虚像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种包括导光装置的虚像显示装置，其中上述导光装置通过多个部件的接合而形成并具有充分的强度。在导光装置(20)中，由于导光部件(21)的半透半反镜层(半透射反射膜)(28)形成于第1接合面(21j)的部分区域(PA0)上，光透射部件(23)的第2接合面(23c)对于第1接合面(21j)至少在其他区域(PA)粘接，所以即使对于第1接合面(21j)的半透半反镜层(半透射反射膜)(28)的粘接力不够充分大的情况下，也能提高第1接合面(21j)和第2接合面(23c)的接合强度即将导光部件(21)和光透射部件(23)组合而成的导光装置(20)的强度。

Virtual Image Display Device

The invention provides a virtual image display device including a light guide device, in which the light guide device is formed by joining multiple components and has sufficient strength. In the light guide device (20), because the semi-transparent and semi-reflective layer (28) of the light guide component (21) is formed on a part of the first interface (21j) (PA0), the second interface (23c) of the light transmission component (23) is bonded to the first interface (21j) at least in other areas (PA), the bonding force of the semi-transparent and semi-reflective layer (28) of the first interface (21j) is insufficient even though the bonding force of the semi-transparent and semi-reflective layer (28) of the first interface (21j) is insufficient. In large cases, the bonding strength of the first joint (21j) and the second joint (23c) can also be increased, i.e. the intensity of the light guide device (20) composed of the light guide component (21) and the light transmission component (23).

【技术实现步骤摘要】
虚像显示装置本申请是申请号为201210370326.4、申请日为2012年9月28日、专利技术名称为“虚像显示装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及在头部安装使用的头戴显示器等的虚像显示装置。
技术介绍
近年来，作为像头戴显示器那样可进行虚像的形成及观察的虚像显示装置，提出了各种通过导光板将来自显示元件的图像光引导至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，提出透视光学系统(参照专利文献1等)。然而，在专利文献1记载的装置中，由于通过使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，所以难以使得虚像的显示尺寸很大。还有，由于使用比瞳孔尺寸小的导光光学系统，所以难以为了对应于各个人的眼宽度，使得有效瞳径(即可进行虚像的取入的采光直径，还称为视圈直径)增大。还有，由于在瞳孔附近物理地配置导光光学系统的射出开口、外壳，所以会产生死角，最终不能成为完全的透视。还有，作为头部安装显示器用的光学系统，存在包括能使导光角度不同的多个光模式进行的导光体的光学系统(参照专利文献2)。在这样的光学系统中，也可以考虑通过将射出侧的第3光学面设为半透半反镜，以在内部嵌入该半透半反镜的方式对导光体粘贴棱镜状部件而将全体平板化，从而隔着半透半反镜可以进行外界光的观察的透视型的导光装置。然而，有可能在将导光体和棱镜状部件接合的部分，施加很大的力量，在两者的粘接强度不充分的情况下，在接合部分产生剥离，导光装置有可能损坏。专利文献1：特开2010-224473号公报专利文献2：特表2008-535001号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种虚像显示装置，其包括通过多个部件的接合而形成的并具有充分的强度的导光装置。为了达成上述目的，本专利技术的虚像显示装置，其特征在于，包括：(a)图像显示装置，其形成图像光；(b)投射光学系统，其形成基于从图像显示装置射出的图像光的虚像；(c)导光部件，其具有：光入射部，向内部取入通过了投射光学系统的图像光；导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从光入射部取入的图像光；和光射出部，向外部取出经过了导光部的图像光；和(d)光透射部件，通过与导光部件接合能够进行外界光的观察，(e)导光部件，在与光透射部件接合的第1接合面的部分区域上，具有使图像光弯曲并使外界光透射的半透射反射膜，(f)光透射部件具有第2接合面，其包含与第1接合面中除了部分区域之外的区域即第1接合面的其他区域相对的第2接合面的其他区域，并且通过粘接剂对于第1接合面至少在第2接合面的其他区域粘接。这里，半透射反射膜不限于金属反射膜，还包括包含电介质层等的多层膜、全息元件等。上述虚像显示装置中，由于半透射反射膜形成在第1接合面的部分区域上，光透射部件的第2接合面对于第1接合面至少在其他区域粘接，所以即使半透射反射膜对于第1接合面的粘接力不够充分大的情况下，也能提高第1接合面和第2接合面的接合强度即将导光部件和光透射部件组合而成的导光装置的强度。根据本专利技术的具体方面，第1接合面的其他区域和第2接合面的与其他区域相对应的相对区域的至少一方包含具有起伏的非平滑面。这个情况下，由于通过非平滑面能使粘接或接合的面积增加，能使第1接合面和第2接合面的接合强度容易并可靠地增加。根据本专利技术的具体方面，非平滑面是通过粗面化加工而具有细微的凹凸的粗糙面。这个情况下，非平滑面的加工容易，能抑制通过第1接合面、第2接合面的光束的混乱。根据本专利技术的其他方面，在第1接合面侧设置的非平滑面和在第2接合面侧设置的非平滑面相互嵌合。这个情况下，能够经过第1接合面和第2接合面在导光部件和光透射部件之间对准。根据本专利技术的其他方面，在第1接合面侧设置的非平滑面和在第2接合面侧设置的非平滑面呈凹凸相反的翻转形状。这个情况下，能降低充满第1接合面和第2接合面之间的粘接剂的量。根据本专利技术的其他方面，导光部件的第1接合面中，支持半透射反射膜的部分区域关于预定方向配置在第1接合面的中央侧，半透射反射膜的周围的其他区域是在预定方向的两端侧夹着部分区域的周边区域。在上述预定方向为上下方向的情况下，半透射反射膜配置在第1接合面的上下的中央，在第1接合面的上下端侧能设置不经过半透射反射膜而能够进行外界光的观察的透射区域。根据本专利技术的其他方面，第1接合面全体与第2接合面粘接，周边区域全体成为非平滑面。根据本专利技术的其他方面，导光部件，作为一体的部件而具有光入射部、导光部和光射出部，光入射部具有对于第1及第2反射面的任一个成钝角的平面的第3反射面，光射出部的第1接合面形成对于第1及第2反射面的任一个成钝角的平面的第4反射面。这个情况下，由光入射部的第3反射面反射的图像光通过导光部的第1及第2反射面全反射同时传送，由光射出部的第4反射面反射作为虚像入射至观察者的眼。再者，通过使光入射部、导光部和光射出部作为一体的部件，能利用注塑成型技术高精度地形成导光装置。根据本专利技术的其他方面，导光部件、光透射部件、和粘接剂通过具有基本相同的折射率的材料而形成。这个情况下，可以抑制第1接合面、第2接合面中的光束的混乱，进行外界光的正确观察。再者，所谓基本相同的折射率意味着取决于粘接面的粗糙度，但是容许不打乱光路的程度的略微折射率差。附图说明图1是表示第1实施方式的虚像显示装置的透视图。图2(A)是构成虚像显示装置的第1显示装置的主体部分的俯视图，(B)是主体部分的主视图。图3(A)是说明导光部件的光入射部的第3反射面的结构的图，(B)是说明导光部件的导光部的第1反射面的结构的图，(C)是说明导光部件的导光部的第2反射面的结构的图，(D)是说明导光部件的光射出部的第4反射面的结构的图。图4(A)是展开关于纵的第1方向的光路的概念图，(B)是展开关于横的第2方向的光路的概念图。图5是具体说明虚像显示装置的光学系统的光路的俯视图。图6(A)表示液晶显示装置的显示面，(B)是概念地说明观察者所见的液晶显示装置的虚像的图，(C)及(D)是说明构成虚像的部分图像的图。图7是说明导光部件和光透射部件的接合的透视图。图8是概念地说明导光部件和光透射部件的接合部的放大截面图。图9(A)及(B)是说明变形例的虚像显示装置的一部分的图。图10是概念地说明第2实施方式的接合部的放大截面图。图11是概念地说明变形例的接合部的放大截面图。图12是概念地说明第3实施方式的接合部的放大截面图。图13(A)是表示第4实施方式涉及的虚像显示装置的截面图，(B)及(C)，是导光装置主视图及俯视图。图14是说明图像光的光路的模式图。图15是说明包含半透半反镜层的接合部的截面图。图16(A)是表示第5实施方式涉及的虚像显示装置的截面图，(B)及(C)，是导光装置主视图及俯视图。图17是说明图像光的光路的模式图。图18是说明包含半透半反镜层的接合部的截面图。图19是说明变形例的虚像显示装置的概念图。符号的说明2c…反射单元，10…图像形成装置，11…图像显示装置，12…投射光学系统，20、420、520…导光装置，20a、20b…主体部分，20s…导光主体部件，21、421、521…导光部件，21a、21b、21c…第1-第3反射面，21d…第4反射面，21j、424j…第1接合面，21s…导光主体部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚像显示装置，其特征在于，包括：图像显示装置，其形成图像光；投射光学系统，其形成基于从上述图像显示装置射出的上述图像光的虚像；一对导光部件，各导光部件具有：光入射部，向内部取入通过了上述投射光学系统的上述图像光；导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从上述光入射部取入的上述图像光；和光射出部，向外部取出经过了上述导光部的上述图像光；和光透射部件，其包括第1光透射部分和第2光透射部分，通过与上述一对导光部件接合能够进行外界光的观察，上述一对导光部件，在与上述光透射部件接合的各第1接合面的部分区域上，具有使上述图像光弯曲并使上述外界光透射的半透射反射膜，上述光透射部件具有一对第2接合面，上述第1接合面中除了上述部分区域之外的其他区域包括在与上述图像光的导光方向垂直且与上述第1及第2面平行的方向上的两端侧夹着上述第1接合面的上述部分区域的一对周边区域，上述第2接合面至少与上述周边区域粘接，夹着上述部分区域的上述一对周边区域的面积比上述部分区域大，上述一对导光部件和上述光透射部件通过接合而构成一体地连结的光学部件。

【技术特征摘要】
2011.09.30 JP 2011-2167121.一种虚像显示装置，其特征在于，包括：图像显示装置，其形成图像光；投射光学系统，其形成基于从上述图像显示装置射出的上述图像光的虚像；一对导光部件，各导光部件具有：光入射部，向内部取入通过了上述投射光学系统的上述图像光；导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从上述光入射部取入的上述图像光；和光射出部，向外部取出经过了上述导光部的上述图像光；和光透射部件，其包括第1光透射部分和第2光透射部分，通过与上述一对导光部件接合能够进行外界光的观察，上述一对导光部件，在与上述光透射部件接合的各第1接合面的部分区域上，具有使上述图像光弯曲并使上述外界光透射的半透射反射膜，上述光透射部件具有一对第2接合面，上述第1接合面中除了上述部分区域之外的其他区域包括在与上述图像光的导光方向垂直且与上述第1及第2面平行的方向上的两端侧夹着上述第1接合面的上述部分区域的一对周边区域，上述第2接合面至少与上述周边区域粘接，夹着上述部分区域的上述一对周边区域的面积比上述部分区域大，上述一对导光部件和上述光透射部件通过接合而构成一体地连结的光学部件。2.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，上述第1接合面的上述其他区域和上述第2接合面的与上述其他区域相对应的相对区域的至少一方包含具有起伏的非平滑面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木将行，户谷贵洋，宫尾敏明，小松朗，武田高司，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP