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公開番号2025027495
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2023132250
出願日2023-08-15
発明の名称画像表示装置
出願人富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類G09F 9/00 20060101AFI20250220BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】光利用効率が高い画像表示装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイと第1反射偏光子と第2反射偏光子とを有し、第1および第2反射偏光子は、第1偏光を透過し第2偏光を反射する第1領域と、第2偏光を透過し第1偏光を反射する第2領域とを有し、光軸を通る線で第1領域と第2領域とに分割されており、第1領域と第2領域の形状は光軸に対して点対称であり、ディスプレイは、光軸を通る線で第1偏光を出射する第1表示領域と第2偏光を出射する第2表示領域とに分割されており、第1表示領域と第2表示領域の形状は光軸に対して点対称であり、第1反射偏光子の焦点は、第2反射偏光子に対して第1反射偏光子の逆側に位置し、第2反射偏光子の焦点は、第1反射偏光子と第2反射偏光子との間に位置し、光軸方向から見た際に、ディスプレイの第1表示領域と第1反射偏光子の第1領域と第2反射偏光子の第2領域とが重複している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ディスプレイと、第１反射偏光子と、第２反射偏光子と、をこの順に有し、
前記第１反射偏光子と、前記第２反射偏光子とは、前記第１反射偏光子の光軸と、前記第２反射偏光子の光軸とが一致するように配置され、
前記第１反射偏光子は、第１偏光を透過し、前記第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域と、前記第２偏光を透過し、前記第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
前記第１反射偏光子は、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１領域と、前記第２領域とに分割されており、前記第１領域の形状と、前記第２領域の形状とは、前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記第２反射偏光子は、前記第１偏光を透過し、前記第２偏光を反射する第１領域と、前記第２偏光を透過し、前記第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
前記第２反射偏光子は、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１領域と、前記第２領域とに分割されており、前記第１領域の形状と前記第２領域の形状とは前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記ディスプレイは、前記第１反射偏光子の光軸を通る線で、前記第１偏光を出射する第１表示領域と、前記第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、前記第１表示領域の形状と前記第２表示領域の形状とは前記第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
前記第１反射偏光子の焦点は、前記第２反射偏光子に対して前記第１反射偏光子の逆側に位置し、
前記第２反射偏光子の焦点は、前記第１反射偏光子と前記第２反射偏光子との間に位置し、
前記第１反射偏光子の光軸方向から見た際に、前記ディスプレイの前記第１表示領域と前記第１反射偏光子の前記第１領域と前記第２反射偏光子の前記第２領域とが重複している、画像表示装置。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記第１反射偏光子、および、前記第２反射偏光子が、反射型円偏光子である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記ディスプレイは、画像表示素子と、直線偏光子と、パターン位相差層とをこの順に有し、
前記パターン位相差層が、λ／４板であり、
前記パターン位相差層のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記直線偏光子が、反射型直線偏光子である、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ディスプレイは、画像表示素子と、パターン円偏光板とをこの順に有し、
前記パターン円偏光板のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記パターン円偏光板が、反射型円偏光子である、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１反射偏光子および前記第２反射偏光子が、反射型直線偏光子である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記ディスプレイは、画像表示素子と、パターン直線偏光板とをこの順に有し、
前記パターン直線偏光板のパターンが、前記第１表示領域および前記第２表示領域に対応している、請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像表示素子が自発光型表示素子であり、
前記パターン直線偏光板が、反射型直線偏光子である、請求項８に記載の画像表示装置。

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 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
実際に見ている光景に、仮想の映像および各種の情報等を重ねて表示する、ＡＲ（Augmented Reality（拡張現実））グラス、ＶＲ（Virtual reality（仮想現実））グラス、ＭＲ（Mixed reality（複合現実））グラスなどのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））等の仮想現実表示装置は、専用のヘッドセットを頭部に装着し、レンズを通して表示される映像を視認することによって、仮想世界に入り込んだような臨場感を得ることができる画像表示装置である。
【０００３】
仮想現実表示装置として、ディスプレイと、２つの部分反射素子と、を有し、ディスプレイから出射された光線を２つの部分反射素子の間で往復させることによってヘッドセット全体の厚みを薄くする、パンケーキレンズ、あるいは、折り返し光学系などと呼ばれる光学ユニットを有する画像表示装置が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、入射光を偏光させて第１の円偏光状態の光にするように構成された第１の偏光子と、第２の偏光子であって、第２の円偏光状態の光を透過させ、第１の円偏光状態の光を反射させるように構成された、第２の偏光子であって、第２の偏光子によって反射された光は、第１の円偏光状態にある、第２の偏光子と、第１の偏光子と第２の偏光子との間に配置された部分反射器であって、第１の偏光子からの光を透過させ、第２の偏光子からの光を反射させるように構成され、部分反射器によって反射された光と第２の偏光子からの光とは異なる偏光状態を有する、部分反射器と、を備える、光学装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－５３２３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来の折り返し光学系を有する画像表示装置では、部分反射器（ハーフミラー）は、ディスプレイから出射された光の一部を透過し、透過した光が反射型偏光子によって反射されて、部分反射器（ハーフミラー）で再度反射されるとともに、偏光方向が反射型偏光子を透過する偏光に変換されて、反射型偏光子を透過し、画像表示装置から出射される。
【０００７】
このように、従来の画像表示装置では、光の偏光状態を反射型偏光子で反射される偏光から透過する偏光に変換するために、いわゆるハーフミラーを用いる必要があるが、光はハーフミラーを２回通過（透過および反射）する必要があり、その際、それぞれ光量が約半分になってしまうため、ディスプレイが出射した画像光の光量に対する光の利用効率が約２５％と低くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、光利用効率が高い画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ディスプレイと、第１反射偏光子と、第２反射偏光子と、をこの順に有し、
第１反射偏光子と、第２反射偏光子とは、第１反射偏光子の光軸と、第２反射偏光子の光軸とが一致するように配置され、
第１反射偏光子は、第１偏光を透過し、第１偏光と直交する第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第１反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と、第２領域の形状とは、第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第２反射偏光子は、第１偏光を透過し、第２偏光を反射する第１領域と、第２偏光を透過し、第１偏光を反射する第２領域と、を有し、
第２反射偏光子は、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１領域と、第２領域とに分割されており、第１領域の形状と第２領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
ディスプレイは、第１反射偏光子の光軸を通る線で、第１偏光を出射する第１表示領域と、第２偏光を出射する第２表示領域とに分割されており、第１表示領域の形状と第２表示領域の形状とは第１反射偏光子の光軸に対して点対称であり、
第１反射偏光子の焦点は、第２反射偏光子に対して第１反射偏光子の逆側に位置し、
第２反射偏光子の焦点は、第１反射偏光子と第２反射偏光子との間に位置し、
第１反射偏光子の光軸方向から見た際に、ディスプレイの第１表示領域と第１反射偏光子の第１領域と第２反射偏光子の第２領域とが重複している、画像表示装置。
［２］第１反射偏光子、および、第２反射偏光子が、反射型円偏光子である、［１］に記載の画像表示装置。
［３］ディスプレイは、画像表示素子と、直線偏光子と、パターン位相差層とをこの順に有し、
パターン位相差層が、λ／４板であり、
パターン位相差層のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［２］に記載の画像表示装置。
［４］画像表示素子が自発光型表示素子であり、
直線偏光子が、反射型直線偏光子である、［３］に記載の画像表示装置。
［５］ディスプレイは、画像表示素子と、パターン円偏光板とをこの順に有し、
パターン円偏光板のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［２］に記載の画像表示装置。
［６］画像表示素子が自発光型表示素子であり、
パターン円偏光板が、反射型円偏光子である、［５］に記載の画像表示装置。
［７］第１反射偏光子および第２反射偏光子が、反射型直線偏光子である、［１］に記載の画像表示装置。
［８］ディスプレイは、画像表示素子と、パターン直線偏光板とをこの順に有し、
パターン直線偏光板のパターンが、第１表示領域および第２表示領域に対応している、［７］に記載の画像表示装置。
［９］画像表示素子が自発光型表示素子であり、
パターン直線偏光板が、反射型直線偏光子である、［８］に記載の画像表示装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光利用効率が高い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】
（【００１１】以降は省略されています）

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