JP2013080038A - 虚像表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第3反射面21cと第2反射面21bとの間に延在する稜線部21rのうち第3反射面21c側の第2稜線近傍領域RE2において、ミラー層25が非透過性の反射を行なう50nm以上の厚みを有するので、第2稜線近傍領域RE2(すなわち第3反射面21c内の導光部B2側の周辺部)で画像光の反射率が低下することを抑制でき、観察される画像において縦方向に延びる帯状の輝度斑が発生することを抑制できる。つまり、虚像表示装置では、第3反射面21cにおいて第2反射面21bとの境界に近い周辺部でも十分な反射を確保でき、輝度斑の少ない明るい画像を表示できる。
【選択図】図7
Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。
図1に示す第1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とを有し、両パネル部分111,112は、中央で一体的に連結された板状の部品となっている。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。なお、第1駆動部131と第2駆動部132とは、遮光用及び保護用のケース141に個別に収納されている。
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。画像形成装置10については、図1におけるケース141を除いた本体部分を図示している。図2(A)において、導光装置20の部分は、図2(B)のAA矢視断面図となっている。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。
図4(A)は、液晶表示デバイス(画像光形成部)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。
図5は、第1表示装置100Aにおける横の第2方向D2での具体的な光路を説明する断面図である。
図7(A)及び7(C)は、導光部材21の第2反射面21bと第3反射面21cとの境界周辺で反射率を高めて輝度斑を抑える手法を説明する部分拡大断面図及び部分拡大斜視図である。図からも明らかなように、第3反射面21cを構成するミラー層(反射部)25は、稜21uを越えて第2反射面21b側にはみ出す或いはオーバーハングするように形成されている。つまり、ミラー層25は、第3反射面21cの下地面121cだけでなく、第2反射面21bと第3反射面21cの下地面121cとの間に延在する角部21rのうち第2反射面21b側の第1稜線近傍領域RE1にまではみ出して形成されている。結果的に、ミラー層25のうち、第2反射面21bと第3反射面21cとの境界及びその周辺に延在する角部21rにおいて、第3反射面21c側の第2稜線近傍領域RE2にある本体層25aは、ミラーとして十分な厚み(具体的には50nm以上の厚み)を有する。これにより、ミラー層25は、十分な厚みが確保された状態となって、第2稜線近傍領域RE2においても画像光GL01の反射率を高く維持し透過率を低く抑えることができ、非透過性の反射を可能にするものとなっている。ミラー層(反射部)25のうち第1稜線近傍領域RE1にあるはみ出し層25bは、第2反射面21bの端部の稜21u側を覆っており、第2反射面21bの上に重ねて配置されている。結果的に、はみ出し層25bの外縁は、第2反射面21bの端部において段差を形成している。
以下、図9を参照して、導光部材21の第3反射面21c等を構成するミラー層25の形成工程を説明する。
以下、第2実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
以下、第3実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
以下、第4実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1実施形態の虚像表示装置100と同様であるものとする。
以下、第5実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第4実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第4実施形態の虚像表示装置100と同様であるものとする。
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。
Claims (12)
- 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による虚像を形成する投射光学系と、
前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を互いに対向して平行に延びる第1及び第2面での全反射により導く導光部と、前記導光部を経た前記画像光を外部に取出す光射出部とを有する導光装置と、を備え、
前記光入射部は、前記第2面に対して鈍角をなす反射部によって前記画像光を反射する第3面を有し、
前記反射部は、前記第3面と前記第2面との間の角部のうち前記第3面側の稜線近傍領域を覆っている、虚像表示装置。 - 前記第3面側の稜線近傍領域を覆う前記反射部は、非透過性の反射を行う所定以上の厚みを有する、請求項1に記載の虚像表示装置。
- 前記反射部が、前記角部のうち前記第2面側の稜線近傍領域の少なくとも一部にはみ出している、請求項1及び2のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記角部のうち前記第2面側の前記稜線近傍領域において、前記反射部のはみ出し幅は、0.1mm以下である、請求項3に記載の虚像表示装置。
- 前記反射部の透過率は、前記第3面側の稜線近傍領域において、又は前記第3面側の稜線近傍領域から前記第2面側のはみ出し幅に対応する部分にかけて、1%以下である、請求項2から4までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光装置は、前記光入射部と前記導光部と前記光射出部とを一体的なブロック状部材として有し、
前記光射出部は、前記第1及び第2面のいずれかに隣接し前記第1及び第2面のいずれかに対して鈍角をなす第4面を有する、請求項2から5までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 - 前記反射部は、アルミニウムで形成されている、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。
- 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による虚像を形成する投射光学系と、前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を互いに対向して平行に延びる第1及び第2面での全反射により導く導光部と、前記導光部を経た前記画像光を外部に取出す光射出部とを有する導光装置とを備える虚像表示装置の製造方法であって、
前記光入射部は、前記第2面に対して鈍角をなすとともに付随する反射部によって前記画像光を反射する第3面を有し、
前記第3面の下地面と前記第2面との間の角部のうち前記第3面側の稜線近傍領域において、前記反射部を形成する、虚像表示装置の製造方法。 - 前記第3面側の稜線近傍領域を覆う前記反射部は、非透過性の反射を行う所定以上の厚みを有する、請求項8に記載の虚像表示装置。
- 前記反射部の形成に際して、前記第2面と前記第3面との間に延在する角部のうち前記第2面側の稜線近傍領域まで成膜を行う、請求項8及び9のいずれか一項に記載の虚像表示装置の製造方法。
- 前記反射部の形成に際して、前記第2面のうち前記稜線近傍領域の外側に膜物質の被着を防止するマスクを配置する、請求項10に記載の虚像表示装置の製造方法。
- アルミニウムの成膜によって前記反射部を形成する、請求項8から11までのいずれか一項に記載の虚像表示装置の製造方法。
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