説明

発光装置および電子機器

【課題】表示映像を外部に漏らさないようにすることが可能な発光装置を提供する
【解決手段】本発明に係る発光装置20は、所定の波長帯域の光を発光する発光素子Uが形成された第1の基板31と、第1の基板31に対向して設けられた第2の基板32と、を備える。第2の基板32には、発光素子Uに対応する位置にフィルタFが形成される。フィルタFは、発光素子Uから出射される所定の波長帯域の光を吸収し、所定の波長帯域外の光を透過することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、有機EL(ElectroLuminescent)素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode、以下「OLED」という)素子などの発光素子を用いた発光装置が各種提案されている。このような発光装置が適用される電子機器の一例として、ユーザーの頭部に装着されて映像を表示するヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)が知られている。例えば特許文献1には、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイを装着したユーザーが、表示映像越しに景色を確認することができるシースルー型のヘッドマウントディスプレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−334185号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述のシースルー型のヘッドマウントディスプレイでは、眼鏡のレンズの透過性を確保する必要があるため、レンズの外側(レンズのうち装着者の顔と対向しない側)からも表示映像が視認されてしまう。つまり、ヘッドマウントディスプレイの装着者以外の第3者からも表示映像を見られてしまうおそれがあるので、例えば表示映像に機密性がある場合は、その機密性を確保することが困難になるという問題が起こる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、表示映像を外部に漏らさないようにすることが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、所定の波長帯域の光を発光する発光素子が形成された第1の基板と、第1の基板に対向して設けられた第2の基板と、を備え、第2の基板には、発光素子に対応する位置にフィルタが形成され、フィルタは、所定の波長帯域の光を吸収し、所定の波長帯域外の光を透過することを特徴とする。
【0006】
本発明においては、発光素子から出射される所定の波長帯域の光はフィルタで吸収されるので、第2基板の外側(第2基板のうち第1基板と対向しない側)から当該光が視認されることを防止できる。これにより、発光素子からの発光を外部に漏らさないようにすることが可能な発光装置を提供できる。
【0007】
なお、フィルタは、所定の波長帯域の光を完全に吸収する必要は無く、一部がフィルタを透過するものであってもよい。ただし、その透過する光の量は、人が視認することはできない程度のレベルであることが好ましい。要するに、第2基板に形成されるフィルタは、当該フィルタに対応する発光素子から出射される所定の波長帯域の光が、第2基板の外側から視認されないように機能するものであればよい。
【0008】
本発明に係る発光装置の態様として、フィルタは、所定の波長帯域の光のうち発光輝度が最大となるピーク波長の光が外部から視認されないように、当該ピーク波長の光を吸収する。一例として、発光素子からフィルタに出射されるピーク波長の光のうち当該フィルタを透過する光量の割合(透過率)が10%以下となるようにフィルタの特性を設定することもできる。発光素子から出射される光が外部から視認されることを防止するという観点からすれば、ピーク波長の光がフィルタに吸収されるという上述の態様は、格別に有効である。
【0009】
本発明に係る発光装置は各種の電子機器に利用される。例えば、本発明に係る発光装置は、シースルー型のヘッドマウントディスプレイに適用することが可能である。本発明のひとつの態様に係るヘッドマウントディスプレイは、以上の発光装置と、眼鏡本体とを具備する。このヘッドマウントディスプレイでは、発光装置から出力される表示映像を、当該ヘッドマウントディスプレイの装着者以外の第3者に見られないようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの概略構成を示す図である。
【図2】実施形態に係る映像表示部の断面図である。
【図3】各発光素子から出射される光のスペクトルを表す図である。
【図4】各フィルタの透過率と、当該フィルタに入射される光の波長との関係を示す図である。
【図5】第1の発光素子からの出射光(赤色光)が、第1のフィルタで吸収される原理を説明するための図である。
【図6】第2の発光素子からの出射光(緑色光)が、第2のフィルタで吸収される原理を説明するための図である。
【図7】第3の発光素子からの出射光(青色光)が、第3のフィルタで吸収される原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<1.実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ100の概略構成を示す図である。図1に示すように、ヘッドマウントディスプレイ100は、眼鏡本体10と発光装置20とを含んで構成される。
【0012】
眼鏡本体10は、レンズ11とフレーム12とを有する。ユーザーは、眼鏡本体10を通常のメガネのように装着して、ヘッドマウントディスプレイ100を使用する。また、発光装置20は、表示映像を生成するための映像表示部21と、映像表示部21を駆動するための駆動部22とを備える。映像表示部21は、眼鏡本体10を装着したユーザーの顔と、レンズ11との間に配置されるように設けられ、レンズ11に固定されている。そして、映像表示部21で生成される表示映像は、眼鏡本体10を装着したユーザーの両目に入射されるという具合である。本実施形態では、レンズ11は、ガラスなどの光透過性を有する材料で構成されているので、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者は、表示映像越しに景色を確認することができる。すなわち、本実施形態に係るヘッドマウンドディスプレイ100は、シースルー型のヘッドマウントディスプレイである。
【0013】
図2は、映像表示部21の断面図である。図2に示すように、映像表示部21は、互いに対向する第1の基板31および第2の基板32と、複数の発光素子Uと、フィルタFとを含んで構成される。第1の基板31は、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者の顔と対向するように配置される一方、第2の基板32はレンズ11と対向するように配置される。第1の基板31の面上には、複数の発光素子Uが形成される。第1の基板31は、ガラスなどの光透過性を有する材料で構成される。各発光素子Uは、有機EL素子で構成され、複数の色彩(例えば赤色(「R」)、緑色(「G」)、青色(「B」)等)の何れかに対応した波長の光を発生する。ここでは、赤色光を出射する発光素子Uを「第1の発光素子Ur」と呼ぶ。また、緑色光を出射する発光素子Uを「第2の発光素子Ug」と呼ぶ。さらに、青色光を出射する光を「第3の発光素子Ub」と呼ぶ。本実施形態では、「R」、「G」、「B」の各色を発光する3個の発光素子U(Ur,Ug,Ub)でひとつの画素が構成される。そして、第1の基板31上には複数の画素が配置されるという具合である。説明の便宜上、図2では、ひとつの画素のみが図示されている。
【0014】
なお、第1の基板31には、各発光素子Uに給電して発光させるための配線が配置されているが、配線の図示は省略する。また、第1の基板31には、各発光素子Uに給電するための回路が配置されているが、回路の図示は省略する。
【0015】
図1に示す駆動部22には、外部装置(図示省略)から入力画像信号Dinが供給される。入力画像信号Dinは、第1の基板31上に配置された各画素の発光色を指定する信号である。本実施形態の入力画像信号Dinは、各画素の発光色を構成する3種類の原色成分(赤色、緑色および青色)の各々について個別に階調を指定する。駆動部22は入力画像信号Dinに基づいて映像表示部21を駆動し、各画素からの出射光によって表示映像が生成されるという具合である。
【0016】
図2に示すように、本実施形態では、第1の基板31上に形成された複数の発光素子Uと対向するように第2の基板32が配置される。第2の基板32はガラスなどの光透過性を有する材料で形成される。第2の基板32には、第1の基板31上に配置された複数の発光素子Uと1対1に対応する複数のフィルタFが形成されている。ここでは、第1の発光素子Urに対応するフィルタFを「第1のフィルタF1」と呼ぶ。また、第2の発光素子Ugに対応するフィルタFを「第2のフィルタF2」と呼ぶ。さらに、第3の発光素子Ubに対応するフィルタFを「第3のフィルタF3」と呼ぶ。
【0017】
各フィルタFは、当該フィルタFに対応する発光素子Uと対向するように配置される。図2に示すように、例えば第1のフィルタF1は第1の発光素子Urと対向するように配置され、第2のフィルタF2は第2の発光素子Ugと対向するように配置され、第3のフィルタF3は第3の発光素子Ubと対向するように配置されるという具合である。各フィルタFは、当該フィルタFに対応する発光素子Uから出射される所定の波長帯域の光を吸収する一方、所定の波長帯域外の光を透過するように機能する。以下では、その具体的な内容について説明する。
【0018】
図3は、各発光素子U(Ur,Ub,Uc)から出射される光のスペクトルを表す図である。図3において、Rsは、第1の発光素子Urから出射される赤色光のスペクトルを表し、Gsは、第2の発光素子Ugから出射される緑色光のスペクトルを表し、Bsは、第3の発光素子Ubから出射される青色光のスペクトルを表す。
【0019】
図4は、各フィルタFに入射される光のうち当該フィルタFを透過する光量の割合(透過率)と、当該フィルタFに入射される光の波長との関係を示す図である。図4に示すRsは、第1のフィルタF1の透過率と、当該第1のフィルタF1に入射される光の波長との関係を表すものである。また、図4に示すGsは、第2のフィルタF2の透過率と、当該第2のフィルタF2に入射される光の波長との関係を表すものである。さらに、図4に示すBsは、第3のフィルタF3の透過率と、当該第3のフィルタF3に入射される光の波長との関係を表すものである。
【0020】
ここで、第1の発光素子Urから出射される赤色光は、第1の基板31を透過して装着者側(観察側)に向かって進行するとともに、第1の基板31とは反対側の第1のフィルタF1へ向かって進行する。図5からも理解されるように、第1のフィルタF1は、第1の発光素子Urから出射される赤色光を吸収するように機能する。より具体的には、赤色光の波長帯域は約570(nm)〜約700(nm)であるところ、その波長帯域に対応する第1のフィルタF1の透過率は、当該第1のフィルタF1を透過した光が第2の基板32の外側(レンズ11側)から視認されないような(視認不可能な)値に設定される。特に、本実施形態では、図6に示すように、赤色光の輝度が最大となるピーク波長(約625nm)に対応する第1のフィルタF1の透過率はほぼ0%に設定されるので、第1の発光素子Urから出射された赤色光が第2の基板32の外側から視認されることを効果的に防止できる。したがって、第1の発光素子Urから出射された赤色光は、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者のみに視認されるという具合である。
【0021】
また、第2の発光素子Ugから出射される緑色光は、第1の基板31を透過して装着者側に向かって進行するとともに、第1の基板31とは反対側の第2のフィルタF2へ向かって進行する。図6からも理解されるように、第2のフィルタF2は、第2の発光素子Ugから出射される緑色光を吸収するように機能する。より具体的には、緑色光の波長帯域は約450(nm)〜約620(nm)であるところ、その波長帯域に対応する第2のフィルタF2の透過率は、当該第2のフィルタF2を透過した光が第2の基板32の外側から視認されないような値に設定される。特に、本実施形態では、図6に示すように、緑色光の輝度が最大となるピーク波長(約530nm)に対応する第2のフィルタF2の透過率はほぼ0%に設定されるので、第2の発光素子Ugから出射された緑色光が第2の基板32の外側から視認されることを効果的に防止できる。したがって、第2の発光素子Ugから出射された緑色光は、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者のみに視認されるという具合である。
【0022】
さらに、第3の発光素子Ubから出射される青色光は、第1の基板31を透過して装着者側に向かって進行するとともに、第1の基板31とは反対側の第3のフィルタF3へ向かって進行する。図7からも理解されるように、第3のフィルタF3は、第3の発光素子Ubから出射される青色光を吸収するように機能する。より具体的には、青色光の波長帯域は約400(nm)〜約580(nm)であるところ、その波長帯域に対応する第3のフィルタF3の透過率は、当該第3のフィルタF3を透過した光が第2の基板32の外側から視認されないような値に設定される。特に、本実施形態では、図6に示すように、青色光の輝度がピークとなるピーク波長(約460nm)に対応する第3のフィルタF3の透過率はほぼ0%に設定されるので、第3の発光素子Ubから出射された青色光が第2の基板32の外側から視認されることを効果的に防止できる。したがって、第3の発光素子Ubから出射された青色光は、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者のみに視認されるという具合である。
【0023】
以上に説明したように、本実施形態では、複数の発光素子(Ur,Ug,Ub)と1対1に対応する複数のフィルタF(F1,F2,F3)が第2の基板32上に形成され、各フィルタF(F1,F2,F3)は、当該フィルタFに対応する発光素子Uから出射される所定の波長帯域の光を吸収するので、各発光素子U(Ur,Ug,Ub)から出射される光は、第2の基板32の外側(レンズ11側)からは視認不可能となり、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者のみに視認される。すなわち、各画素からの出射光によって生成される表示映像は、第2の基板32の外側には漏れずに(外部からは視認されずに)、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者のみに視認される。これにより、表示映像に機密性がある場合であっても、機密性を確保できるという利点がある。
【0024】
また、本実施形態における各フィルタF(F1,F2,F3)は、当該フィルタFに対応する発光素子Uから出射される所定の波長帯域の光を吸収する一方、所定の波長帯域以外の光は透過するように機能するので、各発光素子U(Ur,Ug,Ub)の何れの発光色にも該当しない白色の光(外光)は各フィルタF(F1,F2,F3)を透過する。したがって、レンズ11を透過して装着者側へ向かって進行する外光は、各フィルタF(F1,F2,F3)を透過するので、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者は表示映像越しに景色を確認することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、表示映像の機密性を確保可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供できるという利点がある。
【0025】
<2.変形例>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの2以上の変形例を組み合わせることもできる。
【0026】
(1)変形例1
上述の実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者の両目には、映像表示部21で生成された表示映像が同時に入射される態様が例示されているが、これに限らず、例えば、ヘッドマウントディスプレイ100の装着者の右目にのみ入射される右目用画像を生成する右目用画像表示部と、装着者の左目のみに入射される左目用画像を生成する左目用画像表示部とが別々に設けられる態様とすることもできる。この態様では、右目用画像と左目用画像との視差によって、ヘッドマウントディスプレイの装着者に立体画像を認識させることもできる。つまり、本発明に係る発光装置は、立体画像を装着者に認識させる3D用のヘッドマウントディスプレイに適用することも可能である。
【0027】
(2)変形例2
上述の実施形態では、「R」、「G」、「B」の各色を発光する3個の発光素子U(Ur,Ug,Ub)でひとつの画素が構成される態様が例示されているが、これに限らず、ひとつの画素を構成する発光素子Uの数や種類(発光色の種類)は任意である。例えば各々の発光色が「R」「G」「B」「W(白色)」である4個の発光素子Uでひとつの画素を構成することもできる。この態様においては、第2の基板32には、白色光を出射する発光素子Uに対応する位置に、白色光を吸収するように機能するフィルタFが設けられるという具合である。要するに、第2の基板32には、発光素子Uに対応する位置にフィルタFが形成され、フィルタFは、当該発光素子Uから出射される所定の波長帯域の光を吸収するという態様であればよい。
【0028】
(3)変形例3
上述の実施形態では、発光素子Uから出射される光の輝度が最大となるピーク波長に対応するフィルタFの透過率はほぼ0%に設定されているが、これに限らず、ピーク波長に対応するフィルタFの透過率が0%よりも高い態様であってもよい。要するに、ピーク波長に対応するフィルタFの透過率は、当該フィルタFを透過するピーク波長の光が外部からは視認されないような値に設定されていればよく、その範囲において任意の値を採り得る。一般的には、フィルタFの透過率が10%以下であれば、当該フィルタFを透過する光は外部から視認されない。
【0029】
(4)変形例4
上述の実施形態では、駆動部22は、眼鏡本体10の外部に設けられる態様が例示されているが、これに限らず、例えば駆動部22がレンズ11に設けられる態様であってもよいし、駆動部22がフレーム12に設けられる態様であってもよい。
【0030】
(5)変形例5
上述の実施形態において、レンズ11のうち映像表示部21が設けられる部分の位置や大きさ(つまり、レンズ11のうち映像表示部21が設けられる領域の範囲)は任意に設定可能である。
【0031】
(6)変形例6
上述の実施形態においては、発光素子の一例として、OLED素子を取り上げたが、無機発光ダイオードやLED(Light Emitting Diode)であってもよい。要は、駆動電流に応じた発光輝度で発光するのであれば、どのような素子であってもよい。
【符号の説明】
【0032】
10……眼鏡本体、11……レンズ、12……フレーム、20……発光装置、21……映像表示部、22……駆動部、100……ヘッドマウントディスプレイ、Din……入力画像信号、F1……第1のフィルタ、F2……第2のフィルタ、F3……第3のフィルタ、Ur……第1の発光素子、Ug……第2の発光素子、Ub……第3の発光素子。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の波長帯域の光を発光する発光素子が形成された第1の基板と、
前記第1の基板に対向して設けられた第2の基板と、を備え、
前記第2の基板には、前記発光素子に対応する位置にフィルタが形成され、
前記フィルタは、前記所定の波長帯域の光を吸収し、前記所定の波長帯域外の光を透過する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項2】
前記フィルタは、前記所定の波長帯域の光のうち発光輝度が最大となるピーク波長の光が外部から視認されないように、当該ピーク波長の光を吸収する、
ことを特徴とする請求項1の発光装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の発光装置を具備する電子機器。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−222168(P2011−222168A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−87578(P2010−87578)
【出願日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】