红外光受光装置偏转后的所述红外光与相对于导光方向而言的所述第2入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值大于入射到所述第1入射侧衍射元件的所述图像光与所述第1入射侧衍射元件的法线所成的角度的最大值。2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，在所述第2导光部件的法线方向上，所述第2导光光学系统配置于比所述第1导光光学系统靠所述使用者的眼睛位置侧。3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其中，在所述第2导光光学系统的延伸方向上，所述第2入射侧衍射元件配置于比所述第1入射侧衍射元件靠所述第2射出侧衍射元件侧。4.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其中，在所述第2导光光学系统的延伸方向上，所述红外光射出装置配置于比所述红外光受光装置靠所述第2射出侧衍射元件侧。5.一种虚像显示装置，其中，该虚像显示装置具有：图像光生成装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤淳，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：
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