JP2018040962A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空中像を形成するリフレクタアレイ光学素子を備えた光学装置に関する。 The present invention relates to an optical apparatus including a reflector array optical element that forms an aerial image.
リフレクタアレイ光学素子は、平行に配置された複数の第1反射面を有する第1反射プレートと、平行に配置された複数の第2反射面を有する第2反射プレートとを有し、これらのプレートが、第1反射面と第2反射面とを互いに垂直に配して重ねられている(例えば、特許文献1参照)。 The reflector array optical element includes a first reflection plate having a plurality of first reflection surfaces arranged in parallel, and a second reflection plate having a plurality of second reflection surfaces arranged in parallel, and these plates However, the 1st reflective surface and the 2nd reflective surface are distribute | arranged perpendicularly | vertically, and are piled up (for example, refer patent document 1).
リフレクタアレイ光学素子は、背面側から入射される画像光を第1反射プレート及び第2反射プレートで順に反射することにより、正面側に空中像を形成する。この様な空中像の形成は、画像の新たな表示方法として様々な分野への応用が期待されている。 The reflector array optical element forms an aerial image on the front side by sequentially reflecting image light incident from the back side by the first reflection plate and the second reflection plate. Such aerial image formation is expected to be applied to various fields as a new image display method.
しかしながら、特許文献1に記載のリフレクタアレイ素子では、金属層で形成された鏡面により第1反射面及び第2反射面が構成されているため、空中像の他に、ユーザに視認させたくない1次反射像や多重反射像等の副像が形成されてしまう。ここで、1次反射像とは、第1反射プレート又は第2反射プレートの何れか一方のみで反射された光で形成される像であり、多重反射像とは、空中像を形成する光よりも多数回に亘って反射された光で形成される像である。この様な副像は、空中像の視認が可能な所定位置とは異なる位置から、ユーザ以外の第三者に視認される虞がある。このため、副像を介して第三者に空中像の内容が晒されてしまい、セキュリティの低下を招くという問題を生じる虞があった。又、別の問題として、ユーザが空中像を視認する際に、本来の視認対象である空中像以外の副像が同時に視認されてしまい、視認効果が低下するという問題があった。
However, in the reflector array element described in
そこで本発明の目的は、副像の視認を抑制することができる光学装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device that can suppress the visual recognition of a sub-image.
本発明に係る光学装置は、リフレクタアレイ光学素子と、当該リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された面発光体と、を備える。ここで、リフレクタアレイ光学素子は、平行に配置された複数の第1反射面を有する第1反射プレートと、平行に配置された複数の第2反射面を有する第2反射プレートとが、第1反射面と第2反射面とを互いに垂直に配して重ねられたものである。 An optical device according to the present invention includes a reflector array optical element, and a surface light emitter disposed to face the back or front of the reflector array optical element. Here, the reflector array optical element includes a first reflection plate having a plurality of first reflection surfaces arranged in parallel and a second reflection plate having a plurality of second reflection surfaces arranged in parallel. The reflecting surface and the second reflecting surface are arranged so as to be perpendicular to each other.
上記光学装置によれば、面発光体を発光させることにより、当該面発光体から発せられる光の中に、光強度の弱い副像が溶け込んで見え難くなる。一方、光強度の高い空中像は、導光板が発する光の中に溶け込むことなく視認可能な状態で維持される。 According to the optical device described above, by causing the surface light emitter to emit light, the sub-image having a low light intensity is melted into the light emitted from the surface light emitter, making it difficult to see. On the other hand, an aerial image having a high light intensity is maintained in a visible state without being melted into the light emitted from the light guide plate.
上記光学装置において、面発光体は、リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された光透過性の導光板と、当該導光板に光を入射する光源と、を有していることが好ましい。この構成によれば、導光板に光を入射することで、導光板の表面を発光させることができる。 In the optical device, the surface light emitter has a light-transmitting light guide plate disposed facing the back surface or the front surface of the reflector array optical element, and a light source that makes light incident on the light guide plate. Is preferred. According to this configuration, the surface of the light guide plate can emit light by making light incident on the light guide plate.
一例として、導光板は、光散乱剤を内部に含んでいる。他の例として、導光板は、光散乱材料から形成された印刷パターンを表面に有する。更なる他の例として、導光板は、光源から入射された光の散乱が可能な加工パターンを表面に有する。これらの構成によれば、導光板の表面を効率良く発光させることができる。又、面発光体が有する配光特性を容易に制御することができる。 As an example, the light guide plate includes a light scattering agent therein. As another example, the light guide plate has a printed pattern formed on the surface thereof from a light scattering material. As still another example, the light guide plate has a processed pattern on the surface capable of scattering light incident from the light source. According to these configurations, the surface of the light guide plate can emit light efficiently. In addition, the light distribution characteristics of the surface light emitter can be easily controlled.
上記光学装置において、面発光体が、リフレクタアレイ光学素子の正面又は背面に垂直な方向において複数設けられ、これらの面発光体は、それぞれにおける光源から導光板に入射する光の向きが互いに異なる様に配置されていてもよい。この構成によれば、複数の面発光体がそれぞれ有する配光特性を適宜調整することにより、光学装置において、空中像の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。 In the optical device, a plurality of surface light emitters are provided in a direction perpendicular to the front surface or the back surface of the reflector array optical element, and these surface light emitters are configured such that the directions of light incident on the light guide plate from the light sources are different from each other. May be arranged. According to this configuration, by appropriately adjusting the light distribution characteristics of each of the plurality of surface light emitters, in the optical device, it is possible to clearly see the aerial image, and to make a sub-view from the user or a third party other than the user. The visual recognition of the image can be efficiently suppressed.
又、上記光学装置において、面発光体は、光源を複数有し、これらの光源は、導光板に入射する光の向きが互いに異なる様に配置されていてもよい。 In the optical device, the surface light emitter may include a plurality of light sources, and these light sources may be arranged so that the directions of light incident on the light guide plate are different from each other.
上記光学装置において、面発光体は、第1反射プレート又は第2反射プレートの何れか一方のみで反射された光で形成される副像に対し、別の光を重複させるものであることが好ましい。この構成によれば、面発光体が発する光の中に副像を溶け込ませることができる。 In the optical device, the surface light emitter preferably overlaps another light with the sub-image formed by the light reflected by only one of the first reflection plate and the second reflection plate. . According to this configuration, the sub-image can be dissolved in the light emitted from the surface light emitter.
上記光学装置において、面発光体は、リフレクタアレイ光学素子で形成される空中像の視認が可能な方向におけるヘイズ値よりも、その方向とは異なる方向におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有していることが好ましい。この構成によれば、光学装置において、空中像の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。 In the optical device, the surface light emitter has a light distribution characteristic in which a haze value in a direction different from the direction is higher than a haze value in a direction in which an aerial image formed by the reflector array optical element is visible. It is preferable. According to this configuration, in the optical device, it is possible to efficiently suppress the visual recognition of the sub-image from the user or a third party other than the user while allowing the aerial image to be clearly recognized.
上記光学装置において、第1反射プレート及び第2反射プレートは何れも、光透過性を有する複数の基材のそれぞれを、光透過性を有する複数の接着層で互いに接着して構成されていてもよい。この構成において、第1反射面及び第2反射面は、第1反射プレート及び第2反射プレートのそれぞれにおける基材と接着層との界面により形成される。この構成によれば、多重反射像が生じ難くなる。又、ユーザ以外の第三者による透過像の視認を抑制することができる。 In the above optical device, each of the first reflection plate and the second reflection plate may be configured by adhering each of a plurality of light-transmitting substrates with a plurality of light-transmitting adhesive layers. Good. In this configuration, the first reflecting surface and the second reflecting surface are formed by the interface between the base material and the adhesive layer in each of the first reflecting plate and the second reflecting plate. According to this configuration, a multiple reflection image is hardly generated. Moreover, the visual recognition of the transmitted image by a third party other than the user can be suppressed.
本発明に係る光学装置によれば、副像の視認を抑制することができる。 With the optical device according to the present invention, the visual recognition of the sub-image can be suppressed.
[1]第1実施形態
図1(A)及び(B)はそれぞれ、第1実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図1(A)に示される様に、光学装置は、リフレクタアレイ光学素子1と、面発光体2と、を備える。
[1] First Embodiment FIGS. 1A and 1B are a side view and a front view, respectively, conceptually showing an optical device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1A, the optical device includes a reflector array
図2は、リフレクタアレイ光学素子1の分解斜視図である。又、図3は、図1(B)に示されるIII−III線での断面を部分的に示した拡大断面図である。図2に示される様に、リフレクタアレイ光学素子1は、第1反射プレート11と、第2反射プレート12と、を有する。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the reflector array
図3に示される様に、第1反射プレート11は、光透過性を有する複数の基材131と、光透過性を有する複数の接着層132と、を有する。具体的には、複数の基材131は、何れも角柱状を呈しており、それらの長手方向が互いに平行となる様に隣接配置されている。そして、基材131は、それぞれの間に接着層132が介在することによって互いに接着されており、これにより、第1反射プレート11が形成されると共に、第1反射プレート11には、平坦面である表面11a及び裏面11bが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
又、接着層132における光の屈折率が、基材131における光の屈折率より小さくなる様に、基材131及び接着層132には、屈折率の異なる材料が用いられている。
In addition, materials having different refractive indexes are used for the
一例として、基材131には、透明な材料であって屈折率が1.58であるポリカーボネートが用いられ、接着層132には、透明な材料であって屈折率が1.46であるアクリル系の接着材が用いられている。尚、基材131及び接着層132には、これらの材料に限定されない種々の光透過性材料を用いることができる。又、基材131は、必ずしも透明である必要はなく、可視光の一部を少なくとも透過させるものであってもよい。接着層132についても同様である。
For example, the
上記第1反射プレート11によれば、基材131と接着層132とにより、表面11a(又は裏面11b)に垂直であって且つ平行に配置された複数の界面13aが形成される。そして、これらの界面13aが、第1反射プレート11における光の反射面(特許請求の範囲に記載の「第1反射面」に相当)として機能する。具体的には、界面13aは、全反射条件を満たす光を反射し、それ以外の光を透過させる。
According to the
第2反射プレート12は、上述した第1反射プレート11と同じ構成を有している。よって、第2反射プレート12には、平坦面である表面12a及び裏面12bが形成されると共に、基材131と接着層132とにより、表面12a(又は裏面12b)に垂直であって且つ平行に配置された複数の界面13aが形成される。そして、これらの界面13aが、第2反射プレート12における光の反射面(特許請求の範囲に記載の「第2反射面」に相当)として機能する。
The
第1反射プレート11と第2反射プレート12とは、表面11aと裏面12bとを互いに対向させると共にそれぞれの界面13a(第1反射面と第2反射面)を互いに垂直に配した状態で、重ねられている。そして、この状態で表面11aと裏面12bとを互いに接合することにより、リフレクタアレイ光学素子1が構成されている。よって、リフレクタアレイ光学素子1では、空中像G1(図1(A)参照)を形成するための画像光Lが入射される背面1bが第1反射プレート11の裏面11bで構成され、当該画像光Lが出射される正面1aが第2反射プレート12の表面12aで構成されている。尚、画像光Lは、リフレクタアレイ光学素子1の背面1b側に配された表示パネル3から発せられる(図1(A)参照)。
The
上記リフレクタアレイ光学素子1によれば、背面1b側から入射される画像光Lが第1反射プレート11及び第2反射プレート12で順に反射され、その結果として正面1aから出射される光により、空中像G1が正面1a側に形成される。具体的には、リフレクタアレイ光学素子1における第1反射プレート11と第2反射プレート12との接合面を基準として、画像光Lの発生源(表示パネル3)との対称位置に画像光Lによる像が結ばれ、これにより空中像G1が形成される。
According to the reflector array
そして、上記リフレクタアレイ光学素子1では、光の反射面(第1反射面と第2反射面)が、光透過性部材(基材131と接着層132)の界面13aで形成されており、界面13aでの屈折率の変化を利用して入射光を反射させるものである。このため、反射面に対して小さな入射角(当該反射面における垂線からの小さな角度)で入射した光は、その光成分の多くが反射面で反射されずに透過する。この様な光は、反射面が金属層等の鏡面で形成されたリフレクタアレイ光学素子では多重反射の原因となるが、本実施形態では反射面を透過するため多重反射像を生じ難い。その一方で、反射面で反射されずに透過した光は、透過した向こう側からの視認が可能な透過像を形成する。
In the reflector array
上記リフレクタアレイ光学素子1の手前側(後述する視認位置P1側)からの視認が可能な像として、空中像G1の他に、ユーザに視認させたくない1次反射像G3が副像の1つとして形成され、又、リフレクタアレイ光学素子1の向こう側(後述する位置P2側)からの視認が可能な像として、ユーザ以外の第三者に視認させたくない透過像G2が副像の1つとして形成される。ここで、透過像G2は、第1反射プレート11及び第2反射プレート12の何れをも透過した光で形成される像である。又、1次反射像G3は、第1反射プレート11又は第2反射プレート12の何れか一方のみで反射された光で形成される像である。
As an image that can be viewed from the front side (viewing position P1 described later) of the reflector array
図4(A)〜(C)は、後述する面発光体2が発光していないときにリフレクタアレイ光学素子1で視認される像を概念的に示した図である。具体的には、図4(A)〜(C)は、図1(B)に示される方向D1〜D3のそれぞれから見たときの図である。尚、図1(B)に示される様に、リフレクタアレイ光学素子1の中心1cからの、空中像G1の視認が可能な所定の視認位置P1への方向が方向D1とされ、視認位置P1とは反対側の位置P2への方向が方向D2とされ、視認位置P1から両側へずれた2つの位置P3へのそれぞれの方向が方向D3とされている。
4A to 4C are diagrams conceptually showing images visually recognized by the reflector array
図4(A)に示される様に、方向D1からは、空中像G1と共に1次反射像G3が視認される。又、図4(B)及び(C)に示される様に、方向D2及びD3からは、空中像G1は視認されないが、透過像G2及び1次反射像G3がそれぞれ単独で視認される。 As shown in FIG. 4A, the primary reflection image G3 is visually recognized together with the aerial image G1 from the direction D1. Further, as shown in FIGS. 4B and 4C, the aerial image G1 is not visually recognized from the directions D2 and D3, but the transmitted image G2 and the primary reflection image G3 are individually visible.
ここで重要な点は、空中像G1は、リフレクタアレイ光学素子1による結像によって形成されたものであるため、光強度が高く、その一方で、透過像G2や1次反射像G3等の副像は、結像せずにリフレクタアレイ光学素子1から漏れ出た光によって形成されたものであり、光強度が低いということである。本実施形態では、この様な光強度の高低を利用することにより、空中像G1の視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を抑制する。そして、その役割を担うのが、以下に説明する面発光体2である。
The important point here is that the aerial image G1 is formed by imaging by the reflector array
図1(A)及び(B)に示される様に、面発光体2は、光透過性の導光板21と、当該導光板21に光を入射する光源22と、を有する。尚、図1(A)及び(B)では、光源22から発せられる光が、白抜き矢印で示されている。他の図面においても同様である。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
具体的には、導光板21は、リフレクタアレイ光学素子1の正面1aに対向して配置されている。本実施形態では、導光板21は、リフレクタアレイ光学素子1の正面1aに面接触した状態で配置されている。尚、導光板21は、リフレクタアレイ光学素子1の正面1aから離間して配置されていてもよい。
Specifically, the
一例として、導光板21には、透明な材料であるアクリル系の樹脂が用いられている。尚、導光板21には、アクリル系の樹脂に限定されない種々の光透過性材料を用いることができる。又、導光板21は、必ずしも透明である必要はなく、可視光の一部を少なくとも透過させるものであってもよい。
As an example, the
更に本実施形態において、導光板21の内部には光散乱剤が含まれている。光散乱剤には、例えば酸化アルミニウム等の材料から形成された粒子が用いられる。
Further, in the present embodiment, a light scattering agent is included in the
光源22は、本実施形態ではLED光源であり、導光板21の側端面からの光の入射
が可能となる様に配されている。本実施形態では、光源22は、導光板21における視認位置P1側の側端面から光が入射する様に、導光板21に対して視認位置P1側に配されている(図1(B)参照)。そして、導光板21に入射された光は、光散乱剤で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板21の表面21aから出射される。尚、光源22の位置は、適宜変更することが可能である。
In this embodiment, the
導光板21の内部に光散乱剤が均一に含まれている場合、導光板21の表面21aが均一に発光する。その結果、導光板21が発する光が、副像に重複することになる。このときの表面21aでの発光強度は、空中像G1の光強度より低く、且つ、副像の光強度より高いことが好ましい。これにより、光強度の弱い副像が導光板21の発する光の中に溶け込んで見え難くなる。一方、光強度の高い空中像G1は、導光板21が発する光の中に溶け込むことなく視認可能な状態で維持される。
When the light scattering agent is uniformly contained in the
この様に、第1実施形態の光学装置によれば、空中像G1の視認を可能にしつつ、ユーザ又はユーザ以外の第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、ユーザ以外の第三者に空中像G1の内容が晒され難く、従って、セキュリティの低下が生じ難い。又、ユーザが空中像を視認する際に、本来の視認対象である空中像以外の副像の視認が抑制され、従って、視認効果の低下を防止することができる。例えば、透過像G2は、リフレクタアレイ光学素子1に対して位置P2(視認位置P1とは反対側の位置)側から視認される像であり、その位置P2にユーザ以外の第三者がいた場合には視認される虞があった。第1実施形態の光学装置によれば、その様な透過像G2の視認を効果的に抑制することができる。
Thus, according to the optical device of the first embodiment, the aerial image G1 can be visually recognized, and the visual recognition of the sub-image from the user or a third party other than the user can be suppressed. Therefore, the contents of the aerial image G1 are not easily exposed to a third party other than the user, and accordingly, the security is hardly lowered. In addition, when the user visually recognizes the aerial image, the visual recognition of the sub-image other than the aerial image that is the original visual recognition target is suppressed, and thus the degradation of the visual recognition effect can be prevented. For example, the transmission image G2 is an image viewed from the position P2 (position opposite to the viewing position P1) with respect to the reflector array
又、リフレクタアレイ光学素子1の正面1aに対向して導光板21が配置されることにより、導光板21を、リフレクタアレイ光学素子1の正面1aを保護する保護膜として、又、当該正面1aでの光の反射を防止する光反射防止膜として、機能させることができる。
Further, the
尚、導光板21において、光散乱剤は、その濃度に変化が生じる様に含まれていてもよい。具体的には、空中像G1の視認が可能な方向D1への光の散乱量を抑制しつつ、方向D2やD3への光の散乱量を増やすべく、光散乱剤の濃度が調整されることが好ましい。より具体的には、導光板21のうち、空中像G1を形成する光が通過する領域での光散乱剤の濃度を低くする一方で、副像を形成する光が通過する領域での光散乱剤の濃度を高くする。
In the
これにより、面発光体2は、空中像G1の視認が可能な方向D1におけるヘイズ値よりも、その方向D1とは異なる方向D2やD3におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、光散乱剤の濃度を調整することにより、面発光体2の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像G1の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
Thereby, the
[2]第2実施形態
第2実施形態として、導光板21は、光散乱材料から形成された印刷パターンを表面21aに有していてもよい。この印刷パターンは、第1実施形態に記載の光散乱剤に代えて用いられてもよいし、当該光散乱剤と組み合わせて用いられてもよい。尚、第2実施形態における他の構成については、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[2] Second Embodiment As a second embodiment, the
図5は、導光板21の表面21aに形成される印刷パターンを部分的に示した拡大図である。図5に示される様に、印刷パターンは、光散乱材料を用いて導光板21の表面21aに複数のドット211を印刷することにより、形成される。そして、導光板21に入射された光は、印刷パターンを構成するドット211で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板21の表面21aから出射される。尚、ドット211の印刷には、インクジェット印刷やスクリーン印刷等、様々な印刷方法を用いることができる。
FIG. 5 is an enlarged view partially showing a print pattern formed on the
第2実施形態の一例として、印刷パターンは、導光板21の表面21aにおける単位面積あたりのドット数(ドット211の占有率)が均一になる様に形成される。この場合、導光板21の表面21aが均一に発光する。これにより、第1実施形態と同様、空中像G1の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、視覚効果の低下やセキュリティの低下が生じ難い。
As an example of the second embodiment, the print pattern is formed so that the number of dots per unit area (occupancy ratio of the dots 211) on the
第2実施形態の他の例として、印刷パターンは、ドット211の占有率に変化が生じる様に形成されてもよい。具体的には、空中像G1の視認が可能な方向D1への光の散乱量を抑制しつつ、方向D2やD3への光の散乱量を増やすべく、ドット211の占有率が調整されることが好ましい。より具体的には、導光板21の表面21aのうち、空中像G1を形成する光が通過する領域でのドット211の占有率を低くする一方で、副像を形成する光が通過する領域でのドット211の占有率を高くする。
As another example of the second embodiment, the print pattern may be formed so that the occupation ratio of the
これにより、面発光体2は、空中像G1の視認が可能な方向D1におけるヘイズ値よりも、その方向D1とは異なる方向D2やD3におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、ドット211の占有率を調整することにより、面発光体2の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像G1の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
Thereby, the
[3]第3実施形態
第3実施形態として、導光板21は、光源22から入射された光の散乱が可能な加工パターンを表面21aに有していてもよい。この加工パターンは、第1実施形態に記載の光散乱剤や第2実施形態に記載の印刷パターンに代えて用いられてもよいし、これらと組み合わせて用いられてもよい。尚、第3実施形態における他の構成については、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[3] Third Embodiment As a third embodiment, the
図6(A)及び(B)は、導光板21の表面21aに形成される加工パターン212の2つの例を部分的に示した拡大斜視図である。加工パターン212には、図6(A)に示される様に鋸歯状の凹凸212aが連続的に形成されたパターンや、図6(B)に示される様に角錐状の突起213が複数配列されたパターンが含まれる。尚、加工パターン212には、これらに限らず、光源22から入射された光の散乱が可能な様々な形状のパターンが含まれる。又、加工パターン212は、プリズムとして機能するものであってもよい。尚、加工パターン212の形成には、切削加工、プレス加工、熱転写、成形等、様々な加工方法を用いることができる。
6A and 6B are enlarged perspective views partially showing two examples of the
そして、導光板21に入射された光は、加工パターン212で散乱され、これにより、散乱光の一部が導光板21の表面21aから出射される。
Then, the light incident on the
第3実施形態の一例として、加工パターン212は、導光板21の表面21a全体に形成される。この場合、導光板21の表面21a全体で画像光Lが散乱される。これにより、第1実施形態と同様、空中像G1の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。よって、視覚効果の低下やセキュリティの低下が生じ難い。
As an example of the third embodiment, the
第3実施形態の他の例として、空中像G1の視認が可能な方向D1への光の散乱量を抑制しつつ、方向D2やD3への光の散乱量を増やすべく、加工パターン212の形成領域や形状が調整されてもよい。具体的には、導光板21の表面21aのうち、空中像G1を形成する光が通過する領域以外の領域(副像を形成する光が通過する領域)に、加工パターン212を設けることが好ましい。又、所定の方向への光の散乱が可能となる様に、光源22から入射する光の方向に応じて加工パターン212の形状を調整することが好ましい。
As another example of the third embodiment, the
これにより、面発光体2は、空中像G1の視認が可能な方向D1におけるヘイズ値よりも、その方向D1とは異なる方向D2やD3におけるヘイズ値が高くなる配光特性を有することになる。この様に、加工パターン212の形成領域や形状を調整することにより、面発光体2の配光特性を容易に制御することができる。その結果、光学装置において、空中像G1の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
Thereby, the
図7(A)は、第3実施形態の更なる他の例を示した正面図であり、図7(B)は、導光板21を部分的に示した拡大図である。本実施形態の光学装置では、導光板21として、図6(B)に示される加工パターン212(複数の突起213)を有したものが用いられている。この様な導光板21においては、図7(B)に示される様に、角錐状の突起213における隣接した2つの側面213a及び213bに対して斜めに光を入射させることにより、当該光を、2つの側面213a及び213bのそれぞれで屈折させ、これにより、2つの方向Dp1及びDp2へ分けて出射させることができる。
FIG. 7A is a front view showing still another example of the third embodiment, and FIG. 7B is an enlarged view partially showing the
そこで、図7(A)示される様に、本実施形態の光学装置では、光源22が、導光板21における位置P2側(視認位置P1とは反対側)の側端面から光が入射する様に、導光板21に対して位置P2側に配されている。又、加工パターン212は、突起213の側面213a及び213bが、視認位置P1から両側へずれた2つの位置P3の方へそれぞれ向く様に(即ち、上記2つの方向Dp1及びDp2がそれぞれ、図7(A)に示される2つの方向D3に一致する様に)、配されている。よって、導光板21に入射された光は、突起213において、2つの位置P3のそれぞれに向かって散乱される。その結果、導光板21に対して一方向から光を入射するだけで、2つの方向からの副像の視認を抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 7A, in the optical device of the present embodiment, the
[4]第4実施形態
図8(A)及び(B)はそれぞれ、第4実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図8(A)及び(B)に示される様に、光学装置において、面発光体2は、リフレクタアレイ光学素子1の正面1a(又は背面1b)に垂直な方向において複数設けられていてもよい。尚、第4実施形態における他の構成については、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[4] Fourth Embodiment FIGS. 8A and 8B are a side view and a front view, respectively, conceptually showing an optical device according to a fourth embodiment. As shown in FIGS. 8A and 8B, in the optical device, a plurality of surface
本実施形態では、第1実施形態で説明した光学装置において、面発光体2に、これと同じ構成を有する別の面発光体2が重ねて配されている。そして、これらの面発光体2は、それぞれにおける光源22から導光板21に入射する光の向きが互いに逆向きとなる様に配置されている。より具体的には、一方の光源22は、これに対応する導光板21における視認位置P1側の側端面から光が入射する様に配され、他方の光源22は、これに対応する導光板21における位置P2側(視認位置P1とは反対側)の側端面から光が入射する様に配されている。尚、複数の面発光体2は、この様な配置に限らず、適宜、それぞれにおける光源22から導光板21に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されてもよい。
In the present embodiment, in the optical device described in the first embodiment, another
第4実施形態の光学装置によれば、2つの面発光体2がそれぞれ有する配光特性を適宜調整することにより、空中像G1の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。
According to the optical device of the fourth embodiment, by appropriately adjusting the light distribution characteristics of the two
又、2つの面発光体2がそれぞれ有する導光板21に、図6(B)に示される加工パターン212(複数の突起213)を用いることにより、図8(B)に示される様に、導光板21に入射された光を四方向へ散乱させることが可能になる。よって、視認位置P1とは異なる位置(即ち、方向D1とは異なる方向)からの副像の視認が防止される。その結果、視覚効果やセキュリティについて高い性能が発揮される。
In addition, by using the processing pattern 212 (plurality of projections 213) shown in FIG. 6B for the
[5]第5実施形態
図9(A)及び(B)はそれぞれ、第5実施形態に係る光学装置を概念的に示した側面図及び正面図である。図9(A)及び(B)に示される様に、光学装置において、面発光体2は光源22を複数有していてもよい。尚、第5実施形態における他の構成については、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[5] Fifth Embodiment FIGS. 9A and 9B are a side view and a front view, respectively, conceptually showing an optical apparatus according to the fifth embodiment. As shown in FIGS. 9A and 9B, in the optical device, the
本実施形態において、光源22が2つ設けられており、これらの光源22は、導光板21に入射する光の向きが互いに逆向きとなる様に配置されている。より具体的には、一方の光源22は、導光板21における視認位置P1側の側端面から光が入射する様に配され、他方の光源22は、導光板21における位置P2側(視認位置P1とは反対側)の側端面から光が入射する様に配されている。尚、複数の光源22は、この様な配置に限らず、適宜、それぞれから導光板21に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されてもよい。
In the present embodiment, two
第5実施形態の光学装置によれば、第4実施形態と同様、空中像G1の明瞭な視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を効率良く抑制することが可能になる。 According to the optical device of the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the aerial image G1 can be clearly recognized, and the visual recognition of the sub-image from the user or a third party can be efficiently suppressed. Become.
又、導光板21に、図6(B)に示される加工パターン212(複数の突起213)を用いることにより、図9(B)に示される様に、導光板21に入射された光を四方向へ散乱させることが可能になる。よって、視認位置P1とは異なる位置(即ち、方向D1とは異なる方向)からの副像の視認が防止される。その結果、視覚効果やセキュリティについて高い性能が発揮される。
Further, by using the processing pattern 212 (a plurality of protrusions 213) shown in FIG. 6B for the
[6]他の実施形態
上述した光学装置の各部構成は、反射面(第1反射面及び第2反射面)が上述した界面13aで形成されたリフレクタアレイ光学素子1を備えるものに限らず、金属層等の鏡面で形成されたリフレクタアレイ光学素子を備えるもの(即ち、副像として多重反射像を生じるもの)等、空中像G1の形成が可能である一方で何らかの副像を生じ得る種々の光学装置に適用することができる。
[6] Other Embodiments The configuration of each part of the optical device described above is not limited to the one provided with the reflector array
上述した光学装置において、導光板21は、リフレクタアレイ光学素子1の背面1bに対向して配置されてもよい。この構成であっても、導光板21が発する光を、副像に重複させることができる。よって、空中像G1の視認を可能にしつつ、ユーザや第三者からの副像の視認を抑制することができる。
In the optical device described above, the
更に、上述した光学装置において、面発光体2には、有機EL等の発光体を用いることができる。
Furthermore, in the optical device described above, the
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Further, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1 リフレクタアレイ光学素子
1a 正面
1b 背面
1c 中心
2 面発光体
3 表示パネル
11 第1反射プレート
11a 表面
11b 裏面
12 第2反射プレート
12a 表面
12b 裏面
13a 界面(第1反射面、第2反射面)
21 導光板
21a 表面
22 光源
131 基材
132 接着層
211 ドット
212 加工パターン
212a 凹凸
213 突起
213a、213b 側面
D1、D2、D3 方向
G1 空中像
G2 透過像
G3 1次反射像
L 画像光
P1 視認位置
P2、P3 位置
Dp1、Dp2 方向
DESCRIPTION OF
21
Claims (10)
前記リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された面発光体と、
を備える、光学装置。 A first reflecting plate having a plurality of first reflecting surfaces arranged in parallel and a second reflecting plate having a plurality of second reflecting surfaces arranged in parallel are the first reflecting surface and the second reflecting surface. And a reflector array optical element that is vertically stacked on each other, and
A surface light emitter disposed opposite to the back surface or the front surface of the reflector array optical element;
An optical device comprising:
前記リフレクタアレイ光学素子の背面又は正面に対向して配置された光透過性の導光板と、
前記導光板に光を入射する光源と、
を有する、請求項1に記載の光学装置。 The surface light emitter is
A light transmissive light guide plate disposed facing the back or front of the reflector array optical element;
A light source that makes light incident on the light guide plate;
The optical device according to claim 1, comprising:
複数の前記面発光体は、それぞれにおける前記光源から前記導光板に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されている、請求項2〜5の何れかに記載の光学装置。 A plurality of the surface light emitters are provided in a direction perpendicular to the front surface or the back surface of the reflector array optical element;
The optical device according to any one of claims 2 to 5, wherein the plurality of surface light emitters are arranged such that directions of light incident on the light guide plate from the light sources are different from each other.
複数の前記光源は、それぞれから前記導光板に入射する光の向きを互いに異ならせて配置されている、請求項2〜6の何れかに記載の光学装置。 The surface light emitter has a plurality of the light sources,
The optical device according to any one of claims 2 to 6, wherein the plurality of light sources are arranged such that directions of light incident on the light guide plate are different from each other.
前記第1反射プレート及び前記第2反射プレートのそれぞれにおける前記基材と前記接着層との界面により、前記第1反射面及び前記第2反射面が形成されている、請求項1〜9の何れかに記載の光学装置。 Each of the first reflection plate and the second reflection plate is configured by adhering each of a plurality of light-transmitting substrates with a plurality of light-transmitting adhesive layers,
The said 1st reflective surface and the said 2nd reflective surface are formed in the interface of the said base material and the said contact bonding layer in each of the said 1st reflective plate and the said 2nd reflective plate, The any one of Claims 1-9 An optical device according to claim 1.
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- 2016-09-08 JP JP2016175196A patent/JP2018040962A/en active Pending
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