JP6225657B2 - 光学素子および画像表示装置並びにこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
図1は、第1実施形態に係る光学デバイス1の全体像を示す側面図である。図1に示すように、光学デバイス1は、導光板2と、上面平板6と、下面平板7と、導入ブロック8と、投射光取り入れミラー9と、ミラー支持板10とを備えている。
本発明の第2実施形態について図3を参照して説明する。導光板2は、図3に示すように、上面平板6および下面平板7に対して斜めの状態に貼り付けてもよい。このように導光板2が斜めの状態であっても、上面平板6および下面平板7と導光板2との間には、接着剤5が充填されており、上面平板6および下面平板7によって最上面と最下面の平坦性、および、最上面と最下面の平行を保つことができる。本実施形態においても、導光板2自体の上面および下面の表面粗さは接着剤5によって吸収することができ、上面と下面の平行度についても、上面平板6および下面平板7により担保することができる。
本発明の第3実施形態について図4および図5を参照して説明する。第1実施形態および第2実施形態においては、接着剤5を用いて導光板2に上面平板6および下面平板7を貼り付ける例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されるものではない。
本発明の第4実施形態について図6を参照して説明する。図6(A)に示すように、積層構造の導光板2においては、光の出射方向Aに平行な方向において、一の半透過反射層3の端部と、当該一の半透過反射層3に隣接する他の半透過反射層3の端部との間隔dが存在する場合、当該間隔dの領域からは反射光が出射されず、表示される画像に黒スジが現れることがある。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
本発明の光学素子は、例えば、導光板を備えた画像表示装置の1つであるヘッドマウントディスプレイ(HMD)に用いることができる。このようなヘッドマウントディスプレイについて図7を参照して説明する。
Claims (12)
- 導光板と、
前記導光板の第1面に接するように配置された第1透光材と、
前記導光板の前記第1面と反対側に位置する第2面に接するように配置された第2透光材と、を有し、
前記導光板は、透光性の材料からなる第1部分と、透光性の材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置された第1半透過反射層と、を備え、
前記第1半透過反射層は、前記第1面及び前記第2面に対して傾斜するように配置され、
前記第1透光材、前記第2透光材、前記第1部分及び前記第2部分は、屈折率が等しく、
前記第1透光材の前記第1面に接する面とは反対側に位置する面は、前記第2透光材の前記第2面に接する面とは反対側に位置する面と、平行となるように配置され、
前記導光板の前記第1面は、前記第1透光材の前記第1面に接する面とは反対側に位置する面に対して傾斜するように配置され、
前記導光板の前記第2面は、前記第2透光材の前記第2面に接する面とは反対側に位置する面に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする光学素子。 - 導光板と、
前記導光板の第1面側に配置され、透光性の材料からなる第1基板と、
前記導光板の前記第1面と反対側に位置する第2面側に配置され、透光性の材料からなる第2基板と、
前記導光板と前記第1基板との間に配置された第1透光材と、
前記導光板と前記第2基板との間に配置された第2透光材と、を有し、
前記導光板は、透光性の材料からなる第1部分と、透光性の材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置された第1半透過反射層と、を備え、
前記第1半透過反射層は、前記第1面及び前記第2面に対して傾斜するように配置され、
前記第1透光材、前記第2透光材、前記第1部分及び前記第2部分は、屈折率が等しく、
前記第1基板及び前記第2基板は、前記第1透光材及び前記第2透光材とは異なる屈折率であり、
前記第1基板の前記導光板側に位置する面は、前記第2基板の前記導光板側に位置する面と、平行となるように配置され、
前記第1透光材の前記第1面に接する面とは反対側に位置する面は、前記第2透光材の前記第2面に接する面とは反対側に位置する面と、平行となるように配置され、
前記第1基板の前記導光板側に位置する面とは反対側に位置する面は、前記第2基板の前記導光板側に位置する面とは反対側に位置する面と、平行となるように配置され、
前記導光板の前記第1面は、前記第1基板の前記導光板側に位置する面に対して傾斜するように配置され、
前記導光板の前記第2面は、前記第2基板の前記導光板側に位置する面に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする光学素子。 - 請求項1または2に記載の光学素子において、
前記導光板は、透光性の材料からなる第3部分と、前記第2部分と前記第3部分との間に配置された第2半透過反射層と、を備え、
前記第2半透過反射層は、前記第1半透過反射層と平行になるように配置され、
前記第2半透過反射層は、前記第3部分側から入射した光の少なくとも一部を前記第1面側に向けて反射し、かつ、前記第3部分側から入射した光の他の一部を透過し、
前記第1半透過反射層は、前記第2部分側から入射した前記第2半透過反射層を透過した光の少なくとも一部を前記第1面側に向けて反射することを特徴とする光学素子。 - 請求項3に記載の光学素子において、
前記第1半透過反射層の前記第2部分側の反射率は、前記第2半透過反射層の前記第3部分側の反射率よりも高いことを特徴とする光学素子。 - 請求項3または4に記載の光学素子において、
前記第1半透過反射層における、前記第2面側の端部から前記第1面に下ろした垂線は、前記第2半透過反射層の前記第1面側の端部と、前記第1面で交差することを特徴とする光学素子。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学素子において、
前記第1部分の前記第1半透過反射層と反対側の位置に第1遮光層を有することを特徴とする光学素子。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学素子において、
前記第2透光材の前記導光板と反対側の位置に第2遮光層を有することを特徴とする光学素子。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光学素子において、
前記導光板に光を導入する透光性の導入ブロックと、
前記導入ブロックに向かうように光を反射させるミラーと、を有することを特徴とする光学素子。 - 第1面と前記第1面と反対側に位置する第2面を有した導光板を、対向面が平行な矩形凹部を有する型の当該矩形凹部に載置する工程と、
前記矩形凹部と前記導光板との間隙に、硬化性の透光材を充填する工程と、
前記第1面と前記第2面が前記対向面と傾斜した状態で前記硬化性の透光材を硬化させる工程と、を有し、
前記導光板は、透光性の材料からなる第1部分と、透光性の材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置された第1半透過反射層と、を備え、
前記第1半透過反射層は、前記第1面及び前記第2面に対して傾斜するように配置され、
前記硬化性の透光材、前記第1部分及び前記第2部分は、屈折率が等しいことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 第1面と前記第1面と反対側に位置する第2面を有した導光板に、硬化性の透光材を塗布する工程と、
前記硬化性の透光材が塗布された前記導光板を、透光性の材料からなる第1基板と透光性の材料からなる第2基板とで挟持する工程と、
前記第1基板の前記導光板側に位置する面とは反対側に位置する面と前記第2基板の前記導光板側に位置する面とは反対側に位置する面とが平行であり、前記第1基板の前記導光板側に位置する面と前記第2基板の前記導光板側に位置する面とが平行で、前記第1基板の前記導光板側に位置する面及び前記第2基板の前記導光板側に位置する面と、前記第1面及び前記第2面とが傾斜した状態で前記硬化性の透光材を硬化させる工程と、を有し、
前記導光板は、透光性の材料からなる第1部分と、透光性の材料からなる第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置された第1半透過反射層と、を備え、
前記第1半透過反射層は、前記第1面及び前記第2面に対して傾斜するように配置され、
前記硬化性の透光材、前記第1部分及び前記第2部分は、屈折率が等しいことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項9または10に記載の光学素子の製造方法において、
前記導光板は、
前記第1部分となる第1平板部材の一方の面に前記第1半透過反射層を蒸着し、
前記第1平板部材の前記一方の面側に、前記第2部分となる第2平板部材を前記第1半透過反射層の傾向角に応じて、前記第1平板部材と前記第2平板部材とをずらして積層し、
前記積層した前記第1平板部材と前記第2平板部材とを切断することにより形成する、
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光学素子を備えることを特徴とする画像表示装置。
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