[发明专利]虚像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及佩戴在头部使用的头戴式显示器(head-mounted display)等虚像显示装置。

背景技术

近年来，作为头戴式显示器那样能够形成并观察虚像的虚像显示装置，提出了各种各样的通过导光板将来自于显示元件的图像光导入于观察者的瞳孔的类型。

在这样的虚像显示装置中，为了使图像光和外界光重叠，提出了透视光学系统的提案(参照专利文献1、2)。

但是，在专利文献1等所记载的装置中，通过使用出射开口比瞳孔尺寸小的导光光学系统的瞳孔分割(瞳分割)方式实现了透视，所以难以增大虚像的显示尺寸。另外，使用比瞳孔尺寸小的导光光学系统，所以难以为了与每个人的眼宽相对应而增大有效瞳径(为能够获取虚像的采光直径，也称为出射光瞳直径)。另外，从物理上在瞳孔附近配置导光光学系统的出射开口和/或框体，所以会产生死角，不能说是完全的透视。

另外，作为头部佩戴式显示器用的光学系统，有具有能够使导光角度不同的多个光模式进行的导光管的系统(参照专利文献3)。在这样的光学系统中，也可以考虑：进行研究使出射侧的第三光学面作为半反射镜、使第三光学面的透射光直线行进，由此成为透视型显示装置。

但是，在专利文献3的光学系统中，以多个光模式所成的像相互错位为前提，用按每个光模式而设定为不同的入射角度的准直光照射液晶面板。而且，通过按各光模式来变更显示内容并且按顺序实行各光模式的显示，由此连接各光模式的图像就得到了整体图像。该情况下，必需通过一个液晶面板边按时间差变更边显示构成整体图像的中央的图像和左右的图像，虚像显示装置复杂化，观察图像也变暗。

与上述不同的，可以考虑一种虚像显示装置，其中通过具有覆盖眼前那样的光出射部的导光部件能够与外界光重叠地进行虚像的观察，没有必要按时间差来连接图像，但不容易显示大的图像，在横向的导光方向上图像中容易产生缺失和/或亮度不均。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-3879号公报

专利文献2：日本特开2010-224473号公报

专利文献3：日本特开2008-535001号公报

发明内容

本发明是鉴于上述背景技术的问题而完成的，其目的在于提供能够抑制图像的缺失和/或亮度不均地显示高品质的虚像的虚像显示装置。

为了解决上述课题，本发明所涉及的虚像显示装置，其中，具备：(a)形成图像光的图像显示装置；(b)使从图像显示装置出射后的图像光入射的投影光学系统；和(c)导光部件，该导光部件具有导光部、使图像光入射于导光部的光入射部和使由导光部导光后的图像光向外部出射的光出射部，并能够隔着光出射部进行图像光的观察，(d)导光部具有相互平行地配置并能够通过全反射来导光的第一反射面和第二反射面，(e)光入射部具有相对于第一反射面呈预定角度的第三反射面，(f)光出射部具有相对于第一反射面呈预定角度的第四反射面，(g)投影光学系统具有在与第一反射面的平面平行并与第一反射面和第三反面的交线垂直的方向上比第三反射面的开口宽度宽的出射开口宽度。

在上述虚像显示装置中，投影光学系统具有在导光时通过反射而折回的合成方向上比第三反射面的开口宽度宽的出射开口宽度，所以能够防止从投影光学系统出射的图像光在入射于第三反射面时产生局部缺失，能够防止在图像中产生缺失和/或大的亮度不均。

在本发明的具体侧面，在上述虚像显示装置中，从投影光学系统的最靠光出射侧的透镜到导光部件的第一反射面为止的距离为例如3mm以下。该情况下，能够使从投影光学系统的最靠光出射侧的透镜出射的图像光，经由第一反射面高效地入射于第二反射面。

在本发明的其他侧面，投影光学系统的出射开口宽度，与平行于第一反射面和第三反射面的交线的第一方向相比，在与第一反射面平行并与第一反射面和第三反射面的交线垂直的第二方向上更小。

在本发明的另外其他的侧面，图像显示装置的有效尺寸，与第一方向相比在第二方向上更大。