佩戴型影像显示装置和目镜光学系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供佩戴型影像显示装置和目镜光学系统，其能够抑制由在导光棱镜的侧面上反射的光所形成的重影。目镜光学系统包含：对来自显示元件的影像光进行引导的导光棱镜；和将被导光棱镜引导的影像光射出的射出部。导光棱镜包含：多个侧面，它们被配置成包围影像光的光路；和反射面，其将影像光向射出部反射。多个侧面包含第1侧面，所述第1侧面配置在第1平面的对置侧且夹在射出部与反射面之间，其中，所述第1平面包含被反射面反射之前的影像光的第1光轴和被反射面反射之后的影像光的第2光轴，第1侧面与包含有第1光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第1光轴具有负的倾斜角，并且，第1侧面与包含有第2光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第2光轴具有正的倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
佩戴型影像显示装置和目镜光学系统
本专利技术涉及包含有导光棱镜的佩戴型影像显示装置和包含有导光棱镜的目镜光学系统。
技术介绍
近年，戴在头部上使用的佩戴型影像显示装置逐渐受到关注。作为其一个例子，已知具有眼镜形状的图像显示装置(例如，参照专利文献1)。佩戴型影像显示装置例如具备显示元件和包含有导光棱镜的目镜光学系统，其通过引导来自显示元件的影像光并将该影像光朝向用户的眼球射出，由此使显示元件的显示影像显示在用户的视野内。导光棱镜是将来自显示元件的影像光引导至用户的眼球前的部件，因此构成为小型和薄型以免大幅遮挡用户的视野。可是，如果使导光棱镜小型和薄型，则例如如后述的图4所示，存在这样的情况：在导光棱镜内的导光棱镜侧面上反射的光入射到用户的瞳孔，使得用户的视野内产生重影。图1是示出以往的佩戴型影像显示装置所包含的显示元件和目镜光学系统的一例的立体图。图2是从与图1不同的方向观察目镜光学系统的立体图。图3是显示元件和目镜光学系统的俯视图。图4是示出从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的一例的图。在图1至3中，目镜光学系统1包含：导光棱镜3，其对来自显示元件2的影像光进行引导；和射出部4，其将被导光棱镜3引导的影像光朝向用户的眼球射出。导光棱镜3包含：4个侧面3a、3b、3c和3d，它们被配置成包围来自显示元件2的影像光的光路；和反射面3e，其将来自显示元件2的影像光朝向射出部4反射。射出部4包含具有正的光焦度的射出面4a，该射出面4a将被反射面3e反射的影像光射出。光轴5(5a、5b)是从显示元件2的显示区域中心起以在反射面3e之外不发生反射的方式通过射出部4的射出面4a的中心的光线。在该光线中，将在反射面3e上反射之前的光线作为光轴5a，将在反射面3e上反射之后的光线作为光轴5b。导光棱镜3的侧面3a和3b是相对于包含有光轴5a和5b的平面平行地配置的面。导光棱镜3的侧面3c和3d是被配置成与下述平面平行的面，其中，该平面与包含有光轴5a和5b的平面垂直且包含有光轴5a。导光棱镜3的截面3f是与包含有光轴5a和5b的平面垂直且包含有光轴5a的平面这样的截面。导光棱镜3的截面3g是比射出部4靠显示元件2侧且垂直于光轴5a的平面这样的截面。导光棱镜3的截面3h和射出部4的截面4b是与包含有光轴5a和5b的平面垂直且包含有光轴5b的平面这样的截面。并且，截面3f、3g和3h分别具有长方形或正方形的形状。另外，截面3f、3g、3h和4b也是目镜光学系统1的截面。根据这样的结构的目镜光学系统1，例如如图4所示，在关注从显示元件2的显示区域中心射出且在目镜光学系统1的截面3f、3h和4b的各截面上通过的光线时，存在这样的情况：在导光棱镜3的侧面3a(或侧面3b)上反射的光线入射到用户的瞳孔(眼球6的瞳孔)中。这种情况下，在用户的视野内产生由该光线形成的重影。特别是，由于导光棱镜3的侧面3a(或侧面3b)中的、夹在反射面3e与射出部4之间的区域接近射出部4，因此在该区域上反射的光会生成更强的重影。这样的重影随着导光棱镜3的小型化和薄型化而容易产生。因此，在具备包含有小型且薄型的导光棱镜的目镜光学系统的佩戴型影像显示装置中，期望将由在导光棱镜的侧面上反射的光所形成的重影除去或使其减弱。专利文献1：日本特开2015-135506号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述现状，目的在于提供一种能够抑制由在导光棱镜的侧面上反射的光所形成的重影的佩戴型影像显示装置和目镜光学系统。本专利技术的一个方式是包含有显示元件和目镜光学系统的佩戴型影像显示装置。目镜光学系统包含：对来自显示元件的影像光进行引导的导光棱镜；和将被导光棱镜引导的影像光射出的射出部。导光棱镜包含：多个侧面，它们被配置成包围影像光的光路；和反射面，其将影像光向射出部反射。射出部包含具有正的光焦度的射出面，射出面将被反射面反射的所述影像光射出。多个侧面包含第1侧面，所述第1侧面配置在第1平面的对置侧且夹在射出部与反射面之间，其中，所述第1平面包含被反射面反射之前的影像光的第1光轴和被反射面反射之后的影像光的第2光轴，第1侧面与包含有第1光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第1光轴具有负的倾斜角，并且，第1侧面与包含有第2光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第2光轴具有正的倾斜角。本专利技术的另一方式是目镜光学系统，该目镜光学系统包含：对来自显示元件的影像光进行引导的导光棱镜；和将被导光棱镜引导的影像光射出的射出部。导光棱镜包含：多个侧面，它们被配置成包围影像光的光路；和反射面，其将影像光向射出部反射。射出部包含具有正的光焦度的射出面，射出面将被反射面反射的影像光射出。多个侧面包含第1侧面，所述第1侧面配置在第1平面的对置侧且夹在射出部与反射面之间，其中，所述第1平面包含被反射面反射之前的影像光的第1光轴和被反射面反射之后的影像光的第2光轴，第1侧面与包含有第1光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第1光轴具有负的倾斜角，并且，第1侧面与包含有第2光轴且垂直于第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向光路的下游侧相对于第2光轴具有正的倾斜角。本专利技术起到了这样的效果：在包含有导光棱镜的佩戴型影像显示装置或包含有导光棱镜的目镜光学系统中，能够抑制由在导光棱镜的侧面上反射的光所产生的重影。附图说明图1是示出以往的佩戴型影像显示装置所包含的显示元件和目镜光学系统的一例的立体图。图2是从与图1不同的方向观察目镜光学系统的立体图。图3是显示元件和目镜光学系统的俯视图。图4是示出从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的一例的图。图5是示出第1实施方式的佩戴型影像显示装置的穿戴例的图。图6是示出第1实施方式的佩戴型影像显示装置所包含的显示元件和目镜光学系统的一例的立体图。图7是从与图6不同的方向观察第1实施方式的目镜光学系统的立体图。图8是第1实施方式的显示元件和目镜光学系统的俯视图。图9是第1实施方式的佩戴型影像显示装置所包含的壳体、显示元件以及目镜光学系统的剖视图。图10是示出第1实施方式的、从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的一例的图。图11是示出第1实施方式的、从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的另一例的图。图12是示出第2实施方式的佩戴型影像显示装置所包含的显示元件和目镜光学系统的一例的立体图。图13是从与图12不同的方向观察第2实施方式的目镜光学系统的立体图。图14是第2实施方式的显示元件和目镜光学系统的俯视图。图15是示出第2实施方式的导光棱镜的截面的形状的图。图16是示出第2实施方式的、从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的一例的图。图17是示出第2实施方式的、从显示元件的显示区域中心射出并在目镜光学系统的截面上通过的光线的另一例的图。图18是示出第2实施方式的来自太阳的光线的一例的图。图19是示出第3实施方式的佩戴型影像显示装置所包含的显示元件和目镜光学系统的一例的立体图。图20是从与图19不同的方向观察第3实施方式的目镜光学系统的立体图。图21是第3实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种佩戴型影像显示装置，其包含显示元件和目镜光学系统，其中，所述目镜光学系统包含：导光棱镜，其引导来自所述显示元件的影像光；和射出部，其将被所述导光棱镜引导的所述影像光射出，所述导光棱镜包含：多个侧面，它们被配置成包围所述影像光的光路；和反射面，其将所述影像光向所述射出部反射，所述射出部包含具有正的光焦度的射出面，所述射出面将被所述反射面反射的所述影像光射出，所述多个侧面包含第1侧面，所述第1侧面配置在第1平面的对置侧且夹在所述射出部与所述反射面之间，其中，所述第1平面包含被所述反射面反射之前的所述影像光的第1光轴和被所述反射面反射之后的所述影像光的第2光轴，所述第1侧面与包含有所述第1光轴且垂直于所述第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向所述光路的下游侧相对于所述第1光轴具有负的倾斜角，并且，所述第1侧面与包含有所述第2光轴且垂直于所述第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向所述光路的下游侧相对于所述第2光轴具有正的倾斜角。

【技术特征摘要】
2015.12.17 JP 2015-2460781.一种佩戴型影像显示装置，其包含显示元件和目镜光学系统，其中，所述目镜光学系统包含：导光棱镜，其引导来自所述显示元件的影像光；和射出部，其将被所述导光棱镜引导的所述影像光射出，所述导光棱镜包含：多个侧面，它们被配置成包围所述影像光的光路；和反射面，其将所述影像光向所述射出部反射，所述射出部包含具有正的光焦度的射出面，所述射出面将被所述反射面反射的所述影像光射出，所述多个侧面包含第1侧面，所述第1侧面配置在第1平面的对置侧且夹在所述射出部与所述反射面之间，其中，所述第1平面包含被所述反射面反射之前的所述影像光的第1光轴和被所述反射面反射之后的所述影像光的第2光轴，所述第1侧面与包含有所述第1光轴且垂直于所述第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向所述光路的下游侧相对于所述第1光轴具有负的倾斜角，并且，所述第1侧面与包含有所述第2光轴且垂直于所述第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向所述光路的下游侧相对于所述第2光轴具有正的倾斜角。2.根据权利要求1所述的佩戴型影像显示装置，其中，在设所述射出面在与所述第1平面垂直的方向上的开口尺寸为D，所述导光棱镜的折射率为n时，所述负的倾斜角的绝对值大于D/(48n)弧度。3.根据权利要求1或2所述的佩戴型影像显示装置，其中，在设从所述第1光轴与所述第2光轴的交点至所述第1侧面为止的在与所述第1平面垂直的方向上的距离为d，从所述交点观察的所述显示元件的显示面的虚像位置为L时，所述正的倾斜角的绝对值大于d/L弧度。4.根据权利要求1或2所述的佩戴型影像显示装置，其中，所述射出部还包含配置在所述第1平面的对置侧的侧面，所述射出部的侧面朝向用户的眼球侧相对于所述第2光轴具有负的倾斜角，在设从所述第1光轴与所述第2光轴的交点至所述第1侧面为止的在与所述第1平面垂直的方向上的距离为d，从所述交点观察的所述显示元件的显示面的虚像位置为L时，所述正的倾斜角的绝对值大于d/(2L)弧度。5.根据权利要求1或2所述的佩戴型影像显示装置，其中，所述多个侧面还包含第2侧面，所述第2侧面配置在比所述第1侧面靠所述光路的上游侧的位置处，且配置在所述第1平面的对置侧，所述第2侧面与包含有所述第1光轴且垂直于所述第1平面的平面的交线的一部分或全部朝向所述光路的下游侧相对于所述第1光轴具有负的倾斜角。6.根据权利要求5所述的佩戴型影像显示装置，其中，垂直于所述第1光轴的第2平面与所述第2侧面的第1交线朝向所述第2光轴的从所述反射面面向用户的眼球侧的方向，相对于所述第1平面与所述第2平面的第2交线具有零倾斜角或负的倾斜角。7.根据权利要求5所述的佩戴型影像显示装置，其中，在设所述射出面在与所述第1平面垂直的方向上的开口尺寸为D，所述导光棱镜的折射率为n时，所述第2侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：井场阳一，远峰秀树，
申请(专利权)人：高平公司，
类型：发明
国别省市：美国,US