JP2005316304A - Image display apparatus - Google Patents

Image display apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2005316304A
JP2005316304A JP2004136393A JP2004136393A JP2005316304A JP 2005316304 A JP2005316304 A JP 2005316304A JP 2004136393 A JP2004136393 A JP 2004136393A JP 2004136393 A JP2004136393 A JP 2004136393A JP 2005316304 A JP2005316304 A JP 2005316304A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical element
image display
light
prism
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004136393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4631308B2 (en
Inventor
Masanori Iwasaki
正則 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004136393A priority Critical patent/JP4631308B2/en
Publication of JP2005316304A publication Critical patent/JP2005316304A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4631308B2 publication Critical patent/JP4631308B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase light usage efficiency and enhance magnification by enlarging an angle of view. <P>SOLUTION: Light emitted from a display device 101 is p-polarized light, and transmission holographic optical elements 104, 105 have diffraction efficiency with respect to these p-polarized lights, respectively. The light emitted from the display device 101 is diffracted at the optical element 104 through an imaging optical element 102, made incident to a prism 103, reflected inside by a predetermined number of times and emitted outside. The emission light obtained by being reflected back with the surface 103c of the prism 103 is further diffracted at the optical element 105, and made incident to pupils 106 of a user. The surface 103c of the prism 103 and the optical element 105 share effect for satisfying total reflection conditions at the surface 103a of the prism 103, so that a large diffraction capability is not required for the optical element 105, thereby increasing a view angle θ. Since a half mirror is not used, the light usage efficiency is increased. The two optical elements 104, 105 are arranged, so that the chromatic aberration caused by diffraction can be offset. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば、ビデオカメラのビューファインダや頭部装着型ディスプレイ等として使用して好適な画像表示装置に関する。詳しくは、この発明は、画像表示素子からの射出光をプリズムに入射光として入射させて所定回数だけ反射させて射出光として射出し、この射出光を透過型回折光学素子で回折させ、その回折光をユーザの瞳に向けて射出することによって、光利用効率を高くでき、かつ画角を大きして倍率を高くできるようにした画像表示装置に係るものである。   The present invention relates to an image display apparatus suitable for use as, for example, a viewfinder of a video camera, a head-mounted display, or the like. Specifically, in the present invention, the light emitted from the image display element is incident on the prism as incident light, reflected a predetermined number of times and emitted as emitted light, and the emitted light is diffracted by a transmission type diffractive optical element. The present invention relates to an image display apparatus in which light utilization efficiency can be increased and the angle of view can be increased to increase magnification by emitting light toward a user's pupil.

従来、例えば、ビデオカメラのビューファインダや頭部装着型ディスプレイ等として使用される画像表示装置が提案されている。この種の画像表示装置として、画像表示素子の表示画像を虚像として観察する虚像観察光学系を備えているものがある。   Conventionally, for example, an image display device used as a viewfinder of a video camera, a head-mounted display, or the like has been proposed. Some image display apparatuses of this type include a virtual image observation optical system that observes a display image of an image display element as a virtual image.

例えば、特許文献1には、図11に示すような、画像表示装置200が記載されている。この画像表示装置200は、液晶表示器(LCD: Liquid Crystal Display)等からなる画像表示素子201と、ハーフミラー202と、凹面鏡203とで構成されている。画像表示素子201から射出された射出光はハーフミラー202に入射される。このハーフミラー202で反射される反射光は凹面鏡203に入射される。この凹面鏡203で反射される反射光は、再びハーフミラー202に入射される。そして、このハーフミラー202を透過した透過光が瞳204に入射される。   For example, Patent Document 1 describes an image display device 200 as shown in FIG. The image display device 200 includes an image display element 201 including a liquid crystal display (LCD), a half mirror 202, and a concave mirror 203. Light emitted from the image display element 201 is incident on the half mirror 202. The reflected light reflected by the half mirror 202 enters the concave mirror 203. The reflected light reflected by the concave mirror 203 is incident on the half mirror 202 again. The transmitted light that has passed through the half mirror 202 is incident on the pupil 204.

また例えば、特許文献2には、図12に示すような、画像表示装置300が記載されている。この画像表示装置300は、発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)301と、レンズ302と、透過型の液晶表示器303と、プリズム304と、反射型ホログラフィック光学素子305とで構成されている。   Further, for example, Patent Document 2 describes an image display device 300 as shown in FIG. The image display apparatus 300 includes a light emitting diode (LED) 301, a lens 302, a transmissive liquid crystal display 303, a prism 304, and a reflective holographic optical element 305.

発光ダイオード301が発した光は、レンズ302によって、LCD303の全面に均一に照射される。LCD303は、全面に照射された光を画素毎に変調し、画像を表示する。このLCD303から射出された射出光はプリズム304に入射され、当該プリズム304の内面で所定回数だけ反射された後に、反射型ホログラフィック光学素子305に入射されて回折される。この光学素子305からの回折光はプリズム304を透過して瞳306に入射される。   The light emitted from the light emitting diode 301 is uniformly irradiated on the entire surface of the LCD 303 by the lens 302. The LCD 303 modulates the light irradiated on the entire surface for each pixel and displays an image. The emitted light emitted from the LCD 303 enters the prism 304, is reflected by the inner surface of the prism 304 a predetermined number of times, and then enters the reflective holographic optical element 305 and is diffracted. The diffracted light from the optical element 305 passes through the prism 304 and enters the pupil 306.

特開2000−221899号公報(2頁、図7参照)JP 2000-221899 A (see page 2, FIG. 7) 特開2001−305476号公報(4頁〜5頁、図2参照)JP 2001-305476 A (refer to pages 4 to 5 and FIG. 2)

図11に示す画像表示装置200においては、画像表示素子201から射出される射出光はハーフミラー202を2回通過後に瞳204に入射されるため、その光利用効率が最大で25%、実際上は20%程度である。また、凹面鏡203をハーフミラーとすることで、シースルー構造となり、光学部品の向こう側を透過して見ることができるが、この場合の当該向こう側の光利用効率は最大で25%である。またこの場合、上記した画像表示素子201から射出される射出光の光利用効率は、最大で12.5%となる。   In the image display device 200 shown in FIG. 11, the light emitted from the image display element 201 is incident on the pupil 204 after passing through the half mirror 202 twice. Is about 20%. In addition, when the concave mirror 203 is a half mirror, a see-through structure is obtained, and the other side of the optical component can be seen through. However, in this case, the light utilization efficiency on the other side is 25% at the maximum. In this case, the light use efficiency of the emitted light emitted from the image display element 201 is 12.5% at the maximum.

図12に示す画像表示装置300においては、プリズム304の内面で所定回数だけ反射された反射光が最終的に反射型ホログラフィック光学素子305に入射されて回折され、その回折光が瞳306に入射される。そのため、画角θが大きくなると、反射型ホログラフィック光学素子305による大きな回折能力が必要となり、これは回折効率を低下させてしまう原因になることから、画角θをあまり大きくできないという問題があった。   In the image display device 300 shown in FIG. 12, the reflected light reflected by the inner surface of the prism 304 a predetermined number of times is finally incident on the reflective holographic optical element 305 and diffracted, and the diffracted light enters the pupil 306. Is done. Therefore, when the angle of view θ is increased, a large diffraction capability by the reflective holographic optical element 305 is required, which causes a decrease in diffraction efficiency. Therefore, there is a problem that the angle of view θ cannot be increased too much. It was.

この発明の目的は、光利用効率を高くし、かつ画角を大きくして倍率を高くすることにある。   An object of the present invention is to increase the magnification by increasing the angle of view by increasing the light utilization efficiency.

この発明に係る画像表示装置は、画像表示素子と、この画像表示素子からの射出光が入射光として入射され、この入射光を所定回数だけ複数の面で反射させた後に射出光として射出するプリズムと、このプリズムからの射出光を回折する第1の透過型回折光学素子とを備えるものである。   An image display device according to the present invention includes an image display element and a prism that emits light emitted from the image display element as incident light, reflects the incident light on a plurality of surfaces a predetermined number of times, and then emits the light as emitted light. And a first transmissive diffractive optical element that diffracts the light emitted from the prism.

この発明においては、画像表示素子からの射出光がプリズムに入射光として入射される。この入射光はプリズムの内面で所定回数だけ反射された後に、射出光として射出される。そして、このプリズムからの射出光が第1の透過型回折光学素子で回折され、その回折光が例えばユーザの瞳に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子で表示される画像を虚像として見ることができる。   In the present invention, the light emitted from the image display element enters the prism as incident light. The incident light is reflected as a predetermined number of times on the inner surface of the prism and then emitted as emitted light. Then, the light emitted from the prism is diffracted by the first transmission type diffractive optical element, and the diffracted light enters the user's pupil, for example. Thereby, the user can view the image displayed on the image display element as a virtual image.

このように、画像表示素子からの射出光がプリズムおよび透過型回折光学素子を介してユーザの瞳に入射されるものであり、ハーフミラーを用いるものと比べて、光利用効率が高くなる。また、プリズムで最終的に反射されて射出された射出光が透過型回折光学素子でさらに回折され、その回折光がユーザの瞳に入射されるものであり、透過型回折光学素子に大きな回折能力は要求されず、従って画角を大きくでき、倍率を高くできる。   Thus, the light emitted from the image display element is incident on the user's pupil via the prism and the transmissive diffractive optical element, and the light utilization efficiency is higher than that using a half mirror. In addition, the outgoing light finally reflected and emitted by the prism is further diffracted by the transmissive diffractive optical element, and the diffracted light is incident on the user's pupil. Therefore, the angle of view can be increased and the magnification can be increased.

例えば、プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面および第3の面を有するものとされる。そして、画像表示素子からの射出光は、このプリズムの第2の面、第1の面および第3の面で順次反射された後に、第1の面から射出される。この場合、例えば、第2の面および第3の面の少なくとも一方が曲面とされる。これにより、第2の面、第3の面にレンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズムを薄く小さくでき、また結像光学素子の負担を軽減できる。   For example, the prism has at least a first surface, a second surface, and a third surface. The light emitted from the image display element is sequentially reflected by the second surface, the first surface, and the third surface of the prism, and then is emitted from the first surface. In this case, for example, at least one of the second surface and the third surface is a curved surface. Thereby, the lens effect can be imparted to the second surface and the third surface, the spread of the light beam can be suppressed, the prism can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element can be reduced.

例えば、プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面、第3の面および第4の面を有するものとされる。そして、画像表示素子からの射出光は、このプリズムの第2の面、第3の面および第4の面で順次反射された後に、第3の面から射出される。この場合、例えば、第4の面が曲面とされる。これにより、第4の面にレンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズムを薄く小さくでき、また結像光学素子の負担を軽減できる。またこの場合、例えば、第2の面および第3の面が平行とされることで、プリズムの製造が容易となる。またこの場合、例えば、入射光が反射される、第2の面および第3の面の少なくとも一方に反射型回折光学素子が設けられることで、これら第2の面および第3の面にそれを曲面とすることなくレンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズムを薄く小さくでき、また結像光学素子の負担を軽減できる。   For example, the prism has at least a first surface, a second surface, a third surface, and a fourth surface. The light emitted from the image display element is sequentially reflected by the second surface, the third surface, and the fourth surface of the prism, and then is emitted from the third surface. In this case, for example, the fourth surface is a curved surface. Thereby, the lens effect can be imparted to the fourth surface, the spread of the light beam can be suppressed, the prism can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element can be reduced. In this case, for example, the second surface and the third surface are parallel to each other, so that the prism can be easily manufactured. In this case, for example, a reflective diffractive optical element is provided on at least one of the second surface and the third surface from which incident light is reflected. A lens effect can be imparted without a curved surface, the spread of the light beam can be suppressed, the prism can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element can be reduced.

例えば、プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面および第3の面を有するものとされる。そして、画像表示素子からの射出光は、このプリズムの第2の面および第3の面で順次反射された後に、第2の面から射出される。この場合、例えば、第3の面が曲面とされる。これにより、第3の面にレンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズムを薄く小さくできる。またこの場合、例えば、入射光が反射される、第2の面に反射型回折光学素子が設けられることで、これら第2の面にそれを曲面とすることなくレンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズムを薄く小さくでき、また結像光学素子の負担を軽減できる。   For example, the prism has at least a first surface, a second surface, and a third surface. The light emitted from the image display element is sequentially reflected by the second surface and the third surface of the prism, and then emitted from the second surface. In this case, for example, the third surface is a curved surface. Thereby, a lens effect can be given to the third surface, the spread of the light beam can be suppressed, and the prism can be made thin and small. In this case, for example, by providing a reflective diffractive optical element on the second surface where incident light is reflected, a lens effect can be imparted to the second surface without making it a curved surface. Can be suppressed, the prism can be made thinner and smaller, and the burden on the imaging optical element can be reduced.

なお、第1の透過型回折光学素子は、可視光領域における、赤色の波長帯域と、緑色の波長帯域と、青色の波長帯域とに対して、回折効率を有するものとされる。これにより、プリズムに入射される入射光を構成する赤色成分、緑色成分および青色成分をそれぞれ第1の透過型回折光学素子で回折でき、ユーザの瞳に各色成分を入射させることができ、ユーザにカラー画像を知覚させることができる。   The first transmissive diffractive optical element has diffraction efficiency with respect to the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band in the visible light region. Thereby, the red component, the green component, and the blue component that constitute the incident light incident on the prism can be diffracted by the first transmission type diffractive optical element, and each color component can be incident on the user's pupil. A color image can be perceived.

例えば、第1の透過型回折光学素子は、赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、緑色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層と、青色の波長帯域に対して回折効率を有する第3の層とからなる。この場合、プリズム側から、第2の層、第1の層および第3の層の順、または第2の層、第3の層および第1の層の順に配置される。また例えば、第1の透過型回折光学素子は、赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、緑色から青色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層とからなる。この場合、例えば、プリズム側から、第2の層および第1の層の順に配置される。   For example, the first transmissive diffractive optical element includes a first layer having diffraction efficiency for the red wavelength band, a second layer having diffraction efficiency for the green wavelength band, and a blue wavelength band. And a third layer having diffraction efficiency. In this case, the second layer, the first layer, and the third layer are arranged in this order from the prism side, or the second layer, the third layer, and the first layer are arranged in this order. For example, the first transmission type diffractive optical element includes a first layer having diffraction efficiency with respect to a red wavelength band and a second layer having diffraction efficiency with respect to a green to blue wavelength band. . In this case, for example, the second layer and the first layer are arranged in this order from the prism side.

人間の眼は緑色の光に最も感度がよく、赤色がこれに次ぎ青色が最も低い。上述したように、プリズム側に、緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層が配置されることで、プリズムから射出された射出光は最初に当該緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層に入射されるため、緑色の光線束は、他の層の影響を受けることなく、当該緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層で回折される。したがって、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚可能となる。   The human eye is most sensitive to green light, red next to blue and lowest. As described above, a layer having diffraction efficiency with respect to the green wavelength band is arranged on the prism side, so that the emitted light emitted from the prism first has diffraction efficiency with respect to the green wavelength band. Since it is incident on the layer, the green light beam is diffracted by the layer having diffraction efficiency with respect to the green wavelength band without being affected by the other layers. Therefore, a green light beam with high visibility can be diffracted with high accuracy, and the user can perceive an image with good resolution.

例えば、第1の透過型回折光学素子は、透過型ホログラフィック光学素子である。この場合、例えば、透過型ホログラフィック光学素子は、複数の波長帯域に対して回折効率を有する単一のホログラム層により構成される、またこの場合、例えば、透過型ホログラフィック光学素子は、複数のホログラム層により構成される。この複数のホログラム層はそれぞれ異なる波長帯域に対して回折効率を有する。ここで、透過型ホログラフィック光学素子に偏光選択性を持たせることで、例えばp偏光またはs偏光のいずれかを選択的に回折させることができる。   For example, the first transmissive diffractive optical element is a transmissive holographic optical element. In this case, for example, the transmissive holographic optical element is constituted by a single hologram layer having diffraction efficiency for a plurality of wavelength bands. In this case, for example, the transmissive holographic optical element includes a plurality of holographic optical elements. It is composed of a hologram layer. The plurality of hologram layers have diffraction efficiency for different wavelength bands. Here, by imparting polarization selectivity to the transmissive holographic optical element, for example, either p-polarized light or s-polarized light can be selectively diffracted.

なお、例えば、画像表示素子から射出される射出光を回折する第2の透過型回折光学素子がさらに備えられる。この第2の透過型回折光学素子および上述した第1の透過型回折光学素子は、同一の波長帯域に対して回折効率を有するものとされる。この場合、瞳位置における光線、例えば平行光線を逆光線追跡したとき画像表示素子の表示面上に結像される光学系で構成されるものとした場合、第1の透過型回折光学素子における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、第2の透過型回折光学素子によって発生されることで、色分散した光線が結像位置に集光される。これにより、回折によって発生する色収差が相殺される。   For example, a second transmission type diffractive optical element that diffracts the emitted light emitted from the image display element is further provided. The second transmissive diffractive optical element and the first transmissive diffractive optical element described above have diffraction efficiency with respect to the same wavelength band. In this case, when it is configured by an optical system that forms an image on the display surface of the image display element when a ray at the pupil position, for example, a parallel ray is traced backward, the diffraction by the first transmissive diffractive optical element A wavelength dispersion opposite to the generated wavelength dispersion is generated by the second transmission type diffractive optical element, so that the chromatically dispersed light beam is condensed at the imaging position. Thereby, chromatic aberration generated by diffraction is canceled out.

例えば、第1、第2の透過型回折光学素子は、それぞれ、赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、緑色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層と、青色の波長帯域に対して回折効率を有する第3の層とからなる。この場合、少なくとも、第2の透過型回折光学素子は、プリズム側から、第3の層、第1の層および第2の層の順、または第1の層、第3の層および第2の層の順に配置される。また例えば、第1、第2の透過型回折光学素子は、それぞれ、赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、緑色から青色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層とからなる。この場合、例えば、プリズム側から、第1の層および第2の層の順に配置される。   For example, each of the first and second transmissive diffractive optical elements includes a first layer having diffraction efficiency with respect to a red wavelength band, and a second layer having diffraction efficiency with respect to a green wavelength band. And a third layer having diffraction efficiency with respect to the blue wavelength band. In this case, at least the second transmission type diffractive optical element has the third layer, the first layer, and the second layer in this order from the prism side, or the first layer, the third layer, and the second layer. Arranged in order of layers. For example, each of the first and second transmissive diffractive optical elements includes a first layer having diffraction efficiency for the red wavelength band and a second layer having diffraction efficiency for the green to blue wavelength band. It consists of layers. In this case, for example, the first layer and the second layer are arranged in this order from the prism side.

人間の眼は緑色の光に最も感度がよく、赤色がこれに次ぎ青色が最も低い。上述したように、第2の透過型回折光学素子において、プリズム側とは逆側に、緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層が配置されることで、当該第2の透過型回折光学素子で回折すべき画像表示素子からの射出光は最初に当該緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層に入射されるため、緑色の光線束は、他の層の影響を受けることなく、当該緑色の波長帯域に対して回折効率を有する層で回折される。したがって、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚可能となる。   The human eye is most sensitive to green light, red next to blue and lowest. As described above, in the second transmissive diffractive optical element, the layer having the diffraction efficiency with respect to the green wavelength band is disposed on the side opposite to the prism side, so that the second transmissive diffractive optical element is concerned. Since the light emitted from the image display element to be diffracted by the element is first incident on a layer having diffraction efficiency for the green wavelength band, the green light flux is not affected by the other layers, It is diffracted by the layer having diffraction efficiency for the green wavelength band. Therefore, a green light beam with high visibility can be diffracted with high accuracy, and the user can perceive an image with good resolution.

また、例えば、画像表示素子からの射出光は第1の偏光面を持つ第1の直線偏光とされる。そして、この第1の偏光面とは直交する第2の偏光面を持つ第2の直線偏光に対して回折効率を有する、第2の透過型回折光学素子が備えられる。この場合、画像表示素子からの射出光はプリズムを透過するようにされる。そして、この透過された射出光は、第2の透過型回折光学素子、1/4波長板、反射手段および1/4波長板を介して第2の透過型回折光学素子に入射されて回折され、その回折光がプリズムに入射光として入射される。   Further, for example, the light emitted from the image display element is the first linearly polarized light having the first polarization plane. A second transmission type diffractive optical element having diffraction efficiency with respect to the second linearly polarized light having the second polarization plane orthogonal to the first polarization plane is provided. In this case, light emitted from the image display element is transmitted through the prism. Then, the transmitted emitted light is incident on the second transmission type diffractive optical element via the second transmission type diffractive optical element, the quarter wavelength plate, the reflecting means, and the quarter wavelength plate, and is diffracted. The diffracted light enters the prism as incident light.

この場合、画像表示素子からの射出光はプリズムを透過した後に、第2の透過型回折光学素子で回折されてプリズムに入射されるため、画像表示素子をプリズムに近接して配置でき、装置の小型化を図ることが可能となる。   In this case, since the light emitted from the image display element is transmitted through the prism and then diffracted by the second transmission type diffractive optical element and incident on the prism, the image display element can be disposed close to the prism. It is possible to reduce the size.

またこの場合、第1の透過型回折光学素子における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、第2の透過型回折光学素子によって発生され、色分散した光線が結像位置に集光される。これにより、回折によって発生する色収差が相殺される。   In this case, the chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in the first transmissive diffractive optical element is generated by the second transmissive diffractive optical element, and the chromatically dispersed light beam is collected at the imaging position. . Thereby, chromatic aberration generated by diffraction is canceled out.

この発明によれば、画像表示素子からの射出光をプリズムに入射光として入射させて所定回数だけ反射させて射出光として射出し、この射出光を透過型回折光学素子で回折させ、その回折光をユーザの瞳に向けて射出するものであり、光利用効率を高くでき、かつ画角を大きくして倍率を高くできる。   According to the present invention, the light emitted from the image display element is incident on the prism as incident light, reflected a predetermined number of times and emitted as the emitted light, and the emitted light is diffracted by the transmission type diffractive optical element. Is emitted toward the user's pupil, so that the light use efficiency can be increased, and the angle of view can be increased to increase the magnification.

この発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、第1の実施の形態としての画像表示装置100の構成を示している。この画像表示装置100は、例えば液晶表示器(LCD: Liquid Crystal Display)等からなる画像表示素子101と、結像光学素子102と、プリズム103と、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105とで構成されている。画像表示素子101が液晶表示器からなる場合、光源としては、例えば発光ダイオード(LED: Liquid Crystal Display)が用いられる。   A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration of an image display apparatus 100 as the first embodiment. The image display device 100 includes, for example, an image display element 101 including a liquid crystal display (LCD), an imaging optical element 102, a prism 103, and polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105. It consists of and. When the image display element 101 is a liquid crystal display, for example, a light emitting diode (LED: Liquid Crystal Display) is used as a light source.

プリズム103は、断面三角形状とされており、3つの面103a〜103cを有している。結像光学素子102は、画像表示素子101とプリズム103の面103aとの間に配置されている。プリズム103の面103aのうち、画像表示素子101からの射出光が入射される部位に、ホログラフィック光学素子104が被着されている。このホログラフィック光学素子104は、第2の透過型回折光学素子を構成している。プリズム103の面103aのうち、プリズム103からの射出光が射出される部位に、ホログラフィック光学素子105が被着されている。このホログラフィック光学素子105は、第1の透過型回折光学素子を構成している。   The prism 103 has a triangular cross section and has three surfaces 103a to 103c. The imaging optical element 102 is disposed between the image display element 101 and the surface 103 a of the prism 103. A holographic optical element 104 is attached to a portion of the surface 103a of the prism 103 where light emitted from the image display element 101 is incident. The holographic optical element 104 constitutes a second transmissive diffractive optical element. A holographic optical element 105 is attached to a portion of the surface 103a of the prism 103 where light emitted from the prism 103 is emitted. The holographic optical element 105 constitutes a first transmission type diffractive optical element.

プリズム103の面103bは、当該プリズム103の面103aから入射光として入射される画像表示素子101からの射出光を反射する反射面を構成している。この面103bの面103aに対する傾斜角は、当該面103bへの上述の入射光の入射角度が全反射の条件を満たし、かつこの面103bからの反射光の面103aへの入射角度が全反射の条件を満たすように、設定されている。また、プリズム103の面103cの面103aに対する傾斜角は、面103aからの反射光の面103cへの入射角度が全反射の条件を満たすように、設定されている。   The surface 103b of the prism 103 constitutes a reflecting surface that reflects the emitted light from the image display element 101 that is incident as incident light from the surface 103a of the prism 103. The inclination angle of the surface 103b with respect to the surface 103a is such that the incident angle of the incident light on the surface 103b satisfies the condition of total reflection, and the incident angle of the reflected light from the surface 103b on the surface 103a is total reflection. It is set to satisfy the conditions. The inclination angle of the surface 103c of the prism 103 with respect to the surface 103a is set so that the incident angle of the reflected light from the surface 103a to the surface 103c satisfies the condition of total reflection.

プリズム103の面103bおよび面103cの少なくとも一方は曲面とされ、レンズ効果を持つようにされている。画像表示装置100は、ユーザの瞳106の位置における光線、例えば平行光線を逆光線追跡したとき、画像表示素子101の表示面上に結像される光学系で構成されている。上述したようにプリズム103の面103bおよび面103cの少なくとも一方を曲面として、レンズ効果を持たせることで、光線束の広がりを抑制でき、プリズム103を薄く小さくでき、また結像光学素子102の負担を軽減できる。   At least one of the surface 103b and the surface 103c of the prism 103 is a curved surface so as to have a lens effect. The image display apparatus 100 is configured by an optical system that forms an image on the display surface of the image display element 101 when a ray at the position of the user's pupil 106, for example, a parallel ray is traced back. As described above, by providing at least one of the surface 103b and the surface 103c of the prism 103 as a curved surface and having a lens effect, the spread of the light beam can be suppressed, the prism 103 can be made thinner and smaller, and the burden on the imaging optical element 102 is increased. Can be reduced.

本実施の形態において、画像表示素子101からの射出光は直線偏光であるp偏光とされており、またホログラフィック光学素子104,105はこのp偏光に対して回折効率を有するものとされている。なお、画像表示素子101からの射出光をp偏光と直交した偏光面を持つ直線偏光であるs偏光とし、またホログラフィック光学素子104,105をs偏光に対して回折効率を有するものとしてもよい。   In the present embodiment, light emitted from the image display element 101 is p-polarized light that is linearly polarized light, and the holographic optical elements 104 and 105 have diffraction efficiency with respect to the p-polarized light. . The light emitted from the image display element 101 may be s-polarized light that is linearly polarized light having a polarization plane orthogonal to p-polarized light, and the holographic optical elements 104 and 105 may have diffraction efficiency with respect to s-polarized light. .

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、ホログラフィック光学素子105における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、ホログラフィック光学素子104における回折によって発生され、色分散した光線が結像位置に集光されるように、ホログラフィック光学素子104の回折パワー等が設定されている。   Further, when considering the above-described reverse ray tracing, the chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in the holographic optical element 105 is generated by the diffraction in the holographic optical element 104, and the chromatically dispersed light rays are collected at the imaging position. The diffraction power and the like of the holographic optical element 104 are set so that the light is emitted.

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、プリズム103から射出されてホログラフィック光学素子104に入射される射出光が全画角において略平行となるように、プリズム103の面103b,103cの曲面形状などが最適化されている。これにより、ホログラフィック光学素子104の回折効率の向上が図られている。   Further, when considering the above-described back ray tracing, the curved surface shapes of the surfaces 103b and 103c of the prism 103 are set so that the emitted light emitted from the prism 103 and incident on the holographic optical element 104 is substantially parallel at all angles of view. Etc. have been optimized. Thereby, the diffraction efficiency of the holographic optical element 104 is improved.

また、ホログラフィック光学素子104,105は、それぞれ、可視領域における、赤色の波長帯域と、緑色の波長帯域と、青色の波長帯域とに対して、回折効率を有するものとされている。また、ホログラフィック光学素子104,105は、それぞれ、異なる効果を備えている。   In addition, the holographic optical elements 104 and 105 each have diffraction efficiency with respect to a red wavelength band, a green wavelength band, and a blue wavelength band in the visible region. In addition, the holographic optical elements 104 and 105 have different effects.

本実施の形態においては、これらホログラフィック光学素子104,105は、赤色光回折用ホログラフィック光学素子110R、緑色光回折用ホログラフィック光学素子110Gおよび青色光回折用ホログラフィック光学素子110Bが積層された3層構造とされる。ホログラフィック光学素子110R,110Gおよび110Bは、それぞれ、可視領域における、赤色の波長帯域(例えば620nm〜640nm)、緑色の波長帯域(例えば520nm〜540nm)および青色の波長帯域(例えば450nm〜500nm)に対して、回折効率を有する。   In the present embodiment, these holographic optical elements 104 and 105 are formed by stacking a red light diffraction holographic optical element 110R, a green light diffraction holographic optical element 110G, and a blue light diffraction holographic optical element 110B. A three-layer structure is adopted. The holographic optical elements 110R, 110G, and 110B are respectively in a red wavelength band (for example, 620 nm to 640 nm), a green wavelength band (for example, 520 nm to 540 nm), and a blue wavelength band (for example, 450 nm to 500 nm) in the visible region. On the other hand, it has diffraction efficiency.

この場合、ホログラフィック光学素子104,105は、図2に示すように、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110R、ホログラフィック光学素子110Bおよびホログラフィック光学素子110Gの順に配置されている。なお、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110B、ホログラフィック光学素子110Rおよびホログラフィック光学素子110Gの順に配置されていてもよい。   In this case, as shown in FIG. 2, the holographic optical elements 104 and 105 are arranged in the order of the holographic optical element 110R, the holographic optical element 110B, and the holographic optical element 110G from the prism 103 side. Note that the holographic optical element 110B, the holographic optical element 110R, and the holographic optical element 110G may be arranged in this order from the prism 103 side.

人間の眼は緑色の光に最も感度がよく、赤色がこれに次ぎ青色が最も低い。上述したように、ホログラフィック光学素子104において、プリズム103側とは逆側に、緑色の波長帯域に対して回折効率を有するホログラフィック光学素子110Gが配置される。そのため、ホログラフィック光学素子104で回折すべき画像表示素子101からの射出光は最初にホログラフィック光学素子110Gに入射され、緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110B,110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110Gで回折される。したがって、ホログラフィック光学素子104で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようなる。   The human eye is most sensitive to green light, red next to blue and lowest. As described above, in the holographic optical element 104, the holographic optical element 110G having diffraction efficiency with respect to the green wavelength band is disposed on the side opposite to the prism 103 side. Therefore, the light emitted from the image display element 101 to be diffracted by the holographic optical element 104 is first incident on the holographic optical element 110G, and the green light beam is affected by the other holographic optical elements 110B and 110R. Without being diffracted by the holographic optical element 110G. Therefore, the holographic optical element 104 can accurately diffract a green light beam having high visibility, and the user can perceive an image with good resolution.

本実施の形態においては、ホログラフィック光学素子104,105をそれぞれ構成するホログラフィック光学素子110G,110B,110Rは物理的に連続したものとして構成され、後述する製造プロセスにおける露光条件を変化させてそれぞれの部位で異なるパワーを備えるようにされる。そのため、ホログラフィック光学素子105においても、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110R、ホログラフィック光学素子110Bおよびホログラフィック光学素子110Gの順に配置された状態となっている。   In the present embodiment, the holographic optical elements 110G, 110B, and 110R that constitute the holographic optical elements 104 and 105 are configured to be physically continuous, and are changed by changing exposure conditions in a manufacturing process that will be described later. The different parts have different powers. Therefore, also in the holographic optical element 105, the holographic optical element 110R, the holographic optical element 110B, and the holographic optical element 110G are arranged in this order from the prism 103 side.

しかし、このホログラフィック光学素子105においては、本来、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110G、ホログラフィック光学素子110Bおよびホログラフィック光学素子110Rの順、またはホログラフィック光学素子110G、ホログラフィック光学素子110Rおよびホログラフィック光学素子110Bの順に配置することが好ましい。このように、プリズム103側に、ホログラフィック光学素子110Gが配置されることで、プリズム103から射出された射出光は最初に当該ホログラフィック光学素子110Gに入射されるため、緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110B,110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110Gで回折される。そのため、ホログラフィック光学素子105で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようになる。   However, in the holographic optical element 105, originally, from the prism 103 side, the holographic optical element 110G, the holographic optical element 110B, and the holographic optical element 110R are arranged in this order, or the holographic optical element 110G and the holographic optical element 110R. And the holographic optical element 110B are preferably arranged in this order. In this way, by arranging the holographic optical element 110G on the prism 103 side, the emitted light emitted from the prism 103 is first incident on the holographic optical element 110G. It is diffracted by the holographic optical element 110G without being influenced by the other holographic optical elements 110B and 110R. Therefore, the holographic optical element 105 can accurately diffract a high-visibility green light beam, and the user can perceive an image with good resolution.

ここで、図3、図4を参照して、上述したホログラフィック光学素子110R,110G,110Bをそれぞれ構成する偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子110の構造および製造プロセスを説明する。このホログラフィック光学素子110は、例えば特開2002−221710号公報に記載されている。   Here, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the structure and manufacturing process of the polarization selective transmission type holographic optical element 110 constituting the holographic optical elements 110R, 110G, and 110B described above will be described. The holographic optical element 110 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-221710.

このホログラフィック光学素子110は、高分子分散液晶(以下、「PDLC」という)を材料とした液晶パネルに、レーザ光線による干渉縞を露光して、ホログラムを形成したものである。   The holographic optical element 110 is formed by exposing a liquid crystal panel made of polymer dispersed liquid crystal (hereinafter referred to as “PDLC”) with interference fringes by a laser beam to form a hologram.

すなわち、まず、光重合を起こす前の高分子(以下、「プレポリマ」という)、ネマチック液晶、開始剤、色素などが混合されたPDLC1を、それぞれに透明電極2が形成された一対のガラス基板3,3間に挟み込み、PDLCパネルを形成する。このとき、ネマチック液晶の重量割合は全体の30%程度とする。また、このPDLC1の層厚(以下、「セルギャップ」という)は、2μm乃至15μm程度の範囲で、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子の仕様、例えば回折効率を持たせる波長帯域などに合わせて最適値が選ばれる。   That is, first, a pair of glass substrates 3 each having a transparent electrode 2 formed on PDLC 1 mixed with a polymer (hereinafter referred to as “prepolymer”), a nematic liquid crystal, an initiator, and a dye before photopolymerization is mixed. , 3 to form a PDLC panel. At this time, the weight ratio of the nematic liquid crystal is about 30% of the whole. The layer thickness of the PDLC 1 (hereinafter referred to as “cell gap”) is in the range of about 2 μm to 15 μm, and is adapted to the specifications of the polarization selective transmission holographic optical element, for example, the wavelength band that gives diffraction efficiency. The optimum value is chosen.

次に、このPDLCパネルに干渉縞を記録するため、図示しないレーザ光源からの物体光4および参照光5を当該PDLCパネルに照射し、これらの干渉による光の強弱(A)を発生させる。このとき、干渉縞の明るいところ、つまり光子のエネルギーが大きい場所では、そのエネルギーにより、PDLC中のプレポリマが光重合を起こし、ポリマ化する。このため、プレポリマが周辺部から次々に供給され、結果的に、ポリマ化したプレポリマが密な領域と疎の領域とに分かれる。プレポリマが疎の領域では、ネマチック液晶の濃度が高くなる。これにより、高分子領域6と液晶領域7の2つの領域が形成される。   Next, in order to record interference fringes on the PDLC panel, object light 4 and reference light 5 from a laser light source (not shown) are irradiated to the PDLC panel, and light intensity (A) due to these interferences is generated. At this time, in a place where the interference fringes are bright, that is, a place where the energy of photons is large, the prepolymer in the PDLC undergoes photopolymerization and polymerizes due to the energy. For this reason, the prepolymer is supplied one after another from the peripheral portion, and as a result, the polymerized prepolymer is divided into a dense region and a sparse region. In regions where the prepolymer is sparse, the concentration of nematic liquid crystal is high. As a result, two regions of the polymer region 6 and the liquid crystal region 7 are formed.

ところで、上述のPDLCパネルの高分子領域6は、屈折率に関し等方的で、その値は、例えば1.5となされている。一方、PDLCパネルの液晶領域7では、ネマチック液晶分子8がその光軸を高分子領域6との境界面に対して略垂直として並んでいる。そのため、この液晶領域7では、屈折率が、入射偏光方位依存性を有しており、この場合常光線となるのは、PDLCパネルの光線入射面9に入射する入射光について考えた場合、s偏光成分である。   By the way, the polymer region 6 of the above-mentioned PDLC panel is isotropic with respect to the refractive index, and its value is, for example, 1.5. On the other hand, in the liquid crystal region 7 of the PDLC panel, nematic liquid crystal molecules 8 are arranged with their optical axes substantially perpendicular to the interface with the polymer region 6. Therefore, in this liquid crystal region 7, the refractive index has an incident polarization azimuth dependency. In this case, the ordinary ray is s when the incident light incident on the light incident surface 9 of the PDLC panel is considered. It is a polarization component.

そして、この液晶領域7の常光線屈折率nloを高分子領域6の屈折率npに略等しい状態、例えば、屈折率差が0.01未満である状態とすれば、入射s偏光成分に対する屈折率の変調は極めて小さく、回折効率をほとんど有しない。一般に、ネマチック液晶の常光線屈折率nloと異常光線屈折率nleとの差Δnは、0.1乃至0.2程度であるため、s偏光成分と入射方向が等しいp偏光成分の場合は、高分子領域6と液晶領域7との間に屈折率差を生じ、位相変調型ホログラムとして機能し、回折効率を有する。これが、PDLCパネルを用いた偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子(H−PDLCパネル)110の透明電極2,2間に電圧を印加しない場合の動作原理である(図3参照)。   If the ordinary refractive index nlo of the liquid crystal region 7 is substantially equal to the refractive index np of the polymer region 6, for example, the refractive index difference is less than 0.01, the refractive index for the incident s-polarized component. The modulation of is very small and has little diffraction efficiency. In general, the difference Δn between the ordinary ray refractive index nlo and the extraordinary ray refractive index nle of the nematic liquid crystal is about 0.1 to 0.2, so that the p-polarized component having the same incident direction as the s-polarized component is high. A difference in refractive index is generated between the molecular region 6 and the liquid crystal region 7, functions as a phase modulation hologram, and has diffraction efficiency. This is an operation principle when no voltage is applied between the transparent electrodes 2 and 2 of the polarization selective transmission holographic optical element (H-PDLC panel) 110 using a PDLC panel (see FIG. 3).

次に、図4に示すように、このH−PDLCパネル110の透明電極2,2間に電圧を印加した場合の動作について説明する。透明電極2,2間には、スイッチ10を介して、電源11が接続されている。スイッチ10を閉成することにより、透明電極2,2間には、電源11による電圧が印加される。これにより、H−PDLCパネル110の内部の材料に電界が加わると、誘電率異方性を有する液晶分子8は、その電圧に応じた角度だけ、光軸を電界方向に揃えるように方向が変えられる。そして、入射光の偏光方向に関わらず、回折を起こさないように制御することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 4, an operation when a voltage is applied between the transparent electrodes 2 and 2 of the H-PDLC panel 110 will be described. A power supply 11 is connected between the transparent electrodes 2 and 2 via a switch 10. By closing the switch 10, a voltage from the power source 11 is applied between the transparent electrodes 2 and 2. Thus, when an electric field is applied to the material inside the H-PDLC panel 110, the liquid crystal molecules 8 having dielectric anisotropy change the direction so that the optical axis is aligned with the electric field direction by an angle corresponding to the voltage. It is done. It is possible to control so as not to cause diffraction regardless of the polarization direction of incident light.

上述のような原理により、ホログラフィック光学素子(H−PDLCパネル)110は、入射光のうちのp偏光成分のみを回折する状態および入射光の全方向の偏光成分を回折しない状態の、2つの状態に切り替える動作が可能となる。   Based on the above-described principle, the holographic optical element (H-PDLC panel) 110 has two states of diffracting only the p-polarized component of incident light and not diffracting the polarized component in all directions of incident light. The operation to switch to the state becomes possible.

画像表示素子101は、例えば赤色画像、緑色画像および青色画像を所定の周期、例えば1/180秒の周期をもって順次表示する。そして、この画像表示素子101からは、赤色画像、緑色画像および青色画像が表示されているとき、それぞれ赤色光、緑色光および青色光が射出される。図示しない制御部は、ホログラフィック光学素子104,105を構成する光学素子110R,110Gおよび110Bを、それぞれ、画像表示素子101に赤色画像、緑色画像および青色画像が表示されているときp偏光成分のみを回折する状態とし、その他のとき全方向の偏光成分を回折しない状態とする。   The image display element 101 sequentially displays, for example, a red image, a green image, and a blue image with a predetermined period, for example, a period of 1/180 seconds. The image display element 101 emits red light, green light, and blue light, respectively, when a red image, a green image, and a blue image are displayed. A control unit (not shown) includes optical elements 110R, 110G, and 110B constituting the holographic optical elements 104 and 105, and only the p-polarized light component when a red image, a green image, and a blue image are displayed on the image display element 101, respectively. Is in a state of diffracting, and in other cases, the polarization component in all directions is not diffracted.

この画像表示装置100において、画像表示素子101から射出される射出光(p偏光)は、結像光学素子102を透過して透過型ホログラフィック光学素子104に入射されて回折される。この透過型ホログラフィック光学素子104からの回折光は、プリズム103に、面103aから入射光として入射される。   In this image display device 100, the emitted light (p-polarized light) emitted from the image display element 101 passes through the imaging optical element 102 and enters the transmissive holographic optical element 104 and is diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 104 enters the prism 103 as incident light from the surface 103a.

プリズム103に入射された入射光は、面103bで全反射され、また面103aで全反射され、さらに面103cで全反射されて、プリズム103の面103aから射出される。このプリズム103からの射出光は、透過型ホログラフィック光学素子105に入射されて回折される。そして、この透過型ホログラフィック光学素子105からの回折光は、ユーザの瞳106に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子101に表示される画像を虚像として認識できるようになる。   Incident light incident on the prism 103 is totally reflected by the surface 103 b, totally reflected by the surface 103 a, further totally reflected by the surface 103 c, and emitted from the surface 103 a of the prism 103. Light emitted from the prism 103 is incident on the transmissive holographic optical element 105 and diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 105 enters the user's pupil 106. Thereby, the user can recognize the image displayed on the image display element 101 as a virtual image.

ここで、実際の光線の進行方向とは逆向きの光線追跡を考える。
瞳106から所定の画角を持った光線束が射出光として射出されたとする。この射出光は、ホログラフィック光学素子105に入射される。このホログラフィック光学素子105では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。
Here, consider ray tracing in the direction opposite to the actual traveling direction of rays.
It is assumed that a light beam having a predetermined angle of view is emitted from the pupil 106 as emitted light. This emitted light is incident on the holographic optical element 105. In the holographic optical element 105, the p-polarized component in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is diffracted with an arbitrary power.

ホログラフィック光学素子105からの回折光は、プリズム103に、その面103aから入射光として入射される。この入射光は、面103cで全反射された後、面103aに入射されて全反射される。ここで、面103cで反射された反射光が入射される面103aにはホログラフィック光学素子104,105が被着されており、反射光はホログラフィック光学素子104,105に入射される。   The diffracted light from the holographic optical element 105 enters the prism 103 as incident light from its surface 103a. The incident light is totally reflected by the surface 103c, and then enters the surface 103a and is totally reflected. Here, the holographic optical elements 104 and 105 are attached to the surface 103 a on which the reflected light reflected by the surface 103 c is incident, and the reflected light is incident on the holographic optical elements 104 and 105.

しかしこの場合、面103cで反射された反射光は、図5に示すように、当該ホログラフィック光学素子104,105に大きな入射角をもって入射されるので、当該ホログラフィック光学素子104,105で回折効果は発生せず、面103cで反射された反射光は全反射される。なお、図5は、ホログラフィック光学素子105の部分のみを示している。   In this case, however, the reflected light reflected by the surface 103c is incident on the holographic optical elements 104 and 105 with a large incident angle as shown in FIG. Does not occur, and the reflected light reflected by the surface 103c is totally reflected. FIG. 5 shows only the portion of the holographic optical element 105.

面103aで反射された反射光は、面103bに入射されて全反射される。そして、面103bで反射された反射光は面103aから射出される。このプリズム103からの射出光はホログラフィック光学素子104に入射される。このホログラフィック光学素子104では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。そして、このホログラフィック光学素子104からの回折光は、結像光学素子102により、画像表示素子101の表示面上に集光される。この場合、瞳106の位置における光線、例えば平行光線は、画像表示素子101の表示面上に結像される。   The reflected light reflected by the surface 103a enters the surface 103b and is totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103b is emitted from the surface 103a. Light emitted from the prism 103 is incident on the holographic optical element 104. In the holographic optical element 104, the p-polarized components in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band are diffracted with an arbitrary power. The diffracted light from the holographic optical element 104 is condensed on the display surface of the image display element 101 by the imaging optical element 102. In this case, a light beam at the position of the pupil 106, for example, a parallel light beam, forms an image on the display surface of the image display element 101.

図1に示す画像表示装置100においては、画像表示素子101からの射出光がプリズム103および透過型ホログラフィック光学素子105を介してユーザの瞳106に入射されるものであり、従来のようにハーフミラーを用いるものと比べて、光利用効率を高くでき、ユーザは明るい像を見ることができる。換言すれば、光利用効率を高くできることから、ユーザに明るい像を知覚させるための消費電力を低く抑えることができる。   In the image display apparatus 100 shown in FIG. 1, the light emitted from the image display element 101 is incident on the user's pupil 106 via the prism 103 and the transmission type holographic optical element 105. Light use efficiency can be made higher than that using a mirror, and the user can see a bright image. In other words, since the light use efficiency can be increased, the power consumption for making the user perceive a bright image can be kept low.

すなわち、図1に示す画像表示装置100においては、プリズム103に入射された入射光が反射される面103b、面103aおよび面103cが全反射条件を満たすようにされている。そのため、画像表示素子101からの射出光の光量の劣化または減衰は、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105の回折効率、プリズム103の内部および結像光学素子102の内部および透過型ホログラフィック光学素子104,105の内部での吸収、および各光学部品における表面反射でのみ発生する。しかも、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105の回折効率は90%以上と高い。したがって、画像表示素子101からの射出光の光量の劣化または減衰は少なく、ユーザの瞳106で観察される光量が多くなる。   That is, in the image display device 100 shown in FIG. 1, the surfaces 103b, 103a, and 103c on which incident light incident on the prism 103 is reflected are configured to satisfy the total reflection condition. Therefore, the deterioration or attenuation of the amount of light emitted from the image display element 101 is caused by the diffraction efficiency of the polarization selective transmission type holographic optical elements 104 and 105, the inside of the prism 103, the inside of the imaging optical element 102, and the transmission type holo. It occurs only due to absorption inside the graphic optical elements 104 and 105 and surface reflection in each optical component. Moreover, the diffraction efficiency of the polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105 is as high as 90% or more. Therefore, there is little deterioration or attenuation of the light quantity of the emitted light from the image display element 101, and the light quantity observed by the user's pupil 106 is increased.

また、図1に示す画像表示装置100においては、面103cにカウンタープリズムを設けることでユーザの瞳106の前方に存在するプリズム103の向こう側からの光は、プリズム103および透過型ホログラフィック光学素子105を介して、ユーザの瞳106に入射される。すなわち、図1に示す画像表示装置100においては、従来のように向こう側からの光がハーフミラーを介してユーザの瞳106に入射されるものではなく、明るく歪みのない像のシースルー構造を提供できる。   Further, in the image display device 100 shown in FIG. 1, by providing a counter prism on the surface 103c, light from the other side of the prism 103 existing in front of the user's pupil 106 is transmitted to the prism 103 and the transmissive holographic optical element. The light enters the user's pupil 106 through 105. That is, in the image display apparatus 100 shown in FIG. 1, the light from the far side is not incident on the user's pupil 106 through the half mirror as in the conventional case, and a see-through structure of an image that is bright and has no distortion is provided. it can.

また、図1に示す画像表示装置100においては、プリズム103の面103cで最終的に反射されて射出された射出光が透過型ホログラフィック光学素子105でさらに回折され、その回折光がユーザの瞳106に入射されるものである。プリズム103の面103cと透過型ホログラフィック光学素子105とでプリズム103の面103aでの全反射条件を満たすための効果を分担しており、透過型ホログラフィック光学素子105に大きな回折能力は要求されない。したがって、この図1に示す画像表示装置100によれば、従来の反射型ホログラフィック光学素子を用いるものと比べて、画角θを大きくでき、倍率を高くできる。   Further, in the image display device 100 shown in FIG. 1, the emitted light finally reflected and emitted by the surface 103c of the prism 103 is further diffracted by the transmissive holographic optical element 105, and the diffracted light is the user's pupil. 106 is incident. The surface 103c of the prism 103 and the transmission type holographic optical element 105 share the effect for satisfying the total reflection condition on the surface 103a of the prism 103, and the transmission type holographic optical element 105 is not required to have a large diffraction capability. . Therefore, according to the image display apparatus 100 shown in FIG. 1, the angle of view θ can be increased and the magnification can be increased as compared with the case using the conventional reflective holographic optical element.

また、図1に示す画像表示装置100においては、プリズム103からの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子105の他に、画像表示素子101からの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子104が備えられ、瞳106の位置における光線、例えば平行光線を逆光線追跡したとき画像表示素子101の表示面上に結像される光学系で構成されるものとした場合、透過型ホログラフィック光学素子105における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、透過型ホログラフィック光学素子104における回折よって発生され、色分散した光線が結像位置に集光される。したがって、図1に示す画像表示装置100によれば、回折によって発生する色収差を相殺でき、画質の向上を図ることができる。この効果は、特に、画像表示素子101の光源として、3原色の各色光の波長帯域に広がりがある、発光ダイオードを用いている場合に、有効となる。   Further, in the image display device 100 shown in FIG. 1, in addition to the transmission type holographic optical element 105 that diffracts the light emitted from the prism 103, the transmission type holographic optical element that diffracts the light emitted from the image display element 101. 104, and a transmission type holographic optical element when it is constituted by an optical system that forms an image on the display surface of the image display element 101 when a ray at the position of the pupil 106, for example, a parallel ray is traced in the reverse ray The chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in 105 is generated by the diffraction in the transmissive holographic optical element 104, and the chromatically dispersed light beam is condensed at the imaging position. Therefore, according to the image display apparatus 100 shown in FIG. 1, it is possible to cancel chromatic aberration caused by diffraction and improve image quality. This effect is particularly effective when a light emitting diode having a broad wavelength band for each of the three primary colors is used as the light source of the image display element 101.

なお、図1に示す画像表示装置100では、ホログラフィック光学素子104,105を、ホログラフィック光学素子110R,110G,110Bの3層構造としたものであるが、これらホログラフィック光学素子104,105を、赤色光回折用ホログラフィック光学素子110Rおよび緑・青色光回折用ホログラフィック光学素子110GBが積層された2層構造とすることもできる。この場合、ホログラフィック光学素子110Rは、可視領域における赤色の波長帯域に対して回折効率を有するものとされるが、ホログラフィック光学素子110GBは、可視領域における緑色から青色の波長帯域に対して回折効率を有するものとされる。   In the image display apparatus 100 shown in FIG. 1, the holographic optical elements 104 and 105 have a three-layer structure of holographic optical elements 110R, 110G, and 110B. Alternatively, a two-layer structure in which the holographic optical element 110R for red light diffraction and the holographic optical element 110GB for green / blue light diffraction are stacked may be used. In this case, the holographic optical element 110R has a diffraction efficiency for the red wavelength band in the visible region, whereas the holographic optical element 110GB diffracts for the green to blue wavelength band in the visible region. It is supposed to have efficiency.

この場合、ホログラフィック光学素子104,105は、図6に示すように、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110Rおよびホログラフィック光学素子110GBの順に配置されている。これにより、ホログラフィック光学素子104において、プリズム103側とは逆側に、緑色から青色の波長帯域に対して回折効率を有するホログラフィック光学素子110GBが配置される。   In this case, as shown in FIG. 6, the holographic optical elements 104 and 105 are arranged in order of the holographic optical element 110R and the holographic optical element 110GB from the prism 103 side. Thus, in the holographic optical element 104, the holographic optical element 110GB having diffraction efficiency with respect to the wavelength band from green to blue is disposed on the side opposite to the prism 103 side.

そのため、ホログラフィック光学素子104で回折すべき画像表示素子101からの射出光は最初にホログラフィック光学素子110GBに入射され、緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110GBで回折される。したがって、ホログラフィック光学素子104で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようなる。   Therefore, light emitted from the image display element 101 to be diffracted by the holographic optical element 104 is first incident on the holographic optical element 110GB, and the green light beam is not affected by the other holographic optical element 110R. Diffracted by the holographic optical element 110GB. Therefore, the holographic optical element 104 can accurately diffract a green light beam having high visibility, and the user can perceive an image with good resolution.

この場合、ホログラフィック光学素子104,105をそれぞれ構成するホログラフィック光学素子110GB,110Rは物理的に連続したものとして構成され、後述する製造プロセスにおける露光条件を変化させてそれぞれの部位で異なるパワーを備えるようにされる。そのため、ホログラフィック光学素子105においても、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110Rおよびホログラフィック光学素子110GBの順に配置された状態となっている。   In this case, the holographic optical elements 110GB and 110R constituting the holographic optical elements 104 and 105 are configured to be physically continuous, and the exposure conditions in the manufacturing process to be described later are changed to give different powers to the respective parts. To be prepared. Therefore, also in the holographic optical element 105, the holographic optical element 110R and the holographic optical element 110GB are arranged in this order from the prism 103 side.

しかし、このホログラフィック光学素子105においては、本来、プリズム103側から、ホログラフィック光学素子110GBおよびホログラフィック光学素子110Rの順に配置することが好ましい。このように、プリズム103側に、ホログラフィック光学素子110GBが配置されることで、プリズム103から射出された射出光は最初に当該ホログラフィック光学素子110GBに入射されるため、緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110GBで回折される。そのため、ホログラフィック光学素子105で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようになる。   However, in the holographic optical element 105, it is originally preferable to dispose the holographic optical element 110GB and the holographic optical element 110R in this order from the prism 103 side. Thus, by arranging the holographic optical element 110GB on the prism 103 side, the emitted light emitted from the prism 103 is first incident on the holographic optical element 110GB. It is diffracted by the holographic optical element 110GB without being affected by the other holographic optical element 110R. Therefore, the holographic optical element 105 can accurately diffract a high-visibility green light beam, and the user can perceive an image with good resolution.

また、ホログラフィック光学素子104,105を、図示せずも、赤・緑・青色光回折用ホログラフィック光学素子110RGBの1層構造とすることもできる。この場合、ホログラフィック光学素子110RGBは、可視領域における赤色から青色の波長帯域に対して回折効率を有するものとされる。   In addition, the holographic optical elements 104 and 105 may have a single-layer structure of holographic optical elements 110RGB for red / green / blue light diffraction, not shown. In this case, the holographic optical element 110RGB has diffraction efficiency for the red to blue wavelength band in the visible region.

次に、この発明の第2の実施の形態について説明する。図7は、第2の実施の形態としての画像表示装置100Aの構成を示している。この図7において、図1と対応する部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。   Next explained is the second embodiment of the invention. FIG. 7 shows a configuration of an image display apparatus 100A as the second embodiment. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG.

この画像表示装置100Aは、例えば液晶表示器等からなる画像表示素子101と、結像光学素子102と、プリズム103Aと、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105とで構成されている。   The image display device 100A includes an image display element 101 formed of, for example, a liquid crystal display, an imaging optical element 102, a prism 103A, and polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105.

プリズム103Aは、断面平行四辺形状とされており、4つの面103Aa〜103Adを有している。結像光学素子102は、画像表示素子101とプリズム103Aの面103Aaとの間に配置されている。プリズム103Aの面103Aaに、ホログラフィック光学素子104が被着されている。プリズム103Aの面103Acに、ホログラフィック光学素子105が被着されている。   The prism 103A has a parallelogram shape in cross section and has four surfaces 103Aa to 103Ad. The imaging optical element 102 is disposed between the image display element 101 and the surface 103Aa of the prism 103A. The holographic optical element 104 is attached to the surface 103Aa of the prism 103A. The holographic optical element 105 is attached to the surface 103Ac of the prism 103A.

プリズム103Aの面103Abは、当該プリズム103Aの面103Aaから入射光として入射される、画像表示素子101からの射出光を反射する反射面を構成している。この面103Abの面103Aaに対する傾斜角は、当該面103Abへの上述の入射光の入射角度が全反射の条件を満たし、かつこの面103Abからの反射光の、面103Acへの入射角度が全反射の条件を満たすように、設定されている。また、プリズム103Aの面103Adの面103Acに対する傾斜角は、面103Acからの反射光の面103Adへの入射角度が全反射の条件を満たすように、設定されている。   The surface 103Ab of the prism 103A constitutes a reflection surface that reflects the light emitted from the image display element 101 that is incident as incident light from the surface 103Aa of the prism 103A. The inclination angle of the surface 103Ab with respect to the surface 103Aa is such that the incident angle of the incident light on the surface 103Ab satisfies the condition of total reflection, and the incident angle of the reflected light from the surface 103Ab on the surface 103Ac is totally reflected. Is set so as to satisfy the following conditions. The inclination angle of the surface 103Ad of the prism 103A with respect to the surface 103Ac is set so that the incident angle of the reflected light from the surface 103Ac to the surface 103Ad satisfies the condition of total reflection.

プリズム103Aの面103Adは曲面とされ、レンズ効果を持つようにされている。画像表示装置100Aは、ユーザの瞳106の位置における光線、例えば平行光線を逆光線追跡したとき、画像表示素子101の表示面上に結像される光学系で構成されている。上述したようにプリズム103Aの面103Adを曲面として、レンズ効果を持たせることで、光線束の広がりを抑制でき、プリズム103Aを薄く小さくでき、また結像光学素子102の負担を軽減できる。また、プリズム103Aの面103Abおよび面103Acは、互いに平行とされている。このように、プリズム103Aが互いに平行な面103Ab,103Acを有する構成とすることで、当該プリズム103Aの製造が容易となる。   The surface 103Ad of the prism 103A is a curved surface and has a lens effect. The image display device 100 </ b> A includes an optical system that forms an image on the display surface of the image display element 101 when a ray at the position of the user's pupil 106, for example, a parallel ray is traced back. As described above, the surface 103Ad of the prism 103A is made a curved surface to give a lens effect, so that the spread of the light beam can be suppressed, the prism 103A can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element 102 can be reduced. The surface 103Ab and the surface 103Ac of the prism 103A are parallel to each other. As described above, the prism 103A can be easily manufactured by configuring the prism 103A to have the parallel surfaces 103Ab and 103Ac.

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、ホログラフィック光学素子105における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、ホログラフィック光学素子104における回折によって発生され、色分散した光線が結像位置に集光されるように、ホログラフィック光学素子104の回折パワー等が設定されている。   Further, when considering the above-described reverse ray tracing, the chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in the holographic optical element 105 is generated by the diffraction in the holographic optical element 104, and the chromatically dispersed light rays are collected at the imaging position. The diffraction power and the like of the holographic optical element 104 are set so that the light is emitted.

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、プリズム103Aから射出されてホログラフィック光学素子104に入射される射出光が全画角において略平行となるように、プリズム103Aの面103Adの曲面形状などが最適化されている。これにより、ホログラフィック光学素子104の回折効率の向上が図られている。   In addition, when considering the above-described reverse ray tracing, the curved surface shape of the surface 103Ad of the prism 103A and the like are set so that the emitted light emitted from the prism 103A and incident on the holographic optical element 104 is substantially parallel at all angles of view. Optimized. Thereby, the diffraction efficiency of the holographic optical element 104 is improved.

この画像表示装置100Aにおいて、画像表示素子101からの射出光は、直線偏光であるp偏光とされている。ホログラフィック光学素子104,105は、このp偏光に対して回折効率を有するものとされる。また、ホログラフィック光学素子104,105は、それぞれ、可視領域における、赤色の波長帯域と、緑色の波長帯域と、青色の波長帯域とに対して、回折効率を有するものとされる。   In the image display device 100A, the light emitted from the image display element 101 is p-polarized light that is linearly polarized light. The holographic optical elements 104 and 105 have diffraction efficiency with respect to the p-polarized light. In addition, the holographic optical elements 104 and 105 each have diffraction efficiency with respect to a red wavelength band, a green wavelength band, and a blue wavelength band in the visible region.

これらホログラフィック光学素子104,105は、例えば、赤色光回折用ホログラフィック光学素子110R、緑色光回折用ホログラフィック光学素子110Gおよび青色光回折用ホログラフィック光学素子110Bが積層された3層構造とされる。この場合、ホログラフィック光学素子104は、プリズム103A側から、光学素子110R、光学素子110Bおよび光学素子110Gの順、または光学素子110B、光学素子110Rおよび光学素子110Gの順に配置されている。また、ホログラフィック光学素子105は、プリズム103A側から、光学素子110G、光学素子110Bおよび光学素子110Rの順、または光学素子110G、光学素子110Rおよび光学素子110Bの順に配置されている。   These holographic optical elements 104 and 105 have, for example, a three-layer structure in which a red light diffraction holographic optical element 110R, a green light diffraction holographic optical element 110G, and a blue light diffraction holographic optical element 110B are stacked. The In this case, the holographic optical element 104 is arranged from the prism 103A side in the order of the optical element 110R, the optical element 110B, and the optical element 110G, or in the order of the optical element 110B, the optical element 110R, and the optical element 110G. The holographic optical element 105 is arranged from the prism 103A side in the order of the optical element 110G, the optical element 110B, and the optical element 110R, or in the order of the optical element 110G, the optical element 110R, and the optical element 110B.

これにより、ホログラフィック光学素子104,105において、入射される光線束は最初にホログラフィック光学素子110Gに入力され、そのため緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110B,110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110Gで回折される。したがって、ホログラフィック光学素子104,105で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようなる。   As a result, in the holographic optical elements 104 and 105, the incident light bundle is first input to the holographic optical element 110G, so that the green light bundle is affected by the other holographic optical elements 110B and 110R. And diffracted by the holographic optical element 110G. Therefore, the holographic optical elements 104 and 105 can accurately diffract a green light beam having high visibility, and the user can perceive an image with good resolution.

画像表示素子101から射出される射出光(p偏光)は、結像光学素子102を透過して透過型ホログラフィック光学素子104に入射されて回折される。この透過型ホログラフィック光学素子104からの回折光は、プリズム103Aに、面103Aaから入射光として入射される。   Emitted light (p-polarized light) emitted from the image display element 101 passes through the imaging optical element 102 and enters the transmissive holographic optical element 104 to be diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 104 enters the prism 103A as incident light from the surface 103Aa.

プリズム103Aに入射された入射光は、面103Abで全反射され、また面103Acで全反射され、さらに面103Adで全反射されて、プリズム103Aの面103Acから射出される。このプリズム103Aからの射出光は、透過型ホログラフィック光学素子105に入射されて回折される。そして、この透過型ホログラフィック光学素子105からの回折光は、ユーザの瞳106に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子101に表示される画像を、虚像として認識できる。   The incident light that has entered the prism 103A is totally reflected by the surface 103Ab, is totally reflected by the surface 103Ac, is further totally reflected by the surface 103Ad, and is emitted from the surface 103Ac of the prism 103A. Light emitted from the prism 103A is incident on the transmissive holographic optical element 105 and is diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 105 enters the user's pupil 106. Thereby, the user can recognize the image displayed on the image display element 101 as a virtual image.

ここで、実際の光線の進行方向とは逆向きの光線追跡を考える。
瞳106から所定の画角を持った光線束が射出光として射出されたとする。この射出光は、ホログラフィック光学素子105に入射される。このホログラフィック光学素子105では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。
Here, consider ray tracing in the direction opposite to the actual traveling direction of rays.
It is assumed that a light beam having a predetermined angle of view is emitted from the pupil 106 as emitted light. This emitted light is incident on the holographic optical element 105. In the holographic optical element 105, the p-polarized component in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is diffracted with an arbitrary power.

ホログラフィック光学素子105からの回折光は、プリズム103Aに、その面103Acから入射光として入射される。この入射光は、面103Adで全反射された後、面103Acに入射されて全反射される。この面103Acで反射された反射光は、面103Abに入射されて全反射される。そして、面103Abで反射された反射光は面103Aaから射出される。   The diffracted light from the holographic optical element 105 enters the prism 103A as incident light from its surface 103Ac. The incident light is totally reflected by the surface 103Ad, and then enters the surface 103Ac and is totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Ac enters the surface 103Ab and is totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Ab is emitted from the surface 103Aa.

このプリズム103Aからの射出光はホログラフィック光学素子104に入射される。このホログラフィック光学素子104では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。そして、このホログラフィック光学素子104からの回折光は、結像光学素子102により、画像表示素子101の表示面上に集光される。この場合、瞳106の位置における光線、例えば平行光線は、画像表示素子101の表示面上に結像される。   Light emitted from the prism 103A is incident on the holographic optical element 104. In the holographic optical element 104, the p-polarized components in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band are diffracted with an arbitrary power. The diffracted light from the holographic optical element 104 is condensed on the display surface of the image display element 101 by the imaging optical element 102. In this case, a light beam at the position of the pupil 106, for example, a parallel light beam, forms an image on the display surface of the image display element 101.

図7に示す画像表示装置100Aにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、画像表示素子101からの射出光がプリズム103Aおよび透過型ホログラフィック光学素子105を介してユーザの瞳106に入射されるものであり、従来のようにハーフミラーを用いるものと比べて、光利用効率を高くでき、ユーザは明るい像を見ることができる。換言すれば、光利用効率を高くできることから、ユーザに明るい像を知覚させるための消費電力を低く抑えることができる。   In the image display device 100A shown in FIG. 7, similarly to the image display device 100 shown in FIG. 1, the light emitted from the image display element 101 passes through the prism 103A and the transmissive holographic optical element 105 to the user's pupil 106. The incident light is incident, and the light utilization efficiency can be increased as compared with the conventional one using a half mirror, and the user can see a bright image. In other words, since the light use efficiency can be increased, the power consumption for making the user perceive a bright image can be kept low.

また、図7に示す画像表示装置100Aにおいては、面103Adにカウンタープリズムを設けることで、図1に示す画像表示装置100と同様に、ユーザの瞳106の前方に存在するプリズム103Aの向こう側からの光は、プリズム103Aおよび透過型ホログラフィック光学素子105を介して、ユーザの瞳106に入射され、従来のように向こう側からの光がハーフミラーを介してユーザの瞳106に入射されるものではなく、明るく歪みのない像のいシースルー構造を提供できる。   In addition, in the image display device 100A shown in FIG. 7, by providing a counter prism on the surface 103Ad, similarly to the image display device 100 shown in FIG. 1, from the other side of the prism 103A existing in front of the user's pupil 106. Is incident on the user's pupil 106 through the prism 103A and the transmissive holographic optical element 105, and the light from the other side is incident on the user's pupil 106 through the half mirror as in the prior art. Rather, it can provide a bright and distortion-free see-through structure.

また、図7に示す画像表示装置100Aにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、プリズム103Aの面103Adで最終的に反射されて射出された射出光が透過型ホログラフィック光学素子105でさらに回折され、その回折光がユーザの瞳106に入射されるものである。プリズム103Aの面103Adと透過型ホログラフィック光学素子105とでプリズム103Aの面103Acでの全反射条件を満たすための効果を分担しており、透過型ホログラフィック光学素子105に大きな回折能力は要求されない。したがって、この図7に示す画像表示装置100Aによれば、従来の反射型ホログラフィック光学素子を用いるものと比べて、画角θ(図1参照)を大きくでき、倍率を高くできる。   Further, in the image display device 100A shown in FIG. 7, similarly to the image display device 100 shown in FIG. 1, the outgoing light finally reflected and emitted by the surface 103Ad of the prism 103A is transmitted through the transmissive holographic optical element 105. And the diffracted light is incident on the user's pupil 106. The surface 103Ad of the prism 103A and the transmissive holographic optical element 105 share the effect of satisfying the total reflection condition on the surface 103Ac of the prism 103A, and the transmissive holographic optical element 105 is not required to have a large diffraction capability. . Therefore, according to the image display device 100A shown in FIG. 7, the angle of view θ (see FIG. 1) can be increased and the magnification can be increased as compared with the conventional one using the reflective holographic optical element.

また、図7に示す画像表示装置100Aにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、プリズム103Aからの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子105の他に、画像表示素子101からの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子104を備えるものであり、回折によって発生する色収差を相殺でき、画質の向上を図ることができる。   Further, in the image display device 100A shown in FIG. 7, in addition to the transmissive holographic optical element 105 that diffracts the light emitted from the prism 103A, similarly to the image display device 100 shown in FIG. The transmissive holographic optical element 104 that diffracts the emitted light can be offset, and the chromatic aberration caused by the diffraction can be canceled out, and the image quality can be improved.

なお、図7に示す画像表示装置100Aでは、ホログラフィック光学素子104,105を、ホログラフィック光学素子110R,110G,110Bの3層構造としたものであるが、図1に示す画像表示装置100と同様に、2層構造あるいは1層構造とすることもできる。   In the image display device 100A shown in FIG. 7, the holographic optical elements 104 and 105 have a three-layer structure of holographic optical elements 110R, 110G, and 110B. Similarly, a two-layer structure or a one-layer structure may be used.

また、図7に示す画像表示装置100Aにおいて、プリズム103Aに入射された入射光を反射する、面103Abおよび面103Acの少なくとも一方に、反射型回折光学素子としての反射型ホログラフィック光学素子を設けてもよい。この反射型ホログラフィック光学素子はフォトポリマーをホログラム感光剤としている。   Further, in the image display apparatus 100A shown in FIG. 7, a reflective holographic optical element as a reflective diffractive optical element is provided on at least one of the surface 103Ab and the surface 103Ac that reflects incident light incident on the prism 103A. Also good. This reflective holographic optical element uses a photopolymer as a hologram photosensitive agent.

上述したように、プリズム103Aの面103Ab,103Acに反射型ホログラフィック光学素子を設けることで、これらの面103Ab,103Acに、それを曲面とすることなく、レンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズム103Aを薄く小さくでき、また結像光学素子102の負担を軽減できる。   As described above, by providing reflective holographic optical elements on the surfaces 103Ab and 103Ac of the prism 103A, a lens effect can be imparted to these surfaces 103Ab and 103Ac without making them curved, thereby spreading the beam bundle. The prism 103A can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element 102 can be reduced.

次に、この発明の第3の実施の形態について説明する。図8は、第3の実施の形態としての画像表示装置100Bの構成を示している。この図8において、図1と対応する部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。   Next explained is the third embodiment of the invention. FIG. 8 shows a configuration of an image display device 100B as the third embodiment. 8, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

この画像表示装置100Bは、例えば液晶表示器等からなる画像表示素子101と、結像光学素子102と、プリズム103Bと、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105とで構成されている。   The image display device 100B includes an image display element 101 made of, for example, a liquid crystal display, an imaging optical element 102, a prism 103B, and polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105.

プリズム103Bは、断面台形状とされており、4つの面103Ba〜103Bdを有している。結像光学素子102は、画像表示素子101とプリズム103Bの面103Baとの間に配置されている。プリズム103Bの面103Baに、ホログラフィック光学素子104が被着されている。プリズム103Bの面103Bbに、ホログラフィック光学素子105が被着されている。   The prism 103B is trapezoidal in cross section and has four surfaces 103Ba to 103Bd. The imaging optical element 102 is disposed between the image display element 101 and the surface 103Ba of the prism 103B. The holographic optical element 104 is attached to the surface 103Ba of the prism 103B. The holographic optical element 105 is attached to the surface 103Bb of the prism 103B.

プリズム103Bの面103Bbは、当該プリズム103Bの面103Baから入射光として入射される、画像表示素子101からの射出光を反射する反射面を構成している。この面103Bbの面103Baに対する傾斜角は、当該面103Bbへの上述の入射光の入射角度が全反射の条件を満たし、かつこの面103Bbからの反射光の、面103Bcへの入射角度が全反射の条件を満たすように、設定されている。   The surface 103Bb of the prism 103B constitutes a reflecting surface that reflects the light emitted from the image display element 101 that is incident as incident light from the surface 103Ba of the prism 103B. The inclination angle of the surface 103Bb with respect to the surface 103Ba is such that the incident angle of the incident light on the surface 103Bb satisfies the condition of total reflection, and the incident angle of the reflected light from the surface 103Bb on the surface 103Bc is totally reflected. Is set so as to satisfy the following conditions.

プリズム103Bの面103Bcは曲面とされ、レンズ効果を持つようにされている。画像表示装置100Bは、ユーザの瞳106の位置における光線、例えば平行光線を逆光線追跡したとき、画像表示素子101の表示面上に結像される光学系で構成されている。上述したようにプリズム103Bの面103Bcを曲面として、レンズ効果を持たせることで、光線束の広がりを抑制でき、プリズム103Bを薄く小さくでき、また結像光学素子102の負担を軽減できる。また、プリズム103Bの面103Bbおよび面103Bdは、互いに平行とされている。このように、プリズム103Bが互いに平行な面103Bb,103Bdを有する構成とすることで、当該プリズム103Bの製造が容易となる。   The surface 103Bc of the prism 103B is a curved surface and has a lens effect. The image display device 100 </ b> B includes an optical system that forms an image on the display surface of the image display element 101 when a ray at the position of the user's pupil 106, for example, a parallel ray is traced back. As described above, by making the surface 103Bc of the prism 103B a curved surface and having a lens effect, the spread of the light beam can be suppressed, the prism 103B can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element 102 can be reduced. The surface 103Bb and the surface 103Bd of the prism 103B are parallel to each other. As described above, the prism 103B can be easily manufactured by configuring the prism 103B to have the parallel surfaces 103Bb and 103Bd.

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、ホログラフィック光学素子105における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散が、ホログラフィック光学素子104における回折によって発生され、色分散した光線が結像位置に集光されるように、ホログラフィック光学素子104の回折パワー等が設定されている。   Further, when considering the above-described reverse ray tracing, the chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in the holographic optical element 105 is generated by the diffraction in the holographic optical element 104, and the chromatically dispersed light rays are collected at the imaging position. The diffraction power and the like of the holographic optical element 104 are set so that the light is emitted.

また、上述した逆光線追跡を考えた場合、プリズム103Bから射出されてホログラフィック光学素子104に入射される射出光が全画角において略平行となるように、プリズム103Bの面103Bcの曲面形状などが最適化されている。これにより、ホログラフィック光学素子104の回折効率の向上が図られている。   Further, when considering the above-described back ray tracing, the curved surface shape of the surface 103Bc of the prism 103B is set so that the emitted light emitted from the prism 103B and incident on the holographic optical element 104 is substantially parallel at all angles of view. Optimized. Thereby, the diffraction efficiency of the holographic optical element 104 is improved.

この画像表示装置100Bにおいて、画像表示素子101からの射出光は、直線偏光であるp偏光とされている。ホログラフィック光学素子104,105は、このp偏光に対して回折効率を有するものとされる。また、ホログラフィック光学素子104,105は、それぞれ、可視領域における、赤色の波長帯域と、緑色の波長帯域と、青色の波長帯域とに対して、回折効率を有するものとされる。   In the image display device 100B, the light emitted from the image display element 101 is p-polarized light that is linearly polarized light. The holographic optical elements 104 and 105 have diffraction efficiency with respect to the p-polarized light. In addition, the holographic optical elements 104 and 105 each have diffraction efficiency with respect to a red wavelength band, a green wavelength band, and a blue wavelength band in the visible region.

これらホログラフィック光学素子104,105は、例えば、赤色光回折用ホログラフィック光学素子110R、緑色光回折用ホログラフィック光学素子110Gおよび青色光回折用ホログラフィック光学素子110Bが積層された3層構造とされる。この場合、ホログラフィック光学素子104は、プリズム103B側から、光学素子110R、光学素子110Bおよび光学素子110Gの順、または光学素子110B、光学素子110Rおよび光学素子110Gの順に配置されている。また、ホログラフィック光学素子105は、プリズム103B側から、光学素子110G、光学素子110Bおよび光学素子110Rの順、または光学素子110G、光学素子110Rおよび光学素子110Bの順に配置されている。   These holographic optical elements 104 and 105 have, for example, a three-layer structure in which a red light diffraction holographic optical element 110R, a green light diffraction holographic optical element 110G, and a blue light diffraction holographic optical element 110B are stacked. The In this case, the holographic optical element 104 is arranged from the prism 103B side in the order of the optical element 110R, the optical element 110B, and the optical element 110G, or in the order of the optical element 110B, the optical element 110R, and the optical element 110G. In addition, the holographic optical element 105 is arranged from the prism 103B side in the order of the optical element 110G, the optical element 110B, and the optical element 110R, or in the order of the optical element 110G, the optical element 110R, and the optical element 110B.

これにより、ホログラフィック光学素子104,105において、入射される光線束は最初にホログラフィック光学素子110Gに入力され、そのため緑色の光線束は、他のホログラフィック光学素子110B,110Rの影響を受けることなく、当該ホログラフィック光学素子110Gで回折される。したがって、ホログラフィック光学素子104,105で、視感度の高い緑色の光線束を精度よく回折でき、ユーザは解像度のよい画像を知覚できるようなる。   As a result, in the holographic optical elements 104 and 105, the incident light bundle is first input to the holographic optical element 110G, so that the green light bundle is affected by the other holographic optical elements 110B and 110R. And diffracted by the holographic optical element 110G. Therefore, the holographic optical elements 104 and 105 can accurately diffract a green light beam having high visibility, and the user can perceive an image with good resolution.

画像表示素子101から射出される射出光(p偏光)は、結像光学素子102を透過して透過型ホログラフィック光学素子104に入射されて回折される。この透過型ホログラフィック光学素子104からの回折光は、プリズム103Bに、面103Baから入射光として入射される。   Emitted light (p-polarized light) emitted from the image display element 101 passes through the imaging optical element 102 and enters the transmissive holographic optical element 104 to be diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 104 enters the prism 103B as incident light from the surface 103Ba.

プリズム103Bに入射された入射光は、面103Bbで全反射され、また面103Bcで全反射されて、プリズム103Bの面103Bbから射出される。このプリズム103Bからの射出光は、透過型ホログラフィック光学素子105に入射されて回折される。そして、この透過型ホログラフィック光学素子105からの回折光は、ユーザの瞳106に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子101に表示される画像を、虚像として認識できる。   The incident light that has entered the prism 103B is totally reflected by the surface 103Bb, is totally reflected by the surface 103Bc, and is emitted from the surface 103Bb of the prism 103B. The light emitted from the prism 103B is incident on the transmissive holographic optical element 105 and is diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 105 enters the user's pupil 106. Thereby, the user can recognize the image displayed on the image display element 101 as a virtual image.

ここで、実際の光線の進行方向とは逆向きの光線追跡を考える。
瞳106から所定の画角を持った光線束が射出光として射出されたとする。この射出光は、ホログラフィック光学素子105に入射される。このホログラフィック光学素子105では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。
Here, consider ray tracing in the direction opposite to the actual traveling direction of rays.
It is assumed that a light beam having a predetermined angle of view is emitted from the pupil 106 as emitted light. This emitted light is incident on the holographic optical element 105. In the holographic optical element 105, the p-polarized component in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is diffracted with an arbitrary power.

ホログラフィック光学素子105からの回折光は、プリズム103Bに、その面103Bbから入射光として入射される。この入射光は、面103Bcで全反射された後、面103Bbに入射されて全反射される。この面103Bbで反射された反射光は、面103Baから射出される。   The diffracted light from the holographic optical element 105 enters the prism 103B as incident light from its surface 103Bb. The incident light is totally reflected by the surface 103Bc, and then incident on the surface 103Bb and totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Bb is emitted from the surface 103Ba.

このプリズム103Bからの射出光はホログラフィック光学素子104に入射される。このホログラフィック光学素子104では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。そして、このホログラフィック光学素子104からの回折光は、結像光学素子102により、画像表示素子101の表示面上に集光される。この場合、瞳106の位置における光線、例えば平行光線は、画像表示素子101の表示面上に結像される。   Light emitted from the prism 103B enters the holographic optical element 104. In the holographic optical element 104, the p-polarized components in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band are diffracted with an arbitrary power. The diffracted light from the holographic optical element 104 is condensed on the display surface of the image display element 101 by the imaging optical element 102. In this case, a light beam at the position of the pupil 106, for example, a parallel light beam, forms an image on the display surface of the image display element 101.

図8に示す画像表示装置100Bにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、画像表示素子101からの射出光がプリズム103Bおよび透過型ホログラフィック光学素子105を介してユーザの瞳106に入射されるものであり、従来のようにハーフミラーを用いるものと比べて、光利用効率を高くでき、ユーザは明るい像を見ることができる。換言すれば、光利用効率を高くできることから、ユーザに明るい像を知覚させるための消費電力を低く抑えることができる。   In the image display device 100B shown in FIG. 8, similarly to the image display device 100 shown in FIG. 1, the light emitted from the image display element 101 passes through the prism 103B and the transmissive holographic optical element 105 to the user's pupil 106. The incident light is incident, and the light utilization efficiency can be increased as compared with the conventional one using a half mirror, and the user can see a bright image. In other words, since the light use efficiency can be increased, the power consumption for making the user perceive a bright image can be kept low.

また、図8に示す画像表示装置100Bにおいては、面103Bcにカウンタープリズムを設けることで、図1に示す画像表示装置100と同様に、ユーザの瞳106の前方に存在するプリズム103Bの向こう側からの光は、プリズム103Bおよび透過型ホログラフィック光学素子105を介して、ユーザの瞳106に入射され、従来のように向こう側からの光がハーフミラーを介してユーザの瞳106に入射されるものではなく、明るく歪みのない像のシースルー構造を提供できる。   In addition, in the image display device 100B shown in FIG. 8, by providing a counter prism on the surface 103Bc, similarly to the image display device 100 shown in FIG. Is incident on the user's pupil 106 via the prism 103B and the transmissive holographic optical element 105, and the light from the other side is incident on the user's pupil 106 via the half mirror as in the prior art. Instead, it can provide a bright and distortion-free image see-through structure.

また、図8に示す画像表示装置100Bにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、プリズム103Bの面103Bcで最終的に反射されて射出された射出光が透過型ホログラフィック光学素子105でさらに回折され、その回折光がユーザの瞳106に入射されるものである。プリズム103Bの面103Bcと透過型ホログラフィック光学素子105とでプリズム103Bの面103Bbでの全反射条件を満たすための効果を分担しており、透過型ホログラフィック光学素子105に大きな回折能力は要求されない。したがって、この図8に示す画像表示装置100Bによれば、従来の反射型ホログラフィック光学素子を用いるものと比べて、画角θ(図1参照)を大きくでき、倍率を高くできる。   Further, in the image display device 100B shown in FIG. 8, similarly to the image display device 100 shown in FIG. 1, the outgoing light finally reflected and emitted by the surface 103Bc of the prism 103B is transmitted through the transmissive holographic optical element 105. And the diffracted light is incident on the user's pupil 106. The surface 103Bc of the prism 103B and the transmission type holographic optical element 105 share the effect for satisfying the total reflection condition on the surface 103Bb of the prism 103B, and the transmission type holographic optical element 105 is not required to have a large diffraction capability. . Therefore, according to the image display device 100B shown in FIG. 8, the angle of view θ (see FIG. 1) can be increased and the magnification can be increased as compared with a conventional reflective holographic optical element.

また、図8に示す画像表示装置100Bにおいては、図1に示す画像表示装置100と同様に、プリズム103Bからの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子105の他に、画像表示素子101からの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子104を備えるものであり、回折によって発生する色収差を相殺でき、画質の向上を図ることができる。   Further, in the image display device 100B shown in FIG. 8, in addition to the transmissive holographic optical element 105 that diffracts the light emitted from the prism 103B, similarly to the image display device 100 shown in FIG. The transmissive holographic optical element 104 that diffracts the emitted light can be offset, and the chromatic aberration caused by the diffraction can be canceled out, and the image quality can be improved.

なお、図8に示す画像表示装置100Bでは、ホログラフィック光学素子104,105を、ホログラフィック光学素子110R,110G,110Bの3層構造としたものであるが、図1に示す画像表示装置100と同様に、2層構造あるいは1層構造とすることもできる。   In the image display device 100B shown in FIG. 8, the holographic optical elements 104 and 105 have a three-layer structure of holographic optical elements 110R, 110G, and 110B. However, the image display device 100B shown in FIG. Similarly, a two-layer structure or a one-layer structure may be used.

また、図8に示す画像表示装置100Bにおいて、プリズム103Bに入射された入射光を反射する、面103Bbに、反射型回折光学素子としての反射型ホログラフィック光学素子を設けてもよい。これにより、この面103Bbに、それを曲面とすることなく、レンズ効果を付与でき、光線束の広がりを抑制でき、プリズム103Bを薄く小さくでき、また結像光学素子102の負担を軽減できる。   In the image display device 100B shown in FIG. 8, a reflective holographic optical element as a reflective diffractive optical element may be provided on the surface 103Bb that reflects incident light incident on the prism 103B. Thereby, a lens effect can be imparted to the surface 103Bb without making it a curved surface, the spread of the light beam can be suppressed, the prism 103B can be made thin and small, and the burden on the imaging optical element 102 can be reduced.

次に、この発明の第4の実施の形態について説明する。図9は、第4の実施の形態としての画像表示装置100Cの構成を示している。この図9において、図7と対応する部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。   Next explained is the fourth embodiment of the invention. FIG. 9 shows a configuration of an image display device 100C as the fourth embodiment. 9, parts corresponding to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

この画像表示装置100Cは、画像表示素子101と、結像光学素子102と、プリズム103Aと、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105と、1/4波長板107と、反射面108aを持ち、反射手段を構成するプリズム108とで構成されている。   The image display device 100C includes an image display element 101, an imaging optical element 102, a prism 103A, polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105, a quarter-wave plate 107, and a reflective surface 108a. And a prism 108 constituting the reflecting means.

プリズム103Aは、断面平行四辺形状とされており、4つの面103Aa〜103Adを有している。結像光学素子102は、画像表示素子101とプリズム103Aの面103Abとの間に配置されている。プリズム103Aの面103Aaに、ホログラフィック光学素子104が被着されている。さらに、このホログラフィック光学素子104には、1/4波長板107およびプリズム108がこの順に被着されている。プリズム103Aの面103Acに、ホログラフィック光学素子105が被着されている。   The prism 103A has a parallelogram shape in cross section and has four surfaces 103Aa to 103Ad. The imaging optical element 102 is disposed between the image display element 101 and the surface 103Ab of the prism 103A. The holographic optical element 104 is attached to the surface 103Aa of the prism 103A. Further, a quarter wave plate 107 and a prism 108 are attached to the holographic optical element 104 in this order. The holographic optical element 105 is attached to the surface 103Ac of the prism 103A.

画像表示素子101からの射出光は、第1の偏光面を有する直線偏光であるs偏光とされている。ホログラフィック光学素子104,105は、上述の第1の偏光面とは直交する第2の偏光面を有する直線偏光であるp偏光に対して回折効率を有するものとされる。   The light emitted from the image display element 101 is s-polarized light that is linearly polarized light having a first polarization plane. The holographic optical elements 104 and 105 have diffraction efficiency with respect to p-polarized light that is linearly polarized light having a second polarization plane orthogonal to the first polarization plane.

この画像表示装置100Cのその他の構成は、図7に示す画像表示装置100Aと同様とされている。   Other configurations of the image display device 100C are the same as those of the image display device 100A shown in FIG.

この画像表示装置100Cにおいて、画像表示素子101から射出される射出光(s偏光)は、結像光学素子102、およびプリズム103Aを透過して、透過型ホログラフィック光学素子104に入射される。この透過型ホログラフィック光学素子104はp偏光に対して回折効率を有していることから、入射された射出光(s偏光)は回折されずにそのまま透過して、1/4波長板107に入射される。   In the image display device 100C, the emitted light (s-polarized light) emitted from the image display element 101 passes through the imaging optical element 102 and the prism 103A and enters the transmissive holographic optical element 104. Since this transmissive holographic optical element 104 has diffraction efficiency with respect to p-polarized light, incident outgoing light (s-polarized light) is transmitted without being diffracted and is transmitted to the quarter-wave plate 107. Incident.

この1/4波長板107からは、入射光(s偏光)が円偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(円偏光)はプリズム108に入射され、反射面108aで反射された後、当該プリズム108から射出される。このプリズム108からの射出光(円偏光)は、再び1/4波長板107に入射される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (s-polarized light) is emitted as circularly polarized light. The emitted light (circularly polarized light) from the quarter-wave plate 107 enters the prism 108, is reflected by the reflecting surface 108 a, and then exits from the prism 108. The outgoing light (circularly polarized light) from the prism 108 is incident on the quarter-wave plate 107 again.

この1/4波長板107からは、入射光(円偏光)がp偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(p偏光)は、透過型ホログラフィック光学素子104に入射されて回折される。この透過型ホログラフィック光学素子104からの回折光は、プリズム103Aに、面103Aaから入射光として入射される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (circularly polarized light) is emitted as p-polarized light. The emitted light (p-polarized light) from the quarter-wave plate 107 is incident on the transmissive holographic optical element 104 and diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 104 enters the prism 103A as incident light from the surface 103Aa.

プリズム103Aに入射された入射光は、面103Abで全反射され、また面103Acで全反射され、さらに面103Adで全反射されて、プリズム103Aの面103Acから射出される。このプリズム103Aからの射出光は、透過型ホログラフィック光学素子105に入射されて回折される。そして、この透過型ホログラフィック光学素子105からの回折光は、ユーザの瞳106に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子101に表示される画像を、虚像として認識できる。   The incident light that has entered the prism 103A is totally reflected by the surface 103Ab, is totally reflected by the surface 103Ac, is further totally reflected by the surface 103Ad, and is emitted from the surface 103Ac of the prism 103A. Light emitted from the prism 103A is incident on the transmissive holographic optical element 105 and is diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 105 enters the user's pupil 106. Thereby, the user can recognize the image displayed on the image display element 101 as a virtual image.

ここで、実際の光線の進行方向とは逆向きの光線追跡を考える。
瞳106から所定の画角を持った光線束が射出光として射出されたとする。この射出光は、ホログラフィック光学素子105に入射される。このホログラフィック光学素子105では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。
Here, consider ray tracing in the direction opposite to the actual traveling direction of rays.
It is assumed that a light beam having a predetermined angle of view is emitted from the pupil 106 as emitted light. This emitted light is incident on the holographic optical element 105. In the holographic optical element 105, the p-polarized component in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is diffracted with an arbitrary power.

ホログラフィック光学素子105からの回折光は、プリズム103Aに、その面103Acから入射光として入射される。この入射光は、面103Adで全反射された後、面103Acに入射されて全反射される。この面103Acで反射された反射光は、面103Abに入射されて全反射される。そして、面103Abで反射された反射光は面103Aaから射出される。   The diffracted light from the holographic optical element 105 enters the prism 103A as incident light from its surface 103Ac. The incident light is totally reflected by the surface 103Ad, and then enters the surface 103Ac and is totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Ac enters the surface 103Ab and is totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Ab is emitted from the surface 103Aa.

このプリズム103Aからの射出光はホログラフィック光学素子104に入射される。このホログラフィック光学素子104では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。そして、このホログラフィック光学素子104からの回折光は、1/4波長板107に入射される。   Light emitted from the prism 103A is incident on the holographic optical element 104. In the holographic optical element 104, the p-polarized components in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band are diffracted with an arbitrary power. The diffracted light from the holographic optical element 104 is incident on the quarter wavelength plate 107.

この1/4波長板107からは、入射光(p偏光)が円偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(円偏光)はプリズム108に入射され、反射面108aで反射された後、当該プリズム108から射出される。このプリズム108からの射出光(円偏光)は、再び1/4波長板107に入射される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (p-polarized light) is emitted as circularly polarized light. The emitted light (circularly polarized light) from the quarter wavelength plate 107 is incident on the prism 108, reflected by the reflecting surface 108 a, and then emitted from the prism 108. The outgoing light (circularly polarized light) from the prism 108 is incident on the quarter-wave plate 107 again.

この1/4波長板107からは、入射光(円偏光)がs偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(s偏光)は、ホログラフィック光学素子104をそのまま回折されずに透過し、さらにプリズム103Aを透過し、結像光学素子102により、画像表示素子101の表示面上に集光される。この場合、瞳106の位置における光線、例えば平行光線は、画像表示素子101の表示面上に結像される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (circularly polarized light) is emitted as s-polarized light. The emitted light (s-polarized light) from the quarter-wave plate 107 passes through the holographic optical element 104 without being diffracted as it is, and further passes through the prism 103A. It is condensed on the display surface. In this case, a light beam at the position of the pupil 106, for example, a parallel light beam, forms an image on the display surface of the image display element 101.

図9に示す画像表示装置100Cにおいては、面103Adにカウンタープリズムを設けることで、図7に示す画像表示装置100Aと同様の効果を得ることができる。また、この図9に示す画像表示装置100Cにおいては、画像表示素子101からの射出光は、プリズム103Aを透過した後に、プリズム108の反射面108aで反射されて透過型ホログラフィック光学素子104で回折されてプリズム103Aに入射されるため、画像表示素子101をプリズム103Aに近接して配置でき、装置の小型化を図ることができる。   In the image display device 100C shown in FIG. 9, the same effect as that of the image display device 100A shown in FIG. 7 can be obtained by providing a counter prism on the surface 103Ad. In the image display device 100C shown in FIG. 9, the light emitted from the image display element 101 passes through the prism 103A, is reflected by the reflecting surface 108a of the prism 108, and is diffracted by the transmissive holographic optical element 104. Since the light is incident on the prism 103A, the image display element 101 can be disposed close to the prism 103A, and the apparatus can be downsized.

次に、この発明の第5の実施の形態について説明する。図10は、第5の実施の形態としての画像表示装置100Dの構成を示している。この図10において、図8と対応する部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。   Next explained is the fifth embodiment of the invention. FIG. 10 shows a configuration of an image display device 100D as the fifth embodiment. 10, portions corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

この画像表示装置100Dは、画像表示素子101と、結像光学素子102と、プリズム103Bと、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子104,105と、1/4波長板107と、反射面108aを持ち、反射手段を構成するプリズム108とで構成されている。   The image display device 100D includes an image display element 101, an imaging optical element 102, a prism 103B, polarization selective transmission holographic optical elements 104 and 105, a quarter-wave plate 107, and a reflection surface 108a. And a prism 108 constituting the reflecting means.

プリズム103Bは、断面台形状とされており、4つの面103Ba〜103Bdを有している。結像光学素子102は、画像表示素子101とプリズム103Bの面103Bbとの間に配置されている。プリズム103Bの面103Baに、ホログラフィック光学素子104が被着されている。さらに、このホログラフィック光学素子104には、1/4波長板107およびプリズム108がこの順に被着されている。プリズム103Bの面103Bbに、ホログラフィック光学素子105が被着されている。   The prism 103B is trapezoidal in cross section and has four surfaces 103Ba to 103Bd. The imaging optical element 102 is disposed between the image display element 101 and the surface 103Bb of the prism 103B. The holographic optical element 104 is attached to the surface 103Ba of the prism 103B. Further, a quarter wave plate 107 and a prism 108 are attached to the holographic optical element 104 in this order. The holographic optical element 105 is attached to the surface 103Bb of the prism 103B.

画像表示素子101からの射出光は、第1の偏光面を有する直線偏光であるs偏光とされている。ホログラフィック光学素子104,105は、上述の第1の偏光面とは直交する第2の偏光面を有する直線偏光であるp偏光に対して回折効率を有するものとされる。   The light emitted from the image display element 101 is s-polarized light that is linearly polarized light having a first polarization plane. The holographic optical elements 104 and 105 have diffraction efficiency with respect to p-polarized light that is linearly polarized light having a second polarization plane orthogonal to the first polarization plane.

この画像表示装置100Dのその他の構成は、図8に示す画像表示装置100Bと同様とされている。   Other configurations of the image display device 100D are the same as those of the image display device 100B shown in FIG.

この画像表示装置100Dにおいて、画像表示素子101から射出される射出光(s偏光)は、結像光学素子102、およびプリズム103Bを透過して、透過型ホログラフィック光学素子104に入射される。この透過型ホログラフィック光学素子104はp偏光に対して回折効率を有していることから、入射光(s偏光)は回折されずにそのまま透過して、1/4波長板107に入射される。   In the image display device 100D, the emitted light (s-polarized light) emitted from the image display element 101 is transmitted through the imaging optical element 102 and the prism 103B and is incident on the transmissive holographic optical element 104. Since this transmissive holographic optical element 104 has diffraction efficiency with respect to p-polarized light, incident light (s-polarized light) is transmitted without being diffracted and is incident on the quarter-wave plate 107. .

この1/4波長板107からは、入射光(s偏光)が円偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(円偏光)はプリズム108に入射され、反射面108aで反射された後、当該プリズム108から射出される。このプリズム108からの射出光(円偏光)は、再び1/4波長板107に入射される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (s-polarized light) is emitted as circularly polarized light. The emitted light (circularly polarized light) from the quarter wavelength plate 107 is incident on the prism 108, reflected by the reflecting surface 108 a, and then emitted from the prism 108. The outgoing light (circularly polarized light) from the prism 108 is incident on the quarter-wave plate 107 again.

この1/4波長板107からは。入射光(円偏光)がp偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(p偏光)は、結像光学素子102を透過して透過型ホログラフィック光学素子104に入射されて回折される。この透過型ホログラフィック光学素子104からの回折光は、プリズム103Bに、面103Baから入射光として入射される。   From this quarter-wave plate 107. Incident light (circularly polarized light) is emitted as p-polarized light. The emitted light (p-polarized light) from the quarter-wave plate 107 passes through the imaging optical element 102 and enters the transmissive holographic optical element 104 to be diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 104 enters the prism 103B as incident light from the surface 103Ba.

プリズム103Bに入射された入射光は、面103Bbで全反射され、また面103Bcで全反射されて、プリズム103Bの面103Bbから射出される。このプリズム103Bからの射出光は、透過型ホログラフィック光学素子105に入射されて回折される。そして、この透過型ホログラフィック光学素子105からの回折光は、ユーザの瞳106に入射される。これにより、ユーザは、画像表示素子101に表示される画像を、虚像として認識できる。   The incident light that has entered the prism 103B is totally reflected by the surface 103Bb, is totally reflected by the surface 103Bc, and is emitted from the surface 103Bb of the prism 103B. The light emitted from the prism 103B is incident on the transmissive holographic optical element 105 and is diffracted. The diffracted light from the transmissive holographic optical element 105 enters the user's pupil 106. Thereby, the user can recognize the image displayed on the image display element 101 as a virtual image.

ここで、実際の光線の進行方向とは逆向きの光線追跡を考える。
瞳106から所定の画角を持った光線束が射出光として射出されたとする。この射出光は、ホログラフィック光学素子105に入射される。このホログラフィック光学素子105では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。
Here, consider ray tracing in the direction opposite to the actual traveling direction of rays.
It is assumed that a light beam having a predetermined angle of view is emitted from the pupil 106 as emitted light. This emitted light is incident on the holographic optical element 105. In the holographic optical element 105, the p-polarized component in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band is diffracted with an arbitrary power.

ホログラフィック光学素子105からの回折光は、プリズム103Bに、その面103Bbから入射光として入射される。この入射光は、面103Bcで全反射された後、面103Bbに入射されて全反射される。この面103Bbで反射された反射光は、面103Baから射出される。   The diffracted light from the holographic optical element 105 enters the prism 103B as incident light from its surface 103Bb. The incident light is totally reflected by the surface 103Bc, and then incident on the surface 103Bb and totally reflected. The reflected light reflected by the surface 103Bb is emitted from the surface 103Ba.

このプリズム103Bからの射出光はホログラフィック光学素子104に入射される。このホログラフィック光学素子104では、可視領域の、赤色の波長帯域、緑色の波長帯域および青色の波長帯域のp偏光成分が、任意のパワーをもって回折される。そして、このホログラフィック光学素子104からの回折光は、1/4波長板107に入射される。   Light emitted from the prism 103B enters the holographic optical element 104. In the holographic optical element 104, the p-polarized components in the visible wavelength region in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band are diffracted with an arbitrary power. The diffracted light from the holographic optical element 104 is incident on the quarter wavelength plate 107.

この1/4波長板107からは、入射光(p偏光)が円偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(円偏光)はプリズム108に入射され、反射面108aで反射された後、当該プリズム108から射出される。このプリズム108からの射出光(円偏光)は、再び1/4波長板107に入射される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (p-polarized light) is emitted as circularly polarized light. The emitted light (circularly polarized light) from the quarter-wave plate 107 enters the prism 108, is reflected by the reflecting surface 108 a, and then exits from the prism 108. The outgoing light (circularly polarized light) from the prism 108 is incident on the quarter-wave plate 107 again.

この1/4波長板107からは、入射光(円偏光)がs偏光とされて射出される。この1/4波長板107からの射出光(s偏光)は、ホログラフィック光学素子104をそのまま回折されずに透過し、さらにプリズム103Bを透過し、結像光学素子102により、画像表示素子101の表示面上に集光される。この場合、瞳106の位置における光線、例えば平行光線は、画像表示素子101の表示面上に結像される。   From this quarter-wave plate 107, incident light (circularly polarized light) is emitted as s-polarized light. The emitted light (s-polarized light) from the quarter-wave plate 107 passes through the holographic optical element 104 without being diffracted as it is, and further passes through the prism 103B. The imaging optical element 102 causes the image display element 101 to emit light. It is condensed on the display surface. In this case, a light beam at the position of the pupil 106, for example, a parallel light beam, forms an image on the display surface of the image display element 101.

図10に示す画像表示装置100Dにおいては、面103Bcにカウンタープリズムを設けることで、図8に示す画像表示装置100Bと同様の効果を得ることができる。また、この図10に示す画像表示装置100Dにおいては、画像表示素子101からの射出光は、プリズム103Bを透過した後に、プリズム108の反射面108aで反射されて透過型ホログラフィック光学素子104で回折されてプリズム103Bに入射されるため、画像表示素子101をプリズム103Bに近接して配置でき、装置の小型化を図ることができる。   In the image display device 100D shown in FIG. 10, the same effect as the image display device 100B shown in FIG. 8 can be obtained by providing the counter prism on the surface 103Bc. In the image display device 100D shown in FIG. 10, the light emitted from the image display element 101 passes through the prism 103B, is reflected by the reflecting surface 108a of the prism 108, and is diffracted by the transmissive holographic optical element 104. Since the light is incident on the prism 103B, the image display element 101 can be disposed close to the prism 103B, and the apparatus can be downsized.

なお、上述実施の形態においては、プリズム103,103A,103Bからの射出光を回折する透過型ホログラフィック光学素子105の他に、画像表示素子101からの射出光を回折してプリズム103,103A,103Bに入射する透過型ホログラフィック光学素子104を備えており、回折による色収差を相殺できるようにしている。しかし、画像表示素子101からの射出光(赤色光、緑色光、青色光)の波長帯域が比較的狭い場合には、色収差が問題とならなくなるため、透過型ホログラフィック光学素子104を備えない構成も考えることができる。   In the above-described embodiment, in addition to the transmissive holographic optical element 105 that diffracts the light emitted from the prisms 103, 103A, and 103B, the light emitted from the image display element 101 is diffracted to obtain the prisms 103, 103A, and 103B. A transmissive holographic optical element 104 incident on 103B is provided so that chromatic aberration due to diffraction can be canceled. However, when the wavelength band of the light emitted from the image display element 101 (red light, green light, and blue light) is relatively narrow, the chromatic aberration does not become a problem, and therefore the transmission holographic optical element 104 is not provided. Can also think.

また、上述実施の形態においては、プリズム103,103A,103Bに入射された入射光は、その内面で3回または2回だけ反射されて外部に射出されるものを示したが、プリズム内面で反射される回数はこれに限定されるものではない。要は、この発明は、プリズムで最終的に反射されて射出される射出光が透過型回折光学素子で回折されてユーザの瞳に入射される構成となっていればよい。   In the above-described embodiment, the incident light incident on the prisms 103, 103A, and 103B is reflected three times or twice on the inner surface and emitted to the outside, but reflected on the inner surface of the prism. However, the number of times to be played is not limited to this. In short, the present invention is not limited as long as the outgoing light finally reflected and emitted by the prism is diffracted by the transmission type diffractive optical element and incident on the user's pupil.

この発明は、光利用効率を高くでき、かつ画角を大きして倍率を高くできるものであり、ビデオカメラのビューファインダや頭部装着型ディスプレイ等として使用して好適である。   The present invention can increase the light utilization efficiency, increase the angle of view and increase the magnification, and is suitable for use as a viewfinder of a video camera, a head-mounted display, or the like.

第1の実施の形態としての画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus as 1st Embodiment. 赤、緑、青の色光に対する透過型ホログラフィック光学素子の構成例(3層構造)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example (3 layer structure) of the transmissive | pervious holographic optical element with respect to the color light of red, green, and blue. 偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子の構成(電圧非印加状態)を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure (voltage non-application state) of a polarization selective transmission type holographic optical element. 偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子の構成(電圧印加状態)を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure (voltage application state) of a polarization selective transmission type holographic optical element. 偏光選択性ホログラフィック光学素子の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of a polarization selective holographic optical element. 赤、緑、青の色光に対する透過型ホログラフィック光学素子の構成例(2層構造)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example (2 layer structure) of the transmissive | pervious holographic optical element with respect to the color light of red, green, and blue. 第2の実施の形態としての画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus as 2nd Embodiment. 第3の実施の形態としての画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus as 3rd Embodiment. 第4の実施の形態としての画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus as 4th Embodiment. 第5の実施の形態としての画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the image display apparatus as 5th Embodiment. 従来の画像表示装置の一例の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of an example of the conventional image display apparatus. 従来の画像表示装置の他の例の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the other example of the conventional image display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100,100A〜100D・・・画像表示装置、101・・・画像表示素子、102・・・結像光学素子、103,103A,103B・・・プリズム、104,105・・・偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子、106・・・ユーザの瞳、107・・・1/4波長板、108・・・プリズム、110・・・偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A-100D ... Image display apparatus, 101 ... Image display element, 102 ... Imaging optical element, 103, 103A, 103B ... Prism, 104, 105 ... Polarization selective transmission type Holographic optical element 106 ... User's pupil, 107 ... 1/4 wavelength plate, 108 ... Prism, 110 ... Polarization selective transmission holographic optical element

Claims (26)

画像表示素子と、
上記画像表示素子からの射出光が入射光として入射され、該入射光を所定回数だけ複数の面で反射させた後に射出光として射出するプリズムと、
上記プリズムからの射出光を回折する第1の透過型回折光学素子と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
An image display element;
The exit light from the image display element is incident as incident light, and the incident light is reflected by a plurality of surfaces a predetermined number of times and then emitted as exit light, and
An image display device comprising: a first transmissive diffractive optical element that diffracts light emitted from the prism.
上記プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面および第3の面を有し、
上記画像表示素子からの射出光は上記プリズムに上記第1の面から入射光として入射され、該入射光は、上記第2の面、上記第1の面および上記第3の面で順次反射された後に、上記第1の面から射出される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The prism has at least a first surface, a second surface, and a third surface,
Light emitted from the image display element is incident on the prism as incident light from the first surface, and the incident light is sequentially reflected by the second surface, the first surface, and the third surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is emitted from the first surface.
上記第2の面および上記第3の面の少なくとも一方は曲面とされている
ことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 2, wherein at least one of the second surface and the third surface is a curved surface.
上記プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面、第3の面および第4の面を有し、
上記画像表示素子からの射出光は上記プリズムに上記第1の面から入射光として入射され、該入射光は、上記第2の面、第3の面および上記第4の面で順次反射された後に、上記第3の面から射出される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The prism has at least a first surface, a second surface, a third surface, and a fourth surface,
The light emitted from the image display element is incident on the prism as incident light from the first surface, and the incident light is sequentially reflected by the second surface, the third surface, and the fourth surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is emitted later from the third surface.
上記第4の面は曲面とされている
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 4, wherein the fourth surface is a curved surface.
上記第2の面および上記第3の面は平行とされている
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 4, wherein the second surface and the third surface are parallel to each other.
上記入射光が反射される、上記プリズムの上記第2の面および上記第3の面の少なくとも一方に、反射型回折光学素子を設ける
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
The image display apparatus according to claim 4, wherein a reflective diffractive optical element is provided on at least one of the second surface and the third surface of the prism on which the incident light is reflected.
上記プリズムは、少なくとも第1の面、第2の面および第3の面を有し、
上記画像表示素子からの射出光は上記プリズムに上記第1の面から入射光として入力され、該入射光は、上記第2の面および第3の面で順次反射された後に、上記第2の面から射出される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The prism has at least a first surface, a second surface, and a third surface,
Light emitted from the image display element is input to the prism as incident light from the first surface, and the incident light is sequentially reflected by the second surface and the third surface, and then the second surface. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is emitted from a surface.
上記第3の面は曲面とされている
ことを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 8, wherein the third surface is a curved surface.
上記入射光が反射される、上記プリズムの上記第2の面に反射型回折光学素子を設ける
ことを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
The image display apparatus according to claim 8, wherein a reflection type diffractive optical element is provided on the second surface of the prism from which the incident light is reflected.
上記第1の透過型回折光学素子は、可視光領域における、赤色の波長帯域と、緑色の波長帯域と、青色の波長帯域とに対して、回折効率を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The first transmission type diffractive optical element has diffraction efficiency with respect to a red wavelength band, a green wavelength band, and a blue wavelength band in a visible light region. The image display device described.
上記第1の透過型回折光学素子は、上記赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、上記緑色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層と、上記青色の波長帯域に対して回折効率を有する第3の層とから構成されている
ことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
The first transmissive diffractive optical element includes a first layer having diffraction efficiency for the red wavelength band, a second layer having diffraction efficiency for the green wavelength band, and the blue color The image display device according to claim 11, comprising: a third layer having diffraction efficiency with respect to the wavelength band.
上記第1の透過型回折光学素子の上記第1の層、上記第2の層および上記第3の層は、上記プリズム側から、上記第2の層、上記第1の層および上記第3の層の順、または上記第2の層、上記第3の層および上記第1の層の順に配置されている
ことを特徴とする請求項12に記載の画像表示装置。
The first layer, the second layer, and the third layer of the first transmission type diffractive optical element are formed from the prism side from the second layer, the first layer, and the third layer, respectively. The image display device according to claim 12, wherein the image display device is arranged in the order of layers, or in the order of the second layer, the third layer, and the first layer.
上記第1の透過型回折光学素子は、上記赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、上記緑色から上記青色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層とからなる
ことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
The first transmission type diffractive optical element includes a first layer having diffraction efficiency with respect to the red wavelength band, and a second layer having diffraction efficiency with respect to the green to blue wavelength band. The image display device according to claim 11, wherein:
上記第1の透過型回折光学素子の上記第1の層および上記第2の層は、上記プリズム側から、上記第2の層および上記第1の層の順に配置されている
ことを特徴とする請求項14に記載の画像表示装置。
The first layer and the second layer of the first transmission type diffractive optical element are arranged in order of the second layer and the first layer from the prism side. The image display device according to claim 14.
上記第1の透過型回折光学素子は、透過型ホログラフィック光学素子である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The image display apparatus according to claim 1, wherein the first transmissive diffractive optical element is a transmissive holographic optical element.
上記透過型ホログラフィック光学素子は、複数の波長帯域に対して回折効率を有する単一のホログラム層により構成される
ことを特徴とする請求項16に記載の画像表示装置。
The image display apparatus according to claim 16, wherein the transmissive holographic optical element is configured by a single hologram layer having diffraction efficiency for a plurality of wavelength bands.
上記透過型ホログラフィック光学素子は、複数のホログラム層により構成され、該複数のホログラム層はそれぞれ異なる波長帯域に対して回折効率を有する
ことを特徴とする請求項16に記載の画像表示装置。
The image display apparatus according to claim 16, wherein the transmissive holographic optical element includes a plurality of hologram layers, and each of the plurality of hologram layers has a diffraction efficiency with respect to different wavelength bands.
上記透過型ホログラフィック光学素子は、偏光選択性透過型ホログラフィック光学素子である
ことを特徴とする請求項16に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 16, wherein the transmission type holographic optical element is a polarization selective transmission type holographic optical element.
上記画像表示素子からの射出光を回折する第2の透過型回折光学素子をさらに備え、
瞳位置における光線を逆光線追跡したとき上記画像表示素子の表示面上に結像される光学系で構成され、
上記第1の透過型回折光学素子および上記第2の透過型回折光学素子は、同一の波長帯域に対して回折効率を有し、
上記第1の透過型回折光学素子における回折によって生じる波長分散と逆の波長分散を、上記第2の透過型回折光学素子における回折によって発生させることで、色分散した光線を結像位置に集光させる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
A second transmissive diffractive optical element that diffracts the light emitted from the image display element;
Consists of an optical system that forms an image on the display surface of the image display element when the light ray at the pupil position is traced back.
The first transmissive diffractive optical element and the second transmissive diffractive optical element have diffraction efficiency for the same wavelength band,
The chromatic dispersion opposite to the chromatic dispersion caused by the diffraction in the first transmissive diffractive optical element is generated by the diffraction in the second transmissive diffractive optical element, thereby condensing the chromatically dispersed light beam at the imaging position. The image display device according to claim 1, wherein:
上記瞳位置における光線を逆光線追跡したとき、上記プリズムから射出される射出光の、上記第2の透過型回折光学素子への入射角が、全画角でほぼ平行とされる
ことを特徴とする請求項20に記載の画像表示装置。
When the light ray at the pupil position is traced in the reverse ray, the incident angle of the light emitted from the prism to the second transmission type diffractive optical element is substantially parallel over the entire angle of view. The image display device according to claim 20.
上記第1の透過型回折光学素子および上記第2の透過型回折光学素子は、それぞれ、可視光領域における赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、可視光領域における緑色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層と、可視光領域における青色の波長帯域に対して回折効率を有する第3の層とからなり、
少なくとも、上記第2の透過型回折光学素子の上記第1の層、上記第2の層および上記第3の層は、上記プリズム側から、上記第3の層、上記第1の層および上記第2の層の順、または上記第1の層、上記第3の層および上記第2の層の順に配置されている
ことを特徴とする請求項20に記載の画像表示装置。
The first transmissive diffractive optical element and the second transmissive diffractive optical element include a first layer having diffraction efficiency with respect to a red wavelength band in the visible light region, and a green layer in the visible light region, respectively. A second layer having diffraction efficiency with respect to the wavelength band, and a third layer having diffraction efficiency with respect to the blue wavelength band in the visible light region,
At least the first layer, the second layer, and the third layer of the second transmission type diffractive optical element are arranged from the prism side to the third layer, the first layer, and the first layer. The image display device according to claim 20, wherein the image display device is arranged in the order of two layers, or in the order of the first layer, the third layer, and the second layer.
上記第1の透過型回折光学素子および上記第2の透過型回折光学素子は、それぞれ、可視光領域における赤色の波長帯域に対して回折効率を有する第1の層と、可視光領域における緑色から青色の波長帯域に対して回折効率を有する第2の層とからなり、
少なくとも、上記第2の透過型回折光学素子の上記第1の層および上記第2の層は、上記プリズム側から、上記第1の層および上記第2の層の順に配置されている
ことを特徴とする請求項20に記載の画像表示装置。
The first transmissive diffractive optical element and the second transmissive diffractive optical element are each formed of a first layer having diffraction efficiency with respect to a red wavelength band in the visible light region and green in the visible light region. A second layer having diffraction efficiency for the blue wavelength band,
At least the first layer and the second layer of the second transmission type diffractive optical element are arranged in order of the first layer and the second layer from the prism side. The image display device according to claim 20.
第2の透過型回折光学素子と、1/4波長板と、反射手段とをさらに備え、
上記画像表示素子からの射出光は第1の偏光面を持つ第1の直線偏光であり、
上記第2の透過型回折光学素子は、上記第1の偏光面とは直交する第2の偏光面を持つ第2の直線偏光に対して回折効率を有し、
上記画像表示素子からの射出光は上記プリズムを透過するようにされ、
該透過された射出光は上記第2の透過型回折光学素子、上記1/4波長板、上記反射手段および上記1/4波長板を介して上記第2の透過型回折光学素子に入力されて回折され、
該第2の透過型回折光学素子からの回折光が上記プリズムに上記入射光として入射される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
A second transmissive diffractive optical element, a quarter-wave plate, and reflecting means;
The light emitted from the image display element is a first linearly polarized light having a first polarization plane,
The second transmissive diffractive optical element has diffraction efficiency with respect to a second linearly polarized light having a second polarization plane orthogonal to the first polarization plane,
The light emitted from the image display element is transmitted through the prism,
The transmitted exit light is input to the second transmissive diffractive optical element via the second transmissive diffractive optical element, the ¼ wavelength plate, the reflecting means, and the ¼ wavelength plate. Diffracted,
The image display apparatus according to claim 1, wherein diffracted light from the second transmissive diffractive optical element is incident on the prism as the incident light.
上記プリズムは、第1の面、第2の面、第3の面および第4の面を有し、
上記画像表示素子からの射出光は、上記プリズムを、上記第2の面および上記第1の面を介して透過するようにされ、
該透過された射出光は、上記第2の透過型回折光学素子、上記1/4波長板、上記反射手段および上記1/4波長板を介して上記第2の透過型回折光学素子に入射されて回折され、
該第2の透過型回折光学素子からの回折光は上記プリズムに第1の面から入射光として入射され、該入射光は、上記第2の面、上記第3の面および上記第4の面で順次反射された後に、上記第3の面から射出される
ことを特徴とする請求項24に記載の画像表示装置。
The prism has a first surface, a second surface, a third surface, and a fourth surface,
The light emitted from the image display element is transmitted through the prism through the second surface and the first surface,
The transmitted exit light is incident on the second transmissive diffractive optical element via the second transmissive diffractive optical element, the ¼ wavelength plate, the reflecting means, and the ¼ wavelength plate. Diffracted
Diffracted light from the second transmissive diffractive optical element is incident on the prism as incident light from a first surface, and the incident light is incident on the second surface, the third surface, and the fourth surface. The image display apparatus according to claim 24, wherein the image display apparatus emits light from the third surface after being sequentially reflected by the light source.
上記プリズムは、第1の面、第2の面および第3の面を有し、
上記画像表示素子からの射出光は、上記プリズムを、上記第2の面および第1の面を介して透過するようにされ、
該透過された射出光は、上記第2の透過型回折光学素子、上記1/4波長板、上記反射手段および上記1/4波長板を介して上記第2の透過型回折光学素子に入射されて回折され、
該第2の透過型回折光学素子からの回折光は上記プリズムに上記第1の面から入射光として入射され、該入射光は、上記第2の面および上記第3の面で順次反射された後、上記第2の面から射出される
ことを特徴とする請求項24に記載の画像表示装置。
The prism has a first surface, a second surface, and a third surface;
The light emitted from the image display element is transmitted through the prism through the second surface and the first surface,
The transmitted exit light is incident on the second transmissive diffractive optical element via the second transmissive diffractive optical element, the ¼ wavelength plate, the reflecting means, and the ¼ wavelength plate. Diffracted
Diffracted light from the second transmissive diffractive optical element is incident on the prism as incident light from the first surface, and the incident light is sequentially reflected by the second surface and the third surface. 25. The image display device according to claim 24, wherein the image display device is subsequently ejected from the second surface.
JP2004136393A 2004-04-30 2004-04-30 Image display device Expired - Fee Related JP4631308B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004136393A JP4631308B2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004136393A JP4631308B2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005316304A true JP2005316304A (en) 2005-11-10
JP4631308B2 JP4631308B2 (en) 2011-02-16

Family

ID=35443781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004136393A Expired - Fee Related JP4631308B2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4631308B2 (en)

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010026273A (en) * 2008-07-22 2010-02-04 Dainippon Printing Co Ltd Head mounted display
WO2014033035A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Optinvent Optical device comprising an optical waveguide and method for manufacturing such a device
JP2014228716A (en) * 2013-05-23 2014-12-08 ソニー株式会社 Eyepiece lens and display unit
WO2015001839A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-08 ソニー株式会社 Display device
CN105116547A (en) * 2015-09-24 2015-12-02 联想(北京)有限公司 Head display apparatus
WO2017030207A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 ホヤ レンズ タイランド リミテッド Optical device
JP2017531840A (en) * 2014-09-29 2017-10-26 マジック リープ,インコーポレイティド Structure and method for outputting light of different wavelengths from a waveguide
WO2018106745A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Display device system with tilted lens group to prevent ghost images
WO2018150773A1 (en) * 2018-01-12 2018-08-23 カラーリンク・ジャパン 株式会社 Optical device
US10690826B2 (en) 2015-06-15 2020-06-23 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
US10895784B2 (en) 2016-12-14 2021-01-19 Magic Leap, Inc. Patterning of liquid crystals using soft-imprint replication of surface alignment patterns
US10921630B2 (en) 2016-11-18 2021-02-16 Magic Leap, Inc. Spatially variable liquid crystal diffraction gratings
US10962855B2 (en) 2017-02-23 2021-03-30 Magic Leap, Inc. Display system with variable power reflector
US10969588B2 (en) 2015-03-16 2021-04-06 Magic Leap, Inc. Methods and systems for diagnosing contrast sensitivity
US11067860B2 (en) 2016-11-18 2021-07-20 Magic Leap, Inc. Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same
US11073695B2 (en) 2017-03-21 2021-07-27 Magic Leap, Inc. Eye-imaging apparatus using diffractive optical elements
US11086125B2 (en) 2016-05-12 2021-08-10 Magic Leap, Inc. Distributed light manipulation over imaging waveguide
US11106041B2 (en) 2016-04-08 2021-08-31 Magic Leap, Inc. Augmented reality systems and methods with variable focus lens elements
US20210302802A1 (en) * 2016-11-18 2021-09-30 Magic Leap, Inc. Waveguide light multiplexer using crossed gratings
US11204462B2 (en) 2017-01-23 2021-12-21 Magic Leap, Inc. Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems
US11237393B2 (en) 2018-11-20 2022-02-01 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11347063B2 (en) 2017-12-15 2022-05-31 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11650423B2 (en) 2019-06-20 2023-05-16 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11668989B2 (en) 2016-12-08 2023-06-06 Magic Leap, Inc. Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal
US11841481B2 (en) 2017-09-21 2023-12-12 Magic Leap, Inc. Augmented reality display with waveguide configured to capture images of eye and/or environment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101900872B (en) * 2010-07-27 2012-07-18 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 Two-piece free-form surface head mounted display optical system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488312A (en) * 1990-08-01 1992-03-23 Fujitsu Ltd Video superposing device
JPH05304645A (en) * 1991-09-30 1993-11-16 Motorola Inc Waveguide virtual image display
JPH1195160A (en) * 1997-09-19 1999-04-09 Seiko Epson Corp Head mounted display device
JP2002107658A (en) * 2000-09-29 2002-04-10 Olympus Optical Co Ltd Picture observation optical system
JP2002139695A (en) * 2000-08-02 2002-05-17 Olympus Optical Co Ltd Optical system for observation
JP2002277818A (en) * 2000-12-15 2002-09-25 Samsung Electronics Co Ltd Worn type display system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488312A (en) * 1990-08-01 1992-03-23 Fujitsu Ltd Video superposing device
JPH05304645A (en) * 1991-09-30 1993-11-16 Motorola Inc Waveguide virtual image display
JPH1195160A (en) * 1997-09-19 1999-04-09 Seiko Epson Corp Head mounted display device
JP2002139695A (en) * 2000-08-02 2002-05-17 Olympus Optical Co Ltd Optical system for observation
JP2002107658A (en) * 2000-09-29 2002-04-10 Olympus Optical Co Ltd Picture observation optical system
JP2002277818A (en) * 2000-12-15 2002-09-25 Samsung Electronics Co Ltd Worn type display system

Cited By (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010026273A (en) * 2008-07-22 2010-02-04 Dainippon Printing Co Ltd Head mounted display
US9696479B2 (en) 2012-08-30 2017-07-04 Optinvent Optical device and method for manufacturing such a device
WO2014033035A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Optinvent Optical device comprising an optical waveguide and method for manufacturing such a device
FR2995089A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-07 Optinvent OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A DEVICE
JP2014228716A (en) * 2013-05-23 2014-12-08 ソニー株式会社 Eyepiece lens and display unit
CN104755994A (en) * 2013-07-04 2015-07-01 索尼公司 Display device
WO2015001839A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-08 ソニー株式会社 Display device
US10302946B2 (en) 2013-07-04 2019-05-28 Sony Corporation Display apparatus
JPWO2015001839A1 (en) * 2013-07-04 2017-02-23 ソニー株式会社 Display device
JP7057459B2 (en) 2014-09-29 2022-04-19 マジック リープ,インコーポレイティド Structures and methods to output light of different wavelengths from the waveguide
JP2017531840A (en) * 2014-09-29 2017-10-26 マジック リープ,インコーポレイティド Structure and method for outputting light of different wavelengths from a waveguide
US11042032B2 (en) 2014-09-29 2021-06-22 Magic Leap, Inc. Architectures and methods for outputting different wavelength light out of waveguides
US11796814B2 (en) 2014-09-29 2023-10-24 Magic Leap, Inc. Architectures and methods for outputting different wavelength light out of waveguides
US11016300B2 (en) 2014-09-29 2021-05-25 Magic Leap, Inc. Architectures and methods for outputting different wavelength light out of waveguides
US10901219B2 (en) 2014-09-29 2021-01-26 Magic Leap, Inc. Architectures and methods for outputting different wavelength light out of waveguides
JP2021113981A (en) * 2014-09-29 2021-08-05 マジック リープ,インコーポレイティド Architectures and methods for outputting light of different wavelengths out of waveguides
US11747627B2 (en) 2015-03-16 2023-09-05 Magic Leap, Inc. Augmented and virtual reality display systems and methods for diagnosing health conditions based on visual fields
US11474359B2 (en) 2015-03-16 2022-10-18 Magic Leap, Inc. Augmented and virtual reality display systems and methods for diagnosing health conditions based on visual fields
US10969588B2 (en) 2015-03-16 2021-04-06 Magic Leap, Inc. Methods and systems for diagnosing contrast sensitivity
US11256096B2 (en) 2015-03-16 2022-02-22 Magic Leap, Inc. Methods and systems for diagnosing and treating presbyopia
US10983351B2 (en) 2015-03-16 2021-04-20 Magic Leap, Inc. Augmented and virtual reality display systems and methods for diagnosing health conditions based on visual fields
US11156835B2 (en) 2015-03-16 2021-10-26 Magic Leap, Inc. Methods and systems for diagnosing and treating health ailments
US11733443B2 (en) 2015-06-15 2023-08-22 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
US11067732B2 (en) 2015-06-15 2021-07-20 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
US10948642B2 (en) 2015-06-15 2021-03-16 Magic Leap, Inc. Display system with optical elements for in-coupling multiplexed light streams
US10690826B2 (en) 2015-06-15 2020-06-23 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
US11789189B2 (en) 2015-06-15 2023-10-17 Magic Leap, Inc. Display system with optical elements for in-coupling multiplexed light streams
EP3339938A4 (en) * 2015-08-20 2019-05-01 Hoya Lens Thailand Ltd. Optical device
WO2017030207A1 (en) * 2015-08-20 2017-02-23 ホヤ レンズ タイランド リミテッド Optical device
JPWO2017030207A1 (en) * 2015-08-20 2018-07-26 ホヤ レンズ タイランド リミテッドHOYA Lens Thailand Ltd Optical device
CN105116547A (en) * 2015-09-24 2015-12-02 联想(北京)有限公司 Head display apparatus
US11614626B2 (en) 2016-04-08 2023-03-28 Magic Leap, Inc. Augmented reality systems and methods with variable focus lens elements
US11106041B2 (en) 2016-04-08 2021-08-31 Magic Leap, Inc. Augmented reality systems and methods with variable focus lens elements
US11314091B2 (en) 2016-05-12 2022-04-26 Magic Leap, Inc. Wavelength multiplexing in waveguides
US11086125B2 (en) 2016-05-12 2021-08-10 Magic Leap, Inc. Distributed light manipulation over imaging waveguide
US11693282B2 (en) 2016-11-18 2023-07-04 Magic Leap, Inc. Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same
US11609480B2 (en) 2016-11-18 2023-03-21 Magic Leap, Inc. Waveguide light multiplexer using crossed gratings
US10921630B2 (en) 2016-11-18 2021-02-16 Magic Leap, Inc. Spatially variable liquid crystal diffraction gratings
US11067860B2 (en) 2016-11-18 2021-07-20 Magic Leap, Inc. Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same
US11586065B2 (en) 2016-11-18 2023-02-21 Magic Leap, Inc. Spatially variable liquid crystal diffraction gratings
US11378864B2 (en) 2016-11-18 2022-07-05 Magic Leap, Inc. Waveguide light multiplexer using crossed gratings
US20210302802A1 (en) * 2016-11-18 2021-09-30 Magic Leap, Inc. Waveguide light multiplexer using crossed gratings
US11668989B2 (en) 2016-12-08 2023-06-06 Magic Leap, Inc. Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal
US10551616B2 (en) 2016-12-09 2020-02-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Display device system with tilted lens group to prevent ghost images
WO2018106745A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Display device system with tilted lens group to prevent ghost images
US10895784B2 (en) 2016-12-14 2021-01-19 Magic Leap, Inc. Patterning of liquid crystals using soft-imprint replication of surface alignment patterns
US11567371B2 (en) 2016-12-14 2023-01-31 Magic Leap, Inc. Patterning of liquid crystals using soft-imprint replication of surface alignment patterns
US11733456B2 (en) 2017-01-23 2023-08-22 Magic Leap, Inc. Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems
US11204462B2 (en) 2017-01-23 2021-12-21 Magic Leap, Inc. Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems
US11300844B2 (en) 2017-02-23 2022-04-12 Magic Leap, Inc. Display system with variable power reflector
US10962855B2 (en) 2017-02-23 2021-03-30 Magic Leap, Inc. Display system with variable power reflector
US11774823B2 (en) 2017-02-23 2023-10-03 Magic Leap, Inc. Display system with variable power reflector
US11754840B2 (en) 2017-03-21 2023-09-12 Magic Leap, Inc. Eye-imaging apparatus using diffractive optical elements
US11073695B2 (en) 2017-03-21 2021-07-27 Magic Leap, Inc. Eye-imaging apparatus using diffractive optical elements
US11841481B2 (en) 2017-09-21 2023-12-12 Magic Leap, Inc. Augmented reality display with waveguide configured to capture images of eye and/or environment
US11977233B2 (en) 2017-12-15 2024-05-07 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11347063B2 (en) 2017-12-15 2022-05-31 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
WO2018150773A1 (en) * 2018-01-12 2018-08-23 カラーリンク・ジャパン 株式会社 Optical device
US11086127B2 (en) 2018-01-12 2021-08-10 Colorlink Japan, Ltd. Optical apparatus
JP6386210B1 (en) * 2018-01-12 2018-09-05 カラーリンク・ジャパン 株式会社 Optical device
US11237393B2 (en) 2018-11-20 2022-02-01 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11754841B2 (en) 2018-11-20 2023-09-12 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11650423B2 (en) 2019-06-20 2023-05-16 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4631308B2 (en) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4631308B2 (en) Image display device
CA3051014C (en) Projector architecture incorporating artifact mitigation
US10877437B2 (en) Zero order blocking and diverging for holographic imaging
JP2022091982A (en) Waveguide with uniform output illumination
US9411210B2 (en) Image display device
EP1306715B1 (en) Image display element, and image display device
KR20210100174A (en) Method and apparatus for providing a single grating layer color holographic waveguide display
KR20110050929A (en) Wearable display apparatus
CN106662699A (en) Volume hologram for optic illumination
JPH09288269A (en) Axial holographic color filter having high efficiency and high color purity and full-color liquid crystal display device
JP5590038B2 (en) Optical element, light source device, and projection display device
JP2015118273A (en) Ned polarization system for wavelength pass-through
KR102162994B1 (en) Ned polarization system for wavelength pass-through
JP4092775B2 (en) Virtual image observation optical system
JP4543747B2 (en) Image display device
JP4325033B2 (en) Virtual image observation optical element and virtual image observation optical device
US8345189B2 (en) Diffractive display device, finder device and camera
JP2000310751A (en) Projection type display device and lighting device used for same
JPH11326821A (en) Virtual image observing optical system
KR20160022855A (en) Wearable display apparatus
JP2007333793A (en) Illuminator and display device
Huang et al. 60‐3: Invited Paper: Liquid Crystal Optics for AR/VR/MR Near Eye Displays
JPH11308640A (en) Method and apparatus for virtual image forming
JP4600953B2 (en) Reflective hologram color filter and reflective liquid crystal display device using the same
JP4066281B2 (en) Polymer dispersion type liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060608

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070328

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090918

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091104

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100930

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101019

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101101

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees