光GL的導(dǎo)波時(shí)，在從作為光入射面的第5面S15經(jīng)由分 光部SS直至到達(dá)聚光鏡部CM為止的光路中，在第1棱鏡10的內(nèi)部不使影像光GL反射而 直接地導(dǎo)向。而且，第1棱鏡10使該影像光GL在聚光鏡部CM反射，而且使其在分光部SS 反射并使其從作為光射出面的第1面Sll朝向觀察者的眼睛EY射出，在此期間，除在聚光 鏡部CM的反射以外，也不使影像光GL反射而直接地導(dǎo)向。通過(guò)設(shè)為走如此的光路的簡(jiǎn)單 結(jié)構(gòu)，能夠降低伴隨于內(nèi)部反射而產(chǎn)生像差等的情況。并且，此時(shí)，也能夠使第1棱鏡10小 型化，并進(jìn)而使虛像顯示裝置100整體小型化。該情況下，能夠減輕例如在圖2所示那樣的 佩戴時(shí)施加于觀察者的重量等的負(fù)擔(dān)。
[0058] 可是，即使在上述那樣的簡(jiǎn)單構(gòu)造中，有時(shí)例如放大色像差之類(lèi)的像差也會(huì)產(chǎn)生 不少。尤其是，在上述光學(xué)系統(tǒng)那樣構(gòu)成為通過(guò)不具有復(fù)雜曲面的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的棱鏡進(jìn)行導(dǎo) 光的情況下，由于具有透鏡功能即存在光焦度（power)的面受限，有可能無(wú)法充分地進(jìn)行 放大色像差等的降低。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)使第5面S15具有曲率并作為校正 透鏡面AS發(fā)揮作用，消除了該問(wèn)題。尤其是，在本實(shí)施方式中，在第1棱鏡10與圖像顯示 裝置80之間具有與作為次導(dǎo)光部件的中間導(dǎo)光部件相應(yīng)的第2棱鏡30,其中，該第1棱鏡 10為主要的導(dǎo)光部件并具有校正透鏡面AS，該圖像顯示裝置80形成并射出影像光光GL。 由此，通過(guò)將從圖像顯示裝置80直到校正透鏡面AS為止的光路上的距離確保為某種程度 以上，能夠充分地具有作為用校正透鏡面AS實(shí)現(xiàn)像差校正的透鏡的功能。
[0059] 還有，在上述中，由于第3面S13為具有折射能力的曲面，通過(guò)影像光GL產(chǎn)生的圖 像作為與從影像顯示元件82射出的狀態(tài)相比被放大后的圖像而被看到。
[0060] 并且，導(dǎo)光裝置20之中，作為第1導(dǎo)光部件的第1棱鏡10能夠進(jìn)行影像光GL的 導(dǎo)波及射出并且能夠透視外界光HL。具體地，如上所述，通過(guò)第1塊部分IOa與第2塊部分 l〇b，第1棱鏡10成為長(zhǎng)方體狀，尤其是構(gòu)成眼前部分的面成為平行的平面。由此，在從觀 察者的EY穿過(guò)第1棱鏡10看到外界光HL時(shí)（例如通過(guò)第1面Sll與側(cè)面42看到外界光 HL時(shí)），屈光度為0。
[0061] 還有，作為佩戴時(shí)的狀態(tài)，如圖2中示意性地表示一例那樣，導(dǎo)光裝置20之中，第 1棱鏡10的一部分與整個(gè)第2棱鏡30由第1保護(hù)部件CVl覆蓋，圖像顯示裝置80的各部 分由連接于第1保護(hù)部件CVl的第2保護(hù)部件CV2覆蓋，成為第2保護(hù)部件CV2由框架部 FR支持的形態(tài)。還有，關(guān)于佩戴中的框架部FR等的支持、固定，也可以例如圖示那樣，在虛 像顯示裝置100中，通過(guò)設(shè)為設(shè)置有相對(duì)于框架部FR向垂直下方延伸的鼻托部NP的結(jié)構(gòu)， 用觀察者的鼻子NS來(lái)支持裝置。而且，也可以通過(guò)在框架部FR設(shè)置用于附加作用力的彈 簧結(jié)構(gòu)和/或用于掛住人體的一部分的鉤結(jié)構(gòu)等，而將裝置安裝并固定于佩戴者的額頭和 /或耳朵等。還有，如圖所示，從觀察者的眼睛EY和/或鼻子NS的位置可知，也可以使虛像 顯示裝置100的配置比眼睛的中心稍微靠下方側(cè)。該情況下，通過(guò)成為觀察者閉眼時(shí)的休 閑狀態(tài)下所有的視線(xiàn)角度，能夠調(diào)整為，在觀察者針對(duì)圖像的視線(xiàn)方向（視線(xiàn)）對(duì)于觀察者 而言自然地成為下方側(cè)的狀態(tài)下進(jìn)行觀看。
[0062] 利用由上述實(shí)施方式所例示的平面狀棱鏡與反射面構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的非 常簡(jiǎn)單的構(gòu)成，這有利于輕量化，但是容易殘留放大色像差等，例如在形成廣視場(chǎng)角和/或 高分辨率的圖像的情況下，有時(shí)無(wú)法成為具有充分的光學(xué)性能的構(gòu)成。相對(duì)于此，在本實(shí)施 方式中構(gòu)成為：在配置于靠近眼睛的一側(cè)即從影像顯示元件（影像元件）82某中程度地離 開(kāi)的一側(cè)的第1棱鏡10中，具有用于對(duì)影像光的色像差進(jìn)行校正的校正透鏡面AS。由此， 虛像顯示裝置100能夠設(shè)為小型輕量且降低了放大色像差等的高性能的虛像顯示裝置。
[0063] 還有，在圖2所示的情況下，導(dǎo)光裝置20之中的配置于眼前部分的第1棱鏡10,在 佩戴時(shí)覆蓋觀察者的眼睛EY之前即眼前部分之中的一部分，眼前仍存在未覆蓋的部分。該 情況下，即使假設(shè)第1棱鏡10為非透視的構(gòu)成，觀察者也能夠從導(dǎo)光部件的周?chē)^察外界。
[0064] (實(shí)施例）
[0065] 下面，關(guān)于組裝入本發(fā)明涉及的虛像顯示裝置中的包括第1棱鏡及第2棱鏡的導(dǎo) 光裝置的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。下面歸納在各實(shí)施例所使用的附圖標(biāo)記。
[0066] SPH :球面
[0067] ASP :非球面（軸對(duì)稱(chēng)非球面）
[0068] R :曲率半徑
[0069] T :軸頂酣司隔
[0070] Nd :光學(xué)材料相對(duì)于d線(xiàn)的折射率
[0071] Vd :光學(xué)材料關(guān)于d線(xiàn)的色散系數(shù)
[0072] TLY :特定面在橫截面（XZ截面）中的光軸的傾斜角度（° )(關(guān)于TLY，有時(shí)在特 定面的前后變化）
[0073] (實(shí)施例1)
[0074] 將構(gòu)成實(shí)施例1的投影透視裝置之中的導(dǎo)光裝置的光學(xué)面的數(shù)據(jù)示于以下的表 1。還有，表中的2個(gè)SPH分別是指作為第1棱鏡10的反射面的第3面S13和作為校正透 鏡面AS的第5面S15 (參照?qǐng)D3)。
[0075] (表 1)
[0076]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種虛像顯示裝置，其特征在于，具備： 影像兀件，其使影像光廣生；和 導(dǎo)光部件，其具有：使來(lái)自所述影像元件的影像光的至少一部分透射及反射的分光部； 和將經(jīng)過(guò)所述分光部的影像光聚光并將其向所述分光部折返的聚光鏡部，使經(jīng)過(guò)所述分光 部及所述聚光鏡部的影像光向觀察者側(cè)射出， 所述導(dǎo)光部件具有對(duì)通過(guò)的影像光的放大色像差進(jìn)行校正的至少1個(gè)以上的校正透 鏡面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 在所述導(dǎo)光部件中，所述校正透鏡面為球面或非球面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)光部件為所述分光部與所述聚光鏡部接合為一體的光透射性的棱鏡型部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)光部件不使從光入射面入射的影像光在從該光入射面經(jīng)所述分光部直至到達(dá) 所述聚光鏡部為止的光路中在內(nèi)部反射而直接地導(dǎo)向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 在所述導(dǎo)光部件中，所述校正透鏡面及所述聚光鏡部的光反射面為光軸對(duì)稱(chēng)的面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 進(jìn)一步具備中間導(dǎo)光部件， 所述中間導(dǎo)光部件配置于所述影像元件與所述導(dǎo)光部件之間，使來(lái)自所述影像元件的 影像光入射，并且對(duì)影像光在內(nèi)部進(jìn)行導(dǎo)光使其朝向所述導(dǎo)光部件射出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)光部件使影像光與外界光被看到。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)光部件之中，所述分光部配置于眼前部分，所述聚光鏡部配置為在與所述影像 元件之間夾著所述分光部， 所述分光部使來(lái)自所述影像元件的影像光的至少一部分透射而導(dǎo)向所述聚光鏡部， 所述聚光鏡部使入射的影像光向所述分光部折返， 所述分光部使來(lái)自所述聚光鏡部的影像光的至少一部分反射而朝向觀察者的眼睛射 出，并且使外界光透射、使影像光與外界光被看到。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述導(dǎo)光部件具有使光向觀察者側(cè)射出的光射出面來(lái)作為所述校正透鏡面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 進(jìn)一步具有屈光度補(bǔ)償元件， 所述屈光度補(bǔ)償元件與作為所述導(dǎo)光部件的所述光射出面的所述校正透鏡面對(duì)置而 配置在離觀察者眼睛遠(yuǎn)的一側(cè)，并具有抵消所述校正透鏡面上針對(duì)外界光的屈光度的非球 面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 所述分光部為偏振分離元件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的虛像顯示裝置，其特征在于： 包括所述導(dǎo)光部件的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，在佩戴時(shí)覆蓋觀察者的眼前之中的一部分，使眼 前存在未被覆蓋的部分。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供降低了放大色像差、高性能且小型輕量的虛像顯示裝置。在有作為平面狀棱鏡的第1及第2棱鏡(10、30)和在這些棱鏡所設(shè)置的反射面構(gòu)成的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)之中，在配置于靠近眼睛一側(cè)即從影像顯示元件(82)某中程度地離開(kāi)的一側(cè)的第1棱鏡(10)中，具有用于校正影像光的色像差的校正透鏡面(AS)。由此，虛像顯示裝置(100)小型輕量、降低了放大色像差且高性能。
【IPC分類(lèi)】G02B27-01
【公開(kāi)號(hào)】CN104698588
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410655404
【發(fā)明人】小松朗, 戶(hù)谷貴洋, 高木將行, 武田高司, 宮尾敏明
【申請(qǐng)人】精工愛(ài)普生株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月18日
【公告號(hào)】US20150160460