[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7076995B2 - Display device and head-mounted display - Google Patents

Display device and head-mounted display Download PDF

Info

Publication number
JP7076995B2
JP7076995B2 JP2017235479A JP2017235479A JP7076995B2 JP 7076995 B2 JP7076995 B2 JP 7076995B2 JP 2017235479 A JP2017235479 A JP 2017235479A JP 2017235479 A JP2017235479 A JP 2017235479A JP 7076995 B2 JP7076995 B2 JP 7076995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
horizontal
light
mirror
light guide
vertical
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
Application number
JP2017235479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019101370A (en
Inventor
圭一郎 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017235479A priority Critical patent/JP7076995B2/en
Publication of JP2019101370A publication Critical patent/JP2019101370A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7076995B2 publication Critical patent/JP7076995B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、表示装置及びヘッドマウントディスプレイに関し、特に、導光板を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device and a head-mounted display, and more particularly to a display device using a light guide plate.

導光板を用いた表示装置は、表示素子から射出した光を導光板によって観察者の眼へ導いて、観察者の眼に画像を表示する装置である。 A display device using a light guide plate is a device that guides the light emitted from the display element to the observer's eyes by the light guide plate and displays an image in the observer's eyes.

特許文献1には、表示素子からの光を平面基板内に閉じ込めて、その光を平面基板の中に配置した複数の取出ミラーによって外へ射出し、観察者の眼に画像を表示する表示装置が開示されている。 Patent Document 1 describes a display device in which light from a display element is confined in a flat substrate, and the light is emitted to the outside by a plurality of extraction mirrors arranged in the flat substrate to display an image in the eyes of an observer. Is disclosed.

特許文献2には、表示素子からの光を平面基板内に閉じ込めて、その光を平面基板の下に配置した複数の取出ミラーによって外へ射出し、観察者の眼に画像を表示する表示装置が開示されている。 Patent Document 2 describes a display device in which light from a display element is confined in a flat substrate and the light is emitted to the outside by a plurality of extraction mirrors arranged under the flat substrate to display an image in the eyes of an observer. Is disclosed.

特許文献3には、表示素子からの光を平面基板内に閉じ込めて、その光を平面基板の上に配置した複数の取出ミラーによって外へ射出し、観察者の眼に画像を表示する表示装置が開示されている。 Patent Document 3 describes a display device in which light from a display element is confined in a flat substrate, and the light is emitted to the outside by a plurality of extraction mirrors arranged on the flat substrate to display an image in the eyes of an observer. Is disclosed.

なお、特許文献4では、異なる反射率の複数領域を有するミラーで偏向光束群のそれぞれの光束幅を大きくすることが開示されている。 It should be noted that Patent Document 4 discloses that a mirror having a plurality of regions having different reflectances increases the light flux width of each of the polarized light flux groups.

特表2005-521099号公報Special Table 2005-521099 特表2010-533316号公報Special Table 2010-533316 Gazette WO2015/076335号公報WO2015 / 07633A 特表2003-520984号公報Special Table 2003-520984 Gazette

特許文献1では、取出ミラーを平面基板内の上面から下面に渡って配置しているため、取出ミラーには平面基板の下面で全反射した光だけでなく平面基板の上面で全反射した光が直接入射してしまい、ゴーストが発生してしまうおそれがある。 In Patent Document 1, since the extraction mirror is arranged from the upper surface to the lower surface in the flat substrate, the extraction mirror receives not only the light totally reflected by the lower surface of the flat substrate but also the light totally reflected by the upper surface of the flat substrate. There is a risk that ghosts will occur due to direct incident.

特許文献2及び3では、複数の取出ミラーを使用しているが、その複数の取出ミラーで偏向された偏向光束群のそれぞれの光束幅が小さくなり、光束と光束との間に大きな空隙ができてしまっていた。その結果、特許文献2及び3の表示装置では、偏向光束群の光量分布が均一でなくなり、高画質な画像を表示することができなかった。 In Patent Documents 2 and 3, a plurality of extraction mirrors are used, but the light flux width of each of the deflection light flux groups deflected by the plurality of extraction mirrors becomes small, and a large gap is formed between the light flux and the light flux. It had been done. As a result, in the display devices of Patent Documents 2 and 3, the light amount distribution of the polarized luminous flux group becomes uneven, and a high-quality image cannot be displayed.

そこで、本発明は、より高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a display device capable of displaying a higher image quality image.

本発明の一側面としての表示装置は、導光素子と、表示素子からの光を前記導光素子に入射させる入射光学系とを備える表示装置であって、前記導光素子は、前記入射光学系からの前記光を第1方向に導く第1導光部と、前記第1導光部からの前記光を前記第1方向と交差する第2方向に導く第2導光部とを有し、前記第1導光部及び前記第2導光部の少なくとも一方は、前記光が入射する入射面と、前記第1方向又は前記第2方向に沿って配置されており且つ前記光を反射するミラー群と、ミラー群と対向る反射面とを有し、前記ミラー群は、夫々が前記光を部分的に反射する領域を含む複数のミラーを有し、前記複数のミラーは、第1ミラーと、第1ミラー及び前記入射面の間に配置される第2ミラーとを含み、前記反射面と前記第1ミラーとの最短距離は、前記反射面と前記第2ミラーとの最短距離よりも長いことを特徴とする。 The display device as one aspect of the present invention is a display device including a light guide element and an incident optical system for incident light from the display element on the light guide element, and the light guide element is the incident optical. It has a first light guide unit that guides the light from the system in the first direction, and a second light guide unit that guides the light from the first light guide unit in a second direction that intersects the first direction. At least one of the first light guide unit and the second light guide unit is arranged along the first direction or the second direction with the incident surface on which the light is incident, and reflects the light. The mirror group has a mirror group and a reflecting surface facing the mirror group, and each of the mirror group has a plurality of mirrors including a region in which the light is partially reflected, and the plurality of mirrors are the first. It includes one mirror and a second mirror arranged between the first mirror and the incident surface , and the shortest distance between the reflecting surface and the first mirror is the shortest distance between the reflecting surface and the second mirror. It is characterized by being longer than the distance.

本発明のその他の側面については、以下で説明する実施の形態で明らかにする。 Other aspects of the invention will be demonstrated in embodiments described below.

本発明によれば、より高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device capable of displaying a higher image quality image.

本発明を適用できる実施例1の表示装置の図である。It is a figure of the display device of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の導光板の図である。It is a figure of the light guide plate of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の水平導光部の説明図である。It is explanatory drawing of the horizontal light guide part of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の水平ミラー群の説明図である。It is explanatory drawing of the horizontal mirror group of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の垂直導光部の説明図である。It is explanatory drawing of the vertical light guide part of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の垂直取出ミラーの説明図である。It is explanatory drawing of the vertical take-out mirror of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例1の水平ミラー群の説明図である。It is explanatory drawing of the horizontal mirror group of Example 1 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例2の表示装置の図である。It is a figure of the display device of Example 2 to which this invention is applied. 本発明を適用できる実施例2の水平導光部の説明図である。It is explanatory drawing of the horizontal light guide part of Example 2 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例2の垂直導光部の説明図である。It is explanatory drawing of the vertical light guide part of Example 2 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例3の表示装置の図である。It is a figure of the display device of Example 3 to which this invention can apply. 本発明を適用できる実施例4のスマートグラスの図である。It is a figure of the smart glass of Example 4 to which this invention can apply.

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明を適用可能な実施例1の表示装置について説明する。 The display device of Example 1 to which the present invention can be applied will be described.

図1に本発明を適用できる表示装置を示す。 FIG. 1 shows a display device to which the present invention can be applied.

表示装置1は、導光板(導光素子)2、入射光学系3、表示素子4を有する。 The display device 1 includes a light guide plate (light guide element) 2, an incident optical system 3, and a display element 4.

表示素子4から放射された発散光束は、入射光学系3により平行光束に変換されて導光板2の入射面に結合され、結合された光束は導光板2の内部を伝搬した後、導光板2の射出面から射出されて観察者の眼5に入射する。このように、本実施例の表示装置1は、観察者が導光板2の射出面側の所定の位置に眼5を置いた際に、観察者の眼5に画像(映像を含む)を表示することが可能な表示装置である。表示素子4としては、透過型液晶ディスプレイ(LCD)、反射型液晶ディスプレイ(LCOS)、デジタルミラーデバイス(DMD)、有機エレクトロルミネッセンス(OLED)、空間変調装置(SLM)などを用いることができる。 The divergent light flux radiated from the display element 4 is converted into a parallel light beam by the incident optical system 3 and coupled to the incident surface of the light guide plate 2, and the combined light flux propagates inside the light guide plate 2 and then propagates inside the light guide plate 2. It is ejected from the ejection surface of the above and is incident on the observer's eye 5. As described above, the display device 1 of the present embodiment displays an image (including an image) on the observer's eye 5 when the observer places the eye 5 at a predetermined position on the injection surface side of the light guide plate 2. It is a display device that can be used. As the display element 4, a transmissive liquid crystal display (LCD), a reflective liquid crystal display (LCOS), a digital mirror device (DMD), an organic electroluminescence (OLED), a spatial modulator (SLM), or the like can be used.

図2に本実施例の導光板を示す。 FIG. 2 shows the light guide plate of this embodiment.

本実施例の導光板2は、光束が導光板内部を水平方向(第1方向)に伝搬する水平導光部21と垂直方向(第2方向)に伝搬する垂直導光部22とを有する。水平導光部21は、水平伝搬部211と水平ミラー群212とを有し、水平伝搬部211の下に水平ミラー群212を配置している。また、垂直導光部22は、垂直伝搬部221と垂直ミラー群222とを有し、垂直伝搬部221の観察者の眼5を配置する側に垂直ミラー群222を配置している。そして、水平ミラー群212の下に垂直伝搬部221を配置して、水平導光部21と垂直導光部22とを連結し、導光板2を構成している。 The light guide plate 2 of this embodiment has a horizontal light guide unit 21 in which the light beam propagates inside the light guide plate in the horizontal direction (first direction) and a vertical light guide unit 22 in which the light beam propagates in the vertical direction (second direction). The horizontal light guide unit 21 has a horizontal propagation unit 211 and a horizontal mirror group 212, and the horizontal mirror group 212 is arranged under the horizontal propagation unit 211. Further, the vertical light guide unit 22 has a vertical propagation unit 221 and a vertical mirror group 222, and the vertical mirror group 222 is arranged on the side of the vertical propagation unit 221 where the observer's eye 5 is arranged. Then, the vertical propagation section 221 is arranged under the horizontal mirror group 212, and the horizontal light guide section 21 and the vertical light guide section 22 are connected to form the light guide plate 2.

図3(A)は、水平導光部の上面図、図3(B)、図3(C)は水平導光部の正面図である。 3 (A) is a top view of the horizontal light guide unit, and FIGS. 3 (B) and 3 (C) are front views of the horizontal light guide unit.

図3(A)、図3(B)には、観察者の眼に対する画角の中心を通過する光束(導光板からX方向と平行に射出する光束)、すなわち中心画角の光束が、水平導光部内を伝搬する様子も示した。 In FIGS. 3A and 3B, the luminous flux passing through the center of the angle of view with respect to the observer's eye (the luminous flux emitted from the light guide plate in parallel with the X direction), that is, the luminous flux at the central angle of view is horizontal. The state of propagating in the light guide section was also shown.

図3(A)ならびに図3(B)を用いて、水平導光部内の光束伝搬について説明する。 The light flux propagation in the horizontal light guide section will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).

水平導光部21は、水平伝搬部211と水平ミラー群212を備え、水平伝搬部211の下面2114の一部と水平ミラー群212の上面とを接合して構成している。この接合面、すなわち、水平伝搬部211と水平ミラー群212の間には、入射した一部の光束が透過し且つ一部の光束が反射する透過反射膜を配置している。 The horizontal light guide unit 21 includes a horizontal propagation unit 211 and a horizontal mirror group 212, and is configured by joining a part of the lower surface 2114 of the horizontal propagation unit 211 and the upper surface of the horizontal mirror group 212. A transmissive reflective film is arranged between the joint surface, that is, between the horizontal propagation portion 211 and the horizontal mirror group 212, through which a part of the incident light flux is transmitted and a part of the light beam is reflected.

水平伝搬部211は、正面2111、背面2112、上面2113、下面2114、左面2115、右面2116を有する立方体であり、長さL、高さH、幅Wとしたときに、長さLが最も大きく、次に高さHが大きく、幅Wが最も小さい構成である。水平伝搬部211は水平方向(Z軸方向)が長手の立方体であり、上面2113が垂直導光部22を配置したY方向を向くように配置した。また、水平ミラー群212を水平伝搬部の上面2113(第1反射面)と対向させて配置している。 The horizontal propagation portion 211 is a cube having a front surface 2111, a back surface 2112, an upper surface 2113, a lower surface 2114, a left surface 2115, and a right surface 2116, and the length L is the largest when the length L, the height H, and the width W are set. Next, the height H is the largest and the width W is the smallest. The horizontal propagation portion 211 is a cube whose length is long in the horizontal direction (Z-axis direction), and the upper surface 2113 is arranged so as to face the Y direction in which the vertical light guide portion 22 is arranged. Further, the horizontal mirror group 212 is arranged so as to face the upper surface 2113 (first reflecting surface) of the horizontal propagation portion.

水平伝搬部の左面2115を入射面としており、図示しない入射光学系からの光束がその入射面から入射する。また、水平伝搬部の下面2114(第1射出面)のうち水平ミラー群212と接合されている領域を射出領域としており、水平伝搬部の少なくとも一部を通過した光がその射出領域から射出する。入射光束のうち中心画角の光束は、水平伝搬部211の長手方向の軸(長軸)Axに対して、XZ断面方向に±26°、YZ断面方向±32°の4つの角度で平伝搬部211内部に入射され、水平導光部21内部の伝搬光束となる。中心画角の光束がXZ断面方向、YZ断面方向それぞれにプラスとマイナスの傾きを持ち、4つの角度で入射する理由は、実施例2の図9(A)、図9(B)を用いて後程詳述する。ここでは簡単に説明する。水平導光部に接続される入射光学系3の接続部32には、背面2112と上面2113にそれぞれ平行な平面部(不図示)が設けられている。その平面部で内面反射されて水平導光部に入射する光束とその平面部で内面反射せずに水平導光部に入射する光束とが、XZ断面方向及びYZ断面方向のそれぞれで生じるため、4つの角度で入射することになる。本実施例では入射光学系と水平導光部21を同じ材料で構成しており、水平導光部21内部でも伝搬光束は長軸Axに対してXZ断面方向に±26°、YZ断面方向に±32°の角度を有する。このとき、長軸Axに対する伝搬光束が成す角度をXZ断面方向とYZ断面方向でそれぞれXZ伝搬角、YZ伝搬角と呼ぶ。 The left surface 2115 of the horizontal gene transfer portion is used as an incident surface, and a light flux from an incident optical system (not shown) is incident from the incident surface. Further, the region of the lower surface 2114 (first emission surface) of the horizontal propagation portion that is joined to the horizontal mirror group 212 is set as the emission region, and the light that has passed through at least a part of the horizontal propagation portion is emitted from the emission region. .. Of the incident luminous flux, the luminous flux at the center angle propagates flatly at four angles of ± 26 ° in the XZ cross-sectional direction and ± 32 ° in the YZ cross-sectional direction with respect to the longitudinal axis (major axis) Ax of the horizontal propagation portion 211. It is incident inside the section 211 and becomes a propagating luminous flux inside the horizontal light guide section 21. The reason why the luminous flux at the central angle of view has positive and negative inclinations in the XZ cross-sectional direction and the YZ cross-sectional direction, respectively, and is incident at four angles is as follows using FIGS. 9 (A) and 9 (B) of Example 2. It will be described in detail later. Here, a brief explanation will be given. The connecting portion 32 of the incident optical system 3 connected to the horizontal light guide portion is provided with a flat surface portion (not shown) parallel to the back surface 2112 and the upper surface 2113, respectively. Since a light beam that is internally reflected on the flat surface portion and is incident on the horizontal light guide portion and a light beam that is not internally reflected on the flat surface portion and is incident on the horizontal light guide portion are generated in each of the XZ cross-sectional direction and the YZ cross-sectional direction. It will be incident at four angles. In this embodiment, the incident optical system and the horizontal light guide unit 21 are made of the same material, and even inside the horizontal light guide unit 21, the propagating luminous flux is ± 26 ° in the XZ cross-sectional direction with respect to the long axis Ax and in the YZ cross-sectional direction. It has an angle of ± 32 °. At this time, the angles formed by the propagating luminous flux with respect to the long axis Ax are referred to as XZ propagating angle and YZ propagating angle, respectively, in the XZ cross-sectional direction and the YZ cross-sectional direction.

図3(A)において、伝搬光束511と513は、XZ伝搬角+26°の光束で、伝搬光束512と514は、XZ伝搬角-26°の光束であり、それらの伝搬光束は、正面2111と背面2112で全反射を繰り返して右面2116まで到達する。 In FIG. 3A, the propagating light fluxes 511 and 513 are light fluxes having an XZ propagation angle of +26 °, the propagating light fluxs 512 and 514 are light fluxes having an XZ propagation angle of −26 °, and the propagating light fluxes are the front surface 2111. Total internal reflection is repeated on the back surface 2112 to reach the right surface 2116.

図3(B)において、伝搬光束511と512は、YZ伝搬角+32°の光束で、伝搬光束513と514は、XZ伝搬角-32°の光束であり、それらの伝搬伝搬光束は、上面2113で全反射、下面2114で反射を繰り返して右面2116まで到達する。 In FIG. 3B, the propagating light fluxes 511 and 512 are light fluxes having a YZ propagation angle of + 32 °, the propagating light fluxes 513 and 514 are light fluxes having an XZ propagation angle of −32 °, and the propagating propagating light fluxes are the upper surface 2113. Total internal reflection is repeated at, and reflection is repeated at the lower surface 2114 to reach the right surface 2116.

このように、中心画角の光束を含む全画角の伝搬光束は、水平伝搬部211内で2次元方向(XZ断面方向とYZ断面方向)に角度を有して伝搬しており、伝搬光束が水平伝搬部211内を螺旋状に伝搬するように構成している。 In this way, the propagating light beam of all angles of view including the light beam of the central angle of view propagates at an angle in the two-dimensional direction (XZ cross-sectional direction and YZ cross-sectional direction) in the horizontal propagating portion 211, and is propagating light beam. Is configured to propagate spirally in the horizontal propagation portion 211.

伝搬光束は、水平伝搬部211の水平方向に平行な4面(正面2111、背面2112、上面2113、下面2114)で内面反射を繰り返しながら右面2116まで水平方向に伝搬される。水平伝搬部の下面2114に到達した伝搬光束は、接合面に設けた透過反射膜によって一部が反射、一部が透過し、透過した伝搬光束は水平ミラー群212へ入射する。水平ミラー群212には、YZ断面内に傾きを有した複数枚の水平取出ミラー2120をZ軸方向に並べて配置しており、水平ミラー群212へ入射した伝搬光束を水平取出ミラー2120で反射してY軸方向に偏向し、垂直導光部へ入射させている。 The propagating light beam propagates horizontally to the right surface 2116 while repeating internal reflection on four surfaces (front surface 2111, back surface 2112, upper surface 2113, lower surface 2114) parallel to the horizontal direction of the horizontal propagation portion 211. The propagating luminous flux that reaches the lower surface 2114 of the horizontal propagating portion is partially reflected and partially transmitted by the transmissive reflection film provided on the joint surface, and the transmitted propagating light flux is incident on the horizontal mirror group 212. In the horizontal mirror group 212, a plurality of horizontal extraction mirrors 2120 having an inclination in the YZ cross section are arranged side by side in the Z-axis direction, and the propagating light beam incident on the horizontal mirror group 212 is reflected by the horizontal extraction mirror 2120. It is deflected in the Y-axis direction and incident on the vertical light guide.

前述したように、本実施例では一つの画角に対して、伝搬角はXZ断面方向、YZ断面方向それぞれにプラス方向とマイナス方向があり、全部で4方向となる。このように配置することで、水平伝搬部211内を伝搬光束で満たすことができ、水平伝搬部211のどの位置で伝搬光束を取り出しても観察者の眼に入射する光束の光量分布を均一にすることができる。 As described above, in this embodiment, the propagation angle has a plus direction and a minus direction in each of the XZ cross-section direction and the YZ cross-section direction for one angle of view, and there are a total of four directions. By arranging in this way, the inside of the horizontal propagating portion 211 can be filled with the propagating light flux, and the light amount distribution of the light flux incident on the observer's eye can be made uniform regardless of the position of the horizontal propagating portion 211 where the propagating light flux is taken out. can do.

図示しないが、水平導光部21内部の伝搬角について、各画角光束は中心画角光束に対して、それぞれXZ断面方向に0°~±7.7°、YZ断面方向に0°~±13.5°の角度を有している。屈折率N=1.4以上2.0以下の導光板から屈折率N=1.0の空気層へ射出して観察者の眼に入射する際には、射出面で屈折するために画角は伝搬角よりも大きくなる。XZ断面方向が垂直方向なので、XZ伝搬角は垂直画角に変換されて0°~±11.6°、YZ断面方向が水平方向なのでYZ伝搬角が水平画角に変換されて0°~±20.0°を有する表示装置となる。 Although not shown, with respect to the propagation angle inside the horizontal light guide unit 21, each angle of view light flux has 0 ° to ± 7.7 ° in the XZ cross-sectional direction and 0 ° to ± in the YZ cross-sectional direction with respect to the central angle of view light flux, respectively. It has an angle of 13.5 °. When a light guide plate with a refractive index of N = 1.4 or more and 2.0 or less is ejected into an air layer having a refractive index of N = 1.0 and is incident on the observer's eyes, the angle of view is increased in order to refract at the ejection surface. Is greater than the propagation angle. Since the XZ cross-sectional direction is vertical, the XZ propagation angle is converted to a vertical angle of view from 0 ° to ± 11.6 °, and because the YZ cross-sectional direction is horizontal, the YZ propagation angle is converted to a horizontal angle of view and is 0 ° to ± It is a display device with 20.0 °.

水平伝搬部内の伝搬角ωと水平伝搬部の側面(上面、下面、正面、及び背面)への入射角Ψとはω=90°-Ψの関係にある。水平伝搬部内の伝搬光束の伝搬角を大きく設定すれば、水平伝搬部の材料の屈折率によっては水平伝搬部の側面で全反射せずに透過してしまう状況が発生する。例えば、水平伝搬部の材料が合成石英(Nd=1.45857)であった場合、臨界角は43.28°となり、伝搬角ω=90°-43.28°=46.72°以上で水平伝搬部の側面を透過してしまう。 The propagation angle ω in the horizontal propagation portion and the incident angle Ψ on the side surfaces (upper surface, lower surface, front surface, and back surface) of the horizontal propagation portion have a relationship of ω = 90 ° −Ψ. If the propagation angle of the propagating luminous flux in the horizontal propagating portion is set large, a situation may occur in which the light is transmitted on the side surface of the horizontal propagating portion without total reflection depending on the refractive index of the material of the horizontal propagating portion. For example, when the material of the horizontal gene transfer part is synthetic quartz (Nd = 1.45857), the critical angle is 43.28 °, and the horizontal gene transfer angle is ω = 90 ° -43.28 ° = 46.72 ° or more. It penetrates the side surface of the propagation part.

本実施例では、水平伝搬部内において2次元方向に伝搬させており、2次元方向の合成の入射角が1次元方向に伝搬させた場合と比較して水平伝搬部の側面への入射角を大きくすることができる。水平伝搬部内における伝搬角ωは条件式(1)の範囲とするのが良い。
10°≦ω≦50°… 条件式(1)
In this embodiment, the propagation is performed in the two-dimensional direction in the horizontal propagation portion, and the incident angle to the side surface of the horizontal propagation portion is larger than that in the case where the incident angle of the composition in the two-dimensional direction is propagated in the one-dimensional direction. can do. The propagation angle ω in the horizontal propagation portion should be within the range of the conditional expression (1).
10 ° ≤ ω ≤ 50 ° ... Conditional expression (1)

上限を超えると、水平伝搬部の側面への入射角が材料によっては臨界角を下回る。下限を下回ると水平ミラー群212で反射された偏向光束群に多くの空隙が生じてしまう。後者については、図4を用いて後程詳述する。 When the upper limit is exceeded, the angle of incidence on the side surface of the horizontal gene transfer portion falls below the critical angle depending on the material. Below the lower limit, many voids are generated in the deflection luminous flux group reflected by the horizontal mirror group 212. The latter will be described in detail later with reference to FIG.

本実施例では、水平伝搬部内で、XZ断面方向の伝搬角(XZ伝搬角ωxz)を+18.3°~+33.7°、-18.3°~-33.7°とし、YZ断面方向の伝搬角(YZ伝搬角ωyz)を+18.5°~+44.5°、-18.5°~-44.5°とした。なお、2次元方向の伝搬角ωが“90°-臨界角”未満になる範囲で1次元方向のXZ伝搬角又は1次元方向のYZ伝搬角を“90°-臨界角”以上に設定して、広画角の光束を光量ロスを低減しつつ伝搬することも可能である。 In this embodiment, the propagation angle (XZ propagation angle ωxz) in the XZ cross-sectional direction is set to + 18.3 ° to + 33.7 ° and -18.3 ° to -33.7 ° in the horizontal propagation section, and is in the YZ cross-sectional direction. The propagation angle (YZ propagation angle ωyz) was set to + 18.5 ° to + 44.5 ° and -18.5 ° to -44.5 °. In addition, set the XZ propagation angle in the one-dimensional direction or the YZ propagation angle in the one-dimensional direction to "90 ° -critical angle" or more within the range where the propagation angle ω in the two-dimensional direction is less than "90 ° -critical angle". It is also possible to propagate a light beam with a wide angle of view while reducing the amount of light loss.

図3(C)には画角光線の伝搬の様子を示す。 FIG. 3C shows the propagation of the angle-of-view ray.

図3(C)を用いて各画角光束について説明する。 Each angle of view luminous flux will be described with reference to FIG. 3 (C).

図3(C)中の画角光束511はYZ伝搬角+32°、画角光束523はYZ伝搬角-45°、画角光束533はYZ伝搬角-19°で水平伝搬部211内を伝搬している。各画角の伝搬光束はプラス方向とマイナス方向の伝搬角を有するが、図3(C)中にはそのうちの1つを表示している。 The angle of view light flux 511 in FIG. 3C propagates in the horizontal propagation section 211 at a YZ propagation angle of + 32 °, the angle of view light flux 523 at a YZ propagation angle of −45 °, and the angle of view light flux 533 at a YZ propagation angle of -19 °. ing. The propagating luminous flux at each angle of view has a propagating angle in the plus direction and a propagating angle in the minus direction, and one of them is shown in FIG. 3C.

伝搬光束511、523、533は、水平伝搬部211の上面、下面、正面、及び背面で内面反射(全反射)を繰り返しながら伝搬する。伝搬光束が透過反射膜を塗布した下面2114に到達した際、伝搬光束の一部は下面2114を透過して水平ミラー群212へ入射し、他の一部は下面2114で反射して水平伝搬部211内を伝搬する。 The propagating luminous flux 511, 523, and 533 propagate while repeating internal reflection (total reflection) on the upper surface, the lower surface, the front surface, and the back surface of the horizontal propagation unit 211. When the propagating luminous flux reaches the lower surface 2114 coated with the transmitted reflective film, a part of the propagating light flux passes through the lower surface 2114 and enters the horizontal mirror group 212, and the other part is reflected by the lower surface 2114 and is reflected in the horizontal propagating portion. Propagate within 211.

水平ミラー群212にはYZ断面内に傾きを有した複数の取出ミラー2120を配置しており、水平ミラー群212へ入射した光を取出ミラー2120で反射してYZ断面方向の伝搬角を偏向し、水平ミラー群212の下面を透過して垂直導光部へ入射させる。 A plurality of extraction mirrors 2120 having an inclination in the YZ cross section are arranged in the horizontal mirror group 212, and the light incident on the horizontal mirror group 212 is reflected by the extraction mirror 2120 to deflect the propagation angle in the YZ cross section direction. , It passes through the lower surface of the horizontal mirror group 212 and is incident on the vertical light guide portion.

このとき、水平ミラー群212を水平伝搬部211の垂直導光部22側へ配置することで、水平伝搬部211内を伝搬する際の反射回数を減らし、光量ロスを低減することができる。 At this time, by arranging the horizontal mirror group 212 on the vertical light guide unit 22 side of the horizontal propagation unit 211, the number of reflections when propagating in the horizontal propagation unit 211 can be reduced, and the light amount loss can be reduced.

これについて詳しく説明する。観察者が真っ直ぐ前を見るときは、導光板の垂直導光部22の水平方向(Z軸方向)中央から射出した光束が、観察者の眼に届くことで画像を表示する。観察者が左方向を見るときは垂直導光部22の左側から射出した光束が、観察者が右方向を見るときは垂直導光部22の右側から射出した光束が、観察者の眼に届くことで画像を表示する。図3(C)中の画角光束511はYZ伝搬角+32°であり、水平ミラー群212で反射された光束はYZ断面では真っ直ぐ下に進み、眼に対する画角の中央を進む光束に相当する。画角光束523はYZ伝搬角-45°であり、水平ミラー群212で反射された光束はYZ断面では右下方向に進み、眼に対する画角の左方向を進む光束に相当する。画角光束533はYZ伝搬角-19°であり、水平ミラー群212で反射された光束はYZ断面では左下方向に進み、眼に対する画角の右方向を進む光束に相当する。したがって、画角光束511は水平ミラー群212の中央付近から射出すると観察者の眼に入る有効光束となる。画角光束523は水平ミラー群212の左側(水平伝搬部の左面2115側)から、画角光束533は水平ミラー群212の右側(水平伝搬部の右面2116側)から射出すると観察者の眼に入る有効光束となる。このように、伝搬角の絶対値が大きい光束ほど水平ミラー群212の水平伝搬部の入射面(左面2115)側から射出すると有効光束になるように構成している。伝搬角の絶対値が大きい場合、伝搬距離に対する水平伝搬部211内部での反射回数が多くなり、有効光束となる位置まで伝搬する際の反射回数が増えて光量ロスの問題が生じる。特に、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群との接合面には透過反射膜が設置してあり、接合面(もしくは、水平伝搬部の下面2114の接合領域)での反射率が50%程度である場合は、反射回数に応じて伝搬光束の光量が低下する。これは、水平伝搬部の入射面2115から離れた位置ほど伝搬光束の光量が低下することとなるが、全画角における光量分布を均一化するためには、光量が低いところに合わせることとなり光量ロスが問題となる。 This will be explained in detail. When the observer looks straight ahead, the light beam emitted from the center of the vertical light guide portion 22 of the light guide plate in the horizontal direction (Z-axis direction) reaches the observer's eyes to display the image. When the observer looks to the left, the luminous flux emitted from the left side of the vertical light guide unit 22 reaches the observer's eyes, and when the observer looks to the right, the light flux emitted from the right side of the vertical light guide unit 22 reaches the observer's eyes. By displaying the image. The angle of view light flux 511 in FIG. 3C has a YZ propagation angle of + 32 °, and the light flux reflected by the horizontal mirror group 212 goes straight down in the YZ cross section and corresponds to a light flux traveling in the center of the angle of view with respect to the eye. .. The angle of view light flux 523 has a YZ propagation angle −45 °, and the light flux reflected by the horizontal mirror group 212 travels in the lower right direction in the YZ cross section and corresponds to a light flux traveling in the left direction of the angle of view with respect to the eye. The angle of view light flux 533 has a YZ propagation angle of -19 °, and the light flux reflected by the horizontal mirror group 212 travels in the lower left direction in the YZ cross section and corresponds to a light flux traveling in the right direction of the angle of view with respect to the eye. Therefore, the angle of view luminous flux 511 becomes an effective luminous flux that enters the observer's eyes when emitted from the vicinity of the center of the horizontal mirror group 212. The angle of view luminous flux 523 is emitted from the left side of the horizontal mirror group 212 (left side 2115 side of the horizontal propagation portion), and the angle of view luminous flux 533 is emitted from the right side of the horizontal mirror group 212 (right surface 2116 side of the horizontal propagation portion) to the observer's eyes. It becomes the effective luminous flux that enters. As described above, the larger the absolute value of the propagation angle is, the more effective the luminous flux is when ejected from the incident surface (left surface 2115) side of the horizontal propagation portion of the horizontal mirror group 212. When the absolute value of the propagation angle is large, the number of reflections inside the horizontal propagation unit 211 with respect to the propagation distance increases, and the number of reflections when propagating to a position where the effective luminous flux is obtained increases, causing a problem of light amount loss. In particular, a transmissive reflective film is installed on the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion and the horizontal mirror group, and the reflectance at the joint surface (or the joint region of the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion) is about 50%. If this is the case, the amount of light of the propagating light beam decreases according to the number of reflections. This means that the light amount of the propagating luminous flux decreases as the distance from the incident surface 2115 of the horizontal propagating portion increases, but in order to make the light amount distribution uniform at all angles of view, the light amount is adjusted to the place where the light amount is low. Loss becomes a problem.

本実施例のように、水平伝搬部211と垂直伝搬部221との間に水平ミラー群212を配置すると、伝搬角の絶対値が大きい光束ほど水平ミラー群212の水平伝搬部の入射面2115側から射出すると有効光束になるように構成することができる。これにより、水平伝搬部211内での反射回数を減らすことができるので、光量ロスの低減が可能となる。 When the horizontal mirror group 212 is arranged between the horizontal propagation section 211 and the vertical propagation section 221 as in this embodiment, the larger the absolute value of the propagation angle is, the more the incident surface side of the horizontal propagation section of the horizontal mirror group 212 is on the incident surface 2115 side. It can be configured to have an effective light beam when emitted from. As a result, the number of reflections in the horizontal gene transfer portion 211 can be reduced, so that the light amount loss can be reduced.

図4(A)、図4(C)、図4(D)は本実施例における水平ミラー群212の説明図、図4(B)は比較例の水平ミラー群212の説明図である。 4 (A), 4 (C), and 4 (D) are explanatory views of the horizontal mirror group 212 in this embodiment, and FIG. 4 (B) is an explanatory diagram of the horizontal mirror group 212 of the comparative example.

図4(A)~図4(D)を用いて本実施例における水平ミラー群212の複数の取出ミラー2120の構成を説明する。 The configurations of the plurality of extraction mirrors 2120 of the horizontal mirror group 212 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (D).

水平ミラー群212としては、43枚の水平取出ミラー2120をZ軸方向に互いに平行に並べたものを用いている。図4(A)には水平取出ミラー2120の一部を模式的に表示している。43枚の水平取出ミラー2120の法線は、Y方向とZ方向とを含む平面内で、YZ方向に61°傾いている。水平取出ミラー2120には、反射率及び透過率が異なる2種類の反射領域2121、2122が設けられている。水平取出ミラー2120の水平伝搬部に近い第1反射領域2121には反射率が約45%、透過率が約45%と反射率と透過率の比が約1:1のハーフミラーを配置している。一方、水平取出ミラー2120の水平伝搬部から遠い第2反射領域2122には、反射率が約85%、透過率が1%以下の高反射ミラーを配置している。すなわち、水平取出ミラー2120の高さ(Y方向)の上半分をハーフミラー2121、下半分を高反射ミラー2122とした。これにより、水平伝搬部211からの光束のうち、ハーフミラー2121への入射光束の一部を反射して垂直導光部の方向へ偏向し、入射光束の他の一部を透過させて次の取出ミラー2120の高反射ミラー2122で反射して垂直導光部の方向へと偏向できる。つまり、水平取出ミラー2120が第1及び第2ミラーを有する場合、第1ミラーの第1反射領域を透過した光が第2ミラーの第2反射領域で反射され垂直導光部に入射し、第1ミラーの第2反射領域で反射した光は第2ミラーを介さず垂直導光部に直接入射する。この際、取出ミラー2120で垂直導光部の方向へ偏向された偏向光束群は、水平伝搬部211内の伝搬光束よりも光束幅を拡大している。水平伝搬部211内の伝搬光束の光束幅はWp1、Wp2、Wp3であったが、水平取出ミラー2120で反射された後の偏向光束群の幅はWr1、Wr2、Wr3となる。Wr1>Wp1、Wr2>Wp2、Wr3>Wp3と水平取出ミラー2120で反射された後の光束群の幅が常に大きく、この光束幅で観察者の眼に届くので水平導光部によって水平方向に瞳拡大する効果を有する。 As the horizontal mirror group 212, 43 horizontal take-out mirrors 2120 are arranged in parallel with each other in the Z-axis direction. FIG. 4A schematically shows a part of the horizontal take-out mirror 2120. The normals of the 43 horizontal take-out mirrors 2120 are tilted 61 ° in the YZ direction in the plane including the Y direction and the Z direction. The horizontal extraction mirror 2120 is provided with two types of reflection regions 2121 and 2122 having different reflectances and transmittances. A half mirror having a reflectance of about 45% and a transmittance of about 45% and a reflectance-to-transmittance ratio of about 1: 1 is arranged in the first reflection region 2121 near the horizontal propagation portion of the horizontal take-out mirror 2120. There is. On the other hand, in the second reflection region 2122 far from the horizontal propagation portion of the horizontal extraction mirror 2120, a high reflection mirror having a reflectance of about 85% and a transmittance of 1% or less is arranged. That is, the upper half of the height (Y direction) of the horizontal take-out mirror 2120 was the half mirror 2121, and the lower half was the high reflection mirror 2122. As a result, of the luminous flux from the horizontal propagation portion 211, a part of the incident light flux to the half mirror 2121 is reflected and deflected toward the vertical light guide portion, and the other part of the incident light beam is transmitted to the next. It can be reflected by the high reflection mirror 2122 of the extraction mirror 2120 and deflected toward the vertical light guide unit. That is, when the horizontal extraction mirror 2120 has the first and second mirrors, the light transmitted through the first reflection region of the first mirror is reflected by the second reflection region of the second mirror and incident on the vertical light guide portion, and the second mirror is present. The light reflected in the second reflection region of the 1 mirror directly enters the vertical light guide portion without passing through the second mirror. At this time, the deflected luminous flux group deflected in the direction of the vertical light guide portion by the extraction mirror 2120 has a larger luminous flux width than the propagated luminous flux in the horizontal propagating portion 211. The luminous flux widths of the propagating light flux in the horizontal propagating portion 211 were Wp1, Wp2, and Wp3, but the widths of the deflected luminous flux group after being reflected by the horizontal extraction mirror 2120 are Wr1, Wr2, and Wr3. Wr1> Wp1, Wr2> Wp2, Wr3> Wp3, and the width of the light flux group after being reflected by the horizontal extraction mirror 2120 is always large, and the light flux width reaches the observer's eyes. Has the effect of expanding.

また、図4(B)に比較例を示した。比較例の水平ミラー群は、本実施例の構成とは異なり水平取出ミラー2120全領域を高反射ミラーとしている。水平取出ミラーで偏向した偏向光束群も本実施例と同様に伝搬光束の光束幅よりも拡大されているが、偏向光束群には多くの空隙(光束が存在しない部分)が生じてしまい、偏向光束群内の光量の均一性が問題となる。 Further, a comparative example is shown in FIG. 4 (B). In the horizontal mirror group of the comparative example, unlike the configuration of the present embodiment, the entire area of the horizontal extraction mirror 2120 is a high reflection mirror. The deflected luminous flux group deflected by the horizontal extraction mirror is also expanded beyond the luminous flux width of the propagating luminous flux as in this embodiment, but many voids (parts where no luminous flux exists) are generated in the deflected luminous flux group, and the deflection occurs. The uniformity of the amount of light in the luminous flux group becomes a problem.

しかしながら、本実施例のように水平取出ミラー2120の一部にハーフミラー2121を配置した場合は、ハーフミラー2121によって反射光束と透過光束に分離されるので、反射光束の光束幅を拡大する際に生じた空隙を透過光束で埋めることができる。そのため、ハーフミラー2121の垂直導光部側に高反射ミラーを配置し、ハーフミラー2121の透過光束は、隣の水平取出ミラー2120の高反射ミラー2122で反射して、上述の空隙を埋める構成とした。 However, when the half mirror 2121 is arranged in a part of the horizontal extraction mirror 2120 as in the present embodiment, the half mirror 2121 separates the reflected light flux and the transmitted light flux, so that when the luminous flux width of the reflected light flux is expanded, the light flux width is expanded. The generated void can be filled with the transmitted luminous flux. Therefore, a high-reflection mirror is arranged on the vertical light guide portion side of the half mirror 2121, and the transmitted light beam of the half mirror 2121 is reflected by the high-reflection mirror 2122 of the adjacent horizontal extraction mirror 2120 to fill the above-mentioned gap. did.

このように、水平取出ミラー2120に入射する光束を2光束に分離しつつ垂直導光部の方向へと偏向させることにより、従来の偏向光束群の光束幅の拡大という効果に加えて、拡大した偏向光束群内の光量分布を均一化する効果も得ている。 In this way, by separating the luminous flux incident on the horizontal extraction mirror 2120 into two luminous fluxes and deflecting them toward the vertical light guide unit, the luminous flux width of the conventional deflected luminous flux group is expanded and expanded. It also has the effect of making the light amount distribution within the polarized luminous flux group uniform.

水平伝搬部の上面2113で全反射した伝搬光束が水平取出ミラー2120へ到達する。水平取出ミラー2120の第1反射領域を第2反射領域より水平伝搬部の上面2113側に配置する、すなわち第1反射領域は第2反射領域よりも水平伝搬部の上面2113から距離を短く配置する。この構成を採用することで、偏向光束群による瞳拡大と光量の均一性を実現することができる。 The propagating luminous flux totally reflected by the upper surface 2113 of the horizontal propagating portion reaches the horizontal extraction mirror 2120. The first reflection region of the horizontal take-out mirror 2120 is arranged on the upper surface 2113 side of the horizontal propagation portion from the second reflection region, that is, the first reflection region is arranged shorter than the second reflection region from the upper surface 2113 of the horizontal propagation portion. .. By adopting this configuration, it is possible to realize pupil enlargement and uniformity of the amount of light due to the polarized luminous flux group.

本実施例の水平取出ミラー2120はハーフミラー2121と高反射ミラー2122とを上下半分ずつに分けて配置の比率を1:1としたがこれに限ったものではなく、配置の比率は2:1や3:1、4:1などとしてもよい。さらには、全てをハーフミラー2121としてもよい。これらと比べて、ハーフミラー2121と高反射ミラー2122を1:1に配置すると、ハーフミラー2121の反射した光束の間にハーフミラー2121を透過した光が高反射ミラー2122で反射した光束を配置する構成にできる。この構成は、光束幅の拡大と、拡大した光束内の光量分布の均一化ならびに光利用効率の向上に好適である。さらに、ハーフミラー2121は反射率45%、透過率を45%に限ったものではなく、振幅分割する振幅分割ミラーであればよい。例えば、反射率41%、透過率49%として、透過率を反射率よりも高くすることにより、ハーフミラーでの反射光束とハーフミラーを透過して高反射ミラーで反射した光束との光量がほぼ同等になって光束群内の光量分布をより均一に補正することができる。また、反射率と透過率の比率が2:1や1:2となっても実用上問題なく使用できる。 In the horizontal take-out mirror 2120 of this embodiment, the half mirror 2121 and the high reflection mirror 2122 are divided into upper and lower halves, and the arrangement ratio is set to 1: 1. However, the arrangement ratio is not limited to this, and the arrangement ratio is 2: 1. Or 3: 1, 4: 1, and so on. Furthermore, all may be half mirrors 2121. Compared to these, when the half mirror 2121 and the high reflection mirror 2122 are arranged 1: 1, the light transmitted through the half mirror 2121 is arranged between the reflected light rays of the half mirror 2121 and the light beam reflected by the high reflection mirror 2122 is arranged. Can be done. This configuration is suitable for expanding the luminous flux width, making the light amount distribution in the expanded luminous flux uniform, and improving the light utilization efficiency. Further, the half mirror 2121 is not limited to a reflectance of 45% and a transmittance of 45%, and may be an amplitude splitting mirror that splits the amplitude. For example, by setting the transmittance to 41% and the transmittance to be higher than the transmittance, the amount of light reflected by the half mirror and the luminous flux transmitted through the half mirror and reflected by the high reflection mirror are almost the same. It becomes possible to correct the light amount distribution in the luminous flux group more uniformly. Further, even if the ratio of the reflectance to the transmittance is 2: 1 or 1: 2, it can be used without any problem in practical use.

また、水平取出ミラー2120のうち、最後のミラー(最も入射面2115から遠いミラー)は、それ以降にミラーが無く有効部が無いので、第1領域2121、第2領域2122を共に高反射ミラーとして偏向光束の光量を増やしている。 Further, among the horizontal extraction mirrors 2120, the last mirror (the mirror farthest from the incident surface 2115) has no mirror after that and has no effective portion. Therefore, both the first region 2121 and the second region 2122 are used as high reflection mirrors. The amount of polarized light is increased.

また、複数の水平取出ミラー2120の間隔は眼5の瞳径4mmよりも小さくすることが好ましく、2mm以下と瞳径よりも十分に小さい方がより好ましい。しかし、水平取出ミラー2120の間隔が0.5mmよりも小さいと開口数が小さくなって解像力に問題が生じる為、水平取出ミラーの間隔Pは下記の範囲が好ましい。
0.5mm ≦ P ≦ 2.0mm … 条件式(2)
Further, the distance between the plurality of horizontal extraction mirrors 2120 is preferably smaller than the pupil diameter of 4 mm of the eye 5, and more preferably 2 mm or less, which is sufficiently smaller than the pupil diameter. However, if the distance between the horizontal take-out mirrors 2120 is smaller than 0.5 mm, the numerical aperture becomes small and a problem occurs in the resolution. Therefore, the distance P between the horizontal take-out mirrors is preferably in the following range.
0.5mm ≤ P ≤ 2.0mm ... Conditional expression (2)

図1に示したように、観察者が表示画像を見るとき、画像の左側の画角を担当する光束は導光板2の左側から発せられ、画像の右側の画角を担当する光束は導光板2の右側から発せられて観察者の眼に入射する。 As shown in FIG. 1, when the observer looks at the displayed image, the light flux responsible for the angle of view on the left side of the image is emitted from the left side of the light guide plate 2, and the light flux responsible for the angle of view on the right side of the image is emitted from the light guide plate. It is emitted from the right side of 2 and is incident on the observer's eye.

本実施例のように、水平ミラー群212を水平伝搬部211と垂直導光部22との間に配置すれば、伝搬角が大きい光束が入射面に近い場所(図2の導光板の左側)で必要になり、伝搬角が小さい光束は入射面から遠い場所(図2の導光板の右側)で必要になる。 If the horizontal mirror group 212 is arranged between the horizontal propagation section 211 and the vertical light guide section 22 as in the present embodiment, a place where the luminous flux having a large propagation angle is close to the entrance surface (left side of the light guide plate in FIG. 2). A luminous flux with a small propagation angle is required at a location far from the incident surface (on the right side of the light guide plate in FIG. 2).

水平伝搬部211内の伝搬において、正面2111と背面2112及び上面2113では全反射するが、下面2114では透過反射膜による反射のため反射率が100%よりも低く、反射回数に応じで伝搬光の光量が低下する。 In the propagation in the horizontal propagation section 211, the front surface 2111, the back surface 2112, and the upper surface 2113 are totally reflected, but the lower surface 2114 has a reflectance lower than 100% due to the reflection by the transmission reflective film, and the propagating light is reflected depending on the number of reflections. The amount of light decreases.

本実施例のように水平ミラー群212を水平伝搬部211と垂直導光部22との間に配置すると、各画角における反射回数を揃えるとともに、水平伝搬部の下面2114での反射回数を減らして光利用効率が向上できる。このように、伝搬角と必要となる場所を好適な関係に設定できる点にメリットがある。さらには、水平伝搬部の下面2114とは異なり、水平ミラー群の下面2124では反射させる必要がない。したがって、水平ミラー群の下面2124の光束が射出する領域と垂直伝搬部221の光束が入射する領域とを接合することができ、水平導光部21と垂直導光部22とを容易に一体化することができる。これにより、水平導光部21と垂直導光部22と位置関係を高精度に維持することが可能となり、常に良好な画像を表示することが可能となる。 When the horizontal mirror group 212 is arranged between the horizontal propagation section 211 and the vertical light guide section 22 as in this embodiment, the number of reflections at each angle is equalized and the number of reflections on the lower surface 2114 of the horizontal propagation section is reduced. The light utilization efficiency can be improved. In this way, there is an advantage that the propagation angle and the required location can be set in a suitable relationship. Further, unlike the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion, the lower surface 2124 of the horizontal mirror group does not need to reflect. Therefore, the region where the light flux emitted from the lower surface 2124 of the horizontal mirror group is emitted and the region where the light flux of the vertical propagation portion 221 is incident can be joined, and the horizontal light guide unit 21 and the vertical light guide unit 22 can be easily integrated. can do. As a result, the positional relationship between the horizontal light guide unit 21 and the vertical light guide unit 22 can be maintained with high accuracy, and a good image can always be displayed.

このように、本実施例の構成は、特許文献2や特許文献3のように水平ミラー群212を水平伝搬部211の上面2113側へ配置した場合と比べて、反射透過膜による反射回数低減による光利用効率向上、導光板の一体化のメリットがある。また、本実施例の構成は、特許文献1のように水平ミラー群212を水平伝搬部211の中へ配置し且つ水平伝搬部211の下面で最後に反射した光束がミラー群によって反射される構成にした場合と比べても、同様のメリットがある。 As described above, the configuration of this embodiment is based on the reduction of the number of reflections by the reflective transmission film as compared with the case where the horizontal mirror group 212 is arranged on the upper surface 2113 side of the horizontal propagation portion 211 as in Patent Document 2 and Patent Document 3. There are merits of improving light utilization efficiency and integrating the light guide plate. Further, the configuration of this embodiment is such that the horizontal mirror group 212 is arranged in the horizontal propagation portion 211 and the light flux finally reflected on the lower surface of the horizontal propagation portion 211 is reflected by the mirror group as in Patent Document 1. There is a similar merit compared to the case of.

本実施例の水平ミラー群212は、隣り合う水平取出ミラー2120の間隔は常に等しく1mmに設定しており、高さ(Y方向)を水平取出ミラー2120の位置に応じて変化させている。水平伝搬部の入射面2115近傍にある水平取出ミラーは高く、入射面2115から離れるほど(Z方向の距離に応じて)高さを低く設定している。水平伝搬部の上面2113で全反射した伝搬光束が水平取出ミラー2120に入射するので、水平伝搬部の入射面2115から離れるにつれて水平伝搬部の上面2113との距離を長くすると良い。これは、前述したように、有効光束になる伝搬光束の伝搬角の絶対値が水平伝搬部の入射面2115からの距離に応じて小さくなるため、水平取出ミラー2120の高さをその伝搬角の絶対値に応じて低くしたものである。水平伝搬部の入射面2115側は大きい伝搬角±45°の伝搬光束が有効光束になる領域であり、この伝搬光束が水平取出ミラー2120で偏向した際に光束の隙間が少なくなるように、水平取出ミラー2120を高く3.0mmに設定している。水平ミラー群212の中央付近は中央値の伝搬角±32°の伝搬光束が有効光束になる領域であり、水平取出ミラー2120を中程度の高さ1.8mmに設定している。水平ミラー群212の入射面と反対側は小さい伝搬角±19°の伝搬光束が有効光束になる領域であり、水平取出ミラー2120を低く1.2mmに設定している。このように、有効光束になる伝搬光束の伝搬角に応じて水平取出ミラー2120の高さを変更している。 In the horizontal mirror group 212 of this embodiment, the distance between the adjacent horizontal take-out mirrors 2120 is always set to be equal to 1 mm, and the height (Y direction) is changed according to the position of the horizontal take-out mirror 2120. The horizontal extraction mirror near the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion is high, and the height is set lower as the distance from the incident surface 2115 increases (depending on the distance in the Z direction). Since the propagating luminous flux totally reflected by the upper surface 2113 of the horizontal propagation portion is incident on the horizontal extraction mirror 2120, it is preferable to increase the distance from the upper surface 2113 of the horizontal propagation portion as the distance from the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion increases. This is because, as described above, the absolute value of the propagation angle of the propagating luminous flux that becomes the effective luminous flux becomes smaller according to the distance from the incident surface 2115 of the horizontal propagating portion, so that the height of the horizontal extraction mirror 2120 is set to the propagation angle. It is lowered according to the absolute value. The incident surface 2115 side of the horizontal propagating portion is a region where a propagating luminous flux having a large propagating angle of ± 45 ° becomes an effective luminous flux, and is horizontal so that the gap between the luminous fluxes is reduced when this propagating light flux is deflected by the horizontal extraction mirror 2120. The take-out mirror 2120 is set as high as 3.0 mm. The vicinity of the center of the horizontal mirror group 212 is a region where the propagating luminous flux having a median propagation angle of ± 32 ° becomes an effective luminous flux, and the horizontal extraction mirror 2120 is set to a medium height of 1.8 mm. The side opposite to the incident surface of the horizontal mirror group 212 is a region where a small propagation light flux with a propagation angle of ± 19 ° becomes an effective light flux, and the horizontal extraction mirror 2120 is set low to 1.2 mm. In this way, the height of the horizontal extraction mirror 2120 is changed according to the propagation angle of the propagating luminous flux that becomes the effective luminous flux.

なお、図4(A)及び図4(B)では、複数の水平取出ミラー2120の高さを全て異ならせて直線状に高さを減少させている。しかし、数枚ごとに高さを減少させることによってステップ状に高さを減少させてもよいし、非線形に(例えば、サインカーブに沿って)高さを減少させてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。 In addition, in FIGS. 4A and 4B, the heights of the plurality of horizontal take-out mirrors 2120 are all different to reduce the heights linearly. However, the height may be reduced stepwise by reducing the height every few sheets, or the height may be reduced non-linearly (for example, along a sine curve). Moreover, you may combine them.

図4(C)、図4(D)は水平取出ミラーの高さの決定方法についての説明図である。 4 (C) and 4 (D) are explanatory views of a method of determining the height of the horizontal take-out mirror.

図4(C)で水平取出ミラー2120の高さの上限について説明する。 FIG. 4C will explain the upper limit of the height of the horizontal take-out mirror 2120.

本実施例の水平取出ミラー2120には、第1領域2121はハーフミラー、第2領域は高反射ミラーとなっており、第1領域2121と第2領域2122の境界へ向かう光線54が水平伝搬部211から水平ミラー群212へ入射している。 In the horizontal extraction mirror 2120 of this embodiment, the first region 2121 is a half mirror, the second region is a high reflection mirror, and the light ray 54 toward the boundary between the first region 2121 and the second region 2122 is a horizontal propagation portion. It is incident on the horizontal mirror group 212 from 211.

光線54が透過するハーフミラーをN枚以下とする為、光線54がN個前(入射面側)の水平取出ミラー2120の上端をかすめるようにN個前の水平取出ミラー2120の高さを規定し、それを基に対象の水平取出ミラー2120の高さの上限を設定した。光線54と平行で且つ第2領域2122で反射する光束が透過するハーフミラーの枚数は、好ましくは3枚以下とするのが良い。対象の水平取出ミラー2120の第1領域2121と第2領域2122との境界からN個前の水平取出ミラー2120の上端までのZ軸方向の間隔をLuとする。この間隔Luは、対象の水平取出ミラー2120とN個前の水平取出ミラー2120との間隔PNと、角度θ°傾けて配置した際のN個前の水平取出ミラー2120の幅の半分の幅Lu1と、から求められる。伝搬角ωの光線54が対象の水平取出ミラー2120の第1領域2121と第2領域2122との境界に入射すると仮定する。そのとき、N個前の水平取出ミラー2120の上端の位置では、対象の水平取出ミラー2120の第1領域2121と第2領域2122との境界の高さからLu×tanωの高さを光線54が通過する。ここで、N個前の水平取出ミラー2120は光線54を遮らない高さに設定すれば光線54と平行で且つ第2領域2122で反射する光束の透過枚数をN枚以下に設定できる。すなわち、N個前の水平取出ミラー2120の高さをH/2<Lu×tanωとすればよい。対象となる水平取出ミラー2120についても同様である。 In order to limit the number of half mirrors through which the light beam 54 is transmitted to N or less, the height of the horizontal take-out mirror 2120 N before the light beam 54 is specified so as to grab the upper end of the horizontal take-out mirror 2120 on the front side (incident surface side). Then, based on this, the upper limit of the height of the target horizontal extraction mirror 2120 was set. The number of half mirrors parallel to the light beam 54 and transmitted by the light beam reflected in the second region 2122 is preferably 3 or less. Let Lu be the distance in the Z-axis direction from the boundary between the first region 2121 and the second region 2122 of the target horizontal extraction mirror 2120 to the upper end of the horizontal extraction mirror 2120 N before. This distance Lu is half the width of the distance PN between the target horizontal take-out mirror 2120 and the horizontal take-out mirror 2120 N pieces before and the width of the horizontal take-out mirror 2120 N pieces before when the horizontal take-out mirror 2120 is arranged at an angle of θ °. Is required from. It is assumed that the ray 54 having a propagation angle ω is incident on the boundary between the first region 2121 and the second region 2122 of the target horizontal extraction mirror 2120. At that time, at the position of the upper end of the horizontal extraction mirror 2120 N pieces before, the ray 54 sets the height of Lu × tanω from the height of the boundary between the first region 2121 and the second region 2122 of the target horizontal extraction mirror 2120. pass. Here, if the horizontal take-out mirror 2120 N before is set to a height that does not block the light beam 54, the number of transmitted light beams parallel to the light beam 54 and reflected in the second region 2122 can be set to N or less. That is, the height of the horizontal take-out mirror 2120 N pieces before may be set to H / 2 <Lu × tanω. The same applies to the target horizontal take-out mirror 2120.

図4(D)を用いて水平取出ミラー2120の高さの下限について説明する。 The lower limit of the height of the horizontal take-out mirror 2120 will be described with reference to FIG. 4 (D).

水平取出ミラー2120の上端に光線55が入射しており、水平取出ミラーの第1領域2121で反射され、対象の水平取出ミラー2120と1つ前の水平取出ミラー2120との間を通過している。この際、水平取出ミラー2120のピッチP1に対して、水平取出ミラー2120の高さHが低いと、1つ前の水平取出ミラー2120と反射光55との間隔Llが大きくなり、偏向光束群に隙間が生じてしまう。水平取出ミラー2120の高さの下限は、水平取出ミラー2120での偏向光束群に所定幅B以上の隙間を作らない配置とした。好ましくは、偏向光束群の隙間は所定幅B≦0.5mmとするのが良い。図中Ll1は水平取出ミラー2120のZ方向の距離でありLl1=H/tanθである。また、Ll2は光束55の反射光が反射位置から水平ミラー群の下面2124までにZ方向に進む距離でありLl2=H×tanαである。このような条件のもと、水平取出ミラー2120の高さHは条件式(3)の関係を満足させると良い。 A ray 55 is incident on the upper end of the horizontal extraction mirror 2120, is reflected by the first region 2121 of the horizontal extraction mirror, and passes between the target horizontal extraction mirror 2120 and the previous horizontal extraction mirror 2120. .. At this time, if the height H of the horizontal extraction mirror 2120 is lower than the pitch P1 of the horizontal extraction mirror 2120, the distance Ll between the previous horizontal extraction mirror 2120 and the reflected light 55 becomes large, and the deflection light flux group becomes There will be a gap. The lower limit of the height of the horizontal extraction mirror 2120 is such that a gap of a predetermined width B or more is not formed in the deflection light flux group of the horizontal extraction mirror 2120. Preferably, the gap of the deflected luminous flux group has a predetermined width B ≦ 0.5 mm. In the figure, Ll1 is the distance in the Z direction of the horizontal extraction mirror 2120, and Ll1 = H / tan θ. Further, Ll2 is the distance that the reflected light of the luminous flux 55 travels in the Z direction from the reflected position to the lower surface 2124 of the horizontal mirror group, and Ll2 = H × tanα. Under such conditions, the height H of the horizontal take-out mirror 2120 should satisfy the relationship of the conditional expression (3).

Figure 0007076995000001
Figure 0007076995000001

条件式(3)でNは3以下とするのが良い。本実施例ではNを2とした。条件式の上限を上回るとハーフミラーの透過回数が多くなり、光量ロスが生じて問題となる。 In the conditional expression (3), N should be 3 or less. In this example, N was set to 2. If the upper limit of the conditional expression is exceeded, the number of transmissions of the half mirror increases, which causes a problem of light loss.

本実施例では、条件式(3)で水平取出ミラーの高さを決定したが、これに限ったものではなく、垂直ミラー群における垂直取出ミラーの高さを条件式(3)で決定してもよい。 In this embodiment, the height of the horizontal extraction mirror is determined by the conditional expression (3), but the height is not limited to this, and the height of the vertical extraction mirror in the vertical mirror group is determined by the conditional expression (3). May be good.

図5(A)に本実施例の表示装置における垂直導光部のXY断面図を示す。 FIG. 5A shows an XY cross-sectional view of the vertical light guide portion in the display device of this embodiment.

図5(A)に示しように、垂直導光部22は、垂直伝搬部221と垂直ミラー群222とで構成している。垂直伝搬部221は平板であり、正面2211、背面2212、上面2213を研磨面としており、その他の3つの面には不要光を遮光する遮光膜(遮光部)を設けている。垂直伝搬部の上面2213を入射面としており、水平導光部からの光束がその入射面から入射する。また、垂直伝搬部の正面2211(第2射出面)のうち垂直ミラー群222と接合されている領域を射出領域としており、垂直伝搬部の少なくとも一部を通過した光がその射出領域から射出する。垂直伝搬部221に入射した伝搬光束は、垂直伝搬部221の垂直方向に平行な4面のうち2面以下(正面2211、背面2212)で内面反射を繰り返しながら垂直方向に伝搬される。垂直ミラー群222は垂直伝搬部の背面2212(第2反射面)と対向させて配置されている。垂直ミラー群222には、入射した光束の一部を透過し一部を反射する透過反射面を有した垂直取出ミラー2220を複数備え、垂直取出ミラー2220をXY断面内で傾け、かつ互いに平行にしてY軸方向に並べて配置している。垂直ミラー群222の外形は平板形状であり、正面2221、背面2222を研磨面としている。垂直伝搬部221、及び垂直ミラー群222は水平方向(Z軸方向)に最も幅が広く、次に垂直方向(Y軸方向)に幅が広く、奥行き方向(X軸方向)が最も幅が狭い。垂直ミラー群222を垂直伝搬部221の観察者の眼5側に配置し、垂直伝搬部221の正面2211と垂直ミラー群の背面2222とを接合して垂直伝搬部221と垂直ミラー群222とを一体化している。垂直伝搬部221の正面2211と垂直ミラー群222の背面2222との接合面には透過反射膜を塗布しており、入射した光束の一部を透過し一部を反射する構成とした。 As shown in FIG. 5A, the vertical light guide unit 22 is composed of a vertical propagation unit 221 and a vertical mirror group 222. The vertical propagation portion 221 is a flat plate, and the front surface 2211, the back surface 2212, and the upper surface 2213 are polished surfaces, and the other three surfaces are provided with a light-shielding film (light-shielding portion) that shields unnecessary light. The upper surface 2213 of the vertical propagation portion is an incident surface, and the light flux from the horizontal light guide portion is incident from the incident surface. Further, the region of the front surface 2211 (second ejection surface) of the vertical propagation portion that is joined to the vertical mirror group 222 is defined as an emission region, and light that has passed through at least a part of the vertical propagation portion is emitted from the emission region. .. The propagating luminous flux incident on the vertical propagating portion 221 is propagated in the vertical direction while repeating internal reflection on two or less of the four planes parallel to the vertical direction of the vertical propagating portion 221 (front surface 2211 and back surface 2212). The vertical mirror group 222 is arranged so as to face the back surface 2212 (second reflecting surface) of the vertical propagation portion. The vertical mirror group 222 includes a plurality of vertical take-out mirrors 2220 having a transmission-reflecting surface that transmits a part of the incident light beam and reflects a part of the incident light beam, and tilts the vertical take-out mirrors 2220 in the XY cross section and makes them parallel to each other. They are arranged side by side in the Y-axis direction. The outer shape of the vertical mirror group 222 is a flat plate shape, and the front surface 2221 and the back surface 2222 are polished surfaces. The vertical propagation section 221 and the vertical mirror group 222 are the widest in the horizontal direction (Z-axis direction), then the widest in the vertical direction (Y-axis direction), and the narrowest in the depth direction (X-axis direction). .. The vertical mirror group 222 is arranged on the observer's eye 5 side of the vertical propagation section 221, and the front surface 2211 of the vertical propagation section 221 and the back surface 2222 of the vertical mirror group are joined to form the vertical propagation section 221 and the vertical mirror group 222. It is integrated. A transmissive reflective film is applied to the joint surface between the front surface 2211 of the vertical propagation portion 221 and the back surface 2222 of the vertical mirror group 222, so that a part of the incident light beam is transmitted and a part of the incident light beam is reflected.

図3(B)に示した水平導光部21の水平ミラー群212の下面2124と、図5に示した垂直導光部22の垂直伝搬部221の上面2213とを接合して水平導光部21と垂直導光部22とを一体化している。 The lower surface 2124 of the horizontal mirror group 212 of the horizontal light guide unit 21 shown in FIG. 3 (B) and the upper surface 2213 of the vertical propagation unit 221 of the vertical light guide unit 22 shown in FIG. 5 are joined to join the horizontal light guide unit. 21 and the vertical light guide unit 22 are integrated.

水平導光部21の水平取出ミラーで反射された伝搬光束は、垂直伝搬部221の上面2213に入射して垂直伝搬部221内部へ入射し、垂直伝搬部221の正面2211と背面2212との間で内面反射を繰り返しながら垂直伝搬部221内を伝搬する。垂直伝搬部221の正面2211のうち垂直ミラー群の背面2222との接合している部分は、接合面に備えた透過反射膜によって、伝搬光束の一部が透過して垂直ミラー群222へ入射し、一部が反射して再び垂直伝搬部221内を伝搬する。 The propagating luminous flux reflected by the horizontal extraction mirror of the horizontal light guide section 21 enters the upper surface 2213 of the vertical propagating section 221 and enters the inside of the vertical propagating section 221 between the front surface 2211 and the back surface 2212 of the vertical propagating section 221. It propagates in the vertical propagation section 221 while repeating the inner surface reflection. The portion of the front surface 2211 of the vertical propagation portion 221 that is joined to the back surface 2222 of the vertical mirror group is incident on the vertical mirror group 222 through a part of the propagating light flux by the transmission reflection film provided on the joint surface. , A part of it is reflected and propagates in the vertical propagation section 221 again.

垂直ミラー群222には背面2212に対してXY方向に58°傾け、互いに平行に配置した垂直取出ミラー2220を28枚設置している。各垂直取出ミラー2220は垂直ミラー群222へ入射した伝搬光束の一部を反射して垂直ミラー群の正面2221の方向へ偏向するとともに、伝搬光束の一部を透過させる。1つ目の垂直取出ミラー2220を透過した伝搬光束は次の垂直取出ミラー2220によって反射され垂直ミラー群222の正面2221の方向へ偏向させる。 The vertical mirror group 222 is provided with 28 vertical take-out mirrors 2220 tilted 58 ° in the XY direction with respect to the back surface 2212 and arranged in parallel with each other. Each vertical extraction mirror 2220 reflects a part of the propagating light flux incident on the vertical mirror group 222 and deflects it toward the front surface 2221 of the vertical mirror group, and at the same time, transmits a part of the propagating light beam. The propagating light flux transmitted through the first vertical extraction mirror 2220 is reflected by the next vertical extraction mirror 2220 and deflected toward the front 2221 of the vertical mirror group 222.

垂直ミラー群222の正面2221は垂直伝搬部221の背面2212と平行であり、垂直ミラー群222へ入射したままの角度では垂直ミラー群222の正面2221に入射した場合は入射角が臨界角を超えるので全反射される。一方で、垂直取出ミラー2220で偏向された伝搬光束は、垂直ミラー群222の正面2221への入射角が臨界角よりも小さくなり、伝搬光束が垂直ミラー群222の正面2221から観察者の眼5の方向(第3方向側)へ射出する。これにより、観察者の眼5に光束を入射させて画像を表示することができる。なお、入射角とは、光束の入射方向と入射面の法線とがなす角度のことである。 The front surface 2221 of the vertical mirror group 222 is parallel to the back surface 2212 of the vertical propagation portion 221. So it is totally reflected. On the other hand, in the propagating light flux deflected by the vertical extraction mirror 2220, the angle of incidence on the front surface 2221 of the vertical mirror group 222 is smaller than the critical angle, and the propagating light flux is from the front surface 2221 of the vertical mirror group 222 to the observer's eye 5. Is ejected in the direction of (third direction side). As a result, the image can be displayed by injecting a light flux into the observer's eye 5. The incident angle is an angle formed by the incident direction of the luminous flux and the normal line of the incident surface.

垂直導光部22においても、水平導光部21と同様に、1つの画角における伝搬光束が複数の垂直取出ミラー2220で偏向されるように構成することによって偏向光束群の光束幅を伝搬光束の光束幅よりも拡大している。 Similarly to the horizontal light guide unit 21, the vertical light guide unit 22 is configured so that the propagating light flux at one angle is deflected by a plurality of vertical extraction mirrors 2220, so that the luminous flux width of the deflected light beam group is propagated. It is wider than the luminous flux width of.

図6は本実施例の垂直取出ミラーの概要図である。 FIG. 6 is a schematic view of the vertical take-out mirror of this embodiment.

図6を用いて本実施例の垂直取出ミラーを説明する。 The vertical take-out mirror of this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施例の垂直ミラー群222として、28枚の垂直取出ミラー2220を用いている。本実施例では、水平取出ミラーの枚数を、垂直取出ミラーの枚数よりも多くしている。これは、観察者の眼に対する画角のうち水平画角を垂直画角より大きく設定しており、更に、観察者の眼と水平ミラー群との距離が観察者の眼と垂直ミラー群との距離よりも大きいためである。この構成によって、観察者に良好な画像を常に提供することが可能となる。 As the vertical mirror group 222 of this embodiment, 28 vertical take-out mirrors 2220 are used. In this embodiment, the number of horizontal take-out mirrors is larger than the number of vertical take-out mirrors. This sets the horizontal angle of view to be larger than the vertical angle of view among the angles of view for the observer's eyes, and further, the distance between the observer's eyes and the horizontal mirror group is the distance between the observer's eyes and the vertical mirror group. This is because it is larger than the distance. This configuration makes it possible to always provide a good image to the observer.

図6には、28枚の垂直取出ミラー2220のうちの6枚の垂直取出ミラー2220を表示している。本実施例の垂直取出ミラー2220は、Z方向に長軸を持つ矩形のミラーである。本実施例の垂直取出ミラー2220としては、偏光分割する偏光分割ミラーである偏光ビームスプリッタ(PBS)用いている。より具体的には、サブ波長構造(Sub-Wavelength Structure:SWS)を用いた構造複屈折型のPBSの一種であるワイヤーグリッド偏光板を用いている。ワイヤーグリッド偏光板は、光学基板2225上(例えばガラス基板)に誘電体ワイヤ2226(金属ワイヤ、例えばアルミミウム)を波長以下(100nm程度)のピッチで多数並べてグリッド状に構成したものである。ワイヤーグリッド偏光板は、ワイヤーグリッド(金属ワイヤ)と平行方向2227に電場が振動する光(P偏光)を透過させ、ワイヤーグリッドと垂直方向に電場が振動する光(S偏光)を反射する特性がある。すなわち、ワイヤーグリッドの向きによって反射/透過の偏光方向を選択できる偏光ビームスプリッタである点が特徴である。 FIG. 6 shows 6 vertical take-out mirrors 2220 out of 28 vertical take-out mirrors 2220. The vertical extraction mirror 2220 of this embodiment is a rectangular mirror having a long axis in the Z direction. As the vertical extraction mirror 2220 of this embodiment, a polarization beam splitter (PBS), which is a polarization splitting mirror, is used. More specifically, a wire grid polarizing plate which is a kind of structure birefringent type PBS using a sub-wavelength structure (Sub-Wavelength Structure: SWS) is used. The wire grid polarizing plate is formed by arranging a large number of dielectric wires 2226 (metal wires, for example aluminum) on an optical substrate 2225 (for example, a glass substrate) at a pitch of wavelength or less (about 100 nm) in a grid shape. The wire grid polarizing plate has the property of transmitting light (P-polarized light) that vibrates in the electric field in the direction 2227 parallel to the wire grid (metal wire) and reflecting light (S-polarized light) that vibrates the electric field in the direction perpendicular to the wire grid. be. That is, it is a polarization beam splitter that can select the reflection / transmission polarization direction depending on the direction of the wire grid.

本実施例では、垂直取出ミラー2220のワイヤーグリッドの向きを交互に90°回転させて配置することにより、隣り合う垂直取出ミラー2220のワイヤーグリッドの向きが直交するように配置した。具体的には、垂直取出ミラー2220の1つである第1の偏光ビームスプリッタはワイヤーグリッドの向きを垂直取出ミラーの長軸に対して90°とし、隣の垂直取出ミラー2220である第2の偏光ビームスプリッタはワイヤーグリッドの向きを0°とした。最初に入射した垂直取出ミラー2220で伝搬光束を反射光束と透過光束とに分岐し、反射光束を垂直ミラー群の正面2221へ偏向し、透過光束を隣の垂直取出ミラー2220で反射して垂直ミラー群の正面2221へ偏向する構成とした。最初の垂直取出ミラー2220のワイヤーグリッドの向きと隣の垂直取出ミラー2220のワイヤーグリッドの向きは直交しているので、最初の垂直取出ミラー2220の透過光束は隣の垂直取出ミラー2220で全て反射される。第1偏光ビームスプリッタを透過した光は第2偏光ビームスプリッタで反射されて導光板2から射出し、第1偏光ビームスプリッタで反射した光は第2偏光ビームスプリッタを介さずに導光板2から射出させている。このため、伝搬光束が最初に入射した垂直取出ミラー2220で反射光束と透過光束を1:1に分岐し、透過光束は次に入射した垂直取出ミラー2220で反射することによって、1光線が2つの垂直取出ミラー2220から観察者の眼に向けて射出する。これによって、偏向光束群を形成し、偏向光束群の光束幅を伝搬光束の光束幅よりも拡大している。構造複屈折型のPBSの代わりに誘電体多層膜型のPBSを垂直取出ミラー2220として用いた場合には、最初に入射した垂直取出ミラー2220で透過したP偏光が、次に入射した垂直取出ミラー2220でも透過するようにしか構成できない。しかし、構造複屈折型のPBSは、ワイヤーグリッドの向きを変更することにより透過する偏光や反射する偏光の偏光方向を変更できる。したがって、本実施例のように構造複屈折型のPBSを垂直取出ミラー2220として用いれば、最初に入射した垂直取出ミラー2220で透過したP偏光を、隣の垂直取出ミラー2220で反射することが可能になる。なお、本実施例では、偏光度が低い光を放射する有機エレクトロルミネッセンス(OLED)パネルを表示素子4として使用している。しかし、偏光度の高い光を放射する液晶パネル等を表示素子4として使用する場合には、表示素子4と垂直ミラー群222との間の光路中に偏光解消板を設けても良い。具体的には、表示素子4と入射光学系3との間、又は、入射光学系3と導光板2との間に、偏光解消板を配置しても良い。 In this embodiment, the directions of the wire grids of the vertical extraction mirrors 2220 are alternately rotated by 90 ° and arranged so that the directions of the wire grids of the adjacent vertical extraction mirrors 2220 are orthogonal to each other. Specifically, the first polarization beam splitter, which is one of the vertical extraction mirrors 2220, has the wire grid oriented at 90 ° with respect to the long axis of the vertical extraction mirror, and the second vertical extraction mirror 2220 next to the vertical extraction mirror 2220. The polarization beam splitter set the direction of the wire grid to 0 °. The first incident vertical extraction mirror 2220 splits the propagating light into a reflected light and a transmitted light, deflects the reflected light to the front 2221 of the vertical mirror group, and reflects the transmitted light to the adjacent vertical extraction mirror 2220 to make a vertical mirror. It was configured to deflect to the front 2221 of the group. Since the orientation of the wire grid of the first vertical extraction mirror 2220 and the orientation of the wire grid of the adjacent vertical extraction mirror 2220 are orthogonal to each other, the transmitted light beam of the first vertical extraction mirror 2220 is completely reflected by the adjacent vertical extraction mirror 2220. Orthogonal. The light transmitted through the first polarization beam splitter is reflected by the second polarization beam splitter and emitted from the light guide plate 2, and the light reflected by the first polarization beam splitter is emitted from the light guide plate 2 without passing through the second polarization beam splitter. I'm letting you. Therefore, the reflected light beam and the transmitted light beam are branched 1: 1 by the vertical extraction mirror 2220 in which the propagating light flux is first incident, and the transmitted light beam is reflected by the vertical extraction mirror 2220 incident next, so that one light beam is two. It is ejected from the vertical extraction mirror 2220 toward the observer's eyes. As a result, a polarized luminous flux group is formed, and the luminous flux width of the polarized luminous flux group is expanded beyond the luminous flux width of the propagating luminous flux. When a dielectric multilayer film type PBS is used as the vertical extraction mirror 2220 instead of the structural birefringence type PBS, the P polarization transmitted by the first incident vertical extraction mirror 2220 is transferred to the next incident vertical extraction mirror. Even 2220 can only be configured to be transparent. However, in the structural birefringence type PBS, the polarization direction of the transmitted polarized light and the reflected polarized light can be changed by changing the direction of the wire grid. Therefore, if the structural birefringence type PBS is used as the vertical extraction mirror 2220 as in this embodiment, the P polarization transmitted by the vertically incident vertical extraction mirror 2220 can be reflected by the adjacent vertical extraction mirror 2220. become. In this embodiment, an organic electroluminescence (OLED) panel that emits light having a low degree of polarization is used as the display element 4. However, when a liquid crystal panel or the like that emits light having a high degree of polarization is used as the display element 4, a depolarization plate may be provided in the optical path between the display element 4 and the vertical mirror group 222. Specifically, a depolarization plate may be arranged between the display element 4 and the incident optical system 3, or between the incident optical system 3 and the light guide plate 2.

図7に本実施例の垂直取出ミラーの説明図を示す。 FIG. 7 shows an explanatory diagram of the vertical take-out mirror of this embodiment.

図7には5枚の垂直取出ミラー2220を表示している。 FIG. 7 shows five vertical take-out mirrors 2220.

垂直導光部22内を伝搬角ωが小さい伝搬光束が導光しており、最初に到達した垂直取出ミラー2220で光量の半分が反射し、半分が透過する。反射した伝搬光束は垂直ミラー群の正面2221の方向へ偏向されて、観察者の眼へ向けて射出される。透過した伝搬光束は次の垂直取出ミラー2220で反射して垂直ミラー群の正面2221の方向へ偏向されて、観察者の眼へ向けて射出される。 A propagating luminous flux having a small propagating angle ω guides the inside of the vertical light guide unit 22, and half of the light amount is reflected by the vertical extraction mirror 2220 that arrives first, and half is transmitted. The reflected propagating light flux is deflected toward the front 2221 of the vertical mirror group and is emitted toward the observer's eye. The transmitted luminous flux is reflected by the next vertical extraction mirror 2220, deflected in the direction of the front 2221 of the vertical mirror group, and is emitted toward the observer's eye.

このとき、最初の第1垂直取出ミラー2220を透過して次の第2垂直取出ミラー2220で反射された光束とその第2垂直取出ミラー2220に最初に入射して第2垂直取出ミラー2220で反射された光束とが並べて配置される。これにより、観察者の眼に向けて射出する偏向光束群における光束の隙間を減らし、観察者が各画角を均一な光量分布で観察可能な構成を実現している。 At this time, the light beam transmitted through the first vertical extraction mirror 2220 and reflected by the next second vertical extraction mirror 2220 and first incident on the second vertical extraction mirror 2220 and reflected by the second vertical extraction mirror 2220. The light beam is arranged side by side. This reduces the gap between the luminous fluxes in the polarized luminous flux group emitted toward the observer's eyes, and realizes a configuration in which the observer can observe each angle of view with a uniform light amount distribution.

このとき、垂直取出ミラー2220の高さHと間隔Pが条件式(4)を満足するように配置することにより、偏向光束群内の光束の隙間を減らした適切な構成を実現できる。 At this time, by arranging the height H and the interval P of the vertical extraction mirror 2220 so as to satisfy the conditional equation (4), it is possible to realize an appropriate configuration in which the gap between the luminous fluxes in the polarized luminous flux group is reduced.

Figure 0007076995000002
Figure 0007076995000002

上限を超えると、3枚以上の偏光板を通過する構成となり、取出ミラーに到達する伝搬光束に隙間が生じて、結果として偏向光束幅の隙間が大きくなり問題となる。下限を下回ると偏向光束と取出ミラーとの間隔が大きくなり、結果として偏向光束幅の隙間が大きくなり問題となる。 If the upper limit is exceeded, the structure passes through three or more polarizing plates, and a gap is generated in the propagating light flux reaching the extraction mirror, and as a result, the gap in the deflection light flux width becomes large, which becomes a problem. If it is less than the lower limit, the distance between the deflected luminous flux and the extraction mirror becomes large, and as a result, the gap of the deflected luminous flux width becomes large, which becomes a problem.

観察者の眼の瞳(瞳孔)の平均径(約4mm)よりも大きくなり、反射光束の隙間による光量分布が目立つようになって問題である。下限を下回ると反射光束の幅が狭く成りすぎて解像力が低下して問題となる。 It becomes larger than the average diameter (about 4 mm) of the pupil (pupil) of the observer's eye, and the light amount distribution due to the gap of the reflected light flux becomes conspicuous, which is a problem. If it is less than the lower limit, the width of the reflected light flux becomes too narrow and the resolving power is lowered, which causes a problem.

また、構造複屈折型の偏光板は、誘電体膜多層膜型の偏光ビームスプリッタと比較して、入射角特性や波長特性が広い範囲で高い性能(反射率、透過率)を維持できる特徴がある。垂直取出ミラー2220では入射角の範囲が45°以上70°以下と広く、波長も可視光400nm以上700nm以下の広帯域で使用するため、構造複屈折型の偏光板が持つ広角かつ広帯域で高性能が必要となる。 In addition, the structural birefringence type polarizing plate is characterized in that it can maintain high performance (reflectance, transmittance) in a wide range of incident angle characteristics and wavelength characteristics as compared with the dielectric film multilayer film type polarizing beam splitter. be. The vertical extraction mirror 2220 has a wide incident angle range of 45 ° or more and 70 ° or less, and is used in a wide band with visible light of 400 nm or more and 700 nm or less. You will need it.

このように、導光板から射出する光束幅を拡大し、かつ拡大した光束内の光量分布を均一化している。これにより、観察者の眼の位置にEMB(Eye Motion Box)を15mm確保しており、広画角な表示画像の周辺部を観察する際に瞳位置の移動があっても観察者の眼の瞳に表示画像からの光束を常に入射することができ、高品位な画像を提供できる。 In this way, the width of the luminous flux emitted from the light guide plate is expanded, and the light amount distribution in the expanded luminous flux is made uniform. As a result, an EMB (Eye Motion Box) of 15 mm is secured at the position of the observer's eye, and even if the pupil position is moved when observing the peripheral portion of the wide angle of view display image, the observer's eye The luminous flux from the displayed image can always be incident on the pupil, and a high-quality image can be provided.

図5(B)には、図5(A)に示した垂直導光部22と垂直導光部22内の伝搬光束に加えて、外界から垂直導光部22に入射した光束を一点鎖線で示した。 In FIG. 5B, in addition to the propagating light flux in the vertical light guide unit 22 and the vertical light guide unit 22 shown in FIG. 5A, the light flux incident on the vertical light guide unit 22 from the outside world is shown by a chain line. Indicated.

外界からの光束は、垂直伝搬部の背面2212、正面2211、垂直ミラー群の背面2222の順に透過し、更には垂直取出ミラー2220と垂直ミラー群の正面を透過して観察者の眼5に到達する。本実施例の垂直取出ミラー2220にはワイヤーグリッド偏光板を用いているため、ワイヤーグリッドの配列方向と垂直方向の偏光光束はワイヤーグリッド偏光板を透過することができる。これにより、観察者が垂直導光部22越しに外界を観察可能とし、光学シースルーの機能を発揮している。 The luminous flux from the outside world passes through the back surface 2212 of the vertical propagation portion, the front surface 2211, and the back surface 2222 of the vertical mirror group in this order, and further passes through the vertical extraction mirror 2220 and the front surface of the vertical mirror group to reach the observer's eye 5. do. Since the wire grid polarizing plate is used for the vertical extraction mirror 2220 of this embodiment, the polarized light flux in the direction perpendicular to the arrangement direction of the wire grid can pass through the wire grid polarizing plate. As a result, the observer can observe the outside world through the vertical light guide unit 22, and the optical see-through function is exhibited.

更には、垂直取出ミラー2220から観察者の眼5までにおいて、表示素子4からの伝搬光束の光路と外界からの光束の光路とを同じ光路に重ねることができるので、外界に表示素子4からの画像を重ねて表示することが可能となる。 Further, since the optical path of the propagating light beam from the display element 4 and the optical path of the light beam from the outside world can be overlapped on the same optical path from the vertical extraction mirror 2220 to the observer's eye 5, the light path from the display element 4 can be overlapped with the outside world. Images can be overlaid and displayed.

このように本実施例の表示装置では、観察者に水平方向、垂直方向共に広画角で高品位な表示画像を観察可能とするとともに、外界を光学シースルーで観察可能とし、両者を重畳して観察可能にすることができる。 As described above, the display device of the present embodiment enables the observer to observe a high-quality display image with a wide angle of view in both the horizontal and vertical directions, and also enables the outside world to be observed by optical see-through, and both are superimposed. Can be observable.

そして、本実施例の表示装置における入射光学系3は、伝搬光束が、水平伝搬部211の上面2113及び垂直伝搬部221の背面2212で反射されるように、表示素子4からの光をXY断面内とYZ断面内の2方向において斜めに入射させている。これにより、水平方向と垂直方向の2次元方向において、観察者の眼に照射する光束幅を拡大することができ、2次元方向に広画角化している。 Then, the incident optical system 3 in the display device of the present embodiment XY cross sections of the light from the display element 4 so that the propagating light flux is reflected by the upper surface 2113 of the horizontal propagating portion 211 and the back surface 2212 of the vertical propagating portion 221. It is obliquely incident in two directions, the inside and the YZ cross section. As a result, the width of the luminous flux irradiating the observer's eyes can be expanded in the two-dimensional directions of the horizontal direction and the vertical direction, and the angle of view is widened in the two-dimensional direction.

本実施例の表示装置では、水平導光部21の水平取出ミラー2120にハーフミラーとミラーの組合せを用いたが、これに限ったものではない。水平取出ミラー2120に、ハーフミラーだけ、または、ワイヤーグリッドの向きが交差している複数の偏光板の組合せを用いても良い。水平ミラー群212の構成として、前述の垂直ミラー群の構成(ワイヤーグリッド偏光板を交互に回転させて配置する構成)を適用してもよい。 In the display device of this embodiment, a combination of a half mirror and a mirror is used for the horizontal extraction mirror 2120 of the horizontal light guide unit 21, but the present invention is not limited to this. For the horizontal extraction mirror 2120, only a half mirror or a combination of a plurality of polarizing plates having intersecting wire grid orientations may be used. As the configuration of the horizontal mirror group 212, the configuration of the vertical mirror group described above (a configuration in which the wire grid polarizing plates are alternately rotated and arranged) may be applied.

また、垂直導光部22の垂直取出ミラー2220にはワイヤーグリッド偏光板を用いたが、これに限った物ではなく、ハーフミラーやハーフミラーとミラーの組合せを用いてもよい。 Further, although a wire grid polarizing plate is used for the vertical extraction mirror 2220 of the vertical light guide unit 22, the present invention is not limited to this, and a half mirror or a combination of a half mirror and a mirror may be used.

また、本実施例の表示装置では、垂直導光部22の垂直取出ミラー2220にワイヤーグリッド偏光板を交互に90°回転させて配置する構成を用いた。しかし、隣り合うワイヤーグリッドは90°回転に限らず、30°、45°、60°、120°、135°、150°回転であってもよい。要するに、30°以上150°以下が好ましいが、隣り合うワイヤーグリッドが異なる方向を向いていればよい。 Further, in the display device of this embodiment, a configuration is used in which the wire grid polarizing plates are alternately rotated by 90 ° and arranged on the vertical extraction mirror 2220 of the vertical light guide unit 22. However, the adjacent wire grids are not limited to 90 ° rotation, but may be 30 °, 45 °, 60 °, 120 °, 135 °, and 150 ° rotation. In short, it is preferably 30 ° or more and 150 ° or less, but it is sufficient that the adjacent wire grids face different directions.

また、本実施例の導光板では、水平導光部内を光束が水平方向(Z方向)に導光され垂直導光部内を光束が垂直方向(Y方向)に導光されるように構成していた。しかし、特許文献3に記載されているように、水平導光部内を光束が垂直(Y方向)に導光され垂直導光部内を光束が垂直(Z方向)に導光されるように構成してもよい。本実施例のように導光板を構成したほうが、垂直ミラー群の長軸方向が水平方向と一致して観察者の垂直ミラー群の視認性を低減することが可能になるため、より好ましい。なお、本実施例の表示装置では、水平伝搬部の光束の伝搬方向(第1方向)と垂直伝搬部の光束の伝搬方向(第2方向)とが直交し、それらの方向と導光板から光束が射出する方向(第3方向)とが直交するように構成していた。しかし、それらは、必ずしも直交させる必要はなく、交差させる構成にすれば良い。 Further, in the light guide plate of the present embodiment, the light beam is guided in the horizontal direction (Z direction) in the horizontal light guide section, and the light beam is guided in the vertical direction (Y direction) in the vertical light guide section. rice field. However, as described in Patent Document 3, the light beam is guided vertically (Y direction) in the horizontal light guide section and the light flux is guided vertically (Z direction) in the vertical light guide section. May be. It is more preferable to configure the light guide plate as in this embodiment because the long axis direction of the vertical mirror group coincides with the horizontal direction and the visibility of the vertical mirror group of the observer can be reduced. In the display device of this embodiment, the propagation direction (first direction) of the light beam of the horizontal propagation portion and the propagation direction (second direction) of the light beam of the vertical propagation portion are orthogonal to each other, and the direction and the light beam from the light guide plate are orthogonal to each other. Was configured to be orthogonal to the ejection direction (third direction). However, they do not necessarily have to be orthogonal, and may be configured to intersect.

また、本実施例の導光板では、水平伝搬部211と垂直伝搬部221との間に水平ミラー群212を配置した。しかし、水平ミラー群212は、水平伝搬部211の上面2113と垂直伝搬部221との間に配置すればよく、特許文献1と同様、水平伝搬部211の中にミラー群を配置してもよい。ただし、その場合に、特許文献1のように、水平伝搬部211の下面で最後に反射した光束がミラー群によって反射される構成にすることは好ましくない。本実施例のように、水平伝搬部211の上面2113で最後に反射した光束がミラー群によって反射される構成することが好ましい。換言すると、中心画角の光束(ミラー群からY方向と平行に射出する光束)がミラー群のミラーに45°より大きい入射角度で入射するように構成することが好ましい。このように構成することで、伝搬角の絶対値が大きい光束ほど水平導光部の入射面に近い側から有効光束として射出させることができ、本実施例と同様の効果を得ることができる。 Further, in the light guide plate of this embodiment, the horizontal mirror group 212 is arranged between the horizontal propagation unit 211 and the vertical propagation unit 221. However, the horizontal mirror group 212 may be arranged between the upper surface 2113 of the horizontal propagation portion 211 and the vertical propagation portion 221, and the mirror group may be arranged in the horizontal propagation portion 211 as in Patent Document 1. .. However, in that case, it is not preferable to have a configuration in which the luminous flux last reflected on the lower surface of the horizontal gene transfer portion 211 is reflected by the mirror group as in Patent Document 1. As in this embodiment, it is preferable that the light flux finally reflected by the upper surface 2113 of the horizontal gene transfer portion 211 is reflected by the mirror group. In other words, it is preferable that the luminous flux having a central angle of view (the luminous flux emitted from the mirror group in parallel with the Y direction) is incident on the mirror of the mirror group at an incident angle larger than 45 °. With this configuration, the light beam having a larger absolute value of the propagation angle can be emitted as an effective light flux from the side closer to the incident surface of the horizontal light guide portion, and the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

また、本実施例の導光板では、垂直伝搬部221と観察者の眼5との間に垂直ミラー群222を配置した。しかし、垂直ミラー群222は、垂直伝搬部221の背面2212と観察者の眼5との間(つまり、垂直伝搬部221の背面2212よりも、導光板からの光束が射出される方向側)に配置すればよく、垂直伝搬部221の中にミラー群を配置してもよい。ただし、その場合にも、垂直伝搬部221の背面2212で最後に反射した光束がミラー群によって反射される構成することが好ましい。換言すると、中心画角の光束(ミラー群からX方向と平行に射出する光束)がミラー群のミラーに45°より大きい入射角度で入射するように構成することが好ましい。 Further, in the light guide plate of this embodiment, the vertical mirror group 222 is arranged between the vertical propagation portion 221 and the observer's eye 5. However, the vertical mirror group 222 is located between the back surface 2212 of the vertical propagation portion 221 and the observer's eye 5 (that is, the side in the direction in which the light flux from the light guide plate is emitted from the back surface 2212 of the vertical propagation portion 221). It may be arranged, and the mirror group may be arranged in the vertical propagation section 221. However, even in that case, it is preferable that the light flux finally reflected by the back surface 2212 of the vertical propagation portion 221 is reflected by the mirror group. In other words, it is preferable that the luminous flux having a central angle of view (the luminous flux emitted from the mirror group in parallel with the X direction) is incident on the mirror of the mirror group at an incident angle larger than 45 °.

図8に本発明を適用可能な実施例2の表示装置を示す。 FIG. 8 shows a display device of Example 2 to which the present invention can be applied.

本実施例と実施例1との相違点は、水平導光部21ならびに垂直導光部22の構成を変更した点にある。具体的には、水平導光部21においては、水平伝搬部211の高さを水平導光部21の入射光学系の開口絞りよりも高くした点と、水平伝搬部21と水平ミラー群22との接合面に配置した透過反射膜を無くした点である。垂直導光部22においては、垂直伝搬部221のX軸方向の幅を水平伝搬部211のX軸方向の幅よりも大きくした点と、垂直伝搬部221と垂直ミラー群222との接合面に配置した透過反射膜を無くした点である。 The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the configurations of the horizontal light guide unit 21 and the vertical light guide unit 22 are changed. Specifically, in the horizontal light guide unit 21, the height of the horizontal propagation unit 211 is made higher than the aperture stop of the incident optical system of the horizontal light guide unit 21, and the horizontal propagation unit 21 and the horizontal mirror group 22. This is the point where the transmissive reflective film placed on the joint surface of the above is eliminated. In the vertical light guide section 22, the width of the vertical propagation section 221 in the X-axis direction is made larger than the width of the horizontal propagation section 211 in the X-axis direction, and the junction surface between the vertical propagation section 221 and the vertical mirror group 222. This is the point where the placed transmission / reflection film is eliminated.

図9(A)、図9(B)には比較例の水平導光部、図9(C)には本実施例の水平導光部を示す。 9 (A) and 9 (B) show the horizontal light guide section of the comparative example, and FIG. 9 (C) shows the horizontal light guide section of the present embodiment.

図9(A)、図9(B)、図9(C)を用いて本実施例における水平導光部の構成を説明する。 The configuration of the horizontal light guide unit in this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 (A), 9 (B), and 9 (C).

図9(A)、図9(B)、図9(C)中には、水平伝搬部211と水平ミラー群212から成る水平導光部21、投影レンズ31と接続部32とからなる入射光学系3、表示素子4を模式的に表示している。 In FIGS. 9 (A), 9 (B), and 9 (C), the horizontal light guide unit 21 including the horizontal propagation unit 211 and the horizontal mirror group 212, and the incident optics including the projection lens 31 and the connection unit 32. The system 3 and the display element 4 are schematically displayed.

表示素子4の各画素から射出された光束は投影レンズ31によって平行光束に変換されるとともに、表示素子4の画素位置に応じた画角を有する画角光束となる。投影レンズ31からの画角光束は接続部32に入射し、画角光束の一部が接続部32で内面反射して水平伝搬部の入射面2115との接合領域33へ到達し、他の一部は接続部32で内面反射せずに接合領域33へ到達している。これより、水平伝搬部211の長軸Axに対してプラス方向とマイナス方向の2つの入射光束が生じることになる。そして、各画角光束は接合領域33で光束幅を制限されて水平伝搬部211へ入射し、伝搬光束となる。つまり、入射光学系の接続部32と水平伝搬部の入射面2115との接合領域33が、入射光学系3の開口絞り33の機能を持っている。つまり、水平導光部21には入射光学系の開口絞り33で制限された光束が入射している。 The luminous flux emitted from each pixel of the display element 4 is converted into a parallel luminous flux by the projection lens 31, and the luminous flux has an angle of view corresponding to the pixel position of the display element 4. The angle of view light flux from the projection lens 31 is incident on the connection portion 32, and a part of the angle of view light flux is internally reflected by the connection portion 32 to reach the junction region 33 with the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion, and the other one. The portion reaches the joint region 33 without internal reflection at the connecting portion 32. As a result, two incident light fluxes in the plus direction and the minus direction are generated with respect to the major axis Ax of the horizontal gene transfer portion 211. Then, each angle of view light flux is limited in the light beam width at the junction region 33 and is incident on the horizontal propagation portion 211 to become a propagation light beam. That is, the junction region 33 between the connection portion 32 of the incident optical system and the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion has the function of the aperture stop 33 of the incident optical system 3. That is, a light beam limited by the aperture stop 33 of the incident optical system is incident on the horizontal light guide unit 21.

図9(A)に示したように比較例は、水平伝搬部の左面2115の全面を使って入射光学系の接続部32と接合しており、水平伝搬部の左面2115が入射光学系の開口絞り33と同サイズである。水平伝搬部の入射面2115から入射した伝搬光束が、水平伝搬部の上面2113、下面2114で内面反射して水平伝搬部211内部を伝搬している。水平伝搬部の入射面2115ではYZ方向において、水平伝搬部211の長軸Axに対してプラス方向とマイナス方向の2つの方向で入射させており、水平伝搬部211内を伝搬光束で満たすことができる。これにより、水平ミラー群212の下面2124には、水平伝搬部の入射面2115に近い側において伝搬光束を満遍なく行き渡らせることができる。 As shown in FIG. 9A, in the comparative example, the entire left surface 2115 of the horizontal propagation portion is joined to the connection portion 32 of the incident optical system, and the left surface 2115 of the horizontal propagation portion is an opening of the incident optical system. It is the same size as the aperture 33. The propagating luminous flux incident from the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion is internally reflected by the upper surface 2113 and the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion and propagates inside the horizontal propagation portion 211. On the incident surface 2115 of the horizontal propagation section, the incident surface is incident in the YZ direction in two directions, a plus direction and a minus direction, with respect to the long axis Ax of the horizontal propagation section 211, and the inside of the horizontal propagation section 211 can be filled with the propagating luminous flux. can. As a result, the propagating luminous flux can be evenly distributed on the lower surface 2124 of the horizontal mirror group 212 on the side of the horizontal propagating portion close to the incident surface 2115.

図9(A)の比較例の水平導光部21では、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面に透過反射膜を設置しておらず、水平伝搬部211内の伝搬光束は接合面を透過して水平ミラー群212に入射する。この際、水平伝搬部211内の伝搬光束は、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面の開始位置から距離Lpを伝搬し、水平ミラー群212には伝搬光束が隙間なく到達している。 In the horizontal light guide section 21 of the comparative example of FIG. 9A, the transmission reflection film is not installed on the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagation section and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group, and the transmission reflection film is not installed in the horizontal propagation section 211. The propagating luminous flux passes through the joint surface and is incident on the horizontal mirror group 212. At this time, the propagating luminous flux in the horizontal propagating portion 211 propagates a distance Lp from the start position of the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagating portion and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group, and the propagating luminous flux is gapped in the horizontal mirror group 212. Has arrived without.

また、図9(A)中のWeは、中心画角で必要とされる必要光束領域であり、EMBと呼ばれる表示装置の瞳径と同等の幅が必要で、通常6mm~15mmを確保する。 Further, We in FIG. 9A is a required luminous flux region required for the central angle of view, and is required to have a width equivalent to the pupil diameter of a display device called EMB, and usually secures 6 mm to 15 mm.

しかしながら、図9(A)の比較例では、水平ミラー群212の下面2124の位置における必要光束領域Weの一部にしか伝搬光束が届かない。これでは観察者の眼に十分な幅の光束が到達せず、画像が欠ける問題が発生する。 However, in the comparative example of FIG. 9A, the propagating light flux reaches only a part of the required light flux region We at the position of the lower surface 2124 of the horizontal mirror group 212. In this case, the luminous flux having a sufficient width does not reach the observer's eyes, which causes a problem that the image is chipped.

図9(B)には、図9(A)の比較例の水平導光部21に対して、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面に透過反射膜を配置した比較例である。実施例1もこの形態である。この場合、水平伝搬部211内の伝搬光束は水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面で一部が透過して水平ミラー群212に入射し、他の一部は反射して再び水平伝搬部211内を伝搬する。これを繰り返し行うことにより、伝搬光束は水平伝搬部の終端2116まで到達し、水平ミラー群212の全域へ伝搬光束を行き渡らせている。従って、水平取出ミラー2120で偏向された偏向光束群は中心画角の必要光束領域Weの全領域に存在し、観察者の眼に十分な幅の光束を到達させることができる。しかしながら、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面には透過反射膜が配置され、透過反射膜に入射した伝搬光束の一部しか反射しない。例えば、透過反射膜の透過率が25%、反射率が65%だとすると、反射の度に伝搬光束の光量が35%低下する。伝搬距離が長くなる程、透過反射膜での反射回数は増えるので水平導光部21から射出する偏向光束群には伝搬距離に応じた光量分布が生じることとなり、光量の高い所の光量を減光して光量の低い所に合わせて光量分布を補正することとなる。そのため、光量ロスが発生して問題となる。 In FIG. 9B, a transmission reflection film is arranged on the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group with respect to the horizontal light guide portion 21 of the comparative example of FIG. 9A. This is a comparative example. Example 1 is also in this embodiment. In this case, a part of the propagating luminous flux in the horizontal propagating portion 211 is transmitted to the horizontal mirror group 212 at the junction surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagating portion and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group, and the other part is reflected. Then, it propagates in the horizontal propagation section 211 again. By repeating this, the propagating luminous flux reaches the end 2116 of the horizontal propagating portion, and the propagating luminous flux is spread over the entire area of the horizontal mirror group 212. Therefore, the polarized luminous flux group deflected by the horizontal extraction mirror 2120 exists in the entire region of the required luminous flux region We of the central angle of view, and the luminous flux having a sufficient width can reach the observer's eyes. However, a transmissive reflective film is arranged on the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagating portion and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group, and only a part of the propagating light flux incident on the transmissive reflecting film is reflected. For example, if the transmittance of the transmissive reflective film is 25% and the reflectance is 65%, the amount of light of the propagating luminous flux decreases by 35% for each reflection. As the propagation distance becomes longer, the number of reflections by the transmitted reflection film increases, so that the polarized light flux group emitted from the horizontal light guide unit 21 has a light amount distribution according to the propagation distance, and the light amount in a place with a high light amount is reduced. The light amount distribution is corrected according to the place where the light amount is low. Therefore, a light amount loss occurs, which causes a problem.

図9(C)には本実施例の水平導光部を示した。 FIG. 9C shows the horizontal light guide portion of this embodiment.

本実施例の水平伝搬部21は、水平伝搬部211の高さH(Y軸方向の幅)を入射光学系との開口絞り33の高さHaよりもHcだけ高く設定した。水平伝搬部21の下面2114(後述の張出面)に垂直なY軸方向における長さは、入射光学系の開口絞り33のY軸方向における開口の幅の1倍よりも長く、2倍より短い。すなわち、0<Hc<Haとした。なお、ここでの水平伝搬部21のY軸方向における長さは、水平伝搬部21の2つの全反射面(上面2113及び下面2114)間の距離に相当する。 In the horizontal propagation section 21 of this embodiment, the height H (width in the Y-axis direction) of the horizontal propagation section 211 is set higher by Hc than the height Ha of the aperture stop 33 with the incident optical system. The length in the Y-axis direction perpendicular to the lower surface 2114 (the overhanging surface described later) of the horizontal propagation portion 21 is longer than 1 times and shorter than 2 times the width of the aperture of the aperture diaphragm 33 of the incident optical system in the Y-axis direction. .. That is, 0 <Hc <Ha. The length of the horizontal propagation portion 21 in the Y-axis direction here corresponds to the distance between the two total reflection surfaces (upper surface 2113 and lower surface 2114) of the horizontal propagation portion 21.

図9(A)及び図9(B)の比較例では水平伝搬部211の高さH=Haであった。 In the comparative examples of FIGS. 9 (A) and 9 (B), the height H = Ha of the horizontal propagation portion 211.

本実施例の水平導光部21も図9(A)の比較例と同様に、水平伝搬部の入射面2115における接続部32との接続領域33には、YZ断面においてプラスマイナスの2方向の角度(±ω)で光束が入射して伝搬光束になっている。伝搬光束は水平伝搬部の下面2114と上面2113で全反射しながら水平伝搬部211内を伝搬している。また、本実施例の水平導光部も、水平伝搬部の下面2114と水平ミラー群の上面2123との接合面に透過反射膜を設置していない。そのため、水平伝搬部211の下面2114の射出領域に入射した90%以上(より好ましくは95%以上)の伝搬光束は接合面を透過して水平ミラー群212に入射する。従って、水平伝搬部211が水平ミラー群212と接合する領域に入ってからは、反射回数は水平伝搬部の上面2113での1回だけとなる。この1回の反射回数で各画角光束を必要な領域まで届ける必要がある。 Similar to the comparative example of FIG. 9A, the horizontal light guide portion 21 of this embodiment also has a connection region 33 with the connection portion 32 on the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion in two directions of plus and minus in the YZ cross section. A luminous flux is incident at an angle (± ω) to form a propagating luminous flux. The propagating luminous flux propagates in the horizontal propagating portion 211 while being totally reflected by the lower surface 2114 and the upper surface 2113 of the horizontal propagating portion. Further, also in the horizontal light guide portion of this embodiment, the transmission reflection film is not installed on the joint surface between the lower surface 2114 of the horizontal propagation portion and the upper surface 2123 of the horizontal mirror group. Therefore, 90% or more (more preferably 95% or more) of the propagating luminous flux incident on the injection region of the lower surface 2114 of the horizontal propagating portion 211 passes through the junction surface and is incident on the horizontal mirror group 212. Therefore, after the horizontal propagation portion 211 enters the region where the horizontal propagation portion 211 joins with the horizontal mirror group 212, the number of reflections is only once on the upper surface 2113 of the horizontal propagation portion. It is necessary to deliver each angle of view luminous flux to the required region by the number of reflections at one time.

ここで、水平伝搬部の下面2114からスタートして水平伝搬部の上面2113で反射し、再び水平伝搬部の下面2114へ到達するまでを伝搬1周期としたとき、伝搬1周期当たりの伝搬距離Laは条件式(5)で与えられる。
La=H/tanω×2 … 条件式(5)
Here, assuming that one propagation cycle starts from the lower surface 2114 of the horizontal propagation section, is reflected by the upper surface 2113 of the horizontal propagation section, and reaches the lower surface 2114 of the horizontal propagation section again, the propagation distance La per propagation cycle. Is given by the conditional expression (5).
La = H / tanω × 2 ... Conditional expression (5)

条件式(5)に示したように、水平導光部の高さHに比例して伝搬1周期当たりの伝搬距離Laが長くなる。 As shown in the conditional equation (5), the propagation distance La per propagation cycle becomes longer in proportion to the height H of the horizontal light guide portion.

本実施例の水平導光部21は、水平伝搬部211の高さH(Y軸方向の幅)を入射光学系の開口絞り33の高さHaよりもHcだけ高く設定したことにより、伝搬距離を2×Hc/tanω伸ばすことができる。これにより、各画角における必要光束領域Weの遠端(必要光束領域Weの入射面2115から最も遠い位置)に伝搬光束を到達させることができる。図9(C)には中央画角の画角光束を例に挙げて表示しているが、本実施例の構成により中央画角光束における必要光束領域Weの遠端を超える位置へ伝搬光束を届けている。 The horizontal light guide unit 21 of this embodiment has a propagation distance by setting the height H (width in the Y-axis direction) of the horizontal propagation unit 211 to be higher than the height Ha of the aperture stop 33 of the incident optical system by Hc. Can be extended by 2 × Hc / tanω. As a result, the propagating luminous flux can reach the far end of the required luminous flux region We at each angle of view (the position farthest from the incident surface 2115 of the required luminous flux region We). In FIG. 9C, the angle of view luminous flux having a central angle of view is shown as an example, but according to the configuration of this embodiment, the propagating luminous flux is transmitted to a position beyond the far end of the required luminous flux region We in the central angle of view luminous flux. I have delivered it.

各画角における必要光束領域Weの遠端に伝搬光束を到達させるためには、条件式(6)を満足するように、水平伝搬部の高さHを入射光学系の開口絞り33の高さHaよりもHcだけ高く設定すると良い。 In order to reach the far end of the required luminous flux region We at each angle of view, the height H of the horizontal gene transfer portion is set to the height of the aperture diaphragm 33 of the incident optical system so as to satisfy the conditional equation (6). It is better to set it higher by Hc than Ha.

Figure 0007076995000003
ただし、
Hは水平伝搬部211の高さ(Y軸方向の幅)
Haは入射光学系の開口絞り33の高さ
Hcは水平伝搬部211の高さを入射光学系の開口絞り33の高さよりも高くする量
Hmは水平ミラー群212の高さ
Loは水平伝搬部211と水平ミラー群212の接合面の最も入射面2115側の位置から必要光束領域Weの最も入射面2115側の位置までの距離
Weは必要光束領域の幅
ωは伝搬角
… 条件式(6)
Figure 0007076995000003
however,
H is the height of the horizontal gene transfer portion 211 (width in the Y-axis direction)
Ha is the height of the aperture stop 33 of the incident optical system Hc is the amount that makes the height of the horizontal propagation section 211 higher than the height of the aperture stop 33 of the incident optical system Hm is the height of the horizontal mirror group 212 Lo is the horizontal propagation section The distance We from the position on the most incident surface 2115 side of the junction surface between 211 and the horizontal mirror group 212 to the position on the most incident surface 2115 side of the required light beam region We is the width of the required light beam region ω is the propagation angle ... Conditional expression (6)

一方、水平伝搬部211の高さを入射光学系の開口絞り33より高く設定すると、水平伝搬部211内を伝搬光束で満たすことができなくなる。水平伝搬部211内には伝搬光束が存在しない伝搬光束の隙間が生じてしまうが、各画角において伝搬光束の隙間が必要光束領域Wpに掛からないように構成すれば、前述の利点のみが得られる。図9(C)に示した中央画角の画角光束を例においても、伝搬光束の隙間が必要領域Weに掛からないように構成している。 On the other hand, if the height of the horizontal gene transfer portion 211 is set higher than the aperture stop 33 of the incident optical system, the inside of the horizontal gene transfer unit 211 cannot be filled with the propagating luminous flux. A gap of the propagating light flux that does not exist in the horizontal propagating portion 211 is generated, but if the gap of the propagating light flux is configured so as not to be applied to the required light flux region Wp at each angle of view, only the above-mentioned advantages can be obtained. Be done. Even in the example of the angle of view light flux having the central angle of view shown in FIG. 9C, the gap of the propagating light beam is configured so as not to cover the required region We.

そのためには、水平伝搬部211の高さHが入射光学系の開口絞り33の高さHaよりもHcだけ高い領域を水平伝搬部211と水平ミラー群212との接合面の端より接続部32側へ張出す構成が重要である。図9(C)においては張出し量をLhとし、入射光学系3の接続部32の上面で反射した光束を、張出面(水平方向において水平伝搬部の入射面2115とミラー群212との間に配置されており且つ上面2113と対向している面)で反射させている。これにより、伝搬光束が到達する最も手前(水平伝搬部の入射面側に最も近い)の位置が必要光束領域Weよりも手前になるように構成している。 For that purpose, a region where the height H of the horizontal propagation portion 211 is higher by Hc than the height Ha of the aperture stop 33 of the incident optical system is connected to the connection portion 32 from the end of the joint surface between the horizontal propagation portion 211 and the horizontal mirror group 212. The configuration that overhangs to the side is important. In FIG. 9C, the overhang amount is Lh, and the light flux reflected on the upper surface of the connection portion 32 of the incident optical system 3 is placed between the overhang surface (in the horizontal direction, the incident surface 2115 of the horizontal propagation portion and the mirror group 212). It is reflected on the surface that is arranged and faces the upper surface 2113). As a result, the position closest to the arrival of the propagating luminous flux (closest to the incident surface side of the horizontal propagating portion) is configured to be in front of the required luminous flux region We.

各画角において、伝搬光束の隙間を必要光束領域から外すには、水平伝搬部211が入射光学系の開口絞り33よりHc高い部分の張出し量Lhが条件式(7)を満足する構成をとればよい。 In order to remove the gap of the propagating luminous flux from the required luminous flux region at each angle of view, the horizontal propagating portion 211 should have a configuration in which the overhang amount Lh of the portion Hc higher than the aperture diaphragm 33 of the incident optical system satisfies the conditional equation (7). Just do it.

Figure 0007076995000004
ただし、
Haは入射光学系の開口絞り33の高さ
Hcは水平伝搬部211の高さを入射光学系の開口絞り33の高さよりも高くする量
Hmは水平ミラー群212の高さ
Loは水平伝搬部211と水平ミラー群212の接合面の最も入射面2115側の位置から必要光束領域Weの最も入射面2115側の位置までの距離
ωは伝搬角
… 条件式(7)
Figure 0007076995000004
however,
Ha is the height of the aperture stop 33 of the incident optical system Hc is the amount that makes the height of the horizontal propagation section 211 higher than the height of the aperture stop 33 of the incident optical system Hm is the height of the horizontal mirror group 212 Lo is the horizontal propagation section The distance ω from the position on the most incident surface 2115 side of the junction surface between 211 and the horizontal mirror group 212 to the position on the most incident surface 2115 side of the required light beam region We is the propagation angle ... Conditional expression (7)

このように、本実施例では、各画角において必要光束領域Wpに各画角の伝搬光束を到達させるとともに、伝搬光束の隙間部分が必要とされる光束領域Wpに掛からないように構成している。 As described above, in this embodiment, the propagating light flux of each angle of view is made to reach the required light flux region Wp at each angle of view, and the gap portion of the propagating light flux is configured so as not to be applied to the required light flux region Wp. There is.

すなわち、条件式(6)と条件式(7)とを同時に満足する構成がよく、水平伝搬部211の高さを入射光学系の開口絞り33の高さよりも高くする量Hcが条件式(8)を満足する構成とするのが良い。 That is, it is preferable that the conditional expression (6) and the conditional expression (7) are satisfied at the same time, and the amount Hc that makes the height of the horizontal gene transfer portion 211 higher than the height of the aperture stop 33 of the incident optical system is the conditional expression (8). ) Satisfying the configuration.

Figure 0007076995000005
ただし、
Hは水平伝搬部211の高さ(Y軸方向の幅)
Haは入射光学系の開口絞り33の高さ
Hmは水平ミラー群212の高さ
Loは水平伝搬部211と水平ミラー群212の接合面の最も入射面2115側の位置から必要光束領域Weの最も入射面2115側の位置までの距離
Lhは水平伝搬部211が入射光学系の開口絞り33よりHc高い部分の張出し量
Weは必要光束領域の幅
ωは伝搬角
… 条件式(8)
Figure 0007076995000005
however,
H is the height of the horizontal gene transfer portion 211 (width in the Y-axis direction)
Ha is the height of the aperture stop 33 of the incident optical system Hm is the height of the horizontal mirror group 212 Lo is the most required light beam region We from the position on the most incident surface 2115 side of the junction surface between the horizontal propagation portion 211 and the horizontal mirror group 212. The distance Lh to the position on the incident surface 2115 side is the overhang amount We of the portion where the horizontal propagation portion 211 is Hc higher than the aperture diaphragm 33 of the incident optical system. The width ω of the light beam region is the propagation angle ... Conditional expression (8)

本実施例のように、水平導光部の水平伝搬部の高さHを入射光学系3の開口絞り33よりも高くすることで、少ない反射回数で各画角の伝搬光束を必要な光束領域へ到達させることができる。 As in this embodiment, by making the height H of the horizontal propagation portion of the horizontal light guide portion higher than that of the aperture diaphragm 33 of the incident optical system 3, the propagating light flux of each angle of view can be obtained in the required luminous flux region with a small number of reflections. Can be reached.

本実施例では、水平導光部の水平伝搬部の高さを入射光学系3の開口絞り33よりHc高く設定したことや、水平伝搬部211が入射光学系の開口絞り33よりHc高い部分の張出し量Lhを適切に設定した。これによって、透過反射面での反射回数が0回の構成を実現しており、光量ロスを軽減した表示装置を実現している。すなわち、本実施例では、水平伝搬部211に入射した伝搬光束は、水平伝搬部211の水平方向に平行な4面(正面2111、背面2112、上面2113、下面2114)のうち3面以上で内面反射して水平方向に伝搬される。 In this embodiment, the height of the horizontal propagation portion of the horizontal light guide portion is set higher by Hc than the aperture stop 33 of the incident optical system 3, and the horizontal propagation portion 211 is Hc higher than the aperture stop 33 of the incident optical system. The overhang amount Lh was set appropriately. As a result, a configuration in which the number of reflections on the transmission and reflection surface is 0 is realized, and a display device with reduced light amount loss is realized. That is, in this embodiment, the propagating light beam incident on the horizontal propagating portion 211 is the inner surface of three or more of the four planes (front surface 2111, back surface 2112, upper surface 2113, lower surface 2114) parallel to the horizontal direction of the horizontal propagating portion 211. It is reflected and propagated horizontally.

図9(B)の比較例では、中心画角の光束が、必要光束領域Weを含む中央部に配置されているミラーだけでなく、両端部に配置されているミラーでも、反射されるように構成されており、光量ロスが多かった。しかし、図9(C)の本実施例では、中心画角の光束が、必要光束領域Weを含む中央部に配置されているミラーだけで反射され、両端部に配置されているミラーでは反射されないように構成しており、光量ロスが少ない。 In the comparative example of FIG. 9B, the luminous flux at the central angle of view is reflected not only by the mirror arranged in the central portion including the required luminous flux region We but also by the mirrors arranged at both ends. It was configured and there was a lot of light loss. However, in this embodiment of FIG. 9C, the luminous flux at the central angle of view is reflected only by the mirrors arranged in the central portion including the required luminous flux region We, and is not reflected by the mirrors arranged at both ends. The light intensity loss is small.

なお、本実施例では、開口絞りの開口の両端のうち、下側(張出面側)の一端を下面(張出面)2114と同じ位置に配置し、上側(反射面側)の他端を上面(反射面)2113よりも下側に配置していた。しかし、開口絞りの開口の両端のうち、上側(反射面側)の一端を上面(反射面)2113と同じ位置に配置し、下側(張出面側)の他端を下面(張出面)2114よりも上側に配置してもよい。ただし、この場合は、伝搬距離をHc/tanωしか伸ばすことができない。 In this embodiment, one end of the lower side (overhanging surface side) of both ends of the opening of the aperture diaphragm is arranged at the same position as the lower surface (overhanging surface) 2114, and the other end of the upper side (reflection surface side) is the upper surface. (Reflective surface) It was arranged below 2113. However, of both ends of the opening of the aperture diaphragm, one end on the upper side (reflection surface side) is arranged at the same position as the upper surface (reflection surface) 2113, and the other end on the lower side (overhanging surface side) is placed on the lower surface (overhanging surface) 2114. It may be placed above the above. However, in this case, the propagation distance can be extended only by Hc / tanω.

図10には、本実施例の垂直導光部22を示す。 FIG. 10 shows the vertical light guide unit 22 of this embodiment.

本実施例においても垂直導光部22は垂直伝搬部221と垂直ミラー群222とから構成される。垂直ミラー群222は複数の垂直取出ミラー2220を備え、各垂直取出ミラー2220にはワイヤーグリッドを使用し、隣り合う垂直取出ミラー2220でワイヤーグリッドの方向を90°回転させて配置している。なお、本実施例では、図10に示したように、垂直伝搬部221に段差を設けて、その段差のところに垂直ミラー群222を配置している。 Also in this embodiment, the vertical light guide unit 22 is composed of a vertical propagation unit 221 and a vertical mirror group 222. The vertical mirror group 222 includes a plurality of vertical extraction mirrors 2220, a wire grid is used for each vertical extraction mirror 2220, and adjacent vertical extraction mirrors 2220 are arranged by rotating the direction of the wire grid by 90 °. In this embodiment, as shown in FIG. 10, a step is provided in the vertical propagation portion 221 and the vertical mirror group 222 is arranged at the step.

本実施例の垂直伝搬部221の厚みT(X方向の幅)は、実施例1の垂直伝搬部221の厚みよりも大きくしている。実施例1の垂直伝搬部221の厚みは水平導光部21の厚みと同じであるが、本実施例の垂直伝搬部221の厚みTは水平導光部21の厚みTaよりもTc大きくしている。これにより、垂直伝搬部221内の伝搬光束は垂直伝搬部の背面2212で全反射した後、垂直ミラー群222へ入射し、垂直取出ミラー2220で反射されて偏向され垂直ミラー群の正面2221から射出して観察者の眼5へ入射する。 The thickness T (width in the X direction) of the vertical propagation portion 221 of this embodiment is larger than the thickness of the vertical propagation portion 221 of the first embodiment. The thickness of the vertical propagation portion 221 of the first embodiment is the same as the thickness of the horizontal light guide portion 21, but the thickness T of the vertical propagation portion 221 of the present embodiment is Tc larger than the thickness Ta of the horizontal light guide portion 21. There is. As a result, the propagating light beam in the vertical propagating section 221 is totally reflected by the back surface 2212 of the vertical propagating section, then incident on the vertical mirror group 222, reflected by the vertical extraction mirror 2220, deflected, and ejected from the front surface 2221 of the vertical mirror group. Then, it is incident on the observer's eye 5.

ここで、垂直伝搬部221を厚くしたことにより、垂直伝搬部の背面2212で1回全反射しただけで各画角光束が必要な場所へ伝搬光束を到達させることができる。これにより、垂直伝搬部221と垂直ミラー群222との接合面で反射させる必要がなくなり、透過反射膜が不要になるばかりでなく、垂直伝搬部221と垂直ミラー群222とを一体化して形成することでコストダウンが図れる。 Here, by making the vertical propagating portion 221 thicker, the propagating light flux can reach the place where each angle of view light flux is required only by total internal reflection once on the back surface 2212 of the vertical propagating part. As a result, it is not necessary to reflect at the joint surface between the vertical propagation portion 221 and the vertical mirror group 222, not only the transmission reflection film becomes unnecessary, but also the vertical propagation portion 221 and the vertical mirror group 222 are integrally formed. This can reduce costs.

図11(A)に本発明を適用できる実施例3の正面図、図11(B)に側面図を示す。 11 (A) shows a front view of Example 3 to which the present invention can be applied, and FIG. 11 (B) shows a side view.

本実施例と実施例2との相違点は、水平ミラー群と垂直ミラー群の構成を変更した点と、水平導光部21、垂直導光部22、及び入射光学系の接続部32を一体化して構成した点である。 The difference between the present embodiment and the second embodiment is that the configurations of the horizontal mirror group and the vertical mirror group are changed, and the horizontal light guide unit 21, the vertical light guide unit 22, and the connection portion 32 of the incident optical system are integrated. It is a point that was made into a structure.

図11(A)に示したように、本実施例では導光板2の全体が一体化されており、樹脂製の成形品の中に、水平取出ミラー2120と垂直取出ミラー2220を埋め込んでいる。具体的には水平取出ミラー2120と垂直取出ミラー2220をガラスで製作し、それを金型の中に挿入して外側を覆うように樹脂で成形している。所謂、ガラスインサート成形である。そのため、実施例2のように、水平導光部21の水平伝搬部211と水平ミラー群212との間に明確な境界は無く、所定の取出位置に至っていない伝搬光束に当たってしまわない範囲で取出ミラーを伝搬部のほうへ進出して配置することができる。 As shown in FIG. 11A, in this embodiment, the entire light guide plate 2 is integrated, and the horizontal take-out mirror 2120 and the vertical take-out mirror 2220 are embedded in the resin molded product. Specifically, the horizontal take-out mirror 2120 and the vertical take-out mirror 2220 are manufactured of glass, inserted into a mold, and molded with resin so as to cover the outside. This is so-called glass insert molding. Therefore, as in the second embodiment, there is no clear boundary between the horizontal propagating portion 211 of the horizontal light guide portion 21 and the horizontal mirror group 212, and the taking-out mirror does not hit the propagating light flux that has not reached the predetermined taking-out position. Can be advanced toward the propagation section and placed.

また、本実施例では取出ミラーの高さを場所毎に変化させると共に、隣の取出ミラーとの間隔(ピッチ)も変化させており、より自由度の高い配置を可能としている。水平導光部21の入射面2115から離れるにつれて取出ミラーの間隔が長くなるように構成している。これにより、取出ミラーからの偏向光束群における隙間を減少させ、より均一な光量分布の偏向光束群を観察者の眼に入射させて、高品位な画像を表示することができる。 Further, in this embodiment, the height of the take-out mirror is changed for each place, and the distance (pitch) from the adjacent take-out mirror is also changed, so that the arrangement with a higher degree of freedom is possible. The distance between the extraction mirrors becomes longer as the distance from the incident surface 2115 of the horizontal light guide unit 21 increases. As a result, the gap in the polarized light flux group from the extraction mirror can be reduced, and the polarized light flux group having a more uniform light amount distribution can be incident on the observer's eye to display a high-quality image.

本実施例の導光板2も、入射光学系からの光をZ軸方向に導光する水平導光部21と、Y軸方向に導光する垂直導光部22と、を有する。そして、水平導光部21は水平ミラー212群を備え、水平導光部21内を導光する光束を水平ミラー群212で反射することにより、垂直導光部22へ導光する。 The light guide plate 2 of this embodiment also has a horizontal light guide unit 21 that guides the light from the incident optical system in the Z-axis direction and a vertical light guide unit 22 that guides the light in the Y-axis direction. Then, the horizontal light guide unit 21 includes a horizontal mirror group 212, and guides the light beam that guides the inside of the horizontal light guide unit 21 to the vertical light guide unit 22 by being reflected by the horizontal mirror group 212.

実施例2と同様に、水平導光部21の入射面が、入射光学系3の開口絞り33の役割を果たしている。また、水平導光部21の2つの全反射面間のY軸方向における距離のほうが、開口絞り33のY軸方向における開口幅の1倍よりも長く、2倍より短くなるように、設定されている。 Similar to the second embodiment, the incident surface of the horizontal light guide unit 21 serves as the aperture stop 33 of the incident optical system 3. Further, the distance in the Y-axis direction between the two total reflection surfaces of the horizontal light guide unit 21 is set to be longer than 1 times and shorter than 2 times the opening width in the Y-axis direction of the aperture stop 33. ing.

図11(B)に示したように、垂直導光部22は垂直ミラー群222を備え、垂直導光部22内を導光する光束を垂直ミラー2220で反射することによりX軸方向へ偏向し、観察者の眼5へ向けて光束を垂直導光部22から射出する。 As shown in FIG. 11B, the vertical light guide unit 22 includes a vertical mirror group 222, and the light beam that guides the inside of the vertical light guide unit 22 is reflected by the vertical mirror 2220 to be deflected in the X-axis direction. , A light beam is emitted from the vertical light guide unit 22 toward the observer's eye 5.

なお、本実施例では、複数の取出ミラーの高さと間隔の両方を変化させていたが、複数の取出ミラーの間隔だけを変化させる構成としても、偏向光束群の隙間を減少させることができる。 In this embodiment, both the height and the spacing of the plurality of extraction mirrors are changed, but the gap of the deflected luminous flux group can be reduced even if only the spacing of the plurality of extraction mirrors is changed.

人間の眼は異なる画角を観察するときに眼球を回転させる。一方で、導光板から射出される偏向光束群には隙間が存在し、隙間の位置や大きさは画角によって異なる。 The human eye rotates the eyeball when observing different angles of view. On the other hand, there is a gap in the deflection luminous flux group emitted from the light guide plate, and the position and size of the gap differ depending on the angle of view.

観察者の眼に入射する光束に大きな隙間が存在する場合、眼の瞳に入射する光束の光量が変化するため、均一な明るさの画像を見たとしても、明部と暗部が点在するように見える。例えるならば、まるで網戸越しに景色を見るかのように、良好な視界とは言い難い品質の表示画像となる。 When there is a large gap in the luminous flux incident on the observer's eye, the amount of light incident on the pupil of the eye changes, so even if an image with uniform brightness is viewed, bright and dark areas are scattered. looks like. For example, it is a display image with a quality that cannot be said to have a good field of view, as if you were looking at the scenery through a screen door.

一方、実施例1~3の表示装置では、全画角において観察者の眼に入射する光束の隙間を小さく設定することができるので、画角毎の明部と暗部の差も小さくなり、観察者が気にならない程度に軽減される。常に良好な画像を表示可能な表示装置を提供することができる。 On the other hand, in the display devices of Examples 1 to 3, since the gap between the light flux incident on the observer's eyes can be set small at all angles of view, the difference between the bright part and the dark part at each angle of view becomes small, and the observation is performed. It is reduced to the extent that people do not care. It is possible to provide a display device capable of always displaying a good image.

実施例1~3の表示装置は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ(スマートグラスやARグラスやスカウター等を含む)、ヘッドアップディスプレイ、携帯電話ディスプレイ、3Dディスプレイなどに応用が可能である。 The display devices of Examples 1 to 3 can be applied to, for example, a head-mounted display (including smart glasses, AR glasses, scouters, etc.), a head-up display, a mobile phone display, a 3D display, and the like.

本実施例では、ヘッドマウントディスプレイの一例であるスマートグラスに対して、本発明の表示装置を応用している。 In this embodiment, the display device of the present invention is applied to a smart glass which is an example of a head-mounted display.

図12は、本発明を適用できる実施例4のスマートグラス600の図である。 FIG. 12 is a diagram of a smart glass 600 of Example 4 to which the present invention can be applied.

スマートグラス600は、メガネ型のウエアラブル端末であり、実際に見えている現実の世界に対してさまざまな情報を重ねて表示する、いわゆる拡張現実(AR)のための端末である。 The smart glasses 600 is a glasses-type wearable terminal, and is a terminal for so-called augmented reality (AR) that displays various information superimposed on the real world that is actually seen.

スマートグラス600は、フレームと2つの表示装置1a及び表示装置1bとを有する。フレームは、表示装置1aと表示装置1bとが下面に接合されているリム61と、リム61の両サイドに接合されているテンプル62a及びテンプル62bと、を有する。表示装置1a及び表示装置1bとしては、実施例1~3のいずれかの表示装置を使用することができる。 The smart glass 600 has a frame and two display devices 1a and a display device 1b. The frame has a rim 61 to which the display device 1a and the display device 1b are joined to the lower surface, and temples 62a and 62b joined to both sides of the rim 61. As the display device 1a and the display device 1b, any of the display devices of Examples 1 to 3 can be used.

表示装置1aの表示素子(不図示)からの光が入射光学系3a及び導光板2aによってスマートグラス600を装着した観察者の右眼に導かれて、観察者の右眼に画像が表示される。同様に、表示装置1bの表示素子(不図示)からの光が入射光学系3b及び導光板2bによってスマートグラス600を装着した観察者の左眼に導かれて、観察者の左眼に画像が表示される。 Light from the display element (not shown) of the display device 1a is guided by the incident optical system 3a and the light guide plate 2a to the right eye of the observer wearing the smart glasses 600, and the image is displayed on the right eye of the observer. .. Similarly, the light from the display element (not shown) of the display device 1b is guided by the incident optical system 3b and the light guide plate 2b to the left eye of the observer wearing the smart glasses 600, and the image is displayed on the left eye of the observer. Is displayed.

なお、本実施例のスマートグラス600では、観察者の左右の眼が並ぶ方向を水平導光部21が光束を伝搬する水平方向(第1方向)と等しくし、リム61に垂直な方向を垂直導光部22が光束を伝搬する垂直方向(第2方向)と等しくしている。このように構成することにより、垂直ミラー群のミラーの長手方向を観察者の眼の並ぶ方向と等しくできるため、観察者の垂直ミラー群の視認性を低減することが可能になる。 In the smart glass 600 of the present embodiment, the direction in which the left and right eyes of the observer are lined up is equal to the horizontal direction (first direction) in which the horizontal light guide unit 21 propagates the light beam, and the direction perpendicular to the rim 61 is vertical. The light guide unit 22 is equal to the vertical direction (second direction) in which the light beam propagates. With this configuration, the longitudinal direction of the mirrors of the vertical mirror group can be made equal to the direction in which the observer's eyes are lined up, so that the visibility of the vertical mirror group of the observer can be reduced.

本実施例のスマートグラスによれば、スマートグラスを装着した観察者に画角の広い高画質な画像を表示することができる。 According to the smart glasses of the present embodiment, it is possible to display a high-quality image with a wide angle of view to an observer wearing the smart glasses.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

例えば、実施例1~3の表示装置では、2次元方向に光束幅を拡大する表示装置について説明した。しかし、実施例1の水平ミラー群又は垂直ミラー群の構成を1次元方向に光束幅を拡大する表示装置のミラー群に適用してもよいし、実施例2の水平伝搬部又は垂直伝搬部の構成を1次元方向に光束幅を拡大する表示装置の伝搬部に適用してもよい。また、実施例3のミラー群の構成や実施例3の一体化の概念を1次元方向に光束幅を拡大する表示装置の伝搬部に適用してもよい。 For example, in the display devices of Examples 1 to 3, a display device that expands the luminous flux width in a two-dimensional direction has been described. However, the configuration of the horizontal mirror group or the vertical mirror group of the first embodiment may be applied to the mirror group of the display device for expanding the luminous flux width in the one-dimensional direction, or the horizontal propagation portion or the vertical propagation portion of the second embodiment may be applied. The configuration may be applied to the propagation portion of the display device that expands the luminous flux width in the one-dimensional direction. Further, the concept of the configuration of the mirror group of the third embodiment and the integration of the third embodiment may be applied to the propagation portion of the display device for expanding the luminous flux width in the one-dimensional direction.

1 表示装置
2 導光板(導光素子)
3 入射光学系
4 表示素子
5 観察者の眼
21 水平導光部(第1導光部)
22 垂直導光部(第2導光部)
211 水平伝搬部(第1伝搬部)
212 水平ミラー群(第1ミラー群)
221 垂直伝搬部(第2伝搬部)
222 垂直ミラー群(第2ミラー群)
2113 上面(第1反射面)
2114 下面(第1射出面)
2211 正面(第2射出面)
2212 背面(第2反射面)
2120 水平取出ミラー(複数のミラー)
2121 第1反射領域(ハーフミラー)
2122 第2反射領域(高反射ミラー)
1 Display device 2 Light guide plate (light guide element)
3 Incident optical system 4 Display element 5 Observer's eye 21 Horizontal light guide unit (first light guide unit)
22 Vertical light guide section (second light guide section)
211 Horizontal gene transfer section (first propagation section)
212 Horizontal mirror group (1st mirror group)
221 Vertical propagation section (second propagation section)
222 Vertical mirror group (second mirror group)
2113 Upper surface (first reflective surface)
2114 lower surface (first injection surface)
2211 Front (second injection surface)
2212 Back surface (second reflective surface)
2120 Horizontal take-out mirror (multiple mirrors)
2121 First reflection area (half mirror)
2122 Second reflection area (high reflection mirror)

Claims (10)

導光素子と、表示素子からの光を前記導光素子に入射させる入射光学系とを備える表示装置であって、
前記導光素子は、前記入射光学系からの前記光を第1方向に導く第1導光部と、前記第1導光部からの前記光を前記第1方向と交差する第2方向に導く第2導光部とを有し、
前記第1導光部及び前記第2導光部の少なくとも一方は、前記光が入射する入射面と、前記第1方向又は前記第2方向に沿って配置されており且つ前記光を反射するミラー群と、ミラー群と対向る反射面とを有し、
前記ミラー群は、夫々が前記光を部分的に反射する領域を含む複数のミラーを有し、
前記複数のミラーは、第1ミラーと、第1ミラー及び前記入射面の間に配置される第2ミラーとを含み
前記反射面と前記第1ミラーとの最短距離は、前記反射面と前記第2ミラーとの最短距離よりも長いことを特徴とする表示装置。
A display device including a light guide element and an incident optical system for incident light from the display element on the light guide element.
The light guide element guides the light from the incident optical system in a first direction and guides the light from the first light guide in a second direction intersecting the first direction. It has a second light guide and
At least one of the first light guide unit and the second light guide unit is a mirror that is arranged along the first direction or the second direction and reflects the light with the incident surface on which the light is incident. It has a group and a reflective surface facing the mirror group.
The mirror group each has a plurality of mirrors including a region that partially reflects the light.
The plurality of mirrors include a first mirror and a second mirror arranged between the first mirror and the incident surface .
A display device characterized in that the shortest distance between the reflecting surface and the first mirror is longer than the shortest distance between the reflecting surface and the second mirror.
前記第1導光部は、前記入射面としての第1入射面と、前記第1方向に沿って配置されており且つ前記第2導光部に前記光を導く前記ミラー群としての第1ミラー群と、該第1ミラー群と対向する前記反射面としての第1反射面とを有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。The first light guide unit is arranged along the first direction with the first incident surface as the incident surface, and the first mirror as the mirror group that guides the light to the second light guide unit. The display device according to claim 1, further comprising a group and a first reflecting surface as the reflecting surface facing the first mirror group. 前記第2導光部は、前記入射面としての第2入射面と、前記第2方向に沿って配置されており且つ前記導光素子から前記光を出射させる前記ミラー群としての第2ミラー群と、該第2ミラー群と対向する前記反射面としての第2反射面とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。The second light guide unit has a second incident surface as the incident surface and a second mirror group as the mirror group that is arranged along the second direction and emits the light from the light guide element. The display device according to claim 1 or 2, wherein the display device has a second reflecting surface as the reflecting surface facing the second mirror group. 導光素子と、表示素子からの光を前記導光素子に入射させる入射光学系とを備える表示装置であって、
前記導光素子は、前記入射光学系からの前記光を第1方向に導く第1導光部と、前記第1導光部からの前記光を前記第1方向と交差する第2方向に導く第2導光部とを有し、
前記第1導光部及び前記第2導光部の少なくとも一方は、前記光が入射する入射面と、前記第1方向又は前記第2方向に沿って配置されており且つ前記光を反射するミラー群とを有し、
前記ミラー群は、夫々が前記光を部分的に反射する領域を含む複数のミラーを有し、
記複数のミラーにおける互いに隣接する二つのミラーの間隔が、前記入射面から離れるにつれて長くなっていることを特徴とする表示装置。
A display device including a light guide element and an incident optical system for incident light from the display element on the light guide element.
The light guide element guides the light from the incident optical system in a first direction and guides the light from the first light guide in a second direction intersecting the first direction. It has a second light guide and
At least one of the first light guide unit and the second light guide unit is a mirror that is arranged along the first direction or the second direction and reflects the light with the incident surface on which the light is incident. Have a group and
The mirror group each has a plurality of mirrors including a region that partially reflects the light.
A display device characterized in that the distance between two mirrors adjacent to each other in the plurality of mirrors becomes longer as the distance from the incident surface increases.
前記第1導光部は、前記入射面としての第1入射面と、前記第1方向に沿って配置されており且つ前記第2導光部に前記光を導く前記ミラー群としての第1ミラー群とを有することを特徴とする請求項4に記載の表示装置。The first light guide unit is arranged along the first direction with the first incident surface as the incident surface, and the first mirror as the mirror group that guides the light to the second light guide unit. The display device according to claim 4, wherein the display device has a group. 前記第2導光部は、前記入射面としての第2入射面と、前記第2方向に沿って配置されており且つ前記導光素子から前記光を出射させる前記ミラー群としての第2ミラー群とを有することを特徴とする請求項4又は5に記載の表示装置。The second light guide unit has a second incident surface as the incident surface and a second mirror group as the mirror group that is arranged along the second direction and emits the light from the light guide element. The display device according to claim 4 or 5, wherein the display device has. 前記光を部分的に反射する領域は、前記光を振幅分割することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の表示装置。The display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the region that partially reflects the light is an amplitude division of the light. 前記光を部分的に反射する領域は、前記光を偏光分割することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の表示装置。The display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the region that partially reflects the light is polarized and divided. 前記複数のミラーは、互いに平行であることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の表示装置。The display device according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of mirrors are parallel to each other. 請求項1乃至何れか一項に記載の表示装置と、フレームとを備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 A head-mounted display comprising the display device according to any one of claims 1 to 9 and a frame.
JP2017235479A 2017-12-07 2017-12-07 Display device and head-mounted display Active JP7076995B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235479A JP7076995B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Display device and head-mounted display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235479A JP7076995B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Display device and head-mounted display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019101370A JP2019101370A (en) 2019-06-24
JP7076995B2 true JP7076995B2 (en) 2022-05-30

Family

ID=66973545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017235479A Active JP7076995B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Display device and head-mounted display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7076995B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029034A1 (en) 2005-09-07 2007-03-15 Bae Systems Plc A projection display with a rod-like, rectangular cross-section waveguide and a plate-like waveguide, each of them having a diffraction grating
JP2008533507A (en) 2005-02-10 2008-08-21 ラマス リミテッド Substrate guiding optical device especially for vision enhancement optical system
JP2012088588A (en) 2010-10-21 2012-05-10 Seiko Epson Corp Light guide plate and virtual image display device provided with the same
JP2016042136A (en) 2014-08-18 2016-03-31 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017049511A (en) 2015-09-04 2017-03-09 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017181537A (en) 2016-03-28 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 Optical element, display device, and method for manufacturing optical element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008533507A (en) 2005-02-10 2008-08-21 ラマス リミテッド Substrate guiding optical device especially for vision enhancement optical system
WO2007029034A1 (en) 2005-09-07 2007-03-15 Bae Systems Plc A projection display with a rod-like, rectangular cross-section waveguide and a plate-like waveguide, each of them having a diffraction grating
JP2012088588A (en) 2010-10-21 2012-05-10 Seiko Epson Corp Light guide plate and virtual image display device provided with the same
JP2016042136A (en) 2014-08-18 2016-03-31 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017049511A (en) 2015-09-04 2017-03-09 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017181537A (en) 2016-03-28 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 Optical element, display device, and method for manufacturing optical element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019101370A (en) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7407458B2 (en) Optical system including light-guiding optical element with two-dimensional extension
KR102642251B1 (en) Compact head-mounted display system having uniform image
US20240134202A1 (en) Optical Systems including Light-Guide Optical Elements with Two-Dimensional Expansion
JP6875542B2 (en) Light guide plate and video display device
JP7216665B2 (en) Display device and head mounted display
JP2022517151A (en) Optical system including light guide optics with two-dimensional enlargement
CN107167919B (en) Light guide device and virtual image display device
JP2016042136A (en) Light guide device and virtual image display device
JP2017003845A (en) Light guide device and virtual image display device
JP7046582B2 (en) Display device and head-mounted display
JP2017049511A (en) Light guide device and virtual image display device
WO2006025317A1 (en) Light flux expanding optical system and imag display unit
WO2019111926A1 (en) Display device and head mounted display
JP7076995B2 (en) Display device and head-mounted display
JP6694158B2 (en) Virtual image display device and virtual image display method
JP2017161563A (en) Light guide device and virtual image display device
JP2018205418A (en) Display device
JP2017215501A (en) Light guide and virtual image display device
JP2021113929A (en) Light guide member and virtual image display device
JP2019204123A (en) Light guide member, light guide, and virtual image display unit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211201

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: 20220419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220518

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7076995

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151