JPH1164782A - 網膜ディスプレイ装置 - Google Patents
網膜ディスプレイ装置Info
- Publication number
- JPH1164782A JPH1164782A JP23335597A JP23335597A JPH1164782A JP H1164782 A JPH1164782 A JP H1164782A JP 23335597 A JP23335597 A JP 23335597A JP 23335597 A JP23335597 A JP 23335597A JP H1164782 A JPH1164782 A JP H1164782A
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- JP
- Japan
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- light
- hologram
- display device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低出力のレーザダイオードを用いた小型軽量
の網膜ディスプレイ装置を提供する。 【解決手段】 網膜ディスプレイ装置において、レーザ
ダイオード１から出射された画像情報光は、コリメータ
２を通って平行ビームとなり、マイクロミラーデバイス
３により２次元走査される。２次元走査された画像情報
光は、メガネレンズ５上に形成されたホログラム４に照
射される。ホログラム４で回折された２次元画像情報光
は、インコヒーレント光となって眼球６に入り、眼の瞳
孔７に焦点を結び、水晶体８を通過後、網膜９に結像す
る。これにより観察者は、２次元の画像を認識すること
ができる。
の網膜ディスプレイ装置を提供する。 【解決手段】 網膜ディスプレイ装置において、レーザ
ダイオード１から出射された画像情報光は、コリメータ
２を通って平行ビームとなり、マイクロミラーデバイス
３により２次元走査される。２次元走査された画像情報
光は、メガネレンズ５上に形成されたホログラム４に照
射される。ホログラム４で回折された２次元画像情報光
は、インコヒーレント光となって眼球６に入り、眼の瞳
孔７に焦点を結び、水晶体８を通過後、網膜９に結像す
る。これにより観察者は、２次元の画像を認識すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は網膜ディスプレイ装
置に係り、特にレーザダイオードを用いた小型軽量の網
膜ディスプレイ装置に関するものである。
置に係り、特にレーザダイオードを用いた小型軽量の網
膜ディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】網膜ディスプレイ装置は、従来から種々
のものが提案されているが、外界を遮ることなく映像を
見ることができる（シースルー機能を有する）ものとし
ては、ヘッドアップディスプレイとヘッドマウンテッド
ディスプレイがある。この種の装置は、いままで小型化
が推し進められてきたが、まだ充分なものは得られてい
ない。小型化の障害となっているのは、一つは表示素子
部分である。外界を見ながら、同時に映像を見るという
要求に応えるためには、映像を映し出す表示素子に高い
輝度を与える必要がある。そのため表示素子の小型化
は、なかなか困難であった。
のものが提案されているが、外界を遮ることなく映像を
見ることができる（シースルー機能を有する）ものとし
ては、ヘッドアップディスプレイとヘッドマウンテッド
ディスプレイがある。この種の装置は、いままで小型化
が推し進められてきたが、まだ充分なものは得られてい
ない。小型化の障害となっているのは、一つは表示素子
部分である。外界を見ながら、同時に映像を見るという
要求に応えるためには、映像を映し出す表示素子に高い
輝度を与える必要がある。そのため表示素子の小型化
は、なかなか困難であった。
【０００３】このような中、レーザダイオードを用い
て、小型かつ低消費電力の表示装置が提案されている。
例えば、特開昭６２−５２８８号公報には、小型化を図
って装着性を高めた表示装置が開示されている。この装
置は、リップマンホログラムを参照光ビームで走査する
ことによって、所望の映像を再生するように構成されて
いる。したがって、大口径の光学レンズやブラウン管な
ど、大きなスペースを必要としない点で有利である。
て、小型かつ低消費電力の表示装置が提案されている。
例えば、特開昭６２−５２８８号公報には、小型化を図
って装着性を高めた表示装置が開示されている。この装
置は、リップマンホログラムを参照光ビームで走査する
ことによって、所望の映像を再生するように構成されて
いる。したがって、大口径の光学レンズやブラウン管な
ど、大きなスペースを必要としない点で有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記表
示装置の場合、ホログラムを作製するときに物体光が感
光材料に到達するエネルギーが小さいので、回折効率の
大きいホログラムを得ることができない。そのため、再
生時に使用するレーザは、高出力のものを必要とすると
いう問題があった。
示装置の場合、ホログラムを作製するときに物体光が感
光材料に到達するエネルギーが小さいので、回折効率の
大きいホログラムを得ることができない。そのため、再
生時に使用するレーザは、高出力のものを必要とすると
いう問題があった。
【０００５】したがって本発明の目的は、低出力のレー
ザダイオードを用いた小型軽量の網膜ディスプレイ装置
を提供することにある。
ザダイオードを用いた小型軽量の網膜ディスプレイ装置
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、画像情報光
を発生するレーザダイオードと、前記画像情報光を平行
光ビームに変換するコリメータと、前記コリメータから
の平行光ビームの画像情報光を２次元走査するマイクロ
ミラーデバイスと、前記マイクロミラーデバイスからの
２次元画像情報光が照射されるホログラムと、前記ホロ
グラムが形成されたレンズとを有する網膜ディスプレイ
装置により、達成される。
を発生するレーザダイオードと、前記画像情報光を平行
光ビームに変換するコリメータと、前記コリメータから
の平行光ビームの画像情報光を２次元走査するマイクロ
ミラーデバイスと、前記マイクロミラーデバイスからの
２次元画像情報光が照射されるホログラムと、前記ホロ
グラムが形成されたレンズとを有する網膜ディスプレイ
装置により、達成される。
【０００７】ここで用いるレーザダイオードは、低出力
のもので十分である。また、レンズ上に形成されるホロ
グラムは、レーザダイオードから出射されるコヒーレン
ト光をインコヒーレント光に変換する機能を有する。
のもので十分である。また、レンズ上に形成されるホロ
グラムは、レーザダイオードから出射されるコヒーレン
ト光をインコヒーレント光に変換する機能を有する。
【０００８】この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、分割した一方の光ビー
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、分割した他方の光
ビームを物体光として第２の絞り及び拡散板を介して、
前述のフォトポリマーに照射することにより行う。ここ
でレーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザを用いる。
の光を２つの光ビームに分割し、分割した一方の光ビー
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、分割した他方の光
ビームを物体光として第２の絞り及び拡散板を介して、
前述のフォトポリマーに照射することにより行う。ここ
でレーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザを用いる。
【０００９】このようにして本発明では、回折効率の比
較的大きなホログラムを作製でき、これを本装置に用い
ることによって、再生時に使用するレーザダイオードを
低出力のものにしている。低出力のレーザダイオードを
使用する利点は、低消費電力のほか、人の目に対する安
全性向上も上げられる。この種のホログラムを用いるこ
とにより、低出力のレーザダイオードからの画像情報光
をマイクロミラーデバイスによって走査できる。このレ
ーザダイオードおよびマイクロミラーデバイスは超小型
であり、装置全体を小型軽量に作製することができる。
較的大きなホログラムを作製でき、これを本装置に用い
ることによって、再生時に使用するレーザダイオードを
低出力のものにしている。低出力のレーザダイオードを
使用する利点は、低消費電力のほか、人の目に対する安
全性向上も上げられる。この種のホログラムを用いるこ
とにより、低出力のレーザダイオードからの画像情報光
をマイクロミラーデバイスによって走査できる。このレ
ーザダイオードおよびマイクロミラーデバイスは超小型
であり、装置全体を小型軽量に作製することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る網膜ディス
プレイ装置の一実施例を示す図である。図示のように、
メガネレンズ５の凹表面には、ホログラム４が形成され
ている。メガネレンズ５を支える破線で表示した枠３０
には、レーザダイオード（ＬＤ）１と、コリメータ２
と、マイクロミラーデバイス３が配置される。本装置を
装着すると、メガネレンズ５の凹面近傍に人の目が位置
するようになる。図では、瞳孔７と水晶体８と網膜９を
有する眼球６が示されている。
プレイ装置の一実施例を示す図である。図示のように、
メガネレンズ５の凹表面には、ホログラム４が形成され
ている。メガネレンズ５を支える破線で表示した枠３０
には、レーザダイオード（ＬＤ）１と、コリメータ２
と、マイクロミラーデバイス３が配置される。本装置を
装着すると、メガネレンズ５の凹面近傍に人の目が位置
するようになる。図では、瞳孔７と水晶体８と網膜９を
有する眼球６が示されている。
【００１１】ＬＤ１には、図示しないＬＤ駆動装置が接
続されており、ＬＤ１から出射された画像情報を持つ光
（画像情報光）はコリメータ２を通して、平行ビームの
画像情報光となる。この画像情報光はマイクロミラーデ
バイス３を通して、２次元に走査され、２次元の画像情
報光となる。ここで用いられるマイクロミラーデバイス
３は超小型ミラーであり、１枚ミラーで１方向の可動ミ
ラーのものと、１枚ミラーで２方向の可動ミラーのもの
があり、シリコン（Ｓｉ）の微細加工技術などにより作
製される。ここで、１方向可動ミラーの場合は、２個の
素子を用いてレーザ光を２次元走査させる。２方向の可
動ミラーの場合、１個の素子を用いて、レーザ光を２次
元走査させる。このようにして、マイクロミラーデバイ
ス３は、画像情報光を２次元走査する。また、レーザ光
をビームエキスパンダで広げたのち、コリメートして、
ＤＬＰ（ＴＩ社製）に照射して２次元画像情報光にして
もよい。
続されており、ＬＤ１から出射された画像情報を持つ光
（画像情報光）はコリメータ２を通して、平行ビームの
画像情報光となる。この画像情報光はマイクロミラーデ
バイス３を通して、２次元に走査され、２次元の画像情
報光となる。ここで用いられるマイクロミラーデバイス
３は超小型ミラーであり、１枚ミラーで１方向の可動ミ
ラーのものと、１枚ミラーで２方向の可動ミラーのもの
があり、シリコン（Ｓｉ）の微細加工技術などにより作
製される。ここで、１方向可動ミラーの場合は、２個の
素子を用いてレーザ光を２次元走査させる。２方向の可
動ミラーの場合、１個の素子を用いて、レーザ光を２次
元走査させる。このようにして、マイクロミラーデバイ
ス３は、画像情報光を２次元走査する。また、レーザ光
をビームエキスパンダで広げたのち、コリメートして、
ＤＬＰ（ＴＩ社製）に照射して２次元画像情報光にして
もよい。
【００１２】この２次元走査された画像情報光は、メガ
ネレンズ５に形成されたホログラム４に照射される。こ
のホログラム４は、コヒーレント光であるレーザ光を回
折後にインコヒーレント光に変換するものである。ホロ
グラム４で回折された２次元画像情報光は、インコヒー
レント光となって眼球６に入り、眼の瞳孔７に焦点を結
び、水晶体８を通過後、網膜９上に結像する。これによ
り観察者は、２次元の画像を認識することができる。
ネレンズ５に形成されたホログラム４に照射される。こ
のホログラム４は、コヒーレント光であるレーザ光を回
折後にインコヒーレント光に変換するものである。ホロ
グラム４で回折された２次元画像情報光は、インコヒー
レント光となって眼球６に入り、眼の瞳孔７に焦点を結
び、水晶体８を通過後、網膜９上に結像する。これによ
り観察者は、２次元の画像を認識することができる。
【００１３】図２は、本発明に係る網膜ディスプレイ装
置の他の実施例を示す図である。本実施例では、ホログ
ラム４がメガネレンズ５の凸面に形成される。 ＬＤ１
から出射された画像情報を持つ光が２次元の画像情報光
となる過程は、図１の実施例と同じである。但し、この
２次元画像情報光は、今度は、メガネレンズ５の端面か
ら入射し、ホログラム４で回折される。従ってマイクロ
ミラーデバイス３は、図のように、枠３０の角部近くに
配置する。
置の他の実施例を示す図である。本実施例では、ホログ
ラム４がメガネレンズ５の凸面に形成される。 ＬＤ１
から出射された画像情報を持つ光が２次元の画像情報光
となる過程は、図１の実施例と同じである。但し、この
２次元画像情報光は、今度は、メガネレンズ５の端面か
ら入射し、ホログラム４で回折される。従ってマイクロ
ミラーデバイス３は、図のように、枠３０の角部近くに
配置する。
【００１４】図１及び図２では、２つのメガネレンズの
一方のレンズ５に対応するものだけを示しているが、実
際には図示しない他方のレンズ上にも同様にホログラム
が形成されており、また同様にＬＤ、コリメータ及びマ
イクロミラーデバイスが他方の枠に配置されている。な
お、光源としては、ＬＤの他に発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）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。
一方のレンズ５に対応するものだけを示しているが、実
際には図示しない他方のレンズ上にも同様にホログラム
が形成されており、また同様にＬＤ、コリメータ及びマ
イクロミラーデバイスが他方の枠に配置されている。な
お、光源としては、ＬＤの他に発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）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。
【００１５】図３は、ここで用いるホログラム４の作製
方法を示すものである。図のように、レーザ１０からは
可視光、たとえば波長６３２．８ｎｍ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１
１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１２は参照光として、ミラー１３で折り曲げられた
後、スペイシャルフィルター１４で拡散光に変換され、
メガネレンズ１５上に形成されたフォトポリマー１６に
照射される。分割した他方の光ビーム１７は物体光とし
て、ミラー１８で折り曲げられ、スペイシャルフィルタ
１９で拡散光に変換され、コリメートレンズ２０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２１を通過し、レンズ２２で収束光に変換され、拡散
板２３を通って、メガネレンズ１５上に形成された上述
のフォトポリマー１６に照射される。
方法を示すものである。図のように、レーザ１０からは
可視光、たとえば波長６３２．８ｎｍ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１
１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１２は参照光として、ミラー１３で折り曲げられた
後、スペイシャルフィルター１４で拡散光に変換され、
メガネレンズ１５上に形成されたフォトポリマー１６に
照射される。分割した他方の光ビーム１７は物体光とし
て、ミラー１８で折り曲げられ、スペイシャルフィルタ
１９で拡散光に変換され、コリメートレンズ２０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２１を通過し、レンズ２２で収束光に変換され、拡散
板２３を通って、メガネレンズ１５上に形成された上述
のフォトポリマー１６に照射される。
【００１６】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１６は、紫外線照射、熱処理
後、ホログラムとして記録される。これによって、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。
光されたフォトポリマー１６は、紫外線照射、熱処理
後、ホログラムとして記録される。これによって、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。
【００１７】本発明では、上述のように、回折効率の比
較的大きなホログラムを作製し、これを用いることによ
って、再生時に使用するレーザダイオードを低出力のも
のにしている。低出力のレーザダイオードを使用する利
点は、低消費電力のほか、人の目に対する安全性の向上
もある。この種のホログラムを用いることで、画像情報
光をマイクロミラーデバイスにより走査でき、レーザダ
イオードの使用とともに、装置全体を小型軽量に作製で
きる。
較的大きなホログラムを作製し、これを用いることによ
って、再生時に使用するレーザダイオードを低出力のも
のにしている。低出力のレーザダイオードを使用する利
点は、低消費電力のほか、人の目に対する安全性の向上
もある。この種のホログラムを用いることで、画像情報
光をマイクロミラーデバイスにより走査でき、レーザダ
イオードの使用とともに、装置全体を小型軽量に作製で
きる。
【００１８】図３に示すホログラムの作製方法は、図１
の実施例に対応するものであるが、図２の実施例に係る
ホログラムも、図４に示すとおり、これとほとんど同様
な方法で作製できる。相違点は、図１の実施例と違い、
メガネレンズの凸面にフォトポリマーが形成される点、
および参照光がメガネレンズの側面から入射される点等
である。以下、図４に示す方法を詳述する。
の実施例に対応するものであるが、図２の実施例に係る
ホログラムも、図４に示すとおり、これとほとんど同様
な方法で作製できる。相違点は、図１の実施例と違い、
メガネレンズの凸面にフォトポリマーが形成される点、
および参照光がメガネレンズの側面から入射される点等
である。以下、図４に示す方法を詳述する。
【００１９】図４において、レーザ１０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１０からの光は、ビームスプ
リッタ１１で２つに分割される。分割された一つの光ビ
ーム１２は参照光として、ミラー１３で折り曲げられた
後、スペイシャルフィルター１４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。参照光は、絞り２６を通過した
後、メガネレンズ１５の側面から入射し、メガネレンズ
１５上に形成されたフォトポリマー２８に照射される。
一方、もう一つの光ビーム１７は物体光として、ミラー
１８で折り曲げられた後、スペイシャルフィルター１９
で拡散され、コリメートレンズ２０で平行光に変換され
る。その後、物体光は、絞り２１を通過後、レンズ２２
で収束光に変換され、メガネレンズ１５の正面からフォ
トポリマー２８に照射される。これによりフォトポリマ
ー２８は、２つの光ビーム１２、１７で干渉露光され、
紫外線照射ののち、熱処理がなされて、ホログラムとし
て記録される。
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１０からの光は、ビームスプ
リッタ１１で２つに分割される。分割された一つの光ビ
ーム１２は参照光として、ミラー１３で折り曲げられた
後、スペイシャルフィルター１４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。参照光は、絞り２６を通過した
後、メガネレンズ１５の側面から入射し、メガネレンズ
１５上に形成されたフォトポリマー２８に照射される。
一方、もう一つの光ビーム１７は物体光として、ミラー
１８で折り曲げられた後、スペイシャルフィルター１９
で拡散され、コリメートレンズ２０で平行光に変換され
る。その後、物体光は、絞り２１を通過後、レンズ２２
で収束光に変換され、メガネレンズ１５の正面からフォ
トポリマー２８に照射される。これによりフォトポリマ
ー２８は、２つの光ビーム１２、１７で干渉露光され、
紫外線照射ののち、熱処理がなされて、ホログラムとし
て記録される。
【００２０】このようにホログラムは、メガネレンズ上
に簡単に形成できるので、本発明に係る装置の製造も容
易である。
に簡単に形成できるので、本発明に係る装置の製造も容
易である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、低出力のレーザダイオ
ードを用いた小型軽量の網膜ディスプレイ装置を得るこ
とができる。
ードを用いた小型軽量の網膜ディスプレイ装置を得るこ
とができる。
【図１】本発明に係る網膜ディスプレイ装置の一実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係る網膜ディスプレイ装置の他の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明に用いるホログラムの作製方法を示す図
である。
である。
【図４】本発明に用いるホログラムの他の作製方法を示
す図である。
す図である。
１ レーザダイオード ２ コリメータ ３ マイクロミラーデバイス ４ ホログラム ５ メガネレンズ ６ 眼球 ７ 瞳孔 ８ 水晶体 ９ 網膜
Claims (7)
- 【請求項１】 画像情報光を発生するレーザダイオード
と、前記画像情報光を平行光ビームに変換するコリメー
タと、前記コリメータからの平行光ビームの画像情報光
を２次元走査するマイクロミラーデバイスと、前記マイ
クロミラーデバイスからの２次元画像情報光が照射され
るホログラムと、前記ホログラムが形成されたレンズと
を有することを特徴とする網膜ディスプレイ装置。 - 【請求項２】 前記ホログラムは、コヒーレント光をイ
ンコヒーレント光に変換する機能を有することを特徴と
する請求項１記載の網膜ディスプレイ装置。 - 【請求項３】 前記ホログラムが形成されたレンズはメ
ガネレンズであることを特徴とする請求項１記載の網膜
ディスプレイ装置。 - 【請求項４】 前記ホログラムは前記メガネレンズの凹
面に形成されたことを特徴とする請求項３記載の網膜デ
ィスプレイ装置。 - 【請求項５】 前記ホログラムは前記メガネレンズの凸
面に形成されたことを特徴とする請求項３記載の網膜デ
ィスプレイ装置。 - 【請求項６】 レーザからの光を２つの光ビームに分割
し、分割した一方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、分割した他方の光ビームを物体光として第２の
絞り及び拡散板を介して前記メガネレンズ上に形成され
たフォトポリマーに照射することにより、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ディスプレイ装置用のホログ
ラム作製方法。 - 【請求項７】 前記レーザは、可視光を出射するレーザ
であること特徴とする請求項６記載の網膜ディスプレイ
装置用のホログラム作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335597A JP3632392B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 網膜ディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335597A JP3632392B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 網膜ディスプレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164782A true JPH1164782A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3632392B2 JP3632392B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=16953860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23335597A Expired - Fee Related JP3632392B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 網膜ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3632392B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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