虚像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供可透视观察并可抑制观察到重影的虚像显示装置。在光透射部件23的导光方向的进深侧(-X侧)设置的锥部C2朝向进深侧厚度减少，因此，通过设置了半透射反射镜层28的第4反射面21d而达到光透射部件23的重影成为在锥部C2内反射角逐渐变小的状态，变得无法满足全反射条件，在从观察者的眼EY偏离的位置向外部排出。即，锥部C2可抑制重影到达眼，可进行良好的透视观察。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在头部佩戴使用的头部佩戴显示器等的虚像显示装置
技术介绍
近年，作为头部佩戴显示器这样的可形成及观察虚像的虚像显示装置，提出了各种由导光板将来自显示元件的图像光导向观察者的瞳孔的类型的装置。这样的虚像显示装置中，为了使图像光和外界光重叠，提出了透视光学系统(參照专利文献I、2)。但是，专利文献I等所述的装置中，由采用射出开ロ比瞳孔尺寸小的导光光学系统的瞳孔分割方式来实现透视，因此，难以増大虚像的显示尺寸。另外，由于采用比瞳孔尺寸小的导光光学系统，难以与人的不同眼宽对应地増大有效瞳孔径(可取入虚像的采光径，也称为眼环径)。另外，由于在瞳孔附近物理地配置了导光光学系统的射出开口和框体，因此产生死角，不能说是完全的透视。另外，作为头部佩戴显示器用的光学系统，有具备可进行导光角度不同的多个光模式的导光管的装置(參照专利文献3)。准备这样的光学系统，通过研究将射出侧的第3光学面设为半透射反射镜(half mirror)，使第3光学面的透射光直行(例如棱镜的追加)，也可以实现透视型的显示装置。但是，专利文献3的光学系统中，以多个光模式形成的像相互位置偏移为前提，用设定为按各光模式而异的入射角度的准直光照明液晶面板。以各光模式变更显示内容的同吋，顺序执行各光模式的显示，可将各光模式的图像组合，获得全体图像。该场合，必须由一个液晶面板在变更时间差的同时显示构成全体图像的中央的图像和左右的图像，虚像显示装置复杂且观察图像变暗。另外，在由具有覆盖眼前的光射出部的导光部件可与外界光重叠地观察虚像的虚像显示装置中，虽然不必考虑按时间差来组合图像，但是难以显示大图像，导光部件与透视用的棱镜等的部件连接时，在相关部件发生重影，重影变得容易到达眼睛。现有技术文献专利文献专利文献I特开2006-3879号公报专利文献2特开2010-224473号公报专利文献3特开2008-535001号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述
技术介绍
的问题而提出，目的是提供可透视观察并可抑制观察到重影的虚像显示装置。为了解决上述问题，本专利技术的虚像显示装置，包括形成图像光的图像显示装置；入射从上述图像显示装置射出的上述图像光的投射光学系统；一体的块状的导光部件，具有导光部、使来自上述投射光学系统的上述图像光入射上述导光部的光入射部以及向外部射出由上述导光部导入的上述图像光的光射出部，经由上述光射出部可观察上述图像光；以及通过与上述导光部件组合可观察外界光的光透射部件，上述导光部具有相互平行配置的可全反射导光的第I反射面和第2反射面，上述光入射部具有对于上述第I反射面形成规定的角度的第3反射面，上述光射出部具有对于上述第I反射面形成规定的角度的第4反射面，在上述第4反射面施加了作为半透射反射镜层等的半透射反射镜，上述光透射部件具备透视辅助部，至少具有与上述第4反射面相对的透射面和与上述第2反射面近似平行配置的第I面；光阻止部，设置在比上述透视辅助部更靠上述导光部件的导光方向侧，阻止来自上述光透射部件的光导向上述导光部件。上述虚像显示装置中，光入射部的第3反射面反射的图像光由导光部的第I及第2反射面全反射的同时进行传送，由光射出部的第4反射面反射，作为虚像入射观察者的眼。此时，导光部件可作为多面体状的外形而一体地高精度制作，经由该导光部件可高精度观察虚像。另外，通过组合导光部件和光透射部件，可经由透视辅助部进行透视观察，可以在外界像上重合观察虚像的图像。而且，在光透射部件的导光方向的导光方向侧即进深侧设置的光阻止部阻止来自光透射部件的光导向导光部件，因此，例如通过半透射反射镜层等即半透射反射镜达到光透射部件内部的光束由光透射部件进行了不形成重影的处理，可抑制该重影返回光导光部件。根据本专利技术的其他方面，上述虚像显示装置中，上述光阻止部是朝向上述导光方向侧厚度減少的锥部。该场合，通过半透射反射镜达到光透射部件的重影成为在锥部内反射角逐渐变小的状态，变得无法满足全反射条件，在从观察者的眼偏离的位置向外部排出。即，由锥部可抑制重影到达眼。根据本专利技术的其他方面，上述光透射部件具有与上述第I反射面近似平行配置的第2面和与上述第2反射面近似平行配置的第I面，上述锥部具有与上述第I面形成钝角的第I锥面和与上述第2面形成钝角的第2锥面。该场合，由第I面及第2面夹着的部分也起到透视辅助部的功能，由透视辅助部的外侧的锥部将重影向外部排出。根据本专利技术的其他方面，上述光阻止部是表面粗糙化的部分。该场合，达到光透射部件的不需要的光由光阻止部散射，难以作为重影返回光导光部件。根据本专利技术的其他方面，上述光阻止部是在表面涂布了光吸收型的涂料的部分。该场合，达到光透射部件的不需要的光被光阻止部吸收，难以作为重影返回光导光部件。根据本专利技术的其他方面，从上述图像显示装置中的第I部分区域射出的第I图像光在上述导光部中的反射次数，不同于关于在导光时通过反射产生光路的折返的封闭方向从与上述第I部分区域不同的第2部分区域射出的第2图像光在上述导光部中的反射次数。该场合，通过利用反射次数不同的图像光，可以扩展光射出部射出的图像光的射出角度的角度范围。即，来自图像显示装置中的不同部分区域或显示区域的图像光可以以比较广的视角取入，可以确保大的穿过光射出部观察的虚像的显示尺寸。这样，通过采用取出反射次数不同的图像光的构造，不必使导光部太厚，可以增大光射出部以覆盖瞳孔，因此，可以进行良好的透视观察。根据本专利技术的其他方面，封闭方向是与包含穿过上述投射光学系统的第I光轴和上述第3反射面的法线的截面平行的方向。对于上述封闭方向，通过使来自不同位置的图像光的射出角度即向光入射部的入射角度互异，可使导光部中的反射次数不同。根据本专利技术的其他方面，上述导光部件和上述光透射部件通过注射模塑成型分别独立地一体成型。该场合，利用注射模塑成型技术，可高精度量产导光装置和光透射部件。根据本专利技术的其他方面，上述导光部件和上述光透射部件由热聚合型的树脂材料分别成型。该场合，通过树脂可以提高轻量化和安全性，通过热硬化可进行稳定的高精度的成型。附图说明图I是实施例的虚像显示装置的立体图。 图2(A)是构成虚像显示装置的第I显示装置的主体部分的俯视图，(B)是主体部分的主视图。图3(A)是导光部件的光入射部中的第3反射面的构造的说明图，(B)是导光部件的导光部中的第I反射面的构造的说明图，(C)是导光部件的导光部中的第2反射面的构造的说明图，(D)是导光部件的光射出部中的第4反射面的构造的说明图。图4(A)是纵的第I方向相关的光路展开的概念图，⑶是横的第2方向相关的光路展开的概念图。图5是具体地说明虚像显示装置的光学系统中的光路的俯视图。图6 (A)表示液晶显示装置的显示面，(B)是观察者所见的液晶显示装置的虚像的概念说明图，(C)及(D)是构成虚像的2个部分图像的说明图。图7是说明导光装置中的重影的处理的放大图。图8是说明变更了光透射部件的变形例的虚像显示装置的放大图。图9是说明变更了光透射部件的其他变形例的虚像显示装置的放大图。图10(A)是变形例中的图像光的导光状态的说明图，(B)是变形例中的液晶显示装置的虚像的概念说明图。图11是在导光部件以除去棱的方式设置端面的理由的说明图。图12是图2(A)等所示导光部件的变形例的说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.16 JP 030542/20111.ー种虚像显示装置，其特征在于，包括 形成图像光的图像显示装置； 使从上述图像显示装置射出的上述图像光入射的投射光学系统； 一体的块状的导光部件，具有导光部、使来自上述投射光学系统的上述图像光入射上述导光部的光入射部以及向外部射出由上述导光部导引的上述图像光的光射出部，经由上述光射出部可观察上述图像光；以及 通过与上述导光部件组合可观察外界光的光透射部件， 上述导光部具有相互平行配置的可由全反射而导光的第I反射面和第2反射面， 上述光入射部具有对于上述第I反射面呈规定的角度的第3反射面， 上述光射出部具有对于上述第I反射面呈规定的角度的第4反射面， 在上述第4反射面施加了半透射反射镜， 上述光透射部件具备透视辅助部，至少具有与上述第4反射面相对的透射面和与上述第2反射面平行配置的第I面；光阻止部，设置在比上述透视辅助部更靠上述导光部件的导光方向侧，阻止来自上述光透射部件的光导向上述导光部件。2.权利要求I所述的虚像显示装置，其特征在干， 上述光阻止部是朝向上述导光方向侧厚度減...

【专利技术属性】
技术研发人员：户谷贵洋，高木将行，宫尾敏明，小松朗，武田高司，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：