虚像显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种虚像显示装置，减轻观察者使用中对眼的负担，即使是长时间的使用也能抑制观察者的紧张。虚像显示装置（100）中，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；导光装置，其具有：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；和支撑上述导光装置的框架，上述图像显示装置具有：倾斜角调整构件，将从上述导光装置射出的上述图像光的影像光轴调整至相对与观察者的眼的正面对应的主视方向倾斜的方向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及在头部佩戴使用的头戴显示器等虚像显示装置。
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(例如参照专利文献1、2等)头戴显示器，从装置的小型化和/或设计性的观点，不限于专利文献1、2的情况，一般来说大量的头戴显示器，成为如眼镜和/或太阳镜那样的形状。在这样构成的头戴显示器中，若按照形状传送图像光，则图像光以其中心即中心光轴的方向为基本水平O度的状态被射出。由于观察者以该图像光的中心光轴的方向为视线的方向，所以以朝向正前的状态持续观察影像。然而，由于在朝向正前的状态，人的眼成为很大地睁开并进行观察的结构，所以观察者的眼皮承受很大的负担。因此，若这个状态长久地持续，则观察者会感到由眼疲劳引起的紧张。头戴显示器因假定要进行长时间持续的使用，所以这样的紧张特别地成为问题。专利文献1:特开2008-172367号公报专利文献2:特开2000-249969号公报
技术实现思路
本技术鉴于上述
技术介绍
的问题而提出，目的是提供一种虚像显示装置，减轻观察者使用中对眼的负担，即使是长时间的使用也能抑制观察者的紧张。为了解决上述问题，本技术涉及的虚像显示装置包括:(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形成的虚像；和(C)导光装置，其具有:(cl)光入射部，向内部取入通过了投射光学系统的图像光；(c2)导光部，通过全反射引导从上述光入射部取入的上述图像光；和(c3)光射出部，向外部取出经过了导光部的图像光，(d)支撑导光装置的框架，上述图像显示装置具有:(e)倾斜角调整构件，将从导光装置射出的图像光的影像光轴调整至相对与观察者的眼的正面对应的主视方向倾斜的方向。这里，所谓图像光的影像光轴与从光射出部射出的图像光中从图像的中心射出的分量的主光线相当，确定观察图像光的观察者的视线。还有，所谓观察者的主视方向是指对观察者而言的正面方向，例如在观察者以正坐或正立的状态观看正面的情况下，水平方向成为主视方向。这个主视方向通过确定支撑导光装置的框的形状来规定。即，在虚像显示装置中，图像显示装置、投射光学系统及导光装置的相对的配置关系、和/或与观察者佩戴时的耳朵和/或鼻子抵接的部件的位置至少通过支撑导光装置的框架确定。虚像显示装置假定观察者的眼和/或鼻子的一般的位置而制作，通过基于这样的假定确定框架的形状， 可以确定上述光学部件间对观察者成为朝向正前的状态的方向和假定的主视方向。上述虚像显示装置中，通过具有倾斜角调整构件，可以以主视方向为基准进行关于影像光轴的方向的调整即观察者的视线的角度调整。由此，例如观察者的视线的方向可自然地成为对观察者而言观察下方侧的方向。通过这样的观察者的视线的角度调整，与以朝向主视方向的状态进行观察的情况下相比，能减轻对观察者的眼的负担，所以即使在经历长时间使用的情况下，也能抑制观察者承受的紧张。根据本技术的具体方面，倾斜角调整构件是相对主视方向使上述投射光学系统的投射光轴倾斜的投射光轴调整部。这个情况下，通过使投射光学系统的投射光轴倾斜，能直接地调整图像光的影像光轴的倾斜度。根据本技术的具体方面，投射光轴调整部通过使投射光学系统的整体倾斜而使投射光轴倾斜，并且使导光装置的整体倾斜。这个情况下，通过投射光学系统及导光装置倾斜，调整图像光的影像光轴的倾斜度。根据本技术的其他方面，投射光轴调整部是配置于框架中与观察者的耳的位置相对应的部分的靠垫(CUSHION)部件。这个情况下，通过调整靠垫部件的尺寸，能调整投射光学系统的投射光轴的倾斜度，进而能简单地调整图像光的影像光轴的倾斜度。根据本技术的其他方面，倾斜角调整构件是使与投射光学系统的投射光轴平行延伸的图像显示装置的显示中心轴移动至与投射光学系统的投射光轴垂直的方向的移动结构。这个情况下，通过在移动结构中调整移动量，能调整图像光的影像光轴的倾斜度。根据本技术的其他方面，导光装置按照由移动结构实现的图像显示装置的移动量调整光入射部、导光部及光射出部的有效区域。这个情况下，在导光装置中，能在导光装置中可靠地传送来自图像显示装置的图像光。根据本技术的其他方面，投射光学系统的投射光轴延伸的方向沿着上述主视方向。这个情况下，若想起例如观察者佩戴眼镜的状态，可考虑在通常的设计中眼镜的镜腿基本沿着主视方向延伸。因此，投射光学系统的投射光轴能基本沿着眼镜的镜腿延伸，能谋求装置的小型化，还有，能提高设计性。根据本技术的其他方面，倾斜角调整构件是具有用于向外部取出光射出部的图像光的反射面，并调整该反射面的角度的图像取出面调整结构。这个情况下，通过调整反射面的角度，能调整图像光的影像光轴的倾斜度。根据本技术的其他方面，倾斜角调整构件具有用于向外部取出光射出部的图像光的反射面，该反射面的区域对应于使图像光的影像光轴倾斜的方向，偏向导光装置的光透射区域的周边侧配置。这个情况下，在光射出部中，能可靠地射出以希望的角度使影像光轴倾斜后的图像光。根据本技术的其他方面，倾斜角调整构件相对主视方向，使图像光的影像光轴倾斜至与对观察者而言的下方侧相对应的俯视方向。这个情况下，使观察者的视线的方向成为观察比主视方向靠下方侧的俯视方向，若换句话说，能以向下观看那样的角度观察。根据本技术的其他方面，倾斜角调整构件相对主视方向，使图像光的影像光轴的倾斜角度倾斜7度以上。这个情况下，为了减轻对观察者的眼的负担，可以使观察者的视线的角度自然下降到需要的程度。根据本技术的其他方面，导光部具有互相平行地配置并可以进行基于全反射的导光的第I反射面和第2反射面；光入射部具有相对第I反射面成预定角度的第3反射面；光射出部具有相对第I反射面成预定角度的第4反射面。这个情况下，作为同时合成反射次数不同的图像光并形成I个虚像的图像光进行取出，能确保隔着光射出部观察的虚像的显示尺寸很大。附图说明图1是表示第I实施方式的虚像显示装置的立体图。图2(A)是表示佩戴虚像显示装置的状态的侧视图，(B)是透视图。(C)是比较例的图。图3(A)是构成虚像显示装置的第I显示装置的主体部分的俯视图，(B)是主体部分的主视图。图4(A)是展开关于纵的第I方向的光路所得的概念图，(B)是展开关于横的第2方向的光路所得的概念图。图5是具体地说明虚像显示装置的光学系统的光路的俯视图。图6 (A)是表示液晶显示设备的显示面，(B)是概念性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(A)是模式地表示虚像显示装置的结构的图，(B)是关于影像光轴进行说明的图，(C)是用于关于影像光轴和虚像的关系进行说明的图，(D)是比较例的图。图8(A)是模式地表示第2实施方式的虚像显示装置的结构的图，(B)是用于关于影像光轴进行说明的图，(C)是用于关于影像光轴和虚像的关系进行说明的图，(D)是模式地表示虚像显示装置的光路的图。图9(A)是表示用于关于第3实施方式的虚像显示装置进行说明的导光部件的图，(B)是导光部件的立体图，(C)是表示比较例的导光部件的图，(D)是比较例的导光部件的立体图。图10是本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；?导光装置，其具有：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?支撑上述导光装置的框架，?上述图像显示装置具有：倾斜角调整构件，将从上述导光装置射出的上述图像光的影像光轴调整至相对与观察者的眼的正面对应的主视方向倾斜的方向。

【技术特征摘要】
2011.10.07 JP 222585/20111.一种虚像显示装置，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； 导光装置，其具有: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 支撑上述导光装置的框架， 上述图像显示装置具有:倾斜角调整构件，将从上述导光装置射出的上述图像光的影像光轴调整至相对与观察者的眼的正面对应的主视方向倾斜的方向。2.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，上述倾斜角调整构件是相对上述主视方向使上述投射光学系统的投射光轴倾斜的投射光轴调整部。3.如权利要求2所述的虚像显示装置，其特征在于，上述投射光轴调整部通过使上述投射光学系统的整体倾斜而使上述投射光轴倾斜，并且使上述导光装置的整体倾斜。4.如权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于，上述投射光轴调整部是配置于上述框架中与观察者的耳的位置相对应的部分的靠垫部件。5.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于，上述倾斜角调整构件是使与上述投射光学系统的投射光轴平行延伸的上述图像显示装置的显示中心轴在与上述投射光学系统的投射光轴垂直的方向上移动的移动结构。6.如权利要求5所述的虚像显示装置，其特征在于，上述导光装置按...

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