CN116406447A - 图像显示设备及制造导光板的方法 - Google Patents

图像显示设备及制造导光板的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116406447A
CN116406447A CN202180071345.4A CN202180071345A CN116406447A CN 116406447 A CN116406447 A CN 116406447A CN 202180071345 A CN202180071345 A CN 202180071345A CN 116406447 A CN116406447 A CN 116406447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
guide plate
light guide
light
image display
plate body
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.)
Pending
Application number
CN202180071345.4A
Other languages
English (en)
Inventor
相木一磨
今井聪
武川洋
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.)
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Group 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 Sony Group Corp filed Critical Sony Group Corp
Publication of CN116406447A publication Critical patent/CN116406447A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0041—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided in the bulk of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/002—Arrays of reflective systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/006—Systems in which light light is reflected on a plurality of parallel surfaces, e.g. louvre mirrors, total internal reflection [TIR] lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
    • G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into 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, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/003—Lens or lenticular sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G02B2027/012—Head-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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

提供了一种能够防止不必要的图像进入观察者和观察者的观看者的视野的图像显示设备。根据本技术的图像显示设备包括投射图像光的光投射系统和包括内部具有反射面的导光板的导光系统，导光板将来自光投射系统的图像光引导至眼球，其中导光板包括：导光板主体，以及在导光板主体中设置的气体层，并且反射面是导光板主体与气体层之间的界面。利用根据本技术的图像显示设备，有可能抑制不必要的图像进入观察者以及观察者的观看者的视野。

Description

图像显示设备及制造导光板的方法
技术领域
根据本公开的技术(下文中也称为“本技术”)涉及图像显示设备和制造导光板的方法。
背景技术
常规而言，已知有通过内部具有金属反射面的透视型导光板将图像光引导至观察者的眼球的图像显示设备(例如，参见专利文献1)。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2011-53367
发明内容
本发明要解决的问题
但是，在常规的图像显示设备中，存在金属反射面看起来是不必要的图像并且进入观察者和观察者的观看者的视野的担心。
因而，本技术的主要目的是提供一种能够抑制不必要的图像进入观察者和观察者的观看者的视野的图像显示设备。
问题的解决方案
本技术提供了一种图像显示设备，包括：
光投射系统，其投射图像光；以及
导光系统，其包括内部具有反射面的导光板，导光板将来自光投射系统的图像光引导至眼球，其中
导光板包括：
导光板主体，以及
低折射率层，所述低折射率层设置在导光板主体内并且具有低于导光板主体的折射率的折射率，并且
所述反射面是导光板主体与所述低折射率层之间的界面。
低折射率层可以是气体层。
反射面可以是平面。
反射面可以是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面可以是平面。
反射面可以是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面可以是曲面。
导光板主体可以包括一体设置的多个构件，并且低折射率层可以设置在多个构件当中彼此接合的两个构件之间。
反射面可以是两个构件中的一个构件与低折射率层之间的界面。
两个构件可以用介于其间的粘合剂层接合，粘合剂层具有在两个构件中的至少一个构件的一侧开口的开口部分或切口部分，并且低折射率层可以是所述开口部分或切口部分。
导光板主体和粘合剂层可以具有透光性。
两个构件可以是在导光板主体的厚度方向上彼此接合的第一构件和第二构件，导光板可以以第一构件在导光板主体的厚度方向上与眼球对置的方式部署，并且所述一个构件可以是第一构件。
第一构件可以在与第二构件的接合面上具有第一嵌合部分，第二构件可以在与第一构件的接合面上具有与第一嵌合部分基本嵌合的第二嵌合部分，第一和第二嵌合部分的至少第一嵌合部分可以面对低折射率层，并且反射面可以是第一嵌合部分与低折射率层之间的界面。
可以存在多个所述低折射率层，第一和第二嵌合部分之一可以具有突起组，所述突起组包括作为多个构成部分的与多个低折射率层对应的多个突起，第一和第二嵌合部分中的另一个可以具有凹陷组，所述凹陷组包括作为多个构成部分的与多个低折射率层对应并且多个突起分别插入其中的多个凹陷，包括在突起组和凹陷组的至少第一嵌合部分中的组的每个构成部分可以面对多个低折射率层的对应低折射率层，并且包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分与对应的低折射率层之间的界面可以是反射面。
包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分可以具有面对对应的低折射率层的表面。
表面的一部分可以面对低折射率层。
表面的整个区域可以面对低折射率层。
导光板还可以包括光学面组，所述光学面组包括多个光学面，将来自光投射系统的图像光中所包括的光束引导至反射面，并且反射面可以经由光学面组朝着眼球反射光束。
光学面组可以包括作为导光板主体的一个端面并且图像光入射在其上的光入射面，以及作为导光板主体的厚度方向上的一个侧面并且将经由光入射面的图像光全反射的全反射面。
全反射面可以经由光入射面朝着反射面全反射包括在图像光中的光束。
光学面组可以包括凹面镜，所述凹面镜设置在第二构件的面对光入射面的端面上并且朝着所述反射面反射包括在经由所述全反射面的图像光中的光束。
导光板主体可以包括接合到凹面镜的保护构件。
导光板主体可以包括具有凹面镜的第三构件，所述凹面镜经由全反射面朝着反射面反射图像光中包括的光束，并且凹面镜可以接合到第二构件的面对光入射面的端面。
多个构件可以在相对于导光板主体的厚度方向倾斜的方向上堆叠，图像光可以从作为导光板主体的一个端面的光入射面入射到导光板主体内，并且一个构件可以是两个构件中离光入射面较远的一个。
导光系统可以包括接合到光入射面的透镜，以及接合到导光板主体的另一个端面并朝着反射面反射入射图像光中包括的光束的凹面镜，并且导光板主体的厚度方向上的一个侧面可以是将经由透镜和光入射面的图像光朝着凹面镜全反射的全反射面。
导光板主体可以包括单个构件，并且低折射率层可以是在导光板主体中设置的贯通孔或孔。
贯通孔或孔可以设置在导光板主体的端面中。
贯通孔或孔的平行于端面的横截面可以相对于导光板主体的厚度方向倾斜。
反射面可以是贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面可以是平面。
反射面可以是贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面可以是曲面。
图像光可以包括形成不同视角的多个光束，可以与多个光束对应地设置多个反射面，并且多个反射面可以以不同视角反射入射在眼球上的多个对应光束。
多个反射面可以布置在与导光板主体的厚度方向相交的方向上。
多个反射面中的每一个可以是相对于导光板的厚度方向倾斜的倾斜面。
多个倾斜面可以彼此平行。
多个反射面中的每一个可以是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面可以是曲面。
低折射率层可以是空气层。
本技术还提供了一种内部具有反射面的导光板的制造方法，其中
所述反射面形成在彼此接合的两个构件之间，并且
所述方法包括：
通过将粘合剂施加到两个构件中的一个构件与另一个构件的接合面来形成粘合剂层的步骤；
将设有朝着与在一个构件的接合面上形成反射面的位置对应的位置突出的突起或伸出部分的按压表面压靠在粘合剂层上以将突起或伸出部分插入粘合剂层的步骤；
将粘合剂层的形成所述反射面的位置周围的部分固化的步骤；
将按压表面与粘合剂层分离以在粘合剂层的形成所述反射面的位置处形成开口部分或切口部分的步骤；
用粘合剂层使一个构件与另一个构件的接合面贴紧的步骤；以及
固化粘合剂层的整个区域的步骤。
本技术还提供了一种制造导光板的方法，所述导光板在导光板主体内部具有反射面，所述方法包括：
以模具构件穿透导光板主体的彼此对置的一对端面中的至少一个端面的方式生产与导光板主体一体化的导光板基材的步骤；以及
将模具构件从导光板基材中拔出以在导光板主体中形成贯通孔或孔的步骤。
附图说明
图1是示意性地图示根据本技术的第一实施例的图像显示设备的构造的图。
图2是根据本技术的第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板的横截面图。
图3是用于解释制造图2的导光板的方法的流程图。
图4是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分1)。
图5是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分2)。
图6是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分3)。
图7是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分4)。
图8是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分5)。
图9是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分6)。
图10是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分7)。
图11是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分8)。
图12是图示制造图2的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分9)。
图13是根据本技术的第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板的横截面图。
图14是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分1)。
图15是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分2)。
图16是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分3)。
图17是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分4)。
图18是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分5)。
图19是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分6)。
图20是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分7)。
图21是图示制造图13的导光板的方法的每个过程的横截面图(部分8)。
图22A是根据本技术的第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板的横截面图。图22B是根据本技术的第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板的平面图。
图23是用于解释制造图22的导光板的方法的流程图。
图24A和24B分别是图示制造图22的导光板的方法的每个过程的横截面图和平面图(部分1)。
图25是图示制造图22的导光板的方法的每个过程的平面图(部分2)。
图26是示意性地图示根据本技术的第二实施例的示例1的图像显示设备的构造的图。
图27是示意性地图示根据本技术的第二实施例的示例1的修改的图像显示设备的构造的示图。
图28是示意性地图示根据本技术的第二实施例的示例2的图像显示设备的构造的图。
图29是示意性地图示根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备的构造的示图。
图30A是沿着图29中的线P-P截取的横截面图。图30B是沿着图29中的线Q-Q截取的横截面图。
图31是用于解释制造图29中的导光板的制造方法的流程图。
图32是用于解释制造图29中的导光板的制造方法的流程图。
图33A是示意性地图示根据本技术的第三实施例的示例2的图像显示设备的构造的图。图33B是图33A的纵向截面图。
图34A是示意性地图示根据本技术的第三实施例的示例3的图像显示设备的构造的示图。图34B是图34A的纵向截面图。
图35是根据本技术的第一实施例的示例1的修改1的图像显示设备的导光板的横截面图。
图36是根据本技术的第一实施例的示例1的修改2的图像显示设备的导光板的横截面图。
图37是根据本技术的第一实施例的示例2的修改1的图像显示设备的导光板的横截面图。
图38是用于解释面对反射面的界面是平面的事实的影响的图。
图39是用于解释在面对反射面的界面是朝着光入射侧凸出的曲面的情况下的操作和效果的图。
图40是用于解释在面对反射面的界面是朝着光入射侧凹陷的曲面的情况下的操作和效果的图。
图41是根据本技术的第一实施例的示例2的修改2的图像显示设备的导光板的横截面图。
图42是根据本技术的第一实施例的示例2的修改3的图像显示设备的导光板的横截面图。
图43是根据本技术的第一实施例的示例3的修改1的图像显示设备的导光板的横截面图。
图44是根据本技术的第一实施例的示例3的修改2的图像显示设备的导光板的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本技术的优选实施例。注意的是，在描述和附图中，具有基本相同功能配置的组件由相同的附图标记表示，并且省略重复的描述。下面描述的实施例说明了本技术的代表性实施例，并且本技术的范围不被这些实施例狭义地解释。在描述中，即使在描述根据本技术的图像显示设备和制造导光板的方法表现出多种效果的情况下，也仅要求根据本技术的图像显示设备和制造导光板的方法表现出至少一种效果。本文描述的效果仅仅是示例而不是限制，并且可以提供其它效果。
此外，将按以下次序给出描述。
1.简介
2.根据本技术的第一实施例的图像显示设备的构造
3.根据本技术的第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板
4.根据本技术的第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板
5.根据本技术的第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板
6.根据本技术的第一实施例的图像显示设备和制造图像显示设备的导光板的方法的效果
7.根据本技术的第二实施例的示例1的图像显示设备
8.根据本技术的第二实施例的示例2的图像显示设备
9.根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备
10.根据本技术的第三实施例的示例2的图像显示设备
11.根据本技术的第三实施例的示例3的图像显示设备
12.本技术的修改
1.<简介>
常规而言，已知有包括结合了多个反射器的透视型导光板的图像显示设备。在这种图像显示设备中，由于导光板的光使用效率高，因此例如也有可能使用难以增加亮度的诸如有机EL元件之类的自发光元件，并且可以实现紧凑的图像显示设备。
顺便提及，铝(Al)涂膜常常被用作用于这种导光板的反射器。原因是铝具有高反射率、均匀反射光谱，并且金属中没有颜色，不像银被氧化时变黑而高度可靠，并且不贵。
为此，对于安装在导光板中的反射器采用铝涂膜，但存在导光板的外观不舒适的担心。多个反射器安装在导光板中以实现高效率和图像亮度均匀性。但是，当结合了多个反射器的导光板用在头戴式(例如，眼镜式)图像显示设备中时，导光板中的多个反射器导致的点图案(不必要的图像)出现在穿戴者的视野中，这使穿戴者感到烦恼，因此会导致避免使用。这是因为诸如铝涂膜之类的金属膜完全不透光并且具有金属特有的光泽。因此，防止不必要的图像进入穿戴者(观察者)的视野导致使用感受的改善。
此外，头戴式图像显示设备在穿戴状态下从另一个人查看时外观怪异(此外，由于反射器的透光率低且无法看到穿戴者的瞳孔，因此所述另一个人会感到不舒服)，这会导致避免使用。因此，通过消除这种外观印象来改善使用感受也是重要的。
因而，作为深入研究的结果，发明人已经开发了本技术的图像显示设备作为能够抑制不必要的图像进入观察者和观察者的观看者的视野的图像显示设备，并且改进使用感受。在下文中，将详细描述本技术的图像形成设备的一些实施例。
2.<根据本技术的第一实施例的图像显示设备的构造>
将参考附图描述根据本技术的第一实施例的图像显示设备10。
作为示例，图像显示设备10是通过使用光的视网膜直接绘制在视网膜上直接绘制图像的图像显示设备，并且例如被用于向用户提供增强现实(AR)等。
图1是示意性地图示根据第一实施例的图像显示设备10的构造的图。在下文中，为了方便起见，在图1中，将以纸表面的左侧为左、纸表面的右侧为右、纸表面的近侧为顶部并且纸表面的远侧为底部的假设来给出描述。
图像显示设备10例如用作通过戴在用户(观察者)的头上而被使用的头戴式显示器(HMD)。例如，HMD也称为眼镜。
图像显示设备10-1包括光投射系统100-1和导光系统200。
图像显示设备10-1还可以包括控制光投射系统100-1的控制系统。
光投射系统100-1和导光系统200一体地在设置同一支撑结构(例如，眼镜架)中。上述控制系统可以与支撑结构一体地设置，或者可以单独设置。
在下文中，将在作为支撑结构的示例的眼镜架安装在用户的头部上的前提下给出描述。
(光投射系统)
光投射系统100-1投射图像光。图像光包括形成不同视角的多个光束(例如，L1至L5)。每个光束可以包括单一颜色的光束，或者可以包括多个颜色的光束(例如，红、绿和蓝三种颜色的光)。
光投射系统100-1包括图像形成单元110和投射透镜120。
注意的是，光投射系统可以是包括光源(例如，激光器等)和光学偏转器(例如，MEMS镜、检流计镜、多角镜等)的光学扫描类型。
图像形成单元110用光形成图像并发射图像光。
图像形成单元110包括例如图像显示面板，所述图像显示面板包括二维布置的多个显示元件。例如，每个显示元件可以是自发光类型(诸如激光器、LED或有机EL元件)，或者可以是调光类型(诸如要求分开的光源的液晶元件)。每个显示元件由驱动电路驱动。驱动电路基于从上述控制系统传输的调制数据来驱动显示元件。
投射透镜120部署在来自图像形成单元110的图像光的光路上，并且将图像光朝着如后所述的导光板LGP投射。更具体而言，投射透镜120是例如聚光透镜，并且将图像光会聚在如后所述的导光板LGP的光入射面210a上。
(导光系统)
导光系统200包括其中具有至少一个反射面RS(例如，RS1至RS5)的导光板LGP，所述导光板LGP将来自光投射系统100-1的图像光引导至眼球。导光板LGP可以是作为上述支撑结构嵌合到眼镜架中的类型(眼镜镜片型)，或者可以是从外部附接到眼镜架的类型(组合器型)。
导光板LGP包括导光板主体210和设置在导光板主体210中并且折射率低于导光板主体210的折射率的低折射率层。低折射率层是例如气体层(气相)。
导光板主体210是具有透光性的板状体。板状体例如由透明或半透明的玻璃或树脂形成。
气体层例如是设置在导光板主体210中的开口部分AP(例如，AP1至AP5)。气体层例如是空气层、氮气层等。
上述的反射面RS是导光板主体210与将成为气体层的开口部分AP之间的界面。更具体而言，反射面RS1是导光板主体210与开口部分AP1之间的界面。反射面RS2是导光板主体210与开口部分AP2之间的界面。反射面RS3是导光板主体210与开口部分AP3之间的界面。反射面RS4是导光板主体210与开口部分AP4之间的界面。反射面RS5是导光板主体210与开口部分AP5之间的界面。
反射面RS例如是平面。反射面RS优选地具有尽可能高的平坦度。
反射面RS在平面图中具有例如矩形形状、圆形形状、椭圆形形状等。
反射面RS是导光板主体210与低折射率层(例如，气体层)之间的彼此对置的两个界面中的一个界面。两个界面中的另一个界面是平面。
导光板主体210还包括光学面组，所述光学面组包括将来自光投射系统100-1的图像光引导至反射面RS的多个光学面。
光学面组包括作为导光板主体210的一个端面并且图像光入射在其上的光入射面210a，以及作为导光板主体210的厚度方向TD上的一个侧面并且经由光入射面210a对图像光进行全反射的全反射面210b。
全反射面210b将经由光入射面210a的图像光中包括的光束朝着反射面RS全反射。即，经由光入射面210a的光束以光束被全反射面210b全反射的入射角入射在全反射面210b上。
反射面RS经由全反射面210b朝着眼球EB反射(全反射)包括在图像光(经由光学面组的图像光)中的光束。即，经由全反射面210b的光束以光束被反射面RS全反射的入射角入射在反射面RS上。
注意的是，从光入射面210a入射的光束可以在全反射面210b和光出射表面210d之间多次全反射并且朝着反射面RS传播。
经由作为导光板主体210的厚度方向TD上的另一个侧面的光出射表面210d将经由反射面RS的光束入射在眼球EB上。
作为示例，多个(例如，五个)反射面RS(例如，RS1至RS5)在导光板主体210的面内方向(与厚度方向TD正交的方向)上规则地(例如，周期性地、等间隔地等)布置。作为示例，多个反射面RS彼此平行。反射面RS1至RS5分别与包括在图像光中的光束L1至L5对应地设置。
注意的是，多个反射面RS不限于与导光板主体210的厚度方向正交的方向，并且简言之，优选地，在与导光板主体210的厚度方向相交的方向上并排设置反射面RS。
在从光投射系统100-1投射的图像光的一侧形成最大视角的光束L1经由光入射面210a入射到导光板主体210中，被全反射面210b全反射，并入射在对应的反射面RS1上。被反射面RS1反射的光束L1被光出射表面210d折射并入射到眼球EB上以形成左侧最大视角。
形成从光投射系统100-1投射的图像光的中心视角的光束L3经由光入射面210a入射到导光板主体210中，被全反射面210b全反射，并入射在对应的反射面RS3上。被反射面RS3反射的光束L3入射在眼球EB上，以直接通过光出射表面210d并形成中心视角。
在从光投射系统100-1投射的图像光的一侧的最大视角与中心视角之间形成中间视角的光束L2经由光入射面210a入射到导光板主体210中，被全反射面210b全反射，并入射在对应的反射面RS2上。被反射面RS2反射的光束L2被光出射表面210d折射并入射在眼球EB上，从而形成左侧最大视角与中心视角之间的中间视角。
在从光投射系统100-1投射的图像光的另一侧形成最大视角的光束L5经由光入射面210a入射到导光板主体210中，被全反射面210b全反射，并入射在对应的反射面RS5上。被反射面RS5反射的光束L5被光出射表面210d折射并入射在眼球EB上以形成右侧最大视角。
在从光投射系统100-1投射的图像光的另一侧的最大视角与中心视角之间形成中间视角的光束L4经由光入射面210a入射到导光板主体210中，被全反射面210b全反射，并入射在对应的反射面RS4上。被反射面RS4反射的光束L4被光出射表面210d折射并且入射在眼球EB上，从而形成右侧最大视角与中心视角之间的中间视角。
如上所述，多个反射面RS1至RS5反射多个入射光束L1至L5并且使光束L1至L5以不同视角入射(会聚)在眼球EB上。
3.<根据第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板>
[根据第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板的构造]
在下文中，将参考图2描述根据第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板LGP1的构造。除了包括作为图像显示设备10的导光板LGP的示例的导光板LGP1之外，根据示例1的图像显示设备具有与图像显示设备10的构造相似的构造。
如图2中所示，导光板LGP1的导光板主体210-1包括一体设置的多个(例如，两个)构件211和212。两个构件211和212彼此接合。在两个构件211和212之间设置气体层。反射面RS(例如，RS1至RS5)是两个构件中的一个构件211与气体层(后述的开口部分AP)之间的界面。两个构件211和212具有基本相同的折射率。
上述两个构件211和212用介于其间的粘合剂层215接合，粘合剂层215具有向两个构件211和212中的至少一个构件的一侧开口的开口部分AP(例如，AP1至AP5)。其中，粘合剂层215的每个开口部分AP向两个构件211和212的任一构件侧开口。每个开口部分AP是气体层。
粘合剂层215具有透光性。具体而言，粘合剂层215由透明或半透明的粘合剂制成。
粘合剂层215的粘度优选地为1000至10000Pa·s，更优选地为2000至5000Pa·s。粘合剂层215的折射率与两个构件211、212的折射率基本相同。粘合剂层215例如由紫外线固化粘合剂制成。
两个构件211和212在导光板主体的厚度方向TD上彼此接合。在下文中，两个构件211和212也分别称为第一构件211和第二构件212。即，导光板LGP1包括第一构件211和第二构件212以及粘合剂层215。
导光板LGP1以第一构件211沿导光板主体210-1的厚度方向TD与眼球EB对置的方式部署(参见图1)，并且反射面RS是开口部分AP与第一构件211之间的界面。
第一和第二构件211和212例如通过使用树脂等作为材料的注射模制或通过切割玻璃来制造。
第一构件211在与第二构件212的接合面上具有第一嵌合部分211a。第二构件212在与第一构件211的接合面上具有与第一嵌合部分211a基本嵌合的第二嵌合部分212a。第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a中的至少第一嵌合部分211a面对开口部分AP。反射面RS是第一嵌合部分211a与开口部分AP之间的界面。
第一和第二嵌合单元211a和212a中的一个具有突起组，所述突起组包括与多个开口部分AP(例如，AP1至AP5)对应的多个(例如，五个)突起作为多个构成部分。第一和第二嵌合部分211a和212a中的另一个具有凹陷组，所述凹陷组包括与多个开口部分AP(例如，AP1至AP5)对应并且多个突起分别插入其中(例如，基本嵌合)的多个(例如，五个)凹陷作为多个构成部分。
突起组和凹陷组的至少第一嵌合部分211a中所包括的组的每个构成部分(突起或凹陷)面对多个开口部分AP中的对应开口部分AP。第一嵌合部分211a中所包括的组的每个构成部分与对应的开口部分AP之间的界面是反射面RS。
作为示例，第一嵌合部分211a中所包括的组的每个构成部分具有面对作为对应气体层的开口部分AP的表面。所述表面是例如相对于导光板主体210-1的厚度方向TD倾斜的倾斜面IS。作为示例，第一嵌合部分211a中所包括的组的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS彼此平行。反射面RS的平坦度取决于倾斜面IS的平坦度，因此优选地通过例如表面研磨等充分增加倾斜面IS的平坦度。
每个开口部分AP在与中间部分对应的区域中形成，所述中间部分是第一和第二嵌合部分211a和212a的相应构成部分(突起或凹陷)的彼此对置的倾斜面IS的一个端部与另一个端部之间的部分。即，在此，第一嵌合部分211a的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS的一部分(中间部分)面对作为气体层的开口部分AP。
[制造根据第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板的方法]
在下文中，将参考图3的流程图和图4至12描述制造根据第一实施例的示例1的图像显示设备的导光板的方法。
在第一步骤S1中，例如，将粘合剂施加到通过注射模制生产的第二构件212(参见图4)的接合面的整个区域以形成粘合剂层AL(参见图5)。
在接下来的步骤S2中，使按压构件1000的按压立起表面1000a压靠粘合剂层AL(参见图6和7)。按压表面1000a是具有与第二构件212的接合面整体的形状基本对应的形状的表面，并且是具有朝着第二嵌合部分212a的面对图的右下侧的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS突出的突起P的表面。当按压表面1000a压靠粘合剂层AL时，突起P被插入粘合剂层AL的反射面形成位置(参见图7)。此时，突起P推开粘合剂层AL的反射面形成位置处的粘合剂。注意的是，优选的是例如将脱模剂施加到按压表面1000a，使得按压构件1000可以随后从粘合剂层AL顺利地移除。
在接下来的步骤S3中，使粘合剂层AL的反射面形成位置周围的粘合剂固化。具体而言，仅对反射面形成位置周围的粘合剂(其是粘合剂层AL中的第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a附近的粘合剂)照射紫外线UV(参见图8)。此外，如图8中所示，执行紫外线UV的照射，同时粘合剂层AL中除反射面形成位置周围的粘合剂以外的粘合剂被遮光板遮蔽，使得粘合剂不被紫外线UV照射。
在接下来的步骤S4中，按压表面1000a与粘合剂层AL分离(参见图9)。由此，形成具有开口部分AP的粘合剂层215。
在接下来的步骤S5中，使第一构件211的接合面的反射面形成位置以外的部分与粘合剂层215贴紧(参见图10和11)。具体而言，使第一构件211的接合面与粘合剂层215贴紧，使得第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a彼此基本嵌合。因此，形成作为开口部分AP与第一构件211之间的界面的反射面RS(参见图11)。
注意的是，当例如在空气中执行步骤S5时，开口部分AP变成空气层，并且当例如在氮气气氛中执行步骤S5时，开口部分AP变成氮气层。即，开口部分AP变成包含与在其中执行步骤S5的气氛的气体相同的气体的气体层。
在最后的步骤S6中，粘合剂层215的整个区域被固化。具体而言，对粘合剂层215的整个区域照射紫外线UV(参见图12)。
4.<根据第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板>
[根据第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板的构造]
在下文中，将参考图13描述根据第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板LGP2的构造。除了包括作为图像显示设备10的导光板LGP的示例的导光板LGP2之外，根据示例2的图像显示设备10具有与图像显示设备的构造相似的构造。
如图13中所示，除了粘合剂层的构造之外，导光板LGP2具有与导光板LGP1(参见图2)的构造相似的构造。
在导光板LGP2中，每个开口部分AP在与导光板主体210-2的第一嵌合部分211a的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS的整个区域对应的区域中形成。即，第一嵌合部分211a的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS的整个区域面对作为气体层的开口部分AP。
[制造根据第一实施例的示例2的图像显示设备的导光板的方法]
在下文中，将参考图14至20描述制造根据实施例1的示例2的图像显示设备的导光板的方法。这种制造方法也按照与图3的流程图中所示的过程相似的过程被执行。
首先，例如，将粘合剂施加到通过注射模制生产的第二构件212(参见图4)的接合面的整个区域以形成粘合剂层AL(参见图14)。
接下来，使按压构件1000的按压立起表面1000a压靠粘合剂层AL(参见图15和16)。按压表面1000a是具有与第二构件212的接合面的整体形状基本对应的形状的表面，并且是具有朝着第二嵌合部分212a的面对图的右下侧的每个构成部分(突起或凹陷)的倾斜面IS伸出的伸出部分O(黑色部分)的表面。当按压表面1000a压靠粘合剂层AL时，伸出部分O插入到粘合剂层AL的反射面形成位置中(参见图16)。此时，伸出部分O推开粘合剂层AL的反射面形成位置处的粘合剂。注意的是，优选的是例如将脱模剂施加到按压表面1000a，使得按压构件1000可以随后从粘合剂层AL顺利地移除。
接下来，使粘合剂层AL的反射面形成位置周围的粘合剂固化。具体而言，仅反射面形成位置周围的粘合剂(这是粘合剂层AL中的第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a附近的粘合剂)被紫外线UV照射(参见图17)。此外，如图17中所示，执行紫外线UV的照射，同时粘合剂层AL中除反射面形成位置周围的粘合剂以外的粘合剂被遮光板遮蔽，使得粘合剂不被紫外线UV照射。
接下来，按压表面1000a与粘合剂层AL分离(参见图18)。因此，形成具有开口部分AP的粘合剂层216。
接下来，使第一构件211的接合面的反射面形成位置以外的部分与粘合剂层216贴紧(参见图19和20)。具体而言，使第一构件211的接合面与粘合剂层216贴紧，使得第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a基本彼此嵌合。因此，形成作为开口部分AP与第一构件211之间的界面的反射面RS(参见图20)。
最后，粘合剂层216的整个区域被固化。具体而言，对粘合剂层216的整个区域照射紫外线UV(参见图21)。
5.<根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板>
[根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板的构造]
在下文中，将参考图22描述根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板LGP3的构造。图22B是导光板LGP3的平面图。图22A是图22B的横截面图。除了包括导光板LGP3作为图像显示设备10的导光板LGP的示例之外，根据示例3的图像显示设备具有与图像显示设备10的构造相似的构造。
在导光板LGP3中，如图22A和22B中所示，导光板主体210-3由单个构件形成。导光板主体210-3设有贯通孔TH(例如，TH1至TH5)。导光板主体210-3与贯通孔TH之间的界面是反射面RS(例如，RS1至RS5)。
贯通孔TH在导光板主体210-3的端面中形成。更具体而言，贯通孔TH穿透导光板主体210-3的一对相对的端面(参见图22B)。贯通孔TH(例如，TH1至TH5)相对于导光板主体210-3的厚度方向TD倾斜(参见图22A)。
反射面RS是贯通孔TH与导光板主体210-3之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，并且两个界面中的另一个界面是平面。
注意的是，代替贯通孔TH，可以在导光板主体210-3中形成穿透彼此对置的一对端面中的一个的孔。在这种情况下，孔与导光板主体210-3之间的界面可以被用作反射面RS。
[制造根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板的方法]
在下文中，将参考图23的流程图以及图24和25描述制造根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板LGP3的方法。
在第一步骤S11中，如图24A和24B中所示，形成以多个板状模具构件PSM(例如，PSM1至PSM5)穿透导光板主体210-3的彼此对置的一对端面的方式与导光板主体210-3成一体的导光板基材BM。具体而言，导光板基材BM通过将玻璃或树脂注入用于形成导光板主体210-3的模具中并且在维持多个板状模具构件PSM彼此平行周期性布置(例如，等间隔)的状态下执行注射模制来制造。
注意的是，为了之后容易地从导光板基材BM拔出板状模具构件PSM，可以预先对板状模具构件PSM施加脱模剂。
在最后的步骤S12中，如图25中所示，将多个板状模具构件PSM(例如，PSM1至PSM5)从导光板基材BM拔出，以在导光板主体210-3中形成多个贯通孔TH(例如，TH1至TH5)。
注意的是，可以生产以多个板状模具构件PSM穿透导光板主体210-3的一对彼此对置的端面中的一个的方式与导光板主体210-3一体化的导光板基材BM，并且可以从导光板基材BM拔出多个板状模具构件PSM以在导光板主体210-3中形成多个孔。例如，这多个孔优选地相对于导光板主体210-3的厚度方向TD倾斜，并且更优选地彼此平行。
在此，使用板状模具构件作为与导光板主体210-3一体化的模具构件的示例，但是可以使用具有其它形状的模具构件。
6.<根据第一实施例的图像显示设备和制造图像显示设备的导光板的方法的效果>
根据上述第一实施例的图像显示设备10包括投射图像光的光投射系统100-1，以及包括内部具有反射面的导光板LGP(例如，LGP1至3)的导光系统200RS，导光板将来自光投射系统100-1的影像光引导至眼球EB，其中导光板LGP包括导光板主体210(例如，210-1至210-3)、作为设置在导光板主体210中并且具有比导光板主体210的折射率低的折射率的低折射率层的气体层(例如，开口部分AP)，并且反射面RS是导光板主体210与气体层之间的界面。
在图像显示设备10中，由于反射面RS是导光板主体210与低折射率层之间的界面，因此有可能抑制不必要的图像(例如，图案)进入观察者和观察者的观看者的视野。
而且，由于反射面RS具有比金属膜更高的反射率并且具有均匀的光谱，因此可以提高光利用效率。
顺便提及，如果面对反射面RS的另一个界面(这是低折射率层(例如，气体层)与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面)是曲面，那么当另一个人通过导光板看观察者的眼球时，眼球似乎有气泡，并且观察者有可能感到不舒服。因而，由于面对反射面RS的另一个界面为平面，因此有可能抑制这种不适感。
此外，由于反射面RS是平面，因此可以获得充分的分辨力。而且，在反射面RS是平面的情况下，即，在导光板主体210的面对气体层的表面是平面的情况下，提高了表面的平坦度，因此特别是在入射到反射面RS的光束包括多个彩色光束的情况下，可以提高分辨率。
导光板主体210-1或210-2包括一体设置的多个构件211和212，并且气体层设置在多个构件当中彼此接合的两个构件211和212之间。利用这种布置，可以相对容易地形成气体层。
反射面RS是两个构件211和212中的一个构件211与气体层之间的界面。利用这种布置，可以相对容易地形成气体层，并且可以容易且充分地增加反射面RS的平坦度。
两个构件211和212用介于其间的粘合剂层215或216接合，粘合剂层215或216具有向两个构件211和212中的至少一个构件211的一侧开口的开口部分AP，并且气体层是开口部分AP。利用这种布置，气体层与导光板主体210-1或210-2之间的界面可以可靠地存在。另一方面，如果在两个构件211和212中的至少一个中设置了要作为气体层的开口部分，那么当两个构件211和212通过粘合剂接合时，粘合剂可以进入开口部分，并且气体层与导光板主体210-1或210-2之间的界面可能不再存在。
导光板主体210-1或210-2和粘合剂层215或216具有透光性。利用这种布置，反射面RS不显眼变得更加有效。
两个构件211和212是在导光板主体210-1或210-2的厚度方向上彼此接合的第一构件211和第二构件212，导光板LGP以如下方式部署：第一构件211在导光板主体210-1或210-2的厚度方向上与眼球EB对置，并且其与气体层的界面形成反射面RS的一个构件是第一构件211。利用这种布置，在导光板主体210-1或210-2与气体层之间的界面当中，与眼球EB侧对置的界面可以用作反射面RS。
第一构件211在与第二构件212的接合面上具有第一嵌合部分211a，第二构件212在与第一构件211的接合面上具有与第一嵌合部分211a基本嵌合的第二嵌合部分212a，第一和第二嵌合部分211a和212a中的至少第一嵌合部分211a面对气体层，并且反射面RS是第一嵌合部分211a与气体层之间的界面。利用这种布置，有可能在可靠地接合第一构件211和第二构件212的同时可靠地形成反射面RS。
存在多个气体层，第一和第二嵌合部分211a和212a中的一个具有突起组，所述突起组包括作为多个构成部分的与多个气体层对应的多个突起，第一和第二嵌合部分211a和212a中的另一个具有凹陷组，所述凹陷组包括作为多个构成部分的与多个气体层对应并且多个突起分别插入其中的多个凹陷，至少包括在突起组和凹陷组中的第一嵌合部分211a中的组的每个构成部分面对多个气体层中对应的气体层，并且包括在第一嵌合部分211中的组的每个构成部分与对应的气体层之间的界面是反射面RS。利用这种布置，可以高效地形成多个反射面RS。
第一嵌合部分211a中所包括的组的每个构成部分具有面对对应的气体层的表面。利用这种布置，表面与气体层之间的界面可以被用作反射面RS。
在如导光板主体210-1中那样上述面对气体层的表面的一部分面对气体层的情况下，有可能抑制第一嵌合部分211a和第二嵌合部分212a的接合强度的降低。
在如导光板主体210-2中那样上述面对气体层的表面的整个区域面对气体层的情况下，可以使反射面RS变大。
导光板LGP还包括光学面组，所述光学面组包括将来自光投射系统100-1的图像光中所包括的光束引导至反射面的多个光学面，并且反射面RS经由光学面组朝着眼球EB反射光束。利用这种布置，入射在眼球EB上的光束可以相对于确定光束的视角的反射面RS以适当的入射角入射。
光学面组包括：作为导光板主体210的一个端面并且图像光中所包括的光束入射在其上的光入射面210a，以及作为在导光板主体210的厚度方向上的一个侧面并且对经由光入射面210a的光束进行全反射的全反射面210b。利用这种布置，可以将光束更可靠地引导至反射面RS。
全反射面210b将经由光入射面210a的图像光中所包括的光束朝着反射面RS全反射。利用这种布置，可以最小化光学面组的光学面的数量，从而可以简化导光板主体210-1或210-2的光学设计，并且可以抑制光利用效率的降低。
导光板主体210-3包括单个构件，并且气体层是在导光板主体210-3中设置的贯通孔或孔。利用这种布置，在制造导光板LGP3时不必使用粘合剂接合多个构件。
在导光板主体210-3的端面中设置上述贯通孔或孔。利用这种布置，可以形成在导光板主体210-3的面内方向上延伸的长贯通孔或深孔。
上述贯通孔或孔平行于导光板主体210-3的端面的横截面相对于导光板主体210-3的厚度方向倾斜。利用这种布置，可以形成相对于导光板主体210-3的厚度方向倾斜的反射面RS。
图像光包括形成不同视角的多个光束，与多个光束对应地设置多个反射面RS，并且多个反射面RS反射以不同视角入射在眼球EB上的多个对应光束(例如，L1至L5)。利用这种布置，可以显示具有宽视角和高清晰度的图像。
多个反射面RS布置在与导光板主体210的厚度方向相交(例如，正交)的方向上。利用这种布置，可以高效地配置多个反射面RS。
多个反射面RS中的每一个是相对于导光板主体210的厚度方向倾斜的倾斜面。利用这种布置，可以改善反射面RS以外的多个光学面在导光板主体210中的使用性。
多个倾斜的表面彼此平行。利用这种布置，即使在多个反射面RS上也可以实现渐晕(vignetting)等的反射效率，可以抑制反射面RS之间的光利用效率的变化，并且光束对于图像光的每个视角的亮度变化最终可以被抑制。
上述气体层是空气层。利用这种布置，可以充分增加气体层与导光板主体210之间的折射率差异，并且可以改进设定用作全反射面的反射面RS的姿势(反射角)的自由度。
制造根据第一实施例的示例1或2的图像显示设备内部具有反射面RS的导光板LGP1或LGP2的方法，其中反射面RS形成在彼此接合的两个构件211和212(第一和第二构件211和212)之间，包括通过将粘合剂施加到两个构件211和212中的一个构件(第二构件212)与另一个构件(第一构件211)的接合面来形成粘合剂层AL的步骤、将设有朝着与在一个构件(第二构件212)的接合面上形成反射面RS的位置对应的位置突出的突起P的按压表面1000a压靠粘合剂层AF以将突起P插入粘合剂层AF的步骤、使按压表面1000a与粘合剂层AL分离以在粘合剂层AL的形成反射面RS的位置处形成开口部分AP的步骤、固化粘合剂层AL的形成反射面RS的位置周围的部分的步骤、从粘合剂层AL分离按压表面1000a以在粘合剂层AL中形成开口部分AP的步骤、使反射面RS由另一个构件(第一构件211)与所述一个构件(第二构件212)的接合面形成的位置以外的部分与粘合剂层215或216贴紧的步骤，以及固化粘合剂层215或216的整个区域的步骤。
利用这种布置，可以使反射面形成位置周围的粘合剂层215或216的部分预先固化，以可靠地在粘合剂层中形成气相的开口部分AP，并且气体层与第一构件211之间的界面可以充分存在，从而可以高效且可靠地形成反射面RS。
注意的是，如果两个构件211和212在没有预先固化粘合剂层的反射面形成位置的外围部分的情况下用粘合剂接合，那么粘合剂可以进入反射面形成位置并且不能形成要作为气体层的开口部分AP，或者即使可以形成开口部分，第一构件211和开口部分AP之间的界面可能消失或变得充分小，并且存在不能确实形成反射面RS的可能性。
在此，如果光在粘合剂层与第一构件211之间的界面处反射，那么波前像差被添加到反射光，从而分辨力降低。为此，优选的是粘合剂甚至不轻微粘附到第一构件211的接合面的反射面形成位置。
制造根据第一实施例的示例3的图像显示设备的导光板主体210-3内部具有反射面RS的导光板LGP3的方法包括：以板状模具构件PSM穿透导光板主体210-3的一对彼此对置的端面中的至少一个的方式生产与导光板主体210-3一体化的导光板基材BM的步骤，以及将板状模具件PSM从导光板基材BM中拔出以在导光板主体210-3中形成贯通孔或孔的步骤。
利用这种布置，可以在由单个构件形成的导光板主体210-3的内部高效地形成反射面RS。
7.<根据本技术的第二实施例的示例1的图像显示设备>
在下文中，将参考图26描述根据第二实施例的示例1的图像显示设备20-1。
如图26中所示，图像显示设备20-1包括光投射系统100-2和导光板LGP4。
光投射系统100-2包括图像形成单元110。
导光板LGP4包括导光板主体310-1和在导光板主体310-1中设置的反射面RS(例如，RS1至RS5)。
导光板LGP4包括第一构件311和第二构件312以及接合第一构件311和第二构件312的粘合剂层315。例如通过使用树脂等作为材料的注射模制或通过切割玻璃来制造第一构件311和第二构件312。
第一和第二构件311和312在它们的接合面上具有彼此基本嵌合的嵌合部分，类似于图2中所示的第一和第二构件211和212的嵌合部分。
在粘合剂层315中形成有与图13中所示的粘合剂层216相似的要作为气体层的开口部分AP(AP1至AP5)。开口部分AP与第一构件311之间的界面是反射面RS(例如，RS1至RS5)。
导光板LGP4还包括光学面组，所述光学面组包括将包括在来自光投射系统100-2的图像光中的光束(例如，光束L1至L5中的每个光束)引导至反射面RS的多个光学面，并且反射面RS将经由光学面组的光束朝着眼球EB反射。
上述光学面组包括：作为导光板主体310-1的一个端面并且图像光入射在其上的光入射面310a，以及作为在导光板主体310-1的厚度方向上的一个侧面并且全反射包括在经由光入射面310a的图像光中的光束的全反射面310b。作为示例，光入射面310a是朝着入射侧凸起的曲面。全反射面310b将经由光入射面310a的图像光中所包括的光束朝着反射面RS全反射。被反射面RS反射的光束经由作为导光板主体310-1的厚度方向TD上的另一个侧面的光出射表面310d入射在眼球EB上。
上述光学面组包括凹面镜310c，凹面镜310c设置在第二构件312的与光入射面310a对置的端面上并且朝着反射面RS反射经由全反射面310b的图像光中包括的光束。凹面镜310c具有聚光功能。更具体而言，第二构件312的与光入射面310a对置的端面被形成为从光入射面310a查看时的凹表面，并且在所述凹表面上形成金属膜(例如，铝涂膜)以形成凹面镜310c。
注意的是，在第二构件312的与光入射面310a对置的端面可以被形成为可以满足全反射条件的凹表面的情况下，所述凹表面与空气层之间的界面可以用作反射面和聚光表面。
作为光入射面310a和凹面镜310c的曲面，例如，可以采用球面表面、非球面表面、环形面表面、变形非球面表面、自由形式表面等。
注意的是，光入射面310a可以是平面。
注意的是，如图27中所示的根据第二实施例的示例1的修改的图像显示设备20-1'，导光板LGP5的导光板主体310-1'可以具有接合到凹面镜310c的保护构件500。利用这种布置，可以保护凹面镜310c免受来自外部的冲击等，并且可以抑制凹面镜310c的变形、破损等。
8.<根据本技术的第二实施例的示例2的图像显示设备>
在下文中，将参考图28描述根据第二实施例的示例2的图像显示设备20-2。
同时，在根据示例1的图像显示设备20-1中，光入射面310a、全反射面310b和凹面镜310c形成在第二构件312上。但是，为了通过注射模制制造这三个光学面，难以确保光学面的形状准确性，并且成本高。
因而，在根据示例2的图像显示设备20-2中，凹面镜的功能由与第二构件不同的构件赋予。
在图像显示设备20-2中，如图28中所示，导光板LGP6的导光板主体300-2包括具有凹面镜313a的第三构件313，凹面镜313a朝着反射面RS反射经由全反射面310b的图像光中包括的光束。凹面镜313a接合到第二构件312'的与光入射面310a对置的端面310c'。端面310c'具有遵循凹面镜313a的凹表面的形状，并且经由粘合剂层320接合到凹面镜313a，粘合剂层320具有与第二构件312'的折射率基本相同的折射率。因此，在第二构件312'与粘合剂层320之间几乎不发生光的折射。即，抑制了光束在入射在凹面镜313a上时和从凹面镜313a反射时的折射，并且最终抑制了光学特点的劣化。
如上所述，在图像显示设备20-2中，由于导光板主体300-2的光学功能由三个构件(第一至第三构件311、312'和313)分担，因此每个构件的准确性可以提高，并且分辨力可以提高。
根据上述第二实施例的示例1、其修改和示例2的图像显示设备的导光板LGP4、LGP5和LGP6也可以通过类似于根据第一实施例的示例1和2的图像显示设备的的导光板LGP1和LGP2的制造方法的制造方法来制造。
9.<根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备>
[根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备的构造]
在下文中，将参考图29和30描述根据第三实施例的示例1的图像显示设备30-1。图29是图像显示设备30-1的侧面透视图。图30A是沿着图29中的线P-P截取的横截面图。图30B是沿着图29中的线的Q-Q截取的横截面图。
如图29、30A和30B中所示，图像显示设备30-1包括光投射系统100-2和导光系统400-1。
光投射系统100-2包括图像形成单元110。
导光系统400-1包括接合到作为导光板LGP 7的导光板主体410-1的一个端面的光入射面410a的透镜420以及接合到导光板主体410-1的另一个端面410c并将入射图像光中包括的光束朝着反射面RS(例如，RS1至RS5)反射的凹面镜430。导光板主体410-1的厚度方向上的一个侧面是全反射面410b，其将经由透镜420和光入射面410a的图像光中包括的光束朝着凹面镜430全反射。凹面镜430反射入射光束，同时将光束朝着反射面RS会聚。被反射面RS反射的光束经由作为导光板主体410-1的厚度方向上的另一个侧面的光出射表面410d入射在眼球EB上。
导光板主体410-1包括多个堆叠的构成构件CB(例如，CB1至CB6)。多个构成构件CB在相对于导光板主体410-1的厚度方向倾斜的方向上被堆叠。作为示例，每个构成构件CB是由玻璃或树脂制成的平坦板构件。
构成构件CB1和构成构件CB2通过介于其间的粘合剂层415-1接合。在粘合剂层415-1中，形成有向构成构件CB1侧和构成构件CB2侧开口的开口部分AP1。
构成构件CB2和构成构件CB3通过介于其间的粘合剂层415-2接合。在粘合剂层415-2中，形成有向构成构件CB2侧和构成构件CB3侧开口的开口部分AP2。
构成构件CB3和构成构件CB4通过介于其间的粘合剂层415-3接合。在粘合剂层415-3中，形成有向构成构件CB3侧和构成构件CB4侧开口的开口部分AP3。
构成构件CB4和构成构件CB5通过介于其间的粘合剂层415-4接合。在粘合剂层415-4中，形成有向构成构件CB4侧和构成构件CB5侧开口的开口部分AP4。
构成构件CB5和构成构件CB6通过介于其间的粘合剂层415-5接合。在粘合剂层415-5中，形成有向构成构件CB5侧和构成构件CB6侧开口的开口部分AP5。
在此，图像光从光入射面410a入射到导光板主体410-1中。彼此接合的两个构成构件CB当中远离光入射面410a的构成构件CB与作为气体层的开口部分AP之间的界面是反射面RS。
更具体而言，构成构件CB2与开口部分AP1之间的界面是反射面RS1(参见图30A)。构成构件CB3与开口部分AP2之间的界面是反射面RS2(参见图30B)。构成构件CB4与开口部分AP3之间的界面是反射面RS3(参见图30A)。构成构件CB5与开口部分AP4之间的界面是反射面RS4(参见图30B)。构成构件CB6与开口部分AP5之间的界面是反射面RS5(参见图30A)。
分别与包括在图像光中的光束L1至L5对应地设置反射面RS1至RS5。
优选的是每个构成构件CB的厚度方向上的一个侧面和另一个侧面的平坦度尽可能高。利用这种布置，能够尽可能地增加每个反射面RS的平坦度以及反射面RS之间的平行度。
如从图29至30B可以看到的，当从导光板主体410-1的侧面侧查看时，多个开口部分AP整体布置为锯齿状。
更具体而言，开口部分AP1、AP3和AP5布置在与导光板主体410-1的厚度方向正交的方向上，并且开口部分AP2和AP4布置在与导光板主体410-1的厚度方向正交的方向上。
以这种方式，通过将开口部分AP和反射面RS布置为每隔一个粘合剂层横向移位，由凹面镜430反射的每个光束可以通过不入射在非对应反射面RS上的路径被引导至对应的反射面RS。
随着光束在反射面RS上的反射角增大，反射面RS相对于全反射面410b和光出射表面410d的倾角减小，并且透射光更容易透射通过导光板LGP7，使得反射面RS的图像变得更加不显眼。
[制造根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备的导光板的方法]
在下文中，将参考图31和图32的流程图描述制造根据本技术的第三实施例的示例1的图像显示设备的导光板LGP7的方法。通过多次重复图3的流程图中所示的制造导光板LGP1和LGP2的方法来执行制造导光板LGP7的方法。因此，将简要地描述制造导光板LGP7的方法。
在第一步骤S31中，n被设定为1。
在接下来的步骤S32中，将粘合剂施加到第n个构成构件CBn的接合面的整个区域以形成粘合剂层。
在接下来的步骤S33中，按压具有用于在粘合剂层的反射面形成位置处形成开口部分AP的突起P的按压构件1000的按压表面1000a。
在接下来的步骤S34中，使粘合剂层的反射面形成位置周围的粘合剂固化。
在接下来的步骤S35中，将按压构件1000的按压表面1000a与粘合剂层分离。因此，形成具有开口部分AP的第n个粘合剂层415-n。
在接下来的步骤S36中，使第(n+1)个构成构件CBn+1的接合面与第n个粘合剂层415-n贴紧。
在接下来的步骤S37中，固化第n个粘合剂层415-n的整个区域。
在接下来的步骤S38中，判断是否满足n＜N(例如，6)。当此处的判断为肯定时，处理前进到步骤S39，而当判断为否定时，处理前进到步骤S40。
在步骤S39中，递增n。当执行步骤S39时，过程返回到步骤S32。
在最后的步骤S40中，如图32中所示，从其中第一到第N个构成构件被堆叠的堆叠体中切出导光板LGP7，使得反射面RS相对于导光板主体410-1的厚度方向以期望的角度倾斜，然后抛光表面。
10.<根据本技术的第三实施例的示例2的图像显示设备>
在下文中，将参考图33描述根据本技术的第三实施例的示例2的图像显示设备30-2。
如图33A和33B中所示，除了在导光系统400-2中的导光板LGP8的导光板主体410-2的粘合剂层416(例如，416-1至416-5)中形成的开口部分AP是在导光板LGP8的彼此对置的端面中开口的细长贯通孔之外，根据示例2的图像显示设备30-2具有与根据示例1的图像显示设备30-1相似的构造。
即，在导光板LGP8中，多个堆叠的粘合剂层416基本相同。
在导光板LGP8中，在与多个构成构件CB的堆叠方向正交的方向上在粘合剂层416中形成的开口部分AP的长度相对长，并且反射面RS(对应光束入射在其上的目标)相对大。利用这种布置，有可能提高用于在导光板LGP8中引导与反射面RS对应的光束的光学设计(例如，导光板LGP8的反射面RS的上光学面的形状的设计等)的自由度。
可以通过与图31的流程图中所示的导光板LGP7的制造方法相似的方法来制造导光板LGP8。当制造导光板LGP8时，仅要求利用基本相同的粘合剂层416将构成构件CB彼此接合，因此制造容易。
11.<根据本技术的第三实施例的示例3的图像显示设备>
在下文中，将参考图34描述根据本技术的第三实施例的示例3的图像显示设备30-3。
如图34A和34B中所示，除了在与多个构成构件CB的堆叠方向正交的方向上在导光系统400-3中的导光板LGP9的导光板主体410-3的粘合剂层417(例如，417-1至417-5)中形成的开口部分AP的长度不同之外，根据示例3的图像显示设备30-3具有与根据示例2的图像显示设备30-2相似的构造。
而且在导光板LGP9中，多个堆叠的粘合剂层417基本相同。
在导光板LGP9中，在与多个构成构件CB的堆叠方向正交的方向上在粘合剂层417中形成的开口部分AP的长度相对短，并且反射面RS(对应光束入射在其上的目标)相对小。利用这种布置，当在导光板LGP9中执行用于引导与反射面RS对应的光束的光学设计(例如，导光板LGP9的反射面RS的上光学面的形状设计等)时，光学设计相对容易，因为这是光束相对不太可能入射在非对应反射面RS上的条件。
可以通过与图31的流程图中所示的导光板LGP7的制造方法相似的方法来制造导光板LGP9。当制造导光板LGP9时，仅要求利用基本相同的粘合剂层417将构成构件CB彼此接合，因此制造容易。
也可以通过借助于打印过程对接合构成构件CB的具有开口部分AP的粘合剂层进行构图来制造上述第三实施例的每个示例的图像显示设备的导光板。但是，在这种情况下，用于粘合剂层的粘合剂优选地具有高粘度和低流动性。
12.<本技术的修改>
根据本技术的图像显示设备不限于在上述每个实施例中描述的构造，并且可以在不脱离其主旨的情况下适当地改变。
在上述每个实施例中，以气体层作为低折射率层的示例进行了描述，但低折射率层可以是液体层(液相)或固体层(固相)。
作为其中低折射率层为固体层的示例，导光板主体的材料可以是玻璃(例如，BK7)，并且低折射率层的材料可以是石英。
作为其中低折射率层是液体层的示例，低折射率层的材料可以是水、油等。
作为其中低折射率层是固体层(例如，树脂层)的示例，导光板主体的材料可以是ZEONEX K26R、K22R、F52R、T62R(均为注册商标)，并且低折射率层的材料可以是ZEONEX330R、480R、E48R(均为注册商标)。
在此，随着导光板主体与低折射率层之间的折射率差异越大，反射面RS上的光束的反射角可以增加并且视角可以增加，因此可以根据期望的视角来选择导光板主体和低折射率层的材料。
例如，如根据图35中所示的第一实施例的示例1的修改1的图像显示设备的导光板LGP1'中那样，在粘合剂层215'中形成的开口部分AP(AP1至AP5)也可以仅在第一构件211侧开口。如上所述，只要开口部分AP与要成为反射面RS(例如，RS1至RS5)的第一构件211之间的界面充分存在，开口部分AP与第二构件212之间的界面就可以不存在。
当制造导光板LGP1'时，只要将与粘合剂层215'的反射面形成位置对应的部分减薄就足够了。
例如，如根据图36中所示的第一实施例的示例1的修改2的图像显示设备的导光板LGP1”中那样，可以在粘合剂层215”中形成仅向第一构件211侧开口的切口部分NT(例如，NT1至NT5)。而且在这种情况下，切口部分NT与第一构件211之间的界面可以是反射面RS(例如，RS1至RS5)。
例如，如根据图37中所示的第一实施例的示例2的修改1的图像显示设备的导光板LGP2'中那样，可以在粘合剂层216'中形成向第一构件211侧和第二构件212侧开口的切口部分NT(例如，NT1至NT5)。而且在这种情况下，切口部分NT与第一构件211之间的界面可以是反射面RS(例如，RS1至RS5)。
例如，可以在根据第二实施例的示例1、修改或示例2的图像显示设备的导光板LGP4、5或6的粘合剂层中形成与图35中相似的开口部分AP、与图36中相似的切口部分NT或与图37中相似的切口部分NT。
例如，可以在根据第三实施例的示例1至3的图像显示设备的导光板LGP7、8或9的粘合剂层中形成与图35中相似的开口部分AP、与图36中相似的切口部分NT或与图37中相似的切口部分NT。
同时，如图38中所示，当面对反射面RS的另一个界面(这是导光板主体与气体层之间的彼此对置的两个界面中的一个界面)是平面时，存在入射在导光板主体上的外部光被一个反射面RS正反射，然后被另一个相邻的反射面RS正反射并入射在眼球上的可能性。特别地，在外部光强的情况下，外部光看起来作为重影或杂散光与显示在眼球上的图像重叠，因此可见性可能劣化。
因此，例如，如图39中所示，通过将上述另一个界面(面对反射面RS的界面)形成为朝着外部光的入射侧凸出的曲面，入射在曲面上的外部光当中满足全反射条件的外部光可以被曲面全反射(发散)，并且，可以透射不满足全反射条件的外部光，并且可以防止外部光入射在反射面RS上并最终入射在眼球EB上。因此，有可能抑制由于重影和杂散光引起的可见性劣化。
此外，如果上述另一个界面(面对反射面RS的界面)是曲面，那么即使由所述曲面反射的外部光入射在眼球上，要聚焦的距离也会因被曲面反射而改变，并且显示图像的光(包括在图像光中的光束)处于焦点外，从而还有可能抑制由于杂散光引起的可见性劣化。
例如，如图40中所示，通过将上述另一个界面(面对反射面RS的界面)形成为朝着外部光的入射侧凹入的曲面，入射在曲面上的外部光当中满足全反射条件的外部光可以被曲面全反射(会聚)，并且可以透射不满足全反射条件的外部光，并且可以防止外部光入射在反射上表面RS并最终入射在眼球EB上。因此，有可能抑制由于重影和杂散光引起的可见性劣化。
更具体而言，例如，如在根据图41中所示的第一实施例的示例2的修改2的图像显示设备的导光板LGP2”中那样，面对反射面RS的界面可以是朝着外部光的入射侧凹入的曲面。
具体而言，第二构件212'的面对将成为气体层的开口部分AP(例如，AP1至AP5)的表面可以是朝着外部光的入射侧凹入的曲面CS，并且面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的界面(这是开口部分AP与第二构件212'之间的界面)可以是朝着外部光的入射侧凹入的曲面。
例如，如根据图42中所示的第一实施例的示例2的修改3的图像显示设备的导光板LGP2”'中那样，面对反射面RS的界面也可以是朝着外部光的入射侧凸出的曲面。
具体而言，第2构件212”的面对将成为气体层的开口部分AP(例如，AP1至AP5)的表面可以朝着外部光的入射侧凸出的曲面CS，并且面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的表面(这是开口部分AP与第二构件212”之间的界面)可以是朝着外部光的入射侧凸出的曲面。
例如，如根据图43中所示的实施例1的示例3的修改1的图像显示设备的导光板LGP3'中那样，面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的界面可以是朝着外部光的入射侧凹入的曲面。
具体而言，导光板LGP3'的导光板主体210-3'的面对将成为气体层的贯通孔TH(例如，TH1至TH5)并且面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的表面可以被设定为朝着外部光的入射侧凹入的曲面CS，并且贯通孔TH与面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的导光板主体210-3'之间的界面可以被设定为朝着外部光的入射侧凹入的曲面CS。
例如，如根据图44中所示的实施例1的示例3的修改2的图像显示设备的导光板LGP3”中那样，面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的界面可以是朝着外部光的入射侧凸出的曲面。
具体而言，导光板LGP3”的导光板主体210-3”的面对将成为气体层的贯通孔TH(例如，TH1至TH5)并且面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的表面可以被定义为朝着外部光的入射侧凸出的曲面CS，并且贯通孔TH与面对反射面RS(例如，RS1至RS5)的导光板主体210-3”之间的界面可以被设定为朝着外部光的入射侧凸出的曲面。
例如，根据第二实施例的示例1、修改、示例2的图像显示设备的导光板LGP4、5和6的面对反射面RS的界面可以是与图41和42中相似的曲面。
例如，根据第三实施例的示例1至3的图像显示设备的导光板LGP7、8和9的面对反射面RS的界面可以是与图41和42中的曲面相似的曲面。
上述实施例和修改的配置可以在不矛盾的范围内彼此组合。
此外，本技术还可以具有以下配置。
(1)一种图像显示设备，包括：
光投射系统，所述光投射系统投射图像光；以及
导光系统，所述导光系统包括内部具有反射面的导光板，导光板将来自光投射系统的图像光引导至眼球，其中
导光板包括：
导光板主体，以及
低折射率层，所述低折射率层设置在导光板主体内并且具有低于导光板主体的折射率的折射率，并且
所述反射面是导光板主体与所述低折射率层之间的界面。
(2)根据(1)所述的图像显示设备，其中所述低折射率层是气体层。
(3)根据(1)或(2)所述的图像显示设备，其中所述反射面是平面。
(4)根据(1)至(3)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是平面。
(5)根据(1)至(3)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是曲面。
(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的图像显示设备，其中导光板主体包括一体设置的多个构件，并且所述低折射率层设置在所述多个构件当中彼此接合的两个构件之间。
(7)根据(6)所述的图像显示设备，其中所述反射面是所述两个构件中的一个构件与所述低折射率层之间的界面。
(8)根据(6)或(7)所述的图像显示设备，其中所述两个构件用介于其间的粘合剂层接合，粘合剂层具有在所述两个构件中的至少一个构件的一侧开口的开口部分或切口部分，并且所述低折射率层是所述开口部分或切口部分。
(9)根据(8)所述的图像显示设备，其中导光板主体和粘合剂层具有透光性。
(10)根据(7)所述的图像显示设备，其中所述两个构件是在导光板主体的厚度方向上彼此接合的第一构件和第二构件，导光板以第一构件在导光板主体的厚度方向上与眼球对置的方式被部署，并且所述一个构件是第一构件。
(11)根据(10)所述的图像显示设备，其中第一构件在与第二构件的接合面上具有第一嵌合部分，第二构件在与第一构件的接合面上具有与第一嵌合部分基本嵌合的第二嵌合部分，第一和第二嵌合部分中的至少第一嵌合部分面对低折射率层，并且所述反射面是第一嵌合部分与所述低折射率层之间的界面。
(12)根据(11)的图像显示设备，其中存在多个所述低折射率层，第一嵌合部分和第二嵌合部分中的一个具有突起组，所述突起组包括与所述多个低折射率层对应的多个突起作为多个构成部分，第一嵌合部分和第二嵌合部分中的另一个具有凹陷组，所述凹陷组包括与所述多个低折射率层对应并且所述多个突起分别插入其中的多个凹陷作为多个构成部分，突起组和凹陷组中的至少第一配合部分中包括的组的每个构成部分面对所述多个低折射率层中的对应的低折射率层，并且包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分与对应的低折射率层之间的界面是所述反射面。
(13)根据(12)所述的图像显示设备，其中包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分具有面对对应的低折射率层的表面。
(14)根据(13)所述的图像显示设备，其中所述表面的一部分面对低折射率层。
(15)根据(13)所述的图像显示设备，其中所述表面的整个区域面对低折射率层。
(16)根据(10)所述的图像显示设备，其中导光板还包括光学面组，所述光学面组包括多个光学面并且将来自光投射系统的图像光中所包括的光束引导至所述反射面，并且所述反射面将经由所述光学面组的光束朝着眼球反射。
(17)根据(16)所述的图像显示设备，其中光学面组包括：作为导光板主体的一个端面并且图像光入射在其上的光入射面，以及作为导光板主体的厚度方向上的一个侧面并且全反射经由光入射面的图像光的全反射面。
(18)根据(17)所述的图像显示设备，其中全反射面朝着所述反射面全反射包括在经由光入射面的图像光中的光束。
(19)根据(17)所述的图像显示设备，其中光学面组包括凹面镜，所述凹面镜设置在第二构件的面对光入射面的端面上并且朝着所述反射面反射包括在经由所述全反射面的图像光中的光束。
(20)根据(19)所述的图像显示设备，其中导光板主体包括接合到所述凹面镜的保护构件。
(21)根据(17)所述的图像显示设备，其中导光板主体包括具有凹面镜的第三构件，所述凹面镜朝着所述反射面反射经由所述全反射面的图像光中包括的光束，并且凹面镜接合到第二构件的面对光入射面的端面。
(22)根据(7)所述的图像显示设备，其中所述多个构件堆叠在相对于导光板主体的厚度方向倾斜的方向上，图像光从作为导光板主体的一个端面的光入射面入射到导光板主体内，并且所述一个构件是所述两个构件中离光入射面较远的一个。
(23)根据(22)所述的图像显示设备，其中导光系统包括接合到光入射面的透镜，以及接合到导光板主体的另一个端面并朝着所述反射面反射入射图像光中包括的光束的凹面镜，并且导光板主体的厚度方向上的一个侧面是将经由透镜和光入射面的图像光朝着凹面镜全反射的全反射面。
(24)根据(1)至(5)中的任一项所述的图像显示设备，其中导光板主体包括单个构件，并且所述低折射率层是在导光板主体中设置的贯通孔或孔。
(25)根据(24)所述的图像显示设备，其中所述贯通孔或孔设置在导光板主体的端面中。
(26)根据(24)或(25)所述的图像显示设备，其中所述贯通孔或孔的平行于所述端面的横截面相对于导光板主体的厚度方向倾斜。
(27)根据(24)至(26)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述反射面是所述贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是平面。
(28)根据(24)至(26)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述反射面是所述贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是曲面。
(29)根据(1)至(28)中的任一项所述的图像显示设备，其中图像光包括形成不同视角的多个光束，与所述多个光束对应地设置有多个反射面，并且所述多个反射面反射所入射的多个对应光束并且使光束以不同视角入射在眼球上。
(30)根据(29)所述的图像显示设备，其中所述多个反射面排列在与导光板主体的厚度方向相交的方向上。
(31)根据(29)或(30)所述的图像显示设备，其中所述多个反射面中的每个反射面是相对于导光板的厚度方向倾斜的倾斜面。
(32)根据(31)的图像显示设备，其中所述多个倾斜面彼此平行。
(33)根据(29)至(32)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述多个反射面中的每个反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是平面。
(34)根据(29)至(32)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述多个反射面中的每个反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，并且所述两个界面中的另一个界面是曲面。
(35)根据(1)至(34)中的任一项所述的图像显示设备，其中所述低折射率层是空气层。
(36)一种制造内部具有反射面的导光板的方法，其中
所述反射面形成在彼此接合的两个构件之间，并且
所述方法包括：
通过将粘合剂施加到所述两个构件中的一个构件与另一个构件的接合面来形成粘合剂层的步骤；
使设有朝着与在一个构件的接合面上形成所述反射面的位置对应的位置突出的突起或伸出部分的按压表面压靠粘合剂层以将突起或伸出部分插入粘合剂层的步骤；
将粘合剂层的形成所述反射面的位置周围的部分固化的步骤；
将按压表面与粘合剂层分离以在粘合剂层的形成所述反射面的位置处形成开口部分或切口部分的步骤；
使所述另一个构件的与所述一个构件的接合面与粘合剂层贴紧的步骤；以及
固化粘合剂层的整个区域的步骤。
(37)
一种制造导光板的方法，所述导光板在导光板主体内部具有反射面，所述方法包括：
以模具构件穿透导光板主体的彼此对置的一对端面中的至少一个端面的方式生产与导光板主体一体化的导光板基材的步骤；以及
将模具构件从导光板基材中拔出以在导光板主体中形成贯通孔或孔的步骤。
附图标记列表
10、20-1、20-1'、20-2、30-1、30-2、30-3图像显示设备
100-1、100-2光投射系统
210、210-1、210-2、210-3、210-3'、210-3”、215、216、217粘合剂层
310-1、310-2、310-3导光板主体
211，311第一构件
212，212'，212”，312，312'第二构件
LGP1 to 9，2”，2”'，3'，3”导光板
210a，310a，410a光入射面
210b，310b，410b全反射面
EB眼球
AP(AP1至AP5)开口部分
NT(NT1至NT5)切口部分
RS(RS1 to RS5)反射面
TD导光板主体的厚度方向
L1至L5包括在图像光中的光束。

Claims (37)

1.一种图像显示设备，包括：
光投射系统，所述光投射系统投射图像光；以及
导光系统，所述导光系统包括内部具有反射面的导光板，导光板将来自光投射系统的图像光引导至眼球，其中
导光板包括：
导光板主体，以及
低折射率层，所述低折射率层设置在导光板主体内并且具有低于导光板主体的折射率的折射率，并且
所述反射面是导光板主体与所述低折射率层之间的界面。
2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述低折射率层是气体层。
3.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述反射面是平面。
4.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中
所述反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是平面。
5.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中
所述反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是曲面。
6.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中
导光板主体包括一体设置的多个构件，以及
所述低折射率层设置在所述多个构件当中彼此接合的两个构件之间。
7.根据权利要求6所述的图像显示设备，其中所述反射面是所述两个构件中的一个构件与所述低折射率层之间的界面。
8.根据权利要求7所述的图像显示设备，其中
所述两个构件用介于其间的粘合剂层接合，粘合剂层具有在所述两个构件中的至少一个构件的一侧开口的开口部分或切口部分，以及
所述低折射率层是所述开口部分或切口部分。
9.根据权利要求8所述的图像显示设备，其中导光板主体和粘合剂层具有透光性。
10.根据权利要求7所述的图像显示设备，其中
所述两个构件是在导光板主体的厚度方向上彼此接合的第一构件和第二构件，
导光板以第一构件在导光板主体的厚度方向上与眼球对置的方式被部署，以及
所述一个构件是第一构件。
11.根据权利要求10所述的图像显示设备，其中
第一构件在与第二构件的接合面上具有第一嵌合部分，
第二构件在与第一构件的接合面上具有与第一嵌合部分基本嵌合的第二嵌合部分，
第一和第二嵌合部分中的至少第一嵌合部分面对低折射率层，以及
所述反射面是第一嵌合部分与所述低折射率层之间的界面。
12.根据权利要求11所述的图像显示设备，其中
存在多个所述低折射率层，
第一嵌合部分和第二嵌合部分中的一个具有突起组，所述突起组包括与所述多个低折射率层对应的多个突起作为多个构成部分，
第一嵌合部分和第二嵌合部分中的另一个具有凹陷组，所述凹陷组包括与所述多个低折射率层对应并且所述多个突起分别插入其中的多个凹陷作为多个构成部分，
突起组和凹陷组中的至少第一配合部分中包括的组的每个构成部分面对所述多个低折射率层中的对应的低折射率层，以及
包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分与对应的低折射率层之间的界面是所述反射面。
13.根据权利要求12所述的图像显示设备，其中包括在第一嵌合部分中的组的每个构成部分具有面对对应的低折射率层的表面。
14.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述表面的一部分面对低折射率层。
15.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述表面的整个区域面对低折射率层。
16.根据权利要求10所述的图像显示设备，其中
导光板还包括光学面组，所述光学面组包括多个光学面并且将来自光投射系统的图像光中所包括的光束引导至所述反射面，以及
所述反射面将经由所述光学面组的光束朝着眼球反射。
17.根据权利要求16所述的图像显示设备，其中
所述光学面组包括：
作为导光板主体的一个端面并且图像光入射在其上的光入射面，以及
作为导光板主体的厚度方向上的一个侧面并且全反射经由光入射面的图像光的全反射面。
18.根据权利要求17所述的图像显示设备，其中全反射面朝着所述反射面全反射包括在经由光入射面的图像光中的光束。
19.根据权利要求17所述的图像显示设备，其中
所述光学面组包括：
凹面镜，所述凹面镜设置在第二构件的面对光入射面的端面上并且朝着所述反射面反射包括在经由所述全反射面的图像光中的光束。
20.根据权利要求19所述的图像显示设备，其中导光板主体包括接合到所述凹面镜的保护构件。
21.根据权利要求17所述的图像显示设备，其中
导光板主体包括具有凹面镜的第三构件，所述凹面镜朝着所述反射面反射经由所述全反射面的图像光中包括的光束，以及
凹面镜接合到第二构件的面对光入射面的端面。
22.根据权利要求7所述的图像显示设备，其中
所述多个构件堆叠在相对于导光板主体的厚度方向倾斜的方向上，
图像光从作为导光板主体的一个端面的光入射面入射到导光板主体内，以及
所述一个构件是所述两个构件中离光入射面较远的一个。
23.根据权利要求22所述的图像显示设备，其中
导光系统包括：
透镜，所述透镜接合到光入射面，以及
凹面镜，所述凹面镜接合到导光板主体的另一个端面并朝着所述反射面反射入射图像光中包括的光束，以及
导光板主体的厚度方向上的一个侧面是将经由透镜和光入射面的图像光朝着凹面镜全反射的全反射面。
24.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中
导光板主体包括单个构件，以及
所述低折射率层是在导光板主体中设置的贯通孔或孔。
25.根据权利要求24所述的图像显示设备，其中所述贯通孔或孔设置在导光板主体的端面中。
26.根据权利要求25所述的图像显示设备，其中所述贯通孔或孔的平行于所述端面的横截面相对于导光板主体的厚度方向倾斜。
27.根据权利要求24所述的图像显示设备，其中
所述反射面是所述贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是平面。
28.根据权利要求24所述的图像显示设备，其中
所述反射面是所述贯通孔或孔与导光板主体之间的彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是曲面。
29.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中
图像光包括形成不同视角的多个光束，
与所述多个光束对应地设置有多个反射面，以及
所述多个反射面反射所入射的多个对应光束并且使光束以不同视角入射在眼球上。
30.根据权利要求29所述的图像显示设备，其中所述多个反射面排列在与导光板主体的厚度方向相交的方向上。
31.根据权利要求29所述的图像显示设备，其中所述多个反射面中的每个反射面是相对于导光板的厚度方向倾斜的倾斜面。
32.根据权利要求29所述的图像显示设备，其中所述多个倾斜面彼此平行。
33.根据权利要求29所述的图像显示设备，其中
所述多个反射面中的每个反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是平面。
34.根据权利要求29所述的图像显示设备，其中
所述多个反射面中的每个反射面是彼此对置的两个界面中的一个界面，以及
所述两个界面中的另一个界面是曲面。
35.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述低折射率层是空气层。
36.一种制造内部具有反射面的导光板的方法，其中
所述反射面形成在彼此接合的两个构件之间，并且
所述方法包括：
通过将粘合剂施加到所述两个构件中的一个构件与另一个构件的接合面来形成粘合剂层的步骤；
使设有朝着与在一个构件的接合面上形成所述反射面的位置对应的位置突出的突起或伸出部分的按压表面压靠粘合剂层以将突起或伸出部分插入粘合剂层的步骤；
将粘合剂层的形成所述反射面的位置周围的部分固化的步骤；
将按压表面与粘合剂层分离以在粘合剂层的形成所述反射面的位置处形成开口部分或切口部分的步骤；
使所述另一个构件的与所述一个构件的接合面与粘合剂层贴紧的步骤；以及
固化粘合剂层的整个区域的步骤。
37.一种制造导光板的方法，所述导光板在导光板主体内部具有反射面，所述方法包括：
以模具构件穿透导光板主体的彼此对置的一对端面中的至少一个端面的方式生产与导光板主体一体化的导光板基材的步骤；以及
将模具构件从导光板基材中拔出以在导光板主体中形成贯通孔或孔的步骤。
CN202180071345.4A 2020-10-26 2021-09-15 图像显示设备及制造导光板的方法 Pending CN116406447A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-179035 2020-10-26
JP2020179035 2020-10-26
PCT/JP2021/033868 WO2022091617A1 (ja) 2020-10-26 2021-09-15 画像表示装置及び導光板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116406447A true CN116406447A (zh) 2023-07-07

Family

ID=81382362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180071345.4A Pending CN116406447A (zh) 2020-10-26 2021-09-15 图像显示设备及制造导光板的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230393326A1 (zh)
EP (1) EP4235265A4 (zh)
KR (1) KR20230088894A (zh)
CN (1) CN116406447A (zh)
WO (1) WO2022091617A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116413911A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 北京耐德佳显示技术有限公司 一种超薄型镜片、使用其的虚像成像装置和近眼显示器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6077462A (en) * 1998-02-20 2000-06-20 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for seamless microreplication using an expandable mold
ES2348532T3 (es) * 2000-06-05 2010-12-09 Lumus Ltd Dilatador de haces opticos guiado por un sustrato.
JP5290092B2 (ja) 2009-08-31 2013-09-18 オリンパス株式会社 眼鏡型画像表示装置
JP5824788B2 (ja) * 2010-06-25 2015-12-02 セイコーエプソン株式会社 導光板の製造方法及び導光板
JP6600952B2 (ja) * 2015-03-16 2019-11-06 大日本印刷株式会社 半透過型反射シート、表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4235265A4 (en) 2024-04-17
EP4235265A1 (en) 2023-08-30
WO2022091617A1 (ja) 2022-05-05
KR20230088894A (ko) 2023-06-20
US20230393326A1 (en) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6804522B2 (ja) 回折バックライトディスプレイおよびシステム
US11650423B2 (en) Eyepieces for augmented reality display system
EP3458898B1 (en) Head-mounted imaging device
US9081182B2 (en) Virtual image display apparatus
EP2788809B1 (en) Compact illumination module for head mounted display
US8743464B1 (en) Waveguide with embedded mirrors
US8848289B2 (en) Near-to-eye display with diffractive lens
US8873148B1 (en) Eyepiece having total internal reflection based light folding
CN117761907A (zh) 向用于透视式头戴式显示器的目镜添加处方性修正
CN107272184A (zh) 具有图案化光学合路器的透视弯曲目镜
JP2021507320A (ja) マルチビーム素子ベースのニアアイディスプレイ、システム、および方法
CN105143961A (zh) 目镜中用于减少伪像的边缘配置
JP2016177231A (ja) 導光装置、頭部搭載型ディスプレイ、及び導光装置の製造方法
JP2023014127A (ja) 導光板、画像表示装置
JP2012168425A (ja) 虚像表示装置
CN110036235A (zh) 具有用于再循环光的外围侧面几何形状的波导
US20230044063A1 (en) Ar headset with an improved displa
US20170219824A1 (en) Micro-display having non-planar image surface and head-mounted displays including same
CN116406447A (zh) 图像显示设备及制造导光板的方法
US20210165216A1 (en) Correction optical member and head-mounted display
JP2008287049A (ja) 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
TW202235959A (zh) 一種光學系統及混合實境設備
JP6024780B2 (ja) 虚像表示装置
JP2006162792A (ja) 光学デバイス、映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
CN117836700A (zh) 显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination