JP6922813B2 - 光学ユニット、および表示装置 - Google Patents
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Description
(全体構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る光学ユニット1の平面図である。図2は、図1に示す第1着色層81(R)等の透過率−波長特性を示す説明図である。図3は、図1に示す第1画像光LR等のスペクトラムを示す説明図である。図1に示すように、光学ユニット1は、第1基板11の表示領域である第1表示領域111に複数の第1発光素子15を備えた第1パネル10と、第2基板21の表示領域である第2表示領域211に複数の第2発光素子25を備えた第2パネル20と、第3基板31の表示領域である第3表示領域311に複数の第3発光素子35を備えた第3パネル30と、ダイクロイックプリズム50とを有している。
図4は、図1に示す第1ダイクロイックミラー56の透過率−波長特性を示すグラフである。図5は、図1に示す第2ダイクロイックミラー57の透過率−波長特性を示すグラフである。
図6は、図1に示す第1パネル10の電気的構成を示す説明図である。図7は、図6に示す第1表示領域111内の各画素(画素回路)の回路図である。なお、以下の説明において、「上層側」「上面」とは、第1基板とは反対側を意味する。
図8は、図1に示す第1パネル10の断面図である。図8に示すように、第1基板11には、画素Pの選択トランジスターTSL等のトランジスターの能動領域40(ソース/ドレイン領域)が形成され、能動領域40の上面は絶縁膜B0(ゲート絶縁膜)で被覆されている。絶縁膜B0の上面にはゲート電極Gが形成されている。ゲートGの上層側には複数の絶縁層BA〜BEと複数の配線層WA〜WEとを交互に積層した多層配線層が形成される。各配線層は、アルミニウムや銀等を含有する低抵抗な導電材料で形成される。絶縁層BAの上面には、図7に示す走査線62等を含む配線層WAが形成されている。絶縁層BBの上層には、図7に示す信号線61や第1電極C1等を含む配線層WBが形成されている。絶縁層BCの表上層には、図7に示す第2電極C2等を含む配線層WCが形成されている。絶縁層BDの表上層には、図7に示す第1電源導電体48等を含む配線層WDが形成されている。絶縁層BEの上層には、配線69と配線67等を含む配線層WEが形成されている。
図9は、図1に示す第2パネル20の断面図である。図10は、図1に示す第3パネル30の断面図である。図1に示す第2パネル20および第3パネル30は、第1パネル10と同様、図6および図7を参照して説明した電気的構成を有しており、第1発光素子15に代えて、第2発光素子25および第3発光素子35が形成されている。
図11は、図1に示すカラーフィルター80の効果等を示す説明図である。再び図1において、本形態の光学ユニット1では、有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子(第1発光素子15、第2発光素子25、および第3発光素子35)から出射された光(第1画像光LR、第2画像光LB、および第3画像光LG)を利用する。このため、第1画像光LR、第2画像光LB、および第3画像光LGは、装置光軸に対して大きく傾いた斜め光を含む。また、ダイクロイックプリズム50のダイクロイックミラー(第1ダイクロイックミラー56および第2ダイクロイックミラー57)は、透過率あるいは反射率が100%ではない。また、ダイクロイックプリズム50のダイクロイックミラー(第1ダイクロイックミラー56および第2ダイクロイックミラー57)は、入射角依存性を有している。従って、ダイクロイックプリズム50では、反射すべき色光の一部がダイクロイックミラーを透過する一方、透過すべき色光の一部がダイクロイックミラーで反射し、不要光が発生することがある。
図12は、本発明を適用した光学ユニット1におけるカラーフィルター80の形成範囲の第1例を示す説明図である。図13は、本発明を適用した光学ユニット1におけるカラーフィルター80の形成範囲の第2例を示す説明図である。図12に示すように、第3パネル30から出射された第3画像光LGを例に説明すると、カラーフィルター80は、少なくとも、第3基板31の第3表示領域311からダイクロイックプリズム50に向けて出射される第3画像光LGの光束のうち、出射面54から出射される光束に対応する有効光束L0が通過する領域に設けられていることが好ましい。
Ga≧d・tanθ
Ga≧d・tanθ
図14は、本発明の第2実施形態に係る光学ユニット1の平面図である。なお、本形態、および以下に説明する実施形態の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図15は、本発明の第3実施形態に係る光学ユニット1の平面図である。第2実施形態では、第1実施形態における着色層をカラーフィルターとして利用したが、本実施形態では、図15に示すように、第1実施形態におけるカラーフィルターによって着色層が構成されている。より具体的には、第1パネル10において、複数の第1発光素子15から出射された光は、第1カラーフィルター82(R)によって着色され、第1波長域の第1画像光LRとしてダイクロイックプリズム50に入射する。第2パネル20において、複数の第2発光素子25から出射された光は、第2カラーフィルター82(B)によって着色され、第2波長域の第2画像光LBとしてダイクロイックプリズム50に入射する。第3パネル30において、複数の第3発光素子35から出射された光は、第3カラーフィルター82(G)によって着色され、第3波長域の第3画像光LGとしてダイクロイックプリズム50に入射する。
図16は、本発明の第4実施形態に係る光学ユニット1の平面図である。本形態では、パネルとダイクロイックプリズム50との間にカラーフィルターが設けられている。より具体的には、図16に示すように、第1パネル10とダイクロイックプリズム50とを接着する接着剤層19によって第1カラーフィルター82(R)が構成され、第2パネル20とダイクロイックプリズム50とを接着する接着剤層29によって第2カラーフィルター82(B)が構成され、第3パネル30とダイクロイックプリズム50とを接着する接着剤層39によって第3カラーフィルター82(G)が構成されている。
パネルとダイクロイックプリズム50との間にカラーフィルターを設けた態様としては、図示を省略するが、ダイクロイックプリズム50にカラーフィルター(第1カラーフィルター(R)、第2カラーフィルター82(B)、および第3カラーフィルター82(G))を積層してもよい。
図8、図9および図10に示す接着剤層17、27、37に色材を配合して、第1カラーフィルター82(R)、第2カラーフィルター82(B)、および第3カラーフィルイター82(G)を構成してもよい。
上記実施形態のいずれにおいても、第1パネル10、第2パネル20および第3パネル30の全てのパネルとダイクロイックプリズム50との間にカラーフィルター80を設けたが、第1パネル10、第2パネル20および第3パネル30のうちの一部のパネルとダイクロイックプリズム50との間にカラーフィルター80を設けてもよい。また、上記実施形態のいずれにおいても、第1入射面51に対向するパネルを第1パネル10とし、第2入射面52に対向するパネルを第2パネル20とし、第3入射面53に対向するパネルを第3パネル30としたが、入射面とパネルとの対応や、パネルとパネルから出射される画像光の波長域との対応は、上記実施形態に記載の組み合わせに限定されるものではない。
上記実施形態で説明した光学ユニット1は、以下に説明する表示装置等に用いられる。図18は、頭部装着型の表示装置1000の説明図である。図19は、図18に示す虚像表示部1010の光学系の構成を模式的に示す斜視図である。図20は、図19に示す光学系の光路を示す説明図である。
図21は、投射型の表示装置2000の説明図である。図21に示す表示装置2000は、上記実施形態に係る光学ユニット1と、光学ユニット1から出射された合成光Lbをスクリーン等の被投射部材2200等に拡大して投射する投射光学系2100とを有している。
上記実施形態で説明した光学ユニット1を備えた表示装置(電子機器)としては、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置に利用される電子式ビューファインダー(EVF:Electronic View Finder)等を挙げることができる。
Claims (8)
- 第1入射面、前記第1入射面と対向する第2入射面、前記第1入射面および前記第2入射面との間に設けられた第3入射面、前記第3入射面と対向する出射面、前記第1入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射し、前記第2入射面および前記第3入射面から入射した光を透過するための第1ダイクロイックミラー、および前記第2入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射し、前記第1入射面および前記第3入射面から入射した光を透過するための第2ダイクロイックミラーを備えたダイクロイックプリズムと、
第1表示領域に設けられ、それぞれが階調電位に応じた輝度で発光する複数の第1発光素子と、前記複数の第1発光素子と前記第1入射面との間に設けられた第1着色層と、前記第1着色層と前記第1入射面との間に設けられた第1カバー基板と、を備え、前記第1表示領域から出射された画像光が第1波長域の第1画像光として前記第1入射面に入射し、第1接着剤層によって前記第1入射面と貼り合わされた第1パネルと、
第2表示領域に設けられ、それぞれが階調電位に応じた輝度で発光する複数の第2発光素子と、前記複数の第2発光素子と前記第2入射面との間に設けられた第2着色層と、前記第2着色層と前記第2入射面との間に設けられた第2カバー基板と、を備え、前記第2表示領域から出射された画像光が第2波長域の第2画像光として前記第2入射面に入射し、第2接着剤層によって前記第2入射面と貼り合わされた第2パネルと、
第3表示領域に設けられ、それぞれが階調電位に応じた輝度で発光する複数の第3発光素子と、前記複数の第3発光素子と前記第3入射面との間に設けられた第3着色層と、前記第3着色層と前記第3入射面との間に設けられた第3カバー基板と、を備え、前記第3表示領域から出射された画像光が第3波長域の第3画像光として前記第3入射面に入射し、第3接着剤層によって前記第3入射面と貼り合わされた第3パネルと、
を有し、
前記第1カバー基板と前記第1入射面との間には、前記第1波長域の光を選択的に透過する第1カラーフィルターが設けられ、
前記第2カバー基板と前記第2入射面との間には、前記第2波長域の光を選択的に透過する第2カラーフィルターが設けられ、
前記第3カバー基板と前記第3入射面との間には、前記第3波長域の光を選択的に透過する第3カラーフィルターが設けられる
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットにおいて、
前記第1パネルには、前記第1波長域に対応する共振波長を有する第1光共振器が設けられ、
前記第2パネルには、前記第2波長域に対応する共振波長を有する第2光共振器が設けられ、
前記第3パネルには、前記第3波長域に対応する共振波長を有する第3光共振器が設けられる
ことを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1または2に記載の光学ユニットにおいて、
前記第1乃至3カラーフィルターは、光吸収系であることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第1表示領域から前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束のうち、前記出射面から出射される光束に対応する有効光束が通過する領域に前記第1カラーフィルターが設けられていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
前記第1表示領域から前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束のうち、画像の表示に利用される有効光束が通過する領域に前記第1カラーフィルターが設けられていることを特徴とする光学ユニット。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の光学ユニットを備えた表示装置であって、
前記ダイクロイックプリズムの前記出射面から出射された前記第1画像光、前記第2画像光、および前記第3画像光の合成光により画像を表示することを特徴とする表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記合成光を用いて虚像を表示する虚像表示部を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項7に記載の表示装置において、
前記合成光を投射する投射光学系を有することを特徴とする表示装置。
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