[发明专利]虚像显示装置

说明书

虚像显示装置，能够在HMD的广角化时维持为与观察者的头部形状匹配的更紧凑的形状。该虚像显示装置具有：影像元件，其显示图像；以及导光部件，其通过多个导光面的反射和透射来引导来自影像元件的影像光，关于多个导光面中的、相邻的入射侧导光面和射出侧导光面、与入射侧导光面以及射出侧导光面对置的对置导光面，使从入射侧导光面到对置导光面的厚度小于从射出侧导光面到对置导光面的厚度。

技术领域

本发明涉及以头戴式显示器为代表的虚像显示装置。

背景技术

作为头戴式显示器等虚像显示装置，例如，已知有如专利文献1那样在将影像光引导至观察者眼前的导光部件中使接近眼睛的一侧的平面与连接至该平面的自由曲面大致无台阶地连接的虚像显示装置。下面，也将头戴式显示器记为HMD。

专利文献1：日本特开2017-111363号公报

但是，例如，在专利文献1所示的结构中想要进行更广角化的情况下，在导光部件中进一步增大使影像光反射的面，导光部件整体的尺寸可能也会增大。存在要避免该情况的需求、即在HMD的广角化时将产品整体维持为与观察者(佩戴者)的头部形状匹配的更紧凑的形状的需求。

发明内容

本发明的一个方式的虚像显示装置具有：影像元件，其显示图像；以及导光部件，其通过多个导光面的反射和透射来引导来自影像元件的影像光；关于多个导光面中的相邻的入射侧导光面和射出侧导光面、与入射侧导光面以及射出侧导光面对置的对置导光面，从入射侧导光面到对置导光面的厚度小于从射出侧导光面到对置导光面的厚度。

附图说明

图1是说明实施方式的虚像显示装置的一例的外观的立体图。

图2是示出虚像显示装置中的光学系统和影像光的光路的俯视剖面图。

图3是用于研究虚像显示装置中的导光装置的结构的示意性俯视剖面图。

图4是用于比较导光装置的结构的示意图。

图5是示出厚度之比与导光部长度的关系的曲线图。

图6是用于基于周边光的光路的观点研究导光装置的结构的示意图。

图7是提取了图6的一部分的示意图。

图8是提取了图6的另一部分的示意图。

图9是示出实施例1的虚像显示装置的俯视剖面图。

图10是示出实施例1涉及的厚度之比与导光部长度的关系的曲线图。

图11是示出实施例2涉及的厚度之比与导光部长度的关系的曲线图。

图12是示出实施例3涉及的厚度之比与导光部长度的关系的曲线图。

标号说明

10：导光部件；20：导光装置；25：水平视场角；30：投射光学系统；50：透光部件；80：图像显示装置；100：虚像显示装置；102：框架部；102a：中央部；102b：支承体；104：镜腿；105d：外装部件；A1～A3、B1～B3、C1～C3：曲线；AX：入射侧光轴；CC：中心部；CS：交点；CT：中心点；D：视距(eye relief)；DD1～DD3：区域；EY：位置；GL：影像光；GLc、GLp：成分光；IG：入射侧导光面；IP：像面；L：导光部长度；LS：投射透镜；LS1～LS4：透镜；Lc：距离；OG：射出侧导光面；OP：对置导光面；OX：视轴；PI：入射点；PP：周边部；PP1、QQ1：成分；PRc、PRp：成分；PT1～PT3：点；R1～R3：直线；S11～S15：面；SP：台阶部；SS：连接面；d：台阶；h1：厚度；h2：厚度；h2/h1：比；hc、hk、hm、hp、hQ：距离；i：视圈直径；nd：折射率；α、α1、α2：反射角；θ1：角度。

具体实施方式