[发明专利]虚像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在头部佩戴使用的头部佩戴显示器等的虚像显示装置。

背景技术

近年，作为头部佩戴显示器这样的可形成及观察虚像的虚像显示装置，提出了各种由导光板将来自显示元件的图像光导向观察者的瞳孔的类型的装置。

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(参照专利文献1、2)。

但是，专利文献1等所述的装置中，由采用射出开口比瞳孔尺寸小的导光光学系统的瞳孔分割方式来实现透视，因此，难以增大虚像的显示尺寸。另外，由于采用比瞳孔尺寸小的导光光学系统，难以与人的不同眼宽对应地增大有效瞳孔径(可取入虚像的采光径，也称为眼环径)。另外，由于在瞳孔附近物理地配置了导光光学系统的射出开口和框体，因此产生死角，不能说是完全的透视。

另外，作为头部佩戴显示器用的光学系统，有具备可进行导光角度不同的多个光模式的导光管的装置(参照专利文献3)。准备这样的光学系统，通过研究将射出侧的第3光学面设为半透射反射镜(half mirror)，使第3光学面的透射光直行(例如棱镜的追加)，也可以实现透视型的显示装置。

但是，专利文献3的光学系统中，以多个光模式形成的像相互位置偏移为前提，用设定为按各光模式而异的入射角度的准直光照明液晶面板。以各光模式变更显示内容的同时，顺序执行各光模式的显示，可将各光模式的图像组合，获得全体图像。该场合，必须由一个液晶面板在变更时间差的同时显示构成全体图像的中央的图像和左右的图像，虚像显示装置复杂且观察图像变暗。

另外，在由具有覆盖眼前的光射出部的导光部件可与外界光重叠地观察虚像的虚像显示装置中，虽然不必考虑按时间差来组合图像，但是难以显示大图像，导光部件与透视用的棱镜等的部件连接时，在相关部件发生重影，重影变得容易到达眼睛。

现有技术文献

专利文献

专利文献1特开2006-3879号公报

专利文献2特开2010-224473号公报

专利文献3特开2008-535001号公报

发明内容

本发明鉴于上述背景技术的问题而提出，目的是提供可透视观察并可抑制观察到重影的虚像显示装置。

为了解决上述问题，本发明的虚像显示装置，包括：形成图像光的图像显示装置；入射从上述图像显示装置射出的上述图像光的投射光学系统；一体的块状的导光部件，具有导光部、使来自上述投射光学系统的上述图像光入射上述导光部的光入射部以及向外部射出由上述导光部导入的上述图像光的光射出部，经由上述光射出部可观察上述图像光；以及通过与上述导光部件组合可观察外界光的光透射部件，上述导光部具有相互平行配置的可全反射导光的第1反射面和第2反射面，上述光入射部具有对于上述第1反射面形成规定的角度的第3反射面，上述光射出部具有对于上述第1反射面形成规定的角度的第4反射面，在上述第4反射面施加了作为半透射反射镜层等的半透射反射镜，上述光透射部件具备：透视辅助部，至少具有与上述第4反射面相对的透射面和与上述第2反射面近似平行配置的第1面；光阻止部，设置在比上述透视辅助部更靠上述导光部件的导光方向侧，阻止来自上述光透射部件的光导向上述导光部件。

上述虚像显示装置中，光入射部的第3反射面反射的图像光由导光部的第1及第2反射面全反射的同时进行传送，由光射出部的第4反射面反射，作为虚像入射观察者的眼。此时，导光部件可作为多面体状的外形而一体地高精度制作，经由该导光部件可高精度观察虚像。另外，通过组合导光部件和光透射部件，可经由透视辅助部进行透视观察，可以在外界像上重合观察虚像的图像。而且，在光透射部件的导光方向的导光方向侧即进深侧设置的光阻止部阻止来自光透射部件的光导向导光部件，因此，例如通过半透射反射镜层等即半透射反射镜达到光透射部件内部的光束由光透射部件进行了不形成重影的处理，可抑制该重影返回光导光部件。

根据本发明的其他方面，上述虚像显示装置中，上述光阻止部是朝向上述导光方向侧厚度减少的锥部。该场合，通过半透射反射镜达到光透射部件的重影成为在锥部内反射角逐渐变小的状态，变得无法满足全反射条件，在从观察者的眼偏离的位置向外部排出。即，由锥部可抑制重影到达眼。