(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
双眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムにおいて、
映像信号が伝播される導波路と、
前記導波路の中心に置かれて映像信号を出力するディスプレーパネルと、
前記ディスプレーパネルから所定の入射角で入射される信号を所定の回折角で前記導波路の左右方向に回折させる第１回折格子と、
前記導波路で左右方向に各々伝播されて前記第１回折格子での前記所定の回折角と同角で入射される信号を第１回折格子での前記所定の入射角と同角で回折させる第２回折格子と、
前記第２回折格子で回折された信号を拡大して使用者の目に見られるようにする拡大鏡とを含み、
拡大鏡が使用者の瞳孔の位置に合わせて移動可能であることを特徴とする着用型ディスプレーシステム。
【請求項２】
前記第１回折格子は、
前記ディスプレーパネルと隣接し、前記ディスプレーパネルから所定角で入射された信号を所定の透過角で前記導波路内の左右方向に透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項３】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の透過角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項４】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の透過角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項５】
前記第２回折格子のうち１つは透過型であり、他の１つは反射型であることを特徴とする請求項２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項６】
前記第１回折格子は、
前記導波路を基準として前記ディスプレーパネルと反対側に位置し、前記ディスプレーパネルから所定角で入射された信号を所定の反射角で前記導波路内の左右方向に反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項７】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の反射角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項８】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の反射角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項９】
前記第２回折格子のうち１つは透過型であり、他の１つは反射型であることを特徴とする請求項６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１０】
導波路内の信号を選択的に遮断して立体的なイメージを具現させる少なくとも１つのシャッターをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１１】
双眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムにおいて、
映像信号が伝播される導波路と、
前記導波路の両側に置かれて映像信号をディスプレーする２つのディスプレーパネルと、
前記ディスプレーパネルから所定の入射角で入射される信号を所定の回折角で導波路内の左右の一方に対して回折させる２つの第１回折格子と、
前記導波路で伝播されて前記第１回折格子での前記所定の回折角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で回折させる複数個の第２回折格子と、
前記複数個の第２回折格子から回折された信号を拡大して使用者の目に見られるようにする２つの拡大鏡と、
導波路内の信号を選択的に遮断して立体的なイメージを具現させる少なくとも１つのシャッターをさらに含み、
拡大鏡が使用者の瞳孔の位置に合わせて移動可能であることを特徴とする着用型ディスプレーシステム。
【請求項１２】
前記それぞれの第１回折格子は、
前記ディスプレーパネルと隣接して位置し、前記ディスプレーパネルから所定角で入射された信号を所定の透過角で前記導波路内の左または右方向に透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項１１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１３】
前記複数個の第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の透過角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項１２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１４】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の透過角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項１２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１５】
前記第２回折格子のうち１つは透過型であり、他の１つは反射型であることを特徴とする請求項１２に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１６】
前記第１回折格子は、
前記ディスプレーパネルと反対側に位置し、前記ディスプレーパネルから所定角で入射された信号を所定の反射角で前記導波路内の左右方向に各々反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項１１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１７】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の反射角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で反射させる反射型回折格子であることを特徴とする請求項１６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１８】
前記第２回折格子は、
前記導波路を通じて伝播されて前記第１回折格子での前記所定の反射角と同角で入射される信号を前記第１回折格子での前記所定の入射角と同角で透過させる透過型回折格子であることを特徴とする請求項１６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項１９】
前記第２回折格子のうち１つは透過型であり、他の１つは反射型であることを特徴とする請求項１６に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項２０】
前記第１回折格子中の１つは前記ディスプレーパネル中の１つと隣接した透過型回折格子であり、他の１つの回折格子は前記ディスプレーパネルと導波路の対向面に置かれる反射型回折格子であることを特徴とする請求項１１に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項２１】
前記複数個の第２回折格子は透過型であることを特徴とする請求項２０に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項２２】
前記複数個の第２回折格子は反射型であることを特徴とする請求項２０に記載の着用型ディスプレーシステム。
【請求項２３】
前記第２回折格子のうち１つは透過型であり、他の１つは反射型であることを特徴とする請求項２０に記載の着用型ディスプレーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパーソナルディスプレーシステムに係り、特にめがねやゴッグルなどの光学装置を通じてディスプレー信号が伝播されて使用者の目と近い位置でディスプレーイメージを見られるようにした着用型ディスプレーシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軍事用、医療用または個人的なディスプレー用途として使われる光学的ディスプレーシステム（一般にヘッドマウンティッドシステム（ＨＭＤ；Ｈｅａｄ（ｈｅｌｍｅｔ） Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）と知られた）は、使用者がめがねやゴッグル、またはヘルメット形よりなった着用器を通じて映像信号を見られるようにしたものである。このようなパーソナルディスプレーシステムを通じて使用者は移動しつつ映像情報を伝達されるようになる。
【０００３】
図１はＨＭＤ外観の一例を示す。ここで、ＨＭＤは一般のめがねレンズ１００と、めがねの中心に映像駆動部１１０が付着された形よりなっている。外観だけを考慮した時、このような形は映像駆動部１１０の体積が非常に大きく、重く、かつ美麗でないということがわかる。映像駆動部１１０の体積と重さはそれを構成する多数の光学的素子によるものである。
【０００４】
図２は一般の的なＨＭＤの構成図であって、ＨＭＤは映像駆動部２００、ディスプレーパネル２１０及び光学系２２０を含む。映像駆動部２００はパソコンやビデオ（図示せず）など外部ソースから入力された映像信号を貯蔵し、入力された映像信号がＬＣＤパネルのディスプレーパネル２１０でディスプレーされるように信号処理する。光学系２２０はディスプレーパネル２１０にディスプレーされた映像信号を拡大光学系を通じて使用者の目に適切な大きさの虚像として見られるようにする。ＨＭＤの構成要素としては、その外観によって着用のための機構をさらに含むか、あるいは外部から映像信号を伝達されるためのケーブルなどがさらに追加されうる。
【０００５】
図３は図２の一般的なＨＭＤの構成のうち光学系２２０の一般的な構成を示す図面である。従来の光学系は視準レンズ３００、Ｘプリズム３１０、集束レンズ３２０、反射鏡３３０及び接眼レンズ（または拡大鏡）３４０よりなる。視準レンズ３００はディスプレーパネルなどの一点からの出射光（映像信号）を平行光にして伝播させる。Ｘプリズム３１０は視準レンズ３００から入射された光の角を左右に分けて伝播させる。集束レンズ３２０は左右方向に１つずつ置かれて各々Ｘプリズム３１０を通過した平行光を集束させる。反射鏡３３０は集束レンズ３２０から集束された光の方向が人の目に向けて進行するように方向を変える。つまり、接眼レンズ（または拡大鏡）３４０はディスプレーパネルから出射されて前述した光学的素子を通過した小さな映像信号を拡大して人の目に見られるようにする機能を有する。この時、接眼レンズ３４０を通過する映像信号がカラー信号であれば接眼レンズ３４０には色収差を除去するレンズが使われなければならない。
【０００６】
ＨＭＤと呼ばれる一般の着用型ディスプレーシステムにおいて、光学系として構成される部分は前述したように視準レンズ、Ｘプリズム、集束レンズ、反射鏡及び接眼レンズの光学的素子を多数個使用するので精密さを要求する素子の性格に照らしてその具現が難しく、よって製作に多くの努力と時間がかかる。またレンズ及び素子のそれぞれの機能が精密に設計されたとしても共に整列させるのには追加的な難点が生じる。他の従来の光学系の短所は、多数の光学素子によって光学系の体積が大きくなり、重くなってＨＭＤとして人が着用しにくく、コスト高となる。最後に、カラー信号に対して色収差を除去するために特別な接眼レンズを別に設計しなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、最小限の光学素子を用いるのでその具現が簡単で、回折格子を用いて色収差を除去し、立体的映像を具現する着用型ディスプレーシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための、所定方式で信号処理された信号を表示するディスプレーパネル付き着用型ディスプレーシステムは、前記ディスプレーパネルから出力された信号を伝播させる導波路と、前記導波路を通過する信号を回折させる回折格子と、前記回折格子で回折されて導波路から出射される信号を拡大して使用者の目に見られるようにする拡大鏡とを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記導波路はガラス材質の媒質よりなることが望ましい。
前記導波路はプラスチック材質の媒質よりなることが望ましい。
前記導波路はアクリル（ＰＭＭＡ）材質の媒質よりなることが望ましい。
【００１０】
前記回折格子は、前記ディスプレー素子から導波路に所定の入射角で入射された信号を導波路両方向に対して所定の反射角で反射させる第１回折格子と、導波路上で前記所定の反射角で入射された信号を使用者の目に向けて導波路に対して前記第１回折格子の入射角と同角で反射させる第２回折格子を含むことが望ましい。
【００１１】
前記回折格子は、前記ディスプレー素子から所定の入射角で入射された信号を導波路の両方向に対して所定の透過角で透過させる第１回折格子と、導波路上で伝播されて第１回折格子の前記透過角と同角で入射された信号を第１回折格子の前記透過角と同角で使用者の目に向けて透過させる第２回折格子を含むことが望ましい。
【００１２】
前記回折格子は、前記ディスプレー素子から導波路に所定の入射角で入射された信号を導波路の両方向に対して所定の反射角で反射させる第１回折格子と、導波路上で伝播された信号が前記第１回折格子の所定の反射角と同角で入射される時、前記第１回折格子の所定の反射角と同角で使用者の目に向けて透過させる第２回折格子とを含むことが望ましい。
【００１３】
前記回折格子は、前記ディスプレー素子から所定の入射角で入射された信号を導波路の両方向に対して所定の透過角で透過させる第１回折格子と、導波路上で伝播されて前記第１回折格子の所定の透過角と同角で入射された信号を前記第１回折格子の所定の入射角と同角で反射して使用者の目に向けて伝播させる第２回折格子を含むことが望ましい。
【００１４】
前記回折格子は、前記導波路と一体型に形成されることが望ましい。
前記拡大鏡は、前記導波路と一体型に形成されることが望ましい。
前記回折格子及び前記拡大鏡は前記導波路と一体型に形成されることが望ましい。
前記回折格子はホログラムにより形成されることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図４Ａは本発明の着用型ディスプレーシステムの正面図であり、図４Ｂは上面図である。ここで、着用型ディスプレーシステムは、レンズ４００とディスプレーパネル４１０とが結合された単純な形態として見られる。本発明の着用型ディスプレーシステムは、従来に比べて回折格子及び拡大鏡を用いて軽薄短小の形を有している。したがって、ヘルメット型のように既存のＨＭＤのように大型で重いディスプレーシステムでない、めがねのように単純に着用できるディスプレーシステムを具現しうる。また本発明はモジュール形の着用型ディスプレーシステムを製作し、そのモジュールを既存のめがねに着脱自在に付着して使用しても良い。図４Ａ及び図４Ｂに示された着用型ディスプレーシステムは多様な外観の一例に過ぎず、その他にも多様な形態の軽薄短小な着用型ディスプレーシステムを具現しうる。
【００１６】
本発明の着用型ディスプレーシステムは双眼鏡（ｂｉｎｏｃｕｌａｒ）型及び単眼鏡（ｍｏｎｏｃｕｌａｒ）型があり、双眼鏡型は両目を用いてディスプレー画像を見られ、単眼鏡型は片目でディスプレー画像を見られるようにしたものである。双眼鏡型の場合には立体映像（３Ｄ）ディスプレーが可能であり、これについては後述する。
以下ではまず双眼鏡型の着用型ディスプレーシステムを説明する。
【００１７】
図５は本発明の着用型ディスプレーシステムの一実施形態であって、着用型ディスプレーシステムはディスプレーパネル５００、導波路５１０、第１、第２、第３回折格子５２０、５２２、５２４及び拡大鏡５３０、５３２を含む。ディスプレーパネル５００は有無線（図示せず）を通じて所定の信号ソース（図示せず）から受信した映像信号をディスプレーする。導波路５１０はディスプレーパネル５００から出力される映像信号を伝播させる。第１、第２、第３回折格子５２０、５２２、５２４は導波路を通過する信号を回折させ、最終的に信号が人の目に向けて入射方向となるようにする。拡大鏡５３０、５３２は導波路５１０から人の目に向けて入射される映像信号を拡大させて使用者に見せる。
【００１８】
図５の着用型ディスプレーシステムの原理を簡単に説明する。焦点距離ｆのレンズを目の前に置き、そのレンズの焦点距離内の物体を見ると、その物体が拡大されて見える。物体の大きさと拡大された像の大きさなどを定めてレンズの焦点ｆを定められる。図５において、ディスプレーパネルからの出射光を導波路５１０に向けて所定の入射角で入射させると、光の入射位置の導波路の対向側に置かれた第１回折格子５２０は導波路で内部全反射角θになるように導波路の左右両方向に光の方向を回折させる。この時、内部全反射角は次の数式１によって求められ、数式内の分数の分子は空気の屈折率１とする。
（数１）
θ＝ｓｉｎ-1（１／ｎ）
【００１９】
導波路内で進められる光路は目前の拡大鏡５３０の焦点距離ｆより小さくなければならない。例えば、導波路の屈折率がｎで、厚さがｔであれば、ｎｔが焦点距離ｆより短くなければならない。この距離によって導波路の種類と厚さ、そしてその内部で何回の反射がなされるかが決まる。しかし、最も優先的に考慮すべき事項は、ディスプレーパネル５００の大きさ、着用型ディスプレーシステム（ＮＥＤ）の使用目的に符合する拡大された像の大きさによる拡大鏡５３０の焦点と大きさを定めることである。これにより、全体的な構造が設計され、何れの導波路を使用し、その厚さ及び反射回数を決定する。
【００２０】
第１回折格子５２０と第２回折格子５２２、そして第１回折格子５２０と第３回折格子５２４は相互コンジュゲート関係（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）であって、これは第１回折格子５２０から所定の入射角で入射された光の回折角がθならば、第２回折格子５２２及び第３回折格子５２４は自分に入射される光の角が第１回折格子５２と同一なθである時、第１回折格子５２０の所定の入射角と同角で回折する特徴を有する。第２回折格子５２２と第３回折格子５２４は同じ回折格子である。図５の実施形態では１つのディスプレーパネルと３つの回折格子を有する着用型ディスプレーシステムが説明されたが、本発明で回折格子やディスプレーパネルの数は特定されない。
【００２１】
図６は前述した回折格子のコンジュゲート関係を示す図面であって、第１回折格子６００及び第２回折格子６１０は格子間隔がｄで相等しく、導波路に平行に位置すべきである。
【００２２】
図７Ａは回折格子の回折原理を説明するための図面である。入射角θiと回折角各θd及び格子間隔ｄによって次の数式２のような式が得られる。
（数２）
（ｓｉｎθd−ｓｉｎθi）＝ｍ（λ／ｄ）
ここで、ｍは回折差数を、λは入射光の波長を示す。回折格子の形態と特性によって回折角を変えて調整されうる。この際、回折格子からの回折光が導波路内に伝播される光であれば、その回折角は内部全反射角の条件を満たせねばならない。
【００２３】
図７Ｂ及び図７Ｃは各々透過型回折格子及び反射型回折格子を示したものである。図７Ｂの透過型回折格子は入射光を両方向にθだけ回折して透過させ、ここでは左に回折された光を＋１と、右に回折された光を−１と表現した。ここで、符号は左右方向を、“１”は回折差数が‘１’であることを示す。図７Ｃの反射型回折格子は入射光を左右両方向にθだけ反射させている。
【００２４】
図８Ａは導波路８００に対して人の目と反対方向にディスプレーパネル８０２と第１、第２、第３回折格子８０４、８０６、８０８が置かれてある着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８０２で所定の入射角で入射された光は第１回折格子８０４を通じて導波路内の左右方向に所定角で透過される。導波路８００内に透過された光は導波路の左右方向に各々伝播された後、各々第１回折格子８０４とコンジュゲート関係の第２回折格子８０６及び第３回折格子８０８に前記第１回折格子８０４の透過角と同角で入射される。第２回折格子８０６及び第３回折格子８０８に入射された光は第１回折格子８０４での入射角と同角で反射されて人の目に向けて入射される。反射光が到達するそれぞれの左右導波路８００面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子８０４は透過型で、第２、第３回折格子８０６、８０８は反射型である。
【００２５】
図８Ｂは導波路８１０について人の目と反対側にディスプレーパネル８１２が置かれ、人の目側に第１、第２、第３回折格子８１４、８１６、８１８が置かれている着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８１２で導波路８１０を通じて導波路内の第１回折格子８１４に所定の入射角で入射された光は所定角で左右方向に向けて反射される。反射された光は導波路８１０内で伝播されていて各々第１回折格子８１４とコンジュゲート関係の第２回折格子８１６と第３回折格子８１８とに向って、前記第１回折格子８１４で反射された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子８１６及び第３回折格子８１８で前記第１回折格子の所定の入射角と同角で透過して出射されて人の目に向って伝播される。第２回折格子８１６及び第３回折格子８１８には所定の拡大鏡が付着されて透過される信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子８１４は反射型であり、第２、第３回折格子８１６、８１８は透過型である。
【００２６】
図８Ｃは導波路８２０に対して人の目側にディスプレーパネル８２２が置かれ、その反対側に第１、第２、第３回折格子８２４、８２６、８２８が置かれている着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８２２から出射されて導波路８２０を通じて第１回折格子８２４に所定の入射角で入射された光は第１回折格子８２４で所定角で左右方向に反射される。反射された光は導波路８２０の左右方向に各々伝播されていて第１回折格子８２４とコンジュゲート関係の第２回折格子８２６及び第３回折格子８２８に前記第１回折格子８２４の反射角と同角で入射される。第２回折格子８２６及び第３回折格子８２８に入射された光は第１回折格子８２４への入射角と同角で反射されて人の目に向って伝播される。反射された光が到達するそれぞれの左右導波路８２０面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子ないし第２、第３回折格子８２４、８２６、８２８は全て反射型である。
【００２７】
図８Ｄは導波路８３０に対して人の目側にディスプレーパネル８３２と第１ないし第３回折格子８３４、８３６、８３８が置かれている着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８３２で第１回折格子８１４に所定角で入射された映像信号の光は所定角で導波路８３０内の左右方向に透過される。透過された光は導波路８３０内で伝播されていて各々第１回折格子８３４とコンジュゲート関係の第２回折格子８３６及び第３回折格子８３８に向け、前記第１回折格子８３４から透過された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子８３６及び第３回折格子８３８の面を第１回折格子での所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子８３６及び第３回折格子８３８には所定の拡大鏡が付着されて透過される信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子８３４と、第２、第３回折格子８１６、８１８は全て透過型である。
【００２８】
図８Ｅは導波路８４０に対して人の目と反対側にディスプレーパネル８４２及び第２、第３回折格子８４６、８４８が置かれ、第１回折格子８４４は人の目側に位置する着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８４２から出射されて導波路８４０を通じて第１回折格子８４４に所定の入射角で入射された光は第１回折格子８４４で所定角で左右方向に反射される。反射された光は導波路８４０の左右方向に各々伝播されていて第１回折格子８４４とコンジュゲート関係の第２回折格子８４６及び第３回折格子８４８に前記第１回折格子８４４の反射角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子８４６及び第３回折格子８４８で第１回折格子８４４での所定の入射角と同角で反射されて人の目に向けて伝播される。反射された光が到達するそれぞれの左右導波路８４０面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子８４４と第２、第３回折格子８４６、８４８は全て反射型である。
【００２９】
図８Ｆは導波路８５０に対して人の目と反対側にディスプレーパネル８５２と第１回折格子８５４が置かれ、第２、第３回折格子８５６、８５８は人の目側に位置された着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８５２で第１回折格子８５４に所定の入射角で入射された映像信号の光は所定角で導波路８５０内の左右方向に透過される。透過された光は導波路８５０内で伝播されていて各々第１回折格子８５４とコンジュゲート関係の第２回折格子８５６及び第３回折格子８５８に向け、前記第１回折格子８５４で透過された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子８５６及び第３回折格子８５８の面を第１回折格子の所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子８５６及び第３回折格子８５８には所定の拡大鏡が付着されて透過される信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子８５４及び第２、第３回折格子８５６、８５８は全て透過型である。
【００３０】
図８Ｇは導波路８６０に対して人の目側にディスプレーパネル８６２及び第２、第３回折格子８６６、８６８が置かれ、人の目と反対側に第１回折格子８６４が置かれている着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８６２から導波路８６０を通じて導波路内の第１回折格子８６４に所定の入射角で入射された光は所定角で左右方向に向けて反射される。反射された光は導波路８６０内で伝播されていて各々第１回折格子８６４とコンジュゲート関係の第２回折格子８６６及び第３回折格子８６８に向け、前記第１回折格子８６４で反射された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子８６６及び第３回折格子８６８の面を第１回折角での所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子８６６及び第３回折格子８６８には所定の拡大鏡が付着されて透過される信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子８６４は反射型で、第２、第３回折格子８６６、８６８は透過型である。
【００３１】
図８Ｈは導波路８７０に対して人の目側にディスプレーパネル８７２及び第１回折格子８７４が置かれ、人の目と反対側に第２、第３回折格子８７６、８７８が置かれている着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル８７２から所定の入射角で入射された光は第１回折格子８７４を通じて導波路内の左右方向に所定角で透過される。導波路８７０内に透過された光は導波路の左右方向に各々伝播されていて各々第１回折格子８７４とコンジュゲート関係の第２回折格子８７６及び第３回折格子８７８に前記第１回折格子８７４の透過角と同角で入射される。第２回折格子８７６及び第３回折格子８７８に入射された光は第１回折格子８７４での入射角と同角で反射されて人の目に向けて伝播される。反射された光が到達するそれぞれの左右導波路８７０面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において第１回折格子８７４は透過型であり、第２、第３回折格子８７６、８７８は反射型である。
【００３２】
前述したように、導波路に対してディスプレーパネルと回折格子の位置配列によって多様な形の着用型ディスプレーシステムが具現されうることがわかる。前記構造のうち最も望ましいのは、外観上ディスプレーパネルが導波路に対して目と反対側に位置する構造である図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｅ、図８Ｆである。
【００３３】
図９は２つのディスプレーパネルを用いて具現した本発明の着用型ディスプレーシステムの実施形態を示した図面である。この構造ではディスプレーパネル９２０、９２２が導波路９２４の中心でない導波路の左右両側の下端部に各々１２つずつ位置し、ディスプレーパネル９２０、９２２と平行に第１回折格子９２６、９２８が各々位置する。第１回折格子９２６、９２８とコンジュゲート関係の第２回折格子９３０、９３２は導波路９２４を中心に目と反対側に置かれる。ディスプレーパネル９２０、９２２を通じて入射される映像信号の光は第１回折格子９２６、９２８を通じて所定角で導波路内に透過され、透過された光は透過角と同角で第２回折格子９３０、９３２に入射される。第２回折格子９３０、９３２に入射された光は導波路９２４に対して第１回折格子の入射角と同角で光を反射し、その反射された光を人の目に向かわせる。反射された光が入射される導波路の面には拡大鏡（図示せず）が位置し、像を拡大させる。この実施形態において第１回折格子９２６、９２８は透過型であり、第２回折格子９３０、９３２は反射型である。図９の実施形態に含まれた構成要素を持って、図８Ａ乃至図８Ｈで回折格子の種類と位置、ディスプレーパネルの位置を様々に組合わせたように多様な場合を組合わせることによって数多くの他の構造をさらに作り出せる。図８及び図９は１つ或いは２つのディスプレーパネルとそれに符合する所定数の回折格子で構成される場合の組合わせについて示しているが、設計者の要求によってディスプレーパネル及び回折格子の数は増加でき、この場合図８において回折格子の種類と位置、ディスプレーパネルの位置を多様に組合わせたように多様な場合を組合わせることによって数多くの他の構造をさらに作り出せる。
【００３４】
図１０Ａは導波路の両側に各々ディスプレーパネル付き着用型ディスプレーシステムのさらに他の実施形態である。この構造では、ディスプレーパネル１０００、１００２が導波路１００４の中心でない導波路の左右両側に各々１つずつ位置され、ディスプレーパネル１０００、１００２と平行に第１回折格子１００６、１００８が各々位置する。第１回折格子１００６、１００８とコンジュゲート関係の第２回折格子１０１０、１０１２は導波路１００４を中心に目と反対側に置かれる。ディスプレーパネル１０００、１００２を通じて入射される映像信号の光は第１回折格子１００６、１００８を通じて所定角で導波路内に透過され、透過された光は透過角と同角で第２回折格子１０１０、１０１２に入射される。第２回折格子１０１０、１０１２に入射された光は導波路１００４に対して第１回折格子の入射角と同角で光を反射し、その反射された光を人の目に向わせる。反射された光の当る導波路の面には拡大鏡（図示せず）が位置され、像を拡大させる。ここで、第１回折格子１００６、１００８は透過型であり、第２回折格子１０１０、１０１２は反射型である。
【００３５】
図１０Ｂは、図１０Ａと同じ構造であるが、回折格子の種類を変えて具現した実施形態であって、この実施形態でもディスプレーパネル１０２０、１０２２が導波路１０２４の中心でない導波路の左右両側に各々１つずつ位置し、ディスプレーパネル１０２０、１０２２と平行に第１回折格子１０２６、１０２８が各々位置する。第１回折格子１０２６、１０２８とコンジュゲート関係の第２回折格子１０３０、１０３２は導波路１０２４を中心に目側に置かれる。ディスプレーパネル１０２０、１０２２を通じて入射される映像信号の光は第１回折格子１０２６、１０２８を通じて所定角で導波路内に透過され、透過された光は透過角と同角で第２回折格子１０３０、１０３２に入射される。第２回折格子１０３０、１０３２に入射された光は導波路１０２４に対して第１回折格子の入射角と同角で光を透過し、その透過された光を人の目に向わせる。透過された光は第２回折格子１０３０、１０３２の外方に付着された拡大鏡（図示せず）により拡大されて人の目に見られることになる。ここで、第１回折格子１０２６、１０２８及び第２回折格子１０３０、１０３２は全て透過型である。
【００３６】
図１１は本発明の着用型ディスプレーシステムにおいて立体的映像を具現可能にシャッターを用いた場合を示した図面である。図１１の例は、図８Ｅの場合に対する立体映像の具現例であり、このようなシャッター挿入はその他の前述した全ての構造の着用型ディスプレーシステムに適用できる。ここで、シャッター１１００、１１１０は導波路の両方向に伝播される光を遮断するためのものであって、２つのシャッター１１００、１１１０が相異なる時間に選択的に開閉されることによって同じ映像が両目に時差をおいて到達することになって像が立体的に見られる効果を奏する。ここには、シャッターを左右の何れか一方にのみ使用した着用型ディスプレーシステム（図示せず）を具現することによって前述したような効果を導ける。
【００３７】
立体的映像は同じ像が両目に時差をおいて到達する時に具現されうるので、光が伝播される左右導波路を屈折率の相異なる媒質を使用したり、左右の回折格子の格子間隔を変えたり、または左右に位置した回折格子の数を変えたりするなど多様な方法を利用すれば、左右の回折角が変わりつつ光の伝播距離が相異なり、両目に入ってくる最終信号に時差が生じて立体的な映像効果が具現されうる。導波路の媒質が左右で相異なるものを使用する場合、第１回折格子に入射された光が媒質によって左右で相異なる回折角を考慮して第２、第３回折格子を設計しなければならない。左右回折格子の数を変える場合にも回折角を考慮して回折格子を設計せねばならない。この時、回折角は必ず内部全反射がなされる角であることを前提としてそれによる導波路媒質の選択及び回折格子の設計が行なわれるべきである。立体的映像を具現する他の方法として２つのディスプレーパネルを用いて両目に同じ映像信号が所定の時差をおいたまま到達するようにしうる。
【００３８】
図１２Ａは本発明の着用型ディスプレーシステムにおいてＩＰＤ（ＩｎｔｅｒＰｕｐｉｌｌａｒｙ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を調整する応用例を示した図面である。多数の成人男女のＩＰＤは５０〜７４ｍｍの範囲を有する。もし、自分のＩＰＤと異なって設計された着用型ディスプレーシステムを着用すれば、最初は左右の２像が相互ずれて見られてから１つの像にオーバーラップされるが、自分のＩＰＤと合うように調整された場合より目の疲労感が増大される。したがって、ＩＰＤの調整のために、着用型ディスプレーシステムの拡大鏡１２００、１２１０の位置を瞳孔と同じ位置に移動させて映像をさらに精密に見られるように調整しうる。図１２Ｂは導波路１２３０と拡大鏡１２００、１２１０を歯状に各々結合及び移動可能に製作して使用者が拡大鏡１２００、１２１０を導波路１２３０上で一定距離だけ移動できる例を示した図面である。ここで、拡大鏡１２００、１２１０は拡大鏡に信号を回折させる回折格子よりその幅が狭いものでなければならず、ＩＰＤの調整のために拡大鏡１２００、１２１０は前記回折格子の幅と同じ距離以内で移動しなければならない。
【００３９】
図１３は単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を説明するための実施形態である。単眼鏡型ディスプレーシステムは片目だけを使用する構造であることを除いては図５の双眼鏡ディスプレーシステムと同じ構造と原理を採用する。単眼鏡ディスプレーシステムは、ディスプレーパネル１３００、導波路１３１０、第１回折格子１３２０、第２回折格子１３３０及び接眼レンズ１３４０を含む。ディスプレーパネル１３００は有無線（図示せず）を通じて所定の信号ソース（図示せず）から受けた映像信号をディスプレーする。導波路１３１０はディスプレーパネル１３００から出射される映像信号を一方向に伝播させる。第１、第２回折格子１３２０、１３３０は導波路１３１０を通過する信号を回折させ、最終的に信号を人の目に向わせる。第１回折格子１３２０と第２回折格子１３３０の関係は前述したコンジュゲート関係であって、それは第１回折格子１３２０に所定の入射角で入射される光（信号）が所定角で回折される時、その光は導波路１３１０上で伝播されていて第２回折格子１３２２に第１回折格子１３２０での回折角と同角で入射された後、第１回折格子１３２０に入射された所定の入射角と同角で回折されるということを意味する。拡大鏡１３４０は導波路１３１０から出射されて人の目に向かう映像信号を拡大させて使用者に見られるようにする。
【００４０】
図１４Ａ乃至図１４Ｈは回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムについての可能な全ての実施形態を示した図面である。
【００４１】
図１４Ａは導波路１４００に対して人の目と反対方向にディスプレーパネル１４０２及び第１、第２回折格子１４０４、１４０６が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４０２で所定の入射角で入射された光は第１回折格子１４０４を通じて導波路内の左側方向に所定角で透過される。導波路１４００内に透過された光は導波路の左側方向に伝播されていて第１回折格子１４０４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４０６に前記第１回折格子１４０４の透過角と同角で入射される。第２回折格子１４０６に入射された光は第１回折格子１４０４での入射角と同角で反射されて人の目に向かって入射される。反射された光が到達する導波路１４００の面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子１４０４は透過型であり、第２回折格子１４０６は反射型である。
【００４２】
図１４Ｂは導波路１４１０に対して人の目と反対側にディスプレーパネル１４１２が置かれ、人の目側に第１、第２回折格子１４１４、１４１６が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４１２から導波路１４１０を通じて導波路内の第１回折格子１４１４に所定の入射角で入射された光は所定角で左側方向に向けて反射される。反射された光は導波路１４１０内で伝播されていて第１回折格子１４１４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４１６に向って前記第１回折格子１４１４で反射された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子１４１６で前記第１回折格子の所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子１４１６には所定の拡大鏡が付着されて透過された信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子１４１４は反射型であり、第２回折格子１４１６は透過型である。
【００４３】
図１４Ｃは導波路１４２０に対して人の目側にディスプレーパネル１４２２が置かれ、その反対側に第１、第２回折格子１４２４、１４２６が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４２２から出射されて導波路１４２０を通じて第１回折格子１４２４に所定の入射角で入射された光は第１回折格子１４２４で所定角で左側方向に反射される。反射された光は導波路１４２０の左側方向に各々伝播されていて第１回折格子１４２４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４２６に前記第１回折格子１４２４の反射角と同角で入射される。第２回折格子１４２６に入射された光は第１回折格子１４２４への入射角と同角で反射されて人の目に向けて伝播される。反射された光が到達する導波路１４２０面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子１４２４と第２回折格子１４２６は全て反射型である。
【００４４】
図１４Ｄは導波路１４３０に対して人の目側にディスプレーパネル１４３２及び第１、第２回折格子１４３４、１４３６が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４３２で第１回折格子１４１４に所定角で入射された映像信号の光は所定角で導波路１４３０内の左側方向に透過される。透過された光は導波路１４３０内で伝播されていて各々第１回折格子１４３４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４３６に向って前記第１回折格子１４３４で透過された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子１４３６の面を第１回折格子での所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子１４３６には所定の拡大鏡が付着されて透過された信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子１４３４及び第２回折格子１４１６は共に透過型である。
【００４５】
図１４Ｅは導波路１４４０に対して人の目と反対側にディスプレーパネル１４４２と第２回折格子１４４６が置かれ、第１回折格子１４４４は人の目側に位置する単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４４２から出射されて導波路１４４０を通じて第１回折格子１４４４に所定の入射角で入射された光は第１回折格子１４４４で所定角で左側方向に反射される。反射された光は導波路１４４０の左側方向に伝播されていて第１回折格子１４４４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４４６に前記第１回折格子１４４４の反射角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子１４４６で第１回折格子１４４４での所定の入射角と同角で反射されて人の目に向けて伝播される。反射された光が到達する導波路１４４０の面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子１４４４及び第２回折格子１４４６は共に反射型である。
【００４６】
図１４Ｆは導波路１４５０に対して人の目と反対側にディスプレーパネル１４５２と第１回折格子１４５４が置かれ、第２回折格子１４５６は人の目側に位置された単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４５２から第１回折格子１４５４に所定の入射角で入射された映像信号の光は所定角で導波路１４５０内の左側方向に透過される。透過された光は導波路１４５０内で伝播されていて第１回折格子１４５４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４５６に向って前記第１回折格子１４５４で透過された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子１４５６の面を第１回折格子の所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子１４５６には所定の拡大鏡が付着されて透過された信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子１４５４及び第２回折格子１４５６は共に透過型である。
【００４７】
図１４Ｇは導波路１４６０に対して人の目側にディスプレーパネル１４６２と第２回折格子１４６６が置かれ、人の目と反対側に第１回折格子１４６４が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４６２から導波路１４６０を通じて導波路内の第１回折格子１４６４に所定の入射角で入射された光は所定角で左側方向に向けて反射される。反射された光は導波路１４６０内で伝播されていて第１回折格子１４６４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４６６に向って前記第１回折格子１４６４で反射された角と同角で入射される。入射された光は第２回折格子１４６６の面を第１回折角での所定の入射角と同角で透過して人の目に向けて伝播される。第２回折格子１４６６には所定の拡大鏡が付着されて透過された信号を拡大する。この実施形態において、第１回折格子１４６４は反射型であり、第２、第３回折格子１４６６、１４６８は透過型である。
【００４８】
図１４Ｈは導波路１４７０に対して人の目側にディスプレーパネル１４７２と第１回折格子１４７４が置かれ、人の目と反対側に第２回折格子１４７６が置かれる単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を示す。ディスプレーパネル１４７２で所定の入射角で入射された光は第１回折格子１４７４を通じて導波路内の左側方向に所定角で透過される。導波路１４７０内に透過された光は導波路の左側方向に伝播されていて第１回折格子１４７４とコンジュゲート関係の第２回折格子１４７６に前記第１回折格子１４７４の透過角と同角で入射される。第２回折格子１４７６に入射された光は第１回折格子１４７４での入射角と同角で反射されて人の目に向けて伝播される。反射された光が到達する導波路１４７０の面には拡大鏡が位置し、それを通じて使用者は映像信号の拡大された像を見られる。この実施形態において、第１回折格子１４７４は透過型であり、第２回折格子１４７６は反射型である。
【００４９】
前述したように、導波路に対してディスプレーパネルと回折格子の位置配列によって多様な形の単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムが具現できることがわかる。前記実施形態と同一な構造よりなって光の伝播方向が右側に向ける場合の実施形態がさらに派生されうる。
【００５０】
図１５Ａは単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示した図面である。この構造では、ディスプレーパネル１５００が導波路１５０４の側面に位置し、ディスプレーパネル１５００と平行に第１回折格子１５０６が位置する。第１回折格子１５０６とコンジュゲート関係の第２回折格子１５１０は導波路１５０４を中心に目と反対側に置かれる。ディスプレーパネル１５００を通じて入射される映像信号の光は第１回折格子１５０６を通じて所定角で導波路内に透過され、透過された光は透過角と同角で第２回折格子１５１０に入射される。第２回折格子１５１０に入射された光は導波路１５０４に対して第１回折格子の入射角と同角で光を反射し、その反射された光を人の目に向わせる。反射された光の当る導波路の面には接眼レンズのような拡大鏡（図示せず）が位置し、像を拡大させる。ここで、第１回折格子１５０６は透過型であり、第２回折格子１５１０は反射型である。
【００５１】
図１５Ｂは、図１５Ａと同一な構造を有し、他の種類の回折格子を使用した単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示した図面である。この構造でもディスプレーパネル１５２０が導波路１５２４の側面に位置し、ディスプレーパネル１５２０と平行に第１回折格子１５２６が位置する。第１回折格子１５２６とコンジュゲート関係の第２回折格子１５３０は導波路１５２４を中心に人の目側に置かれる。ディスプレーパネル１５２０を通じて入射される映像信号の光は第１回折格子１５２６を通じて所定角で導波路内に透過され、透過された光は透過角と同角で第２回折格子１５３０に入射される。第２回折格子１５３０に入射された光は導波路１５２４に対して第１回折格子の入射角と同角で光を透過し、その透過された光を人の目に向わせる。反射された光の当る導波路の面には拡大鏡（図示せず）が位置し、像を拡大させる。ここで、第１回折格子１５２６及び第２回折格子１５３０は共に透過型である。
【００５２】
図１５Ａ、図１５Ｂはディスプレーパネルの位置が左の場合についてのみ説明したが、設計者の選択によってディスプレーパネルの位置は変更可能であり、その場合第１回折格子は必ずしもディスプレーパネルと同じ導波路上にのみ位置する必要はない。
【００５３】
前述した単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムを両目に各々１つずつ２つを使用して同じ信号が所定の時差をおいて２つの単眼鏡構造のディスプレーシステムにディスプレーされるようにすることによって立体映像を具現しうる。
【００５４】
図１６Ａ及び図１６Ｂは本発明に使われる回折格子により色収差が除去される状態を示す図面である。色収差は入射される信号がカラー信号である場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の焦点が１箇所に集中されず、相異なる位置に像が収束されることによって生じるものである。カラー信号が本発明で用いる回折格子を通じて伝播される場合、前述したコンジュゲート関係を有する回折格子の組合わせを通じ、相異なるカラー成分Ｒ、Ｇ、Ｂの焦点を１箇所に集中させうる。
【００５５】
図１６Ａにおいて、第１回折格子１６００及び第２回折格子（及び第３回折格子）１６１０は共に透過型であり、入射される１つの信号からＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのカラー成分は相異なる透過角で第１回折格子１６００を透過する。透過されたそれぞれのカラー成分は第１回折格子１６００を各々透過した角と同角で第２回折格子１６１０に入射されて各々第１回折格子と同一な入射角で第２回折格子１６１０から透過されて接眼レンズの拡大鏡１６２０に向って平行に入射される。拡大鏡１６２０に平行に到達したそれぞれのカラー成分は拡大鏡１６２０を通じて同じ焦点距離で像が収束されることによって色収差が除去された結果を得られる。
【００５６】
図１６Ｂは、第１回折格子１６３０及び第２回折格子（及び第３回折格子）１６４０が共に透過型である場合、第１回折格子１６３０にＲ、Ｇ、Ｂ成分が各々所定の入射角で入射された場合である。所定の入射角で入射されたＲ、Ｇ、Ｂカラー成分は相等しい所定の透過角で伝播され、その角と同角で第２回折格子１６４０に入射される。入射された各カラー成分は第２回折格子１６４０を各々前記第１回折格子１６３０での所定の入射角と同角で通過して平行に接眼レンズの拡大鏡１６５０に入射される。拡大鏡１６５０は平行に入射されたこのカラー成分に対して同じ焦点距離で像を収束することによって色収差の除去された結果が得られる。色収差除去原理は前述した回折格子のコンジュゲート関係から得られる。
【００５７】
前述した着用型ディスプレーシステムは、導波路と回折格子を一体型にするか、導波路と接眼レンズとを一体型に具現でき、導波路、回折格子及び拡大鏡を全て一体型に製作しうる。
前記導波路はガラスやプラスチック、特にアクリル（ＰＭＭＡ）材料よりなる。
前記拡大鏡は、ＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）や、ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）よりなる。その種類としては、回折レンズ、屈折レンズ、回折レンズと屈折レンズとの結合型または非球面レンズが有り得る。
【００５８】
図１７Ａ乃至図１７Ｃは本発明に用いられる回折格子の種類を示した図面であって、図１７Ａは球形よりなって両方向に光を回折させるバイナリ（ｂｉｎａｒｙ）型の回折格子であり、図１７Ｂは歯状よりなって一方向にのみ光を回折させるブレージング（ｂｒａｚｉｎｇ）型の回折格子であり、図１７Ｃは多層型よりなって回折される光の効率を高められる回折格子である。その他にホログラム回折格子が用いられる。これら回折格子もＨＯＥやＤＯＥより製作可能である。
【００５９】
図１８Ａ乃至図１８Ｅは多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
前述した本発明により、光学部品を最小限に減らすことによって体積及び重さを減らした着用型ディスプレーシステムが具現でき、工程の簡素化及びコストダウンを達成しうる。また、導波路、回折格子及び接眼レンズを一体化して量産が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の着用型ディスプレーシステムにより、最小限の光学素子が使われることによってその具現が簡単になり、コストが節減され、体積及び重さが減り、回折格子を用いることによって色収差が除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＨＭＤの外観の一例を示す図面である。
【図２】  一般のＨＭＤの構成を示す図面である。
【図３】  図２の一般のＨＭＤの構成のうち光学系の構成を示す図面である。
【図４Ａ】  本発明の着用型ディスプレーシステムの外観を示す図面である。
【図４Ｂ】  本発明の着用型ディスプレーシステムの外観を示す図面である。
【図５】  本発明の着用型ディスプレーシステムの一実施形態を示す図面である。
【図６】  回折格子間のコンジュゲート関係を説明するための一例を示す図面である。
【図７Ａ】  回折格子の原理を示す図面である。
【図７Ｂ】  透過型回折格子及び反射型回折格子を示す図面である。
【図７Ｃ】  透過型回折格子及び反射型回折格子を示す図面である。
【図８Ａ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｂ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｃ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｄ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｅ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｆ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｇ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図８Ｈ】  回折格子の種類と導波路上の配列による着用型ディスプレーシステムの実施形態を示す図面である。
【図９】  着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示す図面である。
【図１０Ａ】  導波路の両側に各々ディスプレーパネル付き着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示す図面である。
【図１０Ｂ】  導波路の両側に各々ディスプレーパネル付き着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示す図面である。
【図１１】  本発明の着用型ディスプレーシステムにおいて立体的な映像を具現可能にシャッターを用いた場合を示す図面である。
【図１２Ａ】  本発明の着用型ディスプレーシステムにおいてＩＰＤを調整する応用例を示す図面である。
【図１２Ｂ】  本発明の着用型ディスプレーシステムにおいてＩＰＤを調整する応用例を示す図面である。
【図１３】  単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの構造を説明するための実施形態である。
【図１４Ａ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｂ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｃ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｄ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｅ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｆ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｇ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１４Ｈ】  回折格子の種類と導波路上の配列による単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムに対する実施形態を示す図面である。
【図１５Ａ】  単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示す図面である。
【図１５Ｂ】  単眼鏡構造の着用型ディスプレーシステムの他の実施形態を示す図面である。
【図１６Ａ】  本発明に用いられる回折格子により色収差が除去される状態を示す図面である。
【図１６Ｂ】  本発明に用いられる回折格子により色収差が除去される状態を示す図面である。
【図１７Ａ】  本発明に用いられる回折格子の種類を示す図面である。
【図１７Ｂ】  本発明に用いられる回折格子の種類を示す図面である。
【図１７Ｃ】  本発明に用いられる回折格子の種類を示す図面である。
【図１８Ａ】  多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
【図１８Ｂ】  多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
【図１８Ｃ】  多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
【図１８Ｄ】  多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
【図１８Ｅ】  多様な種類の接眼レンズの例を示す図面である。
【符号の説明】
５００   ディスプレーパネル
５１０   導波路
５２０、５２２、５２４   第１、第２、第３回折格子
５３０、５３２   拡大鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１４Ｆ】
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【図１４Ｇ】
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【図１４Ｈ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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