JP5896075B1 - Light guide plate, display device - Google Patents
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Abstract
【課題】観察者側に届く映像や、外界の情報が不鮮明になってしまうのを抑制することができる導光板、表示装置を提供する。【解決手段】導光板20は、映像源11から入射した映像光を導光する導光板20であって、映像光を全反射させる第1全反射面20bと、第1全反射面20bと対向する位置に設けられ、映像光を全反射させる第2全反射面20cと、映像光の導光方向に対して傾斜した第1傾斜面221aを有し、映像光の導光方向に複数配列された単位光学形状部221と、第1傾斜面221aの一部に設けられ、第1全反射面20b及び第2全反射面20cの間で全反射を繰り返して導光された映像光を反射させて該導光板20から出光させる反射層25とを備え、反射層25は、入射した光のうち、一部を反射し、その他を透過させる透過型の反射層であることを特徴とする。【選択図】図2The present invention provides a light guide plate and a display device that can prevent an image reaching an observer side and information in the outside world from becoming unclear. A light guide plate 20 is a light guide plate 20 that guides image light incident from a video source 11, and is opposed to a first total reflection surface 20b that totally reflects the image light and a first total reflection surface 20b. A second total reflection surface 20c that totally reflects the image light and a first inclined surface 221a that is inclined with respect to the image light guide direction, and are arranged in the image light guide direction. The unit optical shape portion 221 and a part of the first inclined surface 221a are provided to reflect the image light guided by repeating total reflection between the first total reflection surface 20b and the second total reflection surface 20c. A reflection layer 25 that emits light from the light guide plate 20, and the reflection layer 25 is a transmissive reflection layer that reflects part of incident light and transmits others. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、導光板、表示装置に関するものである。 The present invention relates to a light guide plate and a display device.
従来、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示部を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
このような頭部装着型の表示装置は、例えば、表示部に対向する位置に導光板を配置して、表示部で表示された映像光を、その導光板によって観察者の眼に対応する位置まで導光し、反射層を介して観察者側へ反射させている。また、このような表示装置は、表示される映像によって観察者の視界が遮られてしまうため、反射層にマジックミラーを用いる等して、映像と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルーにする場合がある。しかし、この場合、マジックミラーの透過率を向上させて反射率を低下させすぎると観察者側に届く映像が不鮮明になり、逆に反射率を向上させて透過率を低下させすぎると、外界の光(外界の像)が不鮮明になってしまう場合があった。
Conventionally, there has been proposed a head-mounted display device that allows an observer to observe a display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) via an optical system (for example, Patent Document 1).
In such a head-mounted display device, for example, a light guide plate is disposed at a position facing the display unit, and the image light displayed on the display unit is positioned at the position corresponding to the eyes of the observer by the light guide plate. To the observer side through the reflective layer. In addition, such a display device obstructs the observer's field of view with the displayed image, so a magic mirror is used for the reflective layer, etc. There is a case. However, in this case, if the reflectance of the magic mirror is improved to reduce the reflectance too much, the image reaching the viewer side becomes unclear, and conversely if the reflectance is increased to reduce the transmittance too much, In some cases, the light (image of the outside world) would be blurred.
本発明の課題は、観察者側に届く映像や、外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制することができる導光板、表示装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the light-guide plate and display apparatus which can suppress that the image | video which reaches an observer side, and the external light become unclear.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、映像源(11)から入射した映像光を導光する導光板(20)であって、前記映像光を全反射させる第1全反射面(20b)と、前記第1全反射面と対向する位置に設けられ、前記映像光を全反射させる第2全反射面(20c)と、前記映像光の導光方向に対して傾斜した第1傾斜面(221a)を有し、前記映像光の導光方向に複数配列された単位光学形状部(221)と、前記第1傾斜面の一部に設けられ、前記第1全反射面及び前記第2全反射面の間で全反射を繰り返して導光された前記映像光を反射させて該導光板から出光させる反射層(25)とを備え、前記第1傾斜面において、前記反射層と、前記反射層が形成されていない部分とは、該導光板の厚み方向に垂直であって前記単位光学形状部の配列方向に垂直な方向に延在し、前記単位光学形状部の配列方向に並んで設けられていること、を特徴とする導光板である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の導光板(20)において、前記単位光学形状部(221)には、前記第1傾斜面(221a)と対向し、前記第1傾斜面よりも前記映像光が進行する側(+X側)に第2傾斜面(221b)が形成されており、前記第2傾斜面には、光を吸収する光吸収層(26)が設けられていること、を特徴とする導光板である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の導光板(20)と、前記導光板に映像光を出射する表示部(11)と、を備える表示装置(1)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of claim 1 is a light guide plate (20) for guiding image light incident from an image source (11), the first total reflection surface (20b) for totally reflecting the image light, and the first A second total reflection surface (20c) that is provided at a position facing the total reflection surface and totally reflects the image light; and a first inclined surface (221a) that is inclined with respect to the light guide direction of the image light. , A plurality of unit optical shape portions (221) arranged in the light guide direction of the image light, and a part of the first inclined surface, between the first total reflection surface and the second total reflection surface A reflection layer (25) that reflects the image light guided by repeating total reflection and emits the light from the light guide plate , and the reflection layer and the reflection layer are formed on the first inclined surface. The non-existing portion is perpendicular to the thickness direction of the light guide plate and suspends in the arrangement direction of the unit optical shape portions. Extending in a direction, that are arranged in the arrangement direction of the unit optical shape portions, a light guide plate according to claim.
According to a second aspect of the present invention, in the light guide plate (20) according to the first aspect, the unit optical shape portion (221) is opposed to the first inclined surface (221a) and more than the first inclined surface. A second inclined surface (221b) is formed on a side (+ X side) on which the image light travels, and a light absorption layer (26) for absorbing light is provided on the second inclined surface; It is the light-guide plate characterized by these.
Invention of Claim 3 is a display apparatus (1) provided with the light-guide plate (20) of Claim 1 or Claim 2, and the display part (11) which radiate | emits image light to the said light-guide plate.
本発明によれば、観察者側に届く映像や、外界の情報が不鮮明になってしまうのを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the image | video which arrives at an observer side, and the information of the outside world become unclear.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
Numerical values such as dimensions and material names of the respective members described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.
(実施形態)
図1は、本実施形態の頭部装着型の表示装置1を説明する図である。図1は、表示装置1を鉛直方向上方から見た図である。
なお、図1を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者が頭部に表示装置1を装着した状態において、鉛直方向をZ方向とし、水平方向をX方向及びY方向とする。また、この水平方向のうち、導光板に入光した映像光の導光される方向(導光板の左右方向)をX方向とし、それに直交する方向(導光板の厚み方向)をY方向とする。このY方向の−Y側を観察者側とし、+Y側を背面側とする。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a head-mounted display device 1 according to this embodiment. FIG. 1 is a view of the display device 1 as viewed from above in the vertical direction.
In addition, in the figure shown below including FIG. 1 and the following description, in order to make an understanding easy, in a state where the viewer wears the display device 1 on the head, the vertical direction is the Z direction, and the horizontal direction is Let it be X direction and Y direction. Of these horizontal directions, the direction in which the video light entering the light guide plate is guided (the left-right direction of the light guide plate) is the X direction, and the direction perpendicular to the direction (thickness direction of the light guide plate) is the Y direction. . The −Y side in the Y direction is the observer side, and the + Y side is the back side.
表示装置1は、観察者が頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイである。図1に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置1は、不図示のメガネフレームの内側に、表示部11と、投射光学系12と、導光板20とを備えており、観察者がメガネフレームを頭部に装着することによって、表示部11の映像を、導光板20等を介して観察者に視認させることができる。具体的には、表示装置1は、表示部11に表示された映像光を、投射光学系12を介して導光板20へ入射し、導光板20内において+X方向に導光した上で、導光方向に直交する−Y方向に反射して、表示装置1を頭部に装着した観察者の眼E前に映像情報を表示する。
また、表示装置1は、外界から光の一部を、導光板20を透過させ観察者側に到達させて、映像と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。
The display device 1 is a so-called head mounted display that an observer wears on the head and displays an image in front of the eyes of the observer. As shown in FIG. 1, the head-mounted display device 1 according to the present embodiment includes a
In addition, the display device 1 has a so-called see-through function in which a part of light from the outside world is transmitted through the
表示部11は、映像光を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機EL等を使用することができる。表示部11は、例えば、対角が1インチ以下のマイクロディスプレイが使用される。
投射光学系12は、表示部11から出射された映像光を平行光として投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
導光板20は、光を導光する略平板状の透明部材であり、本実施形態では、鉛直方向(Z方向)から見た形状が略台形形状に形成された台形柱形状に形成されている。導光板20は、図1に示すように、互いに平行であり、互いに対向する第1全反射面20b及び第2全反射面20cと、−X側端部に、この第1全反射面20b及び第2全反射面20cに対して傾斜した反射面20aとが設けられている。
The
The projection
The
反射面20aは、第1全反射面20b及び第2全反射面20c(X方向)に対して所定の角度で傾斜しており、その面の全面に反射膜27が形成されている。反射面20aは、導光板20内に入射した映像光を、この反射膜27よって第1全反射面20b側に反射する。ここで、反射膜27は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射膜27は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射膜27は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
反射面20aは、反射膜27で反射した映像光を第1全反射面20bにおいて全反射させるために、第1全反射面20bに対して25°〜40°の範囲で傾斜している。
The
The
第1全反射面20bは、導光板20を形成する面のうちXZ平面に平行であって、観察者側(−Y側)に位置する面であり、反射膜27によって反射した映像光を第2全反射面20c側に向けて全反射させる。また、第1全反射面20bは、第2全反射面20cにおいて全反射した映像光を、第2全反射面20c側に向けて全反射させる。
第1全反射面20bは、その−X側の端部が、表示部11から投射された映像光を入光する入光面となっており、また、+X側の端部が、単位光学形状部221(後述する)において反射した映像光を導光板20外へ出光する出光面となっている。
第2全反射面20cは、導光板20を形成する面のうち、XZ平面に平行であって、背面側(+Y側)に位置する面(観察者側から離れた側の面)であり、第1全反射面20bにおいて全反射した映像光を、第1全反射面20b側に向けて全反射させる。
以上により、反射膜27を反射した映像光は、第1全反射面20b及び第2全反射面20cの間で全反射を繰り返すことによって、導光板20内の+X方向(導光方向)に導光されることとなる。
The first
As for the 1st
The second
As described above, the image light reflected by the
次に、導光板20の層構成について説明する。
図2は、本実施形態の導光板20の詳細を説明する図であり、図1のa部詳細を示す図である。
図2に示すように、導光板20は、観察者側(−Y側)から順に、基材部21、接合層24、第2光学形状層23、第1光学形状層22が積層されている。
基材部21は、導光板20の基礎となる平板状の部材であり、例えば、光透過性の高いアクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボーネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成されている。上述の第1全反射面20bは、この基材部21の観察者側(−Y側)の面となる。
Next, the layer configuration of the
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the
As illustrated in FIG. 2, the
The
第1光学形状層22は、導光板20の観察者側から最も離れた側に位置する層である。第1光学形状層22は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されており、その屈折率は、上述の基材部21と同等の屈折率である。第1光学形状層22は、その観察者側(−Y側)の面であって、+X側の端部近傍に、単位光学形状部221が複数設けられている。
この単位光学形状部221は、鉛直方向(Z方向)に延在し、X方向に沿って複数配列されている。また、単位光学形状部221は、観察者側(−Y側)に凸になるようにして、XY平面と平行な断面における断面形状が略三角形状に形成されており、第1傾斜面221aと、この第1傾斜面221aよりも映像光の進行する側(+X側)に対向して設けられた第2傾斜面221bとから構成されている。
なお、上述の第2全反射面20cは、この第1光学形状層22の背面側(+Y側)の面となる。
The first
The unit
The second
第1傾斜面221aは、第1全反射面20bを全反射した映像光が直接入射する面であり、その面の+X側(映像光が進行する側)には、反射層25が設けられている。
第2傾斜面221bは、第1全反射面20bを全反射した映像光が直接入射しない面であり、その面上には、光吸収層26が全面に設けられている。
第2光学形状層23は、単位光学形状部221を覆うようにして、第1光学形状層22の観察者側に面に設けられた層であり、第1光学形状層22の観察者側(−Y側)の面を平坦にするために設けられている。第2光学形状層23は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されており、その屈折率は、上述の基材部21や第1光学形状層22と同等の屈折率である。
The first
The second
The second
ここで、単位光学形状部221の第1傾斜面221aが、第1全反射面20bに平行な面(XZ平面)となす角度は、αである。また、第2傾斜面221bが第1全反射面20bに平行な面となす角度は、β(β>α)である。さらに、単位光学形状部221の配列ピッチは、Pであり、単位光学形状部221の高さ(導光板の厚み方向(Y方向)における単位光学形状部221の頂部tから単位光学形状部221間の谷底となる部位vまでの寸法)は、hである。なお、配列ピッチPは、単位光学形状部221の配列方向(X方向)における幅寸法と同等である。
理解を容易にするために、図2等では、単位光学形状部221の配列ピッチP、角度α,β、高さhは、単位光学形状部221の配列方向において一定であるように示している。しかし、本実施形態の単位光学形状部221は、実際には、配列ピッチP等が一定であるが、角度αが映像光の進行する側(+X側)へ向かうにつれて次第に大きくなっている。また、それに伴い高さhも大きくなっている。
Here, an angle formed by the first
In order to facilitate understanding, in FIG. 2 and the like, the arrangement pitch P, the angles α, β, and the height h of the unit
接合層24は、基材部21及び第2光学形状層23を接合する粘着剤である。接合層24は、基材部21及び第2光学形状層23間を透過する映像光が屈折しないよう、これらの層と同等の屈折率を有する材料、例えば、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等により形成されている。
以上の構成により、導光板20を構成する各層は、いずれも光の屈折率が同等に形成されることとなる。ここで、屈折率が同等とは、各層の屈折率が完全に一致する場合だけでなく、各層間において屈折が生じない程度に屈折率が近似している場合も含むものをいう。これにより、本実施形態の導光板20は、この導光板20内において、映像光や、外界の光が屈折してしまうのを抑制することができる。
The
With the above configuration, each layer constituting the
反射層25は、単位光学形状部221の第1傾斜面221aの面上に光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射層25は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射層25は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
反射層25は、光を反射するために十分な厚さであれば、その材料等に応じて厚さを自由に設定することができる。また、反射層25は、映像光の一部を反射するとともに、導光板20の背面側(+Y側)から入射する外界の光を透過するようなマジックミラー(ハーフミラー)状にしてもよく、その反射率と透過率の割合は適宜設定することができる。本実施形態の反射層25は、反射率及び透過率がともに50%のハーフミラー状に形成されている。
The
If the
反射層25は、第1傾斜面221a上において、導光板20内を進む映像光の進行する側(+X側)の位置に設けられている。具体的には、反射層25は、第1傾斜面221aの頂部tから底部v側に向かって所定の幅で形成されるが、第1傾斜面221aの底部v近傍には形成さていない。すなわち、反射層25は、第1傾斜面221aのうち第1全反射面20bを全反射した映像光の反射の寄与する部分にのみ形成されているが、隣接する単位光学形状部221の影となり映像光の反射に寄与しない部分には形成されていない。
このように反射層25を形成することによって、導光板20は、導光板20内を導光する映像光を、第1傾斜面221aの反射層25により反射させて導光板20から出光させるだけでなく、導光板20の背面側から入射する外界の光を、第1傾斜面221aのうち反射層25が形成されていない部分から観察者側に透過させることができる。
また、本実施形態の反射層25は、第1傾斜面221aの映像光の反射に寄与しない部分のみ設けられていないので、第1傾斜面221aの全面に反射層を形成した場合にして、反射層が反射する光量が低減することはない。
ここで、効率よく映像光を反射して導光板20から出光させる観点から、第1傾斜面221aの角度αは、25°≦α≦40°の範囲内に、第2傾斜面221bの角度βは、80°≦β≦90°の範囲内に、単位光学形状部221の高さhは、50μm≦h≦500μmの範囲内に形成されるのが望ましい。また、レンズ面に平行な面に対する反射層25の長さをw1としたときに、反射層25は、w1=P×sin(90°―2×α)/sin(90°+α)を満たすようにして形成されるのが望ましい。
The
By forming the
Further, since the
Here, from the viewpoint of efficiently reflecting the image light and emitting the light from the
光吸収層26は、第2傾斜面221b上の全面に設けられた光を吸収する層であり、例えば、暗色系の材料により形成されている。これにより、本実施形態の導光板20は、第1傾斜面221aの反射層25に入射した映像光の一部が、反射層25を透過して第1光学形状層22内に入射したとしても、光吸収層26において吸収することができ(図2のL2参照)、導光板20から出光する映像にゴーストが生じてしまうのを抑制することができる。
光吸収層26は、ウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂、これらの混合となる樹脂を母材とし、光吸収材である黒色等の暗色系の塗料等や、黒色等の暗色系の顔料や染料等を含有するビーズ等が添加された材料により形成される。
The
The
次に、本実施形態の導光板20に入射する映像光L及び外界の光Gの動作について説明する。
図1に示すように、表示部11から出射した映像光Lは、投射光学系12を介して導光板20の第1全反射面20bへと入射する。導光板20内に入光した映像光Lは、反射面20aの反射膜27に入射して第1全反射面20b側へと反射する。それから、その映像光Lは、第1全反射面20bに入射して第2全反射面20c側へと全反射した後に、第2全反射面20cに入射して第1全反射面20b側へと全反射する。このように第1全反射面20b及び第2全反射面20c間において全反射を繰り返すことにより、映像光Lは、導光板20の−X側から+X側に向けて導光され、第1光学形状層22に設けられた単位光学形状部221に入射する。
本実施形態の導光板20では、図1に示すように、映像光Lが第1全反射面20bにおいて2回全反射し、第2全反射面20cにおいて1回全反射するように形成されているが、これに限定されるものでなく、各面においてより多く全反射を繰り返すようにしてもよい。
Next, the operation of the image light L and the external light G incident on the
As shown in FIG. 1, the image light L emitted from the
In the
単位光学形状部221に入射した映像光のうち、一部の映像光L1は、図2に示すように、第1傾斜面221aの反射層25に入射して第1全反射面20bに対してほぼ垂直な方向(−Y方向)に反射して、第1全反射面20bから観察者の眼Eに向けて出光する。また、他の映像光L2は、ハーフミラー状に形成される反射層25を透過して単位光学形状部221内に入射することとなるが、第2傾斜面221bの光吸収層26に入射して吸収されることとなる。
外界の光Gは、図1に示すように、導光板20の背面側(+Y側)の第2全反射面20cから導光板20内に入光する。この導光板20内に入光した外界の光Gのうち一部の光G1は、図2に示すように、第1傾斜面221aのうち反射層25が形成されていない部分を透過して、第1全反射面20bから観察者の眼Eに向けて出光することとなる。
また、他の外界の光Gは、第1傾斜面221aの反射層25に入射し、その一部は反射層25によって導光板20の背面側へ反射してしまうが、他の一部G2は、ハーフミラー状に形成される反射層25を透過して、第1全反射面20bから観察者の眼Eに向けて出光することとなる。
Of the image light incident on the unit
As shown in FIG. 1, the external light G enters the
In addition, other external light G enters the
次に、本実施形態の導光板20の製造方法について説明する。
図3は、本実施形態の導光板20の製造方法を説明する図である。図3の各図は、導光板20が製造されるまでの過程を示す図である。
まず、図3(a)に示すように、単位光学形状部221に対応する凹凸形状が設けられた金型を使用して、導光板20を構成する第1光学形状層22を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
Next, a method for manufacturing the
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 3 (a), the first
続いて、図3(b)に示すように、第1光学形状層22の単位光学形状部221が形成された側の面の全面に、光吸収層26を形成する材料をディッピングする等して樹脂層26‘を形成する。
そして、図3(c)に示すように、樹脂層26’のうち光吸収層26の形成に不要な部分を除去する。本実施形態では、単位光学形状部221の第2傾斜面221bにのみ光吸収層26が形成されるので、第1光学形状層22の単位光学形状部221が形成された側の面のうち、第2傾斜面221bを除く部位に塗布された樹脂を、レーザ光を照射することにより除去する。
次に、図3(d)に示すように、単位光学形状部221の第1傾斜面221a上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して反射層25を形成する。なお、反射層25は、光反射材料が含有された塗料を塗布することによって形成されるようにしてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the material for forming the
And as shown in FIG.3 (c), the part unnecessary for formation of the
Next, as shown in FIG. 3D, the
続いて、図3(e)に示すように、第1光学形状層22の単位光学形状部221が形成された側の面に、第2光学形状層23を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型によって押圧し、硬化させた後に離型する等により、第2光学形状層23が形成される。
次に、図3(f)に示すように、この単位光学形状部221上に形成された第2光学形状層23と、平板状の基材部21とを接合層24を介して貼り合せて、基材部21、接合層24、第2光学形状層23、第1光学形状層22が順次積層された積層体が完成する。
そして、最後に、この積層体を所定の形状に裁断した上で、+X側(単位光学形状部が形成される側とは反対側)の背面側(―Y側)の角部を加工して反射面20aを形成し、その反射面20aに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜27を形成する。以上により、導光板20が完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3 (e), the surface of the first
Next, as shown in FIG. 3 (f), the second
Finally, after cutting this laminate into a predetermined shape, the corner on the back side (−Y side) on the + X side (the side opposite to the side where the unit optical shape portion is formed) is processed. The
以上より、本実施形態の導光板20は、単位光学形状部221の第1傾斜面221aの一部に反射層25が形成されているので、第1傾斜面221aの反射層25により映像光を反射するとともに、第1傾斜面221aの反射層25が形成されない部分から外界の光を観察者側に透過させることができる。これにより、導光板20は、映像光の鮮明さを低下させることなく、外界の光をより鮮明に観察することができる。
本実施形態の導光板20は、反射層25が、単位光学形状部221の第1傾斜面221a上の映像光が進行する側(+X側)に設けられているので、より効率よく映像光を観察者側に反射することができるとともに、第1傾斜面221aの映像光の反射に寄与しない部分から外界の光を観察者側に透過することができる。
本実施形態の導光板20は、第2傾斜面221bに光を吸収する光吸収層26が設けられているので、映像光の一部が反射層25を透過して第1光学形状層22内に入射したとしても、光吸収層26により吸収することができ、導光板20から出光する映像光にゴーストが生じてしまうのを抑制することができる。
As described above, in the
In the
In the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made as in the modifications described later, and these are also included in the present invention. Within the technical scope. In addition, the effects described in the embodiments are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments. It should be noted that the above-described embodiment and modifications described later can be used in appropriate combination, but detailed description thereof is omitted.
(変形形態)
(1)実施形態において、導光板20の反射層25は、ハーフミラー状である例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、ハーフミラー状よりも光の透過率が低く、反射率が高くなるように反射層を形成してもよい。この場合、外界の光は、反射層25を透過する量が減少してしまうが、第1傾斜面221aの反射層25が形成されていない部分から観察者側へと透過するので、表示装置1を頭部に装着する観察者に対して、外界の光を視認させるとともに、映像光をより鮮明に視認させることができる。
(Deformation)
(1) In the embodiment, the
(2)上述の実施形態において、導光板20は、第1全反射面20bと映像光が入光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第1全反射面と映像光が入光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
また、上述の実施形態において、導光板20は、第1全反射面20bと映像光が出光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第1全反射面と映像光が出光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the
In the above-described embodiment, the
(3)上述の実施形態において、導光板20の第2傾斜面221bには、光吸収層26が形成される例を示したが、これに限定されるものでなく、光吸収層を設けない形態としてもよい。例えば、第1傾斜面221aの反射層25がマジックミラー状ではなく、完全反射のミラー状に形成されている場合、反射層25を透過する映像光が無くなるので、特に光吸収層を設ける必要がなくなり、導光板20の製造効率を向上させたり、製造コストを低減させたりすることができる。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the
1 表示装置
11 表示部
12 投射光学系
20 導光板
20a 反射面
20b 第1全反射面
20c 第2全反射面
21 基材部
22 第1光学形状層
221 単位光学形状部
221a 第1傾斜面
221b 第2傾斜面
23 第2光学形状層
24 接合層
25 反射層
26 光吸収層
27 反射膜
E 観察者の眼
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記映像光を全反射させる第1全反射面と、
前記第1全反射面と対向する位置に設けられ、前記映像光を全反射させる第2全反射面と、
前記映像光の導光方向に対して傾斜した第1傾斜面を有し、前記映像光の導光方向に複数配列された単位光学形状部と、
前記第1傾斜面の一部に設けられ、前記第1全反射面及び前記第2全反射面の間で全反射を繰り返して導光された前記映像光を反射させて該導光板から出光させる反射層とを備え、
前記第1傾斜面において、前記反射層と、前記反射層が形成されていない部分とは、該導光板の厚み方向に垂直であって前記単位光学形状部の配列方向に垂直な方向に延在し、前記単位光学形状部の配列方向に並んで設けられていること、
を特徴とする導光板。 A light guide plate that guides video light incident from a video source,
A first total reflection surface that totally reflects the image light;
A second total reflection surface that is provided at a position facing the first total reflection surface and totally reflects the image light;
A unit optical shape portion having a first inclined surface inclined with respect to the light guide direction of the image light, and a plurality of unit optical shape portions arranged in the light guide direction of the image light;
The image light, which is provided on a part of the first inclined surface and is guided by repeating total reflection between the first total reflection surface and the second total reflection surface, is reflected and emitted from the light guide plate. A reflective layer,
In the first inclined surface, the reflection layer and a portion where the reflection layer is not formed extend in a direction perpendicular to the thickness direction of the light guide plate and perpendicular to the arrangement direction of the unit optical shape portions. And being provided side by side in the arrangement direction of the unit optical shape portions,
A light guide plate characterized by
前記単位光学形状部には、前記第1傾斜面と対向し、前記第1傾斜面よりも前記映像光が進行する側に第2傾斜面が形成されており、
前記第2傾斜面には、光を吸収する光吸収層が設けられていること、
を特徴とする導光板。 The light guide plate according to claim 1,
The unit optical shape portion is formed with a second inclined surface facing the first inclined surface and on the side where the image light travels from the first inclined surface,
A light absorption layer for absorbing light is provided on the second inclined surface;
A light guide plate characterized by
前記導光板に映像光を出射する表示部と、
を備える表示装置。
The light guide plate according to claim 1 or 2,
A display unit for emitting image light to the light guide plate;
A display device comprising:
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