光学装置(100)具备：显示器(110)，其输出形成图像的图像光(50)；光学系统(300)，其放大图像，具有在显示器(110)的光轴(L)上分别排列于眼点侧及显示器侧的滤光器(320)(反射型偏振板(321))及透镜(310)(半反射镜面(311))，反射型偏振板(321)透射或反射图像光的至少一部分，半反射镜面(311)是曲面角度的变化量根据从中心起的距离而连续地增大或减少的非球面状的曲面，透射或反射图像光的至少一部分；移动装置(410)，其使滤光器(320)(反射型偏振板(321))相对于透镜(310)(半反射镜面(311))沿光轴(L)移动。由此，能够在光学系统(300)所具有的滤光器(320)与透镜(310)之间将光路折返两次，且由透镜(310)(半反射镜面(311))放大图像，从而根据用户的视度调节放大虚像的位置。从而根据用户的视度调节放大虚像的位置。从而根据用户的视度调节放大虚像的位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学装置
[0001]本专利技术涉及一种生成图像的放大虚像的光学装置。
技术介绍
[0002]公知有一种光学装置，其采用沉浸式的虚拟现实(VR)技术，利用由两个反射面将光路折返两次而薄型化的三过(日语原文：
トリプルパス
)光学模块来放大显示面板显示的图像，并放映该放大虚像(例如参照专利文献1)。专利文献1：国际公开第2018/150773号
技术实现思路
(一)要解决的技术问题
[0003]但是当前还没有能够根据用户的视度调节放大虚像的位置的光学装置。(二)技术方案
[0004](项目1)可以是一种光学装置，其生成图像的放大虚像。光学装置可以具备显示器，显示器输出形成图像的图像光。光学装置可以具备光学系统，光学系统放大图像，具有在光学系统的光轴上分别排列于眼点侧及显示器侧的第一透射反射面及第二透射反射面，第一透射反射面及第二透射反射面分别透射或者反射图像光的至少一部分。光学装置可以具备移动装置，移动装置使第一透射反射面相对于第二透射反射面沿着光轴移动，包含：第一保持器，其保持显示器及第二透射反射面；第二保持器，其保持第一透射反射面，并相对于第一保持器可驱动地支撑；以及罩盖，在其与第一保持器之间收纳第一透射反射面。第二保持器可以具有：使罩盖与第一透射反射面之间的空间、以及第一透射反射面与第二透射反射面之间的空间连通的孔部、槽部、和/或第二保持器与罩盖之间的间隙。(项目2)罩盖可以具有设置于与第一保持器之间的密封部件。(项目3)可以是，第一透射反射面使透射了第二透射反射面的图像光的至少一部分反射，并且使在第二透射反射面反射的图像光的至少一部分透射。(项目4)第一透射反射面可以是使相互正交的直线偏振光的一方反射，并使另一方透射的偏振元件。(项目5)可以是，第二透射反射面使从显示器送出的图像光的至少一部分透射，并且使在第一透射反射面反射并返回的图像光的一部分反射。
(项目6)第二透射反射面可以是半反射镜面。(项目7)可以是，光学系统还具有透镜元件。第二透射反射面可以设置于透镜元件的显示器侧的一面。(项目8)第二透射反射面可以是曲面角度的变化量根据从中心起的距离而连续地增大或者减少的非球面状的曲面。(项目9)可以是，第二透射反射面的曲面角度的变化量从中心到外缘而从1.1度连续地减少到0.4度。(项目10)可以是，第一保持器维持显示器及第二透射反射面的相对位置关系。(项目11)可以是，移动装置还使显示器相对于第二透射反射面沿着光轴移动。第一保持器可以具有两个副保持器，该两个副保持器分别保持显示器及第二透射反射面并相互接近以及分离。
[0005](项目12)可以是一种光学装置，其生成图像的放大虚像。光学装置可以具备显示器，显示器输出形成图像的图像光。光学装置可以具备光学系统，光学系统放大图像，具有在光学系统的光轴上分别排列于眼点侧及显示器侧的第一透射反射面及第二透射反射面，第一透射反射面透射或者反射图像光的至少一部分，第二透射反射面是曲面角度的变化量根据从中心起的距离而连续地增大或者减少的非球面状的曲面，且透射或者反射图像光的至少一部分。光学装置可以具备移动装置，移动装置使第一透射反射面相对于第二透射反射面沿着光轴移动。
[0006]此外，上述的专利技术概要并未列举本专利技术的全部特征。另外，这些特征组的子组合也能够另外成为专利技术。
附图说明
[0007]图1概要地示出本实施方式的光学装置的结构。图2A示出透镜的半反射镜面(HM)的面形状的一例。图2B示出透镜的半反射镜面(HM)的反射后的光束锥角特性的一例。图3A示出移动装置的整体结构。图3B示出移动装置的分解结构。图3C示出移动装置的组装状态。图4以设置于第二保持器的孔部为中心，示出移动装置的内部结构。图5A示出利用移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器伸出)。图5B示出利用移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器移动)。
图5C示出利用移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器退避)。图6A示出改变了反射型偏振板与半反射镜面之间的距离(空气距离)的情况下(空气距离小)的像面弯曲的变化。图6B示出改变了反射型偏振板与半反射镜面之间的距离(空气距离)的情况下(空气距离中等)的像面弯曲。图6C示出改变了反射型偏振板与半反射镜面之间的距离(空气距离)的情况下(空气距离大)的像面弯曲。图7A示出光学装置中的光线区间的定义。图7B示出图7A所示的各光线区间上的光线的锥角。图8示出各屈光度下的像面弯曲相对于空气距离的变化。图9针对各屈光度示出相对于空气距离的显示面位置与显示器发光面位置的偏移。图10A示出变形例的移动装置的整体结构。图10B示出变形例的移动装置的分解结构。图10C示出变形例的移动装置的组装状态。图11以设置于第三保持器的孔部为中心，示出变形例的移动装置的内部结构。图12A示出利用变形例的移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器伸出)。图12B示出利用变形例的移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器移动)。图12C示出利用变形例的移动装置进行滤光器移动的原理(滤光器退避)。
具体实施方式
[0008]以下通过专利技术的实施方式来说明本专利技术，但是以下的实施方式不限定权利要求所涉及的专利技术。另外，并非实施方式中说明的特征的全部组合对于专利技术的解决方案都是必须的。
[0009]在图1中概要地示出本实施方式的光学装置100的结构。光学装置100是生成图像的放大虚像的装置，例如用于沉浸式的虚拟现实(VR)技术。光学装置100具备：显示器110、衍射光学元件200、光学系统300、控制装置390、移动装置410、以及壳体400。此外，从显示器110射出的图像光50经由衍射光学元件200及光学系统300被引导至位于眼点39上的用户的眼睛(单眼)30。这里，在光学系统300的光轴L上，将显示器110侧(附图右侧)称为显示器侧，将眼点39侧(附图左侧)称为眼点侧。另外，根据从眼点侧观察显示器侧时的电场振动轨迹，将图像光50的偏振光区分为：水平方向的直线偏振光、垂直方向的直线偏振光、左旋(也称为逆时针旋转)的圆偏振光、右旋(也称为顺时针旋转)的圆偏振光。
[0010]显示器110是显示图像的装置。显示器110例如能够采用由显示装置、光源及液晶板构成的液晶显示装置等，其中，所述显示装置由有机发光二极管(OLED)构成。图像可以是构成静止图像或者动态图像等的1个以上的图像，也可以是由红色、绿色、以及蓝色的3种颜色构成的彩色图像。显示器110从显示画面输出形成图像的图像光50。在彩色图像的情况下，可以分时射出各种颜色，也可以相互重叠或者以像素为单位进行空间分割而同时射出。
[0011]衍射光学元件200包含对图像光50进行处理的多个元件。衍射光学元件200相对于显示器110配置于眼点侧，包含从显示器侧向眼点侧依次重叠的第一GPH元件、第一λ/4板、
CSF元件、第二λ/4板、第二GPH元件、第三λ/4板、第一偏振板、以及第四λ/4板(均未图示)。
[0012]第一及第二GPH(几何相位全息)元件是将聚合性液晶配光成特定的模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学装置，其生成图像的放大虚像，其中，所述光学装置具备：显示器，其输出形成图像的图像光；光学系统，其放大所述图像，具有在所述光学系统的光轴上分别排列于眼点侧及显示器侧的第一透射反射面及第二透射反射面，所述第一透射反射面及所述第二透射反射面分别透射或者反射所述图像光的至少一部分；以及移动装置，其使所述第一透射反射面相对于所述第二透射反射面沿着所述光轴移动，包含：第一保持器，其保持所述显示器及所述第二透射反射面；第二保持器，其保持所述第一透射反射面，并相对于该第一保持器可驱动地支撑；以及罩盖，在其与所述第一保持器之间收纳所述第一透射反射面，所述第二保持器具有：使所述罩盖与所述第一透射反射面之间的空间、以及所述第一透射反射面与所述第二透射反射面之间的空间连通的孔部、槽部、和/或所述第二保持器与所述罩盖之间的间隙。2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述罩盖具有设置于与所述第一保持器之间的密封部件。3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述第一透射反射面使透射了所述第二透射反射面的所述图像光的至少一部分反射，并且使在所述第二透射反射面反射的所述图像光的至少一部分透射。4.根据权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述第一透射反射面是使相互正交的直线偏振光的一方反射，并使另一方透射的偏振元件。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第二透射反射面使从所述显示器送出的所述图像光的至少一部分透射，并且使在所述第一透射反射面反射并返回的所述图像光的一部分反射。6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：西山美穗，铜玄雄太，
申请(专利权)人：可来灵菇日本株式会社，
类型：发明
国别省市：
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