JP2002372683A - Optical device and display device - Google Patents

Optical device and display device

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JP2002372683A
JP2002372683A JP2002098872A JP2002098872A JP2002372683A JP 2002372683 A JP2002372683 A JP 2002372683A JP 2002098872 A JP2002098872 A JP 2002098872A JP 2002098872 A JP2002098872 A JP 2002098872A JP 2002372683 A JP2002372683 A JP 2002372683A
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spatial light
optical
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弘綱 三浦
Atsushi Amako
淳 尼子
Tomio Sonehara
富雄 曽根原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance optical device and a display device by a simple means. SOLUTION: When the wave front of the coherent light 110 emitted from a laser light source 101 is controlled by a Fraunhofer diffraction image recorded in a liquid crystal spatial optical modulator 103 and subjected to the Fourier transmission by the cornea 105 and the lens 106 of an observer, the reproduced image is obtained on the retina 107. Therefore, because the spatial optical modulator is only required to be in a size of a pupil, the whole device is made small in size and lightweight. By using the Fraunhofer diffraction image, three- dimensional images can be extremely easily reproduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学装置およびそれを用
いた表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device and a display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光学装置は、図6のように、光源
601からの光606を光学系602で表示素子603
に導き、再生された実像を観測者605が観測するもの
であった。
2. Description of the Related Art In a conventional optical device, as shown in FIG. 6, light 606 from a light source 601 is applied to a display element 603 by an optical system 602.
And the observer 605 observes the reproduced real image.

【0003】また、従来の表示装置は、図7のように、
表示素子603上に再生された実像を左右の眼に導き、
両眼視差のみによって立体感を得るものであった。
[0003] Further, as shown in FIG.
Guide the real image reproduced on the display element 603 to the left and right eyes,
A stereoscopic effect was obtained only by binocular parallax.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光学装
置には、実像を再生するために表示装置から観測者まで
の距離が遠く、表示体を大きくしなければならないとい
う問題があった。またこのため光学装置全体も大きくし
なければならないという問題もあった。
However, the conventional optical device has a problem that the distance from the display device to the observer is long and the display body must be enlarged in order to reproduce a real image. For this reason, there is a problem that the entire optical device must be enlarged.

【0005】また、従来の表示装置には、水晶体の厚み
調節を伴わない立体再生を行うため立体感が不自然であ
り、長時間使用すると著しく眼が疲労するという問題が
あった。
In addition, the conventional display device has a problem that the stereoscopic effect is unnatural because stereoscopic reproduction is performed without adjusting the thickness of the crystalline lens, and eyes are significantly fatigued when used for a long time.

【0006】本発明は、このような問題点を解決するも
のであって、その目的は、簡便な手段により高性能な光
学装置と表示装置を提供するところにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a high-performance optical device and display device by simple means.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の光学装置
は、眼球の網膜に結像させるための光学系の前側焦点位
置の近傍またはそれより前記網膜に近い側に回折像を発
生させるための手段を備えたことを特徴とする。
According to a first optical device of the present invention, a diffraction image is generated in the vicinity of a front focal position of an optical system for forming an image on a retina of an eyeball or on a side closer to the retina than the front focal position. Means is provided.

【0008】本発明の第2の光学装置は、前記第1の光
学装置において、前記回折像を発生させるための手段と
して、コヒーレント光源と空間光変調器を用いることを
特徴とする。
A second optical device according to the present invention is characterized in that, in the first optical device, a coherent light source and a spatial light modulator are used as means for generating the diffraction image.

【0009】本発明の第3の光学装置は、前記第1、2
の光学装置において、前記回折像を発生させるための手
段として、アフォーカル光学系を用いることを特徴とす
る。本発明の第4の光学装置は、前記第1ないし3の光
学装置において、前記回折像がフラウンホウファー回折
像であることを特徴とする。
A third optical device according to the present invention includes the first, second and third optical devices.
In the above optical device, an afocal optical system is used as a means for generating the diffraction image. According to a fourth optical device of the present invention, in the first to third optical devices, the diffraction image is a Fraunhofer diffraction image.

【0010】本発明の第5の光学装置は、前記第2ない
し4の光学装置において、前記空間光変調器が位相変調
型であることを特徴とする。
In a fifth optical device according to the present invention, in the second to fourth optical devices, the spatial light modulator is a phase modulation type.

【0011】本発明の第6の光学装置は、前記第2ない
し4の光学装置において、前記空間光変調器が振幅位相
変調型であることを特徴とする。
A sixth optical device according to the present invention is characterized in that, in the second to fourth optical devices, the spatial light modulator is an amplitude phase modulation type.

【0012】本発明の第7の光学装置は、前記第2ない
し6の光学装置において、前記空間光変調器が液晶空間
光変調器であることを特徴とする。
According to a seventh optical device of the present invention, in the second to sixth optical devices, the spatial light modulator is a liquid crystal spatial light modulator.

【0013】本発明の第1の表示装置は、本発明の第1
ないし7の光学装置を用いたことを特徴とする。
The first display device of the present invention is the first display device of the present invention.
The optical device according to any one of (1) to (7) is used.

【0014】本発明の第2の表示装置は、前記第1の表
示装置において、眼球の方向を検出する手段と、眼球の
網膜に結像させるための光学系のフーリエ変換レンズか
らのずれを補正する手段とを備えたことを特徴とする。
According to a second display device of the present invention, in the first display device, a means for detecting the direction of the eyeball and a shift of the optical system for forming an image on the retina of the eyeball from the Fourier transform lens are corrected. And means for performing the operation.

【0015】[0015]

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。 (実施例1)図1に本発明の光学装置の構成を示す。レ
ーザ光源101から出射されたコヒーレント光110は
コリメートレンズ102により平行光になる。この平行
光を駆動装置104の信号により液晶空間光変調器10
3で波面制御し、観測者の角膜105および水晶体10
6で光学変換すると、網膜107上に再生像が得られ
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. (Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of an optical apparatus according to the present invention. The coherent light 110 emitted from the laser light source 101 becomes parallel light by the collimating lens 102. The parallel light is transmitted to the liquid crystal spatial light modulator 10 by a signal from the driving device 104.
3, the wavefront is controlled, and the cornea 105 and the lens 10 of the observer are controlled.
By performing the optical conversion in step 6, a reproduced image is obtained on the retina 107.

【0016】本実施例に用いた液晶空間光変調器につい
て説明する。この液晶空間光変調器は振幅位相変調型で
ある。図2に構成を示す。位相変調用のECB(電界制
御複屈折)パネル203と振幅変調用TN(ツイステッ
ド・ネマティク)パネル206を焦点距離の等しいマイ
クロレンズアレー204、205によるアフォーカル系
で接続した。図中のfはマイクロレンズアレーの焦点距
離である。ECBパネルの各画素の共役像がTNパネル
の画素上に結像するように配置してある。入射側の偏光
板202はECBパネルのダイレクターの向きにあわせ
てある。またTNパネルの入射側のダイレクターの向き
はECBパネルのダイレクターの向きにあわせてある。
偏光板207の向きはTNパネルのコントラスト比が最
大となる方向にあわせた。これにより光の振幅と位相が
独立に変調できる。TNパネルとECBパネルはともに
アクティブマトリックス駆動方式で、画素ピッチは10
μm×10μmである。
The liquid crystal spatial light modulator used in this embodiment will be described. This liquid crystal spatial light modulator is an amplitude phase modulation type. FIG. 2 shows the configuration. An ECB (electric field control birefringence) panel 203 for phase modulation and a TN (twisted nematic) panel 206 for amplitude modulation were connected in an afocal system with microlens arrays 204 and 205 having the same focal length. F in the figure is the focal length of the microlens array. The conjugate image of each pixel of the ECB panel is arranged so as to form an image on the pixel of the TN panel. The polarizing plate 202 on the incident side is aligned with the direction of the director of the ECB panel. The direction of the director on the incident side of the TN panel is matched with the direction of the director of the ECB panel.
The direction of the polarizing plate 207 was adjusted to the direction in which the contrast ratio of the TN panel was maximized. Thereby, the amplitude and phase of light can be modulated independently. Both the TN panel and the ECB panel are of the active matrix drive type, and the pixel pitch is 10
μm × 10 μm.

【0017】この液晶空間光変調器に駆動装置の信号に
よりフラウンホウファー回折像のデータを記録する。こ
の駆動装置は液晶空間光変調器の駆動回路と、フラウン
ホウファー回折像のデータを記録するメモリーと、制御
回路からなる。再生したい像の眼球による光学変換像
(フラウンホウファー回折像)をあらかじめ計算してお
き、その振幅と位相データを駆動装置のメモリーに記録
する。このデータを次々に読み出して、制御回路により
液晶空間光変調器の制御信号を作成し、駆動回路を通し
て液晶空間光変調器に実時間で変化するフラウンホウフ
ァー回折像を発生させる。
The data of the Fraunhofer diffraction image is recorded on this liquid crystal spatial light modulator by the signal of the driving device. This driving device includes a driving circuit for a liquid crystal spatial light modulator, a memory for recording data of a Fraunhofer diffraction image, and a control circuit. An optically converted image (Fraunhofer diffraction image) of the image to be reproduced by the eyeball is calculated in advance, and the amplitude and phase data are recorded in the memory of the driving device. This data is read out one after another, a control circuit creates a control signal for the liquid crystal spatial light modulator, and a real-time changing Fraunhofer diffraction image is generated in the liquid crystal spatial light modulator through the drive circuit.

【0018】このフラウンホウファー回折像にコヒーレ
ント光を照射すると、振幅と位相が変調されて網膜上に
再生像が得られる。この再生像は実時間で変化させるこ
とができる。また3次元物体からの光波面を完全に再現
できるので、立体像を容易に再生することができる。
When this Fraunhofer diffraction image is irradiated with coherent light, the amplitude and phase are modulated, and a reproduced image is obtained on the retina. This reconstructed image can be changed in real time. Further, since the light wavefront from the three-dimensional object can be completely reproduced, a three-dimensional image can be easily reproduced.

【0019】また、干渉縞を記録する方式と違い、光波
面を完全に制御しているので、0次光や−1次光も発生
しない。このため、網膜に0次光などが焼き付くおそれ
もない。
Unlike the method of recording interference fringes, since the light wavefront is completely controlled, neither zero-order light nor -1st-order light is generated. For this reason, there is no possibility that the zero-order light or the like is burned into the retina.

【0020】眼球の角膜と水晶体による合成前側焦点距
離は約17mmである。従って、眼球の主点の前方17
mm付近に液晶空間光変調器を配置すれば、フーリエ変
換像に近い光学変換像が網膜上に得られる。本実施例で
はフラウンホウファー回折像のデータ作成において計算
が容易なフーリエ変換を用いたため、フーリエ変換から
のずれを補正光学系109で補正した。またこの補正光
学系は必要に応じて近視や乱視等の補正も行う。
The focal distance before synthesis by the cornea and lens of the eyeball is about 17 mm. Therefore, in front of the principal point of the eyeball 17
If a liquid crystal spatial light modulator is arranged in the vicinity of mm, an optically converted image close to a Fourier transformed image can be obtained on the retina. In the present embodiment, a Fourier transform that is easy to calculate is used in the data creation of the Fraunhofer diffraction image, and thus a deviation from the Fourier transform is corrected by the correction optical system 109. The correction optical system also performs correction for myopia, astigmatism, and the like as necessary.

【0021】空間光変調器の画素ピッチが細かければ細
かいほど大きな再生像が得られる。本実施例では10μ
m×10μmであり、網膜上で約1.3mmの再生像が
得られた。虹彩108の開口(瞳孔)は高々直径8mm
程度であるので液晶空間光変調器103の大きさも8m
m角程度でよい。これに応じてコリメートレンズ102
も直径1cm程度となり、装置全体が非常に小型・軽量
となる。 (実施例2)図3に本発明の光学装置の別の構成を示
す。本実施例では液晶空間光変調器に表示した回折像を
アフォーカル系を用いて縮小してから眼球に入射した。
図中、Fはフーリエ変換レンズ301の焦点距離、fは
302の焦点距離を示す。
The finer the pixel pitch of the spatial light modulator, the larger the reproduced image can be obtained. In this embodiment, 10 μm
m × 10 μm, and a reconstructed image of about 1.3 mm was obtained on the retina. The aperture (pupil) of the iris 108 is at most 8 mm in diameter
And the size of the liquid crystal spatial light modulator 103 is also 8 m.
It may be about m square. Accordingly, the collimating lens 102
Also has a diameter of about 1 cm, and the whole apparatus is very small and lightweight. (Embodiment 2) FIG. 3 shows another configuration of the optical device of the present invention. In this example, the diffraction image displayed on the liquid crystal spatial light modulator was reduced using an afocal system and then entered the eyeball.
In the figure, F indicates the focal length of the Fourier transform lens 301, and f indicates the focal length of 302.

【0022】液晶空間光変調器からFの位置にフーリエ
変換レンズ301を置く。そこから(F+f)の位置に
フーリエ変換レンズ302を置く。するとフーリエ変換
レンズ302からfの位置に液晶空間光変調器の共役像
303が得られる。
A Fourier transform lens 301 is placed at a position F from the liquid crystal spatial light modulator. From there, the Fourier transform lens 302 is placed at the position (F + f). Then, a conjugate image 303 of the liquid crystal spatial light modulator is obtained at the position of f from the Fourier transform lens 302.

【0023】この共役像は元の液晶空間光変調器の像と
上下左右と大きさが違うだけで、振幅と位相の分布は全
く同じである。この共役像を眼球の主点の前方17mm
付近に配置すれば再生像が網膜上に得られる。
This conjugate image differs from the original image of the liquid crystal spatial light modulator only in the size of the top, bottom, left and right, but has exactly the same amplitude and phase distribution. This conjugate image is 17 mm in front of the principal point of the eyeball.
If placed near, a reconstructed image can be obtained on the retina.

【0024】このときの縮小率は2つのレンズの焦点距
離の比で決まる。本実施例では5分の1である。本実施
例に用いた液晶空間光変調器は画素ピッチが40μm、
大きさが5cm角である。従って共役像の大きさは1c
m角、画素ピッチは8μmである。
The reduction ratio at this time is determined by the ratio of the focal lengths of the two lenses. In the present embodiment, it is one fifth. The liquid crystal spatial light modulator used in this embodiment has a pixel pitch of 40 μm,
The size is 5 cm square. Therefore, the size of the conjugate image is 1c
The m square and the pixel pitch are 8 μm.

【0025】本実施例ではアフォーカル系の倍率を変え
ることにより、画素ピッチの粗い液晶空間光変調器も使
用することができる。また目の前に液晶空間光変調器を
置かなくてよいので、装置の応用範囲が広がる。 (実施例3)図4に本発明の表示装置の構成を示す。本
発明の光学装置を左右の眼前に配置した。本発明は両眼
視差と水晶体調節により自然な立体感を実現した。
In this embodiment, a liquid crystal spatial light modulator having a coarse pixel pitch can be used by changing the magnification of the afocal system. In addition, since the liquid crystal spatial light modulator does not need to be placed in front of the eyes, the application range of the device is expanded. (Embodiment 3) FIG. 4 shows a configuration of a display device of the present invention. The optical device of the present invention was placed in front of the left and right eyes. The present invention has realized a natural stereoscopic effect by binocular parallax and lens adjustment.

【0026】本実施例では液晶空間光変調器にフレネル
変換像を記録した。これはほぼ、フーリエ変換像にレン
ズ関数を重ねたものと考えることができる。
In this embodiment, a Fresnel conversion image is recorded on the liquid crystal spatial light modulator. This can be considered almost as a result of superimposing the lens function on the Fourier transform image.

【0027】このフーリエ変換の再生像は、現れる位置
が、奥行きに従って右眼と左眼でずれるようにしてあ
る。すなわち両眼視差によってまず立体感が得られる。
The reproduced image of the Fourier transform is such that the appearance position is shifted between the right eye and the left eye in accordance with the depth. That is, a stereoscopic effect is first obtained by the binocular parallax.

【0028】さらに、物体の奥行き方向の位置によっ
て、それぞれに重ねるレンズ関数の焦点距離を変えた。
これにより、水晶体の厚み調節を伴った極めて自然な立
体感が得られた。
Further, the focal length of the lens function to be superimposed on each object was changed depending on the position of the object in the depth direction.
As a result, an extremely natural three-dimensional effect with thickness adjustment of the crystalline lens was obtained.

【0029】本実施例では水晶体のフーリエ変換レンズ
からのずれを液晶空間光変調器に記録するデータによっ
て補正した。
In this embodiment, the displacement of the crystalline lens from the Fourier transform lens is corrected by data recorded in the liquid crystal spatial light modulator.

【0030】眼球の動きに応じた補正データをあらかじ
めメモリ401に記憶しておく。
The correction data corresponding to the movement of the eyeball is stored in the memory 401 in advance.

【0031】発光体402から出射された光は角膜によ
って反射され、光位置センサ403に入射する。この戻
り光の位置から眼球の動きを検出し、それに対応する補
正データをメモリ401から呼び出す。この補正データ
を元のフレネル変換像に重ね合わせて液晶空間光変調器
に記録した。これにより視線の方向に関係なく常に鮮明
な再生像が得られた。 (実施例4)図5に本発明の表示装置の別の構成を示
す。本実施例では第2の実施例の光学装置を利用した。
液晶空間光変調器503とレンズ301、302でアフ
ォーカル系を構成した。途中、プリズム504、505
で光路を折り曲げた。本実施例では位相変調型の液晶空
間光変調器を用いてキノフォームを記録した。キノフォ
ームとは原画像にランダムな位相を乗せてフーリエ変換
し、位相成分だけを取り出したものである(詳細につい
てはAppl.Opt.12(1973)2328を参
照)。ただし、本実施例では再生像の奥行きに応じたレ
ンズ関数がキノフォームに重ね合わせてある。
Light emitted from the light emitting body 402 is reflected by the cornea and enters the optical position sensor 403. The movement of the eyeball is detected from the position of the return light, and the corresponding correction data is called from the memory 401. This correction data was superimposed on the original Fresnel transformed image and recorded in the liquid crystal spatial light modulator. As a result, a clear reproduced image was always obtained regardless of the direction of the line of sight. (Embodiment 4) FIG. 5 shows another configuration of the display device of the present invention. In this embodiment, the optical device of the second embodiment is used.
The liquid crystal spatial light modulator 503 and the lenses 301 and 302 constitute an afocal system. On the way, prisms 504, 505
Bent the light path. In the present embodiment, a kinoform was recorded using a phase modulation type liquid crystal spatial light modulator. The kinoform is obtained by applying a random phase to an original image and performing a Fourier transform to extract only a phase component (for details, see Appl. Opt. 12 (1973) 2328). However, in this embodiment, a lens function corresponding to the depth of the reproduced image is superimposed on the kinoform.

【0032】レーザ光源501からの光を光ファイバ5
02で導き、コリメートレンズ102でコリメートして
用いた。
The light from the laser light source 501 is transmitted to the optical fiber 5
The light was guided at 02 and collimated by a collimating lens 102 for use.

【0033】本実施例ではレーザ光源に3色(赤、青、
緑)のレーザを時間的(15ミリ秒毎)に切り替えて用
いた。これを液晶空間光変調器に記録するデータと同期
させることによって、カラーの3次元動画再生をおこな
った。
In this embodiment, three colors (red, blue,
The laser of (green) was switched in time (every 15 ms) and used. By synchronizing this with data to be recorded in the liquid crystal spatial light modulator, a color three-dimensional moving image was reproduced.

【0034】なお、本実施例では、TFT駆動方式とネ
マティック液晶を組み合わせて応答速度を速くしたが、
強誘電性液晶などを用いてもよい。
In this embodiment, the response speed is increased by combining the TFT driving method and the nematic liquid crystal.
A ferroelectric liquid crystal may be used.

【0035】本実施例でも極めて自然な立体感が得られ
た。
In this embodiment, a very natural three-dimensional effect was obtained.

【0036】以上本発明の実施例について述べてきた
が、本発明はこのほかにも、広くヘッドアップディスプ
レイ、医療装置などに応用が可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be widely applied to a head-up display, a medical device, and the like.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の光学装置は、観測者の角膜およ
び水晶体を光学系の一部として用いるために部品点数が
大幅に削減できる。また空間光変調器の大きさが瞳孔の
大きさ程度でよい為、装置全体が非常に小型・軽量とな
る。しかも空間光変調器を大型化しなくてよいため高精
細な空間光変調器を実現しやすいという効果も生まれ
る。さらにフラウンホウファー回折像を用いるので立体
像再生が極めて容易である。
According to the optical apparatus of the present invention, the number of parts can be greatly reduced because the cornea and the crystalline lens of the observer are used as a part of the optical system. In addition, since the size of the spatial light modulator may be about the size of the pupil, the entire device becomes extremely small and lightweight. Moreover, since the spatial light modulator does not need to be enlarged, an effect that a high-definition spatial light modulator can be easily realized is produced. Further, since a Fraunhofer diffraction image is used, reproduction of a three-dimensional image is extremely easy.

【0038】また、本発明の表示装置では、物体のフレ
ネル変換像に重ねるレンズ関数の焦点距離を変えること
により、水晶体の厚み調節を伴った極めて自然な立体感
が得られる。
Further, in the display device of the present invention, by changing the focal length of the lens function to be superimposed on the Fresnel transformed image of the object, an extremely natural three-dimensional effect with thickness adjustment of the crystalline lens can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光学装置の構成を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a configuration of an optical device according to the present invention.

【図2】本発明の実施例に用いた液晶空間光変調器の構
成を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a configuration of a liquid crystal spatial light modulator used in an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の光学装置の別の構成を示す側面図であ
る。
FIG. 3 is a side view showing another configuration of the optical device of the present invention.

【図4】本発明の表示装置の構成を示す上面図である。FIG. 4 is a top view illustrating a configuration of a display device of the present invention.

【図5】本発明の表示装置の別の構成を示す側面図であ
る。
FIG. 5 is a side view showing another configuration of the display device of the present invention.

【図6】従来の光学装置の構成を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a configuration of a conventional optical device.

【図7】従来の表示装置の構成を示す上面図である。FIG. 7 is a top view illustrating a configuration of a conventional display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 レーザ光源 102 コリメートレンズ 103 液晶空間光変調器 104 駆動装置 105 角膜 106 水晶体 107 網膜 108 虹彩 109 補正光学系 110 コヒーレント光 201 コヒーレント光 202 偏光板 203 ECBパネル 204 マイクロレンズアレー 205 マイクロレンズアレー 206 TNパネル 207 偏光板 208 液晶層 209 液晶層 301 フーリエ変換レンズ 302 フーリエ変換レンズ 303 共役像 401 メモリ 402 発光体 403 光位置センサ 404 駆動装置 501 レーザ光源 502 光ファイバ 503 液晶空間光変調器 504 プリズム 505 プリズム 601 光源 602 光学系 603 表示素子 604 駆動装置 605 観測者 606 光 701 レンズ Reference Signs List 101 laser light source 102 collimating lens 103 liquid crystal spatial light modulator 104 driving device 105 cornea 106 crystalline lens 107 retina 108 iris 109 correction optical system 110 coherent light 201 coherent light 202 polarizing plate 203 ECB panel 204 microlens array 205 microlens array 206 TN panel 207 Polarizer 208 Liquid crystal layer 209 Liquid crystal layer 301 Fourier transform lens 302 Fourier transform lens 303 Conjugate image 401 Memory 402 Light emitter 403 Optical position sensor 404 Driving device 501 Laser light source 502 Optical fiber 503 Liquid crystal spatial light modulator 504 Prism 505 Prism 601 Light source 602 optical system 603 display element 604 driving device 605 observer 606 light 701 lens

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年4月30日(2002.4.3
0)
[Submission date] April 30, 2002 (2002.4.3
0)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1の光学装置は、眼球の網膜に結像さ
せるための光学系の前側焦点位置の近傍またはそれより
前記網膜に近い側に回折像を発生させるための手段を備
え、前記回折像から光波面を再現する手段として、コヒ
ーレント光源と、位相変調型空間光変調器とを備えてい
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first optical apparatus according to the present invention is provided in the vicinity of a front focal position of an optical system for forming an image on a retina of an eyeball or at a position closer to the front focus position. A means for generating a diffraction image on the side closer to the light source, and as a means for reproducing an optical wavefront from the diffraction image, a coherent light source and a phase modulation type spatial light modulator are provided.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】上記の目的を達成するために、本発明の第
2の光学装置は、眼球の網膜に結像させるための光学系
の前側焦点位置の近傍またはそれより前記網膜に近い側
に回折像を発生させるための手段を備え、前記回折像前
記回折像から光波面を再現する手段として、コヒーレン
ト光源と、振幅位相変調型空間光変調器とを備えている
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a second optical apparatus according to the present invention includes a diffractive image near an anterior focal position of an optical system for forming an image on a retina of an eyeball or on a side closer to the retina than that. And a means for generating a light wavefront from the diffraction image, comprising a coherent light source and an amplitude-phase modulation type spatial light modulator.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】前記第1、2の光学装置において、前記回
折像前記回折像から光波面を再現する手段として、アフ
ォーカル光学系を用いることが好ましい。また、前記回
折像はフラウンホウファー回折像であることが好まし
い。
In the first and second optical devices, it is preferable to use an afocal optical system as a means for reproducing the light wavefront from the diffraction image. Preferably, the diffraction image is a Fraunhofer diffraction image.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】削除[Correction method] Deleted

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0012】さらに、前記空間変調器は液晶空間光変調
器であることが好ましい。
Further, it is preferable that the spatial modulator is a liquid crystal spatial light modulator.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】上記の目的を達成するために、本発明の表
示装置は、上記の光学装置を用いたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a display device of the present invention is characterized by using the above optical device.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0014】また、眼球の方向を検出する手段と、眼球
の網膜に結像させるための光学系のフーリエ変換レンズ
からのずれを補正する手段とを備えたことを特徴とす
る。
[0014] Further, the apparatus is characterized in that it comprises means for detecting the direction of the eyeball, and means for correcting a shift of the optical system for forming an image on the retina of the eyeball from the Fourier transform lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A (72)発明者 曽根原 富雄 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 2H088 EA37 EA47 HA25 HA28 HA30 JA05 JA09 MA01 2H089 HA22 HA29 QA16 RA05 RA07 TA16 TA18 TA20 2H091 FA08X FA08Z FA29X FA29Z FA46Z FD02 HA07 HA09 LA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511A (72) Inventor Tomio Sonehara 3-5-5 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture No. Seiko Epson Corporation F-term (reference) 2H088 EA37 EA47 HA25 HA28 HA30 JA05 JA09 MA01 2H089 HA22 HA29 QA16 RA05 RA07 TA16 TA18 TA20 2H091 FA08X FA08Z FA29X FA29Z FA46Z FD02 HA07 HA09 LA16

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 眼球の網膜に結像させるための光学系の
前側焦点位置の近傍またはそれより前記網膜に近い側に
回折像を発生させるための手段を備えたことを特徴とす
る光学装置。
1. An optical apparatus, comprising: means for generating a diffraction image in the vicinity of a front focal position of an optical system for forming an image on a retina of an eyeball or on a side closer to the retina than the front focal position.
【請求項2】 前記回折像を発生させるための手段とし
て、コヒーレント光源と空間光変調器を用いることを特
徴とする請求項1記載の光学装置。
2. The optical device according to claim 1, wherein a coherent light source and a spatial light modulator are used as means for generating the diffraction image.
【請求項3】 前記回折像を発生させるための手段とし
て、アフォーカル光学系を用いることを特徴とする請求
項1、2記載の光学装置。
3. The optical device according to claim 1, wherein an afocal optical system is used as a means for generating the diffraction image.
【請求項4】 前記回折像はフラウンホウファー回折像
であることを特徴とする請求項1ないし3記載の光学装
置。
4. The optical device according to claim 1, wherein the diffraction image is a Fraunhofer diffraction image.
【請求項5】 前記空間光変調器は位相変調型であるこ
とを特徴とする請求項2ないし4の光学装置。
5. The optical device according to claim 2, wherein said spatial light modulator is of a phase modulation type.
【請求項6】 前記空間光変調器は振幅位相変調型であ
ることを特徴とする請求項2ないし4の光学装置。
6. The optical device according to claim 2, wherein said spatial light modulator is of an amplitude phase modulation type.
【請求項7】 前記空間光変調器は液晶空間光変調器で
あることを特徴とする請求項2ないし6の光学装置。
7. The optical device according to claim 2, wherein the spatial light modulator is a liquid crystal spatial light modulator.
【請求項8】 請求項1ないし7記載の光学装置を用い
たことを特徴とする表示装置。
8. A display device using the optical device according to claim 1.
【請求項9】 眼球の方向を検出する手段と、眼球の網
膜に結像させるための光学系のフーリエ変換レンズから
のずれを補正する手段とを備えたことを特徴とする請求
項8記載の表示装置。
9. The apparatus according to claim 8, further comprising: means for detecting the direction of the eyeball, and means for correcting a deviation of the optical system for forming an image on the retina of the eyeball from the Fourier transform lens. Display device.
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