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公開番号2024077798
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022189961
出願日2022-11-29
発明の名称光学系および表示装置
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 20060101AFI20240603BHJP(光学)
要約【課題】小型の光学系を提供する。
【解決手段】光学系は、表示素子(11)からの光を投射する投射光学系(12)と、投射光学系からの光を観察者の眼に導光する導光素子(20)とを有し、投射光学系は、第1面(151)と第2面(152)と第3面(153)とを含むプリズム(15)を有し、表示素子からの光は、第1面、第2面、第1面、および3面を順に介して導光素子へ向かい、第1面は反射屈折面であり、第2面は回転非対称な反射面であり、第3面は屈折面である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
表示素子からの光を投射する投射光学系と、
前記投射光学系からの光を観察者の眼に導光する導光素子と、を有し、
前記投射光学系は、第1面と第2面と第3面とを含むプリズムを有し、
前記表示素子からの前記光は、前記第1面、前記第2面、前記第1面、および前記第3面を順に介して前記導光素子へ向かい、
前記第1面は反射屈折面であり、前記第2面は回転非対称な反射面であり、前記第3面は屈折面であることを特徴とする光学系。
続きを表示(約 880 文字)【請求項2】
前記表示素子からの前記光は、前記第1面で屈折し、前記第2面で反射し、前記第1面で全反射し、前記第3面で屈折して前記導光素子へ向かうことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記プリズムの少なくとも一部は、前記表示素子よりも前記観察者の眼から遠くに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項4】
前記第1面は、前記第2面および前記第3面よりも前記表示素子の近くに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項5】
前記第2面は、前記第1面よりも前記観察者の眼から遠くに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項6】
前記第3面は、前記第1面および前記第2面よりも前記導光素子の近くに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項7】
前記観察者の左眼から右眼へ向かう方向と前記導光素子の導光基板の表平面と直交する方向とを含む平面において、前記表平面から延びる線を第1線とし、前記表平面と前記導光素子の入射面との交点を通り、且つ前記プリズムの前記第2面と接する線を第2線とし、前記第1線と前記第2線とのなす角度をθ(度)とする(ただし、前記第1線に対して前記第2線が観察者の眼に近い側の角度θを正とする)とき、
0≦<θ<60
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項8】
前記プリズムと前記導光素子との間に配置された回折光学素子を更に有することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項9】
前記回折光学素子は、前記第3面に接していることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
【請求項10】
前記第3面は、回転非対称な屈折面であり、
前記回折光学素子は、回転非対称であることを特徴とする請求項8に記載の光学系。
(【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、光学系および表示装置に関する。
続きを表示(約 1,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来、AR(Augmented Reality)グラスなどの表示装置に用いられ、投射光学系からの映像を観察者の眼に導く導光素子を用いた観察光学系が知られている。特許文献1には、画像光が入射する入射曲面、および入射曲面から入射した画像光を入射曲面との間で反射させて平行光に変換する反射曲面を備えた透光性の入射部と、入射部から平行光が入射する透光性の導光部とを備えた導光系を備えた表示装置が開示されている。特許文献2には、プリズム光学系と回折光学素子とからなる接眼光学系を備えた観察光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2018-165741号公報
特開2001-33729号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
観察光学系は、例えばARグラスのメガネフレームの弦の付根に配置されるため、小型化が要求される。特許文献1に開示された構成では、表示素子と入射部との間に投射レンズが配置されているため、投射光学系の小型化が難しい。特許文献2に開示された観察光学系では、導光素子が用いられていないため、観察光学系の小型化が難しい。
【0005】
そこで本発明は、小型の光学系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光学系は、表示素子からの光を投射する投射光学系と、前記投射光学系からの光を観察者の眼に導光する導光素子とを有し、前記投射光学系は、第1面と第2面と第3面とを含むプリズムを有し、前記表示素子からの前記光は、前記第1面、前記第2面、前記第1面、および前記第3面を順に介して前記導光素子へ向かい、前記第1面は反射屈折面であり、前記第2面は回転非対称な反射面であり、前記第3面は屈折面である。
【0007】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、小型の光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
各実施例における表示装置の概略図である。
各実施例におけるARグラスの外観図である。
実施例1における表示装置の構成図である。
実施例2における表示装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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符号を付し、重複する説明は省略する。
(【0011】以降は省略されています)

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