CN117836700A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够防止观察者等视觉上识别出不需要的图像的显示装置。根据本技术的显示装置包括:生成图像光的图像光产生装置;以及将来自所述图像光产生装置的图像光引导至眼球的导光板,其中导光板包括导光板主体,导光板主体包括光入射面,图像光入射到其上,及光学面组,包括引导经由所述光入射面的所述图像光的多个光学面,至少一个反射面,被设置在导光板主体内,并将经由光学面组的图像光反射到眼球侧,以及至少一个遮光部,被设置在所述导光板主体中并且遮挡所述图像光的杂散光成分。根据本技术的显示装置,可以提供一种能够防止观察者和其他人视觉上识别出不想要的图像的显示装置。
Description
技术领域
根据本公开的技术(在下文中,也称为“本技术”)涉及显示装置。
背景技术
以往,已知有一种显示装置,其通过内部具有反射面的导光板将图像光引导至观察者的眼球,从而显示图像(例如,参照专利文献1)。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开号2011-53367
发明内容
技术问题
然而,传统的显示装置具有改进的空间,以防止观察者和其他人视觉上识别不想要的图像。
有鉴于此,本技术提供了一种能够防止观察者和其他人视觉上识别出不想要的图像的显示装置。
针对问题的解决方案
本技术提供了一种显示装置,包括:
生成图像光的图像光产生装置;以及
将来自所述图像光产生装置的图像光引导至眼球的导光板,其中
导光板包括
导光板主体,包括
光入射面,图像光入射到其上,及
光学面组,包括引导经由所述光入射面的所述图像光的多个光学面,
至少一个反射面,被设置在导光板主体内,并将经由光学面组的图像光反射到眼球侧,以及
至少一个遮光部,被设置在所述导光板主体中并且遮挡所述图像光的杂散光成分。
遮光部可以设置在导光板主体的内部。
遮光部可以位于假想面和光入射面之间,假想面包括反射面。
杂散光成分可以是图像光中的、除了经由光入射面和光学面组被引导至反射面的光以外的光。
遮光部可以位于从光入射面和光学面组之间的图像光的光路偏离的位置处。
遮光部的至少一部分可以位于光入射面和反射面之间。
遮光部可以至少被设置在反射面的背面侧。
多个光学面可以包括全内反射经由所述光入射面的所述图像光的第一光学面,以及第二光学面,第二光学面面对所述光入射面,并且使在第一光学面上全内反射的所述图像光向所述反射面折返。
杂散光成分可以是图像光中的除在满足全内反射条件的预定入射角范围内经由光入射面入射到第一光学面的光以外的光。
遮光部可以位于从光入射面和第一光学面之间的图像光的光路偏离的位置处。
所述至少一个反射面可以是在光入射面和第二光学面彼此面对的方向上布置在光入射面和第二光学面之间的多个反射面,以及遮光部可以位于假想面和光入射面之间,所述假想面包含所述多个反射面中最靠近光入射面的反射面。
导光板主体还可以包括面对第一光学面并朝向眼球出射经由反射面的图像光的光出射面,以及遮光部可以被设置在比第一光学面更靠近光出射面的位置处。
导光板主体可以由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,以及反射面和遮光部可以被设置在第一和第二构件的接合部中。
导光板主体可以由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,反射面可以被设置在第一和第二构件的第一接合部中,遮光部的至少一部分可以被设置在第一和第二构件的第二接合部中,以及第二接合部可以位于光入射面与第一接合部之间。
导光板主体可以由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,反射面可以被设置在第一和第二构件的第一接合部中,遮光部的至少一部分可以被设置在所述第一接合部与第一构件和第二构件的第二接合部之间,并且第二接合部可以位于光入射面与第一接合部之间。
第二构件可以包括光入射面以及第一和第二光学面,以及在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面可以经由遮光部彼此接合。
所述多个构件可以包括第三构件,第三构件被接合到第二构件并且具有第二光学面,第二构件可以包括光入射面和第一光学面,以及在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面可以经由遮光部彼此接合。
第二光学面可以是凹面镜。
反射面可以是平面。
遮光部可以吸收入射到遮光部的杂散光成分的至少一部分。
遮光部可以包含涂料。
遮光部可以包含金属薄膜。
遮光部可以包含遮光膜。
所述导光板还可以包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,遮光膜可以被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,以及粘合剂层可以被布置在光入射面与入射透镜之间的另一部分中。
所述导光板还可以包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,遮光膜可以被布置在入射透镜的在光入射面侧的面中或光入射面中所设置的凹部内,以及在光入射面侧的所述面和光入射面中的设置有所述凹部的一个面的所述凹部的周边的面以及遮光膜与光入射面侧的所述面和光入射面中的未设置有所述凹部的另一面之间可以布置有粘合剂层。
导光板还可以包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,遮光膜可以被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,在光入射面与入射透镜之间的另一部分中可以布置有透光膜,以及在遮光膜和透光膜与光入射面之间和/或在遮光膜和透光膜与入射透镜之间可以布置有粘合剂层。
遮光部可以设置在光入射面中。
附图说明
图1是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例1的显示装置的配置的截面图。
图2是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例2的显示装置的配置的截面图。
图3是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例3的显示装置的配置的截面图。
图4是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例4的显示装置的配置的截面图。
图5是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例5的显示装置的配置的截面图。
图6是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例6的显示装置的配置的截面图。
图7是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例7的显示装置的配置的截面图。
图8是示意性地示出根据本技术的第一实施例的示例8的显示装置的配置的截面图。
图9是示意性地示出根据本技术的第二实施例的显示装置的配置的截面图。
图10是示意性地示出根据本技术的第三实施例的显示装置的配置的透视侧视图。
图11的A和图11的B是示意性地示出根据本技术的第三实施例的显示装置的配置(部分1和部分2)的截面图。
图12是示出根据本技术的第三实施例的修改示例1的显示装置的一部分的截面图。
图13是示出根据本技术的第三实施例的修改示例2的显示装置的一部分的截面图。
图14是示出根据本技术的第三实施例的修改示例3的显示装置的一部分的截面图。
图15是示意性地示出根据本技术的第四实施例的示例1的显示装置的配置的截面图。
图16是示意性地示出根据本技术的第四实施例的示例2的显示装置的配置的截面图。
图17是示意性地示出根据比较示例1的显示装置的配置的截面图。
图18是示意性地示出根据比较示例2的显示装置的配置的截面图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本技术的有利实施例。应当注意,在本说明书及附图中,对具有大致相同的功能结构的构成要素标注相同的符号,并省略其重复的说明。以下描述的实施例代表本技术的典型实施例。本技术的范围不应由于这些实施例而被狭义地理解。在本说明书中,即使在描述了根据本技术的显示装置提供多个效果的情况下,根据本技术的显示装置也仅需要提供效果中的至少一个。本说明书中描述的效果仅仅是示例性的而不是限制性的,并且可以提供其他效果。
此外,将按以下顺序给出描述。
1.介绍
2.根据本技术的第一实施例的示例1的显示装置
3.根据本技术的第一实施例的示例2的显示装置
4.根据本技术的第一实施例的示例3的显示装置
5.根据本技术的第一实施例的示例4的显示装置
6.根据本技术的第一实施例的示例5的显示装置
7.根据本技术的第一实施例的示例6的显示装置
8.根据本技术的第一实施例的示例7的显示装置
9.根据本技术的第一实施例的示例8的显示装置
10.根据本技术的第二实施例的显示装置
11.根据本技术的第三实施例的显示装置
12.根据本技术的第三实施例的修改示例1的显示装置
13.根据本技术的第三实施例的修改示例2的显示装置
14.根据本技术的第三实施例的修改示例3的显示装置
15.根据本技术的第四实施例的示例1的显示装置
16.根据本技术的第四实施例的示例2的显示装置
17.本技术的修改示例
<1.介绍>
传统上,已知一种包括导光板的显示装置,该导光板在其内部具有反射面。该显示装置可以使用具有高效率的显示器,其是自发光型的,例如有机EL显示器,但是难以实现高亮度,并且可以构成紧凑的显示装置。
在图17所示的根据比较示例1的显示装置10C1中,由图像光产生装置110C产生的图像光通过投射光学系统120C和导光板210C被引导到作为观察者的用户的眼球EB,导光板210C在其内部具有多个反射面RS(组合器)。具体而言,从图像光产生装置110C出射的图像光的基于像素的光束L在投射光学系统120C中被聚光于导光板210C的光入射面210C1,并入射到导光板210C。入射到导光板210C的光束L在导光板210C的全内反射面210C2上被全内反射,在反射面RS上被反射,并从导光板210C向观察者的眼球EB的瞳孔出射。例如,金属薄膜、电介质多层膜、利用折射率差的全内反射面等被用作反射面RS。
然而,在根据比较示例1的显示装置10C1中,导光板210C和投射光学系统120C被配置为分离的构件。因此,在小型化方面还有改进的余地。
在图18所示的根据比较示例2的显示装置10C2中,通过向导光板100C设置凹面镜112C3作为投射光学系统来实现小型化。
在根据比较示例2的显示装置10C2中,从图像光产生装置110C出射的图像光的基于像素的光束L通过导光板100C被引导至用户的眼球EB,导光板100C在其内部具有多个反射面RS(组合器)。具体而言,光束L经由导光板100C的光入射面112C1入射到导光板100C。然后,光束L在导光板100C的全内反射面112C2上全内反射,在凹面镜112C3上聚光,并在反射面RS上反射到用户的眼球EB侧。
关于导光板100C,通过透明粘合剂层115C在厚度方向上接合的第一和第二构件111C和112C构成导光板主体。多个反射面RS设置在第一构件111C和第二构件112C的接合面之间。例如,金属薄膜、电介质多层膜、利用折射率差的全内反射面等被用作反射面RS。通常,金属涂层用于凹面镜112C3。这是因为难以设计满足全内反射条件的凹面镜。当然,如果能够满足全内反射条件,则可以实现例如使用与空气层的界面的凹面镜。虽然光入射面112C1是曲面,但它可以是平面。球面、非球面、环面、变形非球面或自由曲面可用作光入射面(在曲面的情况下)和凹面镜。
但是,在根据比较示例2的显示装置10C2中,在强发光的图像光产生装置110C的附近布置作为组合器发挥作用的多个反射面RS,使得来自图像光产生装置110C的图像光直接入射到导光板100C,由此能够实现小型化。因此,例如,来自图像光产生装置110C的图像光的杂散光成分SLC经由光入射面112C1入射到反射面RS的背面,在背面上被反射到与用户的眼球EB侧相反的一侧(世界侧),并且杂散光成分SLC的一部分SLC1透过全内反射面112C2并出射到世界。尽管用户不能看到杂散光成分SLC1,但是其他人可以看到它,好像用户的眼睛在闪烁。因此,外观不好。
另一方面,反射面RS的背面所反射的杂散光成分SLC的另一部分SLC2在全内反射面112C2上被正常地反射,透过导光板100C,并入射到用户的眼球EB的瞳孔。杂散光成分SLC2与用户要观察的光束L在虚像距离方面不同,即,在对焦距离和眼球EB的瞳孔上的入射角方面不同。因此,它是所谓的重影光,其可以在偏离光束L的位置处看到,并且是离焦的。这导致图像质量的恶化。
另外,当作为重影光的杂散光成分SLC2在全内反射面112C2上被正常地反射、透过导光板100C、并朝向眼球EB出射时,杂散光成分SLC2倾斜地入射到导光板100C的第一构件111C和第二构件112C的接合部。此时,由于构成导光板100C的第一构件111C和第二构件112C与粘合剂层115C之间的折射率差小(难以使第一构件111C和第二构件112C与粘合剂层115C之间的折射率差为零),因此倾斜地入射到接合部的杂散光成分SLC2由于折射的色散而被分离。因此,对于每个波长,杂散光成分SLC2被分离,并且用户观察到它为重影图像。这导致图像质量的进一步恶化。
即,根据比较示例2的显示装置10C2具有改进的空间,以防止不希望的图像被观察者和其他人视觉识别。
考虑到这一点,作为深入研究的结果,发明人已经开发了根据本技术的显示装置作为能够防止不希望的图像被观察者和其他人视觉地识别的显示装置。
在下文中,将详细描述根据本技术的图像形成装置的一些实施例。
<2.根据本技术的第一实施例的示例1的显示装置>
将参考附图描述根据本技术的第一实施例的示例1的显示装置10-1。
<<显示装置的配置>>
作为示例,显示装置10-1用于向用户提供增强现实(AR)内容等。
图1是示意性地示出根据第一实施例的示例1的显示装置10-1的配置的图。
显示装置10-1用作头戴式显示器(HMD),其安装在例如用户的头部(观察者)上以供使用。HMD也被称为例如眼镜(或眼罩)。
如图1所示,显示装置10-1包括图像光产生装置100和导光板LGP1。显示装置10-1还可以包括控制图像光产生装置100的控制系统。图像光产生装置100和导光板LGP1一体地设置在同一支撑结构(例如,眼镜框架)中。控制系统可以与支撑结构一体地设置,或者可以与支撑结构分开地设置。
在下文中,将在假定作为支撑结构的示例的眼镜框架安装在用户的头部上的情况下给出描述。
[图像光产生装置]
图像光产生装置100产生图像光。作为示例,图像光包括形成不同视角的多个光束(例如,L1至L5)。每个光束可以是单色光或者可以是多色光(例如,红、绿和蓝三种颜色的光)。
图像光产生装置100具有图像显示面板,该图像显示面板包括例如二维布置的多个显示元件(像素)。每个显示元件(像素)可以是自发光类型的,例如激光器、LED或有机EL元件,或者可以是光控制类型的,例如需要附加光源的液晶设备(LCD)。各显示元件由驱动电路驱动。驱动电路基于从控制系统发送的调制数据来驱动显示元件。
应当注意,图像光产生装置100可以是由光源(例如,激光器等)和光偏转器(例如,MEMS镜、检流计镜、多角镜等)构成的光扫描型。
[导光板]
导光板LGP1将来自图像光产生装置100的图像光引导至眼球。导光板LGP1可以是安装在作为支撑结构的眼镜框中的类型(眼镜透镜型),或者可以是从外部附接到眼镜框的类型(组合器型)。
导光板LGP1包括导光板主体110、设置在导光板主体110内部的多个反射面RS(例如,反射面RS1至RS5)、以及设置在导光板主体110中的遮光部SP。
(导光板主体)
导光板主体110例如是具有透光性的板状体。板状体例如是透明或半透明的玻璃或树脂。
导光板主体110包括光入射面110a和光学面组。光入射面110a允许图像光入射到光入射面110a。光学面组包括经由光入射面110a引导图像光的多个(例如,两个)光学面。
作为一个例子,光入射面110a是导光板主体110的一个端面。例如,球面、非球面、环面、变形的非球面或自由曲面可以用作用于光入射面110a的曲面。光入射面110a可以是平面,而不是曲面。
光学面组中的多个光学面包括第一光学面110b和第二光学面110c。第一光学面110b是全内反射面,其经由光入射面110a全内反射图像光。第二光学面110c与光入射面110a相对,使在第一光学面110b上全内反射的图像光中包含的多个光束L1~L5中的各光束(图像显示光)向对应的反射面RS折返。
第一光学面110b例如是导光板主体110的厚度方向TD上的一个侧面。希望第一光学面110b尽可能平坦。经由光入射面110a的每个光束(图像显示光)以在第一光学面110b上全内反射的入射角(等于或大于临界角的入射角)入射到第一光学面110b。
作为一个例子,第二光学面110c是导光板主体110的另一端面处的与第一光学面110b相邻的部分。作为示例,凹面镜用于第二光学面110c。例如,球面、非球面、环面、变形非球面或自由曲面可以用作凹面镜的曲面。通常,金属涂层用于凹面镜。这是因为难以设计满足全内反射角的凹面镜。当然,如果能够设计满足全内反射角的凹面镜,则可以实现例如使用与空气层的界面的凹面镜。
导光板主体110还包括例如光出射面110d。光出射面110d与第一光学面110b相对,经由反射面RS向眼球EB出射图像光中包含的光束。作为一个例子,光出射面110d是导光板主体110的厚度方向TD上的另一个侧面。
作为一个例子,导光板主体110由第一和第二构件111和112构成。第一构件111和第二构件112通过粘合剂层115接合。第一构件111和第二构件112以及粘合剂层115的折射率基本相同(彼此接近)。第一构件111和第二构件112通过使用例如树脂作为材料的注射成型或通过切割和加工玻璃而制造。
第二构件112包括光入射面110a以及第一和第二光学面110b和110c。第一构件111包括光出射面110d。
多个反射面RS(例如RS1至RS5)设置在第一接合部J1中,该第一接合部是第一构件111和第二构件112的接合部的一部分。每个反射面RS是第一构件111和空气层(稍后描述的开口AP)之间的界面。粘合剂层115包括作为向第一构件111和第二构件112中的至少第一构件111的一侧开口的空气层的开口AP(例如,AP1至AP5)。注意,反射面例如可以通过用粘合剂填充每个开口AP并在第一接合部J1中在与开口AP对应的位置处淀积金属膜或电介质多层膜来构成。
在第一和第二构件111和112的位于光入射面110a和第一接合部J1之间的第二接合部J2中,第一和第二构件111和112的面对光入射面110a的接合面彼此面对。
粘合剂层115具有透光性。具体地,粘合剂层115包括透明或半透明粘合剂。粘合剂层115的粘度优选为1000~10000Pa·s,更优选为2000~5000Pa·s。例如,粘合剂层115包括紫外线可固化粘合剂。
在第一和第二构件111和112的第一接合部J1中,第一构件111在与第二构件112接合的面中包括第一嵌合部。在第一接合部J1中,第二构件112在接合到第一构件111的面中包括基本上嵌合到第一嵌合部的第二嵌合部。第一和第二嵌合部中的至少第一嵌合部面对开口AP。反射面RS是第一嵌合部与开口AP之间的界面。
第一嵌合部和第二嵌合部中的一个包括凸部组,该凸部组包括对应于多个开口AP(例如AP1至AP5)的多个(例如五个)凸部作为多个构成部分。第一和第二嵌合部中的另一个具有包括多个(例如五个)凹部作为多个构成部分的凹部组。该多个(例如五个)凹部对应于该多个开口AP(例如AP1至AP5)。多个凸部分别插入(例如,基本上嵌合在)所述多个(例如,五个)凹部中。
凸部组和凹部组中至少第一嵌合部具有的组中的各构成部(凸部或凹部)与多个开口AP中的对应的开口AP面对。第一嵌合部具有的组中的各构成部与对应的开口AP之间的界面为反射面RS。
作为示例,第一嵌合部所具有的组中的每个构成部具有面对作为对应空气层的开口AP的面。作为示例,该面是相对于导光板主体110的厚度方向TD倾斜的倾斜面。作为一个例子,第一嵌合部所具有的组中的各构成部(凸部或凹部)的倾斜面彼此平行。如稍后将描述的,作为示例,反射面RS是平面,并且反射面RS的平坦度取决于倾斜面的平坦度。因此,优选的是,例如通过表面研磨使倾斜面的平坦度充分提高。
(反射面)
各反射面RS将经由光学面组的图像光中包含的对应光束反射至眼球EB侧。即,每个反射面RS用作组合器。
多个反射面RS(例如RS1至RS5)例如在光入射面110a与第二光学面110c彼此面对的方向(与导光板主体110的厚度方向TD正交的方向)上,规则地(例如周期性地、等间隔地等)布置在光入射面110a与第二光学面110c之间。注意,所述多个反射面RS并不限于与导光板主体110的厚度方向正交的方向。即,优选的是,多个反射面R被布置在与导光板主体110的厚度方向TD交叉的方向上。
作为一个例子,多个反射面RS相互平行。反射面RS1至RS5分别对应于图像光中包含的光束L1至L5而设置。
如上所述,反射面RS是导光板主体110与开口AP之间的界面。具体而言,反射面RS1为导光板主体110与开口AP1之间的界面。反射面RS2为导光板主体110与开口AP2之间的界面。反射面RS3为导光板主体110与开口AP3之间的界面。反射面RS4为导光板主体110与开口AP4之间的界面。反射面RS5为导光板主体110与开口AP5之间的界面。
作为示例,反射面RS是平面。反射面RS尽可能地平坦是有利的。
各反射面RS将经由第二光学面110c的图像光(经由光学面组的图像光)的对应光束反射(全内反射)至眼球EB侧。即,经由第二光学面110c的每个光束以这样的入射角入射到反射面RS,使得它在对应的反射面RS上被全内反射。经由反射面RS的光束经由光出射面110d入射到眼球EB的瞳孔。
(遮光部)
遮光部SP遮挡由图像光产生装置100产生的图像光的杂散光成分SLC。这里,杂散光成分SLC是图像光中的不需要的光,该不需要的光不包括图像显示光(用于图像显示的光)。
具体而言,遮光部SP对图像光中包含的多个光束(例如,光束L1~L5)的杂散光成分SLC进行遮光。更具体地说,光束L1的杂散光成分SLCL1是从与光束L1从其出射的像素相同的像素出射的光。光束L2的杂散光成分SLCL2是从与光束L2从其出射的像素相同的像素出射的光。光束L3的杂散光成分SLCL3是从与光束L3从其出射的像素相同的像素出射的光。光束L4的杂散光成分SLCL4是从与光束L4从其出射的像素相同的像素出射的光。光束L5的杂散光成分SLCL5是从与光束L5从其出射的像素相同的像素出射的光。
各杂散光成分是图像光中的特定光,该特定光不包括经由光入射面110a和光学面组被引导至反射面RS的光。具体地,各杂散光成分是图像光中的特定光,该特定光不包括经由光入射面110a在满足全内反射条件的预定入射角范围内入射到第一光学面110b的光。
作为一个例子,遮光部SP设置在导光板主体110的内部。具体而言,遮光部SP位于包括反射面RS的假想面VS与光入射面110a之间。具体而言,遮光部SP位于假想面VS与光入射面110a之间,该假想面VS包含多个反射面RS中的最接近光入射面110a的反射面RS1。
另外,遮光部SP位于从光入射面110a和光学面组之间的图像光的光路偏离的位置处。具体地,遮光部SP位于从光入射面110a和第一光学面110b之间的图像光(图像显示光)的光路偏离的位置处。因此,作为图像显示光的多个光束(例如,光束L1至L5)被防止被遮光部SP遮光。
优选的是,遮光部SP的至少一部分位于光入射面110a和反射面RS之间。因此,可以遮挡图像光中的经由光入射面110a直接行进到反射面RS的杂散光成分。
遮光部SP设置在比第一光学面110b更靠近光出射面110d的位置处。因此,提高了引导图像光的图像显示光的光学面组的设计自由度。
遮光部SP设置在位于光入射面110a和第一接合部J1之间的第二接合部J2中,其为第一构件111和第二构件112的接合部的另一部分。具体而言,在第二接合部J2中,遮光部SP被布置在第一构件111和第二构件112的面对光入射面110a的接合面之间。因此,当接合第一构件111和第二构件112时,遮光部SP能够容易地结合在导光板主体110中。
遮光部SP可以包括例如涂料。具体地,在第二接合部J2中,作为遮光部SP的涂料可以是施加到第一构件111的与第二构件112的接合面和/或第二构件112的与第一构件111的接合面的涂料。
遮光部SP可以包括例如金属薄膜。在第二接合部J2中,例如通过汽相淀积或溅射将作为遮光部SP的金属薄膜淀积在第一构件111的与第二构件112的接合面上和/或第二构件112的与第一构件111的接合面上。
遮光部SP可以包括例如遮光膜。在第二接合部J2中,作为遮光部SP的遮光膜可以附着到第一构件111的与第二构件112的接合面和/或第二构件112的与第一构件111的接合面。
优选的是,遮光部SP吸收入射到其上的杂散光成分的至少一部分。具体地,为了防止产生杂散光成分的反射光(杂散光成分的次级和更低级杂散光成分),遮光部SP具有尽可能暗的颜色(例如黑色)是有利的。为了使它对于作为观察者的用户和其他人来说不明显,遮光部SP具有尽可能浅的颜色是有利的。
<<显示装置的显示操作>>
从图像光产生装置100出射的光束L1经由光入射面110a入射到导光板主体110,在第一光学面110b上被全内反射,在第二光学面110c处被聚光,并入射到反射面RS1。反射面RS1上反射的光束L1在光出射面110d上折射并入射到眼球EB,以形成在一侧的最大视角。
从图像光产生装置100出射的光束L3经由光入射面110a入射到导光板主体110,在第一光学面110b上全内反射,在第二光学面110b处被聚光,并入射到反射面RS3。反射面RS3上反射的光束L3直接通过光出射面110d并且入射到眼球EB,以形成中心视角。
从图像光产生装置100出射的光束L2经由光入射面110a入射到导光板主体110,在第一光学面110b上被全内反射,在第二光学面110c处被聚光,并入射到反射面RS2。反射面RS2上所反射的光束L2在光出射面110d上折射,并入射到眼球EB,以形成在一侧的最大视角与中心视角之间的中间视角。
从图像光产生装置100出射的光束L5经由光入射面110a入射到导光板主体110,在第一光学面110b上被全内反射,并入射至反射面RS5。在反射面RS5上反射的光束L5在光出射面110d上折射并入射到眼球EB,以形成另一侧的最大视角。
从图像光产生装置100出射的光束L4经由光入射面110a入射到导光板主体110,在第一光学面110b上被全内反射,在第二光学面110c上被聚光,并入射到反射面RS4。反射面RS4上所反射的光束L4在光出射面110d上折射,并入射到眼球EB,以形成另一侧最大视角与中心视角之间的中间视角。
<<显示装置的效果>>
根据示例1的显示装置10-1包括将来自图像光产生装置100的图像光引导至眼球EB的导光板LGP1。导光板LGP1包括导光板主体110、至少一个反射面RS(例如RS1至RS5)和遮光部SP,导光板主体110包括允许图像光入射到光入射面110a的光入射面110a和包括用于经由光入射面110a引导图像光的多个光学面(例如,第一光学面110b和第二光学面110c)的光学面组,至少一个反射面RS设置在导光板主体110内部并经由光学面组将图像光反射到眼球EB侧,遮光部SP设置在导光板主体110中并遮挡图像光的杂散光成分SLC(例如,SLCL1至SLCL5)。
在此情况下,遮光部SP能够遮挡图像光的杂散光成分SLC。
结果,根据显示装置10-1,可以提供能够防止不希望的图像被观察者和其他人视觉识别的显示装置。
遮光部SP设置在导光板主体110的内部。因此,在不遮挡图像光的图像显示光的条件下,能够提高遮光部SP的布置的自由度。
遮光部SP设置在假想面VS上的在光入射面110a侧的位置处,假想面VS包含反射面RS。因此,可以在相对靠近光入射面110a的位置处遮挡图像光的杂散光成分,并且可以防止产生源自这些杂散光成分的杂散光成分(这些杂散光成分的二次和更低次成分)。
杂散光成分SLC是图像光中的除了经由光入射面110a和光学面组被引导至反射面RS的光以外的光。因此,能够可靠地遮挡图像光的除图像显示光以外的光作为杂散光成分。
遮光部SP位于从光入射面110a和光学面组之间的图像光的光路偏离的位置处。因此,能够防止作为经由光入射面110a入射到光学面组的光的图像显示光被遮挡。
遮光部SP的至少一部分可以位于光入射面110a和反射面RS之间。因此,可以遮挡图像光的经由光入射面110a直接行进到反射面RS的杂散光成分。
所述多个光学面包括:对经由光入射面110a的图像光进行全内反射的第一光学面110b;和第二光学面110c,其面对光入射面110a并使在第一光学面110b上全内反射的图像光朝向反射面RS折返。因此,可以实现显示装置的小型化。
杂散光成分SLC是图像光的除在满足全内反射条件的预定入射角范围内经由光入射面110a入射到第一光学面110b的光以外的光。因此,可以可靠地作为杂散光成分遮挡除图像显示光之外的光。
遮光部SP位于从光入射面110a和第一光学面110b之间的图像光的光路偏离的位置处。因此,可以防止图像显示光被遮挡。
所述至少一个反射面RS是在光入射面110a和第二光学面110c彼此面对的方向上布置在光入射面110a和第二光学面110c之间的多个反射面RS。遮光部SP设置在假想面VS上的光入射面110a侧的位置处,该假想面VS包含所述多个反射面RS中最接近光入射面110a的反射面RS1。因此,可以在更靠近光入射面110a的位置处遮挡图像光的杂散光成分SLC,并且可以进一步防止产生源自那些杂散光成分的杂散光成分(那些杂散光成分的二次和更低次成分)。
导光板主体110还包括面向第一光学面110b并且经由反射面RS朝向眼球EB出射图像光的光出射面110d。遮光部SP设置在比第一光学面110b更靠近光出射面110d的位置处。因此,能够提高导光板主体110中的光学面组的设计自由度。
导光板主体110由包括第一构件111和第二构件112的多个(例如,两个)接合构件构成。反射面RS和遮光部SP设置在第一构件111和第二构件111的接合部中。因此,当接合第一构件111和第二构件112时,可以设置反射面RS和遮光部SP。
导光板主体110由包括第一构件111和第二构件112的多个(例如,两个)接合构件构成。反射面RS设置在第一构件111和第二构件112的第一接合部J1中。遮光部SP的至少一部分(例如,整个部分)设置在第一构件111和第二构件112的第二接合部J2中。第二接合部J2位于光入射面110a与第一接合部J1之间。因此,能够容易地将遮光部SP设置在导光板主体110内的有效位置处。
第二构件112包括光入射面110a以及第一和第二光学构件111和112。第一构件111包括反射面RS。在第二接合部J2中,第一和第二构件111和112的面对光入射面110a的接合面通过遮光部SP接合。因此,杂散光成分SLC可被高效地遮挡,并且遮光部SP可被制成对于观察者和其他人尽可能不显眼。另外,通过遮挡面积小的遮光部SP,能够有效地遮挡杂散光成分。
第二光学面110c是凹面镜。因此,入射到第二光学面110c的图像显示光可以被聚光到反射面RS。应当注意,例如,球面、非球面、变形非球面或自由曲面可以用作凹面镜的表面形状。
反射面RS是平面,因此能够不受像差的影响地将图像显示光反射到眼球EB侧。
优选的是,遮光部SP吸收入射到其上的杂散光成分的至少一部分。因此,能够抑制源自这些杂散光成分的杂散光成分(这些杂散光成分的二次反射成分和更低次反射成分)的产生。
遮光部SP可以包含涂料。因此,遮光部SP可以形成为薄的。
遮光部SP可以包含金属薄膜。因此,遮光部SP可以形成为薄的。
遮光部SP可以包含遮光膜。因此,可以容易地设置遮光部SP。
<3.根据本技术的第一实施例的示例2的显示装置>
在下文中,将参考图2描述根据本技术的第一实施例的示例2的显示装置10-2。如图2所示,除了在第一构件111和第二构件112的第二接合部J2中以及还在第一接合部J1中设置遮光部这一事实外,显示装置10-2具有与根据示例1的显示装置10-2类似的配置。
在显示装置10-2中的导光板LGP2中,第一遮光部SP1设置在第一接合部J1中,第二遮光部SP2设置在第二接合部J2中。
第一遮光部SP1具有与显示装置10-1中的遮光部SP基本相同的特性。第一遮光部SP1设置在反射面RS1的后侧。具体而言,在第一接合部J1中,第一遮光部SP1设置在第二构件112的第二嵌合部的对应于反射面RS1的构成部分(凸部或凹部)的倾斜面中。在第一遮光部SP1与对应于第一构件111的第一嵌合部的构成部分之间形成作为气相的开口AP1。第一遮光部SP1遮挡例如光束L4的杂散光成分SLCL4和光束L5的杂散光成分SLCL5。
第二遮光部SP2具有与显示装置10-1中的遮光部SP基本相同的特性和布置。第二遮光部SP2例如遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2和光束L3的杂散光成分SLCL3。
根据显示装置10-2,提供了与根据示例1的显示装置10-1的效果类似的效果,并且在第一接合部J1中以及也在第二接合部J2中设置了遮光部。因此,可以遮挡图像光的其它不需要的杂散光成分(例如,经由光入射面110a直接传播到反射面RS的背面的杂散光成分)。因此,可以进一步防止观察者和其他人视觉上识别出不想要的图像。
<4.根据本技术的第一实施例的示例3的显示装置>
在下文中,将参考图3描述根据本技术的第一实施例的示例3的显示装置10-3。如图3所示,除了在第一接合部J1和第二接合部J2上方设置遮光部SP的事实之外,显示装置10-3具有与根据示例2的显示装置10-2类似的配置。
在显示装置10-3中的导光板LGP3中,设置从第二接合部J2延伸到第一接合部J1的一部分的遮光部SP。
具体而言,关于导光板LGP3中的遮光部SP,一个端部设置在第二接合部J2中,另一端部设置在第一接合部J1中的反射面RS1的后侧上(与根据示例2的导光板LGP2中的第一遮光部SP1基本相同),并且中间部设置在第一构件111和第二构件112的位于第一接合部J1和第二接合部J2之间的第三接合部J3中。更具体地,,遮光部SP设置成从第二接合部J2延伸到第二构件112与第一构件111的接合面中的第一接合部J1的一部分,以具有与根据示例2的导光板LGP2中的第一遮光部SP1基本相同的厚度。在导光板LGP3中,粘合剂层115位于遮光部SP的一个端部和中间部与第一构件111之间。
例如,导光板LGP3中的遮光部SP在一个端部处遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2以及光束L3的杂散光成分SLCL3,在中间部分处遮挡光束L4的杂散光成分SLCL4,并且在另一端部处遮挡光束L5的杂散光成分SLCL5。
根据显示装置10-3,提供了与根据示例2的显示装置10-2相同的效果,并且在第三接合部J3中也设置了遮光部。因此,可以遮挡图像光的其它不需要的杂散光成分。因此,可以进一步防止观察者和其他人视觉上识别出不想要的图像。
<5.根据本技术的第一实施例的示例4的显示装置>
在下文中,将参考图4描述根据本技术的第一实施例的示例4的显示装置10-4。如图4所示,除了仅在导光板LGP4中的反射面RS1的背侧上设置遮光部SP这一事实外,显示装置10-4具有与根据示例1的显示装置10-1的配置类似的配置。
导光板LGP4中的遮光部SP例如遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2、光束L3的杂散光成分SLCL3、光束L4的杂散光成分SLCL4以及光束L5的杂散光成分SLCL5。
根据显示装置10-4,可以通过具有较小的遮挡面积的遮光部SP有效地遮挡杂散光成分。即,遮光部SP不明显,并且可以高效地遮挡杂散光成分。
<6.根据本技术的第一实施例的示例5的显示装置>
在下文中,将参考图5描述根据本技术的第一实施例的示例5的显示装置10-5。如图5所示,除了仅在导光板LGP5中的第二和第三接合部J2和J3中设置遮光部SP这一事实外,显示装置10-5具有与根据示例3的显示装置10-3类似的配置。
具体而言,导光板LGP5中的遮光部SP的一部分设置在第二接合部J2中,而另一部分设置在第三接合部J3中。更具体地,遮光部SP设置成在第二构件112与第一构件111的接合面中从第二接合部J2延伸到第三接合部J3,以具有与根据示例2的导光板LGP2中的第一遮光部SP1基本相同的厚度。在导光板LGP5中,粘合剂层115位于遮光部SP与第一构件111之间。
例如,导光板LGP5中的遮光部SP在该部分处遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2和光束L3的杂散光成分SLCL3,并在另一部分处遮挡光束L4的杂散光成分SLCL4和光束L5的杂散光成分SLCL5。
根据显示装置10-5,提供了与根据示例1的显示装置10-1类似的效果,并且在第三接合部J3中也设置了遮光部。因此,可以遮挡图像光的其它不需要的杂散光成分。
<7.根据本技术的第一实施例的示例6的显示装置>
在下文中,将参考图6描述根据本技术的第一实施例的示例6的显示装置10-6。如图6所示,除了仅在导光板LGP6中的第一和第三接合部J1和J3中设置遮光部SP这一事实外,显示装置10-6具有与根据示例3的显示装置10-3类似的配置。
具体而言,导光板LGP6中的遮光部SP的一部分设置在第一接合部J1中,而另一部分设置在第三接合部J3中。更具体地,遮光部SP设置为在第二构件112与第一构件111的接合面中从第三接合部J3延伸到第一接合部J1的一部分,以具有与根据示例2的导光板LGP2中的第一遮光部SP1基本相同的厚度。在导光板LGP6中,粘合剂层115位于遮光部SP的另一部分与第一构件111之间。
例如,导光板LGP6中的遮光部SP在该部分处遮挡光束L4的杂散光成分SLCL4和光束L5的杂散光成分SLCL5,并且在另一部分处遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2和光束L3的杂散光成分SLCL3。
根据显示装置10-6,仅在第一和第三接合部J1和J3中设置遮光部。因此,可以用相对小的遮挡面积遮挡不需要的杂散光成分。
<8.根据本技术的第一实施例的示例7的显示装置>
在下文中,将参考图7描述根据本技术的第一实施例的示例7的显示装置10-7。如图7所示,除了仅在导光板LGP7中的第三接合部J3中设置遮光部SP这一事实外,显示装置10-7具有与根据示例3的显示装置10-3类似的配置。
具体而言,在第三接合部J3中,在第二构件112与第一构件111的接合面中设置遮光部SP,以具有与根据示例2的导光板LGP2中的第一遮光部SP1基本相同的厚度。在导光板LGP7中,粘合剂层115位于遮光部SP和第一构件111之间。
导光板LGP7中的遮光部SP例如遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2、光束L3的杂散光成分SLCL3、光束L4的杂散光成分SLCL4以及光束L5的杂散光成分SLCL5。
根据显示装置10-7,遮光部SP仅设置在第三接合部J3中。因此,可以用小得多的遮挡面积来遮挡不需要的杂散光成分。
<9.根据本技术的第一实施例的示例8的显示装置>
在下文中,将参考图8描述根据本技术的第一实施例的示例8的显示装置10-8。如图8所示,除了在导光板LGP8的光入射面110a中也设置遮光部这一事实外,显示装置10-8具有与根据示例1的显示装置10-1的配置相似的配置。
在显示装置10-8中的导光板LGP8中,第一遮光部SP1设置在光入射面110a上的从图像光产生装置100和光入射面110a之间的图像光(图像显示光)的光路偏离的位置处,并且第二遮光部SP2设置在第二接合部J2中。
导光板LGP8中的第一遮光部SP1具有与根据示例1的显示装置10-1中的导光板LGP1中的遮光部SP的特性类似的特性。
导光板LGP8中的第二遮光部SP2具有与根据示例1的显示装置10-1中的导光板LGP1中的遮光部SP的特性和布置类似的特性和布置。
在导光板LGP8中,例如,第一遮光部SP1遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1和光束L2的杂散光成分SLCL2,并且第二遮光部SP2遮挡光束L3的杂散光成分SLCL3、光束L4的杂散光成分SLCL4和光束L5的杂散光成分SLCL5。
根据显示装置10-8,提供了与根据示例1的显示装置10-1类似的效果,并且可以遮挡图像光的其它不需要的杂散光成分(例如,图8中的杂散光成分SLCL1和SLCL2)。
应当注意,在显示装置10-8中,例如,可以仅设置第一遮光部SP1(不需要设置第二遮光部SP2)。
<10.根据本技术的第二实施例的显示装置>
在下文中,将参考图9描述根据第二实施例的显示装置20。
顺便提及,在根据第一实施例的每个示例的显示装置中,光入射面110a以及第一光学面110b和第二光学面110c形成在第二构件112中。然而,为了通过注射成型制造这三个光学面,难以确保光学面的形状精度,并且其花费成本。
鉴于此,在根据第二实施例的显示装置20中,用于导光板LGP9的导光板主体110-2由第一至第三构件111、112'和113构成,并且第二光学面113a(例如,凹面镜)形成在第三构件113中。
第三构件113的第二光学面113a与面对第二构件112'的光入射面110a的端面110c'接合。端面110c'具有与第二光学面113a的凹面一致的形状,并且经由具有与第二构件112'基本相同的折射率的粘合剂层120接合到第二光学面113a。因此,光在第二构件112'和粘合剂层120之间几乎不折射。即,抑制了光束入射到第二光学面113a时和光束从第二光学面113a反射时的光束折射。因此,抑制了光学特性的劣化。
根据显示装置20,提供了与根据第一实施例的示例1的显示装置10-1的效果类似的效果,并且导光板主体110-2的光学功能由三个构件(第一至第三构件111、112'和113)分担。因此,可以提高每个构件的精度,并且可以提高分辨能力。
另外,根据显示装置20,第二构件的光学面可以被缩减为两个面(光入射面110a和第一光学面110b)。因此,能够简化用于成型第二构件的模具,并且能够削减成本。
此外,根据显示装置20,作为第二光学面113a的凹面镜没有暴露。因此,可以防止对凹面镜的损坏、剥落等。
<11.根据本技术的第三实施例的显示装置>
以下,将参考图10至图11的B描述根据第三实施例1的显示装置30。图10是显示装置30的透视侧视图。图11的A是沿图10中的线P-P截取的截面图。图11的B是沿图10中的线Q-Q截取的截面图。
如图10、图11的A和图11的B所示,显示装置30包括图像光产生装置100和导光板LGP10。
导光板LGP10包括导光板主体310、与作为导光板主体310的一个端面的光入射面310a接合并且允许来自图像光产生装置100的图像光中包含的光束入射到光入射面310a的入射透镜320、以及与导光板主体310的另一端面310c接合并且将入射到它的图像光中包含的光束朝向反射面RS(例如,RS1至RS5)反射的凹面镜330。导光板主体310的厚度方向上的一个侧面是将经由入射透镜320和光入射面310a的图像光中包含的光束朝向凹面镜330全内反射的全内反射面310b。凹面镜330对入射到其的光束进行聚光,并且使其朝向反射面RS反射。在反射面RS上反射的光束经由作为导光板主体310的厚度方向上的另一侧面的光出射面310d入射到眼球EB。
在导光板LGP10中,遮光部SP设置在入射透镜320与导光板主体310之间的接合部J上的位置处,该位置从来自图像光产生装置100的图像光中所包含的多个光束(例如,光束L1至L5)的光路偏离。
导光板LGP10中的遮光部SP例如遮挡光束L1的杂散光成分SLCL1、光束L2的杂散光成分SLCL2、光束L3的杂散光成分SLCL3、光束L4的杂散光成分SLCL4以及光束L5的杂散光成分SLCL5。
导光板主体310包括多个堆叠的组成构件CB(例如,CB1至CB6)。多个组成构件CB在相对于导光板主体310的厚度方向倾斜的方向上堆叠。作为一个例子,每个组成构件CB是由玻璃或树脂制成的平板构件。应当注意,要求每个组成构件CB具有高的平行度,以在单独状态和堆叠状态下都保持分辨能力,因此,优选地每个组成构件CB由提供良好加工精度的玻璃制成。
组成构件CB1和组成构件CB2通过粘合剂层315-1相互接合。粘合剂层315-1具有向组成构件CB1侧和组成构件CB2侧开口的开口AP1。
组成构件CB2和组成构件CB3通过粘合剂层315-2相互接合。粘合剂层315-2具有向组成构件CB2侧和组成构件CB3侧开口的开口AP2。
组成构件CB3和组成构件CB4通过粘合剂层315-3相互接合。粘合剂层315-3具有向组成构件CB3侧和组成构件CB4侧开口的开口AP3。
组成构件CB4和组成构件CB5通过粘合剂层315-4相互接合。粘合剂层315-4具有向组成构件CB4侧和组成构件CB5侧开口的开口AP4。
组成构件CB5和组成构件CB6通过粘合剂层315-5相互接合。粘合剂层315-5具有向组成构件CB5侧和组成构件CB6侧开口的开口AP5。
这里,图像光从光入射面310a入射到导光板主体310。彼此接合的两个组成构件CB中的较远离光入射面310a的组成构件CB与作为空气层的开口AP之间的界面是反射面RS。
具体而言,组成构件CB2与开口AP1之间的界面是反射面RS1(参见图11的A)。组成构件CB3与开口AP2之间的界面为反射面RS2(参见图11的B)。组成构件CB4与开口AP3之间的界面为反射面RS3(参见图11的A)。组成构件CB5与开口AP4之间的界面为反射面RS4(参见图11的B)。组成构件CB6与开口AP5之间的界面为反射面RS5(参见图11的A)。
反射面RS1至RS5分别对应于图像光中包含的光束L1至L5地设置。
优选地,每个组成构件CB在厚度方向上的一个侧面和另一个侧面都尽可能地平坦。因此,可以尽可能地增加每个反射面RS的平面度和反射面RS之间的平行度。
从图10到图11的B可以看出,从导光板主体310的侧面侧看,多个开口AP作为整体以交错的方式布置。
具体而言,开口AP1、AP3和AP5被布置在与导光板主体310的厚度方向正交的方向上,并且开口AP2和AP4被布置在与导光板主体310的厚度方向正交的方向上。
通过以这种方式形成其中开口AP和反射面RS在每隔一个粘合剂层中水平偏离的布置,在凹面镜330上反射的各个光束可以在它们不入射到与其不对应的反射面RS的路径上被引导到对应的反射面RS。
光束在反射面RS上的反射角越大,反射面RS相对于全内反射面310b和光出射面310d的倾斜角越小。光更容易通过导光板LGP10,因此反射面RS上的图像不太明显。
根据按照第三实施例的显示装置30,提供了与根据第一和第二实施例的显示装置的效果类似的效果,并且遮光部SP被设置在入射透镜320和导光板主体310之间的接合部J处。因此,遮光部SP可容易地布置在导光板LGP10中。
应当注意,在第三实施例中,可以在构成导光板主体的多个组成构件中的每一个上淀积金属膜或电介质多层膜作为反射面RS。
顺便提及,如图11的A和图11的B所示,为了使经由入射透镜320的图像光(图像显示光)在预定的入射角范围内入射到导光板主体310的全内反射面310b,入射透镜320的侧端面需要与导光板主体310的全内反射面310b平行(有利的是,齐平)。即,入射透镜320与导光板主体310之间的距离需要基本上恒定。
在下文中,将描述根据第三实施例的修改示例1至3的显示装置,其使得入射透镜320和导光板主体310之间的距离能够基本上恒定。
<12.根据本技术的第三实施例的修改示例1的显示装置>
在下文中,将参考图12描述根据本技术的第三实施例的修改示例1的显示装置。
如图12所示,在根据第三实施例的修改示例1的显示装置中,作为遮光部的遮光膜SF被布置在光入射面310a与入射透镜320之间的部分中,并且粘合剂层313被布置在光入射面310a与入射透镜320之间的另一部分中。
即,在根据修改示例1的显示装置中,在接合部J中并排布置有遮光膜SF和粘合剂层313。遮光膜SF和粘合剂层313的厚度大致相同。
让我们简要描述其接合方法。例如,在遮光膜SF被附接到入射透镜320和导光板主体310中的一个之后,要作为粘合剂层313的粘合剂被施加到与入射透镜320和导光板主体310中的另一个接合的表面(没有附接遮光膜的表面),并且入射透镜320和导光板主体310经由遮光膜SF和粘合剂层313利用粘合剂彼此接合。
根据修改示例1的显示装置,能够以简单的方法将入射透镜320和导光板主体310相互接合。
<13.根据本技术的第三实施例的修改示例2的显示装置>
在下文中,将参考图13描述根据本技术的第三实施例的修改示例2的显示装置。
如图13所示,在根据第三实施例的修改示例2的显示装置中,作为遮光部的遮光膜SF被布置在入射透镜320的位于光入射面310a侧的表面中设置的切口形凹部320a中,并且粘合剂层313被布置在遮光膜SF和光入射面310a与位于光入射面310a侧的表面中的凹部320a的周边中的表面之间。
具体而言,在根据修改示例2的显示装置中,布置在凹部320a中的遮光膜SF的光入射面310a侧的面与入射透镜320的凹部320a的周边的面大致齐平,并且入射透镜320和导光板主体310例如通过比遮光膜SF薄的粘合剂层313而被彼此接合。
让我们简要描述其接合方法。例如,在遮光膜SF被附接到入射透镜320的凹部320a并且要成为粘合剂层313的粘合剂被施加到光入射面310a之后,遮光膜SF的周边部分和入射透镜320的凹部320a以及光入射面310a通过粘合剂彼此接合。
根据修改示例2的显示装置,能够使布置在入射透镜320与导光板主体310之间的图像显示光的光路上的粘合剂层313变薄。因此,可以减少对显示图像的图像质量的影响。
应当注意,尽管在根据修改示例2的显示装置中,其中布置有遮光膜SF的凹部形成在入射透镜320中,但是该凹部可以形成在导光板主体310中。此外,凹部不限于切口形状,并且可以是孔形状。
<14.根据本技术的第三实施例的修改示例3的显示装置>
在下文中,将参考图14描述根据本技术的第三实施例的修改示例3的显示装置。
在根据第三实施例的修改示例3的显示装置中,在光入射面310a和入射透镜320之间的部分中布置有作为遮光部的遮光膜SF,在光入射面310a和入射透镜320之间的另一部分中布置有透光膜TF(例如透明膜),并且在遮光膜SF和透光膜TF与光入射面310a之间布置有粘合剂层313。
具体而言,在根据修改示例3的显示装置中,在接合部J中,作为遮光部SP的遮光膜SF和与该遮光膜SF大致相同厚度的透光膜TF并排布置,并且遮光膜SF和透光膜TF与光入射面310a例如经由比遮光膜SF薄的粘合剂层313相互接合。
让我们简要描述其接合方法。例如,在将遮光膜SF和透光膜TF附接到入射透镜320和导光板主体310中的一个上,并且将要作为粘合剂层313的粘合剂施加到与入射透镜320和导光板主体310中的另一个接合的面上之后,利用粘合剂经由遮光膜SF和透光膜TF将入射透镜320和导光板主体310彼此接合。
根据示例3的显示装置,遮光膜SF和透光膜TF并排布置在入射透镜320和导光板主体310之间,并且粘合剂层313薄。因此,可以增加接合部J的刚度,并且可以防止入射透镜320掉落。
应当注意,在根据示例3的显示装置中,粘合剂层313可以布置在遮光膜SF以及透光膜TF与入射透镜320之间,不布置在遮光膜SF以及透光膜TF与导光板主体310之间,或者也布置在遮光膜SF以及透光膜TF与导光板主体310之间。
<15.根据本技术的第四实施例的示例1的显示装置>
以下,将参考图15描述根据第四实施例的示例1的显示装置40-1。图15是显示装置40-1的截面图。
如图15所示,在根据第四实施例的示例1的显示装置40-1的导光板LGP11中,导光板主体410由单个构件构成。在导光板主体410中设置有通孔TH(例如TH1~TH5)。导光板主体410与通孔TH之间的界面为反射面RS(例如RS1~RS5)。在导光板主体410中设置有另一通孔TH'。在另一通孔TH'中布置遮光部SP。在显示装置40-1中,遮光部SP的布置类似于根据第一实施例的示例1的显示装置10-1中的遮光部SP的布置。
通孔TH贯通导光板主体410的彼此相对的一对端面。通孔TH(例如TH1~TH5)相对于导光板主体410的厚度方向TD倾斜。
应当注意,导光板主体410可以不具有通孔TH,而是具有贯通彼此相对的一对端面中的一个端面的孔。在这种情况下,这些孔和导光板主体410之间的界面可以用作反射面RS。
根据示例1的显示装置40-1,导光板主体410由单个构件组成。因此,与导光板主体410由多个构件组成的情况相比,没有设置接合部。因此,如果产生杂散光成分,则抑制了由于这些杂散光成分的色散而产生重影图像(重影光)。
<16.根据本技术的第四实施例的示例2的显示装置>
以下,将参考图16描述根据第四实施例的示例2的显示装置40-2。图16是显示装置40-2的截面图。
除了遮光部SP的一部分位于光入射面410a和反射面RS1之间这一事实之外,根据第四实施例的示例2的显示装置40-2具有与根据示例1的显示装置40-1的配置类似的配置。
根据示例2的显示装置40-2,可获得与根据示例1的显示装置40-1相似的效果,并且,可由遮光部SP遮挡图像光中的其他不需要的杂散光成分。
<17.本技术的修改示例>
根据本技术的显示装置不限于上述各实施例中描述的配置,并且可以在不脱离要点的情况下适当地修改。
例如,在上述各实施例(第一实施例的示例8除外)中,遮光部SP设置在导光板主体内的包含反射面RS的假想面VS与光入射面之间的位置处,但不限于此。遮光部SP只要是遮挡经由光入射面的图像光的杂散光成分的位置且不遮挡图像显示光的位置,就可以设置在导光板主体内的任意位置处。
例如,在上述实施例中的每一个中,导光板主体与设置于导光板主体内部的空气层(例如,开口、通孔、孔等)之间的界面是反射面RS,但是不限于此。例如,导光板主体与设置在导光板主体内的、具有比导光板主体的折射率低的折射率的液体层、固体层等之间的界面可以是反射面RS。例如,设置在导光板主体内的金属膜或电介质多层膜可以是反射面RS。
例如,尽管在上述实施例中的每一个中,将多个反射面RS设置在导光板主体中,但也可以设置一个反射面。
上述各实施例的配置可以在合理的范围内彼此组合。
此外,本技术还可以采用以下配置。
(1)一种显示装置,包括:
生成图像光的图像光产生装置;以及
将来自所述图像光产生装置的图像光引导至眼球的导光板,其中
导光板包括
导光板主体,包括
光入射面,图像光入射到其上,及
光学面组,包括引导经由所述光入射面的所述图像光的多个光学面,
至少一个反射面,被设置在导光板主体内,并将经由光学面组的图像光反射到眼球侧,以及
至少一个遮光部,被设置在所述导光板主体中并且遮挡所述图像光的杂散光成分。
(2)根据(1)的显示装置,其中
遮光部被设置在导光板主体内。
(3)根据(1)或(2)的显示装置,其中
遮光部位于假想面和光入射面之间,所述假想面包含所述反射面。
(4)根据(1)到(3)中任何一个的显示装置,其中
杂散光成分是图像光中的、除了经由光入射面和光学面组被引导至反射面的光以外的光。
(5)根据(1)到(4)中任何一个的显示装置,其中
遮光部位于从光入射面和光学面组之间的图像光的光路偏离的位置处。
(6)根据(1)至(5)中任何一项的显示装置,其中
遮光部的至少一部分位于光入射面和反射面之间。
(7)根据(1)到(6)中任何一个的显示装置,其中
遮光部至少被设置在反射面的背面侧。
(8)根据(1)到(7)中任何一项所述的显示装置,其中
所述多个光学面包括
全内反射经由所述光入射面的所述图像光的第一光学面,以及
第二光学面,第二光学面面对所述光入射面,并且使在第一光学面上全内反射的所述图像光向所述反射面折返。
(9)根据(8)所述的显示装置,其中
杂散光成分是图像光中的除在满足全内反射条件的预定入射角范围内经由光入射面入射到第一光学面的光以外的光。
(10)根据(8)或(9)所述的显示装置,其中
遮光部位于从光入射面和第一光学面之间的图像光的光路偏离的位置处。
(11)根据(8)至(10)中任何一项所述的显示装置,其中
所述至少一个反射面是在光入射面和第二光学面彼此面对的方向上布置在光入射面和第二光学面之间的多个反射面,以及
遮光部位于假想面和光入射面之间,所述假想面包含所述多个反射面中最靠近光入射面的反射面。
(12)根据(8)到(11)中任何一个的显示装置,其中
导光板主体还包括面对第一光学面并朝向眼球出射经由反射面的图像光的光出射面,以及
遮光部被设置在比第一光学面更靠近光出射面的位置处。
(13)根据(8)至(12)中任何一项所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,以及
反射面和遮光部被设置在第一和第二构件的接合部中。
(14)根据(8)至(13)中任何一项所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,反射面被设置在第一和第二构件的第一接合部中,
遮光部的至少一部分被设置在第一和第二构件的第二接合部中,以及
第二接合部位于光入射面与第一接合部之间。
(15)根据(8)至(14)中任何一项所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,反射面被设置在第一和第二构件的第一接合部中,
遮光部的至少一部分被设置在所述第一接合部与第一构件和第二构件的第二接合部之间,并且
第二接合部位于光入射面与第一接合部之间。
(16)根据(13)所述的显示装置,其中
第二构件包括光入射面以及第一和第二光学面,以及
在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面经由遮光部彼此接合。
(17)根据(13)所述的显示装置,其中
所述多个构件包括第三构件,第三构件被接合到第二构件并且具有第二光学面,
第二构件包括光入射面和第一光学面,以及
在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面经由遮光部彼此接合。
(18)根据(8)至(17)中任何一项所述的显示装置,其中
第二光学面是凹面镜。
(19)根据(1)至(18)中任何一项所述的显示装置,其中
反射面是平面。
(20)根据(1)至(19)中任何一项所述的显示装置,其中
遮光部吸收入射到遮光部的杂散光成分的至少一部分。
(21)根据(1)到(20)中任何一个的显示装置,其中
遮光部包含涂料。
(22)根据(1)到(20)中任何一个的显示装置,其中
遮光部包含金属薄膜。
(23)根据(1)到(22)中任何一个的显示装置,其中
遮光部包含遮光膜。
(24)根据(23)所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,以及粘合剂层被布置在光入射面与入射透镜之间的另一部分中。
(25)根据(23)所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在入射透镜的在光入射面侧的面中或光入射面中所设置的凹部内,以及
在光入射面侧的所述面和光入射面中的设置有所述凹部的一个面的所述凹部的周边的面以及遮光膜与光入射面侧的所述面和光入射面中的未设置有所述凹部的另一面之间布置有粘合剂层。
(26)根据(23)所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,
在光入射面与入射透镜之间的另一部分中布置有透光膜,以及
在遮光膜和透光膜与光入射面之间和/或在遮光膜和透光膜与入射透镜之间布置有粘合剂层。
(27)根据(1)的显示装置,其中
遮光部被设置在光入射面中。
附图标记列表
10-1至10-8、20、30、40-1、40-2:显示装置,110、110-2、310、410:导光板主体、111:第一构件,112:第二构件,113:第三构件,100:图像光产生装置,110a、310a、410a:光入射面,110b、310b、410b:第一光学面110c、113a、310c、410c:第二光学面110d、310d、410d:发光面,313:粘合剂层,320:入射透镜,320a:凹部,SP:遮光部,SF:遮光膜、TF:透光膜,SP1:第一遮光部(遮光部),SP2:第二遮光部(遮光部),VS:假想面,LGP1至LGP12:导光板,SLCL1至SLCL5:杂散光成分,EB:眼球,RS(RS1至RS5):反射面,L1至L5:图像光中包含的光束,J:接合部,J1:第一接合部,J2:第二接合部。
Claims (27)
1.一种显示装置,包括:
生成图像光的图像光产生装置;以及
将来自所述图像光产生装置的图像光引导至眼球的导光板,其中
导光板包括
导光板主体,包括
光入射面,图像光入射到其上,及
光学面组,包括引导经由所述光入射面的所述图像光的多个光学面,
至少一个反射面,被设置在导光板主体内,并将经由光学面组的图像光反射到眼球侧,以及
至少一个遮光部,被设置在所述导光板主体中并且遮挡所述图像光的杂散光成分。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部被设置在导光板主体内。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中
遮光部位于假想面和光入射面之间,所述假想面包含所述反射面。
4.根据权利要求2所述的显示装置,其中
杂散光成分是图像光中的、除了经由光入射面和光学面组被引导至反射面的光以外的光。
5.根据权利要求2所述的显示装置,其中
遮光部位于从光入射面和光学面组之间的图像光的光路偏离的位置处。
6.根据权利要求2所述的显示装置,其中
遮光部的至少一部分位于光入射面和反射面之间。
7.根据权利要求2所述的显示装置,其中
遮光部至少被设置在反射面的背面侧。
8.根据权利要求2所述的显示装置,其中
所述多个光学面包括
全内反射经由所述光入射面的所述图像光的第一光学面,以及
第二光学面,第二光学面面对所述光入射面,并且使在第一光学面上全内反射的所述图像光向所述反射面折返。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中
杂散光成分是图像光中的除在满足全内反射条件的预定入射角范围内经由光入射面入射到第一光学面的光以外的光。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中
遮光部位于从光入射面和第一光学面之间的图像光的光路偏离的位置处。
11.根据权利要求8所述的显示装置,其中
所述至少一个反射面是在光入射面和第二光学面彼此面对的方向上布置在光入射面和第二光学面之间的多个反射面,以及
遮光部位于假想面和光入射面之间,所述假想面包含所述多个反射面中最靠近光入射面的反射面。
12.根据权利要求8所述的显示装置,其中
导光板主体还包括面对第一光学面并朝向眼球出射经由反射面的图像光的光出射面,以及
遮光部被设置在比第一光学面更靠近光出射面的位置处。
13.根据权利要求8所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,以及
反射面和遮光部被设置在第一和第二构件的接合部中。
14.根据权利要求8所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,
反射面被设置在第一和第二构件的第一接合部中,
遮光部的至少一部分被设置在第一和第二构件的第二接合部中,以及
第二接合部位于光入射面与第一接合部之间。
15.根据权利要求8所述的显示装置,其中
导光板主体由包括第一和第二构件的接合的多个构件构成,
反射面被设置在第一和第二构件的第一接合部中,
遮光部的至少一部分被设置在所述第一接合部与第一构件和第二构件的第二接合部之间,并且
第二接合部位于光入射面与第一接合部之间。
16.根据权利要求13所述的显示装置,其中
第二构件包括光入射面以及第一和第二光学面,以及
在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面经由遮光部彼此接合。
17.根据权利要求13所述的显示装置,其中
所述多个构件包括第三构件,第三构件被接合到第二构件并且具有第二光学面,
第二构件包括光入射面和第一光学面,以及
在接合部中,第一构件和第二构件的面对光入射面的接合面经由遮光部彼此接合。
18.根据权利要求8所述的显示装置,其中
第二光学面是凹面镜。
19.根据权利要求1所述的显示装置,其中
反射面是平面。
20.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部吸收入射到遮光部的杂散光成分的至少一部分。
21.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部包含涂料。
22.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部包含金属薄膜。
23.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部包含遮光膜。
24.根据权利要求23所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,以及
粘合剂层被布置在光入射面与入射透镜之间的另一部分中。
25.根据权利要求23所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在入射透镜的在光入射面侧的面中或光入射面中所设置的凹部内,以及
在光入射面侧的所述面和光入射面中的设置有所述凹部的一个面的所述凹部的周边的面以及遮光膜与光入射面侧的所述面和光入射面中的未设置有所述凹部的另一面之间布置有粘合剂层。
26.根据权利要求23所述的显示装置,其中
导光板还包括入射透镜,入射透镜被接合到光入射面,并允许图像光入射到导光板主体,
遮光膜被布置在光入射面和入射透镜之间的一部分中,
在光入射面与入射透镜之间的另一部分中布置有透光膜,以及
在遮光膜和透光膜与光入射面之间和/或在遮光膜和透光膜与入射透镜之间布置有粘合剂层。
27.根据权利要求1所述的显示装置,其中
遮光部被设置在光入射面中。
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