[发明专利]光导以及虚像显示装置

说明书

提供一种光导，其包括：耦合结构(32)，其具有受光面，所述受光面接收来自显示元件(10)的光束；导光板(32)，其包括第一导光层(33A)以及第二导光层(33B)且包含出射面(S1)，所述第一导光层(33A)具有棱镜面(35)，所述棱镜面(35)以透射从所述耦合结构入射而传播于内部的光束一部分的方式配置，所述第二导光层(33B)覆盖所述棱镜面，所述出射面(S1)出射透射棱镜面的光束。所述耦合结构(32)的折射率不同于所述导光板(32)的折射率。

技术领域

以下公开是关于光导及使用该光导的虚像显示装置。

背景技术

近年，正在进行将小型显示元件所形成的图像作为虚像进行放大后显示的虚像显示装置的开发。虚像显示装置是指例如头戴式显示器(以下，标记为“HMD”。)以及平视显示器(以下，标记为“HUD”。)。虚像显示装置的构成为通过导光板以及组合器等，将显示元件出射的光投影到观察者眼睛的方向。虚透视型虚像显示装置中，可以在透过导光板、组合器看到的外界风景上，叠加显示元件所形成的图像的虚像后进行显示。使用这种虚像显示装置，可以简单地提供AR(增强现实)环境。

专利文献1公开了包括透射板、微显示器引擎以及成色剂的微显示器系统。该微显示器引擎由透镜系统准直来自显示元件的显示光之后生成虚像。经由成色剂导入至透射板的准直光，在透射板的内部反复全反射而传播，由形成在透射板表面的镜面反射面反射之后从透明板向外部出射。出射的光束到达至观察者的瞳孔。

微显示器引擎以该光轴相对于透射板表面的法线方向以角度α_c倾斜的方式配置。另外，成色剂的受光面相对于透射板表面以角度α_c倾斜。其结果，微显示器引擎的光轴正交于成色剂的受光面。另外，透射板的折射率一致于成色剂的折射率。

形成在透射板的表面上的镜面反射面相对于该表面具有角度φ的倾斜度。从微显示器引擎的光轴附近以角度α_c向该表面入射的准直光、以及由表面反射而传播于内部的准直光，由镜面反射面反射之后向透射板的表面的法线方向出射。专利文献1中，角度α_c设定为相等于2φ，作为优选的各自的角度，设为φ＝26°以及α_c＝52°。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国特许第8059342号说明书

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，通过本申请的发明人的研究发现，将专利文献1的微显示器系统适用于如HMD的眼镜方式时，成色剂、微显示器引擎进入观察者的视野内，其结果，产生相对周围视野变窄的问题。如上所述，其理由在于，因为微显示器引擎以该光轴相对于透射板的表面的法线方向以角度α_c(即，52°)倾斜的方式配置。

为了避免视野变窄，想到例如透射板的整体长度变长，并且向沿着观测者的脸的正面的方向从瞳孔远离配置成色剂、微显示器引擎。然而，该情况下，从脸的正面看时，看起来成色剂、微显示器引擎从脸突出。根据这样的配置，导致虚像显示装置，即HMD的外观设计的美观性损害。对此，若优先HMD的外观设计的美观性，则导致成色剂、微显示器引擎进入观察者的视野，相对周围视野变窄。

因此以下的公开目的在于，提供确保观察者的视野，并且不损害外观设计的美观性的光导以及使用该光导的虚像显示装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的实施方式的光导包括：耦合结构，其具有受光面，所述受光面接收来自显示元件的光束；导光板，其包含第一导光层以及第二导光层且具有出射面，所述第一导光层具有棱镜面，所述棱镜面以透射从所述耦合结构入射而传播于内部的光束一部分的方式配置，所述第二导光层覆盖所述棱镜面，所述出射面出射透射所述棱镜面的光束，所述耦合结构的折射率不同于所述导光板的折射率。