[发明专利]光学元件和显示装置

说明书

光学元件和显示装置，能够减少图像的暗部和条纹状的明亮度不匀。光学元件具有：多个反射镜；第1透光性部件，其介于相邻的2个反射镜之间；以及第2透光性部件，其相对于第1透光性部件，设置于图像光和外界光的入射侧和射出侧中的任意一方。第1透光性部件和第2透光性部件中的、一方的透光性部件的与另一方的透光性部件相反侧的面是经由导光体而入射图像光和外界光的入射面。另一方的透光性部件的与一方的透光性部件相反侧的面是朝观察者侧射出图像光和外界光的射出面。多个反射镜中的各个反射镜分别相对于入射面倾斜地配置，多个反射镜包含第1反射镜、及宽度比第1反射镜窄的第2反射镜。

技术领域

本发明涉及光学元件和显示装置。

背景技术

近年来，作为可佩戴信息设备之一，提供了头戴式显示器等佩戴于观察者的头部进行使用的方式的图像显示装置。此外，提供了如下的所谓透视型的图像显示装置：在观察者佩戴了该图像显示装置时，能够同时视觉辨认由显示元件生成的图像和外界的图像的双方。

在下述专利文献1中公开了如下的导光装置：具有平行导光体、入射部和射出部，射出部具有将反射影像光的多个半反射镜相互平行地排列所得的反射单元，在头戴式显示器等显示装置中，将来自影像元件的光引导至观察者的视野。此外，在专利文献1中记载了如下内容：可以使反射单元的厚度在接近光的入射部的一侧较厚、在远离入射部的一侧较薄；以及可以在半反射镜的间距较大的情况下使用全反射镜。

专利文献1：日本特开2016-42136号公报

在具有多个半反射镜的射出部中，在提高半反射镜的反射率时，图像光的提取效率升高。但是，专利文献1所记载的导光装置具有如下问题：在设半反射镜的反射率为100％时，图像中产生较大的暗部。此外，具有如下问题：在加大半反射镜的间隔时，即使较大的暗部得到了改善，也会产生条纹状的明亮度不匀。

此外，在专利文献1所记载的导光装置中，反射单元整体的厚度从接近光的入射部的一侧朝向远离的一侧发生变化，所以反射单元中的相互相对的入射面和射出面不平行。此外，由于将反射单元嵌入到平行导光体，所以在平行导光体的外界光的入射面与反射单元的射出面之间存在倾斜面，该倾斜面是平行导光体与反射单元的界面。此外，在平行导光体与反射单元之间夹设有粘接剂。这样，当外界光的入射面与射出面之间存在倾斜面时，由于平行导光体与反射单元的折射率差、粘接剂的存在等导致外界光的光路弯曲。其结果，产生外界图像的放大、对焦偏差等问题。

发明内容

本发明的一个方式正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够减少图像的暗部和条纹状的明亮度不匀，并能够减少外界图像的放大、对焦偏差等的显示装置。此外，本发明的一个方式的目的之一在于提供一种适合在上述显示装置的光射出部中使用的光学元件。

为了达到上述目的，本发明的一个方式的光学元件的特征在于，具有：多个反射镜，它们隔开间隔地相互平行设置，反射图像光和外界光的一部分；第1透光性部件，其介于所述多个反射镜的相邻的2个所述反射镜之间；以及第2透光性部件，其相对于所述第1透光性部件，设置于所述图像光和所述外界光的入射侧和射出侧中的任意一方，所述第1透光性部件和所述第2透光性部件中的、一方的透光性部件的与另一方的透光性部件相反侧的面是经由导光体而入射所述图像光和所述外界光的入射面，所述另一方的透光性部件的与所述一方的透光性部件相反侧的面是朝观察者侧射出所述图像光和所述外界光的射出面，所述多个反射镜中的各个所述反射镜分别相对于所述入射面倾斜地配置，所述多个反射镜包含第1反射镜、及宽度比所述第1反射镜窄的第2反射镜。

在本发明的一个方式的光学元件中，多个反射镜包含第1反射镜、及宽度比第1反射镜窄的第2反射镜，所以以较小的入射角入射到接近第2反射镜的一侧的反射镜、且以较小的反射角进行反射后的光不会被第2反射镜遮挡，而是朝向规定的方向射出。由此，能够减少图像的暗部和条纹状的明亮度不匀。