虚像显示装置制造方法及图纸

提供虚像显示装置，能够在考虑对影像品质的影响或者适合于人的面部的情况的同时，实现处于增大趋势的装置的小型、轻量化。切割透镜(LS)通过消除透镜有效直径的范围的一部分，在装置处于增大的趋势的HMD中实现了透镜的小型、轻量化。这时，通过将透镜有效直径中的、消除的区域设为鼻侧的区域，能够在考虑对影像品质的影响或者适合于人的面部的情况的同时，实现小型、轻量化。

【技术实现步骤摘要】
虚像显示装置
本专利技术涉及佩戴于头部并向观察者提示由影像元件等形成的影像的虚像显示装置。
技术介绍
近年来，在作为佩戴于观察者的头部的头戴式显示器(以下，也称作HMD)等虚像显示装置(或者头部佩戴型显示装置)中，宽视场角化得到了发展。为了应对宽视场角化，透镜在一般情况下其直径和壁厚经常增大，但在HMD中也要求小型、轻量。并且，伴随着透镜的增大等，难以配置适合于人的面部的透镜或者对影像品质有影响这样的情况也可能成为问题。例如，关于HMD的光学设计，已知有考虑了以提高显示品质为目的的显示元件和透镜的光轴的光学设计(专利文献1)，但不清楚是否还考虑了透镜形状及其配置。专利文献1：日本特开2004-29188号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在考虑对影像品质的影响或者适合于人的面部的情况的同时，实现处于增大趋势的装置的小型、轻量化的虚像显示装置。本专利技术的虚像显示装置具有：影像元件，其显示图像；以及非对称透镜，其作为佩戴时配置于观察者眼前并使来自影像元件的影像光向观察者侧射出的透镜，具有透镜端面，该透镜端面形成于透镜有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域。在上述虚像显示装置中，非对称透镜具有透镜端面，该透镜端面形成于透镜有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域，由此，在处于增大的趋势的HMD中实现了透镜的小型、轻量化。这时，通过将设置透镜端面的位置设为透镜有效直径的范围内的鼻侧，能够在考虑对影像品质的影响或者适合于人的面部的情况的同时，实现透镜的小型、轻量化、进而实现装置的小型、轻量化。在本专利技术的具体的方面中，透镜端面具有被加工成平面状的抵接部。在该情况下，能够利用平面状的抵接部，进行高精度且高效率的非对称透镜的定位。并且，通过将平面状的部分(直线状的部分)配置于鼻侧，能够在一对结构的情况下，更加缩窄左右透镜间配置。在本专利技术的另一方面中，非对称透镜为左右一对的结构，以左右的中心轴为基准对称地倾斜配置透镜端面。在该情况下，能够在对称性较好的状态下确保观察者的鼻用的空间。在本专利技术的又另一方面中，非对称透镜是部分地切割圆形的透镜的有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域而形成的切割透镜。在该情况下，能够部分地切割透镜有效直径的范围内的、成为观察者鼻侧的区域，从而实现透镜的小型、轻量化、进而实现装置的小型、轻量化。在本专利技术的又另一方面中，非对称透镜通过注塑成型制造，透镜端面是切割成型品中的、残留应力相对多的一侧而形成的。在该情况下，能够成为减少了非对称透镜中的双折射的产生的良好状态。在本专利技术的又另一方面中，透镜端面对包含成型时的浇口部分的部位进行切割而形成。在该情况下，容易减少非对称透镜中的双折射的产生。在本专利技术的又另一方面中，非对称透镜在多个部位具有透镜端面。在该情况下，能够成为更适合于人的面部的特性的形状。在本专利技术的又另一方面中，非对称透镜为零双折射性或者低双折射性的树脂透镜。另外，作为零双折射性或者低双折射性的树脂透镜，可考虑取向双折射±0.01以下、或者、光弹性常数10[10-12/Pa]以下的树脂透镜。在该情况下，通过抑制双折射的产生，能够抑制由于材料引起的像差等，能够在维持光学性能以提高影像品质的同时，实现各透镜的轻量化、进而实现装置整体的轻量化。在本专利技术的又另一方面中，还具有组装部，该组装部用于组装各部件组，组装部具有定位部，该定位部在组装非对称透镜时，使透镜端面抵接而进行定位。在该情况下，能够通过组装部与定位部的抵接，高精度且高效率地进行非对称透镜的组装。在本专利技术的又另一方面中，将从假定观察者眼睛的位置到非对称透镜为止的距离设为10mm～30mm的范围。在该情况下，能够作为眼镜型装置供观察者无不舒适感地佩戴。在本专利技术的又另一方面中，还具有设置于非对称透镜的前级的光学部件，光学部件具有与非对称透镜的透镜端面对应的形状的端面。在该情况下，设置于非对称透镜的前级的光学部件例如也能够与非对称透镜一起实现小型、轻量化，或者，进行高精度且高效率的定位。在本专利技术的又另一方面中，作为光学部件，具有以下部件：显示侧透镜，其设置于非对称透镜的前级，使来自影像元件的影像光入射；半反光镜，其设置于显示侧透镜的前级；以及半透射型偏振片，其设置于所述非对称透镜与所述显示侧透镜之间，使偏振透射轴的方向的成分透过。在该情况下，通过在光路中设置半反光镜，能够使光路弯折，实现宽视场角且小型化。在本专利技术的又另一方面中，影像元件具有与非对称透镜的透镜端面对应的形状的端面。在该情况下，能够在考虑适合于人的面部的情况的同时，实现影像元件的小型、轻量化、进而实现装置的小型、轻量化。附图说明图1是示意性地说明第一实施方式的虚像显示装置的外观和结构的图。图2是用于说明非对称透镜的配置和形状的示意性图。图3是示出非对称透镜的成型与虚像显示装置内的配置之间的关系的示意性图。图4是示意性地说明本实施方式的虚像显示装置的一例及其影像光的光路的图。图5是用于说明透镜有效直径的范围与非对称透镜的形状之间的关系的图。图6是用于说明人的视野的特性的图。图7是用于说明关于非对称透镜和光学部件的成型的一例的图。图8是用于说明关于非对称透镜和光学部件的成型的一例的图。图9A是用于说明非对称透镜的一个变形例的图。图9B是用于说明非对称透镜的另一个变形例的图。图10是示意性地说明第二实施方式的虚像显示装置的图。图11是示意性地说明一个变形例的虚像显示装置的图。图12是示意性地说明另一个变形例的虚像显示装置的图。图13A是示出关于非对称透镜和光学部件的端面的形状的一个变形例的图。图13B是示出关于非对称透镜和光学部件的端面的形状的一个变形例的图。图14是用于说明关于透镜端面的一个变形例的图。图15是用于说明关于透镜、影像元件的配置的一个变形例的图。标号说明A1：方向；AR1：箭头；AX：光轴；CL2、CL3、CLa、CSa：端面；CP：外装部；CS、CS1、CS2、CS3：透镜端面；CX：中心轴；D1、D2：距离；D3：有效直径；DM1：区域；DP：定位部；EY：眼睛；FM：框架；GL：影像光；GT：浇口；L1-L4：透镜；LL：虚线；LS：切割透镜；OP：光学元件；P1：偏振轴；PP：部件；SS：部件；UR：观察者；X1-X3：状态；α：角度；η：视野角；θ：倾斜角；ξ：视野角；10、210、310：图像显示装置；11：面板部；12：偏振片；13：波长板；20、220：放大光学系统；21：半反光镜；22：偏振转换部件；23：半透射型偏振片；100、200、300：虚像显示装置。具体实施方式〔第一实施方式〕以下，参照图1等，对本专利技术的第一实施方式的虚像显示装置进行详细说明。如图1或者图4示意性所示，本实施方式的虚像显示装置100为如下的虚像显示装置、即头戴式显示器(HMD)：具有作为影像元件(图像显示部)的图像显示装置10和放大光学系统20，且使佩戴了虚像显示装置100的观察者或者使用者能够视觉辨认由虚像形成的图像光(影像光)。如图1所示，图像显示装置10、放大光学系统20被外装部CP收纳并保护。这里，如图4等所示，在本实施方式的虚像显示装置100中，光学系统的光轴AX为Z方向。并且，设假定为观察者的左右眼的排列方向的水平方向为X方向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚像显示装置，其中，该虚像显示装置具有：影像元件，其显示图像；以及非对称透镜，其作为佩戴时配置于观察者眼前并使来自所述影像元件的影像光向观察者侧射出的透镜，具有透镜端面，该透镜端面形成于透镜有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域。

【技术特征摘要】
2017.09.14 JP 2017-1764541.一种虚像显示装置，其中，该虚像显示装置具有：影像元件，其显示图像；以及非对称透镜，其作为佩戴时配置于观察者眼前并使来自所述影像元件的影像光向观察者侧射出的透镜，具有透镜端面，该透镜端面形成于透镜有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域。2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，所述透镜端面具有被加工成平面状的抵接部。3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其中，所述非对称透镜为左右一对的结构，以左右的中心轴为基准对称地倾斜配置所述透镜端面。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的虚像显示装置，其中，所述非对称透镜是部分地切割圆形的透镜的有效直径的范围内的、佩戴时成为观察者鼻侧的区域而形成的切割透镜。5.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其中，所述非对称透镜通过注塑成型制造，所述透镜端面是切割成型品中的、残留应力相对多的一侧而形成的。6.根据权利要求5所述的虚像显示装置，其中，所述透镜端面对包含成型时的浇口部分的部位进行切割而形成。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的虚像显示装置，其中，所述非对称透镜在多个部位具有所述透镜端...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫尾敏明，高木将行，武田高司，小松朗，山口论人，
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