JP6550850B2 - 頭部装着型表示装置および体積ホログラフィック素子の製造方法 - Google Patents
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Description
(表示装置の構成例)
図1は、本発明を適用した頭部装着型表示装置100の一態様を示す説明図であり、図1(a)、(b)は各々、頭部装着型表示装置100の光学系の一態様を示す説明図および頭部装着型表示装置100の外観の一態様を示す説明図である。図2は、本発明を適用した頭部装着型表示装置100の平面構成を模式的に示す説明図である。
図3は、本発明の実施の形態1に係る体積ホログラフィック素子1の説明図であり、図3(a)、(b)、(c)は、体積ホログラフィック素子1の平面図、体積ホログラフィック素子1をYZ平面で切断した横断面図、および体積ホログラフィック素子1の横断面形状を曲率半径で示した説明図である。
本形態の体積ホログラフィック素子1(右眼用体積ホログラフィック素子1aおよび左眼用体積ホログラフィック素子1b)は、上記の構成を有しているため、右眼Eaおよび左眼Ebに入射するスポット径を150μmまで絞ることができる。
図4は、本発明の実施の形態2に係る体積ホログラフィック素子1の説明図であり、図4(a)、(b)、(c)、(d)は、体積ホログラフィック素子1の平面図、体積ホログラフィック素子1をYZ平面で切断した横断面図、体積ホログラフィック素子1の横断面形状を曲率半径で示した説明図、および体積ホログラフィック素子1の別の位置での横断面形状を曲率半径で示した説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態1、2に係る体積ホログラフィック素子1の製造方法を示す説明図である。図6は、本発明の実施の形態1、2に係る体積ホログラフィック素子1の露光干渉工程の説明図であり、図6(a)、(b)、(c)は、干渉露光装置の説明図、体積ホログラフィック素子1への露光光の入射方向等を示す説明図、および体積ホログラフィック素子1への露光光の入射方向と回折方向との関係を示す説明図である。
Claims (12)
- レーザー光を光源とする右眼用画像光出射装置と、
前記右眼用画像光出射装置から出射された画像光を偏向して観察者の右眼に入射させる右眼用体積ホログラフィック素子と、
レーザー光を光源とする左眼用画像光出射装置と、
前記左眼用画像光出射装置から出射された画像光を偏向して前記観察者の左眼に入射させる左眼用体積ホログラフィック素子と、
前記右眼用画像光出射装置、前記右眼用体積ホログラフィック素子、前記左眼用画像光出射装置、および前記左眼用体積ホログラフィック素子を保持し、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、
を有し、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記観察者側に凹曲面を向けた湾曲部を有し、
前記湾曲部は、上下方向において線対称、かつ、横方向における中央部分の曲率半径が前記観察者の鼻側の曲率半径より小さい断面形状を有し、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記中央部分の曲率半径が前記観察者の耳側の曲率半径より小さい断面形状を有していることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項1に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、横方向の端部を結ぶ第1仮想線が前記右眼と前記左眼とを結ぶ第2仮想線と平行な姿勢、あるいは前記第1仮想線と前記第2仮想線との間隔が前記観察者の鼻側より前記観察者の耳側で狭くなるように傾いた姿勢で前記フレームに保持されていることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項1または2に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、透光性の第1基板と、前記第1基板の一方面側に積層されホログラフィック材料層と、を有し、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記湾曲部の曲率半径が前記第1基板の形状によって規定されていることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項3に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記ホログラフィック材料層に対して前記第1基板と反対側に積層された透光性の第2基板を有し、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記湾曲部の曲率半径が前記第1基板および前記第2基板の形状によって規定されていることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項4に記載の頭部装着型表示装置において、
前記第1基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面からなる第1外面側に積層された第1反射防止層と、
前記第2基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面からなる第2外面側に積層された第2反射防止層と、
を有していることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記中央部分の曲率半径が前記観察者の耳側の曲率半径より大きい断面形状を有していることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項6に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、上下方向に直線的に延在する断面形状を有していることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - 請求項7に記載の頭部装着型表示装置において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、上下方向で線対称に湾曲した断面形状を有していることを特徴とする頭部装着型表示装置。 - レーザー光を光源とする右眼用画像光出射装置と、前記右眼用画像光出射装置から出射された画像光を偏向して観察者の右眼に入射させる右眼用体積ホログラフィック素子と、レーザー光を光源とする左眼用画像光出射装置と、前記左眼用画像光出射装置から出射された画像光を偏向して前記観察者の右眼に入射させる右眼用体積ホログラフィック素子と、前記右眼用画像光出射装置、右眼用体積ホログラフィック素子、前記左眼用画像光出射装置、および前記右眼用体積ホログラフィック素子を保持し、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、を有する頭部装着型表示装置で、前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子に用いられる体積ホログラフィック素子の製造方法において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記観察者側に凹曲面を向けた湾曲部を有し、
前記湾曲部は、上下方向において線対称、かつ、横方向における中央部分の曲率半径が前記観察者の鼻側の曲率半径より小さい断面形状を有し、
前記右眼用体積ホログラフィック素子および前記左眼用体積ホログラフィック素子は各々、前記中央部分の曲率半径が前記観察者の耳側の曲率半径より小さい断面形状を有しており、
前記体積ホログラフィック素子を製造するための積層体に対する干渉露光工程では、干渉露光装置において、前記体積ホログラフィック素子の凹曲面となっている側から球面波からなる物体光を照射し、前記体積ホログラフィック素子において前記凹曲面の反対側で凸曲面となっている側からは、前記体積ホログラフィック素子の前記観察者の鼻側に配置される端部側に傾いた方向から球面波からなる参照光を照射することを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。 - 請求項9に記載の体積ホログラフィック素子の製造方法において、
前記右眼用体積ホログラフィック素子を製造する工程と、前記左眼用体積ホログラフィック素子を製造する工程とでは、同一構成の前記積層体を用い、
前記右眼用体積ホログラフィック素子を製造するための前記積層体に対する前記干渉露光工程と、前記左眼用体積ホログラフィック素子を製造するための前記積層体に対する前記干渉露光工程とでは、前記干渉露光装置に前記積層体を配置する向きが上下反転していることを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。 - 請求項9または10に記載の体積ホログラフィック素子の製造方法において、
前記体積ホログラフィック素子は、透光性の第1基板と、前記第1基板の一方面側に積層されホログラフィック材料層と、前記ホログラフィック材料層に対して前記第1基板と反対側に積層された透光性の第2基板と、を有していることを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。 - 請求項11に記載の体積ホログラフィック素子の製造方法において、
前記第1基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面からなる第1外面側に第1反射防止層を積層し、前記第2基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面からなる第2外面側に第2反射防止層を積層した状態で前記干渉露光工程を行うことを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。
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