CN111736343B - 虚像显示装置及影像元件单元 - Google Patents

Abstract

虚像显示装置及影像元件单元。能够实现装置的小型化，同时实现抑制与不必要的成分有关的漏光。虚像显示装置具有影像元件(80)，其射出影像光(GL)；壳体部件(CS)，其收纳影像元件(80)；以及遮光板(90)，其安装于设置于壳体部件(CS)的定位部(PSp)，对来自影像元件(80)的影像光的射出区域进行界定，从而将遮光板(90)高精度地安装于壳体部件(CS)。

Description

虚像显示装置及影像元件单元

技术领域

本发明涉及以头戴显示器为代表的虚像显示装置及能够应用于虚像显示装置等的影像元件单元。

背景技术

作为头戴显示器，例如如专利文献1所示，公知的是实现装置整体的小型化和轻量化，同时进行散热。另外，以下，将头戴显示器也记为HMD。

专利文献1：日本特开2017-146335号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，基于装置的进一步小型化的要求，例如，在专利文献1这样的结构中，当要进一步减小影像元件单元中的硅基板时，担心由于影像元件的光射出面周边的结构，导致产生与来自影像元件的射出成分中的不必要成分有关的漏光。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式的虚像显示装置具有：影像元件，其射出影像光；壳体部件，其收纳影像元件；以及遮光板，其安装在设于壳体部件的定位部上，对来自影像元件的影像光的射出区域进行界定。

附图说明

图1是示出虚像显示装置的概略外观的一例的立体图。

图2是对构成虚像显示装置的光学系统的一部分进行局部放大而示出的立体图。

图3是对构成虚像显示装置的光学系统的一部分进行局部放大而示出的立体图。

图4是示出影像光的光路的概念性俯视图。

图5是示出影像元件单元的一例的立体图。

图6是示出影像元件单元的一例的主视图。

图7是示出影像元件单元的一例的后视图。

图8是示出影像元件单元以及影像元件单元各部的一例的侧面剖视图。

图9是示出影像元件单元的一例的切除一部分后的立体图。

图10是用于说明影像元件单元中的粘接剂涂覆部的图。

图11是用于说明影像元件单元中的遮光板的结构的一例的概念性剖视图。

图12是用于说明遮光板的安装的一例的概念图。

标号说明：

10、10a、10b导光部件；30投射镜头；50中央部件；50A、50B光透过部；80影像元件；80f FPC部；80k发光部；80p主体部分；90遮光板；90a平坦部；90b周边部；100虚像显示装置；100C透视型导光单元；104镜腿；105d外装部件；AC1、AC2粘接剂涂覆部；AD粘接剂；AR1、AR2箭头；AX入射侧光轴；BR镜筒；CL间隙；CR凸部；CS壳体部件；CSd散热结构部；CSs收纳部；DU影像元件单元；EY眼；FF平面；FL、FL1、FL2弯曲部；FR框状部；GG防护玻璃；GGs正面；GL影像光；HK钩结构；HL孔部；LS1～LS4透镜；OP开口部；PR突起部；PSp定位部；PSx、PSy突起部；SL斜面部；SS硅基板；SS1～SS3端面；SSF基准面；SSr背面；TH通孔；α1～α3、β1、β2、γ1、γ2、δ1、δ2、ε1、ε2状态。

具体实施方式

以下，参照图1等，对安装有本发明的一个实施方式的影像元件单元的虚像显示装置进行详细说明。图1是示出本实施方式的虚像显示装置100的概略外观的一例的立体图。此外，图2和图3是示出构成虚像显示装置100的各种光学部件中的一部分的立体图，对包含本实施方式的影像元件单元DU的部分进行局部放大而示出。另外，图3示出从图2的状态去除镜筒BR而收纳于镜筒BR的内部的投射镜头30。此外，图4是针对虚像显示装置100中的图像光(影像光)的光路的概念性俯视图。

如图1等所示，虚像显示装置100是具有眼镜那样的外观的头戴显示器(HMD)，能够使佩戴该虚像显示装置100的观察者或使用者看到基于虚像的图像光(影像光)，并且能够使观察者透视地看到或者观察外界像。虚像显示装置100具有第1显示装置100A以及第2显示装置100B。在图1等中，X、Y以及Z是正交坐标系，±X方向与佩戴虚像显示装置100的观察者的双眼排列的横向对应，+Y方向相当于与相对于观察者来说的双眼排列的横向正交的向下方向，+Z方向相当于相对于观察者来说的前向方向或者正面方向。

第1显示装置100A和第2显示装置100B是分别形成右眼用的虚像和左眼用的虚像的部分。右眼用的第1显示装置100A具有以能够透视的方式覆盖观察者的眼前的第1虚像形成光学部101a、以及形成图像光的第1像形成主体部105a。左眼用的第2显示装置100B具有以能够透视的方式覆盖观察者的眼前的第2虚像形成光学部101b、以及形成图像光的第2像形成主体部105b。

第1虚像形成光学部101a和第2虚像形成光学部101b对由第1像形成主体部105a和第2像形成主体部105b形成的影像光进行导光，并且使得重叠地看到外界光与影像光。在图1等的例示中，第1虚像形成光学部101a和第2虚像形成光学部101b在中央处连结而形成一体的部件即透视型导光单元100C，而不是分体结构。透视型导光单元100C是通过导光而向观察者提供双眼用的影像的复合型导光装置。此外，关于以上内容，当改变观察方式时，透视型导光单元100C具有一对导光部件10a、10b以及作为光透过部件的中央部件50，第1虚像形成光学部101a由导光部件10a和中央部件50的右半部分即光透过部50A形成。同样地，第2虚像形成光学部101b由导光部件10b和中央部件50的左半部分即光透过部50B形成。以下，针对导光部件10a、10b，有时不进行区分而称为导光部件10。

另外，例如，如在图1中示出概要外观的一例，虚像显示装置100中的透视型导光单元100C例如在两端处被罩状的外装部件105d支承。进而，从该外装部件105d的左右两端向后方延伸的挂耳部分即镜腿104例如通过铰链(省略图示)以能够转动的方式安装。由此，虚像显示装置100构成外观形状，并且通过使这些各部与观察者的耳朵或太阳穴抵接，从而确保佩戴状态。

关于第1像形成本体部105a和第2像形成本体部105b，如针对第2像形成本体部105b在图2和图3中所示，分别由影像形成器件即影像元件(显示元件)80、投射镜头30等像形成用的光学系统以及收纳这些光学系统的壳体部件CS、镜筒BR等构成。另外，这些部件被罩状的外装部件105d(参照图1)覆盖从而被支承并收纳。

如上所述，虚像显示装置100由第1显示装置100A和第2显示装置100B构成，但第1显示装置100A和第2显示装置100B按照左右对称而具有同等的结构，因此在图2和图3中，仅示出第2显示装置100B，并且仅对此进行说明，关于第1显示装置100A，省略详细的说明。

如图所示，在第2显示装置100B中，第2像形成本体部105b具有：影像元件单元DU，其具有影像元件80；以及投射镜头30，其收纳于镜筒BR。这些部件中的影像元件单元DU具有：影像元件80，其射出影像光；壳体部件CS，其收纳影像元件80；以及遮光板90，其对来自影像元件80的影像光的射出区域进行界定，并且对射出成分中的不必要的光进行遮光。

以下，首先说明第2显示装置100B中的影像元件单元DU的结构的概要。

影像元件单元DU中的影像元件80例如能够设为由有机EL等自发光型元件构成的影像显示元件。此外，影像元件80例如也可以构成为除了具有透过型的空间光调制装置即影像显示元件以外，还具有向影像显示元件射出照明光的背光源即照明装置和对动作进行控制的驱动控制部。在此，如图所示，影像元件80被壳体部件CS收纳并支承。

壳体部件CS是在中央部分具有通孔TH(参照图10)收纳影像元件80并且使由影像元件80发出的光的成分射出的框架结构。壳体部件CS例如是铝、镁合金等导热性高的金属制成的部件，例如是通过压铸等成型的单部件结构，即由1个部件构成的结构体。此外，壳体部件CS具有突起部PR，突起部PR是用于进行针对收纳投射镜头30的镜筒BR(参照图2)的安装对准的安装部。

遮光板90为了作为去除成分光中的不必要的光的掩模发挥功能，沿着壳体部件CS的各面中的影像元件80的光射出侧的面安装。

在此，对于由上述的各部构成的影像元件单元DU，基于装置的小型化的要求，例如当要减小构成影像元件80的硅基板SS(参照图7等)等的各部时，担心会导致在影像元件80的光射出面周边产生与来自影像元件80的射出成分中的不必要的成分有关的漏光。在本实施方式中，为了避免该情况，在影像元件80的光射出侧高精度地安装薄板状的部件即遮光板90，从而实现装置的小型化，同时实现与来自影像元件80的光射出成分中的不必要成分有关的漏光的抑制。

以下，说明第2显示装置100B中的影像元件单元DU以外的结构的概要。

例如，如图4所示，投射镜头30是构成为具有多个光学元件(在图示的示例中，为4个透镜LS1～LS4)作为构成元素的投射光学系统，该多个光学元件沿着入射侧光轴AX延伸的方向(光轴方向)排列。在此，投射镜头30例如被通过树脂成型而一体成型的镜筒BR收纳并支承。另外，构成投射镜头30的光学要素即4个透镜LS1～LS4例如可以构成为具有包括非轴对称的非球面和轴对称的非球面双方在内的非球面透镜。此时，能够与第2虚像形成光学部101b的导光部件10b的光学面或者反射面协作，在该导光部件的内部形成中间像。

如上所述，第2虚像形成光学部101b由导光和透视用的导光部件10b、以及透视用的光透过部50B构成。此外，第2虚像形成光学部101b通过在表面部分设置作为保护层的硬涂层而对主体部件进行包覆和保护。第2虚像形成光学部101b例如螺纹紧固于镜筒BR等的光学部品保持部件，从而高精度地定位固定于投射镜头30。

以下，参照图4，对基于虚像显示装置100的影像光GL的导光的一例进行概念性说明。另外，在图2～图4等中，x、y以及z是正交坐标系，z方向相当于构成第2显示装置100B的光学系统的光轴方向，x方向和y方向相当于以z方向为法线方向的影像元件80的面板平面内的面内方向，x方向相当于水平方向，y方向相当于竖直方向。

此外，如上所述，第2显示装置100B具有包括影像元件80的影像元件单元DU、投射镜头30、以及对经由影像元件80和投射镜头30的影像光GL进行导光的第2虚像形成光学部101b，作为用于形成影像光GL或者进行导光的光学部件。另外，如上所述，第2虚像形成光学部101b由导光和透视用的导光部件10b和中央部件50的一部分即透视用的光透过部50B构成。

此外，在此处的一例中，影像形成器件即影像元件80为矩形，形成矩形的像面，从像面的各位置射出影像光GL。在此，将像面的法线方向设为z方向。即，z方向与投射镜头30的光轴延伸的光轴方向一致。此外，与z方向垂直的像面的面内方向中的、矩形的像面或者影像元件80的一个方向与x方向一致。因此，对于像面的面内方向，与x方向垂直的方向为y方向。另外，在此，将该矩形的长度方向设为x方向。

投射镜头30使来自影像元件80的影像光GL通过，使经由沿着入射侧光轴AX排列的4个透镜LS1～LS4的影像光GL朝向构成第2虚像形成光学部101b的导光部件10b射出(投射)。

如上所述，第2虚像形成光学部101b高精度地组装于投射镜头30，对来自投射镜头30的影像光GL进行导光。

以下，对第2虚像形成光学部101b中的影像光GL的导光用的结构进行详细说明。

首先，第2虚像形成光学部101b中的导光部件10b具有第1面S11～第5面S15，作为具有光学功能的侧面。这些侧面中的第1面S11与第4面S14相邻，第3面S13与第5面S15相邻。此外，在第1面S11与第3面S13之间配置有第2面S12。在第2面S12的表面附带设置有半反射镜层。该半反射镜层是具有光透过性的反射膜(半透过反射膜)，是通过形成金属反射膜和电介质多层膜而形成的，适当设定了针对影像光的反射率。即，导光部件10b具有在观察者佩戴时覆盖眼前的透过型反射面。

第2虚像形成光学部101b中的光透过部50B是对导光部件10b的透视功能进行辅助的部件(辅助光学块)，与导光部件10b一体地固定，成为1个第2虚像形成光学部101b。光透过部50B具有第1透过面S51、第2透过面S52以及第3透过面S53，作为具有光学功能的侧面。第2透过面S52配置在第1透过面S51与第3透过面S53之间。第1透过面S51位于延长导光部件10b的第1面S11的面上，第2透过面S52是与第2面S12接合而一体化的曲面，第3透过面S53位于延长了导光部件10的第3面S13的面上。换言之，第1面S11与第1透过面S51相邻，同样地，第3面S13与第3透过面S53相邻，均形成处于对齐为共面的状态的平滑的面。

以下，参照图4，对第2虚像形成光学部101b中的影像光GL的光路进行概要说明。导光部件10b使影像光GL从投射镜头30入射，并且通过第1面S11～第5面S15的反射等朝向观察者的眼EY进行导光。具体来说，来自投射镜头30的影像光GL首先入射到第4面S14并被第5面S15反射，从内侧再次入射到第4面S14而被全反射，入射到第3面S13而被全反射，入射到第1面S11而被全反射。被第1面S11全反射后的影像光GL入射到第2面S12，一部分透过设置于第2面S12的半反射镜层，同时一部分被反射，再次入射到第1面S11，并通过第1面S11。通过第1面S11后的影像光GL作为大致平行光束入射到观察者的眼睛EY或其等效位置。即，观察者通过作为虚像的影像光GL来观察图像。

此外，如上所述，第2虚像形成光学部101b通过导光部件10b使观察者看到影像光，并且，通过导光部件10b与光透过部50B的协作而使观察者观察失真较少的外界像。此时，第3面S13和第1面S11构成彼此大致平行的平面(视度大致为0)，由此，关于外界光，几乎不会产生像差等。此外，同样地，第3透过面S53和第1透过面S51构成彼此大致平行的平面。进而，第3透过面S53和第1面S11构成彼此大致平行的平面，由此，几乎不会产生像差等。由此，观察者越过作为光透过部件的中央部件50观察没有失真的外界像。

如上所述，在本实施方式中，在导光部件10b的内部，通过至少包含2次全反射在内的第1面S11～第5面S15中的5次反射对来自影像元件80的影像光进行导光。由此，能够同时实现影像光的显示和看到外界光的透视，并且，能够进行影像光GL的像差的校正。

上述结构在第1显示装置100A(参照图1)中也是同样的。由此，能够分别形成与左右眼分别对应的图像。

以下，参照图5等，对本实施方式的影像元件单元DU的一个结构例进行详细说明。

图5是示出影像元件单元DU的一例的立体图，图6是主视图，图7是后视图。此外，图8是示出影像元件单元DU以及组装有构成影像元件单元DU的各部的影像元件80和遮光板90的壳体部件CS的状况的侧面剖视图。在图中，状态α1示出组装有影像元件80、遮光板90以及壳体部件CS而形成影像元件单元DU的状态，状态α2仅示出影像元件80的状态，状态α3示出仅去除影像元件单元DU中的影像元件80的状态。进而，图9是针对影像元件单元DU切除一部分而得到的立体图。另外，图8是图6的沿AA箭头观察的剖视图，图9的缺口截面与图8对应。在图9中，状态β1示出仅去除影像元件单元DU中的遮光板90的状态，状态β2示出组装影像元件80、遮光板90以及壳体部件CS而形成影像元件单元DU的状态。

如图所示，如上所述，影像元件单元DU具有影像元件80、壳体部件CS以及遮光板90。

以下，对构成影像元件单元DU的上述各部中的影像元件80的结构进行说明。例如，如图5、图6或者图8等所示，影像元件80具有收纳于壳体部件CS中的矩形的板形状的主体部分80p、以及从主体部分80p连接地延伸的FPC(Flexible Printed Circuits)部80f。其中，主体部分80p具有：硅基板SS，其配置有各种电路等，并且构成主体部分80p的外形；发光部80k，其是构成为包含有机EL材料的有机EL元件，产生成为影像光的彩色光；以及密封用的防护玻璃GG，其与硅基板SS协作地对发光部80k进行密封。影像元件80按照从FPC部80f接收的驱动信号进行发光动作，从而朝向硅基板SS和防护玻璃GG中的防护玻璃GG侧即+z侧射出影像光。

接着，对构成影像元件单元DU的上述各部中的壳体部件CS的结构进行说明。如上所述，壳体部件CS为了收纳影像元件80而构成框架结构，并且具有突起部PR，突起部PR是用于进行针对镜筒BR(参照图2)的安装对准的安装部。

除此以外，例如，如图7、图8所示，壳体部件CS设有散热结构部CSd，同时支承影像元件80并进行固定，散热结构部CSd成为使影像元件80中的射出影像光的一侧的相反侧开放而露出的状态。即，作为使影像元件80的一部分开放的结构，具有使硅基板SS的背面侧(-z侧)开放的U字状的散热结构部CSd。由此，在收纳有影像元件80的状态下，使硅基板SS中的背面侧部分从壳体部件CS露出，能够促进影像元件80的散热。

此外，壳体部件CS例如与散热结构部CSd相邻，并且在与影像元件80的侧面抵接的部位具有收纳影像元件80的收纳部CSs。更具体来说，如图7以及图8所示，收纳部CSs形成为与矩形板状的硅基板SS的端面中的各端面SS1～SS3抵接的面，各端面SS1～SS3是与光射出侧相反的一侧(-z侧)的面即背面SSr以外的面。由此，在成为+z方向上的定位的基准的第1基准面SF1、成为±x方向上的定位的基准的平面部分即第2基准面SF2、以及成为-y方向上的定位的基准的平面部分即第3基准面SF3中，进行对准，进行高精度的定位。

除此以外，例如，如图8以及图9所示，壳体部件CS具有在散热结构部CSd、收纳部CSs的相反侧(+z侧)即影像元件80的光射出侧在中央部分形成矩形开口的框状部FR。在此，如图8所示，通过上述的收纳部CSs中的高精度的对准，框状部FR中的+z侧的正面即平面FF成为在与xy面平行的面(设为基准面SSF)中与影像元件80的光射出面即防护玻璃GG的正面(玻璃面)GGs对齐为共面的状态。

此外，如图5以及图6所示，为了在遮光板90的安装时进行定位，壳体部件CS具有与后述的遮光板90的平坦部90a对应地设置的定位部PSp。更具体来说，作为构成定位部PSp的结构，首先，定位用的突起部PSx、Psy与矩形的平坦部90a的四角对应地设置。通过这些部件，能够进行±x方向以及±y方向上的高精度的定位。例如，根据平坦部90a的尺寸以几乎不存在余量的方式预先设定设置于四角的突起部PSx、Psy，能够准确地设定±x方向以及±y方向上的遮光板90的设置位置。此外，作为构成定位部PSp的结构，例如，如图5、图6等所示，在框状部FR的±x侧的外侧面具有成对结构的用于与遮光板90嵌合的爪状的突起部即凸部CR。通过凸部CR中的嵌合，平坦部90a与壳体部件CS的平面FF可靠地抵接，从而进行-z方向上的高精度的定位。另外，使凸部CR突出的方向是避开作为FPC部80f的延伸方向的±y方向的方向。

最后，对构成影像元件单元DU的上述各部中的遮光板90的结构进行说明。遮光板90例如是由以不锈钢等为材料的一枚金属制薄板(例如，厚度为0.1mm左右)形成的板金。对遮光板90的正面实施烧结涂装或者哑光镀黑加工，具有较高的遮光性。例如，如图5等所示，遮光板90具有平坦部90a、以及设置于平坦部90a的外缘(偏离中央部分的一侧)的周边部90b。

平坦部90a为矩形，特别是框形状，该框形状在中央部分形成用于确定来自影像元件80的射出成分中的有效光的通过范围的开口部OP。遮光板90作为通过框形状的平坦部90a限制有效光的通过范围，从而对来自影像元件80的影像光GL的射出区域进行界定，同时对射出成分中的不必要的光进行遮光的遮光部件发挥功能。

周边部90b形成有由多次(2次)弯折而形成的弯曲部FL构成的弹簧结构部，进而，通过在侧面具有与壳体部件CS的凸部CR对应的孔部HL，由凸部CR和孔部HL构成钩结构HK，从而作为向壳体部件CS安装的安装部发挥功能。即，通过钩结构HK，将遮光板90固定于壳体部件CS。另外，关于安装的结构的详细，参照图11以及图12在后面叙述。

遮光板90通过上述的结构安装于壳体部件CS，此时，在矩形的平坦部90a中，如上所述，通过壳体部件CS的定位部PSp，进行±x方向以及±y方向上的高精度的定位，此外，通过周边部90b，在-z方向上与平面FF可靠地抵接。由此，遮光板90以高精度地定位的状态安装于壳体部件CS。

在以上的情况下，遮光板90成为接近影像元件80中的光射出侧(+z侧)且被高精度地定位固定的状态。因此，在遮光板90的平坦部90a中，对从影像元件80射出的影像光GL的射出区域进行界定。即，遮光板90作为影像光GL而使有效的成分可靠地通过。另一方面，遮光板90例如能够对由非期望的反射而引起的反射光、散射光等的不必要的光进行遮断(遮光)或者消光。此外，关于遮光板90中的倾斜的周边部90b、构成壳体部件CS的框状部FR中的周边侧的倾斜部分，能够某种程度地远离构成有效成分的影像光GL(参照图4)的通过范围。由此，例如能够避免或者抑制在这些倾斜部中产生非期望的反射而使图像劣化的情况的产生。特别是在推进装置小型化的情况下，影像元件80中的光的射出范围外的区域变小，难以在对影像元件80等的各部进行定位的同时抑制漏光和不必要光的产生。例如，在通过将去除从影像元件80射出的成分光中的不必要的光的掩模部作为壳体部件CS的一部分而设为一体来进行遮光的情况下，由于制作掩模部的机械加工的精度等，不能得到充分的精度，可能会导致产生漏光和由非期望的反射引起的不必要的光等。与此相对，在本实施方式中，在影像元件80的光射出侧(+z侧)设置遮光板90，并且能够高精度地安装遮光板90，从而能够避免该情况。

以下，对与本实施方式的影像元件单元DU的制作、以及虚像显示装置100的制作相关的事项进行说明。

首先，参照图10，对影像元件80向壳体部件CS的安装的一例进行说明。图10是用于说明影像元件单元DU中的粘接剂涂覆部的图。在图中，状态γ1示出安装影像元件80等各部之前的壳体部件CS的一例的状态的立体图，示出壳体部件CS中的多个粘接剂涂覆部的部位即影像元件80的粘接部位。此外，状态γ2是示出组装影像元件80、遮光板90以及壳体部件CS而形成影像元件单元DU的状态的侧面剖视图，示出通过涂覆于粘接剂涂覆部的粘接剂粘接影像元件80的情况。

如图所示，在该情况下，在壳体部件CS中沿着影像元件80的FPC部80f的延伸方向即±y方向，在分开的多个部位(2个部位)设置有粘接剂涂覆部AC1、AC2，影像元件80被涂覆于粘接剂涂覆部AC1、AC2的粘接剂AD粘接，从而在期望的位置固定于壳体部件CS。另外，关于粘接剂AD，可考虑能够利用各种物质，例如可考虑利用紫外线固化型树脂。在该情况下，在粘接后，沿着最具有应力等的影响的FPC部80f进行粘接固定，从而能够在提高针对该应力的耐性的状态下进行位置固定。

接着，参照图11以及图12，对遮光板90向壳体部件CS的安装的一例进行说明。图11是用于说明在影像元件单元DU中已安装的状态下的遮光板90的结构的一例的概念性剖视图，状态δ1是图6的沿BB箭头观察的剖视图，状态δ2是提取出状态δ1中的壳体部件CS与遮光板90的安装部分而得到的图。

如图所示，在该情况下，通过由壳体部件CS的凸部CR和遮光板90的孔部HL构成的成对结构的钩结构HK，遮光板90安装固定于壳体部件CS。即，在±x方向上将遮光板90设为成对结构，从而在剖面观察时，为M字状。进而，此时，关于成对结构的各部，在从开口部OP到孔部HL之间设置至少2次以上的弯曲部FL(在图示的示例中为2次弯折)而形成弹簧结构部，能够简单且可靠地进行遮光板90向壳体部件CS的安装。即，由于弹簧结构部的存在，在遮光板90固定于壳体部件CS时，为了安装到壳体部件CS，暂时扩大形成遮光板90的弹簧结构部的周边部90b的部位，在将孔部HL钩挂于壳体部件CS的凸部CR并嵌合之后，利用在弹簧结构部中产生想要从扩展状态返回到原始状态的力的情况，能够产生在遮光板90的平坦部90a中与平面FF抵接的力，并且将遮光板90安装固定于壳体部件CS。即，成为这样的状态：在平面FF和基准面SSF中共面地面对的防护玻璃GG的正面GGs与形成开口部OP的平坦部90a紧密接触。即，遮光板90成为在使壳体部件CS的平面FF与作为影像元件80的光射出面的FF对齐为共面的部位具有平坦部90a的结构。

以下，参照图12，对遮光板90的安装工序的一例进行说明。在图中，状态ε1示出遮光板90的安装过程中的状况。另一方面，状态ε2示出遮光板90的安装完成时的状态，是与图11的状态δ2对应的图。

首先，作为用于说明安装工序的前提，如图所示，在此，遮光板90具有用于确定平坦部90a与周边部90b的边界的第1弯曲部FL1、以及设置于周边部90b的中途且将周边部90b的形状设为倾斜状或者阶梯状的第2弯曲部FL2，作为2次弯折部位即弯曲部FL。结果是，周边部90b成为由在从第1弯曲部FL1到第2弯曲部FL2之间形成的第1板状部BB1和在第2弯曲部FL2部之前的第2板状部BB2构成的结构，在第2板状部BB2上形成通孔，第2板状部BB2或者其一部分构成孔部HL。此外，在图示的示例中，由于第1板状部BB1，通过平坦部90a在稍微远离影像元件80的部位形成倾斜部分。

在以上内容中，首先，如状态ε1所示，从上方侧(+z侧)向箭头AR1的方向(-z方向)覆盖遮光板90。此时，如上所述，在±x方向以及±y方向上，通过构成定位部PSp的定位用的突起部PSx、Psy进行对准。随着沿箭头AR1的方向行进，周边部90b的第2板状部BB2即包括孔部HL的部分被凸部CR按压而扩展。进而，当沿箭头AR1的方向行进时，如状态ε2所示，孔部HL与凸部CR嵌合。此时，通过在基于第1弯曲部FL1和第2弯曲部FL2以及第1板状部BB1和第2板状部BB2的弹簧结构中发挥作用的力，维持基于孔部HL与凸部CR的钩结构HK的嵌合，同时产生箭头AR2所示的平坦部90a与平面FF以及正面(玻璃面)GGs紧密接触的方向上的力。另外，在箭头AR2的方向发挥作用的力只要是能够保证紧密接触性的程度的力即可。此外，通过维持此处的紧密接触，从而维持适当的部位处的遮光，并且在影像元件80与壳体部件CS之间不会产生间隙，能够防止灰尘侵入。

此外，在产生基于上述这样的弹簧结构部的力时，在作为倾斜部分的第1板状部BB1和与其对应地设置于壳体部件CS的斜面部SL之间形成若干的间隙CL。由此，即使存在制造误差等的公差，也不会成为对公差的影响而导致的游隙或不可钩挂的状态，能够可靠地防止产生上述的状态。例如，假设在将弯曲部设为仅1次的结构的情况下，由于公差，可能不能维持充分的紧密接触。在本实施方式中，如上所述，通过设为M字状，能够避免该情况。

另外，作为影像元件单元DU的制作中的组装顺序，可以考虑首先，按照参照图10所例示的工序，将影像元件80粘接固定于壳体部件CS，之后对参照图11以及图12所例示的遮光板90进行组装固定。

如上所述，本实施方式的影像元件单元DU以及搭载有影像元件单元DU的虚像显示装置100具有：影像元件80，其射出影像光GL；壳体部件CS，其收纳影像元件80；以及遮光板90，其安装于设置于壳体部件CS的定位部PSp，对来自影像元件80的影像光GL的射出区域进行界定，并且对射出成分中的不必要的光进行遮光。由此，在影像元件单元DU以及虚像显示装置100中，通过设置于壳体部件CS的定位部PSp高精度地安装遮光板90，从而能够实现装置的小型化，同时实现与不必要的成分有关的漏光的抑制。

[其它]

以上通过实施方式对本发明进行了说明，但是，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式进行实施。

首先，在上述内容中，例如，壳体部件CS由导热性高的金属制成，但只要能够确保影像元件80的散热和收纳位置精度，也可以应用除此以外的材料(例如，树脂材料)(应用于一部分)。

此外，在上述内容中，遮光板90由板金(遮光板金)构成，但只要能够达到上述的效果，例如，也可以由较薄的树脂板部件(带状部件等)构成。

此外，在上述内容中，关于钩结构HK，设为壳体部件CS具有凸部CR、遮光板90具有孔部HL的结构，但也可以相反。即，也可以考虑壳体部件CS具有孔部(凹部)HL、遮光板90具有凸部CR的结构。此外，只要是能够进行与钩结构HK同样的嵌合的结构，则不限于上述结构，能够设为各种形态。例如，也可以考虑在壳体部件CS设置切口而使遮光板90的端部插入的结构。此外，关于钩结构HK的安装位置，不限于例示的情况，可考虑设为各种部位。

此外，关于用作遮光板90的板金的材料，可以考虑各种材料，例如，作为上述的不锈钢，可以考虑使用SUS 304等，但也可以利用其它的不锈钢或者不锈钢以外的金属。

此外，在上述以外的情况下，除了作为透过型的液晶显示器件的HTPS以外，也能够利用各种器件作为影像元件80，例如，也可以是使用了反射型液晶显示器件的结构，也可以将本申请应用于使用了数字微镜器件等即DLP方式的结构中，以代替由液晶显示器件等构成的映像显示元件。

此外，在各透镜的透镜面适当地设置AR涂层，从而能够进一步抑制重影光的产生等。

此外，在上述中，关于设置使影像光的一部分透过并且使其它一部分反射的半透过反射膜的部位，取而代之，也可以考虑通过设置例如体积全息元件等衍射元件这样的光学功能面，发挥相同的作用。

在上述的说明中，导光部件10等在眼排列的横向上延伸，但也能够以在纵向上延伸的方式配置导光部件10。在该情况下，导光部件10构成具有并行地平行配置的结构，而不是串行地平行配置的结构。

此外，也能够在照相机的取景器和小型的投影机等的显示装置中利用本发明的技术、即在图像显示装置(影像元件)的单元化中具有散热用的结构的外壳(影像元件单元结构)。

另外，在上述这样针对其它的应用等的情况下，例如，在针对显示装置单元(影像元件单元)不需要进行与其它光学部件的高精度的对准的情况下，可以采用不具有该对准用的安装部(典型的是突起部PR这样的部件)的结构。

此外，在上述内容中，将影像元件80的元件基板设为硅基板，但在能够确保所需的散热和位置精度的情况下，也能够使用石英玻璃等其它部件。

在上述的说明中，仅对图像光与外界光重叠的形态进行了说明，但例如也可以在不重叠而能够切换地观察仅有图像光的形态和仅有外界光的形态的虚像显示装置中应用。作为一例，也可以在进行所谓的虚拟现实(VR)的图像形成的显示装置中应用本申请。

此外，本发明的技术除了应对与仅看到图像光的所谓的封闭式(不透视)类型的虚像显示装置以外，也可以应对由显示器和摄像装置构成的所谓的视频透视产品。

此外，也能够将本发明的技术应用于双眼镜型的手持显示器等。

此外，成为位置调整对象的光学系统不限于上述的投射镜头的情况，直视型的光学系统、观察光学系统这种系统也可成为位置调整对象。

如上所述，本发明的一个方式的虚像显示装置具有：影像元件，其射出影像光；壳体部件，其收纳影像元件；以及遮光板，其安装在设于壳体部件的定位部上，对来自影像元件的影像光的射出区域进行界定。

在上述虚像显示装置中，通过设置于壳体部件的定位部高精度地安装遮光板，从而能够实现装置的小型化，同时实现与不必要的成分有关的漏光的抑制。

在本发明的具体方面中，遮光板在壳体部件的平面与影像元件的光射出面对齐为共面的部位具有平坦部。在该情况下，能够将平坦部配置为适于遮光。

在本发明的另一个方面中，平坦部是在中央部分形成开口部的框形状，开口部确定来自影像元件的射出成分中的有效光的通过范围，遮光板在平坦部的外缘具有倾斜状或者阶梯状的弯曲部。在该情况下，能够在平坦部中界定有效光的通过范围，在弯曲部中设置遮光板的安装结构。

在本发明的又一个方面中，壳体部件与平坦部对应地设置有定位部。在该情况下，能够进行平坦部的可靠定位。

在本发明的又一个方面中，遮光板是板金。在该情况下，能够简单且可靠地进行遮光板被高精度地定位后的安装。

在本发明的又一个方面中，板金板金进行了烧结涂装或者镀黑加工。在该情况下，能够具有足够高的遮光性，并且抑制在遮光板的正面引起的异物的产生。

在本发明的又一个方面中，板金具有多次弯折而形成的弹簧结构部。在该情况下，能够利用弹簧结构部中的力，简单且可靠地进行紧密接触性较高的安装。

在本发明的又一个方面中，壳体部件和遮光板中的一方具有凸部，壳体部件和遮光板中的另一方具有与凸部对应的孔部，通过凸部与孔部的钩结构，将遮光板固定于壳体部件。在该情况下，能够通过钩结构，进行壳体部件与遮光板的组装固定。

在本发明的又一个方面中，影像元件包括发出影像光的发光部。在该情况下，能够实现影像元件的轻量化/小型化、乃至装置整体的轻量化/小型化。

在本发明的又一个方面中，影像元件在硅基板上形成构成发光部的有机EL元件，在硅基板的背面以外的端面中，与壳体部件抵接。在该情况下，通过利用形成硅基板的端面时的切割精度，能够进行高精度的定位，在影像元件向其它部件的装配中，能够抑制调整范围，能够实现作为装置整体的小型化。

在本发明的又一个方面中，壳体部件使影像元件中的射出影像光的一侧的相反侧开放而进行散热。在该情况下，抑制影像元件的内部温度上升，例如，即使影像元件是自发光型影像元件，也能够避免伴随内部温度上升的性能劣化、寿命缩短，能够形成良好的图像。

在本发明的又一个方面中，壳体部件在沿着影像元件的FPC的延伸方向分开的多个部位具有粘接剂涂覆部。在该情况下，在粘接固定之后，在容易施加应力的FPC的延伸方向上，耐性较强。

如上所述，本发明的一个方式的影像元件单元具有：影像元件，其射出影像光；壳体部件，其收纳影像元件；以及遮光板，其安装于壳体部件，对来自影像元件的影像光的射出区域进行界定。

在上述影像元件单元中，通过设置于壳体部件的定位部高精度地安装遮光板，从而能够实现装置的小型化，同时实现与不必要的成分有关的漏光的抑制。

Claims (8)

1.一种虚像显示装置，其具有：

影像元件，其射出影像光；

壳体部件，其收纳所述影像元件；以及

遮光板，其安装在设于所述壳体部件的定位部上，对来自所述影像元件的所述影像光的射出区域进行界定，

所述遮光板在所述壳体部件的平面与所述影像元件的光射出面对齐为共面的部位具有平坦部，并且在所述平坦部的外缘具有周边部，

所述遮光板是进行了烧结涂装或者镀黑加工的板金，

所述板金具有2次弯折而形成为M字状的弹簧结构部，作为2次弯折部位，具有用于确定所述平坦部与所述周边部的边界的第1弯曲部、以及设置于所述周边部的中途且将所述周边部的形状设为倾斜状或者阶梯状的第2弯曲部，由此，所述周边部成为由在从所述第1弯曲部到所述第2弯曲部之间形成的第1板状部和在所述第2弯曲部之前的第2板状部构成的结构，

所述壳体部件和所述第2板状部中的一方具有凸部，

所述壳体部件和所述第2板状部中的另一方具有与所述凸部对应的孔部，

通过所述凸部与所述孔部的钩结构，将所述遮光板固定于所述壳体部件。

2.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，

所述平坦部是在中央部分形成开口部的框形状，所述开口部确定来自所述影像元件的射出成分中的有效光的通过范围。

3.根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其中，

所述壳体部件与所述平坦部对应地设置有所述定位部。

4.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，

所述影像元件包括发出所述影像光的发光部。

5.根据权利要求4所述的虚像显示装置，其中，

所述影像元件在硅基板上形成构成所述发光部的有机EL元件，在所述硅基板的背面以外的端面中，与所述壳体部件抵接。

6.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，

所述壳体部件使所述影像元件中的射出所述影像光的一侧的相反侧开放而进行散热。

7.根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中，

所述壳体部件在沿着所述影像元件的FPC的延伸方向分开的多个部位具有粘接剂涂覆部。

8.一种影像元件单元，其具有：

影像元件，其射出影像光；

壳体部件，其收纳所述影像元件；以及

遮光板，其安装于所述壳体部件，对来自所述影像元件的所述影像光的射出区域进行界定，

所述遮光板在所述壳体部件的平面与所述影像元件的光射出面对齐为共面的部位具有平坦部，并且在所述平坦部的外缘具有周边部，

所述遮光板是进行了烧结涂装或者镀黑加工的板金，

所述板金具有2次弯折而形成为M字状的弹簧结构部，作为2次弯折部位，具有用于确定所述平坦部与所述周边部的边界的第1弯曲部、以及设置于所述周边部的中途且将所述周边部的形状设为倾斜状或者阶梯状的第2弯曲部，由此，所述周边部成为由在从所述第1弯曲部到所述第2弯曲部之间形成的第1板状部和在所述第2弯曲部之前的第2板状部构成的结构，

所述壳体部件和所述第2板状部中的一方具有凸部，

所述壳体部件和所述第2板状部中的另一方具有与所述凸部对应的孔部，

通过所述凸部与所述孔部的钩结构，将所述遮光板固定于所述壳体部件。

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