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公開番号2025111101
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005280
出願日2024-01-17
発明の名称表示装置及び導光素子
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250723BHJP(光学)
要約【課題】画像の視認性の低下を抑制する。
【解決手段】一本実施形態によれば、表示装置は、第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、前記透明基板に向けて表示光を出射するように構成された表示素子と、前記表示素子に対向する前記第2主面に配置された光路調整素子と、前記光路調整素子に重なり、前記透明基板及び前記光路調整素子を透過した表示光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した表示光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、前記光路調整素子は、表示光の出射位置を変更するために表示光の光路を調整可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、
前記透明基板に向けて表示光を出射するように構成された表示素子と、
前記表示素子に対向する前記第2主面に配置された光路調整素子と、
前記光路調整素子に重なり、前記透明基板及び前記光路調整素子を透過した表示光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、
前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した表示光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、
前記光路調整素子は、表示光の出射位置を変更するために表示光の光路を調整可能に構成されている、表示装置。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記光路調整素子は、前記透明基板と前記第1光学素子との間に配置された弾性層と、前記弾性層の厚さを可変するための可変機構と、を備える、
請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記弾性層は、透明な樹脂によって形成されている、
請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記弾性層は、透明な液体によって形成されている、
請求項2に記載の表示装置。
【請求項5】
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、
前記透明基板に向けて表示光を出射するように構成された表示素子と、
前記透明基板と前記表示素子との間の前記第1主面に配置された光路調整素子と、
前記光路調整素子に対向する前記第2主面に配置され、前記透明基板を透過した表示光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、
前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した表示光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、
前記光路調整素子は、表示光の出射位置を変更するために表示光の光路を調整可能に構成されている、表示装置。
【請求項6】
前記光路調整素子は、少なくとも1つの液晶セルを備える、
請求項1または5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記光路調整素子は、第1液晶セルとして、
第1透明電極と、前記第1透明電極を覆う第1水平配向膜と、を備えた第1基板と、
第2透明電極と、前記第2透明電極を覆う第1垂直配向膜と、を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持され、前記第1透明電極及び前記第2透明電極に電圧が印加されていない状態でハイブリッド配向した液晶分子を含む第1液晶層と、を備える、
請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記光路調整素子は、さらに、前記第1液晶セルに重なる第2液晶セルとして、
第3透明電極と、前記第3透明電極を覆う第2水平配向膜と、を備えた第3基板と、
第4透明電極と、前記第4透明電極を覆う第2垂直配向膜と、を備えた第4基板と、
前記第3基板と前記第4基板との間に保持され、前記第3透明電極及び前記第4透明電極に電圧が印加されていない状態でハイブリッド配向した液晶分子を含む第2液晶層と、を備える、
請求項7に記載の表示装置。
【請求項9】
前記第1水平配向膜の配向処理方向、及び、前記第2水平配向膜の配向処理方向は、互いに平行であり、且つ、互いに逆向きである、
請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、
前記第2主面に配置された光路調整素子と、
前記光路調整素子に重なり、前記透明基板及び前記光路調整素子を透過した光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、
前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、
前記光路調整素子は、光の出射位置を変更するために入射光の光路を調整可能に構成されている、導光素子。
(【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】
本発明の実施形態は、表示装置及び導光素子に関する。
続きを表示(約 3,100 文字)【背景技術】
【0002】
近年、表示素子からの表示光を回折するホログラフィック光学素子(以下、単にHOEと称する場合がある)及び導光部材を利用したヘッドマウントディスプレイが種々検討されている。一例では、導光部材のそれぞれの面にホログラフィック回折光学素子を設ける技術が知られている。導光部材の一方の面に配置されたHOEは、表示光を導光部材で全反射するように回折し、導光部材の他方の面に配置されたHOEは、導光部材の内部を伝播する表示光を外部に出射するように回折する。
このようなヘッドマウントディスプレイにおいて、画像が表示される観察領域が狭い場合には、ユーザの目の位置と観察領域とが不整合となりやすい。この場合、ユーザに対する画像の視認性の低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2007-219106号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態の目的は、画像の視認性の低下を抑制することが可能な表示装置及び導光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態によれば、表示装置は、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、前記透明基板に向けて表示光を出射するように構成された表示素子と、前記表示素子に対向する前記第2主面に配置された光路調整素子と、前記光路調整素子に重なり、前記透明基板及び前記光路調整素子を透過した表示光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した表示光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、前記光路調整素子は、表示光の出射位置を変更するために表示光の光路を調整可能に構成されている。
【0006】
一実施形態によれば、表示装置は、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、前記透明基板に向けて表示光を出射するように構成された表示素子と、前記透明基板と前記表示素子との間の前記第1主面に配置された光路調整素子と、前記光路調整素子に対向する前記第2主面に配置され、前記透明基板を透過した表示光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した表示光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、前記光路調整素子は、表示光の出射位置を変更するために表示光の光路を調整可能に構成されている。
【0007】
一実施形態によれば、導光素子は、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、前記第2主面に配置された光路調整素子と、前記光路調整素子に重なり、前記透明基板及び前記光路調整素子を透過した光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、前記光路調整素子は、光の出射位置を変更するために入射光の光路を調整可能に構成されている。
【0008】
一実施形態によれば、導光素子は、
第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、を有する透明基板と、前記第1主面に配置された光路調整素子と、前記光路調整素子に対向する前記第2主面に配置され、前記透明基板を透過した光を前記透明基板の内部で全反射するように回折する第1光学素子と、前記第2主面に配置され、前記透明基板の内部を伝播した光を前記第1主面から出射するように回折する第2光学素子と、を備え、前記光路調整素子は、光の出射位置を変更するために入射光の光路を調整可能に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの一構成例を示す断面図である。
図2は、導光長Lの定義を説明するための図である。
図3は、光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図4は、光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図5は、図1に示した表示装置DSPに適用可能な光路調整素子ADの一構成例を示す断面図である。
図6は、光路調整素子ADの状態を説明するための図である。
図7は、光路調整素子ADの状態を説明するための図である。
図8は、図1に示した表示装置DSPに適用可能な光路調整素子ADの他の構成例を示す断面図である。
図9は、図1に示した表示装置DSPに適用可能な光路調整素子ADの他の構成例を示す断面図である。
図10は、液晶セルを備えた光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図11は、表示装置DSPの他の構成例を示す断面図である。
図12は、図11に示した表示装置DSPに適用可能な光路調整素子ADの一構成例を示す断面図である。
図13は、図11に示した表示装置DSPに適用可能な光路調整素子ADの他の構成例を示す断面図である。
図14は、液晶セルを備えた光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図15は、液晶セルを備えた光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図16は、液晶セルを備えた光路調整素子ADの作用を説明するための図である。
図17は、光路調整素子ADの一構成例を示す断面図である。
図18は、図17に示した第1液晶セルC1の屈折率分布と表示光DLとの関係を説明するための図である。
図19は、図17に示した第1液晶セルC1の屈折率分布と表示光DLとの他の関係を説明するための図である。
図20は、光路調整素子ADの他の構成例を示す断面図である。
図21は、図20に示した第1液晶セルC1及び第2液晶セルC2の屈折率分布と表示光DLとの関係を説明するための図である。
図22は、図20に示した第1液晶セルC1及び第2液晶セルC2の屈折率分布と表示光DLとの他の関係を説明するための図である。
図23は、図20に示した第1液晶セルC1及び第2液晶セルC2の屈折率分布と表示光DLとの他の関係を説明するための図である。
図24は、図20に示した第1液晶セルC1及び第2液晶セルC2の屈折率分布と表示光DLとの他の関係を説明するための図である。
図25は、表示装置DSPの適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
(【0011】以降は省略されています)

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