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公開番号2025129486
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026144
出願日2024-02-26
発明の名称光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法
出願人株式会社リコー
代理人インフォート弁理士法人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250829BHJP(光学)
要約【課題】高品質の画像を得るための構造を具備した光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法を提供する。
【解決手段】表示装置に用いられるとともに、画像を表示する画像表示素子からの画像光を導光する光学部材である。光学部材は、第1の方向から画像光が入射する入射面と、第1の方向と直交する第2の方向から画像光が出射する出射面と、第1の方向に並んで配置されるとともに画像光に含まれる光束の一部分を透過して他部分を反射する複数の部分反射面と、複数の部分反射面に対応して形成される複数の接合層とを有している。出射面において、出射面と複数の接合層の一端部の境界部を含む平面が第1の被覆部によって被覆されること、及び、出射面の対向面において、対向面と複数の接合層の他端部の境界部を含む平面が第2の被覆部によって被覆されることの少なくとも一方を満足する。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
表示装置に用いられるとともに、画像を表示する画像表示素子からの画像光を導光する光学部材であって、
第１の方向から前記画像光が入射する入射面と、
前記第１の方向と直交する第２の方向から前記画像光が出射する出射面と、
前記第１の方向に並んで配置されるとともに前記画像光に含まれる光束の一部分を透過して他部分を反射する複数の部分反射面と、
前記複数の部分反射面に対応して形成される複数の接合層と、
を有し、
前記出射面において、前記出射面と前記複数の接合層の一端部の境界部を含む平面が第１の被覆部によって被覆されること、及び、前記出射面の対向面において、前記対向面と前記複数の接合層の他端部の境界部を含む平面が第２の被覆部によって被覆されることの少なくとも一方を満足する、
ことを特徴とする光学部材。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記出射面において、前記出射面と前記複数の接合層の一端部の境界部を含む平面が前記第１の被覆部によって被覆され、前記対向面において、前記対向面と前記複数の接合層の他端部の境界部を含む平面が前記第２の被覆部によって被覆される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記入射面と前記出射面と前記複数の部分反射面と前記複数の接合層を有する前記光学部材の本体部は、
前記部分反射面となるコーティングを施した複数の透過平板を積層して、隣接する透過平板同士を接合して前記接合層を形成した後に、前記本体部の形状となるように切り出すことで形成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記第１、第２の被覆部は、接着剤により構成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項５】
前記第１、第２の被覆部は、透過部材の接着により構成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項６】
前記透過部材は、樹脂材料から構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の光学部材。
【請求項７】
前記第１、第２の被覆部は、樹脂材料のセルキャスト成形により構成される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項８】
前記複数の部分反射面のＳ偏光の反射率（入射角度４５°）は、前記複数の部分反射面のＰ偏光の反射率（入射角度４５°）よりも高い、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項９】
前記出射面において、前記出射面と前記複数の接合層の一端部の境界部を含む平面が前記第１の被覆部によって被覆され、
前記第１の被覆部が、負のパワーを有する凹面を構成する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記対向面において、前記対向面と前記複数の接合層の他端部の境界部を含む平面が前記第２の被覆部によって被覆され、
前記第２の被覆部が、正のパワーを有する凸面を構成する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光を透過させる基板、内部反射全体によって基板へ光を連結させる光学手段、及び基板に所有される複数の部分反射面を含み、部分反射面は、互いに平行であり、基板の任意の縁に対して平行ではない光学デバイスが記載されている。
【０００３】
特許文献１の光学デバイスは、例えば、シースルー型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）に使用される光学部材として適用される。シースルー型のヘッドマウントディスプレイの構成として、例えば、画像表示素子から発せられる画像光を光学部材に入射させて、光学部材に内在する複数の部分反射面によって反射させることで、ユーザに向けて画像光を出射する方式が知られている。この方式の光学部材では、出射面に対して複数の部分反射面が所望の角度を持って形成される。そして、このような光学部材の製造方法として、例えば、複数の透過平板の面に部分反射面となるコーティングを施して、これらを重ねて接着剤で接合した後に切り出す方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００３－５３６１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の鋭意研究によると、特許文献１を含む従来技術は、複数の部分反射面を形成する複数の透過平板を積層する際に使用する接着層による接合層（透過面と部分反射面の境界部）が光学部材の出射面とこれに対向する面（反対側の面）に露出する。また、透過平板と接合層の硬度の違いにより光学部材の表面に凹凸が生じる可能性がある。さらに、光学部材の表面に凹凸が生じると、表示装置で表示する像が劣化してユーザに視認される可能性がある。このように、特許文献１を含む従来技術は、高品質の画像を得るための構造を具備した光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法を提供する観点から、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、高品質の画像を得るための構造を具備した光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学部材は、表示装置に用いられるとともに、画像を表示する画像表示素子からの画像光を導光する光学部材であって、第１の方向から前記画像光が入射する入射面と、前記第１の方向と直交する第２の方向から前記画像光が出射する出射面と、前記第１の方向に並んで配置されるとともに前記画像光に含まれる光束の一部分を透過して他部分を反射する複数の部分反射面と、前記複数の部分反射面に対応して形成される複数の接合層と、を有し、前記出射面において、前記出射面と前記複数の接合層の一端部の境界部を含む平面が第１の被覆部によって被覆されること、及び、前記出射面の対向面において、前記対向面と前記複数の接合層の他端部の境界部を含む平面が第２の被覆部によって被覆されることの少なくとも一方を満足する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高品質の画像を得るための構造を具備した光学部材及び表示装置、並びに光学部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る虚像表示装置の一例であるヘッドマウントディスプレイの概略図である。
本発明の一実施形態に係る虚像表示装置用光学系の一例を示す断面図である。
従来の技術課題の一例を示す図である。
本実施形態の光学部材の出射面と対向面の表面形状の一例を示す図である。
本実施形態の光学部材の構成の一例を示す図である。
本実施形態の光学部材の製造方法の一例を示す工程図である。
第１、第２の被覆部の構成の別態様を示す図である。
光学部材の構成の別態様を示す図である。
具体的な数値実施例の虚像表示装置用光学系を示す断面図である。
数値実施例において画像表示素子からの画像光が虚像表示装置用光学系を通過したときの横収差図である。
数値実施例において無限遠物体からの光が光学部材を通過したときの横収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る虚像表示装置用光学系、虚像表示装置の一例であるヘッドマウントディスプレイについて図面を参照しながら説明する。以下の説明において、共通の又は対応する要素については、同一又は類似の符号を付して、重複する説明を適宜簡略又は省略する。ここで、「虚像表示装置用光学系」は「光学系」と読み替えてもよく、「虚像表示装置」及び「ヘッドマウントディスプレイ」は「表示装置」と読み替えてもよい。さらに、「光学部材」は「導光部材」と読み替えてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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