[发明专利]虚像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及安装在头部来使用的头戴式显示器等的虚像显示装置。

背景技术

近年，作为如头戴式显示器那样能够进行虚像形成和观察的虚像显示装置，提出了通过导光板将来自显示元件的图像光引导到观察者的瞳孔的各种类型的虚像显示装置。

在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(参照专利文献1、2)。

然而，在专利文献1等记载的装置中，由于通过使用射出口比瞳孔尺寸小的导光光学系统的瞳孔分割方式实现透视，因而难以增大虚像的显示尺寸。并且，由于使用射出口比瞳孔尺寸小的导光光学系统，因而难以增大有效瞳孔直径(是能够进行虚像取入的采光直径，也称为出射光瞳(eye ring)直径)，以应对每个人的眼宽度。并且，在物理上在瞳孔附近配置导光光学系统的射出口或壳体，因而产生死角，还不能说是完全的透视。

【专利文献1】日本特开2006-3879号公报

【专利文献2】日本特开2010-224473号公报

发明内容

本发明是鉴于上述背景技术的问题而作成的，本发明的目的是提供一种结构简单、可增大虚像的显示尺寸、可大大确保出射光瞳(eye ring)直径、能够进行良好的透视观察的虚像显示装置。

为了解决上述课题，本发明的虚像显示装置具有：(a)导光部件，其具有导光部、使图像光入射到导光部的光入射部、使由导光部引导的图像光射出到外部的光射出部，该导光部件使得能够经由光射出部进行图像光的观察；以及(b)支撑框架，其支撑导光部件，(c)支撑框架具有光透射部，光透射部通过与导光部件组合来构成透视部。

在上述虚像显示装置中，由于支撑框架具有通过与导光部件组合来构成透视部的光透射部，因而通过将用于图像光观察的导光部件组装在支撑框架上，能够进行利用透视部的透视的外界观察。并且，通过在支撑框架上设置光透射部，可在使导光部件轻量化的同时，提高支撑框架的强度。另外，通过在导光部件的光射出部侧与图像光重叠而能够进行外界光的透视观察，可增大虚像的显示尺寸。并且，无需使光射出部接近瞳孔来进行瞳孔分割，可大大确保出射光瞳(eye ring)直径。

在本发明的具体的侧面，在上述虚像显示装置中，导光部具有相互平行配置且能够进行基于全反射的导光的第1反射面和第2反射面，光入射部具有与第1反射面成预定角度的第3反射面，光射出部具有与第1反射面成预定角度的第4反射面，在第4反射面上施加有半镜面，光透射部具有与导光部件接合的楔状部件。在该虚像显示装置中，在光入射部的第3反射面反射的图像光在导光部的第1和第2反射面全反射的同时进行传播，在光射出部的第4反射面反射而作为虚像入射到观察者的眼。在该情况下，能够将导光部件形成为具有多面体块状的外形的导光部件，能够以导光部件的高精度进行观察。并且，隔着第4反射面的半镜面的透视观察由于光透射部而可成为失真少的透视观察。

在本发明的另一侧面，光透射部具有通过半镜面与第4反射面接合的光透射面。在该情况下，可将光透射部的加工精度与导光部件相比较设定得低，通过使光透射部的光透射面与导光部件的第4反射面接合，可减少不需要光的产生。

在本发明的又一侧面，光透射部具有分别平行于第1反射面和第2反射面而配置的第1面和第2面。由此，利用透视部的透视观察成为平坦性高的透视观察。

在本发明的又一侧面，支撑框架具有对导光部件进行定位的定位部件。由此，能够进行导光部件相对于支撑框架的的准确设置，能够对安装支撑框架的观察者进行图像光的精密的虚像形成。

在本发明的又一侧面，导光部件在第1反射面和第4反射面之间具有端面，支撑框架具有形成在第1面和光透射面之间且与端面对置的卡定面作为定位部件。由此，可将相对于第1和第2反射面倾斜配置的第4反射面和光透射面比较精密地定位。

在本发明的又一侧面，导光部件将第1反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面作为侧面，具有与第1反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面分别邻接的上表面和下表面，支撑框架将导光部件保持成从上表面侧和下表面侧夹住导光部件。由此，导光部件的支撑稳定，可进一步提高导光部件的安装精度。

在本发明的又一侧面，导光部件的第1反射面被配置成定位在与光透射部的第1面相同的平面上。

在本发明的又一侧面，导光部件的第2反射面被配置成定位在与光透射部的第2面相同的平面上。