JP6825275B2 - 虚像表示装置 - Google Patents
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Description
ライトガイド50は、コリメート光学系300から射出された画像光を内部に入射して導光し、外部すなわち観察者の目に向けて射出することで、画像光を観察者に虚像として提供するものであり、導光部の一例である。図4は、ライトガイドを示す図である。ライトガイド50は、図4に示すように、画像光の入射、導光及び射出を行うための導光部材100と、ライトガイド50のシースルー性を確保するため導光部材100と一体をなすように設けられる光学部材200と、を備える。
ライトガイド50の導光部材100は、本実施形態では、コリメート光学系300からの画像光が入射される光線入射部101と、画像光を外部に射出する光線射出部104と、を有する。光線入射部101と光線射出部104とは、各々異なる面で形成されている。「異なる面」とは、同一面でも平行面でもなく、一方に対して他方が傾斜する面(交差する面)であることを意味する。本実施形態では、光線入射部101は、光線射出部104に対して鈍角で傾斜している。
次に、図4を参照して、ライトガイド50の光学部材200の概要を説明する。光学部材200は、導光部材100に一体的に設けられている。具体的には、光学部材200は、平面テーパー状をなし、導光部材100の光線射出部104に平行な平行面としての前面210と、前面210に対して傾斜し、導光部材100の画像取り出し部103に対向して配置される傾斜部203を有する。光学部材200の傾斜部203は、導光部材100の画像取り出し部103に対して近接設置または接合される部位であり、かかる部位の詳細については後述する。
次に、画像取り出し部103の詳細について説明する。図7(a)及び(b)は、画像取り出し部の部分拡大平面図である。図7(a)は、導光部材100の画像取り出し部103と光線射出部104の各一部を拡大して表し、図7(b)は、画像取り出し部103の一部をさらに拡大して表している。また、図7(b)中、光線射出部104と平行な仮想面を点線で表している。
次に、光学部材200の構成及び導光部材100に対する光学部材200の配置について説明する。図8〜10は、導光部材100と光学部材200の境界面を拡大して示した図である。図8(a)及び(b)に示す例では、光学部材200は、導光部材100の画像取り出し部103に空気層すなわちエアギャップ140を介して近接配置されている。図9及び図10に示す他の例では、光学部材200は、導光部材100の画像取り出し部103に接着剤150を用いて接合されている。
次に、上述したライトガイド50及び虚像光学系を用いた虚像表示装置について説明する。図11は、本実施形態の虚像表示装置を示す平面図である。図11では、画像光の光線経路を矢印で示すとともに、観察者すなわちユーザの目を模式的に描いている。図11に示す虚像表示装置は、図2に示す虚像光学系に対して画像表示素子10を照明するための光源LSを加えたものであり、同一部分についての説明を省略する。画像表示素子10は、光源を必要とするLCOSやDMDなどが用いられる。光源LSは、種々のものが適用でき、例えばLED(Light Emitting Diode)、半導体レーザ(Laser Diode:LD)、放電ランプなどを用いることができる。
また、図11に示すように、本実施形態の虚像表示装置は、画像情報に対して画像処理を行う画像処理回路500を備えている。画像処理回路500は、画像処理部の一例である。本実施形態では、画像処理回路500は、画像表示素子10が出力する画素ごとの画像情報に対して、行毎及び列毎に異なる画像処理を行う。
ΔL=L×ΔT×α …(1)
ΔL=50×10−3×30×100×10−6
=150×10−6[m]
=150[μm] …(2)
300 コリメート光学系
LS 光源
50 ライトガイド
100 導光部材
101 光線入射部
103 画像取り出し部
103a 第1面
103b 第2面
104 光線射出部
150 接着剤
200 光学部材
210 前面(平行面)
203 傾斜部
500 画像処理回路
Claims (10)
- 光源と、
前記光源から照射された光を受けて、複数の行及び複数の列に配置される画素ごとの画像情報を含む画像光を出力する画像表示素子と、
前記画像光を平行にして射出する光学系と、
前記光学系から射出された前記画像光を光線入射部から光線射出部に向う導光方向に導光し、前記光線射出部から前記画像光を射出する導光部と、
前記画像情報に対して行毎及び列毎に異なる画像処理を行う画像処理部と、を備え、
前記導光部は、前記光線射出部に対して傾斜する第1面と前記光線射出部と平行な第2面とが繰り返し配置される画像取り出し部を有し、
前記第1面は、前記画像光を反射させることによって前記光線射出部から該画像光を射出し、
前記第2面は、前記画像光を反射させることによって前記導光部内の前記導光方向に該画像光を導光し、
前記画像処理部は、前記光線射出部から射出され観察者に到達する画像光のうち、前記導光方向において、前記光線入射部と反対側から前記観察者に到達する画像光を出力する前記画素の光量を、前記光線入射部側から前記観察者に到達する画像光を出力する画素の光量よりも強くなるように光量補正を行う、虚像表示装置。 - 前記画像表示素子は、液晶表示素子または有機LED(Organic Light Emitting Diode)であって、
前記画像処理部は、前記画像情報の各色の透過量を調整することで前記光量補正を行う、請求項1に記載の虚像表示装置。 - 前記画像表示素子は、DMD(Digital Micromirror Device)であって、
前記画像処理部は、前記画像表示素子で前記光源から照射された光が反射するタイミングを調整することで前記光量補正を行う、請求項1に記載の虚像表示装置。 - 前記導光部は、前記光線入射部と、前記光線射出部とが異なる面で形成される、請求項1〜3のいずれか一つに記載の虚像表示装置。
- 前記画像処理部は、前記画像表示素子の動作時間に基づいて、前記画像情報に対して行毎及び列毎に画像処理を行う、請求項1に記載の虚像表示装置。
- 前記画像処理部は、前記画像情報に対して行毎及び列毎に光量補正を行う、請求項5に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部の温度を検知する温度検知部をさらに有し、
前記画像処理部は、検知された前記導光部の温度に基づいて、前記画像情報に対して行毎及び列毎に画像処理を行う、請求項1に記載の虚像表示装置。 - 前記画像処理部は、前記画像情報に対して行毎及び列毎に光量補正を行う、請求項7に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部は、導光部材に一体的に設けられる光学部材をさらに有し、
前記光学部材は、前記光線射出部に平行な平行面と、前記平行面に対して傾斜し、前記画像取り出し部に対向して配置される傾斜面と、を有する、請求項4に記載の虚像表示装置。 - 前記導光部は、前記導光部材と前記光学部材とが接着剤で接合されている、請求項9に記載の虚像表示装置。
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