CN111164494A

CN111164494A - 导光板和影像显示装置

Info

Publication number: CN111164494A
Application number: CN201880063593.2A
Authority: CN
Inventors: 鹈饲龙志; 川村友人; 大内敏; 瀬尾欣穗; 村田诚治
Original assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: US11143872B2; WO2019087576A1; JP6875542B2; CN111164494B; US20210041699A1; JPWO2019087576A1

Abstract

本发明的目的在于兼顾隔着导光板看见的外界和在导光板内部的部分反射面上反射的影像的亮度和颜色的均匀性。本发明的导光板(1)特征在于，包括：供影像光入射的入射面(11)；将从所述入射面(11)入射的所述影像光全反射而使其传播的大致平行的第一和第二内面反射面(13、14)；和在所述导光板(1)内部大致平行地配置的N个部分反射面(17)，其将被所述第一和第二内部反射面(13、14)全反射而传播的所述影像光的一部分反射来作为输出光从所述第一内面反射面(13)输出至所述导光板(1)的外部，并且使入射来的所述影像光的一部分透射，其中N个表示多个，被第k(k是1以上N以下的整数)部分反射面(17)反射的输出光的强度Ik在被第(k+1)部分反射面(17)反射的输出光的强度I(k+1)以上，其中所述第(k+1)部分反射面(17)配置在所述第k部分反射面(17)的远离所述入射面(11)的方向一侧相邻位置。

Description

导光板和影像显示装置

技术领域

本发明涉及导光板和影像显示装置。本发明主张2017年10月30日提交的日本国专利申请编号2017-209393的优先权，对于承认通过参考文献进行的引用的指定国，将该申请中记载的内容通过引用而引入本申请。

背景技术

例如，专利文献1中公开了“特征在于包括使光透射的基板20、通过内部全反射而在基板中使光连结用的光学单元、以及基板所具有的多个部分反射面22，部分反射面相互平行且相对于基板的任意边缘都不平行”的光学装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2003/0165017号

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中记载的基板(相当于导光板)中，为了确保影像的亮度的均匀性，而改变在基板内部配置的多个部分反射面的反射率。因此，用户隔着基板观看外界(实际空间)的情况下，外界的亮度的均匀性会受损。另外，该情况下，基板会带有颜色深浅，所以在设计的观点上也不优选。

进而，专利文献1中记载的基板中，为了防止因基板内部的部分反射面上的多重反射而产生与本来想要显示的影像不同的鬼影影像，而使各部分反射面的反射率与入射角相应地较大地不同。因此，用户隔着基板观看外界的情况下，外界中的同一颜色会取决于观看的方向而看起来是不同的颜色，即外界的颜色的均匀性可能受损。

如上所述，外界的亮度和颜色的均匀性较低时，执行对于隔着基板看见的外界叠加显示影像并对用户展示的增强显示(AR：Augmented Reality)的情况下的临场感会降低。

进而，改变基板内部的各部分反射面的反射率，会导致制造工序的增加和成本提高。

本发明是鉴于这样的状况得出的，目的在于能够兼顾隔着导光板看见的外界、与在导光板内部的部分反射面上反射的影像的亮度和颜色的均匀性。

用于解决课题的技术方案

本申请包括多个解决上述课题的至少一部分的方案，举其一例如下所述。为了解决上述课题，本发明的一个方式的导光板的特征在于，包括：供影像光入射的入射面；将从所述入射面入射的所述影像光全反射而使其传播的大致平行的第一内面反射面和第二内面反射面；和在所述导光板的内部大致平行地配置的N个部分反射面，其将被所述第一内部反射面和第二内部反射面全反射而传播的所述影像光的一部分反射来作为输出光从所述第一内面反射面输出至所述导光板的外部，并且使入射来的所述影像光的一部分透射，其中N个表示多个，被第k(k是1以上(N-1)以下的整数)部分反射面反射的输出光的强度Ik在被第(k+1)部分反射面反射的输出光的强度I(k+1)以上，其中，所述第(k+1)部分反射面配置在所述第k部分反射面的远离所述入射面的方向一侧的相邻位置。

发明效果

根据本发明，能够兼顾隔着导光板看见的外界、与在导光板内部的部分反射面上反射的影像的亮度和颜色的均匀性。上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而说明。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的影像显示装置的结构例的图。

图2是表示图1的影像生成部的结构例的框图。

图3是表示第一导光板的第一结构例的图。

图4是表示对导光板的第一结构例追加了遮光部的情况下的结构例的图。

图5是用于说明多个部分反射面的面间距的图。

图6是用于说明适于防止鬼影影像的部分反射面的反射率的图。

图7是表示导光板的第一结构例中的具体尺寸的一例的图。

图8是表示多个部分反射面的反射率与外部光的透射率的关系的一例的图。

图9是表示导光板的第一结构例的变形例的图。

图10是表示对导光板的第一结构例追加了保护部的情况下的结构例的图。

图11是表示导光板的第二结构例的图。

图12是表示导光板的第三结构例的图。

图13是表示导光板的第四结构例的图。

图14是表示与导光板的第四结构例对应的影像生成部的配置的一例的图。

图15是表示导光板的第五结构例的图。

图16是表示导光板的第六结构例的图。

图17是表示本发明的第二实施方式的影像显示装置的结构例的图。

图18是表示本发明的第三实施方式的影像显示装置的结构例的图。

图19是表示图18的第一和第二导光板的结构例的图。

图20是表示影像显示装置的应用例的图。

具体实施方式

以下，对于本发明的多个实施方式基于附图进行说明。另外，在用于说明各实施方式的全部图中，对于同一部件原则上附加同一附图标记，省略反复说明。另外，以下实施方式中，其构成要素(也包括要素步骤等)除了特别明确示出的情况和认为原理上明显必要的情况等之外，都不是必要的。另外，描述为“由A构成”、“由A组成”、“具有A”、“包括A”时，除了特别明确示出了仅有该要素的情况等之外，都不排除除此以外的要素。同样地，以下实施方式中，提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明确示出的情况和认为原理上明显并非如此的情况等之外，都包括实质上与该形状等近似或类似的等。

＜关于本发明的第一实施方式的影像显示装置的结构例＞

图1示出了本发明的第一实施方式的影像显示装置的结构例。第一实施方式的影像显示装置20具有导光板1、影像生成部21和耦合棱镜22。

导光板1通过使入射的影像光向用户反射来使用户看到影像。影像生成部21生成对用户展示用的影像光并对耦合棱镜22出射。耦合棱镜22发挥将影像生成部21与导光板1耦合的作用，将影像生成部21生成、出射了的影像光导向导光板1。即，耦合棱镜22具有第一面和第二面，使从第一面入射的来自影像生成部21的影像光从第二面出射，并对导光板1的入射面11入射。

另外，可以在影像生成部21与耦合棱镜22之间、和耦合棱镜22与导光板1的入射面11之间的至少一方，设置周围被遮光的开口。以该开口能够阻挡影像生成部21输出的影像光从耦合棱镜22的第一面以外对耦合棱镜22入射、和从耦合棱镜22的第二面出射的光从导光板的入射面11以外对导光板1入射的方式，决定其尺寸和位置。由此，能够防止与影像无关的光进入用户的眼23。

导光板1具有形成导光板1的壳体的、相互大致平行的第一内面反射面13和第二内面反射面14，通过用第一内面反射面13和第二内面反射面14进行的全反射，而使从耦合棱镜22对入射面11入射的影像光在x方向上传播。另外，导光板1用在其内部配置的多个即N个的部分反射面17使在x方向上导光的影像光的一部分反射而改变前进方向，使其从第一内面反射面13透射而对导光板1外部出射。对导光板1外部出射的影像光的一部分对用户的眼23入射。由此，用户能够通过感知入射到眼23的影像光，而看到影像显示装置20显示的影像。

与入射面11大致平行的终端面12，形成为不与第二内面反射面14正交。终端面12优选不是磨砂面(磨砂玻璃面)，而是抛光面。由此，影像光因全反射而在导光板1内部传播，从全部多个即N个部分反射面17透射的光易于从终端面12透射，不易产生杂散光。

另外，也可以在导光板1的终端面12的外侧有设置遮挡从终端面12透射的光用的遮光壁、遮光块、遮光片等构成的遮光部51。通过设置遮光部51，能够减少用户看到的杂散光。进而，为了防止导光板1内部的温度因遮光部51吸收的光的能量而上升，也可以在影像显示装置20中、在遮光部51的附近形成散热用的空气孔。

＜关于影像生成部21的结构例＞

接着，图2示出了影像生成部21的结构例。该影像生成部21具有光源部110、面板部120和投影光学部130。

光源部110发射影像生成部21用来生成影像的光并使其对面板部120入射。

光源部110例如具有红色用的光源111R和聚光透镜114R、绿色用的光源111G和聚光透镜114G、蓝色用的光源111B和聚光透镜114B、交叉棱镜115、微透镜阵列116、以及透镜117。

光源111R出射红色的发散光。聚光透镜114R使来自光源111R的发散光收敛为大致平行光。光源111G、111B和聚光透镜114G、114B也是同样的。

另外，聚光透镜114R至114B各自可以由1片透镜构成，也可以由多片透镜构成。从聚光透镜114R、114G、114B分别出射的大致平行光，分别对交叉棱镜115的第一至第三面入射，从交叉棱镜115的第四面出射。即，用交叉棱镜115使红色和绿色和蓝色的光合成并出射。

从交叉棱镜115出射的光从微透镜阵列116和透镜117透射。微透镜阵列116和透镜117以将微透镜阵列116的各入射单元作为物体、该物体在面板部120的面板121上成像、成像的像的大小与面板121内的对光进行调制的区域的大小大致相等的方式设计并配置。由此，光源部110能够对面板部120的面板121以大致均匀的照度分布进行照明。

另外，透镜117可以由1片透镜构成，也可以由多片透镜构成。

另外，可以采用光源111R和光源111G和光源111B收纳在各自的封装中的方式，也可以采用例如将光源111R和光源111B一起收纳的封装和收纳光源111G的封装。该情况下，例如通过使用分色反射镜，能够将红色和绿色和蓝色的光合成。

另外，也可以采用将光源111R和光源111G和光源111B一同收纳的封装。该情况下，例如通过使用光隧道和积分镜等，能够将红色和绿色和蓝色的光合成。

面板部120具有基于影像信号显示影像的面板121，对于从光源部110入射的光用面板121进行调制并使其对投影光学部130入射。作为面板121，例如能够采用透射型或反射型的液晶面板、和带有反射镜的MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems)在阵列上排列而成的元件。另外，可以与面板部120所具有的面板121相应地改变影像生成部21的结构。

投影光学部130具有由1片或多片透镜构成的投影透镜131，投影透镜131将从面板部120入射的光对后端投影。由此，影像光从影像生成部21对耦合棱镜22出射。

投影透镜131的出射光瞳的位置，优选与投影透镜131的最终面(距离光源部110最远的面)的位置大致相同，或者与投影透镜131的最终面的位置相比更位于导光板1一侧。进而，从投影透镜131的最终面到投影透镜131的出射光瞳的距离，优选与在通过投影透镜131的轴上的光线中、从投影透镜131的最终面起在导光板1内部传播直到到达用户的眼23的光学换算距离大致相等。

由此，导光板1能够使影像生成部21生成的影像光效率良好地传播至用户的眼23。另外，能够防止影像的一部分光未到达用户的眼23、影像欠缺。

在影像生成部21中，通过同步地驱动光源部110和面板部120而生成影像光。另外，作为光源部110，使用光源111R、光源111G、光源111B，通过以场序方式驱动光源部110和面板部120，而生成全彩的影像光。

另外，光源部110所具有的光源也可以发射红色和绿色和蓝色以外的颜色的光。由此，能够增加影像生成部21能够显示的色彩再现范围。另外，也可以限定能够显示的色彩再现范围，具有发射2种颜色的光的光源或者发射1种颜色的光的光源。由此，能够使影像生成部21小型化，或者低成本地制造。

＜关于导光板1的第一结构例＞

接着，图3示出了导光板1的第一结构例。该图(A)是导光板1的正面图，该图(B)是导光板1的平面图(xy平面上的截面图)，该图(C)是导光板1的侧面图。

如该图所示，导光板1的正面的外形是长方形，平面的外形是平行四边形，侧面的外形是长方形。即，导光板1的外形为：与xy平面平行的相对的2个面是平行四边形、与xz平面平行的相对的2个面和与xy平面垂直且与yz平面所成的角是锐角的相对的2个面合计4个面是长方形的平行六面体的形状。

另外，将长方形中4边的长度全部相等的特别称为正方形，但本说明书的说明中，长方形包含正方形。例如，导光板1的正面的外形如上所述是长方形，但这表示导光板1的正面的外形也可以是正方形。

平行六面体的导光板1具有入射面11、终端面12、第一内面反射面13、第二内面反射面14、顶面15和底面16共6个面。

这6个面中，入射面11与终端面12相互大致平行，第一内面反射面13与第二内面反射面14相互大致平行，顶面15与底面16相互大致平行。

如该图(B)等所示，在导光板1内部配置有多个即N个(本实施方式中N＝6)部分反射面17。多个即N个部分反射面17相互大致平行。另外，多个即N个部分反射面17与入射面11大致平行。以下，从多个即N个部分反射面17中接近入射面11的起顺次称为第一部分反射面17₁、第二部分反射面17₂、……、第N部分反射面17_N。

导光板1由透明度高的材料形成，从耦合棱镜22对入射面11入射的影像光在导光板1内部的材料中传播。作为导光板1的材料，例如能够采用玻璃或树脂。材料的折射率优选为从入射面11入射的影像光在第二内面反射面14上发生利用折射率的差的全反射的值。另外，为了防止影像光被多重显示而成为鬼影影像，导光板1的材料优选不具有双折射性、或者较小。

导光板1的第一内面反射面13和第二内面反射面14通过使从入射面11入射的影像光全反射，而使其在导光板1内部在x方向上传播。在导光板1内部在x方向上传播的影像光，对多个即N个部分反射面17入射。各部分反射面17使入射的光的一部分向第一内面反射面13一侧反射。第一内面反射面13通过使从多个即N个部分反射面17反射的影像光透射而使影像光传播至导光板1外部，并且使其他光(经由第二内面反射面14入射的外界的光)透射。

对导光板1外部输出的光的一部分对用户的眼23入射。用户通过感知入射到用户的眼23的光，能够看到上述影像显示装置20显示的影像。

然而，从导光板1的入射面11入射的影像光在顶面15或底面16上镜面反射并对用户的眼23入射时，用户在影像显示装置20显示的原本的影像之外，可能看到倒转的影像光作为杂散光。为了防止该情况，优选使顶面15与底面16的间隔、即导光板1的z方向的长度成为从入射面11入射的影像光不到达顶面15和底面16的长度。另外，优选使顶面15和底面16成为不会使光镜面反射的磨砂面。

另外，导光板1的正面的外形优选与到达顶面15或底面16并反射或散射的光通过用户的眼23或眼动范围(eye box)24(图1)外部的最小形状大致相等，或者比其大。此处，眼动范围24指的是在与第一内面反射面13相距规定距离ER的位置存在的规定尺寸的区域，是用户的眼23存在于该范围EH中的情况下用户能够看到影像显示装置20显示的影像的区域。由此，能够减少与用户看到的影像无关的杂散光。

＜关于对导光板1的第一结构例追加了遮光部的情况下的结构例＞

作为防止从导光板1的入射面11入射的影像光在顶面15或底面16上反射或散射而对用户的眼23入射的结构，可以在第一内面反射面13与用户的眼23之间设置遮光部。

图4示出了对导光板1的第一结构例追加了遮光部的情况下的结构例。该遮光部45、46由遮挡从导光板1的入射面11入射的影像光在顶面15或底面16上反射或散射后的光的遮光壁、遮光块、遮光片等构成。

该图中，设顶面15与第二内面反射面14的交点为点43，底面16与第二内面反射面14的交点为点44，底面16与第一内面反射面13的交点为点45，顶面15与第一内面反射面13的交点为点46，用户的眼23的瞳孔的上端为点47，用户的眼23的瞳孔的下端为点48。

该情况下，遮光部41至少从将点43与点48连结的线段与第一内面反射面13的交点起遮挡至点46。遮光部42至少从将点44和点47连结的线段与第一内面反射面13的交点起遮挡至点45。由此，能够进一步减少用户看到的杂散光。

返回图1，导光板1构成为用户能够在规定方向上看到用影像生成部21生成的影像光的影像。即，设第一部分反射面17₁与第二内面反射面14所成的角中锐角的角的角度为θ的情况下，角度θ是构成该规定方向上生成的影像的全部行进方向的光能够在导光板1内部全反射的角度的范围的值。

例如，图1中，设构成影像的光从导光板1的带有附图标记的出射角为θout，导光板1的材料的折射率为n。此时，相对于构成影像的全部光的θout，角度θ是满足下式(1)的范围的值。

n×sin(2θ-arcsin(sin(θout)÷n))>1……(1)

＜关于多个即N个部分反射面17的面间距＞

接着，对于多个即N个部分反射面17的面间距进行说明。

在导光板1内部配置的多个即N个部分反射面17的面间距，可以是等间距，也可以不是等间距。此处面间距指的是从某一部分反射面17向相邻的其他部分反射面17作的垂线的长度。

图5示出了多个即N个部分反射面17的面间距的条件。如该图(A)所示，设第一内面反射面13与第二内面反射面14的间距为T的情况下，多个即N个部分反射面17的面间距SD优选满足下式(2)。

SD≤T×cosθ……(2)

换言之，多个即N个部分反射面17与第二内面反射面14的交点的间距PH优选满足下式(3)。

PH≤T÷tanθ……(3)

通过这样设置多个即N个部分反射面17的面间距SD，在将多个即N个部分反射面17对于第一内面反射面13垂直地投影时各部分反射面17的投影之间具有重合。由此，用户能够无欠缺地看到来自影像生成部21的影像光形成的影像。

另外，即使多个即N个部分反射面17的面间距SD满足式(2)，如该图(B)所示的光线31所示，对导光板1入射的影像光在多个即N个部分反射面17上多次反射、并从导光板1出射的比例也可能较高。由此，可能因多个即N个部分反射面17的面精度而使影像的分辨率降低，或者发生黑色偏白。另外，该情况下，因为增加部分反射面17的片数，所以成本提高。从而，多个即N个部分反射面17的面间距SD优选也满足下式(4)。

SD≥T×cosθ÷2……(4)

另外，对于多个即N个部分反射面17的面间距也可以如下所述地设定。即，如图1所示，设用户的眼23的瞳孔的中心为点P，k为1≤k≤N的整数，第k部分反射面17_k与第二内面反射面14的交点为点T(2,k)，第k部分反射面17_k与第一内面反射面13的交点为点T(1,k)。然后，对于1以上N-1以下的全部整数k，多个即N个部分反射面17的面间距SD优选设定为点T(1,k)位于相对于通过点P和点T(2,k+1)的直线的与入射面11相反一侧，或者点T(1,k)大致位于该直线上。通过这样设定面间距SD，用户也能无欠缺地看到来自影像生成部21的影像光形成的影像。

＜关于在导光板1内部配置的部分反射面17的片数N＞

接着，对于在导光板1内部配置的部分反射面17的片数N进行说明。

如图1所示，设用户的眼23的瞳孔的中心的点P与第一内面反射面13的距离为ER(适眼距，Eye Relief)，点T(2,1)与点T(1,N)的xy平面中的x方向的距离为WH，眼动范围24的xy平面中的x方向的长度为EH。另外，设用户观看影像时的影像的尺寸(视野角)的、xy平面中的x方向的视野角全宽为FH。

该情况下，距离WH、长度EH、视野角全宽FH如下式(5)所示。

WH≥2×ER×tan(FH÷2)+EH……(5)

部分反射面17的片数N是满足式(5)的最小的N以上的值。特别是，N片部分反射面17与第二内面反射面14的交点的间距PH＝T÷tanθ的情况下，WH＝N×PH。由此，根据式(5)导出下式(6)。

N≥tanθ÷T×(2×ER×tan(FH÷2)+EH)……(6)

设满足式(6)的最小的整数为Nmin的情况下，导光板1具备Nmin片以上部分反射面17即可。即，N≥Nmin。

由此，无论用户的眼23位于眼动范围24的哪个位置，用户都能够看到影像。

另外，N片部分反射面17的面间距SD也可以相互不同，但优选全部相等。由此，在后述的导光板1的制造过程等中，能够减少准备的原材料的种类，能够降低成本。

另外，入射面11与第一部分反射面17₁的距离、和第N部分反射面17_N与终端面12的距离可以相互不同，但优选使其相等。由此，在后述的导光板1的制造过程等中，能够减少准备的原材料的种类，能够降低成本。

＜关于来自多个即N个部分反射面17的反射光的强度＞

接着说明来自多个即N个部分反射面17的反射光的强度。

设k为1以上N以下的整数，在第k部分反射面17_k上反射并从第一内面反射面13透射而对导光板1外部输出的输出光的强度为Ik。导光板1中，对于1以上N-1以下的k，在第k部分反射面17_k上反射的输出光的强度Ik与在第k部分反射面17_k的终端面12一侧配置的第(k+1)部分反射面17_(k+1)上反射的输出光的强度I(k+1)相比更大，或者大致相等。

由此，用户观看的影像的亮度不依赖于视野角而大致均匀，或者逐渐地变化。由此，用户几乎不能察觉影像的亮度的变化，能够确保影像的视野角内的亮度的均匀性。

另外，用户隔着导光板1观看的外界的亮度，不依赖于方向而大致均匀，或者逐渐地变化。由此，用户几乎不能察觉外界的亮度的变化，能够确保外界的亮度的均匀性。

进而，用户的眼23在眼动范围24内移动的情况下，影像和外界的亮度也单调地变化，所以能够确保眼动范围24内的亮度的均匀性，能够减少用户可能感到的不自然感。

进而，导光板1中，在终端面12一侧的第N部分反射面17_N和第一部分反射面17₁上反射的输出光的强度比即IN÷I1在0.5以上。由此，用户观看影像时几乎不能察觉视野角导致的亮度差，所以能够提高影像的视野角内的亮度的均匀性。另外，用户越过导光板1观看外界时，几乎不能察觉方向导致的亮度差，所以能够提高外界的亮度的均匀性。进而，在眼动范围24内用户的眼23移动了时几乎不能察觉影像的亮度变化，所以能够几乎不使用户感到不自然。

另外，关于输出光的强度比IN÷I1，优选在0.8以上，更优选在0.9以上。

进而，多个即N个部分反射面17的反射率优选全部大致相等。改变多个即N个部分反射面17的反射率的情况下，对于每个部分反射面17需要关于各部分反射面17的反射率的涂层的设计和实现等。与此相对，如果使N片部分反射面17的反射率统一，则涂层的设计和实现等仅有1种即可，所以能够减少设计工序和制造工序。由此，能够抑制导光板1的成本。

例如，假设N片部分反射面17具备统一的反射率R，输出光的强度比IN÷I1在Ra以上。该情况下，输出光的强度比IN÷I1如下式(7)所示。

IN÷I1＝(1-R)^(N-1)……(7)

此处，如果如下式(8)所示地定义反射率R0，则N片部分反射面17的统一的反射率R在反射率R0以下即可。

R0＝1-Ra^(1÷(N-1))……(8)

＜关于入射的影像光的偏振光＞

一般而言，对于光入射的入射面定义偏振光的情况下，与S偏振光相比P偏振光反射率更低。由此，对导光板1的多个即N个部分反射面17入射的影像光的偏振光的主成分，优选是反射率较低的P偏振光。换言之，对导光板1的入射面11入射的影像光的偏振光的主成分，优选在与入射面11和第一内面反射面13和第二内面反射面14垂直的xy平面内具有偏振方向。由此，能够抑制N片部分反射面17的反射率R，所以能够减少用多层涂层实现内面反射面13的反射率的情况下的膜数，能够抑制成本。

另外，如上所述，N片部分反射面17的统一的反射率R在R0以下，所以外部光的透射率高。因此，外部光的入射角改变时的透射光谱的变化少，也能够确保用户隔着导光板1观看外界时的颜色的均匀性。

N片部分反射面17的统一的反射率R，优选在可见光波段中波长依赖性小。例如，如果可见光波段中的最小反射率与最大反射率的比在50％以上，则用户不太会察觉影像和外界的不均匀性，如果在80％以上，则用户几乎不能察觉影像和外界的不均匀性。由此，能够确保用户看到的影像的颜色的均匀性和外界的颜色的均匀性。

＜关于导光板1中可能产生的鬼影影像＞

接着，对于导光板1中可能产生的鬼影影像进行说明。配置了多个即N个部分反射面17的导光板1中，因为用部分反射面17多次反射并从导光板1出射，而可能产生与本来对用户展示的影像不同的影像即鬼影影像。

图6是用于说明导光板1中的鬼影影像的产生的图。如该图(A)所示，导光板1中，如光线141一般，从入射面11入射的光在部分反射面17_k上反射时，从第一内面反射面13透射而对导光板1外部出射光。但是，如光线142一般，从部分反射面17_k透射，在部分反射面17_(k+1)上最初反射时的反射角143较大时，也在部分反射面17_(k+1)上反射，光线142从第一内面反射面13的出射角度可能以与光线141从第一内面反射面13的出射角度不同的角度出射。这会成为鬼影影像被用户看到。

接着，对于鬼影影像的模拟结果进行说明。该图(B)是影像生成部21作为影像光输出的图像的一例。另外，关于图像的方向，如图示的坐标轴所示。即，该图(B)所示的下半部分是黑色的纵向较长的图像，在图3的(A)所示的导光板1的正面，被显示为右半部分是黑色的横向较长的影像。另外，导光板1的N片部分反射面17全部是相同的反射率R，在使反射率R变化的同时对用户看到的影像进行模拟。

该图(C)示出了上述模拟的结果。如该图(C)所示，导光板1上显示的影像中，因为产生鬼影影像，所以部分反射面17的反射率R越高，本来应当是黑色(亮度是0)的下半部分的亮度越是增加地显示。

此处，将鬼影影像亮度比定义为(并非鬼影影像的该图(C)的图像的上半部分的亮度的平均值)÷(是鬼影影像的该图(C)的图像的下半部分的亮度的平均值)时，可知部分反射面17的反射率R越高，鬼影影像亮度比越大。

该图(D)是对部分反射面17的反射率R与鬼影影像亮度比的关系作图得到的，横轴表示反射率R，纵轴表示鬼影影像亮度比。

用户与外界叠加地看到影像显示装置20的导光板1上显示的影像，所以如果鬼影影像亮度比在5％以下，则相对于外界亮度的鬼影影像的相对亮度大致变暗至不能看到的程度。从而，为了使鬼影影像亮度比在大致5％以下，优选部分反射面17的反射率R在25％以下。

另外，影像显示装置20显示的影像的色阶数例如是256色阶的情况下，最低色阶与最大色阶的亮度比是1÷256＝0.4％。从而，为了使鬼影影像亮度比在大致0.4％以下，而进一步优选使上述反射率成为2％以下。由此，能够将鬼影影像亮度比抑制至最低色阶与最大色阶的亮度比程度以下，在外界较暗的环境中，也能够使用户看不到鬼影影像。

另外，该图(A)中的反射角143大于80度时部分反射面17上的反射率易于变高，大于85度时反射率较高，或者易于在部分反射面17上发生全反射。进而，大于88度时在大多情况下发生全反射。由此，易于产生鬼影影像，所以对于从入射面11入射的全部光线，使反射角143为88度以下，优选为85度以下，更优选为80度以下即可。

＜关于耦合棱镜22＞

耦合棱镜22以影像生成部21生成的影像的视野角、与影像显示装置20显示的影像的视野角大致相同的方式形成、配置。例如，以对耦合棱镜22的第一面垂直入射的光从第一内面反射面13大致垂直地出射的方式形成、配置。具体而言，例如，以来自影像生成部21的光对耦合棱镜22入射的第一面与第二内面反射面14所成的角度为大致2θ、即第一部分反射面17₁与第二内面反射面14所成的角的角度θ的大致2倍的方式，形成、配置耦合棱镜22。

更具体而言，耦合棱镜22具备角度大致θ的顶角22A，以耦合棱镜22的出射影像光的第二面与入射面11大致平行的方式，形成、配置耦合棱镜22。

另外，耦合棱镜22与导光板1由同一材料、或者折射率大致相等的材料形成即可。由此，能够使对耦合棱镜22入射的光的入射角、与从第一内面反射面13出射的光的出射角大致相等，能够使影像生成部21生成的影像的视野角与上述影像显示装置20显示的影像的视野角大致相同。

进而，以影像生成部21显示的影像的视野角中央的主光线对耦合棱镜22大致垂直地入射的方式配置影像生成部21和耦合棱镜22，由此影像生成部21显示的影像的视野角中央的主光线能够从第一内面反射面13大致垂直地出射。

另外，也可以使影像生成部21显示的影像的视野角中央的主光线从上述导光板1的第一内面反射面13以非垂直的角度出射。这一点例如能够通过构成为影像生成部21显示的影像的视野角中央的主光线对耦合棱镜22以非垂直的角度入射而实现。

另外，耦合棱镜22中，顶角22A的角度也可以与θ不同。该情况下，能够用光束压缩或光束扩大的效果，使影像生成部21生成的影像的视野角、与影像显示装置20显示的影像的视野角不同。进而，也可以省略耦合棱镜22，使影像生成部21的出射光对导光板1的入射面11直接输入。由此，能够减少影像显示装置20的部件个数，能够进行成本降低、质量减少、尺寸减小。

＜关于导光板1的具体尺寸＞

接着，对于导光板1的具体尺寸进行说明。

图7记载了图1所示的影像显示装置20中的各部的具体尺寸的一例。

该图的情况下，第一内面反射面13与第二内面反射面14的间距T是1.5mm，部分反射面17与第一内面反射面13所成的角中的锐角的角的角度θ是25度。

N片部分反射面17的面间距SD全部是1.36mm，由此用户能够无欠缺地看到影像显示装置20显示的影像。适眼距ER是20mm，影像显示装置20显示的影像的xy平面x方向的视野角FH是20度，眼动范围24的xy平面x方向的长度EH是10mm。该情况下，根据式(5)Nmin是6，所以将部分反射面17的片数N设为6，由此无论用户的眼23位于眼动范围24的哪个位置，用户都能够看到影像。

接着，图8示出了导光板1中配置的N(＝6)片部分反射面17的反射率、和在第k部分反射面17_k上反射的影像光的强度Ik、和各面的外部光的透射率的一例。

该图的情况下，对于1以上(N-1)以下的全部整数k，在第k部分反射面17_k上反射的影像光的强度Ik大于在终端面12一侧的第(k+1)的部分反射面17_k+1上反射的影像光的强度I(k+1)。由此，能够确保影像的视野角内的亮度的均匀性和外界的亮度的均匀性。

另外，该图的情况下，输出光的强度比IN÷I1在0.5以上，所以影像的视野角内的亮度的均匀性和外界的亮度的均匀性非常高。进而，N片部分反射面17的反射率被统一为12％，所以能够减少设计工序和制造工序，能够抑制成本。

另外，因为N片部分反射面17的反射率被统一为12％，所以外部光的透射率也被统一为88％这样较高的值。进而，该情况下，鬼影影像亮度比在3％以下，所以与外界叠加地看到影像显示装置20显示的影像时，能够抑制在用户不能看到鬼影影像的程度。

为了进一步降低鬼影影像亮度比，例如可以使N片部分反射面17的反射率全部成为2％，将鬼影影像亮度比抑制至0.4％程度。该情况下，因为输出光的强度比IN÷I1在0.9以上，所以能够进一步提高影像的视野角内的亮度的均匀性和外界的亮度的均匀性。

＜关于导光板1的制造方法＞

接着，对于具有N片部分反射面17的导光板1的第一制造方法进行说明。

首先，准备N+1片平面板的基件。第一基件的厚度等于入射面11与第一部分反射面17₁的面间距。设k为1以上N-1以下的整数，第(k+1)基件的厚度等于第k部分反射面17_k与第(k+1)部分反射面17_(k+1)的面间距SD，第(N+1)基件的厚度等于第N部分反射面17_N与终端面12的面间距。另外，对于作为第一至第(N+1)基件的平面板的2个面(以下称为上下面)分别进行了抛光。

接着，对第一至第N基件的上下面的一方，施加反射率是规定值的涂层。接着，对第一基件的上下面中未施加涂层的面施加AR(Anti Reflection)涂层，将第(N+1)基件的上下面的一方与第N基件的上下面中施加了涂层的面粘合。

接着，设k为2以上N-1以下的整数，将第k基件的上下面中施加了涂层的面与第(k+1)基件的上下面中未施加涂层的面粘合。进而，将第一基件的上下面中施加了反射率是上述规定值的涂层的面与第二基件的上下面中的未涂层的面粘合。

接着，在与第一基件的上下面成规定角度、间距是规定间距的多个第一切断平面上，将上述第一至第(N+1)基件粘合而成的光学部件切断。通过在多个第一切断平面上切断，形成导光板1的第一内面反射面13和第二内面反射面14。

接着，对于在多个第一切断平面上切断后的光学部件，在与第一基件的上下面垂直、且与多个第一切断平面垂直、且间距是规定间距的多个第二切断平面上切断。通过在多个第二切断平面上切断，形成导光板1的顶面15和底面16。

最后，对在多个第二切断平面上切断后的光学部件中的、在多个第一切断平面上切断得到的面进行抛光。通过以上工序制造导光板1。

另外，导光板1中，入射面11与终端面12与N片部分反射面17全部大致平行。另外，形成导光板1的外形的6个面中，第一内面反射面13和第二内面反射面14和顶面15和底面16这4个面，是通过在多个第一切断平面上切断和在多个第二切断平面上切断而形成的。其余的入射面11和终端面12，分别相当于第一基件和第(N+1)基件的未粘合的面。从而，为了形成入射面11和终端面12，不需要进行切断、抛光、涂层等，制造工序减少，能够抑制成本。

另外，上述第一制造工序中，对第一至第N基件的上下面的一方施加反射率是规定值的涂层，但也可以代替施加该涂层地，设k为1以上N以下的整数，以第k与第(k+1)基件之间无间隙地被粘合剂填充的方式进行粘合，通过基件与粘合剂的折射率差引起的菲涅尔反射，构成N片部分反射面17。或者，也可以以在第k与第(k+1)基件之间产生空气层的方式进行粘合，通过基件与空气的折射率差引起的菲涅尔反射，构成N片部分反射面17。进而，也可以交替地区分N片基件的材料等，构成为第k与第(k+1)基件中折射率不同，通过基件的折射率差引起的菲涅尔反射，构成N片部分反射面17。另外，也可以不使用粘合剂，而是通过使精密抛光后的基件密合的光学接触将基件接合。

上述第一制造工序中，通过将N+1片平面板贴合而形成导光板1，但也可以采用以下说明的第二制造工序。

第二制造工序中，例如准备施加了规定反射率的涂层的N片透明基件、和能够以规定间距平行地保持该N片透明基件的夹具、和具备空洞的规定模具。然后，使用该夹具将N片透明基件固定在该规定模具的空洞内部的规定位置，通过使熔化的光学材料流入该规定模具之后、使光学材料凝固并在规定面切断、对规定面抛光、对规定面涂层的一体成型制造导光板1。

图9示出了用上述第二制造工序制造的导光板1的结构例。该图(A)是导光板1的正面图，该图(B)是导光板1的平面图(xy平面上的截面图)，该图(C)是导光板1的侧面图。

由该图(B)可知，用第二制造工序制造的导光板1特征在于N片部分反射面17与第一内面反射面13和第二内面反射面14无交点。

根据该第二制造工序，能够低成本地制造如后述的图11的导光板1A、图12的导光板12A等一般外形并非平行六面体的各种外形的导光板。

另外，上述第一和第二制造工序分别是一例，对于其一部分工序能够追加、变更、省略或置换。

＜关于导光板1的变形例＞

接着，图10示出了追加了对导光板1的刚性进行加固、防止损伤等发生的保护部的例子，作为导光板1的变形例。

该图(A)对第一内面反射面13和第二内面反射面14的全体施加了由透明材料形成的硬涂层或AR涂层构成的保护部61。另外，保护部61也可以对第一内面反射面13和第二内面反射面14的一部分施加。

该图(B)对第一内面反射面13和第二内面反射面14的全体粘贴了由透明材料形成的保护板构成的保护部62。另外，保护部62也可以对第一内面反射面13和第二内面反射面14的一部分粘贴。

通过对导光板1设置保护部61或62，能够提高第一内面反射面13和第二内面反射面14的刚性、耐候性、耐磨损性。

另外，也可以在导光板1的边和顶点的一部分或全部中，进行45度倒角、圆倒角、细线倒角等倒角加工。通过进行倒角加工，能够防止导光板1破损。

根据上述导光板1的第一结构例，能够低成本地实现影像和外界的亮度和颜色的均匀性。

＜关于导光板1的第二结构例＞

接着，图11示出了导光板1的第二结构例。以下，将导光板1的第二结构例称为导光板1A。

该图(A)是导光板1A的正面图，该图(B)是导光板1A的平面图(xy平面上的截面图)，该图(C)是导光板1A的侧面图。

导光板1A中，入射面11与多个即N个部分反射面17相互大致平行，但终端面12与入射面11不平行，这一点与导光板1的第一结构例(图3)不同。如果采用导光板1A，则能够提高导光板的形状(设计等)的自由度。

根据导光板1A，能够低成本地实现影像和外界的亮度和颜色的均匀性。

＜关于导光板1的第三结构例＞

接着，图12示出了导光板1的第三结构例。以下，将导光板1的第三结构例称为导光板1B。

该图(A)是导光板1B的正面图，该图(B)是导光板1B的平面图(xy平面上的截面图)，该图(C)是导光板1B的侧面图。

如该图(A)所示，导光板1B的正面的外形是八边形这一点与导光板1的第一结构例(图3)不同。

导光板1B的正面的外形，优选是从入射面11入射的光线的轨迹与导光板1B的正面的外形无交点、或者即使有交点也是在该交点上反射或散射的光通过用户的眼23或眼动范围24的外部的最小形状以上的大小。由此，导光板1B能够减少与用户看到的影像无关的杂散光。

另外，图12所示的导光板1B的正面的外形采用八边形，但其形状也可以是多边形形状、椭圆形状、封闭自由曲线形状、将直线与曲线组合而成的封闭形状等。

如果采用导光板1B，则能够低成本地实现影像和外界的亮度和颜色的均匀性，并且能够提高导光板的形状(设计等)的自由度。

＜关于导光板1的第四结构例＞

接着，图13示出了导光板1的第四结构例。以下，将导光板1的第四结构例称为导光板1C。

该图(A)是导光板1C的正面图，该图(B)是导光板1C的平面图(xy平面上的截面图)，该图(C)是导光板1C的侧面图。

导光板1C如该图(B)所示，入射面11并非与多个即N个部分反射面17和终端面12大致平行，这一点与导光板1的第一结构例(图3)不同。

＜关于采用导光板1C的情况下的影像生成部21的配置的一例＞

图14示出了采用导光板1C的影像显示装置20中的影像生成部21的配置的一例。

在影像显示装置20中采用了导光板1C的情况下，能够使影像生成部21和耦合棱镜22的配置与图1所示的配置相比改变。由此，能够提高影像生成部21和耦合棱镜22的配置的自由度。特别是，如图13和图14所示，通过使入射面11与第二内面反射面14所成的角α成为锐角，能够使影像生成部21和耦合棱镜22向远离用户的眼23的方向移动。

另外，导光板1C的外形不限于图13的例子，也可以是入射面11与多个即N个部分反射面17不平行，而是入射面11与第一内面反射面13所成的角α是钝角。

如果采用导光板1C，则能够低成本地实现影像和外界的亮度和颜色的均匀性，并且能够提高影像显示装置20的形状(设计等)的自由度。

＜关于导光板1的第五结构例＞

接着，图15示出了导光板1的第五结构例。以下，将导光板1的第五结构例称为导光板1D。

该图(A)表示导光板1D的平面图(xy平面上的截面图)，该图(B)表示导光板1D的正面图，该图(C)表示导光板1D的变形例的平面图，该图(D)表示导光板1D的其他变形例的平面图。

导光板1D中，对第一内面反射面13的一部分施加了具有使影像的亮度大致均匀化的透射率分布的涂层部201(相当于本发明的第一涂层部)，这一点与导光板1的第一结构例(图3)不同。

该图(B)所示的正面图中，将使第一部分反射面17₁与第二内面反射面14相交的线段向第一内面反射面13垂直地投影得到的线段、与底面16相交的点设为原点O(0，0)，设第N部分反射面17_N与底面16相交的点的坐标为(ND，0)，顶面15与底面16之间的距离为UL。

第一内面反射面13的施加了涂层部201的区域，优选是至少包括使全部部分反射面17₁至17_N向第一内面反射面13垂直地投影得到的区域的区域。换言之，第一内面反射面13的施加了涂层部201的区域，优选如该图(B)所示，是至少包括0≤x≤ND且0≤y≤UL的区域S1的区域。

涂层部201具有使从入射面11入射、在N片部分反射面17上反射并从第一内面反射面13透射而对导光板1D外部输出的光的强度分布大致均匀的透射率分布。

例如，假设导光板1D所具有的N片部分反射面17具有统一的反射率R。设x和y为0≤x≤ND且0≤y≤UL的情况下，导光板1D的正面图中坐标是(x，y)的位置处的涂层部201的透射率f如下式(9)所示。

f≈x÷ND×(1-(1-R)^(N-1))+(1-R)^(N-1)……(9)

由此，能够使对导光板1D外部输出的光的强度分布大致均匀。另外，涂层部201的透射率分布是关于x的一次函数，不依赖于y，所以能够用难度较低的涂层实现。

另外，涂层部201的透射率f也可以如下式(10)所示，在x轴方向上指数函数地变化。

f＝(1-R)^((1-x÷ND)×(N-1))……(10)

由此能够进一步提高对导光板1D外部输出的光的强度的均匀度。

另外，对导光板1D的第一内面反射面13施加的涂层部201也可以不是对第一内面反射面13的一部分，而是如该图(C)所示，对第一内面反射面13的整面施加。

另外，对第一内面反射面13的整面施加了涂层部201的情况下的涂层部201的x<0处的透射率f，优选与x＝0处的透射率f大致相等，或者在x＝0处透射率f连续地变化。进而，ND<x处的涂层部201的透射率f优选与x＝ND处的透射率f大致相等，或者在x＝ND处透射率f连续地变化。由此，用户隔着导光板1D观看外界的情况下，外部光的透射率连续地变化，所以能够使用户不易感到不自然。

另外，涂层部201的x<0和ND<x处的透射率f也可以是大致100％。由此，用户隔着导光板1D观看外界的情况下，透过涂层部201的x<0和ND<x的区域的外部光的透射率高，所以能够提高导光板1D的透视性。

另外，也可以代替对第一内面反射面13施加涂层部201地，如该图(D)所示，在第一内面反射面13与用户的眼23之间，配置具有使影像的亮度大致均匀化的透射率分布的透明板211。透明板211与涂层部201同样地，可以配置为覆盖第一内面反射面13的一部分，也可以配置为覆盖整面。

根据导光板1D，能够提高透视性，并且提高改变观看的方向时的影像和外界的均匀性。

＜关于导光板1的第六结构例＞

接着，图16示出了导光板1的第六结构例。以下，将导光板1的第六结构例称为导光板1E。

图16的(A)表示导光板1E的平面图(xy平面上的截面图)，该图(B)表示导光板1E的变形例的平面图，该图(C)表示导光板1E的其他变形例的平面图。

导光板1E相对于导光板1D(图15)，对第二内面反射面14的一部分追加了涂层部202(相当于本发明的第二涂层部)。

对第二内面反射面14的一部分施加的涂层部202的区域，优选至少包括使全部部分反射面17₁至17_N向第二内面反射面14垂直地投影得到的区域。换言之，与图15的(B)同样地定义坐标的情况下，涂层部202的区域优选是至少包括0≤x≤ND且0≤y≤UL的区域的第二内面反射面14的区域。

另外，涂层部202具备在从第二内面反射面14外侧入射了均匀的强度分布的光的情况下、从第一内面反射面13出射的光的强度分布大致均匀的透射率分布。

例如，导光板1E中配置的N片部分反射面17具有统一的反射率R，使N片部分反射面17向第二内面反射面14垂直地投影时，设k为1≤k≤N-1的整数，第k部分反射面17_k与第(k+1)部分反射面17_(k+1)大致重叠且无间隙地配置。另外，设x和y为0≤x≤ND且0≤y≤UL的情况下，在导光板1E的正面图中坐标是(x，y)的位置处的涂层部201的透射率f是f(x，y)。此时，在导光板1E的正面上坐标是(x，y)的位置处的涂层部202的透射率，使用常数g，大致等于g÷f(x，y)。由此，用户隔着导光板1E观看外界的情况下，外部光的透射率大致均匀，所以能够提高透视性。

另外，对导光板1E的第二内面反射面14施加的涂层部202也可以不是对第二内面反射面14的一部分，而是如该图(B)所示，对第二内面反射面14的整面施加。该情况下，也能够在用户隔着导光板1E观看外界的情况下，使外部光的透射率大致均匀，能够提高透视性。

另外，也可以代替对第二内面反射面14施加涂层部202地，如该图(C)所示，在第二内面反射面14的外侧，配置具有能够使外部光的透射率大致均匀的透射率分布的透明板212。另外，透明板212与导光板1D中的透明板211同样地，可以配置为覆盖第二内面反射面14的一部分，也可以配置为覆盖整面。

根据导光板1E，能够提高透视性，并且提高改变观看的方向时的影像和外界的均匀性。

＜关于本发明的第二实施方式的影像显示装置的结构例＞

接着，图17示出了本发明的第二实施方式的影像显示装置的结构例。上述第一实施方式的影像显示装置20构成为能够对用户的一方的眼23展示影像。该第二实施方式的影像显示装置20A构成为能够对用户的左眼23L和右眼23R展示影像。

第二实施方式的影像显示装置20A将影像显示装置20中的导光板1置换为导光板1F，对于其他构成要素，附加与影像显示装置20相同的附图标记，省略其说明。

导光板1F具有相对于影像显示装置20中的、配置了多个即N个部分反射面17的导光板1追加了多个即M个部分反射面18的结构。此处，M是2以上的整数。另外，M与N可以相等，也可以不等。

多个即M个部分反射面18相互大致平行，与N片部分反射面17也大致平行。以下，将上述多个即M个部分反射面18从接近入射面11一侧起顺次称为第一部分反射面18₁、第二部分反射面18₂、……、第M部分反射面18_M。

在导光板1F中，从入射面11入射、从全部N片部分反射面17透射的光，在导光板1F内部全反射地传播，并对多个即M个部分反射面18入射。多个即M个部分反射面18分别使入射的光的一部分反射，使其从第一内面反射面13透射，由此发挥使光对导光板1F外部传播、并且使其他光透射的作用。

从N片部分反射面17对导光板1F外部输出的光的一部分，分别对用户的左眼23L入射。从多个即M个部分反射面18对导光板1F外部输出的光的一部分，分别对用户的右眼23R入射。由此，用户通过感知入射到左眼23L和右眼23R的光，能够看到影像显示装置20A显示的影像。

对于导光板1F输出的光的强度进行说明。此处，设k为1以上N以下的整数，在第k部分反射面17_k上反射且从第一内面反射面13透射而对导光板1F外部输出的输出光的强度为Ik。另外，设k为1以上M以下的整数，在第k部分反射面18_k上反射而从第一内面反射面13透射来对导光板1F外部输出的输出光的强度为Jk。

此时，输出光的强度Ik与强度I(k+1)相比更大或者大致相等。另外，输出光的强度Jk与强度J(k+1)相比更大或者大致相等。由此，能够确保影像和外界的亮度均匀性。

另外，优选构成为强度I1与强度J1大致相等、强度IN与强度JM大致相等。由此，在用户看到影像显示装置20A显示的影像时，能够使用户的左眼23L和右眼23R分别感觉到的影像的亮度大致相同，不易感到不自然。

另外，从第M部分反射面18_M反射的光的强度JM与从第一部分反射面17₁反射的光的强度I1的比即JM÷I1优选在0.5以上。即，如果用户的右眼23R感觉到的影像的亮度与用户的左眼23L感觉到的影像的亮度的比在0.5以上，则用户几乎不能察觉其亮度的差异，所以能够使用户不易感到不自然。

另外，N片部分反射面17和多个即M个部分反射面18优选全部具备大致相同的反射率。这样，能够减少导光板1F的设计工序和制造工序，能够抑制成本。

另外，作为导光板1F的变形例，也可以将导光板1F分割为具有N片部分反射面17的第一导光板1F1和具有多个即M个部分反射面18的第二导光板1F2，在第一导光板1F1与第二导光板1F2之间设置耦合棱镜。该耦合棱镜以从第一导光板1F1透射的光的至少一部分对第二导光板1F2入射的方式形成、配置。

另外，上述说明中，影像显示装置20A中，在N片部分反射面17上反射并对导光板1F外部输出的光的一部分对用户的左眼23L入射，在多个即M个部分反射面18上反射并对导光板1F外部输出的光的一部分对用户的右眼23R入射。也可以与此相反地，以在N片部分反射面17上反射并对导光板1F外部输出的光的一部分对用户的右眼23R入射、在多个即M个部分反射面18上反射并对导光板1F外部输出的光的一部分对用户的左眼23L入射的方式构成影像显示装置20A。

根据影像显示装置20A，用户能够用左眼23L和右眼23R感觉到相同的光，看到影像显示装置20A显示的同一影像。

另外，影像显示装置20A能够比较小型且低成本地制造。

＜关于本发明的第三实施方式的影像显示装置的结构例＞

图18示出了本发明的第三实施方式的影像显示装置的结构例。

本发明的第三实施方式的影像显示装置20B将影像显示装置20中的导光板1置换为导光板1K和导光板1L，对于其他构成要素，附加与影像显示装置20相同的附图标记，省略其说明。

图19示出了导光板1K和导光板1L的结构例。该图(A)是导光板1K的平面图(xy平面上的截面图)和导光板1L的正面图。该图(B)是导光板1K的侧面图和导光板1L的平面图(xy平面上的截面图)。该图(C)是导光板1K的侧面图。

影像显示装置20B中，影像生成部21生成的影像光经由耦合棱镜22从入射面11K对导光板1K入射。导光板1K具有N片部分反射面17K，在N片部分反射面17K上反射的光，从导光板1K的第一内面反射面13K透射，对导光板1L的入射面11L入射。

导光板1L具有M片部分反射面17L。对导光板1L的入射面11L入射的光，在M片部分反射面17L上反射，从导光板1L的第一内面反射面13L透射，对导光板1L外部输出。对导光板1L外部输出的光的一部分对用户的眼(未图示)入射。用户通过感知入射到眼的光而看到影像显示装置20B显示的影像。

导光板1K的N片部分反射面17K与导光板1L的M片部分反射面17L以相互不平行的方式配置。例如，影像显示装置20B中，从入射面11K对导光板1K入射的光，在导光板1K内部向-z轴方向行进的过程中在N片部分反射面17K上反射而向x轴方向行进。此时，取决于在N片部分反射面17K的哪一个上反射，向x轴方向前进的光被分割为N束。

另一方面，从入射面11L入射到导光板1L的光，在导光板1L内部向x轴方向行进的过程中在M片部分反射面17L上反射而向-y轴方向行进。此时，取决于在M片部分反射面17L的哪一个上反射，向-y轴方向行进的光被分割为M束。从而，从导光板1K对导光板1L入射的光从第一内面反射面13L输出时，在z轴方向上被分割为N束，在x轴方向上被分割为M束。

上述影像显示装置20和影像显示装置20A中，采用了仅在1个方向上将光线分割的导光板1等，所以影像生成部21生成的影像的视野角增大时，可能发生形成影像的一部分视野角的光不能到达眼动范围24的状况。例如，使用影像显示装置20的实验中，显示的影像的视野角在30度以上时，用户看到的影像的一部分可能欠缺。

与此相对，影像显示装置20B用导光板1K和导光板1L在2个方向上将光线分割，所以即使影像生成部21生成的影像视野角宽，也能够使该影像光到达眼动范围24。由此，根据影像显示装置20B，能够不欠缺宽视野角的影像的一部分地使用户观看。

＜关于影像显示装置20等的应用例＞

接着，图20示出了本发明的第一至第三实施方式的影像显示装置20、20A、20B的应用例。

该图(A)示出了将影像显示装置20等应用于头戴式显示器的情况下的一例。该头戴式显示器例如佩戴在用户300的头部，在用户300的视线方向上配置导光板1(未图示)。

该头戴式显示器中，导光板1的入射面11(未图示)可以在用户的眼的横方向上配置，也可以在用户的眼的纵方向上配置。

用户300能够以例如虚像看到该头戴式显示器显示的影像。

该图(B)示出了将影像显示装置20等应用于平视显示器的情况的一例。该平视显示器例如固定配置在规定位置。用户300通过接近该平视显示器附近，能够以例如虚像看到该平视显示器上显示的影像。

该平视显示器例如能够应用于汽车的驾驶员用的辅助功能和数字标牌等。

＜总结＞

如以上所说明，根据本发明，能够兼顾隔着导光板看见的外界和在导光板内部的部分反射面上反射的影像的亮度和颜色的均匀性，所以，例如能够抑制通过使用该导光板的影像显示装置显示增强现实(AR)的影像的情况下的临场感降低。另外，因为使导光板内部的部分反射面的反射率统一，所以能够抑制制造工序的增加和成本升高。

另外，本说明书中记载的效果只是示例，并不限定，也可以有其他效果。

本发明不限定于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述各实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于本发明必须具备说明的全部构成要素。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

附图标记说明

1…导光板，11…入射面，12…终端面，13…第一内面反射面，14…第二内面反射面，15…顶面，16…底面，17…部分反射面，20…影像显示装置，21…影像生成部，22…耦合棱镜，22A…顶角，23…眼，24…眼动范围，31…光线，41…遮光部，42…遮光部，45…遮光部，46…遮光部，51…遮光部，61…保护部，62…保护部，110…光源部，114B…聚光透镜，114G…聚光透镜，114R…聚光透镜，115…交叉棱镜，116…微透镜阵列，117…透镜，120…面板部，121…面板，130…投影光学部，131…投影透镜，201…涂层部，202…涂层部，211…透明板，212…透明板，300…用户。

Claims

1.一种导光板，其特征在于，包括：

供影像光入射的入射面；

将从所述入射面入射的所述影像光全反射而使其传播的大致平行的第一内面反射面和第二内面反射面；和

在所述导光板的内部大致平行地配置的N个部分反射面，其将被所述第一内部反射面和第二内部反射面全反射而传播的所述影像光的一部分反射来作为输出光从所述第一内面反射面输出至所述导光板的外部，并且使入射来的所述影像光的一部分透射，其中N个表示多个，

被第k(k是1以上(N-1)以下的整数)部分反射面反射的输出光的强度Ik在被第(k+1)部分反射面反射的输出光的强度I(k+1)以上，其中，所述第(k+1)部分反射面配置在所述第k部分反射面的远离所述入射面的方向一侧的相邻位置。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

所述N个部分反射面中，被配置在最远离所述入射面的位置的第N部分反射面反射的输出光的强度IN，相对于被配置在最靠近所述入射面的位置的第一部分反射面反射的输出光的强度I1的比例在0.5以上。

3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

所述N个部分反射面的反射率大致相等。

4.如权利要求3所述的导光板，其特征在于：

所述N个部分反射面的反射率R满足下式：

R≤1-0.5^(1÷(N-1))。

5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

所述N个部分反射面与所述入射面大致平行。

6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

所述第一内面反射面与所述第二内面反射面的间距T、所述部分反射面与所述第一内面反射面或第二内面反射面所成的角θ以及所述多个部分反射面的面间距SD满足下式：

SD≤T×cosθ。

7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于：

所述面间距SD满足下式：

SD≥T×cosθ÷2。

8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

设在与所述第一内面反射面相距距离ER的位置作为人能够看到所述输出光所形成的影像的范围的眼动范围面的宽度为EH，与所述入射面以及所述第一内面反射面和第二内面反射面垂直的面内的、所述输出光所形成的影像的视野角为FH时，所述多个部分反射面的数量N在满足下式的最小的整数Nmin以上：

Nmin≥tanθ÷T×(2×ER×tan(FH÷2)+EH)。

9.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

要入射至所述入射面的所述影像光在与所述入射面以及所述第一内面反射面和第二内面反射面垂直的面内具有偏振方向。

10.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

形成所述导光板的外形的面中的、隔着所述多个部分反射面位于与所述入射面相反的一侧的终端面与所述入射面大致平行。

11.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

在作为形成所述导光板的外形的面的所述第一内面反射面的外侧的至少一部分上具有第一涂层部，该第一涂层部具有使所述输出光的强度分布大致均匀的透射率分布。

12.如权利要求11所述的导光板，其特征在于：

在作为形成所述导光板的外形的面的所述第二内面反射面的外侧的至少一部分上具有第二涂层部，该第二涂层部具有从所述第二内面反射面的壳体外侧入射的均匀的强度分布的光从所述第二内面反射面和所述第一内面反射面透射后从所述第一内面反射面作为大致均匀的强度分布的光出射的透射率分布。

13.一种包括用于生成影像光的影像生成部、耦合棱镜和导光板的影像显示装置，其特征在于：

所述导光板包括：

供影像光入射的入射面；

被第k(k是1以上N以下的整数)部分反射面反射的输出光的强度Ik在被第(k+1)部分反射面反射的输出光的强度I(k+1)以上，其中，所述第(k+1)部分反射面配置在所述第k部分反射面的远离所述入射面的方向一侧的相邻位置。

14.如权利要求13所述的影像显示装置，其特征在于：

所述耦合棱镜具有供所述影像生成部所生成的所述影像光入射的第一面和使入射来的所述影像光出射至所述导光板的所述入射面的第二面，

设所述部分反射面与所述第二内面反射面所成的角的角度为θ时，所述第一内面反射面与所述第一面所成的角的角度是约2θ，

所述入射面与所述第二面大致平行。

15.如权利要求13所述的影像显示装置，其特征在于：

构成所述耦合棱镜的材料的折射率与构成所述导光板的材料的折射率大致相同。

16.如权利要求13所述的影像显示装置，其特征在于：

所述影像生成部具有用于投射所述影像光的投影透镜，

所述投影透镜的出射光瞳位于与所述投影透镜的最终面大致相同的位置或者与所述投影透镜的最终面相比位于所述导光板一侧。