[發(fā)明專利]光學(xué)器件及圖像顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410415285.5
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104423042B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山田文香;米窪政敏;橫山修
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 陳海紅;段承恩

本發(fā)明涉及消除制造上的困難性并得到對于觀察者面部的適配性和廣視場角的光學(xué)器件以及圖像顯示裝置。在導(dǎo)光體的光入射面配置有第1衍射光學(xué)元件，在導(dǎo)光體的光出射面配置有第2衍射光學(xué)元件，并且在導(dǎo)光體的第2衍射光學(xué)元件側(cè)的端面配置有反射層。第1衍射光學(xué)元件的衍射光柵的傾斜面傾斜成，第1衍射光學(xué)元件的與導(dǎo)光體的接觸面上的位置，與第1衍射光學(xué)元件的入射面上的位置相比位于朝向?qū)Ч怏w的中央部側(cè)。第2衍射光學(xué)元件的衍射光柵的傾斜面傾斜成，第2衍射光學(xué)元件的出射面上的位置，與第2衍射光學(xué)元件的與導(dǎo)光體的接觸面上的位置相比位于導(dǎo)光體的中央部側(cè)。第1衍射光學(xué)元件和第2衍射光學(xué)元件的衍射光柵的傾斜角相等、光柵周期也相等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用了導(dǎo)光體和衍射光學(xué)元件的光學(xué)器件及具有該光學(xué)器件的圖像顯示裝置。

背景技術(shù)

近年來，作為一種圖像投影裝置，利用導(dǎo)光體將來自圖像顯示裝置的圖像向觀察者的眼前導(dǎo)光并顯示的頭戴式顯示器已經(jīng)商品化，與更為小型化、廣視場角化、高效率化相關(guān)的開發(fā)也正在推進(jìn)。其中，作為用于進(jìn)行向?qū)Ч怏w內(nèi)的入射、出射的元件之一，衍射光學(xué)元件受到注目。該衍射光學(xué)元件由于能夠利用衍射現(xiàn)象來控制光的行進(jìn)方向，所以，與利用反射或折射的相比能夠得到小型且光的操作自由度也更高的特性。

在衍射光學(xué)元件中，尤其是體積全息圖能夠以比較高的效率使光衍射。但是，該體積全息圖，根據(jù)布拉格條件來確定衍射光的波長、角度等，所以，衍射光的角度及波長會對入射角度產(chǎn)生較大的影響。因此，在用于頭戴式顯示器等的圖像顯示裝置的情況下，存在對顯示圖像的視場角(大小)、顏色不均所產(chǎn)生的影響變大的情況。因此，以往，提案了一種調(diào)整體積全息圖的入射角度的圖像顯示裝置(例如，專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。

專利文獻(xiàn)1公開的圖像顯示裝置，通過局部改變干涉條紋的傾斜角度，來抑制因布拉格條件引起的、衍射光相對于入射角度變化的波長變化，減少在顯示圖像上發(fā)生顏色不均的情況。

另一方面，在專利文獻(xiàn)2公開的圖像顯示裝置中，通過使光衍射光學(xué)元件入射的光軸傾斜，能夠緩和布拉格條件引起的波長選擇性、控制可衍射的波長范圍、并改善顏色不均等的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007－94175號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009－133998號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是，如專利文獻(xiàn)1公開的圖像顯示裝置那樣、使干涉條紋的傾斜角度局部變化，這在制造上很困難，存在欠缺實用性這一問題。另一方面，如專利文獻(xiàn)2公開的圖像顯示裝置那樣、使入射角度向使波長選擇性緩和的方向傾斜的情況下，由于該方向成為入射光及出射光相對于導(dǎo)光體的角度變大的方向，所以，在佩戴于觀察者的頭部這種頭戴式顯示器的使用狀態(tài)下，左右的導(dǎo)光體及圖像形成裝置的位置關(guān)系與觀察者的面部形狀不一致，與觀察者面部的適配性降低，有在使用時產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感這一問題。

因此，本發(fā)明考慮到了上述情況，其以提供一種消除了制造上的困難性同時更容易推進(jìn)小型化、高視場角化、高效率化的光學(xué)器件以及具有該光學(xué)器件的圖像顯示裝置作為解決課題。

為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的光學(xué)器件的第1方式，一種光學(xué)器件，其特征在于，具有：導(dǎo)光體；使光入射到所述導(dǎo)光體的第1衍射光學(xué)元件；使光從所述導(dǎo)光體出射的第2衍射光學(xué)元件；反射層，其設(shè)在所述導(dǎo)光體的與設(shè)有所述第1衍射光學(xué)元件或所述第2衍射光學(xué)元件的第1面相交叉的第2面，構(gòu)成所述第1衍射光學(xué)元件及所述第2衍射光學(xué)元件的凸部，分別相對于所述第1面的法線方向向同一第1方向傾斜。