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公開番号2024089685
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022205018
出願日2022-12-22
発明の名称ルーバ、ヘッドマウントディスプレイ、光学機器
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類G02B 5/00 20060101AFI20240627BHJP(光学)
要約【課題】均一性が高い状態で表示光をユーザの眼に伝播可能であるとともに、外光やヘッドマウントディスプレイ内の迷光がユーザの眼に入るのを抑制可能なルーバが求められていた。
【解決手段】光学要素から光が入射される入射面と、出射面と、を備えた板状のルーバであって、前記ルーバは、透光性材料から成る板状の基部と、前記基部の内部に前記透光性材料と接して配置された遮光部と、を備え、前記遮光部の表面のうち、前記板状の基部の外縁との距離が近い側の表面を第2表面とし、前記第2表面の反対側の表面を第1表面とした時、前記遮光部は、前記第1表面に対して前記第2表面が傾斜した傾斜部を備えており、前記傾斜部の厚さは、前記入射面の側から前記出射面の側に向けて大きくなる、ことを特徴とするルーバである。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
光学要素から光が入射される入射面と、出射面と、を備えた板状のルーバであって、
前記ルーバは、透光性材料から成る板状の基部と、前記基部の内部に前記透光性材料と接して配置された遮光部と、を備え、
前記遮光部の表面のうち、前記板状の基部の外縁との距離が近い側の表面を第２表面とし、前記第２表面の反対側の表面を第１表面とした時、
前記遮光部は、前記第１表面に対して前記第２表面が傾斜した傾斜部を備えており、
前記傾斜部の厚さは、前記入射面の側から前記出射面の側に向けて大きくなる、
ことを特徴とするルーバ。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記第１表面は、前記第２表面よりも前記光学要素の光軸までの距離が近い面である、
ことを特徴とする請求項１に記載のルーバ。
【請求項３】
前記傾斜部における前記第２表面の仮想延長線が、前記ルーバに対して前記光学要素が配置される側において、前記光学要素の光軸と交差する、
ことを特徴とする請求項１に記載のルーバ。
【請求項４】
前記第１表面は、前記光学要素の光軸と平行な面である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバ。
【請求項５】
前記遮光部は、前記傾斜部を複数備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバ。
【請求項６】
前記遮光部は、前記出射面の側に、前記第２表面と前記第１表面が平行な平坦部を備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバ。
【請求項７】
前記第２表面の表面粗さＲａが、２０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバ。
【請求項８】
前記遮光部は、前記光学要素の光軸の方向に沿って見たときの長さが１ｍｍ以上かつ３ｍｍ以下であり、前記光学要素の光軸と直交する方向に沿って見たときの厚さが０．１μｍ以上かつ４５μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバ。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバと、
表示パネルと、
前記表示パネルから出力される表示光をユーザの眼に向ける前記光学要素と、を備える、
ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のルーバと、前記光学要素と、前記ルーバを支持する筐体とを備える、
ことを特徴とする光学機器。
（【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、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ等の光学機器に用いられるルーバ、とその製造方法等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、仮想現実をはじめとする種々の分野では、ヘッドマウントディスプレイが用いられている。ヘッドマウントディスプレイは、直視型のフラットパネルディスプレイや投映型のプロジェクションディスプレイに比べて、任意の方向から見る映像を表示できたり、ユーザの位置から見える外界像に映像を重畳させて表示できるなどの優れた点がある。
【０００３】
ヘッドマウントディスプレイは、図１６に模式的に示すように、映像を表示する表示パネル２１と、表示パネル２１で表示された表示光ＩＭＧをユーザの眼２４の位置近傍に結像させる光学要素２２を有している。尚、図１６はあくまで概念的な模式図であり、表示パネル２１とユーザの眼２４の間に、ミラーやＰＢＳなどの光路変更素子を設けて、表示パネル２１や光学要素２２を異なる位置にレイアウトしてもよい。また、光学要素２２は、凸レンズのような透過光学素子でもよいし、凹面鏡のよう反射光学素子でもよいし、それらを組み合わせた複数のものでもよい。
【０００４】
ユーザの視認性の便宜のために、ヘッドマウントディスプレイの筐体内にルーバを設けることが提案されている。
【０００５】
特許文献１には、前方からの外光と表示画像の表示光を合成するコンバイナを備えたヘッドマウントディスプレイにおいて、コンバイナに遮光性を有するルーバを設けることが提案されている。
【０００６】
特許文献２には、映像光が二重になるゴーストを抑制するため、ルーバの遮光部の表裏両面を粗面化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平１１－９５１６０号公報
特開２０２０－１６０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ヘッドマウントディスプレイにおいて見易い画像を提供するには、表示パネルからの表示光をなるべく均一にユーザの眼に伝播させ、かつ外光２５やヘッドマウントディスプレイ内の迷光がなるべくユーザの眼に入らないようにする必要がある。
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されたヘッドマウントディスプレイでは、これらを十分に達成するのは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、光学要素から光が入射される入射面と、出射面と、を備えた板状のルーバであって、前記ルーバは、透光性材料から成る板状の基部と、前記基部の内部に前記透光性材料と接して配置された遮光部と、を備え、前記遮光部の表面のうち、前記板状の基部の外縁との距離が近い側の表面を第２表面とし、前記第２表面の反対側の表面を第１表面とした時、前記遮光部は、前記第１表面に対して前記第２表面が傾斜した傾斜部を備えており、前記傾斜部の厚さは、前記入射面の側から前記出射面の側に向けて大きくなる、ことを特徴とするルーバである。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、画像を表示する表示部と、前記画像をユーザの眼の位置に向けて集光する光学要素と、前記光学要素とユーザの眼の位置との間に配置され、前記光学要素から光が入射される入射面と、出射面と、を備える板状のルーバと、を備え、前記ルーバは、透光性材料から成る板状の基部と、前記基部の内部に前記透光性材料と接して配置された遮光部と、を備え、前記遮光部の表面のうち、前記光学要素の光軸との距離が近い側の表面を第１表面とし、前記第１表面の反対側の表面を第２表面とした時、前記遮光部は、前記光学要素の光軸に対して前記第２表面が傾斜した傾斜部を備えており、前記傾斜部の厚さは、前記入射面の側から前記出射面の側に向けて大きくなる、ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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