KR101263515B1 - 광학 장치 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 장치 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입사하는 평행 광속의 입사각에 의존한 색 얼룩이나 휘도 얼룩을 저감할 수 있는 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도광판(21), 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 및 제2 회절 격자 부재(3O, 40)를 구비하고, 제1 회절 격자 부재(30)에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 피치가 같은 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 광학 장치(20)로서, 제1 회절 격자 부재에 있어서, (A) 제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬가 제1 회절 격자 부재(30)의 표면과 이루는 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고, (B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에 있어서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아진다.
Figure R1020060094562
광학 장치, 색 얼룩, 휘도 얼룩, 2차원 화상, 회절 격자

Description

광학 장치 및 화상 표시 장치{OPTICAL DEVICE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}
도1은 제1 실시예의 광학 장치 및 화상 표시 장치의 개념도.
도2의 (A)는 제1 실시예에 있어서, 도광판 내부에서의 평행 광속의 전반사 횟수와, 화각 θ와, 제1 회절 격자 부재에서의 평행 광속의 입사 위치의 관계를 나타내는 그래프이고, 도2의 (B) 및 (C)는 제1 실시예의 제1 회절 격자 부재의 모식적인 단면도.
도3의 (A)는 제2 실시예에 있어서, 도광판 내부에서의 평행 광속의 전반사 횟수와, 화각 θ와, 제1 회절 격자 부재에서의 평행 광속의 입사 위치의 관계를 나타내는 그래프이고, 도3의 (B)는 제2 실시예의 제1 회절 격자 부재의 모식적인 단면도.
도4의 (A)는 제3 실시예에 있어서, 도광판 내부에서의 평행 광속의 전반사 횟수와, 화각 θ와, 제1 회절 격자 부재에서의 평행 광속의 입사 위치의 관계를 나타내는 그래프이고, 도4의 (B)는 제3 실시예의 제1 회절 격자 부재의 모식적인 단면도.
도5의 (A)는 제4 실시예에 있어서, 도광판 내부에서의 평행 광속의 전반사 횟수와, 화각 θ와, 제1 회절 격자 부재에서의 평행 광속의 입사 위치의 관계를 나타내는 그래프이고, 도5의 (B)는 제4 실시예의 제1 회절 격자 부재의 모식적인 단 면도.
도6은 제1 회절 격자 부재의 영역에서의 회절 효율의 각도 특성이 중복하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면.
도7의 (A)는 제4 실시예의 변형예에 있어서, 도광판 내부에서의 평행 광속의 전반사 횟수와, 화각 θ와, 제1 회절 격자 부재에서의 평행 광속의 입사 위치의 관계를 나타내는 그래프이고, 도7의 (B)는 제4 실시예의 변형예인 제1 회절 격자 부재의 모식적인 단면도.
도8의 (A)는 제5 실시예의 광학 장치에서의 제1 회절 격자 부재의 개념도(단면)이고, 도8의 (B)는 가상 회절 격자층이 적층되어 이루어진다고 가정했을 때, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 가상 회절 격자층의 개념도(단면)이고, 도8의 (C)는 제5 실시예의 광학 장치에서의 제1 회절 격자 부재의 변형예의 개념도(단면).
도9는 도8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 적층된 제1 회절 격자 부재로의 평행 광속의 입사 상태를 모식적으로 나타내는 도면.
도10은 다층화된 회절 격자층에 입사하는 광속이 회절 반사되는지의 여부를 설명하기 위한 도면.
도11은 특허 문헌 1에 개시된 허상 표시 장치의 개념도.
도12의 (A) 및 (B)는 특허 문헌 2에 개시된 허상 표시 장치의 개념도.
도13은 일본 특허 출원 제2004-97222호에서 제안된 허상 표시 장치의 개념도.
도14는 허상 표시 장치를 구성하는 화상 형성 장치로부터 출사되는 화상을 구성하는 광의 파장 스펙트럼을 모식적으로 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 화상 표시 장치
11 : 화상 형성 장치
12 : 콜리메이트 광학계
20 : 광학 장치
21 : 도광판
30, 130 : 제1 회절 격자 부재
130A, 130B : 회절 격자층
230A, 230B : 가상 회절 격자층
40 : 제2 회절 격자 부재
50 : 눈동자
[특허 문헌 1] 일본 특허 공표 평8-507879호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2002-162598호 공보
본 발명은, 화상 형성 장치에 의해 형성된 2차원 화상을 관찰자에게 관찰시키기 위해 사용되는 광학 장치, 및 이에 따른 광학 장치를 내장한 화상 표시 장치 에 관한 것이다.
화상 형성 장치에 의해 형성된 2차원 화상을 허상 광학계에 의해 확대 허상으로서 관찰자에 관찰시키기 위해, 홀로그램 회절 격자를 이용한 허상 표시 장치는, 예를 들면, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2로부터 주지이다.
도11에 개념도를 나타내는 특허 문헌 1에 개시된 허상 표시 장치는, 화상 형성 장치(101), 도광판(102), 투과형 홀로그램 렌즈(103), 및 투과형 홀로그램 회절 격자(104)로 구성되어 있다. 그리고, 화상 형성 장치(101)에 표시된 화상광은 도광판(102)에 입사되고, 이 화상광은 도광판(102)의 내부에 설치된 투과형 홀로그램 렌즈(103)에 의해 평행광으로 되고, 게다가, 도광판(102)의 내부에서 전반사되도록 하는 각도로 편향된다. 그리고, 이 화상광은, 도광판(102) 내를 전반사하면서 전파된 후, 도광판(102)의 내부에, 투과형 홀로그램 렌즈(103)로부터 소정의 거리를 두고 같은 축선상에 설치된 투과형 홀로그램 회절 격자(104)에 입사하고, 회절되어 평행광인 채로, 도광판(102)으로부터 사출되어, 관찰자의 눈동자로 유도된다.
또한, 도12의 (A) 및 도12의 (B)에 개념도를 나타내는 특허 문헌 2에 개시된 허상 표시 장치는, 화상 형성 장치(201), 자유 곡면 프리즘(202), 도광판(203), 제1 HOE(Holographic Optical Element: 홀로그래픽 광학 소자)(204), 제2 HOE(205), 제3 HOE(206), 및 제4 HOE(207)로 구성되어 있다. 그리고, 화상 형성 장치(201)에 표시된 화상광은, 자유 곡면 프리즘(202)을 통해 도광판(203)에 입사된다. 도광판(203)에 입사된 화상광은, 도광판(203)의 광선 입사측과 대향하는 면에 설치된 제1 HOE(204)와 광선 입사측에 설치된 제2 HOE(205)에 의해 계속하여 회절 반사되 어, 도광판(203)의 내부에서 전반사하기 위한 임계각 이상으로 된다. 또한, 임계각 이상으로 된 화상광은, 도광판(203) 내를 전반사하면서 전파된 후, 제4 HOE(207)와 제3 HOE(206)에 의해 계속하여 회절 반사됨으로써 임계각 이내의 각도로 되어, 도광판(203)으로부터 사출되어, 관찰자의 눈동자로 유도된다.
그런데, 특허 문헌 1에 개시된 허상 표시 장치에는, 이하에 기술하는 3개의 문제가 있다.
먼저, 이 허상 표시 장치에서는, 화상 형성 장치(101)로부터 사출된 화상광을, 직접 도광판(102) 내의 투과형 홀로그램 렌즈(103)에 입사시키므로, 허상 표시 장치에서의 광학계의 배율을 크게 취하려고, 화상 형성 장치(101)와 투과형 홀로그램 렌즈(103) 사이의 거리(투과형 홀로그램 렌즈(103)의 초점 거리)를 짧게 하면, 투과형 홀로그램 렌즈(103)의 회절 수용각이 비교적 작기 때문에, 눈동자 지름(105)을 크게 취할 수 없다는 문제가 있다. 게다가, 투과형 홀로그램 렌즈(103)에 형성할 간섭 줄무늬는, 비구면 위상 성분을 갖는 복잡한 구조이기 때문에, 투과형 홀로그램 렌즈(103)의 회절 수용각을 크게 하고, 눈동자 지름을 크게 하기 위해 간섭 줄무늬를 다중화하거나, 혹은 투과형 홀로그램 렌즈(103)를 다층화하는 것이 곤란하여, 동일 파장, 동일 입사각에 있어서, 동일한 회절 각도를 가지면서, 상이한 회절 효율을 얻는 구성으로 하는 것이 곤란하다.
또한, 이 허상 표시 장치에서는, 도광판(102)에 설치된 투과형 홀로그램 렌즈(103)가, 화상 형성 장치(101)로부터 사출된 화상광을 평행광으로 하면서(즉, 광학적 파워를 발생시키면서) 동시에 편향시키기 때문에, 큰 단색 편심 수차가 발생 한다. 그 결과, 눈동자에 유도되는 표시 화상의 해상력이 저하된다고 하는 문제가 생긴다.
또한, 이 허상 표시 장치에서는, 투과형 홀로그램 렌즈(103)에서 발생하는 색수차를 투과형 홀로그램 회절 격자(104)에 의해 보정하지만, 투과형 홀로그램 회절 격자(104)의 입사 광선 편향 방향은, 도11의 지면 내에 한정되기 때문에, 적어도 지면 수직 방향으로 발생하는 수차에 대해서는 없앨 수 없다. 이 투과형 홀로그램 렌즈(103)에서 발생하는 색수차는, 도광판(102)에 설치된 2개의 투과형 홀로그램 광학 소자(투과형 홀로그램 렌즈(103) 및 투과형 홀로그램 회절 격자(104))가 상위하기 때문에 발생하는 문제이며, 좁은 파장 대역을 갖는 광원만을 실질적으로 이용할 수 있다고 하는 큰 제약 조건이 되고 있다. 실제로, 도11에 나타내는 허상 표시 장치에 대해, 눈동자로부터의 역광선 추적에 의한 시뮬레이션을 행하면, 2개의 투과형 홀로그램 광학 소자에 의해 색수차를 보정했을 경우에도, 파장이 ±2㎚ 시프트했다고 하면, 화상 형성 장치(101)상에서는 ±30㎛의 변위가 생기는 것을 알 수 있다.
또한, 만일 2개의 투과형 홀로그램 광학 소자(투과형 홀로그램 렌즈(103) 및 투과형 홀로그램 회절 격자(104))를, 광학적 파워를 갖지 않은, 완전히 동일한 투과형 체적 홀로그램 회절 격자로 대체하였다고 해도, 이하에 설명하는 다른 문제가 발생한다.
일반적으로, 일정한 입사 각도에 있어서, 투과형 체적 홀로그램 회절 격자의 회절 수용 파장 대역은, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자와 비교하면, 넓은 것이 알려져 있다. 따라서, 화상 형성 장치(101)로부터 사출된 화상광을 구성하는 광의 파장 대역이 넓은 경우, 혹은 광의 3원색인 RGB(R: 적색광, G: 녹색광, B: 청색광)의 각각을 사출하는 광원(적색광 사출 광원, 녹색광 사출 광원 및 청색광 사출 광원)으로부터 화상 형성 장치(101)가 구성되고, 각 광원으로부터 사출되는 광의 파장의 간격이 좁은 경우(즉, 각 광원으로부터 사출되는 광의 파장 대역이 넓은 경우), 방대한 회절에 의한 색분산, 즉, 회절 색분산이 발생한다. 예를 들면, 녹색(중심 파장 550㎚)용으로 제작된 투과형 체적 홀로그램 회절 격자라도, 400 내지 630㎚ 정도의 파장 대역에 있어서 10% 정도의 회절 효율을 갖고, 청색 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)(발광 파장 대역 410 내지 490㎚)나, 적색 LED(발광 파장 대역 600 내지 660㎚)의 일부의 광을 회절해 버린다.
이 회절 색분산에 기인한 색수차는, 2개의 동일한 간섭 줄무늬 피치를 갖는 홀로그램 회절 격자를 이용함으로써 없앨 수 있다. 그러나, 한쪽의 홀로그램 회절 격자에서 발생하는 색분산이 큰 경우, 도광판 내를 전파하는 광속(光束)의 퍼짐이 커지기 때문에, 다른 쪽의 홀로그램 회절 격자에서 회절됨으로써 도광판으로부터 사출되었을 때, 파장에 의존하여 크게 전파 방향이 넓어져 버려, 관찰자의 눈동자에 표시되는 허상의 색의 균일성이 저하된다.
또한, 특허 문헌 2에 개시된 허상 표시 장치에 있어서는, 도광판(203) 내부에서 화상 형성 장치(201)의 상이 중간 결상되기 때문에, 제1 HOE(204), 제2 HOE(205), 제3 HOE(206), 제4 HOE(207)가, 편심 레이아웃 중에서 광학적 파워를 가질 필요가 있다. 그러므로, 이 허상 표시 장치에 있어서도, 편심 수차가 발생한다 는 문제가 있다. 따라서, 이 허상 표시 장치에서는, 편심 수차를 완화하기 위해, 자유 곡면 프리즘(202)이나, 제1 HOE(204), 제2 HOE(205), 제3 HOE(206), 제4 HOE(207)를 비축대칭으로 배치하고 있다. 그러나, 각 HOE의 회절 효율은, 실질적으로 70 내지 80% 정도가 상한이기 때문에, 4매의 HOE의 회절 효율을 합하면, 70 내지 8O%의 4승이 되어, 회절 효율이 큰 폭으로 저하되어 버린다. 또한, 도광판(203) 내부에서는, 제1 HOE(204), 제2 HOE(205)에 의해 회절되지 않았던 광속은, 제3 HOE(206), 제4 HOE(207)에 입사하지 않는다. 따라서, 광 이용 효율을 증가시키지 못하고, 또한, 관찰 가능 범위를 확대할 수도 없다는 문제가 있다.
본 출원인은, 이들 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 허상 표시 장치의 문제점을 해결하기 위한 허상 표시 장치를, 일본 특허 출원 제2004-97222호에서 제안하였다.
이 허상 표시 장치(300)는, 도13에 도시하는 바와 같이, 화상을 표시하는 화상 형성 장치(301)와, 화상 형성 장치(301)에 표시된 화상광이 입사되어 관찰자의 눈동자(306)로 유도하는 허상 광학계를 구비하고 있다. 여기에서, 허상 광학계는, 콜리메이트 광학계(301)와, 도광판(302)과, 도광판(302)에 설치된 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)와, 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)를 구비하고 있다. 그리고, 콜리메이트 광학계(301)에는, 화상 형성 장치(301)의 각 화소로부터 사출된 광속이 입사되고, 콜리메이트 광학계(301)에 의해 도광판(302)으로의 입사각이 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군이 생성되어, 도광판(302)에 입사된다. 여기에서, 도광판(302)의 일단부는, 콜리메이트 광학계(301) 로부터 사출된 평행 광속군이 입사되는 광 입사부(302A)에 상당하고, 도광판(302)의 타단부는, 평행 광속군이 외부로 사출 입사되는 광 사출부(302B)에 상당한다. 도광판(302)의 한쪽의 광학면(표면)(302C)으로부터, 평행 광속군이 입사되어 사출된다. 한편, 도광판(302)의 표면(302C)과 평행인 도광판(302)의 다른 쪽의 광학면(이면)(302D)에, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)가 장착되어 있다.
광 입사부(302A)로부터 입사한 도광판(302)으로의 입사각이 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군은, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)에 입사되고, 각각의 평행 광속군은 평행 광속군인 채로 회절 반사된다. 그리고, 회절 반사된 평행 광속군은, 도광판(302)의 광학면(302C, 302D) 사이에서 전반사를 반복하면서 진행하여, 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)로 입사한다. 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)에 입사한 평행 광속군은, 회절 반사됨으로써 전반사 조건으로부터 벗어나, 광사출부(302B)로부터 사출되어 관찰자의 눈동자(306)로 유도된다.
제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)의 내부에 형성된 간섭 줄무늬의 형상과, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)의 내부에 형성된 간섭 줄무늬의 형상은, 도광판(302)의 축선에 수직인 가상면에 대해 대칭인 관계에 있다. 따라서, 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)에서 회절 반사되는 평행 광속군은, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)로의 입사각과 동일한 각도로 회절 반사되므로, 표시 화상이 흔들리는 일 없이, 높은 해상도로 눈동자(306)에서 표시된다.
이와 같이, 허상 표시 장치(300)는, 렌즈 효과가 없는 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)를 구비하고 있으므로, 단색 편심 수차 및 회절 색수차를, 배제, 혹은 저감할 수 있다.
그런데, 이 허상 표시 장치(300)에서의 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)의 내부에 형성된 간섭 줄무늬는 다중화되어 있거나, 혹은 회절 격자가 다층화되어 있지만, 간섭 줄무늬의 경사각(제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(304)의 표면과 간섭 줄무늬가 이루는 각도)은 일정하다. 또한, 복수의 평행 광속은, 화상 형성 장치(301)로부터의 사출 위치에 의존하여, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)로의 입사각이 상이하기 때문에, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)의 여러 가지의 영역에서 블랙 조건을 만족하는 회절 파장이 상이하다. 그 결과, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)의 여러 가지의 영역에 있어서 회절 반사된 광속의 회절 효율이 상이해져 버린다. 이것은, 도14에 나타내는 바와 같이, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)에 입사하는 광이 일정한 파장 대역을 갖는 경우, 화상 형성 장치(301)로부터의 사출 위치에 의존하여, 가장 높은 효율로 회절하는 파장이 상이하여, 화상 형성 장치(301)의 화소의 위치에 의해 눈동자로 유도되는 화소의 상에서의 색조가 상이한 원인이 된다. 또한, 도14에서, 파장(λ1, λ2, λ3)은, 화상 형성 장치(301)로부터의 사출 위치에 의존하여 가 장 높은 효율로 회절하는 파장을 나타낸다. 또한, 제1 반사형 체적 홀로그램 회절 격자(303)에 입사하는 광이 단파장인 경우, 화상 형성 장치(301)로부터의 사출 위치에 의존하여 회절 효율이 상이하면, 휘도 얼룩이 발생하는 문제를 내재하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 입사하는 평행 광속의 입사각에 의존한 색 얼룩이나 휘도 얼룩을 저감할 수 있는 광학 장치 및 이에 따른 광학 장치를 장착한 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 태양에 따른 광학 장치는,
(A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판,
(B) 도광판에 입사된 이 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 이 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재, 및
(C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 이 평행 광속군을 회절 반사하여, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
제1 회절 격자 부재에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 또한 제1 회절 격자 부재의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일한 광학 장치이며,
제1 회절 격자 부재에서의 간섭 줄무늬가 제1 회절 격자 부재의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 하였을 때, 제1 회절 격자 부재에 있어서,
(A) 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
(B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에 있어서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 태양에 따른 화상 표시 장치는, 화상 형성 장치와, 화상 형성 장치로부터 사출된 광속을 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계와, 콜리메이트 광학계에서 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 된 광속이 입사되고, 도광되어, 사출되는 광학 장치로 이루어진다. 그리고, 광학 장치는, 상기의 본 발명의 제1 태양에 따른 광학 장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 태양에 따른 광학 장치 혹은 화상 표시 장치(이하, 이들을 총칭하여, 간단하게, 제1 태양에 따른 발명이라고 부르는 경우가 있음)에 있어서, 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 제1 회절 격자 부재의 영역이 존재하지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 상기의 (A)항은 무시한다. 또한, 최소 경사각 영역보다도 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 제1 회절 격자 부재의 영역이 존재하지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 상기의 (B)항은 무시한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 태양에 따른 광학 장치는,
(A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판,
(B) 도광판에 입사된 이 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 그 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재, 및
(C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 이 평행 광속군을 회절 반사하고, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층의 가상 회절 격자층이 적층되어 이루어진다고 가정했을 때, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 가상 회절 격자층의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한 가상 회절 격자층 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일한 광학 장치이며,
가상 회절 격자층에서의 간섭 줄무늬가 가상 회절 격자층의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 했을 때, 각 가상 회절 격자층에 있어서,
(A) 경사각이 최소 경사각이 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
(B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에 있어서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지고,
제1 회절 격자 부재를, 가장 제2 회절 격자 부재에 가까운 부분으로부터 가장 제2 회절 격자 부재로부터 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때, r번째(단, r=1, 2, …, R)의 제1 회절 격자 부재의 구획 RG1-r은, Q층의 가상 회절 격자층을 가장 제2 회절 격자 부재에 가까운 부분으로부터 가장 제2 회절 격자 부재로부터 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때 얻어지는 가상 회절 격자층의 구획 VG(r, q)(단, q는, 1부터 Q의 범위 내에서 선택된 중복이 없는 임의의 정수)의 적층 구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 태양에 따른 화상 표시 장치는, 화상 형성 장치와, 화상 형성 장치로부터 사출된 광속을 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계와, 콜리메이트 광학계에서 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 된 광속이 입사되고, 도광되어, 사출되는 장치로 이루어진다. 그리고, 광학 장치는, 상기의 본 발명의 제2 태양에 따른 광학 장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 태양에 따른 광학 장치 혹은 화상 표시 장치(이하, 이들을 총칭하여, 간단하게, 제2 태양에 따른 발명이라고 부르는 경우가 있음)에 있어서, 경사각이 최소 경사각이 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳 에 가상 회절 격자층의 영역이 존재하지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 상기의 (A)항은 무시한다. 또한, 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 가상 회절 격자층의 영역이 존재하지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 상기의 (B)항은 무시한다.
제2 태양에 따른 발명에 있어서는, 제1 회절 격자 부재에서, 영역과 구획은 일대일로 대응하고 있는 경우도 있고, 일대일로는 대응하고 있지 않은 경우도 있다. 이에 대해서는 실시예에서 상세하게 설명한다. 또한, 제2 태양에 따른 발명에 있어서는, 실체적으로는, 제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층의 회절 격자층이 적층되어 이루어진다.
제1 태양에 따른 발명에 있어서, 제1 회절 격자 부재에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역(혹은, 파장)을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사 각도를 대략 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하고, 이러한 구성을 채용함으로써, 각 파장 대역(혹은, 파장)을 갖는 평행 광속이 제1 회절 격자 부재에서 회절 반사될 때의 회절 효율의 증가, 회절 수용각의 증가, 회절각의 최적화를 도모할 수 있다. 또한, 임의의 입사 각도의 평행 광속을 회절 반사하는 P 종류의 간섭 줄무늬의 경사각은, 평행 광속을 구성하는 파장 대역(혹은, 파장)에 관계없이 동일하게 한다. P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 것을, 간섭 줄무늬가 다중(P중)으로 형성되어 있다고 하는 경우가 있다.
상기의 바람직한 구성을 포함하는 제1 태양에 따른 발명에 있어서는,
제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되어, 도광판으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속 중, 가장 제1 회절 격자 부재에 가까운 평행 광속이 이루는 각도를 화각 θ=θ0(＞0), 가장 제1 회절 격자 부재에 먼 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θ=-θ0(＜0)으로 했을 때,
화각 θ=θ0이 되는 평행 광속에 해당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재의 영역이, 상기 최대 경사각을 갖고,
화각 θ=-θ0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재의 영역이, 상기 최소 경사각을 갖는 구성으로 할 수 있다.
한편, 화각이란, 보다 엄밀하게는, 광학계의 물체 범위를 광학계의 상 공간으로부터 보았을 때의 시각이라고 정의된다.
또한, 상기의 바람직한 구성을 포함하는 제1 태양에 따른 발명에 있어서는,
제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층의 회절 격자층이 적층되어 이루어지고,
제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 회절 격자층에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐, 간섭 줄무늬가 형성되어 있으며,
제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 회절 격자층의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한, 회절 격자층 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일한 구성으 로 할 수 있다. 또한, 이러한 적층 구조를 채용함으로써, 도광판의 축선 방향을 따른 제1 회절 격자 부재 길이의 단축화, 도광판의 박형화, 제1 회절 격자 부재가 회절 반사할 수 있는 평행 광속의 입사 각도의 확대화를 도모할 수 있다.
그리고, 이 경우에는, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 회절 격자층의 전부에 있어서 최소 경사각은 상이하고, 또한, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 회절 격자층의 전부에 있어서 최대 경사각은 상이한 구성으로 할 수 있고, 또는, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 Q층의 회절 격자층에 있어서, 적어도 하나의 회절 격자층의 최소 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하이거나, 또는 이 하나의 회절 격자층의 최대 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하인 구성으로 할 수 있다.
또는, 이 경우, 제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되고, 도광판으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제q층째의 회절 격자층(단, q=1, 2, … Q)에 의해 회절 반사되어, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속 중, 가장 제1 회절 격자 부재에 가까운 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=θq_0(＞0), 가장 제1 회절 격자 부재에 먼 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=-θq_0(＜0)으로 하였을 때,
화각 θq=θq_0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제q 층째의 회절 격자층의 영역이 상기 최대 경사각을 갖고,
화각 θq=-θq_0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 회절 격자층의 영역이 상기 최소 경사각을 갖는 구성으로 할 수 있다.
한편, 제2 태양의 발명에 있어서, 각 가상 회절 격자층에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역(혹은, 파장)을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사 각도를 대략 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하고, 이러한 구성을 채용함으로써, 각 파장 대역(혹은, 파장)을 갖는 평행 광속이 제1 회절 격자 부재에 있어서 회절 반사될 때의 회절 효율의 증가, 회절 수용각의 증가, 회절각의 최적화를 도모할 수 있다. 또한, 임의의 입사 각도의 평행 광속을 회절 반사하는 P 종류의 간섭 줄무늬의 경사각은, 평행 광속을 구성하는 파장 대역(혹은, 파장)에 관계없이 동일하게 한다.
상기의 바람직한 구성을 포함하는 제2 태양에 따른 발명에 있어서는, 제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되고, 도광판으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제q층째의 가상 회절 격자층(단, q=1, 2, … Q)에 의해 회절 반사되고, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된다고 상정한 상정 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 상정 평행 광속 중, 가장 제1 회절 격자 부재에 가까운 상정 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=θq_0(＞0), 가장 제1 회절 격자 부재에서 먼 상정 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=-θq_0(＜0)이라고 하였을 때,
화각 θq=θq_0이 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이 상기 최대 경사각을 갖고,
화각 θq=-θq_0이 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이 상기 최소 경사각을 갖는 구성으로 할 수 있다.
또한, 이상으로 설명한 각종 바람직한 구성, 형태를 포함하는 제1 태양에 따른 발명 혹은 제2 태양에 따른 발명에 있어서는, 상기 평행 광속군의 도광판 내부에서의 전반사의 횟수는, 이 평행 광속군의 도광판으로의 입사 각도에 의존하여 상이한 구성으로 할 수 있어, 이것에 의해, 도광판의 축선 방향을 따른 제1 회절 격자 부재의 길이의 단축화, 도광판의 박형화, 제1 회절 격자 부재가 회절 반사할 수 있는 평행 광속의 입사 각도의 확대화를 도모할 수 있다.
이상으로 설명한 각종의 바람직한 구성, 형태를 포함하는 제1 태양에 따른 발명 혹은 제2 태양에 따른 발명(이하, 이들을 총칭하여, 간단하게, 본 발명이라고 부르는 경우가 있음)에 있어서는, 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군을 도광판에 입사할 필요가 있지만, 이러한, 평행 광속일 것의 요청은, 이들 광속이 도광판에 입사했을 때의 광파면 정보가, 제1 회절 격자 부재와 제2 회절 격자 부재를 통해 도광판으로부터 사출된 후도 보존될 필요가 있는 것에 기초한다. 또한, 구체적으로는, 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이 루어지는 평행 광속군을 생성하기 위해서는, 콜리메이트 광학계에서의 초점 거리의 위치에, 화상 형성 장치를 위치시키면 된다. 여기에서, 콜리메이트 광학계는, 화상 형성 장치로부터 사출된 광속의 화상 형성 장치에서의 화소의 위치 정보를, 광학 장치의 광학계에서의 각도 정보로 변환하는 기능을 갖는다.
본 발명에 있어서, 도광판은, 도광판의 축선과 평행하게 연장되는 2개의 평행면(편의상, 제1면 및 제2면이라 함)을 갖고 있다. 여기에서, 평행 광속군이 입사하는 도광판의 면을 도광판 입사면, 평행 광속군이 사출하는 도광판의 면을 도광판 사출면으로 했을 때, 제1면에 의해 도광판 입사면 및 도광판 사출면이 구성되어 있어도 되며, 제1면에 의해 도광판 입사면이 구성되고 제2면에 의해 도광판 사출면이 구성되어 있어도 된다. 전자의 경우, 제2면에 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재가 배치되어 있다. 한편, 후자의 경우, 제2면에 제1 회절 격자 부재가 배치되고, 제1면에 제2 회절 격자 부재가 배치되어 있다. 도광판을 구성하는 재료로서 석영 유리나 BK7 등의 광학 유리를 포함하는 유리나, 플라스틱 재료(예를 들면, PMMA, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 아크릴계 수지, 비정성(非晶性)의 폴리프로필렌계 수지, AS 수지를 포함하는 스틸렌계 수지)를 들 수 있다.
반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재 및 제2 회절 격자 부재의 구성 재료나 기본적인 구조는, 종래의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 구성 재료나 구조와 동일하게 하면 된다. 여기에서, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자란, +1차의 회절광만을 회절 반사하는 홀로그램 회절 격자를 의미한다.
제1 회절 격자 부재에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되어 있지만, 관계되는 간섭 줄무늬 그 자체의 형성 방법은, 종래의 형성 방법과 동일하게 하면 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 부재에 대해 한쪽 측의 제1 소정 방향으로부터 물체광을 조사하고, 동시에, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 부재에 대해 다른 쪽 측의 제2 소정 방향으로부터 참조광을 조사하여, 물체광과 참조광에 의해 형성되는 간섭 줄무늬를 제1 회절 격자 부재를 구성하는 부재의 내부에 기록하면 된다. 제1 소정의 방향, 제2 소정의 방향, 물체광 및 참조광의 파장을 적절히 선택함으로써, 제1 회절 격자 부재의 표면에서의 간섭 줄무늬의 원하는 피치, 간섭 줄무늬의 원하는 경사각을 얻을 수 있다. 여기에서, 제1 회절 격자 부재에 있어서는, 전술한 바와 같이, 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 제1 회절 격자 부재의 영역에 의존하여, 간섭 줄무늬의 경사각을 변화시키고 있다.
제1 태양에 따른 발명의 바람직한 구성에 있어서, 제1 회절 격자 부재는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층의 회절 격자층이 적층되어 이루어지고, 또한, 제2 태양에 따른 발명에 있어서도, 제1 회절 격자 부재는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층의 회절 격자층이 적층되어 이루어지지만, 이러한 회절 격자층의 적층은, Q층의 회절 격자층을 각각 별개로 제작한 후, Q층의 회절 격자층을, 예를 들면, 자외선 경화형 접착제를 사용하여 적층(접착)하면 된다. 또한, 점착성을 갖는 포토폴리머(photopolymer) 재료를 이용하여 1층의 회절 격자층을 제작한 후, 그 위에 순차적으로 점착성을 갖는 포토폴리머 재료를 접착하 여 회절 격자층을 제작함으로써, Q층의 회절 격자층을 제작하여도 된다.
본 발명에 있어서, 제1 회절 격자 부재에서의 간섭 줄무늬의 경사각은 변화하고 있지만, 경사각의 변화는, 단계적이라도 되고 연속적이라도 된다. 즉, 전자의 경우, 제1 회절 격자 부재를, 가장 제2 회절 격자 부재에 가까운 부분으로부터 가장 제2 회절 격자 부재로부터 먼 부분까지, S개의 부분으로 나누었을 때, s번째(단, s=1, 2, … S)의 제1 회절 격자 부재의 부분 RG1 -s에서의 경사각을 일정하게 하고, 또한, s의 값이 상이하면 제1 회절 격자 부재의 부분 RG1 -s에서의 경사각을 바꾸는 형태로 하면 된다. 한편, 후자의 경우, 간섭 줄무늬의 경사각을 서서히 변화시키는 형태로 하면 되며, 이러한 경사각에 연속적인 변화를 주는 방법으로서, 프리즘이나 렌즈를 이용하여 물체광 및/또는 참조광에 적절한 파면을 제공하고, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 노광 제작하는 방법을 들 수 있다.
제2 회절 격자 부재에서의 간섭 줄무늬의 경사각은, 일정하여도 되고, 변화하고 있어도 된다. 후자의 경우, 경사각은, 제1 회절 격자 부재에 가까워짐에 따라, 증가하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 색 얼룩이나 휘도 얼룩의 저감을 더욱 도모할 수 있다. 경사각의 증가는, 단계적이라도 되고 연속적이라도 된다. 즉, 전자의 경우, 제2 회절 격자 부재를, 가장 제1 회절 격자 부재로부터 먼 부분으로부터 가장 제1 회절 격자 부재에 가까운 부분까지, T개의 부분으로 나누었을 때, t번째(단, t=1, 2, … T)의 제2 회절 격자 부재의 부분 RG2 -t에서의 경사각을 일정하게 하고, 게다가, t의 값이 증가함에 따라, 제2 회 절 격자 부재의 부분 RG2 -t에서의 경사각을 증가시키는 형태로 하면 된다. 한편, 후자의 경우, 간섭 줄무늬의 경사각을 서서히 변화시키는 형태로 하면 된다.
본 발명의 제1 태양 혹은 제2 태양에 따른 화상 표시 장치를 구성하는 화상 형성 장치로서, 예를 들면, 유기 EL(Electro Luminescence), 무기 EL, 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 소자로 구성된 화상 형성 장치; 광원[예를 들면, LED]과 라이트·밸브[예를 들면, LCOS(Liquid Crystal On Silicon) 등의 액정 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)]와의 조합으로 이루어지는 화상 형성 장치, 광원과 광원으로부터 사출된 평행 광속을 수평 주사 및 수직 주사하는 주사 광학계[예를 들면, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), 갈바노 미러(Galvanometer mirror)와의 조합으로 이루어지는 화상 형성 장치를 들 수 있다.
예를 들면, 발광 소자로 구성된 화상 형성 장치, 발광 소자와 라이트·밸브로 구성된 화상 형성 장치로서, 보다 구체적으로는, 이하의 구성을 예시할 수 있다. 또한, 특별히 한정이 없는 한, 화상 형성 장치를 구성하는 발광 소자의 수는, 화상 형성 장치에 요구되는 사양에 기초하여 결정하면 된다.
(1) 화상 형성 장치-A…
(α) 청색을 발광하는 제1 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제1 발광 소자 패널로 이루어진 제1 화상 형성 장치,
(β) 녹색을 발광하는 제1 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제2 발광 소자 패널로 이루어진 제2 화상 형성 장치, 및
(γ) 적색을 발광하는 제1 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제3 발광 소자 패널로 이루어진 제3 화상 형성 장치, 그리고
(δ) 제1 화상 형성 장치, 제2 화상 형성 장치 및 제3 화상 형성 장치로부터 사출된 광을 1개의 광로에 모으기 위한 수단(예를 들면, 다이클로익·프리즘으로서, 이하의 설명에서도 마찬가지이다)을 구비하고 있고,
제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자의 각각의 발광/비발광 상태를 제어하는 컬러 표시의 화상 형성 장치.
(2) 화상 형성 장치-B…
(α) 청색을 발광하는 제1 발광 소자 및 청색을 발광하는 제1 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 제1 광 통과 제어 장치[일종의 라이트·밸브로서, 예를 들면, 액정 형성 장치나 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD), LC0S(Liquid Crystal On Silicon)로 구성되고, 이하의 설명에서도 마찬가지이다]로 이루어진 제1 화상 형성 장치,
(β) 녹색을 발광하는 제2 발광 소자 및 녹색을 발광하는 제2 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 제2 광 통과 제어 장치(라이트·밸브)로 완성되는 제2 화상 형성 장치, 및
(γ) 적색을 발광하는 제3 발광 소자 및 적색을 발광하는 제3 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 제3 광 통과 제어 장치(라이트·밸브)로 완성되는 제3 화상 형성 장치, 그리고
(δ) 제1 광 통과 제어 장치, 제2 광 통과 제어 장치 및 제3 광 통과 제어 장치를 통과한 광을 1개의 광로에 모으기 위한 수단을 구비하고 있고,
광 통과 제어 장치에 의해 이들 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어함으로써 화상을 표시하는 컬러 표시의 화상 형성 장치. 제1 발광 소자, 제2 발광 소자, 제3 발광 소자로부터 사출된 사출광을 광 통과 제어 장치로 안내하기 위한 수단(광안내 부재)으로서 도광 부재, 마이크로 렌즈 어레이, 미러나 반사판, 집광 렌즈를 예시할 수 있다.
(3) 화상 형성 장치-C…
(α) 청색을 발광하는 제1 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제1 발광 소자 패널, 및 제1 발광 소자 패널로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 청색광 통과 제어 장치(라이트·밸브)로 이루어진 제1 화상 형성 장치,
(β) 녹색을 발광하는 제2 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제2 발광 소자 패널, 및 제2 발광 소자 패널로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 녹색광 통과 제어 장치(라이트·밸브)로 이루어진 제2 화상 형성 장치,
(γ) 적색을 발광하는 제3 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제3 발광 소자 패널, 및 제3 발광 소자 패널로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 적색광 통과 제어 장치(라이트·밸브)로 이루어진 제3 화상 형성 장치, 그리고
(δ) 청색광 통과 제어 장치, 녹색광 통과 제어 장치 및 적색광 통과 제어 장치를 통과한 광을 1개의 광로에 모으기 위한 수단을 구비하고 있고,
광 통과 제어 장치(라이트·밸브)에 의해 이들 제1 발광 소자 패널, 제2 발광 소자 패널 및 제3 발광 소자 패널로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어함으로써 화상을 표시하는 컬러 표시의 화상 형성 장치.
(4) 화상 형성 장치-D…
(α) 청색을 발광하는 제1 발광 소자를 구비한 제1 화상 형성 장치,
(β) 녹색을 발광하는 제2 발광 소자를 구비한 제2 화상 형성 장치, 및
(γ) 적색을 발광하는 제3 발광 소자를 구비한 제3 화상 형성 장치, 그리고
(δ) 제1 화상 형성 장치, 제2 화상 형성 장치 및 제3 화상 형성 장치로부터 사출된 광을 1개의 광로에 모으기 위한 수단, 또한
(ε) 1개의 광로에 모으기 위한 수단으로부터 사출된 광의 통과/비통과를 제어하기 위한 광 통과 제어 장치(라이트·밸브)를 구비하고 있고,
광 통과 제어 장치에 의해 이들 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어함으로써 화상을 표시하는, 필드 시퀀셜 방식의 컬러 표시의 화상 형성 장치.
(5) 화상 형성 장치-E…
(α) 청색을 발광하는 제1 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제1 발광 소자 패널로 이루어진 제1 화상 형성 장치,
(β) 녹색을 발광하는 제2 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제2 발광 소자 패널로 이루어진 제2 화상 형성 장치, 및
(γ) 적색을 발광하는 제3 발광 소자가 2차원 매트릭스 형상으로 배열된 제3 발광 소자 패널로 이루어진 제3 화상 형성 장치, 및
(δ) 제1 화상 형성 장치, 제2 화상 형성 장치 및 제3 화상 형성 장치의 각각으로부터 사출된 광을 1개의 광로에 모으기 위한 수단, 또한
(ε) 1개의 광로에 모으기 위한 수단으로부터 사출된 광의 통과/비통과를 제어하기 위한 광통과 제어 장치(라이트·밸브)를 구비하고 있고,
광통과 제어 장치에 의해 이들 발광 소자 패널로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어함으로써 화상을 표시하는, 필드 시퀀셜 방식의 컬러 표시의 화상 형성 장치.
(6) 화상 형성 장치-F…
제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자의 각각의 발광/비발광 상태를 제어함으로써 화상을 표시하는, 패시브 매트릭스 타입 혹은 액티브 매트릭스 타입의 컬러 표시의 화상 형성 장치.
(7) 화상 형성 장치-G…
2차원 매트릭스 형상으로 배열된 발광 소자 유닛으로부터의 사출광의 통과/비통과를 제어하기 위한 광 통과 제어 장치(라이트·밸브)를 구비하고 있고, 발광 소자 유닛에서의 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자의 각각의 발광/비발광 상태를 시분할 제어하고, 또한, 광 통과 제어 장치에 의해 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로부터 사출된 사출광의 통과/비통과를 제어함으로써 화상을 표시하는, 필드 시퀀셜 방식의 컬러 표시의 화상 형성 장치.
또한, 본 발명의 제1 태양 혹은 제2 태양에 따른 화상 표시 장치를 구성하는 콜리메이트 광학계로서 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 자유 곡면 프리즘, 홀로그램 렌즈를, 단독, 혹은 조합한, 전체적으로 정의 광학적 파워를 갖는 광학계를 예시할 수 있다.
본 발명의 광학 장치를, 예를 들면, 두부 장착형의 HMD(Head Mounted Display)에 내장할 수 있고, 본 발명의 화상 표시 장치에 의해, 예를 들면, HMD를 구성할 수 있어, 장치의 경량화, 소형화를 도모할 수 있어, 장치 장착시의 불쾌감을 큰 폭으로 경감시킬 수 있게 되며, 또한, 제조 코스트 다운을 도모하는 것도 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명한다.
[제1 실시예]
제1 실시예는, 본 발명의 제1 태양에 따른 광학 장치 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 제1 실시예의 광학 장치 및 화상 표시 장치의 개념도를 도1에 나타낸다.
제1 실시예의 화상 표시 장치(10)는, 화상 형성 장치(11)와, 화상 형성 장치(11)로부터 사출된 광속을 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계(12)와, 콜리메이트 광학계(12)에서 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 된 광속이 입사되고 도광되어 사출되는 광학 장치(20)로 이루어진다. 화상 형성 장치(11)는, 예를 들면, 액정 표시 장치(LCD)로 구성되고, 콜리메이트 광학계(12)는, 예를 들면, 볼록 렌즈로 구성되어, 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군을 생성하기 위해, 콜리메이트 광학계(12)에서의 초점 거리의 위치에 화상 형성 장치(11)가 배치되어 있다.
제1 실시예의 광학 장치(20)는,
(A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판(21),
(B) 도광판(21)에 입사된 평행 광속군이 도광판(21)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(21)에 입사된 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재(30), 및
(C) 도광판(21)의 내부를 전반사에 의해 전파한 평행 광속군을 회절 반사하여, 도광판(21)으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 회절 격자 부재(40)를 구비하고 있다.
여기에서, 제1 회절 격자 부재(30)에는, 예를 들면, 도2의 (B)에 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬(31)가 형성되어 있고, 또한, 제1 회절 격자 부재(3O)의 표면에서의 간섭 줄무늬(31)의 피치는 동일하다.
그리고, 제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬(31)가 제1 회절 격자 부재(30)의 표면과 이루는 각도를 경사각 φ로 했을 때, 제1 회절 격자 부재(30)에 있어서, 도2의 (B) 혹은 도2의 (C)(제2 실시예에서의 도3의 (B)도 참조)에 모식적인 단면도를 나타낸 바와 같이,
(A) 경사각이 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT에 형성된 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN로부터 멀어질수록 크고,
(B) 최소 경사각 영역 RGMIN보다 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역 RGIN에 형성된 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN에 인접하는 내측 영역 RGIN - NEAR에서 최대 경사각 φMAX이며, 최소 경사각 영역 RGMIN로부터 멀어질수록 작아진다.
도1을 참조하여, 도광판(21) 내에서의 평행 광속의 거동 등을, 이하, 설명한다. 또, 후술하는 제2 내지 제5 실시예의 설명을 포함하는 이하의 설명에 있어서, 전반사라고 하는 용어는, 내부 전반사, 혹은, 도광판 내부에서의 전반사를 의미한다.
제2 회절 격자 부재(40)의 중심을 원점 O로 하고, 원점 O를 통과하는 제2 회절 격자 부재(40)의 법선을 X축, 원점 0를 통과하는 도광판(21)의 축선을 Y축으로 한다. 또한, 제2 회절 격자 부재(40)에 의해 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점에 눈동자(50)가 존재한다고 한다. 눈동자(50)의 X좌표의 값이 아이릴리프(Eye relief) d에 상당한다. 이하의 설명에 있어서는, 설명의 간소화를 위해, X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속에 관해 설명한다. 또한, 제1 회절 격자 부재(30)의 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 단부로부터 원점 0까지의 거리를 L1, 제1 회절 격자 부재(30)의 제2 회절 격자 부재(40)에 먼 단부로부터 원점 O까지의 거리를 L2로 한다.
화상 형성 장치(11)로부터 사출된 광속 r1(실선으로 나타냄), r2(일점 쇄선으로 나타냄), r3(점선으로 나타냄)은, 콜리메이트 광학계(12)를 통과한 후, 각각, 입사각+θIN(＞0), 0(도), -θIN(＜0)의 평행 광속이 되어 도광판(21)에 입사하고, 계속하여서, 제1 회절 격자 부재(30)에 입사(충돌)하여, 제1 회절 격자 부재(30)에 의해 회절 반사되고, 도광판(21) 내를 전반사하여, 제2 회절 격자 부재(40)를 향해 전파하고, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사(충돌)하여, 눈동자(50)의 중심에, 각각, 화각 θ=-θ0(＜0), 0(도), +θ0(＞0)으로 입사한다. 또한, 입사각 θ로, 도광판(21)에 입사한 평행 광속은, 화각 θ(=입사각[-θ])로 도광판(21)으로부터 사출된다. 이 경우, 각 평행 광속 r1, r2, r3은, 각각이 갖는 상이한 전반사각 α1, α2, α3에 기초하여, 도광판(21) 내를 상이한 전반사 위치 및 전반사 횟수로 진행되게 된다. 여기에서, 평행 광속이 도광판(21)의 제1면(21A)(제2면(21B)과 대향하는 면)에서의 전반사를 거쳐 제2면(21B)(제1 회절 격자 부재(30) 및 제2 회절 격자 부재(40)가 배치된 도광판(21)의 면)에서 전반사할 때, 제2면(21B)에서 전반사하는 위치(원점 O로부터의 거리 L)와 전반사 횟수 N의 관계는, 평행 광속이 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하는 위치(원점 O로부터의 거리)를 Lf, 도광판(21)의 두께를 t, 그 평행 광속의 전반사각을 α로 했을 때, 이하의 수학식 1로 나타내진다.
[수학식 1]
L=Lf-2×N×t×tan(α) ... (1)
따라서, 평행 광속 r1, r2, r3의 전반사각 α1, α2, α3에서의 상기 관계식 (1)은, 각각의 평행 광속의 제1 회절 격자 부재(30)로의 입사 위치(최초의 내부 반사 위치로서, 원점 O로부터의 거리)를, Lf -1, Lf -2, Lf -3, 제2 회절 격자 부재(40)로의 입사 위치(마지막 내부 반사 위치로서, 원점 O로부터의 거리)를 Le -1, Le -2, Le -3, 전반사 횟수를 N1, N2, N3이라 하면, 이하의 수학식 2(식 (2-1), 식 (2-2), 식 (2-3)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Le -1=Lf -1-2×N1×t×tan(α1) (2-1)
Le -2=Lf -2-2×N2×t×tan(α2) (2-1)
Le -3=Lf -3-2×N3×t×tan(α3) (2-1)
여기에서, Le -1, Le -2, Le -3은, 도1로부터도 분명한 바와 같이, 화각 θ와 아이릴리프 d의 관계에 기초하여, 평행 광속이 눈동자(50)의 중심 부분에 입사하도록, 일의적으로 결정된다. 또한, N1, N2, N3은 정의 정수이어야만 한다. 이러한 관계식은, 도광판(21)의 두께 t와, 평행 광속이 입사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 범 위 L1 내지 L2 및 제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬(31)의 피치와 화각 θ에 의해 유도되는 α1, α2, α3이 취하는 여러 가지 조건으로 성립되기 때문에, 보다 실용적인 구성으로 이들 변수를 결정할 필요가 있다.
이하의 표1에 나타내는 조건에서, 화각 θ를 -8도로부터 +8도까지 1도 간격으로 하여, 각 화각 θ에서 동일 파장에서 블랙 조건을 만족하는 제2 회절 격자 부재(40)에서의 간섭 줄무늬의 경사의 분포를 계산한 결과를, 이하의 표2에 나타낸다. 또한, 일반적으로, 평행 광속이 입사각 ψIN으로 회절 격자 부재에 입사하고, 사출 회절각 ψOUT으로 회절 반사될 때의 회절 효율을 최대로 하도록 하는 간섭 줄무늬의 경사각 ΦMAX는 이하의 수학식 3으로 나타낼 수 있으며, 이 수학식 3은 블랙 조건에 기초하여 도출할 수 있다.
[수학식 3]
ΦMAX=(ψOUT+ψIN)/2 ... (3)
또한, 제1 실시예 혹은 후술하는 제2 내지 제5 실시예에서의 제2 회절 격자 부재(40)의 간섭 줄무늬는, 표2의 경사각의 값에 따라 형성되고 있다. 구체적으로는, 제2 회절 격자 부재(40)에서의 간섭 줄무늬에서의 경사각은, 제1 회절 격자 부재(30)에 가까워질수록 증가한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 색 얼룩이나 휘도 얼룩의 저감을 더욱 도모할 수 있다. 또한, 경사각의 증가는, 단계적이라도 되고 연속적이라도 된다. 즉, 전자의 경우, 제2 회절 격자 부재(40)를, 가장 제1 회 절 격자 부재(30)로부터 먼 부분으로부터 가장 제1 회절 격자 부재(30)에 가까운 부분까지, T개의 부분으로 나누었을 때, t번째(단, t=1, 2, … T)의 제2 회절 격자 부재의 부분 RG2 -t에서의 경사각을 일정하게 하고, 게다가, t의 값이 증가함에 따라, 제2 회절 격자 부재의 부분 RG2 -t에서의 경사각을 증가시키는 형태로 하면 된다. 한편, 후자의 경우, 간섭 줄무늬의 경사각을 서서히 변화시키는 형태로 하면 된다.
[표1]
도광판(21)의 재질 : 광학 유리(굴절률 1.52의 BK7)
도광판(21)의 두께 t : 2.0㎜
입사 파장 λ : 522㎚
제2 회절 격자 부재(40)의 간섭 줄무늬 피치: 402. 2㎚
화각 0도에서 도광판(21)으로부터 사출한 광선의 도광판(21) 내에서의 전반사각 : 58.8도
[표2]
Figure 112006070726002-pat00001
표2로부터도 분명한 바와 같이, 화각 θ의 값이 증가하면, 제2 회절 격자 부재(40)에서의 경사각이 커진다. 바꾸어 말하면, 화각 θ의 값이 작은 경우, 전반사각 α의 값은 작아져, 이러한 화각 θ에 대응하는 평행 광속의 도광판(21) 내부에서의 전반사 횟수 N가 많아진다. 한편, 화각 θ의 값이 큰 경우, 전반사각 α의 값은 커져, 이러한 화각 θ에 대응하는 평행 광속의 도광판(21) 내부에서의 전반사 횟수 N은 적어진다.
눈동자(50)의 중심에 입사하는 파장 λ=522㎚인 평행 광속이, 제1 회절 격자 부재(30)의 어느 위치에서 회절 반사하고, 또한, 이 평행 광속이 도광판(21)의 제2면(21B)을 몇회 전반사하여 눈동자(50)에 도달하는지를, 도2의 (A) 그래프에 나타낸다. 또한, 이 그래프, 혹은, 후술하는 실시예에서의 마찬가지의 그래프는, 모두 수학식 1에 기초하여 계산하고 있다. 또한, 그래프에서의 종축은 거리 L을 나타내고, 횡축은 화각 θ를 나타낸다.
제1 실시예에서는, 도광판(21)의 두께 t, 아이릴리프 d, 제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬의 피치, 화각 θ0, -θ0을 이하의 표3과 같이 하였다.
[표3]
도광판(21)의 두께 t : 5㎜
아이릴리프 d : 20㎜
제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬의 피치: 402.2㎚
화각 θ0 : 4.0도
화각 -θ0 : -4.0도
도2의 (A)에서, 우상향 실선의 곡선 [1]은 전반사 횟수 N=3인 경우를 나타내고, 우상향 점선의 곡선 [2]는 전반사 횟수 N=4인 경우를 나타낸다.
그래프의 횡축(화각 θ이지만, 입사각 [-θ]에도 상당함)의 마이너스 방향은, 동일 파장인 블랙 조건을 만족하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 상대적으로 작아지는 방향이고, 그래프의 횡축(화각 θ이지만, 입사각 [-θ]에도 상당함)의 플러스 방향은, 동일 파장으로 블랙 조건을 만족하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 상대적으로 커지는 방향이다. 따라서, 그래프의 곡선이 왼쪽으로부터 우상향으로 되어 있다고 하는 것은, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1 회절 격자 부재(30)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어지는 것을 의미하고 있다.
보다 구체적으로는, 도2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 화각 θ=3도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제1 회절 격자 부재(30)에서, 점 「A」(L≒40㎜)의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하고, 이 제1 회절 격자 부재(30)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 3회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 또한, 화각 θ=3도(=입사각[-θ])에 상당하는 평행 광속 은, 제1 회절 격자 부재(30)에서, 점 「B」(L≒60㎜)의 위치에서도 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하고, 이 제1 회절 격자 부재(30)의 영역에서 회절 반사되어 도광판(21)의 제2면(21B)에서 4회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 따라서, 제1 회절 격자 부재(30)에서, 점 「B」(L≒60㎜)의 영역에서의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ는, 화각 θ=3도(=입사각 [-θ])에서의 경사각 30.4도(표2 참조)로 하면 된다. 또한, 이와 같이, 평행 광속군의 도광판(21) 내부에서의 전반사의 횟수는, 평행 광속군의 도광판(21)으로의 입사 각도에 의존하여 상이하다.
마찬가지로 하여, 거리 L과 화각 θ와 경사각의 관계를, 이하의 표4에 예시한다.
[표4]
거리 L(㎜) 화각 θ(도) 경사각 φ(도)
40 -3.87 28.37
45 -1.67 28.92
50 0.23 29.47
55 1.74 29.97
60 3.03 30.45
65 4.17 30.93
또한, 도2의 (A)에 나타내는 예에 있어서는, 점선의 곡선 [2](전반사 횟수 N=4)에 준거하여, 화각 θ에 대응하는 경사각 φ를 구하고, 제1 회절 격자 부재(30)의 거리 L의 영역에서의 관계되는 경사각 φ를 갖는 간섭 줄무늬(31)를 제1 회절 격자 부재(30)의 거리 L의 영역에 형성한다. 이러한 간섭 줄무늬(31)에서는, 도2의 (B)에 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 경사각 φ는, 연속적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가한다.
또는, 경사각 φ의 변화를 단계적으로 할 수도 있다. 즉, 도2의 (C)에 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 도광판(21)의 축선 방향에 따라 제1 회절 격자 부재(30)를 S개(구체적으로는, S=6)의 부분으로 나누고, s번째(단, s=1, 2, … 6)의 제1 회절 격자 부재(30)의 부분 RG1 -s에서의 경사각 φ1-s를 일정하게 하며, 또한, s의 값이 상이하면 제1 회절 격자 부재의 부분 RG1 -s에서의 경사각 φ1-s를 바꾼다. 부분 RG1 -s의 거리 L1 -s의 범위와, 화각 θ1-s(=입사각 [-θ]1-s)와, 경사각 φ1-s의 관계를, 이하의 표5에 나타낸다.
[표5]
s 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
1 40.0∼43.0 -3.2 28.53
2 43.0∼46.5 -1.9 28.86
3 46.5∼50.4 -0.38 29.29
4 50.4∼55.0 0.90 29.69
5 55.0∼60.1 2.5 30.25
6 60.1∼65.0 3.64 30.70
제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬(31)가 제1 회절 격자 부재(30)의 표면과 이루는 각도를 경사각 φ로 했을 때, 도2의 (B)에 나타내는 제1 회절 격자 부재(30)의 예에 있어서는, 경사각이 최소 경사각 φMIM(화각 θ=입사각[-θ]=-4.0도에 상당)이 되는 최소 경사각 영역 RGMIM(점 「C」, L=40㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT에 형성된 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIM으로부터 멀어질수록 커진다. 또한, 최소 경사각 영역 RGMIM보다 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳에 제1 회절 격자 부재의 영역은 존재하지 않기 때문에, 상기의 (B)항은 무시한다.
또한, 제2 회절 격자 부재(40)에 의해 회절 반사된 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속 중, 가장 제1 회절 격자 부재(30)에 가까운 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θ=θ0(＞0), 가장 제1 회절 격자 부재에서 먼 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θ=-θ0(＜0)으로 했을 때, 화각 θ=θ0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재(30)의 영역(점 「D」, L=65㎜가 상당)이, 최대 경사각(화각 θ=입사각[-θ]=4.0도에 상당)을 갖고, 화각 θ=-θ0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재의 영역(점 「C」, L=40㎜가 상당)이, 최소 경사각(화각 θ=입사각 [-θ]=-4.0도에 상당)을 갖는다.
[제2 실시예]
제2 실시예는, 제1 실시예의 변형이다. 제2 실시예에 있어서는, 제1 실시예의 표3에 나타낸 여러 가지 파라미터를, 이하의 표6에 나타내는 파라미터로 변경하였다.
[표6]
도광판(21)의 두께 t : 6㎜
아이릴리프 d : 20㎜
제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬의 피치: 402.2㎚
화각 θ0 : 3.5도
화각 -θ0 : -3.5도
눈동자(50)의 중심에 입사하는 파장 λ=522㎚의 평행 광속이, 제1 회절 격자 부재(30)의 어느 위치에서 회절 반사하고, 또한, 이 평행 광속이 도광판(21)의 제2면(21B)을 몇 회 전반사하여 눈동자(50)에 도달하는지를, 도3의 (A) 그래프에 나타낸다.
도3의 (A)에서, 우상향 실선의 곡선 [1]은 전반사 횟수 N=3의 경우를 나타내고, 우상향 점선의 곡선 [2]는 전반사 횟수 N=4의 경우를 나타낸다. 여기에서, 그래프의 곡선이 좌로부터 우상향이 되어 있다고 하는 것은, 제1 실시예에서 설명한 바와 마찬가지로, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1 회절 격자 부재(30)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어지는 것을 의미하고 있다.
예를 들면, 화각 θ=O.2도 내지 3.5도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제1 회절 격자 부재(30)에서, L≒40㎜ 내지 50㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하고, 이 제1 회절 격자 부재(30)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 3회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에는, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회 절 반사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1 회절 격자 부재(30)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어진다.
한편, 화각 θ가 O.2도 이하인 경우에 있어서는, 즉, 화각 θ=-3.5도 내지 0.2도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제1 회절 격자 부재(30)에 있어서, L≒49㎜ 내지 60㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하고, 이 제1 회절 격자 부재(30)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 4회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에도, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1 회절 격자 부재(30)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어진다.
거리 L과 화각 θ와 경사각 φ의 관계를, 이하의 표7에 예시한다.
[표7]
거리 L(㎜) 화각 θ(도) 경사각 φ(도)
40 0.3 29.49
45 2.05 30.08
50 -3.2 28.53
55 -1.37 29.00
60 0.15 29.45
여기에서, 화각 θ=-θ0=-3.5도에 상당하는 평행 광속이 제1 회절 격자 부재(30)에 입사하는 영역인 L≒49㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒49㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=60㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒49㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다.
한편, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒49㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역 RGIN에 형성된 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN에 인접하는 내측 영역 RGIN - NEAR에서 최대 경사각 φMAX이고, 최소 경사각 영역 RGMIN으로부터 멀어질수록 작아진다.
또한, 외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 연속적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하고, 내측 영역 RGIN에 있어서도, 경사각 φ는 연속적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 해도 되며, 도3의 (B)에 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 단계적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하고, 내측 영역 RGIN에 있어서도, 경사각 φ는 단계적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 해도 된다. 즉, 도광판(21)의 축선 방향을 따라 제1 회절 격자 부재(30)를 S개(구체적으로는, S=6)의 부분으로 나누고, s번째(단, s=1, 2, … 6)의 제1 회절 격자 부재(30)의 부분 RG1 -s에서의 경사각 φ1-s를 일정하게 하며, 또한, s의 값이 상이하면 제1 회절 격자 부재의 부분 RG1 -s에서의 경사각 φ1-s를 바꾸어도 된다. 부분 RG1 -s의 거리 L1 -s의 범위와, 화각 θ1-s(=입사각 [-θ]1-s)와, 경사각 φ1-s의 관계를, 이하의 표8에 나타낸다.
[표8]
s 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
1 40.0∼43.3 0.83 29.66
2 43.3∼46.6 2.05 28.55
3 46.6∼49.9 3.05 31.45
4 49.9∼53.2 -2.81 28.28
5 53.2∼56.5 -1.44 28.78
6 56.5∼59.8 -0.375 29.23
또한 제2 실시예에는, 화각 θ=0.15도 이하에 상당하는 평행 광속에 있어서는, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 4회 전반사되고, 화각 θ=0.15도 이상에 상당하는 평행 광속에 있어서는, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 3회 전반사된다.
[제3 실시예]
제3 실시예도 제1 실시예의 변형이다. 제3 실시예에 있어서는, 제1 실시예의 표3에 나타낸 여러 가지의 파라미터를, 이하의 표9에 나타내는 파라미터로 변경하였다.
[표9]
도광판(21)의 두께 t : 5㎜
아이릴리프 d : 20㎜
제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬의 피치: 402.2㎚
화각 θ0 : 6.0도
화각 -θ0 : -6.0도
또한, 제3 실시예에 있어서는, 제1 회절 격자 부재(30)는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층(제3 실시예에 있어서는 Q=2)의 회절 격자층(30A, 30B)이 적층되어 이루어지고, 각 회절 격자층(30A, 30B)에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되어 있으며, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 각 회절 격자층(30A, 30B)의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한, 회절 격자층(30A, 30B) 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일하다.
또한, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 회절 격자층(30A, 30B)의 전부에서 최소 경사각 φMIN은 상이하고, 또한, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 회절 격자층(30A, 30B)의 전부에서 최대 경사각 φMAX는 상이하다.
눈동자(50)의 중심에 입사하는 파장 λ=522㎚의 평행 광속이, 제1 회절 격자 부재(30)의 어느 위치에서 회절 반사하고, 또한, 이 평행 광속이 도광판(21)의 제2면(21B)을 몇 회 전반사하여 눈동자(50)에 도달하는지를, 도4의 (A) 그래프에 나타낸다.
도4의 (A)에서, 우상향 실선의 곡선 [1]은 전반사 횟수 N=3의 경우를 나타내고, 우상향 점선의 곡선 [2]는 전반사 횟수 N=4의 경우를 나타낸다. 여기에서, 그래프의 곡선이 좌로부터 우상향이 되어 있다고 하는 것은, 제1 실시예에서 설명한 바와 마찬가지로, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광 속을 회절 반사하는 제1 회절 격자 부재(30)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1 회절 격자 부재(30)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어지는 것을 의미하고 있다.
예를 들면, 화각 θ=1.3도 내지 6.0도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, L≒36㎜ 내지 51㎜의 위치에서 제2층째의 회절 격자층(30B)에 입사하고, 이 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 3회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에는, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어진다.
한편, 화각 θ가 1.3도 이하인 경우에 있어서는, 즉, 화각 θ=-6.0도 내지 1.3도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제1층째의 회절 격자층(30A)에 있어서, L≒36㎜ 내지 52㎜의 위치에서 제1층째의 회절 격자층(30A)에 입사하고, 이 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 4회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에도, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 멀어진다.
한편, 화각 θ=-6.0도 내지 1.3도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제2층째의 회절 격자층(30B)에 입사하는 경우가 있지만, 관계되는 평행 광속의 제2층째의 회절 격자층(30B)에서의 회절 효율이 낮기 때문에, 관계되는 평행 광속이 제2층째의 회절 격자층(30B)에 의해 회절 반사되지는 않는다. 마찬가지로, 화각 θ=1.3도 내지 6.0도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, 제1층째의 회절 격자층(30A)에도 입사하지만, 관계되는 평행 광속의 제1층째의 회절 격자층(30A)에서의 회절 효율이 낮기 때문에, 관계되는 평행 광속이 제1층째의 회절 격자층(30A)에 의해 회절 반사되지는 않는다.
제1층째의 회절 격자층(30A)에 있어서는, 화각 θ1=-θ1-0=-6.0도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역인 L≒36㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒36㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=52㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒36㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고 화각 θ1=-θ1-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역(L=52㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
한편, 제2층째의 회절 격자층(30B)에 있어서는, 화각 θ2=-θ2-0=1.3도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역인 L≒36㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒36㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=51㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒36㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고 화각 θ2=-θ2-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역(L=51㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
여기에서, 최소 경사각 영역 RGMIM보다 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳에 회절 격자층의 영역은 존재하지 않기 때문에, 제1 실시예에서 설명한 (B)항은 무시한다.
외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 연속적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 하여도 되고, 도4의 (B)에 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 단계적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 해도 된다. 즉, 도 광판(21)의 축선 방향을 따라 제1 회절 격자 부재(30)를 S개(구체적으로는, S=6)의 부분으로 나누고, s번째(단, s=1, 2, … 6)의 제1층째 회절 격자층(30A)의 부분 RG(g-s)[RG(1, 1), RG(2, 1), RG(3, 1), RG(4, 1), RG(5, 1), RG(6, 1)], s번째의 제2층째 회절 격자층(30B)의 부분 RG(g-s)[RG(1, 2), RG(2, 2), RG(3, 2), RG(4, 2), RG(5, 2), RG(6, 2)],에서의 경사각을 일정하게 하며, 또한, s의 값이 상이하면 회절 격자층(30A, 30B)의 부분에서의 경사각을 바꾸어도 된다. 또한, 제1층째의 회절 격자층(30A)과 제2층째의 회절 격자층(30B)의 적층 순서를 반대로 하여도 된다.
부분 RG(g-s)의 거리 L1 -s의 범위와, 화각 θ1-s(=입사각 [-θ]1-s)와, 경사각 φ1-s의 관계를, 이하의 표10에 나타낸다.
[표10]
3회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(2, 1) 36.0∼38.25 1.74 29.97
(2, 2) 38.25∼40.75 2.8 30.36
(2, 3) 40.75∼43.25 3.7 30.72
(2, 4) 43.25∼45.75 4.5 31.07
(2, 5) 45.75∼48.5 5.2 31.40
(2, 6) 48.5∼52.0 5.8 31.70
4회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(1, 1) 36.0∼38.25 -5.4 28.03
(1, 2) 38.25∼40.75 -4.0 28.34
(1, 3) 40.75∼43.25 -2.9 28.60
(1, 4) 43.25∼45.75 -1.75 28.90
(1, 5) 45.75∼48.5 -0.76 29.17
(1, 6) 48.5∼52.0 0.08 29.42
제3 실시예에 있어서는, 제1 회절 격자 부재를 다층 구조로 함으로써, 도광 판의 축선 방향을 따른 제1 회절 격자 부재의 길이의 단축화를 도모하면서, 화각을 크게 할 수 있다.
[제4 실시예]
제4 실시예도 제1 실시예의 변형이다. 제4 실시예에 있어서는, 제1 실시예의 표3에 나타낸 여러 가지의 파라미터를, 이하의 표11에 나타내는 파라미터로 변경하였다.
[표11]
도광판(21)의 두께 t : 2㎜
아이릴리프 d : 20㎜
제1 회절 격자 부재(30)에서의 간섭 줄무늬의 피치: 402.2㎚
화각 θ0 : 8.0도
화각 -θ0 : -8.0도
또한, 제4 실시예에 있어서는, 제1 회절 격자 부재(30)는 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층(제4 실시예에 있어서는 Q=4)의 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)이 적층되어 이루어지고, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 각 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되고 있으며, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 각 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한, 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D) 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일하다.
또한, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)의 전부에서 최소 경사각 φMIN은 상이하고, 또한, 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)의 전부에서 최대 경사각 φMAX는 상이하다.
눈동자(50)의 중심에 입사하는 파장 λ=522㎚의 평행 광속이, 제1 회절 격자 부재(30)의 어느 위치에서 회절 반사하고, 또한, 이 평행 광속이 도광판(21)의 제2면(21B)을 몇 회 전반사하여 눈동자(50)에 도달하는지를, 도5의 (A) 그래프에 나타낸다. 또한, 도5의 (A) 및 (B)에서는, 도면을 간소화하기 위해, 부분 RG(q, s)를 (q, s)로 표시한다.
도5의 (A)에서, 우상향 실선의 곡선 [1]은 전반사 횟수 N=4의 경우를 나타내고, 우상향 점선의 곡선 [2]는 전반사 횟수 N=5의 경우를 나타내고, 우상향 실선의 곡선 [3]은 전반사 횟수 N=6의 경우를 나타내고, 우상향 점선의 곡선 [4]는 전반사 횟수 N=7의 경우를 나타낸다. 여기에서, 그래프의 곡선이 좌로부터 우상향이 되어 있다고 하는 것은, 제1 실시예에서 설명한 바와 마찬가지이다.
화각 θ=3.9도 내지 7.2도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, L≒38㎜ 내지 47㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 제1층째의 회절 격자층(30A)에 입사하고, 이 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 4회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에는, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 길어진다.
또한, 화각 θ=-0.3도 내지 3.9도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, L≒38㎜ 내지 47㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 제2층째의 회절 격자층(30B)에 입사하고, 이 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 5회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에도, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 길어진다.
또한, 화각 θ=-4.3도 내지 -1.5도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, L≒38㎜ 내지 47㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 제3층째의 회절 격자층(30C)에 입사하고, 이 제3층째의 회절 격자층(30C)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 6회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에도, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제3층째의 회절 격자층(30C)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제3층째의 회절 격자 층(30C)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 길어진다.
또한, θ=-8.0도 내지 -5.6도(=입사각 [-θ])에 상당하는 평행 광속은, L≒38㎜ 내지 47㎜의 위치에서 제1 회절 격자 부재(30)를 구성하는 제4층째의 회절 격자층(30D)에 입사하고, 이 제4층째의 회절 격자층(30D)의 영역에서 회절 반사되어, 도광판(21)의 제2면(21B)에서 7회 전반사한 후, 제2 회절 격자 부재(40)에 입사하고 회절 반사되어, 도광판(21)으로부터 사출되어 눈동자(50)로 유도된다. 그리고, 이 경우에도, 화각 θ가 플러스 방향으로 변화함에 따라, 동일 파장의 평행 광속을 회절 반사하는 제4층째의 회절 격자층(30D)의 간섭 줄무늬(31)의 경사각 φ가 소에서 대로 변화하고, 또한, 이러한 경사각이 형성된 제4층째의 회절 격자층(30D)의 영역의 원점 O로부터의 거리가 서서히 길어진다.
또한, 임의의 회절 격자층에 입사한 평행 광속은, 다른 3층 중 적어도 1층의 회절 격자층에 입사하는 경우가 있지만, 다른 회절 격자층에 있어서는, 관계되는 평행 광속의 회절 효율이 낮기 때문에, 관계되는 평행 광속이 다른 회절 격자층에 의해 회절 반사되지는 않는다.
제1층째의 회절 격자층(30A)에 있어서는, 화각 θ1=-θ1-0=3.9도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역인 L≒35㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=47㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고, 화각 θ1=θ1-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1층째의 회절 격자층(30A)의 영역(L=47㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
한편, 제2층째의 회절 격자층(30B)에 있어서는, 화각 θ2=-θ2-0=-0.3도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역인 L≒35㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=47㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고, 화각 θ2=θ2-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제2층째의 회절 격자층(30B)의 영역(L=47㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
또한, 제3층째의 회절 격자층(30C)에 있어서는, 화각 θ3=-θ3-0=-4.3도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제3층째의 회절 격자층(30C)의 영역인 L≒35㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=41㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고, 화각 θ3=θ3-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제3층째의 회절 격자층(30C)의 영역(L=41㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
또한, 제4층째의 회절 격자층(30D)에 있어서는, 화각 θ4=-θ4-0=-8.0도에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제4층째의 회절 격자층(30D)의 영역인 L≒35㎜의 영역에서의 간섭 줄무늬의 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이다. 그리고, 경사각 φ가 최소 경사각 φMIN이 되는 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)보다 제2 회절 격자 부재(40)로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역 RGOUT(L=40㎜까지의 영역이 상당)에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각 φ는, 최소 경사각 영역 RGMIN(L≒35㎜가 상당)으로부터 멀어질수록 크다. 그리고, 화각 θ4=θ4-0이 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제4층째의 회절 격자층(30D)의 영역(L=40㎜의 영역이 상당)이 최대 경사각 φMAX를 갖는다.
여기에서, 최소 경사각 영역 RGMIN보다 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳 에 회절 격자층의 영역이 존재하지 않기 때문에, 제1 실시예에서 설명한 (B)항은 무시한다.
외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 연속적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 하여도 되고, 도5의 (B)에 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면도를 나타내는 바와 같이, 외측 영역 RGOUT에서, 경사각 φ는 단계적으로, 또한, L의 증가에 수반하여 단조롭게 증가하는 구성으로 해도 된다. 즉, 도광판(21)의 축선 방향을 따라 제1 회절 격자 부재(30)를 S개(구체적으로는, S=6)의 부분으로 나누고, s번째(단, s=1, 2, … 6)의 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)의 부분에서의 경사각을 일정하게 하며, 또한, s의 값이 상이하면 회절 격자층(30A, 30B, 30C, 30D)의 부분에서의 경사각을 바꾸어도 된다. 또한, 제1층째의 회절 격자층(30A)과 제2층째의 회절 격자층(30B)과 제3층째의 회절 격자층(30C)과 제4층째의 회절 격자층(30D)의 적층 순서는, 본질적으로 임의이다.
부분 RG(g-s)의 거리 L1 -s의 범위와, 화각 θ1-s(=입사각 [-θ]1-s)와, 경사각 φ1-s의 관계를, 이하의 표12에 나타낸다.
[표12]
4회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(1, 1) 35∼37 4.02 30.86
(1, 2) 37∼39 4.63 31.13
(1, 3) 39∼41 5.24 31.42
(1, 4) 41∼43 5.85 31.72
(1, 5) 43∼45 6.45 32.05
(1, 6) 45∼47 7.14 32.45
5회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(2, 1) 35∼37 -0.15 29.35
(2, 2) 37∼39 0.6 29.59
(2, 3) 39∼41 1.44 29.87
(2, 4) 41∼43 2.2 30.14
(2, 5) 43∼45 2.95 30.42
(2, 6) 45∼47 3.87 30.79
6회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(3, 1) 35.0∼36.2 -4.17 28.30
(3, 2) 36.2∼37.4 -3.4 28.48
(3, 3) 37.4∼38.6 -2.73 28.64
(3, 4) 38.6∼39.8 -2.12 28.80
(3, 5) 39.8∼41.0 -1.52 28.96
7회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(4, 1) 35.0∼36.2 -7.9 27.54
(4, 2) 36.2∼37.4 -7.14 27.68
(4, 3) 37.4∼38.6 -6.3 27.84
(4, 4) 38.6∼39.8 -5.7 27.96
제4 실시예에 있어서는, 제1 회절 격자 부재를 더욱 다층 구조로 함으로써, 도광판의 축선 방향에 따른 제1 회절 격자 부재 길이의 단축화를 더욱 도모하면서, 화각을 한층 크게 할 수 있고, 도광판의 두께를 얇게 할 수도 있어, 광학 장치 및 화상 표시 장치의 소형화를 더욱 도모할 수 있다.
또한, 도5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 화각 영역 A에 대응하는 제1 회절 격자 부재의 영역에 있어서는, 원하는 블랙 조건으로 회절하는 간섭 줄무늬의 경사각이 존재하지 않는다. 이러한 경우에 있어도, 도6에 나타내는 바와 같이, 화각 영역 A의 전후의 화각에 대응하는 제1 회절 격자 부재의 영역에서의 간섭 줄무늬가, 화각 영역 A에 상당하는 평행 광속을 회절 반사할 수 있을 정도의 회절 효율을 갖 고 있으면, 즉, 회절 효율의 각도 특성의 반값 h가, 화각 영역 A에 상당하는 입사각을 갖는 평행 광속을 회절 반사할 수 있을 정도로 크면, 특별한 문제는 발생하지 않는다.
또한, 눈동자(50)의 중심에 입사하는 파장 λ=522㎚의 평행 광속이, 제1 회절 격자 부재(30)의 어느 위치에서 회절 반사하고, 또한, 이 평행 광속이 도광판(21)의 제2면(21B)을 몇 회 전반사하여 눈동자(50)에 도달하는지를, 도7의 (A) 그래프에 나타내는 바와 같이, 화각 영역 B에 대응하는 제1 회절 격자 부재의 영역이 2개소 존재하는 구성으로 할 수도 있어, 이것에 의해, 더 확실하게 제1 회절 격자 부재(30)에서의 평행 광속의 회절 반사를 달성할 수 있다. 관계되는 제1 회절 격자 부재(30)의 모식적인 단면각을, 도7의 (B)에 나타낸다. 또한, 도7의 (A) 및 (B)에서는, 도면을 간소화하기 위해, 부분 RG(q, s)를 (q, s)로 표시한다. 이 경우의, 부분 RG(q, s)의 거리 L1 -s의 범위와, 화각 θ1-s(=입사각 [-θ]1-s)와, 경사각 φ1-s의 관계를, 이하의 표13에 나타낸다. 또한, 이 경우에 있어서는, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 Q층의 회절 격자층에 있어서, 적어도 하나의 회절 격자층의 최소 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하이거나, 또는, 이 하나의 회절 격자층의 최대 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하이라고 할 수 있다.
[표13]
4회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(1, 1) 35∼37 4.02 30.86
(1, 2) 37∼39 4.63 31.13
(1, 3) 39∼41 5.24 31.42
(1, 4) 41∼43 5.85 31.72
(1, 5) 43∼45 6.45 32.05
(1, 6) 45∼47 7.14 32.45
5회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(2, 1) 35∼37 -0.15 29.35
(2, 2) 37∼39 0.6 29.59
(2, 3) 39∼41 1.44 29.87
(2, 4) 41∼43 2.2 30.14
(2, 5) 43∼45 2.95 30.42
(2, 6) 45∼47 3.87 30.79
6회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(3, 1) 35.0∼36.2 -4.17 28.30
(3, 2) 36.2∼37.4 -3.4 28.48
(3, 3) 37.4∼38.6 -2.73 28.64
(3, 4) 38.6∼39.8 -2.12 28.80
(3, 5) 39.8∼41.0 -1.52 28.96
7회 전반사
(q, s) 거리 L1 -s(㎜) 화각 θ1-s(도) 경사각 φ1-s(도)
(4, 1) 35.0∼36.2 -7.9 27.54
(4, 2) 36.2∼37.4 -7.14 27.68
(4, 3) 37.4∼38.6 -6.3 27.84
(4, 4) 38.6∼39.8 -5.7 27.96
(4, 5) 39.8∼42.5 -4.17 28.30
[제5 실시예]
제5 실시예는, 본 발명의 제2 태양에 따른 광학 장치 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 제5 실시예의 광학 장치 및 화상 표시 장치의 개념도는, 기본적으로는 도1에 나타낸 바와 마찬가지이다.
제5 실시예의 광학 장치에서의 제1 회절 격자 부재(130)의 개념도(단면)를 도8의 (A)에 나타낸다.
제5 실시예의 광학 장치는, 제1 실시예과 마찬가지로,
(A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 이루어지는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판(21),
(B) 도광판(21)에 입사된 평행 광속군이 도광판(21)의 내부에서 전반사되도록, 도광판(21)에 입사된 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제1 회절 격자 부재(130), 및
(C) 도광판(21)의 내부를 전반사에 의해 전파한 평행 광속군을 회절 반사하여, 도광판(21)으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 제2 회절 격자 부재(40)를 구비하고 있다.
그리고, 제1 회절 격자 부재(130)는, 도8의 (B)에 개념도(단면)를 나타내는 바와 같이, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지는 Q층(제5 실시예에 있어서는 Q=2)의 가상 회절 격자층이 적층되어 이루어진다고 가정했을 때, 제1 회절 격자 부재(130)를 구성하는 각 가상 회절 격자층(230A, 230B)의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한, 가상 회절 격자층(230A, 230B) 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일하다. 또한, 이 2층의 가상 회절 격자층(230A, 230B)은, 도4의 (B)에 나타낸 제3 실시예에서의 회절 격자층(30A, 30B)과 등가이며, 가상 회절 격자층(230A, 230B)의 특성은, 도4의 (B)에서의 회절 격자층(30A, 30B)과 동등하므로, 이러한 가상 회절 격자층(230A, 230B)의 구성에 관해서는, 제3 실시예의 설명을 참조하길 바란다.
또한, 가상 회절 격자층(230A, 230B)에서의 간섭 줄무늬가 가상 회절 격자 층(230A, 230B)의 표면과 이루는 각도를 경사각이라고 하였을 때, 각 가상 회절 격자층(230A, 230B)에 있어서,
(A) 경사각이 최소 경사각이 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
(B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에 있어서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아진다.
그리고, 제1 회절 격자 부재(130)를, 가장 제2 회절 격자 부재에 가까운 부분으로부터 가장 제2 회절 격자 부재로부터 먼 부분까지, R개의 구획(제5 실시예에서는, R=6)으로 나누었을 때, r번째(단, r=1, 2, …, R)의 제1 회절 격자 부재의 구획 RG1 -r은, Q층의 가상 회절 격자층을, 가장 제2 회절 격자 부재에 가까운 부분으로부터 가장 제2 회절 격자 부재로부터 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때 얻어지는 가상 회절 격자층의 구획 VG(r, q)(단, q는 1에서 Q의 범위 내에서 선택된 중복이 없는 임의의 정수)의 적층 구조로 구성되어 있다.
구체적으로는, 도8의 (A)에 나타내는 바와 같이, 제1층째의 회절 격자층(130A) 및 제2층째의 회절 격자층(130B)은, 제2 회절 격자 부재측으로부터, 이하의 표14의 순서로 배열되고 있다. 표14에 있어서는, 상단에 기재된 회절 격자층만큼, 제2 회절 격자 부재(40)에 가까운 곳에 위치한다.
[표14]
제1층째의 회절 격자층(130A) 제2층째의 회절 격자층(130B)
구획 VG(1, 2) 구획 VG(1, 1)
구획 VG(2, 1) 구획 VG(2, 2)
구획 VG(3, 2) 구획 VG(3, 1)
구획 VG(4, 2) 구획 VG(4, 1)
구획 VG(5, 1) 구획 VG(5, 2)
구획 VG(6, 2) 구획 VG(6, 1)
여기에서, 구획 VG(1, 1), 구획 VG(2, 1), 구획 VG(3, 1), 구획 VG(4, 1), 구획 VG(5, 1), 구획 VG(6, 1)이 갖는 특징은, 제3 실시예에서의 제1층째의 회절 격자층(30A)의 부분 RG(g-s)[RG(1, 1), RG(2, 1), RG(3, 1), RG(4, 1), RG(5, 1), RG(6, 1)]가 갖는 특성과 동일하게 할 수 있으며, 구획 VG(1, 2), 구획 VG(2, 2), 구획 VG(3, 2), 구획 VG(4, 2), 구획 VG(5, 2), 구획 VG(6, 2)가 갖는 특징은 제3 실시예에서의 제1층째 회절 격자층(30A)의 부분 RG(g-s)[RG(1, 2), RG(2, 2), RG(3, 2), RG(4, 2), RG(5, 2), RG(6, 2)]가 갖는 특성과 동일하게 할 수 있다.
도9에는, 도8의 (A)에 나타낸 바와 같이 적층된 제1 회절 격자 부재(130)로 의 평행 광속의 입사 상태를 모식적으로 나타낸다. 간략화를 위해 도광판(21)은 생략하고 있다. 화상 형성 장치(11)의 각 화소 위치로부터 사출된 광속군이 콜리메이트계 광학계(12)에 의해 콜리메이트되어, 진행 방향이 상이한 평행 광속으로 이루어지는 광속군으로 변환된다. 그 후, 이들 평행 광속은 도시하지 않은 도광판(21)을 통과하여, 도8의 (A)에 나타낸 제1 회절 격자 부재(130)에 입사한다. 이때, 구획 VG(1, 2)에 입사한 평행 광속 r1은, 구획 VG(1, 2)에 의해 회절 반사되지 않고, 구획 VG(1, 1)에 입사하고, 여기에서 회절 반사된다.
즉, 평행 광속 r1은 가장 플러스 방향의 입사각(가장 마이너스 방향의 화각 -θO)을 가지므로, 구획 VG(1, 1)에 있어서 소정의 블랙 조건에 기초하여 회절 반사되어, 도광판(21) 내를 전반사를 반복하면서 전파하여 간다. 한편, 이 평행 광속 r1은, 구획 VG(1, 2)에 있어서는 대부분 회절 반사되지 않는다. 이는, 도10에 나타내는 바와 같이, 각각의 구획 VG(r, q)에서의 회절 효율의 각도 특성이 같은 위치에 적층되고 있는 다른 구획 VG(r, q' )에서의 회절 효율의 각도 특성을 커버할 만큼 크지 않기 때문이다.
또한, 적층되고 있는 회절 격자층(30A, 30B)의 두께는, 예를 들면 20㎛로 매우 얇기 때문에, 평행 광속 r1과 평행 광속 r7의 전반사의 위치가 어긋나지 않고, 제3 실시예에서 설명한 것과 거의 같은 특성을 갖는다. 또한, 제1층째의 회절 격 자층(30A)과 제2층째의 회절 격자층(30B)의 적층 순서를 반대로 하여도 된다.
또한, 제2 회절 격자 부재(40)의 중심을 원점 O로 하고, 원점 O를 지나는 제2 회절 격자 부재(40)의 법선을 X축, 원점 O를 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재(40)에 의해 회절 반사되고, 도광판(21)으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점(눈동자(50))과, 제q층째의 가상 회절 격자층(단, q=1, 2, … Q)에 의해 회절 반사되고, 제2 회절 격자 부재(40)에 의해 회절 반사된다고 상정한 상정 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 상정 평행 광속 중, 가장 제1 회절 격자 부재(130)에 가까운 상정 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=θq_0(＞0), 가장 제1 회절 격자 부재(130)에서 먼 상정 평행 광속과 이루는 각도를 화각 θq=-θq_0(＜0)이라고 하였을 때,
화각 θq=θq_0이 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이 상기 최대 경사각을 갖고,
화각 θq=-θq_0이 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이 상기 최소 경사각을 갖는다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 제1 내지 제4 실시예에 있어서, 제1 회절 격자 부재(30)에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역(혹은, 파장)을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사 각도를 대략 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 구성으로 할 수 있고, 제5 실시예에 있어서, 각 가상 회절 격자 층에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역(혹은 파장)을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사 각도를 대략 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다.
제5 실시예에 있어서는, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 회절 격자층의 부분(영역)과 가상 회절 격자층의 구획이 일대일로 대응하고 있었지만, 이것으로 한정하는 것이 아니며, 도8의 (C) 및 (d)에, 각각, 제1 회절 격자 부재의 변형예의 개념도(단면) 및 가상 회절 격자층의 변형예의 적층 구조의 개념도(단면)를 나타내고 있다.
화상 형성 장치로부터 사출되어, 콜리메이트 광학계를 통과한 복수의 평행 광속은, 화상 형성 장치로부터의 사출 위치에 의존하여, 제1 회절 격자 부재로의 입사각이 상이하다. 따라서, 간섭 줄무늬의 경사각이 일정한 제1 회절 격자 부재에 있어서는, 영역마다에서 블랙 조건을 만족하는 회절 파장이 상이하다. 그런데, 본 발명에 있어서는, 제1 회절 격자 부재에 있어서 간섭 줄무늬의 경사각을 일정하게 하지 않고 변화를 주고 있기 때문에, 평행 광속의 제1 회절 격자 부재로의 입사각이 상이해도, 제1 회절 격자 부재의 영역마다에서 블랙 조건을 만족하는 것이 가능해진다. 그 결과, 제1 회절 격자 부재의 영역마다에서의 임의의 파장 대역의 회절 효율을 가능한 한 일정하게 할 수 있어, 화상 형성 장치의 화소의 위치에 의해 눈동자에 유도되는 화소의 상에서의 색조나 휘도가 상이한(색 얼룩이나 휘도 얼룩이 발생하는) 문제의 발생을 억제할 수 있다. 게다가, 제1 회절 격자 부재의 소정 의 영역에 있어서 간섭 줄무늬의 경사각을 소정의 값으로 함으로써, 제1 회절 격자 부재에 입사하여, 회절 반사된 평행 광속을, 제2 회절 격자 부재의 소정의 영역에 확실히 입사시킬 수 있다. 또한, 제1 회절 격자 부재를 Q층의 회절 격자층이 적층된 구조로 하면, 도광판의 축선 방향을 따른 제1 회절 격자 부재의 길이의 단축화를 도모하면서, 화각을 크게 할 수 있다.

Claims (14)

  1. (A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속을 포함하는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판과,
    (B) 도광판에 입사된 상기 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 상기 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제1 회절 격자 부재와,
    (C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 상기 평행 광속군을 회절 반사하여, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
    제1 회절 격자 부재에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 또한 제1 회절 격자 부재의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일한 광학 장치이며,
    제1 회절 격자 부재에서의 간섭 줄무늬가 제1 회절 격자 부재의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 하였을 때, 제1 회절 격자 부재에 있어서,
    (A) 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
    (B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에 있어서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지는 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 회절 격자 부재에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사의 각도를 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되어, 도광판으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속 중, 제1 회절 격자 부재에 가장 가까운 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θ=θ0, 제1 회절 격자 부재에 가장 먼 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θ=-θ0으로 했을 때,
    화각 θ=θ0으로 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재의 영역이, 상기 최대 경사각을 갖고,
    화각 θ=-θ0으로 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제1 회절 격자 부재의 영역이, 상기 최소 경사각을 갖는 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 Q층의 회절 격자층이 적층되어 포함되고,
    제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 회절 격자층에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐, 간섭 줄무늬가 형성되어 있으며,
    제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 회절 격자층의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한 회절 격자층 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일한 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 회절 격자층의 전부에 있어서 최소 경사각은 상이하고, 또한 제1 회절 격자 부재를 구성하는 회절 격자층의 전부에 있어서 최대 경사각은 상이한 광학 장치.
  6. 제4항에 있어서, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 Q층의 회절 격자층에서, 적어도 하나의 회절 격자층의 최소 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하이거나, 또는 상기 하나의 회절 격자층의 최대 경사각은, 다른 하나의 회절 격자층의 최소 경사각 이상, 최대 경사각 이하인 광학 장치.
  7. 제4항에 있어서, 제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되고, 도광판으로부터 사출된 평행 광속 군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제q층째의 회절 격자층(단, q=1, 2, … Q)에 의해 회절 반사되고, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 평행 광속 중, 제1 회절 격자 부재에 가장 가까운 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θq=θq_0, 제1 회절 격자 부재에 가장 먼 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θq=-θq_0으로 하였을 때,
    화각 θq=θq_0으로 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 회절 격자층의 영역이, 상기 최대 경사각을 갖고,
    화각 θq=-θq_0으로 되는 평행 광속에 상당하는 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 회절 격자층의 영역이, 상기 최소 경사각을 갖는 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 평행 광속군의 도광판 내부에서의 전반사의 횟수는, 상기 평행 광속군의 도광판으로의 입사 각도에 의존하여 상이한 광학 장치.
  9. (A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속을 포함하는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판과,
    (B) 도광판에 입사된 상기 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 상기 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제1 회절 격자 부재와,
    (C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 상기 평행 광속군을 회절 반사하여, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
    제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 Q층의 가상 회절 격자층이 적층되어 포함된다고 가정했을 때, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 가상 회절 격자층의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한 가상 회절 격자층 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일한 광학 장치이며,
    가상 회절 격자층에서의 간섭 줄무늬가 가상 회절 격자층의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 했을 때, 각 가상 회절 격자층에 있어서,
    (A) 경사각이 최소 경사각이 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
    (B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지고,
    제1 회절 격자 부재를, 제2 회절 격자 부재에 가장 가까운 부분으로부터 제2 회절 격자 부재로부터 가장 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때, r번째(단, r=1, 2, …, R)의 제1 회절 격자 부재의 구획 RG1-r은, Q층의 가상 회절 격자층을, 제2 회절 격자 부재에 가장 가까운 부분으로부터 제2 회절 격자 부재로부터 가장 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때 얻어지는 가상 회절 격자층의 구획 VG(r, q)(단, q는, 1부터 Q의 범위 내에서 선택된, 중복이 없는, 임의의 정수)의 적층 구조로 구성되어 있는 광학 장치.
  10. 제9항에 있어서, 각 가상 회절 격자층에는, 각 평행 광속을 구성하는 상이한 파장 대역을 갖는 P 종류의 광속의 회절 반사의 각도를 동일하게 하기 위해, P 종류의 간섭 줄무늬가 형성되어 있는 광학 장치.
  11. 제9항에 있어서, 제2 회절 격자 부재의 중심을 원점으로 하고, 원점을 지나는 제2 회절 격자 부재의 법선을 X축, 원점을 지나는 도광판의 축선을 Y축으로 하여, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사되고, 도광판으로부터 사출된 평행 광속군에 기초하는 상을 관찰하는 X축상의 지점과, 제q층째의 가상 회절 격자층(단, q=1, 2, … Q)에 의해 회절 반사되고, 제2 회절 격자 부재에 의해 회절 반사된다고 상정한 상정 평행 광속으로서 X-Y 평면 내에 위치하는 상정 평행 광속 중, 제1 회절 격자 부재에 가장 가까운 상정 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θq=θq_0, 제1 회절 격자 부재에 가장 먼 상정 평행 광속과의 이루는 각도를 화각 θq=-θq_0로 하였을 때,
    화각 θq=θq_0으로 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이, 상기 최대 경사각을 갖고,
    화각 θq=-θq_0으로 되는 상정 평행 광속에 상당하는 상정 평행 광속이 회절 반사되는 제q층째의 가상 회절 격자층의 영역이, 상기 최소 경사각을 갖는 광학 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 평행 광속군의 도광판 내부에서의 전반사의 횟수는, 상기 평행 광속군의 도광판으로의 입사 각도에 의존하여 상이한 광학 장치.
  13. 화상 형성 장치와,
    화상 형성 장치로부터 사출된 광속을 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계와,
    콜리메이트 광학계에서 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 된 광속이 입사되고 도광되어 사출되는 광학 장치를 포함하는 화상 표시 장치이며,
    광학 장치는,
    (A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속을 포함하는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판과,
    (B) 도광판에 입사된 상기 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 상기 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제1 회절 격자 부재와,
    (C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 상기 평행 광속군을 회절 반사하고, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
    제1 회절 격자 부재에는, 그 내부로부터 표면에 걸쳐 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 또한 제1 회절 격자 부재의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고,
    제1 회절 격자 부재에서의 간섭 줄무늬가 제1 회절 격자 부재의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 하였을 때, 제1 회절 격자 부재에 있어서,
    (A) 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
    (B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지는 화상 표시 장치.
  14. 화상 형성 장치와,
    화상 형성 장치로부터 사출된 광속을 평행 광속으로 하는 콜리메이트 광학계와,
    콜리메이트 광학계에서 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속으로 된 광속이 입사되고 도광되어 사출되는 광학 장치를 포함하는 화상 표시 장치이며,
    광학 장치는,
    (A) 진행 방위가 상이한 복수의 평행 광속을 포함하는 평행 광속군이 입사되어, 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 사출되는 도광판과,
    (B) 도광판에 입사된 상기 평행 광속군이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 상기 평행 광속군을 회절 반사하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제1 회절 격자 부재와,
    (C) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파한 상기 평행 광속군을 회절 반사하고, 도광판으로부터 평행 광속군인 채로 사출하는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 제2 회절 격자 부재를 구비하고,
    제1 회절 격자 부재는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자를 포함하는 Q층의 가상 회절 격자층이 적층되어 포함된다고 가정했을 때, 제1 회절 격자 부재를 구성하는 각 가상 회절 격자층의 표면에서의 간섭 줄무늬의 피치는 동일하고, 또한 가상 회절 격자층 상호의 간섭 줄무늬의 피치도 동일하며,
    가상 회절 격자층에서의 간섭 줄무늬가 가상 회절 격자층의 표면과 이루는 각도를 경사각으로 했을 때, 각 가상 회절 격자층에 있어서,
    (A) 경사각이 최소 경사각으로 되는 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재로부터 먼 곳에 위치하는 외측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 크고,
    (B) 최소 경사각 영역보다 제2 회절 격자 부재에 가까운 곳에 위치하는 내측 영역에 형성된 간섭 줄무늬의 경사각은, 최소 경사각 영역에 인접하는 내측 영역에서 최대 경사각이며, 최소 경사각 영역으로부터 멀어질수록 작아지며,
    제1 회절 격자 부재를, 제2 회절 격자 부재에 가장 가까운 부분으로부터 제2 회절 격자 부재로부터 가장 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때, r번째(단, r=1, 2, …, R)의 제1 회절 격자 부재의 구획 RG1-r은, Q층의 가상 회절 격자층을, 제2 회절 격자 부재에 가장 가까운 부분으로부터 제2 회절 격자 부재로부터 가장 먼 부분까지, R개의 구획으로 나누었을 때 얻어지는 가상 회절 격자층의 구획 VG(r, q)(단, q는, 1부터 Q의 범위 내에서 선택된, 중복이 없는, 임의의 정수)의 적층 구조로 구성되어 있는 화상 표시 장치.
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Families Citing this family (195)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
JP4893200B2 (ja) * 2006-09-28 2012-03-07 ブラザー工業株式会社 光束転送用の光学系、及び、これを用いた網膜走査型ディスプレイ
EP1946162A2 (en) * 2006-10-10 2008-07-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc Display device with diffractive optics
DE102007034958A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlenkombinator für ein mehrfarbiges Laserdisplay
JP5092609B2 (ja) * 2007-08-01 2012-12-05 ソニー株式会社 画像表示装置及びその駆動方法
JP4395802B2 (ja) 2007-11-29 2010-01-13 ソニー株式会社 画像表示装置
JP4450058B2 (ja) * 2007-11-29 2010-04-14 ソニー株式会社 画像表示装置
US8629855B2 (en) * 2007-11-30 2014-01-14 Nokia Corporation Multimode apparatus and method for making same
JP5151518B2 (ja) * 2008-02-07 2013-02-27 ソニー株式会社 光学装置及び画像表示装置
WO2009102733A2 (en) * 2008-02-12 2009-08-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated front light diffuser for reflective displays
JP4518193B2 (ja) 2008-06-10 2010-08-04 ソニー株式会社 光学装置および虚像表示装置
US20090323144A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination device with holographic light guide
JP4706737B2 (ja) 2008-08-18 2011-06-22 ソニー株式会社 画像表示装置
JP4858512B2 (ja) 2008-08-21 2012-01-18 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ
JP4636164B2 (ja) 2008-10-23 2011-02-23 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ
JP4780186B2 (ja) * 2008-12-09 2011-09-28 ソニー株式会社 ホログラム記録フィルム及びその製造方法、並びに、画像表示装置
JP4674634B2 (ja) 2008-12-19 2011-04-20 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ
US20100238529A1 (en) * 2009-03-23 2010-09-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Dithered holographic frontlight
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
JP5545076B2 (ja) * 2009-07-22 2014-07-09 ソニー株式会社 画像表示装置及び光学装置
JP5333067B2 (ja) 2009-08-31 2013-11-06 ソニー株式会社 画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイ
JP5316391B2 (ja) 2009-08-31 2013-10-16 ソニー株式会社 画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイ
US11300795B1 (en) 2009-09-30 2022-04-12 Digilens Inc. Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion
US10795160B1 (en) 2014-09-25 2020-10-06 Rockwell Collins, Inc. Systems for and methods of using fold gratings for dual axis expansion
US11320571B2 (en) 2012-11-16 2022-05-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view with uniform light extraction
US20200057353A1 (en) * 2009-10-09 2020-02-20 Digilens Inc. Compact Edge Illuminated Diffractive Display
US9075184B2 (en) 2012-04-17 2015-07-07 Milan Momcilo Popovich Compact edge illuminated diffractive display
JP5018870B2 (ja) * 2009-11-30 2012-09-05 ソニー株式会社 画像表示装置
US9341843B2 (en) 2010-02-28 2016-05-17 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a small scale image source
US8467133B2 (en) 2010-02-28 2013-06-18 Osterhout Group, Inc. See-through display with an optical assembly including a wedge-shaped illumination system
US8488246B2 (en) 2010-02-28 2013-07-16 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses including a curved polarizing film in the image source, a partially reflective, partially transmitting optical element and an optically flat film
US9134534B2 (en) 2010-02-28 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including a modular image source
US9223134B2 (en) 2010-02-28 2015-12-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical imperfections in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
WO2011106797A1 (en) 2010-02-28 2011-09-01 Osterhout Group, Inc. Projection triggering through an external marker in an augmented reality eyepiece
US8477425B2 (en) 2010-02-28 2013-07-02 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses including a partially reflective, partially transmitting optical element
US9229227B2 (en) 2010-02-28 2016-01-05 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a light transmissive wedge shaped illumination system
US9129295B2 (en) 2010-02-28 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a fast response photochromic film system for quick transition from dark to clear
US20150309316A1 (en) 2011-04-06 2015-10-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Ar glasses with predictive control of external device based on event input
US8482859B2 (en) 2010-02-28 2013-07-09 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses wherein image light is transmitted to and reflected from an optically flat film
US9097891B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including an auto-brightness control for the display brightness based on the brightness in the environment
US9285589B2 (en) 2010-02-28 2016-03-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered control of AR eyepiece applications
US20120249797A1 (en) 2010-02-28 2012-10-04 Osterhout Group, Inc. Head-worn adaptive display
US9182596B2 (en) 2010-02-28 2015-11-10 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with the optical assembly including absorptive polarizers or anti-reflective coatings to reduce stray light
US9366862B2 (en) 2010-02-28 2016-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for delivering content to a group of see-through near eye display eyepieces
US8472120B2 (en) 2010-02-28 2013-06-25 Osterhout Group, Inc. See-through near-eye display glasses with a small scale image source
US9097890B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Grating in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
US10180572B2 (en) 2010-02-28 2019-01-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and user action control of external applications
US9091851B2 (en) 2010-02-28 2015-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Light control in head mounted displays
US9128281B2 (en) 2010-09-14 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Eyepiece with uniformly illuminated reflective display
US9759917B2 (en) 2010-02-28 2017-09-12 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered AR eyepiece interface to external devices
JP5678460B2 (ja) 2010-04-06 2015-03-04 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ
JP5494153B2 (ja) * 2010-04-08 2014-05-14 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイにおける画像表示方法
JP5499854B2 (ja) 2010-04-08 2014-05-21 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイにおける光学的位置調整方法
JP5567924B2 (ja) 2010-07-27 2014-08-06 オリンパス株式会社 プリズム光学系、プリズム光学系を用いた画像表示装置及びプリズム光学系を用いた撮像装置
JP5499985B2 (ja) 2010-08-09 2014-05-21 ソニー株式会社 表示装置組立体
JP5434848B2 (ja) * 2010-08-18 2014-03-05 ソニー株式会社 表示装置
JP5576746B2 (ja) 2010-09-06 2014-08-20 オリンパス株式会社 偏心光学系、偏心光学系を用いた画像表示装置及び撮像装置
JP5603716B2 (ja) 2010-09-06 2014-10-08 オリンパス株式会社 プリズム光学系、プリズム光学系を用いた画像表示装置及び撮像装置
US8743464B1 (en) 2010-11-03 2014-06-03 Google Inc. Waveguide with embedded mirrors
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
JP5703880B2 (ja) * 2011-03-22 2015-04-22 セイコーエプソン株式会社 導光板及びこれを備える虚像表示装置
US8189263B1 (en) * 2011-04-01 2012-05-29 Google Inc. Image waveguide with mirror arrays
WO2012136970A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 Milan Momcilo Popovich Laser despeckler based on angular diversity
CN102918431A (zh) * 2011-04-12 2013-02-06 松下电器产业株式会社 非相干化器件和使用它的光学装置
JP2012252091A (ja) 2011-06-01 2012-12-20 Sony Corp 表示装置
JP5790187B2 (ja) 2011-06-16 2015-10-07 ソニー株式会社 表示装置
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
EP2995986B1 (en) 2011-08-24 2017-04-12 Rockwell Collins, Inc. Data display
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
US8634139B1 (en) 2011-09-30 2014-01-21 Rockwell Collins, Inc. System for and method of catadioptric collimation in a compact head up display (HUD)
WO2013057799A1 (ja) * 2011-10-19 2013-04-25 パイオニア株式会社 表示装置、ヘッドマウントディスプレイ、表示方法及び表示プログラム
JP5780129B2 (ja) 2011-11-22 2015-09-16 ソニー株式会社 光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
KR102376368B1 (ko) * 2011-11-23 2022-03-17 매직 립, 인코포레이티드 3차원 가상 및 증강 현실 디스플레이 시스템
JP5879973B2 (ja) 2011-11-30 2016-03-08 ソニー株式会社 光反射部材、光ビーム伸長装置、画像表示装置及び光学装置
WO2013102759A2 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Milan Momcilo Popovich Contact image sensor using switchable bragg gratings
WO2013111471A1 (ja) 2012-01-24 2013-08-01 ソニー株式会社 表示装置
JP6035793B2 (ja) 2012-03-14 2016-11-30 ソニー株式会社 画像表示装置及び画像生成装置
CN106125308B (zh) 2012-04-25 2019-10-25 罗克韦尔柯林斯公司 用于显示图像的装置和方法
JP2012159856A (ja) * 2012-04-25 2012-08-23 Sony Corp 画像表示装置
JP6145966B2 (ja) 2012-05-09 2017-06-14 ソニー株式会社 表示装置
US9456744B2 (en) 2012-05-11 2016-10-04 Digilens, Inc. Apparatus for eye tracking
JP5984591B2 (ja) * 2012-09-05 2016-09-06 オリンパス株式会社 表示方法及び表示装置
WO2014053883A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Nokia Corporation An apparatus and method for capturing images
JP6847901B2 (ja) * 2012-11-16 2021-03-24 ロックウェル・コリンズ・インコーポレーテッド 透明導波路ディスプレイ
US9933684B2 (en) 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
US8947783B2 (en) * 2013-01-02 2015-02-03 Google Inc. Optical combiner for near-eye display
EP2945002A4 (en) 2013-01-10 2016-09-07 Sony Corp IMAGE DISPLAY DEVICE, IMAGE GENERATING DEVICE AND DEVICE FOR MODULATING TRANSPARENT ROOM LIGHT
JP6197295B2 (ja) 2013-01-22 2017-09-20 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス及び画像表示装置
US8873149B2 (en) 2013-01-28 2014-10-28 David D. Bohn Projection optical system for coupling image light to a near-eye display
JP6123342B2 (ja) 2013-02-20 2017-05-10 ソニー株式会社 表示装置
JP2014225725A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 ソニー株式会社 表示装置及び画像表示装置用光源
US10209517B2 (en) 2013-05-20 2019-02-19 Digilens, Inc. Holographic waveguide eye tracker
JP6367529B2 (ja) 2013-06-25 2018-08-01 ソニー株式会社 表示装置、表示制御方法、表示制御装置、および電子機器
US10302946B2 (en) 2013-07-04 2019-05-28 Sony Corporation Display apparatus
WO2015015138A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
JP6187045B2 (ja) * 2013-08-30 2017-08-30 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス及び画像表示装置
KR102191963B1 (ko) 2014-02-03 2020-12-17 삼성전자주식회사 홀로그램 디스플레이가 가능한 휴대용 기기 및 홀로그램 디스플레이 방법
JP6314518B2 (ja) 2014-02-10 2018-04-25 ソニー株式会社 画像表示装置及び表示装置
JP6391952B2 (ja) 2014-03-17 2018-09-19 ソニー株式会社 表示装置及び光学装置
JP2015184560A (ja) 2014-03-25 2015-10-22 ソニー株式会社 導光装置、画像表示装置及び表示装置
JP2015184561A (ja) 2014-03-25 2015-10-22 ソニー株式会社 導光装置、画像表示装置及び表示装置
JP6287487B2 (ja) * 2014-03-31 2018-03-07 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス、画像投影装置及び電子機器
RU2603238C2 (ru) 2014-07-15 2016-11-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Световодная структура, голографическое оптическое устройство и система формирования изображений
WO2016020632A1 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Method for holographic mastering and replication
KR102262215B1 (ko) * 2014-09-01 2021-06-08 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함한 홀로그래픽 디스플레이
US10241330B2 (en) 2014-09-19 2019-03-26 Digilens, Inc. Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US10088675B1 (en) 2015-05-18 2018-10-02 Rockwell Collins, Inc. Turning light pipe for a pupil expansion system and method
WO2016046514A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 LOKOVIC, Kimberly, Sun Holographic waveguide opticaltracker
EP3226063A4 (en) * 2014-11-27 2018-07-25 Sony Corporation Optical device and display device
JP6439453B2 (ja) 2015-01-09 2018-12-19 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法
US20180275402A1 (en) 2015-01-12 2018-09-27 Digilens, Inc. Holographic waveguide light field displays
EP3245444B1 (en) 2015-01-12 2021-09-08 DigiLens Inc. Environmentally isolated waveguide display
EP3248026B1 (en) 2015-01-20 2019-09-04 DigiLens Inc. Holographic waveguide lidar
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
JP6892213B2 (ja) 2015-04-30 2021-06-23 ソニーグループ株式会社 表示装置及び表示装置の初期設定方法
JPWO2016181459A1 (ja) 2015-05-11 2018-03-01 オリンパス株式会社 プリズム光学系、プリズム光学系を用いた画像表示装置及びプリズム光学系を用いた撮像装置
US11366316B2 (en) 2015-05-18 2022-06-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US10126552B2 (en) 2015-05-18 2018-11-13 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
DE102015007770A1 (de) * 2015-06-18 2016-12-22 Technische Hochschule Köln Volumenhologramm zur Lichtlenkung und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2017013971A1 (ja) 2015-07-22 2017-01-26 ソニー株式会社 光学装置、画像表示装置及び表示装置
US10180520B2 (en) 2015-08-24 2019-01-15 Akonia Holographics, Llc Skew mirrors, methods of use, and methods of manufacture
US11988854B2 (en) 2015-08-24 2024-05-21 Akonia Holographics Llc Wide field-of-view holographic skew mirrors
WO2017131816A1 (en) 2016-01-30 2017-08-03 Leia Inc. Privacy display and dual-mode privacy display system
JP6779984B2 (ja) * 2015-09-05 2020-11-04 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 集光型バックライトおよびそれを使用するニアアイディスプレイシステム
JP6709278B2 (ja) * 2015-09-05 2020-06-10 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 多色格子カップリングされた背面照明
EP3359999A1 (en) 2015-10-05 2018-08-15 Popovich, Milan Momcilo Waveguide display
US9671615B1 (en) * 2015-12-01 2017-06-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Extended field of view in near-eye display using wide-spectrum imager
US9720237B1 (en) * 2016-01-27 2017-08-01 Microsoft Technology Licensing, Llc. Mixed environment display device and waveguide cross-coupling suppressors
EP3408699B1 (en) * 2016-01-30 2023-10-11 LEIA Inc. Multibeam element-based backlighting having converging views
US10983340B2 (en) 2016-02-04 2021-04-20 Digilens Inc. Holographic waveguide optical tracker
KR102526753B1 (ko) * 2016-02-26 2023-04-27 삼성전자주식회사 가간섭성 백라이트 유닛, 및 이를 채용한 3차원 영상 표시 장치
JP6677036B2 (ja) * 2016-03-23 2020-04-08 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置及び光学素子
WO2017162999A1 (en) 2016-03-24 2017-09-28 Popovich Milan Momcilo Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
EP3420388A4 (en) * 2016-04-04 2019-11-27 Akonia Holographics, LLC EQUALIZATION OF PUPILLE
US10317679B2 (en) 2016-04-04 2019-06-11 Akonia Holographics, Llc Light homogenization
US10394029B2 (en) * 2016-04-04 2019-08-27 Akonia Holographics, Llc Field of view enhancement
WO2017178781A1 (en) 2016-04-11 2017-10-19 GRANT, Alastair, John Holographic waveguide apparatus for structured light projection
US11009704B2 (en) 2016-06-20 2021-05-18 Akonia Holographies LLC Pupil expansion
KR102519016B1 (ko) * 2016-09-07 2023-04-05 매직 립, 인코포레이티드 두꺼운 미디어를 포함하는 가상 현실, 증강 현실 및 혼합 현실 시스템들 및 관련된 방법들
CN109791301B (zh) 2016-10-11 2022-04-01 索尼公司 显示设备
CN110073252B (zh) * 2016-10-12 2021-12-24 阿科尼亚全息有限责任公司 空间变化的倾斜镜
KR20180053030A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 삼성전자주식회사 백라이트 유닛, 이를 포함한 홀로그래픽 디스플레이 및 홀로그래픽 광학 소자의 제조 방법
AU2017363078B2 (en) * 2016-11-18 2022-09-29 Magic Leap, Inc. Waveguide light multiplexer using crossed gratings
US10948714B2 (en) 2016-11-18 2021-03-16 Akonia Holographies LLC Dispersion compensation
US10509153B2 (en) 2016-11-29 2019-12-17 Akonia Holographics Llc Input coupling
JP6992251B2 (ja) * 2016-11-30 2022-01-13 セイコーエプソン株式会社 映像表示装置、および導光装置
WO2018102834A2 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Digilens, Inc. Waveguide device with uniform output illumination
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
CA3051239C (en) 2017-01-23 2023-12-19 Magic Leap, Inc. Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems
US10295824B2 (en) 2017-01-26 2019-05-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display with an angled light pipe
JP7129416B2 (ja) 2017-02-15 2022-09-01 アコニア ホログラフィックス、エルエルシー スキュー照明器
US11054581B2 (en) 2017-03-01 2021-07-06 Akonia Holographics Llc Ducted pupil expansion
WO2018194962A1 (en) 2017-04-17 2018-10-25 Akonia Holographics Llc Skew mirror auxiliary imaging
US10393930B2 (en) 2017-06-30 2019-08-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Large-field-of-view waveguide supporting red, green, and blue in one plate
US11782273B2 (en) 2017-10-04 2023-10-10 Akonia Holographics Llc Comb-shifted skew mirrors
US10942430B2 (en) 2017-10-16 2021-03-09 Digilens Inc. Systems and methods for multiplying the image resolution of a pixelated display
US11119261B1 (en) * 2017-11-01 2021-09-14 Akonia Holographics Llc Coherent skew mirrors
US10852547B2 (en) 2017-12-15 2020-12-01 Magic Leap, Inc. Eyepieces for augmented reality display system
US11966053B2 (en) 2017-12-19 2024-04-23 Apple Inc. Optical system with dispersion compensation
CN111480107B (zh) 2017-12-19 2022-04-29 阿科尼亚全息有限责任公司 具有色散补偿的光学系统
FI129586B (en) * 2017-12-22 2022-05-13 Dispelix Oy Waveguide display element with many pupils and display device
JP7200637B2 (ja) 2017-12-25 2023-01-10 株式会社リコー 頭部装着型表示装置および表示システム
CN115356905A (zh) 2018-01-08 2022-11-18 迪吉伦斯公司 波导单元格中全息光栅高吞吐量记录的系统和方法
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
JP6386210B1 (ja) 2018-01-12 2018-09-05 カラーリンク・ジャパン 株式会社 光学装置
US11307413B2 (en) * 2018-03-01 2022-04-19 Google Llc Systems, devices, and methods for eyebox expansion in wearable heads-up display
WO2019238872A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Continental Automotive Gmbh Gerät zum erzeugen eines virtuellen bildes mit feldpunktabhängiger apertur
US10859870B2 (en) 2018-06-26 2020-12-08 Applied Materials, Inc. 3D displays
WO2020023779A1 (en) 2018-07-25 2020-01-30 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
US10598938B1 (en) * 2018-11-09 2020-03-24 Facebook Technologies, Llc Angular selective grating coupler for waveguide display
JP7100567B2 (ja) 2018-11-14 2022-07-13 株式会社日立エルジーデータストレージ 導光板および画像表示装置
CN113302546A (zh) 2018-11-20 2021-08-24 奇跃公司 用于增强现实显示系统的目镜
CN113168011A (zh) * 2018-11-30 2021-07-23 株式会社小糸制作所 平视显示器
TWI820285B (zh) 2019-01-15 2023-11-01 以色列商魯姆斯有限公司 製造對稱光導光學元件的方法
EP3924759A4 (en) 2019-02-15 2022-12-28 Digilens Inc. METHODS AND APPARATUS FOR MAKING A HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE DISPLAY WITH INTEGRATED GRIDINGS
US11372246B2 (en) * 2019-02-22 2022-06-28 Facebook Technologies, Llc Near-eye display system having optical combiner
JP2022525165A (ja) 2019-03-12 2022-05-11 ディジレンズ インコーポレイテッド ホログラフィック導波管バックライトおよび関連する製造方法
CN216434536U (zh) * 2019-04-04 2022-05-03 鲁姆斯有限公司 近眼显示器
JP7434936B2 (ja) * 2019-04-22 2024-02-21 セイコーエプソン株式会社 表示装置および画像の表示方法
US10955675B1 (en) * 2019-04-30 2021-03-23 Facebook Technologies, Llc Variable resolution display device with switchable window and see-through pancake lens assembly
US20200386947A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 Digilens Inc. Waveguides Incorporating Transmissive and Reflective Gratings and Related Methods of Manufacturing
EP3987343A4 (en) 2019-06-20 2023-07-19 Magic Leap, Inc. EYEWEARS FOR AUGMENTED REALITY DISPLAY SYSTEM
US11681143B2 (en) 2019-07-29 2023-06-20 Digilens Inc. Methods and apparatus for multiplying the image resolution and field-of-view of a pixelated display
JP2021021880A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
EP4022370A4 (en) 2019-08-29 2023-08-30 Digilens Inc. VACUUM BRAGG GRATINGS AND METHODS OF MANUFACTURING
JP7293993B2 (ja) * 2019-08-29 2023-06-20 セイコーエプソン株式会社 表示装置
DE102019212988A1 (de) * 2019-08-29 2021-03-04 Audi Ag Kameravorrichtung zum Erzeugen eines Abbilds einer Umgebung
WO2021112301A1 (ko) * 2019-12-06 2021-06-10 전자부품연구원 광도파로와 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 증강현실 홀로그래픽 디스플레이
US11892633B2 (en) * 2019-12-23 2024-02-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus including volume grating based combiner
US11428938B2 (en) * 2019-12-23 2022-08-30 Meta Platforms Technologies, Llc Switchable diffractive optical element and waveguide containing the same
US11740465B2 (en) 2020-03-27 2023-08-29 Apple Inc. Optical systems with authentication and privacy capabilities
TW202215174A (zh) * 2020-08-25 2022-04-16 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 全像光學元件、其製造方法以及其製造裝置
CN116261686A (zh) 2020-09-29 2023-06-13 索尼半导体解决方案公司 显示装置
CN113934056B (zh) * 2021-10-28 2023-10-10 京东方科技集团股份有限公司 一种光源组件、显示装置及面光源装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243948A (ja) 2001-02-19 2002-08-28 Dainippon Printing Co Ltd ホログラム導光板
JP2003057652A (ja) 2001-08-20 2003-02-26 Japan Science & Technology Corp 画像表示装置，照明装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4711512A (en) * 1985-07-12 1987-12-08 Environmental Research Institute Of Michigan Compact head-up display
JP2862019B2 (ja) * 1990-08-01 1999-02-24 富士通株式会社 映像重畳装置
EP1347314B1 (en) 1993-02-26 2006-04-26 Yeda Research & Development Company, Ltd. Holographic optical devices
US5682255A (en) * 1993-02-26 1997-10-28 Yeda Research & Development Co. Ltd. Holographic optical devices for the transmission of optical signals of a plurality of channels
JP3395339B2 (ja) * 1994-03-31 2003-04-14 ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 定点検出装置
AUPM956694A0 (en) * 1994-11-18 1994-12-15 University Of Sydney, The Inducing or enhancing electro-optic properties in optically transmissive material
US5737113A (en) * 1995-08-04 1998-04-07 Canon Kabushiki Kaisha Optical modulators and color image display device employing the same
JPH09251148A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd ディスプレイ装置及びその製造方法
JP2000267042A (ja) * 1999-03-17 2000-09-29 Fuji Xerox Co Ltd 頭部搭載型映像表示装置
JP4727034B2 (ja) 2000-11-28 2011-07-20 オリンパス株式会社 観察光学系および撮像光学系
JP4772204B2 (ja) * 2001-04-13 2011-09-14 オリンパス株式会社 観察光学系
JP4478398B2 (ja) * 2002-04-19 2010-06-09 株式会社リコー 偏光光学素子、光学素子ユニット、光ヘッド装置及び光ディスクドライブ装置
KR20030088217A (ko) * 2002-05-13 2003-11-19 삼성전자주식회사 배율 조정이 가능한 착용형 디스플레이 시스템
CN1272651C (zh) * 2002-12-20 2006-08-30 广西大学 衍射传递图象法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243948A (ja) 2001-02-19 2002-08-28 Dainippon Printing Co Ltd ホログラム導光板
JP2003057652A (ja) 2001-08-20 2003-02-26 Japan Science & Technology Corp 画像表示装置，照明装置

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