JP5720290B2 - Virtual image display device - Google Patents

Virtual image display device Download PDF

Info

Publication number
JP5720290B2
JP5720290B2 JP2011030542A JP2011030542A JP5720290B2 JP 5720290 B2 JP5720290 B2 JP 5720290B2 JP 2011030542 A JP2011030542 A JP 2011030542A JP 2011030542 A JP2011030542 A JP 2011030542A JP 5720290 B2 JP5720290 B2 JP 5720290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
display device
image
image display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011030542A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012168427A (en
Inventor
貴洋 戸谷
貴洋 戸谷
将行 ▲高▼木
将行 ▲高▼木
敏明 宮尾
敏明 宮尾
小松 朗
朗 小松
武田 高司
高司 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2011030542A priority Critical patent/JP5720290B2/en
Priority to US13/355,893 priority patent/US8854735B2/en
Priority to CN201210034995.4A priority patent/CN102645748B/en
Publication of JP2012168427A publication Critical patent/JP2012168427A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5720290B2 publication Critical patent/JP5720290B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B2027/0178Eyeglass type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

本発明は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device such as a head mounted display that is used by being mounted on a head.

近年、ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする虚像表示装置として、導光板によって表示素子からの画像光を観察者の瞳に導くタイプのものが種々提案されている。   2. Description of the Related Art In recent years, various types of virtual image display devices capable of forming and observing virtual images such as a head-mounted display have been proposed that guide image light from a display element to an observer's pupil using a light guide plate.

このような虚像表示装置において、画像光と外界光とを重畳させるために、シースルー光学系の提案がなされている(特許文献1、2参照)。   In such a virtual image display device, a see-through optical system has been proposed to superimpose image light and external light (see Patent Documents 1 and 2).

しかし、特許文献1等に記載の装置では、瞳サイズよりも射出開口が小さい導光光学系を用いる瞳分割方式によってシースルーを実現しているため、虚像の表示サイズを大きくすることが困難である。また、瞳サイズよりも小さい導光光学系を用いるため、人間の個々の眼幅に対応するために有効瞳径(虚像の取り込みを可能にする採光径であり、アイリング径とも呼ぶ)を大きくすることが困難である。また、物理的に瞳付近に導光光学系の射出開口や筐体が配置されるため、死角が生じてしまい完全なシースルーとはいえなくなる。   However, in the apparatus described in Patent Document 1 and the like, see-through is realized by a pupil division method using a light guide optical system having an exit aperture smaller than the pupil size, and thus it is difficult to increase the display size of the virtual image. . In addition, since a light guide optical system smaller than the pupil size is used, an effective pupil diameter (a light-collecting diameter that enables capturing of a virtual image, also referred to as an eye ring diameter) is increased in order to cope with human individual eye widths. Difficult to do. In addition, since the exit opening and the housing of the light guide optical system are physically disposed near the pupil, a blind spot is generated and it cannot be said that the see-through is complete.

なお、頭部装着ディスプレイ用の光学システムとして、導光角度の異なる複数の光モードを進行させることができる導光パイプを備えるものが存在する(特許文献3参照)。このような光学システムをおいて、射出側の第3光学面をハーフミラーとし第3光学面の透過光が直進するような工夫(例えばプリズムの追加)をすることで、シースルー型の表示装置にすることも考えられる。   There is an optical system for a head-mounted display that includes a light guide pipe that can advance a plurality of light modes having different light guide angles (see Patent Document 3). In such an optical system, the third optical surface on the exit side is a half mirror, and the light transmitted through the third optical surface goes straight (for example, by adding a prism), so that a see-through display device can be obtained. It is also possible to do.

しかし、特許文献3の光学システムでは、複数の光モードによる像が互いに位置ずれしていることを前提として、光モードごとに異なる入射角度に設定されたコリメート光で液晶パネルを照明する。そして、各光モードで表示内容を変更するとともに各光モードの表示をシーケンシャルに実行することで、各光モードの画像をつなぎ合わせて全体画像を得るようにしている。この場合、1つの液晶パネルによって、全体画像を構成する中央の画像と左右の画像とを時間差で変更しつつ表示しなければならず、虚像表示装置が複雑化し観察画像も暗くなる。   However, in the optical system of Patent Document 3, the liquid crystal panel is illuminated with collimated light set at different incident angles for each light mode on the premise that images in a plurality of light modes are displaced from each other. Then, the display contents are changed in each light mode and the display in each light mode is executed sequentially, so that images in the respective light modes are connected to obtain an entire image. In this case, the central image and the left and right images constituting the entire image must be displayed while being changed with a time difference by one liquid crystal panel, which complicates the virtual image display device and darkens the observation image.

以上とは別に、眼前を覆うような光射出部を有する導光部材によって外界光に重ねて虚像の観察を可能にする虚像表示装置であって、時間差で画像をつなぎ合わせる必要のないものも考えられるが、大きな画像を表示することは容易でなく、導光部材に透視用のプリズム等の部材を接続した場合、かかる部材によってゴースト光が発生し、ゴースト光が眼に到達しやすくなる。   Apart from the above, a virtual image display device that enables observation of a virtual image superimposed on external light by a light guide member having a light emitting part that covers the front of the eye, which does not need to join images with a time difference However, it is not easy to display a large image, and when a member such as a see-through prism is connected to the light guide member, ghost light is generated by the member, and the ghost light easily reaches the eye.

特開2006−3879号公報JP 2006-3879 A 特開2010−224473号公報JP 2010-224473 A 特開2008−535001号公報JP 2008-535001 A

本発明は、上記背景技術の問題に鑑みてなされたものであり、シースルー観察を可能にすることができ、ゴースト光が観察されることを抑制できる虚像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems of the background art, and an object of the present invention is to provide a virtual image display device that can enable see-through observation and suppress ghost light from being observed.

上記課題を解決するため、本発明に係る虚像表示装置は、(a)画像光を形成する画像表示装置と、(b)画像表示装置から射出された画像光を入射させる投射光学系と、(c)導光部と、導光部に投射光学系からの画像光を入射させる光入射部と、導光部によって導かれた画像光を外部に射出させる光射出部とを有し、前記光射出部を介して前記画像光の観察を可能にする一体的なブロック状の導光部材と、(d)導光部材と組み合わせることによって外界光の観察を可能にする光透過部材とを備え、(e)導光部は、互いに平行に配置され全反射による導光を可能にする第1反射面と第2反射面とを有し、光入射部は、第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、光射出部は、第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面を有し、(f)第4反射面には、ハーフミラー層等であるハーフミラーが施されており、(g)光透過部材は、(g1)第4反射面に対向する透過面と第2反射面に対して略平行に配置される第1面とを少なくとも有する透視補助部と、(g2)透視補助部よりも導光部材の導光方向側に設けられ光透過部材からの光が導光部材に導かれることを阻止する光阻止部とを有
前記光阻止部は、前記導光方向側に向かって厚みが減少するテーパー部である。
In order to solve the above problems, a virtual image display device according to the present invention includes (a) an image display device that forms image light, (b) a projection optical system that makes the image light emitted from the image display device enter, c) a light guide unit; a light incident unit that causes image light from the projection optical system to enter the light guide unit; and a light emitting unit that emits image light guided by the light guide unit to the outside. An integrated block-shaped light guide member that enables observation of the image light through the emitting portion, and (d) a light transmission member that enables observation of external light by being combined with the light guide member, (E) The light guide unit includes a first reflection surface and a second reflection surface that are arranged in parallel to each other and enable light guide by total reflection, and the light incident unit has a predetermined shape with respect to the first reflection surface. The third reflection surface having an angle is provided, and the light emitting portion is a fourth reflection having a predetermined angle with respect to the first reflection surface. (F) The fourth reflecting surface is provided with a half mirror such as a half mirror layer. (G) The light transmitting member includes (g1) a transmitting surface facing the fourth reflecting surface and a second reflecting surface. (2) a perspective assisting portion having at least a first surface disposed substantially parallel to the reflecting surface; and (g2) light from the light transmitting member provided on the light guide direction side of the light guiding member with respect to the perspective assisting portion. possess a light blocking section that blocks to be guided to the light guide member,
The light blocking portion is a tapered portion whose thickness decreases toward the light guide direction side.

上記虚像表示装置では、光入射部の第3反射面で反射された画像光が導光部の第1及び第2反射面で全反射されつつ伝搬され、光射出部の第4反射面で反射されて虚像として観察者の眼に入射する。この際、導光部材が多面体状の外形を有するものとして一体的に高精度で作製可能になり、かかる導光部材を介して虚像を高精度で観察可能になる。また、導光部材と光透過部材とを組み合わせることによって、透視補助部を介してシースルー観察が可能になり、外界像に虚像の画像を重ね合わせて観察することができる。さらに、光透過部材の導光方向の導光方向側すなわち奥側に設けられた光阻止部が光透過部材からの光が導光部材に導かれることを阻止するので、例えばハーフミラー層等であるハーフミラーを通過して光透過部材内部に達した光束は、光透過部材によってゴースト光とならないように処理され、かかるゴースト光が光導光部材に戻されることを抑制できる。また、光阻止部が、導光方向側に向かって厚みが減少するテーパー部である。この場合、ハーフミラーを通過して光透過部材に達したゴースト光は、テーパー部内で徐々に反射角が小さな状態となって全反射条件が満たされなくなり、観察者の眼から外れた位置で外部に排出される。つまり、テーパー部によってゴースト光が眼に到達することを抑制できるIn the virtual image display device, the image light reflected by the third reflecting surface of the light incident portion is propagated while being totally reflected by the first and second reflecting surfaces of the light guide portion, and is reflected by the fourth reflecting surface of the light emitting portion. And enters the observer's eyes as a virtual image. At this time, the light guide member can be integrally manufactured with high accuracy as having a polyhedral outer shape, and a virtual image can be observed with high accuracy via the light guide member. Further, by combining the light guide member and the light transmissive member, see-through observation is possible through the fluoroscopy assisting unit, and a virtual image can be superimposed on the external image and observed. Further, the light blocking portion provided on the light guide direction side, that is, the back side of the light guide direction of the light transmission member prevents light from the light transmission member from being guided to the light guide member. The light flux that has passed through a half mirror and reached the inside of the light transmission member is processed so as not to become ghost light by the light transmission member, and it is possible to suppress the return of the ghost light to the light guide member. The light blocking portion is a tapered portion whose thickness decreases toward the light guide direction side. In this case, the ghost light that has passed through the half mirror and reached the light transmission member has a gradually reduced reflection angle in the taper portion, and the total reflection condition is not satisfied. To be discharged. That is, it is possible to suppress the ghost light from reaching the eye by the tapered portion .

本発明の具体的な側面では、上記虚像表示装置において、光阻止部が、導光方向側に向かって厚みが減少するテーパー部である。この場合、ハーフミラーを通過して光透過部材に達したゴースト光は、テーパー部内で徐々に反射角が小さな状態となって全反射条件が満たされなくなり、観察者の眼から外れた位置で外部に排出される。つまり、テーパー部によってゴースト光が眼に到達することを抑制できる。   In a specific aspect of the present invention, in the virtual image display device, the light blocking portion is a tapered portion whose thickness decreases toward the light guide direction. In this case, the ghost light that has passed through the half mirror and reached the light transmission member has a gradually reduced reflection angle in the taper portion, and the total reflection condition is not satisfied. To be discharged. That is, it is possible to suppress the ghost light from reaching the eye by the tapered portion.

本発明の別の側面では、光透過部材が、第1反射面に対して略平行に配置される第2面と、前記第2反射面に対して略平行に配置される第1面とを有し、テーパー部が、第1面に対して鈍角をなす第1テーパー面と、第2面に対して鈍角をなす第2テーパー面とを有する。この場合、第1面及び第2面に挟まれた部分も透視補助部として機能し、透視補助部の外側のテーパー部でゴースト光を外部に排出することができる。   In another aspect of the present invention, the light transmission member includes a second surface disposed substantially parallel to the first reflection surface, and a first surface disposed substantially parallel to the second reflection surface. And the tapered portion has a first tapered surface that forms an obtuse angle with respect to the first surface and a second tapered surface that forms an obtuse angle with respect to the second surface. In this case, a portion sandwiched between the first surface and the second surface also functions as a fluoroscopy assisting portion, and ghost light can be discharged to the outside by a tapered portion outside the fluoroscopy assisting portion.

本発明のさらに別の側面では、光阻止部が、表面が粗面化された部分である。この場合、光透過部材に達した不要光は、光阻止部で散乱され、ゴースト光として光導光部材に戻されにくくなる。   In still another aspect of the present invention, the light blocking portion is a portion whose surface is roughened. In this case, the unnecessary light that has reached the light transmitting member is scattered by the light blocking portion and is not easily returned to the light guiding member as ghost light.

本発明のさらに別の側面では、光阻止部が、表面に光吸収型の塗料を塗布した部分である。この場合、光透過部材に達した不要光は、光阻止部で吸収され、ゴースト光として光導光部材に戻されにくくなる。   In still another aspect of the present invention, the light blocking portion is a portion where a light absorbing paint is applied to the surface. In this case, the unnecessary light that has reached the light transmitting member is absorbed by the light blocking portion and is not easily returned to the light guiding member as ghost light.

本発明のさらに別の側面では、画像表示装置における第1部分領域から射出される第1画像光の導光部における反射回数と、導光に際して反射によって光路の折り返しが生じる閉じ込め方向に関して第1部分領域とは異なる第2部分領域から射出される第2画像光の導光部における反射回数とは、互いに異なる。この場合、反射回数の異なる画像光を利用することで、光射出部から射出される画像光の射出角度の角度幅を広くとることができる。つまり、画像表示装置における異なる部分領域又は表示領域からの画像光を比較的広い視野角で取り込むことができるようになり、光射出部越しに観察される虚像の表示サイズを大きく確保することができる。このように反射回数が異なる画像光を取り出す構造とすることにより、導光部をあまり厚くすることなく瞳を覆うように光射出部を大きくすることができるので、良好なシースルー観察が可能になる。   In still another aspect of the present invention, the first portion regarding the number of reflections of the first image light emitted from the first partial region in the image display device in the light guide and the confinement direction in which the optical path is turned back by the reflection during the light guide. The number of reflections of the second image light emitted from the second partial region different from the region is different from each other. In this case, by using image light having a different number of reflections, it is possible to increase the angle width of the emission angle of the image light emitted from the light emitting unit. That is, image light from different partial areas or display areas in the image display device can be captured with a relatively wide viewing angle, and a large display size of the virtual image observed through the light emitting unit can be secured. . By adopting a structure for extracting image light with different number of reflections in this way, the light emission part can be enlarged so as to cover the pupil without making the light guide part too thick, so that good see-through observation is possible. .

本発明のさらに別の側面では、閉じ込め方向が、投射光学系を通る第1光軸と第3反射面の法線とを含む断面に平行な方向である。上記閉じ込め方向に関して異なる位置からの画像光は、射出角度すなわち光入射部への入射角度を互いに異なるものとすることで、導光部における反射回数を異なるものとできる。   In still another aspect of the invention, the confinement direction is a direction parallel to a cross section including the first optical axis passing through the projection optical system and the normal line of the third reflecting surface. The image light from different positions with respect to the confinement direction can be made to have a different number of reflections in the light guide portion by making the emission angle, that is, the incident angle to the light incident portion, different from each other.

本発明のさらに別の側面では、導光部材と光透過部材とは、射出成型によってそれぞれ独立して一体的に成型される。この場合、射出成型技術を利用して導光装置や光透過部材を高精度で量産することができる。   In still another aspect of the present invention, the light guide member and the light transmission member are independently and integrally molded by injection molding. In this case, the light guide device and the light transmission member can be mass-produced with high accuracy by using the injection molding technique.

本発明のさらに別の側面では、導光部材と光透過部材とは、熱重合型の樹脂材料によってそれぞれ成型される。この場合、樹脂によって軽量化や安全性を高めることができ、熱硬化によって安定した高精度の成型が可能になる。   In still another aspect of the present invention, the light guide member and the light transmission member are each molded by a thermopolymerization resin material. In this case, weight reduction and safety can be increased by the resin, and stable and highly accurate molding can be performed by thermosetting.

実施形態の虚像表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the virtual image display apparatus of embodiment. (A)は、虚像表示装置を構成する第1表示装置の本体部分の平面図であり、(B)は、本体部分の正面図である。(A) is a top view of the main-body part of the 1st display apparatus which comprises a virtual image display apparatus, (B) is a front view of a main-body part. (A)は、導光部材の光入射部における第3反射面の構造を説明する図であり、(B)は、導光部材の導光部における第1反射面の構造を説明する図であり、(C)は、導光部材の導光部における第2反射面の構造を説明する図であり、(D)は、導光部材の光射出部における第4反射面の構造を説明する図である。(A) is a figure explaining the structure of the 3rd reflective surface in the light-incidence part of a light guide member, (B) is a figure explaining the structure of the 1st reflective surface in the light guide part of a light guide member. (C) is a figure explaining the structure of the 2nd reflective surface in the light guide part of a light guide member, (D) demonstrates the structure of the 4th reflective surface in the light emission part of a light guide member. FIG. (A)は、縦の第1方向に関する光路を展開した概念図であり、(B)は、横の第2方向に関する光路を展開した概念図である。(A) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the vertical 1st direction, (B) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the horizontal 2nd direction. 虚像表示装置の光学系における光路を具体的に説明する平面図である。It is a top view explaining the optical path in the optical system of a virtual image display apparatus concretely. (A)は、液晶表示デバイスの表示面を示し、(B)は、観察者に見える液晶表示デバイスの虚像を概念的に説明する図であり、(C)及び(D)は、虚像を構成する2つの部分画像を説明する図である。(A) shows the display surface of a liquid crystal display device, (B) is a figure explaining notionally the virtual image of the liquid crystal display device which an observer can see, (C) and (D) comprise a virtual image It is a figure explaining two partial images to do. 導光装置におけるゴースト光の処理を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the process of the ghost light in a light guide device. 光透過部材を変更した変形例の虚像表示装置を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the virtual image display apparatus of the modification which changed the light transmissive member. 光透過部材を変更した別の変形例の虚像表示装置を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the virtual image display apparatus of another modification which changed the light transmissive member. (A)は、変形例における画像光の導光状態を説明する図であり、(B)は、変形例における液晶表示デバイスの虚像を概念的に説明する図である。(A) is a figure explaining the light guide state of the image light in a modification, (B) is a figure explaining notionally the virtual image of the liquid crystal display device in a modification. 導光部材に稜を除去するような端面を設けている理由を説明する図である。It is a figure explaining the reason which has provided the end surface which removes a ridge in a light guide member. 図2(A)等に示す導光部材の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of the light guide member shown to FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a virtual image display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔A.虚像表示装置の外観〕
図1に示す実施形態の虚像表示装置100は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、この虚像表示装置100を装着した観察者に対して虚像による画像光を認識させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させることができる。虚像表示装置100は、観察者の眼前を覆う光学パネル110と、光学パネル110を支持するフレーム121と、フレーム121のヨロイからテンプルにかけての部分に付加された第1及び第2駆動部131,132とを備える。ここで、光学パネル110は、第1パネル部分111と、第2パネル部分112と、転結部114とを有し、両パネル部分111,112は、中央の転結部114で連結されて一体的な板状体となっている。図面上で左側の第1パネル部分111と第1駆動部131とを組み合わせた第1表示装置100Aは、左眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図面上で右側の第2パネル部分112と第2駆動部132とを組み合わせた第2表示装置100Bは、右眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。
[A. Appearance of virtual image display device)
A virtual image display device 100 according to the embodiment shown in FIG. 1 is a head-mounted display having an appearance like glasses, and allows an observer wearing the virtual image display device 100 to recognize image light due to a virtual image. It is possible to make the observer observe the external image with see-through. The virtual image display device 100 includes an optical panel 110 that covers the viewer's eyes, a frame 121 that supports the optical panel 110, and first and second drive units 131 and 132 that are added to a portion of the frame 121 from the end to the temple. With. Here, the optical panel 110 includes a first panel portion 111, a second panel portion 112, and a rolling portion 114. The two panel portions 111 and 112 are connected by a central rolling portion 114 to be integrated. It is a typical plate. The first display device 100A in which the first panel portion 111 on the left side and the first drive unit 131 are combined in the drawing is a portion that forms a virtual image for the left eye, and functions alone as a virtual image display device. Further, the second display device 100B in which the second panel portion 112 on the right side and the second driving unit 132 in the drawing are combined is a portion that forms a virtual image for the right eye, and functions alone as a virtual image display device.

〔B.表示装置の構造〕
図2(A)等に示すように、第1表示装置100Aは、画像形成装置10と、導光装置20とを備える。ここで、画像形成装置10は、図1における第1駆動部131に相当し、導光装置20は、図1における第1パネル部分111に相当する。なお、図1に示す第2表示装置100Bは、第1表示装置100Aと同様の構造を有し左右を反転させただけであるので、第2表示装置100Bの詳細な説明は省略する。
[B. Display device structure]
As shown in FIG. 2A and the like, the first display device 100A includes an image forming device 10 and a light guide device 20. Here, the image forming apparatus 10 corresponds to the first driving unit 131 in FIG. 1, and the light guide device 20 corresponds to the first panel portion 111 in FIG. Note that the second display device 100B shown in FIG. 1 has the same structure as the first display device 100A and is simply flipped left and right, and thus detailed description of the second display device 100B is omitted.

画像形成装置10は、画像表示装置11と、投射光学系12とを有する。このうち、画像表示装置11は、2次元的な照明光SLを射出する照明装置31と、透過型の空間光変調装置である液晶表示デバイス32と、照明装置31及び液晶表示デバイス32の動作を制御する駆動制御部34とを有する。   The image forming apparatus 10 includes an image display device 11 and a projection optical system 12. Among these, the image display device 11 operates the illumination device 31 that emits the two-dimensional illumination light SL, the liquid crystal display device 32 that is a transmissive spatial light modulation device, and the operations of the illumination device 31 and the liquid crystal display device 32. And a drive control unit 34 for controlling.

照明装置31は、赤、緑、青の3色を含む光を発生する光源31aと、光源31aからの光を拡散させて矩形断面の光束にするバックライト導光部31bとを有する。液晶表示デバイス32は、照明装置31からの照明光SLを空間的に変調して動画像等の表示対象となるべき画像光を形成する。駆動制御部34は、光源駆動回路34aと、液晶駆動回路34bとを備える。光源駆動回路34aは、照明装置31の光源31aに電力を供給して安定した輝度の照明光SLを射出させる。液晶駆動回路34bは、液晶表示デバイス32に対して画像信号又は駆動信号を出力することにより、透過率パターンとして動画や静止画の元になるカラーの画像光を形成する。なお、液晶駆動回路34bに画像処理機能を持たせることができるが、外付けの制御回路に画像処理機能を持たせることもできる。投射光学系12は、液晶表示デバイス32上の各点から射出された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズである。   The illuminating device 31 includes a light source 31a that generates light including three colors of red, green, and blue, and a backlight light guide unit 31b that diffuses light from the light source 31a into a light beam having a rectangular cross section. The liquid crystal display device 32 spatially modulates the illumination light SL from the illumination device 31 to form image light to be a display target such as a moving image. The drive control unit 34 includes a light source drive circuit 34a and a liquid crystal drive circuit 34b. The light source driving circuit 34a supplies electric power to the light source 31a of the lighting device 31 to emit the illumination light SL having a stable luminance. The liquid crystal driving circuit 34b outputs an image signal or a driving signal to the liquid crystal display device 32, thereby forming color image light that is a source of a moving image or a still image as a transmittance pattern. The liquid crystal driving circuit 34b can have an image processing function, but an external control circuit can also have an image processing function. The projection optical system 12 is a collimating lens that converts image light emitted from each point on the liquid crystal display device 32 into light beams in a parallel state.

液晶表示デバイス32において、第1方向D1は、投射光学系12を通る第1光軸AX1と、後述する導光部材21の第3反射面21cに平行な特定線とを含む縦断面の延びる方向に対応し、第2方向D2は、上記第1光軸AX1と、上記第3反射面21cの法線とを含む横断面の延びる方向に対応する。言い換えれば、第1方向D1は、後述する導光部材21の第1反射面21aと第3反射面21cとの交線CLに平行な方向であり、第2方向D2は、上記第1反射面21aとの平面と平行であり、上記第1反射面21aと第3反射面21cとの交線CLに垂直な方向となっている。つまり、液晶表示デバイス32の位置において、第1方向D1は、縦のY方向に相当し、第2方向D2は、横のX方向に相当する。   In the liquid crystal display device 32, the first direction D1 is a direction in which a longitudinal section including a first optical axis AX1 passing through the projection optical system 12 and a specific line parallel to a third reflecting surface 21c of the light guide member 21 described later extends. The second direction D2 corresponds to a direction in which a transverse section including the first optical axis AX1 and the normal line of the third reflecting surface 21c extends. In other words, the first direction D1 is a direction parallel to an intersection line CL between a first reflecting surface 21a and a third reflecting surface 21c of the light guide member 21 described later, and the second direction D2 is the first reflecting surface. It is parallel to the plane with 21a and is in a direction perpendicular to the intersection line CL between the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c. That is, at the position of the liquid crystal display device 32, the first direction D1 corresponds to the vertical Y direction, and the second direction D2 corresponds to the horizontal X direction.

導光装置20は、導光部材21と光透過部材23とを接合したものであり、全体としてXY面に平行に延びる平板状の光学部材を構成している。   The light guide device 20 is formed by joining a light guide member 21 and a light transmission member 23, and constitutes a flat plate-like optical member that extends parallel to the XY plane as a whole.

導光装置20のうち、導光部材21は、平面視において台形のプリズム状部材であり、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cと、第4反射面21dとを有する。また、導光部材21は、第1、第2、第3、及び第4反射面21a,21b,21c,21dに隣接するとともに互いに対向する上面21eと下面21fとを有する。ここで、第1及び第2反射面21a,21bは、XY面に沿って延び、導光部材21の厚みtだけ離間する。また、第3反射面21cは、XY面に対して45°以下の鋭角αで傾斜しており、第4反射面21dは、XY面に対して例えば45°以下の鋭角βで傾斜している。第3反射面21cを通る 第1光軸AX1と第4反射面21dを通る第2光軸AX2とは平行に配置され距離Dだけ離間している。なお、以下に詳述するが、第1反射面21aと第3反射面21cとの間には、稜を除去するように端面21hが設けられている。導光部材21は、この端面21hも含めると、7面の多面体状の外形を有するものとなっている。   In the light guide device 20, the light guide member 21 is a trapezoidal prism-like member in plan view, and includes, as side surfaces, a first reflection surface 21 a, a second reflection surface 21 b, a third reflection surface 21 c, and a fourth reflection surface. A reflective surface 21d. The light guide member 21 includes an upper surface 21e and a lower surface 21f that are adjacent to the first, second, third, and fourth reflecting surfaces 21a, 21b, 21c, and 21d and that face each other. Here, the first and second reflecting surfaces 21 a and 21 b extend along the XY plane and are separated by the thickness t of the light guide member 21. The third reflecting surface 21c is inclined at an acute angle α of 45 ° or less with respect to the XY plane, and the fourth reflecting surface 21d is inclined at an acute angle β of 45 ° or less with respect to the XY surface, for example. . The first optical axis AX1 passing through the third reflection surface 21c and the second optical axis AX2 passing through the fourth reflection surface 21d are arranged in parallel and separated by a distance D. As will be described in detail below, an end surface 21h is provided between the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c so as to remove a ridge. The light guide member 21 has a polyhedral outer shape with seven surfaces including the end surface 21h.

導光部材21は、第1及び第2反射面21a,21bによる全反射を利用して導光を行うものであり、導光方向に垂直な方向として、導光に際して反射によって折り返される方向と、導光に際して反射によって折り返されない方向とがある。導光部材21で導光される画像について考えた場合、導光に際して複数回の反射によって折り返される横方向すなわち閉じ込め方向は、第1及び第2反射面21a,21bに垂直(Z軸に平行)で、後述するように光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス32の第2方向D2に相当するものとなり、導光に際して反射によって折り返されない縦方向すなわち自由伝搬方向は、第1及び第2反射面21a,21b及び第3反射面21cに平行(Y軸に平行)で、後述するように光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス32の第1方向D1に相当する。   The light guide member 21 performs light guide using total reflection by the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and a direction perpendicular to the light guide direction is a direction folded by reflection during light guide, There is a direction that is not folded back by reflection when light is guided. When an image guided by the light guide member 21 is considered, the lateral direction that is turned back by a plurality of reflections during light guide, that is, the confinement direction, is perpendicular to the first and second reflecting surfaces 21a and 21b (parallel to the Z axis) Thus, when the optical path is expanded to the light source side as will be described later, it corresponds to the second direction D2 of the liquid crystal display device 32, and the longitudinal direction that is not turned back by reflection during light guide, that is, the free propagation direction is When the optical path is expanded to the light source side as will be described later in parallel to the second reflecting surfaces 21a and 21b and the third reflecting surface 21c (parallel to the Y axis), it corresponds to the first direction D1 of the liquid crystal display device 32.

導光部材21は、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されている。導光部材21は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材であり、例えば熱重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化させることで形成されている。このように導光部材21は、一体形成品であるが、機能的に、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とに分けて考えることができる。   The light guide member 21 is formed of a resin material that exhibits high light transmittance in the visible range. The light guide member 21 is a block-like member integrally molded by injection molding, and is formed by, for example, injecting a thermopolymerization resin material into a molding die and thermosetting it. Thus, although the light guide member 21 is an integrally formed product, it can be functionally divided into the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emitting part B3.

光入射部B1は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光入射面ISと、光入射面ISに対向する第3反射面21cとを有する。光入射面ISは、画像形成装置10からの画像光GLを取り込むための裏側又は観察者側の平面であり、投射光学系12に対向してその第1光軸AX1に垂直に延びている。第3反射面21cは、光入射面ISを通過した画像光GLを反射して導光部B2内に導くための矩形の全反射ミラーである。   The light incident part B1 is a triangular prism-shaped part, and includes a light incident surface IS that is a part of the first reflective surface 21a and a third reflective surface 21c that faces the light incident surface IS. The light incident surface IS is a flat surface on the back side or the viewer side for taking in the image light GL from the image forming apparatus 10 and extends perpendicularly to the first optical axis AX1 facing the projection optical system 12. The third reflecting surface 21c is a rectangular total reflection mirror for reflecting the image light GL that has passed through the light incident surface IS and guiding it into the light guide B2.

図3(A)は、第3反射面21cを説明する図であり、光入射部B1における表面部分P01の部分拡大断面図である。第3反射面21cは、ミラー層25を有し保護層26で被覆されている。このミラー層25は、全反射のコーティングであり、導光部材21の斜面RS上にアルミ等の蒸着によって成膜を施すことにより形成される。   FIG. 3A is a diagram illustrating the third reflecting surface 21c, and is a partial enlarged cross-sectional view of the surface portion P01 in the light incident portion B1. The third reflecting surface 21 c has a mirror layer 25 and is covered with a protective layer 26. The mirror layer 25 is a total reflection coating, and is formed by depositing aluminum on the inclined surface RS of the light guide member 21 by vapor deposition.

図2(A)等に戻って、第3反射面21cは、投射光学系12の第1光軸AX1又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光GLを、全体として−Z方向寄りの−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光GLを導光部B2内に確実に結合させる。   2A and the like, the third reflecting surface 21c is inclined at an acute angle α = 25 ° to 27 °, for example, with respect to the first optical axis AX1 or the XY plane of the projection optical system 12, and the light incident The image light GL that enters from the surface IS and travels in the + Z direction as a whole is bent so as to travel in the −X direction that is closer to the −Z direction as a whole, so that the image light GL is reliably coupled into the light guide B2.

導光部B2は、互いに対向しXY面に平行に延びる2平面として、光入射部B1で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第1反射面21aと第2反射面21bとを有している。第1及び第2反射面21a,21bの間隔すなわち導光部材21の厚みtは、例えば9mm程度とされている。ここでは、第1反射面21aが画像形成装置10に近い裏側又は観察者側にあるものとし、第2反射面21bが画像形成装置10から遠い表側又は外界側にあるものとする。この場合、第1反射面21aは、上記の光入射面ISや後述する光射出面OSと共通の面部分となっている。第1及び第2反射面21a,21bは、屈折率差を利用する全反射面であり、ミラー層等の反射コートが施されていない。   The light guide B2 has first and second reflecting surfaces 21a and 21b that totally reflect the image light bent by the light incident portion B1 as two planes that face each other and extend parallel to the XY plane. Yes. The distance between the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, that is, the thickness t of the light guide member 21 is, for example, about 9 mm. Here, it is assumed that the first reflecting surface 21a is on the back side or the viewer side close to the image forming apparatus 10, and the second reflecting surface 21b is on the front side or the outside side far from the image forming apparatus 10. In this case, the first reflecting surface 21a is a surface portion common to the above-described light incident surface IS and a light emitting surface OS described later. The first and second reflection surfaces 21a and 21b are total reflection surfaces using a difference in refractive index, and are not provided with a reflection coating such as a mirror layer.

図3(B)は、第1反射面21aを説明する図であり、導光部材21の導光部B2における表面部分P02の部分拡大断面図である。また、図3(C)は、第2反射面21bを説明する図であり、導光部材21の導光部B2における表面部分P03の部分拡大断面図である。ただし、第1及び第2反射面21a,21bは、表面の損傷を防止し映像の解像度低下を防止するため、ハードコート層27で被覆されている(図3(B)参照)。このハードコート層27は、導光部材21の平坦面FS上にUV硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等をディップ処理やスプレーコート処理によって成膜することによって形成される。光入射部B1の第3反射面21cで反射された画像光GLは、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光GLは、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光装置20の奥側即ち光射出部B3を設けた−X側に導かれる。なお、第1及び第2反射面21a,21bには反射コートが施されていないため、外界側から第2反射面21bに入射する外界光又は外光は、高い透過率で導光部B2を通過する。つまり、導光部B2は、外界像の透視が可能なシースルータイプになっている。   FIG. 3B is a diagram illustrating the first reflecting surface 21 a and is a partial enlarged cross-sectional view of the surface portion P <b> 02 in the light guide portion B <b> 2 of the light guide member 21. 3C is a diagram for explaining the second reflecting surface 21b, and is a partial enlarged cross-sectional view of the surface portion P03 in the light guide portion B2 of the light guide member 21. FIG. However, the first and second reflecting surfaces 21a and 21b are covered with a hard coat layer 27 in order to prevent the surface from being damaged and the resolution of the image from being lowered (see FIG. 3B). The hard coat layer 27 is formed by depositing a UV curable resin, a thermosetting resin, or the like on the flat surface FS of the light guide member 21 by dipping or spray coating. The image light GL reflected by the third reflecting surface 21c of the light incident part B1 first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light GL enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Thereafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide device 20, that is, the -X side provided with the light emitting part B3. In addition, since the 1st and 2nd reflective surfaces 21a and 21b are not provided with the reflective coating, the external light or the external light incident on the second reflective surface 21b from the external side passes through the light guide B2 with high transmittance. pass. In other words, the light guide B2 is a see-through type that allows the external image to be seen through.

以上の第1及び第2反射面21a,21bでの全反射は、ハードコート層27の屈折率の設定によっており、通常ハードコート層27の表面SSの内側で生じさせることができるが、平坦面FSの内側で生じさせることもできる。   The total reflection on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is based on the setting of the refractive index of the hard coat layer 27, and can usually be generated inside the surface SS of the hard coat layer 27. It can also occur inside the FS.

図2(A)等に戻って、光射出部B3は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光射出面OSと、光射出面OSに対向する第4反射面21dとを有する。光射出面OSは、画像光GLを観察者の眼EYに向けて射出するための裏側の平面であり、光入射面ISと同様に第1反射面21aの一部となっており、第2光軸AX2に垂直に延びている。光射出部B3を通る第2光軸AX2と光入射部B1を通る第1光軸AX1との距離Dは、観察者の頭部の幅等を考慮して例えば50mmに設定されている。第4反射面21dは、第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを反射して光射出部B3外に射出させるための矩形の平坦面であり、ハーフミラーとしてハーフミラー層28を有している。このハーフミラー層28は、光透過性を有する反射膜(すなわち半透過反射膜)であり、その表面は半透過反射面となっている。   Returning to FIG. 2A and the like, the light emission part B3 is a triangular prism-like part, and a light emission surface OS that is a part of the first reflection surface 21a and a fourth reflection that faces the light emission surface OS. 21d. The light exit surface OS is a flat surface on the back side for emitting the image light GL toward the observer's eye EY. The light exit surface OS is a part of the first reflecting surface 21a like the light incident surface IS. It extends perpendicular to the optical axis AX2. The distance D between the second optical axis AX2 passing through the light emitting part B3 and the first optical axis AX1 passing through the light incident part B1 is set to, for example, 50 mm in consideration of the width of the observer's head. The fourth reflecting surface 21d is a rectangular flat surface for reflecting the image light GL that has entered through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and emitting the image light GL out of the light emitting portion B3. A mirror layer 28 is provided. The half mirror layer 28 is a light-transmissive reflective film (that is, a semi-transmissive reflective film), and the surface thereof is a semi-transmissive reflective surface.

図3(D)は、第4反射面21d及びその周辺の構造を説明する図であり、導光部材21の光射出部B3における表面部分P04の部分拡大断面図である。図3(D)には、ハーフミラー層(光透過性の反射膜又は半透過反射膜)28等が拡大して示されている。ハーフミラー層(光透過性の反射膜又は半透過反射膜)28は、導光部材21の斜面RS上に金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される。ハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、シースルーによる外界光GL'の観察を容易にする観点で、想定される画像光GLの入射角範囲において10%以上50%以下とする。具体的な実施例のハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、例えば20%に設定され、画像光GLに対する透過率は、例えば80%に設定される。なお、光射出部B3の第4反射面21dと、後述する光透過部材23透過面23cとの間は、光射出部B3に光透過部材23を接合するための接着層CCで充填されている。   FIG. 3D is a diagram illustrating the fourth reflecting surface 21d and the surrounding structure, and is a partial enlarged cross-sectional view of the surface portion P04 in the light emitting portion B3 of the light guide member 21. FIG. 3D shows an enlarged view of the half mirror layer (light-transmissive reflective film or semi-transmissive reflective film) 28 and the like. The half mirror layer (light-transmissive reflective film or semi-transmissive reflective film) 28 is formed by forming a metal reflective film or a dielectric multilayer film on the slope RS of the light guide member 21. The reflectance of the half mirror layer 28 with respect to the image light GL is set to 10% to 50% in the assumed incident angle range of the image light GL from the viewpoint of facilitating observation of the external light GL ′ by see-through. The reflectance of the half mirror layer 28 of the specific embodiment with respect to the image light GL is set to 20%, for example, and the transmittance with respect to the image light GL is set to 80%, for example. The space between the fourth reflecting surface 21d of the light emitting part B3 and the light transmitting member 23 transmitting surface 23c described later is filled with an adhesive layer CC for joining the light transmitting member 23 to the light emitting part B3. .

図2(A)等に戻って、第4反射面21dは、第1反射面21aに垂直な第2光軸AX2又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、上記ハーフミラー層28により、導光部B2の第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを部分的に反射して全体として−Z方向に向かわせるように折り曲げることで、光射出面OSを通過させる。なお、第4反射面21dを透過した画像光GLは、光透過部材23に入射し、映像の形成には利用されない。   Returning to FIG. 2A and the like, the fourth reflecting surface 21d is inclined at an acute angle α = 25 ° to 27 °, for example, with respect to the second optical axis AX2 or XY plane perpendicular to the first reflecting surface 21a. The half mirror layer 28 is bent so that the image light GL incident through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide B2 is partially reflected and directed toward the −Z direction as a whole. Then, the light exit surface OS is passed. Note that the image light GL transmitted through the fourth reflecting surface 21d is incident on the light transmitting member 23 and is not used to form an image.

光透過部材23は、導光部材21の本体と同一の屈折率を有する多角柱状の部材であり、側面として、第1面23aと、第2面23bと、透過面23cと、第1テーパー面23fと、第2テーパー面23gと、端面23jとを有する。第1及び第2面23a,23bは、XY面に沿って延びる。また、透過面23cは、XY面に対して傾斜しており、導光部材21の第4反射面21dに対向して平行に配置されている。第1テーパー面23fは、第1面23aと鈍角τ1をなして第1面23aに隣接しており、第2テーパー面23gは、第2面23bと鈍角τ2をなして第2面23bに隣接している。光透過部材23は、導光部材21と同様に、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されている。光透過部材23は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材であり、例えば熱重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化させることで形成されている。このように光透過部材23は、一体形成品であるが、機能的に、透視補助部C1とテーパー部C2とに分けて考えることができる。   The light transmissive member 23 is a polygonal columnar member having the same refractive index as the main body of the light guide member 21, and has a first surface 23 a, a second surface 23 b, a transmissive surface 23 c, and a first tapered surface as side surfaces. 23f, a second tapered surface 23g, and an end surface 23j. The first and second surfaces 23a and 23b extend along the XY plane. The transmission surface 23c is inclined with respect to the XY plane, and is disposed in parallel to face the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21. The first tapered surface 23f forms an obtuse angle τ1 with the first surface 23a and is adjacent to the first surface 23a, and the second tapered surface 23g forms an obtuse angle τ2 with the second surface 23b and is adjacent to the second surface 23b. doing. Similar to the light guide member 21, the light transmissive member 23 is formed of a resin material exhibiting high light transmittance in the visible region. The light transmitting member 23 is a block-like member that is integrally molded by injection molding, and is formed, for example, by injecting a thermopolymerization resin material into a molding die and thermosetting it. Thus, although the light transmission member 23 is an integrally formed product, it can be functionally divided into a fluoroscopy assisting portion C1 and a tapered portion C2.

透視補助部C1は、台形プリズム状の部分であり、第1面23aと、第2面23bと、透過面23cとを有する。第1面23aは、導光部材21に設けた第2反射面21bの延長平面上に平行に配置され、観察者の眼EYから遠い表側にあり、第2面23bは、導光部材21に設けた第1反射面21aの延長平面上に平行に配置され、観察者の眼EYに近い裏側にある。つまり、第1面23aと第2面23bとは、互いに対向しXY面に平行に延び、第1及び第2面23a,23bの間隔すなわち光透過部材23の厚みは、導光部材21と同じく例えば9mm程度とされている。透過面23cは、接着剤によって導光部材21の第4反射面21dに接合される矩形の透過面である。以上の第1面23aと透過面23cとなす角度は、導光部材21の第1反射面21aと第3反射面21cとのなす角度βと等しくなっており、第2面23bと透過面23cとなす角度は、導光部材21の第2反射面21bと第4反射面21dとのなす角度εと等しくなっている。なお、第1面23aと第2面23bとは、導光部材21の第1及び第2反射面21a,21bと同様に、表面の損傷を防止し映像の解像度低下を防止するため、ハードコート層で被覆したものとすることができる。   The fluoroscopy assisting portion C1 is a trapezoidal prism-shaped portion, and includes a first surface 23a, a second surface 23b, and a transmission surface 23c. The first surface 23 a is arranged in parallel on the extended plane of the second reflecting surface 21 b provided on the light guide member 21, is on the front side far from the observer's eye EY, and the second surface 23 b is on the light guide member 21. It is arranged in parallel on the extended plane of the provided first reflecting surface 21a and is on the back side close to the observer's eye EY. That is, the first surface 23 a and the second surface 23 b face each other and extend in parallel to the XY plane, and the distance between the first and second surfaces 23 a and 23 b, that is, the thickness of the light transmission member 23 is the same as that of the light guide member 21. For example, it is about 9 mm. The transmission surface 23c is a rectangular transmission surface joined to the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21 by an adhesive. The angle formed by the first surface 23a and the transmission surface 23c is equal to the angle β formed by the first reflection surface 21a and the third reflection surface 21c of the light guide member 21, and the second surface 23b and the transmission surface 23c. The angle formed is equal to the angle ε formed between the second reflecting surface 21b and the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21. The first surface 23a and the second surface 23b are hard-coated in order to prevent the surface from being damaged and the resolution of the image from being lowered, like the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 21. It can be coated with a layer.

透視補助部C1は、導光部材21のうち導光方向側(又は奥側)すなわち−X側の部分と協働して、透視部B4を構成している。透視補助部C1のうち、互いに鋭角を成す第2面23bと第3面23cとに挟まれて−X方向に広がる楔状の部材23mは、同様に楔状の光射出部B3と接合されることにより、全体として平板状の透視部B4におけるX方向に関する中央部分を構成する。すなわち、第1及び第2面23a,23bには、ミラー層等の反射コートが施されていないため、導光部材21の導光部B2と同様に外界光GL'を高い透過率で透過させる。透過面23cも、外界光GL'を高い透過率で透過可能であるが、導光部材21の第4反射面21dがハーフミラー層28を有していることから、透過面23c等を通過する外界光GL'は、例えば20%減光される。つまり、観察者は、20%に減光された画像光GLと80%に減光された外界光GL'とを重畳させたものを観察することになる。   The fluoroscopy assisting part C1 constitutes a fluoroscopy part B4 in cooperation with the light guide direction side (or back side) of the light guide member 21, that is, the -X side part. The wedge-shaped member 23m that is sandwiched between the second surface 23b and the third surface 23c that form an acute angle with each other and spreads in the −X direction in the fluoroscopy assisting portion C1 is similarly joined to the wedge-shaped light emitting portion B3. The central portion in the X direction of the flat see-through portion B4 as a whole is configured. That is, since the first and second surfaces 23a and 23b are not provided with a reflective coating such as a mirror layer, the external light GL ′ is transmitted with a high transmittance similarly to the light guide part B2 of the light guide member 21. . The transmission surface 23c can also transmit the external light GL ′ with high transmittance. However, since the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21 includes the half mirror layer 28, the transmission surface 23c passes through the transmission surface 23c and the like. The external light GL ′ is attenuated by 20%, for example. That is, the observer observes the image light GL that has been reduced to 20% and the external light GL ′ that has been reduced to 80%.

テーパー部C2は、三角プリズム状の部分であり、第1テーパー面23fと、第2テーパー面23gと、これらに挟まれた端面23jとを有する。テーパー部C2は、光阻止部であり、第1テーパー面23fと第2テーパー面23gとに挟まれて、導光部材21の導光方向の奥側すなわち−X側に向かって厚みが減少している。第1テーパー面23fと第2テーパー面23gとのなすテーパー角360°−(τ1+τ2)は、例えば60°〜160°とされる。端面23jは、必須のものではなく、光透過部材23を図1に示す光学パネル110の転結部114と一体化した場合は不要となる。   The tapered portion C2 is a triangular prism-shaped portion, and includes a first tapered surface 23f, a second tapered surface 23g, and an end surface 23j sandwiched therebetween. The tapered portion C2 is a light blocking portion, and is sandwiched between the first tapered surface 23f and the second tapered surface 23g, and the thickness decreases toward the back side in the light guide direction of the light guide member 21, that is, toward the −X side. ing. The taper angle 360 ° − (τ1 + τ2) formed by the first taper surface 23f and the second taper surface 23g is, for example, 60 ° to 160 °. The end face 23j is not essential, and is not necessary when the light transmitting member 23 is integrated with the rolling part 114 of the optical panel 110 shown in FIG.

以上のテーパー部(光阻止部)C2は、後に詳述するが、導光部材21からハーフミラー層28を介して光透過部材23に入射してゴースト光となる可能性のあるものを導光装置20外に排出する役割を有している。   The taper portion (light blocking portion) C2 described above will be described in detail later, but guides light that may enter the light transmission member 23 from the light guide member 21 through the half mirror layer 28 and become ghost light. It has a role of discharging out of the apparatus 20.

〔C.画像光の光路の概要〕
図4(A)は、液晶表示デバイス32の縦断面CS1に対応する第1方向D1の光路を説明する図である。第1方向D1に沿った縦断面すなわちYZ面(展開後のY'Z'面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bの上端側(+Y側)から射出される成分を画像光GLaとし、図中二点差線で示す表示領域32bの下端側(−Y側)から射出される成分を画像光GLbとする。
[C. Overview of optical path of image light)
4A is a diagram illustrating an optical path in the first direction D1 corresponding to the longitudinal section CS1 of the liquid crystal display device 32. FIG. In the longitudinal section along the first direction D1, that is, the YZ plane (the unfolded Y′Z ′ plane), among the image light emitted from the liquid crystal display device 32, the upper end side of the display area 32b indicated by the alternate long and short dash line in FIG. The component emitted from the (+ Y side) is referred to as image light GLa, and the component emitted from the lower end side (−Y side) of the display area 32b indicated by the two-dot chain line in the drawing is referred to as image light GLb.

上側の画像光GLaは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX'に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φの上方向から傾いて入射する。一方、下側の画像光GLbは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX'に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φ(|φ|=|φ|)の下方向から傾いて入射する。以上の角度φ,φは、上下の半画角に相当し、例えば6.5°に設定される。 The upper image light GLa is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12 and passes through the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3 of the light guide member 21 along the developed optical axis AX ′. The incident light is incident on the observer's eye EY in a state of a parallel light beam, tilted from above the angle φ 1 . On the other hand, the lower image light GLb is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and the light incident part B <b> 1, the light guide part B <b> 2, and the light emission part of the light guide member 21 along the developed optical axis AX ′. The light passes through B3 and is incident on the observer's eye EY in a state of parallel light flux with an inclination from below the angle φ 2 (| φ 2 | = | φ 1 |). The above angles φ 1 and φ 2 correspond to the upper and lower half angles of view, and are set to, for example, 6.5 °.

図4(B)は、液晶表示デバイス32の横断面CS2に対応する第2方向(閉じ込め方向又は合成方向)D2の光路を説明する図である。第2方向(閉じ込め方向又は合成方向)D2に沿った横断面すなわちXZ面(展開後のX'Z'面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bに向かって右端側(+X側)の第1表示点P1から射出される成分を画像光GLcとし、図中二点差線で示す表示領域32bに向かって左端側(−X側)の第2表示点P2から射出される成分を画像光GLdとする。図4(B)中には、参考のため、右寄り内側から射出される画像光GLeと、左寄り内側から射出される画像光GLfとを追加している。   FIG. 4B is a diagram illustrating an optical path in the second direction (confinement direction or synthesis direction) D2 corresponding to the cross section CS2 of the liquid crystal display device 32. In the cross section along the second direction (confinement direction or synthesis direction) D2, that is, the XZ plane (X′Z ′ plane after development), the image light emitted from the liquid crystal display device 32 is indicated by a one-dot chain line in the figure. The component emitted from the first display point P1 on the right end side (+ X side) toward the display area 32b is the image light GLc, and the component on the left end side (−X side) toward the display area 32b indicated by the two-dot difference line in the figure. A component emitted from the second display point P2 is defined as image light GLd. In FIG. 4B, for reference, image light GLe emitted from the right inner side and image light GLf emitted from the left inner side are added.

右側の第1表示点P1からの画像光GLcは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX'に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θの右方向から傾いて入射する。一方、左側の第2表示点P2からの画像光GLdは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX'に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θ(|θ|=|θ|)の左方向から傾いて入射する。以上の角度θ,θは、左右の半画角に相当し、例えば10°に設定される。 The image light GLc from the first display point P1 on the right side is converted into a parallel light beam by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1, the light guide part B2, and through the light exit portion B3, a parallel light beam state with respect to the observer's eye EY, incident inclined from right angles theta 1. On the other hand, the image light GLd from the second display point P2 on the left side is converted into a parallel light beam by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1 and the light guide part of the light guide member 21. The light passes through B2 and the light emitting part B3 and enters the observer's eye EY in a state of a parallel light beam with an angle θ 2 (| θ 2 | = | θ 1 |) inclined from the left direction. The above angles θ 1 and θ 2 correspond to the left and right half angles of view, and are set to 10 °, for example.

なお、第2方向D2の横方向に関しては、導光部材21中で画像光GLc,GLdが反射によって折り返され、反射の回数も異なることから、各画像光GLc,GLdが導光部材21中で不連続に表現されている。また、観察者の眼EYについては、図2(A)の場合と比較して見ている方向が上下反対となっている。結果的に、横方向に関しては、全体として画面が左右反転するが、後に詳述するように導光部材21を高精度に加工することで、液晶表示デバイス32の右半分の画像と液晶表示デバイス32の左半分の画像とが切れ目なく連続してズレなくつなぎ合わされたものとなる。なお、両画像光GLc,GLdの導光部材21内での反射回数が互いに異なることを考慮して、右側の画像光GLcの射出角度θ'と左側の画像光GLdの射出角度θ'とは異なるものに設定されている。 Note that, in the horizontal direction of the second direction D2, the image lights GLc and GLd are folded back by reflection in the light guide member 21 and the number of reflections is different, so that each image light GLc and GLd is in the light guide member 21. It is expressed discontinuously. In addition, regarding the observer's eye EY, the viewing direction is upside down compared to the case of FIG. As a result, the screen is horizontally reversed as a whole in the horizontal direction, but the right half image of the liquid crystal display device 32 and the liquid crystal display device can be obtained by processing the light guide member 21 with high accuracy as will be described in detail later. The images on the left half of 32 are continuously joined without any gap. In consideration of the fact that the number of reflections of the image light GLc and GLd in the light guide member 21 is different from each other, the emission angle θ 1 ′ of the right image light GLc and the emission angle θ 2 ′ of the left image light GLd. Is set to something different.

以上により、観察者の眼EYに入射する画像光GLa,GLb,GLc,GLdは、無限遠からの虚像となっており、縦の第1方向D1に関しては液晶表示デバイス32に形成された映像が正立し、横の第2方向D2に関しては液晶表示デバイス32に形成された映像が反転する。   As described above, the image lights GLa, GLb, GLc, and GLd incident on the observer's eye EY are virtual images from infinity, and the image formed on the liquid crystal display device 32 is correct in the first vertical direction D1. The image formed on the liquid crystal display device 32 is reversed with respect to the second horizontal direction D2.

〔D.横方向に関する画像光の光路〕
図5は、第1表示装置100Aにおける具体的な光路を説明する断面図である。投射光学系12は、3つのレンズL1,L2,L3を有している。
[D. (The optical path of image light in the horizontal direction)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a specific optical path in the first display device 100A. The projection optical system 12 has three lenses L1, L2, and L3.

液晶表示デバイス32の右側の第1表示点P1からの画像光GL11,GL12は、投射光学系12のレンズL1,L2,L3を通過することで平行光束化され、導光部材21の光入射面ISに入射する。導光部材21内に導かれた画像光GL11,GL12は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて等しい角度で全反射を繰り返して、最終的に光射出面OSから平行光束として射出される。具体的には、画像光GL11,GL12は、平行光束として導光部材21の第3反射面21cで反射された後、第1反射角γ1で導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される(第1回目の全反射)。その後、画像光GL11,GL12は、第1反射角γ1を保った状態で、第2反射面21bに入射して全反射され(第2回目の全反射)、次いで再度第1反射面21aに入射して全反射される(第3回目の全反射)。結果的に、画像光GL11,GL12は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて計3回全反射され、第4反射面21dに入射する。画像光GL11,GL12は、この第4反射面21dで第3反射面21cと同一の角度で反射され、光射出面OSからこの光射出面OSに垂直な第2光軸AX2方向に対して角度θの傾きで平行光束として射出される。 The image lights GL11 and GL12 from the first display point P1 on the right side of the liquid crystal display device 32 pass through the lenses L1, L2 and L3 of the projection optical system 12 to be converted into parallel light beams, and the light incident surface of the light guide member 21 Incident on IS. The image lights GL11 and GL12 guided into the light guide member 21 repeat total reflection at the same angle on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and are finally emitted as a parallel light flux from the light exit surface OS. . Specifically, the image lights GL11 and GL12 are reflected by the third reflection surface 21c of the light guide member 21 as parallel light beams, and then enter the first reflection surface 21a of the light guide member 21 at the first reflection angle γ1. , Total reflection (first total reflection). Thereafter, the image lights GL11 and GL12 are incident on the second reflecting surface 21b and totally reflected (second total reflection) while maintaining the first reflection angle γ1, and then incident on the first reflecting surface 21a again. And is totally reflected (third total reflection). As a result, the image lights GL11 and GL12 are totally reflected three times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enter the fourth reflecting surface 21d. The image lights GL11 and GL12 are reflected by the fourth reflection surface 21d at the same angle as the third reflection surface 21c, and are angled from the light emission surface OS to the second optical axis AX2 direction perpendicular to the light emission surface OS. It is emitted as a parallel light beam by theta 1 slope.

液晶表示デバイス32の左側の第2表示点P2からの画像光GL21,GL22は、投射光学系12のレンズL1,L2,L3を通過することで平行光束化され、導光部材21の光入射面ISに入射する。導光部材21内に導かれた画像光GL21,GL22は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて等しい角度で全反射を繰り返して、最終的に光射出面OSから平行光束として射出される。具体的には、画像光GL21,GL22は、平行光束として導光部材21の第3反射面21cで反射された後、第2反射角γ2(γ2<γ1)で導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される(第1回目の全反射)。その後、画像光GL21,GL22は、第2反射角γ2を保った状態で、第2反射面21bに入射して全反射され(第2回目の全反射)、再度第1反射面21aに入射して全反射され(第3回目の全反射)、再度第2反射面21bに入射して全反射され(第4回目の全反射)、再々度第1反射面21aに入射して全反射される(第5回目の全反射)。結果的に、画像光GL21,GL22は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて計5回全反射され、第4反射面21dに入射する。画像光GL21,GL22は、この第4反射面21dで第3反射面21cと同一の角度で反射され、光射出面OSからこの光射出面OSに垂直な第2光軸AX2方向に対して角度θの傾きで平行光束として射出される。 The image lights GL21 and GL22 from the second display point P2 on the left side of the liquid crystal display device 32 pass through the lenses L1, L2, and L3 of the projection optical system 12 to be converted into parallel light beams, and the light incident surface of the light guide member 21 Incident on IS. The image lights GL21 and GL22 guided into the light guide member 21 repeat total reflection at equal angles on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and are finally emitted from the light exit surface OS as parallel light beams. . Specifically, the image lights GL21 and GL22 are reflected by the third reflecting surface 21c of the light guide member 21 as a parallel light beam, and then the first reflection of the light guide member 21 at the second reflection angle γ2 (γ2 <γ1). The light enters the surface 21a and is totally reflected (first total reflection). Thereafter, the image lights GL21 and GL22 enter the second reflection surface 21b and are totally reflected (second total reflection) while maintaining the second reflection angle γ2, and then enter the first reflection surface 21a again. Are totally reflected (third total reflection), are incident again on the second reflecting surface 21b and totally reflected (fourth total reflection), and are again incident on the first reflecting surface 21a and totally reflected. (5th total reflection). As a result, the image lights GL21 and GL22 are totally reflected five times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and enter the fourth reflecting surface 21d. The image lights GL21 and GL22 are reflected by the fourth reflecting surface 21d at the same angle as the third reflecting surface 21c, and are angled from the light emitting surface OS to the second optical axis AX2 direction perpendicular to the light emitting surface OS. It is emitted as a parallel light beam by theta 2 gradient.

図5において、導光部材21を展開した場合に第1反射面21aに対応する仮想的な第1面121aと、導光部材21を展開した場合に第2反射面21bに対応する仮想的な第2面121bとを描いている。このように展開することにより、第1表示点P1からの画像光GL11,GL12は、光入射面ISに対応する入射等価面IS'を通過した後、第1面121aを2回通過し第2面121bを1回通過して光射出面OSから射出されて観察者の眼EYに入射することが分かり、第2表示点P2からの画像光GL21,GL22は、光入射面ISに対応する入射等価面IS"を通過した後、第1面121aを3回通過し第2面121bを2回通過して光射出面OSから射出されて観察者の眼EYに入射することが分かる。見方を変えると、観察者は、2つの位置の異なる入射等価面IS',IS"の近傍に存在する投射光学系12のレンズL3を重ねて観察していることになる。   In FIG. 5, when the light guide member 21 is developed, a virtual first surface 121a corresponding to the first reflective surface 21a, and when the light guide member 21 is deployed, a virtual corresponding to the second reflective surface 21b. The 2nd surface 121b is drawn. By developing in this way, the image lights GL11 and GL12 from the first display point P1 pass through the first surface 121a twice after passing through the incident equivalent surface IS ′ corresponding to the light incident surface IS. It can be seen that the light passes through the surface 121b once, is emitted from the light exit surface OS, and enters the observer's eye EY, and the image lights GL21 and GL22 from the second display point P2 are incident corresponding to the light entrance surface IS. After passing through the equivalent surface IS ", it can be seen that it passes through the first surface 121a three times, passes through the second surface 121b twice, is emitted from the light exit surface OS, and enters the observer's eye EY. In other words, the observer observes the lens L3 of the projection optical system 12 existing in the vicinity of the two incident equivalent planes IS ′ and IS ″ at two different positions.

図6(A)は、液晶表示デバイス32の表示面を概念的に説明する図であり、図6(B)は、観察者に見える液晶表示デバイス32の虚像を概念的に説明する図であり、図6(C)及び6(D)は、虚像を構成する部分画像を説明する図である。図6(A)に示す液晶表示デバイス32に設けた矩形の画像形成領域ADは、図6(B)に示す虚像表示領域AIとして観察される。虚像表示領域AIの左側には、液晶表示デバイス32の画像形成領域ADのうち中央から右側にかけての部分に相当する第1投射像IM1が虚像として形成され、この第1投射像IM1は、図6(C)に示すように右側が欠けた部分画像となっている。また、虚像表示領域AIの右側には、液晶表示デバイス32の画像形成領域ADのうち中央から左側にかけての部分に相当する投射像IM2が虚像として形成され、この第2投射像IM2は、図6(D)に示すように左半分が欠けた部分画像となっている。   6A is a diagram for conceptually explaining the display surface of the liquid crystal display device 32, and FIG. 6B is a diagram for conceptually explaining a virtual image of the liquid crystal display device 32 visible to an observer. FIGS. 6C and 6D are diagrams for explaining partial images constituting a virtual image. A rectangular image forming area AD provided in the liquid crystal display device 32 shown in FIG. 6A is observed as a virtual image display area AI shown in FIG. On the left side of the virtual image display area AI, a first projection image IM1 corresponding to a portion from the center to the right side of the image formation area AD of the liquid crystal display device 32 is formed as a virtual image. This first projection image IM1 is shown in FIG. As shown in (C), the image on the right side is a partial image. Further, on the right side of the virtual image display area AI, a projection image IM2 corresponding to a portion from the center to the left side of the image formation area AD of the liquid crystal display device 32 is formed as a virtual image. This second projection image IM2 is shown in FIG. As shown in (D), the left half is a partial image.

図6(A)に示す液晶表示デバイス32のうち第1投射像(虚像)IM1のみを形成する第1部分領域A10は、例えば液晶表示デバイス32の右端の第1表示点P1を含んでおり、導光部材21の導光部B2において合計3回全反射される画像光GL11,GL12を射出する。液晶表示デバイス32のうち第2投射像(虚像)IM2のみを形成する第2部分領域A20は、例えば液晶表示デバイス32の左端の第2表示点P2を含んでおり、導光部材21の導光部B2において合計5回全反射される画像光GL21,GL22を射出する。液晶表示デバイス32の画像形成領域ADの中央寄りにおいて第1及び第2部分領域A10,A20に挟まれて縦長に延びる帯域SAからの画像光は、図6(B)に示す重複画像ISを形成している。つまり、液晶表示デバイス32の帯域SAからの画像光は、導光部B2において計3回全反射される画像光GL11,GL12によって形成される第1投射像IM1と、導光部B2において計5回全反射される画像光GL11,GL12によって形成される第2投射像IM2とになって、虚像表示領域AI上で重畳していることになる。導光部材21の加工が精密で、投射光学系12によって正確にコリメートされた光束が形成されているならば、重複画像ISについて、2つの投射像IM1,IM2の重畳によるズレや滲みを防止することができる。   The first partial region A10 that forms only the first projected image (virtual image) IM1 in the liquid crystal display device 32 illustrated in FIG. 6A includes, for example, the first display point P1 at the right end of the liquid crystal display device 32. The image lights GL11 and GL12 that are totally reflected three times in total in the light guide portion B2 of the light guide member 21 are emitted. The second partial area A20 that forms only the second projection image (virtual image) IM2 in the liquid crystal display device 32 includes, for example, the second display point P2 at the left end of the liquid crystal display device 32, and the light guide member 21 guides the light. The image light GL21 and GL22 that are totally reflected five times in the portion B2 are emitted. Image light from the band SA extending vertically and sandwiched between the first and second partial areas A10 and A20 near the center of the image forming area AD of the liquid crystal display device 32 forms an overlapping image IS shown in FIG. 6B. doing. That is, the image light from the band SA of the liquid crystal display device 32 is a total of 5 in the first projection image IM1 formed by the image light GL11 and GL12 totally reflected three times in the light guide B2, and in the light guide B2. It becomes the second projection image IM2 formed by the image light GL11 and GL12 that is totally reflected once, and is superimposed on the virtual image display area AI. If the light guide member 21 is precisely processed and a light beam accurately collimated by the projection optical system 12 is formed, the overlapping image IS is prevented from being displaced or blurred due to the superimposition of the two projection images IM1 and IM2. be able to.

以上では、液晶表示デバイス32の右側の第1表示点P1を含む第1部分領域A10から射出された画像光GL11,GL12の第1及び第2反射面21a,21bによる全反射回数が計3回で、液晶表示デバイス32の左側の第2表示点P2を含む第2部分領域A20から射出された画像光GL21,GL22の第1及び第2反射面21a,21bによる全反射回数が計5回であるとしたが、全反射回数については適宜変更することができる。つまり、導光部材21の外形(すなわち厚みt、距離D、鋭角α,β)の調整によって、画像光GL11,GL12の全反射回数を計5回とし、画像光GL21,GL22の全反射回数を計7回とすることもできる。また、以上では、画像光GL11,GL12,GL21,GL22の全反射回数が奇数となっているが、光入射面ISと光射出面OSとを反対側に配置するならば、すなわち導光部材21を平面視で平行四辺形型にすれば、画像光GL11,GL12,GL21,GL22の全反射回数が偶数となる。   In the above, the total number of reflections of the image light GL11 and GL12 emitted from the first partial area A10 including the first display point P1 on the right side of the liquid crystal display device 32 by the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is three times in total. Thus, the total number of reflections of the image light GL21 and GL22 emitted from the second partial area A20 including the second display point P2 on the left side of the liquid crystal display device 32 by the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is five times in total. However, the total number of reflections can be changed as appropriate. That is, by adjusting the outer shape (that is, thickness t, distance D, acute angles α, β) of the light guide member 21, the total number of reflections of the image light GL11, GL12 is set to five times, and the total reflection number of the image light GL21, GL22 A total of seven times can be used. In the above description, the total number of reflections of the image lights GL11, GL12, GL21, and GL22 is an odd number. However, if the light incident surface IS and the light exit surface OS are arranged on the opposite side, that is, the light guide member 21. Is a parallelogram type in plan view, the total number of reflections of the image lights GL11, GL12, GL21, and GL22 is an even number.

図7は、導光装置20におけるゴースト光の処理を説明する拡大図である。導光部材21の光射出部B3において、第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLは、第4反射面21dで反射されて光射出面OSを通過する。この際、第4反射面21dがハーフミラーとなっていることから、画像光GLは、第4反射面21dを例えば80%程度の強度で通過することでゴースト光GGとして観察される可能性がある。すなわち、第4反射面21dを通過した画像光GLは、第2面23bで反射されるが、この画像光GLは、第4反射面21dを通過した場合、不要光HLとなり、プリズム状の光透過部材23内で多数回反射されることで、第4反射面21dを再度通過し光射出面OSを介して観察者側に射出される可能性がある。本実施形態では、このような不要光HL又はゴースト光GGを、光透過部材23に設けたテーパー部(光阻止部)C2によって遮断している。   FIG. 7 is an enlarged view for explaining processing of ghost light in the light guide device 20. In the light emitting part B3 of the light guide member 21, the image light GL that has entered through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is reflected by the fourth reflecting surface 21d and passes through the light emitting surface OS. At this time, since the fourth reflection surface 21d is a half mirror, the image light GL may be observed as ghost light GG by passing through the fourth reflection surface 21d with an intensity of, for example, about 80%. is there. That is, the image light GL that has passed through the fourth reflecting surface 21d is reflected by the second surface 23b. However, when the image light GL passes through the fourth reflecting surface 21d, the image light GL becomes unnecessary light HL and becomes prismatic light. By being reflected many times within the transmissive member 23, there is a possibility that it will pass through the fourth reflecting surface 21d again and be emitted to the viewer side via the light emitting surface OS. In the present embodiment, such unnecessary light HL or ghost light GG is blocked by a tapered portion (light blocking portion) C <b> 2 provided on the light transmitting member 23.

本実施形態では、光透過部材23において、透視補助部C1よりも導光方向の奥側すなわち−X側にテーパー部(光阻止部)C2を設けて奥側で厚みを減少させており、不要光HLをテーパー部C2外に射出させることができる。具体的には、テーパー部C2が奥側すなわち−X側に狭まる形状を有することにより、ハーフミラー層28を設けた第4反射面21dと透過面23cとを通過した不要光HLは、いずれかのテーパー面23f,23gで反射されるごとに徐々に反射角が小さな状態となる。結果的に、不要光HLは、テーパー部C2内で徐々に反射角が小さな状態となって全反射条件が満たされなくなり、観察者の眼に対向する透視部B4から外れた位置でいずれかのテーパー面23f,23gを通過して外部に排出される。このように、テーパー部C2は、不要光HLがゴースト光GGとなって眼EYに到達することを防止する役割を有している。   In the present embodiment, in the light transmitting member 23, a taper portion (light blocking portion) C2 is provided on the back side in the light guiding direction, that is, on the −X side with respect to the fluoroscopic auxiliary portion C1, and the thickness is reduced on the back side, which is unnecessary. The light HL can be emitted outside the tapered portion C2. Specifically, the unnecessary light HL that has passed through the fourth reflecting surface 21d provided with the half mirror layer 28 and the transmitting surface 23c is any of the tapered portion C2 having a shape that narrows toward the back side, that is, the −X side. Each time the light is reflected by the taper surfaces 23f and 23g, the reflection angle gradually becomes small. As a result, the unnecessary light HL is gradually reduced in the taper portion C2 so that the total reflection condition is not satisfied, and either of the unnecessary light HL is removed from the fluoroscopic portion B4 facing the observer's eye. It passes through the tapered surfaces 23f and 23g and is discharged to the outside. Thus, the tapered portion C2 has a role of preventing the unnecessary light HL from reaching the eye EY as ghost light GG.

なお、テーパー部C2は、奥側すなわち−X側に狭まる形状を有すれば足り、第1及び第2テーパー面23f,23gのいずれか一方を省略することができる。すなわち、第1テーパー面23fを省略した場合、延長された第1面23aと第2テーパー面23gとによって奥側すなわち−X側に狭まるテーパー形状を形成することができ、このようなテーパー形状によっても、不要な画像光GGを光透過部材23外に排出することができる。また、第2テーパー面23gを省略した場合、延長された第2面23bと第1テーパー面23fとによって奥側すなわち−X側に狭まるテーパー形状を形成することができ、このようなテーパー形状によっても、不要な画像光GGを光透過部材23外に排出することができる。   The tapered portion C2 only needs to have a shape that narrows toward the back side, that is, the −X side, and either one of the first and second tapered surfaces 23f and 23g can be omitted. That is, when the first taper surface 23f is omitted, a taper shape narrowing toward the back side, that is, the −X side can be formed by the extended first surface 23a and the second taper surface 23g. In addition, unnecessary image light GG can be discharged out of the light transmitting member 23. In addition, when the second tapered surface 23g is omitted, a taper shape narrowing toward the back side, that is, the −X side can be formed by the extended second surface 23b and the first taper surface 23f. In addition, unnecessary image light GG can be discharged out of the light transmitting member 23.

〔E.変形例〕
図8は、図7等に示す光透過部材23の変形例を説明する図である。図示の光透過部材223は、透視補助部C1と光散乱部C3とを備える。光散乱部C3は、画像光GLからゴースト光GGが発生することを防止する光阻止部であり、透視補助部C1の第1及び第2面23a,23bにそれぞれ平行な第3及び第4面223f,223gを有する。これらの第3及び第4面223f,223gは、表面の粗面化によって形成された粗面化面129を有しており、入射光をランダムに散乱させる。
[E. (Modification)
FIG. 8 is a diagram for explaining a modification of the light transmitting member 23 shown in FIG. The illustrated light transmission member 223 includes a fluoroscopy assisting unit C1 and a light scattering unit C3. The light scattering portion C3 is a light blocking portion that prevents the ghost light GG from being generated from the image light GL, and the third and fourth surfaces that are parallel to the first and second surfaces 23a and 23b of the fluoroscopic auxiliary portion C1, respectively. 223f and 223g. These third and fourth surfaces 223f and 223g have a roughened surface 129 formed by roughening the surface, and scatter incident light randomly.

この変形例において、ハーフミラー層28を設けた第4反射面21dと透過面23cとを通過した画像光GLの不要成分である不要光HLは、光散乱部(光阻止部)C3に設けた第3及び第4面223f,223gのいずれかに入射することで散乱され、導光部材21側に戻されなくなる。   In this modification, unnecessary light HL, which is an unnecessary component of the image light GL that has passed through the fourth reflecting surface 21d and the transmitting surface 23c provided with the half mirror layer 28, is provided in the light scattering portion (light blocking portion) C3. The light is scattered by being incident on one of the third and fourth surfaces 223f and 223g and is not returned to the light guide member 21 side.

図9は、図7等に示す光透過部材23の別の変形例を説明する図である。図示の光透過部材323は、透視補助部C1と光吸収部C4とを備える。光吸収部C4は、画像光GLからゴースト光GGが発生することを防止する光阻止部であり、透視補助部C1の第1及び第2面23a,23bにそれぞれ平行な第3及び第4面323f,323gを有する。これらの第3及び第4面323f,323gは、光吸収型の塗料の塗布によって形成された光吸収層29を有している。   FIG. 9 is a diagram for explaining another modification of the light transmission member 23 shown in FIG. 7 and the like. The illustrated light transmitting member 323 includes a fluoroscopy assisting unit C1 and a light absorbing unit C4. The light absorbing unit C4 is a light blocking unit that prevents the ghost light GG from being generated from the image light GL, and the third and fourth surfaces that are parallel to the first and second surfaces 23a and 23b of the fluoroscopic auxiliary unit C1, respectively. 323f and 323g. The third and fourth surfaces 323f and 323g have a light absorption layer 29 formed by application of a light absorption type paint.

この変形例において、ハーフミラー層28を設けた第4反射面21dと透過面23cとを通過した画像光GLの不要成分である不要光HLは、光吸収部(光阻止部)C4に設けた第3及び第4面223f,223gのいずれかに入射すると、この光吸収層29で吸収され、導光部材21側に戻されなくなる。   In this modification, unnecessary light HL, which is an unnecessary component of the image light GL that has passed through the fourth reflecting surface 21d and the transmitting surface 23c provided with the half mirror layer 28, is provided in the light absorbing portion (light blocking portion) C4. When incident on one of the third and fourth surfaces 223f and 223g, the light is absorbed by the light absorption layer 29 and is not returned to the light guide member 21 side.

図10(A)は、図2(A)等に示す導光部材21の変形例を説明する図である。以上の説明では、導光部材21を伝播する画像光が第1及び第2反射面21a,21bに対して2つの反射角γ1,γ2のみで全反射されるとしたが、図10(A)に示す変形例の導光部材21のように、3つの成分の画像光GL31,GL32,GL33が反射角γ1,γ2,γ3(γ1>γ2>γ3)でそれぞれ全反射されることを許容することもできる。この場合、液晶表示デバイス32から射出される画像光GLは、3つのモードで伝搬され、観察者の眼EYの位置において合成されて虚像として観察される。この場合、図10(B)に示すように、有効表示領域A0の左側に例えば計3回全反射の投射像IM21が形成され、有効表示領域A0の中央寄りに例えば計5回全反射の投射像IM22が形成され、有効表示領域A0の右側に例えば計7回全反射の投射像IM23が形成される。   FIG. 10A is a diagram illustrating a modification of the light guide member 21 shown in FIG. In the above description, the image light propagating through the light guide member 21 is totally reflected at only the two reflection angles γ1 and γ2 with respect to the first and second reflection surfaces 21a and 21b. As shown in the light guide member 21 of the modification shown in FIG. 3, the image light GL31, GL32, and GL33 of the three components are allowed to be totally reflected at the reflection angles γ1, γ2, and γ3 (γ1> γ2> γ3). You can also. In this case, the image light GL emitted from the liquid crystal display device 32 is propagated in three modes, synthesized at the position of the observer's eye EY, and observed as a virtual image. In this case, as shown in FIG. 10B, a total reflection total projection image IM21 is formed, for example, three times on the left side of the effective display area A0, and a total reflection total projection is performed, for example, five times near the center of the effective display area A0. An image IM22 is formed, and a total reflection projected image IM23 is formed, for example, seven times in total on the right side of the effective display area A0.

図11は、図2(A)等に示す導光部材21に稜を除去するような端面21hを設けている理由を説明する拡大図である。導光部材21の稜121hに近い位置に入射した画像光GLは、第3反射面21cで反射された後に第1反射面21aで反射されるが、第1反射面21aでの反射後に第3反射面21cで再度反射されてしまう。このような再反射光としての不要光HLは、第3反射面21cでの反射によって元の画像光GLと平行でなくなってしまい想定外の光路に導かれるが、その一部が光射出部B3に導かれて光射出面OSから射出される可能性がある。つまり、稜121hで発生する不要光HLは、図7の場合と同様に望まれないゴースト光GGとなるので、予め除去することが望ましい。このため、稜121hを除去して迷光阻止用の端面21hを設け、不要光HLの光路に制限を設けている。   FIG. 11 is an enlarged view for explaining the reason why the light guide member 21 shown in FIG. The image light GL incident on a position near the ridge 121h of the light guide member 21 is reflected by the first reflecting surface 21a after being reflected by the third reflecting surface 21c, but the third after the reflection by the first reflecting surface 21a. It is reflected again by the reflecting surface 21c. Such unnecessary light HL as re-reflected light is not parallel to the original image light GL due to reflection on the third reflecting surface 21c, and is guided to an unexpected optical path, but a part of the unnecessary light HL is light emitting part B3. May be emitted from the light exit surface OS. That is, the unnecessary light HL generated at the ridge 121h becomes an undesired ghost light GG as in the case of FIG. 7, and is desirably removed in advance. For this reason, the edge 121h is removed to provide a stray light blocking end surface 21h, thereby limiting the optical path of the unnecessary light HL.

図12は、図2(A)等に示す導光部材21の変形例を説明する拡大図である。この場合、導光部材21の第4反射面21d側に稜121iを除去するような端面21iを設けている。つまり、導光部材21は、8面の多面体状の外形を有するものとなっている。端面21iには、例えば比較的高い反射率のコート又は粗面が施され、光透過部材23にも端面21iにフィットする段差を設けている。このような端面21iを設けることで、導光部材21を伝播する正規の画像光GLが第4反射面21dで2度以上反射される不要光HLや、3回未満の反射で導光部B2を通過して第4反射面21dで反射される不要光HLが光射出面OSを介して外部に射出されることを防止できる。すなわち、正規の画像光GLは、導光部B2で3回又は5回され、かつ、光射出部B3の第4反射面21dで1回反射されることで、乱れのない虚像を形成する画像光GLとして取り出すことができるが、以上と異なる反射回数で光射出部B3から射出される光束は、本来の射出角度から逸れた不要光HLとなってしまう。つまり、導光部材21に設けた端面21iは、想定外の経路を経ることで元の画像光GLに対して傾いた射出角度の不要光HLが図7の場合と同様に望まれないゴースト光GGとなるのを防止している。   FIG. 12 is an enlarged view for explaining a modification of the light guide member 21 shown in FIG. In this case, an end surface 21 i that removes the ridge 121 i is provided on the fourth reflecting surface 21 d side of the light guide member 21. That is, the light guide member 21 has an 8-sided polyhedral outer shape. For example, a relatively high reflectance coat or rough surface is applied to the end surface 21i, and the light transmitting member 23 is also provided with a step that fits the end surface 21i. By providing such an end surface 21i, the regular image light GL propagating through the light guide member 21 is unnecessary light HL that is reflected twice or more by the fourth reflecting surface 21d, or the light guide B2 is reflected by less than three times. It is possible to prevent unnecessary light HL that passes through the light and is reflected by the fourth reflecting surface 21d from being emitted to the outside through the light emitting surface OS. That is, the regular image light GL is formed three times or five times by the light guide B2 and reflected once by the fourth reflecting surface 21d of the light emitting part B3, thereby forming an undistorted virtual image. Although it can be extracted as the light GL, the light beam emitted from the light emission part B3 with the number of reflections different from the above becomes unnecessary light HL deviating from the original emission angle. That is, the end face 21i provided on the light guide member 21 is not desired ghost light in which the unnecessary light HL having an emission angle inclined with respect to the original image light GL through an unexpected path is the same as in FIG. GG is prevented.

〔F.その他〕
以上説明した実施形態の虚像表示装置100では、光入射部B1の第3反射面21cで反射された画像光GLが導光部の第1及び第2反射面21a,21bで全反射されつつ伝搬され、光射出部B3の第4反射面21dで反射されて虚像として観察者の眼EYに入射する。この際、画像表示装置11の第1表示点P1を含む第1部分領域A10から射出される第1画像光GL11,GL12の導光部における反射回数と、画像表示装置11の第2表示点P2を含む第2部分領域A20から射出される第2画像光GL21,GL22の導光部B2における反射回数とが異なるので、光射出部B3から射出される画像光GLの射出角度の角度幅を広くとることができる。つまり、画像表示装置11における異なる部分領域A10,A20からの画像光GLを比較的広い視野角で取り込むことができるようになり、光射出部B3越しに観察される虚像の表示サイズを大きく確保することができる。このように、反射回数が異なる画像光GLを取り出す構造とすることにより、導光部B2をあまり厚くすることなく瞳を覆うように光射出部B3を大きくすることができるので、光射出部B3を瞳に近づけて瞳分割を行う必要がなくなり、アイリング径を大きく確保することができ、良好なシースルー観察も可能になる。
[F. Others]
In the virtual image display device 100 of the embodiment described above, the image light GL reflected by the third reflecting surface 21c of the light incident portion B1 propagates while being totally reflected by the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide portion. Then, it is reflected by the fourth reflecting surface 21d of the light emitting part B3 and enters the observer's eye EY as a virtual image. At this time, the number of reflections of the first image light GL11 and GL12 emitted from the first partial region A10 including the first display point P1 of the image display device 11 in the light guide portion and the second display point P2 of the image display device 11 are displayed. Since the number of reflections of the second image light GL21 and GL22 emitted from the second partial region A20 including the light guide portion B2 is different, the angle width of the emission angle of the image light GL emitted from the light emission portion B3 is widened. Can take. That is, the image light GL from the different partial areas A10 and A20 in the image display device 11 can be taken in with a relatively wide viewing angle, and a large display size of the virtual image observed through the light emitting part B3 is ensured. be able to. In this way, by adopting a structure that takes out the image light GL with different number of reflections, the light emission part B3 can be enlarged so as to cover the pupil without making the light guide part B2 too thick, so the light emission part B3 It is no longer necessary to divide the pupil close to the pupil, a large eye ring diameter can be secured, and good see-through observation is also possible.

また、上記実施形態の虚像表示装置100では、光透過部材23の導光方向の奥側(−X側)に設けられたテーパー部C2が奥側に向かって厚みが減少するので、ハーフミラー層28を設けた第4反射面21dを通過して光透過部材23に達したゴースト光は、テーパー部C2内で徐々に反射角が小さな状態となって全反射条件が満たされなくなり、導光部材21に戻ることなく観察者の眼EYから外れた位置で外部に排出される。或いは、光散乱部C3や光吸収部C4によっても、ゴースト光が導光部材21に戻されることを防止できる。つまり、テーパー部C2、光散乱部C3、及び光吸収部C4によって、ゴースト光が眼に到達することを抑制でき、良好なシースルー観察が可能になる。   Further, in the virtual image display device 100 of the above embodiment, since the tapered portion C2 provided on the back side (−X side) in the light guide direction of the light transmitting member 23 decreases in thickness toward the back side, the half mirror layer The ghost light that has passed through the fourth reflecting surface 21d provided with the light 28 and reached the light transmitting member 23 has a gradually reduced reflection angle in the tapered portion C2, and the total reflection condition is not satisfied. Without returning to 21, it is discharged to the outside at a position deviating from the eye EY of the observer. Alternatively, the ghost light can be prevented from returning to the light guide member 21 also by the light scattering portion C3 and the light absorbing portion C4. In other words, the tapered portion C2, the light scattering portion C3, and the light absorbing portion C4 can suppress the ghost light from reaching the eye, thereby enabling good see-through observation.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

上記実施形態では、導光部材21の第4反射面21dに設けたハーフミラー層28の反射率を20%としてシースルーを優先しているが、ハーフミラー層28の反射率を50%以上として画像光を優先することもできる。なお、ハーフミラー層28は、第4反射面21dの全面に形成されなくてもよく、一部の必要領域にのみ形成されるものとできる。なお、ハーフミラー層28は、光透過部材23の透過面23c上にハーフミラー層28を形成することができ、この場合も、ハーフミラー層28を実質的に第4反射面21dとして機能させることができる。   In the above embodiment, the see-through is given priority by setting the reflectance of the half mirror layer 28 provided on the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21 to 20%. However, the reflectance of the half mirror layer 28 is set to 50% or more. Priority can be given to light. Note that the half mirror layer 28 does not have to be formed on the entire surface of the fourth reflecting surface 21d, and can be formed only in a part of the necessary region. In addition, the half mirror layer 28 can form the half mirror layer 28 on the transmission surface 23c of the light transmission member 23, and also in this case, the half mirror layer 28 substantially functions as the fourth reflection surface 21d. Can do.

上記実施形態では、光透過部材23の透視補助部C1において、第1及び第2面23a,23bを設けているが、第2面23bについては省略することもできる。この場合、透過面23cに隣接して第2テーパー面23gを設けることができる。   In the above-described embodiment, the first and second surfaces 23a and 23b are provided in the fluoroscopic assisting portion C1 of the light transmitting member 23. However, the second surface 23b can be omitted. In this case, the second tapered surface 23g can be provided adjacent to the transmission surface 23c.

上記実施形態では、光透過部材23において、縦のY方向全体にテーパー部C2、光散乱部C3、又は光吸収部C4を設けているが、縦方向の一部に局所的にテーパー部C2、光散乱部C3、又は光吸収部C4を設けることができ、この場合も、ゴースト光の発生を抑制できる。   In the said embodiment, in the light transmissive member 23, the taper part C2, the light-scattering part C3, or the light absorption part C4 is provided in the whole vertical Y direction, but the taper part C2, locally in a part of the vertical direction, The light scattering part C3 or the light absorption part C4 can be provided, and in this case as well, generation of ghost light can be suppressed.

光透過部材23にテーパー部C2を設ける場合、ゴースト光を眼EYのない表側に逃がすことが望ましい。このため、第1テーパー面23fの第1面23aに対する角度τ1や、第2テーパー面23gの第2面23bに対する角度τ2を適宜調整することが望ましい。   In the case where the light transmitting member 23 is provided with the tapered portion C2, it is desirable to release the ghost light to the front side without the eye EY. Therefore, it is desirable to appropriately adjust the angle τ1 of the first tapered surface 23f with respect to the first surface 23a and the angle τ2 of the second tapered surface 23g with respect to the second surface 23b.

光透過部材23にテーパー部C2を設ける場合、テーパーを一様な1段とする必要はなく、多段のテーパーや曲面のテーパーを有する部分によって戻り光を防止することもできる。   When the tapered portion C2 is provided in the light transmitting member 23, the taper does not need to be uniform and the return light can be prevented by a portion having a multi-stage taper or a curved taper.

光透過部材23にテーパー部C2を設ける場合、例えば光散乱部C3や光吸収部C4を付加的に設けることができる。この場合、テーパー面23f,23gを粗面化したりテーパー面23f,23gに光吸収型の塗料を塗布することになる。   When the tapered portion C2 is provided on the light transmitting member 23, for example, a light scattering portion C3 and a light absorbing portion C4 can be additionally provided. In this case, the tapered surfaces 23f and 23g are roughened, or a light-absorbing paint is applied to the tapered surfaces 23f and 23g.

光透過部材23の形状は、導光部材21を横すなわち−X方向に延長するだけのものに限らず、導光部材21を上下から挟むように拡張した部分を含むものとできる。   The shape of the light transmissive member 23 is not limited to the shape in which the light guide member 21 is extended only in the lateral direction, that is, in the −X direction, and may include a portion that is extended so as to sandwich the light guide member 21 from above and below.

上記実施形態では、照明装置31からの照明光SLに特に指向性を持たせていないが、照明光SLに液晶表示デバイス32の位置に応じた指向性を持たせることができる。これにより、液晶表示デバイス32を効率的に照明することができ、画像光GLの位置による輝度ムラを低減できる。   In the above embodiment, the illumination light SL from the illumination device 31 is not particularly directed, but the illumination light SL can be provided with directivity corresponding to the position of the liquid crystal display device 32. As a result, the liquid crystal display device 32 can be efficiently illuminated, and luminance unevenness due to the position of the image light GL can be reduced.

上記実施形態では、液晶表示デバイス32の表示輝度を特に調整していないが、図6(B)に示すような投射像IM1,IM2の範囲や重複に応じて表示輝度の調整を行うことができる。   In the above embodiment, the display brightness of the liquid crystal display device 32 is not particularly adjusted, but the display brightness can be adjusted according to the range and overlap of the projection images IM1 and IM2 as shown in FIG. .

上記実施形態では、画像表示装置11として、透過型の液晶表示デバイス32等を用いているが、画像表示装置11としては、透過型の液晶表示デバイス32に限らず種々のものを利用可能である。例えば、反射型の液晶表示デバイスを用いた構成も可能であり、液晶表示デバイス32に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、画像表示装置11として、LEDアレイやOLED(有機EL)などに代表される自発光型素子を用いることもできる。   In the above-described embodiment, the transmissive liquid crystal display device 32 or the like is used as the image display device 11. However, the image display device 11 is not limited to the transmissive liquid crystal display device 32, and various devices can be used. . For example, a configuration using a reflective liquid crystal display device is possible, and a digital micromirror device or the like can be used instead of the liquid crystal display device 32. Further, as the image display device 11, a self-luminous element represented by an LED array, an OLED (organic EL), or the like can be used.

上記実施形態の虚像表示装置100では、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ画像形成装置10及び導光装置20設ける構成としているが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ画像形成装置10と導光装置20とを設け画像を片眼視する構成にしてもよい。   In the virtual image display device 100 of the above-described embodiment, the image forming device 10 and the light guide device 20 are provided one by one corresponding to both the right eye and the left eye, but either the right eye or the left eye. Only the image forming apparatus 10 and the light guide device 20 may be provided for only one eye.

上記実施形態では、光入射面ISを通る第1光軸AX1と光入射面ISを通る第2光軸AX2とが平行であるとしたが、これらの光軸AX1,AX2を非平行とすることもできる。   In the above embodiment, the first optical axis AX1 passing through the light incident surface IS and the second optical axis AX2 passing through the light incident surface IS are parallel, but these optical axes AX1 and AX2 are made non-parallel. You can also.

上記の説明では、虚像表示装置100がヘッドマウントディスプレイであるとして具体的な説明を行ったが、虚像表示装置100は、ヘッドアップディスプレイに改変することもできる。   In the above description, the virtual image display device 100 has been specifically described as being a head-mounted display, but the virtual image display device 100 can be modified to a head-up display.

上記の説明では、第1及び第2反射面21a,21bにおいて、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により画像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明における全反射については、第1及び第2反射面21a,21b上の全体又は一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの画像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部がコートされていてもよい。なお、光透過部材23の第1面23aと第2面23bについても、全体又は一部を多少透過性のあるミラーによってコートすることができる。   In the above description, in the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, image light is totally reflected and guided by the interface with air without applying a mirror, a half mirror, or the like on the surface. The total reflection includes reflection formed by forming a mirror coat or a half mirror film on the whole or a part of the first and second reflection surfaces 21a and 21b. For example, after the incident angle of the image light satisfies the total reflection condition, the first and second reflection surfaces 21a and 21b are subjected to mirror coating or the like to reflect substantially all the image light. Cases are also included. In addition, as long as image light with sufficient brightness can be obtained, the first and second reflecting surfaces 21a and 21b may be entirely or partially coated with a somewhat transmissive mirror. Note that the first surface 23a and the second surface 23b of the light transmitting member 23 can also be entirely or partially coated with a somewhat transmissive mirror.

上記の説明では、導光部材21が眼EYの並ぶ横方向に延びているが、導光部材21は、縦方向に延びるものとできる。この場合、光学パネル110は、直列的ではなく並列的に平行配置されることになる。   In the above description, the light guide member 21 extends in the horizontal direction in which the eyes EY are arranged. However, the light guide member 21 can be extended in the vertical direction. In this case, the optical panels 110 are arranged in parallel, not in series.

10…画像形成装置、 11…画像表示装置、 12…投射光学系、 20…導光装置、 21…導光部材、 21a,21b,21c,21d…第1〜第4反射面、 21e…上面、 21f…下面、 21h,21i…端面、 23…光透過部材、 23a,23b,23c…面、 25…ミラー層、 27…ハードコート層、 28…ハーフミラー層(反射膜)、 31…照明装置、 32…液晶表示デバイス、 32b…表示領域、 34…駆動制御部、 100…虚像表示装置、 100A,100B…表示装置、 110…光学パネル、 121…フレーム、 131,132…駆動部、 AX1…第1光軸、 AX2…第2光軸、 B1…光入射部、 B2…導光部、 B3…光射出部、 B4…透視部、 C1…透視補助部、 C2…テーパー部、 C3…光散乱部、 C4…光吸収部、 EY…眼、 FS…平坦面、 GL…画像光、 GL'…外界光、 GL11,GL12,GL21,GL22…画像光、 IM1,IM2…投射像、 IS…光入射面、 L1,L2,L3…レンズ、 OS…光射出面、 P1…第1表示点、 P2…第2表示点、SL…照明光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image forming apparatus, 11 ... Image display apparatus, 12 ... Projection optical system, 20 ... Light guide apparatus, 21 ... Light guide member, 21a, 21b, 21c, 21d ... 1st-4th reflective surface, 21e ... Upper surface, 21f ... lower surface, 21h, 21i ... end face, 23 ... light transmitting member, 23a, 23b, 23c ... surface, 25 ... mirror layer, 27 ... hard coat layer, 28 ... half mirror layer (reflection film), 31 ... lighting device, 32 ... Liquid crystal display device, 32b ... Display area, 34 ... Drive control unit, 100 ... Virtual image display device, 100A, 100B ... Display device, 110 ... Optical panel, 121 ... Frame, 131, 132 ... Drive unit, AX1 ... First Optical axis, AX2 ... second optical axis, B1 ... light incident part, B2 ... light guide part, B3 ... light emitting part, B4 ... transparent part, C1 ... transparent auxiliary part, C2 ... taper part C3: Light scattering part, C4: Light absorption part, EY ... Eye, FS ... Flat surface, GL ... Image light, GL '... External light, GL11, GL12, GL21, GL22 ... Image light, IM1, IM2 ... Projected image, IS: Light incident surface, L1, L2, L3: Lens, OS: Light exit surface, P1: First display point, P2: Second display point, SL: Illumination light

Claims (8)

画像光を形成する画像表示装置と、
前記画像表示装置から射出された前記画像光を入射させる投射光学系と、
導光部と、前記導光部に前記投射光学系からの前記画像光を入射させる光入射部と、前記導光部によって導かれた前記画像光を外部に射出させる光射出部とを有し、前記光射出部を介して前記画像光の観察を可能にする一体的なブロック状の導光部材と、
前記導光部材と組み合わせることによって外界光の観察を可能にする光透過部材とを備え、
前記導光部は、互いに平行に配置され全反射による導光を可能にする第1反射面と第2反射面とを有し、
前記光入射部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、
前記光射出部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面を有し、
前記第4反射面には、ハーフミラーが施されており、
前記光透過部材は、前記第4反射面に対向する透過面と前記第2反射面に対して平行に配置される第1面とを少なくとも有する透視補助部と、前記透視補助部よりも前記導光部材の導光方向側に設けられ前記光透過部材からの光が前記導光部材に導かれることを阻止する光阻止部とを有し、
前記光阻止部は、前記導光方向側に向かって厚みが減少するテーパー部である、
虚像表示装置。
An image display device for forming image light;
A projection optical system for making the image light emitted from the image display device incident;
A light guide unit; a light incident unit that causes the image light from the projection optical system to enter the light guide unit; and a light emission unit that emits the image light guided by the light guide unit to the outside. , An integrated block-shaped light guide member that enables observation of the image light through the light emitting portion;
A light transmission member that enables observation of external light by combining with the light guide member;
The light guide unit has a first reflection surface and a second reflection surface that are arranged in parallel to each other and enable light guide by total reflection,
The light incident portion has a third reflecting surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflecting surface;
The light emitting portion has a fourth reflecting surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflecting surface,
The fourth reflecting surface is provided with a half mirror,
The light transmissive member includes a fluoroscopy assisting portion having at least a transmissive surface facing the fourth reflective surface and a first surface disposed in parallel to the second reflective surface, and the guide more than the fluoroscopy assisting portion. A light blocking portion that is provided on the light guide direction side of the optical member and prevents light from the light transmitting member from being guided to the light guide member;
The light blocking portion is a tapered portion whose thickness decreases toward the light guide direction side.
Virtual image display device.
前記光透過部材は、前記第1反射面に対して略平行に配置される第2面と、前記第2反射面に対して略平行に配置される第1面とを有し、
前記テーパー部は、前記第1面に対して鈍角をなす第1テーパー面と、前記第2面に対して鈍角をなす第2テーパー面とを有する、請求項1に記載の虚像表示装置。
The light transmitting member has a second surface disposed substantially parallel to the first reflecting surface, and a first surface disposed substantially parallel to the second reflecting surface,
The virtual image display device according to claim 1, wherein the tapered portion includes a first tapered surface that forms an obtuse angle with respect to the first surface and a second tapered surface that forms an obtuse angle with respect to the second surface.
前記光阻止部は、表面が粗面化された部分である、請求項1に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the light blocking portion is a portion whose surface is roughened. 前記光阻止部は、表面に光吸収型の塗料を塗布した部分である、請求項1に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the light blocking portion is a portion where a light absorbing paint is applied to a surface. 前記画像表示装置における第1部分領域から射出される第1画像光の前記導光部における反射回数と、前記第1部分領域とは異なる第2部分領域から射出される第2画像光の前記導光部における反射回数とは異なる、請求項1から4までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The number of reflections of the first image light emitted from the first partial region in the image display device at the light guide unit and the guide of the second image light emitted from a second partial region different from the first partial region. The virtual image display device according to claim 1, wherein the virtual image display device is different from the number of reflections in the optical part. 前記導光に際して反射によって光路の折り返しが生じる方向となる閉じ込め方向が、前記投射光学系を通る第1光軸と前記第3反射面の法線とを含む断面に平行な方向である、請求項5に記載の虚像表示装置。 The confinement direction, which is a direction in which an optical path is folded by reflection when the light is guided, is a direction parallel to a cross section including a first optical axis passing through the projection optical system and a normal line of the third reflecting surface. 5. The virtual image display device according to 5. 前記導光部材と前記光透過部材とは、射出成型によってそれぞれ独立して一体的に成型
される、請求項1から6までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
The virtual image display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the light guide member and the light transmission member are integrally and independently molded by injection molding.
前記導光部材と前記光透過部材とは、熱重合型の樹脂材料によってそれぞれ成型される、請求項7に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 7, wherein the light guide member and the light transmission member are each molded from a heat polymerization type resin material.
JP2011030542A 2011-02-16 2011-02-16 Virtual image display device Active JP5720290B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011030542A JP5720290B2 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Virtual image display device
US13/355,893 US8854735B2 (en) 2011-02-16 2012-01-23 Virtual image display system
CN201210034995.4A CN102645748B (en) 2011-02-16 2012-02-16 virtual image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011030542A JP5720290B2 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Virtual image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012168427A JP2012168427A (en) 2012-09-06
JP5720290B2 true JP5720290B2 (en) 2015-05-20

Family

ID=46636712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011030542A Active JP5720290B2 (en) 2011-02-16 2011-02-16 Virtual image display device

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8854735B2 (en)
JP (1) JP5720290B2 (en)
CN (1) CN102645748B (en)

Families Citing this family (111)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9229233B2 (en) 2014-02-11 2016-01-05 Osterhout Group, Inc. Micro Doppler presentations in head worn computing
US9366867B2 (en) 2014-07-08 2016-06-14 Osterhout Group, Inc. Optical systems for see-through displays
US9952664B2 (en) 2014-01-21 2018-04-24 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US9298007B2 (en) 2014-01-21 2016-03-29 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US9965681B2 (en) 2008-12-16 2018-05-08 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US20120249797A1 (en) 2010-02-28 2012-10-04 Osterhout Group, Inc. Head-worn adaptive display
US9129295B2 (en) 2010-02-28 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a fast response photochromic film system for quick transition from dark to clear
US9341843B2 (en) 2010-02-28 2016-05-17 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a small scale image source
US9128281B2 (en) 2010-09-14 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Eyepiece with uniformly illuminated reflective display
JP2013521576A (en) 2010-02-28 2013-06-10 オスターハウト グループ インコーポレイテッド Local advertising content on interactive head-mounted eyepieces
US9366862B2 (en) 2010-02-28 2016-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for delivering content to a group of see-through near eye display eyepieces
US9285589B2 (en) 2010-02-28 2016-03-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered control of AR eyepiece applications
US9097890B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Grating in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
US20150309316A1 (en) 2011-04-06 2015-10-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Ar glasses with predictive control of external device based on event input
US9223134B2 (en) 2010-02-28 2015-12-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical imperfections in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
US9134534B2 (en) 2010-02-28 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including a modular image source
US10180572B2 (en) 2010-02-28 2019-01-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and user action control of external applications
US9097891B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including an auto-brightness control for the display brightness based on the brightness in the environment
US9759917B2 (en) 2010-02-28 2017-09-12 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered AR eyepiece interface to external devices
US9182596B2 (en) 2010-02-28 2015-11-10 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with the optical assembly including absorptive polarizers or anti-reflective coatings to reduce stray light
US9229227B2 (en) * 2010-02-28 2016-01-05 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a light transmissive wedge shaped illumination system
US9091851B2 (en) 2010-02-28 2015-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Light control in head mounted displays
JP5760465B2 (en) 2011-02-04 2015-08-12 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP5633406B2 (en) 2011-02-04 2014-12-03 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2012163656A (en) 2011-02-04 2012-08-30 Seiko Epson Corp Virtual image display device
JP5742263B2 (en) 2011-02-04 2015-07-01 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP5811747B2 (en) * 2011-09-30 2015-11-11 ブラザー工業株式会社 Head mounted display
JP6036160B2 (en) * 2012-10-22 2016-11-30 セイコーエプソン株式会社 Optical device and image display apparatus
JP6163791B2 (en) * 2013-03-04 2017-07-19 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
EP3018524B1 (en) * 2013-07-04 2023-03-29 Sony Group Corporation Display device
TWI518368B (en) 2013-09-11 2016-01-21 財團法人工業技術研究院 Virtual image display apparatus
US10194860B2 (en) 2013-09-11 2019-02-05 Industrial Technology Research Institute Virtual image display system
JP5530575B1 (en) 2013-10-28 2014-06-25 オリンパス株式会社 Light guide prism and image display device
JP5530576B1 (en) * 2013-10-28 2014-06-25 オリンパス株式会社 Light guide prism and image display device
US9626899B2 (en) * 2013-12-24 2017-04-18 Seiko Epson Corporation Electro-optical apparatus and electronic apparatus
JP6269046B2 (en) * 2013-12-26 2018-01-31 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
WO2015105347A1 (en) 2014-01-09 2015-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable display apparatus
US9366868B2 (en) 2014-09-26 2016-06-14 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9746686B2 (en) 2014-05-19 2017-08-29 Osterhout Group, Inc. Content position calibration in head worn computing
US9841599B2 (en) 2014-06-05 2017-12-12 Osterhout Group, Inc. Optical configurations for head-worn see-through displays
US10684687B2 (en) 2014-12-03 2020-06-16 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US9939934B2 (en) 2014-01-17 2018-04-10 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US9829707B2 (en) 2014-08-12 2017-11-28 Osterhout Group, Inc. Measuring content brightness in head worn computing
US10649220B2 (en) 2014-06-09 2020-05-12 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
US9299194B2 (en) 2014-02-14 2016-03-29 Osterhout Group, Inc. Secure sharing in head worn computing
US10191279B2 (en) 2014-03-17 2019-01-29 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US11103122B2 (en) 2014-07-15 2021-08-31 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
US9594246B2 (en) 2014-01-21 2017-03-14 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9575321B2 (en) 2014-06-09 2017-02-21 Osterhout Group, Inc. Content presentation in head worn computing
US20160019715A1 (en) 2014-07-15 2016-01-21 Osterhout Group, Inc. Content presentation in head worn computing
US10254856B2 (en) 2014-01-17 2019-04-09 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US11737666B2 (en) 2014-01-21 2023-08-29 Mentor Acquisition One, Llc Eye imaging in head worn computing
US12093453B2 (en) 2014-01-21 2024-09-17 Mentor Acquisition One, Llc Eye glint imaging in see-through computer display systems
US11669163B2 (en) 2014-01-21 2023-06-06 Mentor Acquisition One, Llc Eye glint imaging in see-through computer display systems
US9811152B2 (en) 2014-01-21 2017-11-07 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US20150206173A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US12105281B2 (en) 2014-01-21 2024-10-01 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US11892644B2 (en) 2014-01-21 2024-02-06 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US9494800B2 (en) 2014-01-21 2016-11-15 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9766463B2 (en) 2014-01-21 2017-09-19 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US20150205135A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9836122B2 (en) 2014-01-21 2017-12-05 Osterhout Group, Inc. Eye glint imaging in see-through computer display systems
US9753288B2 (en) 2014-01-21 2017-09-05 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9615742B2 (en) 2014-01-21 2017-04-11 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US9529199B2 (en) 2014-01-21 2016-12-27 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US11487110B2 (en) 2014-01-21 2022-11-01 Mentor Acquisition One, Llc Eye imaging in head worn computing
US9401540B2 (en) 2014-02-11 2016-07-26 Osterhout Group, Inc. Spatial location presentation in head worn computing
JP6340867B2 (en) * 2014-03-28 2018-06-13 セイコーエプソン株式会社 Electro-optic device
US20160187651A1 (en) 2014-03-28 2016-06-30 Osterhout Group, Inc. Safety for a vehicle operator with an hmd
US9651787B2 (en) 2014-04-25 2017-05-16 Osterhout Group, Inc. Speaker assembly for headworn computer
US10853589B2 (en) 2014-04-25 2020-12-01 Mentor Acquisition One, Llc Language translation with head-worn computing
US10663740B2 (en) 2014-06-09 2020-05-26 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
MA40472A (en) 2014-08-18 2017-06-28 Seiko Epson Corp Light guide device and virtual image display apparatus
JP2017003845A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
CN107003523B (en) * 2014-10-24 2019-05-14 埃马金公司 Immersion based on micro-display wears view device
US9684172B2 (en) 2014-12-03 2017-06-20 Osterhout Group, Inc. Head worn computer display systems
USD751552S1 (en) 2014-12-31 2016-03-15 Osterhout Group, Inc. Computer glasses
US20160239985A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
CN106526845B (en) * 2015-09-15 2018-12-25 台达电子工业股份有限公司 Display system and head-mounted display suitable for same
CN107167919B (en) * 2016-03-07 2021-08-03 精工爱普生株式会社 Light guide device and virtual image display device
US10824253B2 (en) 2016-05-09 2020-11-03 Mentor Acquisition One, Llc User interface systems for head-worn computers
US9910284B1 (en) 2016-09-08 2018-03-06 Osterhout Group, Inc. Optical systems for head-worn computers
US10466491B2 (en) 2016-06-01 2019-11-05 Mentor Acquisition One, Llc Modular systems for head-worn computers
US10684478B2 (en) 2016-05-09 2020-06-16 Mentor Acquisition One, Llc User interface systems for head-worn computers
CN107870428B (en) * 2016-09-28 2021-11-12 精工爱普生株式会社 Image display device
US10310268B2 (en) * 2016-12-06 2019-06-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguides with peripheral side geometries to recycle light
CN206990892U (en) * 2016-12-06 2018-02-09 3M创新有限公司 Optical imaging system
WO2018195983A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 深圳市柔宇科技有限公司 Optical waveguide structure and optical system
US10560688B2 (en) * 2017-05-22 2020-02-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Display device system with non-telecentric imaging to prevent ghost images
US10422995B2 (en) 2017-07-24 2019-09-24 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems with stray light management
US11409105B2 (en) 2017-07-24 2022-08-09 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US10578869B2 (en) 2017-07-24 2020-03-03 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems with adjustable zoom cameras
US10969584B2 (en) 2017-08-04 2021-04-06 Mentor Acquisition One, Llc Image expansion optic for head-worn computer
DE102017119983B3 (en) 2017-08-31 2018-09-27 JENETRIC GmbH Apparatus for contact-based simultaneous recording of autopod impressions
JP7210482B2 (en) * 2017-09-29 2023-01-23 グーグル エルエルシー head mounted augmented reality display
CN108169842B (en) * 2018-01-02 2020-06-26 京东方科技集团股份有限公司 Waveguide assembly for intelligent display wearable device and intelligent display wearable device
US10551544B2 (en) 2018-01-21 2020-02-04 Lumus Ltd. Light-guide optical element with multiple-axis internal aperture expansion
TWI669537B (en) * 2018-01-24 2019-08-21 宏碁股份有限公司 Display device
JP2019186060A (en) * 2018-04-11 2019-10-24 シャープ株式会社 Luminaire and display
WO2020049542A1 (en) * 2018-09-09 2020-03-12 Lumus Ltd. Optical systems including light-guide optical elements with two-dimensional expansion
JP7363031B2 (en) * 2019-01-09 2023-10-18 大日本印刷株式会社 Exit pupil expansion element, waveguide member
CN113330348B (en) 2019-01-24 2023-01-24 鲁姆斯有限公司 Optical system including an LOE with three-stage expansion
KR102719374B1 (en) 2019-07-04 2024-10-17 루머스 리미티드 Image waveguide using symmetrical beam multiplication
KR102334813B1 (en) * 2019-10-24 2021-12-03 주식회사 레티널 Optical device for augmented reality which can prevent ghost images
KR102382710B1 (en) * 2020-01-29 2022-04-05 (주)엔디에스 Head Mounted Display
CA3169875C (en) 2020-05-24 2023-07-04 Lumus Ltd Method of fabrication of compound light-guide optical elements
DE202021104723U1 (en) 2020-09-11 2021-10-18 Lumus Ltd. Image projector coupled to an optical light guide element
KR102345319B1 (en) * 2021-02-01 2021-12-31 주식회사 레티널 Optical device for augmented reality which can prevent ghost images
WO2022180634A1 (en) 2021-02-25 2022-09-01 Lumus Ltd. Optical aperture multipliers having a rectangular waveguide
CN113433609B (en) * 2021-05-21 2022-09-30 维沃移动通信有限公司 Optical system and wearable device
CN114326123B (en) * 2021-12-27 2023-03-21 北京灵犀微光科技有限公司 Near-to-eye display device

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11142783A (en) * 1997-11-12 1999-05-28 Olympus Optical Co Ltd Image display device
JP3563955B2 (en) 1998-02-26 2004-09-08 キヤノン株式会社 Observation system having half mirror and method of manufacturing the half mirror
JP4921634B2 (en) 2000-01-31 2012-04-25 グーグル インコーポレイテッド Display device
US7018057B2 (en) 2000-08-23 2006-03-28 Vtec Technologies, Llc Transparent plastic optical components and abrasion resistant polymer substrates and methods for making the same
JP4812181B2 (en) * 2001-04-20 2011-11-09 オリンパス株式会社 Observation optical system, imaging optical system, and apparatus using the same
ITTO20020625A1 (en) * 2002-07-17 2004-01-19 Fiat Ricerche LIGHT GUIDE FOR "HEAD-MOUNTED" OR "HEAD-UP" TYPE DISPLAY DEVICES
IL157837A (en) 2003-09-10 2012-12-31 Yaakov Amitai Substrate-guided optical device particularly for three-dimensional displays
WO2005111693A1 (en) 2004-05-17 2005-11-24 Olympus Corporation Head-mounted type image display device
JP4766913B2 (en) 2004-05-17 2011-09-07 オリンパス株式会社 Head-mounted image display device
KR101210804B1 (en) 2005-03-22 2012-12-10 혼하이 프리시젼 인더스트리 컴퍼니 리미티드 optical system using total internal reflection images
JP2007129550A (en) 2005-11-04 2007-05-24 Konica Minolta Photo Imaging Inc Image display device
US7710655B2 (en) * 2005-11-21 2010-05-04 Microvision, Inc. Display with image-guiding substrate
CN1908729B (en) * 2006-08-17 2011-03-09 深圳市亿特联合显示技术有限公司 Method and device for preventing eye tiredness in wearing head-wearing glasses display
JP2008052096A (en) 2006-08-25 2008-03-06 Nikon Corp Eyeglass display
JP5157133B2 (en) 2006-11-09 2013-03-06 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 Joint prism, video display device, head mounted display, and video imaging device
JP2008165016A (en) 2006-12-28 2008-07-17 Konica Minolta Opto Inc Optical prism, manufacturing method of optical prism, cemented prism, video display apparatus, head mounted display, and video imaging apparatus
JP2008165063A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Scalar Corp Head mounted display
JP5256488B2 (en) * 2007-03-28 2013-08-07 コニカミノルタ株式会社 Method for manufacturing bonded optical member
US7826113B2 (en) 2007-03-28 2010-11-02 Konica Minolta Holdings, Inc. Joined optical member, image display apparatus, and head-mounted display
US8052308B2 (en) * 2007-04-18 2011-11-08 Seiko Epson Corporation Light source having wavelength converter and wavelength separating member for reflecting converted light
JP4858512B2 (en) * 2008-08-21 2012-01-18 ソニー株式会社 Head-mounted display
JP5250853B2 (en) 2008-10-06 2013-07-31 コニカミノルタ株式会社 Video display device and head mounted display
JP4636164B2 (en) 2008-10-23 2011-02-23 ソニー株式会社 Head-mounted display
JP2010230716A (en) 2009-03-25 2010-10-14 Olympus Corp Head-mounted image display device
JP5389492B2 (en) 2009-03-25 2014-01-15 オリンパス株式会社 Head-mounted image display device
JP5152101B2 (en) 2009-05-29 2013-02-27 株式会社島津製作所 Display device
JP2012163656A (en) 2011-02-04 2012-08-30 Seiko Epson Corp Virtual image display device
JP5742263B2 (en) 2011-02-04 2015-07-01 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP5760465B2 (en) 2011-02-04 2015-08-12 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP5633406B2 (en) 2011-02-04 2014-12-03 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device

Also Published As

Publication number Publication date
US8854735B2 (en) 2014-10-07
JP2012168427A (en) 2012-09-06
CN102645748B (en) 2014-11-12
US20120206817A1 (en) 2012-08-16
CN102645748A (en) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5720290B2 (en) Virtual image display device
JP5760465B2 (en) Virtual image display device
JP5633406B2 (en) Virtual image display device
JP5742263B2 (en) Virtual image display device
JP6119091B2 (en) Virtual image display device
JP5747538B2 (en) Virtual image display device
JP5879886B2 (en) Virtual image display device and manufacturing method thereof
JP6127359B2 (en) Virtual image display device and method of manufacturing virtual image display device
JP2012163656A (en) Virtual image display device
JP6409401B2 (en) Light guide device and virtual image display device
KR20170104370A (en) Light guide device and virtual-image display device
JP6010889B2 (en) Virtual image display device
JP6115004B2 (en) Virtual image display device and method of manufacturing virtual image display device
JP2012168425A (en) Virtual image display device
JP5682348B2 (en) Virtual image display device
JP2013080039A (en) Virtual image display device and method for manufacturing the same
JP5754154B2 (en) Virtual image display device
JP2013061594A (en) Virtual image display device and method for manufacturing virtual image display device
JP2012163663A (en) Virtual image display device
JP6024780B2 (en) Virtual image display device
JP6299828B2 (en) Virtual image display device
JP5754159B2 (en) Virtual image display device
JP2015127828A (en) Virtual image display device
JP6020624B2 (en) Virtual image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140917

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5720290

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

OSZAR »