JP2016072936A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の表示装置100は、光源光学系15と、光源光学系15から射出された光を反射させるミラー16と、ミラー16で反射した光を走査する光走査デバイス17と、光走査デバイス17から射出された光のビーム径を拡大する瞳拡大光学系12と、瞳拡大光学系12から射出された光が入射され、射出瞳Gの位置に生成される像を補正する補正光学系13と、補正光学系13から射出された光を偏向させて射出瞳Gの位置に導くとともに、外光の一部を透過させるホログラフィックミラー14(偏向光学系)と、を備えている。
【選択図】図3
Description
ホログラフィックミラーは、充分に大きい入射角で入射した光であっても、その光を正面側に反射することができ、反射した光を射出瞳に導くことができる。そのため、偏向光学系をホログラフィックミラーで構成することにより、偏向光学系を射出瞳の光軸に対して垂直に近い角度に配置でき、画像表示装置の眼前に位置する部位を薄くできる。その結果、外観に優れた画像表示装置を実現できる。
この構成によれば、補正光学系の光軸を観察者の頭部に沿った方向に曲げることができる。その結果、画像表示装置全体の光学系も頭部に沿った配置とすることができ、外観や装着感に優れた画像表示装置を実現できる。
この構成によれば、瞳拡大光学系によって光学系の光軸を観察者の頭部に沿った方向に曲げることができる。その結果、外観や装着感に優れた画像表示装置を実現できる。
この構成によれば、光走査デバイスを光源光学系よりも観察者の頭部から遠い位置に配置できる。その結果、画像表示装置の頭側部に位置する部分の厚みを薄くでき、外観や装着感に優れた画像表示装置を実現できる。
この構成によれば、光走査デバイスを光源光学系よりも観察者の頭部から遠い位置に配置できる。その結果、画像表示装置の頭側部に位置する部分の厚みを薄くでき、外観や装着感に優れた画像表示装置を実現できる。
本実施形態の画像表示装置は、使用者が頭に装着して使用するヘッドマウントディスプレイの一例である。
以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)を、HMDと略記する。
図1は、使用者が本実施形態のHMDを装着した状態を示す図である。
図2は、本実施形態のHMDの斜視図である。
なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
右眼用画像表示部110Bと左眼用画像表示部110Aとは、同様の構成を有しており、双方の画像表示部内の各構成要素は左右対称に配置されている。そのため、以下では、右眼用画像表示部110Bを単に画像表示部110として詳細に説明し、左眼用画像表示部110Aの説明を省略する。
本実施形態のホログラフィックミラー14は、特許請求の範囲の偏向光学系に対応する。
図4に示すように、ホログラフィックミラー14の中心C1を通る接平面Fを想定する。ホログラフィックミラー14は、射出瞳Gの光軸AX1と接平面Fに垂直な軸AX2とのなす角度θ1が5°以下になるように配置されている。この角度を前提として、ホログラフィックミラー14と補正光学系13との光学設計を最適化する。例えば偏向光学系として一般のハーフミラーを用いたとすると、偏向光学系を光軸AX1に対して45°に傾ける必要がある。これに対し、本実施形態の場合、このようにホログラフィックミラー14が射出瞳Gの光軸AX1に対して垂直に近い角度に配置できるため、観察者の眼前に位置する画像表示部110を薄型化することができる。
例えば上記実施形態では、偏向光学系としてホログラフィックミラーを用いたが、ホログラフィックミラーに限らず、例えばフレネルレンズ、プリズム等の偏向光学系を用いてもよい。その他、画像表示装置の各部の具体的な構成については、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
Claims (6)
- 光を射出する光源光学系と、
前記光源光学系から射出された光を反射させるミラーと、
前記ミラーで反射した光を走査して画像光とする光走査デバイスと、
前記光走査デバイスから射出された光のビーム径を拡大する瞳拡大光学系と、
前記瞳拡大光学系から射出された光が入射され、前記画像光の形状および収差を補正する補正光学系と、
前記補正光学系から射出された光を偏向させて前記射出瞳の位置に導くとともに、外光の一部を透過させる偏向光学系と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記偏向光学系が、ホログラフィックミラーで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記補正光学系が複数のレンズを備え、
前記複数のレンズのうち少なくとも一つのレンズは、前記射出瞳に近い側の厚みが厚く、前記射出瞳から遠い側の厚みが薄い楔形状を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記瞳拡大光学系は、断面形状が台形であり、
前記瞳拡大光学系は、前記台形の互いに沿うように配置された2辺のうち短辺が前記射出瞳に近い側に位置し、長辺が前記射出瞳から遠い側に位置する向きに配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の画像表示装置。 - 前記ミラーは、前記光源光学系から入射されて前記ミラーで反射した光の光路が前記ミラーに入射する光の光路に対して前記射出瞳から離れる側に位置するように、傾いて配置されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記光源光学系は、光源部と、前記光源部からの光を伝播させる光ファイバーと、前記光ファイバーから射出された光が入射するコリメーターレンズと、を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
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