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公開番号2025117742
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012624
出願日2024-01-31
発明の名称頭部装着型表示装置、光学ユニット、及び光学ユニットの製造方法
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H04N 5/64 20060101AFI20250805BHJP(電気通信技術)
要約【課題】コンバイナー及びハードコートを衝撃から保護する。
【解決手段】頭部装着型表示装置200は、画像を形成する表示素子11aと、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系12aと、投射光学系から投射された画像を反射する第1内側表面と第1内側表面に対向する第1外側表面とを有し、第1外側表面からの外界光OLを前記第1内側表面へ透過させるコンバイナー103aと、コンバイナーの第1外側表面及び第1内側表面に形成され、コンバイナーの第1外側表面及び第1内側表面を保護するハードコート73と、コンバイナーの外周端部に沿って設けられ、コンバイナーの外周端部への衝撃を緩和することによってハードコートを損傷から保護する緩衝部材70と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
画像を形成する表示素子と、
前記表示素子に形成された前記画像を投射する投射光学系と、
前記投射光学系から投射された前記画像を反射する第１内側表面と前記第１内側表面に対向する第１外側表面とを有し、前記第１外側表面からの外光を前記第１内側表面へ透過させるコンバイナーと、
前記コンバイナーの前記第１外側表面及び前記第１内側表面に形成され、前記コンバイナーの前記第１外側表面及び前記第１内側表面を保護するハードコートと、
前記コンバイナーの外周端部に沿って設けられ、前記コンバイナーの前記外周端部への衝撃を緩和し、前記ハードコートを損傷から保護する緩衝部材と、
を備える
頭部装着型表示装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記コンバイナーは、
前記外周端部以外の、前記第１外側表面及び前記第１内側表面を含む中央部分と、
前記外周端部に沿って設けられ、前記コンバイナーの前記中央部分の第１厚さより薄い第２厚さを有する傾斜構造と、
をさらに有し、
前記緩衝部材は、前記傾斜構造に支持され、前記傾斜構造を覆う、
請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項３】
前記傾斜構造は、前記コンバイナーとの接続部分から外縁部分へ向かって厚さが連続的に減少するテーパー構造を含む
請求項２に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項４】
前記傾斜構造は、前記コンバイナーとの接続部分から外縁部分へ向かって厚さが不連続的に減少する段差構造を含む
請求項２に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項５】
前記ハードコートは、
前記コンバイナーの前記第１外側表面に形成された第１外側ハードコートと、
前記傾斜構造の第２外側表面に形成された第２外側ハードコートと、
を含み、
前記第１外側ハードコートの表面に形成され、入射光の反射を抑制する第１反射防止層と、
前記第２外側ハードコートの表面に形成された第２反射防止層と、
をさらに備え、
前記緩衝部材は、前記第１反射防止層の少なくとも一部と、前記第２反射防止層の全体と、をさらに覆う、
請求項２～４のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項６】
前記ハードコートは、
前記コンバイナーの前記第１内側表面に形成された第１内側ハードコートと、
前記傾斜構造の第２内側表面に形成された第２内側ハードコートと、
を含み、
前記第１内側ハードコートの表面に形成され、入射光の一部を反射し、前記入射光の別の一部を透過させる第１ハーフミラー層と、
前記第２内側ハードコートの表面に形成された第２ハーフミラー層と、
をさらに備え、
前記緩衝部材は、前記第１ハーフミラー層の少なくとも一部と、前記第２ハーフミラー層の全体と、をさらに覆う、
請求項２または５に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項７】
前記緩衝部材は、前記傾斜構造に沿って前記外周端部に塗布した後に硬化させた樹脂を含む、
請求項２～４のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項８】
硬化後の前記緩衝部材の弾性率は、１０ＭＰａ以下である、
請求項７に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項９】
前記緩衝部材は、光透過性を有する、
請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項１０】
前記緩衝部材は、光吸収性を有する、
請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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表示装置及び光学ユニット、並びに光学ユニットの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
表示装置として、映像素子からの画像光を通過させる投射レンズと、投射レンズから射出された画像光を、光入射面から入射させ、内反射面で反射させ、光射出面から射出させるプリズムミラーと、プリズムミラーから射出された画像光を瞳位置に向けて反射するシースルーミラーとを備える構成が公知となっている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－８６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記背景技術の表示装置では、眼前光学部品としてのシースルーミラーは薄型の外界に露出するので、その表面の損傷を防止したり、表面から汚れを容易に除去したりするために、ハードコートを設けることが望ましい。しかし、眼前光学部品が、比較的薄型である場合や、樹脂製である場合などには、表示装置が落下するなどして比較的大きな力がかかったときに、眼前光学部品は瞬間的に変形し、その結果、ハードコートにクラックが入るなどの損傷が発生する可能性がある。特に、コンバイナーのように比較的薄型の眼前光学部品の場合は、その端部が落下時に衝撃を受けやすく、ハードコートが損傷する可能性が比較的高い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面における頭部装着型表示装置及び光学ユニットは、画像を形成する表示素子と、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、投射光学系から投射された画像を反射する第１内側表面と第１内側表面に対向する第１外側表面とを有し、第１外側表面からの外光を前記第１内側表面へ透過させるコンバイナーと、コンバイナーの第１外側表面及び第１内側表面に形成され、コンバイナーの第１外側表面及び第１内側表面を保護するハードコートと、コンバイナーの外周端部に沿って設けられ、コンバイナーの外周端部への衝撃を緩和し、ハードコートを損傷から保護する緩衝部材と、を備える。
【０００６】
本発明の一側面における光学ユニットの製造方法は、第１外側表面と、第１外側表面に対向する第１内側表面とを有するコンバイナーを生成することと、コンバイナーの表面にハードコートを形成することと、コンバイナーの外周端部に沿って緩衝部材の材料を塗布することと、材料を硬化させて、緩衝部材を形成することと、画像を形成する表示素子と、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、投射光学系から投射された画像を第１内側表面で反射するとともに第１外側表面からの外光を第１内側表面へ透過させるコンバイナーとを組み立てて光学ユニットを製造することと、を含み、緩衝部材は、コンバイナーの外周端部への衝撃を緩和し、ハードコートを損傷から保護する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態の頭部装着型表示装置の装着状態を説明する外観斜視図である。
片側の表示装置の内部構造を説明する側方断面図である。
表示部の光学的構造を具体的に説明する側方断面図である。
コンバイナー及び緩衝部材の位置関係を説明する正面図である。
コンバイナー及び緩衝部材の位置関係を説明する断面図である。
一実施形態による光学ユニットの製造方法を説明するフローチャートである。
コンバイナーを形成するプロセスを説明する断面図である。
コンバイナーを形成するプロセスを説明する断面図である。
コンバイナーを形成するプロセスを説明する断面図である。
コンバイナーを形成するプロセスを説明する断面図である。
コンバイナーを形成するプロセスを説明する断面図である。
コンバイナー及び緩衝部材の位置関係を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態〕
以下、図１、２等を参照して、本発明に係る頭部装着型表示装置の一実施形態について説明する。
【０００９】
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又は画像表示装置１００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。
【００１０】
ＨＭＤ２００は、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、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表示装置１００Ａと第２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表示装置１００Ｂについては、詳細な説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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