Способ изготовления световодного устройства, световодное устройство и устройство отображения виртуальных изображений

Способ изготовления световодного устройства, световодное устройство и устройство отображения виртуальных изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу изготовления световодного устройства, которое вводит излучение изображения, чтобы представлять наблюдателю изображение, формируемое элементом отображения изображений, и, в частности, к способу изготовления световодного устройства, подходящего для установленного на голове дисплея, монтируемого на части головы наблюдателя, к световодному устройству и устройству отображения виртуальных изображений, использующему такое световодное устройство.

Уровень техники

Предлагались различные оптические системы в качестве оптической системы, установленной в устройстве отображения виртуальных изображений, таком как установленный на голове дисплей (именуемый далее HMD), монтируемый на части головы наблюдателя. В частности, различные призмы предлагались в качестве световодных призм, размещаемых перед глазом (например, см. PTL 1, 2 и т.п.).

В отношении устройства отображения виртуальных изображений, такого как HMD, целесообразно ускорить сокращение размера и веса для достижения большого угла видимости без ухудшения качества изображений. Кроме того, в состоянии, когда наблюдается только излучение изображения при покрытии полного поля зрения наблюдателя, наблюдатель не может определять состояние внешнего мира, что заставляет его нервничать. Между тем, при использовании прозрачного вида, при котором внешний мир и изображение отображаются наложенными, появляются различные новые применения виртуальной реальности. В связи с этим, требуется отображение, при котором излучение изображения отображается наложенным, не мешая полю зрения внешнего мира.

С учетом вышеописанной ситуации, световодное устройство выполняется, например, посредством призмы проникающего типа, расположенной видимым насквозь образом перед глазом наблюдателя с использованием множества поверхностей произвольной формы, чтобы закрепление было более удобным для наблюдателя подобно форме очков, хотя внешний вид может быть превосходным. В случае световодного устройства, применяемого в устройстве отображения виртуальных изображений с функцией сквозного обзора, наклонная полупрозрачная поверхность помещается на одну сторону световодной призмы в форме блока, чтобы перекрывать, например, внешнее излучение излучением изображения. В этом случае, чтобы дополнить наклон полупрозрачной поверхности и равномерно охватить переднюю сторону глаза, необходимо присоединение еще одного светопроводящего элемента в форме блока (противоположной призмы), который образует пару. Во время соединения приемлемые характеристики сквозного обзора и формирование изображений не обеспечиваются, если, например, в место соединения попадают пузырьки, и на отражающей поверхности появляется искажение. В этой связи, важно надлежащим образом управлять, например, направлением потока клеящего вещества во время склеивания для соединения и получать отличное состояние заполнения клеящим веществом.

Список библиографических ссылок

Патентная литература

[PTL 1] JP-A-11-149003

[PTL 2] JP-A-10-268114

Сущность изобретения

Техническая проблема

Однако в случае, когда место соединения формируется как поверхность произвольной формы, не всегда легко управлять заполнением клеящим веществом в требуемом состоянии при нанесении клеящего вещества в качестве шва на поверхность произвольной формы и соединении поверхности произвольной формы.

Даже в случае, если функция сквозного обзора не предусмотрена, наклонная отражающая поверхность размещается для того, чтобы, например, выводить излучение изображения. В этом случае существуют проблемы с внешним видом и прочностью, и возможен случай, когда элементы в форме блока, образующие пару, соединяются в месте, расположенном на отражающей поверхности, при этом имеется опасение по поводу искажения, создаваемого в отношении такой отражающей поверхности, как и в случае, когда предусматривается функция сквозного обзора.

Решение проблемы

Преимущество некоторых аспектов изобретения состоит в создании способа изготовления световодного устройства, которое может собираться вместе с устройством отображения виртуальных изображений, которое имеет форму, подобную форме очков, для получения превосходного внешнего вида, имеет высокую технологичность изготовления в области соединения между световодной призмой в форме блока и противоположной призмой и позволяет обеспечивать оптическую функцию, световодного устройства и устройства отображения виртуальных изображений с использованием световодного устройства.

Один из аспектов изобретения относится к способу изготовления (а) световодного устройства, содержащего (а1) световодную призму, которая содержит зеркальный слой, осуществляющий отражение излучения изображения, распространяющегося внутрь на первую поверхность соединения, являющуюся поверхностью соединения световодной стороны, (а2) противоположную призму, которая содержит вторую поверхность соединения, расположенную напротив первой поверхности соединения и являющуюся поверхностью соединения на противоположной стороне, соответствующей первой поверхности соединения, и соединяется со световодной призмой путем соединения первой поверхности соединения и второй поверхности соединения друг с другом по всему зеркальному слою, (а3) и шов, который образуется клеящим веществом, заполняющим область склеивания между первой поверхностью соединения и второй поверхностью соединения, (b) причем первая поверхность соединения световодной призмы является поверхностью произвольной формы и (с) вторая поверхность соединения противоположной призмы является поверхностью произвольной формы, имеющей по существу ту же форму, что и первая поверхность соединения, причем способ включает в себя (d) этап подготовки, на котором первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения помещаются напротив друг друга, при этом световодная призма и противоположная призма размещаются с возможностью приближения друг к другу в конкретном направлении смещения, в котором угол наклона относительно одной торцевой стороны первой поверхности соединения и угол наклона относительно другой торцевой стороны имеют одну и ту же ориентацию, но различные величины; (е) этап нанесения клеящего вещества, на котором клеящее вещество наносится, по меньшей мере, на одну поверхность из первой поверхности соединения и второй поверхности соединения, находящихся напротив друг друга на этапе подготовки; (f) этап приклеивания, на котором вторая поверхность соединения и первая поверхность соединения приближаются друг к другу в направлении смещения таким образом, что клеящее вещество, нанесенное во время нанесения клеящего вещества, вводится для заливки между световодной призмой и противоположной призмой; и (g) этап соединения, на котором клеящее вещество, залитое между первой поверхностью соединения и второй поверхностью соединения на этапе приклеивания, отверждается таким образом, что образуется шов, который соединяет световодную призму и противоположную призму друг с другом. При этом угол наклона направления смещения относительно поверхности соединения световодной стороны означает угол, образуемый направляющим вектором, указывающим в направлении смещения, относительно плоскости, задающей направление поверхности соединения световодной стороны в каждой точке поверхности соединения световодной стороны, которая, например, является касательной плоскостью в данной точке. Кроме того, указанные один угол наклона и другой угол наклона, имеющие одну и ту же ориентацию, означают, что, например, знак скалярного произведения нормального вектора плоскости, задающей каждый угол наклона, и направляющего вектора, указывающего в направлении смещения, является одинаковыми между указанными одним углом наклона и другим углом наклона.

В соответствии со способом изготовления световодного устройства, световодная призма и противоположная призма приближаются друг к другу из конкретного направления смещения, при этом первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения соединяются друг с другом таким образом, что световодная призма и противоположная призма соединяются друг с другом. В этом случае благодаря использованию разности в угле наклона в направлении смещения относительно первой поверхности соединения размеры зазоров (зон склеивания), образуемых между обеими поверхностями во время склеивания, могут быть различными в зависимости от положений первой поверхности соединения даже в случае, когда первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения, имеющие поверхности произвольной формы, которые едва ли можно совместить, приклеиваются друг к другу. Из-за разности в зазорах управление процессом заполнения, например, направлением потока клеящего вещества может быть простым, при этом может поддерживаться состояние, в котором оптическая точность является высокой, при одновременном улучшении технологичности во время формирования шва при заливке клеящего вещества. Кроме того, первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения, на которых находится зеркальный слой, осуществляющий отражение излучения изображения при формировании шва, могут являться поверхностями произвольной формы, при этом другие поверхности, которые создают внешний вид, например, поверхности, участвующие в направлении излучения, могут являться поверхностями произвольной формы, поэтому часть световодного устройства с передней стороны глаза может иметь форму, близкую к форме очков, и превосходный внешний вид.

В одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства первая поверхность соединения световодной призмы имеет выпуклую форму поверхности, вторая поверхность соединения противоположной призмы имеет вогнутую форму поверхности, а направление смещения на этапе подготовки является направлением, в котором угол наклона относительно одной торцевой стороны первой поверхности соединения меньше, чем угол наклона относительно другой торцевой стороны. В этом случае во время приближения второй поверхности соединения и первой поверхности соединения при склеивании зазор с одной стороны первой поверхности соединения может быть уже, чем зазор с другой стороны на более раннем этапе. Таким образом, процессом заполнения, например, направлением потока клеящего вещества можно управлять с получением необходимого состояния.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства клеящее вещество на этапе нанесения клеящего вещества наносится на одну торцевую сторону первой поверхности соединения, при этом на этапе приклеивания обеспечивается протекание клеящего вещества со стороны первой поверхности соединения, у которой угол наклона относительно направления смещения является небольшим, на сторону, у которой угол наклона является большим. В этом случае клеящее вещество, нанесенное на одну торцевую сторону первой поверхности соединения, может протекать в направлении другой торцевой стороны первой поверхности соединения при выполнении заливки клеящего вещества.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства световодная призма имеет выступающее первое соединительное ребро, противоположная призма имеет выступающее второе соединительное ребро, которое соответствует первому соединительному ребру, а на этапе приклеивания световодная призма и противоположная призма склеиваются друг с другом посредством скользящего движения вдоль направления смещения, при этом первое соединительное ребро и второе соединительное ребро являются ориентирами для фиксации. В этом случае относительное взаимное расположение между световодной призмой и противоположной призмой может быть точным, а состояние, в котором точность управления потоком клеящего вещества при склеивании является высокой, может поддерживаться за счет выполнения склеивания скользящим движением, при этом первое и второе соединительные ребра являются ориентирами для фиксации.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства световодная призма содержит первую и вторую грани, которые расположены напротив друг друга на противоположных сторонах первой поверхности соединения, и поверхность произвольной формы, которая вводит излучение изображения из элемента отображения изображений на стороне внутренней поверхности при отражении излучения, при этом световодная призма содержит первое соединительное ребро в положении вдоль, по меньшей мере, части бокового торцевого участка, расположенного вне зоны первой поверхности соединения первой и второй граней. В этом случае первая и вторая грани имеют определенную форму и включают в себя поверхности произвольной формы, а внешний вид и положение установки устройства отображения виртуальных изображений, монтируемого вместе со световодным устройством, аналогичны очкам, поэтому форма криволинейной поверхности вдоль лица может сохраняться относительно первой и второй граней, образующих часть перед глазом и часть внешнего вида, при этом может обеспечиваться направление оптического излучения изображения, а видимость может быть приблизительно нулевой во время наблюдения изображения внешнего мира в случае сквозного обзора. Кроме того, первое соединительное ребро расположено вдоль наружных периметров первой и второй граней, поэтому влияние первого соединительного ребра смонтированного устройства отображения виртуальных изображений на внешний вид может быть исключено.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, вышеописанный способ изготовления световодного устройства дополнительно включает в себя этап формования, на котором световодная призма и противоположная призма соответствующим образом формируются с помощью литьевого формования, при котором на этапе формования первое соединительное ребро и второе соединительное ребро формируются как единое целое в положении, соответственно, вдоль, по меньшей мере, части бокового торцевого участка световодной призмы и бокового торцевого участка противоположной призмы. В этом случае световодная призма и противоположная призма, которые, соответственно, содержат первое соединительное ребро и второе соединительное ребро, могут быть выполнены относительно просто и с высокой точностью.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства первое и второе соединительные ребра, соответственно, имеют первую и вторую плоские части, которые проходят вдоль бокового торцевого участка, при этом первая и вторая плоские части, соответственно, расположены вдоль линии разъема пресс-формы, которая выполняет литьевое формование на этапе формования для задания направления смещения. В этом случае ребро высокой точности может быть изготовлено простым способом.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства на этапе приклеивания обеспечивается приближение световодной призмы и противоположной призмы и склеивание друг с другом в состоянии, когда поверхность первой плоской части первого соединительного ребра и поверхность второй плоской части второго соединительного ребра расположены в одной плоскости. В этом случае, например, параллельные направления в одной плоскости могут задаваться как направление смещения, поэтому могут выполняться точное склеивание и соединение.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства форма поверхности произвольной формы относительно первой поверхности соединения световодной призмы и второй поверхности соединения противоположной призмы определяется выполнением установки параметров в соответствии с управлением направлением потока клеящего вещества на основе нижеследующего уравнения, в котором x, y и z - значения координат в полярной системе координат, с - кривизна, A_n,m - параметр каждого коэффициента, а r₀ - нормированная апертура.

[Математическое выражение 1]

В этом случае применительно к направлению потока клеящего вещества управление для ускорения потока в различных направлениях может выполняться более надежно, при этом, например, может осуществляться управление потоком применительно к направлению, отличному от направления, соответствующего направлению смещения.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства поверхность соединения световодной стороны световодной призмы и поверхность соединения противоположной стороны противоположной призмы соединяются друг с другом в форме, в которой толщина торцевой части зоны склеивания, образующей шов на стороне, близкой к наблюдателю, больше, чем толщина торцевого участка на дальней стороне относительно разности расстояний, на которых вводится шов. В этом случае формируемый шов едва ли может создавать неудобства для поля зрения даже в тех случаях, когда количество клеящего вещества, используемого для шва, значительно увеличено для распределения по всей области склеивания в процессе соединения, поскольку - в отношении шва - ширина шва увеличена для наблюдателя, а сторона, которая едва ли будет нерезкой, увеличена в размере.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства световодная призма обеспечивает проникновение внешнего излучения одновременно с направлением излучения изображения, а зеркальный слой световодной призмы представляет собой слой полупрозрачного зеркала, который осуществляет частичное отражение излучения изображения и частичное прохождение внешнего излучения. В этом случае излучение изображения и внешнее излучение могут наблюдаться в одно и то же время сквозь слой полупрозрачного зеркала.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном способе изготовления световодного устройства противоположная призма является вспомогательной призмой, которая соединена со световодной призмой и монолитно закреплена на ней и способствует функции сквозного обзора световодной призмы. В этом случае поле зрения внешнего мира через световодное устройство может быть превосходным.

В способе изготовления устройства отображения виртуальных изображений используется вышеописанный способ изготовления световодного устройства и, следовательно, может поддерживаться состояние, в котором точность шва является высокой, при этом другие поверхности, создающие внешний вид, например, поверхности, участвующие в направлении излучения, могут являться поверхностями произвольной формы, поэтому форма может быть аналогичной форме очков, а внешний вид является превосходным.

Еще один аспект изобретения относится к световодному устройству, содержащему (а) световодную призму, которая содержит зеркальный слой, осуществляющий отражение излучения изображения, распространяющегося внутрь на первую поверхность соединения, являющуюся поверхностью соединения световодной стороны, (b) противоположную призму, которая содержит вторую поверхность соединения, расположенную напротив первой поверхности соединения и являющуюся поверхностью соединения на противоположной стороне, соответствующей первой поверхности соединения, и соединяется со световодной призмой путем соединения первой поверхности соединения и второй поверхности соединения друг с другом по всему зеркальному слою, и (с) и шов, который образуется клеящим веществом, заполняющим область склеивания между первой поверхностью соединения и второй поверхностью соединения, причем (d) первая поверхность соединения световодной призмы является поверхностью произвольной формы, (e) вторая поверхность соединения противоположной призмы является поверхностью произвольной формы, имеющей по существу ту же форму, что и первая поверхность соединения, (f) световодная призма имеет выступающее первое соединительное ребро, (g) противоположная призма имеет выступающее второе соединительное ребро, которое соответствует первому соединительному ребру, и (h) в световодной призме и противоположной призме первое соединительное ребро и второе соединительное ребро проходят вдоль конкретного направления смещения, в котором угол наклона относительно одной стороны первой поверхности соединения и угол наклона относительно другой стороны отличаются друг от друга.

Во время изготовления световодного устройства приближение и соединение между первой поверхностью соединения и второй поверхностью соединения вдоль конкретного направления смещения, в котором проходят первое соединительное ребро и второе соединительное ребро, упрощаются. Во время соединения разность в угле наклона в направлении смещения относительно первой поверхности соединения используется таким образом, что размеры зазоров (зоны склеивания), которые образуются между обеими поверхностями во время склеивания, могут также различаться в зависимости от положений первой поверхности соединения. В этой связи, даже в случае, когда первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения имеют поверхности произвольной формы, которые едва ли можно совместить, процесс заполнения, например, направление потока клеящего вещества может контролироваться таким образом, что состояние заполнения в шве, образуемом из клеящего вещества, может быть отличным, при этом в световодном устройстве может сохраняться состояние, в котором точность является высокой. Кроме того, первая поверхность соединения и вторая поверхность соединения, на которых находится зеркальный слой, осуществляющий отражение излучения изображения при формировании шва, могут являться поверхностями произвольной формы, при этом другие поверхности, которые создают внешний вид, например, поверхности, участвующие в направлении излучения, могут являться поверхностями произвольной формы, поэтому часть световодного устройства с передней стороны глаза может иметь форму, близкую к форме очков, и превосходный внешний вид.

В одном из конкретных аспектов изобретения, в вышеописанном световодном устройстве первое соединительное ребро и второе соединительное ребро, соответственно, формируются как единое целое со световодной призмой и противоположной призмой с помощью литьевого формования в положении, соответственно, вдоль, по меньшей мере, части бокового торцевого участка световодной призмы и бокового торцевого участка противоположной призмы.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном световодном устройстве первое и второе соединительные ребра, соответственно, имеют первую и вторую плоские части, которые проходят вдоль бокового торцевого участка, при этом первая и вторая плоские части, соответственно, расположены вдоль линии разъема пресс-формы, которая выполняет литьевое формование для задания направления смещения.

Еще в одном конкретном аспекте изобретения, в вышеописанном световодном устройстве форма поверхности произвольной формы относительно первой поверхности соединения световодной призмы и второй поверхности соединения противоположной призмы определяется выполнением установки параметров в соответствии с управлением направлением потока клеящего вещества на основе нижеследующего уравнения, в котором x, y и z - значения координат в полярной системе координат, с - кривизна, A_n,m - параметр каждого коэффициента, а r₀ - нормированная апертура.

[Математическое выражение 2]

Еще один аспект изобретения относится к первому устройству отображения виртуальных изображений, содержащему элемент отображения изображений, который генерирует излучение изображения, и световодное устройство, которое вводит излучение изображения от элемента отображения изображений на стороне внутренней поверхности с одновременным отражением излучения.

В вышеописанном устройстве отображения виртуальных изображений используется вышеописанное световодное устройство, и, следовательно, может поддерживаться состояние, в котором точность шва является высокой, при этом другие поверхности, создающие внешний вид, например, поверхности, участвующие в направлении излучения, могут являться поверхностями произвольной формы, поэтому форма может быть аналогичной форме очков, а внешний вид является превосходным.

Еще один аспект изобретения относится ко второму устройству отображения виртуальных изображений, (а) которое позволяет наблюдателю распознавать изображение как виртуальное изображение, содержащее (b) элемент отображения изображений, который генерирует излучение изображения, (с) световодную призму, которая позволяет распознавать изображение глазом наблюдателя, и (d) противоположную призму, которая содержит зеркальный слой, отражающий излучение изображения от световодной призмы в направлении наблюдателя и составляющий участок сквозного обзора вместе с поверхностью соединения световодной призмы по всему зеркальному слою, причем (е) в световодной призме поверхность соединения световодной призмы является поверхностью произвольной формы, (f) в противоположной призме поверхность соединения противоположной призмы является поверхностью произвольной формы, имеющей по существу ту же форму, что и поверхность соединения световодной стороны, (g) световодная призма имеет выступающее первое соединительное ребро, (h) противоположная призма имеет выступающее второе соединительное ребро, которое соответствует первому соединительному ребру, и (i) в световодной призме и противоположной призме первое соединительное ребро и второе соединительное ребро проходят вдоль конкретного направления смещения, в котором угол наклона относительно одной торцевой стороны поверхности соединения световодной призмы и угол наклона относительно другой торцевой стороны отличаются друг от друга.

В устройстве отображения виртуальных изображений во время изготовления световодного устройства приближение и соединение между поверхностью соединения световодной призмы и поверхностью соединения противоположной призмы вдоль конкретного направления смещения, в котором проходят первое соединительное ребро и второе соединительное ребро, упрощаются, поэтому состояние заполнения в шве, образуемом из клеящего вещества, может быть отличным, при этом в световодном устройстве может сохраняться состояние, в котором точность является высокой. Кроме того, другие поверхности, которые создают внешний вид, например, поверхности, участвующие в направлении излучения, могут являться поверхностями произвольной формы, поэтому форма может быть аналогичной форме очков, а внешний вид является превосходным.

Краткое описание чертежей

[фиг. 1А] Фиг. 1А представляет собой общий вид, иллюстрирующий внешний вид и конструкцию световодного устройства первого варианта осуществления.

[фиг. 1В] Фиг. 1В представляет собой общий вид световодного устройства при наблюдении с другого направления, чем на фиг. 1А.

[фиг. 2](А) на фиг. 2 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором световодная призма и противоположная призма соединены друг с другом, (В) и (С) представляют собой схематические изображения, иллюстрирующие зазор места соединения, (D) представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее направление прохождения клеящего вещества, (Е) представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее пример модификации способа склеивания, а (F) представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее световодное устройство сравнительного примера.

[фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой вид сбоку в разрезе пресс-формы, иллюстрирующий формование призмы с помощью литьевого формования с использованием пресс-формы.

[фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий соединение между световодной призмой и противоположной призмой.

[фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий положение установки призмы на фиг. 4.

[фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой вид, иллюстрирующий угол наклона относительно направления смещения первой поверхности соединения световодной призмы и второй поверхности соединения противоположной призмы.

[фиг. 7А] Фиг. 7А представляет собой вид, иллюстрирующий состояние клеящего вещества на раннем этапе склеивания.

[фиг. 7В] Фиг. 7В представляет собой вид, иллюстрирующий состояние клеящего вещества на промежуточном этапе склеивания.

[фиг. 7С] Фиг. 7С представляет собой вид, иллюстрирующий состояние клеящего вещества на последнем этапе склеивания.

[фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой общий вид, иллюстрирующий внешний вид устройства отображения виртуальных изображений второго варианта осуществления, включающего в себя световодное устройство.

[фиг. 9А] Фиг. 9А представляет собой общий вид, иллюстрирующий устройство отображения виртуальных изображений.

[фиг. 9В] Фиг. 9В представляет собой общий вид, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию устройства отображения виртуальных изображений, из которого удалены внешний элемент и защитное приспособление.

[фиг. 10] Фиг. 10 представляет собой общий вид, иллюстрирующий состояние, в котором для иллюстрации конструкции первого устройства отображения устройства отображения виртуальных изображений внешний элемент удален.

[фиг. 11А] Фиг. 11А представляет собой покомпонентный общий вид, иллюстрирующий способ закрепления призмы и проекционной линзы устройства отображения виртуальных изображений на раме.

[фиг. 11В] Фиг. 11В представляет собой покомпонентный общий вид, иллюстрирующий способ закрепления призмы и проекционной линзы устройства отображения виртуальных изображений на раме.

[фиг. 12] Фиг. 12 представляет собой вид в поперечном разрезе плоскости симметрии относительно верхней и нижней сторон первого устройства отображения, составляющего устройство отображения виртуальных изображений.

Описание вариантов осуществления

Первый вариант осуществления

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи подробно описывается световодное устройство и т.п. первого варианта осуществления в соответствии с изобретением.

Световодное устройство 20, изображенное на фиг. 1А и 1В, содержит световодную призму 10, которая размещена на стороне проекционной линзы 30 (см. фиг. 1А), причем проекционная линза 30 является отдельным элементом, связанным с формированием изображений, или участком основного блока формирования изображений, и противоположную призму 50, которая является светопроводящим элементом, расположенным на противоположной стороне от проекционной линзы 30 напротив световодной призмы 10 и, встроена путем объединения световодной призмы 10 и противоположной призмы 50 друг с другом. Световодное устройство 20 направляет излучение изображения от проекционной линзы 30 с помощью световодной призмы 10, испускает излучение с внутренней стороны, с которой имеется глаз или лицо носителя, и передает внешнее излучение через световодную призму 10 и противоположную призму 50 на внутреннюю сторону, с которой имеется глаз носителя.

Световодное устройство 20 является формируемым из смолы элементом, который имеет сложную криволинейную трехмерную форму и - с точки зрения внешнего вида - содержит охватывающий глаз элемент ЕС, который представляет собой каплевидный и плоский эллипсоид, охватывающий переднюю сторону глаза носителя, и многогранный корневой участок RP, который проходит в вытянутом виде от охватывающего глаз элемента ЕС. Световодное устройство 20 имеет первую грань SS1 с передней стороны вдали от глаза или лица носителя, то есть, наружную сторону, и вторую грань SS2 с задней стороны вблизи глаза или лица носителя, то есть, внутреннюю сторону, которые являются поверхностями, выполняющими оптическую функцию и закрывающими переднюю сторону глаза для создания внешнего вида.

Боковой торцевой участок SP, который образует внешний контур фронтальной проекции световодного устройства 20, расположен между первой гранью SS1 и второй гранью SS2, а выступающее ребро 60 расположено вдоль некоторой части бокового торцевого участка SP. Хотя далее это описывается подробно, ребро 60 расположено таким образом, что оно соответствует верхней и нижней сторонам световодного устройства 20, если смотреть спереди, и, в частности, часть ребра с верхней стороны делится на соединительное ребро 10n и крепежное ребро 10k рамы.

Световодная призма 10 световодного устройства 20 имеет участок АР конструкции с передней стороны глаза, связующий участок ВР и соединительный участок СР. Участок АР конструкции с передней стороны глаза представляет собой выпуклую деталь, которая закрывает переднюю сторону глаза, как часть охватывающего глаз элемента ЕС световодной призмы 10, и образует лицевую деталь первой грани SS1 и второй грани SS2, внешний контур которой имеет эллиптическую форму вместе с противоположной призмой 50. Связующий участок ВР расположен на стороне корневого участка RP световодной призмы 10 и содержит крепежное ребро 10k рамы, которое обеспечивает закрепление на раме, являющейся еще одним элементом в составе ребра 60. Соединительный участок СР расположен на стороне корневого участка RP и используется для соединения световодного устройства 20 с проекционной линзой 30. Иными словами, соединительный участок СР является элементом, который обеспечивает взаимное выравнивание первой и второй граней SS1 и SS2 относительно проекционной линзы 30 и представляет собой пригоночный участок, который обеспечивает выравнивание положений путем стопорения с помощью пригонки между ними и проекционной линзой 30.

Как указано выше, противоположная призма 50 световодного устройства 20 соединяется с участком АР конструкции с передней стороны глаза световодной призмы 10 для формирования эллиптического охватывающего глаз элемента ЕС. Иными словами, противоположная призма 50 имеет поверхности, соответствующие поверхностям, становящимся первой гранью SS1 и второй гранью SS2 световодной призмы 10, чтобы сформировать первую грань SS1 и вторую грань SS2 вместе со световодной призмой 10.

Далее описывается световодная призма 10 световодного устройства 20, которая является деталью, связанной с оптической функцией выполнения направления излучения изображения. Световодная призма 10 является элементом, который демонстрирует высокие характеристики оптической передачи в видимом диапазоне, формируется как единое целое с помощью литьевого формования, формируется из материала на основе термопластической смолы и - с точки зрения назначения - может рассматриваться как разделенный на первую деталь 11 призмы со стороны испускания излучения дальше от не показанного элемента отображения изображений и вторую деталь 12 призмы со стороны падающего излучения ближе к не показанному элементу отображения изображений.

Первая деталь 11 призмы имеет первую поверхность S11, вторую поверхность S12 и третью поверхность S13 в качестве поверхностей, имеющих оптическую функцию, а вторая деталь 12 призмы имеет четвертую поверхность S14, пятую поверхность S15 и шестую поверхность S16 в качестве поверхностей, имеющих оптическую функцию. Первая поверхность S11 и четвертая поверхность S14 примыкают друг к другу, и третья поверхность S13 и пятая поверхность S15 примыкают друг к другу. Вторая поверхность S12 расположена между первой поверхностью S11 и третьей поверхностью S13, а шестая поверхность S16 расположена между четвертой поверхностью S14 и пятой поверхностью S15.

В световодной призме 10 каждая из первой поверхности S11, второй поверхности S12, третьей поверхности S13, четвертой поверхности S14, пятой поверхности S15 и шестой поверхности S16 является поверхностью произвольной формы и связана с формированием изображений.

Далее вкратце описывается оптический путь направления излучения световодной призмой 10. Излучение изображения от проекционной линзы 30, которая является еще одним элементом, сначала падает на шестую поверхность S16 второй дет