光学元件和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供光学元件和显示装置。提供能够实现难以观察到显示不均的显示装置的光学元件。本发明专利技术的光学元件具备多个反射率变化半反射镜和透光性部件，多个反射率变化半反射镜沿倾斜方向具有反射率不同的多个区域。多个区域至少包含位于距射出面较远的一侧的低反射率区域和位于接近射出面的一侧的高反射率区域。位于距射出面较远的一侧的反射率变化半反射镜的高反射率区域的占有面积大于位于接近射出面的一侧的反射率变化半反射镜的高反射率区域的占有面积。

【技术实现步骤摘要】
光学元件和显示装置
本专利技术涉及光学元件和显示装置。
技术介绍
近年来，作为可穿戴信息设备之一，提供了头戴式显示器等佩戴在观察者头部而使用的方式的图像显示装置。此外，已知有在观察者佩戴有图像显示装置时、能够同时观察由显示元件生成的图像和观察者的外界的像双方的图像显示装置、即所谓的透视型图像显示装置。例如，在下述专利文献1中公开了如下光学装置，该光学装置具备：基板，其具有透光性；显示器光源；用于将通过内部反射而入射到基板的视场内的光结合的光学构件；以及部分反射面，其设置于基板内，相对于基板的主面倾斜地配置。此外，在下述专利文献2中公开了如下透视型显示装置系统，该透视型显示装置系统具备图像生成装置和包含由衍射光栅构成的图像提取系统的光导部件。专利文献1：日本特表2007-505353号公报专利文献2：日本特开2004-157520号公报在具备上述专利文献1的光学装置的头戴式显示器和专利文献2的显示装置系统中，存在因设置于观察者眼前的部分反射面的图案而观察到条纹状的显示不均的课题。此外，在这些专利文献中虽然存在通过在一个部分反射面内设置反射率不同的区域来提高明亮度的均匀性、消除显示不均的内容的记载，但其效果并不充分。
技术实现思路
本专利技术的一个方式是为了解决上述课题而完成的，一个目的在于提供能够减少观察到条纹状的显示不均的情况的显示装置。另外，本专利技术的一个方式的一个目的在于提供适合用于上述显示装置的光学元件。为了实现所述目的，本专利技术的一个方式的光学元件的特征在于，所述光学元件具备：多个反射率变化半反射镜，它们被设置成隔开间隔且彼此平行，使从入射部入射的图像光的一部分反射，使所述图像光的另一部分透过；和透光性部件，其支承所述多个反射率变化半反射镜，所述透光性部件具有入射所述图像光的入射面和射出所述图像光的射出面，所述多个反射率变化半反射镜各自相对于所述入射面和所述射出面倾斜地配置，所述多个反射率变化半反射镜沿倾斜方向具有反射率不同的多个区域，所述多个反射率变化半反射镜各自的所述多个区域至少包含低反射率区域和高反射率区域，其中，所述低反射率区域在所述倾斜方向上位于距所述射出面较远的一侧，所述高反射率区域在所述倾斜方向上位于比所述低反射率区域接近所述射出面的一侧，且反射率高于所述低反射率区域，关于所述多个反射率变化半反射镜中的各个反射率变化半反射镜，位于距所述入射部较远的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积大于位于距所述入射部较近的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积。在这种光学元件中，向距入射部较远的一侧行进的图像光以相比于向接近入射部的一侧行进的图像光、与半反射镜更接近于垂直的角度入射，并且在被更多个数的半反射镜分支的同时改变前进方向。因此，相比于向接近入射部的一侧行进的图像光，向距入射部较远的一侧行进的图像光通过半反射镜时的强度的下降更显著。因此，在本专利技术的一个方式的光学元件中，位于距入射部较远的一侧的反射率变化半反射镜的高反射率区域的占有面积大于位于接近入射部的一侧的反射率变化半反射镜的高反射率区域的占有面积。换言之，在距入射部较远的一侧，一个半反射镜内的反射率变化位置被设定在比接近入射部的一侧更远离射出面(观察者)的位置。由此，能够使向距入射部较远的一侧行进的图像光的强度下降的程度接近向接近入射部的一侧行进的图像光的强度下降的程度。由此能够使从光学元件射出的射出光的强度分布接近均匀。在本专利技术的一个方式的光学元件中，关于所述多个反射率变化半反射镜，从距所述入射部较近的一侧朝向距所述入射部较远的一侧，各个所述高反射率区域的占有面积阶段性地增大。根据该结构，能够利用简单的制造方法制造出射出光的强度分布均匀的光学元件。在本专利技术的一个方式的光学元件中，关于所述多个反射率变化半反射镜，从距所述入射部较近的一侧朝向距所述入射部较远的一侧，各个所述高反射率区域的占有面积直线地增大。根据该结构，能够利用简单的制造方法制造出射出光的强度分布均匀的光学元件。在本专利技术的一个方式的光学元件中，也可以是，在设所述高反射率区域的反射率为R1、所述低反射率区域的反射率为R2、用下述(1)式来定义反射率差参数Φ时，Φ＝(R1-R2)/[(R1+R2)/2]…(1)所述反射率差参数Φ满足0.1＜Φ＜0.7。根据该结构，能够将射出光的强度的振幅抑制在小到观察者无法识别出强度不均的程度。本专利技术的一个方式的光学元件还可以具备反射率固定半反射镜，该反射率固定半反射镜与所述多个反射率变化半反射镜的各个反射率变化半反射镜平行地设置。根据该结构，能够降低光学元件的制造成本。特别是如果适当地设定反射率固定半反射镜的配置和个数，则能够在抑制光学元件的特性劣化的同时降低光学元件的制造成本。在本专利技术的一个方式的光学元件中，也可以是，所述反射率固定半反射镜以与所述多个反射率变化半反射镜平行的方式配置在所述多个反射率变化半反射镜中的相邻的两个反射率变化半反射镜之间。根据该结构，能够使从光学元件射出的射出光的强度分布接近均匀。在本专利技术的一个方式的光学元件中，也可以是，所述多个反射率变化半反射镜的所述高反射率区域和所述低反射率区域平缓地变化。根据该结构，能够使从光学元件射出的射出光的强度分布接近均匀。本专利技术的一个方式的显示装置的特征在于具备：图像形成装置；和导光装置，其引导由所述图像形成装置生成的图像光，所述导光装置具备：入射部，其入射所述图像光；导光体，其引导从所述入射部入射的所述图像光；以及射出部，其射出所述图像光，所述射出部具备本专利技术的一个方式的光学元件。本专利技术的一个方式的显示装置具备具有射出光的强度分布更均匀的光学元件的射出部，因此能够实现难以观察到条纹状的显示不均的显示装置。在本专利技术的一个方式的显示装置中，也可以是，所述射出部设置在所述导光体的观察侧的面上。根据该结构，能够实现容易设计的显示装置。附图说明图1是第1实施方式的显示装置的俯视图。图2是导光装置的背面图。图3是示出导光装置中的图像光的光路的图。图4是第1实施方式的光学元件的剖视图。图5是现有的光学元件的剖视图。图6是示出视场角与射出光的相对强度之间的关系的曲线图。图7A是示出光学元件的第1制造方法的工序图。图7B是图7A的工序图的继续。图7C是图7B的工序图的继续。图7D是图7C的工序图的继续。图8A是示出光学元件的第2制造方法的工序图。图8B是图8A的工序图的继续。图8C是图8B的工序图的继续。图8D是图8C的工序图的继续。图9A是示出光学元件的第3制造方法的工序图。图9B是图9A的工序图的继续。图9C是图9B的工序图的继续。图9D是图9C的工序图的继续。图10是第2实施方式的光学元件的剖视图。图11是示出视场角与射出光的相对强度之间的关系的曲线图。图12A是示出光学元件的第1制造方法的工序图。图12B是图12A的工序图的继续。图12C是图12B的工序图的继续。图13A是示出光学元件的第2制造方法的工序图。图13B是图13A的工序图的继续。图13C是图13B的工序图的继续。图14A是示出光学元件的第3制造方法的工序图。图14B是图14A的工序图的继续。图14C是图14B的工序图的继续。图14D是图14C的工序图的继续。图14E是图14D的工序图的继续。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学元件，其特征在于，所述光学元件具备：多个反射率变化半反射镜，它们被设置成隔开间隔且彼此平行，使从入射部入射的图像光的一部分反射，使所述图像光的另一部分透过；和透光性部件，其支承所述多个反射率变化半反射镜，所述透光性部件具有入射所述图像光的入射面和射出所述图像光的射出面，所述多个反射率变化半反射镜各自相对于所述入射面和所述射出面倾斜地配置，所述多个反射率变化半反射镜沿倾斜方向具有反射率不同的多个区域，所述多个反射率变化半反射镜各自的所述多个区域至少包含低反射率区域和高反射率区域，其中，所述低反射率区域在所述倾斜方向上位于距所述射出面较远的一侧，所述高反射率区域在所述倾斜方向上位于比所述低反射率区域接近所述射出面的一侧，且反射率高于所述低反射率区域，关于所述多个反射率变化半反射镜中的各个反射率变化半反射镜，位于距所述入射部较远的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积大于位于距所述入射部较近的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积。

【技术特征摘要】
2016.12.28 JP 2016-255070;2017.10.11 JP 2017-197431.一种光学元件，其特征在于，所述光学元件具备：多个反射率变化半反射镜，它们被设置成隔开间隔且彼此平行，使从入射部入射的图像光的一部分反射，使所述图像光的另一部分透过；和透光性部件，其支承所述多个反射率变化半反射镜，所述透光性部件具有入射所述图像光的入射面和射出所述图像光的射出面，所述多个反射率变化半反射镜各自相对于所述入射面和所述射出面倾斜地配置，所述多个反射率变化半反射镜沿倾斜方向具有反射率不同的多个区域，所述多个反射率变化半反射镜各自的所述多个区域至少包含低反射率区域和高反射率区域，其中，所述低反射率区域在所述倾斜方向上位于距所述射出面较远的一侧，所述高反射率区域在所述倾斜方向上位于比所述低反射率区域接近所述射出面的一侧，且反射率高于所述低反射率区域，关于所述多个反射率变化半反射镜中的各个反射率变化半反射镜，位于距所述入射部较远的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积大于位于距所述入射部较近的一侧的反射率变化半反射镜的所述高反射率区域的占有面积。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，关于所述多个反射率变化半反射镜，从距所述入射部较近的一侧朝向距所述入射部较远的一侧，各个所述高反射率区域的占有面积阶段性地增大。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田昇平，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP