虚像显示装置制造方法

虚像显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种虚像显示装置，其具备：导光部件，其具有导光部、使图像光入射到所述导光部的光入射部、使由所述导光部引导的图像光射出到外部的光射出部，该导光部件使得能够通过所述光射出部观察所述图像光；以及透光部件，其通过与所述导光部件组合而构成使得能够观察外界光的透视部，该虚像显示装置还具有半透射反射面，该半透射反射面用于防止从所述导光部件的所述光射出部入射到所述透光部件的光再次向所述导光部件侧入射。
【专利说明】虚像显示装置
[0001] 本申请是基于发明名称为"虚像显示装置"，申请日为2012年1月29日，申请号为 201210020426. 4的发明专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及佩戴于头部使用的头戴式显示器等的虚像显示装置。

【背景技术】
[0003] 近年来，关于诸如头戴式显示器这样能够进行虚像的形成和观察的虚像显示装 置，提出了各种类型的用导光板将来自显示元件的图像光引导到观察者的瞳孔中的方案。
[0004] 在这种虚像显示装置中，提出了使图像光与外界光重叠的透视光学系统（参照专 利文献1、2)。
[0005] 但是，在专利文献1等记载的装置中，通过使用射出口小于瞳孔尺寸的导光光学 系统的瞳孔分割方式来实现透视，因而很难增大虚像的显示尺寸。并且，由于采用小于瞳孔 尺寸的导光光学系统，因而很难增大有效瞳径（能够取入虚像的采光直径，也称为出射光 瞳直径）来应对人的每个眼宽。并且，由于在物理上的瞳孔附近配置导光光学系统的射出 口和框体，因而导致产生死区，不能说是完全透视。
[0006] 另外，作为头戴式显示器用的光学系统，存在具有能够以导光角度不同的多个光 模式行进的导光管的光学系统（参照专利文献3)。在这种光学系统中，进行了将射出侧的 第3光学面设为半镜面来使第3光学面的透射光直线传播的研究，由此形成透视型的显示 装直。
[0007] 但是，在专利文献3的光学系统中，以基于多个光模式的像相互错位为前提，利用 按每个光模式被设定为不同入射角度的准直光来照明液晶面板。并且，根据各个光模式来 变更显示内容,并且顺序地执行各个光模式的显示，由此将各个光模式的图像连接而得到 整体图像。在这种情况下，必须用一个液晶面板按照时间差来变更并显示构成整体图像的 中间图像和左右图像，使得虚像显示装置变复杂，观察图像也变暗。
[0008] 除此之外，在能够利用具有覆盖眼前这样的光射出部的导光部件来观察与外界光 重叠的虚像的虚像显示装置中，也有不需要按照时间差将图像连接的虚像显示装置，但是 不容易显示大的图像，在将透视用的棱镜等部件与导光部件连接的情况下，由于该部件而 产生重影光，重影光容易进入眼睛中。
[0009] 【专利文献1】日本特开2006 - 3879号公报 [0010]【专利文献2】日本特开2010 - 224473号公报
[0011] 【专利文献3】日本特开2008 - 535001号公报


【发明内容】

[0012] 本发明正是鉴于上述【背景技术】的问题而提出的，其目的在于提供一种虚像显示装 置，能够进行透视观察，抑制重影光被观察到的情况，能够显示高质量的虚像。
[0013] 为了解决上述问题，本发明的虚像显示装置具有：使得能够通过光射出部观察图 像光的导光部件，该导光部件具有导光部、使图像光入射到导光部的光入射部、和使由导光 部引导的图像光射出到外部的光射出部；以及透光部件，其通过与导光部件组合而构成使 得能够观察外界光的透视部，该虚像显示装置还具有半透射反射面，该半透射反射面用于 防止从导光部件的光射出部入射到透光部件的光再次向导光部件侧入射。
[0014] 在上述虚像显示装置中，半透射反射面防止从导光部件的光射出部入射到透光部 件的光再次向导光部件侧入射，因而能够防止经过透光部件的图像光成为重影光，能够使 利用虚像显示装置显示的虚像成为高质量的虚像。
[0015] 在本发明的一个方面中，所述半透射反射面由半透射反射膜的表面构成，所述半 透射反射膜配置在所述光射出部与所述透光部件之间，该半透射反射膜具有透光性，并且 具有在入射角大于所述图像光的入射角范围时反射率增大的角度依赖性
[0016] 在上述虚像显示装置中，在光射出部与透光部件之间设置的半透射反射膜具有在 入射角大于图像光的入射角范围时反射率增加的角度依赖性，因而能够防止从导光部件射 出到透光部件并在该透光部件内反射的不需要的光以比较大的入射角度通过半透射反射 膜而返回到导光部件的光射出部。由此，能够防止经过透光部件的图像光成为重影光，能够 使利用虚像显示装置显示的虚像成为高质量的虚像。
[0017] 在本发明的具体方面中，在上述虚像显示装置中，半透射反射膜具有反射率以预 定的下限角度为分界而呈台阶状变化的特性，使入射角大于下限角度的光几乎都反射，使 入射角小于下限角度的光以相同的透射率而透射。在这种情况下，能够可靠地透视入射角 小于下限角度的外部光，能够将以大于下限角度的角度从背后入射到半透射反射膜的不必 要的光可靠地去除。
[0018] 在本发明的另一个方面中，半透射反射膜是通过将多种膜进行层叠而形成的。由 此，能够容易使半透射反射膜的反射率具有单层膜不易实现的预期的角度依赖性。
[0019] 在本发明的又另一个方面中，半透射反射膜具有将金属反射膜和电介质多层膜进 行层叠的构造。在这种情况下，利用金属反射膜能够防止应该反射的图像光的紊乱和无用 的衰减，并恰当地切断入射角比较大的重影光。
[0020] 在本发明的又另一个方面中，该半透射反射膜包括作为金属反射膜而调整了透射 率的Ag膜。Ag膜成为吸收少的效率良好的半镜面。并且，Ag膜的与膜厚的增减对应的透 射率的敏感度比A1膜等低，容易进行反射率或者透射率的调整。
[0021] 在本发明的又另一个方面中，半透射反射膜的反射率为图像光的10%以上50% 以下。在这种情况下，容易观察基于透视的外界光即外界像。
[0022] 在本发明的又另一个方面中，导光部具有相互平行配置的、能够进行基于全反射 的导光的第1反射面和第2反射面，光入射部具有与第1反射面成预定角度的第3反射面， 光射出部具有与第1反射面成预角度的第4反射面，透光部件包括楔状部件，该楔状部件具 有隔着半透射反射膜与光射出部的第4反射面粘接的透光面，半透射反射膜被配置在第4 反射面和透光面之间。在这种虚像显示装置中，在光入射部的第3反射面反射的图像光在 导光部的第1和第2反射面进行全反射并传播，再在光射出部的第4反射面进行反射，然后 作为虚像入射到观察者的眼睛中。在这种情况下，能够使导光部件形成为具有多面体块状 的外形的部件，因而容易在虚像显示装置中装配导光部件，能够实现虚像的高精度的观察。 并且，能够通过透光部实现第4反射面的隔着半镜面的透视观察，而且变形小。
[0023] 在本发明的又另一个方面中，导光部在第1反射面和第4反射面之间、以及第1反 射面和第3反射面之间中至少一方具有阻止重影光的端面。由此，能够进一步抑制重影光。
[0024] 在本发明的又另一个方面中，透光部件具有与第1反射面和第2反射面分别平行 地配置的第1面和第2面。由此，实现没有变形的平坦性较高的基于透光部件的透视观察。
[0025] 在本发明的又另一个方面中，虚像显示装置具有形成图像光的图像显示装置、和 使从图像显示装置射出的图像光入射的投影光学系统，第1图像光在导光部中的反射次数 和第2图像光在导光部中的反射次数彼此不同，第1图像光是从图像显示装置的第1部分 区域射出的，第2图像光是从第2部分区域射出的，该第2部分区域是关于在导光时由于反 射而产生光路折返的封闭方向与第1部分区域不同的区域。在这种情况下，通过利用反射 次数不同的图像光，能够扩大从光射出部射出的图像光的射出角度的角度范围。即，能够以 比较宽的视角取入来自图像显示装置的不同显示位置的图像光，能够确保隔着光射出部观 察到的虚像的显示尺寸比较大。这样，通过形成取出反射次数不同的图像光的构造，不需要 将导光部设计得很厚即可扩大光射出部，以便覆盖瞳孔，因而能够实现良好的透视观察。
[0026] 在本发明的又另一个方面中，封闭方向是与如下截面平行的方向，该截面包含第1 图像光和第2图像光通过投影光学系统的第1光轴和第3反射面的法线。来自在上述截面 方向上的不同位置的图像光是使射出角度即进入光入射部的入射角度彼此不同的图像光， 由此能够使在导光部的反射次数不同。
[0027] 在本发明的又另一个方面中，导光部件和透光部件是通过注塑成型而分别独立地 一体成型的。在这种情况下，能够利用注塑成型技术高精度地批量生产导光部件和透光部 件。
[0028] 在本发明的又另一个方面中，导光部件和透光部件是用热聚合型的树脂材料分别 成型的。在这种情况下，能够利用树脂提高轻量化和安全性，能够通过热固化来实现稳定的 高精度的成型。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 图1是示出实施方式的虚像显示装置的立体图。
[0030] 图2的（A)是构成虚像显示装置的第1显示装置的主体部分的俯视图，（B)是主 体部分的主视图。
[0031] 图3的（A)是说明导光部件的光入射部的第3反射面的构造的图，（B)是说明导 光部件的导光部的第1反射面的构造的图，（C)是说明导光部件的导光部的第2反射面的 构造的图，（D)是说明导光部件的光射出部的第4反射面的构造的图。
[0032] 图4是示出半镜面层的反射率特性的曲线图。
[0033] 图5是示出不同入射角时的反射率的波长依赖性的曲线图。
[0034] 图6的（A)是将沿着纵向的第1方向的光路展开的示意图，（B)是将沿着横向的 第2方向的光路展开的示意图。
[0035] 图7是具体说明虚像显示装置的光学系统的光路的俯视图。
[0036] 图8的（A)是示出液晶显示装置的显示面的图，（B)是示意说明观察者能够看到 的液晶显示装置的虚像的图，（C)和（D)是说明构成虚像的两个部分图像的图。
[0037] 图9是说明导光装置的重影光的处理的放大图。
[0038] 图10的（A)是说明变形例的图像光的导光状态的图，（B)是示意说明变形例的液 晶显示装置的虚像的图。
[0039] 图11是说明在导光部件设置去除棱线的端面的理由的图。
[0040] 图12是说明图2的（A)等示出的导光部件的变形例的图。
[0041] 标号说明
[0042] 10图像形成装置；11图像显示装置；12投影光学系统；20导光装置；21导光部件； 21 &、2讣、21〇、21(1第1?第4反射面；216上表面；21€下表面 ；2111、21丨端面；23透光部件； 23a、23b、23c面；25镜面层；27硬涂敷层；28半镜面层（反射膜）；31照明装置；32液晶显 示装置；32b显示区域；34驱动控制部；100虚像显示装置；100AU00B显示装置；110光学 面板；121框架；131、132驱动部；A10第1部分区域；A20第2部分区域;AX1第1光轴；AX2 第2光轴；B1光入射部；B2导光部；B3光射出部；B4透视部；EY眼睛；FS平坦面；GL图像 光；GL'外界光；GL11、GL12、GL21、GL22图像光；頂1、頂2投影像；IS光入射面；LI、L2、L3 透镜；0S光射出面；P1显示点；P2显示点；SL照明光。

【具体实施方式】
[0043] 下面，参照附图详细说明本发明的一个实施方式的虚像显示装置。
[0044] [A.虚像显示装置的外观]
[0045] 图1所示的实施方式的虚像显示装置100是具有诸如眼镜的外观的头戴式显示 器，能够使佩戴了该虚像显示装置100的观察者识别到基于虚像的图像光，并且能够使观 察者以透视方式观察外界像。虚像显示装置100具有覆盖观察者的眼前的光学面板110、支 撑光学面板110的框架121、以及在从框架121的边缘（ 3 π 4 )到挂耳的部分中附加的 第1和第2驱动部131、132。在此，光学面板110具有第1面板部分111和第2面板部分 112,两个面板部分111、112形成为在中间连接成一体的板状的部件。将图中左侧的第1面 板部分111和第1驱动部131组合得到的第1显示装置100A是形成左眼用的虚像的部分， 能够独立作为虚像显示装置发挥作用。并且，将图中右侧的第2面板部分112和第2驱动 部132组合得到的第2显示装置100B是形成右眼用的虚像的部分，能够独立作为虚像显示 装置发挥作用。
[0046] [B.显示装置的构造]
[0047] 如图2(A)等所示，第1显示装置100A具有图像形成装置10和导光装置20。在 此，图像形成装置10相当于图1中的第1驱动部131，导光装置20相当于图1中的第1面 板部分111。另外，图1所示的第2显示装置100B具有与第1显示装置100A相同的构造， 仅仅是将左右反转而已，因而省略第2显示装置100B的详细说明。
[0048] 图像形成装置10具有图像显示装置11和投影光学系统12。其中，图像显示装置 11具有：射出二维的照明光SL的照明装置31 ;透射型的空间光调制装置即液晶显示装置 32 ;控制照明装置31和液晶显示装置32的动作的驱动控制部34。
[0049] 照明装置31具有：产生包括红、绿、蓝三种颜色的光的光源31a ;使来自光源31a 的光扩散并成为矩形截面的光束的背光源导光部31b。液晶显示装置32对来自照明装置 31的照明光SL进行空间调制，并形成要成为动态图像等显示对象的图像光。驱动控制部 34具有光源驱动电路34a和液晶驱动电路34b。光源驱动电路34a向照明装置31的光源 31a提供电力，使稳定亮度的照明光SL射出。液晶驱动电路34b向液晶显示装置32输出图 像信号或者驱动信号，由此形成作为透射率图案的、成为动态图像或静态图像的基础的彩 色的图像光。另外，虽然能够使液晶驱动电路34b具有图像处理功能，但是也能够使外置的 控制电路具有图像处理功能。投影光学系统12是使从液晶显示装置32上的各点射出的图 像光成为平行状态的光束的准直镜头。
[0050] 在液晶显示装置32中，第1方向D1与包括通过投影光学系统12的第1光轴AX1、 和与后面叙述的导光部件21的第3反射面21c平行的特定线在内的纵截面的延伸方向对 应，第2方向D2与包括所述第1光轴AX1和所述第3反射面21c的法线在内的横截面的延 伸方向对应。换言之，第1方向D1是与后面叙述的导光部件21的第1反射面21a和第3反 射面21c的交线CL平行的方向，第2方向D2是与所述第1反射面21a的平面平行、而且与 所述第1反射面21a和第3反射面21c的交线CL垂直的方向。即，在液晶显示装置32的 位置中，第1方向D1相当于纵向的Y方向，第2方向D2相当于横向的X方向。
[0051] 另外，液晶显示装置32的有效尺寸是第2方向D2比第1方向D1长的横向较长的 尺寸。另一方面，投影光学系统12的射出口宽度是第1方向D1比第2方向D2长的纵向较 长的尺寸。
[0052] 导光装置20是将导光部件21和透光部件23进行接合而形成的，整体上构成与XY 面平行地延伸的平板状的光学部件。
[0053] 导光装置20中的导光部件21是在俯视观察时呈梯形的棱镜状部件，其侧面包括 第1反射面21a、第2反射面21b、第3反射面21c、第4反射面21d。并且，导光部件21具有 与第1、第2、第3及第4反射面21a、21b、21c、21d邻接并且相互对置的上表面21e和下表 面21f。其中，第1和第2反射面21a、21b沿着XY面延伸，并间隔相当于导光部件21的厚 度t的量。并且，第3反射面21c相对于XY面以45°以下的锐角α倾斜，第4反射面21d 相对于XY面以例如45°以下的锐角β倾斜。通过第3反射面21c的第1光轴AX1和通过 第4反射面21d的第2光轴AX2被平行配置，并且间隔距离D。另外，在第1反射面21a和 第3反射面21c之间设有去除了棱线的端面21h，详细情况将在后面进行说明。导光部件 21在也包括该端面21h时呈7面的多面体状的形状。
[0054] 导光部件21利用基于第1和第2反射面21a、21b的全反射来进行导光，存在当进 行导光时经由反射而折返的方向、和当进行导光时不经由反射而折返的方向。考虑到由导 光部件21导光的图像，在进行导光时经由多次反射而折返的横向即封闭方向与第1和第2 反射面21a、21b垂直（与Z轴平行），在如后面所述将光路一直展开到光源侧的情况下，是 相当于液晶显示装置32的第2方向D2的方向，在进行导光时不经由反射而折返的纵向即 自由传播方向与第1和第2反射面21a、21b以及第3反射面21c平行（与Y轴平行），在如 后面所述将光路一直展开到光源侧的情况下，是相当于液晶显示装置32的第1方向D1的 方向。
[0055] 导光部件21用在可见光区域中表现出较高的透光性能的树脂材料形成。导光部 件21是通过注塑成型而一体成型的块状部件，例如通过向成型模具内注射热聚合型的树 脂材料并使其热固化而形成。这种导光部件21是一体成形品，但是在功能方面可考虑划分 为光入射部B1、导光部B2和光射出部B3。
[0056] 光入射部B1是指三角棱镜状的部分，具有作为第1反射面21a的一部分的光入射 面IS、和与光入射面IS对置的第3反射面21c。光入射面IS是用于取入来自图像形成装 置10的图像光GL的背面侧或者观察者侧的平面，与投影光学系统12对置，并与其第1光 轴AX1垂直地延伸。第3反射面21c是将通过光入射面IS的图像光GL反射并引导到导光 部B2内的矩形的全反射用镜面。
[0057] 图3㈧是说明第3反射面21c的图，是光入射部B1的表面部分P1的部分放大剖 视图。第3反射面21c具有被保护层26覆盖的镜面层25。该镜面层25是全反射的涂敷 层，通过在导光部件21的斜面RS上实施铝等的蒸镀进行成膜而形成。第3反射面21c相 对于投影光学系统12的第1光轴AX1或者XY面以例如锐角α = 25°?27°倾斜，使从 光入射面IS入射并整体朝向+Ζ方向的图像光GL弯折而整体朝向靠近一 Ζ方向的一 X方 向，由此将图像光GL可靠地导入导光部B2内。
[0058] 返回图2(A)等，导光部B2包括与XY面平行地延伸的相互对置的两个平面，S卩，使 在光入射部B1弯折后的图像光分别全反射的第1反射面21a和第2反射面21b。第1和 第2反射面21a、21b的间隔即导光部件21的厚度t例如约是9mm。在此，假设第1反射面 21a位于接近图像形成装置10的背面侧或者观察者侧，第2反射面21b位于远离图像形成 装置10的正面侧或者外界侧。在这种情况下，第1反射面21a成为与上述的光入射面IS 或后面叙述的光射出面0S共同的面部分。第1和第2反射面21a、21b是利用折射率差的 全反射面，不实施镜面层等的反射涂层。
[0059] 图3(B)是说明第1反射面21a的图，是导光部件21的导光部B2的表面部分P1 的部分放大剖视图。并且，图3 (C)是说明第1反射面21a的图，是导光部件21的导光部B2 的表面部分P1的部分放大剖视图。第1和第2反射面21a、21b被硬涂敷层27覆盖，以便防 止表面的损伤，防止影像的析像度降低。该硬涂敷层27是通过浸渍处理或旋转涂敷处理， 在导光部件21的平坦面FS上成膜UV固性树脂或热固性树脂等而形成。在光入射部B1的 第3反射面21c反射的图像光GL首先入射到第1反射面21a进行全反射。然后，该图像光 GL入射到第2反射面21b进行全反射。以后反复进行该动作，由此图像光被引导到导光装 置20的进深侧即设置光射出部B3的一 X侧。另外，由于在第1和第2反射面21a、21b不 实施反射涂层，因而从外界侧入射到第2反射面21b的外界光或者外部光以较高的透射率 通过导光部B2。即，导光部B2是能够透视外界像的透视型部件。
[0060] 以上所述的在第1和第2反射面21a、21b的全反射，通过设定硬涂敷层27的折射 率，能够在硬涂敷层27的表面SS的内侧产生，但也能够在平坦面FS的内侧产生。
[0061] 返回图2(A)等，光射出部B3是三角棱镜状的部分，包括作为第1反射面21a的一 部分的光射出面0S、和与光射出面0S对置的第4反射面21d。光射出面0S是用于朝向观 察者的眼睛EY射出图像光GL的背面侧的平面，与光入射面IS相同地成为第1反射面21a 的一部分，并与第2光轴AX2垂直地延伸。考虑到观察者的头部的宽度等，将通过光射出部 B3的第2光轴AX2与通过光入射部B1的第1光轴AX1的距离D设定为例如50mm。第4反 射面21d是用于使经由第1和第2反射面21a、21b入射来的图像光GL反射、并射出到光射 出部B3外部的矩形的平坦面。在第4反射面21d附带设有半镜面层28。该半镜面层28是 具有透光性的反射膜（即半透射反射膜），其表面形成为半透射反射面。半镜面层（透光性 的反射膜或者半透射反射膜）28通过在导光部件21的斜面RS上成膜金属反射膜或电介体 多层膜而形成。从容易通过透视观察外界光GL'的角度出发，将半镜面层28对图像光GL 的反射率设为在假定的图像光GL的入射角范围内为10%以上50%以下。具体实施例的半 镜面层28对图像光GL的反射率例如被设定为20 %，对图像光GL的透射率例如被设定为 80%。
[0062] 图3(D)是说明第4反射面21d及其周围的构造的图，附带示出半镜面层（透光性 的反射膜或者半透射反射膜）28的截面的放大图。根据图示可知，半镜面层（反射膜）28 包括不具有偏光特性的金属反射膜28a、具有偏光特性的第1电介体多层膜28b、和具有偏 光特性的第2电介体多层膜28c。其中，金属反射膜28a被夹在第1电介体多层膜28b和第 2电介体多层膜28c之间。即，半镜面层28具有将金属反射膜28a配置在中间的三明治式 构造。金属反射膜28a例如是Ag膜、A1膜等。在将金属反射膜28a设为Ag膜的情况下， 吸收少，能够抑制半镜面层28产生的损失，提高效率。并且，Ag膜的与膜厚的增减对应的 透射率的敏感度比A1膜等低，因而容易进行半镜面层28的反射率或者透射率的调整。下 侧的第1电介体多层膜28b和上侧的第2电介体多层膜28c是将透明的电介体层进行数层 以上的层叠而得到的。即，两个电介体多层膜28b、28c都是通过蒸镀对多种的折射率材料 并进行层叠而形成的，借助干涉作用使反射率或者透射率具有入射角度依赖性。关于构成 这些电介体多层膜28b、28c的高折射率材料，例如能够举出Si0 2、MgF等透光性的材料。并 且，关于构成电介体多层膜28b、28c的中折射率材料，例如能够举出Ti02、Ta 205、Zr02等透 光性的材料。关于构成电介体多层膜28b、28c的低折射率材料，例如能够举出A1 203等透光 性的材料。
[0063] 图4是说明半镜面层（反射膜）28的反射率特性的曲线图。在此，横轴表示光朝 向半镜面层28的入射角度，纵轴表示反射率。图5是说明以25°和70°向半镜面层28入 射的光束的反射率的波长依赖性的曲线图。在此，横轴表示朝向半镜面层28的入射光的波 长，纵轴表示反射率。在图5中，虚线表示入射角25°的反射率，实线表示入射角70°的反 射率。
[0064] 根据以上的曲线图可知，以被设定为约40°的基准角度或者下限角度以下的入射 角向半镜面层28入射的光，以约20%的反射率反射，以大于上述下限角度的入射角向半镜 面层28入射的光，以随着入射角的增加而从20%急剧增加的反射率反射，在50°以上时几 乎以大致100%的反射率反射。在此，下限角度相当于对入射到半镜面层28的图像光GL假 定的入射角度范围10°?40°的上限，防止除了图像光GL之外的入射角度较大的光线、具 体地讲是重影光入射到眼睛EY中。关于这种重影光的去除，将在后面进行详细说明，通常 将来自半镜面层28的背面侧的入射角设为60°以上。
[0065] 另外，半镜面层28针对以下限角度以下的角度入射到半镜面层28的图像光GL的 反射率不限于20%，能够根据用途适当变更。并且，关于半镜面层28针对以下限角度以下 的角度入射到半镜面层28的图像光GL的反射率，优选对角度或波长的依赖性较小的反射 率，但严格地讲不需要一样。
[0066] 返回图2(B)等，第4反射面21d相对于与第1反射面21a垂直的第2光轴AX2或 者XY面以例如锐角α =25°?27°倾斜，利用上述半镜面层28使经由导光部B2的第1 和第2反射面21a、21b入射来的图像光GL部分反射并整体朝向一 Ζ方向弯折，由此通过光 射出面0S。另外，在第4反射面21d透射的图像光GL入射到透光部件23,不被用于影像的 形成。
[0067] 透光部件23具有与导光部件21的主体相同的折射率，包括第1面23a、第2面 23b、第3面23c。第1和第2面23a、23b沿着XY面延伸。并且，第3面23c相对于XY面而 倾斜，并且与导光部件21的第4反射面21d对置地平行配置。即，透光部件23形成为具有 被夹在第2面23b和第3面23c之间的楔状部分的部件。透光部件23与导光部件21相同 地利用在可见光区域中表现出较高的透光性能的树脂材料形成。透光部件23是通过注塑 成型而一体成型的块状部件，例如通过向成型模具内注射热聚合型的树脂材料并使其热固 化而形成。
[0068] 在透光部件23中，第1面23a配置在设于导光部件21的第1反射面21a的延展 平面上，并位于接近观察者的眼睛EY的背面侧，第2面23b配置在设于导光部件21的第2 反射面21b的延展平面上，并位于远离观察者的眼睛EY的正面侧。第3面23c是利用粘接 剂接合在导光部件21的第4反射面21d上的矩形的透射面。以上的第1面23a与第3面 23c形成的夹角、和导光部件21的第2反射面21b与第4反射面21d形成的夹角ε相等， 第2面23b与第3面23c形成的夹角、和导光部件21的第1反射面21a与第3反射面21c 形成的夹角β相等。
[0069] 透光部件23和导光部件21在两者的接合部分及其附近构成透视部M，相当于与 观察者的眼前对置的部位。透光部件23中被夹在相互形成锐角的第2面23b与第3面23c 之间的沿一 X方向扩展的楔状部件23m，与同样呈楔状的光射出部B3接合，由此构成整体呈 平板状的透视部Μ的沿着X方向的中间部分。在第1和第2面23a、23b不实施镜面层等的 反射涂层，因而与导光部件21的导光部B2相同地使外界光GL'以较高的透射率透射。第 3面23c也能够使外界光GL'以较高的透射率透射，但由于导光部件21的第4反射面21d 具有半镜面层28,因而在第3面23c通过的外界光GL'例如被减光20%。即，观察者观察 到将被减光为20%的图像光GL和被减光为80%的外界光GL'重叠得到的图像。
[0070] [C.图像光的光路的概况]
[0071] 图6(A)是说明与液晶显示装置32的纵截面CS1对应的第1方向D1的光路的图。 在沿着第1方向D1的纵截面即YZ面（展开后的Y' Z'面）中，将从液晶显示装置32射出 的图像光中、从在图中用单点划线示出的显示区域32b的上端侧（+Y侧）射出的成分设为 图像光GLa，从在图中用双点划线示出的显示区域32b的下端侧（一 Y侧）射出的成分设为 图像光GLb。
[0072] 上侧的图像光GLa经由投影光学系统12而成为平行光束，沿着被展开后的光轴 AX'通过导光部件21的光入射部B1、导光部B2和光射出部B3,以平行光束状态从角度Φ i 的上方倾斜入射到观察者的眼睛ΕΥ中。另一方面，下侧的图像光GLb经由投影光学系统12 而成为平行光束，沿着被展开后的光轴AX'通过导光部件21的光入射部B1、导光部B2和光 射出部B3,以平行光束状态从角度Φ 2(| Φ2| = | Φ」）的下方倾斜入射到观察者的眼睛EY 中。上述的角度$1、$2相当于上下的一半视角，例如被设定为6.5°。
[0073] 图6(B)是说明与液晶显示装置32的横截面CS2对应的第2方向（封闭方向或者 合成方向）D2的光路的图。在沿着第2方向（封闭方向或者合成方向）D2的横截面即ΧΖ 面（展开后的Χ'Ζ'面）中，将从液晶显示装置32射出的图像光中、从右端侧（+Χ侧）的第 1显示点Ρ1朝向图中用单点划线示出的显示区域32b射出的成分设为图像光GLc，从左端 侧（一 X侧）的第2显示点P2朝向图中用双点划线示出的显示区域32b射出的成分设为 图像光GLd。在图6(B)中，追加了参考用的从靠右内侧射出的图像光GLe和从靠左内侧射 出的图像光GLf。
[0074] 来自右侧的第1显示点P1的图像光GLc经由投影光学系统12而成为平行光束，沿 着被展开后的光轴AX'通过导光部件21的光入射部B1、导光部B2和光射出部B3,以平行 光束状态从角度Θ i的右方倾斜入射到观察者的眼睛EY中。另一方面，来自左侧的第2显 示点P2的图像光GLd经由投影光学系统12而成为平行光束，沿着被展开后的光轴AX'通 过导光部件21的光入射部B1、导光部B2和光射出部B3,以平行光束状态从角度θ 2(| θ2 =I Θ」）的左方倾斜入射到观察者的眼睛ΕΥ中。上述的角度θ2相当于左右的一半 视角，例如被设定为10°。
[0075] 另外，沿着第2方向D2的横向，在导光部件21中图像光GLc、GLd经过反射而折 返，反射的次数也不同，因而各个图像光GLc、GLd在导光部件21中表现为不连续状。并且， 与图2(A)的情况相比，观察者的眼睛EY观察的方向是上下相反的。结果，整体上画面关于 横向左右反转，但如后面所述通过高精度地加工导光部件21，液晶显示装置32的右侧一半 的图像和液晶显示装置32的左侧一半的图像无接缝地连接，而且无错位地接合。另外，考 虑到两个图像光GLc、GLd在导光部件21内的反射次数彼此不同，右侧的图像光GLc的射出 角度Θ /和左侧的图像光GLd的射出角度Θ 2'被设定为不同的角度。
[0076] 根据以上所述，入射到观察者的眼睛EY中的图像光GLa、GLb、GLc、GLd成为来自 无限远处的虚像，沿着纵向的第1方向D1形成于液晶显示装置32的影像为正像，沿着横向 的第2方向D2形成于液晶显示装置32的影像为倒像。
[0077] [D.沿着横向的图像光的光路]
[0078] 图7是说明第1显示装置100A的具体光路的剖视图。投影光学系统12具有3个 透镜 L1、L2、L3。
[0079] 来自液晶显示装置32的右侧的第1显示点P1的图像光GL11、GL12通过投影光学 系统12的透镜LI、L2、L3而成为平行光束，并入射到导光部件21的光入射面IS。被引导 到导光部件21内的图像光GL11、GL12在第1和第2反射面21a、21b中以相等的角度反复 进行全反射，最终作为平行光束从光射出面0S射出。具体地讲，图像光GL11、GL12作为平 行光束在导光部件21的第3反射面21c反射，然后以第1反射角γ 1入射到导光部件21 的第1反射面21a进行全反射（第1次全反射）。然后，图像光GL1UGL12在保持第1反射 角Y 1的状态下入射到第2反射面21b进行全反射（第2次全反射），然后再次入射到第1 反射面21a进行全反射（第3次全反射）。结果，图像光GL1UGL12在保持第1反射角Y1 的状态下，在第1和第2反射面21a、21b反复进行全反射。图像光GL11、GL12在第1和第 2反射面21a、21b合计进行3次全反射，并入射到第4反射面21d。图像光GL1UGL12在该 第4反射面21d以与第3反射面21c相同的角度进行反射，作为平行光束从光射出面0S相 对于与该光射出面0S垂直的第2光轴AX2方向倾斜角度Θ i射出。
[0080] 来自液晶显示装置32的左侧的第2显示点P2的图像光GL2UGL22通过投影光学 系统12的透镜LI、L2、L3而成为平行光束，并入射到导光部件21的光入射面IS。被引导 到导光部件21内的图像光GL21、GL22在第1和第2反射面21a、21b中以相等的角度反复 进行全反射，最终作为平行光束从光射出面0S射出。具体地讲，图像光GL21、GL22作为平 行光束在导光部件21的第3反射面21c反射，然后以第2反射角γ 2( γ2〈γ1)入射到导 光部件21的第1反射面21a进行全反射（第1次全反射）。然后，图像光GL2UGL22在保 持第2反射角γ 2的状态下入射到第2反射面21b进行全反射（第2次全反射），然后再 次入射到第1反射面21a进行全反射（第3次全反射），再次入射到第2反射面21b进行 全反射（第4次全反射），又再次入射到第1反射面21a进行全反射（第5次全反射）。结 果，图像光GL2UGL22在第1和第2反射面21a、21b合计进行5次全反射，并入射到第4反 射面21d。图像光GL2UGL22在该第4反射面21d以与第3反射面21c相同的角度进行反 射，作为平行光束从光射出面0S相对于与该光射出面0S垂直的第2光轴AX2方向倾斜角 度θ 2射出。
[0081] 在图7中描画出在将导光部件21展开时与第1反射面21a对应的假想的第1面 121a、和将导光部件21展开时与第2反射面21b对应的假想的第2面121b。通过这样展 开可知，来自第1显示点P1的图像光GL1UGL12在通过与光入射面IS对应的入射等效面 IS'后，通过第1面121a两次，通过第2面121b-次，从光射出面0S射出，并入射到观察者 的眼睛EY中，来自第2显示点P2的图像光GL2UGL22在通过与光入射面IS对应的入射等 效面IS"后，通过第1面121a三次，通过第2面121b两次，从光射出面0S射出，并入射到 观察者的眼睛EY中。如果改变观察方式，则观察者重合观察到位于不同的两个位置的入射 等效面IS'、IS"附近的投影光学系统12的透镜L3。
[0082] 图8(A)是示意说明液晶显示装置32的显示面的图，图8(B)是示意说明观察者能 够看到的液晶显示装置32的虚像的图，图8 (C)和（D)是说明构成虚像的部分图像的图。在 图8(A)所示的液晶显示装置32中设置的矩形的图像形成区域AD被观察为图8(B)所示的 虚像显示区域AI。在虚像显示区域AI的左侧形成有相当于液晶显示装置32的图像形成区 域AD中从中央到右侧的部分的第1投影像IM1，该第1投影像頂1成为如图8(C)所示右 侧缺失的部分图像。并且，在虚像显示区域AI的右侧形成有相当于液晶显示装置32的图 像形成区域AD中从中央到左侧的部分的第2投影像頂2,该第2投影像頂2成为如图8 (D) 所示左半部分缺失的部分图像。
[0083] 只形成图8(A)所示的液晶显示装置32中的第1投影像（虚像）頂1的第1部分 区域A10,例如包括液晶显示装置32的右端的第1显示点P1，并射出在导光部件21的导光 部B2合计进行3次全反射而得的图像光GL1UGL12。只形成液晶显示装置32中的第2投 影像（虚像ΠΜ2的第2部分区域A20,例如包括液晶显示装置32的左端的第2显示点P2， 并射出在导光部件21的导光部B2合计进行5次全反射而得的图像光GL2UGL22。来自区 域SA的图像光形成如图8 (B)所示的重复图像SI，该区域SA位于液晶显示装置32的图像 形成区域AD的靠近中央部位，并被第1和第2部分区域A10、A20夹在中间，而且纵向较长 地延伸。即，来自液晶显示装置32的区域SA的图像光是由第1投影像IM1和第2投影像 頂2在虚像显示区域AI上重叠形成的，第1投影像頂1是由在导光部B2合计进行3次全反 射而得的图像光GL1UGL12形成的，第2投影像頂2是由在导光部B2合计进行5次全反射 而得的图像光GL2UGL22形成的。如果导光部件21的加工精密、并形成通过投影光学系统 12而准确平行的光束，则重复图像SI能够防止由于两个投影像IM1、頂2的重叠而形成的错 位和重影。另外，通过控制对液晶显示装置32进行照明的照明光SL的角度范围，能够调整 产生重叠的区域SA的横宽或者重叠宽度。在本实施方式中，没有特别调节照明光SL的角 度范围，因而存在与背光源导光部31b等的发散特性对应的横宽或者重叠宽度的区域SA。
[0084] 在以上说明中，从液晶显示装置32的包括右侧第1显示点P1的第1部分区域A10 射出的图像光GL11、GL12在第1和第2反射面21a、21b进行全反射的次数合计为3次，从 液晶显示装置32的包括左侧第2显示点P2的第2部分区域A20射出的图像光GL2UGL22 在第1和第2反射面21a、21b进行全反射的次数合计为5次，但全反射次数能够适当变更。 艮P，通过调整导光部件21的外形（即厚度t、距离D、锐角α、β)，能够将图像光GL1UGL12 的全反射次数设为合计5次，将图像光GL21、GL22的全反射次数设为合计7次。并且，在 以上说明中，图像光GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次数为奇数，但如果将光入射面IS和 光射出面0S配置在相反侧，S卩如果使导光部件21在俯视观察时为平行四边形，则图像光 GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次数为偶数。
[0085] [E.重影光的处理]
[0086] 图9是说明导光装置20的重影光的处理的放大图。在导光部件21的光射出部B3 中，经由第1和第2反射面21a、21b入射来的图像光GL在第4反射面21d进行反射，并通 过光射出面0S。此时，由于第4反射面21d是半镜面，因而图像光GL有可能以例如约80% 的强度通过第4反射面21d而成为重影光GG。即，通过第4反射面21d的图像光GL在第2 面23b进行反射，但是该图像光GL在通过第4反射面21d的情况下，有可能经过第1反射 面21a或第4反射面21d而成为比较明显的重影光GG。在本实施方式中，利用具有角度特 性的半镜面层（透光性的反射膜或者半透射反射膜）28切断这种重影光GG。
[0087] 另外，源自通过第4反射面21d的图像光GL的重影光GG，是因为由于粘接精度等 而不容易与第2反射面21b严格平行地形成第2面23b等原因而产生的。更具体地讲，导 光部件21的第2反射面21b和透光部件23的第2面23b实质上被配置在同一平面上，而 不是严格地配置在同一平面上。即，如果要将第2反射面21b和第2面23b严格地配置在 同一平面上,将导致成本极度增加。另一方面，如果将第2反射面21b和第2面23b实质上 配置在同一平面上，不会妨碍经由透视部Μ来观察外界。因此，关于导光部件21的第2反 射面21b与透光部件23的第2面23b的平行度，优选放宽严格程度，使得容易制造并且降 低成本。但是，根据本申请
【发明者】的研究发现，即使透光部件23的第2面23b相对于导光 部件21的第2反射面21b仅倾斜微小角度（例如约数分），对于眼睛EY而言也有可能观 察为重影光GG。即，如果第2反射面21b与第2面23b严格平行则没有问题，但是如果第2 反射面21b与第2面23b形成微小的角度，则通过第4反射面21d并在第2面23b反射后 再次通过第4反射面21d的不必要的光HL，有可能在与图像光GL相同的角度条件下通过光 射出部B3而入射到眼睛EY中。该不必要的光HL是由于第2反射面21b与第2面23b形 成的微小夹角而不与图像光GL严格平行，而与图像光GL具有微小的角度错位的光。因此， 不必要的光HL有可能被观察为重影光GG、即针对图像光GL的重影或双重像。以上说明了 第2面23b与第2反射面21b形成微小夹角的情况，而透光部件23自身的加工精度也同样 有影响。即，透光部件23只要透视性能良好即可，本来不要求导光部件21那种程度的加工 精度。但是，如果第2面23b的平坦度较低，基于与上述情况相同的理由，在平坦度较低的 第2面23b反射后再次通过第4反射面21d的不必要的光HL有可能被观察为重影光GG。 [0088] 为了切断这种重影光GG，降低重影光GG在第4反射面21d的透射率即可。在此， 图像光GL在第4反射面21d的入射角ζ根据如上所述的导光部件21的外形的设计条件， 能够设为入射角度范围10°?40°，能够将入射角ζ的上限设定为半镜面层28的反射的 下限角度以上即约40°。另一方面，重影光GG在第4反射面21d的入射角η根据如上所 述的导光部件21的外形的设计条件而设为60°以上。因此，通过将第4反射面21d的反射 率的角度依赖性调整成为如图4所示的特性，能够大幅降低重影光GG在第4反射面21d的 透射率，并阻止向眼睛EY入射，同时图像光GL在光射出面OS侧恰当反射，能够防止对虚像 观察的妨碍。
[0089] 另外，关于外界光，在与重影光GG相同的角度条件的情况下，有可能在第4反射面 21d被完全反射而不入射到眼睛EY中，但是这样被切断的外界光是来自相当倾斜的方向的 光，认为在实际应用中不会成为问题。
[0090] [F.其它]
[0091] 图10(A)是说明图2(A)等示出的导光部件21的变形例的图。在以上说明中，在 导光部件21中传播的图像光在第1和第2反射面21a、21b仅以两个反射角γ 1、γ 2进行 全反射，但也可以按照图10(A)示出的变形例的导光部件21那样，允许3种成分的图像光 GL31、GL32、GL33以反射角γ1、γ2、γ3(γ1>γ2>γ3)分别进行全反射。在这种情况下， 从液晶显示装置32射出的图像光GL以3个模式传播，并在观察者的眼睛ΕΥ的位置合成为 虚像。在这种情况下，如图10(B)所示，在有效显示区域Α0的左侧形成例如合计3次全反 射而得的投影像頂21，在有效显示区域Α0的靠近中央位置形成例如合计5次全反射而得的 投影像頂22,在有效显示区域Α0的右侧形成例如合计7次全反射而得的投影像頂23。
[0092] 图11是说明在图2(A)等示出的导光部件21设置去除棱线的端面21h的理由的 放大图。入射到导光部件21的接近棱线121h的位置的图像光GL在第3反射面21c进行 反射，然后在第1反射面21a进行反射，但在第1反射面21a的反射之后再次在第3反射面 21c反射。这种作为再反射光的不必要的光HL导致在经由第3反射面21c的反射后不再与 原来的图像光GL平行，而被引导到假定之外的光路中，但其中一部分有可能被引导到光射 出部B3并从光射出面0S射出。S卩，在棱线121h产生的不必要的光HL与图9的情况相同 地成为不希望的重影光GG，因而期望预先去除。因此，去除棱线121h并设置阻止杂散光的 端面21h，对不必要的光HL的光路设计限制。
[0093] 图12是说明图2(A)等示出的导光部件21的变形例的放大图。在这种情况下，在 导光部件21的第4反射面21d侧设置去除了棱线121i的端面2Π 。即，导光部件21是具 有8面的多面体状外形的部件。对端面21i实施例如反射率比较高的涂层或者粗糙面处理， 在透光部件23设置与端面21i对应的台阶。通过设置这种端面2Π ，能够防止在导光部件 21中传播的正规的图像光GL在第4反射面21d反射两次以上的不必要的光HL通过光射出 面0S射出到外部，或者能够防止经由不足3次的反射并通过导光部B2后在第4反射面21d 反射的不必要的光HL通过光射出面0S射出到外部。即，端面21i防止经过假定之外的路 径而相对于原来的图像光GL倾斜的不必要的光HL，与图9的情况相同地成为不希望的重影 光GG。
[0094] 在以上说明的实施方式的虚像显示装置100中，在光入射部B1的第3反射面21c 进行反射的图像光GL在导光部的第1和第2反射面21a、21b进行全反射并传播，再在光射 出部B3的第4反射面21d反射，并作为虚像入射到观察者的眼睛EY中。此时，从图像显示 装置11的包括第1显示点P1的第1部分区域A10射出的第1图像光GL11、GL12在导光 部的反射次数、和从图像显示装置11的包括第2显示点P2的第2部分区域A20射出的第 2图像光GL21、GL22在导光部B2的反射次数不同，因而能够扩大从光射出部B3射出的图 像光GL的射出角度的角度范围。即，能够以比较宽的视角取入来自图像显示装置11的不 同部分区域A10、A20的图像光GL，能够确保隔着光射出部B3观察到的虚像的显示尺寸比 较大。这样，通过形成取出反射次数不同的图像光GL的构造，不需要将导光部B2设计得很 厚即可增大光射出部B3,以便覆盖瞳孔，因而不需要使光射出部B3接近瞳孔来进行瞳孔分 害!]，能够确保较大的出射光瞳直径，也能够实现良好的透视观察。
[0095] 并且，在上述实施方式的虚像显示装置100中，作为在光射出部B3与透光部件23 之间设置的反射膜的半镜面层28具有在入射角大于图像光GL的入射角范围时反射率增加 的角度依赖性，因而能够防止从导光部件21射出到透光部件23并在该透光部件23内反射 的不需要的光，以比较大的入射角度通过作为反射膜的半镜面层28并返回到导光部件21 的光射出部B3。由此，能够缓解对提高透光部件23的加工精度、导光部件21与透光部件 23的粘接精度的要求，防止经过透光部件23的图像光GL成为重影光GG，能够使利用虚像 显示装置100显示的虚像成为高质量的虚像。
[0096] 以上根据实施方式说明了本发明，但是本发明不限于上述实施方式，能够在不脱 离本发明宗旨的范围内以各种方式进行实施，例如能够实现以下所述的变形。
[0097] 在上述实施方式中，将设于导光部件21的第4反射面21d的半镜面层28的反射 率设为20%而使透视优先，但也能够将半镜面层28的反射率设为50%以上而使图像光优 先。另外，半镜面层28也可以不形成于第4反射面21d的整个面上，而仅形成于一部分必 要区域中。另外，半镜面层28也可以形成于透光部件23的第3面23c上。
[0098] 透光部件23的形状不限于沿横穿导光部件21的X方向延伸，也包括从上下夹着 导光部件21而扩展的部分。
[0099] 在上述实施方式中，没有使来自照明装置31的照明光SL特别具有指向性，但也能 够使照明光SL具有与液晶显示装置32的位置对应的指向性。由此，能够高效地照明液晶 显示装置32,能够降低图像光GL的位置导致的亮度不均。
[0100] 在上述实施方式中没有特别调整液晶显示装置32的显示亮度，但也能够根据图 8(B)所示的投影像IM1、頂2的范围或重复进行显示亮度的调整。
[0101] 在上述实施方式中，图像显示装置11采用透射型的液晶显示装置32等，但图像显 示装置11不限于透射型的液晶显示装置32,能够利用各种显示装置。例如，也可以采用反 射型的液晶显示装置，还可以采用数字微型镜装置等取代液晶显示装置32。并且，图像显示 装置11也可以采用以LED阵列或0LED (有机EL)等为代表的自发光型元件。
[0102] 在上述实施方式的虚像显示装置100中，采取对应右眼和左眼双方各设置一组图 像形成装置10和导光装置20的结构，但也可以构成为仅在右眼或者左眼任意一方设置图 像形成装置10和导光装置20,而单眼观察图像。
[0103] 在上述实施方式中，通过光入射面IS的第1光轴AX1和通过光射出面0S的第2 光轴AX2是平行的，但也能够使这些光轴AX1、AX2不平行。
[0104] 在上述的说明中进行了虚像显示装置100是头戴式显示器的具体说明，但虚像显 示装置100也能够变更为头顶式显示器。
[0105] 在上述的说明中，在第1和第2反射面21a、21b中不在表面上实施镜面或半镜面 等加工，而利用与空气的界面使图像光全反射来进行引导，但是本发明的全反射也包括在 第1和第2反射面21a、21b上的整体或者一部分形成有镜面涂层或半镜面膜的反射。例 如，也包括下述情况，即在图像光的入射角度满足全反射条件的情况下，对第1和第2反射 面21a、21b的整体或者一部分实施镜面涂层等而实质上反射所有图像光的情况。并且，只 要能够得到足够亮度的图像光，也可以利用稍微具有透射性的镜面，对第1和第2反射面 21a、21b的整体或者一部分进行涂层。
[0106] 在上述的说明中，导光部件21在眼睛EY排列的横向延伸，但导光部件21也能够 在纵向延伸。在这种情况下，光学面板110不串行，而是并行地平行配置。
【权利要求】
1. 一种虚像显示装置，其中，该虚像显示装置具有： 导光部件，其具有导光部、使图像光入射到所述导光部的光入射部、使由所述导光部引 导的图像光射出到外部的光射出部，该导光部件使得能够通过所述光射出部观察所述图像 光；以及 透光部件，其通过与所述导光部件组合而构成使得能够观察外界光的透视部， 该虚像显示装置还具有半透射反射面，该半透射反射面用于防止从所述导光部件的所 述光射出部入射到所述透光部件的光再次向所述导光部件侧入射。
2. 根据权利要求1所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射面由半透射反射膜的表面构成，所述半透射反射膜配置在所述光射出 部与所述透光部件之间，该半透射反射膜具有透光性，并且具有在入射角大于所述图像光 的入射角范围时反射率增大的角度依赖性。
3. 根据权利要求2所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射膜具有反射率以预定的下限角度为分界而呈台阶状变化的特性，使入 射角大于所述下限角度的光几乎都反射，使入射角小于所述下限角度的光以相同的透射率 透射。
4. 根据权利要求2所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射膜是通过将多种膜进行层叠而形成的。
5. 根据权利要求4所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射膜具有将金属反射膜和电介质多层膜进行层叠的构造。
6. 根据权利要求5所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射膜包括调整了透射率的Ag膜作为所述金属反射膜。
7. 根据权利要求2所述的虚像显示装置，其中， 所述半透射反射膜的反射率对于图像光为10%以上50%以下。
8. 根据权利要求2所述的虚像显示装置，其中， 所述导光部具有相互平行配置的、能够进行基于全反射的导光的第1反射面和第2反 射面， 所述光入射部具有与所述第1反射面成预定角度的第3反射面， 所述光射出部具有与所述第1反射面成预定角度的第4反射面， 所述透光部件包括楔状部件，该楔状部件具有隔着所述半透射反射膜与所述光射出部 的所述第4反射面粘接的透光面， 所述半透射反射膜被配置在所述第4反射面和所述透光面之间。
9. 根据权利要求8所述的虚像显示装置，其中， 所述透光部件具有与所述第1反射面和第2反射面分别平行地配置的第1面和第2面。
10. 根据权利要求9所述的虚像显示装置，其中， 所述导光部在所述第1反射面和所述第4反射面之间、以及所述第1反射面和所述第 3反射面之间中至少一方具有阻止重影光的端面。
11. 根据权利要求8所述的虚像显示装置，其中， 该虚像显示装置具有形成图像光的图像显示装置、和使从所述图像显示装置射出的所 述图像光入射的投影光学系统， 第1图像光在所述导光部中的反射次数和第2图像光在所述导光部中的反射次数彼此 不同，所述第1图像光是从所述图像显示装置的第1部分区域射出的，所述第2图像光是从 第2部分区域射出的，该第2部分区域是关于在导光时由于反射而产生光路折返的封闭方 向与所述第1部分区域不同的区域。
12. 根据权利要求11所述的虚像显示装置，其中， 所述封闭方向是与如下截面平行的方向，该截面包含通过所述投影光学系统的第1光 轴和所述第3反射面的法线。
13. 根据权利要求1或2所述的虚像显示装置，其中， 所述导光部件和所述透光部件是通过注塑成型而分别独立地一体成型的。
14. 根据权利要求13所述的虚像显示装置，其中， 所述导光部件和所述透光部件是用热聚合型的树脂材料分别成型的。
【文档编号】G02B27/01GK104062760SQ201410341968
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年1月29日 优先权日:2011年2月4日
【发明者】户谷贵洋, 高木将行, 宫尾敏明, 小松朗, 武田高司 申请人:精工爱普生株式会社