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公開番号2025020719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124257
出願日2023-07-31
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 27/02 20060101AFI20250205BHJP(光学)
要約【課題】視認性に優れる画像表示装置を提供すること。
【解決手段】画像表示装置は、画像を生成する画像表示素子と、画像表示素子から射出される光束を観察者の瞳に導光する導光光学系と、導光光学系に入射する光束の断面形状を整形する整形部とを有する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
画像を生成する画像表示素子と、
前記画像表示素子から射出される光束を観察者の瞳に導光する導光光学系と、
前記導光光学系に入射する光束の断面形状を整形する整形部とを有することを特徴とする画像表示装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記整形部は、前記導光光学系に入射する光束の断面形状を四角形に整形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】
前記整形部は、前記導光光学系に入射する光束の断面形状を矩形に整形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】
前記画像表示素子から射出される光束の断面形状は、円形であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記導光光学系は、前記画像表示素子から射出される光束が入射する入射部と、前記画像表示素子から射出される光束を前記観察者の瞳に射出する射出部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記整形部は、前記入射部であることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記入射部の形状は、前記画像表示素子から射出される光束の断面形状に外接する形状であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記入射部の形状は、四角形であり、
前記入射部に入射する光束の径をφ、前記入射部の対角の長さをＬとするとき、
Ｌ／φ≦１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像表示素子から射出される光束を平行化する集光光学系を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記整形部は、前記集光光学系の内部に配置されることを特徴とする請求項９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、画像光を観察者の瞳に導光する導光板を有する画像表示装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、画像光を観察者の瞳に導光する導光板を有する画像表示装置が知られている。図２２は、導光板３内を伝搬する光束の概念図である。画像表示素子からコリメートされた光束は、第１偏向部１に入射し、偏向された後、全反射条件を満たすため導光板３内を伝搬される。第２偏向部２に入射した光束の一部は偏向され観察者の瞳ＳＰ（瞳孔）に向かい、他の一部は反射し、導光板３内を全反射した後、第２の偏向部２に入射する。これを繰り返すことで複数の光束が第２の偏向部２から射出され、観察者が光束を観察できる領域（以下、アイボックス）が拡大する。特許文献１には、観察者に対して高品位な画像を提供するために、導光板と第２の偏向部の間に射出光束の径を制御するマスクを配置し、アイボックス内で均一性の高い光束分布を確保する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／００６６２１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、アイボックスの拡大を行う場合に出射位置及び画角によって光束の径を可変させるため、アイボックスでの各光束が離散的な分布となる。観察者の瞳の径は、外界の明るさや表示画像の明るさに応じて変化する。アイボックスでの各光束の分布が離散的である場合、瞳の径によっては網膜まで到達しない光束が発生し、画像として視認できない領域が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、視認性に優れる画像表示装置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画像表示装置は、画像を生成する画像表示素子と、画像表示素子から射出される光束を観察者の瞳に導光する導光光学系と、導光光学系に入射する光束の断面形状を整形する整形部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、視認性に優れる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】
【０００８】
本発明の実施形態に係る画像表示装置の一例を示す図である。
実施例１の画像表示装置の構成図である。
実施例１の画像生成部の構成図である。
実施例１の画像表示素子の構成図である。
アイボックスでの光束分布を示す図である。
アイボックスでの光束分布と観察者の瞳の関係図である。
実施例１の画像生成部からの光束と入射偏向部の関係図である。
実施例１のアイボックスでの光束分布と観察者の瞳の関係図である。
実施例１の画像生成部からの光束と入射偏向部の関係図である。
実施例２の画像生成部の一例を示す図である。
実施例２の画像生成部の他の例を示す図である。
実施例２の画像生成部の他の例を示す図である。
実施例２の画像生成部からの光束と入射偏向部の関係図である。
実施例２の画像生成部からの光束と入射偏向部の関係図である。
実施例３の画像生成部の構成図である。
実施例３のＭＥＭＳの構造を示す図である。
実施例３の光源の構成図である。
実施例３の発光部から射出される光束の分布イメージを示す図である。
実施例３の光源の構成図である。
実施例３の光源の構成図である。
実施例３の光源の構成図である。
導光板内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】
【０００９】
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番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の一例を示す図である。画像表示装置は、不図示の画像生成部から射出された光束を、導光板（導光光学系）１０を介して観察者（使用者）１０００に導くことで、観察者１０００に表示像１１００を視認させる。画像生成部は、それぞれの眼に対して配置されてもよいし、片方の眼に対して配置されてもよい。それぞれの眼に対して画像生成部を配置する場合、表示画像に視差を持たせ、観察者１０００に対し、表示像１１００を立体視させることも可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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