JP2011222168A - 発光装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光装置および電子機器に関する。

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。

特開２００７−３３４１８５号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 実施形態に係る映像表示部の断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

Claims (3)

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。
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。
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。
   

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