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JP2008134619A - Optical unit and head mounted display device - Google Patents

Optical unit and head mounted display device Download PDF

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JP2008134619A
JP2008134619A JP2007267828A JP2007267828A JP2008134619A JP 2008134619 A JP2008134619 A JP 2008134619A JP 2007267828 A JP2007267828 A JP 2007267828A JP 2007267828 A JP2007267828 A JP 2007267828A JP 2008134619 A JP2008134619 A JP 2008134619A
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JP
Japan
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image light
light
polarized light
pbs film
concave mirror
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007267828A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahisa Ando
孝久 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2007/070530 priority patent/WO2008050709A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical unit and a head mounted display device which enables even a weak-eyesight person to see an image while suppressing an increase in the device size. <P>SOLUTION: The optical unit 100 includes: a liquid crystal panel 110 for emitting image light; an aperture diaphragm 130 having a pin hole 131 at a focal position where video light emitted from the liquid crystal panel 110 is focused; a PBS film 140 having a tilt of approximately 45° with respect to the optical axis of the video light having passed through the pin hole 131; a 1/4λ-retardation plate 150 having a tilt of approximately 90° with respect to the optical axis of the video light having passed through the pin hole 131 and capable of converting the state of polarization of the image light having passed through the pin hole 131 from linearly polarized light to circularly polarized light; a concave mirror 160 capable of reflecting the image light having transmitted the 1/4λ-retardation plate 150 toward the side of the 1/4λ-retardation plate 150; and an eyepiece lens 200 capable of focusing the video light reflected by the concave mirror 160 on the eyeball. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光変調素子から出射される映像光を眼球に集光する光学ユニット及びヘッドマウント型表示装置に関する。   The present invention relates to an optical unit and a head-mounted display device that condenses video light emitted from a light modulation element on an eyeball.

従来、光変調素子から出射される映像光を眼球に集光するヘッドマウント型表示装置が知られている(例えば、特許文献1)。ヘッドマウント型表示装置は、ユーザの頭部に装着される構成を有しており、ユーザは任意の姿勢で映像を見ることができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a head-mounted display device that collects image light emitted from a light modulation element on an eyeball is known (for example, Patent Document 1). The head-mounted display device has a configuration that is mounted on a user's head, and the user can view an image in an arbitrary posture.

一方で、ユーザが弱視である場合には、眼球の水晶体の焦点機能が低下しているため、映像光を眼球の瞳孔に十分に集光しなければ、映像を適切に網膜に結像することができない。従って、光変調素子から出射される映像光をピンホールに絞り込んだ上で、ピンホールを通った映像光を眼球の瞳孔に集光する方法が提案されている。   On the other hand, if the user is amblyopic, the focus function of the eye lens is reduced, so if the image light is not sufficiently focused on the pupil of the eye, the image is appropriately imaged on the retina. I can't. Accordingly, a method has been proposed in which the image light emitted from the light modulation element is narrowed down to the pinhole, and then the image light passing through the pinhole is condensed on the pupil of the eyeball.

ここで、眼球の直近にピンホールを設けると、ユーザの視野が狭くなるため、ピンホールを通った後に広がった映像光を再び眼球の瞳孔に集光することが好ましい。
特開平7−250292号公報(請求項1、図8など)
Here, if a pinhole is provided in the immediate vicinity of the eyeball, the user's visual field is narrowed. Therefore, it is preferable that the image light that has spread after passing through the pinhole is condensed again on the pupil of the eyeball.
JP-A-7-250292 (Claim 1, FIG. 8, etc.)

しかしながら、ピンホールを通った後に広がった映像光を均質化するために、ピンホールから接眼レンズまでの距離を十分に確保する必要がある。ピンホールから接眼レンズまでの距離を十分に確保すると、ヘッドマウント型表示装置のサイズが拡大する。   However, in order to homogenize the image light that has spread after passing through the pinhole, it is necessary to ensure a sufficient distance from the pinhole to the eyepiece. If a sufficient distance from the pinhole to the eyepiece is secured, the size of the head-mounted display device increases.

ヘッドマウント型表示装置は、上述したように、ユーザの頭部に装着されるため、装置のサイズ拡大は好ましくない。   Since the head-mounted display device is mounted on the user's head as described above, it is not preferable to increase the size of the device.

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、装置のサイズ拡大を抑制しながら、弱視者であっても映像を見ることを可能とする光学ユニット及びヘッドマウント型表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an optical unit and a head-mounted display that enable a low-sight person to view an image while suppressing an increase in the size of the apparatus. An object is to provide an apparatus.

一ので特徴では、光学ユニットは、映像光を出射する光変調素子(液晶パネル110)と、前記光変調素子から出射される前記映像光が集光される焦点位置に開口(ピンホール131)を有する絞り部(絞り部130)と、前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第1PBS膜(PBS膜140)と、前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略90°の傾きを有しており、前記開口を通った前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第1位相差板(1/4λ位相差板150)と、前記第1位相差板を透過した前記映像光を前記第1位相差板側に反射する第1凹面ミラー(凹面ミラー160)と、前記第1凹面ミラーで反射された前記映像光を眼球に集光する接眼レンズ(接眼レンズ200)とを備える。   In one aspect, the optical unit includes a light modulation element (liquid crystal panel 110) that emits image light and an opening (pinhole 131) at a focal position where the image light emitted from the light modulation element is collected. A diaphragm section (diaphragm section 130), a first PBS film (PBS film 140) having an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening, and the image light passing through the opening. A first retardation plate (¼λ retardation plate 150) that has an inclination of approximately 90 ° with respect to the optical axis and converts the polarization state of the image light that has passed through the opening from linearly polarized light to circularly polarized light. A first concave mirror (concave mirror 160) that reflects the image light transmitted through the first phase difference plate toward the first phase difference plate, and the image light reflected by the first concave mirror as an eyeball. Equipped with an eyepiece (eyepiece 200) that focuses light That.

かかる特徴によれば、接眼レンズが、絞り部に設けられた開口に絞り込まれた映像光を眼球に集光するため、眼球の水晶体の焦点機能が低下している弱視者であっても、映像を見ることができる。また、第1PBS膜や第1凹面ミラーが映像光を反射するため、装置のサイズ拡大を抑制しながら、絞り部から接眼レンズまでの光路長を長くすることができ、映像光を十分に均質化することができる。さらに、第1位相差板が映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換した後に映像光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換するように、第1位相差板を映像光が2回透過する構成を採ることによって、映像光の偏光状態を90°回転させて、S偏光からP偏光に変換された映像光又はP偏光からS偏光に変換された映像光を取り出すことが可能となる。   According to such a feature, since the eyepiece condenses the image light focused in the aperture provided in the aperture unit on the eyeball, even a low vision person whose focal function of the crystalline lens of the eyeball is deteriorated Can see. In addition, since the first PBS film and the first concave mirror reflect the image light, the optical path length from the stop to the eyepiece can be increased while suppressing the size increase of the device, and the image light is sufficiently homogenized. can do. Further, the first phase difference plate converts the polarization state of the image light from linearly polarized light to circularly polarized light, and then converts the polarization state of the image light from circularly polarized light to linearly polarized light. By adopting a configuration that transmits the light twice, it is possible to rotate the polarization state of the image light by 90 ° and extract the image light converted from S-polarized light to P-polarized light or the image light converted from P-polarized light to S-polarized light. Become.

上述した一の特徴において、前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記接眼レンズは、前記第1PBS膜を挟んで前記第1凹面ミラーと対向する位置に設けられる。   In the one feature described above, when the image light passing through the opening is S-polarized light, the eyepiece is provided at a position facing the first concave mirror across the first PBS film.

上述した一の特徴において、前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記接眼レンズは、前記第1PBS膜を境として前記第1凹面ミラーと同じ側に設けられる。   In the one feature described above, when the image light passing through the opening is P-polarized light, the eyepiece is provided on the same side as the first concave mirror with the first PBS film as a boundary.

上述した一の特徴において、光学ユニットは、前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記第1PBS膜を挟んで前記第1凹面ミラーと対向する位置に設けられており、前記第1PBS膜を透過した前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第2位相差板(1/4λ位相差板170)と、前記第2位相差板を透過した前記映像光を前記第2位相差板側に反射する反射ミラー(反射ミラー180)とをさらに備える。前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記接眼レンズは、前記第1PBS膜を境として前記反射ミラーと同じ側に設けられる。   In the one feature described above, the optical unit is provided at a position facing the first concave mirror across the first PBS film when the image light passing through the opening is S-polarized light, A second retardation plate (¼λ retardation plate 170) for converting the polarization state of the image light transmitted through the first PBS film from linearly polarized light to circularly polarized light, and the image light transmitted through the second retardation plate. A reflection mirror (reflection mirror 180) that reflects toward the second phase difference plate; In the case where the image light passing through the opening is S-polarized light, the eyepiece is provided on the same side as the reflection mirror with the first PBS film as a boundary.

上述した一の特徴において、光学ユニットは、前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記第1PBS膜を境として前記第1凹面ミラーと同じ側に設けられており、前記第1PBS膜で反射された前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第2位相差板(1/4λ位相差板170)と、前記第2位相差板を透過した前記映像光を前記第2位相差板側に反射する反射ミラー(反射ミラー180)とをさらに備える。前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記接眼レンズは、前記第1PBS膜を挟んで前記反射ミラーと対向する位置に設けられる。   In the one feature described above, the optical unit is provided on the same side as the first concave mirror with the first PBS film as a boundary when the image light passing through the opening is P-polarized light. A second retardation plate (¼λ retardation plate 170) for converting the polarization state of the image light reflected by the 1 PBS film from linearly polarized light to circularly polarized light, and the image light transmitted through the second retardation plate. A reflection mirror (reflection mirror 180) that reflects toward the second phase difference plate; When the image light passing through the opening is P-polarized light, the eyepiece is provided at a position facing the reflection mirror with the first PBS film interposed therebetween.

上述した一の特徴において、光学ユニットは、前記光変調素子から出射される前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第2PBS膜(PBS膜210)と、前記第2PBS膜で反射された前記映像光又は前記第2PBS膜を透過した前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第3位相差板(1/4λ位相差板220)と、前記第3位相差板を透過した前記映像光を前記第3位相差板側に反射する第2凹面ミラー(凹面ミラー230)とをさらに備える。前記第2凹面ミラーが、前記映像光を前記開口に集光する。   In the one feature described above, the optical unit includes a second PBS film (PBS film 210) having an inclination of about 45 ° with respect to the optical axis of the image light emitted from the light modulation element, and the second PBS film. A third retardation plate (¼λ retardation plate 220) for converting the polarization state of the reflected image light or the image light transmitted through the second PBS film from linearly polarized light to circularly polarized light, and the third phase difference. A second concave mirror (concave mirror 230) that reflects the image light transmitted through the plate to the third phase difference plate side; The second concave mirror condenses the image light on the opening.

一の特徴では、ユーザの頭部に装着されるヘッドマウント型表示装置は、環状形状を有しており、ユーザの頭部に装着される環状部材と、ユーザの後頭部側において前記環状部材に設けられており、ユーザの後頭部と前記環状部材の内面との間に形成される空隙を調整する調整具と、ユーザの前頭部側において前記環状部材に設けられており、ユーザの鼻に押し当てられるノーズパッドと、ユーザの眼球の前方に設けられた表示ユニットと、ユーザの前頭部側において前記環状部材に設けられており、前記環状部材と前記表示ユニットとを連結する連結部材とを備える。前記表示ユニットは、映像光を出射する光変調素子と、前記光変調素子に光を照射する光源と、前記光変調素子から出射される前記映像光が集光される焦点位置に開口を有する絞り部と、前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第1PBS膜と、前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略90°の傾きを有しており、前記開口を通った前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第1位相差板と、前記第1位相差板を透過した前記映像光を前記第1位相差板側に反射する第1凹面ミラーと、前記第1凹面ミラーで反射された前記映像光を眼球に集光する接眼レンズとを有する。   In one feature, the head mounted display device attached to the user's head has an annular shape, and is provided on the annular member on the user's head and on the annular member on the user's back of the head. And an adjustment tool for adjusting a gap formed between the user's occipital region and the inner surface of the annular member, and provided on the annular member on the user's forehead side and pressed against the user's nose. A nose pad, a display unit provided in front of the user's eyeball, and a connecting member that is provided on the annular member on the frontal side of the user and connects the annular member and the display unit. . The display unit includes a light modulation element that emits image light, a light source that irradiates light to the light modulation element, and an aperture having an opening at a focal position where the image light emitted from the light modulation element is condensed A first PBS film having an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening, and an inclination of approximately 90 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening. A first retardation plate that converts the polarization state of the image light that has passed through the opening from linearly polarized light to circularly polarized light, and the image light that has passed through the first retardation plate is converted to the first retardation plate. A first concave mirror that reflects to the side, and an eyepiece that condenses the image light reflected by the first concave mirror on an eyeball.

上述した一の特徴において、ヘッドマウント型表示装置は、ユーザの側頭部側において前記環状部材から下方に向けて設けられており、ユーザの耳の付け根に押し当てられるイヤーパッドをさらに備える。   In the one feature described above, the head-mounted display device further includes an ear pad that is provided downward from the annular member on the user's temporal side and is pressed against the base of the user's ear.

上述した一の特徴において、前記連結部材は、前記環状部材側に設けられた第1アーム部と、前記表示ユニット側に設けられた第2アーム部とを有しており、前記第1アーム部は、前記第2アーム部を回動可能に支持する。   In the one feature described above, the connecting member includes a first arm portion provided on the annular member side and a second arm portion provided on the display unit side, and the first arm portion. Supports the second arm portion in a rotatable manner.

上述した一の特徴において、前記環状部材は、前記第1アーム部を回動可能に支持する。   In the one feature described above, the annular member rotatably supports the first arm portion.

上述した一の特徴において、前記第2アーム部は、前記表示ユニットを回動可能に支持する。   In the one feature described above, the second arm portion rotatably supports the display unit.

本発明によれば、装置のサイズ拡大を抑制しながら、弱視者であっても映像を見ることを可能とする光学ユニット及びヘッドマウント型表示装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical unit and a head-mounted display device that enable even a weak eyesight to see an image while suppressing an increase in the size of the device.

以下において、本発明の実施形態に係るヘッドマウント型表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。   Hereinafter, a head-mounted display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[第1実施形態]
(ヘッドマウント型表示装置の概略)
以下において、第1実施形態に係るヘッドマウント型表示装置の概略について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係るヘッドマウント型表示装置20の概略を示す図である。
[First Embodiment]
(Outline of head-mounted display device)
Hereinafter, an outline of the head mounted display device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the head mounted display device 20 according to the first embodiment.

図1に示すように、ヘッドマウント型表示装置20は、ユーザ10の頭部に装着される構成を有する。ヘッドマウント型表示装置20の構成は、眼鏡のようにかける構成であってもよく、ヘルメットのように被る構成であってもよい。   As shown in FIG. 1, the head mounted display device 20 has a configuration that is mounted on the head of the user 10. The configuration of the head mounted display device 20 may be a configuration that is worn like glasses or a configuration that is worn like a helmet.

なお、第1実施形態では、ヘッドマウント型表示装置20は、映像光をユーザ10の眼球に集光する装置である。特に、第1実施形態では、ヘッドマウント型表示装置20は、ユーザ10が弱視者であっても、ユーザ10が映像光を見ることを可能とする装置である。なお、ユーザ10は、任意の姿勢で映像をみることができる。   In the first embodiment, the head mounted display device 20 is a device that focuses video light on the eyeball of the user 10. In particular, in the first embodiment, the head-mounted display device 20 is a device that allows the user 10 to view the image light even if the user 10 is a low vision person. Note that the user 10 can view the video in an arbitrary posture.

(光学ユニットの構成)
以下において、第1実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。
(Configuration of optical unit)
Hereinafter, the configuration of the optical unit according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the first embodiment.

図2に示すように、光学ユニット100は、液晶パネル110と、集光レンズ120と、絞り部130と、PBS膜140と、1/4λ位相差板150と、凹面ミラー160と、接眼レンズ200とを有する。   As shown in FIG. 2, the optical unit 100 includes a liquid crystal panel 110, a condenser lens 120, a diaphragm 130, a PBS film 140, a ¼λ phase plate 150, a concave mirror 160, and an eyepiece lens 200. And have.

液晶パネル110は、光源(不図示)が発する光を変調して、映像光を出射する光変調素子である。液晶パネル110は、S偏光の映像光を出射する。   The liquid crystal panel 110 is a light modulation element that modulates light emitted from a light source (not shown) and emits image light. The liquid crystal panel 110 emits S-polarized image light.

集光レンズ120は、液晶パネル110が発する映像光を集光する。具体的には、集光レンズ120は、絞り部130に設けられた開口(ピンホール131)に映像光を集光する。   The condensing lens 120 condenses the image light emitted from the liquid crystal panel 110. Specifically, the condensing lens 120 condenses the image light in an opening (pinhole 131) provided in the diaphragm unit 130.

絞り部130は、遮光部材によって構成される。絞り部130は、集光レンズ120によって集光された映像光が通るピンホール131を有する。絞り部130は、ピンホール131が集光レンズ120の焦点位置に重なるように配置される。   The diaphragm 130 is configured by a light shielding member. The diaphragm unit 130 has a pinhole 131 through which the image light condensed by the condenser lens 120 passes. The diaphragm 130 is arranged so that the pinhole 131 overlaps the focal position of the condenser lens 120.

PBS膜140は、光の偏光方向に応じて、反射光及び透過光に光を分離するPBS(Polarized Beam Splitter)膜である。具体的には、PBS膜140は、P偏光の映像光を透過し、S偏光の映像光を反射する。PBS膜140は、ピンホール131を通った映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する。なお、PBS膜140は、ピンホール131を通ったS偏光の映像光を凹面ミラー160側に反射し、凹面ミラー160で反射されて戻ってきたP偏光の映像光を接眼レンズ200側に透過する。   The PBS film 140 is a PBS (Polarized Beam Splitter) film that separates light into reflected light and transmitted light according to the polarization direction of the light. Specifically, the PBS film 140 transmits P-polarized image light and reflects S-polarized image light. The PBS film 140 has an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light that has passed through the pinhole 131. The PBS film 140 reflects the S-polarized image light that has passed through the pinhole 131 to the concave mirror 160 side, and transmits the P-polarized video light that has been reflected by the concave mirror 160 and returned to the eyepiece lens 200 side. .

1/4λ位相差板150は、光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する位相差板である。1/4λ位相差板150は、ピンホール131を通った映像光の光軸(図2では、PBS膜140で反射された映像光の光軸)に対して略90°の傾きを有する。1/4λ位相差板150は、PBS膜140で映像光が反射された側に設けられる。   The quarter-wave retardation plate 150 is a retardation plate that converts the polarization state of light from linearly polarized light to circularly polarized light and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. The quarter-wave retardation plate 150 has an inclination of about 90 ° with respect to the optical axis of the image light that has passed through the pinhole 131 (in FIG. 2, the optical axis of the image light reflected by the PBS film 140). The 1 / 4λ phase difference plate 150 is provided on the side where the image light is reflected by the PBS film 140.

凹面ミラー160は、1/4λ位相差板150を透過した映像光を1/4λ位相差板150側に反射する。凹面ミラー160は、映像光を反射することによって、映像光を均質化する。   The concave mirror 160 reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 150 toward the ¼λ phase difference plate 150. The concave mirror 160 homogenizes the image light by reflecting the image light.

このように、PBS膜140で反射された映像光は、1/4λ位相差板150を透過した後に、凹面ミラー160で反射されて、1/4λ位相差板150を再び透過する。すなわち、PBS膜140で反射された映像光が1/4λ位相差板150を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light reflected by the PBS film 140 passes through the ¼λ phase plate 150, is then reflected by the concave mirror 160, and passes through the ¼λ phase plate 150 again. That is, the image light reflected by the PBS film 140 passes through the ¼λ phase plate 150 twice, so that the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light is changed from S-polarized light to P-polarized light. Conversion from polarized light or P-polarized light to S-polarized light.

従って、凹面ミラー160で反射されて、1/4λ位相差板150を再び透過した映像光の偏光方向はP偏光である。この結果、凹面ミラー160で反射された映像光はPBS膜140を透過する。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the concave mirror 160 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 150 is P-polarized light. As a result, the image light reflected by the concave mirror 160 passes through the PBS film 140.

接眼レンズ200は、凹面ミラー160で反射された映像光を眼球11の瞳孔12に集光する。接眼レンズ200は、瞳孔12に集光された映像光は、眼球11の網膜に結像する。凹面ミラー160で反射された映像光がPBS膜140を透過するため、接眼レンズ200は、PBS膜140を挟んで凹面ミラー160と対向する位置に設けられる。   The eyepiece lens 200 condenses the image light reflected by the concave mirror 160 on the pupil 12 of the eyeball 11. The eyepiece lens 200 focuses the image light condensed on the pupil 12 on the retina of the eyeball 11. Since the image light reflected by the concave mirror 160 passes through the PBS film 140, the eyepiece 200 is provided at a position facing the concave mirror 160 with the PBS film 140 interposed therebetween.

(作用及び効果)
第1実施形態に係る光学ユニット100によれば、接眼レンズ200が、絞り部130に設けられたピンホール131に絞り込まれた映像光を眼球11の瞳孔12に集光するため、眼球11の水晶体の焦点機能が低下している弱視者であっても、映像を見ることができる。また、PBS膜140及び凹面ミラー160が映像光を反射するため、装置のサイズ拡大を抑制しながら、絞り部130から接眼レンズ200までの光路長を長くすることができ、映像光を十分に均質化することができる。さらに、1/4λ位相差板150が映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換した後に映像光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換するように、1/4λ位相差板150を映像光が2回透過する構成を採ることによって、映像光の偏光状態を90°回転させて、S偏光からP偏光に変換された映像光又はP偏光からS偏光に変換された映像光を取り出すことが可能となる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the first embodiment, the eyepiece 200 concentrates the image light focused in the pinhole 131 provided in the diaphragm 130 on the pupil 12 of the eyeball 11, and thus the crystalline lens of the eyeball 11. Even a weakly sighted person whose focus function is degraded can see the video. In addition, since the PBS film 140 and the concave mirror 160 reflect the image light, the optical path length from the diaphragm unit 130 to the eyepiece lens 200 can be increased while suppressing an increase in the size of the apparatus, and the image light is sufficiently homogeneous. Can be Further, the 1 / 4λ phase plate 150 changes the polarization state of the image light from linearly polarized light to circularly polarized light and then converts the polarization state of the image light from circularly polarized light to linearly polarized light. By adopting a configuration in which the image light is transmitted twice, the polarization state of the image light is rotated by 90 °, and the image light converted from S-polarized light to P-polarized light or the image light converted from P-polarized light to S-polarized light is taken out. It becomes possible.

[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the second embodiment described above will be mainly described.

上述した第1実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光(ピンホール131を通った映像光)はS偏光である。これに対して、第2実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光(ピンホール131を通った映像光)はP偏光である。   In the first embodiment described above, the video light emitted from the liquid crystal panel 110 (video light that has passed through the pinhole 131) is S-polarized light. In contrast, in the second embodiment, the image light emitted from the liquid crystal panel 110 (image light that has passed through the pinhole 131) is P-polarized light.

(光学ユニットの構成)
以下において、第2実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、第2実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。なお、図3では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the second embodiment. In FIG. 3, it should be noted that the same components as those in FIG.

図3に示すように、液晶パネル110は、P偏光の映像光を出射し、集光レンズ120は、P偏光の映像光をピンホール131に集光する。   As shown in FIG. 3, the liquid crystal panel 110 emits P-polarized image light, and the condenser lens 120 condenses the P-polarized image light in the pinhole 131.

PBS膜140は、ピンホール131を通った映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する。なお、PBS膜140は、ピンホール131を通ったP偏光の映像光を凹面ミラー160側に透過し、凹面ミラー160で反射されて戻ってきたS偏光の映像光を接眼レンズ200側に反射する。   The PBS film 140 has an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light that has passed through the pinhole 131. The PBS film 140 transmits the P-polarized video light that has passed through the pinhole 131 to the concave mirror 160 side, and reflects the S-polarized video light that has been reflected by the concave mirror 160 and returned to the eyepiece lens 200 side. .

1/4λ位相差板150は、ピンホール131を通った映像光の光軸(図3では、PBS膜140を透過した映像光の光軸)に対して略90°の傾きを有する。1/4λ位相差板150は、PBS膜140を映像光が透過した側に設けられる。   The quarter-wave retardation plate 150 has an inclination of about 90 ° with respect to the optical axis of the video light that has passed through the pinhole 131 (in FIG. 3, the optical axis of the video light that has passed through the PBS film 140). The quarter-wave retardation plate 150 is provided on the side where the image light is transmitted through the PBS film 140.

凹面ミラー160は、1/4λ位相差板150を透過した映像光を1/4λ位相差板150側に反射する。凹面ミラー160は、映像光を反射することによって、映像光を均質化する。   The concave mirror 160 reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 150 toward the ¼λ phase difference plate 150. The concave mirror 160 homogenizes the image light by reflecting the image light.

このように、PBS膜140を透過した映像光は、1/4λ位相差板150を透過した後に、凹面ミラー160で反射されて、1/4λ位相差板150を再び透過する。すなわち、PBS膜140を透過した映像光が1/4λ位相差板150を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light transmitted through the PBS film 140 is transmitted through the ¼λ phase difference plate 150, then reflected by the concave mirror 160, and again transmitted through the ¼λ phase difference plate 150. That is, the image light transmitted through the PBS film 140 is transmitted through the ¼λ phase plate 150 twice, whereby the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light is changed from S-polarized light to P-polarized light. Alternatively, P-polarized light is converted to S-polarized light.

従って、凹面ミラー160で反射されて、1/4λ位相差板150を再び透過した映像光の偏光方向はS偏光である。この結果、凹面ミラー160で反射された映像光はPBS膜140で反射される。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the concave mirror 160 and transmitted again through the 1 / 4λ phase difference plate 150 is S-polarized light. As a result, the image light reflected by the concave mirror 160 is reflected by the PBS film 140.

接眼レンズ200は、凹面ミラー160で反射された映像光を眼球11の瞳孔12に集光する。接眼レンズ200は、瞳孔12に集光された映像光は、眼球11の網膜に結像する。凹面ミラー160で反射された映像光がPBS膜140で反射されるため、接眼レンズ200は、PBS膜140の延長面(SPBS)を境として光学ユニット100内の空間を2つの領域(領域A及び領域B)に分けた場合に、凹面ミラー160と同じ側の領域(領域A)に設けられる。 The eyepiece lens 200 condenses the image light reflected by the concave mirror 160 on the pupil 12 of the eyeball 11. The eyepiece lens 200 focuses the image light condensed on the pupil 12 on the retina of the eyeball 11. Since the image light reflected by the concave mirror 160 is reflected by the PBS film 140, the eyepiece 200 has two spaces (area A) in the optical unit 100 with the extended surface (S PBS ) of the PBS film 140 as a boundary. And the region B), it is provided in the region (region A) on the same side as the concave mirror 160.

(作用及び効果)
第2実施形態に係る光学ユニット100によれば、絞り部130に設けられたピンホール131を通る映像光がP偏光であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the second embodiment, even if the image light passing through the pinhole 131 provided in the diaphragm 130 is P-polarized light, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

[第3実施形態]
以下において、第3実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the third embodiment described above will be mainly described.

具体的には、上述した第1実施形態では、凹面ミラー160で反射された映像光は、PBS膜140を透過して、そのまま接眼レンズ200に照射される。これに対して、第3実施形態では、凹面ミラー160で反射された映像光は、反射ミラーで再び反射されてから、接眼レンズ200に照射される。   Specifically, in the first embodiment described above, the image light reflected by the concave mirror 160 passes through the PBS film 140 and is irradiated to the eyepiece 200 as it is. On the other hand, in the third embodiment, the image light reflected by the concave mirror 160 is reflected again by the reflecting mirror and then irradiated to the eyepiece 200.

(光学ユニットの構成)
以下において、第3実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図4は、第3実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図4では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the third embodiment. In FIG. 4, it should be noted that the same reference numerals are given to the same components as those in FIG.

図4に示すように、光学ユニット100は、図2に示した構成に加えて、1/4λ位相差板170と、反射ミラー180とを有する。   As shown in FIG. 4, the optical unit 100 includes a ¼λ phase difference plate 170 and a reflection mirror 180 in addition to the configuration shown in FIG. 2.

図4に示すように、液晶パネル110は、S偏光の映像光を出射し、集光レンズ120は、S偏光の映像光をピンホール131に集光する。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal panel 110 emits S-polarized video light, and the condenser lens 120 condenses the S-polarized video light in the pinhole 131.

1/4λ位相差板170は、1/4λ位相差板150と同様に、光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する位相差板である。凹面ミラー160で反射されて1/4λ位相差板150を透過した映像光がP偏光であるため、1/4λ位相差板170は、PBS膜140を挟んで凹面ミラー160と対向する位置に設けられる。   Similarly to the 1 / 4λ phase difference plate 150, the 1 / 4λ phase difference plate 170 converts the polarization state of light from linearly polarized light to circularly polarized light, and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. It is. Since the image light reflected by the concave mirror 160 and transmitted through the ¼λ phase plate 150 is P-polarized light, the ¼λ phase plate 170 is provided at a position facing the concave mirror 160 with the PBS film 140 interposed therebetween. It is done.

反射ミラー180は、1/4λ位相差板170を透過した映像光を1/4λ位相差板170側に反射する平面ミラーである。   The reflection mirror 180 is a flat mirror that reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 170 toward the ¼λ phase difference plate 170.

このように、PBS膜140を透過した映像光は、1/4λ位相差板170を透過した後に、反射ミラー180で反射されて、1/4λ位相差板170を再び透過する。すなわち、PBS膜140を透過した映像光が1/4λ位相差板170を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light transmitted through the PBS film 140 is transmitted through the ¼λ phase difference plate 170, reflected by the reflection mirror 180, and transmitted through the ¼λ phase difference plate 170 again. That is, the image light transmitted through the PBS film 140 is transmitted through the 1 / 4λ phase difference plate 170 twice, whereby the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light is changed from S polarization to P polarization. Alternatively, P-polarized light is converted to S-polarized light.

従って、反射ミラー180で反射されて、1/4λ位相差板170を再び透過した映像光の偏光方向はS偏光である。この結果、反射ミラー180で反射された映像光はPBS膜140で反射される。   Accordingly, the polarization direction of the image light reflected by the reflection mirror 180 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 170 is S-polarized light. As a result, the image light reflected by the reflection mirror 180 is reflected by the PBS film 140.

なお、反射ミラー180で反射された映像光がPBS膜140で反射されるため、接眼レンズ200は、PBS膜140の延長面(SPBS)を境として光学ユニット100内の空間を2つの領域(領域A及び領域B)に分けた場合に、反射ミラー180と同じ側の領域(領域A)に設けられる。 Since the image light reflected by the reflecting mirror 180 is reflected by the PBS film 140, the eyepiece 200 has two spaces (the two areas (the space inside the optical unit 100) with the extended surface (S PBS ) of the PBS film 140 as a boundary. When divided into the region A and the region B), it is provided in the region (region A) on the same side as the reflection mirror 180.

(作用及び効果)
第3実施形態に係る光学ユニット100によれば、第1実施形態の構成に加えて、反射ミラー180が映像光を反射するため、装置のサイズ拡大をさらに抑制しながら、絞り部130から接眼レンズ200までの光路長を十分に確保することができる。さらに、1/4λ位相差板170が映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換した後に映像光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換するように、1/4λ位相差板170を映像光が2回透過する構成を採ることによって、映像光の偏光状態を90°回転させて、S偏光からP偏光に変換された映像光又はP偏光からS偏光に変換された映像光を取り出すことが可能となる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the third embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the reflection mirror 180 reflects the image light. A sufficient optical path length up to 200 can be ensured. Further, the 1 / 4λ phase difference plate 170 is changed so that the polarization state of the image light is changed from the circular polarization to the linear polarization after the polarization state of the image light is changed from the linear polarization to the circular polarization. By adopting a configuration in which the image light is transmitted twice, the polarization state of the image light is rotated by 90 °, and the image light converted from S-polarized light to P-polarized light or the image light converted from P-polarized light to S-polarized light is taken out. It becomes possible.

[第4実施形態]
以下において、第4実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第3実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described third embodiment and the fourth embodiment will be mainly described.

上述した第3実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光(ピンホール131を通った映像光)はS偏光である。これに対して、第4実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光(ピンホール131を通った映像光)はP偏光である。   In the third embodiment described above, the video light emitted from the liquid crystal panel 110 (video light that has passed through the pinhole 131) is S-polarized light. On the other hand, in the fourth embodiment, the image light emitted from the liquid crystal panel 110 (image light that has passed through the pinhole 131) is P-polarized light.

(光学ユニットの構成)
以下において、第4実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図5は、第4実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図5では、図4と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the fourth embodiment. In FIG. 5, it should be noted that the same components as those in FIG.

図5に示すように、液晶パネル110は、P偏光の映像光を出射し、集光レンズ120は、P偏光の映像光をピンホール131に集光する。   As shown in FIG. 5, the liquid crystal panel 110 emits P-polarized image light, and the condenser lens 120 condenses the P-polarized image light in the pinhole 131.

1/4λ位相差板170は、1/4λ位相差板150と同様に、光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する位相差板である。凹面ミラー160で反射されて1/4λ位相差板150を透過した映像光がS偏光であるため、1/4λ位相差板170は、PBS膜140の延長面(SPBS)を境として光学ユニット100内の空間を2つの領域(領域A及び領域B)に分けた場合に、凹面ミラー160と同じ側の領域(領域A)に設けられる。 Similarly to the 1 / 4λ phase difference plate 150, the 1 / 4λ phase difference plate 170 converts the polarization state of light from linearly polarized light to circularly polarized light, and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. It is. Since the image light reflected by the concave mirror 160 and transmitted through the 1 / 4λ phase difference plate 150 is S-polarized light, the 1 / 4λ phase difference plate 170 is an optical unit with the extended surface (S PBS ) of the PBS film 140 as a boundary. When the space in 100 is divided into two regions (region A and region B), it is provided in the region (region A) on the same side as the concave mirror 160.

このように、PBS膜140で反射された映像光は、1/4λ位相差板170を透過した後に、反射ミラー180で反射されて、1/4λ位相差板170を再び透過する。すなわち、PBS膜140で反射された映像光が1/4λ位相差板170を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light reflected by the PBS film 140 passes through the ¼λ phase difference plate 170, is then reflected by the reflection mirror 180, and passes through the ¼λ phase difference plate 170 again. That is, the image light reflected by the PBS film 140 passes through the ¼λ phase difference plate 170 twice, whereby the polarization direction of the image light rotates by approximately 90 °, and the polarization state of the image light changes from S-polarized light to P-polarized light. Conversion from polarized light or P-polarized light to S-polarized light.

従って、反射ミラー180で反射されて、1/4λ位相差板170を再び透過した映像光の偏光方向はP偏光である。この結果、反射ミラー180で反射された映像光はPBS膜140を透過する。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the reflection mirror 180 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 170 is P-polarized light. As a result, the image light reflected by the reflection mirror 180 passes through the PBS film 140.

なお、反射ミラー180で反射された映像光がPBS膜140を透過するため、接眼レンズ200は、PBS膜140を挟んで反射ミラー180と対向する位置に設けられる。   Since the image light reflected by the reflection mirror 180 passes through the PBS film 140, the eyepiece 200 is provided at a position facing the reflection mirror 180 with the PBS film 140 interposed therebetween.

(作用及び効果)
第4実施形態に係る光学ユニット100によれば、絞り部130に設けられたピンホール131を通る映像光がP偏光であっても、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the fourth embodiment, even if the image light passing through the pinhole 131 provided in the diaphragm unit 130 is P-polarized light, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

[第5実施形態]
以下において、第5実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described first embodiment and the fifth embodiment will be mainly described.

具体的には、上述した第1実施形態では、液晶パネル110から出射された光は、集光レンズ120によってピンホール131に集光される。これに対して、第5実施形態では、液晶パネル110から出射された光は、PBS膜、1/4λ位相差板及び凹面ミラーによってピンホール131に集光される。   Specifically, in the first embodiment described above, the light emitted from the liquid crystal panel 110 is condensed into the pinhole 131 by the condenser lens 120. On the other hand, in the fifth embodiment, the light emitted from the liquid crystal panel 110 is collected in the pinhole 131 by the PBS film, the 1 / 4λ phase difference plate, and the concave mirror.

(光学ユニットの構成)
以下において、第5実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図6は、第5実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図6では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。なお、図6では、液晶パネル110から絞り部130までの構成のみが記載されており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成が省略されていることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the fifth embodiment. In FIG. 6, it should be noted that the same components as those in FIG. In FIG. 6, it should be noted that only the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130 is illustrated, and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece 200 is omitted.

図6に示すように、光学ユニット100は、PBS膜210と、1/4λ位相差板220と、凹面ミラー230とを有する。なお、液晶パネル110は、S偏光の映像光を出射する。   As shown in FIG. 6, the optical unit 100 includes a PBS film 210, a ¼λ phase difference plate 220, and a concave mirror 230. The liquid crystal panel 110 emits S-polarized image light.

PBS膜210は、PBS膜140と同様に、光の偏光方向に応じて、反射光及び透過光に光を分離するPBS(Polarized Beam Splitter)膜である。PBS膜210は、液晶パネル110から出射される映像光の光軸に対して、略45°の傾きを有する。なお、PBS膜210は、液晶パネル110から出射されるS偏光の映像光を凹面ミラー230側に反射し、凹面ミラー230で反射されて戻ってきたP偏光の映像光を絞り部130側に透過する。   Similar to the PBS film 140, the PBS film 210 is a PBS (Polarized Beam Splitter) film that separates light into reflected light and transmitted light according to the polarization direction of the light. The PBS film 210 has an inclination of about 45 ° with respect to the optical axis of the image light emitted from the liquid crystal panel 110. The PBS film 210 reflects the S-polarized video light emitted from the liquid crystal panel 110 toward the concave mirror 230 and transmits the P-polarized video light reflected and returned from the concave mirror 230 to the diaphragm 130 side. To do.

1/4λ位相差板220は、PBS膜210で反射された映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する。液晶パネル110から出射された映像光がS偏光であるため、1/4λ位相差板220は、PBS膜210の延長面(SPBS)を境として光学ユニット100内の空間を2つの領域(領域C及び領域D)に分けた場合に、液晶パネル110と同じ側の領域(領域C)に設けられる。 The quarter-wave retardation plate 220 converts the polarization state of the image light reflected by the PBS film 210 from linearly polarized light to circularly polarized light, and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. Since the image light emitted from the liquid crystal panel 110 is S-polarized light, the ¼λ phase difference plate 220 divides the space in the optical unit 100 into two regions (regions) with the extended surface (S PBS ) of the PBS film 210 as a boundary. C and region D) are provided in the region (region C) on the same side as the liquid crystal panel 110.

凹面ミラー230は、1/4λ位相差板220を透過した映像光を1/4λ位相差板220側に反射する。凹面ミラー230は、映像光を反射することによって、絞り部130に設けられたピンホール131に映像光を集光する。   The concave mirror 230 reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 220 toward the ¼λ phase difference plate 220. The concave mirror 230 condenses the image light in the pinhole 131 provided in the aperture unit 130 by reflecting the image light.

このように、PBS膜210で反射された映像光は、1/4λ位相差板220を透過した後に、凹面ミラー230で反射されて、1/4λ位相差板220を再び透過する。すなわち、PBS膜210で反射された映像光が1/4λ位相差板220を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light reflected by the PBS film 210 passes through the ¼λ phase difference plate 220, is then reflected by the concave mirror 230, and passes through the ¼λ phase difference plate 220 again. That is, the image light reflected by the PBS film 210 passes through the ¼λ phase difference plate 220 twice, whereby the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light changes from S-polarized light to P-polarized light. Conversion from polarized light or P-polarized light to S-polarized light.

従って、凹面ミラー230で反射されて、1/4λ位相差板220を再び透過した映像光の偏光方向はP偏光である。この結果、凹面ミラー230で反射された映像光はPBS膜210を透過する。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the concave mirror 230 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 220 is P-polarized light. As a result, the image light reflected by the concave mirror 230 passes through the PBS film 210.

なお、凹面ミラー230で反射された映像光がPBS膜210を透過するため、絞り部130は、PBS膜210を挟んで凹面ミラー230と対向する位置に設けられる。   Since the image light reflected by the concave mirror 230 passes through the PBS film 210, the diaphragm 130 is provided at a position facing the concave mirror 230 with the PBS film 210 interposed therebetween.

(作用及び効果)
第5実施形態に係る光学ユニット100によれば、凹面ミラー230が映像光を反射した上で、絞り部130に設けられたピンホール131に映像光を集光するため、装置のサイズ拡大を抑制しながら、液晶パネル110から絞り部130までの光路長を長くすることができる。さらに、1/4λ位相差板220が映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換した後に映像光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換するように、1/4λ位相差板220を映像光が2回透過する構成を採ることによって、映像光の偏光状態を90°回転させて、S偏光からP偏光に変換された映像光又はP偏光からS偏光に変換された映像光を取り出すことが可能となる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the fifth embodiment, the concave mirror 230 reflects the image light and then concentrates the image light on the pinhole 131 provided in the diaphragm unit 130, thereby suppressing an increase in the size of the device. However, the optical path length from the liquid crystal panel 110 to the diaphragm 130 can be increased. Further, the 1 / 4λ retardation plate 220 converts the polarization state of the image light from linear polarization to circular polarization and then converts the polarization state of the image light from circular polarization to linear polarization. By adopting a configuration in which the image light is transmitted twice, the polarization state of the image light is rotated by 90 °, and the image light converted from S-polarized light to P-polarized light or the image light converted from P-polarized light to S-polarized light is taken out. It becomes possible.

[第6実施形態]
以下において、第6実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第5実施形態と第6実施形態との相違点について主として説明する。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described fifth embodiment and the sixth embodiment will be mainly described.

具体的には、上述した第5実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光はS偏光である。これに対して、第2実施形態では、液晶パネル110から出射される映像光はP偏光である。   Specifically, in the fifth embodiment described above, the image light emitted from the liquid crystal panel 110 is S-polarized light. In contrast, in the second embodiment, the image light emitted from the liquid crystal panel 110 is P-polarized light.

(光学ユニットの構成)
以下において、第6実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、第6実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図7では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。なお、図7では、液晶パネル110から絞り部130までの構成のみが記載されており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成が省略されていることに留意すべきである。また、液晶パネル110は、P偏光の映像光を出射する。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the sixth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the sixth embodiment. In FIG. 7, it should be noted that the same components as those in FIG. In FIG. 7, it should be noted that only the configuration from the liquid crystal panel 110 to the diaphragm unit 130 is illustrated, and the configuration from the diaphragm unit 130 to the eyepiece 200 is omitted. The liquid crystal panel 110 emits P-polarized video light.

図7に示すように、PBS膜210は、液晶パネル110から出射される映像光の光軸に対して、略45°の傾きを有する。なお、PBS膜210は、液晶パネル110から出射されるP偏光の映像光を凹面ミラー230側に透過し、凹面ミラー230で反射されて戻ってきたS偏光の映像光を絞り部130側に反射する。   As shown in FIG. 7, the PBS film 210 has an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light emitted from the liquid crystal panel 110. The PBS film 210 transmits the P-polarized video light emitted from the liquid crystal panel 110 to the concave mirror 230 side, and reflects the S-polarized video light reflected by the concave mirror 230 and returning to the diaphragm unit 130 side. To do.

1/4λ位相差板220は、PBS膜210を透過した映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する。液晶パネル110から出射される映像光がP偏光であるため、1/4λ位相差板220は、PBS膜210を挟んで液晶パネル110と対向する位置に設けられる。   The quarter-wave retardation plate 220 converts the polarization state of the image light transmitted through the PBS film 210 from linearly polarized light to circularly polarized light, and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. Since the image light emitted from the liquid crystal panel 110 is P-polarized light, the ¼λ phase difference plate 220 is provided at a position facing the liquid crystal panel 110 with the PBS film 210 interposed therebetween.

凹面ミラー230は、1/4λ位相差板220を透過した映像光を1/4λ位相差板220側に反射する。凹面ミラー230は、映像光を反射することによって、絞り部130に設けられたピンホール131に映像光を集光する。   The concave mirror 230 reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 220 toward the ¼λ phase difference plate 220. The concave mirror 230 condenses the image light in the pinhole 131 provided in the aperture unit 130 by reflecting the image light.

このように、PBS膜210を透過した映像光は、1/4λ位相差板220を透過した後に、凹面ミラー230で反射されて、1/4λ位相差板220を再び透過する。すなわち、PBS膜210を透過した映像光が1/4λ位相差板220を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light transmitted through the PBS film 210 is transmitted through the ¼λ phase difference plate 220, then reflected by the concave mirror 230, and again transmitted through the ¼λ phase difference plate 220. That is, the image light transmitted through the PBS film 210 is transmitted through the 1 / 4λ phase difference plate 220 twice, whereby the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light is changed from S-polarized light to P-polarized light. Alternatively, P-polarized light is converted to S-polarized light.

従って、凹面ミラー230で反射されて、1/4λ位相差板220を再び透過した映像光の偏光方向はS偏光である。この結果、凹面ミラー230で反射された映像光はPBS膜210で反射される。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the concave mirror 230 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 220 is S-polarized light. As a result, the image light reflected by the concave mirror 230 is reflected by the PBS film 210.

なお、凹面ミラー230で反射された映像光がPBS膜210で反射されるため、絞り部130は、PBS膜210の延長面(SPBS)を境として光学ユニット100内の空間を2つの領域(領域C及び領域D)に分けた場合に、凹面ミラー230と同じ側の領域(領域D)に設けられる。 In addition, since the image light reflected by the concave mirror 230 is reflected by the PBS film 210, the diaphragm unit 130 divides the space in the optical unit 100 into two regions (with the extended surface (S PBS ) of the PBS film 210 as a boundary). When divided into region C and region D), it is provided in the region (region D) on the same side as the concave mirror 230.

(作用及び効果)
第6実施形態に係る光学ユニット100によれば、液晶パネル110から出射される映像光がP偏光であっても、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the sixth embodiment, even if the image light emitted from the liquid crystal panel 110 is P-polarized light, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained.

[第7実施形態]
以下において、第7実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第5実施形態と第7実施形態との相違点について主として説明する。
[Seventh Embodiment]
Hereinafter, a seventh embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described fifth embodiment and the seventh embodiment will be mainly described.

具体的には、上述した第5実施形態では、凹面ミラー230で反射された映像光は、絞り部130に設けられたピンホール131に集光されて、そのまま取り出される。これに対して、第7実施形態では、ピンホール131に集光された映像光は、絞り部130に設けられたピンホール131に集光された後に、極小ミラーによって反射されてから取り出される。   Specifically, in the fifth embodiment described above, the image light reflected by the concave mirror 230 is collected in the pinhole 131 provided in the diaphragm 130 and is taken out as it is. On the other hand, in the seventh embodiment, the image light collected in the pinhole 131 is collected in the pinhole 131 provided in the diaphragm 130 and then reflected by the minimal mirror and then extracted.

(光学ユニットの構成)
以下において、第7実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図8は、第7実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図8では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。なお、図8では、液晶パネル110から絞り部130までの構成のみが記載されており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成が省略されていることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the seventh embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the optical unit 100 according to the seventh embodiment. In FIG. 8, it should be noted that the same components as those in FIG. In FIG. 8, it should be noted that only the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130 is shown, and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece 200 is omitted.

図8に示すように、光学ユニット100は、図6に示した構成に加えて、1/4λ位相差板240と、極小ミラー250とを有する。なお、液晶パネル110は、S偏光の映像光を出射する。   As shown in FIG. 8, the optical unit 100 includes a ¼λ phase difference plate 240 and a minimal mirror 250 in addition to the configuration shown in FIG. 6. The liquid crystal panel 110 emits S-polarized image light.

1/4λ位相差板240は、1/4λ位相差板150と同様に、光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換し、光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換する位相差板である。凹面ミラー230で反射されて1/4λ位相差板220を透過した映像光がP偏光であるため、1/4λ位相差板240は、PBS膜210を挟んで凹面ミラー230と対向する位置に設けられる。なお、絞り部130に設けられたピンホール131に映像光が集光されるため、1/4λ位相差板240は、ピンホール131をカバーする程度のサイズを有していれば十分である。映像光の有効活用及びサイズの縮小化の観点で、1/4λ位相差板240はピンホール131に近接して配置されることが好ましい。   Similarly to the 1 / 4λ phase difference plate 150, the 1 / 4λ phase difference plate 240 converts the polarization state of light from linearly polarized light to circularly polarized light, and converts the polarization state of light from circularly polarized light to linearly polarized light. It is. Since the image light reflected by the concave mirror 230 and transmitted through the ¼λ phase difference plate 220 is P-polarized light, the ¼λ phase difference plate 240 is provided at a position facing the concave mirror 230 with the PBS film 210 interposed therebetween. It is done. In addition, since the image light is collected in the pinhole 131 provided in the diaphragm 130, it is sufficient that the ¼λ phase difference plate 240 has a size that covers the pinhole 131. From the viewpoint of effective use of image light and reduction in size, it is preferable that the ¼λ phase difference plate 240 is disposed close to the pinhole 131.

極小ミラー250は、1/4λ位相差板240を透過した映像光を1/4λ位相差板240側に反射する平面ミラーである。なお、絞り部130に設けられたピンホール131に映像光が集光されるため、極小ミラー250は、1/4λ位相差板240と同様に、ピンホール131をカバーする程度のサイズを有していれば十分である。映像光の有効活用及びサイズの縮小化の観点で、極小ミラー250はピンホール131に近接して配置されることが好ましい。   The minimal mirror 250 is a flat mirror that reflects the image light transmitted through the ¼λ phase difference plate 240 toward the ¼λ phase difference plate 240. Since the image light is focused on the pinhole 131 provided in the aperture section 130, the minimal mirror 250 has a size that covers the pinhole 131, similar to the ¼λ phase difference plate 240. It is enough. From the viewpoint of effective use of image light and reduction in size, it is preferable that the minimal mirror 250 is disposed in the vicinity of the pinhole 131.

このように、PBS膜210を透過した映像光は、1/4λ位相差板240を透過した後に、極小ミラー250で反射されて、1/4λ位相差板240を再び透過する。すなわち、PBS膜210を透過した映像光が1/4λ位相差板240を2回透過することによって、映像光の偏光方向が略90°回転し、映像光の偏光状態は、S偏光からP偏光又はP偏光からS偏光に変換される。   As described above, the image light transmitted through the PBS film 210 passes through the ¼λ phase difference plate 240, is reflected by the minimal mirror 250, and passes through the ¼λ phase difference plate 240 again. That is, the image light transmitted through the PBS film 210 is transmitted through the 1 / 4λ phase difference plate 240 twice, whereby the polarization direction of the image light is rotated by approximately 90 °, and the polarization state of the image light is changed from S-polarized light to P-polarized light. Alternatively, P-polarized light is converted to S-polarized light.

従って、極小ミラー250で反射されて、1/4λ位相差板240を再び透過した映像光の偏光方向はS偏光である。この結果、極小ミラー250で反射された映像光はPBS膜210で反射される。   Therefore, the polarization direction of the image light reflected by the minimal mirror 250 and transmitted again through the ¼λ phase difference plate 240 is S-polarized light. As a result, the image light reflected by the minimal mirror 250 is reflected by the PBS film 210.

図8に示すように、液晶パネル110、絞り部130、PBS膜210、1/4λ位相差板220、凹面ミラー230、1/4λ位相差板240及び極小ミラー250はユニット化されることが好ましい。   As shown in FIG. 8, the liquid crystal panel 110, the diaphragm 130, the PBS film 210, the 1 / 4λ phase difference plate 220, the concave mirror 230, the 1 / 4λ phase difference plate 240, and the minimal mirror 250 are preferably unitized. .

(作用及び効果)
第7実施形態に係る光学ユニット100によれば、第5実施形態の構成に加えて、極小ミラー250が映像光を反射するため、装置のサイズ拡大をさらに抑制しながら、液晶パネル110から絞り部130までの光路長を長くすることができる。さらに、1/4λ位相差板240が映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換した後に映像光の偏光状態を円偏光から直線偏光に変換するように、1/4λ位相差板240を映像光が2回透過する構成を採ることによって、映像光の偏光状態を90°回転させて、S偏光からP偏光に変換された映像光又はP偏光からS偏光に変換された映像光を取り出すことが可能となる。
(Function and effect)
According to the optical unit 100 according to the seventh embodiment, in addition to the configuration of the fifth embodiment, since the minimal mirror 250 reflects the image light, the liquid crystal panel 110 can further reduce the size of the device while further reducing the size of the device. The optical path length up to 130 can be increased. Further, the 1 / 4λ phase difference plate 240 converts the polarization state of the image light from the circularly polarized light to the circularly polarized light and then converts the polarization state of the image light from the circularly polarized light to the linearly polarized light. By adopting a configuration in which the image light is transmitted twice, the polarization state of the image light is rotated by 90 °, and the image light converted from S-polarized light to P-polarized light or the image light converted from P-polarized light to S-polarized light is taken out. It becomes possible.

[第8実施形態]
以下において、第8実施形態について図面を参照しながら説明する。第8実施形態は、上述した第4実施形態と第5実施形態とを組み合わせた実施形態である。
[Eighth Embodiment]
The eighth embodiment will be described below with reference to the drawings. The eighth embodiment is an embodiment in which the above-described fourth embodiment and fifth embodiment are combined.

(光学ユニットの構成)
以下において、第8実施形態に係る光学ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図9は、第8実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。図9では、図5及び図6と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Configuration of optical unit)
The configuration of the optical unit according to the eighth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the optical unit 100 according to the eighth embodiment. In FIG. 9, it should be noted that the same components as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals.

図9に示すように、光学ユニット100は、図5に示した構成と図6に示した構成とを有する。具体的には、光学ユニット100は、液晶パネル110から絞り部130までの構成については、図6に示した構成を有しており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成については、図5に示した構成を有する。   As shown in FIG. 9, the optical unit 100 has the configuration shown in FIG. 5 and the configuration shown in FIG. Specifically, the optical unit 100 has the configuration shown in FIG. 6 with respect to the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130, and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece lens 200 has the configuration shown in FIG. The configuration shown in FIG.

[第9実施形態]
以下において、光学ユニット100を収容する筐体の容積について、図面を参照しながら説明する。比較例としては、上述したPBS膜や1/4λ位相差板が用いられていない光学ユニットを例示する。実施例としては、上述した第8実施形態に係る光学ユニットを例示する。ここでは、光学ユニットは、液晶パネルから接眼レンズまでの光学素子によって構成されるユニットである。従って、筐体は、液晶パネルから接眼レンズまでの光学素子を収容する。
[Ninth Embodiment]
Hereinafter, the volume of the housing that houses the optical unit 100 will be described with reference to the drawings. As a comparative example, an optical unit in which the above-described PBS film or 1 / 4λ phase difference plate is not used is illustrated. As an example, the optical unit according to the above-described eighth embodiment is illustrated. Here, the optical unit is a unit composed of optical elements from a liquid crystal panel to an eyepiece. Therefore, the housing accommodates optical elements from the liquid crystal panel to the eyepiece.

(比較例)
以下において、比較例について、図10を参照しながら説明する。図10に示すように、比較例では、液晶パネル110に照射される光を発する点光源310と、点光源310から出射された光を平行光化するレンズ320とが設けられている。
(Comparative example)
Hereinafter, a comparative example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, in the comparative example, a point light source 310 that emits light emitted to the liquid crystal panel 110 and a lens 320 that collimates the light emitted from the point light source 310 are provided.

比較例に係る光学ユニットは、液晶パネル110と、レンズ120aと、レンズ120bと、絞り部130と、接眼レンズ200とを有する。液晶パネル110、絞り部130及び接眼レンズ200は、上述した実施形態と同様の構成を有するため、これらの説明については省略する。   The optical unit according to the comparative example includes a liquid crystal panel 110, a lens 120a, a lens 120b, a diaphragm unit 130, and an eyepiece lens 200. Since the liquid crystal panel 110, the diaphragm unit 130, and the eyepiece lens 200 have the same configurations as those in the above-described embodiment, descriptions thereof are omitted.

レンズ120a及びレンズ120bは、液晶パネル110上で形成された像を像面110x上に略結像する再回折光学系である。絞り部130は、ピンホール131がレンズ120aの焦点位置に重なるように配置される。   The lens 120a and the lens 120b are a re-diffractive optical system that substantially forms an image formed on the liquid crystal panel 110 on the image plane 110x. The diaphragm 130 is disposed so that the pinhole 131 overlaps the focal position of the lens 120a.

ここで、光学ユニットを収容する筐体に必要な長さ(筐体長LM)は、光路a〜光路eの合計であり、“5f”である。ここで、“f”は、レンズ120a、レンズ120b及び接眼レンズ200の焦点距離である。   Here, the length (housing length LM) required for the housing that houses the optical unit is the total of the optical paths a to e, and is “5f”. Here, “f” is the focal length of the lens 120a, the lens 120b, and the eyepiece 200.

従って、光学ユニットを収容する筐体の容積は、“S×LM=S×5f”である。但し、Sは、液晶パネル110から出射される光束の断面積である。   Accordingly, the volume of the housing that houses the optical unit is “S × LM = S × 5f”. However, S is a cross-sectional area of the light beam emitted from the liquid crystal panel 110.

(実施例)
以下において、実施例について、図11(a)及び図11(b)を参照しながら説明する。図11(a)に示すように、実施例では、液晶パネル110に照射される光を発する点光源310と、点光源310から出射された光を平行光化するレンズ320とが設けられている。
(Example)
Hereinafter, examples will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. As shown in FIG. 11A, in the embodiment, a point light source 310 that emits light emitted to the liquid crystal panel 110 and a lens 320 that collimates the light emitted from the point light source 310 are provided. .

実施例に係る光学ユニット100は、第8実施形態と同様に、液晶パネル110と、PBS膜210と、1/4λ位相差板220と、凹面ミラー230と、絞り部130と、PBS膜140と、1/4λ位相差板150と、凹面ミラー160と、1/4λ位相差板170と、反射ミラー180と、接眼レンズ200とを有する。各光学素子は、上述した第8実施形態と同様の構成を有するため、各光学素子の説明については省略する。   As in the eighth embodiment, the optical unit 100 according to the example includes the liquid crystal panel 110, the PBS film 210, the ¼λ phase difference plate 220, the concave mirror 230, the diaphragm 130, and the PBS film 140. , 1 / 4λ phase difference plate 150, concave mirror 160, 1 / 4λ phase difference plate 170, reflection mirror 180, and eyepiece lens 200. Since each optical element has the same configuration as that of the above-described eighth embodiment, description of each optical element is omitted.

実施例に係る光学ユニット100では、図11(a)及び図11(b)に示すように、PBS膜210によって光路a及び光路bが重ね合わされ、PBS膜140によって光路c〜光路eが重ね合わされる。   In the optical unit 100 according to the embodiment, as shown in FIGS. 11A and 11B, the optical path a and the optical path b are overlapped by the PBS film 210, and the optical paths c to e are overlapped by the PBS film 140. The

ここで、光学ユニット100を収容する筐体に必要な長さ(筐体長L’M’)は、“2f”である。ここで、“f”は、レンズ120a、凹面ミラー160及び凹面ミラー230の焦点距離である。なお、レンズ120a、凹面ミラー160及び凹面ミラー230のFナンバーが“1”であることを前提としていることに留意すべきである。   Here, the length (housing length L′ M ′) required for the housing that houses the optical unit 100 is “2f”. Here, “f” is the focal length of the lens 120a, the concave mirror 160, and the concave mirror 230. It should be noted that the F number of the lens 120a, the concave mirror 160, and the concave mirror 230 is assumed to be “1”.

従って、光学ユニット100を収容する筐体の容積は、“S×LM=S×2f”である。但し、Sは、液晶パネル110から出射される光束の断面積である。   Therefore, the volume of the housing that houses the optical unit 100 is “S × LM = S × 2f”. However, S is a cross-sectional area of the light beam emitted from the liquid crystal panel 110.

(比較例と実施例との対比)
上述したように、実施例における液晶パネル110から接眼レンズ200までの光路長は、比較例における液晶パネル110から接眼レンズ200までの光路長と同様である。一方で、実施例に係る光学ユニット100を収容する筐体に必要な長さ(筐体長L’M’)は、比較例に係る光学ユニットを収容する筐体に必要な長さ(筐体長LM)よりも短い。
(Comparison between comparative example and example)
As described above, the optical path length from the liquid crystal panel 110 to the eyepiece lens 200 in the embodiment is the same as the optical path length from the liquid crystal panel 110 to the eyepiece lens 200 in the comparative example. On the other hand, the length (housing length L′ M ′) necessary for the housing that houses the optical unit 100 according to the embodiment is the length (housing length LM) that is necessary for the housing that houses the optical unit according to the comparative example. Shorter than).

この結果、実施例に係る光学ユニット100を収容する筐体の容積は、比較例に係る光学ユニットを収容する筐体の容積よりも小さい。具体的には、実施例に係る筐体の容積は、比較例に係る筐体の容積の2/5である。   As a result, the volume of the housing that houses the optical unit 100 according to the embodiment is smaller than the volume of the housing that houses the optical unit according to the comparative example. Specifically, the volume of the housing according to the example is 2/5 of the volume of the housing according to the comparative example.

[第10実施形態]
以下において、第10実施形態について、図12(a)及び図12(b)を参照しながら説明する。図12(a)は、ヘッドマウント型表示装置20の側面視を示す図であり、図12(b)は、ヘッドマウント型表示装置20の上面視を示す図である。
[Tenth embodiment]
Hereinafter, the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b). FIG. 12A is a diagram showing a side view of the head-mounted display device 20, and FIG. 12B is a diagram showing a top view of the head-mounted display device 20.

図12(a)及び図12(b)に示すように、ヘッドマウント型表示装置20は、環状部材410と、調整具420と、ノーズパッド430と、イヤーパッド440(イヤーパッド440a及びイヤーパッド440b)と、連結部材450と、表示ユニット460とを有する。   As shown in FIGS. 12A and 12B, the head-mounted display device 20 includes an annular member 410, an adjustment tool 420, a nose pad 430, an ear pad 440 (ear pad 440a and ear pad 440b), A connecting member 450 and a display unit 460 are included.

環状部材410は、ユーザ10の頭部に装着される部材であり、環状形状を有している。環状部材410は、可塑性を有する樹脂などによって構成される。   The annular member 410 is a member that is attached to the head of the user 10 and has an annular shape. The annular member 410 is made of a plastic resin or the like.

調整具420は、ユーザ10の後頭部15側において環状部材410に設けられており、ユーザ10の後頭部15と環状部材410の内面410aとの間に形成される空隙pを調整する。例えば、調整具420は、内面410aの内径が小さくなるように、環状部材410のサイズを調整する構成を有する。調整具420は、内面410aの内側に設けられた後頭部パッドを後頭部15に押し付ける構成を有していてもよい。   The adjusting tool 420 is provided on the annular member 410 on the back head 15 side of the user 10, and adjusts the gap p formed between the back head 15 of the user 10 and the inner surface 410 a of the annular member 410. For example, the adjustment tool 420 has a configuration that adjusts the size of the annular member 410 so that the inner diameter of the inner surface 410a becomes smaller. The adjuster 420 may have a configuration in which a occipital pad provided inside the inner surface 410 a is pressed against the occipital region 15.

ノーズパッド430は、ユーザ10の前頭部側において環状部材410から下方に向けて設けられており、鼻(鼻筋)に押し当てられるパッドである。ヘッドマウント型表示装置20は、ノーズパッド430によって鼻で支持される。   The nose pad 430 is provided downward from the annular member 410 on the frontal side of the user 10 and is a pad pressed against the nose (nasal muscles). The head mounted display device 20 is supported by the nose by the nose pad 430.

イヤーパッド440は、ユーザ10の側頭部側において環状部材410から下方に向けて設けられており、耳の付け根に押し当てられるパッドである。ヘッドマウント型表示装置20は、イヤーパッド440によって耳の付け根で支持される。   The ear pad 440 is provided downward from the annular member 410 on the temporal side of the user 10 and is a pad that is pressed against the base of the ear. The head-mounted display device 20 is supported by the ear pad 440 at the base of the ear.

連結部材450は、ユーザ10の前頭部側において環状部材410から下方に向けて設けられており、環状部材410と表示ユニット460とを連結する。具体的には、図13に示すように、連結部材450は、取付け具451と、取付け具452と、アーム部453と、アーム部456とを有する。   The connecting member 450 is provided downward from the annular member 410 on the front head side of the user 10, and connects the annular member 410 and the display unit 460. Specifically, as shown in FIG. 13, the connecting member 450 includes a mounting tool 451, a mounting tool 452, an arm part 453, and an arm part 456.

取付け具451は、環状部材410に螺子止めや接着によって取り付けられる部材である。取付け具451は、アーム部453に設けられた回転ボール454を回動可能に支持する。   The attachment 451 is a member attached to the annular member 410 by screwing or bonding. The attachment 451 supports the rotating ball 454 provided on the arm portion 453 so as to be rotatable.

取付け具452は、表示ユニット460に螺子止めや接着によって取り付けられる部材である。取付け具452は、アーム部456に設けられた回転ボール458によって回動可能に支持される。   The attachment 452 is a member attached to the display unit 460 by screwing or bonding. The attachment 452 is rotatably supported by a rotating ball 458 provided on the arm portion 456.

アーム部453は、取付け具451によって回動可能に支持されており、円錐状可動範囲を有する。具体的には、アーム部453は、回転ボール454と、ボール支持部455とを有する。回転ボール454は、球状形状を有している。ボール支持部455は、アーム部456に設けられた回転ボール457を回動可能に支持する。   The arm portion 453 is rotatably supported by a fixture 451 and has a conical movable range. Specifically, the arm portion 453 includes a rotating ball 454 and a ball support portion 455. The rotating ball 454 has a spherical shape. The ball support portion 455 supports the rotating ball 457 provided on the arm portion 456 so as to be rotatable.

アーム部456は、アーム部453によって回動可能に支持されており、円錐状可動範囲を有する。具体的には、アーム部456は、回転ボール457と、回転ボール458とを有する。回転ボール457及び回転ボール458は、球状形状を有する。   The arm portion 456 is rotatably supported by the arm portion 453 and has a conical movable range. Specifically, the arm portion 456 includes a rotating ball 457 and a rotating ball 458. The rotating ball 457 and the rotating ball 458 have a spherical shape.

表示ユニット460は、点光源310、レンズ320及び光学ユニット100などによって構成されるユニットである。表示ユニット460は、環状部材410がユーザ10の頭部に装着された状態において、ユーザ10の眼球11の前方に配置される。   The display unit 460 is a unit including the point light source 310, the lens 320, the optical unit 100, and the like. The display unit 460 is disposed in front of the eyeball 11 of the user 10 in a state where the annular member 410 is mounted on the head of the user 10.

光学ユニット100としては、上述した第1実施形態〜第8実施形態のいずれかに係る光学ユニットを用いることが可能である。なお、図12(b)では、上述した第8実施形態に係る光学ユニットが例示されている。   As the optical unit 100, the optical unit according to any of the first to eighth embodiments described above can be used. In addition, in FIG.12 (b), the optical unit which concerns on 8th Embodiment mentioned above is illustrated.

上述したように、ヘッドマウント型表示装置20は、ユーザ10の後頭部15、ユーザ10の鼻及びユーザ10の両耳の付け根によって4点で支持される。従って、表示ユニット460がある程度の重みを有していても、ユーザ10の眼球11の前方から表示ユニット460がずれることが抑制される。   As described above, the head-mounted display device 20 is supported at four points by the occipital region 15 of the user 10, the nose of the user 10, and the bases of both ears of the user 10. Therefore, even if the display unit 460 has a certain amount of weight, the display unit 460 is prevented from being displaced from the front of the eyeball 11 of the user 10.

アーム部453は、回転ボール454によって環状部材410(取付け具451)によって回動可能に支持されており、アーム部456は、回転ボール457によってアーム部453に回動可能に支持されている。表示ユニット460は、回転ボール458によって連結部材450(取付け具452)に回動可能に支持されている。従って、ユーザ10の眼球11の前方に表示ユニット460が配置されるように、表示ユニット460の位置を微調整することが可能である。   The arm portion 453 is rotatably supported by the annular member 410 (attachment 451) by the rotating ball 454, and the arm portion 456 is rotatably supported by the arm portion 453 by the rotating ball 457. The display unit 460 is rotatably supported by the connecting member 450 (mounting tool 452) by a rotating ball 458. Therefore, the position of the display unit 460 can be finely adjusted so that the display unit 460 is arranged in front of the eyeball 11 of the user 10.

[第11実施形態]
以下において、第11実施形態について、図14を参照しながら説明する。図14は、ヘッドマウント型表示装置20を含む映像表示システムを示す図である。
[Eleventh embodiment]
The eleventh embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a video display system including the head mounted display device 20.

図14に示すように、映像表示システムでは、上述したヘッドマウント型表示装置20に映像制御BOX500が接続されている。   As shown in FIG. 14, in the video display system, a video control BOX 500 is connected to the head mounted display device 20 described above.

映像制御BOX500は、入力IF510と、映像信号処理回路520と、出力IF530と、操作IF540と、バッテリ550と、整流回路560と、スイッチ570とを有する。   The video control BOX 500 includes an input IF 510, a video signal processing circuit 520, an output IF 530, an operation IF 540, a battery 550, a rectifier circuit 560, and a switch 570.

入力IF510は、外部機器(例えば、カメラ600やテレビ700)などから入力される映像入力信号を受付ける。   The input IF 510 receives a video input signal input from an external device (for example, the camera 600 or the television 700).

映像信号処理回路520は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。具体的には、映像信号処理回路520は、ヘッドマウント型表示装置20に適用可能な映像出力信号に映像入力信号を変換する。   The video signal processing circuit 520 converts the video input signal into a video output signal. Specifically, the video signal processing circuit 520 converts the video input signal into a video output signal applicable to the head mounted display device 20.

例えば、映像信号処理回路520は、γ補正回路、信号変換回路、デコード回路などを含む。γ補正回路は、ヘッドマウント型表示装置20に設けられた液晶パネル110に応じて定められたγカーブに従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する回路である。信号変換回路は、例えば、RGB信号をコンポーネント信号に変換する回路、コンポーネント信号をRGB信号に変換する回路、YC分離回路などである。デコード回路は、MPEG(Moving Picture Experts Group)に規定されたMPEG2やMPEG4などに従って、映像入力信号の復号などを行う回路である。   For example, the video signal processing circuit 520 includes a γ correction circuit, a signal conversion circuit, a decoding circuit, and the like. The γ correction circuit is a circuit that converts a video input signal into a video output signal in accordance with a γ curve determined according to the liquid crystal panel 110 provided in the head mounted display device 20. The signal conversion circuit is, for example, a circuit that converts RGB signals into component signals, a circuit that converts component signals into RGB signals, or a YC separation circuit. The decoding circuit is a circuit that performs decoding of a video input signal in accordance with MPEG2 or MPEG4 defined in MPEG (Moving Picture Experts Group).

出力IF530は、映像信号処理回路520によって変換された映像出力信号をヘッドマウント型表示装置20に出力する。   The output IF 530 outputs the video output signal converted by the video signal processing circuit 520 to the head mounted display device 20.

操作IF540は、操作ボタンなどによって構成されたヒューマンインタフェースである。例えば、ユーザ10は、操作IF540に対する操作によって、映像の早送り、映像の停止、映像の巻き戻し、カラー/白黒切り替え、白黒反転などを行うことが可能である。   The operation IF 540 is a human interface configured by operation buttons and the like. For example, the user 10 can perform fast forward of the video, stop of the video, rewind of the video, color / monochrome switching, black and white inversion, and the like by an operation on the operation IF 540.

バッテリ550は、表示ユニット460や映像制御BOX500に供給すべき電力を蓄積可能に構成された電池である。整流回路560は、交流電力を直流電力に整流する回路である。   The battery 550 is a battery configured to be able to store power to be supplied to the display unit 460 and the video control BOX 500. The rectifier circuit 560 is a circuit that rectifies AC power into DC power.

スイッチ570は、表示ユニット460や映像制御BOX500に電力を供給する電源を切り替える。例えば、スイッチ570は、AC電源が取得可能である場合には、表示ユニット460や映像制御BOX500に整流回路560を接続する。一方で、スイッチ570は、AC電源が取得不可である場合には、表示ユニット460や映像制御BOX500にバッテリ550を接続する。なお、スイッチ570は、ユーザ10の操作に応じて電源を切り替えてもよい。   The switch 570 switches a power source that supplies power to the display unit 460 and the video control BOX 500. For example, the switch 570 connects the rectifier circuit 560 to the display unit 460 and the video control BOX 500 when AC power can be acquired. On the other hand, the switch 570 connects the battery 550 to the display unit 460 and the video control BOX 500 when AC power cannot be acquired. The switch 570 may switch the power supply according to the operation of the user 10.

[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、図15に示すように、ヘッドマウント型表示装置20は、ユーザ10の眼球11の前方にカメラ600を有する。カメラ600は、表示ユニット460に設けられている。カメラ600としては、CCDカメラなどのような小型カメラを用いることが好ましい。カメラ600は、ユーザ10の視線方向上に設けられていることが好ましい。斜視などの視覚障害者に適用可能なように、表示ユニット460は、カメラ600を回動可能に支持することが好ましい。この場合には、ユーザの瞳孔が向いている方向上に表示ユニット460(液晶パネル110)が設けられ、ユーザの顔が向いている方向にカメラ600が向くように、表示ユニット460がカメラ600を支持することが好ましい。   For example, as shown in FIG. 15, the head mounted display device 20 includes a camera 600 in front of the eyeball 11 of the user 10. The camera 600 is provided in the display unit 460. As the camera 600, a small camera such as a CCD camera is preferably used. It is preferable that the camera 600 is provided on the line of sight of the user 10. The display unit 460 preferably supports the camera 600 so as to be rotatable so that it can be applied to visually impaired persons such as strabismus. In this case, the display unit 460 (the liquid crystal panel 110) is provided in the direction in which the user's pupil is facing, and the display unit 460 moves the camera 600 in the direction in which the user's face is facing. It is preferable to support.

上述した実施形態では、液晶パネル110に光を照射する光源として点光源310を例示したが、これに限定されるものではない。具体的には、図16に示すように、液晶パネル110に光を照射する光源として面光源330を用いてもよい。このようなケースでは、面光源330は、平行光を出射することが好ましい。これによって、面光源330と液晶パネル110との距離を短縮することができ、表示ユニット460の小型化を図ることができる。   In the embodiment described above, the point light source 310 is exemplified as the light source for irradiating the liquid crystal panel 110 with light, but the present invention is not limited to this. Specifically, as shown in FIG. 16, a surface light source 330 may be used as a light source for irradiating the liquid crystal panel 110 with light. In such a case, the surface light source 330 preferably emits parallel light. As a result, the distance between the surface light source 330 and the liquid crystal panel 110 can be shortened, and the display unit 460 can be downsized.

上述した実施形態では、ヘッドマウント型表示装置20は、片眼のみに対応する表示ユニット460を有するが、これに限定されるものではない。具体的には、図17(a)に示すように、ヘッドマウント型表示装置20は、両眼のそれぞれに対応する1対の表示ユニット460(表示ユニット460a及び表示ユニット460b)を有していてもよい。図17(b)に示すように、ヘッドマウント型表示装置20は、表示ユニット460a及び表示ユニット460bに加えてカメラ600を有していてもよい。このようなケースでは、カメラ600は、ユーザ10の鼻上に配置されることが好ましい。なお、カメラ600は、ヘッドマウント型表示装置20に設けられた環状部材410によって支持されていてもよい。   In the embodiment described above, the head mounted display device 20 includes the display unit 460 corresponding to only one eye, but is not limited thereto. Specifically, as shown in FIG. 17A, the head mounted display device 20 includes a pair of display units 460 (display unit 460a and display unit 460b) corresponding to both eyes. Also good. As shown in FIG. 17B, the head mounted display device 20 may include a camera 600 in addition to the display unit 460a and the display unit 460b. In such a case, the camera 600 is preferably disposed on the nose of the user 10. The camera 600 may be supported by an annular member 410 provided in the head mounted display device 20.

液晶パネル110から絞り部130までの構成と絞り部130から接眼レンズ200までの構成との組合せは、第8実施形態に示した構成に限定されるものではない。具体的には、光学ユニット100は、液晶パネル110から絞り部130までの構成について、図6に示した構成を有しており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成については、図3に示した構成を有していてもよい。   The combination of the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130 and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece lens 200 is not limited to the configuration shown in the eighth embodiment. Specifically, the optical unit 100 has the configuration shown in FIG. 6 with respect to the configuration from the liquid crystal panel 110 to the diaphragm 130, and the configuration from the diaphragm 130 to the eyepiece 200 is shown in FIG. You may have the structure shown.

光学ユニット100は、液晶パネル110から絞り部130までの構成について、図7に示した構成を有しており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成については、図2に示した構成を有していてもよい。光学ユニット100は、液晶パネル110から絞り部130までの構成について、図7に示した構成を有しており、絞り部130から接眼レンズ200までの構成については、図4に示した構成を有していてもよい。   The optical unit 100 has the configuration shown in FIG. 7 with respect to the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130, and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece 200 has the configuration shown in FIG. You may do it. The optical unit 100 has the configuration shown in FIG. 7 with respect to the configuration from the liquid crystal panel 110 to the aperture unit 130, and the configuration from the aperture unit 130 to the eyepiece 200 has the configuration shown in FIG. You may do it.

上述した実施形態では、液晶パネル110に光を照射する光源の種類について特に触れていないが、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)などを光源として用いることができる。   In the above-described embodiment, the type of light source that irradiates light to the liquid crystal panel 110 is not particularly mentioned, but an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), or the like can be used as a light source.

上述した実施形態では、光変調素子の一例として液晶パネル110を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。   In the embodiment described above, the liquid crystal panel 110 has been described as an example of the light modulation element, but the present invention is not limited to this.

上述した実施形態では、光源から液晶パネル110までの構成について特に触れていないが、光源が発する光の偏光方向を揃える光学部材や光源が発する光を均質化する光学部材が設けられていてもよいことは勿論である。   In the embodiment described above, the configuration from the light source to the liquid crystal panel 110 is not particularly mentioned, but an optical member that aligns the polarization direction of the light emitted from the light source and an optical member that homogenizes the light emitted from the light source may be provided. Of course.

第1実施形態に係るヘッドマウント型表示装置20の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the head mounted display apparatus 20 which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係る光学ユニット100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical unit 100 which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係る比較例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparative example which concerns on 9th Embodiment. 第9実施形態に係る実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the Example which concerns on 9th Embodiment. 第10実施形態に係るヘッドマウント型表示装置20の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the head mounted display apparatus 20 which concerns on 10th Embodiment. 第10実施形態に係る連結部材450の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the connection member 450 which concerns on 10th Embodiment. 第11実施形態に係る映像制御BOX500の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the video control BOX500 which concerns on 11th Embodiment. その他の実施形態に係る表示ユニット460の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display unit 460 which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る表示ユニット460の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display unit 460 which concerns on other embodiment. その他の実施形態に係る表示ユニット460の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display unit 460 which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・ユーザ、11・・・眼球、12・・・瞳孔、20・・・ヘッドマウント型表示装置、100・・・光学ユニット、110・・・液晶パネル、120・・・集光レンズ、130・・・絞り部、131・・・ピンホール、140・・・PBS膜、150・・・1/4λ位相差板、160・・・凹面ミラー、170・・・1/4λ位相差板、180・・・反射ミラー、200・・・接眼レンズ、210・・・PBS膜、220・・・1/4λ位相差板、230・・・凹面ミラー、240・・・1/4λ位相差板、250・・・極小ミラー、3310・・・点光源、320・・・レンズ、330・・・面光源、410・・・環状部材、410a・・・内面、420・・・調整具、430・・・ノーズパッド、440・・・イヤーパッド、450・・・連結部材、451・・・取付け具、452・・・取付け具、453・・・アーム部、454・・・回転ボール、455・・・ボール支持部、456・・・アーム部、457・・・回転ボール、458・・・回転ボール、460・・・表示ユニット、500・・・映像制御BOX、510・・・入力IF、520・・・映像信号処理回路、530・・・出力IF、540・・・操作IF、550・・・バッテリ、560・・・整流回路、570・・・スイッチ、600・・・カメラ、700・・・テレビ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... User, 11 ... Eyeball, 12 ... Pupil, 20 ... Head mounted display apparatus, 100 ... Optical unit, 110 ... Liquid crystal panel, 120 ... Condensing lens, 130: Diaphragm part, 131: Pinhole, 140: PBS film, 150: 1 / 4λ phase plate, 160 ... Concave mirror, 170 ... 1 / 4λ phase plate, 180 ... reflecting mirror, 200 ... eyepiece, 210 ... PBS film, 220 ... 1 / 4λ phase plate, 230 ... concave mirror, 240 ... 1 / 4λ phase plate, 250 ... minimal mirror, 3310 ... point light source, 320 ... lens, 330 ... surface light source, 410 ... annular member, 410a ... inner surface, 420 ... adjuster, 430 ...・ Nose pad, 440 ... Ear pad, 45 ... Connecting member, 451 ... Mounting tool, 452 ... Mounting tool, 453 ... Arm part, 454 ... Rotating ball, 455 ... Ball support part, 456 ... Arm part, 457 ... Rotating ball, 458 ... Rotating ball, 460 ... Display unit, 500 ... Video control BOX, 510 ... Input IF, 520 ... Video signal processing circuit, 530 ... Output IF 540 ... Operation IF, 550 ... Battery, 560 ... Rectifier circuit, 570 ... Switch, 600 ... Camera, 700 ... TV

Claims (11)

映像光を出射する光変調素子と、
前記光変調素子から出射される前記映像光が集光される焦点位置に開口を有する絞り部と、
前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第1PBS膜と、
前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略90°の傾きを有しており、前記開口を通った前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第1位相差板と、
前記第1位相差板を透過した前記映像光を前記第1位相差板側に反射する第1凹面ミラーと、
前記第1凹面ミラーで反射された前記映像光を眼球に集光する接眼レンズとを備えることを特徴とする光学ユニット。
A light modulation element for emitting image light;
A diaphragm having an aperture at a focal position where the image light emitted from the light modulation element is collected;
A first PBS film having an inclination of about 45 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening;
A first phase plate having an inclination of approximately 90 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening and converting the polarization state of the image light passing through the opening from linearly polarized light to circularly polarized light When,
A first concave mirror that reflects the image light transmitted through the first retardation plate toward the first retardation plate;
An optical unit comprising: an eyepiece that focuses the image light reflected by the first concave mirror on an eyeball.
前記接眼レンズは、前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記第1PBS膜を挟んで前記第1凹面ミラーと対向する位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。   2. The eyepiece lens according to claim 1, wherein the eyepiece lens is provided at a position facing the first concave mirror across the first PBS film when the image light passing through the opening is S-polarized light. Optical unit. 前記接眼レンズは、前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記第1PBS膜を境として前記第1凹面ミラーと同じ側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。   2. The eyepiece lens according to claim 1, wherein the eyepiece lens is provided on the same side as the first concave mirror with the first PBS film as a boundary when the image light passing through the opening is P-polarized light. Optical unit. 前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記第1PBS膜を挟んで前記第1凹面ミラーと対向する位置に設けられており、前記第1PBS膜を透過した前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第2位相差板と、
前記第2位相差板を透過した前記映像光を前記第2位相差板側に反射する反射ミラーとをさらに備え、
前記接眼レンズは、前記開口を通った前記映像光がS偏光である場合において、前記第1PBS膜を境として前記反射ミラーと同じ側に設けられることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
When the image light passing through the opening is S-polarized light, the polarization of the image light that is provided at a position facing the first concave mirror across the first PBS film and transmitted through the first PBS film A second retardation plate for converting the state from linearly polarized light to circularly polarized light;
A reflection mirror that reflects the image light transmitted through the second retardation plate toward the second retardation plate;
2. The optical unit according to claim 1, wherein the eyepiece is provided on the same side as the reflection mirror with the first PBS film as a boundary when the image light passing through the opening is S-polarized light. .
前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記第1PBS膜を境として前記第1凹面ミラーと同じ側に設けられており、前記第1PBS膜で反射された前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第2位相差板と、
前記第2位相差板を透過した前記映像光を前記第2位相差板側に反射する反射ミラーとをさらに備え、
前記接眼レンズは、前記開口を通った前記映像光がP偏光である場合において、前記第1PBS膜を挟んで前記反射ミラーと対向する位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
When the image light passing through the opening is P-polarized light, the polarization of the image light reflected on the first PBS film is provided on the same side as the first concave mirror with the first PBS film as a boundary. A second retardation plate for converting the state from linearly polarized light to circularly polarized light;
A reflection mirror that reflects the image light transmitted through the second retardation plate toward the second retardation plate;
2. The optical device according to claim 1, wherein the eyepiece lens is provided at a position facing the reflection mirror across the first PBS film when the image light passing through the opening is P-polarized light. unit.
前記光変調素子から出射される前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第2PBS膜と、
前記第2PBS膜で反射された前記映像光又は前記第2PBS膜を透過した前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第3位相差板と、
前記第3位相差板を透過した前記映像光を前記第3位相差板側に反射する第2凹面ミラーとをさらに備え、
前記第2凹面ミラーは、前記映像光を前記開口に集光することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の光学ユニット。
A second PBS film having an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical axis of the image light emitted from the light modulation element;
A third retardation plate for converting the polarization state of the image light reflected by the second PBS film or the image light transmitted through the second PBS film from linearly polarized light to circularly polarized light;
A second concave mirror that reflects the image light transmitted through the third retardation plate to the third retardation plate side;
The optical unit according to claim 1, wherein the second concave mirror condenses the image light on the opening.
ユーザの頭部に装着されるヘッドマウント型表示装置であって、
環状形状を有しており、ユーザの頭部に装着される環状部材と、
ユーザの後頭部側おいて前記環状部材に設けられており、ユーザの後頭部と前記環状部材の内面との間に形成される空隙を調整する調整具と、
ユーザの前頭部側において前記環状部材に設けられており、ユーザの鼻に押し当てられるノーズパッドと、
ユーザの眼球の前方に設けられた表示ユニットと、
ユーザの前頭部側において前記環状部材に設けられており、前記環状部材と前記表示ユニットとを連結する連結部材とを備え、
前記表示ユニットは、
映像光を出射する光変調素子と、
前記光変調素子に光を照射する光源と、
前記光変調素子から出射される前記映像光が集光される焦点位置に開口を有する絞り部と、
前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略45°の傾きを有する第1PBS膜と、
前記開口を通った前記映像光の光軸に対して略90°の傾きを有しており、前記開口を通った前記映像光の偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する第1位相差板と、
前記第1位相差板を透過した前記映像光を前記第1位相差板側に反射する第1凹面ミラーと、
前記第1凹面ミラーで反射された前記映像光を眼球に集光する接眼レンズとを有することを特徴とするヘッドマウント型表示装置。
A head-mounted display device mounted on a user's head,
An annular member having an annular shape and mounted on the user's head;
An adjustment tool that is provided on the annular member on the back of the user and adjusts a gap formed between the back of the user and the inner surface of the annular member;
A nose pad that is provided on the annular member on the frontal side of the user and pressed against the user's nose;
A display unit provided in front of the user's eyeball;
Provided on the annular member on the user's frontal side, comprising a connecting member for connecting the annular member and the display unit;
The display unit is
A light modulation element for emitting image light;
A light source for irradiating the light modulation element with light;
A diaphragm having an aperture at a focal position where the image light emitted from the light modulation element is collected;
A first PBS film having an inclination of about 45 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening;
A first phase plate having an inclination of approximately 90 ° with respect to the optical axis of the image light passing through the opening and converting the polarization state of the image light passing through the opening from linearly polarized light to circularly polarized light When,
A first concave mirror that reflects the image light transmitted through the first retardation plate toward the first retardation plate;
A head-mounted display device comprising: an eyepiece for condensing the image light reflected by the first concave mirror on an eyeball.
ユーザの側頭部側において前記環状部材から下方に向けて設けられており、ユーザの耳の付け根に押し当てられるイヤーパッドをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載のヘッドマウント型表示装置。   The head-mounted display device according to claim 7, further comprising an ear pad that is provided downward from the annular member on a user's temporal side and is pressed against a base of the user's ear. 前記連結部材は、前記環状部材側に設けられた第1アーム部と、前記表示ユニット側に設けられた第2アーム部とを有しており、
前記第1アーム部は、前記第2アーム部を回動可能に支持することを特徴とする請求項7に記載のヘッドマウント型表示装置。
The connecting member has a first arm portion provided on the annular member side and a second arm portion provided on the display unit side,
The head-mounted display device according to claim 7, wherein the first arm unit rotatably supports the second arm unit.
前記環状部材は、前記第1アーム部を回動可能に支持することを特徴とする請求項9に記載のヘッドマウント型表示装置。   The head-mounted display device according to claim 9, wherein the annular member rotatably supports the first arm portion. 前記第2アーム部は、前記表示ユニットを回動可能に支持することを特徴とする請求項9に記載のヘッドマウント型表示装置。   The head-mounted display device according to claim 9, wherein the second arm unit rotatably supports the display unit.
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