專利名稱：虛像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在頭部來使用的頭戴式顯示器等的虛像顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年，作為如頭戴式顯示器那樣能夠進行虛像形成和觀察的虛像顯示裝置，提出了通過導光板將來自顯示元件的圖像光引導到觀察者的瞳孔的各種類型的虛像顯示裝置。在這樣的虛像顯示裝置中，為了使圖像光和外界光重疊，提出了透視光學系統(tǒng)(參照專利文獻I、2)。
然而，在專利文獻I等記載的裝置中，由于通過使用射出口比瞳孔尺寸小的導光光學系統(tǒng)的瞳孔分割方式實現(xiàn)透視，因而難以增大虛像的顯示尺寸。并且，由于使用射出口比瞳孔尺寸小的導光光學系統(tǒng)，因而難以增大有效瞳孔直徑(是能夠進行虛像取入的采光直徑，也稱為出射光瞳(eye ring)直徑)，以應(yīng)對每個人的眼寬度。并且，在物理上在瞳孔附近配置導光光學系統(tǒng)的射出口或殼體，因而產(chǎn)生死角，還不能說是完全的透視。專利文獻I日本特開2006-3879號公報專利文獻2日本特開2010-224473號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述背景技術(shù)的問題而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可增大虛像的顯示尺寸、可大大確保出射光瞳(eye ring)直徑、能夠進行良好的透視觀察的虛像顯示裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的虛像顯示裝置具有(a)導光部件，其具有導光部、使圖像光入射到導光部的光入射部、使由導光部引導的圖像光射出到外部的光射出部，該導光部件使得能夠經(jīng)由光射出部進行圖像光的觀察；以及(b)支撐框架，其支撐導光部件，(C)支撐框架具有光透射部，光透射部通過與導光部件組合來構(gòu)成透視部。在上述虛像顯示裝置中，由于支撐框架具有通過與導光部件組合來構(gòu)成透視部的光透射部，因而通過將用于圖像光觀察的導光部件組裝在支撐框架上，能夠進行利用透視部的透視的外界觀察。并且，通過在支撐框架上設(shè)置光透射部，可在使導光部件輕量化的同時，提高支撐框架的強度。另外，通過在導光部件的光射出部側(cè)與圖像光重疊而能夠進行外界光的透視觀察，可增大虛像的顯示尺寸。并且，無需使光射出部接近瞳孔來進行瞳孔分害U，可大大確保出射光瞳(eye ring)直徑。在本發(fā)明的具體的側(cè)面，在上述虛像顯示裝置中，導光部具有相互平行配置且能夠進行基于全反射的導光的第I反射面和第2反射面，光入射部具有與第I反射面成預(yù)定角度的第3反射面，光射出部具有與第I反射面成預(yù)定角度的第4反射面，在第4反射面上施加有半鏡面，光透射部具有與導光部件接合的楔狀部件。在該虛像顯示裝置中，在光入射部的第3反射面反射的圖像光在導光部的第I和第2反射面全反射的同時進行傳播，在光射出部的第4反射面反射而作為虛像入射到觀察者的眼。在該情況下，能夠?qū)Ч獠考纬蔀榫哂卸嗝骟w塊狀的外形的導光部件，能夠以導光部件的高精度進行觀察。并且，隔著第4反射面的半鏡面的透視觀察由于光透射部而可成為失真少的透視觀察。在本發(fā)明的另一側(cè)面，光透射部具有通過半鏡面與第4反射面接合的光透射面。在該情況下，可將光透射部的加工精度與導光部件相比較設(shè)定得低，通過使光透射部的光透射面與導光部件的第4反射面接合，可減少不需要光的產(chǎn)生。在本發(fā)明的又一側(cè)面，光透射部具有分別平行于第I反射面和第2反射面而配置的第I面和第2面。由此，利用透視部的透視觀察成為平坦性高的透視觀察。在本發(fā)明的又一側(cè)面，支撐框架具有對導光部件進行定位的定位部件。由此，能夠進行導光部件相對于支撐框架的的準確設(shè)置，能夠?qū)Π惭b支撐框架的觀察者進行圖像光的精密的虛像形成。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件在第I反射面和第4反射面之間具有端面，支撐框 架具有形成在第I面和光透射面之間且與端面對置的卡定面作為定位部件。由此，可將相對于第I和第2反射面傾斜配置的第4反射面和光透射面比較精密地定位。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件將第I反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面作為側(cè)面，具有與第I反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面分別鄰接的上表面和下表面，支撐框架將導光部件保持成從上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)葕A住導光部件。由此，導光部件的支撐穩(wěn)定，可進一步提高導光部件的安裝精度。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件的第I反射面被配置成定位在與光透射部的第I面相同的平面上。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件的第2反射面被配置成定位在與光透射部的第2面相同的平面上。在本發(fā)明的又一側(cè)面，虛像顯示裝置具有形成圖像光的圖像顯示裝置、使從圖像顯示裝置射出的圖像光入射的投影光學系統(tǒng)，從圖像顯示裝置中的第I部分區(qū)域射出的第I圖像光在導光部內(nèi)的反射次數(shù)與從第2部分區(qū)域射出的第2圖像光在導光部內(nèi)的反射次數(shù)相互不同，該第2部分區(qū)域是關(guān)于在導光時因反射而產(chǎn)生光路折返的封閉方向與第I部分區(qū)域不同的區(qū)域。在該情況下，通過利用反射次數(shù)不同的圖像光，可將從光射出部射出的圖像光的射出角度的角度范圍取得寬。也就是說，可以以比較寬的視野角取入來自圖像顯示裝置中的不同的顯示區(qū)域或部分區(qū)域的圖像光，可大大確保隔著光射出部觀察的虛像的顯示尺寸。這樣，通過采用取出反射次數(shù)不同的圖像光的結(jié)構(gòu)，可增大光射出部，以便覆蓋瞳孔而不使導光部太厚，能夠進行良好的透視觀察。在本發(fā)明的又一側(cè)面，封閉方向是與如下截面平行的方向，該截面包含通過投影光學系統(tǒng)的第I光軸和所述第3反射面的法線。關(guān)于上述封閉方向來自不同的位置的圖像光通過使射出角度即向光入射部的入射角度相互不同，可使導光部中的反射次數(shù)不同。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件和支撐框架通過注塑成型而分別獨立地一體成型。在該情況下，可利用注塑成型技術(shù)來高精度進行導光部件和支撐框架的批量生產(chǎn)。在本發(fā)明的又一側(cè)面，導光部件和支撐框架使用熱聚合型的樹脂材料分別成型。在該情況下，可通過樹脂提高輕量化和安全性，能夠通過熱固化進行穩(wěn)定的高精度成型。


圖I是示出實施方式的虛像顯示裝置的立體圖。圖2的(A)是構(gòu)成虛像顯示裝置的第I顯示裝置的主體部分的部分截面圖，圖2的(B)是主體部分的主視圖。圖3的(A)是導光部件的主視圖，圖3的⑶是導光部件的仰視圖，圖3的(C)是導光部件的左側(cè)視圖，圖3的(D)是導光部件的右側(cè)面圖。圖4的(A)是支撐框架的背面圖，圖4的⑶是支撐框架的BB截面圖，圖4的(C) 是支撐框架的左側(cè)視圖，圖4的(D)是支撐框架的CC截面圖。圖5是說明第I顯示裝置的主體部分的立體圖。圖6的(A)是說明導光部件的光入射部中的第3反射面的結(jié)構(gòu)的圖，圖6的(B)是說明導光部件的導光部中的第I、第2反射面的結(jié)構(gòu)的圖，圖6的(C)是說明導光部件的光射出部中的第4反射面的結(jié)構(gòu)的圖。圖7的(A)是展開了關(guān)于縱第I方向的光路的示意圖，圖7的(B)是展開了關(guān)于橫第2方向的光路的示意圖。圖8是具體說明虛像顯示裝置的光學系統(tǒng)中的光路的截面圖。圖9的(A)示出液晶顯示器件的顯示面，圖9的(B)是示意性說明觀察者可看到的液晶顯示器件的虛像的圖，圖9的(C)和圖9的(D)是說明構(gòu)成虛像的部分圖像的圖。圖10的(A)是說明變型例中的圖像光的導光狀態(tài)的圖，圖10的(B)是示意性說明變型例中的液晶顯示器件的虛像的圖。圖11是說明在導光部件上設(shè)置去除棱的端面的理由的圖。圖12是說明使設(shè)在導光部件上的半鏡面層與端面分離的理由的圖。標號說明10 :圖像形成裝置；11 :圖像顯示裝置；12 :投影光學系統(tǒng)；20 :導光裝置；21 :導光部件；21a、21b、21c、21d :第I 第4反射面；21e :上斜面；21f :下斜面；21j、21i :端面；21m、21n :凸狀部；23 :框架部分;23a、23b、23a :面；23k :光透射部；23g :卡定面；24a :中央部件；24b :上側(cè)支撐部件；24c :下側(cè)支撐部件;24e、24f :連接部；25 :鏡面層；26 :保護層；27 :硬涂層；28 :半鏡面層；31 :照明裝直；32 :液晶顯不器件；34 :驅(qū)動控制部；100 :虛像顯示裝置;100A、100B :顯示裝置；110 :光學面板;111、112 :面板部分；121 :支撐部；123 支撐框架；131、132 :驅(qū)動部；141 :殼體；A0 :有效顯示區(qū)域；AX1、AX2 :光軸；B1 :光入射部；B2 :導光部；B3 :光射出部；B4 :透視部；EY :眼；FS :平坦面；GL :圖像光;GL，:外界光;GL11、GL12、GL21、GL22 :圖像光。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的一個實施方式的虛像顯示裝置。(A.虛像顯示裝置的外觀〕圖I所示的實施方式的虛像顯示裝置100是具有眼鏡那樣的外觀的頭戴式顯示器，可使安裝了該虛像顯示裝置100的觀察者識別基于虛像的圖像光，并可使觀察者透視觀察外界像。虛像顯示裝置100具有覆蓋觀察者的眼前的光學面板110 ;支撐光學面板110的支撐部121 ;附加在支撐部121的從腳套到腳絲的部分上的第I和第2驅(qū)動部131、132。這里，光學面板110具有第I面板部分111和第2面板部分112，兩個面板部分111、112成為在中央一體地連接的板狀部件。使在圖面上左側(cè)的第I面板部分111和第I驅(qū)動部131組合得到的第I顯示裝置IOOA是形成左眼用的虛像的部分，單獨也作為虛像顯示裝置執(zhí)行功能。并且，使在圖面上右側(cè)的第2面板部分112和第2驅(qū)動部132組合得到的第2顯示裝置100B是形成右眼用的虛像的部分，單獨也作為虛像顯示裝置執(zhí)行功能。另外，第I驅(qū)動部131和第2驅(qū)動部132被分別收納在遮光用和保護用的殼體141內(nèi)?！睟.顯示裝置的結(jié)構(gòu)〕 如圖2(A)等所示，第I顯示裝置100A具有圖像形成裝置10和導光裝置20。另夕卜，圖I所示的第2顯示裝置100B具有與第I顯示裝置100A相同的結(jié)構(gòu)并僅使左右反轉(zhuǎn)，因而省略第2顯示裝置100B的詳細說明。在圖2(A)等所示的第I顯示裝置100A中，圖像形成裝置10相當于圖I中的第I驅(qū)動部131，導光裝置20相當于圖I中的第I面板部分111。關(guān)于圖像形成裝置10，圖示出除了圖I中的殼體141以外的主體部分。另外，在圖2(A)中，導光裝置20的部分為圖2 (B)的AA向視截面圖。圖像形成裝置10具有圖像顯示裝置11和投影光學系統(tǒng)12。其中，圖像顯示裝置11具有射出二維照明光SL的照明裝置31，透射型的空間光調(diào)制裝置即液晶顯示器件32，以及控制照明裝置31和液晶顯示器件32的動作的驅(qū)動控制部34。照明裝置31具有產(chǎn)生包含紅、綠、藍的3色的光的光源31a，以及使來自光源31a的光擴散并形成矩形截面的光束的背光源導光部31b。液晶顯示器件32對來自照明裝置31的照明光SL進行空間調(diào)制，形成應(yīng)成為動態(tài)圖像等的顯示對象的圖像光。驅(qū)動控制部34具有光源驅(qū)動電路34a和液晶驅(qū)動電路34b。光源驅(qū)動電路34a向照明裝置31的光源31a提供電力，射出穩(wěn)定亮度的照明光SL。液晶驅(qū)動電路34b通過向液晶顯示器件32輸出圖像信號或驅(qū)動信號，形成成為動態(tài)圖像或靜態(tài)圖像的基礎(chǔ)的彩色圖像光作為透射率圖形。另夕卜，使驅(qū)動控制部34等進行動作的電源可為了輕量化而設(shè)置在圖像形成裝置10的外部，即為外裝。并且，可使液晶驅(qū)動電路34b具有圖像處理功能，然而也可以使外裝的控制電路具有圖像處理功能。投影光學系統(tǒng)12在圖2 (A)中僅示出鏡筒12a，但卻是使從液晶顯示器件32上的各點射出的圖像光成為平行狀態(tài)的光束的準直鏡頭。在液晶顯示器件32中，第I方向Dl對應(yīng)于包含通過投影光學系統(tǒng)12的第I光軸AX1、和平行于后述的導光部件21的第3反射面21c的特定線的縱截面的延伸方向，第2方向D2對應(yīng)于包含上述第I光軸AXl和上述第3反射面21c的法線的橫截面的延伸方向。換句話說，第I方向Dl是平行于后述的導光部件21的第I反射面21a與第3反射面21c的交線CL的方向，第2方向D2是平行于上述第I反射面21a的平面、且垂直于上述第I反射面21a與第3反射面21c的交線CL的方向。也就是說，在液晶顯示器件32的位置，第I方向Dl相當于縱Y方向，第2方向D2相當于橫X方向。另外，液晶顯示器件32的有效尺寸是與第I方向Dl相比第2方向D2長的橫長。另一方面，投影光學系統(tǒng)12的射出口寬度是與第2方向D2相比第I方向Dl長的縱長。導光裝置20具有導光部件21和框架部分23，導光部件21與框架部分23接合，作為整體構(gòu)成平行于XY面延伸的平板狀的光學部件。導光裝置20中的導光部件21是利用第I和第2反射面21a、21b的全反射進行導光的導光部件，具有在導光時通過反射進行折返的方向，和在導光時不通過反射進行折返的方向。在對由導光部件21導光的圖像作了考慮的情況下，在導光時通過多次的反射進行折返的橫方向即封閉方向垂直于第I和第2反射面21a、21b (平行于Z軸)，在如后所述將光路展開到光源側(cè)的情況下，相當于液晶顯示器件32的第2方向D2，在導光時不通過反射進行折返的縱方向即自由傳播方向平行于第I和第2反射面21a、21b以及第3反射面21c (平行于Y軸)，在如后所述將光路展開到光源側(cè)的情況下，相當于液晶顯示器件32的第I方向Dl0如圖3(A) 3(D)所示，導光部件21在俯視圖中是梯形的棱鏡狀部件，如圖4 (A) 4 (D)所示，框架部分23在主視圖中是H字狀的支撐框架123的一半，具有口字狀或U字狀的外觀。導光部件21嵌合到支撐框架123上以便填充支撐框架123的挖出部SP，與支撐框架123的中央部件24a、上側(cè)支撐部件24b和下側(cè)支撐部件24c接合并固定。如圖5 所示，設(shè)置在支撐框架123的上側(cè)支撐部件24b的末端部的第I連接部24e和設(shè)置在下側(cè)支撐部件24c的末端部的第2連接部24f使用螺絲(未圖示)與投影光學系統(tǒng)12的鏡筒12a連接。如圖3(A) 3 (D)等所示，導光部件21具有以下側(cè)面第I反射面21a、第2反射面21b、第3反射面21c、第4反射面21d。并且，導光部件21具有與第I、第2、第3和第4反射面21a、21b、21c、21d鄰接并相互對置的上斜面21e和下斜面21f。而且，導光部件21在上斜面21e和第I反射面21a的邊界具有沿著上斜面21e呈直線狀延伸的第I凸狀部21m，在下斜面21f 和第I反射面21a的邊界具有沿著下斜面21f 呈直線狀延伸的第2凸狀部 21n。這里，第I和第2反射面21a、21b沿著XY面延伸，隔開導光部件21的厚度t。并且，第3反射面21c相對于XY面以45°以下的銳角a傾斜，第4反射面21d相對于XY面例如以45°以下的銳角P傾斜。通過第3反射面21c的第I光軸AXl和通過第4反射面21d的第2光軸AX2平行配置并隔開距離D。另外，盡管以下進行詳述，然而在第I反射面21a和第3反射面21c之間設(shè)有端面21 j，以便去除棱。并且，在第I反射面21a和第4反射面21d之間也設(shè)有端面21i，以便去除棱。第I凸狀部21m是在將導光部件21固定在支撐框架123的上側(cè)支撐部件24b上時的引導器和支撐體，階梯面21s和側(cè)面21t通過粘接劑與上側(cè)支撐部件24b的階梯面24s和側(cè)面24t分別接合。第2凸狀部21n是在將導光部件21固定在支撐框架123的下側(cè)支撐部件24c上時的引導器和支撐體，階梯面21s和側(cè)面21t通過粘接劑與下側(cè)支撐部件24c的階梯面24s和側(cè)面24t分別接合?；氐綀D2(A)，導光部件21使用在可見光區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)高的光透射性的樹脂材料形成。導光部件21是通過注塑成型而一體成型的塊狀部件，例如通過使熱聚合型的樹脂材料注射到成型模具內(nèi)使其熱固化來形成。這樣，導光部件21是一體形成品，然而在功能上，可考慮分為光入射部BI、導光部B2以及光射出部B3。光入射部BI是三角棱鏡狀的部分，具有第I反射面21a的一部分即光入射面IS，和與光入射面IS對置的第3反射面21c。光入射面IS是用于取入來自圖像形成裝置10的圖像光GL的背側(cè)或觀察者側(cè)的平面，與投影光學系統(tǒng)12對置垂直于其第I光軸AXl而延伸。第3反射面21c是用于使通過了光入射面IS的圖像光GL反射并引導到導光部B2內(nèi)的矩形的全反射鏡面，具有鏡面層25并由保護層26覆蓋(參照圖6(A))。該鏡面層25是全反射涂層，是通過在導光部件21的斜面RS上利用鋁等的蒸鍍實施成膜來形成的。第3反射面21c相對于投影光學系統(tǒng)12的第I光軸AXl或XY面例如以銳角a = 25° 27°傾斜，通過使從光入射面IS入射且作為整體朝向+Z方向的圖像光GL折曲，以使其作為整體朝向偏-Z方向的-X方向，使圖像光GL可靠結(jié)合在導光部B2內(nèi)。導光部B2具有相互對置且平行于XY面延伸的2個平面，即，使在光入射部BI折曲的圖像光分別全反射的第I反射面21a和第2反射面21b。第I和第2反射面21a、21b的間隔即導光部件21的厚度t例如被設(shè)定為9_左右。這里，假定第I反射面21a在靠近圖像形成裝置10的背側(cè)或觀察者側(cè)，并假定第2反射面21b在遠離圖像形成裝置10的表側(cè)或外界側(cè)。在該情況下，第I反射面21a是與上述的光入射面IS或后述的光射出面OS共同的面部分。第I和第2反射面21a、21b是利用折射率差的全反射面，沒有實施鏡面層等的反射涂層。不過，第I和第2反射面21a、21b由硬涂層27覆蓋，用于防止表面損傷并防止影像的清晰度下降(參照圖6(B))。該硬涂層27是通過在導光部件21的平坦面FS上利用浸涂處理或噴涂處理使UV固化性樹脂或熱固化性樹脂等成膜來形成的。在光入射部BI的第3反射面21c反射的圖像光GL首先入射到第I反射面21a，進行全反射。然后，該圖像光GL入射到第2反射面21b，進行全反射。以下通過重復該動作，將圖像光引導到導光裝置20的進深側(cè)即設(shè)置光射出部B3的-X側(cè)。另外，由于沒有對第I和第2反射面21a、21b實施反射涂層，因而從外界側(cè)入射到第2反射面21b的外界光或外部光以高的透射率通過導光部B2。也就是說，導光部B2是能夠?qū)崿F(xiàn)外界像的透視的透視型的導光部件。在以上的第I和第2反射面21a、21b的全反射根據(jù)硬涂層27的折射率的設(shè)定來進行，可在硬涂層27的表面SS的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生，然而也可以在平坦面FS的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生。光入射部B3是三角棱鏡狀的部分，具有第I反射面21a的一部分即光射出面OS，和與光射出面OS對置的第4反射面2Id。光射出面OS是用于使圖像光GL向觀察者的眼EY射出的表側(cè)的平面，與光入射面IS —樣是第I反射面21a的一部分，垂直于第2光軸AX2延伸。通過光射出部B3的第2光軸AX2與通過光入射部BI的第I光軸AXl的距離D考慮觀察者的頭部的寬度等而被設(shè)定為例如50mm。第4反射面21d是用于使經(jīng)過第I和第2反射面21a、21b入射來的圖像光GL反射并射出到光射出部B3外的矩形的平坦面，例如在其一部分上具有半鏡面層28 (參照涂6 (C))。該半鏡面層28是通過在導光部件21的第3反射面21c側(cè)的斜面RS上利用Ag等的蒸鍍實施成膜來形成的。半鏡面層28的反射率被設(shè)定為例如20%，透射率被設(shè)定為例如80%。第4反射面21d相對于垂直于第I反射面21a的第2光軸AX2或XY面例如以銳角P =25° 27°傾斜，通過使經(jīng)過導光部B2的第I和第2反射面21a、21b入射來的圖像光GL部分反射并折曲以便作為整體朝向-Z方向，使圖像光GL通過光射出面OS。另外，透射過第4反射面21d的圖像光GL入射到框架部分23，不用于影像形成。 以下，說明框架部分23的光學側(cè)面?？蚣懿糠?3具有與導光部件21的主體相同的折射率，具有第I面23a、第2面23b以及第3面23c。第I面和第2面23a、23b沿著XY面延伸。并且，第3面23c相對于XY面傾斜，與導光部件21的第4反射面21d對置平行配置?？蚣懿糠?3與導光部件21—樣，使用在可見光區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)高的光透射性的樹脂材料形成?？蚣懿糠?3是通過注塑成型而一體成型的塊狀部件，是例如通過使熱聚合型的樹脂材料注射到成型模具內(nèi)使其熱固化來形成的。
在框架部分23中，第I面23a配置在設(shè)于導光部件21上的第I反射面21a的延長平面上，在靠近觀察者的眼EY的背側(cè)，第2面23b配置在設(shè)于導光部件21上的第2反射面21b的延長平面上，在遠離觀察者的眼EY的表側(cè)。第I面和第2面23a、23b由硬涂層覆蓋，用于防止表面損傷并防止影像的清晰度下降。第3面23c是矩形的透射面，相對于第I面23a例如以155° 153°的鈍角傾斜，相對于第2面23b例如以25° 27°的銳角傾斜，以便與導光部件21的第4反射面21d —致。也就是說，第3面23c和第2面23b形成的角與導光部件21的第I反射面21a和第4反射面21d形成的銳角P相等。同樣，第3面23c和第I面23a形成的角與導光部件21的第2反射面21b和第4反射面21d形成的鈍角e相等。 框架部分23和導光部件21在兩者的接合部分及其附近，即與觀察者的眼前對置的部位，構(gòu)成透視部B4?？蚣懿糠?3中構(gòu)成透視部B4的透明部分是能夠進行良好的透視觀察的部分，稱為光透射部23k。該光透射部23k中、由相互形成銳角的第2面23b和第3面23c夾住且在-X方向擴展的楔狀部件23m與同樣楔狀的光射出部B3接合，從而作為整體構(gòu)成平板狀的透視部B4中的X方向的中央部分。由于沒有對光透射部23k的第I和第2面23a、23b實施鏡面層等的反射涂層，因而與導光部件21的導光部B2 —樣使外界光GL’以高的透射率透射。第3面23c也是使外界光GL’以高的透射率透射的光透射面，然而由于導光部件21的第4反射面21d具有半鏡面層28,因而通過第3面23c的外界光GL’被減光例如20%。也就是說，觀察者觀察使被減光20%的圖像光GL和被減光80%的外界光GV重疊后的圖像光?！睠.支撐框架的結(jié)構(gòu)〕以上說明的框架部分23是圖4(A) 圖4(D)所示的支撐框架123中左眼用的一半。也就是說，支撐框架123具有從周圍支撐與圖3(A)所示的導光部件21鏡對稱配置的導光部件的框架部分23具有右眼用的一半。在支撐框架123中，中央部件24a具有左右一對光透射部23k。在中央部件24a的中央下部形成有用于嵌入鼻托的挖出部24x。延伸到中央部件24a的左側(cè)的框架部分23具有光透射部23k、上側(cè)支撐部件24b以及下側(cè)支撐部件24c。其中，上下一對的上側(cè)支撐部件24b和下側(cè)支撐部件24c從上下夾住左側(cè)的導光部件21來固定光透射部23k。通過這些支撐部件24c、24b和光透射部23k的協(xié)作，導光部件21相對于光透射部23k，不僅在上下的Y方向，而且在左右的X方向和前后的Z方向都能準確定位并固定。另外，以上是延伸到中央部件24a的左側(cè)的框架部分23的說明，然而延伸到中央部件24a的右側(cè)的框架部分23也僅使左右反轉(zhuǎn)，是一樣的。在將棱鏡狀的導光部件21固定在支撐框架123的各框架部分23上時，使導光部件21的第4反射面21d通過粘接劑與設(shè)在支撐框架123的中央部件24a上的第3面23c接合。在這樣的貼合時，使導光部件21的端面21i與形成在第3面23c和第I面23a的邊界的卡定面23g輕輕按壓來抵接的同時，將導光部件21嵌入到挖出部SP，從而可將導光部件21相對于框架部分23精密地定位。也就是說，框架部分23的卡定面23g垂直于第I面23a且平行于YZ面，具有X方向的對準功能。并且，框架部分23中形成在第3面23c的上下緣的夾持面23q垂直于第I面23a等且平行于XZ面，具有Y方向的對準功能。上下的支撐部件24b、24c的側(cè)面24t也平行于XZ面，具有Y方向的輔助的對準功能。而且，上下的支撐部件24b、24c的階梯面24s平行于XY面，具有Z方向的輔助的對準功能。也就是說，框架部分23中的卡定面23g、夾持面23q、側(cè)面24t以及階梯面24s作為用于對導光部件21進行定位的定位部件執(zhí)行功能。另外，以上的定位部件中的框架部分23的卡定面23g具有與導光部件21的端面21i相等的Z方向的寬度，因而在使導光部件21的端面21i按壓框架部分23的卡定面23g的同時，只需在導光部件21的第4反射面21d和框架部分23的第3面23c之間夾住粘接劑進行按壓，就不僅能夠進行導光部件21的X方向的精密定位，而且可將導光部件21的第I反射面21a簡單配置在與框架部分23的第I面23a相同的平面上，并可將導光部件21的第2反射面21b簡單配置在與框架部分23的第2面23b相同的平面上。并且，可使第3面23c和第4反射面21d之間的粘接劑的厚度變薄，粘接劑的厚度調(diào)整也容易，因而框架部分23和導光部件21的光射出部B3的配置關(guān)系在Z方向也極其精密。也就是說，可防止導光部件21的光射出部B3相對于框架部分23前后錯開。另外，端面21i也能成為鏡面，然而也可以實施比較高的反射率的涂層或粗面。 設(shè)在各框架部分23上的上側(cè)支撐部件24b除了在導光部件21的安裝時使導光部件21的上側(cè)的被夾持面21q在Y方向?qū)实纳鲜龅膴A持面23q以外，還具有將導光部件21的上側(cè)的第I凸狀部21m在Z方向進行支撐的階梯面24s、以及將第I凸狀部21m在Y方向進行定位的側(cè)面24t。導光部件21的第I凸狀部21m通過粘接劑被固定在上側(cè)支撐部件24b的階梯面24s和側(cè)面24t上。另外，在導光部件21的安裝時，導光部件21的上斜面21e也通過粘接劑與設(shè)在上側(cè)支撐部件24b上的上內(nèi)面23d接合。而且，導光部件21的上側(cè)的被夾持面21q通過粘接劑與上側(cè)支撐部件24b的夾持面23q接合。如以上所述，通過利用上側(cè)支撐部件24b來將導光部件21固定在框架部分23上，可防止對具有半鏡面層28的第4反射面21d施加過度負擔。設(shè)在各框架部分23上的下側(cè)支撐部件24c除了在導光部件21的安裝時使導光部件21的下側(cè)的被夾持面21q在Y方向?qū)实纳鲜龅?夾持面23q以外，還具有將導光部件21的下側(cè)的第2凸狀部21n在Z方向進行支撐的階梯面24s、以及將第2凸狀部21n在Y方向進行定位的側(cè)面24t。導光部件21的第2凸狀部21n通過粘接劑被固定在下側(cè)支撐部件24c的階梯面24s和側(cè)面24t上。另外，在導光部件21的安裝時，導光部件21的下斜面21f也通過粘接劑與設(shè)在下側(cè)支撐部件24c上的下內(nèi)面23e接合。而且，導光部件21的下側(cè)的被夾持面21q通過粘接劑與下側(cè)支撐部件24c的夾持面23q接合。如以上所述，通過利用下側(cè)支撐部件24c來將導光部件21固定在框架部分23上，可防止對具有半鏡面層28的第4反射面21d施加過度負擔。分別設(shè)在上側(cè)支撐部件24b的端部和下側(cè)支撐部件24c的端部的連接部24e、24f不僅用于將投影光學系統(tǒng)12的鏡筒12a固定在框架部分23上，而且用于安裝圖I的殼體141。(D.圖像光的光路的概要〕圖7 (A)是說明與液晶顯示器件32的縱截面CSl對應(yīng)的第I方向Dl的光路的圖。在沿著第I方向Dl的縱截面即YZ面(展開后的Y’ Z’面)上，從液晶顯示器件32射出的圖像光中、從由圖中單點劃線所示的顯示區(qū)域32b的上端側(cè)(+Y側(cè))射出的成分稱為圖像光GLa，從圖中雙點劃線所示的顯示區(qū)域32b的下端側(cè)(-Y側(cè))射出的成分稱為圖像光GLb。
上側(cè)的圖像光GLa由投影光學系統(tǒng)12進行平行光束化，沿著所展開的光軸AX’，通過導光部件21的光入射部BI、導光部B2以及光射出部B3，在平行光束狀態(tài)下從角度(^1的上方向傾斜入射到觀察者的眼EY。另一方面，下側(cè)的圖像光GLb由投影光學系統(tǒng)12進行平行光束化，沿著所展開的光軸AX’，通過導光部件21的光入射部BI、導光部B2以及光射出部B3，在平行光束狀態(tài)下從角度小2(| (^2 = I (^1)的下方向傾斜入射到觀察者的眼EY0以上的角度小2相當于上下的半視場角，被設(shè)定為例如6. 5°。圖7 (B)是說明與液晶顯示器件32的橫截面CS2對應(yīng)的第2方向(封閉方向或合成方向)D2的光路的圖。在沿著第2方向(封閉方向或合成方向)D2的橫截面即XZ面(展開后的X’Z’面)上，從液晶顯示器件32射出的圖像光中、從右端側(cè)(+X側(cè))的第I顯示點Pl向圖中單點劃線所示的顯示區(qū)域32b射出的成分稱為圖像光GLc，從左端側(cè)(-X側(cè))的第2顯示點P2向圖中雙點劃線所示的顯示區(qū)域32b射出的成分稱為圖像光GLd。在圖7(B)中，為了參考起見，追加了從靠右內(nèi)側(cè)射出的圖像光GLe和從靠左內(nèi)側(cè)射出的圖像光GLf。來自右側(cè)的第I顯示點Pl的圖像光GLc由投影光學系統(tǒng)12進行平行光束化，沿 著所展開的光軸AX’，通過導光部件21的光入射部BI、導光部B2以及光射出部B3，在平行光束狀態(tài)下從角度9 !的右方向傾斜入射到觀察者的眼EY。另一方面，來自左側(cè)的第2顯示點P2的圖像光GLd由投影光學系統(tǒng)12進行平行光束化，沿著所展開的光軸AX’，通過導光部件21的光入射部BI、導光部B2以及光射出部B3，在平行光束狀態(tài)下從角度02(| 02= I^1I)的左方向傾斜入射到觀察者的眼EY。以上的角度0^ 02相當于左右的半視場角，被設(shè)定為例如10°。另外，關(guān)于第2方向D2的橫方向，在導光部件21中圖像光GLc、GLd通過反射被折返，反射次數(shù)也不同，因而各圖像光GLc、GLd在導光部件21中表現(xiàn)為不連續(xù)。結(jié)果，關(guān)于橫方向，作為整體畫面進行左右反轉(zhuǎn)，而如后詳述通過對導光部件21進行高精度加工，液晶顯示器件32的右半部分的圖像和液晶顯示器件32的左半部分的圖像無縫隙地連續(xù)、無錯位地接在一起。另外，考慮到兩圖像光GLc、GLd在導光部件21內(nèi)的反射次數(shù)相互不同，右側(cè)的圖像光GLc的射出角度0 /和左側(cè)的圖像光GLd的射出角度0 2’被設(shè)定為不同的射出角度。通過以上，入射到觀察者的眼EY的圖像光GLa、GLb、GLc、GLd成為來自無限遠的虛像，關(guān)于縱的第I方向Dl，形成在液晶顯示器件32上的影像正立，關(guān)于橫的第2方向D2，形成在液晶顯示器件32上的影像反轉(zhuǎn)。(E.關(guān)于橫方向的圖像光的光路〕圖8是說明第I顯示裝置100A中的具體光路的截面圖。投影光學系統(tǒng)12具有3個透鏡L1、L2、L3。來自液晶顯示器件32的右側(cè)的第I顯示點Pl的圖像光GL11、GL12通過投影光學系統(tǒng)12的透鏡LI、L2、L3來進行平行光束化，入射到導光部件21的光入射面IS。被導入導光部件21內(nèi)的圖像光GL11、GL12在第I和第2反射面21a、21b以相等角度重復全反射，最終從光射出面OS作為平行光束射出。具體地說，圖像光GL11、GL12作為平行光束在導光部件21的第3反射面21c反射，之后以第I反射角Y I入射到導光部件21的第I反射面21a，進行全反射(第I次全反射)。之后，圖像光GL11、GL12在保持第I反射角Yl的狀態(tài)下，入射到第2反射面21b進行全反射(第2次全反射)，然后再次入射到第I反射面21a進行全反射(第3次全反射)。結(jié)果，圖像光GLlI、GL12在第I和第2反射面21a、21b進行全反射合計3次，入射到第4反射面21d。圖像光GL11、GL12在該第4反射面21d以與第3反射面21c相同的角度反射,從光射出面OS朝垂直于該光射出面OS的第2光軸AX2方向以角度0 !的斜度作為平行光束射出。
來自液晶顯示器件32的左側(cè)的第2顯示點P2的圖像光GL21、GL22通過投影光學系統(tǒng)12的透鏡LI、L2、L3來進行平行光束化，入射到導光部件21的光入射面IS。被導入導光部件21內(nèi)的圖像光GL21、GL22在第I和第2反射面21a、21b以相等角度重復全反射，最終從光射出面OS作為平行光束射出。具體地說，圖像光GL21、GL22作為平行光束在導光部件21的第3反射面21c反射,之后以第2反射角y2(y2< Y I)入射到導光部件21的第I反射面21a，進行全反射(第I次全反射)。之后，圖像光GL21、GL22在保持第2反射角Y 2的狀態(tài)下，入射到第2反射面21b進行全反射(第2次全反射)，再次入射到第I反射面21a進行全反射(第3次全反射)，再次入射到第2反射面21b進行全反射(第4次全反射)，再次入射到第I反射面21a進行全反射(第5次全反射)。結(jié)果，圖像光GL21、GL22在第I和第2反射面21a、21b進行全反射合計5次，入射到第4反射面21d。圖像光GL2UGL22在該第4反射面21d以與第3反射面21c相同的角度反射，從光射出面OS朝垂直于該光射出面OS的第2光軸AX2方向以角度0 2 ( 6>2 ^ 0 )的斜度作為平行光束射出。在圖8中，描繪了在展開導光部件21的情況下與第I反射面21a對應(yīng)的假想的第I面121a、和在展開導光部件21的情況下與第2反射面21b對應(yīng)的假想的第2面121b。通過這樣展開可知，來自第I顯示點Pl的圖像光GL11、GL12通過與光入射面IS對應(yīng)的入射等效面IS’，之后通過第I面121a 2次，通過第2面121b I次，從光射出面OS射出，入射到觀察者的眼EY，并可知，來自第2顯示點P2的圖像光GL21、GL22通過與光入射面IS對應(yīng)的入射等效面IS”，之后通過第I面121a 3次，通過第2面121b 2次，從光射出面OS射出，入射到觀察者的眼EY。當改變了觀察方法時，觀察者能夠重疊觀察2個位置不同的入射等效面IS’、IS”的附近存在的投影光學系統(tǒng)12的透鏡L3。圖9 (A)是示意性說明液晶顯示器件32的顯示面的圖，圖9 (B)是示意性說明觀察者可看到的液晶顯示器件32的虛像的圖，圖9 (C)和圖9(D)是說明構(gòu)成虛像的部分圖像的圖。設(shè)在圖9(A)所示的液晶顯示器件32上的矩形的圖像形成區(qū)域AD被觀察為圖9(B)所示的虛像顯示區(qū)域Al。在虛像顯示區(qū)域Al的左側(cè)形成與液晶顯示器件32的圖像形成區(qū)域AD中從中央到右側(cè)的部分相當?shù)牡贗投影像IM1，該第I投影像Ml如圖9(C)所示為右側(cè)欠缺的部分圖像。并且，在虛像顯示區(qū)域Al的右側(cè)形成與液晶顯示器件32的圖像形成區(qū)域AD中從中央到左側(cè)的部分相當?shù)牡?投影像頂2作為虛像，該第2投影像頂2如圖9 (D)所示為左半部分欠缺的部分圖像。圖9(A)所示的液晶顯示器件32中僅形成第I投影像(虛像)IMl的第I部分區(qū)域AlO包含例如液晶顯示器件32的右端的第I顯示點Pl，射出在導光部件21的導光部B2中進行合計3次全反射的圖像光GL11、GL12。液晶顯示器件32中僅形成第2投影像(虛像)頂2的第2部分區(qū)域A20包含例如液晶顯示器件32的左端的第2顯示點P2，射出在導光部件21的導光部B2中進行合計5次全反射的圖像光GL21、GL22。來自在液晶顯示器件32的圖像形成區(qū)域AD的中央附近由第I和第2部分區(qū)域A10、A20夾住并縱長延伸的區(qū)域SA的圖像光形成圖9 (B)所示的重復圖像SI。也就是說，來自液晶顯示器件32的區(qū)域SA的圖像光成為由在導光部B2中進行合計3次全反射的圖像光GL11、GL12形成的第I投影像頂1、和由在導光部B2中進行合計5次全反射的圖像光GL11、GL12形成的第2投影像頂2，在虛像顯示區(qū)域Al上重疊。在導光部件21的加工精密、且形成了由投影光學系統(tǒng)12準確準直后的光束的情況下，可針對重復圖像SI防止由2個投影像頂1、頂2的重疊引起的錯位或重影。另外，重疊產(chǎn)生的區(qū)域SA的橫寬度或重疊寬度能夠通過控制對液晶顯示器件32進行照明的照明光SL的角度范圍來調(diào)整。在本實施方式中，由于沒有特別調(diào)節(jié)照明光SL的角度范圍，因而存在與背光源導光部31b等的發(fā)散特性對應(yīng)的橫寬度或重疊寬度的區(qū)域SA0以上，假定從包含液晶 顯示器件32的右側(cè)的第I顯示點Pl的第I部分區(qū)域AlO射出的圖像光GL11、GL12的第I和第2反射面21a、21b的全反射次數(shù)合計3次，從包含液晶顯示器件32的左側(cè)的第2顯示點P2的第2部分區(qū)域A20射出的圖像光GL21、GL22的第I和第2反射面21a、21b的全反射次數(shù)合計5次，然而可適當變更全反射次數(shù)。也就是說，也可以通過導光部件21的外形(即厚度t、距離D、銳角a、@)的調(diào)整，使圖像光GL11、GL12的全反射次數(shù)為合計5次，使圖像光GL21、GL22的全反射次數(shù)為合計7次。并且，以上，圖像光GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次數(shù)為奇數(shù)，然而在將光入射面IS和光射出面OS配置在相反側(cè)的情況下，即，在使導光部件21在俯視圖中為平行四邊形的情況下，圖像光GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次數(shù)為偶數(shù)?！睩.其它〕圖10(A)是說明圖2(A)等所示的導光部件21的變型例的圖。在以上的說明中，假定在導光部件21內(nèi)傳播的圖像光相對于第I和第2反射面21a、21b僅以2個反射角、I、Y 2進行全反射，然而可以如圖10 (A)所示的變型例的導光部件21那樣，允許3個成分的圖像光GL31、GL32、GL33以反射角Y I、Y 2、y3(y I > y2 > Y 3)分別進行全反射。在該情況下，從液晶顯示器件32射出的圖像光GL在3個模式下傳播，在觀察者的眼EY的位置合成而成為虛像。在該情況下，如圖10(B)所示，在有效顯示區(qū)域AO的左側(cè)形成例如合計3次全反射的投影像IM21，在有效顯示區(qū)域AO的中央附近形成例如合計5次全反射的投影像頂22，在有效顯示區(qū)域AO的右側(cè)形成例如合計7次全反射的投影像頂23。圖11是說明在圖2(A)等所示的導光部件21上設(shè)置去除棱的端面21j的理由的放大圖。入射到靠近導光部件21的棱121 j的位置的圖像光GL在第3反射面21c反射后在第I反射面21a反射，而在第I反射面21a的反射后在第3反射面21c再次反射。這樣的再反射光HL結(jié)果成為不期望的重影光，因而期望預(yù)先去除。因此，去除棱121 j設(shè)置端面21 j，對光路設(shè)定限制。圖12是說明伴隨圖2(A)等所示的導光部件21的第3反射面21c而設(shè)置的半鏡面層28離開端面21i而形成的理由的放大圖。通過這樣從端面21i離開預(yù)定距離設(shè)置半鏡面層28，可防止在導光部件21內(nèi)傳播的正規(guī)的圖像光GL在第4反射面21d反射2次以上而成為不需要光HL入射到觀察者的眼EY，或者利用不到3次的反射通過導光部B2的圖像光等即不需要光HL在第4反射面21d反射2次以上入射到觀察者的眼EY等，能夠防止重影光入射到觀察者的眼。在以上說明的實施方式的虛像顯示裝置100中，在光入射部BI的第3反射面21c反射的圖像光GL在導光部的第I和第2反射面21a、21b全反射的同時進行傳播,在光射出部B3的第4反射面21d反射而成為虛像入射到觀察者的眼EY。此時，由于從包含圖像顯示裝置11的第I顯示點Pl的第I部分區(qū)域AlO射出的第I圖像光GL11、GL12在導光部內(nèi)的反射次數(shù)與從包含圖像顯示裝置11的第2顯示點P2的第2部分區(qū)域A20射出的第2圖像光GL21、GL22在導光部B2內(nèi)的反射次數(shù)不同，因而可將從光射出部B3射出的圖像光GL的射出角度的角度范圍取得寬。也就是說，可以以比較寬的視野角取入來自圖像顯示裝置11中的不同的部分區(qū)域A10、A20的圖像光GL，可大大確保隔著光射出部B3觀察的虛像的顯示尺寸。這樣，通過采用取出反射次數(shù)不同的圖像光GL的結(jié)構(gòu)，可增大光射出部B3，以便覆蓋瞳孔而不使導光部B2太厚，因而無需使光射出部B3接近瞳孔來進行瞳孔分割，可大大確保出射光瞳(eye ring)直徑,能夠進行良好的透視觀察。
并且，在上述虛像顯示裝置100中，由于支撐框架123具有通過與導光部件21組合來構(gòu)成透視部B4的光透射部23k，因而通過將用于圖像光觀察的導光部件21組裝在支撐框架123上，能夠進行利用透視部B4的透視的外界觀察。并且，通過在支撐框架123上設(shè)置光透射部23k，可在使導光部件21輕量化的同時，提高支撐框架123的強度。以上結(jié)合實施方式說明了本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于上述的實施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)在各種方式中實施，例如也能進行如下變型。在上述實施方式中，在框架部分23中在第3面23c和第I面23a的邊界的全部區(qū)域內(nèi)形成卡定面23g,然而通過在第3面23c和第I面23a的邊界的一部分設(shè)置卡定面23g并使其與導光部件21的端面21i部分地對置，也能夠進行定位。在上述實施方式中，在導光部件21中在第I反射面21g和第4反射面21d的邊界的全部區(qū)域內(nèi)形成端面21i，然而通過在第I反射面21a和第4反射面21d的邊界的一部分設(shè)置端面21i并使其與框架部分23的卡定面23g部分地對置，也能夠進行定位。在上述實施方式中，使來自照明裝置31的照明光SL不特別具有指向性，然而可以使照明光SL具有與液晶顯示器件32的位置對應(yīng)的指向性。由此，可對液晶顯示器件32進行有效照明，可減少由圖像光GL的位置引起的亮度不均勻。在上述實施方式中，沒有特別調(diào)整液晶顯示器件32的顯示亮度，然而可以根據(jù)圖9(B)所示的投影像IM1、IM2的范圍或重復進行顯示亮度的調(diào)整。在上述實施方式中，將設(shè)在第4反射面21d上的半鏡面層28的反射率設(shè)定為20%來使透視優(yōu)先，然而也可以將半鏡面層28的反射率設(shè)定為50%以上來使圖像光優(yōu)先。另夕卜，半鏡面層28也可以形成在框架部分23的第3面23c上，而不是導光部件21偵U。在上述實施方式中，作為圖像顯示裝置11，使用了透射型的液晶顯示器件32等，然而作為圖像顯示裝置11，不限于透射型的液晶顯示器件32，而可利用各種液晶顯示器件。例如，也可以是使用反射型的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)，也可以取代液晶顯示器件32而使用數(shù)字微鏡面器件等。并且，作為圖像顯示裝置11，也可以使用以LED陣列或OLED(有機EL)等為代表的自發(fā)光型元件。在上述實施方式的虛像顯示裝置100中，采用對應(yīng)于右眼和左眼的雙方各設(shè)置一組圖像形成裝置10和導光裝置20的結(jié)構(gòu)，然而可以采用僅針對右眼或左眼中的任一方設(shè)置圖像形成裝置10和導光裝置20來單眼觀察圖像的結(jié)構(gòu)。在上述實施方式中，假定通過光入射面IS的第I光軸AXl和通過光射出面OS的第2光軸AX2是平行的，然而也可以使這些光軸AXUAX2不平行。
在上述說明中，假定虛像顯示裝置100是頭戴式顯示器進行了具體說明，然而虛像顯示裝置100也可以改變?yōu)槠揭曪@示器。在上述說明中，假定在導光部件21的第I和第2反射面21a、21b中，不在表面上實施鏡面或半鏡面等而通過與空氣的界面使圖像光全反射并引導圖像光，然而關(guān)于本發(fā)明中的全反射，假定也包含在第I和第2反射面21a、21b上的全體或一部分形成鏡面涂層、半鏡面膜來進行的反射。例如，也包含這樣的情況在圖像光的入射角度滿足了全反射條件后，在第I和第2反射面21a、21b的全體或一部分實施鏡面涂層等，實質(zhì)上反射全部圖像光。并且，只要能獲得足夠亮度的圖像光，就可以通過具有少許透射性的鏡面對第I和第2反射面21a、21b的全體或一部分進行涂層。以上的涂層也同樣能夠應(yīng)用于框架部分23的第I和第2面23a、23b。在上述的說明中，導光部件21朝眼EY的并排橫方向延伸，然而導光部件21也可以朝縱方向延伸。在該情況下，第I光學面板部分111和第2光學面板部分112不是串聯(lián) 而是并列平行配置。也就是說，支撐框架123是將一對導光部件21平行配置在同一平面上的支撐框架。
權(quán)利要求
1.一種虛像顯示裝置，其中，所述虛像顯示裝置具有 導光部件，其具有導光部、使圖像光入射到所述導光部的光入射部、使由所述導光部引導的圖像光射出到外部的光射出部，該導光部件使得能夠經(jīng)由所述光射出部進行所述圖像光的觀察；以及 支撐框架，其支撐所述導光部件， 所述支撐框架具有光透射部，該光透射部通過與所述導光部件組合來構(gòu)成透視部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的虛像顯示裝置，其中， 所述導光部具有相互平行配置且能夠進行基于全反射的導光的第I反射面和第2反射 面， 所述光入射部具有與所述第I反射面成預(yù)定角度的第3反射面， 所述光射出部具有與所述第I反射面成預(yù)定角度的第4反射面， 在所述第4反射面上施加有半鏡面， 所述光透射部具有與所述導光部件接合的楔狀部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛像顯示裝置，其中，所述光透射部具有通過所述半鏡面與所述第4反射面接合的光透射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的虛像顯示裝置，其中，所述光透射部具有分別平行于所述第I反射面和第2反射面而配置的第I面和第2面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4中任一項所述的虛像顯示裝置，其中，所述支撐框架具有對所述導光部件進行定位的定位部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的虛像顯示裝置，其中， 所述導光部件在所述第I反射面和所述第4反射面之間具有端面， 所述支撐框架具有形成在所述第I面和所述光透射面之間且與所述端面對置的卡定面作為所述定位部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的虛像顯示裝置，其中， 所述導光部件將所述第I反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面作為側(cè)面，具有與所述第I反射面、第2反射面、第3反射面和第4反射面分別鄰接的上表面和下表面，所述支撐框架將所述導光部件保持為從所述上表面?zhèn)群退鱿卤砻鎮(zhèn)葕A住所述導光部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項所述的虛像顯示裝置，其中，所述導光部件的所述第I反射面被配置成定位在與所述光透射部的所述第I面相同的平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項所述的虛像顯示裝置，其中，所述導光部件的所述第2反射面被配置成定位在與所述光透射部的所述第2面相同的平面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的虛像顯示裝置，其中， 所述虛像顯示裝置具有形成圖像光的圖像顯示裝置、使從所述圖像顯示裝置射出的所述圖像光入射的投影光學系統(tǒng)， 從所述圖像顯示裝置中的第I部分區(qū)域射出的第I圖像光在所述導光部內(nèi)的反射次數(shù)、與從第2部分區(qū)域射出的第2圖像光在所述導光部內(nèi)的反射次數(shù)相互不同，該第2部分區(qū)域是關(guān)于在導光時因反射而產(chǎn)生光路折返的封閉方向與所述第I部分區(qū)域不同的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的虛像顯示裝置，其中，所述封閉方向是與如下截面平行的方向，該截面包含通過所述投影光學系統(tǒng)的第I光軸和所述第3反射面的法線。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項所述的虛像顯示裝置，其中，所述導光部件和所述支撐框架通過注塑成型而分別獨立地一體成型。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的虛像顯示裝置，其中，所述導光部件和所述支撐框架使用熱聚合型的樹脂材料分別成型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可增大虛像的顯示尺寸、能夠進行良好的透視觀察的虛像顯示裝置。由于支撐框架(123)具有通過與導光部件(21)組合來構(gòu)成透視部(B4)的光透射部(23k)，因而通過將用于圖像光觀察的導光部件(21)組裝在支撐框架(123)上，能夠進行利用透視部(B4)的透視的外界觀察。并且，通過在支撐框架(123)上設(shè)置光透射部(23h)，可在使導光部件(21)輕量化的同時，提高支撐框架(123)的強度。
文檔編號G02B17/08GK102628990SQ201210022389
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者宮尾敏明, 小松朗, 戶谷貴洋, 武田高司, 高木將行 申請人:精工愛普生株式會社