JP2016206512A - Head-mounted display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば液晶表示パネル等の画像表示パネルを使用したヘッドマウントディスプレイに関する。 The present invention relates to a head mounted display using an image display panel such as a liquid crystal display panel.
従来、ヘッドマウントディスプレイの利用が種々に提案されている。ここでヘッドマウントディスプレイは、小型画像表示パネルの表示画像を、ユーザの目の前に配置した光学系により、直接、ユーザに提供するディスプレー装置である。ヘッドマウントディスプレイは、光学系と一体の専用の画像表示パネルにより画像表示する構成、スマートフォン等の情報携帯端末を着脱可能に保持して、この情報携帯端末により画像表示する構成等が提供されている。 Conventionally, various uses of head mounted displays have been proposed. Here, the head mounted display is a display device that directly provides a user with a display image of a small image display panel by an optical system arranged in front of the user's eyes. A head-mounted display is provided with a configuration in which an image is displayed by a dedicated image display panel integrated with an optical system, a configuration in which an information portable terminal such as a smartphone is detachably held, and an image is displayed on the information portable terminal. .
このような画像表示パネルを使用した画像表示装置に関して、特許文献1には、回折格子を光学的ローパスフィルタとして使用して画質を向上する工夫が提案されている。また特許文献2には、画像表示パネルのパネル面にマイクロレンズアレイを配置することにより画質を向上する工夫が提案されている。
With respect to an image display device using such an image display panel,
ところでヘッドマウントディスプレイは、結局、目の前に配置した光学系より画像表示パネルの表示画像を拡大して覗き見る構成であることにより、画素によるざらつき感が知覚される問題がある。 By the way, after all, the head mounted display has a problem that a rough feeling due to pixels is perceived because the display image of the image display panel is enlarged and viewed from an optical system arranged in front of the eyes.
この問題を解決する1つの方法として、特許文献1に開示の手法の適用が考えられるものの、この方法を単純に適用したのでは、回折格子の凹凸形状により散乱光が発生し、却って画質が劣化する問題がある。
As one method for solving this problem, although the method disclosed in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ヘッドマウントディスプレイに関して、画質の劣化を有効に回避して、画素によるざらつき感を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to effectively avoid deterioration in image quality and reduce the feeling of roughness due to pixels in a head mounted display.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、遅相軸方向が直交する領域の交互の繰り返しにより表面形状を平坦に位相型回折格子を構成するようにし、この位相型回折格子を適切に配置するとの着想に至り、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has made intensive research and constructed a phase-type diffraction grating with a flat surface shape by alternately repeating regions where the slow axis directions are orthogonal to each other. This led to the idea of properly arranging and thus completing the present invention.
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。 Specifically, the present invention provides the following.
(1) 画像表示パネルのパネル面側に位相型回折格子を配置したヘッドマウントディスプレイであって、
前記位相型回折格子は、
表面形状が平坦な2次元の位相型回折格子であり、
遅相軸方向の成す角度が90度±10度以内である第1及び第2の領域が繰り返し作製された液晶材料による位相差層であって、透過光に与える位相差が1/2波長である位相差層を備え、
前記画像表示パネルの水平方向又は垂直方向の画素の配列方向に対して、前記第1及び第2の領域の繰り返し方向が45度±10度以内の角度を成すように配置され、
前記画像表示パネルの画素ピッチp、前記画像表示パネルに設けられたカラーフィルタの位相型回折格子側面から前記位相型回折格子までの光学距離Lに関して
(21/2/2)・(pd/2λ)>L>0
の関係式を満足する位置に配置されたヘッドマウントディスプレイ。
(1) A head mounted display in which a phase type diffraction grating is arranged on the panel surface side of an image display panel,
The phase-type diffraction grating is
A two-dimensional phase-type diffraction grating with a flat surface shape,
The first and second regions having an angle formed by the slow axis direction within 90 ° ± 10 ° are retardation layers made of a liquid crystal material, and the retardation given to transmitted light is ½ wavelength. With a retardation layer,
With respect to the horizontal or vertical pixel arrangement direction of the image display panel, the repeating direction of the first and second regions is arranged to form an angle within 45 ° ± 10 °,
With respect to the pixel pitch p of the image display panel and the optical distance L from the side surface of the phase type diffraction grating of the color filter provided in the image display panel to the phase type diffraction grating, (2 1/2 / 2) · (pd / 2λ )>L> 0
Head mounted display placed at a position that satisfies
(1)によれば、表面形状が平坦な2次元の位相型回折格子であり、遅相軸方向の成す角度が90度±10度以内である第1及び第2の領域が繰り返し作製された液晶材料による位相差層であって、透過光に与える位相差が1/2波長である位相差層を備えることにより、0次光を低減し、散乱光の発生を低減してローパスフィルタとして機能させることができる。また画像表示パネルの水平方向又は垂直方向の画素の配列方向に対して、前記第1及び第2の領域の繰り返し方向が45度±10度以内の角度を成すように配置されることにより、モアレの発生を有効に回避することができる。また(21/2/2)・(pd/2λ)>L>0の関係式を満足するように配置されていることにより、効率良く画素によるざらつき感を低減することができる。 According to (1), the first and second regions are two-dimensional phase-type diffraction gratings having a flat surface shape, and the angle formed by the slow axis direction is within 90 ° ± 10 °. A retardation layer made of a liquid crystal material that has a retardation layer with a half-wave retardation applied to transmitted light, thereby reducing zero-order light and reducing the generation of scattered light and functioning as a low-pass filter Can be made. Further, the moire pattern is arranged such that the repeating direction of the first and second regions forms an angle within 45 ° ± 10 ° with respect to the pixel arrangement direction in the horizontal direction or the vertical direction of the image display panel. Can be effectively avoided. Further, the arrangement is such that the relational expression (2 1/2 / 2) · (pd / 2λ)>L> 0 is satisfied, so that it is possible to efficiently reduce the feeling of roughness due to the pixels.
(2) (1)において、
前記位相型回折格子は、
前記第1及び第2の領域が矩形形状による領域であり、
前記位相差層が、前記第1及び第2の領域の繰り返しにより作製されたヘッドマウントディスプレイ。
(2) In (1),
The phase-type diffraction grating is
The first and second regions are rectangular regions;
A head mounted display in which the retardation layer is produced by repeating the first and second regions.
(3) (1)において、
前記位相型回折格子は、
1次元の位相型回折格子の積層により作製されたヘッドマウントディスプレイ。
(3) In (1),
The phase-type diffraction grating is
A head-mounted display manufactured by stacking one-dimensional phase-type diffraction gratings.
(2)又は(3)によれば、より具体的構成により、ヘッドマウントディスプレイに関して、画質の劣化を有効に回避して、画素によるざらつき感を低減することができる。 According to (2) or (3), with a more specific configuration, it is possible to effectively avoid deterioration in image quality and reduce the feeling of roughness due to pixels with respect to the head mounted display.
本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイに関して、画質の劣化を有効に回避して、画素によるざらつき感を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regarding a head mounted display, deterioration of an image quality can be avoided effectively and the rough feeling by a pixel can be reduced.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示す図である。このヘッドマウントディスプレイ1は、スマートフォンによる情報携帯端末2を着脱可能に保持し、ユーザ3の目の前に配置して使用される。ヘッドマウントディスプレイ1は、凸レンズ等による光学系4が設けられ、この光学系4を介して情報携帯端末2に設けられた画像表示パネル2Aの表示画面を拡大して覗き見ることができるように構成される。これによりヘッドマウントディスプレイ1は、大画面の画像をユーザ3の眼前に提供できるように構成される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a head mounted display according to the first embodiment of the present invention. The head mounted
ここでこの画像表示パネル2Aには、液晶表示パネル、有機ELパネル等、種々の構成を広く適用することができる。またヘッドマウントディスプレイ1は、情報携帯端末2による画像表示パネルを利用する場合に限らず、一体に保持された専用の画像表示パネルにより画像表示するようにしてもよい。またハーフミラー等の画像合成手段を使用して、目の前の風景と画像表示パネルによる画像とを重ね合わせてユーザに提供ようにしてもよい。
Here, various configurations such as a liquid crystal display panel and an organic EL panel can be widely applied to the
ここでこのようにして光学系4を介して拡大して画像表示パネル2Aによる表示画像を覗き見る場合、画素によるざらつき感が知覚される。そこでこのヘッドマウントディスプレイ1では、光学系4と画像表示パネル2Aとの間に、2次元の位相型回折格子5が設けられ、この位相型回折格子5の光学的ローパスフィルタとして機能により、画素によるざらつき感を低減する。
Here, when the image displayed on the
〔位相型回折格子の配置〕
ここで位相型回折格子5の回折による分離角(+1次光と0次光との成す角)をθ、出射光の波長をλとすると、次式の関係式が成立する。なおここでdは、位相型回折格子5の周期構造に係る繰り返しピッチdである。
d=λ/tanθ ……(1)
[Arrangement of phase diffraction grating]
Here, when the separation angle (angle formed by the + 1st order light and the 0th order light) by diffraction of the phase type diffraction grating 5 is θ and the wavelength of the emitted light is λ, the following relational expression is established. Here, d is a repetitive pitch d related to the periodic structure of the phase type diffraction grating 5.
d = λ / tan θ (1)
画像表示パネル2Aに設けられたカラーフィルタ7の位相型回折格子5側面から位相型回折格子5までの光学距離をLとする。分離角θにより位相型回折格子5において+1次光と−1次光とにより形成されるカラーフィルタの像間距離(分離幅)をhとすると、2tanθ=h/Lであることから、(1)式から次式を求めることができる。
d=2λ・L/h ……(2)
この(2)式を変形すると、次式の関係式が得られる。
h=2λ・L/d ……(3)
Let L be the optical distance from the side surface of the phase type diffraction grating 5 of the
d = 2λ · L / h (2)
When this equation (2) is modified, the following relational expression is obtained.
h = 2λ · L / d (3)
ここでカラーフィルタ7に設けられる画素間の遮光部であるブラックマトリックス7Aの繰り返しピッチがp(位相型回折格子5の繰り返し方向のピッチである)である場合に、p=hであると、隣接するブラックマトリックス7Aに係る回折光が重なり合ってユーザ3に提供され、これにより画素によるぎらつき感じが大きくなる。これに対してp>hであると、隣接するブラックマトリックス7Aに係る回折光が重なり合うことなくユーザに提供され、これにより画素によるざらつき感じを低減することができる。特にp=h/2であると、ブラックマトリックス7A間の画素の中央に、隣接するブラックマトリックス7Aに係る回折光を配置することになり、最も、画素によるざらつき感を低減することができる。このような原理によりこの実施形態では、画素によるざらつき感を低減する。なお分離角θが0である場合にも、隣接するブラックマトリックス7Aに係る回折光が重なり合ってユーザ3に提供され、これにより画素によるぎらつき感が大きくなる。これらにより次式の関係式を満足するように設定して、画素によるぎらつき感を低減することができる。
p>h>0 ……(4)
Here, when the repetitive pitch of the
p>h> 0 (4)
しかしながら単純に、画素の配列方向に位相型回折格子5の繰り返し方向を設定したのでは、モアレが発生する恐れがある。そこでこの実施形態では、図2に示すように、画素の水平方向又は垂直方向の配列方向に対して斜め45度の方向を、位相型回折格子5の繰り返し方向に設定する。なおこの図2の例は、像間距離hが、画素の斜め方向のピッチの2/3の場合である。このように斜め45度により配置する場合、画像表示パネル2Aの水平方向、垂直方向に係るピッチpに対して、分離角θによる像間距離hが21/2倍となる。これにより(4)式より
p>21/2・h>0 ……(5)
の関係式を満足する場合には、画素によるざらつき感を低減することができる。ここでこの(4)式を変形すれば、次式の関係式を得ることができる。
(21/2/2)・(pd/2λ)>L>0 ……(6)
なおこの斜め方向の傾きは、45度±10度以内、より好ましくは45度±5度以内に設定して実用上充分にモアレを防止することができる。またこの角度範囲に設定することにより、垂直方向の画素間の境界に係るブラックマトリックスと、水平方向の画素間の境界に係るブラックマトリックスとの視覚上の差異(薄さの程度)を感じさせないようにすることができる。
However, simply setting the repetition direction of the phase-
If the above relational expression is satisfied, the feeling of roughness due to the pixels can be reduced. Here, if the equation (4) is modified, the following relational expression can be obtained.
(2 1/2 / 2) · (pd / 2λ)>L> 0 (6)
Note that the inclination in the oblique direction can be set within 45 ° ± 10 °, more preferably within 45 ° ± 5 °, so that moire can be sufficiently prevented practically. In addition, by setting this angle range, a visual difference (degree of thinness) between the black matrix related to the boundary between the pixels in the vertical direction and the black matrix related to the boundary between the pixels in the horizontal direction is not felt. Can be.
これによりこの実施形態では、(6)式の関係式を満足するように間隔Lを設定して、好ましくは、(7)式の関係式を満足するように間隔Lを設定して、より好ましくは(8)式の関係式を満足するように間隔Lを設定して画素によるざらつき感を低減する。なお(8)式は、p=21/2・h/2の条件を満足する関係式である。
(3/4)・(21/2/2)・(pd/2λ)>L
>(1/4)・(21/2/2)・(pd/2λ) ……(7)
(21/2/4)(pd/2λ)=L ……(8)
Thereby, in this embodiment, the interval L is set so as to satisfy the relational expression (6), and preferably, the interval L is set so as to satisfy the relational expression (7). Sets the interval L so as to satisfy the relational expression (8) to reduce the feeling of roughness due to pixels. The equation (8) is a relational expression that satisfies the condition of p = 2 1/2 · h / 2.
(3/4) · (2 1/2 / 2) · (pd / 2λ)> L
> (1/4) · (2 1/2 / 2) · (pd / 2λ) (7)
(2 1/2 / 4) (pd / 2λ) = L (8)
〔位相型回折格子〕
ところでこのようにして位相型回折格子5により画素によるざらつき感を低減する構成にあっては、位相型回折格子5の周期構造に係る表面の凹凸形状により斜め入射光が散乱すると、その散乱光により画質が劣化する問題がある。そこでこの実施形態では、液晶材料による位相差層を使用して位相型回折格子を構成するようにして、遅相軸方向が直交する領域をこの位相差層に交互に繰り返すことにより、表面形状を平坦に位相型回折格子5を構成する。これによりこの実施形態では、位相型回折格子5の表面の凹凸形状による散乱光の発生を有効に回避し、この散乱光による画質劣化を防止する。なおこの遅相軸方向の成す角度は、直交の角度である90度であることが最も好ましいものの、90度±10度以内により作製して、より好ましくは90度±5度以内により作製して、実用上充分な特性を確保することができる。
(Phase diffraction grating)
By the way, in the configuration in which the phase-
またこの遅相軸方向の直交する領域における位相差がそれぞれλ/2となるように設定し、これによりこの直交する領域から出射される0次光を打消し合うようにし、0次光による画質劣化を有効に回避する。すなわち図1ついて説明したように、像間距離hにより画素によるざらつき感を低減する場合、+1次光及び−1次光により画像表示することになるものの、位相型回折格子5からの0次光は、この+1次光及び−1次光の像間に像を作成することになる。その結果、ヘッドマウントディスプレイ1では、この0次光による急激な輝度変化が発生する恐れがあり、+1次光及び−1次光による画像表示に悪影響を与えることになる。しかしながら直交する領域の位相差をλ/2に設定すれば、0次光を充分に抑圧することができ、その結果、0次光による画像表示の影響を有効に回避することができる。なお可視光域の中心波長が550nmであることにより、この位相差が200nm以上300nm以下となるように作成して、十分に0次光の光量を抑圧して、0次光の影響による画質劣化を防止することができる。
Further, the phase differences in the regions orthogonal to the slow axis direction are set to be λ / 2, respectively, so that the zero-order lights emitted from the regions orthogonal to each other are canceled out, and the image quality by the zero-order light is reduced. Effectively avoid degradation. That is, as described with reference to FIG. 1, when the feeling of roughness due to the pixels is reduced by the inter-image distance h, the zero-order light from the phase-
〔位相型回折格子の詳細構成〕
図3は、位相型回折格子5を示す図である。位相型回折格子5は、例えばトリアセチルセルロース等の透明フィルム材による基材5Aに配向層5C、位相差層5Bが順次作製される。位相型回折格子5は、位相差層5Bが紫外線硬化型液晶により形成され、この紫外線硬化型液晶の配向を配向層5Cの配向規制力によりパターンニングする。このパターンニングにより、位相型回折格子5は、上述した繰り返しピッチdにより、遅相軸方向が直交する矩形形状による第1及び第2の領域A及びBが順次交互に2次元配置されて位相差層5Bが形成され、これによりこの第1及び第2の領域A及びBの繰り返し方向の周期構造により透過光を回折する。なお図3では、遅相軸方向を矢印により示す。なおこれにより第1及び第2の領域A及びBは、領域幅がd/2により作成される。なおこのように矩形形状による第1及び第2の領域A及びBにより位相差層5Bをパターンニングして位相型回折格子を構成する代わりに、図4に示すように、帯状領域A及びBにより遅相軸方向が直交する領域を形成して1次元の位相型回折格子15A及び15Bを構成するようにして、この1次元の位相型回折格子15A及び15Bの積層により2次元の位相型回折格子15を構成するようにしてもよい。
[Detailed configuration of phase diffraction grating]
FIG. 3 is a diagram showing the phase
位相型回折格子5は、光配向材料による光配向材料膜が作製された後、いわゆる光配向の手法によりこの光配向材料膜に直線偏光による紫外線を照射して配向層5Cが形成される。ここでこの光配向材料膜に照射する紫外線は、その偏光の方向が領域A及び領域Bで90度異なるように設定される。なお光配向層に代えて、基材5Aのラビング処理により配向層を作成してもよく、ラビング処理によるライン状微細凹凸形状を賦型処理により基材5Aの表面に作成して配向層を作成してもよい。位相差層5Bは、この配向層5Cの配向規制力により紫外線硬化型液晶が配向した状態で固化(硬化)して作成される。
In the phase-
〔実験結果〕
〔実施例1〕
市販のスマートフォンによる情報携帯端末を使用して画像表示するヘッドマウントディスプレイ(Google社Cardboard)に、apple社のiPhone(画素ピッチ326ppi(画素サイズ0.078mm×0.078mm))を装着し、左目用レンズ側にピッチd=200μm、位相差値275nm(=λ/2)の位相型回折格子を斜め45度の角度により配置した。ここで配置位置は、画像表示パネル(液晶表示パネル)のパネル面(視聴者側面)から5mmであり、(21/2/4)(pd/2λ)=Lの関係を概ね満足する位置である。
〔Experimental result〕
[Example 1]
A head mounted display (Google Cardboard) that displays images using a portable information terminal using a commercially available smartphone is equipped with Apple's iPhone (pixel pitch 326 ppi (pixel size 0.078 mm x 0.078 mm)) for the left eye A phase type diffraction grating having a pitch of d = 200 μm and a phase difference value of 275 nm (= λ / 2) is arranged at an angle of 45 degrees on the lens side. Here, the arrangement position is 5 mm from the panel surface (viewer side surface) of the image display panel (liquid crystal display panel), and is a position that generally satisfies the relationship of (2 1/2 / 4) (pd / 2λ) = L. is there.
このヘッドマウントディスプレイにおいて、右目と左目とでそれぞれ表示画面を観察したところ、右目ではブラックマトリックスによる画素形状が見て取られ、画素によるざらつき感が知覚された。しかしながら左目では、ブラックマトリックスが薄くなって観察され、画素によるざらつき感を充分に抑圧することができた。 In this head mounted display, when the display screen was observed with each of the right eye and the left eye, the pixel shape due to the black matrix was observed with the right eye, and a rough feeling due to the pixels was perceived. However, in the left eye, the black matrix was observed to be thin, and the feeling of roughness due to the pixels could be sufficiently suppressed.
〔実施例2〕
実施例1で使用したヘッドマウントディスプレイに、apple社のiPAD2(画素ピッチ132ppi(画素サイズ0.192mm×0.192mm))を装着し、左目用レンズ側にピッチd=200μm、位相差値275nm(=λ/2)の位相型回折格子を斜め45度の角度により配置した。ここで配置位置は、画像表示パネルのパネル面から12mmであり、(21/2/4)(pd/2λ)=Lの関係を概ね満足する位置である。
[Example 2]
The iPAD2 (pixel pitch 132 ppi (pixel size 0.192 mm × 0.192 mm)) of Apple is mounted on the head-mounted display used in Example 1, and the pitch d = 200 μm and the phase difference value 275 nm on the left eye lens side ( = Λ / 2) phase type diffraction gratings were arranged at an angle of 45 degrees. Here, the arrangement position is 12 mm from the panel surface of the image display panel, and is a position that generally satisfies the relationship of (2 1/2 / 4) (pd / 2λ) = L.
このヘッドマウントディスプレイにおいて、右目と左目とでそれぞれ表示画面を観察したところ、右目ではブラックマトリックスによる画素形状が見て取られ、画素によるざらつき感が知覚された。しかしながら左目では、ブラックマトリックスが薄くなって観察され、画素によるざらつき感を充分に抑圧することができた。 In this head mounted display, when the display screen was observed with each of the right eye and the left eye, the pixel shape due to the black matrix was observed with the right eye, and a rough feeling due to the pixels was perceived. However, in the left eye, the black matrix was observed to be thin, and the feeling of roughness due to the pixels could be sufficiently suppressed.
〔比較例1〕
実施例1の構成において、位相型回折格子の配置位置を変更した。ここで配置位置は、画像表示パネルのパネル面から10mmであり、(21/2/2)(pd/2λ)=Lの関係を概ね満足する位置である。
[Comparative Example 1]
In the configuration of Example 1, the arrangement position of the phase type diffraction grating was changed. Here, the arrangement position is 10 mm from the panel surface of the image display panel, and is a position that generally satisfies the relationship of (2 1/2 / 2) (pd / 2λ) = L.
このヘッドマウントディスプレイにおいて、右目と左目とでそれぞれ表示画面を観察したところ、右目及び左目でほぼ同等にブラックマトリックスによる画素形状が見て取られ、画素によるざらつき感が知覚された。 In this head-mounted display, when the display screens were observed with the right eye and the left eye, the pixel shape based on the black matrix was observed almost equally with the right eye and the left eye, and the rough feeling due to the pixels was perceived.
〔比較例2〕
実施例2の構成において、位相型回折格子の配置位置を変更した。ここで配置位置は、画像表示パネルのパネル面から24mmであり、(21/2/2)(pd/2λ)=Lの関係を概ね満足する位置である。
[Comparative Example 2]
In the configuration of Example 2, the arrangement position of the phase type diffraction grating was changed. Here, the arrangement position is 24 mm from the panel surface of the image display panel, and is a position that generally satisfies the relationship of (2 1/2 / 2) (pd / 2λ) = L.
このヘッドマウントディスプレイにおいて、右目と左目とでそれぞれ表示画面を観察したところ、右目及び左目でほぼ同等にブラックマトリックスによる画素形状が見て取られ、画素によるざらつき感が知覚された。 In this head-mounted display, when the display screens were observed with the right eye and the left eye, the pixel shape based on the black matrix was observed almost equally with the right eye and the left eye, and the rough feeling due to the pixels was perceived.
〔比較例3〕
実施例1の構成において、本願に係る位相型回折格子に代えて、均一な透明材質の厚みを周期的に可変して作製した位相型回折格子型を配置して比較例3のヘッドマウントディスプレイを構成した。なおこの位相型回折格子は、ピッチ200μmにより断面矩形形状による凹部を2次元配置したものであり、いわゆる凹凸のレリーフ面を備えた位相型回折格子である。
[Comparative Example 3]
In the configuration of Example 1, instead of the phase type diffraction grating according to the present application, a phase type diffraction grating type produced by periodically changing the thickness of a uniform transparent material is arranged, and the head mounted display of Comparative Example 3 is arranged. Configured. This phase type diffraction grating is a phase type diffraction grating having a so-called concave and convex relief surface in which concave portions having a rectangular cross section are arranged two-dimensionally with a pitch of 200 μm.
このヘッドマウントディスプレイでは、位相型回折格子表面の凹部と凸部とつなぐエッジ面が全反射で明るくなり、このエッジ面で発生した迷光がヘッドマウントディスプレイの筐体内を照らし、その結果、表示画面のコントラストが低下し、画質が劣化することが知覚された。 In this head-mounted display, the edge surface connecting the concave and convex portions on the surface of the phase-type diffraction grating is brightened by total reflection, and the stray light generated on this edge surface illuminates the inside of the head-mounted display, resulting in the display screen. It was perceived that contrast was lowered and image quality deteriorated.
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although the specific structure suitable for implementation of this invention was explained in full detail, this invention can change the structure of the above-mentioned embodiment variously in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
すなわち上述の実施形態では、配向層の配向規制力により液晶材料を固化して位相差層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば位相差層に光配向性の液晶ポリマーを適用することにより、直接、配向状態及び未配向状態で液晶材料を固化して位相差層を作製し、配向層を省略するようにしてもよい。 That is, in the above-described embodiment, the case where the liquid crystal material is solidified by the alignment regulating force of the alignment layer to produce the retardation layer has been described. By applying a polymer, the liquid crystal material may be directly solidified in an aligned state and an unaligned state to produce a retardation layer, and the alignment layer may be omitted.
1 ヘッドマウントディスプレイ
2 情報携帯端末
2A 画像表示パネル
3 ユーザ
4 光学系
5,15、15A、15B 位相型回折格子
5A 基材
5B 位相差層
5C 配向層
7A カラーフィルタ
7B ブラックマトリックス
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記位相型回折格子は、
表面形状が平坦な2次元の位相型回折格子であり、
遅相軸方向の成す角度が90度±10度以内である第1及び第2の領域が繰り返し作製された液晶材料による位相差層であって、透過光に与える位相差が1/2波長である位相差層を備え、
前記画像表示パネルの水平方向又は垂直方向の画素の配列方向に対して、前記第1及び第2の領域の繰り返し方向が45度±10度以内の角度を成すように配置され、
前記画像表示パネルの画素ピッチp、前記画像表示パネルに設けられたカラーフィルタの位相型回折格子側面から位相型回折格子までの光学距離Lに関して
(21/2/2)・(pd/2λ)>L>0
の関係式を満足する位置に配置された
ヘッドマウントディスプレイ。 A head mounted display in which a phase type diffraction grating is arranged on the panel surface side of an image display panel,
The phase-type diffraction grating is
A two-dimensional phase-type diffraction grating with a flat surface shape,
The first and second regions having an angle formed by the slow axis direction within 90 ° ± 10 ° are retardation layers made of a liquid crystal material, and the retardation given to transmitted light is ½ wavelength. With a retardation layer,
With respect to the horizontal or vertical pixel arrangement direction of the image display panel, the repeating direction of the first and second regions is arranged to form an angle within 45 ° ± 10 °,
Regarding the pixel pitch p of the image display panel and the optical distance L from the side surface of the phase type diffraction grating of the color filter provided in the image display panel to the phase type diffraction grating (2 1/2 / 2) · (pd / 2λ) >L> 0
Head mounted display placed at a position that satisfies the relational expression.
前記第1及び第2の領域が矩形形状による領域であり、
前記位相差層が、前記第1及び第2の領域の繰り返しにより作製された
請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The phase-type diffraction grating is
The first and second regions are rectangular regions;
The head mounted display according to claim 1, wherein the retardation layer is manufactured by repeating the first and second regions.
1次元の位相型回折格子の積層により作製された
請求項1に記載のヘッドマウントディスプレイ。 The phase-type diffraction grating is
The head mounted display according to claim 1, wherein the head mounted display is manufactured by stacking one-dimensional phase type diffraction gratings.
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Cited By (4)
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WO2019004336A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | 富士フイルム株式会社 | Wearable display device |
JPWO2019004442A1 (en) * | 2017-06-30 | 2020-05-21 | 富士フイルム株式会社 | Stereoscopic image display device and wearable display device |
CN112074771A (en) * | 2018-05-14 | 2020-12-11 | 株式会社巴川制纸所 | Head-mounted display |
KR20210010441A (en) | 2018-05-14 | 2021-01-27 | 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 | Head mounted display |
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- 2015-04-27 JP JP2015090074A patent/JP2016206512A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019004336A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | 富士フイルム株式会社 | Wearable display device |
JPWO2019004336A1 (en) * | 2017-06-30 | 2020-04-23 | 富士フイルム株式会社 | Wearable display device |
US20200142200A1 (en) * | 2017-06-30 | 2020-05-07 | Fujifilm Corporation | Wearable display device |
JPWO2019004442A1 (en) * | 2017-06-30 | 2020-05-21 | 富士フイルム株式会社 | Stereoscopic image display device and wearable display device |
US10955705B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-03-23 | Fujifilm Corporation | Wearable display device comprising an optically-anisotropic layer having liquid crystal compounds with optical axes continuously rotating along at least one in-plane direction |
US11003026B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-05-11 | Fujifilm Corporation | Stereoscopic image display device and wearable display device |
CN112074771A (en) * | 2018-05-14 | 2020-12-11 | 株式会社巴川制纸所 | Head-mounted display |
KR20210007949A (en) | 2018-05-14 | 2021-01-20 | 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 | Head mounted display |
KR20210010441A (en) | 2018-05-14 | 2021-01-27 | 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 | Head mounted display |
US11126002B2 (en) | 2018-05-14 | 2021-09-21 | Tomoegawa Co., Ltd. | Head-mounted display |
CN112074771B (en) * | 2018-05-14 | 2022-06-17 | 株式会社巴川制纸所 | Head-mounted display |
US11874481B2 (en) | 2018-05-14 | 2024-01-16 | Tomoegawa Co., Ltd. | Head-mounted display |
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