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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（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）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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