JP6965580B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
偏光の第1表示光を出射する第1表示パネルと、複数の画素を備え、前記第1表示光と異
なる波長域の非偏光の第2表示光を出射する第2表示パネルと、複数の画素を備え、前記
第1表示光および前記第2表示光と異なる波長域の非偏光の第3表示光を出射する第3表
示パネルと、前記第1表示光を反射して前記第2表示光および前記第3表示光を透過する
第1ダイクロイックミラーと、前記第1ダイクロイックミラーと交差するように配置され
、前記第3表示光を反射して前記第1表示光および前記第2表示光を透過する第2ダイク
ロイックミラーと、を備えた合成光学系と、第1方向の一方端側から他方端側に延在する
第1面、および前記第1方向に対して交差する第2方向の一方側で前記第1面に対向して
前記第1方向の前記一方端側から前記他方端側に延在する第2面を備え、前記合成光学系
から出射された合成光を前記第1面と前記第2面との間で反射させながら前記第1方向の
前記一方端側から前記他方端側に導いて出射部から前記第2方向の前記一方側に向けて出
射する板状の導光部と、を有し、前記第1方向および前記第2方向に対して交差する第3
方向からみたとき、前記第1ダイクロイックミラーは、前記第1表示パネルの出射面およ
び前記第2表示パネルの出射面に対して斜めに配置され、前記第2ダイクロイックミラー
は、前記第2表示パネルの出射面および前記第3表示パネルの出射面に対して斜めに配置
されており、前記ダイクロイックプリズムは、前記第1表示パネルの出射面と平行となる
ように形成され、前記第1表示光が入射する第1入射面と、前記第2表示パネルの出射面
と平行となるように形成され、前記第2表示光が入射する第2入射面と、前記第3表示パ
ネルの出射面と平行となるように形成され、前記第3表示光が入射する第3入射面と、前
記第2入射面と平行となるように形成され、前記第1方向の寸法が前記第2入射面より短
い出射面と、を備え、前記ダイクロイックプリズムは、前記第3方向からみたとき、前記
第1入射面または前記第3入射面が前記第2入射面および前記出射面に対して斜めに傾い
た台形形状を有していることを特徴とする。
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る表示装置100の外観の一例を模式的に示す説明図である。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として構成されており、テンプル111、112を左右に備えたフレーム110を有している。表示装置100は、後述する表示部10がフレーム110に支持されており、表示部10から出射された画像を使用者に虚像として認識させる。本実施形態において、表示装置100は、表示部10として、左眼用の表示部101と、右眼用の表示部102とを備えている。左眼用の表示部101と右眼用の表示部102とは同一の構成をもって左右対称に配置されている。
図2は、図1に示す表示部10の光学系の構成を模式的に示す斜視図である。図3は、図2に示す表示部10を第3方向Yからみた平面図である。図4は、図2に示す表示部10を第1方向Xの一方側X1からみた側面図である。図5は、図2に示す表示部10を第2方向Zの一方側Zからみた正面図である。なお、図2、図3、図4、および図5には、赤色光、緑色光、および青色光に対応する部分に(R)、(G)、(B)を付してある。また、各表示パネル20からの表示光Lのうち、観察者の眼Eに画像光L0として入射する有効光束Laのみを図示してある。また、有効光束Laとして、表示パネル20の中央の画素から出射される有効光束Laを実線で示し、表示パネル20の一方側の端部の画素から出射された有効光束Laを長い破線で示し、表示パネル20の他方側の端部の画素から出射された有効光束Laを点線で示してある。また、図2、図3、図4、および図5では、画像の水平方向Hに対応する方向を示す矢印、および画像の垂直方向Vに対応する方向を示す矢印を表示パネル20にも付してある。
図6は、図2等に示すダイクロイックプリズム61を第3方向Yからみたときの説明図である。図7は、図2等に示すダイクロイックプリズム61の光学特性を模式的に示す説明図であり、図7の上段には、第1ダイクロイックミラー611の透過率−波長特性を示し、図7の下段には、第2ダイクロイックミラー612の透過率−波長特性を示してある。
表示装置100において、第1表示パネル20(R)、第2表示パネル20(G)、および第3表示パネル20(B)を駆動すると、第1表示パネル20(R)、第2表示パネル20(G)、および第3表示パネル20(B)は各々、合成光学系60に向けて、第1表示光L(R)、第2表示光L(G)、および第3表示光L(B)を出射する。そして、第1表示光L(R)、第2表示光L(G)、および第3表示光L(B)は、合成光学系60によって合成され、合成光学系60から出射された合成光Lbは、投射レンズ系70を介して導光系30の入射部40に入射する。
図8は、図2に示す表示装置100において、第1ダイクロイックミラー611に第1表示光L(R)が入射する様子を示す説明図である。
図9は、本発明の実施形態2に係る表示装置100を第3方向Yからみた平面図である。図10は、図9に示す表示装置100を第1方向Xからみた側面図である。図11は、図2等に示すダイクロイックプリズム61を第3方向Yからみたときの説明図である。なお、本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。
上記実施形態では、第1入射面613および第3入射面615の双方が第2入射面614および出射面616に対して斜めに形成されていたが、第1入射面613および第3入射面615の一方が第2入射面614および出射面616に対して斜めに形成されている態様を採用してもよい。
図12は、本発明の実施形態3に係る表示装置100の外観の一例を模式的に示す説明図である。図13は、図12に示す表示装置100を右側からみた側面図である。実施形態1に係る表示装置100では、表示パネル20および合成光学系60(ダイクロイックプリズム61)を観察者の耳側に配置し、耳側から鼻側に向けて合成光Lbを導いた。これに対して、本実施形態では、図12および図13に示すように、表示パネル20(第1表示パネル20(R)、第2表示パネル20(G)、および第3表示パネル20(B))、合成光学系60(ダイクロイックプリズム61)、および投射レンズ系70が眼前の上方に配置し、導光部50が上方から下方に延在している。このため、上方から下方に向けて合成光Lbを導いて眼Eに向けて出射する。従って、本実施形態では、上下方向が第1方向Xに相当し、前後方向が第2方向Zに相当し、左右方向が第3方向Yに相当する。また、第1方向Xの一方側X1(導光部50の一方端51側)は上側に相当し、第1方向Xの他方側X2(導光部50の他方端52側)は下側に相当する。また、画像の垂直方向Vは、第1方向Xに相当し、画像の水平方向Hは、第3方向Yに相当する。
上記実施形態においては、表示パネル20が3枚の場合を例示したが、表示パネル20が2枚の場合に本発明を適用してもよい。この場合、合成光学系60として、1つのダイクロイックミラーが用いられる。
Claims (7)
- 複数の画素を備え、非偏光の第1表示光を出射する第1表示パネルと、
複数の画素を備え、前記第1表示光と異なる波長域の非偏光の第2表示光を出射する第
2表示パネルと、
複数の画素を備え、前記第1表示光および前記第2表示光と異なる波長域の非偏光の第
3表示光を出射する第3表示パネルと、
前記第1表示光を反射して前記第2表示光および前記第3表示光を透過する第1ダイク
ロイックミラーと、前記第1ダイクロイックミラーと交差するように配置され、前記第3
表示光を反射して前記第1表示光および前記第2表示光を透過する第2ダイクロイックミ
ラーと、を備えた合成光学系と、
第1方向の一方端側から他方端側に延在する第1面、および前記第1方向に対して交差
する第2方向の一方側で前記第1面に対向して前記第1方向の前記一方端側から前記他方
端側に延在する第2面を備え、前記合成光学系から出射された合成光を前記第1面と前記
第2面との間で反射させながら前記第1方向の前記一方端側から前記他方端側に導いて出
射部から前記第2方向の前記一方側に向けて出射する板状の導光部と、
を有し、
前記第1方向および前記第2方向に対して交差する第3方向からみたとき、前記第1ダ
イクロイックミラーは、前記第1表示パネルの出射面および前記第2表示パネルの出射面
に対して斜めに配置され、前記第2ダイクロイックミラーは、前記第2表示パネルの出射
面および前記第3表示パネルの出射面に対して斜めに配置されており、
前記ダイクロイックプリズムは、
前記第1表示パネルの出射面と平行となるように形成され、前記第1表示光が入射する
第1入射面と、
前記第2表示パネルの出射面と平行となるように形成され、前記第2表示光が入射する
第2入射面と、
前記第3表示パネルの出射面と平行となるように形成され、前記第3表示光が入射する
第3入射面と、
前記第2入射面と平行となるように形成され、前記第1方向の寸法が前記第2入射面よ
り短い出射面と、
を備え、
前記ダイクロイックプリズムは、前記第3方向からみたとき、前記第1入射面または前
記第3入射面が前記第2入射面および前記出射面に対して斜めに傾いた台形形状を有して
いることを特徴とする表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記第1ダイクロイックミラーと前記第1表示パネルの出射面との前記第3方向からみ
たときの角度、および前記第2ダイクロイックミラーと前記第3表示パネルの出射面との
前記第3方向からみたときの角度のうち、少なくとも一方が45°未満であることを特徴
とする表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記第1ダイクロイックミラーと前記第1表示パネルの出射面との前記第3方向からみ
たときの角度、および前記第2ダイクロイックミラーと前記第3表示パネルの出射面との
前記第3方向からみたときの角度の双方が45°未満であることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の表示装置において、
前記出射部から出射される前記合成光のうち、前記第1表示パネルまたは前記第2表示
パネルに含まれる1つの画素から出射される光の光束の径は、互いに直交する2つ方向で
等しいことを特徴とする表示装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載の表示装置において、
前記複数の画素は各々、有機エレクトロルミネッセンス素子を備えていることを特徴と
する表示装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の表示装置において、
前記第1方向は、左右方向であり、
前記第2方向は、前後方向であり、
前記第3方向は、上下方向であることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の表示装置において、
前記第1方向は、上下方向であり、
前記第2方向は、前後方向であり、
前記第3方向は、左右方向であることを特徴とする表示装置。
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