[發明專利]虛像顯示裝置

有效

• 申請號: 201210034995.4
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102645748A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 戶谷貴洋;高木將行;宮尾敏明;小松朗;武田高司
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B6/00;G02B17/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 陳海紅;段承恩

技術領域

本發明涉及在頭部佩戴使用的頭部佩戴顯示器等的虛像顯示裝置。

背景技術

近年，作為頭部佩戴顯示器這樣的可形成及觀察虛像的虛像顯示裝置，提出了各種由導光板將來自顯示元件的圖像光導向觀察者的瞳孔的類型的裝置。

這樣的虛像顯示裝置中，為了使圖像光和外界光重疊，提出了透視光學系統(參照專利文獻1、2)。

但是，專利文獻1等所述的裝置中，由采用射出開口比瞳孔尺寸小的導光光學系統的瞳孔分割方式來實現透視，因此，難以增大虛像的顯示尺寸。另外，由于采用比瞳孔尺寸小的導光光學系統，難以與人的不同眼寬對應地增大有效瞳孔徑(可取入虛像的采光徑，也稱為眼環徑)。另外，由于在瞳孔附近物理地配置了導光光學系統的射出開口和框體，因此產生死角，不能說是完全的透視。

另外，作為頭部佩戴顯示器用的光學系統，有具備可進行導光角度不同的多個光模式的導光管的裝置(參照專利文獻3)。準備這樣的光學系統，通過研究將射出側的第3光學面設為半透射反射鏡(half?mirror)，使第3光學面的透射光直行(例如棱鏡的追加)，也可以實現透視型的顯示裝置。

但是，專利文獻3的光學系統中，以多個光模式形成的像相互位置偏移為前提，用設定為按各光模式而異的入射角度的準直光照明液晶面板。以各光模式變更顯示內容的同時，順序執行各光模式的顯示，可將各光模式的圖像組合，獲得全體圖像。該場合，必須由一個液晶面板在變更時間差的同時顯示構成全體圖像的中央的圖像和左右的圖像，虛像顯示裝置復雜且觀察圖像變暗。

另外，在由具有覆蓋眼前的光射出部的導光部件可與外界光重疊地觀察虛像的虛像顯示裝置中，雖然不必考慮按時間差來組合圖像，但是難以顯示大圖像，導光部件與透視用的棱鏡等的部件連接時，在相關部件發生重影，重影變得容易到達眼睛。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1特開2006-3879號公報

專利文獻2特開2010-224473號公報

專利文獻3特開2008-535001號公報

發明內容

本發明鑒于上述背景技術的問題而提出，目的是提供可透視觀察并可抑制觀察到重影的虛像顯示裝置。

為了解決上述問題，本發明的虛像顯示裝置，包括：形成圖像光的圖像顯示裝置；入射從上述圖像顯示裝置射出的上述圖像光的投射光學系統；一體的塊狀的導光部件，具有導光部、使來自上述投射光學系統的上述圖像光入射上述導光部的光入射部以及向外部射出由上述導光部導入的上述圖像光的光射出部，經由上述光射出部可觀察上述圖像光；以及通過與上述導光部件組合可觀察外界光的光透射部件，上述導光部具有相互平行配置的可全反射導光的第1反射面和第2反射面，上述光入射部具有對于上述第1反射面形成規定的角度的第3反射面，上述光射出部具有對于上述第1反射面形成規定的角度的第4反射面，在上述第4反射面施加了作為半透射反射鏡層等的半透射反射鏡，上述光透射部件具備：透視輔助部，至少具有與上述第4反射面相對的透射面和與上述第2反射面近似平行配置的第1面；光阻止部，設置在比上述透視輔助部更靠上述導光部件的導光方向側，阻止來自上述光透射部件的光導向上述導光部件。

上述虛像顯示裝置中，光入射部的第3反射面反射的圖像光由導光部的第1及第2反射面全反射的同時進行傳送，由光射出部的第4反射面反射，作為虛像入射觀察者的眼。此時，導光部件可作為多面體狀的外形而一體地高精度制作，經由該導光部件可高精度觀察虛像。另外，通過組合導光部件和光透射部件，可經由透視輔助部進行透視觀察，可以在外界像上重合觀察虛像的圖像。而且，在光透射部件的導光方向的導光方向側即進深側設置的光阻止部阻止來自光透射部件的光導向導光部件，因此，例如通過半透射反射鏡層等即半透射反射鏡達到光透射部件內部的光束由光透射部件進行了不形成重影的處理，可抑制該重影返回光導光部件。

根據本發明的其他方面，上述虛像顯示裝置中，上述光阻止部是朝向上述導光方向側厚度減少的錐部。該場合，通過半透射反射鏡達到光透射部件的重影成為在錐部內反射角逐漸變小的狀態，變得無法滿足全反射條件，在從觀察者的眼偏離的位置向外部排出。即，由錐部可抑制重影到達眼。