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公開番号2024134415
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044709
出願日2023-03-20
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 25/00 20060101AFI20240926BHJP(光学)
要約【課題】画像表示装置において、トリプルパス部に配置される光学要素の厚み誤差の影響を低減する。
【解決手段】画像表示装置は、表示素子IDからの光を観察側SPに導く表示光学系と、該表示光学系を保持する保持部材とを有する。表示光学系は、観察側から表示素子側へ順に配置された、第1光学機能部P1と、第1レンズG1と、第1レンズとの間に空気間隔をあけて配置された半透過反射面HMとを含み、表示素子からの光を、半透過反射面での透過、第1光学機能部での反射、半透過反射面での反射および第1光学機能部での透過を介して観察側に導く。第1光学機能部は、第1レンズの観察側の第1面に接合されている。第1面のうち第1光学機能部が接合されていない部分が、保持部材の基準面URに当接している。
【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観察側に導く表示光学系と、該表示光学系を保持する保持部材とを有する画像表示装置であって、
前記表示光学系は、
観察側から表示素子側へ順に配置された、第１光学機能部と、第１レンズと、前記第１レンズとの間に空気間隔をあけて配置された半透過反射面とを含み、
前記表示素子からの光を、前記半透過反射面での透過、前記第１光学機能部での反射、前記半透過反射面での反射および前記第１光学機能部での透過を介して観察側に導き、
前記第１光学機能部は、前記第１レンズの観察側の第１面に接合されており、
前記第１面のうち前記第１光学機能部が接合されていない部分が、前記保持部材の基準面に当接していることを特徴とする画像表示装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記第１面は平面であり、
該第１面のうち前記第１光学機能部が接合された領域よりも外側の部分が前記基準面に当接してい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】
前記第１レンズは、平凸レンズであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１面は、観察側に向かって凹面となる形状のレンズ面部を有し、
前記レンズ面部に前記第１光学機能部が接合されており、
前記第１面のうち前記レンズ面部より外側の部分が前記基準面に当接してい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５】
前記第１レンズは、メニスカスレンズであ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】
前記第１光学機能部のうち前記表示素子の短辺方向に対応する第１方向での長さが前記表示素子の長辺方向に対応する第２の方向での長さより小さく、
前記第１面のうち前記第１方向における前記第１光学機能部が接合された領域より外側の部分が前記基準面に当接してい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７】
前記第１光学機能部は、観察側から表示素子側に順に配置された、直線偏光板と、偏光選択性半透過反射素子と、波長板とを有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８】
前記半透過反射面が、観察側に向かって凹面となる形状を有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９】
前記半透過反射面が、非球面形状を有することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記表示光学系は、
前記半透過反射面と前記表示素子との間に配置された第２光学機能部を含み、
前記表示素子からの光を、前記第２光学機能部での透過、前記半透過反射面での透過、前記第１光学機能部での反射、前記半透過反射面での反射および前記第１光学機能部での透過を介して観察側に導く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、表示素子に表示された原画像を拡大して表示する、ヘッドウントディスプレイ（ＨＭＤ）等の画像表示装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
上記のような画像表示装置の表示光学系として、特許文献１には、偏光選択性の半透過反射素子と半透過反射面を用いた光学系が開示されている。この表示光学系では、半透過反射素子および半透過反射面での透過と反射を偏光により切り替えることで同一領域内を３回通るトリプルパスを含む光路を形成して、広視野角化と薄型化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４４１９２８１号公報
【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、トリプルパス部を含む表示光学系では、トリプルパス部に配置される光学要素の厚み誤差に対する収差敏感度が高く、この結果、観察される虚像面の湾曲（視度ずれ）に対する敏感度が高くなる。
【０００５】
本発明は、トリプルパス部に配置される光学要素の厚み誤差の影響を低減できるようにした画像表示装置を提供する。
【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、表示素子からの光を観察側に導く表示光学系と、該表示光学系を保持する保持部材とを有する。表示光学系は、観察側から表示素子側へ順に配置された、第１光学機能部と、第１レンズと、第１レンズとの間に空気間隔をあけて配置された半透過反射面とを含み、表示素子からの光を、半透過反射面での透過、第１光学機能部での反射、半透過反射面での反射および第１光学機能部での透過を介して観察側に導く。第１光学機能部は、第１レンズの観察側の第１面に接合されている。第１面のうち第１光学機能部が接合されていない部分が、保持部材の基準面に当接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トリプルパス部に配置される光学要素の厚み誤差の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１の表示光学系の断面図。
実施例１の表示光学系の部分拡大図。
実施例１における空気間隔の変化に対する像面湾曲の変化量を示すグラフ図。
実施例２の表示光学系の断面図。
実施例２の表示光学系の部分拡大図。
実施例３の表示光学系の断面図。
実施例３の表示光学系の部分拡大図。
偏光を利用した構成を説明する図。
比較例１の表示光学系の部分拡大図
比較例１における空気間隔の変化に対する像面湾曲の変化量を示すグラフ図。
比較例２の表示光学系の部分拡大図
比較例２における空気間隔の変化に対する像面湾曲の変化量を示すグラフ図。
実施例の表示光学系を用いたＨＭＤの斜視図。
【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説明する。
【００１０】
図１、図４および図６はそれぞれ、実施例１、実施例２および実施例至３の表示光学系の断面を示している。また、図２、図５および図７はそれぞれ、実施例１、実施例２および実施例３の表示光学系の断面の一部を拡大して示している。各実施例を具体的に説明する前に、各実施例に共通する事項について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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