JP2011075953A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記表示部は、画像信号に応じて強度変調した光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光を走査する走査部と、前記走査部により走査された光が入射され、前記観察者の眼の網膜上に形成される像面と光学的に共役関係にある中間像面を形成する結像部と、前記中間像面位置に配置して、前記中間像面に入射する光を前記観察者の右眼用光と左眼用光に分岐する回折光学素子と、前記光学素子により分岐された右眼用光を前記観察者の右眼に入射させる右眼用光学系と、前記光学素子により分岐された左眼用光を前記観察者の左眼に入射させる左眼用光学系とを備えた。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の一実施形態におけるHMDについて図面を参照しながら説明する。図1は本実施形態におけるHMDの構成を示す概念的説明図である。
本実施形態におけるHMD1は、前記した光束左右分岐部50により走査された画像光の光束を観察者の左右両眼用に分岐可能としている。以下に、かかる光束左右分岐部50の構成を図2〜図5を参照しながら具体的に説明する。これら図2〜図5において、回折光学素子70が配置される面を形成する方向をX軸方向とY軸方向とし、回折光学素子70の法線方向をZ軸方向とするXYZ直交座標系を定義して、かかるXYZ直交座標系を用いて以下に説明する。
図6は、第1変形例としての光束左右分岐部50Aの概念的説明図である。かかる光束左右分岐部50Aは、前記した光束左右分岐部50と基本的構造を同じくするが、図6に示すように、光束左右分岐部50に形成した連設縁部100に代えて遮光部101を設けている点で異なる。
図7は、第2変形例としての光束左右分岐部50Bの概念的説明図である。かかる光束左右分岐部50Bは、前記した光束左右分岐部50と基本的構造を同じくするが、図7に示すように、観察者の眼幅Wに適応させて左眼用光学系80と右眼用光学系90の位置調整を可能とした点で異なる。ここで、眼幅Wは、観察者の左眼3Lの瞳孔4Lの中心位置と、右眼3Rの瞳孔4Rの中心位置との間の幅である。
a+b=f2・・・・(1)、c+d=f2・・・・(2)
2 表示部
10 表示制御部
20 光源部
30 光ファイバ
40 走査部
50 光束左右分岐部
60 共通の光学系
70 回折光学素子
80 左眼用光学系
90 右眼用光学系
Claims (7)
- 画像を観察者の眼に光学的に導く表示部を備えたヘッドマウントディスプレイにおいて、
前記表示部は、
画像信号に応じて強度変調した光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光を走査する走査部と、
前記走査部により走査された光が入射され、前記観察者の眼の網膜上に形成される像面と光学的に共役関係にある中間像面を形成する結像部と、
前記中間像面位置に配置して、前記中間像面に入射する光を前記観察者の右眼用光と左眼用光に分岐する回折光学素子と、
前記光学素子により分岐された右眼用光を前記観察者の右眼に入射させる右眼用光学系と、
前記光学素子により分岐された左眼用光を前記観察者の左眼に入射させる左眼用光学系と、を備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 前記回折光学素子は、+n次回折光(nは1以上の整数)と−n次回折光をそれぞれ前記右眼用光と前記左眼用光とすることを特徴とする請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記回折光学素子の±n次回折光以外の次数の回折光の強度を、前記±n次回折光の強度よりも小さくしたことを特徴とする請求項2に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記回折光学素子の±n次回折光以外の次数の回折光が、前記右眼用光学系と前記左眼用光学系とに入射することを防止する遮光部を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記回折光学素子は、複数の山型凸条部が互いに平行に配列されたブレーズド構造の回折面を有しており、各前記山型凸条部をその頂部に対して左右対称の断面形状としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記右眼用光学系と前記左眼用光学系とは左右対称の光学系であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
- 前記右眼用光学系は、前記観察者の右眼に前記右眼用光を入射する位置を調整する右眼用調整機構を有し、
前記左眼用光学系は、前記観察者の左眼に前記左眼用光を入射する位置を調整する左眼用調整機構を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のヘッドマウントディスプレイ。
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