[发明专利]虚像显示装置以及导光装置

说明书

虚像显示装置以及导光装置，防止在体积全息元件中引起波长分散而导致分辨率降低。虚像显示装置(100)具有：显示元件(11)；光学元件(21)，其使从显示元件(11)射出的图像光(ML)通过；反射镜(22b)，其反射从光学元件(21)射出的图像光(ML)；透视型的透视全息镜(23)，其向瞳孔位置反射从反射镜(22b)射出的图像光(ML)；以及透射型的线性衍射元件(25)，其配置在从光学元件(21)到透视全息镜(23)的光路上，光学元件(21)、反射镜(22b)以及透视全息镜(23)配置为形成离轴系统(112)，线性衍射元件(25)在离轴系统(112)的离轴面(SO)中补偿由透视全息镜(23)产生的波长分散。

技术领域

本发明涉及作为头戴显示器等的虚像显示装置以及组装于该虚像显示装置的导光装置，尤其涉及可透视观察的虚像显示装置等。

背景技术

作为能够像头戴显示器那样形成并观察虚像的虚像显示装置，提出了通过反射镜那样的光学元件将来自显示元件的图像光引导到观察者的瞳孔的类型的各种虚像显示装置。

专利文献1记载的虚像观察光学系统具有图像显示装置、成像用光学元件和反射型衍射光学元件，从图像显示装置射出的光例如被成像用光学元件反射，被反射型衍射光学元件再次反射而入射到瞳孔。这里，成像用光学元件是偏心配置的非球面凹面镜，反射型衍射光学元件例如是反射型闪耀全息元件(blazed hologram)。

专利文献1：日本特开平11-326821号公报

但是，在专利文献1的光学系统中，在被反射型衍射光学元件衍射的光包含规定波长的光以外的光的情况下，在反射型衍射光学元件中，发生了光按照各波长而以不同的角度衍射的波长分散，从而分辨率降低。

发明内容

本发明的一个方面的虚像显示装置具有：显示元件；光学元件，其使从显示元件射出的图像光通过；反射镜，其对从光学元件射出的图像光进行反射；透视型的全息镜，其向瞳孔位置反射从反射镜射出的图像光；以及透射型的线性衍射元件，其配置在从显示元件到全息镜的光路上，是平行平板状的光学部件。光学元件、反射镜以及全息镜配置为形成离轴系统。在将使用者的双眼排列的横向的轴设为X方向，将与使用者的双眼排列的横向垂直的上方向设为+Y方向，将使用者的正面方向设为+Z方向的坐标系中，线性衍射元件被配置为与XZ面大致平行。线性衍射元件在离轴系统的离轴面上补偿由全息镜产生的波长分散。

本发明的一个方面的导光装置具有：光学元件，其使从显示元件射出的图像光通过；反射镜，其对从光学元件射出的图像光进行反射；透视型的全息镜，其向瞳孔位置反射从反射镜射出的图像光；以及透射型的线性衍射元件，其配置在从显示元件到全息镜的光路上，是平行平板状的光学部件。光学元件、反射镜以及全息镜配置为形成离轴系统。在将使用者的双眼排列的横向的轴设为X方向，将与使用者的双眼排列的横向垂直的上方向设为+Y方向，将使用者的正面方向设为+Z方向的坐标系中，线性衍射元件被配置为与XZ面大致平行。线性衍射元件在离轴系统的离轴面上补偿由全息镜产生的波长分散。

附图说明

图1是说明第1实施方式的虚像显示装置的安装状态的外观立体图。

图2是说明图1所示的虚像显示装置的侧视剖视图。

图3是说明虚像显示装置的内部结构的侧视剖视图。

图4是示出图1所示的装置的光学系统的侧视剖视图和俯视图。

图5是说明线性衍射元件的放大侧视剖视图。

图6是概念性说明基于投射光学系统的成像的立体图。

图7是说明形成在显示元件上的显示像的强制的畸变的图。

图8是示出组装在第2实施方式的虚像显示装置中的光学系统的侧视剖视图。

标号说明