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公開番号2025019500
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123135
出願日2023-07-28
発明の名称虚像表示装置及び光学ユニット
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250131BHJP(光学)
要約【課題】虚像表示装置の装着者が第三者とのアイコンタクトを可能にすること。
【解決手段】虚像表示装置100Aは、映像光MLを射出する映像素子11aと、映像素子11aからの映像光MLが入射する投射光学系12aと、投射光学系12aから射出された映像光MLが入射し部分的に反射される部分反射面23cを有する光学外観部品123と、装着者USの瞳が配置される瞳位置PP及び瞳位置PPの周辺の対象領域TAを照明する照明光ILを射出する照明装置13と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
映像光を射出する映像素子と、
前記映像素子からの前記映像光が入射する投射光学系と、
前記投射光学系から射出された前記映像光が入射し部分的に反射される部分反射面を有する光学外観部品と、
装着者の瞳が配置される瞳位置及び前記瞳位置の周辺の対象領域を照明する照明光を射出する照明装置と、
を備える、
虚像表示装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記照明装置は、周辺環境に応じて前記照明光の照度を調整する、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記光学外観部品の外側から入射する外界光の照度を検出する光検出センサーを備え、
前記照明装置は、前記光検出センサーの検出結果に応じて前記照明光の照度を調整する、
請求項２に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
前記照明装置は、前記映像素子とは別に設けられる照明用光源と、前記照明光の発散角を調整する調整光学部材とを有する、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記照明装置は、前記映像素子と、前記映像光を分割する光分離素子とを含み、
前記照明光は、前記光分離素子で分割された前記映像光の一部である、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記照明装置は、前記映像素子を含み、
前記照明光は、前記映像素子から射出される前記映像光以外の不要光である、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項７】
前記不要光は、前記映像素子が歪み補正用の画像を投射する際に、前記映像光として使用されない非表示領域から射出される、
請求項６に記載の虚像表示装置。
【請求項８】
映像光が射出する映像素子と、
前記映像素子からの前記映像光が入射する投射光学系と、
前記投射光学系から射出された前記映像光が入射し部分的に反射される部分反射面を有する光学外観部品と、
装着者の瞳が配置される瞳位置及び前記瞳位置の周辺の対象領域を照明する照明光を射出する照明装置と、
を備える、
光学ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、虚像の観察を可能にする頭部装着型の虚像表示装置及び光学ユニットに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
虚像表示装置として、画像光生成装置と、画像光生成装置から射出された画像光を虚像として結像させる光学ユニットとを備えるものが公知となっている（特許文献１）。虚像表示装置において、光学ユニットは、部分反射膜を設けた凹面透過ミラーを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－３９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記背景技術の装置では、装着者の周辺環境によっては装着者を観察する第三者の方向に外界光が反射してしまい、装着者との対話をする際に第三者から装着者の瞳が見えなくなりアイコンタクトができないという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面における虚像表示装置又は光学ユニットは、映像光を射出する映像素子と、映像素子からの映像光が入射する投射光学系と、投射光学系から射出された映像光が入射し部分的に反射される部分反射面を有する光学外観部品と、装着者の瞳が配置される瞳位置及び瞳位置の周辺の対象領域を照明する照明光を射出する照明装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
虚像表示装置の装着状態を説明する外観斜視図である。
片側の虚像表示装置に含まれる光学系等を説明する側方断面図である。
虚像表示装置の照明装置を説明する概念図である。
虚像表示装置の装着状態を説明する外観正面図である。
第２実施形態の虚像表示装置を説明する部分拡大図である。
第３実施形態の虚像表示装置を説明する部分拡大図である。
図６の虚像表示装置の映像素子に表示される画像を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
〔第１実施形態〕
以下、図１、２等を参照して、本発明に係る虚像表示装置の第１実施形態について説明する。
【０００８】
図１は、頭部装着型表示装置（以下、ヘッドマウントディスプレイ又はＨＭＤとも称する。）２００の装着状態を説明する図であり、ＨＭＤ２００は、これを装着する観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、ＨＭＤ２００を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。
【０００９】
ＨＭＤ２００は、右眼用の第１虚像表示装置１００Ａと、左眼用の第２虚像表示装置１００Ｂと、虚像表示装置１００Ａ，１００Ｂを支持するテンプル状の一対の支持装置１００Ｃと、情報端末であるユーザー端末９０とを備える。第１虚像表示装置１００Ａは、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第１表示駆動部１０２ａと、メガネレンズ状で眼前を覆う第１コンバイナー１０３ａとで構成される。第２虚像表示装置１００Ｂも同様に、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第２表示駆動部１０２ｂと、メガネレンズ状で眼前を覆う第２コンバイナー１０３ｂとで構成される。支持装置１００Ｃは、装着者ＵＳの頭部に装着される装着部材であり、外観上一体化されている表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを介して一対のコンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端側を支持している。第１虚像表示装置１００Ａと第２虚像表示装置１００Ｂとは、光学的に同一又は左右反転させたものであり、第２虚像表示装置１００Ｂについては、詳細な説明を省略する。
【００１０】
図２は、第１虚像表示装置１００Ａの内部構造を説明する側方断面図である。第１虚像表示装置１００Ａは、第１映像素子１１ａと第１表示部２０ａと第１駆動回路部材８０ａと照明装置１３とを備える。第１表示部２０ａは、虚像を形成する結像光学系であり、投射レンズ２１と、プリズムミラー２２と、シースルーミラー２３とを有する。第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、第１映像素子１１ａからの映像光ＭＬが入射する第１投射光学系１２ａとして機能する。第１表示部２０ａは、第１投射光学系１２ａとシースルーミラー２３とを一体化した状態で有するものである。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１は、第１映像素子１１ａの光射出側に配置される第１光学部材２ａに相当し、プリズムミラー２２は、投射レンズ２１である第１光学部材２ａの光射出側に配置される第２光学部材２ｂに相当する。また、第１映像素子１１ａと投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、図１に示す第１表示駆動部１０２ａの一部に対応し、シースルーミラー２３は、図１に示す第１コンバイナー１０３ａに対応する。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１及びプリズムミラー２２は、第１映像素子１１ａとともに相互に位置決めされた状態で容器状のバレル４１内で固定されている。バレル４１は、第１投射光学系１２ａや第１映像素子１１ａを位置決めした状態で収納するケースＣＡである。詳細は後述するが、照明装置１３は、バレル４１又はケースＣＡを覆う外装部材５３の顔側に設けられ、装着者ＵＳの瞳が配置される瞳位置ＰＰ及び瞳位置ＰＰの周辺の対象領域ＴＡを照明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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