[發明專利]導光板及虛像顯示裝置

在審

• 申請號: 201580061047.1
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN107111144A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 增田岳志;古川浩之;野口要治
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G02B27/02
• 分類號: G02B27/02
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司44334
• 代理人: 謝志為

技術領域

本發明是關于導光板及使用該導光板的虛像顯示裝置。

背景技術

近年，作為頭戴式顯示器或者平視顯示器，正在進行將小型顯示元件形成的圖像作為虛像進行放大后顯示的虛像顯示裝置的開發。虛像顯示裝置的構成為通過導光板以及組合器等，將顯示元件出射的光投影到觀察者眼睛的方向。透視型虛像顯示裝置中，可在透過導光板以及組合器看到的外界風景上，疊加顯示元件形成的圖像的虛像后進行顯示。使用這種虛像顯示裝置，可簡單地提供AR(增強現實)環境。

專利文獻1公開了一種顯示虛像使其重疊在外界風景上的透視型虛像顯示裝置。所述虛像顯示裝置具備包含顯示元件的圖像光學系統和導光部件。在導光部件(導光板)中，來自顯示元件的光通過在其端部設置的耦合部被準直后入射。入射到耦合部的準直光傳播到導光部件的內部之后，被用于圖像提取的衍射光柵反射，從導光部件的出光面出射。用于圖像提取的衍射光柵被構成為，具有鋸齒狀的截面的凹凸構造的斜面上設置有半反射膜。觀察者通過半反射膜，可看到導光部件內側的虛像。

同樣，專利文獻2也公開了一種透視型虛像顯示裝置。所述虛像顯示裝置中使用的導光板是，通過貼合由在表面上具有截面鋸齒狀的多個凹狀結構的基材和在表面上具有對應所述凹狀結構的多個凸狀結構的比較薄的基材制成。凹狀結構和凸狀結構相對的部分上設置有反射膜。該構成中，反射膜被配置在導光板的表面附近，把傳播于導光板內部的光朝向觀察者一側反射。

此外，專利文獻3中也公開了一種具備了用于將傳播于導光板內部的光反射后使其向外部出射的反射陣列的虛像顯示裝置。專利文獻3中記載的反射陣列被構成為包含相對導光板的出光面傾斜的反射面、和平行于出光面的平行面、設置在反射面和平行面之間的其他傾斜面。

現有技術文獻

專利文獻1：特開2004-157520號公報

專利文獻2：特開2012-198264號公報

專利文獻3：美國專利第8665178號說明書

發明內容

本發明所要解決的技術問題

專利文獻1及2中記載的虛像顯示裝置中，為了構成導光板而被重疊設置的兩個基材偏厚，反射膜設置在導光板的表面附近。在這種情況下，當由于在導光板的表面施加沖擊或者受熱等，導致在導光板上產生的應力增大時，反射膜容易產生裂痕等損傷。此外，如專利文獻1及專利文獻2中所記載，針對被形成有截面鋸齒狀的凹凸結構的主基板，被比較薄的部件覆蓋表面的結構中，存在導光板本身產生彎曲，或者形成有凹凸結構的部分粘合性低的時候基材剝離的問題。

此外，專利文獻3中記載的構成中，貼合分別制作的兩個基材以制作導光板，但是，如果沒有適當選擇兩個基材的材料等的情況下，存在產生彎曲等變形，或者反射膜產生裂痕的情況。進一步，專利文獻3中所記載的構成中，因為需設置在基材的凹凸相配合的貼合在一起，由于模具的加工精度或者成型制度，會產生由于凹凸形狀的位置或者齒距偏離使貼合困難，或者粘合性低的問題。這種問題，特別是在進行大量生產時，會大幅降低通過量。

本發明是鑒于上述問題而作出，主要目的是提供不易產生彎曲等變形或者損傷的導光板。此外，本發明的其他目的是提供具備所述導光板的虛像顯示裝置。

解決問題的手段

根據本發明的實施方式的導光板被構成為，從顯示元件出射的光傳播到內部，傳播于所述內部的光的至少一部分通過多個反射結構反射，所述多個反射結構的每一個具有相對于出光面傾斜的反射面，所述導光板具備第一透明部件、第二透明部件，以及被設置在所述第一透明部件和所述第二透明部件之間的第三透明部件，所述多個反射結構設置在與第三透明部件緊挨著的位置。

某一實施方式中，所述第三透明部件的兩個主面中的一面被形成為，包含與所述多個反射結構的反射面相匹配的，且相對所述出光面傾斜的多個傾斜面，所述第三透明部件的另一面，由與所述出光面平行的平面形成。

某一實施方式中，使用玻璃板或者透明樹脂板形成所述第一透明部件及所述第二透明部件，使用與所述第一透明部件或所述第二透明部件的表面相接觸地賦予的固化樹脂材料形成所述第三透明部件。

某一實施方式中，所述第一透明部件的平板部分的厚度和所述第二透明部件的平板部分的厚度的比例在，2：1到1:2的范圍內。

某一實施方式中，所述第一透明部件的熱膨脹系數和所述第二透明部件的的熱膨脹系數基本相同。

某一實施方式中，所述第一透明部件的熱膨脹系數和所述第三透明部件的熱膨脹系數基本相同。