JP6507566B2 - Image display device and wearable image display device - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示装置、及び装着型画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device and a wearable image display device.
上記装着型画像表示装置として、例えば、図7に示すように、光を出射する半導体レーザー光などの光源510と、光源510からの光を反射ミラー530側に反射させるMEMSなどからなる走査ミラー520と、走査ミラー520からの光を1次回折光として観察するための反射ミラー530と、を含む画像表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイ(HMD)が知られている。ヘッドマウントディスプレイの一つとして、シースルー性を利用して、背景を見ながら映像も同時に見ることができるものが提供されている。
For example, as shown in FIG. 7, a
最近では、反射ミラーに代えて、走査ミラー520からの光を入射方向とは異なる方向に回折させて偏向する反射型の偏向素子が用いられている。偏向素子(反射ミラー)としては、例えば、特許文献1に記載のように、小型で光の操作自由度が高い体積ホログラム(反射型体積ホログラム回折格子)が用いられている。
Recently, in place of the reflection mirror, a reflective deflection element is used which diffracts and deflects the light from the
しかしながら、図7に示すように、偏向素子(反射ミラー530)に光が入射した際、回折せずに透過する0次光によって、観察者が見ている画像を他人に観察されるという問題がある。これら0次光を無くすことは困難である。その結果、セキュリティーの確保が低下するという課題がある。 However, as shown in FIG. 7, when light is incident on the deflection element (reflection mirror 530), there is a problem that the image viewed by the observer is viewed by another person by the zero-order light transmitted without being diffracted. is there. It is difficult to eliminate these zero-order lights. As a result, there is a problem that security security decreases.
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 The aspect of the present invention is made in order to solve at least a part of the above-mentioned subject, and can be realized as the following modes or application examples.
[適用例1]本適用例に係る画像表示装置は、光源と、前記光源からの光が入射する位置に配置され、入射した前記光の少なくとも一部を正反射とは異なる向きに偏向する回折光学素子と、前記回折光学素子の前記光源とは反対側に配置され、前記回折光学素子で偏向されずに前記回折光学素子を透過した光の出射を抑制する減光素子と、を備えることを特徴とする。 Application Example 1 The image display apparatus according to this application example is a light source and a diffraction that is disposed at a position where light from the light source is incident, and deflects at least a part of the incident light in a direction different from specular reflection. Providing an optical element, and a light reduction element disposed on the opposite side of the light source of the diffractive optical element and suppressing emission of light transmitted through the diffractive optical element without being deflected by the diffractive optical element It features.
本適用例によれば、回折光学素子が配置されているので、光源からの光の向きを所望の方向に変えることができる。更に、回折光学素子の光源とは反対側に減光素子が配置されているので、光源からの光のうち回折光学素子を透過した0次光を反射させることができる。よって、外部に0次光が透過した場合のように、例えば、他人に画像が見られることを抑えることができる。 According to this application example, since the diffractive optical element is disposed, the direction of the light from the light source can be changed to a desired direction. Furthermore, since the light reducing element is disposed on the opposite side to the light source of the diffractive optical element, it is possible to reflect 0th-order light transmitted through the diffractive optical element in the light from the light source. Therefore, as in the case where zero-order light is transmitted to the outside, for example, it can be suppressed that another person can see an image.
[適用例2]上記適用例に係る画像表示装置において、前記回折光学素子は、体積ホログラムであることが好ましい。 Application Example 2 In the image display device according to the application example, the diffractive optical element is preferably a volume hologram.
本適用例によれば、体積ホログラムを用いるので、比較的高い効率で回折させることができる。 According to this application example, since volume holograms are used, it is possible to diffract with relatively high efficiency.
[適用例3]上記適用例に係る画像表示装置において、前記回折光学素子は、表面レリーフホログラムまたはブレーズ回折格子であることが好ましい。 Application Example 3 In the image display device according to the application example, the diffractive optical element is preferably a surface relief hologram or a blazed diffraction grating.
本適用例によれば、例えば、表面レリーフホログラムを用いる場合には、量産性に優れており、製造コストを低減させることができる。 According to this application example, for example, in the case of using a surface relief hologram, mass productivity is excellent, and the manufacturing cost can be reduced.
[適用例4]上記適用例に係る画像表示装置において、前記減光素子は、所定の波長の光を反射するダイクロイックミラーであることが好ましい。 Application Example 4 In the image display device according to the application example, the light reducing element is preferably a dichroic mirror that reflects light of a predetermined wavelength.
本適用例によれば、減光素子としてダイクロイックミラーを用いるので、光源からの光のうち回折光学素子を透過した0次光を反射させることが可能となり、0次光が外部に漏れることを抑えることができる。よって、例えば、他人に画像が見られることを抑えることができる。 According to this application example, since the dichroic mirror is used as the light reduction element, it becomes possible to reflect the 0th-order light transmitted through the diffractive optical element in the light from the light source, thereby suppressing the leakage of the 0th-order light to the outside be able to. Thus, for example, it can be suppressed that another person can see the image.
[適用例5]上記適用例に係る画像表示装置において、前記減光素子は、所定の偏光方向以外の光の透過を抑制する偏光板であることが好ましい。 Application Example 5 In the image display device according to the application example, it is preferable that the light reducing element is a polarizing plate that suppresses transmission of light other than a predetermined polarization direction.
本適用例によれば、減光素子として偏光板を用いるので、光源からの光のうち回折光学素子を透過した0次光を反射させることが可能となり、0次光が外部に漏れることを抑えることができる。よって、例えば、他人に画像が見られることを抑えることができる。 According to this application example, since the polarizing plate is used as the light reducing element, it becomes possible to reflect the 0th-order light transmitted through the diffractive optical element in the light from the light source, thereby suppressing the leakage of the 0th-order light to the outside be able to. Thus, for example, it can be suppressed that another person can see the image.
[適用例6]上記適用例に係る画像表示装置において、前記回折光学素子及び前記減光素子は、湾曲していることが好ましい。 Application Example 6 In the image display device according to the application example, it is preferable that the diffractive optical element and the light reducing element be curved.
本適用例によれば、画像光を回折光学素子及び減光素子の湾曲によって補正することができるので解像度の高い画像光を得ることができる。 According to this application example, since the image light can be corrected by the curvature of the diffractive optical element and the light reducing element, high resolution image light can be obtained.
[適用例7]上記適用例に係る画像表示装置において、前記光源からの光に含まれるピーク波長は、前記ダイクロイックミラーの反射率のピーク波長と同じ波長であることが好ましい。 Application Example 7 In the image display device according to the application example, it is preferable that the peak wavelength contained in the light from the light source is the same wavelength as the peak wavelength of the reflectance of the dichroic mirror.
本適用例によれば、光源の光に含まれるピーク波長と、ダイクロイックミラーの反射率のピーク波長と、が同じ波長であるので、光が画像表示装置から漏れることを抑えることができる。 According to this application example, since the peak wavelength included in the light of the light source and the peak wavelength of the reflectance of the dichroic mirror are the same wavelength, it is possible to suppress the light from leaking from the image display device.
[適用例8]本適用例に係る装着型画像表示装置は、上記に記載の画像表示装置を備えることを特徴とする。 Application Example 8 A wearable image display device according to this application example includes the image display device described above.
本適用例によれば、上記画像表示装置を備えているので、他人に画像を観察されることを抑えることが可能となり、セキュリティーを向上させることができる。更に、明るい画像光を得ることができる。 According to this application example, since the above-mentioned image display device is provided, it is possible to prevent another person from observing the image, and security can be improved. Furthermore, bright image light can be obtained.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced and displayed so that the parts to be described can be recognized.
(第1実施形態)
<装着型画像表示装置の構成>
図1は、装着型画像表示装置としてのヘッドマウントディスプレイ(HMD)の全体像を示す概略斜視図である。図2は、ヘッドマウントディスプレイを上方から見た模式平面図である。以下、ヘッドマウントディスプレイの構成を、図1及び図2を参照しながら説明する。
First Embodiment
<Configuration of Wearable Image Display Device>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the entire image of a head mounted display (HMD) as a wearable image display device. FIG. 2 is a schematic plan view of the head mounted display as viewed from above. Hereinafter, the configuration of the head mounted display will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示すように、ヘッドマウントディスプレイ1000は、眼鏡のような形状を有する本体部100と、使用者の手で持つことが可能な程度の大きさを有する制御部200と、を備える。
As shown in FIG. 1, the head mounted
本体部100と制御部200とは、有線または無線で、通信可能に接続される。本実施形態では、本体部100と制御部200とがケーブル300で通信可能に接続されている。そして、本体部100と制御部200とは、このケーブル300を介して、画像信号や制御信号を通信する。
The
本体部100は、右目用表示部110Aと、左目用表示部110Bとを備えている。右目用表示部110Aは、右目用画像の画像光を形成する画像形成部120Aを備える。左目用表示部110Bは、左目用画像の画像光を形成する画像形成部120Bを備える。
The
画像形成部120Aは、眼鏡型の本体部100において眼鏡のつる部分(右側)に収容されている。一方、画像形成部120Bは、眼鏡型の本体部100において眼鏡のつる部分(左側)に収容されている。
The image forming unit 120 </ b> A is housed in a temple (right side) of the glasses in the glasses-type
本体部100には、光透過性を有する視認部131Aが設けられている。視認部131Aは、右目用画像の画像光を使用者の右目に向けて射出する。また、ヘッドマウントディスプレイ1000においては、視認部131Aが光透過性を有し、視認部131Aを介して周囲を視認可能となっている。
The
また、本体部100には、光透過性を有する視認部131Bが設けられている。視認部131Bは、左目用画像の画像光を使用者の左目に向けて射出する。また、ヘッドマウントディスプレイ1000においては、視認部131Bが光透過性を有し、視認部131Bを介して周囲を視認可能となっている。
Further, the
制御部200は、操作部210と、操作ボタン部220、を備える。使用者は、制御部200の操作部210や操作ボタン部220に対して操作入力を行い、本体部100に対する指示を行う。
The
また、図2に示すように、ヘッドマウントディスプレイ1000は、フレーム140部分に光源10、走査ミラー20などが配置されている。なお、フレーム140の右側部分にのみ符号を付しているが、左側のフレームも同様である。
Further, as shown in FIG. 2, in the head mounted
光源10は、半導体レーザー光であり、赤色レーザー光源と、青色レーザー光源と、緑色レーザー光源とから出力される各レーザー光を合波したレーザー光である。そして、各色レーザー光源からの出力を適切に変調することで、任意の色のレーザー光を出力することができる。さらに、後述する走査ミラー20などと連動させて変調することで、使用者の目の網膜上に映像を表示することができる。
The
また、フレーム140には、使用者の目の網膜上に映像を表示させるための、反射型回折光学素子30が右目と左目とに対応して配置されている。なお、少なくとも光源10、走査ミラー20、及び反射型回折光学素子30を含めて画像表示装置50(図3参照)と称する。次に、画像表示装置50について説明する。
Further, in the
<画像表示装置の構成>
図3は、図2に示すヘッドマウントディスプレイのA部の画像表示装置の構成を拡大して示す概略図である。図4は、減光素子を構成するダイクロイックミラーの特性を示すグラフである。以下、画像表示装置の構成を、図3及び図4を参照しながら説明する。
<Configuration of Image Display Device>
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the image display apparatus of the portion A of the head mounted display shown in FIG. 2 in an enlarged manner. FIG. 4 is a graph showing the characteristics of the dichroic mirror that constitutes the light reduction element. Hereinafter, the configuration of the image display device will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図3に示すように、画像表示装置50は、光源10と、光源10からの光を反射させる走査ミラー20と、走査ミラー20で反射させた光を回折させて観察者に表示させる反射型回折光学素子30と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
光源10は、上記したように、赤色レーザー光源(例えば、ピーク波長が640nm)と、青色レーザー光源(例えば、ピーク波長が460nm)と、緑色レーザー光源(例えば、ピーク波長が532nm)とから出力される各レーザー光を合波したレーザー光である。
As described above, the
走査ミラー20は、例えば、MEMSによって構成されている。具体的には、ミラーをある周波数で振動制御するものであり、小型化が実現されている。
The
反射型回折光学素子30は、平坦な材料で構成されており、光源10側から、基板31と、偏向素子32と、減光素子33と、を備えている。基板31としては、例えば、ガラス、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。
The reflective diffractive
偏向素子32としては、回折光学素子が挙げられ、その中でも体積ホログラム、表面レリーフホログラム、ブレーズ回折格子などを用いることができる。体積ホログラムを用いる場合には、比較的高い効率で回折させることができる。表面レリーフホログラムを用いる場合には、量産性に優れており、製造コストを低減させることができる。 As the deflecting element 32, a diffractive optical element may be mentioned, and among them, a volume hologram, a surface relief hologram, a blazed diffraction grating or the like can be used. When using a volume hologram, it can be diffracted with relatively high efficiency. In the case of using a surface relief hologram, mass productivity is excellent, and the manufacturing cost can be reduced.
本実施形態では、体積ホログラムを用いるものとする。体積ホログラムは、例えば、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されて構成されている。体積ホログラムの形成方法としては、例えば、干渉露光で形成することができる。 In the present embodiment, a volume hologram is used. The volume hologram is configured, for example, by alternately laminating low refractive index layers and high refractive index layers. The volume hologram can be formed, for example, by interference exposure.
このような偏向素子32(回折光学素子)を用いることにより、一般的なミラーだと光を正反射しか進行させられないのに対して、正反射ではない方向に光の向きを変えることが可能となる。また、一般的なミラーに対して、偏向素子32を小型化することができる。 By using such a deflection element 32 (diffractive optical element), it is possible to change the direction of light to a direction that is not specular reflection, while it is only possible to make the light travel regular reflection with a general mirror. It becomes. In addition, the deflecting element 32 can be miniaturized with respect to a general mirror.
減光素子33としては、例えば、ダイクロイックミラーを用いることができる。ダイクロイックミラーは、0次透過光(光源10からの光が偏向素子32で回折されずに(方向を変えずに)透過した光)を反射させ、減光素子33の外側に画像光が出ていくことを防ぐ。これにより、セキュリティー性を確保することができる。
As the
また、反射型回折光学素子30は、ヘッドマウントディスプレイ1000の外側から入射する外光を透過させて、観察者が景色(背景)を観察することが可能となっている。具体的には、光源10のレーザー光は狭帯域であり、外光は広帯域である。よって、光源10波長を反射させるダイクロイックミラーを通して外光を観察することが可能となる。
In addition, the reflective diffractive
つまり、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ1000は、シースルー性を有し、背景と同時に画像を見ることができる。次に、図4を参照しながら、ダイクロイックミラーの分光特性の一例について説明する。
That is, the head mounted
図4に示すように、ヘッドマウントディスプレイ1000(画像表示装置50)に用いられるダイクロイックミラーは、反射率が最大となる波長(反射波長)が、青色で460nm、緑色で532nm、赤色で640nmになるように仕様が設定されている。更に、上記波長以外の波長では、ダイクロイックミラーの反射率が低くなるように設定されている。 As shown in FIG. 4, the dichroic mirror used for the head mounted display 1000 (image display device 50) has a wavelength (reflection wavelength) at which the reflectance is maximum is 460 nm for blue, 532 nm for green, and 640 nm for red The specifications are set as follows. Furthermore, at wavelengths other than the above wavelengths, the reflectance of the dichroic mirror is set to be low.
図4に示すダイクロイックミラーがレーザー光を反射する波長範囲Wは、5nm〜20nm程度に設定されていることが好ましい。なお、レーザー光のスペクトル幅は、ピーク波長に対して、±1nm程度である。 The wavelength range W in which the dichroic mirror shown in FIG. 4 reflects the laser light is preferably set to about 5 nm to 20 nm. The spectral width of the laser light is about ± 1 nm with respect to the peak wavelength.
レーザー光のピーク波長(光源波長)と、ダイクロイックミラーの反射率特性(反射波長)と、を合致させることにより、背景を透過して見ることができると共に、画像光を反射させて見ることができる。 By matching the peak wavelength (light source wavelength) of the laser light with the reflectance characteristic (reflection wavelength) of the dichroic mirror, it is possible to see through the background and to reflect the image light. .
また、レーザー光は、ピーク波長(光の発光強度が最大となる波長)がばらつく(シフトする)恐れがある。特に、変調する速度を速くする高速変調を行うと波長シフトが発生しやすい。しかしながら、ダイクロイックミラーを用いることにより、ピーク波長がシフトした場合でも0次透過光が出ていくことを抑えることができる。 In addition, the laser light may have variations (shifts) in peak wavelengths (wavelengths at which light emission intensity is maximized). In particular, wavelength shift tends to occur when high-speed modulation is performed to increase the modulation speed. However, by using a dichroic mirror, it is possible to suppress the emission of zero-order transmitted light even when the peak wavelength is shifted.
以上詳述したように、第1実施形態の画像表示装置50、及びヘッドマウントディスプレイ1000によれば、以下に示す効果が得られる。
As described above, according to the
(1)第1実施形態の画像表示装置50によれば、偏向素子32として体積ホログラムが配置されているので、光源10からの光の向きを所望の方向(観察者)が視認可能な方向に変えることができる。更に、偏向素子32の光源10とは反対側に減光素子33としてダイクロイックミラーが配置されているので、光源10からの光のうち、偏向素子32を透過した0次光を反射させることができる。よって、0次光が反射型回折光学素子30を透過した場合のように、例えば、他人に画像光が見られることを抑えることができる。
(1) According to the
(2)第1実施形態の画像表示装置50によれば、減光素子33としてのダイクロイックミラーの光学特性を、光源10のピーク波長(R、G、B)と、ダイクロイックミラーの反射率がピークとなる波長(R、G、B)と、が合致するように設定することにより、画像光が画像表示装置50(ヘッドマウントディスプレイ1000)から外部に漏れることを抑えることができる。
(2) According to the
(3)第1実施形態のヘッドマウントディスプレイ1000によれば、上記画像表示装置50を備えているので、他人に画像光を観察されることを抑えることが可能となり、セキュリティーの高いヘッドマウントディスプレイ1000を提供することができる。更に、明るい画像光を提供することができる。
(3) According to the head mounted
(第2実施形態)
<画像表示装置の構成>
図5は、第2実施形態の画像表示装置の構成を示す概略図である。以下、画像表示装置の構成を、図5を参照しながら説明する。
Second Embodiment
<Configuration of Image Display Device>
FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the image display device of the second embodiment. Hereinafter, the configuration of the image display device will be described with reference to FIG.
第2実施形態の画像表示装置150は、上述の第1実施形態の画像表示装置50と比べて、減光素子133としてダイクロイックミラーから偏光板に代えている部分が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
The
図5に示すように、第2実施形態の画像表示装置150は、第1実施形態と同様に、光源10と、光源10からの光を反射させる走査ミラー20と、走査ミラー20で反射させた光を回折させて観察者に表示させる反射型回折光学素子130と、を備えている。
As shown in FIG. 5, the
反射型回折光学素子130は、平坦な材料で構成されており、光源10側から、基板31と、偏向素子32と、減光素子133と、を備えている。第2実施形態の減光素子133としては、偏光板である。
The reflective diffractive optical element 130 is made of a flat material, and includes a
偏光板は、光源10の偏光と直交するように向きが設定されている。よって、偏光板を配置することにより、基板31及び偏向素子32を透過した光が遮断される。つまり、反射型回折光学素子130から外側に画像光が漏れることを抑えることができる。一方、外光は自然偏光のため、偏光板が配置されている場合でも、全ての光が遮られることはなく、外光の観察が可能となる。
The direction of the polarizing plate is set to be orthogonal to the polarization of the
なお、偏光板の中でも、ワイヤーグリッド偏光板を用いることが好ましい。この場合、用いる光源10の波長は仕様が定められていることがより好ましい。このような波長の光源10を用いることにより、ワイヤーグリッド偏光板を透過する光をほぼ無くすことができる。
Among the polarizing plates, it is preferable to use a wire grid polarizing plate. In this case, the wavelength of the
しかしながら、定められた波長から数nmずれると、消光比が大きく低下(例えば、1/10程度)する恐れがある。つまり、反射型回折光学素子130を透過する画像光が増える。 However, if the wavelength is shifted by several nm from the defined wavelength, the extinction ratio may be greatly reduced (for example, about 1/10). That is, the amount of image light passing through the reflective diffractive optical element 130 increases.
このように、ワイヤーグリッド偏光板を用いることにより、設定波長がしっかり合っていれば、一般的な偏光板(例えば、消光比:1/100程度)と比較して、反射型回折光学素子130を透過する画像光をほぼ無くすことが可能となる。 As described above, by using the wire grid polarizing plate, the reflection type diffractive optical element 130 can be compared with a general polarizing plate (for example, an extinction ratio of about 1/100) if the setting wavelength is well matched. It is possible to almost eliminate the transmitted image light.
また、減光素子133として偏光板を用いることにより、第1実施形態のダイクロイックミラーと比較して、かかるコストを抑えることができる。つまり、ダイクロイックミラーと比較して、偏光板の方が安く調達することができる。
In addition, by using a polarizing plate as the
以上詳述したように、第2実施形態の画像表示装置150によれば、以下に示す効果が得られる。
As described above, according to the
(4)第2実施形態の画像表示装置150によれば、減光素子133として偏光板を用いるので、光源10からの光のうち偏向素子32を透過した0次光を反射や吸収させることが可能となり、0次光がヘッドマウントディスプレイ1000の外側に漏れることを抑えることができる。よって、例えば、他人に画像光が見られることを抑えることができる。また、ワイヤーグリッド偏光板を用いることにより、ワイヤーグリッド偏光板を透過する光をほぼ無くすことができる。加えて、ダイクロイックミラーと比較して、偏光板の方が安く調達することができる。
(4) According to the
(第3実施形態)
<画像表示装置の構成>
図6は、第3実施形態の画像表示装置の構成を示す模式図である。以下、画像表示装置の構成を、図6を参照しながら説明する。
Third Embodiment
<Configuration of Image Display Device>
FIG. 6 is a schematic view showing the configuration of the image display device of the third embodiment. Hereinafter, the configuration of the image display device will be described with reference to FIG.
第3実施形態の画像表示装置250は、上述の第1実施形態と比較して、反射型回折光学素子230の形状が湾曲形状になっている部分が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第3実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
The
図6に示すように、第3実施形態の画像表示装置250は、第1実施形態と同様に、光源10と、光源10からの光を反射させる走査ミラー20と、走査ミラー20で反射させた画像光を回折させて観察者に表示させる反射型回折光学素子230と、を備えている。
As shown in FIG. 6, the
第3実施形態の特徴としては、反射型回折光学素子230を構成する偏向素子232及び減光素子233が湾曲している。具体的には、光源10側から偏向素子232としての体積ホログラムと、体積ホログラムを覆うように減光素子233として、例えば、ダイクロイックミラーとが配置されている。これらで構成された反射型回折光学素子230は、反射型回折光学素子230の端部230aが光源10側に曲がった湾曲形状をしている。
As a feature of the third embodiment, the deflecting
このように、反射型回折光学素子230を形成することにより、画像光による像面の形状歪みや非点収差の補正を偏向素子232及び減光素子233の湾曲により行うことができる。
As described above, by forming the reflective diffractive
また、偏向素子232に体積ホログラムを用いることにより、多層化と曲面形状とを組み合わせることが可能となり、回折効率を向上させることができる。よって、ノイズの少ない明るい画像を得ることができる。
In addition, by using a volume hologram as the
以上詳述したように、第3実施形態の画像表示装置250によれば、以下に示す効果が得られる。
As described above, according to the
(5)第3実施形態の画像表示装置250によれば、偏向素子232及び減光素子233が湾曲しているので、偏向素子32及び減光素子33が平坦な場合と比較して、画像光による像面の形状歪みや非点収差の補正を偏向素子232及び減光素子233の湾曲により行うことができ、解像度の高い画像光を得ることができる。
(5) According to the
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。 The aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope or spirit of the invention which can be read from the claims and the entire specification, and the technique of the aspect of the present invention It is included in the scope. Moreover, it can also implement in the following forms.
(変形例1)
上記したように、偏向素子32として回折光学素子(体積ホログラム)を用いることに限定されず、例えば、ハーフミラーを用いるようにしてもよい。また、第2実施形態のように、減光素子33に偏光板を用いる場合にも偏向素子32としてハーフミラーを用いるようにしてもよい。
(Modification 1)
As described above, the present invention is not limited to the use of a diffractive optical element (volume hologram) as the deflecting element 32. For example, a half mirror may be used. Also, as in the second embodiment, even when a polarizing plate is used as the
10…光源、20…走査ミラー、30…反射型回折光学素子、31…基板、32…偏向素子、33…減光素子、50…画像表示装置、100…本体部、110A…右目用表示部、110B…左目用表示部、120A,120B…画像形成部、130…反射型回折光学素子、131A,131B…視認部、133…減光素子、140…フレーム、150…画像表示装置、200…制御部、210…操作部、230…反射型回折光学素子、230a…端部、232…偏向素子、233…減光素子、220…操作ボタン部、300…ケーブル、1000…ヘッドマウントディスプレイ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記合波した光を反射する走査ミラーと
前記走査ミラーからの光が入射する位置に配置され、入射した前記合波した光の少なくとも一部を正反射とは異なる向きに偏向する回折光学素子と、
前記回折光学素子の前記光源とは反対側に配置され、前記合波した光のうち前記回折光学素子で偏向されずに前記回折光学素子を透過した光の出射を抑制する減光素子と、
を備え、
前記減光素子は、反射する波長範囲として第1波長範囲と第2波長範囲を有し、
前記第1レーザー光源から出力される光のピーク波長は、前記第1波長範囲に含まれ、
前記第2レーザー光源から出力される光のピーク波長は、前記第2波長範囲に含まれることを特徴とする画像表示装置。 A light source that outputs light obtained by multiplexing the light output from the first laser light source and the second laser light source;
A scanning mirror that reflects the combined light, and a diffractive optical element that is disposed at a position where the light from the scanning mirror is incident and that deflects at least a portion of the incident combined light in a direction different from specular reflection ,
A light reduction element which is disposed on the opposite side to the light source of the diffractive optical element and which suppresses the emission of the light transmitted through the diffractive optical element without being deflected by the diffractive optical element among the multiplexed light.
Equipped with
The light reducing element has a first wavelength range and a second wavelength range as a wavelength range to be reflected,
The peak wavelength of the light output from the first laser light source is included in the first wavelength range,
The peak wavelength of the light output from the second laser light source, an image display device comprising Rukoto included in the second wavelength range.
前記回折光学素子は、体積ホログラムであることを特徴とする画像表示装置。 In the image display device according to claim 1,
The image display device, wherein the diffractive optical element is a volume hologram.
前記回折光学素子は、表面レリーフホログラムまたはブレーズ回折格子であることを特徴とする画像表示装置。 In the image display device according to claim 1,
The image display device, wherein the diffractive optical element is a surface relief hologram or a blazed diffraction grating.
前記回折光学素子及び前記減光素子は、湾曲していることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 1 to 3 .
The image display apparatus, wherein the diffractive optical element and the light reducing element are curved.
前記第1波長範囲と前記第2波長範囲の幅は、5nm〜20nmであることを特徴とする画像表示装置。 The width of the first wavelength range and the second wavelength range is 5 nm to 20 nm.
前記第1レーザー光源は、赤色のレーザーを出力し、 The first laser light source outputs a red laser,
前記第2レーザー光源は、青色のレーザーを出力することを特徴とする画像表示装置。 The image display apparatus, wherein the second laser light source outputs a blue laser.
前記合波した光を反射する走査ミラーと A scanning mirror that reflects the combined light
前記走査ミラーからの光が入射する位置に配置され、入射した前記合波した光の少なくとも一部を正反射とは異なる向きに偏向する回折光学素子と、 A diffractive optical element disposed at a position where light from the scanning mirror is incident and deflecting at least a part of the incident combined light in a direction different from that of specular reflection;
前記回折光学素子の前記光源とは反対側に配置され、前記合波した光のうち前記回折光学素子で偏向されずに前記回折光学素子を透過した光の出射を抑制する減光素子と、 A light reduction element which is disposed on the opposite side to the light source of the diffractive optical element and which suppresses the emission of the light transmitted through the diffractive optical element without being deflected by the diffractive optical element among the multiplexed light.
を備え、Equipped with
前記減光素子は、反射する波長範囲として第1波長範囲と第2波長範囲と第3波長範囲を有し、 The light reducing element has a first wavelength range, a second wavelength range, and a third wavelength range as a wavelength range to be reflected,
前記第1レーザー光源から出力される光のピーク波長は、前記第1波長範囲に含まれ、 The peak wavelength of the light output from the first laser light source is included in the first wavelength range,
前記第2レーザー光源から出力される光のピーク波長は、前記第2波長範囲に含まれ、 The peak wavelength of the light output from the second laser light source is included in the second wavelength range,
前記第3レーザー光源から出力される光のピーク波長は、前記第3波長範囲に含まれることを特徴とする画像表示装置。 An image display device characterized in that a peak wavelength of light output from the third laser light source is included in the third wavelength range.
前記第1レーザー光源は、赤色のレーザーを出力し、 The first laser light source outputs a red laser,
前記第2レーザー光源は、青色のレーザーを出力し、 The second laser light source outputs a blue laser,
前記第3レーザー光源は、緑色のレーザーを出力することを特徴とする画像表示装置。 The image display apparatus, wherein the third laser light source outputs a green laser.
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