JPH1164781A - 網膜直接描画装置 - Google Patents

網膜直接描画装置

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JPH1164781A
JPH1164781A JP23334197A JP23334197A JPH1164781A JP H1164781 A JPH1164781 A JP H1164781A JP 23334197 A JP23334197 A JP 23334197A JP 23334197 A JP23334197 A JP 23334197A JP H1164781 A JPH1164781 A JP H1164781A
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JP
Japan
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light
hologram
lens
spectacle lens
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP23334197A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Tomono
孝夫 友野
Yasuhiro Ogasawara
康裕 小笠原
Kiichi Kamiyanagi
喜一 上柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP23334197A priority Critical patent/JPH1164781A/ja
Publication of JPH1164781A publication Critical patent/JPH1164781A/ja
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い視野で外界を見ることのできる小型軽量
の網膜直接描画装置を提供する。 【解決手段】 本網膜直接描画装置では、発光ダイオー
ド1からの光は回折格子2を介して平行ビームに変換さ
れ、ビームスプリッタ4で90度折り曲げられた後、反
射型液晶ディスプレイ3A,3B,3Cに入射する。こ
の反射型液晶ディスプレイは外部からの映像信号により
駆動され、ここで反射した平行ビームは映像情報光とな
る。映像情報光としての平行ビームは、ビームスプリッ
タ4を通過後、メガネレンズ5内に導光され、ホログラ
ム6で回折されたのち、収束光となる。収束光の焦点
は、眼球7の瞳孔8に位置する。収束光は、水晶体9を
通過後、網膜10上に結像する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は網膜直接描画装置に
係り、特に小型軽量に作製し得る網膜直接描画装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、映像情報は、テレビ画面や画像ス
クリーンを介して放映される。この種の映像装置では、
画面が比較的小さいので、映像情報の伝達は当然ながら
迫力にかけたものとなる。大画面のテレビや画像投影装
置も普及しているが、これらは大規模な映像装置と広い
空間を必要とする。
【0003】このような状況の下、小型の装置で迫力あ
る映像情報を伝達するものとして、メガネ型網膜直接表
示装置が提案されている。この種の装置は、例えば特開
平3−214872号公報に開示されている。この装置
は、光学系に対応する眼球対応部の中間に点光源を配置
し、ミラーを介して映像板を照射するように構成してい
る。この映像板はカラーフィルタを備える透過型の液晶
板で構成され、液晶テレビに採用されているような表示
駆動回路から映像信号が供給される。眼球に入射される
映像光線は視野角を60度とすることも可能になるの
で、大画面を近くで見るような迫力ある画像として見る
ことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のメガネ型網膜直
接表示装置は、接眼レンズの視線を眼球の水平方向の視
線より、やや下向きになるように構成しているので、装
着した状態で前方を見ることもできるが、基本的にはク
ローズ型であるので、広い視野で外界を見ることはでき
ない。また接眼光学系は、焦点距離との関係で一枚のレ
ンズでは構成し難く、光学系のレンズは通常3枚以上で
構成されるため、装置が大きくなり、また重くなるとい
う問題がある。
【0005】したがって本発明の目的は、広い視野で外
界を見ることのできる小型軽量の網膜直接描画装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、レンズ上に
形成されたホログラムと、レンズ近傍に配置された光源
と、光源からの光ビームを照射することにより映像情報
を前記ホログラムに供給するレンズ近傍に配置された液
晶ディスプレイとを備えた網膜直接描画装置によって、
達成される。
【0007】ここでホログラムとしては、ラージ・オフ
・アクシス(large-off axis)型のホログラムを用い
る。本発明では、接眼光学系を併せ持つラージ・オフ・
アクシス型ホログラムコンバイナーの接眼光学系が、人
の目の網膜上に映像を結像させるよう構成される。
【0008】また本発明に係るメガネ型網膜直接描画装
置は、光源からの光を平行ビームにする回折格子と、回
折格子からの平行ビームを方向変換するビームスプリッ
タと、ビームスプリッタからの平行ビームが照射される
液晶素子と、液晶素子からの反射光がビームスプリッタ
を介して照射されるホログラムと、このホログラムが配
置されるメガネレンズとを備える。
【0009】さらに本発明に用いるホログラムの作製方
法は、レーザからの光を2つの光ビームに分割し、分割
した一つの光ビームを参照光として第1の絞りを介して
メガネレンズの側面から入射して、メガネレンズ上に形
成されたフォトポリマーに照射し、もう一つの光ビーム
は物体光として第2の絞りを介してメガネレンズの正面
から入射して、同じフォトポリマーに照射することによ
り、フォトポリマーを2つの光ビームで干渉露光し、紫
外線照射ののち、熱処理を行ってホログラムを得るもの
である。
【0010】このようにすることにより、本発明の網膜
直接描画装置では、重い部品を使う必要がなく、また小
さな寸法の部品で間に合うので、装置は全体として小型
軽量にできる。そして、通常のメガネをかける感覚で、
迫力ある映像見ることができ、また広い視野で外界を見
る(シースルー機能を持つ)こともできるのである。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る網膜直接描
画装置の一実施例を示す構成図である。図2は、図1の
要部断面図を示す。
【0012】図1及び図2において、点光源である赤色
の発光ダイオード(LED)1からの光は回折格子2を
介して、平行ビームに変換される。この平行ビームはビ
ームスプリッタ4で90度折り曲げられた後、反射型液
晶ディスプレイ(LCD)3A,3B,3Cに入射す
る。反射型LCD3A,3B,3Cは、それぞれ外部か
らの映像信号により駆動されており、反射型LCDに入
射した平行ビームはそこで反射することにより映像情報
光となる。映像情報光としての平行ビームは、ビームス
プリッタ4を通過後、メガネレンズ5内に導光され、ホ
ログラム6で回折されたのち、収束光になる。収束光の
焦点は、眼球7の瞳孔8に位置する。収束光は、水晶体
9を通過後、網膜10上に結像する。ここでホログラム
6としては、大きな非対称型、すなわちラージ・オフ・
アクシス(large-off axis)型のホログラムを用い
る。その作製方法については、後述する。また光源とし
ては、上述のLEDの他に、レーザダイオード(LD)
やエレクトロルミネッセンス(EL)素子を用いること
ができる。
【0013】本実施例では、反射型LCDとして、4m
m×4mmサイズで640×640の画素数のものを3
個用いる。3個合せたLCDの幅は、図のように1.2
0cmであり、また縦寸法は4mmであるから、このL
CDはメガネフレーム上部に十分載る大きさである。ま
たレンズを保持するメガネフレーム部と回折格子2の遠
端部との距離は、図示のように1.50cm程度と小さ
い。またホログラム6の幅は、LCDの幅と同様に1.
20cmであり、その縦寸法は、図2のように1.70
cmである。ホログラム6の大きさは、メガネレンズの
それに比べ、縦横とも1/3程度である。しかもホログ
ラム6は透明材料で構成することができる。このように
本実施例では、部品として重いものはなく、また部品の
寸法も小さいので、装置は全体として小型軽量に作るこ
とができる。そして本実施例によれば、通常のメガネを
かけた感覚で、迫力ある映像見ることができるととも
に、広い視野で外界を見る(シースルー機能を持つ)こ
とができる。
【0014】図3は、本発明で用いられるラージ・オフ
・アクシス型のホログラム6の作製方法を示すものであ
る。図において、レーザ20は可視光を出射するレーザ
であり、例えば波長632.8nmのHe−Neレーザ
である。レーザ20からの光は、ビームスプリッタ21
で2つに分割される。分割された一つの光ビーム32は
参照光として、ミラー23で折り曲げられた後、スペイ
シャルフィルター24で拡散光に変換される。 その後
コリメートレンズ25で平行光に変換され、絞り26に
入射する。この絞り26は、上述の3枚の反射型LCD
が並んだ大きさ(長方形)である。参照光は、絞り26
を通過した後、メガネレンズ5の側面から入射し、メガ
ネレンズ5上に形成されたフォトポリマー60に照射さ
れる。一方、もう一つの光ビーム33は物体光として、
ミラー27で折り曲げられた後、スペイシャルフィルタ
ー28で拡散され、コリメートレンズ29で平行光に変
換される。その後、物体光は、絞り30を通過後、レン
ズ31で収束光に変換され、メガネレンズ5の正面から
フォトポリマー60に照射される。これによりフォトポ
リマー60は、2つの光ビーム32、33で干渉露光さ
れ、紫外線照射ののち、熱処理がなされて、ホログラム
6として記録される。
【0015】このようにホログラム6は、メガネレンズ
5上に簡単に形成できるので、本発明に係る網膜直接描
画装置の製造も容易である。
【0016】図4は、ホログラム作製の別の方法を示す
もので、ホログラムをレンズ5の凹面に作製する例であ
る。図のように、レーザ20からは、波長632.8n
mのHe−Neレーザが出射される。このレーザ光は、
ビームスプリッタ21で2つの光ビームに分割される。
分割した一方の光ビーム32は参照光として、ミラー2
3で折り曲げられた後、スペイシャルフィルター24で
拡散光に変換され、メガネレンズ5上に形成されたフォ
トポリマー38に照射される。分割した他方の光ビーム
33は物体光として、ミラー27で折り曲げられ、スペ
イシャルフィルタ28で拡散光に変換され、コリメート
レンズ29を介して平行光ビームに変換される。この平
行光ビームは、絞り30を通過し、レンズ31で収束光
に変換され、拡散板37を通って、メガネレンズ5上に
形成された上述のフォトポリマー38に照射される。
【0017】このようにして、2つの光ビームで干渉露
光されたフォトポリマー38は、紫外線照射、熱処理
後、ホログラムとして記録される。このようにして、接
眼光学系を併せ持つホログラムコンバイナが得られる。
ここで得られるホログラムは、回折効率が比較的大き
い。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、広い視野で外界を見る
ことのできる小型軽量の網膜直接描画装置を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る網膜直接描画装置の一実施例を示
す構成図である。
【図2】本発明に係る網膜直接描画装置の一実施例の要
部断面図を示す図である。
【図3】本発明で用いられるラージ・オフ・アクシス型
のホログラムの作製方法を示す図である。
【図4】本発明で用いられるホログラムの他の作製方法
を示す図である。
【符号の説明】
1 発光ダイオード 2 回折格子 3A 反射型液晶素子 3B 反射型液晶素子 3C 反射型液晶素子 4 ビームスプリッタ 5 メガネレンズ 6 ホログラム 7 眼球 8 瞳孔 9 水晶体 10 網膜

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズ上に形成されたホログラムと、前
    記レンズ近傍に配置された光源と、前記光源からの光ビ
    ームを照射することにより映像情報を前記ホログラムに
    供給する、前記レンズ近傍に配置された液晶ディスプレ
    イとを備えたこと特徴とする網膜直接描画装置。
  2. 【請求項2】 前記ホログラムは、ラージ・オフ・アク
    シス型のホログラムであること特徴とする請求項1記載
    の網膜直接描画装置。
  3. 【請求項3】 光源と、前記光源からの光を平行ビーム
    にする回折格子と、前記回折格子からの平行ビームを方
    向変換するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタ
    からの平行ビームが照射される液晶素子と、前記液晶素
    子からの反射光が前記ビームスプリッタを介して照射さ
    れるホログラムと、前記ホログラムが配置されるメガネ
    レンズとを有すること特徴とするメガネ型網膜直接描画
    装置。
  4. 【請求項4】 前記光源は発光ダイオードであること特
    徴とする請求項3記載のメガネ型網膜直接描画装置。
  5. 【請求項5】 前記回折格子、液晶素子及びビームスプ
    リッタは、前記メガネレンズ上方に配置されること特徴
    とする請求項3記載のメガネ型網膜直接描画装置。
  6. 【請求項6】 前記ホログラムは、光透過型材料で形成
    されること特徴とする請求項3記載のメガネ型網膜直接
    描画装置。
  7. 【請求項7】 レーザからの光を2つの光ビームに分割
    し、分割した一つの光ビームを参照光として第1の絞り
    を介してメガネレンズ上に形成されたフォトポリマーに
    照射し、もう一つの光ビームは物体光として第2の絞り
    を介してメガネレンズ上に形成された前記フォトポリマ
    ーに照射し、これにより前記フォトポリマーを前記2つ
    の光ビームで干渉露光してホログラムを得ること特徴と
    する網膜直接描画装置用のホログラム作製方法。
  8. 【請求項8】 前記参照光は前記第1の絞りを介して前
    記メガネレンズの側面から入射し、前記物体光は前記第
    2の絞りを介して前記メガネレンズの正面から入射する
    ことを特徴とする請求項7記載の網膜直接描画装置用の
    ホログラム作製方法。
  9. 【請求項9】 前記レーザは、可視光を出射するレーザ
    であることを特徴とする請求項7記載の網膜直接描画装
    置用のホログラム作製方法。
JP23334197A 1997-08-14 1997-08-14 網膜直接描画装置 Pending JPH1164781A (ja)

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Effective date: 20040317

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Effective date: 20040713

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