WO2023203663A1 - 投影基板及び眼鏡型端末 - Google Patents
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- the predetermined value is 0.5
- the second fill factor of the one second divided region is within a range that does not include the predetermined value
- the second fill factor of the one second divided region is closer to the branch region than the one second divided region.
- the second fill factor of the two divided regions may be within a range including the predetermined value.
- the input region 210 has a diffraction grating in which a plurality of first grooves 212 are formed at an IPE (Input Pupil Expander) period.
- the plurality of first grooves 212 function as a diffraction grating by being arranged in the same direction on the upper surface of the projection substrate 100 with predetermined groove widths and intervals.
- the incident region 210 has a reflection type or transmission type diffraction grating, and guides the projection light in the direction of the branching area 220 by reflection type diffraction or transmission type diffraction.
- the branch region 220 has such a first reflection region 226, the plurality of first division regions 224 guide at least a portion of the light reflected by the first reflection region 226 to the output region 230. Thereby, the branch region 220 can guide more projection light to the output region 230.
- the depth of the second groove portion 222 of the plurality of first divided regions 224 is determined by the amount of projection light that each first divided region 224 guides to the output region 230 including the light reflected by the first reflective region 226. may be determined to be approximately constant.
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る眼鏡型端末10の構成例を示す。本実施例において、互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸、及びZ軸とする。眼鏡型端末10は、ユーザが装着する、例えば、ウェアラブルデバイスである。眼鏡型端末10は、眼鏡越しの景色をユーザに観察させつつ、投影基板100に設けられている表示領域に画像光を投影する。眼鏡型端末10は、投影基板100と、フレーム110と、投影部120とを備える。
図4は、本実施形態に係る投影部120が投影基板100に照射する投影光Lと、投影基板100が出射する画像光Pの一例を示す。投影部120は、例えば、+Z方向に位置する投影基板100の第2面に向けて投影光Lを照射する。投影光Lは、ユーザに見せる画像に対応しており、例えば、XY平面と略平行な面にスクリーン等を設置して投影光Lを投影させた場合、当該スクリーンにはユーザに観察させる画像M1が表示される。ユーザに見せる画像は、例えば投影部120が有するプロセッサが作成するAR(Augmented Reality)画像又はVR(Virtual Reality)画像である。このように、投影部120は、XY平面と略平行な面に画像M1を形成する複数の光線を投影光Lとして照射する。
図5は、本実施形態に係る投影基板100の構成例を示す。図3は、投影基板100の第1面及び第2面がXY平面と略平行に配置されている例を示す。投影基板100は、第1面から入射した光の少なくとも一部を第1面の反対側の第2面へと透過させつつ、第2面に画像光を投影させるための基板である。投影基板100は、一例として、ガラス基板である。投影基板100は、入射領域210と、分岐領域220と、出射領域230とを備える。
入射領域210は、画像光を投影させるための投影光が入射し、入射した投影光を分岐領域220に向けて導波する。図5は、入射領域210がXY平面と略平行な面において、円形の形状を有する例を示すが、これに限定されることはない。入射領域210は、投影光を分岐領域220へと導波できればよく、楕円形、多角形、台形等の形状を有してよい。
分岐領域220は、入射領域210から入射した投影光の一部を出射領域230に向けて導波する。分岐領域220は、XY平面と略平行な面において、投影光が通過する領域に設けられている。分岐領域220は、反射型の回折格子を有し、反射型回折によって出射領域230の方向へと投影光を導く。分岐領域220は、例えば、第1方向を長手方向とした長方形の形状を有する。
出射領域230は、分岐領域220から入射した投影光の少なくとも一部を導波して投影基板100の第2面から画像光として出射する。図5は、出射領域230がXY平面と略平行な面において、X軸方向を長手方向とした長方形の形状を有する例を示すが、これに限定されることはない。出射領域230は、投影光を導波して画像光として出射できればよく、例えば、Y軸方向を長手方向とした長方形、正方形、台形等の形状を有してよい。
入射領域210の第1溝部212の深さは100nm以上200nm以下である。IPE周期の長さは350nm以上450nm以下である。
ガラス基板112の厚みは、0.4mmである。第1凹部222bからガラス基板112までの長さ248は、100nmである。
以上の投影基板100がフレーム110に設けられており、投影部120が投影光を投影基板100の入射領域210に照射する眼鏡型端末10の例を既に説明したが、これに限定されることはない。例えば、眼鏡型端末10のフレーム110には、複数の投影基板100が固定されていてもよい。このような眼鏡型端末10について次に説明する。
20 入力光線
30 出力光線束
100 投影基板
110 フレーム
112 ガラス基板
120 投影部
210 入射領域
212 第1溝部
220 分岐領域
222 第2溝部
222a 第1凸部
222b 第1凹部
224 第1分割領域
226 第1反射領域
230 出射領域
232 第3溝部
234 第2分割領域
236 第2反射領域
Claims (10)
- 第1面から入射した光の少なくとも一部を前記第1面の反対側の第2面へと透過させつつ、前記第2面に画像光を投影させるための投影基板であって、
前記画像光を投影させるための投影光が入射する入射領域と、
前記入射領域から入射した前記投影光を導波する第1回折格子を有する分岐領域と、
前記分岐領域から入射した前記投影光の一部を導波した後に前記第2面から前記投影光の一部を出射する第2回折格子を有する出射領域と、
を備え、
前記入射領域は、入射した前記投影光を前記分岐領域に導波し、
前記分岐領域は、前記投影光の一部を前記出射領域に向けて回折させ、
前記第1回折格子は、前記投影光を導波する第1方向に繰り返すように形成された第1凸部と第1凹部とにより構成される複数の第1凹凸部を有し、
前記分岐領域は、複数の第1分割領域を有し、
一の第1分割領域の前記第1凹凸部の第1周期に対する前記第1凸部の前記第1方向における幅の割合である第1フィルファクターは所定値を含まない範囲内であり、前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の第1フィルファクターは前記所定値を含む範囲内である、
投影基板。 - 前記複数の第1分割領域それぞれの前記第1凹凸部の前記第1周期は、同一である、
請求項1に記載の投影基板。 - 前記一の第1分割領域の前記第1凹凸部の深さは、前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の前記第1凹凸部の深さよりも大きく、
前記一の第1分割領域の第1フィルファクターと、前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の第1フィルファクターとの差の絶対値が、前記一の第1分割領域の前記第1凹凸部の深さと、前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の前記第1凹凸部の深さとの差の絶対値が大きいほど小さい、
請求項1又は2に記載の投影基板。 - 前記所定値は、0.5であり、
前記複数の第1分割領域のうちの前記入射領域から最も遠い前記一の第1分割領域の第1フィルファクターは0.35以下又は0.65以上の範囲内であり、前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の第1フィルファクターは0.3以上0.7以下の範囲内である、
請求項1又は2に記載の投影基板。 - 前記第2回折格子は、前記投影光を導波する第2方向に繰り返すように形成された第2凸部と第2凹部とにより構成される複数の第2凹凸部を有し、
前記出射領域は、複数の第2分割領域を有し、
前記複数の第2分割領域のうちの一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の前記第2凹凸部の第2周期に対する前記第2凸部の前記第2方向における幅の割合である第2フィルファクターは、前記所定値を含む範囲内である、
請求項1又は2に記載の投影基板。 - 前記複数の第2分割領域それぞれの前記第2凹凸部の前記第2周期は、同一である、
請求項5に記載の投影基板。 - 前記一の第2分割領域の前記第2凹凸部の深さは、前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の前記第2凹凸部の深さよりも大きく、
前記一の第2分割領域の前記第2凹凸部の第2周期に対する前記第2凸部の前記第2方向における幅の割合である第2フィルファクターと、前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の第2フィルファクターとの差の絶対値が、前記一の第2分割領域の前記第2凹凸部の深さと、前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の前記第2凹凸部の深さとの差の絶対値が大きいほど小さい、
請求項5に記載の投影基板。 - 前記所定値は、0.5であり、
前記一の第2分割領域の第2フィルファクターは前記所定値を含まない範囲内であり、
前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の第2フィルファクターは前記所定値を含む範囲内である、
請求項5に記載の投影基板。 - 前記所定値は、0.5であり、
前記複数の第1分割領域それぞれの前記第1周期は50nm以上1μm以下であり、
前記一の第1分割領域の前記第1凹凸部の深さは50nm以上800nm以下であり、
前記一の第1分割領域の第1フィルファクターは0.35以下又は0.65以上であり、
前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の前記第1凹凸部の深さは5nm以上100nm以下であり、
前記一の第1分割領域よりも前記入射領域に近い第1分割領域の第1フィルファクターは0.3以上0.7以下であり、
前記複数の第2分割領域それぞれの前記第2周期は100nm以上1μm以下であり、
前記一の第2分割領域の前記第2凹凸部の深さは50nm以上800nm以下であり、
前記一の第2分割領域の第2フィルファクターは0.35以下又は0.65以上であることが望ましく、
前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の前記第2凹凸部の深さは5nm以上100nm以下であり、
前記一の第2分割領域よりも前記分岐領域に近い第2分割領域の第2フィルファクターは0.3以上0.7以下である、
請求項5に記載の投影基板。 - ユーザが装着する眼鏡型端末であって、
前記ユーザの右眼用のレンズ及び左眼用レンズのうち少なくとも一方として設けられており、前記第1面から入射する少なくとも一部の光を前記ユーザの眼へと透過させつつ、前記第2面に前記画像光を投影させる、請求項1又は2に記載の前記投影基板と、
前記投影基板を固定しているフレームと、
前記フレームに設けられており、前記出射領域に前記画像光を投影させるための前記投影光を前記投影基板の前記入射領域に照射する投影部と
を備える、眼鏡型端末。
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