[实用新型]光学部件及虚像显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及将影像作为虚像向观察者示出的虚像显示装置，特别涉及适用于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器的光学部件及使用该光学部件的虚像显示装置。

背景技术

作为组装于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器（以下也称为HMD）等虚像显示装置中的光学系统，提出了各种方案，特别地，对于在眼前使用的光学棱镜也提出了各种方案（例如，参照专利文献1、2等）。

关于HMD等虚像显示装置，期望发展小型化及轻质化以及通过不使画质下降来实现宽视角化。此外，在覆盖观察者的全部视野、成为仅能看到影像光的状态时，观察者不能判断外界的状态，会产生不安。反倒不如通过将外界和影像重叠观看而产生虚拟现实的各种新用途。因此，期望不妨碍外界的视野而重叠显示图像光的显示器。

考虑以上状况，可以考虑以下方案：由例如具有多个自由曲面且在观察者眼前以透视方式配置的棱镜状的光学部件构成虚像显示装置，经该透视型的光学部件将来自图像显示元件的影像光导向观察者的眼睛。特别地，在此类虚像显示装置中，为了提高观察者的佩戴舒适感且使外观形态良好，一般期望接近于眼镜的形态。为了使虚像显示装置接近于眼镜的形态，虚像显示装置中配置于眼前的导光部分的形状特别重要。

此外，另一方面，对于构成导光部分的光学部件，实现作为导光部的功能也是重要前提。在光学部件是包括自由曲面的复杂形状的情况下，为了高精度地维持画质等，确保组装精度就变得重要。

专利文献1：日本特开平11－149003号公报；

专利文献2：日本特开平10－268114号公报。

实用新型内容

本实用新型鉴于上述背景技术而研制，其目的是提供能组装到虚像显示装置中且既确保导光的光学功能又接近于眼镜的形态来使外观的形态良好的光学部件及使用该光学部件的虚像显示装置。

为实现上述目的，本实用新型涉及的第一光学部件，其特征在于，具备：（a）第一及第二表面，其互相相对地配置，且包括将来自影像元件的光射向观察者的眼睛以使图像被观看的自由曲面；（b）侧方端部，其设置于第一及第二表面间；和（c）突起状的肋状物，其沿侧方端部的至少一部分设置。

在上述光学部件中，具备沿侧方端部的至少一部分延伸的突起状的肋状物，因此在将光学部件安装于例如构成虚像显示装置的其他部件时，通过以与包括自由曲面的第一及第二表面分别设置的突起状的肋状物的一部分为基准，而能高精度地进行第一及第二表面的校准，能确保虚像显示装置等中的光学部件的光学功能。此外，设置有作为应成为覆盖眼前的眼罩的部分的第一及第二表面的光学主体部分可接近于眼镜的形态而使外观的形态良好。

在本实用新型的具体侧面，在上述第一光学部件中，第一及第二表面使来自影像元件的影像反射而导向观察者的眼睛。

在本实用新型的其他侧面，第一及第二表面形成为棱镜状的部件的表面，且使来自作为影像元件的影像显示元件的影像的光边在该棱镜状的部件的内部反射边导向观察者的眼睛。

在本实用新型的另一侧面，肋状物具有安装部，该安装部能将第一及第二表面以相对地定位的状态相对于作为第一其他部件的支撑用的框架进行安装。在该情况下，通过将支撑用的框架作为基材、对其组装光学部件、像形成主体部等，而能简易地制造高精度的虚像显示装置。

在本实用新型的又一侧面，安装部具有平面部分，该平面部分在向框架安装时与设置于该框架的抵接面接触以成为确定相对姿势的基准。在该情况下，在将光学部件向框架安装时，能确保良好的作业性。

在本实用新型的又一侧面，安装部配置于包括自由曲面并具有长圆状的轮廓且在眼前配置的眼罩部的外侧。在该情况下，能可靠地防止因安装部而损伤虚像显示装置的外观。再有，这里，长圆状包括椭圆形状和/或将椭圆形状稍变形的形状，不限于仅由平滑的线形成的形状，也包括例如将几个曲率不同的曲线组合的形状。

在本实用新型的又一侧面，肋状物在向框架安装时限制第一及第二表面相对于该其他部件的相对移位。在该情况下，可防止在将光学部件向框架安装后光学部件因意外的外力而变形、劣化。

在本实用新型的又一侧面，该光学部件通过将导光棱镜和辅助棱镜接合而得到，该导光棱镜是导引图像光并且能实现外界光的透视的主体部分，该辅助棱镜与导光棱镜接合而一体固定并且辅助导光棱镜的透视功能。在该情况下，能使经虚像显示装置的视野良好，且能提高虚像显示装置的外观的自由度。