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公開番号2024135496
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046209
出願日2023-03-23
発明の名称画像表示装置および導光板
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 20060101AFI20240927BHJP(光学)
要約【課題】高い光利用効率で光束を観察者の瞳まで到達させることが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置10は、一または複数の色成分を含む画像光を射出する画像光生成部11と、画像光が入射する導光板13と、導光板の第1面に設けられた反射手段13aと、導光板における第1面と対向する第2面に設けられた分離手段13cとを有する。導光板に入射した光束は、反射手段および分離手段により反射され第1の方向に伝播し、分離手段により複数の光束に分割されて導光板から射出される。分離手段は、第1の方向に沿って順に第1の領域と第2の領域を含む。光束の各色成分の主波長をλi(iは1以上の自然数)とするとき、光束のうち入射角度θで第2の領域に入射する主波長λiの主光線の第2の領域での透過率は、光束のうち入射角度θで第1の領域に入射する主波長λiの主光線の第1の領域での透過率よりも高い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一または複数の色成分を含む画像光を射出する画像光生成部と、
前記画像光生成部から射出された前記画像光が入射する導光板と、
前記導光板の第１面に設けられた反射手段と、
前記導光板における前記第１面と対向する第２面に設けられた分離手段とを有し、
前記導光板に入射した前記画像光を成す光束は、前記反射手段および前記分離手段により反射され第１の方向に伝播し、前記分離手段により複数の光束に分割されて前記導光板から射出され、
前記分離手段は、前記第１の方向に沿って順に形成された、第１の領域と、第２の領域とを含み、
前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）とするとき、前記光束のうち入射角度θで前記第２の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第２の領域での透過率は、前記光束のうち入射角度θで前記第１の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第１の領域での透過率よりも高いことを特徴とする画像表示装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）とし、前記光束のうち入射角度θで前記第１の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ）とするとき、
０％＜Ｔ１（θ）＜５％
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】
前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）とし、前記光束のうち入射角度θで前記第１の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ）、前記光束のうち入射角度θで前記第２の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第２の領域での透過率をＴ２（θ）とするとき、
７０．０＞Ｔ２（θ）＞３．０×Ｔ１（θ）
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４】
前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）、前記導光板内の前記光束の入射角度分布の下限および上限をそれぞれ（θ－ｐ）、（θ＋ｑ）とし、前記光束のうち入射角度θで前記第１の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ）、前記光束のうち入射角度θで前記第２の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第２の領域での透過率をＴ２（θ）、前記光束のうち入射角度（θ－ｐ）で前記第１の領域に入射する主波長λｉの光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ－ｐ）、前記光束のうち入射角度（θ＋ｑ）で前記第１の領域に入射する主波長λｉの光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ＋ｑ）とするとき、
１００％≧Ｔ１（θ＋ｑ）≧３．０×Ｔ１（θ）
１００％≧Ｔ２（θ）≧３．０×Ｔ１（θ－ｐ）
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５】
前記分離手段は、前記第１の方向に沿って順に形成された、前記第１の領域、前記第２の領域、第３の領域を含み、
前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）、前記導光板内の前記光束の入射角度分布の下限および上限をそれぞれ（θ－ｐ）、（θ＋ｑ）とし、前記光束のうち入射角度（θ＋ｑ）で前記第１の領域に入射する主波長λｉの光線の前記第１の領域での透過率をＴ１（θ＋ｑ）、前記光束のうち入射角度（θ－ｐ）で前記第３の領域に入射する主波長λｉの光線の前記第３の領域での透過率をＴ３（θ－ｐ）とするとき、
０．３≦Ｔ１（θ＋ｑ）／Ｔ３（θ－ｐ）≦３．０
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６】
前記光束の少なくとも１つのスペクトルの中心波長をＲ（ｎｍ）、前記少なくとも１つのスペクトルの半値幅をＷ（ｎｍ）とするとき、
０.００＜Ｗ／Ｒ＜０．０３
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７】
前記光束の緑帯域の主波長をλｇ１、前記主波長λｇ１とは少なくとも１０ｎｍ異なる緑帯域の波長をλｇ２とし、前記光束のうち入射角度０°で前記反射手段に入射する波長λｇ２の光線の前記反射手段での透過率をＴａ（λｇ２）とするとき、
１００％≧Ｔａ（λｇ２）≧１０％
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８】
前記光束の緑帯域の主波長をλｇ１、前記主波長λｇ１とは少なくとも１０ｎｍ異なる緑帯域の波長をλｇ２とし、前記光束のうち入射角度０°で前記分離手段に入射する波長λｇ２の光線の前記分離手段での透過率をＴｃ（λｇ２）とするとき、
１００％≧Ｔｃ（λｇ２）≧１０％
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９】
前記分離手段は、誘電体多層膜からな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１０】
前記導光板から射出された前記複数の光束を偏向する偏向手段を更に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。
【０００３】
特許文献１には、従来例の画像表示装置が開示されている。図８は、従来例の画像表示装置において、導光板の内部を伝搬する光束の概念図である。画像光生成部からの収束光束は、第１偏向手段１で偏向された後、導光板３の内部を全反射により伝搬する。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、他の一部は反射され導光板３の内部を全反射により伝搬し、再び第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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１７３４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成（図８）では、第２偏向手段２から射出される光束は、光束の入射角度分布に応じて広がりながら射出される。負のｘ方向に射出される光束をＬ１、垂直方向（負のｚ方向）に射出される光束をＬ２、正のｘ方向に射出される光束をＬ３とする。このとき、観察者の瞳ＳＰの位置で光束Ｌ１～Ｌ３が重なっている領域（有効領域）は、第２偏向手段２から射出される光束の幅に比較して、大幅に減少する。このため、有効領域に対して不要光が多く発生し、光利用効率が大きく低下してしまう。
【０００６】
本発明は、高い光利用効率で光束を観察者の瞳まで到達させることが可能な画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての画像表示装置は、一または複数の色成分を含む画像光を射出する画像光生成部と、前記画像光生成部から射出された前記画像光が入射する導光板と、前記導光板の第１面に設けられた反射手段と、前記導光板における前記第１面と対向する第２面に設けられた分離手段とを有し、前記導光板に入射した前記画像光を成す光束は、前記反射手段および前記分離手段により反射され第１の方向に伝播し、前記分離手段により複数の光束に分割されて前記導光板から射出され、前記分離手段は、前記第１の方向に沿って順に形成された、第１の領域と、第２の領域とを含み、前記一または複数の色成分を含む前記光束の各色成分の主波長をλｉ（ｉは１以上の自然数）とするとき、前記光束のうち入射角度θで前記第２の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第２の領域での透過率は、前記光束のうち入射角度θで前記第１の領域に入射する主波長λｉの主光線の前記第１の領域での透過率よりも高いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い光利用効率で光束を観察者の瞳まで到達させることが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】
【００１０】
実施例１に係る画像表示装置の構成図である。
実施例１に係る画像表示装置の第３の誘電体膜の領域Ａにおける特性を示す図である。
実施例１に係る画像表示装置の第３の誘電体膜の領域Ｂにおける特性を示す図である。
実施例１に係る画像表示装置の第３の誘電体膜の領域Ｃにおける特性を示す図である。
実施例２に係る画像表示装置の構成図である。
実施例３に係る画像表示装置のｙｚ断面における構成図である。
実施例３に係るｘｚ断面における画像表示装置の構成図である。
従来例の画像表示装置において導光板の内部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】
（【００１１】以降は省略されています）

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