JP2019066813A - Light guide device and display device - Google Patents

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JP2019066813A
JP2019066813A JP2017250704A JP2017250704A JP2019066813A JP 2019066813 A JP2019066813 A JP 2019066813A JP 2017250704 A JP2017250704 A JP 2017250704A JP 2017250704 A JP2017250704 A JP 2017250704A JP 2019066813 A JP2019066813 A JP 2019066813A
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吉田 昇平
Shohei Yoshida
昇平 吉田
斎藤 淳
Jun Saito
淳 斎藤
洋幸 立木
Hiroyuki Tachiki
洋幸 立木
米窪 政敏
Masatoshi Yonekubo
政敏 米窪
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Abstract

To provide a light guide device capable of suppressing generation of a ghost or the like due to deflection between a first light guide body and a second light guide body when reflecting image light by half mirrors provided between the first light guide body and the second light guide body, and a display device.SOLUTION: A light guide device 50 used for a display device 100 has a plurality of first half mirrors 81 between a first light guide body 60 and a second light guide body 70. The first half mirrors 81 are formed on first surfaces 61 out of the first surfaces 61 extending in a first direction A and a second surface 62 extending in a second direction B in the first light guide body 60. The first light guide body 60 comprises a third surface 63 overlapping with the second surface 62 in a direction in a third direction D in which two first surfaces 61 positioned at both sides of the second surface 62 do not overlap with each other among the first surfaces 61 and the second surface 62. The third surface 63 extends in a direction different from the first direction A.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、入射した光を所定方向に反射して出射する導光装置、および表示装置に関するものである。   The present invention relates to a light guide device that reflects incident light in a predetermined direction and emits the light, and a display device.

画像光出射装置から出射された画像光を、導光装置を介して観察者の眼の入射させる表示装置が提案されている(特許文献1、2参照)。かかる導光装置は、原理的には、図20に示すように、第1導光体60と第2導光体70との間に反射層80を設けた構成を有している。より具体的には、第1導光体60は、各々が第1方向Aに沿って延在する複数の第1面61と、隣り合う第1面61の各間で各々が第1方向に交差する第2方向Bに沿って延在する複数の第2面62とを備えており、第1面61に反射層80が形成されている。従って、図20に矢印L1で示すように、第1導光体60内において、反射層80に向けて進行する画像光L0を反射層80によって観察者の眼に向けて反射することができる。   There have been proposed display devices in which image light emitted from an image light emitting device is made incident by the eyes of the observer via a light guiding device (see Patent Documents 1 and 2). In principle, such a light guiding device has a configuration in which a reflective layer 80 is provided between the first light guiding member 60 and the second light guiding member 70 as shown in FIG. More specifically, the first light guide 60 has a plurality of first surfaces 61, each extending along the first direction A, and each adjacent first surface 61 in the first direction. A plurality of second surfaces 62 extending along the intersecting second direction B is provided, and the reflective layer 80 is formed on the first surface 61. Therefore, as shown by arrow L1 in FIG. 20, in the first light guide 60, the image light L0 traveling toward the reflective layer 80 can be reflected toward the observer's eye by the reflective layer 80.

特許文献1、2では、反射層80としてハーフミラーを採用することが提案されており、この場合、反射層80(ハーフミラー)を介して外光を観察者の眼に到達させることができる。なお、特許文献1、2には、反射層80(ハーフミラー)を第1面61の一部に形成した態様が提案されており、かかる態様によれば、第1面61において反射層80が形成されていない領域を介して外光を観察者の眼に到達させることができる。   In Patent Documents 1 and 2, adopting a half mirror as the reflective layer 80 is proposed, and in this case, external light can reach the observer's eye via the reflective layer 80 (half mirror). In addition, the aspect which formed the reflecting layer 80 (half mirror) in a part of 1st surface 61 is proposed by patent document 1, 2, and according to this aspect, the reflecting layer 80 is the 1st surface 61. External light can reach the observer's eye through the unformed area.

特開2017−32924号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2017-32924 特開2016−110108号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2016-110108

しかしながら、反射層80としてハーフミラーを用いた場合、図20に矢印L2で示すように、画像光L0の一部は、反射層80を透過した後、第2面62を透過し、その後、隣の反射層80によって観察者の眼に向けて反射される。その際、第1導光体60の屈折率と第2導光体70の屈折率とが相違すると、第1面61での屈折、第2面62での屈折、および第1導光体60の端面65での屈折の影響を受けて、矢印L2で示す光線は、矢印L1で示す光線と異なる方向から観察者の眼に向けて出射される。その結果、観察者は、矢印L2で示す光線に起因するゴーストを認識してしまう。   However, when a half mirror is used as the reflective layer 80, as shown by an arrow L2 in FIG. 20, a part of the image light L0 passes through the reflective layer 80, then passes through the second surface 62, and then is adjacent The light is reflected toward the observer's eye by the reflection layer 80. At that time, when the refractive index of the first light guide 60 and the refractive index of the second light guide 70 are different, refraction at the first surface 61, refraction at the second surface 62, and the first light guide 60. Under the influence of refraction at the end face 65, the light beam indicated by the arrow L2 is emitted toward the observer's eye from a direction different from the light beam indicated by the arrow L1. As a result, the observer recognizes a ghost due to the light beam indicated by the arrow L2.

かかる問題は、第1導光体60の屈折率n1と第2導光体70の屈折率n2とを同一とすることによって解消することができる。しかしながら、例えば、反射層80の傾き角度αが15°で、光線角度θが30°の場合、±20°の水平画角において1920画素を表示する場合、ゴーストを1画素以下にするためには、第1導光体60の屈折率n1と第2導光体70の屈折率n2との差を0.012%以下とする必要があり、かかる要件を満たすことは、第1導光体60および第2導光体70に用いる材料を選択する際に大きな障害となる。   Such a problem can be solved by making the refractive index n1 of the first light guide 60 and the refractive index n2 of the second light guide 70 the same. However, for example, in the case where 1920 pixels are displayed at a horizontal angle of view of ± 20 ° when the inclination angle α of the reflective layer 80 is 15 ° and the light beam angle θ is 30 °, the ghost should be 1 pixel or less. The difference between the refractive index n1 of the first light guide 60 and the refractive index n2 of the second light guide 70 needs to be 0.012% or less. And a great obstacle in selecting the material used for the second light guide 70.

なお、特許文献1の図4(a)には、第1面61と第2面62との間に第1方向Aと異なる方向に延在する第3面が形成された態様が記載されている。但し、特許文献1には、第3面と上記のゴーストとの関係については一切記載されていない。しかも、特許文献1の図2に示すように、反射層80で観察者の眼に向けて画像光L0を出射するには、特許文献1の図2に記載された態様より、反射層80に対する入射角度を大きくする必要があり、この場合、反射層80を透過した光が、隣りの反射層80によって観察者の眼に向けて反射される際、第1面61での屈折、第2面62での屈折、および第1導光体60の端面65での屈折の影響を受けてゴーストが発生する。   In addition, the aspect by which the 3rd surface extended in the direction different from the 1st direction A was formed between the 1st surface 61 and the 2nd surface 62 in Drawing 4 (a) of patent documents 1 is described. There is. However, Patent Document 1 does not at all describe the relationship between the third surface and the above-mentioned ghost. Moreover, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, in order to emit the image light L0 toward the observer's eye by the reflective layer 80, according to the aspect described in FIG. In this case, when light transmitted through the reflective layer 80 is reflected toward the eye of the observer by the adjacent reflective layer 80, refraction at the first surface 61, the second surface Under the influence of the refraction at 62 and the refraction at the end face 65 of the first light guide 60, a ghost occurs.

また、特許文献2には、第2面62に光吸収層を塗布することが提案されているが、第2面62のように垂直な壁面に対して、第1面61と第2面62とに挟まれた隙間の奥まで光吸収層を塗布することは容易ではない。   Although Patent Document 2 proposes that a light absorbing layer is applied to the second surface 62, the first surface 61 and the second surface 62 can be used with respect to a wall surface perpendicular to the second surface 62. It is not easy to apply the light absorbing layer to the back of the gap between the two.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第1導光体と第2導光体との間に設けられたハーフミラーによって画像光を反射する場合に、第1導光体と第2導光体との間での屈折に起因するゴースト等の発生を抑制することのできる導光装置、および表示装置を提供することにある。   In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a first light guide and a second light guide in the case where image light is reflected by a half mirror provided between the first light guide and the second light guide. It is an object of the present invention to provide a light guide device and a display device capable of suppressing the occurrence of ghosts and the like due to refraction between the two light guides.

上記課題を解決するために、本発明に係る導光装置の一態様は、各々が第1方向に沿って延在する複数の第1面、および前記複数の第1面のうち、隣り合う第1面の各間で各々が前記第1方向に交差する第2方向に沿って延在する複数の第2面を厚さ方向の一方側に備え、前記厚さ方向の他方側に端面を備えた第1導光体と、各々が前記複数の第1面に接する複数の第1ハーフミラーと、前記複数の第1ハーフミラー、および前記複数の第2面に接する第2導光体と、を有し、前記第1導光体は、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との各間で、第2面の両側に位置する2つの第1面同士が重ならない第3方向に沿う方向で、各々が前記第2面に重なる複数の第3面を備え、前記複数の第3面は各々、前記第1方向と異なる方向に延在していることを特徴とする。本発明において、「ハーフミラー」とは、反射性および透過性を有する層を意味しており、反射率が50%である場合に限定されない。   In order to solve the above-mentioned subject, one mode of a light guide concerning the present invention has the adjacent 1st among a plurality of 1st surfaces which extend along a 1st direction, and the 1st above-mentioned plurality of the 1st surfaces, respectively. A plurality of second surfaces extending along a second direction which intersects the first direction between each one surface is provided on one side in the thickness direction, and an end surface is provided on the other side in the thickness direction. A first light guide, a plurality of first half mirrors each in contact with the plurality of first surfaces, a plurality of first half mirrors, and a second light guide in contact with the plurality of second surfaces; And the first light guide is positioned on each side of the second surface between the adjacent first surface and the second surface among the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces. A plurality of third surfaces, each overlapping the second surface in a direction along a third direction in which the two first surfaces do not overlap with each other, each of the plurality of third surfaces being Characterized in that it extends to the serial first direction different from directions. In the present invention, “half mirror” means a layer having reflectivity and transparency, and is not limited to the case where the reflectivity is 50%.

本発明において、第1導光体内で第1面に向けて進行する光は、第1導光体内で第1面に向けて進行し、光の一部は、第1ハーフミラーで第2導光体とは反対側に向けて反射し、端面から出射される。その際、光の他の一部は第1ハーフミラーを透過する。また、厚さ方向の一方側から第1ハーフミラーに入射した外光の一部は、第1ハーフミラーを透過して端面から出射される。ここで、第1導光体は、第1面と第2面との間に、第1方向と異なる方向に延在する第3面を備えており、隣り合う第1面同士は、前記の第3方向で重なっていない。従って、第1ハーフミラーを透過した光は、第2面を透過した後、隣りの第1面(第1ハーフミラー)に入射せずに、第3面に入射するので、第1ハーフミラーを透過した光は、第1ハーフミラーを反射した光と異なる方向に出射される。それ故、導光装置を表示装置に用いた場合、第1導光体の屈折率と第2導光体の屈折率とが相違している場合でも、第1ハーフミラーを透過した画像光において第1面での屈折、第2面での屈折、および端面での屈折等が発生しても、かかる屈折に起因するゴーストが観察者に認識されにくい。   In the present invention, the light traveling toward the first surface in the first light guiding body travels toward the first surface inside the first light guiding body, and a portion of the light is guided by the second half mirror through the first half mirror. The light is reflected to the side opposite to the light and emitted from the end face. At that time, another part of the light passes through the first half mirror. Also, part of the external light that has entered the first half mirror from one side in the thickness direction is transmitted through the first half mirror and emitted from the end face. Here, the first light guide includes a third surface extending in a direction different from the first direction between the first surface and the second surface, and the adjacent first surfaces are the aforementioned ones. It does not overlap in the third direction. Therefore, the light transmitted through the first half mirror is transmitted through the second surface, and then enters the third surface without being incident on the adjacent first surface (first half mirror). The transmitted light is emitted in a direction different from the light reflected by the first half mirror. Therefore, when the light guide device is used for a display device, even in the case where the refractive index of the first light guide and the refractive index of the second light guide are different, in the image light transmitted through the first half mirror Even if refraction at the first surface, refraction at the second surface, refraction at the end face, and the like occur, it is difficult for the observer to recognize a ghost due to such refraction.

本発明において、前記第1導光体の屈折率と前記第2導光体の屈折率とが相違している態様を採用することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the refractive index of the first light guide and the refractive index of the second light guide are different.

本発明において、前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第3面に接する複数の第2ハーフミラーが設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、厚さ方向の一方側から第3面に入射した外光の一部は、第2ハーフミラーを透過して端面から出射される。また、第1ハーフミラーおよび第2面を透過した光が第3面に到達しても、かかる光が導光装置から厚さ方向の一方側に出射されることを抑制することができる。   In the present invention, a mode is provided in which a plurality of second half mirrors, each in contact with the plurality of third surfaces, are provided between the first light guide and the second light guide. it can. According to this aspect, a part of the external light that has entered the third surface from one side in the thickness direction is transmitted through the second half mirror and emitted from the end surface. Further, even if the light transmitted through the first half mirror and the second surface reaches the third surface, it is possible to suppress the light from being emitted from the light guiding device to one side in the thickness direction.

本発明において、前記第1ハーフミラーの反射率と前記第2ハーフミラーの反射率とが等しい態様を採用することができる。かかる態様によれば、導光装置を透過する外光を均一にすることできる。また、外光が均一であれば、回折が発生しにくいので、観察者は鮮明な外光を観察することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the reflectance of the first half mirror and the reflectance of the second half mirror are equal. According to this aspect, it is possible to make the external light passing through the light guide device uniform. In addition, if the outside light is uniform, diffraction is unlikely to occur, so the observer can observe the clear outside light.

本発明において、前記第1ハーフミラーの反射率と前記第2ハーフミラーの反射率とが異なる態様を採用してもよい。例えば、第2ハーフミラーの反射率を第1ハーフミラーの反射率より小さくすると、ゴーストの光量を抑制することができる。   In the present invention, an aspect may be adopted in which the reflectance of the first half mirror and the reflectance of the second half mirror are different. For example, when the reflectance of the second half mirror is smaller than the reflectance of the first half mirror, the light amount of the ghost can be suppressed.

本発明において、前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との間で、前記第1面の前記厚さ方向の一方側の端部と前記第2面の前記厚さ方向の一方側の端部との各間に設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第3面が第1面の厚さ方向の他方側の端部と第2面の厚さ方向の他方側の端部との間に設けられている場合より、厚さ方向の他方側での第1面の延在寸法を長くすることができるので、第1ハーフミラーで反射して端面から出射される光の量を増やすことができる。   In the present invention, among the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces, the plurality of third surfaces each have the thickness of the first surface between the adjacent first surface and the second surface. The aspect provided between each one end of the longitudinal direction and the end of the one side of the thickness direction of the second surface can be adopted. According to this aspect, the thickness is greater than in the case where the third surface is provided between the other end of the first surface in the thickness direction and the other end of the second surface in the thickness direction. Since the extension dimension of the first surface on the other side of the direction can be increased, the amount of light reflected from the first half mirror and emitted from the end surface can be increased.

本発明において、前記第1導光体は、各々が、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との各間で、前記第1面の前記厚さ方向の他方側の端部と前記第2面の前記厚さ方向の他方側の端部との各間で前記第3方向に沿って延在する第4面を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第3面の延在距離を短くすることができるので、厚さ方向の一方側での第1面の延在寸法を長くすることができる。従って、第1ハーフミラーで反射して端面から出射される光の量を増やすことができる。   In the present invention, each of the first light guides may be disposed between the first surface and the second surface adjacent to each other among the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces. A fourth surface extending in the third direction between the other end of the thickness direction and the other end of the second surface in the thickness direction Can be adopted. According to this aspect, since the extension distance of the third surface can be shortened, the extension dimension of the first surface on one side in the thickness direction can be lengthened. Therefore, the amount of light reflected by the first half mirror and emitted from the end face can be increased.

本発明において、前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第4面に接する複数の第3ハーフミラーが設けられている態様を採用することができる。   In the present invention, a mode is provided in which a plurality of third half mirrors, each in contact with the plurality of fourth surfaces, are provided between the first light guide and the second light guide. it can.

本発明において、前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に平行である態様を採用することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the plurality of third surfaces are parallel to the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.

本発明において、前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に対して斜めに傾いた斜面である態様を採用してもよい。   In the present invention, each of the plurality of third surfaces may be a slope inclined at an angle with respect to the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.

本発明において、前記複数の第3面は各々、前記第1面との第1境界、および前記第2面との第2境界との間の中央部分が前記第1境界および前記第2境界より突出した凸曲面、または前記中央部分が前記第1境界および前記第2境界より凹んだ凹曲面である態様を採用してもよい。   In the present invention, each of the plurality of third surfaces is a central portion between the first boundary with the first surface and the second boundary with the second surface from the first boundary and the second boundary. A mode may be adopted in which the protruding convex curved surface or the central portion is a concave curved surface recessed from the first boundary and the second boundary.

本発明において、前記第3方向は、前記第1ハーフミラーに入射した光線が前記第1ハーフミラーおよび前記第2面を透過して進行する方向である態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1ハーフミラーの各々を透過した光を、第3面によって、第1ハーフミラーを反射した光と異なる方向に確実に反射することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the third direction is a direction in which a light beam incident on the first half mirror travels through the first half mirror and the second surface. According to this aspect, the light transmitted through each of the first half mirrors can be reliably reflected by the third surface in a direction different from the light reflected by the first half mirrors.

本発明において、前記端面を基準としたときに前記複数の第1面の前記厚さ方向における位置が前記複数の第1面の配列方向に沿って変化している態様を採用することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the positions in the thickness direction of the plurality of first surfaces change along the arrangement direction of the plurality of first surfaces with reference to the end face.

本発明において、前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第2面に接する複数の第4ハーフミラーが設けられている態様を採用することができる。   In the present invention, a mode is provided in which a plurality of fourth half mirrors, each in contact with the plurality of second surfaces, is provided between the first light guide and the second light guide. it can.

本発明において、前記複数の第1面は各々、前記第2導光体の側に凹んだ凹曲面になっている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1面に入射した光を集光するようなパワーを発揮することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which each of the plurality of first surfaces is a concave surface which is recessed toward the second light guide. According to this aspect, it is possible to exhibit such power as to condense the light incident on the first surface.

本発明において、前記複数の第1面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に凹む凹曲面となるように、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に対して直交する方向に湾曲しながら延在している態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1面に入射した光を複数の第1面および複数の第2面が配列された方向に対して直交する方向において集光するパワーを発揮することができる。   In the present invention, the plurality of first surfaces and the plurality of first surfaces may be concave surfaces which are recessed in the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged. It is possible to adopt an aspect in which the second surface extends while being curved in a direction perpendicular to the direction in which the second surface is arranged. According to this aspect, it is possible to exert the power of collecting the light incident on the first surface in the direction orthogonal to the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.

この場合、前記第2面は、前記第1面に沿って湾曲している態様を採用することができる。かかる態様の場合、導光装置全体が湾曲することになるので、第1面が湾曲しても、第1導光体と第2導光体とが重なっている方向において、導光装置が厚くなることを抑制することができる。   In this case, the second surface may adopt an aspect of being curved along the first surface. In the case of this aspect, since the entire light guide device is curved, the light guide device is thick in the direction in which the first light guide and the second light guide overlap even if the first surface is curved. Can be suppressed.

本発明において、前記複数の第1面の各々の曲率は、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に沿って変化している態様を採用することができる。かかる態様によれば、複数の第1面および複数の第2面が配列された方向の各位置において、複数の第1面の各々が、光を適正に集光させるパワーを発揮することができる。   In the present invention, it is possible to adopt an aspect in which the curvature of each of the plurality of first surfaces changes along the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arrayed. According to this aspect, at each position in the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged, each of the plurality of first surfaces can exhibit power for appropriately condensing light. .

本発明に係る導光装置を備えた表示装置の一態様は、前記導光装置と、画像光を出射する画像光出射装置を有し、前記画像光は、前記第1導光体内で前記複数の第1面の各々に対して前記第3方向から入射することを特徴とする。   One aspect of a display device provided with a light guiding device according to the present invention includes the light guiding device and an image light emitting device that emits image light, and the plurality of the image lights are included in the first light guiding body. It injects from said 3rd direction with respect to each of the 1st surface of a.

本発明において、前記画像光は、前記第1導光体の前記端面から前記第1導光体内に入射する態様を採用することができる。   In the aspect of the invention, the image light may be introduced into the first light guide from the end face of the first light guide.

本発明において、前記画像光出射装置から前記第1導光体に向かう光路には、前記画像光出射装置から出射された前記画像光を前記第1導光体に導く導光光学系を有している態様を採用することができる。   In the present invention, the optical path from the image light emitting device toward the first light guide includes a light guiding optical system for guiding the image light emitted from the image light emitting device to the first light guide. Can be adopted.

本発明の実施形態1に係る表示装置の外観の一態様を示す外観図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The external view which shows one aspect | mode of the external appearance of the display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す表示部の光学系の平面図。FIG. 2 is a plan view of an optical system of a display unit shown in FIG. 1. 図2に示す導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device shown in FIG. 図2に示す導光装置の一部を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part of light guide device shown in FIG. 本発明の実施形態2に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施形態8に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 8 of this invention. 図11に示す導光装置の第1面等を拡大して示す説明図。FIG. 12 is an explanatory view showing a first surface and the like of the light guide device shown in FIG. 11 in an enlarged manner. 本発明の実施形態9に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 9 of this invention. 図13に示す導光装置の第1面等を拡大して示す説明図。FIG. 14 is an explanatory view showing a first surface and the like of the light guide device shown in FIG. 13 in an enlarged manner. 図13に示す導光装置の第3面等の構成を示す説明図。FIG. 14 is an explanatory view showing a configuration of a third surface and the like of the light guide device shown in FIG. 13. 本発明の実施形態10に係る導光装置の第3面等の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows a structure of 3rd surface etc. of the light guide device which concerns on Embodiment 10 of this invention. 本発明の実施形態11に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 11 of this invention. 本発明の実施形態12に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device based on Embodiment 12 of this invention. 本発明の実施形態13に係る表示装置の説明図。Explanatory drawing of the display apparatus based on Embodiment 13 of this invention. 本発明の参考例に係る導光装置の説明図。Explanatory drawing of the light guide device which concerns on the reference example of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度や角度を実際とは異ならせしめている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following drawings, in order to make each layer and each member have a recognizable size, the scale and angle of each layer and each member are made different from actual.

[実施形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る表示装置100の外観の一態様を示す外観図である。図2は、図1に示す表示部10の光学系の平面図である。なお、図1および図2では、前後方向にZを付し、横方向にXを付し、上下方向にYを付してある。また、前側にZ1を付し、後側にZ2を付し、上側にY1を付し、下側にY2を付してある。また、右眼用の表示部10aを示す図2では、右側(耳側)にX1を付し、左側(鼻側)にX2を付してある。また、図2では、画像光出射装置20から出射される画像光L0として、画角の中央の光線と画角の両端の光線とを示してある。
Embodiment 1
(overall structure)
FIG. 1 is an external view showing an aspect of the appearance of a display device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the optical system of the display unit 10 shown in FIG. In FIGS. 1 and 2, Z is attached in the front-rear direction, X is attached in the lateral direction, and Y is attached in the vertical direction. Further, Z1 is attached to the front side, Z2 is attached to the rear side, Y1 is attached to the upper side, and Y2 is attached to the lower side. Further, in FIG. 2 showing the display unit 10a for the right eye, X1 is attached to the right side (ear side) and X2 is attached to the left side (nose side). Further, in FIG. 2, as the image light L0 emitted from the image light emitting device 20, a light ray at the center of the angle of view and light rays at both ends of the angle of view are shown.

図1に示す表示装置100は、シースルー型のアイグラスディスプレイ等の頭部装着型表示装置であり、画像光L0aを右眼Eaに入射させる右眼用の表示部10aと、画像光L0bを左眼Ebに入射させる左眼用の表示部10bとを有している。表示装置100は、表示部10a、10bを保持するフレーム90を有しており、フレーム90は観察者の頭部に装着される。フレーム90は、後述する右眼用導光装置50a、および左眼用導光装置50bを各々、保持する前部分91を有しており、フレーム90の右側のテンプル92a、および左側のテンプル92bの各々に、図2を参照して後述する画像光出射装置20等が保持されている。   The display device 100 shown in FIG. 1 is a head-mounted display device such as a see-through eyeglass display, and has a display unit 10a for the right eye that causes the image light L0a to be incident on the right eye Ea, and a left And a display unit 10b for the left eye to be incident on the eye Eb. The display device 100 has a frame 90 for holding the display units 10a and 10b, and the frame 90 is mounted on the head of the observer. The frame 90 has a front portion 91 for holding a light guide device 50a for the right eye and a light guide device 50b for the left eye, which will be described later, and the right side 92a of the frame 90 and the left side 92b Each of them holds an image light emitting device 20 and the like which will be described later with reference to FIG.

右眼用の表示部10aと左眼用の表示部10bとは、同一の構成をもって左右対称に配置されている。従って、以下の説明では、右眼用の表示部10aを中心に説明し、左眼用の表示部10bについては説明を省略する。また、以下の説明では、右眼用の表示部10aと左眼用の表示部10bとを区別せずに、表示部10として説明する。   The display unit 10a for the right eye and the display unit 10b for the left eye are arranged symmetrically with the same configuration. Therefore, in the following description, it demonstrates centering on the display part 10a for right eyes, and description is abbreviate | omitted about the display part 10b for left eyes. In the following description, the display unit 10 a for the right eye and the display unit 10 b for the left eye will be described as the display unit 10 without distinction.

図2に示すように、表示部10(表示部10a)は、画像光L0を出射する画像光出射装置20と、画像光出射装置20から出射された画像光L0を観察者の眼Eに向けて出射する導光装置50とを有している。また、表示部10は、画像光出射装置20から導光装置50に向かう光路に、画像光出射装置20から出射された画像光L0を導光装置50に向かわせる導光光学系30を有している。導光装置50は、眼Eの前側Z1に配置され、画像光出射装置20は側頭部に配置され、導光光学系30は、画像光出射装置20の前側に配置されている。   As shown in FIG. 2, the display unit 10 (display unit 10 a) directs the image light emitting device 20 for emitting the image light L0 and the image light L0 emitted from the image light emitting device 20 to the eye E of the observer. And a light guide device 50 for emitting light. In addition, the display unit 10 has a light guiding optical system 30 for directing the image light L0 emitted from the image light emitting device 20 to the light guiding device 50 in the light path from the image light emitting device 20 to the light guiding device 50. ing. The light guiding device 50 is disposed on the front side Z1 of the eye E, the image light emitting device 20 is disposed on the side of the head, and the light guiding optical system 30 is disposed on the front side of the image light emitting device 20.

画像光出射装置20は、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等の表示パネル21を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、小型で高画質な画像表示が可能な表示部10を提供することができる。また、画像光出射装置20は、照明光源(図示せず)と、照明光源から出射された照明光を変調する液晶表示素子等の表示パネル21とを備えている態様を採用してもよい。かかる態様によれば、照明光源の選択が可能なため、画像光L0の波長特性の自由度が広がるという利点がある。ここで、画像光出射装置20は、カラー表示可能な1枚の表示パネル21を有する態様を採用することができる。また、画像光出射装置20は、各色に対応する複数の表示パネル21と、複数の表示パネル21から出射された各色の画像光を合成する合成光学系とを有する態様を採用してもよい。さらに、画像光出射装置20は、レーザー光をマイクロミラーデバイスで変調する態様を採用してもよい。   The image light emitting device 20 can adopt an aspect provided with a display panel 21 such as an organic electroluminescence display element. According to this aspect, it is possible to provide the display unit 10 capable of displaying a small image with high image quality. Further, the image light emitting device 20 may adopt an aspect including an illumination light source (not shown) and a display panel 21 such as a liquid crystal display element that modulates the illumination light emitted from the illumination light source. According to this aspect, since the illumination light source can be selected, there is an advantage that the degree of freedom of the wavelength characteristic of the image light L0 is expanded. Here, the image light emitting device 20 can adopt an aspect having one display panel 21 capable of color display. Further, the image light emitting device 20 may adopt an aspect having a plurality of display panels 21 corresponding to the respective colors, and a combining optical system for combining the image light of the respective colors emitted from the plurality of display panels 21. Furthermore, the image light emitting device 20 may adopt an aspect in which laser light is modulated by a micro mirror device.

導光光学系30は、例えば、複数のレンズ31、32、33と、ミラー35とを有している。複数のレンズ31、32、33は、投射系を構成しており、レンズ32、33のレンズ面は、例えば自由曲面である。ミラー35は、レンズ31、32、33を透過してきた画像光L0を、斜め後方から導光装置50に向けて投射する。かかる導光光学系30(投射光学系)によれば、画像光の中央、および画角の端部から出射された画像光L0の中心光軸を平行とすることができる。導光装置50は、厚さ方向Tを前後方向Zに向けた板状部材である。   The light guide optical system 30 has, for example, a plurality of lenses 31, 32 and 33 and a mirror 35. The plurality of lenses 31, 32, and 33 constitute a projection system, and the lens surfaces of the lenses 32, 33 are, for example, free-form surfaces. The mirror 35 projects the image light L 0 transmitted through the lenses 31, 32 and 33 toward the light guiding device 50 from obliquely behind. According to the light guide optical system 30 (projection optical system), the central optical axis of the image light L0 emitted from the center of the image light and the end of the angle of view can be made parallel. The light guide device 50 is a plate-like member whose thickness direction T is directed in the front-rear direction Z.

(導光装置50の構成)
図3は、図2に示す導光装置50の説明図である。図4は、図2に示す導光装置50の一部を拡大して示す説明図である。図3および図4に示すように、導光装置50は、板状の第1導光体60と、第1導光体60に対して厚さ方向Tの一方側T1に接着剤等によって接合された板状の第2導光体70とを備えており、第1導光体60および第2導光体70は横方向Xに延在している。第1導光体60は屈性率がn1の透光性部材からなり、第2導光体70は屈性率がn2の透光性部材からなる。本形態において、第1導光体60および第2導光体70は透光性の樹脂からなり、第1導光体60の屈性率n1と第2導光体70の屈性率n2とは相違している。
(Configuration of light guide device 50)
FIG. 3 is an explanatory view of the light guide device 50 shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a part of the light guide device 50 shown in FIG. 2 in an enlarged manner. As shown in FIGS. 3 and 4, the light guide device 50 is joined to the plate-like first light guide 60 at one side T1 of the first light guide 60 in the thickness direction T by an adhesive or the like. The first light guide 60 and the second light guide 70 extend in the lateral direction X. The first light guide 60 is made of a light transmitting member having a refractive index of n1, and the second light guide 70 is made of a light transmitting member having a refractive index of n2. In the present embodiment, the first light guide 60 and the second light guide 70 are made of a translucent resin, and the refractive index n1 of the first light guide 60 and the refractive index n2 of the second light guide 70 Is different.

第1導光体60は、各々が第1方向Aに沿って延在する複数の第1面61と、複数の第1面61のうち、隣り合う第1面61の各間で各々が第1方向Aに交差する第2方向Bに沿って延在する複数の第2面62を厚さ方向Tの一方側T1に備え、厚さ方向Tの他方側T2には端面65を有している。端面65には反射防止層51が形成されている。端面65は、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向C(横方向X)に平行であり、第1面61が延在する第1方向Aと、第2面62が延在する第2方向Bは、端面65に対して交差する方向である。なお、第2面62については、上下方向Yに平行になっている態様、あるいは上下方向Yに対して傾斜している態様のいずれであってもよい。   The first light guide 60 has a plurality of first surfaces 61 extending in the first direction A, and a plurality of first surfaces 61 that are adjacent to each other among the first surfaces 61. A plurality of second surfaces 62 extending along a second direction B intersecting the one direction A is provided on one side T1 in the thickness direction T, and has an end face 65 on the other side T2 in the thickness direction T There is. An antireflective layer 51 is formed on the end face 65. The end face 65 is parallel to a direction C (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged, and a first direction A in which the first surface 61 extends, and a second surface The second direction B in which the 62 extends is a direction intersecting the end surface 65. The second surface 62 may be either parallel to the vertical direction Y or inclined to the vertical direction Y.

導光装置50では、各々が複数の第1面61に接する複数の第1ハーフミラー81が設けられており、第2導光体70は、複数の第1ハーフミラー81、および複数の第2面62に接するように配置されている。第2導光体70は、厚さ方向Tの一方側T1に端面75を備えており、端面75は、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向C(横方向X)に平行である。   In the light guide device 50, a plurality of first half mirrors 81 that are in contact with the plurality of first surfaces 61 are provided, and the second light guide 70 includes a plurality of first half mirrors 81 and a plurality of second half mirrors 81. It is arranged in contact with the surface 62. The second light guide 70 includes an end surface 75 on one side T1 in the thickness direction T, and the end surface 75 is a direction C in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged (horizontal direction Parallel to X).

このように構成した表示部10では、導光光学系30から出射された画像光L0は、導光装置50の第1導光体60の端面65に向けて横方向Xの一方側X1(耳側)から他方側X2(鼻側)に向けて斜めに進行し、端面65から入射する。導光装置50において、第1導光体60の端面65から入射した画像光L0は、第1導光体60の内部で端面65に対して斜め方向に進行し、第1面61(第1ハーフミラー81)に入射する。従って、画像光L0の一部は、矢印L1で示すように、第1ハーフミラー81で第2導光体70とは反対側に向けて反射し、端面65から観察者の眼Eに向けて出射される。従って、観察者は画像を認識することができる。   In the display unit 10 configured in this manner, the image light L0 emitted from the light guide optical system 30 is directed to the end face 65 of the first light guide 60 of the light guide device 50 in the lateral direction X on one side X1 (ear It proceeds obliquely from the side) to the other side X2 (nose side) and enters from the end face 65. In the light guide device 50, the image light L0 incident from the end face 65 of the first light guide 60 travels in an oblique direction with respect to the end face 65 inside the first light guide 60, and the first face 61 (first The light is incident on the half mirror 81). Therefore, a part of the image light L0 is reflected by the first half mirror 81 toward the opposite side to the second light guide 70 as shown by the arrow L1, and from the end face 65 toward the eye E of the observer It is emitted. Thus, the observer can recognize the image.

それ故、第1面61は、横方向Xの一方側X1が端面65から離間し、横方向Xの他方側X2が端面65に接近する方向に傾いている。また、図2に示すように、画像光L0のうち、画角の中央の光線は、端面65のうち、横方向Xの中央部分に入射して横方向Xの中央部分から端面65に対して直交する方向に向けて出射され、眼Eに到達する。これに対して、画像光L0のうち、画角の端部の光線は、端面65のうち、横方向Xの端部側に入射して横方向Xの端部側から端面65に対して斜め方向に向けて出射され、眼Eに到達する。従って、図4において、複数の第1面61が各々、端面65となす傾き角αは、横方向Xの一方側X1より他方側X2で大きくなっている。但し、複数の第2面62が各々、端面65となす角度βは、横方向Xにおいて一定になっている。それ故、本形態において、「第1方向Aに沿う方向」は、複数の第1面61に相違する一方、「第2方向Bに沿う方向」は、複数の第2面62において同一である。   Therefore, the first surface 61 is inclined in the direction in which one side X1 in the lateral direction X is separated from the end face 65 and the other side X2 in the lateral direction X approaches the end face 65. Further, as shown in FIG. 2, in the image light L 0, the light ray at the center of the angle of view is incident on the center portion in the lateral direction X of the end face 65 and The light is emitted in the orthogonal direction and reaches the eye E. On the other hand, in the image light L0, the light ray at the end of the angle of view is incident on the end of the end face 65 in the lateral direction X and is oblique to the end face 65 from the end in the lateral direction X It is emitted in the direction and reaches the eye E. Accordingly, in FIG. 4, the inclination angle α formed by the plurality of first surfaces 61 with the end surface 65 is larger on the other side X2 than on the one side X1 in the lateral direction X. However, the angle β formed by the plurality of second surfaces 62 with the end surface 65 is constant in the lateral direction X. Therefore, in the present embodiment, the “direction along the first direction A” is different from the plurality of first surfaces 61, while the “direction along the second direction B” is the same in the plurality of second surfaces 62. .

なお、導光装置50において、厚さ方向Tの一方側T1(第2導光体70側)から第1ハーフミラー81に入射した外光の一部は、矢印L3で示すように、第1ハーフミラー81を透過して端面65から観察者の眼Eに向けて出射される。従って、観察者は外界の様子を認識することができる。   In the light guiding device 50, a part of the external light incident on the first half mirror 81 from the one side T1 (the second light guiding body 70) in the thickness direction T is a first light as indicated by an arrow L3. The light passes through the half mirror 81 and is emitted from the end face 65 toward the eye E of the observer. Therefore, the observer can recognize the appearance of the outside world.

(第3面63の構成)
このように構成した導光装置50において、本形態では、図4に示すように、第1導光体60は、複数の第1面61および複数の第2面62のうち、隣り合う第1面61と第2面62との間で、第1方向Aおよび第2方向Bに対して交差する方向であって、第2面62の両側に位置する2つの第1面61同士が重ならない第3方向Dに沿う方向で、各々が第2面62に重なる複数の第3面63を備えている。また、複数の第3面63は各々、第1方向Aと異なる方向に延在している。
(Configuration of third surface 63)
In the light guiding device 50 configured as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first light guiding body 60 is the first adjacent one of the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62. Between the surface 61 and the second surface 62, the two first surfaces 61 located on both sides of the second surface 62 do not overlap with each other in the first direction A and the second direction B. In the direction along the third direction D, a plurality of third surfaces 63 that overlap with the second surface 62 are provided. Also, the plurality of third surfaces 63 extend in a direction different from the first direction A.

本形態において、複数の第3面63は各々、複数の第1面61および複数の第2面62のうち、隣り合う第1面61と第2面62との間で、第1面61の厚さ方向Tの一方側T1の端部611と第2面62の厚さ方向Tの一方側T1の端部621との各間に設けられている。また、複数の第3面63は各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向Cに平行である。すなわち、複数の第3面63は各々、第1導光体60の端面65、および第2導光体70の端面75に対して平行である。   In the present embodiment, each of the plurality of third surfaces 63 is a portion of the first surface 61 between the adjacent first surface 61 and second surface 62 among the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62. It is provided between the end 611 of the one side T1 in the thickness direction T and the end 621 of the one side T1 of the second surface 62 in the thickness direction T. The plurality of third surfaces 63 are parallel to the direction C in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. That is, the plurality of third surfaces 63 are parallel to the end face 65 of the first light guide 60 and the end face 75 of the second light guide 70, respectively.

このように構成した導光装置50において、第3方向D(第2面62と第3面63とが重なる方向)は、複数の第1ハーフミラー81の各々に画像光L0に入射する方向であり、画像光L0が第1ハーフミラー81を透過した後、第2面62を透過して進行する方向と等しい。   In the light guide device 50 configured in this manner, the third direction D (the direction in which the second surface 62 and the third surface 63 overlap) is a direction in which the image light L0 is incident on each of the plurality of first half mirrors 81. After the image light L0 passes through the first half mirror 81, it travels through the second surface 62 in the same direction as it travels.

本形態において、第1導光体60と第2導光体70との間には、各々が複数の第3面63に接する複数の第2ハーフミラー82が設けられている。従って、第2導光体70は、複数の第1ハーフミラー81、複数の第2面62、および複数の第2ハーフミラー82に接するように配置されている。第2ハーフミラー82と第1ハーフミラー81とは繋がっている。本形態において、第1ハーフミラー81と第2ハーフミラー82とは同一の層構成を有しており、反射率が等しい。このため、矢印L3で示す外光を均一にすることできる。また、外光が均一であれば、回折が発生しにくいので、観察者は鮮明な外光を観察することができる。   In the present embodiment, a plurality of second half mirrors 82 which are in contact with the plurality of third surfaces 63 are provided between the first light guide 60 and the second light guide 70. Therefore, the second light guide 70 is disposed in contact with the plurality of first half mirrors 81, the plurality of second surfaces 62, and the plurality of second half mirrors 82. The second half mirror 82 and the first half mirror 81 are connected. In the present embodiment, the first half mirror 81 and the second half mirror 82 have the same layer configuration, and their reflectances are equal. For this reason, the external light shown by arrow L3 can be made uniform. In addition, if the outside light is uniform, diffraction is unlikely to occur, so the observer can observe the clear outside light.

このように構成した導光装置50の製造工程では、金型成形によって第1面61、第2面62および第3面63を備えた第1導光体60を形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いて第1面61および第3面63を覆うように第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82を選択的に形成する。次に、第1ハーフミラー81、第2面62、および第2ハーフミラー82を覆うように透光性の樹脂を設けた後、樹脂を固化させて第2導光体70を形成する。次に、第2導光体70の第1導光体60とは反対側の面を平坦化し、端面75を形成する。第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82は各々、誘電体多層膜や、アルミニウム薄膜等の金属薄膜からなる。本形態において、第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82は各々、誘電体多層膜からなる。   In the manufacturing process of the light guide device 50 configured as described above, after the first light guide 60 including the first surface 61, the second surface 62, and the third surface 63 is formed by molding, a photolithography technique is used. The first half mirror 81 and the second half mirror 82 are selectively formed to cover the first surface 61 and the third surface 63. Next, after a translucent resin is provided to cover the first half mirror 81, the second surface 62, and the second half mirror 82, the resin is solidified to form the second light guide 70. Next, the surface of the second light guide 70 opposite to the first light guide 60 is flattened to form an end surface 75. Each of the first half mirror 81 and the second half mirror 82 is made of a dielectric multilayer film or a metal thin film such as an aluminum thin film. In the present embodiment, each of the first half mirror 81 and the second half mirror 82 is made of a dielectric multilayer film.

また、透光性の樹脂に対して、第1面61、第2面62および第3面63に対応する成形面を備えた金型を押圧した後、樹脂を固化させて第1導光体60を形成する方法を採用してもよい。この場合も、フォトリソグラフィー技術を用いて第1面61および第3面63を覆うように第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82を選択的に形成する。次に、第1ハーフミラー81、第2面62、および第2ハーフミラー82を覆うように透光性の樹脂を設け、樹脂を固化させて第2導光体70を形成する。次に、第2導光体70の第1導光体60とは反対側の面を平坦化し、端面75を形成する。   In addition, after pressing a mold provided with a molding surface corresponding to the first surface 61, the second surface 62, and the third surface 63 against the translucent resin, the resin is solidified to form a first light guide. A method of forming 60 may be employed. Also in this case, the first half mirror 81 and the second half mirror 82 are selectively formed so as to cover the first surface 61 and the third surface 63 using a photolithographic technique. Next, a translucent resin is provided to cover the first half mirror 81, the second surface 62, and the second half mirror 82, and the resin is solidified to form the second light guide 70. Next, the surface of the second light guide 70 opposite to the first light guide 60 is flattened to form an end surface 75.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の導光装置50および表示部10(表示装置100)において、導光装置50の第1導光体60は、第1方向Aおよび第2方向Bに対して交差する第3方向Dで重なる領域に第1方向Aと異なる方向に延在する第3面63を備えており、隣り合う第1面61同士は、第3方向Dで重なっていない。従って、第1面61に入射した画像光L0の一部は、第1ハーフミラー81を透過した後、第2面62を透過し、その後、隣りの第1面61(第1ハーフミラー81)に入射せずに、第3面63に入射する。それ故、第1ハーフミラー81を透過した光は、矢印L2で示すように、第1ハーフミラー81を反射した光と異なる方向に出射され、観察者の眼Eに入射しない。それ故、第1導光体60の屈折率n1と第2導光体70の屈折率n2とが相違している場合でも、第1ハーフミラー81を透過した画像光L0において第1面61での屈折、第2面62での屈折、および端面65での屈折等が発生しても、かかる屈折に起因するゴーストが観察者に認識されにくい。
(Main effects of this form)
As described above, in the light guide device 50 and the display unit 10 (display device 100) of the present embodiment, the first light guide 60 of the light guide device 50 intersects the first direction A and the second direction B. The third surface 63 extending in the direction different from the first direction A is provided in the overlapping region in the third direction D, and the adjacent first surfaces 61 do not overlap in the third direction D. Therefore, a part of the image light L0 incident on the first surface 61 passes through the first half mirror 81 and then passes through the second surface 62, and then the adjacent first surface 61 (first half mirror 81) And the third surface 63. Therefore, the light transmitted through the first half mirror 81 is emitted in a direction different from the light reflected by the first half mirror 81 as shown by the arrow L2, and does not enter the eye E of the observer. Therefore, even when the refractive index n1 of the first light guide 60 and the refractive index n2 of the second light guide 70 are different, the image light L0 transmitted through the first half mirror 81 is formed on the first surface 61 Even if refraction of the second surface 62, refraction at the end face 65, and the like occur, it is difficult for the observer to recognize the ghost due to the refraction.

また、第3面63には第2ハーフミラー82が設けられているため、厚さ方向Tの一方側T1から第3面63に入射した外光の一部は、第2ハーフミラー82を透過して第1導光体60の端面65から出射されて、観察者の眼に到達する。また、第1ハーフミラー81および第2面62を透過した画像光L0が第3面63に到達しても、かかる光が導光装置50から厚さ方向Tの一方側T1に出射されることを抑制することができる。   Further, since the second half mirror 82 is provided on the third surface 63, part of the external light that has entered the third surface 63 from the one side T1 in the thickness direction T is transmitted through the second half mirror 82. Then, the light is emitted from the end face 65 of the first light guide 60 and reaches the eye of the observer. Further, even if the image light L0 transmitted through the first half mirror 81 and the second surface 62 reaches the third surface 63, such light is emitted from the light guiding device 50 to one side T1 in the thickness direction T. Can be suppressed.

また、第3面63は、第1面61の厚さ方向Tの一方側T1の端部611と第2面62の厚さ方向Tの一方側T1の端部621との各間に設けられている。このため、第3面63が、第1面61の厚さ方向Tの他方側T2の端部612と第2面62の厚さ方向Tの他方側T2の端部622との各間に設けられている場合より、厚さ方向Tの一方側T1での第1面61の延在寸法を長くすることができる。従って、第1ハーフミラー81で反射して端面65から出射される光の量を増やすことができる。   The third surface 63 is provided between the end 611 of the one side T1 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 621 of the one side T1 of the second surface 62 in the thickness direction T. ing. Therefore, the third surface 63 is provided between the end 612 of the other side T2 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 622 of the other side T2 of the second surface 62 in the thickness direction T. The extension dimension of the first surface 61 on one side T1 in the thickness direction T can be made longer than in the case described above. Therefore, the amount of light reflected by the first half mirror 81 and emitted from the end face 65 can be increased.

なお、本形態では、第3方向Dで第2面62と重なる領域の全体を第3面63としたが、第3方向Dで第2面62と重なる領域の一部を第3面63とした場合でも、ゴーストの発生を低減することができる。例えば、明るい環境での使用が想定されている場合には、ゴーストと外部環境の明るさの比率は小さくなるので、第3方向Dで第2面62と重なる領域の一部を第3面63とすることによって、ゴーストの発生を十分に低減することができる。これに対して、暗い環境で使用する場合には、ゴーストが目立ちやすいので、本形態のように、第3方向Dで第2面62と重なる領域の全体を第3面63とすることが好ましい。但し、第3方向Dで第2面62と重なる領域より広い範囲を第3面63とした場合、画像が暗くなるので、第3方向Dで第2面62と重なる領域と同一あるいが狭い範囲を第3面63とすることが好ましい。   In the present embodiment, although the entire area overlapping with the second surface 62 in the third direction D is the third surface 63, a part of the area overlapping with the second surface 62 in the third direction D is the third surface 63 Even in this case, the occurrence of ghost can be reduced. For example, in the case where use in a bright environment is assumed, the ratio of the brightness of the ghost to the external environment decreases, so a part of the area overlapping the second surface 62 in the third direction D is the third surface 63 By doing this, the occurrence of ghost can be sufficiently reduced. On the other hand, when used in a dark environment, the ghost tends to be noticeable, so it is preferable to use the entire third region 63 overlapping the second surface 62 in the third direction D as in this embodiment. . However, when the third surface 63 is a range wider than the region overlapping the second surface 62 in the third direction D, the image is dark, so the region overlapping the second surface 62 in the third direction D is the same or narrow. It is preferable to set the range to the third surface 63.

[実施形態1の変形例1]
実施形態1では、第1ハーフミラー81の反射率と第2ハーフミラー82の反射率とが等しかったが、第1ハーフミラー81の反射率と第2ハーフミラー82の反射率とが異なっていてもよい。例えば、第2ハーフミラー82の反射率を第1ハーフミラー81の反射率より小さくすると、矢印L2で示される光線に起因するゴーストの光量を抑制することができる。かかる構成は、実施形態1に限らず、以下に説明する各実施形態に適用してもよい。
Modification 1 of Embodiment 1
In the first embodiment, the reflectance of the first half mirror 81 and the reflectance of the second half mirror 82 are equal, but the reflectance of the first half mirror 81 and the reflectance of the second half mirror 82 are different. It is also good. For example, when the reflectance of the second half mirror 82 is smaller than the reflectance of the first half mirror 81, it is possible to suppress the light amount of the ghost caused by the light beam indicated by the arrow L2. Such a configuration is not limited to the first embodiment, and may be applied to each embodiment described below.

[実施形態1の変形例2]
実施形態1では、第2面62にハーフミラーが形成されていなかったが、第2面62に接するようにハーフミラー(第4ハーフミラー)を設けてもよい。第4ハーフミラーは、第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82と同一あるいは異なる構成の層からなる。かかる構成は、実施形態1に限らず、以下に説明する各実施形態に適用してもよい。
Modification 2 of Embodiment 1
In the first embodiment, the half mirror is not formed on the second surface 62, but a half mirror (fourth half mirror) may be provided to be in contact with the second surface 62. The fourth half mirror is formed of a layer having the same or different configuration as the first half mirror 81 and the second half mirror 82. Such a configuration is not limited to the first embodiment, and may be applied to each embodiment described below.

[実施形態2]
図5は、本発明の実施形態2に係る導光装置50の説明図である。なお、本形態および後述する実施形態の基本的な構成は実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 5 is an explanatory view of a light guide device 50 according to a second embodiment of the present invention. In addition, since the basic configuration of the present embodiment and the embodiment to be described later is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the common portions and the description thereof will be omitted.

実施形態1では、第3面63が第1導光体60の端面65および第2導光体70の端面75に対して平行であったが、図5に示すように、第3面63は、第1導光体60の端面65および第2導光体70の端面75に対して傾いている。本形態において、第3面63は、第1面61との第1境界631(第1面61の厚さ方向Tの一方側T1の端部611)が第2面62との第2境界632(第2面62の厚さ方向Tの一方側T1の端部621)より端面65の側に位置するように傾いている。このように構成した場合、第1ハーフミラー81を透過した光は、矢印L2で示すように、第3面63の第2ハーフミラー82によって、第1導光体60内で画像光L0が進行する方向とは逆方向に反射される。このため、第1ハーフミラー81を透過した光は、実施形態1より観察者の眼Eに入射しにくいので、ゴーストが観察者に認識されにくい。   In the first embodiment, the third surface 63 is parallel to the end surface 65 of the first light guide 60 and the end surface 75 of the second light guide 70, but as shown in FIG. The end face 65 of the first light guide 60 and the end face 75 of the second light guide 70 are inclined. In the present embodiment, the third surface 63 has a first boundary 631 with the first surface 61 (an end portion 611 of one side T 1 of the first surface 61 in the thickness direction T) a second boundary 632 with the second surface 62. It is inclined so as to be located on the end face 65 side from (the end 621 of one side T1 of the second face 62 in the thickness direction T). When configured in this manner, the light transmitted through the first half mirror 81 travels the image light L0 in the first light guide 60 by the second half mirror 82 of the third surface 63, as indicated by the arrow L2. It is reflected in the opposite direction to the direction of For this reason, the light transmitted through the first half mirror 81 is less likely to be incident on the eye E of the observer than in the first embodiment, so that the ghost is less likely to be recognized by the observer.

[実施形態3]
図6は、本発明の実施形態3に係る導光装置50の説明図である。図6に示すように、本形態でも、第3面63は、第1導光体60の端面65および第2導光体70の端面75に対して傾いている。本形態において、第3面63は、第1面61との第1境界631が第2面62との第2境界632より端面65から離間するように傾いている。このように構成した場合、第1ハーフミラー81を透過した光は、矢印L2で示すように、第3面63の第2ハーフミラー82によって、第1ハーフミラー81で反射した光から大きく離間する方向に反射される。このため、第1ハーフミラー81を透過した光は、実施形態1より観察者の眼Eに入射しにくいので、ゴーストが観察者に認識されにくい。
Third Embodiment
FIG. 6 is an explanatory view of a light guide device 50 according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, also in this embodiment, the third surface 63 is inclined with respect to the end surface 65 of the first light guide 60 and the end surface 75 of the second light guide 70. In the present embodiment, the third surface 63 is inclined such that the first boundary 631 with the first surface 61 is separated from the end surface 65 more than the second boundary 632 with the second surface 62. In such a configuration, the light transmitted through the first half mirror 81 is largely separated from the light reflected by the first half mirror 81 by the second half mirror 82 of the third surface 63, as shown by the arrow L2. It is reflected in the direction. For this reason, the light transmitted through the first half mirror 81 is less likely to be incident on the eye E of the observer than in the first embodiment, so that the ghost is less likely to be recognized by the observer.

[実施形態4]
図7は、本発明の実施形態4に係る導光装置50の説明図である。実施形態1、2、3では、第3面63が平面であったが、図7に示すように、第3面63は、曲面であってもよい。本形態において、第3面63は、第1面61との第1境界631と、第2面62との第2境界632との間の中央部分が第1境界631および第2境界632より突出した凸曲面になっている。このように構成した場合、第1ハーフミラー81を透過した光は、第3面63で分散して反射される。従って、第3面63を平面とした場合と違って、第1ハーフミラー81を透過した光は、第3面63の傾き等にかかわらず、観察者の眼Eに入射しにくいので、ゴーストが観察者に認識されにくい。
Fourth Embodiment
FIG. 7 is an explanatory view of a light guide device 50 according to Embodiment 4 of the present invention. In the first, second, and third embodiments, the third surface 63 is a flat surface, but as shown in FIG. 7, the third surface 63 may be a curved surface. In the present embodiment, the third surface 63 has a central portion between the first boundary 631 with the first surface 61 and the second boundary 632 with the second surface 62 protruding from the first boundary 631 and the second boundary 632 It is a convex curved surface. When configured in this manner, light transmitted through the first half mirror 81 is dispersed and reflected by the third surface 63. Therefore, unlike the case where the third surface 63 is a flat surface, the light transmitted through the first half mirror 81 is difficult to enter the eye E of the observer regardless of the inclination of the third surface 63 and the like. It is hard to be recognized by the observer.

[実施形態5]
図8は、本発明の実施形態5に係る導光装置50の説明図である。図8に示すように、本形態において、第3面63は、第1面61との第1境界631と、第2面62との第2境界632との間の中央部分が第1境界631および第2境界632より凹んだ凹曲面になっている。このように構成した場合、第1ハーフミラー81を透過した光は、第3面63で分散して反射される。従って、第3面63を平面とした場合と違って、第1ハーフミラー81を透過した光は、第3面63の傾き等にかかわらず、観察者の眼Eに入射しにくいので、ゴーストが観察者に認識されにくい。
Fifth Embodiment
FIG. 8 is an explanatory view of a light guide device 50 according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the third surface 63 has a central portion between the first boundary 631 with the first surface 61 and the second boundary 632 with the second surface 62. And the second boundary 632 is concave. When configured in this manner, light transmitted through the first half mirror 81 is dispersed and reflected by the third surface 63. Therefore, unlike the case where the third surface 63 is a flat surface, the light transmitted through the first half mirror 81 is difficult to enter the eye E of the observer regardless of the inclination of the third surface 63 and the like. It is hard to be recognized by the observer.

[実施形態6]
図9は、本発明の実施形態6に係る導光装置50の説明図である。図9に示すように、本形態において、第1導光体60は、各々が、複数の第1面61および複数の第2面62のうち、隣り合う第1面61と第2面62との各間で、第1面61の厚さ方向Tの他方側T2の端部612と第2面62の厚さ方向Tの他方側T2の端部622との各間で第3方向Dに延在する第4面64を備えている。また、第4面64には第3ハーフミラー83が形成されており、第3ハーフミラー83は第1ハーフミラー81と繋がっている。第3ハーフミラー83は、第1ハーフミラー81および第2ハーフミラー82と同一あるいは異なる構成の層からなる。
Sixth Embodiment
FIG. 9 is an explanatory view of a light guide device 50 according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the first light guide 60 includes the adjacent first surface 61 and second surface 62 among the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62. Between the end 612 of the other side T2 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 622 of the other side T2 of the second surface 62 in the third direction D An extending fourth surface 64 is provided. Further, a third half mirror 83 is formed on the fourth surface 64, and the third half mirror 83 is connected to the first half mirror 81. The third half mirror 83 is formed of a layer having the same or different configuration as the first half mirror 81 and the second half mirror 82.

このように構成した場合、第2面62の第2方向Bにおける寸法が短くすることができるので、第3面63の延在距離を短くすることができる。従って、厚さ方向Tの一方側T1での第1面61の延在寸法を長くすることができるので、第1ハーフミラー81で反射して端面65から出射される光の量を増やすことができる。なお、本形態は、実施形態1をベースに第4面64を設けたが、実施形態2〜5をベースに第4面64を設けてもよい。   In such a configuration, the dimension of the second surface 62 in the second direction B can be shortened, so the extension distance of the third surface 63 can be shortened. Therefore, since the extension dimension of the first surface 61 on one side T1 in the thickness direction T can be lengthened, the amount of light reflected by the first half mirror 81 and emitted from the end surface 65 can be increased. it can. In the present embodiment, the fourth surface 64 is provided based on the first embodiment, but the fourth surface 64 may be provided based on the second to fifth embodiments.

[実施形態7]
図10は、本発明の実施形態7に係る導光装置50の説明図である。実施形態1〜6では、端面65を基準としたときに複数の第1面61(第1ハーフミラー81)の厚さ方向Tにおける位置が同一であったが、図10に示すように、端面65を基準としたときに複数の第1面61(第1ハーフミラー81)の厚さ方向Tにおける位置が複数の第1面61の配列方向に沿って変化している。より具体的には、横方向Xの他方側X2に設けられた第1面61は、横方向Xの一方側X1に設けられた第1面61より端面65に近い位置にある。かかる構成に対応して、複数の第2面62の第2方向Bにおける寸法も、複数の第1面61の配列方向に沿って変化している。より具体的には、横方向Xの他方側X2に設けられた第2面62は、横方向Xの一方側X1に設けられた第2面62より、第2方向Bにおける寸法が短くなっている。その結果、第3面63の長さも、複数の第1面61の配列方向に沿って変化している。より具体的には、横方向Xの他方側X2に設けられた第3面63は、横方向Xの一方側X1に設けられた第3面63より、複数の第1面61の配列方向における寸法が短くなっている。
Seventh Embodiment
FIG. 10 is an explanatory view of a light guide device 50 according to a seventh embodiment of the present invention. In the first to sixth embodiments, the positions of the plurality of first surfaces 61 (first half mirrors 81) in the thickness direction T are the same when using the end surface 65 as a reference, but as shown in FIG. When using 65 as a reference, the positions in the thickness direction T of the plurality of first surfaces 61 (first half mirrors 81) change along the arrangement direction of the plurality of first surfaces 61. More specifically, the first surface 61 provided on the other side X2 in the lateral direction X is closer to the end surface 65 than the first surface 61 provided on the one side X1 in the lateral direction X. Corresponding to the configuration, the dimension in the second direction B of the plurality of second surfaces 62 also changes along the arrangement direction of the plurality of first surfaces 61. More specifically, the second surface 62 provided on the other side X2 in the lateral direction X has a shorter dimension in the second direction B than the second surface 62 provided on the one side X1 in the lateral direction X. There is. As a result, the length of the third surface 63 also changes along the arrangement direction of the plurality of first surfaces 61. More specifically, the third surface 63 provided on the other side X2 in the lateral direction X is closer to the arrangement direction of the plurality of first surfaces 61 than the third surface 63 provided on the one side X1 in the lateral direction X The dimensions are shortened.

このように構成した場合も、第1ハーフミラー81を透過した光は、第1ハーフミラー81を反射した光と異なる方向に出射され、観察者の眼Eに入射しないので、ゴーストの発生を抑制することができる。なお、本形態は、実施形態1をベースに第1面61の位置を変化させたが、実施形態2〜6をベースに第1面61の位置を変化させてもよい。   Even in this configuration, the light transmitted through the first half mirror 81 is emitted in a direction different from that of the light reflected by the first half mirror 81 and does not enter the eye E of the observer, thereby suppressing the generation of ghosts. can do. In the present embodiment, the position of the first surface 61 is changed based on the first embodiment, but the position of the first surface 61 may be changed based on the second to sixth embodiments.

[実施形態8]
図11は、本発明の実施形態8に係る導光装置50の説明図であり、図11には、第1導光体60の図示を省略した状態の斜視図(a)、および正面図(b)を示してある。図12は、図11に示す導光装置50の第1面61等を拡大して示す説明図である。
[Eighth embodiment]
FIG. 11 is an explanatory view of a light guide device 50 according to an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a perspective view (a) and a front view of the state in which the first light guide 60 is not shown. b) is shown. FIG. 12 is an explanatory view showing the first surface 61 and the like of the light guide device 50 shown in FIG. 11 in an enlarged manner.

図11および図12に示すように、本形態の導光装置50では、複数の第1面61が各々、第2導光体70の側に凹んだ凹曲面になっている。本形態において、複数の第1面61は各々、横方向Xに対して直交する方向(上下方向Y)に湾曲しながら延在した凹曲面になっている。従って、複数の第1面61は各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)にも凹んでいる。本形態では、第2面62も、第1面61に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。また、第3面63も、第1面61および第2面62に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。従って、導光装置50の全体が上下方向Yに湾曲しながら延在している。それ故、第1面61を湾曲させても、導光装置50の厚さ(前後方向Zの厚さ/第1導光体60と第2導光体70とが重なっている方向の寸法)が増大することを抑制することができる。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the light guide device 50 of the present embodiment, the plurality of first surfaces 61 are concave surfaces which are recessed toward the second light guide 70. In the present embodiment, each of the plurality of first surfaces 61 is a concave surface that extends while being curved in a direction (vertical direction Y) orthogonal to the lateral direction X. Accordingly, the plurality of first surfaces 61 are also recessed in the direction (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. In the present embodiment, the second surface 62 also extends along the first surface 61 while curving in the vertical direction Y. The third surface 63 also extends along the first surface 61 and the second surface 62 while curving in the vertical direction Y. Therefore, the entire light guiding device 50 extends while curving in the vertical direction Y. Therefore, even if the first surface 61 is curved, the thickness of the light guiding device 50 (the thickness in the front-rear direction Z / the dimension in the direction in which the first light guiding member 60 and the second light guiding member 70 overlap) Can be suppressed.

本形態において、複数の第1面61の曲率が等しい。但し、複数の第1面61の幅は、横方向Xに沿って変化している。   In the present embodiment, the curvatures of the plurality of first surfaces 61 are equal. However, the widths of the plurality of first surfaces 61 change along the lateral direction X.

かかる構成の導光装置50によれば、第1面61に入射した光を上下方向Yに集光するパワーを発揮することができるので、導光装置50に入射した光を観察者の眼に効率よく入射させることができる。   According to the light guide device 50 having such a configuration, it is possible to exert the power to condense the light incident on the first surface 61 in the vertical direction Y. Therefore, the light incident on the light guide device 50 can be used as an observer's eye. It can be made to inject efficiently.

[実施形態9]
図13は、本発明の実施形態9に係る導光装置50の説明図であり、図13には、第1導光体60の図示を省略した状態の斜視図(a)、および正面図(b)を示してある。図14は、図13に示す導光装置50の第1面61等を拡大して示す説明図である。図15は、図13に示す導光装置50の第3面63等の構成を示す説明図であり、図15には、第3面63の幅を示す正面図(a)、A1−A1′断面図(b)、およびB1−B1′断面図を示してある。なお、図13の正面図(a)では、第3面63に斜線を付してある。
[Embodiment 9]
FIG. 13 is an explanatory view of a light guide device 50 according to Embodiment 9 of the present invention, and FIG. 13 is a perspective view (a) and a front view of the state in which the first light guide 60 is not shown. b) is shown. FIG. 14 is an explanatory view showing the first surface 61 and the like of the light guide device 50 shown in FIG. 13 in an enlarged manner. FIG. 15 is an explanatory view showing the configuration of the third surface 63 etc. of the light guide device 50 shown in FIG. 13. FIG. 15 is a front view (a) showing the width of the third surface 63, A1-A1 '. A cross-sectional view (b) and a B1-B1 'cross-sectional view are shown. In the front view (a) of FIG. 13, the third surface 63 is hatched.

図13、図14および図15に示すように、本形態の導光装置50でも、実施形態8と同様、複数の第1面61が各々、第2導光体70の側に凹んだ凹曲面になっている。本形態において、複数の第1面61は各々、横方向Xに対して直交する方向(上下方向Y)に湾曲しながら延在した凹曲面になっている。従って、複数の第1面61は各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)にも凹んでいる。本形態では、第2面62も、第1面61に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。また、第3面63も、第1面61および第2面62に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。   As shown in FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15, in the light guide device 50 of this embodiment as well, as in the eighth embodiment, a plurality of first surfaces 61 are concave surfaces respectively recessed toward the second light guide 70. It has become. In the present embodiment, each of the plurality of first surfaces 61 is a concave surface that extends while being curved in a direction (vertical direction Y) orthogonal to the lateral direction X. Accordingly, the plurality of first surfaces 61 are also recessed in the direction (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. In the present embodiment, the second surface 62 also extends along the first surface 61 while curving in the vertical direction Y. The third surface 63 also extends along the first surface 61 and the second surface 62 while curving in the vertical direction Y.

ここで、複数の第1面61では、横方向Xの右側X1から左側X2に向かって、第1面61の曲率が小さくなっている。すなわち、第1面61の各曲率をC1、C2、C3とした場合、曲率の大きさは、曲率C1、曲率C2、曲率C3の順である。また、第2面62および第3面63は、隣り合う第1面61に沿うように湾曲している。   Here, in the plurality of first surfaces 61, the curvature of the first surface 61 decreases from the right side X1 to the left side X2 in the lateral direction X. That is, when the curvatures of the first surface 61 are C1, C2, and C3, the magnitudes of the curvatures are in the order of the curvature C1, the curvature C2, and the curvature C3. The second surface 62 and the third surface 63 are curved along the adjacent first surfaces 61.

本形態において、曲率が異なる第1面61の間において、第2面62は、上下方向Yの両端において幅が広く、中央部分では狭くなっている。かかる形状に対応して、第3面63も、上下方向Yの両端において幅が広く、中央部分では狭くなっている。   In the present embodiment, between the first surfaces 61 having different curvatures, the second surfaces 62 are wide at both ends in the vertical direction Y and narrow at the central portion. Corresponding to the shape, the third surface 63 is also wide at both ends in the vertical direction Y and narrow at the central portion.

[実施形態10]
図16は、本発明の実施形態10に係る導光装置50の第3面63等の構成を示す説明図であり、図16には、第3面63の幅を示す正面図(a)、A1−A1′断面図(b)、およびB1−B1′断面図を示してある。なお、図16の正面図(a)では、第3面63に斜線を付してある。図16に示すように、本形態の導光装置50でも、実施形態8、9と同様、複数の第1面61が各々、第2導光体70の側に凹んだ凹曲面になっている。本形態において、複数の第1面61は各々、横方向Xに対して直交する方向(上下方向Y)に湾曲しながら延在した凹曲面になっている。従って、複数の第1面61は各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)にも凹んでいる。本形態では、第2面62も、第1面61に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。また、第3面63も、第1面61および第2面62に沿って上下方向Yに湾曲しながら延在している。
Tenth Embodiment
16 is an explanatory view showing the configuration of the third surface 63 etc. of the light guide device 50 according to Embodiment 10 of the present invention, and FIG. 16 is a front view (a) showing the width of the third surface 63, A1-A1 'sectional view (b) and B1-B1' sectional view are shown. In the front view (a) of FIG. 16, the third surface 63 is hatched. As shown in FIG. 16, in the light guide device 50 according to the present embodiment as well, as in the eighth and ninth embodiments, the plurality of first surfaces 61 are each a concave surface recessed toward the second light guide 70. . In the present embodiment, each of the plurality of first surfaces 61 is a concave surface that extends while being curved in a direction (vertical direction Y) orthogonal to the lateral direction X. Accordingly, the plurality of first surfaces 61 are also recessed in the direction (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. In the present embodiment, the second surface 62 also extends along the first surface 61 while curving in the vertical direction Y. The third surface 63 also extends along the first surface 61 and the second surface 62 while curving in the vertical direction Y.

ここで、複数の第1面61の各々の曲率は、横方向Xの右側X1から左側X2に向かって、第1面61の曲率が大きくなっている。すなわち、第1面61の各曲率をC1、C2、C3とした場合、曲率の大きさは、曲率C3、曲率C2、曲率C1の順である。また、第2面62および第3面63は、隣り合う第1面61に沿うように湾曲している。   Here, the curvature of each of the plurality of first surfaces 61 is such that the curvature of the first surface 61 is larger from the right side X1 to the left side X2 in the lateral direction X. That is, assuming that the curvatures of the first surface 61 are C1, C2, and C3, the magnitudes of the curvatures are in the order of the curvature C3, the curvature C2, and the curvature C1. The second surface 62 and the third surface 63 are curved along the adjacent first surfaces 61.

本形態において、曲率が異なる第1面61の間において、第2面62は、上下方向Yの両端において幅が狭く、中央部分では広くなっている。かかる形状に対応して、第3面63も、上下方向Yの両端において幅が狭く、中央部分では広くなっている。なお、実施形態8、9、10で説明した態様は、本発明の実施形態1に対して適用できる他、本発明のいずれの実施形態に適用してもよい。   In the present embodiment, the second surface 62 has a narrow width at both ends in the vertical direction Y and a wide central portion between the first surfaces 61 having different curvatures. Corresponding to the shape, the third surface 63 is also narrow at both ends in the vertical direction Y and wide at the central portion. The aspects described in the eighth, ninth, and tenth embodiments can be applied to any of the embodiments of the present invention in addition to the first embodiment of the present invention.

[実施形態11]
図17は、本発明の実施形態11に係る導光装置50の説明図である。図17に示すように、実施形態8〜10では、複数の第1面61が各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)に凹む凹曲面となるように、横方向Xに直交する方向(上下方向Y)に湾曲しながら延在していたが、図17に示すように、複数の第1面61が各々、複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)に湾曲しながら延在している態様であってもよい。
[Embodiment 11]
FIG. 17 is an explanatory diagram of a light guide device 50 according to Embodiment 11 of the present invention. As shown in FIG. 17, in the eighth to tenth embodiments, a concave surface in which the plurality of first surfaces 61 are recessed in the direction (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. To extend in a direction (vertical direction Y) orthogonal to the lateral direction X, as shown in FIG. 17, the plurality of first surfaces 61 are respectively a plurality of first surfaces 61 as shown in FIG. And the aspect extended while curving in the direction (lateral direction X) by which the several 2nd surface 62 was arranged may be sufficient.

[実施形態12]
図18は、本発明の実施形態12に係る導光装置50の説明図である。図18に示すように、導光装置50全体が複数の第1面61および複数の第2面62が配列された方向(横方向X)に湾曲しながら延在している態様であってもよい。
[Embodiment 12]
FIG. 18 is an explanatory view of a light guide device 50 according to Embodiment 12 of the present invention. As shown in FIG. 18, even in the aspect in which the entire light guiding device 50 extends while curving in the direction (lateral direction X) in which the plurality of first surfaces 61 and the plurality of second surfaces 62 are arranged. Good.

[実施形態13]
図19は、本発明の実施形態13に係る表示装置100の説明図である。実施形態1〜7では、導光装置50において画像光L0を横方向Xに進行させたが、図19に示すように、本形態では、導光装置50において画像光L0を上下方向Yにおいて、上側Y1から下側Y2に進行させて観察者の眼Eに出射する場合に本発明を適用してもよい。
[Embodiment 13]
FIG. 19 is an explanatory diagram of a display device 100 according to Embodiment 13 of the present invention. In the first to seventh embodiments, the image light L0 is made to travel in the lateral direction X in the light guide device 50, but in the present embodiment, the image light L0 in the vertical direction Y in the light guide device 50 as shown in FIG. The present invention may be applied when advancing from the upper side Y1 to the lower side Y2 and emitting the light to the eye E of the observer.

[他の実施形態]
上記実施形態では、第3面63が第1面61の厚さ方向Tの一方側T1の端部611と第2面62の厚さ方向Tの一方側T1の端部621との各間に設けられていたが、第3面63が、第1面61の厚さ方向Tの他方側T2の端部612と第2面62の厚さ方向Tの他方側T2の端部622との各間に設けられている態様であってもよい。また、第3面63が第1面61の厚さ方向Tの一方側T1の端部611と第2面62の厚さ方向Tの一方側T1の端部621との各間、および第3面63が、第1面61の厚さ方向Tの他方側T2の端部612と第2面62の厚さ方向Tの他方側T2の端部622との各間の双方に設けられている態様であってもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the third surface 63 is between the end 611 of the one side T1 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 621 of the one side T1 of the second surface 62 in the thickness direction T. Although the third surface 63 is provided, the third surface 63 includes the end 612 of the other side T2 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 622 of the other side T2 of the second surface 62 in the thickness direction T. The aspect provided between may be sufficient. The third surface 63 is between the end 611 of the one side T1 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 621 of the one side T1 of the second surface 62 in the thickness direction T, and a third A surface 63 is provided both between the end 612 of the other side T2 in the thickness direction T of the first surface 61 and the end 622 of the other side T2 of the second surface 62 in the thickness direction T. It may be an aspect.

上記実施形態では、第2導光体70が透光性の樹脂部材であったが、第2導光体70は空気層であってもよい。   In the said embodiment, although the 2nd light guide 70 was a translucent resin member, the 2nd light guide 70 may be an air layer.

10、10a、10b…表示部、20…画像光出射装置、21…表示パネル、30…導光光学系、31、32、33、34…レンズ、35…ミラー、50…導光装置、50a…右眼用導光装置、50b…左眼用導光装置、51…反射防止層、60…第1導光体、61…第1面、62…第2面、63…第3面、64…第4面、65、75…端面、70…第2導光体、81…第1ハーフミラー、82…第2ハーフミラー、83…第3ハーフミラー、90…フレーム、91…前部分、92a、92b…テンプル、100…表示装置、611、621…一方側の端部、612、622…他方側の端部、631…第1境界、632…第2境界、A…第1方向、B…第2方向、T…厚さ方向、D…第3方向、E…眼、L0、L0a、L0b…画像光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b ... Display part, 20 ... Image light emission apparatus, 21 ... Display panel, 30 ... Light guide optical system, 31, 32, 33, 34 ... Lens, 35 ... Mirror, 50 ... Light guide apparatus, 50a ... Light guide device for the right eye, 50b: light guide device for the left eye, 51: antireflection layer, 60: first light guide, 61: first surface, 62: second surface, 63: third surface, 64: Fourth surface, 65, 75 ... end face, 70 ... second light guide, 81 ... first half mirror, 82 ... second half mirror, 83 ... third half mirror, 90 ... frame, 91 ... front portion 92a, 92b: Temple, 100: Display device, 611, 621: One end, 612, 622: Other end, 631: First boundary, 632: Second boundary, A: First direction, B: First 2 directions, T: thickness direction, D: third direction, E: eye, L0, L0a, L0b: image light.

Claims (21)

各々が第1方向に沿って延在する複数の第1面、および前記複数の第1面のうち、隣り合う第1面の各間で各々が前記第1方向に交差する第2方向に沿って延在する複数の第2面を厚さ方向の一方側に備え、前記厚さ方向の他方側に端面を備えた第1導光体と、
各々が前記複数の第1面に接する複数の第1ハーフミラーと、
前記複数の第1ハーフミラー、および前記複数の第2面に接する第2導光体と、
を有し、
前記第1導光体は、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との各間で、第2面の両側に位置する2つの第1面同士が重ならない第3方向に沿う方向で、各々が前記第2面に重なる複数の第3面を備え、
前記複数の第3面は各々、前記第1方向と異なる方向に延在していることを特徴とする導光装置。
A plurality of first surfaces, each extending along a first direction, and a second direction in which each crosses the first direction between adjacent first surfaces of the plurality of first surfaces A first light guide including a plurality of second surfaces extending in one direction in the thickness direction and an end surface on the other side in the thickness direction;
A plurality of first half mirrors, each in contact with the plurality of first surfaces;
The plurality of first half mirrors, and a second light guide in contact with the plurality of second surfaces;
Have
The first light guide includes two of the plurality of first surfaces and two of the plurality of second surfaces, which are located on both sides of the second surface between adjacent first and second surfaces. A plurality of third surfaces, each overlapping the second surface in a direction along a third direction in which the one surfaces do not overlap with each other,
Each of the plurality of third surfaces extends in a direction different from the first direction.
請求項1に記載の導光装置において、
前記第1導光体の屈折率と前記第2導光体の屈折率とが相違していることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 1,
A light guide device, wherein a refractive index of the first light guide and a refractive index of the second light guide are different.
請求項1または2に記載の導光装置において、
前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第3面に接する複数の第2ハーフミラーが設けられていることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 1 or 2,
A plurality of second half mirrors, each of which is in contact with the plurality of third surfaces, are provided between the first light guide and the second light guide.
請求項3に記載の導光装置において、
前記第1ハーフミラーの反射率と前記第2ハーフミラーの反射率とが等しいことを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 3,
A light guide device characterized in that the reflectance of the first half mirror and the reflectance of the second half mirror are equal.
請求項3に記載の導光装置において、
前記第1ハーフミラーの反射率と前記第2ハーフミラーの反射率とが異なることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 3,
A light guide device characterized in that the reflectance of the first half mirror and the reflectance of the second half mirror are different.
請求項1から5までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との間で、前記第1面の前記厚さ方向の一方側の端部と前記第2面の前記厚さ方向の一方側の端部との各間に設けられていることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 5,
Each of the plurality of third surfaces is one of the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces, between the adjacent first surfaces and the second surface, in one of the thickness directions of the first surfaces. A light guide device, characterized in that it is provided between an end on the side and an end on one side in the thickness direction of the second surface.
請求項6に記載の導光装置において、
前記第1導光体は、各々が、前記複数の第1面および前記複数の第2面のうち、隣り合う第1面と第2面との各間で、前記第1面の前記厚さ方向の他方側の端部と前記第2面の前記厚さ方向の他方側の端部との各間で前記第3方向に沿って延在する第4面を備えていることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 6,
The thickness of the first surface of the first light guide may be between the adjacent first surface and the second surface among the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces. A fourth surface extending in the third direction is provided between each of the other end of the direction and the other end of the second surface in the thickness direction. Light guiding device.
請求項7に記載の導光装置において、
前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第4面に接する複数の第3ハーフミラーが設けられていることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 7,
A plurality of third half mirrors, each in contact with the plurality of fourth surfaces, are provided between the first light guide and the second light guide.
請求項1から8までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に平行であることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 8.
A light guide device characterized in that each of the plurality of third surfaces is parallel to a direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.
請求項1から8までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第3面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に対して斜めに傾いた斜面であることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 8.
A light guide device characterized in that each of the plurality of third surfaces is a slope inclined with respect to a direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.
請求項1から8までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第3面は各々、前記第1面との第1境界、および前記第2面との第2境界との間の中央部分が前記第1境界および前記第2境界より突出した凸曲面、または前記中央部分が前記第1境界および前記第2境界より凹んだ凹曲面であることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 8.
Each of the plurality of third surfaces is a convex curved surface in which a central portion between the first boundary with the first surface and the second boundary with the second surface protrudes from the first boundary and the second boundary. A light guide device according to claim 1, wherein the central portion is a concave surface recessed from the first boundary and the second boundary.
請求項1から11までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記第3方向は、前記第1ハーフミラーに入射した光線が前記第1ハーフミラーおよび前記第2面を透過して進行する方向であることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 11.
The light guide device according to claim 3, wherein the third direction is a direction in which a light beam incident on the first half mirror travels through the first half mirror and the second surface.
請求項1から12までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記端面を基準としたときに前記複数の第1面の前記厚さ方向における位置が前記複数の第1面の配列方向に沿って変化していることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 12.
A position of the plurality of first surfaces in the thickness direction is changed along the arrangement direction of the plurality of first surfaces with reference to the end face.
請求項1から13までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記第1導光体と前記第2導光体との間には、各々が前記複数の第2面に接する複数の第4ハーフミラーが設けられていることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 13.
A plurality of fourth half mirrors, each in contact with the plurality of second surfaces, are provided between the first light guide and the second light guide.
請求項1から14までの何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第1面は各々、前記第2導光体の側に凹んだ凹曲面になっていることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 1 to 14,
Each of the plurality of first surfaces is a concave surface which is recessed toward the second light guide.
請求項15に記載の導光装置において、
前記複数の第1面は各々、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に凹む凹曲面となるように、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に対して直交する方向に湾曲しながら延在していることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 15,
The plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are formed such that the plurality of first surfaces are concave surfaces which are recessed in the direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged. A light guide device extending while curving in a direction orthogonal to the arranged direction.
請求項16に記載の導光装置において、
前記第2面は、前記第1面に沿って湾曲していることを特徴とする導光装置。
In the light guide device according to claim 16,
The light guide device according to claim 1, wherein the second surface is curved along the first surface.
請求項15から18の何れか一項に記載の導光装置において、
前記複数の第1面の各々の曲率は、前記複数の第1面および前記複数の第2面が配列された方向に沿って変化していることを特徴とする導光装置。
The light guide device according to any one of claims 15 to 18.
A light guide device characterized in that a curvature of each of the plurality of first surfaces changes along a direction in which the plurality of first surfaces and the plurality of second surfaces are arranged.
請求項1から18までの何れか一項に記載の導光装置と、
画像光を出射する画像光出射装置を有し、
前記画像光は、前記第1導光体内で前記複数の第1面の各々に対して前記第3方向から入射することを特徴とする表示装置。
A light guiding device according to any one of claims 1 to 18,
An image light emitting device for emitting image light;
The display device according to claim 1, wherein the image light enters each of the plurality of first surfaces in the first light guide from the third direction.
請求項19に記載の表示装置において、
前記画像光は、前記第1導光体の前記端面から前記第1導光体内に入射することを特徴とする表示装置。
In the display device according to claim 19,
The display device characterized in that the image light enters the first light guiding body from the end face of the first light guiding body.
請求項19または20に記載の表示装置において、
前記画像光出射装置から前記第1導光体に向かう光路には、前記画像光出射装置から出射された前記画像光を前記第1導光体に導く導光光学系を有していることを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 19 or 20
The optical path from the image light emitting device toward the first light guide includes a light guiding optical system for guiding the image light emitted from the image light emitting device to the first light guide. Characteristic display device.
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