JP2003529795A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、画像表示装置（１０１）及び光学系が提供されたヘッドマウントディスプレイに関する。ユーザーの網膜上に画像表示装置によって形成される画像を投影する為に、光学系は、第一のλ／４板（１０３）、レンズ素子（１０７）、半透過ミラー（１０５）、第二のλ／４板（１０９）、及び偏光依存ミラー（１１１）を含み、入射側からこの順に配置される。
Description
【０００１】
本発明は、画像表示装置並びに、ユーザーの網膜上に画像表示装置によって形
成される画像を投影する為に、光ビームを組み合わせる為の、半透過ミラー、レ
ンズ素子、偏光素子、及びλ／４板を含む光学系が提供されたヘッドマウントデ
ィスプレイに関する。
成される画像を投影する為に、光ビームを組み合わせる為の、半透過ミラー、レ
ンズ素子、偏光素子、及びλ／４板を含む光学系が提供されたヘッドマウントデ
ィスプレイに関する。
【０００２】
上述のタイプの装置は、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０７１８６４５から知られて
いる。この文書に記載されるヘッドマウントディスプレイにおいて、画像は液晶
画像表示パネルで形成され、その画像は光学系によってヘッドマウントディスプ
レイの射出瞳を経由してユーザーの網膜上に投影される。使用の間、射出瞳はヘ
ッドマウントディスプレイのユーザーの目の瞳と一致するので、画像はユーザー
の網膜上に形成される。例えばＴＶ若しくはビデオ画像、又は、携帯用の情報及
び通信システム、コンピューターゲーム、若しくはコンピューターシミュレーシ
ョンと関係する画像を表示する為に、ヘッドマウントディスプレイをユーザーが
身に付けてもよい。
いる。この文書に記載されるヘッドマウントディスプレイにおいて、画像は液晶
画像表示パネルで形成され、その画像は光学系によってヘッドマウントディスプ
レイの射出瞳を経由してユーザーの網膜上に投影される。使用の間、射出瞳はヘ
ッドマウントディスプレイのユーザーの目の瞳と一致するので、画像はユーザー
の網膜上に形成される。例えばＴＶ若しくはビデオ画像、又は、携帯用の情報及
び通信システム、コンピューターゲーム、若しくはコンピューターシミュレーシ
ョンと関係する画像を表示する為に、ヘッドマウントディスプレイをユーザーが
身に付けてもよい。
【０００３】
既知のヘッドマウントディスプレイにおいて、光学系は、画像表示装置から見
たとき、連続して第一のλ／４板、半透過ミラー、レンズ素子、及び偏光依存ミ
ラーを含む。部分反射によって、形成される画像の放射が、事実上三回レンズ素
子を通過することを、達成する。さらに、偏光依存ミラーの第一面は、光学的な
結像誤差を減少させる為に、曲面であってもよい。偏光依存ミラーを得る為に、
次に偏光依存層を曲面上に提供する。
たとき、連続して第一のλ／４板、半透過ミラー、レンズ素子、及び偏光依存ミ
ラーを含む。部分反射によって、形成される画像の放射が、事実上三回レンズ素
子を通過することを、達成する。さらに、偏光依存ミラーの第一面は、光学的な
結像誤差を減少させる為に、曲面であってもよい。偏光依存ミラーを得る為に、
次に偏光依存層を曲面上に提供する。
【０００４】
既知のヘッドマウントディスプレイの欠点は、ユーザーが画像を観察する視角
が限定されることである。
が限定されることである。
【０００５】
ユーザーが画像を観察する視角を増加させるヘッドマウントディスプレイを提
供することが本発明の目的である。この目的は、請求項１で定義されるような本
発明に従う装置によって達成される。この形態の利点は、ここでは倍率が主とし
て半透過ミラーの形状によって決定されることである。さらに曲面のミラーは、
既知の平坦なミラーとレンズ素子との組み合わせで可能性のあるものより高い倍
率因子を生じる場合もある。さらに、半透過ミラーは、従来の簡単な方法で提供
し得る半透過層を有してもよい。
供することが本発明の目的である。この目的は、請求項１で定義されるような本
発明に従う装置によって達成される。この形態の利点は、ここでは倍率が主とし
て半透過ミラーの形状によって決定されることである。さらに曲面のミラーは、
既知の平坦なミラーとレンズ素子との組み合わせで可能性のあるものより高い倍
率因子を生じる場合もある。さらに、半透過ミラーは、従来の簡単な方法で提供
し得る半透過層を有してもよい。
【０００６】
さらなる利点は、偏光依存層を、偏光依存ミラーの製造の為に平坦な板上に容
易に提供できることである。さらに、都合のよい実施例を、従属請求項に定義す
る。
易に提供できることである。さらに、都合のよい実施例を、従属請求項に定義す
る。
【０００７】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイの個々の実施例は、第一のλ／４板
の光軸が、第二のλ／４板の光軸に対して横方向であることを特徴とする。これ
は、色消しの透過抑制に帰着するので、画像のコントラストは向上する。この手
段は、それ自体が、引用したヨーロッパ特許出願ＥＰ０８０３７５６から既知で
ある。
の光軸が、第二のλ／４板の光軸に対して横方向であることを特徴とする。これ
は、色消しの透過抑制に帰着するので、画像のコントラストは向上する。この手
段は、それ自体が、引用したヨーロッパ特許出願ＥＰ０８０３７５６から既知で
ある。
【０００８】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、偏光依存ミラ
ーが、線形偏光した光ビームの第一の偏光方向に透過性であり、偏光の方向が第
一の偏光方向に垂直である線形偏光した光ビームの第二の偏光方向に反射性であ
ることを特徴とする。このような偏光依存ミラーの例は、例えば３Ｍ社によって
供給されるＤｏｕｂｌｅ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆ
ｏｉｌのような反射偏光素子である。
ーが、線形偏光した光ビームの第一の偏光方向に透過性であり、偏光の方向が第
一の偏光方向に垂直である線形偏光した光ビームの第二の偏光方向に反射性であ
ることを特徴とする。このような偏光依存ミラーの例は、例えば３Ｍ社によって
供給されるＤｏｕｂｌｅ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆ
ｏｉｌのような反射偏光素子である。
【０００９】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、レンズ素子が
平凹レンズ素子を含むことを特徴とする。例えば、このような平凹レンズの凹面
は、第二のλ／４板に向けられる。半透過ミラーの凹面は、画像表示装置の拡大
された虚像を作る。さらに、平凹レンズの使用は、ユーザーにとってより快適で
あるヘッドマウントディスプレイの全重量の軽減に帰着する。
平凹レンズ素子を含むことを特徴とする。例えば、このような平凹レンズの凹面
は、第二のλ／４板に向けられる。半透過ミラーの凹面は、画像表示装置の拡大
された虚像を作る。さらに、平凹レンズの使用は、ユーザーにとってより快適で
あるヘッドマウントディスプレイの全重量の軽減に帰着する。
【００１０】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、ヘッドマウン
トディスプレイが、第一のλ／４板、レンズ素子、及び半透過ミラーを含む統合
された光学素子を含むことを特徴とする。光学素子における光学部品の統合は、
製造中にヘッドマウントディスプレイの組み立てを簡単にする。第二のλ／４板
及び偏光依存ミラーもまた、一つの光学素子に統合してもよい。
トディスプレイが、第一のλ／４板、レンズ素子、及び半透過ミラーを含む統合
された光学素子を含むことを特徴とする。光学素子における光学部品の統合は、
製造中にヘッドマウントディスプレイの組み立てを簡単にする。第二のλ／４板
及び偏光依存ミラーもまた、一つの光学素子に統合してもよい。
【００１１】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、ヘッドマウン
トディスプレイが、少なくとも非球面を有する光学素子を含むことを特徴とする
。非球面を有する光学素子の使用は、コマ収差、非点収差、及び像面湾曲のよう
な結像誤差を減少させる。
トディスプレイが、少なくとも非球面を有する光学素子を含むことを特徴とする
。非球面を有する光学素子の使用は、コマ収差、非点収差、及び像面湾曲のよう
な結像誤差を減少させる。
【００１２】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、第一及び第二
のλ／４板が色消しであることを特徴とする。画像における色誤差を、このよう
なλ／４板で減少させる。
のλ／４板が色消しであることを特徴とする。画像における色誤差を、このよう
なλ／４板で減少させる。
【００１３】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイのさらなる実施例は、第二のλ／４
板及び偏光依存ミラーが曲面を有することを特徴とする。任意であるが、分解能
を向上させるか又は倍率因子を増加させるかどちらかをしてもよい。
板及び偏光依存ミラーが曲面を有することを特徴とする。任意であるが、分解能
を向上させるか又は倍率因子を増加させるかどちらかをしてもよい。
【００１４】
本発明のこれら及び他の側面は、後述する実施例から明らかになり、また後述
する実施例を参照して説明される。
する実施例を参照して説明される。
【００１５】
図１は、本発明に従うヘッドマウントディスプレイ１００の第一の実施例を示
す。図１は、例えば照明ユニット（示してない）及び光学系を有する透過液晶画
像表示パネル１０１のような画像表示装置を含むヘッドマウントディスプレイの
一部分のみを示す。画像表示パネル１０１から見たとき、光学系は、連続して第
一のλ／４板１０３、平凹レンズ１０７、平凹レンズ１０７の凹面上に提供され
る半透過ミラー１０５、第二のλ／４板１０９、及び偏光依存ミラー１１１を含
む。平凹レンズの凹面は、第二のλ／４板に向けられる。半透過ミラー１０５は
、平凹レンズ１０７の凹面側に提供される。偏光依存ミラー１１１は、例えば３
ＭＴＭによって市場に出ているようなＤｏｕｂｌｅ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅ
ｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ（ＤＢＥＦ）型の反射型ポラロイドを含む。光
学系は、ユーザーの目の網膜上に透過液晶表示パネル１０１によって形成される
画像を投影する。図１は、表示パネルのピクセルの放射経路を示す。ヘッドマウ
ントディスプレイが動作しているとき、液晶表示パネル１０１によって形成され
る画像の放射は、第一のλ／４板１０３に入射すると考えられる。この第一のλ
／４板１０３は、第一の方向に偏光した放射を、例えばレンズ素子１０７を経由
して半透過ミラー１０５に入射する右旋偏光した放射のような円偏光した放射に
変換する。半透過ミラー１０５は、右旋偏光した放射の一部分を第二のλ／４板
１０９へ通過させる。第二のλ／４板１０９は、右旋偏光した放射を第二の方向
に偏光した放射に変換し、ここで第二の偏光方向は、第一の偏光方向に対して横
方向である。第二の方向に偏光した放射は、引き続き反射型ポラロイド１１１に
入射する。反射型ポラロイド１１１は、第二の方向に偏光した放射の全てを第二
のλ／４板１０９に戻して反射する。反射型ポラロイド１１１は第二の方向に偏
光した放射の全てを反射するので、既知のヘッドマウントディスプレイにおける
場合の様に、さらなる偏光子を、コントラストを向上させる為に必要としない。
第二のλ／４板１０９は、第二の方向に偏光した放射を、凹面の半透過ミラー１
０５に入射する右旋偏光した放射に変換する。半透過ミラー１０５は、右旋偏光
した放射の一部分を第二のλ／４板１０９へ反射し、右旋偏光を左旋偏光に変え
る。左旋偏光した放射は、左旋偏光した放射を第一の方向に偏光した放射に変換
する第二のλ／４板１０９に再度入射する。第一の方向に偏光した放射は、引き
続き反射型ポラロイド１１１に再度入射する。しかしながら、反射型ポラロイド
１１１は、ここで第一の方向に偏光した放射をユーザーの目（示してない）に通
過させる。第一及び第二のλ／４板の両方の光軸は、第一の偏光方向に４５°の
角度で延びる。
す。図１は、例えば照明ユニット（示してない）及び光学系を有する透過液晶画
像表示パネル１０１のような画像表示装置を含むヘッドマウントディスプレイの
一部分のみを示す。画像表示パネル１０１から見たとき、光学系は、連続して第
一のλ／４板１０３、平凹レンズ１０７、平凹レンズ１０７の凹面上に提供され
る半透過ミラー１０５、第二のλ／４板１０９、及び偏光依存ミラー１１１を含
む。平凹レンズの凹面は、第二のλ／４板に向けられる。半透過ミラー１０５は
、平凹レンズ１０７の凹面側に提供される。偏光依存ミラー１１１は、例えば３
ＭＴＭによって市場に出ているようなＤｏｕｂｌｅ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅ
ｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ（ＤＢＥＦ）型の反射型ポラロイドを含む。光
学系は、ユーザーの目の網膜上に透過液晶表示パネル１０１によって形成される
画像を投影する。図１は、表示パネルのピクセルの放射経路を示す。ヘッドマウ
ントディスプレイが動作しているとき、液晶表示パネル１０１によって形成され
る画像の放射は、第一のλ／４板１０３に入射すると考えられる。この第一のλ
／４板１０３は、第一の方向に偏光した放射を、例えばレンズ素子１０７を経由
して半透過ミラー１０５に入射する右旋偏光した放射のような円偏光した放射に
変換する。半透過ミラー１０５は、右旋偏光した放射の一部分を第二のλ／４板
１０９へ通過させる。第二のλ／４板１０９は、右旋偏光した放射を第二の方向
に偏光した放射に変換し、ここで第二の偏光方向は、第一の偏光方向に対して横
方向である。第二の方向に偏光した放射は、引き続き反射型ポラロイド１１１に
入射する。反射型ポラロイド１１１は、第二の方向に偏光した放射の全てを第二
のλ／４板１０９に戻して反射する。反射型ポラロイド１１１は第二の方向に偏
光した放射の全てを反射するので、既知のヘッドマウントディスプレイにおける
場合の様に、さらなる偏光子を、コントラストを向上させる為に必要としない。
第二のλ／４板１０９は、第二の方向に偏光した放射を、凹面の半透過ミラー１
０５に入射する右旋偏光した放射に変換する。半透過ミラー１０５は、右旋偏光
した放射の一部分を第二のλ／４板１０９へ反射し、右旋偏光を左旋偏光に変え
る。左旋偏光した放射は、左旋偏光した放射を第一の方向に偏光した放射に変換
する第二のλ／４板１０９に再度入射する。第一の方向に偏光した放射は、引き
続き反射型ポラロイド１１１に再度入射する。しかしながら、反射型ポラロイド
１１１は、ここで第一の方向に偏光した放射をユーザーの目（示してない）に通
過させる。第一及び第二のλ／４板の両方の光軸は、第一の偏光方向に４５°の
角度で延びる。
【００１６】
画像のコントラストを向上させる為の色消しの透過抑制を得る為に、λ／４板
１０３、１０９を、第一のλ／４板１０３の光軸が第二のλ／４板１０９の光軸
に対して横方向になるような方法で、置いてもよい。第一及び第二のλ／４板１
０３、１０９の光軸におけるこの配置は、それ自体が、引用したヨーロッパ特許
出願ＥＰ０８０３７５６から既知である。
１０３、１０９を、第一のλ／４板１０３の光軸が第二のλ／４板１０９の光軸
に対して横方向になるような方法で、置いてもよい。第一及び第二のλ／４板１
０３、１０９の光軸におけるこの配置は、それ自体が、引用したヨーロッパ特許
出願ＥＰ０８０３７５６から既知である。
【００１７】
第一及のλ／４板の光軸が第二のλ／４板の光軸に対して横方向であるヘッド
マウントディスプレイの代わりに、色消しの第一のλ／４板及び色消しの第二の
λ／４板を代わりに使用してもよく、ここで光軸の方向は第一の偏光方向に対し
て＋４５°の角度をなす。色消しのλ／４板は、例えば“Ｂｅｒｎｈａｒｄ Ｈ
ａｌｌｅ Ｎａｃｈｆ． ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．”によって市場に出ている。
マウントディスプレイの代わりに、色消しの第一のλ／４板及び色消しの第二の
λ／４板を代わりに使用してもよく、ここで光軸の方向は第一の偏光方向に対し
て＋４５°の角度をなす。色消しのλ／４板は、例えば“Ｂｅｒｎｈａｒｄ Ｈ
ａｌｌｅ Ｎａｃｈｆ． ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．”によって市場に出ている。
【００１８】
３ｍの角距離における１インチの直径を有する画像表示パネルの倍率、例えば
１５０倍を、平凹レンズの凹面で得ることができ、６４°のユーザーの視角に帰
着する。
１５０倍を、平凹レンズの凹面で得ることができ、６４°のユーザーの視角に帰
着する。
【００１９】
コマ収差、非点収差、及び像面湾曲のような画像の誤差を減少させる為に、ヘ
ッドマウントディスプレイの上述した実施例における光学素子の複数の曲面、例
えば半透過凹面ミラー１０５の曲面は、好ましくは非球面に形成される。
ッドマウントディスプレイの上述した実施例における光学素子の複数の曲面、例
えば半透過凹面ミラー１０５の曲面は、好ましくは非球面に形成される。
【００２０】
さらにヘッドマウントディスプレイの組み立てを簡単にする為に、複数の光学
素子、例えば第一のλ／４板、レンズ素子、及び半透過ミラーを、一つの光学素
子に統合してもよい。
素子、例えば第一のλ／４板、レンズ素子、及び半透過ミラーを、一つの光学素
子に統合してもよい。
【００２１】
図２は、例えば透過液晶表示パネル２０１のような画像表示装置及び光学系を
含む本発明に従うヘッドマウントディスプレイの一部分２００の例を示す。光学
系は、統合された光学部品２０２、第二のλ／４板２０９、及び偏光依存ミラー
２１１、を含み、ここで、第一のλ／４板、レンズ素子２０７、及び半透過ミラ
ー２０５を光学系の光軸に沿ってこの順に統合する。半透過ミラー２０５は、第
一のレンズ素子２０７の凹面上に提供される半透過金属層、例えばアルミニウム
の層、によって構成される。第一のλ／４板２０３は、例えば、第一のレンズ素
子２０７の第一面上に提供されるλ／４箔を含む。さらに、第二のλ／４板２０
９及び偏光依存ミラー２１１を、例えば、λ／４箔２０９上にＤＢＥＦ型の反射
型ポラロイドを提供することによって、第二の統合された光学素子に統合しても
よい。レンズ素子２０７を、ガラス又はポリメタメチルアクリレート（ＰＭＭＡ
）で作ってもよい。ヘッドマウントディスプレイが動作しユーザーが身に付ける
とき、液晶画像表示パネル２０１によって形成される画像のピクセルの放射は、
第一のλ／４板２０２に入射すると考えられる。第一のλ／４板２０３の光軸と
第一の偏光方向との間の角度は、例えば＋４５°である。第一のλ／４板２０３
は、第一の方向において偏光した放射を、レンズ素子２０７を経由して半透過ミ
ラー２０５に入射する円偏光した放射、例えば右旋偏光した放射、に変換する。
半透過ミラー２０５は、右旋偏光した放射の一部分をλ／４箔２０９へ通過させ
る。λ／４箔２０９の光軸は、第一の偏光方向に対して−４５°の角度で延び、
このように第一のλ／４板２０３の光軸に対して横方向である。λ／４箔２０９
は、右旋偏光した放射を第一の方向に偏光した放射に変換する。第一の方向に偏
光した放射は、引き続き反射型ポラロイド２１１に入射する。反射型ポラロイド
２１１は、第一の方向に偏光した放射の全てを、λ／４箔２０９を経由して半透
過ミラー２０５に戻して反射する。λ／４箔２０９は、第一の方向に偏光した放
射を、凹面の半透過ミラー２０５に入射する右旋偏光した放射に変換する。半透
過ミラー２０５は、右旋偏光した放射の一部分をλ／４箔２０９に戻して反射し
、右旋偏光を左旋偏光に変える。λ／４箔２０９は、左旋偏光した放射を第二の
方向に偏光した放射に変換し、ここで第二の方向は第一の偏光方向に対して横方
向である。第二の方向に偏光した放射は、引き続き反射型ポラロイド２１１に再
度入射する。しかしながら、反射型ポラロイド２１１は、ここで第二の方向に偏
光した放射をユーザーの目（示してない）に通過させる。第一のλ／４板の光軸
が第二のλ／４板の光軸に対して横方向であるヘッドマウントディスプレイの代
わりに、色消しの第一のλ／４板及び色消しの第二のλ／４板を、この例で代わ
りに使用してもよく、ここで光軸の方向は第一の偏光方向に対して＋４５°の角
度をなす。
含む本発明に従うヘッドマウントディスプレイの一部分２００の例を示す。光学
系は、統合された光学部品２０２、第二のλ／４板２０９、及び偏光依存ミラー
２１１、を含み、ここで、第一のλ／４板、レンズ素子２０７、及び半透過ミラ
ー２０５を光学系の光軸に沿ってこの順に統合する。半透過ミラー２０５は、第
一のレンズ素子２０７の凹面上に提供される半透過金属層、例えばアルミニウム
の層、によって構成される。第一のλ／４板２０３は、例えば、第一のレンズ素
子２０７の第一面上に提供されるλ／４箔を含む。さらに、第二のλ／４板２０
９及び偏光依存ミラー２１１を、例えば、λ／４箔２０９上にＤＢＥＦ型の反射
型ポラロイドを提供することによって、第二の統合された光学素子に統合しても
よい。レンズ素子２０７を、ガラス又はポリメタメチルアクリレート（ＰＭＭＡ
）で作ってもよい。ヘッドマウントディスプレイが動作しユーザーが身に付ける
とき、液晶画像表示パネル２０１によって形成される画像のピクセルの放射は、
第一のλ／４板２０２に入射すると考えられる。第一のλ／４板２０３の光軸と
第一の偏光方向との間の角度は、例えば＋４５°である。第一のλ／４板２０３
は、第一の方向において偏光した放射を、レンズ素子２０７を経由して半透過ミ
ラー２０５に入射する円偏光した放射、例えば右旋偏光した放射、に変換する。
半透過ミラー２０５は、右旋偏光した放射の一部分をλ／４箔２０９へ通過させ
る。λ／４箔２０９の光軸は、第一の偏光方向に対して−４５°の角度で延び、
このように第一のλ／４板２０３の光軸に対して横方向である。λ／４箔２０９
は、右旋偏光した放射を第一の方向に偏光した放射に変換する。第一の方向に偏
光した放射は、引き続き反射型ポラロイド２１１に入射する。反射型ポラロイド
２１１は、第一の方向に偏光した放射の全てを、λ／４箔２０９を経由して半透
過ミラー２０５に戻して反射する。λ／４箔２０９は、第一の方向に偏光した放
射を、凹面の半透過ミラー２０５に入射する右旋偏光した放射に変換する。半透
過ミラー２０５は、右旋偏光した放射の一部分をλ／４箔２０９に戻して反射し
、右旋偏光を左旋偏光に変える。λ／４箔２０９は、左旋偏光した放射を第二の
方向に偏光した放射に変換し、ここで第二の方向は第一の偏光方向に対して横方
向である。第二の方向に偏光した放射は、引き続き反射型ポラロイド２１１に再
度入射する。しかしながら、反射型ポラロイド２１１は、ここで第二の方向に偏
光した放射をユーザーの目（示してない）に通過させる。第一のλ／４板の光軸
が第二のλ／４板の光軸に対して横方向であるヘッドマウントディスプレイの代
わりに、色消しの第一のλ／４板及び色消しの第二のλ／４板を、この例で代わ
りに使用してもよく、ここで光軸の方向は第一の偏光方向に対して＋４５°の角
度をなす。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従うヘッドマウントディスプレイの実施例を示す図である。
【図２】
光学系の一部分が統合されたヘッドマウントディスプレイの例を示す図である
。
。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA07 BB03 BB63 BC22
2H099 AA12 CA01 CA07
Claims (10)
- 【請求項１】 画像表示装置と、ユーザーの網膜上に前記画像表示装置によ
って形成される画像を投影する為に、光ビームを組み合わせる為の、半透過ミラ
ー、レンズ素子、λ／４板、及び偏光光学素子を含む光学系と、を提供されたヘ
ッドマウントディスプレイであって、 前記光学系は、第二のλ／４板を含み、 前記偏光光学素子は、偏光依存ミラーを含み、 前記画像表示装置から見たとき、前記第一のλ／４板、前記レンズ素子、前記
半透過ミラー、前記第二のλ／４板、及び前記偏光依存ミラーは、順々に配置さ
れることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項２】 前記第一のλ／４板の光軸は、前記第二のλ／４板の光軸に
対して横方向であることを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレ
イ。 - 【請求項３】 前記偏光依存ミラーは、線形偏光した光ビームの第一の偏光
方向に透過性であり、前記線形偏光した光ビームの第二の偏光方向に反射性であ
り、 前記第二の偏光方向は、前記第一の偏光方向に垂直であることを特徴とする請
求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項４】 前記レンズ素子は、平凹レンズ素子を含むことを特徴とする
請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項５】 前記平凹レンズ素子の凹面は、前記第二のλ／４板に向けら
れることを特徴とする請求項４記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項６】 前記ヘッドマウントディスプレイは、前記第一のλ／４板、
前記レンズ素子、及び前記半透過ミラーを含む統合された光学素子を含むことを
特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項７】 前記第二のλ／４板及び前記偏光依存ミラーは、統合される
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項８】 前記ヘッドマウントディスプレイは、少なくとも、非球面を
有する光学素子を含むことを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプ
レイ。 - 【請求項９】 前記第一及び前記第二のλ／４板は、色消しであることを特
徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。 - 【請求項１０】 前記第二のλ／４板及び前記偏光依存ミラーは、曲面を有
することを特徴とする請求項１記載のヘッドマウントディスプレイ。
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