JPWO2024166350A5 - - Google Patents

Description

式（２）において、θaxにｘｚ断面における最大入射角-θxmaxを代入しΛを求めその値をΛ1とする。上述のようにθxmaxは絶対値である。式（２）によれば格子周期がΛ1の場合にθaxが大きくなる（θaxの絶対値が小さくなる）にしたがってθgxは大きくなる。したがって、θaxが-θxmax以上であればθgxは臨界角以上となって光線は全反射しながら導光基板１５０内を進行することができる。

図３のステップＳ１０３０において、光入射部１１０の第２の部分１１２の格子周期Λ2を求める。第２の部分１１２の回折格子の溝はｘ軸方向であるとする。ｙ軸の座標は光射出部１３０の座標が光入射部１１０の座標より小さくなるように定めているので導光基板１５０内を進行する光線の進行方向はｙ軸に沿って座標が減少する方向である。

第２の部分１１２から入射した光線の入射角の条件は以下の式で表せる。
ｙｚ断面において格子周期がΛ1の場合に臨界角に対応する受光面の入射角θapy’は式（３）のΛにΛ1を代入して求める。

図９は、導光基板の内面の入射角が臨界角以上となりピッチが瞳孔サイズよりも小さくなるように光線を伝搬させることのできる光入射部１１０の領域を示す図である。図９のｘ軸はtan(θax)を示し、図９のｙ軸はtan(θay)を示す。図９の直線L1、L2、L3及びL4はそれぞれ式（４）、（５）、（６）及び（７）を表す。また、L1’及びL4’はそれぞれ式（４）’及び（７）’を表す。直線L1’、L2、L3及びL4’で囲まれた領域が導光基板の内面の入射角が臨界角以上となりピッチが瞳孔サイズよりも小さくなるように光線を伝搬させることのできる領域である。この領域を重複領域と呼称する。

図４に示した座標の原点を光射出部１３０の面の中心と一致させ、ｘ軸及びｙ軸を含む面を光射出部１３０の面と一致させる。また、アイボックス２００の中心をｚ軸上に定め、アイボックス２００はｘ軸及びｙ軸を含む面と平行とする。光射出部１３０の面上の点Ｐ’から放出されてアイボックス２００の中心に入射する光線の入射角をθで表す。θのｘ軸方向の成分及びｙ軸方向の成分をそれぞれθx及びθyで表す。

表３は、実施例１の導光装置１００の第２の部分１１２の格子周期を460ナノメータから410ナノメータに変えた場合に、様々な入射角度の光線についての導光基板１５０におけるピッチ長を示す表である。ピッチ長の単位はミリメータである。

実施例の性能の評価
アイボックスの受光面における輝度を示す表１及び表４－６によって実施例及び比較例の性能を評価する。最初に実施例１の表１と比較例の表４とを比較する。観察可能な輝度の閾値を0.001％とすると表1の全ての値は閾値以上である。他方、表４においては黒で示した9か所の値が閾値未満である。したがって、実施例1の装置の光利用効率は比較例の装置の光利用効率よりも高い。その理由は、実施例１における光線の経路の方が比較例における光線の経路よりも光入射部１１０における回折効率が高いからである。