[发明专利]图像投影系统

说明书

根据本公开的图像投影系统包括用于投影视频的投影光学系统和与该投影光学系统分开的目镜光学系统，该目镜光学系统安装在观察者的头部，并且包括至少一个全息元件，以将投影光从投影光学系统引入到观察者的眼睛。全息元件使一阶衍射光朝向观察者的瞳孔偏转，同时对该一阶衍射光具有正焦距。投影光以大于或等于以下表达式表示的θ的角度入射到目镜光学系统上：θ＝arctan((3.5+M)/f)，其中，在对视频的观察期间，f[mm]表示在目镜光学系统中用于投影光的焦距，而M[mm]表示全息元件中的一阶衍射光沿着相对于观察者的瞳孔的垂直方向的最大有效半径。

技术领域

本公开涉及一种图像投影系统，该图像投影系统借助于目镜光学系统将来自投影光学系统的投影光引导至观看者的瞳孔。

背景技术

存在将安装在观看者的头部上的头戴式显示器(HMD：Head Mount Display)。还已经开发了允许在以透视(see-through)方式将图像叠加在外部世界的场景上的同时进行观看的HMD。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本未经审查的专利申请公开No.2006-98820

PTL 2：日本专利No.5237267

发明内容

在如上所述的允许以透视方式进行观看的HMD的情况下，来自外部世界的不想要的光会导致图像质量下降。

期望提供一种图像投影系统，该图像投影系统使得可以减少不想要的光并提高图像质量。

根据本公开的一个实施例的图像投影系统包括投影光学系统和目镜光学系统。投影光学系统投影图像。目镜光学系统与投影光学系统分开配置，并且要被安装在观看者的头部上。目镜光学系统包括至少一个全息元件。目镜光学系统将来自投影光学系统的投影光引导至观看者的瞳孔。全息元件使一阶衍射光朝向观看者的瞳孔偏转，并且对于一阶衍射光具有正焦距。在对图像的观看时，投影光以等于或大于以下表达式表示的θ的角度进入目镜光学系统，

θ＝arctan((3.5+M)/f)

其中目镜光学系统对于投影光的焦距为“f”[mm]，并且对于全息元件的一阶衍射光相对于观看者的瞳孔在上下方向上的最大有效半径为“M”[mm]。

在根据本公开的实施例的图像投影系统中，投影光以适当的角度进入目镜光学系统。

根据根据本公开的实施例的图像投影系统，投影光学系统的配置和目镜光学系统的配置被优化以使得投影光以适当的角度进入目镜光学系统。因此，可以减少不想要的光并改善图像质量。

要注意的是，这里描述的效果不必是限制性的，并且本公开中描述的任何效果都可能被提供。

附图说明

图1是图示根据比较示例的图像投影系统的概要的配置图。

图2是图示根据本公开的第一实施例的图像投影系统的概要的配置图。

图3是图示反射型的体积型HOE元件的衍射效率的角度依赖性的特性图。

图4是图示根据第一实施例的图像投影系统的目镜光学系统中的HOE元件的光学布置以及对目镜光学系统中的入射光束的作用的示例的说明图。

图5是图示根据第一实施例的图像投影系统的目镜光学系统中的相对于瞳孔的零阶衍射光和一阶衍射光的关系的说明图。

图6是图示根据第二实施例的图像投影系统中的HOE元件的衍射效率的波长依赖性的特性图。

图7是图示根据第三实施例的图像投影系统的概要的配置图。

图8是图示根据第四实施例的图像投影系统的概要的配置图。