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公開番号2025073487
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023184337
出願日2023-10-27
発明の名称虚像表示装置及び光学ユニット
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250502BHJP(光学)
要約【課題】射出瞳での輝度を向上させること。
【解決手段】虚像表示装置100Aは、映像光MLを射出する表示パネル11r,11b,11gと、表示パネル11r,11b,11gからの映像光MLを射出させる投影光学系20と、投影光学系20から射出された映像光MLを射出部DOに導く導光部材50と、を備え、表示パネル11r,11b,11gは、複数の表示領域1a,1bを有し、投影光学系20は、複数の表示領域1a,1bの配置方向に合わせて並び各表示領域1a,1bからの映像光MLを導光部材50に導く複数の光学部分120a,120bを有し、各光学部分120a,120bから射出された映像光MLは、射出瞳EPで重畳投影される。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
映像光を射出する表示パネルと、
前記表示パネルからの前記映像光を射出させる投影光学系と、
前記投影光学系から射出された前記映像光を射出部に導く導光部材と、
を備え、
前記表示パネルは、複数の表示領域を有し、
前記投影光学系は、前記複数の表示領域の配置方向に合わせて並び各表示領域からの前記映像光を前記導光部材に導く複数の光学部分を有し、
各光学部分から射出された前記映像光は、射出瞳で重畳投影される、
虚像表示装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記映像光のうち第１映像光を射出する前記表示パネルである第１表示パネルと、
前記第１映像光とは波長域が異なる第２映像光を射出する第２表示パネルと、
前記第１映像光及び前記第２映像光とは波長域が異なる第３映像光を射出する第３表示パネルと、
前記第１映像光、前記第２映像光、及び前記第３映像光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、を備える、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記光学部分は、各光学部分の光軸方向に、１つ以上のレンズ要素を有する、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
前記光学部分は、各光学部分の射出側に絞り要素を有する、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記表示領域の光軸は、対応する前記光学部分の光軸と一致する、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記導光部材は、平板状の導光板と、前記導光板に付随して設けられる入射回折層と、前記射出部として前記導光板に付随して前記入射回折層とは異なる箇所に設けられる射出回折層とを備える、
請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項７】
映像光を射出する表示パネルと、
前記表示パネルからの前記映像光を射出させる投影光学系と、
前記投影光学系から射出された前記映像光を射出部に導く導光部材と、
を備え、
前記表示パネルは、複数の表示領域を有し、
前記投影光学系は、前記複数の表示領域の配置方向に合わせて並び各表示領域からの前記映像光を前記導光部材に導く複数の光学部分を有し、
各光学部分から射出された前記映像光は、射出瞳で重畳投影される、
光学ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、虚像の観察を可能にする虚像表示装置及び光学ユニットに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
虚像の観察を可能にする表示装置として、３つの表示パネルから射出された表示光を、交差する２つのダイクロイックミラーを備える合成光学系によって合成し、板状の導光部の一端から入射させ、他端から射出させるものが公知となっている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－２０５４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に示される表示装置では、例えば、導光板の光利用効率は１％程度であり、光利用効率の悪い光学系を用いた場合、射出瞳での映像光の輝度が暗く視認できない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面における虚像表示装置又は光学ユニットは、映像光を射出する表示パネルと、表示パネルからの映像光を射出させる投影光学系と、投影光学系から射出された映像光を射出部に導く導光部材と、を備え、表示パネルは、複数の表示領域を有し、投影光学系は、複数の表示領域の配置方向に合わせて並び各表示領域からの映像光を導光部材に導く複数の光学部分を有し、各光学部分から射出された映像光は、射出瞳で重畳投影される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態であるＨＭＤの装着状態を説明する平面図である。
虚像表示装置を構成する光学系の配置等を説明する側面図である。
虚像表示装置を構成する光学系の配置等を説明する平面図である。
導光光学系又は導光部材を説明する正面図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する側面図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する平面図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する斜視図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する展開図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する側面視の光線図である。
第１表示駆動部の光学系を説明する平面視の光線図である。
第２実施形態における光学系を説明する斜視図である。
変形例の光学系を説明する図である。
表示パネル等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】
【０００７】
〔第１実施形態〕
以下、図１～３等を参照して、本発明に係る虚像表示装置の第１実施形態について説明する。
【０００８】
図１は、頭部装着型表示装置（以下、ヘッドマウントディスプレイ又はＨＭＤとも称する。）２００の装着状態を説明する図であり、ＨＭＤ２００は、これを装着する観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、ＨＭＤ２００を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。なお、＋Ｙ方向又は上方向は、ＨＭＤ２００が装着者ＵＳに装着された状態で、顔面の顎から額中央に向かう方向に相当する。
【０００９】
ＨＭＤ２００は、左眼用の第１虚像表示装置１００Ａと、右眼用の第２虚像表示装置１００Ｂと、虚像表示装置１００Ａ，１００Ｂを支持するテンプル状の一対の支持装置１００Ｃと、情報端末であるユーザー端末９０とを備える。第１虚像表示装置１００Ａは、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第１表示駆動部１０２ａと、メガネレンズ状で眼前を覆う第１導光光学系１０３ａとで構成される。第２虚像表示装置１００Ｂも同様に、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第２表示駆動部１０２ｂと、メガネレンズ状で眼前を覆う第２導光光学系１０３ｂとで構成される。支持装置１００Ｃは、装着者ＵＳの頭部に装着される装着部材であり、外観上一体化されている表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを介して一対の導光光学系１０３ａ，１０３ｂの上端側を支持している。第１虚像表示装置１００Ａと第２虚像表示装置１００Ｂとは、光学的に左右反転させたものであり、第２虚像表示装置１００Ｂについては、詳細な説明を省略する。
【００１０】
図２は、第１虚像表示装置１００Ａの第１表示駆動部１０２ａと第１導光光学系１０３ａとを具体的に説明する側面図である。図３は、第１表示駆動部１０２ａと第１導光光学系１０３ａとを具体的に説明する平面図である。図４は、主に第１導光光学系１０３ａを説明する正面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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