(57)【要約】  光源部及び表示素子により生成された画像光はコリメート光学系を通してライトガイド（１０）に導入される。画像光はライトガイド（１０）の基板（１００）内部の入射側反射面（１０１）で反射され、間隔が狭い第一面、第二面の間で全反射されてビームスプリッタである複数の射出側反射面（１０２ａ〜１０２ｅ）に達する。入射側反射面（１０１）で反射された画像光の一部は第三面、第四面（１００ｅ、１００ｆ）に当たるが、この第三面、第四面（１００ｅ、１００ｆ）は共に非反射面とされている。そのため、第三面、第四面（１００ｅ、１００ｆ）で反射した光は射出側反射面（１０２ａ〜１０２ｅ）に殆ど達しない。複数の射出側反射面（１０２ａ〜１０２ｅ）で各々反射された画像光は観察者の眼Ｅの前に虚像を形成するが、第三面、第四面（１００ｅ、１００ｆ）での反射光による左右が反転したゴーストが重畳しないので、高い視認性を実現することができる。
2019171450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)表示素子の画面上に形成される画像を情報として含む画像光を発する画像形成部と、
b)前記画像形成部からの画像光を平行光化して後記ライトガイドに入射させる入射光学系と、
c)互いに平行に対向する第一面及び第二面と該第一面及び第二面の離間距離よりも長い離間距離を有して対向する第三面及び第四面とを有する透明な基板、前記入射光学系を通して入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部、並びに、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光を、その光束を拡大しつつ所定位置で該基板の外部に射出させる射出部、を有するライトガイドと、
を備え、前記ライトガイドの第三面と第四面の少なくとも一方の一部を非反射面とした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、
前記非反射面は遮光面であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記遮光面は反射防止剤を塗布することで形成さ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に記載の画像表示装置であって、
前記非反射面は光散乱面であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記光散乱面は前記基板の表面に微細な凹凸を形成する加工を施した面であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置であって、
前記入射部は、前記基板の内部に形成された、前記第一面及び第二面に非平行である反射面であり、
前記射出部は、前記基板の内部に形成された、前記第一面及び第二面に非平行である複数の部分反射面であ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、画像情報を虚像として使用者の眼前に表示する画像表示装置に関し、さらに詳しくは、光束（射出瞳）を拡大するライトガイドを用いた画像表示装置に関する。本発明に係る画像表示装置は、ヘルメットマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、眼鏡型ディスプレイ（いわゆるスマートグラス）などの画像表示装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
自動車や電車では、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示素子に表示された画像をフロントガラスやコンバイナに投影して運転者側に反射させることにより、運転者の眼前に虚像による表示画像を形成するヘッドアップディスプレイが使用されている。また、航空機では、同様の仕組みにより、操縦者が頭部に着用するヘルメットに設けられたコンバイナに画像を投影し、操縦者の眼前に虚像による表示画像を形成するヘルメットマウントディスプレイが使用されている。また最近では、スマートグラス等と呼ばれる眼鏡型、或いは頭部装着型のヘッドマウントディスプレイも普及し始めている。【０００３】
こうした画像表示装置には観察者の眼前に虚像を表示する光学系として様々な方式のものが知られているが、その一つとして、ライトガイド（導光板）を用いた方式がある。これは、特許文献１、２、非特許文献１、２などに記載されているように、画像形成部とコリメート光学系とで形成した画像情報を含む断面積の小さな光束を略矩形平板状であるライトガイドに導入し、該ライトガイドによって光束を拡大して表示するものである。以下の説明では、こうしたライトガイドを利用した画像表示装置を単に画像表示装置という。【０００４】
図４及び図５は従来の画像表示装置の一例における光路構成を示す概略図であり、図４は表示される画像を観察している観察者を真横から見た状態の図、図５は図４中のライトガイド２０を正面から見た状態の図である。説明の便宜上、図中に示すように互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸を定めている。【０００５】
画像表示装置２は、光源部２１、表示素子２２、コリメート光学系２３、及びライトガイド２０を備える。ここでは表示素子２２は透過型液晶表示素子であり、光源部２１はいわゆる透過型液晶表示素子に対するバックライト光源である。光源部２１から出射した光は表示素子２２を背面側から照明し、表示素子２２の表示面上に形成された画像を情報として含む光（以下「画像光」という）が該表示素子２２から射出される。コリメート光学系２３は、表示素子２２の表示面の各点（画素）から射出された画像光をそれぞれ略平行な光束としてライトガイド２０に導入する。したがって、コリメート光学系２３からライトガイド２０に導入される光は、それぞれが表示素子２２の表示面上に形成される画像の異なる部位の情報を含み、異なる角度でライトガイド２０に入射する平行光束の集合である。【０００６】
ライトガイド２０は、y−ｚ平面に平行な第一面２００ａ及び第二面２００ｂ、ｘ−ｙ平面に平行な第三面２００ｃ及び第四面２００ｄを有する偏平立方体形状である透明な基板２００を備える。その基板２００の内部に一つの入射側反射面２０１と複数（この例では３枚）の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｃが形成されている。入射側反射面２０１は第三面及び第四面に垂直であり、第一面２００ａ及び第二面２００ｂに対して傾斜している。複数の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅは同様に第三面及び第四面に垂直であり、第一面２００ａ及び第二面２００ｂに対して傾斜しており、且つそれらは互いに平行である。また、入射側反射面２０１はミラー等の反射面であり、射出側反射面２０２ａ〜２０２ｃは所定の反射率（つまりは透過率）を有する部分反射面つまりはピームスプリッタ又はハーフミラーである。【０００７】
上述したようにコリメート光学系２３からライトガイド２０に導入された画像光は、入射側反射面２０１で反射されたあと第二面２００ｂと第一面２００ａとで１又は複数回全反射しながら基板２００の内部を伝搬し、射出側反射面２０２ａに達する。射出側反射面２０２ａは到達した画像光の一部を反射させ、残りを透過させる。透過した画像光は次の射出側反射面２０２ｂに到達し、その光の一部は反射され、残りは透過する。射出側反射面２０２ｃ〜２０２ｅも同様である。したがって、ライトガイド２０の基板２００の内部を伝搬してきた画像光は複数の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｃでそれぞれ反射され、基板２００の第一面２００ａを透過して外部に射出する。各射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅで反射された画像光はそれぞれ所定の角度で観察者の眼Ｅに入射する。【０００８】
上述したように表示素子２２の表面面上に形成される画像の異なる部位の情報を含む画像光は平行光束として異なる角度でライトガイド２０に入射し、入射側反射面２０１で反射される。この光束が第一面２００ａと第二面２００ｂとで全反射されつつ基板２００の内部を伝搬し、複数の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅで部分的に反射されて基板２００から射出される過程で、光束つまり射出瞳は拡大される。このようにしてこの画像表示装置２では、表示素子２２の表示面に形成された画像が虚像として観察者の眼前に表示される。また、ライトガイド２０の基板２００は透明であり、射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅは部分反射面であるため、観察者はライトガイド２０を通して前方の風景を視認することもできる。【０００９】
このようなライトガイドを用いたシースルー型の画像表示装置はコンパクトで軽量であるという特長を有する。しかしながら、従来の画像表示装置では次のような問題がある。
即ち、コリメート光学系２３からライトガイド２０に導入された画像光の中で、表示素子２２の表示面の中心付近から射出された光に由来する光束は、図５中に二点鎖線で示すように、入射側反射面１０１で反射されたあとｙ−ｚ面内ではほぼｙ軸に沿って伝搬する。一方、コリメート光学系２３からライトガイド２０に導入された画像光の中で、表示素子２２の表示面において左右方向の（ｚ軸方向）端部に近い位置から射出された光に由来する光束は、図５中に一点鎖線で示すように、入射側反射面１０１で反射されたあとｙ−ｚ面内でｙ軸に対し所定の角度を有して（つまりは斜め上方向に）伝搬する。ライトガイド２０において第三面２００ｃと第四面２００ｄとの間隔は第一面２００ａと第二面２００ｂとの間隔に比べて大きい。そのため、ｙ−ｚ面内でｙ軸に対し所定の角度を有して伝搬する画像光は第三面２００ｃや第四面２００ｄに到達しにくいものの、入射側反射面２０１上の第三面２００ｃや第四面２００ｄに比較的近い位置で反射した画像光の一部は第三面２００ｃ又は第四面２００ｄに当たり反射される。こうして第三面２００ｃや第四面２００ｄで反射された画像光と反射されない画像光とが射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅでそれぞれ反射され、観察者の眼Ｅに到達することになる。【００１０】
図５では、ライトガイド２０上のＩ、II、IIIの三つの位置においてそれぞれ得られる画像をライトガイド２０の上部に概略的に示している。この画像中の数字1、2、3はそれぞれ表示素子２２の表示面上に形成される画像上の位置を示しており、2は画像中央、1、3はそれぞれ画像の左右の端部付近の位置を示す。また、図５中の[1]、[2]、[3]はそれぞれ、表示素子２２の表示面上に形成される画像上の1、2、3から発した画像光の光束の進行方向を示している。例えばライトガイド２０上のIIの位置において得られる画像光は、入射側反射面２０１上の位置iiで反射して到来する表示素子２２の表示面の中央付近から発した光束[2]と、入射側反射面２０１上の位置ｉで反射して到来する表示素子２２の表示面の端部から発した光束[1]と、入射側反射面２０１上の位置iiiで反射して到来する表示素子２２の表示面の端部から発した光束[3]とを含む。【００１１】
一方、例えばライトガイド２０上のＩの位置において得られる画像光は、入射側反射面２０１上の位置ｉで反射して到来する表示素子２２の表示面の中央付近から発した光束[2]と、入射側反射面２０１上の位置iiで反射して到来する表示素子２２の表示面の端部から発した光束[3]と、入射側反射面２０１上の位置ｉで反射し第四面２００ｄでさらに反射して到来する表示素子２２の表示面の端部から発した光束[3]とを含む。この第四面２００ｄで反射して到達する画像光は、１回だけ反射しているので左右が反転した（鏡面反射した状態）の画像情報を含む。そのため、この１回反射した画像光は元の画像を左右反転させた画像として重畳されることになる。ライトガイド２０上の位置IIIの位置において得られる画像も同様に、位置[iii]から発して第三面２００ｃで反射して左右反転した画像が重なったものとなる。【００１２】
上述したような単純なゴーストでなく画像の左右反転を伴うゴーストは特に画像の視認性の低下をもたらす。車両の運転者や航空機の操縦者が使用する画像表示装置により表示される画像には運転中や操縦中に知らせるべき重要な文字情報が含まれることがよくあるが、画像の左右反転を伴うゴーストは文字の視認性を大きく低下させるおそれがある。
なお、上記例ではライトガイド２０を垂直方向（ｙ軸方向）に延伸するように配置しているため左右反転のゴーストが発生するが、ライトガイドを水平方向（ｚ軸方向）に延伸するように配置した画像表示装置では上下反転のゴーストが発生することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５４４７７１４号公報
【特許文献２】特許第５２９９３９１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】カレッド・サライエディン（Khaled Sarayeddine）、ほか３名、「モノリシック・ロー・コスト・プラスティック・ライト・ガイド・フォー・フル・カラー・シー-スルー・パーソナル・ビデオ・グラシズ（Monolithic Low Cost plastic light guide for Full colour See-Through Personal Video Glasses）」、［online］、［平成２９年１２月２０日検索］、インターネット＜URL: http://optinvent.com/wp-content/uploads/2016/03/IDW2010_PRJ2_1.pdf＞
【非特許文献２】カイバン・ミルザ（Kayvan Mirza）、ほか１名、「キー・チャレンジズ・トゥー・アフォーダブル・シー・スルー・ウェラブル・ディスプレイ：ザ・ミシング・リンク・フォー・モバイル・エーアール・ディプロイメント（Key Challenges to Affordable See Through Wearable Displays: The Missing Link for Mobile AR Mass Deployment）」、［online］、［平成２９年１２月２０日検索］、インターネット＜URL: http://www.optinvent.com/wp-content/uploads/2016/04/Position-Paper-AR-Glasses-V2.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、視認性の大きな低下に繋がる、左右に反転した或いは上下に反転したゴーストの発生を軽減することができる画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために成された本発明に係る画像表示装置は、
a)表示素子の画面上に形成される画像を情報として含む画像光を発する画像形成部と、
b)前記画像形成部からの画像光を平行光化して後記ライトガイドに入射させる入射光学系と、
c)互いに平行に対向する第一面及び第二面と該第一面及び第二面の離間距離よりも長い離間距離を有して対向する第三面及び第四面とを有する透明な基板、前記入射光学系を通して入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部、並びに、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光を、その光束を拡大しつつ所定位置で該基板の外部に射出させる射出部、を有するライトガイドと、
を備え、前記ライトガイドの第三面と第四面の少なくとも一方の一部を非反射面としたことを特徴としている。【００１７】
ここで「第三面と第四面の少なくとも一方の一部」とは具体的には、入射部により基板の内部に案内された画像光が到達し得る部分の少なくとも一部である。【００１８】
本発明において、前記非反射面は基板とその外界（典型的には外側の大気）との界面での反射をなくす又はその反射の程度を軽減する作用を有しさえすれば、どのような面であってもよい。【００１９】
例えば本発明の一態様として、前記非反射面は遮光面であるものとするとよい。具体的には例えば、こうした遮光面は反射防止剤を基板の表面の塗布することで形成されているものとすることができる。また本発明の他の態様として、前記非反射面は光散乱面であるものとしてもよい。具体的には例えば、こうした光散乱面は基板の表面に微細な凹凸を形成する加工、例えば磨り加工を施した面とすることができる。【００２０】
本発明において、入射光学系を通し平行光化されてライトガイドの基板に導入された画像光はライトガイドの入射部により、基板の第一面と第二面との間で全反射するように該基板の内部に案内される。この画像光は、第三面と第四面との間の離間間隔に比べて狭い間隔の第一面と第二面との間で全反射されつつ基板の内部を伝搬し射出部に到達する。そして、射出部により画像光は基板から外部に取り出され、観察者の眼前に虚像が形成される。一方、入射部により基板内部に案内された画像光の一部は第一面と第二面とにそれぞれ向かいつつ第三面、第四面に当たるが、これら面において少なくとも画像光が当たる部分は非反射面であるので、当たった画像光は反射しない。そのため、射出部において基板の外部に射出される画像光、つまり虚像の形成に寄与する画像光には、第三面、第四面での反射光は含まれない。それにより、例えば上述したような画像が左右に反転した或いは上下に反転したゴーストが生じるという現象を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る画像表示装置によれば、左右に反転した或いは上下に反転したゴーストが正規の画像に重畳することを軽減して、ライトガイドにより表示される虚像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例である画像表示装置における光学系の概略構成図であり、表示される画像を観察している観察者を真横から見た状態の断面図。
【図２】本実施例の画像表示装置における光学系の概略構成図であり、図１中のライトガイド１０を正面から見た状態の平面図。
【図３】本実施例の画像表示装置におけるライトガイド１０を下方から見た状態の平面図。
【図４】従来の画像表示装置における光学系の概略構成図であり、表示される画像を観察している観察者を真横から見た状態の断面図。
【図５】従来の画像表示装置における光学系の概略構成図であり、図４中のライトガイド２０を正面から見た状態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施例である画像表示装置について、添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は本実施例の画像表示装置における光学系の概略構成図であり、図４及び図５と同様に、図１は表示される画像を観察している観察者を真横から見た状態の断面図、図２は図１中のライトガイド１０を正面から見た状態の平面図である。また、図３は図１中のライトガイド１０を下方から見た状態の平面図である。
【００２４】
本実施例の画像表示装置１は、図４、図５に示した従来の画像表示装置２と同じく、光源部１１、表示素子１２、コリメート光学系１３、及びライトガイド１０を備える。光源部１１、表示素子１２及びコリメート光学系１３は、従来の画像表示装置２における光源部２１、表示素子２２、コリメート光学系２３と同じものを用いることができるが、これに限るものではない。例えば表示素子１２としては、透過型液晶表示素子に代えて、反射型液晶表示素子や有機ＥＬディスプレイ、或いは、ＤＭＤ（デジタルマクロミラーデバイス）、ＭＥＭＳミラーなどを用いることもできる。
【００２５】
表示素子１２として反射型液晶表示素子やＤＭＤが使用される場合には、光源部１１は該液晶表示素子やＤＭＤを前面側から照明するものを用いる。また表示素子１２として有機ＥＬディスプレイなどの自己発光型の表示素子が使用される場合には、該表示素子１２に光源部１１が内蔵されているとみなすことができる。また表示素子１２として角度が走査されるＭＥＭＳミラーが使用される場合には、光源部１１として該ＭＥＭＳミラーに向けて細いレーザ光を照射するレーザ光源を用いればよい。
【００２６】
ライトガイド１０は、従来の画像表示装置２におけるライトガイド２０と同じく、ｙ−ｚ平面に平行である第一面１００ａ及び第二面１００ｂ、ｘ−ｙ平面に平行である第三面１００ｅ及び第四面１００ｆを有する偏平立方体形状である基板１００を備える。基板１００は例えばポリカーボネート樹脂や石英ガラスなどの透明体である。この基板１００の内部に、本発明における入射部に相当する一つの入射側反射面１０１と、本発明における射出部に相当する複数（この例では５枚）の射出側反射面１０２ａ〜１０２ｅとが形成されている。入射側反射面１０１は第三面１００ｅ及び第四面１００ｆに垂直であり、第一面１００ａ及び第二面１００ｂに対して傾斜している（非平行である）。複数の射出側反射面１０２ａ〜１０２ｅは同様に第三面１００ｅ及び第四面１００ｆに垂直であり、第一面１００ａ及び第二面１００ｂに対して傾斜しており、且つそれらは互いに平行である。入射側反射面１０１は全反射面であり、射出側反射面１０２ａ〜１０２ｃは所定の反射率を有する部分反射面である。
【００２７】
このライトガイド１０が従来の画像表示装置２におけるライトガイド２０と異なるのは、第一面１００ａと第二面１００ｂとの間の間隔に比べてかなり間隔が大きい第三面１００ｅと第四面１００ｆが共に非反射面とされていることである。ここでは、第三面１００ｅ及び第四面１００ｆを非反射面とするために、基板１００の表面（外界との界面）に反射防止塗料を所定厚さで塗布した被膜層が形成されている。ただし、非反射面とする方法はこれに限らない。例えば、基板１００の表面を研磨加工することで微細な凹凸を形成し、該面に達した光を散乱させるようにしてもよい。なお、ここで「非反射面」とは、完全な非反射性を有していなくても実質的に反射がないとみなせる程度に反射率を小さくした面であればよい。
【００２８】
本実施例の画像表示装置１において、光源部１１からの照明光を受けて表示素子１２の表示画面から発せられた画像光は、コリメート光学系１３によって略平行光化されて第二面１００ｂを通してライトガイド１０に導入される。従来の画像表示装置と同様に、コリメート光学系１３からライトガイド１０に導入される画像光は、それぞれが表示素子１２の表示面上に形成される二次元的な画像の異なる部位の情報を含み、異なる角度でライトガイド１０に入射する平行光束の集合である。
【００２９】
この画像光は入射側反射面１０１で反射されたあと第二面１００ｂと第一面１００ａとで一又は複数回全反射されながら基板１００の内部を伝搬し、最も下に位置する射出側反射面１０２ａに達する。このとき、ライトガイド１０に導入された画像光の中で、表示素子１２の表示面の中心付近から射出された光に由来する光束は、入射側反射面１０１で反射されたあとｙ−ｚ面内ではほぼｙ軸に沿って伝搬する。一方、ライトガイド１０に導入された画像光の中で、表示素子１２の表示面において左右方向の（ｚ軸方向）端部に近い位置から射出された光に由来する光束は、入射側反射面１０１で反射されたあとｙ−ｚ面内でｙ軸に対し所定の角度を有して（つまりは斜め上方向に）伝搬する。そのため、こうした画像光の一部は第三面１００ｅ又は第四面１００ｆに当たるが、これら面は非反射面である。そのため、第三面１００ｅ及び第四面１００ｆにそれぞれ達した画像光は反射されずに消滅する（厳密には吸収されたり散乱されたりする）。したがって、第三面１００ｅ又は第四面１００ｆに一回でも当たった画像光はそれ以降の射出側反射面１０２ａ〜１００ｅに到達しない。
【００３０】
射出側反射面１０２ａは到達した光束の一部を反射させ、残りを透過させる。透過した光は次の射出側反射面１０２ｂに到達し、その光束の一部は反射され、残りは透過する。射出側反射面１０２ｃ〜１０２ｅも同様である。したがって、ライトガイド１０の基板１００の内部を伝搬してきた光束は複数の射出側反射面１０２ａ〜１０２ｅでそれぞれ反射され、基板１００の第一面１００ａを透過して外部に射出する。上述したように基板１００の第三面１００ｅ及び第四面１００ｆからの反射光は射出側反射面１０２ａ〜１０２ｅに殆ど達しないため、射出側反射面１０２ａ〜１０２ｅで反射されて第一面１００ａを通してライトガイド１０の外部に射出される画像光は第三面１００ｅ及び第四面１００ｆからの反射光を殆ど含まない。
【００３１】
例えば図２において、ライトガイド１０上のＩの位置において得られる画像光は、入射側反射面１０１上の位置ｉで反射して到来する表示素子１２の表示面の中央付近から発した光束[2]と、入射側反射面１０１上の位置iiで反射して到来する表示素子１２の表示面の端部から発した光束[3]と、を含むが、従来の画像表示装置とは異なり、入射側反射面１０１上の位置ｉで反射し第四面１００ｆでさらに反射して到来する表示素子１２の表示面の端部から発した光束[3]は含まない。それ故に、１回反射することで左右が反転した画像は重畳されない。ライトガイド１０上のＩの位置において得られる画像光についても同様である。そのため、観察者の眼Ｅから見える虚像には画像の左右が反転したゴーストが重畳しない。このように、本実施例の画像表示装置１は視認性の高い画像（虚像）を観察者に提供することができる。
【００３２】
上記実施例の画像表示装置におけるライトガイド１０の構成、具体的には本発明における入射部及び射出部の構成は、周知のライトガイドの構成に従って様々に変形が可能である。
例えば、ライトガイド１０の基板１００の内部に画像光を案内する入射部としては、例えば非特許文献１に記載されているように、ライトガイド１０の基板１００の第一面１００ａの一部を第二面１００ｂに対し非平行とすることで、その非平行である面（基板１００と外界との界面）で画像光を反射させる反射面としてもよい。或いは、入射部として、非特許文献２や特許文献２に記載されているような反射型体積ホログラムグレーティングを用いてもよい。
また、ライトガイド１０の基板１００の内部から画像光を外部に射出する射出部として、反射型体積ホログラムグレーティングを用いてもよい。
また、基板１００の第三面１００ｅ及び第四面１００ｆは互いに平行である必要はない。また、第三面１００ｅ及び第四面１００ｆはその全体が非反射面である必要はなく、実質的に画像光が到達し得る範囲の全体又はその一部が非反射面であれば、程度の差はあれ、上述したような効果を得ることができる。
【００３３】
また、上記実施例や上記記載の変形例に留まらず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００３４】
１…画像表示装置
１０…ライトガイド
１００…基板
１００ａ…第一面
１００ｂ…第二面
１００ｅ…第三面（非反射面）
１００ｆ…第四面（非反射面）
１０１…入射側反射面
１０２ａ〜１０２ｅ…射出側反射面
１１…光源部
１２…表示素子
１３…コリメート光学系
【図１】
2019171450.tif 000003
【図２】
2019171450.tif 000004
【図３】
2019171450.tif 000005
【図４】
2019171450.tif 000006
【図５】
2019171450.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月3日(2020.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
a)表示素子の画面上に形成される画像を情報として含む画像光を発する画像形成部と、
b)前記画像形成部からの画像光を平行光化して後記ライトガイドに入射させる入射光学系と、
c)互いに平行に対向する第一面及び第二面と該第一面及び第二面の離間距離よりも長い離間距離を有して対向する第三面及び第四面とを有する透明な基板、前記入射光学系を通して入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部、並びに、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光を、その光束を拡大しつつ所定位置で該基板の外部に射出させる射出部、を有するライトガイドと、
を備え、前記ライトガイドの第三面と第四面の少なくとも一方の一部が、該ライトガイドの基板内を伝搬して来た画像光に対して非反射面である、ことを特徴とする画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ライトガイド２０は、y−ｚ平面に平行な第一面２００ａ及び第二面２００ｂ、ｘ−ｙ平面に平行な第三面２００ｃ及び第四面２００ｄを有する偏平立方体形状である透明な基板２００を備える。その基板２００の内部に一つの入射側反射面２０１と複数（この例では３枚）の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｃが形成されている。入射側反射面２０１は第三面及び第四面に垂直であり、第一面２００ａ及び第二面２００ｂに対して傾斜している。複数の射出側反射面２０２ａ〜２０２ｅは同様に第三面及び第四面に垂直であり、第一面２００ａ及び第二面２００ｂに対して傾斜しており、且つそれらは互いに平行である。また、入射側反射面２０１はミラー等の反射面であり、射出側反射面２０２ａ〜２０２ｃは所定の反射率（つまりは透過率）を有する部分反射面つまりはビームスプリッタ又はハーフミラーである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記課題を解決するために成された本発明に係る画像表示装置は、
a)表示素子の画面上に形成される画像を情報として含む画像光を発する画像形成部と、
b)前記画像形成部からの画像光を平行光化して後記ライトガイドに入射させる入射光学系と、
c)互いに平行に対向する第一面及び第二面と該第一面及び第二面の離間距離よりも長い離間距離を有して対向する第三面及び第四面とを有する透明な基板、前記入射光学系を通して入射された画像光が前記第一面及び第二面で全反射されるように前記基板の内部に案内する入射部、並びに、前記入射部から前記基板の内部に案内され前記第一面及び第二面で全反射されつつ該基板内を伝搬して来た画像光を、その光束を拡大しつつ所定位置で該基板の外部に射出させる射出部、を有するライトガイドと、
を備え、前記ライトガイドの第三面と第四面の少なくとも一方の一部が、該ライトガイドの基板内を伝搬して来た画像光に対して非反射面である、ことを特徴としている。
を有する部分反射面である。
【国際調査報告】
2019171450.tif 000008
2019171450.tif 000009
2019171450.tif 000010