(57)【要約】【課題】複数の光源部を用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】光入射部から入射された光（Ｌｉｎ）を内部で導波し、光出射部（１１ａ）から投影方向に光（Ｌｏｕｔ）を投影する投影光学部を備える画像表示装置であって、第１光を照射する第１光源部（１５ａ）と、第２光を照射する第２光源部（１５ｂ）と、第１光を導波する第１ファイバ部（１４ｂ）と、第２光を導波する第２ファイバ部（１４ｃ）と、第１ファイバ部（１４ｂ）および記第２ファイバ部（１４ｃ）に接続されて、第１光と第２光を合波する合波部（１４ｄ）と、合波部（１４ｄ）と光入射部との間で第１光および第２光を導波する第３ファイバ部（１４ａ）とを有する画像表示装置。【選択図】図２
2020144190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射部から入射された光を内部で導波し、光出射部から投影方向に前記光を投影する投影光学部を備える画像表示装置であって、
第１光を照射する第１光源部と、第２光を照射する第２光源部と、
前記第１光を導波する第１ファイバ部と、前記第２光を導波する第２ファイバ部と、
前記第１ファイバ部および前記第２ファイバ部に接続されて、前記第１光と前記第２光を合波する合波部と、
前記合波部と前記光入射部との間で前記第１光および前記第２光を導波する第３ファイバ部とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記合波部は、ファイバカプラであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像表示装置であって、
前記第３ファイバ部の光出射端面と前記光入射部との間には、レンズとプリズムを備えた入射光学部が設けられていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の画像表示装置であって、
前記投影光学部は、透光性材料からなる平板状の導光板を備え、前記導光板の一方面側から他方面側を透視可能であり、
前記光出射部から前記一方面側に対して前記第１光および前記第２光を投影することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両内に各種情報を表示する装置として、アイコンを点灯表示する計器盤が用いられている。また、表示する情報量の増加とともに、計器盤に画像表示装置を埋め込むことや、計器盤全体を画像表示装置で構成することも提案されている。
【０００３】
しかし、計器盤は車両のフロントガラスより下方に位置しているため、計器盤に表示された情報を運転者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があるため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転者が車両の前方を視認したときに情報を読み取れるようにするヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ：Ｈｅａｄ  Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このようなＨＵＤでは、フロントガラスの広い範囲に画像を投影するための光学装置が必要であり、光学装置の小型化および軽量化が望まれている。
【０００４】
一方で、小型の光学装置を用いて光を投影する画像表示装置としては、メガネ形状をしたヘッドマウント型のＨＵＤが知られている（例えば、特許文献２を参照）。ヘッドマウント型のＨＵＤでは、光源から照射された光を視認者の眼に直接照射して、視認者の網膜に画像を投影している。
【０００５】
図４は、従来のヘッドマウント型ＨＵＤの構造を示す模式図であり、図４（ａ）はハーフミラーを用いた例を示し、図４（ｂ）は回折格子を用いた例を示している。
【０００６】
図４（ａ）に示した従来技術のヘッドマウント型ＨＵＤは、導波路部１と、プリズム２と、レンズ３と、光源部４を備え、導波路部１内にはハーフミラー１ａが形成されている。図４（ａ）に示したように、光源部４から照射された入射光Ｌｉｎは、レンズ３とプリズム２を介して導波路部１に入射して表裏面で繰り返し反射されハーフミラー１ａに到達する。ハーフミラー１ａに到達した光は、視認者の眼に向けて出射光Ｌｏｕｔとして照射される。
【０００７】
図４（ｂ）に示した従来技術のヘッドマウント型ＨＵＤでは、導波路部１と、プリズム２と、レンズ３と、光源部４を備え、導波路部１には傾斜端面と裏面と表面が形成され、内部に回折格子部１ｂが設けられている。また、導波路部１の裏面と表面には反射膜１ｃ，１ｄが形成されている。回折格子部１ｂは、導波路部１とは屈折率が異なる材料で構成され、所定間隔で凹凸が形成されたブレーズドグレーティングである。
【０００８】
図４（ｂ）に示したように、光源部４から照射された入射光Ｌｉｎは、レンズ３とプリズム２を介して導波路部１に入射し、傾斜端面で反射される。傾斜端面で反射された入射光Ｌｉｎは導波路部１内を進み、反射膜１ｃ，１ｄで繰り返し反射されて回折格子部１ｂに到達する。回折格子部１ｂに到達した光は、回折格子部１ｂの回折条件によって決まる方向に出射光Ｌｏｕｔとして照射される。ここで、回折格子部１ｂの回折条件は、光の波長と回折格子部１ｂのピッチ、導波路部１と回折格子部１ｂの屈折率差、回折格子部１ｂに光が到達する角度などによって決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１８−１１８６６９号公報
【特許文献２】特表２０１８−５２８４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように従来のＨＵＤ装置では、光源から出射した光を光学素子で所定方向に投影することで視認者の視界中に画像投影が行われる。したがって、ＨＵＤでは視聴環境によって投影画像周辺の明暗が大きく変化し、比較的広い面積への画像投影や背景が明るい場面での画像投影には、光源からの光量を大きくする必要がある。また、フレームレートの増加や、複数色での画像表示も望まれている。
【００１１】
これらの要求を満たす光を出射するためには、複数の光源部を設けることが考えられるが、複数の光源部をＨＵＤ装置内に搭載すると小型化が困難である。特に、ヘッドマウント型ＨＵＤにおいては光源部を含めて頭部に装着するため、装着感が悪化するという問題があった。また、車載用のＨＵＤにおいても、複数の光源部を配置する空間が限定され、設置自由度が低下するという問題があった。また、複数の光源部から出射した光の光軸を合わせて導波路部に入射させる必要があるため、レンズやプリズムの数やサイズが増加し、さらに小型化が困難になるという問題もあった。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、複数の光源部を用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能な画像表示装置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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、光入射部から入射された光を内部で導波し、光出射部から投影方向に前記光を投影する投影光学部を備える画像表示装置であって、第１光を照射する第１光源部と、第２光を照射する第２光源部と、前記第１光を導波する第１ファイバ部と、前記第２光を導波する第２ファイバ部と、前記第１ファイバ部および前記第２ファイバ部に接続されて、前記第１光と前記第２光を合波する合波部と、前記合波部と前記光入射部との間で前記第１光および前記第２光を導波する第３ファイバ部とを有することを特徴とする。
【００１４】
このような本発明の画像表示装置では、第１光源部と第２光源部からの出射光をそれぞれ第１ファイバ部と第２ファイバ部で導波して合波部で合波し、合波した光を第３ファイバ部から光入射部に入射するため、複数の光源部を用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記合波部は、ファイバカプラである。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記第３ファイバ部の光出射端面と前記光入射部との間には、レンズとプリズムを備えた入射光学部が設けられている。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記投影光学部は、透光性材料からなる平板状の導光板を備え、前記導光板の一方面側から他方面側を透視可能であり、前記光出射部から前記一方面側に対して前記第１光および前記第２光を投影する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、複数の光源部を用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における画像表示装置の構成を示す模式斜視図である。
【図２】第１実施形態の画像表示装置での光路を示す模式図である。
【図３】第２実施形態における画像表示装置の構成と光路を示す模式図である。
【図４】従来のヘッドマウント型ＨＵＤの構造を示す模式図であり、図４（ａ）はハーフミラーを用いた例を示し、図４（ｂ）は回折格子を用いた例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、実施形態における画像表示装置の構成を示す模式斜視図である。図２は、本実施形態の画像表示装置での光路を示す模式図である。
【００２１】
図１に示すように本実施形態の画像表示装置は、導光板部１１と、プリズム１２と、レンズ１３と、ファイバ部１４と、光源部１５ａ，１５ｂを有している。また、ファイバ部１４は、出射側ファイバ部１４ａと、入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃと、合波部１４ｄを備えている。
【００２２】
導光板部１１は、透光性材料からなる平板状の部材であり、一方の面側から他方の面側を透視可能であり、本発明における導光板に相当している。導光板部１１の一端側にはプリズム１２が光入射部に近接して配置されている。また図２に示すように導光板部１１は、プリズム１２と反対の他端側内部に光出射部１１ａが形成されている。光出射部１１ａは、導光板部１１内部を進行してきた光を視認者の眼に対して出射するとともに、視認者とは反対側から進行してきた光は透過する部分であり、例えばハーフミラーやホログラム光学素子（ＨＯＥ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈiｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を用いることができる。したがって、光出射部１１ａを備えた導光板部１１は、本発明における投影光学部に相当している。
【００２３】
プリズム１２は、導光板部１１のうち光を入射する光入射部の近傍に配置され断面三角形状の光学要素である。また、導光板部１１とプリズム１２との間には間隙が設けられている。プリズム１２を構成する材料は限定されないが、光源部１５ａ，１５ｂからの光を効率よく導光板部１１に入射させるためには、プリズム１２と導光板部１１の屈折率を同程度にすることが好ましく、導光板部１１と同じ材料を用いることが好ましい。
【００２４】
レンズ１３は、出射側ファイバ部１４ａから出射された光の拡がり角を調整して、プリズム１２および導光板部１１の光入射部に入射させるための光学要素であり、コリメータレンズを用いることができる。プリズム１２とレンズ１３は、本発明における入射光学部に相当している。
【００２５】
ファイバ部１４は、光源部１５ａ，１５ｂから照射された光を導波する光学要素であり、可撓性を有する光ファイバで構成されている。出射側ファイバ部１４ａは、一端が合波部１４ｄに接続されて他端の光出射端面がレンズ１５に対向して配置されており、本発明における第３ファイバ部に相当している。入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃは、それぞれ一端の光入射端面が光源部１５ａ，１５ｂに対向して配置され、他端が合波部１４ｄに接続されており、本発明における第１ファイバ部と第２ファイバ部に相当している。
【００２６】
合波部１４ｄは、出射側ファイバ部１４ａと入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃが接続されており、入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃからの光を合波または合流させて出射側ファイバ部１４ａに入射させる光学要素である。合波部１４ｄの具体的な構成は限定されず、例えば合波用や合流用のファイバカプラやＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）合波器を用いることができる。合波部１４ｄとしては、ファイバ部１４全体の小型化およびスリム化を図るためには溶融型のファイバカプラを用いることが好ましい。以下、光の合波とは、複数の光を一つにまとめる合波と、複数の光を分岐したうえでまとめる合流のいずれの意味も含むとする。
【００２７】
光源部１５ａ，１５ｂは、半導体レーザ素子とパッケージを備えて、所定波長の光を出射する部材であり、それぞれ本発明における第１光源部と第２光源部に相当している。光源部１５ａ，１５ｂの具体的な構成は限定されず、公知のＣＡＮ型やフレーム型パッケージを用いることができる。また、光源部１５ａ，１５ｂには波長変換素子等を搭載して波長変換するとしてもよい。また、光源部１５ａ，１５ｂが出射する光の波長は同一であってもよく、異なる波長であってもよい。特に、１５ａ，１５ｂとして異なる色を出射するものを用いると、複数色での画像表示をすることができ、ＲＧＢ各色を出射させて合波することでカラー画像を表示することができる。
【００２８】
図１，２では、光源部１５ａ，１５ｂを二つ備えた例を示したがさらに多数の光源部と入射側ファイバ部を備えるとしてもよい。その場合にも、複数の入射側ファイバ部からの光を合波部１４ｄで合波して、一つの出射側ファイバ部１４ａからレンズ１３に入射光Ｌ１を入射させる。
【００２９】
図２に示したように本実施形態の画像表示装置では、光源部１５ａ，１５ｂが出射した光はそれぞれ入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃの光入射端面に入射される。入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃを伝搬した光は合波部１４ｄで合波され、出射側ファイバ部１４ａ内を導波されて光出射端面から入射光Ｌｉｎとしてレンズ１３に入射する。ここで入射光Ｌｉｎは、光源部１５ａ，１５ｂからの光が合波部１４ｄで合波されたものであり、出射側ファイバ部１４ａの光出射端面から共通の光軸でレンズ１３に入射する。レンズ１３でコリメートされた入射光Ｌｉｎは、プリズム１２を介して導光板部１１の光入射部に入射し、導光板部１１の内部を繰り返し反射されて光出射部１１ａに到達する。光出射部１１ａに到達した入射光Ｌｉｎは、光出射部１１ａによって視認者側（投影方向）に出射光Ｌｏｕｔとして照射される。視認者は、光出射部１１ａから照射された光と、導光板部１１を透過してきた背景とを重ね合わせて視認する。
【００３０】
上述したように本実施形態の画像表示装置では、複数の光源部１５ａ，１５ｂからの光をファイバ部１４で合波して同じ光軸で導光板部１１に入射させている。これにより、複数の光源部１５ａ，１５ｂから照射される二つの画像情報を重ね合わせて表示することが可能である。このとき、光源部１５ａ，１５ｂから同じ画像情報を表示すると、視認者に到達する光の強度は光源部１５ａ，１５ｂの合計となるため、十分な光量で画像表示を行うことができる。また、光源部１５ａ，１５ｂのフレーム表示を半周期ずらし、例えば３０ＦＰＳの描画を半周期ずつずらして６０ＦＰＳの高いフレームレートで滑らかな動画を表示することもできる。
【００３１】
また、ファイバ部１４は可撓性を有しており、出射側ファイバ部１４ａも数十ｃｍから数ｍの長さにすることができるため、投影光学部から離れた位置に光源部１５ａ，１５ｂを配置することができる。これにより、ヘッドマウント型ＨＵＤ等においては頭部に装着するメガネ型の投影光学部を小型軽量化でき、胸や腰の位置に光源部１５ａ，１５ｂを装着して頭部の装着感を向上することもできる。また、車載用のＨＵＤ等においても、投影光学部とは異なる位置に光源部１５ａ，１５ｂを設置することができるため、放熱性向上や省スペース化を図ることができる位置に光源部１５ａ，１５ｂを配置するなど設置自由度が向上する。また、ファイバ部１４の外皮にプラスチック材料などを用い、ファイバ部１４自体を眼鏡のテンプルとして使用することで、さらなる軽量化を図ることもできる。
【００３２】
以上に述べたように、本実施形態の画像表示装置では、光源部１５ａ，１５ｂからの出射光をそれぞれ入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃで導波して合波部１４ｄで合波し、合波した光を出射側ファイバ部１４ａから光入射部に入射するため、複数の光源部１５ａ，１５ｂを用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図３は、本実施形態における画像表示装置の構成と光路を示す模式図である。
【００３４】
図３に示すように画像表示装置は、プリズム１２と、レンズ１３と、ファイバ部１４と、光源部１５ａ，１５ｂと、投影光学部２０を有し、プリズム１２と投影光学部２０との間には間隙２５が設けられている。また投影光学部２０は、導光板部２１と、回折格子部２２と、反射膜２３を備えている。なお図３は、画像表示装置の構造を模式的に示したものであり、図中の寸法や角度は画像表示装置における実寸を示すものではない。
【００３５】
導光板部２１は、光を透過する材料で構成された略板状の部分であり、側面２１ａと、主面２１ｂと、側面２１ｃと、裏面２１ｄを備えている。導光板部２１のサイズは限定されないが、例えば幅ｄ＝１０ｍｍ、厚さｔ＝２ｍｍ程度の大きさが挙げられる。導光板部２１を構成する材料は限定されないが、例えばＳｉＯ２を主成分とする屈折率１．５程度のガラスを用いることが好ましい。
【００３６】
側面２１ａは、光源部１５ａ，１５ｂからの光が入射する平坦面であり、主面２１ｂに対して略垂直に形成されている。主面２１ｂは、表面に回折格子部２２が形成される平坦面であり、裏面２１ｄに対向している。側面２１ｃは、側面２１ａに対向する平坦面であり、主面２１ｂに対して略垂直に形成されている。裏面２１ｄは、主面２１ｂに対向する平坦面であり、主面２１ｂに対して角度δΘだけ傾斜して形成されている。角度δΘの範囲は１度以上５度以下が好ましい。図１では光の入射面である側面２１ａ側が厚くなるように裏面２１ｄが傾斜した例を示しているが、側面２１ｃ側が厚くなるように裏面２１ｄが傾斜するとしてもよい。
【００３７】
回折格子部２２は、主面２１ｂ上に形成された略板状の部分であり、導光板部２１とは屈折率が異なる材料で構成されており、本発明における光出射部に相当している。回折格子部２２の表面には、複数の凸部２２ａと凹部２２ｂが周期的に形成されており、回折格子を構成している。図１では図示を省略しているが、回折格子部２２の凸部２２ａと凹部２２ｂは、それぞれ紙面の奥行方向にストライプ状に延伸して形成されている。
【００３８】
回折格子部２２を構成する材料は限定されないが、導光板部２１との屈折率差が大きな材料を用いることが好ましく、例えばＴｉＯ２を主成分とする屈折率２．５程度の誘電体を用いることが好ましい。回折格子部２２のサイズは特に限定されないが、面内方向にも光を導波できる厚さを有することが好ましい。回折格子部２２は公知の方法で形成することができ、例えばナノインプリント技術やＥＢＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）技術等を用いることができる。
【００３９】
反射膜２３は、側面２１ａ，１１ｃと裏面２１ｄを覆うように形成された反射率の高い膜である。反射膜２３には、側面２１ａの一部に入射開口部２３ａが形成されており、入射開口部２３ａを介して導光板部２１に対して光を入射可能とされている。反射膜２３を構成する材料は限定されないが、銀等の高反射率金属を蒸着して形成することが好ましい。
【００４０】
間隙２５は、側面２１ａに形成された反射膜２３とプリズム１２との間に設けられた空間である。間隙２５の幅は、光の波長程度であることが好ましい。図３に示した例では間隙２５に空気層が介在しているが、プリズム１２と導光板部２１との光結合効率を向上させるために、導光板部２１と屈折率が近い透明な材料を間隙２５に充填するとしてもよい。また、図３では反射膜２３と間隙２５を空けてプリズム１２を配置した例を示したが、間隙２５を設けず両者を接触させるとしてもよい。また、プリズム１２を用いずに入射開口部２３ａから導光板部２１に光を直接入射させるとしてもよい。
【００４１】
次に、図３を用いて画像表示装置における光路について説明する。光源部１５ａ，１５ｂが出射した光はそれぞれ入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃの光入射端面に入射される。入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃを伝搬した光は合波部１４ｄで合波され、出射側ファイバ部１４ａ内を導波されて光出射端面から入射光Ｌｉｎとしてレンズ１３に入射する。ここで入射光Ｌｉｎは、光源部１５ａ，１５ｂからの光が合波部１４ｄで合波されたものであり、出射側ファイバ部１４ａの光出射端面から共通の光軸でレンズ１３に入射する。レンズ１３でコリメートされた入射光Ｌｉｎは、プリズム１２を介して導光板部２１の光入射部に入射する。入射光Ｌｉｎはプリズム１２の一面に入射し、プリズム１２内部を透過して間隙２５側の面から間隙２５に抜ける。ここで入射光Ｌｉｎはプリズム１２に対して略垂直に入射される。
【００４２】
プリズム１２を通過した入射光Ｌｉｎは、間隙２５および入射開口部２３ａを介して導光板部２１の側面２１ａに対して斜めに入射する。ここで、間隙２５の幅を波長と同程度とすることで、プリズム１２と間隙２５の界面や間隙２５と導光板部２１の界面での光反射を低減して、入射光Ｌｉｎを高効率で導光板部２１内に取り込むことができる。
【００４３】
側面２１ａから入射した入射光Ｌｉｎは、導光板部２１内部を進行する入射光Ｌ１として回折格子部２２に入射角Φで入射する。導光板部２１と回折格子部２２の界面では、入射光Ｌ１の一部は回折格子部２２内に入射し、一部が反射光として導光板部２１内に反射される。入射光Ｌ１のうち回折格子部２２内を進行する光は、導光板部２１と回折格子部２２の屈折率に応じて進行角度が変化し、凸部２２ａと凹部２２ｂによる回折条件を満たす出射角度θｄ１方向に出射光ＬＯ１として出射される。また、回折格子部２２内に取り込まれた光は、屈折率と入射角Φを適切に選択することで空気との界面での漏れ全反射の条件を満たすことができ、回折格子部２２内で繰り返し反射されて回折格子部２２内を伝搬する。
【００４４】
入射光Ｌ１のうち導光板部２１と回折格子部２２の界面で反射された光は、導光板部２１内を進行して側面２１ｃ、裏面２１ｄおよび側面２１ａで反射されて再び主面２１ｂに到達し、再入射光Ｌ２として回折格子部２２に入射する。ここで、裏面２１ｄは主面２１ｂに対して角度δΘだけ傾斜しているため、側面２１ａに到達する光の反射位置は入射開口部２３ａとは異なるものとなる。また、側面２１ａで反射されて主面２１ｂに進行する再入射光Ｌ２は、入射光Ｌ１とはδΘだけ進行角度が異なり非平行である。したがって、再入射光Ｌ２が回折格子部２２に入射する位置と角度は入射光Ｌ１とは異なるものとなる。
【００４５】
導光板部２１と回折格子部２２の界面に入射した再入射光Ｌ２も、入射光Ｌ１と同様に一部は回折格子部２２内に入射し、一部が反射光として導光板部２１内に反射される。また、回折格子部２２内部を進行する再入射光Ｌ２は、回折条件を満たす出射角度θｄ２方向に出射光ＬＯ２として出射される。このとき、再入射光Ｌ２が回折格子部２２に入射する際の入射角は入射光Ｌ１とはδΘだけ異なっているため、回折条件は入射光Ｌ１と再入射光Ｌ２で異なっており、出射角度θｄ１とθｄ２は異なるものとなる。
【００４６】
以下同様に、再入射光Ｌ２のうち導光板部２１と回折格子部２２の界面で反射された光は、導光板部２１内を進行して再び側面２１ｃ、裏面２１ｄおよび側面２１ａで反射される。このように、コリメート光は導光板部２１内で繰り返し反射されて主面２１ｂに到達するが、裏面２１ｄで反射された回数に応じて主面２１ｂへの入射角と位置が異なるものとなる。これにより、繰り返し反射で回折格子部２２に取り込まれた光の回折条件は、裏面２１ｄで反射された回数に応じて異なるものとなり、出射角度もそれぞれ異なるものとなる。
【００４７】
以上に述べたように、導光板部２１に斜めに入射した光は、傾斜した裏面２１ｄでの反射によって回折条件が変化し、回折格子部２２の表面から複数の出射角度で取り出されるため、画像表示装置から広い角度に光を照射することが可能となる。これにより、画像表示装置からの投影距離に応じて画像を拡大して投影することができる。ここでスクリーンとしては、非透過型の白色スクリーンや透過型のガラスでもよく、例えば車両のフロントガラスを用いることができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態の画像表示装置では、投影光学部２０の構造や原理が第１実施形態とは異なっている。しかし、本実施形態の画像表示装置でも、十分な光量で画像表示を行うことができる。また、光源部１５ａ，１５ｂのフレーム表示を半周期異ならせることで滑らかな動画を表示することもできる。
【００４９】
また、光源部１５ａ，１５ｂからの出射光をそれぞれ入射側ファイバ部１４ｂ，１４ｃで導波して合波部１４ｄで合波し、合波した光を出射側ファイバ部１４ａから光入射部に入射するため、複数の光源部１５ａ，１５ｂを用いても軽量化と設置自由度の向上を図ることが可能となる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…導光板部
１１ａ…光出射部
１２…プリズム
１３…レンズ
１４…ファイバ部
１４ａ…出射側ファイバ部
１４ｂ，１４ｃ…入射側ファイバ部
１４ｄ…合波部
１５…レンズ
１５ａ，１５ｂ…光源部
２０…投影光学部
２１…導光板部
２１ａ，２１ｃ…側面
２１ｂ…主面
２１ｄ…裏面
２２…回折格子部
２２ａ…凸部
２２ｂ…凹部
２３…反射膜
２３ａ…入射開口部
２５…間隙
Ｌｉｎ，Ｌ１…入射光
Ｌ２…再入射光
Ｌｏｕｔ，ＬＯ１，ＬＯ２…出射光
【図１】
2020144190.tif 000003
【図２】
2020144190.tif 000004
【図３】
2020144190.tif 000005
【図４】
2020144190.tif 000006