導光裝置及導光裝置的制造方法
【專利說明】導光裝置及導光裝置的制造方法
[0001 ] 本申請是于2012年9月13日提交的申請?zhí)枮?01210338954.4、名稱為“虛像顯示裝置及虛像顯示裝置的制造方法”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及在頭部安裝使用的頭戴顯示器等的虛像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，作為像頭戴顯示器那樣可進行虛像的形成及觀察的虛像顯示裝置，提出了各種通過導光板將來自顯示元件的圖像光引導至觀察者的瞳孔的類型(例如參照專利文獻1、2等)，還提出例如通過對導光板組裝全息元件(hologram element)，能使圖像光和外界光重疊的透視光學系統(tǒng)(參照專利文獻3)。還有，并非涉及頭戴顯示器的技術(shù)，但是為了保護樹脂制的成型品的表面，公知的有設置硬涂層(例如參照專利文獻4)。
[0004]在頭戴顯示器，為了以恰當?shù)臓顟B(tài)引導圖像光，需要良好地保持通過反射等使圖像光進行傳送處理的導光板的表面部分的狀態(tài)。因此，考慮設置硬涂層，以防止該表面部分的損傷，和容易地進行表面的污物的消除。特別地，在透視型的頭戴顯示器情況下，導光板中露出的部分容易變多，在表面部分設置硬涂層變得更重要。這里，在硬涂層的成膜中，為了成為在成膜之前的表面部分沒有附著物的狀態(tài)，一般進行清洗。
[0005]然而，在頭戴顯示器的導光部分，需要設置例如像上述專利文獻3的全息元件那樣用于導光的各種光學元件。因此，若將清洗作為例如硬涂層的成膜的預處理，則在導光部分設置的光學元件產(chǎn)生剝落等的情形，有導光的性能等惡化的可能性。
[0006]專利文獻I:日本特開2008-172367號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2000-249969號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2007-240924號公報
[0009]專利文獻4:日本特開2009-51920號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明鑒于上述【背景技術(shù)】的問題而提出，目的是提供一種虛像顯示裝置及虛像顯示裝置的制造方法，該虛像顯示裝置具有硬涂層，能抑制損傷、消除表面的污物，并且，能將光學特性維持在良好的狀態(tài)。
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的一種導光裝置，其特征在于，包括:光入射部，向內(nèi)部取入光;導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從上述光入射部取入的上述光;光射出部，向外部取出經(jīng)過了上述導光部的上述光;反射部，在上述光入射部及上述光射出部的至少一方彎曲上述光;覆蓋部件，覆蓋上述反射部；和硬涂層，保護至少含有上述第I及第2面的上述光的導光面;上述硬涂層，在上述反射部被上述覆蓋部件覆蓋的狀態(tài)下形成為:至少覆蓋在包括至少構(gòu)成上述光入射部、上述導光部及上述光射出部的導光主體部分和覆蓋光彎曲用的上述反射部的狀態(tài)下的上述覆蓋部件的部件全體中的、上述光的導光面。
[0012]另外，本發(fā)明涉及的另一種導光裝置，其特征在于，包括:光入射部，向內(nèi)部取入光；導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從上述光入射部取入的上述光;光射出部，向外部取出經(jīng)過了上述導光部的上述光;硬涂層，保護至少含有上述第I及第2面的上述光的導光面;和反射部，在上述光入射部及上述光射出部的至少一方彎曲上述光；上述硬涂層，至少覆蓋在包括至少構(gòu)成上述光入射部、上述導光部及上述光射出部的導光主體部分的部件全體中的、上述光的導光面，光彎曲用的上述反射部形成在上述硬涂層上。
[0013]本發(fā)明涉及的一種導光裝置的制造方法，其特征在于，上述導光裝置包括:光入射部，向內(nèi)部取入光；導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從上述光入射部取入的上述光;光射出部，向外部取出經(jīng)過了上述導光部的上述光；反射部，在上述光入射部及上述光射出部的至少一方彎曲上述光;覆蓋部件，覆蓋上述反射部；和硬涂層，保護至少含有上述第I及第2面的上述光的導光面;上述導光裝置的制造方法包括:反射部制作步驟，在構(gòu)成上述光入射部或上述光射出部中至少一方的導光主體部分制作光彎曲用的上述反射部;覆蓋步驟，通過上述覆蓋部件覆蓋在上述反射部制作步驟制作的上述反射部;和硬涂層成膜步驟，在上述覆蓋步驟之后，對覆蓋部件全體的上述硬涂層進行成膜，上述部件全體包含至少構(gòu)成上述光入射部、上述導光部及上述光射出部的導光主體部分，和在上述覆蓋步驟覆蓋光彎曲用的上述反射部的狀態(tài)下的上述覆蓋部件。
[0014]另外，本發(fā)明涉及的另一種導光裝置的制造方法，其特征在于，上述導光裝置包括:光入射部，向內(nèi)部取入光；導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從上述光入射部取入的上述光;光射出部，向外部取出經(jīng)過了上述導光部的上述光;硬涂層，保護至少含有上述第I及第2面的上述光的導光面;和反射部，在上述光入射部及上述光射出部的至少一方彎曲上述光;上述導光裝置的制造方法包括:硬涂層成膜步驟，對覆蓋部件全體的上述硬涂層進行成膜，上述部件全體包含至少構(gòu)成上述光入射部、上述光射出部及上述導光部的導光主體部分；和反射部制作步驟，在上述硬涂層成膜步驟已成膜的上述硬涂層中構(gòu)成上述光入射部或上述光射出部的至少一方的導光主體部分上制作彎曲上述光的反射部。
[0015]為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的第I虛像顯示裝置包括:(a)圖像顯示裝置，其形成圖像光；(b)投射光學系統(tǒng)，其形成基于從圖像顯示裝置射出的圖像光形成的虛像;和(C)導光裝置，其具有:(Cl)光入射部，向內(nèi)部取入通過了投射光學系統(tǒng)的圖像光；(c2)導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從光入射部取入的圖像光;和(c3)光射出部，向外部取出經(jīng)過了導光部的圖像光，(d)導光裝置具有:反射部，在光入射部及光射出部的至少一方彎曲圖像光;覆蓋部件，覆蓋反射部;和硬涂層，保護至少含有第I及第2面的對圖像光進行導光的面(即圖像光的導光面)，(e)硬涂層，至少覆蓋在包括至少構(gòu)成光入射部、導光部及光射出部的導光主體部分和覆蓋光彎曲用的上述反射部的狀態(tài)下的覆蓋部件的部件全體中的、對圖像光進行導光的面。
[0016]根據(jù)上述虛像顯示裝置，在通過覆蓋部件覆蓋在用于進行導光的導光裝置內(nèi)組裝的光學元件即光彎曲用的反射部的狀態(tài)下，將硬涂層成膜。因此，即使例如在虛像顯示裝置的制作中作為硬涂層的成膜的預處理，清洗構(gòu)成導光裝置的導光主體部分的表面，也能避免由此引起光彎曲用的反射部剝落的情形，不會損壞該反射部的光學特性。依據(jù)以上內(nèi)容，虛像顯示裝置通過具有硬涂層，能抑制損傷、容易消除表面的污物，并且，能將光學特性維持在良好的狀態(tài)。再者，在上述的反射部，包括彎曲圖像光并使外界光透射的各種部件。即，在反射部，不僅有通過將金屬反射膜和/或電介質(zhì)多層膜成膜而形成的半透射反射膜，還包含具有半透射反射性的半透射部件、半透射性的片、僅對特定波長的光起作用而使其他波長的光透射的全息元件等各種半透射性的反射部(半透射反射部)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的具體方面，上述光彎曲用的反射部是設置于光射出部側(cè)，向外部取出圖像光并使外界光透射的反射膜。這個情況下，通過反射膜反射圖像光并使外界光透射的透視觀察成為可能。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的具體方面，覆蓋部件是通過與光射出部接合而構(gòu)成覆蓋反射膜并且使外界光的觀察成為可能的透視部的光透射部件。這個情況下，在通過透視部的透視觀察中可成為沒有失真的狀態(tài)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，導光裝置具有:在光入射部側(cè)設置于硬涂層上，并向?qū)Ч獠恳龑D像光的鏡膜。這個情況下，鏡膜在硬涂層的成膜后形成。因此，能不受硬涂層的成膜時的清洗等的影響將良好的狀態(tài)的鏡膜成膜。
[0020]為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的第2虛像顯示裝置包括:(a)圖像顯示裝置，其形成圖像光；(b)投射光學系統(tǒng)，其形成基于從圖像顯示裝置射出的圖像光的虛像;和(C)導光裝置，其具有:(Cl)光入射部，向內(nèi)部取入通過了投射光學系統(tǒng)的圖像光；(c2)導光部，通過在第I及第2面的全反射引導從光入射部取入的圖像光;和(c3)光射出部，向外部取出經(jīng)過了導光部的圖像光，(d)導光裝置具有:硬涂層，保護至少含有第I及第2面的對圖像光進行導光的面;和反射部，在光入射部及光射出部的至少一方彎曲圖像光，(e)硬涂層，至少覆蓋在包括至少構(gòu)成光入射部、導光部及光射出部的導光主體部分的部件全體中的、對圖像光進行導光的面，光彎曲用的反射部形成在硬涂層上。
[0021]上述虛像顯示裝置中，在進行硬涂層的成膜之后，形成光彎曲用的反射部。因此，即使例如在虛像顯示裝置的制作中作為硬涂層的成膜的預處理，清洗構(gòu)成導光裝置的導光主體部分的表面，也不產(chǎn)生由此引起光彎曲用的反射部剝落的情形，不會損壞該反射部的光學特性。依據(jù)以上內(nèi)容，虛像顯示裝置具有硬涂層，能抑制損傷、消除表面的污物，并且，能將光學特性維持在良好的狀態(tài)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的具體方面，上述光彎曲用的反射部是設置于光射出部側(cè)，向外部取出圖像光并使外界光透射的反射膜。這個情況下，通過保護反射圖像光并使外界光透射的反射膜，良好的透視觀察成為可能。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，導光裝置具有通過與光射出部接合構(gòu)成使外界光的觀察成為可能的透視部的光透射部件。這個情況下，在通過透視部的透視觀察中可成為沒有失真的狀態(tài)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，上述光彎曲用的反射部是設置于光入射部側(cè)并向?qū)Ч獠恳龑D像光的鏡膜。這個情況下，通過保護鏡膜，能進行良好的圖像光的傳送。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，硬涂層通過浸泡處理而涂布(涂敷)涂層材料來形成。這個情況下，能避免硬涂層的成膜時的清洗等的影響，能將良好的狀態(tài)的鏡膜成膜。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，導光部具有彼此平行配置并能通過全反射來導光的上述第I面和上述第2面，光入射部具有對第I面成預定的角度的第3面，光射出部具有對第I面成預定的角度的第4面。這種情況下，將反射次數(shù)不同的圖像光同時合成并取出形成I個虛像的圖像光，能很大地確保越過光射出部觀察的虛像的顯示尺寸。
[0027]為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的第I虛像顯示裝置的制造方法中，上述第I虛像顯示裝置包括:(a)圖像顯示裝置，其形成圖像光；(b)投射光學系統(tǒng)，其形成基于從圖像顯示裝置射出的圖像光