KR20060132474A

KR20060132474A - 광학 장치 및 허상 표시 장치

Info

Publication number: KR20060132474A
Application number: KR1020060054159A
Authority: KR
Inventors: 히로시 무까와
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2006-12-21
Also published as: US20090040580A1; KR101226818B1; CN1892271A; JP4655771B2; JP2006350129A; CN100470281C; US20060291021A1; US7453612B2

Abstract

본 발명의 과제는 화각에 의한 색 불균일이나 휘도 불균일을 저감시키는 것이다.

서로 진행 방위가 다른 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후 사출하도록 구성된 도광판(22)을 구비하고, 이 도광판(22)은 평행 광속군의 입사 영역에서 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 도광판(22) 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키도록 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)과, 평행 광속군의 사출 영역에서 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 도광판(22)으로부터 사출하도록 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)을 구비하고, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고, 적어도 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있다.

도광판, 허상 표시 장치, 컬러 필터, 홀로그램층, 광도체

Description

광학 장치 및 허상 표시 장치 {OPTICAL DEVICE, AND VIRTUAL IMAGE DISPLAY}

도1은 본 발명을 적용한 허상 표시 장치를 도시하는 단면도.

도2는 본 발명을 적용한 허상 표시 장치 및 광학 장치를 구성하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 도시하는 단면도.

도3은 본 발명을 적용한 허상 표시 장치 및 광학 장치를 구성하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 도시하는 단면도.

도4는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬의 경사와 회절 효율과의 관계를 설명하는 도면으로, (a)는 본 발명을 적용한 허상 표시 장치를 구성하는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 도시하는 단면도이고, (b)는 본 발명과 비교하는 비교예의 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 도시하는 단면도.

도5는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 입사하는 광속의 파장 대역을 변화시켰을 때의 광속의 회절 효율을 설명하는 도면으로, (a)는 파장 대역을 컬러 필터 등에 의해 제한한 경우의 단면도이고, (b)는 파장 대역을 제한하지 않은 경우의 단면도.

도6은 본 발명을 적용한 허상 표시 장치의 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 다른 예를 나타내는 단면도.

도7은 본 발명을 적용한 허상 표시 장치의 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 또 다른 예를 나타내는 단면도.

도8은 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 영역으로 나누어 적층수 또는 다중화수를 바꾼 예를 나타내는 단면도.

도9는 도8에 나타낸 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 상의 광선 입사 분포를 나타내는 확대 단면도.

도10은 본 실시예에 관한 허상 표시 장치를 도시하는 단면도.

도11은 종래의 허상 표시 장치를 도시하는 단면도.

도12는 종래의 허상 표시 장치를 구성하는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 도시하는 단면도.

도13은 종래의 허상 표시 장치를 구성하는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 다른 화각으로 광선이 입사한 상태를 도시하는 단면도.

도14는 허상 표시 장치를 구성하는 조사 광원으로부터 출사되는 조명광의 파장 스펙트럼을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 허상 표시 장치

11 : 조명광원

12 : 공간 변조 소자

13 : 광도체

14 : 컬러 필터

21 : 콜리메이트 광학계

22 : 도광판

22a : 광 입사구

22b : 광 사출구

22c : 제1 광학면

22d : 제2 광학면

23 : 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅

24 : 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅

24a, 24b : 홀로그램층

[문헌 1] 일본 특허 공표 평8-507879호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-162598호 공보

본 발명은 표시 화상광을 관찰자의 동공으로 도광하는 박형의 광학 장치 및 이 광학 장치를 구비하고, 2차원 화상을 허상 광학계에 의해 확대 허상으로서 관찰자에게 관찰시키기 위해 표시하는 허상 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 2차원 화상을 허상 광학계에 의해 확대 허상으로서 관찰자에게 관찰시키기 위해 표시하는 허상 표시 장치로서, 홀로그램 광학 소자 중에서도 특히 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 이용한 도11에 도시한 바와 같은 허상 표시 장 치(100)가 있다.

허상 광학 장치(100)는, 도11에 도시한 바와 같이 화상을 표시하는 화상 표시 소자(111)와, 화상 표시 소자(111)로 표시된 표시광을 입사하여 관찰자의 동공(116)으로 유도하는 허상 광학계를 구비하고 있다.

화상 표시 소자(111)는, 예를 들어 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이, 무기 EL 디스플레이나, 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display) 등이다.

허상 광학계는 콜리메이트 광학계(121)와, 도광판(122)과, 도광판(122)에 설치된 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)과, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)을 구비한다.

콜리메이트 광학계(121)는 화상 표시 소자(111)의 각 화소로부터 사출된 광속을 입사하여, 서로 화각이 다른 평행 광속군으로 하는 광학계이다. 콜리메이트 광학계(121)로부터 사출된 서로 화각이 다른 평행 광속군은 각각 도광판(122)으로 입사된다.

도광판(122)은, 콜리메이트 광학계(121)로부터 사출된 서로 화각이 다른 평행 광속군을 입사하는 광 입사구(122a)를 한쪽 단부에 갖고, 다른 쪽 단부에 광을 사출하는 광 사출구(122b)를 갖는 광학면(122c)과, 이 광학면(122c)에 대향하는 광학면(122d)을 주면으로 하는 박형의 평행 평판인 도광판이다.

도광판(122)의 광학면(122d)에는, 광학면(122c)의 광 입사구(122a)와 대향하는 위치에 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)이 설치되고, 광학면(122c)의 광 사출구(122b)와 대향하는 위치에 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)이 설치되어 있다.

도12에 간섭 줄무늬가 기록된 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)의 단면도를 도시한다. 도12에 도시한 바와 같이, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에는, 간섭 줄무늬가 경사인 경사각이 다른 3종류의 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면(124S)에 있어서 각각 동일 피치가 되도록 다중화되어 기록되어 있다. 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)은 경사각이 각각 다른 3종류의 간섭 줄무늬를 기록함으로써 회절 수용각을 넓히고 있다. 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에는, 간섭 줄무늬(124a, 124b, 124c)가 경사각(θa, θb, θc)으로 각각 동일 피치, 즉 위치에 관계없이 균등한 피치로 복수 기록되어 있다. 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)은, 이 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)과, 광학면에 직교하는 면에 대해 대칭 형상으로 되어 있다. 또한, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123, 124)은, 각각 간섭 줄무늬가 광학면(122d)과 수직인 평면에 대해 대칭이 되도록 도광판(122)의 광학면(122d) 상에 배치되어 있다.

도광판(122)의 광 입사구(122a)로부터 입사한 서로 화각이 다른 평행 광속군은, 상술한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)에 입사되고, 각각의 평행 광속군이 평행 광속군 그대로 회절 반사된다. 회절 반사된 평행 광속군은, 도광판(122)의 광학면(122c, 122d) 사이에서 전반사를 반복하면서 진행하고, 상술한 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에 입사하게 된다.

도광판(122)의 길이 방향의 길이 및 광학면(122c)과 광학면(122d) 사이의 두 께는, 이 때에 내부를 전반사하면서 진행하는 서로 화각이 다른 평행 광속군이 각 화각에 의해 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에 도달하기까지의 전반사 횟수에 차이가 나는 광로 길이가 되도록 박형화되고, 길이 방향의 길이도 충분한 길이가 되도록 설계되어 있다.

구체적으로는, 도광판(122)으로 입사하는 평행 광속군 중, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)측으로 경사지면서 입사하는 평행 광속, 즉 입사각이 큰 평행 광속의 반사 횟수는, 그와는 반대로 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)측으로 그다지 경사지지 않고 입사하는 평행 광속, 즉 입사각이 작은 평행 광속의 반사 횟수와 비교하여 적어진다. 이것은, 도광판(122)으로 입사한 평행 광속군은 각각 화각이 다른 평행 광속이 되어 입사되기 때문이다. 즉, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)으로의 입사 각도도 다르고, 각각 다른 회절각으로 사출됨으로써 각 평행 광속의 전반사각도 다르기 때문에 도광판(122)을 박형화하고 길이 방향의 길이를 충분히 확보함으로써 전반사하는 횟수에 차이가 현저해진다.

제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에 입사한 각 화각의 평행 광속군은 회절 반사됨으로써 전반사 조건으로부터 벗어나고, 도광판(122)의 광 사출구(122a)로부터 사출되어 관찰자의 동공(116)에 입사한다.

이와 같이, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)은, 기록된 간섭 줄무늬가 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)의 간섭 줄무늬와 광학면에 직교하는 면에 대해 대칭인 형상이 되도록 도광판(122)의 광학면(122d) 상에 설치되어 있다. 따라서, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에서 반사되는 평행 광속군은, 제 1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123)으로의 입사각과 동일한 각도로 반사되게 되기 때문에, 표시 화상이 흐려지지 않고 높은 해상도로 동공(116)에 표시되게 된다.

이 허상 표시 장치(100)는, 렌즈 효과가 없는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)을 구비함으로써 단색 편심 수차 및 회절 색수차를 배제 저감시킬 수 있다.

그러나, 이 허상 광학 장치(100)는 각 광속의 화각에 의한 색 불균일 및 휘도 불균일이 컸다. 즉, 이 허상 광학 장치(100)의 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(123, 124)의 간섭 줄무늬의 경사각은 다중화나 적층화되어 있었지만 하나의 홀로그램면 내에서 일정하였다.

이 경우에는, 도13에 도시한 바와 같이 각 화각에 의해 홀로그램에 입사하는 광선의 입사각이 다르고, 홀로그램 상의 각각의 위치에서 브래그 조건을 충족시키는 회절 파장이 다르기 때문에 각각의 위치에서 반사된 광선(B91, B92, B93)의 회절 효율이 각각 달라지게 된다.

이것은 도14와 같이 홀로그램에 입사하는 광원 파장 스펙트럼이 일정한 대역을 갖고 있는 경우, 화각에 의해 가장 높은 효율로 회절하는 파장이 달라, 표시 화면의 장소에 따라 색조가 다르게 되는 경우가 있었다. 즉, 도14 중에 있어서 S91, S92, S93으로 나타내는 파장은, 각각 도13 중의 B91, B92, B93의 위치에서 가장 높은 효율로 회절되는 파장이다. 따라서, 광원 파장 스펙트럼이 일정한 대역을 갖고 있는 경우, 표시 화면의 장소에 따라 색조가 달라질 우려가 있다. 또한, 홀로그램에 입사하는 광이 단파장인 경우, 화각에 의해 회절 효율이 달라 휘도 불균일이 발 생될 우려가 있었다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공표 평8-507879호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 제2002-162598호 공보

본 발명의 목적은, 화각에 의한 색 불균일이나 휘도 불균일을 저감시킬 수 있는 광학 장치 및 허상 표시 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 광학 장치는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군이 입사하고, 내부를 전반사에 의해 전파한 후 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 광학 장치에 있어서, 상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키도록 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과, 상기 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하도록 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 구비하고, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고, 적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고, 상기 도광판 내의 입사 영역으로부터 사출 영역에 걸쳐 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은 적어도 그 일부가 상기 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다르다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 허상 표시 장치는 광원과, 상기 광원으로부터 사출된 광속을 평행광으로 하는 콜리메이트 광학계와, 상기 평행광을 주사하는 주사 광학계와, 상기 주사 광학계에서 서로 진행 방위가 다른 평행 광속으로 이루어진 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후 관찰자의 동공을 향해 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 허상 표시 장치에 있어서, 상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키는 각도로 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과, 상기 도광판 내를 내부 전반사로 전파하는 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하는 각도로 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 갖고, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고, 적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고, 상기 도광판 내에서 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은 적어도 그 일부가 상기 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다르다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 허상 표시 장치는 화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 각 화소로부터 사출된 광속을 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군으로 하는 콜리메이트 광학계와, 상기 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 관찰자의 동공을 향해 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 허상 표시 장치에 있어서, 상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키도록 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과, 상기 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하도록 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 갖고, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고, 적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고, 상기 도광판 내의 입사 영역으로부터 사출 영역에 걸쳐 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은 적어도 그 일부가 상기 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다르다.

이하, 본 발명을 적용한 광학 장치 및 허상 표시 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

이 허상 표시 장치(10)는, 도1에 도시한 바와 같이 조명광을 출사하는 조명 광원(11)과, 화상 표시 소자로서 조명 광원(11)으로부터 출사된 조명광을 공간 변조하는 공간 변조 소자(12)와, 공간 변조 소자(12)에서 공간 변조된 조명광을 입사 하여 관찰자의 동공(16)으로 유도하는 허상 광학계를 구비하고 있다.

또한, 조명 광원(11)과 공간 변조 소자(12) 사이에는 조명 광원(11)으로부터 출사된 조명광을 전송하는 광도체(13)와, 특정한 파장 대역의 조명광만을 투과하는 컬러 필터(14)가 설치된다.

공간 변조 소자(12)는, 예를 들어 투과형 액정 모니터 등이며, 입사된 조명광을 화소마다 공간 변조하게 된다. 이 공간 변조된 조명광은 허상 광학계로 입사된다. 즉, 공간 변조 소자(12)는 공간 변조함으로써 도광판의 입사면의 면내에 있어서 평행광을 주사할 수 있는 주사 광학계로서 기능한다.

또한, 여기서는 조명 광원(11)과 공간 변조 소자(12)를 설치하도록 구성하였지만, 예를 들어 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이, 무기 EL 디스플레이나, 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display) 등의 화상을 표시하는 화상 표시 소자를 설치하도록 구성해도 좋다.

컬러 필터(14)는 관찰자가 관찰 가능한 관찰 영역을 직경 2 mm 이내가 되도록 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 입사하는 파장 대역을 제한하고 있다. 여기서, 컬러 필터(14)는 예를 들어 파장 대역을 10 nm 정도로 하고 있다.

허상 광학계는 콜리메이트 광학계(21)와, 도광판(22)과, 도광판(22)에 설치된 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)과, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)을 구비한다.

콜리메이트 광학계(21)는 공간 변조 소자(12)에서 공간 변조된 조명광이 입사되어, 서로 화각이 다른 평행 광속군을 출사시키는 광학계이다. 콜리메이트 광 학계(21)로부터 사출되어 서로 화각이 다른 평행 광속군은 각각 도광판(22)에 입사된다.

도광판(22)은 콜리메이트 광학계(21)로부터 사출된 평행 광속군을 입사하는 광 입사구(22a)를 한쪽 단부에 갖고, 다른 쪽 단부에 광을 사출하는 광 사출구(22b)를 갖는 제1 광학면(22c)과, 이 제1 광학면(22c)에 대향하는 제2 광학면(22d)을 주면으로 하는 박형의 평행 평판인 도광판이다.

도광판(22)의 제2 광학면(22d)에는 제1 광학면(22c)의 광 입사구(22a)와 대향하는 위치에 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)이 설치되고, 제1 광학면(22c)의 광 사출구(22b)와 대향하는 위치에 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)이 설치되어 있다.

이 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)은 도광판(22)의 전반사면과 평행하게 배치되어 있다. 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)은 평행 광속군의 입사 영역에서 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 도광판(22) 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키는 각도로 회절 반사시킨다. 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 도광판(22) 내를 내부 전반사로 전파하는 평행 광속군의 사출 영역에서 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 도광판(22)으로부터 사출시키는 각도로 회절 반사시킨다.

여기서, 도2 및 도3에 간섭 줄무늬가 기록된 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23) 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 단면도를 각각 도시한다. 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)은 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하게 되어 있다. 즉, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 대략 동일 파장 대역을 회절하는 간섭 줄무늬의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치(P1, P2)는 각각 서로 동일하게 형성되어 있다.

제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)에는, 도2에 도시한 바와 같이 간섭 줄무늬의 경사, 즉 간섭 줄무늬(F11, F12, F13, ‥, F1n)가 홀로그램 표면과 이루는 각인 경사각(θ11, θ12, θ13, …, θ1n)이 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되어 있다.

제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은, 도3에 도시한 바와 같이 동일 입사 위치에 있어서 서로 입사 각도가 동일하고, 또한 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층(24a, 24b)이 적층화되어 있다. 즉, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 서로 동일한 간섭 줄무늬를 갖는 복수의 홀로그램층(24a, 24b)을 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 적층화하여 구성되어 있다.

그리고, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 각 홀로그램층(24a, 24b)에는 각각 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)과 마찬가지로 간섭 줄무늬의 경사, 즉 간섭 줄무늬(F21, F22, F23, ‥, F2n)가 홀로그램 표면과 이루는 각인 경사각(θ21, θ22, θ23, …, θ2n)이 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되어 있다.

즉, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)은 홀로그램면 내의 간섭 줄무늬(F11, F12, F13, …, F1n, F21, F22, F23, …, F2n)의 경사가 위치에 따라서 변화되어 형성되어 있다.

또한, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 각 홀로그램층(24a, 24b)은 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)과 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대해 대칭 형상으로 되어 있다.

또한, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)의 경사각(θ11, θ12, θ13, …, θ1n)은 θ11 < θ12 < θ13 < … <θ1n으로 나타낸 바와 같이 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 근접함에 따라서 증가하여 형성되어 있다.

또한, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 경사각(θ21, θ22, θ23, …, θ2n)은 θ21 < θ22 < θ23 < … < θ2n으로 나타낸 바와 같이, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)에 근접함에 따라서 증가하여 형성되어 있다.

제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)은 간섭 줄무늬의 경사각(θ11, θ12, θ13, …, θ1n, θ21, θ22, θ23, …, θ2n)이 브래그 조건을 충족시키도록 변화되어 형성되어 있으므로, 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있다.

또한, 여기서는 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 간섭 줄무늬의 경사각을 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 단계적으로 변화되어 있어도 좋다.

또한, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 양쪽의 간섭 줄 무늬의 경사각이 연속적으로 변화되도록 형성되어 있지만, 적어도 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 간섭 줄무늬의 경사각이 연속적 또는 단계적으로 변화되도록 구성되어 있어도 좋다.

여기서, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 간섭 줄무늬의 경사각을 변화시킴으로써 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있는 것에 대해 도4를 이용하여 설명한다.

도4의 (a)는 상술한 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 한쪽 홀로그램층(24a)을 도시한다. 여기서, 다른 쪽 홀로그램층(24b)은 홀로그램층(24a)과 마찬가지이며, 또한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)은 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대해 대칭인 것을 제외하고 동일하므로 설명은 생략한다. 도4의 (b)는 본 발명과 비교하기 위한 비교예에 관한 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)을 도시한다. 도4의 (b)에 도시한 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)은, 그 간섭 줄무늬가 동일 피치이며 간섭 줄무늬의 각 경사각이 일정하게 되어 있다.

도4의 (a)에 도시한 바와 같이, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 홀로그램층(24a)에서는 간섭 줄무늬의 경사각이 연속적으로 변화되어 형성되어 있으므로 화각(θ31, θ32, θ33)에 상관없이 각 광속(B31, B32, B33)의 회절 효율을 균일하게 할 수 있다. 또한, 도4의 (a) 중, 화각(θ32)은 0°이다.

한편, 도4의 (b)에 도시한 비교예의 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(124)에서는, 간섭 줄무늬의 경사각이 일정하게 되어 있으므로 화각(θ41, θ42, θ43)에 따라서 각 광속(B41, B42, B43)의 회절 효율이 달라, 색 불균일 및 휘도 불균일을 발생시키는 원인이 된다. 또한, 도4의 (b) 중, 화각(θ42)은 0°이다.

이상과 같이, 도4의 (a) 및 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)은 간섭 줄무늬의 경사각을 브래그 조건을 충족시키도록 변화되어 형성함으로써 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있다.

즉, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)이 각 화각의 광속의 회절 반사를 담당하는 홀로그램면 내의 간섭 줄무늬의 경사를 위치에 따라서 바꿈으로써 화면 내의 색 불균일과 휘도 불균일을 해소한다.

또한, 허상 표시 장치(10)에 있어서 상술한 컬러 필터(14)에 의해 관찰자의 동공(16)에 도달하는 파장 대역을 좁게 하고 있으므로, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 간섭 줄무늬의 경사각을 변화하여 형성됨으로써 폐해인 사출 동공 직경 내에서의 색 불균일을 방지할 수 있다.

여기서, 컬러 필터(14)에 의해 파장 대역을 좁게 함으로써 사출 동공 직경 내에서의 색 불균일을 방지할 수 있는 것에 대해 도5를 이용하여 설명한다.

도5의 (a)는 상술한 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 한쪽 홀로그램층(24a)에 도달하는 파장 대역을 좁게 한 상태를 도시한다. 또한, 홀로그램층(24b)에 있어서도 마찬가지이며, 또한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)에 대해서도 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대해 대칭인 것을 제외하고 동일하므로 설명은 생략한다. 도5의 (b)는 본 발명과 비교하기 위 한 비교예에 관한 허상 표시 장치의 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(134)을 도시한다. 도5의 (b)에 도시한 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(134)의 간섭 줄무늬 및 그 경사각은 홀로그램층(24a)과 동일하며, 이 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(134)에 도달하는 파장 대역을 제한하지 않는 것이다.

도5의 (b)에 도시한 비교예의 허상 표시 장치에서는, 컬러 필터를 설치하지 않으므로 도달하는 파장 대역에 폭이 있고, 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(134)의 간섭 줄무늬의 경사각이 변화되어 있으므로 다른 파장의 광속(B61, B62, B63)의 파장에 따라서 회절 효율이 다르므로 사출 동공 직경 내에서 장소에 따라 색의 불균일이 발생한다.

한편, 도5의 (a)에 도시한 본 발명의 허상 표시 장치에서는, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 입사하는 파장 대역을 컬러 필터(14)에 의해 제한하여 좁게 하고 있으므로, 홀로그램층(24a)의 간섭 줄무늬의 경사각이 연속적으로 변화되어 있어도 다른 파장의 광속(B51, B52, B53)의 파장에 따라서 회절 효율의 차이가 작으므로 사출 동공 직경 내에서 장소에 따라 색 불균일이 발생하는 것을 방지하고, 또한 상술한 바와 같이 화각에 따른 회절 효율의 균일화를 달성한다.

또한, 여기서는 컬러 필터(14)를 설치함으로써 동공에 입사하는 파장 대역을 좁게 하고 있지만, 발광 스펙트럼이 충분히 작은 조명 광원을 이용해도 좋다.

이상과 같이, 도5의 (a) 및 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 허상 표시 장치(10)에 있어서, 컬러 필터(14)에 의해 관찰자의 동공(16)에 도달하는 파장 대역을 좁게 하는 동시에 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 간섭 줄무늬의 경사각을 변화하여 형성됨으로써, 화각에 따른 회절 효율의 균일화를 달성하는 동시에 사출 동공 직경 내에서의 색 불균일을 방지할 수 있다.

또한, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 동일 입사 위치에 있어서 서로 입사 각도가 동일하고, 또한 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층(24a, 24b)이 적층화되어 있으므로, 도광판(22) 내를 전파하는 평행 광속군의 일부를 2회 이상 회절 반사하여 회절시마다 광량의 일부를 도광판(22)으로부터 사출하도록 구성되어 있다.

즉, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 도1에 도시한 바와 같이 도광판(22) 내를 전파한 광속을 도광판(22)으로부터 2회 사출시킬 수 있어, 관찰 가능한 영역(17a, 17b)을 2군데 형성할 수 있다.

허상 표시 장치(10)에 있어서, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 관찰 가능한 영역(17a, 17b)을 2군데 형성하는 것이 가능하므로, 이 2개의 관찰 가능 영역(17a, 17b) 사이의 거리를 적절히 조정함으로써 관찰 영역이 비교적 넓고, 또한 통상 항상 한쪽의 관찰 가능 영역에 모이는 광선만이 동공에 들어가도록 할 수 있다.

예를 들어, 이 허상 표시 장치(10)에 있어서, 이 관찰 영역 사이의 거리를 2 mm 정도로 함으로써 관찰 가능 영역 폭이 2 mm 이하와 같이 작으면, 관찰자의 눈의렌즈의 조정 기능이 낮거나, 수차가 있거나 해도 선명한 화상을 인식할 수 있고, 또한 시기능이 양호한 관찰자에 있어서도 눈의 포커스 조정이 불필요해지므로 허상 관찰을 편안하게 행할 수 있어 피로를 경감시킬 수 있다.

이상과 같이 구성된 허상 표시 장치(10)에 있어서, 도광판(22)의 광 입사구(22a)로부터 입사한 서로 화각이 다른 평행 광속군은, 상술한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)에 입사되어 각각의 평행 광속군이 평행 광속군 그대로 회절 반사된다. 회절 반사된 평행 광속군은 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d) 사이에서 전반사를 반복하면서 진행하여 전파하고, 상술한 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 입사하게 된다.

도광판(22) 내의 입사 영역으로부터 사출 영역에 걸쳐 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은 적어도 그 일부가 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다르다.

즉, 도광판(22)의 길이 방향의 길이 및 제1 광학면(22c)과 제2 광학면(22d) 사이의 두께는, 이 때에 내부를 전반사하면서 진행하는 서로 화각이 다른 평행 광속군이 각 화각에 의해 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 도달하기까지의 전반사 횟수에 차이가 나는 광로 길이가 되도록 박형화되고, 길이 방향의 길이도 충분한 길이가 되도록 설계되어 있다.

구체적으로는, 도광판(22)에 입사하는 평행 광속군 중 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)측으로 경사지면서 입사하는 평행 광속, 즉 입사각이 큰 평행 광속의 반사 횟수는, 그와는 반대로 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)측으로 그다지 경사지지 않고 입사하는 평행 광속, 즉 입사각이 작은 평행 광속의 반사 횟수와 비교하여 적어진다. 이것은, 도광판(22)에 입사한 평행 광속군은 각각 화각이 다른 평행 광속이 되어 입사되기 때문이다. 즉, 제1 반사형 체적 홀로그램 그 레이팅(23)에의 입사 각도도 다르고, 각각 다른 회절각으로 사출됨으로써 각 평행 광속의 전반사각도 다르기 때문에 도광판(22)을 박형화하여 길이 방향의 길이를 충분히 확보함으로써 전반사하는 횟수에 차이가 현저히 나게 된다.

제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 입사한 각 화각의 평행 광속군은 회절 반사됨으로써 전반사 조건으로부터 벗어나고, 도광판(22)의 광 사출구(22d)로부터 사출되어 관찰자의 동공(16)에 입사한다.

이와 같이, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 기록된 간섭 줄무늬가 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)의 간섭 줄무늬를 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대해 대칭으로 도광판(22)의 제2 광학면(22d) 상에 설치되어 있다. 따라서, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에서 반사되는 평행 광속군은 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)으로의 입사각과 동일한 각도로 반사되므로, 표시 화상이 흐려지는 일 없이 높은 해상도로 동공(16)에 표시되게 된다.

또, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)과 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)은 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 대해 각 홀로그램면이 평행해지도록 배치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 홀로그램면이 각각 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 대해 소정의 각도를 갖도록 배치시킬 수도 있다.

본 발명을 적용한 허상 표시 장치(10)는 적어도 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 간섭 줄무늬의 경사각이 각 화각의 주광선과 중심 파장에 대해 브 래그 조건이 되도록 구성되어 있으므로, 화각에 의한 색 불균일이나 휘도 불균일을 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명을 적용한 허상 표시 장치(10)는 컬러 필터(14)에 의해 파장 대역을 좁게 하고 있으므로, 간섭 줄무늬의 경사각이 변화하고 있는 것에 따른 색 불균일을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명을 적용한 허상 표시 장치(10)는 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 적어도 하나를, 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하고 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 구성하였으므로, 도광판(22) 내를 전파한 광속을 도광판(22)으로부터 2회 사출시켜 관찰 가능한 영역(17a, 17b)을 2군데 형성할 수 있고, 이 영역(17a, 17b) 사이의 거리를 적절하게 조정함으로써 관찰 영역이 비교적 넓고, 또한 항상 한쪽의 관찰 가능 영역에 모이는 광선만이 동공에 들어가도록 할 수 있다. 즉, 본 발명을 적용한 허상 표시 장치(10)는 관찰자의 눈의 렌즈 조정 기능이 낮거나, 수차가 있어도 선명한 화상을 인식할 수 있고, 시기능이 양호한 관찰자에게 있어서도 허상 관찰을 편안하게 행할 수 있어 더욱 피로를 경감시킬 수 있다.

또, 상술한 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)에서는, 간섭 줄무늬의 경사각이 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되도록 구성하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도6에 도시한 바와 같이 영역 내에서 동일 경사각을 갖는 복수의 영역에 의해 구성해도 좋다.

즉, 도6에 도시하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(34)은 길이 방향으로 5분할된 제1 내지 제5 영역(34a, 34b, 34c, 34d, 34e)으로 이루어지고, 전체 영역에 있어서의 홀로그램면 상의 표면 피치는 동일해지고, 각 영역에 있어서의 경사각(θ51, θ52, θ53, θ54, θ55)이 동일해지고, 또한 θ51 ＜ θ52 ＜ θ53 ＜ θ54 ＜ θ55로 나타낸 바와 같이 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅측에 근접한 영역에 따라서 경사각이 증가되도록 구성된다. 또한, 이 경사각(θ51, θ52, θ53, θ54, θ55)은 브래그 조건을 충족시키도록 결정되어 있다.

도6에 도시하는 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(34)은 상술한 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)과 마찬가지로, 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있다. 여기서, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(34)의 예로서 설명하였지만, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 있어서도 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대칭 형상으로 형성되는 것을 제외하고 동일하다.

또한, 상술에서는, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)을 복수의 홀로그램층(24a, 24b)을 적층화하여 형성하도록 구성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 적어도 하나를, 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하고 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 구성하면 된다.

또한, 상술에서는, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)을 복수의 홀로그램층(24a, 24b)을 적층화하여 형성하도록 구성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니 며, 예를 들어 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 적어도 하나를 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하고 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 형성하도록 구성해도 좋다.

예를 들어, 도7에 도시한 바와 같은 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(44)을 이용해도 좋다. 즉, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(44)은 각각 간섭 줄무늬 피치가 균일해지고, 동일 파장 대역을 회절하는 제1 간섭 줄무늬군(44a), 제2 간섭 줄무늬군(44b), 제3 간섭 줄무늬군(44c)을 갖는다. 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(44)에 있어서, 서로 동일한 복수의 간섭 줄무늬인 제1 내지 제3 간섭 줄무늬(44a, 44b, 44c)를 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 다중화하여 형성되어 있다.

또한, 이 각 간섭 줄무늬(44a, 44b, 44c)에 있어서, 상술한 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 홀로그램층(24a)에 마련된 간섭 줄무늬와 마찬가지로, 간섭 줄무늬의 경사각이 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되어 있다.

도7에 도시하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(44)은 상술한 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)과 마찬가지로, 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있다. 여기서, 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(44)의 예로서 설명하였지만, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 있어서도 도광판(22)의 제1 및 제2 광학면(22c, 22d)에 직교하는 면에 대칭 형상으 로 형성되는 것을 제외하고 동일하다.

또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 적어도 하나를, 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하고 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지도록 구성해도 좋다.

또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)의 적어도 하나를, 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하고 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지도록 구성해도 좋다.

또한, 입사측에 설치되는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은, 도8에 도시한 바와 같이 그 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향에 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 변화되어 형성되어 있어도 좋다.

도8에 도시한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)은 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 근접한 방향을 향해 간섭 줄무늬의 적층수가 증가하여 형성되어 있다. 이 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)은 홀로그램 상의 동일 위치에 있어서, 콜리메이터 광학계로부터 사출된 복수의 입사 각도를 갖는 평행 광속을 원하는 회절 파장으로 회절하는 것을 실현한다. 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)의 간섭 줄무늬는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)의 간섭 줄무 늬와 마찬가지로, 경사각이 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적으로 변화되어 형성되어 있다.

이 때, 홀로그램 상의 회절해야 할 입사각의 분포는 도9에 나타낸 바와 같이 홀로그램 상의 위치에 따라 다르다. 또, 도9에 있어서, 횡축은 홀로그램 상의 위치를 나타내고, 종축은 그 홀로그램 상의 위치에 있어서 회절해야 할 광속의 입사각의 분포를 나타내는 것이다. 이로 인해, 도8에서는 입사측 홀로그램을 그 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향을 따라 직사각형으로 영역 분할하여, 이 영역마다 간섭 줄무늬의 적층수를 바꾸는 동시에, 적층하는 간섭 줄무늬의 경사각도 바꾸고 있다. 예를 들어, 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향을 따라 영역(53a, 53b, 53c, 53d)으로 4분할하여, 영역(53a)에서는 영역(53a1, 53a2)를 적층하고, 영역(53b)에서는 영역(53b1, 53b2, 53b3, 53b4)을 적층하고, 영역(53c)에서는 영역(53c1, 53c2, 53c3, 53c4, 53c5)을 적층하고, 영역(53d)에서는 영역(53d1, 53d2, 53d3, 53d4, 53d5)을 적층하여, 각 영역에 있어서의 간섭 줄무늬의 경사각을 바꾸고 있다. 여기서, 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 동일 파장 대역용에 대해서는 모두 동일하게 되어 있다. 이 경우, 간섭 줄무늬의 경사각은 동공에 가까운 측에서 보다 작게 되어 있다.

그리고, 도9에 도시한 회절해야 할 입사각의 분포는, 예를 들어 동공으로부터 가장 떨어진 영역(53a)의 위치에서는 입사각이 최대에 가까운 θ70max의 광선(B70)을 회절할 필요가 있고, 영역(53c)의 위치에서는 입사각(θ71, θ72, θ73)의 광선(B71, B72, B73)을 회절할 필요가 있다. 또한, 같은 영역(53c)의 위치에서 는, 예를 들어 θ71 ＞ θ72 ＞ θ73과 같이 입사각이 큰 순서로 각 광선(B71, B72, B73)은 홀로그램 표면으로부터 먼 영역(53c5, 53c3, 53c1)에서 회절된다.

또, 여기서는 간섭 줄무늬의 적층수를 증가시키는 예에 대해 설명하였지만, 간섭 줄무늬의 다중화수가 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)에 근접한 방향을 향해 증가하여 형성되도록 구성해도 좋다.

이 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)은 상술한 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 24)과 마찬가지로, 화각에 따른 회절 효율을 균일화할 수 있어 휘도 불균일을 해소할 수 있다. 또한, 입사측의 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)은 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 영역으로 나누어 적층수 또는 다중화수를 바꿈으로써, 가능한 한 광선이 홀로그램 매질 속을 통과하는 거리를 짧게 할 수 있으므로, 재생 광선이 홀로그램층을 통과할 때, 약간이지만 산란이나 흡수의 영향을 받는 것을 저감시킬 수 있다.

이와 같이 입사측 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(53)을 영역으로 나누어 적층 또는 다중화수를 바꾸는 것은, 재생 광선이 홀로그램층을 통과할 때, 약간이지만 산란이나 흡수를 수반하므로, 가능한 한 광선이 홀로그램 매질 속을 통과하는 거리를 짧게 하고자 하기 때문이다.

또, 상술한 허상 표시 장치(10)에 있어서, 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23, 53)과 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24, 34, 44)을 구비하고, 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후 사출하도록 구성된 도광판(22)은 표시 화상광을 관찰자의 동공으로 도광하는 박형의 광학 장치를 구성한다.

이상과 같이, 본 발명을 적용한 광학 장치 및 허상 표시 장치는 특히 사출측 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬의 경사각을 각 화각의 주광선과 중심 파장에 대해 브래그 조건이 되도록 구성함으로써, 화각에 의한 색 불균일이나 휘도 불균일의 저감을 실현한다.

또한, 본 발명을 적용한 광학 장치 및 허상 표시 장치는 파장 대역을 좁게 함으로써, 간섭 줄무늬의 경사각이 연속적으로 변화하고 있는 것에 의한 색 불균일을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명을 적용한 광학 장치 및 허상 표시 장치는 관찰 가능한 영역을 복수 부위 형성할 수 있어 관찰 영역을 비교적 넓게 할 수 있고, 관찰자의 눈의 렌즈 조정 기능이 낮거나, 수차가 있어도 선명한 화상을 인식할 수 있고, 시기능이 양호한 관찰자에게 있어서도 허상 관찰을 편안하게 행할 수 있어 피로를 더욱 경감시킬 수 있다.

이하에, 본 발명을 적용한 허상 표시 장치(10)의 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(24)의 홀로그램층(24a)에 대해, 도10 및 표1에 수치 데이터를 예로 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 또, 홀로그램층(24b)에 대해서도 마찬가지이고, 또한 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅(23)에 있어서도 광학면에 직교하는 면에 대해 대칭 형상인 것을 제외하고 동일하다.

본 실시예에 있어서, 표시 화각을 ±10도로 한 경우의 각 화각의 주광선 입사 위치의 간섭 줄무늬의 경사각의 분포(화각 1도마다 기재)는 표1과 같이 된다.

[표 1]

본 실시예에 있어서, 도광판(22)의 재질을 PMMA(굴절율 1.49)로 하고, 화각 －8도에서 도광판에 입사한 광선의 도광판(22) 내에서의 전반사각이 43도가 되는 그레이팅을 기준으로 하였다.

또, 표1에 나타내는「화각」은 도10에 나타내는 화각(α1, α2)으로, 플러스측을 α1로 나타내고, 마이너스측을 α2로 나타낸다. 또한, 표1에 나타내는「매질 내 화각」은 도10에 나타내는 매질 내 화각(α3)으로 나타내는 것이고, 표2에 나타내는「전반사각」은 도10에 나타내는 전반사각(α4)으로 나타내는 것이다. 또한, 표1에 나타내는「매질 내 간섭 줄무늬 경사각」은 도10에 나타내는 경사각(α5)으로 나타내는 것이다. 또한, 표1에 나타내는「홀로그램 상의 위치」는 도10에 나타내는 홀로그램 상의 중심선으로부터의 거리(X1, X2)로 나타낸다.

표1에 나타낸 바와 같이, 간섭 줄무늬의 경사각을 설정한 본 실시예에 관한 홀로그램층(24b)은 눈 앞에 배치되는 반사형 홀로그램 광학 소자의 간섭 줄무늬를, 표면의 그레이팅 피치는 일정한 상태로, 각 화각에 있어서 동일 파장에서 브래그 조건이 되도록 연속적으로 바꿈으로써, 상술한 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 회절 효율을 균일하게 할 수 있어, 화각마다 발생하는 색 불균일 및 휘도 불균일을 해소할 수 있다.

본 발명에 관한 광학 장치 및 허상 표시 장치는 적어도 사출측의 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 함으로써, 화각에 의한 색 불균일이나 휘도 불균일을 저감시키는 것을 가능하게 한다.

Claims

서로 진행 방위가 다른 평행 광속군이 입사하고, 내부를 전반사에 의해 전파한 후 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 광학 장치에 있어서,

상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키도록 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과,

상기 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하도록 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 구비하고,

상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고,

적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고,

상기 도광판 내의 입사 영역으로부터 사출 영역에 걸쳐 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은, 적어도 그 일부가 상기 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 대략 동 일 파장 대역을 회절하는 간섭 줄무늬의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판의 전반사면과 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판 내를 전파하는 상기 평행 광속군의 일부를 2회 이상 회절 반사하고, 상기 회절시마다 광량의 일부를 상기 도광판으로부터 사출하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 간섭 줄무늬를 갖는 복수의 홀로그램층을 상기 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 복수의 간섭 줄무늬를 상기 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 장치
제1항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 그 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접하는 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
광원과,

상기 광원으로부터 사출된 광속을 평행광으로 하는 콜리메이트 광학계와,

상기 평행광을 주사하는 주사 광학계와,

상기 주사 광학계에서 서로 진행 방위가 다른 평행 광속으로 이루어진 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 관찰자의 동공을 향해 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 허상 표시 장치에 있어서,

상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키는 각도로 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과,

상기 도광판 내를 내부 전반사로 전파하는 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하는 각도로 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 갖고,

상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고,

적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래드 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고,

상기 도광판 내에서 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은, 적어도 그 일부가 상기 진행 방위의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 광원과 관찰자의 동공의 광로 중에 특정한 파장 대역만 투과하는 컬러 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 관찰자가 관찰 가능한 관찰 영역을 직경 2 ㎜ 이내가 되도록 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅으로 입사하는 파장 대역을 제한하는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 대략 동일 파장 대역을 회절하는 간섭 줄무늬의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판의 전반사면과 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판 내를 전파하는 상기 평행 광속군의 일부를 2회 이상 회절 반사하고, 상기 회절시마다 광량의 일부를 상기 도광판으로부터 사출하는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 간섭 줄무늬를 갖는 복수의 홀로그램층을 상기 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 복수의 간섭 줄무늬를 상기 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 그 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접하는 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중 화수가 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
화상 표시 소자와,

상기 화상 표시 소자의 각 화소로부터 사출된 광속을 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군으로 하는 콜리메이트 광학계와,

상기 평행 광속군이 입사하여 내부를 전반사에 의해 전파한 후, 관찰자의 동공을 향해 사출하도록 구성된 도광판으로 이루어지는 허상 표시 장치에 있어서,

상기 도광판은 상기 평행 광속군의 입사 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판 내에서 내부 전반사 조건을 충족시키도록 회절 반사하는 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅과,

상기 평행 광속군의 사출 영역에서 상기 평행 광속군을 평행 광속군 그대로 상기 도광판으로부터 사출하도록 회절 반사하는 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅을 갖고,

상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 균일하고,

적어도 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 간섭 줄무늬가 홀로그램 표면과 이루는 각이 입사 주광선에 대해 브래그 조건을 충족시키도록 홀로그램 내에서 연속적, 혹은 단계적으로 변화하고 있고,

상기 도광판 내의 입사 영역으로부터 사출 영역에 걸쳐 전반사를 반복하면서 전파하는 서로 진행 방위가 다른 평행 광속군은, 적어도 그 일부가 상기 진행 방위 의 차이에 의해 전반사 횟수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 화상 표시 소자, 혹은 상기 화상 표시 소자를 조명하는 조명 광원과 관찰자의 동공의 광로 중에 특정한 파장 대역만 투과하는 컬러 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제32항에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 관찰자가 관찰 가능한 관찰 영역을 직경 2 ㎜ 이내가 되도록 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅으로 입사하는 파장 대역을 제한하는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 대략 동일 파장 대역을 회절하는 간섭 줄무늬의 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬 피치는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판의 전반사면과 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 도광판 내를 전파하는 상기 평행 광속군의 일부를 2회 이상 회절 반사하고, 상기 회절시마다 광량의 일부를 상기 도광판으로부터 사출하는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 입사 각도가 동일하게 다른 파장 대역의 광속을 대략 동일한 회절각으로 각각 주로 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 홀로그램층을 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표 시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅 중 적어도 하나는 동일 입사 위치에서 서로 파장이 동일하게 다른 입사 각도의 광속을 각각 주로 회절하고, 또한 동일 파장 동일 입사각의 광속을 동일한 회절각으로 각각 회절하는 복수의 간섭 줄무늬를 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 간섭 줄무늬를 갖는 복수의 홀로그램층을 상기 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 적층화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 서로 동일한 복수의 간섭 줄무늬를 상기 홀로그램 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 옮겨 다중화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅의 간섭 줄무늬가 그 표면과 이루는 각은, 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접함에 따라서 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 그 표면의 간섭 줄무늬와 수직인 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1 반사형 체적 홀로그램 그레이팅은 상기 제2 반사형 체적 홀로그램 그레이팅에 근접하는 방향으로 간섭 줄무늬의 적층수 또는 다중화수가 증가하고 있는 것을 특징으로 하는 허상 표시 장치.