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公開番号2024041317
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022146057
出願日2022-09-14
発明の名称画像表示装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20240319BHJP(光学)
要約【課題】小型化と広視野角化を両立可能な画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像表示装置は、光源(11)と、光源(11)からの光を画像光に変換する画像生成素子(20)と、画像光を観察者の瞳に導く導光素子(10)と、画像光を導光素子(10)に導く導光部(21)とを有し、画像生成素子の画像光を射出する射出面(13a)と導光部の画像光が入射する入射面(21a)との距離は、0mmよりも長く、5mm以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
光源と、
前記光源からの光を画像光に変換する画像生成素子と、
前記画像光を観察者の瞳に導く導光素子と、
前記画像光を前記導光素子に導く導光部とを有し、
前記画像生成素子の前記画像光を射出する射出面と前記導光部の前記画像光が入射する入射面との距離は、0mmよりも長く、5mm以下であることを特徴とする画像表示装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記入射面の前記導光素子が前記画像光を伝搬する方向の長さをInW、前記導光素子の前記入射面に直交する方向の長さをd、前記導光素子のd線における屈折率をndとするとき、
2×d×tan(asin(1/nd))/InW≧0.25
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項3】
前記画像生成素子は、前記導光素子の第1面と対向する第2面と対向するように配置され、
前記光源からの光は、前記第1面に入射し、前記導光素子及び前記導光部を透過し、前記画像生成素子に入射することで前記画像光に変換され、該画像光は、前記導光部を透過して前記第2面に入射することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
【請求項4】
前記導光部は、偏光選択性を有する回折素子を含むことを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
【請求項5】
前記光源から射出された光束は、前記導光部の前記入射面に対向する面の法線に対して±10°以内の入射角で前記導光部に入射することを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
【請求項6】
前記画像光は、前記入射面の法線に対して傾斜し、前記導光部の回折効率が最大となる入射角を持つ光線に対して±5°以内の入射角で前記入射面に入射することを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
【請求項7】
前記第1面には、反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
【請求項8】
前記光源から射出された光束は、光路を偏向された後、前記第1面から前記導光素子に入射することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
【請求項9】
前記第2面と前記画像生成素子との間に配置されたλ/4波長板を更に有し、
前記光源からの光束、前記第1面に入射し、前記導光素子、前記導光部、及び前記λ/4波長板を透過し、前記画像生成素子に入射することで前記画像光に変換され、該画像光は、前記λ/4波長板、及び前記導光部を透過して前記第2面に入射することを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
【請求項10】
前記画像生成素子は、走査式反射鏡であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
(【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、画像を観察者に観察させる画像表示装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、導光板を備える画像表示装置が知られている。図18は、従来例の画像表示装置において、導光板内を伝搬する光束の概念図である。画像生成素子からの光束は、第1偏向手段1に入射し、偏向された後、導光板3内を全反射により伝搬される。第2偏向手段2に入射した光束の一部は、偏向され、観察者の瞳SPに向かい、他の一部は、反射し、導光板3内を全反射により伝搬され、第2偏向手段2に入射する。このような構成により、複数の光束が第2偏向手段2から射出され、観察者が光束を観察できる領域が拡大する。特許文献1には、画像表示装置の小型化のために、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と光学系との間に導光板を配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
米国特許第10969675号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1には、画像表示装置の小型化を図る旨は開示されているが、広視野角化を実現するための条件が開示されていない。MEMSと導光板との間隔を適切に設定しないと、視野が非常に狭くなる。
【0005】
本発明は、小型化と広視野角化を両立可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としての画像表示装置は、光源と、光源からの光を画像光に変換する画像生成素子と、画像光を観察者の瞳に導く導光素子と、画像光を導光素子に導く導光部とを有し、画像生成素子の画像光を射出する射出面と導光部の画像光が入射する入射面との距離は、0mmよりも長く、5mm以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、小型化と広視野角化を両立可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明の実施形態に係る画像表示装置の一例の模式図である。
実施例1の画像表示装置における光路の説明図である。
実施例1の画像表示装置の構成図である。
MEMSの構造を示す図である。
入射偏向手段の構成図である。
光源の構成図である。
発光部の配光特性を示す図である。
回折伝搬条件の説明図である。
回折伝搬条件を示す図である。
MEMSの構造を示す図である。
波長板の配置構成を示す図である。
入射偏向手段と入射光束の関係を示す図である。
実施例2の画像表示装置の構成図である。
実施例3の画像表示装置の構成図である。
実施例4の画像表示装置の構成図である。
入射偏向手段の入射角特性を示す図である。
実施例5の画像表示装置の構成図である。
従来例の導光板内を伝搬する光束の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【0010】
図1は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の一例の模式図である。本実施形態の画像表示装置は、導光板(導光素子)10、フレーム900、第1取得手段910、第2取得手段920、制御手段930、及び画像生成素子(不図示)を有する。画像表示装置は、導光板10を介して、観察者1000に対し、表示像1100を視認させる。
(【0011】以降は省略されています)

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