JP2012198260A - 導光板及びこれを備える虚像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像取出部23が、画像光GL1を反射するため第2の全反射面を基準として光入射部側に傾斜するように延びる第1要素面23aと、第1要素面23aに対して鈍角をなして延びる第2要素面23bとを交互に配置してなるので、第1要素面23aと第2要素面23bとの間に、光学的に機能しない接続面を設ける必要がなくなる。これより、外光OLの透過率低下や画像光GL1の反射率低下を防止でき、ゴーストの発生を抑制することができる。
【選択図】図2
Description
図1(A)に示す本実施形態に係る虚像表示装置100は、ヘッドマウントディスプレイに適用されるものであり、画像形成装置10と、導光板20とを一組として備える。なお、図1(A)は、図1(B)に示す導光板20のA−A断面に対応する。
以下、画像光の光路について説明する。図1(A)に示すように、投射光学系12を経た各画像光GL1,GL2,GL3の主要成分は、導光板20の光入射面ISからそれぞれ入射した後、第1及び第2の全反射面22a,22bにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。画像光GL1,GL2,GL3のうち、液晶デバイス11の射出面32aの中央部分から射出された画像光GL1は、入射光折曲面21で反射された後、全反射面形成部22を経て画像取出部23の中央部23kで反射され、光射出面OSからこの面に対して垂直な光軸AX方向に射出される。また、液晶デバイス11の射出面32aの一端側(+Z側)から射出された画像光GL2は、全反射面形成部22を経て画像取出部23のうち反光入射面側(+Z側)の周辺部23mで反射され、光射出面OSから所定の角度方向に射出される。また、液晶デバイス11の射出面32aの他端側(−Z側)から射出された画像光GL3は、全反射面形成部22を経て画像取出部23のうち最も光入射面側(−Z側)の周辺部23hで反射され、光射出面OSから所定の角度方向に射出される。なお、この場合、各画像光GL1,GL2,GL3の全反射の角度について、画像光GL2の角度が最小であり、画像光GL3の角度が最大であり、その他の画像光の角度については、これらの中間の値となる。
以下、本実施形態に係る導光板20の画像取出部23の詳しい構造について説明する。図2、図3(A)、及び3(B)に示すように、画像取出部23は、多数の第1要素面23aと多数の第2要素面23bとを横方向に隙間なく交互に配置した構造を有している。ここで、第1要素面23aは、画像光GL1,GL2,GL3を反射する画像光反斜面として機能し、第2要素面23bは、画像光GL1,GL2,GL3を全反射によって導光させつつ外光OLを透過させる画像光反射・外光透過面として機能する。第1要素面23aや第2要素面23bの配置は、導光方向の奥の+Z側ほど観察者の存在する−X側にずれたものとなっている。
以上の説明から明らかなように、本実施形態の導光板20又は虚像表示装置100では、画像取出部23が、画像光GL1,GL2,GL3を反射するため第2の全反射面22bを基準として光入射部D1側に傾斜するように延びる第1要素面23aと、第1要素面23aに対して鈍角をなして延びる第2要素面23bとを交互に配置してなるので、第1要素面23aと第2要素面23bとの間に、光学的に機能しない接続面を設ける必要がなくなる。これより、外光OLの透過率低下や画像光GL1,GL2,GL3の反射率低下を防止でき、ゴーストの発生を抑制することができる。つまり、虚像表示装置100によって高品位の虚像を観察することができる。
Claims (10)
- 画像光を内部に取り込む光入射部と、
対向して延びる第1及び第2の全反射面を有し、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を前記第1及び第2の全反射面での全反射により導く導光部と、
前記導光部を経て入射する前記画像光を光路の折り曲げによって外部へ取出し可能にする画像取出部を有する光射出部とを備え、
前記画像取出部は、前記画像光を反射するため前記第2の全反射面を基準として前記導光部の導光方向に関する奥側で前記導光部の内側に向かって傾斜するように延びる第1要素面と、前記第1要素面に対して鈍角をなして延びる第2要素面とを交互に配置してなる、導光板。 - 前記画像取出部に含まれる複数の第1面要素は、前記第1の全反射面に対向して傾斜した状態で互いに平行に延びる、請求項1に記載の導光板。
- 前記画像取出部に含まれる第2要素面は、前記第1の全反射面に対向して前記第1の全反射面に平行に延びる、請求項1に記載の導光板。
- 前記画像取出部は、前記第1の全反射面の一部として光射出面を有する、請求項1から3までのいずれか一項に記載の導光板。
- 前記第2要素面は、当該第2要素面に入射する外光を透過させる、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の導光板。
- 前記第1要素面は、反射膜を有する、請求項1から5までのいずれか一項に記載の導光板。
- 前記第1要素面の透過率は、略ゼロである、請求項6に記載の導光板。
- 前記反射膜は、前記第2要素面を除くように前記第1要素面に選択的に形成されている、請求項6及び7のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記第1要素面と前記第2要素面の面積の比率は、前記導光部による導光方向に関して異なる値に設定されている、請求項1から8までのいずれか一項に記載の導光板。
- 請求項1から9までのいずれか一項に記載の導光板と、
前記導光板に導かれる前記画像光を形成する画像形成装置と、
を備える虚像表示装置。
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