[發(fā)明專利]虛像顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410341968.0
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN104062760B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,黃綸偉

本申請是基于發(fā)明名稱為“虛像顯示裝置”，申請日為2012年1月29日，申請?zhí)枮?01210020426.4的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及佩戴于頭部使用的頭戴式顯示器等的虛像顯示裝置。

背景技術(shù)

近年來，關(guān)于諸如頭戴式顯示器這樣能夠進(jìn)行虛像的形成和觀察的虛像顯示裝置，提出了各種類型的用導(dǎo)光板將來自顯示元件的圖像光引導(dǎo)到觀察者的瞳孔中的方案。

在這種虛像顯示裝置中，提出了使圖像光與外界光重疊的透視光學(xué)系統(tǒng)(參照專利文獻(xiàn)1、2)。

但是，在專利文獻(xiàn)1等記載的裝置中，通過使用射出口小于瞳孔尺寸的導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的瞳孔分割方式來實現(xiàn)透視，因而很難增大虛像的顯示尺寸。并且，由于采用小于瞳孔尺寸的導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，因而很難增大有效瞳徑(能夠取入虛像的采光直徑，也稱為出射光瞳直徑)來應(yīng)對人的每個眼寬。并且，由于在物理上的瞳孔附近配置導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的射出口和框體，因而導(dǎo)致產(chǎn)生死區(qū)，不能說是完全透視。

另外，作為頭戴式顯示器用的光學(xué)系統(tǒng)，存在具有能夠以導(dǎo)光角度不同的多個光模式行進(jìn)的導(dǎo)光管的光學(xué)系統(tǒng)(參照專利文獻(xiàn)3)。在這種光學(xué)系統(tǒng)中，進(jìn)行了將射出側(cè)的第3光學(xué)面設(shè)為半鏡面來使第3光學(xué)面的透射光直線傳播的研究，由此形成透視型的顯示裝置。

但是，在專利文獻(xiàn)3的光學(xué)系統(tǒng)中，以基于多個光模式的像相互錯位為前提，利用按每個光模式被設(shè)定為不同入射角度的準(zhǔn)直光來照明液晶面板。并且，根據(jù)各個光模式來變更顯示內(nèi)容，并且順序地執(zhí)行各個光模式的顯示，由此將各個光模式的圖像連接而得到整體圖像。在這種情況下，必須用一個液晶面板按照時間差來變更并顯示構(gòu)成整體圖像的中間圖像和左右圖像，使得虛像顯示裝置變復(fù)雜，觀察圖像也變暗。

除此之外，在能夠利用具有覆蓋眼前這樣的光射出部的導(dǎo)光部件來觀察與外界光重疊的虛像的虛像顯示裝置中，也有不需要按照時間差將圖像連接的虛像顯示裝置，但是不容易顯示大的圖像，在將透視用的棱鏡等部件與導(dǎo)光部件連接的情況下，由于該部件而產(chǎn)生重影光，重影光容易進(jìn)入眼睛中。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開2006－3879號公報

【專利文獻(xiàn)2】日本特開2010－224473號公報

【專利文獻(xiàn)3】日本特開2008－535001號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是鑒于上述背景技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供一種虛像顯示裝置，能夠進(jìn)行透視觀察，抑制重影光被觀察到的情況，能夠顯示高質(zhì)量的虛像。

為了解決上述問題，本發(fā)明的虛像顯示裝置具有：使得能夠通過光射出部觀察圖像光的導(dǎo)光部件，該導(dǎo)光部件具有導(dǎo)光部、使圖像光入射到導(dǎo)光部的光入射部、和使由導(dǎo)光部引導(dǎo)的圖像光射出到外部的光射出部；以及透光部件，其通過與導(dǎo)光部件組合而構(gòu)成使得能夠觀察外界光的透視部，該虛像顯示裝置還具有半透射反射面，該半透射反射面用于防止從導(dǎo)光部件的光射出部入射到透光部件的光再次向?qū)Ч獠考?cè)入射。

在上述虛像顯示裝置中，半透射反射面防止從導(dǎo)光部件的光射出部入射到透光部件的光再次向?qū)Ч獠考?cè)入射，因而能夠防止經(jīng)過透光部件的圖像光成為重影光，能夠使利用虛像顯示裝置顯示的虛像成為高質(zhì)量的虛像。

在本發(fā)明的一個方面中，所述半透射反射面由半透射反射膜的表面構(gòu)成，所述半透射反射膜配置在所述光射出部與所述透光部件之間，該半透射反射膜具有透光性，并且具有在入射角大于所述圖像光的入射角范圍時反射率增大的角度依賴性

在上述虛像顯示裝置中，在光射出部與透光部件之間設(shè)置的半透射反射膜具有在入射角大于圖像光的入射角范圍時反射率增加的角度依賴性，因而能夠防止從導(dǎo)光部件射出到透光部件并在該透光部件內(nèi)反射的不需要的光以比較大的入射角度通過半透射反射膜而返回到導(dǎo)光部件的光射出部。由此，能夠防止經(jīng)過透光部件的圖像光成為重影光，能夠使利用虛像顯示裝置顯示的虛像成為高質(zhì)量的虛像。

在本發(fā)明的具體方面中，在上述虛像顯示裝置中，半透射反射膜具有反射率以預(yù)定的下限角度為分界而呈臺階狀變化的特性，使入射角大于下限角度的光幾乎都反射，使入射角小于下限角度的光以相同的透射率而透射。在這種情況下，能夠可靠地透視入射角小于下限角度的外部光，能夠?qū)⒁源笥谙孪藿嵌鹊慕嵌葟谋澈笕肷涞桨胪干浞瓷淠さ牟槐匾墓饪煽康厝コ?/p>

在本發(fā)明的另一個方面中，半透射反射膜是通過將多種膜進(jìn)行層疊而形成的。由此，能夠容易使半透射反射膜的反射率具有單層膜不易實現(xiàn)的預(yù)期的角度依賴性。