能够确保周边宽视场的透视型显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种透视型影像显示装置，尤其涉及在两眼之间的可见区域无障碍物从而能够识别如自然状态那样宽阔的前方状况的、能够确保周边宽视场的透视型显示装置(See-through type display apparatus being able to ensure wide field of surroundview)o
【背景技术】
[0002]—般来讲，显示装置是利用精密的光学装置使在非常靠近眼睛的位置产生的影像光以能够在远处构成虚拟的大屏幕的方式形成焦点，从而使得使用者能够看到被放大的虚像的图像显示装置，该显示装置分为仅能够看得到在显示元件所发散的影像光而周围环境是看不见的封闭式(See-close)和不仅通过窗口能够看得到周围环境，而且同时能够看得到在显示元件所发散的影像光的透视式(See-through)，而图1示出了根据现有技术的透视式显示装置的例。
[0003]首先，图1是日本专利公报JP2004101197A(2004年4月2日)所公告的根据现有技术的透视式眼镜型显示装置的光学系统，其是包括一个照明光源3、一个显示元件4、一个部分反射板5、一个曲面镜6而构成的透视式眼镜型显示装置。
[0004]就上述现有技术而言，从照明光源3发出的光束通过显示元件4且变成影像光，并在部分反射板5 —部分透射，且一部分反射而在配置于前方的曲面镜6以获取了正光焦度(positive power)的状态被反射，影像光的一部分再次在部分反射板5反射而朝向显示元件4方向，其余部分透射部分反射板5而以被放大的影像成像于使用者的瞳孔。
[0005]然而，就这种方式的现有技术而言，在假定从光源发出的光束的大小为100时，光束强度在上述部分反射板5和上述曲面镜6分别减少50%，且再次透射部分反射板5而减半，从而与最初的光束强度相比，仅有12.5%传递至使用者的瞳孔，因而所具有的光效非常低，且随反射和透射次数而追加产生表面反射等光损失，因而光效会进一步降低。此外，由于曲面镜6配置于使用者面前，因而在构成护目镜的情况下，护目镜的厚度变大，其结果不仅体积和重量变大，而且重心远离使用者，从而在作为眼镜型而佩戴的情况下，因其重量而加重使用者鼻子负担，因而佩戴起来非常不便。
[0006]另外，根据现有技术，由于左右两眼用画面须以利用了反射镜的同轴光学系统来构成，因而不能以一个曲面镜来应对两眼，须在左右分别构成曲面镜，这一点可从图2所示的根据现有技术的透视型显示装置相片确认。
[0007]参照图2，在用于左右两眼的各个曲面镜之间需要有用于固定各个曲面镜和部分反射板的壳体，这样一来成为左眼和右眼独立地观看在显示器出射的图像的构造。然而，这种构造虽然将在上述曲面镜所反射的虚拟图像收视起来没有问题，但若要观看透射上述曲面镜和部分反射板而传递的外部图像，则由于在两眼中央附近存在壳体所形成的间壁，因而仅能看得见有限的区域的外部图像，使得使用者烦闷，在将这种显示装置在外部使用的情况下产生盲区，因而存在稍不留神就会发生事故的问题。
[0008]图3a是简单地表示了用于说明前面所述的两眼之间的视场遮挡现象的、根据现有技术的透视型显示装置的俯视图的图，图3b是表示了在如图3a那样的透视型显示装置所透射的外部图像的形象的图。
[0009]参考图3a，人的视场角在使视线固定在眼睛中央部的前方的情况下，相当于角度b的角度大致为90度左右，但在佩戴了如图2那样的透视型显示装置的情况下，使用者由于配置在两眼前面的曲面镜和壳体而在外部的图像31中两眼均各自仅仅确保相当于角度a的视场角。这样一来，两眼能够正常观察的像所重叠的区域限制在区域c，因而使用者会产生中央被阻挡的非常烦闷的感觉，且两眼所看到的是不同状态的图像，因此，在长时间使用这种装置的情况下，存在使得使用者容易感到眼睛疲倦和头晕目眩的问题。
[0010]另外，如图3b中所图示，在使用这种透视型显示装置的情况下，存在使用者只能以如在两眼的中央部位产生有角度a左右的间壁的感觉来有限地观看外部全景的问题。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本专利公报JP2004101197A(2004年4月2日)
【发明内容】
[0014]所要解决的问题
[0015]因此，用于解决上述问题的本发明的目的在于提供一种在两眼之间的可见区域无障碍物从而能够识别如自然状态那样宽阔的前方状况的、能够确保周边宽视场的透视型显示装置。
[0016]另外，本发明的另一目的在于提供一种具有有效的光束引导构造从而能够获取明亮而鲜明的图像的透视型显示装置。
[0017]另外，本发明的其它目的在于提供一种同时向两眼提供影像光从而能够具体实现3D影像的透视型显示装置。
[0018]另外，本发明的另一目的在于提供一种一个光学模块同时负责两眼而自身就能够起窗口作用，从而无需另外的壳体，因而不仅能够减少重量和体积，而且使得装配简便，从而能够减少制造费用和产品单价的透视型显示装置。
[0019]解决问题方案
[0020]旨在达到上述目的的、根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置，其特征在于，包括:显示控制板(display control board);显示元件，其按照在上述显示控制板所生成的影像信号而发出影像光；一个第一棱镜，其位于上述显示元件的下表面且具有比两眼间距长的长度，并具有与上述显示元件平行的入射面、垂直地通过了上述入射面的影像光所倾斜地出射的倾斜的第一出射面、以及垂直于上述入射面的第二出射面；部分反射滤光器(filter)，其使从上述第一棱镜出射的影像光一部分反射且使剩余部分透射；以及，一个第二棱镜，其位于上述部分反射滤光器的下表面且具有比两眼间距长的长度，且其与上述第一棱镜的第一出射面相同的角度的入射面、使从该入射面入射的影像光以正光焦度来反射而向使用者的瞳孔引导的曲面反射面、以及向上述使用者的瞳孔出射影像光的出射面形成为一体。
[0021]此时，在根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置中，上述第一棱镜的第一出射面、上述部分反射滤光器、以及上述第二棱镜的入射面最好利用粘合剂而以防止产生空气层的方式结合。
[0022]另外，在根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置中，上述第一棱镜的第二出射面和上述第二棱镜的出射面最好彼此平行地配置，以防所透射的外部图像畸变或产生色像差。
[0023]另外，旨在达到上述目的的、根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置，其特征在于，包括:显示控制板；显示元件，其按照在上述显示控制板所生成的影像信号而发出影像光；一个第一棱镜，其位于上述显示元件的下表面且具有比两眼间距长的长度，并具有与上述显示元件平行的入射面和倾斜的出射面，该出射面使垂直地通过了上述入射面的影像光倾斜地出射；部分反射滤光器，其使从上述第一棱镜出射的影像光一部分反射且使剩余部分透射；一个第二棱镜，其位于上述部分反射滤光器的下表面且具有比两眼间距长的长度，且其具有与上述第一棱镜的倾斜的出射面相同的角度的入射面；曲面镜，其位于上述第二棱镜的下部且使从上述第二棱镜出射的影像光以正光焦度来反射而向使用者的瞳孔引导；以及，相位转换薄膜，其插入于上述第二棱镜的下表面与上述曲面镜的上表面之间。
[0024]此时，在根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置中，上述部分反射滤光器最好是偏光薄膜。
[0025]另外，在根据本发明的能够确保周边宽视场的透视型显示装置中，上述第一棱镜的倾斜的出射面、上述部分反射滤光器、以及上述第二棱镜的入射面最好利用粘合剂而以防止产生空气层的方式结合。
[0026]发明效果
[0027]本发明具有在两眼之间的可见区域无障碍物从而能够识别如自然状态那样宽阔的前方状况，由此在户外或移动中佩戴时也能够预防因盲区而导致的事故的优点。
[0028]另外，本发明具有有效的光束引导构造，因而具有能够获取明亮而鲜明