JP2015141287A - 透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディスプレイ素子20、前記ディスプレイ素子から発散する映像光を平行にするコリメーションレンズ21、前記コリメーションレンズを通過して平行に整列した映像光が入射して水平方向に映像を拡大できるように第1拡大手段を備える第1ウェッジプリズム22、前記第1ウェッジプリズムを通過して水平方向に拡大した映像光が入射して垂直方向に映像を拡大できるように第2拡大手段を備える第2ウェッジプリズム23、及び前記第2ウェッジプリズムで反射して垂直方向に拡大した映像光と、前記第2ウェッジプリズムを透過して使用者に提供される外部映像が歪曲しないように前記第2ウェッジプリズムと逆の形状を有する第3ウェッジプリズム24を含む。
【選択図】図2
Description
21:コリメーションレンズ
22:第1ウェッジプリズム
221: 第1ウェッジプリズムの傾斜面
23:第2ウェッジプリズム
231: 第2ウェッジプリズムの傾斜面
24:第3ウェッジプリズム
Claims (12)
- ディスプレイ素子、
前記ディスプレイ素子から発散する映像光を平行にするコリメーションレンズ、
前記コリメーションレンズを通過して平行に整列した映像光が入射して水平方向に映像を拡大できるように第1拡大手段を備える第1ウェッジプリズム、
前記第1ウェッジプリズムを通過して水平方向に拡大した映像光が入射して垂直方向に映像を拡大できるように第2拡大手段を備える第2ウェッジプリズム、及び
前記第2ウェッジプリズムで反射して垂直方向に拡大した映像光と、前記第2ウェッジプリズムを透過して使用者に提供される外部映像が歪曲しないように前記第2ウェッジプリズムと逆の形状を有する第3ウェッジプリズム、を含む透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第1ウェッジプリズムに備えられる水平方向映像を拡大する第1拡大手段は、
内部に格子構造を形成して反射角の方向を望む方向に変えることができるホログラフィック光学素子(HOE)であることを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第1ウェッジプリズムに備えられる水平方向映像を拡大する前記第1拡大手段は、
反射面が反射角の方向を望む方向に変えることができるように傾斜角を有する鋸歯構造の回折光学素子(DOE)であることを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第2ウェッジプリズムの垂直方向映像を拡大する前記第2拡大手段は、
内部に格子構造を形成して反射角の方向を望む方向に変えることができるホログラフィック光学素子(HOE)であることを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第2ウェッジプリズムの垂直方向映像を拡大する前記第2拡大手段は、
反射面が反射角の方向を望む方向に変えることができるように傾斜角を有する鋸歯構造の回折光学素子(DOE)であることを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第3ウェッジプリズムは、
前記第2ウェッジプリズムの傾斜面が回折光学素子(DOE)の場合、第2ウェッジプリズムと逆の鋸歯形状を有する傾斜面を保有して使用者が外部映像を歪曲なしに見ることができるように補償された光学系を提供することを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 視野角(FOV)を拡大するために前記第1ウェッジプリズムと前記第2ウェッジプリズムの間に凸レンズをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。
- 前記第1ウェッジプリズムと前記第2ウェッジプリズムの傾斜角を同一にして、
映像光の水平拡大と垂直拡大の比率を同一にすることにより映像歪曲を最小化することを特徴とする、請求項1に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第1拡大手段は、
前記反射面が100%反射コーティング面であることを特徴とする、請求項3に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第2拡大手段は、
前記反射面が50%ハーフ・ミラーコーティング面であることを特徴とする、請求項5に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第1拡大手段は、
反射型ホログラフィック光学素子(HOE)であることを特徴とする、請求項2に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。 - 前記第2拡大手段は、
反射型ホログラフィック光学素子(HOE)であることを特徴とする、請求項4に記載の透過型ヘッドマウントディスプレイ光学システム。
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