JP6836707B2 - ライトガイド及び虚像表示装置 - Google Patents
ライトガイド及び虚像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6836707B2 JP6836707B2 JP2016109792A JP2016109792A JP6836707B2 JP 6836707 B2 JP6836707 B2 JP 6836707B2 JP 2016109792 A JP2016109792 A JP 2016109792A JP 2016109792 A JP2016109792 A JP 2016109792A JP 6836707 B2 JP6836707 B2 JP 6836707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light guide
- reflecting
- image
- reflecting surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態を説明する。以下の実施形態は、透過型のライトガイド及びこれを用いた虚像表示装置に関する。
ライトガイド50は、導光部材100を有する。導光部材100の材質は、シースルー性を考慮すると透過性の高い材質、例えば硝子等が好ましい。また、導光部材100は、後述する画像取り出し部103の加工を考慮すると、樹脂で成形することが好ましい。
図2及び図3に示すように、反射部106は、導光部材100の内部の、画像光の光路上に設けられている。反射部106は、画像光が入射する面が反射面となっている。反射面は、光線射出部104に垂直に設けられている。ここで、図3において、Z軸は導光部材100の長辺方向に平行であり、Y軸は光線射出部104の射出面に直交する方向である。X軸は、Y軸及びZ軸に直交する方向である。言い換えれば、光線射出部104は、図3中のZ軸に平行であり、反射面は、Y軸に平行である。反射面が光線射出部104に垂直に設けられているため、導光部材100内を進行する光線は、反射面で反射してもY軸方向の成分が変化せずに進行する。
図5に示すように、光線入射部101は、画像光を導光部材100の内部に導光する。光線入射部101は、正面から見て傾斜していて、導光方向軸に垂直である。
図6に示すように、画像取り出し部103は、反射部106で反転された画像光を光線射出部104に導光する画像取り出し面1030を備えている。画像取り出し面1030は、光線射出部104に平行な第1面1031と、光線射出部104から角度θaで傾斜する第2面1032を有する。第1面1031と第2面1032は、交互に多数配置されている。第1面1031は、光線射出部101の方から斜めに入射した画像光を全反射する。
図21に示すように、反射部を有しない従来の導光部材900に光線入射部901から入射した画像光は、導光部材900内を進むに従って発散する。発散の度合いは広角になるほど顕著になり、画像取り出し部903で反射して光線射出部から出射する光線も発散方向になる。すなわち、光線射出部から出射する画像光は、観察者の眼に入らない。すなわち、従来の導光部材900における光線射出部を覗いている観察者は、欠けた虚像を視認する。
図7および図8は、反射部106で反射せずに光線射出部104から射出され、眼に入る光線11の光路図である。光線11は、画像表示素子10の垂直方向中心近傍から射出しているため、上面から見た発散角は小さい。そのため、眼に入っていく光線の発散角も小さい。したがって、光線11は、反射部106に反射せずとも眼に入射する。
次に、本発明にかかるライトガイドの他の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。図13及び図14に示すように、ライトガイド250が備える反射部206は、導光部材200の側面に形成されている。導光部材200は、前面側から見て中央にくびれのある形状である。導光部材200は、反射部206a、206b、206c、及び206dを有する。
・導光部材の厚み(肉厚):最薄部0.75mm、最厚部1.75mm
・導光部材の長手方向の長さ:60.8mm
・導光部材の幅:15mm
・θa=31.5度
・θs=12度
・θs’=−12度
・t(スリットの幅)=0.1mm
・L1(反射部106a及び反射部106bの長さ)=12.0mm
・L2(反射部106c及び反射部106dの長さ)=30.0mm
・水平視野角:50度、垂直視野角:30度
・コリメータレンズ焦点距離:7.5mm
・アイボックス:5mm以上
・アイレリーフ:15mm以上
上記のうち、導光部材の厚みは、図1及び図3中に加えた矢印Y方向のサイズである。導光部材の幅は、図3中に加えた矢印X方向のサイズである。
・導光部材の厚み(肉厚):最薄部0.75mm、最厚部1.75mm
・導光部材の長手方向の長さ:60.8mm
・導光部材の幅:最長部15mm、最短部1.8mm
・θa=31.5度
・θs=10度
・θs’=−10度
・L1(反射部206a及び反射部206bの長さ)=14.7mm
・L2(反射部206c及び反射部206dの長さ)=26.7mm
・水平視野角:50度、垂直視野角:35度
・コリメータレンズ焦点距離:7.5mm
・アイボックス:5mm以上
・アイレリーフ:15mm以上
上記のうち、導光部材の厚みは、図13及び図14中に加えた矢印Y方向のサイズである。導光部材の幅は、図13及び図14中に加えた矢印X方向のサイズである。ここで、Z軸は導光部材100の長辺方向に平行であり、Y軸は光線射出部104の射出面に直交する方向である。X軸は、Y軸及びZ軸に直交する方向である。
10 画像表示素子
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
104 光線射出部
106 反射部
300 コリメート光学系
Claims (10)
- 画像表示素子からの画像光を導光して虚像を表示するために射出する導光部材を備える虚像表示装置用のライトガイドであって、
前記導光部材は、
前記画像光が入射する光線入射部と、
前記光線入射部から入射し、前記ライトガイド内を導光する光線を反射する反射部と、
前記画像光を外部に射出する光線射出部と、
前記画像光を前記光線射出部に向かって反射する画像取り出し部と、
を有し、
前記画像取り出し部は、前記光線射出部に平行な第1面と、前記光線射出部に対して傾斜する第2面をそれぞれ複数有し、前記画像取り出し部と前記光線射出部との間隔は前記光線入射部から遠ざかるについて小さくなり、
前記反射部は、第1の反射部と、前記第1の反射部より前記光線射出部側に設けられた第2の反射部とを有し、
前記第1の反射部は、共に前記光線射出部に垂直な第1の反射面と第2の反射面を有し、
前記第2の反射部は、共に前記光線射出部に垂直な第3の反射面と第4の反射面を有し、
前記第1の反射面と前記第2の反射面との距離は前記光線入射部から遠ざかるほど小さく、
前記第3の反射面と前記第4の反射面との距離は前記光線入射部から遠ざかるほど大きくなり、
前記第1の反射面と前記第2の反射面との前記光線射出部側における距離が、前記第3の反射面と前記第4の反射面との前記光線入射部側における距離より近い
ライトガイド。 - 前記反射部は、前記導光部材に設けられたスリットである、請求項1記載のライトガイド。
- 前記スリットは、エアギャップで形成されている、請求項2記載のライトガイド。
- 前記スリットの幅は1.0mmより小さい、請求項2又は3記載のライトガイド。
- 前記反射部は、前記導光部材の側面に設けられている、請求項1記載のライトガイド。
- 前記反射部は、前記導光部材内の導光方向に対して傾斜している、請求項1乃至5のいずれかに記載のライトガイド。
- 前記第1の反射面と前記第3の反射面とは互いに平行である、請求項1乃至6のいずれかに記載のライトガイド。
- 前記第2の反射面と前記第4の反射面は互いに平行であって、前記第1の反射面と前記導光部材の長辺方向の中心軸とがなす角θs1と、前記第2の反射面と前記導光部材の長辺方向の中心軸とがなす角θs2との関係は、θs1=−θs2である、請求項7記載のライトガイド。
- 前記反射部の長さは10mm以上である、請求項1乃至8のいずれかに記載のライトガイド。
- 虚像を表示させるための虚像光学系を備える虚像表示装置であって、
前記虚像光学系は、
光源と、
前記光源からの光線が入射する画像表示素子と、
前記画像表示素子の画像情報を角度変換するコリメート光学系と、
前記コリメート光学系から出射した光線が入射して、前記画像表示素子からの画像光を導光して虚像を表示するために射出する導光部材を備えるライトガイドと、
を有し、
前記導光部材は、
前記画像光が入射する光線入射部と、
前記光線入射部から入射し、前記ライトガイド内を導光する光線を反射する反射部と、
前記画像光を外部に射出する光線射出部と、
前記画像光を前記光線射出部に向かって反射する画像取り出し部と、
を有し、
前記画像取り出し部は、前記光線射出部に並行な第1面と、前記光線射出部に対して傾斜する第2面をそれぞれ複数有し、前記画像取り出し部と前記光線射出部との間隔は前記光線入射部から遠ざかるについて小さくなり、
前記反射部は第1の反射部と、前記第1の反射部より前記光線射出側に設けられた第2の反射部を有し、
前記第1の反射部は前記光線射出部に垂直な第1の反射面と第2の反射面を有し、
前記第2の反射部は前記光線射出部に垂直な第3の反射面と第4の反射面を有し、
前記第1の反射面と前記第2の反射面との距離は前記光線入射部から遠ざかるほど近づいており、
前記第3の反射面と前記第4の反射面との距離は前記光線入射部から遠ざかるほど離れており、
前記第1の反射面と前記第2の反射面との前記光線射出部側における距離が、前記第3の反射面と前記第4の反射面との前記光線入射部側における距離より近い
虚像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016109792A JP6836707B2 (ja) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | ライトガイド及び虚像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016109792A JP6836707B2 (ja) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | ライトガイド及び虚像表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017215501A JP2017215501A (ja) | 2017-12-07 |
JP6836707B2 true JP6836707B2 (ja) | 2021-03-03 |
Family
ID=60576962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016109792A Active JP6836707B2 (ja) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | ライトガイド及び虚像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6836707B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7200637B2 (ja) | 2017-12-25 | 2023-01-10 | 株式会社リコー | 頭部装着型表示装置および表示システム |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002287078A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Nikon Corp | イメージコンバイナ及びこれを用いた画像表示装置 |
IL148804A (en) * | 2002-03-21 | 2007-02-11 | Yaacov Amitai | Optical device |
JP5133925B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-01-30 | オリンパス株式会社 | 頭部装着型画像表示装置 |
JP5703875B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-04-22 | セイコーエプソン株式会社 | 導光板及びこれを備える虚像表示装置 |
KR20150095342A (ko) * | 2014-02-13 | 2015-08-21 | 삼성전자주식회사 | 헤드마운트형 디스플레이장치 |
-
2016
- 2016-06-01 JP JP2016109792A patent/JP6836707B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017215501A (ja) | 2017-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10241333B2 (en) | Light guide, virtual image display device, and light guide unit | |
US8471967B2 (en) | Eyepiece for near-to-eye display with multi-reflectors | |
KR20180085663A (ko) | 광학 시스템 및 헤드-마운트형 디스플레이 장치 | |
CN112327495B (zh) | 导光体、虚像光学系统以及虚像显示装置 | |
JP6687885B2 (ja) | 虚像光学系及び虚像表示装置 | |
JP2017122784A (ja) | ライトガイドユニット及び虚像表示光学系 | |
KR20190128727A (ko) | 디스플레이들을 갖는 전자 디바이스들을 위한 광학 시스템들 | |
JP6701559B2 (ja) | ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP6681042B2 (ja) | ライトガイド及び虚像表示装置 | |
WO2019111820A1 (ja) | 表示装置及びヘッドマウントディスプレイ | |
JP6822194B2 (ja) | 虚像光学系および虚像表示装置 | |
JP6657943B2 (ja) | ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP6883270B2 (ja) | 虚像光学系および虚像表示装置 | |
JP6836707B2 (ja) | ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP6963738B2 (ja) | 導光部材、ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP6569859B2 (ja) | ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP6614438B2 (ja) | 虚像光学系及び虚像表示装置 | |
US20230003931A1 (en) | Light guide and virtual-image display device | |
JP2019113721A (ja) | 導光装置及び表示装置 | |
JP2018132603A (ja) | 虚像光学系および虚像表示装置 | |
JP2017207686A (ja) | 虚像表示装置及び虚像表示方法 | |
JP6778405B2 (ja) | 導光部材、ライトガイド及び虚像表示装置 | |
JP7380240B2 (ja) | 導光部材および虚像表示装置 | |
JP6778406B2 (ja) | 導光部材、ライトガイド及び虚像表示装置 | |
US20230280592A1 (en) | Light guide member and display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191211 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200325 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210120 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6836707 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |