导光棱镜和图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的导光棱镜(5)具有：入射面(6a)，其入射来自显示元件(4)的影像光；一个以上的反射面，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面(6b)；以及出射面(7)，其与出射侧反射面(6b)构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反射面(6b)反射后的影像光。在一个方式中，导光棱镜(5)具有被设置成在出射侧反射面(6b)与出射面(7)之间的宽度变窄的方向上从出射侧反射面(6b)和出射面(7)的端部突出的棱镜前端部(9a)。在另一个方式中，导光棱镜(5)是一体形成朝向眼球对影像光进行导光的导光部(10)、与导光部(10)相邻设置的板状的板部(11)、形成在板部(11)上且用于将影像光作为虚像进行观察的凸透镜部(12)而构成的，板部(12)具有在出射侧反射面(6b)与出射面(7)之间的宽度变窄的方向上从出射侧反射面(6b)和出射面(7)的端部突出的部分(11a)。并且，本发明专利技术的图像显示装置(1)具有射出影像光的显示元件(4)、导光棱镜(5)、以及用于在观察者的头部固定支承显示元件(4)和导光棱镜(5)的支承部(2)。

Light guide prism and image display device

The light guide prism of the invention is: (5) incident surface (6a), the incident from the display element (4) of the image light; more than one reflection surface, its image of incident light is reflected, at least the exit side reflector (6b); and the exit surface (7). The exit side reflector (6b) forms an acute angle towards the observer's eye shot, in the exit side reflector (6b) image light after the reflection. In one embodiment, the light guide prism (5) has arranged on the outgoing side reflector (6b) and the exit surface (7) between the width of the direction from the exit side reflector (6b) and the exit surface (7) prism tip prominent end (9a). In another way, the light guide prism (5) is integrally formed toward the light of eye image light guide part guiding light (10), (10) and the light guide plate, plate arranged adjacent to the (11), formed in the plate portion (11) and for the image of light as a virtual image lens portion of observation (12) formed by plate (12) is on the outgoing side reflector (6b) and the exit surface (7) between the width of the direction from the exit side reflector (6b) and the exit surface (7) projecting end part (11a). In addition, the image display device (1) of the present invention has a display element (4) for emitting image light, a light guide prism (5), and a support portion () for supporting the display element (4) and light guide prism (s) at the head of the observer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对来自显示元件的影像光进行导光并在观察者的视野内显示显示图像的虚像的导光棱镜以及使用该导光棱镜的图像显示装置。
技术介绍
近年来，提出了佩戴在头部或眼镜上的小型且可穿戴的图像显示装置。作为这种图像显示装置，例如公知有如下装置：通过透明的导光部件将小型图像显示元件中显示的图像的影像光导光至眼前，作为被放大的虚像显示在观察者的视野内(例如参照专利文献1、2)。小型轻量的导光部件不会大幅遮挡视场，能够小型、轻量地构成图像显示装置整体，能够作为能够始终穿戴在身上进行使用的可穿戴设备进行使用。但是，当使导光部件小型化时，由导光部件内部的侧面等反射的杂散光或重像光容易醒目。因此，例如，在专利文献2中，对不作为反射面的光学面实施磨砂处理，减少杂散光或重像光。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-122478号公报专利文献2：日本特开2012-203113号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，即使实施该磨砂处理，也很难完全消除杂散光或重像光，并且，由于需要额外进行磨砂处理的工序，所以，存在量产时成为高成本的问题。因此，着眼于这些方面而完成的本专利技术的目的在于，提供能够作为导光部件使用、且减少了杂散光和重像光的导光棱镜以及使用该导光棱镜的图像显示装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术人重新进行了专心研讨。其结果发现，在导光部件中，在与目镜的出射面相接的前端面进行反射的杂散光和重像光对于观察者来说非常碍眼，有效减少这种杂散光和重像光是重要的。而且，本专利技术人得到如下新知从而完成本专利技术：通过设置在出射侧反射面与出射面之间的宽度变窄的方向上从出射侧反射面和出射面的端部突出的棱镜前端部，能够有利于实现上述目的。本专利技术的主旨结构如下所述。本专利技术的第1方式的导光棱镜的特征在于，该导光棱镜具有：入射面，其入射来自显示元件的影像光；一个以上的反射面，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面；出射面，其与所述出射侧反射面构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反射面反射后的影像光；以及棱镜前端部，其被设置成在所述出射侧反射面与所述出射面之间的宽度变窄的方向上从所述出射侧反射面和所述出射面的端部突出。并且，在本专利技术的导光棱镜中，优选所述出射面形成为透镜面，当设所述棱镜前端部的从所述出射侧反射面和所述出射面的端部最突出的面为前端面时，所述前端面相对于所述出射面的光轴向朝向所述观察者的眼球侧的方向倾斜。进而，在本专利技术的导光棱镜中，优选所述棱镜前端部具有与所述出射面相接的第1面和与所述出射侧反射面相接的第2面，所述第1面和所述第2面大致平行。这里，本专利技术的第2方式的导光棱镜的特征在于，该导光棱镜具有：入射面，其入射来自显示元件的影像光；一个以上的反射面，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面；以及出射面，其与所述出射侧反射面构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反射面反射后的影像光，所述导光棱镜是一体形成以下部件而构成的：导光部，其朝向眼球对影像光进行导光；板状的板部，其与所述导光部相邻设置；以及凸透镜部，其形成在所述板部上，用于使影像光作为虚像而被观察到，所述板部具有在所述出射侧反射面与所述出射面之间的宽度变窄的方向上从所述出射侧反射面和所述出射面的端部突出的部分。并且，本专利技术的图像显示装置的特征在于，该图像显示装置具有：显示元件，其射出影像光；上述导光棱镜；以及支承部，其用于在观察者的头部固定支承所述显示元件和所述导光棱镜。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能够作为导光部件使用、且减少了杂散光和重像光的导光棱镜以及使用该导光棱镜的图像显示装置。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施方式的图像显示装置的立体图。图2A是示出本专利技术的第1实施方式的导光棱镜的俯视图。图2B是示出本专利技术的第1实施方式的导光棱镜的主视图。图3是示出现有的导光棱镜中的非正规光的光路的例子的俯视图。图4是示出另一个现有的导光棱镜中的非正规光的光路的例子的俯视图。图5是示出本专利技术的一个实施方式的导光棱镜中的光的反射的状况的俯视图。图6是示出本专利技术的第2实施方式的导光棱镜的俯视图。图7是用于说明视距和出射面的尺寸的图。图8A是示出本专利技术的第3实施方式的导光棱镜的局部俯视图。图8B是示出本专利技术的第3实施方式的导光棱镜的局部俯视图。图9是示出本专利技术的导光棱镜的变形例的俯视图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的一个实施方式进行详细地例示说明。<第1实施方式>图1是示出本专利技术的第1实施方式的图像显示装置1的立体图。该图像显示装置1具有：支承部2，其具有眼镜的形状，用于在观察者的头部固定支承图像显示装置整体；主体部3，其固定在支承部2的边撑(侧头部的框架)上，内置有显示元件4(参照图2)；以及导光棱镜5，其在一端部由主体部3支承，另一个端部在装配在观察者上的状态下延伸到观察者的眼前。在主体部3中，除了显示元件4以外，还具有用于在显示元件4上显示图像的电子电路、用于以有线或无线的方式从主体部3的外部接收影像数据的通信功能等。图2A是示出本专利技术的一个实施方式的导光棱镜5的俯视图，图2B是示出本发明的一个实施方式的导光棱镜5的主视图。如图2A、图2B所示，该导光棱镜5具有：入射面6a，其入射来自显示元件4的影像光；一个以上的反射面(在图示例子中，反射面仅具有1个出射侧反射面6b)，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面6b；以及出射面7，其与出射侧反射面6b构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反射面6b反射后的影像光。该出射面7形成为透镜面。这里，显示元件4是显示应该观察的图像的液晶显示元件或有机EL元件等，内置于图1所示的主体部3内。该显示元件4中显示的图像的影像光入射到导光棱镜5的入射面6a。优选在显示元件4与导光棱镜5的入射面6a之间设置用于保护显示元件4的保护窗(未图示)。这里，该导光棱镜5是由透明树脂构成的一个方向较长的棱镜。导光棱镜5在影像光的行进方向即长度方向的两端具有入射面6a和反射面6b，在入射面6a与反射面6b之间，以包围影像光的光路的方式具有第1侧面8a、第2侧面8b、第3侧面8c和第4侧面8d。在观察者装配了图像显示装置1的状态下，第1侧面8a位于朝向观察者的正面的面，第2侧面8b是朝向观察者的正面的相反侧的面。并且，第3侧面8c是导光棱镜的上侧的面，第4侧面8d是导光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导光棱镜，其特征在于，该导光棱镜具有：入射面，其入射来自显示元件的影像光；一个以上的反射面，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面；出射面，其与所述出射侧反射面构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反射面反射后的影像光；以及棱镜前端部，其被设置成在所述出射侧反射面与所述出射面之间的宽度变窄的方向上从所述出射侧反射面和所述出射面的端部突出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导光棱镜，其特征在于，该导光棱镜具有：
入射面，其入射来自显示元件的影像光；
一个以上的反射面，其对入射的影像光进行反射，至少包含出射侧反射面；
出射面，其与所述出射侧反射面构成锐角，朝向观察者的眼球射出在该出射侧反
射面反射后的影像光；以及
棱镜前端部，其被设置成在所述出射侧反射面与所述出射面之间的宽度变窄的方
向上从所述出射侧反射面和所述出射面的端部突出。
2.根据权利要求1所述的导光棱镜，其特征在于，
所述出射面形成为透镜面，
当设所述棱镜前端部的从所述出射侧反射面和所述出射面的端部最突出的面为
前端面时，所述前端面相对于所述出射面的光轴向朝向所述观察者的眼球侧的方向倾
斜。
3.根据权利要求1或2所述的导光棱镜，其特征在于，
所述棱镜前端部具有与所述出射面相接的第1面和与所述出射侧反射面相接的
第2面，所述第1面和所述第2面大致平行。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉原良平，高桥真也，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP