JP2020522737A - 鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、米国特許出願番号US14/749,568(Head Mounted Augmented Reality Display)の凹状鏡の曲率半径が固定されており、両目の収斂角度と、目の焦点距離とが一致せず(それを、vergence−accommodation conflictという)、目に疲れを誘発する問題(それを、本発明では、問題1とする)を解決することを目的とする。前記米国特許出願技術は、図1のように、準透明(semi transparent)ディスプレイDSから放射された光が、凹状半鏡(half mirror)CMで反射されたところを目で見ることができるディスプレイ技術である。該準透明ディスプレイは、目側には、光を放出せず、凹状半鏡側だけに光を放出するディスプレイである。
See−through Optical Combiner for Augmented Reality Head−Mounted Display: Index−Matched Anisotropic Crystal Lens
(Scientific Reports | 7: 2753 | DOI: 10.1038/s41598−017−03117−w)
図3は、前記論文から抜粋したものであり、目の前の方解石レンズとインデックスマッチング物質からなる光学モジュールIMACLに、2種の互いに異なる偏光が通過する場合、1偏光は、収斂屈折するが、他の偏光は、屈折せず、まさしく偏平なガラス板を通過するように通過するところを示したものである。
Polarization−Dependent Microlens Array Using Reactive Mesogen Aligned by Top−Down Nanogrooves for Switchable Three−Dimensional Applications
(Journal of the Optical Society of Korea Vol. 19, No. 3, June 2015, pp. 265−271,
ISSN: 1226−4776(Print) / ISSN: 2093−6885(Online)
DOI: http://dx.doi.org/10.3807/JOSK.2015.19.3.265)
本実施形態は、前記米国特許出願番号US14/749、568(Head Mounted Augmented Reality Display)ディスプレイの解像度が低いという問題(問題2)を、次のように解決することを目的とする。
透明OLEDディスプレイのための広帯域反射マイクロシャッタブラインドパネル
(第18回韓国MEMS学術大会論文集4月7日−9日の論文)
その場合、各シャッタを、いずれも同時に閉じれば、透明ディスプレイから凹状鏡側に放出された光DLが凹状鏡RMによって反射された後、目に向かうとき、いずれも遮られるので、透明ディスプレイのピクセルを、2個または多数のグループに分け、グループ別に順次に光を放出し、光を放出するピクセルに接するシャッタだけ閉じるようにすることが望ましい。例えば、図5のように、透明ディスプレイの偶数番目ピクセルを第1グループG1に分けることができ、奇数番目ピクセルを第2グループG2に分けることができる。
本実施形態は、前記実施形態1の可変焦点レンズ技術を、オキュラスcv1のような仮想現実用頭着用ディスプレイ(head mount display)に適用したところに係わるものである。現在の仮想現実用頭着用ディスプレイの眼前の凸レンズは、焦点距離が固定されており、両目の収斂角度と、目の焦点距離とが不一致である(それを、vergence−accommodation conflictと言う)問題があるが、本実施形態は、そのような問題を解決することを目的とする。
Claims (16)
- めがね型ディスプレイにおいて、
眼前に位置し、視線方向だけに光を放出する準透明ディスプレイと、
前記準透明ディスプレイから放出された光のうち第1偏光だけ視線方向に通過させる第1偏光フィルタと、
前記第1偏光フィルタを通過した第1偏光の偏光軸を回転させる偏光軸回転第1手段と、
前記偏光軸回転第1手段によって偏光軸が回転された偏光を、偏光軸の回転程度に対応する屈折率で収斂屈折させる異方性凸レンズと、
前記異方性凸レンズを通過した光を、さらに前記異方性凸レンズ側に反射させる反射手段と、
を含むことを特徴とする、鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記準透明ディスプレイの各ピクセルは、三原色のうち1色の光を放出し、前記ピクセルの目側面には、前記三原色のうち1色の光を反射手段側に反射させる二色性反射コーティング、または前記三原色のうち1色の光を吸収するカラー吸収コーティングを含むことを特徴とする、請求項1に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。
- 前記ディスプレイの反射手段は、目に向かう側が、凹状半鏡、または偏平な半鏡であることを特徴とする、請求項1に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。
- 前記めがね型ディスプレイは、前記凹状半鏡、または偏平な鏡の視線方向側に、凹レンズを含むことを特徴とする、請求項3に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。
- 前記めがね型ディスプレイは、
前記凹レンズの視線方向側に、第1偏光または第2偏光ほど目側に通過させる第2偏光フィルタと、
前記第2偏光フィルタを通過した偏光の偏光軸を回転させる偏光軸回転第2手段と、
を含むことを特徴とする、請求項4に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記めがね型ディスプレイは、
前記準透明ディスプレイの各ピクセルの目側面には、各ピクセルごと、または多数の隣接したピクセルごとに、光を通過または遮断させることができるシャッタ手段を含むことを特徴とする、請求項1に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記シャッタ手段は、液晶シャッタまたはメムスシャッタであることを特徴とする、請求項6に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。
- めがね型ディスプレイにおいて、
眼前に位置し、視線方向だけに光を放出する準透明ディスプレイと、
前記準透明ディスプレイから視線方向に放出された光を、目側に反射させる光学モジュールと、
を含むが、
前記準透明ディスプレイの各ピクセルは、三原色のうち1色の光を放出し、前記ピクセルの目側面には、前記三原色のうち1色の光を光学モジュール側に反射させる二色性反射コーティング、または前記三原色のうち1色の光を吸収するカラー吸収コーティングを含むことを特徴とする、鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記光学モジュールは、半鏡を含み、
半鏡の目に向かう側には、凸レンズが含まれ、
半鏡の視線方向側には、凹レンズが含まれることを特徴とする、請求項8に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - めがね型ディスプレイにおいて、
眼前に位置し、視線方向だけに光を放出する準透明ディスプレイと、
前記準透明ディスプレイから視線方向に放出された光を目側に反射させる光学モジュールと、
を含むが、
前記準透明ディスプレイの各ピクセルの目側面には、各ピクセルごと、または多数の隣接したピクセルごとに、光を通過または遮断させることができるシャッタ手段を含むことを特徴とする、鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記光学モジュールは、半鏡を含み、
半鏡の目に向かう側には、凸レンズが含まれ、
半鏡の視線方向には、凹レンズが含まれることを特徴とする、請求項10に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。 - 前記シャッタ手段は、液晶シャッタまたはメムスシャッタであることを特徴とする、請求項10に記載の鏡を利用した透明なめがね型ディスプレイ。
- めがね型ディスプレイにおいて、
眼前の偏光の種類により、屈折率が異なる異方性凸レンズと、
前記凸レンズ側に光を放出するディスプレイと、
前記ディスプレイから放出された光の第1偏光だけ目側に通過させる偏光フィルタと、
前記偏光フィルタを通過した偏光の偏光軸を回転させる偏光軸回転手段と、
を含むことを特徴とする、可変焦点めがね型ディスプレイ。 - 前記偏光軸回転手段は、多数領域に分けられ、各領域に印加されたそれぞれの電気信号により、各領域ごとに異なる程度に偏光軸を回転させることを特徴とする、請求項13に記載の可変焦点めがね型ディスプレイ。
- 前記めがね型ディスプレイは、異方性凸レンズの第2偏光に係わる屈折率と同一屈折率の物質からなる凹レンズが、異方性凸レンズの前面または裏面、あるいは前裏面に含まれていることを特徴とする、請求項13に記載の可変焦点めがね型ディスプレイ。
- 前記可変焦点めがね型ディスプレイは、
前記ディスプレイの視線方向側面には、光を遮断させたり通過させたりすることができるシャッタ手段を含むことを特徴とする、請求項15に記載の可変焦点めがね型ディスプレイ。
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