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公開番号2025059716
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169981
出願日2023-09-29
発明の名称光学素子、虚像表示装置およびその光学素子の製造方法
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類G02B 5/08 20060101AFI20250403BHJP(光学)
要約【課題】各反射面に形成される膜の厚さを制御することが難しい。
【解決手段】導光部材1は、第1面52と、該第1面に対向する第2面62と、前記第1面52と前記第2面62の間の領域に形成され、前記第1面52及び前記第2面62と非平行な反射面(3a、3b)を各々有する複数の反射鏡とを有する。導光部材1は、第1構造体51と第2構造体61とからなり、第1構造体51は、第1面52と、第1面52と第2面62の間に位置し、第1面52に対して非垂直な第1中間面55と、各々第1面側52から第2面62側へ突出する複数の第1凸部(53a、53b)と、を含み、複数の第1凸部(53a、53b)は、前記第1面52に対して傾斜する第1傾斜面(54a、54b)を有し、第2構造体61は、第1構造体51の第1傾斜面(54a、54b)と対向する第2傾斜面(64a、64b)を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１面と、
該第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面の間の領域に形成され、前記第１面及び前記第２面と非平行な反射面を各々有する複数の反射鏡と、を有する光学素子であって、
前記光学素子は、少なくとも第１構造体と第２構造体とからなり、
前記第１構造体は、前記第１面と、前記第１面と前記第２面の間に位置し、前記第１面に対して非垂直な第１中間面と、各々前記第１面側から前記第２面側へ突出する複数の第１凸部と、を含み、
前記複数の第１凸部は、各々前記第１面に対して傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第２構造体は、前記第１構造体の前記第１傾斜面と対向する第２傾斜面を含み、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面の間に光学機能膜が設けられ、
前記第１中間面は前記複数の第１傾斜面の間に設けられ、前記第１中間面と前記第２構造体が対向する、光学素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
第１面と、
該第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面の間の領域に形成され、前記第１面及び前記第２面と非平行な反射面を各々有する複数の反射鏡と、を有する光学素子であって、
前記光学素子は、少なくとも第１構造体と第２構造体と第３構造体とからなり、
前記第１構造体は、前記第１面と、前記第１面と前記第２面の間に位置する第１中間面と、各々前記第１面側から前記第２面側へ突出する少なくとも１つの第１凸部と、を含み、
前記少なくとも１つの第１凸部は、各々前記第１面に対して傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第３構造体は前記第２面と、前記第２面と前記第１中間面との間に位置する第２中間面と、前記第１面側へ突出する少なくとも１つの第２凸部と、を含み、前記少なくとも１つの第２凸部は、各々前記第２面に対して傾斜する第３傾斜面を有し、
前記第２構造体は、前記第１構造体と前記第３構造体の間に設けられ、前記第１構造体の前記第１傾斜面と対向する第２傾斜面及び前記第３構造体の前記第３傾斜面と対向する第４傾斜面を含み、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面の間及び前記第３傾斜面と前記第４傾斜面の間に光学機能膜が設けられる、光学素子。
【請求項３】
複数の前記第１凸部と複数の前記第２凸部を含み、前記複数の第１凸部の間に前記第１中間面が設けられ、前記複数の第２凸部の間に前記第２中間面が設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第３構造体は、前記第１反射面と前記第２反射面に挟まれた領域に設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１凸部と前記第２凸部とが接する
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１凸部の頂点と前記第２中間面とが接し、前記第２凸部の頂点と前記第１中間面とが接する
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第１反射面と前記第３構造体との間に光学機能膜が設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１凸部は前記第１中間面に垂直な面を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１凸部の高さをＬ、前記第１凸部の間隔をＤとしたときに
Ｄ≧ＬＴａｎ（２０ｄｅｇ）
であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記第１凸部の間隔をＤ、前記第２凸部の間隔をＤ′、前記第１凸部の高さをＬ、前記第２凸部の高さをＬとしたとき
Ｄ≧Ｌ′およびＤ′≧Ｌ
となることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
（【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、光学素子、虚像表示装置およびその光学素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、第１光学形状層に単位光学形状部を形成し、第１光学形状層の単位光学形状部の第１傾斜面上に反射層を形成する。続いて、第１光学形状層の単位光学形状部が設けられた側の面に、未硬化の紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射することにより、第２光学形状層を形成することを特徴とする光学素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１１１３２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各反射面に形成される膜の厚さを制御することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる光学素子は、第１面と、該第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面の間の領域に形成され、前記第１面及び前記第２面と非平行な反射面を各々有する複数の反射鏡と、を有する光学素子であって、前記光学素子は、少なくとも第１構造体と第２構造体とからなり、前記第１構造体は、前記第１面と、前記第１面と前記第２面の間に位置し、前記第１面に対して非垂直な第１中間面と、各々前記第１面側から前記第２面側へ突出する複数の第１凸部と、を含み、前記複数の第１凸部は、各々前記第１面に対して傾斜する第１傾斜面を有し、前記第２構造体は、前記第１構造体の前記第１傾斜面と対向する第２傾斜面を含み、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面の間に光学機能膜が設けられ、前記第１中間面は前記複数の第１傾斜面の間に設けられ、前記第１中間面と前記第２構造体が対向することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
各反射面に形成される膜の厚さを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態を適応した虚像表示装置を説明する図である。
第１の実施形態の光伝搬を説明する図である。
第１の実施形態の概念図である。
第１の実施形態の構成図である。
製造方法のフローチャートである。
製造方法を説明する図（前半）である。
製造方法を説明する図（後半）である。
第１の実施形態の形状を説明する図である。
斜方成膜方法の一例を説明する図である。
比較例を説明する図である。
比較例の写真である。
比較例の計測位置を説明する図である。
比較例の計測結果である。
第１の変形例を説明する図である。
第２の変形例を説明する図である。
第２の変形例を説明する図である。
第３の変形例を説明する図である。
第３の変形例の構成を説明する図である。
第２の実施形態の概要を説明する図である。
第２の実施形態の構成を説明する図である。
第２の実施形態の製造方法のフローチャートである。
第２の実施形態の製造方法を説明する図である。
第２の実施形態の形状を説明する図である。
製造方法の変形例を説明する概念図である。
製造方法の変形例を説明する詳細な図である。
製造方法の変形例を説明するフローチャートである。
製造方法の変形例（熱硬化）を説明する概念図である。
製造方法の変形例（熱硬化）を説明するフローチャートである。
第４の変形例を説明する図である。
第５の変形例を説明する図である。
第６の変形例を説明する図である。
第７の変形例を説明する図である。
第８の変形例を説明する図である。
第９の変形例を説明する図である。
第１０の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。尚、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る導光部材１を備える虚像表示装置６の概略図である。本実施形態における虚像表示装置６は、メガネ型ウェアラブル端末であるスマートグラスであり、フレーム部、レンズ部８を備えている。レンズ部８は、透明であり、透過してくる光をユーザーの眼球に投影できるため、外部の景色をユーザーは見て取ることができる。
【００１０】
レンズ部８には、反射面３が複数配列されており、本実施形態における導光部材１に相当する。画像表示素子７によって形成された画像光が、－Ｙ方向に向けて出射され、レンズ８の内部を伝搬して、反射面３によって、方向を変換して、Ｚ方向にある眼球に向けて伝搬する。図２は、光の伝搬の様子を模式的に示している。画像表示素子７は透過型の液晶素子であり、その後方部にＲＧＢ（赤・青・緑）の光源を有している。光源はLED（Light Emitting Diode）の小さな発光点を均一に分布させ、散乱体によって散乱させた光源であり、均一なＲＧＢの光を形成することができる。この光源から発光された光が画像表示素子７によって画像光に形成され、ミラー７１によって、－Ｙ方向に向けて、レンズ部８を－Ｙ方向に伝搬していく。レンズ部８の一部である導光部材１を伝搬した画像光は、反射面３によって、方向をＺ方向に変換して、ユーザーの眼球の方向へ伝搬する。この画像光が形成する画像をユーザーは認識することができる。なお、本発明の導光部材１は、スマートグラスに限定されず、透過型ヘッドマウントディスプレイ等の他の形態の虚像表示装置にも搭載することができる。また、本発明の導光部材１は、虚像表示装置の用途に限定されず、光源と組み合わせた光源モジュールや、受光素子と組み合わせた受光モジュール等にも用いることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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