[发明专利]虚像显示装置

说明书

虚像显示装置。能够高效地进行高精细的图像形成、并且形成适当的视圈直径，在目视方面不容易缺失虚像、并且能够实现装置的小型化。利用合成光学系统(PR)进行图像形成，在合成光学系统(PR)中的合成面即第1分色膜(DM1)和第2分色膜(DM2)中，其交叉轴即十字轴(CX)延伸的方向(A1)对应于观察者的眼睛(EY)排列的方向(B1)。

技术领域

本发明涉及佩戴于头部进行使用的头戴显示器等虚像显示装置。

背景技术

不仅是头戴显示器等虚像显示装置、例如眼镜型图像显示装置，在护目镜型、双筒望远镜型这样的眼镜型以外的图像显示装置等中，装置的小型化也成为课题，特别是存在希望维持小型化薄型化、并且实现宽视场角化和视圈直径的确保这样的要求。对此，例如，如专利文献1所示，公知有通过设置多个狭缝构造来解决该问题的技术。

但是，在专利文献1所记载的光学系统中，在其结构上，伴有狭缝中的透射和反射，因此，从光的利用效率等观点来看，不一定能够形成高画质的图像、高亮度的图像并解决上述课题。

专利文献1：国际公开公报WO/2003/081320号说明书

发明内容

本发明的第1虚像显示装置具有：多个影像元件，它们射出不同波段的光，以显示图像；合成光学系统，其对来自所述影像元件的光进行合成而形成影像光；以及显示光学系统，其使由经过所述合成光学系统后的影像光形成的虚像被目视，在所述合成光学系统中，对来自所述影像元件的光进行合成的合成面的交叉轴沿着与形成的虚像的横向对应的方向延伸。

根据上述虚像显示装置，能够利用合成光学系统高效地形成高精细的图像，并且，合成光学系统中的合成面的交叉轴延伸的方向对应于所形成的虚像的横向，即对应于观察者的眼睛排列的方向，由此，形成适当的视圈直径，在目视方面不容易缺失虚像，能够实现各光学系统的小型化、乃至装置的小型化。

本发明的第2虚像显示装置具有：第1影像元件；第2影像元件；第3影像元件；合成光学系统，其对来自所述第1影像元件、所述第2影像元件和所述第3影像元件的光进行合成而形成影像光；以及第1显示光学系统和第2显示光学系统，它们被入射所述影像光，并射出所述影像光，所述合成光学系统具有对来自所述第1影像元件、所述第2影像元件和第3影像元件的光进行合成的第1合成面和第2合成面，所述第1合成面和所述第2合成面的交叉轴与垂直于第1方向的平面交叉，所述第1显示光学系统和所述第2显示光学系统在所述第1方向上排列。

根据上述虚像显示装置，能够利用合成光学系统高效地形成高精细的图像，并且，合成光学系统中的合成面的交叉轴与垂直于第1方向的平面交叉，第1显示光学系统和第2显示光学系统在第1方向上排列，由此，形成适当的视圈直径，在目视方面不容易缺失虚像，能够实现各光学系统的小型化、乃至装置的小型化。

附图说明

图1是示出实施方式的虚像显示装置的一例的概念性立体图。

图2A是用于示出合成光学系统的结构的立体图。

图2B是用于示出合成光学系统和影像元件的配置的概念性立体图。

图3是用于说明合成光学系统中的合成光的形成的概念性平面图。

图4是用于说明虚像显示装置的结构和光路的一例的平面图。

图5是用于说明合成光学系统的交叉轴与观察者的眼睛的排列的关系的概念图。

图6是用于说明视圈直径的概念性立体图。

图7A是为了说明表示影像光的宽度的发散角而放大示出一部分的概念图。

图7B是为了说明表示影像光的宽度的发散角而放大示出一部分的概念图。

图8是用于说明影像光入射到反射面的入射角的概念图。