改善光效率的增强现实用光学装置的制作方法

1.本发明涉及一种增强现实用光学装置，更详细地，涉及一种改善从图像射出部射出并传递至瞳孔的增强现实图像光的光效率的增强现实用光学装置。


背景技术：

2.如所周知，增强现实(augmented reality，ar)意指在现实世界的实际影像上叠加由计算机等生成的虚拟的影像或图像来提供。
3.为了实现这样的增强现实，需要能够将诸如计算机的装置生成的虚拟的影像或图像叠加于现实世界的影像上来提供的光学系统。作为这样的光学系统，使用一种利用hmd(head mounted display，头戴式显示器)或眼镜型的装置来反射或折射虚拟影像的棱镜等光学机构的技术为人所知。
4.图1和图2示出在现有技术的增强现实实现装置中使用的光学系统的一例。
5.参照图1，用于提供虚拟的影像的增强现实图像光使用一种在从显示装置(未图示)等射出并在光学机构的内面反射后入射至户的瞳孔所在的区域(eye box，眼动范围)的配置，此时，从光学机构的内面(射出瞳孔，exit pupil)射出的增强现实图像光如图1所示无法入射到眼动范围(eye box)，从而存在不被使用的光，而这会成为降低光效率的因素。
6.由此可知，如图2所示，当在光学机构的内部发生全反射时，由于在射出瞳孔的所有位置处所有方向的光被射出，因此入射到光学机构的增强现实图像光中的一部分正常入射到眼动范围(用0表示)，而一部分向眼动范围外的方向射出(用x表示)。
7.如此，以往的增强现实光学装置中存在着从图像射出部射出的增强现实图像光中无法被传递到眼动范围的问题，因而成为降低增强现实图像光被传递到瞳孔的光效率的因素。
8.现有技术文献
9.韩国授权专利公报10-1660519号(2016年09月29日公告)


技术实现要素：

10.技术问题
11.本发明旨在解决如上所述的问题，其目的在于，提供一种改善被传递到眼动范围的增强现实图像光的光效率的增强现实用光学装置。
12.此外，本发明的另一目的在于，提供一种通过将向瞳孔传递从图像射出部射出的增强现实图像光的反射机构形成为接近c字形的曲线配置结构来改善被传递到眼动范围的增强现实图像光的光效率的增强现实用光学装置。
13.技术方案
14.为了解决如上所述的课题，本发明提供一种改善光效率的增强现实用光学装置，其特征在于，包括：反射机构，其通过朝向用户的眼睛的瞳孔反射而传递作为与从图像射出部射出的增强现实用图像相应的图像光的增强现实图像光来为用户提供增强现实用图像；
以及光学机构，其埋设配置有所述反射机构，并且使作为从实际事物射出的图像光的实际事物图像光的至少一部分朝向用户的眼睛的瞳孔透过，所述光学机构具备朝向用户的瞳孔射出由所述反射机构反射的增强现实图像光和实际事物图像光的至少一部分的第一面、以及与所述第一面对向且实际事物图像光所入射的第二面，所述反射机构包括多个反射部，所述多个反射部以分别反射并向用户的瞳孔传递被传递至反射机构的增强现实图像光的方式埋设配置于所述光学机构的内部，且所述多个反射部的尺寸为4mm以下，所述多个反射部中的2个以上的反射部被配置为距所述图像射出部的距离越远越靠近光学机构的第二面。
15.这里，从所述图像射出部射出的增强现实用图像光可以通过所述光学机构的内部被直接传递至所述反射机构或者在所述光学机构的内面至少全反射一次后被传递至所述反射机构。
16.此外，优选所述多个反射部的每一个相对于从用户的瞳孔中心向正面方向具有至少45度以下的角度。
17.此外，在所述改善光效率的增强现实用光学装置中，可以配置有多个所述反射机构，并且在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于图像射出部与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述多个反射机构沿所述z轴方向平行地隔开间距而配置。
18.此外，每个所述反射机构可以被配置为，使构成各反射机构的每个反射部与构成相邻的反射机构的反射部中的某一个沿平行于z轴的虚拟直线设置。
19.此外，每个所述反射机构可以被配置为，使构成各反射机构的每个反射部不与构成相邻的反射机构的所有反射部沿平行于z轴的虚拟直线设置。
20.此外，在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于图像射出部与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述多个反射部可以形成为沿所述z轴方向延伸的条形态。
21.此外，所述反射部中的至少一部分的大小可以彼此不同。
22.此外，可以将所述反射部中的至少一部分的反射部的间距配置为与其他反射部的间距不同。
23.此外，所述反射部中的至少一部分也可以由半反射镜、折射元件或衍射元件中的至少某一个形成。
24.此外，所述反射部中的至少一部分可以在反射增强现实图像光的面的相反面涂有吸收光而不反射光的材质。
25.此外，所述反射部中的至少一部分的表面可以形成为曲面。
26.此外，形成为所述曲面的表面可以形成为向光学机构的第一面侧凹陷的凹面或向光学机构的第一面侧凸出的凸面。
27.此外，在将反射部置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于图像射出部与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述反射部中的至少一
部分也可以形成为z轴方向上的长度比x轴方向上的长度长或者形成为y轴方向上的长度比z轴方向上的长度长。
28.此外，形成为z轴方向上的长度比所述x轴方向上的长度长的反射部，或者形成为y轴方向上的长度比z轴方向上的长度长的反射部的表面也可以形成为向光学机构的第一面侧凹陷的凹面或向光学机构的第一面侧凸出的凸面。
29.根据本发明的另一方面，提供一种改善光效率的增强现实用光学装置，所述增强现实用光学装置的特征在于，包括：反射机构，其通过朝向用户的眼睛的瞳孔反射而传递作为与从图像射出部射出的增强现实用图像相应的图像光的增强现实图像光来为用户提供增强现实用图像；以及光学机构，其埋设配置有所述反射机构，并且使作为从实际事物射出的图像光的实际事物图像光的至少一部分朝向用户的眼睛的瞳孔透过，所述光学机构具备朝向用户的瞳孔射出由所述反射机构反射的增强现实图像光和实际事物图像光的至少一部分的第一面、以及与所述第一面对向且实际事物图像光所入射的第二面，所述反射机构包括多个反射部，所述多个反射部以分别反射并向用户的瞳孔传递被传递至反射机构的增强现实图像光的方式埋设配置于所述光学机构的内部，且所述多个反射部的尺寸为4mm以下，所述反射机构由第一反射部组和第二反射部组构成，所述第一反射部组由以距所述图像射出部的距离越远越靠近所述光学机构的第一面的方式埋设配置于所述光学机构的内部的反射部构成，所述第二反射部组由以距所述图像射出部的距离越远越远离光学机构的第一面的方式埋设配置于所述光学机构的内部的反射部构成，配置为所述第二反射部组与图像射出部的距离大于所述第一反射部组与图像射出部的距离。
30.这里，从所述图像射出部射出的增强现实图像光可以通过所述光学机构的内部被直接传递至所述反射机构或者在所述光学机构的内面至少全反射一次后被传递至所述反射机构。
31.此外，多个所述反射部的每一个相对于从用户的瞳孔中心向正面方向的直线可以具有至少45度以下的角度。
32.此外，在所述改善光效率的增强现实用光学装置中，可以配置有多个所述反射机构，并且在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设相对于从图像射出部向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述多个反射机构沿所述z轴方向平行地隔开间距而配置。
33.此外，每个所述反射机构可以被配置为，使构成各反射机构的每个反射部与构成相邻的反射机构的反射部中的某一个沿平行于z轴的虚拟直线设置。
34.此外，每个所述反射机构可以被配置为，使构成各反射机构的每个反射部不与构成相邻的反射机构的所有反射部沿平行于z轴的虚拟直线设置。
35.此外，在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于从图像射出部向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述多个反射部可以形成为沿平行于所述z轴的虚拟直线延伸的条形态。
36.此外，所述多个反射部中的至少一部分可以由半反射镜、折射元件或衍射元件中的至少某一个形成。
37.此外，所述多个反射部中的至少一部分可以在反射增强现实图像光的面的相反面涂有吸收光而不反射光的材质。
38.此外，所述多个反射部中的至少一部分的表面可以形成为曲面。
39.此外，在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于从图像射出部向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，所述多个反射部中的至少一部分可以形成为z轴方向上的长度比x轴或y轴方向上的长度长或者形成为x轴或y轴方向上的长度比z轴方向上的长度长。
40.此外，所述反射部的表面可以形成为向光学机构的第一面侧凹陷的凹面或向光学机构的第一面侧凸出的凸面。
41.此外，在所述改善光效率的增强现实用光学装置中，可以配置有多个所述反射机构，并且在将增强现实用光学装置置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于从图像射出部向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构的第一面与第二面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，存在至少一个被配置为使每个所述反射机构与光学机构的第一面的距离并非都相同的反射机构。
42.发明的效果
43.根据本发明，可以提供能够改善被传递到眼动范围的增强现实图像光的光效率的增强现实用光学装置。
44.此外，根据本发明，可以提供通过将向瞳孔传递从图像射出部射出的增强现实图像光的反射机构形成为接近c字形的曲线配置结构来改善被传递到眼动范围的增强现实图像光的光效率的增强现实用光学装置。
附图说明
45.图1和图2示出在现有技术的增强现实实现装置中使用的光学系统的一例。
46.图3是示出如专利文献1所公开的增强现实用光学装置100的图。
47.图4是示出本发明的第一实施例的改善光效率的增强现实用光学装置200的图。
48.图5是用于说明反射部21～29的配置结构的图。
49.图6是示出图4至图5中描述的增强现实用光学装置200的立体图。
50.图7是用于说明反射部21～29的配置结构的效果的图。
51.图8和图9是用于说明反射部21～29的倾斜角的图。
52.图10和图11是用于说明本发明的第一实施例的增强现实用光学装置200的整体作用的图。
53.图12是示出本发明的第一实施例的变形实施例的增强现实用光学装置300的结构的图。
54.图13是示出本发明的第一实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置400的结构的图。
55.图14是示出本发明的第一实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置500的结构的图。
56.图15是用于说明反射部21～29的表面形成为曲面的图。
57.图16是示出反射部21～29的曲面形态的另一例的图。
58.图17是示出本发明的第二实施例的增强现实用光学装置600的图。
59.图18是用于说明图17中描述的反射部21～29的配置结构的图。
60.图19示出本发明的第二实施例的增强现实用光学装置600的立体图。
61.图20是用于说明本发明的第二实施例的增强现实用光学装置600的反射部21～29的配置结构的效果的图。
62.图21至图23是用于说明增强现实图像光在光学机构30被全反射的次数的图。
63.图24和图25是用于说明增强现实用光学装置600的整体作用的图。
64.图26是示出本发明的第二实施例的变形实施例的增强现实用光学装置700的结构的图。
65.图27是示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置800的结构的图。
66.图28是示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置900的结构的图。
67.图29至图31是用于说明本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1000的图。
68.图32示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1100。
69.图33示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1200。
70.图34示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1300。
具体实施方式
71.下面参照附图对本发明的实施例进行详细描述。
72.首先，参照上述专利文献1简要说明本发明的基本原理。
73.作为上述现有技术，专利文献1中记载的技术用于解决如下利用现有的光学系统的增强现实实现装置的问题。
74.即，用于解决现有的增强现实实现装置由于其结构复杂而致使重量和体积变大，用户佩戴起来存在不便，并且制造工艺也复杂，因而制造费用较高的问题。
75.此外，现有的增强现实实现装置中存在着当用户在凝视现实世界时改变焦距时，虚拟影像会失焦的局限性。为了解决这样的问题，提出了利用诸如能够调节对虚拟影像的焦距的棱镜的结构或基于对现实世界的焦距的变更对能够改变虚拟影像的焦距的可变型焦点透镜进行电控制等的技术。然而，这样的技术也同样在为了调节对虚拟影像的焦距而需要由用户进行单独的操作或需要单独的物理装置或处理器等之类的硬件及软件的方面存在问题。
76.因此，本技术人曾通过上述专利文献1提出如下增强现实实现装置，即，利用尺寸小于人的瞳孔的反射部通过瞳孔将虚拟影像投影到视网膜，由此能够显著减小体积和重量并简化制造工艺，并且与用户是否改变焦距无关地始终能够提供清晰的虚拟影像的增强现实实现装置。
77.图3是示出如上述专利文献1所公开的增强现实用光学装置100的图。
78.图3的增强现实用光学装置100包括图像射出部10、反射部20以及光学机构30。
79.图像射出部10是射出与增强现实用图像相应的增强现实图像光的机构，例如可以实现为小型显示装置。
80.反射部20通过朝向用户的瞳孔反射从图像射出部10射出的增强现实图像光来为用户提供增强现实用图像。反射部20在图像射出部10与瞳孔之间以能够将与从图像射出部10射出的增强现实用图像相应的图像光反射至瞳孔的方式以适当的角度埋设配置于光学机构30的内部。
81.光学机构30是使作为从实际事物射出的图像光的实际事物图像光的至少一部分透过的机构，例如可以是眼镜镜片，并且在光学机构30的内部埋设有反射部20。
82.另一方面，框架部40是固定和支撑图像射出部10和光学机构30的机构，例如可以形成为眼镜的形式。
83.图3的反射部20形成为小于人的平均瞳孔尺寸的尺寸，即8mm以下，如此，通过将反射部20形成得小于人的平均瞳孔尺寸，可以使对通过反射部20入射至瞳孔的光的景深(depth of field)几乎接近无限远，即，可以使景深非常深。
84.这里，景深是指被识别为对焦的范围，景深变深，意味着对增强现实用图像的焦距也变深，因此，即使用户在凝视实际世界时改变对实际世界的焦距，作为虚拟影像的增强现实用图像的焦点也与此无关地始终被识别为对焦。这可以看作是一种针孔效应(pin hole effect)。
85.因此，如图3所示的增强现实用光学装置100能够与用户在凝视存在于实际世界的实际事物时改变焦距无关地始终对增强现实用图像提供清晰的虚拟影像。
86.本发明的特征在于，提供一种基于如这样的专利文献1中记载的技术的增强现实用光学装置，下面参照图4对本发明的改善光效率的增强现实用光学装置200～1300进行详细说明。
87.[第一实施例]
[0088]
图4是示出本发明的第一实施例的改善光效率的增强现实用光学装置200的图。
[0089]
参照图4，改善光效率的增强现实用光学装置200(以下简称为“增强现实用光学装置200”)包括反射机构20和光学机构30。
[0090]
图像射出部10是朝向光学机构30射出作为与增强现实用图像相应的图像光的增强现实图像光的机构，例如可以由诸如通过将增强现实用图像显示于屏幕来通过屏幕射出增强现实图像光的小型lcd的显示装置11和射出对由显示装置11射出的增强现实图像光进行准直的光的准直器12构成。
[0091]
准直器12并不是必须的，其可以被省略。此外，也可以使用由准直器12和反射、折射或衍射从显示装置11射出的增强现实图像光并将其朝向光学机构30传递的反射机构、折射机构或衍射机构中的至少某一个的组合构成的其他多样的光学元件。
[0092]
由于这样的图像射出部10本身不是本发明的直接目的，并且是在现有技术中已知的，因而此处省略详细描述。
[0093]
另一方面，增强现实用图像是指，显示于图像射出部10的显示装置11的屏幕上并通过反射机构20及光学机构30被传递至用户的瞳孔40的虚拟图像，可以是图像形态的静止影像或视频等。
[0094]
这样的增强现实用图像通过由图像射出部10射出为与增强现实用图像相应的增
强现实图像光，并通过反射机构20及光学机构30被传递至用户的瞳孔40来为用户提供虚拟图像，与此同时，用户通过用眼睛直接凝视作为通过光学机构30从存在于实际世界的实际事物射出的图像光的实际事物图像光来接收增强现实服务。
[0095]
由于图4的实施例中示出了在光学机构30的内面被全反射一次的配置，因而图像射出部10被配置于如图4所示的位置，但这是示例性的；当不使用全反射结构或使用2次以上的全反射时，图像射出部10被配置于用于通过光学机构30向反射机构20传递增强现实图像光的适当的位置。无论是何种情况，图像射出部10均可以考虑后述的反射机构20的位置、角度及瞳孔40的位置而被配置于适当的位置。
[0096]
反射机构20是通过朝向用户的眼睛的瞳孔40反射而传递与从图像射出部10射出的增强现实用图像相应的增强现实图像光来为用户提供作为虚拟图像的增强现实用图像的机构。
[0097]
在图4中，反射机构20由多个反射部21～29构成，附图标记20是对这样的多个反射部21～29整体的统称。
[0098]
如图4所示，这样的反射机构20埋设配置于光学机构30的内部。
[0099]
如后述，光学机构30具备朝向用户的瞳孔40射出由反射机构20反射的增强现实图像光和实际事物图像光的至少一部分的第一面31、以及与所述第一面31对向并且实际事物图像光所入射的第二面32，反射机构20埋设配置于这样的光学机构30的第一面31与第二面32之间的内部空间。
[0100]
光学机构30的第一面31是当用户将增强现实用光学装置200置于瞳孔40的正面时朝向用户的瞳孔40侧的面，第二面32是其相反面，即朝向实际世界的事物的面，反射机构20配置于这样的光学机构30的第一面31与第二面32之间的内部空间。
[0101]
另一方面，在图4的实施例中图示为从图像射出部10射出的增强现实图像光在光学机构30的内面被全反射一次后被传递至反射机构20，但这是示例性的，也可以不使用全反射，而使从图像射出部10射出的增强现实图像光通过光学机构30的内部被直接传递至反射机构20或在光学机构30的内面至少被全反射一次后被传递至反射机构20。
[0102]
作为增强现实图像光在光学机构30的内面至少被全反射一次的情况，当全反射次数为偶数(2n，n是自然数)时，从图像射出部10射出的增强现实用图像光并非如图4所示先入射至光学机构30的第二面32，而是在朝向第一面31入射后在第二面32与第一面31之间被全反射2n次后被传递至反射机构20。因此，在这种情况下，不同于图4所示，从图像射出部10射出的增强现实图像光朝向第一面31射出。
[0103]
作为增强现实图像光在光学机构30的内面至少被全反射一次的情况，当全反射次数为奇数(2n-1，n是自然数)时，从图像射出部10射出的增强现实用图像光如同图4所示在朝向光学机构30的第二面32入射后在第一面31与第二面32之间被全反射2n-1次后，被传递至反射机构20。
[0104]
在使用全反射的配置的情况下，无论是何种情况，增强现实图像光入射至反射机构20之前的光学机构30的内面均为第二面32。
[0105]
在图4的实施例中，反射机构20包括多个反射部21～29，每个反射部21～29是考虑图像射出部10和瞳孔40的位置适当地配置于光学机构30的内部的，以便将被传递至反射部21～29的增强现实图像光分别反射而传递至用户的瞳孔40。
[0106]
如图4所示，当使用从图像射出部10射出的增强现实图像光在光学机构30的第二面32被全反射一次而传递至反射部21～29的配置时，考虑从图像射出部10入射至光学机构30的第二面32的增强现实图像光和由第二面32全反射而射出至反射部21～29的增强现实图像光以及瞳孔40的位置适当地配置反射部21～29的倾斜角。
[0107]
另一方面，如参照图3所描述，优选反射部21～29分别形成为小于人的瞳孔尺寸的尺寸，即8mm以下，更优选地形成为4mm以下，以便能够通过加深精深来获得针孔效应。
[0108]
即，反射部21～29分别形成为小于人的一般的瞳孔尺寸的尺寸，即8mm以下，更优选地4mm以下，由此可以使对通过反射部21～29中的每一个入射至瞳孔的光的景深(depth of field)几乎接近无限远，即，使景深非常深，因此，可以产生即使用户在凝视实际世界时改变对实际世界的焦距，增强现实用图像的焦点也与此无关地始终被识别为对焦的针孔效应(pin hole effect)。
[0109]
这里，反射部21～29各自的尺寸被定义为意指各反射部21～29的边缘边界线上的任意两点之间的最大长度。
[0110]
此外，反射部21～29各自的尺寸可以是在将各反射部21～29投影到垂直于瞳孔40与反射部21～29之间的直线且包括瞳孔40的中心的平面上的正投影的边缘边界线上的任意两点之间的最大长度。
[0111]
另一方面，当如图4所示形成有2个以上的多个反射部21～29时，反射部21～29应分别被配置为不阻断在光学机构30的第二面32全反射的增强现实图像光被传递至别的反射部21～29。为此，在本实施例中，多个反射部21～29中的至少2个反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第二面32。换言之，这意味着多个反射部21～29中的至少2个反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越远离光学机构30的第一面31，即瞳孔40。
[0112]
这里，由于可能存在光学机构30的第二面32形成为曲面或相对于瞳孔40具有倾斜角地配置的情况，因此，反射部21～29中的至少2个反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第二面32是指，存在至少2个距图像射出部10的距离越远与垂直于从瞳孔40朝正面方向的直线与光学机构30的第二面32相交的点的平面的距离越近的反射部25～29。
[0113]
图5是用于说明反射部21～29的配置结构的图。
[0114]
参照图5，反射部21～29埋设配置于光学机构30的第一面31与第二面32之间，当从侧面观察光学机构30时，反射部21～24与光学机构30的第二面32的距离相同，但反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第二面32。
[0115]
在图5中，当从侧面观察光学机构30时，反射部21～24被配置为连接其中心的虚拟的线呈平行于第二面32的直线，而反射部25～29被配置为连接其中心的虚拟的线呈曲线。即，反射部21～24沿直线配置，而反射部25～29沿曲线配置。
[0116]
虽然图5中图示为4个反射部21～24沿直线配置，5个反射部25～29沿曲线配置，但这是示例性的，沿直线及曲线配置的反射部各自的数字显然可以根据使用例而变更。此外，也可以将反射部21～29全部沿曲线配置。
[0117]
这里，所谓的直线或曲线是当从光学机构30的侧面观察时的二维平面上的形态，但当图像射出部10并非如图4所示位于瞳孔40的上部而是位于侧面时，反射部21～29也可
以在从光学机构30的上面或下面观察时的二维平面上沿直线或曲线配置。
[0118]
图6示出图4至图5中描述的增强现实用光学装置200的立体图。
[0119]
参照图6，在将增强现实用光学装置200置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于图像射出部10与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，若朝向垂直于z轴的面观察增强现实用光学装置200，则反射部21～29看起来会如图5所示。
[0120]
即，当朝向垂直于z轴的面观察光学机构30时，多个反射部21～29中的至少2个反射部25～29被配置为，距图像射出部10的距离越远越，在光学机构30的第一面31与第二面32之间的内部空间越靠近光学机构30的第二面32。
[0121]
这里，多个反射部21～29可以以当从外部朝向垂直于z轴的面观察光学机构30时包括在垂直于z轴的某一个平面的方式配置于光学机构30的内部。
[0122]
另一方面，如图5和图6所示，可以看出反射部21～24被配置为靠近光学机构30的第一面31侧。
[0123]
这里，第二面32如前述为实际事物图像光入射的面，其在使用全反射结构的情况下是在入射到反射部21～29之前增强现实图像光最终被全反射的面。
[0124]
另一方面，可以看出反射部25～29以朝向下侧更靠近光学机构30的第二面32侧地配置的形态呈曲线而配置。即，反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近第二面32侧。
[0125]
图7是用于说明反射部21～29的配置结构的效果的图。
[0126]
图7的(a)示出反射部21～29具有如图4至图6中描述的结构，即，反射部21～29中的一部分反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近第二面32的情况，图7的(b)示出所有反射部21～29在一直线上配置的情况，即，所有反射部21～29被配置为与距图像射出部10的距离无关地与第二面32具有相同的距离的情况。
[0127]
参照图7的(b)，可以看出，由于所有反射部21～29沿垂直于从瞳孔40向正面方向垂直的方向的一直线配置(即，所有反射部21～29与距图像射出部10的距离无关地被配置为与光学机构30的第二面32的距离相同)，在这种情况下，在光学机构30的第二面32全反射的增强现实图像光不会正常地到达下侧的反射部28、29。
[0128]
相比之下，参照图7的(a)，可以看出，反射部25～29被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第二面32，因而在光学机构30的第二面32全反射的增强现实图像光被传递至所有反射部21～29。
[0129]
另一方面，反射部21～29如前述以分别反射被传递至反射部21～29的增强现实图像光而传递至用户的瞳孔40的方式以适当的倾斜度配置，各反射部21～29被配置为相对于用户的瞳孔40的中心处的正面方向具有至少45度以下的倾斜角。
[0130]
图8和图9是用于说明反射部21～29的倾斜角的图。
[0131]
在图8中，为了便于说明，仅示出了一个反射部21。参照图8，反射部21被配置为以相对于用户的瞳孔40的中心的正面方向具有倾斜角θ的方式倾斜，该倾斜角优选为45度以下。这是因为，当反射部21的倾斜角θ为45度以上时，无法向瞳孔40方向正常地传递入射到反射部21的增强现实图像光。
[0132]
图9的(a)示出反射部20的倾斜角θ为45度以下的情况，图9的(b)示出倾斜角θ超过45的情况。
[0133]
参照图9的(a)，可以看出，反射部20的倾斜角θ形成为45度以下，这种情况下，在光学机构30的第二面32(输入(input)面)被全反射的增强现实图像光通过反射部20向瞳孔40收敛。
[0134]
图9的(a)中标示于光学机构30的第二面32的外部的虚线是将在光学机构30的第二面32被全反射而入射至反射部20的增强现实图像光向光学机构30的第二面32的外侧延伸而示出的，可以看出该虚线在光学机构30的第二面32的外部的一点处相交，这意味着通过反射部20传递至瞳孔40的增强现实图像光向瞳孔40收敛。
[0135]
另一方面，如图9的(b)所示，可以看出，当反射部20的倾斜角θ超过45度时，当假设图像光从瞳孔40射出时，图像光不会通过反射部20收敛而是会发散。因此，考虑增强现实图像光从图像射出部10射出的情况，由于增强现实图像光的光路法向瞳孔40收敛，意味着无法具有相同的位置的输入面，这最终意味着从葱图像射出部10射出的增强现实图像光在光学机构30的内面被全反射后无法通过反射部20被正常地传递至瞳孔40。
[0136]
虽然图9示例性地示出了增强现实图像光在光学机构30的第二面32被全反射一次的情况，但在不使用全反射或使用2次以上的全反射的情况下也同样如此。当不使用全反射时，图像射出部10位于连接光学机构30的第二面32和反射部20的线的第二面32侧的延伸线上，在这种情况下，同样地，反射部20相对于用户的瞳孔40的中心处的正面方向具有至少45度以下的角度。
[0137]
另一方面，光学机构30是埋设配置有反射部21～29并且使作为从实际事物射出的图像光的实际事物图像光的至少一部分朝向用户的眼睛的瞳孔40透过的机构。
[0138]
这里，使实际事物图像光的至少一部分朝向瞳孔40透过是指，实际事物图像光的光透过率不必一定是100％。
[0139]
此外，如前述，光学机构30将从图像射出部10射出的增强现实用图像光通过光学机构30的内部直接传递至反射部21～29或者在光学机构30的内面至少全反射一次后传递至反射部21～29。
[0140]
如前述，光学机构30具备朝向用户的瞳孔射出由反射部21～29反射的增强现实图像光和实际事物图像光的至少一部分的第一面31、以及与所述第一面31对向并且实际事物图像光所入射的第二面32，并且反射部21～29埋设配置于第一面31与第二面32之间的内部。
[0141]
光学机构30可以由玻璃或塑料材质以及其他合成树脂材质的透镜形成，并且可以具有多种折射率和透明度。
[0142]
虽然光学机构30的第一面31和第二面32被图示为相互平行，但这是示例性的，也可以配置为彼此不平行。
[0143]
此外，光学机构30的第一面31和第二面32中的至少某一个可以形成为曲面。即，第一面31或第二面32中的某一个可以是曲面，并且第一面31及第二面32均可以形成为曲面。
[0144]
这里，所述曲面可以是凹面或凸面，所谓的凹面是指当从正面观察该面时中央部分形成得比边缘部分薄而呈凹状，所谓的凸面是指当从正面观察该面时中央部分形成得比边缘部分厚而凸状地凸出。
[0145]
图10和图11是用于说明参照图4至图9描述的实施例的增强现实用光学装置200的整体作用，是针对使用如图4所示的全反射结构的情况示出的。
[0146]
在图10中，为了便于说明，仅示出了5个反射部21～25。
[0147]
参照图10的(a)、(b)、(c)可以看出，彼此不同的角度的增强现实图像光在光学机构30的第二面32被全反射后通过具有如前所述的倾斜角和配置结构的反射部21～25被传递到眼动范围(eye box)。
[0148]
图10的(a)中使用反射部21～23，图10的(b)中使用反射部22～24，并且图10的(c)中使用反射部23～25，可以看出这些反射部与增强现实图像光的光路的入射角，即从图像射出部10射出的增强现实图像光的光路的出射角分别相应地将增强现实图像光传递到眼动范围(eye box)。
[0149]
此时，眼动范围(eye box)可以被视为在看出自图像射出部10的原始的增强现实图像光时用户的瞳孔40可位于的最大空间，光学机构30的第二面32用作输入面，在输入面全反射的增强现实图像光通过反射部21～25全部向眼动范围方向射出。
[0150]
另一方面，图11一并示出了图10的(a)、(b)、(c)所示的增强现实图像光，可以看出由图像射出部10射出的增强现实图像光通过作为入射瞳孔(input pupil)发挥功能的光学机构30的上部入射，并通过光学机构30的第二面32全反射后，通过反射部20反射后通过用作射出瞳孔(exit pupil)的光学机构30的第一面31被传递到眼动范围(eye box)。这里，瞳孔40可位于的眼动范围(eye box)与光学机构30之间的距离为出瞳距离(eye relief)。
[0151]
如图10和图11所示，可以看出，由于从图像射出部10射出并在光学机构30的输入面全反射的增强现实图像光通过如前所述的反射部20的倾斜角结构及配置结构均被朝向眼动范围(eye box)传递，因而可以显著改善增强现实图像光的光效率。
[0152]
图12是示出本发明的第一实施例的变形实施例的增强现实用光学装置300的结构的图。
[0153]
图12的实施例的增强现实用光学装置300的基本配置与参照图4至图11描述的实施例的增强现实用光学装置200相同，且以形成有过个由多个反射部21～29的反射机构20为特征。
[0154]
这里，多个反射机构20具有如下配置结构。即，如前所述，在将增强现实用光学装置300置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于图像射出部10与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，多个反射机构20可以沿所述z轴方向相互平行地隔开间距而配置。
[0155]
这里，每个反射机构20可以被配置为使构成各反射机构20的每个反射部21～29与构成相邻的反射机构20的反射部21～29中的某一个沿平行于z轴的虚拟直线设置。因此，当朝向垂直于z轴的面观察时，多个反射机构20看起来与图5所示的相同。
[0156]
根据图12的实施例，具有如参照图4至图11描述的作用效果的同时，能够拓宽z轴方向的视角及眼动范围(eye box)的优点。
[0157]
图13是示出本发明的第一实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置400的结构的图。
[0158]
图13的实施例的增强现实用光学装置400虽然如同在图12中描述的实施例的增强
现实用光学装置300构成有多个反射机构20，但其特征在于，各反射机构20被配置为，构成各反射机构20的每个反射部21～29不与构成相邻的反射机构20的所有反射部21～29沿平行于z轴的虚拟直线设置。
[0159]
即，如图13所示，若从y轴方向的上侧(图像射出部10侧)依次比较从z轴的右侧方向彼此相邻的第一个反射机构20的反射部21～29和第二个反射机构20的反射部21～29，则第一个反射机构20的每个反射部21～29被配置为不与第二个反射机构20的所有反射部21～29沿平行于z轴的虚拟直线设置。即，当从z轴方向观察第一个反射机构20的反射部21～29和第二个反射机构20的反射部21～29时，可以看出并不是沿平行于z轴的直线平行地整列的，而是交错配置的。
[0160]
图14是示出本发明的第一实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置500的结构的图。
[0161]
图14的实施例的增强现实用光学装置500与参照图4至图11描述的实施例的增强现实用光学装置200基本相同，且以各反射部21～29形成为向z轴方向延伸的条(bar)形态为特征。
[0162]
即，如前述，在将增强现实用光学装置500置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于图像射出部10与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，多个反射部21～29形成为沿所述z轴方向延伸的条(bar)形态。
[0163]
在这种情况下，优选在朝向垂直于z轴的面观察时各反射部21～29的尺寸形成为4mm以下。
[0164]
另一方面，在本实施例的情况下，同样地，当朝向从垂直于z轴的平面观察光学机构30时，各反射部21～29的形态看起来与图5所示的相同。
[0165]
另一方面，在上述实施例中，也可以使各反射部21～29的至少一部分的尺寸彼此不同。在这种情况下，同样地，优选各反射部21～29的尺寸如前述形成为4mm以下。
[0166]
此外，优选各反射部21～29隔开相同的间距配置，但也可以将至少一部分的反射部21～29的间距配置为与其他反射部21～29的间距不同。
[0167]
此外，各反射部21～29的至少一部分可以由诸如部分地反射光的半反射镜的机构构成。
[0168]
此外，反射部21～29的至少一部分可以形成为反射机构以外的其他折射元件或衍射元件。
[0169]
此外，反射部21～29的至少一部分可以由诸如根据波长选择性地使光透过的陷波滤波器等的光学元件构成。
[0170]
此外，反射部21～29中的至少一部分也可以在反射增强现实图像光的面的相反面涂有吸收光而不反射光的材质。
[0171]
此外，也可以将反射部21～29中的至少一部分的表面形成为曲面。这里，所述曲面可以是凹面或凸面。
[0172]
图15是用于说明反射部21～29的表面形成为曲面的图，为了便于说明，仅示出了一个反射部21。
[0173]
如图15所示，反射部21的表面形成了曲面，在这种情况下，形成为曲面的表面可以
形成为向光学机构30的第一面31侧凸出的凸面。
[0174]
在图15中示出了具有向第一面31侧凸出的面的反射部21，但这是示例性的，也可以将反射部21形成为具有向第一面31侧凹陷的凹面。
[0175]
图16示出反射部21～29的曲面形态的另一例，为了便于说明，仅示出了一个反射部21。
[0176]
图16的反射部21的特征在于，形成为曲面，并且，在将反射部21置于用户的瞳孔的正面时，当设从瞳孔向正面方向为x轴，设对于图像射出部10与x轴之间的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，相较于反射部21的x轴方向上的长度，z轴方向上的长度形成得更长。
[0177]
即，图16的反射部21的特征在于，形成为从光学机构30的内面向z轴方向以条(bar)形态延伸，从而整体上形成为将圆筒(cylinder)形状的反射部21沿长度方向剖切的形态。
[0178]
如图所示，可以看出图16的反射部21形成为z轴方向上的长度比x轴方向的长度长，并且形成为向光学机构30的第一面31侧凸出的凸面。
[0179]
另一方面，虽然图16中的反射部21呈向z轴方向延伸的条形态，但也可以形成为向y轴方向延伸的条形态的方式，即，y轴方向的长度比z轴方向的长度长。
[0180]
此外，图16的反射部21整体上形成为将圆筒形状沿长度方向剖切的形态，因此当从y轴方向观察反射部21时呈矩形形态，但这是示例性的，也可以形成为当从y轴方向观察时使反射部21整体上具有圆形、三角形、四边形等其他形态。此外，反射部21也可以形成为当从y轴方向观察时在x轴方向上具有长轴的椭圆形。
[0181]
此外，在图16中示出了具有向光学机构30的第一面31凸出的凸面的反射部21，但这是示例性的，显然也可以形成具有向第一面31侧凹陷的凹面的反射部21。
[0182]
此外，也可以将图14的实施例中描述的反射部20形成为如图16所示的形态。在这种情况下，图14的反射部20在光学机构30的内部沿z轴方向整体地延伸，从而形成为一个条形态，但图16的反射部21可以视作是图14的条形太被分割而形成的。
[0183]
[第二实施例]
[0184]
接下来，参照图17以下对本发明的第二实施例的增强现实用光学装置600～1300进行说明。
[0185]
图17是示出本发明的第二实施例的增强现实用光学装置600的图。
[0186]
图17的第二实施例的增强现实用光学装置600的基本配置与在图4中描述的第一实施例相同，只是在构成反射机构20的反射部21～29的配置结构上存在不同。
[0187]
即，图17的第二实施例的增强现实用光学装置600的反射机构20由包括多个反射部21～24的第一反射部组20a和包括多个反射部25～29的第二反射部组20b构成，且以第二反射部组20b与图像射出部10的距离大于第一反射部组20a与图像射出部10的距离的方式埋设配置于光学机构30的内部。
[0188]
这里，构成第一反射部组20a的反射部21～24以距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第一面31的方式埋设配置于光学机构30的内部，构成第二反射部组20b的反射部25～29以距图像射出部10的距离越远越远离光学机构30的第一面31的方式埋设配
置于光学机构30的内部。
[0189]
这里，由于可能存在光学机构30的第一面31和第二面32中的至少某一个形成为曲面或形成为与相对于从瞳孔40的中心朝正面方向的直线的垂直平面不平行而具有倾斜角的情况，因此，被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构30的第一面31是指，被配置为距图像射出部10的距离越远越靠近作为相对于从瞳孔40朝正面方向的直线的垂直平面存在于第一面31与瞳孔40之间的垂直平面。
[0190]
同样地，被配置为距图像射出部10的距离越远越远离光学机构30的第一面32是指，被配置为距图像射出部10的距离越远越远离作为相对于从瞳孔40朝正面方向的直线的垂直平面存在于第一面31与瞳孔40之间的垂直平面。
[0191]
由于其他配置与前述第一实施例相同，因而省略详细描述。
[0192]
图18是用于说明在图17中描述的反射部21～29的配置结构的图。
[0193]
参照图18，如前述，反射机构20由第一反射部组20a和第二反射部组20b构成，第一反射部组20a包括多个反射部21～24，并且第二反射部组20b包括多个反射部25～29。
[0194]
构成第一反射部组20a的多个反射部21～24和构成第二反射部组20b的多个反射部25～29埋设配置于光学机构30的第一面31与第二面32之间的内部空间，当用虚拟的线连接所有反射部21～29的中心时，可以看出配置为形成整体上平缓的“c”字形态的曲线。
[0195]
另一方面，在图17和图18中示出了构成第一反射部组20a的每个反射部21～24是由相邻的反射部21～24连续构成的，但这是示例性的，例如，也可以由不相邻的3个反射部21、25、27构成第一反射部组20a。这对于第二反射部组20b的情况而言也同样如此。
[0196]
此外，当然，也可以配置为存在多个第一反射部组20a和第二反射部组20b。
[0197]
此外，构成反射机构20的多个反射部21～29并非必须全部包括在第一反射部组20a及第二反射部组20b中的某一个，显然可以仅由构成反射机构20的多个反射部21～29中的一部分构成第一反射部组20a和第二反射部组20b。
[0198]
图19示出在图17和图18中描述的增强现实用光学装置600的立体图。
[0199]
参照图19，在将增强现实用光学装置600置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于从图像射出部10向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，z轴是经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段。此时，当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30或增强现实用光学装置600时，反射部21～29看起来如图17和图18所示。
[0200]
即，当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30或增强现实用光学装置600时，在多个反射部21～29中，构成第一反射部组20a的多个反射部21～24以距图像射出部10的距离越远越靠近光学机构的第一面31的方式埋设配置于光学机构30的内部，而构成第二反射部组20b的多个反射部25～29以距图像射出部10的距离越远越远离光学机构的第一面31的方式埋设配置于光学机构30的内部。
[0201]
此外，第二反射部组20b与图像射出部10的距离被配置为大于第一反射部组20a与图像射出部10的距离，这意味着，当朝向垂直于图19的z轴的平面观察光学机构30时，第一反射部组20a配置于第二反射部组20b的上侧。
[0202]
图20是用于说明图17至图19的增强现实用光学装置600的反射部21～29的配置结
构的效果的图。
[0203]
图20的(a)示出反射部21～29具有如在图17至图19中描述的配置结构的情况，图20的(b)示出所有反射部21～29在一直线上配置的情况，即，示出所有反射部21～29被配置为与距图像射出部10的距离无关地具有与第一面31相同的距离的情况。
[0204]
参照图20的(b)可以看出，由于所有反射部21～29与距图像射出部10的距离无关地配置为与光学机构30的第二面32的距离相同，因而在光学机构30的第二面32全反射的增强现实图像光不会正常地到达下侧的反射部28、29。
[0205]
相比之下，参照20的(a)可以看出，由于反射部24～29被配置为如参照图17至图19所描述，因此在光学机构30的第二面32全反射的增强现实图像光可以被传递至所有反射部21～29。
[0206]
另一方面，如同第一实施例，参照图17至图19描述的第二实施例的反射部21～29也同样被配置为各反射部21～29相对于从用户的瞳孔40的中心朝正面方向的直线具有至少45度以下的倾斜角。这与前文中参照图8和图9描述的相同，因而省略详细说明。
[0207]
另一方面，如前述，从图像射出部10射出的增强现实用图像光可以不在光学机构30的内部被全反射，而是被直接传递至反射部21～29或在光学机构30的内面至少被全反射一次后被传递至反射部21～29。
[0208]
图21至图23是用于说明增强现实图像光在光学机构30被全反射的次数的图，为便于说明，仅示出了3个反射部21～23。
[0209]
图21示出增强现实图像光在光学机构30的内部不被全反射的情况。
[0210]
如图21所示，可以看出从图像射出部10射出的增强现实图像光不在光学机构30的内部被全反射，而是被直接传递至反射部21～23，并在反射部21～23被反射后被传递至瞳孔40。
[0211]
图22示出增强现实图像光在光学机构30的内部被全反射一次的情况。
[0212]
如图22所示，可以看出从图像射出部10射出的增强现实图像光在光学机构30的第二面32被全反射一次后被传递至反射部21～23，之后被反射部21～23反射而传递至瞳孔40。图22可以被视作将如图21所示的光学机构30相对于x轴方向二等分，并以二等分线为光学机构30的第二面32的情况。
[0213]
图23示出增强现实图像光在光学机构30的内部被全反射2次的情况。
[0214]
参照图23，从图像射出部10射出的增强现实图像光在光学机构30的第一面31被全反射，之后在第二面32再被全反射后被传递至反射部21～23，之后再被反射部21～23反射而传递至瞳孔40。图23可以视作将如图21所示的光学机构30相对于x轴方向三等分，并以三等分线中靠近瞳孔40侧的一方为光学机构30的第二面32的情况。
[0215]
在图21至图23中，反射部21～23被描述为当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30时被配置为直线的形态，但这只是为了便于说明，对于具有如参照图17至图19描述的配置结构的情况也同样如此。
[0216]
图24和图25是用于说明增强现实用光学装置600的整体作用的图。
[0217]
图24和图25示例性地示出在光学机构30的内部进行2次全反射的情况，为便于说明，仅示出了5个反射部21～25。
[0218]
参照图24的(a)、(b)、(c)可以看出，彼此不同的角度的增强现实图像光在光学机
构30的第一面31及第二面32分别被全反射后，通过具有如前所述的倾斜角和配置结构的反射部21～25被传递到眼动范围(eye box)。
[0219]
图24的(a)中使用反射部21～23，图24的(b)中使用反射部22～24，图24的(c)中使用反射部23～25，这些与增强现实图像光的光路的入射角，即从图像射出部10射出的增强现实图像光的光路的出射角分别相应地将增强现实图像光传递到眼动范围(eye box)。此时，眼动范围(eye box)可以被视为在看出自图像射出部10的原始的增强现实图像光时用户的瞳孔40可位于的最大空间，光学机构30的第一面31及第二面32用作输入面，通过它们全反射的增强现实图像光通过反射部21～25全部向眼动范围方向射出。
[0220]
另一方面，图25一并示出了图24的(a)、(b)、(c)所示的增强现实图像光，可以看出由图像射出部10射出的增强现实图像光通过作为入射瞳孔(input pupil)发挥功能的光学机构30的上部入射，并通过光学机构30的第一面31及第二面32被全反射2次后，通过反射部21～25反射后通过用作射出瞳孔(exit pupil)的光学机构30的第一面31被传递到眼动范围(eye box)。这里，瞳孔40可以位于的眼动范围(eye box)与光学机构30之间的距离是出瞳距离(eye relief)。
[0221]
如图24和图25所示，可以看出从图像射出部10射出并在光学机构30的第一面31和第二面32被全反射的增强现实图像光被如前所述的反射部21～25的倾斜角结构及配置结构全部朝向眼动范围(eye box)传递，因而可以显著改善增强现实图像光的光效率。
[0222]
图26是示出本发明的第二实施例的变形实施例的增强现实用光学装置700的结构的图。
[0223]
图26的实施例的增强现实用光学装置700的基本配置与在图17中描述的第二实施例的增强现实用光学装置600相同，且以形成有多个反射机构20，该反射机构20由包括多个反射部21～24的第一反射部组20a和包括多个反射部25～29的第二反射部组20b构成为特征。
[0224]
这里，多个反射机构20具有如下配置结构。即，在将增强现实用光学装置700或光学机构30置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于从图像射出部10向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的内面之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，反射机构20可以沿所述z轴方向平行地彼此隔开间距而配置。
[0225]
这里，每个反射机构20可以以使构成各反射机构20的每个反射部21～29与构成相邻的反射机构20的反射部21～29中的某一个沿平行于z轴的虚拟直线平行地设置的方式平行地配置。因此，当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30时，多个反射机构20看起来与图17和图18所示的相同。
[0226]
根据图26的实施例，具有如参照图17至图19描述的的作用效果的同时，具有能够拓宽视角和z轴方向的眼动范围(eye box)的优点。
[0227]
图27是示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置800的结构的图。
[0228]
图27的实施例的增强现实用光学装置800虽然如同在图26中描述的实施例的增强现实用光学装置700那样构成有多个反射机构20，但其特征在于，各反射机构20被配置为，构成各反射机构20的每个反射部21～29不与构成相邻的反射机构20的所有反射部21～29
沿平行于z轴的虚拟直线设置。
[0229]
即，如图27所示，若从y轴方向的上侧(图像射出部10侧)依次比较从z轴的右侧方向彼此相邻的第一个反射机构20的反射部21～29和第二个反射机构20的反射部21～29，则第一个反射机构20的每个反射部21～29被配置为不与第二个反射机构20的所有反射部21～29沿平行于z轴的虚拟直线设置。即，当从z轴方向观察第一个反射机构20的反射部21～29和第二个反射机构20的反射部21～29时，可以看出并不是平行于z轴地平行地整列的，而是交错配置的。
[0230]
图28是示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置900的结构的图。
[0231]
图28的实施例的增强现实用光学装置900与参照图17和图18描述的施例的增强现实用光学装置600基本相同，且以各反射部21～29形成为条(bar)形态为特征。
[0232]
这里，各反射部21～29具有如下配置结构。即，在将增强现实用光学装置900或光学机构30置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40向正面方向为x轴，设对于从图像射出部10向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，多个反射部21～29形成为沿平行于所述z轴的虚拟直线延伸的条(bar)形态。
[0233]
在本实施例的情况下，同样地，当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30时，各反射部21～29的形态看起来与图17和图18所示的相同。
[0234]
在本实施例的情况下，优选地，当朝向垂直于z轴的平面观察时，反射部21～29的尺寸形成为4mm以下。
[0235]
另一方面，在第二实施例和第二实施例的变形实施例中，各反射部21～29的至少一部分的尺寸也可以与其他反射部21～29不同地配置。在这种情况下，同样地，优选各反射部21～29的尺寸如前述形成为4mm以下。
[0236]
此外，优选各反射部21～29隔开相同的间距而配置，但也可以将至少一部分的反射部21～29的间距配置为与其他反射部21～29的间距不同。
[0237]
此外，也可以将至少一部分的反射部21～29相对于x轴的倾斜角配置为不同于其他反射部21～29。
[0238]
此外，各反射部21～29的至少一部分可以由诸如部分地反射光的半反射镜的机构构成。
[0239]
此外，反射部21～29的至少一部分也可以由反射机构以外的其他折射元件或衍射元件形成。
[0240]
此外，反射部21～29的至少一部分可以由诸如根据波长选择性地使光透过的陷波滤波器等的光学元件构成。
[0241]
此外，反射部21～29中的至少一部分也可以在反射增强现实图像光的面的相反面涂有吸收光而不反射光的材质。
[0242]
此外，也可以将反射部21～29中的至少一部分的表面形成为曲面。这里，所述曲面可以是凹面或凸面。
[0243]
这里，反射部21～29的形状也可以按照如图15和图16中描述的方式来形成。
[0244]
图29至图31是用于说明本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光
学装置1000的图，图29是从瞳孔40侧观察增强现实用光学装置1000的正视图，图30是从如前所述的z轴方向观察增强现实用光学装置1000的侧视图，图31是从如前所述的y轴方向观察增强现实用光学装置1000的平面图。
[0245]
图29至图31所示的增强现实用光学装置1000如同图26的增强现实用光学装置700构成有多个反射机构20，但区别在于，存在至少一个被配置为使各反射机构20与光学机构30的第一面31的距离并非都相同的反射机构20。
[0246]
即，如前所述，特征在于，在将增强现实用光学装置1000或光学机构30置于用户的瞳孔40的正面时，当设从瞳孔40处的正面方向为x轴，设对于从图像射出部10向x轴的垂直线沿x轴平行且经过光学机构30的第一面31与第二面32之间的线段中的某一个为y轴，并且设与所述x轴及y轴正交的线段为z轴时，存在至少一个被配置为各反射机构20与光学机构30的第一面31的距离并非都相同的反射机构20。
[0247]
换言之，如图30所示，意味着当朝向垂直于z轴的平面观察光学机构30时，多个反射机构20中的至少一部分被配置为因重叠而不可见。
[0248]
在图29至图31的实施例中，被配置为用斜线标示的2个反射机构20与光学机构30的第一面31的距离、用黑色表示的2个反射机构20与光学机构30的第一面31的距离、内部以白色表示的一个反射机构20与光学机构30的第一面31的距离彼此不同。这里，图示为用斜线标示的2个反射机构20中的每一个与光学机构30的第一面31的距离相同，用黑色标示的2个反射机构20中的每一个与光学机构30的第一面31的距离相同，但这是示例性的，当然，也可以将所有反射机构20与光学机构30的第一面31的距离配置为各异。
[0249]
当然，图29至图31的实施例中的反射机构20的配置结构也可以按原样应用于第一实施例。
[0250]
图32示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1100，是用于说明图像射出部10的多样的结构的图。
[0251]
本发明中的图像射出部10通常如前所述由显示装置11和准直器12构成，其特征在于，图32的增强现实用光学装置1100的图像射出部10的准直器12是通过组合凹面镜121和分束器122而实现的。
[0252]
如图32所示，从显示装置11射出的增强现实图像光通过分束器122被传递到凹面镜121，而由凹面镜121反射的增强现实图像光通过分束器122入射至光学机构30的第二面32，并通过如前所述的过程被传递至瞳孔40。
[0253]
图33示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1200。
[0254]
图33的增强现实用光学装置1200与图32的实施例相似，其特征在于，通过将2个凹面镜121配置为彼此对向来构成了图像射出部10。即，在图33的实施例中，从显示装置11射出的增强现实图像光通过分束器122被传递至一个凹面镜121a，在凹面镜121a被反射后通过分束器122而被传递至相反侧的凹面镜121b，在此再被反射后通过分束器122被传递至光学机构30的第二面32，并通过如前所述的过程被传递至瞳孔40。
[0255]
图34示出本发明的第二实施例的另一变形实施例的增强现实用光学装置1300。
[0256]
图34的实施例与图32的实施例相似，区别在于，由图像射出部10射出的增强现实图像光通过辅助反射部80被传递至光学机构30。
[0257]
即，在图34的实施例中，从显示装置11射出的增强现实图像光通过分束器122被传
递至凹面镜121，在凹面镜121被反射的增强现实图像光通过分束器122而被传递至辅助反射部80，并被辅助反射部80反射而被传递至光学机构30的第二面32，并通过如前所述的过程被传递至瞳孔40。
[0258]
图32至图34的实施例例示出图像射出部10的配置，当然，除此之外，也可以以其他多样的形态构成图像射出部10。
[0259]
此外，当然，图32至图34的实施例也可以按原样应用于前述第一实施例的图像射出部10。
[0260]
虽然上文中参照本发明的优选实施例对本发明的配置进行了说明，但本发明显然不限于上述实施例，在本发明的范围内可以进行多样的修改和变形。
[0261]
例如，在上述实施例中，由于增强现实用光学装置200～1300可以与图像射出部10独立地制造，因而描述为图像射出部10并不是增强现实用光学装置200～1300的必备构成要素，但可以如图32至图34中描述的那样实现为包括图像射出部10的一体式模块形态。